一种装配简便的音圈电机的制作方法

1.本实用新型涉及电机领域，特别涉及一种直线型音圈电机。


背景技术：

2.音圈电机是一种性能先进的直线电机。音圈电机包括定子和动子，工作原理为：在定子的间隙磁场中放入作为动子的线圈，线圈通电后产生电磁力，带动动子和负载作直线运动，通过改变电流的强弱和极性，即可改变直线运动的速度和方向。
3.由于音圈电机具有结构简单、体积小、响应快、高速、高精度等特性，因此，自其问世以来广泛地应用于精密仪器领域中，例如医疗器械、硬盘驱动器、航天仪器、精密测距仪器、机床等领域。另外，呼吸机是治疗重度新冠肺炎患者的重要设备，而音圈电机可用于驱动呼吸气阀运动。音圈电机的响应速度和运行可靠性，特别是在潮湿环境下的密封性能，对于高性能呼吸机是至关重要的。
4.本实用新型旨在提供一种响应速度快、运行可靠、工艺性能好的新型音圈电机。


技术实现要素：

5.在本实用新型的第一方面，提供了一种高响应速度的音圈电机，包括定子组件、动子组件和轴承组件。定子组件包括壳体和磁钢，壳体包括内筒体和外筒体，内筒体设置在外筒体的内侧，磁钢的外表面固定至外筒体的内表面，内筒体的外表面与磁钢的内表面间隔开一定距离，内筒体的内部设有中心通孔。动子组件包括绕线架和电机轴，绕线架包括筒形的绕线部和端部，端部封闭绕线部的一端，漆包线在绕线部的外周绕制形成线圈，线圈的部分设置在磁钢和内筒体之间，电机轴的近侧端连接至所述端部，远侧端穿过绕线部的内侧和内筒体的中心通孔延伸到音圈电机的外侧，当向线圈供电时产生电磁力，驱动绕线架和电机轴沿直线运动。轴承组件设置在电机轴的径向外侧和内筒体的径向内侧，轴承组件支承电机轴相对于内筒体沿直线滑移。
6.在该方案中，音圈电机的结构紧凑；而且，内筒体可充当磁轭，使得磁钢的磁场强度分布均匀，磁路顺畅，不产生磁滞和漏磁，最大化磁场利用率；而且，轴承组件可减小电机轴和内筒体之间的摩擦阻力，提高音圈电机的响应速率。
7.优选地，内筒体和外筒体在其远侧端经由端壁连接在一起，并且内筒体、外筒体和端壁是一体形成的。
8.优选地，所述磁钢包括多个瓦状件，所述多个瓦状件彼此间隔开设置并沿圆周方向排布成环形，每个瓦状件具有部分圆柱形的内侧表面和部分圆锥形的外侧表面，每个瓦状件的外侧表面与外筒体的近侧端附近的部分圆锥形的内侧表面彼此贴合和固定。
9.优选地，所述绕线架的绕线部和端部是一体形成的。
10.优选地，所述端部上开设有连通端部的两侧的多个通孔。
11.优选地，所述定子组件包括限位保护罩和端盖，限位保护罩位于端盖和外筒体的近侧端之间，所述壳体、限位保护罩和端盖三者围成容纳动子组件的内部腔室。
12.优选地，当动子组件处于电机轴伸出最长的位置时，内筒体的近侧侧端面抵接绕线架的端部的远侧端面；当动子组件处于电机轴伸出最短的位置时，端盖的远侧端面抵接绕线架的端部的近侧端面。
13.优选地，线圈的轴向长度减去磁钢的轴向长度的差大于或等于动子组件的轴向行程长度。
14.优选地，在绕线架沿直线运动期间，线圈的轴向中心与磁钢的轴向中心之间最大间距小于或等于磁钢的轴向长度的一半。
15.优选地，线圈的外侧表面和磁钢的内侧表面之间的最大间距小于或等于 0.35mm。
16.优选地，所述电机轴的近侧端经由嵌件连接至所述绕线架的端部，所述端部的材料包覆模制在嵌件的外侧，所述电机轴的近侧端与所述嵌件螺纹连接或压接连接。
17.优选地，所述嵌件的外侧表面设置沿周向布置且彼此分隔开的多个凹槽，所述凹槽容纳所述端部的材料的部分。
18.在本实用新型的第二方面，提供了一种低摩擦力的音圈电机，包括定子组件、动子组件和轴承组件；定子组件包括壳体和磁钢，磁钢固定在壳体上，壳体具有中心通孔；动子组件包括绕线架和电机轴，绕线架的部分位于壳体的内侧，漆包线在绕线架的外周绕制形成线圈，电机轴连接至所述绕线架，并且沿着所述中心通孔延伸，当向线圈供电时在磁钢的作用下产生电磁力，驱动绕线架和电机轴沿直线运动；轴承组件包括外衬套和滑动件，外衬套设置在壳体的中心通孔内，滑动件设置在外衬套的内部，外衬套的外表面与壳体的内表面固定连接，滑动件的外表面与外衬套的内表面接触，滑动件的内表面与电机轴的外表面接触。
19.在该方案中，轴承组件可极大程度上减小电机轴和定子组件之间的摩擦阻力，使得音圈电机具有很快的响应速度。
20.优选地，所述滑动件包括圆筒形的保持架和由保持架保持的多个钢珠，每个钢珠的中部可转动地设置在保持架的球室内部，每个钢珠的外部伸出保持架的外表面，并与外衬套的内表面滚动接触。
