专利名称：振动电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及振动电机，尤其是涉及用于理发推子或类似产品的振动电机，其与传统振动电机相比具有较少的件，并可在电机组装后安装到壳体内。
可动叠片通常用类似弹簧的尾架相对于固定叠片紧固在恰当的位置上。至少一个，通常是两个或三个极面形成于固定和可动叠片互相接近的位置。尾架的一端紧固到可动叠片的一端上，尾架的另一端紧固到壳体或固定叠片上。尾架/可动叠片组件形成一种臂，其一端相连接另一端开口。活动叠片的开口端往复移动以驱动推子刀片或其它器件。
除了尾架，传统振动电机还具有机械弹簧系统，其使得电机调谐到恰当的共振频率因此电机可正常工作。弹簧系统在线圈没有通电时还起到决定可动叠片和推子刀片位置的作用。典型的弹簧系统具有两个螺旋弹簧。当线圈通上交流电时，尾架，弹簧系统和线圈产生的电磁场使推子刀片或其它器件往复移动。电机调谐通过调节弹簧系统中弹簧刚度完成以取得很好的性能，通常通过旋转调节弹簧张力的螺钉。如果没有正确调谐，电机就不会有足够的动力，或者会颤动或发出咔哒声并实质上以一种失控的方式工作或根本不工作。
很多因素影响调谐，包括可动件的重量，固定件的重量，臂可动部分的长度，调谐弹簧的能量释放率，极面的对齐，尾架的刚度，和其它因素。该装置这些方面任一项的改变都会引起工作中和制造组装中的问题。
尾架的改变对加工制造提出很大的挑战。如果尾架材料厚度或硬度即使发生轻微变化，共振频率(臂自然振动的速度)就受到影响，因为移动臂所需的力与尾架的刚度有关。即使尾架的弯曲发生变化也会引起组装问题，因为它们能够使电机不可调谐。
尾架作为除了两个螺旋型调谐弹簧外的第二调谐弹簧。在推子调谐后，如果组装体上尾架的没有受到弹簧作用的中性位置与臂的中性位置不同，尾架就抵抗着其中一个调谐弹簧而工作，对其中一个调谐弹簧施加的负载比给另一调谐弹簧施加的负载要大。这会引起共振频率的改变，因为为了补偿尾架施加的偏压负载，弹簧负载改变了。而且，移动臂所需要的力在这种情况下也会改变。尾架的弯曲改变也影响刀片的定位，在某些情况下使正确对准理发推子的刀片变得困难。
已知振动电机的另一问题是它需要几个件在壳体中组装在一起。壳体通常由塑料模制而成，其因为模制过程中固有的翘曲和尺寸变化可能使尺寸改变。这种改变会引起制造和组装问题。
安装在壳体内的件尺寸的改变会产生另外的制造和组装问题。例如，如果驱动指状元件的长度错误，由于臂长度改变引起的共振频率改变会引起调谐问题。在理发推子中，过长的指状元件会使底刀片齿的顶端与顶刀片齿的顶端不能对齐，只有对齐它们才具有正确的重叠距离。如果驱动指状元件弯曲，会引起上刀片弯曲。如果指状元件太靠左或太靠右，底刀片齿就不能调节与顶刀片齿对齐，从而引起切削性能损失。
尺寸改变还会引起固定和可动叠片的极面错位。如果壳体中和/或在臂组装体中有过多的改变，臂叠片的极面就不会与线圈叠片的极面对齐。可能会产生垂直错位或叠片可能扭曲从而磁极之间在顶端就会具有比底端较大的间隙，或相反。而且，一对磁极可能比其它磁极更加相互靠近。以上任一种情况，电机都不会象磁极对齐的情况一样高效地工作，因为在某些地方磁间隙会比正常的情况大，导致能量和/或效率损失或高于正常的能量消耗。
在一个件，如壳体，超出公差范围时，或当单个件都在允许的公差范围内，但当累积的偏差与所需规格相差太大时，就会出现以上问题。公差积累问题通常难以发现和解决，特别是在件很多时。
在传统电机中，调谐弹簧位于电机的尾部或底部，并远离臂的驱动端。这也会引起调谐问题，因为弹簧平衡较差。
总之，传统电机具有相对较多的件，这使其昂贵和制作组装困难。自动化也很困难，因为设计非常复杂。因此就需要制造和组装容易并适用于自动制造和组装的电机。
因此，本发明的一个目的是提供一种新的改善的振动电机。
另一目的是提供一种新的改善的用于理发推子和类似产品的振动电机。
