KR101847653B1 - 보이스 코일 모터 - Google Patents

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Abstract

보이스 코일 모터는 렌즈가 내부에 장착되는 보빈; 상기 보빈의 하면에 배치되며 상호 절연된 제1 도전판 및 제2 도전판들을 포함하는 도전 부재들; 상기 보빈의 외주면에 권선 되며, 상기 제1 도전판과 전기적으로 연결된 제1 단부 및 상기 제2 도전판과 전기적으로 연결된 제2 단부를 포함하는 코일 블럭; 상기 제1 도전판의 일부와 결합 된 제1 도전성 탄성 부재 및 상기 제2 도전판의 일부와 결합 된 제2 도전성 탄성 부재를 포함하는 탄성 부재들; 및 상기 코일 블럭과 마주하는 마그네트를 포함하는 고정자를 포함한다.

Description

보이스 코일 모터{VOICE COIL MOTOR}
본 발명은 보이스 코일 모터에 관한 것이다.
최근 들어, 초소형 디지털 카메라가 내장된 휴대폰과 같은 휴대용 전자 기기가 개발되고 있다.
휴대폰에 장착된 초소형 디지털 카메라는 주로 외부광을 이미지로 변경하는 이미지 센서 및 이미지 센서와 마주하게 배치된 광학 렌즈를 포함한다.
종래 초소형 디지털 카메라는 이미지 센서 및 광학 렌즈 사이의 거리를 조절하기 어려웠지만, 최근 들어 이미지 센서 및 광학 렌즈 사이의 거리를 조절하기 위한 보이스 코일 모터(VCM)와 같은 렌즈 구동 장치가 개발된 바 있다.
보이스 코일 모터는 렌즈가 장착된 보빈 및 보빈에 권선된 코일 블럭을 포함하는 가동자, 가동자를 구동시키기 위한 고정자, 가동자를 탄력적으로 고정하는 탄성 부재 및 가동자와 고정자가 고정되는 베이스를 포함한다.
보이스 코일 모터에서 탄성 부재는 가동자를 탄력적으로 지지하는 역할과 함께 코일 블럭에 구동 신호를 인가하는 매개체로서 역할한다.
따라서, 탄성 부재가 보빈에 고정된 후, 코일 블럭의 양쪽 단부들은 각각 탄성 부재에 플럭스 등을 이용하여 납땜 되고, 플럭스는 세정 공정에 의하여 탄성 부재로부터 제거되는데 세정 공정 중 매우 얇은 두께를 갖는 탄성 부재의 형상이 변형되는 등 다양한 문제점을 갖는다.
또한, 매우 얇은 두께를 갖는 탄성 부재에 직접 코일 블럭의 단부를 결합함으로써 탄성 부재의 형상 변형, 탄성 부재의 매우 작은 면적에 코일 블럭의 단부를 결합하기 어려운 문제점을 갖는다.
또한, 코일 블럭의 양쪽 단부들을 각각 탄성 부재에 플럭스를 이용하여 직접 납땜할 경우, 플럭스를 세정 공정을 이용하여 완전히 제거하기 어려워 낙하 테스트 등에서 잔류 플럭스가 보이스 코일 모터의 주변을 오염시키는 문제점을 갖는다.
본 발명은 탄성 부재에 코일 블럭을 간접적으로 연결하여 탄성 부재의 형상 변형, 탄성 부재 및 코일 블럭의 전기적 연결을 용이하게 하며 낙하 테스트 중 플럭스가 주변을 오염시키는 것을 방지한 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 내부에 장착되는 보빈; 상기 보빈의 하면에 배치되며 상호 절연된 제1 도전판 및 제2 도전판들을 포함하는 도전 부재들; 상기 보빈의 외주면에 권선 되며, 상기 제1 도전판과 전기적으로 연결된 제1 단부 및 상기 제2 도전판과 전기적으로 연결된 제2 단부를 포함하는 코일 블럭; 상기 제1 도전판의 일부와 결합 된 제1 도전성 탄성 부재 및 상기 제2 도전판의 일부와 결합 된 제2 도전성 탄성 부재를 포함하는 탄성 부재들; 및 상기 코일 블럭과 마주하는 마그네트를 포함하는 고정자를 포함한다.
본 발명에 따른 보이스 코일 모터에 의하면, 보빈의 하면에 도전판을 배치하고 도전판에 보빈의 외주면에 배치된 코일 블럭의 양쪽 단부들을 전기적으로 결합하고, 도전판에 탄성 부재를 결합함으로써 탄성 부재의 형상 변형을 방지, 조립 불량을 방지 및 플럭스에 의한 오염을 방지하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 단면도이다.
