WO2019056594A1

WO2019056594A1 - 微型直流电机

Info

Publication number: WO2019056594A1
Application number: PCT/CN2017/115885
Authority: WO
Inventors: 李金志
Original assignee: 东莞市力博得电子科技有限公司
Priority date: 2017-09-21
Filing date: 2017-12-13
Publication date: 2019-03-28
Also published as: CN107394982B; US11289989B2; CN107394982A; EP3687050A1; JP6999883B2; JP2020533942A; EP3687050A4; US20200220443A1

Abstract

一种微型直流电机（10），包括底盖（20）、承接座（30）、安装于承接座（30）上的外壳（40）、安装于外壳（40）内的支撑架（50）、安装于支撑架（50）上的四个永磁体（60）及线圈（70）、安装于承接座（30）上且伸出于外壳（40）外部的输出轴（80）、安装于输出轴（80）上的铁芯（90）。每两个永磁体（60）为一组对称位于支撑架（50）的侧面上，位于支撑架（50）同一侧面上的两个永磁体（60）的中心与输出轴（80）的轴心连线形成的夹角为50°～60°。铁芯（90）包括套于输出轴（80）上套接部（91）、对称设于套接部（91）两侧的摆臂（92），摆臂（92）与永磁体（60）相对设置。该微型直流电机（10）中永磁体（60）的产生辅助力大，受力行程足够，摆动幅度较大，在电流方向转变的间隙中不需要借助复位弹簧来弥补电路切换的空档动力不足的情况，也无须在结构上通过电流换向器来实现电流的方向，结构简单，噪音小。

Description

微型直流电机

技术领域

本发明涉及本发明涉及电动牙刷配件技术领域，特别是涉及一种微型直流电机。

背景技术

随着社会的不断发展，生活水平的不断提高，电动牙刷已近越来越受到人们的青睐，电动牙刷主要由可充电电池、微型直流电机、电池盒、牙刷头、金属护板及套筒组成。与传统的手动牙刷相比，电动牙刷在电力驱动下，刷头一每分钟几千次乃至上万次的速度运动，振动效率远高于手动牙刷。电动牙刷实现振动的微型直流电机为两种，一种是直流旋转电机加偏心轮变成振动电机，另一种是在电路上通过转换器控制使电机左右摆动，动力轴的中间连接弹簧回弹结构来保证电路切换的空档弥补动能不足。上述两种电机的实现方式结构较为复杂，制成成本较高，工作运行时摩擦噪音较大。

发明内容

基于此，有必要针对电动牙刷中电机存在的问题，提供一种结构简单、噪音小的微型直流电机。

一种微型直流电机，包括：底盖、安装于所述底盖上的承接座、安装于所述承接座上的外壳、安装于所述外壳内的支撑架、安装于所述支撑架上的四个永磁体及线圈、安装于所述承接座上且伸出于所述外壳外部的输出轴、安装于所述输出轴上的铁芯；每两个所述永磁体为一组对称位于所述支撑架的侧面上，位于所述支撑架同一侧面上的两个所述永磁体的中心与所述输出轴的轴心连线形成的夹角为50°～60°；所述铁芯包括套于所述输出轴上套接部、对称设于所述套接部两侧的摆臂，所述摆臂与所述永磁体相对设置。

上述微型直流电机，包括底盖、安装于底盖上的承接座、安装于承接座上的外壳、安装于外壳内的支撑架、安装于支撑架上的四个永磁体及线圈、安装于承接座上且伸出于外壳外部的输出轴、安装于输出轴上的铁芯。使用时，通过交替改变线圈的电流方向，铁芯在通电后的磁场作用下变成励磁铁芯，铁芯在永磁体的磁场作用下左右摆动从而带动输出轴左右摆动。因为位于支撑架同一侧面上的两个永磁体的中心与输出轴的轴心连线形成的夹角为50°～60°，根据余弦定理永磁体的产生辅助力大，受力行程足够，摆动幅度较大，在电流方向转变的间隙中不需要借助复位弹簧来弥补电路切换的空档动力不足的情况，结构简单、噪音小。

