小型高频振动装置的制作方法

本实用新型涉及电机，特别涉及一种结构简单、易于装配、振动频率高、体积小的小型高频振动装置。

背景技术：

众所周知，传统的振动电机是在铁芯转子30轴两端各安装一组可调偏心块，利用轴及偏心块高速旋转产生的离心力得到激振力。振动电机的振动频率范围大，只有激振动力与功率配合得当才能降低机械噪音。由于其使用偏心结构，其振幅不均匀，振动频率不够稳定，且不易小型化。

技术实现要素：

本实用新型旨在解决上述问题，而提供一种结构简单、易于装配，体型更小的小型高频振动装置。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种小型高频振动装置，其包括中心轴、磁铁组、对合连接的外壳、铁芯转子、线圈，其特征在于，所述磁铁组设于所述铁芯转子上，所述外壳包覆于所述铁芯转子外，所述线圈绕设于所述外壳上，在所述外壳上设有铁芯定子，所述中心轴套装于所述铁芯转子内，并可随所述铁芯转子同步转动，所述中心轴的一端伸出至所述外壳外而成为自由端，其另一端插接有弹簧片，在所述外壳的内部设有第一插接孔，所述第一插接孔与所述中心轴的端部间隔相对，所述弹簧片的一端与所述中心轴连接，其另一端插接于所述第一插接孔内。

所述铁芯转子设有沿其长度方向延伸的中心轴孔，在所述铁芯转子的外壁上设有平行间隔的磁铁槽，所述磁铁槽沿铁芯转子的长度方向设置，所述中心轴套装于所述中心轴孔内，所述磁铁组设于所述磁铁槽内。

所述外壳包括对合连接的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和第二壳体之间对合形成容置腔，其一端封闭，其另一端设有穿插所述中心轴的通孔，在所述外壳的封闭端内部设有所述第一插接孔，所述铁芯转子设于所述容置腔内，所述中心轴的一端穿过所述通孔而延伸至所述外壳外，在所述中心轴的另一端的端面上设有第二插接孔，所述弹簧片的一端插装于该第二插接孔内，其另一端插装于所述第一插接孔内。

在所述外壳的内壁上设有环状的轴承槽，在所述轴承槽内设有滚动轴承，所述滚动轴承套设于所述中心轴上。

所述第一壳体包括一体成型的第一主体部、第一缠绕部和第一阻挡部，所述第二壳体包括第二主体部、第二缠绕部和第二阻挡部，所述第一主体部与第二主体部对合连接，其之间形成所述容置腔，所述第一阻挡部与所述第一主体部间隔设置，所述第一缠绕部连接于所述第一阻挡部与第一主体部之间，所述第二阻挡部与所述第二主体部间隔设置，所述第二缠绕部连接于所述第二阻挡部与第二主体部之间，所述线圈绕设于所述第一缠绕部和第二缠绕部上，并位于所述第一主体部和第一阻挡部、第二主体部和第二阻挡部之间。

在所述第一壳体上设有贯通所述第一主体部、第一缠绕部和第一阻挡部的第一安装孔，在所述第二壳体上设有贯通所述第二主体部、第二缠绕部和第二阻挡部的第二安装孔，当所述第一壳体与第二壳体对合时，所述第一安装孔与所述第二安装孔相对。

在所述第一主体部的朝向第二主体部的部位上设有第一半孔，在所述第二主体上设有与所述第一半孔位置相对的第二半孔，所述第一半孔和第二半孔对合形成所述第一插接孔。

所述第一半孔包括呈扩口状的第一扩口区和与所述弹簧片厚度相匹配的第一窄口区，所述第二半孔包括呈扩口状的第二扩口区和与所述弹簧片厚度相匹配的第二窄口区，当所述第一壳体与第二壳体对合时，所述第一扩口区与所述第二扩口区对合，所述第一窄口区与所述第二窄口区相对，所述弹簧片端部的边缘部分插装于所述第一窄口区和第二窄口区内。

在所述第一主体部的朝向第二主体部的表面上设有第一定位部，在所述第二主体部的朝向第一主体部的表面上设有与所述第一定位部相匹配的第二定位部，所述第一定位部与第二定位部可嵌设在一起。

在所述第一主体部的背离第二主体部的一侧表面上设有走线的第一线槽，在所述第二主体部的背离第一主体部的一侧表面上设有走线的第二线槽，所述第一线槽和第二线槽沿第一壳体的长度方向延伸，其一端分别朝向所述线圈，其另一端分别朝向所述外壳的端部。

