摇摆电机及包括其的用电器的制作方法

1.本实用新型涉及电机技术领域，特别涉及摇摆电机及包括其的用电器。


背景技术：

2.随着电动牙刷技术的不断改革进步，电动牙刷已经开始走进千家万户。目前，电动牙刷主要分为旋转式电动牙刷和振动式电动牙刷，旋转式电动牙刷相对于普通牙刷来说，其加强了摩擦效果，牙面清洁干净，但其所产生的噪声较大，且对牙齿的磨损也较大；而振动式电动牙刷由于具有高频摆动的牙刷头，因此其能够高效深入地完成洗刷牙的动作，同时也能对牙龈起到一定的按摩作用。
3.目前，摇摆电机被广泛应用于振动式电动牙刷，现有的摇摆电机一般包括机壳、转子模块和永磁铁，机壳的内壁上设有磁轭，磁轭用以对永磁铁的漏磁扩散进行约束，永磁铁固定在磁轭之内并与机壳内的转子模块进行配合使用，最终实现转子模块的往复摆动。但在现有技术中，由于磁轭的装配位置无法得到有效的定位，因此其位置可能会出现偏差，从而导致永磁铁无法完全覆盖转子模块中的转子铁芯组件，继而降低摇摆电机的功率，并最终影响振动式电动牙刷的用户体验。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在提供一种摇摆电机，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
5.本实用新型还提供一种具有上述摇摆电机的用电器。
6.根据本实用新型的第一方面实施例的摇摆电机，包括：
7.机壳，其前端设有第一轴承，所述机壳设有限位部，所述限位部位于所述机壳之内；
8.磁轭，其前端限位抵接于所述限位部，所述磁轭固定连接在机壳的内壁上，磁轭的内壁上开设有容纳槽；
9.永磁部，其固定连接在所述容纳槽内；
10.转子模块，其包括转轴和设于该转轴上的转子铁芯组件，所述转子铁芯组件位于所述机壳之内，转轴的前端穿过所述第一轴承并延伸至所述机壳之外，所述转轴在转子铁芯组件的前方固定设有第一定位部，第一定位部的前端限位抵接于所述第一轴承，转子铁芯组件的位置与永磁部的位置相匹配。
11.根据本实用新型实施例的摇摆电机，至少具有如下有益效果：与现有技术相比，由于磁轭在机壳内的前后位置是由所述限位部进行定位，因此永磁部在机壳内的前后位置能够得到有效的定位，而转子铁芯组件在机壳内的前后位置是由所述第一定位部进行定位，只要合理设置限位部以及第一定位部的位置，即可使转子铁芯组件的位置与永磁部的位置保持匹配，在方便磁轭和转子模块进行安装的同时，还可以提升摇摆电机的产品质量。
12.根据本实用新型的一些实施例，为了平衡转子铁芯组件的摆动，所述永磁部的数
量为偶数个，所述转子铁芯组件设有偶数个极性交变部，极性交变部的数量与永磁部的数量一致。
13.根据本实用新型的一些实施例，每个所述永磁部均包括两个极性相反的磁瓦，所有的磁瓦均绕所述转轴进行周向分布，每个永磁部的两个磁瓦的充磁方向相互平行。在所述转子铁芯组件通入电流后，每个极性交变部在靠近磁瓦的一端均呈现出一个极性，若该电流为交变电流的话，则每个极性交变部在靠近磁瓦的一端能够周期性地变换极性，由于每个永磁部均设有固定的极性，因此在所述永磁部与所述极性交变部的配合下，所述转子铁芯组件可进行往复摆动，从而周期性地带动所述转轴进行正反转，最终使得所述摇摆电机能够以固定频率产生振动。除此之外，鉴于现有的摇摆电机其所有磁瓦的充磁方向均指向转轴的中心轴线，本实用新型与现有技术相比，由于每个永磁部的两个磁瓦的充磁方向相互平行，因此两个磁瓦内侧磁通中心线的距离得到了增加，进而扩大了转子铁芯组件的摆幅。
14.根据本实用新型的一些实施例，每个永磁部的两个磁瓦紧贴设置，使得摇摆电机的内部结构更加紧凑。
15.根据本实用新型的一些实施例，所述永磁部的数量和所述极性交变部的数量均为两个，所述转子铁芯组件包括转子铁芯和绕组，此时所述转子铁芯设有两个摆动头，两个摆动头上均设有可供所述绕组进行缠绕的齿槽，所述摆动头和所述绕组共同构成所述极性交变部，两个绕组的缠绕方向相反，使得两个极性交变部在通电时其极性刚好相反；与此同时，一个永磁部的两个磁瓦分别与另外一个永磁部的两个磁瓦相互正对，相互正对的两个磁瓦其极性相同，对应地，两个所述极性交变部呈直线分布。根据上述的设置，当转子铁芯组件通电后，由于此时两个极性交变部的极性相反，因此两个极性交变部能够同时以顺时针方向或者逆时针方向转至与其吸引的那一个磁瓦，避免发生干涉。
16.根据本实用新型的一些实施例，所述磁轭由软磁材料制成，例如硅钢材料，之所以选用软磁材料，主要是因为软磁材料相对于其他磁性材料，其能够对永磁铁的漏磁扩散进行更好的约束。
17.根据本实用新型的一些实施例，为了使所述磁轭能够对永磁铁的漏磁扩散进行更有力的约束，容纳槽的厚度不小于永磁部厚度的一半。
18.根据本实用新型的一些实施例，所述摇摆电机还包括端盖组件，机壳的后端设有安装口，所述端盖组件可拆连接在所述安装口上，以便对摇摆电机的内部进行维修。
19.根据本实用新型的一些实施例，所述端盖组件设有第二轴承，所述第二轴承用以承托转轴的后端，使得所述转轴能够平稳地进行旋转。
20.根据本实用新型的第二方面实施例的用电器，包括执行机构以及上述的摇摆电机，所述执行机构与所述转轴连接。
21.根据本实用新型实施例的用电器，至少具有如下有益效果：采用上述摇摆电机的用电器，其振动效果更优，故障率更低。
22.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
23.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
24.图1是本实用新型实施例的摇摆电机的立体结构示意图；
25.图2是图1所示的摇摆电机的俯视图；
