專利名稱:具有彈性聯(lián)結(jié)部的軸向致動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種具有彈性聯(lián)結(jié)部的軸向致動裝置，特別為一應(yīng)用于數(shù)字取像裝置的軸向致動裝置。
背景技術(shù)：
用于可隨身攜帶、可隨時使用的驅(qū)動裝置系統(tǒng)一般皆是具有體積小、重量輕、易收藏的特點，相對地也可能因為疏忽而摔落，而造成內(nèi)部的損毀或功能不彰。因此對于保護(hù)裝置的依賴勢必加重，但是增加了保護(hù)裝置也可能因此增加了零組件的數(shù)目而造成體積增大、重量增加、不易收藏，致使原來的優(yōu)點不復(fù)存在。再者，以輕、薄、短、小的設(shè)計觀念來看，尺寸變小勢必增加組裝的困難度，而造成成本上的增加。
可攜電子設(shè)備中，馬達(dá)的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，應(yīng)用在數(shù)字相機(jī)等現(xiàn)代可攜電子設(shè)備中的馬達(dá)數(shù)量的成長速度，已持續(xù)超越傳統(tǒng)用在硬盤驅(qū)動器里的音圈馬達(dá)(voice coil motor)和主軸馬達(dá)數(shù)量的成長速度?，F(xiàn)在馬達(dá)的發(fā)展必須滿足苛刻的小型化趨勢要求。公知技術(shù)的音圈馬達(dá)的構(gòu)造大致相同，一般皆是由線圈、磁鐵、軛鐵等組件所組成。公知技術(shù)的音圈馬達(dá)結(jié)構(gòu)上最大的不同點，在于如何將可動部與固定部結(jié)合起來的聯(lián)結(jié)組件。因為有聯(lián)結(jié)組件才能組合成一個完整的致動器。
一般聯(lián)結(jié)組件的設(shè)計約有下列幾種，而這些設(shè)計都有其缺點存在1.彈簧式，以彈簧壓迫電刷方式，因軸向長度過長，不適合于小型化，而且機(jī)械式的彈簧其剛性系數(shù)較大，也就是必需克服較大的彈性力。2.直線軸承式，跟彈簧剛好相反，它在徑向上占極大的空間，而且必需有定位裝置，否則無法作位移的控制。3.葉片彈簧式，這種設(shè)計是目前市面上最常用的聯(lián)結(jié)組件，所占空間較小，非常適合小型化，但是它最大的缺點是會在軸向上作小量的旋轉(zhuǎn)運動，而且不具有防震的效果，非常不適合用于容易摔落的產(chǎn)品。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的基本架構(gòu)是利用線圈、永久磁鐵、軛鐵、彈性非金屬式復(fù)合材料所組成的驅(qū)動裝置。根據(jù)勞倫茲定律，其工作原理為導(dǎo)電線圈受到磁場影響將產(chǎn)生一作用力(F＝I×B，其中F作用力、I電流、B磁通密度)，利用此作用力可以讓物體沿著軸向運動，而彈性非金屬式復(fù)合材料除了聯(lián)結(jié)可動部(線圈)和固定部(磁鐵)外，還可達(dá)到吸震抗摔的效果。此外還可以利用模造技術(shù)使彈性非金屬式復(fù)合材料成型并將可動部(線圈)與固定部(磁鐵)聯(lián)結(jié)在一起，大大降低制造成本與組裝問題。
為了達(dá)成上述的效果，本發(fā)明提供一種具有彈性聯(lián)結(jié)部的軸向致動裝置，其可用以承載一對象，并可使該對象進(jìn)行致動，其包括一固定部，為一永久磁鐵；一活動部，為一線圈組，其可活動的設(shè)置于該固定部內(nèi)；以及一聯(lián)結(jié)部，其包括一支撐件，用以與該固定部相結(jié)合；一作動件，與該活動部相結(jié)合；以及多個連接件，用以可伸展的連接該支撐件及該作動件。
本發(fā)明又提供一種聯(lián)結(jié)部結(jié)構(gòu)，用于具有一固定部及一活動部的軸向致動裝置中，其包括一支撐件，用以與固定部相結(jié)合；一作動件，用以與活動部相結(jié)合；以及多個連接件，用以可伸展的連接該支撐件及該作動件。其中支撐件為一中空的框架。作動件為一平板狀的物件。聯(lián)結(jié)部結(jié)構(gòu)，由具有適當(dāng)彈性及剛性的非金屬式復(fù)合材料所制成。該些連接件以對稱的方式加以設(shè)置。
