CN116231931B - 一种导向结构及音圈电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种导向结构及音圈电机，属于电机领域；本发明中将直线轴承设置在音圈电机定子底部，通过注入通道可直接注入润滑剂，方便对直线轴承进行定期维护；此外，本发明提供的音圈电机通过在线圈周围设置制冷片，能够实现快速降温，进一步解决动子散热的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电机领域，特别涉及一种导向结构及音圈电机。
背景技术
直线振动类电机是一种将电磁能转换为机械往复运动输出的装置，在振动测试、医疗装备、消费电子和精密定位等领域具有非常广泛的应用。具有结构简单、体积小、响应快、推力线性度好等特性，非常适用于小范围高速直线运动的场合。直线振动音圈电机采用定子与动子分离结构。传统的直线振动音圈电机振动系统中需要安装直线导轨或直线轴承等导向装置，以保证音圈电机可以输出直线往复运动。
现有技术，公告号为CN110086319A的中国发明专利公开了一种带直线轴承导向的音圈电机，其结构特点是在定子中央开设中心孔，在中心孔里面压入圆柱状的直线轴承，同时在配套的音圈电机动子的线圈中心固定直线轴承导向圆轴，起到定中心的作用，其次导向圆轴与直线轴承配合，实现了动子线圈的往复运动，一定程度上解决了音圈电机动子线圈和音圈电机定子之间的摩擦问题。然而作为直线振动类电机，长时间的高速往复运动使得直线轴承很容易磨损，导致接触疲劳甚至腐蚀，直线轴承运行精准度就会降低，其导向功能变差。该技术中直线轴承安装在定子内部，不方便对直线轴承添加润滑剂，使得该音圈电机维护较为困难。
发明内容
为了解决背景技术中音圈电机设计中直线轴承安装在定子内部，不方便对直线轴承添加润滑剂的问题，本发明提供一种导向结构及音圈电机。
本发明采用的技术方案如下：
根据本公开的第一方面，本发明提供了一种导向结构，在音圈电机定子中基座的轴线上开设中心通孔，中心通孔内安装动子的导向圆轴；所述基座底面开设轴承孔，轴承孔与中心通孔同轴线且连通，轴承孔内安装直线轴承；所述动子的导向圆轴从基座顶部插入基座中央的中心通孔，并进一步伸入直线轴承中，所述导向圆轴通过直线轴承进行导向；所述基座底部轴承孔内设有润滑剂注入通道，所述注入通道用于向导向圆轴与直线轴承之间的间隙注入润滑剂。
在一种可能的实施方式中，所述直线轴承采用开口型直线轴承，其上的开口结构为注入通道。
在另一种可能的实施方式中，所述注入通道设置在导向圆轴上，导向圆轴从底部开设沿轴向的主通道，从导向圆轴外侧面斜向下开设若干分支通道，分支通道与主通道连通。
进一步的，所述轴承孔与中心通孔的交界处为锥形变径通道，且导向圆轴内主通道向上延伸超过直线轴承顶端，进入轴承孔上方的中心通孔；分支通道进一步向上开设。
进一步的，所述基座由圆柱体状导向柱和圆环状底托组成，底托套设置在导向柱底部外侧；所述中心通孔开设在导向柱轴线处，导向柱底面开设轴承孔。
进一步的，所述导向柱的底端穿过底托，进一步在托套下表面形成突出部，突出部外表面形成有螺纹，突出部螺纹连接一端盖。
进一步的，所述导向柱底端外侧壁切削形成两个圆环台和两个圆柱，两个圆柱上形成有螺纹；底托中央开设螺纹通孔，底托螺纹连接在导向柱上。
根据本公开的第二方面，本发明提供了一种音圈电机，包括上述导向结构，所述基座上同轴安装壳体；导向柱外安装永磁体组件，永磁体组件与壳体之间的空间安装动子，其中，动子中的线架呈圆柱桶状，底部开口，线架内部中央安装导向圆轴，导向圆轴插入导向柱中央的中心通孔，并伸入直线轴承中，线架外侧面缠绕线圈。
进一步的，所述壳体采用长方体状框架结构，上、下面中央开设圆形通孔，壳体下表面与底托连接；壳体四个侧面开设安装窗，安装窗内边缘形成有向内延伸的边缘部，将矩形制冷片安装在安装窗内，制冷片边缘与边缘部固定；制冷片的制冷面朝向动子一侧，散热面朝外。
进一步的，所述散热面上安装散热片。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种导向结构及音圈电机，与背景技术中专利公开的技术相比，本申请中将直线轴承设置在定子底部，打开端盖后暴露直线轴承，通过注入通道可直接注入润滑剂，方便对直线轴承进行定期维护。此外，本发明提供的音圈电机通过在线圈周围设置制冷片，能够实现快速降温，进一步解决动子散热的问题。
附图说明
图1是本申请实施例1提供的一种音圈电机剖切后内部结构展示图。
图2是本申请实施例1提供的一种基座剖开后的结构展示图。
图3是本申请实施例1提供的一种导向柱和底托单独成型后进行组装的结构设计展示图。
