CN213402771U - 直线电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种直线电机，其包括基座、滑座、磁性组件和线圈组件；基座包括基座底板、第一侧壁、第二侧壁和支撑板；滑座包括滑座板、第一壁和第二壁；磁性组件和线圈组件均包括两个，磁性组件和线圈组件一一对应设置，相互对应设置的磁性组件和线圈组件共同形成一个驱动机构；在同一个驱动机构中，磁性组件包括磁轭和固定于磁轭的至少两组磁钢组件；每一磁钢组件包括第一磁钢和设置于第一磁钢两侧的两个第二磁钢，且第一、第二磁钢之间夹角的角度为90°～180°；第一、第二磁钢靠近线圈组件一侧的极性相同；相邻近两组磁钢组件的极性反向设置。与相关技术比，本实用新型的直线电机推力密度高、运动性能优。

Description

直线电机

【技术领域】

本实用新型涉及一种直线电机技术领域，尤其涉及一种应用于便携式消费性电子产品的直线电机。

【背景技术】

随着电子技术的发展，便携式消费性电子产品越来越受人们的追捧，如手机、掌上游戏机、导航装置或掌上多媒体娱乐设备等，一般都会用到直线电机来做系统反馈，比如手机的来电提示、信息提示、导航提示、游戏机的振动反馈等。

相关技术的直线电机包括基座、盖设于所述基座并形成滑动连接的盖板、固定于所述基座的定子及固定于所述盖板的动子，所述定子包括固定于所述基座的磁轭以及安装于所述磁轭的磁钢，所述磁钢包括多个且沿所述盖板的直线滑动方向阵列排布，其中，通过单个所述磁钢充当所述定子的一个磁极。

然而，相关技术中，由于一个磁极仅由单块的所述磁钢构成，而所述磁钢的体积是有限的，使得定子产生的磁场较弱，定子与动子之间所产生的相互作用力较小，导致动子对盖板产生的推力有限，直线电机推力密度相对较低。

因此，有必要提供一种新的直线电机解决上述技术问题。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种直线电机，其推力密度高、运动性能优。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种直线电机，其包括基座、盖设于所述基座的滑座、固定于所述基座靠近所述滑座一端的第一滑轨、固定于所述滑座并与所述第一滑轨形成滑动连接的第二滑轨以及磁性组件和线圈组件，所述磁性组件与所述线圈组件相互作用以驱动所述滑座相对于所述基座直线运动；

所述基座包括基座底板、由所述基座底板弯折延伸且相对间隔设置的第一侧壁和第二侧壁、以及由所述第一侧壁向所述第二侧壁弯折延伸的支撑板，所述第一滑轨包括两个且分别固定于所述第一侧壁和所述第二侧壁；

所述滑座包括分别盖设于所述第一侧壁和所述第二侧壁且与所述第二滑轨固定的滑座板、由所述滑座板靠近所述第二侧壁一侧向所述基座底板弯折延伸且与所述第二侧壁间隔的第一壁以及由所述第一壁向所述第一侧壁弯折延伸的第二壁，所述第二壁延伸至所述基座底板和所述支撑板之间；

所述磁性组件和所述线圈组件均包括两个，所述磁性组件和所述线圈组件一一对应设置，相互对应设置的所述磁性组件和所述线圈组件正对且间隔设置并共同形成一个驱动机构；两个所述磁性组件分别固定于所述基座底板和所述支撑板，两个所述线圈组件分别固定于所述第二壁，或者，两个所述磁性组件分别固定于所述第二壁，两个所述线圈组件分别固定于所述基座底板和所述支撑板；

