專(zhuān)利名稱(chēng)：一種超小型音圈電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種用于手機(jī)及筆記本等便攜式電子 設(shè)備的自動(dòng)對(duì)焦攝像模組中的超小型音圈電機(jī)。
背景技術(shù)：
音圈電機(jī)(Voice Coil Motor，VCM)是一種比較特別的直線位移驅(qū)動(dòng)電機(jī)。 具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、低能耗、無(wú)噪音、高加速度和響應(yīng)速度快、位移精確 以及價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。非常適合作為便攜式電子產(chǎn)品中的短距離線性位移動(dòng)力 單元。目前用于手機(jī)和筆記本電腦的自動(dòng)對(duì)焦攝像頭模組普遍采用音圈電機(jī)作 為其光學(xué)裝置位移的動(dòng)力單元。
現(xiàn)有的音圈電機(jī)如圖1，包含前支架10、后支架20以及金屬殼體30,金屬 殼體30內(nèi)四周邊分別設(shè)永磁鐵40，運(yùn)動(dòng)載座50內(nèi)設(shè)螺紋，可旋入運(yùn)動(dòng)輸出(如 鏡頭等)，運(yùn)動(dòng)載座50上固定環(huán)形線圈60，該載座及線圈組合可以活動(dòng)于鐵殼 金屬殼體30內(nèi)的四片磁鐵40中心，并由該環(huán)形線圈60通電產(chǎn)生磁場(chǎng)極性于該 四片永磁鐵40相斥或相吸，帶動(dòng)該運(yùn)動(dòng)載座同軸線位移，而該運(yùn)動(dòng)載座50通 過(guò)前、后各一彈簧片70、 75支撐在該裝置的同軸心，以加速驅(qū)動(dòng)/還原。
其工作原理為當(dāng)通過(guò)+ 、 一輸入端子76、 77向線圈60通電時(shí)，永磁鐵 40向所述線圈60施加與所前、后彈簧片70、 75向線圈60相反的作用力，并在 永磁鐵40的作用下所述線圈60帶動(dòng)所述運(yùn)動(dòng)載座50移動(dòng)。通過(guò)調(diào)節(jié)線圈60 中通電電流的強(qiáng)弱變化，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)載座50前后移動(dòng)位移量的控制；而通過(guò) 借助磁場(chǎng)作用力和前、后彈簧片70、 75的機(jī)械回復(fù)力而使運(yùn)動(dòng)載座50回復(fù)到 初始位置。由于組成彈簧片副的前、后彈簧片均是平板形結(jié)構(gòu)，需要由另外的、 單獨(dú)的+ 、 一輸入端子76、 77來(lái)完成電流導(dǎo)入功能；而后彈簧片75參與電流 回路，故需要單獨(dú)的絕緣片80來(lái)與金屬殼體30絕緣開(kāi)來(lái)。
圖2為現(xiàn)有音圈電機(jī)的磁路示意圖。金屬殼體30截面為"n"形，U漁iA!) 靠運(yùn)動(dòng)載座50的一側(cè)為內(nèi)壁31、外面一側(cè)為外壁33，內(nèi)壁31與外壁33之間 由底面32連接，金屬殼體30內(nèi)四周邊分別設(shè)永磁鐵40。永磁體40與金屬殼體 30內(nèi)壁31的間隙120為線圈前后動(dòng)作的空間，磁力線經(jīng)由金屬殼體30的內(nèi)壁 31、底面32、外壁33構(gòu)成一個(gè)如圖2中虛線所示的回路110，(確l/、U從而保 證線圈40中通電流時(shí)候能夠產(chǎn)生電磁力，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)載座50的直線運(yùn)動(dòng)。線圈60固定在運(yùn)動(dòng)載座50上，為了保證線圈60與運(yùn)動(dòng)載座50的順暢運(yùn)行，必須保 證線圈60、金屬殼體內(nèi)壁31、運(yùn)動(dòng)載座5()之間有足夠的間隙，(.確i人！)至少 需要O.lmm以上，這在很大程度上限制了音圈電機(jī)整體尺寸的大小。
