CN117439362A - 振动电机和电动牙刷 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种振动电机和电动牙刷，其中，振动电机包括机壳、转轴、动子组件、第一定子组件和第二定子组件，转轴活动安装于机壳，且转轴的至少一端与机壳之间连接有螺旋弹簧；动子组件包括铁芯和线圈，铁芯固定于转轴，线圈绕设于铁芯，且线圈的轴向与转轴的轴向呈夹角设置；第一定子组件包括第一磁体组，第一磁体组对应铁芯设置，以驱动动子组件沿转轴的周向往复摆动；第二定子组件包括第二磁体组，线圈沿转轴的轴向具有相对设置的两个驱动边，第二磁体组对应至少一驱动边设置，以驱动动子组件沿转轴的轴向振动。本发明技术方案既能实现电动牙刷的刷头的多方向振动，又能提高用户的使用舒适度。

Description

振动电机和电动牙刷

技术领域

本发明涉及电动牙刷技术领域，特别涉及一种振动电机和电动牙刷。

背景技术

电动牙刷工作时，可通过电机带动刷头进行高频振动，以对用户口腔提供清洁功能。

为适应不同用户的刷牙习惯，满足多种使用场景，往往要求刷头能够进行多方向的振动，如刷头能够实现左右摆动和伸缩振动，为满足刷头进行多方向的振动，电机内通常具有多组驱动机构，致使电动牙刷的体积较大，重量较重，影响用户的使用舒适度。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种振动电机，旨在既能实现电动牙刷的刷头的多方向振动，又能提高用户的使用舒适度。

为实现上述目的，本发明提出的振动电机，包括：

机壳；

转轴，所述转轴活动安装于所述机壳，且所述转轴的至少一端与所述机壳之间连接有螺旋弹簧；

动子组件，包括铁芯和线圈，所述铁芯固定于所述转轴，所述线圈绕设于所述铁芯，且所述线圈的轴向与所述转轴的轴向呈夹角设置；

第一定子组件，包括第一磁体组，所述第一磁体组对应所述铁芯设置，以驱动所述动子组件沿所述转轴的周向往复摆动；以及

第二定子组件，包括第二磁体组，所述线圈沿所述转轴的轴向具有相对设置的两个驱动边，所述第二磁体组对应至少一所述驱动边设置，以驱动所述动子组件沿所述转轴的轴向振动。

可选地，所述铁芯具有侧向凸出的延伸部，所述线圈绕设于所述延伸部，所述第一磁体组包括两个第一磁体，两个所述第一磁体间隔分布且与所述延伸部相对应，两个所述第一磁体朝向所述延伸部的一侧的极性相反设置。

可选地，所述铁芯具有多个所述延伸部，且多个所述延伸部沿所述转轴的周向间隔设置，所述第一磁体组沿所述转轴的周向间隔设有多组，多组所述第一磁体组与多个所述延伸部一一对应。

可选地，所述延伸部设有两个，两个所述延伸部位于所述转轴两侧且对称设置，两个所述延伸部上分别绕设两个所述线圈，所述第一磁体组设有两组，两组所述第一磁体组分别与两个所述延伸部对应设置。

可选地，所述第二磁体组的数量为两组，每组所述第二磁体组包括两个第二磁体，两组所述第二磁体组分别靠近两组所述第一磁体组设置，两个所述第二磁体分别对应与之相邻的所述线圈的两个所述驱动边，两个所述第二磁体朝向所述线圈的端面极性相反。

可选地，所述第二磁体组包括两个第二磁体，两个所述第二磁体分别与同一所述线圈的两个所述驱动边相对，且所述两个第二磁体朝向所述线圈的端面极性相反。

可选地，所述机壳内的相对两端均设有所述螺旋弹簧，所述转轴具有相对设置的第一端和第二端，所述第一端通过所述螺旋弹簧活动安装于所述机壳内，所述第二端依次活动穿过所述螺旋弹簧和所述机壳。

