KR102015832B1 - 보이스 코일 모터 - Google Patents

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KR102015832B1
KR102015832B1 KR1020180093038A KR20180093038A KR102015832B1 KR 102015832 B1 KR102015832 B1 KR 102015832B1 KR 1020180093038 A KR1020180093038 A KR 1020180093038A KR 20180093038 A KR20180093038 A KR 20180093038A KR 102015832 B1 KR102015832 B1 KR 102015832B1
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박상옥
이성민
김승기
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

보이스 코일 모터는 중앙에 개구가 형성된 베이스; 상기 베이스 상부에 배치되며 렌즈를 수납하는 보빈, 상기 보빈의 외주면에 배치된 코일 블럭 및 상기 보빈의 하면에 결합된 하부 판 스프링을 포함하는 보빈 어셈블리; 및 상기 보빈 어셈블리를 감싸며 상기 보빈을 노출하는 개구가 형성된 커버 캔, 상기 커버 캔의 내측면에 고정되며 상기 코일 블럭과 마주하는 마그네트, 상기 보빈의 상면에 일부가 결합된 상부 판 스프링 및 상기 상부 판 스프링의 나머지가 결합되며 상기 커버 캔에 고정된 스페이서를 포함하는 커버 캔 어셈블리를 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. 외부광은 광학 렌즈를 통과한 후 이미지 센서에 도달된다.
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 매우 작은 사이즈를 가지면서도 매우 복잡한 부품으로 이루어지기 때문에 각 부품의 제조 공차들 및 각 부품의 제조 공차가 누적된 누적 공차에 의하여 광축이 틀어지는 경우가 빈번하게 발생 되며 각 부품의 제조 공차를 관리하기 어려운 문제점을 갖는다.
또한, 종래 보이스 코일 모터는 각 부품들이 내부에서 상호 밀착된 구조로 제조되기 때문에 외부의 충격 또는 진동에 의하여 각 부품들이 상호 마찰 되어 이물질이 발생 되거나 각 부품들이 충돌하여 파손되는 문제점을 갖는다.
본 발명은 이미지 센서 및 렌즈 사이의 간격을 조절하기 위한 부품들의 구성 및 배치 구조를 개선하여 각 부품들의 제조 공차 및 누적 공차에도 불구하고 광축의 틀어짐을 방지하고 각 부품들간 마찰 또는 충돌에 의하여 파손되는 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 중앙에 개구가 형성된 베이스; 상기 베이스 상부에 배치되며 렌즈를 수납하는 보빈, 상기 보빈의 외주면에 배치된 코일 블럭 및 상기 보빈의 하면에 결합된 하부 판 스프링을 포함하는 보빈 어셈블리; 및 상기 보빈 어셈블리를 감싸며 상기 보빈을 노출하는 개구가 형성된 커버 캔, 상기 커버 캔의 내측면에 고정되며 상기 코일 블럭과 마주하는 마그네트, 상기 보빈의 상면에 일부가 결합된 상부 판 스프링 및 상기 상부 판 스프링의 나머지가 결합되며 상기 커버 캔에 고정된 스페이서를 포함하는 커버 캔 어셈블리를 포함한다.
본 발명에 따른 보이스 코일 모터에 의하면, 보이스 코일 모터를 베이스, 보빈 어셈블리, 커버 캔 어셈블리의 3 개의 구성으로 부품을 집적하여 공차 관리가 쉬우며 보이스 코일 모터를 이루는 부품들의 공차에 따른 광축의 틀어짐을 방지하며 각 부품들의 접촉 및 마찰에 따른 이물질을 방지 또는 억제할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 보이스 코일 모터를 조립한 후 일부를 절단한 부분 절개 사시도이다.
도 3은 도 1의 보이스 코일 모터의 조립 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 모터의 분해 사시도이다. 도 2는 도 1의 보이스 코일 모터를 조립한 후 일부를 절단한 부분 절개 사시도이다. 도 3은 도 1의 보이스 코일 모터의 조립 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 보이스 코일 모터(500)는 베이스(100), 보빈 어셈블리(200) 및 커버 캔 어셈블리(300)를 포함한다.
