本发明是涉及一种线性震动致动器，尤指一种通过电磁效应产生震动的双逆磁滚珠式线性震动致动器。
背景技术：
手机或平板计算机等可携式电子产品的震动功能是通过其内部的震动装置所产生的。早期的常用的震动装置以利用偏心旋转马达(eccentricrotatingmass)来提供震动来源的方式最为广泛。
近年来，以线性震动致动器(linearresonantactuator)取代偏心旋转马达作为可携式电子产品的震动装置渐渐成为一种趋势，其原因在于，线性震动致动器是运用电磁效应所产生的劳伦兹力(lorentzforce)驱动可动部作简谐运动以产生震动，反应快速，也更省电。
常用的线性震动致动器的问题在于，其内、外滑轨组的摩擦力过大，使得可动部的稳态响应效率不佳，导致触觉应用的效果下降、震动效果下降、使用寿命缩短以及产生噪音等种种问题。
有鉴于此，如何提供一种线性震动致动器，内、外滑轨组具有适当的摩擦力，提升可动部的稳态响应效率，成为本领域技术人员亟待克服的课题。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种双逆磁滚珠式线性震动致动器，透过导磁滚珠与内、外侧轨道提供适当的摩擦力，以提升可动部的稳态响应效率。
为了达成前述的目的，本发明将提供一种双逆磁滚珠式线性震动致动器，包括一第一导磁件、一磁石模块、一线圈、一内滑轨组以及一外滑轨组。
所述第一导磁件包括一第一端、一第二端、一第一侧面、一第二侧面、一第三侧面及一第四侧面，所述第一侧面和所述第二侧面彼此相对，所述第三侧面和所述第四侧面彼此相对。
所述磁石模块包括一第一磁铁、一第二磁铁、一第三磁铁及一第四磁铁，所述第一磁铁包括一s极及一n极，所述第一磁铁的n极抵靠于所述第一导磁件的第一侧面，所述第二磁铁包括一s极及一n极，所述第二磁铁的n极抵靠于所述第一导磁件的第二侧面，所述第三磁铁包括一s极及一n极，所述第三磁铁的s极抵靠于所述第一导磁件的第三侧面，所述第四磁铁包括一s极及一n极，所述第四磁铁的s极抵靠于所述第一导磁件的第四侧面。
所述线圈环绕所述第一导磁件及所述第三磁铁、所述第四磁铁，且分别与所述第一导磁件的第一端、第二端及所述第三磁铁、所述第四磁铁的n极保持一段距离。
所述内滑轨组包括两个座体及多个导磁滚珠，所述两个座体分别设于所述第一磁铁、所述第二磁铁，且分别形成多个内侧轨道，所述多个导磁滚珠可转动地设于所述多个内侧轨道，且其球心分别与所述第一磁铁、所述第二磁铁的s极的端面切齐。
所述外滑轨组包括两个外侧轨道，所述线圈固定于所述两个外侧轨道，所述多个导磁滚珠分别接触于所述两个外侧轨道。
根据一较佳实施例，各座体包含一顶壁、一底壁、一连接壁及四内侧轨道，所述连接壁连结于所述顶壁与所述底壁之间，并与所述顶壁与所述底壁共同围构一夹持空间，所述第一磁铁、第二磁铁分别被所述两个座体夹住于两个夹持空间，其中两个内侧轨道设于所述顶壁的两侧且被界定为两个上内侧轨道，其余两个内侧轨道设于所述底壁的两侧且被界定为两个下内侧轨道，所述内滑轨组包括八颗导磁滚珠，八颗导磁滚珠分别设于四个上内侧轨道及四个下内侧轨道。
根据一较佳实施例，所述上内侧轨道分别形成一上珠槽，所述下内侧轨道分别形成一下珠槽，所述上珠槽面对所述两个外侧轨道的一侧分别形成一上开口，所述下珠槽面对所述两个外侧轨道的一侧分别形成一下开口，所述多个导磁滚珠分别可转动地设于所述上珠槽、所述下珠槽，且突出于所述上开口、所述下开口。
根据一较佳实施例，所述上珠槽、所述下珠槽的长度方向平行于所述两个外侧轨道的长度方向，所述上珠槽、所述下珠槽各包括两个挡墙，所述上珠槽、所述下珠槽的两个挡墙自所述上珠槽、所述下珠槽的底壁向上突起，所述多个导磁滚珠位于所述上珠槽、所述下珠槽的两个挡墙中。
根据一较佳实施例，所述上珠槽、所述下珠槽的两个挡墙位于所述上珠槽、所述下珠槽的长度方向的二端。
根据一较佳实施例，所述上珠槽、所述下珠槽的两个挡墙的间距大于所述多个导磁滚珠的直径。
据一较佳实施例，所述上珠槽、所述下珠槽的内侧壁与底壁的连接面呈弧形。
根据一较佳实施例，设于所述上珠槽的导磁滚珠的底端低于所述第一磁铁、所述第二磁铁的顶面，设于所述下珠槽的导磁滚珠的顶端高于所述第一磁铁、所述第二磁铁的底面。
