(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、回転子部分と、固定子部分と、を含み、前記固定子部分は、上コイル群と、下コイル群と、を有し、前記回転子部分は、バネ部を有し、前記ハウジングは、分離独立した上ハウジングと下ハウジングとを有し、前記上ハウジングには、前記上コイル群の上組立溝が設けられており、前記下ハウジングには、前記下コイル群の下組立溝を設けられており、前記バネ部の一端は前記ハウジングにより固定され、他端は前記回転子部分に連通し、前記回転子部分が回転すると、前記バネ部は前記回転子部分を元の位置に戻るように駆動し、
前記固定子部分は対称的な構造であり、前記上コイル群は、上コイルと、上ケイ素鋼板と、を有し、前記下コイル群は、下コイルと、下ケイ素鋼板と、を有し、
前記回転子部分は、磁石と、上導磁板と、下導磁板と、を含み、前記磁石は、前記上導磁板と前記下導磁板の間に、固定した状態で設けられ、
前記上導磁板、前記磁石および前記下導磁板は、第１方向に重なり合い、かつ前記第１方向に垂直な第２方向に延びるように配置され、
前記上導磁板と前記下導磁板は導磁材料により作製され、
前記上ケイ素鋼板と前記下ケイ素鋼板は導磁材料により作製され、かつ前記第１方向に前記回転子部分をその間に挟むように配置され、
前記上ケイ素鋼板は、前記上コイルが巻きつけられるための第１部分と、それぞれ前記第１部分の前記第１方向と前記第２方向に垂直な第３方向における両端に位置し、かつ前記第１部分から下方に向かって延びる第２部分とを含み、
前記下ケイ素鋼板は、前記下コイルが巻きつけられるための第１部分と、それぞれ前記第１部分の第３方向における両端に位置し、かつ前記第1部分から上方に向かって延びる第２部分とを含み、
前記上導磁板は前記上コイルと対向し、前記下導磁板は前記下コイルに対向し、前記磁石の中心線と前記固定子部分の中心線とは前記第1方向に延びる同一の直線上にあり、
前記上ケイ素鋼板の前記第２部分の先端部分はそれぞれ前記回転子部分の前記第３方向における両側に配置され、
前記下ケイ素鋼板の前記第２部分の先端部分はそれぞれ前記回転子部分の前記第３方向における両側に配置されることを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記上ハウジングと前記下ハウジングとには、甲軸受溝と乙軸受溝とが設けられており、前記回転子部分には甲軸受と乙軸受とが設けられており、前記甲軸受と前記乙軸受が、それぞれ前記甲軸受溝と前記乙軸受溝に設けられることにより、前記回転子部分を回転可能な状態で前記ハウジング内に設けていることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記上コイル群は、上甲リールと、上乙リールと、を有し、前記上甲リールと前記上乙リールの間に、前記上ケイ素鋼板を挟み、前記上コイルは、前記上甲リールと、前記上乙リールと、前記上ケイ素鋼板とを巻きつけて固定して一体的に形成し、前記下コイル群は、下甲リールと、下乙リールと、を有し、前記下甲リールと前記下乙リールの間に、前記下ケイ素鋼板を挟み、前記下コイルは、前記下甲リールと、前記下乙リールと、前記下ケイ素鋼板とを巻きつけて固定して一体的に形成することを特徴とする請求項２に記載のモータ。
【請求項４】
前記回転子部分は、固定軸と、甲連結部と、乙連結部と、を含み、前記固定軸は前記甲連結部を連結固定し、前記甲連結部と前記乙連結部の間に、前記上導磁板と前記下導磁板とが固定した状態で設けられ、前記回転子部分の終端には前記バネ部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のモータ。
【請求項５】
前記上コイルと前記下コイルとに電流が流れると、磁場が発生し、流れている電流に変化が生ずると磁場の変化が発生し、前記磁石と相互作用して、前記回転子部分を運動させるように駆動することを特徴とする請求項４に記載のモータ。
【請求項６】
前記磁石の中心線と前記固定軸の中心線とは同一の直線上にあることを特徴とする請求項５に記載のモータ。
【請求項７】
前記上コイルと前記下コイルの回路は直列接続または並列接続であり、前記上コイルと前記下コイルに生じる磁力線の方向は一致することを特徴とする請求項６に記載のモータ。
【請求項８】
