CN108282054B - 一种剪发机用振动电机 - Google Patents

Abstract

一种剪发机用振动电机，包括定子以及由定子驱动的回转件，所述定子包括铁芯以及绕设于铁芯上的线圈，所述铁芯朝向回转件的末端形成磁极面，所述回转件包括摆杆以及置于摆杆的一端的磁芯，所述摆杆的另一端用于与剪发机的动刀片连接，所述磁芯形成有N极与S极，所述N极与S极分别对应定子的铁芯的磁极面的两侧设置，线圈通以交变电流时所述磁极面的极性交替变化，驱动磁芯沿相对的两方向交替转动一定角度，进而带动摆杆形成往复摆动，消除了凸轮跟随机构带来的摩擦，振动和噪音。

Description

一种剪发机用振动电机

技术领域

本发明涉及电机，具体地，涉及一种剪发机用的振动电机。

背景技术

现在剪发多采用电动发剪机，由电机驱动刀具的动刀片相对定刀片高频往复摆动，形成剪切动作完成剪发。然而现有结构中，动刀片的驱动是由360°旋转的电机带动凸轮跟随器，由凸轮跟随器将电机的转动转换成动刀片小距离的直线往复摆动来实现的。由于电机是360°旋转，电机与动刀片之间必须有机构，如凸轮跟随器等，来完成转动与摆动的转换与传动，但高速旋转的电机使得凸轮跟随器易发热磨损，不仅能量转换损耗大，而且还容易产生噪音和振动。

发明内容

有鉴于此，提供一种剪发机用振动电机，直接驱动动刀片摆动剪发。

一种剪发机用振动电机，包括定子以及由定子驱动的回转件，所述定子包括铁芯以及绕设于铁芯上的线圈，所述铁芯朝向回转件的末端形成磁极面，所述回转件包括摆杆以及置于摆杆的一端的磁芯，所述摆杆的另一端用于与剪发机的动刀片连接，所述磁芯形成有N极与S极，所述N极与S极分别对应定子的铁芯的磁极面的两侧设置，线圈通以交变电流时所述磁极面的极性交替变化，驱动磁芯沿相对的两方向交替转动一定角度，进而带动摆杆形成往复摆动。

较佳地，所述定子的铁芯呈“E”形，包括端部、由端部的两侧端分别垂直向外延伸的两翼部、以及由端部的中央垂直向外延伸的臂部，所述线圈绕设于臂部上，所述铁芯的臂部在长度上小于两翼部，每一翼部的末端朝向臂部弯折一定角度。

较佳地，所述臂部以及两翼部分别在其末端形成一朝向回转件的内凹的弧面，所述臂部以及两翼部的内凹的弧面位于一共同的圆柱面上，共同构成定子的磁极面。

较佳地，所述回转件的磁芯包括一永磁体以及对称地设置于永磁体的两侧的两软磁芯片，所述两软磁芯片被极化为所述N极与S极。

较佳地，每一软磁芯片呈扇形，具有一朝向定子的外凸的弧面，所述两软磁芯片的外凸的弧面位于一共同的圆柱面上，共同构成回转件的磁极面。

较佳地，每一软磁芯片的外凸的弧面的中央内凹形成有虚槽。

较佳地，所述定子的铁芯呈“E”形，包括端部、由端部的两侧端分别垂直向外延伸的两翼部、以及由端部的中央垂直向外延伸的臂部，所述线圈绕设于臂部上，所述臂部以及两翼部分别在其末端形成一朝向回转件的内凹的弧面，所述臂部以及两翼部的内凹的弧面位于一共同的圆柱面上，共同构成定子的磁极面；所述回转件的磁芯包括一永磁体以及对称地设置于永磁体的两侧的两软磁芯片，所述两软磁芯片被极化为所述N极与S极，每一软磁芯片具有一朝向定子的外凸的弧面，所述两软磁芯片的外凸的弧面位于一共同的圆柱面上，共同构成回转件的磁极面；所述定子的磁极面与回转件的磁极面共轴，定子的磁极面与回转件的磁极面之间形成均匀的圆弧气隙，所述气隙的宽度为0.3-0.5mm。

