微型电机的制作方法

微型电机
【技术领域】
[0001]
本实用新型涉及电机，特别涉及一种噪音低、频率高、寿命长的微型电机。


背景技术：

[0002]
传统的振动电机是在转子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。而对于很多的电子产品，如电动牙刷等，结构越简单小巧、成本越低的电机，更能满足市场需求。
[0003]
此外，传统有刷振动马达在运转时有电刷与换向器接触摩擦噪音，因此，其噪音较大；此外，传统有刷振动马达因转动时依靠电刷接触换向器实现转动而在转动同时造成换向器与电刷相对磨损，转速越高磨损越快，因此，对于高频振动的电机(马达)，其寿命较短。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型旨在解决上述问题，而提供一种超小型、低噪音、高频偏摆的微型电机。
[0005]
为实现上述目的，本实用新型提供了一种微型电机，其包括转轴和套设于转轴上的转子，其特征在于，在所述转子上设有线圈，在所述转子外设有磁铁架，在所述磁铁架上固定设有若干磁铁，在所述磁铁架外套设有外壳，所述转轴与所述外壳转动连接，且所述转轴的一端伸出至所述外壳外。
[0006]
进一步地，所述磁铁架固定贴合于所述外壳的内壁上。
[0007]
进一步地，在所述外壳上设有接线电极，所述接线电极的一端位于所述外壳内，一端伸出至所述外壳外。
[0008]
进一步地，在所述转轴上套设有换向器，所述换向器设有接线柱，所述接线柱分别与所述线圈及接线电极连接。
[0009]
进一步地，在所述外壳的一端设有轴承孔，在所述外壳的另一端设有轴承槽，在所述轴承孔内设有第一轴承，在所述轴承槽内设有第二轴承，所述转轴的一端插装于所述第二轴承内，所述转轴的另一端插装于所述第一轴承内并伸出至所述外壳外。
[0010]
进一步地，所述外壳包括对合连接的第一壳体和第二壳体，在所述第一壳体的与第二壳体相对的一端设有所述轴承孔，所述第二壳体的与所述第一壳体相对的一端呈封闭状，其内部形成有所述轴承槽。
[0011]
进一步地，所述转轴包括第一转轴和第二转轴，所述第二转轴插装于所述转子的中心处而与所述转子同步转动，所述第二转轴的两端分别伸出至所述转子外；所述第一转轴的一端与所述第二转轴的一端同轴连接，所述第一转轴的另一端伸出至所述外壳外。
[0012]
进一步地，所述转子包括对称分布的主体部和对称设于主体部两端的极靴，所述极靴相对于所述主体部呈扩大状，所述极靴的背离所述主体部一端的外壁呈圆弧状，在所
述极靴的该端外壁上分别设有内凹的呈半圆柱形的镂空部。
[0013]
进一步地，所述镂空部位于所述极靴的中心连线上，并且呈对称分布。
[0014]
进一步地，在所述磁铁架上对称设有个长条状的磁铁孔，在所述磁铁孔内装配所述磁铁，所述磁铁平行于所述转轴并与所述极靴相间隔。
[0015]
本实用新型的贡献在于，其有效解决了上述问题。本实用新型的微型电机通过电磁感应原理使转子的极靴极化而与磁铁作用而形成往复转动，从而可在一定角度范围内高频转动。本实用新型的微型电机，相比于传统电机，其能在固定的角度内利用电机本身的磁性能驱动电机做高频来回偏摆运动，进而使得电机在没有电刷的情况下通过电磁拉力进行快速换向，同时实现电机的微型化、低噪音的特性。本实用新型的微型电机具有结构简单，外形小巧，成本低，其具有很强的实用性，宜大力推广。本实用新型的微型电机可广泛应用于电动牙刷、声波洗脸器、按摩器等用品上。
【附图说明】
[0016]
图1是本实用新型的整体结构示意图。
[0017]
图2是本实用新型的结构分解示意图。
[0018]
图3是本实用新型的结构分解示意图。
[0019]
图4是本实用新型的剖视图，其沿转轴的轴向进行剖切。
[0020]
图5是本实用新型的原理示意图，其沿转轴的横截面进行剖切示意。
[0021]
图6是本实用新型的另一原理示意图，其沿转轴的横截面进行剖切示意。
[0022]
其中，转轴1、第一转轴11、输出端111、连接端112、第二转轴12、转子2、主体部21、极靴22、镂空部23、线圈、磁铁架3、磁铁孔31、磁铁4、外壳5、第一壳体51、轴承孔511、凸台部512、第二壳体52、卡持台阶521、第一连接壁5211、第二连接壁5212、轴承槽522、分隔部523、第一轴承61、第二轴承62、接线电极7、换向器8、接线柱81。
【具体实施方式】
[0023]
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。
[0024]
如图1～图6所示，本实用新型的微型电机包括转轴1、转子2、线圈、磁铁架3、磁铁4、外壳5、轴承。