前記上コイルと前記下コイルに流れる電流の周波数は、前記回転子部分の共振周波数と同一であるかまたは接近していることを特徴とする請求項７に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は振動モータの領域に属するものであり、特にモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
消費者の生活水準が向上するにつれて、人々の電動歯ブラシに対する品質と性能の要求はますます高くなっているが、コストとの兼ね合いで、現状では市販されている非常に多くの製品は、従来のマイクロ型モータに振動リングを設けることにより構成されており、この欠点として、動作周波数が不安定で、振動効果も良くなく、電池の電圧に多く依存しているという点が挙げられる。確かに、専用の振動モータもいくらかは市販されるようになっているが、しかしながら、一般的には、構造は比較的複雑であり、均一性が比較的悪く、振動効果が生じないことが容易に発生しがちであり、大量に普及させるのには適していない。
【０００３】
中国実用新案登録出願ＺＬ２０１３２０５４３３０２．４（実用新案公告号ＣＮ２０３６７４９４８Ｕ）は、電動歯ブラシ用の振動モータを開示しており、その振動モータの回転子は誘導コイルを有し、４個の永久磁石はそれぞれ両辺のフレームの内部に設けられており、回転シャフトの出力の後端と後の蓋はバネによって所定の位置に維持されている。コイルの矩形波パルスを変化させることにより極性を変化させ、コイル内に生じるＮ、Ｓ極は交互に磁場を振動させて、回転子に回転振動の効果を生じさせる。上記構造の足りない点は、コイルが回転子上にあり、モータの回転時に生じる振動が、コイルをふらつかせ、引き出し部を設けるのは困難となる点である。別の市販されているモータとして、ハウジングは一体であり、組み立て時、基本的には、あらかじめ固定子をハウジングに取り付けて、その後回転子をハウジングに挿入し、最後にハウジングを封止して、組み立てを完成させるものもある。この組み立て方式は、非常に複雑であり、修理時も極めて不便である。仮に固定子を交換することが必要であれば、回転子を取り外してから、次の作業を行うことが必要になる。
【０００４】
現状では、回転子部分に関して、主として磁力の作用により回転が生じ、静止状態における所定の位置では一定の角度が生じ、その後モータに流れる電流の方向が変化すると、磁力の方向も変化し、このようして、回転子を反対方向に回転させることができ、繰り返すことにより、回転子部分は振動運動を繰り返すことになる。この場合、次のような状況、つまり回転子部分がある角度に回転したあと、磁力は夾角を有し、この夾角が比較的大きいとき、磁力が回転子部分に作用する分力が大幅に小さくなり、回転子部分が回転するのが非常に困難になってしまう。この場合、回転子部分が振動運動を繰り返す過程の中で、滑らかさが十分でなくなり、ぶるぶるする感覚が生じてしまう。
【０００５】
その結果、回転子部分が滑らかな振動運動を繰り返すことが可能なモータの需要がマーケットには存在している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】中国実用新案公告号ＣＮ２０３６７４９４８Ｕ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来技術の課題を解決するために、本発明は、構造は容易であり、コイルは固定子上に設けられ、回転子部分は永久磁石構造であり、ギャップの磁束密度は大きく、軽量化され、動的応答が速く、同じアンペアの電流が提供される場合、力モーメントがさらに大きく、組み立てと取り外しは非常に容易であり、組み立て時間と後のメンテナンスの手間を減少させることが可能なモータを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した技術課題を解決するために、本発明は後述の技術方案を通じて解決する。ハウジングと、回転子部分と、固定子部分と、を含み、前記固定子部分は、上コイル群と、下コイル群と、を有し、前記回転子部分は、バネ部とを有し、前記ハウジングは、分離独立した上ハウジングと下ハウジングとを有し、前記上ハウジングには、前記上コイル群の上組立溝が設けられており、前記下ハウジングには、前記下コイル群の下組立溝が設けられており、前記バネ部の一端は前記ハウジングにより固定され、他端は前記回転子部分に連通するモータを提供する。
