JP2020022346A - リニア振動モータ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明はリニア振動モータを提供する。【解決手段】リニア振動モータはケース、ケース内に収容される振動手段、弾性ユニットと駆動手段を含み、振動手段はスルーホールを有する質量ブロックとスルーホール内に実装される永久磁石を含み、駆動手段はケースに固定実装されてスルーホールを貫通する鉄コアと、鉄コアに巻回されるコイルを含み、鉄コアはスルーホールを貫通する鉄コア本体部と、鉄コア本体部の両端より夫々鉄コア本体部の中心軸線から離間する方向ヘ延在して形成される２つの鉄コア当接部を含み、コイルは鉄コア本体部に巻回され、永久磁石のコイルに近接する側の磁極の極性は永久磁石の質量ブロックに近接する側の磁極の極性と逆であり、コイルに通電された後、２つの鉄コア当接部は互い逆となる磁極極性を有する。関連技術よりも、本発明のリニア振動モータの振動手段の振動時の駆動力が大きく、応答速度が速い。【選択図】図２

Description

本発明は、振動モータ分野に関し、特にリニア振動モータに関する。

リニア振動モータは、電磁力の発生原理を利用して電気エネルギを機械エネルギに変換する部品であり、リニア振動モータは、通常、携帯型移動機器内に実装されて携帯電話の振動またはゲーム機の振動フィードバックなどの振動フィードバックを発生させる。

関連技術では、リニア振動モータは、収容空間を有するケースと、前記収容空間内に収容される振動手段と、前記振動手段を前記収容空間内に吊り下げる弾性ユニットと、前記振動手段の振動を駆動する駆動手段とを含み、前記振動手段は永久磁石を含み、前記駆動手段はコイルを含み、前記リニア振動モータは、通常、前記コイルと前記永久磁石の磁界との相互作用によって生じるローレンツ力のみで駆動力を供給することで、前記振動ユニットの往復振動を駆動させる。しかし、上記リニア振動モータの駆動力が小さいため、振動の応答時間が長い。

したがって、上記課題を解決するために、新たなリニア振動モータを提供する必要がある。

本発明が解決しようとする技術問題は、駆動力が大きくて応答速度がより速いリニア振動モータを提供することにある。

上記技術問題を解決するために、本発明は、収容空間を有するケースと、前記収容空間内に収容される振動手段と、前記振動手段を前記収容空間内に吊り下げる弾性ユニットと、前記振動手段の振動を駆動する駆動手段とを含むリニア振動モータであって、前記振動手段は、スルーホールを有する質量ブロックと、前記スルーホール内に実装される永久磁石とを含み、前記駆動手段は、前記ケースに固定実装されて前記スルーホールを貫通する鉄コアと、前記鉄コアに巻回されるコイルとを含み、前記鉄コアは、前記スルーホールを貫通する鉄コア本体部と、前記鉄コア本体部の両端よりそれぞれ前記鉄コア本体部の中心軸線から離間する方向へ延在して形成される２つの鉄コア当接部とを含み、前記コイルは、前記鉄コア本体部に巻回され、前記永久磁石の前記コイルに近接する側の磁極の極性は、前記永久磁石の前記質量ブロックに近接する側の磁極の極性と逆であり、前記コイルに通電された後、２つの前記鉄コア当接部は、互いに逆となる磁極極性を有するリニア振動モータを提供する。

好ましくは、前記振動手段は、前記スルーホール内に実装される永久磁石ホルダをさらに含み、前記永久磁石ホルダは、前記永久磁石ホルダの中心に位置する矩形のスルーホールと、前記スルーホールの内壁より前記スルーホールの中心軸線から離間する方向へ窪んで形成される実装溝とを含み、前記永久磁石は、前記実装溝内に嵌められている。

