專利名稱：音圈馬達(dá)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是指一種具有磁力預(yù)壓式精密導(dǎo)引的微型化音圈馬達(dá)裝置，特別是指一種可應(yīng)用于微型相機(jī)鏡組驅(qū)動(dòng)的音圈馬達(dá)裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的圓筒型音圈馬達(dá)，如圖5所示，包含一具有U型截面的同心環(huán)軛鐵51，數(shù)段弧形磁鐵52貼于該U型截面的同心環(huán)軛鐵的內(nèi)面以構(gòu)成封閉磁場，一線圈53置于上述磁鐵52及軛鐵51所形成的氣隙54，當(dāng)線圈53通以電流，該電流會(huì)與氣隙54中的磁場交互作用產(chǎn)生推力。為使線圈53于氣隙中保持與磁鐵52及軛鐵51的均勻間隙，有數(shù)種挾持導(dǎo)引方式，其一為使用一精密套筒滑軸，其套筒部與軛鐵51剛性連接，而線圈53與軸部剛性連接，由于該精密套筒滑軸具有預(yù)壓的滾動(dòng)鋼珠，固可保持線圈與軛鐵的無接觸精密平行滑動(dòng)；其二為當(dāng)線圈的移動(dòng)距離相對(duì)很短時(shí)，可采用兩彈簧片與線圈53剛性連接，若兩彈簧片具有完全相同的彈性常數(shù)，理論上亦可達(dá)成線圈53與軛鐵51的無接觸精密平行運(yùn)動(dòng)；其三為對(duì)于非精密的應(yīng)用，可將線圈53固定于一滑動(dòng)套筒，該套筒的內(nèi)緣與軛鐵51的外緣滑動(dòng)接觸，使線圈53與軛鐵51達(dá)成無接觸滑動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)平行度及摩擦力由內(nèi)外緣公差間隙所決定。
當(dāng)現(xiàn)有的音圈馬達(dá)裝置應(yīng)用于微型相機(jī)鏡組驅(qū)動(dòng)時(shí)有以下瓶頸(a)音圈馬達(dá)所驅(qū)動(dòng)的鏡頭為一可移動(dòng)的對(duì)象，通過由音圈馬達(dá)來驅(qū)動(dòng)鏡頭做前后移動(dòng)而達(dá)到自動(dòng)對(duì)焦或變焦的目的，此項(xiàng)應(yīng)用除需要高重現(xiàn)精度的定位外，尚需在運(yùn)動(dòng)軸與光軸相對(duì)偏擺上作高精度的要求以符合光學(xué)成像的表現(xiàn)。若采用上述現(xiàn)有方式的第一法，雖其運(yùn)動(dòng)重現(xiàn)精度及摩擦力表現(xiàn)優(yōu)異，但該精密套筒滑軸的成本過高且微型化有瓶頸，這對(duì)應(yīng)用于微型相機(jī)的量產(chǎn)前提下實(shí)為不可行；若采用上述現(xiàn)有方式的第二法，當(dāng)兩彈簧片彈性是數(shù)有差異，或數(shù)段弧形磁鐵沖磁強(qiáng)度有差異，都將造成一定程度的偏擺而影響應(yīng)用于微型相機(jī)的呈像品質(zhì)，此外，更嚴(yán)重的是，若應(yīng)用于可攜式微型相機(jī)，鏡頭的自重方向，也會(huì)造成運(yùn)動(dòng)偏擺，因此，采用此法在量產(chǎn)上可能造成良率不高的缺點(diǎn)，對(duì)于未來高畫素的微型相機(jī)應(yīng)用，其自重偏擺將明顯惡化呈像品質(zhì)；若采用上述現(xiàn)有方式的第三法，通過由動(dòng)件與非動(dòng)件接觸面間的嚴(yán)格組配公差約束而達(dá)到運(yùn)動(dòng)軸向的偏擺控制，這對(duì)應(yīng)用于微型相機(jī)模塊的鏡組驅(qū)動(dòng)時(shí)，由于音圈馬達(dá)直接出力有限及各模穴射出成型模具精度齊一化控制不易，此將造成量產(chǎn)上整體裝置隨機(jī)組配的動(dòng)件與非動(dòng)件間的摩擦力及運(yùn)動(dòng)偏擺角度的品質(zhì)不穩(wěn)定，公差太緊使摩擦力過大造成音圈馬達(dá)無法驅(qū)動(dòng)，公差太松將使自由偏擺角過大降低呈像品質(zhì)。