도 2는 도 1의 도전 부재를 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2의 도전 부재 및 보빈의 결합 관계를 도시한 평면도이다.
도 4는 도 1의 탄성 부재를 도시한 평면도이다.
도 5는 보빈, 도전 부재 및 탄성 부재를 도시한 사시도이다.
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 단면도이다. 도 2는 도 1의 도전 부재를 도시한 평면도이다. 도 3은 도 2의 도전 부재 및 보빈의 결합 관계를 도시한 평면도이다. 도 4는 도 1의 탄성 부재를 도시한 평면도이다. 도 5는 보빈, 도전 부재 및 탄성 부재를 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 보이스 코일 모터(800)는 보빈(100), 도전 부재(200)들, 코일 블럭(300), 탄성 부재(400) 및 고정자(500)를 포함한다. 이에 더하여 보이스 코일 모터(800)는 베이스(600), 하우징(700) 및 커버 캔(750)을 포함할 수 있다.
보빈(100)은, 예를 들어, 양단이 개구된 통 형상으로 형성될 수 있다. 양단이 개구된 통 형상을 갖는 보빈(100)은 렌즈를 수납 및 장착하는 역할을 한다.
본 발명의 일실시예에서, 보빈(100)은, 예를 들어, 양단이 개구 된 원통 형상으로 형성된다.
보빈(100)의 내측면에는 렌즈를 고정하기 위한 암나사부(110)가 형성되며, 암나사부(110)를 이용하여 렌즈는 고정된다. 렌즈는, 예를 들어, 렌즈 고정 부재(미도시)를 이용하여 보빈(100)의 암나사부(110)에 고정될 수 있다. 이와 다르게, 렌즈는 보빈(100)의 암나사부(110)에 직접 고정될 수 있다.
보빈(100)의 외주면 하단에는 상기 외주면으로부터 돌출된 단턱(120)이 형성되며, 단턱(120)은 후술 될 코일 블럭(300)이 보빈(100)으로부터 이탈되는 것을 방지한다.
보빈(100)의 하면(130)에는 보빈(100)의 중심을 기준으로 대칭되게 배치된 한 쌍의 보스(132a, 132b)들이 형성된다. 보빈(100)의 하면(130)에 형성된 보스(132a, 132b)들은 후술 될 베이스(600)에 형성된 수납홈에 삽입되어 보빈(100)을 가이드 하는 역할을 한다.
보빈(100)의 하면(130)에 형성된 보스(132a,132b)들의 양측에는 각각 기둥 형상으로 형성된 결합 보스(134)들이 형성될 수 있다.
결합 보스(134)를 이용하여 결합 보스(134)들에는 후술 될 도전 부재(200)들이 결합되며, 결합 보스(134)들은 열 및 압력에 의하여 용융되면서 도전 부재(200)들을 보빈(100)의 하면(130)에 밀착시킨다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 도전 부재(200)들은 한 쌍으로 형성되며, 이하, 한 쌍의 도전 부재(200)들은 각각 제1 도전판(210) 및 제2 도전판(220)으로 정의하기로 한다.
제1 도전판(210)은 보빈(100)의 하면(130)을 따라 띠 형상으로 형성되며, 제1 도전판(210)은, 평면상에서 보았을 때, 반원형 띠 형상으로 형성된다. 제1 도전판(210)에는 보빈(100)의 하면(130)에 형성된 보스(132a)와 간섭되지 않도록 도피홈(212)이 형성된다.
또한, 제1 도전판(210)에는 보빈(100)의 하면(130)으로부터 돌출된 결합 보스(134)가 삽입되는 관통홀(214)들이 형성된다. 제1 도전판(210)은 결합 보스(134)의 열융착에 의하여 고정된다. 이와 다르게, 제1 도전판(210) 및 보빈(100)의 하면(130)은 접착제에 의하여 상호 접착될 수 있다.
제2 도전판(220)은 보빈(100)의 하면(130)을 따라 띠 형상으로 형성되며 제2 도전판(220)은 보빈(100)의 중심을 기준으로 대칭 형상으로 배치된다. 제2 도전판(220)은, 평면상에서 보았을 때, 반원형 띠 형상으로 형성된다. 제2 도전판(220)은 제1 도전판(210)과 전기적으로 절연된다.
제2 도전판(220)에는 보빈(100)의 하면(130)에 형성된 보스(132b)와 간섭되지 않도록 도피홈(222)이 형성된다.