21.优选地，每个钢珠的内部伸出保持架的内表面，并与电机轴的外表面滚动接触。
22.优选地，所述滑动件的长度小于外衬套的长度，并且大于绕线架的直线运动行程。
23.优选地，所述壳体包括内筒体和外筒体，内筒体设置在外筒体的内侧，磁钢的外表面固定至外筒体的内表面，内筒体的外表面与磁钢的内表面间隔开一定距离，内筒体的内部设有中心通孔，外衬套的外表面与内筒体的中心通孔的内表面固定连接。
24.优选地，所述外衬套的长度等于所述内筒体的长度。
25.优选地，所述外衬套的外表面与所述内筒体的内表面间隙配合。
26.优选地，所述外衬套的外表面与所述内筒体的内表面之间通过厌氧胶粘接固定，并且，所述内筒体的内表面具有用于容纳部分厌氧胶的凹槽。
27.优选地，所述轴承组件还包括定位块，所述定位块为圆筒形，所述定位块的外表面在外衬套的远侧端附近固定至外衬套的内表面。
28.优选地，当滑动件移动到远侧极限位置时，滑动件的远侧端面抵接所述定位块的近侧端面。
29.可选地，在电机轴沿直线运动期间，外衬套与滑动件之间的摩擦力大于滑动件与
电机轴之间的摩擦力，滑动件相对于电机轴滑动，滑动件相对于外衬套保持静止；在电机轴沿直线运动期间，外衬套与滑动件之间的摩擦力小于滑动件与电机轴之间的摩擦力，滑动件相对于电机轴保持静止，滑动件相对于外衬套滑动。
30.优选地，所述绕线架包括筒形的绕线部和端部，端部封闭绕线部的一端，漆包线在绕线部的外周绕制形成线圈，电机轴的近侧端连接至所述端部，远侧端穿过绕线部的内侧和壳体的中心通孔延伸到音圈电机的外侧。
31.优选地，当所述滑动件移动到近侧极限位置时，所述滑动件的近侧端面抵接所述绕线架的端部的远侧端面。
32.在本实用新型的第三方面，提供了一种高可靠性的音圈电机，包括定子组件、动子组件和柔性电路板；定子组件包括壳体和磁钢，磁钢固定在壳体上；动子组件包括绕线架和电机轴，绕线架的部分位于壳体的内侧，漆包线在绕线架的外周绕制形成线圈，电机轴连接至所述绕线架，当向线圈供电时在磁钢的作用下产生电磁力，驱动绕线架和电机轴沿直线运动；柔性电路板具有引出部、外环、螺旋延伸部和接线部，所述外环固定至定子组件，所述引出部从所述外环延伸至电机的外侧，所述接线部固定至动子组件且电连接至漆包线，所述螺旋延伸部连接所述外环和所述接线部，并且，所述螺旋延伸部的轴向长度是可伸缩的。
33.在该方案中，柔性电路板的轴线长度可根据动子组件的直线运动而变化，而不会损坏电路结构，确保稳定和可靠的供电。
34.优选地，所述柔性电路板具有柔性的导电箔片，其位于柔性的正面基底和柔性的背面基底之间并由二者封装绝缘，所述导电箔片依次经由引出部、外环、螺旋延伸部延伸至接线部。
35.优选地，所述柔性电路板具有两条导电箔片，所述两条导电箔片在引出部内的部分彼此平行，所述两条导电箔片从所述外环的内侧的两个起始端经由各自的螺旋延伸部向内延伸至各自的接线部，所述两个螺旋延伸部在径向上彼此间隔一定距离。
36.优选地，所述绕线架包括筒形的绕线部和端部，端部封闭绕线部的一端，漆包线在绕线部的外周绕制形成线圈，电机轴的近侧端连接至所述端部，远侧端穿过绕线部的内侧和壳体的中心通孔延伸到音圈电机的外侧。
37.优选地，所述绕线架的端部具有过线槽，绕线架上的漆包线的部分位于过线槽内，该部分的漆包线的一端连接至线圈，另一端电连接至柔性电路板的接线部。
38.优选地，所述过线槽的内部容纳粘接剂，该粘接剂将所述漆包线的所述部分固定在过线槽内。
39.优选地，所述绕线架的端部的近侧表面上具有在径向方向延伸的圆盘部，该圆盘部具有多个定位孔；所述接线部为具有焊盘孔的焊盘，所述焊盘孔与所述多个定位孔中的第一类定位孔对准；漆包线的末端在所述第一类定位孔的位置处穿过焊盘孔，焊接材料容纳在焊盘孔和第一类定位孔内且电连接漆包线的末端和焊盘。
40.优选地，所述音圈电机还包括定位圈，定位圈位于圆盘部和焊盘之间，定位圈具有多个通孔，其中，第一类通孔与所述焊盘孔与所述第一类定位孔对准，第二类通孔与第二类定位孔对准，粘接材料容纳在所述第二类通孔与所述第二类定位孔内，用以将定位圈固定至圆盘部。
41.优选地，所述引出部经由所述定子组件上的出线槽延伸至外部，所述出线槽通过
密封胶密闭。
42.优选地，所述定子组件还包括限位保护罩和端盖，限位保护罩位于端盖和壳体的近侧端之间,所述出线槽位于所述限位保护罩和端盖之间。
43.优选地，所述限位保护罩与壳体的连接部位通过密封胶密闭，并且，所述限位保护罩与所述端盖的连接部位通过密封胶密闭。