在同一个所述驱动机构中：

所述磁性组件包括磁轭以及固定于所述磁轭的磁钢组件，所述磁钢组件包括至少两组且相互间隔设置；

每一所述磁钢组件包括第一磁钢以及间隔设置于所述第一磁钢相对两侧的两个第二磁钢，所述第二磁钢相对于所述第一磁钢倾斜设置，且所述第二磁钢与所述第一磁钢之间夹角的角度为90°～180°；同一所述磁钢组件的所述第一磁钢及所述第二磁钢的充磁方向均朝向所述线圈组件，且两个所述第二磁钢靠近所述线圈组件一侧的极性与所述第一磁钢靠近所述线圈组件一侧的极性相同；相邻近两组所述磁钢组件的极性反向设置。

优选的，所述磁钢组件嵌设固定于所述磁轭内部。

优选的，所述磁轭设有与所述磁钢组件匹配的通孔部；每一所述通孔部包括第一通孔以及间隔设置于所述第一通孔相对两侧的两个第二通孔，所述第一通孔及所述第二通孔均沿平行于所述滑座且垂直于所述滑座的直线运动方向延伸，所述第一磁钢插设固定于所述第一通孔，两个所述第二磁钢分别插设固定于两个所述第二通孔。

优选的，两个所述磁性组件的磁轭分别固定于所述第二壁，两个所述磁性组件的磁轭为一体成型结构。

优选的，每一所述磁钢组件还包括固定于所述磁轭的第三磁钢，所述第三磁钢位于两个所述第二磁钢之间且与两个所述第二磁钢相互间隔设置，所述第三磁钢与所述第一磁钢相互正对且间隔设置；所述第三磁钢与所述第二磁钢之间夹角的角度为0°～90°；所述第三磁钢的充磁方向朝向所述线圈组件，同一所述磁钢组件的所述第三磁钢靠近所述线圈组件的极性与所述第一磁钢靠近所述线圈组件的极性相同。

优选的，每一所述线圈组件包括铁芯板、由的述铁芯板向所述磁性组件方向延伸的多个相互间隔设置的铁芯梳齿以及分别绕设固定于所述铁芯梳齿的多个线圈，所述铁芯板固定于所述基座或所述滑座。

优选的，每一所述线圈组件还包括由所述铁芯板沿所述滑座的直线运动方向的相对两端分别向所述磁性组件方向弯折延伸的两个铁芯挡板，所述铁芯梳齿及所述线圈位于两个所述铁芯挡板之间。

优选的，在同一个所述驱动机构中，所述线圈组件沿垂直所述滑座的直线运动方向向所述磁性组件的正投影完全落在所述磁性组件内。

优选的，两个所述线圈组件的铁芯板分别固定于所述第二壁，两个所述线圈组件的铁芯板为一体成型结构。

优选的，所述直线电机还包括相互正对且间隔设置的读头和光栅尺，所述读头和所述光栅尺的其中一个固定于所述基座，其中另一个固定于所述滑座。

与相关技术相比，本实用新型的直线电机中，在一个所述磁钢组件中，一个所述第一磁钢和两个所述第二磁钢共同组合形成一个呈“U”型的磁极，通过所述第一磁钢和两个所述第二磁钢的配合设置，有效地增大了单个磁极的体积，使得单个磁极产生的磁场更强，从而使得所述磁性组件与所述线圈组件之间产生更大的相互作用力，有效地提高对滑座的推力，提高直线电机推力密度，使得直线电机的机动性能更优。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它的附图，其中：

