CN116207942A - 一种直线电机及电动工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直线电机及电动工具，包括安装有线架的定子矽钢、动子组件以及用于固定整体安装结构的壳体，壳体一端固定在定子矽钢上，另一端向上延伸形成上端，动子组件位于定子矽钢正上方，动子组件靠近定子矽钢的一端设有永磁体，壳体上设有弹片，弹片一端固定连接在壳体上端，另一端向下延伸并与动子组件固定连接，动子组件通过弹片悬吊在定子矽钢上端，通过弹片将动子组件连接在壳体上，永磁体与定子矽钢磁吸时，弹片被拉扯伸直，从而使动子组件悬挂在壳体上，解决了因磁吸作用容易导致弹性件形变，运动间隙变小甚至消失的问题，避免电机定子和动子吸在一起导致电机报废的情况发生，增加电机的使用寿命，耐用性能好。

Description

一种直线电机及电动工具

技术领域

本发明属于直线电机技术领域，具体是一种直线电机及电动工具。

背景技术

理发器、剃须刀等电动工具需要直线电机带动刀片高频率往复移动来实现对毛发的剪切工作，目前常用的直线电机为电磁振动电机，其工作原理是通过在定子上绕线圈，动子上固定磁铁，当线圈通交流电时，定子具有磁极，与磁铁不同磁极的相吸或相斥作用带动动子来回摆动，电机停止工作时，需要将动子复位至中心初始位置处，现有的电磁振动电机在定子安装座和动子之间设置弹性片，利用弹性片对动子复位，而动子下端的磁铁和定子之间需要留有一定的运动间隙，因此弹性片也要对动子起到支撑起运动间隙的作用，但这种电机存在以下缺陷：

如图1所示，弹性件4’一端连接在定子安装座11’上，另一端与动子2’固定连接，弹性件4’将动子2’支撑固定在定子1’上方，动子2’上设有与定子上线圈配合作用的磁铁3’，磁铁3’和定子1’之间留有运动间隙，但由于定子1’通常采用金属材质制成，在停止工作时磁铁3’和定子1’之间存在磁吸作用，由于动子2’与弹性件4’的固定端可相对定子1’移动，弹性件4’在定子1’和磁铁3’的磁吸作用下容易弹性受损导致弯折，而为了保证磁性强度通常运动间隙设置的极小，弹性件4’弯折后很容易导致运动间隙减小甚至消失（磁铁3’和定子1’完全相贴），从而电机无法正常使用报废，电机的使用寿命较短。

发明内容

（1）要解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种直线电机及电动工具，旨在解决现有技术下弹性件容易弯折导致电机报废使用寿命短的技术问题。

（2）技术方案

本发明提供了一种直线电机，包括安装有线架的定子矽钢、动子组件以及用于固定整体安装结构的壳体，所述壳体一端固定在定子矽钢上，另一端向上延伸形成上端，动子组件位于定子矽钢正上方，所述动子组件靠近定子矽钢的一端设有永磁体，所述壳体上设有弹片，所述弹片一端固定连接在壳体上端，另一端向下延伸并与动子组件固定连接，所述动子组件通过弹片悬吊在定子矽钢上端。

进一步的方案是，所述动子组件包括相互交错摆动的第一动子和第二动子，所述永磁体包括固定在第一动子上的第一磁体和固定在第二动子上的第二磁体，所述第一磁体和第二磁体的磁体相反设置。

进一步的方案是，所述第一动子和第二动子前后平行对称设置，所述第一动子远离定子矽钢的一面延伸成型有摆动杆，所述摆动杆上固定有凸出于壳体外部的连接杆，所述摆动杆两侧设有凸块，两组弹簧一端套设固定在凸块上，另一端与壳体固定连接。

进一步的方案是，所述壳体包括拆卸的前壳和后壳，所述壳体两侧的弹片通过U形固定件固定安装在壳体上端，弹片另一端通过片形固定件固定在动子组件上，所述壳体上端和U形固定件上同时穿设有用于固定前壳和后壳的固定柱一，所述壳体下端与定子矽钢固定连接处穿设有固定柱二，所述弹片和壳体之间还设有用于紧固弹片的垫片。

