电机支架、磁悬浮无刷声波电机及口腔清洁器具的制作方法

1.本实用新型属于微型电机技术领域，涉及一种用于安装永磁体与线圈的电机支架，以及磁悬浮无刷声波电机。


背景技术：

2.近年来，随着消费水平提高、口腔护理知识普及以及产品品类和功能不断丰富，电动牙刷成为我国增长最为迅速的小家电品类之一。电动牙刷是利用电机的高速运动，带动牙刷头左右高速摆动，产生机械振动，其振动频率与声波频率一致或者相近，以达到超强清洁效果。由于电动牙刷主要依靠微型电机驱动实现清洁，因此电机的性能是决定电动牙刷性能的重要因素之一。
3.电机支架用于铁芯与线圈绕组之间的绝缘，通过直绕式将线圈绕组卷绕在电机支架上。线圈绕组两端导线需固定在电机支架并伸出电机外，现有的电机支架上开设有绕线槽，线圈两端需通过人工固定在电机支架上，进行理线、绑线，工序比较繁琐，且生产效率低下。
4.公开号为cn110957883a的中国实用新型公开说明书中公开了一种装永磁体与线圈的电机支架，在保证电机小型化的同时，可以让铁芯具有更大的摆动角度，为磁悬浮声波电机提供更大的振幅。但上述电机支架还存在绕线效率低，线圈安装耗费较多人工及时间、产品的良品率不高。