베이스(100)는 중앙에 개구(110)가 형성된 플레이트 형상으로 형성된다. 베이스(100)는, 예를 들어, 직육면체 형상으로 형성된다.
보빈 어셈블리(200)는 보빈(210), 코일 블럭(220) 및 하부 판 스프링(230)을 포함한다.
보빈(210)은, 예를 들어, 상면 및 하면이 개구된 원통 형상으로 형성되며, 보빈(210)의 내부에는 렌즈(미도시)가 장착된다. 렌즈가 보빈(210)의 내부에 장착되기 위하여 보빈(210)의 내주면에는 암나사부(212)가 형성될 수 있고, 보빈(210)의 외측면 하단에는 후술 될 코일 블럭(220)을 서포트 하기 위한 단턱(214)이 형성될 수 있다.
코일 블럭(220)은 보빈(210)의 외주면 상에 배치되며, 코일 블럭(220)은 보빈(210)의 단턱(214)에 의하여 서포트 된다.
코일 블럭(220)은 절연 수지에 의하여 절연된 긴 전선을 보빈(210)의 외주면에 직접 권선하여 형성될 수 있다. 이와 다르게, 코일 블럭(220)은 절연 수지에 의하여 절연된 긴 전선을 보빈(210)의 외주면에 삽입되도록 미리 원통 형상으로 권선한 후, 보빈(210)의 외주면에 삽입할 수 있다.
코일 블럭(220) 및 보빈(210)의 외주면 사이에는 코일 블럭(220)을 보빈(210)에 고정하기 위한 접착제가 개재될 수 있다.
하부 판 스프링(230)은 한 쌍이 보빈(210)의 하면에 결합되며, 각 하부 판 스프링(230)은 상호 절연된다.
각 하부 판 스프링(230)은 제1 하측 판 스프링부(232), 제2 하측 판 스프링부(234) 및 제3 하측 판 스프링부(236)를 포함한다.
제1 하측 판 스프링부(232)는 보빈(210)의 하면을 따라 형성되며, 제2 하측 판 스프링부(234)는 제1 하측 판 스프링부(232)의 외측에 배치되며, 제3 하측 판 스프링부(236)는 제1 및 제2 하측 판 스프링부(236)들을 연결하며 탄성을 발생시킨다.
제2 하측 판 스프링부(234)는 베이스(100)의 상면에 형성된 보스(120)에 결합되는 관통홀(235)을 포함한다.
본 발명의 일실시예에서, 코일 블럭(220)을 이루는 전선의 일측단은 한 쌍의 하부 판 스프링(230)들 중 어느 하나에 전기적으로 연결되고, 코일 블럭(220)을 이루는 전선의 상기 일측단과 대향하는 타측단은 한 쌍의 하부 판 스프링(230)들 중 나머지 하나에 전기적으로 연결된다.
커버 캔 어셈블리(300)는 커버 캔(310), 마그네트(320), 상부 판 스프링(330) 및 스페이서(340)를 포함한다. 커버 캔 어셈블리(300)는 베이스(100)에 결합되며 보빈 어셈블리(200)를 감싼다.
커버 캔(310)은 상판(312) 및 측면판(314)들을 포함하며, 커버 캔(310)은 보빈 어셈블리(200) 등으로부터 발생 된 유해 전자파를 차단하는 역할을 한다.
상판(312)은, 평면상에서 보았을 때, 사각 플레이트 형상으로 형성되며, 상판(312)에는 보빈(210)을 노출하는 원형 개구(313)가 형성된다. 또한, 상판(312) 중 개구(313)가 형성되지 않은 상판(312)의 각 모서리 부분에는 결합홀(312a)들이 형성된다. 결합홀(312a)들은 후술 될 스페이서(340)와 결합 된다.
측면판(314)들은 상판(312)의 에지로부터 보빈 어셈블리(200)를 감싸는 방향으로 연장되며, 상판(312)이 사각 플레이트 형상으로 형성될 경우 측면판(314)들은 4 개로 이루어진다.
