KR100201446B1

KR100201446B1 - 보이스코일형 액튜에이터

Info

Publication number: KR100201446B1
Application number: KR1019910007513A
Authority: KR
Inventors: 사도시 사까모도
Original assignee: 이데이 노부유끼; 소니 가부시끼 가이샤
Priority date: 1990-05-28
Filing date: 1991-05-10
Publication date: 1999-06-15
Also published as: HK1007644A1; DE69103217D1; DE69103217T2; JPH0430506A; EP0459889A1; KR910020993A; JP2751567B2; EP0459889B1

Abstract

본원 발명은 축방향으로 이동할 수 있게 지지된 가동코일에 가해진 이동력에 의해서 이동부재를 이동시키는 자기구동식 액튜에이터, 특히 가동코일을 지지한 이동체와 이 이동체를 슬라이드할 수 있게 지지한 가이드축과 마그네트 및 요크로 이루어지는 자계형성요소가 서로 동축으로 배치되는 보이스코일형 액튜에이터에 관한 것이며, 본원 발명의 보이스코일형 엑튜에이터는 이동체를 지지하는 가이드축에 마그네트로부터 나오는 자속이 통과하는 폐자로를 형성하기 위한 내측요크로서의 기능을 부여함으로써 축방향과 직교하는 방향에 있어서의 치수를 작게 할 수 있고, 또한 부품개수를 삭감할 수 있는 동시에, 이동체중 가이드축에 지지되는 부분과 이동부재 또는 그것을 지지하기 위한 부분과의 연결은 최소한 외측요크에 형성되어 그 축방향으로 뻗는 절결을 통해서 액튜에이터의 밖으로 돌출한 위치에서 행함으로써, 축방향에 있어서의 치수를 작게 할 수 있도록 한 것이다.

Description

보이스코일형 액튜에이터

제1도 내지 제4도는 본원 발명의 보이스코일형 액튜에이터를 카메라 렌즈계에 있어서의 가동렌즈를 이동시키기 위한 액튜에이터에 적용한 제1의 실시예를 나타낸 것으로,

제1도는 렌즈경통의 요부를 나타낸 중앙종단면도.

제2도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도.

제3도는 일부를 절결하여 나타낸 요부의 사시도.

제4도는 일부를 절결하여 나타낸 요부의 분해사시도.

제5도 및 제6도는 본원 발명의 보이스코일형 액튜에이터의 제2의 실시예을 나타낸 것으로,

제5도는 요부의 단면도.

제6도는 요크체의 확대분해사시도.

제7도 및 제8도는 본원 발명의 보이스코일형 액튜에이터의 제3의 실시예를 나타낸 것으로,

제7도는 요부의 단면도.

제8도는 요부의 확대사시도.

제9도 및 제10도는 본원 발명의 보이스코일형 액튜에이터의 제4의 실시예를 나타낸 것으로,

제9도는 요부의 단면도.

제10도는 일부를 절결하여 나타낸 요부의 확대사시도.

제11도 및 제12도는 본원 발명의 보이스코일형 액튜에이터의 제5의 실시예를 나타낸 것으로,

제11도는 요부의 중앙종단면도.

제12도는 요부의 확대분해사시도.

제13도 및 제14도는 본원 발명의 보이스코일형 액튜에이터의 제6의 실시예를 나타낸 것으로,

제13도는 요부의 단면도.

제14도는 일부를 절결하여 나타낸 요부의 사시도.

제15도는 종래의 보이스코일형 액튜에이터의 일예를 나타낸 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 이동부재 11 : 보이스코일형 액튜에이터

13 : 이동체 14 : 가이드축

15 : (가이드축의)일부 18 : 요크

18a : (요크의)절결 20 : 마그네트

22: (이동체의)절결을 통해서 돌출한 부분 27 : 가동코일

31 : 보이스코일형 액튜에이터 33 : 보이스코일형 액튜에이터

34 : 마그네트 35 : 보이스코일형 액튜에이터

36 : 보이스코일형 액튜에이터 13' : 이동체

20' : 마그네트 43 : 이동부재

44 : 보이스코일형 액튜에이터 45, 46, 47 : 마그네트

본원 발명은 신규의 보이스코일형 액튜에이터에 관한 것이다. 상세하게는 축방향으로 이동할 수 있게 지지된 가동코일에 가해진 이동력에 의해서 이동부재를 이동시키는 자기구동식 액튜에이터, 특히 가동코일을 지지한 이동체와 이 이동체를 슬라이드할 수 있게 지지한 가이드축과 마그네트 및 요크로 이루어지는 자계형성요소가 서로 동축으로 배치되는 액튜에이터에 관한 것이며, 소정의 기능을 손상하지 않고, 축방향과 직교하는 방향에 있어서 치수와 축방향에 있어서의 치수를 작게 할 수 있고, 또한 부품개수를 삭감할 수 있는 신규의 보이스코일형 액튜에이터를 제공하려고 하는 것이다.