技术实现要素：

5.本实用新型针对现在技术中存在的不足，提供了一种电机支架，用于安装永磁体与线圈，可以有效降低人工、节约时间、提高产品质量，便于自动化绕线。
6.本实用新型是通过如下的技术方案来实现的。
7.本实用新型的技术方案是一种电机支架，电机支架上设有第一底板，第一底板的中部设有第一通孔，第一底板的第一端面设有沿第一通孔圆周的第一轴杆固定部；第一底板的第一端面上设有沿第一通孔圆周对称的两个绕线固定柱，第一轴杆固定部与绕线固定柱之间形成第一绕线槽。
8.本技术方案与现有技术相比，在电机支架的端面上设有绕线固定柱及绕线避让部，使该电机支架适用于自动化绕线生产，生产机器将线一端缠绕在其中一个绕线固定柱上数圈，然后沿其中一个线圈缠绕部绕行设定的圈数后，通过绕线避让部跳向另一线圈缠绕部绕行设定的圈数，然后将线的另一端缠绕在另一个绕线固定柱上数圈。在保证电机绕线的功能要求的同时，设计了绕线固定柱及绕线避让部等结构，从而可实现自动化绕线，节约时间、降低人工成本。沿第一通孔圆周设有第一轴杆固定部，避免导线与轴杆接触漏电。
9.在该技术方案的一个优选示例中，绕线固定柱包括绕线部和限位部，绕线部设置在限位部上端，限位部设置于第一端面上。绕线部及限位部避免固定了线圈的一端后的绕线部影响线沿线圈缠绕部的缠绕。
10.进一步的，绕线部呈圆柱体，并且绕线部的横截面面积小于限位部的横截面面积。绕线部的横截面面积小于所述限位部的横截面面积，便于导线端部固定和自动绕线机作业；所述绕线部呈圆柱体，便于机器识别及避免刮伤导线。
11.在该技术方案的一个优选示例中，第一底板的第一端面上还设有沿第一通孔圆周对称的两个第一限位柱，第一限位柱与绕线固定柱在第一端面上间隔设置，第一限位柱和轴杆固定部之间形成第一绕线槽。
12.在该技术方案的一个优选示例中，第一底板的侧部设有第一绕线缺口，第一绕线缺口与第一绕线槽一起用于第一底板上的线圈限定。第一端面沿第一通孔圆周设有第一轴杆固定部，第一限位柱、绕线固定部之间形成第一绕线槽，避免自动绕线时导线跳出设定的位置。
13.在该技术方案的一个优选示例中，电机支架设有第二底板，第二底板的中间设有第二通孔，第二底板的第二端面沿第二通孔圆周设有第二轴杆固定部，第二端面上沿第二通孔圆周对称的设有两个第二限位柱，第二轴杆固定部与任一第二限位柱之间形成第二绕线槽。沿第二通孔圆周设有第二轴杆固定部，避免导线与轴杆接触。
14.进一步的，第二底板的侧部设有第二绕线缺口，第二绕线缺口与第二绕线槽一起用于第二底板上的线圈限定。任一第二限位柱与第二轴杆固定部之间形成第二绕线槽，避免自动绕线时导线跳出设定的位置。
15.在该技术方案的一个优选示例中，电机支架设有位于第一底板与第二底板之间且沿第一通孔轴对称的两个支撑侧壁，支撑侧壁上设有挡板。
16.本实用新型的另一个技术方案是提供一种磁悬浮无刷声波电机，包括上述技术方案中的电机支架，电机支架上安装有线圈、永磁体，第一底板上设有第一凹槽，在第二底板设有第二凹槽，永磁体的两端分别置于第一凹槽和第二凹槽中被夹紧；
17.还包括铁芯、轴杆、轴承和壳体，铁芯固定安装在轴杆上；轴杆穿过电机支架中的第一通孔及第二通孔，并通过轴承与壳体固定连接。
附图说明
18.下面结合附图对本实用新型做进一步描述。
19.图1示出了本技术实施例中的磁悬浮无刷声波电机的结构示意图。
20.图2示出了本技术实施例中的磁悬浮无刷声波电机的爆炸结构示意图。
21.图3示出了本技术实施例中电机支架的结构示意图。
22.图4示出了本技术实施例中电机支架的结构示意图。
具体实施方式
23.下面详细描述本实用新型的实施例，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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
24.在本实用新型中，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，还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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
25.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
26.下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
27.本实施例是一个磁悬浮无刷声波电机，主要应用于口腔清洁器具上，例如电动牙刷等，包括有电机支架1、线圈2、永磁体3、铁芯4、轴杆5和壳体，壳体包括有相互组合的底盖61和铁壳62，线圈、永磁体、铁芯和轴杆都安装在电机支架1上，并随电机支架安装在壳体的内腔中，线圈2具有两组相连接的子线圈。
28.电机支架1上设有第一底板11、第二底板12、以及连接第一底板和第二底板之间的两个支撑侧壁13，第一底板11的中部设有第一通孔111，第一底板的第一端面设有沿第一通孔圆周的第一轴杆固定部112；第二底板的中间设有第二通孔121，第二底板的第二端面沿第二通孔圆周设有第二轴杆固定部122，轴杆5同时穿过第一通孔111和第二通孔121。第一通孔及第二通孔的孔径均大于轴杆对应位置的外径，这样作为定子部件的电机支架与轴杆不接触，轴杆产生摆动且不与电机支架产生摩擦导致能量损耗。
29.两个支撑侧壁13以轴杆5为中心圆周对称设置，在支撑侧壁之间形成有用于容纳铁芯4及供铁芯活动的摆动间隙，铁芯4被固定安装在轴杆5上，铁芯具有以轴杆对称的两个驱动翼41，当铁芯41摆动时，驱动翼41能在摆动间隙中来回摆动，摆动间隙的两端是贯通的。