[0025]
如图1～图4所示，所述外壳5包括对合连接的第一壳体51和第二壳体52。所述第一壳体51和第二壳体52之间对合而形成安装腔，可用于装设所述转子2、磁铁架3、轴承等部件。
[0026]
如图1～图4所示，所述第一壳体51呈长筒状，其朝向第二壳体52的一端呈敞口状，用于与第二壳体52对合连接。所述第一壳体51的远离第二壳体52的一端设有轴承孔511，其用于装设第一轴承61。本实施例中，在所述第一壳体51的端部上设有与之一体成型的凸台部512，所述凸台部512呈圆柱状，其轴心与所述第一壳体51的轴心重合。在所述凸台部512内设有与之同轴的圆柱形通孔，该圆柱形通孔便形成了所述轴承孔511。
[0027]
如图1～图4所示，所述第一壳体51的材料可根据需要而选取，本实施例中，所述第一壳体51由绝缘材料制成，如塑胶材料。
[0028]
如图1～图4所示，所述第二壳体52的一端敞口，一端封闭。所述第二壳体52的敞口端形状与所述第一壳体51的敞口端形状相匹配，两者可对合连接。为方便安装，在所述第二壳体52的朝向第一壳体51的端部上设有卡持台阶521。所述卡持台阶521包括第一连接壁5211和第二连接壁5212。所述第二连接壁5212垂直于所述第一壳体51的轴向，所述第一连接壁5211平行于所述第一壳体51的轴向，所述第一连接壁5211的外围尺寸与所述第一壳体51的内壁尺寸相匹配，因此，第二壳体52的敞口端可插装于所述第一壳体51的端部内，从而使得第一壳体51的内壁与第二壳体52的第一连接壁5211相贴合，第一壳体51的端部与第二壳体52的第二连接壁5212相抵接，进而使得第一壳体51和第二壳体52对合连接在一起。
[0029]
如图1～图4所示，在所述第二壳体52内设有圆柱形的轴承槽522，其用于装设第二轴承62。
[0030]
如图1～图4所示，当第一壳体51和第二壳体52对合连接在一起时，所述轴承孔511与所述轴承槽522相对间隔并且同轴。
[0031]
为方便接线，在所述第二壳体52上设有电极孔。所述电极孔贯穿所述第二壳体52的内部和外部。本实施例中，在所述第二壳体52上对称设有两个电极孔，其分布于所述轴承槽522的两侧。在所述电极孔内分别插装有接线电极7。所述接线电极7呈片状，其一端位于所述第二壳体52内，其另一端伸出至第二壳体52外。
[0032]
本实施例中，所述第二壳体52的内部设有分隔部523，所述分隔部523位于所述电极孔附近。所述分隔部523的一端与所述第二壳体52一体成型或一体连接，所述分隔部523的另一端与所述第二壳体52的内壁相间隔而形成开放状的开口，且位于轴承槽522两侧的两个分隔部523的开口方向相反。所述电极孔位于所述分隔部523与所述第二壳体52的内壁之间。
[0033]
如图1～图4所示，所述第一壳体51和第二壳体52对合连接，便形成筒状的外壳5。
[0034]
如图1～图4所示，在所述轴承孔511内装设有第一轴承61，在所述轴承槽522内装设有第二轴承62。所述第一轴承61和第二轴承62可选用公知的轴承，如滚动轴承。
[0035]
如图1～图4所示，在所述第一轴承61和第二轴承62之间设有转轴1。所述转轴1的一端插装于所述第二轴承62内，其另一端插装于所述第一轴承61内，并伸出至外壳5外，从而使得转轴1可相对外壳5进行转动，并对外进行输出。
[0036]
所述转轴1可以是一体转轴，也可以是多根转轴连接在一起而形成。本实施例中，如图1～图4所示，所述转轴1包括第一转轴11和第二转轴12。所述第一转轴11和第二转轴12的一端同轴连接，从而可同步转动。所述第一转轴11的一端为输出端111，其形状可根据使用场景进行设置，例如，当本实用新型的微型电机用于电动牙刷时，所述第一转轴11的输出端111便可被铣扁而呈铣扁状。所述第一转轴11的另一端为连接端112，其用于与第二转轴12连接。本实施例中，在所述第一转轴11的连接端112设有沿轴向设置的插槽，该插槽与第一转轴11同轴，该插槽的形状与所述第二转轴12的端部形状相匹配，其用于插装所述第二转轴12。
[0037]
如图1～图4所示，所述第二转轴12呈长圆轴状，其一端插装于所述第一转轴11的插槽内，其另一端插装于所述第二轴承62内。
[0038]
如图1～图4所示，所述转轴1设置成由第一转轴11和第二转轴12连接而成，有利于提高结构的通用性，其中，第二转轴12为通用结构，第一转轴11则可根据产品应用情况而设
置不同的连接端112以适配不同的产品。
[0039]
为提高转动的稳定性，所述第一转轴11和第二转轴12的连接处，对应于所述第一轴承61的位置。换言之，所述第一转轴11的连接端112与所述第一轴承61连接。
