專利名稱：振動(dòng)式電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種振動(dòng)式電動(dòng)機(jī)，更具體地說涉及用于剪發(fā)器、按摩器之類的振動(dòng)式電動(dòng)機(jī)，其比常規(guī)的振動(dòng)式電動(dòng)機(jī)具有更高的效率，在較低的溫度下產(chǎn)生較高的功率。
背景技術(shù)：
振動(dòng)式電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)式剪發(fā)器中使用已經(jīng)很多年了，例如在序號(hào)為2877364、2986662和30264430的美國專利中，它們整體包含的內(nèi)容可供參考。在圖10中表示了在剪發(fā)器中的一個(gè)常規(guī)的振動(dòng)式電動(dòng)機(jī)，其中剪發(fā)器10包括殼體12、靜止的剪發(fā)刀片14和往復(fù)運(yùn)動(dòng)的剪發(fā)刀片16。由振動(dòng)式電動(dòng)機(jī)18使刀片16運(yùn)動(dòng)，該電動(dòng)機(jī)包括靜止線圈20、線圈鐵芯疊片22和運(yùn)動(dòng)的鐵芯疊片24。
線圈鐵芯疊片22在殼體12內(nèi)部是靜止的。運(yùn)動(dòng)的支臂鐵芯疊片24是振動(dòng)的支臂26的一部分。振動(dòng)的支臂26還包括后部支架28，其再包括一片簧30。支臂26以可操作方式經(jīng)過一有回彈性的指形件32連接到運(yùn)動(dòng)的刀片16上。一彈簧機(jī)械系統(tǒng)34包括在一端34固定到殼體12上的后部支架28以及在后部支架28的每一側(cè)上以及在殼體12相鄰的殼壁之間的螺旋彈簧36。設(shè)計(jì)該彈簧機(jī)械系統(tǒng)34是為使振動(dòng)的支臂具有適當(dāng)?shù)闹C振頻率。
在使用過程中支臂26產(chǎn)生振動(dòng)，使運(yùn)動(dòng)的刀片16沿圖10所示的路線A往復(fù)運(yùn)動(dòng)。由于振動(dòng)的支臂在端部34固定，該支臂鐵芯疊片按輕微弧線產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
配置線圈鐵芯疊片22和運(yùn)動(dòng)的鐵芯疊片24是為了產(chǎn)生在圖10中用虛線畫出的方框38、40和42所表示的3個(gè)磁通氣隙區(qū)域，其中由線圈20產(chǎn)生的磁通分別經(jīng)過氣隙44、46、48，形成交變的磁極，它們與良好調(diào)整的彈簧機(jī)械系統(tǒng)配合使振動(dòng)支臂26產(chǎn)生振動(dòng)。在圖10和其它圖中，為了清晰，所表示的磁通氣隙區(qū)域比實(shí)際上的要大。該磁通氣隙區(qū)意在覆蓋這樣一個(gè)區(qū)域，其中該磁場(chǎng)在由疊片構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)的和靜止的磁極之間流過的磁通密度相對(duì)較高。
由基本上垂直于運(yùn)動(dòng)的疊片24的運(yùn)動(dòng)方向的各疊片的通常平行的各對(duì)應(yīng)表面形成氣隙44、46和48(分別在磁通氣隙區(qū)域38、40和42中)。通過旋轉(zhuǎn)帶螺紋的強(qiáng)力螺栓50調(diào)節(jié)振動(dòng)支臂26的位置使得氣隙44、46和48在工作過程中最小，因此，使常規(guī)的振動(dòng)式剪發(fā)器電動(dòng)機(jī)的磁化效率達(dá)到最大。在使用過程中氣隙44、46和48的間距經(jīng)常變化，相應(yīng)地使氣隙的三維形狀變化。固定的和運(yùn)動(dòng)的疊片的視在氣隙表面面積可以通過一通常垂直于運(yùn)動(dòng)的疊片的振動(dòng)移動(dòng)路線A的方向的平面來計(jì)量。這種計(jì)量可以在一正交的平面中的疊片的適當(dāng)?shù)臋M斷面中進(jìn)行，或者可以通過簡(jiǎn)單地觀察疊片中的一個(gè)代表通過該正交平面流過的有效磁道的面積的表面來進(jìn)行計(jì)量。在圖10中，現(xiàn)在氣隙表面面積大約與形成氣隙的疊片的實(shí)際表面區(qū)域相同。即，氣隙44、46和48的長度與形成各氣隙的最窄的疊片表面的寬度大約相同。因此，例如氣隙46的氣隙長度46GL與在區(qū)域40中的疊片22的寬度22W大約相同。氣隙44的長度與在磁通氣隙區(qū)38中的疊片24的寬度24N大約相同。氣隙的深度也與疊片的疊裝厚度大約相同。
通常，利用60或50赫變化的線路電壓使線圈激磁，振動(dòng)支臂按照兩倍線路電源頻率振動(dòng)。增加通過線圈的安匝數(shù)增加剪發(fā)功率，這是所希望的，且還增加了在使用過程中振動(dòng)的支臂移動(dòng)的距離即行程。然而，也增加了運(yùn)行溫度，這是不希望的。相同的原理適用于按摩機(jī)用振動(dòng)式電動(dòng)機(jī)。
