CN104967239B - 双线圈磁悬浮振动器及电动牙刷 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双线圈磁悬浮振动器及电动牙刷，该振动器包括壳体，壳体内装有转轴，转轴的第一端延伸到壳体外，转轴外套装有转子，且壳体的周壁内表面设有沿壳体周向间隔布置的磁体，磁体与转子相对设置并位于转子的外侧，壳体外设有偏心轮，偏心轮套装在转轴的第二端，其中，壳体为一体成型的壳体，在壳体轴向上，转子的两侧分别设有第一线圈及第二线圈，第一线圈及第二线圈分别套装在转轴外，第一线圈及第二线圈安装在壳体内。该电动牙刷具有外壳以及牙刷头，外壳内安装有上述振动器，振动器的转轴带动牙刷头运动。本发明提供的振动器生产成本低，且组装工艺简单，同轴性好。

Description

双线圈磁悬浮振动器及电动牙刷

技术领域

本发明涉及电机领域，具体地说，是涉及一种双线圈磁悬浮振动器以及具有这种振动器的电动牙刷。

背景技术

电动牙刷是常见的生活用品，现有的电动牙刷具有一个牙刷头，牙刷头上设有刷毛，并且电动牙刷的外壳内设有一个振动器，振动器与牙刷头连接，振动器启动后其转轴带动牙刷头转动，从而带动刷毛在一定范围内转动。

参见图1与图2，现有的振动器具有壳体，壳体由上壳体10以及下壳体11组成，在壳体内设有一根转轴12，转轴12的第一端13延伸至壳体外并可以***到牙刷头内。在壳体内设有一个线圈，因此在转轴12外套装有一个骨架15，线圈绕制在骨架15上。并且，在骨架15的两侧均设有一个转子16、17，转子16、17均由多片矽钢片叠压而成，且套装在转轴12上。在壳体的内壁上固定有两组磁体，每一组磁体分别与一个转子16、17对应，也就是每一组磁体分别位于一个转子16、17的外侧。并且，转子16以及线圈装在上壳体10内，上壳体10的内壁上设有一组磁体。而转子17则装在下壳体11内，因此下壳体11的内壁上设有另一组磁体。在转轴12的第二端套装有偏心轮18，偏心轮18由多片冲片叠压而成，并且偏心轮位于下壳体11外。

组装振动器时，需要在上壳体10以及下壳体11内分别设置一组磁体，每一组磁体均包括在壳体内沿周向间隔布置的多个磁体。然后在转轴12外依次套装转子16、骨架15以及转子17，在骨架15上绕制线圈，接着将磁体装入上壳体10内，再将下壳体11装在上壳体10的末端，最后将偏心轮18套装在转轴12的第二端。

然而，由于现有的振动器的壳体由上壳体10以及下壳体11相互扣合而成，这样由于上壳体10以及下壳体11均为冲压件并存在公差，这些冲压件相互扣合不能以确保两组磁体的同轴性，在线圈通电后两个转子16、17在两组磁体的作用下转动角度不一定完全相同，影响转轴12的转动。并且，由于振动器内仅设置一组线圈，导致两组转子16、17产生的磁场不足，影响转轴12的转动力度。另外，由于振动器内设置两组磁体，由于磁体的生产成本高，且将磁体固定在上壳体10、下壳体11内的工艺复杂，导致振动器的生产成本高，进而导致电动牙刷的生产成本过高。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种生产成本低且同轴性能好及噪音小以及输出动力充足的振动器。

本发明的另一目的是提供一种振动器输出动力充足且生产成本低的电动牙刷。

为了实现上述的主要目的，本发明提供的振动器具有壳体，壳体内装有转轴，转轴的第一端延伸到壳体外，转轴外套装有转子，且壳体的周壁内表面设有沿壳体周向间隔布置的磁体，磁体与转子相对设置并位于转子的外侧，壳体外设有偏心轮，偏心轮套装在转轴的第二端，其中，壳体为一体成型的壳体，在壳体轴向上，转子的两侧分别设有第一线圈及第二线圈，第一线圈及第二线圈分别套装在转轴外，第一线圈及第二线圈安装在壳体内。