綜上所述，有必要?jiǎng)?chuàng)作一種摩擦力與偏擺角與動(dòng)件及非動(dòng)件組配公差及鏡組自重方向無關(guān)的低成本導(dǎo)引機(jī)構(gòu)，使應(yīng)用于微型相機(jī)模塊鏡組驅(qū)動(dòng)的音圈馬達(dá)裝置量產(chǎn)變?yōu)榭尚小?br> (b)因應(yīng)微型相機(jī)鏡組應(yīng)用于可攜式裝置的需求，模塊尺寸的微型化為市場上的潮流，以適應(yīng)現(xiàn)有可攜式裝置尺寸空間限制，但現(xiàn)有的音圈馬達(dá)為圓對(duì)稱的架構(gòu)，因此尺寸的微型化會(huì)因?yàn)楸⌒痛盆F生產(chǎn)的加工極限而使微型化受到限制，因此如何從馬達(dá)磁路設(shè)計(jì)架構(gòu)上突破而達(dá)成上述尺寸微型化的要求實(shí)為重要的創(chuàng)作課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提出一種具有磁力預(yù)壓式無自由偏擺導(dǎo)引機(jī)構(gòu)的低成本微型化音圈馬達(dá)裝置，以改善現(xiàn)有音圈馬達(dá)應(yīng)用于微型相機(jī)鏡組驅(qū)動(dòng)時(shí)所造成的缺點(diǎn)及瓶頸。
本發(fā)明的音圈馬達(dá)裝置，其特征為利用音圈馬達(dá)本身磁路結(jié)構(gòu)漏磁對(duì)導(dǎo)引鋼棒產(chǎn)生的預(yù)壓磁力使摩擦力為恒定，并消除動(dòng)件及非動(dòng)件的接觸面間的間隙，得以使鏡組在進(jìn)行移動(dòng)時(shí)可以得到低摩擦、無自由偏擺、高重現(xiàn)精度的運(yùn)動(dòng)結(jié)果；另一特征為該音圈馬達(dá)具有矩形外型的非全圓包覆的磁路結(jié)構(gòu)，使在固定長寬的限制下，通過由磁束集中的磁路結(jié)構(gòu)，達(dá)到最大馬達(dá)推力。該音圈馬達(dá)裝置包括一音圈馬達(dá)磁路部件、一音圈馬達(dá)電路部件、復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)引鋼軸；一負(fù)載安裝滑座，及一底座。
當(dāng)然，其中該音圈馬達(dá)磁路部件，其是由復(fù)數(shù)個(gè)非環(huán)型磁鐵、復(fù)數(shù)個(gè)非環(huán)型表面軛鐵延音圈馬達(dá)軸向方向堆棧于一具有中央環(huán)壁的底軛鐵的外緣使該非環(huán)型表面軛鐵內(nèi)緣與該中央環(huán)壁間形成一內(nèi)環(huán)氣隙，其特征為具有矩形外型的非全圓包覆的磁路結(jié)構(gòu)，且于該內(nèi)環(huán)氣隙形成用以產(chǎn)生推力的主激磁磁場，及該磁路部件的外緣形成用以產(chǎn)生磁預(yù)壓力的漏磁場。
當(dāng)然，其中該音圈馬達(dá)電路部件，其是由至少一組線圈所構(gòu)成，以便于該線圈中流過適當(dāng)電流并將其置于上述該磁路部件的該內(nèi)環(huán)氣隙中與上述該主激磁磁場作用產(chǎn)生推力。
當(dāng)然，其中該負(fù)載安裝滑座，與上述該磁路部件剛性連接以構(gòu)成該裝置的動(dòng)件，其除具有一中空內(nèi)螺牙用以鎖固負(fù)載，其外緣并具有復(fù)數(shù)個(gè)圓孔形或開放弧形承靠面與該復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)引鋼軸滑動(dòng)接觸。
當(dāng)然，其中該復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)引鋼軸，其是由導(dǎo)磁材料所構(gòu)成，安置于上述該負(fù)載安裝滑座的復(fù)數(shù)個(gè)圓孔形或開放弧形承靠面內(nèi)緣，并通過由該復(fù)數(shù)個(gè)圓孔形或開放弧形承靠面與上述該磁路部件的外緣分別保持一間隙，上述該磁路部件所產(chǎn)生的該漏磁場，透過該間隙，與該復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)引鋼軸磁交鏈，以構(gòu)成封閉磁回路而產(chǎn)生預(yù)壓磁力，該預(yù)壓磁力所形成的合成力矩，將使上述該負(fù)載安裝滑座的復(fù)數(shù)個(gè)圓孔形或開放弧形承靠面，分別緊密滑動(dòng)接觸該復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)引鋼軸，以達(dá)成無自由偏擺的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)然，其中該底座，用以固定上述該音圈馬達(dá)電路部件及上述該復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)引鋼軸，形成該裝置的非動(dòng)件。
