CN108900058A - 电磁致动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁致动器，包括：一动子组件，包括一内管，收容在内管中的至少一磁体；一定子组件，套设在动子组件外，定子组件包括套设在内管外的金属制的一外管和固定在外管之外的至少一线圈，线圈对磁体施加驱动力，磁体带动整个动子组件沿外管的延伸方向运动；至少一弹性件，位于动子组件的一端；其中，内管的外径略小于外管的内径，且外管的形状与内管的形状相同。外管使用金属材质，能够提高外管的强度，防止外管变形而干涉内管的运动，以提高了电磁致动器的稳定性；还能够减少管壁的厚度，使线圈更靠近磁体，提高线圈对磁体的驱动效果，同时减少体积。

Description

电磁致动器

技术领域

本发明涉及一种电磁致动器，尤指一种具有两层管状结构的电磁致动器。

背景技术

申请号为CN201310323117.9的中国专利揭示了一种振动致动器，其具有一筐体，筐体内收容有与筐体固定的线圈、被线圈围绕的固定的树脂制的一绕线管、部分收容在绕线管内的一筒状滑块、收容在筒状滑块内的磁体以及固定在筒状滑块两端的一第一锤部和一第二锤部，第一、第二锤部与筐体之间设有弹簧。线圈通电形成电磁场与磁体相互作用，驱动磁体，磁体再带动筒状滑块和第一、第二锤部移动，由于筒状滑块收容在绕线管中，故筒状滑块，收容在筒状滑块中的磁体以及固定于筒状滑块的第一、第二锤部仅能沿绕线管的延伸方向移动。

由于绕线管由树脂制成，强度有限，容易发生变形，一旦绕线管发生变形，绕线管收容筒状滑块的收容空间将不再沿直线延伸，无法保证筒状滑块作线性振动。

增加绕线管的厚度能够提高绕线管的强度，可以在一定程度上解决上述问题，如CN201310323117.9中附图所示，绕线管的厚度明显大于筒状滑块的厚度，然而，增加绕线管厚度的同时增加了线圈到磁体之间的距离，减弱了线圈对磁体的驱动效果。

因此，有必要设计一种改良的电磁致动器，以克服上述问题。

发明内容

针对背景技术所面临的问题，本发明提供了一种具有两层管状结构的电磁致动器，其中定子组件具有金属管状结构。

为实现上述目的，本发明采用以下技术手段：

一种电磁致动器，其特征在于，包括：一动子组件，包括一内管，收容在所述内管中的至少一磁体；一定子组件，套设在所述动子组件外，所述定子组件包括套设在所述内管外的金属制的一外管和固定在所述外管之外的至少一线圈，所述线圈对所述磁体施加驱动力，所述磁体带动整个所述动子组件沿所述外管的延伸方向运动；至少一弹性件，位于所述动子组件的一端；其中，所述内管的外径略小于所述外管的内径，且所述外管的形状与所述内管的形状相同。

进一步地，所述内管的材质为金属。

进一步地，所述外管的长度小于所述内管的长度，所述动子组件运动时，所述内管的两末端保持在所述外管之外。

进一步地，所述动子组件静止时，所述外管居中地套在所述内管之外。

进一步地，所述外管的长度大于所述内管的长度，所述动子组件运动时，整个所述内管完全地收容在所述外管中。

进一步地，所述动子组件静止时，所述内管居中地收容在所述外管之中。

进一步地，所述内管的两端设有二塞件。

进一步地，所述内管的内表面具有一凸起，所述塞件具有一凹陷，所述凸起与所述凹陷相互卡嵌以将所述塞件固定于所述内管。

进一步地，所述塞件具有一凹槽，所述凹槽从所述内管外延伸入所述内管中。

进一步地，至少一所述塞件设有一挡止部在所述内管的延伸方向上抵接所述内管的末端。

进一步地，所述外管的纵截面和横截面的形状分别与所述内管的纵截面和横截面的形状相同。

进一步地，所述外管的两末端之间设有至少一孔槽，用以减少所述磁体沿所述外管移动时产生在所述外管上的涡电流。

所述外管使用金属材质，相比于相同厚度的树脂，能够提高所述外管的强度，防止所述外管变形而干涉所述内管的运动，以提高了所述电磁致动器的稳定性；相比于相同强度的树脂，能够减少管壁的厚度，使所述线圈更靠近所述磁体，提高所述线圈对所述磁体的驱动效果，同时减少体积。