44.优选地，所述限位保护罩的远侧端的部分的外表面与壳体的近侧端的部分的内表面配合，并且，所述限位保护罩的近侧端的部分的外表面与端盖的远侧端的部分的内表面配合。
45.优选地，所述限位保护罩的内侧设置两对防转筋，所述绕线架包括筒形的绕线部和封闭绕线部的一端的端部，所述端部具有径向向外突出的一对突出部，所述一对突出部与第一对防转筋条接触时，阻止绕线架沿第一方向转动，所述一对突出部与第二对防转筋条接触时，阻止绕线架沿相反的第二方向转动。
46.优选地，所述两对防转筋限定绕线架的转动角度范围，该范围小于或等于30度。
47.在本实用新型的第四方面，提供了一种装配简便的音圈电机，包括定子组件、动子组件和柔性电路板；定子组件包括壳体和磁钢，磁钢固定在壳体上；动子组件包括绕线架和电机轴，绕线架的部分位于壳体的内侧，漆包线在绕线部的外周绕制形成线圈，电机轴连接至所述绕线架，当向线圈供电时在磁钢的作用下产生电磁力，驱动绕线架和电机轴沿直线运动；柔性电路板具有引出部、外环、螺旋延伸部和接线部，所述外环固定至定子组件，所述引出部从所述外环延伸至电机的外侧，所述接线部固定至动子组件且电连接至漆包线，所述螺旋延伸部连接所述外环和所述接线部，并且，所述螺旋延伸部的轴向长度是可伸缩的；其中，所述引出部经由位于定子组件上的出线槽引出至音圈电机的外部。
48.在该方案中，通过预先确定出线槽在定子组件上的位置，即可确定柔性电路板的引出部的位置，使得音圈电机的组装和安装十分方便。
49.优选地，所述定子组件包括限位保护罩和端盖，限位保护罩位于端盖和壳体的近侧端之间，所述限位保护罩的外表面上具有定位凸台，所述端盖具有轴向凹进的定位凹口，所述定位凸台能够插入所述定位凹口内部并与之形状配合。
50.优选地，所述定位凸台的近侧端面和所述定位凹口的底部端面之间限定所述出线槽。
51.优选地，所述柔性电路板的外环设置在端盖和限位保护罩的配合表面之间，并且，所述出线槽的位置与所述端盖和限位保护罩的配合表面共面。
52.优选地，所述柔性电路板的外环和端盖之间设置绝缘垫片，并且，所述柔性电路板的外环和限位保护罩之间设置绝缘垫片。
53.优选地，所述端盖具有径向向外延伸的台阶面和从该台阶面的外周轴向延伸的环形端壁，环形端部的部分断开形成所述定位凹口，所述定位凹口的底部端面与所述台阶面共面。
54.优选地，所述限位保护罩的近侧端面与所述台阶面配合，并且，所述限位保护罩的近侧端的部分的外表面与所述环形端壁的内表面配合。
55.优选地，所述定位凸台的径向厚度等于所述环形端壁的径向厚度。
56.优选地，所述壳体包括内筒体和外筒体，内筒体设置在外筒体的内侧，磁钢的外表
面固定至外筒体的内表面，内筒体的外表面与磁钢的内表面间隔开一定距离，其中，限位保护罩位于端盖和外筒体的近侧端之间。
57.优选地，内筒体和外筒体在远侧端处经由端壁连接在一起，所述端壁的外侧设置多个固定孔，用于将音圈电机安装至安装结构，沿轴向方向观察时，所述定位凸台的位置位于两个相邻的固定孔之间。
58.优选地，所述端壁的外侧还设置用于容纳密封圈的密封槽，密封槽在所述多个固定孔和电机轴的外侧，密封圈密封地设置在安装结构和端壁之间。
附图说明
59.图1示出了音圈电机的侧视图；
60.图2示出了音圈电机的正视图；
61.图3示出了音圈电机的截面侧视图；
62.图4示出了音圈电机的分解视图；
63.图5示出了限位保护罩的正视图；
64.图6示出了端盖的透视图；
65.图7示出了嵌件的截面侧视图；
66.图8示出了一视角下的绕线架的透视图；
67.图9示出了另一视角下的绕线架的透视图；
68.图10示出了柔性线路板的平面视图；
69.图11示出了定位圈的平面视图；
70.图12示出了柔性线路板和定位圈连接在一起的平面视图；
71.图13示出了电机轴伸出最长状态的音圈电机的截面侧视图；
72.图14示出了电机轴伸出最短状态的音圈电机的截面侧视图。
73.附图标记：
74.100定子组件；101壳体；102磁钢；103限位保护罩；104端盖；105外筒体；106内筒体；107环形腔室；108端壁；109中心通孔；110安装孔； 111密封槽；112防转筋；113定位凸台；114定位凹口；115圆形底部；116 环形壁部；117台阶部；118环形端部；119限位块；200动子组件；201线圈组件；202电机轴；203绕线架；204漆包线；205绕线部；206端部；207 嵌件；208圆盘部；209斜面；210过线槽；211端部通孔；212突出部；213 定位孔；214凹槽；215线圈；216突起；250柔性电路板；251、252导电箔片；253外环；254正面基底；255背面基底；256、257螺旋延伸部；258、 259接线部；260引出部；270绝缘垫片；280定位圈；281中心孔；282定位圈通孔；300轴承组件；301外衬套；302滑动件；303定位块；304保持架；305钢珠
