CN210142928U - 振动马达及电动牙刷 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种振动马达及电动牙刷，涉及振动电机构造技术领域。该振动马达包括定子和转子，转子设置于定子内，定子的齿部包括极身和极靴，极靴远离极身的端面为导磁端面，且导磁端面为向转子外凸的曲面。该振动马达及电动牙刷具有定子的磁通量较高，且具有磁性件利用率较高，电机的扭力和工作效率较高的特点。

Description

振动马达及电动牙刷

技术领域

本实用新型涉及振动电机构造技术领域，具体而言，涉及一种振动马达及电动牙刷。

背景技术

随着人们生活品质的提高，对口腔保健的关注也越来越多，电动牙刷也越来越多的走进家庭生活中。

目前，电动牙刷通过电动带动刷头动作，如旋转型电动牙刷和振动型电动牙刷，现有的振动马达中，定子齿部的磁通较低，磁铁的有效利用率较低。

有鉴于此，研发设计出一种能够解决上述技术问题的振动马达及电动牙刷显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种振动马达，其定子的磁通量较高，且具有磁性件利用率较高，电机的扭力和工作效率较高的特点。

本实用新型的另一目的在于提供一种电动牙刷，其定子的磁通量较高，且具有磁性件利用率较高，电机的扭力和工作效率较高的特点。

本实用新型提供一种技术方案：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种振动马达，包括定子和转子，所述转子设置于所述定子内；所述定子的齿部包括极身和极靴，所述极靴远离所述极身的端面为导磁端面，且所述导磁端面为向所述转子外凸的曲面。

结合第一方面，在第一方面的第一种实现方式中，所述导磁端面在垂直于所述定子轴线的面上投影为圆弧，且所述圆弧的圆心位于所述极身的延伸方向上的对称面。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第二种实现方式中，在所述极靴的宽度方向上，所述极靴的两端距离与所述极身的两端距离比值小于1.3。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第三种实现方式中，所述导磁端面具有一边线，所述边线与中心圆柱面在所述极身的延伸方向上的距离范围为0.2mm至0.35mm，其中，所述边线为所述导磁端面在宽度方向上的一边缘，所述中心圆柱面的轴线与所述定子的轴线重合，且与所述导磁端面相切。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第四种实现方式中，所述转子包括摆动铁芯和摆动磁体，所述摆动铁芯上开设有用于安装所述摆动磁体的安装槽，所述摆动磁体安装于所述安装槽，所述摆动铁芯的转动轴线与所述定子的轴线重合；所述摆动磁体的靠近所述极靴的端面为摆动端面，且所述摆动端面在垂直于所述定子轴线的面上投影为圆弧，且所述圆弧的圆心位于所述定子的中心。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第五种实现方式中，所述摆动端面与所述导磁端面相对时，第一气隙距离与第二气隙距离的比值范围为1.7至2；其中，所述第一气隙距离为所述导磁端面在宽度方向上的边缘与所述摆动端面在所述极身延伸方向上的距离，所述第二气隙距离为所述导磁端面与所述摆动端面的最小距离。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第六种实现方式中，所述定子具有两个相对设置的所述极身，所述摆动铁芯的两个分别与所述极身相对的侧面均开设有两个所述安装槽，所述摆动磁体的数量为四个，四个所述安装槽对称开设于所述摆动铁芯的侧面；在所述摆动铁芯向与一所述极身相对的两个所述摆动端面中任意一个摆动至最大摆幅时，所述极身的延伸方向上的对称面与另一所述摆动端面的边沿相对，所述边沿为位于所述摆动端面宽度方向上的，且靠近所述摆动铁芯中部的边沿。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第七种实现方式中，所述摆动磁体的横截面为四角为圆角的四边形，位于所述转子外缘的一边及其相对的另一边均为圆弧，且圆心位于所述极身的延伸方向上的对称面，另外两边沿所述极身的延伸方向延伸。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第八种实现方式中，所述摆动磁体的横截面为四角为圆角的四边形，且位于所述转子外缘的一边的长度大于与其相对的另一边的长度。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种电动牙刷，包括所述的振动马达。所述振动马达包括定子和转子，所述转子设置于所述定子内；所述定子的齿部包括极身和极靴，所述极靴远离所述极身的端面为导磁端面，且所述导磁端面为向所述转子外凸的曲面。

