KR101882698B1

KR101882698B1 - 보이스 코일 모터

Info

Publication number: KR101882698B1
Application number: KR1020120018301A
Authority: KR
Inventors: 한진석
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2012-02-23
Filing date: 2012-02-23
Publication date: 2018-07-27
Also published as: KR20130096809A

Abstract

보이스 코일 모터는 베이스 유닛; 상기 베이스 유닛의 상부에 배치되며 렌즈가 장착된 보빈 및 상기 보빈의 외주면에 배치된 제1 구동부를 포함하는 가동자; 상기 베이스 유닛에 고정되며 상기 제1 구동부와 마주하게 배치된 제2 구동부를 포함하는 고정자; 및 상기 보빈의 하면으로부터 돌출된 융착 돌기에 고정되는 결합공이 형성된 내측 탄성부, 상기 내측 탄성부의 외측에 배치되며 상기 보빈의 하면으로부터 돌출된 가이드 돌기에 삽입되는 가이드홀이 형성된 외측 탄성부 및 상기 내측 및 외측 탄성부를 연결하는 연결 탄성부를 포함하는 탄성 부재를 포함한다.

Description

보이스 코일 모터{VOICE COIL MOTOR}

본 발명은 보이스 코일 모터에 관한 것이다.

최근 들어, 휴대폰과 같은 휴대용 통신 기기, 게임기 및 태블릿 PC 등에는 피사체에 대한 디지털 이미지 또는 동영상을 저장할 수 있는 이미지 센서를 포함하는 카메라 모듈이 탑재되고 있다.

종래 카메라 모듈은 이미지 센서 및 이미지 센서의 전방에 배치된 렌즈 사이의 간격을 조절하기 어려워 피사체에 대한 포커스를 정확하게 설정하기 어려워 디지털 이미지 또는 동영상의 품질 저하가 발생 되었다.

최근 보이스 코일 모터(VCM)의 기술 개발과 함께 이미지 센서 및 렌즈 사이의 간격을 조절할 수 있게 됨으로써 더욱 우수한 디지털 이미지 또는 동영상을 구현할 수 있게 되었다.

종래 보이스 코일 모터는 렌즈가 장착된 보빈 및 보빈에 탄력적으로 결합 된 판 스프링을 포함하는데, 보빈의 하면으로부터는 돌기가 돌출되고 판 스프링에는 돌기가 관통하는 관통홀이 형성되며 판 스프링은 돌기의 융착에 의하여 보빈에 고정된다.

그러나, 판 스프링의 돌기를 관통홀에 삽입하기 위해서는 판 스프링의 관통홀의 사이즈가 돌기의 사이즈보다 커야 하는데, 이와 같이 판 스프링의 관통홀의 사이즈가 돌기의 사이즈보다 크게 될 경우 판 스프링이 보빈의 중심에 대하여 비대칭 적으로 보빈에 고정될 수 있다.

또한, 판 스프링을 보빈의 돌기에 결합하고 융착 하는 과정에서 판 스프링에 조그마한 응력이 가해지더라도 판 스프링의 형상이 변형되고 이로 인해 렌즈가 장착된 보빈의 가동 불량이 발생 되는 문제점을 갖는다.

본 발명은 보빈을 탄력적으로 지지하는 판 스프링이 보빈의 중심에 대칭적으로 고정될 수 있도록 하며 판 스프링을 보빈에 결합하는 도중 판 스프링의 형상 변형을 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 베이스 유닛; 상기 베이스 유닛의 상부에 배치되며 렌즈가 장착된 보빈 및 상기 보빈의 외주면에 배치된 제1 구동부를 포함하는 가동자; 상기 베이스 유닛에 고정되며 상기 제1 구동부와 마주하게 배치된 제2 구동부를 포함하는 고정자; 및 상기 보빈의 하면으로부터 돌출된 융착 돌기에 고정되는 결합공이 형성된 내측 탄성부, 상기 내측 탄성부의 외측에 배치되며 상기 보빈의 하면으로부터 돌출된 가이드 돌기에 삽입되는 가이드홀이 형성된 외측 탄성부 및 상기 내측 및 외측 탄성부를 연결하는 연결 탄성부를 포함하는 탄성 부재를 포함한다.