본원 발명의 보이스코일형 액튜에이터는 이동체를 지지하는 가이드축에 마그네트로부터 나오는 자속(磁束)이 통과하는 폐자로(閉磁路)를 형성하기 위한 내측요크로서의 기능을 부여함으로써 축방향과 직교하는 방향에 있어서의 치수를 작게 할 수 있고, 또한 부품개수를 삭감할 수 있는 동시에, 이동체중가이드축에 지지되는 부분과 이동부재 또는 그것을 지지하기 위한 부분과의 연결은 최소한 외측요크에 형성되어 그 축방향으로 뻗은 절결을 통해서 액튜에이터의 밖으로 돌출한 위치에서 행함으로써, 축방향에 있어서의 치수를 작게 할 수 있도록 한 것이다.

직선방향으로 이동되는 이동부재 예를 들면 카메라의 렌즈계에 있어서의 가동렌즈나 디스크식 기록재생장치에 있어서의 기록재생용 헤드 등을 이동시키기 위한 구동수단의 하나에 보이스코일형 액튜에이터가 있다.

이 종류의 액튜에이터는 통상 가동코일을 지지한 통형상의 이동체를 가이드축 등에 슬라이드할 수 있게 지지하는 동시에, 서로 접촉한 마그네트와 요크로 이루어지는 자계형성요소를 상기 가동코일이 위치하는 환상(環狀)의 공간이 형성되고, 또한 자속이 가동코일을 그 축방향과 직교하는 방향으로 지나는 폐자로가 형성되도록 배치하고, 상기 이동체와 이동부재를 연결하고, 가동코일에 가해지는 이동력에 의해서 이동부재를 이동시키도록 구성된다.

제15도는 그와 같은 구조를 가진 종래의 보이스코일형 액튜에이터의 일예(a)를 나타내는 것이다. 그리고, 이 보이스코일형 액튜에이터(a)는 일본국 특개평 1(1989)-196,011호 공보에 기재된 것이다.

이 도면에 있어서, (b)는 액튜에이터(a)의 하우징이며, 렌즈경통(鏡筒)(c)에 고정되어 있으며, 그 전후양단분에 베어링(d), (d)이 고정되고, 이들 베어링(d), (d)에 슬라이드축(e)의 양단부가 그 축방향으로 슬라이드할 수 있도록 지지되어 있다. (f)는 요크체이며, 원통형을 한 외측요크부(g)와 그 일단면을 폐쇄하도록 위치한 전면부(h)로 이루어지고, 슬라이드축(e)과 동축이 되도록 하우징(h)에 고정되고, 전면부(h)의 내면에 대략 링형상으로 하여 그 축방향에서 극성(極性)이 상이하게 착자(着磁)된 마크네트(i)가 외측요크부(g)와 동축이 되도록 부착되며, 또한 이 마그네트(i)의 후면에 이것도 대략 링형상을 한 내측요크(j)가 부착되어 있으며, 이들 요크체(f)와 마그네트(i)와 내측요크(j)에 의해서 마그네트(i)로부터 나오는 자속이 지나는 폐자로가 형성되고, 상기 자속은 도면에 표시한 파선화살표와 같이 흐른다. (k)는 이동체이며, 대략 원판형을 한 주부(主部)(ℓ)와 이 주부(ℓ)의 중심부에서 전방을 향하여 돌출한 보스부(m)와 주부(ℓ)의 외주부에서 전방을 향해서 돌출한 원통형을 한 코일보빈(n)으로 이루어지고, 보스부(m)가 슬라이드축(e)에 외삽형(外揷形)으로 고정되고, 코일보빈(n)의 외주면에 가동코일(o)이 감겨져 있으며, 이 가동코일(o)은 마그네트(i) 및 내측요크(j)와 외측요크부(g)에 의해 형성된 환상의 공간에 위치되며, 따라서 상기 자속은 가동코일(o)에 대해서는 그 축방향과 직교하는 방향으로 흐른다. (p)는 렌즈지지부재이며, 그 대략 원통형을 한 렌즈지지부(q)에 가동렌즈(r)가 지지되는 동시에, 렌즈지지부(q)의 외주면의 후단부에서 돌출한 연결부(s)가 이동체(k)의 주부(ℓ)의 반내측요크(j)측의 면에 고정되어 있다.

이리하여, 가동코일(o)의 구동전류가 공급되면, 이 가동코일(o)에 당해 구동전류의 방향에 따른 방향으로의 이동력이 가해지고, 그로 인해 이동체(k)와 슬라이드축(e) 및 렌즈지지부(p)가 일체적으로 이동된다.

상기한 종래의 보이스코일형 액튜에이터(a)에는 다음과 같은 문제가 있다. 즉, 가동코일(o)을 지지하고 있는 이동체(k)와 이동부재인 렌즈지지부재(p) 및 가동렌즈(r)과의 연결을 가동코일(o)로부터 축방향으로 떨어진 위치에서 행하고 있으므로, 이 연결을 행하기 위한 치수 L가 액튜에이터(a)의 축방향에 있어서의 치수를 길게 한다는 문제가 있다.

또, 마그네트(i)로부터 나오는 자속의 폐자로를 형성하기 위한 내측요크(j)와 외측요크부(g)가 축방향과 직교하는 방향으로 순차 배열되기 때문에, 이 방향에서의 치수도 크게 되기 쉽다는 문제가 있다.

