磁轭、电磁致动器和斯特林发动机制造技术

一种用于电磁致动器的磁轭通过成型软磁铁粉而形成，并且，在磁轭中，形成了能防止产生涡流损失的不连续部分。这种不连续部分防止涡流产生并允许致动器以高效率操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种形成磁路的磁轭、一种包括前述磁轭的电磁致动器以及一种包括前述电磁致动器的斯特林发动机。
技术介绍
传统上，为了防止产生涡流，使用具有薄叠层板的叠片磁轭作为电磁(线性)致动器的磁轭。这种叠片磁轭通过利用堵缝、粘结等等方法将预定数量的磁轭空板层叠而成，磁轭空板利用冲压技术等等被模制成预定形状。所形成的叠片磁轭带有互相平行的顶面和底面并且带有与顶面和底面正交的侧面。在使线圈缠绕着叠片磁轭从而产生电磁动力的马达中，线圈在与往复运动机件的运动方向正交的截面内转动。因此，在典型的回转马达中，包括往复运动机件的磁轭空板在与其正交的方向上沿着旋转轴线层叠。在使往复运动机件做线性运动的线性马达中，磁轭空板在与往复运动机件的运动方向正交的方向上层叠。在使定子或往复运动机件以圆筒形形状形成并且使得往复运动机件沿这个缸体的轴向方向做线性运动的圆筒形线性致动器中，磁轭空板需要沿着定子或往复运动机件的周边层叠。因此，专利申请JP-A-2000-337725公开了一种外部磁轭和一种内部磁轭，其中外部磁轭通过以45度的同一中心角度设置外部叠片铁芯来提供，所述外部叠片铁芯通过使多对U形磁轭空板层叠而制备，而内部磁轭通过以45度的同一中心角度设置内部叠片铁芯来提供，所述内部叠片铁芯通过使其较短侧带凹口的磁轭空板层叠而制备。外部铁芯与内部铁芯互相面对。然而，尽管JP-A-2000-337725中所公开的磁轭可以防止在磁轭处产生涡流，但是整个外部磁轭和内部磁轭的磁性根据位置情况而变得不一致，从而导致磁轭的性能恶化。在专利申请JP-A-2002-369462中，使矩形铁芯空板(薄板)层叠，并且其内周边侧表面被凹入地缠绕，而其外周边侧表面被凸出地缠绕，从而形成带有45度中心角的扇形叠片铁芯，于是将这种叠片铁芯装配于圆筒形基座构件的外周边表面上，由此提供内部磁轭，并且公开了一种铁空板在圆筒形基座构件上沿周向层叠的内部磁轭。公开了一种外部磁轭，其中铁空板设置于与内部磁轭同轴的往复运动机件的外侧。JP-A-2002-369462中所述的内部磁轭可以防止在磁轭处产生涡流，并且内部磁轭和外部磁轭的磁性几乎一致，而不会根据位置情况而使磁性产生任何相当大的变化。然而，与JP-A-2002-369462中所述的磁轭一样，难以相对于中心轴线沿径向对同等厚度的薄板进行层叠。而且，在所制造的磁轭的尺寸精确度方面产生显著变化，这就需要在它们被制造出后做出改变以便进行精加工。由于难以相对于中心轴线沿径向对薄板进行层叠并且还需要在它们被制造出后进行改变，所以导致制造时间增加，还导致制造成本增加。而且，由于结构复杂，就产生了耐用性低和抗震性低的问题。相反，WO00/62406公开了一种通过对金属磁性粒子和电绝缘树脂的混合物进行压缩成型而制成的压缩成型体，该压缩成型体用于电磁线性致动器的内部磁轭或外部磁轭。这种合成方式允许结构更简单并且还允许制造带有高耐用性和高抗震性的结构。WO00/62406公开了对金属磁性粒子和电绝缘树脂的混合物进行压缩成型，以便使得相邻金属磁性粒子通过电绝缘树脂的混合物而实现彼此电绝缘，从而防止产生涡流损失(专利申请3中的第六实施例)。JP-A-2000-337725JP-A-2002-369462WO00/62406
技术实现思路
