JP2020511912A - 可動磁石リニア振動モーター - Google Patents

Abstract

本発明の提供する可動磁石リニア振動モーターは格納空間を有するケージングと、ケージングの側壁に対向して接続する二つの弾性部品と、周囲壁により二つの弾性部品とそれぞれ連続してケージングの格納空間に片持ちで掛ける質量ブロックと、それぞれ質量ブロックの両端に固定的に接続して二つの弾性部品の中心線と鋭角または鈍角を成す二つの磁性体と、それぞれ対応する磁性体と間隔を置いてケージングに固設され、二つの弾性部品の中心線と鋭角または鈍角を成す二つコイルを含む。本発明はコイルの受けるローレンツ力を二つの弾性部品の中心線の第一方向の分力並びに二つの弾性部品の中心線に直行している第二方向の分力に分解し、磁性体はこれに応じてコイルの受けるローレンツ力の二つの分力と大きさが同じで方向が逆の二つの作用力を受け、従って、磁性体と質量ブロックの振動子を含む振動子コンポーネントは相互に直行している二つの方向に振動する。【選択図】図１

Description

本開示は振動モーター技術分野に関り、具体的には可動磁石リニア振動モーターに関する。

近年来、マイクロ水平リニア振動モーターはウェアラブル端末、携帯等の分野に応用し始め、クライアントには良好なフィードバックを獲得した。このモーターは明晰且つ強い振動感と、複数の信号に対する迅速な反応と、リアルな場面の触覚フィードバック等の優位点がある。このような良好な体験が広範的に認可されることに伴って、携帯だけでなく、ウェアラブル端末会社はリニア振動モーターを採用し、なお、車タッチパネルと携帯式パームトップゲーム機に対しても濃厚な興味も表れる。

従来のリニア振動モーターは一般的にケージング、固定子部品と振動子部品を含み、振動子部品の往復運動によってリニア振動を実現するが、従来のリニア振動モーターは通常振動子部品の片方向の振動であるため、複数方向の振動要求を満たすことはほぼ不可能である。

従って、本願で開示する発明は、従来の技術ではリニア振動モーターは通常片方向で振動するという欠点を解決して、それによって二つの方向で振動できる可動磁石リニア振動モーターを提供することを目的とする。

本発明は可動磁石リニア振動モーターを提供する。格納空間を有するケージングと、前記ケージングの側壁に相対的に連結する二つの弾性部品と、周囲壁によって二つの前記弾性部品とそれぞれ連結してケージングの格納空間に掛ける質量ブロックと、それぞれ質量ブロックの両端に固定的に連続して、二つの弾性部品の中心線と鋭角または鈍角を成す二つの磁性体と、それぞれ対応する磁性体と間隔を置いてケージングに固設され、二つの弾性部品の中心線と鋭角または鈍角を成す二つのコイルを含む。

二つの前記弾性部品は同じ大きさで、且つ二つの前記弾性部品の相対位置は前記質量ブロックが二つの前記弾性部品の間でリニア往復運動させることを満たす。

前記磁性体は前記コイルと平行している。

前記磁性体が二つの前記弾性部品の中心線と成す角度は前記コイルが二つの前記弾性部品の中心線と成す角度が同じである。

二つのコイルの受けるローレンツ力の方向は同じである。

その中の一つの磁性体が傾斜方向における頂端はN極であり、底端はS極で、他の前記磁性体が傾斜方向における頂端はS極であり、底端はN極であり、二つの前記コイルの中の電流方向は一致する。

前記磁性体はハルバッハ構造の磁性鋼コンポーネントであり、前記磁性鋼コンポーネントの補強面は前記コイルに向けて設置される。

前記弾性部品と前記質量ブロックで構成されたシステムは二つの前記弾性部品の中心線の方向に沿って運動する一つのモダリティー及び二つの前記弾性部品の中心線に直行する方向に沿って運動する他のモダリティーを備え、質量ブロックと磁性体は二つのモダリティーにおいて周波数が駆動力周波数により近いモダリティーの対応する方向に沿って振動する。

前記弾性部品はリーフスプリング構造とフロックを含み、リーフスプリング構造が少なくとも三つのリーフスプリングを含み、隣接する二つのリーフスプリングが角度を形成して接続し、ブロックは複数あり、前記リーフスプリングに設置され、前記弾性部品は前記ブロックを通じて前記質量ブロック及び前記ケージングとそれぞれ接触する。