另一目的是提供一种新的改善的与传统电机相比较廉价并易于制造和组装的振动电机。
而且，另一目的是提供一种新的改善的没有尾架和以上讨论的与尾架有关的问题的振动电机。另一目的是提供一种新的改善的对件的公差积累不敏感的振动电机。
另一目的是提供一种新的改善的具有与传统电机相比具有较少件的振动电机。
另一目的是提供一种新的改善的可预先组装并在组装后安装到壳体内的振动电机。
线圈缠绕在固定件的绕线管上。当线圈通交流电后，它产生流过固定件和可动件的磁通。磁通穿过铰链上方的间隙，也穿过电机件另一端的间隙。
偏压弹簧系统主要起到决定固定和可动件之间间隙尺寸和电机工作时的共振频率的作用。弹簧系统的偏压可以调节以便得到适当的间隙和共振频率。绕线管上的延伸部分和可动件上的传动件为弹簧系统提供支撑。
可动件的开口振动端具有足够的能量来驱动诸如理发推子之类的可动刀片的器件。整个电机可组装并作为单体单元安装到壳体内。事实上，在安装前，如果需要，电机甚至可以在壳体外测试和调谐。
可动件不采用尾架直接铰接到固定件上，可动件在磁场的作用下不产生内部弹力。传统电机的尾架和其它件全部被去除，因此电机可廉价地制造。因为其具有较少的件，较少的件之间的公差积累，和简单的用来建立共振频率的系统，因此其也更容易制造和组装。而且，电机可在安装前进行调谐，这就提高了自动组装的性能。
固定件12和可动件14在一端形成铰链16。铰接可以由很多方式形成。在
图1和图2中，固定件12的铰链端的外表面是圆形的，象铰链销，其具有用来安装螺钉的开口18，如图所示。可动件14的铰链端在内表面弯曲以便至少部分地包围固定件12的弯曲部分并形成铰链筒。优选的是，铰链内的件之间的间隙尽可能小，同时仍允许可动件14在工作时旋转。
如果需要，铰链16可用塑料19(图2)或任何其它适当的低磨损材料加衬，以减小磨损并且散热。在可动件14上，或在固定件12上可设置润滑脂槽20，如图1所示。尽管图中没有显示出，可以想象铰链16也可通过在可动件14上设置铰链销和在固定件12上设置铰链筒而形成。
安装后，电机10具有固定件12和可动件14之间的两个间隙21，22(图2)。而图1和图2所示的实施例具有L形状的固定件和两个间隙，也可采用其它结构，例如具有两个间隙的C形，具有三个间隙的E形等。形成间隙21，22的表面是极面。优选的是，间隙21的极面形成与开口18的轴线相交的平面。
电机10还包括具有开口24(图4)的绕线管23(图3)，其中开口24使得绕线管23通过在固定件12的铰链端16上滑动而绕固定件12放置，如图5所示。线圈25(图1)优选在安装前缠绕到绕线管23的绕组部分26上。在一些产品中，例如按摩器，线圈可缠绕在可动件而不是固定件上。
绕线管23还具有臂27用来支撑移动控制器件例如弹簧系统28(图1)。还设置有螺纹孔29，其用来安装电机。螺纹孔29优选穿过绕线管角撑板30，在组装到壳体内后角撑板可增加臂的刚度。绕线管23可用很多方法制成，但优选的是模制成图1所示的整体结构。
弹簧系统28(图1)朝向固定件12和可动件14的开口端31定位。弹簧系统28决定了可动件14的位置，并起到工作期间决定可动件14的共振频率和振动振幅的作用。弹簧系统28包括第一弹簧32，第二弹簧33，和与绕线管23上的孔35相互螺纹啮合的调节螺钉34。螺钉34优选具有限制弹簧32横向移动的腔36(图9)，并且壁38上的凹槽37同样用来限制弹簧32的横向移动。弹簧33的横向移动被壁40上的凹槽39和壁42上的凹槽或缺口41所限制。
固定件12在开口端31具有开口43，为安装的目的，其与绕线管23上的孔29对齐。可动件14在开口端31形成容纳并紧固传动部件44(见图6)的形状。通过采用图2中所示的C形端结构45和用于传动部件44的T形端结构46，如图6所示，通过把端46滑到端45内直到侧壁47传动部件可容易地紧固到件14的开口或活动端。凹口48(图2)便于可动件14的端49弯曲或卷曲，以便在安装后更紧地把传动部件44紧固在可动件14上。可以设想传动部件44与可动件14可构造成整体件。无论哪种情况，传动部件都在可动件上。
