一种平板型音圈电机转让专利
申请号 : CN201410110000.7
文献号 : CN104953788B
文献日 : 2018-01-26
发明人 : 段素丙 , 陈庆生 , 池峰 , 刘小虎 , 季汉川 , 胡兵
申请人 : 上海微电子装备(集团)股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种平板型音圈电机,其特征在于,所述音圈电机由磁铁和线圈板组成,所述磁铁由上磁铁阵列和下磁铁阵列组成,所述线圈板位于所述上磁铁阵列和下磁铁阵列之间,所述线圈板由PCB印刷电路板组成;
所述磁铁阵列为哈贝克阵列,所述PCB印刷电路板内部是一个整体线圈,所述整体线圈包括多个线圈单元,每个所述线圈单元的导线均匀且迂回地分布于所述线圈板内并与磁铁阵列的充磁方向配合,使所有处在磁场中的线圈部位受力方向一致;
所述PCB印刷电路板中的导线层数和匝数大于等于2,所述线圈板包括层间连接孔,以及顶层和底层导线引出的引接线孔,所述平板型音圈电机的驱动器通过所述引接线孔接入。
2.如权利要求1所述的平板型音圈电机,其特征在于,所述音圈电机还包括位于所述磁铁外侧的背铁,所述上磁铁阵列和下磁铁阵列通过胶水分别与所述背铁固定。
3.如权利要求1所述的平板型音圈电机,其特征在于,所述音圈电机还包括用于冷却线圈板的冷却部件。
4.如权利要求3所述的平板型音圈电机,其特征在于,所述冷却部件包括上冷却表面和下冷却表面,所述上冷却表面位于所述上磁铁阵列和线圈板之间,所述下冷却表面位于所述线圈板和下磁铁阵列之间。
5.如权利要求4所述的平板型音圈电机,其特征在于,所述冷却部件还包括冷却通道,所述冷却通道围绕所述线圈板设置,所述上冷却表面和下冷却表面将线圈板产生的热量传递给所述冷却通道并由冷却通道中的冷却介质带走,所述冷却介质为液体或气体。
6.如权利要求4所述的平板型音圈电机,其特征在于,所述上冷却表面和下冷却表面由不锈钢制成。
7.如权利要求1所述的平板型音圈电机,其特征在于,所述线圈板、上磁铁阵列和下磁铁阵列的形状均呈矩形。
8.如权利要求4所述的平板型音圈电机,其特征在于,所述线圈板包括多个镂空槽,所述上冷却和下冷却表面分别包括多个凸台,所述凸台可嵌入所述镂空槽内使得所述线圈板与所述冷却部件紧密贴合。
9.如权利要求1所述的平板型音圈电机,其特征在于,所述PCB印刷电路板中的导线层数和匝数大于等于2。
10.如权利要求9所述的平板型音圈电机,其特征在于,所述线圈板包括层间连接孔。
11.如权利要求9所述的平板型音圈电机,其特征在于,所述线圈板包括顶层和底层导线引出的引接线孔,所述音圈电机的驱动器通过所述引接线孔接入。
12.如权利要求1所述的平板型音圈电机,其特征在于,所述磁铁阵列为哈贝克阵列,所述PCB印刷电路在线圈板内形成一个整体线圈,所述整体线圈包括多个线圈单元,每个所述线圈单元的导线均匀且迂回地分布于所述线圈板内并与磁铁阵列的充磁方向配合,使所有处在磁场中的线圈部位受力方向一致。
13.如权利要求8所述的平板型音圈电机,其特征在于,所述镂空槽处不设置导线且所述镂空槽制作于所述线圈板完成之后。
14.如权利要求1所述的平板型音圈电机,其特征在于,所述磁铁为定子,所述线圈板为动子。
说明书 :
一种平板型音圈电机
技术领域
背景技术
常数低,推力/质量比高,无齿槽效应,不需要换向,理论上有无限的位置灵敏度,无嵌齿、无滞后响应,使音圈电机可以很好地应用在需要高速、高加速度、高响应速度的伺服控制系统
中,基于上述特性,音圈电机十分适用于要求快速、高精度定位的光刻机短行程精密定位单
元。
102、漆包线绕制的线圈103。
向下。203是磁铁H1,充磁方向水平向右。204是磁铁H2,充磁方向水平向左。磁铁H1和H2的作
用是增强N和S所在位置的垂向磁密,以增加电机推力。205是漆包线绕制的线圈,图中的⊙
