一种低功耗的超声波电机的制作方法

本实用新型公开一种超声波电机，特别是一种低功耗的超声波电机，属于电机技术领域。

背景技术：

电机是指通过电磁感应转换能量的一种装置，通过线圈切割磁场运动，能将机械能转化为电能输出，当给线圈进行通电时，在磁场力作用下线圈带动转子运动或位移，电能转换为机械能输出。现代的生活中会越来越多地应用到电机，如用风能、水能发电；用电驱动电车运行及明目繁多的电器产品都应用电机作为核心动力。

如超声波牙刷是使用超声波电机为输出动力的产品，它可以让人们享受高质量的生活。而随着人们生活水平的不断提高，人们对超声波牙刷的需求越来越高，对超声波电机同样提出了更高的要求，如电机电流要求低、提高电池续航力、电机扭力要求大、可适应不同的群体需求、电机体积要求小、适合各种设计方案等等。

目前声波电机技术中，电机电流与电机扭力是客观存在的矛盾，而且还对电机体积有特定的要求。在现有公知技术条件下，同样体积的电机电流要求小，电机扭力也随之减小；电机扭力要求大，电机电流也随之增大。同时要求电机电流小、扭力大，则需要增加电机的体积。在电机体积要求越来越小的环境下，电机电流与电机扭力之间的矛盾早已成为行业中急待改善的问题。

技术实现要素：

针对上述提到的现有技术中的电机电流与电机扭力之间存在矛盾的问题，本实用新型提供一种新的低功耗的超声波电机，其在产品结构上进一步改善，有效解决了声波电机电流、扭力、体积之间的矛盾。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：一种低功耗的超声波电机，电机包括外壳、输出轴、前盖、后盖、磁铁、第一铁芯、第二铁芯、前铁芯护套、后铁芯护套和线圈，前盖固定安装在外壳前端，后盖固定安装在外壳后端，输出轴插装在外壳内，磁铁设置在外壳内，且与输出轴固定安装在一起，第一铁芯和第二铁芯相对设置，第一铁芯和第二铁芯前端固定安装有前铁芯护套，第一铁芯和第二铁芯后端固定安装有后铁芯护套，线圈缠绕在第一铁芯和第二铁芯上。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：

所述的磁铁包括第一磁铁、第二磁铁、第三磁铁和第四磁铁，第一磁铁、第二磁铁、第三磁铁和第四磁铁均采用条形磁铁，磁铁前端固定设有前磁铁架，磁铁后端固定设有后磁铁架，前磁铁架和后磁铁架分别与输出轴固定安装在一起。

所述的第一磁铁、第二磁铁、第三磁铁和第四磁铁的横截面均呈扇面形。

所述的第一铁芯和第二铁芯的横截面均呈“工”字形。

所述的第一铁芯和第二铁芯的外侧边形状与外壳内部形状相吻合，第一铁芯和第二铁芯内侧边呈弧形，第一铁芯和第二铁芯内侧边中间位置处分别开设有缺口槽。

所述的第一铁芯上的缺口槽和第二铁芯上的缺口槽均呈C字形。

本实用新型的有益效果是：本实用新型改进了声波电机现有技术中须用铁芯来固定磁铁的方式，本实用新型通过设置磁铁架作为固定磁铁的装置，直接把磁铁固定在输出轴上，从而减小了电机转子的体积，减小的体积利用到线圈空间上，可减少电机电流，同时增加电机扭力。本实用新型在铁芯上设置C型槽，使二片铁芯形成四个磁铁吸面，使转子呈磁悬浮状态，动能输出效率达到最高。本实用新型的铁芯采用分体方式，再用铁芯护套组合成整体，这样实现二个目的：（1）有效地增加了卷线空间，可增大线径与增加卷线圈数；（2）增加电机的扭力与减少电机的电流，达到增加电池的续航能力，达到了电机低消耗能量的要求。采用本实用新型结构后，线圈可从外面直接进行卷线，无须像常规电机一样须从内部卷线，从而有效提高了生产效率。

下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型分解状态结构示意图。

图2为本实用新型不通电状态内部剖面结构工作原理图。

图3为本实用新型正向通电状态内部剖面结构工作原理图。

图4为本实用新型反向通电状态内部剖面结构工作原理图。

图中，1-外壳，2-输出轴，3-前盖，4-后盖，5-前盖轴承，6-后盖轴承，7-第一磁铁，8-第二磁铁，9-第三磁铁，10-第四磁铁，11-前磁铁架，12-后磁铁架，13-第一铁芯，14-第二铁芯，15-前铁芯护套，16-后铁芯护套，17-线圈，18-第一C形槽，19-第二C形槽，20-第一吸引面，21-第二吸引面，22-第三吸引面，23-第四吸引面。

具体实施方式

本实施例为本实用新型优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本实用新型保护范围之内。

请参看附图1，本实用新型主要包括外壳1、输出轴2、前盖3、后盖4、磁铁、第一铁芯13、第二铁芯14、前铁芯护套15、后铁芯护套16和线圈17，前盖3固定安装在外壳1前端，后盖4固定安装在外壳1后端，输出轴2插装在外壳1内，磁铁设置在外壳1内，且与输出轴2固定安装在一起，第一铁芯13和第二铁芯14相对设置，第一铁芯13和第二铁芯14前端固定安装有前铁芯护套15，第一铁芯13和第二铁芯14后端固定安装有后铁芯护套16，通过前铁芯护套15和后铁芯护套16将第一铁芯13和第二铁芯14固定安装在一起，线圈17缠绕在第一铁芯13和第二铁芯14上，磁铁对应设置在第一铁芯13和第二铁芯14之间。本实施例中，线圈17的引线从后盖4处引出。本实用新型的定子铁芯采用分体式结构，再用铁芯护套连成整体，增加了卷线的有效空间，解决了同类常规电机定子铁芯是整体的，卷线空间很小的缺点。本实用新型经以上空间改善后，可直接从外部卷线，有效地提高了生产效率，而同类常规电机只能从内部进行卷线，生产效率相对较低。

