CN108173404A - 超声振动电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声振动电机，包括：外壳、设置在所述外壳内的定子、与所述定子连接的转子和设置在所述定子其中一端的阻尼组件，所述定子由定子组件组合而成；定子组件包括：定子线圈骨架、设置在所述定子线圈骨架上的定子铁芯；所述定子线圈骨架中部为绕线槽，线圈绕设在所述绕线槽上；所述绕线槽两侧对称设有定子铁芯安装板，所述绕线槽和所述定子铁芯安装板上设有通孔，本发明解决了现有技术现有的超声振动电机不能在保证高功率密度要求的同时做到小型轻量化的问题。

Description

超声振动电机

技术领域

本发明涉及超声振动电机领域，特别涉及一种满足小型化高功率密度要求的超声振动电机。

背景技术

随着社会的发展科技的进步，人们的生活也越来越舒适，近年电动牙刷已经有了替代传统牙刷的趋势，而声波牙刷就是电动牙刷的一种，是指刷或刷头的振动频率与声波频率一致或者相近，因此也叫做声波振动牙刷，利用接近声波振动频率的刷毛快速运动，从而达到更强的清洁效果。

而带动牙刷刷毛或者刷头振动的电机因其振动产生的刷毛震动频率与声波频率一致或接近，故叫做超声振动电机。

超声振动电机由电磁加上起振装置作为振动源，通电后电磁装置形成磁场，起振装置悬浮在磁场中间，形成高频振动频率，再通过传动轴传导到牙刷上。

而这种振动原理在马达内部没有产生机械摩擦，稳定性较强，输出动力较大，产生的声波频率高。

而现有的超声振动电机主要应用于个人护理、电动牙刷等，但是其定子线圈是沿着轴向方向绕线，电机的体积大生产效率低，不能满足超声振动电机小型化高功率密度的要求，不利于将产品做成小型轻量化产品。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的主要目的在于提供一种小型轻量化的超声振动电机，旨在解决现有技术现有的超声振动电机不能在保证高功率密度要求的同时做到小型轻量化的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种超声振动电机，包括：外壳、设置在外壳内的定子、与定子连接的转子和设置在定子其中一端的阻尼组件，定子由定子组件组合而成；

其中，定子组件包括：定子线圈骨架、设置在定子线圈骨架上的定子铁芯；定子线圈骨架中部为绕线槽，线圈绕设在绕线槽上；

绕线槽为柱状结构，在柱状结构两侧对称设有定子铁芯安装板，绕线槽和定子铁芯安装板呈工字型设置，绕线槽和定子铁芯安装板上设有通孔；

定子铁芯至少设置两个，对称设置在定子铁芯安装板上，与定子铁芯安装板固定连接，定子铁芯上还设有爪极，定子铁芯远离定子线圈骨架一端设有连接结构，定子组件通过连接结构组成定子或与阻尼组件连接。

在其中一个实施例中，爪极垂直设置在所述定子铁芯上，定子铁芯安装板设有连接结构，定子铁芯安装板通过连接结构与定子铁芯装配；

连接结构为连接凸块和连接凹槽，连接凸块和连接凹槽各设两个，连接凸块和连接凹槽以定子铁芯的中轴线为对称线，间隔对称设置。

在其中一个实施例中，转子包括，设置在通孔内的转子铁芯、与转子铁芯固定连接的转子轴和环绕转子铁芯均匀设置的安装槽；

在其中一个实施例中，安装槽设置为四个，安装槽以转子铁芯的中轴线为对称线，间隔对称设置在转子铁芯上，磁铁通过安装槽固定在转子铁芯上，且为同极设置；转子轴与转子铁芯的对称中心同轴设置。

