TW201308838A - 音圈馬達 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種音圈馬達，其包括開設有第一容置腔的外殼及容置在第一容置腔內的活動裝筒、線圈及至少兩個磁性元件。外殼由導磁性材料製成，並包括頂板、至少兩個與頂板相垂直的側板及至少兩個自頂板朝向第一容置腔內彎折的彎折板。至少兩個磁性元件圍繞活動裝筒設置。每個磁性元件包括相背設置的第一磁極及第二磁極。第一磁極固定在對應的側板上。第二磁極分別與對應的彎折板正對。線圈套設在活動裝筒上，且位於至少兩個彎折板與對應的第二磁極之間，使得第一磁極發出的磁力線經側板、頂板及彎折板傳導，垂直穿過線圈到達對應的第二磁極。

Description

音圈馬達

本發明涉及一種音圈馬達。

先前的鏡頭模組一般被音圈馬達驅動進行對焦。音圈馬達一般包括一個用於容置鏡頭模組的活動裝筒、一個套設在活動裝筒外部的線圈及四個圍繞線圈設置的磁鐵。磁鐵上遠離線圈的一端為N極，靠近線圈的一端為S極。磁鐵發射出的磁力線從N極出發，穿過線圈到達S極。在線圈與磁力線所產生的電磁力的作用下，線圈帶動活動裝筒沿鏡頭模組的光軸方向進行運動。根據計算公式，其中F為電磁力的大小，N為線圈的匝數，I為線圈中電流的大小，B為磁場強度的大小，θ為線圈內電流的方向與磁力線方向的夾角，可知只有當θ為90度時，也就是磁力線與線圈內電流的方向垂直時，電磁力最大。

先前音圈馬達中的N極發出的磁力線經過空氣傳播後，穿過線圈到達S極，但是磁力線在空氣中傳播時的軌跡是呈橢圓形，使得大部分的磁力線不能垂直穿過線圈，電磁力比較小。為了使音圈馬達能正常工作，必須增大電磁力。由於線圈中的電流大小是一定的，先前的做法一般是增大線圈的匝數，而活動裝筒沿鏡頭模組光軸方向的高度一般是固定的，因此就需要使線圈堆疊成多層，增大了音圈馬達沿垂直於鏡頭模組的光軸方向的長度，也就增大了音圈馬達的體積。

有鑒於此，有必要提供一種體積較小的音圈馬達。

一種音圈馬達，其包括一個外殼、一個活動裝筒、一個線圈及至少兩個磁性元件。所述外殼內形成一個第一容置腔。所述外殼由導磁性材料製成，並包括一個頂板、至少兩個與所述頂板相垂直的側板及至少兩個自所述頂板朝向所述第一容置腔內彎折的彎折板。所述活動裝筒活動設置在所述第一容置腔內。所述至少兩個磁性元件圍繞所述活動裝筒設置在所述第一容置腔內。每個磁性元件包括相背設置的第一磁極及第二磁極。所述第一磁極固定在對應的側板上。所述第二磁極分別與對應的彎折板正對設置。所述線圈套設在所述活動裝筒上，且位於每個彎折板與對應的磁性元件的第二磁極之間，使得所述至少兩個磁性元件的第一磁極發出的磁力線經所述外殼的側板、頂板及彎折板傳導，垂直穿過所述線圈到達對應磁性元件的第二磁極。

相較於先前技術，本發明的音圈馬達，由於所述磁性元件的磁力線垂直穿過所述線圈，使得所述磁性元件產生的電磁場被有效的利用，因此只需要較少匝數的線圈，所述音圈馬達就能正常工作，進而使所述音圈馬達的體積縮小。

下面將結合附圖，對本發明作進一步的詳細說明。

請參閱圖1及圖2，為本發明實施方式提供的一種音圈馬達100，其包括一個外殼10、一個活動裝筒30、一個線圈40、四個磁性元件50、一個第一彈片60、一個壓板70、一個承載板80及一個第二彈片90。