現(xiàn)茲針對(duì)本發(fā)明的各細(xì)部技術(shù)內(nèi)容，通過下述詳細(xì)說明參閱所附圖示而獲較佳的了解


圖1本發(fā)明裝置采用二磁石的矩形非全圓包覆的磁路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2本發(fā)明裝置采用四磁石的矩形非全圓包覆的磁路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3本發(fā)明裝置磁力預(yù)壓式無自由偏擺的導(dǎo)引結(jié)構(gòu)說明圖；圖4本發(fā)明裝置的較佳實(shí)施例的機(jī)構(gòu)圖；圖5現(xiàn)有的圓筒型音圈馬達(dá)磁路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明中的音圈馬達(dá)磁路部件，如圖1所示，該磁路部件是由兩非環(huán)型磁石111，112、兩非環(huán)型表面軛鐵121，122與具有中央環(huán)壁的底軛鐵13延音圈馬達(dá)軸向方向所堆棧組成；該具有矩形外型的非全圓包覆的磁路結(jié)構(gòu)可形成兩種封閉磁路，其一用以產(chǎn)生推力的主磁力線15是由該兩非環(huán)型磁石111，112的上表面出發(fā)，經(jīng)由兩非環(huán)型表面軛鐵121，122轉(zhuǎn)向內(nèi)環(huán)氣隙14，到達(dá)底軛鐵13的中央環(huán)壁，在經(jīng)由底軛鐵13的導(dǎo)引回到該兩非環(huán)型磁石111，112的下表面；而另一用以產(chǎn)生預(yù)壓力的漏磁力線16是由該兩非環(huán)型磁石111，112的上表面出發(fā)，經(jīng)由非環(huán)型表面軛鐵121，122轉(zhuǎn)向外緣，穿越該表面軛鐵121，122外緣與底軛鐵13外緣間的空氣部，到達(dá)底軛鐵13外緣，在經(jīng)由該底軛鐵13的導(dǎo)引回到該兩兩非環(huán)型磁石111，112的下表面。該磁路結(jié)構(gòu)的特性為可在特定空心圓直徑及整體長寬的空間限制下，充分利用所定義的矩形面積的四隅設(shè)置磁石，利用該兩非環(huán)型表面軛鐵121，122達(dá)成磁束集中的效果，因此相較于現(xiàn)有的圓對(duì)稱的磁路結(jié)構(gòu)，在特定出力要求下，可實(shí)現(xiàn)最小長寬的設(shè)計(jì)，同時(shí)亦解決裝置微小化時(shí)磁石太薄不易生產(chǎn)的瓶頸。當(dāng)然，延伸此概念，該磁路部件亦可如圖2所示，是由四非環(huán)型磁石211，212，213，214、四非環(huán)型表面軛鐵221，222，223，224與具有中央環(huán)壁的底軛鐵23所組成。
本發(fā)明中的音圈馬達(dá)電路部件，其是由線圈所構(gòu)成并固定于上述該底座上，且置于上述該磁路部件的內(nèi)環(huán)氣隙14，當(dāng)線圈中流過電流時(shí)會(huì)與主磁力線交互作用而產(chǎn)生推力，此固定線圈式音圈馬達(dá)架構(gòu)，可省略現(xiàn)有音圈馬達(dá)移動(dòng)供電電纜，提升該裝置的壽命可靠度。
本發(fā)明中的音圈馬達(dá)裝置達(dá)成磁力預(yù)壓式無自由偏擺的導(dǎo)引特性，如圖3所示，是將該負(fù)載安裝滑座31與上述該磁路部件32剛性連接，以做為該音圈馬達(dá)裝置的動(dòng)件。該音圈馬達(dá)裝置的線圈33與兩導(dǎo)引鋼軸341，342分別固定于底座35以構(gòu)成該音圈馬達(dá)裝置的非動(dòng)件。