一种声波电机及电动牙刷的制作方法

1.本发明属于声波电机领域，特别涉及一种声波电机及电动牙刷。


背景技术：

2.声波电机常用于电动牙刷内，通过给予电机一定频率的正、反向交替通电时，电机输出轴就会按照这个频率做一个往复的来回的转动，例如顺时针转动5
°
、逆时针转动5
°
，从而真正实现“刷”的动作，这种振动原理在马达内部没有产生机械摩擦，稳定性较强、输出动力比较大。
3.在现有的声波电机中，包括定子和转子，转子设于定子中心旋转，定子内表面设有凸起的线槽，用于绕制线圈，例如，在申请号为2019208486707的中国实用新型专利申请中，如图1所示，其定子铁芯5内部设置转子，且定子铁芯内壁对称设有两个齿状凸起的线槽，线槽内绕制有线圈绕组6，该种定子铁芯的结构以及线圈的绕线方式即为现有的电动牙刷中声波电机的常见结构，而由于该种转子在定子中心旋转的结构也决定了线圈必须设置在定子铁芯内部的部位。
4.但是上述定子和转子的结构在生产制造时有如下问题：
5.由于定子铁芯的线槽为在定子铁芯内部的凸起结构，线圈必须要在定子铁芯内部进行绕线操作，也即常见的采用内绕机在定子铁芯内部绕线，该种在壳体内部的绕线方式由于空间狭小，均不方便人工或者是设备的绕线，导致生产效率较低。


