一种无骨架直线电机线圈及其制作模具的制作方法

本实用新型是涉及一种无骨架直线电机线圈及其制作模具，属于直线电机技术领域。

背景技术：

直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。直线电机主要应用于三个方面：一是应用于自动控制系统，这类应用场合比较多；其次是作为长期连续运行的驱动电机；三是应用在需要短时间、短距离内提供巨大的直线运动能的装置中。

传统的动磁式直线电机的线圈均缠绕在线圈骨架上，然后与外轭铁紧扣一起。线圈骨架越厚，相同空间内所缠的线圈匝数越少。同时，线圈骨架的材料一般为ABS塑料，没有导磁性。这些将导致磁阻增加，直线电机的性能下降。而无骨架线圈则不存在上述使用问题。线圈骨架的作用为支撑固定线圈，防止其在使用过程中变形、松散，因此，尽管无骨架线圈具有诸多优点，缺少骨架支撑导致的使用过程中易变性等问题影响其推广应用。

不仅如此，在无骨架线圈的制作过程中也存在诸多致使线圈容易变形和尺寸精度不足的因素，例如现有电机用无骨架线圈的缠绕装置的挡边多为多片瓣状结构，该种结构挡边容易出现尺寸不准或变形，结果会直接导致线圈排线宽幅不准，以及出现叠线或有缝隙的现象，使得无骨架线圈尺寸精度不能满足要求，不利于装配的同时，还影响导磁性能、降低直线电机工作性能。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述问题和需求，本实用新型的目的是提供一种无骨架直线电机线圈及其制作模具，无骨架线圈制得简单且尺寸精准、紧实不易变形，以解决现有无骨架线圈存在的影响导磁性能、降低直线电机工作性能的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种无骨架直线电机线圈制作模具，包括上模具、下模具和固定件，所述上模具通过所述固定件与所述下模具可拆卸连接呈一缠绕辊，其特征在于：所述上模具包括上缠绕部和设于所述上缠绕部一端的上环形支撑挡片，所述下模具包括下缠绕部和设于所述下缠绕部一端的下环形支撑挡片，所述上缠绕部的另一端和所述下缠绕部的另一端同轴且相对设置，所述上缠绕部和所述下缠绕部的外径尺寸相同。

作为优选方案，所述固定件为螺钉，所述上模具和所述下模具上分别设有数个相对应的连接孔，所述螺钉通过所述连接孔将所述上模具和所述下模具固定在一起。

作为进一步优选方案，在所述上模具端侧圆周方向上均布有4个螺钉孔，在所述下模具端侧圆周方向上均布有4个与所述螺钉孔相对应的通孔。

作为优选方案，所述下模具与所述上模具的尺寸可由直线电机内轭铁与外轭铁的尺寸相应设定。

作为优选方案，所述上缠绕部和所述下缠绕部为内部中空的圆柱状结构。

作为优选方案，还包括第一环形圆柱和第二环形圆柱，所述第一环形圆柱设置于所述下缠绕部和所述上缠绕部之间，所述第二环形圆柱套装在固定连接的所述下缠绕部、所述第一环形圆柱和所述上缠绕部上，所述第二环形圆柱的两端紧靠所述下环形支撑挡片和所述上环形支撑挡片，所述第一环形圆柱上轴向设有与所述通孔相对应的环形圆柱通孔，所述固定螺钉为加长型固定螺钉，通过调整或选择所述第二环形圆柱的外径尺寸、长度尺寸和所述第一环形圆柱的长度尺寸并进行操作简单的组装即可使所述线圈制作模具用于制作不同尺寸的线圈，所述线圈制作模具对不同尺寸的线圈具有更好的普适性和通用性。

作为进一步优选方案，所述上模具的上缠绕部的外径小于等于所述线圈的内径，所述上模具的上环形支撑挡片的外径大于等于所述线圈的外径，所述上模具的轴向高度与所述下模具的轴向高度的和小于等于所述线圈的轴向高度，所述第一环形圆柱的外径、所述第二环形圆柱的内径与所述下缠绕部和所述上缠绕部的外径相同，所述第二环形圆柱的轴向高度与所述线圈的轴向高度相同，所述下模具、所述第一环形圆柱、第二环形圆柱和所述上模具之间装配精度高进而保证了所述线圈尺寸精度、提高了所述线圈制作模具拆装便利性。