26.图3是本实用新型实施例的摇摆电机在去除半个机壳后的立体结构示意图；
27.图4是图2所示的摇摆电机沿a
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a剖面线的剖视图；
28.图5是本实用新型实施例的摇摆电机的分解图；
29.图6是本实用新型实施例的磁瓦在不同充磁方向时的示意图；
30.图7是本实用新型实施例的摇摆电机的工作原理图。
31.附图中：100
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机壳、200
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磁轭、300
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永磁部、400
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转子模块、500
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端盖组件、110
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轴承室、120
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第一轴承、510
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第二轴承、210
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容纳槽、130
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限位部、410
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转轴、420
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转子铁芯、430
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绕组、411
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第一定位部、412
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第二定位部、421
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摆动头、422
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齿槽、401
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极性交变部、310
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磁瓦。
具体实施方式
32.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
33.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
34.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
35.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
36.如图1至图5所示，根据本实用新型的第一方面实施例的摇摆电机，包括机壳100、磁轭200、永磁部300、转子模块400以及端盖组件500，机壳100的前端设有轴承室110，所述轴承室110中安装有第一轴承120，机壳100的后端设有安装口，所述端盖组件500可拆连接在所述安装口上，以便对摇摆电机的内部进行维修。与此同时，所述端盖组件500上安装有第二轴承510，所述第二轴承510和所述第一轴承120设有共同的中心轴线。
37.如图3至图5所示，所述磁轭200由软磁材料制成，在本实施例中，所述磁轭200可选由多个硅钢片依次加工而成，所述磁轭200通过粘结剂固定连接在机壳100的内壁上，由于所述磁轭200主要用以对永磁铁的漏磁扩散进行约束，因此所述磁轭200需要包围所述永磁
部300。为此，磁轭200的内壁上开设有用以容纳永磁部300的容纳槽210，所述永磁部300通过粘结剂固定连接在所述容纳槽210内，所述容纳槽210不仅可以对所述永磁部300进行安装定位，还能够保护所述永磁部300。为了方便磁轭200的定位和安装，所述机壳100设有限位部130，所述限位部130位于所述机壳100之内，所述限位部130包括但不限于限位环、限位凸起或者限位块等结构。在安装磁轭200的过程中，所述磁轭200需要从机壳100的安装口处进入至机壳100的内部，当磁轭200的前端限位抵接于所述限位部130后，此时磁轭200在机壳100内的前后位置是由所述限位部130进行定位，以便于磁轭200后续的安装固定，最终使得永磁部300的前后位置被固定下来。
