CN110429771A - 一种定子组件生产工艺及其声波马达 - Google Patents

Abstract

本发明属于声波马达技术领域，具体是一种定子组件生产工艺及其声波马达，包括如下步骤：步骤一，固定铁芯外圈，铁芯外圈呈闭合的环状，铁芯外圈包括水平面和圆弧面；步骤二，铁芯齿套装于铁芯外圈的内侧，铁芯齿沿铁芯外圈的直径方向对称设置，铁芯齿对称设置在铁芯外圈的圆弧面；步骤三，固定支架，支架与铁芯外圈进行套装，支架设置有用于卡接铁芯外圈的第一限位部和用于固定线圈的缺口部；步骤四，采用绕线治具绕线，线圈绕制在支架的缺口部内。本发明提供的一种定子组件生产工艺及其声波马达绕线效率高，定子组件电磁转换效率高。

Description

一种定子组件生产工艺及其声波马达

技术领域

本发明属于声波马达技术领域，特别是涉及一种定子组件生产工艺及其声波马达。

背景技术

声波马达是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，其主要作用是产生驱动转矩，可以作为电器或各种机械的动力源，例如作为电动牙刷的电动机芯。声波马达通电后，在控制电路的控制下，声波马达循环运动产生一个高频震动，进而带动牙刷头产生高频震动。

一般的声波马达通过转子组件和定子组件之间的电磁作用进行运动，其中定子组件在整个声波马达里面起到关键的作用，定子组件用于增加磁通量，实现电磁功率的最大转换，现有声波马达的定子组件绕线加工难度大、绕线加工效率低，而且定子组件的线圈表面刮伤、断线等不良会引起整个定子组件性能不良。

发明内容

本发明的目的在于提供一种定子组件生产工艺及其声波马达，以解决现有技术中声波马达绕线效率低、线圈不良等影响定子组件性能的技术问题。

为实现上述技术目的，本发明使用以下技术方案：

一种定子组件生产工艺，包括如下步骤：

步骤一，固定铁芯外圈，铁芯外圈呈闭合的环状，铁芯外圈包括水平面和圆弧面；

步骤二，铁芯齿套装于铁芯外圈的内侧，铁芯齿沿铁芯外圈的直径方向对称设置，铁芯齿对称设置在铁芯外圈的圆弧面；

步骤三，固定支架，支架与铁芯外圈进行套装，支架设置有用于卡接铁芯外圈的第一限位部和用于固定线圈的缺口部；

步骤四，采用绕线治具绕线，线圈绕制在支架的缺口部内。

进一步地，所述步骤二移到步骤四，原步骤三和步骤四分别变成步骤二和步骤三，还包括：

步骤五，铁芯齿、支架和线圈整体注塑。

进一步地，所述步骤三变为步骤一，原步骤一和步骤二分别变成步骤二和步骤三，还包括：

步骤五，铁芯齿、支架和线圈整体注塑。

进一步地，所述铁芯外圈拆分设置，铁芯外圈沿水平面拆分设置为两组。

进一步地，所述支架一体设置，支架卡接固定于铁芯外圈。

进一步地，所述铁芯齿拆分设置，铁芯齿设置有凹凸槽契合部。

进一步地，所述凹凸槽契合部一侧设置槽形部，另一侧设置凸形部，槽形部的形状匹配凸形部设置，凸形部的形状包括牙型、楔型、扁圆型。

一种声波马达，设置有外壳，包括根据上述任一项所述的一种定子组件生产工艺生产的定子组件，定子组件安装于声波马达的外壳内。

进一步地，所述声波马达还包括转子组件、轴承、转轴及设置有导电端子的端盖，转子组件固定连接于转轴，轴承为两个分别固定连接于转轴并位于定子组件的两端。

进一步地，所述外壳设有用于保护轴承的第二限位部，转轴上的一端轴承固定在端盖内，另一端轴承设置在外壳的第二限位部内，轴承与端盖连接处的转轴的尾部为通径轴。

本发明提供的一种定子组件生产工艺及其声波马达具有以下有益效果：

1、通过研制的定子组件生产工艺生产的声波马达定子组件，定子铁芯的铁芯外圈和铁芯齿相互配合、支架与铁芯外圈的相互配合，能够降低绕线难度、提高绕线效率，定子铁芯和支架的相对设置对线圈进行了保护，避免了线圈表面刮伤、断线等不良影响定子组件性能。