本發(fā)明又再提供一種具有彈性聯(lián)結(jié)部的軸向致動裝置，其可用以承載一對象，并可使對象進(jìn)行致動，其包括一固定部，為一永久磁鐵；一活動部，為一線圈組，其可活動的設(shè)置于固定部內(nèi)；以及一聯(lián)結(jié)部，其包括一作動件，與活動部相結(jié)合；以及多個連接件，可伸展的將其一端連接于固定部而另一端連接于作動件。
利用本發(fā)明的實施，至少可以達(dá)到下列的進(jìn)步效果一、確保被承載的對象在軸向上移動而沒有偏轉(zhuǎn)。
二、利用聯(lián)結(jié)部聯(lián)結(jié)固定部(磁鐵)與活動部(線圈)。
三、聯(lián)結(jié)部具有限制活動部的位移量效果。
四、聯(lián)結(jié)部可以保護(hù)軸向致動裝置，當(dāng)應(yīng)用于例如手機(jī)相機(jī)的微型音圈馬達(dá)驅(qū)動裝置時，具有吸震抗摔的效果，可以保護(hù)整個裝置避免損害而影響其功能。
有關(guān)本發(fā)明的特征，配合附圖做最佳實施例詳細(xì)說明如下。
圖1為本發(fā)明的一種具有彈性聯(lián)結(jié)部的軸向致動裝置的立體分解實施例圖；圖2為本發(fā)明的一種具有彈性聯(lián)結(jié)部的軸向致動裝置的結(jié)合剖視實施例圖；圖3為本發(fā)明的一種具有彈性聯(lián)結(jié)部的軸向致動裝置其將支撐件省略后的立體實施例圖；圖4為本發(fā)明的一種具有彈性聯(lián)結(jié)部的軸向致動裝置其活動部處于伸展裝態(tài)下的剖視實施例圖；圖5為本發(fā)明的一種具有彈性聯(lián)結(jié)部的軸向致動裝置的聯(lián)結(jié)部另一實施狀態(tài)圖；圖6為本發(fā)明的一種具有彈性聯(lián)結(jié)部的軸向致動裝置的電流與位移的關(guān)系圖；圖7為本發(fā)明的一種具有彈性聯(lián)結(jié)部的軸向致動裝置其聯(lián)結(jié)部灌模的模具分解示意圖。
其中，附圖標(biāo)記10軸向致動裝置 11固定部111永久磁鐵 112第一支架12活動部 121線圈組122第二支架 123翼板124鏡頭 13聯(lián)結(jié)部131支撐件 132作動件133連接件 14聯(lián)結(jié)部(第二狀態(tài))15模具 151模具孔具體實施方式
如圖1所示，為本發(fā)明的一種具有彈性聯(lián)結(jié)部的軸向致動裝置10的立體分解實施例圖。如圖2所示，為本發(fā)明的一種具有彈性聯(lián)結(jié)部的軸向致動裝置10的結(jié)合剖視實施例圖。圖3為本發(fā)明的一種具有彈性聯(lián)結(jié)部的軸向致動裝置其將支撐件省略后的立體實施例圖。如圖4所示，為本發(fā)明的一種具有彈性聯(lián)結(jié)部的軸向致動裝置10其活動部12處于伸展裝態(tài)下的剖視實施例圖。如圖5所示，為本發(fā)明的一種具有彈性聯(lián)結(jié)部的軸向致動裝置10的聯(lián)結(jié)部13另一實施狀態(tài)圖。如圖6所示，為本發(fā)明的一種具有彈性聯(lián)結(jié)部的軸向致動裝置10的電流與位移的關(guān)系圖。如圖7所示，為本發(fā)明的一種具有彈性聯(lián)結(jié)部的軸向致動裝置10其聯(lián)結(jié)部13灌模的模具分解示意圖。
本實施例公開一種體積小、重量輕的軸向致動裝置10，特別為一種微型音圈馬達(dá)的驅(qū)動裝置。軸向致動裝置10內(nèi)部可承載適當(dāng)?shù)膶ο?，例如定焦鏡頭124模塊。利用本實施例軸向致動裝置10的帶動對象移動而達(dá)到位置改變的功能(其有如自動對焦需要改變位移)。
如圖1及圖2所示，一種具有彈性聯(lián)結(jié)部的軸向致動裝置10的立體分解實施例圖及一種具有彈性聯(lián)結(jié)部的軸向致動裝置10的結(jié)合剖視實施例圖。本實施例的一種具有彈性聯(lián)結(jié)部的軸向致動裝置10，其可用以承載一對象，并可使對象進(jìn)行致動，其包括一固定部11、一活動部12以及一聯(lián)結(jié)部13。