具体实施方式
75.为了使得本实用新型的技术方案的目的、方案和优点更加清楚，下文中将结合本实用新型的具体实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。除非另有说明，否则本文所使用的术语具有本领域通常的含义。附图中相同的附图标记代表相同的部件。
76.为便于描述结构关系，在本文中，沿着音圈电机的电机轴的延伸方向被称为“轴
向”；与电机轴相交为垂直于其延伸方向的方向被称为“径向”；朝向电机轴自由端的一侧称为“远侧”，背离电机轴自由端的一侧称为“近侧”。
77.图1和图2示出了根据本实用新型实施例的音圈电机的侧视图和正视图，图3示出了音圈电机的剖视侧视图，图4示出了音圈电机的分解视图。本实用新型的音圈电机主要包括三个部分：定子组件100、动子组件200和轴承组件300。定子组件100主要用于支撑磁钢102并提供磁场；动子组件 200主要用于支撑线圈215；轴承组件300设置于定子组件100和动子组件 200之间，用于支承动子组件200以低摩擦阻力相对于定子组件100运动。
78.下面将结合附图描述定子组件100的结构特征。
79.定子组件100包括壳体101、磁钢102、限位保护罩103和端盖104。参见图3和图4，壳体101包括外筒体105和内筒体106，二者同心布置，内筒体106设置在外筒体105的内侧。内筒体106的外周壁和外筒体105的内周壁之间间隔一定距离，形成用于接收动子组件200的部分的环形腔室107。如图3所示，外筒体105和内筒体106在远侧端处经由端壁108彼此相连，形成环形腔室107的封闭端；外筒体105和内筒体106在相反的近侧端处彼此隔开，形成环形腔室107的敞开端。环形腔室107从敞开端向内朝向端壁 108凹进一定距离。优选地，外筒体105、内筒体106和端壁108三者可以一体成型，以提高壳体101的机械强度和密闭性。另外，内筒体106的内部沿其中心线设有贯通的中心通孔109，用于容纳动子组件200的电机轴202 从中穿过，如图3所示。端壁108的外侧端面上设置有多个安装孔110，用于将音圈电机整体安装于使用端的安装结构(未示出)。图2的正视图中示出了3个安装孔110，其沿圆周方向均匀布置。另外，在安装孔110的径向外侧还设有环形的密封槽111，用于放置弹性密封圈。在安装音圈电机时，该弹性密封圈受压变形封堵端壁108和安装结构之间的间隙，从而防止外部环境中的湿气进入音圈电机的内部。
80.参见图3，磁钢102设置在壳体101的环形腔室107内。磁钢102的外侧面固定在壳体101的外筒体105的内侧，磁钢102的内侧面与内筒体106 的外侧面间隔开形成间隙。如图4所示，磁钢102可包括多个(例如8个) 彼此独立的瓦状件，这些瓦状件沿圆周方向彼此间隔开且等间距布置，形成总体上呈环形的磁钢102。每个瓦状件的内侧面是部分圆柱形的，外侧面是部分圆锥形的，每个瓦状件的厚度朝向环形腔室107的封闭端逐渐减小。如图3所示，磁钢102靠近环形腔室107的敞开端设置，外筒体105的内侧面的敞开端部分呈圆锥形，用以无缝地配合磁钢102的圆锥形外侧面。磁钢102 的材质可选用烧结钕铁硼材料，例如n50h。壳体101采用导磁性能优异的易切削材料制成，例如230m07。由此，内筒体106可充当磁轭，使得磁钢 102的磁场强度分布均匀，磁路顺畅，不产生磁滞和漏磁，最大化磁场利用率。
81.继续参见图3，限位保护罩103沿轴向设置在壳体101和端盖104之间，此三者围成定子组件100的内部空间，用以容纳动子组件200。限位保护罩 103为具有一定长度的圆筒形，其远侧端装配至外筒体105的近侧端，优选地，限位保护罩103的远侧端的一部分以间隙配合方式装配在外筒体105的近侧端的内侧。限位保护罩103的近侧端装配至端盖104的远侧端，优选地，限位保护罩103的近侧端的一部分以间隙配合方式装配在端盖104的远侧端的内侧。如图3所示，限位保护罩103的两端可形成台阶形止动面，用于分别抵接外筒体105和端盖104轴向端部，以限定二者的轴向配合位置。进一步，在限位保护罩103与外筒体105和端盖104的接合部位，均使用厌氧胶粘接固定，以保证两者连接可靠且密封良好。