本实用新型的有益贡献在于，其有效解决了上述问题。本实用新型的小型高频振动装置根据电磁感应及磁铁的同性相斥异性相吸原理，通过控制通入线圈的电流的方向，从而使铁芯转子发生偏转而带动中心轴往复转动，实现振动效果。由于铁芯转子的转动转动角度小，因此本实用新型的装置振动频率高，振动频率稳定，其结构简单、易于装配，且能耗低、寿命长、噪音小、体型小巧，其具有很强的实用性。本实用新型的小型高频振动装置可广泛应用于震动牙刷、声波洗脸器、按摩器、情趣用品等用品。

【附图说明】

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的结构分解示意图。

图3是本实用新型的剖视图，其中，其是沿铁芯定子的凸部所在平面进行剖切的。

图4是本实用新型的另一剖视图，其中，其是沿第一壳体和第二壳体对合的平面进行剖切的。

图5是第一壳体或第二壳体的结构示意图。

图6是第一壳体或第二壳体的另一结构示意图。

图7是第一壳体或第二壳体的另一结构示意图。

图8是磁铁组的两种不同设置方式。

图9是原理示意图。

图10是另一原理示意图。

其中，中心轴10、第二插接孔11、外壳20、通孔21、第一壳体22、第一半孔221、第一扩口区2211、第一窄口区2212、第一定位部222、第一主体部223、第一缠绕部224、第一阻挡部225、第一安装孔226、第一线槽227、第二壳体23、第二半孔231、第二扩口区2311、第二窄口区2312、第二定位部232、第二主体部233、第二缠绕部234、第二阻挡部235、第二安装孔236、第二线槽237、第一插接孔24、轴承槽25、卡线槽26、铁芯转子30、中心轴孔31、磁铁槽32、铁芯定子40、平板部41、弧部42、凸部43、弹簧片50、磁铁组60、线圈70、滚动轴承80、

【具体实施方式】

下列实施例是对本实用新型的进一步解释和补充，对本实用新型不构成任何限制。

如图1～图10所示，本实用新型的小型高频振动装置包括中心轴10、外壳20、铁芯转子30、铁芯定子40、弹簧片50、磁铁组60、线圈70。

如图2所示，所述铁芯转子30由磁性材料制成，本实施例中，其由若干个矽钢片层叠而形成。所述铁芯转子30为轴对称结构，在所述铁芯转子30的中央设有沿其长度方向延伸的中心轴孔31，所述中心轴孔31的中心轴线与所述铁芯转子30的对称轴重合。为方便安装所述磁铁组60，在所述铁芯转子30的外壁上设有平行间隔的磁铁槽32。本实施例中，在所述铁芯转子30的外壁上设有4个长条形的磁铁槽32，其分别平行间隔，且整体对称分布。

如图1、图2所示，所述中心轴10装设于所述铁芯转子30的中心轴孔31内，其可随所述铁芯转子30同步转动。所述中心轴10与所述中心轴孔31可通过公知的装配方式或装配结构而实现两者同步转动。所述中心轴10的长度大于所述铁芯转子30的长度。所述中心轴10的一端为自由端，一端为连接端。所述中心轴10的自由端延伸至所述铁芯转子30的中心轴孔31外，其用于伸出至外壳20外而与待安装使用的物体连接，例如用于电动牙刷的牙刷头等。所述中心轴10的连接端用于连接所述弹簧片50，其既可与所述铁芯转子30的端部平齐，也可与伸出至所述铁芯转子30的端部外。本实施例中，当所述中心轴10安装于所述铁芯转子30的中心轴孔31内时，其连接端与所述铁芯转子30的端部平齐。为方便连接所述弹簧片50，在所述中心轴10的连接端端部设有第二插接孔11。所述第二插接孔11的形状与所述弹簧片50的端部形状相匹配。本实施例中，所述弹簧片50呈片状，其端部宽度与所述中心轴10的直径一致，所述第二插接孔11为通过所述中心轴10端面直径的矩形盲孔，其厚度与所述弹簧片50的厚度一致，从而使得当所述弹簧片50插装至所述第二插接孔11内时，其可稳定的连接在一起。