根据一较佳实施例，各上内侧轨道包括一上连结部、一上弯折部及一上延伸部，所述上连结部连结于所述两个座体的顶壁的二侧且朝上延伸，所述上弯折部连结于所述上连结部与所述上延伸部之间，所述上延伸部侧向地朝下延伸，所述上珠槽凹设于所述上延伸部的末端。其中各下内侧轨道包括一下连结部、一下弯折部及一下延伸部，所述下连结部连结于所述两个座体的底壁的二侧且朝下延伸，所述下弯折部连结于所述下连结部与所述下延伸部之间，所述下延伸部侧向地朝上延伸，所述下珠槽分别凹设于所述下延伸部的末端。
根据一较佳实施例，该双逆磁滚珠式线性震动致动器更包括两个第二导磁件及两个第三导磁件，所述两个第二导磁件设于所述线圈，分别位于所述第一磁铁的上方及下方，且分别与所述第一磁铁保持一段距离，所述两个第三导磁件设于所述线圈，分别位于所述第二磁铁的上方及下方，且分别与所述第二磁铁保持一段距离，其中所述两个第二导磁件的长度方向的二端分别界定为一第一端及一第二端，所述两个第二导磁件的第二端与所述第一磁铁的s极的端面切齐，所述两个第三导磁件的长度方向的二端分别界定为一第一端及一第二端，所述两个第三导磁件的第二端与所述第二磁铁的s极的端面切齐。
本发明的功效在于，导磁滚珠具有良好的导磁率，根据磁力线走向，导磁滚珠的球心分别与该第一、第二磁铁的s极的端面切齐。因此，不论该可动部受到劳伦兹力或是磁恢复力的驱动而运动，导磁滚珠与上、下珠槽的壁面以及该两个外侧轨道的壁面之间提供适当的摩擦力，能够有效提升该可动部的稳态响应效率，进一步提升触觉应用以及震动等效果，还可延长使用寿命，以及降低噪音。
兹配合下列图示、实施例的详细说明及申请专利范围，将上述及本发明的其他优点详述于后。
附图说明
图1为本发明的双逆磁滚珠式线性震动致动器的立体图。
图2为本发明的双逆磁滚珠式线性震动致动器不含外滑轨组的立体图。
图3为本发明的双逆磁滚珠式线性震动致动器不含外滑轨组的分解图。
图4为本发明的双逆磁滚珠式线性震动致动器的磁力线分布示意图。
图5a为本发明的双逆磁滚珠式线性震动致动器的可动部相对固定部向左移动的示意图。
图5b为本发明的双逆磁滚珠式线性震动致动器的可动部相对固定部向右移动的示意图。
图5c为本发明的双逆磁滚珠式线性震动致动器的线圈断电后可动部通过磁恢复力自动移回到最初的位置的示意图。
附图标记说明
10第一导磁件
11第一端
12第二端
13第一侧面
14第二侧面
15第三侧面
16第四侧面
20磁石模块
21第一磁铁
211s极
213n极
215第一侧
217第二侧
23第二磁铁
231s极
233n极
235第一侧
237第二侧
25第三磁铁
251s极
253n极
27第四磁铁
271s极
273n极
30线圈
31第一侧部
311上部
313下部
33第二侧部
331上部
333下部
40、40’第二导磁件
41、41’第一端
43、43’第二端
45、45’第一侧
47、47’第二侧
50、50’第三导磁件
51、51’第一端
53、53’第二端
55、55’第一侧
57、57’第二侧
60内滑轨组
61座体
611内侧轨道
6111上内侧轨道
61111上连结部
61113上弯折部
61115上延伸部
61117上珠槽
61119挡墙
6113下内侧轨道
61131下连结部
61133下弯折部
61135下延伸部
61137下珠槽
61139挡墙
613顶壁
615底壁
617连接壁
619夹持空间
63导磁滚珠
70外滑轨组
71、73外侧轨道
f1劳伦兹力
f2磁恢复力
具体实施方式
以下，参考伴随的图示，详细说明依据本发明的实施例，俾使本领域者易于了解。所述的创意可以采用多种变化的实施方式，当不能只限定于这些实施例。本发明省略已熟知部分(well-knownpart)的描述，并且相同的参考号于本发明中代表相同的组件。
请参阅图1至图4，图1为本发明的双逆磁滚珠式线性震动致动器的立体图；图2为本发明的双逆磁滚珠式线性震动致动器不含外滑轨组的立体图；图3为本发明的双逆磁滚珠式线性震动致动器不含外滑轨组的分解图；图4为本发明的双逆磁滚珠式线性震动致动器的磁力线分布示意图。本发明提供一种双逆磁滚珠式线性震动致动器，包括一第一导磁件10、一磁石模块20、一线圈30、两个第二导磁件40、40’、两个第三导磁件50、50’、一内滑轨组60以及一外滑轨组70。