可选地，所述螺旋弹簧具有相对设置的大端和小端，所述大端连接于所述机壳，所述小端套设固定于所述转轴。

可选地，所述机壳内还设有限位挡环，所述限位挡环套设于所述转轴，且位于所述螺旋弹簧朝向所述动子组件的一侧，以供所述螺旋弹簧抵接限位。

本发明还提出一种电动牙刷，包括如上所述的振动电机。

本发明技术方案通过于机壳内设置动子组件，动子组件包括铁芯和线圈，铁芯固定于转轴，线圈绕设于铁芯，且线圈的轴向与转轴的轴向呈夹角设置；该线圈通电，其内部形成磁场，并在铁芯的作用下进一步加强磁场，使得铁芯在线圈的相对两侧分别形成N极和S极。第一定子组件配置为第一磁体组，且第一磁体组对应铁芯设置，使得第一磁体组与铁芯产生相互排斥或者相互吸引的作用力，从而使得第一定子组件推动动子组件沿转轴的周向摆动。在交流电的影响下线圈的电流方向不断改变，对应铁芯的N极和S极不断变换，从而驱动动子组件沿转轴的周向往复摆动。线圈沿转轴的轴向具有相对设置的两个驱动边，第二定子组件包括第二磁体组，第二磁体组对应线圈设置，线圈通电后，驱动边位于第二磁体组产生的磁场中，产生安培力并带动动子组件沿转轴的轴向平移，在交流电的影响下线圈的电流方向不断改变，对应安培力的方向也不断发生改变，从而驱动动子组件沿转轴的轴向振动。转轴活动安装于机壳，且转轴的至少一端与机壳之间连接有螺旋弹簧，该转轴具有沿自身的轴向转动的自由度和沿自身轴向平移的自由度，从而实现转轴既能够沿其周向摆动，又能够沿其轴向振动，进而实现电动牙刷刷头的多方向振动。

本方案中，通过仅设置一个动子组件，第一定子组件和第二定子组件分别对应动子组件的铁芯和线圈段设置，从而实现转轴既能够沿其周向摆动，又能够沿其轴向振动，相较于采用两个动子组件和两个定子组件对应形成的两个独立的驱动机构，本方案能够有效减少振动电机的整体体积和重量，进而减少电动牙刷的整体体积和重量，实现电动牙刷的轻量化发展，进而提高用户使用的舒适性。

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为本发明振动电机一实施例的结构示意图；

图2为图1中振动电机的爆炸图；

图3为图1中振动电机的侧面剖视图；

图4为图1中振动电机的轴向剖视图；

图5为图1中振动电机中的动子组件的结构示意图；

图6为图1中第一定子组件安装于壳本体的侧面剖视图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	振动电机	141	铁芯
110	机壳	142	线圈
				111	壳本体	143	延伸部
112	端盖	144	驱动边
				120	转轴	145	连接段
121	第一端	150	第一定子组件
				122	第二端	151	第一磁体组
130	螺旋弹簧	152	第一磁体
				131	大端	160	第二定子组件
132	小端	161	第二磁体组
				133	限位挡环	162	第二磁体
140	动子组件	170	定子支架

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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，若本发明实施例中有涉及方向性指示诸如上、下、左、右、前、后……，则该方向性指示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。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“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。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，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。

本发明提出一种振动电机100。

在本发明实施例中，如图1至图6所示，该振动电机100包括机壳110、转轴120、动子组件140、第一定子组件150和第二定子组件160，转轴120活动安装于机壳110，且转轴120的至少一端与机壳110之间连接有螺旋弹簧130；动子组件140包括铁芯141和线圈142，铁芯141固定于转轴120，线圈142绕设于铁芯141，且线圈142的轴向与转轴120的轴向呈夹角设置；第一定子组件150包括第一磁体组151，第一磁体组151对应铁芯141设置，以驱动动子组件140沿转轴120的周向往复摆动；第二定子组件160包括第二磁体组161，线圈142沿转轴120的轴向具有相对设置的两个驱动边144，第二磁体组161对应至少一驱动边144设置，以驱动动子组件140沿转轴120的轴向振动。