본 발명에 따른 보이스 코일 모터에 의하면, 렌즈가 장착되는 보빈의 하면에 탄성 부재의 내측 탄성부와 결합 되는 융착 돌기 및 탄성 부재의 외측 탄성부에 헐거운 끼워 맞춤되는 가이드 돌기를 각각 형성하여 보빈의 중심에 탄성 부재의 중심이 정렬될 수 있도록 하며 탄성 부재의 형상 변형을 방지하는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 2의 'A' 부분 확대도이다.
도 4는 도 1의 분해 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 가동자의 보빈 및 탄성 부재의 후면을 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5의 보빈 및 탄성 부재가 결합 된 상태의 사시도이다.
도 7은 도 5에 도시된 탄성 부재를 발췌 도시한 사시도이다.
도 8은 탄성 부재의 내측 탄성부 및 보빈의 융착 돌기의 평면도이다.
도 9는 탄성 부재의 외측 탄성부 및 보빈의 융착 돌기의 평면도이다.

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 사시도이다. 도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다. 도 3은 도 2의 'A' 부분 확대도이다. 도 4는 도 1의 분해 사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 보이스 코일 모터(600)는 베이스 유닛(100), 가동자(200), 고정자(300) 및 탄성 부재(400)를 포함한다. 이에 더하여, 보이스 코일 모터(600)는 커버(500)를 포함할 수 있다.

도 4를 참조하면, 베이스 유닛(100)은 직육면체 플레이트 형상으로 형성되며, 베이스 유닛(100)의 중앙부에는 베이스 유닛(100)의 상면 및 상면과 대향 하는 하면을 관통하는 관통홀(110)이 형성된다.

베이스 유닛(100)의 상면에 형성된 4 개의 모서리들에는 각각 결합 기둥(120)들이 돌출된다.

도 5는 도 1에 도시된 가동자의 보빈 및 탄성 부재의 후면을 도시한 사시도이다. 도 6은 도 5의 보빈 및 탄성 부재가 결합 된 상태의 사시도이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 가동자(200)는 보빈(210) 및 제1 구동부(220)를 포함한다.

보빈(210)은 상하면이 개구 된 원통 형상으로 형성되며, 보빈(210)의 내측면에는 렌즈(미도시)를 장착하기 위한 암나사부(212)가 형성될 수 있다.

보빈(210) 중 베이스 유닛(100)과 마주하는 하면(211)에는 후술 될 탄성 부재(400)와 결합 되는 융착 돌기(214)들 및 탄성 부재(400)에 삽입되어 탄성 부재(400)를 가이드 하는 가이드 돌기(216)들이 각각 형성된다.

본 발명의 일실시예에서 융착 돌기(214)들은, 예를 들어, 중심선(O)을 기준으로 좌측에 4 개, 예를 들어, 중심선(O)을 기준으로 우측에 4 개가 각각 형성된다.

융착 돌기(214)들은, 예를 들어, 2 개가 한 쌍을 이루며, 따라서 중심선(O)을 기준으로 좌측에 두 쌍의 융착 돌기(214)들이 배치되고, 우측에 두 쌍의 융착 돌기(214)들이 배치된다. 또한, 중심선(O)을 기준으로 좌우측의 융착 돌기(214)들은 대칭 형상으로 배치된다.

본 발명의 일실시예에서, 각 융착 돌기(214)들은 보빈(210)의 하면(211)으로부터 측정하였을 때 제1 높이로 형성되며, 각 융착 돌기(214)들은 제1 직경으로 형성된다.

