一种电动牙刷的振动马达的制作方法

本发明涉及振动马达技术领域，具体涉及一种电动牙刷的振动马达。

背景技术：

随着消费者的生活水平不断地改善，电动牙刷不断地成为消费者保健牙齿的优选工具，电动牙刷或者其他摆动的电动工具中所采用的磁悬浮电机的结构也在不断地更新中。

现有技术中，电动牙刷的振动马达主要包括外壳、摆动轴、线圈、两个转子、两组磁体以及扭转弹片。线圈、两个转子以及两组磁体均位于外壳内，线圈和两个转子均套设在摆动轴上，且两个转子分别位于线圈的两侧；两组磁体分别固定在外壳内壁面上且分别绕设在两个转子的外周上；扭转弹片设置在摆动轴端部和外壳之间，具有所需的扭转变形量，用于限制摆动轴的摆动。当给线圈通电后，线圈产生电磁场，根据同极相斥和异极相吸的原理，电磁场与每一组磁体的固定磁场之间的作用力带动转子和摆动轴摆动所需角度，从而带动牙刷振动，此时扭转弹片随着摆动轴扭转；当停止对线圈通电时，摆动轴在扭转弹片的扭转回复力作用下复位到初始位置。

但是，在这种结构的振动马达中，摆动轴的复位主要是靠扭转弹片的弹性回复力来复位的，而扭转弹片有一定的钢性，在随着摆动轴转动的过程中需要吸收了摆动轴的大部分扭矩，使摆动轴的输出功率减弱。其次，扭转弹片有一定的疲劳性，长时间扭转，会使这些部件断裂或者变形，从而影响整个振动马达的使用寿命与功能。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中振动马达在线圈停止供电后，转子构件自身难以恢复到平衡位置的问题，从而提供一种电动牙刷的振动马达。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种电动牙刷的振动马达，包括：

外壳体，具有安装内腔；

摆动轴，设置在所述安装内腔中，其一端伸出所述外壳体连接于受其驱动的部件；

定子构件，包括套设在所述摆动轴的外周的线圈、以及周向均匀设置在所述摆动轴的外周且固定在所述外壳体内壁面上的至少两套磁体组；每套所述磁体组均包括第一磁体和第二磁体，任意相邻所述第一磁体和所述第二磁体在所述摆动轴径向方向上的极性相反；

转子构件，包括固定在所述摆动轴上、可转动地设置在至少两套所述磁体组中心的导磁体；所述导磁体的外周具有朝向所述外壳体的方向凸出、且周向均匀分布的至少两个凸台结构；所述凸台结构包括中间由弧形槽分开的第一凸台和第二凸台。

进一步地，所述第一凸台和所述第二凸台在与所述导磁体本体的连接处均具有向内侧凹陷的凹陷部。

进一步地，在所述摆动轴的轴向上，所述第一磁体和所述第二磁体的长度均大于所述导磁体的长度。

进一步地，所述定子构件还包括套设在所述摆动轴外周的线圈架，所述线圈架的两端均具有环形挡板，所述线圈套设在所述线圈架上且两端分别被所述环形挡板限制。

进一步地，所述外壳体包括围成成具有两端开口的中空柱状腔体的第一壳体和第二壳体、以及分别设置在所述第一壳体和所述第二壳体的两端以封闭所述中空柱形腔体的开口的两个端盖，所述端盖与对应的所述环形挡板在所述摆动轴的轴向上形成所述磁体组的限位空间。

进一步地，所述端盖上具有朝向对应所述磁体组的方向凸出、且位于相邻所述凸台结构之间以限制所述导磁体的转动行程的若干限位凸台。

进一步地，所述端盖与所述磁体组的接触面上具有供所述第一磁体或所述第二磁体的一端嵌设、以对所述磁体组进行定位的若干定位凹槽。

进一步地，所述环形挡板与所述导磁体的接触面上设有限位片，所述限位片上具有用于限制所述磁体组在所述摆动轴的径向上发生运动的限位端面和限制所述磁体组在所述摆动轴的周向上发生转动的限位凸缘。

