KR102058226B1 - 보이스 코일 모터 - Google Patents

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이성국
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Abstract

보이스 코일 모터는 보빈 및 상기 보빈의 외주면에 결합 된 제1 구동부를 갖는 가동자; 상기 가동자를 감싸는 복수개의 측면들을 갖는 하우징 및 상기 측면들에 각각 형성된 개구에 결합 된 제2 구동부를 갖는 고정자; 상기 하우징의 상기 측면들과 마주하는 측면판들을 포함하는 케이스; 상기 하우징에 일측이 결합되며 타측은 상기 보빈에 결합된 탄성부재; 및 상기 고정자를 지지하며 상기 측면판들과 결합되는 베이스 유닛을 포함하며, 이물질의 유입을 방지하기 위해 상기 하우징의 상기 측면에는 상기 개구의 주변을 따라 이물질 유입 방지홈이 형성된다.

Description

보이스 코일 모터{VOICE COIL MOTOR}
본 발명은 보이스 코일 모터에 관한 것이다.
최근 들어, 휴대용 통신 단말기, 휴대용 태블릿, 소형 게임기 등에는 디지털 이미지 또는 동영상을 생성할 수 있는 초소형 카메라가 장착되고 있다.
종래 초소형 카메라는 사이즈가 매우 작아 이미지 센서에 대하여 렌즈를 구동하기 어려워 포커스를 조절하기 어려웠으나, 최근 보이스 코일 모터(Voice Coil Motor, VCM)가 개발되어 이미지 센서에 대하여 렌즈를 구동시킬 수 있게 되었다.
최근에는 이미지 센서의 화소수가 크게 증가 되어 고화소 디지털 카메라와 유사한 고품질 디지털 이미지 또는 고품질 동영상을 획득 가능하게 되었다.
그러나, 최근 이미지 센서의 화소수가 크게 증가 됨에 따라 개별 화소의 사이즈는 작아지고 있으며, 이로 인해 이미지 센서의 수광부에 미세한 파티클과 같은 이물질이 배치될 경우 디지털 이미지 또는 동영상의 품질이 크게 감소 된다.
최근에는 이미지 센서에 이물질이 배치되는 것을 방지하기 위해서 이미지 센서의 베이스 및 커버를 접착제 등으로 접착하는 방법이 널리 사용되고 있으나, 단순히 베이스 및 커버를 접착제로 접착할 경우 접착제가 외부로 흘러 넘쳐 외관 불량이 발생 되고 접착제가 베이스 및 커버 사이에 완전히 채워지지 않는 등 다양한 문제점을 발생시킨다.
일본 공개특허공보 특개2011-155414호(2011.08.11. 공개)
본 발명은 접착제를 이용하여 이물질을 차단할 때 접착제에 의한 외관 오염 및 접착제 미도포 부분으로 이물질이 유입되는 것을 방지하여 이미지 센서에 이물질이 부착되는 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 보빈 및 상기 보빈의 외주면에 결합 된 제1 구동부를 갖는 가동자; 상기 가동자를 감싸는 복수개의 측면들을 갖는 하우징 및 상기 측면들에 각각 형성된 개구에 결합 된 제2 구동부를 갖는 고정자; 상기 하우징의 상기 측면들과 마주하는 측면판들을 포함하는 케이스; 상기 하우징에 일측이 결합되며 타측은 상기 보빈에 결합된 탄성부재; 및 상기 고정자를 지지하며 상기 측면판들과 결합되는 베이스 유닛을 포함하며, 이물질의 유입을 방지하기 위해 상기 하우징의 상기 측면에는 상기 개구의 주변을 따라 이물질 유입 방지홈이 형성된다.
본 발명에 따른 보이스 코일 모터에 의하면, 케이스의 측면판과 접촉되며 제2 구동부를 고정하는 하우징의 측벽에 이물질 유입 방지홈을 형성하고 이물질 유입 방지홈에 접착제를 제공하여 케이스의 측면판의 내측으로 접착제를 제공하여 접착제에 의한 외관 불량을 방지하고, 접착제가 도포 되지 않아 발생 되는 이물질의 침투를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 하우징의 외관 사시도이다.
도 3은 도 2의 I-I' 선을 따라 절단한 하우징의 단면도이다.
도 4는 하우징 및 베이스 유닛의 관계를 도시한 측면도이다.
