CN108736589A - 环状粘结磁铁、音圈马达、以及音圈马达的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于音圈马达的定子的环状粘结磁铁、音圈马达及音圈马达的制造方法，音圈马达是部件件数较少的简单的结构，其制造也容易，能用小型的结构得到较大的推力。音圈马达(20)具有：圆盘状的下磁轭(1)；三个圆柱状的磁极磁轭(2)，其设置于下磁轭的一面；一体成形的环状粘结磁铁(3)，其具有贯穿安装磁极磁轭的三个孔部(3a)；上磁轭(4)，其在周向上与环状粘结磁铁的孔部(3a)相同的位置上具有贯穿安装磁极磁轭的三个孔部(4a)；三个圆筒状的线圈(7)，其分别贯穿安装磁极磁轭；以及线圈支架(8)，其支撑线圈(7)。环状粘结磁铁(3)通过沿周向均等配置的三个环状磁铁的外周面的一部分彼此一体接合而构成。

Description

环状粘结磁铁、音圈马达、以及音圈马达的制造方法

技术领域

本发明涉及使用于音圈马达的环状粘结磁铁、利用该环状粘结磁铁的音圈马达以及音圈马达的制造方法，所述音圈马达用于驱动机构。

背景技术

在磁盘装置中，作为驱动搭载有磁头的促动器的驱动源，而使用音圈马达。

作为音圈马达，例如，在专利文献1、2中公开了一种可动线圈式的音圈马达，该可动线圈式的音圈马达组合了定子和可动元件，所述定子在圆筒状的磁轭的内周面固定有圆筒状的磁铁，所述可动元件将线圈缠绕于铁心上，并且在磁铁与线圈之间设置预定间隙的状态下使可动元件插通于定子。

对于这种音圈马达，当驱动对象的设备大型化时，期望增大推力。但是，此时音圈马达自身的大型化是不期望的。

在专利文献3中提出了能够用小型的结构得到较大的推力的磁铁可动型的直线马达。在该直线马达中，在与推力方向正交的上下左右方向上连接多个一对直线马达，该一对直线马达是组合角筒状的定子和圆筒状的可动元件而构成。定子在插入于托架中的磁轭内周面上固定磁铁而构成，可动元件在配置于圆筒状的框架的外周的铁心上缠绕线圈而构成。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平1-107646号公报

专利文献2：日本特开平3-150061号公报

专利文献3：日本特开2010-154649号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在专利文献3所公开的直线马达中，首先，单独制作多个定子，并且将这些多个定子并联连接而组装之后，在各定子中插入可动元件而制造。因此，不仅结构复杂，制造工序也繁杂，存在不能避免高成本化的问题。

这种音圈马达所使用的磁铁，大多利用烧结磁铁，但对于烧结磁铁，由于其形状依赖于能否制作模具，因此设计的自由度不足。

另外，为了使音圈马达的发生推力提高两倍以上，必须并联排列多个相同的音圈马达，并与一个输出轴连接，或者将通电给音圈马达的线圈中的电流增加至两倍以上。在前者的方法中，需要用于并联配置多个音圈马达的设置部件，导致装置整体变大。另外，在后者的方法中，一般而言，不会使两倍以上的电流流过线圈，引起线圈的温度上升、绝缘破坏，经过短时间就无法使用。

本发明是鉴于这种情况而做出的，其目的在于提供一种环状粘结磁铁、音圈马达、以及音圈马达的制造方法，该环状粘结磁铁用于音圈马达的定子，并且一体接合多个环状磁铁而成，该音圈马达是部件件数较少的简单的结构，其制造也容易，并且能够用小型的结构获得较大的推力。

用于解决问题的方案

本发明的环状粘结磁铁用于音圈马达的定子，其特征在于，至少两个环状磁铁的外周面的一部分彼此一体接合而构成。

在本发明中，将至少两个环状磁铁的外周面的一部分彼此接合的一体成形型的环状粘结磁铁，用于音圈马达的定子。因此，不像以往那样组装多个定子，就能够简单地构成并联型的定子，能够容易制造音圈马达。