雖然，剛剛介紹的常規(guī)的剪發(fā)器是常用的且商業(yè)上是成功的，但在正常工作或當(dāng)連續(xù)使用時(shí)電動(dòng)機(jī)繞組達(dá)到相當(dāng)高的溫度。因此，需要這樣一類用于剪發(fā)器或其它產(chǎn)品的振動(dòng)式電動(dòng)機(jī)，其能在較低的外表面和元件溫度下更高效地運(yùn)行，最好能提供更高的功率、更快地剪發(fā)或?qū)崿F(xiàn)其它目的。還需要一種剪發(fā)用電動(dòng)機(jī)，其重量輕、制造費(fèi)用低，且在預(yù)期的制造公差的范圍內(nèi)始終良好地工作。另外需要改進(jìn)剪發(fā)器振動(dòng)式電動(dòng)機(jī)以及用于按摩器和其它產(chǎn)品的振動(dòng)式電動(dòng)機(jī)，使它們能夠易于裝入已有的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中。
經(jīng)常在動(dòng)物身上發(fā)現(xiàn)，利用常規(guī)的振動(dòng)式剪毛器難于快速進(jìn)行剪毛，這是由于需要增加功率(即振動(dòng)作用力)以及增加將兩個(gè)刀片壓合到一起和防止它們?cè)诤苤丶裘d荷下發(fā)生分離所需要的剪力。然而，由于在常規(guī)的剪發(fā)器上的剪力增加，行程則降低，直到運(yùn)動(dòng)的刀片不再剪斷毛發(fā)。因此，需要這樣的剪發(fā)器振動(dòng)式電動(dòng)機(jī)，其能以較高的剪力、適當(dāng)?shù)男谐桃约拜^高的振動(dòng)作用力以便快速剪斷粗的毛發(fā)。
有時(shí)要接近頭皮利用剪發(fā)器來剪發(fā)，使刀片上的齒的尖端直接貼近頭皮。希望只有很小的或沒有刀片的重疊，但是難于利用常規(guī)的剪發(fā)器接近頭皮來剪發(fā)，這是由于在可動(dòng)的刀片上的各齒的尖端沿輕微的弧線行進(jìn)并且如果重疊太小可能在行程的終點(diǎn)伸入到靜止的各齒的尖端范圍內(nèi)。在某些情況下，運(yùn)動(dòng)的齒可能接觸頭皮，這是不希望有的。通過減少電動(dòng)機(jī)的安匝數(shù)可以采用較短的行程，但是這又可能將剪發(fā)能力減小到不能容許的程度。因此，需要按照短的行程但具有較高的剪發(fā)能力的用于剪發(fā)器的振動(dòng)式電動(dòng)機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供新的改進(jìn)的振動(dòng)式電動(dòng)機(jī)。
另一個(gè)目的是提供用于剪發(fā)器、按摩器之類的新的改進(jìn)的振動(dòng)式電動(dòng)機(jī)。
再一個(gè)目的是提供能在較低溫度下提供較高功率的新的改進(jìn)的振動(dòng)式電動(dòng)機(jī)。
再一個(gè)目的是提供改進(jìn)效率降低成本具有較低運(yùn)行溫度和增加剪發(fā)能力的新的改進(jìn)的剪發(fā)器用振動(dòng)式電動(dòng)機(jī)。
再一個(gè)目的是提供制造組裝簡(jiǎn)單、用銅較少并可易于適于在常規(guī)的振動(dòng)式剪發(fā)器中使用的新的改進(jìn)的剪發(fā)器用振動(dòng)式電動(dòng)機(jī)。
再一個(gè)目的是提供在需要較大的剪力的場(chǎng)合能夠在粗的毛發(fā)中維持適當(dāng)?shù)募魟?dòng)行程的新的改進(jìn)的振動(dòng)式剪發(fā)器。
再一個(gè)目的是提供在需要使刀片重疊最小的情況下能夠接近頭皮剪發(fā)的新的改進(jìn)的振動(dòng)式剪發(fā)器。
還有一個(gè)目的是提供在一定的制造公差變化的范圍內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的其它目的的新的改進(jìn)的振動(dòng)式剪發(fā)器。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，用于電動(dòng)剪發(fā)器、按摩器之類的振動(dòng)式電動(dòng)機(jī)包括一固定的導(dǎo)磁元件和運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)磁元件。固定的和運(yùn)動(dòng)的元件形成有在固定的和運(yùn)動(dòng)的元件的選擇的對(duì)應(yīng)表面之間的多個(gè)磁通氣隙區(qū)域。
固定的元件固定到靜止的部分上。一彈簧機(jī)械系統(tǒng)連接到該運(yùn)動(dòng)的元件上，彈簧機(jī)械系統(tǒng)一端也固定到該靜止的部分上。一線圈產(chǎn)生在固定的和運(yùn)動(dòng)的元件之間的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)通過磁通氣隙區(qū)域并使運(yùn)動(dòng)的元件沿預(yù)定路線產(chǎn)生振動(dòng)。
每個(gè)磁通氣隙區(qū)域具有一在固定的元件和運(yùn)動(dòng)的元件的選擇的對(duì)應(yīng)表面之間形成的氣隙。各氣隙限定了在對(duì)應(yīng)的固定的和運(yùn)動(dòng)的元件表面之間的間距，該間距至少部分地隨運(yùn)動(dòng)的元件振動(dòng)而變化。
可以計(jì)量在固定的和運(yùn)動(dòng)的疊片之間的近似的實(shí)際的總表面面積，這一表面面積通常在每個(gè)相關(guān)的磁通氣隙區(qū)域中的氣隙的范圍內(nèi)延伸。將實(shí)際的表面與利用前述的垂直表面計(jì)量的疊片的視在氣隙形成表面面積相比較。然而，在本發(fā)明中，在至少一個(gè)磁通氣隙區(qū)域中的氣隙的實(shí)際氣隙表面面積大于它的相關(guān)的視在氣隙表面面積。
