CN215990469U - 小型高频振动电机 - Google Patents

Abstract

一种小型高频振动电机，包括中心转轴、转子、第一定子铁芯、第二定子铁芯、定子绕组、第一磁铁组和第二磁铁组，转子固定套设于中心转轴上而可同步转动；第一定子铁芯和第二定子铁芯分别包围于转子外；定子绕组位于第一定子铁芯与第二定子铁芯之间；第一磁铁组固定设于转子上，并设有至少两个不同的磁极可朝向于第一定子铁芯；第二磁铁组固定设于转子上，并设有至少两个不同的磁极可朝向于第二定子铁芯；当定子绕组通入工作电源时，第一定子铁芯和第二定子铁芯形成交替变化的磁极而交替吸引或排斥第一磁铁组和第二磁铁组，从而带动中心转轴往复转动而形成高频振动。本实用新型的小型高频振动电机振动频率高、振动频率稳定，且能耗低、寿命长、噪音小。

Description

小型高频振动电机

【技术领域】

本实用新型涉及小型振动电机。

【背景技术】

众所周知，传统的振动电机是在铁芯转子轴两端各安装一组可调偏心块，利用轴及偏心块高速旋转产生的离心力得到激振力。振动电机的振动频率范围大，只有激振动力与功率配合得当才能降低机械噪音。由于其使用偏心结构，其振幅不均匀，振动频率不够稳定，且不易小型化。

【实用新型内容】

本实用新型旨在解决上述问题，而提供一种易于小型化、振动频率高、振动频率稳定、噪音低的小型高频振动电机。

为解决上述问题，本实用新型提供了一种小型高频振动电机，其特征在于，其包括中心转轴、转子、第一定子铁芯、第二定子铁芯、定子绕组、第一磁铁组和第二磁铁组，所述转子固定套设于所述中心转轴上而可同步转动；所述第一定子铁芯和第二定子铁芯分别包围于所述转子外；所述定子绕组位于所述第一定子铁芯与第二定子铁芯之间；所述第一磁铁组固定设于所述转子上，并设有至少两个不同的磁极可朝向于所述第一定子铁芯；所述第二磁铁组固定设于所述转子上，并设有至少两个不同的磁极可朝向于所述第二定子铁芯；当所述定子绕组通入工作电源时，所述第一定子铁芯和第二定子铁芯形成交替变化的磁极而交替吸引或排斥所述第一磁铁组和第二磁铁组，从而带动所述中心转轴往复转动而形成高频振动。

进一步地，所述第一定子铁芯设有朝向所述中心转轴的第一磁靴；所述第一磁铁组至少设有间隔分布并可朝向于所述第一磁靴的N磁极和S磁极；所述第二定子铁芯设有朝向所述中心转轴的第二磁靴；所述第二磁铁组至少设有间隔分布并可朝向于所述第二磁靴的N磁极和 S磁极；当所述定子绕组通入工作电源时，所述第一磁靴和第二磁靴上形成交替变化的磁极而交替吸引或排斥所述第一磁铁组、第二磁铁组的所述N磁极和S磁极而带动所述中心转轴往复转动。

进一步地，在同一轴向位置处，所述第一磁铁组和第二磁铁组的磁极分布相反。

进一步地，所述第一磁铁组包括根长条形磁铁，其平行于所述中心转轴而间隔分布于所述转子上；所述第二磁铁组包括根长条形磁铁，其平行于所述中心转轴而间隔分布于所述转子上；所述第二磁铁组的磁铁分布位置与所述第一磁铁组的磁铁分布位置相对应。

进一步地，所述转子由若干矽钢片层叠而形成，其设有中心轴孔，其外壁上设有若干沿轴向延伸的凹槽；所述中心转轴插装于所述中心轴孔内，且中心转轴的两端伸出于所述转子外；所述第一磁铁组和第二磁铁组嵌设于所述凹槽内。

进一步地，所述第一定子铁芯由若干矽钢片层叠而形成，其设有呈框状的第一外围部，在所述第一外围部内对称设有朝中心转轴延伸的第一引导部，在所述第一引导部的端部上设有所述第一磁靴，所述第一磁靴呈朝向于所述转子弯曲的弧板状；所述第二定子铁芯由若干矽钢片层叠而形成，其设有呈框状的第二外围部，在所述第二外围部内对称设有朝中心转轴延伸的第二引导部，在所述第二引导部的端部上设有所述第二磁靴，所述第二磁靴呈朝向于所述转子弯曲的弧板状。

