CN218102929U - 一种大行程vcm马达 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种大行程VCM马达，用于驱动透镜沿其光轴方向移动，定义被摄物体位于透镜的光轴方向的前方，所述VCM马达包括底座外壳、外壳、变焦组件和若干磁铁，所述外壳从光轴方向的前方连接于底座以形成容置空间变焦组件，所述变焦组件可移动地设于容置空间内，以及若干磁铁，用于产生驱动所述变焦组件移动所需的磁场，所述外壳包括由不导磁材料制成的盖板、以及由导磁材料制成的侧壁，所述磁铁加高增大磁场使得马达内推力增大，同时所述侧壁和磁铁组搭配是增大磁场，间接增大推力的结构配置，所述盖板不导磁，使得整个行程内推力均匀，马达运动线性好，对焦效果好。

Description

一种大行程VCM马达

技术领域

本实用新型涉及音圈马达技术领域，具体涉及一种大行程VCM马达。

背景技术

VCM马达，中文名称为音圈马达，也称为音圈电机，原理是在一个固定的磁场内，通过改变VCM线圈电流的大小，来控制VCM马达移动的位置，从而改变镜头之间的距离来达到对焦的功能，VCM马达主要由外壳、底座、磁铁、上下弹簧和载体构成，外壳和底座是不动的部件，磁铁环绕安装在外壳四周固定，线圈缠绕在载体的外圈，和载体合为一体，载体设在上下弹簧之间，悬挂在底座和外壳组成的内腔内磁场空间中，当线圈通电时，在安培力的作用下，载体可以上下运动，带动镜头实现对焦功能，音圈电机主要应用于小行程、高速、高加速运动，适合用于狭小的空间，最常见的是手机摄像头的自动对焦功能就是完全由整个驱动器来完成的。

音圈电机主要安装在手机上，所以对尺寸要求非常高，既要求结构紧凑，又要保证功能的优良和可靠，马达行程增大受到弹簧的阻力也增大，无法运动到最大行程处，在保持马达长宽尺寸不变的前提下，若需要提高马达对焦的行程，可以增加马达的高度，由此增大对透镜的驱动力，以克服弹簧的阻力。在现有技术中一般通过加高磁铁来增加推力，但这种方式不能保证马达的运动线性，容易出现马达运动线性超出规格要求，影响对焦效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构精密紧凑、行程大、运动稳定和性能良好的VCM马达。

一种大行程VCM马达，用于驱动透镜沿其光轴方向移动，定义被摄物体位于透镜的光轴方向的前方，VCM马达包括底座外壳、外壳、变焦组件和若干磁铁，外壳从光轴方向的前方连接于底座以形成容置空间变焦组件，变焦组件可移动地设于容置空间内；以及若干磁铁，用于产生驱动变焦组件移动所需的磁场，外壳包括由不导磁材料制成的盖板、以及由导磁材料制成的侧壁，盖板位于底座的光轴方向的前方，侧壁连接于盖板的周边且沿光轴方向向底座延伸，磁铁靠近侧壁设置。在上述方案中，底座上固定有变焦组件和磁铁，磁铁使得容置空间内形成磁场，变焦组件受到磁场的作用实现对焦的功能，侧壁侧面与磁铁相邻且平行，盖板固定在变焦组件的顶部，若干磁铁搭配导磁材料的侧壁是间接增大推力的结构配置，不导磁材料制成的盖板能够避免出现因顶部聚磁导致整个行程内推力不均匀的问题，磁铁加高能够增大磁场，这样保证结构紧凑的同时增大马达的推力。

进一步地，侧壁的顶部向内折弯形成连接部，盖板的周边连接于连接部。在上述方案中，侧壁扣合在底座上，顶部折弯的部分将盖板固定在变焦组件上，侧壁为导磁材料与磁铁搭配能够增大马达的推力，从而加大行程。

进一步地，盖板四个角向下折弯，所述盖板折弯部分与变焦组件连接。在上述方案中，盖板四个角与变焦组件连接，盖板凸起部分与侧壁连接，盖板为不导磁的材料，避免马达顶部聚磁导致整个行程内推力不均匀影响对焦效果。

