KR101969988B1

KR101969988B1 - 보이스 코일 모터

Info

Publication number: KR101969988B1
Application number: KR1020120090520A
Authority: KR
Inventors: 정태진
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2012-08-20
Filing date: 2012-08-20
Publication date: 2019-04-18
Also published as: KR20140024537A

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 지지되며 상기 제1 구동부와 마주하게 배치된 제2 구동부를 포함하는 고정자; 및 상기 보빈의 하면에 결합되는 내측 탄성부, 상기 내측 탄성부의 외측에 배치되는 외측 탄성부 및 상기 내측 및 외측 탄성부를 연결하는 연결 탄성부를 포함하는 탄성 부재를 포함하며, 상기 외측 탄성부로부터 상기 보빈의 하면으로 연장되어 상기 보빈에 의한 탄성 부재의 형상 변형을 방지하는 스톱퍼부를 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 포함한다.

판 스프링은 베이스에 고정되는 외측 스프링부, 보빈의 하면에 고정되는 내측 스프링부 및 외측 및 내측 스프링부들을 연결하는 연결 스프링부를 포함한다.

판 스프링 중 탄성력을 발생시키는 연결 스프링부의 경우 매우 얇은 두께 및 폭을 갖고 지그재그 형상으로 형성되기 때문에 외부에서 가해진 매우 약한 충격 등에 의하여 탄성력 및 탄성 방향이 변경되기 때문에 취급이 매우 어렵다.

특히 판 스프링을 보빈에 결합한 후, 보빈에 렌즈 등을 조립하는 후속 조립 공정에 의하여 판 스프링의 연결 스프링부의 형상 변형 및 손상이 빈번하게 발생된다.

본 발명은 조립 공정에서 판 스프링의 연결 스프링부에 가해지는 외력을 차단하여 연결 스프링부의 형상 변형에 따른 탄성력 및 탄성 방향의 변경을 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 지지되며 상기 제1 구동부와 마주하게 배치된 제2 구동부를 포함하는 고정자; 및 상기 보빈의 하면에 결합되는 내측 탄성부, 상기 내측 탄성부의 외측에 배치되는 외측 탄성부 및 상기 내측 및 외측 탄성부를 연결하는 연결 탄성부를 포함하는 탄성 부재를 포함하며, 상기 외측 탄성부로부터 상기 보빈의 하면으로 연장되어 상기 보빈에 의한 탄성 부재의 형상 변형을 방지하는 스톱퍼부를 포함한다.

본 발명에 따른 보이스 코일 모터에 의하면, 보빈을 탄력적으로 지지하는 탄성 부재의 외측 탄성부로부터 보빈의 하면을 향해 돌출된 스톱퍼부를 형성하여 탄성 부재의 연결 탄성부의 탄성력 및 탄성 방향이 변경되는 것을 방지한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 외관 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1의 분해 사시도이다.
도 4는 보빈의 후면에 결합 되는 탄성 부재의 평면도이다.
도 5는 도 4의 탄성 부재 및 보빈의 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 결합 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 1 내지 도 6을 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.

베이스 유닛(100)은 직육면체 플레이트 형상으로 형성되며, 베이스 유닛(100)의 중앙부에는 도 3에 도시된 바와 같이 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 2 및 도 3을 참조하면, 가동자(200)는 보빈(210) 및 제1 구동부(220)를 포함한다.

보빈(210)은, 예를 들어, 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 도 5에 도시된 바와 같이 후술 될 탄성 부재(400)와 결합 되는 융착 돌기(214)들이 각각 형성된다.

본 발명의 일실시예에서, 융착 돌기(214)들은, 예를 들어, 보빈(210)의 중심을 기준으로 좌측에 4 개, 보빈(210)의 중심을 기준으로 우측에 4 개가 각각 형성된다.

융착 돌기(214)들은, 예를 들어, 2 개가 한 쌍을 이루며, 보빈(210)의 중심을 기준으로 좌측에 4 개의 융착 돌기(214)들이 배치되고, 보빈(210)의 중심을 기준으로 우측에 4 개의 융착 돌기(214)들이 배치된다. 또한, 보빈(210)의 중심을 기준으로 좌우측의 융착 돌기(214)들은 각각 대칭 형상으로 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 3을 다시 참조하면, 고정자(300)는 제2 구동부(310)를 포함한다. 이에 더하여 고정자(300)는 요크(320) 및 스페이서(330)를 포함할 수 있다.