本发明的环状粘结磁铁用于音圈马达的定子，其特征在于，沿周向均等配置的三个环状磁铁的外周面的一部分彼此一体接合而构成。

在本发明中，将沿周向均等配置的三个环状磁铁的外周面的一部分彼此接合的一体成形型的环状粘结磁铁，用于音圈马达的定子。因此，不像以往那样组装多个定子，就能够简单地构成三个并联型的定子，容易制造音圈马达，而且，由于是三级结构，因此摇晃较小。

本发明的环状粘结磁铁的特征在于，通过利用3D打印机的层叠成形、压缩成形、或者注塑成形而制作。

在本发明中，一体成形型的环状粘结磁铁，通过利用3D打印机的层叠成形、压缩成形、或者注塑成形而制作。因此，能够容易制作具有所需的形状的一体成形型的环状粘结磁铁。另一方面，烧结磁铁虽然能够制作单纯的环状形状，但是难以形成接合多个环状磁铁的一部分的环状形状，不适用于本发明。

本发明的音圈马达的特征在于，具有：圆盘状的第一磁轭；多个圆柱状的第二磁轭，其设置于该第一磁轭的一面；一体成形的环状粘结磁铁，其具有贯穿安装该第二磁轭的多个孔部；第三磁轭，其在周向上与所述环状粘结磁铁的所述孔部相同的位置上具有贯穿安装所述第二磁轭的多个孔部；多个圆筒状的线圈，其分别贯穿安装所述第二磁轭；以及支撑体，其支撑该线圈。

在本发明的音圈马达中，组装了定子和可动元件，定子具有使三个部件层叠的结构，该三个部件是：在一面上设置多个圆柱状的第二磁轭的圆盘状的第一磁轭、贯穿安装第二磁轭的一体成形型的环状粘结磁铁、以及贯穿安装第二磁轭的第三磁轭，可动元件形成为用支撑体支撑分别贯穿安装一个第二磁轭的多个线圈的结构。由于并联配置多个磁回路，因此即使是小型且简单的结构，也能够得到较大的推力。另外，由于是将一体成形型的环状粘结磁铁用于定子的结构，因此不需要像以往那样进行组装，就能够简单地构成并联型的定子。因此，能够实现音圈马达的制造的简化以及低成本化。

本发明的音圈马达的特征在于，还具备设置于所述环状粘结磁铁的外周面侧的罩。

在本发明的音圈马达中，在一体成形型的环状粘结磁铁的外周面侧设置有罩。因此，能够保护环状粘结磁铁。

本发明的音圈马达的特征在于，还具备紧固所述第一磁轭与所述第三磁轭的紧固部件。

在本发明的音圈马达中，用紧固部件紧固第一磁轭与第三磁轭。因此，能够切实地固定夹在第一磁轭以及第三磁轭的一体成形型的环状粘结磁铁。

本发明的音圈马达的制造方法的特征在于，以线圈能够移动且在所述线圈中贯穿安装第二磁轭的方式，在定子中配置可动元件，所述定子是将设置于圆盘状的第一磁轭的一面的多个圆柱状的所述第二磁轭，贯穿安装于一体成形的环状粘结磁铁的多个孔部、以及第三磁轭的多个孔部中而构成，所述第三磁轭的多个孔部位于在周向上与所述环状粘结磁铁的所述孔部相同的位置，所述可动元件是用支撑体支撑多个圆筒状的所述线圈而构成。

发明效果

在本发明中，由于将至少两个环状磁铁的外周面的一部分彼此接合的一体成形型的环状粘结磁铁，用于音圈马达的定子，而构成并联型的磁回路，因此能够提供以小型且简单的结构得到较大的推力的音圈马达。另外，由于不像以往那样组装多个磁回路，就能够构成并联型的磁回路，因此能够容易制造音圈马达。其结果，能够实现制造工序的缩短化、生产成本的降低化。并且，由于通过利用3D打印机的层叠成形，制造所述环状粘结磁铁，从而不需要制作模具，因此能够在短期间内以廉价进行音圈马达的试制以及性能评价，能够缩短新的音圈马达的开发期间。

