CN102075056B - 音圈电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种音圈电机，该音圈电机包括：线筒，在其外表面设置线圈；至少一个永磁体，与设置在所述线筒上的线圈相面对；筒状轭，环绕所述线筒和所述永磁体并包括金属件以屏蔽所述线圈所产生的磁场；底座，与所述轭相连结；以及弹性件，包括插在所述轭和所述永磁体之间以弹性地支撑所述线筒的第一弹性件和插在所述底座和所述永磁体之间的第二弹性件。

Description

音圈电机
相关申请的交叉引用
本申请要求2009年11月20日提交的韩国专利申请No.10-2009-0112609的权益，所述韩国专利申请通过引述结合在这里，有如在这里对其进行了完全的阐述。
技术领域
本发明涉及一种音圈电机(voice coil motor，VCM)。
背景技术
一般地说，诸如移动电话上的相机或数字相机等小光学器件形成有致动器，用来调节放大倍数和焦距。近来，移动电话上的相机或数字相机大范围地使用诸如VCM的致动器。
VCM是一种电机，它利用在扬声器的音圈中流动的电流所产生的磁场和永磁体所产生的磁场来使用扬声器的振动板。VCM的优点在于，它消耗较少的电能、体积较小并且便宜，它在操作移位(operation displacement)中具有很高的精度，使得它在调节相机模块中的透镜和图像传感器之间的间隙时足够用。
VCM包括底座、转子、定子、轭和外壳。转子被布置在底座上，转子相对于定子上下移动，所述轭盖住转子和定子，而外壳直接与底座连接以盖住转子、定子和所述轭。当在常规VCM中使用由合成树脂制成的外壳时，所述相机模块中的外壳不能屏蔽有限空间和区域中的各种元件所产生的电磁波。此外，体积较大的外壳几乎不能增加在所述轭的内部所设置的永磁体和线圈的尺寸，从而产生较弱的驱动力。再者，由于固定所述轭的外壳由合成树脂制成之故，VCM易受冲击和/或振动的影响。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，并提供一种VCM，通过改变轭的结构，使所述轭能够起外壳的作用，从而减少组成部件的数目、增大永磁体和线圈的尺寸、并防止所述组成部件受到外部震动的损坏。
本发明要解决的技术问题不限于上述描述，本领域中的技术人员从下面的描述中会清楚地认识到迄今尚未提到的任何其它技术问题。
在本发明的一个概括的方面，提供一种音圈电机，其包括：线筒，在其外表面设置线圈；至少一个永磁体，与设置在所述线筒上的线圈相面对；筒状轭，环绕所述线筒和所述永磁体并包含金属件以屏蔽所述线圈所产生的磁场；底座，与所述轭相连结；以及弹性件，包括插在所述轭和所述永磁体之间以弹性地支撑所述线筒的第一弹性件和插在所述底座和所述永磁体之间的第二弹性件。
在本发明的一些示范性实施例中，所述轭的一部分可以插在所述线筒的外周和所述线圈之间。
在本发明的一些示范性实施例中，所述线筒可以形成有底梁(sill)，用来支撑所述线圈的下端。
在本发明的一些示范性实施例中，所述轭可以包括外轭和内轭，所述外轭包括形成有开口以露出所述线筒的上端的上板和从所述上板延伸到所述底座并与所述底座相连结的侧板，而所述内轭从所述上板的开口所形成的内表面延伸到所述线筒的外周和所述线圈之间。
在本发明的一些示范性实施例中，所述永磁体可以被布置在与所述每个内轭相对的位置处。
在本发明的一些示范性实施例中，所述音圈电机可以进一步包括插在所述轭和所述永磁体之间的第一隔片以及插在所述永磁体和所述底座之间的第二隔片。
在本发明的一些示范性实施例中，所述第一隔片可以包括插在所述轭和所述永磁体之间的第一框架单元以及从所述第一框架单元延伸到所述底座的第一支撑柱，而所述第二隔片可以包括插在所述底座和所述永磁体之间的第二框架单元以及从所述第二框架单元延伸到所述第一支撑柱的第二支撑柱。
在本发明的一些示范性实施例中，所述永磁体可以被固定在所述第一和第二框架单元之间。
在本发明的一些示范性实施例中，所述第一弹性件可以包括与所述第一框架单元相连结的外弹簧、与所述线筒相连结的内弹簧以及连接所述外弹簧和所述内弹簧的连接弹簧。
在本发明的一些示范性实施例中，所述外弹簧可以被插入所述第一框架单元的内表面中。
在本发明的一些示范性实施例中，所述连接弹簧可以在所述内弹簧和所述外弹簧之间以之字形形状弯折，并且所述轭的一部分可以穿过所述连接弹簧插在所述线筒和所述线圈之间。