进一步地，盖板为SUS304材质，侧壁为SPCC材质。在上述方案中，SUS304是常见的不锈钢材质，SPCC表示一般用冷轧碳素钢薄板及钢带，SUS304材质不导磁，SPCC材质导磁。

进一步地，若干磁铁的位于光轴方向后方的一端与底座相抵，磁铁的位于光轴方向前方的一端靠近盖板或与盖板相抵。上述方案中，在VCM马达的外形长和宽限制的情况下，需要加大马达的行程就必须要增加马达的高度，所以可以通过加高磁铁的方式来增大内推力，相应的也要增大侧壁的高度使得整个行程范围内都有磁场覆盖，马达的行程加大，磁铁的高度根据马达需要的行程进行调整，在VCM马达很小的长宽尺寸要求下能满足大行程的需求。

进一步地，变焦组件包括弹簧组件和载体组件，弹簧组件将载体组件悬架支撑在外壳与底座内部。上述方案中，弹簧组件提供弹性回复力，载体组件受磁铁组形成的磁场作用在竖直方向运动，实现对焦的功能，变焦组件结构紧凑，性能良好。

进一步地，载体组件包括载体、支架和线圈，底座上固定有支架，支架内设有可沿光轴方向移动的载体，线圈套设于载体的外周。上述方案中，支架限制载体左右运动，防止载体抖动，影响对焦效果，载体所受重力与上弹簧和下弹簧的拉力平衡时，载体相对于支架为悬浮状态，线圈通电后与若干磁铁产生的磁场形成磁力推动载体沿光轴方向运动，可以通过输入线圈的电流的大小和方向来控制支架内的载体竖直方向运动运动，达到VCM马达的行程要求。载体内侧加工螺纹用于固定镜头，载体外圈的环形凹槽用于安装线圈，线圈通电后控制载体内固定的镜头在竖直方向运动进行对焦。

进一步地，弹簧组件包括上弹簧和下弹簧，上弹簧和下弹簧由多根弦丝折弯而成。上述方案中，载体和上弹簧及下弹簧连接，上弹簧和下弹簧均用于承载载体，平衡力矩，但同时弹簧也提供了阻力使得载体的行程受限，克服弹簧的阻力载体可以运动的更远。

进一步地，底座的角部设有凸台结构，底座中间的圆形通孔周围开有定位槽，底座底部设有PIN脚。上述方案中，底座上表面固定有下弹簧，底座中间定位槽用于定位载体组件，底座的四周固定有磁铁和与磁铁相邻的侧壁，底部的引脚与外部线路相连接。

本实用新型的大行程VCM马达，至少具有如下有益效果：

第一、行程大，磁铁加高整个行程范围内都有磁场覆盖，同时磁铁搭配SPCC材质的侧壁能够增大磁场，使得内推力增大，马达的行程加大，磁铁的高度能够根据马达需要的行程进行调整，在VCM马达很小的长宽尺寸要求下能满足大行程的需求。

第二、运动稳定、性能良好，侧壁与盖板材质不同，侧壁使用SPCCC材质包裹四周，盖板使用SUS304材质覆盖顶部，这样能够防止马达的顶部出现聚磁的现象，使得整个行程内推力均匀，马达的运动线性好，对焦的效果会更好。

第三、结构紧凑，所占空间小，磁铁组的高度加高便可实现增大行程的功能，底座、变焦组件、外壳的长宽均不发生改变并且安装紧凑，使得马达具有很小的长宽尺寸。

附图说明

图1为一实施例的VCM马达爆炸图；

图2为一实施例的VCM马达结构图；

图3为图1中变焦组件的示意图；

图4为图3中载体组件示意图；

图5为图1中盖板的示意图。

附图标号说明：1、外壳；2、磁铁；300、变焦组件；4、底座；11、侧壁；12、盖板；310、弹簧组件；320、载体组件；311、上弹簧；312、下弹簧；321、载体；322、线圈；323、支架。