具体地，转轴120的一端连接动子组件140，另一端用于安装牙刷刷头，该振动电机100通过驱动转轴120振动进而带动刷头振动，以清洁口腔。转轴120通过螺旋弹簧130安装于机壳110，该螺旋弹簧130使得转轴120具有沿自身的轴向转动的自由度和沿自身轴向平移的自由度，以实现动子组件140在第一定子组件150和第二定子组件160的作用下带动转轴120周向摆动及轴向振动。动子组件140包括铁芯141和线圈142，铁芯141固定于转轴120，线圈142绕设于铁芯141，且线圈142的轴向与转轴120的轴向呈夹角设置。该铁芯141为多个片状导磁片沿转轴120的轴向堆叠形成，线圈142绕设于铁芯141的一侧，且优选地，线圈142的轴向与转轴120的轴向垂直设置，该线圈142通电，其内部形成磁场，并在铁芯141的作用下进一步加强磁场，使得铁芯磁化，并在线圈142的相对两侧分别形成N极和S极。第一定子组件150配置为第一磁体组151，且第一磁体组151对应铁芯141设置，使得第一磁体组151与铁芯141产生相互排斥或者相互吸引的作用力，从而使得第一定子组件150推动动子组件140沿转轴120的周向摆动。在交流电的影响下，线圈142的电流方向不断改变，对应铁芯141的N极和S极不断变换，从而驱动动子组件140沿转轴120的周向往复摆动。参照图1、图3和图6，线圈142沿转轴120的轴向具有相对设置的两个驱动边144，且两个驱动边144的相对的两端通过连接段145连接，使得驱动边144与连接段145依次相连围合形成该线圈141，第二定子组件160包括第二磁体组161，第二磁体组161对应至少一个驱动边144设置，线圈142通电后，驱动边144位于第二磁体组161产生的磁场中，产生安培力并带动动子组件140沿转轴120的轴向平移，在交流电的影响下线圈142的电流方向不断改变，对应安培力的方向也不断发生改变，从而驱动动子组件140沿转轴120的轴向振动，从而实现转轴120既能够沿其周向摆动，又能够沿其轴向振动，进而实现电动牙刷刷头的多方向振动。

本方案中，通过仅设置一个动子组件140，第一定子组件150和第二定子组件160分别对应动子组件140的铁芯141和线圈142设置，从而实现转轴120既能够沿其周向摆动，又能够沿其轴向振动，相较于采用两个动子组件140和两个定子组件对应形成的两个独立的驱动机构，本方案能够有效减少振动电机100的整体体积和重量，进而减少电动牙刷的整体体积和重量，实现电动牙刷的轻量化发展，进而提高用户使用的舒适性。

在一实施例中，机壳110内的相对两端均设有螺旋弹簧130，转轴120具有相对设置的第一端121和第二端122，第一端121通过螺旋弹簧130活动安装于机壳110内，第二端122依次活动穿过螺旋弹簧130和机壳110。具体而言，机壳110内的两端均设有螺旋弹簧130，螺旋弹簧130具有两个，两个螺旋弹簧130中的一个的一端连接机壳110，另一端连接第一端121，且第一端121套设在螺旋弹簧130内，从而螺旋弹簧130能够为转轴120提供一定的支撑力，从而进一步提高转轴120的振动稳定性。另一个螺旋弹簧130的一端连接机壳110，另一端连接转轴120，且第二端122依次活动穿过螺旋弹簧130和机壳110，从而安装完成该转轴120。

在其它实施例中，螺旋弹簧130也可以与转轴120的一端直接连接。如当转轴120的一端安装于机壳110时，螺旋弹簧130的一端连接机壳110，另一端连接转轴120的端部，此时为减少转轴120发生倾斜的可能，机壳110上可以设置导向孔，转轴120活动安装于该导向孔。

进一步的，螺旋弹簧130具有相对设置的大端131和小端132，大端131连接于机壳110，小端132套设固定于转轴120。具体地，螺旋弹簧130具有相对设置的大端131和小端132，即沿远离机壳110的方向，螺旋弹簧130的直径逐渐变小设置，且大端131安装于机壳110，从而方便螺旋弹簧130安装在机壳110上。小端132套设在转轴120上，从而保证螺旋弹簧130卡紧转轴120，从而提高螺旋弹簧130与转轴120的连接稳定性。且将螺旋弹簧130设置为一端大一端小的结构，既能够保证螺旋弹簧130与转轴120的连接稳定性，又能减少转轴120进行轴向振动时，螺旋弹簧130干涉转轴120的运动的可能，保证螺旋弹簧130轴向振动的稳定性。在其它实施例中，螺旋弹簧130也可以设置等直径的结构或者螺旋弹簧130的大端131和小端132位于同一平面内。