도 5는 베이스를 제외한 보이스 코일 모터의 조립 사시도이다.
도 6은 도 5의 'A' 부분 확대도이다.
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 하우징의 외관 사시도이다. 도 3은 도 2의 I-I' 선을 따라 절단한 하우징의 단면도이다. 도 4는 하우징 및 베이스 유닛의 관계를 도시한 측면도이다. 도 5는 베이스를 제외한 보이스 코일 모터의 조립 사시도이다. 도 6은 도 5의 'A' 부분 확대도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 보이스 코일 모터(800)는 가동자(200), 고정자(300), 케이스(350), 탄성 부재(400) 및 베이스 유닛(100)을 포함한다. 이에 더하여, 보이스 코일 모터(800)는 커버 부재(600)를 더 포함할 수 있다.
베이스 유닛(100)은 후술 될 가동자(200), 고정자(300), 케이스(350), 탄성 부재(400)를 고정하는 역할을 한다.
베이스 유닛(100)은, 예를 들어, 중앙부에 개구(105)가 형성된 직육면체 플레이트와 유사한 형상으로 형성된다.
베이스 유닛(100)의 후면에는 IR 필터(미도시) 및/또는 이미지 센서 모듈(미도시)가 장착될 수 있다. 이미지 센서 모듈은 베이스 유닛(100)의 개구(105)를 통해 입사된 외부광에 대응하는 디지털 이미지 또는 동영상을 생성한다.
직육면체 형상과 유사한 형상으로 형성된 베이스 유닛(100)의 상면(110)의 4 개의 모서리들에는 각각 베이스 유닛(100)의 상면(110)에 대하여 수직 한 방향으로 돌출된 4 개의 결합 기둥(120)들이 형성된다. 결합 기둥(120)들은, 예를 들어, 각각 사각 기둥 형상으로 형성될 수 있다. 이와 다르게, 결합 기둥(120)들은 원기둥, 삼각 기둥, 다각 기둥 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 가동자(200)는 보빈(210) 및 제1 구동부(250)를 포함한다.
보빈(210)은, 예를 들어, 속이 빈 파이프 형상으로 형성되며, 보빈(210)의 내측면에는 렌즈(215)가 결합 된다.
본 발명의 일실시예에서, 보빈(210)의 내주면 및 렌즈(215)의 외주면은 각각 나사 체결 방식으로 고정될 수 있다. 예를 들어, 보빈(210)의 내주면에는 암나사부가 형성되고, 렌즈(215)의 외주면에는 수나사부가 형성될 수 있다.
제1 구동부(250)는, 예를 들어, 원통 형상으로 형성되며, 제1 구동부(250)는 절연 수지가 코팅된 긴 전선을 원통 형상으로 권선 하여 형성한 코일 블럭을 포함할 수 있다.
제1 구동부(250)는 원통 형상으로 권선 되어 보빈(210)의 외주면에 삽입될 수 있다. 보빈(210)의 외주면에 배치된 제1 구동부(250)는 접착제 등에 의하여 보빈(210)의 외주면에 직접 부착될 수 있다. 이와 다르게, 제1 구동부(250)는 보빈(210)의 외주면에 절연 수지에 의하여 절연된 긴 전선을 직접 권선 하여 형성할 수 있다.
보빈(210)의 외주면에 배치되는 제1 구동부(250)의 양쪽 단부들은 보빈(210)의 하면으로 돌출되며, 보빈(210)의 하면으로 돌출된 제1 구동부(250)의 양쪽 단부들은 후술 될 탄성 부재(400)에 전기적으로 접속된다.
고정자(300)는 제2 구동부(310) 및 하우징(320)을 포함한다.
제2 구동부(310)는 보빈(210)의 외주면에 배치된 제1 구동부(250)와 마주하게 배치되며, 제2 구동부(310)는 복수개의 마그네트들을 포함한다.
마그네트들은 플레이트 형상으로 형성된 플랫 마그네트를 포함하며, 마그네트들은, 예를 들어, 4 개가 상호 수직 하게 제1 구동부(250)와 마주하게 배치된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 하우징(320)은 제2 구동부(310)들을 지정된 위치에 고정하는 역할을 한다.