在其中一个实施例中，定子组件设置为一个或一个以上，沿轴向方向装配而成。

在其中一个实施例中，阻尼组件包括第一阻尼支架、第二阻尼支架和连接第一阻尼支架和第二阻尼支架的阻尼片；

其中，第一阻尼支架远离第二阻尼支架一端设有连接结构，连接结构为连接凸块和连接凹槽，连接凸块和连接凹槽各设两个，连接凸块和连接凹槽以定子铁芯的中轴线为对称线，间隔对称设置，通过连接结构与定子组件固定连接。

在其中一个实施例中，阻尼片至少设置三个，通过阻尼片限制转子的转动角度。

在其中一个实施例中，第二阻尼支架上设有转子轴安装孔，转子轴通过转子轴安装孔限位与阻尼组件连接。

在其中一个实施例中，外壳包括：机壳和设置在机壳一端的后盖；

其中，机壳为半封闭结构，其中一端设有开口，另一端设有轴承限位孔定子与机壳固定连接，在开口处固定装配有后盖，在后盖上同样设有轴承限位孔。

在其中一个实施例中，其装配方法如下：

S1.将两个定子铁芯固定在定子线圈骨架两端组成定子组件；

S2.把安装好的定子组件沿轴线通过连接结构组装成定子；

S3.将转子装配至定子的通孔中；

S4.在靠近转子轴一端通过连接结构安装阻尼组件，将转子轴固定在轴承内；

S5.将S4中组装好的组成件装配到机壳中，然后将后盖固定在机壳上。

有益效果如下：

本发明通过定子铁芯从左、右两侧分别插入定子线圈骨架的内孔中组成定子组件，N组定子组件沿轴向串连组成整个定子，将定子线圈分别绕在定子的N(N大于等于1)个线圈骨架上。转子由转子铁芯和四个磁铁组成，转子铁芯开四个槽，磁铁沿圆周方向同极设置(全部为N极或全部为S极)固定在转子铁芯的四个安装槽槽中，组成整个转子。阻尼组件由组尼支架和阻尼片组成，阻尼片位于两个阻尼支架的中间。实现了超声振动电机小型化高功率密度的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明的分解示意图。

图2为本发明的定子线圈骨架结构示意图。

图3为本发明的定子组件结构示意图。

图4为本发明的定子铁芯结构示意图。

图5为本发明的定子组件组合示意图。

图6为本发明的转子结构示意图。

图7为本发明的阻尼组件结构示意图。

图8为本发明的外壳结构示意图。

图9为本发明的工作原理示意图。

图10为本发明的装配完整结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参照图1，一种超声振动电机，包括：外壳40、设置在外壳40内的定子10、与定子10连接的转子20和设置在定子10其中一端的阻尼组件30，定子10由定子组件1组合而成；

如图2和图3所示，定子组件1包括：定子线圈骨架11、设置在定子线圈骨架11上的定子铁芯12；定子线圈骨架11中部为绕线槽13，线圈绕设在绕线槽13上；

绕线槽13为柱状结构，在柱状结构两侧对称设有定子铁芯安装板111，绕线槽13和定子铁芯安装板111呈工字型设置，绕线槽13和定子铁芯安装板111上设有通孔14；

参照图1、图2和图4，定子铁芯12至少设置两个，对称设置在定子铁芯安装板111上，与定子铁芯安装板111固定连接，定子铁芯12上还设有爪极121，定子铁芯12远离定子线圈骨架11一端设有连接结构122，定子组件1通过连接结构122组成定子10或与阻尼组件30连接。

如图5所示进一步优选地，定子组件2设置为一个或一个以上，沿轴向方向装配而成。定子10由模块化的定子组件1装配而成，优化了定子10的结构，使定子10所占用的空间更小了，并且能够很容易地根据使用的需求调整定子组件1的数量从而调整整个定子10的大小。

如图4所示进一步优选地，爪极121垂直设置在定子铁芯12上，定子铁芯安装板111设有连接结构122，定子铁芯安装板111通过连接结构12与定子铁芯12装配；

连接结构122为连接凸块1221和连接凹槽1222，连接凸块1221和连接凹槽1222各设两个，连接凸块1221和连接凹槽1222以定子铁芯12的中轴线为对称线，间隔对称设置。

