CN104578668B - 小型高频振动装置 - Google Patents

Abstract

一种小型高频振动装置，其包括中心转轴、铁芯转子、N极磁铁组、S极磁铁组、第一绝缘支架、第二绝缘支架、线圈、铁芯定子，铁芯转子套设于中心转轴上，N极磁铁组和S极磁铁组分别设有两个N极磁铁和S极磁铁，其分别沿中心转轴的中心轴线对称设于铁芯转子的两侧，并分别沿中心转轴的中心轴线对称设于铁芯转子上，第一绝缘支架和第二绝缘支架对称包覆于铁芯转子外，线圈以相反的方式绕设于第一绝缘支架与第二绝缘支架上，铁芯定子包覆于绝缘支架外，当线圈通入正负方波电源时，N极磁铁组与S极磁铁组在磁力作用下而带动中心转轴往复转动，形成高频振动。本发明的小型高频振动装置可广泛应用于市场上的声波牙刷、声波洗脸器、按摩器、情趣用品等用品。

Description

小型高频振动装置

【技术领域】

本发明涉及振动装置，特别涉及一种振动频率高、振动频率稳定、能耗低、寿命长、噪音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。

【发明内容】

本发明旨在解决上述问题，而提供一种易于小型化、振动频率高、振动频率稳定、噪音低的小型高频振动装置。

为实现上述目的，本发明提供了一种小型高频振动装置，其特征在于，该装置包括中心转轴、铁芯转子、N极磁铁组、S极磁铁组、第一绝缘支架、第二绝缘支架、线圈、铁芯定子，所述铁芯转子套设于中心转轴上而可随中心转轴旋转，所述N极磁铁组设有两个N极磁铁，其分别沿中心转轴的中心轴线对称设于所述铁芯转子的两侧，所述S极磁铁组设有两个S极磁铁，其分别沿中心转轴的中心轴线对称设于所述铁芯转子上，所述第一绝缘支架和第二绝缘支架对称包覆于所述铁芯转子外，所述线圈分别以相反的方式绕设于第一绝缘支架与第二绝缘支架上，所述铁芯定子包覆于第一绝缘支架与第二绝缘支架外，当所述线圈通入正负方波电源时，所述N极磁铁组与S极磁铁组在磁力作用下而带动所述中心转轴往复转动，形成高频振动。

所述铁芯转子设有中心轴孔，其套设于中心转轴上，在所述铁芯转子相对的两侧壁上各设有两个定位安装槽，所述N极磁铁组和S极磁铁组分别对称装设于该定位安装槽内，使得铁芯转子相对的两侧壁各设有一个N极磁铁和一个S极磁铁，且位于铁芯转子两侧的两个N极磁铁和两个S极磁铁均沿其中心轴孔的中心轴线对称。

在所述中心转轴的一端端部设有径向的弹簧安装孔，在所述第一绝缘支架的内侧壁上设有与之相对应的弹簧安装孔，所述两个弹簧安装孔与所述中心转轴位于同一直线上，在所述中心转轴的端部与第一绝缘支架之间连接有使中心转轴复位的S型弹簧，所述S型弹簧的两端分别装设于所述弹簧安装孔内。

所述铁芯定子对称设有两个，其对合包覆于第一绝缘支架和第二绝缘支架外，所述铁芯定子分别由相对间隔的平板部及连接于两个平板部同侧边缘的弧部一体形成，在所述弧部的内侧表面各设有一个聚磁的凸部，所述凸部分别与所述平板部相平行。

所述第一绝缘支架和第二绝缘支架对合连接，其分别设有呈半圆柱形的内弧体及间隔设于内弧体外侧表面的外弧体，所述外弧体呈弧板状，其与所述内弧体的外侧表面形状相匹配，所述内弧体与外弧体之间形成绕设线圈的空间，在所述外弧体的内壁中央与所述内弧体的外壁之间连接有轴向的支撑条，所述线圈绕绕设于所述支撑条上。

在所述外弧体的中央及内弧体相对应的位置处设有轴向的并相互贯通的定位孔，所述定位孔的形状与所述铁芯定子的凸部形状相匹配，所述铁芯定子的凸部插装于所述定位孔内而使所述铁芯定子包覆于第一绝缘支架和第二绝缘支架外。

