一种磁悬浮电机及电动牙刷的制作方法

1.本技术涉及电机设备及清洁器具技术领域，尤其涉及一种磁悬浮电机及电动牙刷。


背景技术：

2.目前，现有的磁悬浮电机将转子组件放置于定子组件内，使得定子组件与被包裹于其内部的转子组件发生磁相互作用，这样的方式需要在定子组件内部为转子组件震荡运动预留至少三个侧面的活动空间。从而需要将定子组件设置为足够大，以便于容纳转子转子。如此便导致磁悬浮电机整体体积相对较大，从而限制了磁悬浮电机在小型电器领域的使用范围，同时也限制了部分小型电器的设计空间。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术的目的是为了克服现有技术中的不足，本技术提供了一种磁悬浮电机，以解决现有技术中磁悬浮电机体积较大的技术问题。
4.本技术提供了：
5.一种磁悬浮电机，包括：
6.定子组件，所述定子组件包括定子支架和导磁件，所述定子支架用于安装所述导磁件；
7.转子组件，所述转子组件包括转子支架和设置于所述转子支架同一侧的两个永磁体，所述转子组件设置于所述定子支架的一侧；
8.电机转轴，所述电机转轴安装于所述转子支架上；
9.其中，所述导磁件上靠近所述永磁体的一侧对称设置有两个导磁部，每个所述导磁部对应的与一个所述永磁体互相平行设置，且所述导磁部与所述永磁体之间具有间隙，所述间隙用于为所述永磁体的往复摆动提供活动空间。
10.在本技术的一些实施例中，所述间隙的距离为0.5mm至1.5mm。
11.在本技术的一些实施例中，所述永磁体的最大摆动角度为10
°
。
12.在本技术的一些实施例中，所述永磁体的长度不小于所述导磁部上靠近所述永磁体的一侧端面长度；和/或
13.所述永磁体的宽度不小于所述导磁部上靠近所述永磁体的一侧端面宽度。
14.在本技术的一些实施例中，所述永磁体上靠近所述导磁部的一侧端面和所述导磁部上靠近所述导磁部的一侧端面为平整面。
15.在本技术的一些实施例中，所述定子支架设置有安装位，且所述定子支架上靠近所述安装位的一侧设置有容纳腔，所述导磁件设置于所述安装位；
16.所述转子支架的一端设置有延伸部，所述延伸部朝向所述容纳腔的方向偏移延伸，以使所述延伸部位于所述容纳腔内，所述电机转轴活动地穿设于所述定子支架与所述延伸部连接。
17.在本技术的一些实施例中，所述磁悬浮电机还包括弹性件，所述弹性件穿设于所述转子支架，且所述弹性件的两端分别与所述定子支架连接。
18.在本技术的一些实施例中，所述弹性件的两端分别设置有连接部，所述连接部与所述定子支架连接。
19.在本技术的一些实施例中，所述弹性件为金属弹片；
20.所述金属弹片为矩形弹片，所述连接部为连接块，所述连接块上朝向所述定子支架的方向开设有插槽，所述金属弹片的两端分别插接于所述插槽，所述连接块与所述定子支架连接；或
21.所述金属弹片为v型弹片，所述v型弹片的两端沿其径向向远离所述v型弹片的方向弯折形成连接片，所述连接片与所述定子支架连接。
22.在本技术还提供了一种电动牙刷，包括上述任一实施例中所述的磁悬浮电机。
23.相对于现有技术，本技术的有益效果是：本技术提出一种磁悬浮电机，包括定子组件、转子组件和电机转轴。定子组件包括定子支架和设置于定子支架上的导磁件。转子组件包括转子支架和设置于转子支架同一侧的两个永磁体，转子组件设置于定子支架的一侧。电机转轴安装于转子支架上。
24.其中，导磁件上靠近永磁体的一侧设置有两个导磁部，每个导磁部对应的与一个永磁体互相平行设置，且导磁部与永磁体之间具有间隙。当对导磁件通电时，磁件通电后产生磁场对转子组件的两个永磁体形成拉扯，两个永磁体在磁场的作用下往复摆动，以使转子组件往复摆动，从而带动电机转轴往复摆动。通过使定子组件位于转子组件的一侧，同时使定子组件与转子组件平行设置，无需在定子组件内部预留特定的用于转子组件震荡运动的活动空间，在达到转子组件磁悬浮工作的同时还使得定子组件的体积足够小，从而缩小了磁悬浮电机整体的体积，使其可以适用于不同的小型电器。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，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技术的某些实施例，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。