附图说明

图1是表示本发明的音圈马达的立体图。

图2是表示本发明的音圈马达的分解立体图。

图3是表示本发明的音圈马达的剖视图。

图4是表示本发明的音圈马达的定子以及可动元件的立体图。

图5是表示用于本发明的音圈马达的定子的一体成形型的环状粘结磁铁的立体图以及俯视图。

图6是表示一体成形型的环状粘结磁铁的另一个例子的俯视图。

图7是表示一体成形型的环状粘结磁铁的另一个例子的俯视图。

图8是表示一体成形型的环状粘结磁铁的另一个例子的俯视图。

附图标记说明：

1：下磁轭(第一磁轭)

2：磁极磁轭(第二磁轭)

3：环状粘结磁铁

3a：孔部

4：上磁轭(第三磁轭)

4a：孔部

5：罩

6：螺栓(紧固部件)

7：线圈

8：线圈支架(支撑体)

11：定子

12：可动元件

20：音圈马达

具体实施方式

以下，对本发明基于表示其实施方式的附图而进行详细说明。

图1、图2以及图3是表示本发明的音圈马达的立体图、分解立体图以及剖视图。图4A、B是表示本发明的音圈马达的定子以及可动元件的立体图。图5A、B是表示用于本发明的音圈马达的定子的一体成形型的环状粘结磁铁的立体图、俯视图。

本发明的音圈马达20组合定子11和可动元件12而构成。

定子11具有作为第一磁轭的下磁轭1、作为第二磁轭的三个磁极磁轭2、一体成形型的环状粘结磁铁3、作为第三磁轭的上磁轭4、罩5、以及作为紧固部件的三根螺栓6。作为紧固部件的螺栓6使用非磁性体的螺栓。虽然也能够使用磁性体的螺栓，但存在磁路由于螺栓而短路，从而效率降低的情况。于是，优选使用非磁性体的螺栓。

下磁轭1形成圆盘状。在下磁轭1的内侧的一面，以沿下磁轭1的周向均等配置的方式立设有三个圆柱状的磁极磁轭2。这些下磁轭1以及磁极磁轭2例如由硅钢片等软质磁性体形成。在沿着下磁轭1的周向均等配置的位置、且相邻的磁极磁轭2、2的中间位置上，形成有三个螺纹孔1a。在这些螺纹孔1a中分别嵌入螺栓6。在下磁轭1的中心形成有中心孔1b。在该中心孔1b中嵌入安装下述的可动元件12的轴8c。

如图5中也表示，一体成形型的环状粘结磁铁3，由沿周向均等配置的三个环状磁铁的外周面的一部分彼此一体接合而构成，在俯视时呈三叶草形状。环状粘结磁铁3沿周向均等配置而具有三个孔部3a。在这些孔部3a中分别贯穿安装一个磁极磁轭2。另外，在环状粘结磁铁3的中心形成有中心孔3b。在该中心孔3b中嵌入安装轴8c。环状粘结磁铁3在厚度方向(图3的左右方向)上被磁化。

环状粘结磁铁3是例如将混合了SmFeN系合金的磁粉和树脂的混合物作为材料，通过利用3D打印机进行层叠成形(3D打印)而制作的树脂结合型磁铁。在3D打印中，为了得到所需的形状，在使喷嘴以及层叠台以三维方式相对移动的同时，将磁粉与树脂的混合物从喷嘴向层叠台压出并层叠，从而制作环状粘结磁铁3。