또한, 제2 도전판(220)에는 보빈(100)의 하면(130)으로부터 돌출된 결합 보스(134)가 삽입되는 관통홀(224)들이 형성된다. 제2 도전판(220)은 결합 보스(134)의 열융착에 의하여 고정된다. 이와 다르게, 제2 도전판(220) 및 보빈(100)의 하면(130)은 접착제에 의하여 상호 접착될 수 있다.
코일 블럭(300)은 보빈(100)의 외주면에 권선 되며, 코일 블럭(300)은 보빈(100)의 외주면 하단에 형성된 단턱(120)에 고정된다. 코일 블럭(300)은, 예를 들어, 보빈(100)의 외주면에 직접 권선 될 수 있다. 이와 다르게, 코일 블럭(300)은 원통 형상으로 권선된 후 보빈(100)의 외주면에 접착제 등을 이용하여 접착하여도 무방하다.
보빈(100)의 외주면에 배치된 코일 블럭(300)에 전류와 같은 구동 신호가 인가됨에 됨에 따라, 코일 블럭(300)으로부터는 자기장이 발생 되고, 코일 블럭(300)으로부터 발생 된 자기장 및 후술 될 고정자(500)의 마그네트로부터 발생 된 자기장에 의하여 발생된 힘에 의하여 보빈(100)은 고정자(500)로부터 상승 또는 하강한다.
본 발명의 일실시예에서, 보빈(100)의 외주면에 배치된 코일 블럭(300)은 두 개의 단부들을 갖는 바, 이하, 두 개의 단부들은 각각 제1 단부(310) 및 제2 단부(320)로서 정의하기로 한다.
코일 블럭(300)의 제1 단부(310)는 제1 도전판(210)의 일부에 플럭스 등을 이용하여 납땜 되며, 코일 블럭(300)의 제2 단부(320)는 제2 도전판(220)의 일부에 플럭스 등을 이용하여 납땜 된다.
본 발명의 일실시예에서, 코일 블럭(300)의 제1 및 제2 단부(310,320)들이 제1 및 제2 도전판(210,220)들에 각각 납땜된 후, 코일 블럭(300) 및 제1 및 제2 도전판(210,220)들에 묻은 플럭스는 세정 공정에 의하여 제거된다.
코일 블럭(300)의 제1 및 제2 단부(310,320)들이 후술 될 탄성 부재(400)가 보빈(100)에 결합 되기 이전에 제1 및 제2 도전판(210,220)들에 결합 됨으로써 후술 될 탄성 부재(400)의 형상 변형, 접속 불량 및 플럭스 잔류에 따른 오염 등을 방지할 수 있다.
또한, 코일 블럭(300)의 제1 및 제2 단부(310,320)들이 후술 될 탄성 부재(400)가 보빈(100)에 결합 되기 이전에 제1 및 제2 도전판(210,220)들에 결합할 경우, 코일 블럭(300) 및 보빈(100)의 이동 및 보관이 매우 용이하여 취급 불량의 발생을 크게 감소시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, 탄성 부재(400)는 제1 도전성 탄성 부재(410) 및 제2 도전성 탄성 부재(420)를 포함한다.
제1 도전성 탄성 부재(410)는 보빈(100)의 하면(130)에 배치된 제1 도전판(210)에 전기적으로 연결되며, 제1 도전성 탄성 부재(410)는 보빈(100)을 탄력적으로 지지한다.
제1 도전성 탄성 부재(410)는 제1 내측 탄성부(412), 제1 외측 탄성부(414) 및 제1 연결 탄성부(416)를 포함한다.
제1 내측 탄성부(412)는 플레이트 형상으로 형성되며 제1 내측 탄성부(412)는 제1 도전판(210)의 상면에 배치된다. 제1 내측 탄성부(412) 및 제1 도전판(210)은 용접 등의 방법에 의하여 상호 전기적으로 연결된다. 이와 다르게, 제1 내측 탄성부(412) 및 제1 도전판(210)은 도전성 접착제 등에 의하여 상호 접착되어도 무방하다.
제1 외측 탄성부(414)는 제1 내측 탄성부(412)의 외측에 배치되며, 제1 외측 탄성부(414)는 후술될 베이스(600) 상에 배치될 수 있다. 제1 외측 탄성부(414)의 일부에는 외부 회로 기판과 전기적으로 연결되는 제1 접속 단자(417)가 형성된다.