본 발명의 일실시예에서, 융착 돌기의 제1 높이는 보빈(210)의 구동에 의하여 높이차를 갖고 보빈(210)에 예압을 가하는 후술 될 내측 탄성부 및 외측 탄성부의 높이 차이보다 낮은 높이로 형성된다.

가이드 돌기(216)들은, 예를 들어, 중심선(O)을 기준으로 좌측에 2 개, 예를 들어, 우측에 2개가 각각 형성된다.

가이드 돌기(216)들은, 예를 들어, 2 개가 한 쌍으로 이루며, 따라서 중심선(O)을 기준으로 좌측에 한 쌍의 가이드 돌기(216)들이 배치되고, 우측에 한 쌍의 가이드 돌기(216)들이 배치된다. 또한, 중심선(O)을 기준으로 좌우측의 가이드 돌기(216)들은 대칭 형상으로 배치된다.

가이드 돌기(216)들은, 예를 들어, 중심선(O)을 기준으로 좌우측에 각각 형성된 융착 돌기(214)들의 가운데에 배치된다.

가이드 돌기(216)들은 보빈(210)의 하면(211)으로부터 측정하였을 때, 융착 돌기(214)의 상기 제1 높이보다 낮은 제2 높이로 형성되며, 각 가이드 돌기(216)들은 제2 직경으로 형성된다.

가이드 돌기(216)의 제2 높이가 융착 돌기(214)의 제1 높이보다 낮게 형성함으로써 가이드 돌기(216)가 베이스 유닛(100)의 상면과 접촉되어 가동자(200)의 불안정한 틸트 등의 발생을 방지할 수 있다.

도 4를 다시 참조하면, 가동자(200)의 제1 구동부(220)는 융착 돌기(214) 및 가이드 돌기(216)가 형성된 보빈(210)의 외측면에 배치된다.

본 발명의 일실시예에서, 제1 구동부(220)는, 예를 들어, 보빈(210)의 외측면에 권선된 코일 블럭을 포함할 수 있다. 코일 블럭은 절연 물질에 의하여 절연된 긴 전선을 보빈(210)의 외측면에 권선하여 형성할 수 있다. 이와 다르게 코일 블럭은 절연 물질에 의하여 절연된 긴 전선을 파이프 형상으로 권선한 후 보빈(210)의 외측면에 배치하여도 무방하다.

비록 본 발명의 일실시예에서는 제1 구동부(220)가 코일 블럭인 것이 도시 및 설명되고 있지만, 이와 다르게, 제1 구동부(220)는 보빈(210)의 외측면에 부착된 마그네트를 포함하여도 무방하다.

도 2 및 도 4를 다시 참조하면, 고정자(300)는 제2 구동부(310)를 포함한다. 이에 더하여 고정자(300)는 요크(320) 및 스페이서(330)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 제2 구동부(310)는 제1 구동부(220)의 외측에 배치되며, 제2 구동부(310)는 제1 구동부(220)와 마주하게 배치된다.

본 발명의 일실시예에서, 제1 구동부(220)가 코일 블럭을 포함할 경우, 제2 구동부(310)는 마그네트를 포함한다. 이와 다르게, 제1 구동부(220)가 마그네트를 포함할 경우, 제2 구동부(310)는 코일 블럭을 포함한다.

제2 구동부(310)는, 예를 들어, 기둥 형상을 갖는 4 개의 마그네트들을 포함하며, 4 개의 마그네트들은 제1 구동부(220)의 주변에 등 간격으로 형성된다.

요크(320)는 사각 플레이트 형상으로 형성되며 중앙부에 원형 개구가 형성된 요크 상판(321) 및 요크 상판(321)의 4 개의 테두리로부터 요크 상판(321)으로부터 수직하게 연장된 요크 측면판(322)을 포함한다. 요크(320)는 자기장을 차단하는 금속판을 프레스 가공하여 형성될 수 있다.