相比现有技术，本实用新型实施例提供的振动马达及电动牙刷相对于现有技术的有益效果是：

转子设置于定子内，而定子的齿部包括极身和极靴，极靴远离齿部的端面为导磁端面，并且，该导磁端面为向转子外凸的曲面。这样一来，通过设置极靴来增加极身靠近转子一端的宽度，即，增大齿部相对于转子的部分的面积，使得较多磁感线经极身，优化其磁路结构，并且，通过设置外凸向转子的导磁端面，进一步使得磁感线经极身，进一步地优化振动马达的磁路结构，提高磁体的利用率，增大扭力，提高工作效率。

为使本实用新型的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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实用新型的某些实施例，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为本实用新型实施例提供的振动马达应用于电动牙刷的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的振动马达在不工作时的结构示意图。

图3为本实用新型实施例提供的振动马达的部分定子的结构示意图。

图4为本实用新型实施例提供的振动马达在转子转至最大摆幅位置时时的结构示意图。

图5为本实用新型实施例提供的振动马达的另一结构的结构示意图。

图6为现有的振动马达在最大摆幅时的磁力线分布示意图。

图7为本实用新型实施例提供的振动马达在最大摆幅时的磁力线分布示意图。

图8为本实用新型实施例提供的振动马达的另一结构在最大摆幅时的磁力线分布示意图。

图9为本实用新型实施例提供的振动马达、另一结构的振动马达以及现有的振动马达在摆动时的力矩对比图。

图10为本实用新型实施例提供的振动马达、另一结构的振动马达以及现有的振动马达在摆动时的电流对比图。

图标：100-电动牙刷；20-刷头；30-刷柄；10-振动马达；12-定子；121-铁轭；122-齿部；123-极身；124-极靴；125-导磁端面；126-中心圆柱面；15-转子；151-摆动铁芯；1513-安装槽；152-摆动磁体；153-摆动端面；155-摆动顶部。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

实施例：

请参阅图1，图1为本实用新型实施例提供的振动马达10应用于电动牙刷100的结构示意图。

本实用新型实施例提供一种振动马达10，该振动马达10的定子12的磁通量较高，且具有磁性件利用率较高，电机的扭力和工作效率较高的特点。该振动马达10能够应用于电动牙刷100、手机、电子手表、脱毛仪、美容仪、嫩肤仪及冲牙器等需要振动的场景，当然，该振动马达10也可独立使用。

其中，以振动马达10应用于电动牙刷100为例，该电动牙刷100包括上述振动马达10，以完成振动作业，当然该电动牙刷100还可包括刷头20和刷柄30，振动马达10可安装于刷柄30，且与刷头20传动连接，以带动刷头20振动，完成刷牙动作。

由于电动牙刷100采用了本实用新型实施例提供的振动马达10，所以该电动牙刷100也具有定子12的磁通较高，且磁性件利用率较高，电机的扭力和工作效率较高的特点。

以下将具体介绍本实用新型实施例提供的振动马达10的结构组成、工作原理及有益效果。

请参阅图2，图2为本实用新型实施例提供的振动马达10在不工作时的结构示意图。

该振动马达10，包括定子12和转子15，磁感线经定子12、转子15再回到定子12，以带动转子15转动。通过优化定子12以及转子15的结构，使得经定子12的齿部122的磁通量提高，提高磁性件利用率。

其中，转子15设置于定子12内，而定子12的齿部122包括极身123和极靴124，极靴124远离极身123的端面为导磁端面125，并且，该导磁端面125为向转子15外凸的曲面，换言之，导磁端面125为凸起的曲面，且其朝向转子15凸起。

这样一来，通过设置极靴124来增加极身123靠近转子15一端的宽度，即，增大齿部122相对于转子15的部分的面积，使得较多磁感线经极身123，增加穿过极身123的磁感线和沿极身123延伸的磁感线，优化其磁路结构，并且，通过设置外凸向转子15的导磁端面125，进一步使得较多的磁感线经极身123，进一步地优化振动马达10的磁路结构，提高磁体的利用率，增大振动马达10的扭力，提高工作效率。