该第一导磁件10包括一第一端11、一第二端12、第一侧面13、一第二侧面14、一第三侧面15及一第四侧面16，该第一、第二侧面13、14彼此相对，该第三、第四侧面15、16彼此相对。在本实施例中，该第一导磁件10为一长方体，第一、第二端11、12的间距为长方体的长度，该第一、第二侧面13、14的间距为长方体的宽度，第三、第四侧面15、16的间距为长方体的高度(亦即，厚度)。
该磁石模块20包括一第一磁铁21、一第二磁铁23、第三磁铁25及第四磁铁27，该第一磁铁21包括一s极211及一n极213，该第一磁铁21的n极213抵靠于该第一导磁件10的第一侧面13，该第二磁铁23包括一s极231及一n极233，该第二磁铁23的n极233抵靠于该第一导磁件10的第二侧面14，该第三磁铁25包括一s极251及一n极253，该第三磁铁25的s极251抵靠于该第一导磁件10的第三侧面15，该第四磁铁27包括一s极271及一n极273，该第四磁铁27的s极271抵靠于该第一导磁件10的第四侧面16。在本实施例中，该第一导磁件10的厚度大于该第三、第四磁铁25、27的厚度。较佳地，该第一、第二磁铁21、23为尺寸相等的长方体，该第三、第四磁铁25、27为尺寸相等的长方体。换言之，该第一、第二磁铁21、23具有相等的长度、宽度及高度(亦即，厚度)，该第三、第四磁铁25、27具有相等的长度、宽度及高度(亦即，厚度)。其中，该第一磁铁21的宽度方向的二端为该s极211及该n极213，该第一磁铁21的长度方向的二侧分别界定为一第一侧215及一第二侧217，该第二磁铁23的宽度方向的二端为该s极231及该n极233，该第二磁铁23的长度方向的二侧分别界定为一第一侧235及一第二侧237。较佳地，该第一、第二磁铁21、23的厚度等于该第一导磁件10与该第三、第四磁铁25、27的组合的厚度。较佳地，该第一、第二、第三、第四磁铁21、23、25、27的长度与该第一导磁件10的长度相等，该第三、第四磁铁25、27的宽度与该第一导磁件10的宽度相等，该第一、第二磁铁21、23的n极213、233的中间分别抵靠于该第一导磁件10的第一、第二侧面13、14，该第一、第二磁铁21、23的n极213、233靠近该第一、第二磁铁21、23的顶、底面的部份抵靠于该第三、第四磁铁25、27的二侧。
该线圈30环绕该第一导磁件10及该第三、第四磁铁25、27，且分别与该第一导磁件10的第一、第二端11、12及该第三、第四磁铁25、27的n极253、273保持一段距离。其中该线圈30对应该第一磁铁21的一侧界定为一第一侧部31，该线圈30的第一侧部31包括一上部311及一下部313，该线圈30对应该第二磁铁23的一侧界定为一第二侧部33，该线圈30的第二侧部33包括一上部331及一下部333。
该两个第二导磁件40、40’设于该线圈30，分别位于该第一磁铁21的上方及下方，且分别与该第一磁铁21保持一段距离。较佳地，该两个第二导磁件40、40’分别设于该线圈30的第一侧部31的上部311及下部313。较佳地，该两个第二导磁件40、40’的长度方向的两端分别界定一第一端41、41’及一第二端43、43’，该两个第二导磁件40、40’的宽度方向的两侧分别界定为一第一侧45、45’及一第二侧47、47’，该两个第二导磁件40、40’的第一端41、41’分别设于该线圈30的第一侧部31的上部311及下部313。其中该两个第二导磁件40、40’的长度等于该第一磁铁21的宽度。换言之，该两个第二导磁件40、40’的第二端43、43’与该第一磁铁21的s极211的端面切齐。该两个第二导磁件40、40’的宽度小于该第一磁铁21的长度。较佳地，该两个第二导磁件40、40’的第一端41、41’分别设于该线圈30的第一侧部31的上部311的中央及下部313的中央。在其他实施例中，该两个第二导磁件40、40’的长度等于该第一磁铁21的长度，该两个第二导磁件40、40’的宽度等于该第一磁铁21的宽度，亦无不可。在其他实施例中，该双逆磁式磁恢复线性震动致动器亦可只包括一个第二导磁件40。