图1为本实用新型直线电机实施方式一的立体结构示意图；

图2为本实用新型直线电机实施方式一另一角度的立体结构示意图；

图3为本实用新型直线电机实施方式一的部分立体结构分解示意图；

图4为本实用新型磁性组件实施方式一的立体结构示意图；

图5为本实用新型磁性组件实施方式一的立体结构分解示意图；

图6为沿图2中A-A线的剖示图；

图7为图6中B所示部分的局部放大图；

图8为本实用新型直线电机实施方式二的部分结构的截面图；

图9为本实用新型直线电机实施方式三的立体结构示意图；

图10为沿图9中C-C线的剖示图。

【具体实施方式】

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施方式一

请同时在图1-7所示，本实用新型提供一种直线电机100，其包括基座1、滑座2、第一滑轨3、第二滑轨4、磁性组件5、线圈组件6。

所述滑座2盖设于所述基座1并共同形成收容空间。

所述基座1包括基座底板11、由所述基座底板11弯折延伸且相对间隔设置的第一侧壁12和第二侧壁13、以及由所述第一侧壁12向所述第二侧壁13弯折延伸的支撑板14。

所述滑座2包括分别盖设于所述第一侧壁12和所述第二侧壁13且与所述第二滑轨4固定的滑座板21、由所述滑座板21靠近所述第二侧壁13一侧向所述基座底板11弯折延伸且与所述第二侧壁13间隔的第一壁22以及由所述第一壁22向所述第一侧壁12弯折延伸的第二壁23，所述支撑板14位于所述滑座板21和所述基座底板11之间，所述第二壁23延伸至所述基座底板11和所述支撑板14之间。

所述第一滑轨3固定于所述基座1靠近所述滑座2一端，具体的，所述第一滑轨3包括两个，两个所述第一滑轨3分别固定于所述第一侧壁12靠近所述滑座板21一端和所述第二侧壁13靠近所述滑座2一端。

所述第二滑轨4固定于所述滑座2，具体的，所述第二滑轨4包括两个，两个所述第二滑轨4固定于所述滑座板21的相对两侧，且两个所述第二滑轨4分别与两个所述第一滑轨3形成滑动连接，从而使得所述滑座2可相对于所述基座1滑动。

所述磁性组件5和所述线圈组件6均包括两个，所述磁性组件5和所述线圈组件6一一对应设置，相互对应设置的所述磁性组件5和所述线圈组件6正对且间隔设置并共同形成一个驱动机构10。

值得一提的是，所述磁性组件5和所述线圈组件6具体设置的位置是不限的，其可以根据实际使用的需求来进行具体的设置，比如，在本实施方式一中，两个所述磁性组件5分别固定于所述基座底板11和所述支撑板14，两个所述线圈组件6分别固定于所述第二壁23。

所述磁性组件5固定于所述基座1，所述线圈组件6固定于所述滑座2。

所述磁性组件5与所述线圈组件6相互作用以驱动所述滑座2相对于所述基座1作直线运动，也可理解为驱动所述基座1相对于所述滑座2作直线运动。当然，在其他实施方式中，所述磁性组件5与所述线圈组件6的位置可互换，这是容易想到的，其实质性相同。

实施方式，所述磁性组件5包括磁轭51以及固定于所述磁轭51且相互间隔设置的至少两组的磁钢组件52。

值得一提的是，所述磁钢组件52的具体数量可以根据实际使用的需求进行具体的设置；而相邻近的两组所述磁钢组件52的的极性反向设置，比如，相邻近的两个所述磁钢组件52的其中一个靠近所述线圈组件6的磁极为N极时，而相邻近的两个所述磁钢组件52的另外一个靠近所述线圈组件6的磁极则为S极。

在同一个所述驱动机构10中：

所述磁钢组件52包括第一磁钢521以及间隔设置于所述第一磁钢521相对两侧的两个第二磁钢522。

在同一个所述磁钢组件52中，所述第二磁钢522相对于所述第一磁钢521倾斜设置，且所述第二磁钢522与所述第一磁钢521之间夹角α的角度为90°～180°，实质上，一个所述第一磁钢521和两个所述第二磁钢522共同组合形成一个呈“U”型的磁极；而同一所述磁钢组件52的所述第一磁钢521及所述第二磁钢522的充磁方向均朝向所述线圈组件6，且两个所述第二磁钢522靠近所述线圈组件6一侧的极性与所述第一磁钢521靠近所述线圈组件6一侧的极性相同，比如，所述第一磁钢521靠近所述线圈组件6的磁极则为N极时，与该第一磁钢521配合的两个所述第二磁钢522靠近所述线圈组件6的磁极亦为N极，此时由该磁钢组件52构成的“U”型的磁极为N极。

