KR101691231B1 - 보이스 코일 모터 - Google Patents

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Abstract

보이스 코일 모터는 통 형상으로 렌즈를 수납하는 보빈 및 상기 보빈의 외측면을 따라 배치된 코일 블럭을 포함하는 가동자; 상기 코일 블럭과 마주하는 마그네트 및 상기 마그네트의 후면과 결합된 요크 측면판 및 상기 요크 측면판으로부터 상기 보빈을 향해 절곡 된 요크 상판을 포함하는 요크를 포함하는 고정자; 및 상기 보빈의 하단에 탄력적으로 결합 된 제1 탄성 부재들 및 상기 보빈의 상기 하단과 대향 하는 상기 보빈의 상단에 탄력적으로 결합 된 제2 탄성 부재들을 포함하는 탄성 부재를 포함하며, 상기 코일 블럭과의 접촉을 방지하기 위해 상기 요크 상판으로부터 상기 코일 블럭과 대응하는 위치로 연장되며 상기 요크 상판의 제1 내측면 보다 높은 위치에 배치된 제2 내측면을 갖는 코일 블럭 회피부를 포함한다.

Description

보이스 코일 모터{VOICE COIL MOTOR}
본 발명은 보이스 코일 모터에 관한 것이다.
최근 들어, 다양한 광학 장치, 예를 들면, 초소형 디지털 카메라가 내장된 휴대폰이 개발되고 있다.
종래 휴대폰 등에 적용되는 초소형 디지털 카메라의 경우, 외부광을 집광하는 렌즈 및 외부광을 이미지로 변환하는 이미지 센서 사이의 간격을 조절할 수 없었으나, 최근 보이스 코일 모터와 같은 렌즈 구동 장치에 의하여 이미지 센서와 렌즈 사이의 간격을 조절함으로써 휴대폰에서 보다 개선된 이미지를 얻을 수 있게 되었다.
종래 보이스 코일 모터는 원통 형상으로 형성된 보빈 및 보빈의 외주면에 권선된 코일 블럭을 포함하는 가동자, 코일 블럭과 마주하는 요크 및 요크의 내측에 배치되며 코일 블럭과 마주하는 마그네트를 포함하는 고정자 및 가동자를 탄력적으로 지지하는 탄성 부재를 포함한다.
종래 보이스 코일 모터의 요크는 마그네트로부터 발생된 자속의 누설을 방지하는 역할을 하는 반면 승강되는 보빈의 외주면에 배치된 코일 블럭과 빈번하게 접촉되어 보빈의 기울어짐, 탄성 부재의 휨과 같은 문제점을 유발시킨다.
본 발명은 고정된 요크 및 요크와 인접한 위치에서 승강 및 하강되는 코일 블럭의 접촉을 방지하여 요크 및 코일 블럭의 접촉에 따른 보빈의 기울어짐 및 탄성 부재의 휨을 방지하여 성능을 보다 향상시킨 보이스 코일 모터를 제공한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일실시예로서, 보이스 코일 모터는 통 형상으로 렌즈를 수납하는 보빈 및 상기 보빈의 외측면을 따라 배치된 코일 블럭을 포함하는 가동자; 상기 코일 블럭과 마주하는 마그네트 및 상기 마그네트의 후면과 결합된 요크 측면판 및 상기 요크 측면판으로부터 상기 보빈을 향해 절곡 된 요크 상판을 포함하는 요크를 포함하는 고정자; 및 상기 보빈의 하단에 탄력적으로 결합 된 제1 탄성 부재들 및 상기 보빈의 상기 하단과 대향 하는 상기 보빈의 상단에 탄력적으로 결합 된 제2 탄성 부재들을 포함하는 탄성 부재를 포함하며, 상기 코일 블럭과의 접촉을 방지하기 위해 상기 요크 상판으로부터 상기 코일 블럭과 대응하는 위치로 연장되며 상기 요크 상판의 제1 내측면 보다 높은 위치에 배치된 제2 내측면을 갖는 코일 블럭 회피부를 포함한다.
본 발명에 따른 보이스 코일 모터에 의하면, 코일 블럭의 상단과 마주하는 요크 부분에 코일 블럭과 접촉되는 것을 방지하는 코일 블럭 회피부를 형성하여 코일 블럭과 요크가 접촉됨에 따라 발생 되는 보빈의 기울어짐, 보빈을 탄력적으로 지지하는 탄성 부재의 휨 및 형상 변형을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 보이스 코일 모터의 내부 구조를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 'A' 부분 확대도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보이스 코일 모터를 도시한 단면도이다.