하우징(320)은 상면(321) 및 하면이 개구 되며, 4 개의 측면(322)들을 갖는 직육면체 박스 형상으로 형성되며, 하우징(320)의 상면(321)에는 가동자(200)의 보빈(210)에 설치된 렌즈(215)를 노출하는 개구가 형성된다.
하우징(320)의 상면(321)에는 후술 될 탄성 부재(400)를 고정하기 위한 결합 보스(325)들이 형성된다.
결합 보스(325)들은, 하우징(320)의 상면(321)의 4 개의 모서리마다 형성된다.
보빈(210)의 외주면과 마주하게 배치되며 하우징(320)의 상면(321)에 연결된 하우징(320)의 각 측면(322)에는 제2 구동부(310)를 고정하기 위한 개구(324)가 형성된다.
하우징(320)의 인접한 측면(322)들이 만나 형성된 모서리 부분에는 베이스 유닛(100)의 상면(110)으로부터 돌출된 각 결합 기둥(120)과 결합 되는 결합홈(326)들이 형성되고, 베이스 유닛(100)의 결합 기둥(120)과 결합홈(326)들은 상호 끼워 맞춤 된다.
본 발명의 일실시예에서, 결합홈(326)들은 하우징(320)의 인접한 측면(322)들이 만나 형성된 모서리를 안쪽으로 오목하게 함몰시켜 형성된다. 한편, 결합홈(326)의 입구에는 결합홈(326)의 내측 사이즈보다 크게 확장된 확장부(327)를 형성하여 베이스 유닛(100)의 결합 기둥(120)의 결합을 보다 쉽게 하거나 후술 될 접착제를 보다 쉽게 주입할 수 있도록 한다.
도 2를 참조하면, 하우징(320)의 4 개의 측면(322)들에는 각각 이물질 유입 방지홈(323)이 형성된다.
이물질 유입 방지홈(323) 및 이물질 유입 방지홈(323)의 내부에 채워지는 접착제는 외부 이물질이 하우징(320)의 4 개의 측면(322)들과 접촉되는 후술 될 케이스(350)의 측면판 사이로 유입되어 이미지 센서 모듈로 이동되는 것을 차단하는 역할을 한다.
이물질 유입 방지홈(323)은 그루브(groove) 형상의 홈으로, 이물질 유입 방지홈(323)은 제2 구동부(310)를 하우징(320)에 고정하기 위해 하우징(320)의 4 개의 측면(322)들에 각각 형성된 개구(324)의 주변을 따라 형성된다.
예를 들어, 이물질 유입 방지홈(323)은 하우징(320)의 측면(322)들에 형성된 개구(324)를 중심으로 개구(324)의 양쪽 및 개구(324)의 상면에 형성된다.
이물질 유입 방지홈(323)의 일부는 하우징(320)의 상면(321)에 연통 되며, 이물질 유입 방지홈(323)의 일부는 하우징(320)의 상면(321)과 대향 하는 하면에 연통된다.
이물질 유입 방지홈(323)이 하우징(320)의 상면(321) 및 하면에 연통되는 것은 이물질 유입 방지홈(323)에 제공된 접착제의 일부를 하우징(320)의 상면(321) 및 하면에 배치되는 후술 될 탄성 부재(400)에 제공하여 탄성 부재(400)를 고정하기 위함이다.
한편, 후술 될 케이스(350)의 측면판과 밀착된 하우징(320)의 측면(322)의 이물질 유입 방지홈(323)으로 접착제를 제공하기 위해서 이물질 유입 방지홈(323)은 하우징(320)의 결합홈(326)과 연통 된다.
케이스(350)가 하우징(320)에 결합된 후 결합홈(326)에 접착제가 제공된 상태에서 베이스 유닛(100)의 결합 기둥(120)이 결합홈(326)에 삽입되면, 결합홈(326) 내의 접착제가 짜내어(squeeze)지면서 접착제는 이물질 유입 방지홈(323) 내부로 제공된다.
이물질 유입 방지홈(323)은 동일한 폭으로 형성되어도 무방하나, 본 발명의 일실시에에서, 이물질 유입 방지홈(323)은 접착제를 보다 원활하게 주입하기 위해 접착제가 주입되는 입구 부분은 폭이 넓고 접착제가 주입되는 부분으로부터 멀어질수록 폭이 좁게 형성될 수 있다.
예를 들어, 이물질 유입 방지홈(323)은 결합홈(326)과 인접한 부분은 넓은 폭을 갖고 결합홈(326)과 멀어지는 측면(322)의 중앙 부분에서 좁은 폭을 가지도록 형성될 수 있다.