前記ケージングはU字型を呈して頂部開口を有するケージング本体と、前記頂部開口に被覆して前記ケージング本体と配合して前記格納空間を形成する頂板とそれぞれ前記ケージング本体の両端に設置される二つの側板を含み、前記側板にはそれぞれ対応する一つの前記コイルを固定する。

前記質量ブロックの両端にそれぞれ接続する支持ブロックをさらに含み、前記支持ブロックには対応する前記磁性体を嵌め込んで取り付けることに適合する取付溝を設置する。

前記支持ブロックの数量と一致する透磁プレートをさらに含み、前記透磁プレートは対応する前記支持ブロックが前記質量ブロックに接近する一側に連結される。

本発明の技術方案は以下の利点を有する。

1、本発明は可動磁石リニア振動モーターを提供し、格納空間を有するケージングと、前記ケージングの側壁に対向して連結する二つの弾性部品と、周囲壁によって二つの前記弾性部品とそれぞれ連結してケージングの格納空間に片持ちで掛ける質量ブロックと、それぞれ質量ブロックの両端に固定的に連続して、二つの弾性部品の中心線と鋭角または鈍角を成す二つの磁性体と、それぞれ対応する磁性体と間隔を置いて前記ケージングに固設され、二つの弾性部品の中心線とは鋭角または鈍角を成す二つのコイルを含む。前記磁性体は二つの前記弾性部品の中心線と鋭角または鈍角を成して、同時に前記コイルは二つの前記弾性部品の中心線と鋭角または鈍角を成すことによって、コイルの受けるローレンツ力を二つの弾性部品の中心線の第一方向の分力並びに二つの弾性部品の中心線の第二方向に直行する方向の分力に分解し、即ち、コイルの受けるローレンツ力は相互に垂直する二つの方向の分力に分解することができ、磁性体はこれに応じてコイルの受けるローレンツ力の二つの分力と大きさが相等し方向が逆になる二つの作用力を受け、従って、磁性体と質量ブロックの振動子を含む振動子コンポーネントは相互に垂直する二つの方向に振動させる。

2、本発明の提供する可動磁石リニア振動モーターは前記磁性体が前記コイルと平行し、これによって、磁場の強度がさらに強くなり、磁性体と質量ブロックを含む振動子部品により大きな駆動力を提供し、さらに強い振動感を備えるようになる。

3、本発明の提供する可動磁石リニア振動モーターは前記磁性体が、ハルバッハ構造の磁性鋼コンポーネントであり、前記磁性鋼コンポーネントの補強面は前記コイルに向けて設置され、これによって磁場の強度がさらに強くなり、振動子部品により大きな駆動力を提供するようになる。

4、本発明の提供する可動磁石リニア振動モーターは前記弾性部品がリーフスプリング構造とフロックを含み、リーフスプリング構造が少なくとも三つのリーフスプリングを含み、隣接する二つのリーフスプリングが角度を形成して接続する。ブロックは複数あり、前記リーフスプリングに設置され、前記弾性部品は前記ブロックを通じて前記質量ブロック及び前記ケージングとそれぞれ接触する。このようなリーフスプリング構造と質量ブロックで形成したシステムは二つの方向のモダリティを有してもよく、それによって、駆動力の周波数をその中の一つのモダリティに接近することを制御することによって、振動子部品を二つの相互に垂直する振動方向で切り替えさせる。同時に、ブロックの設置はリーフスプリング構造と質量ブロック並びにケージングとの接触をさらに安定にする。

5、本発明の提供する可動磁石リニア振動モーターでは前記質量ブロックの両端にそれぞれ接続する支持ブロックをさらに含み、前記支持ブロックには対応する前記磁性体を嵌め込んで取り付けることに適合する取付溝を設置する。磁性体が前記取付溝に嵌め込んで取り付けるため、取付溝から脱出することを有効的に防ぎ、磁性体の取り付けがより安定になり、それによって振動子部品の振動安定性を向上させる。同時に、前記支持ブロックの設置は本発明の可動磁石リニア振動モーターが落ちる時最初にケージングを打つかって、従って磁性体と他の部品を保護できる。

6、本発明の提供する可動磁石リニア振動モーターはさらに前記支持ブロックの数量と一致する透磁プレートを含み、前記透磁プレートは対応する前記支持ブロックが前記質量ブロックに近づく一側に連結する。透磁プレートは磁性体の磁束線を引っ張ってより多い磁束線をコイルから垂直に進出させ、これによって振動子部品にさらに多い駆動力を提供する。