도 5는 도 4의 'B' 부분의 확대도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 분해 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 보이스 코일 모터의 내부 구조를 도시한 단면도이다. 도 3은 도 2의 'A' 부분 확대도이다.
도 1 내지 도 3들을 참조하면, 보이스 코일 모터(800)는 가동자(100), 탄성 부재(200), 고정자(300) 및 케이스(400)를 포함한다. 이에 더하여, 보이스 코일 모터(800)는 스페이서(700)를 더 포함할 수 있다.
가동자(100)는 보빈(150) 및 코일 블럭(190)을 포함한다.
보빈(150)은, 예를 들어, 내부에 렌즈를 수납하기 위한 중공을 갖는 원통 형상으로 형성된다. 원통 형상을 갖는 보빈(150)은 상면(120) 및 상면(120)과 대향 하는 하면(130)을 포함한다.
렌즈를 수납하기 위해 보빈(150)의 내주면에는 암나사부(112)가 형성되고, 암나사부(112)에는 렌즈 고정 부재(미도시)가 체결된다. 렌즈 고정 부재에는 렌즈가 결합 된다. 이와 다르게, 렌즈를 직접 보빈(150)의 암나사부(112)에 결합하여도 무방하다.
보빈(150)의 외주면 하부에는 후술 될 코일 블럭(190)을 지지하기 위한 단턱(115)이 형성된다.
보빈(150)의 하면(130)에는 후술 될 탄성 부재(200)의 제1 탄성 부재(210)들을 고정하기 위한 보스들이 형성된다.
가동자(100)인 코일 블럭(190)은 보빈(150)에 형성된 단턱(115) 상에 배치되며, 코일 블럭(190)은, 예를 들어, 코일이 권선 된 원통 형상으로 형성된다.
코일 블럭(190)은 보빈(150)의 외주면에 직접 권선 되거나, 원통 형상으로 권선된 후 접착제 등에 의하여 보빈(150)의 외주면에 부착될 수 있다.
고정자(300)는 요크(310) 및 마그네트(350)를 포함한다.
요크(310)는 요크 측면판(312), 요크 상판(314), 코일 블럭 회피부(316) 및 백 요크(318)를 포함한다.
요크 측면판(312)은 양단이 개구된 사각 통 형상으로 형성되며, 요크 측면판(312)은 4 개의 모서리를 갖는다.
중앙에 개구가 형성된 요크 상판(314)은 사각 플레이트 형상으로 형성되며, 요크 상판(314)은 요크 측면판(312)의 상단 에지들에 연결된다.
본 발명의 일실시예에서, 요크 측면판(312) 및 요크 상판(314)은 프레스 가공 등에 의하여 형성되며, 요크 측면판(312) 및 요크 상판(314)은 일체로 형성된다. 요크 상판(314)의 중앙부에 형성된 개구는 보빈(150) 및 코일 블럭(190)을 함께 노출한다.
이하, 본 발명의 일실시예에서, 요크 측면판(312)과 일체로 형성된 요크 상판(314) 중 후술 될 마그네트(350)와 마주하는 면은 제1 내측면(314a)으로서 정의된다.
본 발명의 일실시예에서, 요크 측면판(312) 및 요크 상판(314)은 후술 될 마그네트(350)로부터 발생된 자속이 코일 블럭(190) 이외의 방향으로 누설되는 것을 방지하여 가동자(100)의 구동 특성을 보다 향상시킨다.
코일 블럭 회피부(316)는 요크 상판(314)으로부터 코일 블럭(190)과 마주하는 위치로 연장되어 코일 블럭(190) 및 요크 상판(314)의 상호 접촉을 방지한다.
코일 블럭 회피부(316)는 요크 상판(314)의 제1 내측면(314a) 보다 높은 위치에 배치된 제2 내측면(314b)을 갖는다. 또한, 코일 블럭 회피부(316)는 후술 될 마그네트(350)로부터 누설되는 자속을 추가적으로 차단한다.
본 발명의 일실시예에서, 코일 블럭 회피부(316)는 제1 코일 블럭 회피부(316a) 및 제2 코일 블럭 회피부(316b)를 포함한다.
제1 코일 블럭 회피부(316a)는 요크 상판(314)의 에지로부터 요크 상판(314)의 상부를 향하는 방향으로 절곡 되며, 제2 코일 블럭 회피부(316b)는 요크 상판(314)으로부터 절곡된 제1 코일 블럭 회피부(316a)으로부터 요크 상판(314)과 평행하게 절곡 된다. 본 발명의 일실시예에서, 제2 코일 블럭 회피부(316b)는 코일 블럭(190)은 덮고 보빈(150)에 결합 된 렌즈는 노출한다.
