CN1992483B - 具有弹性联结部的轴向致动装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种具有弹性联结部的轴向致动装置，可用以承载一对象，并可使对象进行致动，包括：固定部，为永久磁铁；活动部，为线圈组，可活动地设置于固定部内；以及联结部，整体包覆在固定部外面，其包括：支撑件，为中空的框架，设置于固定部外侧，与固定部相套设结合；作动件，为一平板状的物件，设置于框架的一侧口，与活动部相结合；多个连接件，与作动件一起设置在框架的一侧口的支撑件与作动件之间，可伸展地连接支撑件及作动件。本发明确保被承载的对象在轴向上移动而没有偏转，利用联结部联结固定部与活动部，联结部具有限制活动部的位移量效果，可以保护轴向致动装置，还具有吸震抗摔的效果，可以保护整个装置避免损害而影响其功能。

Description

具有弹性联结部的轴向致动装置

技术领域

本发明为一种具有弹性联结部的轴向致动装置，特别为一应用于数字取像装置的轴向致动装置。 

背景技术

用于可随身携带、可随时使用的驱动装置系统一般皆是具有体积小、重量轻、易收藏的特点，相对地也可能因为疏忽而摔落，而造成内部的损毁或功能不彰。因此对于保护装置的依赖势必加重，但是增加了保护装置也可能因此增加了零组件的数目而造成体积增大、重量增加、不易收藏，致使原来的优点不复存在。再者，以轻、薄、短、小的设计观念来看，尺寸变小势必增加组装的困难度，而造成成本上的增加。 

可携电子设备中，马达的应用相当广泛，应用在数字相机等现代可携电子设备中的马达数量的成长速度，已持续超越传统用在硬盘驱动器里的音圈马达(voice coil motor)和主轴马达数量的成长速度。现在马达的发展必须满足苛刻的小型化趋势要求。公知技术的音圈马达的构造大致相同，一般皆是由线圈、磁铁、轭铁等组件所组成。公知技术的音圈马达结构上最大的不同点，在于如何将可动部与固定部结合起来的联结组件。因为有联结组件才能组合成一个完整的致动器。 

一般联结组件的设计约有下列几种，而这些设计都有其缺点存在：1.弹簧式，以弹簧压迫电刷方式，因轴向长度过长，不适合于小型化，而且机械式的弹簧其刚性系数较大，也就是必需克服较大的弹性力。2.直线轴承式，跟弹簧刚好相反，它在径向上占极大的空间，而且必需有定位装置，否则无法作位移的控制。3.叶片弹簧式，这种设计是目前市面上最常用的联结组件，所占空间较小，非常适合小型化，但是它最大的缺点是会在轴向上作小量的旋转运动，而且不具有防震的效果，非常不适合用于容易摔落的产品。 

发明内容

本发明的基本架构是利用线圈、永久磁铁、轭铁、弹性非金属式复合材料所组成的驱动装置。根据劳伦兹定律，其工作原理为导电线圈受到磁场影响将产生一作用力(F＝I×B，其中F：作用力、I：电流、B：磁通密度)，利用此作用力可以让物体沿着轴向运动，而弹性非金属式复合材料除了联结可动部(线圈)和固定部(磁铁)外，还可达到吸震抗摔的效果。此外还可以利用模造技术使弹性非金属式复合材料成型并将可动部(线圈)与固定部(磁铁)联结在一起，大大降低制造成本与组装问题。 

为了达成上述的效果，本发明提供一种具有弹性联结部的轴向致动装置，可用以承载一对象，并可使该对象进行致动，其特点在于，包括：一固定部，为一永久磁铁；一活动部，为一线圈组，其可活动的设置于该固定部内；以及，一联结部，其整体包覆在该固定部外面，其包括：一支撑件，为一中空的框架，设置于该固定部外侧，与该固定部相套设结合；一作动件，该作动件为一平板状的物件，设置于该框架的一侧口，与该活动部相结合；以及，多个连接件，与该作动件一起设置在该框架的一侧口的该支撑件与该作动件之间，用以可伸展地连接该支撑件及该作动件 