제1 연결 탄성부(416)는 제1 내측 탄성부(412) 및 제1 외측 탄성부(416)를 연결하며, 제1 연결 탄성부(416)는, 평면상에서 보았을 때, 지그재그 형태로 형성되어 탄성력을 발생시킨다.
본 발명의 일실시예에서 제1 내측 탄성부(412), 제1 외측 탄성부(414) 및 제1 연결 탄성부(416)는 각각 일체로 형성될 수 있다.
제2 도전성 탄성 부재(420)는 제2 내측 탄성부(422), 제2 외측 탄성부(424) 및 제2 연결 탄성부(426)를 포함한다.
제2 내측 탄성부(422)는 플레이트 형상으로 형성되며 제2 내측 탄성부(422)는 제2 도전판(220)의 상면에 배치된다. 제2 내측 탄성부(422) 및 제2 도전판(220)은 용접 등의 방법에 의하여 상호 전기적으로 연결된다. 이와 다르게, 제2 내측 탄성부(422) 및 제2 도전판(210)은 도전성 접착제 등에 의하여 상호 접착되어도 무방하다.
제2 외측 탄성부(424)는 제2 내측 탄성부(422)의 외측에 배치되며, 제2 외측 탄성부(424)는 후술될 베이스(600) 상에 배치될 수 있다. 제2 외측 탄성부(424)의 일부에는 외부 회로 기판과 전기적으로 연결되는 제2 접속 단자(427)가 형성된다.
제2 연결 탄성부(426)는 제2 내측 탄성부(422) 및 제2 외측 탄성부(426)를 연결하며, 제2 연결 탄성부(426)는, 평면상에서 보았을 때, 지그재그 형태로 형성되어 탄성력을 발생시킨다.
본 발명의 일실시예에서, 제2 내측 탄성부(422), 제2 외측 탄성부(424) 및 제2 연결 탄성부(426)는 일체로 형성될 수 있다.
제1 도전성 탄성 부재(410)의 제1 외측 탄성부(414)의 제1 접속 단자(417)로 인가된 구동 신호는 제1 외측 탄성부(414), 제1 연결 탄성부(416), 제1 내측 탄성부(412) 및 제1 도전판(210)을 통해 코일 블럭(300)의 제1 단부(310)로 인가된다.
제2 도전성 탄성 부재(420)의 제2 외측 탄성부(424)의 제2 접속 단자(427)로 인가된 구동 신호는 제2 외측 탄성부(424), 제2 연결 탄성부(426), 제2 내측 탄성부(422) 및 제2 도전판(220)을 통해 코일 블럭(300)의 제2 단부(320)로 인가된다.
따라서, 제1 및 제2 도전판(210,220)들을 통해 코일 블럭(300)이 폐회로를 이루어 코일 블럭(300)에 전류가 인가됨에 따라 코일 블럭(300)으로부터는 자기장이 발생 될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 탄성 부재(400)는 보빈(100)의 하면(130)과 대향하는 상면(135)에 추가적으로 배치될 수 있는 바, 보빈(100)의 상면(135)에 배치된 탄성 부재(400)를 추가 탄성 부재(470)로서 정의하기로 한다.
고정자(500)는 요크(510) 및 마그네트(550)를 포함한다.
요크(510)는 요크 상판(512) 및 요크 측면판(514)를 포함한다. 본 발명의 일실시예에서, 요크(510)는 후술 될 마그네트(550)로부터 발생 된 자기장의 누설을 방지하여 가동자(500)의 구동 효율을 향상시킨다.
요크 상판(512)은, 평면상에서 보았을 때, 사각 플레이트 형상으로 형성되며, 요크 상판(512)의 중앙부에는 보빈(100) 또는 렌즈를 노출하는 개구가 형성된다.
요크 측면판(514)은 요크 상판(512)의 각 에지들로부터 보빈(100)을 감싸는 방향으로 연장된다.
마그네트(550)는 요크 측면판(514)의 내부에 배치되며, 마그네트(550)는 보빈(100)의 외주면에 배치된 코일 블럭(300)과 마주하는 위치에 배치된다. 마그네트(550)는, 예를 들어, 접착제에 의하여 요크 측면판(514)에 접착될 수 있다.
각 마그네트(550)들로부터 발생 된 자기장 및 코일 블럭(300)으로부터 발생 된 자기장에 의하여 발생 된 힘에 의하여 보빈(100)은 상부로 이동되고, 보빈(100)은 탄성 부재(400)들에 의하여 탄력적으로 지지 된다. 이때, 코일 블럭(300)에 인가된 전류량을 정밀하게 조절함으로써 보빈(300)의 이동 거리를 정밀하게 조절할 수 있다.