图4是本申请实施例1提供的一种导向柱的立体结构展示图。
图5是本申请实施例2提供的第二种音圈电机导向结构的剖视图。
图6是本申请实施例2提供的一种挤压器的结构示意图。
图7是本申请实施例3改进方案的结构展示图。
图8是本申请实施例4提供的一种音圈电机的立体结构图。
图9是图8部分结构拆解开的展示图。
附图标记说明：导向柱1，中心通孔101，轴承孔102，锥形变径通道103，第一圆环台104、第一圆柱105、第二圆环台106、第二圆柱107；底托2，突出部3，壳体4，永磁体组件5，端盖6，螺纹连接口601，直线轴承7；线架8，导向圆轴9，主通道901，分支通道902，线圈10，握持柄11、主杆12、挤压头13，密封环14，纤维簇15，安装窗16，边缘部17，制冷片18，散热片19。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
参见图1，是本申请实施例提供的一种音圈电机剖切后内部结构展示图，现有技术中音圈电机包括定子与动子两大部分，本申请实施例提供的一种音圈电机导向结构方案如下：音圈电机的定子包括基座、壳体4、永磁体组件5、端盖6、直线轴承7；动子包括线架8、导向圆轴9、线圈10。
如图2所示是本申请实施例提供的一种基座剖开后的结构展示图，基座由圆柱体状导向柱1和圆环状底托2组成，底托2套设置在导向柱1底部外侧。导向柱1的底端穿过底托2，进一步在底托2下表面形成突出部3，突出部3外表面形成有螺纹，端盖6上形成有螺纹连接口601，端盖6螺纹连接在基座底部。此外，导向柱1轴线上开设中心通孔101，用于安装导向圆轴9，导向柱1从底面开设轴承孔102，轴承孔102与中心通孔101同轴线且连通，轴承孔102直径比中心通孔101大，轴承孔102内安装开口型直线轴承7，开口型直线轴承7上的开口结构可用于注入润滑剂。
如图1所示，基座上同轴安装壳体4，本申请一些实施方式中壳体4是个圆管，壳体4与底托2螺纹连接，其它可拆卸连接或固定连接方式都可；导向柱1外安装永磁体组件5，永磁体组件5采用现有设计即可，永磁体组件5与壳体4之间的空间安装动子。具体的，动子中的线架8呈圆柱桶状，底部开口，线架8内部中央安装导向圆轴9，导向圆轴9插入导向柱1中央的中心通孔101，并伸入直线轴承7中，通过直线轴承7进行导向；线架8外侧面缠绕线圈10。
与背景技术中专利公开的技术相比，本申请实施例1中将开口型直线轴承7设置在定子底部，打开端盖6后暴露直线轴承7，通过开口型直线轴承7上的开口结构可直接注入润滑剂，方便对直线轴承7进行定期维护。而背景技术中专利公开的技术需要取下动子才能暴露直线轴承7，操作相对复杂，且频繁拆卸动子容易损坏线圈10。因此，本申请提供的技术方案更具优势。
进一步，本申请实施例1中导向柱1和底托2可一体成型，也可以单独成型后进行组装；如图3所示是本申请实施例提供的一种导向柱1和底托2单独成型后进行组装的结构设计展示图，图4所示是本申请实施例提供的一种导向柱1的立体结构展示图，该方案中，导向柱1底端外侧壁切削形成两个圆环台和两个圆柱，为了方便描述，图4中自上而下分别命名为第一圆环台104、第一圆柱105、第二圆环台106、第二圆柱107，其中，第二圆柱107的直径小于第一圆柱105的直径，第一圆柱105的直径小于导向柱1的最大直径；此外，第一、第二圆柱107上形成有螺纹；如图3所示，底托2中央开设螺纹通孔，底托2螺纹连接在第一圆柱105上。
实施例2
如图5所示，是本申请提供的第二种音圈电机导向结构的剖视图，该方案中，直线轴承7可采用普通直线轴承7，也可采用开口型直线轴承7；而润滑剂的注入通道改设到导向圆轴9上。具体的，如图5中所示，导向圆轴9从底部开设沿轴向的主通道901，主通道901向上延伸至直线轴承7顶端，从导向圆轴9外侧面斜向下开设若干分支通道902，分支通道902与主通道901连通，且环绕导向圆轴360度各个方向都开设分支通道902。使用注射器或类似辅助器具将润滑剂注入主通道901内，用如图6所示的挤压器进一步将润滑剂压入分支通道902，最后进入导向圆轴9与直线轴承7之间的间隙，通过转动、上下移动动子使润滑剂充分润滑；图6中所示挤压器包括握持柄11、主杆12、挤压头13，主杆12头部端的挤压头13采用半球形橡胶挤压头13，其直径与主通道901相等或略小，可伸入主通道901内进行挤压。为了方便挤压头13更容易进入主通道901，主通道901底部开口进一步扩大成锥形口。
与实施例1方案相比，本申请实施例2方案能够直接将润滑剂注入到导向圆轴9与直线轴承7之间的间隙，润滑效果更好。
实施例3