由上述方案可见，振动器设置一体成型的壳体，且在壳体内设置一组磁体，在磁体的两端设置两组线圈，组装振动器时可以避免将壳体的两个部分扣合的情况，并且仅设置一组磁体以及一个转子可以有效地提高振动器的同轴性，振动器的振动更为顺畅，其产生的噪音更小。

并且，由于振动器内仅设置一组磁体，相对于现有的振动器，本发明的振动器使用的磁体数量较少，在降低振动器的生产成本的同时，还可以简化振动器的组装工艺，振动器的组装更为简单，提高振动器的生产效率。此外，由于振动器内设置两组线圈，通过两组线圈能产生强大的磁场，可以提高振动器的输出功率，满足产品的工作要求。

一个优选的方案是，第一线圈绕制在第一骨架上，第二线圈绕制在第二骨架上，第一骨架及第二骨架分别安装在壳体的两端。

由此可见，将第一骨架与第二骨架分别设置在壳体的两端，一方面有利于线圈与骨架的安装，另一方面可以为转子提供均匀、充足的动力。

进一步的方案是，第一骨架的端部设有第一限位板，第二骨架的端部设有第二限位板，第一限位板及第二限位板分别固定在壳体的两端。

可见，通过第一限位板与第二限位板的限位作用，第一骨架以及第二骨架可以方便、牢靠地固定在壳体的两端，并且有利于第一骨架与第二骨架相对于壳体的定位。

一个可选的方案是，第一限位板的周壁上设有第一电触点，第二限位板的周壁上设有第二电触点，第一电触点及第二电触点分别位于壳体的两端。

由此可见，在第一限位板与第二限位板上分别设置第一电触点以及第二电触点，方便外部的电源线与绕制在第一骨架、第二骨架上的线圈电触点连接。

更进一步的方案是，壳体的两端分别设有一个缺口，第一电触点及第二电触点分别位于壳体两端的缺口内。

可见，第一电触点及第二电触点均穿过壳体上的缺口外外露在壳体外，可以方便将外部的电源线焊接在第一电触点、第二电触点上。

为实现上述的另一目的，本发明提供的电动牙刷具有外壳，外壳的一端设有牙刷头，外壳内安装有振动器，振动器具有壳体，壳体内装有转轴，转轴的第一端延伸到壳体外并***牙刷头内，转轴外套装有转子，且壳体的周壁内表面设有沿壳体周向间隔布置的磁体，磁体与转子相对设置并位于转子的外侧，壳体外设有偏心轮，偏心轮套装在转轴的第二端，其中，壳体为一体成型的壳体，在壳体轴向上，转子的两侧分别设有第一线圈及第二线圈，第一线圈及第二线圈分别套装在转轴外，所第一线圈及第二线圈安装在壳体内。

由上述方案可见，电动牙刷内的振动器的壳体一体成型，而不是由两部分扣合而成，这样不会出现因壳体的两个部分的公差而出现振动器同轴性不好的问题。并且，由于振动器仅设置一组磁体，也就是减少一组磁体的数量，从而节省振动器的生产成本，也就降低电动牙刷的生产成本，还可以提高电动牙刷的组装效率。另外，振动器内设置两组线圈，两组线圈通电后可以产生更强的磁场，从而带动转子的转动更有动力，提高转轴的输出功能。