固定部11，主要由一高磁通密度材料所制成的永久磁鐵111所構(gòu)成。為了保護(hù)及使永久磁鐵111更具結(jié)構(gòu)能力。固定部11可進(jìn)一步包括有一第一支架112。第一支架112為一中空的框架，其具有結(jié)構(gòu)支撐的作用，而永久磁鐵111設(shè)置于第一支架112內(nèi)側(cè)。
活動部12，具有一線圈組121，其與一般馬達(dá)用線圈的原理相同。同樣的為了使線圈組121能有更佳的結(jié)構(gòu)行為，因此活動部12可進(jìn)一步包括有一第二支架122，且線圈組121系繞設(shè)于第二支架122上。第二支架122為一具有中心圓孔的殼體，一般塑料或金屬材質(zhì)加以制成，又第二支架122且殼體的外側(cè)面端部，均延伸有一翼板123，其主要的效果使線圈能被更穩(wěn)定的固設(shè)。此外第二支架122可進(jìn)一步承載一鏡頭124。
聯(lián)結(jié)部13，其包括一支撐件131、一作動件132以及多個連接件133。
支撐件131，為一中空的框架，其可用以與固定部11相結(jié)合。作動件132，為一平板狀的對象，其可用以活動部12相結(jié)合。多個連接件133，其設(shè)至于支撐件131與作動件132之間，用以連接支撐件131與作動件132。
如圖3所示，一種具有彈性聯(lián)結(jié)部的軸向致動裝置其將支撐件省略后的立體實施例圖。以上所述聯(lián)結(jié)部13的支撐件131固然可以增加聯(lián)結(jié)部13于固定部11間的結(jié)構(gòu)行為，但有時為了體積及重量的考慮，亦可將支撐件131省略，而將多個連接件133其原先結(jié)合于支撐件131的一端，改為直接結(jié)合于固定部11上。
如圖4所示，一種具有彈性聯(lián)結(jié)部的軸向致動裝置10其活動部12處于伸展?fàn)顟B(tài)下的剖視實施例圖。聯(lián)結(jié)部13由具有極大變形能力或適當(dāng)彈性及剛性的非金屬式復(fù)合材料所制成，特別為一種硅膠材質(zhì)所制成。
聯(lián)結(jié)部13用以可伸展的連接支撐件131及作動件132。因此當(dāng)活動部12因電流作用而伸展時，作動件132因活動部12的施力而使得連接件133產(chǎn)生伸展的作用。而當(dāng)活動部12的施力消失或減少時，連接件133將恢復(fù)原來的形狀，因此具有復(fù)位的效果。
圖5為一種具有彈性聯(lián)結(jié)部的軸向致動裝置10的聯(lián)結(jié)部14另一實施狀態(tài)圖。又為了使作動件132與活動部12間力的行為更為平順，因此連接件133以對稱的方式加以設(shè)置，除了可以4個連接件133的方式加以設(shè)置外，亦可以8個連接件133的方式加以設(shè)置或者其它方式加以設(shè)置。但因為連接件133設(shè)置越多后將使得作動件132的剛性變強(qiáng)，將會對活動部12的作用將會產(chǎn)生更多拘束及影響。
如圖6所示，一種具有彈性聯(lián)結(jié)部的軸向致動裝置10的電流與位移的關(guān)系圖。為了證明本實施例確實可達(dá)到實用及進(jìn)步的效果，特以一具有8個連接件133的軸向致動裝置10進(jìn)行測試。由圖中得知，當(dāng)水平軸的電流增加時，縱軸的距離亦會有趨近于線性的增加。因此可以證明本實施例的軸向致動裝置10具有良好的作用效果。