如图7所示，是本申请实施例2的改进方案结构展示图，该方案中轴承孔102与中心通孔101的交界处改进为锥形变径通道103，且导向圆轴9内主通道901进一步向上延伸超过直线轴承7顶端，进入轴承孔102上方的中心通孔101；分支通道902也进一步向上开设。与实施例2相比，实施例3改进后，导向柱1内部中央的锥形变径通道103能够容纳存储更多的润滑剂，随动子往复运动对直线轴承7进行补充润滑，进一步延长直线轴承7的使用时间。此外，如图7中所示，导向柱1上表面、环绕中心通孔101设置环形的密封环14，密封环14内环边缘设有一圈纤维簇15，纤维簇15由若干单根纤维组成，纤维簇15向导向圆轴9延伸靠近，将中心通孔101上端口与导向圆轴9之间的间隙遮挡，减少润滑剂从中心通孔101上端口排出。
进一步的，现有音圈电机动子在经过长时间的使用后，会产生大量的热量，这些热量若不及时的排出则会极大的影响音圈电机动子的正常工作，对音圈电机动子造成损伤。因此，本申请在上述技术基础上，提供一种音圈电机，进一步解决动子散热的问题。
实施例4
如图8所示，是本申请提供的一种音圈电机的立体结构图，图9所示是图8部分结构拆解开的展示图。进一步改进的音圈电机的壳体4采用长方体状框架结构，上、下面中央开设圆形通孔，壳体4下表面与底托2连接；壳体4四个侧面开设安装窗16，安装窗16内边缘形成有向内延伸的边缘部17，将矩形制冷片18安装在安装窗16内，制冷片18边缘与边缘部17固定，例如通过胶粘接；制冷片18的制冷面朝向动子一侧，散热面朝外。为了进一步增加散热面的散热效果，在散热面进一步安装波浪形散热片19。半导体制冷片18作为特种冷源，不需要任何制冷剂，可连续工作，能够快速制冷对线圈10降温，且能够结合温度传感检测，进行智能降温。
可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。
Claims (4)
1.一种音圈电机，其特征在于，包括定子与动子，定子包括基座、壳体（4）、永磁体组件（5）、端盖（6）、直线轴承（7）；基座由圆柱体状导向柱（1）和圆环状底托（2）组成，底托（2）套设置在导向柱（1）底部外侧；导向柱（1）轴线上开设中心通孔（101），导向柱（1）从底面开设轴承孔（102），轴承孔（102）与中心通孔（101）同轴线且连通，轴承孔（102）直径比中心通孔（101）大，轴承孔（102）内安装开口型直线轴承（7）；导向柱（1）的底端穿过底托（2），在底托（2）下表面形成突出部（3），突出部（3）外表面形成有螺纹，突出部（3）螺纹连接端盖（6）；基座上同轴安装壳体（4），壳体（4）与底托（2）连接；导向柱（1）外安装永磁体组件（5），永磁体组件（5）与壳体（4）之间的空间安装动子；动子包括线架（8）、导向圆轴（9）、线圈（10）；线架（8）呈圆柱桶状，底部开口，线架（8）内部中央安装导向圆轴（9），导向圆轴（9）插入导向柱（1）中央的中心通孔（101），并伸入直线轴承（7）中，通过直线轴承（7）进行导向；线架（8）外侧面缠绕线圈（10）；导向圆轴（9）从底部开设沿轴向的主通道（901），从导向圆轴（9）外侧面斜向下开设若干分支通道（902），分支通道（902）与主通道（901）连通；轴承孔（102）与中心通孔（101）的交界处为锥形变径通道（103），主通道（901）向上延伸超过直线轴承（7）顶端，进入轴承孔（102）上方的中心通孔（101）；分支通道（902）向上开设与锥形变径通道（103）连通；导向柱（1）上表面、环绕中心通孔（101）设置环形的密封环（14），密封环（14）内环边缘设有一圈纤维簇（15），纤维簇（15）向导向圆轴（9）延伸靠近，将中心通孔（101）上端口与导向圆轴（9）之间的间隙遮挡。
2.根据权利要求1所述的音圈电机，其特征在于，所述导向柱（1）底端外侧壁切削形成两个圆环台和两个圆柱，两个圆柱上形成有螺纹；底托（2）中央开设螺纹通孔，底托（2）螺纹连接在导向柱（1）上。
3.根据权利要求1所述的音圈电机，其特征在于，所述壳体（4）采用长方体状框架结构，上、下面中央开设圆形通孔，壳体（4）下表面与底托（2）连接；壳体（4）四个侧面开设安装窗（16），安装窗（16）内边缘形成有向内延伸的边缘部（17），将矩形制冷片（18）安装在安装窗（16）内，制冷片（18）边缘与边缘部（17）固定；制冷片（18）的制冷面朝向动子一侧，散热面朝外。
4.根据权利要求3所述的音圈电机，其特征在于，所述散热面上安装散热片（19）。
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