一个优选的方案是，牙刷头的端部设有一个连接件，牙刷头安装在连接件的一端，转轴的第一端***到连接件内并带动连接件运动。

由此可见，牙刷头通过端部的连接件与转轴连接，可以方便地实现牙刷头与振动器之间的连接。

附图说明

图1是现有振动器的结构图。

图2是现有振动器隐藏壳体后的结构图。

图3是本发明双线圈磁悬浮振动器实施例的结构图。

图4是本发明双线圈磁悬浮振动器实施例隐藏壳体的结构图。

图5是本发明双线圈磁悬浮振动器实施例的结构分解图。

图6是本发明双线圈磁悬浮振动器实施例中壳体的结构放大图。

图7是本发明双线圈磁悬浮振动器实施例中骨架的结构放大图。

图8是本发明双线圈磁悬浮振动器实施例中端盖与轴承的结构放大图。

图9是本发明电动牙刷实施例的结构图。

图10是本发明电动牙刷实施例的结构分解图。

图11是本发明电动牙刷实施例中连接件的结构放大图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

本发明的振动器为接收交流电的振动器，振动器可以安装在电动牙刷内并带动牙刷头振动。本发明的振动器具有两组线圈，并且设置有磁体以及与磁体相对运动的转子，因此振动器为磁悬浮式的振动器。

参见图3，本发明的振动器具有壳体20以及转轴26，转轴26的一部分位于壳体20内，另一部分位于壳体20，且转轴26的第一端27远离壳体20，可以***到电动牙刷的牙刷头内，转轴26的第一端27的形状可根据产品的实际需要改变。转轴26的第二端28也延伸到壳体20外，但距离壳体20较近。

参见图4与图5，振动器的壳体20为一体成型的壳体，优选地，为一体拉管成形的金属壳体。壳体20是圆筒状，并且在壳体20内壁上圆周向设置有多个磁体21，多个磁体21均为永磁体。优选地，多个磁体21在壳体20的内壁上均匀地间隔布置，并且在壳体20的轴向上，多个磁体21大致位于壳体20的中部。参见图6，壳体20的两端敞口，并且在两端分别设有一个缺口22、23。

在转轴26外设有线圈组件30、转子29以及线圈组件40，从转轴26的第一端27向第二端28方向看，线圈组件30、转子29以及线圈组件40依次套装在转轴26外。本实施例中，转子29由多片形状相同的硅钢片叠压而成，并且转子29与壳体20内的磁体21相对设置，也就是当转轴26安装到壳体20后，多个磁体21位于转子29的周向外侧。

线圈组件30具有一个骨架31以及绕制在骨架31上的线圈35，参见图6，骨架31的中部为一个圆筒体，在骨架31的一端设有限位板32，限位板32的周壁上设有两个电极安装孔33，从图4可见，每一个电极安装孔33上安装有一个电极39。线圈35绕制在骨架31后，线圈的两端分别焊接在电极39上。此外，电极39还可以与外部的电源线焊接，从而实现线圈35与外部的电源线的电连接。

骨架31上还设有另一块限位板34，限位板34位于与限位板32相对的一端，线圈35绕制在限位板32以及限位板34之间。线圈组件30安装到壳体20的端部时，限位板32位于壳体20的一个敞口端上，并且限位板32位于壳体20的周壁内。此外，电极39位于壳体20的缺口23内，从而确保电极39外露在壳体20的周壁外，方便将电源线焊接在电极39上。

并且，在限位板32的周壁上还设有一个限位块44，限位块44自限位板32的周壁向上延伸。对应地，在壳体20的周壁上设有限位槽45，骨架31安装到壳体20时，限位块44***到限位槽45内，从而实现骨架31与壳体20之间的定位。

线圈组件40也是由骨架41以及线圈45构成，骨架41的结构与骨架31的结构相同，即具有两块平行设置的限位板，线圈45绕制在两块限位板之间，并且其中一块限位板的周壁上设有两个电极48，线圈的两端焊接在电极48上。此外，骨架41安装到壳体20后，电极48位于壳体20的缺口22内，确保电极48外露在壳体20的周壁外，以便于电源线焊接到电极48上。