26.图1示出了本技术一些实施例中磁悬浮电机的一种实施方式的立体示意图；
27.图2示出了本技术一些实施例中磁悬浮电机的一视角示意图；
28.图3示出了图2中a-a向剖视结构示意图；
29.图4示出了图1中所示的磁悬浮电机的分解结构示意图；
30.图5示出了本技术一些实施例中磁悬浮电机的另一种实施方式的立体示意图；
31.图6示出了图5中所述的磁悬浮电机的分解结构示意图；
32.图7示出了本技术一些实施例中磁悬浮电机的永磁体与导磁件的位置关系示意图；
33.图8示出了本技术一些实施例中磁悬浮电机的永磁体与导磁件的摆动角度示意图；
34.图9示出了本技术一些实施例中磁悬浮电机的永磁体与导磁件之间的磁场示意
图；
35.图10示出了本技术一些实施例中磁悬浮电机的单个永磁体与导磁件之间的结构示意图。
36.主要元件符号说明：
37.100-磁悬浮电机；10-定子组件；11-定子支架；111-底板；112-端板；1121-固定柱；1122-开口；113-侧板；1131-倾斜段；1132-水平段；114-第一限位块；115-第二限位块；116-安装位；117-容纳腔；12-导磁件；121-导磁组件；1211-导磁部；1212-矽钢片；122-线圈；20-转子组件；21-转子支架；211-延伸部；212-通孔；22-永磁体；30-电机转轴；40-弹性件；41-连接部；411-连接片；412-连接孔；50-螺钉。
具体实施方式
38.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
39.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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技术的限制。
40.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
41.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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技术中的具体含义。
42.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
43.实施例一
44.在现有技术中，磁悬浮电机将转子组件放置于定子组件内，使得定子组件与被包裹于其内部的转子组件发生磁相互作用，这样的方式需要在定子组件内部为转子组件震荡运动预留至少三个侧面的活动空间。这样导致定子组件的体积会设计的比较大，使磁悬浮电机的整体体积较大。
45.如图1至图4所示，为了解决上述磁悬浮电机体积较大的技术问题，本技术的实施
例提供了一种磁悬浮电机100，主要适用于电动牙刷、吸尘器和家用空调器等小型电器领域中。该磁悬浮电机100包括定子组件10、转子组件20和电机转轴30。
46.其中，所述定子组件10包括定子支架11和导磁件12，所述定子支架11用于安装导磁件12，导磁件12用于通电后能够产生磁场，使产生的磁场对转子组件20的永磁体22产生拉扯力。
47.所述转子组件20包括转子支架21和设置于所述转子支架21同一侧的两个永磁体22，所述转子组件20设置于所述定子支架11的一侧，使转子组件20与定子支架11并列设置。所述电机转轴30安装于所述转子支架21，使电机转轴30能够跟随转子支架21移动。
48.可选的，两个永磁体22对称的设置在转子支架21上。
49.其中，所述导磁件12上靠近所述永磁体22的一侧对称设置有两个导磁部1211，每个所述导磁部1211对应的与一个所述永磁体22互相平行设置，且所述导磁部1211与所述永磁体22之间具有间隙，该间隙用于为永磁体22的往复摆动提供足够的活动空间。所述导磁件12通电时，两个所述永磁体22能够往复摆动，以带动所述转子组件20往复摆动。