요크(320)의 요크 측면판(322)들 중 인접한 한 쌍의 요크 측면판(322)에 의하여 형성된 내측 모서리에는 각각 제2 구동부(310)가 배치된다.

제2 구동부(310)가 내부에 고정된 요크(320)는 제2 구동부(310)로부터 발생된 자기장의 누설을 방지하는 역할을 한다.

도 7은 도 5에 도시된 탄성 부재를 발췌 도시한 사시도이다.

도 4, 도 5 및 도 7을 참조하면, 탄성 부재(400)는 가동자(200)의 보빈(210)의 하면에 배치된다. 본 발명의 일실시예에서, 탄성 부재(400)는, 예를 들어, 한 쌍으로 이루어지며, 각 탄성 부재(400)는 상호 전기적으로 절연된다.

한 쌍으로 이루어진 탄성 부재(400)는 내측 탄성부(410), 외측 탄성부(420) 및 연결 탄성부(430)를 포함한다.

외측 탄성부(420)는, 평면상에서 보았을 때, 두 번 꺾인 띠 형상으로 형성되며, 외측 탄성부는 베이스 유닛(100)의 인접한 한 쌍의 결합 기둥(120)들에 삽입되어 결합 된다.

외측 탄성부(420)의 대부분은 가동자(200)의 보빈(210)의 하면(211)의 바깥쪽에 배치된다. 한편, 외측 탄성부(420)의 일부는 가동자(200)의 보빈(210)의 하면(211)과 마주하도록 외측 탄성부(420)로부터 내측 탄성부(410)를 향하는 방향으로 연장된다.

이하, 외측 탄성부(420)로부터 보빈(210)의 하면(211)과 마주하도록 외측 탄성부(420)로부터 내측 탄성부(410)를 향하는 방향으로 연장된 부분은 연장부(425)로서 정의된다.

연장부(425)에는 가이드홀(427)이 형성되며, 가이드 홀(427)은 보빈(210)의 하면(211)에 형성된 각 가이드 돌기(216)와 대응하는 위치에 형성된다.

본 발명의 일실시예에서, 가이드 돌기(216)는 가이드 홀(427)과 헐거운 끼워맞춤 된다. 이로 인해 가이드 돌기(216)는 가이드홀(427)에 대하여 승하강 운동은 가능하지만 가이드 돌기(216) 및 가이드홀(427)에 의하여 탄성 부재(400)는 보빈(210)의 하면에 대하여 평행한 방향으로는 회전되지는 못하게 된다.

내측 탄성부(410)는 보빈(210)의 하면(211)에 배치된다. 따라서, 내측 탄성부(410)는 보빈(210)의 하면(211)의 형상과 유사한 곡선 띠 형상으로 형성된다.

내측 탄성부(410)에는 보빈(210)의 하면(211)에 형성된 융착 돌기(214)와 대응하는 위치에 형성된 결합공(412)을 포함한다.

본 발명의 일실시예에서 결합공(412)은 보빈(210)의 하면(211)에 형성돤 각 융착 돌기(214)와 대응하는 위치에 형성된다.

내측 탄성부(410)는 외측 탄성부(420)의 연장부(425)에 의하여 서로 다른 폭으로 형성된다.

이하, 서로 다른 폭으로 형성된 내측 탄성부(410)는 제1 내측 탄성부(413) 및 제2 내측 탄성부(414)로서 정의된다.

제1 내측 탄성부(413)는 외측 탄성부(420)의 연장부(425)가 형성된 부분에 형성되며, 제1 내측 탄성부(413)는 연장부(425)와 겹치지 않기 위해 제1 폭으로 형성된다.

제2 내측 탄성부(414)는 외측 탄성부(420)의 연장부(425)가 형성되지 않은 부분에 형성되며, 제2 내측 탄성부(414)는 제1 폭보다 넓은 제2 폭으로 형성되며, 예를 들어, 제2 폭은 보빈(210)의 하면(211)의 폭 이하일 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 결합공(412)은, 예를 들어, 제2 내측 탄성부(414)에 형성된다.

