本发明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可复位的线性震动致动器。
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，线圈断电之后，立即丧失劳伦兹力，可动部会因此马上停止不动，无法回到最初的位置(也即，机械原点)。
有鉴于此，如何提供一种线性震动致动器，在线圈断电之后，可动部能够自动移回到最初的位置，是为本领域的人士亟待克服的课题。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种可复位的线性震动致动器，在线圈断电之后，利用回复力自动将可动部移回到最初的位置。
为了达成前述的目的，本发明将提供一种可复位的线性震动致动器，包含：
一磁石模块，包括一第一磁铁及一第二磁铁，该第一磁铁具有一顶面、一底面、一第一侧面及一第二侧面，该第一磁铁的第一、第二侧面彼此相对，该第二磁铁具有一顶面、一底面、一第一侧面及一第二侧面，该第二磁铁的第一、第二侧面彼此相对，该第一磁铁的第一侧面抵靠于该第二磁铁的第二侧面，该 第一磁铁的顶面与该第二磁铁的顶面位于同一水平面，该第一磁铁的底面与该第二磁铁的底面位于同一水平面，其中该第一磁铁的顶面为n极，底面为s极，该第二磁铁的顶面为s极，底面为n极；
至少一第一线圈，设于该磁石模块的上方或下方，与该磁石模块保持一段距离，且对应该第一磁铁的第一侧面与该第二磁铁的第二侧面的相接处；以及
至少一第二导磁件，设于该第一线圈，且对应该第一磁铁的第一侧面与该第二磁铁的第二侧面的相接处。
根据一较佳实施例，该第一线圈具有一轴线，该第一线圈的轴线分别垂直于该第一、第二磁铁的排列方向且通过该第一磁铁的第一侧面与该第二磁铁的第二侧面的相接处的正中央以及该第一导磁件的轴心。
其中该磁石模块的长度方向平行于该第一、第二磁铁的排列方向，该磁石模块的宽度方向垂直于该第一、第二磁铁的排列方向，该第一线圈的轴线垂直于该磁石模块的长度方向及宽度方向，该第一线圈的长度及宽度小于该磁石模块的长度及宽度。其中该第一导磁件的长度及宽度小于该第一线圈的长度及宽度。
其中该第一线圈具有一顶面及一底面，该第一线圈的底面朝向该磁石模块，该第一导磁件设于该第一线圈的顶面。该可复位的线性震动致动器还包括一内滑轨组及一外滑轨组，该内滑轨组包括两个座体及多个滚珠，该两个座体分别设于该第一、第二磁铁，且分别形成多个内侧轨道，该多个滚珠可转动地设于该多个内侧轨道，该外滑轨组包括两个外侧轨道，该第一导磁件的顶面固定于该外滑轨组，该多个滚珠分别接触于该两个外侧轨道。
根据一较佳实施例，该可复位的线性震动致动器包括两个第一线圈及两个第一导磁件，该两个第一线圈分别设于该磁石模块的上方及下方，分别与该磁石模块保持一段距离，且分别对应该第一磁铁的第一侧面与该第二磁铁的第二侧面的相接处，该两个第一导磁件分别设于该两个第一线圈，且对应该第一磁铁的第一侧面与该第二磁铁的第二侧面的相接处。其中该两个第一线圈与该磁石模块的间距相等。
其中每个第一线圈具有一轴线，该两个第一线圈的轴线分别垂直于该第一、第二磁铁的排列方向且通过该第一磁铁的第一侧面与该第二磁铁的第二侧面 的相接处的正中央以及该两个第一导磁件的轴心。
其中该磁石模块的长度方向平行于该第一、第二磁铁的排列方向，该磁石模块的宽度方向垂直于该第一、第二磁铁的排列方向，该两个第一线圈的轴线分别垂直于该磁石模块的长度方向及宽度方向，该两个第一线圈的尺寸相等且长度及宽度小于该磁石模块的长度及宽度。