在其中一个实施例中，所述输出轴上安装有下轴承及上轴承，所述下轴承位于所述承接座上，所述上轴承位于所述外壳上。

在其中一个实施例中，所述承接座上设有设一第一轴承槽及二卡槽，所述第一轴承槽容置所述下轴承，所述卡槽向所述底盖延伸。

在其中一个实施例中，所述底盖上凸伸出二卡块，所述卡块与所述卡槽一一相对适配。

在其中一个实施例中，所述承接座上凸伸出二弧形块，所述弧形块与所述外壳的内壁抵接。

在其中一个实施例中，所述线圈的出线头自所述底盖穿出。

在其中一个实施例中，所述摆臂上设有一弧形槽及二受力面，二所述受力面对称位于所述弧形槽的两侧且与所述永磁体一一相对设置。

在其中一个实施例中，，所述支撑架包括第一架体及第二架体，所述第一架体及第二架体的一端与所述承接座抵接。

在其中一个实施例中，所述第一架体上设有第一安装槽及第一绕线槽，所述第一安装槽纵向延伸容置所述永磁体，所述第一绕线槽横向延伸容置所述线圈。

在其中一个实施例中，所述第二架体上设有第二安装槽及第二绕线槽，所述第二安装槽纵向延伸容置所述永磁体且与所述第一安装槽一一相对，所述第二绕线槽横向延伸容置所述线圈且与所述第一绕线槽一一相对。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例微型直流电机的示意图；

图2为图1所示微型直流电机的分解示意图；

图3为图1所示微型直流电机的剖视图；

图4为图1所示微型直流电机的另一剖视图；

图5为图4所示微型直流电机的另一剖视图；

图6为图2所示微型直流电机中底盖的示意图；

图7为图2所示微型直流电机中承接座的示意图；

图8为图2所示微型直流电机中外壳的示意图；

图9为图2所示微型直流电机中第一架体的示意图；

图10为图2所示微型直流电机中第二架体的示意图；

图11为图2所示微型直流电机中铁芯的示意图；

附图标注说明：

10-微型直流电机，20-底盖，21-卡块，30-承接座，31-第一轴承槽，32-卡槽，33-弧形块，40-外壳，41-第二轴承槽，50-支撑架，51-第一架体，52-第二架体，53-第一安装槽，54-第一绕线槽，55-第二安装槽，56-第二绕线槽，60-永磁体，70-线圈，80-输出轴，81-下轴承，82-上轴承，90-铁芯，91-套接部，92-摆臂，93-弧形槽，94-受力面。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。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或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参照图1至图11，为本发明一较佳实施例的微型直流电机10，该微型直流电机10主要用于电动牙刷上，作为电动牙刷的动力源。微型直流电机10包括底盖21、安装于底盖20上的承接座30、安装于承接座30上的外壳40、安装于外壳40内的支撑架50、安装于支撑架50上的四个永磁体60及线圈70、安装于承接座30上且伸出于外壳40外部的输出轴80、安装于输出轴80上的铁芯90，线圈70的出线头自底盖20穿出，使用时，线圈70交替改变方向通电，铁芯90在永磁体60的作用下摆动，从而使输出轴80不断摆动。其中，每两个永磁体60为一组对称位于支撑架50的侧面上，位于支撑架50同一侧面上的两个永磁体60的中心与输出轴80的轴心连线形成的夹角为50°～60°。

进一步地，参照图2和图6，所述底盖20上凸伸出二卡块21，卡块21与承接座30卡接，底盖20对承接座30起到保护作用。再参照图7，所述承接座30上设有一第一轴承槽31及二卡槽32，第一轴承槽31容置输出轴80的一端，卡槽32向底盖20延伸，卡槽32与卡块21一一相对适配。更进一步地，承接座30上凸伸出二弧形块33，弧形块33与外壳40的内壁抵接，限制承接座30不会随意转动。

进一步地，再次参照图8，所述外壳40上设有一第二轴承槽41，第二轴承槽41位于外壳40远离底盖20的端部。进一步地，再次参照图9和图10，支撑架50包括第一架体51及第二架体52，第一架体51及第二架体52的一端与承接座30抵接。第一架体51上设有第一安装槽53及第一绕线槽54，第一安装槽53纵向延伸容置永磁体60，第一绕线槽54横向延伸容置线圈70。第二架体52上设有第二安装槽55及第二绕线槽56，第二安装槽55纵向延伸容置永磁体60且与第一安装槽53一一相对，第二绕线槽56横向延伸容置线圈70且与第二绕线槽54一一相对。更进一步地，请参照图4和图5，第一架体51和第二架体52都安装有两个永磁体60，其中第一支架51的两个永磁体60相互对称设置，第二支架52上的两个永磁体60相互对称设置。第一架体51上的永磁体60与第二架体52上的永磁体60一一相对设置，每两个一一相对设置永磁体60的中心与输出轴80的轴心连线形成的夹角为50°～60°，在其中一实施例中，夹角为54°。第一架体51上永磁体60的N极远离铁芯90方向，S极朝向铁芯90方向，第二架体52上永磁体60的N极朝向铁芯90方向，S极远离铁芯90方向。