由以上現(xiàn)有技術(shù)不難看出，現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)及磁路方式限制了音圈電機(jī)整體尺 寸的進(jìn)一步縮小，以上結(jié)構(gòu)最小尺寸只能達(dá)到10mmX10mm左右。而手機(jī)和筆 記本電腦的自動(dòng)對(duì)焦攝像頭模組對(duì)動(dòng)力單元的體積要求是越來(lái)越小、越來(lái)越薄， 對(duì)裝配工藝的良率要求是越來(lái)越高，對(duì)裝配工藝成本卻要求越來(lái)越低，現(xiàn)有技 術(shù)的以上缺陷，很大程度局限了其在手機(jī)和筆記本電腦的自動(dòng)對(duì)焦攝像頭模組 領(lǐng)域的應(yīng)用。
另外，為了保證運(yùn)動(dòng)載座內(nèi)旋入的鏡頭時(shí)，不損壞前、后彈簧片，需要使 用專(zhuān)用夾具從前支架的限位孔卡住前彈簧片，從而保證載座不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)以至于損 壞前、后彈簧片。專(zhuān)用夾具加工困難，操作也麻煩，會(huì)增加模組廠家安裝鏡頭 的難度和成本，不良率高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)新穎，可以在現(xiàn)有 傳統(tǒng)音圈電機(jī)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步縮小整體尺寸的超小型音圈電機(jī)。
為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明包括如下技術(shù)特征 一種超小型音圈電機(jī)， 包括前支架、后支架，以及設(shè)于前后支架之間的金屬殼體，金屬殼體內(nèi)設(shè)有能 沿著殼體軸線位移的運(yùn)動(dòng)載座，所述運(yùn)動(dòng)載座依靠平板形的前彈簧片和后彈簧 片支撐在金屬殼體內(nèi)，
所述金屬殼體的內(nèi)表面分上下層固定有第一磁鐵組和第二磁鐵組，第一磁 鐵組和第二磁鐵組中的磁鐵向金屬殼體內(nèi)徑向平行充磁；
所述運(yùn)動(dòng)載座外表面，對(duì)應(yīng)第一磁鐵組和第二磁鐵組，分上下兩層固定有 第一環(huán)形線圈和第二環(huán)形線圈；所述第一環(huán)形線圈和第二環(huán)形線圈通電產(chǎn)生極 性后，在第一磁鐵組和第二磁鐵組的磁力作用下，驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)載座沿殼體軸線位 移。
更進(jìn)一步的，所述第一磁鐵組和第二磁鐵組內(nèi)上下對(duì)應(yīng)設(shè)置的磁鐵，其充 磁方向相反，異極相吸；
第一環(huán)形線圈和第二環(huán)形線圈串聯(lián)并且沿著相反方向繞在運(yùn)動(dòng)載座外表 面；第一環(huán)形線圈和第二環(huán)形線圈通過(guò)正輸入端子和負(fù)輸入端子連接導(dǎo)電輸入， 第一環(huán)形線圈和第二環(huán)形線圈通電后，受同一方向的磁力力作用，驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)載座位移。
更進(jìn)一步的，所述第一環(huán)形線圈和第二環(huán)形線圈之間設(shè)有墊片，墊片的厚 度大于音圈電機(jī)的總行程。
更進(jìn)一步的，所述后彈簧片與正輸入端子和負(fù)輸入端子連接形成電流回路 一部分，后彈簧片與金屬殼體間設(shè)有絕緣片。
更進(jìn)一步的，所述運(yùn)動(dòng)載座為內(nèi)設(shè)螺紋的圓筒。為了避免旋入運(yùn)動(dòng)輸出部 件時(shí)，運(yùn)動(dòng)載座也轉(zhuǎn)動(dòng)從而損壞前、后彈簧片，運(yùn)動(dòng)載座從后支架一端旋入固 定有運(yùn)動(dòng)輸出部件，運(yùn)動(dòng)載座上設(shè)有卡位，后支架上設(shè)有與所述卡位相對(duì)應(yīng)， 防止運(yùn)動(dòng)載座轉(zhuǎn)動(dòng)的卡槽。
