CN101552530B - 大推力长行程音圈电机 - Google Patents

Abstract

大推力长行程音圈电机，属于电机领域，本发明是为了解决传统的音圈电机不适合用于长行程场合的问题。本发明包括定子和动子，定子包括正极接线柱、n个负极接线柱和n个导线块，正极接线柱同时与n个导线块的一端相连，n个导线块以正极接线柱为轴心沿圆周方向均匀分布，每个导线块的另一端均连接一个负极接线柱，动子包括非导磁轻质合金的支撑架、n个导磁轭部和2n个永磁体，每相邻两个导线块之间设置一个导磁轭部，导磁轭部的底面与支撑架固定连接，导磁轭部的两侧面分别设置一个永磁体，导磁轭部的两侧面设置的永磁体极性相反，导磁轭部的两侧面形成夹角，使与导线块相邻的两个永磁体互相平行，且极性相反。

Description

大推力长行程音圈电机 

技术领域

本发明涉及一种大推力长行程音圈电机，属于电机领域。 

背景技术

普通的音圈电机是一种直流直线电机，其特点是结构简单、推力波动小、高加速度、响应快和便于控制等。与旋转电机相比较，无需中间转换环节(滚珠丝杠)便可实现直线运动，降低了成本、提高了定位精度；与普通的交流直线电机相比较，无齿槽效应，能实现更好的定位效果。基于以上特点音圈电机主要用于精确定位伺服系统，如镜头调平调焦、计算机硬盘磁头定位和光刻机宏、微定位系统等。但音圈电机有其弊端，传统的音圈电机仅适用于短行程的场合，这是由于音圈电机是需要增加导磁的端轭部来实现磁路的闭合，而在保证一定大小的推力同时，增大行程会使得轭部急剧增大，使得电机体积和质量增大的太多。因此，传统的音圈电机不适合用于长行程的场合。 

发明内容

本发明的目的是为了解决传统的音圈电机不适合用于长行程场合的问题，提供了一种大推力长行程音圈电机。 

本发明包括定子和动子， 

定子包括正极接线柱、n个负极接线柱和n个导线块，正极接线柱同时与n个导线块的一端相连，n个导线块以正极接线柱为轴心沿圆周方向均匀分布，每个导线块的另一端均连接一个负极接线柱， 

动子包括非导磁轻质合金的支撑架、n个导磁轭部和2n个永磁体，每相邻两个导线块之间设置一个导磁轭部，导磁轭部的横截面为等腰三角形或扇形，导磁轭部的底面与支撑架固定连接，导磁轭部的两侧面分别设置一个永磁体，导磁轭部的两侧面设置的永磁体极性相反，导磁轭部的两侧面形成夹角，使与导线块相邻的两个永磁体互相平行，且极性相反， 

其中，n为自然数，且n≥3。 

本发明的优点：本发明结构简单，控制灵活，不用设置端部导磁轭就能形 成闭合回路，克服了传统音圈电机以牺牲急剧增大端部导磁轭来增大行程的问题，本发明能应用于长行程大推力的场合，电机性能好。 

附图说明

图1是本发明的结构示意图，图2是图1的A向视图，图3是图1的B向视图，图4是磁路示意图，图5是导线块中的直导线分布示意图，图6是图5的侧视图，图7至图10是实施方式五和六的结构示意图。 

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式包括定子和动子， 

定子包括正极接线柱4、n个负极接线柱5和n个导线块6，正极接线柱4同时与n个导线块6的一端相连，n个导线块6以正极接线柱4为轴心沿圆周方向均匀分布，每个导线块6的另一端均连接一个负极接线柱5， 

动子包括非导磁轻质合金的支撑架1、n个导磁轭部2和2n个永磁体3，每相邻两个导线块6之间设置一个导磁轭部2，导磁轭部2的底面与支撑架1固定连接，导磁轭部2的两侧面分别设置一个永磁体3，导磁轭部2的两侧面设置的永磁体3极性相反，导磁轭部2的两侧面形成夹角，使与导线块6相邻的两个永磁体3互相平行，且极性相反， 

其中，n为自然数，且n≥3。 

下面结合一个具体的实施例进行说明，设定n＝4，从结构上看，类似于四台平板型音圈电机，从图4所示的磁路来看，四台平板型音圈电机的磁路串联在一起，磁力线从N极、气隙、导线块6、气隙、S极、导磁轭部2到达下一个N极，最终形成闭合回路，本发明音圈电机的闭合磁路不需要在其端部设置导磁轭就能形成，与传统音圈电机相比，省去了电机端部的导磁轭，这样，如果要增加音圈电机的推力，单从永磁体3的角度来说，只要增加永磁体3的轴向长度就可以实现，而不用增加音圈电机的端部导磁轭(不需要端部导磁轭)，这样在增大推力的同时有效的控制了音圈电机的体积，从而提高了音圈电机的推力密度，进而增大了行程，适合长行程的场合使用。 