【０００９】
好ましくは、前記上ハウジングと前記下ハウジングとには、甲軸受溝と乙軸受溝とが設けられており、前記回転子部分には甲軸受と乙軸受とが設けられており、前記甲軸受と前記乙軸受が、それぞれ前記甲軸受溝と前記乙軸受溝に設けられることにより、前記回転子部分を回転可能な状態で前記ハウジング内に設けている。
【００１０】
好ましくは、前記回転子部分は、固定軸と、甲連結部と、甲連結部と、磁石と、上導磁板と、下導磁板と、を含み、前記固定軸は前記甲連結部を連結固定し、前記甲連結部と前記乙連結部の間に、前記上導磁板と前記下導磁板とが固定した状態で設けられ、前記上導磁板と前記下導磁板の間に、前記磁石が固定した状態で設けられ、前記回転子部分の終端には前記バネ部が設けられている。
【００１１】
好ましくは、前記上コイルと前記下コイルとに電流が流れると、磁場が発生し、流れている電流に変化が生ずると磁場の変化が発生し、前記磁石と相互作用して、前記回転子部分を運動させるように駆動する。
【００１２】
好ましくは、前記上コイルと前記下コイルとに電流が流れると、磁場が発生し、流れている電流に変化が生ずると磁場の変化が発生し、前記磁石と相互作用して、前記回転子部分を運動させるように駆動する。
【００１３】
好ましくは、前記固定軸の中心線と前記固定子部分の中心線とは同一の直線上にあり、前記磁石の中心線と前記固定軸の中心線とは同一の直線上にある。
【００１４】
好ましくは、前記上コイル前記下コイルの回路は直列接続または並列接続であり、前記上コイルと前記下コイルに生じる磁力線の方向は一致する。
【００１５】
好ましくは、前記上導磁板と前記下導磁板は導磁材料により作製され、前記ケイ素鋼板と前記下ケイ素鋼板とは全て導磁材料により作製され、両者の横断面形状はＵ字形状である。
【００１６】
好ましくは、前記上コイルと前記下コイルに流れる電流の周波数は、前記回転子部分の共振周波数と同一であるかまたは接近している。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、構造は容易であり、コイルは固定子部分上に設けられ、回転子部分は永久磁石構造であり、ギャップの磁束密度は大きく、軽量化され、動的応答は速くなっている。同じアンペアの電流が提供される場合、本発明の出力は、現状の市販されている永磁石振動モータの出力を大幅に越え、多数回の検査に基づいて算出したところ、２倍を越えており、力モーメントがさらに大きくなることを保証できる。回転子部分と軸が同心であるので、モータの動作の信頼性をさらに高めることができる。最後に、本発明の回転子部分と固定子部分は全て上下構造を採用しており、組み立てと取り外しは容易であり、組み立て時間と後のメンテナンスの手間を減少させ、効率を向上させ、コストを低下させ、モータの信頼性をさらに向上させることができる。さらに、前記回転子部分はバネ部を有し、バネ部の固有の特性により回転子部分の振動運動を助け、回転子部分の反復振動を非常に滑らかにすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の立体図である。
【図２】本発明の正視図である。
【図３】図２が示す正視図のＡ−Ａ方向の正方向電流が流れている時の断面図である。
【図４】本発明が固定子部分を取り付けていない時の断面図である。
【図５】本発明の構造を示す立体的な分解図である。
【図６】本発明に係る回転子部分の分解図である。
【図７】本発明に係る回転子部分の立体図である。
【図８】本発明の固定子部分の正方向電流が流れている時の構造図である。
【図９】回転子部分が、正方向電流が流れている時に、回転した後のその周辺構造の断面図である。
【図１０】図２が示す正視図のＡ−Ａ方向の反対方向電流が流れている時の断面図である。
【図１１】本発明に係る回転子部分の反対方向電流が流れている時の構造図である。