更進(jìn)一步的，金屬殼體為矩形，所述第一磁鐵組和第二磁鐵組每組各有四 塊片狀永磁體，每塊片狀永磁體設(shè)于矩形金屬殼體內(nèi)表面的四角上。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益技術(shù)效果首先，全新的磁路方式設(shè) 計(jì)，可以最大限度的縮小音圈電機(jī)的整體尺寸，本發(fā)明的磁路部分包括間接的 金屬殼體、充磁極向相反的四對(duì)磁鐵、電流流向相反的兩個(gè)線圈、 一個(gè)線圈之 間的墊片，新的磁路方式省去了金屬殼體的內(nèi)壁，將線圈內(nèi)壁與運(yùn)動(dòng)載座外壁 緊密固定，同時(shí)還省去了兩道間隙，可以最大限度的縮小音圈電機(jī)的整體尺寸。 另外，本發(fā)明還包括防轉(zhuǎn)保護(hù)裝置，具體為包括帶卡位的運(yùn)動(dòng)載座和帶限位槽 的后支架，安裝鏡頭時(shí)候運(yùn)動(dòng)載座的卡位卡在后支架的限位槽內(nèi)，可以有效的 抵抗運(yùn)動(dòng)載座因鏡頭旋入而產(chǎn)生的扭力從而保護(hù)彈簧片不被損壞。


圖1為現(xiàn)有音箱電機(jī)的結(jié)構(gòu)分解示意圖； 圖2為現(xiàn)有音圈電機(jī)的磁路示意圖； 圖3為本發(fā)明音圈電機(jī)的結(jié)構(gòu)分解示意圖； 圖4為本發(fā)明的磁鐵、線圈裝配圖； 圖5為本發(fā)明磁路示意圖； 圖6為本發(fā)明的防轉(zhuǎn)保護(hù)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下將根據(jù)附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明 圖3為本發(fā)明音圈電機(jī)的結(jié)構(gòu)分解示意圖，該音圈電機(jī)包含有一前支架10、 后支架20以及金屬殼體30，金屬殼體30為矩形，其內(nèi)表面四角上分別設(shè)有第 一磁鐵組40和第二磁鐵組45，這兩組永磁鐵在金屬殼體的內(nèi)表面依照上下結(jié)構(gòu)設(shè)置，每組為四個(gè)片狀的磁體；還包括一個(gè)內(nèi)設(shè)螺紋，，可旋入運(yùn)動(dòng)輸出(如鏡 頭等)運(yùn)動(dòng)載座50，運(yùn)動(dòng)載座50外表面上固定第一環(huán)形線圈60和第二環(huán)形線 圈65，該兩組環(huán)形線圈分別與第一磁鐵組40和第二磁鐵45組相對(duì)應(yīng)，在運(yùn)動(dòng) 載座50的外表面依照上下結(jié)構(gòu)設(shè)置，兩線圈中間加一墊片90。運(yùn)動(dòng)載座50及 第一環(huán)形線圈60和第二環(huán)形線圈65組合可以活動(dòng)于鐵殼金屬殼體30內(nèi)的兩組 磁鐵40、 45中心，并由兩環(huán)形線圈60、 65通電產(chǎn)生磁場(chǎng)極性于與兩組永磁鐵 40、 45相斥或相吸，帶動(dòng)該運(yùn)動(dòng)載座50同軸線位移，而該運(yùn)動(dòng)載座50通過(guò)平 板形的前彈簧片70和后彈簧片75支撐在金屬殼體30內(nèi)，以加速驅(qū)動(dòng)/還原；另 外，后彈簧片75與正輸入端子76和負(fù)輸入端子77連接形成電流回路一部分， 后彈簧片75與金屬殼體30間設(shè)有絕緣片80。
其工作原理為當(dāng)通過(guò)正輸入端子76和負(fù)輸入端子77向第一環(huán)形線圈60 和第二環(huán)形線圈65 (簡(jiǎn)稱(chēng)線圈60、 65)通電時(shí)，第一磁鐵組40和第二磁鐵組 45 (簡(jiǎn)稱(chēng)磁鐵40、 45)向所述線圈60、 65施加與前、后彈簧片70、 75向線圈 60、 65相反的作用力，并在磁鐵40、 45的作用下所述線圈60、 65帶動(dòng)所述運(yùn) 動(dòng)載座50移動(dòng)。通過(guò)調(diào)節(jié)線圈60、 65中通電電流的強(qiáng)弱變化，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng) 載座50前后移動(dòng)位移量的控制；而通過(guò)借助磁場(chǎng)作用力和前、后彈簧片70、 75 的機(jī)械回復(fù)力而使運(yùn)動(dòng)載座50回復(fù)到初始位置。由于組成彈簧片副的前、后彈 簧片均是平板形結(jié)構(gòu)，需要由另外單獨(dú)的正輸入端子76和負(fù)輸入端子77來(lái)完 成電流導(dǎo)入功能；后彈簧片75參與電流回路，需要單獨(dú)的絕緣片80來(lái)與金屬 殼體30絕緣開(kāi)來(lái)。