50.本技术的实施例提供的磁悬浮电机100，当对导磁件12通电时，磁件通电后产生磁场对转子组件20的两个永磁体22形成拉扯，两个永磁体22在磁场的作用下在所述间隙处往复摆动，以使转子组件20往复摆动，从而带动电机转轴30往复摆动。通过使定子组件10位于转子组件20的一侧，同时使定子组件10与转子组件20平行设置，无需在定子组件10内部预留特定的用于转子组件20震荡运动的活动空间，在达到转子组件20磁悬浮工作的同时还使得定子组件10的体积足够小，从而缩小了磁悬浮电机100整体的体积，使其可以适用于不同的小型电器。
51.需要说明的是，导磁件12通过不同方向的电流，使其产生的磁场对两个永磁体22不同的磁性作用，实现两个永磁体22往复的摆动。
52.如图3、图7、图9和图10所示，在本技术的一些实施例中，可选的，所述间隙的距离d为0.5mm至1.5mm。本实施例中，该间隙的距离d为导磁部1211靠近永磁体22一侧的端面到永磁体22上靠近导磁部1211一侧的端面之间的距离d，以实现永磁体22可以在该间隙内摆动，保证永磁体22的活动空间。同时，该间隙的距离d的设置，可以保证导磁部1211产生的磁场对永磁体22形成有效的拉扯作用。另外，该间隙的距离不会因为设计过大而增加磁悬浮电机100的整体体积。
53.优选的，所述间隙的距离d为1.1mm。
54.如图8所示，在本技术的一些实施例中，永磁体22处于不动时，x轴为平行于永磁体22的方向，y轴为垂直于x轴的方向。可选的，所述永磁体22的最大摆动角度α为10
°
。本实施例中，当永磁体22不动时，摆动角度α为0
°
。当导磁件12的导磁部1211产生的磁场对永磁体22形成拉扯作用时，摆动的最大角度α为10
°
，这样最大摆动角度保证了磁悬浮电机100工作时永磁体22不会与导磁件12的导磁部1211发生碰撞，避免了该磁悬浮电机100零件的损坏，提高了产品的可靠性，延长了产品的使用寿命。
55.优选的，所述永磁体22的最大摆动角度α为8
°
。
56.如图9和图10所示，在本技术的一些实施例中，可选的，所述永磁体22的长度不小于所述导磁部1211上靠近所述永磁体22的一侧端面长度；和/或所述永磁体22的宽度不小于所述导磁部1211上靠近所述永磁体22的一侧端面宽度。本实施例中，磁力从导磁件12的
导磁部1211出来时会有向侧向发散的情况，通过将永磁体22的长度和宽度均对应的大于或等于导磁部1211的长度和宽度，以便于增加永磁体22中磁通面积，从而提高导磁件12的导磁部1211导出的磁力的利用率。
57.可以理解的是，永磁体22和导磁部1211的长度方向为平行于电机转轴30的轴线方向。永磁体22和导磁部1211的宽度方向为水平面上垂直于该轴线的方向。
58.优选的，永磁体22的宽度大于导磁部1211的宽度，其永磁体22的宽度与导磁部1211的宽度之间的差值为两倍的间隙。导磁部1211和永磁体22的宽度尺寸越大，磁感面积就越大，磁感力也会变大，(同理宽度尺寸越小其他参数也会变小)。但是为了保证磁悬浮电机100的体积可以做的较小，所以，永磁体22的宽度与导磁部1211的宽度之间的差值为两倍的间隙最为适合，既能保证磁感力对永磁体22的有效作用，又能保证磁悬浮电机100的整体体积。
59.如图9所示，在本技术的一些实施例中，可选的，所述永磁体22上靠近所述导磁部1211的一侧端面和所述导磁部1211上靠近所述导磁部1211的一侧端面为平整面。也就是，永磁体22与导磁部1211上相对的端面均为平整面，以便于导磁件12的导磁部1211产生的磁场可以均匀的穿过导磁部1211上平整的端面，从而产生最大的磁感力，以对永磁体22产生有效的拉扯作用，使永磁体22能够做往复摆动。