进一步地，在所述转子上套设有线圈架，所述线圈架位于所述第一定子铁芯和第二定子铁芯之间；所述定子绕组设于所述线圈架上。

进一步地，所述线圈架包括呈圆筒状的绕线部，在所述绕线部的两端分别设有呈平板状的第一抵持部和第二抵持部，所述定子绕组沿所述绕线部的周向进行绕线而设于所述绕线部上；所述第一定子铁芯和第二定子铁芯分别位于所述第一抵持部和第二抵持部之外。

进一步地，其还包括对合连接的外壳和端盖，所述中心转轴的一端通过轴承而可转动的设于所述外壳上，且所述中心转轴的该端穿出于外壳外，所述中心转轴的另一端通过轴承而可转动的设于所述端盖内。

进一步地，在所述中心转轴上套设有配重块。

本实用新型的有益贡献在于，其有效解决了上述问题。本实用新型根据电磁感应及磁铁的同性相斥异性相吸原理，通过控制通入定子绕组的电流的方向，从而使磁铁发生偏转而带动中心转轴往复转动，实现振动效果。本实用新型的小型高频振动电机振动频率高，振动频率稳定，且能耗低、寿命长、噪音小。此外，本实用新型的小型高频振动电机往复偏转，具有定向输出的优势，可方便其应用。本实用新型的小型高频振动电机可广泛应用于市场上的声波牙刷、声波洗脸器、按摩器等用品。

【附图说明】

图1是整体结构示意图。

图2是结构分解示意图。

图3是结构分解示意图。

图4是纵向剖视图。

图5是纵向剖视图。

图6是横向剖视图，其中，图6A示出了第一定子铁芯处的横截面示意图，图6B示出了第二定子铁芯处的横截面示意图。

图7是本实用新型的工作原理示意图。

图8是本实用新型的工作原理示意图。

附图标识：中心转轴10、转子20、凹槽21、第一定子铁芯30、第一磁靴31、第一外围部32、第一引导部33、第二定子铁芯40、第二磁靴41、第二外围部42、第二引导部43、定子绕组50、第一磁铁组 60、第二磁铁组70、线圈架80、绕线部81、第一抵持部82、第二抵持部83、外壳91、端盖92、轴承93、配重块94。

【具体实施方式】

下列实施例是对本实用新型的进一步解释和补充，对本实用新型不构成任何限制。

如图1～图8所示，本实用新型的小型高频振动电机包括中心转轴10、转子20、第一定子铁芯30、第二定子铁芯40、定子绕组50、第一磁铁组 60和第二磁铁组70。进一步的，其还可包括线圈架80、外壳91、端盖92、配重块94。

如图1～图8所示，所述转子20固定套设于所述中心转轴10上，两者可同步转动。所述转子20与所述中心转轴10的固接方式不限。本实施例中，所述转子20设有中心轴孔，所述中心转轴10插装于所述转子20的中心轴孔内，且中心转轴10的两端伸出于所述转子20外。

如图2～图6所示，所述第一定子铁芯30和第二定子铁芯40包覆于所述转子20外。所述第一定子铁芯30与第二定子铁芯40间隔设置。在所述第一定子铁芯30与第二定子铁芯40之间设有所述定子绕组50。所述定子绕组50套设于所述转子20上。工作时，所述第一定子铁芯30、第二定子铁芯40及定子绕组50均不随中心转轴10转动，其为不动设计。

如图2～图6所示，所述第一磁铁组60用于与所述第一定子铁芯30相互作用。所述第一磁铁组60固定设于所述转子20上，其可随转子20、中心转轴10同步转动。如图6所示，所述第一磁铁组60设有至少两个极性不同的磁极，该两个不同的磁极可朝向于所述第一定子铁芯30。所述第一磁铁组60可通过不同极性的磁极与所述第一定子铁芯30相互作用，这样，当第一定子铁芯30的磁极交替变化时，第一磁铁组60便需运动而使得其相应的磁极与所述第一定子铁芯30相互作用，从而带动中心转轴10往复转动而形成高频振动。