另一方面，需要以高操作效率来驱动电磁(线性)致动器。特别是在电磁线性致动器用作斯特林发动机的驱动源并且发动机作为冷冻机操作时，操作效率变得特别重要。然而，如WO00/62406中所述，对金属磁性粒子和电绝缘树脂的混合物进行压缩成型并不足以实现具有高操作效率的操作。就是说，这不能够充分抑制涡流损失的产生，从而难以获得高操作效率。因此，本专利技术的目的在于提供一种以高效率驱动的电磁(线性)致动器。本专利技术的目的还在于提供高效率的斯特林发动机，即通过使用这种致动器而获得的良好性能效率。为实现上述目的，本专利技术提供了一种通过烧结软磁铁粉形成并用于电磁致动器的磁轭，包括用于防止产生涡流损失的不连续部分。本专利技术中的磁轭表示的不限于内部磁轭和外部磁轭，而是所有通常用于通用线性致动器的磁轭，并且通过在软磁铁粉上进行烧结成型、压缩成型等等而形成。前述不连续部分不仅包括凹口和凹槽，而且包括位于各分段之间的间隙。前述磁轭包括通过沿周向分开并且一起组合成圆筒形的磁轭。这种磁轭允许有利地防止产生涡流损失并且提供具有高操作效率的致动器。在上述结构中，不连续部分的实例包括具有从其一个端面向另一个端面沿轴向延伸的一个或多个凹口的不连续部分。这种结构允许有利地防止产生涡流损失并且提供具有高操作效率的致动器。另外，具有从其一个端面向另一个端面沿轴向延伸的一个或多个凹口的不连续部分的实例还包括具有从所述另一个端面向所述一个端面沿轴向延伸的一个或多个凹口的不连续部分。这种结构允许更有利地防止产生涡流损失并且提供具有高操作效率的致动器。在上述结构中，不连续部分的实例包括具有在磁轭的外侧面和(或)内侧面上沿轴向延伸的一个或多个凹槽(即深度方向与轴线中心正交的凹槽)的不连续部分。根据本专利技术的磁轭的实例包括沿周向分开成多个块的磁轭，其中相邻的块与夹入其间的绝缘材料连接在一起并且夹有绝缘材料的连接部分用作不连续部分。对于这种结构，由于沿周向分开大直径的磁轭允许将每个分段部分作为小部分来制造，所以几乎不会发生磁性根据位置变化而产生相当大变化的情况，从而允许提供磁性几乎一致的磁轭。上述构造的磁轭的实例包括沿轴向被分成多个分段的磁轭。对于这种结构，当磁轭沿轴向方向较长时，沿轴向分开磁轭允许将每个分段部分作为小部分来制造，所以几乎不会发生磁性根据位置变化而产生相当大变化的情况，从而允许提供磁性几乎一致的磁轭。为实现上述目的，本专利技术提供了一种电磁致动器，其包括外部磁轭；通过成型软磁铁粉形成并且设置成面向外部磁轭内侧的内部磁轭；提供于外部磁轭处的线圈部分；根据由设置于外部磁轭与内部磁轭之间的线圈部分所产生的磁通量往复运动的永久磁铁；以及支承着永久磁铁的往复运动机件，其中采用上述磁轭作为外部磁轭和(或)内部磁轭。这种结构允许有利地防止发生涡流损失并且提供高操作效率的致动器。优选地，上述电磁线性致动器可以用于斯特林发动机，从而允许提供带有高性能系数的斯特林发动机。本专利技术可以提供一种能有利地防止发生涡流损失的磁轭，或能够以高效率被驱动的电磁(线性)致动器，或具有有利性能系数的斯特林发动机。附图说明图1A为根据本专利技术的使用内部磁轭的线性致动器的垂直剖视图。图1B为图1A中所示的线性致动器的水平剖视图。图2A为根据本专利技术第一实施例的内部磁轭的透视图。图2B为图2A中所示的内部磁轭的平面视图。图3为根据本专利技术第二实施例的内部磁轭的透视图。图4为曲线图，其示出了当线性致动器采用根据本专利技术的内部磁轭时不连续部分的数量与效率之间的关系。图5A为根据本专利技术的内部磁轭的另一个实例的透视图。图5B为图5A中所示的内部磁轭的平面视图。图6A为根据本专利技术的内部磁轭的又一个实例的透视图。图6B为图6A中所示的内部磁轭的平面视图。图7为根据本专利技术的内部磁轭的又一个实例的透视图。图8为装配于缸体中的图7中所示的内部磁轭的侧面剖视图。图9为沿轴向联接在一起的图2中所示的内部磁轭的透视图。图10为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过成型软磁铁粉形成并用于电磁致动器的磁轭，其中提供了用于防止产生涡流损失的不连续部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中章三，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]