较佳地，所述永磁体正对铁芯的臂部，每一软磁芯片的外凸弧面横跨于定子的臂部以及一对应的翼部之间。

较佳地，所述摆杆为一体结构，摆杆的中央形成有轴承孔，所述轴承孔内设置有轴承，所述轴承套接于一固定的枢轴上，回转件与定子相作用时，以枢轴为中心摆动。

较佳地，还包括分别设置于摆杆的相对两侧的弹性件，所述弹性件的位置与磁芯相对应，弹性件的一端抵顶摆杆，另一端抵顶一固定件，回转件向任一方向摆动时，压缩对应一侧的弹性件，从而限定回转件摆动的角度。

较佳地，还包括一外壳，所述定子收容于外壳内，回转件的摆杆的前端伸出外壳之外，用于与动刀片连接，摆杆的末端收容于外壳内，所述磁芯设置于摆杆的末端，所述外壳形成有卡槽，所述摆杆形成有凹槽，每一弹性件的两端分别卡置于外壳的卡槽以及摆杆的凹槽内。

相较于现有技术，本发明剪发机用振动电机通过定子与回转件的磁场作用，直接驱动回转件的磁芯摆动，进而带动动刀片摆动，消除了凸轮跟随机构带来的摩擦，振动和噪音。

附图说明

图1是根据本发明一实施例的剪发机用振动电机的示意图。

图2是图1所示振动电机的另一角度视图。

图3是图1所示振动电机的爆炸图。

图4是图3所示振动电机的定子的进一步爆炸图。

图5是图4所示定子的铁芯的俯视图。

图6为图3所示振动电机的回转件的进一步爆炸图。

图7为图6所示回转件的磁芯的俯视图。

图8为图5所示定子的铁芯与图7所示回转件的磁芯的位置关系图。

图9为图1所示振动电机的定子、回转件、以及弹性件的位置关系图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中示例性地给出了本发明的一个或多个实施例，以使得本发明所公开的技术方案的理解更为准确、透彻。但是，应当理解的是，本发明可以以多种不同的形式来实现，并不限于以下所描述的实施例。

如图1-3所示为根据本发明一实施例的剪发机用振动电机的示意图，其用于直接驱动剪发机的刀具的动刀片，使其相对于刀具的定刀片高频往复摆动，剪断头发。为简化图示，本实施例图式中仅示出振动电机以及由其驱动的动刀片100，定刀片等其它剪发机的相关构件并未示出。

所述振动电机包括外壳10、设置于外壳10内的定子30、以及由定子30驱动的回转件50。其中，回转件50部分伸出外壳10之外与动刀片100连接，定子30的连接器32伸出外壳10之外与电源连接。定子30通以高频的交变电流，产生交变的磁场，对回转件50形成方向交变的作用力，使其在两个相对的方向上交替转动一小的角度，形成快速的往复摆动，进而带动动刀片100随之往复摆动。

请同时参阅图3，所述外壳10包括底壳12与上盖14，两者通过螺钉等固定件连接为一体，中间形成空间用于安装定子30及回转件50。在其它实施例中，所述底壳12与上盖14也可经由卡扣连接构成外壳10。一枢轴16竖直地设置于底壳12与上盖14之间，作为回转件50转动的中心轴。本实施例中，所述底壳12与上盖14分别在靠近其侧边处形成一轴孔13、15，所述两轴孔13、15呈共轴设置，大小相当。所述枢轴16的两端分别插接于底壳12与上盖14的轴孔13、15内。较佳地，所述枢轴16的两端紧配合于底壳12、上盖14的轴孔13、15内，枢轴16与底壳12、上盖14固定连接。在其它实施例中，枢轴16与底壳12、上盖14也可由其它方式相固定，并不限于紧配合。

请同时参阅图4及图5，所述定子30固定设置于外壳10内，包括铁芯34、以及绕设于铁芯34上的线圈36。

本实施例中，所述铁芯34由若干薄片，如矽钢片等堆叠而成。每一薄片上形成有穿孔，薄片相堆叠后，所述穿孔相对齐，用于将薄片固定为一体，构成铁芯34。所述铁芯34整体大致呈“E”形，包括端部340、由端部340的两侧端分别垂直向外延伸的两翼部342、以及由端部340的中央垂直向外延伸的臂部344。所述臂部344位于两翼部342之间，且与两翼部342呈平行间隔设置。

本实施例中，所述铁芯34的臂部344在长度上略小于两翼部342，每一翼部342的末端朝向臂部344弯折一定角度，使得翼部342的末端朝向臂部344倾斜。所述臂部344以及两翼部342分别在其末端形成一朝向回转件50的磁极面38。较佳地，所述臂部344与两翼部342的磁极面38均为内凹的弧面，并位于一共同的圆柱面A上，所述圆柱面A与枢轴16共轴。较佳地，所述翼部342的磁极面38的中央内凹，形成虚槽39，用以减小齿槽效应。