30.第一底板11的第一端面110上设有沿第一通孔111圆周对称的两个绕线固定柱113，绕线固定柱113包括绕线部1131和限位部1132，绕线部设置在限位部上端，限位部设置于第一端面110上，绕线固定柱之间设有绕线避让部114。
31.绕线部1131呈圆柱体，并且绕线部的横截面面积小于限位部的横截面面积，便于线圈2的导线端部a,b固定，绕线部呈圆柱体，便于机器识别及避免刮伤导线。
32.第一底板11的第一端面上还设有沿第一通孔圆周对称的两个第一限位柱115，第一限位柱与绕线固定柱在第一端面上间隔设置，第一限位柱115和轴杆固定部之间，及绕线固定柱与第一轴杆固定部之间共同形成有第一绕线槽117，第一底板11上的第一绕线槽117具有对称设置的两个。
33.第二底板12的第二端面120上沿第二通孔121圆周对称的设有两个第二限位柱123，第二轴杆固定部与任一个第二限位柱之间形成第二绕线槽127，第二绕线槽127避免自动绕线时导线跳出设定的位置。第二底板上的第二绕线槽具有对称设置的两个。
34.在第一底板的侧部设有以第一通孔圆周设置的四个第一绕线缺口116，沿铁芯的驱动翼方向上位于同一侧的两个第一绕线缺口与一个第一绕线槽一起作用构成第一底板对一组子线圈限定的第一线圈缠绕部，在第二底板的侧部设有以第二通孔圆周设置的四个
第二绕线缺口126，沿铁芯的驱动翼方向上位于同一侧的两个第二绕线缺口与一个第二绕线槽一起作用构成第二底板对一组子线圈限定的第二线圈缠绕部，第一线圈缠绕部和第二线圈缠绕部构成线圈缠绕部。
35.在每个支撑侧壁13的外侧面上设有沿支撑侧壁长度方向的挡板131，挡板将缠绕在电机支架上的两组子线圈进行隔离，线圈2绕制成的两组子线圈分别位于挡板的两侧。
36.为了在电机支架上固定四个永磁体3，在第一底板11上设有四个第一凹槽119，在第二底板12设有四个第二凹槽129，第一底板上四个第一凹槽和在第二底板的四个第二凹槽分别呈一一对应设置，永磁体3的两端分别卡接置于对应的第一凹槽和第二凹槽中被夹紧；四个永磁体分成两组，分别布置在铁芯的两个驱动翼的侧部，两组永磁体以轴杆呈圆周对称设置。
37.为了方便电机支架上铁芯及轴杆的安装和电机支架的制作，电机支架由相互组合的第一架和第二架构成，第一架包括支撑侧壁的第一侧壁132和第一底板11，第一侧壁、第一底板一体成型，第二架包括支撑侧壁的第二侧壁133和第二底板12，第二侧壁和第二底板一体成型，第一架和第二架可以通过超声焊接或胶水连接在一起。
38.底盖61上设有轴轩5的第一安装孔611，轴杆5的第一端51通过第一轴承71安装在第一安装孔611内，具体是第一安装孔中固定第一轴承，轴杆过盈配合安装在第一轴承的内圈中，铁壳62上设有第二安装孔，第二轴承72固定于第二安装孔中，轴轩的第二端52穿过第二轴承72并且过盈配合在第二轴承中，第二端52作为磁悬浮无刷声波电机的输出端，轴杆在壳体的支撑下可以相对于壳体进行运动。
39.本实施例中的磁悬浮无刷声波电机的工作原理是，在未通电状态下，各永磁体对铁芯吸力相等，从而使铁芯及轴杆停留在初始位置。使用时，线圈接入高频振荡电流改变线圈电流方向，线圈产生磁场并作用在铁芯上，铁芯在永磁体的作用下离开中心位置，产生顺时针或逆时针旋转，从而使带动轴杆不断摆动。
40.需要说明的是，铁芯与轴杆通过轴承安装在壳体后，均不与电机支架接触，轴杆与第一轴承及第二轴承接触，通过永磁体的位置选择，使铁芯摆动时不会接触支撑侧壁。
41.本实施例提供的磁悬浮无刷声波电机，结构简单紧凑、装配简便、性能稳定、转子组件及定子组件之间连接质量好、一致性及可靠性高，可在小型化的同时实现宽振幅，更符合市场的需求。本实用新型的磁悬浮无刷声波电机无需另外设置弹片、弹针或者是弹簧来固定轴杆的位置，简化电机结构，同时避免弹性结构在主轴转动时吸收主轴的扭矩导致主轴的输出功率减弱。所述铁芯可为矽钢体，所述铁芯可由硅钢片叠置而成。
42.本实用新型提供的电机支架，结构稳固，可精确、稳固地安装永磁体，在周向上限定各磁体的位置，增加磁体组件的抗冲击性能，有利于提高跌落试验的通过率，安装支架为上下结构，永磁体可先安装在第一架或第二架上，再将第一架与第二架插接，可以克服因永磁体公差造成的组装困难问题，另外，电机支架可使位于其内部空间的转子具有更大的摆动间隙，可在电机小型化的同时实现宽振幅。
43.电机支架采用绝缘塑料制成，将线圈固定在安装电机支架上成为定子组件的一部分，直接通电后便能产生磁场驱动转子转动，转子上没有线圈，不再需要通过电刷传导电流，且无线圈摩擦、线圈多次快速振动导致断裂等问题，无需换向器或整流子，转换效率高，转速快，性能更优，电机整体寿命更长。
44.当然，前述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式。还可以通过其它等同结构实现，只要保证铁芯容纳部与摆动间隙之间设有开口，以使转子的铁芯能经由开口伸出至摆动间隙。
45.另外，本实用新型还提供一种口腔清洁器具，例如电动牙刷，它包括有前述的磁悬浮无刷声波电机。安装时，磁悬浮无刷声波电机位于电动牙刷的壳体内部，将轴杆伸出与刷头连接即可。电动牙刷的其它结构属于本领域的现有技术，在此不作详述。
46.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“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实用新型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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
47.以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。