用於超小型化音圈電機的彈簧片副的製作方法

2023-10-09 08:07:49 1

專利名稱：用於超小型化音圈電機的彈簧片副的製作方法
技術領域：
用子超小型化音圈電機的彈簧片副
技術領域：
本實用新型涉及音圈電機領域，特別涉及用於手機及筆記本等可攜式電子 設備的自動對焦攝像模組中，承擔自動對焦功能之超小型化音圈電機的彈簧片 副。
背景技術：
音圈電機(Voice Coil Motor, VCM)是一種比較特別的直線位移驅動電 機，其具有結構簡單、體積小、低能耗、無噪音、高加速度和響應速度快、位
移精確以及價格低廉等優點。音圈電機非常適合作為可攜式電子產品中的短距 離線性位移動力單元。目前用於手機和筆記本電腦的自動對焦攝像頭模組普遍 採用音圈電機作為其光學裝置位移的動力單元。然而，音圈電機的驅動/還原 變化速度相對於便攜電子產品動輒數毫秒級的變化速度而言是較慢的。為改善 上述狀況，通常情況下會在音圈電機當中加入至少一個彈簧片，甚至一副彈簧 片來加速驅動/還原的變化速度。
圖1展示了現有技術中用於手機和筆記本電腦的自動對焦(Auto Focus) 的音圈電機(VCM)的分解示意圖。如圖1所示，現有技術音圈電機包含有一 前支架100、後支架105以及金屬殼體110，所述金屬殼體110內腔周邊均勻 設有四塊永磁鐵115， 一運動載座120，其內腔加工有內螺紋，用於旋入運動 輸出(如鏡頭等)，所述運動載座120上固定有環形線圈125，該運動載座120 及線圈125組合後活動置於鐵殼金屬殼體110內之四塊永磁鐵115中心，並由 該環形線圈125通電產生磁場作用於該四塊永磁鐵115上使之相斥或相吸，從 而帶動該運動載座120同軸線位移，而該運動載座120通過設於其前、後之前 彈簧片130和後彈簧片135支撐在該裝置的同軸心，以加速驅動/還原。
由於連接運動載座120的前、後彈簧片130、 135均是整體平板結構，需 要由另外的、單獨的正、負輸入端子140、 145來完成電流導入功能，因此，在所述前彈簧片130和後彈簧片135上，還接有正、負輸入端子140、 145，而 前、後彈簧片130、 135參與電流迴路，故均需要單獨的絕緣片150、 155來與 金屬殼體110絕緣開來。同時，所述線圈125的線頭還需要穿過所述的運動載 座120的側面開設的過線通槽13與前彈簧片130焊接導通。當通過正、負輸 入端子140、 145，經由前彈簧片130和後彈簧片135，向線圈125通電時，永 磁鐵115向所述線圈125施加與前彈簧片130和後彈簧片135相對線圈125相 反的作用力，在永磁鐵115的作用下，所述線圈125帶動所述運動載座120移 動。通過調節線圈125中通電電流的強弱變化，可實現運動載座120前後移動 位移量的控制；而通過藉助磁場作用力和前、後彈簧片130、 135的機械回復 力，可使運動載座120回復到初始位置。
圖2展示了現有技術彈簧片副的結構示意圖。該彈簧片副由前、後兩彈簧 片130、 135組成，所述的前、後彈簧片130、 135均為平板形整體圓形結構， 可起到機械彈性回復力和電流導通的作用。但由於前、後彈簧片130、 135本 身沒有接入電流，因此必需依靠另外單獨的正、負輸入端子140、 145來完成 電流的導入功能；故在結構中，正端子140通過與前彈簧片130焊接、負端子 145與後彈簧片135焊接方式實現。在所述前、後彈簧片130、 135上，還具有 簧絲迂迴結構132，但簧絲迂迴方式通常是少於三段的簡單迂迴方式。