其中该两个第一导磁件的尺寸相等且长度及宽度小于该两个第一线圈的长度及宽度。其中每个第一线圈具有一顶面及一底面，该两个第一线圈的底面分别朝向该磁石模块，该两个第一导磁件分别设于该两个第一线圈的顶面。
该可复位的线性震动致动器还包括一内滑轨组及一外滑轨组，该内滑轨组包括两个座体及多个滚珠，该两个座体分别设于该第一、第二磁铁，且分别形成多个内侧轨道，该多个滚珠可转动地设于该多个内侧轨道，该外滑轨组包括两个外侧轨道，该两个第一导磁件的顶面固定于该外滑轨组，该多个滚珠分别接触于该两个外侧轨道。
根据一较佳实施例，该磁石模块还包括一第三磁铁，该第三磁铁具有一顶面、一底面、一第一侧面及一第二侧面，该第三磁铁的第一、第二侧面彼此相对，该第二磁铁的第一侧面抵靠于该第三磁铁的第二侧面，该第二磁铁的顶面与该第三磁铁的顶面位于同一水平面，该第二磁铁的底面与该第三磁铁的底面位于同一水平面，其中该第三磁铁的顶面为n极，底面为s极；其中该可复位的线性震动致动器还包括两个第二线圈及两个第二导磁件，该两个第二线圈分别设于该磁石模块的上方及下方，分别与该磁石模块保持一段距离，且分别对应该第二磁铁的第一侧面与该第三磁铁的第二侧面的相接处，该两个第二导磁件分别设于该两个第二线圈，且对应该第二磁铁的第一侧面与该第三磁铁的第二侧面的相接处。其中该第一、第二线圈与该磁石模块的间距相等。
其中该第一、第二线圈各具有一轴线，该第一、第二线圈的轴线分别垂直于该第一至第三磁铁的排列方向，该两个第一线圈的轴线分别通过该第一磁铁的第一侧面与该第二磁铁的第二侧面的相接处的正中央以及该两个第一导磁件的轴心，该两个第二线圈的轴线分别通过该第二磁铁的第一侧面与该第三磁铁的第二侧面的相接处的正中央以及该两个第二导磁件的轴心。
其中该磁石模块的长度方向平行于该第一至第三磁铁的排列方向，该磁石 模块的宽度方向垂直于该第一至第三磁铁的排列方向，该第一、第二线圈的轴线分别垂直于该磁石模块的长度方向及宽度方向，该第一、第二线圈的尺寸相等且长度及宽度小于该磁石模块的长度及宽度。
其中该第一、第二导磁件的尺寸相等且长度及宽度小于该第一、第二线圈的长度及宽度。
其中该第一、第二线圈各具有一顶面及一底面，该第一、第二线圈的底面分别朝向该磁石模块，该两个第一导磁件分别设于该两个第一线圈的顶面，该两个第二导磁件分别设于该两个第二线圈的顶面。该可复位的线性震动致动器还包括一内滑轨组及一外滑轨组，该内滑轨组包括两个座体及多个滚珠，该两个座体分别设于该第一、第三磁铁，且分别形成多个内侧轨道，该多个滚珠可转动地设于该多个内侧轨道，该外滑轨组包括两个外侧轨道，该两个第一导磁件的顶面固定于该外滑轨组，该两个第二导磁件的顶面固定于该外滑轨组，该多个滚珠分别接触于该两个外侧轨道。其中相邻的第一、第二线圈之间保持一段距离且其间距小于该第二磁铁的第一、第二侧面的间距。
本发明的功效在于，线圈通电时，磁石模块及内滑轨组所组成的可动部能够通过稳定且平衡的劳伦兹力相对线圈、导磁件及外滑轨组所组成的固定部稳定地作简谐运动，线圈断电后，可动部能够通过稳定且平衡的回复力(磁恢复力及磁浮力的组合)自动移回到最初的位置(也即，机械原点)，并保持不动。
现配合下列图示、实施例的详细说明，将上述及本揭露的其他优点详述于后。
附图说明
图1为本发明的可复位的线性震动致动器的第一实施例的立体图。
图2为本发明的可复位的线性震动致动器的第一实施例的分解图。
图3为本发明的可复位的线性震动致动器的第一实施例包含内、外滑轨组的立体图。
图4为本发明的可复位的线性震动致动器的第一实施例包含内滑轨组的立体图。
图5为本发明的可复位的线性震动致动器的第一实施例包含内滑轨组的 分解图。
图6为本发明的可复位的线性震动致动器的第一实施例的磁力线分布示意图。
