CN114123703B - 一种微型摆动马达及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微型摆动马达及其制备方法，该马达包括定子部和转子部，定子部由机壳、两对永磁体及后端盖组成；转子部由转轴、导磁磁芯、电磁线圈、线圈骨架组成，导磁磁芯呈“T”字型，线圈骨架连同电磁线圈一起套设在磁芯柱部上再设置在机壳的内侧面上，电磁线圈在马达工作时不随导磁磁芯转动；当电磁线圈内通入正反向交变电流时，其产生的交变磁场与永磁体的固定磁场相互作用，使转轴相对于定子部在回转角度范围内做往复式摆动。本发明通过同步简化产品的结构和制备步骤，大幅降低产品成本并且提高产品性能，输出扭矩、转角范围及频率均可灵活调整，实现以更小的直径、输出更合适的扭矩、转角及频率，而且易于制造。

Description

一种微型摆动马达及其制备方法

技术领域

本发明涉及微型马达制造技术领域，具体涉及一种微型摆动马达及其制备方法。

背景技术

传统的铁芯直流振动微电机在电动牙刷、保健器材、个人护理等振动产品上得到广泛的应用。但传统的铁芯直流振动电机，是在铁芯电机的输出轴上安装偏心块，通过电机旋转带动偏心块转动产生离心力来实现振动。这种振动方式，由于不平衡的离心力存在，输出轴会在轴承上不断的产生径向的压力，使得轴承容易磨损，从而降低产品的使用寿命及可靠性。而且传统的铁芯直流振动电机，输出轴不能提供往复式的摆动，振动是通过电机机身径向振动来传递出去，使用到电动牙刷等清洁用品上时，清洁的效果并不佳，并且容易让使用者感觉不适。现有技术中另外一种振动电机，采用在机壳内设置交变电磁场与固定磁场相互作用，使转子产生往复摆动。其是电机不连续旋转、转子进行有限转角往复运动的形式实现振动，即通过电机在机身圆周有限角度的摆动而实现振动。随着电动产品的小型化、多样化、个性化的要求越来越多，对于缩小马达摆动装置的整体外径、体积，以及提高产品的运行可靠性、寿命和降低制造成本等方面，均提出了更高的要求，但是现有技术难以同时满足这些要求。

现有技术中，中国发明专利申请CN201510438795.9的文献公开了一种微型往复式摆动器，其由定子、转子和端盖组构成；定子包括：机壳、设于该机壳内顶部的第一轴承、设于机壳中的至少两对极片状磁钢；转子包括：转轴、设于转轴上的带槽的铁芯、缠绕在铁芯的槽中的绕组、连接绕组的压敏电阻和导电片，两个分别压紧于铁芯两端的铜环固定圈、套在铜环固定圈外围的绝缘端片、将铁芯、铜环固定圈、绝缘端片、压敏电阻和导电片轴向限定于转轴上的垫圈；端盖组包括：设于机壳下部的端盖、设于端盖内的第二轴承、上部连接于导电片的外径而下端压入端盖的电刷，转轴的两端为别通过第一、第二轴承伸出机壳。该技术方案虽然能够解决传统铁芯直流振动电机的输出轴不能提供往复式摆动的问题，但是该微型往复式摆动器，由于其采用的零部件数量多，存在着结构复杂、装配工序多、装配难以准确到位、制造成本高等问题。特别是其转子的绕组需要缠绕在铁芯的槽中，转子绕组线圈与外部电源之间，需要通过换向作用的导电片以及保持滑动连接的电刷连接，造成整体直径较大，电路连接可靠性差、使用寿命短；而且一旦其中的少量零部件损坏，则难以拆卸、维修，只能整体报废。

综上，随着电动牙刷等个人护理消费类电动产品的发展，对微型马达产品提出了减少零部件数量、减小整体直径、提高电路连接可靠性、易于制造、使用寿命长及综合低成本等需求，现有技术无法满足。此外，为适应电动产品的个性化、小批量的需求，还进一步提出了对马达产品的输出扭矩、摆动幅度、摆动频率等运行参数可以灵活调节等技术需求，而现有技术也无法满足这些需求。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明的目的在于，提供一种微型摆动马达，通过同步改进结构设计和制备方法，重新划分动、定部件的结构和局部，大幅简化结构、减少零部件数量、缩小直径，降低产品成本并且提高产品性能，以满足电动产品的多种需求。

