【技术领域】
本发明属于个人护理产品技术领域，尤其涉及一种应用于护理产品中的电机装置。
背景技术：
在个人护理产品技术领域，如电动牙刷、洗颜刷、按摩器等，一般采用小型的高频振动电机作为驱动器件。目前，小型的高频振动电机一般采用齿槽转矩实现非接触式方式工作，其谐振机理先进，寿命长、产品性能比较好，然而，由于其设计局限性，随着负载的加重，会出现动力骤降或启动转矩小等现象，严重影响其驱动性能。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种重载下扭矩输出均衡的电机装置。
为实现该目的，本发明采用如下技术方案：
一种电机装置，其包括：主轴、铁芯、线圈以及磁体。所述铁芯设置在所述主轴上并带动所述主轴转动。所述线圈环绕着所述铁芯设置。所述磁体沿所述主轴延伸方向环绕着所述铁芯以及所述线圈且分段设置。所述磁体包括第一磁体区与第二磁体区。所述第一磁体区包括多组间隔设置的第一磁对。所述第二磁体区包括多组与所述第一磁对相对应的第二磁对。所述第一磁对包括间隔第一距离设置的两个第一磁体，所述第二磁对包括间隔第二距离设置的两个第二磁体，所述第一距离与所述第二距离不相等。
优选地，所述第一磁体在所述主轴的延伸方向上具有第一中线，所述第二磁体在所述主轴的延伸方向上具有第二中线，所述第一磁对的两条第一中线和与其对应的所述第二磁对的两条第二中线至少有一条不重合。
优选地，所述第一磁对的两条第一中线和与其对应的所述第二磁对的两条第二中线均不重合，且所述第一磁对的中轴线和与其对应的所述第二磁对的中轴线重合。
优选地，所述第一磁对的两条第一中线和与其对应的所述第二磁对的两条第二中线相重合，且所述第一磁体的环向宽度与所述第二磁体的环向宽度不相等。
优选地，所述电机装置进一步包括支架，所述支架具有一个中空腔体以及多个定位槽，所述线圈收容于所述中空腔体内并固定在所述支架的内壁上，所述铁芯在所述中空腔体内转动，所述定位槽用于固定所述磁体。
优选地，所述电机装置进一步包括一个壳体，所述支架固定在所述壳体内壁面上。
优选地，所述多个第一磁体长度相等且其端部对齐设置，所述多个第二磁体长度相等且其端部对齐设置。
优选地，所述铁芯沿所述主轴方向相对的两侧延伸设置有舌部，所述第一磁对以及所述第二磁对与所述舌部相对设置。
优选地，与所述舌部配合设置的所述第一磁对以及所述第二磁对均相对于所述主轴对称。
优选地，位于所述舌部同一侧的第一磁体以及与其相对的第二磁体的长度之和大于所述舌部的长度。
优选地，所述第一距离以及所述第二距离小于与其相对设置的所述舌部的舌宽。
优选地，所述第一磁体的长度与所述第二磁体的长度不相等。
与现有技术相比，本发明具备如下优点：
本发明实施例提供的电机装置通过设置位于其同一侧的所述第一磁对间的第一距离和与其相对的所述第二磁对间的第二距离不相等，使得所述电机装置的高磁密范围拓宽，从而使其具有良好的扭矩均衡性。
本发明实施例提供的电机装置通过设置所述磁体紧贴所述壳体内壁面，可以提升所述磁体磁通密度的利用率以及减少漏磁。
【附图说明】
图1所述为本发明实施例1提供的电机装置的结构爆炸图；
图2所述为图1中的电机装置的装配示意图；
图3所述为图1中的电机装置中铁芯与磁体的配合关系图；
图4所述为图1中所述磁体的排布示意图；
图5所述为图1中所述铁芯靠近所述第一磁体一端偏转0°、5°、10°时的磁密图；
图6所述为本发明实施例1中所述铁芯靠近所述第二磁体一端偏转0°、5°、10°时的磁密图；
图7所述为三种情况下的扭矩-角度特性曲线图；
图8所述为本发明实施例2提供的电机装置的磁体的排布示意图。
【具体实施方式】
下面详细描述本发明的实施例，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，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
实施例1
