CN105827091B - 一种电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电机。该电机包括机壳、定子和转子，所述定子包括第一电磁组和第二电磁组，所述转子插设于所述第一电磁组和所述第二电磁组之间，所述转子包括转轴以及围绕所述转轴的外壁安装的磁性件，所述电机还包括：弹性件，其第一接触部固定在所述机壳的后盖上，其第二接触部与所述转轴连接；其中，所述弹性件能够在至少两个不同的方向上发生弹性形变。该电机能够适用于电动牙刷、剃须刀、扬声器、电锤机、搅拌机、冷冻机、缝纫机、打包捆扎机和电磁泵等。以电动牙刷为例，使用上述结构的电机，牙刷转轴能够在高频摆振的同时具有高频敲击振动的作用，并通过高频敲击将牙齿表面上的牙结石粉碎，具有更高的清洁效果。
Description
技术领域
本发明涉及电动机领域，尤其涉及一种电机。
背景技术
随着社会的不断发展，人们越来越重视口腔健康，也更加关注牙齿的日常维护。牙结石是牙周病的一个重要致病因素，是指在牙面上矿化或正在矿化的菌斑及软垢，它是由75％的磷酸钙，15％～25％的水、有机物、磷酸锰、矿酸钙及微量的钾、钠、铁所构成。人们在使用普通牙刷是难以清除牙结石的，即使去口腔医院进行彻底洁治，牙结石很容易很快再次沉积在牙齿表面。
目前，市面上出现很多电动牙刷，如转动电动牙刷、声波振动电动牙刷以及声波摆振电动牙刷。市面上出现的电动牙刷，由于牙刷的电机仅能带动牙刷左右摆振，使牙刷在牙齿表面周期性的左右摩擦，这样只能去除牙结石浅表层，无法深度清除牙结石。
发明内容
技术问题
有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，提供一种转子能够在多个方向运动的电机。
解决方案
为了解决上述技术问题，根据本发明的一实施例提供了一种电机，包括机壳、定子和转子，所述定子包括第一电磁组和第二电磁组，所述转子插设于所述第一电磁组和所述第二电磁组之间，所述转子包括转轴以及围绕所述转轴的外壁安装的磁性件，所述电机还包括：
弹性件，其第一接触部固定在所述机壳的后盖上，其第二接触部与所述转轴连接；其中，所述弹性件能够在至少两个不同的方向上发生弹性形变。
对于上述电机，在一种可能的实现方式中，所述弹性件的第一接触部安装于所述后盖内的凹槽中。
对于上述电机，在一种可能的实现方式中，所述转轴的尾端设置有至少一个卡槽，所述弹性件的第二接触部通过所述卡槽固定在所述转轴的尾端。
对于上述电机，在一种可能的实现方式中，所述弹性件为S型弹簧。
对于上述电机，在一种可能的实现方式中，所述后盖与所述S型弹簧一体注塑成型。
对于上述电机，在一种可能的实现方式中，所述转子还包括转轴注塑件，其用于将所述转轴以及围绕所述转轴的外壁安装的磁性件一体注塑成型。
对于上述电机，在一种可能的实现方式中，所述磁性件包括第一磁铁、第二磁铁、第一导磁板以及第二导磁板；
其中，所述第一磁铁和所述第二磁铁分别嵌入安装在所述转轴注塑件的两个相对侧面上，所述第一导磁板和所述第二导磁板分别固定在所述转轴注塑件的另外两个相对侧面上，并且所述第一导磁板和所述第二导磁板分别与所述第一磁铁和所述第二磁铁接触。
对于上述电机，在一种可能的实现方式中，所述第一电磁组和所述第二电磁组对称固定以形成空腔，所述转子的磁性件插设于所述空腔内部；
其中，所述第一电磁组包括第一磁化件以及缠绕在所述第一磁化件上的第一线圈，所述第二电磁组包括第二磁化件以及缠绕在所述第二磁化件上的第二线圈。
对于上述电机，在一种可能的实现方式中，所述机壳还包括第一机身壳、第二机身壳以及前盖；
所述第一机身壳和所述第二机身壳围设在所述磁性件的外部，所述前盖套设在所述转轴上并与所述第一机身壳和所述第二机身壳的前端连接，所述后盖与所述第一机身壳和所述第二机身壳的后端连接；
所述第一机身壳和所述第二机身壳上分别设置有第一安装槽和第二安装槽和电磁组固定件，通过电磁组固定件将所述第一电磁组安装于所述第一安装槽内，并将所述第二电磁组安装于所述第二安装槽内。