本发明还提供了该微型摆动马达的制备方法，在前述的结构简化设计、减少零部件数量、改进零部件的设计的基础上，进一步减少零部件制备步骤、装配步骤，易于装配到位、降低制造成本，同时当其中的少量零部件损坏时易于拆卸、维修，延长使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种微型摆动马达，其包括定子部和转子部，所述的定子部由机壳和分别设置在机壳上的两对永磁体及后端盖组成，其中的两对永磁体两两一组、轴向前后间隔设置在机壳的内侧面上；所述的转子部由转轴及套设在该转轴上的导磁磁芯、电磁线圈、线圈骨架组成，其中所述的导磁磁芯为轴向截面呈“T”字型的导磁磁芯，该导磁磁芯的头部为长度方向垂直于转轴的矩形磁芯头部，该导磁磁芯的尾部为长度方向平行于转轴的磁芯柱部，且该磁芯头部与磁芯柱部为一体，其轴心位置设有一轴孔；所述的电磁线圈套设在线圈骨架上，所述的线圈骨架连同电磁线圈一起套设在磁芯柱部上、该线圈骨架与导磁磁芯之间留有空隙并且相互之间不接触；所述的电磁线圈连同其线圈骨架设置在机壳的内侧面上，该电磁线圈在马达工作时不随导磁磁芯转动、其绕组引线伸出到机壳或后端盖的外部、与外部电源固定连接；所述的转轴分别穿过机壳前端面的轴孔、导磁磁芯的轴孔、后端盖的轴孔，将所述的转子部设置在定子部内侧、且使二者之间留有间隙，其中，所述的磁芯头部周向的两侧面分别朝向机壳内侧面上的两对永磁体；当所述电磁线圈内通入正反向交变电流时，其产生的交变磁场被磁芯柱部导至磁芯头部，在该交变磁场与永磁体的固定磁场相互作用下，所述的转轴相对于定子部在设定的回转角度范围内做往复式摆动。

一种微型摆动马达的制备方法，包括如下步骤：

S1：分别制备定子部和转子部的各部件，其中，预先将电磁线圈缠绕在线圈骨架上、使二者成为一体式线圈部件；

S2：将两对永磁体分别设置在机壳的内侧壁上；

S3：将转轴插入机壳前端面的轴孔内、并向外延伸；

S4：将导磁磁芯的磁芯头部向前、插入转轴，并沿该转轴进入到机壳的内部，使磁芯头部周向的两侧面分别朝向机壳内侧面上的两对永磁体；

S5：将一体式线圈部件整体套设在导磁磁芯上、二者之间留有空隙，再将该一体式线圈部件连同其线圈骨架固定设置在机壳上，并将电磁线圈的绕组引线引出到机壳或后端盖之外，使该一体式线圈部件在工作时相对于机壳不运动，相对于导磁磁芯运动；

S6：将后端盖套设在转轴上、然后固定在机壳上，由二者共同将套设在转轴上的导磁磁芯及线圈骨架准确定位，完成微型摆动马达的整体装配。

前述微型摆动马达的应用，是将所述微型摆动马达作为驱动电机，用于制造电动牙刷、按摩器、清洁用品、私人护理用品等电动类产品。

本发明的有益效果如下：

（1）本发明提供的微型摆动马达及其制备方法，通过同步简化产品的结构和制备步骤，大幅降低产品成本并且提高产品性能。本发明提供的微型摆动马达，通过同步改进结构设计，重新划分动、定部件的结构和局部，大幅简化结构、减少零部件数量、缩小直径，降低产品成本并且提高产品性能，以满足电动产品的多种需求。本发明提供的该微型摆动马达的制备方法，在前述的结构简化设计、减少零部件数量、改进零部件的设计的基础上，进一步减少零部件制备步骤、装配步骤，易于装配到位、降低制造成本，同时当其中的少量零部件损坏时易于拆卸、维修，延长使用寿命。

（2）本发明提供的微型摆动马达及其制备方法，首先改进和简化产品的结构设计，采用呈“T”型的导磁磁芯与预制电磁线圈的配合设计，大幅减少了零部件的数量，易于制造和装配，实现了更小的整体直径（外径产品），从而使本发明提供的微型马达可应用于制造新的直径更小或体积更小的电动类产品，或者改进现有的电动类产品、使其实现更小的尺寸。

（3）本发明提供的微型摆动马达及其制备方法，将电磁线圈的绕组提前预制在线圈骨架上，该线圈绕组放置设置在机壳即固定部件上，其与引出的引线与外部电源之间没有相对移动、可采用固定式焊接，省略了碳刷等活动的导电连接结构，大幅简化了结构，减少了零部件数量，易于装配和拆卸维修，节约了产品成本，增加了产品寿命，提高产品连接及运行的可靠性。

（4）本发明提供的微型摆动马达及其制备方法，预先将电磁线圈缠绕在线圈骨架上、使二者成为一体式线圈部件；该线圈骨架与导磁磁芯之间留有空隙并且相互之间不接触；所述的电磁线圈通过其线圈骨架设置在机壳的内侧面上，该电磁线圈不随导磁磁芯转动、其绕组引线伸出到机壳或后端盖的外部、与外部电源固定连接；所述的两对永磁体与“T”型导磁磁芯、电磁线圈相互配合工作，当所述电磁线圈接入正反向电流时，所述电磁线圈产生的交变磁场驱动“T”型磁芯和轴承相对于所述机壳及永磁体做限定转角范围的往复（转动）摆动；电磁线圈及线圈骨架固定在机壳上不运动，减去了现有技术中的电磁线圈随着转轴一同转动时需要增加滑环、碳刷等运动连接部件，使得整体结构简化、易于制造和装配，而且生产成本低，其固定式电连接更可靠、马达使用寿命更长。

（5）本发明提供的微型摆动马达及其制备方法，在磁芯头部横向宽度不变的情况下，通过调整“T”型导磁磁芯、永磁体、线圈骨架和电磁线圈等参数，如调整通入电磁线圈的电流，同时调整永磁体的磁场强度，增大或者缩小转子输出扭矩，即可获得多种机壳直径相同，而转子输出扭矩、摆动幅度、摆动频率不同的微型摆动马达系列产品，以满足小批量、个性化生产的需求，而且运行可靠性高、连接方便可靠、生产成本低，具有较为广泛的应用前景。