上磁轭4形成圆盘状。在上磁轭4上沿周向均等配置而形成有三个孔部4a。这些孔部4a的周向的位置与环状粘结磁铁3的孔部3a的周向的位置相同，在这些孔部4a中分别贯穿安装一个磁极磁轭2。在沿上磁轭4的周向均等配置的位置、且相邻的孔部4a、4a的中间位置上，形成有三个螺纹孔4b。在这些螺纹孔4b中分别嵌入螺栓6。在上磁轭4的中心形成有中心孔4c。在该中心孔4c中嵌入安装轴8c。上磁轭4例如由硅钢片等软质磁性体形成。

罩5形成薄壁的圆筒状，并且以覆盖环状粘结磁铁3的外周面的方式配置。罩5例如由铝等非磁性的金属形成。该罩5起到保护环状粘结磁铁3的功能。

可动元件12具有三个圆筒状的线圈7、以及作为支撑体的线圈支架8。线圈支架8例如由铝等非磁性体形成。

线圈7例如将铜线缠绕成圆筒状而构成。在各线圈7中经由上磁轭4的孔部4a以及环状粘结磁铁3的孔部3a而贯穿安装一个磁极磁轭2。在此，线圈7配置成能够在孔部4a以及孔部3a内沿着音圈马达20的轴向移动。

线圈支架8包括：圆盘状的主体部8a；圆筒部8b，其向主体部8a的中心的表面侧延伸；以及轴8c，其向主体部8a的中心的里面侧延伸。线圈支架8用其背面支撑线圈7。轴8c以能够沿音圈马达20的轴向移动的方式嵌入安装于上磁轭4的中心孔4c、环状粘结磁铁3的中心孔3b以及下磁轭1的中心孔1b中。

以下，对本发明的音圈马达20的制造方法进行说明。

将具有如上所述结构的下磁轭1、用罩5覆盖外周面的环状粘结磁铁3、以及上磁轭4依此顺序进行层叠，在上磁轭4的螺纹孔4b以及下磁轭1的螺纹孔1a中嵌入螺栓6，从而构成定子11(参照图4A、B)。此时，在环状粘结磁铁3的孔部3a以及上磁轭4的孔部4a内贯穿安装磁极磁轭2。通过紧固螺栓6，从而切实地固定环状粘结磁铁3。

另一方面，用线圈支架8支撑三个线圈7，从而构成可动元件12(参照图4A、B)。

而且，将线圈支架8的轴8c插入到上磁轭4的中心孔4c、环状粘结磁铁3的中心孔3b以及下磁轭1的中心孔1b中，从而组装音圈马达20(参照图1)。此时，以可动元件12(线圈7以及线圈支架8)能够沿音圈马达20的轴向移动的状态，磁极磁轭2在上磁轭4的孔部4a以及环状粘结磁铁3的孔部3a内贯穿安装于线圈7中。

由于上述的音圈马达20是并联配置三个磁回路的结构，因此不会形成为长条形，以部件件数较少的小型的结构就能得到较大的推力。

另外，由于使用一体成形的环状粘结磁铁3，因此在本发明的音圈马达20中，制作一个环状粘结磁铁3即可。从而，与在单独制作多个环状磁铁之后并联组装这些已制作的多个环状磁铁而构成定子的情况相比，在本发明中，能够实现制造工序的大幅度的简化。其结果，在本发明中，能够达到制造时间的缩短和生产成本的降低。

用于上述的音圈马达20的定子11中的一体成形型的环状粘结磁铁3，形成为沿周向均等配置的三个环状磁铁的外周面的一部分彼此一体接合的三叶草形状，但所使用的一体成形型的环状粘结磁铁3不限于此。图6至图8是表示一体成形型的环状粘结磁铁3的另一个例子的俯视图。

图6所示的一体成形型的环状粘结磁铁3，形成为沿周向均等配置的三个环状磁铁的外周面的一部分彼此一体接合的大致三角形状。在该例子中，与上述三叶草形状的例子相比，周缘部的截面积变大而能够使体积变大，因此能够期待推力进一步增加。形成为包含沿周向均等配置的三个环状磁铁的外周面的一部分彼此一体接合的磁铁的结构，起到本发明的作用效果。

