KR102030427B1

KR102030427B1 - 보이스 코일 모터

Info

Publication number: KR102030427B1
Application number: KR1020120106598A
Authority: KR
Inventors: 이준택; 박상옥; 이성민
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2012-09-25
Publication date: 2019-10-10
Also published as: KR20140040343A

Abstract

보이스 코일 모터는 베이스 유닛; 상기 베이스 유닛 상에 배치되며 제1 구동부를 포함하는 고정자; 상기 고정자 내부에서 상하로 구동되는 보빈 및 상기 보빈의 외주면에 배치되며 상기 제1 구동부와 마주하는 제2 구동부를 포함하는 가동자; 및 상기 가동자를 탄력적으로 지지하는 탄성 부재를 포함하며, 상기 보빈에는 상기 외주면으로부터 돌출되어 상기 제1 구동부의 일측단을 고정하는 고정 돌기들 및 상기 외주면으로부터 돌출되어 상기 제1 구동부의 상기 일측단과 대향 하는 타측단을 고정하는 고정부가 형성된다.

Description

보이스 코일 모터{VOICE COIL MOTOR}

본 발명은 보이스 코일 모터에 관한 것이다.

최근 들어, 휴대용 통신 기기, 휴대용 태블릿 컴퓨터, 게임기, 휴대용 게임기 등 다양한 전자 제품에는 디지털 이미지를 생성 또는 디지털 동영상을 생성하는 이미지 센서가 탑재된 카메라 모듈이 장착되고 있다.

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

최근 이미지 센서 및 렌즈 사이의 간격을 조절하기에 적합한 보이스 코일 모터 기술이 카메라 모듈에 접목됨에 따라 카메라 모듈에서 생성된 디지털 이미지 또는 디지털 동영상의 품질을 보다 향상시킬 수 있게 되었다.

일반적으로 보이스 코일 모터는 마그네트로부터 발생 된 자기장 및 권선 된 코일로부터 발생 된 전자기장의 상호 작용에 의하여 발생된 인력 또는 척력을 이용하여 렌즈가 장착된 보빈을 승하강 시켜 렌즈 및 이미지 센서 사이의 간격을 조절한다.

그러나, 단순하게 보빈의 외주면에 코일을 배치할 경우, 코일이 보빈으로부터 이탈되는 불량이 발생 될 수 있다.

또한, 보빈으로부터 코일의 이탈을 방지하기 위하여 접착제로 코일을 보빈에 결합할 경우 조립 공정수가 증가 되고 접착제에 의한 오염 및 접착제가 보빈을 인접한 부재에 부착시켜 보빈의 가동 불량이 발생 되는 문제점을 갖는다.

한국 공개특허공보 제10-2011-0137187호 (2011. 12. 22. 공개)

본 발명은 접착제 없이 보빈에 권선된 코일의 이탈 및 코일이 보빈에서 이동되는 것을 방지하여 조립 공정수를 감소시키고 보빈의 가동 불량을 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 유닛 상에 배치되며 제1 구동부를 포함하는 고정자; 상기 고정자 내부에서 상하로 구동되는 보빈 및 상기 보빈의 외주면에 배치되며 상기 제1 구동부와 마주하는 제2 구동부를 포함하는 가동자; 및 상기 가동자를 탄력적으로 지지하는 탄성 부재를 포함하며, 상기 보빈에는 상기 외주면으로부터 돌출되어 상기 제1 구동부의 일측단을 고정하는 고정 돌기들 및 상기 외주면으로부터 돌출되어 상기 제1 구동부의 상기 일측단과 대향 하는 타측단을 고정하는 고정부가 형성된다.

본 발명에 따른 보이스 코일 모터에 의하면, 보빈의 외주면에 배치된 제1 구동부가 보빈의 지정된 위치로부터 이탈되거나 보빈의 지정된 위치로부터 이동되는 것을 방지하여 보이스 코일 모터의 가동 불량을 방지 및 별도의 접착제를 사용하지 않음으로써 접착제에 의한 오염 및 불량을 방지하며, 조립 공정수도 감소시킨다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 외관 사시도이다.
도 2는 도 1의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 보빈의 사시도이다.
도 4는 도 1의 보빈 및 제2 구동부가 조립된 상태를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 6은 도 4의 II-II' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 7은 도 3의 보빈을 제조하는 금형을 도시한 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 1 내지 도 7을 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 포함한다.

베이스 유닛(100)은, 예를 들어, 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(121)들이 돌출된다.

베이스 유닛(100)은 후술 될 가동자(200), 고정자(300) 및 탄성 부재(400)를 지지하는 역할을 하며, 베이스 유닛(100)의 후면에는 IR 필터(미도시) 및 이미지 센서(미도시)가 배치된다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 가동자(200)는 보빈(210) 및 제1 구동부(220)를 포함한다.