由于該兩導(dǎo)引鋼軸341，342是置于且分立于該負(fù)載安裝滑座31的兩個(gè)弧形承靠面311，312內(nèi)，并與上述磁路部件32外緣分別保持一間隙36，由于前段所述的磁路部件32具有行經(jīng)外緣的漏磁力線37，該漏磁力線會(huì)流經(jīng)該二導(dǎo)引鋼軸341，342而構(gòu)成封閉磁回路，因此該動(dòng)件面對(duì)該二導(dǎo)引鋼軸的面會(huì)有磁預(yù)壓力381，382產(chǎn)生，因而對(duì)該動(dòng)件產(chǎn)生一合成力矩，該合成力矩會(huì)使上述該負(fù)載安裝滑座31的兩個(gè)弧形承靠面311，312緊貼于該二導(dǎo)引鋼軸341，342的表面，因此即使該二導(dǎo)引鋼軸341，342的中心位置或外徑與該弧形承靠面311，312的中心位置或半徑有公差而形成間隙，由于磁力是氣隙愈小其值愈大，因此該動(dòng)件會(huì)偏向氣隙較小的弧形承靠面，而與另一承靠面僅保持線接觸；此一創(chuàng)新的導(dǎo)引設(shè)計(jì)可使動(dòng)件與非動(dòng)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為無自由偏擺的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)，提高該音圈馬達(dá)的定位重現(xiàn)精度，此外，該導(dǎo)引結(jié)構(gòu)亦降低該兩導(dǎo)引鋼軸341，342的組裝平行度要求，且使該導(dǎo)引結(jié)構(gòu)的摩擦力僅與磁預(yù)壓力有關(guān)而與組裝公差無關(guān)，提高該音圈馬達(dá)裝置量產(chǎn)的良率。
綜上所述，本發(fā)明所揭示的音圈馬達(dá)裝置，通過由下述創(chuàng)作的技術(shù)手段，使音圈馬達(dá)裝置達(dá)成微型化易量產(chǎn)及無自由偏擺的運(yùn)動(dòng)性能(a)以具有矩形外型的非全圓包覆的磁路結(jié)構(gòu)達(dá)成在特定出力要求下，可實(shí)現(xiàn)最小長寬的設(shè)計(jì)，并解決裝置微小化時(shí)磁石太薄不易生產(chǎn)的瓶頸。。
(b)通過由音圈馬達(dá)本身磁路部件所產(chǎn)生的磁場經(jīng)由導(dǎo)引鋼軸產(chǎn)生預(yù)壓磁力以消除動(dòng)件與非動(dòng)間的公差間隙達(dá)成無自由偏擺的滑動(dòng)性能。
通常根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于微型相機(jī)鏡組驅(qū)動(dòng)時(shí)，其較佳實(shí)施例如下所述如圖4所示，該音圈馬達(dá)裝置包括一線圈41、第一導(dǎo)引鋼軸421及第二導(dǎo)引鋼軸422分別固定于底座43上，構(gòu)成本裝置的非動(dòng)件，該裝置亦包括一磁路部件44剛性連接于一負(fù)載安裝滑座45連同固定于其上的鏡組46，構(gòu)成本裝置的動(dòng)件，其中該磁路部件44是由第一非環(huán)型磁鐵441及第二非環(huán)型磁鐵442、第一非環(huán)型表面軛鐵443及第二非環(huán)型表面軛鐵444堆棧于一具有中央環(huán)壁的底軛鐵445的外緣以形成具有矩形外型的非全圓包覆的磁路結(jié)構(gòu)，以降低整體裝置的長寬。該線圈41恰置于上述磁路部件所形成的內(nèi)環(huán)氣隙，用以通過電流產(chǎn)生推力；于該負(fù)載安裝滑座45上對(duì)稱角落設(shè)有第一弧形承靠面451及第二弧形承靠面452用以與上述兩導(dǎo)引鋼軸421，422，通過由該磁路部件44的漏磁力線產(chǎn)生預(yù)壓力，進(jìn)而保持緊密滑動(dòng)接觸。是故當(dāng)音圈馬達(dá)裝置的動(dòng)件因推力使與非動(dòng)件產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，不致有自由偏擺產(chǎn)生。
本發(fā)明得由熟悉本技藝的人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利范圍所欲保護(hù)者。
權(quán)利要求
1.一種音圈馬達(dá)裝置，其特征在于包括一可動(dòng)磁路部件，用以產(chǎn)生推力及預(yù)壓力所需的磁場；一固定電路部件，其是由至少一組線圈所構(gòu)成，以便以于該線圈中流過適當(dāng)電流；一負(fù)載安裝滑座，與上述該可動(dòng)磁路部件剛性連接以構(gòu)成該裝置的動(dòng)件；復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)引鋼軸，其是由導(dǎo)磁材料所構(gòu)成，用以做為該上述負(fù)載安裝滑座滑動(dòng)時(shí)的導(dǎo)引軸；一底座，用以固定上述該固定電路部件及上述該復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)引鋼軸，形成該裝置的非動(dòng)件。
