KR101696927B1

KR101696927B1 - 보이스 코일 모터

Info

Publication number: KR101696927B1
Application number: KR1020090086959A
Authority: KR
Inventors: 김태환; 유경호
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2009-09-15
Filing date: 2009-09-15
Publication date: 2017-01-17
Also published as: KR20110029330A

Abstract

본 발명의 보이스 코일 모터는 수직 이동 가능한 보빈과, 상기 보빈의 외주면에 권선되며 입력 전류에 따라 자기장을 발생하는 코일을 포함하는 보빈 어셈블리; 상기 보빈 어셈블리가 지지되는 베이스; 상기 베이스의 일측에 결합되는 고정 프레임과, 상기 보빈의 일측에 결합되는 이동 프레임과, 상기 고정 프레임과 상기 이동 프레임을 연결하는 스프링 암과, 상기 보빈을 접촉 지지하며 상기 보빈의 변위를 제한하는 스토퍼부가 마련되는 판 스프링; 을 포함한다.

Description

보이스 코일 모터{VOICE COIL MOTOR}

본 발명은 보이스 코일 모터에 관한 것으로서, 특히 보빈과 코일을 포함하는 보빈 어셈블리, 베이스, 판 스프링을 포함하는 보이스 코일 모터에 대한 것이다.

일반적으로 휴대 전화기의 카메라나 디지털 카메라와 같은 소형 광학 기기에 사용되는 카메라 모듈에는 배율 조정이나 초점 조절을 위하여 액추에이터(Actuator)가 마련된다.

보이스 코일 모터는 스피커의 보이스 코일에 흐르는 음성 전류와 영구 자석에서 발생하는 자기력 사이에 플레밍의 왼손 법칙에 의한 힘이 발생하여 스피커의 진동관이 앞뒤로 진동하는 것에 착안하여 개발된 모터로써, 체적이 작고, 전기소모량이 적으며, 작동변위가 정확하고, 가격이 저렴한 점 등의 장점을 가지고 있으므로, 카메라 모듈에서 렌즈의 이동과 같이 비교적 짧은 거리를 정밀하게 직선으로 이동시키는 액추에이터에 적합하다. 따라서, 보이스 코일 모터는 카메라의 자동초점조절장치 등에 사용된다.

한편, 보이스 코일 모터는 작동속도나 복원속도를 가속시키기 위하여 적어도 하나 이상의 판 스프링을 포함한다.

보이스 코일 모터의 조립공정에 의하면 보빈, 코일을 포함한 보빈 어셈블리는 베이스의 내측벽을 타고 체결되는데, 보빈의 일측에 결합된 판 스프링의 외측 부분이 베이스의 내측벽과 접촉하여 발생되는 마찰로 인하여 판 스프링에 탄성 변위가 발생하는 문제점이 있다.

또한, 보빈 어셈블리와 베이스를 체결하는 경우, 판 스프링의 탄성 변위를 제한하기 위하여 조립 공정에 주의를 요하게 되므로 보이스 코일 모터의 생산성이 낮아지는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 판 스프링에 스토퍼부를 마련함으로써, 보빈 어셈블리와 베이스의 체결시 판 스프링의 탄성 변위가 제한되는 보이스 코일 모터를 제공하기 위한 것이다.

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.

본 발명의 보이스 코일 모터는, 수직 이동 가능한 보빈과, 상기 보빈의 외주면에 권선되며 입력 전류에 따라 자기장을 발생하는 코일을 포함하는 보빈 어셈블리; 상기 보빈 어셈블리가 지지되는 베이스; 상기 베이스의 일측에 결합되는 고정 프레임과, 상기 보빈의 일측에 결합되는 이동 프레임과, 상기 고정 프레임과 상기 이동 프레임을 연결하는 스프링 암과, 상기 보빈을 접촉 지지하며 상기 보빈의 변위를 제한하는 스토퍼부가 마련되는 판 스프링; 을 포함한다.

본 발명의 보이스 코일 모터에 따르면, 판 스프링에 스토퍼부를 마련함으로 써, 보빈 어셈블리와 베이스의 체결시 판 스프링의 외측 부분과 베이스의 내측벽의 접촉에 의하여 발생하는 마찰에 따른 판 스프링의 탄성 변위를 제한하여, 판 스프링의 변형에 의한 성능 불량 및 Tilt 불량 등을 저감시킨다.

