CN201156697Y - 用于超小型化音圈电机的弹簧片副 - Google Patents
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Abstract
一种用于超小型化音圈电机的弹簧片副，包括前、后弹簧片，所述前、后弹簧片包括一中央开设有中心孔的基体，该中心孔周边径向由内向外同轴分布有内圈运动环和外圈固定环，所述内圈运动环上设有卡位结构，外圈固定环上设有迂回簧丝，其特征在于：所述后弹簧片由左右分开的两半弹簧片组合而成，通过分片绝缘槽隔开，各半弹簧片分别与正、负输入端子相接。所述前、后弹簧片基体为与矩形平板结构，其外圈固定环上设有至少四条交错迂回的簧丝，各迂回簧丝形状相同，且均匀、对称地分布在内圈运动环与外圈固定环之间。采用本实用新型可提高运动载座响应速度，减少音圈电机零件个数及加工工序，节约加工材料，降低加工成本，还可降低音圈电机的外形尺寸。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及音圈电机领域，特别涉及用于手机及笔记本等便携式电子设备的自动对焦摄像模组中，承担自动对焦功能之超小型化音圈电机的弹簧片副。
【背景技术】
音圈电机(Voice Coil Motor，VCM)是一种比较特别的直线位移驱动电机，其具有结构简单、体积小、低能耗、无噪音、高加速度和响应速度快、位移精确以及价格低廉等优点。音圈电机非常适合作为便携式电子产品中的短距离线性位移动力单元。目前用于手机和笔记本电脑的自动对焦摄像头模组普遍采用音圈电机作为其光学装置位移的动力单元。然而，音圈电机的驱动/还原变化速度相对于便携电子产品动辄数毫秒级的变化速度而言是较慢的。为改善上述状况，通常情况下会在音圈电机当中加入至少一个弹簧片，甚至一副弹簧片来加速驱动/还原的变化速度。
图1展示了现有技术中用于手机和笔记本电脑的自动对焦(Auto Focus)的音圈电机(VCM)的分解示意图。如图1所示，现有技术音圈电机包含有一前支架100、后支架105以及金属壳体110，所述金属壳体110内腔周边均匀设有四块永磁铁115，一运动载座120，其内腔加工有内螺纹，用于旋入运动输出(如镜头等)，所述运动载座120上固定有环形线圈125，该运动载座120及线圈125组合后活动置于铁壳金属壳体110内之四块永磁铁115中心，并由该环形线圈125通电产生磁场作用于该四块永磁铁115上使之相斥或相吸，从而带动该运动载座120同轴线位移，而该运动载座120通过设于其前、后之前弹簧片130和后弹簧片135支撑在该装置的同轴心，以加速驱动/还原。
由于连接运动载座120的前、后弹簧片130、135均是整体平板结构，需要由另外的、单独的正、负输入端子140、145来完成电流导入功能，因此，在所述前弹簧片130和后弹簧片135上，还接有正、负输入端子140、145，而前、后弹簧片130、135参与电流回路，故均需要单独的绝缘片150、155来与金属壳体110绝缘开来。同时，所述线圈125的线头还需要穿过所述的运动载座120的侧面开设的过线通槽13与前弹簧片130焊接导通。当通过正、负输入端子140、145，经由前弹簧片130和后弹簧片135，向线圈125通电时，永磁铁115向所述线圈125施加与前弹簧片130和后弹簧片135相对线圈125相反的作用力，在永磁铁115的作用下，所述线圈125带动所述运动载座120移动。通过调节线圈125中通电电流的强弱变化，可实现运动载座120前后移动位移量的控制；而通过借助磁场作用力和前、后弹簧片130、135的机械回复力，可使运动载座120回复到初始位置。