如图2～图6所示，所述第二磁铁组70用于与所述第二定子铁芯 40相互作用。所述第二磁铁组70固定设于所述转子20上，其可随转子20、中心转轴10同步转动。如图6所示，所述第二磁铁组70设有至少两个极性不同的磁极，该两个不同的磁极可朝向于所述第二定子铁芯40。所述第二磁铁组70可通过不同极性的磁极与所述第二定子铁芯40相互作用，这样，当第二定子铁芯40的磁极交替变化时，第二磁铁组70便需运动而使得相应的磁极与所述第二定子铁芯40相互作用，从而带动中心转轴10往复转动而形成高频振动。

所述第一磁铁组60、第二磁铁组70的磁极设置，应使得同一时刻其带动中心转轴10转动的方向一致。

当所述定子绕组50通入工作电源时，例如正负方波时，如图6、图7、图8所示，所述第一定子铁芯30和第二定子铁芯40上便会形成交替变化的磁极，该磁极朝向转子20，在磁力作用下，其便会吸引第一磁铁组60、第二磁铁组70中极性相反的磁极、排斥极性相同的磁极，这样，第一定子铁芯30和第二定子铁芯40的磁极交替变化便会带动第一磁铁组60和第二磁铁组70往复运动，从而带动中心转轴 10往复转动而形成高频振动。

进一步地，如图3、图6所示，为方便在所述第一定子铁芯30上形成磁极与所述第一磁铁组60进行作用，在所述第一定子铁芯30上设有第一磁靴31。所述第一磁靴31朝向所述中心转轴10、转子20，并与所述转子20间隔一定距离。所述第一磁靴31具有聚磁作用，当定子绕组50通入工作电源时，所述第一定子铁芯30便可在第一磁靴 31处形成N磁极或S磁极。所述第一磁靴31的形状可根据需要而设置，本实施例中，所述第一磁靴31呈弧板状，其朝向于所述转子20 侧进行弯曲。

同样的，如图3、图6所示，为方便在所述第二定子铁芯40上形成磁极与所述第二磁铁组70进行作用，在所述第二定子铁芯40上设有第二磁靴41。所述第二磁靴41朝向所述中心转轴10和转子20，并与所述转子20间隔一定距离。所述第二磁靴41具有聚磁作用，当定子绕组50通入工作电源时，所述第二定子铁芯40便可在第二磁靴41 处形成S磁极或N磁极。所述第二磁靴41的形状可根据需要而设置，本实施例中，所述第二磁靴41呈弧板状，其朝向于所述转子20侧进行弯曲。

如图6A所示，所述第一磁铁组60至少设有间隔分布并可朝向于所述第一磁靴31的N磁极和S磁极。所述第一磁铁组60的N磁极和 S磁极之间间隔的距离，与所述中心转轴10的偏转幅度相关。在某个时刻，如图7A所示，所述第一磁靴31吸引第一磁铁组60中的S磁极、排斥N磁极；当第一磁靴31的极性发生变化后，如图8A所示，所述第一磁靴31便吸引第一磁铁组60中的N磁极、排斥S磁极，从而通过磁力作用促使第一磁铁组60发生运动，进而带动转子20、中心转轴10往复转动而输出高频振动。

如图6B所示，所述第二磁铁组70至少设有间隔分布并可朝向于所述第二磁靴41的N磁极和S磁极。所述第一磁铁组60的N磁极与 S磁极之间间隔的距离，与所述中心转轴10的偏转幅度相关。在某个时刻，如图7B所示，所述第二磁靴41吸引第二磁铁组70中的N磁极、排斥S磁极；当第二磁靴41的极性发生变化后，如图8B所示，所述第二磁靴41便吸引第二磁铁组70中的S磁极、排斥N磁极，从而通过磁力作用而促使第二磁铁组70发生运动，进而带动转子20、中心转轴10往复转动而输出高频振动。