本発明の実施形態または従来の技術方案をより明確に説明するために、以下は具体的な実施形態または従来の技術方案の説明に必要な図面について簡単に説明する。明らかに、以下の説明に使用される図面は本発明の幾つかの実施形態に過ぎないことは言うまでも無く、当業者にとっては進歩性の労働を実施しないことを前提にして、これらの図面から他の図面を想到することができる。
本発明の第一実施形態に関わる可動磁石リニア振動モーターを分解した斜視図である。 図１の示す可動磁石リニア振動モーターのコイルの応力分析斜視図である。 図１の示す可動磁石リニア振動モーターの振動子部品を分解した斜視図である。 図１の示す可動磁石リニア振動モーターのケージング及びコイル部分の構造斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施例における技術方案について明確に完全に説明する。もちろん、以下に説明する実施例は本発明の一部の実施例に過ぎなく、全ての実施例ではない。本発明における実施例に基づいて、当業者が進歩性の労働を実施しないことを前提として得られた全ての他の実施例は全て本発明の請求の範囲に含まれる。

また、以下で説明した本発明の異なった実施方式の中に関る技術特徴は相互に衝突がないと結合することができる。

図1-図3の示すように本実施例が提供する可動磁石リニア振動モーターはケージング、弾性部品2、質量ブロック3、磁性体4とコイル５を含む。

ケージングは格納空間10を有する。

弾性部品2は二つあり、前記ケージングの側壁に対向して連結される。

質量ブロック3は周囲壁を通じて二つの前記弾性部品2とそれぞれ前記ケージングの格納空間10の中に連結して片持ちで掛ける。

磁性体4は二つあり、それぞれ前記質量ブロック3の両端に固定に連結し、前記磁性体と二つの前記弾性部品2の中心線は鋭角または鈍角を成す。

コイル5は二つあり、それぞれ対応する前記磁性体４と間隔を置いて前記ケージングに固定され、前記コイル５と二つの前記弾性部品2の中心線は鋭角または鈍角を成す。

図1と図2において、X方向は質量ブロック3の長さの伸長方向にあり、Y方向は二つの前記弾性部品2の中心線にあり、Z方向は同時にY方向とX方向に垂直する方向である。前記磁性体4と二つの前記弾性部品2の中心線と鋭角または鈍角を形成して、同時に前記コイル5と二つの前記弾性部品2の中心線と鋭角または鈍角を形成することによって、コイル５の受けるローレンツ力を二つの弾性部品2の中心線の第一方向(即ち図1のY方向の力)の分力並びに二つの弾性部品2の中心線に垂直する第二方向の分力(即ち図1のZ方向の力)に分解し、即ち、コイル5が受けるローレンツ力は相互に垂直する二つの方向の分力に分解し、それによって、磁性体４はこれに応じてコイル５の受けるローレンツ力の二つの分力と大きさが同じで方向が逆の二つの作用力を受け、従って、磁性体４と質量ブロック3を含む振動子コンポーネントは相互に垂直する二つの方向に振動することができる。

前記弾性部品2の大きさが相等で、且つ二つの前記弾性部品2の相対位置は前記質量ブロック3が二つの前記弾性部品2の間でリニア往復運動することを満たす。本実施例では二つの前記弾性部品2の相対位置が二つの前記弾性部品2の中心線と質量ブロック3の横断面と平行して、具体的には、二つの前記弾性部品2の中心と前記質量ブロック3の中心と共線することを満たす。

前記磁性体4は前記コイル5と平行して、且つ前記磁性体4の長さ方向と二つの前記弾性部品2の中心線が形成した角度は前記コイル5と二つの前記弾性部品2の中心線が形成した角度とは同じである。このようにして、磁場の強度がさらに強くなり、磁性体4と質量ブロック3を含む振動子コンポーネントに対してより大きな駆動力を提供し、振動感がさらに強くなる。

振動子コンポーネントの運動がバランスを保つために、二つのコイル5の受けるローレンツ力の方向は同じである。

二つのコイル5のローレンツ力を同方向にする方法は複数あり、本実施例において、その中の一つの前記磁性体4が傾斜方向(即ち磁性体4が二つの前記弾性部品2の中心線に対して傾斜方向)における頂端はＮ極で底端はS極であり、他の前記一つの磁性体4が傾斜方向における頂端はS極で底端はＮ極であり、二つの前記コイル5の中の電流方向が一致する。

磁場の強度がさらに強くなって、振動子コンポーネントに対してより大きな駆動力を提供するために、本実施例における前記磁性体4はハルバッハ構造の磁性鋼コンポーネントであり、前記磁性鋼コンポーネントの補強面は前記コイル5に向けて設置される。本実施例において、磁性鋼コンポーネントは第３磁性鋼の構成である。改善できる実施方式として、磁性鋼コンポーネントは第5磁鋼の構成であってもよい。