그래서, 본원 발명의 보이스코일형 액튜에이터는 상기 과제를 해결하기 위해, 가동코일을 지지한 이동체를 슬라이드할 수 있게 지지하기 위한 가이드축을 그 횡단면의 반경방향에 있어서의 최소한의 일부를 투자성(透磁性)을 가진 재료로 형성하는 동시에, 대략 원통형을 한 요크를 가동코일의 이동범위를 에워싸도록 배치하여 자계발생용 마그네트를 상기 요크와 접촉시키고, 최소한 요크에는 이들 축방향으로 뻗는 절결을 형성하여 이동체중 상기 절결을 통하여 돌출한 부분에서 이동부재를 지지하도록 한 것이다.

따라서, 본원 발명의 보이스코일형 액튜에이터에 의하면, 이동체중 가이드축에 지지되는 부분과 이동부재 또는 그것을 지지하는 부재와의 연결은 액튜에이터의 밖에서 행해지므로, 이 연결을 하기 위한 길이를 액튜에이터의 축방향에 있어서의 길이에 포함할 필요가 없으며, 그만큼 액튜에이터의 같은 방향에 있어서의 치수를 작게 할 수 있고, 또 이동체를 지지하기 위한 가이드축이 내측요크로서의 기능도 구비하므로, 독립부재로서의 내측요크가 불필요하게 되고, 그로 인해 부품개수를 삭감할 수 있으며, 또한 축방향과 직교하는 방향에서의 치수를 작게 할 수 있다.

다음에, 본원 발명의 보이스코일형 액튜에이터의 상세를 도시한 각 실시예에 따라 설명한다.

그리고, 도면에 나타낸 각 실시예는 본원 발명의 보이스코일형 액튜에이터를 카메라의 렌즈계에 있어서의 가동렌즈를 이동시키기 위한 액튜에이터에 적용한 것이다.

1. 제1의 실시예「제1도 내지 제4도」

제1도 내지 제4도는 본원 발명의 보이스코일형 액튜에이터의 제1의 실시예를 나타낸 것이다.

먼저, 소요의 렌즈계를 구비한 렌즈경통을 설명하고, 그 후에 액튜에이터의 상세를 설명한다.

a. 렌즈경통「제1도」

(1)은 렌즈경통(도면에서는 그 대략 전반부만을 도시함), (2)는 그 외각(外殼)이며, 이 외각(2)은 외각전반부(3)와 외각후반부(4)가 서로 결합됨으로써, 대략 각주형(角柱形)을 한 외향을 갖도록 형성되고, 외각전반부(3)에는 그 전후양단면에 개구한 횡단면이 대략 원형을 이루는 내부공간(5)이, 또 외각후반부(4)에도 상기 내부공간(5)과 대략 동일한 내부공간이 각각 형성되어 있다.

그리고, 상기 내부공간(5)에는 각각 소정의 광제어작용을 가진 렌즈(6a), (6b), (6c), (7a), (7b), (7c)가, 또 외각후반부(4)의 전단부를 이루는 중간벽(8)에 형성된 광통과공(8a)에는 렌즈(9a), (9b)가, 또한 외각후반부(4)의 도시하지 않은 내부공간에는 복수의 렌즈가, 이들의 광축이 서로 일치하도록 배열되어 있으며, 렌즈(7a), (7b) 및 (7c)로 이루어지는 렌즈군(10)이 줌(zoom)용의 가동렌즈로 되어 있다.

(5a) 및 (5b)는 내부공간(5)의 내주면에 전후방향에 따라 연장하도록 형성된 오목홈형상으로 한 공간이며, 그 한쪽(5a)은 횡단면형상이 대략 C 자형을 한 액튜에이터배치용 공간, 또 하나의 공간(5b)은 횡단면형상이 대략 C 자형을 한 가이드부용 공간이며, 이들 2개의 공간(5a)와 (5b)는 내부공간(5)의 중심을 사이에 두고 서로 대략 반대측에 위치되며, 액튜에이터배치용 공간(5a)에 보이스코일형 액튜에이터(11)의 대부분이 배치되고, 가이드부용 공간(5b)에는 대략 원주형을 한 보조안내축(12)이 배치되어 있으며, 이 보조안내축(12)은 전후방햐으로 뻗도록 그 전후양단부가 외각(2)에 지지되어 있다.

(13)은 이동체이며, 액튜에이터(11)가 가이드축(14)과 상기 보조안내축(12)에 전후방향으로 슬라이드할 수 있도록 지지되는 동시에, 액튜에이터(11)에 의해서 이동되고, 상기 가동렌즈(10)는 이 이동체(13)에 지지되어 있다.

그리고, 이동체(13)는 제1도에 2점쇄선으로 표시한 위치와 이 도면에 1점쇄선으로 표시한 위치와의 사이를 이동하도록 되어 있다.

b. 액튜에이터「제1도 내지 제4도」

액튜에이터(11)는 상기 이동체(13) 및 가이드축(13)과, 이동체(13)에 지지된 가동코일과, 이 가동코일의 이동범위를 에워싸도록 배치된 마그네트 및 요크체 등으로 이루어진다.

b-1. 가이드축, 요크체

가이드축(14)은 대략 원주형을 한 요크부(15)와 대략 원통형을 한 가이드부(16)으로 이루어지며, 요크부(15)는 투자성이 양호한 재료에 의해 형성되고, 가이드부(16)는 함유(含油)메탈 등 투자성을 가지며, 또한 슬라이드성이 양호한 금속재료에 의해 형성되어 있으며, 가이드부(16)는 요크부(15)에 외삽형으로 결합되어 있다. 그리고, 이와 같은 가이드축(14)은 전후방향에 따라, 즉 상기 렌즈(6a), (6b), (6c), (7a), (7c), (9a), (9b) 등에 공통의 광축과 평행한 방향에 따라 뻗는 방향으로 액튜에이터배치용 공간(5a)의 중심부에 배치되는 동시에, 그 양단부가 외각전반부(3)의 전면벽(3a)과 외각후반부(4)의 중간벽(8)에 각각 따로 지지되어 있다.