도 3을 참조하며, 보빈(210)은, 예를 들어, 상하면이 개구 된 원통 형상으로 형성되며, 보빈(210)의 내측면에는 렌즈(미도시)를 장착하기 위한 암나사부가 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 보빈(210)은 사출 성형 등의 방법에 의하여 가공된다.

보빈(210)의 외주면에는 고정 돌기(212) 및 고정부(214)가 형성된다.

보빈(210)의 외주면에 형성된 고정 돌기(212) 및 고정부(214)는 보빈(210)의 외주면에 배치되는 제1 구동부(220)가 보빈(210)의 지정된 위치로부터 움직이거나 제1 구동부(220)가 보빈(210)으로부터 이탈되는 것을 방지하는 역할을 한다.

고정 돌기(212)는 보빈(210)의 외주면 상단에 형성되며, 고정 돌기(212)는 복수개가 보빈(210)의 외주면을 따라 단속적으로 형성된다. 본 발명의 일실시예에서, 고정 돌기(212)들은, 예를 들어, 4 개가 보빈(210)의 외주면을 따라 등 간격으로 형성된다.

각 고정 돌기(212)는 보빈(210)의 외주면으로부터 돌출되며, 각 고정 돌기(212)는 하면(212a) 및 측면(212b)을 갖는다.

각 고정 돌기(212)의 하면(212a)은, 예를 들어, 보빈(210)의 외주면에 대하여 수직한 방향으로 형성되며, 각 고정 돌기(212)의 측면(212b)은 보빈(210)의 하면(212a)으로부터 예각의 각도로 경사지게 형성된다.

본 발명의 일실시예에서, 고정 돌기(212)의 돌출 길이는 후술 될 제1 구동부(220)의 두께와 실질적으로 동일할 수 있다.

각 고정 돌기(212)는, 단면에서 보았을 때, 삼각 기둥과 유사한 형상으로 형성된다. 각 고정 돌기(212)의 하면(212a)에는 후술 될 제1 구동부(220)의 상면이 접촉된다.

한편, 각 고정 돌기(212)의 사이에 대응하는 보빈(210)의 외주면에는 요크 수납홈(212c)이 형성되는데, 요크 수납홈(212c)에는 후술 될 고정자(300)의 일부를 수용하는 역할을 한다.

고정부(214)는 보빈(210)의 외주면 하단에 형성되며, 고정부(214)는 고정 돌기(212)와 함께 제1 구동부(220)가 보빈(210)의 외부로 이탈되거나 보빈(210)의 외주면 상에서 움직이지 못하게 제1 구동부(220)를 구속한다.

고정부(214)는 보빈(210)의 외주면 하단으로부터 플랜지 형상 또는 림(rim) 형상과 유사한 형상으로 돌출된다. 본 발명의 일실시예에서, 고정부(214)의 돌출 길이는 후술 될 제1 구동부(220)의 두께와 실질적으로 동일할 수 있으며, 고정부(214) 및 고정 돌기(212)의 돌출 길이는 실질적으로 동일 할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 보빈(210)의 외주면 상단에 보빈(210)의 외주면으로부터 돌출된 복수개의 고정 돌기(212)가 형성되고, 보빈(210)의 외주면 하단에 보빈(210)의 외주면으로부터 돌출된 고정부(214)가 형성될 경우, 오목한 부분을 갖는 보빈(210)을 성형하기에 적합한 슬라이드 코어(slide core)를 이용하는 슬라이드(분할) 금형 방식으로 사출 성형 된다.

즉, 보빈(210)의 외주면 상단 및 하단에 각각 형성되는 고정 돌기(212) 및 고정부(214)는 슬라이드 코어를 이용하는 슬라이드(분할) 금형 방식에 의하여 형성되며, 고정 돌기(212) 및 고정부(214) 사이에 대응하는 보빈(210)의 외주면에는 제1 구동부(220)가 형성된다.

제1 구동부(220)는 절연 수지에 의하여 절연된 긴 전선을 보빈(210)의 외주면에 직접 권선 하여 형성되며, 제1 구동부(220)는 고정 돌기(212) 및 고정부(214) 사이에서 고정될 수 있다.

한편, 고정 돌기(212) 및 고정부(214)에 의하여 오목한 부분을 갖는 보빈(210)을 슬라이드 코어를 이용하는 슬라이드 금형 사출 방식에 의하여 형성할 경우 슬라이드 금형 사출 방식의 금형 구조가 매우 복잡하여 제조 원가 상승이 발생 될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서는 상부 금형 및 하부 금형을 이용하는 일반적인 금형 방식을 이용하여 고정 돌기(212) 및 고정부(214)를 갖는 보빈(210)을 사출 성형함으로써 제조 원가 상승을 방지하는 실시예를 제공한다.