具体实施方式二：下面结合图5、图6说明本实施方式，本实施方式与实施方式一的不同之处在于，导线块6由非导磁的外框6-1和m×k条直导线6-2组 成，m条直导线6-2沿轴向并列设置，共计k层，每条直导线6-2的两端分别与正极接线柱4和负极接线柱5相连，外框6-1与正极接线柱4和负极接线柱5固定连接，其中，m，k为自然数，且m＞k＞1，其它组成和连接关系与实施方式一相同。 

为了保证动子所受到的磁力为统一方向，n个导线块6的通电方向相同，电流都从正极接线柱4流向负极接线柱5，即由内向外流；或电流都从负极接线柱5流向正极接线柱4，即由外向内流，因此，本实施方式中采用m×k条直导线6-2，而不用线圈。通过电流的换向来实现音圈电机动子的加、减速和正、反向运动。 

为了固定直导线6-2及给其支撑，用非导磁的外框6-1将m×k条直导线6-2固定在一起。 

具体实施方式三：本实施方式与实施方式二的不同之处在于，直导线6-2采用醇溶型自粘性漆包线，其它组成和连接关系与实施方式二相同。 

m条直导线6-2并列设置，涂抹90％浓度的酒精，再涂抹设置一层m条直导线6-2，共计设置k层，形成m×k矩阵，放入电烤箱中进行加温定型，本实施方式中，电烤箱设定180℃，加温20分钟即可。 

具体实施方式四：本实施方式与实施方式一的不同之处在于，支撑架1采用钛合金，其它组成和连接关系与实施方式一相同。 

采用轻质的钛合金有效的减轻动子的质量，提高音圈电机的性能。 

具体实施方式五：下面结合图7至图10说明本实施方式，本实施方式与实施方式一的不同之处在于，导磁轭部2的横截面为等腰三角形或扇形，其它组成和连接关系与实施方式一相同。 

导磁轭部2的横截面由等腰三角形改成扇形，可以减少导磁轭部2的磁阻，提高气隙磁压降，增大音圈电机的推力。 

具体实施方式六：下面结合图7至图10说明本实施方式，本实施方式与实施方式一的不同之处在于，永磁体3横截面为矩形或直角梯形，其它组成和连接关系与实施方式一相同。 

永磁体3横截面由矩形改成直角梯形，增大了永磁体3的厚度，与导线块6相邻的两个永磁体3的外表面依然是平行的，增加的斜面厚度在内侧，占用了 导磁轭部2的空间。增加永磁体3的厚度，能提高音圈电机气隙磁压降，进一步增加音圈电机的推力。 

Claims (5)

1.大推力长行程音圈电机，它包括定子和动子，其特征在于：

定子包括正极接线柱(4)、n个负极接线柱(5)和n个导线块(6)，正极接线柱(4)同时与n个导线块(6)的一端相连，n个导线块(6)以正极接线柱(4)为轴心沿圆周方向均匀分布，每个导线块(6)的另一端均连接一个负极接线柱(5)，

动子包括非导磁轻质合金的支撑架(1)、n个导磁轭部(2)和2n个永磁体(3)，每相邻两个导线块(6)之间设置一个导磁轭部(2)，导磁轭部(2)的横截面为等腰三角形或扇形，导磁轭部(2)的底面与支撑架(1)固定连接，导磁轭部(2)的两侧面分别设置一个永磁体(3)，导磁轭部(2)的两侧面设置的永磁体(3)极性相反，导磁轭部(2)的两侧面形成夹角，使与导线块(6)相邻的两个永磁体(3)互相平行，且极性相反，

其中，n为自然数，且n≥3。

2.根据权利要求1所述的大推力长行程音圈电机，其特征在于：导线块(6)由非导磁的外框(6-1)和m×k条直导线(6-2)组成，m条直导线(6-2)沿轴向并列设置，共计k层，每条直导线(6-2)的两端分别与正极接线柱(4)和负极接线柱(5)相连，外框(6-1)与正极接线柱(4)和负极接线柱(5)固定连接，其中，m，k为自然数，且m＞k＞1。

3.根据权利要求2所述的大推力长行程音圈电机，其特征在于：直导线(6-2)采用醇溶型自粘性漆包线。

4.根据权利要求1所述的大推力长行程音圈电机，其特征在于：支撑架(1)采用钛合金。

5.根据权利要求1所述的大推力长行程音圈电机，其特征在于：永磁体(3)横截面为矩形或直角梯形。

Images