该两个第三导磁件50、50’设于该线圈30，分别位于该第二磁铁23的上方及下方，且分别与该第二磁铁23保持一段距离。较佳地，该两个第三导磁件50、50’分别设于该线圈30的第二侧部33的上部331及下部333。较佳地，该两个第三导磁件50、50’的长度方向的两端分别界定一第一端51、51’及一第二端53、53’，该两个第三导磁件50、50’的宽度方向的两侧分别界定一第一侧55、55’及一第二侧57、57’，该两个第三导磁件50、50’的第一端51、51’分别设于该线圈30的第二侧部33的上部331及下部333。其中该两个第三导磁件50、50’的长度等于该第二磁铁23的宽度。换言之，该两个第三导磁件50、50’的第二端53、53’与该第二磁铁23的s极231的端面切齐。该两个第三导磁件50、50’的宽度小于该第二磁铁23的长度。较佳地，该两个第三导磁件50、50’的第一端51、51’分别设于该线圈30的第二侧部33的上部331的中央及下部333的中央。其中，该两个第二导磁件40、40’以及该两个第三导磁件50、50’为尺寸相等的长方体。换言之，该两个第二导磁件40、40’以及该两个第三导磁件50、50’具有相同的长度、宽度及高度(亦即，厚度)。在其他实施例中，该两个第三导磁件50、50’的长度等于该第二磁铁23的长度，该两个第三导磁件50、50’的宽度等于该第二磁铁23的宽度，亦无不可。在其他实施例中，该双逆磁式磁恢复线性震动致动器亦可只包括一个第三导磁件50。
该内滑轨组60包括两个座体61及多个导磁滚珠63，该两个座体61分别设于该第一、第二磁铁21、23，且分别形成多个内侧轨道611，导磁滚珠63可转动地设于内侧轨道611，且其球心分别与该第一、第二磁铁21、23的s极211、231的端面切齐。该外滑轨组70包括两个外侧轨道71、73，该线圈30固定于该两个外侧轨道71、73，导磁滚珠63分别接触于该两个外侧轨道71、73。在本实施例中，各座体61包含一顶壁613、一底壁615、一连接壁617及四内侧轨道611，该连接壁617连结于该顶壁613与该底壁615之间，并与该顶壁613与该底壁615共同围构一夹持空间619，该第一、第二磁铁21、23分别被该两个座体61夹住于夹持空间619。其中两个内侧轨道设于该顶壁613的两侧且被界定为两个上内侧轨道6111，其余两个内侧轨道设于该底壁615的两侧且被界定为两个下内侧轨道6113。其中各上内侧轨道6111包括一上连结部61111、一上弯折部61113及一上延伸部61115，上连结部61111连结于座体61的顶壁613的两侧且朝上延伸，上弯折部61113连结于上连结部61111与上延伸部61115之间，上延伸部61115侧向地朝下延伸，且其末端凹设一上珠槽61117。其中各下内侧轨道6113包括一下连结部61131、一下弯折部61133及一下延伸部61135，下连结部61131连结于座体61的底壁615的两侧且朝下延伸，下弯折部61133连结于下连结部61131与下延伸部61135之间，下延伸部61135侧向地朝上延伸，且其末端凹设一下珠槽61137。该内滑轨组60包括八颗导磁滚珠63，八颗导磁滚珠63分别可转动地设于四个上珠槽61117及四个下珠槽61137。
其中上珠槽61117面对该两个外侧轨道71、73的一侧分别形成一上开口，下珠槽61137面对该两个外侧轨道71、73的一侧分别形成一下开口，导磁滚珠63突出于上、下开口。其中上、下珠槽61117、61137的长度方向平行于该两个外侧轨道71、73的长度方向，上、下珠槽61117、61137各包括两个挡墙61119、61139，上、下珠槽61117、61137的两个挡墙61119、61139自上、下珠槽61117、61137的底壁向上突起，导磁滚珠63位于上、下珠槽61117、61137的两个挡墙61119、61139中。在本实施例中，上、下珠槽61117、61137的两个挡墙61119、61139位于上、下珠槽61117、61137的长度方向的二端。较佳地，上、下珠槽61117、61137的两个挡墙61119、61139的间距大于导磁滚珠63的直径，上、下珠槽61117、61137的内侧壁与底壁的连接面呈弧形。其中设于上珠槽61117的导磁滚珠63的底端低于该第一、第二磁铁21、23的顶面，设于下珠槽61137的导磁滚珠63的顶端高于该第一、第二磁铁21、23的底面。其中该第一导磁件10、该磁石模块20及该内滑轨组60等构件组合形成一可动部，该线圈30、所述第二导磁件40、40’、所述第三导磁件50、50’及该外滑轨组70等构件组合形成一固定部。