38.如图4和图5所示，所述转子模块400包括转轴410、固定连接在所述转轴410上的转子铁芯420和缠绕在所述转子铁芯420上的绕组430，所述转子铁芯420和所述绕组430共同构成转子铁芯组件，所述转子铁芯组件位于所述机壳100之内，转轴410的前端穿过所述第一轴承120并延伸至所述机壳100之外，转轴410的后端被所述第二轴承510所承托，当所述转子铁芯组件发生摆动时，所述转轴410也随之进行旋转。为了对转子铁芯组件在机壳100内的前后位置进行定位，所述转轴410在所述转子铁芯组件的前方和后方分别固定设有第一定位部411和第二定位部412，所述第一定位部411和第二定位部412均可选为铜环，第一定位部411与第二定位部412之间的最大距离略小于第一轴承120与第二轴承510之间的最小距离。在安装转子模块400的过程中，所述转子模块400需要从机壳100的安装口处进入至机壳100的内部，转轴410的前端首先穿过所述第一轴承120，随后第一定位部411的前端限位抵接于所述第一轴承120，此时转子铁芯组件在机壳100内的前后位置是由所述第一定位部411进行定位，只要合理设置限位部130以及第一定位部411的位置，即可使转子铁芯组件的位置与永磁部300的位置保持匹配；在此之后，再将端盖组件500中的第二轴承510穿入转轴410的后端，直至第二轴承510的前端与所述第二定位部412进行限位抵接，此时转子铁芯组件在机壳100内的前后位置则被固定下来。
39.具体地，所述转子铁芯420设有偶数个摆动头421，每个摆动头421上均设有可供所述绕组430进行缠绕的齿槽422，所述摆动头421与所述绕组430共同构成极性交变部401。需要说明的是，若所述摆动头421的数量为两个，则两个摆动头421呈直线分布，此时两个绕组430的缠绕方向相反，使得在通入相同的电流时，两个极性交变部401具有相反的极性；若所述摆动头421的数量为四个，则四个摆动头421呈十字分布，此时每相邻的两个绕组430的缠绕方向均相反，使得在通入相同的电流时，每相邻的两个极性交变部401的极性均相反，并以此类推。可以理解的是，当所述转子铁芯组件被通入交变电流后，此时每个极性交变部401的极性均发生周期性地变换，若交变电流为50hz的话，则每个极性交变部401的极性均以每秒五十次的频率进行变换。
40.如图4至图6所示，所述永磁部300的数量为偶数个，由于所述永磁部300用以与所述极性交变部401进行配合使用，因此所述极性交变部401的数量与所述永磁部300的数量一致，且所述极性交变部401与所述永磁部300一一对应设置。虽然所述永磁部300的数量可以为两个或者四个等，但过多地设置极性交变部401会导致控制系统复杂并容易产生干涉，所以在本实施例中，所述永磁部300和所述极性交变部401的数量均选择为两个，下面的实施例均以此数量为基础来进行描述。具体地，每个永磁部300每个所述永磁部300均包括两个极性相反的磁瓦310，参照图7，即若其中一个磁瓦310的n极和s极分别指向机壳100的内
部和内壁的话，另外一个磁瓦310的n极和s极则分别指向机壳100的内壁和内部；所述磁瓦310作为常用的磁性构件，其整体呈圆弧形，所有磁瓦310的尺寸规格均一致，所有的磁瓦310均绕所述转轴410进行周向分布，即所有的磁瓦310均位于以转轴410为中心的一个圆周上，所有的磁瓦310均不进行叠放，其中一个永磁部300的两个磁瓦310分别与另外一个永磁部300的两个磁瓦310相互正对，相互正对的两个磁瓦310其极性相同。
41.所述摇摆电机的工作原理为：根据图7的上图可知，当所述摇摆电机不通电时，转子铁芯组件的绕组430不产生磁场，此时两个极性交变部401不具有极性，故转子铁芯组件悬停在两个永磁部300之间；根据图6的左下图和右下图可知，当所述摇摆电机通电时，转子铁芯组件的绕组430产生磁场，此时两个极性交变部401具有相反的极性，磁瓦310的n极吸引呈s极的极性交变部401，而磁瓦310的s极则吸引呈n极的极性交变部401，使得所述转子铁芯组件能够沿顺时针方向或者逆时针方向进行摆动，在交变电流的作用下，两个极性交变部401均周期性地呈现出不同的极性，从而实现转子铁芯组件的往复摆动，并使所述转轴410能够周期性地进行正反转，最终让所述摇摆电机以固定频率产生振动。
42.根据图6的左图可知，现有的摇摆电机其所有磁瓦310的充磁方向均指向转轴410的中心轴线，即磁瓦310的充磁方向垂直于磁瓦310的圆弧切线，但经过发明人的研究，该设置是限制摇摆电机振幅大小的一个因素。为了提升摇摆电机的振幅，参照图6的右图，每个永磁部300的两个磁瓦310的充磁方向相互平行，即磁瓦310的充磁方向不垂直于磁瓦310的圆弧切线，此时a的角度大于90
°
，且相互正对的两个磁瓦310的充磁方向均可连成一条直线，此时两个磁瓦310内侧磁通中心线的距离得到了增加，进而扩大了转子铁芯组件的摆幅，以此来提升摇摆电机的振幅。
43.参照图6的右图，在本实用新型的一些实施例中，为了地对磁瓦310的漏磁扩散进行更有力的约束，容纳槽210的厚度(在图中以c进行表示)不小于永磁部300厚度(在图中以b进行表示)的一半。
44.如图4所示，在本实用新型的一些实施例中，为了使摇摆电机的内部结构更加紧凑，每个永磁部300的两个磁瓦310紧贴设置，此时每个所述永磁部300均呈圆弧形。
45.根据本实用新型的第二方面实施例的用电器，包括根据本实用新型上述第一方面实施例的摇摆电机和执行机构(附图未示出)，所述用电器包括但不限于电动牙刷或者电动按摩器，以电动牙刷为例，此时所述执行机构为牙刷头，当所述转轴410与所述牙刷头连接时，所述摇摆电机能够带动所述牙刷头进行振动，以实现自动刷牙的功能。由于所述用电器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
46.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。