KR101707684B1 - 보이스 코일 모터 - Google Patents

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Abstract

보이스 코일 모터는 렌즈가 고정되는 중공을 갖는 통 형상으로 외주면 상단으로부터 상기 상단과 대향 하는 외주면 하단까지 형성된 코일 배출부를 포함하는 보빈 및 상기 보빈의 상기 외주면 상에 배치되며 원통 형상으로 권선된 코일을 포함하는 코일 블럭을 포함하는 가동자; 상기 코일 블럭과 마주하는 마그네트 및 상기 마그네트를 고정하는 요크를 포함하는 고정자; 상기 보빈이 배치되는 하부 케이스 및 상기 보빈과 대응하는 부분이 개구되며 상기 하부 케이스와 결합 되는 상부 케이스를 포함하는 케이스; 및 상기 보빈의 상단 및 상기 상단과 마주하는 하단을 탄력적으로 지지하는 탄성 부재를 포함하며, 상기 코일 블럭의 상단에 배치된 상기 코일의 일측 단부는 상기 코일 배출부를 이용하여 상기 보빈의 하단으로 배출된다.

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 휴대폰, 고해상도 디지털 카메라 등이 개발되고 있다.
종래 휴대폰 등에 적용되는 초소형 디지털 카메라의 경우, 이미지 센서 렌즈 및 렌즈 사이의 간격을 조절할 수 없었으나, 최근 이미지 센서와 렌즈 사이의 간격을 조절하는 보이스 코일 모터와 같은 렌즈 구동 장치가 개발되어 초소형 디지털 카메라에서 개선된 이미지를 얻을 수 있게 되었다.
보이스 코일 모터는 마그네트의 자기장 및 마그네트와 마주하는 코일 블럭으로부터 발생 된 자기장의 작용에 따라 발생된 힘을 이용하여 이미지 센서와 렌즈 사이의 간격을 조절한다.
보이스 코일 모터는 내부에 렌즈가 장착되는 원통 형상의 보빈(bobbin 또는 경통)을 포함하며, 보빈의 외주면에는 권선 된 코일로 이루어진 코일 블럭이 배치된다.
종래 기술에 따른 보이스 코일 모터는 권선된 원통 형사의 코일 블럭을 보빈에 결합하거나 보빈의 외주면에 코일을 권선하여 형성한다.
보빈의 외주면에 코일을 권선하여 코일 블럭을 형성할 경우, 보빈의 외주면 하단으로부터 상단으로, 외주면 상단으로부터 하단으로 번갈아 코일을 권선하고 권선 시작선 및 권선 마감선이 모두 외주면 하단에 배치되도록 하기 위해서 코일은 반드시 짝수 레이어로 권선되어야 하는 제약이 있다.
코일을 짝수 레이어로 권선할 경우, 권선된 코일이 쉽게 풀리며, 권선 시작선 및 권선 마감선의 구분이 어려운 문제점들을 갖는다.
본 발명은 권선된 코일이 풀리는 것을 방지, 권선 시작선 및 권선 마감선을 쉽게 구분할 수 있는 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 렌즈가 고정되는 중공을 갖는 통 형상으로 외주면 상단으로부터 상기 상단과 대향 하는 외주면 하단까지 형성된 코일 배출부를 포함하는 보빈 및 상기 보빈의 상기 외주면 상에 배치되며 원통 형상으로 권선된 코일을 포함하는 코일 블럭을 포함하는 가동자; 상기 코일 블럭과 마주하는 마그네트 및 상기 마그네트를 고정하는 요크를 포함하는 고정자; 상기 보빈이 배치되는 하부 케이스 및 상기 보빈과 대응하는 부분이 개구되며 상기 하부 케이스와 결합 되는 상부 케이스를 포함하는 케이스; 및 상기 보빈의 상단 및 상기 상단과 마주하는 하단을 탄력적으로 지지하는 탄성 부재를 포함하며, 상기 코일 블럭의 상단에 배치된 상기 코일의 일측 단부는 상기 코일 배출부를 이용하여 상기 보빈의 하단으로 배출된다.
본 발명에 따른 보이스 코일 모터에 의하면, 코일 블럭이 권선된 보빈의 외주면의 상단으로부터 하단까지 코일 배출부를 형성하고, 코일 배출부를 통하여 코일 블럭의 상단에 배치된 코일의 일측 단부를 보빈의 하단으로 배출시켜 코일을 홀수 레이어로 권선 가능하도록 함으로써, 보이스 코일 모터를 슬림화할 수 있고, 코일 설계시 저항값의 제어가 용이한 효과가 있다.
