KR20110029330A - Voice coil motor - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A voice coil motor capable of shortening the process time and enhancing the productivity is provided to limit the elastic displacement of the leaf spring of the voice coil motor by comprising a stopper portion in the leaf spring. CONSTITUTION: The voice coil motor comprises the leaf spring(230) which contacts and supports the bobbin assembly, a base, and a rigid frame(232) combined in one side of the base and the moving frame(234). The moving frame is combined in one side of bobbin and the spring arm(236), interlinking the rigid frame and moving frame and bobbin and the bobbin assembly is supported including the bobbin(210) mobiling perpendicularity, and the coil in which the stopper portion(238) restricting the displacement of bobbin prepares. The coil generates the magnetic field according to the input current while being wound in the outer circumference of bobbin.

Description

보이스 코일 모터{VOICE COIL MOTOR}Voice coil motor {VOICE COIL MOTOR}

본 발명은 보이스 코일 모터에 관한 것으로서, 특히 보빈과 코일을 포함하는 보빈 어셈블리, 베이스, 판 스프링을 포함하는 보이스 코일 모터에 대한 것이다.The present invention relates to a voice coil motor, and more particularly to a voice coil motor comprising a bobbin assembly comprising a bobbin and a coil, a base, and a leaf spring.

일반적으로 휴대 전화기의 카메라나 디지털 카메라와 같은 소형 광학 기기에 사용되는 카메라 모듈에는 배율 조정이나 초점 조절을 위하여 액추에이터(Actuator)가 마련된다. In general, an actuator is provided in a camera module used in a small optical device such as a camera of a mobile phone or a digital camera to adjust magnification or focus.

보이스 코일 모터는 스피커의 보이스 코일에 흐르는 음성 전류와 영구 자석에서 발생하는 자기력 사이에 플레밍의 왼손 법칙에 의한 힘이 발생하여 스피커의 진동관이 앞뒤로 진동하는 것에 착안하여 개발된 모터로써, 체적이 작고, 전기소모량이 적으며, 작동변위가 정확하고, 가격이 저렴한 점 등의 장점을 가지고 있으므로, 카메라 모듈에서 렌즈의 이동과 같이 비교적 짧은 거리를 정밀하게 직선으로 이동시키는 액추에이터에 적합하다. 따라서, 보이스 코일 모터는 카메라의 자동초점조절장치 등에 사용된다. The voice coil motor is a motor developed by paying attention to the vibration of the speaker's vibrating tube back and forth due to the force generated by the Fleming's left-hand law between the voice current flowing through the speaker's voice coil and the magnetic force generated by the permanent magnet. It has the advantages of low electric consumption, accurate operation displacement, and low price. It is suitable for actuators that move relatively short distances in a straight line precisely, such as lens movement in camera modules. Therefore, the voice coil motor is used for the automatic focusing apparatus of the camera and the like.

한편, 보이스 코일 모터는 작동속도나 복원속도를 가속시키기 위하여 적어도 하나 이상의 판 스프링을 포함한다.On the other hand, the voice coil motor includes at least one leaf spring for accelerating the operating speed or the recovery speed.

보이스 코일 모터의 조립공정에 의하면 보빈, 코일을 포함한 보빈 어셈블리는 베이스의 내측벽을 타고 체결되는데, 보빈의 일측에 결합된 판 스프링의 외측 부분이 베이스의 내측벽과 접촉하여 발생되는 마찰로 인하여 판 스프링에 탄성 변위가 발생하는 문제점이 있다.According to the assembling process of the voice coil motor, the bobbin assembly including the bobbin and the coil is fastened on the inner wall of the base. The outer part of the leaf spring coupled to one side of the bobbin contacts with the inner wall of the base due to the friction generated. There is a problem that elastic displacement occurs in the spring.

또한, 보빈 어셈블리와 베이스를 체결하는 경우, 판 스프링의 탄성 변위를 제한하기 위하여 조립 공정에 주의를 요하게 되므로 보이스 코일 모터의 생산성이 낮아지는 문제점이 있다.In addition, when fastening the bobbin assembly and the base, attention is required to the assembly process to limit the elastic displacement of the leaf spring, there is a problem that the productivity of the voice coil motor is lowered.