2、定子组件组装后内部形成振动腔，转子组件和摆轴在定子组件形成的振动腔内摆动，线圈对称设置在定子铁芯圆弧面两侧，定子组件磁通量高，电磁转换效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。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获得其他相关的附图。

图1为声波马达的定子组件立体结构示意图。

图2为声波马达的定子组件爆炸结构示意图。

图3为定子铁芯左视结构示意图。

图4为定子铁芯凹凸槽契合部结构示意图。

图5为拆分式铁芯外圈立体结构示意图。

图6为绕线治具与定子组件配合结构示意图。

图7为绕线治具匹配铁芯外圈结构示意图。

图8为支架立体结构示意图。

图9为声波马达立体结构示意图。

图10为声波马达外壳立体结构示意图。

图11为声波马达的定子组件和转子组件左视结构示意图。

图12为声波马达的转轴和轴承结构示意图。

附图标记：10-定子组件，100-定子铁芯，200-支架，300-线圈，400-注塑件，101-铁芯外圈，102-铁芯齿，103-水平面，104-圆弧面，105-凹凸槽契合部，106-凸形部，107-槽形部，201-第一限位部，202-缺口部，500-外壳，600-转轴，700-轴承，800-转子组件，900-绕线治具，501-第二限位部，801-振动腔，802-端盖。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

实施例1

一种定子组件生产工艺，请参阅图1至图12，包括如下步骤：

步骤一，固定铁芯外圈101，铁芯外圈101呈闭合的环状，铁芯外圈101包括水平面103和圆弧面104；

步骤二，铁芯齿102套装于铁芯外圈101的内侧，铁芯齿102沿铁芯外圈101的直径方向对称设置，铁芯齿102对称设置在铁芯外圈101的圆弧面；

步骤三，固定支架200，支架200与铁芯外圈101进行套装，支架200设置有用于卡接铁芯外圈101的第一限位部201和用于固定线圈的缺口部202；

步骤四，采用绕线治具900绕线，线圈300绕制在支架200的缺口部202内。

声波马达的定子组件10包括定子铁芯100、支架200和线圈300，注塑后的定子组件还包括注塑件400，定子组件10安装后内部形成振动腔801，在声波马达整体组装后，声波马达的转子组件和摆轴位于定子组件10的振动腔内，定子组件10中的线圈300通电后产生磁场，驱动声波马达的转子组件和摆轴进行摆动，同时转子组件和摆轴位于定子组件的振动腔内，进而缩小整个声波马达的体积，使声波马达更加小巧、轻便。

此外，定子铁芯100包括铁芯外圈101和铁芯齿102，如图2至图5所示，铁芯外圈101的内侧沿铁芯外圈101的直径方向对称设置有铁芯齿102，铁芯齿102向铁芯外圈101内侧凸起，铁芯齿102末端为用于限位线圈300的半圆弧状凸起，铁芯齿102为2个并分别对称设置在铁芯外圈101两侧，线圈300绕设在铁芯齿102上，支架200的缺口部202对线圈300进行限位，线圈300的轴向长度大于铁芯外圈101的轴向长度。

支架200卡接于定子铁芯100内，如图1至图8所示，支架200设置有用于卡接定子铁芯100的限位部201和用于固定线圈300的缺口部202，支架圆弧面内侧设置有限位线圈300的半圆弧状凸起，凸起与支架200内壁共同形成缺口部202，组装后支架200的缺口部202围绕铁芯齿102呈圆圈状缺口，支架200整体呈圆圈状，支架200两圆弧侧设置有匹配铁芯齿102大小的缺口，支架200插入定子铁芯100后，支架200两侧的缺口卡合于铁芯齿102，支架200的限位部201卡接于铁芯齿102的端面，支架200的缺口部202为贯穿缺口，缺口部202位于支架200的圆弧侧。定子铁芯100的铁芯外圈101和铁芯齿102的设计，能够降低绕线难度、提高绕线效率，定子铁芯100和支架200的设置对线圈300进行了保护，避免了线圈300表面刮伤、断线等不良影响定子组件性能。