技术实现要素：

6.本发明提供了一种声波电机，旨在解决现有的声波电机由于结构特性导致内部绕线致使生产效率较低的问题。
7.根据本技术实施例，提供了一种声波电机，包括定子、转子及壳体，所述定子和所述转子设于所述壳体内，所述定子定位于所述壳体，所述转子设于所述定子外周侧，所述转子与所述壳体转动连接。
8.优选地，所述定子包括铁芯，所述铁芯靠近所述转子的两侧面设有绕线槽，所述绕线槽为所述铁芯表面向内的凹陷结构；所述绕线槽上绕设有漆包线。
9.优选地，所述定子还包括绝缘块，所述绝缘块插接于所述铁芯两端，所述绝缘块的两端抵持于所述壳体的内表面。
10.优选地，所述转子包括第一转动片、第二转动片及固定块，所述第一转动片和所述第二转动片相对设置，所述第一转动片和所述第二转动片的一端与所述固定块连接，所述固定块连接输出轴。
11.优选地，所述固定块内定位有磁块，所述第一转动片和所述第二转动片分别与所述磁块的两侧面接触；所述第一转动片和所述第二转动片为导磁片。
12.优选地，所述转子背离所述固定块一端设有安装块，所述第一转动片和所述第二转动片定位于所述安装块两端；所述安装块上定位有弹片，所述弹片向远离所述固定块方
向延伸；所述壳体对应所述弹片的位置设有胶盖，所述胶盖上设有插接槽，所述弹片插接在所述插接槽内。
13.优选地，所述壳体在输出轴一端设有容置槽，所述容置槽内定位有轴承，输出轴穿过所述轴承。
14.本发明还提供一种电动牙刷，其采用如上述任一项所述的声波电机。
15.与现有技术相比，本发明提供的一种声波电机及电动牙刷具有以下有益效果：
16.1、通过设置转子设于定子的外周侧旋转，使得定子上绕制的线圈不需要设置在内部，只需要绕设在定子外周侧凹陷的绕线槽内即可，改变了现有定子铁芯上绕线的方向和位置，避免了现有在定子铁芯内部绕线的结构，降低绕线难度，提高线圈的绕线效率，进一步提高电机的生产效率，尤其适用于电机的自动化生产。
17.2、通过设置绝缘块插接到铁芯的两端，使得绝缘块将漆包线与铁芯之间绝缘的同时，通过绝缘块的抵持作用定位在壳体中，同时实现绝缘和定位功能。
18.3、通过设置第一转动片、第二转动片两端定位在固定块上，使得本发明在定子外侧设置的转子结构，可以基于两个转动片在定子外侧旋转，并通过固定块向外传动，该种结构简化了转子和定子之间的连接结构，且转子具有更大的转动空间，在维修或者组装时更便于工作人员的操作。同时，相比于传统的电机，本发明提供的外转子结构具有更大的气隙半径，在相同体积的电机内部空间下，本发明的外转子结构具有更大的气隙半径，电机输出的扭力更大。
19.4、通过将第一转动片、第二转动片设置为导磁片，并在固定块上设置磁块，两个转动片分别接触磁块的不同磁极，使得两个转动片通过一个标准的磁铁块即可实现带磁结构，不需要定制特殊形状的转动片结构。尤其是现有的声波电机中，转子上定位有多块烧结钕铁硼磁铁，占据整个电机30％以上成本，并且工作面定制加工成弧形，制造成本和工艺时间成本较高，而本技术通过磁块连接导磁片的结构可以直接减少磁铁的使用，同时不需要定制加工，既能够降低制造成本，还能够缩短加工工艺时间，特别是不需要对磁铁进行研磨加工，避免磁铁材料的浪费，节约稀土磁石资源。进一步地，由于将两个较小的导磁片作为转子的转动体，将具有较大重量的磁石设置在固定块上，也即电机的磁石设置在输出轴的位置，转子的大部分重量集中到转动轴线，使得转子的转动惯量降低70％左右，则转子的负载降低，在频繁的转动时引起的振动减小在同等条件小输出力更大提高了电机效率，振动小，电机更平稳，增加了使用寿命，尤其适用于电动牙刷中高频率的往复运动环境。
20.5、通过设置弹片位于轴承的相对位置上，使得电机在输出轴的另一端通过弹片的反向扭动力，提高转子往复旋转的稳定性，也让转子做往复旋转时具有更快的响应速度。同时，将弹片代替轴承的轴末端稳定作用，可以进一步降低电机的成本。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例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例，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。
22.图1是本发明第一实施例提供的一种声波电机的结构示意图。
23.图2是本发明第一实施例提供的一种声波电机的爆炸结构示意图。
24.图3是本发明第一实施例提供的一种声波电机中定子的结构示意图。
25.图4是本发明第一实施例提供的一种声波电机中转子的结构示意图。
26.附图标记说明：
27.1、转子；11、铁芯；111、绕线槽；12、绝缘块；13、漆包线；
28.2、定子；21、第一转动片；22、第二转动片；23、固定块；24、磁块；25、安装块；26、弹片；
29.3、壳体；31、胶盖；32、容置槽；33、轴承；
30.100、输出轴。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。
32.还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
33.还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
34.请结合图1、图2、图3及图4，本发明第一实施例公开了一种声波电机，包括定子1、转子2及壳体3，所述定子1和所述转子2设于所述壳体3内，所述定子1定位于所述壳体3，所述转子2设于所述定子1外周侧，所述转子2与所述壳体3转动连接，所述转子2一端连接输出轴100，所述输出轴100穿过所述壳体3向外延伸。
35.可以理解，转子2设于定子1外周侧，转子2在定子1外周侧转动，则线圈只需要绕设在定子上即可，不需要设置复杂的内部绕线结构。
36.所述定子1包括铁芯11、绝缘块12及漆包线13，所述铁芯11靠近所述转子2的两侧面设有绕线槽111，所述绕线槽111为所述铁芯11表面向内的凹陷结构，所述绕线槽111上绕设所述漆包线13。所述绝缘块12插接于所述铁芯11两端，所述绝缘块12的两端抵持于所述壳体3的内表面，所述绝缘块12为硅胶或其他绝缘的软质材料，所述绝缘块12与壳体3过盈配合，当整个定子1置于壳体3内部时，所述绝缘块12的相对两侧分别抵持在壳体3内侧的上下两面。
37.可以理解，所述绝缘块12对应所述绕线槽111的位置同样设置有相应的凹槽结构，也即在组装定子1时，首先将两个绝缘块12插接到铁芯11的两端，然后将漆包线13绕设在绕线槽111内。所述铁芯11可以为多片硅钢片堆叠组成的结构。