연결 탄성부(430)는 지그재그 형태로 형성되며 내측 탄성부(410) 및 외측 탄성부(420)를 연결한다.

도 8은 탄성 부재의 내측 탄성부 및 보빈의 융착 돌기의 평면도이다.

도 8을 참조하면, 보빈(210)의 하면(211)으로부터 제1 높이로 돌출된 각 융착 돌기(214) 및 각 융착 돌기(214)가 관통하는 결합공(412) 사이에는 제1 갭(G1)이 형성된다.

융착 돌기(214) 및 결합공(412) 사이에 형성되는 제1 갭(G1)은 융착 돌기(214)를 사출 공정에 의하여 형성할 때 융착 돌기(214)의 형상 또는 융착 돌기(214)의 제조 공차를 감안하여 형성되며, 결합공(412)의 직경(D3)은 융착 돌기(214)의 직경(D1) 보다 크게 형성되고, 이로 인해 융착 돌기(214)는 쉽게 결합공(412) 내에 삽입된다.

도 9는 탄성 부재의 외측 탄성부 및 보빈의 융착 돌기의 평면도이다.

도 3 및 도 9를 참조하면, 보빈(210)의 하면(211)으로부터 상기 제1 높이보다 낮은 제2 높이로 돌출된 각 가이드 돌기(216) 및 각 가이드 돌기(216)가 관통하는 외측 탄성부(420)의 가이드홀(427) 사이에는 제2 갭(G2)이 형성된다.

이때, 가이드 돌기(216) 및 외측 탄성부(420)의 가이드홀(427) 사이에 형성된 제2 갭(G2)은 도 8에 도시된 융착 돌기(214) 및 내측 탄성부(410)의 결합공(412) 사이의 제1 갭(G1) 보다 작게 형성된다.

이와 같이 가이드 돌기(216) 및 외측 탄성부(420)의 가이드홀(427) 사이에 형성된 제2 갭(G2)을 도 8에 도시된 융착 돌기(214) 및 내측 탄성부(410)의 결합공(412) 사이의 제1 갭(G1) 보다 작게 형성할 경우, 융착 돌기(214) 및 내측 탄성부(410)의 결합공(412) 사이의 제1 갭(G1)에 의하여 탄성 부재(400) 및 보빈(210)의 중심이 어긋나는 것을 방지할 수 있으며, 탄성 부재(400)를 지그(jig) 등을 이용하여 보빈(210)에 결합하는 도중 탄성 부재(400)의 형상 변형 및 소성 변형을 방지할 수 있다.

도 4를 다시 참조하면, 보빈(210)의 하면(211)과 대향 하는 상면에는 보빈(210)을 탄력적으로 지지하는 추가 탄성 부재(450)가 배치된다.

스페이서(330)는 탄성 부재(400), 추가 탄성 부재(450), 가동자(200) 및 고정자(300)를 고정하는 역할을 한다.

스페이서(330)는 상부 스페이서(332) 및 하부 스페이서(335)를 포함하며, 상부 스페이서(332) 및 하부 스페이서(335)는 상호 맞물림 결합된다.

탄성 부재(400)의 외측 탄성부(420)는 하부 스페이서(335) 및 베이스 유닛(100)의 상면 사이에서 고정되며, 추가 탄성 부재(450)는 상부 스페이서(332)의 하면에 고정된다.

커버(500)는 렌즈를 노출하기 위한 원형 개구를 갖는 사각 플레이트 형상을 갖는 커버 상판(510) 및 커버 상판(510)의 테두리로부터 연장된 커버 측면판(520)을 포함하며, 커버 측면판(520)은 베이스 유닛(100)에 결합 된다.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 렌즈가 장착되는 보빈의 하면에 탄성 부재의 내측 탄성부와 결합 되는 융착 돌기 및 탄성 부재의 외측 탄성부에 헐거운 끼워 맞춤되는 가이드 돌기를 각각 형성하여 보빈의 중심에 탄성 부재의 중심이 정렬될 수 있도록 하며 탄성 부재의 형상 변형을 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.