对于上述电机，在一种可能的实现方式中，所述转轴上套设有轴承，所述轴承安装于所述前盖的轴承槽内。
对于上述电机，在一种可能的实现方式中，所述第一机身壳和所述第二机身壳的尾端与所述转轴之间具有空隙。
对于上述电机，在一种可能的实现方式中，所述空隙的前端设置有弹性体。
有益效果
本发明的电机，通过能够在多方向发生弹性形变的弹性件，使得电机的转轴能够在多个方向运动，例如左右转动和上下振动。该电机能够适用于电动牙刷、剃须刀、扬声器、电锤机、搅拌机、冷冻机、缝纫机、打包捆扎机和电磁泵等。以电动牙刷为例，使用上述结构的电机，牙刷转轴能够在高频摆振的同时具有高频敲击振动的作用，并通过高频敲击将牙齿表面上的牙结石粉碎，具有更高的清洁效果。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本发明的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本发明的原理。
图1a示出根据本发明一实施例的电机的结构示意图；
图1b示出根据本发明一实施例的电机的弹性件形变方向示意图；
图2a、图2b、图2c、图2d示出根据本发明另一实施例的S型弹簧的复位原理示意图；
图3a、图3b示出根据本发明另一实施例的一种电机的转子的结构示意图；
图4a、图4b示出根据本发明另一实施例的一种电机的定子的结构示意图；
图5a、图5b、图5c、5d示出根据本发明另一实施例的转子转动原理示意图；
图6示出根据本发明另一实施例的电机的爆炸图；
图7示出根据本发明另一实施例的电机的剖面图。
附图标记列表
100：机壳； 200：定子； 300：转子；
210：第一电磁组； 220：第二电磁组； 310：磁性件；
1：前盖； 2：转轴； 3：第一电磁组固定件；
4：第一线圈； 5：第一磁化件； 6：第二电磁组固定件；
7：第一机身壳； 8：第一导磁板； 9：第一磁铁；
10：S型弹簧； 10A：第一端部； 10B：第二端部；
10C：中间杆； 11：后盖； 12：第二导磁板；
13：第三电磁组固定件； 14：第二线圈； 15：第二磁化件；
16：第四电磁组固定件； 17：第二机身壳； 18：第二磁铁；
19：轴承； 20：弹性体； 21：转轴注塑件。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
实施例1
图1a示出根据本发明一实施例的一种电机的结构示意图。如图1a所示，该电机主要包括：机壳100、定子200和转子300。具体地，所述定子200包括第一电磁组210和第二电磁组220，所述转子300插设于所述第一电磁组210和所述第二电磁组220之间，所述转子300包括转轴2以及围绕所述转轴2的外壁安装的磁性件310。所述电机还包括：弹性件(图中未示出)，其第一接触部固定在所述机壳100的后盖11上，其第二接触部与所述转轴2连接；其中，所述弹性件能够在至少两个不同的方向上发生弹性形变。
其中，电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，其广泛应用于电动设备上。弹性件是指具有回复性的弹性元件，在其发生形变时，能够产生回复力以使得自身恢复原状。本实施例的电机的定子200采用两个电磁组，转子300的磁性件310优选为永磁体，从而使得转子300质量更轻，动态响应快，在提供相等安匝电流情况下，输出力矩更大。同时，采用上述结构使得电机的安装和拆卸更为方便，可以减少后期的维护检修成本。
在一种可能的实现方式中，所述弹性件的第一接触部安装于所述后盖11内的凹槽中。所述转轴2的尾端设置有至少一个卡槽，所述弹性件的第二接触部通过所述卡槽固定在所述转轴2的尾端。弹性件优选为S型弹簧10，如图1b所示，S型弹簧10能够在至少两个方向产生弹性形变。例如，S型弹簧10能够在第一方向上被拉伸或被挤压，并且S型弹簧10能够在第二方向上被拉伸或被挤压。