所述线圈组件6包括铁芯板61、由的述铁芯板61向所述磁性组件5方向延伸的多个相互间隔设置的铁芯梳齿62以及分别绕设固定于所述铁芯梳齿62的多个线圈63，多个所述铁芯梳齿6沿所述线圈组件6的运动方向排布。

所述线圈组件6产生行波磁场，行波磁场与所述磁性组件5产生的磁场相互作用，产生推力，从而驱动所述滑座2相对于所述基座1进行直线运动，或者说驱动所述基座1相对于所述滑座2进行直线运动。

更优的，所述线圈组件6还包括由所述铁芯板61沿所述滑座2的直线运动方向的相对两端分别向所述磁性组件5方向弯折延伸的两个铁芯挡板64，所述铁芯梳齿62及所述线圈63位于两个所述铁芯挡板63之间，该结构有效的阻止了部分行波磁场的外泄，并将其向所述磁性组件5引导，从而增加了驱动性能。

为了保证所述滑座2滑动的可靠性，更优的，在同一个所述驱动机构10中，所述线圈组件6沿垂直所述滑座2的直线运动方向向所述磁性组件5的正投影完全落在所述磁性组件5的范围内，使得所述线圈组件6与所述磁性组件5始终正对设置，该设置避免了由于所述线圈组件6滑动至所述磁性组件5所能覆盖的范围外而导致两者之间的相互作用力减小，有效地保证产生足够的推力以推动所述滑座2作直线运动。

值得一提的是，两个所述线圈组件6的铁芯板61分别固定于所述第二壁23，而两个所述线圈组件6可以是一体结构，也可以是分体结构，而为了方便两个所述驱动机构10的装配，更优的，两个所述线圈组件6的铁芯板61为一体成型结构，即两个所述线圈组件6共用同一个所述铁芯板61，而两个所述线圈组件6的线圈组分别设置在所述铁芯板61的相对两侧。

上述结构中，在同一个所述磁钢组件52中，一个所述第一磁钢521和两个所述第二磁钢522共同组合形成一个呈“U”型的磁极，通过所述第一磁钢521和两个所述第二磁钢522的配合设置，有效地增大了单个磁极的体积，使得单个磁极产生的磁场更强，从而使得所述磁性组件5与所述线圈组件6之间产生更大的相互作用力，有效地提高对所述滑座2的推力，提高所述直线电机100推力密度，使得所述直线电机100的运动性能更优。

更优的，所述磁钢组件52嵌设固定于所述磁轭51内部，该设置，使得所述磁轭51充当所述磁钢组件52的导磁板结构，更优地使得所述磁钢组件52磁力线更加集中，有效提高所述磁性组件5设置所述磁钢组件52的位置的磁学性能，即有效地提高各“U”型的磁极的磁场强度，进一步提高所述磁性组件5与所述线圈组件6之间相互作用力，更好地提高对所述滑座2的推力。

进一步的，所述磁轭51设有与所述磁钢组件52匹配的通孔部510。

每一所述通孔部510包括第一通孔5101以及间隔设置于所述第一通孔5101相对两侧的两个第二通孔5102，所述第一通孔5101及所述第二通孔5102均沿平行于所述滑座2且垂直于所述滑座2的直线运动方向延伸，所述第一磁钢521插设固定于所述第一通孔5101，两个所述第二磁钢522分别插设固定于两个所述第二通孔5102。