[0040]
所述转子2由公知的材料制成，例如，由硅钢片层叠而制成。在所述转子2的中央设有中心轴孔，所述中心轴孔与所述转轴1的尺寸相匹配。所述转子2通过其中心轴孔而套设于所述转轴1上。本实施例中，所述转子2套设于所述第二转轴12上。所述转子2与所述转轴1连接而可同步转动。所述转子2与所述转轴1的同轴连接方式可参考公知技术，例如，转子2与转轴1可过盈配合而实现同步转动。又如，可在转子2的中心轴孔与转轴1之间灌注胶水以使得转轴1与转子2相对固定而同步转动。
[0041]
所述转子2的形状如图3、图5、图6所示，其包括对称分布于中心轴孔两侧的主体部21和设于主体部21两端的极靴22。所述主体部21的整体形状呈矩形。所述极靴22相对于所述主体部21呈扩大状，从而使得主体部21与极靴22形成类似于“t”的形状。所述极靴22背离所述主体部21的外壁呈圆弧状，所述极靴22朝向主体部21的外壁呈平面状并与主体部21垂直。在所述极靴22的外壁上分别设有内凹的呈半圆柱形的镂空部23。所述镂空部23位于所述极靴22的中心连线上，并且呈对称分布。
[0042]
如图1～图4所示，所述转子2的长度小于所述第二转轴12的长度，从而使得所述转子2与所述第二轴承62相间隔，从而利于在转子2与第二轴承62之间的部位装设换向器8。
[0043]
如图1～图4所示，所述换向器8套设于所述第二转轴12上，并位于所述转子2与所述第二轴承62之间。在所述换向器8上设有两个接线柱81，其用于接线以连接线圈和接线电极7，从而利于连接外部电源而给线圈上电。
[0044]
如图1～图4所示，所述磁铁架3设于所述转子2外，并位于所述外壳5内。所述磁铁架3用于固定安装磁铁4。在所述磁铁架3上设有4个长条状的磁铁孔31。所述磁铁孔31平行于转轴1，并与所述转子2的极靴22相间隔。所述磁铁孔31呈对称分布。
[0045]
如图2、图5、图6所示，所述磁铁4设有4个，其分别装设于所述磁铁4槽内而固定于所述磁铁架3上。所述磁铁4嵌入所述磁铁4槽后，可通过胶水进行粘固，从而使得磁铁4与磁铁架3结合牢固。
[0046]
如图5、图6所示，所述磁铁4的分布可参考公知技术，4个磁铁4中，其中2个磁铁4朝向极靴22的一侧为n极，2个磁铁4朝向极靴22的一侧为s极，且距离最近的两个磁铁4中，其中一个磁铁4朝向极靴22的一侧为n极，另一个磁铁4朝向极靴22的一侧为s极。
[0047]
如图5、图6所示，由于转子2转动时，极靴22的转动路径为弧形，因此，所述4个磁铁4应位于以转轴1中心为圆心的同一个圆周上，且磁铁4的内壁呈弧状，其弧心与转轴1中心重合，从而使得极靴22转动过程中，磁铁4与极靴22的距离均匀一致。
[0048]
如图5、图6所示，所述磁铁4之间间隔的距离可根据需要而设置，其中，距离最近的两个磁铁4之间的间隔，与转子2的转动角度相关。
[0049]
所述磁铁架3固定于所述外壳5的内壁上，本实施例中，其以胶水粘接的方式固定于所述外壳5的内壁上，具体的，固定于第一壳体51的内壁上。
[0050]
如图1、如图5、图6所示，为减少电机的外形尺寸，在转子2转动的范围内，所述外壳5和所述磁铁架3相对应的结构设置成弧形，以匹配转子2的转动路径。在转子2转动不到的范围内，所述外壳5和所述磁铁架3相对应的结构设置成平板状，以尽量减少外形尺寸。
[0051]
藉此，便形成了本实用新型的微型电机：转子2套设于转轴1上而可同步转动；线圈设于转子2上，随转子2同步转动；换向器8设于转轴1上；磁铁4设于磁铁架3上，磁铁架3包围在转子2的外围，并与转子2的极靴22相间隔；外壳5包围在磁铁架3外，并与磁铁架3固接；线圈与换向器8上的接线柱81连接，而接线柱81可通过导线与接线电极7进行连接，而电极伸出至外壳5外，因而可连接外部电源而给线圈供电。
[0052]
当通过外部电源给线圈通入交变电流时，根据电磁感应原理，转子2的极靴22会被极化而交替形成n极和s极，从而可于磁铁架3上的磁铁4产生作用而在磁铁4范围内进行往复转动，进而形成高频振动。
[0053]
本实用新型的微型电机，根据电磁感应原理和磁铁的同性相斥异性相吸原理，利用电机本身的磁性能，驱动转子2和转轴1做高频的来回偏摆运动，由于转子2转动时的转动角度小，因此电机的振动频率高，振动频率稳定，且能耗低、寿命长、噪音小。此外，本实用新型的微型电机往复偏转具有定向输出的优势，可方便其进行应用，例如，应用于电动牙刷、声波洗脸器、按摩器等产品上。
[0054]
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。