进一步地，该导磁端面125在垂直于定子12轴线的面上投影为圆弧，且该圆弧的圆心位于极身123的延伸方向上的对称面。其中，垂直于定子12轴线的面即为定子12径向方向的横截面，在极靴124的横截面上，导磁端面125呈圆弧状，且其圆心位于极身123的对称面，该对称面是指，极身123以该对称面对称，可得到该极身123本身的面，且定子12的轴线位于该对称面上，或者说，极身123的延伸方向位于该对称面。

这样一来，该极靴124的导磁端面125与定子12的中心圆柱面126相切，其中定子12的中心圆柱面126为虚拟圆柱面，该中心圆柱面126的轴线与定子12的轴线重合，且与导磁端面125相交，在导磁端面125向转子15外凸，且圆心位于极身123的对称面时，该中心圆柱面126便与该导磁圆柱面相切，换言之，使得导磁端面125正对转子15的轴线，进一步使得磁感线较多经极身123，进一步优化振动马达10的磁路结构，使得转子15可更加稳定地摆动。

请参阅图3，图3为本实用新型实施例提供的振动马达10的部分定子12的结构示意图。图中向左的箭头方向为极靴124的宽度方向，向下的箭头方向为极身123的延伸方向。

在本实施例中，极靴124的宽度为b，极身123的宽度为a，极靴124的宽度和极身123的宽度的比值小于1.3，也就是说：

b/a<1.3

其中，需要说明的是，极靴124的宽度以及极身123的宽度均为极靴124宽度方向上的两端的距离。

上述比值范围为结构优化结果，以提高磁感线经极身123的数量以及磁体的利用率，提高极身123的磁通量。

进一步地，导磁端面125的一边线与中心圆柱面126在极身123的延伸方向上距离为c，且c的范围为0.2mm至0.35mm，其中，边线为导磁端面125在宽度方向上的一边缘，换言之，该处的气隙距离的范围为0.2mm至0.35mm，该距离范围为结构优化结果，以提高其磁体利用率，提高极身123的磁通量。

请继续参阅图2，该转子15包括摆动铁芯151和摆动磁体152，在摆动铁芯151上设置有安装槽1513，摆动磁体152安装于摆动铁芯151上的安装槽1513内，该摆动铁芯151的转动轴线与定子12的轴线重合，其中，摆动磁体152的远离摆动铁芯151的端面为摆动端面153，即，摆动磁体152朝向铁轭121内壁的一面为摆动端面153，或者说，摆动磁体152靠近极靴124的端面为摆动端面153，并且，该摆动端面153为外凸的曲面。使得磁感线可较多地经极身123，提高极身123的磁通量。

进一步地，该摆动端面153在垂直于定子12轴线的面上投影为圆弧，且圆弧的圆心位于定子12的中心。也就是说，摆动磁体152的横截面上，摆动端面153为圆弧，且圆弧的圆心为转子15的中心，使得转子15在摆动时，经摆动端面153的磁感线更多的经极身123，优化振动马达10的磁路结构。

请参阅图4，图4为本实用新型实施例提供的振动马达10在转子15转至最大摆幅位置时时的结构示意图。图中向左的箭头方向为极靴124的宽度方向，向下的箭头方向为极身123的延伸方向。

并且，图4中的d为第二气隙距离，e为第一气隙距离，其中，第一气隙距离为导磁端面125在宽度方向上的边缘与摆动端面153在极身123延伸方向上的距离，第二气隙距离为导磁端面125与摆动端面153的最小距离，即，第二气隙距离为在摆动端面153与导磁端面125底部相对时，导磁端面125底端至摆动端面153顶端的距离。

而在摆动端面153与导磁端面125相对的时候，第一气隙距离与第二气隙距离的比值范围为1.7至2，即：

1.7<e/d<2

上述比值范围为结构优化结果，以提高其磁体利用率，提高极身123的磁通量。

进一步地，该定子12具有两个相对设置的极身123，摆动铁芯151的两个分别与极身123相对的侧面均开设有两个安装槽1513，也就是说，在摆动铁芯151上开设有四个安装槽1513，而摆动磁体152的数量为四个，四个安装槽1513对称开设于摆动铁芯151的侧面。