본 발명의 일실시예에서, 제1 코일 블럭 회피부(316a) 및 제2 코일 블럭 회피부(316b) 사이에 형성되는 각도는, 예를 들어, 직각일 수 있다. 이와 다르게, 코일 블럭 회피부(316) 및 후술 될 탄성 부재(200)의 제2 탄성 부재(220)가 상호 간섭되는 것을 방지하기 위해 제1 코일 블럭 회피부(316a) 및 제2 코일 블럭 회피부(316b) 사이에 형성되는 각도는, 예를 들어, 둔각으로 형성될 수 있다.
요크 상판(314)과 평행하게 배치된 제2 코일 블럭 회피부(316b)는 요크 상판(314)의 제1 내측면(314a) 보다 높은 위치에 배치된 제2 내측면(314b)을 갖는다.
보다 구체적으로, 요크 상판(314)의 제1 내측면(314a) 및 코일 블럭(190)의 상단 사이의 수직 갭이 제1 간격일 경우, 제2 코일 블럭 회피부(316b)의 제2 내측면(314b) 및 코일 블럭(190)의 상기 상단 사이의 수직 갭은 제1 간격보다 큰 제2 간격으로 형성된다.
본 발명의 일실시예에서, 코일 블럭(190)의 높이가 제조 공차에 의하여 지정된 높이보다 증가, 코일 블럭(190)을 고정하는 접착제의 두께에 의하여 코일 블럭(190)이 보빈의 지정된 위치보다 높은 위치에 배치, 보빈(150)의 제조 공차 등에 의하여 코일 블럭(190)이 지정된 위치보다 다소 높은 위치에 배치되더라도 코일 블럭(190)은 코일 블럭 회피부(316)에 의하여 요크(310)와 접촉되지 않게 된다.
백 요크(318)는 코일 블럭 회피부(316)의 제2 코일 블럭 회피부(316b)로부터 보빈(150)의 하면(130)을 향해 연장되며, 백 요크(318)는 보빈(150)의 외주면 및 코일 블럭(190)의 사이에 형성된 공간으로 연장된다.
마그네트(350)는 요크(310)의 요크 측면판(312)의 내측면에 배치되며 마그네트(350)는 코일 블럭(190)과 마주하는 위치에 배치되며, 마그네트(350)는, 예를 들어, 요크(310)의 백 요크(318)와 대응하는 위치에 배치된다.
탄성 부재(200)는 제1 탄성 부재(210) 및 제2 탄성 부재(220)를 포함한다. 본 발명의 일실시예에서, 제1 및 제2 탄성 부재(210,220)들은 판 스프링을 포함할 수 있다.
제1 탄성 부재(210)는 보빈(150)의 하면(130)에 결합 된다. 제1 탄성 부재(210)는, 예를 들어, 2 개로 이루어지며, 각 제1 탄성 부재(210)들은 보빈(150)의 하면(130)의 보스에 각각 결합 된다. 보빈(150)에 결합된 제1 탄성 부재(210)는 스페이서(700) 및 케이스(400)의 하부 케이스(420) 사이에 개재된다.
제2 탄성 부재(220)는 보빈(150)의 상면(120)에 결합 되며, 제2 탄성 부재(220)는 요크(310) 및 케이스(400)의 상부 케이스(410) 사이에 개재된다.
제1 및 제2 탄성 부재(210,220)들에 의하여 코일 블럭(190)이 장착된 보빈(150)은 탄력적으로 지지 된다.
케이스(400)는 상부 케이스(410) 및 하부 케이스(420)를 포함한다.
상부 케이스(410)는 상판(411), 결합 기둥(412)을 포함한다. 상부 케이스(410)는 요크(310)의 상부에 배치된다.
상부 케이스(410)의 상판(411)은, 평면상에서 보았을 때, 사각 플레이트 형상을 갖고, 상부 케이스(410)의 상판(411)의 중앙부에는 보빈(150)을 노출하는 원형 개구(414)가 형성된다.
결합 기둥(412)은 상판(411)의 4 개의 모서리들로부터 보빈(150)과 평행하게 돌출되며, 결합 기둥(412)은 후술 될 하부 케이스(420)와 결합 된다.
하부 케이스(420)는 상부 케이스(410)의 각 결합 기둥(412)과 결합 되는 기둥(425)들을 포함한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보이스 코일 모터를 도시한 단면도이다. 도 5는 도 4의 'B' 부분의 확대도이다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 보이스 코일 모터는 요크를 제외하면 도 1 내지 도 3에 도시된 보이스 코일 모터와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 보이스 코일 모터(800)는 가동자(100), 탄성 부재(200), 고정자(300) 및 케이스(400)를 포함한다.