(17)은 요크체이다. 이 요크체(17)는 둘레방향에 있어서의 일부가 결락된 대략 원통형을 한 외측요크부(18)와 이 외측요크부(18)의 전단부를 폐쇄하도록 위치한 대략 원판형을 한 전면부(19)가 투자성이 양호한 재료에 의해서 일체로 형성되어 이루어진다. (18a)는 외측요크부(18)에 형성된 절결, (19a)는 전면부(19)의 상기 절결(18a)과 대응한 위치에 형성된 절결이며, 이들 절결(18a) 및 (19a)은 요크체(17)의 축심을 중심으로 한 중심각이고 대략 90°의 범위에 걸쳐서 형성되어 있다. 따라서, 요크체(17)는 축방향에서 보아 대략 C 자형이 되도록 형성되어 있다. (19b)는 전면부(19)의 중심부에 형성된 대략 원통형을 한 구멍이며, 이 구멍(19b)은 절결(19a)의 내단(內端)과 연통되고, 그 내경은 가이드축(14)의 외경과 같게 형성되어 있다.

그리고, 이와 같은 요크체(17)는 그 절결(18a), (19a)이 내부공간(5)의 중심을 향하는 방향으로 액튜에이터배치용 공간(5a)내에 배치되는 동시에, 외각전반부(3)에 고정되고, 그 전면부(19)에 형성된 구멍(19b)의 내주면이 가이드축(14)의 전단에 치우친 부분의 외주면과 접촉한 상태로 되어 있다.

b-2. 마그네트, 폐자로 등

(20)은 대략 원통형을 한 마그네트이며, 그 둘레방향에 있어서 일부절결(20a)이 형성되고, 이 절결(20a)도 마그네트(20)의 축심을 중심으로 하는 중심각에서 대략 90°의 범위에 걸쳐서 형성되며, 또 그 외경은 외측요크부(18)의 내경과 같게 되어 있으며, 그 축방향과 직교하는 방향으로 극성이 상이하도록 착자되어 있다.

그리고, 이와 같은 마그네트(20)는 그 외주면이 외측요크부(18)의 내주면과 접촉하고, 또한 절결(20a)이 절결(18a)과 일치하는 방향을 이 외측요크부(18)에 고착된다.

그리고, 가이드축(14)과 마그네트(20)와 요크체(17)는 중심축으로부터 이 순서로 서로 동축이 되도록 배치되는 동시에, 가이드축(14)과 마그네트(20) 및 외측요크부(18)와의 사이의 횡단면에서 대략 환상을 이루는 공간(21)은 절결(18a), (19a) 및 (20a)에서 내부공간(5)과 연통된다.

또, 외측요크부(18)와 가이드축(14)은 전면부(19)를 통해서 자기적으로 접속되고, 이로 인해 마그네트(20)에서 나온 자속이 지나는 폐자로 즉 마그네트(20) - 외측요크부(18) - 전면부(19) - 가이드축(14) - 공간(21)- 마그네트(20)의 경로의 자로가 형성된다.

b-3. 이동체, 가동코일

이동체(13)는 직경의 크기에 비해서는 축방향으로 짧은 대략 원주형을 한 렌즈지지부(22)와, 이 렌즈지지부(22)의 외측에 있으며, 그 축과 평행한 방향에서 서로 동축상에 위치한 대략 링형상을 한 베어링부(23), (23)와,이들 2개의 베어링부(23), (23)와 렌즈지지부(22)를 연결한 연결부(24)와, 렌즈지지부(22)의 외주부로부터 반베어링부(23), (23)측으로 향해 돌출한 다리부(25)가 합성수지에 의해 일체로 형성되어 이루어진다. 그리고, 연결부(24)는 마그네트(20)에 형성된 절결(20a)의 폭보다 약간 작은 좌우폭을 가지며, 렌즈지지부(22)의 축방향으로 긴 대략 장방향의 판형상으로 형성되는 동시에 그 전단부가 렌즈지지부(22)의 반다리부(25)측의 개소와 연결되고, 또 베어링부(23), (23)는 마그네트(20)의 내경보다 약간 작은 외경을 가진 동시에, 연결부(24)의 양단부에서 각각 따로 반레즈지지부(22)측으로 향해 돌출하도록 배치되어 있으며, 다리부(25)에는 일단이 다리부(25)의 선단에 달한 절단홈(25a)이 형성되어 있다.

상기 가동렌즈(10)는 렌즈지지부(22)에 지지된다.

(26)은 코일보빈이며, 대략 원통형을 한 코일감김부(26a)와, 그 양단부에서 밖으로 돌출한 플랜지부(26b), (26b)와, 이 플랜지부(26b), (26b)의 외주에지에서 반코일감김부(26a)측을 향해서 돌출하여 원환형상을 한 베어링지지부(26c), (26c)가 절연재료에 의해 일체로 형성되어 있으며, 코일감김부(26a)는 상기 가이드축(14)의 외경보다 약간 큰 내경을 가지고 있다.