进一步地，所述转子构件还包括套接在所述摆动轴外周的内轴套、以及套接在所述内轴套外周由所述导磁体带动转动的外轴套，所述内轴套和所述外轴套均为增磁部件。

进一步地，所述外壳体采用导磁材料制成。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的电动牙刷的振动马达，当线圈处于通电状态时，线圈产生电磁场的磁感线集中在转子构件的导磁体上，使得导磁体上的凸台结构的极性相同(均为N极或均为S极)；而同一磁体组内相邻的第一磁体和第二磁体靠近凸台结构的内端的极性相反(一个为N极，另一个为S级)，则对凸台结构产一个吸引力和一个排斥力，同理其它磁体组也会对对应的凸台结构产生一个吸引力和一个排斥力，这些吸引力和排斥力的方向相同，均驱动导磁体做顺时针或逆时针转动，从而带动摆动轴左右转动，实现电动牙刷的振动功能。同时，当线圈处于未通电状态时，此时导磁体上的凸台结构的极性逐渐消失，同一磁体组内的第一磁体和第二磁体均对凸台结构产生吸引力，在该吸引力作用下，导磁体和摆动轴能自动复位到初始的平衡位置，与现有技术相比，摆动轴无需利用扭转弹簧复位到初始的平衡位置，从而简化了振动马达的结构；这种简化的振动马达一方面可以减少扭转弹片随摆动轴转动过程消耗的扭矩，在摆动轴输出功率一定的情况下，可以减小通过线圈的电流大小；另一方面也克服了扭转弹片因自身断裂或变形对振动马达使用寿命和功能的影响，从而提高了振动马达的使用寿命和功能稳定性。

2.本发明提供的电动牙刷的振动马达，凸台结构的第一凸台和第二凸台由位于中间的弧形槽分开，凸台结构在两个极性不同的第一磁体和第二磁体的吸引力作用下产生极性，且凸台结构的两个磁极会分别集中在第一凸台和第二凸台上，从而第一磁体对其靠近的第一凸台产生一个吸引力作用，第二磁体对其靠近第二凸台产生一个吸引力作用，只有当凸台结构位于对应的第一磁体和第二磁体中间轴线位置时，这两个吸引力的合力方向垂直于导磁体的轴线方向，凸台结构及导磁体才能处于受力平衡的稳定状态，因此，当线圈处于未通电状态时，导磁体和摆动轴在磁体组的作用下能自动回复到初始的平衡位置。

3.本发明提供的电动牙刷的振动马达，端盖上限位凸台的设置可以限制导磁体的转动行程，避免导磁体上的凸台结构与磁体组出现对应关系脱位的现象，从而可以进一步确保导磁体和摆动轴在线圈未通电状态下能自动复位到初始的平衡位置。

4.本发明提供的电动牙刷的振动马达，端盖上的限位凹槽和环形挡板上的限位片对磁体组起到限位的作用，能减少磁体组发生位置的变化，进而使导磁体和摆动轴回复到的平衡位置不会发生变化。

5.本发明提供的电动牙刷的振动马达，在摆动轴的外周依次套设可作为增磁部件的内轴套和外轴套，当线圈处于通电状态下，线圈产生的电磁场先被集中在内轴套和外轴套上，内轴套和外轴套再将电磁场集中传递到两端的两个导磁体上，其中一个导磁体为N极，另一个导磁体则为S极，两个导磁体与定子构件进行磁场反向转动，转子构件和摆动轴能实现更稳定以及更高效的转动；同时，内轴套的设置，不仅可以辅助传递电磁场，而且便于摆动轴的拆卸更换，摆动轴可以选用不具有导磁功能的材料，也方便根据需要更换不同材质的摆动轴，提高了振动马达的实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。