본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 판 스프링에 스토퍼부를 마련함으로써, 보빈 어셈블리와 베이스의 체결시 판 스프링의 탄성 변위가 제한되는 보이스 코일 모터를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a voice coil motor in which the elastic displacement of the leaf spring is limited when the bobbin assembly and the base are fastened by providing a stopper portion in the leaf spring.

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.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problem mentioned above, and other technical problems not mentioned above may be clearly understood by those skilled in the art from the following description. There will be.

본 발명의 보이스 코일 모터는, 수직 이동 가능한 보빈과, 상기 보빈의 외주면에 권선되며 입력 전류에 따라 자기장을 발생하는 코일을 포함하는 보빈 어셈블리; 상기 보빈 어셈블리가 지지되는 베이스; 상기 베이스의 일측에 결합되는 고정 프레임과, 상기 보빈의 일측에 결합되는 이동 프레임과, 상기 고정 프레임과 상기 이동 프레임을 연결하는 스프링 암과, 상기 보빈을 접촉 지지하며 상기 보빈의 변위를 제한하는 스토퍼부가 마련되는 판 스프링; 을 포함한다.The voice coil motor of the present invention includes: a bobbin assembly including a bobbin vertically movable and a coil wound around an outer circumferential surface of the bobbin and generating a magnetic field according to an input current; A base on which the bobbin assembly is supported; A fixed frame coupled to one side of the base, a movable frame coupled to one side of the bobbin, a spring arm connecting the fixed frame and the movable frame, and a stopper for supporting the bobbin and limiting the displacement of the bobbin. Leaf springs are provided; .

본 발명의 보이스 코일 모터에 따르면, 판 스프링에 스토퍼부를 마련함으로 써, 보빈 어셈블리와 베이스의 체결시 판 스프링의 외측 부분과 베이스의 내측벽의 접촉에 의하여 발생하는 마찰에 따른 판 스프링의 탄성 변위를 제한하여, 판 스프링의 변형에 의한 성능 불량 및 Tilt 불량 등을 저감시킨다. According to the voice coil motor of the present invention, by providing a stopper portion in the leaf spring, the elastic displacement of the leaf spring due to friction generated by the contact between the outer portion of the leaf spring and the inner wall of the base when the bobbin assembly and the base are fastened. By limiting, performance defects and tilt defects due to deformation of the leaf springs are reduced.

또한, 보이스 코일 모터의 조립 공정이 용이하게 됨으로써, 공정 시간을 단축시켜 생산성을 높인다.In addition, the assembling process of the voice coil motor becomes easy, thereby shortening the process time and increasing productivity.

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 내려져야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the size or shape of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms that are specifically defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 분해 사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 보이스 코일 모터(100)는 보빈(210)과 코일(220)을 포함하는 보빈 어셈블리(200), 베이스(300), 판 스프링(230)을 포함한다.1 is an exploded perspective view of a voice coil motor according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the voice coil motor 100 of the present invention includes a bobbin assembly 200 including a bobbin 210 and a coil 220, a base 300, and a leaf spring 230.

보빈(210)은 수직 방향으로 이동이 가능하고, 외주면에는 코일(220)이 권선된다. 또한 렌즈를 고정할 수 있는 렌즈 고정부를 구비하고 있으므로, 경통 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 보빈(210)은 카메라 렌즈 홀더 또는 자기 헤드 등일 수 있다. Bobbin 210 is movable in the vertical direction, the coil 220 is wound on the outer peripheral surface. In addition, since the lens fixing part for fixing the lens is provided, it can be formed in a barrel shape. The bobbin 210 may be a camera lens holder or a magnetic head.

보빈(210)의 외주면에 권선되는 코일(220)은 입력되는 전류의 크기 및 방향 에 따라 자기장을 형성하고, 인접한 영구 자석(420)과의 인력 및 척력에 의하여 보빈(210)을 수직 방향으로 이동시킨다.The coil 220 wound on the outer circumferential surface of the bobbin 210 forms a magnetic field according to the magnitude and direction of the input current, and moves the bobbin 210 in the vertical direction by attraction and repulsion with an adjacent permanent magnet 420. Let's do it.