상기 코일감김부(26a)에는 가동코일(27)이 감기며, 베어링지지부(26c), (26c)내에는 링형상을 한 베어링메탈(28), (28)이 압입하여 끼워져 있으며, 또한 베어링지지부(26c), (26c)가 이동체(13)의 베어링부(23), (23)내에 압입되어 내삽고정된다.

이로써, 가동코일(27)이 이동체(13)에 지지된다.

그리고, 베어링메탈(28), (28)의 구멍에 가이드축(14)이 슬라이드할 수 있게 끼워지고, 다리부(25)의 절단홈(25a)은 상기 보조안내축(12)에 슬라이드할 수 있게 걸려 있다.

이리하여, 이동체(13)는 가이드축(14)과 보조안내축(12)에 가동렌즈(10)의 광축과 평행방향으로 이동할 수 있도록 지지되는 동시에, 그 베어링부(23), (23)만이 외측요크부(18) 및 마그네트(20)에 의해 포위된 공간(21)내에 위치되고, 그 나머지 부분은 요크체(17) 및 마그네트(20)에 형성된 절결(18a), (19a), (20a)을 통하여 상기 공간(21)의 외측으로 돌출되고, 이 돌출한 부분의 하나인 렌즈지지부(22)에 가동렌즈(10)가 지지된다.

그리고, 가동코일(27)은 상기 공간(21)내에 그 축방향이 공간(21)을 지나는 자속의 방향과 직교하는 방향으로 뻗도록 위치된다.

b-4. 작용

그래서, 가동코일(27)에 구동전류가 공급되면, 이 가동코일(27)에 그 축방향에 따른 방향으로서 이 구동전류의 방향에 따른 방향으로의 이동력이 가해지므로, 이 이동력에 의해서 이동체(13)가 전방 또는 후방으로 이동되고, 그로 인해 가동렌즈(10)가 그 광축으로 이동된다.

그리고, 이와 같은 액튜에이터(11)에 있어서는 이동체(13)중 가이드축(14)에 지지되는 부분인 베어링부(23), (23)와 이동부재인 가동렌즈(10)를 지지하기 위한 렌즈지지부(22)와의 연결하는 부분이 액튜에이터(11)의 외축에 위치되므로, 상기 연결하는 부분을 배치하기 위해 필요한 공간의 길이를 액튜에이터(11)의 축방향에 있어서의 길이에 포함시킬 필요가 없고, 따라서 그만큼 액튜에이터(11)의 같은 방향에 있어서의 길이를 작게 할 수 있다.

또, 가이드축(14)은 그 축심측의 부분인 요크부(15)가 액튜에이터(11)에 있어서의 폐자로의 일부를 구성하기 위한 내측요크로서의 기능을 구비하므로, 내측요크로서 특별한 부재를 배설할 필요가 없으며, 따라서 그만큼 부품개수를 삭감할 수 있는 동시에, 액튜에이터(11)의 축방향과 직교하는 방향에 있어서의 치수를 작게 할 수 있다.

그리고, (29)는 내부공간(5)의 내주면에 부착된 홀소자, (30)은 이동체(13)의 렌즈지지부(22)의 외주면의 일부돌출한 부분에 부착된 경사마그네트이며, 이들 홀소자(29)와 경사마그네트(30)에 의해서 이동체(13)의 위치를 검출하기 위한 위치검출수단이 구성된다.

2. 제2의 실시예「제5도, 제6도」

제5도 및 제6도는 본원 발명의 보이스코일형 액튜에이터의 제2의 실시예(31)를 나타낸 것이다.

그리고, 이 제2의 실시에에 나타낸 액튜에이터(31)가 상기 제1의 실시예에 나타낸 액튜에이터(11)와 상이한 점은 요크체의 외측요크부의 전후양단부에 벽부가 배설되어 있는 점 뿐이다. 따라서, 도면에는 요부만 나타내고 있으며, 또 설명은 상기 상위점에 대해서만 하며, 기타의 부분에 대해서는 도면의 각 부에 상기 액튜에이터(11)에 있어서의 동일부분에 붙인 부호와 같은 부호를 붙임으로써 생략한다. 이와 같은 부호의 사용법과 설명의 생략과의 관계는 후술하는 제2 내지 제6의 실시에에 있어서도 같다.

(32)는 요크체이며, 서로 일체로 형성된 외측요크부(18) 및 전면부(19)와, 이 전면부(19)와 대향하도록 외측요크부(18)의 후단면에 고착된 후면부(19')로 이루어지며, 이 후면부(19')에는 전면부(19)의 절결(19a)과 대응한 절결(19'a)과 구멍(19b)에 대응한 구멍(19'b)이 형성되어 있으며, 이 구멍(19'b)의 내주면은 가이드축(14)의 후단에 치우친 부분의 외주면과 접촉되어 있다.