본 발명의 일실시예에서, 커버 캔(310)의 상판(312) 및 측면판(314)들은 프레스 공정에 의하여 일체로 형성될 수 있다.
또한, 커버 캔(310)의 측면판(314)들은 각각 베이스(100)의 측면에 고정된다.
마그네트(320)는, 예를 들어, 직사각형 플레이트 형상으로 형성된 플랫 마그네트이고, 마그네트(320)는 커버 캔(310)의 각 측면판(314)들의 내측면에 고정된다. 본 발명의 일실시예에서, 측면판(314)들이 4 개로 이루어질 경우, 마그네트(320) 역시 4 개로 이루어진다.
각 마그네트(320)는 커버 캔(310)의 각 측면판(314)들의 내측면 중 보빈 어셈블리(200)의 코일 블럭(220)과 마주하는 위치에 배치된다.
각 마그네트(320) 및 커버 캔(310)의 측면판(314) 사이에는 접착제가 개재되어 각 마그네트(320)는 측면판(314)에 부착될 수 있다. 이와 다르게, 각 마그네트(320) 및 커버 캔(310)은 스폿 용접 등에 의하여 상호 용접될 수 있다. 이와 다르게, 각 마그네트(320)는 커버 캔(310)의 일부를 절개 및 절곡 한 부분에 의하여 고정되어도 무방하다. 이와 다르게, 각 마그네트(320)는 커버 캔(310)의 측면판(314)에 덧대어진 별도의 부재를 이용하여 고정되어도 무방하다.
본 발명의 일실시예에서, 마그네트(320)가 커버 캔(310)의 측면판(314)들의 내측면에 고정될 경우, 마그네트(320)로부터 발생된 자기장의 누설을 방지하는 요크(yoke) 등을 사용할 필요가 없어 보이스 코일 모터(500)의 부품수, 조립 공정수 및 부피를 크게 감소 시킬 수 있다.
도 2를 참조하면, 상부 판 스프링(330)은 내측 판 스프링부(332), 외측 판 스프링부(334) 및 연결 판 스프링부(336)를 포함한다.
내측 판 스프링부(332)는 원형 띠 형상으로 형성되고, 외측 판 스프링부(334)는 내측 판 스프링부(332)의 외부에 배치되며, 외측 판 스프링부(334)는 사각 프레임 형상으로 형성된다. 연결 판 스프링부(336)는 내측 판 스프링부(332) 및 외측 판 스프링부(336)를 상호 연결하는 역할을 한다.
내측 판 스프링부(332)는 보빈(210)의 상면에 고정되며, 외측 판 스프링부(334)는 후술 될 스페이서(340)에 고정된다.
스페이서(340)는 사각 프레임 형상으로 형성되며, 스페이서(340) 및 외측 판 스프링부(334)는 인서트 사출에 의하여 일체로 형성된다.
스페이서(340)는 커버 캔(310)의 내부에 고정된다.
구체적으로 스페이서(340)의 상면에는 커버 캔(310)의 상판(312)에 형성된 결합홀(312a)에 삽입되는 결합 보스(342)가 형성되며, 결합 보스(342)는 상판(312)의 결합홀(312a)에 결합 된다. 결합 보스(342)는 결합홀(312a)에 억지 끼워 맞춤 방식으로 결합 될 수 있다. 이와 다르게, 스페이서(340)의 상면 및 커버 캔(310)의 상판(312) 사이에는 접착제가 개재되고, 접착제에 의하여 스페이서(340) 및 커버 캔(310)은 상호 접착될 수 있다.
또한, 결합 보스(342)가 상판(312)의 결합홀(312a)에 결합된 후 결합 보스(342)에 열 및 압력을 가하여 결합 보스(342)를 상판(312)에 열 융착 시켜 스페이서(340)를 커버 캔(310)에 고정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는 스페이서(340)가 커버 캔(310)에 고정된 후 커버 캔(310)의 측면판(314)의 내측면에는 마그네트(320)가 결합 되며, 마그네트(320) 중 스페이서(340)와 마주하는 상면은 스페이서(340)와 소정 간격 이격 된다. 본 발명의 일실시예에서, 스페이서(340)와 마그네트(320)를 상호 이격 시킴으로써 외부의 충격 또는 진동에 의하여 스페이서(340) 및 마그네트(320)의 접촉 및 마찰에 따른 파손 또는 이물질 발생을 방지 또는 억제할 수 있다.