在壳体20的轴线方向上，线圈组件30的外端设有端盖36，优选地，端盖36由金属材料制成，如电解板等，端盖36套装在壳体20的最外端，用于密封壳体20的端部。参见图8，在端盖36的中部设有轴承37，转轴26的第一端27支承在轴承37上。由于轴承37设置在端盖36内，有效地利用端盖36内部的空间，可以让壳体20的体积做得更小，有利于实现振动器的小型化。

在线圈组件40的外侧也设有端盖38，端盖38的结构与端盖36的结构相同，且端盖38内也设有轴承，转轴26的第二端28支承在轴承内。端盖38可以实现壳体20的密封，且端盖38也是电解板等金属材料制成。

在转轴26的第二端28上套装有偏心轮49，偏心轮49位于壳体20外侧，并且偏心轮49由多块形状相同的金属片组成。

组装振动器时，首先将多片硅钢片叠压形成转子29，并将转子29套装在转轴26上。然后，将多个磁体21装入外壳20内，由于转子29需要与磁体21相对设置，因此需要将转子29套装在转轴26固定的位置上，并且将磁体21固定在壳体20固定的位置上，以确保转子29与磁体21的相对设置。

接着，将轴承37装入端盖36内，并将另一个轴承装入端盖38内，将线圈35绕制在骨架31上，并焊接线圈35的两端与电极39，将线圈45绕制在骨架41上，并焊接线圈45的两端与电极48。然后，将线圈组件30安装到壳体20的一端，使电极39装入缺口23内，并将端盖36安装到壳体20的端部，应用激光焊接的工艺将端盖36焊接在壳体20的端部，从而将壳体20的一端密封。

然后，经套装有转子29的转轴26从壳体20的另一端***到壳体20内，再将线圈组件40装入到壳体20的另一端，并使电极48位于缺口22内。接着，将安装有轴承的端盖38安装到壳体20的端部，并应用激光焊接的工艺将端盖38焊接在壳体20的端部。最后，在转轴26的第二端套装上偏心轮49，完成振动器的组装。

向线圈35、45加载交流电后，通过线圈35、45使在电流的极性变换下而产生不断改变极性的磁场，与磁体21的磁场相互作用带动转轴26周期性地顺时针与逆时针转动。由于交流电的频率较高，加上偏心轮49的限位及储能作用，且磁体21由10个小型的磁铁组成，每两个小磁铁对应一个转子29的一个凸出部份，这样就可以把转子29的对应凸出部份悬空吸附在两磁铁的中间位置，因此转轴26每次转动的角度较小，从而实现振动器的振动工作。

本发明的振动器可以应用在电动牙刷上，参见图9与图10，电动牙刷具有外壳50，外壳50的上端设有牙刷头53，牙刷头53的端部设有刷毛54。并且，在外壳50上设有电源按钮51以及工作按钮52，振动器安装在外壳50内。在牙刷头53远离刷毛54的一端安装有连接件55，在连接件55与牙刷头53之间设有套环59，套环59装在连接件55上面，然后一起安装在牙刷头53内。参见图11，连接件55具有底座56以及设置在底座56上的连接部57，连接部57***到牙刷头53内并可以带动牙刷头53运动。

振动器的转轴26的第一端27从壳体20伸出后穿过套环59并***到连接件55内，从而通过带动连接件55的运动带动牙刷头53的运动。

由于本发明的振动器仅设置一组磁体21，相比于现有的振动器，磁体21的数量较少，虽然增加一组线圈，但由于线圈的生产成本低于磁体的生产成本，振动器的生产成本仍有所降低。并且，组装振动器时，仅需要将一组磁体21固定在壳体20的内壁上，振动器的组装工艺简单，提供振动器的组装效率。此外，由于振动器的壳体20一体拉管成型，制造壳体20只需要设计一套模具即可，降低振动器的生产成本，还可以提高振动器的同轴性，振动器的工作更为稳定。