由于第一磁靴31、第二磁靴41分布于定子绕组50的两侧，当定子绕组50通入工作电源而产生磁场时，所述第一磁靴31和第二磁靴 41上形成的磁极便相反(如图6所示)，因此，与第一磁靴31、第二磁靴41相对应的第一磁铁组60、第二磁铁组70的磁极分布也需相反才能保证中心转轴10在第一磁铁组60、第二磁铁组70的带动下朝同一方向转动。因此，如图6所示，在同一轴向位置处，所述第一磁铁组60和第二磁铁组70的磁极分布相反。例如，第一磁铁组60的N磁极与第一磁靴31相对应时，与第二磁靴41相对应的便是第二磁铁组 70的S磁极。

本实施例中，如图3、图6所示，所述第一磁铁组60包括4根长条形磁铁，其平行于所述中心转轴10而间隔分布于所述转子20上。所述磁铁的磁极，沿横向于中心转轴10的方向分布，即朝向于中心转轴10和背离中心转轴10的两侧分别为N磁极、S磁极中的一者。所述4根磁铁呈对称分布，每两根磁铁对应于一个第一磁靴31。对应于同一个第一磁靴31的两根磁铁，分别以不同的磁极面向所述第一磁靴 31侧，从而可使得当第一磁靴31的极性交替变化时，可交替与该两根磁铁发生作用而引起中心转轴10发生往复转动。

同样的，如图3、图6所示，所述第二磁铁组70包括4根长条形磁铁，其平行于所述中心转轴10而间隔分布于所述转子20上。所述磁铁的磁极，沿横向于中心转轴10的方向分布，即朝向于中心转轴 10和背离中心转轴10的两侧分别为N磁极、S磁极中的一者。所述4 根磁铁呈对称分布，每两根磁铁对应于一个第二磁靴41。对应于同一个第二磁靴41的两根磁铁，分别以不同的磁极面向所述第二磁靴41 侧，从而可使得当第二磁靴41的极性交替变化时，可交替与该两根磁铁发生作用而引起中心转轴10发生往复转动。

本实施例中，所述转子20由若干矽钢片层叠而形成。所述转子 20设有中心轴孔，所述中心转轴10插装于所述中心轴孔内而与所述转子20同轴固接。

如图2、图3所示，在所述转子20的侧壁上设有沿轴向延伸的凹槽21，所述凹槽21用于安装所述第一磁铁组60和第二磁铁组70。本实施例中，在所述转子20的侧壁上分布有4个长条形的凹槽21，所述第一磁铁组60的4根磁铁和第二磁铁组70中的4根磁铁分别嵌设于所述凹槽21的两端。

如图3、图6所示，所述第一定子铁芯30由若干矽钢片层叠而形成，其设有呈框状的第一外围部32。本实施例中，所述第一外围部32 呈跑道形状。在所述第一外围部32内对称设有朝中心转轴10延伸的第一引导部33。所述第一引导部33呈平板状，其居中分布。在所述第一引导部33的端部上分别设有所述第一磁靴31。所述第一磁靴31 相向间隔而分布于转子20的外围。

如图3、图6所示，所述第二定子铁芯40由若干矽钢片层叠而形成，其设有呈框状的第二外围部42。本实施例中，所述第二外围部42 呈跑道形状。在所述第二外围部42内对称设有朝中心转轴10延伸的第二引导部43。所述第二引导部43呈平板状，其居中分布。在所述第二引导部43的端部上分别设有所述第二磁靴41。所述第二磁靴41 相向间隔而分布于转子20的外围。

如图3、图4、图5所示，为方便设置所述定子绕组50，可进一步在所述转子20上设置线圈架80。所述线圈架80包括绕线部81、第一抵持部82和第二抵持部83。所述绕线部81呈圆筒状，其套设于所述转子20上，但不随所述转子20转动。所述第一抵持部82和第二抵持部83设于所述绕线部81的两端，其均呈平板状。所述第一抵持部 82和第二抵持部83的设置，一方面可方便在绕线部81上绕制线圈，避免线圈散落，而且第一抵持部82还可间隔第一定子铁芯30与定子绕组50以及承载第一定子铁芯30，第二抵持部83还可间隔第二定子铁芯40与定子绕组50以及承载第二定子铁芯40。此外，为方便引线，还可在所述第一抵持部82或第二抵持部83上设置穿线孔，方便将定子绕组50的接线端引出去。