具体而言，如图2a至图2d所示，S型弹簧10的第一接触部包括第一端部10A和第二端部10B，电机的后盖11设置有两个对称的凹槽，该凹槽具有活动空间，第一端部10A和第二端部10B分别安装于其对应的凹槽中。优选地，该S型弹簧10与后盖11为一体注塑成型的结构。S型弹簧10的第二接触部为其中间杆10C，转轴2的尾端设置有长卡槽，S型弹簧10的中间杆10C固定在转轴2的长卡槽内，转轴2与S型弹簧10能够拆卸。采用可拆卸结构，电机的尾盖11及弹性件可以进行更换，由此，延长电机的使用寿命，降低成本。
进一步地，当定子200的第一电磁组210和第二电磁组220通电产生磁场时，插设在定子200内部的转子300受到磁推力的作用而转动，并相对于初始轴心位置产生偏移。由此，转子300的转轴2带动S型弹簧10到达如图2b所示的位置。此时，S型弹簧10能够在如图1b所示的两个不同的方向上发生弹性形变。这种情况下，转子300在S型弹簧10的两个方向的回复力的作用下可以回复初始位置。接着，改变定子200的电流方向，可以改变磁推力的方向，从而使转子300产生与上一阶段方向相反的转动，并相对于初始轴心位置产生偏移。由此，转子300的转轴2带动S型弹簧10到达如图2d所示的位置。这种情况下，转子300再次在S型弹簧10的两个方向的回复力作用下回复初始位置。周而复始，转子300在一定摆幅下往复转动并沿着转轴2的垂直方向振动。
其中，S型弹簧10具有产生的噪音小、复位性强，易安装的特点。具体而言，S型弹簧10的两端非半圆圆弧弯曲，增加了两端弹性复位力度。随着半圆圆弧的弧度不同，其所产生的柔性与刚性不同，性能易控制。同时，S型弹簧10安装工艺简单，且定位尺寸较好，具有良好的同轴特点，能较好的保证其与转轴2的同心位置。
本实施例的采用S型弹簧10仅是一种示例，还可以采用与S型弹簧10类似的能够在多个方向产生弹性形变的其他类型的弹性件。例如：Z型弹簧、M型、X型、U型、I型、N型弹簧等。
本实施例的电机，适用于电动牙刷、剃须刀、扬声器、电锤机、搅拌机、冷冻机、缝纫机、打包捆扎机和电磁泵等。以电动牙刷为例，使用上述结构的电机，牙刷转轴能够在高频摆振的同时具有高频敲击振动的作用，并通过高频敲击将牙齿表面上的牙结石粉碎，具有更高的清洁效果。
实施例2
图3a至图3b示出根据本发明另一实施例的一种电机的转子300结构示意图。图3a至图3b与图1a至图1b、图2a至图2d标号相同的组件具有相同的含义，在此不再赘述。
与上述实施例的不同之处在于，本实施例中电机的转子300还包括转轴注塑件21，其用于将所述转轴2以及围绕所述转轴2的外壁安装的磁性件310一体注塑成型。转轴2优选为一体杆。采用上述一体杆结构，使得转轴2的受力更均匀，既不易断裂也会产生更流畅的运动轨迹。
在一种可能的实现方式中，如图3a所示，磁性件310通过转轴注塑件21围绕转轴2的外壁安装。具体而言，所述磁性件310包括第一磁铁9、第二磁铁18、第一导磁板8以及第二导磁板12。其中，所述第一磁铁9和所述第二磁铁18分别嵌入安装在所述转轴注塑件21的两个相对侧面上。所述第一导磁板8和所述第二导磁板12分别固定在所述转轴注塑件21的另外两个相对侧面上，并且所述第一导磁板8和所述第二导磁板12分别与所述第一磁铁9和所述第二磁铁18接触。
如图3a所示，第一磁铁9和第二磁铁18平行且极性方向一致分别嵌入安装在转轴注塑件21的两个相对侧面上。第一导磁板8和第二导磁板12分别与第一磁铁9和第二磁铁18接触且覆盖接触面。如图3b所示，转轴2、第一磁铁9、第二磁铁18、第一导磁板8和第二导磁板12相互固定一体，能够有效保持电机的轴心度一致性。其中，第一磁铁9和第二磁铁18优选为永磁体，第一导磁板8和第二导磁板12优选为由导磁材料制成的板状结构，导磁板上设置有用于安装在转轴注塑件21上的通孔，通孔可以套接在转轴注塑件21上的凸起上。其中，通孔和凸起的形状不做限定，可以为图3a中所示的方形，也可以为其他形状。当然，也可以采用例如粘贴、铆接等其他方式将两个导磁板固定在转轴注塑件21上，本实施例对此不做限定。
