专利名称：具有磁轭体和永磁电枢的线性驱动设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种线性驱动设备，-包括至少一个用于产生可变磁场的励磁线圈，-包括容纳励磁线圈并提供有铁心(limb)的磁通引导(magnetic-flux-guiding)主轭体，-包括与主轭体相对的无线圈反轭体，其中在主轭体和反轭体之间提供有轴向间隙，以及-包括至少一个提供有至少两个永磁磁体部件的电枢(armature)体，该至少两个永磁磁体部件轴向地一个排列在另一个之后并且具有相反磁化，其中由间隙中的励磁线圈的磁场将该电枢体设为轴向振荡运动。
背景技术：
这种驱动设备由US 5 559 378 A推出。
特别地将相应的驱动设备用于将压缩机的泵活塞设定为线性振荡运动。因此将包括这种压缩机和有关的线性驱动设备的系统称为线性压缩机(例如，见JP 2002-031054 A)。在相应的已知线性压缩机中，将其振荡部件设计用于特定的振荡频率。
由US 5,559,378 A所知的驱动设备包括作为三极主轭体的E形叠片铁轭中的至少一个励磁线圈。与此相对的是反轭体，其不包括励磁线圈部件，并且作为减少磁通电路中磁阻的部件。在主轭体和反轭体之间形成狭缝形间隙，其中磁场根据电流的方向对位于其中的轴向可动电枢体的两个交替极化的盘形永磁体施加力。该运动可以用于驱动压缩机的泵活塞。
由US-A说明书所知的驱动设备中，E形主轭体的两个侧铁心的极表面每个都具有比中央铁心大得多的轴向尺寸。通过将所述侧铁心构造为在其面向电枢体的一侧弯曲以形成与该电枢体的表面平行延伸的部件来确保这一点。因此，产生相应的主轭体很昂贵。另外，在铁心之间形成的线圈窗内安装励磁线圈部件很困难。
因此，本发明的目标是构造具有上述特征以使其结构简化的线性驱动设备。
发明内容
根据具有权利要求1所述特征的本发明，可以获得该目标的第一种解决方案。从而，主轭体的所有铁心在它们面向电枢体的极表面上应具有相同轴向宽度，其中相邻的铁心每个以极表面间隔彼此轴向隔开，并且每个磁体部件的轴向尺寸应至少近似等于极表面宽度与极表面间隔之和。该和可以有±10％的偏差。
驱动设备的本实施例的相关优点特别在于一种简单且经济的励磁线圈结构，同时还限定了磁通引导材料的重量。
从从属权利要求获得根据本发明的线性驱动设备的有利实施例。在这种情况下，对于权利要求1所述的驱动设备，可以另外单独或结合地提供下面的特征-主轭体在其极表面区域中可以包括极靴体，极靴体的轴向尺寸大于铁心之间的、保持励磁线圈的线圈窗的对应尺寸。同时，可以将极靴体放在各自的铁心上。这样，可以用这种措施获得更大的线圈空间并且从而获得线圈窗内更大的线圈横截面。随之相关的是更低的线圈电阻和由此更低的电损耗。
根据权利要求4所述的方法中的本发明可以看到该问题的另一种解决方案。从而，具有最初指定的特征的线性驱动设备应该这样实现主轭体和反轭体形成具有共同侧铁心的共同轭体，其中主轭体具有中央铁心，该中央铁心在其面向电枢体的极表面上具有至少与每个磁体部件的轴向尺寸一样大的轴向宽度。
该另一实施例其特征在于磁体宽度有限并且从而需要较少的永磁材料。因此，除了材料成本的优点之外，运动质量也相应降低。
该驱动设备实施例可以另外单独或结合地具有如下特征-这样，中央铁心的轴向宽度可以大于侧铁心的轴向宽度，其中，在每种情况下侧铁心的轴向宽度是中央铁心的轴向宽度的一半。因此，这与共同轭体的磁通引导材料的相应限制相关联。
-另外，如果在振荡运动期间电枢部件的行程小于铁心之间的、保持至少一个励磁线圈的每个线圈窗的相应尺寸，那么将特别有利。特别地，每个线圈窗的轴向尺寸可以等于中央铁心的极表面到对应侧铁心的最大距离。这使得励磁线圈易于装配。另外，可以避免电枢体在振荡运动时撞到侧铁心。
根据本发明所述的线性驱动设备的两个实施例的有利实施例可以另外单独或结合地具有如下特征-这样，反轭体可以包括具有与主轭体的铁心相对应的极表面上的轴向宽度的铁心。替代地，可以将反轭体具体实现为盘形或矩形，即，它没有确定铁心。
-特别有利的是，所述至少一个极表面的轴向宽度至少近似地等于电枢体振荡运动期间的行程。
-将磁体部件适当地具体实现为盘形或条形。
-该驱动设备的电枢体优选地刚性连接在压缩机的泵活塞上。
