CN113389832A - 一种新型的堆叠填充式弹簧 - Google Patents

Abstract

本发明属于***头技术领域，公开了一种新型的堆叠填充式弹簧，设置在音圈马达中用于给镜头模组提供弹性约束，其特征在于：由复合板材制成，所述复合板材包括至少两层板层，相邻板层间具有用于连接板层的填充层，所述板层为单层均质的成品板材。本发明的弹片采用堆叠填充的方式来实现厚度比较厚的弹簧，技术新颖，实用性强，采用此方式可以缩短交货周期，利用市场上比较常见的厚度板材即可，降低板材成本，避免定制造成成本增加。

Description

一种新型的堆叠填充式弹簧

技术领域

本发明属于***头技术领域，具体涉及一种新型的堆叠填充式弹簧。

背景技术

VCM马达是一种将电能转化为机械能的装置，并实现直线型及有限摆角的运动。利用来自永久磁钢的磁场与通电线圈导体产生的磁场中磁极间的相互作用产生有规律的运动的装置。因为音圈马达是一种非换流型动力装置，其定位精度完全取决于反馈及控制***，与音圈马达本身无关。VCM马达的出现，将智能手机摄像头从定焦转变为自动对焦，同时赋予小型或***头防抖功能，它的最大作用就是是的摄像头能够自动对焦，也能够提供运动补偿。

手机摄像头的VCM需要DriverIC配合完成对焦和防抖，现有的VCM通过DriverIC控制VCM供电电流的大小，来确定VCM搭载的镜头移动的距离，从而调节到适当的位置拍摄清晰图像。VCM马达实际上是通过通电线圈在磁场中受到作用力的原理，进行移动，精确控制需要借助一些外部的部件，其中还需要采用弹片对传感器或镜头模组进行弹性限位，以提供支撑固定效果和弹性运动状态。但是随着像素的提升，对VCM马达内部的部件要求也越来越高，特别是针对弹簧式的大像素的VCM马达对弹簧的厚度要求越来越高，从普通的0.035-0.04-0.05mm厚度，发展到现在的0.07-0.08-0.09mm厚度，甚至更厚的弹簧，大像素的马达需要搭配比较厚的弹簧，对于设计人员来说才能设计匹配出相对弹簧K值及弹簧应力，达到马达的合理设计要求。目前市场上比较通用的弹簧原材料不能瞒足大像素马达弹簧厚度的要求，再加上比较厚的弹簧启用量也相对较少，这样就会出现原材料需要提前备料问题，甚至无材料问题，整个设计及交货周期会拉长。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种多层填充式的弹簧结构，旨在采用现有的成品板材根据需求进行灵活处理后得到符合厚度要求的产品。

本发明所采用的技术方案为：

第一方面，本发明提供一种新型的堆叠填充式弹簧，设置在音圈马达中用于给镜头模组提供弹性约束，其特征在于：由复合板材制成，所述复合板材包括至少两层板层，相邻板层间具有用于连接板层的填充层，所述板层为单层均质的成品板材。

需要说明的是，该弹片是一种设置在摄像头模组中的部件，所谓的音圈马达则是摄像头模组中常用的电磁致动结构，包括防抖和自动对焦两个应用方向。其原理是通过通电线圈与自然磁体配合形成定向驱动力，从而驱使两个活动连接的部分进行可控的相对移动，从而达到运动控制的效果。本发明中的弹簧则是应用在这种微型电磁致动结构中提供弹性约束力的结构。

由于是活动连接，则为了保持其中一个部件相对另一个部件形成悬浮状态，则这种记忆金属材料制成的弹片能够提供较好的弹性限位效果，同时具有较小的体积和耐用度，工程师在设计时也会根据其材料特性和成品尺寸结构计算其K值，即弹簧的劲度系数。现有的弹片均由单层板材切割而成，虽然能够根据需求进行平面尺寸和结构的设计，但其厚度也是决定K值的重要因素。

在计算过程中若获取到的最佳厚度值与板材的标准厚度具有偏差时，只能通过调整其他厚度或者重新根据厚度值调整其他相关设计，或者重新定制对应厚度的板材，但无论哪种解决方式都会造成成本增加。本发明中的结构则通过设有的填充层来实现厚度的调整，而所谓的成品板材是指在填充层两侧的板层是均质的标准厚度板材，这种板材由于是大批量采购，具有较低的成本，若要达到设计厚度，则根据实际情况进行填充层厚度设计，由填充层来弥补原本无法达到的厚度值。