本发明的振动器不单可以应用在电动牙刷上，还可以应用在诸如其他的家用小电器上，如电动毛刷清洁器、美容器械设备等，还可以应用在成人用品上。

当然，上述实施例仅是本发明的具体实施方式，实际应用中还可以有更多的变化，例如每一组磁体的数量不是10个，而是8个或者12个等；或者，轴承不设置在端盖内，而是设置在端盖与骨架之间，这样的改变并不影响本发明的实施。

最后需要强调的是，本发明不限于上述实施方式，如转子形状的改变、偏心轮结构的改变、转轴形状改变等变化也应该包括在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.双线圈磁悬浮振动器，包括

壳体，所述壳体内装有转轴，所述转轴的第一端延伸到所述壳体外，所述转轴外套装有转子，且所述壳体的周壁内表面设有沿所述壳体周向间隔布置的磁体，所述磁体与所述转子相对设置并位于所述转子的外侧，所述壳体外设有偏心轮，所述偏心轮套装在所述转轴的第二端；

其特性在于：

所述壳体为一体成型的壳体，在所述壳体轴向上，所述转子的两侧分别设有第一线圈及第二线圈，所述第一线圈及所述第二线圈分别套装在所述转轴外，所述第一线圈及所述第二线圈安装在所述壳体内。

2.根据权利要求1所述的双线圈磁悬浮振动器，其特征在于：

所述第一线圈绕制在第一骨架上，所述第二线圈绕制在第二骨架上，所述第一骨架及所述第二骨架分别安装在所述壳体的两端。

3.根据权利要求2所述的双线圈磁悬浮振动器，其特征在于：

所述第一骨架的端部设有第一限位板，所述第二骨架的端部设有第二限位板，所述第一限位板及所述第二限位板分别固定在所述壳体的两端。

4.根据权利要求3所述的双线圈磁悬浮振动器，其特征在于：

所述第一限位板的周壁上设有第一电触点，所述第二限位板的周壁上设有第二电触点，所述第一电触点及所述第二电触点分别位于所述壳体的两端。

5.根据权利要求4所述的双线圈磁悬浮振动器，其特征在于：

所述壳体的两端分别设有一个缺口，所述第一电触点及所述第二电触点分别位于所述壳体两端的所述缺口内。

6.根据权利要求1至5任一项所述的双线圈磁悬浮振动器，其特征在于：

所述壳体的两端分别设有一个端盖，在所述壳体的轴向上，两个所述端盖分别位于所述第一骨架及所述第二骨架的外侧。

7.根据权利要求6所述的双线圈磁悬浮振动器，其特征在于：

每一所述端盖的中部安装有一个轴承，所述转轴支承在所述轴承上。

8.电动牙刷，包括

外壳，所述外壳的一端设有牙刷头，所述外壳内安装有振动器，所述振动器具有壳体，所述壳体内装有转轴，所述转轴的第一端延伸到所述壳体外并***所述牙刷头内，所述转轴外套装有转子，且所述壳体的周壁内表面设有沿所述壳体周向间隔布置的磁体，所述磁体与所述转子相对设置并位于所述转子的外侧，所述壳体外设有偏心轮，所述偏心轮套装在所述转轴的第二端；

其特性在于：

所述壳体为一体成型的壳体，在所述壳体轴向上，所述转子的两侧分别设有第一线圈及第二线圈，所述第一线圈及所述第二线圈分别套装在所述转轴外，所述第一线圈及所述第二线圈安装在所述壳体内。

9.根据权利要求8所述的电动牙刷，其特征在于：

所述第一线圈绕制在第一骨架上，所述第二线圈绕制在第二骨架上，所述第一骨架及所述第二骨架分别安装在所述壳体的两端；

所述第一骨架的端部设有第一限位板，所述第二骨架的端部设有第二限位板，所述第一限位板及所述第二限位板分别固定在所述壳体的两端。

10.根据权利要求8或9所述的电动牙刷，其特征在于：

所述牙刷头的端部设有一个连接件，所述牙刷头安装在所述连接件的一端，所述转轴的第一端***到所述连接件内并带动所述连接件运动。