图7为本发明的可复位的线性震动致动器的第一实施例的可动部相对固定部向左移动的示意图。
图8为本发明的可复位的线性震动致动器的第一实施例的可动部相对固定部向右移动的示意图。
图9为本发明的可复位的线性震动致动器的第一实施例的第一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。
图10为本发明的可复位的线性震动致动器的第二实施例的立体图。
图11为本发明的可复位的线性震动致动器的第二实施例的侧视图。
符号说明
10磁石模块
11第一磁铁
111顶面
112底面
113第一侧面
114第二侧面
115第三侧面
116第四侧面
13第二磁铁
131顶面
132底面
133第一侧面
134第二侧面
135第三侧面
136第四侧面
15第三磁铁
151顶面
152底面
153第一侧面
154第二侧面
20、20’第一线圈
21、21’顶面
23、23’底面
25、25’轴线
27、27’轴孔
30、30’第一导磁件
40内滑轨组
41座体
411内侧轨道
43滚珠
50外滑轨组
51、53外侧轨道
60、60’第二线圈
61、61’顶面
63、63’底面
65、65’轴线
70、70’第二导磁件
f1劳伦兹力
f2回复力
具体实施方式
以下，参考伴随的图示，详细说明依据本揭露的实施例，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。本揭露省略已熟知部分(well-knownpart)的描述，并且相同的参考号于本揭露中代表相同的组件。
请参考图1及图2，图1为本发明的可复位的线性震动致动器的第一实施 例的立体图；图2为本发明的可复位的线性震动致动器的第一实施例的分解图。本发明是提供一种可复位的线性震动致动器，包括一磁石模块10、两个第一线圈20以及两个第一导磁件30。
该磁石模块10包括一第一磁铁11及一第二磁铁13。第一磁铁11具有一顶面111、一底面112、一第一侧面113、一第二侧面114、一第三侧面115及一第四侧面116，第一磁铁11的第一、第二侧面113、114彼此相对，第一磁铁11的第三、第四侧面115、116彼此相对。第二磁铁13具有一顶面131、一底面132、一第一侧面133、一第二侧面134、一第三侧面135及一第四侧面136，第二磁铁13的第一、第二侧面133、134彼此相对，第二磁铁13的第三、第四侧面135、136彼此相对。第一磁铁11的第一侧面113抵靠于第二磁铁13的第二侧面134，第一磁铁11的顶面111与第二磁铁13的顶面131位于同一水平面，第一磁铁11的底面112与第二磁铁13的底面132位于同一水平面。其中第一磁铁11的顶面111为n极，底面112为s极，第二磁铁13的顶面131为s极，底面132为n极，如图6所示。换言之，第一磁铁11的n极与第二磁铁13的s极位于同一水平面，第一磁铁11的s极与第二磁铁13的n极位于同一水平面。借此，第一、第二磁铁的极性相吸。其中第一、第二磁铁11、13为尺寸相等的长方体。换言之，第一、第二磁铁11、13具有相等的长度、宽度及高度。其中磁石模块10的长度方向平行于第一、第二磁铁11、13的排列方向，磁石模块10的宽度方向垂直于第一、第二磁铁11、13的排列方向。