（6）本发明提供的微型摆动马达及其制备方法，通过在机壳的内侧面与永磁体之间设置的固定板，使得永磁体在安装的过程当中，可以先将永磁体可拆卸式的设置于放置槽内，然后将带有永磁体的固定板设置在机壳内，实现对永磁体的固定安装，不仅能方便对永磁体的安装，减少安装步骤及劳动成本，而且易于准确安装到位，有效提高永磁体的安装精准性，保证永磁体的安装位置处于最佳安装角度、获得马达的最佳功率，同时避免永磁体在使用过程当中因粘结面过小、承受交变负荷而发生脱落。

（7）本发明提供的微型摆动马达及其制备方法，在磁芯头部横向长度不变的情况下，通过在磁芯头部周向的两侧面上沿其宽度方向设置的突出部，能有效的增加磁芯头部整体的磁通面积，提高了导磁磁芯的磁通率，使维修马达在在同等输入电流下，转速增加，做功变大，效率提高。

附图说明

利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本实施例1中微型摆动马达的整体外形结构示意图。

图2是图1中A-A方向的剖视结构示意图。

图3是图1中B-B方向的剖视结构示意图。

图4是本实施例1 中微型摆动马达的工作状态之一示意图。

图5是本实施例1中微型摆动马达的工作状态之二示意图。

图6是本实施例1中微型摆动马达的整体装配结构示意图。

图7是本实施例2中微型摆动马达的整体外形结构示意图。

图8是图7中C-C方向的剖视结构示意图。

图9是图7中D-D方向的剖视结构示意图。

图10是本实施例2中微型摆动马达的装配结构示意图。

图11是图10中“T”型磁芯的立体结构示意图。

图12是图10中永磁体和固定板的立体结构示意图。

图中：1、机壳；2、转轴；3、第二轴承；4、第二垫圈；5、永磁体；51、固定板；511、放置槽；6、导磁磁芯；61、磁芯柱部；62、磁芯头部；63、矩形凹槽；64、突出部；7、线圈骨架；71、导线槽；8、电磁线圈；9、第一垫圈；10、第一轴承；11、后端盖；12、挡板；121、通孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定，在本实施例中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明，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发明的限定。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本发明中所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

实施例1

请参见图1-图6，本发明实施例提供的微型摆动马达，其包括定子部和转子部，所述的定子部由机壳1和分别设置在机壳1上的两对永磁体5及后端盖11组成，其中的两对永磁体5两两一组、轴向前后间隔设置在机壳1的内侧面上；所述的转子部由转轴2及套设在该转轴2上的导磁磁芯6、电磁线圈8、线圈骨架7组成，其中所述的导磁磁芯6为轴向截面呈“T”字型的导磁磁芯，该导磁磁芯6的头部为长度方向垂直于转轴2的矩形磁芯头部61，该导磁磁芯6的尾部为长度方向平行于转轴2的磁芯柱部61，且该磁芯头部61与磁芯柱部61为一体，其轴心位置设有一轴孔；所述的电磁线圈8套设在线圈骨架7上，所述的线圈骨架7连同电磁线圈8一起套设在磁芯柱部61上、该线圈骨架7与导磁磁芯6之间留有空隙并且相互之间不接触；所述的电磁线圈8连同其线圈骨架7设置在机壳1的内侧面上，该电磁线圈在马达工作时不随导磁磁芯6转动、其绕组引线伸出到机壳1或后端盖11的外部、与外部电源固定连接；所述的转轴2分别穿过机壳1前端面的轴孔、导磁磁芯的轴孔、后端盖11的轴孔，将所述的转子部设置在定子部内侧、且使二者之间留有间隙，其中，所述的磁芯头部62周向的两侧面分别朝向机壳1内侧面上的两对永磁体5；当所述电磁线圈8内通入正反向交变电流时，其产生的交变磁场被磁芯柱部61导至磁芯头部62，在该交变磁场与永磁体5的固定磁场相互作用下，所述的转轴相对于定子部在设定的回转角度范围内做往复式摆动。

所述的磁芯头部62周向的两侧面上，还分别轴向居中设有一矩形凹槽63，且该矩形凹槽63分别朝向对应的一对永磁体5，使所述磁芯头部62的横向截面轮廓呈“H”形，以使交变磁场更好的配合永磁体5的固定磁场，驱动转子部摆动。

所述转子部的交变磁场的强度大小与方向，在磁芯头部62横向宽度不变的情况下，通过对磁芯柱部61的轴向长度、电磁线圈8的绕组匝数和绕向的调整，即可获得机壳1直径相同、转子输出扭矩不同的微型摆动马达系列产品，一个生产线即可生产不同输出功率的系列马达产品，以满足小批量、个性化生产需要。具体的，调整转子部的交变磁场的强度使其增大时，延长磁芯柱部61的轴向长度并增加电磁线圈8的绕组匝数，从而增大转子输出的扭矩；而要使该磁场强度较小时、转子输出扭矩减小时，则缩短磁芯柱部61的轴向长度并减少电磁线圈8的绕组匝数。需要调整交变磁场的方向时，可以调整电磁线圈8的绕组绕向，该绕组可以为一组或者多组，多组绕组的绕向可以相同或相反，并且可以沿磁芯柱部61的轴向依次排列，或者沿磁芯柱部61的周向分层排列；需要改变交变磁场方向的时候，可以向各绕组中通入相同方向的电流，也可以通入不同方向的电流，以获得所需方向的交变电磁场，而无需设置换向片、电刷、滑环等部件。