铁芯外圈101包括水平面103和圆弧面104，如图2至图5所示，铁芯齿102对称设置在圆弧面104，铁芯外圈101的水平面103和圆弧面104分别对称设置，铁芯外圈101内部为空腔，铁芯外圈101的圆弧面104侧为线圈绕线预留位置。线圈300对称设置在定子铁芯100圆弧面104两侧，定子组件10电磁转换效率高。

根据另一实施例，一种定子组件生产工艺，请参阅图1至图12，包括如下步骤：

步骤一，固定铁芯外圈101，铁芯外圈101呈闭合的环状，铁芯外圈101包括水平面103和圆弧面104；

步骤二，固定支架200，支架200与铁芯外圈101进行套装，支架200设置有用于卡接铁芯外圈101的第一限位部201和用于固定线圈的缺口部202；

步骤三，采用绕线治具900绕线，线圈300绕制在支架200的缺口部202内；

步骤四，铁芯齿102套装于铁芯外圈101的内侧，铁芯齿102沿铁芯外圈101的直径方向对称设置，铁芯齿102对称设置在铁芯外圈101的圆弧面；

步骤五，铁芯齿102、支架200和线圈300整体注塑。

定子铁芯100、支架200和线圈300整体注塑，注塑件400的轴向长度等于线圈300的轴向长度，塑胶成型可进一步地避免定子线圈300表面刮伤、断线等不良影响定子组件性能，而且电机运转铜耗发热等问题，采用塑胶成型，可大幅度提高均匀散热，提高马达使用寿命，降低声波马达的功耗。

根据另一实施例，一种定子组件生产工艺，请参阅图1至图12，包括如下步骤：

步骤一，固定支架200，支架200与铁芯外圈101进行套装，支架200设置有用于卡接铁芯外圈101的第一限位部201和用于固定线圈的缺口部202；

步骤二，固定铁芯外圈101，铁芯外圈101呈闭合的环状，铁芯外圈101包括水平面103和圆弧面104；

步骤三，铁芯齿102套装于铁芯外圈101的内侧，铁芯齿102沿铁芯外圈101的直径方向对称设置，铁芯齿102对称设置在铁芯外圈101的圆弧面；

步骤四，采用绕线治具900绕线，线圈300绕制在支架200的缺口部202内；

步骤五，铁芯齿102、支架200和线圈300整体注塑。

进一步地，铁芯外圈101拆分设置，铁芯外圈101沿水平面103拆分设置为两组，铁芯外圈101从铁芯外圈沿声波马达的轴向方向进行拆分，拆分之后的铁芯外圈101在绕线完成之后进行合并，能够进一步提高绕线效率和降低绕线难度。

支架200一体设置，支架200卡接固定于铁芯外圈101，一体设置的支架200节约成本，支架200不仅对线圈300有限位固定的作用，避免线圈300遭受外界的刮伤等影响，支架200还能对线圈300起到绝缘的作用。

铁芯齿102拆分设置，如图3至图5所示，铁芯齿102设置有凹凸槽契合部105，绕线治具900绕线完毕后凹凸槽契合部105卡合，增加绕线效率的同时，线圈填满了支架200的绕线槽，进而增加了电机的性能。

凹凸槽契合部105一侧设置槽形部107，另一侧设置凸形部106，如图3至图5所示，槽形部107的形状匹配凸形部106设置，槽形部107和凸形部106相互卡合，凸形部106的形状包括牙型、楔型、扁圆型。

绕线治具900与铁芯外圈101相互匹配，绕线时绕线治具插入到铁芯外圈101内部，绕线治具900设置有与铁芯齿102的槽型部107相匹配的凸起，绕线治具900为定子绕线骨架提供支撑力，绕线治具900的凸起为后续动作提供了定位，保证了定子组件线圈绕线的精确性，进而保证了绕线后定子组件的品质。

实施例2

该实施例是与实施例1相并列的另一优选方案，在区别技术特征之外的实施例1所公开的技术方案属于本实施例所公开的范围，在区别技术特征之外的实施例1所公开的技术方案不再重复描述。

