CN104702084A - 一种提高音圈电机推力常数的筒极对顶轴向磁场结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高音圈电机推力常数的筒极对顶轴向磁场结构。它由主磁钢、副磁钢一、副磁钢二、磁轭、后盖、外壳、轴、轴端挡环、螺母组成。主磁钢与副磁钢一、副磁钢二都为轴向充磁筒极结构，其中主磁钢与副磁钢一充磁方向相反，副磁钢一与副磁钢二充磁方向相同，主磁钢与副磁钢一的磁力线在中间的磁轭实现了对顶辐射，形成轴向对顶辐射磁场，在主极工作气隙内产生了较高的磁密；副磁钢二有效增加了副极工作气隙的磁密，使副极工作气隙磁密与主极工作气隙磁密接近相等，降低了推力常数的不均匀度。本发明在一定的音圈电机的体积下，大大提高了电机的气隙磁密，进一步提高了电机的磁能密度及推力常数，实现了更高的效率。

Description

一种提高音圈电机推力常数的筒极对顶轴向磁场结构

技术领域

本发明属于音圈电机设计技术，涉及一种提高音圈电机推力常数的筒极对顶轴向磁场结构。

背景技术

目前音圈电机动子普遍使用的是单极工作气隙结构，利用一块磁钢产生工作气隙磁密，其气隙磁密的值较小，导致与气隙磁密成正比的推力常数的值较小。由于特殊应用场合要求在同样的体积下实现音圈电机较大的推力，因此采用一种提高音圈电机推力常数的筒极对顶轴向磁场结构见图7，采用该种结构后，气隙由单极变为双极，同时主极的气隙磁密得到了大大的提高，而副极的气隙磁密与原来单极结构时的气隙磁密基本相等，降低了推力常数的不均匀度，因此在同样的体积下，大大提高了电机的气隙磁密，进一步提高了电机的磁能密度及推力常数，实现了更高的效率，同时减小了推力常数的不均匀度，并且减小了磁钢的体积，降低了整个电机的重量及成本。

发明内容

本发明的目的是：提出一种提高音圈电机推力常数的筒极对顶轴向磁场结构。

本发明的技术方案是：一种提高音圈电机推力常数的筒极对顶轴向磁场结构，其特征在于，该结构包括轴端挡环1、主磁钢2、副磁钢一3、磁轭4、副磁钢二5、轴6、外壳7、后盖8、螺钉9、螺母10。轴端挡环1为环状柱体，内径为半径为R1的螺纹，外半径为R2，长度为L1；主磁钢2为环状柱体；副磁钢一3、副磁钢二5与主磁钢2的形状及尺寸完全相同；磁轭4为环状柱体；轴6为圆柱体；外壳7为环状柱体；后盖8为环状柱体；

轴端挡环1通过螺纹连接的方式固定于轴6上；主磁钢2的侧面与轴端挡环1粘接固定，同时主磁钢2的内表面与轴6粘接固定；副磁钢一3的侧面与主磁钢2粘接固定，同时副磁钢一3的内表面与轴6粘接固定；磁轭4的侧面与副磁钢一3粘接固定，同时磁轭4的内表面与轴6粘接固定；副磁钢二5的侧面与磁轭4粘接固定，同时副磁钢二5的内表面与轴6粘接固定；外壳7的多个螺纹孔通过螺钉9与后盖8的多个通孔进行固定；轴6通过螺母10与后盖8进行固定。

本发明的优点是：本发明在一定的音圈电机体积下，与传统音圈电机单极磁场结构相比，平均工作气隙磁密提高了33%，进一步提高了电机的磁能密度及推力常数，实现了更高的效率。

附图说明

图1是轴端挡环的示意图；

图2是主磁钢的示意图；

图3是磁轭的示意图；

图4是轴的示意图；

图5是外壳的示意图；

图6是后盖的示意图；

图7是一种提高音圈电机推力常数的筒极对顶轴向磁场结构示意图；

其中，1：轴端挡环、2：主磁钢、3：副磁钢一、4：磁轭、5：副磁钢二、6：轴、7：外壳、8：后盖、9：螺钉、10：螺母、11：环状台阶一、12：环状台阶二。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做详细说明，参见图7，其是本发明一种提高音圈电机推力常数的筒极对顶轴向磁场结构示意图。所述一种提高音圈电机推力常数的筒极对顶轴向磁场结构其特征在于包括：轴端挡环1、主磁钢2、副磁钢一3、磁轭4、副磁钢二5、轴6、外壳7、后盖8、螺钉9、螺母10。轴端挡环1为环状柱体，内径为半径为R1的螺纹，外半径为R2，长度为L1；主磁钢2为环状柱体；副磁钢一3、副磁钢二5与主磁钢2的形状及尺寸完全相同；磁轭4为环状柱体；轴6为圆柱体；外壳7为环状柱体；后盖8为环状柱体；

轴端挡环1通过螺纹连接的方式固定于轴6上；主磁钢2的侧面与轴端挡环1粘接固定，同时主磁钢2的内表面与轴6粘接固定；副磁钢一3的侧面与主磁钢2粘接固定，同时副磁钢一3的内表面与轴6粘接固定；磁轭4的侧面与副磁钢一3粘接固定，同时磁轭4的内表面与轴6粘接固定；副磁钢二5的侧面与磁轭4粘接固定，同时副磁钢二5的内表面与轴6粘接固定；外壳7的多个螺纹孔通过螺钉9与后盖8的多个通孔进行固定；轴6通过螺母10与后盖8进行固定。