可以从先前未讨论的从属权利要求以及附图中获得根据本发明的所述线性驱动设备的其他有利实施例。
下文参考各附图使用优选示例性实施例来进一步详细地解释本发明。在这些图中图1是根据本发明的线性驱动设备的示例性斜视图；图2是反轭体的特定实施例；图3是主轭体的特定实施例；以及图4是主轭体和反轭体的特定实施例。
在各附图中为每个相应部件提供了相同的参考号。
具体实施例方式
在根据图1所示的本发明的线性驱动设备中，假定了本身已知的实施例，诸如提供给线性压缩机的那些实施例(见最初指定的US5,559,378 A)。实际上从图中的斜视图仅能看到这种驱动设备的上面和下面部件2a或2b，这些部件排列在轴向平面E的两侧。在其上面部件2a中，驱动设备2包括了在磁通引导主轭体5的铁心5a到5c之间的线圈窗4中的励磁线圈3。例如，该轭体5具有已知的E形。在平面E的相对侧的下面部件2b中提供了也是E形的磁通引导反轭体6。该反轭体不带有励磁线圈部件，使得可以将其铁心6a到6c垂直于平面E实现为比铁心5a到5c短。磁枢或电枢体8位于这两个相对的轭体或者它们相对的极表面Fp之间的中央的、沟道形或狭缝形间隙7中，例如该磁枢或电枢体8包括两个盘形或条形的永磁体9a和9b，这两个永磁体例如由诸如NdFeB的永磁材料制成。它们的磁化方向M反平行垂直于平面E，用箭头线表示。该电枢体8可以在励磁线圈3的可变磁场中在平面E中沿轴向方向进行振荡运动。该电枢体包括至少一个轴向侧面延伸部件10，仅简单表示了该部件10并且最好将该部件10刚性连接到图中未详细示出的压缩机V的泵活塞11上。该泵活塞随之进行了大约一个电枢行程H的、电枢部件8的轴向振荡运动。
根据本发明，所有铁心5a到5c以及6a到6c在它们极表面Fp的区域中具有相同的轴向宽度bj。可以对该宽度bj进行选择，以使其与运动电枢体的行程H相对应。另外，可以对轴向宽度bj以及相邻极表面的极表面间隔，即线圈窗宽度bw，进行选择，使得bj+bw之和至少近似等于每个磁体部件9a或9b的轴向尺寸bpm。允许该和的确切值有±10％的偏差。
代替图1中所示的提供有短铁心6a到6c的下面反轭体6，如图2所示，可以提供一个具有盘形或矩形形状的、无特定结构的反轭体13。
图3中以横截面所示的线性驱动设备15的实施例不同于如图1所示的实施例，不同之处在于其上面部件2a，其E形主轭体16面向电枢体8一侧有专门的极靴17a到17c，它们的轴向宽度bj对应于电枢部件的行程H，但是在极表面Fp的区域外的线圈窗内具有更大的轴向尺寸bw。在这种情况下，各个铁心16a到16c的轴向宽度bj1相比置于其上的极靴17a到17c降低了，并被确定以使得可以由铁横截面携带该磁通量而铁不饱和。
根据NdFeB永磁部件9a，9b以及由FeSi合金制成的轭体16和6的相应特定的示例性实施例，可以选择下列各值注意如下关系bj1_W_bj·[Br/BFe]·(dpm/d1)。
另外bj极靴宽度＝行程20mmdpm永磁部件的厚度3mmd1空气间隙宽度5mmBr永磁部件的剩磁1.1TBFe铁轭体内的通量密度1.5T例如每个铁心的宽度bj1W9mm。
可以从图4中推导出线性驱动设备18的另一示例性实施例。在这种情况下，将主轭体和反轭体结合起来形成M形的共同轭体20以及共同侧铁心20a和20c。为电枢体8留出间隙7的中央铁心20b的轴向宽度bj2应该较大，其优选地约是侧铁心20a和20c对应宽度bj3的两倍大。这里，电枢行程H还对应于磁体部件9a和9b的轴向尺寸bpm，其中，中央铁心20b的宽度bj2应优选地大于或等于磁体宽度bpm。同样可以从图中进一步推导出，线圈窗4的宽度bw应该大于电枢行程H。同时，在轭体的两个轴向侧上，处于最大偏移的电枢体8的侧端与其各自相邻的铁心20a到20b之间的距离a应该至少为电枢体8的磁体部件9a、9b的厚度dpm的一半；即，它应该保持aWdpm/2。在该图中，最大偏移用虚线表示。
在提供有M轭体20的驱动设备18的该实施例中，将机械连接10引过两侧的侧铁心20c。可选地，也可以在该铁心中取孔来引导连接部件10。
参考列表2驱动设备1.励磁线圈4线圈窗5主轭体5a到5c铁心6反轭体6a到6c铁心7间隙8电枢体9a，9b磁体部件10延伸部件1.泵活塞13反轭体15驱动设备16主轭体17a到17c极靴18驱动设备20轭体20a到20c铁心M磁化E平面Fp极表面V压缩机H电枢行程bj，bj1，bj2，bj3铁心宽度bpm磁体宽度dpm磁体厚度b1空气间隙宽度a距离