베이스(300)는 보빈 어셈블리(200)를 지지하기 위한 것으로서 내부에 일정한 공간을 가지고 상하면이 개방되어 있다. 베이스(300)의 내부에는 보빈 어셈블리(200), 판 스프링(230), 영구 자석(420), 스페이서(430) 등이 수용되며, 베이스(300)의 일측은 보빈(210)의 일측과 접한다. 그리고 베이스(300)의 상부에는 커버(400)가 결합된다. 도시된 베이스(300)는 사각 기둥 형상이지만 원 기둥이나 다각형 기둥 등도 무방하며 그 형상에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.The base 300 is for supporting the bobbin assembly 200 and has a predetermined space therein, and the upper and lower surfaces thereof are open. The bobbin assembly 200, the leaf spring 230, the permanent magnet 420, the spacer 430, and the like are accommodated in the base 300, and one side of the base 300 contacts one side of the bobbin 210. The cover 400 is coupled to the upper portion of the base 300. Although the illustrated base 300 has a square pillar shape, a circular pillar or a polygonal pillar may be used, and the present invention is not limited by the shape.

판 스프링(230)은 보빈(210)의 일측에 결합되어 보빈(210)의 수직 이동을 탄성적으로 지지하며, 탄성력을 가진 금속 재질이면 어떠한 것도 무방하다. 한편, 판 스프링(230)은 그 두께가 두꺼워지면 보빈(210)의 구동에 많은 힘이 소요되므로 감도가 떨어지는 문제가 발생한다. 따라서, 판 스프링(230)의 두께는 보빈(210)의 크기 및 성능에 따라 다양하게 변경할 수 있으며, 예를 들어 50μm의 두께를 갖도록 형성한다.The leaf spring 230 is coupled to one side of the bobbin 210 to elastically support the vertical movement of the bobbin 210, as long as it is a metal material having elastic force. On the other hand, when the thickness of the leaf spring 230 is thick, it takes a lot of force to drive the bobbin 210, the sensitivity is reduced. Therefore, the thickness of the leaf spring 230 can be variously changed according to the size and performance of the bobbin 210, for example, to have a thickness of 50μm.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 보빈 어셈블리(200), 베이스(300) 및 판 스프링(230)의 사시도이다. 도 2를 참조하면, 보빈(210)의 일측에 결합된 판 스프링(230)은 베이스(300)의 일측과 결합됨으로써 보빈 어셈블리(200)와 베이스(300)가 체결된다. 한편, 보빈 어셈블리(200)와 베이스(300)의 체결시 판 스프링(230)의 외측 부분이 베이스(300)의 내측벽과 접촉됨으로써 마찰이 발생하는바, 판 스프링(230)에 탄성 변위가 발생한다. 따라서 판 스프링(230)의 탄성 변위를 제한하기 위하여 판 스프링(230)의 고정 프레임(232)에 스토퍼부(238)를 마련한다.2 is a perspective view of the bobbin assembly 200, the base 300 and the leaf spring 230 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the plate spring 230 coupled to one side of the bobbin 210 is coupled to one side of the base 300 such that the bobbin assembly 200 and the base 300 are fastened. Meanwhile, when the bobbin assembly 200 and the base 300 are fastened to each other, the outer portion of the leaf spring 230 comes into contact with the inner wall of the base 300 to generate friction, and thus elastic displacement occurs in the leaf spring 230. do. Therefore, in order to limit the elastic displacement of the leaf spring 230, the stopper portion 238 is provided in the fixed frame 232 of the leaf spring 230.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 판 스프링(230)의 평면도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 판 스프링(230)은 고정 프레임(232), 이동 프레임(234), 스프링 암(236) 및 스토퍼부(238)를 포함하고, 고정 프레임(232), 이동 프레임(234), 스프링 암(236) 암 및 스토퍼부(238)는 일체로 성형되며, 동일한 평면에 위치한다.3 is a plan view of a leaf spring 230 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the leaf spring 230 of the present invention includes a fixed frame 232, a moving frame 234, a spring arm 236, and a stopper part 238, and a fixed frame 232 and a moving frame. 234, spring arm 236 arm and stopper portion 238 are integrally molded and located in the same plane.

고정 프레임(232)은 베이스(300)의 일측에 결합되고, 이동 프레임(234)은 보빈(210)의 일측에 결합됨으로써, 보빈 어셈블리(200)와 베이스(300)가 체결된다.The fixed frame 232 is coupled to one side of the base 300, the moving frame 234 is coupled to one side of the bobbin 210, the bobbin assembly 200 and the base 300 is fastened.

