專利名稱：磁浮式致動馬達(dá)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種磁浮式致動馬達(dá)，特別是關(guān)于一種利用可磁化組件作為馬達(dá)致動軸的結(jié)構(gòu)，具有省電、組件少、結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)。
背景技術(shù)：
手機(jī)及數(shù)字相機(jī)等小型消費(fèi)性商品中，當(dāng)會使用小型音圈馬達(dá)(VCM)作為短距致動馬達(dá)，其具有體積小及價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，適合如磁頭/光學(xué)讀寫頭的上下位移致動器、相機(jī)自動焦距(Auto focus)致動器或相機(jī)的鏡頭伸縮景距(Zoom)致動器...等等。
請參閱圖1所示，為傳統(tǒng)相機(jī)自動焦距的音圈馬達(dá)(VCM)側(cè)視剖面示意圖，傳統(tǒng)音圈馬達(dá)100的軸心設(shè)有一致動部110可載置鏡頭95，該致動部110的外圍纏繞有線圈115，音圈馬達(dá)100的外部設(shè)有磁鐵120，當(dāng)軸心致動部110的線圈115通電后產(chǎn)生磁場極性，即與外部磁鐵120相斥或相吸，因而使該致動部110產(chǎn)生上下位移致動的效果，可藉由控制流經(jīng)線圈的電流大小而控制致動部的致動位移大小。
此習(xí)知音圈馬達(dá)的體積較大，且因組合組件較多組裝較復(fù)雜，成本也較高，更且該音圈馬達(dá)的致動是以線圈通電流，故而相當(dāng)?shù)睾碾?，這對如照相手機(jī)等使用電池的小型設(shè)備而言，是相當(dāng)難以克服的問題。
于是，本案發(fā)明人針對現(xiàn)有音圈馬達(dá)結(jié)構(gòu)加以潛心研究改良，終于成功研發(fā)出一種全新結(jié)構(gòu)的磁浮式致動馬達(dá)，利用一可磁化組件作為馬達(dá)致動部，通電激磁該可磁化組件使該可磁化組件磁化產(chǎn)生磁場強(qiáng)度后即停止通電，因此可使該可磁化組件與外部磁鐵保持一平衡點(diǎn)位置一段時(shí)間，進(jìn)而達(dá)到省電的目的，且結(jié)構(gòu)更為簡單。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種可節(jié)省電力的磁浮式致動馬達(dá)，且使用組件少、體積小，因此可成本降低，組裝也較為簡單。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的磁浮式致動馬達(dá)，由一基座、至少一磁性組件及一可磁化致動件所組成，該基座為中心鏤空的圓筒狀，外圍纏繞一線圈，該磁性組件嵌設(shè)于該基座的中心鏤空自由端開口處，而該可磁化致動件則置于基座的中心鏤空內(nèi)，可上下活動，該可磁化致動件的材料特性是磁化后于一單位時(shí)間內(nèi)仍具有磁場強(qiáng)度，因此當(dāng)線圈通電流時(shí)產(chǎn)生磁通量而磁化該可磁化致動件，產(chǎn)生磁場強(qiáng)度，而與該磁性組件相吸或相斥導(dǎo)引致動，當(dāng)切斷電流后于該單位時(shí)間內(nèi)仍能保持一平衡點(diǎn)位置，如此可間歇性供電以節(jié)省電力，且結(jié)構(gòu)簡單，組裝成本低。


圖1是傳統(tǒng)音圈馬達(dá)的側(cè)視剖面圖；圖2是本發(fā)明磁浮式致動馬達(dá)的立體示意圖；圖3是本發(fā)明磁浮式致動馬達(dá)的立體分解圖；圖4A、圖4B及圖4C是本發(fā)明磁浮式致動馬達(dá)的動作狀態(tài)側(cè)視剖面示意圖。
主要組件符號說明100音圈馬達(dá)95鏡頭
110致動部115線圈120磁鐵10磁浮式致動馬達(dá)11基座111導(dǎo)槽12線圈13可磁化致動件131導(dǎo)柱14磁性組件具體實(shí)施方式