38.可以理解，通过转子2设置在定子1的外周侧转动，使得定子1的漆包线13绕制可以在开放区域进行，在本实施例中，漆包线13沿着铁芯11外表面的绕线槽111绕制即可，让线圈绕制的区域转变为铁芯11的外表面区域，便于漆包线13的绕制工作，提高生产效率。
39.可以理解，电动牙刷的电机外径通常较小，则导致电机的气隙半径非常小，然而电机的扭力跟转子半径平方成正比，在不改变电机外径情况下使用本实施例的外转子结构可
以使得电机气隙半径增加30％，那么电机扭力增加90％。
40.请结合图2和图4，所述转子2包括第一转动片21、第二转动片22及固定块23，所述第一转动片21和所述第二转动片22相对设置，所述第一转动片21和所述第二转动片22的一端与所述固定块23连接，所述固定块23连接输出轴100。所述第一转动片21和第二转动片22的同一端定位于固定块23上，第一转动片21和第二转动片22分设于定子1的相对两侧面，具体地，第一转动片21和第二转动片22分设于铁芯11上绕线槽111的区域两侧，并在靠近绕线槽111的区域内转动，而通过固定块23的连接作用，将第一转动片21和第二转动片22产生的转动作用输出到输出轴100上向外输出。
41.可以理解，所述第一转动片21和所述第二转动片22为使用时带有磁性的l型结构，两个转动片可以选择为磁片，也即选择磁铁作为第一转动片21和第二转动片22。或也可以选择设置导磁片的方式，具体地，在本实施例中，所述固定块23内定位有磁块24，所述第一转动片21和所述第二转动片22分别与所述磁块24的两侧面接触，所述第一转动片21和所述第二转动片22为导磁片，通过导磁的方式让所述第一转动片21和所述第二转动片22带有磁性。
42.可以理解，第一转动片21和第二转动片22设置为导磁片的结构，并通过固定块23内一个磁块24的传导作用，可以避免将第一转动片21和第二转动片22直接用磁铁的结构。导磁片具体为纯铁材料，导磁能力最强，相比于磁石材料，导磁片的厚度做到0.5mm厚即可满足原有搭配磁石的要求，而磁石的厚度≥1.5mm，磁石的密度与纯铁的密度接近，本实施例中使用到导磁片的质量减轻了三分之二，并且转子的外径增加了2mm，即转子的外径增加20％。
43.可以理解，在本实施例中，第一转动片21和第二转动片22分别与磁块24的不同侧面(磁极)接触以将第一转动片21和第二转动片22带有的磁性相反，形成可转动的转子结构。
44.可以理解，磁石加工的方案是先切割成方形后才磨成弧形，本实施例将第一转动片21和第二转动片22设置为导磁片的结构，相比于直接使用磁铁结构，能够降低第一转动片21和第二转动片22的重量，还使得磁石材料不需要定制成第一转动片21和第二转动片22的特殊结构。
45.请继续结合图2和图4，所述转子2背离所述固定块23一端设有安装块25，所述第一转动片21和所述第二转动片22定位于所述安装块25两端，具体地，所述安装块25两端设有凹陷，第一转动片21和第二转动片22扣合在安装块25两端的凹陷内，以通过安装块25和固定块23的两端固定作用，让第一转动片21和第二转动片22共同转动时的稳定性更高。
46.所述安装块25上定位有弹片26，所述弹片26向远离所述固定块23方向延伸。对应地，所述壳体3对应所述弹片26的位置设有胶盖31，所述胶盖31上设有插接槽，所述弹片26插接在所述插接槽内。当转子2转动时，弹片26被扭转产生回转力，通过弹片26的设置可以提高转子2转动的回复力，同时还可以提高转动稳定性。
47.所述壳体3在输出轴100一端设有容置槽32，所述容置槽32内定位有轴承33，输出轴100穿过所述轴承33，所述输出轴100和固定块23连接，轴承33的设置增加转子2转动的稳定性。
48.本发明第二实施例提供一种电动牙刷，其采用上述第一实施例提供的声波电机，
通过将电动牙刷的牙刷头插接到输出轴100上，实现自动刷洗动作。
49.与现有技术相比，本发明提供的一种声波电机及电动牙刷具有以下有益效果：
50.1、通过设置转子设于定子的外周侧旋转，使得定子上绕制的线圈不需要设置在内部，只需要绕设在定子外周侧凹陷的绕线槽内即可，改变了现有定子铁芯上绕线的方向和位置，避免了现有在定子铁芯内部绕线的结构，降低绕线难度，提高线圈的绕线效率，进一步提高电机的生产效率，尤其适用于电机的自动化生产。
51.2、通过设置绝缘块插接到铁芯的两端，使得绝缘块将漆包线与铁芯之间绝缘的同时，通过绝缘块的抵持作用定位在壳体中，同时实现绝缘和定位功能。
52.3、通过设置第一转动片、第二转动片两端定位在固定块上，使得本发明在定子外侧设置的转子结构，可以基于两个转动片在定子外侧旋转，并通过固定块向外传动，该种结构简化了转子和定子之间的连接结构，且转子具有更大的转动空间，在维修或者组装时更便于工作人员的操作。同时，相比于传统的电机，本发明提供的外转子结构具有更大的气隙半径，在相同体积的电机内部空间下，本发明的外转子结构具有更大的气隙半径，电机输出的扭力更大。
53.4、通过将第一转动片、第二转动片设置为导磁片，并在固定块上设置磁块，两个转动片分别接触磁块的不同磁极，使得两个转动片通过一个标准的磁铁块即可实现带磁结构，不需要定制特殊形状的转动片结构。尤其是现有的声波电机中，转子上定位有多块烧结钕铁硼磁铁，占据整个电机30％以上成本，并且工作面定制加工成弧形，制造成本和工艺时间成本较高，而本技术通过磁块连接导磁片的结构可以直接减少磁铁的使用，同时不需要定制加工，既能够降低制造成本，还能够缩短加工工艺时间，特别是不需要对磁铁进行研磨加工，避免磁铁材料的浪费，节约稀土磁石资源。进一步地，由于将两个较小的导磁片作为转子的转动体，将具有较大重量的磁石设置在固定块上，也即电机的磁石设置在输出轴的位置，转子的大部分重量集中到转动轴线，使得转子的转动惯量降低70％左右，则转子的负载降低，在频繁的转动时引起的振动减小在同等条件小输出力更大提高了电机效率，振动小，电机更平稳，增加了使用寿命，尤其适用于电动牙刷中高频率的往复运动环境。
54.5、通过设置弹片位于轴承的相对位置上，使得电机在输出轴的另一端通过弹片的反向扭动力，提高转子往复旋转的稳定性，也让转子做往复旋转时具有更快的响应速度。同时，将弹片代替轴承的轴末端稳定作用，可以进一步降低电机的成本。
55.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。