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. 이와 다르게, 4 개의 마그네트들은 평판 마그네트를 포함할 수 있다.

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 자기장 또는 유해 전자파(EMI)를 차단하는 금속판을 프레스 가공하여 형성될 수 있다.

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

제2 구동부(310)가 내부에 고정된 요크(320)는 제2 구동부(310)로부터 발생된 자기장의 누설을 방지하여 가동자(200)의 구동력을 향상시키는 역할을 한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 탄성 부재(400)는 가동자(200)의 보빈(210)의 하면(211)에 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, 'U' 자 형상으로 꺾인 띠 형상으로 형성되며, 외측 탄성부(420)는 베이스 유닛(100)의 인접한 한 쌍의 결합 기둥(120)들을 이용하여 베이스 유닛(100)에 고정된다.

내측 탄성부(410)는 외측 탄성부(420)의 안쪽에 배치된다. 내측 탄성부(410)는 보빈(210)의 하면(211)에 배치되며, 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)이 형성된다.

본 발명의 일실시예에서, 내측 탄성부(410)에 형성된 결합공(412)은 보빈(210)의 하면(211)에 형성돤 각 융착 돌기(214)와 대응하는 위치에 형성되며, 따라서 융착 돌기(214)는 결합공(412)을 통과하게 된다.

본 발명의 일실시예에서, 탄성 부재(400)의 내측 탄성부(410)의 결합공(412)은 보빈(210)의 하면(211)에 형성된 융착 돌기(214)에 삽입되고, 융착 돌기(214)는 열 및 압력에 의하여 형상이 변형되면서 내측 탄성부(410)의 상면을 눌러 내측 탄성부(410)는 보빈(210)의 하면(211)에 결합 된다.

연결 탄성부(430)는 얇은 두께 및 좁은 폭을 갖고, 평면상에서 보았을 때, 지그재그 형태로 형성되며, 연결 탄성부(430)의 일측은 내측 탄성부(410)에 연결되고, 연결 탄성부(430)의 상기 일측과 대향하는 타측은 외측 탄성부(420)에 연결된다.

본 발명의 일실시예에서, 한 쌍의 탄성 부재(400)에 결합 된 보빈(210)을 포함하는 가동자(200)는 가동자(200)의 제1 구동부(220) 및 고정자(300)의 제2 구동부(310)에 의하여 베이스 유닛(100)의 상방으로 이동된다.

한편, 탄성 부재(400)를 보빈(210)에 결합한 후 보빈(210)에 렌즈 등을 결합하는 후속 조립 공정 중 탄성 부재(400)의 내측 탄성부(410) 및 연결 탄성부(430)에 하부를 향하는 힘이 가해질 경우 연결 탄성부(430)에 힘이 전달되어 연결 탄성부(430)의 탄성력이 변경되거나 탄성 방향이 변경될 수 있다.

이와 같은 연결 탄성부(430)의 탄성력 변경 및 탄성 방향의 변경은 탄성 부재(400)의 연결 탄성부(430), 내측 탄성부(410) 및 보빈(210)의 하면이 외측 탄성부(420)의 하부로 이동하면서 발생 된다.

본 발명의 일실시예에서, 연결 탄성부(430)의 탄성력 및 탄성 방향의 변경을 방지하기 위해서 외측 탄성부(420)으로부터는 스톱퍼부(425)가 형성된다.

스톱퍼부(425)는 내측 탄성부(410), 보빈(210) 및 연결 탄성부(430)가 외측 탄성부(420)의 하부로 이동하는 것을 방지한다.

이를 구현하기 위하여 스톱퍼부(425)는 외측 탄성부(420)의 내측면으로부터 보빈(210)의 하면으로 연장된다.

스톱퍼부(425)는, 예를 들어, 각 연결 탄성부(430)의 양쪽에 각각 형성될 수 있으며, 이에 더하여 스톱퍼부(425)는 외측 탄성부(420)의 단부에 추가적으로 형성될 수 있다.

스톱퍼부(425)는, 평면상에서 보았을 때, 삼각형과 유사한 형상으로 형성될 수 있으며, 스톱퍼부(425)를 삼각형과 유사한 형상으로 형성함으로써 스톱퍼부(425)의 강성을 보다 향상시킬 수 있다.

도 3을 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 결합 된다.

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, 보빈을 탄력적으로 지지하는 탄성 부재의 외측 탄성부로부터 보빈의 하면을 향해 돌출된 스톱퍼부를 형성하여 탄성 부재의 연결 탄성부의 탄성력 및 탄성 방향이 변경되는 것을 방지한다.