所述外殼10由能夠與所述磁性元件50相吸附且導磁性能很好的材料(比如軛鐵)製成。所述外殼10內形成有一第一容置腔101。所述外殼10具有一個正方形的頂板11及四個與所述頂板11垂直設置的側板12。所述頂板11的中心開設一個第一通孔110。所述頂板11包括四個第一固定部111及四個平板狀的彎折板112。所述四個第一固定部111分別位於所述頂板11的四個角落。所述四個彎折板112自對應的第一固定部111自頂板11朝向所述第一容置腔101內垂直彎折。結合圖3所示，所述彎折板112包括一個靠近所述頂板11的第一直段112a及一個遠離所述頂板11的第二直段112b。所述第一直段112a及所述第二直段112b面向所述第一容置腔101的中心軸的表面均包括相互垂直的一個長邊113及一個寬邊114。所述長邊平行於所述第一容置腔101中心軸。所述寬邊垂直於所述第一容置腔101中心軸。所述第一直段112a的寬邊114的長度比所述第二直段112b的寬邊114的長度短。所述頂板11上還設置四個擋板116，所述四個擋板116分別設置在相鄰的兩個第一固定部111之間，且自所述頂板11朝向所述第一通孔110的軸心方向延伸。

所述活動裝筒30活動設置在所述第一容置腔101內。所述活動裝筒30的中心開設一個貫穿其自身的大致呈圓形的第二容置腔310。所述第二容置腔310與所述第一容置腔101同軸設置，用於收容一個鏡頭模組的鏡筒(圖未示)。所述活動裝筒30包括一個基座311、一個第一凸緣312及一個第二凸緣313。所述第一凸緣312自所述基座311朝向靠近所述頂板11的方向延伸。所述第二凸緣313自所述基座311朝向遠離所述頂板11的方向延伸。所述基座311及所述第一凸緣312均為正八邊形柱體狀結構，且同軸設置。所述第二凸緣313為圓柱形，且與所述基座311同軸設置。所述基座311及所述第一凸緣312均包括沿所述鏡頭模組的光軸方向延伸的側棱301。所述第二容置腔310的中心軸至所述基座311的側棱301的距離大於所述第二容置腔310的中心軸至所述第一凸緣312的側棱301的距離，同時也大於所述第二凸緣313的外半徑，使得所述基座311與所述第一凸緣312的連接處形成第一臺階面311a，所述基座311與所述第二凸緣313的連接處形成第二臺階面311b。所述第一凸緣312面向所述頂板11的表面上設置多個第一定位塊312b。結合圖4所示，所述第二凸緣313的外側壁上設置有多個第二定位塊313a。

所述線圈40套設在所述活動裝筒30上，並固定在所述第一臺階面311a上。所述線圈40為正八邊形柱體狀結構，其包括四個側面41及四個分別傾斜連接在相鄰兩側面41之間的連接面42。所述四個側面41分別與所述外殼10的四個側板12相互平行。每個連接面42與所述外殼10之間形成一個置磁部43。

所述四個磁性元件50容置在所述第一容置腔101內對應的置磁部43內，且均為直角三角形柱狀結構。所述第一凸緣312的側壁上與所述四個磁性元件50對應的位置開設多個容置槽312a，用於容置所述彎折板112。每個磁性元件50包括兩個相互垂直的直角面51及一個連接所述兩個直角面51的斜面52。所述兩個直角面51及所述斜面52均與所述頂板11相垂直。所述兩個直角面51及其附近的部分形成第一磁極56，所述斜面52及其附近的部分形成第二磁極57。所述第一磁極56吸附在所述外殼10的對應側板12上。所述第二磁極57與對應的彎折板112相對設置，所述線圈40設置在所述四個第二磁極57與其對應的彎折板112之間。所述四個磁性元件50還分別與所述頂板11的四個第一固定部111相對設置。每個磁性元件50的兩個直角面51分別被吸附在所述外殼10的對應側板12的內壁上。每個磁性元件50的斜面52面向所述線圈40上對應的連接面42，且與對應的連接面42之間存在間隙，使得所述活動裝筒30及所述線圈40能夠相對所述四個磁性元件50沿所述第一容置腔101的軸向進行運動。在本實施方式中，所述磁性元件50為磁鐵。為了將所述磁性元件50與所述外殼10固定的更牢固，還可在所述磁性元件50的兩個直角面51與所述外殼10之間進行點膠。在本實施方式中，所述第一磁極為N極，所述第二磁極為S極。在其他實施方式中，所述N極及所述S極也可顛倒。所述磁性元件50的數量並不局限於本實施方式。在其他實施方式中，所述容置槽312a也可不開設，所述線圈40與所述第一凸緣312的外側壁形成一間隙，所述彎折板112容置在所述間隙內。