图1为本发明实施例一所提供的电动牙刷振动马达的立体结构示意图；

图2为本发明实施例一所提供的电动牙刷振动马达的内部结构示意图，其中外壳体已影藏以显示其内部结构；

图3为本发明实施例一所提供的电动牙刷振动马达的爆炸示意图；

图4为本发明实施例一所提供的电动牙刷振动马达的纵向剖面示意图；

图5为本发明实施例一所提供的磁体组、导磁体在线圈架上的安装结构示意图；

图6为本发明实施例一所提供的磁体组、导磁体在端盖上的安装结构示意图；

图7为本发明实施例一所提供的定子构件、转子构件在未通电时处于初始的平衡位置的状态图；

图8为本发明实施例一中线圈的供电电压随时间的变化示意图；

图9为本发明实施例一所提供的定子构件、转子构件在线圈的供电电压为3.7V时的磁场示意图；

图10为本发明实施例一所提供的定子构件、转子构件在线圈的供电电压为－3.7V时的磁场示意图；

图11为本发明实施例二所提供的电动牙刷振动马达的立体结构示意图；

图12为本发明实施例二所提供的电动牙刷振动马达的爆炸示意图。

附图标记说明：1、外壳体；11、第一壳体；12、第二壳体；13、端盖；131、限位凸台；132、定位凹槽；2、摆动轴；3、定子构件；31、线圈；32、线圈架；321、环形挡板；34、磁体组；341、第一磁体；342、第二磁体；35、限位片；351、限位端面；352、限位凸缘；4、转子构件；41、导磁体；411、凸台结构；4111、第一凸台；4112、第二凸台；4113、弧形槽；412、凹陷部；42、外轴套；43、内轴套。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例一

本发明实施例提供了一种电动牙刷的振动马达，如图1－6所示，包括外壳体1、摆动轴2、定子构件3和转子构件4。

在本实施例中，外壳体1包括第一壳体11、第二壳体12和两个端盖13。第一壳体11和第二壳体12沿摆动轴2的轴向设置，且第一壳体11与第二壳体12扣合设置以围成具有两端开口的中空圆柱形腔体，两个端盖13分别设置在第一壳体11和第二壳体12的两端以封闭中空圆柱形腔体的开口形成安装内腔。摆动轴2至少有一端贯穿其中其一端盖13连接于受其驱动的部件。具体的，第一壳体11和第二壳体12沿摆动轴2轴向的两端分别设有锁头，端盖13的对应位置设有卡槽，在振动马达的装配过程中，将第一壳体11和第二壳体12上的锁头分别伸进端盖13上对应的卡槽内，即可将第一壳体11和第二壳体12装配在两个端盖13之间。

在本实施例中，定子构件3包括套设在摆动轴2外周的线圈架32和套设于线圈架32上的线圈31，线圈架32具有供摆动轴2穿过的通孔，线圈架32对应摆动轴2轴向的两端还具有挡在线圈31相对两侧的环形挡板321，线圈31受限于两个环形挡板321之间的线圈架32上。定子构件3还包括周向均匀设置在摆动轴2的外周且固定在外壳体1内壁面上的至少两套磁体组34，至少两套磁体组34均位于环形挡板321相对于线圈31的外侧。具体的，在本实施例中，磁体组34的数量有四套，且每套磁体组34均包括第一磁体341和第二磁体342，第一磁体341和第二磁体342的大小形状相同、且任意相邻的第一磁体341和第二磁体342在摆动轴2径向方向上的极性相反。

在本实施例中，转子构件4包括固定在摆动轴2上的两个导磁体41，两个导磁体41分别位于两个环形挡板321相对线圈31的外侧、且可转动地设置在四套磁体组34的中心。导磁体41的外周具有朝向外壳体1的方向凸出、且周向均匀间隔分布的四个凸台结构411。四个凸台结构411的形状相同，均包括中间由弧形槽4113分开的第一凸台4111和第二凸台4112。当线圈31处于未通电状态时，第一凸台4111和第二凸台4112分别受到同一磁体组34的第一磁体341和第二磁体342的磁性吸引力作用而使导磁体41能复位到初始的平衡位置。导磁体41的凸台结构411和定子构件3的磁体组34之间具有磁间隙，且四个凸台结构411和对应的磁体组34之间的磁间隙相同。

本发明实施例提供的振动马达，结合图7－10，当线圈31处于通电状态时，线圈31产生电磁场的磁感线集中在转子构件4的导磁体41上，使得同一导磁体41上凸台结构411的极性相同(均为N极或均为S极)；而同一磁体组34内的第一磁体341和第二磁体342靠近凸台结构411的内端的极性相反(一个为N极，另一个为S级)，则对凸台结构411产一个吸引力和一个排斥力，同理其它磁体组34也会对对应的凸台结构411产生一个吸引力和一个排斥力，这些吸引力和排斥力的方向相同，均驱动导磁体41做顺时针或逆时针转动，从而带动摆动轴2绕自身轴向转动，实现电动牙刷的振动功能。同时，当线圈31停止通电后，此时导磁体41上的凸台结构411的极性会逐渐消失，同一磁体组34内的第一磁体341和第二磁体342均对凸台结构411产生吸引力，在该吸引力作用下，导磁体41和摆动轴2能自动复位到初始的平衡位置。与现有技术相比，摆动轴2无需利用扭转弹簧复位到初始的平衡位置，从而简化了振动马达的结构；这种简化的振动马达一方面可以减少扭转弹片随摆动轴2转动过程消耗的扭矩，在摆动轴2输出功率一定的情况下，可以减小通过线圈31的电流大小；另一方面也克服了扭转弹片因自身断裂或变形对振动马达使用寿命和功能的影响，从而提高了振动马达的使用寿命和功能稳定性。