实施例

1、轴端挡环1为环状柱体，内径为半径为21mm的螺纹，外半径为47mm，长度为8.7mm；

2、主磁钢2为环状柱体，内半径为22mm，外半径为47mm，长度为26mm；副磁钢一3、副磁钢二5与主磁钢2的形状及尺寸完全相同；

3、磁轭4为环状柱体，内半径为22mm，外半径为47mm，长度为8.7mm；

4、轴6为圆柱体，外径为半径为8mm的螺纹，长度为106.7mm，轴6上有环状台阶一11、环状台阶二12，台阶一11的外半径为47mm，长度为86.7mm，台阶二12的外径为半径为21mm的螺纹，长度为11.3mm；

5、外壳7为环状柱体，内半径为56mm，外半径为64mm，长度为97.4mm，端面上有8个对称分布的螺纹孔；

6、后盖8为环状柱体，内半径为8mm，外半径为64mm，长度为11.5mm，端面上有多个与螺纹孔对应的通孔；

7、轴端挡环1通过螺纹连接的方式固定于轴6上；

8、主磁钢2的侧面与轴端挡环1粘接固定，同时主磁钢2的内表面与轴6粘接固定；

9、副磁钢一3的侧面与主磁钢2粘接固定，同时副磁钢一3的内表面与轴6粘接固定；

10、磁轭4的侧面与副磁钢一3粘接固定，同时磁轭4的内表面与轴6粘接固定；

11、副磁钢二5的侧面与磁轭4粘接固定，同时副磁钢二5的内表面与轴6粘接固定；

12、外壳7的多个螺纹孔通过螺钉9与后盖8的多个通孔进行固定；

13、轴6通过螺母10与后盖8进行固定。

本发明为一种提高音圈电机推力常数的筒极对顶轴向的磁场结构，其工作原理是：主磁钢2与副磁钢一3、副磁钢二5都为永磁体，采用轴向充磁筒极结构，它提供主要的磁场能量。主极磁力线由两部分组成：一部分通过主磁钢2，最后通过后盖8、外壳7、主极工作气隙、磁轭4返回初始主磁钢2而形成闭合回路，另一部分通过副磁钢一3、副磁钢二5，最后通过副极工作气隙、外壳7、主极工作气隙、磁轭4返回初始副磁钢一3而形成闭合回路，由于两部分磁力线均通过主极工作气隙，因此主极气隙磁密得到了极大的提高，同时采用副磁钢一3、副磁钢二5，减小了副极由于端部漏磁大而造成气隙磁密降低的程度。

与传统的音圈电机单极磁场结构相比，平均工作气隙磁密提高了33%。本发明可实现在较小体积下产生更高的磁能密度，从而可以进一步减小电磁体的体积，实现更高的磁能转换效率。

Claims (3)

1.一种提高音圈电机推力常数的筒极对顶轴向磁场结构，其特征在于，该结构包括轴端挡环（1）、主磁钢（2）、副磁钢一（3）、磁轭（4）、副磁钢二（5）、轴（6）、外壳（7）、后盖（8）、螺钉（9）、螺母（10）。轴端挡环（1）为环状柱体，内径为半径为R1的螺纹，外半径为R2，长度为L1；主磁钢（2）为环状柱体；副磁钢一（3）、副磁钢二（5）与主磁钢（2）的形状及尺寸完全相同；磁轭（4）为环状柱体；轴（6）为圆柱体；外壳（7）为环状柱体；后盖（8）为环状柱体；

轴端挡环（1）通过螺纹连接的方式固定于轴（6）上；主磁钢（2）的侧面与轴端挡环（1）粘接固定，同时主磁钢（2）的内表面与轴（6）粘接固定；副磁钢一（3）的侧面与主磁钢（2）粘接固定，同时副磁钢一（3）的内表面与轴（6）粘接固定；磁轭（4）的侧面与副磁钢一（3）粘接固定，同时磁轭（4）的内表面与轴（6）粘接固定；副磁钢二（5）的侧面与磁轭（4）粘接固定，同时副磁钢二（5）的内表面与轴（6）粘接固定；外壳（7）的多个螺纹孔通过螺钉（9）与后盖（8）的多个通孔进行固定；轴（6）通过螺母（10）与后盖（8）进行固定。

2.如权利要求1所述的一种提高音圈电机推力常数的筒极对顶轴向磁场结构，其特征在于：主磁钢（2）内半径为R3=R1+（0.8～1.2）mm，外半径为R4=R2，长度为L2=3L1；磁轭（4）内半径为R5=R3，外半径为R6=R2，长度为L3=L1；轴（6）的外径为半径为R7=（0.35～0.4）R3的螺纹，长度为L4=2L1+3L2+（10～13）mm，轴（6）上有环状台阶一（11）、环状台阶二（12），台阶一（11）的外半径为R8=R3，长度为L6=L1+3L2，台阶二（12）的外径为半径为R9=R1的螺纹，长度为L4-L5-L6。

3.如权利要求1所述的一种提高音圈电机推力常数的筒极对顶轴向磁场结构，其特征在于：外壳（7）内半径为R10，外半径为R11，长度为L7，端面上有多个对称分布的螺纹孔；后盖（8）内半径为R12=R7，外半径为R13=R11，长度为L8，端面上有多个与螺纹孔对应的通孔。