82.图5示出了限位保护罩103的横截面视图，限位保护罩103的内侧具有多个向内伸
出的防转筋112，用于限定动子组件200的旋转位置，如下文所述；限位保护罩103的外侧形成一个向外伸出的定位凸台113，该定位凸台可接合设置在端盖104上的定位凹口114，用以确定出线位置，如下文所述。
83.如图6所示，端盖104包括圆形底部115以及沿圆形底部115的外周轴向延伸一段距离的环形壁部116，环形壁部116在远侧端经由一台阶部117 径向向外延伸，环形端部118从该台阶部117的末端轴向向远侧延伸一段距离。环形端部118用于套接在限位保护罩103的近侧端部的外侧。环形端部 118的部分断开，形成前述的定位凹口114。该定位凹口114的宽度与定位凸台113基本相同，使得在组装期间，定位凸台113可紧密地配合在定位凹口114的内部。在组装后，如图3所示，端盖104的台阶部117的台阶面将与限位保护罩103的近侧端面彼此贴合。另外，端盖104的圆形底部115的中心设置有轴向向内侧延伸的限位块119，其可以为柱状，用于限定动子组件200的平移位置，如下文所述。
84.下面将结合附图描述动子组件200的结构特征。
85.动子组件200包括线圈组件201和电机轴202。线圈组件201的部分设置在定子组件100的磁钢102的径向内侧，并且可在电磁作用下相对于定子组件100作直线运动。电机轴202延伸穿过内筒体106的中心通孔109，其近侧端固定至线圈组件201，使得电机轴202随线圈组件201一起运动；电机轴202的远侧端伸出至音圈电机的外侧，用以输出运动。
86.参见图3，线圈组件201包括绕线架203和漆包线204。绕线架203包括筒状的绕线部205和位于筒状的近侧端的端部206，端部206封闭绕线部 203的近侧端开口。绕线架203是一体成型的结构，例如可采用pbtb30tn 材料一体注塑成型。漆包线204以多匝绕制在绕线部203的外侧，多层平铺排布形成线圈215，线圈215在垂直于绕线部205的中心轴(也是电机轴202 的中心轴)的平面中围绕中心轴线以圆形绕制。由此，流经线圈215的电流的方向大致垂直于磁场的方向，产生沿轴线方向的电磁驱动力，促使线圈215 带动绕线部205沿轴向方向线性移动。漆包线204采用热自粘线，线径约为 0.3mm。热自粘线在绕制后通过加温可以很好成型，并紧固在绕线架203的绕线部205上，且保证线圈215的表面光滑平整。
87.如图3所示，电机轴202的近侧端经由一嵌件207与绕线架203的端部 206固定。在端部206的中心位置处，在面向电机轴202一侧的内表面上安装嵌件207。优选地，绕线架203包覆模制于嵌件207的外侧。在注塑绕线架203时，预先定位嵌件207，然后使绕线架203的材料包围嵌件207成型，由此与嵌件207实现紧密连接。如图7所示，嵌件207为中空圆筒形，其外周设置用于接收绕线架203的材料的凹槽214。优选地，在嵌件207的腰部位置沿着其外周周向间隔开设置多个不相连的凹槽214，这样与绕线架203 注塑后，绕线架203的一些材料进入凹槽214中，可以防止嵌件207相对于绕线架203轴向移动和周向旋转。嵌件207的近侧端可设置成锥面，以此增大与绕线架203材料的接触面积，并减少嵌件207的重量。
88.继续参见图3，电机轴202的近侧端可插入嵌件207的内部，二者可以是螺纹连接或者压接连接。电机轴202的远侧端用于与外部使用端的部件相连以输出动力。电机轴202的远侧端可设置有螺纹和球头，球头设置在螺纹的外侧，由此电机轴202可以适用螺纹连接和球头顶接两种连接方式。
89.电机轴202可以使用不锈钢材料(例如sus316l)制成，并做等离子渗氮处理。sus316l钢加工性能好，化学成分稳定、加工稳定。渗氮处理后表面硬度高、防锈性能好，可保证电机轴202的制造精度和表面质量，并提高电机使用寿命和效率。而且，电机轴202经等
离子渗氮处理后表面硬度可达 hv1200以上，表面光洁度经研磨可达ra0.05以下，可降低电机轴202与相邻接触部件之间的摩擦力。