螺钉34(图1)穿过传动部件44的孔50(图6)。弹簧32(图1)在螺钉头34和传动部件44的壁38之间处于张紧状态。弹簧33的张力由传动部件44的壁40和绕线管23的臂27内的壁42保持。臂27螺纹固定螺钉34，同时使得螺钉34为调谐的目的可容易地调节。
可动件14在铰链16上可以任何适当的方式与固定件12紧固在一起，如螺钉和垫圈，或螺钉和固定器60，如图7和8所示。固定器60具有底面62，其靠在围绕孔18的固定件12上以相对于轴线63轴向固定固定件12，在柔韧的、弹性的指状元件上具有表面66的第二表面64，其中指状元件压下可动件14并使其与固定件12对齐，以及通过其固定器60能够固定就位的顶面68。通过使表面66和表面62独立作用，铰链固定器60可轴向上紧到需要的程度，而不抑制可动件14的转动。
器件60在另一弹性指状元件73上还包括第二表面72，其向可动件14施加横向或径向压力，以在工作时通过消除铰链上多余的振动而稳定可动件14。表面72优选压住可动件14，如图所示。
如图9所示，电机10安装到理发推子80内。除了电机10，理发推子80还包括壳体82，固定的、可拆的或可调节的固定刀片84，和与刀片84相对并适当紧固的可动刀片86，如美国专利No.5,068,966，题目为“用于电动理发推子的刀片组”所述的，在此将其并入作为参考。可动刀片86可操作地连接到传动部件44上。电源开关和电源通常连接到电机10上的电线87上，而且，用盖(未示出)盖住壳体82。
壳体82(图10)通常注塑而成，并包括用于安装螺钉89的第一螺纹凸起部88，和用于安装螺钉91的第二螺纹突起部90。凸起部90具有内轮缘92和被间隙94分开的外轮缘93。外轮缘93是可动件14的支承表面。如果需要，外轮缘93可降低以容纳垫圈、滚珠轴承等。螺钉91把固定件压到轮缘92上，而不对可动件施加压力。这样，电机的工作不受施加在螺钉91上的扭矩影响。
电机10可容易地预组装并通过把组装的电机这样放到壳体内而作为单体单元安装在壳体82内，即传动部件44可操作地连接到活动刀片86上，并用螺钉89，91紧固电机。螺钉89，91紧固在壳体82上的螺纹孔内。电机10可在安装到壳体82内前调谐，如果需要，也可在安装后调谐。
理发推子80可通过把静刀片84通常用螺钉紧固到壳体上，并把可动刀片86通常用弹簧安装在临近刀片84处以便使刀片86往复移动切削头发而容易地制造。然后用螺钉89，91把电机10安装到壳体82内，其中传动部件44与活动刀片86相啮合。然后把盖盖到壳体82上并紧固。
尽管相对于理发推子描述了本发明的电机，可以想象还有很多其它的应用，例如剃须刀，刻花机，电动剪刀，抽气机，喷雾器，按摩器和任何其它可用振动电机操作的装置。在诸如按摩器的产品中，可动件可不用传动部件而直接振动。
尽管以上结合特定的装置和应用描述了本发明的原理，但是可以理解的是该描述仅通过例子给出，而不是要限定本发明的范围。
权利要求
1.一种振动电机，其包括固定件；和铰接紧固在固定件上的可动件，该可动件这样铰接到固定件上，即可动件本身在电磁场的作用下不产生机械弹力。
2.如权利要求1所述的振动电机，其还包括通电线圈；以及与固定件和可动件相连的移动控制系统，该移动控制系统至少具有一个弹簧以及至少一个用来调节弹簧张力的器件；其中可动件由通电线圈产生的电磁场移动。
3.如权利要求2所述的振动电机，其中所述线圈在固定件上，所述电机还包括可动件上用来与电机负载相连的传动部件。
4.如权利要求1所述的振动电机，其包括铰链固定器，该铰链固定器具有用来轴向固定可动件同时允许可动件转动的第一表面。