또한, 마지막 레이어로 권선되어 코일 블럭의 상단에 배치된 코일의 일측 단부를 코일 배출부를 통하여 보빈의 하단으로 배출시키면, 보빈이 수직방향으로 이동될 때 보빈에 권선된 코일이 풀리는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터를 분해 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 보빈 및 보빈에 조립된 코일 블럭을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 평면도이다.
도 4는 도 3의 'A' 부분 확대도이다.
도 5는 도 3의 코일 블럭을 Ⅰ-Ⅰ′선으로 절단한 단면도이다.
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 모터를 분해 도시한 분해 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 보빈 및 보빈에 조립된 코일 블럭을 도시한 사시도이다. 도 3은 도 2의 평면도이다. 도 4는 도 3의 'A' 부분 확대도이다. 도 5는 도 3을 Ⅰ-Ⅰ′선으로 절단한 코일 블럭의 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 보이스 코일 모터(800)는 가동자(100), 고정자(200), 케이스(310,320;300) 및 탄성 부재(410,420;400)를 포함한다. 이에 더하여, 보이스 코일 모터(800)는 베이스 플레이트(600)를 더 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 가동자(100)는 보빈(150) 및 코일 블럭(190)을 포함한다.
보빈(150)은, 예를 들어, 렌즈(미도시)를 수납하기 위한 중공을 갖는 원통 형상으로 형성된다.
렌즈를 수납하기 위해 보빈(150)의 내주면에는 암나사부가 형성되고, 암나사부에는 렌즈 고정 부재(미도시)가 체결되고, 렌즈 고정 부재에는 렌즈가 결합 된다. 이와 다르게, 렌즈를 직접 보빈(150)의 암나사부에 결합하여도 무방하다.
보빈(150)의 외주면 하단에는 후술 될 코일 블럭(190)을 지지하기 위한 단턱이 형성된다.
보빈(150)의 외주면에는 보빈(150)의 상단으로부터 보빈(150)의 상기 상단과 대향하는 하단을 향하는 방향으로 요크 수납홈(152)들이 형성된다. 요크 수납홈(152)들은, 예를 들어, 보빈(150)의 외주면에 4 개가 지정된 간격으로 형성된다.
보빈(150)에 형성된 요크 수납홈(152)에는 후술 될 요크(210)의 일부가 삽입된다.
보빈(150)의 외주면의 상단으로부터 상단과 대향 하는 하단까지 연장된 코일 배출부(153)이 형성된다. 코일 배출부(153)는 보빈(150)의 요크 수납홈(152)들 사이에 형성될 수 있다.
코일 배출부(153)는 후술 될 코일 블럭(190)을 이루는 코일의 일측 단부, 예를 들어, 마감선(197)이 코일 블럭(190)의 상단에 위치할 경우 마감선(197)을 보빈(150)의 상단으로부터 하단으로 배출시키기 위한 통로로 사용된다.
코일 배출부(153)는 보빈(150)의 외주면으로부터 그루브(groove) 형상으로 형성된 홈일 수 있다. 이와 다르게, 코일 배출부(153)를 형성하기 위해 보빈(150)의 외주면으로부터 상호 이격되며 상호 평행하게 돌출된 라인 형상의 제1 및 제2 코일 배출돌기(153a,153b)들을 형성하여도 무방하다.
한편, 보빈(150)의 상단에는 적어도 하나의 보스(128)가 형성되며, 보스(128)는 후술 될 탄성 부재와 결합 된다.
코일 블럭(190)은 보빈(150)에 형성된 단턱 상에 배치되며, 코일 블럭(190)은, 예를 들어, 코일이 권선 된 원통 형상을 갖는다.
본 발명의 일실시예에 따른 코일 블럭(190)은 코일을 복수개의 레이어(layer)로 권선하여 형성한 것으로, 보이스 코일 모터(800)의 두께 및 저항값에 따라 코일 블럭(190)은 짝수 또는, 홀수개의 레이어들로 권선 된다.
종래 기술에서 코일 블럭(190)은 오직 짝수개의 레이어들로 권선될 수밖에 없어 코일의 저항 등을 조절하기 어려운 반면, 본 발명의 일실시예에서, 코일 블럭(190)은 짝수 또는 홀수개의 레이어들로 귄선이 가능하여 코일의 저항 등을 정밀하게 조절할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 코일 블럭(190)을 형성하기 위한 코일의 시작선(191) 및 코일의 마감선(197)은 후술 될 탄성 부재(420)와 전기적으로 접속되도록 하기 위해 보빈(150)의 하단부에 배치되어야 한다.
이하, 예를 들어, 3 개의 레이어들을 이루도록 코일을 보빈(150)에 권선하여 형성된 코일 블럭(190)을 설명하면 다음과 같다.