并且，在摆动铁芯151向一极身123相对的两个摆动端面153摆动中任意一个，并摆动至最大摆幅位置时，该极身123的延伸方向上的对称面将与另一个摆动端面153的边沿相对，且该边沿为位于所在摆动端面153宽度方向上的，且靠近摆动铁芯151中部的边沿。换言之，上述边沿为摆动顶部155，其为位于摆动铁芯151同侧的两个摆动端面153各自的边沿中，靠近摆动铁芯151中部的边沿为摆动顶部155。

如图4，在摆动铁芯151上方的一侧由左侧摆动至右侧的最大摆幅过程中，上方的极身123的延伸方向上的对称面越过右侧摆动顶部155，并且，在最大摆幅时，左侧摆动端面153的摆动顶部155位于极身123的延伸方向上的对称面，导磁端面125的底端中心点与左边的摆动顶部155正对。

这样一来，使得在摆动铁芯151摆动至最大摆幅时，有较多的磁感线经极身123，以优化磁路结构，提高磁体的利用率。

需要说明的是，在本实施例中，最大摆幅的角度为八度，而在其他实施例中，最大摆幅角度也可为其他度数。

请继续参阅图4，该摆动磁体152的横截面为四角为圆角的四边形，通过设置圆角，以使得磁感线较分散，以使经极身123的磁感线较多，提高磁体的利用率。

并且，位于转子15外缘的一边及其相对的另一边均为圆弧，且其圆心位于极身123的延伸方向上的对称面，换言之，摆动端面153对应的一边以及与该边对应的一边均为圆弧，且两者的圆心位于极身123延伸方向上的对称面上，换言之，与摆动端面153相对的一边偏向摆动铁芯151的曲面，使得磁感线可更好地沿摆动铁芯151分布。

此外，上述四边形的另外两边沿极身123的延伸方向延伸。

请参阅图5，图5为本实用新型实施例提供的振动马达10的另一结构的结构示意图。

该摆动磁体152也可为另一形状，其横截面同样为四角为圆角的四边形，且位于转子15外缘的一边的长度大于与其相对的另一边的长度，其大致呈扇面状，同样使得磁感线可更好地沿摆动铁芯151分布。

请参阅图6，图6为现有的振动马达10在最大摆幅时的磁力线分布示意图。

其中，磁感线经齿部122的较少，使得磁体的利用率较低，且摆动铁芯151上的磁感线的分布较密，较短。

请参阅图7和图8，图7为本实用新型实施例提供的振动马达10在最大摆幅时的磁力线分布示意图。图8为本实用新型实施例提供的振动马达10的另一结构在最大摆幅时的磁力线分布示意图。

本实施例提供的两种摆动磁铁的振动马达10相较于现有的振动马达10在最大摆幅时的磁力线分布来说，其磁感线分布较均匀，且经极身123的磁感线较多。

请参阅图9和图10，图9为本实用新型实施例提供的振动马达10、另一结构的振动马达10以及现有的振动马达10在摆动时的力矩对比图。图10为本实用新型实施例提供的振动马达10、另一结构的振动马达10以及现有的振动马达10在摆动时的电流对比图。

图9中，纵坐标为力矩，其单位为mN.m(毫牛.米)，横坐标为摆动周期，其单位为s(秒)。

其中，三条折线分别A折线、B折线及C折线，A折线和B折线分别对应本实用新型实施例前后提供的两种振动马达10在摆动时的力矩数据情况，C折线对应现有振动马达10在摆动时的力矩数据情况，其中，摆动磁体152横截面具有两条相对圆弧的振动马达10比现有振动马达10的力矩峰值增加25％，摆动磁体152横截面大致为扇面的振动马达10比现有振动马达10的力矩峰值增加16％。

图10中，纵坐标为电流，其单位为毫安(mA)，横坐标为摆动周期，其单位为s(秒)。

三条折线分别为D折线、E折线及F折线，D折线对应现有振动马达10摆动时的电流数据情况，F折线及E折线分别为本实用新型实施例前后提供的两种振动马达10摆动时的电流数据情况，其中，摆动磁体152横截面具有两条相对圆弧的振动马达10比现有振动马达10的电流峰值减小29％，摆动磁体152横截面大致为扇面的振动马达10比现有振动马达10的电流峰值减小24％。