由以上現有技術不難看出，雖然現有音圈電機能夠提供需要的線性位移， 但仍存在下列主要缺陷a)所需的零部件數目多，很難在結構上進一步縮小 空間，工藝實施性差，實際生產品質難以保證；b)由於組成彈簧片副的前、 後彈簧片均是平板形結構，需要由另外單獨的正、負輸入端子來完成電流導入 功能，無疑另外增加了零件的數量；c)前、後彈簧片均參與電流迴路，故均 需要單獨的絕緣片使其與金屬殼體絕緣開來；d)正端子、負端子分別與前彈 簧片、後彈簧片通過焊接方式連接，需要較高的焊接工藝保證其焊接良品率； e)由於現有前、後彈簧片均採用圓形基體，其簧絲迂迴方式受到其安裝面積 限制，顯得過於單調和侷促，所以在施加外力時，所需的力量較小，極容易受 到外力偏移而產生橫向傾斜使彈性受到限制，回復速度慢。目前，隨著現代科學技術的不斷高速發展，手機和筆記本電腦的自動對焦 攝像頭模組對動力單元的體積要求是越來越小、越來越薄，對裝配工藝的良率 要求是越來越高，而對裝配工藝成本卻要求越來越低，上述現有技術的缺陷， 很大程度局限了其在手機和筆記本電腦的自動對焦攝像頭模組領域的應用。

實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題是克服上述現有技術的缺陷，提供一種改 進的彈簧片副，其具有位移距離大、彈性回復力強且均勻的特點，同時具備導 電端子功能，可降低音圈電機加工成本。
為達到上述實用新型目的，本實用新型提出以下的技術方案-一種用於超小型化音圈電機的彈簧片副，包括前彈簧片和後彈簧片，所 述前彈簧片和後彈簧片均包括一基體，所述基體中央開設有中心孔，該中心孔 周邊徑向由內向外同軸分布有內圈運動環和外圈固定環，所述內圈運動環上設 有卡位結構，外圈固定環上設有迂迴簧絲，其特徵在於所述後彈簧片由左右 分開的兩半彈簧片組合而成，其分別與正、負輸入端子相接，兩半彈簧片之間 設有分片絕緣槽。
優選地，所述前彈簧片和後彈簧片基體均為與矩形平板結構。 優選地，所述前彈簧片和後彈簧片之外圈固定環上設有至少四條交錯迂迴 的簧絲，各迂迴簧絲形狀相同，且均勻、對稱地分布在內圈運動環與外圈固定 環之間。
優選地，所述各迂迴簧絲可分布於矩形平板基體的四個角上。 進一步地，在所述兩半彈簧片上，還分別設有至少一焊接突耳。 從以上技術方案可以看出，本實用新型具有下列技術效果 1)本實用新型將後彈簧片設計成左右分開的兩半彈簧片組合而成，可由其 單獨實現音圈電機電流回流功能，故而前彈簧片可省去導電功能，因此，不需 要另外再設置單獨放入絕緣片使之與金屬殼體隔開，故而可以減少音圈電機產 品零件個數及加工工藝，節約加工材料，降低加工成本，同時還可降低音圈電機的外形尺寸。
2)本實用新型將前、後彈簧片基體形狀設計為與音圈電機金屬殼體端面
形狀相適配的矩形結構，既可便於前、後彈簧片的安裝壓固，又可增加簧絲的 安裝面積，可在外圈固定環上設置至少四條形狀相同、交錯迂迴的簧絲，可有 效拉長簧絲的延伸距離，提高彈簧片副的彈性回復力，從而大大提高了運動載 座的位移距離及響應速度，提升音圈電機產品品質。


圖1為現有技術音圈電機的分解示意圖； 圖2為現有技術音圈電機中彈簧片副示意圖； 圖3為現有技術音圈電機中後彈簧片平面圖； 圖4為本實用新型彈簧片副示意圖； 圖5為本實用新型後彈簧片平面圖6為使用本實用新型彈簧片副的音圈電機的分解示意圖； 現有技術附圖中
100前支架；105後支架；110金屬殼體
115磁鐵；120運動載座；125線圈；
130前彈簧片；132迂迴簧絲；134外圈固定環；
135後彈簧片-,136內圈運動環；140+輸入端子；
145 —輸入端子；150前絕緣片；155後絕緣片。
本實用新型附圖中
100前支架；105後支架；110.1金屬殼體
115. 1磁鐵；120.1運動載座i125線圈；
130.1前彈簧片；132.1迂迴簧絲；134.1外圈固定環;
135. 1後彈簧片；136.1內圈運動環；155後絕緣片
10平板基體；11中心孔；12第一迂迴簧絲;13第二迂迴簧絲;
16分片絕緣槽； 19焊接突耳；