所述第一绝缘支架和第二绝缘支架的内弧体分别设有形状与所述中心转轴相对应的型腔，所述第一绝缘支架和第二绝缘支架对合连接，其型腔对合成安装中心转轴的空间。

在所述内弧体的沿长度方向的两侧边缘分别设有向外延伸的连接台，在所述内弧体和/或连接台上设有螺纹孔，所述第一绝缘支架和第二绝缘支架通过螺钉对合连接。

在所述中心转轴与所述第一绝缘支架及第二绝缘支架之间设有滚动轴承，其分别套设于所述中心转轴的中部或近端部，所述中心转轴的一端由所述第一绝缘支架和第二绝缘支架的内部延伸至其外部。

所述铁芯定子与铁芯转子由矽钢材料制成。

本发明的有益贡献在于，其有效解决了上述问题。本发明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，从而使磁铁发生偏转而带动中心转轴往复转动，实现振动效果。由于铁芯转动转动角度小，因此本发明的装置振动频率高，振动频率稳定，且能耗低、寿命长、噪音小。此外，本发明的小型高频振动装置往复偏转，具有定向输出的优势，可方便其应用。本发明的小型高频振动装置可广泛应用于市场上的声波牙刷、声波洗脸器、按摩器、情趣用品等用品。

【附图说明】

图1是本发明的结构立体示意图。

图2是本发明的结构分解示意图。

图3是本发明的局部结构图。

图4是本发明的铁芯转子的平面示意图。

图5是本发明未通电时的结构示意图。

图6是本发明通电时的结构示意图之一。

图7是本发明通电时的结构示意图之二

其中，中心转轴1、弹簧安装孔11、铁芯转子2、中心轴孔21、定位安装槽22、N极磁铁组3、S极磁铁组4、第一绝缘支架5、内弧体51、61、外弧体52、62、定位孔53、连接台54、64、螺纹孔55、65、固定柱56、导引槽57、支撑条58、68、第二绝缘支架6、弯折槽66、线圈7、铁芯定子8、平板部81、弧部82、凸部83、、滚动轴承9、S型弹簧10。

【具体实施方式】

下列实施例是对本发明的进一步解释和补充，对本发明不构成任何限制。

如图1～图7所示，本发明的小型高频振动装置包括中心转轴1、铁芯转子2、N极磁铁组3、S极磁铁组4、第一绝缘支架5、第二绝缘支架6、线圈7、铁芯定子8。

如图1、图2、图3所示，所述中心转轴1呈圆杆状，其一端端部被铣扁而呈单扁状，其用于将本发明的小型高频振动装置与待连接的物体进行连接。为便于说明，本实施例中，所述中心转轴1呈单扁状的一端称之为安装端，其另一端称之为自由端。在所述中心转轴1的自由端端部设有径向的弹簧安装孔11，其用于固定安装S型弹簧10。需说明的是，所述中心转轴1呈圆杆状并不局限于该中心转轴1完全是圆杆型，其是指从整体上看其呈圆杆状，其上可根据安装需要而设置各种轴肩或其他结构。

如图2、图3所示，所述铁芯转子2套设于中心转轴1的中部或中下部，其可随中心转轴1的转动而转动。本实施例中，所述铁芯转子2由矽钢材料制成。该铁芯转子2设有中心轴孔21，在其相对的两侧壁上各设有两个定位安装槽22，即个定位安装槽22，其用于分离并稳定装设磁铁。所述定位安装槽22分别沿其中心轴孔21的中心轴线对称。

如图2、图3所示，所述磁铁包括N极磁铁组3和S极磁铁组4。所述N极磁铁组3包括两个N极磁铁，所述S极磁铁组4包括两个S极磁铁。所述S极磁铁和N极磁铁的形状大小相一致。所述磁铁分别装设于所述定位安装槽22内。具体地说，在铁芯转子2同一侧的定位安装槽22内分别装有一个N极磁铁和一个S极磁铁，位于铁芯转子2相对两侧的两个N极磁铁沿其中心轴线对称，位于铁芯转子2相对两侧的两个S极磁铁也沿其中心轴线对称。