所述定子部永磁体5的固定磁场的强度大小、方向，通过对永磁体的体积、数量、极性方向的调整，即可获得机壳1直径相同、转子输出扭矩不同的微型摆动马达系列产品。当需要固定磁场的强度增大时，可增加永磁体5的体积或者数量，例如将每个永磁体的长宽高增加，将每对永磁体的个数可以由2个增加为4个等；当需要固定磁场的强度减小时，则进行反操作。需要改变固定磁场的强度方向时，对应调整各永磁体的极性方向即可。

转子部在设定的回转角度范围，通过调节两组永磁体的间距以及对应的磁芯头部62周向的两侧面的长度，即可获得机壳1直径相同、转子摆动幅度（回转角度范围）不同的微型摆动马达系列产品。根据电动产品的需要，回转角一般可在0±30°范围内调整。

所述的微型摆动马达，其机壳1前端面的轴孔、后端盖11的轴孔内均设有轴承，所述的转轴2与机壳1、后端盖11之间通过轴承连接；其中所述机壳1前端面的轴孔内设置的为第二轴承3，该第二轴承3与磁芯头部62之间还设有第二垫圈4；所述后端盖11的轴孔内设置的为第一轴承10，该第一轴承10与磁芯柱部61之间还设有第一垫圈9；所述转轴2前端穿过第二轴承3并延伸至机壳1的外部，以向马达的前部输出扭矩，其后端穿过第一轴承10且延伸至后端盖11的外部，可向马达的后端输出扭矩，或者进一步被定位。其他实施例中，该转轴2也可以不伸出至后端盖11的外部，具体根据电动产品的设计需求而确定。

所述线圈骨架7为一中心设有轴孔的环形塑胶构件，其横截面为“H”型，将电磁线圈8的绕组设置在其外侧凹陷部位；其通过轴孔套设在导磁磁芯6上时，二者各处均留有空隙、且不接触；该线圈骨架7连同电磁线圈8一起设置在机壳1的内侧面上。

所述线圈骨架7上还开设有用于电磁线圈8的绕组引线伸出的导线槽71，该绕组引线沿着所述导线槽71伸出到后端盖11的外部，与外部电源电性固定连接。

本实施例中，通过设置第一轴承10和第二轴承3，使得转轴2和“T”型导磁磁芯6在转动的过程当中摩擦力更小，并且使马达的使用寿命更长。通过设置第一垫圈9和第二垫圈4，使导磁磁芯6在持续工作的过程中不会产生轴向位移，提高产品运行过程中的稳定性。

一种前述微型摆动马达的制备方法，包括如下步骤：

S1：分别制备定子部和转子部的各部件，其中，预先将电磁线圈8的绕组缠绕在线圈骨架7上、使二者成为一体式线圈部件，具体为；

S1-1：在磁芯头部62横向宽度与通入电磁线圈8的电流均不变情况下，同时调整磁芯柱部61的轴向长度、调整电磁线圈8的绕组匝数，增大或者缩小交变磁场强度，获得机壳1直径相同、转子输出扭矩不同的微型摆动马达系列产品；

S1-2：在磁芯头部62横向宽度不变的情况下，调整通入电磁线圈8的电流，同时调整永磁体5的磁场强度，增大或者缩小转子输出扭矩，获得机壳1直径相同、转子输出扭矩不同的微型摆动马达系列产品；

S1-3：在磁芯头部62横向宽度不变的情况下，调节两对永磁体5的间距以及对应的磁芯头部62周向的两侧面的长度，调整、设定转子部的回转角度范围，获得机壳1直径相同、转子摆动幅度不同的微型摆动马达系列产品；

S1-4：在磁芯头部62横向宽度不变的情况下，调节通入电磁线圈8的电流方向变化频率，调整转子部的摆动频率，获得机壳1直径相同、摆动频率不同的微型摆动马达系列产品；

上述的步骤S1-1、S1-2、S1-3、S1-4无先后顺序，可根据具体需要选择其中任意一步或多步，以制备得到不同运行参数的系列化微型摆动马达产品；

S2：将两对永磁体分别设置在机壳1的内侧壁上，具体为：

S2-1: 将两对永磁体分别设置在固定板51上的放置槽511内，然后将两个固定板51设置在机壳1的内侧壁上；或者直接将两对永磁体分别设置在机壳1的内侧壁上；

S3：将转轴2插入机壳1前端面的轴孔内、并向外延伸，具体为：

S3-1：将第二轴承3设置在机壳1前端面的轴孔内，将转轴2插入机壳1前端面的轴孔内、并向外延伸；

S3-2：将第二垫圈4设置在转轴2，然后将导磁磁芯6设置在转轴2上，使该第二垫圈4设置在第二轴承3与磁芯头部62之间；

S3-3：将第一垫圈9套设在转轴2上，将第一轴承10设置在后端盖11的轴孔内，再将后端盖11通过第一轴承10套设在转轴2上，使第一垫圈9设置在第一轴承10与磁芯柱部61之间；