所述线圈36绕设于铁芯34的臂部344上，较佳地，所述翼部342上套设有电绝缘的绝缘架35，线圈36绕制于绝缘架35上，避免线圈36直接接触铁芯34而造成短路。线圈36的末端通过连接器32与外部电源连接，线圈36通以交变电流时，铁芯34极化，根据电流的方向形成特定方向的磁场。以图8所示方向为例，根据右手定则，当电流的方向为上进下出时，铁芯34的的臂部344的左端为N极，根据磁回路原理，使得两翼部342的左端相应地形成S极。反之，当电流方向变化为下进上出时，铁芯34的臂部344的左端为S极，根据磁回路原理，使得两翼部342的左端相应地形成N极。由于电流方向以相当高的频率交替变化，所形成的磁场方向也以相当高的频率交替变化。

请同时参阅图6，所述回转件50包括摆杆52、以及固定设置于摆杆52内的磁芯54。

所述摆杆52为一体成型的轴对称结构，摆杆52的中央形成有轴承孔53，所述轴承孔53内固定设置一轴承56，装配时，所述摆杆52置于外壳10的上盖14与底壳12之间，并使轴承56套接于枢轴16上。所述摆杆52的尾端收容于外壳10内，磁芯54固定安装于摆杆52的尾端，并正对定子30设置。所述摆杆52的前端伸出外壳10外，与动刀片100固定连接。本实施例中，所述动刀片100通过一轴杆58固定连接至摆杆52的前端，所述摆杆52的前端对应地形成有装配孔55与轴杆58相插接。较佳地，所述轴杆58上形成有键槽580，所述装配孔55内凸出形成有键(图未示)，通过键槽580与键的配合避免轴杆58在装配孔55内转动。

请同时参阅图7，所述回转件50的磁芯54包括一永磁体540以及对称设置于永磁体540两侧的软磁芯片542，所述永磁体540充磁后，将位于其两侧的软磁芯片542极化，分别构成N极与S极。本实施例中，所述永磁体540呈方块状，所述每一软磁芯片542大致呈扇形，宽度沿朝向定子30的方向逐渐增大。较佳地，每一软磁芯542片于邻近定子30的一端的外侧具有沿宽度方向朝背离永磁体540方向凸出的凸部，所述凸部使得对应部分的软磁芯片542的宽度急剧增加。较佳地，所述凸部的外表面为外凸的圆弧面，且所述圆弧面以内凹的圆弧面向远离定子30一端的外表面过渡。

较佳地，所述软磁芯片542由若干薄片，如矽钢片等堆叠而成。每一薄片上向外突出形成有卡片，并在对应卡片的位置处形成有冲孔，在堆叠薄片时，通过卡片与相邻的薄片的冲孔的卡合，可以快速地将薄片堆叠连接，构成所述软磁芯片542。

每一软磁芯片542在其面向定子30的末端分别形成一磁极面544。较佳地，所述软磁芯片542的长度大于永磁体540，所述永磁体540和软磁芯片542在远离定子30的一端平齐，软磁芯片542的磁极面544凸出于永磁体540之外。所述磁极面544均为外凸的弧面，位于一共同的圆柱面B上。所述每一软磁芯片542在其磁极面544的中央内凹形成一虚槽546，用于减小齿槽效应。较佳地，所述虚槽546大致呈半圆形。装配后，如图8及9所示，回转件50的软磁芯片542的磁极面544正对定子30的铁芯34的磁极面38，且相互间隔一小的距离。所述回转件50的磁极面544所在的圆柱面B与定子30的磁极面38所在的圆柱面A共轴，且圆柱面B的直径略小于圆柱面A的直径。

较佳地，所述回转件50的磁极面544与定子30的磁极面38的半径差为0.3～0.5mm。也就是说，回转件50的磁极面544与定子30的磁极面38之间形成宽度为0.3～0.5mm的均匀圆弧气隙。较佳地，所述回转件50的磁芯54的每一软磁芯片542的磁极面544横跨于定子30的臂部344以及一对应的翼部342之间，软磁芯片542的磁极面544的两端分别正对臂部344与对应的翼部342的磁极面38，软磁芯片542的磁极面544的中央的虚槽546正对臂部344与对应翼部342之间的空间，而臂部344的中央的虚槽39正对回转件50的磁芯54的永磁体540。