在本实施例中，凸台结构411的第一凸台4111和第二凸台4112由位于中间的弧形槽4113分开，凸台结构411在两个极性不同的第一磁体341和第二磁体342的吸引力作用下产生极性，且凸台结构411的两个磁极会分别集中在第一凸台4111和第二凸台4112上，从而第一磁体341对其靠近的第一凸台4111产生一个吸引力作用，第二磁体342对其靠近第二凸台4112产生一个吸引力作用，只有当凸台结构411位于对应的第一磁体341和第二磁体342中间轴线位置时，这两个吸引力的合力方向才会垂直于导磁体41的轴线方向，凸台结构411及导磁体41才能处于受力平衡的稳定状态，因此，当线圈31停止通电后，导磁体41和摆动轴2在磁体组34的作用下在静止后能自动回复到初始的平衡位置处。

在本实施例中，第一凸台4111和第二凸台4112与导磁体41本体的连接处均具有向内侧凹陷的凹陷部412。当线圈31停止通电后，凹陷部412的设置，第一凸台4111受到第一磁体341的磁力作用而产生的磁极会更靠近第一凸台4111，第二凸台4112受到第二磁体342的磁力作用而产生的磁极会更靠近第二凸台4112，从而使第一凸台4111和第一磁体341、第二凸台4112和第二磁体342之间的吸引力更大，进一步使导磁体41在静止后能自动回复到初始的平衡位置处。

在本实施例的一种优选实施方式中，为了使磁体组34能更好地保持安装位置的稳定性，两个端盖13和对应线圈架32的环形挡板321之间形成有在摆动轴2的轴向上对磁体组34进行限位的限位空间，在用端盖13分别封闭中空圆柱形腔体的两端开口后，端盖13能对磁体组34起到限位作用，提高磁体组34的稳定性。

在本实施例中，端盖13上具有朝向对应磁体组34的方向凸出、且位于相邻凸台结构411之间以限制导磁体41的转动行程的两个限位凸台131，两个限位凸台131在端盖13靠近磁体组34的端面上相对设置。在一些实施方式中，限位凸台131的数量还可以为四个且分别对应导磁体41上两个凸台结构411的中间位置设置。端盖13上两个限位凸台131的设置可以限制导磁体41的转动行程，避免导磁体41上的凸台结构411与磁体组34出现对应关系脱位的现象，从而可以进一步确保导磁体41和摆动轴2在线圈31停止通电的状态下能自动复位到初始的平衡位置。

在本实施例中，端盖13和磁体组34的接触面上具有供第一磁体341或第二磁体342的一端嵌设、以对磁体组34进行定位的八个定位凹槽132，八个定位凹槽132周向均匀布置。磁体组34的一端受限在对应的定位凹槽132内，方便四个磁体组34周向均匀安装在摆动轴2的外周，减少磁体组34及第一磁体341和第二磁体342安装位置出现偏移对振动马达性能的影响。

在本实施例中，为了进一步提高磁体组34安装位置的稳定性，在环形挡板321与导磁体41的接触面上设有磁体组34方向凸出限位片35，限位片35上具有用于限制磁体组34在摆动轴2的径向上发生运动的限位端面351和限制磁体组34在摆动轴2的周向上发生转动的限位凸缘352。限位片35的设置能使导磁体41和摆动轴2回复到的平衡位置不会发生变化。