通过设置连接凸块1221和连接凹槽1222，使相邻定子铁芯12之间可以很容易达到限位和固定的目的，装配简单。

参照图1、图3和图6优选地，转子20包括，设置在通孔14内的转子铁芯12、与转子铁芯12固定连接的转子轴22和环绕转子铁芯21均匀设置的安装槽23；

进一步优选地，安装槽23设置为四个，安装槽23以转子铁芯21的中轴线为对称线，间隔对称设置在转子铁芯21上，磁铁24通过安装槽23固定在转子铁芯21上，且为同极设置；转子轴22与转子铁芯21的对称中心同轴设置。

设置安装槽，并将磁铁24安装至安装槽23内，通过对结构的优化减少了磁铁24在整个电机中占用的体积，使电机体积能够更小更紧凑。

参照图7优选地，阻尼组件30包括第一阻尼支架31、第二阻尼支架32和连接第一阻尼支架31和第二阻尼支架32的阻尼片33；

图7结合图4所示，第一阻尼支架31远离第二阻尼支架32一端设有连接结构122，连接结构122为连接凸块1221和连接凹槽1222，连接凸块1221和连接凹槽1222各设两个，连接凸块1221和连接凹槽1222以定子铁芯12的中轴线为对称线，间隔对称设置，通过连接结构122与定子组件1固定连接。

图7结合图1进一步优选地，阻尼片33至少设置三个，通过阻尼片33限制转子20的转动角度。

进一步优选地，第二阻尼支架32上设有转子轴安装孔34，转子轴22通过转子轴安装孔34限位，通过转子轴安装孔34与阻尼组件30连接。

与定子铁芯12设置同样的连接结构122，方便连接。

如图8所示优选地，外壳40包括：机壳41和设置在机壳41一端的后盖42；

其中，机壳41为半封闭结构，其中一端设有开口(图未示)，另一端设有轴承限位孔43，定子与机壳41固定连接，在开口处固定装配有后盖42，在后盖42上同样设有轴承限位孔43，机壳41通过轴承限位孔43与轴承35连接。

参照图1～图8、图10，其装配方法如下：

S1.将两个定子铁芯12固定在定子线圈骨架11两端组成定子组件1；

S2.把安装好的定子组件1沿轴线通过连接结构122组装成定子；

S3.将转子20装配至定子10的通孔14中；

S4.在靠近转子轴22一端通过连接结构122安装阻尼组件30，将转子轴22固定在轴承35内；

S5.将S4中组装好的组成件装配到机壳41中，然后将后盖42固定在机壳41上。

结合图9对电机电原理做进一步说明：

当定子20上的线圈通电时，线圈产生的磁场将定子铁芯12a和定子铁芯12b磁化，磁化后定子铁芯12a的爪极全都是N极(或S极)，定子铁芯12b的爪极全是S极(或N极)，由于定子铁芯12a和爪极式定子铁芯12b的爪极是相对排列组入同一个线圈骨架内，因而就形成了定子铁芯12的爪极沿圆周方向N、S交错的排列方式。

因为转子20的上的磁铁24沿圆周方向是同极性排列，根据同性相吸异性相斥的原理，当电机通电时，如图7所示转子20沿逆时针方向转动一个角度，当通电电流反向时定子10的爪极的极性反向，转子20反向沿顺时针方向转过一个角度。当以一定的频率正、反向通电时转子20就会以一定的频率正反向摆动。

当转子20摆动时由于阻尼片33的阻尼，转子20的摆动距离就会受到一定的限制，阻尼大时摆动距离小振动量就小，阻尼小时摆动距离大振动量就大。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种超声振动电机，包括：外壳、设置在所述外壳内的定子、与所述定子连接的转子和设置在所述定子其中一端的阻尼组件，所述定子由定子组件组合而成；