그리고, 외측요크부(18)와 가이드축(14)은 전면부(19) 및 후면부(19')를 통해서 그 양단에 치우친 2개소가 각각 따로 자기적으로 접속되므로, 가이드축(14)과 마그네트(20)와 요크체(32)에 의해서 마그네트(20)에서 나온 자속이 지나는 2개의 폐자로 즉 마그네트(20), 외측요크부(18), 가이드축(14) 및 공간(21)의 각 전반부 및 전면부(19)로 이루어지는 폐자로와, 마그네트(20), 외측요크부(18), 가이드축(14) 및 공간(21)의 각 후반부 및 후면부(19')로 이루어지는 폐자로가 형성된다. 따라서, 마그네트(20)로부터 나온 자속은 그 각 절반이 상기 2개의 폐자로를 각각 흐르게 되므로, 요크체(32)의 각부를 두껍게 하지 않아도 이 요크체(32)에 있어서 자속이 포화되는 것을 방지할 수 있고, 이로 인해 액튜에이터(31)를 더욱 소형화할 수 있으며, 또 공간(21)에 있어서의 자속밀도를 그 전체길이에 걸쳐서 상당히 균일하게 할 수 있다.

3. 제3의 실시예「제7도, 제8도」

제7도 및 제8도는 본원 발명의 보이스코일형 액튜에이터의 제3의 실시예(33)를 나타낸 것이다.

이 제3의 실시예에 나타낸 액튜에이터(33)가 상기 제1의 실시예에 나타낸 액튜에이터(11)와 상위한 점은 자속발생원인 마그네트가 외측요크부와 내측요크를 자기적으로 접속하기 위한 접속부로서의 기능을 구비한 점뿐이다.

(34)는 마그네트이며, 비교적 두꺼운 대략 원판형을 이루도록 형성되는 동시에, 외측요크부(18)의 절결(18a)과 대응한 절결(34a)과 그 중심부에 위치한 구멍(34b)이 형성되고, 그 외주면이 외측요크부(18)의 전단부내주면과 접촉하며, 또한 그 구멍(34b)의 내주면이 가이드축(14)의 외주면과 접촉한 상태로 배치되어 있다.

그리고, 이 마그네트(34)도 그 축방향과 직교하는 방향에서 극성이 다르도록 착자되어 있다.

또, 외측요크부(18)는 단체(單體)로 형성되어 있다.

이리하여, 외측요크부(18)와 가이드부(14)는 마그네트(34)를 통해서 서로 자기적으로 접속되므로, 마그네트(34), 가이드축(14), 공간(21) 및 외측요크부(18)에 의해 마그네트(34)에서 나온 자속이 흐르는 폐자로가 형성된다.

이와 같은 액튜에이터(33)에 의하면, 외측요크부(18)를 상기 액튜에이터(11)에 있어서의 마그네트(20)의 위치까지 오게 할 수 있으므로, 그만큼 축방향과 직교하는 방향에 있어서의 치수를 작게 할 수 있다.

4. 제4의 실시예「제9도, 제10도」

제9도 및 제10도는 본원 발명의 보이스코일형 액튜에이터의 제4의 실시예(35)를 나타낸 것이다.

이 제4의 실시예에 나타낸 액튜에이터(35)는 상기 제3의실시예에 나타낸 액튜에이터(33)과 비교하여, 2개의 마그네트를 가동코일의 이동범위의 양단과 각각 따로 대향하도록 배치한 점에서 상위하다.

즉, 이 액튜에이터(35)에 있어서는 2개의 마그네트(34), (34)가 이들 외주면이 외측요크부(18)의 전후양단부의 내주면과 각각 따로 접촉하고, 또한 그 구멍(34b), (34b)의 내주면이 가이드축(14)의 전후양단에 치우친 2개소와 각각 따로 접촉한 상태로 배치되어 있으며, 따라서 내측요크로서의 기능을 구비한 가이드축(14)과 외측요크부(18)는 그 각 양단부에 있어서 2개의 마그네트(34), (34)를 통해서 각각 따로 자기적으로 접속하게 되고, 그로 인해 공간(21)에 있어서의 자속밀도를 그 전체길이에 걸쳐서 상당히 균일하게 할 수 있다.

5. 제5의 실시예「제11도, 제12도」

제11도 및 제12도는 본원 발명의 보이스코일형 액튜에이터의 제5의 실시예(36)를 나타낸 것이다.

이 액튜에이터(36)는 상기 제1의 실시에에 나타낸 액튜에이터(11)와 상위한 점은 주로 1개의 가이드축과 1개의 요크체를 공용하여 2개의 이동체를 각각 따로 이동시킬 수 있도록 한 점에 있다.

(37)는 요크체이며, 외측요크부(18)와 3개의 연결부(38), (39) 및 (40)으로 이루어지며 이들 3개의 연결부(38), (39) 및 (40)의 하나(38)는 외측요크부(18)의 내부의 축방향에 있어서의 중간에 위치한 상태에서 이 외측요크부(18)와 일체로 형성되고, 기타의 연결부(39)와 (40)는 외측요크부(18)의 내부공간의 전후양단면을 각각 따로 폐쇄하도록 외측요크부(18)에 고착된다. (38a), (39a), (40a)는 외측요크부(18)의 절결(18a)과 대응한 절결, (38b), (39b), (40b)는 각 연결부(38), (39), (40)의 중심부에 형성된 구멍이며, 중간의 연결부(38)의 구멍(38b)의 내주면은 가이드축(14)의 축방향에 있어서의 대략 중간부분의 외주면과 접촉되고, 앞쪽의 연결부(39)의 구멍(39b)의 내주면은 가이드축(14)의 전단에 치우친 위치의 외주면과 접촉되고, 뒤쪽의 연결부(40)의 구멍(40b)의 내주면은 가이드축(14)의 후단에 치우친 위치의 외주면과 접촉된다.