第一线圈20、20’分别设于磁石模块10的上方及下方，分别与磁石模块10保持一段距离，且分别对应第一磁铁11的第一侧面113与第二磁铁13的第二侧面134的相接处。在本实施例中，第一线圈20、20’与磁石模块10的间距相等，每个第一线圈20、20’具有一顶面21、21’、一底面23、23’及一轴线25、25’，第一线圈20、20’的底面23、23’分别朝向磁石模块10，第一线圈20、20’的轴线25、25’分别垂直于第一、第二磁铁11、13的排列方向且分别通过第一磁铁11的第一侧面113与第二磁铁13的第二侧面134的相接处的正中央。换言之，第一线圈20、20’的轴线25、25’分别垂直于磁石模块10的长度方向 及宽度方向。较佳地，第一线圈20、20’的尺寸相等且长度及宽度小于磁石模块10的长度及宽度，也就是说，第一线圈20、20’是对称地设在磁石模块10的上方及下方。在其他实施例中，该可复位的线性震动致动器也可只包括一个第一线圈20。
第一导磁件30、30’分别设于第一线圈20、20’，且对应第一磁铁11的第一侧面113与第二磁铁13的第二侧面134的相接处。较佳地，第一线圈20、20’的轴线25、25’分别通过第一导磁件30、30’的轴心，第一导磁件30、30’的尺寸相等且长度及宽度小于第一线圈20、20’的长度及宽度。其中第一导磁件30、30’分别设于第一线圈20、20’的顶面21、21’。更明确地说，每个第一线圈20、20’围构一轴孔27、27’，第一导磁件30、30’的长度及宽度大于第一线圈20、20’的轴孔27、27’的内径，故第一导磁件30、30’分别能固定在第一线圈20、20’的顶面21、21’。在其他实施例中，该可复位的线性震动致动器也可只包括一个第一导磁件30。
请参考图3至图5，图3为本发明的可复位的线性震动致动器的第一实施例包含内、外滑轨组的立体图；图4为本发明的可复位的线性震动致动器的第一实施例包含内滑轨组的立体图；图5为本发明的可复位的线性震动致动器的第一实施例包含内滑轨组的分解图。该可复位的线性震动致动器还包括一内滑轨组40及一外滑轨组50。内滑轨组40包括二座体41及多个滚珠43，座体41分别设于第一、第二磁铁11、13，且分别形成多个内侧轨道411，该多个滚珠43可转动地设于该多个内侧轨道411。外滑轨组50包括二外侧轨道51、53，第一导磁件30、30’的顶面固定于外滑轨组50，该多个滚珠43分别接触于外侧轨道51、53。在本实施例中，内滑轨组40包括八颗滚珠43，每个座体41于其二侧分别形成二个上、下对应的内侧轨道411。借此，磁石模块10及内滑轨组40等构件组合形成一可动部，第一线圈20、20’、第一导磁件30、30’以及外滑轨组50等构件组合形成一固定部。其中位于可动部一侧的其中四个滚珠4.3接触到其中一外侧轨道51，位于可动部另一侧的另外四个滚珠43接触到另外一外侧轨道53。
请参考图6至图8，图6为本发明的可复位的线性震动致动器的第一实施 例的磁力线分布示意图；图7为本发明的可复位的线性震动致动器的第一实施例的可动部相对固定部向左移动的示意图；图8为本发明的可复位的线性震动致动器的第一实施例的可动部相对固定部向右移动的示意图。当第一线圈20、20’持续地正、反向通电时，通过第一线圈20、20’的电流可与穿出磁石模块10的磁场作用，以产生劳伦兹力(lorentzforce)f1。借此，可动部可相对固定部在磁石模块10的排列方向上向左向右地来回作简谐运动，如图7及图8所示。