一种电磁致动器，其特征在于，包括：一动子组件，包括两磁体；一定子组件，套设在所述动子组件外，所述定子组件包括套设在所述磁体外的金属制的一外管和固定在所述外管之外的至少一线圈，所述线圈对所述磁体施加驱动力，所述磁体带动整个所述动子组件沿所述外管的延伸方向运动；所述外管设有至少一孔槽，用以减少所述磁体沿所述外管移动时产生在所述外管上的涡电流。

进一步地，所述孔槽的长度大于所述外管的长度的二分之一。

进一步地，所述孔槽的面积大于所述外管的金属部分的面积。

进一步地，所述外管设有至少一连接部。

进一步地，所述定子组件还包括至少一固定件，所述固定件具有一凸块收容于所述孔槽。

进一步地，所述孔槽位于所述外管的两末端之间。

进一步地，所述动子组件还包括收容所述磁体的一内管，所述内管与所述磁体共同运动，所述外管套设于所述内管之外。

进一步地，还具有至少一弹性件设于所述动子组件的至少一端。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

所述外管使用金属材质，相比于相同厚度的树脂，能够提高所述外管的强度，防止所述外管变形而干涉所述内管的运动，以提高了所述电磁致动器的稳定性；相比于相同强度的树脂，能够减少管壁的厚度，使所述线圈更靠近所述磁体，提高所述线圈对所述磁体的驱动效果，同时减少体积。当所述磁体在所述金属制的外管内移动时，由于楞次定理，外管会产生阻碍所述磁体运动的感应电流，而在金属制的所述外管上开设所述孔槽，能够阻碍所述感应电流的生成。

【附图说明】

图1为本发明的第一实施例的分解图

图2为图1的部分组合图

图3为图2的部分组合图

图4为本发明的第一实施例的动子组件和定子组件的部分剖视图

图5为本发明的第一实施例的外管、内管和磁体嵌套组合后的剖视图

图6为本发明的第一实施例的剖视图，其中动子组件处于初始状态

图7为本发明的第一实施例的剖视图，其中动子组件处于运动状态

图8为本发明的第二实施例的部分分解图

图9为本发明的第二实施例的动子组件的立体图

图10为本发明的第二实施例的剖视图，其中动子组件处于初始状态

图11为本发明的第二实施例的剖视图，其中动子组件处于运动状态

图12为本发明的第三实施例中外管套设于动子组件的立体图

图13为本发明的第四实施例的定子组件的立体图

图14为图13的右视图

图15为图13中的外管的立体图

具体实施方式的附图标号说明：

电磁致动器 100,200	壳体 1	第一壳体 11	第二壳体 12
				收容空间 13	挡片 14	固持件 15	定子组件 2, 7
外管 21, 21’,61,71	线圈 22,72	固定件 23,73	动子组件 3, 3’, 5
				内管 31, 31’,51	凸起 311	磁体 32	塞件 33，33’,52
凹陷 331	凹槽 332’,521	挡止部 333	缓冲件 34
				弹性件 4	孔槽 611,711	侧壁 612	连接部 613
开口 712	收容腔 731	凸块 732

具体实施方式

为便于更好的理解本发明的目的、结构、特征以及功效等，现结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1至图7所示，为本发明的电磁致动器100的第一实施例，其包括：一壳体1，收容在壳体1中的一定子组件2，套设在所述定子组件2中的一动子组件3以及位于所述动子组件3与所述壳体1之间的二弹性件4。

如图3和图6所示，所述壳体1包括一第一壳体11和一第二壳体12，所述第一壳体11和所述第二壳体12组合形成一收容空间13，用以收容所述定子组件2、所述动子组件3和所述二弹性件4，在本实施例中，所述第一壳体11呈方盒状，所述第二壳体12呈平板状，二者围成的收容空间13呈长方体，而在其他实施例中所述壳体1及其内部的收容空间13还可以是其他形状，并非以此为限。所述第一壳体11的两纵长侧壁分别具有向收容空间13弯折的二挡片14，用以固定所述定子组件2。所述第一壳体11的纵长两端还设有两个固持件15，可配合螺栓（未图示）将所述电磁致动器100固定于至少一基板（未图示）。