如圖7所示，軸向致動裝置10其聯(lián)結(jié)部灌模的模具分解示意圖。軸向致動裝置10，可于固定部11及活動部12組裝完成后，接著進(jìn)行聯(lián)結(jié)部13的模造。透過模具15制造技術(shù)加以制作，不僅可使聯(lián)結(jié)部13體積縮小，而且整體包覆在固定部11外面，達(dá)到抗震耐摔的保護(hù)效果，又以模具15制造時，在作動件132及第二支架122會有用以對位用的模具孔151設(shè)計，而模具孔151又具有減輕重量或增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的效果。制造聯(lián)結(jié)部13所用的彈性非金屬式復(fù)合材料為硅膠，其具有彈性變形的特性，本身材料能夠吸震與抗摔，且未凝固前是濃稠狀而可以模造成所需的形狀，具有加工容易的優(yōu)點。一般硅膠材料可以利用調(diào)整稀釋液的比例直接調(diào)整硅膠的軟硬程度。其制作過程也非常地簡單，只要經(jīng)由適當(dāng)攪拌、抽真空、灌模、抽真空、烘烤、冷卻就可以成形。所以在不增加零組件而且能改善驅(qū)動裝置的抗摔效能與組裝效率，硅膠一舉解決了所有的問題。
為了增加活動部12與永久磁鐵111間磁場的相互作用力，上述的聯(lián)結(jié)部13亦可由一摻雜有磁粉的非金屬式復(fù)合材料所制成，且所摻雜的磁粉特別是以納米級的規(guī)格者為佳。當(dāng)聯(lián)結(jié)部13以摻雜有磁粉的非金屬式復(fù)合材料制成時，當(dāng)聯(lián)結(jié)部13與永久磁鐵111結(jié)合時，永久磁鐵111的磁力線將會與聯(lián)結(jié)部13內(nèi)的磁粉連通，因而使永久磁鐵111的磁場得以延伸，因而增加活動部12與永久磁鐵111間磁場的相互作用力。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明做出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求
的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種具有彈性聯(lián)結(jié)部的軸向致動裝置，可用以承載一對象，并可使該對象進(jìn)行致動，其特征在于，包括一固定部，為一永久磁鐵；一活動部，為一線圈組，其可活動的設(shè)置于該固定部內(nèi)；以及一聯(lián)結(jié)部，其包括一支撐件，用以與該固定部相結(jié)合；一作動件，與該活動部相結(jié)合；以及多個連接件，用以可伸展的連接該支撐件及該作動件。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的軸向致動裝置，其特征在于，該固定部進(jìn)一步包括有一第一支架，且該永久磁鐵設(shè)至于該第一支架內(nèi)側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的軸向致動裝置，其特征在于，該活動部進(jìn)一步包括有一第二支架，且該線圈組繞設(shè)于該第二支架上。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的軸向致動裝置，其特征在于，該第二支架為一具有中心圓孔的殼體，且該殼體的外側(cè)面端部，均延伸有一翼板。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的軸向致動裝置，其特征在于，該聯(lián)結(jié)部由具有彈性及剛性的非金屬式復(fù)合材料所制成。
6.根據(jù)權(quán)利要去1所述的軸向致動裝置，其特征在于，該聯(lián)結(jié)部由一硅膠材質(zhì)所制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的軸向致動裝置，其特征在于，該聯(lián)結(jié)部由一摻雜有磁粉的非金屬式復(fù)合材料所制成。
8.一種聯(lián)結(jié)部結(jié)構(gòu)，用于具有一固定部及一活動部的軸向致動裝置中，其特征在于，包括一支撐件，用以與該固定部相結(jié)合；一作動件，用以與該活動部相結(jié)合；以及多個連接件，用以可伸展的連接該支撐件及該作動件。
9.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的聯(lián)結(jié)部結(jié)構(gòu)，其特征在于，該支撐件為一中空的框架。