S3-4：使所述转轴2的后端穿过第一轴承10，延伸至后端盖11的外部。

S4：将导磁磁芯6的磁芯头部62向前、插入转轴2，并沿该转轴2进入到机壳1的内部，使磁芯头部62周向的两侧面分别朝向机壳1内侧面上的两对永磁体5；

S5：将一体式线圈部件整体套设在导磁磁芯6上、二者之间留有空隙，再将该一体式线圈部件连同其线圈骨架7固定设置在机壳1上，并将电磁线圈8的绕组引线引出到机壳1或后端盖11之外、用于与外部电源固定连接，使该一体式线圈部件在工作时相对于机壳1不运动，相对于导磁磁芯6运动；

此时，该线圈骨架7与所套设的导磁磁芯6之间留有空隙并且相互之间不接触，二者之间还可以设置一层润滑薄膜；所述的电磁线圈8连同其线圈骨架7设置在机壳1的内侧面上，其可以通过将线圈骨架7粘结或者焊接在机壳1的内侧壁上，也可以使用绝缘密封胶将电磁线圈8直接粘结在机壳1的内侧面上，从而将线圈骨架7同时固定在机壳1的内侧面上。这样设置的电磁线圈8及其线圈骨架7，在马达通电运行时，不随导磁磁芯6转动，而是跟随机壳1静止不动；其绕组引线伸出到机壳1或后端盖11的外部、与外部电源固定连接，为电磁线圈8供电；该引线与电磁线圈8、外部电源均为固定式连接（例如焊接），相互之间不存在位移或旋转，因此其相互之间的电连接稳定、可靠。

S6：将后端盖11套设在转轴2上、然后再固定在机壳1上，由后端盖11、机壳1二者共同将套设在转轴2上的导磁磁芯6及线圈骨架7准确定位，完成微型摆动马达的整体装配。

本实施例中，电磁线圈8通电后在磁芯柱部61周向的两侧面上的极性，可以相同，也可以为不同，具体由线圈绕组的设计而决定。当其线圈绕组为一组、且绕向相同时，该两侧面上的极性为不同，如一侧面为N极，则另一侧面必然为S极；其线圈绕组为两组、且绕向相反时，该两侧面上的极性为相同，如一侧面为N极，则另一侧面也可以为N极。

所述两对永磁体5的极性，对应磁芯柱部61周向的两侧面上的极性变化而设计；各对永磁体5至少包括两个独立的永磁体，也可以为2个以上的数量；其N极和S极所形成的固定磁场，与磁芯柱部61上的交变磁场相互作用。交替做异性吸引、同性排斥的动作，从而驱动转轴2做左右偏转的往复摆动，并向外输出扭矩。本实施例中选择钕铁硼材料制成的永磁体5。

在本实施例中，所述线圈骨架7的直径与所述机壳1相适配，当需要加大马达的输出扭矩（增大交变磁场的磁场强度时），线圈骨架7的直径保持不变，仅需延长线圈骨架7的轴向长度，来增加电磁线圈8的绕组长度，即可实现，因而，在机壳1保持较小的直径的前提下，通过增加轴向的长度，仍然可以获得较大的输出扭矩。

前述微型摆动马达的应用，将该微型摆动马达作为驱动电机，用于制造电动牙刷、按摩器、清洁用品、私人护理用品等电动类产品，以缩小此类产品的体积，简化此类产品的结构和制造工艺，从而减少零部件数量、易于制造和维修、降低产品的总成本。

本发明提供的微型摆动马达的工作原理为：定子部及电磁线圈8、线圈骨架7保持不动；当电磁线圈8通入正反向的电流时，电磁线圈8产生对应的交变磁场，经“T”型导磁磁芯6与对应永磁体5的固定磁场相互作用，相互吸引或者排斥，驱动转子部的转轴在设定的转角范围内做往复摆动，然后对外输出扭矩。

本发明提供的微型摆动马达，整体直径细小（比现有的微型马达直径可缩小50%以上），输出扭矩、摆动频率可调，电磁线圈与外部电源采用固定式连接，连接稳定、结构简洁、易于制备和维修，而且马达的运行稳定性好、可靠性高、使用寿命长，总体低成本。

实施例2：

参见图7-图12，本实施例提供的微型摆动马达及其制备方法，其与实施例1基本上相同，其不同之处在于：

具体的，所述磁芯头部62周向的两侧面上沿磁芯头部62宽度方向还设有用于增加磁芯头部62磁通率的突出部64。

本实施例中，突出部64和磁芯头部62为一体成型设置，该突出部64的横截面呈矩形设置；在磁芯头部62横向长度不变的情况下，通过在磁芯头部周向的两侧面上沿其宽度方向设置的突出部，能有效的增加磁芯头部整体的磁通面积，提高了导磁磁芯的磁通率，使马达在同等输入电流下，转速增加，输出功率增大，输出效率提高。