前記弾性部品2と前記質量ブロック3で構成したシステムは二つの前記弾性部品2の中心線方向に沿って運動するモダリティー、即ち第一モダリティー、並びに二つの前記弾性部品2の中心線方向に垂直する方向に運動する他のモダリティー、即ち第二モダリティーを備える。質量ブロック3と磁性体4は二つのモダリティーにおいて駆動力周波数により近い周波数のモダリティーの対応する方向に沿って振動する。その中、駆動力周波数はコイル5に電力を提供する駆動装置の出力周波数である。駆動力周波数が第二モダリティーの周波数よりさらに第一モダリティーの周波数に接近する時、バネの第一モダリティーを激発し、振動子コンポーネントは主に二つの前記弾性部品2の中心線の方向に運動することを表現する。駆動力周波数が第一モダリティーの周波数より、さらに第二モダリティーの周波数に接近する時、バネの第二モダリティーを激発し、振動子コンポーネントは主に二つの前記弾性部品2の中心線の垂直方向に運動することを表現する。このように、駆動力の周波数をその中の一つのモダリティーの周波数に接近することを制御することによって、振動子コンポーネントが相互に垂直する振動方向で切り替えることができる。

前記弾性部品2の具体的構造形式が多いが、本実施例において、弾性部品はリーフスプリング構造とフロック22を含む。

リーフスプリング構造が三つのリーフスプリング21を含み、隣接する二つの前記リーフスプリング21が相互に角度を形成して接続して、即ちリーフスプリングはN字型を呈する。このようなリーフスプリング構造は二つのモダリティーがあり、従って駆動力の周波数をその中の一つのモダリティーの周波数に接近することを制御することによって、振動子コンポーネントが相互に垂直する振動方向で切り替えることができる。本実施例において、三つのリーフスプリングの間には一体成形で連結する。改善できる実施形態として、リーフスプリング構造は四つ又は四つ以上のリーフスプリング21を含むことができ、リーフスプリング構造が四つのリーフスプリング21を含む時、リーフスプリング構造はW字型を呈する。

ブロック22は複数あり、前記リーフスプリング21に設置され、少なくとも一つのブロック22は前記質量ブロック3との接触のために前記質量ブロック3のリーフスプリング21に設置され、同時に、少なくとも一つのブロック22は前記ケージングとの接触のために、前記ケージングに近づくリーフスプリング21に設置され、これによって、リーフスプリング構造と質量ブロック3並びにケージングとの接触をさらに安定にする。

図4を適宜参照しながら、前記ケージングはケージング本体11、頂板12と側板13を含む。

ケージング本体11はU字型を呈して頂部開口111を有する。

頂板12は前記頂部開口111に被覆して、前記ケージング本体11と配合して前記格納空間10を形成する。

側板13は二つあり、それぞれ前記ケージング本体11の両端に設置され、各前記側板13にはそれぞれ対応する一つの前記コイル5が固定される。

本実施例の可動磁石リニア振動モーターは前記質量ブロック3の両端にそれぞれ接続する支持ブロック6と、前記支持ブロック6の数量と一致する透磁プレート7をさらに含む。

前記支持ブロック6には対応する前記磁性体4を嵌め込んで取り付けることの適応する取付溝61を設置する。前記取付溝61に嵌め込んで取り付けるため、磁性体4が取付溝61から脱出することを有効的に防ぎ、磁性体4の取り付けがより安定になり、これによって振動子部品の振動安定性を向上させる。それと同時に、前記支持ブロック6の設置は本発明の可動磁石リニア振動モーターが落ちる時最初にケージングを打つかって従って磁性体4と他の部品を保護できる。

前記透磁プレート7は対応する前記支持ブロック6が前記質量ブロック3に接近する一側に連結される。透磁プレート7は磁性体4の磁束線を引っ張ってより多い磁束線をコイル5から垂直に進出し、それによって振動子部品にさらに大きな駆動力を提供する。

もちろん、上述した実施例は明確に説明するための例に過ぎず、実施形態を限定するものではない。当業者にとって、上述した説明の元で他の異なった形式の変化又は変動を行うことができる。ここで全ての実施例を全部挙げる必要と方法がない。しかし、これらの明らかな変化又は変動も本願で開示する発明の登録請求の範囲に含まれる。