更优的，使所述磁轭51与所述磁钢组件52为一体成型结构，省去了将所述磁轭51与所述磁钢组件52装配的工序，降低装配难度，提高装配效率，同时提高两者的固定可靠性。

所述直线电机100还包括相互正对且间隔设置的读头7和光栅尺8，所述读头7和所述光栅尺8的其中一个固定于所述基座1，其中另一个固定于所述滑座2。

实施方式二

请参阅图8所示，为本实用新型直线电机实施方式二的部分结构的截面图，该图8实质为由图7所示的结构所衍生的另一种实施方式的截面示意图。该实施方式二的直线电机100a与实施方式一的直线电机基本相同，对于两者相同部分不再一一赘述，而两者主要的区别点在于实施方式二的各磁钢组件增设了一个第三磁钢，下面展开说明实施方式二的第三磁钢的具体设置：

为了进一步提高各磁钢组件52整体的磁场强度，更优的，每一磁钢组件52还包括固定于磁轭51的第三磁钢523，第三磁钢523位于两个第二磁钢522之间且与两个第二磁钢522相互间隔设置。

在同一个磁钢组件52中，第三磁钢523与第一磁钢521相互正对且间隔设置；第三磁钢523与第二磁钢522之间夹角的角度为0°～90°，实质上，一个第一磁钢521、两个第二磁钢522和一个第三磁钢523共同组合形成一个呈倒梯形结构的磁极，即通过增设一个第三磁钢523的方式，使得原来呈“U”型的磁极转为呈倒梯形结构的磁极。

第三磁钢523的充磁方向朝向线圈组件，第三磁钢523靠近线圈组件6的极性与第一磁钢521靠近线圈组件的极性相同，比如，第一磁钢521靠近线圈组件的磁极则为N极时，第三磁钢523靠近线圈组件的磁极亦为N极。

通过第三磁钢523的设置，更有效地增强了磁钢组件52整体的磁场强度，更进一步地提高磁性组件5与线圈组件之间产生的相互作用力，更有效地提高对滑座的推力。

实施方式三

请参阅图9-10所示，本实用新型实施方式三的直线电机100b为实施方式一的另外一种变形，该实施方式三的直线电机100b与实施方式一的直线电机基本相同，对于两者相同部分不再一一赘述，而两者主要的区别点在于磁性组件和线圈组件设置的位置不同，下面展开说明实施方式三的磁性组件和线圈组件的具体位置设置：

两个磁性组件5b分别固定于第二壁23b，两个线圈组件6b分别固定于基座底板11b和支撑板14b，此时，两个磁性组件5b的磁轭51b分别固定于第二壁23b。

更优的，为了装配方便，使两个磁性组件5b的磁轭51b共同构成一体成型结构，此时，两个磁性组件5b共用一个磁轭51b。

各磁钢组件52b与各线圈组件6b之间的对应关系与实施方式一的各磁钢组件与各线圈组件之间的对应关系是相同的，在此不再赘述。

与相关技术相比，本实用新型的直线电机中，在一个所述磁钢组件中，一个所述第一磁钢和两个所述第二磁钢共同组合形成一个呈“U”型的磁极，通过所述第一磁钢和两个所述第二磁钢的配合设置，有效地增大了单个磁极的体积，使得单个磁极产生的磁场更强，从而使得所述磁性组件与所述线圈组件之间产生更大的相互作用力，有效地提高对滑座的推力，提高直线电机推力密度，使得直线电机的运动性能更优。

以上所述的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种直线电机，其包括基座、盖设于所述基座的滑座、固定于所述基座靠近所述滑座一端的第一滑轨、固定于所述滑座并与所述第一滑轨形成滑动连接的第二滑轨以及磁性组件和线圈组件，所述磁性组件与所述线圈组件相互作用以驱动所述滑座相对于所述基座直线运动，其特征在于，

所述基座包括基座底板、由所述基座底板弯折延伸且相对间隔设置的第一侧壁和第二侧壁、以及由所述第一侧壁向所述第二侧壁弯折延伸的支撑板，所述第一滑轨包括两个且分别固定于所述第一侧壁和所述第二侧壁；