所述第一彈片60設置在所述頂板11與所述活動裝筒30之間。所述第一彈片60由金屬製成，且為正方形的平板狀結構。所述第一彈片60的中心開設有一個第二通孔610。所述第二通孔610與所述第一通孔110同軸設置。所述第一彈片60包括一個圍繞所述第二通孔610且遠離所述第二通孔610的第一外框611、一個圍繞所述第二通孔610且靠近所述第二通孔610的第一內框612及多個連接在所述第一外框611及所述第一內框612之間的彈力部613。所述第一外框611包括四個第二固定部615，所述四個第二固定部615分別位於所述第一外框611的四個角落處，且分別與所述外殼10的四個第一固定部111相對應。所述第一彈片60上的第一外框611與所述第一內框612之間還開設有四個貫穿其自身的定位槽616。所述彎折板112穿過所述定位槽616，使得所述第一直段112a穿設在所述定位槽616內，所述第二直段112b容置在所述線圈40與所述活動裝筒30之間，且與所述磁性元件50的斜面52正對設置。在垂直於所述第一容置腔101的軸向的方向上，所述定位槽616的橫截面積小於等於所述第二直段112b的橫截面積，使得所述第二直段112b能夠穿過所述定位槽616。由於在垂直於所述第一容置腔101的軸向的方向上，所述第一直段112a比所述第二直段112b的橫截面積小，使得所述第一直段112a不會與所述定位槽616產生機械干涉，因此也就不會影響所述第一彈片60沿所述第一容置腔101光軸方向的運動。所述四個擋板116靠近所述第一容置腔101軸心的端部在所述第一彈片60上的投影位於所述第一內框612上，用於防止所述活動裝筒30從所述第一容置腔101內飛出。

所述第一內框612上開設有與所述第一定位塊312b配合使用的第一凹口612a，所述第一凹口612a的開口方向朝向所述第二通孔610且與所述第二通孔610相連通。所述第一凹口612a與所述第一定位塊312b相配合將所述第一彈片60與所述活動裝筒30定位並固定。為了使得所述第一彈片60與所述活動裝筒30固定的更牢，也可以在所述第一凹口612a與所述第一定位塊312b之間點膠。當然，在其他實施方式中，所述第一凹口612a也可與所述第二通孔610不連通。

所述壓板70設置在所述頂板11與所述第一彈片60之間，使得所述磁性元件50產生的磁力線會沿著所述側板12、所述頂板11及所述彎折板112傳遞，而不會傳遞到所述第一彈片60上。所述壓板70為正方形的平板狀結構，且由非導磁的材料(比如塑膠)製成。所述壓板70的形狀及面積與所述第一彈片60的形狀及面積相同。所述壓板70包括四個與所述第二固定部615相對設置的第三固定部71。在本實施方式中，所述第三固定部71與所述第一固定部111為相似直角三角形，且每個第一固定部111的面積小於或等於對應的第三固定部71的面積，使得所述第一固定部111不會影響所述彈力部613及所述第一內框612沿所述第一容置腔101軸向的運動。在其他實施方式中，所述第三固定部71的面積也可小於所述第一固定部111及所述第二固定部615的面積，此時就需要所述第一固定部111的面積小於或等於所述第二固定部615的面積。在其他實施方式中，所述第一固定部111、所述第二固定部615及所述第三固定部71也可為其他形狀(比如正方形、圓形等)，但需保證所述第一固定部111及所述第三固定部71不影響所述彈力部613及所述第一內框612沿所述第一容置腔101軸向的運動。在其他實施方式中，所述壓板70也可為四個獨立的壓塊。