【図１２】回転子部分が、反対方向電流が流れている時に、回転した後のその周辺構造の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面と実施方式により、本発明についてさらに詳細に述べる。図１−１２が示すように、モータは、ハウジングと、回転子部分と、固定子部分と、を含み、前記固定子部分は、上コイル群と、下コイル群と、を有し、前記回転子部分は、バネ部１３を有し、前記ハウジングは、分離独立した上ハウジング５と下ハウジング６とを有し、前記上ハウジング５には、前記上コイル群の上組立溝５１が設けられており、前記下ハウジング６には、前記下コイル群の下組立溝６１が設けられており、前記バネ部１３の一端は前記ハウジングにより固定され、他端は前記回転子部分に連通する。前記バネ部の内部は中空状態となっている。回転子部分は磁力の作用により回転して、元の位置から一定の角度が生じる。その後、バネ部の固有の弾性により、回転子を元の状態に復元することができ、次に交流の方向を変化させることにより、磁力を変化させて、回転子部分を以前の方向とは反対の方向に回転させ、バネ部により再度回転子部分を元の状態に復元させ、繰り返すことにより、回転子部分が振動運動するのを助ける。
【００２０】
前記上ハウジング５と前記下ハウジング６とには、甲軸受溝と乙軸受溝とが設けられており、前記回転子部分には甲軸受１４と乙軸受１５とが設けられており、前記甲軸受１４と前記乙軸受１５が、それぞれ前記甲軸受溝と前記乙軸受溝に設けられることにより、前記回転子部分を回転可能な状態で前記ハウジング内に設けられている。
【００２１】
前記固定子部分は対称的な構造であり、前記上コイル群は、上コイル３と、上甲リール３２と、上ケイ素鋼板３１と、上乙リール３３と、を有し、前記上甲リール３２と前記上乙リール３３の間に、前記上ケイ素鋼板３１が挟まれ、前記上コイル３は、前記上甲リール３２と、前記上乙リール３３と、前記上ケイ素鋼板３１とを巻きつけて固定して一体的に形成し、前記下コイル群は、下コイル４と、下甲リール４２と、下ケイ素鋼板４１と、下乙リール４３と、を有し、前記下甲リール４２と前記下乙リール４３の間には、前記下ケイ素鋼板４１を挟まれ、前記下コイル４は、前記下甲リール４２と、前記下乙リール４３と、前記下ケイ素鋼板４１とを巻きつけて固定して一体的に形成する。
【００２２】
前記回転子部分は、固定軸１と、甲連結部１１と、甲連結部１２と、磁石２と、上導磁板２１と、下導磁板２２と、を含み、前記固定軸１は前記甲連結部１１を連結固定し、前記甲連結部１１と前記乙連結部１２の間には、前記上導磁板２１と前記下導磁板２２とが固定した状態で設けられ、前記上導磁板２１と前記下導磁板２２の間には、前記磁石が固定した状態で設けられ、前記回転子部分の終端には前記バネ部１３が設けられている。
【００２３】
前記上コイル３と前記下コイル４とに電流が流れると、磁場が発生し、流れている電流が変化すると磁場の変化が発生し、前記磁石２と相互作用して、前記回転子部分を運動させるように駆動する。
【００２４】
前記固定軸１の中心線と前記固定子部分の中心線とは同一の直線上にあり、前記磁石２の中心線と前記固定軸１の中心線とは同一の直線上にある。
【００２５】
前記上コイル３と前記下コイル４の回路は直列接続または並列接続であり、前記上コイル３と前記下コイル４に生じる磁力線の方向は一致する。
【００２６】
前記上導磁板２１と前記下導磁板２２は導磁材料により作製され、前記ケイ素鋼板３１と前記下ケイ素鋼板３２とは全て導磁材料により作製され、両者の横断面形状はＵ字形状である。
【００２７】
前記上コイル３と前記下コイル４に流れる電流の周波数は、前記回転子部分の共振周波数と同一であるかまたは接近している。
【００２８】
現状の市販されているモータは、そのハウジングは一体的であり、本発明が採用する上下構造を採用しておらず、それゆえ、あらかじめ固定子部分を先にハウジングに取り付けて、その後、回転子部分をハウジングに取り付け、最後にハウジングの開口部を封止して、組み立てを完成させる必要がある。このような組み立て方法は比較的煩雑であり、組み立て速度も遅く、後にメンテナンス時、全ての装着を全て取り外してから、始めて次の作業ができる。このようにすると、作業の進捗を大幅に遅らせ、効率が悪くなり、コストの高騰につながってしまう。
【００２９】
本発明の構成に関して、ハウジングは上下構造を採用し、上ハウジング５と下ハウジング６とを含み、固定子部分は上下構造を採用し、上コイル群と下コイル群とを含み、回転子部分はハウジングの内部に設けられ、回転子上の磁石２は上導磁板２１と下導磁板２２の間に挟まれ、上ハウジング５と下ハウジング６には、それぞれ上組立溝５１と下組立溝６１を設けており、上組立溝５１の中に上コイル群を取り付け、下組立溝６１の中に下コイル群を取り付けている。本発明は、上下構造の構成を採用し、このような構成に関して、固定子部分の上コイル群と下コイル群の組み立てと取り外しは非常に便利になり、ハウジングを開いた後、回転子部分を取り付すのも非常に便利になる。さらに、本発明の構成によれば、固定子部分をメンテナンスする際、ハウジングを開く必要はなく、工程が減少し、効率が向上し、回転子部分をメンテナンスする際、固定子部分は妨げになることはなく、非常に便利である。