60.如图4和图6所示，在本技术的一些实施例中，可选的，所述定子支架11设置有安装位116，且所述定子支架11上靠近所述安装位116的一侧设置有容纳腔117，所述导磁件12设置于所述安装位116。所述转子支架21的一端设置有延伸部211，所述延伸部211朝向所述容纳腔117的方向偏移延伸，以使所述延伸部211位于所述容纳腔117内，所述电机转轴30活动地穿设于所述定子支架11与所述延伸部211连接。本实施中，安装位116与容纳腔117位于定子支架11的同一侧，同时，安装位116与容纳腔117并排设置，容纳腔117靠近定子支架11的一端。定子支架11上开设有与容纳腔117连通的开口1122，该开口1122便于电机转轴30穿过。可选的，该开口1122可以为u型槽，与电机转轴30的形状相匹配，便于电机转轴30转动，避免与电机转轴30发生干涉。
61.如图4所示，在上述实施例中，容纳腔117和开口1122的设置，使延伸部211位于容纳腔117内，使电机转轴30可以位于定子支架11与转子支架21形成的整体的中部位置，这样可以减少转子支架21的整体占用空间，进而缩小磁悬浮电机100的整体体积。
62.如图4所示，进一步的，延伸部211上开设有安装电机转轴30的安装槽，电机转轴30的一端位于该安装槽内，安装槽的形状与电机转轴30的端部形状相匹配。另外，两个永磁体22对称的设置在电机转轴30和延伸部211的轴线两侧。也就是电机转轴30的轴线与延伸部211的在该轴线方向的中轴的两侧。可选的，转子支架21的中轴线与电机转轴30的轴线位于同一平面，该平面为第一平面。两个永磁体22在转子支架21上分别对称的设置在第一平面的两侧。
63.如图4和图6所示，在上述定子支架11设置安装位116和容纳腔117的实施例中，具体的，定子支架11包括一底板111和两个端板112。在电机转轴30的轴线方向，底板111的相对两端分别连接所述端板112。其中，一端板112上开设有用于电机转轴30穿过的u型槽。另外，在设置u型槽的端板112两端向另一个端板112的方向延伸形成两个侧板113，两个侧板113、底板111和设置u型槽的端板112围成所述容纳腔117。
64.如图4所示，可选的，两个侧板113分别沿其顶部向底部的方向倾斜形成倾斜段1131，同时，倾斜段1131的底部向另一端板112的方向形成水平段1132。在该水平段1132上靠近另一端板112的一端设置有第一限位块114，在没有开设u型槽的端板112靠近水平段1132的一侧设置有第二限位块115，第一限位块114和第二限位块115以及底板111形成所述安装位116，导磁件12设置在第一限位块114和第二限位块115之间。
65.进一步的，第一限位块114和第二限位块115的顶部形成有导向斜面，导磁件12可以沿该导向斜面安装在安装位116上，提高了装配效率。
66.更进一步的，两个侧板113的相背的两侧位于底板111的边缘内侧，以使侧板113与底板111的边缘以及端板112形成一个凹槽，减少占用空间。
67.在本技术的一些实施例中，可选的，所述磁悬浮电机100还包括弹性件40，所述弹性件40穿设于所述转子支架21，且所述弹性件40的两端分别与所述定子支架11连接。
68.在本实施例中，通过弹性件40使转子支架21与定子支架11连接，弹性件40的弹性性能能够保证转子支架21可以跟随永磁体22相对定子支架11转动。一方面，在磁悬浮电机100处于静止状态时，弹性件40可以限制转子支架21上的永磁体22吸附在导磁件12上，进而限制转子组件20吸附在定子组件10上。这样可以避免磁悬浮电机100工作时导致电机卡死的现象发生，提高了产品的可靠性。另一方面，当导磁件12通电切换电极时，其弹性件40作用是用于限制永磁体22在驱动变换电极时，及时响应并快速使其逆转方向，这样可以避免永磁体22在快速更换方向时撞击在定子组件10上产生噪音以及损失能量。
69.如图3至图6所示，在本技术的上述弹性件40的实施例中，进一步的，所述弹性件40的两端分别设置有连接部41，所述连接部41与所述定子支架11连接。
70.在本实施例中，弹性件40的两端通过连接部41与定子支架11连接，进而使转子支架21与定子支架11固定连接。可选的，弹性件40为金属弹片，金属弹片可以为矩形弹片，连接部41为连接块，连接块上开设有与金属弹片匹配的插槽，金属弹片的两端分别插入该插槽内，金属弹片与插槽过盈配合安装。为了保证金属弹片与插槽的连接强度，可以在金属弹片安装在插槽后，使用胶水协同紧固。连接块与定子支架11固定连接。