10−格納空間
11-ケージング本体
111-頂部開口
12−頂板
13−側板
2−弾性部品
21-リーフスプリング
22-ブロック
3-質量ブロック
4-磁性体
5-コイル
6-支持ブロック
61-取り付け溝
7-透磁プレート

Claims (12)

1. 格納空間(10)を有するケージングと、ケージングの側壁に対向して接続する二つの弾性部品(2)と、周囲壁によって二つの弾性部品(2)とそれぞれ連続してケージングの格納空間(10)に掛ける質量ブロック(3)と、それぞれ質量ブロック(3)の両端に固定的に連続して、二つの弾性部品(2)の中心線と鋭角または鈍角を成す二つの磁性体(4)と、それぞれ対応する磁性体(4)と間隔を置いて前記ケージングに固定され、二つの弾性部品(2)の中心線と鋭角または鈍角を成す二つコイル(5)を含む
   ことを特徴とする可動磁石リニア振動モーター。
2. 二つの前記弾性部品(2)の大きさが同じで、且つ二つの前記弾性部品(2)の相対位置は前記質量ブロック(3)が二つの前記弾性部品(2)の間でリニア往復移動させることを満たす
   ことを特徴とする請求項1に記載の可動磁石リニア振動モーター。
3. 前記磁性体(4)は前記コイル(5)と並行することを特徴とする請求項1又は2に記載の可動磁石リニア振動モーター。
4. 前記磁性体(4)は前記二つの弾性部品(2)の中心線と成す角度は前記コイル(5)が前記二つの弾性部品(2)の中心線と成す角度とは相等である
   ことを特徴とする請求項1-３の何れか一項に記載の可動磁石リニア振動モーター。
5. 二つのコイル(5)が受けるローレンツ力の方向は同様である
   ことを特徴とする請求項1-4の何れか一項に記載の可動磁石リニア振動モーター。
6. その中の一つの前記磁性体(4)が傾斜方向における頂端はＮ極で底端はS極であり、他の前記一つの磁性体(4)が傾斜方向における頂端はS極で底端はＮ極であり、二つの前記コイル(5)の中の電流方向が一致している
   ことを特徴とする請求項5に記載の可動磁石リニア振動モーター。
7. 前記磁性体(4)はハルバッハ構造の磁性鋼コンポーネントであり、前記磁性鋼コンポーネントの補強面は前記コイル(5)に向けて設置される
   ことを特徴とする請求項1-6の何れか一項に記載の可動磁石リニア振動モーター。
8. 前記弾性部品(2)と前記質量ブロック(3)で構成されたシステムは二つの前記弾性部品(2)の中心線の方向に沿って運動する一つのモダリティー及び前記弾性部品(2)の中心線と垂直する方向に沿って運動する他のモダリティーを備え、質量ブロック(3)と磁性体(4)は二つのモダリティーの中で周波数が駆動力周波数により近い方の対応する方向に沿って振動する
   ことを特徴とする請求項1-７の何れか一項に記載の可動磁石リニア振動モーター。
9. 少なくとも三つのリーフスプリング(21)を含み、隣接する二つの前記リーフスプリング(21)が相互に角度を形成して接続するリーフスプリング構造と、
   複数あり、前記リーフスプリング(21)に設置され、前記弾性部品(2)はブロック(22)を通じて前記質量ブロック(3)及び前記ケージングとそれぞれ接触するブロック(22)を含む前記弾性部品(2)である
   ことを特徴とする請求項1-8の何れか一項に記載の可動磁石リニア振動モーター。
10. U字型を呈して頂部開口(111)を有するケージング本体(11)と、
    前記頂部開口(111)の箇所に被覆して前記ケージング本体(11)と配合して前記格納空間(10)を形成する頂板(12)と、
    二つあり、それぞれ前記ケージング本体(11)の両端に設置され、その上にはそれぞれ対応する一つの前記コイル(5)を固定する側板(13)と
    を含む前記ケージングである
    ことを特徴とする請求項1-9の何れか一項に記載の可動磁石リニア振動モーター。
11. 前記質量ブロック(3)の両端にそれぞれ接続する支持ブロック(6)をさらに含み、前記支持ブロック(6)には前記磁性体(4)を嵌め込んで取り付けることに適合する取付溝(61)を設置する
    ことを特徴とする請求項1-9の何れか一項に記載の可動磁石リニア振動モーター。
12. 前記支持ブロック(6)の数量と一致する透磁プレート(7)をさらに含み、前記透磁プレート(7)は対応する前記支持ブロック(6)の前記質量ブロック(3)に接近する一側に連結される
    ことを特徴とする請求項11に記載の可動磁石リニア振動モーター。