如图1、图2所示，所述第一绝缘支架5与第二绝缘支架6对称包覆于所述铁芯转子2外，其不随中心转轴1的转动而转动。如图1～图3所示，本实施例中，所述第一绝缘支架5与第二绝缘支架6呈双层的弧体状，其分别包括相间隔的内弧体51、61和外弧体52、62。所述内弧体51、61与外弧体52、62之间由支撑条58、68连接而成。所述支撑条58、68呈轴向设置，其一端连接于外弧体52、62的内壁中央，其另一端连接于内弧体51、61的外壁中央，从而使得内弧体51、61与外弧体52、62之间形成可以绕设线圈7的空间所述线圈7以相反的方向绕设于第一绝缘支架5和第二绝缘支架6的支撑条58、68上，如以顺时钟方向绕设于第一绝缘支架5上，以逆时钟方向绕设于第二绝缘支架6上，并串接连通，从而使得当第一绝缘支架5和第二绝缘支架6对合连接时，且当线圈7通电时，绕设于第一绝缘支架5和第二绝缘支架6上的线圈7可产生方向相一致的磁场。此外，线圈7绕设于内弧体51、61与外弧体52、62之间的支撑条58、68上可使线圈7与铁芯定子8及铁芯转子2分离，从而防止漏电。

如图1、图2所示，所述第一绝缘支架5和第二绝缘支架6的内弧体51、61朝向中心转轴1，其可对合连接。在所述内弧体51、61的内侧设有形状与所述中心转轴1相匹配的型腔，所述两个型腔对合成可安装中心转轴1的空间。具体地，在该第一绝缘支架5和第二绝缘支架6的内弧体51、61内壁上分别设有第一弧形凹部。该第一弧形凹部可对合成包覆所述铁芯转子2的铁芯转子2定位装配孔。在所述第一弧形凹部的上方间隔设有一个第二弧形凹部，该第二弧形凹部对合成可包覆所述第一轴承的第一轴承定位装配孔。在所述第二弧形凹部的下方间隔设有一个第三弧形凹部，该第三弧形凹部对合成可包覆所述第二轴承的第二轴承定位装配孔。在第三弧形凹部的下方设有一个与之贯通的第四弧形凹部，该第四弧形凹部对合成可安装弹簧的弹簧安装槽。在所述第四弧形凹部附近处设有弹簧安装孔11，该弹簧安装孔11与中心转轴1的中心轴线位于同一直线上，其与所述中心转轴1的弹簧安装孔11相对应，用于安装所述S型弹簧10。所述外弧体52、62及内弧体51、61相对应的位置处分别设有一个沿轴向延伸的长条形定位孔53，其用于定位安装所述铁芯定子8。为使第一绝缘支架5与第二绝缘支架6对合连接稳固，在所述内弧体51、61的沿长度方向的两侧边缘分别设有向外延伸的连接台54、64，并在所述连接台54、64上设有螺纹孔55、65，当第一绝缘支架5和第二绝缘支架6对合时，所述连接台54、64相对合，其螺纹孔55、65相对应，从而可通过螺钉将第一绝缘支架5和第二绝缘支架6固定在一起。为便于绕设线圈7，在所述内弧体51、61的连接台54、64的朝向外弧体52、62的外表面上设有固定柱56和导引槽57，其可用于将线圈7由支撑条58、68上延伸出用于连接电源的两端缠绕于所述固定柱56上，从而使的线圈7两端相对固定，便于使用。所述固定柱56及到导引槽57设于靠近中心转轴1自由端的一端端部外表面，并位于外弧体52、62与内弧体51、61对应区域之外。所述导引槽57呈轴向设置，所述固定柱56垂直于所述导引槽57或连接台54、64，并间隔正对所述导引槽57，从而使得线圈7由到导引槽57引出后便可缠绕固定柱56一圈以进行稳固。同时，为使第一绝缘支架5和第二绝缘支架6支架相连的那一段线圈7稳固，在所述连接台54、64背离固定柱56的一侧侧壁上设有平行于连接台54、64侧壁并突出于连接台54、64侧壁的弯折槽66，所述弯折槽66的开口背离所述中心转轴1的安装端，从而使得连接于第一绝缘支架5和第二绝缘支架6之间的那一段线圈7经由所述弯折槽66遮盖并稳固，从而方便安装使用。于此同时，所述弯折槽66的顶部可用于搭接铁芯定子8。为便于铁芯定子8进一步定位安装，在所述连接台54、64与所述弯折槽66相对的另一侧侧壁上设有与所述弯折槽66顶部同高的凸台，所述弯折槽66与所述凸台相对应而易于安装铁芯定子8。