為能更進(jìn)一步了解本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)、手段及功效，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖，相信本發(fā)明的目的、特征與特點(diǎn)，當(dāng)可由此得一深入且具體的了解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
請參閱圖2所示，為本發(fā)明磁浮式致動馬達(dá)的立體示意圖，圖3為本發(fā)明磁浮式致動馬達(dá)的立體分解圖，本發(fā)明的磁浮式致動馬達(dá)10包括有一基座11，可為一中心鏤空的圓筒狀，其外圍可纏繞一線圈12，一可磁化致動件13置于該基座11的中心鏤空內(nèi)，并可上下活動，該可磁化致動件13為可磁化材料所制成，如塑料磁鐵，其具有可磁化的特性，亦即該可磁化材料放置一磁場中，可使其磁化而產(chǎn)生磁場，但并非永久性磁化，一段時(shí)間后即會消失。
該可磁化致動件13也為一圓筒狀，其內(nèi)緣表面上設(shè)有陰螺紋，可用以旋入鎖合一載件，如相機(jī)鏡頭。該基座11的上下開口處皆嵌設(shè)有一磁性組件14，如磁鐵或電磁鐵，該磁性組件14可為環(huán)形中心鏤空狀，其直徑與該可磁化活動件相仿。
較佳地，該基座11中心鏤空內(nèi)緣設(shè)有至少一導(dǎo)槽111，而該可磁化致動件13上突設(shè)有一導(dǎo)柱131，該導(dǎo)柱131恰可容置于該導(dǎo)槽111內(nèi)上下滑動，用以導(dǎo)引該可磁化致動件13的活動方向。
請參閱圖4A、圖4B及圖4C所示，為本發(fā)明磁浮式致動馬達(dá)的動作狀態(tài)側(cè)視剖面示意圖。如圖4A，當(dāng)該線圈12尚未通電時(shí)，該可磁化致動件13沒有磁場，故可能位于該基座11的底部，而當(dāng)該線圈12通電時(shí)，電流使該線圈12產(chǎn)生磁通量，該磁通量會造成該可磁化致動件13激磁而產(chǎn)生磁場強(qiáng)度，因此會與該基座11的上下端處的磁性組件14導(dǎo)引而致動，如圖4B所示。
當(dāng)切斷該線圈12的電流時(shí)，因該可磁化致動件13因已磁化具有磁場強(qiáng)度，仍能與上下端處的磁性組件14導(dǎo)引而保持至一平衡點(diǎn)位置，該平衡點(diǎn)位置可以為自動對焦的位置，如圖4C所示。
由于該可磁化致動件13是由可磁化材料所制，其磁場強(qiáng)度會隨時(shí)間而消磁，因此若欲使該可磁化活動件13長時(shí)間保持一位置時(shí)，可間歇性地給予電流激磁，相較于傳統(tǒng)音圈馬達(dá)需持續(xù)給予相同電流才能保持同一位置，本發(fā)明可大幅降低耗電量。
另外，由于該可磁化材料的磁場強(qiáng)度與磁場方向可由外界磁通量的激磁而改變，故而本發(fā)明可直接改變該線圈12上的電流大小方向，以激磁該可磁化致動件13，進(jìn)而改變該可磁化致動件13的致動位移位置，因此本發(fā)明相較于傳統(tǒng)音圈馬達(dá)更易于精密控制，其控制方程式如下該可磁化致動件13在切斷電流后的磁場強(qiáng)度(m)為時(shí)間(t)的函數(shù)為m(t)；
外界磁場強(qiáng)度Decay造成的該可磁化致動件13致動的位移量D為D(d(m(t)/dt)；假設(shè)該可磁化致動件13可接受的位置偏移量Doptical＝D(d(m(t)/dt|t＝Tholding)，其中Tholding即為不需通電電流的時(shí)間；如圖4C，假設(shè)該可磁化致動件13的致動位置為平衡點(diǎn)Z(FN(m)，F(xiàn)S(m)，WC)，其中m，m1，m2分別表示該可磁化致動件13、上磁鐵與下磁鐵的磁場強(qiáng)度，可得下式FN(m)＝FS(m)+WC；→(μ0/4π×(m×m1/(h-L-Z)2)＝(μ0/4π)×(m×m2/Z2)+WC；→Z≡Z(m(t))；→D≡D(d(m(t))/dt)。
因此藉由上述公式可精確地控制該可磁化動件13的致動位移位置，且因不需要持續(xù)供電，故而使其耗電量相較傳統(tǒng)音圈馬達(dá)降低許多，所以，本發(fā)明確能藉上述所公開的技術(shù)，提供一種迥然不同于習(xí)知者的設(shè)計(jì)，堪能提高整體的使用價(jià)值，又其申請前未見于刊物或公開使用，誠已符合發(fā)明專利的要件，謹(jǐn)依法提出發(fā)明專利申請。