5.如权利要求4所述的振动电机，其中所述铰链固定器具有轴向偏压可动件同时允许可动件转动的第二表面。
6.如权利要求1所述的振动电机，其包括铰链固定器，该铰链固定器具有轴向偏压可动件同时允许可动件转动的表面。
7.如权利要求2所述的振动电机，其中所述传动部件卷边连接到可动件上。
8.如权利要求1所述的振动电机，其中所述固定件在其第一端具有环形形状，并且可动件在其第一端形成环形开口，固定件的环形端配合在可动件的环形开口内。
9.如权利要求8所述的振动电机，其中所述移动控制系统位于可动件的第二端。
10.如权利要求1所述的振动电机，其中所述移动控制系统包括具有螺纹和头部的螺钉，螺钉可调地旋入固定件上的孔内。所述螺钉自由穿过可动件上的孔，所述固定件孔位于可动件开口的一侧，并且螺钉头位于可动件开口的另一侧，所述移动控制系统还包括固定件和可动件之间的第一弹簧，可动件与螺钉头之间的第二弹簧。
11.如权利要求1所述的振动电机，其包括固定件上的绕线管，所述线圈就缠绕在该绕线管上，该绕线管还具有移动控制部分连接其上的延伸部分。
12.如权利要求3所述的振动电机，其中所述移动控制系统与可动件上的传动部件相连接。
13.如权利要求1所述的振动电机，其在所述固定件与所述可动件铰接处包括固定与可动件之间的低摩擦插入件。
14.如权利要求1所述的振动电机，其在可动件铰接地固定到固定件处包括至少一个润滑脂槽。
15.一种用于具有轴心的铰链的固定器，所述铰链包括固定件和铰接固定到固定件上的可动件，所述固定器包括把固定件紧固到壳体之类上的第一表面，所述第一表面不干扰可动件的移动；把可动件轴向固定到固定件上的第二表面；以及相对于固定件径向压迫可动件的第三表面。
16.一种用于具有固定件、可动件和移动控制系统的电机的绕线管，所述绕线管包括用来将电线缠绕在绕线管上的缠绕部分，该缠绕部分具有固定件可插入其中的内孔；及从缠绕部分延伸的臂，所述移动控制系统可与该臂相连。
17.一种理发推子，其包括具有至少一个用于紧固电机的固定点的壳体；壳体上的固定刀片；与固定刀片相邻的可动刀片，所述可动刀片穿过固定刀片往复移动；及在固定点紧固到壳体上的电机，所述电机包括，具有线圈的固定件，铰接固定到固定件上的可动件，该可动件的一端这样铰接到固定件上，即可动件本身在电磁场的影响下不产生机械弹力，位于可动件另一端的传动部件，该传动部件与可动刀片连接到一起以实现可动刀片的移动；以及与固定件和可动件相连接的移动控制系统，该控制系统具有至少一个弹簧和至少一个用于调节弹簧张力的器件。
18.如权利要求17所述的理发推子，其包括铰链固定器，该铰链固定器具有用于轴向固定可动件同时允许可动件转动的第一表面。
19.如权利要求18所述的理发推子，其包括铰链固定器，该铰链固定器具有径向偏压可动件同时允许可动件转动的第二表面。
20.如权利要求17所述的理发推子，其包括铰链固定器，该铰链固定器具有径向偏压可动件同时允许可动件轴向移动的表面。
21.如权利要求17所述的理发推子，其包括固定件上的绕线管，所述线圈缠绕在该绕线管上，该绕线管还具有移动控制系统连接其上的延伸部分。
22.一种用于制造理发推子的方法，其包括模制具有至少一个电机固定点的壳体，把固定刀片固定到壳体上并在固定刀片附近安装往复移动刀片，组装具有传动部件的电机；以及把组装的电机安装到壳体内并在固定点紧固，传动部件在电机工作时使往复移动刀片往复移动。
全文摘要
一种具有一端铰接在一起的固定件和可动件的振动电机。可动件在电磁场的影响下不产生内部弹力，因为它不具有尾架。传统电机的其它部分也被去除，因此电机可更容易也更廉价地制造。另外，电机可在安装前组装和调谐，这提高了自动组装的性能。
文档编号H02K33/02GK1462103SQ0212195
公开日2003年12月17日 申请日期2002年5月28日 优先权日2002年5月28日
发明者爱德华·D·布里尔, 瑞克·L·哈本 申请人:华尔刀剪公司