71.具体的，连接块可以与定子支架11螺栓连接，如在连接块上开设连接连接孔412，在定子支架11的端板112处形成具有螺纹孔的固定柱1121，通过螺钉50悬入连接孔412和固定柱1121上的螺纹孔，使连接块固定在定子支架11上。另外，连接块也可以与定子支架11卡接，通过在连接块上设置插接块，在定子支架11的端板112上设置插接槽，插接块插入插接槽内实现二者卡接，进而实现连接块与定子支架11的固定连接。
72.另外，转子支架21上开设有用于穿设金属弹片的通孔212，该通孔212沿转子支架21的长度方向贯穿于转子支架21，并与金属弹片的形状相匹配。
73.如图5和图6所示，可选的，弹性件40还可以为v型弹片。可以在v型弹片的两端沿径向向远离v型弹片的方向弯折形成连接片411，连接片411开设连接孔412，通过螺钉50穿设于连接孔412与定子支架11相螺接。当然，也可以在v型弹片的两端设置插接件，在定子支架11上设置与插接件相配合的插接槽，使插接件与插接槽卡接，实现弹性件40固定连接在定子支架11上。另外，此处转子支架21上通孔212为v形孔。
74.可选的，转子支架21的通孔212的轴线位于上述第一平面上。
75.如图3和图7所示，在本技术的上述任一实施例中，可选的，所述导磁件12包括导磁
组件121和线圈122，所述线圈122缠绕于所述导磁组件121上，所述导磁组件121上靠近所述永磁体22的一侧对称的设置有两个所述导磁部1211。本实施例中，导磁组件121可以由多个矽钢片1212或磁钢片组成。具体的，多个矽钢片1212依次叠加形成该导磁组件121，或通过多个磁钢片依次叠加形成导磁组件121。其中，矽钢片1212呈h型，磁钢片也是呈h型，这样形成的导磁组件121也呈h型。将线圈122缠绕于h型导磁组件121上。线圈122可选为铜线圈122。h型的矽钢片1212或磁钢片的顶端分别形成导磁部1211，这样使两个导磁部1211形成对称结构。
76.需要说明的是，上述任一实施例中的永磁体22可以为磁铁，该磁铁的截面可以为矩形。其中，两个永磁体22上朝向导磁部1211的磁极不同，如一个永磁体22朝向导磁部1211的端部为n极，另一个永磁体22朝向导磁部1211的端部为s极。
77.实施例二
78.在本技术还提供了一种电动牙刷，包括上述任一实施例中所述的磁悬浮电机100。
79.本实施例中，磁悬浮电机100可以用于在电动牙刷上，使磁悬浮电机100的电机转轴30与电动牙刷的刷头连接，带动刷头往复摆动。由于磁悬浮电机100的整体体积相对于现有的电机的体积更小，这样可以是电动牙刷的体积做的更小。
80.需要说明的是，磁悬浮电机100可以通过定子支架固定在电动牙刷支架上，该定子支架可以是可拆卸的独立结构，也可以使定子支架是电动牙刷支架的一部分，使其与电动牙刷支架形成一个整体。
81.具体而言，现有技术中磁悬浮电机将转子组件放置于定子组件内，使得定子组件与被包裹于其内部的转子组件发生磁相互作用，这样的方式需要在定子组件内部为转子组件震荡运动预留至少三个侧面的活动空间。而本技术提出一种磁悬浮电机，转子组件设置于定子支架的一侧，电机转轴安装于转子支架上。定子支架可以是可拆卸的独立结构，也可以是电动牙刷支架的一部分。导磁件上靠近永磁体的一侧设置有两个导磁部，每个导磁部对应的与一个永磁体互相平行设置，且导磁部与永磁体之间具有间隙。当对导磁件通电时，磁件通电后产生磁场对转子组件的两个永磁体形成拉扯，两个永磁体在磁场的作用下往复摆动，以使转子组件往复摆动，从而带动电机转轴往复摆动。通过使定子组件位于转子组件的一侧，同时使定子组件与转子组件平行设置，无需在定子组件内部预留特定的用于转子组件震荡运动的活动空间，在达到转子组件磁悬浮工作的同时还使得定子组件的体积足够小，从而缩小了磁悬浮电机整体的体积，使其可以适用于不同的小型电器。
82.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
83.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。