好ましくは、前記実装溝は、４つ設けられ、４つの前記実装溝は、前記スルーホールの４つの内壁にアレイで分布され、前記永久磁石は、４つ設けられ、４つの前記永久磁石は、間隔をおいて設けられて４つの前記実装溝内にそれぞれ嵌められている。

好ましくは、前記リニア振動モータは、前記永久磁石の上面及び下面にそれぞれ位置する第１導磁片および第２導磁片をさらに含む。

好ましくは、前記鉄コア当接部は、前記鉄コア本体部に接続される主体部と、前記主体部の側辺より前記主体部の中心から離間する方向へ延在して形成される延在部とを含み、前記延在部の前記永久磁石への正投影は、少なくとも一部が前記永久磁石に位置する。

好ましくは、前記リニア振動モータは、前記ハウジングに接続されて前記弾性ユニットを固定するためのバリアをさらに含む。

好ましくは、前記弾性ユニットは、前記質量ブロックに固定接続される固定部と、前記バリアに固定接続される接続部と、前記固定部と前記接続部とを接続する歪み部とを含む。

好ましくは、前記ケースは、側壁を有する第１ケースと、前記第１ケースに蓋設される第２ケースとを含み、前記第１ケースの側壁は、前記バリアを収容する凹溝が設けられ、前記弾性ユニットの接続部は、前記バリアと前記凹溝の溝底とに介在され、前記バリアは、４つ設けられ、４つの前記凹溝は、４つの前記バリアに対応して設けられ、４つの前記バリアは、前記側壁の凹溝内にアレイで分布されている。

好ましくは、前記永久磁石は、マグネットリングである。

好ましくは、前記質量ブロックは、非磁気伝導材料によって作製されている。

関連技術と比べて、本発明に係るリニア振動モータでは、前記コイルを前記鉄コアの前記鉄コア本体部に巻回して設けるように前記鉄コアを設け、かつ、前記鉄コアは前記鉄コア当接部が設けられ、前記鉄コア当接部と前記永久磁石とは正対して設けられ、前記コイルに電流を流すと、前記コイルと前記永久磁石の磁界とが互相作用してローレンツ力を生成して前記振動手段の振動を駆動し、同時に前記鉄コア当接部も磁性を生成して前記永久磁石に作用力を生成し、前記永久磁石と通電後のコイルとの間にローレンツ力が生成し、通電磁化後の前記鉄コア当接部と前記永久磁石との間の作用力と重畳することにより、前記振動手段の振動を駆動する駆動力を増加させ、さらに前記リニア振動モータの応答速度をより速くさせる。

本発明の実施例における技術案をより明瞭に説明するために、以下では、実施例の説明に必要な図面を簡単に紹介する。明らかなように、以下の説明における図面は単に本発明のいくつかの実施例に過ぎず、当業者にとって、進歩性に値する労働を必要としない前提で、さらにこれらの図面に基づいて他の図面を得ることができる。
本発明に係るリニア振動モータの実施例一の構造を模式的に示す斜視図である。 本発明に係るリニア振動モータの実施例一の構造を模式的に示す分解図である。 図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。 本発明に係るリニア振動モータの通電後の鉄コアと永久磁石の磁極の極性との構造模式図である。 本発明に係るリニア振動モータの実施例二の構造を模式的に示す斜視図である。 本発明に係るリニア振動モータの実施例二の構造を模式的に示す分解図である。 図５におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

以下、本発明の実施例における図面を参照しながら本発明の実施例における技術案を明瞭で完全に説明するが、明らかなように、説明される実施例は、単に本発明の実施例の一部に過ぎず、全ての実施例ではない。当業者が本発明における実施例に基づいて進歩性に値する労働をせずになした他の実施例は、何れも本発明の保護範囲内に含まれる。

実施例一
図１から図３を参照すると、本発明は、リニア振動モータ１００を提供する。リニア振動モータ１００は、収容空間を有するケース１０と、前記収容空間内に収容される振動手段２０と、前記振動手段２０を前記収容空間内に吊り下げる弾性ユニット３０と、前記ケース１０上に設けられるバリア４０と、前記振動手段２０の振動を駆動する駆動手段５０とを含む。