當(dāng)電動(dòng)機(jī)在剪發(fā)器中使用時(shí)，運(yùn)動(dòng)的刀片固定到與彈簧機(jī)械系統(tǒng)反向的振動(dòng)支臂的端部上，而靜止的刀片固定到與運(yùn)動(dòng)的刀片相反一側(cè)的殼體上。當(dāng)將交流電流加到線圈上時(shí)，振動(dòng)的支臂產(chǎn)生振動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)的刀片上的各齒越過在靜止的刀片上的各齒往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使進(jìn)入各齒之間的毛發(fā)被剪斷。
因此，本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種振動(dòng)式電動(dòng)機(jī)，其特征在于，固定的導(dǎo)磁元件和運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)磁元件形成用于在所述二元件之間流過主磁通的多個(gè)磁通氣隙區(qū)域，每個(gè)所述磁通氣隙區(qū)域具有至少一個(gè)在所述固定的和運(yùn)動(dòng)的元件的對(duì)應(yīng)表面之間的氣隙，所述固定的元件固定到一靜止的部分上；一彈簧機(jī)械系統(tǒng)連接到所述運(yùn)動(dòng)的元件上，所述彈簧機(jī)械系統(tǒng)的至少一端固定到所述靜止部分上；以及一個(gè)裝置，用于在所述固定的和運(yùn)動(dòng)的元件之間產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)通過在所述磁通氣隙區(qū)域內(nèi)部的所述氣隙；所述磁場(chǎng)和所述彈簧機(jī)械系統(tǒng)使所述運(yùn)動(dòng)的元件沿著一預(yù)定路線產(chǎn)生振動(dòng)；至少一個(gè)所述磁通氣區(qū)域具有至少第一主磁極、第二主磁極和第一輔助磁極，在第一主磁極中所述固定的元件第一選擇表面通常垂直于所述預(yù)定路線，在第二主磁極中，所述固定的元件的第二選擇表面通常垂直于所述預(yù)定路線；該第一輔助磁極在所述第一和第二主磁極之間，其中所述固定的元件的第三選擇表面通常平行于所述預(yù)定路線。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一振動(dòng)式電動(dòng)機(jī)，其特征在于，一固定的導(dǎo)磁元件和一運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)磁元件形成用于在所述元件之間流過主磁通的多個(gè)磁通氣隙區(qū)域，每個(gè)所述磁通氣隙區(qū)域具有至少一個(gè)在所述固定的元件和運(yùn)動(dòng)的元件的對(duì)應(yīng)表面之間的氣隙；所述固定的元件固定到一靜止部分上；一彈簧機(jī)械系統(tǒng)連接到所述運(yùn)動(dòng)的元件上，所述彈簧機(jī)械系統(tǒng)的至少一端固定到所述靜止部分上；以及一裝置用于在所述固定的和運(yùn)動(dòng)的元件之間產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)通過在所述磁通氣隙區(qū)域內(nèi)部的所述至少一個(gè)氣隙；所述磁場(chǎng)和所述彈簧機(jī)械系統(tǒng)使所述運(yùn)動(dòng)的元件沿預(yù)定路線產(chǎn)生振動(dòng)；至少一個(gè)所述磁通氣隙區(qū)域具有第一輔助磁極、第二輔助磁極和第一主磁極，在第一輔助磁極中所述固定的元件的第一選擇表面通常平行于所述預(yù)定路線，在第二輔助磁極中所述固定的元件的第二選擇表面通常平行于所述預(yù)定路線，而第一主磁極在所述第一和第二輔助磁極之間，其中所述固定的元件的第三選擇表面通常垂直于所述預(yù)定路線。


參照說明書的附圖，下面通過舉例的方式介紹本發(fā)明的各優(yōu)選實(shí)施例，其中圖1是取去罩的剪發(fā)器的內(nèi)部視圖，其中具有根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制成的振動(dòng)式電動(dòng)機(jī)圖2是罩就位的圖1所示剪發(fā)器內(nèi)部的右側(cè)橫斷面圖；圖3是在圖1所示實(shí)施例中的振動(dòng)式電動(dòng)機(jī)的平面圖，示有處于空開位置的疊片組件；圖4是在圖1所示實(shí)施例中的振動(dòng)式電動(dòng)機(jī)的平面圖，示有處于閉合位置的疊片組件；圖5是在圖1的電動(dòng)機(jī)中的靜止的疊片的頂視圖，表示以局部透視圖的方式的疊片的一部分；圖6是圖5中所示的靜止的疊片的側(cè)視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的原理制成的電動(dòng)機(jī)疊片組件的一個(gè)替換實(shí)施例的平面圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的原理制成的電動(dòng)機(jī)疊片組件的又一替換實(shí)施例的平面圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的原理制成的電動(dòng)機(jī)疊片組件的再一替換實(shí)施例的平面圖；以及圖10是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制成的剪發(fā)器的內(nèi)部視圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1和2所示，剪發(fā)器100包括殼體102，在殼體的一端安裝有靜止的剪發(fā)刀片104。包括線圈108和相關(guān)鐵芯110的電磁式電動(dòng)機(jī)106安裝在殼體102的內(nèi)部。
