TWM514168U - 線性震動致動器 - Google Patents

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TWM514168U
TWM514168U TW104205051U TW104205051U TWM514168U TW M514168 U TWM514168 U TW M514168U TW 104205051 U TW104205051 U TW 104205051U TW 104205051 U TW104205051 U TW 104205051U TW M514168 U TWM514168 U TW M514168U
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linear vibration
vibration actuator
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Chin-Sung Liu
Ping-Ju Chang
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Topray Mems Inc
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/02—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moved one way by energisation of a single coil system and returned by mechanical force, e.g. by springs
    • H02K33/04—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moved one way by energisation of a single coil system and returned by mechanical force, e.g. by springs wherein the frequency of operation is determined by the frequency of uninterrupted AC energisation
    • H02K33/06—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moved one way by energisation of a single coil system and returned by mechanical force, e.g. by springs wherein the frequency of operation is determined by the frequency of uninterrupted AC energisation with polarised armatures

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  • Power Engineering (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Description

線性震動致動器
本揭露係關於一種震動致動器，特別是指一種線性震動致動器。
目前市面上的手機及平板電腦等的可攜式電子產品都具震動的功能。此震動功能除了提供靜音時提醒的使用，也在操作無按鍵式的按鍵時，提供震動回饋機制。此震動回饋是當使用者在使用此類電子產品的按鍵時，可以產生微幅動感，致使使用者知道已經完成按鍵的操作。而現今較廣泛的震動機構是使用偏心旋轉馬達(Eccentric Rotating Mass)來提供震動的來源。此類的偏心旋轉馬達反應速度會有遲緩的現象，另外耗電也是偏心旋轉馬達為人詬病的情況，最主要的是偏心旋轉馬達所使用複雜的設計，其元件也易損壞，所以使用線性震動致動器(Linear Resonant Actuator)取代此類偏心旋轉馬達亦為業界的趨勢。
本掲露提供之一種線性震動致動器包含一可動元件組、一線圈、一對彈性元件、以及一基座。此可動元件組還包括一軛鐵與一對磁石組。此磁石組的同磁極分別設置於此軛鐵的兩個相 對應的側邊。此彈性元件的一可動部連接端連接於此磁鐵組，此彈性元件的一固定端固定於此基座。此線圈設置於此軛鐵的周圍，並且此線圈固定於此基座。當對此線圈施以一連續交流電(A/C)電流時，致使此可動元件組產生一簡諧運動。
茲配合下列圖示、實施例之詳細說明及申請專利範圍，將上述及本揭露之其他優點詳述於後。
100‧‧‧線性震動致動器
110‧‧‧可動元件組
111‧‧‧軛鐵
112‧‧‧磁石組
113‧‧‧磁石組
120‧‧‧線圈
130‧‧‧彈性元件
131‧‧‧可動部連接端
132‧‧‧固定端
133‧‧‧懸吊彈簧
140‧‧‧基座
210‧‧‧磁力線
211‧‧‧電流入方向
212‧‧‧電流出方向
310‧‧‧擴充可動元件組
311‧‧‧第二軛鐵
312‧‧‧第二磁石
313‧‧‧第二線圈
510‧‧‧彈性元件
511‧‧‧可動部連接端
512‧‧‧固定端
513‧‧‧懸吊彈簧
710‧‧‧上蓋
第一圖為一線性震動致動器之示意圖。
第二圖是一磁力線示意圖，說明線性震動致動器的磁力線的分布及作用方向。
第三圖為說明擴充可動元件組之示意圖。
第四圖為彈性元件之示意圖。
第五圖為彈性元件的另一實施例的示意圖。
第六圖為第五圖的彈性元件的應用實施範例之示意圖。
第七圖為線性震動致動器的一上蓋之示意圖。
本揭露提出一種線性震動致動器，使磁力線圈更集中，致使此線性震動制動器具有反應更快速及更省電的優點。
第一圖為一線性震動致動器之示意圖。如第一圖所示，線性震動致動器100包含一可動元件組110、一線圈(coil)120、 一對彈性元件130、以及一基座(base)140。可動元件組110還包括一軛鐵(yoke)111與一對磁石組(magnet set)112、113。磁石組112、113的同磁極(the same magnetic poles)分別設置於軛鐵111的兩個相對應的側邊。彈性元件130的一可動部連接端131連接於磁石組112、113，彈性元件130的一固定端132固定於基座140。線圈120設置於軛鐵111的周圍，並且線圈120固定於基座140。當對線圈120施以一連續交流電(A/C)電流時，致使可動元件組110產生一簡諧運動(simp1e harmonic motion,SHM)。其中，同磁極是N極或是S極。
承前述，線性震動致動器設置於一行動裝置，例如手機、平板電腦、或具震動回饋的裝置，能夠提供此行動裝置所需之震動。此線性震動置動器同時具有快速的反應時間以及省電的特徵。
第二圖是一磁力線示意圖，說明線性震動致動器的磁力線的分布及作用方向。如第二圖所示，可動元件組110包括一軛鐵111與磁石組112、113，磁石組112、113的同磁極分別設置於軛鐵111的兩個相對應的側邊，此同磁極為N極。當對線圈120通一連續電流時，線圈電流入方向211(垂直進入紙面方向)與電流出方向(垂直出紙面方向)212，將分別與互斥之磁鐵組所產生之+Y方向磁力線與-Y方向磁力線分別作用，依據佛萊明左手定律，此兩線圈段將同時對可動元件組110產生-X方向之推力並使其振動，此時若對線圈施以一交流電電流，將使可動元件組110產生一簡諧運動(SHM)。由於線圈120環繞於軛鐵111的四個週面，所以使線圈120都是為有效的使用範圍，因此具有集中磁場的密集度及導引磁場方 向。
第三圖為說明擴充可動元件組之示意圖。如第三圖所示，線性震動致動器還進一步包含至少一擴充可動元件組310及一第二線圈313。擴充可動元件組310由一第二軛鐵311與一第二磁石312組成。第二軛鐵311的一端連接於磁石組113，第二線圈313設置於第二軛鐵311外圍周邊，第二磁石312連接於第二軛鐵311的另一端。第二磁石312連接於第二軛鐵311時，必須以同磁極的方式來進行。也就是說當磁石組113與第二軛鐵311連接的磁性為S極時，第二磁石312與第二軛鐵311連接的磁性也必須是S極。此擴充元件組可依據使用上的需求，來增加複數個擴充元件組及複數個線圈。
第四圖為彈性元件之示意圖。如第四圖所示，彈性元件130包括一可動部連接端131、一固定端132、以及一懸吊彈簧133。懸吊彈簧133連接可動部連接端131與固定端132。其中，彈性元件具有彈簧特性之材質，此彈簧特性之材質可為一銅合金、不銹鋼等具彈性特性的板片彈簧；此彈性元件的彈力常數(spring constant)係由此彈性元件的形狀及材質來決定，因此調整形狀或材質至一適用的彈力常數，以獲得簡協運動特性之調整。
第五圖為彈性元件的另一實施例的示意圖。如第五圖所示，彈性元件510包括一可動部連接端511、一固定端512、以及一懸吊彈簧513。懸吊彈簧513連接可動部連接端511與固定端512。在第五圖的實施範例中的彈性元件510為一方型，但是不僅限 於所舉出範例的型狀。
第六圖為第五圖的彈性元件的應用實施範例之示意圖。如第六圖所示，彈性元件510的可動部連接端511連接於磁石組112、113；彈性元件510的可動部連接端512固定於基座140。
第七圖為線性震動致動器的一上蓋之示意圖。如第七圖所示，線性震動致動器10還可包括一上蓋710，上蓋710與基座140結合，藉由基座140與上蓋710為線性震動致動器提供有效的保護。
綜上所述，本揭露提出一種線性震動致動器，將線圈環繞在軛鐵四周邊，使磁力線都為有效的使用範圍，使得本創作之線性震動致動器為反應快速且較省電，進而取代傳統之偏心旋轉馬達。
惟，以上所揭露之圖示及說明，僅為本揭露之實施例而已，非為用以限定本揭露之實施範圍，大凡熟悉該項技藝之人士其所依本揭露之精神，所作之變化或修飾，皆應涵蓋在以下本案之申請專利範圍內。
100‧‧‧線性震動致動器
110‧‧‧可動元件組
111‧‧‧軛鐵
112‧‧‧磁石組
113‧‧‧磁石組
120‧‧‧線圈
130‧‧‧彈性元件
131‧‧‧可動部連接端
132‧‧‧固定端
140‧‧‧基座