本发明又提供一种联结部结构，用于具有一固定部及一活动部的轴向致动装置中，其特点在于，该联结部整体包覆在该固定部外面，包括：一支撑件，为一中空的框架，设置于该固定部外侧，与该固定部相套设结合；一作动件，该作动件为一平板状的物件，设置于该框架的一侧口，用以与该活动部相结合；以及，多个连接件，与该作动件一起设置在该框架的一侧口的该支撑件与该作动件之间，用以可伸展地连接该支撑件及该作动件。 

本发明又再提供一种具有弹性联结部的轴向致动装置，可用以承载一对象，并可使该对象进行致动，其特点在于，包括：一固定部，为一永久磁铁；一活动部，为一线圈组，其可活动的设置于该固定部内；以及，一联结部，其整体包覆在该固定部外面，包括：一作动件，该作动件为一平板状的物件，与该活动部相结合；以及，多个连接件，可伸展地将其一端连接于该固定部外侧壁，而另一端连接于该作动件，该多个连接件与该作动件一起设置于该固定部外侧而包围住该固定件的外侧壁。 

利用本发明的实施，至少可以达到下列的进步效果： 

一、确保被承载的对象在轴向上移动而没有偏转。 

二、利用联结部联结固定部(磁铁)与活动部(线圈)。 

三、联结部具有限制活动部的位移量效果。 

四、联结部可以保护轴向致动装置，当应用于例如手机相机的微型音圈马达驱动装置时，具有吸震抗摔的效果，可以保护整个装置避免损害而影响其功能。 

有关本发明的特征，配合附图做最佳实施例详细说明如下。 

附图说明

图1为本发明的一种具有弹性联结部的轴向致动装置的立体分解实施例图； 

图2为本发明的一种具有弹性联结部的轴向致动装置的结合剖视实施例图； 

图3为本发明的一种具有弹性联结部的轴向致动装置其将支撑件省略后的立体实施例图； 

图4为本发明的一种具有弹性联结部的轴向致动装置其活动部处于伸展装态下的剖视实施例图； 

图5为本发明的一种具有弹性联结部的轴向致动装置的联结部另一实施状态图； 

图6为本发明的一种具有弹性联结部的轴向致动装置的电流与位移的关系图； 

图7为本发明的一种具有弹性联结部的轴向致动装置其联结部灌模的模具分解示意图。 

其中，附图标记： 

10轴向致动装置       11固定部 

111永久磁铁          112第一支架 

12活动部             121线圈组 

122第二支架          123翼板 

124镜头              13联结部 

131支撑件            132作动件 

133连接件    14联结部(第二状态) 

15模具       151模具孔 

具体实施方式

如图1所示，为本发明的一种具有弹性联结部的轴向致动装置10的立体分解实施例图。如图2所示，为本发明的一种具有弹性联结部的轴向致动装置10的结合剖视实施例图。图3为本发明的一种具有弹性联结部的轴向致动装置其将支撑件省略后的立体实施例图。如图4所示，为本发明的一种具有弹性联结部的轴向致动装置10其活动部12处于伸展装态下的剖视实施例图。如图5所示，为本发明的一种具有弹性联结部的轴向致动装置10的联结部13另一实施状态图。如图6所示，为本发明的一种具有弹性联结部的轴向致动装置10的电流与位移的关系图。如图7所示，为本发明的一种具有弹性联结部的轴向致动装置10其联结部13灌模的模具分解示意图。 

本实施例公开一种体积小、重量轻的轴向致动装置10，特别为一种微型音圈马达的驱动装置。轴向致动装置10内部可承载适当的对象，例如定焦镜头124模块。利用本实施例轴向致动装置10的带动对象移动而达到位置改变的功能(其有如自动对焦需要改变位移)。 

如图1及图2所示，一种具有弹性联结部的轴向致动装置10的立体分解实施例图及一种具有弹性联结部的轴向致动装置10的结合剖视实施例图。本实施例的一种具有弹性联结部的轴向致动装置10，其可用以承载一对象，并可使对象进行致动，其包括：一固定部11、一活动部12以及一联结部13。 