如图1所示，所述外壳20包覆于所述铁芯转子30外，其一端敞口，一端封闭，其封闭端用于安装所述弹簧片50，其敞口端设有穿插所述中心轴10的通孔21，其用于使所述中心轴10的自由端伸出至外壳20外。所述通孔21的直径宜大于所述中心轴10的直径。

如图2所示，所述外壳20由第一壳体22和第二壳体23对合连接而形成，第一壳体22和第二壳体23之间形成容置腔，该容置腔用于装设所述铁芯转子30、滚动轴承80、弹簧片50及中心轴10。第一壳体22和第二壳体23的一端端部对合而呈封闭状，其另一端端部对合而形成所述通孔21。为方便连接所述弹簧片50，在所述外壳20的封闭端端部内设有第一插接孔24。由于所述外壳20由第一壳体22和第二壳体23对合而形成，因此，本实施例中，如图5所示，在所述第一壳体22和第二壳体23相对的部位上分别设有位置相对的第一半孔221和第二半孔231，当第一壳体22和第二壳体23对合时，所述第一半孔221和第二半孔231便对合形成盲孔状的第一插接孔24。为方便安装所述弹簧片50，本实施例中，所述第一半孔221包括呈扩口状的第一扩口区2211和与所述弹簧片50厚度相匹配的第一窄口区2212。所述第一扩口区2211呈开放状的扩口区，其靠近第二半孔231的部位尺寸较大，其远离第二半孔231的部位尺寸较小。所述第一窄口区2212形成于所述第一扩口区2211尺寸较小的一端，其为矩形盲孔，其厚度与所述弹簧片50的厚度相匹配。所述第一扩口区2211和第一窄口区2212位于所述第一壳体22的对称中心位置处。同理，所述第二半孔231包括呈扩口状的第二扩口区2311和与所述弹簧片50厚度相匹配的第二窄口区2312。所述第二扩口区2311呈开放状的扩口区，其靠近第一半孔221的部位尺寸较大，其远离第一半孔221的部位尺寸较小。所述第二窄口区2312形成于所述第二扩口区2311尺寸较小的一端，其为矩形盲孔，其厚度与所述弹簧片50的厚度相匹配。所述第二扩口区2311和第二窄口区2312位于所述第二壳体23的对称中心位置处。当所述第一壳体22和第二壳体23对合连接时，所述第一扩口区2211和第二扩口区2311对合，所述第一窄口区2212和第二窄口区2312位置相对，其整体形成所述第一插接孔24。由于第一插接孔24的中间部位尺寸较大，因而利于弹簧片50的对准插入，由于第一插接孔24的两端部位，即第一窄口区2212和第二窄口区2312的厚度与弹簧片50的厚度一致，因而当弹簧片50插入后两者可稳定连接在一起。

如图5～图7所示，所述第一壳体22和第二壳体23对合连接，本实施例中，其通过螺钉对合连接在一起。为方便其对合连接，在所述第一壳体22的朝向第二壳体23的一侧表面上设有第一定位部222，在所述第二壳体23的朝向第一壳体22的一侧表面上设有第二定位部232，所述第一定位部222与第二定位部232相匹配，其可相互嵌设在一起。第一壳体22和第二壳体23对合连接时，第一定位部222与第二定位部232嵌设，方便其定位结合在一起。当两者定位结合在一起后，可通过螺钉进行紧固而使两者紧紧连接在一起。所述第一定位部222和第二定位部232可设置成定位柱和凹槽的形式，例如，在第一壳体22的朝向第二壳体23的一侧表面上设置突出该表面的定位柱，在第二壳体23的相应位置处设置内凹的凹槽，当第一壳体22和第二壳体23对合时，其定位柱便可嵌入所述凹槽而方便两者定位结合。