14第三迂迴簧絲; 17正端子折突； 20卡位結構。
15第四迂迴簧絲; 18負端子折突；
具體實施方式
如圖4、圖5所示，本實用新型包括前彈簧片130. l和後彈簧片135. 1， 所述前彈簧片130. 1和後彈簧片135. 1均包括一平板基體10，該基體可採用銅 錫鎳合金片製成，其具有極佳的彈性、抗疲勞性、導電性、易焊接性、耐氧化 性。所述基體中央開設有一中心孔11,該中心孔11外周邊徑向由內向外同軸 分布有內圈運動環136. 1、外圈固定環134. 1，所述內圈運動環134. 1上設有 至少一個卡位結構20，內圈運動環136. 1可依靠該凹凸卡位結構20與運動載 座120實現徑向定位，依靠前、後支架100、 105的壓合實現軸向定位；所述 外圈固定環134. l上設有迂迴簧絲132.1。如圖5所示，本實用新型所述後彈 簧片135.1由左右分開的兩半彈簧片一—後左彈簧片135. la、後右彈簧片 135. lb組合而成，兩者相互對稱於基體中心孔11縱向軸線，所述後左彈簧片 135. la、後右彈簧片135. lb之間設有可將兩者隔開的分片絕緣槽16，分片絕 緣槽16對中於基體中心孔11縱向軸線。在後左彈簧片135. la、後右彈簧片 135.1b之頂端，還分別豎直折出有正端子折突17和負端子折突18，可作為電 流的正、負輸入端子，完成電流的導入。上述結構中，由於後彈簧片135.1設 計成左右分開的後左彈簧片135. la和後右彈簧片135. lb，可單獨實現的音圈 電機電流回流功能，而前彈簧片130. l就可省去導電功能，與現有技術相比， 不需要另外再設置單獨放入絕緣片與金屬殼體隔開，故而可以減少音圈電機產 品三個輔助零件，避免了三道精密焊接工藝，節約了加工材料，降低了加工成 本。同時，由於整體尺寸減小，故還可降低音圈電機的外形尺寸。
如圖4、圖5所示，本實用新型還將前彈簧片130. 1和後彈簧片135. 1的 基體設計為矩形平板結構，即外圈固定環134.1設計為矩形，其與音圈電機金 屬殼體的端面形狀接近，可便於前彈簧片130. 1和後彈簧片135. 1的安裝壓固。由於本實用新型基體10採用矩形結構，因此，在所述前彈簧片130. 1和 後彈簧片135. 1之外圈固定環134. 1上，設有四條交錯迂迴的簧絲，分別為第 一迂迴簧絲12、第二迂迴簧絲13、第三迂迴簧絲14、第四迂迴簧絲15。上述 各迂迴簧絲形狀相同，均勻、對稱地分布在內圈運動環136.1與外圈固定環 134.1之間，即相鄰兩個迂迴簧絲之間相隔90° ，而且各迂迴簧絲分布在矩形 平板基體10的一個內角位置，使得同是偶數或同是奇數的兩個迂迴簧絲通過 基體中心孔ll的圓心對稱分布；簧絲的迂迴方式儘可能按安裝空間交錯分布， 可有效拉長簧絲的延伸距離，這樣，可使位於外圈固定環134.1上迂迴簧絲 132. 1長度大大加長，可有效提高前彈簧片130. 1和後彈簧片135. 1彈性回復 力，從而大大提高了運動載座的位移距離及響應速度，以提升音圈電機產品品 質。
作為進一步的改進，本實用新型在所述後彈簧片135.1之後左彈簧片 135. la和後右彈簧片135. lb上，還設有至少一焊接突耳19，可便於與線圈125 底端引出的線頭、線尾焊接。
音圈電機工作過程當電流通過正、負端子折突17、 18，經由分體式後彈 簧片135. 1之後左彈簧片135. la、後右彈簧片135. lb嚮導電線圈125通電時， 永磁鐵115. 1嚮導電線圈125及其連帶的運動載座120. 1施加與所述前、後彈 簧片130. 1、 135. 1組成的彈簧片副向運動載座120. 1相反的磁場力，在永磁 鐵115. 1的磁場力作用下，所述導電線圈125帶動運動載座120. 1移動。通過 調節導電線圈125中電流的強弱變化，從而實現運動載座120. 1前後移動位移 量的精確控制；通過藉助磁場作用力和前、後彈簧片130.1、 135.1組成的彈 簧片副的機械回復力而使運動載座120. 1回復到初始位置。當音圈電機到達位 移極限位置後，由於彈簧片副上迂迴簧絲132.1具有較好的回覆力，可迅速將 運動載座120. 1拉回初始位置。