具体实施方式

下面将结合具体实施例及附图对本实用新型大行程VCM马达作进一步详细描述。

如图1和图2所示，一较佳实施例中，一种大行程VCM马达，用于驱动透镜沿其光轴方向移动，定义被摄物体位于透镜的光轴方向的前方，VCM马达包括外壳1、变焦组件300、若干磁铁2和底座4，外壳1从光轴方向的前方连接于底座4以形成容置空间变焦组件300，变焦组件300可移动地设于容置空间内；以及若干磁铁2，用于产生驱动变焦组件300移动所需的磁场，外壳1包括由不导磁材料制成的盖板12、以及由导磁材料制成的侧壁11，盖板12位于底座4的光轴方向的前方，侧壁11连接于盖板12的周边且沿光轴方向向底座延伸，磁铁2靠近侧壁11设置。底座4上固定有变焦组件300和磁铁2，磁铁2使得容置空间内形成磁场，变焦组件300受到磁场的作用实现对焦的功能，侧壁11侧面与磁铁2相邻且平行，盖板12固定在变焦组件300的顶部，磁铁2搭配SPCC材质的侧壁11是间接增大推力的结构配置，SUS304材质的盖板12不导磁，能够避免出现因顶部聚磁导致整个行程内推力不均匀的问题，在马达外形的长和宽都限制的情况下，增大马达的行程就必须要增加马达的高度，根据安培力公式F=BILN得出增大磁场可以使得推力增大，磁铁2加高能够增大磁场，这样保证结构紧凑的同时增大马达的推力。

如图1和图2所示，在上述实施例中，侧壁11的顶部向内折弯形成连接部，盖板12的周边连接于所述连接部。在侧壁11扣合在底座上，顶部折弯的部分将盖板12固定在变焦组件300上，侧壁11为导磁材料与磁铁搭配能够增大磁场，间接的增大推力，增大马达推力克服弹簧的阻力从而增加马达的最大行程。

如图1和图5所示，在上述实施例中，盖板12四个角向下折弯，所述盖板12折弯部分与变焦组件300连接。在上述方案中，盖板12四个角与变焦组件300顶部连接，盖板12凸起部分与侧壁11连接，顶部的通孔形状与透镜相配合，盖板12可以采用冲压的方式加工，选用不导磁的材料避免VCM马达顶部聚磁导致整个行程内推力不均匀，使得马达的运动线性在规格要求内，不会影响对焦的效果。

如图1所示，在上述实施例中，盖板12为SUS304材质，侧壁11为SPCC材质。在上述方案中，SUS304是常见的不锈钢材质，SPCC表示一般用冷轧碳素钢薄板及钢带，SUS304材质不导磁，SPCC材质导磁。若外壳11为一体式结构都是SPCC材质时，增大推力的同时，马达顶部聚磁明显，会导致整个行程内推力不均匀，使得马达的运动线性大，超出规格要求，影响对焦效果。

如图1所示，在上述实施例中，若干所述磁铁的位于所述光轴方向后方的一端与所述底座相抵，所述磁铁的位于所述光轴方向前方的一端靠近所述盖板或与所述盖板相抵。在上述方案中，在VCM马达的外形长和宽限制的情况下，需要加大马达的行程就必须要增加马达的高度，所以可以通过加高磁铁的方式来增大磁场，使得整个行程范围内都有磁场覆盖，马达的内推力随之增大，推动载体321运动的更远，马达的行程加大，实际运用中，磁铁2的高度可以根据马达需要的行程进行调整，用于满足不同的产品需求，在VCM马达很小的长宽尺寸要求下能满足大行程的需求。

如图3所示，在上述实施例中，变焦组件300包括弹簧组件310和载体组件320，所述弹簧组件310将载体组件320悬架支撑在外壳1与底座4内部。弹簧组件310提供弹性回复力，载体组件320受磁铁2形成的磁场作用带动镜头在竖直方向运动，实现对焦的功能，变焦组件300结构紧凑，性能良好。

如图3和图4所示，在上述实施例中，载体组件320包括载体321、支架323和线圈322，底座4上固定有支架323，所述支架323内设有可沿光轴方向移动的载体321，所述线圈322套设于所述载体321的外周。支架323限制载体321左右运动，防止载体321抖动，影响对焦效果，载体321所受重力与上弹簧310和下弹簧330的拉力平衡时，载体321相对于支架323为悬浮状态，当磁铁2产生磁场，与线圈322形成电磁感应力，会使得载体321在支架323内上下运动，通常线圈322的电阻也是限制在20Ω以内，当马达的外形长和宽限制时，加大对焦的行程就需要增大动力，增加线圈322的部分非常有限，所以通过加高磁铁来增大推力，可以通过输入线圈322的电流的大小和方向来控制支架323内的载体321竖直方向运动运动，达到VCM马达的行程要求。

