[发明专利]线性电动马达

说明书

技术领域

本发明涉及线性电动马达领域并且还涉及包括线性电动马达的家用电器领域。

背景技术

在现有技术中，常常通过旋转式电动马达来驱动家用电器，例如电动牙刷和剃刀。然而，结果是在某些情况下，旋转式电动马达所发出的噪声超过了被认为是让使用者感到舒适的水平。因此，现有技术作出了多种努力以用线性电动马达来取代旋转式电动马达。然而，具有可相对于外壳移动的电枢和安装到外壳上的定子的线性马达可导致向外壳的摆动的转移。这些转移的摆动可强烈地影响使用者在使用该装置时的感觉。

一种布置方式是已知的，其中定子不是刚性地安装到外壳上的。在该布置方式中，定子通过弹簧弹性地安装到外壳上，因此可相对于外壳移动。定子和电枢通过另一个弹簧耦接，使得定子和电枢以180度相移摆动。因此，大体上减小了向外壳的摆动转移。然而，为了获得足够的用于电枢的动量转移，将定子耦接到外壳的弹簧可具有相当高的弹簧常数。由于该相当高的弹簧常数的缘故，可发生向外壳的基本的振动转移。线性马达一般讨论于WO2005/062445A1中。

发明内容

因此期望提供一种如下的线性电动马达，其在实用条件下将基本上减小向外壳的振动转移。

此外，还可能期望提供一种如下的线性马达，其具有用于驱动电器的两个功能元件的两个电枢(移动部件)。

此外，还可能期望本发明提供一种如下的线性电动马达，其不需要任何用于支撑电枢的衬套轴承或滚动轴承。

以上期望中的至少一个是通过如下的线性电动马达来满足的，其包括外壳、可在第一基本线性路径上相对于外壳移动的第一电枢、和可在第二基本线性路径上相对于外壳移动的第二电枢。第一电枢可通过第一安装弹簧安装到外壳。例如，第一电枢可仅通过第一安装弹簧相对于外壳机械地连接，即不提供其他轴承。此外，第一电枢和第二电枢还可通过耦合弹簧彼此耦接。第一电枢、第二电枢或外壳可包括线圈(例如，螺线管)。第二电枢可通过第二安装弹簧安装到外壳(例如，第二电枢可仅通过第二安装弹簧相对于外壳机械地固定，即不提供其他轴承)。本发明的线性电动马达可为一种摆动式线性电动马达，其中第一电枢和第二电枢以摆动线性方式沿它们相应的基本线性路径移动。线性路径就此而言基本上为线性的，因为电枢可在线性方向上每移动一毫米就偏离完美的线性路径10微米或更少微米。此处，“基本上线性的”是指与完美的线性路径的偏差为1％或更小。

在本发明的线性电动马达的一个实施方案中，第一电枢以及第二电枢各自经由相应的安装弹簧安装到外壳，这导致外壳与在操作中经由第一电枢和第二电枢的运动所诱导的振动部分地退耦。该退耦尤其适用于本发明的实施方案，其中第一电枢、第二电枢、第一安装弹簧、第二安装弹簧和耦合弹簧被布置成使得第一电枢和第二电枢在操作时以180度的相移移动。由于第一电枢和第二电枢之间的这种180度的相移，转移至外壳的振动可在至少某种程度上(如果不是完全地)彼此抵消。例如，经由第一电枢转移至外壳的振动能够至少部分地被经由第二电枢转移至外壳的振动抵消。

在一个实施方案中，第一电枢和第二电枢中的一个包括线圈(即线圈可安装到相应的电枢)，所述线圈与第一电枢和第二电枢中的另一个相互作用，从而在所述两个电枢之间诱导吸引力或排斥力。第一电枢和第二电枢中的另一个可包括用于与线圈相互作用的至少一个永久磁体。由于在所述两个电枢之间施加了磁力，它们能够在相反方向上移动，即180度的异相，而独立于第一安装弹簧和第二安装弹簧或耦合弹簧的具体实现形式。

在一个实施方案中，线圈可连接到外壳从而与第一电枢和第二电枢中的至少一个相互作用。在一个实施方案中，线圈连接到外壳并与第一电枢和第二电枢中的一个相互作用，同时另一个电枢经由由耦合弹簧提供的耦接被驱动。在线性电动马达的一个实施方案中，与连接到外壳的线圈相互作用的电枢包括永久磁体。

为了提供摆动运动，可控制通过线圈的电流使得其为间歇的。当所述两个电枢达到它们的摆动线性运动的最大振幅时，可中断所述电流。耦合弹簧以及所述两个安装弹簧随后能够迫使所述两个电枢回到它们相应的静止位置。

在一个实施方案中，第一安装弹簧在与第一电枢的线性路径平行的方向上的弹簧常数和第二安装弹簧在与第二电枢的线性路径平行的方向上的弹簧常数之间的比率等于第一电枢的质量和第二电枢的质量之间的比率，以优化电枢的摆动质量与外壳的退耦。

在一个实施方案中，第一电枢的线性路径和第二电枢的线性路径彼此平行或甚至部分地相同。虽然当这些电枢的路径既不彼此平行也不彼此相同时也可获得对摆动电枢的补偿，但平行或部分地相同的路径增强了所述补偿。