为进一步限制转轴120与螺旋弹簧130的安装位置，机壳110内还设有限位挡环133，限位挡环133套设于转轴120，且位于螺旋弹簧130朝向动子组件140的一侧，以供螺旋弹簧130抵接限位。

参照图2、图3、图5和图6，在一实施例中，铁芯141具有侧向凸出的延伸部143，线圈142绕设于延伸部143，第一磁体组151包括两个第一磁体152，两个第一磁体152间隔分布且与延伸部143相对应，两个第一磁体152朝向延伸部143的一侧的极性相反设置。具体地，该延伸部143由侧向凸出，线圈142绕设置在延伸部143上，从而既能固定线圈142，又能增强线圈142生成的磁性。优选地，延伸部143远离所述转轴的一侧具有极靴，极靴部分凸出于线圈142设置，且极靴的宽度大于延伸部的宽度，两个第一磁体152间隔分布且与延伸部143相对应，两个第一磁体152朝向延伸部143的一侧极性相反设置，使得两个第一磁体152中的一个对通电后的动子组件140产生排斥力，另一个对通电后的动子组件140产生吸引力，从而共同驱动动子组件140沿转轴120的周向摆动，并提高驱动力，提高铁芯141摆动的稳定性。在其它实施例中，第一磁体组151也可以仅包括一个第一磁体152，该第一磁体152相对线圈142错位设置，从而对铁芯141产生吸引力或排斥力，进而驱动铁芯141运动。

参照图1和图4，在一实施例中，铁芯141具有多个延伸部143，且多个延伸部143沿转轴120的周向间隔设置，第一磁体组151沿转轴120的周向间隔设有多组，多组第一磁体组151与多个延伸部143一一对应。具体地，具体地，多个延伸部143沿转轴120的周向间隔设置，多个线圈142一一对应绕设在延伸部143上，且多个线圈142的电流方向一致，对应沿转轴120的周向间隔设有多组第一磁体组151，也即多个第一磁体152沿转轴120的周向对应排布，且位于同一第一磁体组151的两个第一磁体152朝向延伸部143的一侧的极性相反设置，位于相邻两个第一磁体组151的两个相邻的第一磁体152朝向延伸部143的一侧的极性相同设置。从而提高驱动力，提高铁芯141摆动的稳定性。优选地，铁芯141具有两个延伸部143，两个延伸部143位于转轴120两侧且对称设置，两个延伸部143上分别绕设两个线圈142，第一磁体组151设有两组，两组第一磁体组151分别与两个延伸部143对应设置，从而既能提供足够的驱动力，也不会造成能量冗余，在保证电动牙刷的性能的前提下，实现电动牙刷的小型化发展。

进一步地，第二定子组件160包括两个第二磁体组161，每组第二磁体组161包括两个第二磁体162，两组第二磁体组161分别靠近两组第一磁体组151设置，每组第二磁体组161的两个第二磁体162分别对应与之相邻的线圈142的两个驱动边144，两个第二磁体162朝向线圈142的端面极性相反。即：两个第二磁体组161分设于动子组件140的相对两侧，且相邻的端面极性相反设置，从而在两组第二磁体组161之间生成磁感线，线圈142通电后驱动边144位于磁场中产生安培力，以推动动子组件140沿转轴120的轴向运动。线圈142整体呈环状，驱动边144即线圈142位于铁芯141上下两段的一段线圈142，故而两个驱动边144的电流方向必然相反设置，故而第二磁体162的磁感线方向也必须相反设置，才能保证两个第二磁体162对动子组件140产生的安培力的方向相同。

为进一步方便第一定子组件150和第二定子组件160的固定安装，在一实施例中，振动电机100还包括定子支架170，第一磁体组151与第二磁体组161均固定于定子支架170上。具体地，该定子支架170可以配置为环状结构，且定子支架170上设有固定槽，第一磁体组151至少部分安装于固定槽内，且两个第一磁体152之间形成有限位凸筋。

第二磁体组161位于第一磁体组151的端部，第二磁体组161包括两个第二磁体162，两个第二磁体162分别与同一线圈142的两个驱动边144相对，且两个第二磁体162朝向线圈142的端面极性相反。从而保证线圈142能够处于更为密集位置的磁感线中，从而提高安培力，提高动子组件140轴向运动的稳定性。