또한, 마그네트(320) 중 베이스(100)의 상면과 마주하는 하면은 베이스(100)의 상면과 소정 간격 이격된다.
본 발명의 일실시예에서, 마그네트(320) 및 베이스(100)가 상호 이격 됨으로써 보빈(210)에 결합된 렌즈의 광축이 틀어지거나 보이스 코일 모터(500)를 이루는 부품들의 공차에 의하여 마그네트(320) 및 베이스(100)의 접촉 및 마찰에 따른 파손 또는 이물질 발생을 방지 또는 억제할 수 있다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 보이스 코일 모터를 베이스, 보빈 어셈블리, 커버 캔 어셈블리의 3 개의 구성으로 부품을 집적하여 공차 관리가 쉬우며 보이스 코일 모터를 이루는 부품들의 공차에 따른 광축의 틀어짐을 방지하며 각 부품들의 접촉 및 마찰에 따른 이물질을 방지 또는 억제할 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.
500...보이스 코일 보터 100...베이스
200...보빈 어셈블리 300...커버 캔 어셈블리

Claims (12)

  1. 개구를 포함하는 상판과, 상기 상판으로부터 연장 형성되는 측판을 포함하는 커버 캔;
    상기 커버 캔 안에 배치되는 보빈;
    상기 보빈에 배치되는 코일 블럭;
    상기 커버 캔에 배치되고 상기 코일 블럭과 대향하는 마그네트;
    상기 커버 캔과 상기 마그네트 사이에 배치되는 스페이서; 및
    상기 스페이서와 상기 보빈에 결합되는 상부 판 스프링을 포함하고,
    상기 상판은 상기 개구와 상기 측판과 이격되어 형성된 결합홀을 포함하고,
    상기 스페이서는 상면과, 상기 상면으로부터 위로 돌출되는 돌출부와, 상기 돌출부로부터 위로 돌출되고 상기 결합홀과 대응되는 형상으로 형성되는 결합 보스를 포함하고,
    상기 상부 판 스프링은 상기 커버 캔의 상기 상판과 이격되고,
    상기 스페이서의 상면은 상기 커버 캔의 내측면과 이격되는 보이스 코일 모터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 커버 캔의 상기 상판의 내측면과 접촉되는 보이스 코일 모터.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 스페이서의 측면과 이격 배치되는 보이스 코일 모터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합 보스는 복수개의 결합 보스를 포함하고,
    상기 복수개의 결합 보스는 각각 상기 스페이서의 코너 영역에 인접하는 보이스 코일 모터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 스페이서의 단면은 사각형 형상으로 형성되고,
    상기 결합 보스는 4개의 결합보스를 포함하는 보이스 코일 모터.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합 보스는 상기 결합홀을 관통하는 보이스 코일 모터.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 마그네트는 상기 커버 캔의 상기 측판의 내측면에 접착제로 고정되는 보이스 코일 모터.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 판 스프링은 상기 보빈에 결합되는 내측 판 스프링부와, 상기 스페이서에 결합되는 외측 판 스프링부와, 상기 외측 판 스프링부와 상기 내측 판 스프링부를 연결하는 연결 스프링부를 포함하는 보이스 코일 모터.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버 캔의 상기 상판은 사각형 형상으로 형성되고,
    상기 결합홀은 각각 상기 커버 캔의 상기 상판의 코너 영역에 인접하는 2개의 결합홀을 포함하고,
    상기 2개의 결합홀은 상기 개구를 기준으로 반대되는 위치에 배치되는 보이스 코일 모터.
  12. 제 1 항에 따른 보이스 코일 모터;
    상기 보빈에 결합되는 렌즈; 및
    이미지 센서를 포함하는 카메라.
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