本實用新型前彈簧片130. 1採用整片式設計，只承擔軸向機械回復力和徑 向對中保證的功能，但不用其承擔電流引導功能。故不需要特別從運動載座 120. 1中穿孔引出導線與其焊接；而後彈簧片135. 1採用左右分片組合方式，除承擔軸向機械回復力和徑向對中保證的功能，還由其後左彈簧片135. la、後 右彈簧片135. lb上正端子折突17、負端子折突18承擔正、負極電流引導的功 能。這樣，只需從運動載座120. 1 —端將線圈125的正、負極線尾與後彈簧片 135. l導通引出即可，非常方便、簡潔。
因此，採用此項彈簧片副實用新型的音圈電機可以實現的更簡潔的結構布 局、更快速的響應時間、更小的外形尺寸和更低不良率的裝配工藝。
以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳 細，但並不能因此而理解為對本實用新型專利範圍的限制。應當指出的是，對 於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做 出若干變形和改進，這些都屬於本實用新型的保護範圍。因此，本實用新型專 利的保護範圍應以所附權利要求為準。
權利要求1. 一種用於超小型化音圈電機的彈簧片副，包括前彈簧片和後彈簧片， 所述前彈簧片和後彈簧片均包括一基體，所述基體中央開設有中心孔，該中心 孔周邊徑向由內向外同軸分布有內圈運動環和外圈固定環，所述內圈運動環上 設有卡位結構，外圈固定環上設有迂迴簧絲，其特徵在於所述後彈簧片由左 右分開的兩半彈簧片組合而成，其分別與正、負輸入端子相接，兩半彈簧片之 間設有分片絕緣槽。
2、 根據權利要求1所述的一種用於超小型化音圈電機的彈簧片副，其特 徵在於所述前彈簧片和後彈簧片之外圈固定環上設有至少四條交錯迂迴的簧 絲，各迂迴簧絲形狀相同，且均勻、對稱地分布在內圈運動環與外圈固定環之 間。
3、 根據權利要求1或2所述的一種用於超小型化音圈電機的彈簧片副， 其特徵在於所述前彈簧片和後彈簧片基體均為矩形平板結構。
4、 根據權利要求3所述的一種用於超小型化音圈電機的彈簧片副，其特徵 在於所述各迂迴簧絲分布於矩形平板基體的四個角上。
5、 根據權利要求1或2或4所述的一種用於超小型化音圈電機的彈簧片副，其特徵在於所述後彈簧片上之兩半彈簧片上，分別設有至少一焊接突耳。
6、根據權利要求3所述的一種用於超小型化音圈電機的彈簧片副，其特徵在於所述後彈簧片上之兩半彈簧片上，分別設有至少一焊接突耳。
專利摘要一種用於超小型化音圈電機的彈簧片副，包括前、後彈簧片，所述前、後彈簧片包括一中央開設有中心孔的基體，該中心孔周邊徑向由內向外同軸分布有內圈運動環和外圈固定環，所述內圈運動環上設有卡位結構，外圈固定環上設有迂迴簧絲，其特徵在於所述後彈簧片由左右分開的兩半彈簧片組合而成，通過分片絕緣槽隔開，各半彈簧片分別與正、負輸入端子相接。所述前、後彈簧片基體為與矩形平板結構，其外圈固定環上設有至少四條交錯迂迴的簧絲，各迂迴簧絲形狀相同，且均勻、對稱地分布在內圈運動環與外圈固定環之間。採用本實用新型可提高運動載座響應速度，減少音圈電機零件個數及加工工序，節約加工材料，降低加工成本，還可降低音圈電機的外形尺寸。
文檔編號H02K33/00GK201156697SQ200820091959
公開日2008年11月26日 申請日期2008年2月3日 優先權日2008年2月3日
發明者劉宏偉, 盧致輝 申請人:惠州市百宏微動技術工業有限公司