如图2、图3所示，所述铁芯定子8共设有两个，其结构形状相一致，其分别由相对间隔的平板部81及连接于两个平板部81同侧边缘的弧部82一体形成。在所述弧部82的内侧表面各设有一个聚磁的凸部83，其用于将磁性集中而增强磁力作用。所述凸部83呈长条状，其设于铁芯定子8弧部82的正中央，并沿轴向延伸。本实施例中，所述凸部83与所述平板部81的长度一致，并分别与所述平板部81相平行，其形状及大小与所述定位孔53相匹配，其插装于所述定位孔53内而使所述铁芯定子8包覆于第一绝缘支架5和第二绝缘支架6外。本实施例中，所述铁芯定子8由矽钢材料制成，其具有优良的导磁性。

如图1、图2、图3所示，装配时，将磁铁装入铁芯转子2两侧的定位安装槽22内，其后将装设有磁铁的铁芯转子2套装于中心转轴1上，第一轴承与第二轴承套装于铁芯转子2上下两侧的中心转轴1上，使第一轴承位于中心转轴1的中部，使第二轴承位于中心转轴1的自由端端部或近端处。然后将中心转轴1装入第一绝缘支架5或第二绝缘支架6的型腔内，使中心转轴1的安装端由型腔内延伸至型腔外，并在中心转轴1及绝缘支架的弹簧安装孔11内装设S型弹簧10，使S型弹簧10的一端装入中心转轴1的弹簧安装孔11内，使S型弹簧10的另一端装入绝缘支架的弹簧安装孔11内，以用于使中心转轴1复位。其后将绝缘支架对合连接，并用螺钉固定，使第一绝缘支架5和第二绝缘支架6包覆在铁芯转子2的外侧，然后在第一线圈7上绕设线圈7，并使线圈7一端经由弯折槽66延伸至第二绝缘支架6的内弧体51、61及外弧体52、62之间，并以相反的方式绕设于第二绝缘支架6的支撑条58、68上，从而使得线圈7绕设于第一绝缘支架5和第二绝缘支架6上，且其两端延伸至绝缘支架外，以便于接线使用。最后将铁芯定子8的凸部83插入第一绝缘支架5与第二绝缘支架6的定位孔53内，使铁芯定子8封闭的包覆于第一绝缘支架5和第二绝缘支架6的外侧，藉此形成本发明的小型高频振动装置。

使用时，如图5、图6、图7所示，当线圈7不通电时，由于S型弹簧10的弹力限制，所述铁芯定子8的凸部83正对S极磁铁和N极磁铁之间，N极磁铁组3和S极磁铁组4处于静止状态。当向线圈7接入正负方波电源时，线圈7通断而产生磁场，磁性通过铁芯定子8的凸部83而得以加强，发出高达高斯的磁性强度。根据安培定则(右手螺旋定律)，在正波范围内，由于线圈7绕向相反，因此使得铁芯定子8两端的磁性相反，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，当电流通过第一绝缘支架5上的线圈7时，如图6所示，S极吸引靠近S极的N极磁铁，并推离S极磁铁，从而使得铁芯转子2转动，如逆时钟转动，待电流通知第二绝缘支架6上的线圈7时，N极吸引靠近N极的S极磁铁，并推离N极磁铁，使得铁芯转子2逆时针加速转动。而在负波范围内时，如图7所示，其工作原理类似，转动方向相反。当持续给线圈7通入正负方波时，铁芯转子2便会在有限角度内往复旋转，从而带动中心转轴1往复转动。由于铁芯转子2转动角度小，因此本发明的装置振动频率高，振动频率稳定，且能耗低、寿命长、噪音小，其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。

尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但是本发明的范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，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。

Claims (8)