구체적으로, 슬라이드 코어를 이용하는 슬라이드 금형 사출 방식을 사용하지 않고 일반적인 상부 금형 및 하부 금형을 이용하여 고정 돌기(212) 및 고정부(214)를 갖는 보빈을 사출 성형하기 위해서, 보빈(210)은 고정 돌기(212) 및 고정부(214)를 가질 뿐만 아니라 고정부(214)에는 코어 삽입부(215)가 형성된다.

고정부(214)에 형성된 코어 삽입부(215)는 각 고정 돌기(212)와 대응하는 위치에 형성되며, 각 코어 삽입부(215)의 폭은 각 고정 돌기(212)의 폭 이상으로 형성된다. 또한, 코어 삽입부(215)의 중심은 고정 돌기(212)의 중심에 정렬된다.

이와 같이 보빈(210)이 고정부(214)에 고정 돌기(212)와 대응하는 코어 삽입부(215)를 형성하는 구조를 가질 경우, 도 7에 도시된 바와 같이 코어 삽입부(215)와 대응하는 부분으로 고정 돌기(212)를 형성하기 위한 금형(1,2)의 코어(core;3)가 통과하고 코어(3)를 이용하여 고정 돌기(212)를 사출 성형한다.

본 발명의 일실시예에서, 고정부(214)에 형성된 코어 삽입부(215)는 고정부(214)로부터 별도의 공정에 의하여 형성되는 것이 아니며, 보빈(210)을 사출 성형하는 도중 금형(10)의 코어(3)에 의하여 형성된다.

보빈(210) 중 코어 삽입부(215)를 갖는 고정부(214) 및 고정 돌기(212)의 사이에 대응하는 보빈(210)의 외주면에는 절연 수지에 의하여 절연된 긴 전선이 직접 권선된 제1 구동부(220)가 형성된다.

본 발명의 일실시예에서, 보빈(210)의 고정 돌기(212) 및 고정부(214) 사이에 전선을 직접 권선하여 제1 구동부(220)를 형성할 경우, 제1 구동부(220)의 이탈 및 제1 구동부(220)가 보빈(210)의 지정된 위치로부터 이동되는 것을 방지할 수 있으며, 제1 구동부(220)를 접착제 등을 이용하여 보빈(210)에 접착할 필요가 없기 때문에 접착제에 의한 오염 및 불량을 방지할 수 있다.

도 2를 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 가동자(200)를 감싸며, 제2 구동부(310)는 제1 구동부(220)와 마주하게 배치된다.

제2 구동부(310)는 베이스 유닛(100) 상에 고정되며, 제2 구동부(310)와 마주하는 제1 구동부(220)는 제2 구동부(310)에 대하여 상대적으로 이동된다.

제2 구동부(310)는, 예를 들어, 4 개로 이루어지며, 4 개의 제2 구동부(310)들은 제1 구동부(220)의 주변에 등 간격으로 형성된다.

비록 본 발명의 일실시예에서, 각 제2 구동부(310)는 기둥 형상으로 형성된 것이 도시 및 설명되고 있지만 이와 다르게 각 제2 구동부(310)는 플레이트 형상으로 형성될 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 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)들이 배치되며, 요크 상판(321)에 형성된 이너 요크(321a)는 보빈(210)의 외주면에 형성된 요크 수납홈(212c)으로 삽입된다.

탄성 부재(400)는 제1 탄성 부재(440)들 및 제2 탄성 부재(450)를 포함한다.

제1 탄성 부재(440)는 가동자(200)의 보빈(210)의 하면에 배치된다. 본 발명의 일실시예에서, 제1 탄성 부재(440)는, 예를 들어, 한 쌍으로 이루어지며, 각 제1 탄성 부재(440)는 상호 전기적으로 절연된다.

보빈(210)의 외주면에 권선 된 제1 구동부(220)의 양쪽 단부들은 한 쌍의 제1 탄성 부재(440)들에 전기적으로 연결되는데 제1 구동부(220)의 양쪽 단부들은 각각 보빈(210)의 코어 삽입부(215)들 중 어느 하나를 통해 제1 탄성 부재(440)에 결합 된다.

한 쌍으로 이루어진 제1 탄성 부재(440)는 내측 탄성부(410), 외측 탄성부(420) 및 연결 탄성부(430)를 포함한다.

외측 탄성부(420)는, 평면상에서 보았을 때, 띠 형상으로 형성되며, 외측 탄성부는 베이스 유닛(100)의 인접한 한 쌍의 결합 기둥(121)들에 삽입되어 결합 된다.