其中，定子组件包括：定子线圈骨架、设置在所述定子线圈骨架上的定子铁芯；所述定子线圈骨架中部为绕线槽，线圈绕设在所述绕线槽上；

所述绕线槽为柱状结构，在所述柱状结构两侧对称设有定子铁芯安装板，所述绕线槽和所述定子铁芯安装板呈工字型设置，所述绕线槽和所述定子铁芯安装板上设有通孔；

所述定子铁芯至少设置两个，对称设置在所述定子铁芯安装板上，与所述定子铁芯安装板固定连接，所述定子铁芯上还设有爪极，所述定子铁芯远离所述定子线圈骨架一端设有连接结构，所述定子组件通过连接结构组成定子或与所述阻尼组件连接。

2.根据权利要求1所述的超声振动电机，其特征在于，所述爪极垂直设置在所述定子铁芯上，所述定子铁芯安装板设有所述连接结构，所述定子铁芯安装板通过所述连接结构与所述定子铁芯装配；

所述连接结构为连接凸块和连接凹槽，所述连接凸块和所述连接凹槽各设两个，所述连接凸块和所述连接凹槽以所述定子铁芯的中轴线为对称线，间隔对称设置。

3.根据权利要求1或2所述的超声振动电机，其特征在于，所述转子包括，设置在所述通孔内的转子铁芯、与所述转子铁芯固定连接的转子轴、环绕所述转子铁芯均匀设置的安装槽和设置在所述安装槽内的磁铁。

4.根据权利要求3所述的超声振动电机，其特征在于，所述安装槽设置为四个，所述安装槽以所述转子铁芯的中轴线为对称线，间隔对称设置在所述转子铁芯上，所述磁铁通过所述安装槽固定在所述转子铁芯上，且为同极设置；所述转子轴与所述转子铁芯的对称中心同轴设置。

5.根据权利要求1或2所述的超声振动电机，其特征在于，所述定子组件设置为一个或一个以上，沿轴向方向装配而成。

6.根据权利要求3所述的超声振动电机，其特征在于，所述阻尼组件包括第一阻尼支架、第二阻尼支架和连接所述第一阻尼支架和所述第二阻尼支架的阻尼片；

其中，第一阻尼支架远离所述第二阻尼支架一端设有所述连接结构，所述连接结构为连接凸块和连接凹槽，所述连接凸块和所述连接凹槽各设两个，所述连接凸块和所述连接凹槽以所述定子铁芯的中轴线为对称线，间隔对称设置，通过所述连接结构与所述定子组件固定连接。

7.根据权利要求6所述的超声振动电机，其特征在于，所述阻尼片至少设置三个，通过所述阻尼片限制转子的转动角度。

8.根据权利要求6所述的超声振动电机，其特征在于，所述第二阻尼支架上设有转子轴安装孔，所述转子轴通过所述转子轴安装孔限位，通过所述转子轴安装孔与所述阻尼组件连接。

9.根据权利要求1所述的超声振动电机，其特征在于，所述外壳包括：机壳和设置在所述机壳一端的后盖；

其中，所述机壳为半封闭结构，其中一端设有开口，另一端设有轴承限位孔，所述定子与所述机壳固定连接，在所述开口处固定装配有后盖，在所述后盖上同样设有轴承限位孔。

10.根据权利要求6所述的超声振动电机，其特征在于，其装配方法如下：

S1.将两个所述定子铁芯固定在所述定子线圈骨架两端组成定子组件；

S2.把安装好的所述定子组件沿轴线通过连接结构组装成定子；

S3.将所述转子装配至所述定子的所述通孔中；

S4.在靠近所述转子轴一端通过连接结构安装所述阻尼组件，将所述转子轴固定在所述轴安装孔内；

S5.将S4中组装好的组成件装配到机壳中，然后将后盖固定在所述机壳上。