具体的，所述永磁体5与所述机壳1的内侧面之间还设置有用于限定永磁体5位置的弧形固定板51，所述永磁体5可拆卸式地设置于固定板51上；所述弧形固定板51内侧面上开设有两个与所述永磁体5相适配的放置槽511，所述永磁体5插接与所述放置槽511内，其中，固定板51不影响永磁体自身的导磁性能。

本实施例中，并且通过在机壳的内侧面与永磁体之间设置的固定板，使得永磁体在安装的过程当中，可以先将永磁体可拆卸式的设置于放置槽内，然后将带有永磁体的固定板设置在机壳内，实现对永磁体的固定安装；在具体设置永磁体时，可以先根据永磁体安装在机壳内部的预设安装角度，在固定板上开设两个与安装永磁体相对应的放置槽，然后将永磁体插接固定在放置槽内，解决了永磁体之间安装时，永磁体之间安装角度、深度不容易准确控制的问题；不仅能方便对永磁体的安装，减少安装步骤及劳动成本、降低安装的难度；而且还能有效提高永磁体的安装准确性、稳定性，保证永磁体的安装位置处于最佳安装角度，并且可避免永磁体在使用过程当中发生脱落。

具体的，所述的机壳1前端面的轴孔内设有轴承，所述的转轴2与机壳1之间通过轴承连接；其中所述机壳1前端面的轴孔内设置的为第二轴承3，该第二轴承3与磁芯头部62之间还设有第二垫圈4，所述后端盖11与所述线圈骨架7之间还设置有一挡板12，所述磁芯柱部61穿过挡板12且与所述挡板12之间设置有一定间隙，所述转轴2前端穿过第二轴承3并延伸至机壳1的外部，后端穿过挡板12且延伸至后端盖11的外部；所述挡板12上开通有用于电磁线圈8的绕组引线伸出的通孔121。

本实施例中，由于在后端盖11与所述线圈骨架7之间还设置有一挡板12，不仅可以减少转轴2与轴端盖之间垫圈和轴承的使用，节约成本；同时还能有效的保证线圈骨架7使用时的稳定性，避免线圈骨架7上下窜动，提高产品运行过程中的稳定性。

本实施例的微型摆动马达的制备方法，包括如下步骤：

S1：分别制备定子部和转子部的各部件，其中，预先将电磁线圈8的绕组缠绕在线圈骨架7上、使二者成为一体式线圈部件；

S2：将两对永磁体分别设置在固定板51上的放置槽511内，然后将两个固定板51设置在机壳1的内侧壁上；

S3：将转轴2插入机壳1前端面的轴孔内、并向外延伸，具体为：

S3-1：将第二轴承3设置在机壳1前端面的轴孔内，将转轴2插入机壳1前端面的轴孔内、并向外延伸；

S3-2：将第二垫圈4设置在转轴2，然后将导磁磁芯6设置在转轴2上，使该第二垫圈4设置在第二轴承3与磁芯头部62之间；

S3-3：将挡板12设置在线圈骨架7下部，并且使磁芯柱部61穿过挡板12且与挡板12之间设置有一定间隙，然后将电磁线圈8的绕组引线从挡板12的通孔121上穿出；

S3-4：使所述转轴2的后端穿过挡板12，延伸至后端盖11的外部；

S4：将导磁磁芯6的磁芯头部62向前、插入转轴2，并沿该转轴2进入到机壳1的内部，使磁芯头部62周向的两侧面分别朝向机壳1内侧面上的两对永磁体5；

S5：将一体式线圈部件整体套设在导磁磁芯6上、二者之间留有空隙，再将该一体式线圈部件连同其线圈骨架7固定设置在机壳1上，并将电磁线圈8的绕组引线引出到机壳1或后端盖11之外、用于与外部电源固定连接，使该一体式线圈部件在工作时相对于机壳1不运动，相对于导磁磁芯6运动；

S6：将后端盖11套设在转轴2上、然后再固定在机壳1上，由后端盖11、机壳1二者共同将套设在转轴2上的导磁磁芯6及线圈骨架7准确定位，完成微型摆动马达的整体装配。

本发明的重点在于，通过同步简化产品的结构和制备步骤，大幅降低产品成本并且提高产品性能。具体通过“T”型导磁磁芯及预制电磁线圈的配合设计，特别是将电磁线圈及其骨架设置在机壳上、固定不动，并且输出扭矩、转角范围及频率均可以灵活调整，缩小了产品零部件数量、整体直径，从而使本发明提供的微型马达可广泛应用于制造直径更小或体积更小的电动类产品，或者应用于改进现有的电动类产品、使其实现更小的尺寸、更合适的输出扭矩、转角及频率，并且降低制造成本、延长使用寿命。