또한, 보이스 코일 모터의 조립 공정이 용이하게 됨으로써, 공정 시간을 단축시켜 생산성을 높인다.

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 내려져야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 분해 사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 보이스 코일 모터(100)는 보빈(210)과 코일(220)을 포함하는 보빈 어셈블리(200), 베이스(300), 판 스프링(230)을 포함한다.

보빈(210)은 수직 방향으로 이동이 가능하고, 외주면에는 코일(220)이 권선된다. 또한 렌즈를 고정할 수 있는 렌즈 고정부를 구비하고 있으므로, 경통 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 보빈(210)은 카메라 렌즈 홀더 또는 자기 헤드 등일 수 있다.

보빈(210)의 외주면에 권선되는 코일(220)은 입력되는 전류의 크기 및 방향 에 따라 자기장을 형성하고, 인접한 영구 자석(420)과의 인력 및 척력에 의하여 보빈(210)을 수직 방향으로 이동시킨다.

베이스(300)는 보빈 어셈블리(200)를 지지하기 위한 것으로서 내부에 일정한 공간을 가지고 상하면이 개방되어 있다. 베이스(300)의 내부에는 보빈 어셈블리(200), 판 스프링(230), 영구 자석(420), 스페이서(430) 등이 수용되며, 베이스(300)의 일측은 보빈(210)의 일측과 접한다. 그리고 베이스(300)의 상부에는 커버(400)가 결합된다. 도시된 베이스(300)는 사각 기둥 형상이지만 원 기둥이나 다각형 기둥 등도 무방하며 그 형상에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

판 스프링(230)은 보빈(210)의 일측에 결합되어 보빈(210)의 수직 이동을 탄성적으로 지지하며, 탄성력을 가진 금속 재질이면 어떠한 것도 무방하다. 한편, 판 스프링(230)은 그 두께가 두꺼워지면 보빈(210)의 구동에 많은 힘이 소요되므로 감도가 떨어지는 문제가 발생한다. 따라서, 판 스프링(230)의 두께는 보빈(210)의 크기 및 성능에 따라 다양하게 변경할 수 있으며, 예를 들어 50μm의 두께를 갖도록 형성한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 보빈 어셈블리(200), 베이스(300) 및 판 스프링(230)의 사시도이다. 도 2를 참조하면, 보빈(210)의 일측에 결합된 판 스프링(230)은 베이스(300)의 일측과 결합됨으로써 보빈 어셈블리(200)와 베이스(300)가 체결된다. 한편, 보빈 어셈블리(200)와 베이스(300)의 체결시 판 스프링(230)의 외측 부분이 베이스(300)의 내측벽과 접촉됨으로써 마찰이 발생하는바, 판 스프링(230)에 탄성 변위가 발생한다. 따라서 판 스프링(230)의 탄성 변위를 제한하기 위하여 판 스프링(230)의 고정 프레임(232)에 스토퍼부(238)를 마련한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 판 스프링(230)의 평면도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 판 스프링(230)은 고정 프레임(232), 이동 프레임(234), 스프링 암(236) 및 스토퍼부(238)를 포함하고, 고정 프레임(232), 이동 프레임(234), 스프링 암(236) 암 및 스토퍼부(238)는 일체로 성형되며, 동일한 평면에 위치한다.

고정 프레임(232)은 베이스(300)의 일측에 결합되고, 이동 프레임(234)은 보빈(210)의 일측에 결합됨으로써, 보빈 어셈블리(200)와 베이스(300)가 체결된다.

스프링 암(236)은 고정 프레임(232)과 이동 프레임(234) 사이에 연결되어 있고, 스토퍼부(238)는 고정 프레임(232)에 마련된다. 스프링 암(236)은 보빈(210)의 수직 이동에 따라 왕복 운동을 한다.한편, 도시된 스프링 암(236)은 규칙적인 파문의 개곡선(開曲線) 형상이고 도시된 스토퍼부(238)는 레버 형상이지만, 그 형상에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

보빈 어셈블리(200)와 베이스(300)의 체결시, 판 스프링(230)에 탄성 변위가 발생하면 스프링 암(236)과 고정 프레임(232) 및 이동 프레임(234)이 연결되는 곳의 응력이 가장 크며, 판 스프링(230)의 외측 부분과 베이스(300)의 내측벽이 과잉 접촉됨으로써 마찰이 발생하면 스프링 암(236)과 고정 프레임(232) 및 이동 프레임(234)이 연결되는 곳에 과잉 응력이 나타나게 되어 스프링 암(236)은 탄성을 잃게 된다.