具有適當(dāng)質(zhì)量的銜鐵112以與鐵芯110有效關(guān)聯(lián)的方式安裝，銜鐵112包括一在端部116固定到殼體102上的銜鐵支臂114。支臂114包括彈性或回彈性的片簧部分118，以便在使用過程中振動(dòng)銜鐵112。
固定到銜鐵112上的驅(qū)動(dòng)指形件120與一可動(dòng)的剪發(fā)刀片122連接，刀片122的安裝用于與固定的剪發(fā)刀片104配合動(dòng)作。刀片104和122分別具有成排的齒124和126，它們的配置使得進(jìn)入相鄰各齒124之間的毛發(fā)當(dāng)各齒126往復(fù)移動(dòng)經(jīng)過各齒124時(shí)被剪斷。
利用經(jīng)過電源線125和127提供的AC電流對(duì)線圈108激磁。當(dāng)通常為50或60赫的電源接通時(shí)，銜鐵112響應(yīng)于電磁鐵產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)沿著路線A產(chǎn)生振動(dòng)，刀片122往復(fù)運(yùn)動(dòng)。鐵芯110包括許多層疊的疊片或者其它導(dǎo)磁材料128，它們利用螺釘或以任何其它適合的結(jié)構(gòu)固定到殼體102上。銜鐵112也包括層疊的疊片或?qū)Т挪牧?30。
由圖3和4可以看出，疊片128通常為E形，具有中心臂132、兩個(gè)外臂134和136以及一基底支持件138。銜鐵疊片130通常為C形，包括兩個(gè)臂140和142以及基底支持件144。靜止的疊片128和運(yùn)動(dòng)的疊片130形成一個(gè)磁路，由線圈108激磁，如圖3所示。在使用中，磁通F通過中心臂132進(jìn)入包括氣隙148的第一磁通氣隙區(qū)域146。該磁通進(jìn)入運(yùn)動(dòng)的疊片130并分為兩個(gè)通道。磁通FA在圖3中向上行進(jìn)到具有氣隙152的第二磁通氣隙區(qū)150，磁通FA經(jīng)過該區(qū)進(jìn)入靜止的疊片128。然后磁通FA返回到中心臂132。與此同時(shí)，磁通FB在圖3中向下行進(jìn)到具有氣隙156的第三磁通氣隙區(qū)154。磁通FB經(jīng)過氣隙156進(jìn)入靜止的疊片128再返回到中心臂132。磁通路徑隨流經(jīng)線圈的交流電流交替改變方向。
磁通氣隙區(qū)146、150和154通常用主磁通流過的位置來表示。然而，為了表示清楚，所示的磁通氣隙區(qū)要比實(shí)際的大。雖然，在圖中所示的磁通氣隙區(qū)每個(gè)具有單一鄰近的氣隙，可設(shè)想如果需要可以在一個(gè)磁通區(qū)采用一個(gè)以上的氣隙。
氣隙148的總長度是148GL，是沿一條當(dāng)疊片處于閉合位置時(shí)沿氣隙中心行進(jìn)的線來計(jì)量的。總氣隙長度148GL包括各氣隙部分158、164、160、166和162。最高磁通密度的總區(qū)域經(jīng)過臂132的寬度132W，對(duì)應(yīng)于基底支持件144的表面部分。氣隙152的總長度為152GL，包括氣隙部分168、170和172。臂134W和140W的寬度大約相同，都短于氣隙長度152GL。氣隙156的總長度是156GL。臂的寬度136W和142W的尺寸大約相同，并且與氣隙長度156GL大約相同。
圖5和6分別表示鐵芯110的頂視圖和側(cè)視圖。圖4中的氣隙148按幾部分由總的表面區(qū)域132TS(圖5)構(gòu)成的，區(qū)域132TS是表面區(qū)域132AS、132BS、132CS、132DS以及132ES的總和。這些表面區(qū)域的面積是按照一個(gè)參考點(diǎn)利用總的氣隙長度148GL計(jì)量的。表面132BS、132DS與表面132AS、132CS和132ES成稍微的斜角，以適應(yīng)運(yùn)動(dòng)的疊片行進(jìn)路線的輕微弧形。
總的氣隙表面區(qū)域面積132TS近似為總的氣隙長度148GL(即長度132A、132B、132C、132D和132E的和)乘以氣隙表面深度132GD。表面132TS可以按任何適宜的位置來計(jì)量，例如沿著當(dāng)在使用過程中運(yùn)動(dòng)的疊片處于閉合位置時(shí)限定最接近固定的疊片的氣隙的間隔的中心來計(jì)量，例如在線路148GL。表面132TS通常延伸在該通過主磁通的磁通氣隙區(qū)域146的范圍內(nèi)。疊片130的基底支持件144的相應(yīng)表面部分可用來推算氣隙148，不過不是使用整個(gè)表面于此目的，因?yàn)橹鞔磐]有在該整個(gè)表面和臂132之間流過。在圖4中限定132W的各虛線之間的表面部分基本上用于計(jì)量氣隙148的總的實(shí)際的表面區(qū)域面積，這是因?yàn)檫@是一個(gè)經(jīng)過氣隙有高磁通密度的區(qū)域。