圖4為本發(fā)明的磁鐵、線圈裝配圖、圖5為本發(fā)明磁路示意圖；第一磁鐵 組40和第二磁鐵組45分布在金屬殼體30的四個(gè)角落，第一磁鐵組40和第二 磁鐵組45都是徑向平行充磁，但充磁方向相反，兩組磁鐵異極相吸，如圖5中 虛線所示構(gòu)成磁回路130。對(duì)比圖2所示現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，圖5所示新的磁路方式不需 要金屬殼體30來(lái)導(dǎo)磁，省去了金屬殼體30的內(nèi)壁，將線圈60、 65內(nèi)壁與運(yùn)動(dòng) 載座50外壁緊密固定，同時(shí)省去了兩道間隙，最大限度的縮小音圈電機(jī)的整體 尺寸縮短了金屬殼體30與運(yùn)動(dòng)載座50之間的距離。(確認(rèn)！)第一環(huán)形線圈60 和第二環(huán)形線圈65串聯(lián)但繞行方向相反，使得電流流經(jīng)方向相反，由于第一磁 鐵組40和第二磁鐵組45的磁性相反，上下部分的磁場(chǎng)方向也就相反，這樣可 以保證第一環(huán)形線圈60和第二環(huán)形線圈65同時(shí)受到一個(gè)方向的力，從而保證 運(yùn)動(dòng)載座50的順暢運(yùn)行。而墊片90的厚度應(yīng)該不小于音圈電機(jī)(VCM)的行程要求，因?yàn)槿绻虚g墊片90的厚度不夠，第二環(huán)形線圈65就可能工作在上 半部分的磁場(chǎng)環(huán)境下，產(chǎn)生與第一環(huán)形線圈60相反方向的力。因此為了保證整 個(gè)運(yùn)動(dòng)載座50位移量與電流的線性關(guān)系，必須保證墊片90的厚度大于音圈電 機(jī)的總行程要求。
采用本發(fā)明的音圈電機(jī)與傳統(tǒng)音圈電機(jī)的外形尺寸比較示意圖。傳統(tǒng)音圈 電機(jī)外形只能做到10mmX10mm左右，而采用新型結(jié)構(gòu)的音圈電機(jī)可以做到 8mmX8mm的尺寸，真正意思上實(shí)現(xiàn)了音圈電機(jī)的超小型化。
另外，圖6為本發(fā)明的防轉(zhuǎn)保護(hù)示意圖。本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)載座50上設(shè)有卡位 51卡在后支架20的卡槽21中間，當(dāng)運(yùn)動(dòng)載座50受到因旋入鏡頭而產(chǎn)生的扭力 的時(shí)候，卡位51與卡槽21相互作用，可以抵消掉扭力，防止運(yùn)動(dòng)載座50旋轉(zhuǎn)， 從而保護(hù)固定在運(yùn)動(dòng)載座上的前、后彈簧片70、 75不被損壞。整個(gè)安裝過(guò)程不 需要專(zhuān)用夾具，簡(jiǎn)單可靠。
權(quán)利要求
1、一種超小型音圈電機(jī)，包括前支架(10)、后支架(20)，以及設(shè)于前后支架之間的金屬殼體(30)，金屬殼體(30)內(nèi)設(shè)有能沿著殼體軸線位移的運(yùn)動(dòng)載座(50)，所述運(yùn)動(dòng)載座(50)依靠平板形的前彈簧片(70)和后彈簧片(75)支撐在金屬殼體(30)內(nèi)，其特征在于所述金屬殼體(30)的內(nèi)表面分上下層固定有第一磁鐵組(40)和第二磁鐵組(45)，第一磁鐵組(40)和第二磁鐵組(45)中的磁鐵向金屬殼體(30)內(nèi)徑向平行充磁；所述運(yùn)動(dòng)載座(50)外表面，對(duì)應(yīng)第一磁鐵組(40)和第二磁鐵組(45)，分上下兩層固定有第一環(huán)形線圈(60)和第二環(huán)形線圈(65)；所述第一環(huán)形線圈(60)和第二環(huán)形線圈(65)通電產(chǎn)生極性后，在第一磁鐵組(40)和第二磁鐵組(45)的磁力作用下，驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)載座(50)沿殼體軸線位移。