그리고, 이와 같은 요크체(37)의 내부중 중앙의 연결부(38)와 앞쪽의 연결부(39)의 사이의 부분에 마그네트(20)(이하, 「제1의 마그네트」라 함)가, 또 중앙의 연결부(38)와 뒤쪽의 연결부(40)의 사이의 부분에는 상기 제1의 마그네트(20)와 같은 또 하나의 마그네트(20')(이하, 「제2의 마그네트」라 함)가 각각 그 외주면이 외측요크부(18)의 내주면과 접촉하도록 하여 외측요크부(18)에 고착된다.

또한, 2개의 마그네트(20)과 (20')는 그 축방향과 직교하는 방향에서의 극성이 서로 일치하도록 착자되어 있다.

이리하여, 제1의 마그네트(20)로부터 나온 자속은 외측요크부(18) - 연결부(39) - 가이드축(14) - 공간(21) - 마그네트(20)라는 경로의 폐자로와 외측요크부(18) - 연결부(38) - 가이드축(14) - 공간(21) - 마그네트(20)라는 경로의 폐자로의 2개의 폐자로로 갈라져 흐르고, 제2의 마그네트(20')로부터 나온 자속은 외측요크부(18) - 연결부(38) - 가이드축(14) - 공간(21') - 마그네트(20')라는 경로의 폐자로와 외측요크부(18) - 연결부(40) - 가이드축(14) - 공간(21') - 마그네트(20')라는 경로의 폐자로의 2개의 폐자로로 갈라져 흐르게 된다.

(13')는 이동체(13)(이하, 「제1의 이동체」라 함)와 대략 같은 구조를 가진 이동체(이하, 「제2의 이동체」라 함)이며, 그 렌즈지지부(22)에 렌즈(41), (42)로 이루어지는 포커싱용의 가동렌즈(43)가 지지되어 있다.

그리고, 제1의 이동체(13)의 베어링부(23), (23)는 가이드축(14)중 중앙의 연결부(38)에서 앞쪽부분에 슬라이드할 수 있게 지지되고, 제2의 이동체(13')의 베어링부(23), (23)는 가이드축(14)중 중앙의 연결부(38)에서 뒤쪽부분에 슬라이드할 수 있게 지지되어 있다.

이리하여, 2개의 이동체(13)과 (13')는 그 가동코일(27), (27)에 구동전류가 공급됨으로써 각각 따로 이동된다.

이와 같은 액튜에이터(36)에 의하면, 각각 하나의 요크체 및 가이드축을 공용하여 2개의 이동체(13), (13')를 각각 따로 이동시킬 수 있으므로, 2개의 이동체(13), (13')에 각각 따로 대응한 2개의 액튜에이터를 배설하는 경우와 비교하여 부품개수를 대폭 삭감할 수 있고, 또한 축방향에 있어서의 길이를 작게 할 수 있는 동시에, 2개의 이동체(13)과 (13')의 이동방향을 안내하기 위한 가이드축이 공통이기 때문에, 이들 2개의 이동체(13)과 (13')의 이동방향이나 자세를 고정밀도로 일치시킬 수 있다.

6. 제6의 실시예「제13도, 제14도」

제13도 및 제14도는 본원 발명의 보이스코일형 액튜에이터의 제6의 실시예(44)를 나타낸 것이다.

이 실시예에 나타낸 액튜에이터(44)가 상기 제5의 실시예에 나타낸 액튜에이터(36)와 상위한 점은 외측요크부와 가이드축을 자기적으로로 접속하는 연결부의 역할을 마그네트가 감당하도록 한 점뿐이다.

(45), (46) 및 (47)은 상기 제3의 실시예에 있어서의 마그네트(34)와 대략 같은 형상을 한 마그네트이며, 외측요크부(18)의 대략중간부분과 전후양단부의 내주면에 각각 따로 고착되어 있으며, 또 외측요크부(18)의 절결(18a)과 대응한 절결(45a),(46a),(47a)이 형성되는 동시에, 그 중심부에 구멍(45b), (46b), (47b)이 형성되고, 이들 구멍(45b), (46b), (47b)의 내주면이 가이드축(14)의 외주면과 접촉되어 있다.

이리하여, 앞쪽의 마그네트(46)로부터 나온 자속은 외측요크부(18)중 공간(21)의 대략 전반부분과 대응한 부분 - 공간(21) - 가이드축(14) - 마그네트(46)라는 경로의 폐자로를 흐르고, 뒤쪽의 마그네트(47)로부터 나온 자속은 외측요크부(18)중 공간(21')의 대략 후반부분과 대응한 부분 - 공간(21') - 가이드축(14) -마그네트(47)라는 경로의 폐자로를 흐르며, 다시 중앙의 마그네트(45)로부터 나온 자속은 외측요크부(18)중 공간(21)의 대략 후반부분과 대응한 부분 - 공간(21) - 가이드축(14) - 마그네트(45)라고 하는 경로의 폐자로와 외측요크부(18)중 공간(21')의 대략 전반부분과 대응한 부분 - 공간(21') - 가이드축(14) - 마그네트(45)라고 하는 경로의 폐자로로 갈라져 흐르게 된다.