权利要求
1.一种线性驱动设备，包括用于产生可变磁场的至少一个励磁线圈；包括容纳所述励磁线圈并提供有多个铁心的磁通引导主轭体；包括与所述主轭体相对的无线圈反轭体，其中在所述主轭体和所述反轭体之间提供有轴向间隙；以及包括至少一个提供有至少两个永磁磁体部件的电枢体，该至少两个永磁磁体部件轴向地一个排列在另一个之后并且具有相反磁化，其中所述励磁线圈的磁场将所述电枢体设为在所述间隙中进行轴向振荡运动，其特征在于，所述主轭体(5)的所有铁心(5a到5c)在它们面向所述电枢体(8)的极表面(Fp)上具有相同的轴向宽度(bj)，其中相邻的铁心彼此轴向地间隔开极表面间隔(bw)，并且每个磁体部件(9a，9b)的轴向尺寸(bpm)至少近似地等于极表面宽度(bj)与所述极表面间隔(bw)之和。
2.如权利要求1所述的驱动设备，其特征在于所述主轭体(16)包括其极表面(Fp)区域中的极靴体(17a到17b)，其轴向尺寸(dj)大于在铁心(16a到16c)之间的、保持所述励磁线圈(3)的线圈窗(4)的相应尺寸(dw)。
3.如权利要求2所述的驱动设备，其特征在于所述极靴体(17a到17c)可以置于各自的铁心(16a到16c)上。
4.一种线性驱动设备，包括用于产生可变磁场的至少一个励磁线圈；包括容纳所述励磁线圈并提供有多个铁心的磁通引导主轭体；包括与所述主轭体相对的无线圈反轭体，其中在所述主轭体和所述反轭体之间提供有轴向间隙；以及包括至少一个提供有至少两个永磁磁体部件的电枢体，该至少两个永磁磁体部件轴向地一个排列在另一个之后并且具有相反磁化，其中所述励磁线圈的磁场将所述电枢体设为在所述间隙中进行轴向振荡运动，其特征在于所述主轭体和所述反轭体形成具有共同的侧铁心(20a，20c)的共同轭体(20)，其中所述主轭体具有中央铁心(20b)，该中央铁心在面向所述电枢体(8)的极表面(Fp)处具有轴向宽度(bj2)，该轴向宽度至少与每个磁体部件(9a，9b)的轴向尺寸(bpm)一样大。
5.如权利要求4所述的驱动设备，其特征在于所述中央铁心(20b)的轴向宽度(bj2)大于所述侧铁心(20a，20c)的轴向宽度。
6.如权利要求5所述的驱动设备，其特征在于在每种情况下所述侧铁心(20a，20c)的轴向宽度(bj3)是所述中央铁心(20b)的轴向宽度的一半大。
7.如权利要求4到6任何一项所述的驱动设备，其特征在于在所述振荡运动期间所述电枢部件(8)的行程(H)小于每个线圈窗(4)的相应尺寸(bw)，在所述铁心(20a到20c)之间所述线圈窗保持至少一个励磁线圈(3)。
8.如权利要求7所述的驱动设备，其特征在于每个线圈窗(4)的轴向尺寸(bw)等于从相应的侧铁心(20a，20c)到所述中央铁心(20b)的极表面(fp)的最大距离。
9.如前述权利要求中的任何一项所述的驱动设备，其特征在于所述反轭体(6)包括在所述极表面(Fp)上具有所述轴向宽度(bj)的、对应于所述主轭体(5，16)的所述铁心(5a，5c)的铁心(6a到6c)。
10.如权利要求1到8中任何一项所述的驱动设备，其特征在于所述反轭体(13)具体实现为盘形或矩形。
11.如前述权利要求中的任何一项所述的线性驱动，其特征在于所述至少一个极表面的所述轴向宽度(bj)近似等于所述振荡运动期间所述电枢体(8)的行程(H)。
12.如前述权利要求中的任何一项所述的设备，其特征在于所述磁体部件(9a，9b)具体实现为盘形或条形。
13.如前述权利要求中的任何一项所述的设备，其特征在于所述电枢体(8)刚性连接到压缩机(V)的泵活塞(11)上。
全文摘要
驱动设备包括至少一个用于产生可变磁场的励磁线圈(3)，包括磁通引导主轭体(5)和反轭体(6)，还包括具有配置在轭体之间的两个永磁磁体部件(9a，9b)的电枢体(8)，该电枢体(8)可以被设置为轴向振荡运动。轭体(5，6)的铁心(5a－5c，6a－6c)具有相互距离(b
文档编号H02K1/14GK1930763SQ200580007110
公开日2007年3月14日 申请日期2005年3月7日 优先权日2004年3月5日
发明者京特·里斯 申请人:Bsh博世和西门子家用器具有限公司