前記ケース１０は、側壁を有する第１ケース１１と、前記第１ケース１１に蓋設されて前記収容空間を形成する第２ケース１２とを含む。

前記振動手段２０は、スルーホール２１を有する質量ブロック２２と、前記スルーホール２１内に実装される永久磁石ホルダ２３と、前記永久磁石ホルダ２３内に嵌められる永久磁石２４とを含む。

具体的に、前記質量ブロック２２は非磁気伝導材料によって作製されている。

前記永久磁石ホルダ２３は、前記永久磁石ホルダ２３の中心に位置する矩形のスルーホール２３１と、前記スルーホール２３１の内壁より前記スルーホール２３１の中心軸線から離間する方向へ窪んで形成される実装溝２３２と、を含み、前記永久磁石２４は、前記実装溝２３２内に嵌められている。

前記スルーホール２３１の中心軸線と前記スルーホール２１の中心軸線とは、同一の直線にある。

前記実装溝２３２は、４つ設けられ、４つの前記実装溝２３２は、前記スルーホール２３１の４つの内壁にアレイで分布されている。

前記永久磁石２４は、４つ設けられ、４つの前記永久磁石２４は、間隔をおいて設けられて４つの前記実装溝２３２内にそれぞれ嵌められている。

好ましくは、前記永久磁石２４は、磁性鋼またはマグネットリングである。

前記弾性ユニット３０は、一方端が前記質量ブロック２２に固定され、他方端がバリア４０に接続される。

前記弾性ユニット３０は、前記質量ブロック２２に固定接続される固定部３１と、前記バリア４０に固定接続される接続部３２と、前記固定部３１と前記接続部３２とを接続する歪み部３３とを含む。

前記バリア４０は、前記第１ケース１１の側壁に設けられ、前記バリア４０は、前記弾性ユニット３０に接続されて前記弾性ユニット３０を前記第１ケース１１に固定する。

具体的に、前記第１ケース１１の側壁は、前記バリア４０を収容する凹溝１１１が設けられ、前記弾性ユニット３０の前記接続部３２は、前記バリア４０と前記凹溝１１１の溝底とに介在される。

前記バリア４０は、４つ設けられ、対応的に、前記凹溝１１１も４つ設けられ、４つの前記バリア４０は、前記凹溝１１１の中にアレイで分布されている。

前記駆動手段５０は、前記ケース１０に固定実装されて前記スルーホール２３１を貫通する鉄コア５１と、前記鉄コア５１に巻回して設けられるコイル５２とを含む。

前記鉄コア５１は、前記スルーホール２３１を貫通する鉄コア本体部５１１と、前記鉄コア本体部５１１の中心軸線から離間する方向へ延在することにより形成される鉄コア当接部５１２とを含む。

前記鉄コア当接部５１２は、２つ設けられ、２つの前記鉄コア当接部５１２は、それぞれ前記鉄コア本体部５１１の両端に位置し、前記質量ブロック２２と間隔をおいて設けられ、２つの前記鉄コア当接部５１２は、それぞれ前記第１ケース１１と前記第２ケース１２とに当接する。

前記鉄コア当接部５１２は、前記鉄コア本体部５１１に接続される長方体構造の主体部５１２１と、前記主体部５１２１の側辺より前記主体部５１２１の中心から離間する方向へ延在して形成される延在部５１２２とを含む。