如图3、图4和图6所示，所述定子组件2包括纵长的一外管21，绕设所述外管21外表面的二线圈22以及三个固定件23。所述外管21的材质可为金属，内外表面平滑，居中地收容在所述壳体1内。所述固定件23，由绝缘材料制成，可通过嵌入成型（insert molding）或组装嵌套等方式固定于所述外管21，所述三固定件23与所述二线圈22在所述外管21的外表面沿纵长方向相互间隔排布，相邻的二所述固定件23夹持一所述线圈22，防止所述线圈22滑动，再通过点胶、使用粘合剂、螺栓固定等方式将所述固定件23固定于所述壳体1，从而使整个所述定子组件2与所述壳体1保持相对静止。

如图1、图4和图6所示，所述动子组件3包括收容于所述外管21的一内管31，收容在所述内管31中的磁体32以及固定在所述内管31两端的二塞件33。所述内管31的纵长两端的内表面分别具有上下相对的二凸起311，每一所述塞件33的上下两侧分别具有一凹陷331，所述塞件33部分收容于所述内管31中，所述凹陷331与所述凸起311相互卡合，使所述内管31和所述塞件33相互固定。所述塞件33具有一挡止部333抵接于所述内管31的末端，防止所述塞件33过度进入所述内管31，又所述塞件33的一端抵接所述磁体32，故所述二塞件33沿相反方向压接所述磁体32，使整个所述动子组件3紧密配合。当然，由于各零部件存在尺寸公差，其中一所述塞件33的所述挡止部333抵接于所述内管31的一末端，且所述磁体32与所述二塞件33均紧密配合，可能会使另一所述塞件33的所述挡止部333未抵接到所述内管31的另一末端，即其中一所述挡止部333可能会与所述内管31的末端间隔设置。所述弹性件4收容在所述塞件33中，同时抵接所述塞件33和所述壳体1，在本发明中，所述弹性件4为弹簧，随着所述动子组件3的运动而拉伸，以提供与所述动子组件3运动方向相反的弹性力。在所述动子组件3的运动方向上，所述壳体1和每一所述塞件33之间还设有一缓冲件34用以吸收多余的动能，在本发明中，所述缓冲件34固定在所述塞件33上。

如图5所示，所述外管21的横截面和所述内管31的横截面形状相同，且所述外管21的内径仅略大于所述内管31的外径，使得所述内管31能够紧密地沿着所述外管21的延伸方向作线性移动，既缩减所述电磁致动器100的体积，又能避免所述电磁致动器100作非线性运动。

如图6和图7所示，在本实施例中，所述外管21的纵截面和所述内管31的纵截面均为矩形，所述内管31的长度大于所述外管21的长度，当所述动子组件3静止时，所述外管21居中地套在所述内管31之外，使得所述内管31的两末端均暴露在所述外管21之外；当所述线圈22通电，驱动所述动子组件3沿所述外管21的延伸方向运动时，所述内管31的一端显露出所述外管21的长度随着所述动子组件3的移动而增加，所述动子组件3压缩其中一所述弹性件4，所述内管31的另一端显露出所述外管21的长度随着所述动子组件3的移动而对应减少，所述动子组件3拉伸另一所述弹性件4，所述二弹性件4均产生与运动方向相反的弹性力，当所述动子组件3的瞬时速率降为零时，所述动子组件3自初始位置起的运动行程达到最大值，此时所述内管31的两末端仍均保持在所述外管21之外，而不会进入到所述外管21之中。所述动子组件3的单方向行程达到最大值后，所述二弹性件4通过弹性力使所述动子组件3向其初始位置恢复，之后线圈再驱动所述动子组件3向反方向移动，如此循环，实现所述动子组件3沿所述外管21作线性往复振动。设所述外管21的长度为L1，所述内管31的长度为L2，则在本实施例中，则所述动子组件3的最大线性往复行程小于等于 (L2- L1)。

如图8至图11所示，为本发明的电磁致动器200的第二实施例，其与第一实施例的不同之处在于所述塞件33’与所述内管31’通过粘合剂相互固定，以及所述内管31’的长度小于所述外管21’的长度。

如图9和图10所示，所述塞件33’部分收容在所述内管31’中，且该部分未接触所述内管31’的内表面，使所述塞件33’与所述内管31’之间形成间隙S。所述塞件33’的上下表面分别具有一凹槽332’，所述凹槽332’自所述内管31’的外部延伸进所述内管31’的内部，即所述凹槽332’部分显露在所述内管31’外，部分收容在所述内管31’中。所述凹槽332’连通所述间隙S。粘合剂通过所述凹槽332’进入到所述内管31’中，并填充所述间隙S，使所述内管31’、所述塞件33’和所述磁体32相互固定，连结形成所述动子组件3’。