所述承載板80大致呈正方形，但面積比所述頂板11的面積略小，使得所述外殼10能夠扣設且固定在所述承載板80上。所述承載板80由非導磁的材料(比如塑膠)製成。所述承載板80的中心設置一個第三通孔81，所述第三通孔81與所述第一通孔110同軸設置，使得光線可穿過承載板80。所述承載板80上還開設一個與所述第三通孔81同軸設置的環形的凹槽82。所述承載板80上凸設有四個第四固定部83，所述四個第四固定部83位於所述承載板80的四個角落，且分別與所述四個第一固定部111相對設置。所述第四固定部83面向所述頂板11的表面上設置有多個定位柱830。

所述第二彈片90的中心開設一個與所述第一通孔110同軸設置的通光孔901，所述第二彈片90包括一個第二外框91及一個第二內框92。所述第二外框91上開設有與所述第二定位塊313a相配合的第二凹口910，且所述第二凹口910與所述通光孔901相連通。所述第二外框91上與所述定位柱830相對應的位置開設多個定位孔920。所述定位柱830與所述定位孔920之間進行點膠固定。

結合圖5所示，所述音圈馬達100的組裝過程如下：將所述壓板70容置在所述外殼10內，且所述壓板70的四個第三固定部71分別與所述外殼10的四個第一固定部111對應設置，將所述線圈40套設在所述活動裝筒30上，且設置在所述第一臺階面311a上，將所述第一彈片60的第一凹口612a套設在所述活動裝筒30的第一定位塊312b上，將所述第一彈片60、所述活動裝筒30及所述線圈40容置在所述外殼10內，所述第一彈片60的第二固定部615與所述壓板70的第三固定部71相對設置，所述外殼10的彎折板112穿過所述第一彈片60的定位槽616，然後容置在所述活動裝筒30的容置槽312a內，使得所述彎折板112的第一直段112a容置在所述定位槽616內，所述彎折板112的第二直段112b與所述線圈40正對。將所述四個磁性元件50圍繞所述活動裝筒30設置在所述第一容置腔101內，且分別壓設在所述第一彈片60的四個第二固定部615上，同時所述四個磁性元件50依靠其自身的磁力緊緊吸附在所述外殼10的側板12的內壁上。將所述第二彈片90的定位孔920穿過所述承載板80上的定位柱830，且在所述定位柱830與所述定位孔920之間進行點膠，然後將所述第二彈片90及所述承載板80扣設在所述外殼10上，使得所述活動裝筒30的第二凸緣313容置在所述承載板80的凹槽82內，且所述第二定位塊313a容置在所述第二彈片90的第二凹口910內，同時所述活動裝筒30的第二臺階面311b抵持在所述第二彈片90的第二內框92上。最後，在所述外殼10與所述承載板80之間進行點膠。

結合圖5所示，所述音圈馬達100的工作過程如下：所述磁性元件50的磁力線從N極出發，經過所述外殼10的側板12、頂板11及所述彎折板112，由於所述彎折板112的第二直段112b與所述線圈40正對，因此所述磁力線接著垂直穿過所述線圈40，進入所述磁性元件50的S極，將所述線圈40與外部電路連通，使所述線圈40內有電流流動，所述線圈40內的電流與所述磁性元件50產生的磁場相互作用，以帶動所述活動裝筒30沿所述第一容置腔101的軸向移動。由於所述相機模組(未圖示)固定在所述活動裝筒30內，從而使得所述相機模組也可沿所述第一容置腔101的軸向移動。