这种填充层也是采用金属材料制成，其本身可以是加工时所产生的金属碎屑，然后收集后通过处理形成填充层原材料，对原材料进行切削形成薄片，将该薄片设置在板层之间，通过粘胶或热压合的方式固定形成一体式结构。既能够满足设计需求，同时也能够降低制造成本。

同时也需要说明的是，本发明中的结构主要是满足设计要求，而其中的弹性K值为关键设计参数，则一般为了满足达到设计K值，会固定每个影响因素的设计量，其中厚度仅为其中一个。而填充层一般采用金属材料，且与板层为相同材质，则在贴合时能够在达到该厚度时同时具有相近的弹性量。但为了实现对应效果，也可以采用非金属的填充料，例如增加有增韧剂的高分子粘胶，并通过实验也能够在特定厚度下实现与设计厚度的金属板相同或相近的弹性性能。

结合第一方面，本发明提供第一方面的第一种实施方式，所述填充层为金属材料制成的层结构，通过沉铜的方式与相邻板层固定形成一体式板材结构。

所谓沉铜工艺，则是在PCB板制作工艺中常常使用的方法。化学镀铜俗称沉铜，是一种自身催化氧化还原反应，可以在非导电的基体上进行沉积，化学镀铜的作用是实现孔金属化，从而使双面板，多层板实现层与层之间的互连。通过沉铜工艺可将填充层与金属板层较好连接贴合并形成一体式结构，且该工艺也是常用的技术手段，其成本和良率均能够满足降低成本的需求。

结合第一方面，本发明提供第一方面的第二种实施方式，所述填充层为金属材料制成的层结构，通过补强热压合的方式设置在相邻板层之间形成一体式板材结构。

补强是FPC制作工艺中的常用方法，即利用高温将补强胶片的热硬化胶熔化，并利用适当压力或抽真空使补强胶片紧密贴合在制品上。这里的补强胶片则是填充层，而制品则是板层。

结合第一方面及其第一、二种实施方式，本发明提供第一方面的第三种实施方式，包括由复合板材切割制成的毛坯件，所述毛坯件包括装配时用于连接的***坯料和内侧坯料，所述***坯料与内侧坯料之间还设有弹片主体，并在弹片主体与***坯料、内侧坯料的连接处均设有断点。

所谓的毛坯件，是指该结构并未完全形成独立的弹片结构，仅用于满足快速装配下具有内、外连接件能够将多个独立的弹片一并固定连接，并提供着力点可将单个马达的所有同层弹片一并装入底座或对应结构上，等装配到位并将连接点粘接或焊接固定后，可通过在设置的断点处进行切割形成完整独立的弹片。

其中的内侧坯料与***坯料则是连接并限制弹片主体的余料，是在同一块复合板材上切割形成。由于弹片本身为单根且具有一定长度处于平面折叠状态的结构，若不对其进行固定，则在装配过程中容易导致其发生形变而无法恢复。由于本身是一体成型结构，坯料与弹片本体的连接稳定性较高，且通过单独处理的连接处断点，能够在装配固定后轻易被折断。

结合第一方面的第三种实施方式，本发明提供第一方面的第四种实施方式，所述弹片主体包括至少两个连接点，即内连接点与外连接点，在内连接点与外连接点设有具有多个转角的弹丝臂；所述弹丝臂与内连接点、外连接点为一体成型的单根条形薄片结构。由于连接点作为固定部分，具有一定的表面积，且同时该结构并不提供弹性约束效果，则将坯料与连接点连接并形成断点也不会影响整个弹片主体的弹性性能。

结合第一方面的第三种实施方式，本发明提供第一方面的第五种实施方式，所述弹片主体包括至少两个连接点，即内连接点与外连接点，在内连接点与外连接点设有用于连接的翻折部；所述翻折部的宽度所在面与弹片主体垂直。

结合第一方面的第三种实施方式，本发明提供第一方面的第六种实施方式，所述弹片主体包括依次连接并形成单根条状的内连接点、中连接点和外连接点；

所述内连接点和中连接点之间设有用于连接且具有多个转角的弹丝臂；

所述中连接点和外连接点之间设有用于连接的翻折部，所述翻折部的宽度所在面与弹丝臂所在平面垂直。

结合第一方面的第六种实施方式，本发明提供第一方面的第七种实施方式，所述翻折部包括至少两个相互垂直的直线部分，相邻直线部分之间设有转角部连接，所述转角部与翻折部的连接处具有至少两条折线。