请参阅图1以及图2，本发明实施例1提供的一种电机装置100。所述电机装置100包括有壳体10、设置在壳体10内的支架20、主轴30、设置在所述主轴30上并带动所述主轴30转动的铁芯40、环绕着所述铁芯40设置的线圈50以及固定在支架20上的磁体60，其中：
在本实施例中，所述壳体10包括筒体11以及用于盖合所述筒体11两端的前端盖12以及后端盖13，所述前端盖12包括有与所述筒体11同轴设置的轴孔，所述后端盖13上设置有与所述筒体11同轴设置的定位孔。
所述支架20固定在所述筒体11内壁面上，用于固定所述线圈50以及所述磁体60。在本实施例中，所述支架20的内部设有中空腔体，且所述支架20的内壁上设置有两个环形线槽。在所述支架20平行于所述环形线槽的两个侧壁上，还设置有多个沿所述筒体11轴线方向延伸的定位槽。
在本实施例中，所述主轴30包括轴本体31、第一轴承32以及第二轴承33。所述轴本体31的一端设置有可拆分的轴联34，所述轴联34用于输出扭矩。所述轴本体31的另一端还包括有轴套35，用于适配较大的轴承。所述第一轴承32与所述前端盖12的轴孔配合设置，所述第二轴承33与所述后端盖13的定位孔配合设置，所述轴本体31通过所述第一轴承32以及所述第二轴承33同轴地设置在所述筒体11内，并带动其轴线转动。
所述铁芯40固定设置在所述轴本体31上，以使其带动所述轴本体31轴线转动。在本实施例中，所述铁芯40包括扁平状的主体部41，所述主体部41沿所述轴本体31方向相对的两侧延伸设置有舌部42。所述舌部42远离所述轴本体31的两侧面沿所述轴本体31方向呈弧形设置，且其弧形侧面的轴线与所述轴本体31轴线重合。
在本实施例中，所述线圈50包括有两组线圈，分别位于所述主体部41设置有舌部42的两侧。所述两组线圈50收容于所述支架20的所述中空腔体中，且所述两组线圈50通过所述两个环形线槽固定在所述支架20的内壁上。由于所述支架20固定在所述筒体11内壁面上，所以，所述线圈50相对于所述壳体10固定不动。
请参阅图3，所述磁体60沿所述主轴30延伸方向环绕着所述铁芯40以及所述线圈50且分段设置。在本实施例中，所述磁体60包括第一磁体区与第二磁体区。所述第一磁体区包括两组间隔设置的第一磁对61，所述第二磁体区包括两组与所述第一磁对61相对应的第二磁对62。所述磁体60包括两组第一磁对61以及两组第二磁对62。所述两组第一磁对61分别与所述铁芯40两侧设置的所述舌部42配合。所述两组第二磁对62沿所述主轴30轴线方向分别与两组所述第一磁对61对应。所述第一磁对61包括间隔第一距离d1设置的两个第一磁体611，所述第二磁对62包括间隔第二距离d2设置的两个第二磁体621。所述第一距离d1与所述第二距离d2不相等，且所述第一距离d1以及所述第二距离d2均小于所述舌部42的宽度d3，以使所述铁芯40在在所述电机装置100中的转动角度范围内的磁力线分布均匀，从而使所述电机装置100重载条件下扭矩输出均衡。在本实施例中，所述第一磁体611的宽度相等、长度相同且端部对齐设置。所述第二磁体621的宽度相等、长度相同且端部对齐设置。所述第一磁体611的宽度与所述第二磁体621的宽度相等，长度不同。所述第一磁体611和与其对应的所述第二磁体621的长度之和大于所述舌部42的长度。可以理解的是，在其他实施例中，所述第一磁体611和所述第二磁体621的宽度也可以不相等，长度也可以相等。
可以理解的是，在其他实施例中，所述第一磁体区也可以包括多组间隔设置的第一磁对61，所述第二磁体区也可以包括多组与所述第一磁对61相对应的第二磁对62。
请参阅图4，所述第一磁体611在沿所述主轴30的延伸方向上具有第一中线l1，所述第二磁体621在沿所述主轴30的延伸方向上具有第二中线l2，位于同一侧的所述第一磁对61与所述第二磁对62的中轴线重合，两条所述第一磁对61的第一中线l1和与其对应的所述第二磁对62第二中线l2均不重合，所述第一距离d1小于所述第二距离d2。同时，在本实施例中，所述第一距离d1以及所述第二距离d2均小于所述舌部42的宽度d3。可以理解的是，所述第一磁对61与所述第二磁对62的位置关系也不限于图中所示，也可以设置为其他，如所述第一磁对61的第一间距d1小于所述第二磁对62的第二距离d2。