进一步的方案是，所述弹片包括固定连接第一动子两端的第一弹片和固定连接第二动子两端的第二弹片，所述第一弹片和第二弹片通过固定在壳体上端将第一动子和第二动子悬吊在壳体上。

进一步的方案是，所述第一动子和第二动子之间转动连接有两组联结件，所述联结件联结第一动子和第二动子，当第一动子和第二动子交错摆动时，联结件随着两个动子组件的带动下发生偏摆。

进一步的方案是，所述所述第一磁体包括固定在第一动子上的磁轭一和左右分开设置在磁轭一上的磁铁一和磁铁二，所述磁铁一和磁铁二向外暴露的磁极朝向相反，且与定子矽钢产生的磁极相对平行设置。

进一步的方案是，所述第一磁体包括固定在第一动子上的磁铁三，所述磁铁三的磁极与定子矽钢产生的磁极相对垂直设置。

进一步的方案是，所述第一磁体包括固定在第一动子上的磁铁四，所述磁铁四的磁极两端靠近定子矽钢的一侧设有两个磁轭二。

本发明还提供了一种电动工具，包括上述的直线电机。

（3）有益效果

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明通过弹片将动子组件连接在壳体上，当永磁体与定子矽钢磁吸时，固定在定子组件一端的弹片被拉扯伸直，从而使动子组件悬挂在壳体上，解决了因磁吸作用容易导致弹性件形变，运动间隙变小甚至消失的问题，避免电机定子和动子吸在一起导致电机报废的情况发生，增加电机的使用寿命，耐用性能好。

附图说明

图1：现有技术的结构示意图。

图2：本发明的主视图。

图3：本发明的立体结构图。

图4：本发明去除壳体的立体结构图。

图5：本发明的爆炸图。

图6：本发明的使用状态图。

图7：本发明的动子组件和定子矽钢组合状态示意图。

图8：本发明的第一磁体和定子矽钢组合实施例一示意图。

图9：本发明的第一磁体和定子矽钢组合实施例二示意图。

图10：本发明的第一磁体和定子矽钢组合实施例三示意图。

附图标记：1’-定子；11’-定子安装座；2’-动子；3’-磁铁；4’-弹性件；1-定子矽钢；11-线架；2-动子组件；21-第一动子；211-摆动杆；2111-凸块；212-弹簧；213-连接杆；22-第二动子；3-壳体；31-前壳；311-U形固定件；312-固定柱一；313-固定柱二；314-片形固定件；32-后壳；4-永磁体；41-第一磁体；411-磁轭一；41a-磁铁一；41b-磁铁二；42-磁铁三；43-磁铁四；431-磁轭二；5-弹片；51-第一弹片；52-第二弹片；53-垫片；6-联结件；7-第二磁体。

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。

如图2所示，一种直线电机，包括安装有线架11的定子矽钢1、动子组件2以及用于固定整体安装结构的壳体3，所述壳体3一端固定在定子矽钢1上，另一端向上延伸形成上端，动子组件2位于定子矽钢1正上方，所述动子组件2靠近定子矽钢1的一端设有永磁体4，所述壳体3上设有弹片5，所述弹片5一端固定连接在壳体3上端，另一端向下延伸并与动子组件2固定连接，所述动子组件2通过弹片5悬吊在定子矽钢1上端，当通过弹片5将动子组件2与壳体3连接，在静止状态下，由于定子矽钢1的导磁性，永磁体4与定子矽钢1产生磁吸作用，动子组件2在永磁体4的带动下具有向定子矽钢1方向靠近的趋势，本发明通过弹片5将动子组件2连接在壳体3上，当永磁体4与定子矽钢1磁吸时，固定在定子组件一端的弹片5被拉扯伸直，从而使动子组件2悬挂在壳体3上，解决了因磁吸作用容易导致弹性件形变，运动间隙变小甚至消失的问题，避免电机定子和动子吸在一起导致电机报废的情况发生，增加电机的使用寿命，耐用性能好。