圖6表示當(dāng)通過一與振動(dòng)的疊片的振動(dòng)移動(dòng)路線的方向相垂直的平面觀察時(shí)看到的表面132TS。當(dāng)由該投影圖觀察表面132TS時(shí)，可以看見一個(gè)明顯的氣隙表面區(qū)132AG。該視在氣隙表面區(qū)域132AG的面積是跨越氣隙148的疊層寬度132W與氣隙表面深度132GD的乘積。該視在的氣隙表面還可以通過取在與路線A相垂直的一個(gè)平面中的臂132的橫斷面來計(jì)量。
現(xiàn)在可以看出，實(shí)際的總的表面(區(qū)域)面積132TS大于視在的氣隙表面面積132AG。還應(yīng)當(dāng)看到，氣隙152的實(shí)際總的氣隙表面面積大于它的視在的氣隙表面面積134AG。在通常的剪發(fā)器中所采用的氣隙156的形狀構(gòu)成中，實(shí)際的總的氣隙表面面積大約與視在的氣隙表面面積136AG相同。
通過分析總的3個(gè)如上所述的氣隙長度148GL、152GL和156GL(圖3和圖4)來理解本發(fā)明。由疊片128和130的各相鄰的但分開的表面形成各個(gè)氣隙。雖然，在某些情況下，如按照氣隙152和156在界面處的疊片128和130的寬度通常是相同的，在另外一些情況下，如按照氣隙148，一個(gè)疊片表面的寬度小于在另一側(cè)的疊片表面的寬度。
像在現(xiàn)有技術(shù)裝置中一樣，氣隙長度156GL大約與臂136的寬度136W以及臂142的寬度142W的尺寸相同。然而，寬度132W的尺寸小于氣隙148的長度148GL，臂134的寬度134W的尺寸短于氣隙長度152GL。通常，這些寬度尺寸通?？缭皆谂c運(yùn)動(dòng)的疊片130的振動(dòng)移動(dòng)路線相垂直的平面中它們各自的氣隙。通過使至少其中一個(gè)氣隙的長度長于在磁通氣隙區(qū)域中的兩個(gè)疊片的較窄處的寬度尺寸，提高了電動(dòng)機(jī)的效率，具有這種電動(dòng)機(jī)的剪發(fā)器工作在較低的溫度下同時(shí)產(chǎn)生更大的功率。
氣隙148和152包括基本上垂直于越過氣隙的運(yùn)動(dòng)方向的主磁極以及通常平行于主磁通流動(dòng)方向的輔助磁極，應(yīng)認(rèn)識(shí)到，當(dāng)磁通通過氣隙時(shí)磁通流動(dòng)的方向多少有些變化。輔助磁極通常垂直于主磁極，并且具有基本恒定的小的氣隙，而且當(dāng)該臂內(nèi)外振動(dòng)時(shí)有效橫截面變化，正如在圖3和4中所看到的。因此，磁通氣隙區(qū)域146包括在表面132A、132C和132E處的主磁極和與表面132B和132D相鄰的兩個(gè)輔助磁極。磁通氣隙152具有在表面134A的主磁極和在表面134B的輔助磁極。
現(xiàn)在還能看到，當(dāng)電動(dòng)機(jī)在工作狀態(tài)時(shí)，氣隙156越過整個(gè)氣隙的跨距變化。當(dāng)振動(dòng)的疊片130振動(dòng)時(shí)，在氣隙148和152中的主磁極的間距也變化，雖然當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，這些氣隙的輔助磁極的間距并不明顯變化。
正如在圖3和4中所示，磁通氣隙區(qū)域可以具有各種形狀構(gòu)成的主磁極和輔助磁極。此外，該改進(jìn)的電動(dòng)機(jī)在3個(gè)磁通氣隙區(qū)域的每一個(gè)處可以按沒有輔助磁極的方式構(gòu)成。為了制造，可以通過對(duì)于磁極幾何參數(shù)，輔助氣隙長度和已知的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)條件例如線圈繞組和彈簧諧振頻率以經(jīng)驗(yàn)方式確定最佳的形狀構(gòu)成。例如，在圖1到圖6所示的實(shí)施例中，可以采用如下的近似尺寸132W0.492英寸；134W、136W、140W和142W0.400英寸；132A、132E0.125英寸；132C0.25英寸、132B、132D0.125英寸；134A0.15英寸；134B0.3英寸；134C0.26英寸。各輔助磁極氣隙的間距在批量產(chǎn)品中可以大約為0.040英寸，適應(yīng)制造公差。
很明顯，運(yùn)動(dòng)的疊片具有一小角度的部分，因?yàn)樵撱曡F使臂要圍繞一固定點(diǎn)沿半徑轉(zhuǎn)動(dòng)。由于這一理由，距樞軸旋轉(zhuǎn)點(diǎn)最遠(yuǎn)的氣隙比接近該樞軸旋轉(zhuǎn)點(diǎn)的各氣隙張開得更遠(yuǎn)。
附加的輔助磁極長度降低了行程。各種實(shí)驗(yàn)已經(jīng)表明，在中心臂處設(shè)有輔助磁極的作用最高，接著是利用距樞軸旋轉(zhuǎn)點(diǎn)最遠(yuǎn)的臂，再接著是利用距樞軸旋轉(zhuǎn)點(diǎn)最接近的臂。
根據(jù)本發(fā)明制造的固定的和運(yùn)動(dòng)的疊片的另一實(shí)施例表示在圖7中。圖7中的疊片與圖1中的疊片相似，所不同的是所有3個(gè)氣隙具有的總的氣隙表面面積大于視在的氣隙表面面積。即，所有的氣隙具有的總長度長于視在的疊片的較窄處的寬度。圖7采用與圖1到圖6的參考標(biāo)號(hào)以便識(shí)別相似的部分。然而，在圖7中，在磁通氣隙區(qū)域702中的氣隙700具有總的沿線的長度700GL。二臂136、142的寬度136W和142W大約相同，都短于氣隙長度700GL。長度700A、700B和700C可以分別為0.44英寸、0.26英寸和0.22英寸。
