[发明专利]电磁感应式供电的音圈电机

说明书

本发明公开了一种电磁感应式供电的音圈电机，包括运动线圈、低频磁路组件以及高频感应供电组件；所述高频感应供电组件包括高频磁芯和高频供电线圈，运动线圈与高频供电线圈通过高频磁芯耦合，用于使运动线圈中产生感应电流；所述低频磁路组件用于提供低频磁场，包括永磁体和带有凹槽的导磁体，永磁体贴于凹槽内壁一侧，与内壁另一侧之间构成气隙，运动线圈在气隙中运动。本发明去掉了音圈电机动子线圈的飞线，解决了传统动圈的飞线结构容易断路的问题，提高了音圈电机的可靠性，使音圈电机在频繁往复运动使用场合下使用寿命大大提高。同时本发明也提高了毫米级别以上行程的音圈电机的往复频率。

技术领域

本发明涉及一种音圈电机，尤其涉及一种动圈不带有柔性供电线结构的音圈电机。

背景技术

音圈电机(Voice Coil Motor，VCM)是一种特殊形式的直接驱动电机，因为原理与扬声器类似而得名，是一种将电能直接转化为直线或圆弧运动机械能的传动装置。音圈电机结构简单、体积小、噪声低、比推力高、加速度大、响应速度快、精度高、维护方便、可靠性高、调速范围宽。被广泛应用于硬盘驱动器、光盘驱动器、扫描仪、透镜聚焦、激光切割、活塞车床刀架、移动电话(作为震动电机)、医疗器械和航天仪器(例如航天制冷机)等精密定位系统，近年来随着发展和推力的提升，也开始用于驱动液压系统和压缩机，作为电源控制阀使用。1971至今，音圈电机被推广进入独立应用阶段，制成了非常具有实用价值的装置和产品。尤其在欧美和日本获得了极大的发展，创造了很高的经济价值。

音圈电机工作原理为：通电线圈(导体)，也称为动圈或者动音圈，通电线圈在磁场中会产生力，力的大小与施加在线圈上的电流成比例，使线圈运动至不同的位置。所以运动线圈需要连接两根活动的输电线进行供电，这种供电结构一般被称作柔性供电线结构，柔性供电线随着动圈的往复运动不断的拉伸和收缩，老化速度快稳定性差。因此音圈电机在高频次运动状态中容易出现断路的问题，音圈的振动频率和使用寿命都有限制。同时由于可运动的支承，运动部件和环境的热接触很恶劣，动音圈产生的热量会使运动部件的温度升高,因而音圈中所允许的最大电流较小，音圈的推力也有着限制。

现有对音圈电机的发展的研究大部分是对于永磁体分布结构和磁场的研究，现有技术中对供电方式并没有太多关注和成果。然而随着音圈电机的使用面越来越大，带有柔性供电线(飞线)结构的动圈对音圈电机的限制和弊端逐日凸显。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种不会发生断路的高频往复运动的音圈电机，该电机的运动线圈没有飞线结构，不存在柔性供电线断路的问题。

技术方案：本发明所述的电磁感应式供电的音圈电机，包括运动线圈、低频磁路组件以及高频感应供电组件；低频磁路组件用于提供低频磁场，高频感应供电组件使运动线圈中产生感应电流，运动线圈在低频磁路组件形成的磁场中运动。

进一步的，所述高频感应供电组件包括高频磁芯和高频供电线圈，运动线圈与高频供电线圈通过高频磁芯耦合；所述低频磁路组件包括永磁体和带有凹槽的导磁体，永磁体贴于凹槽内壁一侧，与内壁另一侧之间构成气隙，运动线圈在气隙中运动。

可选的方案是一种圆柱形音圈电机，所述高频磁芯包括圆筒形磁芯外壳和圆柱形磁芯柱，二者的中心轴重合，两端连接固定；所述导磁体为环形导磁体，所述凹槽为环形槽，环形导磁体采用硅钢片叠压制成，套设在圆柱形磁芯柱上并固定；所述永磁体为环形永磁体，设置于环形槽中。所述高频供电线圈绕制在供电线圈支架上，并固定在圆柱形磁芯柱未套设环形导磁体的一端；所述运动线圈为环形螺旋线圈。

另一种可选的方案为矩形音圈电机，所述高频磁芯包括至少一组EE型磁芯，EE型磁芯的磁芯中柱为立方体或者圆柱体；所述导磁体为U型导磁体，采用硅钢片叠压制成，固定在EE型磁芯的窗口中。所述永磁体为条形永磁体，设置于U型导磁体的U形槽中。所述高频供电线圈绕制在供电线圈支架上，并固定在磁芯中柱未套设U型导磁体的一端，所述运动线圈为螺旋线圈，其绕制形状与所述磁芯中柱的形状相对应。