在本发明记载的范围内，选择具体的结构和步骤，所得到的微型摆动马达及其制备方法，均可以达到本发明记载的技术效果，本发明不再将其一一列出。尽管上面已经示出和描述了本发明申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制；本领域的普通技术人员对本申请上述实施例进行变化、修改、替换和变型，均属于本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种微型摆动马达，其特征在于：其包括定子部和转子部，所述的定子部由机壳（1）和分别设置在机壳（1）上的两对永磁体（5）、线圈骨架（7）、电磁线圈（8）及后端盖（11）组成，其中的两对永磁体（5）两两一组、轴向前后间隔设置在机壳（1）的内侧面上；所述的转子部由转轴（2）及套设在该转轴（2）上的导磁磁芯（6）组成，其中所述的导磁磁芯（6）为轴向截面呈“T”字型的导磁磁芯（6），该导磁磁芯（6）的头部为长度方向垂直于转轴（2）的矩形磁芯头部（62），该导磁磁芯（6）的尾部为长度方向平行于转轴（2）的磁芯柱部（61），且该磁芯头部（62）与磁芯柱部（61）为一体，其轴心位置设有一轴孔；所述的电磁线圈（8）套设在线圈骨架（7）上，所述的线圈骨架（7）连同电磁线圈（8）一起套设在磁芯柱部（61）上、该线圈骨架（7）与导磁磁芯（6）之间留有空隙并且相互之间不接触；所述的电磁线圈（8）连同其线圈骨架（7）设置在机壳（1）的内侧面上，该电磁线圈在马达工作时不随导磁磁芯（6）转动、其绕组引线伸出到机壳（1）或后端盖（11）的外部、与外部电源固定连接；所述的转轴（2）分别穿过机壳（1）前端面的轴孔、导磁磁芯的轴孔、后端盖（11）的轴孔，将所述的转子部设置在定子部内侧、且使二者之间留有间隙，其中，所述的磁芯头部（62）周向的两侧面分别朝向机壳（1）内侧面上的两对永磁体（5）；当所述电磁线圈（8）内通入正反向交变电流时，其产生的交变磁场被磁芯柱部（61）导至磁芯头部（62），在该交变磁场与永磁体（5）的固定磁场相互作用下，所述的转轴相对于定子部在设定的回转角度范围内做往复式摆动； 所述的磁芯头部（62）周向的两侧面上，还分别轴向居中设有一矩形凹槽（63），且该矩形凹槽（63）分别朝向对应的一对永磁体（5），使所述磁芯头部（62）的横向截面轮廓呈“H”形。

2.如权利要求1所述的微型摆动马达，其特征在于：所述磁芯头部（62）周向的两侧面上沿磁芯头部（62）宽度方向还设有用于增加导磁磁芯（6）磁通率的突出部（64）。

3.如权利要求1所述的微型摆动马达，其特征在于：所述永磁体（5）与所述机壳（1）的内侧面之间还设置有用于限定永磁体（5）位置的弧形固定板（51），所述永磁体（5）可拆卸式地设置于固定板（51）上。

4.如权利要求3所述的微型摆动马达，其特征在于：所述弧形固定板（51）内侧面上开设有两个与所述永磁体（5）相适配的放置槽（511），所述永磁体（5）插接于所述放置槽（511）内。

5.如权利要求1所述的微型摆动马达，其特征在于：所述转子部的交变磁场的强度大小与方向，在磁芯头部（62）横向宽度不变的情况下，通过对磁芯柱部（61）的轴向长度、电磁线圈（8）的绕组匝数和绕向的调整，获得机壳（1）直径相同、转子输出扭矩不同的微型摆动马达系列产品。

6.如权利要求1所述的微型摆动马达，其特征在于：所述定子部永磁体（5）的固定磁场的强度大小、方向，通过对永磁体的体积、数量、极性方向的调整，获得机壳（1）直径相同、转子输出扭矩不同的微型摆动马达系列产品。

7.如权利要求1所述的微型摆动马达，其特征在于：转子部在设定的回转角度范围，通过调节两组永磁体的间距以及对应的磁芯头部（62）周向的两侧面的长度，获得机壳（1）直径相同、转子摆动幅度不同的微型摆动马达系列产品。

8.如权利要求1-7任一项所述的微型摆动马达，其特征在于：所述的机壳（1）前端面的轴孔内设有轴承，所述的转轴（2）与机壳（1）之间通过轴承连接；其中所述机壳（1）前端面的轴孔内设置的为第二轴承（3），该第二轴承（3）与磁芯头部（62）之间还设有第二垫圈（4）。

9.如权利要求8所述的微型摆动马达，其特征在于：所述的后端盖（11）的轴孔内设有轴承，所述的转轴（2）与后端盖（11）之间通过轴承连接；所述后端盖（11）的轴孔内设置的为第一轴承（10），该第一轴承（10）与磁芯柱部（61）之间还设有第一垫圈（9）；所述转轴（2）前端穿过第二轴承（3）并延伸至机壳（1）的外部，后端穿过第一轴承（10）且延伸至后端盖（11）的外部。

10.如权利要求8所述的微型摆动马达，其特征在于：所述后端盖（11）与所述线圈骨架（7）之间还设置有一挡板（12），所述磁芯柱部（61）穿过挡板（12）且与所述挡板（12）之间设置有一定间隙，所述转轴（2）前端穿过第二轴承（3）并延伸至机壳（1）的外部，后端穿过挡板（12）且延伸至后端盖（11）的外部；所述挡板（12）上开通有用于电磁线圈（8）的绕组引线伸出的通孔（121）。

11.如权利要求1所述的微型摆动马达，其特征在于：所述线圈骨架（7）为一中心设有轴孔的环形塑胶构件，其横截面为“H”型，将电磁线圈（8）的绕组设置在其外侧凹陷部位；其通过轴孔套设在导磁磁芯（6）上时，二者各处均留有空隙、且不接触；该线圈骨架（7）连同电磁线圈（8）一起设置在机壳（1）的内侧面上。