本发明中的动子组件2包括前后对称设置且可以相互交错摆动的第一动子21和第二动子22，当第一动子21和第二动子22靠近定子矽钢1的一端设有磁极相反设置的第一磁体41和第二磁体7，如第一磁体41靠近定子矽钢1的一侧磁极设置为（N/S）时，第二磁体7的磁极设置为（S/N），当定子矽钢1上绕线（图未示出）通交流电产生磁场，定子矽钢1上的线架11靠近动子组件2的一端在某一时刻形成单一磁极，由于第一磁体41和第二磁体7的磁极相反设置，因此对该交流电此时产生的单一磁极对第一磁体41和第二磁体7的磁作用方向相反，如第一磁体41趋于向右摆动时，第二磁体7则趋于向左摆动，随着交流电变换电流方向，定子矽钢1上的线架11靠近动子组件2的一端在变换电流方向后变成与之前属性相反的磁极，从而第一磁体41改变运动方向朝左摆动，第二磁体7朝右摆动，而交流电作用的电机启动力小，电流转换频率快，因此在第一磁体41和第二磁体7的带动下，第一动子21和第二动子22也快速交错摆动，这种两动子组件2高频交错摆动的电机可适用于剃须刀或理发器类电动器具中，实用性强。

如图3-6所示，本发明中的两个动子组件2为平行对称设置，其中两个动子组件2的结构设置完全相同，下面以第一动子21为例对动子组件2结构进行详细说明，所述第一动子21靠近定子矽钢1的一面固定设有第一磁体41，相对的另一面向着远离定子矽钢1的方向延伸成型有第一动子21的摆动杆211，摆动杆211上固定有凸出于壳体3外部的连接杆213，所述摆动杆211两侧设有凸块2111，两组弹簧212一端套设固定在凸块2111上，所述弹簧212的一端固定在摆动杆211上，另一端固定在壳体3上，当动子组件2来回摆动时会产生巨大冲击力，通过设置固定在摆动杆211和壳体3之间的弹簧212，对动子组件2的摆动产生缓冲作用，避免摆动杆211撞击到壳体3上产生巨大噪音。

本发明中的壳体3包括可拆卸的前壳31和后壳32，所述壳体3两侧的弹片5通过U形固定件311固定安装在壳体3上端，弹片5另一端通过片形固定件314固定在动子组件2上，所述壳体3上端和U形固定件311上同时穿设有用于固定前壳31和后壳32的固定柱一312，所述壳体3下端与定子矽钢1固定连接处穿设有固定柱二313，所述弹片5和壳体3之间还设有用于紧固弹片5的垫片53，通过设置壳体3可拆卸为前壳31与后壳32，使壳体3内的动子组件2安装方便，通过将连接固定前壳31和后壳32的固定柱一312设置为同时穿设过壳体3上端和U形固定件311，使弹片5一端通过U形固定件311牢牢固定在壳体3上端，通过将固定前壳31和后壳32的固定柱二313设置为同时穿设过壳体3下端和定子矽钢1，使定子矽钢1牢固固定在壳体3下端，从而弹片5与定子矽钢1之间的距离保持稳定，避免弹片5在动子组件2带动下因磁吸性缩短与定子矽钢1的距离，导致动子组件2和定子矽钢1之间的运动间隙减小，此外固定柱一312和固定柱二313还使前壳31和后壳32之间连接稳固。

第一动子21两侧均与第一弹片51的一端连接，当第一动子21摆动偏离初始位置，带动第一弹片51形变弯曲，由于第一弹片51另一端固定在壳体3上，而壳体3整体是固定不动的，因此第一动子21可在第一弹片51的弹性复位作用下摆动至初始位置，因此本发明中的弹片5具有两个作用效果：一是将动子组件2悬吊在壳体3上，避免动子组件2上固定的永磁体4与定子矽钢1之间的磁吸力拉扯导致运动间隙减小或者消失，二是帮助动子组件2复位，对动子组件2摆动复位起关键作用。