도 5를 참조하면, 제1 코일 레이어(192)의 시작선(191)은 보빈(150)의 외주면 하단에 형성된 단턱에 배치되며, 제1 코일 레이어(192)는 시작선(191)으로부터 보빈(150)의 상단을 향해 권선 된다. 예를 들어, 코일 블럭(190)에서 제1 코일 레이어(192)를 감기 시작하는 코일의 시작선(191)은 코일 배출부(153)와 대응되는 부분에 위치될 수 있다.
코일 블럭(190)의 시작선(191)은 접착제에 의해 보빈(150)의 단턱 및/또는 보빈(150)의 외주면에 고정될 수 있다.
제2 코일 레이어(194)는 보빈(150)의 상단에 배치된 제1 코일 레이어(192)로부터 연장되며, 제2 코일 레이어(194)는 보빈(150)의 상단부로부터 보빈(150)의 하단을 향해 권선 된다.
제3 코일 레이어(196)는 보빈(150)의 하단에 배치된 제2 코일 레이어(194)로부터 연장되며 제3 코일 레이어(196)는 보빈(150)의 하단으로부터 다시 보빈(150)의 상단 쪽으로 권선된다.
이와 같이, 3개의 레이어들로 코일 블럭(190)이 형성되면, 제3 코일 레이어(196)를 이루는 코일의 단부는 보빈(150)의 상단에 위치한다.
코일 블럭(190)의 제3 코일 레이어(196)의 일부인 마감선(197)은 제1 코일 레이어(192) 및 보빈(150)에 형성된 코일 배출부(153) 사이에 형성된 공간을 통과하여 보빈(150)의 하단으로 배출된다.
코일 배출부(153)를 통과한 코일 블럭(190)의 마감선(197)은 코일 배출부(153)로 제공된 접착제에 의하여 고정될 수 있다.
고정자(200)는 요크(210) 및 마그네트(250)를 포함한다.
요크(210)는 상판(212), 측면판(214) 및 요크부(216)를 포함한다.
요크(210)의 상판(212)은, 평면상에서 보았을 때, 사각 플레이트 형상으로 형성될 수 있고, 상판(212)의 중심에는 보빈(150)의 상단을 노출하는 원형 개구가 형성된다.
측면판(214)은 상판(212)의 4 개의 에지들로부터 보빈(150)의 외주면과 평행한 방향으로 연장되며, 측면판(214)은 상판(212)의 4 개의 에지들과 일체로 형성된다.
요크부(216)는 상판(212)의 원형 개구에 의하여 형성된 상판(212)의 내측면으로부터 보빈(150)의 하단을 향하는 방향으로 돌출된다. 요크부(216)는 보빈(150)의 각 요크 수납홈(152) 및 코일 블럭(190)에 의하여 형성된 공간 내에 삽입되는 위치에 배치되며 요크부(216)는 요크 수납홈(152)에 삽입되는 사이즈로 형성된다.
마그네트(250)들은 요크(210)의 상판(212) 및 측면판(214)에 의하여 형성된 내부 공간에 배치된다. 각 마그네트(250)들은 코일 블럭(190)과 마주하게 배치된다.
각 마그네트(250)들로부터 발생 된 자기장 및 코일 블럭(190)으로부터 발생 된 자기장에 의하여 발생된 힘에 의하여 보빈(150)은 상부로 이동될 수 있다. 이때, 코일 블럭(190)에 가해지는 전류량을 정밀하게 조절함으로써 보빈(150)의 이동 거리를 정밀하게 조절할 수 있다.
탄성 부재(400)는 마그네트(250) 및 코일 블럭(190)에 의하여 상부로 이송되는 보빈(150)의 하단 및 상단을 탄력적으로 지지한다.
본 발명의 실시예에서, 탄성 부재(400)는 제1 탄성 부재(410) 및 제2 탄성 부재(420)를 포함한다. 제1 및 제2 탄성 부재(410,420)들은, 예를 들어, 얇은 두께를 갖는 판 스프링 일 수 있다.
제1 탄성 부재(410)는 요크(210) 상에 배치되며, 제2 탄성 부재(420)는 보빈(150)의 하단과 대응하는 부분에 형성된다.
제2 탄성 부재(420)는, 예를 들어, 2 개로 구성되며, 제2 탄성 부재(420)로는 코일 블럭(190)에 제공되는 구동 신호가 인가된다.
본 발명의 일실시예에서, 코일 블럭(190)의 시작선(191) 및 마감선(197)은 두 개로 이루어진 제2 탄성 부재(420)들과 전기적으로 연결된다.
케이스(300)는 상부 케이스(310) 및 하부 케이스(320)를 포함한다.