一种声波马达，如图9至图12所示，设置有外壳500，包括上述任一项所述的一种定子组件生产工艺生产的定子组件10，定子组件10安装于声波马达的外壳500内。

声波马达还包括转子组件800、轴承700、转轴600及设置有导电端子的端盖802，转子组件800设置在定子组件10形成的振动腔801内，转子组件800固定连接于转轴600，轴承700为两个分别固定连接于转轴600并位于定子组件10的两端。

外壳500设有用于保护轴承700的第二限位部501，转轴600上的一端轴承固定在端盖802内，另一端轴承设置在外壳500的第二限位部501内，第二限位部501包覆处在声波马达前端的轴承700，轴承700降低了转轴600的摩擦力，第二限位部501的设置防止了外界对轴承700的干扰，同时对轴承700进行限位，进一步稳定了转轴前后轴承的位置，保证了声波马达性能稳定性及可靠性。外壳500内轮廓与定子组件10外轮廓相匹配，定子组件10和转子组件800设置于外壳内，轴承700用于稳定转轴600的位置，避免转轴600的磨损，轴承700与端盖802连接处的转轴600的尾部为通径轴，通径轴即轴承700与端盖802连接处的转轴600的尾部直径一致，转轴600穿出壳体的另一端为声波马达前端，尾部轴承处设为通径轴能降低成本，同时使转轴600前后两端受力更加均匀。

本实施例的声波马达的工作原理参考图8，定子组件10包含线圈300，线圈300通电之后产生磁场，带动转子组件800运动，同时控制电路给线圈300反向电源信号，使线圈300产生的磁场反向变化，实现转子组件800的反向运动，如此循环带动转轴做高频运动。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种定子组件生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，固定铁芯外圈，铁芯外圈呈闭合的环状，铁芯外圈包括水平面和圆弧面；

步骤二，铁芯齿套装于铁芯外圈的内侧，铁芯齿沿铁芯外圈的直径方向对称设置，铁芯齿对称设置在铁芯外圈的圆弧面；

步骤三，固定支架，支架与铁芯外圈进行套装，支架设置有用于卡接铁芯外圈的第一限位部和用于固定线圈的缺口部；

步骤四，采用绕线治具绕线，线圈绕制在支架的缺口部内。

2.如权利要求1所述的一种定子组件生产工艺，其特征在于：所述步骤二移到步骤四，原步骤三和步骤四分别变成步骤二和步骤三，还包括：

步骤五，铁芯齿、支架和线圈整体注塑。

3.如权利要求1所述的一种定子组件生产工艺，其特征在于：所述步骤三变为步骤一，原步骤一和步骤二分别变成步骤二和步骤三，还包括：

步骤五，铁芯齿、支架和线圈整体注塑。

4.如权利要求3所述的一种定子组件生产工艺，其特征在于：所述铁芯外圈拆分设置，铁芯外圈沿水平面拆分设置为两组。

5.如权利要求3所述的一种定子组件生产工艺，其特征在于：所述支架一体设置，支架卡接固定于铁芯外圈。

6.如权利要求1-3任一项所述的一种定子组件生产工艺，其特征在于：所述铁芯齿拆分设置，铁芯齿设置有凹凸槽契合部。

7.如权利要求6所述的一种定子组件生产工艺，其特征在于：所述凹凸槽契合部一侧设置槽形部，另一侧设置凸形部，槽形部的形状匹配凸形部设置，凸形部的形状包括牙型、楔型、扁圆型。

8.一种声波马达，设置有外壳，其特征在于，包括根据权利要求1-7任一项所述的一种定子组件生产工艺生产的定子组件，定子组件安装于声波马达的外壳内。

9.如权利要求8所述的一种声波马达，其特征在于：所述声波马达还包括转子组件、轴承、转轴及设置有导电端子的端盖，转子组件固定连接于转轴，轴承为两个分别固定连接于转轴并位于定子组件的两端。

10.如权利要求9所述的一种声波马达，其特征在于：所述外壳设有用于保护轴承的第二限位部，转轴上的一端轴承固定在端盖内，另一端轴承设置在外壳的第二限位部内，轴承与端盖连接处的转轴的尾部为通径轴。