如图10和图11所示，所述内管31’的长度小于所述外管21’的长度，当所述动子组件3’静止时，所述内管31’居中地收容在所述外管21’之中。所述线圈通电，驱动所述动子组件3’沿所述外管21’的延伸方向运动，当所述动子组件3’ 自初始位置起的运动行程达到最大时，所述内管31’的两末端仍收容在所述外管21’之中，即在所述动子组件3’的运动过程中，所述内管31’完全收容在所述外管21’中，而不会显露出所述外管21’。在本实施例中，所述动子组件3’作线性往复振动的最大行程小于等于 (L1- L2)。

综合第一实施例和第二实施例，所述动子组件3、3’线性往复振动的最大行程等于所述外管21、21’的长度L₁与所述内管31、31’的长度L₂的差值 | L1 - L2 |。当然，在其他实施例中，所述外管21、21’的长度亦可等于所述内管31、31’的长度，不过在这些实施例中，所述动子组件3、3’线性往复振动的最大行程与所述外管21、21’的长度和所述内管31、31’的长度的差值无关。

若所述磁体32在金属制的所述外管21、21’内运动，由楞次定理可知，金属制的所述外管21、21’会产生阻碍所述磁体移动的感应电流，由于所述感应电流会沿所述外管21、21’的管壁流动，故在金属制的所述外管21、21’上开设孔槽能够阻碍所述感应电流的生成。

如图12所示，为本发明电磁致动器的第三实施例的一动子组件5和套设在所述动子组件5外的一外管61，与先前的实施例的不同之处在于外管61的上下管壁开设有二孔槽611，所述孔槽611贯穿所述管壁，所述孔槽611的长度大于所述外管61的长度的二分之一，且所述二孔槽611的总面积大于所述外管61的金属部分的表面积，即大于所述外管61上未开槽的部分的表面积，以更好地阻碍所述感应电流的生成。在本实施例中，所述外管61具有二侧壁612，以及位于所述孔槽611与所述外管61的两末端之间的二连接部613，用以连接所述二侧壁612。另外，在本实施例中，用以组成所述动子组件5的一内管51与二塞件52通过粘合剂相互固定，每一所述塞件52具有二凹槽521用以导入粘合剂，与第二实施例的不同之处在于，所述二凹槽521埋设在所述塞件52之内，而非暴露在所述塞件52的表面。

如图13至图15所示，为本发明电磁致动器的第四实施例的定子组件7，其包括纵长的一外管71，绕设所述外管71外表面的二线圈72以及嵌套于所述外管71的三个固定件73。所述外管71具有多个孔槽711，其中包括连通所述外管71两末端的一开口712，所述开口712沿所述外管71的母线分割所述外管71，使所述感应电流无法沿所述外管71的横截面流动，从而减弱所述感应电流的影响。所述固定件73具有一收容腔731，所述收容腔731的横截面与所述外管71的横截面相互匹配，为了防止所述外管由于自身张力而展开变形，所述外管71嵌套在所述固定件73的收容腔731之内。所述固定件73还向所述收容腔731中凸伸形成一凸块732，所述凸块732进入到所述开口712之中以防止所述开口712闭合。

综上所述，本发明的电磁致动器具有具有以下有益效果：

1、所述外管21、21’、61、71由金属制成，相比于相同厚度的树脂，能够提高所述外管21、21’、61、71的强度，防止所述外管21、21’、61、71变形而干涉所述内管31、31’、51的运动，以提高了所述电磁致动器的稳定性；相比于相同强度的树脂，能够减少管壁的厚度，使所述线圈22、72更靠近所述磁体32，提高所述线圈22、72对所述磁体32的驱动效果，同时减少体积。

2、当所述磁体在所述金属制的所述外管21、21’、61、71内移动时，由于楞次定理，所述外管21、21’、61、71会产生阻碍所述磁体运动的感应电流，而在金属制的所述外管61、71上开设所述孔槽611、711，能够阻碍所述感应电流的生成。