固定部11，主要由一高磁通密度材料所制成的永久磁铁111所构成。为了保护及使永久磁铁111更具结构能力。固定部11可进一步包括有一第一支架112。第一支架112为一中空的框架，其具有结构支撑的作用，而永久磁铁111设置于第一支架112内侧。 

活动部12，具有一线圈组121，其与一般马达用线圈的原理相同。同样的为了使线圈组121能有更佳的结构行为，因此活动部12可进一步包括有一第二支架122，且线圈组121系绕设于第二支架122上。第二支架122为一具有中心圆孔的壳体，一般塑料或金属材质加以制成，又第二支架122且壳体的外侧面端部，均延伸有一翼板123，其主要的效果使线圈能被更稳定的固设。此 外第二支架122可进一步承载一镜头124。 

联结部13，其包括：一支撑件131、一作动件132以及多个连接件133。 

支撑件131，为一中空的框架，其可用以与固定部11相结合。作动件132，为一平板状的对象，其可用以活动部12相结合。多个连接件133，其设至于支撑件131与作动件132之间，用以连接支撑件131与作动件132。 

如图3所示，一种具有弹性联结部的轴向致动装置其将支撑件省略后的立体实施例图。以上所述联结部13的支撑件131固然可以增加联结部13于固定部11间的结构行为，但有时为了体积及重量的考虑，亦可将支撑件131省略，而将多个连接件133其原先结合于支撑件131的一端，改为直接结合于固定部11上。 

如图4所示，一种具有弹性联结部的轴向致动装置10其活动部12处于伸展状态下的剖视实施例图。联结部13由具有极大变形能力或适当弹性及刚性的非金属式复合材料所制成，特别为一种硅胶材质所制成。 

联结部13用以可伸展的连接支撑件131及作动件132。因此当活动部12因电流作用而伸展时，作动件132因活动部12的施力而使得连接件133产生伸展的作用。而当活动部12的施力消失或减少时，连接件133将恢复原来的形状，因此具有复位的效果。 

图5为一种具有弹性联结部的轴向致动装置10的联结部14另一实施状态图。又为了使作动件132与活动部12间力的行为更为平顺，因此连接件133以对称的方式加以设置，除了可以4个连接件133的方式加以设置外，亦可以8个连接件133的方式加以设置或者其它方式加以设置。但因为连接件133设置越多后将使得作动件132的刚性变强，将会对活动部12的作用将会产生更多拘束及影响。 

如图6所示，一种具有弹性联结部的轴向致动装置10的电流与位移的关系图。为了证明本实施例确实可达到实用及进步的效果，特以一具有8个连接件133的轴向致动装置10进行测试。由图中得知，当水平轴的电流增加时，纵轴的距离亦会有趋近于线性的增加。因此可以证明本实施例的轴向致动装置10具有良好的作用效果。 

如图7所示，轴向致动装置10其联结部灌模的模具分解示意图。轴向致动装置10，可于固定部11及活动部12组装完成后，接着进行联结部13的模 造。透过模具15制造技术加以制作，不仅可使联结部13体积缩小，而且整体包覆在固定部11外面，达到抗震耐摔的保护效果，又以模具15制造时，在作动件132及第二支架122会有用以对位用的模具孔151设计，而模具孔151又具有减轻重量或增加结构强度的效果。制造联结部13所用的弹性非金属式复合材料为硅胶，其具有弹性变形的特性，本身材料能够吸震与抗摔，且未凝固前是浓稠状而可以模造成所需的形状，具有加工容易的优点。一般硅胶材料可以利用调整稀释液的比例直接调整硅胶的软硬程度。其制作过程也非常地简单，只要经由适当搅拌、抽真空、灌模、抽真空、烘烤、冷却就可以成形。所以在不增加零组件而且能改善驱动装置的抗摔效能与组装效率，硅胶一举解决了所有的问题。 

为了增加活动部12与永久磁铁111间磁场的相互作用力，上述的联结部13亦可由一掺杂有磁粉的非金属式复合材料所制成，且所掺杂的磁粉特别是以纳米级的规格者为佳。当联结部13以掺杂有磁粉的非金属式复合材料制成时，当联结部13与永久磁铁111结合时，永久磁铁111的磁力线将会与联结部13内的磁粉连通，因而使永久磁铁111的磁场得以延伸，因而增加活动部12与永久磁铁111间磁场的相互作用力。 