상부 케이스(310)는 상판의 4 개의 모서리로부터 돌출된, 결합 기둥(312)을 포함한다. 상부 케이스(310)는 요크(210)의 상부에 배치되며, 탄성 부재(400)의 제1 탄성 부재(410)는 상부 케이스(310) 및 요크(210) 사이에 개재된다.
상부 케이스(310)의 상판은, 평면상에서 보았을 때, 사각 플레이트 형상을 갖고, 상부 케이스(310)의 상판의 중앙부에는 보빈(150)을 노출하는 원형 개구(314)가 형성된다.
결합 기둥(312)은 상판의 4 개의 모서리들로부터 보빈(150)과 평행하게 돌출되며, 결합 기둥(312)은 후술 될 하부 케이스(320)와 결합 된다.
하부 케이스(320)는 상부 케이스(310)의 각 결합 기둥(312)과 결합 되는 기둥(324)들을 포함한다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 코일 블럭이 권선된 보빈의 외주면에 보빈의 상단으로부터 하단까지 코일 배출부를 형성하고, 코일 배출부를 통하여 코일 블럭의 상단에 배치된 코일의 일측 단부를 보빈의 하단으로 배출시켜 코일을 홀수 레이어로 권선 가능하도록 함으로써, 보이스 코일 모터를 슬림화할 수 있고, 코일 설계시 저항값의 제어가 용이한 효과를 갖는다.
또한, 마지막 레이어로 권선되어 코일 블럭의 상단에 배치된 코일의 일측 단부를 코일 배출부를 통하여 보빈의 하단으로 배출시키면, 보빈이 수직방향으로 이동될 때 보빈에 권선된 코일이 풀리는 것을 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...고정자 300...케이스
400...탄성 부재 600...베이스 플레이트

Claims (9)

  1. 렌즈가 고정되는 보빈 및 상기 보빈의 외주면에 배치된 코일 블럭을 포함하는 가동자;
    상기 코일 블럭과 마주하는 마그네트를 포함하는 고정자; 및
    상기 보빈의 상기 외주면의 상단 및 상기 외주면의 하단을 탄력적으로 지지하는 탄성 부재를 포함하며,
    상기 보빈의 상기 외주면에는 상기 상단 및 상기 하단을 연결하는 통로인 코일 배출부가 형성되며,
    상기 코일 블럭의 코일 시작선은 상기 코일 블럭의 전면에 배치되고, 상기 코일 블럭의 코일 마감선은 상기 보빈의 상기 상단으로부터 상기 코일 블럭의 후면을 통해 상기 코일 배출부로 삽입 및 상기 보빈의 상기 하단으로 배출되어 상기 보빈의 상기 하단에 배치된 상기 탄성 부재에 전기적으로 접속된 보이스 코일 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코일 블럭은 홀수 개의 코일 레이어를 포함하는 보이스 코일 모터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 코일 블럭은 상기 보빈의 상기 외주면 하단으로부터 상기 외주면 상단으로 권선된 상기 코일에 의하여 형성된 제1 코일 레이어, 상기 외주면 상단으로부터 상기 외주면 하단으로 권선되어 상기 제1 코일 레이어 상에 배치된 제2 코일 레이어 및 상기 외주면 하단으로부터 상기 외주면 상단으로 권선되어 상기 제2 코일 레이어 상에 배치된 제3 코일 레이어를 포함하는 보이스 코일 모터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 코일 배출부는 적어도 2 개가 상기 보빈의 상기 외주면에 지정된 간격으로 형성된 보이스 코일 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 코일 배출부는 상기 코일 마감선이 통과하도록 상기 보빈의 상기 외주면으로부터 그루브 형상으로 형성된 홈인 보이스 코일 모터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 코일 배출부는 상기 보빈의 상기 외주면으로부터 상호 이격되며 상호 평행하게 돌출된 라인 형상의 제1 및 제2 코일 배출부를 포함하며, 상기 제1 및 제2 코일 배출부는 상기 코일 블럭의 후면에 접촉되는 보이스 코일 모터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 코일 배출부에 배치된 상기 코일 마감선은 상기 코일 배출부로 제공된 접착제에 의하여 고정되는 보이스 코일 모터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 고정자는 상기 마그네트를 고정하는 요크를 포함하며,
    상기 보빈의 상기 외주면에는 상기 요크의 일부를 수납하기 위한 복수개의 요크 수납홈들이 지정된 간격으로 형성되고, 상기 코일 배출부는 상기 요크 수납홈들 사이에 대응하는 상기 보빈의 상기 외주면에 형성되는 보이스 코일 모터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 보빈이 배치되는 하부 케이스 및 상기 보빈과 대응하는 부분이 개구되며 상기 하부 케이스와 결합 되는 상부 케이스를 포함하는 케이스를 더 포함하는 보이스 코일 모터.
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