10.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的聯(lián)結(jié)部結(jié)構(gòu)，其特征在于，該作動件為一平板狀的物件。
11.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的聯(lián)結(jié)部結(jié)構(gòu)，其特征在于，由具有彈性及剛性的非金屬式復(fù)合材料所制成。
12.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的聯(lián)結(jié)部結(jié)構(gòu)，其特征在于，由一硅膠材質(zhì)所制成。
13.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的聯(lián)結(jié)部結(jié)構(gòu)，其特征在于，該些連接件以對稱的方式加以設(shè)置。
14.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的聯(lián)結(jié)部結(jié)構(gòu)，其特征在于，由一摻雜有磁粉的非金屬式復(fù)合材料所制成。
15.一種具有彈性聯(lián)結(jié)部的軸向致動裝置，可用以承載一對象，并可使該對象進(jìn)行致動，其特征在于，包括一固定部，為一永久磁鐵；一活動部，為一線圈組，其可活動的設(shè)置于該固定部內(nèi)；以及一聯(lián)結(jié)部，其包括一作動件，與該活動部相結(jié)合；以及多個連接件，可伸展的將其一端連接于該固定部而另一端連接于該作動件。
16.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的軸向致動裝置，其特征在于，該固定部進(jìn)一步包括有一第一支架，且該永久磁鐵設(shè)置于該第一支架內(nèi)側(cè)。
17.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的軸向致動裝置，其特征在于，該活動部進(jìn)一步包括有一第二支架，且該線圈組繞設(shè)于該第二支架上。
18.根據(jù)權(quán)利要求
17所述的軸向致動裝置，其特征在于，該第二支架為一具有中心圓孔的殼體，且該殼體的外側(cè)面端部，均延伸有一翼板。
19.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的聯(lián)結(jié)部結(jié)構(gòu)，其特征在于，由具有彈性及剛性的非金屬式復(fù)合材料所制成。
20.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的軸向致動裝置，其特征在于，該聯(lián)結(jié)部由一硅膠材質(zhì)所制成。
21.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的軸向致動裝置，其特征在于，該聯(lián)結(jié)部由一摻雜有磁粉的非金屬式復(fù)合材料所制成。
專利摘要
本發(fā)明為一種具有彈性聯(lián)結(jié)部的軸向致動裝置，其可用以承載對象并使對象進(jìn)行軸向運動，其包括固定部、活動部以及聯(lián)結(jié)件。聯(lián)結(jié)件用以結(jié)合固定部及活動部并使得固定部與活動部形成相互軸接狀態(tài)，而固定部與活動部各為固定磁鐵及線圈，使得當(dāng)施加電流于活動部時，活動部可以依電流大小與固定產(chǎn)生一相對位移，達(dá)到提供軸向位移的目的，同時由于移動能量來自于磁場的互斥力，故兼具防震的效果。
文檔編號H02K33/18GK1992483SQ200510137424
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月30日
發(fā)明者蘇漢威, 吳文益, 胡朝彰, 錢玉涵 申請人:財團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan