KR102063980B1

KR102063980B1 - 보이스 코일 모터

Info

Publication number: KR102063980B1
Application number: KR1020190045053A
Authority: KR
Inventors: 김승기; 이성민; 조현래; 박상옥
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2019-04-17
Filing date: 2019-04-17
Publication date: 2020-01-08
Also published as: KR20190042535A

Abstract

보이스 코일 모터는 렌즈가 수납되는 보빈 및 상기 보빈의 외주면에 배치된 코일 블럭을 포함하는 가동자; 상기 코일 블럭을 감싸는 마그네트 및 상면에 결합 보스들이 돌출된 하우징을 포함하는 고정자; 상기 보빈을 노출하는 상판 및 상기 상판으로부터 연장되어 상기 하우징의 상기 측면을 덮는 측면판을 포함하며, 상기 상판에 상기 각 결합 보스가 통과하는 관통홀이 형성된 요크; 상기 요크의 상기 상판 상에 배치되며 상기 결합 보스가 관통하는 결합홀이 형성되며 보빈의 상단에 결합된 탄성 부재; 상기 요크와 결합 되는 베이스; 및 상기 요크의 상기 탄성 부재 상에 배치되어 상기 결합 보스와 결합 되며 상기 보빈을 노출하는 개구를 갖는 커버 부재를 포함한다.

Description

보이스 코일 모터{VOICE COIL MOTOR}

본 발명은 보이스 코일 모터에 관한 것이다.

최근 들어, 휴대용 통신장치, 소형 PC 등에는 이미지 또는 동영상을 저장하는 카메라 모듈이 설치되고 있고, 카메라 모듈은 외부광을 이미지로 변경하는 이미지 센서 모듈 및 외부광을 이미지 센서 모듈에 포커싱 하는 렌즈를 포함한다.

종래 카메라 모듈은 렌즈 및 이미지 센서 모듈 사이의 거리를 조절할 수 없어 사용자가 원하는 고품질 이미지를 얻기 어려웠으나, 최근 카메라 모듈의 렌즈 및 이미지 센서 모듈 사이의 거리를 조절할 수 있는 보이스 코일 모터에 의하여 사용자가 원하는 고품질 이미지 획득이 가능하게 되었다.

최근 카메라 모듈은 고화소화 및 소형화 추세이며, 이로 인해 보이스 코일 모터 역시 소형화되고 있으며, 최근에는 카메라 모듈의 화소수 증가에 의하여 보이스 코일 모터의 렌즈의 구경 증가가 진행되고 있다.

그러나, 한정된 사이즈를 갖는 보이스 코일 모터에 큰 구경의 렌즈를 장착하기 위해서는 보이스 코일 모터의 내부 공간을 확보해야 하지만 보이스 코일 모터를 이루는 부품수가 많아 보이스 코일 모터의 내부 공간 확보가 어려운 문제점을 갖는다.

(특허문헌 1) KR10-2010-0106013 A

본 발명은 구조 개선에 의하여 부품수를 감소시키고 탄성 부재를 외측에 배치하여 내부 공간을 충분히 확보하여 구경이 증가된 렌즈를 수용하기에 적합한 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 렌즈가 수납되는 보빈 및 상기 보빈의 외주면에 배치된 코일 블럭을 포함하는 가동자; 상기 코일 블럭을 감싸는 마그네트 및 상면에 결합 보스들이 돌출된 하우징을 포함하는 고정자; 상기 보빈을 노출하는 상판 및 상기 상판으로부터 연장되어 상기 하우징의 상기 측면을 덮는 측면판을 포함하며, 상기 상판에 상기 각 결합 보스가 통과하는 관통홀이 형성된 요크; 상기 요크의 상기 상판 상에 배치되며 상기 결합 보스가 관통하는 결합홀이 형성되며 보빈의 상단에 결합된 탄성 부재; 상기 요크와 결합 되는 베이스; 및 상기 요크의 상기 탄성 부재 상에 배치되어 상기 결합 보스와 결합 되며 상기 보빈을 노출하는 개구를 갖는 커버 부재를 포함한다.

본 발명에 따른 보이스 코일 모터에 의하면, 탄성 부재 및 커버 부재를 요크의 외측에 배치하여 요크 내부의 공간을 확장시킴으로써 보이스 코일 모터의 사이즈 증가 없이 보빈 및/또는 렌즈의 직경을 증가시킬 수 있고, 부수적으로 보이스 코일 모터의 높이도 감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 탄성 부재를 요크의 상판 상에 배치함으로써 탄성 부재의 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 하우징의 결합 보스에 탄성 부재 및 커버 부재를 결합함으로써 탄성 부재의 틸트 발생을 방지할 수 있고, 커버 부재를 결합하기 이전에 보이스 코일 모터의 성능 및 틸트 여부를 테스트할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 커버 부재, 탄성 부재 및 요크를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 커버 부재의 후면도이다.
도 4는 도 1의 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 1을 참조하면, 보이스 코일 모터(800)는 가동자(200), 고정자(300), 요크(350), 탄성 부재(400), 베이스(100) 및 커버 부재(600)를 포함한다.

베이스(100)는 후술 될 가동자(200)의 보빈(210), 추가 탄성 부재(500), 고정자(300) 및 요크(350)를 고정하는 역할을 한다.

베이스(100)는, 예를 들어, 중앙부에 개구(105)가 형성된 직육면체 플레이트 형상으로 형성되며, 베이스(100)의 후면에는 IR 필터(미도시) 및 이미지 센서 모듈(미도시)이 장착되고, 이미지 센서 모듈은 베이스(100)의 개구(105)를 통해 입사된 외부광에 대응하는 이미지를 생성한다.

베이스(100)의 상면(110)의 4 개의 코너들에는 각각 상면(110)에 대하여 수직한 방향으로 돌출된 4 개의 결합 기둥(120)들이 형성된다.

가동자(200)는 보빈(210) 및 코일 블럭(250)을 포함한다.

보빈(210)은 관통홀(212)을 갖는 원통 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.

코일 블럭(250)은, 예를 들어, 원통 형상으로 형성되며, 코일 블럭(250)은 에나멜 수지와 같은 절연 수지가 코팅된 전선을 원통 형상으로 권선 하여 형성된다.

코일 블럭(250)은 원통 형상으로 권선되어 보빈(210)의 외주면에 삽입될 수 있다. 이와 다르게, 코일 블럭(250)은 보빈(210)의 외주면에 직접 권선 될 수 있다.

보빈(210)의 외주면에 배치된 코일 블럭(250)은 접착제에 의하여 보빈(210)의 외주면에 부착될 수 있다.

보빈(210)의 외주면에 배치되는 코일 블럭(250)의 양쪽 단부들은 보빈(210)의 하면으로 돌출된다.

보빈(210)의 하면으로 돌출된 코일 블럭(250)의 양쪽 단부들은 후술 될 추가 탄성 부재(500)들과 전기적으로 접속된다.

고정자(300)는 마그네트(310) 및 하우징(320)을 포함한다.

마그네트(310)는 보빈(210)에 권선된 코일 블럭(250)과 마주하게 배치되며, 마그네트(310)는 복수개로 이루어진다.

본 발명의 일실시예에서, 마그네트(310)는 플레이트 형상으로 형성된 플랫 마그네트를 포함하며, 마그네트(310)는, 예를 들어, 4 개가 상호 수직하게 코일 블럭(250)과 마주하게 배치된다.

하우징(320)은 마그네트(310)를 지정된 위치에 고정 시키는 역할을 한다.

하우징(320)은 하면이 개구된 직육면체 형상으로 형성되며, 하우징(320)의 상면(321)에는 가동자(200)의 보빈(210)을 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, 사각 플레이트 형상으로 개구가 형성된 상면(321)의 4 개의 모서리마다 형성되며, 각 모서리마다 형성된 결합 보스(325)들은 한 쌍으로 형성된다.

또한, 보빈(210)의 외주면과 평행하게 배치되며 상면(321)에 연결된 하우징(320)의 측면(322)들에는 마그네트(310)를 고정하기 위한 마그네트 수납홀(324)이 형성된다.

하우징(320)의 측면(322)들에는 베이스(100)의 결합 기둥(120)과 결합 되는 결합홈(326)들이 형성되고, 베이스(100)의 결합 기둥(120)과 결합홈(326)들은 상호 끼워 맞춤 된다.

요크(350)는 상판(360) 및 측면판(370)을 포함하며, 요크(350)는 하우징(320)을 덮어 하우징(320)에 결합된 마그네트(310)의 자기장의 누설을 방지한다. 요크(350)는 금속판을 프레스 가공하여 형성할 수 있다.

요크(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)를 포함한다.

요크(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 요크(350)의 상판(360)에 형성된 관통홀(363)을 관통하여 요크(350)의 상판(360)으로부터 소정 높이로 돌출된다.

요크(350)의 측면판(370)은 요크(350)의 상판(360)의 테두리로부터 하우징(320)의 측면(322)과 평행한 방향으로 연장되며, 요크(350)의 측면판(370)은 베이스(100)에 결합 된다.

탄성 부재(400)는 내측 탄성부(410), 외측 탄성부(420) 및 연결 탄성부(430)를 포함한다. 탄성 부재(400)는 보빈(210)을 탄력적으로 지지하는 역할을 한다.

내측 탄성부(410)는 보빈(210)의 상면에 결합되고, 외측 탄성부(420)는 요크(350)의 상판(360)에 배치되며, 연결 탄성부(430)는 내측 탄성부(410) 및 외측 탄성부(420)를 상호 탄력적으로 연결한다. 연결 탄성부(430)는, 평면상에서 보았을 때, 지그재그 형태로 형성될 수 있다.

탄성 부재(400)의 외측 탄성부(420)에는 하우징(320)의 상면(321)에 형성되어 요크(350)의 상판(360)의 관통홀(363)을 관통한 각 결합 보스(325)가 관통하는 결합홀(425)이 형성된다.

탄성 부재(400)는 결합 보스(325)에 의하여 요크(350)의 상판(360)의 상면에 배치된다.

한편, 보빈(210)의 하면에는 추가 탄성 부재(500)가 배치되며, 추가 탄성 부재(500)는 2 개가 한 쌍으로 형성되고, 각 추가 탄성 부재(500)는 상호 전기적으로 절연된다.

추가 탄성 부재(500) 중 어느 하나는 코일 블럭(250)의 일측 단부와 전기적으로 연결되며, 추가 탄성 부재(500)의 나머지 하나는 코일 블럭(250)의 상기 일측 단부와 대향하는 타측 단부에 전기적으로 연결된다.

추가 탄성 부재(500)는 접속 부재(510)들을 매개로 외부 회로 기판에 전기적으로 연결되며, 외부 회로 기판으로부터 인가된 전류와 같은 구동 신호는 추가 탄성 부재(500)를 이용하여 코일 블럭(250)에 인가되고, 이로 인해 코일 블럭(250)으로부터는 자기장이 발생 된다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 커버 부재(600)는 개구(610)가 형성된 플레이트 형상으로 형성되며, 커버 부재(600)를 이루는 상판(620)에는 요크(350)의 상판(360) 및 탄성 부재(400)를 관통한 하우징(320)의 결합 보스(325)와 결합 되는 결합 홈(625)이 형성된다.

본 발명의 일실시예에서, 결합 홈(625)은 결합 보스(325)와 끼워 맞춤 될 수 있고, 바람직하게, 결합 홈(625) 내에는 결합 보스(325) 및 커버 부재(600)를 상호 부착하는 접착제가 개재될 수 있다.

커버 부재(600)의 상판(620)의 테두리에는 탄성 부재(400)와 접촉되는 측면판이 형성되며, 커버 부재(600)의 측면판은 탄성 부재(400)와 커버 부재(600)의 상판(620)이 상호 접촉되어 간섭되는 것을 방지한다.

본 발명의 일실시예에서는 하우징(320)의 결합 보스(325)가 커버 부재(600)의 상판(620)에 형성된 결합 홈(625)에 결합 되는 것이 도시 및 설명되고 있지만, 이와 다르게, 커버 부재(600)의 상판(620)에 결합 보스(325)와 대응하는 관통홀을 형성하고 결합 보스(325)를 상판(620)의 관통홀을 이용하여 결합하여도 무방하다. 또한, 상판(620)에 관통홀을 형성하여 결합 보스(325)가 상판(620)을 관통하도록 한 상태에서 결합 보스(325)를 상판(620)에 열융착하여도 무방하다.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 탄성 부재 및 커버 부재를 요크의 외측에 배치하여 요크 내부의 공간을 확장시킴으로써 보이스 코일 모터의 사이즈 증가 없이 보빈 및/또는 렌즈의 직경을 증가시킬 수 있고, 부수적으로 보이스 코일 모터의 높이도 감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명의 일실시예에서, 비록 마그네트는 플랫 마그네트인 것이 도시 및 설명되고 있지만 이와 다르게, 삼각 플레이트 형상의 마그네트 또는 원형 마그네트를 사용하여도 무방하다.

또한, 본 발명의 일실시예에서는 비록 요크를 관통하는 것이 하우징으로 도시 및 설명되고 있으나, 스페이서 등이 관통하여 상측 탄성 부재 및 커버와 결합되어도 무방하다.

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 200...가동자
300...고정자 350...요크
400...탄성 부재 100...베이스
600...커버 부재

Claims

상판과 측면판을 포함하는 요크;
상기 요크 내에 배치되는 보빈;
상기 보빈에 배치되는 코일;
상기 요크의 상기 측면판과 상기 코일 사이에 배치되고 상기 코일과 대향하는 마그네트;
상기 요크의 상기 상판의 위에 배치되는 커버부재;
상기 보빈에 결합되는 상부 탄성부재; 및
상기 상부 탄성부재의 일부를 상기 요크의 상기 상판과 상기 커버부재 사이에 고정하는 결합부를 포함하고,
상기 상부 탄성부재의 상기 일부는 상기 결합부와 결합되는 홀을 포함하고,
상기 요크의 상기 상판은 상기 결합부와 결합되는 홀을 포함하는 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 결합부는 상기 커버부재에 배치되는 결합 보스를 포함하고,
상기 결합 보스는 상기 요크의 상기 홀과 상기 상부 탄성부재의 상기 홀을 관통하여 상기 커버부재와 연결되는 보이스 코일 모터.
제2항에 있어서,
상기 커버부재는 상기 결합 보스의 일부가 배치되는 결합 홈을 포함하는 보이스 코일 모터.
제2항에 있어서,
상기 요크와 상기 보빈 사이에 배치되는 하우징을 포함하고,
상기 마그네트는 상기 하우징에 배치되고,
상기 결합 보스는 상기 하우징과 연결되는 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 상부 탄성부재는 상기 보빈의 상부에 결합되는 내측 탄성부와, 상기 요크의 상기 상판과 상기 커버부재 사이에 배치되는 외측 탄성부와, 상기 내측 탄성부와 상기 외측 탄성부를 연결하는 연결 탄성부를 포함하고,
상기 상부 탄성부재의 상기 홀은 상기 외측 탄성부에 형성되는 보이스 코일 모터.
제2항에 있어서,
상기 결합 보스는 접착제에 의해 상기 커버부재와 연결되는 보이스 코일 모터.
제4항에 있어서,
상기 결합 보스는 상기 하우징과 일체로 연결되는 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 보빈의 하부에 결합되는 하부 탄성부재를 포함하고,
상기 하부 탄성부재는 2개의 하부 탄성부재를 포함하고,
상기 2개의 하부 탄성부재 중 어느 하나는 상기 코일의 일측 단부와 전기적으로 연결되고, 상기 2개의 하부 탄성부재 중 나머지 하나는 상기 코일의 타측 단부와 전기적으로 연결되는 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 보빈의 아래에 배치되고 상기 커버부재의 상기 측면판과 결합되는 베이스를 포함하는 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 요크의 상기 상판은 상기 보빈의 관통홀과 대응하는 위치에 형성되는 개구를 포함하고,
상기 요크의 상기 상판의 상기 홀은 상기 요크의 상기 상판의 개구와 이격되는 보이스 코일 모터.
제4항에 있어서,
상기 요크는 상기 하우징을 덮어 상기 하우징에 결합된 상기 마그네트의 자기장의 누설을 방지하는 보이스 코일 모터.
제2항에 있어서,
상기 요크의 상기 상판의 상기 홀은 상기 요크의 상기 상판의 4개의 코너부 각각에 형성되는 보이스 코일 모터.
제12항에 있어서,
상기 결합 보스는 4개의 결합 보스를 포함하고,
상기 4개의 결합 보스 각각은 상기 요크의 상기 4개의 홀 각각을 관통하는 보이스 코일 모터.
이미지 센서;
제1항의 보이스 코일 모터; 및
상기 보이스 코일 모터의 상기 보빈에 결합되고 상기 이미지 센서와 대응하는 위치에 배치되는 렌즈를 포함하는 카메라 모듈.
제14항의 카메라 모듈을 포함하는 휴대용 통신장치.
상판과 측면판을 포함하는 요크;
상기 요크 내에 배치되는 보빈;
상기 요크와 상기 보빈 사이에 배치되는 하우징;
상기 보빈에 배치되는 코일;
상기 요크의 상기 측면판의 내면에 배치되고 상기 코일과 대향하는 마그네트;
상기 요크의 상기 상판의 위에 배치되는 커버부재;
상기 보빈에 결합되는 상부 탄성부재; 및
상기 커버부재와 상기 하우징 사이에 배치되는 결합부를 포함하고,
상기 상부 탄성부재는 상기 보빈의 상부에 결합되는 내측 탄성부와, 상기 요크의 상기 상판과 상기 커버부재 사이에 배치되는 외측 탄성부와, 상기 내측 탄성부와 상기 외측 탄성부를 연결하는 연결 탄성부를 포함하고,
상기 상부 탄성부재의 상기 외측 탄성부는 홀을 포함하고,
상기 요크의 상기 상판은 홀을 포함하고,
상기 결합부는 상기 상부 탄성부재의 상기 홀과 상기 요크의 홀을 관통하는 보이스 코일 모터.
제16항에 있어서,
상기 결합부는 상기 커버부재에 배치되는 결합 보스를 포함하고,
상기 결합 보스는 상기 커버부재와 연결되는 보이스 코일 모터.
제17항에 있어서,
상기 커버부재는 상기 결합 보스의 일부가 배치되는 결합 홈을 포함하는 보이스 코일 모터.
제17항에 있어서,
상기 요크와 상기 보빈 사이에 배치되는 하우징을 포함하고,
상기 마그네트는 상기 하우징에 배치되고,
상기 결합 보스는 상기 하우징과 연결되는 보이스 코일 모터.
제17항에 있어서,
상기 결합 보스의 단부에는 접착제가 배치되는 보이스 코일 모터.
홀이 형성된 상판과 측면판을 포함하는 요크;
상기 요크 내에 배치되는 보빈;
상기 요크와 상기 보빈 사이에 배치되는 하우징;
상기 보빈에 배치되는 코일;
상기 요크의 상기 측면판과 상기 코일 사이에 배치되고 상기 코일과 대향하는 마그네트;
상기 요크의 상기 상판의 위에 배치되는 커버부재;
상기 보빈에 결합되고 홀을 포함하는 탄성부재; 및
상기 커버부재와 상기 하우징 사이에 배치되는 결합보스;를 포함하고,
상기 결합보스는 상기 요크의 상기 홀과 상기 탄성부재의 상기 홀을 관통하여 상기 하우징 및 상기 요크와 연결되는 보이스 코일 모터.
제21항에 있어서,
상기 결합보스는 상기 하우징과 일체로 연결되고 상기 커버부재와 접착제에 의해 연결되는 보이스 코일 모터.