3、所述塞件33的表面上设有所述凹陷331，所述内管31的内表面设有所述凸起311，所述凸起311与所述凹陷331相互卡合使所述动子组件3紧密且稳固地组装，组装工艺简单可靠。

4、所述塞件33’、52上设有所述凹槽332’、521用以将粘合剂导入到所述内管31’、51的内部，使所述内管31’、51、所述塞件33’、52以及所述磁体能够紧密且稳固地地结合为所述动子组件3’、5；另外，避免在将粘合剂涂布在所述动子组件3’、5的外表面而影响所述动子组件3’、5的运动。

以上详细说明仅为本发明之较佳实施例的说明，非因此局限本发明的专利范围，所以，凡运用本创作说明书及图示内容所为的等效技术变化，均包含于本发明的专利范围内。

Claims (20)

1.一种电磁致动器，其特征在于，包括：

一动子组件，包括一内管，收容在所述内管中的至少一磁体；

一定子组件，套设在所述动子组件外，所述定子组件包括套设在所述内管外的金属制的一外管和固定在所述外管之外的至少一线圈，所述线圈对所述磁体施加驱动力，所述磁体带动整个所述动子组件沿所述外管的延伸方向运动；

至少一弹性件，位于所述动子组件的一端；

其中，所述内管的外径略小于所述外管的内径，且所述外管的形状与所述内管的形状相同。

2.如权利要求1所述的电磁致动器，其特征在于：所述内管的材质为金属。

3.如权利要求1所述的电磁致动器，其特征在于：所述外管的长度小于所述内管的长度，所述动子组件运动时，所述内管的两末端保持在所述外管之外。

4.如权利要求3所述的电磁致动器，其特征在于：所述动子组件静止时，所述外管居中地套在所述内管之外。

5.如权利要求1所述的电磁致动器，其特征在于：所述外管的长度大于所述内管的长度，所述动子组件运动时，整个所述内管完全地收容在所述外管中。

6.如权利要求5所述的电磁致动器，其特征在于：所述动子组件静止时，所述内管居中地收容在所述外管之中。

7.如权利要求1所述的电磁致动器，其特征在于：所述内管的两端设有二塞件。

8.如权利要求7所述的电磁致动器，其特征在于：所述内管的内表面具有一凸起，所述塞件具有一凹陷，所述凸起与所述凹陷相互卡嵌以将所述塞件固定于所述内管。

9.如权利要求7所述的电磁致动器，其特征在于：所述塞件具有一凹槽，所述凹槽从所述内管外延伸入所述内管中。

10.如权利要求7所述的电磁致动器，其特征在于：至少一所述塞件设有一挡止部在所述内管的延伸方向上抵接所述内管的末端。

11.如权利要求1所述的电磁致动器，其特征在于：所述外管的纵截面和横截面的形状分别与所述内管的纵截面和横截面的形状相同。

12.如权利要求1所述的电磁致动器，其特征在于：所述外管的两末端之间设有至少一孔槽，用以减少所述磁体沿所述外管移动时产生在所述外管上的涡电流。

13.一种电磁致动器，其特征在于，包括：

一动子组件，包括两磁体；

一定子组件，套设在所述动子组件外，所述定子组件包括套设在所述磁体外的金属制的一外管和固定在所述外管之外的至少一线圈，所述线圈对所述磁体施加驱动力，所述磁体带动整个所述动子组件沿所述外管的延伸方向运动；

所述外管设有至少一孔槽，用以减少所述磁体沿所述外管移动时产生在所述外管上的涡电流。

14.如权利要求13所述的电磁致动器，其特征在于：所述孔槽的长度大于所述外管的长度的二分之一。

15.如权利要求13所述的电磁致动器，其特征在于：所述孔槽的面积大于所述外管的金属部分的面积。

16.如权利要求13所述的电磁致动器，其特征在于：所述外管设有至少一连接部。

17.如权利要求13所述的电磁致动器，其特征在于：所述定子组件还包括至少一固定件，所述固定件具有一凸块收容于所述孔槽。

18.如权利要求13所述的电磁致动器，其特征在于：所述孔槽位于所述外管的两末端之间。

19.如权利要求13所述的电磁致动器，其特征在于：所述动子组件还包括收容所述磁体的一内管，所述内管与所述磁体共同运动，所述外管套设于所述内管之外。

20.如权利要求13所述的电磁致动器，其特征在于：还具有至少一弹性件设于所述动子组件的至少一端。