结合第一方面的第七种实施方式，本发明提供第一方面的第八种实施方式，所述翻折部的直线部分等距设有多个镂空槽。

结合第一方面的第七种实施方式，本发明提供第一方面的第九种实施方式，所述***坯料与内侧坯料之间设有至少四组弹片主体，所述弹片主体通过在内连接点、中连接点和外连接点设有的连接体与***坯料、内侧坯料连接。

本发明的有益效果为：

本发明的弹片采用堆叠填充的方式来实现厚度比较厚的弹簧，技术新颖，实用性强，采用此方式可以缩短交货周期，利用市场上比较常见的厚度板材即可，降低板材成本，避免定制造成成本增加。

同时，本发明中的弹片结构具有内外两种弹性部件，且由于负责的部件不同，其宽度所在平面也不共面，能够在多个轴向上给镜头模组提供防抖和自动对焦的弹性支撑。

附图说明

图1是本发明的弹簧毛坯设置在摄像头模组底座上的侧视图；

图2是本发明的弹簧毛坯设置在摄像头模组底座上的轴侧图；

图3是本发明单独的弹簧毛坯在折弯后的俯视图；

图4是本发明单独的弹簧毛坯在折弯后的轴侧图；

图5是本发明弹簧毛坯采用双层结构的部分剖切面示意图。

图中：1-翻折部，2-底座，3-***坯料，4-内侧坯料，5-转角部，6-弹丝臂，7-外连接点，8-中连接点，9-内连接点，A-板层，B-填充层。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

本实施例公开一种新型的堆叠填充式弹簧，该弹簧应用在***头的音圈马达中，用于给镜头模组提供位移限位和支撑效果。

随着现有摄像模组的性能提升，对马达内部的部件要求也越来越高，特别是针对弹簧式的大像素的VCM马达对弹簧的厚度要求越来越高，从普通的(0.035-0.04-0.05)mm厚度，发展到现在的(0.07-0.08-0.09)mm厚度，甚至更厚的弹簧，大像素的马达需要搭配比较厚的弹簧，对于设计人员来说才能设计匹配出相对弹簧K值及弹簧应力，达到马达的合理设计要求。

为解决上述原材料短缺问题，本实施例采用如下技术方案：普通VCM马达弹簧都是单面板材，本实施例是把弹簧分为多层板材，依据弹簧厚度的设计需求来进行填充，来实现弹簧厚度。

具体来说，如图1和图2所示，该弹片为毛坯件，是在一张复合板材上切割而成的片体，其中部和外部均为余料，需要去除。而这种复合板材不同于现有技术中的单层金属板结构，具有较好的可调厚度范围，能够适用于多种不同设计要求的马达中。

本实施例中的马达对下弹片的厚度要求为0.08mm，由于供应的成品金属板材为0.035mm，要实现该厚度，需要至少两层成品金属板贴合。本实施例中为了达到设计要求，将两层成品的金属板与一层0.01mm厚的填充层B实现连接，最终构成一体的复合板材。

该填充层B同样是一种金属材料，通过沉铜工艺与两层板层A连接，并通过调整其厚度，使得最终所获得的复合板材厚度接近0.08mm。这种结构不仅能够满足设计要求，达到弹片的预设厚度，且由于采用同样的金属材料，其弹性性能相较于一体均质的板材结构，并不具有明显差距，该差距均属于合理误差范围。

同时还需要说明的是，由于是采用沉铜工艺，则填充层B与本层中间的连接稳定性较高，可看做是形成的一体式板材结构，而所谓的复合板材仅是用以说明其制作方式。本实施例中的板材也可使用相似的处理工艺，例如补强和热压合，这种方式也能够形成较好的一体式结构，保证其达到设计厚度时也具有相应的K值。

实施例2：

本实施例是在上述实施例1的基础进行优化限定，如图1-5所示，图1中可以看到，整个弹簧为一种毛坯件，而毛坯件放置在一个VCM马达的底座2上。该毛坯件包括四个等圆心角分布的四个弹片主体，每个弹片主体包括至少两个连接点，即内连接点9与外连接点7，在内连接点9与外连接点7设有具有多个转角的弹丝臂6。