但，上述所公開的附圖、說明，僅為本發(fā)明的實(shí)施例而已，凡精于此項(xiàng)技藝者當(dāng)可依據(jù)上述的說明作其它種種的改良，而這些改變?nèi)詫儆诒景l(fā)明的發(fā)明精神及專利范圍中。
權(quán)利要求
1.一種磁浮式致動馬達(dá)，其特征在于包括一基座，中心鏤空，外圍繞一線圈；至少一磁性組件，嵌設(shè)于該基座的中心鏤空自由端開口處；及一可磁化致動件，置于基座的中心鏤空內(nèi)，可上下活動，為可磁化材料所制成，其特性為磁化后一單位時(shí)間內(nèi)具有磁場強(qiáng)度，當(dāng)該線圈通電時(shí)產(chǎn)生磁通量使該可磁化致動件激磁而產(chǎn)生磁場強(qiáng)度，而與該磁性組件相吸或相斥導(dǎo)引致動，且切斷電流后于該單位時(shí)間內(nèi)仍能保持一平衡點(diǎn)位置。
2.如權(quán)利要求1所述的磁浮式致動馬達(dá)，其特征在于該基座為一圓筒狀。
3.如權(quán)利要求1所述的磁浮式致動馬達(dá)，其特征在于該該磁性組件有二片，分別設(shè)于該基座中心鏤空上下端開口處。
4.如權(quán)利要求1所述的磁浮式致動馬達(dá)，其特征在于該可磁化致動件設(shè)螺紋供一鏡頭旋入鎖合用。
5.如權(quán)利要求1所述的磁浮式致動馬達(dá)，其特征在于該磁性組件為磁鐵。
6.如權(quán)利要求1所述的磁浮式致動馬達(dá)，其特征在于該磁性組件為電磁鐵。
7.如權(quán)利要求1所述的磁浮式致動馬達(dá)，其特征在于該基座中心鏤空內(nèi)緣設(shè)有至少一導(dǎo)槽，該可磁化致動件上突設(shè)有一導(dǎo)柱，該導(dǎo)柱恰可容置于該導(dǎo)槽內(nèi)上下滑動，用以導(dǎo)引該可磁化致動件的活動方向。
8.如權(quán)利要求1所述的磁浮式致動馬達(dá)，其特征在于該可磁化致動件的磁場強(qiáng)度會隨時(shí)間而消磁，因此若欲使該可磁化活動件長時(shí)間保持一位置時(shí)，可間歇性地給予電流激磁。
9.如權(quán)利要求1所述的磁浮式致動馬達(dá)，其特征在于該可磁化致動件與該磁性組件導(dǎo)引而保持至一平衡點(diǎn)位置的控制方程式，包括該可磁化致動件在切斷電流后的磁場強(qiáng)度(m)為時(shí)間(t)的函數(shù)為m(t)；外界磁場強(qiáng)度Decay造成的該可磁化致動件致動的位移量D為D(d(m(t)/dt)；假設(shè)該可磁化致動件可接受的位置偏移量DOptical＝D(d(m(t)/dt|t＝Tholding)，其中Tholding即為不需通電電流的時(shí)間；假設(shè)該可磁化致動件的致動位置為平衡點(diǎn)Z(FN(m)，F(xiàn)S(m)，WC)，其中m，m1，m2分別表示該可磁化致動件、上磁鐵與下磁鐵的磁場強(qiáng)度，可得FN(m)＝FS(m)+WC；→(μ0/4π)×(m×m1/(h-L-Z)2)＝(μ0/4π)×(m×m2/Z2)+WC；→Z≡Z(m(t))；→D≡D(d(m(t))/dt)。
全文摘要
一種磁浮式致動馬達(dá)，由一基座、至少一磁性組件及一可磁化致動件所組成，該基座中心鏤空，外圍纏繞一線圈，該磁性組件嵌設(shè)于該基座的中心鏤空自由端開口處，而該可磁化致動件則置于基座的中心鏤空內(nèi)，可上下活動，該可磁化致動件具有磁化后于一段時(shí)間內(nèi)仍具有磁場強(qiáng)度的特性，因此當(dāng)線圈通電流時(shí)產(chǎn)生磁通量而磁化該可磁化致動件產(chǎn)生磁場強(qiáng)度，而能與該磁性組件相吸或相斥導(dǎo)引致動，當(dāng)切斷電流后于一段時(shí)間內(nèi)仍能保持一平衡點(diǎn)位置，如此可間歇性供電以節(jié)省電力，且結(jié)構(gòu)簡單，組裝成本低。
文檔編號G03B13/34GK101018004SQ200610003379
公開日2007年8月15日 申請日期2006年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月7日
發(fā)明者張文嘉 申請人:臺灣東電化股份有限公司