本实施例中，磁铁包括第一磁铁7、第二磁铁8、第三磁铁9和第四磁铁10，第一磁铁7、第二磁铁8、第三磁铁9和第四磁铁10均采用条形磁铁，横截面呈扇面形，磁铁前端固定设有前磁铁架11，磁铁后端固定设有后磁铁架12，前磁铁架11和后磁铁架12分别与输出轴2固定安装在一起，通过前磁铁架11和后磁铁架12将磁铁与输出轴2固定安装在一起。本实用新型的转子磁铁采用磁铁架直接固定在输出轴2上，省去常规电机用转子铁芯固定磁铁之铁芯，从而减小转子的整体体积。本实施例中，第一磁铁7、第二磁铁8、第三磁铁9和第四磁铁10依极性要求依次直接贴在输出轴2上，前端用前磁铁架11固定，后端用后磁铁架12固定，从而组成电机转子。本实施例中，第一磁铁7和第二磁铁8为一组，第一磁铁7和第二磁铁8相距较近，第一磁铁7和第二磁铁8中间留有缝隙，第三磁铁9和第四磁铁10为一组，第三磁铁9和第四磁铁10相距较近，第三磁铁9和第四磁铁10中间留有缝隙，其中第一磁铁7内部（即靠近输出轴2一侧）磁极为S极、第二磁铁8内部磁极为N极，第三磁铁9内部磁极为N极，第四磁铁10内部磁极为S极。

本实用新型经以上空间改善后，由于给线圈留有足够的空间，就能在线径(影响电机扭力的参数)不变的状态下，增加线圈圈数(减小电机电流与增加电机扭力的参数)，从而解决了电机电流、电机扭力、电机体积之间的矛盾。

本实施例中，前盖3内嵌装有前盖轴承5，后盖4内嵌装有后盖轴承6，输出轴2插装在前盖轴承5和后盖轴承6内，可使其转动更加顺畅。

请参看附图2、附图3和附图4，本实施例中，第一铁芯13横截面呈“工”字形，其外侧边形状与外壳1内部形状相吻合，第一铁芯13内侧边呈弧形，第一铁芯13内侧边中间位置处开设有缺口槽，通过缺口槽将第一铁芯13内侧边分隔为第一吸引面20和第二吸引面21，第二铁芯14横截面也呈“工”字形，其外侧边形状与外壳1内部形状相吻合，第二铁芯14内侧边呈弧形，第二铁芯14内侧边中间位置处开设有缺口槽，通过缺口槽将第二铁芯14内侧边分隔为第三吸引面22和第四吸引面23。本实施例中，第一铁芯13上的缺口槽和第二铁芯14上的缺口槽均呈C字形，分别为第一C形槽18和第二C形槽19。缺口槽的宽度与每组磁铁中的两个磁铁之间的缝隙相吻合。本实施例中，通过第一C形槽18将第一铁芯13内侧分隔成第一吸引面20和第二吸引面21，通过第二C形槽19将第二铁芯14内侧分隔成第三吸引面22和第四吸引面23，通过四个吸引面分别对四个磁铁之间产生吸引作用，从而在电机内部形成一个磁悬浮环境，可使电机更加平稳。

本实用新型有三个状态：

（1）、不通电状态：请参看附图2，通过第一吸引面20、第二吸引面21、第三吸引面22和第四吸引面23分别对四个磁铁之间产生吸引作用，其通过对称吸引使输出轴2固定在中心位置，从而在电机内部形成一个磁悬浮环境，可使电机更加平稳。

（2）、正向通电状态：请参看附图3，当线圈17正向通电时，第一铁芯13内侧为S极，第二铁芯14内侧为N极，在这个磁场作用下，第二磁铁8与第四磁铁10受异性磁场吸引作用，拉动输出轴2逆时针转动，同时，第一磁铁8和第三磁铁9受同性磁场相斥作用，推动输出轴2向逆时针转动，这样一推一拉共同力作用使输出轴2向逆时针方向运动。

（3）、反向通电状态：请参看附图4，当线圈17反向通电时，第一铁芯13内侧为N极，第二铁芯14内侧为S极，在这个磁场作用下，第二磁铁8与第四磁铁10受同性磁场相斥作用，推动输出轴2顺时针转动，同时，第一磁铁8和第三磁铁9受异性磁场吸引作用，拉动输出轴2向顺时针转动，这样一推一拉共同力作用使输出轴2向顺时针方向运动。

本实用新型改变线圈17电流输入方向，输出轴2就会逆时针与顺时针交替运动，以输出轴2为中心往复运动，对外输出动力。

本实用新型改进了声波电机现有技术中须用铁芯来固定磁铁的方式，本实用新型通过设置磁铁架作为固定磁铁的装置，直接把磁铁固定在输出轴上，从而减小了电机转子的体积，减小的体积利用到线圈空间上，可减少电机电流，同时增加电机扭力。本实用新型在铁芯上设置C型槽，使二片铁芯形成四个磁铁吸面，使转子呈磁悬浮状态，动能输出效率达到最高。本实用新型的铁芯采用分体方式，再用铁芯护套组合成整体，这样实现二个目的：（1）有效地增加了卷线空间，可增大线径与增加卷线圈数；（2）增加电机的扭力与减少电机的电流，达到增加电池的续航能力，达到了电机低消耗能量的要求。采用本实用新型结构后，线圈可从外面直接进行卷线，无须像常规电机一样须从内部卷线，从而有效提高了生产效率。