在本实施例中，转子构件4还包括套接在摆动轴2外周的内轴套43、以及套接在内轴套43外周由导磁体41带动转动的外轴套42，内轴套43和外轴套42均为增磁部件。固定架套设在外轴套42的外部，转子机构的两个两个导磁体41套接外轴套42上且被环形挡板321与线圈31隔开。线圈31通电后产生电磁场的磁感线先集中在外轴套42上，外轴套42的两端分别为S极和N极，外轴套42再将电磁场集中传递至两个导磁体41上，使得一个导磁体41为S极，另一个导磁体41为N极，两个导磁体41与定子构件3进行磁场反向转动，转子构件4和摆动轴2能实现更稳定以及更高效的转动。同时，内轴套43的设置，不仅可以辅助传递电磁场，而且便于摆动轴2的拆卸更换，摆动轴2可以选用不具有导磁功能的材料，也方便根据需要更换不同材质的摆动轴2，提高了振动马达的实用性。

在本实施例中，在摆动轴2的轴向上，第一磁体341和第二磁体342的长度相同、且均大于导磁体41的长度，如此设置可以防止导磁体41沿摆动轴2的径向方向上发生转动。

在本实施例中，第一壳体11和第二壳体12均采用导磁材料制成，具体可以为矽钢片。采用导磁材料制成的第一壳体11和第二壳体12可使线圈31通电后的磁感线更好地集中在线圈架32两端的两个导磁体41上，在摆动轴2输出功率一定的情况下，减小通过线圈31电流的大小。

本发明提供了电动牙刷的振动马达，如图11－12所示，与实施例一的不同之处在于，外壳体1、环形挡板321的横截面为跑道型；摆动轴2只有一端伸出外壳体1，另一端通过轴承固定在其中一个端盖13上。定子构件3的磁体组34仅有两组，且对称设置在摆动轴2和径向方向的两端；相应的，转子构件4的导磁体41上也仅有两个与磁体组34分别对应的凸台结构411。

作为可替换的实施方式，环形挡板321上也可以无需设置限位片35，或限位片35仅用于限制导磁体41绕摆动轴2的轴向转动，限位片35可以是一体成型在环形挡板321或焊接固定在环形挡板321上。

综上所述，本发明实施例提供电动牙刷的振动马达的工作原理如下：

当线圈31处于通电状态时，线圈31产生电磁场的磁感线集中在转子构件4的导磁体41上，使得同一导磁体41上凸台结构411的极性相同(均为N极或均为S极)；而同一磁体组34内的第一磁体341和第二磁体342靠近凸台结构411的内端的极性相反(一个为N极，另一个为S级)，则对凸台结构411产一个吸引力和一个排斥力，同理其它磁体组34也会对对应的凸台结构411产生一个吸引力和一个排斥力，这些吸引力和排斥力的方向相同，均驱动导磁体41做顺时针或逆时针转动，从而带动摆动轴2绕自身轴向转动，实现电动牙刷的振动功能；

当线圈31停止通电后，此时导磁体41上的凸台结构411的极性会逐渐消失，同一磁体组34内的第一磁体341和第二磁体342均对凸台结构411产生吸引力，在该吸引力作用下，导磁体41和摆动轴2能自动复位到初始的平衡位置。

与现有技术相比，摆动轴2无需利用扭转弹簧复位到初始的平衡位置，从而简化了振动马达的结构；这种简化的振动马达一方面可以减少扭转弹片随摆动轴2转动过程消耗的扭矩，在摆动轴2输出功率一定的情况下，可以减小通过线圈31的电流大小；另一方面也克服了扭转弹片因自身断裂或变形对振动马达使用寿命和功能的影响，从而提高了振动马达的使用寿命和功能稳定性。

本发明实施例的主要发明点在于；凸台结构411的第一凸台4111和第二凸台4112由位于中间的弧形槽4113分开，凸台结构411在两个极性不同的第一磁体341和第二磁体342的吸引力作用下产生极性，且凸台结构411的两个磁极会分别集中在第一凸台4111和第二凸台4112上，从而第一磁体341对其靠近的第一凸台4111产生一个吸引力作用，第二磁体342对其靠近第二凸台4112产生一个吸引力作用，只有当凸台结构411位于对应的第一磁体341和第二磁体342中间轴线位置时，这两个吸引力的合力方向垂直于导磁体41的轴线方向，凸台结构411及导磁体41才能处于受力平衡的稳定状态，因此，当线圈31处于未通电状态时，导磁体41和摆动轴2在磁体组34的作用下能自动回复到初始的平衡位置。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。