【００３０】
本発明が提供するモータは電動設備に使用することができ、その電動設備として、電動歯ブラシ、かみそり、拡声器、電気ハンマ、撹拌機、冷凍機、ミシン、包装機、電磁ポンプなどが挙げられる。
【００３１】
図３、図８、図９、図１０、図１１および図１２が示すように、本発明のモータの動作は、電流に応じて変化する。本発明の回転子部分の磁極は変化せず、電流の流れる方向が変化する時、本発明の固定子部分の磁極は変化する。
【００３２】
図８は、本発明の正方向電流が流れている時の固定子部分の磁極の状況を示す。その時、図３が示すように、回転子部分の磁極と固定子部分の磁極とに相互作用が生じ、回転子部分は磁場の作用により回転し始める。最終的には、図９が示すようになる。
【００３３】
モータに流れている電流の方向が変化した後、図１１が示すように、その時、固定子部分の磁極に変化が生じ、そのため、磁場作用とバネ部１３の補助により、図１２が示すように、回転子部分は反対方向に回転する。
【００３４】
バネ部１３の作用は、電流の流れる方向が変化する時、回転子部分が元の位置に戻るのを助け、その後回転子部分が磁場の作用の下、継続して回転する。次に、電流方向が再度変化すると、バネ部１３は再度回転子部分が反対方向に回転するのを助ける。電流が周期的に変化すると、本発明の回転子部分は電流の変化に基づいて、往復回転し、それにより本発明は振動を生じることができる。
【００３５】
本発明によれば、構造は容易であり、コイルは固定子部分上に設けられ、回転子部分は永久磁石構造であり、磁束密度のギャップは大きく、軽量化され、動的応答は速くなっている。同じアンペアの電流が提供される場合、本発明の出力は、現状の市販されている永久磁石振動モータの出力を大幅に越え、多数回の検査に基づいて算出したところ、２倍を越えており、力モーメントがさらに大きくなることを保証できる。回転子部分と軸とが同心であるので、モータの動作の信頼性をさらに高めることができる。最後に、本発明の回転子部分と固定子部分は全て上下構造を採用しており、組み立てと取り外しは容易であり、組み立て時間と後のメンテナンスの手間を減少させ、効率を向上させ、コストを低下させ、モータの信頼性をさらに向上させることができる。さらに、前記回転子部分はバネ部を有し、バネ部の固有の特性により回転子部分の振動運動を助け、回転子部分の反復振動を非常に滑らかにすることが可能となる。
【００３６】
上述した実施例は本発明に係るいくつかの実施方式を単に開示しており、その記載は比較的具体的かつ詳細であるが、しかしながらそれをもって、本発明の範囲を限定していると理解してはいけない。明言しておくべきことであるが、本発明が属する当業者が、本発明の思想から逸脱しない範囲で、いくらかの変形ないし改良を行うことができ、それらも本発明の保護範囲に属する。それゆえ、本特許の権利範囲は、特許請求の範囲に基づいて定められる。
【符号の説明】
【００３７】
１  固定軸
２  磁石
３  上コイル
４  下コイル
５  上ハウジング
６  下ハウジング
１１  甲連結部
１２  乙連結部
１３  バネ部
１４  甲軸受
１５  乙軸受
２１  上導磁板
２２  下導磁板
３２  下ケイ素鋼板
４２  下甲リール
４３  下乙リール
【図１】
0006630081.tif 000002
【図２】
0006630081.tif 000003
【図３】
0006630081.tif 000004
【図４】
0006630081.tif 000005
【図５】
0006630081.tif 000006
【図６】
0006630081.tif 000007
【図７】
0006630081.tif 000008
【図８】
0006630081.tif 000009
【図９】
0006630081.tif 000010
【図１０】
0006630081.tif 000011
【図１１】
0006630081.tif 000012
【図１２】
0006630081.tif 000013