图2展示了现有技术弹簧片副的结构示意图。该弹簧片副由前、后两弹簧片130、135组成，所述的前、后弹簧片130、135均为平板形整体圆形结构，可起到机械弹性回复力和电流导通的作用。但由于前、后弹簧片130、135本身没有接入电流，因此必需依靠另外单独的正、负输入端子140、145来完成电流的导入功能；故在结构中，正端子140通过与前弹簧片130焊接、负端子145与后弹簧片135焊接方式实现。在所述前、后弹簧片130、135上，还具有簧丝迂回结构132，但簧丝迂回方式通常是少于三段的简单迂回方式。
由以上现有技术不难看出，虽然现有音圈电机能够提供需要的线性位移，但仍存在下列主要缺陷：a)所需的零部件数目多，很难在结构上进一步缩小空间，工艺实施性差，实际生产品质难以保证；b)由于组成弹簧片副的前、后弹簧片均是平板形结构，需要由另外单独的正、负输入端子来完成电流导入功能，无疑另外增加了零件的数量；c)前、后弹簧片均参与电流回路，故均需要单独的绝缘片使其与金属壳体绝缘开来；d)正端子、负端子分别与前弹簧片、后弹簧片通过焊接方式连接，需要较高的焊接工艺保证其焊接良品率；e)由于现有前、后弹簧片均采用圆形基体，其簧丝迂回方式受到其安装面积限制，显得过于单调和局促，所以在施加外力时，所需的力量较小，极容易受到外力偏移而产生横向倾斜使弹性受到限制，回复速度慢。
目前，随着现代科学技术的不断高速发展，手机和笔记本电脑的自动对焦摄像头模组对动力单元的体积要求是越来越小、越来越薄，对装配工艺的良率要求是越来越高，而对装配工艺成本却要求越来越低，上述现有技术的缺陷，很大程度局限了其在手机和笔记本电脑的自动对焦摄像头模组领域的应用。
【实用新型内容】
本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷，提供一种改进的弹簧片副，其具有位移距离大、弹性回复力强且均匀的特点，同时具备导电端子功能，可降低音圈电机加工成本。
为达到上述实用新型目的，本实用新型提出以下的技术方案：
一种用于超小型化音圈电机的弹簧片副，包括：前弹簧片和后弹簧片，所述前弹簧片和后弹簧片均包括一基体，所述基体中央开设有中心孔，该中心孔周边径向由内向外同轴分布有内圈运动环和外圈固定环，所述内圈运动环上设有卡位结构，外圈固定环上设有迂回簧丝，其特征在于：所述后弹簧片由左右分开的两半弹簧片组合而成，其分别与正、负输入端子相接，两半弹簧片之间设有分片绝缘槽。
优选地，所述前弹簧片和后弹簧片基体均为与矩形平板结构。
优选地，所述前弹簧片和后弹簧片之外圈固定环上设有至少四条交错迂回的簧丝，各迂回簧丝形状相同，且均匀、对称地分布在内圈运动环与外圈固定环之间。
优选地，所述各迂回簧丝可分布于矩形平板基体的四个角上。
进一步地，在所述两半弹簧片上，还分别设有至少一焊接突耳。
从以上技术方案可以看出，本实用新型具有下列技术效果：
1)本实用新型将后弹簧片设计成左右分开的两半弹簧片组合而成，可由其单独实现音圈电机电流回流功能，故而前弹簧片可省去导电功能，因此，不需要另外再设置单独放入绝缘片使之与金属壳体隔开，故而可以减少音圈电机产品零件个数及加工工艺，节约加工材料，降低加工成本，同时还可降低音圈电机的外形尺寸。
2)本实用新型将前、后弹簧片基体形状设计为与音圈电机金属壳体端面形状相适配的矩形结构，既可便于前、后弹簧片的安装压固，又可增加簧丝的安装面积，可在外圈固定环上设置至少四条形状相同、交错迂回的簧丝，可有效拉长簧丝的延伸距离，提高弹簧片副的弹性回复力，从而大大提高了运动载座的位移距离及响应速度，提升音圈电机产品品质。
【附图说明】
图1为现有技术音圈电机的分解示意图；
图2为现有技术音圈电机中弹簧片副示意图；
图3为现有技术音圈电机中后弹簧片平面图；
图4为本实用新型弹簧片副示意图；
图5为本实用新型后弹簧片平面图；