이리하여, 이와 같은 액튜에이터(44)에 의하면, 축방향과 직교하는 방향에 있어서의 치수를 작게 할 수 있는 동시에, 공간(21), (21')을 지나는 자속밀도를 그 전체길이에 걸쳐서 대략 균일하게 할 수 있고, 이로써 안정된 동작을 행할 수 있다.

이상 기술한 바로부터 명백한 바와 같이, 본원 발명의 보이스코일형 액튜에이터는 횡단면의 반경방향에 있어서의 전부 또는 일부가 투자성을 가진 재료에 의해 형성된 가이드축과, 이 가이드축에 슬라이드할 수 있게 지지된 이동체와, 이 이동체에 상기 가이드축과 동축이 되도록 지지된 가동코일과, 대략 원통형으로 되고, 가동코일의 이동범위를 에워싸도록 배치된 요크와, 상기 요크와 접촉한 자계발생용의 마그네트를 구비하고, 최소한 요크에는 이들 축방향으로 뻗는 절결이 형성되고, 이동체중 상기 절결을 통하여 돌출한 부분으로 이동부재를 지지한 것을 특징으로 한다.

따라서, 본원 발명의 보이스코일형 액튜에이터에 의하면, 이동체중 가이드축에 지지되는 부분과 이동부재 또는 그것을 지지하는 부재의 연결은 액튜에이터의 밖에서 행해지므로, 이 연결을 행하기 위한 길이를 액튜에이터의 축방향에 있어서의 길이에 포함시킬 필요가 없으며, 그만큼 액튜에이터의 같은 방향에 있어서의 치수를 작게 할 수 있고, 또 이동체를 지지하기 위한 가이드축이 내측요크로서의 기능도 구비하였으므로, 독립부재로서의 내측요크가 필요없게 되고, 그로 인해 부품개수를 삭감할 수 있으며, 또한 축방향과 직교하는 방향에서의 치수를 작게 할 수 있다.

그리고, 상기 실시예에 있어서는 가이드축의 중심부를 투자성의 양호한 재료에 의해 형성하고, 그 나머지부분을 슬라이드성이 양호한 금속재료에 의해 형성하도록 하였으나, 이와 같이 함으로써 이동체의 이동을 원활하게 행할 수 있다.

단, 가이드축의 횡단면의 반경방향에 있어서의 전체를 투자성을 가진 재료로 형성해도 지장은 없다.

또, 상기 제2의 실시예와 제4 내지 제6의 실시예에 있어서는 가이드축과 외측요크를 자기적으로 접속하기 위한 부재를 가동코일의 이동범위에 있어서 양단과 각각 따로 대응하는 2개소에 배설하도록 하였으나, 이와 같이 함으로써 마그네트로부터 나온 자속이 지나는 폐자로를 축방향으로 양분할 수 있으므로, 이로 인해 가동코일이 위치되는 공간에 있어서의 자속밀도를 가동코일의 이동방향에서 상당이 균일하게 할 수 있는 동시에, 요크를 두껍게 하지 않아도 자속이 이 자로상에서 포화하는 것을 방지할 수 있고, 그만큼 액튜에이터의 축방향과 직교하는 방향에서의 치수를 더욱 작게 할 수 있다.

또한, 상기 제5 및 제6의 실시예에서는 1개의 가이드축과 하나의 요크를 공용하여 2개의 가동코일이 이동하는 공간을 각각 따로 형성하고, 이들 두 공간내에 2개의 이동체를 각각 따로 배치하여 이 2개의 이동체를 각각 따로 이동시키도록 하였으며, 이와 같이 함으로써 각각 따로 이동되는 2개의 이동체의 이동방향이나 자세 등을 고정밀도록 일치시킬 수 있다.

또한, 상기 각 실시예에서는 본원 발명을 카메라의 렌즈계에 있어서의 가동렌즈를 이동시키기 위한 보이스코일형 액튜에이터로서 적용한 것을 나타냈으나, 본원 발명은 이와 같은 적용예에 한하지 않고, 직선방향으로 이동되는 각종 이동부재를 이동시키기 위한 보이스코일형 액튜에이터로서 적요할 수 있다.

기타, 상기 각 실시예에서 나타낸 구체적인 형상이나 구조는 본원 발명의 구체화의 일예를 나타낸 것에 불과하며, 이것에 의해서 본원 발명의 기술적 범위가 한정적으로 해석되어서는 안된다.

Claims

횡단면이 반경방향에 있어서의 전부 또는 일부가 투자성을 가진 재료에 의해 형성된 가이드축과, 이 가이드축에 슬라이드할 수 있게 지지된 이동체와, 이 이동체에 상기 가이드축과 동축이 되도록 지지된 가동코일과, 대략 원통형으로 되고, 가동코일의 이동범위를 에워싸도록 배치된 요크와, 상기 요크와 접촉한 자계발생용 마그네트를 구비하고, 최소한의 요크에는 이들 축방향으로 절결이 형성되고, 이동체중 상기 절결을 통하여 돌출한 부분으로 이동부재를 지지한 것을 특징으로 하는 보이스코일형 액튜에이터.