请参阅图4、图5a及图5b，图4为本发明的双逆磁滚珠式线性震动致动器的磁力线分布示意图；图5a为本发明的双逆磁滚珠式线性震动致动器的可动部相对固定部向左移动的示意图；图5b为本发明的双逆磁滚珠式线性震动致动器的可动部相对固定部向右移动的示意图。当该线圈30持续地正、反向通电时，通过该线圈30的电流可与穿出该磁石模块20的磁场作用，以产生劳伦兹力(lorentzforce)f1。因此，该可动部可相对该固定部在一第一方向上向左向右地来回作简谐运动，如图5a及图5b所示。其中该可动部相对该固定部作简谐运动的过程中，导磁滚珠63受到该两个外侧轨道71、73的摩擦而在上、下珠槽61117、61137中滚动。当简谐运动的频率达到本发明的共振状态时，本发明将会达到最大的震动状态。
图5c为本发明的双逆磁滚珠式线性震动致动器的线圈断电后可动部通过磁恢复力自动移回到最初的位置的示意图。其中该可动部在相对该固定部作简谐运动的时候，该磁石模块20的第一、第二磁铁21、23与所述第二、第三导磁件40、40’、50、50’之间会产生一股磁恢复力f2。一般来说劳伦兹力f1大于磁恢复力f2，所以该线圈30连续通以正、反向的电流时，该可动部能够受到所述劳伦兹力f1的影响相对该固定部作简谐运动。当该线圈30断电时，所述劳伦兹力f1马上消失，该可动部不再受到劳伦兹力f1的驱动，该磁恢复力f2旋即推动该可动部自动移回到最初的位置，使该线圈30再次环绕该第一导磁件10及该第三、第四磁铁25、27。其中该可动部在移回到最初的位置的过程中，导磁滚珠63会受到该二外侧轨道71、73的摩擦而在上、下珠槽61117、61137中滚动。
本发明的双逆磁滚珠式线性震动致动器因为该第一、第二磁铁21、23的n极213、233分别抵靠于该第一导磁件10的第一、第二侧面13、14，该第三、第四磁铁25、27的s极251、271分别抵靠于该第一导磁件10的第三、第四侧面15、16，该线圈30环绕该第一导磁件10及第三、第四磁铁25、27，且与该第一导磁件10的第一、第二端11、12及该第三、第四磁铁25、27的n极253、273保持一段距离。因此，该第一、第二磁铁21、23会挤压磁力线，该第三、第四磁铁25、27则会强化磁力并将磁力线全部导引往该线圈30的方向，达到集中磁场的密集度及导引磁场方向指向线圈30等双重功效，避免磁力线发散，提高磁场的使用率。
再者，导磁滚珠63具有良好的导磁率，根据磁力线走向，导磁滚珠63的球心分别与该第一、第二磁铁21、23的s极211、231的端面切齐。因此，不论该可动部受到劳伦兹力f1的驱动而相对该固定部作简谐运动，或是受磁恢复力f2的驱动而移回到最初的位置，导磁滚珠63与上、下珠槽61117、61137的壁面以及该两个外侧轨道71、73的壁面之间提供适当的摩擦力，能够有效提升该可动部的稳态响应效率，进一步提升触觉应用以及震动等效果，还可延长使用寿命，以及降低噪音。
此外，上、下珠槽61117、61137的两个挡墙61119、61139能够防止导磁滚珠63脱离上、下珠槽61117、61137。
又，上、下珠槽61117、61137的长度大于导磁滚珠63的直径。因此，导磁滚珠63在滚动时，不会与上、下珠槽61117、61137的两个挡墙61119、61139摩擦，更能有效提升该可动部的稳态响应效率。
再来，上、下珠槽61117、61137的内侧壁与底壁的连接面呈弧形。因此，导磁滚珠63能够滑顺地接触到上、下珠槽61117、61137的内侧壁，有效提升该可动部的稳态响应效率。
惟，以上所揭露的图示及说明，仅为本发明的实施例而已，非为用以限定本发明的实施范围，大凡熟悉该项技艺的人士其所依本发明的精神，所作的变化或修饰，皆应涵盖在以下本案的申请专利范围内。