作为进一步优选方案，所述第一环形圆柱、所述下缠绕部、所述上缠绕部的轴向高度的和等于所述第二环形圆柱的轴向高度。

一种无骨架直线电机线圈制作方法，利用上述无骨架直线电机线圈制作模具完成，其特征在于：制作时先将上模具和下模具通过固定件固定成辊，然后开始在辊上逐层缠绕线圈，并将相邻两层线圈之间通过胶粘固定，直至线圈圈数和厚度达到预定要求，待线圈固定成型后，拆卸螺钉和下模具，取下线圈，即可得到成型的无骨架线圈。

一种无骨架直线电机线圈，在上述无骨架直线电机线圈制作模具上完成，其特征在于：所述无骨架直线电机线圈紧密扣装在直线电机的内轭铁和外轭铁之间，所述无骨架直线电机线圈为逐层缠绕，相邻两层线圈之间通过涂粘合剂进行加强固定。

作为优选方案，所述无骨架直线电机线圈的内径、外径以及匝数可由实际工况所需进行相应的设定。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型所述无骨架直线电机线圈制作模具结构简单，拆卸方便、可用于制备不同尺寸的线圈，制得无骨架线圈尺寸精准、紧实不易变形，还通过在每层线圈之间涂覆粘合剂进行进一步粘接固定，经久耐用、便于装配，解决现有无骨架线圈存在的影响导磁性能、降低直线电机工作性能的问题，具有明显的进步性和实用价值。

附图说明

图1为本实用新型实施例1提供的一种无骨架直线电机线圈制作模具的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1提供的缠绕有线圈的无骨架直线电机线圈制作模具的剖面图；

图3为本实用新型实施例1提供的线圈和无骨架直线电机线圈制作模具的分解状态示意图；

图4为本实用新型实施例1提供的线圈的结构示意图；

图5为本实用新型实施例2提供的线圈的剖面结构示意图；

图6为本实用新型实施例2提供的一种无骨架直线电机线圈制作模具的剖面结构示意图；

图7为本实用新型实施例2提供的一种无骨架直线电机线圈制作模具的剖面结构示意图。

图中标号示意如下：1、固定螺钉；2、下模具；21、通孔；22、下缠绕部；23、下环形支撑挡片；3、线圈；4、上模具；41、螺纹孔；42、上缠绕部；43、上环形支撑挡片；5、第一环形圆柱；51、环形圆柱通孔；6、第二环形圆柱。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步详细描述。

实施例1

结合图1至图4所示，本实施例提供的一种无骨架直线电机线圈制作模具，包括上模具4、下模具2和固定件1，所述上模具4通过所述固定件1与所述下模具2可拆卸连接呈一缠绕辊，用于缠绕线圈3，所述上模具4包括上缠绕部42和设于所述上缠绕部42一端的上环形支撑挡片43，所述下模具2包括下缠绕部22和设于所述下缠绕部22一端的下环形支撑挡片23，所述上缠绕部42的另一端和所述下缠绕部22的另一端同轴且相对设置，所述上缠绕部42和所述下缠绕部22的外径尺寸相同。

在本实施例中，所述固定件1为螺钉，在所述上模具4远离所述上环形支撑挡片43的端侧圆周方向上均布有4个螺钉孔41，在所述下模具2端侧圆周方向上均布有4个与所述螺钉孔41相对应的通孔21，所述螺钉依次通过所述通孔21和所述螺钉孔41将所述上模具4和所述下模具2固定在一起，如图2、图3、图6所示。

在本实施例中，所述下模具2与所述上模具4的尺寸可由直线电机内轭铁与外轭铁的尺寸相应设定；所述上缠绕部42和所述下缠绕部22为内部中空的圆柱状结构。

本实施例还提供一种无骨架直线电机线圈制作方法，利用上述无骨架直线电机线圈制作模具完成，制作时先将上模具4和下模具2通过固定件1固定成辊，然后开始在辊上逐层缠绕线圈3，并将相邻两层线圈3之间通过胶粘固定，直至线圈3圈数和厚度达到预定要求，待线圈3固定成型后，拆卸螺钉和下模具2，利用工具钳住线圈露出上模具4部分向外拔出线圈3，即可得到成型的无骨架线圈。