前記鉄コア本体部５１１の中心軸線と前記主体部５１２１の中心軸線とは、同一の直線にある。

前記延在部５１２２は、４つ設けられ、４つの前記延在部５１２２は、それぞれ前記主体部５１２１の４つの側辺にアレイで設けられている。

前記延在部５１２２の前記永久磁石２４への正投影は、少なくとも一部が前記永久磁石２４に位置する。

前記コイル５２は、前記鉄コア本体部５１１に巻回して設けられている。

図４を参照すると、前記永久磁石２４の前記コイル５２に近接する側の磁極の極性は、前記永久磁石２４の前記質量ブロック２２に近接する側の磁極の極性と逆である。

本実施例では、４つの前記永久磁石２４は、Ｎ極が対向して設けられる。前記コイル５２に通電されると、前記永久磁石２４の磁力線がそれぞれ前記コイル５２と相互作用してローレンツ力を生成して、前記質量ブロック２２の振動を駆動する。具体的に、前記コイル５２に通電されると、前記鉄コア５１を磁化し、説明の便宜上、前記コイル５２に通電された後、前記鉄コア５１の前記第１ケース１１に近接する側の前記鉄コア当接部５１２をＮ極とし、前記鉄コア５１の前記第２ケース１２に近接する側の前記鉄コア当接部５１２をＳ極とする。その際、前記鉄コア当接部５１２のＮ極と前記永久磁石２４とが吸引力を発生し、前記鉄コア当接部５１２のＳ極と前記永久磁石２４とが反発力を発生し、このとき、鉄コア５１と前記永久磁石２４との間の作用力の合力は、前記第２ケース１２から離間する側を向いており、これにより、前記質量ブロック２２を前記第２ケース１２から離間する方向へ振動するように付勢する。

対応的に、前記コイル５２に逆方向通電されると、前記鉄コア５１と前記永久磁石２４との間の作用力の合力は、前記第２ケース１２に近接する側を向いており、これにより、前記質量ブロック２２を前記第２ケース１２に近い方向に振動するように付勢する。４つの前記永久磁石２４は、さらにＳ極が対向して設けられてもよく、磁気回路を形成する原理および前記鉄コア５１と作用力を生成する原理は、上記と一致する。

前記鉄コア５１及び前記コイル５２を設けることにより、前記リニア振動モータ１００は、前記質量ブロック２２の振動を駆動する２つの駆動力、すなわち、前記コイル５２が通電された後で前記永久磁石２４と生成するローレンツ力、および、前記コイル５２が通電された後で前記鉄コア５１を磁化して前記永久磁石２４と相互作用して生成する電磁力を生成可能であり、上記ローレンツ力と電磁力とを重畳することにより、大きな駆動力を実現することができ、前記リニア振動モータ１００の応答速度をより速くすることができる。

実施例二

本実施例は、実施例一と基本的に同じであり、相違点は下記の通りである。

図５〜図７を参照すると、本実施例に係るリニア振動モータ２００では、振動手段１２０は、永久磁石１２４の上面及び下面に位置する第１導磁片１２５および第２導磁片１２６（ここで、永久磁石１２４の上面及び下面は、それぞれ２つの鉄コア当接部１５１２に近い両端である）をさらに含む。本実施例では、質量ブロック１２２が受ける駆動力がより良くて、前記リニア振動モータ２００の応答速度がより速くなるように、磁路構造としては永久磁石アレイ構造を採用する。

関連技術と比べて、本発明に係るリニア振動モータでは、前記コイルを前記鉄コアの前記鉄コア本体部に巻回して設けるように前記鉄コアを設け、かつ、前記鉄コアは前記鉄コア当接部が設けられ、前記鉄コア当接部と前記永久磁石とは正対して設けられ、前記コイルに電流を流すと、前記コイルと前記永久磁石の磁界とが互相作用してローレンツ力を生成して前記振動手段の振動を駆動し、同時に前記鉄コア当接部も磁性を生成して前記永久磁石に作用力を生成し、前記永久磁石と通電後のコイルとの間にローレンツ力が生成し、通電磁化後の前記鉄コア当接部と前記永久磁石との間の作用力と重畳することにより、前記振動手段の振動を駆動する駆動力を増加させ、さらに前記リニア振動モータの応答速度をより速くさせる。