고정자(300)는 요크(310) 및 마그네트(350)를 포함한다.
요크(310)는 요크 측면판(312), 요크 상판(314), 코일 블럭 회피부(316) 및 백 요크(318)를 포함한다.
본 발명의 일실시예에서, 요크 상판(314)은 코일 블럭(190) 및 보빈(150)에 고정된 렌즈를 노출하며 요크 상판(314)은 제1 두께로 형성된다.
코일 블럭 회피부(316)는 요크 상판(314)으로부터 연장되고, 코일 블럭 회피부(316)는 보빈(150)의 렌즈는 노출하고 코일 블럭(190)은 덮는다. 본 발명의 일실시예에서, 코일 블럭 회피부(316)의 상면은 요크 상판(314)의 상면과 동일 평면 상에 배치되고, 코일 블럭 회피부(316)의 두께는 요크 상판(314)의 제1 두께 보다 얇은 제2 두께로 형성된다. 따라서, 코일 블럭 회피부(316)는 그루브(groove) 형상으로 형성된다.
그루브 형상으로 코일 블럭 회피부(316)가 형성됨에 따라 다양한 이유에 의하여 코일 블럭(190)이 보빈(150)의 지정된 위치보다 다소 높은 위치에 배치되더라도 보빈(150)의 코일 블럭(190) 및 요크(310)가 상호 접촉되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 코일 블럭의 상단과 마주하는 요크 부분에 코일 블럭과 접촉되는 것을 방지하는 코일 블럭 회피부를 형성하여 코일 블럭과 요크가 접촉됨에 따라 발생 되는 보빈의 기울어짐, 보빈을 탄력적으로 지지하는 탄성 부재의 휨 및 형상 변형을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
800...보이스 코일 모터 100...가동자
200...탄성 부재 300...고정자
400...케이스 700...스페이서

Claims (8)

  1. 렌즈를 수납하는 보빈 및 상기 보빈의 외측면을 따라 배치된 코일 블럭을 포함하는 가동자;
    상기 코일 블럭과 마주하는 마그네트 및 상기 마그네트의 후면과 결합된 요크 측면판 및 상기 요크 측면판으로부터 상기 보빈을 향해 절곡 된 요크 상판을 포함하는 요크를 포함하는 고정자; 및
    상기 보빈의 하부에 결합 된 제1 탄성 부재들 및 상기 보빈의 상부에 탄력적으로 결합 된 제2 탄성 부재들을 포함하는 탄성 부재를 포함하며,
    상기 요크 상판 중 상기 코일 블럭과 마주하는 영역에는 상방으로 돌출되는 코일 블럭 회피부가 형성되고,
    상기 코일 블럭 회피부는,
    상기 요크 상판의 에지로부터 상기 요크 상판의 상부를 향하는 방향으로 절곡되는 제1 코일 블럭 회피부;
    일단이 상기 제1 코일 블럭 회피부와 연결되고 타단이 상기 요크 상판과 평행하는 방향으로 절곡되도록 연장되는 제2 코일 블럭 회피부; 및
    일단이 상기 제2 코일 블럭 회피부의 타단과 연결되고 타단이 상기 보빈의 하면을 향해 연장되는 백 요크를 포함하며,
    상기 코일 블럭은, 상기 요크 상판의 하면 중 상기 제1 코일 블럭 회피부, 상기 제2 코일 블럭 회피부 및 상기 백 요크에 의해 형성되는 홈에 배치되는 것을 특징으로 하는 보이스 코일 모터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 코일 블럭 회피부 및 상기 제2 코일 블럭 회피부가 이루는 각도는 직각인 보이스 코일 모터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 코일 블럭 회피부 및 상기 제2 코일 블럭 회피부가 이루는 내측 각도는 둔각인 보이스 코일 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 요크 상판은 제1 두께로 형성되고 코일 블럭 회피부는 상기 요크 상판의 상기 제1 두께보다 얇은 제2 두께로 형성된 보이스 코일 모터.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 백 요크는 상기 마그네트와 대응하는 위치에 선택적으로 형성된 보이스 코일 모터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 요크 상판의 하면 중 상기 코일 블럭 회피부가 형성되는 영역으로부터 상기 코일 블럭까지의 거리는, 상기 요크 상판의 하면 타 영역으로부터 상기 코일 블럭까지의 거리 보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 보이스 코일 모터.
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