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述超小型音圈電機(jī)，其特征在于 所述第一磁鐵組(40)和第二磁鐵組(45)內(nèi)上下對(duì)應(yīng)設(shè)置的磁鐵，其充磁方向相反，異極相吸；第一環(huán)形線圈(60)和第二環(huán)形線圈(65)串聯(lián)并且沿著相反方向繞在 運(yùn)動(dòng)載座(50)外表面；第一環(huán)形線圈(60)和第二環(huán)形線圈(65)通過(guò)正 輸入端子(76)和負(fù)輸入端子(77)連接導(dǎo)電輸入，第一環(huán)形線圈(60)和 第二環(huán)形線圈(65)通電后，受同一方向的磁力力作用，驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)載座(50) 位移。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超小型音圈電機(jī)，其特征在于所述第一環(huán)形 線圈(60)和第二環(huán)形線圈(65)之間設(shè)有墊片(90)，墊片(90)的厚度大于音圈電機(jī)的總行程。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超小型音圈電機(jī)，其特征在于所述后彈簧片 (75)與正輸入端子(76)和負(fù)輸入端子(77)連接形成電流回路一部分，后彈簧片(75)與金屬殼體(30)間設(shè)有絕緣片。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的超小型音圈電機(jī)，其特征在于所述運(yùn)動(dòng)載座(50) 為內(nèi)設(shè)螺紋的圓筒。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超小型音圈電機(jī)，其特征在于運(yùn)動(dòng)載座(50) 從后支架(20) —端旋入固定有運(yùn)動(dòng)輸出部件，運(yùn)動(dòng)載座(50)上設(shè)有卡位(51) ，后支架上(20)設(shè)有與所述卡位(51)相對(duì)應(yīng)，防止運(yùn)動(dòng)載座(50) 轉(zhuǎn)動(dòng)的卡槽(21)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1 6任一項(xiàng)所述的超小型音圈電機(jī)，其特征在于金屬殼體(30)為矩形，所述第一磁鐵組(40)和第二磁鐵組(45)每組各有四 塊片狀永磁體，每塊片狀永磁體設(shè)于矩形金屬殼體(30)內(nèi)表面的四角上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超小型音圈電機(jī)，包括前支架、后支架，以及設(shè)于前后支架之間的金屬殼體，金屬殼體內(nèi)設(shè)有能沿著殼體軸線位移的運(yùn)動(dòng)載座，所述運(yùn)動(dòng)載座依靠平板形的前彈簧片和后彈簧片支撐在金屬殼體內(nèi)，所述金屬殼體的內(nèi)表面上下層分別固定有第一磁鐵組和第二磁鐵組，第一磁鐵組和第二磁鐵組中的磁鐵向金屬殼體徑向平行充磁；所述運(yùn)動(dòng)載座外表面，對(duì)應(yīng)第一磁鐵組和第二磁鐵組，上下兩層固定有第一環(huán)形線圈和第二環(huán)形線圈；所述第一環(huán)形線圈和第二環(huán)形線圈通電產(chǎn)生極性后，在第一磁鐵組和第二磁鐵組的磁力作用下，驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)載座沿殼體軸線位移。本發(fā)明可最大限度縮小音圈電機(jī)的整體尺寸，實(shí)現(xiàn)了音圈電機(jī)的超小型化。
文檔編號(hào)H02K33/18GK101527490SQ20091003878
公開(kāi)日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2009年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月17日
發(fā)明者張關(guān)泳, 涂金漢, 臧慶龍 申請(qǐng)人:惠州市百宏微動(dòng)技術(shù)工業(yè)有限公司