图6为使用本实用新型弹簧片副的音圈电机的分解示意图；
现有技术附图中：
100前支架 105后支架； 110金属壳体
115磁铁 120运动载座 125线圈；
130前弹簧片 132迂回簧丝； 134外圈固定环；
135后弹簧片 136内圈运动环 140+输入端子；
145-输入端子 150前绝缘片 155后绝缘片。
本实用新型附图中：
100前支架 105后支架； 110.1金属壳体
115.1磁铁 120.1运动载座 125线圈；
130.1前弹簧片 132.1迂回簧丝 134.1外圈固定环；
135.1后弹簧片；136.1内圈运动环；155后绝缘片
10平板基体 11中心孔 12第一迂回簧丝；
13第二迂回簧丝；14第三迂回簧丝； 15第四迂回簧丝；
16分片绝缘槽； 17正端子折突； 18负端子折突；
19焊接突耳； 20卡位结构。
【具体实施方式】
如图4、图5所示，本实用新型包括：前弹簧片130.1和后弹簧片135.1，所述前弹簧片130.1和后弹簧片135.1均包括一平板基体10，该基体可采用铜锡镍合金片制成，其具有极佳的弹性、抗疲劳性、导电性、易焊接性、耐氧化性。所述基体中央开设有一中心孔11，该中心孔11外周边径向由内向外同轴分布有内圈运动环136.1、外圈固定环134.1，所述内圈运动环134.1上设有至少一个卡位结构20，内圈运动环136.1可依靠该凹凸卡位结构20与运动载座120实现径向定位，依靠前、后支架100、105的压合实现轴向定位；所述外圈固定环134.1上设有迂回簧丝132.1。如图5所示，本实用新型所述后弹簧片135.1由左右分开的两半弹簧片——后左弹簧片135.1a、后右弹簧片135.1b组合而成，两者相互对称于基体中心孔11纵向轴线，所述后左弹簧片135.1a、后右弹簧片135.1b之间设有可将两者隔开的分片绝缘槽16，分片绝缘槽16对中于基体中心孔11纵向轴线。在后左弹簧片135.1a、后右弹簧片135.1b之顶端，还分别竖直折出有正端子折突17和负端子折突18，可作为电流的正、负输入端子，完成电流的导入。上述结构中，由于后弹簧片135.1设计成左右分开的后左弹簧片135.1a和后右弹簧片135.1b，可单独实现的音圈电机电流回流功能，而前弹簧片130.1就可省去导电功能，与现有技术相比，不需要另外再设置单独放入绝缘片与金属壳体隔开，故而可以减少音圈电机产品三个辅助零件，避免了三道精密焊接工艺，节约了加工材料，降低了加工成本。同时，由于整体尺寸减小，故还可降低音圈电机的外形尺寸。
如图4、图5所示，本实用新型还将前弹簧片130.1和后弹簧片135.1的基体设计为矩形平板结构，即外圈固定环134.1设计为矩形，其与音圈电机金属壳体的端面形状接近，可便于前弹簧片130.1和后弹簧片135.1的安装压固。
由于本实用新型基体10采用矩形结构，因此，在所述前弹簧片130.1和后弹簧片135.1之外圈固定环134.1上，设有四条交错迂回的簧丝，分别为第一迂回簧丝12、第二迂回簧丝13、第三迂回簧丝14、第四迂回簧丝15。上述各迂回簧丝形状相同，均匀、对称地分布在内圈运动环136.1与外圈固定环134.1之间，即相邻两个迂回簧丝之间相隔90°，而且各迂回簧丝分布在矩形平板基体10的一个内角位置，使得同是偶数或同是奇数的两个迂回簧丝通过基体中心孔11的圆心对称分布；簧丝的迂回方式尽可能按安装空间交错分布，可有效拉长簧丝的延伸距离，这样，可使位于外圈固定环134.1上迂回簧丝132.1长度大大加长，可有效提高前弹簧片130.1和后弹簧片135.1弹性回复力，从而大大提高了运动载座的位移距离及响应速度，以提升音圈电机产品品质。
作为进一步的改进，本实用新型在所述后弹簧片135.1之后左弹簧片135.1a和后右弹簧片135.1b上，还设有至少一焊接突耳19，可便于与线圈125底端引出的线头、线尾焊接。