参照图1至图6，在一实施例中，机壳110包括壳本体111和安装于壳本体111的端盖112，转轴120的一端安装于端盖112，另一端穿设于壳本体111，螺旋弹簧130连接于壳本体111与转轴120，和/或端盖112与转轴120。具体地，壳本体111配置为一端开口的筒状结构，端盖112盖合壳本体111的开口，设置两个螺旋弹簧130，两个螺旋弹簧130中的一个安装在端盖112与转轴120之间，另一个安装在壳本体111与转轴120之间，从而提高转轴120运动的稳定，且转轴120的一端安装于端盖112，另一端穿设于壳本体111，并与刷头连接。

本发明还提出一种电动牙刷，该电动牙刷包括刷头和振动电机100，该振动电机100的具体结构参照上述实施例，由于本电动牙刷采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，刷头安装在振动电机100的转轴120上，振动电机100通过驱动转轴120振动进而带动牙刷头振动，以实现刷头的多方向振动。

以上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)

1.一种振动电机，其特征在于，包括：

机壳；

转轴，所述转轴活动安装于所述机壳，且所述转轴的至少一端与所述机壳之间连接有螺旋弹簧；

动子组件，包括铁芯和线圈，所述铁芯固定于所述转轴，所述线圈绕设于所述铁芯，且所述线圈的轴向与所述转轴的轴向呈夹角设置；

第一定子组件，包括第一磁体组，所述第一磁体组对应所述铁芯设置，以驱动所述动子组件沿所述转轴的周向往复摆动；以及

第二定子组件，包括第二磁体组，所述线圈沿所述转轴的轴向具有相对设置的两个驱动边，所述第二磁体组对应至少一所述驱动边设置，以驱动所述动子组件沿所述转轴的轴向振动。

2.如权利要求1所述的振动电机，其特征在于，所述铁芯具有侧向凸出的延伸部，所述线圈绕设于所述延伸部，所述第一磁体组包括两个第一磁体，两个所述第一磁体间隔分布且与所述延伸部相对应，两个所述第一磁体朝向所述延伸部的一侧的极性相反设置。

3.如权利要求2所述的振动电机，其特征在于，所述铁芯具有多个所述延伸部，且多个所述延伸部沿所述转轴的周向间隔设置，所述第一磁体组沿所述转轴的周向间隔设有多组，多组所述第一磁体组与多个所述延伸部一一对应。

4.如权利要求3所述的振动电机，其特征在于，所述延伸部设有两个，两个所述延伸部位于所述转轴两侧且对称设置，两个所述延伸部上分别绕设两个所述线圈，所述第一磁体组设有两组，两组所述第一磁体组分别与两个所述延伸部对应设置。

5.如权利要求4所述的振动电机，其特征在于，所述第二磁体组的数量为两组，每组所述第二磁体组包括两个第二磁体，两组所述第二磁体组分别靠近两组所述第一磁体组设置，两个所述第二磁体分别对应与之相邻的所述线圈的两个所述驱动边，两个所述第二磁体朝向所述线圈的端面极性相反。

6.如权利要求1所述的振动电机，其特征在于，所述第二磁体组包括两个第二磁体，两个所述第二磁体分别与同一所述线圈的两个所述驱动边相对，且所述两个第二磁体朝向所述线圈的端面极性相反。

7.如权利要求1所述的振动电机，其特征在于，所述机壳内的相对两端均设有所述螺旋弹簧，所述转轴具有相对设置的第一端和第二端，所述第一端通过所述螺旋弹簧活动安装于所述机壳内，所述第二端依次活动穿过所述螺旋弹簧和所述机壳。

8.如权利要求1所述的振动电机，其特征在于，所述螺旋弹簧具有相对设置的大端和小端，所述大端连接于所述机壳，所述小端套设固定于所述转轴。

9.如权利要求7所述的振动电机，其特征在于，所述机壳内还设有限位挡环，所述限位挡环套设于所述转轴，且位于所述螺旋弹簧朝向所述动子组件的一侧，以供所述螺旋弹簧抵接限位。

10.一种电动牙刷，其特征在于，包括如权利要求1至9中任意一项所述的振动电机。