所述定子绕组50由导线绕制而形成，其沿所述绕线部81的周向进行绕线而设于所述绕线部81上。

此外，如图3、图4、图5所示，本实用新型的小型高频振动电机还包括对合连接的外壳91和端盖92。所述外壳91和端盖92用于封闭各部件而只露出中心转轴10的一端。所述中心转轴10的一端通过轴承93而可转动的设于所述外壳91上，且所述中心转轴10的该端穿出于所述外壳91外。所述中心转轴10的另一端通过轴承93而可转动的设于所述端盖92内。所述外壳91和端盖92的形状可根据需要而设置，本实施例中，所述外壳91的横截面呈跑道型，其内表面与所述第一外围部32、第二外围部42的外表面相贴合。所述轴承93可选用滚动轴承93。

进一步的，如图3、图4、图5所示，还可在所述中心转轴10上套设配重块94。本实施例中，在所述第二定子铁芯40与端盖92之间设有所述配重块94。所述配重块94可利于转动更平稳，并且利于将旋转力度有效传导至中心转轴10的出轴端，即中心转轴10伸出至外壳91的一端。

藉此，便形成了本实用新型的小型高频振动电机：转子20套设于中心转轴10上，两者可同步转动；中心转轴10通过轴承93可转动的连接于外壳91与端盖92内，且中心转轴10的一端伸出于外壳91外；第一定子铁芯30、第二定子铁芯40包围于转子20外，在转子20与第一定子铁芯30之间设有第一磁铁组60，在转子20与第二定子铁芯 40之间设有第二磁铁组70，在第一定子铁芯30与第二定子铁芯40之间设有线圈架80，线圈架80上设有定子绕组50；此外，在中心转轴 10上套设有配重块94。

本实用新型的小型高频振动电机的工作原理如下：

当定子绕组50通入工作电源时，如图7、图8所示，如正负方波电源时，所述第一定子铁芯30和第二定子铁芯40受感应而在第一磁靴31、第二磁靴41处产生磁极；当定子绕组50上的电流方向交替变化时，所述第一磁靴31、第二磁靴41的磁极交替变化，从而可交替吸引或排斥第一磁铁组60、第二磁铁组70中相应的磁极，从而驱动第一磁铁组60、第二磁铁组70转动，进而带动所述中心转轴10往复转动而形成高频振动。

具体的，例如，在工作电源的正波周期内，如图7A、图7B所示，第一磁靴31可形成N磁极，第二磁靴41形成S磁极；因此，N磁极的第一磁靴31便吸引第一磁铁组60中的S磁极(如图7A所示)，S 磁极的第二磁靴41便吸引第二磁铁组70中的N磁极(如图7B所示)，从而共同带动中心转轴10顺时针转动(如图7所示)；当工作电源进入负波周期内时，如图8A、吐8B所示，第一磁靴31变化为S磁极，第二磁靴41变化为N磁极，因此，S磁极的第一磁靴31便会斥开第一磁铁组60中的S磁极，吸引第一磁铁组60中的N磁极(如图8A所示)，N磁极的第二磁靴41便会斥开第二磁铁组70中的N磁极，吸引第二磁铁组70中的S磁极(如图8B所示)，从而共同带动中心转轴 10逆时针转动(如图8所示)。这样，当工作电源交替变化时，第一磁靴31、第二磁靴41的磁极交替变化，从而驱动中心转轴10往复转动而形成高频振动。

尽管通过以上实施例对本实用新型进行了揭示，但是本实用新型的范围并不局限于此，在不偏离本实用新型构思的条件下，以上各构件可用所属技术领域人员了解的相似或等同元件来替换。

Claims (10)

1.一种小型高频振动电机，其特征在于，其包括：

中心转轴(10)，

转子(20)，固定套设于所述中心转轴(10)上而可同步转动；

第一定子铁芯(30)和第二定子铁芯(40)，分别包围于所述转子(20)外；

定子绕组(50)，位于所述第一定子铁芯(30)与第二定子铁芯(40)之间；

第一磁铁组(60)，固定设于所述转子(20)上，并设有至少两个不同的磁极可朝向于所述第一定子铁芯(30)；

第二磁铁组(70)，固定设于所述转子(20)上，并设有至少两个不同的磁极可朝向于所述第二定子铁芯(40)；

当所述定子绕组(50)通入工作电源时，所述第一定子铁芯(30)和第二定子铁芯(40)形成交替变化的磁极而交替吸引或排斥所述第一磁铁组(60)和第二磁铁组(70)，从而带动所述中心转轴(10)往复转动而形成高频振动。