图4a至图4b示出根据本发明另一实施例的一种电机的定子200结构示意图。图4a至图4b与图1a至图1b、图2a至图2d、图3a至图3b标号相同的组件具有相同的含义，在此不再赘述。
与上一实施例的不同之处在于，定子200包括第一电磁组210和第二电磁组220，所述第一电磁组210和所述第二电磁组220对称固定以形成空腔，所述转子300的磁性件310插设于所述空腔内部。其中，所述第一电磁组210包括第一磁化件5以及缠绕在所述第一磁化件5上的第一线圈4，所述第二电磁组220包括第一磁化件15以及缠绕在所述第一磁化件15上的第二线圈14。
其中，第一磁化件5和第二磁化件15可以由磁化材料例如硅钢等制成。如图4b所示，两个横截面为U字形且各自缠绕线圈的硅钢片(第一磁化件5和第二磁化件15)相对设置形成空腔，转子300的磁性件310插设于空腔内。在电机工作状态下，如图4a所示，第一线圈4和第二线圈14中流过相同方向的电流，产生磁场并将硅钢片磁化，根据右手定则可以判断磁场的方向。
进一步地，第一线圈4和第二线圈14通电后，硅钢片(第一磁化件5和第二磁化件15)被电磁场磁化，产生如图5a所示的N-S磁极分布，其与转子300之间产生S-N极互斥磁场。当第一线圈4和第二线圈14的电流方向变化，硅钢片被电磁场磁化，产生如图5c所示的S-N磁极分布，其与转子300之间产生N-S极互斥磁场。通电的高平位与低平位按照一定频率相互交换，使得定子200所产生的磁场方向相反，从而使电机的转轴2在相同频率的不同方向力的作用下左右幅度相等的摆动，并在S型弹簧10的作用下恢复摆正位置。
本实施例的电机的定子采用两个电磁组，转子采用永磁体结构，从而使得转子质量更轻，动态响应快，在提供相等安匝电流情况下，输出力矩更大。同时，采用上述结构使得电机的安装和拆卸更为方便，可以减少后期的维护检修成本。
实施例3
图6示出根据本发明另一实施例的一种电机的爆炸图。图6与图1a至图1b、图2a至图2d、图3a至图3b、图4a至图4b、图5a至图5d标号相同的组件具有相同的含义，在此不再赘述。
如图6所示，电机的机壳100还可以包括第一机身壳7、第二机身壳17以及前盖1。其中，所述第一机身壳7和所述第二机身壳17围设在所述磁性件310的外部，所述前盖1套设在所述转轴2上并与所述第一机身壳7和所述第二机身壳17的前端连接，所述后盖11与所述第一机身壳7和所述第二机身壳17的后端连接。所述第一机身壳7和所述第二机身壳17上分别设置有第一安装槽和第二安装槽和电磁组固定件3、6、13、16，通过电磁组固定件3、6、13、16将所述第一电磁组210安装于所述第一安装槽内，并将所述第二电磁组220安装于所述第二安装槽内。
在一种可能的实现方式中，所述转轴2上套设有轴承19，所述轴承19安装于所述前盖1的轴承槽内。
具体而言，轴承19套设在转轴2上，前盖1中设置有轴承槽，通过转轴2与前盖1配合挤压方式将轴承19固定，轴承19的主要功能是支撑转子300的转轴2，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。
在一种可能的实现方式中，所述第一机身壳7和所述第二机身壳17的尾端与所述转轴2之间具有空隙。优选地，所述空隙的前端设置有弹性体20。
如图7所示，在第一机身壳7和第二机身壳17的尾端与转轴2之间设置空隙，以使得转轴2垂于轴心线方向振动时阻碍较小。同时，在空隙的前端设置有弹性体20，弹性体20优选为软性胶，其能够增强电机摆震的回复性。
本实施例的电机工作原理如下：如图7所示，将转轴2的尾端与S型弹簧10固定，且转轴2与机身壳的尾部之间具有空隙。根据杠杆原理，以S型弹簧10以及轴承19作为杠杆支点，利用转子300在摆动时产生的振动，使得转子300左右摆动并同时以如图7所示的支点为原点做不规则曲线振动。最后，转子300在S型弹簧10所产生的柔性恢复力以及弹性体20弹性恢复的作用下，回复初始位置，周而复始。