600...보이스 코일 모터 100...베이스 유닛
200...가동자 300...고정자
400...탄성 부재 500...커버

Claims

렌즈를 노출하는 개구를 포함하는 상판과, 상기 상판으로부터 아래로 연장되는 측면판을 포함하는 커버;
하면으로부터 돌출된 융착 돌기와 가이드 돌기를 포함하고, 상기 커버 안에 배치되는 보빈;
상기 보빈에 배치되는 제1 구동부;
상기 제1 구동부와 상기 측면판 사이에 배치되고 상기 제1 구동부와 대향하는 제2 구동부;
상기 보빈의 아래 배치되고 상기 커버와 결합되는 베이스 유닛; 및
상기 융착 돌기에 고정되는 결합공을 포함하는 내측 탄성부와, 상기 내측 탄성부의 외측에 배치되며 상기 가이드 돌기에 삽입되는 가이드홀을 포함하는 외측 탄성부와, 상기 내측 및 외측 탄성부를 연결하는 연결 탄성부를 포함하는 탄성 부재를 포함하되,
상기 융착 돌기 및 상기 결합공 사이에는 제1 갭이 형성되고, 상기 가이드 돌기 및 상기 가이드홀 사이에는 상기 제1 갭보다 작은 제2 갭이 형성되는 보이스 코일 모터.
삭제
제1항에 있어서,
상기 융착 돌기는 제1 높이로 형성되고, 상기 가이드 돌기는 상기 제1 높이보다 낮은 제2 높이로 형성된 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 탄성 부재는 전기적으로 상호 절연된 한 쌍이 상기 보빈의 하면에 결합된 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 가이드 돌기는 상기 융착 돌기들 사이에 대응하는 상기 보빈의 하면에 형성된 보이스 코일 모터.
렌즈를 노출하는 개구를 포함하는 상판과, 상기 상판으로부터 아래로 연장되는 측면판을 포함하는 커버;
하면으로부터 돌출된 융착 돌기와 가이드 돌기를 포함하고, 상기 커버 안에 배치되는 보빈;
상기 보빈에 배치되는 제1 구동부;
상기 제1 구동부와 상기 측면판 사이에 배치되고 상기 제1 구동부와 대향하는 제2 구동부;
상기 보빈의 아래 배치되고 상기 커버와 결합되는 베이스 유닛; 및
상기 융착 돌기에 고정되는 결합공을 포함하는 내측 탄성부와, 상기 내측 탄성부의 외측에 배치되며 상기 가이드 돌기에 삽입되는 가이드홀을 포함하는 외측 탄성부와, 상기 내측 및 외측 탄성부를 연결하는 연결 탄성부를 포함하는 탄성 부재를 포함하되,
상기 외측 탄성부에는 상기 가이드 돌기를 향하는 방향으로 돌출된 연장부가 형성되며, 상기 연장부에는 상기 가이드홀이 형성되고,
상기 내측 탄성부는 상기 연장부와 대응하는 부분에 형성되며 제1 폭을 갖는 제1 내측 탄성부 및 상기 연장부가 형성되지 않는 부분에 형성되며 상기 제1 폭보다 넓은 제2 폭을 갖는 제2 내측 탄성부를 포함하는 보이스 코일 모터.
삭제
제1항에 있어서,
상기 보빈의 상면에 결합 된 추가 탄성 부재를 더 포함하는 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 제2 구동부를 고정하는 요크와, 상기 탄성 부재와, 상기 보빈과, 상기 제1 구동부를 고정하는 스페이서를 포함하는 보이스 코일 모터.
삭제