请一并参阅图5与图6，位于同一侧的所述第一磁对61与所述第二磁对62的中轴线重合，所述第一磁对61的第一距离d1为3.5毫米，所述第二磁对62的第二距离d2为4.5毫米，图中颜色的深浅表示不同密度磁力线的分布情况，其颜色越深，表示磁力线的密度越大。由图可知，所述第一磁对61和所述第二磁对62在磁间距不相等的情况下，其磁力线的分布较为均匀。
请参阅图7，第一条曲线a表示当所述第一磁对61的第一距离d1与所述第二磁对62的第二距离d2设置为d1＝d2＝4.5mm时，在所述铁芯40转动不同角度时，其对应产生的扭矩分布图。由图可知，所述铁芯40从0度偏转至5度时，扭矩会提升并出现扭矩峰值，随着所述铁芯40的偏转角度增大，其扭矩值随之下降。
第二条曲线b表示当所述第一磁对61的第一距离d1与所述第二磁对62的第二距离d2设置为d1＝d2＝3.5mm时，在所述铁芯40转动不同角度时，其对应产生的扭矩分布图。由图可知，所述铁芯40在0度偏转时的扭矩初始值高达70％，启动力矩强，然而在5度偏转时的扭矩值相较于a种磁矩设置下降了20％，其下降明显。
第三条曲线c表示当所述第一磁对61的第一距离d1与所述第二磁对62的第二距离d2分别设置为：d1＝3.5mm、d2＝4.5mm时，在所述铁芯40转动不同角度时，其对应产生的扭矩分布图。由图可知，所述铁芯40在0度偏转时的扭矩初始值相较于a提升了30％多，且随着偏转角的递增，扭矩平缓下降。在所述铁芯40偏转5度时，其扭矩相较于较曲线a下降了近5％。综合来说，该种磁矩设置在所述铁芯40偏转的角度范围内，其输出扭矩均衡。
本发明实施例提供的电机装置100通过设置位于其同一侧的所述第一磁对61间的第一距离d1和与其相对的所述第二磁对62间的第二距离d2不相等，使得所述电机装置100的高磁密范围拓宽，从而使其在重载条件下扭矩输出均衡。进一步地，所述磁体60固定于所述支架20侧壁的所述定位槽中且紧贴着所述壳体10内壁面设置，可以提升所述磁体60磁通密度的利用率以及减少漏磁。同时，所述主轴30包括可分离式设计的轴联34，可以降低工艺成本以及可适配不同用户设计的轴配接要求。
所述电机装置100具有对称设置的磁体，更多地应用于中小型振动电机中。可以理解的是，也不限于振动电机，可以应用于其他类型电机，如回转电机等。所述电机装置100可以应用于个人护理相关产品，如电动牙刷、洗颜刷、按摩器、剃须刀等。
实施例2
请一并参阅图8，本发明实施例2提供的另一种电机装置200与上述实施例1提供的电机装置100结构基本相同，包括壳体、支架、主轴、铁芯、线圈以及磁体，其不同之处在于：所述第一磁对61中的两条第一中线l3和与其对应的所述第二磁对62的两条第二中线l4只有一条重合，所述第一距离d4小于所述第二距离d5。同时，所述第一距离d4以及所述第二距离d5均小于所述舌部42的宽度d3。
可以理解的是，所述第一磁对61与所述第二磁对62的设置位置不限于图中所示，也可以为其他，如图中所述第二磁对62间的第二间距d5大于所述第一磁对61间的第一间距d4。
本发明实施例2提供的电机装置200同样能通过设置位于其同一侧的所述第一磁对61间的第一距离d4和与其相对的所述第二磁对62间的第二距离d5不相等，使得所述电机装置200的高磁密范围拓宽，磁力线分布更均匀，从而使其扭矩输出均衡。
所述电机装置200具有不对称设置的磁体，更多地应用于中小型回转电机中。可以理解的是，也不限于回转电机，可以应用于其他类型电机，如振动电机等。所述电机装置200也可以应用于个人护理相关产品，如电动牙刷、洗颜刷、按摩器、剃须刀等。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。