1.一种小型高频振动装置，其特征在于，该装置包括中心转轴(1)、铁芯转子(2)、N极磁铁组(3)、S极磁铁组(4)、第一绝缘支架(5)、第二绝缘支架(6)、线圈(7)、铁芯定子(8)，所述铁芯转子(2)套设于中心转轴(1)上而可随中心转轴(1)旋转，在所述中心转轴(1)的一端端部设有径向的弹簧安装孔(11)，在所述第一绝缘支架(5)的内侧壁上设有与之相对应的弹簧安装孔(11)，所述两个弹簧安装孔(11)与所述中心转轴(1)位于同一直线上，在所述中心转轴(1)的端部与第一绝缘支架(5)之间连接有使中心转轴(1)复位的S型弹簧(10)，所述S型弹簧(10)的两端分别装设于所述弹簧安装孔(11)内；所述铁芯转子(2)设有中心轴孔(21)，其套设于中心转轴(1)上，在所述铁芯转子(2)相对的两侧壁上各设有两个定位安装槽(22)，所述N极磁铁组(3)和S极磁铁组(4)分别对称装设于该定位安装槽(22)内而使得铁芯转子(2)相对的两侧壁各设有一个N极磁铁和一个S极磁铁，且位于铁芯转子(2)两侧的两个N极磁铁和两个S极磁铁的不同极磁铁分别沿中心轴孔(21)的中心轴线呈中心对称分布；所述第一绝缘支架(5)和第二绝缘支架(6)对称包覆于所述铁芯转子(2)外，所述线圈(7)分别以相反的方式绕设于第一绝缘支架(5)与第二绝缘支架(6)上，所述铁芯定子(8)包覆于第一绝缘支架(5)与第二绝缘支架(6)外，当所述线圈(7)通入正负方波电源时，所述N极磁铁组(3)与S极磁铁组(4)在磁力作用下而带动所述中心转轴(1)往复转动，形成高频振动。

2.如权利要求1所述的小型高频振动装置，其特征在于，所述铁芯定子(8)对称设有两个，其对合包覆于第一绝缘支架(5)和第二绝缘支架(6)外，所述铁芯定子(8)分别由相对间隔的平板部(81)及连接于两个平板部(81)同侧边缘的弧部(82)一体形成，在所述弧部(82)的内侧表面各设有一个聚磁的凸部(83)，所述凸部(83)分别与所述平板部(81)相平行。

3.如权利要求2所述的小型高频振动装置，其特征在于，所述第一绝缘支架(5)和第二绝缘支架(6)对合连接，其分别设有呈半圆柱形的内弧体(51、61)及间隔设于内弧体(51、61)外侧表面的外弧体(52、62)，所述外弧体(52、62)呈弧板状，其与所述内弧体(51、61)的外侧表面形状相匹配，所述内弧体(51、61)与外弧体(52、62)之间形成绕设线圈(7)的空间，在所述外弧体(52、62)的内壁中央与所述内弧体(51、61)的外壁之间连接有轴向的支撑条(58、68)，所述线圈(7)绕绕设于所述支撑条(58、68)上。

4.如权利要求3所述的小型高频振动装置，其特征在于，在所述外弧体(52、62)的中央及内弧体(51、61)相对应的位置处设有轴向的并相互贯通的定位孔(53)，所述定位孔(53)的形状与所述铁芯定子(8)的凸部(83)形状相匹配，所述铁芯定子(8)的凸部(83)插装于所述定位孔(53)内而使所述铁芯定子(8)包覆于第一绝缘支架(5)和第二绝缘支架(6)外。

5.如权利要求4所述的小型高频振动装置，其特征在于，所述第一绝缘支架(5)和第二绝缘支架(6)的内弧体(51、61)分别设有形状与所述中心转轴(1)相对应的型腔，所述第一绝缘支架(5)和第二绝缘支架(6)对合连接，其型腔对合成安装中心转轴(1)的空间。

6.如权利要求5所述的小型高频振动装置，其特征在于，在所述内弧体(51、61)的沿长度方向的两侧边缘分别设有向外延伸的连接台(54、64)，在所述内弧体(51、61)和/或连接台(54、64)上设有螺纹孔(55、65)，所述第一绝缘支架(5)和第二绝缘支架(6)通过螺钉对合连接。

7.如权利要求6所述的小型高频振动装置，其特征在于，在所述中心转轴(1)与所述第一绝缘支架(5)及第二绝缘支架(6)之间设有滚动轴承(9)，其分别套设于所述中心转轴(1)的中部或近端部，所述中心转轴(1)的一端由所述第一绝缘支架(5)和第二绝缘支架(6)的内部延伸至其外部。

8.如权利要求7所述的小型高频振动装置，其特征在于，所述铁芯定子(8)与铁芯转子(2)由矽钢材料制成。