请参考图9，图9为本发明的可复位的线性震动致动器的第一实施例的第一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。其中可动部在相对固定部作简谐运动的时候，磁石模块10的第一、第二磁铁11、13与第一导磁件30、30’之间会产生一股磁恢复力以及一股磁浮力，磁恢复力以及磁浮力的组合于此称之为回复力f2(也可称为磁力弹簧)。一般来说劳伦兹力f1大于回复力f2，所以第一线圈20、20’连续通以正、反向的电流时，可动部能够受到所述劳伦兹力f1的影响相对固定部作简谐运动。当第一线圈20、20’断电时，所述劳伦兹力f1马上消失，可动部不再受到劳伦兹力f1的驱动，回复力f2之中的磁恢复力旋即推动可动部自动移回到最初的位置(也即，机械原点)，接着回复力f2之中的磁浮力则能够让可动部保持在最初的位置，使第一线圈20、20’的轴线25、25’能够再次对准并通过第一磁铁11的第一侧面113与第二磁铁13的第二侧面134的相接处的正中央。
本发明的可复位的线性震动致动器的第一实施例的特点在于，第一、第二磁铁11、13靠在一起且极性相吸，第一线圈20、20’在磁石模块10的上、下方一段距离且对应第一、第二磁铁11、13相抵靠的表面，第一导磁件30、30’设在两个第一线圈20、20’且对应第一、第二磁铁11、13相抵靠的表面。借此，本发明能产生稳定且平衡的劳伦兹力f1以及回复力f2，第一线圈20、20’通电时，可动部能够通过稳定且平衡的劳伦兹力f1作简谐运动，第一线圈20、20’断电后，可动部能够通过稳定且平衡的回复力f2自动移回到最初的位置，并保持不动。
再者，当第一线圈20、20’与磁石模块10的间距相等时，劳伦兹力f1以 及回复力f2更为稳定及平衡。
此外，当第一线圈20、20’的轴线25、25’通过第一磁铁11的第一侧面113与第二磁铁13的第二侧面134的相接处的正中央以及第一导磁件30、30’的轴心时，劳伦兹力f1以及回复力f2的稳定度及平衡性更加优异。
又，当第一线圈20、20’尺寸相等且第一导磁件30、30’的尺寸相等时，劳伦兹力f1以及回复力f2的稳定度及平衡性更为突出。
实际上，本发明的可复位的线性震动致动器只要包括一个第一线圈20及一个第一导磁件30，即能够提供劳伦兹力f1及回复力f2，只是效果稍逊于前述第一实施例而已。
请参考图10及图11，图10为本发明的可复位的线性震动致动器的第二实施例的立体图；图11为本发明的可复位的线性震动致动器的第二实施例的侧视图。本发明的可复位的线性震动致动器的第二实施例与前述第一实施例的结构及原理大致相同，差别在于，可复位的线性震动致动器还包括两个第二线圈60、60’及两个第二导磁件70、70’，磁石模块10还包括一第三磁铁15。
更明确地说，第三磁铁15具有一顶面151、一底面152、一第一侧面153、一第二侧面154、一第三侧面及一第四侧面，第三磁铁15的第一、第二侧面153、154彼此相对，第三磁铁15的第三、第四侧面彼此相对。第二磁铁13的第一侧面133抵靠于第三磁铁15的第二侧面154，第二磁铁13的顶面131与第三磁铁15的顶面151位于同一水平面，第二磁铁13的底面132与第三磁铁15的底面152位于同一水平面。其中第三磁铁15的顶面151为n极，底面152为s极。换言之，第三磁铁15的n极与第二磁铁13的s极以及第一磁铁11的n极位于同一水平面，第三磁铁15的s极与第二磁铁13的n极以及第一磁铁11的s极位于同一水平面。借此，第二、第三磁铁13、15的极性相吸。其中第三磁铁15为尺寸与第一、第二磁铁11、13相等的长方体。换言之，第三磁铁15具有与第一、第二磁铁11、13相等的长度、宽度及高度。其中磁石模块10的长度方向平行于第一至第三磁铁11、13、15的排列方向，磁石模块10的宽度方向垂直于第一至第三磁铁11、13、15的排列方向。