따라서, 스토퍼부(238)를 판 스프링(230)의 고정 프레임(232)에 마련함으로써, 보빈 어셈블리(200)와 베이스(300)의 체결시 판 스프링(230)에 탄성 변위가 발 생하면, 스토퍼부(238)는 보빈(210)을 접촉 지지하여 보빈(210)의 고정 프레임(232) 방향으로의 이동을 제한함으로써 판 스프링(230)의 탄성 변위는 제한된다.

한편, 고정 프레임(232)에 마련되는 스토퍼부(238)는 고정 프레임(232)의 외곽으로부터 90도 절곡되어 보빈(210)의 중심으로 연장되며, 스토퍼부(238)의 최대 연장 길이는 이동 프레임(234)의 내주까지이다. 그리고 스토퍼부(238)는 소정 거리 이격되며 서로 평행한 적어도 한 쌍으로 이루어진다. 또한, 스토퍼부(238)는 서로 인접한 2개의 스프링 암(236) 사이에 배치되며, 스토퍼부(238)의 폭은 스프링 암(236)의 폭보다 넓게 형성된다. 예를 들어, 스토퍼부(238)의 폭은 700μm 내지 800μm의 폭을 갖도록 형성한다.

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.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 보빈 어셈블리, 베이스 및 판 스프링의 사시도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 판 스프링의 평면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

100...보이스 코일 모터 200...보빈 어셈블리

210...보빈 220...코일

230...판 스프링 232...고정 프레임

234...이동 프레임 236...스프링 암

238...스토퍼부 300...베이스

400...커버 410...하우징

420...영구 자석 430...스페이서

Claims

베이스;

상기 베이스의 내측에 위치하는 보빈과, 상기 보빈의 외주면에 권선되며 입력 전류에 따라 자기장을 발생하는 코일을 포함하는 보빈 어셈블리; 및

상기 보빈을 상기 베이스로부터 이동가능하게 지지하는 판스프링을 포함하고,

상기 판스프링은,

상기 보빈과 결합하는 이동 프레임;

상기 베이스와 결합하는 고정 프레임;

상기 이동 프레임과 상기 고정 프레임을 연결하는 스프링암; 및

상기 고정 프레임으로부터 내측으로 연장되어, 상기 고정 프레임과 동일평면에 위치하는 스토퍼부를 포함하며,

상기 스토퍼부는,

적어도 일부가 상기 보빈과 광축방향을 따라 오버랩된 상태로 상기 보빈의 일단면과 접촉 가능하고,

상기 이동 프레임과 이격되는 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,

상기 보빈 어셈블리와 상기 베이스의 체결시, 상기 스토퍼부는 상기 판스프링의 탄성 변위를 제한하는 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,

상기 보빈 어셈블리와 상기 베이스의 체결시, 상기 베이스와 상기 판스프링의 접촉에 의하여 발생하는 상기 판스프링의 변형을 방지하기 위하여, 상기 스토퍼부는 상기 보빈을 접촉 지지하는 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,

상기 보빈 어셈블리와 상기 베이스의 체결시, 상기 스토퍼부는 상기 보빈의 상기 고정 프레임 방향으로의 이동을 제한하는 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,

상기 스토퍼부는 상기 고정 프레임의 외곽라인과 90도로 배치되는 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,

상기 스토퍼부의 최대 연장 길이는 상기 이동 프레임의 내주까지인 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,

상기 스토퍼부는 소정 거리 이격되며 서로 평행한 적어도 한 쌍으로 이루어지는 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,

상기 스토퍼부는 서로 인접한 2개의 상기 스프링 암 사이에 배치되는 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,

상기 스토퍼부의 폭은 상기 스프링 암의 폭보다 넓은 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,

상기 스프링 암은 상기 보빈의 수직 이동에 따라 탄성 변형되며, 개곡선(開曲線) 형상인 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,

상기 보빈에 위치하는 코일; 및

상기 코일과 대향하며, 상기 코일과 전자기적 상호작용하는 영구 자석을 더 포함하는 보이스 코일 모터.
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