한편, 베이스 유닛(100)의 결합 기둥(120)이 접착제가 수납된 결합홈(326)에 삽입되면서 하우징(320)의 측면(322)에 형성된 이물질 유입 방지홈(323)으로 접착제가 제공될 때 접착제의 부피가 이물질 유입 방지홈(323)의 부피보다 다소 클 경우 접착제가 오버 플로우 될 수 있는데 이를 방지하기 위해서 하우징(320)의 측면(322)의 일부에는 오버 플로우 되는 접착제를 수납하기 위한 버퍼부(328)가 형성될 수 있다.
케이스(350)는 상판(360) 및 측면판(370)을 포함하며, 케이스(350)는 하우징(320)을 덮어 하우징(320)에 결합된 제2 구동부(310)로부터 발생된 자기장의 누설을 방지한다. 케이스(350)는 금속판을 프레스 가공하여 형성할 수 있다.
케이스(350)의 상판(360)은 하우징(320)의 상면(321)과 평행하게 형성된 플레이트 형상으로 형성되며, 상판(360)에는 보빈(210)에 결합된 렌즈(215)를 노출하는 개구(362)가 형성된다.
케이스(350)의 상판(360)에는 하우징(320)의 상면(321)에 형성된 각 결합 보스(325)가 관통하는 관통홀(363)이 형성되고, 결합 보스(325)는 케이스(350)의 상판(360)에 형성된 관통홀(363)을 관통하여 케이스(350)의 상판(360)으로부터 소정 높이로 돌출된다.
케이스(350)의 측면판(370)은 케이스(350)의 상판(360)의 테두리로부터 하우징(320)의 측면(322)과 평행한 방향으로 연장되며, 케이스(350)의 측면판(370)의 내측면은 하우징(320)의 측면(322)의 외측면 및 제2 구동부(310)와 접촉 또는 밀착된다.
케이스(350)의 단부는 베이스 유닛(100)에 결합 된다.
본 발명의 일실시예에서, 케이스(350)의 측면판(370)은 상호 맞물림 결합된 베이스 유닛(100)의 측벽 및 하우징(320)의 측면(322)을 덮고, 케이스(350)의 측면판(370)에 의하여 외부 이물질이 베이스 유닛(100)의 개구(105)를 통해 IR 필터로 유입되는 것을 다시 한번 차단할 수 있다.
탄성 부재(400)는 하부 탄성 부재(401) 및 상부 탄성 부재(406)를 포함한다.
하부 탄성 부재(401)는 상호 이격된 한 쌍으로 이루어지며, 각 하부 탄성 부재(401)는 내측 탄성부(402), 외측 탄성부(403) 및 연결 탄성부(404)를 포함한다.
하부 탄성 부재(401)는 보빈(210)의 하면을 탄력적으로 지지하는 역할을 하며, 한 쌍의 하부 탄성 부재(401)는 각각 제1 구동부(250)의 양쪽 단부에 전기적으로 연결된다. 즉, 제1 구동부(250)는 하부 탄성 부재(401)를 매개로 전류와 같은 구동 신호를 인가 받는다.
하부 탄성 부재(401)의 각 외측 탄성부(403)는 하우징(320)의 하면 및 베이스 유닛(100)의 상면(110) 사이에 개재되어 고정된다.
상부 탄성 부재(406)는 케이스(350)의 상면에 배치되며, 상부 탄성 부재(406)는 보빈(210)의 상단에 고정된다.
상부 탄성 부재(406)에는 하우징(320)의 상면(321)에 형성되어 케이스(350)의 상판(360)의 관통홀(363)을 관통한 각 결합 보스(325)에 삽입되는 결합홀(407)이 형성된다.
커버 부재(600)는 개구(610)가 형성된 플레이트 형상으로 형성된다. 커버 부재(600)는 하우징(320)의 결합 보스(325)와 결합 된다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 케이스의 측면판과 접촉되며 제2 구동부를 고정하는 하우징의 측벽에 이물질 유입 방지홈을 형성하고 이물질 유입 방지홈에 접착제를 제공하여 케이스의 측면판의 내측으로 접착제를 제공하여 접착제에 의한 외관 불량을 방지하고, 접착제가 도포되지 않아 발생 되는 이물질의 침투를 방지할 수 있다.