图7所示的一体成形型的环状粘结磁铁3，形成为靠近的三个环状磁铁的外周面的一部分彼此一体接合的L字形状。另外，图8所示的一体成形型的环状粘结磁铁3，形成为靠近的三个环状磁铁的外周面的一部分彼此一体接合的圆弧形状。如图7或图8所示的异形的环状粘结磁铁3，对音圈马达的设置空间存在限制，适用于必须在特定形状的空间内设置特定形状(与图1所示的音圈马达20不同的形状)的音圈马达的情况。

此外，在上述的实施方式中，在定子11中使用了一个一体成形型的环状粘结磁铁3，但与此不同，在上磁轭4与下磁轭1之间串联地夹入多个一体成形型的环状粘结磁铁3而构成定子11也可。如此，通过多层重叠环状粘结磁铁3，从而能够得到更大的推力。

另外，在上述的实施方式中，将一体成形型的环状粘结磁铁3形成为一体接合三个环状磁铁的结构，但与此不同，还可以使用两个或四个以上的环状磁铁的外周面的一部分彼此一体接合而构成的一体成形型的环状粘结磁铁3。在该情况下，既可以形成为与图1所示的音圈马达20相同的形状，也可以形成为仿照磁铁形状的不同的形状。

另外，在上述的实施方式中，使用混合了SmFeN系合金的磁粉和树脂的混合物，而制作了一体成形型的环状粘结磁铁3，但与此不同，还可以使用铁素体系磁粉或NdFeB系合金的磁粉。

另外，在上述的实施方式中，通过3D打印而制作了一体成形型的环状粘结磁铁3，但与此不同，还可以通过压缩成形或注塑成形而制作一体成形型的环状粘结磁铁3。

此外，所公开的实施方式应该理解为在所有的方面进行举例说明，而不是限制。本发明的范围不是利用上述的说明表示，而是利用权利要求书来表示，应包含与权利要求书均等的意思及范围内的所有的变更。

Claims (7)

1.一种环状粘结磁铁，用于音圈马达的定子，其特征在于，

至少两个环状磁铁的外周面的一部分彼此一体接合而构成。

2.一种环状粘结磁铁，用于音圈马达的定子，其特征在于，

沿周向均等配置的三个环状磁铁的外周面的一部分彼此一体接合而构成。

3.根据权利要求1或2所述的环状粘结磁铁，其特征在于，

通过利用3D打印机的层叠成形、压缩成形、或者注塑成形而制作。

4.一种音圈马达，其特征在于，具有：

圆盘状的第一磁轭；

多个圆柱状的第二磁轭，其设置于该第一磁轭的一面；

一体成形的环状粘结磁铁，其具有贯穿安装该第二磁轭的多个孔部；

第三磁轭，其在周向上与所述环状粘结磁铁的所述孔部相同的位置上具有贯穿安装所述第二磁轭的多个孔部；

多个圆筒状的线圈，其分别贯穿安装所述第二磁轭；以及

支撑体，其支撑该线圈。

5.根据权利要求4所述的音圈马达，其特征在于，

该音圈马达还具备设置于所述环状粘结磁铁的外周面侧的罩。

6.根据权利要求4或5所述的音圈马达，其特征在于，

该音圈马达还具备紧固所述第一磁轭与所述第三磁轭的紧固部件。

7.一种音圈马达的制造方法，其特征在于，

以线圈能够移动且在所述线圈中贯穿安装第二磁轭的方式，在定子中配置可动元件，

所述定子是将设置于圆盘状的第一磁轭的一面的多个圆柱状的所述第二磁轭，贯穿安装于一体成形的环状粘结磁铁的多个孔部、以及第三磁轭的多个孔部中而构成，所述第三磁轭的多个孔部位于在周向上与所述环状粘结磁铁的所述孔部相同的位置，

所述可动元件是用支撑体支撑多个圆筒状的所述线圈而构成。