90.图9示出了绕线架203的端部206的结构。该端部206的外表面的中心位置设置一圆盘部208，圆盘部208的外径小于绕线部205的外径，圆盘部 208的外周与绕线部205的外周通过斜面209连接。在该斜面209上设置多个过线槽210，每个过线槽210沿径向向外延伸，过线槽210的内端口在与圆盘部208相接处圆滑过渡，其外端口通向绕线部205。在绕线部205上的漆包线204绕制完成后，漆包线204的两个出线端各自经由相应的过线槽 210延伸至圆盘部208。通过在过线槽210内施加粘接剂，可固定漆包线204，防止漆包线204滑动和松线，避免挂接损伤。另外，如图9所示，在斜面209 上可设置有多个端部通孔211，用以连通绕线架203的内部与外部，保持内外气流平衡，减少动子组件200移动时的气流阻力，也可以减轻绕线架的重量。圆盘部208用于安装柔性线路板，如下文所述，漆包线204经由该柔性线路板连接至外电路。
91.另外，如图9所示，在绕线架203的端部206的外侧中心位置，设置沿轴向延伸的突起216，其可以是圆柱状。另外，如图6所示，在端盖104的内侧中心位置，设置沿轴向延伸的限位块119，其也可以是圆柱状。参见图 3，当线圈组件201远离磁钢102移动至最远位置时，绕线架203的突起216 抵接端盖104的限位块119，阻止线圈组件201和动子组件200进一步移动。相反，当线圈组件201靠近磁钢102移动至最近位置时，绕线架203的端部 206的远侧端面将抵接内筒体106的近侧端表面，阻止线圈组件201和动子组件200进一步移动，由此限定动子组件200的轴向移动行程范围。
92.在本实用新型的音圈电机中，通过柔性电路板250从外部向动子组件 200的线圈215供应电流，在动子组件200运动期间，柔性电路板250可适应性地发生变形以适应动子组件200的运动，同时不会影响供电。下面参见图10至图14说明本实用新型所采用的柔性电路板250的结构。
93.柔性电路板250包括两条导电箔片251和252，其分别向相应的一个漆包线204的线头供电。导电箔片251和252位于正面基底254和背面基底 255之间，并由二者封装以与外界隔离。导电箔片251和252、正面基底254、背面基底255均是柔性的，从而形成所述柔性电路板250。如图10所示，柔性电路板250包括闭合环形状的外环253，在其外边缘一位置处具有引出部 260，导电箔片251和252在该引出部260内彼此平行地向外延伸而引出。柔性电路板250还包括两个螺旋延伸部256和257，其分别从外环253的内侧上的两个中心对称且相对的起始位置沿螺旋线向内延伸。这两个螺旋延伸部256和257彼此等间距地设置，形成双螺旋结构。所述两条导电箔片251 和252分别沿着所述两个螺旋延伸部256和257向内延伸，并连接至设置在相应的螺旋延伸部256和257的内端部处的接线部258和259。接线部258 和259可以为具有焊盘孔的焊盘的形式，且两个接线部258和259距离中心一定距离并中心对称。如图10所示，在每个螺旋延伸部256或257内，正面基底254和背面基底255的相应部分从正反两侧贴合并包封内部的导电箔片251或252，防止导电箔片251或252彼此短接。
94.柔性线路板250的内侧部分，即两个螺旋延伸部256、257各自的接线部258、259，通过定位圈280固定到绕线架203的圆盘部208。定位圈280 为圆形薄片结构，如图11所示，在其内部设置有中心孔281，允许前述的绕线架203的突出部212从中穿过；另外，多个定位圈通孔282围绕该中心孔 281均匀分布，用于与接线部258和259的焊盘孔对准。如图12所示，
柔性电路板250的两个接线部258和259分别固定在两个相对的、定位圈280上的定位圈通孔282处。定位圈280和柔性线路板250可以是一体结构，也可以是分体结构。另外，圆盘部208上可设置有与定位圈280的多个定位圈通孔282位置对应的定位孔213。在安装时，将定位圈280的定位圈通孔282 与圆盘部208的定位孔213对准；然后，操作通过过线槽210的漆包线204 的线头在到达圆盘部208的定位孔213处后沿轴向折弯，然后穿过与定位孔 213对准的定位圈280的定位圈通孔282，接着穿过柔性线路板250的接线部258或259的焊盘孔；在此处，将漆包线204的末端与焊盘孔焊合并点胶固定，形成机械和电气连接。定位孔213可用于接收部分的焊接材料，以此改进接线部258和259与漆包线204的焊接强度；另外，在未穿设线头的定位圈通孔282处，仅进行点胶固定，此处的圆盘部208的定位孔213可用于接收部分的粘接材料，以此改进定位圈280与圆盘部208之间的连接强度。