내측 탄성부(410)는 보빈(210)의 하면에 배치된다. 따라서, 내측 탄성부(410)는 보빈(210)의 하면의 형상과 유사한 곡선 띠 형상으로 형성된다.

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

제2 탄성 부재(450)는 보빈(210)의 하면과 대향 하는 상면에는 배치된다.

스페이서(330)는 제1 탄성 부재(400), 제2 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 형상으로 형성된 커버 상판(510) 및 커버 상판(510)의 테두리로부터 연장된 커버 측면판(520)을 포함한다.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 보빈의 외주면에 배치된 제1 구동부가 보빈의 지정된 위치로부터 이탈되거나 보빈의 지정된 위치로부터 이동되는 것을 방지하여 보이스 코일 모터의 가동 불량을 방지 및 별도의 접착제를 사용하지 않음으로써 접착제에 의한 오염 및 불량을 방지하며, 조립 공정수도 감소시킨다.

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.

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

Claims

수직 방향으로 이동 가능한 보빈;
상기 보빈의 외주면에 배치되는 코일; 및
상기 코일과 대향하는 마그네트를 포함하고,
상기 보빈은 외주면에서 외측으로 돌출되는 제1돌출부와 제2돌출부를 포함하고,
상기 코일은 상기 제1돌출부와 상기 제2돌출부 사이에 위치하고, 상기 제2돌출부는 외주면에서 내측으로 파인 홈을 포함하고, 상기 제1돌출부는 상기 제2돌출부의 상기 홈과 상기 수직 방향으로 오버랩되며,
상기 홈의 수평 방향 중심은 상기 제1돌출부의 수평 방향 중심과 상, 하 방향으로 오버랩되고,
상기 제1돌출부와 상기 제2돌출부는 상, 하 방향으로 오버랩 되지 않는 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 홈의 폭은 상기 제1돌출부의 폭 이상으로 형성되는 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 제1돌출부는 복수 개이고, 상기 제2돌출부의 홈은 복수 개이고, 상기 복수 개의 상기 제1돌출부는 상기 복수 개의 상기 제2돌출부의 상기 홈과 각각 상기 수직 방향으로 오버랩되는 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 제1돌출부는 복수 개이고, 상기 복수 개의 상기 제1돌출부는 상기 보빈의 외주면을 따라 상호 이격되어 위치하고, 상기 제2돌출부는 상기 보빈의 외주면을 따라 연속적으로 형성되고, 상기 제2돌출부의 홈은 복수 개이고, 상기 복수 개의 상기 제2돌출부의 상기 홈은 상기 제2돌출부를 따라 상호 이격되어 위치하는 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 마그네트는 복수 개이고, 상기 코일은 상기 보빈의 외주면에 권선되는 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 보빈의 아래에 배치되고, 상기 보빈을 탄성 지지하는 하측 탄성 부재를 더 포함하고, 상기 제2돌출부는 상기 제1돌출부의 아래에 배치되고, 상기 코일의 양단은 상기 제2돌출부의 상기 홈을 통해 상기 하측 탄성 부재와 전기적으로 연결되는 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 제1돌출부는 상기 코일을 사이에 두고 상기 제2돌출부의 상기 홈과 대향하는 제1면과, 상기 제1돌출부의 상기 제1면과 상기 보빈의 외주면을 연결하고 상기 보빈의 외주면과 예각으로 배치되는 제2면을 포함하는 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 보빈의 외주면에서 상기 제1돌출부의 외측 단부까지 거리는 상기 보빈의 외주면에서 상기 코일의 외측 단부까지 거리와 같은 보이스 코일 모터.
렌즈;
상기 렌즈와 이격되는 이미지 센서;
상기 렌즈가 장착되고, 수직 방향으로 이동 가능한 보빈;
상기 보빈의 외주면에 배치되는 코일; 및
상기 코일과 대향하는 마그네트를 포함하고,
상기 보빈은 외주면에서 외측으로 돌출되는 제1돌출부와 제2돌출부를 포함하고,
상기 코일은 상기 제1돌출부와 상기 제2돌출부 사이에 위치하고, 상기 제2돌출부는 외주면에서 내측으로 파인 홈을 포함하고, 상기 제1돌출부는 상기 제2돌출부의 상기 홈과 상기 수직 방향으로 오버랩되며,
상기 홈의 수평 방향 중심은 상기 제1돌출부의 수평 방향 중심과 상, 하 방향으로 오버랩되고,
상기 제1돌출부와 상기 제2돌출부는 상, 하 방향으로 오버랩 되지 않는 카메라 모듈.
제9항의 상기 카메라 모듈을 포함하는 휴대용 통신 기기.