在本发明的一些示范性实施例中，所述线筒可以形成有至少一个肋，其中，所述肋与所述内弹簧相连结。
在本发明的一些示范性实施例中，所述第一弹性件的所述外弹簧、所述内弹簧和所述连接弹簧可以一体化形成。
在本发明的一些示范性实施例中，所述底座的侧面可以形成有底梁，用以支撑所述轭。
本发明的这种构造的优点在于，通过改变轭的结构，使所述轭能够起外壳的作用，能够减少组成部件的数目，能够增大永磁体和线圈的尺寸以防止所述组成部件受到外部震动的损坏。
附图说明
所含附图用来提供对本发明的进一步理解并被结合进来构成本申请的一部分，与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中，
图1是分解透视图，示出了本发明的一个示范性实施例所述的VCM的整个构造；
图2是示意剖视图，示出了本发明的一个示范性实施例所述的VCM的整个构造；以及
图3是底面的示意图，示出了作为本发明的重要部件的内轭和第一弹性件之间的关系。
具体实施方式
参考下面的示范性实施例的详细描述以及附图可以更容易地理解本发明的优点和特征。为了简短而清晰起见，省略公知的功能、配置或构造的详细描述，以避免因不需要的细节而使本发明的描述模糊。因此，本发明不限于下面将描述的示范性实施例，而是也可以用其它形式来实现。在附图中，为了方便起见，部件的宽度、长度、厚度等或许被夸大或缩小了。此外，在整个描述中，在说明附图时用同样的附图标记表示同样的元件，并省略彼此重复的说明。
图1是分解透视图，示出了本发明的一个示范性实施例所述的VCM的整个构造，图2是剖视图，示出了本发明的一个示范性实施例所述的VCM的整个构造，以及图3是底面的平面图，示出了作为本发明的重要部件的内轭和第一弹性件之间的关系。
本发明所述的VCM(音圈电机)可以包括线筒100、轭壳200、第一弹性件300、第二弹性件900、永磁体400以及底座800。
线筒100可以呈筒状，并且所述筒状线筒可以包含合成树脂。线筒100可以被纳入轭壳200(后面将描述)内、可以用第一弹性件300和第二弹性件900(后面将描述)进行支撑、并且可以与透镜(未示出)一起安装在其中。
可以在线筒100的外周设置筒状线圈600。线圈600可以绕在线筒100的外周并设置在其上。此外，在线筒100的外周和线圈600的内表面之间可以形成空隙，其中在所述空隙中插入内轭220(后面将描述)。
线圈600所形成的磁场和永磁体400(后面将描述)所形成的磁场所产生的排斥力可以使线筒100上下移动，由此，能够调节被插入线筒100中的透镜与图像传感器模块所形成的间隙。
轭壳200由金属板制成，将线筒100的外周包起来，以便减少永磁体400和线圈600所产生的磁场的泄漏。轭壳200可以包括外轭210和内轭220。
在线筒100被常规的合成树脂注入型壳包住并且所述金属轭被固定在所述壳上的情形中，所述壳有因外界冲击或振动而被损坏的危险。此外，另一个不利之处在于，由于VCM被制成很小的尺寸，因而所述线圈以及在所述壳上安置的所述轭上所安装的所述永磁体所产生的磁场的强度较弱，故此驱动性能会下降。
在用本发明中的所述示范性实施例所述的金属板包含型轭壳200替代所述常规的合成树脂注入型壳的情形中，能够防止嵌入VCM内的线筒100和各种组成部件因外界冲击和振动而被损坏。此外，在轭壳200起所述常规合成树脂壳的作用的情形中，能够增大所述永磁体和/或线圈的尺寸以增强VCM的驱动性能。
更具体地说，轭壳200的外轭210可以包括环绕线筒100的金属板，用来容纳线筒100。外轭210可以防止永磁体400和线圈600所产生的磁场泄漏出去，并保护嵌入VCM中的各种组成部件抵抗外部冲击。外轭210上可以形成开口，将线筒100露出来。
外轭210可以包括将线筒100的上端露出的上表面和从所述上表面朝着所述底座(后面将描述)延伸并直接与所述底座连结的侧面板(后面将描述)。
内轭220，至少一个内轭220可以从由形成在外轭210的上板上的开口所形成的内周朝着与线筒100的外周平行的方向延伸，并可以插在线筒100的外周和线圈600之间。内轭220可以用与外轭210同样的材料与外轭210一体化形成，以便与外轭210一起实现轭效应(yoke effect)。本发明的所述示范性实施例所述的内轭220可以被布置在例如与永磁体400的位置相对的位置处。