95.柔性线路板250的外侧部分，即外环253，安装在定子组件100上，具体是安装在限位保护罩103的近侧端面和端盖104的台阶面之间，并由二者压紧固定。优选地，柔性线路板250的外环253与限位保护罩103的近侧端面和端盖104的台阶面之间分别设置一绝缘垫片270，如图4所示，用于绝缘和保护柔性线路板250。
96.当外电路经由柔性电路板250向线圈组件201供电时，动子组件200将沿轴向直线运动，在此期间，柔性电路板250的外环203固定至定子组件 100保持静止，以便稳定地与外电路保持电连接；同时，柔性电路板250的接线部258、259固定至动子组件200，并跟随其轴向运动，以便稳定地与线圈组件201保持电连接。由于柔性电路板250的两个螺旋延伸部256和257 可在沿轴线方向伸长或缩短，从而能够适应动子组件200和定子组件100之间的相对运动。经试验，本实用新型的柔性电路板250能承受3000万次以上的往复运动而不发生磨损和拉伸损伤，并且能承受一定角度的周向旋转，保证使用寿命。
97.为方便安装和使用，将柔性线路板250的引出部260从音圈电机的外侧的固定位置引出是十分有利的。例如，本实施例中，如图2所示，需要将引出部260的位置设置在音圈电机的两个固定安装孔110的中间。为此，本实用新型在限位保护罩103的定位凸台113和端盖104的定位凹口114之间形成出线槽，柔性线路板250的引出部260经由该出线槽引出至外部。有利地，该出线槽的位置与限位保护罩103和端盖104之间的配合面共面，由此也与柔性电路板250的外环253共面。在安装时，先将柔性电路板250的引出部 260的部分放置在定位凹口114内，然后将定位凸台113放入定位凹口114 后，将引出部260的该部分压紧在二者之间。由此，通过预先设定定位凸台 113的位置，即可以确定柔性线路板250的引出部260相对于壳体101的位置，从而简化装配工艺。而且，借助于定位凸台113和定位凹口114的配合，限位保护罩103可阻止端盖104在周向上转动，由此可防止位于二者之间的柔性线路板250发生旋转移位，确保电连接稳定可靠。进一步，通过对出线槽的位置进行封胶，可保证出线位置处的密封性。
98.由于漆包线204的绕制方向可能存在很小的轴向分量，导致动子组件 200会存在一定的旋转运动。为避免动子组件200的积累的过度旋转造成柔性线路板250因过度扭曲而损坏，通过设置在绕线架203上的突出部212和限位保护罩103上的防转筋112限定动子组件200仅能在一定角度范围内进行转动。如图9所示，在绕线架203的外边缘处，对称设置两个径向向外突出的突出部212；如图5所示，限位保护罩103的内侧具有两对防转筋112，每一对防转筋112关于中心对称设置。每个防转筋112具有用于接触突出部 212的限位面，优选地，
该限位面可垂直于限位保护罩103的内侧表面指向中心，以提供理想的堵转效果。第一对防转筋限定绕线架203的第一极限转动位置，第二对防转筋限定绕线架203的第二极限转动位置，二者之间限定预设的角度，该角度优选地小于或等于30
°
。由此，在音圈电机运行期间，动子组件200最多仅能在这两个极限转动位置之间转动，从而达到保护柔性线板250的作用。
99.本实用新型的音圈电机还包括轴承组件300，其设置在定子组件100和动子组件200之间，用以减小二者之间的摩擦阻力。轴承组件300包括外衬套301、滑动件302和定位块303。下面结合附图3和4描述该轴承组件300 的结构。
100.如图3所示，外衬套301同心地设置在内筒体106的中心通孔109内。并且，外衬套301的外表面固定到内筒体106的中心通孔109的内表面。外衬套301可以与内筒体106过盈配合；附加地或替代地，外衬套301和内筒体106之间通过厌氧胶粘接固定。内筒体106的中心通孔的内壁上可设置有粘接剂槽，其可以为多道环形槽，用以储存一定的粘接剂，使得内筒体106 与外衬套301粘接得更牢固。优选地，如图3所示，外衬套301的轴向长度与内筒体106的轴向长度大致相同，二者的两个端部分别对齐。
101.继续参见图3，滑动件302设置在外衬套301和电机轴202之间。滑动件302包括筒状的保持架304和设置在保持架304上的多个钢珠305。该多个钢珠305均匀地布置在保持架304上，每个钢珠305的中部位于保持架 304的相应的球室内部，使得每个钢珠305可以在保持架304内自由转动。优选的，每个钢珠305的外部和内部分别伸出保持架304内表面和外表面，并且，每个钢珠305的外部与外衬套301的内表面滚动接触；内部与电机轴 202的外表面滚动接触；由此，多个钢珠305在外衬套301和电机轴202之间提供低摩擦力的滚动支承，使得电机轴202运行时的摩擦力最小化。