圖8表示另一替換實(shí)施例，其中靜止的疊片800包括具有線圈804的中心臂802，在臂802兩側(cè)的相鄰的臂806和808，并通常垂直于基底支持部分810。運(yùn)動(dòng)的疊片812通常為C形，包括臂814和816以及正交的基底支持件818。這一實(shí)施例具有在磁通氣隙區(qū)域822中的第一氣隙820、在磁通氣隙區(qū)域826中的第二氣隙824以及在磁通氣隙區(qū)830中的第三氣隙828。
氣隙820是由通常與運(yùn)動(dòng)的疊片的方向平行或成一線的第一表面820A限定的，以便在該氣隙部分范圍內(nèi)維持基本恒定的氣隙。第二表面820B與第三表面820C相似與運(yùn)動(dòng)方向成一斜角?？偟膶?shí)際氣隙表面大于視在的氣隙表面，氣隙820的總的沿線長度大于臂814的寬度814W。臂814的寬度814W窄于臂806的寬度806W。
氣隙824是常規(guī)的氣隙，具有的總的實(shí)際氣隙表面與視在的氣隙表面大約相同。氣隙824的總的沿線長度約等于臂802的寬度。整個(gè)氣隙824通常垂直于運(yùn)動(dòng)的疊片的運(yùn)動(dòng)路線。
氣隙828具有與運(yùn)動(dòng)的疊片的路線A成一斜角的單一表面，使得它的實(shí)際的氣隙表面面積大于它的視在氣隙表面面積，它的總的沿線長度長于臂808的寬度808W。
在圖9中表示本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例。靜止的疊片900包括具有線圈904的中心臂902、兩個(gè)相鄰的臂906和908以及通常正交的基底支持件910。運(yùn)動(dòng)的疊片912包括兩個(gè)臂914和916以及基底支持部分918。
疊片900、912形成在磁通氣隙區(qū)域922中的第一氣隙920，在磁通氣隙區(qū)域926中的第二氣隙924以及在磁通氣隙區(qū)930中的第三氣隙928。
氣隙920包括通常平行于運(yùn)動(dòng)的疊片912的運(yùn)動(dòng)方向的第一部分920A、通常垂直于該運(yùn)動(dòng)方向的第二部分920B，以及也平行于運(yùn)動(dòng)方向的第三部分920C。臂906可以具有如在圖9中所示的兩件式結(jié)構(gòu)，或一件式結(jié)構(gòu)。在圖9中，將導(dǎo)磁材料制成的金屬懸臂座937固定到疊片900上以便形成氣濁920，使得實(shí)際的總的氣隙表面面積大于視在的氣隙表面面積，以及氣隙920的總的沿線長度大于寬度914W。臂937A、937B可以具有相同或不同的長度。
在這一特定實(shí)施例中，氣隙924是常規(guī)的氣隙，其取向通常垂直于疊片912的運(yùn)動(dòng)方向。氣隙924具有的實(shí)際的總的氣隙表面面積與它的視在氣隙表面面積大體相同，它的總的直線長度大約等于臂902的寬度902W。
由通常平行于運(yùn)動(dòng)方向A的第一氣隙表面928A和通常垂直于運(yùn)動(dòng)方向的第二氣隙表面928B限定氣隙928。實(shí)際的總的氣隙表面面積大于視在的氣隙表面面積，總的沿線長度928GL大于寬度916W。氣隙928按幾部分由利用螺釘或任何其它適合的元件固定到疊片900上的導(dǎo)磁材料托架941形成。
在使用過程中，將AC電源加到磁場(chǎng)線圈上。60或50赫的線路電壓是適合的，雖然具有方波的或任何其它適合的電感性感應(yīng)電流也能工作。在使用過程中，線圈中的電流產(chǎn)生的磁通穿過氣隙流經(jīng)靜止的疊片和振動(dòng)的疊片。振動(dòng)的疊片隨著線圈電流方向的改變而前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)，往靜止的齒的方向移動(dòng)該移動(dòng)的刀片上的各齒，將介于各靜止的齒之間的毛發(fā)剪斷。
電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的功率比常規(guī)的振動(dòng)式電動(dòng)機(jī)要大，運(yùn)行溫度更低。此外，用很小的裝配工作量就可以用于其它常規(guī)的剪發(fā)器中。該電動(dòng)機(jī)輕且制造費(fèi)用低，并且在一般允許的制造誤差范圍內(nèi)能良好地工作。電動(dòng)機(jī)的效率提高適用耗銅量較少的線圈，這是由于使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行需要較少的安匝數(shù)。當(dāng)然，如果需要，通過增加線圈的安匝數(shù)可以增加更高的功率，以及更快地剪斷粗毛發(fā)。
根據(jù)本發(fā)明制造的電動(dòng)機(jī)具有比常規(guī)的振動(dòng)式電動(dòng)機(jī)更短的行程。短的行程與更高的功率相結(jié)合便于利用齒的尖部以更接切頭皮的方式剪發(fā)，這是因?yàn)楫?dāng)行程降低時(shí)，運(yùn)動(dòng)的刀片的弧線也降低，這樣運(yùn)動(dòng)的刀片上的齒的尖部可以按與靜止的齒的尖部更接近的方式移動(dòng)。另外，通過增加在彈簧機(jī)械系統(tǒng)中的伸展可以增加較短的行程。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是很明顯的。由于輔助磁極引起的實(shí)際氣隙表面的增加提高了效率，降低了功率消耗和運(yùn)行溫度，同時(shí)增加了功率輸出。可以改變彈簧系統(tǒng)來增加行程，同時(shí)維持所希望的按照兩倍線路頻率的完全的振動(dòng)。電動(dòng)機(jī)制造和組裝是簡(jiǎn)單的，耗銅少，并且可易于在一定的制造公差范圍內(nèi)在常規(guī)的振動(dòng)式剪發(fā)器中使用。當(dāng)用在剪發(fā)器中時(shí)，在粗毛發(fā)的情況下電動(dòng)機(jī)運(yùn)行得更好，并可以調(diào)節(jié)剪發(fā)器，以便更靠近頭皮剪發(fā)。