12.如权利要求1所述的微型摆动马达，其特征在于：所述线圈骨架（7）上还开设有用于电磁线圈（8）的绕组引线伸出的导线槽（71），该绕组引线沿着所述导线槽伸出到后端盖（11）的外部，与外部电源电性连接。

13.一种如权利要求1-12任一项所述微型摆动马达的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：分别制备定子部和转子部的各部件，其中，预先将电磁线圈（8）缠绕在线圈骨架（7）上、使二者成为一体式线圈部件；

S2：将两对永磁体分别设置在机壳（1）的内侧壁上；

S3：将转轴（2）插入机壳（1）前端面的轴孔内、并向外延伸；

S4：将导磁磁芯（6）的磁芯头部（62）向前、插入转轴（2），并沿该转轴（2）进入到机壳（1）的内部，使磁芯头部（62）周向的两侧面分别朝向机壳（1）内侧面上的两对永磁体（5）；

S5：将一体式线圈部件整体套设在导磁磁芯（6）上、二者之间留有空隙，再将该一体式线圈部件连同其线圈骨架（7）固定设置在机壳（1）上，并将电磁线圈（8）的绕组引线引出到机壳（1）或后端盖（11）之外，使该一体式线圈部件在工作时相对于机壳（1）不运动，相对于导磁磁芯（6）运动；

S6：将后端盖（11）套设在转轴（2）上、然后固定在机壳（1）上，由二者共同将套设在转轴（2）上的导磁磁芯（6）及线圈骨架（7）准确定位，完成微型摆动马达的整体装配。

14.如权利要求13所述微型摆动马达的制备方法，其特征在于，所述的步骤S1，其还包括如下步骤：

S1-1：在磁芯头部（62）横向宽度与通入电磁线圈（8）的电流均不变情况下同时调整磁芯柱部（61）的轴向长度、调整电磁线圈（8）的绕组匝数，增大或者缩小交变磁场强度，获得机壳（1）直径相同、转子输出扭矩不同的微型摆动马达系列产品；

S1-2：在磁芯头部（62）横向宽度不变的情况下，调整通入电磁线圈（8）的电流，同时调整永磁体（5）的磁场强度，增大或者缩小转子输出扭矩，获得机壳（1）直径相同、转子输出扭矩不同的微型摆动马达系列产品；

S1-3：在磁芯头部（62）横向宽度不变的情况下，调节两对永磁体（5）的间距以及对应的磁芯头部（62）周向的两侧面的长度，调整、设定转子部的回转角度范围，获得机壳（1）直径相同、转子摆动幅度不同的微型摆动马达系列产品；

S1-4：在磁芯头部（62）横向宽度不变的情况下，调节通入电磁线圈（8）的电流方向变化频率，调整转子部的摆动频率，获得机壳（1）直径相同、摆动频率不同的微型摆动马达系列产品；

上述的步骤S1-1、S1-2、S1-3、S1-4无先后顺序，选择其中任意一步或多步，以制备得到不同运行参数的系列化微型摆动马达产品。

15.如权利要求13所述微型摆动马达的制备方法，其特征在于，所述的步骤S2，还包括如下步骤：

S2-1: 将两对永磁体分别设置在固定板（51）上的放置槽（511）内，然后将两个固定板（51）设置在机壳（1）的内侧壁上；或者直接将两对永磁体分别设置在机壳（1）的内侧壁上。

16.如权利要求13所述微型摆动马达的制备方法，其特征在于，所述的步骤S3，还包括如下步骤：

S3-1：将第二轴承（3）设置在机壳（1）前端面的轴孔内，将转轴（2）插入机壳（1）前端面的轴孔内、并向外延伸；

S3-2：将第二垫圈（4）设置在转轴（2），然后将导磁磁芯（6）设置在转轴（2）上，使该第二垫圈（4）设置在第二轴承（3）与磁芯头部（62）之间；

S3-3：将第一垫圈（9）套设在转轴（2）上，将第一轴承（10）设置在后端盖（11）的轴孔内，再将后端盖（11）通过第一轴承（10）套设在转轴（2）上，使第一垫圈（9）设置在第一轴承（10）与磁芯柱部（61）之间；

S3-4：使所述转轴（2）的后端穿过第一轴承（10），延伸至后端盖（11）的外部。

17.如权利要求13所述微型摆动马达的制备方法，其特征在于，所述的步骤S3，还包括如下步骤：

S3-1：将第二轴承（3）设置在机壳（1）前端面的轴孔内，将转轴（2）插入机壳（1）前端面的轴孔内、并向外延伸；

S3-2：将第二垫圈（4）设置在转轴（2），然后将导磁磁芯（6）设置在转轴（2）上，使该第二垫圈（4）设置在第二轴承（3）与磁芯头部（62）之间；

S3-3：将挡板（12）设置在线圈骨架（7）下部，并且使磁芯柱部（61）穿过挡板（12）且与挡板（12）之间设置有一定间隙，然后将电磁线圈（8）的绕组引线从挡板（12）的通孔（121）上穿出；

S3-4：使所述转轴（2）的后端穿过挡板（12），延伸至后端盖（11）的外部。

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