第一弹性件300可以包括内弹簧单元、外弹簧单元和连接弹簧单元，其中，所述内弹簧单元可以与线筒100的上端相连接，而所述连接弹簧单元可以与所述内弹簧单元和所述外弹簧单元相连接。
第一弹性件300可以弹性地支撑沿着在线筒100的中心延伸的虚线(C，参见图2)做往复运动的线筒100。永磁体400可以被布置在外轭210的内表面上，并且四个永磁体400中的每个永磁体都被设置于外轭210的一个角落。永磁体400被布置在与线圈600的位置相对的位置处，其中，线筒100由永磁体400的磁场和线圈600的磁场所产生的排斥力进行驱动。
轭壳200的内轭220可以被布置在与永磁体400的位置相对的位置处，以与外轭210一起使所述轭效应最大化。本发明的所述示范性实施例所述的VCM可以根据这样描述的构造来应用和实现，并且将描述本发明的另一个示范性实施例所述的下述基本组成部件中的每个组成部件。
外轭210可以内嵌第一隔片500，用以固定第一弹性件300的外弹簧。第一弹性件300的外弹簧可以插入第一隔片500中。此外，永磁体400的上端被第一隔片500固定。具体说，永磁体400可以插在第一隔片500和第二隔片700(后面将描述)之间。第一隔片500可以包括框架500、支撑柱520和弹簧固定槽530。
框架510可以固定到外轭210的内表面，以紧固第一弹性件300的外弹簧。支撑柱520可以在框架510的周边平行于线筒100突出。支撑柱520可以与第二隔片700(后面将描述)一起紧固永磁体400。
弹簧固定槽530可以沿着框架510的内表面形成，并且可以由第一弹性件300的外弹簧固定。外轭210可以包括底部开口的方形桶型主体212，其中，主体212可以包括四个侧面和与所述四个侧面相连接的上表面。主体212的上表面可以形成有孔214，将线筒100露出。孔214的直径等于或大于线筒100的外径，使得线筒100在往复运动时不受妨碍。
内轭220可以从沿着孔214的周边形成的外轭210的上表面的内表面弯折，并被放置在与线圈600和线筒100的外周之间的空隙相对的位置处。
线筒100可以在其上突出有至少一个沿着线筒100的长度方向的肋110，其中，肋110可以与第一弹性件300的内弹簧相连结。第一弹性件300可以包括外弹簧310、内弹簧320和连接弹簧330。外弹簧310可以制成与外轭210的内表面相对应的方形框架形状。外弹簧310可以由第一隔片510的弹簧固定槽530进行紧固。
内弹簧320可以与线筒100相连结、形成有相应地位于线筒100的肋110处的通孔322，并由形成在通孔322处的肋110和形成在内弹簧320处的线筒100进行连结，其中，内弹簧320与线筒100相连结。连接弹簧330弹性地并且相互地连结外弹簧310和内弹簧320。
在本发明的所述示范性实施例中，外弹簧310、内弹簧320和连接弹簧330可以是一体化形成的。连接弹簧330可以从内弹簧320的外周以之字形形状环绕内轭220来形成。
就是说，连接弹簧330形成之字形形状，并且部分之字形连接弹簧330与内轭220布置在一起，如图2所示。永磁体400可以被固定在第一隔片500和面对第一隔片500的第二隔片700之间。
第二隔片700可以在其下方与底座800相连结。线筒100由与线筒100的上端相连结的第一弹性件300和与线筒100的上端所面对的线筒100的下端相连结的第二弹性件900进行弹性支撑。第二弹性件900与线筒100的下端相连结。
第二隔片700可以与第一隔片500一起紧固永磁体400，从而紧固第二弹性件900。第二隔片700可以包括框架710和支撑柱720。
第二隔片700的框架710可以被布置在外轭210的内侧面处，而支撑柱720可以从框架710起形成在与第一隔片500的每个支撑柱520相面对的位置处。永磁体400可以被紧固在第一隔片500和第二隔片700之间。第二弹性件900可以用来与第一弹性件300一起允许在线筒100的两端处发生弹性形变和弹性恢复，以使线筒100做往复运动，并且可以包括外弹簧910、尾销(terminal pin)920、内弹簧930和连接弹簧940。在本发明的所述示范性实施例中，可以设置两个第二弹性件900，其中，所述第二弹性件均相互电连接。