雖然上面是結(jié)合特定的裝置和應(yīng)用介紹了本發(fā)明的原理，應(yīng)當(dāng)理解，這種說明僅是以舉例的方式做出的，并不是對(duì)本發(fā)明的范圍限定。
權(quán)利要求
1.一種振動(dòng)式電動(dòng)機(jī)，其特征在于固定的導(dǎo)磁元件(110)和運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)磁元件(112)，形成用于在所述兩元件之間流過主磁通的多個(gè)磁通氣隙區(qū)域(146、150、154)，每個(gè)所述磁通氣隙區(qū)域具有至少一個(gè)在所述固定的和運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)磁元件的對(duì)應(yīng)表面之間的氣隙(148、152，156)；所述固定的導(dǎo)磁元件(110)固定到一靜止的部分(102)上并沿主磁通軸發(fā)出磁通；彈簧機(jī)械系統(tǒng)(118)，連接到所述運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)磁元件(112)上，所述彈簧機(jī)械系統(tǒng)的至少一端固定到所述靜止的部分(102)上以形成一個(gè)樞軸旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，所述磁通氣隙區(qū)域(146、150、154)漸次地與所述樞軸旋轉(zhuǎn)點(diǎn)隔開；以及裝置(108、125、127)，用于在所述固定的和運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)磁元件之間產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，同時(shí)保持一種關(guān)系使得所述運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)磁元件沿平行于所述主磁通軸的運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)，所述磁場(chǎng)通過在所述磁通氣隙區(qū)域內(nèi)部的所述氣隙(148、152、156)；所述磁場(chǎng)和所述彈簧機(jī)械系統(tǒng)(118)使所述運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)磁元件沿著預(yù)定的路線產(chǎn)生振動(dòng)使得距所述樞軸旋轉(zhuǎn)點(diǎn)最遠(yuǎn)的所述氣隙比接近該樞軸旋轉(zhuǎn)點(diǎn)的各氣隙張開得更遠(yuǎn)；所述磁通氣隙區(qū)域(146、150、154)中的至少兩個(gè)具有第一磁極配置，包括至少第一主磁極、第二主磁極以及第一輔助磁極，在第一主磁極中，所述固定的導(dǎo)磁元件的第一選擇表面(134A)垂直于所述預(yù)定路線，在第二主磁極中，所述固定的導(dǎo)磁元件的第二選擇表面(134C)垂直于所述預(yù)定路線，以及第一輔助磁極位于所述第一和第二主磁極之間，其中所述固定的導(dǎo)磁元件(110)的第三選擇表面(134B)平行于所述預(yù)定路線，且在第二所述配置中，包括至少所述固定的導(dǎo)磁元件的第四選擇表面(132E、132C)的表面垂直于所述預(yù)定路線，形成第二輔助磁極、第三輔助磁極以及第三主磁極，在第三輔助磁極中，所述固定的導(dǎo)磁元件的第五選擇表面(132C、132A)垂直于所述預(yù)定路線，以及第三主磁極位于所述第二和第三輔助磁極之間，其中所述固定的導(dǎo)磁元件的第六選擇表面(132D、132B)平行于所述預(yù)定路線，所述垂直和平行表面沿所述固定的導(dǎo)磁元件的整體部分設(shè)置，以相對(duì)于所述運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)磁元件的相對(duì)表面保持氣隙；在任何磁通氣隙區(qū)域中，所述輔助磁極的總長度與所述主磁極的長度大致相同；且所述垂直和平行表面沿所述固定的導(dǎo)磁元件的整體部分設(shè)置，以相對(duì)于所述運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)磁元件的相對(duì)表面保持氣隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)式電動(dòng)機(jī)，其特征還在于，所述磁通氣隙區(qū)域(146、150、154)之一由固定到所述固定的導(dǎo)磁元件(110)上的第一托架部分地形成。