本实用新型实施例提供的振动马达10的工作原理是：

转子15设置于定子12内，而定子12的齿部122包括极身123和极靴124，极靴124远离齿部122的端面为导磁端面125，并且，该导磁端面125为向转子15外凸的曲面，换言之，导磁端面125为凸起的曲面，且其朝向转子15凸起。这样一来，通过设置极靴124来增加极身123远离定子12的铁轭121的一端的宽度，即，增大齿部122相对于转子15的部分的面积，使得较多磁感线经极身123，优化其磁路结构，并且，通过设置外凸向转子15的导磁端面125，进一步使得磁感线经极身123，进一步地优化振动马达10的磁路结构，提高磁体的利用率，增大扭力，提高工作效率。

综上所述：

本实用新型实施例提供一种振动马达10，其定子12的磁通量较高，且具有磁性件利用率较高，电机的扭力和工作效率较高的特点。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，在不冲突的情况下，上述的实施例中的特征可以相互组合，本实用新型也可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。并且，应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型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实用新型内。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。

Claims (10)

1.一种振动马达，其特征在于，包括定子和转子，所述转子设置于所述定子内；

所述定子的齿部包括极身和极靴，所述极靴远离所述极身的端面为导磁端面，且所述导磁端面为向所述转子外凸的曲面。

2.根据权利要求1所述的振动马达，其特征在于，所述导磁端面在垂直于所述定子轴线的面上投影为圆弧，且所述圆弧的圆心位于所述极身的延伸方向上的对称面。

3.根据权利要求1所述的振动马达，其特征在于，在所述极靴的宽度方向上，所述极靴的两端距离与所述极身的两端距离比值小于1.3。

4.根据权利要求1所述的振动马达，其特征在于，所述导磁端面具有一边线，所述边线与中心圆柱面在所述极身的延伸方向上的距离范围为0.2mm至0.35mm，其中，所述边线为所述导磁端面在宽度方向上的一边缘，所述中心圆柱面的轴线与所述定子的轴线重合，且与所述导磁端面相切。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的振动马达，其特征在于，所述转子包括摆动铁芯和摆动磁体，所述摆动铁芯上开设有用于安装所述摆动磁体的安装槽，所述摆动磁体安装于所述安装槽，所述摆动铁芯的转动轴线与所述定子的轴线重合；

所述摆动磁体的靠近所述极靴的端面为摆动端面，且所述摆动端面在垂直于所述定子轴线的面上投影为圆弧，且所述圆弧的圆心位于所述定子的中心。

6.根据权利要求5所述的振动马达，其特征在于，所述摆动端面与所述导磁端面相对时，第一气隙距离与第二气隙距离的比值范围为1.7至2；

其中，所述第一气隙距离为所述导磁端面在宽度方向上的边缘与所述摆动端面在所述极身延伸方向上的距离，所述第二气隙距离为所述导磁端面与所述摆动端面的最小距离。

7.根据权利要求6所述的振动马达，其特征在于，所述定子具有两个相对设置的所述极身，所述摆动铁芯的两个分别与所述极身相对的侧面均开设有两个所述安装槽，所述摆动磁体的数量为四个，四个所述安装槽对称开设于所述摆动铁芯的侧面；

在所述摆动铁芯向与一所述极身相对的两个所述摆动端面中任意一个摆动至最大摆幅时，所述极身的延伸方向上的对称面与另一所述摆动端面的边沿相对，所述边沿为位于所述摆动端面宽度方向上的，且靠近所述摆动铁芯中部的边沿。

8.根据权利要求5所述的振动马达，其特征在于，所述摆动磁体的横截面为四角为圆角的四边形，位于所述转子外缘的一边及其相对的另一边均为圆弧，且圆心位于所述极身的延伸方向上的对称面，另外两边沿所述极身的延伸方向延伸。

9.根据权利要求5所述的振动马达，其特征在于，所述摆动磁体的横截面为四角为圆角的四边形，且位于所述转子外缘的一边的长度大于与其相对的另一边的长度。

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

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