相較於先前技術，本發明的音圈馬達，由於所述磁性元件的磁力線垂直穿過所述線圈，使得所述磁性元件產生的電磁場被有效的利用，因此只需要較少匝數的線圈，所述音圈馬達就能正常工作，使所述音圈馬達的體積縮小。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100．．．音圈馬達

10．．．外殼

101．．．第一容置腔

11．．．頂板

110．．．第一通孔

111．．．第一固定部

112．．．彎折板

112a．．．第一直段

112b．．．第二直段

113．．．長邊

114．．．寬邊

116．．．擋板

12．．．側板

30．．．活動裝筒

301．．．側棱

310．．．第二容置腔

311．．．基座

311a．．．第一臺階面

311b．．．第二臺階面

312．．．第一凸緣

312a．．．容置槽

312b．．．第一定位塊

313．．．第二凸緣

313a．．．第二定位塊

40．．．線圈

41．．．側面

42．．．連接面

43．．．置磁部

50．．．磁性元件

51．．．直角面

52．．．斜面

56．．．第一磁極

57．．．第二磁極

60．．．第一彈片

610．．．第二通孔

611．．．第一外框

612．．．第一內框

612a．．．第一凹口

613．．．彈力部

615．．．第二固定部

616．．．定位槽

70．．．壓板

71．．．第三固定部

80．．．承載板

81．．．第三通孔

82．．．凹槽

83．．．第四固定部

830．．．定位柱

90．．．第二彈片

901．．．通光孔

91．．．第二外框

910．．．第二凹口

92．．．第二內框

920．．．定位孔

圖1係本發明較佳實施方式的音圈馬達的結構示意圖。

圖2係圖1的音圈馬達的分解示意圖。

圖3係圖1的音圈馬達的外殼的另一視角的剖視圖。

圖4係圖1的音圈馬達的活動裝筒的另一角度的示意圖。

圖5係圖1的音圈馬達的剖視圖。

100．．．音圈馬達

10．．．外殼

101．．．第一容置腔

11．．．頂板

110．．．第一通孔

111．．．第一固定部

116．．．擋板

12．．．側板

30．．．活動裝筒

301．．．側棱

310．．．第二容置腔

311．．．基座

311a．．．第一臺階面

311b．．．第二臺階面

312．．．第一凸緣

312a．．．容置槽

312b．．．第一定位塊

313．．．第二凸緣

40．．．線圈

41．．．側面

42．．．連接面

50．．．磁性元件

51．．．直角面

52．．．斜面

60．．．第一彈片

610．．．第二通孔

611．．．第一外框

612．．．第一內框

612a．．．第一凹口

613．．．彈力部

615．．．第二固定部

616．．．定位槽

70．．．壓板

71．．．第三固定部

80．．．承載板

81．．．第三通孔

82．．．凹槽

83．．．第四固定部

830．．．定位柱

90．．．第二彈片

901．．．通光孔

91．．．第二外框

910．．．第二凹口

92．．．第二內框

920．．．定位孔

Claims (10)