所述线圈70和所述铁芯定子40分别设于所述外壳20上，为方便设置所述线圈70，本实施例中，如图5～图7所示，所述外壳20由主体部、缠绕部、阻挡部形成。具体的，所述第一壳体22包括一体成型的第一主体部223、第一缠绕部224和第一阻挡部225。所述第二壳体23包括一体成型的第二主体部233、第二缠绕部234和第二阻挡部235。所述第一主体部223和第二主体部233具有半弧形的腔体，当第一主体部223与第二主体部233对合时，其之间便形成所述容置腔。所述容置腔的形状及大小，应使得所述铁芯转子30在转动过程中不与外壳20的内部干涉，同时尽量使整个外壳20的形状体积小巧。所述第一阻挡部225与所述第一主体部223间隔设置，其设于所述第一主体部223的与第二主体部233相背离的一侧。在所述第一主体部223与第一阻挡部225之间连接有所述第一缠绕部224。所述第一缠绕部224用于绕设线圈70，所述第一阻挡部225用于限制线圈70脱落，方便缠绕线圈70，同时用于装设所述铁芯定子40。所述第一缠绕部224形成于所述第一主体部223的外侧表面中央，其突出于第一主体部223的外表面，且其沿第一主体部223的长度方向设置。所述第一缠绕部224呈长条块状，其长度小于所述第一主体部223的长度。所述第一阻挡部225由第一缠绕部224的端部相对的向外两侧延伸而形成，其与所述第一主体部223的外侧表面相对，从而使得缠绕的线圈70无法从第一缠绕部224上脱出。本实施例中，所述第一阻挡部225呈弧板状，其长度大于所述第一缠绕部224的长度，小于所述第一主体部223的长度，其相对第一缠绕部224而左右对称。为方便安装所述铁芯定子40，在所述第一壳体22上设有第一安装孔226，所述第一安装孔226为通孔，其贯通所述第一主体部223、第一缠绕部224和第一阻挡部225。所述第一安装孔226沿所述第一壳体22的长度方向设置，其位于所述第一阻挡部225和第一缠绕部224的中央，其长度小于所述第一缠绕部224的长度。所述第二壳体23的结构基本同第一壳体22，其第二主体部233、第二缠绕部234和第二阻挡部235的结构分别同第一主体部223、第一缠绕部224和第一阻挡部225，同理，在第一壳体22上设有第二安装孔236，其贯通所述第二主体部233、第二缠绕部234和第二阻挡部235。当所述第一壳体22和第二壳体23对合时，其沿其对合的平面呈中心对称，其第一阻挡部225和第二阻挡部235分别相对的位于外壳20的最外侧，其第一安装孔226和第二安装孔236位置相对。

如图5所示，为方便所述中心轴10转动，在所述外壳20的容置腔内壁上设有环状的轴承槽25。本实施例中，所述轴承槽25设于所述外壳20的靠近其敞口端的位置处。在所述轴承槽25内设有滚动轴承80，所述滚动轴承80套设于所述中心轴10上。

如图6所示，为方便线圈70接线，在所述第一主体部223的外侧表面设有第一线槽227，在所述第二主体部233的外侧表面设有第二线槽237。所述第一线槽227设有两个，其平行间隔，其分布于所述第一主体部223的两侧边缘位置处，并位于外壳20的靠近其封闭端端部的部位处。所述第一线槽227为条形凹槽，其沿所述第一壳体22的长度方向延伸，一端朝向所述线圈70，其另一端朝向第一壳体22的端部，从而方便线圈70的端头可顺着所述第一线槽227而引出进行接线。所述第二线槽237设有两个，其平行间隔，其分布与所述第二主体部233的两侧边缘位置处，并位于所述外壳20的靠近其封闭端端部的部位处。所述第二线槽237为条形凹槽，其沿所述第二壳体23的长度方向延伸，其一端朝向所述线圈70，其另一端朝向所述第二壳体23的端部，从而方便线圈70的端头可顺着所述第二线槽237而引出进行接线。

如图5所示，由于在第一缠绕部224和第二缠绕部234上均需缠绕线圈70，当线圈70是通过一根导线缠绕而成时，为方便其由第一缠绕部224而引至第二缠绕部234进行绕设，在所述第一主体部223和第二主体部233的侧壁上设有卡线槽26，所述卡线槽26沿第一壳体22朝向第二壳体23的方向延伸。

如图1、图2所示，所述铁芯定子40共设有两个，其结构形状相一致，其由磁性材料制成，本实施例中，其由若干个矽钢片层叠而形成。所述铁芯定子40设有相对间隔的平板部41及连接于两个平板部41同侧边缘的弧部42。在所述弧部42的内侧表面，即朝向弧部42的弧面中心的表面上各设有一个聚磁的凸部43，其用于将磁性集中而增强磁力作用。所述凸部43呈长条状，其位于铁芯定子40弧部42的正中央，其沿铁芯定子40的长度方向延伸，其与所述平板部41分别间隔且平行。本实施例中，所述凸部43与所述平板部41的长度一致，其长度及厚度分别与所述第一壳体22和第二壳体23上的第一安装孔226和第二安装孔236的尺寸相匹配。安装时，所述铁芯定子40包覆在所述第一阻挡部225和第二阻挡部235外，其凸部43穿过所述第一安装孔226和第二安装孔236而延伸至所述容置腔内，对应着所述铁芯转子30。