如图3所示，在上述实施例中，弹簧组件310包括上弹簧311和下弹簧312，上弹簧311和下弹簧312由多根弦丝折弯而成。弹簧组件310具有一定的弹性，载体321和上弹簧311及下弹簧312连接，上弹簧311和下弹簧312均用于承载载体321，平衡力矩，但同时弹簧也提供了阻力使得载体321的行程受限，弹簧组件310使得载体321在变焦组件300内部沿光轴方向自由移动。

如图1所示，在上述实施例中，底座4的角部设有凸台结构，底座4中间的圆形通孔周围开有定位槽，底座4底部设有PIN脚。底座4上表面固定有下弹簧330，底座4中间定位槽用于定位载体组件320，底座4的四周固定有磁铁2和与磁铁相邻的外盖1，底部的引脚与外部线路相连接。

本实用新型大行程VCM马达工作原理及过程，马达的变焦组件300四周上固定有磁铁2，磁铁2内产生磁场，载体组件320上的线圈322通电与磁场产生电磁感应力推动载体321运动，可以通过控制线圈322通电电流的大小和方向来控制载体321上下运动，当要求加大马达的行程时可以通过增加磁铁的高度，使得整个行程范围内都有磁场覆盖，马达的内推力随之增大，从而推动载体321运动的更远，马达的外壳1分为侧壁11和盖板12，磁铁2与SPCC侧壁11是增大磁场，间接增大推力的结构配置，盖板12为SUS304材质不导磁，可以避免出现因顶部聚磁导致整个行程内推力不均匀的问题，使得马达的运动线性在规格要求范围内，马达的对焦效果会更好。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语诸如 “上”、“下”、“前”、“后”、 “左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上， 除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

虽然对本实用新型的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。

Claims (9)

1.一种大行程VCM马达，用于驱动透镜沿其光轴方向移动，定义被摄物体位于透镜的光轴方向的前方，所述VCM马达包括：

底座；

外壳，从光轴方向的前方连接于底座以形成容置空间；

变焦组件，可移动地设于容置空间内；以及

若干磁铁，用于产生驱动所述变焦组件移动所需的磁场；

其特征在于，所述外壳包括由不导磁材料制成的盖板、以及由导磁材料制成的侧壁，所述盖板位于所述底座的光轴方向的前方，所述侧壁连接于所述盖板的周边且沿光轴方向向底座延伸，所述磁铁靠近所述侧壁设置。

2.根据权利要求1所述的大行程VCM马达，其特征在于，所述侧壁的顶部向内折弯形成连接部，所述盖板的周边连接于所述连接部。

3.根据权利要求1所述的大行程VCM马达，其特征在于，所述盖板四个角向下折弯，所述盖板折弯部分与变焦组件连接。

4.根据权利要求1所述的大行程VCM马达，其特征在于，所述盖板为SUS304材质，所述侧壁为SPCC材质。

5.根据权利要求1所述的大行程VCM马达，其特征在于，若干所述磁铁的位于所述光轴方向后方的一端与所述底座相抵，所述磁铁的位于所述光轴方向前方的一端靠近所述盖板或与所述盖板相抵。

6.根据权利要求1所述的大行程VCM马达，其特征在于，所述变焦组件包括弹簧组件和载体组件，所述弹簧组件将所述载体组件悬架支撑在所述外壳与底座内部。

7.根据权利要求6所述的大行程VCM马达，其特征在于，所述载体组件包括载体、支架和线圈，所述底座上固定有支架，所述支架内设有可沿光轴方向移动的载体，所述线圈套设于所述载体的外周。

8.根据权利要求6所述的大行程VCM马达，其特征在于，所述弹簧组件包括上弹簧和下弹簧，所述上弹簧和下弹簧均由多根弦丝折弯而成。

9.根据权利要求1所述的大行程VCM马达，其特征在于，所述底座的角部设有凸台结构，所述底座中间的圆形通孔周围开有定位槽，所述底座底部设有PIN脚。

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