第二线圈60、60’分别设于磁石模块10的上方及下方，分别与磁石模块 10保持一段距离，且分别对应第二磁铁13的第一侧面133与第三磁铁15的第二侧面154的相接处。在本实施例中，第一、第二线圈20、20’、60、60’与磁石模块10的间距相等，每个第二线圈60、60’具有一顶面61、61’、一底面63、63’及一轴线65、65’，第二线圈60、60’的底面63、63’分别朝向磁石模块10，第二线圈60、60’的轴线65、65’分别垂直于第一至第三磁铁11、13、15的排列方向且分别通过第二磁铁13的第一侧面133与第三磁铁15的第二侧面154的相接处的正中央。换言之，第二线圈60、60’的轴线65、65’分别垂直于磁石模块10的长度方向及宽度方向。较佳地，第一、第二线圈20、20’、60、60’的尺寸相等且长度及宽度小于磁石模块10的长度及宽度，也就是说，第二线圈60、60’是对称地设在磁石模块10的上方及下方。其中相邻的第一、第二线圈20、60之间以及相邻的第一、第二线圈20’、60’之间保持一段距离且其间距小于第二磁铁13的第一、第二侧面133、134的间距。
第二导磁件70、70’分别设于第二线圈60、60’，且对应第二磁铁13的第一侧面133与第三磁铁15的第二侧面154的相接处。较佳地，第二线圈60、60’的轴线65、65’分别通过第二导磁件70、70’的轴心，第一、第二导磁件30、30’、70、70’的尺寸相等，第二导磁件70、70’的长度及宽度小于第二线圈60、60’的长度及宽度。其中第二导磁件70、70’分别设于第二线圈60、60’的顶面61、61’。更明确地说，每个第二线圈60、60’围构一轴孔(图未示出)，第二导磁件70、70’的长度及宽度大于第二线圈60、60’的轴孔的内径，故第二导磁件70、70’分别能固定在第二线圈60、60’的顶面61、61’。
座体41分别设于第一、第三磁铁11、15，第二导磁件70、70’的顶面固定于外滑轨组50。
其中磁石模块10及内滑轨组40等构件组合形成可动部，第一线圈20、20’、第二线圈60、60’、第一导磁件30、30’、第二导磁件70、70’以及外滑轨组50等构件组合形成固定部。
本发明的第二实施例在使用时，当第一、第二线圈20、20’、60、60’持续地正、反向通电时，通过第一、第二线圈20、20’、60、60’的电流可与穿出磁石模块10的磁场作用，以产生劳伦兹力(lorentzforce)f1。借此，可动部可相 对固定部在磁石模块10的排列方向上向左向右地来回作简谐运动。当第一、第二线圈20、20’、60、60’断电时，所述劳伦兹力f1马上消失，可动部不再受到劳伦兹力f1的驱动，回复力f2之中的磁恢复力旋即推动可动部自动移回到最初的位置，接着回复力f2之中的磁浮力则能够让可动部在回到最初的位置之后保持固定，使第一线圈20、20’的轴线25、25’能够再次对准并通过第一磁铁11的第一侧面113与第二磁铁13的第二侧面134的相接处的正中央，第二线圈60、60’的轴线65、65’能够再次对准并通过第二磁铁13的第一侧面133与第三磁铁15的第二侧面154的相接处的正中央。
简言之，本发明的第二实施例是一种扩充磁石模块的磁铁、线圈及导磁件的数量的实施态样，其所产生的劳伦兹力f1及回复力f2皆大于第一实施例。换句话说，本发明的可复位的线性震动致动器能够通过上述方式不断地扩充磁石模块的磁铁、线圈及导磁件的数量，而且磁石模块的磁铁、线圈及导磁件所扩充出的数量愈多，产生的劳伦兹力f1及回复力f2愈强。
以上所揭露的图示及说明，仅为本揭露的实施例而已，非为用以限定本揭露的实施范围，大凡熟悉该项技艺的人士其所依本揭露的精神，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。