进一步地，所述输出轴80上安装有下轴承81及上轴承82，下轴承81位于承接座30上，上轴承82位于外壳40上，具体地，下轴承81容置于第一轴承槽31内，上轴承82容置于第二轴承槽41内。输出轴80通过下轴承81、上轴承82的支撑作用可以在铁芯90的带动下高速转动。

进一步地，参照图11，所述铁芯90包括套于输出轴80上的套接部91、对称设于套接部91两侧的摆臂92，摆臂92与永磁体60相对设置。摆臂92整体呈T型设置，摆臂92上设有一弧形槽93及二受力面94，两块受力面94对称位于弧形槽93的两侧且与永磁体60一一相对设置，因为受力面94为弧形面，受力面积较大，极易将永磁体60产生的磁力传递给输出轴80。

所述微型直流电机10安装时将输出轴80穿入铁芯90，将第一架体51、第二架体52扣合包裹住装配好的铁芯90，在第一架体51的第一安装槽53上、第二架体52的第二安装槽55上安装永磁体60，并将线圈70绕在第一架体51、第二架体52上。之后一体安装于外壳40内，将下轴承81、上轴承82安装在输出轴80上，扣上承接座30，最后扣上底盖20。

上述微型直流电机10，包括底盖20、安装于底盖20上的承接座30、安装于承接座30上的外壳40、安装于外壳40内的支撑架50、安装于支撑架50上的四个永磁体60及线圈70、安装于承接座30上且伸出于外壳40外部的输出轴80、安装于输出轴80上的铁芯90。使用时，通过交替改变线圈70的电流方向，具体电流方向的交替改变通过控制芯片来控制，铁芯90在通电后的磁场作用下变成励磁铁芯，铁芯90在永磁体60的磁场作用下左右摆动从而带动输出轴80左右摆动。因为位于支撑架50同一侧面上的两个永磁体 60的中心与输出轴80的轴心连线形成的夹角为50°～60°，根据余弦定理永磁体60的产生辅助力大，受力行程足够，摆动幅度较大，在电流方向转变的间隙中不需要借助复位弹簧来弥补电路切换的空档动力不足的情况，结构简单，噪音小。该微型直流电机10的工作时的频率为300～500HZ，输出轴80的抖动可高达30000～50000次每分钟，可以让嘴巴里的牙膏和水混合物产生大量微小的气泡，气泡爆裂时产生的压力可以深入牙缝清洁污垢，刷牙效果好。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

一种微型直流电机，其特征在于，包括：底盖、安装于所述底盖上的承接座、安装于所述承接座上的外壳、安装于所述外壳内的支撑架、安装于所述支撑架上的四个永磁体及线圈、安装于所述承接座上且伸出于所述外壳外部的输出轴、安装于所述输出轴上的铁芯；每两个所述永磁体为一组对称位于所述支撑架的侧面上，位于所述支撑架同一侧面上的两个所述永磁体的中心与所述输出轴的轴心连线形成的夹角为50°～60°；所述铁芯包括套于所述输出轴上套接部、对称设于所述套接部两侧的摆臂，所述摆臂与所述永磁体相对设置。
根据权利要求1所述的微型直流电机，其特征在于，所述输出轴上安装有下轴承及上轴承，所述下轴承位于所述承接座上，所述上轴承位于所述外壳上。
根据权利要求2所述的微型直流电机，其特征在于，所述承接座上设有一第一轴承槽及二卡槽，所述第一轴承槽容置所述下轴承，所述卡槽向所述底盖延伸。
根据权利要求3所述的微型直流电机，其特征在于，所述底盖上凸伸出二卡块，所述卡块与所述卡槽一一相对适配。
根据权利要求3所述的微型直流电机，其特征在于，所述承接座上凸伸出二弧形块，所述弧形块与所述外壳的内壁抵接。
根据权利要求1所述的微型直流电机，其特征在于，所述线圈的出线头自所述底盖穿出。
根据权利要求1所述的微型直流电机，其特征在于，所述摆臂上设有一弧形槽及二受力面，二所述受力面对称位于所述弧形槽的两侧且与所述永磁体一一相对设置。
根据权利要求1所述的微型直流电机，其特征在于，所述支撑架包括第一架体及第二架体，所述第一架体及第二架体的一端与所述承接座抵接。
根据权利要求8所述的微型直流电机，其特征在于，所述第一架体上设有第一安装槽及第一绕线槽，所述第一安装槽纵向延伸容置所述永磁体，所述第一绕线槽横向延伸容置所述线圈。
根据权利要求9所述的微型直流电机，其特征在于，所述第二架体上设有第二安装槽及第二绕线槽，所述第二安装槽纵向延伸容置所述永磁体且与所述第一安装槽一一相对，所述第二绕线槽横向延伸容置所述线圈且与所述第一绕线槽一一相对。