弹丝臂6与内连接点9、外连接点7为一体成型的单根条形薄片结构。由于连接点作为固定部分，具有一定的表面积，且同时该结构并不提供弹性约束效果，则将坯料与连接点连接并形成断点也不会影响整个弹片主体的弹性性能。弹片主体包括依次连接并形成单根条状的内连接点9、中连接点8和外连接点7；内连接点9和中连接点8之间设有用于连接且具有多个转角的弹丝臂6；中连接点8和外连接点7之间设有用于连接的翻折部1，所述翻折部1的宽度所在面与弹丝臂6所在平面垂直。

翻折部1包括至少两个相互垂直的直线部分，相邻直线部分之间设有转角部5连接，所述转角部5与翻折部1的连接处具有至少两条折线。翻折部1的直线部分等距设有多个镂空槽。该镂空槽能够降低整个翻折部1的弹性启动量，使其可采用较宽的材料保证其具有较大的弹性调节范围。

而弹片主体通过在内连接点9、中连接点8和外连接点7设有的连接体与***坯料3、内侧坯料4连接。图中可以看到，连接体是由***坯料3和内侧坯料4向外或向内延伸所形成的渐变结构，其宽度不断减小，并在与对应连接点连接时具有最小宽度。在该最小宽度部分设置一个便于这段的切槽，当装配时，坯料与弹片主体保持稳定连接，而装配完成并将所有连接点均固定在对应位置后，可直接这段断点，从而形成独立的四个弹片主体。

本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种新型的堆叠填充式弹簧，设置在音圈马达中用于给镜头模组提供弹性约束，其特征在于：由复合板材制成，所述复合板材包括至少两层板层(A)，相邻板层(A)间具有用于连接板层(A)的填充层(B)，所述板层(A)为单层均质的成品板材。

2.根据权利要求1所述的一种新型的堆叠填充式弹簧，其特征在于：所述填充层(B)为金属材料制成的层结构，通过沉铜的方式与相邻板层(A)固定形成一体式板材结构。

3.根据权利要求1所述的一种新型的堆叠填充式弹簧，其特征在于：所述填充层(B)为金属材料制成的层结构，通过补强热压合的方式设置在相邻板层(A)之间形成一体式板材结构。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种新型的堆叠填充式弹簧，其特征在于：包括由复合板材切割制成的毛坯件，所述毛坯件包括装配时用于连接的***坯料(3)和内侧坯料(4)，所述***坯料(3)与内侧坯料(4)之间还设有弹片主体，并在弹片主体与***坯料(3)、内侧坯料(4)的连接处均设有断点。

5.根据权利要求4所述的一种新型的堆叠填充式弹簧，其特征在于：所述弹片主体包括至少两个连接点，即内连接点(9)与外连接点(7)，在内连接点(9)与外连接点(7)设有具有多个转角的弹丝臂(6)；所述弹丝臂(6)与内连接点(9)、外连接点(7)为一体成型的单根条形薄片结构。

6.根据权利要求4所述的一种新型的堆叠填充式弹簧，其特征在于：所述弹片主体包括至少两个连接点，即内连接点(9)与外连接点(7)，在内连接点(9)与外连接点(7)设有用于连接的翻折部(1)；所述翻折部(1)的宽度所在面与弹片主体垂直。

7.根据权利要求4所述的一种新型的堆叠填充式弹簧，其特征在于：所述弹片主体包括依次连接并形成单根条状的内连接点(9)、中连接点(8)和外连接点(7)；

所述内连接点(9)和中连接点(8)之间设有用于连接且具有多个转角的弹丝臂(6)；

所述中连接点(8)和外连接点(7)之间设有用于连接的翻折部(1)，所述翻折部(1)的宽度所在面与弹丝臂(6)所在平面垂直。

8.根据权利要求7所述的一种新型的堆叠填充式弹簧，其特征在于：所述翻折部(1)包括至少两个相互垂直的直线部分，相邻直线部分之间设有转角部(5)连接，所述转角部(5)与翻折部(1)的连接处具有至少两条折线。

9.根据权利要求8所述的一种新型的堆叠填充式弹簧，其特征在于：所述翻折部(1)的直线部分等距设有多个镂空槽。

10.根据权利要求8所述的一种新型的堆叠填充式弹簧，其特征在于：所述***坯料(3)与内侧坯料(4)之间设有至少四组弹片主体，所述弹片主体通过在内连接点(9)、中连接点(8)和外连接点(7)设有的连接体与***坯料(3)、内侧坯料(4)连接。

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