2.如权利要求1所述的小型高频振动电机，其特征在于，

所述第一定子铁芯(30)设有朝向所述中心转轴(10)的第一磁靴(31)；所述第一磁铁组(60)至少设有间隔分布并可朝向于所述第一磁靴(31)的N磁极和S磁极；

所述第二定子铁芯(40)设有朝向所述中心转轴(10)的第二磁靴(41)；所述第二磁铁组(70)至少设有间隔分布并可朝向于所述第二磁靴(41)的N磁极和S磁极；

当所述定子绕组(50)通入工作电源时，所述第一磁靴(31)和第二磁靴(41)上形成交替变化的磁极而交替吸引或排斥所述第一磁铁组(60)、第二磁铁组(70)的所述N磁极和S磁极而带动所述中心转轴(10)往复转动。

3.如权利要求2所述的小型高频振动电机，其特征在于，在同一轴向位置处，所述第一磁铁组(60)和第二磁铁组(70)的磁极分布相反。

4.如权利要求3所述的小型高频振动电机，其特征在于，

所述第一磁铁组(60)包括(4)根长条形磁铁，其平行于所述中心转轴(10)而间隔分布于所述转子(20)上；

所述第二磁铁组(70)包括(4)根长条形磁铁，其平行于所述中心转轴(10)而间隔分布于所述转子(20)上；

所述第二磁铁组(70)的磁铁分布位置与所述第一磁铁组(60)的磁铁分布位置相对应。

5.如权利要求4所述的小型高频振动电机，其特征在于，

所述转子(20)由若干矽钢片层叠而形成，其设有中心轴孔，其外壁上设有若干沿轴向延伸的凹槽(21)；

所述中心转轴(10)插装于所述中心轴孔内，且中心转轴(10)的两端伸出于所述转子(20)外；

所述第一磁铁组(60)和第二磁铁组(70)嵌设于所述凹槽(21)内。

6.如权利要求5所述的小型高频振动电机，其特征在于，

所述第一定子铁芯(30)由若干矽钢片层叠而形成，其设有呈框状的第一外围部(32)，在所述第一外围部(32)内对称设有朝中心转轴(10)延伸的第一引导部(33)，在所述第一引导部(33)的端部上设有所述第一磁靴(31)，所述第一磁靴(31)呈朝向于所述转子(20)弯曲的弧板状；

所述第二定子铁芯(40)由若干矽钢片层叠而形成，其设有呈框状的第二外围部(42)，在所述第二外围部(42)内对称设有朝中心转轴(10)延伸的第二引导部(43)，在所述第二引导部(43)的端部上设有所述第二磁靴(41)，所述第二磁靴(41)呈朝向于所述转子(20)弯曲的弧板状。

7.如权利要求1所述的小型高频振动电机，其特征在于，

在所述转子(20)上套设有线圈架(80)，所述线圈架(80)位于所述第一定子铁芯(30)和第二定子铁芯(40)之间；

所述定子绕组(50)设于所述线圈架(80)上。

8.如权利要求7所述的小型高频振动电机，其特征在于，

所述线圈架(80)包括呈圆筒状的绕线部(81)，在所述绕线部(81)的两端分别设有呈平板状的第一抵持部(82)和第二抵持部(83)，

所述定子绕组(50)沿所述绕线部(81)的周向进行绕线而设于所述绕线部(81)上；

所述第一定子铁芯(30)和第二定子铁芯(40)分别位于所述第一抵持部(82)和第二抵持部(83)之外。

9.如权利要求1所述的小型高频振动电机，其特征在于，其还包括对合连接的外壳(91)和端盖(92)，所述中心转轴(10)的一端通过轴承(93)而可转动的设于所述外壳(91)上，且所述中心转轴(10)的该端穿出于外壳(91)外，所述中心转轴(10)的另一端通过轴承(93)而可转动的设于所述端盖(92)内。

10.如权利要求1所述的小型高频振动电机，其特征在于，在所述中心转轴(10)上套设有配重块(94)。

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