스프링 암(236)은 고정 프레임(232)과 이동 프레임(234) 사이에 연결되어 있고, 스토퍼부(238)는 고정 프레임(232)에 마련된다. 스프링 암(236)은 보빈(210)의 수직 이동에 따라 왕복 운동을 한다.한편, 도시된 스프링 암(236)은 규칙적인 파문의 개곡선(開曲線) 형상이고 도시된 스토퍼부(238)는 레버 형상이지만, 그 형상에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.The spring arm 236 is connected between the fixed frame 232 and the moving frame 234, the stopper portion 238 is provided in the fixed frame 232. The spring arm 236 reciprocates in accordance with the vertical movement of the bobbin 210. On the other hand, the illustrated spring arm 236 is a regular rippled open curve shape and the illustrated stopper portion 238 is Although it is a lever shape, this invention is not limited by the shape.

보빈 어셈블리(200)와 베이스(300)의 체결시, 판 스프링(230)에 탄성 변위가 발생하면 스프링 암(236)과 고정 프레임(232) 및 이동 프레임(234)이 연결되는 곳의 응력이 가장 크며, 판 스프링(230)의 외측 부분과 베이스(300)의 내측벽이 과잉 접촉됨으로써 마찰이 발생하면 스프링 암(236)과 고정 프레임(232) 및 이동 프레임(234)이 연결되는 곳에 과잉 응력이 나타나게 되어 스프링 암(236)은 탄성을 잃게 된다. When the bobbin assembly 200 and the base 300 are fastened, when an elastic displacement occurs in the leaf spring 230, the stress where the spring arm 236 is connected to the fixed frame 232 and the moving frame 234 is most When the friction occurs due to the excessive contact between the outer portion of the leaf spring 230 and the inner wall of the base 300, the excess stress is generated where the spring arm 236 and the fixed frame 232 and the moving frame 234 are connected. It will appear that spring arm 236 loses its elasticity.

따라서, 스토퍼부(238)를 판 스프링(230)의 고정 프레임(232)에 마련함으로써, 보빈 어셈블리(200)와 베이스(300)의 체결시 판 스프링(230)에 탄성 변위가 발 생하면, 스토퍼부(238)는 보빈(210)을 접촉 지지하여 보빈(210)의 고정 프레임(232) 방향으로의 이동을 제한함으로써 판 스프링(230)의 탄성 변위는 제한된다.Therefore, when the stopper portion 238 is provided on the fixing frame 232 of the leaf spring 230, when an elastic displacement occurs in the leaf spring 230 when the bobbin assembly 200 and the base 300 are fastened, the stopper The portion 238 is in contact with the bobbin 210 to limit the movement of the bobbin 210 in the direction of the fixed frame 232, the elastic displacement of the leaf spring 230 is limited.

한편, 고정 프레임(232)에 마련되는 스토퍼부(238)는 고정 프레임(232)의 외곽으로부터 90도 절곡되어 보빈(210)의 중심으로 연장되며, 스토퍼부(238)의 최대 연장 길이는 이동 프레임(234)의 내주까지이다. 그리고 스토퍼부(238)는 소정 거리 이격되며 서로 평행한 적어도 한 쌍으로 이루어진다. 또한, 스토퍼부(238)는 서로 인접한 2개의 스프링 암(236) 사이에 배치되며, 스토퍼부(238)의 폭은 스프링 암(236)의 폭보다 넓게 형성된다. 예를 들어, 스토퍼부(238)의 폭은 700μm 내지 800μm의 폭을 갖도록 형성한다.On the other hand, the stopper portion 238 provided in the fixed frame 232 is bent 90 degrees from the outside of the fixed frame 232 extends to the center of the bobbin 210, the maximum extension length of the stopper portion 238 is a moving frame Until 234. The stoppers 238 are spaced at a predetermined distance and are formed in at least one pair parallel to each other. In addition, the stopper portion 238 is disposed between two spring arms 236 adjacent to each other, the width of the stopper portion 238 is formed wider than the width of the spring arm 236. For example, the width of the stopper portion 238 is formed to have a width of 700 μm to 800 μm.

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.Although embodiments according to the present invention have been described above, these are merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments of the present invention are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the following claims.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view of a voice coil motor according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 보빈 어셈블리, 베이스 및 판 스프링의 사시도이다.2 is a perspective view of a bobbin assembly, a base, and a leaf spring according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 판 스프링의 평면도이다.3 is a plan view of a leaf spring according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>Description of the main parts of the drawing

100...보이스 코일 모터 200...보빈 어셈블리100 ... Voice Coil Motor 200 ... Bobbin Assembly

210...보빈 220...코일210 Bobbin 220 Coil

230...판 스프링 232...고정 프레임230 ... leaf spring 232 ... fixed frame

234...이동 프레임 236...스프링 암234 Travel frame 236 Spring arm

238...스토퍼부 300...베이스238 ... stopper 300 ... base

400...커버 410...하우징400 ... cover 410 ... housing

420...영구 자석 430...스페이서420 ... permanent magnet 430 ... spacer

Claims (10)

수직 이동 가능한 보빈과, 상기 보빈의 외주면에 권선되며 입력 전류에 따라 자기장을 발생하는 코일을 포함하는 보빈 어셈블리;A bobbin assembly including a vertically movable bobbin and a coil wound around an outer circumferential surface of the bobbin and generating a magnetic field according to an input current; 상기 보빈 어셈블리가 지지되는 베이스;A base on which the bobbin assembly is supported; 상기 베이스의 일측에 결합되는 고정 프레임과, 상기 보빈의 일측에 결합되는 이동 프레임과, 상기 고정 프레임과 상기 이동 프레임을 연결하는 스프링 암과, 상기 보빈을 접촉 지지하며 상기 보빈의 변위를 제한하는 스토퍼부가 마련되는 판 스프링; 을 포함하는 보이스 코일 모터.A fixed frame coupled to one side of the base, a movable frame coupled to one side of the bobbin, a spring arm connecting the fixed frame and the movable frame, and a stopper for supporting the bobbin and limiting the displacement of the bobbin. Leaf springs are provided; Voice coil motor comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 보빈 어셈블리와 상기 베이스의 체결시, 상기 스토퍼부는 상기 판 스프링의 탄성 변위를 제한하는 보이스 코일 모터.And a voice coil motor for limiting the elastic displacement of the leaf spring when the bobbin assembly and the base are fastened. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 보빈 어셈블리와 상기 베이스의 체결시, 상기 베이스와 상기 판 스프링의 접촉에 의하여 발생하는 상기 판 스프링의 변형을 방지하기 위하여, 상기 스토퍼부는 상기 보빈을 접촉 지지하는 보이스 코일 모터.And the stopper part contacts and supports the bobbin in order to prevent deformation of the leaf spring caused by contact between the base and the leaf spring when the bobbin assembly and the base are fastened. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 보빈 어셈블리와 상기 베이스의 체결시, 상기 스토퍼부는 상기 보빈의 상기 고정 프레임 방향으로의 이동을 제한하는 보이스 코일 모터.And the stopper portion restricts movement of the bobbin in the fixed frame direction when the bobbin assembly and the base are fastened. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스토퍼부는 상기 고정 프레임에 마련되고, 상기 고정 프레임의 외곽으로부터 90도 절곡되어 상기 보빈의 중심으로 연장되는 보이스 코일 모터. The stopper part is provided in the fixed frame, the voice coil motor is bent 90 degrees from the outside of the fixed frame to extend to the center of the bobbin. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스토퍼부의 최대 연장 길이는 상기 이동 프레임의 내주까지인 보이스 코일 모터.And a maximum extension length of the stopper portion is up to an inner circumference of the moving frame. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스토퍼부는 소정 거리 이격되며 서로 평행한 적어도 한 쌍으로 이루어지는 보이스 코일 모터.The stopper part is a voice coil motor of at least one pair spaced apart from each other and parallel to each other. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스토퍼부는 서로 인접한 2개의 상기 스프링 암 사이에 배치되는 보이스 코일 모터.And the stopper portion is disposed between two spring arms adjacent to each other. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스토퍼부의 폭은 상기 스프링 암의 폭보다 넓은 보이스 코일 모터.A voice coil motor having a width greater than that of the spring arm. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스프링 암은 상기 보빈의 수직 이동에 따라 탄성 변형되며, 개곡선(開曲線) 형상인 보이스 코일 모터.The spring arm is elastically deformed according to the vertical movement of the bobbin, the voice coil motor having a curved line shape.
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