上述したのが本発明の実施形態に過ぎず、当業者であれば、本発明の要旨を逸脱しない限り、改良を行うことが可能である。これらの改良も本発明の保護範囲に含まれる。

Claims (10)

1. 収容空間を有するケースと、前記収容空間内に収容される振動手段と、前記振動手段を前記収容空間内に吊り下げる弾性ユニットと、前記振動手段の振動を駆動する駆動手段とを含むリニア振動モータであって、
   前記振動手段は、スルーホールを有する質量ブロックと、前記スルーホール内に実装される永久磁石とを含み、
   前記駆動手段は、前記ケースに固定実装されて前記スルーホールを貫通する鉄コアと、前記鉄コアに巻回されるコイルとを含み、
   前記鉄コアは、前記スルーホールを貫通する鉄コア本体部と、前記鉄コア本体部の両端よりそれぞれ前記鉄コア本体部の中心軸線から離間する方向へ延在して形成される２つの鉄コア当接部とを含み、
   前記コイルは、前記鉄コア本体部に巻回され、
   前記永久磁石の前記コイルに近接する側の磁極の極性は、前記永久磁石の前記質量ブロックに近接する側の磁極の極性と逆であり、
   前記コイルに通電された後、２つの前記鉄コア当接部は、互いに逆となる磁極極性を有する、ことを特徴とするリニア振動モータ。
2. 前記振動手段は、前記スルーホール内に実装される永久磁石ホルダをさらに含み、
   前記永久磁石ホルダは、前記永久磁石ホルダの中心に位置する矩形のスルーホールと、前記スルーホールの内壁より前記スルーホールの中心軸線から離間する方向へ窪んで形成される実装溝とを含み、
   前記永久磁石は、前記実装溝内に嵌められている、ことを特徴とする請求項１に記載のリニア振動モータ。
3. 前記実装溝は、４つ設けられ、４つの前記実装溝は、前記スルーホールの４つの内壁にアレイで分布され、
   前記永久磁石は、４つ設けられ、４つの前記永久磁石は、間隔をおいて設けられて４つの前記実装溝内にそれぞれ嵌められている、ことを特徴とする請求項２に記載のリニア振動モータ。
4. 前記リニア振動モータは、前記永久磁石の上面及び下面にそれぞれ位置する第１導磁片および第２導磁片をさらに含む、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のリニア振動モータ。
5. 前記鉄コア当接部は、前記鉄コア本体部に接続される主体部と、前記主体部の側辺より前記主体部の中心から離間する方向へ延在して形成される延在部とを含み、
   前記延在部の前記永久磁石への正投影は、少なくとも一部が前記永久磁石に位置する、ことを特徴とする請求項１に記載のリニア振動モータ。
6. 前記リニア振動モータは、前記ハウジングに接続されて前記弾性ユニットを固定するためのバリアをさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載のリニア振動モータ。
7. 前記弾性ユニットは、前記質量ブロックに固定接続される固定部と、前記バリアに固定接続される接続部と、前記固定部と前記接続部とを接続する歪み部とを含む、ことを特徴とする請求項６に記載のリニア振動モータ。
8. 前記ケースは、側壁を有する第１ケースと、第１ケースに蓋設される第２ケースとを含み、
   前記第１ケースの側壁は、前記バリアを収容する凹溝が設けられ、
   前記弾性ユニットの接続部は、前記バリアと凹溝の溝底とに介在され、
   前記バリアは、４つ設けられ、４つの前記凹溝は、４つの前記バリアに対応して設けられ、４つの前記バリアは、前記側壁の凹溝内にアレイで分布されている、ことを特徴とする請求項７に記載のリニア振動モータ。
9. 前記永久磁石は、マグネットリングである、ことを特徴とする請求項１に記載のリニア振動モータ。
10. 前記質量ブロックは、非磁気伝導材料によって作製されている、ことを特徴とする請求項１に記載のリニア振動モータ。

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