3.一種電動(dòng)剪發(fā)器，包括相對(duì)于殼體(102)固定的靜止的刀片(104)，運(yùn)動(dòng)的刀片(122)，用于沿著鄰近所述靜止的刀片(104)的預(yù)定路線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以及振動(dòng)式電動(dòng)機(jī)(106)，具有固定的導(dǎo)磁元件(110)和運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)磁元件(112)，形成用于在所述元件之間流過主磁通的多個(gè)磁通氣隙區(qū)域(146、150、154)，每個(gè)所述磁通氣隙區(qū)域具有至少兩個(gè)在所述固定的和運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)磁元件的對(duì)應(yīng)表面之間的氣隙(148、152、156)；所述固定的導(dǎo)磁元件(110)固定到所述殼體(102)并沿主磁通軸發(fā)出磁通，所述運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)磁元件固定到所述運(yùn)動(dòng)的刀片(122)上；彈簧機(jī)械系統(tǒng)(118)，連接到所述運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)磁元件上，所述彈簧機(jī)械系統(tǒng)的至少一端固定到所述殼體(102)上以形成一個(gè)樞軸旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，所述磁通氣隙區(qū)域(146、150、154)與所述樞軸旋轉(zhuǎn)點(diǎn)相對(duì)隔開；以及裝置(108、125、127)，用于在所述固定的和運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)磁元件之間產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，同時(shí)保持一種關(guān)系使得所述運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)磁元件沿大致平行于所述主磁通軸的運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)，所述磁場(chǎng)通過在所述磁通氣隙區(qū)域內(nèi)部的所述氣隙(148、152、156)；所述磁場(chǎng)和所述彈簧機(jī)械系統(tǒng)(118)使所述運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)磁元件(112)沿所述預(yù)定的路線產(chǎn)生振動(dòng)使得距所述樞軸旋轉(zhuǎn)點(diǎn)最遠(yuǎn)的所述氣隙比接近所述樞軸旋轉(zhuǎn)點(diǎn)的各氣隙張開得更遠(yuǎn)；所述磁通氣隙區(qū)域(146、150、154)中的至少兩個(gè)具有一磁極配置，具有至少第一主磁極、第二主磁極以及第一輔助磁極，在第一主磁極中，所述固定的導(dǎo)磁元件的第一選擇表面(134A)垂直于所述預(yù)定路線，在第二主磁極中，所述固定的導(dǎo)磁元件的第二選擇表面(134C)垂直于所述預(yù)定路線，以及第一輔助磁極位于所述第一和第二主磁極之間，其中所述固定的導(dǎo)磁元件(110)的第三選擇表面(134B)平行于所述預(yù)定路線，且在第二所述配置中，包括至少所述固定的導(dǎo)磁元件的第四選擇表面(132E、132C)的表面垂直于所述預(yù)定路線，形成第二輔助磁極、第三輔助磁極以及第三主磁極，在第三輔助磁極中，所述固定的導(dǎo)磁元件的第五選擇表面(132C、132A)垂直于所述預(yù)定路線，以及第三主磁極位于所述第二和第三輔助磁極之間，其中所述固定的導(dǎo)磁元件的第六選擇表面(132D、132B)平行于所述預(yù)定路線，所述垂直和平行表面沿所述固定的導(dǎo)磁元件的整體部分設(shè)置，以相對(duì)于所述運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)磁元件的相對(duì)表面保持氣隙；在任何磁通氣隙區(qū)域中，所述輔助磁極的總長度與所述主磁極的長度大致相同；且所述垂直和平行表面沿所述固定的導(dǎo)磁元件的整體部分設(shè)置，以相對(duì)于所述運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)磁元件的相對(duì)表面保持氣隙。
全文摘要
一種用于電動(dòng)剪發(fā)器、按摩器等的振動(dòng)式電動(dòng)機(jī)，包括固定的導(dǎo)磁元件和運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)磁元件，形成在它們的選擇的對(duì)應(yīng)表面之間的多個(gè)磁通氣隙區(qū)域。每個(gè)磁通氣隙區(qū)具有一個(gè)形成在固定的元件和運(yùn)動(dòng)的元件的選擇的對(duì)應(yīng)表面之間的氣隙。該氣隙的視在氣隙表面面積可以通過觀察一個(gè)形成每個(gè)氣隙的選擇表面來計(jì)量。按照本發(fā)明，在至少一個(gè)磁通氣隙區(qū)中的氣隙的總的氣隙表面面積大于一個(gè)或多個(gè)氣隙的視在的氣隙表面面積。
文檔編號(hào)A61H23/02GK1738168SQ20051009669
公開日2006年2月22日 申請(qǐng)日期1997年4月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月19日
發(fā)明者格里高利·S.·瓦爾, 里本·比爾布里, 里克·哈本 申請(qǐng)人:瓦爾·克里帕公司