所述滑座包括分别盖设于所述第一侧壁和所述第二侧壁且与所述第二滑轨固定的滑座板、由所述滑座板靠近所述第二侧壁一侧向所述基座底板弯折延伸且与所述第二侧壁间隔的第一壁以及由所述第一壁向所述第一侧壁弯折延伸的第二壁，所述第二壁延伸至所述基座底板和所述支撑板之间；

所述磁性组件和所述线圈组件均包括两个，所述磁性组件和所述线圈组件一一对应设置，相互对应设置的所述磁性组件和所述线圈组件正对且间隔设置并共同形成一个驱动机构；两个所述磁性组件分别固定于所述基座底板和所述支撑板，两个所述线圈组件分别固定于所述第二壁，或者，两个所述磁性组件分别固定于所述第二壁，两个所述线圈组件分别固定于所述基座底板和所述支撑板；

在同一个所述驱动机构中：

所述磁性组件包括磁轭以及固定于所述磁轭的磁钢组件，所述磁钢组件包括至少两组且相互间隔设置；

每一所述磁钢组件包括第一磁钢以及间隔设置于所述第一磁钢相对两侧的两个第二磁钢，所述第二磁钢相对于所述第一磁钢倾斜设置，且所述第二磁钢与所述第一磁钢之间夹角的角度为90°～180°；同一所述磁钢组件的所述第一磁钢及所述第二磁钢的充磁方向均朝向所述线圈组件，且两个所述第二磁钢靠近所述线圈组件一侧的极性与所述第一磁钢靠近所述线圈组件一侧的极性相同；相邻近两组所述磁钢组件的极性反向设置。

2.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述磁钢组件嵌设固定于所述磁轭内部。

3.根据权利要求2所述的直线电机，其特征在于，所述磁轭设有与所述磁钢组件匹配的通孔部；每一所述通孔部包括第一通孔以及间隔设置于所述第一通孔相对两侧的两个第二通孔，所述第一通孔及所述第二通孔均沿平行于所述滑座且垂直于所述滑座的直线运动方向延伸，所述第一磁钢插设固定于所述第一通孔，两个所述第二磁钢分别插设固定于两个所述第二通孔。

4.根据权利要求2所述的直线电机，其特征在于，两个所述磁性组件的磁轭分别固定于所述第二壁，两个所述磁性组件的磁轭为一体成型结构。

5.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，每一所述磁钢组件还包括固定于所述磁轭的第三磁钢，所述第三磁钢位于两个所述第二磁钢之间且与两个所述第二磁钢相互间隔设置，所述第三磁钢与所述第一磁钢相互正对且间隔设置；所述第三磁钢与所述第二磁钢之间夹角的角度为0°～90°；所述第三磁钢的充磁方向朝向所述线圈组件，同一所述磁钢组件的所述第三磁钢靠近所述线圈组件的极性与所述第一磁钢靠近所述线圈组件的极性相同。

6.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，每一所述线圈组件包括铁芯板、由的述铁芯板向所述磁性组件方向延伸的多个相互间隔设置的铁芯梳齿以及分别绕设固定于所述铁芯梳齿的多个线圈，所述铁芯板固定于所述基座或所述滑座。

7.根据权利要求6所述的直线电机，其特征在于，每一所述线圈组件还包括由所述铁芯板沿所述滑座的直线运动方向的相对两端分别向所述磁性组件方向弯折延伸的两个铁芯挡板，所述铁芯梳齿及所述线圈位于两个所述铁芯挡板之间。

8.根据权利要求7所述的直线电机，其特征在于，在同一个所述驱动机构中，所述线圈组件沿垂直所述滑座的直线运动方向向所述磁性组件的正投影完全落在所述磁性组件内。

9.根据权利要求6所述的直线电机，其特征在于，两个所述线圈组件的铁芯板分别固定于所述第二壁，两个所述线圈组件的铁芯板为一体成型结构。

10.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述直线电机还包括相互正对且间隔设置的读头和光栅尺，所述读头和所述光栅尺的其中一个固定于所述基座，其中另一个固定于所述滑座。

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