当定子30的定子30线圈36通电时，其朝向回转件50的磁极面544的极性以相当高的频率交替变化，如此对回转件50的磁芯54形成方向交替变化的作用力。以图8所示方向为例，当回转件50的磁芯54的上侧的软磁芯片542为N极，下侧的软磁芯片542为S极时：当定子30的两臂部342的磁极面38为S极时，驱动磁芯54逆时针转动；反之定子30的两臂部342的磁极面38为N极时，驱动磁芯54顺时针转动。同理，若磁芯54的上侧的软磁芯片542为S极，下侧的软磁芯片542为N极：当定子30的两臂部342的磁极面38为S极时，驱动磁芯54顺时针转动；反之定子30的两臂部342的磁极面38为N极时，驱动磁芯54逆时针转动。

由于电流为高频变化的交变电流，定子30的磁极面38的极性变化频率相当高，磁芯54在任意方向的转动角度非常小且转动方向的更替非常快，如此体现为磁芯54的高频左右摆动。由于磁芯54固定于摆杆52内，且摆杆52通过轴承可转动地连接于枢轴16上，磁芯54的摆动带动摆杆52另一端的动刀片100随之高频左右摆动，与定刀片共同作用剪断头发。较佳地，所述回转件50的磁极面544所跨越的弧度略小于定子30的磁极面38所跨越的弧度，如此保证回转件50在左右摆动时始终位于定子30的磁极面38的范围内，定子30对回转件50有更好的作用力。

在本发明一具体实施例中，剪发机使用时其动刀片100左右摆动1.5-2.0个齿、齿距为2.5mm、摆杆52与动刀片100的摆动半径为26mm：首先根据动刀片100左右摆动齿数与齿距可以确定，左右摆动距离为3.75-5.0mm；然后根据26mm的摆动半径可以确定，左右摆动距离为3.75-5.0mm所对应的摆动角度为4-5.5度，可见摆动角度非常小，摆动弧线几乎是直线。

较佳地，本发明振动电机在其回转件50的两侧还设有弹性件70，用于限制摆杆52的摆动的角度。所述弹性件70可以是压缩弹簧、片弹簧、扭簧或者弹片等。较佳地，所述弹性件70位于外壳10内，且对应磁芯54所在位置设置。本实施例中，所述弹性件70包括两压缩弹簧，对称地设置于摆杆52的两侧。每一压缩弹簧70的一端抵顶于摆杆52的侧边，另一端抵顶于外壳10内。本实施例中，所述外壳10的上盖14在其两侧分别形成有一卡槽18，对压缩弹簧70的一端进行限位。所述摆杆52在其两侧分别形成一凹槽520，用于与压缩弹簧70的另一端进行限位。装配后，每一压缩弹簧70的两端分别卡置于摆杆52的凹槽520以及外壳10对应一侧的卡槽18内。

当定子30的线圈36通电使磁芯54摆动时，压缩一侧的弹性件70，同时另一侧的弹性件70恢复形变推动磁芯54快速摆动。较佳地，所述弹性件70的弹力变化是一个照弹性系数左右，弹性件70在上述具体实施例所需要摆动的齿距下，即左右摆动1.5-2.0个齿、齿距为2.5mm、摆杆52与动刀片100的摆动半径为26mm的情况下，摆动的位移是0.8-1.2mm，如此带动动刀片100摆动的角度为4-5.5度。可以理解地，弹性件70的位移可以根据动刀片100所需要摆动的具体角度进行相应的设置，当摆动角度更小时，可以选取弹性系数k较大的弹性件70；反之当摆动角度更大时，可以选取弹性系数k相对较大的弹性件70。

本发明振动电机通过定子30与回转件50的磁场作用，直接驱动回转件50的磁芯54摆动。而磁芯54与摆杆52装配呈一个完整的回转件50，通过摆杆52的杠杆作用，直接带动动刀片100摆动，消除了凸轮跟随机构带来的摩擦，振动和噪音。另外，所述回转件50的磁芯54通过其永磁体540极化两个软磁芯片542，实现两个磁铁的功能，使结构更可靠。再另外，所述回转件50与定子30的磁极面38均为圆弧面，两者之间形成均匀的气隙，使得回转件50的转动更为平稳，而回转件50与定子30的磁极面38、544上的虚槽39、544则有效降低了齿槽效应，使回转件50的转动更为平滑。如此，使用本发明振动电机的剪发机使用起来更为平稳、安静，使用体验更为舒适，使用寿命也得以大幅提升。