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的普通技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。 

Claims (19)

1.一种具有弹性联结部的轴向致动装置，可用以承载一对象，并可使该对象进行致动，其特征在于，包括：

一固定部，为一永久磁铁；

一活动部，为一线圈组，其可活动的设置于该固定部内；以及

所述弹性联结部，其整体包覆在该固定部外面，其包括：

一支撑件，为一中空的框架，设置于该固定部外侧，与该固定部相套设结合；

一作动件，该作动件为一平板状的物件，设置于该框架的一侧口，与该活动部相结合；以及

多个连接件，与该作动件一起设置在该框架的一侧口的该支撑件与该作动件之间，用以可伸展地连接该支撑件及该作动件。

2.根据权利要求1所述的轴向致动装置，其特征在于，该固定部进一步包括有一第一支架，且该永久磁铁设置于该第一支架内侧。

3.根据权利要求1所述的轴向致动装置，其特征在于，该活动部进一步包括有一第二支架，且该线圈组绕设于该第二支架上。

4.根据权利要求3所述的轴向致动装置，其特征在于，该第二支架为一具有中心圆孔的壳体，且该壳体的外侧面端部，均延伸有一翼板。

5.根据权利要求1所述的轴向致动装置，其特征在于，该联结部由具有弹性及刚性的非金属式复合材料所制成。

6.根据权利要去1所述的轴向致动装置，其特征在于，该联结部由一硅胶材质所制成。

7.根据权利要求1所述的轴向致动装置，其特征在于，该联结部由一掺杂有磁粉的非金属式复合材料所制成。

8.一种联结部，用于具有一固定部及一活动部的轴向致动装置中，其特征在于，该联结部整体包覆在该固定部外面，该联结部包括：

一支撑件，为一中空的框架，设置于该固定部外侧，与该固定部相套设结合； 

一作动件，该作动件为一平板状的物件，设置于该框架的一侧口，用以与该活动部相结合；以及

多个连接件，与该作动件一起设置在该框架的一侧口的该支撑件与该作动件之间，用以可伸展地连接该支撑件及该作动件。

9.根据权利要求8所述的联结部，其特征在于，由具有弹性及刚性的非金属式复合材料所制成。

10.根据权利要求8所述的联结部，其特征在于，由一硅胶材质所制成。

11.根据权利要求8所述的联结部，其特征在于，该些连接件以对称的方式加以设置。

12.根据权利要求8所述的联结部，其特征在于，由一掺杂有磁粉的非金属式复合材料所制成。

13.一种具有弹性联结部的轴向致动装置，可用以承载一对象，并可使该对象进行致动，其特征在于，包括：

一固定部，为一永久磁铁；

一活动部，为一线圈组，其可活动的设置于该固定部内；以及

所述弹性联结部，该弹性联结部整体包覆在该固定部外面，其包括：

一作动件，该作动件为一平板状的物件，与该活动部相结合；以及

多个连接件，可伸展地将其一端连接于该固定部外侧壁，而另一端连接于该作动件，该多个连接件与该作动件一起设置于该固定部外侧而包围住该固定件的外侧壁。

14.根据权利要求13所述的轴向致动装置，其特征在于，该固定部进一步包括有一第一支架，且该永久磁铁设置于该第一支架内侧。

15.根据权利要求13所述的轴向致动装置，其特征在于，该活动部进一步包括有一第二支架，且该线圈组绕设于该第二支架上。

16.根据权利要求15所述的轴向致动装置，其特征在于，该第二支架为一具有中心圆孔的壳体，且该壳体的外侧面端部，均延伸有一翼板。

17.根据权利要求13所述的轴向致动装置，其特征在于，由具有弹性及刚性的非金属式复合材料所制成。

18.根据权利要求13所述的轴向致动装置，其特征在于，该联结部由一硅胶材质所制成。 

19.根据权利要求13所述的轴向致动装置，其特征在于，该联结部由一掺杂有磁粉的非金属式复合材料所制成。 

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