本实施例的电机，适用于电动牙刷、剃须刀、扬声器、电锤机、搅拌机、冷冻机、缝纫机、打包捆扎机和电磁泵等。以电动牙刷为例，使用上述结构的电机，牙刷转轴能够在高频摆振的同时具有不规则曲线振动的作用，并通过不规则曲线振动将牙齿表面上的牙结石粉碎，具有更高的清洁效果。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (12)
1.一种电机，包括机壳、定子和转子，所述定子包括第一电磁组和第二电磁组，所述转子插设于所述第一电磁组和所述第二电磁组之间，其特征在于，所述转子包括转轴以及围绕所述转轴的外壁安装的磁性件，所述转轴为一体杆结构，所述电机还包括：
弹性件，其第一接触部固定在所述机壳的后盖上，其第二接触部与所述转轴连接；其中，所述弹性件能够在至少两个不同的方向上发生弹性形变；
所述转子能够在所述弹性件的回复力的作用下围绕所述转轴往复转动并沿着所述转轴的垂直方向振动。
2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述弹性件的第一接触部安装于所述后盖内的凹槽中。
3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，所述转轴的尾端设置有至少一个卡槽，所述弹性件的第二接触部通过所述卡槽固定在所述转轴的尾端。
4.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，所述弹性件为S型弹簧。
5.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，所述后盖与所述S型弹簧一体注塑成型。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电机，其特征在于，所述转子还包括转轴注塑件，其用于将所述转轴以及围绕所述转轴的外壁安装的磁性件一体注塑成型。
7.根据权利要求6所述的电机，其特征在于，所述磁性件包括第一磁铁、第二磁铁、第一导磁板以及第二导磁板；
其中，所述第一磁铁和所述第二磁铁分别嵌入安装在所述转轴注塑件的两个相对侧面上，所述第一导磁板和所述第二导磁板分别固定在所述转轴注塑件的另外两个相对侧面上，并且所述第一导磁板和所述第二导磁板分别与所述第一磁铁和所述第二磁铁接触。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的电机，其特征在于，所述第一电磁组和所述第二电磁组对称固定以形成空腔，所述转子的磁性件插设于所述空腔内部；
其中，所述第一电磁组包括第一磁化件以及缠绕在所述第一磁化件上的第一线圈，所述第二电磁组包括第二磁化件以及缠绕在所述第二磁化件上的第二线圈。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的电机，其特征在于，所述机壳还包括第一机身壳、第二机身壳以及前盖；
所述第一机身壳和所述第二机身壳围设在所述磁性件的外部，所述前盖套设在所述转轴上并与所述第一机身壳和所述第二机身壳的前端连接，所述后盖与所述第一机身壳和所述第二机身壳的后端连接；
所述第一机身壳和所述第二机身壳上分别设置有第一安装槽和第二安装槽和电磁组固定件，通过电磁组固定件将所述第一电磁组安装于所述第一安装槽内，并将所述第二电磁组安装于所述第二安装槽内。
10.根据权利要求9所述的电机，其特征在于，所述转轴上套设有轴承，所述轴承安装于所述前盖的轴承槽内。
11.根据权利要求10所述的电机，其特征在于，所述第一机身壳和所述第二机身壳的尾端与所述转轴之间具有空隙。
12.根据权利要求11所述的电机，其特征在于，所述空隙的前端设置有弹性体。
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