结合图4所示，本实施例还提供一种无骨架直线电机线圈，在上述无骨架直线电机线圈制作模具上完成，所述无骨架直线电机线圈紧密扣装在直线电机的内轭铁和外轭铁之间，所述无骨架直线电机线圈为逐层缠绕，相邻两层线圈之间通过涂粘合剂进行加强固定。

在本实施例中，所述无骨架直线电机线圈的内径、外径、轴向高度以及匝数可由实际工况所需进行相应的设定。

实施例2

结合图5至图7所示，本实施例提供的一种无骨架直线电机线圈制作模具，与实施例1的不同之处仅在于：还包括第一环形圆柱5和第二环形圆柱6，所述第一环形圆柱5作为加长段设置于所述下缠绕部22和所述上缠绕部42之间，所述第二环形圆柱6套装在固定连接的所述下缠绕部22、所述第一环形圆柱5和所述上缠绕部42上，所述第二环形圆柱6的两端紧靠所述下环形支撑挡片23和所述上环形支撑挡片43，所述第一环形圆柱5上轴向设有与所述通孔21相对应的环形圆柱通孔51，所述固定螺钉1为加长型固定螺钉，通过调整或选择所述第二环形圆柱6的外径尺寸、长度尺寸和所述第一环形圆柱5的长度尺寸并进行操作简单的组装即可使所述线圈制作模具用于制作不同尺寸的线圈，所述线圈制作模具对不同尺寸的线圈具有更好的普适性和通用性。

作为优选方案，在本实施例中，所述上模具4的上缠绕部42的外径φ1小于等于所述线圈3的内径a，所述上模具4的上环形支撑挡片43的外径φ2大于等于所述线圈3的外径b，所述上模具4的轴向高度h1与所述下模具2的轴向高度h2的和小于等于所述线圈3的轴向高度c，所述第一环形圆柱5的外径、所述第二环形圆柱6的内径与所述下缠绕部22和所述上缠绕部42的外径相同，所述第二环形圆柱6的轴向高度与所述线圈3的轴向高度c相同；作为进一步优选，所述第一环形圆柱5、所述下缠绕部22、所述上缠绕部42的轴向高度的和等于所述第二环形圆柱6的轴向高度；所述下模具2、所述第一环形圆柱5、第二环形圆柱6和所述上模具4之间装配精度高进而保证了所述线圈尺寸精度、提高了所述线圈制作模具拆装便利性。

如图5所示，本实施例针对内径为a、外径为b、轴向高度为c的线圈，给出具体实施方案如下：

当φ1＝a，φ2＝b，h1+h2＝c时，则通过固定螺钉1固定连接的所述下模具2和所述上模具4的制得的所述线圈制作模具的尺寸与待制备线圈尺寸相同，即可直接在所述线圈制作模具上逐层缠绕完成线圈制备，如图6所示。

当φ1＜a，φ2＞b，h1+h2＜c时，即所需制备的线圈体积大于原始线圈制作模具所围成的绕线空间时，需增设所述第一环形圆柱5和所述第二环形圆柱6来改变原始模具的绕线空间，如图7所示。

所述第一环形圆柱5的外径和所述第二环形圆柱6的内径都与所述上模具4的上缠绕部42外径φ1相等，所述第一环形圆柱5的轴向高度为h3，需使h1+h2+h3＝c；所述第二环形圆柱6的外径为φ3，需使φ3＝a，通过组装即可得到满足尺寸要求的线圈制作模具，在得到的线圈制作模具上逐层缠绕完成线圈制备。

当增设第一环形圆柱5和所述第二环形圆柱6后，只需使用相应长度的固定螺钉1即可将所述下模具2、所述第一环形圆柱5、所述第二环形圆柱6和所述上模具4装配固定；通过增设不同尺寸的所述第一环形圆柱5和所述第二环形圆柱6来改变原始模具的绕线空间进而使所述线圈制作模具可用于制备不同尺寸的线圈，具有更好的普适性和通用性。

本实用新型所述无骨架直线电机线圈制作模具结构简单，拆卸方便、可用于制备不同尺寸的线圈，制得无骨架线圈尺寸精准、紧实不易变形，还通过在每层线圈3之间涂覆粘合剂进行进一步粘接固定，经久耐用、便于装配，解决现有无骨架线圈存在的影响导磁性能、降低直线电机工作性能的问题。

最后有必要在此指出的是：以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。