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

상판과, 상기 상판으로부터 연장되는 측면판을 포함하는 커버;
상기 커버 내에 배치되는 보빈;
상기 보빈에 배치되는 코일;
상기 코일과 상기 커버의 상기 측면판 사이에 배치되는 마그네트;
상기 보빈의 아래에 배치되고 상기 커버의 상기 측면판과 결합되는 베이스; 및
상기 보빈과 상기 베이스를 연결하는 탄성부재를 포함하고,
상기 탄성부재는 상기 보빈의 하면에 결합되는 내측 탄성부와, 상기 베이스에 결합되는 외측 탄성부와, 상기 내측 탄성부와 상기 외측 탄성부를 연결하는 연결 탄성부와, 상기 외측 탄성부로부터 내측으로 연장되어 수직방향으로 상기 보빈과 오버랩되는 스톱퍼부를 포함하고,
상기 베이스는 제1측면과, 상기 제1측면의 반대편에 배치되는 제2측면과, 상기 제1측면과 상기 제2측면의 사이에 서로 반대편에 배치되는 제3측면과 제4측면을 포함하고,
상기 탄성부재의 상기 외측 탄성부는 상기 베이스의 상면 중 상기 제1측면에 대응하는 제1영역에 배치되는 제1외측 탄성부와, 상기 베이스의 상기 상면 중 상기 제2측면에 대응하는 제2영역에 배치되는 제2외측 탄성부와, 상기 베이스의 상기 상면 중 상기 제3측면에 대응하는 제3영역에 배치되는 제3외측 탄성부와, 상기 베이스의 상기 상면 중 상기 제4측면에 대응하는 제4영역에 배치되는 제4외측 탄성부를 포함하고,
상기 탄성부재의 상기 스톱퍼부는 상기 제1외측 탄성부로부터 연장되는 제1스톱퍼부와, 상기 제2외측 탄성부로부터 연장되는 제2스톱퍼부와, 상기 제3외측 탄성부로부터 연장되는 제3스톱퍼부와, 상기 제4외측 탄성부로부터 연장되는 제4스톱퍼부를 포함하고,
상기 탄성부재의 상기 스톱퍼부와 상기 탄성부재의 중심 사이에는 상기 탄성부재의 상기 내측 탄성부가 배치되고,
상기 탄성부재의 상기 스톱퍼부는 상기 탄성부재의 상기 외측 탄성부로부터 상기 내측 탄성부를 향하여 연장될수록 폭이 좁아지는 부분을 포함하는 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 탄성부재의 상기 제1 내지 제4스톱퍼부 각각은 서로 이격되는 적어도 2개 이상의 스톱퍼부를 포함하는 보이스 코일 모터.
제2항에 있어서,
상기 탄성부재의 상기 제1 내지 제3스톱퍼부 각각은 서로 이격되는 2개의 스톱퍼부를 포함하고,
상기 탄성부재의 상기 제4스톱퍼부는 서로 이격되는 4개의 스톱퍼부를 포함하는 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 탄성부재는 한 쌍으로 형성되어 서로 이격되는 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 보빈은 상기 보빈의 하면에 형성되는 돌기를 포함하고,
상기 탄성부재의 상기 내측 탄성부는 상기 돌기와 결합되는 결합공을 포함하는 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 베이스의 상기 상면의 상기 제1영역은 상기 베이스의 상기 제2측면, 상기 제3측면 및 상기 제4측면보다 상기 제1측면에 인접하고,
상기 베이스의 상기 상면의 상기 제2영역은 상기 베이스의 상기 제1측면, 상기 제3측면 및 상기 제4측면보다 상기 제2측면에 인접하고,
상기 베이스의 상기 상면의 상기 제3영역은 상기 베이스의 상기 제1측면, 상기 제2측면 및 상기 제4측면보다 상기 제3측면에 인접하고,
상기 베이스의 상기 상면의 상기 제4영역은 상기 베이스의 상기 제1측면, 상기 제2측면 및 상기 제3측면보다 상기 제4측면에 인접한 보이스 코일 모터.
이미지 센서;
제1항의 보이스 코일 모터; 및
상기 보이스 코일 모터의 상기 보빈에 결합되는 렌즈를 포함하는 카메라 모듈.
제7항의 카메라 모듈을 포함하는 휴대용 통신 기기.