如图2所示，所述磁铁组60包括四条长条形的磁铁。所述磁铁间隔设置，其分别与所述中心轴10平行，其用于与所述铁芯定子40的凸部43相互作用而使铁芯转子30进行小幅度转动。为使所述铁芯转子30进行往复转动，所述磁铁组60的各个磁铁的极性设置如图8。

藉此，便形成了本实用新型的小型高频振动装置：如图1所示，所述磁铁组60装设于所述铁芯转子30的磁铁槽32内，所述中心轴10装设于所述铁芯转子30的中心轴孔31内，中心轴10的自由端穿过外壳20的通孔21而延伸至外壳20外，其另一端与铁芯转子30的端面平齐，其上设有第二插接孔11，在该第二插接孔11内差装有弹簧片50。所述第一壳体22和第二壳体23对合连接，其包覆于铁芯转子30外，其一端封闭，一端敞口，其封闭端的内部设有第一插接孔24，所述弹簧片50的另一端端部插装于该第一插接孔24内。所述线圈70绕设于所述第一壳体22和第二壳体23上，所述铁芯定子40包覆于所述第一阻挡部225和第二阻挡部235外，其凸部43通过第一安装孔226和第二安装孔236而延伸至外壳20的内部，以与所述磁铁组60相互作用。

使用时，当线圈70不通电时，如图8所示，所述铁芯转子30处于静止状态，所述铁芯定子40的凸部43对应于磁铁组60的磁铁之间的部位，不正对磁铁。本实施例中，如图9所示，当向线圈70接入正负方波电源时，线圈70通电而产生磁场，根据安培定则(右手螺旋定律)，在正波范围内，两个铁芯定子40的两个凸部43的磁性相反，一端形成N极，一端形成S极，此时由于磁铁同性相斥异性相吸，如图9所示，S极的凸部43将吸引其附近的N极磁铁，N极的凸部43吸引其附近的S极磁铁，从而使得铁芯转子30发生转动，如图9所示的顺时钟转动；而在负波范围内时，如图9所示，其工作原理相似，由于线圈70上的电流方向反向，因而凸部43的磁性将反转，从而使得其被当前的磁铁被排斥，相反极性的磁铁被吸引，从而使得铁芯转子30反向转动，如图9所示的逆时针转动。当持续给线圈70通入正负方波时，铁芯转子30便会在N极磁铁和S极磁铁之间往复转动。铁芯转子30的往复转动带动所述中心轴10往复转动，从而可向外输出带动物体进行运动，如带动牙刷头产生振动。另一实施例中，当所述磁铁组70的设置方式如图10所示时，其当向线圈70接入正负方波电源时，线圈70通电而产生磁场，根据安培定则(右手螺旋定律)，在正波范围内，两个铁芯定子40的两个凸部43的磁性相同，如同为N极，此时由于磁铁同性相斥异性相吸，如图10所示，S极磁铁将被凸部43吸引，从而使得铁芯转子30发生转动，如图10所示的顺时钟转动；而在负波范围内时，如图10所示，其工作原理相似，由于线圈70上的电流方向反向，因而凸部43的磁性将反转，从而使得当前的磁铁排斥，N极磁铁被吸引，从而使得铁芯转子30反向转动，如图10所示的逆时针转动。当持续给线圈70通入正负方波时，铁芯转子30便会在N极磁铁和S极磁铁之间往复转动。铁芯转子30的往复转动带动所述中心轴10往复转动，从而可向外输出带动物体进行运动，如带动牙刷头产生振动。

本实施例中，所述铁芯转子30往复转动的角度不大于15度。由于铁芯转子30转动角度小，因此其可产生高频振动，且能保证产生的振动稳定。本实用新型的小型高频振动装置结构简单、装配方便，体型小巧，具有很强的实用性，宜大力推广。

尽管通过以上实施例对本实用新型进行了揭示，但是本实用新型的范围并不局限于此，在不偏离本实用新型构思的条件下，以上各构件可用所属技术领域人员了解的相似或等同元件来替换。