베이스(600)는 보빈(100)의 하면(130)과 마주하는 위치에 배치된다. 베이스(600)는, 예를 들어, 플레이트 형상으로 형성되며, 베이스(600)는 보빈(100) 및 탄성 부재(400)를 서포트 한다.
하우징(700)은 상판(511), 결합 기둥(512)을 포함한다. 하우징(700)의 일부는 요크(510)의 상부에 배치되며, 탄성 부재(400)의 추가 탄성 부재(470)는 하우징(700) 및 요크(510) 사이에 개재된다.
커버 캔(750)은 상판(760) 및 측면판(770)을 포함하며, 상판(760)에는 보빈(100)의 렌즈를 노출하는 개구를 포함하며, 커버 캔(750)의 측면판(770)은 베이스(600)의 측면에 형성된 후크(미도시)와 결합 된다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 보빈의 하면에 도전판을 배치하고 도전판에 보빈의 외주면에 배치된 코일 블럭의 양쪽 단부들을 전기적으로 결합하고, 도전판에 탄성 부재를 결합함으로써 탄성 부재의 형상 변형을 방지, 조립 불량을 방지 및 플럭스에 의한 오염을 방지하는 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...보빈
200...도전 부재 300...코일 블럭
400...탄성 부재 500...고정자
600...베이스 700...하우징
750...커버 캔

Claims (8)

  1. 보빈;
    상기 보빈의 하면에 배치되며 상호 절연된 제1 도전판 및 제2 도전판들을 포함하는 도전 부재들;
    상기 보빈의 외주면에 권선 되며, 상기 제1 도전판과 전기적으로 연결된 제1 단부 및 상기 제2 도전판과 전기적으로 연결된 제2 단부를 포함하는 코일 블럭;
    상기 제1 도전판의 일부와 결합 된 제1 도전성 탄성 부재 및 상기 제2 도전판의 일부와 결합 된 제2 도전성 탄성 부재를 포함하는 탄성 부재들; 및
    상기 코일 블럭과 마주하는 마그네트를 포함하는 고정자를 포함하고,
    상기 제1도전판 및 상기 제2도전판은 상기 보빈의 상기 하면의 형상에 대응되고, 서로 이격되는 반원형의 띠 형상으로 형성되고, 각각 상기 보빈의 상기 하면과 접촉되는 제1면과 이에 반대되는 제2면을 포함하고,
    상기 제1도전성 탄성부재 및 상기 제2도전성 탄성부재는 상기 제1도전판 및 상기 제2도전판의 각각의 상기 제2면과 각각 면 접촉 되는 보이스 코일 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보빈의 상기 하면에는 하방으로 돌출되는 결합 보스가 형성되고, 상기 제1도전판 및 상기 제2도전판에는 상기 결합 보스가 삽입되는 관통홀이 각각 형성되고,
    상기 제1 도전판 및 상기 제2 도전판들은 상기 결합보스의 열융착에 의해 상기 보빈의 상기 하면에 각각 면 접촉되는 보이스 코일 모터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도전판 및 상기 제2 도전판들은 상기 보빈의 상기 하면에 각각 접착제에 의하여 접착된 보이스 코일 모터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도전판과 상기 제1 단부, 상기 제2 도전판과 상기 제2 단부는 각각 플럭스를 이용하여 상호 납땜 된 보이스 코일 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도전판과 상기 제1 도전성 탄성 부재, 상기 제2 도전판과 상기 제2 도전성 탄성 부재는 상호 용접된 보이스 코일 모터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도전성 탄성 부재 및 상기 제2도전성 탄성부재는 각각 상기 제1 도전판의 상면에 결합 되는 제1 내측 탄성부, 상기 제1 내측 탄성부와 이격된 제1 외측 탄성부 및 상기 제1 내측 탄성부와 상기 제1 외측 탄성부를 탄력적으로 연결하는 제1 연결 탄성부를 포함하는 보이스 코일 모터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1내측 탄성부는 상기 보빈의 하면과 대향하는 대향면과 이와 반대되는 반대면을 포함하는 플레이트 형상으로 형성되고,
    상기 대향면이 상기 제2면과 면 접촉되는 보이스 코일 모터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 보빈의 하면에는 하방으로 돌출되는 단면이 직사각형인 보스가 형성되고,
    상기 도전부재들은 각각 상기 보스와 대응되는 위치에 도피홈이 형성되는 보이스 코일 모터.

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