102.当外衬套301与滑动件302之间的摩擦力大于滑动件302与电机轴202 之间的摩擦力时，电机轴202与滑动件302之间发生相互移动；当外衬套 301与滑动件302之间的摩擦力小于滑动件302与电机轴202之间的摩擦力时，电机轴202与滑动件302之间无相互移动，两者一起相对于外衬套301 移动。考虑到后一种情况，优选地，需要设置滑动件302的轴向长度小于外衬套301的长度，使得滑动件302能够在外衬套301的内部滑动；还需要设置滑动件302的轴向长度大于动子组件200的最大轴向行程，否则，滑动件 302有从外衬套301脱落的风险。滑动件302在近侧端的轴向限位利用绕线架203的端部206的远侧表面，在远侧端的轴向限位是利用后文所述的定位块303。
103.如图3所示，定位块303为一定长度的圆环结构，其固定在外衬套301 的远端处。定位块303可用于抵接滑动件302的远端，以阻止滑动件302进一步轴向移动。定位块303与外衬套301之间是圆柱面过盈配合，而且两者之间还可通过厌氧胶粘接固定。优选地，可在定位块303的外周设置环形槽，用以储存一定的粘接剂，使得定位块303与外衬套301的配合面之间粘接得更为牢固。
104.当向动子组件200的线圈组件201供电时，在安培力的作用下，动子组件200将相对于定子组件100沿轴向直线移动。图13示出了动子组件200 的出轴最长的极限位置，此时，磁钢102与线圈组件201上的线圈215的第一段长度在轴向上重合，内筒体106抵接绕线架203的端部206的远侧表面，柔性电路板250处于轴向伸长状态。图14示出了动子组件200的出轴最短的极限位置，此时，磁钢102与线圈组件201上的线圈215的第二段长度在轴向上重
合，端盖104的限位块119抵接绕线架203的端部206的近侧表面，柔性电路板250处于轴向缩短状态，优选为处于平面状态，如图所示。
105.为保证动子组件200运行期间所处的磁场相对稳定，设置动子组件200 的线圈215的长度减去磁钢102的长度之差大于动子组件200的行程长度，例如，线圈长度为18.8mm，磁钢长度为10mm；行程长度为7.7mm。在此情况下，无论动子组件200处于何种位置，线圈组件201上的线圈215可在磁钢102的全部长度上与之轴向重合，确保安培力的大小恒定，保证在全部行程范围内的推力成线性。
106.为使保证动子组件200具有尽可能快的响应速率，还设置线圈215的轴向中心点与磁钢102的轴向中心点之间的最大距离小于或等于磁钢长度的一半。例如，磁钢长度为10mm，在图13所示的动子组件200的出轴最长的极限位置，线圈中心点与磁钢中心点之间的间距d1为2.8mm,在图14所示的动子组件200的出轴最短的极限位置，线圈中心点与磁钢中心点之间的间距d2为5mm。此外，线圈215的径向外侧表面和磁钢102的径向内侧表面之间的间隙(称之为“气隙”，此处指最大值)应尽可能小，优选为小于或等于0.35mm，以减小磁损耗，提高响应速度。
107.如上所述，本方案中的音圈电机通过对结构的特殊设计，使得电机运行过程中磁场稳定，运行稳定，具有极低的摩擦力，使得音圈电机具有更快的响应速度。而且，通过使用柔性电路板，本方案中的音圈电机还具有理想的工作可靠性和寿命。
108.另外，本方案的音圈电机在湿度高压的环境呈现出良好的密封性。参见图13和图14，本方案中的音圈电机安装之后至多存在三处可能连通电机内外的通道，即：引线部260出现的部位、限位保护罩103与端盖104的安装部位、限位保护罩103与壳体101的安装部位。在本方案中，引线部260出现的部位的面积很小且通过密封胶封闭；限位保护罩103与端盖104的安装部位、限位保护罩103与壳体101的安装部位均采用曲折的配合表面，并通过密封胶封闭，使得这三处部位均可达到满意的密封效果，达到音圈电机的密封要求。
109.本文参照优选的实施例详细描述了本实用新型的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本实用新型构思的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改变，且可以对本实用新型提出的各种技术特征、结构进行多种合适的组合，而不超出本实用新型的保护范围。本实用新型的保护范围由所附的权利要求及其合法等同所确定。