需要说明的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本发明的创造精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种剪发机用振动电机，包括定子以及由定子驱动的回转件，其特征在于：所述定子包括铁芯以及绕设于铁芯上的线圈，所述铁芯呈“E”形，包括作为“E”形封闭侧的端部、由所述端部的两侧端分别垂直向外延伸的两翼部、以及由所述端部的中央垂直向外延伸且介于所述两翼部之间的臂部，所述线圈仅绕设于所述臂部上，所述铁芯朝向回转件的末端形成磁极面，所述回转件包括摆杆以及置于摆杆的一端的磁芯，所述摆杆的另一端用于与剪发机的动刀片连接，所述磁芯面向所述定子的末端构成回转件的磁极面，所述回转件的磁极面所跨越的弧度小于所述定子的所述磁极面所跨越的弧度，所述磁芯形成有N极与S极，所述N极与S极分别对应定子的铁芯的磁极面的两侧设置，线圈通以交变电流时所述定子的所述磁极面的极性交替变化，驱动磁芯沿相对的两方向交替转动一定角度，进而带动摆杆形成往复摆动。

2.如权利要求1所述的剪发机用振动电机，其特征在于，所述铁芯的所述臂部在长度上小于两翼部，每一翼部的末端朝向所述臂部弯折一定角度。

3.如权利要求2所述的剪发机用振动电机，其特征在于，所述臂部以及两翼部分别在其末端形成一朝向所述回转件的内凹的弧面，所述臂部以及两翼部的内凹的弧面位于一共同的圆柱面上，共同构成所述定子的所述磁极面。

4.如权利要求1所述的剪发机用振动电机，其特征在于，所述回转件的磁芯包括一永磁体以及对称地设置于所述永磁体的两侧的两软磁芯片，所述两软磁芯片被极化为所述N极与S极。

5.如权利要求4所述的剪发机用振动电机，其特征在于，每一软磁芯片呈扇形，具有一朝向所述定子的外凸的弧面，所述两软磁芯片的外凸的弧面位于一共同的圆柱面上，共同构成所述回转件的磁极面。

6.如权利要求5所述的剪发机用振动电机，其特征在于，每一软磁芯片的外凸的弧面的中央内凹形成有虚槽。

7.如权利要求1所述的剪发机用振动电机，其特征在于，所述定子的所述铁芯包括端部、由所述端部的两侧端分别垂直向外延伸的两翼部、以及由所述端部的中央垂直向外延伸的臂部，所述线圈绕设于所述臂部上，所述臂部以及两翼部分别在其末端形成一朝向所述回转件的内凹的弧面，所述臂部以及两翼部的内凹的弧面位于一共同的圆柱面上，共同构成所述定子的磁极面；所述回转件的磁芯包括一永磁体以及对称地设置于所述永磁体的两侧的两软磁芯片，所述两软磁芯片被极化为所述N极与S极，每一软磁芯片具有一朝向所述定子的外凸的弧面，所述两软磁芯片的外凸的弧面位于一共同的圆柱面上，共同构成所述回转件的磁极面；所述定子的磁极面与回转件的磁极面共轴，所述定子的磁极面与回转件的磁极面之间形成均匀的圆弧气隙，所述气隙的宽度为0.3-0.5mm。

8.如权利要求7所述的剪发机用振动电机，其特征在于，所述永磁体正对所述铁芯的所述臂部，每一软磁芯片的外凸弧面横跨于所述定子的所述臂部以及一对应的翼部之间。

9.如权利要求1所述的剪发机用振动电机，其特征在于，所述摆杆为一体结构，所述摆杆的中央形成有轴承孔，所述轴承孔内设置有轴承，所述轴承套接于一固定的枢轴上，所述回转件与所述定子相作用时，以所述枢轴为中心摆动。

10.如权利要求1所述的剪发机用振动电机，其特征在于，还包括分别设置于所述摆杆的相对两侧的弹性件，所述弹性件的位置与所述磁芯相对应，所述弹性件的一端抵顶所述摆杆，另一端抵顶一固定件，所述回转件向任一方向摆动时，压缩对应一侧的弹性件，从而限定所述回转件摆动的角度。

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