Claims (11)

  1. 一種線性震動致動器，包括：一可動元件組，還包括一軛鐵與一對磁石組，該對磁石組的同磁極分別設置於該軛鐵的兩個相對應的側邊；一對彈性元件，包含一可動部連接端與一固定端，該可動部連接端分別連接於該對磁石組，該固定端固定於一基座；一線圈，設於該軛鐵的周圍，並該線圈固定於該基座；當對該線圈施以一連續交流電電流時，致使該可動元件組產生一簡諧運動。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之線性震動致動器，其中該軛鐵具有導磁鐵的軛鐵。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之線性震動致動器，其中該彈性元件為具有彈簧特性之材質。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之線性震動致動器，其中該彈性元件為一銅合金、不銹鋼等具彈性材料之板片彈簧。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之線性震動致動器，當無電流通過該線圈時，該兩個彈性元件將該可動元件組回復至定位原點。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之線性震動致動器，其中該彈性元件還包括一懸吊彈簧，該懸吊彈簧連接該可動部連接端與該固定端。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之線性震動致動器，該彈性元件的彈力常數係由該彈性元件的形狀及材質來決定，調整形狀或材 質至一適用的彈力常數，以獲得簡諧運動特性之調整。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之線性震動致動器，其中該同磁極是N-N極與S-S極之其中一種。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之線性震動致動器，還進一步包括至少一擴充可動元件組及一第二線圈，連接於該可動元件組之該對磁石組中其中的一個磁石。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之線性震動致動器，其中該至少一擴充可動元件組由一第二軛鐵與一第二磁石組成，該第二軛鐵與該第二磁石連接，該第二線圈環繞於該第二軛鐵外圍。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之線性震動致動器，其中該第二軛鐵連接該可動元件組的該對磁石組中其中的一個磁石。
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