每个第二弹性件900的外弹簧910可以被布置在底座800处，其中，第二弹性件900的外弹簧910可以被紧固在第二隔片700和底座800之间。尾销920可以从每个弹性件900的每个外弹簧910突出，并朝着每个基座800的侧面弯折，从而被紧固在底座800的侧面处。
内弹簧930可以沿着线筒100的下端布置，并且在俯视时呈半环形状。连接弹簧940可以将内弹簧930和外弹簧910相互连接起来。此时，包含外弹簧910、内弹簧930和连接弹簧940的两个第二弹性件900可以支撑线筒100的下端，并且可以分别与每个线圈600的每端电连接。
底座800可以呈六角形板的形状，可以在中心形成有开口将线筒100露出，并且可以在其后表面形成红外滤波器，该红外滤波器形成在与所述开口的位置相对应的位置处。
底座800可以在侧面形成有底梁，以支撑轭壳200的外轭210的远端，其中，外轭210和底座800直接相互连接。例如，底座800的侧面可以形成有钩子，而外轭210可以形成有连结孔，以与底座800的侧面上所形成的所述钩子相连结。
从前面的描述可以清楚看到，本发明的基本原理是，提供一种VCM，能够通过在有限空间使电磁力最大化来解决因所述电磁力而导致的问题。
对于本领域中的技术人员来说，很显然，在不偏离本发明的精神和范围的情况下能够在本发明中做各种修改和变型。因此，只要本发明的所述修改和变型在所附权利要求书及其等同物的范围内，那么，本发明就涵盖这些修改和变型。

Claims (14)

1.一种音圈电机，包括：
底座；
线筒，在其外表面设置线圈；
至少一个永磁体，与所述线圈相面对；
外轭，由金属制成且与所述底座直接连结，包括形成有开口的上板以及从所述上板朝向所述底座延伸的侧板，环绕所述线筒和所述永磁体；
第一弹性件，插在所述外轭和所述永磁体之间以弹性地支撑所述线筒；
第二弹性件，插在所述底座和所述永磁体之间；以及
第一隔片，插在所述永磁体和所述外轭之间，
其中，所述第一隔片包括插在所述外轭和所述永磁体之间的第一框架单元以及从所述第一框架单元朝向所述底座延伸的第一支撑柱。
2.根据权利要求1所述的音圈电机，其中，所述外轭进一步包括内轭，至少一个所述内轭从形成在所述上板上的开口所形成的内周边弯折，延伸至所述线圈和所述线筒的外周之间。
3.根据权利要求1所述的音圈电机，其中，所述外轭包括四个侧面和与侧面连接的上表面，形成为底部开口的方形筒状，所述线筒形成有底梁，用来支撑所述线圈的下端。
4.根据权利要求2所述的音圈电机，其中，所述永磁体设置于所述外轭的内部，且四个永磁体中的每个永磁体都被设置于所述外轭的一个角落。
5.根据权利要求2所述的音圈电机，其中，所述永磁体被布置在与所述内轭相对的位置处。
6.根据权利要求1所述的音圈电机，其中，所述音圈电机还包括设置在所述永磁体和所述底座之间的第二隔片。
7.根据权利要求6所述的音圈电机，其中，所述第二隔片包括插在所述底座和所述永磁体之间的第二框架单元以及从所述第二框架单元延伸到所述第一支撑柱的第二支撑柱。
8.根据权利要求4所述的音圈电机，其中，所述永磁体被固定在所述第一框架单元下侧。
9.根据权利要求2所述的音圈电机，其中，所述第一弹性件包括与所述第一框架单元相连结的外弹簧、与所述线筒相连结的内弹簧、以及连接所述外弹簧和所述内弹簧的连接弹簧，所述外弹簧具有与所述外轭的内表面相对应的方形框架形状，且固定在所述第一框架单元上。
10.根据权利要求2所述的音圈电机，其中，所述第二弹性件包括外弹簧、尾销、内弹簧以及连接弹簧，所述第二弹性件形成为两个，所述第二弹性件的每个外弹簧被设置于底座上，所述每个内弹簧在俯视时呈半环形状。
11.根据权利要求9所述的音圈电机，其中，所述连接弹簧在所述内弹簧和所述外弹簧之间以之字形形状形成，并且所述内轭设置在所述连接弹簧的局部上。
12.根据权利要求9所述的音圈电机，其中，所述线筒形成有至少一个肋，所述内弹簧形成有通孔，所述内弹簧通过所述肋和所述通孔，与所述线筒连结。
13.根据权利要求10所述的音圈电机，其中，所述尾销从两个第二弹性件的外弹簧朝向所述底座的侧面弯折，从而被紧固在所述底座的侧面，所述两个第二弹性件分别与所述线圈的两端电连接。
14.根据权利要求1所述的音圈电机，其中，所述底座的侧面形成有底梁，用以支撑所述外轭，所述外轭和所述底座相互直接连结。
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