2.如權(quán)利要求1所述的音圈馬達(dá)裝置，其中該可動(dòng)磁路部件其是由復(fù)數(shù)個(gè)非環(huán)型磁鐵、復(fù)數(shù)個(gè)非環(huán)型表面軛鐵延音圈馬達(dá)軸向方向堆棧于一具有中央環(huán)壁的底軛鐵的外緣使該非環(huán)型表面軛鐵內(nèi)緣與該中央環(huán)壁間形成一內(nèi)環(huán)氣隙，其特征在于具有矩形外型的非全圓包覆的磁路結(jié)構(gòu)，且于該內(nèi)環(huán)氣隙形成用以產(chǎn)生推力的主激磁磁場，及該磁路部件的外緣形成用以產(chǎn)生磁預(yù)壓力的漏磁場。
3.如權(quán)利要求1所述的音圈馬達(dá)裝置，其特征在于所述該固定電路部件是置于上述該可動(dòng)磁路部件的該內(nèi)環(huán)氣隙中與上述該主激磁磁場作用產(chǎn)生推力。
4.如權(quán)利要求1所述的音圈馬達(dá)裝置，其特征在于所述該負(fù)載安裝滑座，其除具有一中空內(nèi)螺牙用以鎖固負(fù)載，其外緣并具有復(fù)數(shù)個(gè)圓孔形或開放弧形承靠面與該復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)引鋼軸滑動(dòng)接觸。
5.如權(quán)利要求1所述的音圈馬達(dá)裝置，其特征在于所述該復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)引鋼軸是安置于上述該負(fù)載安裝滑座的復(fù)數(shù)個(gè)圓孔形或開放弧形承靠面內(nèi)緣，并通過由該復(fù)數(shù)個(gè)圓孔形或開放弧形承靠面與上述該磁路部件的外緣分別保持一間隙，上述該磁路部件所產(chǎn)生的該漏磁場，透過該間隙，與該復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)引鋼軸磁交鏈，以構(gòu)成封閉磁回路而產(chǎn)生預(yù)壓磁力，該預(yù)壓磁力所形成的合成力矩，將使上述該負(fù)載安裝滑座的復(fù)數(shù)個(gè)圓孔形或開放弧形承靠面，分別緊密滑動(dòng)接觸該復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)引鋼軸，以達(dá)成無自由偏擺的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種音圈馬達(dá)裝置，特別是指一種可應(yīng)用于微型相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦或變焦鏡組驅(qū)動(dòng)的音圈馬達(dá)裝置。該裝置包括一音圈馬達(dá)，復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)引鋼軸，一負(fù)載安裝滑座，及一底座。該音圈馬達(dá)包含一由磁鐵及軛鐵所構(gòu)成的磁路部件，及一由線圈所構(gòu)成的電路部件；該磁路部件與該負(fù)載安裝滑座剛性連接做為本裝置的動(dòng)件，該電路部件與導(dǎo)引鋼軸固定于該底座為本裝置的非動(dòng)件；本裝置的特征為，通過由該音圈馬達(dá)磁路部件本身漏磁場與導(dǎo)引鋼軸交鏈產(chǎn)生的預(yù)壓磁力以消除動(dòng)件與非動(dòng)件間公差間隙所造成的自由偏擺，以達(dá)高重現(xiàn)性的運(yùn)動(dòng)性能；此外，該磁路部件的磁鐵及軛鐵形成具有矩形外型的非全圓包覆的磁路結(jié)構(gòu)，以達(dá)成整體裝置最小化。
文檔編號(hào)G03B13/34GK1858975SQ20051007015
公開日2006年11月8日 申請日期2005年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月8日
發(fā)明者曾有光 申請人:吉佳科技股份有限公司