1. 一種音圈馬達，其包括一個外殼、一個活動裝筒、一個線圈及至少兩個磁性元件；所述外殼內形成一個第一容置腔；所述外殼由導磁性材料製成，並包括一個頂板、至少兩個與所述頂板相垂直的側板及至少兩個自所述頂板朝向所述第一容置腔內彎折的彎折板；所述活動裝筒活動設置在所述第一容置腔內；所述至少兩個磁性元件圍繞所述活動裝筒設置在所述第一容置腔內；每個磁性元件包括相背設置的第一磁極及第二磁極；所述第一磁極固定在對應的側板上；所述第二磁極分別與對應的彎折板正對設置；所述線圈套設在所述活動裝筒上，且位於每個彎折板與對應的磁性元件的第二磁極之間，使得所述至少兩個磁性元件的第一磁極發出的磁力線經所述外殼的側板、頂板及彎折板傳導，以垂直穿過所述線圈到達對應磁性元件的第二磁極。
2. 如申請專利範圍第1項所述的音圈馬達，其中，所述活動裝筒的外側壁上與所述至少兩個磁性元件相對的位置開設至少兩個容置槽，所述至少兩個彎折板分別容置在所述至少兩個容置槽內。
3. 如申請專利範圍第1項所述的音圈馬達，其中，所述音圈馬達還包括一個第一彈片及一個壓板，所述第一彈片設置在所述頂板與所述活動裝筒之間；所述壓板由非導磁性材料製成，所述壓板設置在所述第一彈片與所述頂板之間，所述第一彈片上開設一個貫穿其自身的定位槽，所述彎折板穿過所述定位槽以容置在所述線圈與所述活動裝筒之間的間隙內。
4. 如申請專利範圍第3項所述的音圈馬達，其中，所述彎折板為平板狀結構，並包括一個靠近所述頂板的第一直段及一個遠離所述頂板的第二直段，所述第一直段及所述第二直段面向所述第一容置腔中心軸的表面均包括相互垂直的一個長邊及一個寬邊，所述長邊平行於所述第一容置腔中心軸，所述寬邊垂直於所述第一容置腔中心軸，所述第一直段的寬邊的長度比所述第二直段的寬邊的長度短，所述第一直段穿設在所述定位槽內，在垂直於所述第一容置腔軸向的方向上，所述定位槽的橫截面積小於等於所述第二直段的橫截面積。
5. 如申請專利範圍第4項所述的音圈馬達，其中，所述頂板的中心開設一個第一通孔，所述頂板為正方形，且包括至少兩個第一固定部，所述至少兩個第一固定部分別位於所述頂板的直角角落處，所述第一彈片包括一個第一外框、一個第一內框及至少兩個連接在所述第一外框及所述第一內框之間的彈力部，所述第一外框包括至少兩個與所述至少兩個第一固定部相對設置的第二固定部，所述壓板包括至少兩個與所述第一固定部相對設置的第二固定部，所述頂板的第一固定部通過對應的第三固定部將對應的第二固定部壓設在所述至少兩個磁性元件上。
6. 如申請專利範圍第5項所述的音圈馬達，其中，所述頂板還包括至少兩個擋板，所述至少兩個擋板自所述頂板朝向所述第一容置腔的軸心處延伸，且所述至少兩個擋板靠近所述第一容置腔的軸心的端部在所述第一彈片上的投影位於所述第一內框上，用於防止所述活動裝筒從所述第一容置腔內飛出。
7. 如申請專利範圍第5項所述的音圈馬達，其中，所述活動裝筒包括一個基座及一個自所述基座朝向所述頂板的方向延伸的第一凸緣，使得所述基座與所述凸緣之間形成第一臺階面，所述第一凸緣面向所述第一彈片的表面上設置多個定位塊，所述第一彈片的第一內框上開設多個與所述多個定位塊對應設置的第一凹口，以將所述第一彈片定位在所述活動裝筒上，所述線圈設置在所述第一臺階面上。
8. 如申請專利範圍第7項所述的音圈馬達，其中，所述音圈馬達還包括一個承載板，所述外殼扣設在所述承載板上。
9. 如申請專利範圍第8項所述的音圈馬達，其中，所述音圈馬達還包括一個第二彈片，所述第二彈片位於所述活動裝筒與所述承載板之間，所述第二彈片的中心開設一個與所述第一通孔同軸設置的通光孔，所述第二彈片包括一個第二內框，所述活動裝筒還包括一個朝向所述承載板的方向延伸的第二凸緣，所述承載板的中心開設一個環形的凹槽，所述第二凸緣穿過所述通光孔，然後容置在所述凹槽內，使得所述基座抵持在所述第二內框上。
10. 如申請專利範圍第9項所述的音圈馬達，其中，所述承載板為正方形，至少兩個第四固定部分別設置在所述承載板的角落處，每個第四固定部上設置多個定位柱，所述第二彈片包括一個第二外框，所述第二外框上開設多個與所述多個定位柱相對應的定位孔，每個定位柱插設在對應的定位孔內，且通過黏膠固定。