音圈电机工作过程：当电流通过正、负端子折突17、18，经由分体式后弹簧片135.1之后左弹簧片135.1a、后右弹簧片135.1b向导电线圈125通电时，永磁铁115.1向导电线圈125及其连带的运动载座120.1施加与所述前、后弹簧片130.1、135.1组成的弹簧片副向运动载座120.1相反的磁场力，在永磁铁115.1的磁场力作用下，所述导电线圈125带动运动载座120.1移动。通过调节导电线圈125中电流的强弱变化，从而实现运动载座120.1前后移动位移量的精确控制；通过借助磁场作用力和前、后弹簧片130.1、135.1组成的弹簧片副的机械回复力而使运动载座120.1回复到初始位置。当音圈电机到达位移极限位置后，由于弹簧片副上迂回簧丝132.1具有较好的回复力，可迅速将运动载座120.1拉回初始位置。
本实用新型前弹簧片130.1采用整片式设计，只承担轴向机械回复力和径向对中保证的功能，但不用其承担电流引导功能。故不需要特别从运动载座120.1中穿孔引出导线与其焊接；而后弹簧片135.1采用左右分片组合方式，除承担轴向机械回复力和径向对中保证的功能，还由其后左弹簧片135.1a、后右弹簧片135.1b上正端子折突17、负端子折突18承担正、负极电流引导的功能。这样，只需从运动载座120.1一端将线圈125的正、负极线尾与后弹簧片135.1导通引出即可，非常方便、简洁。
因此，采用此项弹簧片副实用新型的音圈电机可以实现的更简洁的结构布局、更快速的响应时间、更小的外形尺寸和更低不良率的装配工艺。以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1、一种用于超小型化音圈电机的弹簧片副，包括：前弹簧片和后弹簧片，所述前弹簧片和后弹簧片均包括一基体，所述基体中央开设有中心孔，该中心孔周边径向由内向外同轴分布有内圈运动环和外圈固定环，所述内圈运动环上设有卡位结构，外圈固定环上设有迂回簧丝，其特征在于：所述后弹簧片由左右分开的两半弹簧片组合而成，其分别与正、负输入端子相接，两半弹簧片之间设有分片绝缘槽。
2、根据权利要求1所述的一种用于超小型化音圈电机的弹簧片副，其特征在于：所述前弹簧片和后弹簧片之外圈固定环上设有至少四条交错迂回的簧丝，各迂回簧丝形状相同，且均匀、对称地分布在内圈运动环与外圈固定环之间。
3、根据权利要求1或2所述的一种用于超小型化音圈电机的弹簧片副，其特征在于：所述前弹簧片和后弹簧片基体均为矩形平板结构。
4.根据权利要求3所述的一种用于超小型化音圈电机的弹簧片副，其特征在于：所述各迂回簧丝分布于矩形平板基体的四个角上。
5、根据权利要求1或2或4所述的一种用于超小型化音圈电机的弹簧片副，其特征在于：所述后弹簧片上之两半弹簧片上，分别设有至少一焊接突耳。6、根据权利要求3所述的一种用于超小型化音圈电机的弹簧片副，其特征在于：所述后弹簧片上之两半弹簧片上，分别设有至少一焊接突耳。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Cang Qinglong Inventor before: Liu Hongwei Inventor before: Lu Zhihui |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: LIU HONGWEI; LU ZHIHUI TO: ZANG QINGLONG |
|
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20081126 Termination date: 20120203 |