要说明的是，在定子矽钢1不具有磁极特性时（即停止交流电供应），第一动子21和第二动子22需要复位至平行对称的初始静止状态，第一磁体41和第二磁体7对定子矽钢1此时只具有上下方向的磁吸力，第一动子21和第二动子22在左右方向上没有受到作用力，在第一弹片51和第二弹片52的复位作用下，很容易带动第一动子21和第二动子22复位，因此动子组件2的复位对弹片5的弹性损耗较低，在本发明中已经避免弹片5弯折形变的前提下，弹片5复位所需的弹力小，弹片5损耗低，无需频繁更换弹片5，电机使用寿命长，有利于推广。

通常本发明中的电机应用在剃须刀或理发器等多种电动工具中，两动子组件2带动刀片来回摆动，需要保持刀片摆动的稳定性，避免刀片乱晃划伤使用时贴合的皮肤，因此第一动子21和第二动子22需要保持相对稳定的运动轨迹，本发明中的第一动子21和第二动子22之间转动连接有两组联结件6（请参照图4），所述联结件6联结第一动子21和第二动子22，当第一动子21和第二动子22交错摆动时，联结件6随着两个动子组件2的带动下发生偏摆，联结件6一方面可以限制第一动子21和第二动子22在前后方向上的偏摆，另一方面可以限制第一动子21和第二动子22交错运动产生的相对距离，从而保持第一动子21和第二动子22在运动时的相对稳定性，其中联结件6可以采用V字型结构或直线型结构等多种形状结构，其形状的适应性选择不影响对第一动子21和第二动子22的联结作用。

本发明中的永磁体4与定子矽钢1的设置具有以下3种实施方式，以第一磁体41为例：

实施例一：如图7和图8所示，第一磁体41包括固定在第一动子21上的磁轭一411和左右分开设置在磁轭一411上的磁铁一41a和磁铁二41b，所述磁铁一41a和磁铁二41b向外暴露的磁极朝向相反，且与定子矽钢1可产生的磁极相对平行设置，工作时定子矽钢1与第一磁体41产生的磁通路经过定子矽钢1本体和磁轭一411形成闭合，而磁铁一41a和磁铁二41b磁极与定子矽钢1工作时的磁极相对平行，使磁极面磁吸性能加强，且磁轭一411对磁性也有加强效果，电机运行效率高，如图所示，可以设置磁铁一41a向外暴露的磁极为N极，磁铁二41b向外暴露的磁极为S极；

工作时，当定子矽钢1上绕线通交流电使定子矽钢1靠近动子组件2的一端磁极为N极时，磁铁一41aN极与定子矽钢1的N极相斥，磁铁二41bS极与定子矽钢1的N极相吸，从而使磁轭一411在磁铁一41a和磁铁二41b的带动下向左移动，进而带动第一动子21向左移动；当定子矽钢1上的绕线通的交流电反向流通，使定子矽钢1靠近动子组件2的一端磁极为S极时，磁铁一41aN极与定子矽钢1的S极相吸，磁铁二41bS极与定子矽钢1的S极相斥，从而使磁轭一411在磁铁一41a和磁铁二41b的带动下向右移动，进而带动第一动子21向右移动。

实施例二：如图9所示，第一磁体41包括固定在第一动子21上的磁铁三42，所述磁铁三42的磁极与定子矽钢1产生的磁极相对垂直设置，磁铁三42和定子矽钢1之间形成闭合的磁通路，如图所示，可以设置磁铁三42左侧为N极，右侧为S极；

工作时，当定子矽钢1上绕线通交流电使定子矽钢1靠近动子组件2的一端磁极为N极时，磁铁三42的N极与定子矽钢1的N极相斥，磁铁三42的S极与定子矽钢1的N极相吸，从而直接带动第一动子21向左移动；定子矽钢1上的绕线通的交流电反向流通，使定子矽钢1靠近动子组件2的一端磁极为S极时，相应的磁铁三42带动第一动子21向右移动。