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...베이스 유닛
200...가동자 300...고정자
400...탄성 부재 600...커버 부재

Claims (13)

  1. 보빈 및 상기 보빈의 외주면에 결합 된 제1 구동부를 갖는 가동자;
    상기 가동자를 감싸는 복수개의 측면들을 갖는 하우징 및 상기 측면들에 각각 형성된 개구에 결합 된 제2 구동부를 갖는 고정자;
    상기 하우징의 상기 측면들과 마주하는 측면판들을 포함하는 케이스; 및
    상기 고정자를 지지하며 상기 측면판들과 결합되는 베이스 유닛을 포함하며,
    이물질의 유입을 방지하기 위해 상기 하우징의 상기 측면에는 상기 개구의 주변을 따라 이물질 유입 방지홈이 배치되며,
    상기 하우징의 상기 측면들 및 상기 케이스의 측면판은 상호 밀착되며, 상기 이물질 유입 방지홈에는 접착제가 수납되며,
    상기 하우징의 측면에는 상기 이물질 유입 방지홈 중 일부가 내측으로 함몰되는 버퍼부가 배치되는 보이스 코일 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이물질 유입 방지홈은 상기 하우징의 상기 측면과 연결된 상면 및 상기 측면의 상기 상면과 대향 하는 하면과 각각 연통되는 보이스 코일 모터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이물질 유입 방지홈은, 폭이 서로 상이한 영역을 가지는 보이스 코일 모터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 유닛의 상면에는 복수개의 결합 기둥들이 형성되고, 상기 하우징의 외면 중 상기 결합 기둥들과 마주하는 면에는 상기 결합 기둥들과 각각 결합되는 결합홈이 형성되며,
    상기 결합홈은 상기 측면에 형성된 이물질 유입 방지홈과 연통 된 보이스 코일 모터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 결합홈에는 상기 이물질 유입 방지홈으로 이동되는 접착제가 수납되는 보이스 코일 모터.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 결합홈의 입구에는 직경이 확장된 확장부가 형성된 보이스 코일 모터.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 이물질 유입 방지홈은,
    상기 결합홈과 인접할수록 상대적으로 넓은 폭을 가지고,
    상기 결합홈으로부터 멀어질수록 좁은 폭을 가지는 보이스 코일 모터.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 버퍼부는 상기 개구의 상측에 배치되는 보이스 코일 모터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 하우징에 일측이 결합되며 타측은 상기 보빈에 결합되는 탄성부재를 더 포함하며,
    상기 탄성 부재는 상기 하우징의 상면에 배치되는 상부 탄성 부재 및 상기 하우징의 상기 상면과 대향하는 하면에 배치되는 하부 탄성 부재를 포함하는 보이스 코일 모터.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 측벽들은 상호 수직하게 배치된 4 개로 이루어진 보이스 코일 모터.
  12. 보빈 및 상기 보빈의 외주면에 결합 된 제1 구동부를 갖는 가동자;
    상기 가동자를 감싸는 복수개의 측면들을 갖는 하우징 및 상기 측면들에 각각 형성된 개구에 결합 된 제2 구동부를 갖는 고정자;
    상기 하우징의 상기 측면들과 마주하는 측면판들을 포함하는 케이스;및
    상기 고정자를 지지하며 상기 측면판들과 결합되는 베이스 유닛을 포함하며,
    이물질의 유입을 방지하기 위해 상기 하우징의 상기 측면에는 상기 개구의 주변을 따라 이물질 유입 방지홈이 형성되고,
    상기 베이스 유닛의 상면에는 복수개의 결합 기둥들이 형성되고, 상기 하우징의 외면 중 상기 결합 기둥들과 마주하는 면에는 상기 결합 기둥들과 각각 결합되는 결합홈이 형성되며,
    상기 결합홈은 상기 측면에 형성된 이물질 유입 방지홈과 연통되며,
    상기 이물질 유입 방지홈은,
    상기 결합홈과 인접할수록 상대적으로 넓은 폭을 가지고,
    상기 결합홈으로부터 멀어질수록 좁은 폭을 가지는 보이스 코일 모터.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 하우징의 측면에는 상기 이물질 유입 방지홈 중 일부가 내측으로 함몰되는 버퍼부가 형성된 보이스 코일 모터.
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