代表电流流向垂直纸面向外, 表示电流流向垂直纸面向里,当线圈通入图中所示的电流
时,线圈会受到X正向的力;当线圈通入与图中所示电流方向相反的电流时,线圈会受到X负
向的力。
发明内容
铁阵列之间,该线圈板由PCB印刷电路板组成。
带走,该冷却介质为液体或气体。
板内并与磁铁阵列的充磁方向配合,使所有处在磁场中的线圈部位受力方向一致。
近设计值,减小了因制造偏差导致的推力波动和推力干扰。本技术方案改进了线圈排布方
式,增加了线圈受力面积,进而增加了电机推力。本技术方案的另一个技术优势在于,由于
PCB电路板可以将线圈和线圈、线圈和绝缘结构做成一个整体,因此不再需要固定线圈的框
架。所以,当线圈作为动子结构时,以PCB电路板作线圈的音圈电机形式减小了动子质量,进
而减少了电机发热。
附图说明
具体实施方式
公知技术或功能与那些公知技术相同的其他技术组合实施。
主要指与水平向平行的方向;“Y向”一词主要指与水平向平行,且与X向垂直的方向;“Z向”一词主要指与水平向垂直,且与X、Y向均垂直的方向。
层,两层合起来将PCB板夹在中间,并形成水道305。303是磁铁阵列,304是磁铁阵列的背铁,
磁铁阵列通过用胶水粘结的方式与背铁固连。
在PCB板做完成后加工出来的,在该位置处没有导线,因此可以将其掏空。上下两块水冷结
构紧密贴合PCB板,平面405贴合PCB板上下表面;凸台406嵌入PCB板内部的槽407。水冷板采
用导热性能较好的不锈钢,平面405和凸台406将线圈301产生的热量传传递至水道305,由
水道305内所通入的水将PCB线圈所产生的热量带走,以减小线圈内部和表面温升。
制成,上下磁铁阵列303a、303b和线圈板301均为矩形。线圈板301包括多个镂空槽407。上水
冷结构302a和下水冷结构302b分别包括多个凸台406。凸台406可嵌入所述镂空槽407内使
得线圈板301与上下水冷结构302a、302b紧密贴合。
向外, 表示电流流向垂直纸面向里,当线圈通入图中所示方向的电流时,线圈会受到X正
向的力,当通入电流与图中所示方向相反时,线圈会受到X负向的力。磁铁阵列为哈贝克阵
列, PCB印刷电路在线圈板内形成一个整体线圈。整体线圈包括多个线圈单元,每个线圈单
元的导线均匀且迂回地分布于所述线圈板内并与磁铁阵列的充磁方向配合,使所有处在磁
场中的线圈部位受力方向一致。
板中的导线层数和匝数大于等于2。线圈板包括层间连接孔601、第一层和最底层导线所引
出的引接线孔602。
阵列充磁方向配合,使得所有处在磁场中的线圈部位受力方向一致。
或等于2的,当线圈单元数量为n时,磁铁阵列的N和S的对数为2n。
层,只是图中将把每一层以及每一层的每一匝都视为一个整体);302是水冷结构;305是水
道。进一步地,水冷结构302也可以用风冷结构或者其他冷却液体作为冷却介质进行替代。
中的601;图中的1102(引接线孔)对应图6中的引接线孔602。图中每一层的匝数不限,层数
不限,匝数和层数都可以根据需要扩展(目前的国内PCB制板水平最多可达40层)。当线圈宽
度不变,扩展导线匝数时,每一匝的导线宽度要相应变窄;当线圈厚度(Z向)不变,扩展导线
层数时,每一层导线厚度要相应变薄。
值分别是:21.70N/A、21.02N/A,则电机在行程范围内的推力波动为(21.70-21.02)/21.02=
3.2%。推力波动在可接受范围内。
计值,减小了因制造偏差导致的推力波动和推力干扰。本技术方案改进了线圈排布方式,增
加了线圈受力面积,进而增加了电机推力。本技术方案的另一个技术优势在于,由于PCB电
路板可以将线圈和线圈、线圈和绝缘结构做成一个整体,因此不再需要固定线圈的框架。所
以,当线圈作为动子结构时,以PCB电路板作线圈的音圈电机形式减小了动子质量,进而减
少了电机发热。
或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在本发明的范围之内。