实施例三：如图10所示，第一磁体41包括固定在第一动子21上的磁铁四43，所述磁铁四43的磁极两端靠近定子矽钢1的一侧设有两个磁轭二431，其工作时动作原理与实施例二相同，此处不做赘述，而实施例三与实施例二的区别在于，通过在磁铁四43磁极两端分别设置两个磁轭二431，磁通路经过磁轭二431加强后，对磁铁四43的磁吸性能有所增强。

在发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“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制。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施。

Claims (10)

1.一种直线电机，其特征在于：包括安装有线架（11）的定子矽钢（1）、动子组件（2）以及用于固定整体安装结构的壳体（3），所述壳体（3）一端固定在定子矽钢（1）上，另一端向上延伸形成上端，动子组件（2）位于定子矽钢（1）正上方，所述动子组件（2）靠近定子矽钢（1）的一端设有永磁体（4），所述壳体（3）上设有弹片（5），所述弹片（5）一端固定连接在壳体（3）上端，另一端向下延伸并与动子组件（2）固定连接，所述动子组件（2）通过弹片（5）悬吊在定子矽钢（1）上端，所述线架（11）用于绕线。

2.根据权利要求1所述的一种直线电机，其特征在于：所述动子组件（2）包括相互交错摆动的第一动子（21）和第二动子（22），所述永磁体（4）包括固定在第一动子（21）上的第一磁体（41）和固定在第二动子（22）上的第二磁体（7），所述第一磁体（41）和第二磁体（7）的磁极相反设置。

3.根据权利要求2所述的一种直线电机，其特征在于：所述第一动子（21）和第二动子（22）前后平行对称设置，所述第一动子（21）远离定子矽钢（1）的一面延伸成型有摆动杆（211），所述摆动杆（211）上固定有凸出于壳体（3）外部的连接杆（213），所述摆动杆（211）两侧设有凸块（2111），两组弹簧（212）一端套设固定在凸块（2111）上，另一端与壳体（3）固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种直线电机，其特征在于：所述壳体（3）包括拆卸的前壳（31）和后壳（32），所述壳体（3）两侧的弹片（5）通过U形固定件（311）固定安装在壳体（3）上端，弹片（5）另一端通过片形固定件（314）固定在动子组件（2）上，所述壳体（3）上端和U形固定件（311）上同时穿设有用于固定前壳（31）和后壳（32）的固定柱一（312），所述壳体（3）下端与定子矽钢（1）固定连接处穿设有固定柱二（313），所述弹片（5）和壳体（3）之间还设有用于紧固弹片（5）的垫片（53）。

5.根据权利要求1或2中任意一项所述的一种直线电机，其特征在于：所述弹片（5）包括固定连接第一动子（21）两端的第一弹片（51）和固定连接第二动子（22）两端的第二弹片（52），所述第一弹片（51）和第二弹片（52）通过固定在壳体（3）上端将第一动子（21）和第二动子（22）悬吊在壳体（3）上。

6.根据权利要求5所述的一种直线电机，其特征在于：所述第一动子（21）和第二动子（22）之间转动连接有两组联结件（6），所述联结件（6）联结第一动子（21）和第二动子（22），当第一动子（21）和第二动子（22）交错摆动时，联结件（6）随着两个动子组件（2）的带动下发生偏摆。

7.根据权利要求2所述的一种直线电机，其特征在于：所述第一磁体（41）包括固定在第一动子（21）上的磁轭一（411）和左右分开设置在磁轭一（411）上的磁铁一（41a）和磁铁二（41b），所述磁铁一（41a）和磁铁二（41b）向外暴露的磁极朝向相反，且与定子矽钢（1）产生的磁极相对平行设置。

8.根据权利要求2所述的一种直线电机，其特征在于：所述第一磁体（41）包括固定在第一动子（21）上的磁铁三（42），所述磁铁三（42）的磁极与定子矽钢（1）产生的磁极相对垂直设置。

9.根据权利要求2所述的一种直线电机，其特征在于：所述第一磁体（41）包括固定在第一动子（21）上的磁铁四（43），所述磁铁四（43）的磁极两端靠近定子矽钢（1）的一侧设有磁轭二（431）。

10.一种电动工具，包括权利要求1-9中任意一项所述的直线电机。

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