KR20110029345A - 보이스 코일 모터 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

렌즈가 체결되는 보빈; 상기 보빈이 수용되는 베이스; 상기 보빈 및 상기 베이스에 각각 마련되어 상기 보빈을 상기 렌즈의 광축 방향으로 이동시키는 코일 및 마그네트; 상기 보빈을 탄성 지지하는 것으로, 상기 코일의 단부가 전기적으로 연결되고, 상기 코일의 통전 테스트를 위한 탐침이 접촉되는 단자부가 마련되는 판 스프링; 상기 단자부에 상기 탐침이 접촉되는 면의 배면에 마련되는 본딩부; 를 포함하는 보이스 코일 모터 및 그 제조 방법이 기재된다.

Description

보이스 코일 모터 및 그 제조 방법{VOICE COIL MOTOR AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 보이스 코일 모터 및 그 제조 방법에 관한 것으로서 보빈, 베이스, 코일 및 마그네트, 판 스프링 등을 포함하는 보이스 코일 모터 및 그 제조 방법에 대한 것이다.

일반적으로 휴대 전화기의 카메라나 디지털 카메라와 같은 소형 광학 기기에 사용되는 카메라 모듈에는 배율 조정이나 초점 조절을 위하여 액추에이터(Actuator)가 마련된다.

이러한 액추에이터는 크게 VCM(Voice Coil Motor) 방식, PZT(Piezo Actuators) 방식 및 회전 모터 방식으로 나눌 수 있다. 이 중 보이스 코일 모터는 스피커의 보이스 코일에 흐르는 음성 전류와 마그네트에서 발생하는 자기력 사이에 플레밍의 왼손 법칙에 의한 힘이 발생하여 스피커의 진동관이 앞뒤로 진동하는 것에 착안하여 개발된 모터로서, 체적이 작고, 전기소모량이 적으며, 작동변위가 정 확하고, 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.

한편, 보이스 코일 모터의 가동부는 코일과 보빈 등을 포함하고, 보이스 코일 모터의 고정부는 베이스, 하우징, 요크, 스페이서, 마그네트 등을 포함한다.

그리고 보이스 코일 모터는 작동속도나 복원속도를 가속시키기 위하여 가동부와 고정부 사이를 기구적으로 고정, 지지하는 판 스프링을 포함한다.

보이스 코일 모터를 구동시키기 위해서는 판 스프링의 단자부에 전류를 인가하여야 하며, 베이스의 바닥면에 홀(직사각형 또는 직사각형의 일면이 트인 형상)을 만들어 판 스프링의 단자부를 돌출시킨다. 판 스프링에 인가된 전류는 판 스프링에 전기적으로 연결되는 코일에 인가된다.

그러나, 코일의 통전 테스트를 위하여 탐침을 판 스프링의 단자부에 접촉시키면, 전류가 인가되어 판 스프링의 단자부는 좌우 및 앞뒤로 동요하게 된다. 그 결과 판 스프링의 들뜸 또는 판 스프링의 변형이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 반복적으로 코일의 통전 테스트를 하면, 단자부의 미세 유동에 의하여 보이스 코일 모터의 렌즈의 광축이 틸팅(Tilting)되는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 탐침이 접촉되는 판 스프링 단자부의 면의 배면에 본딩부를 마련함으로써 보이스 코일 모터의 구조를 안정화시키고, 신뢰할 수 있는 보이스 코일 모터의 성능 측정값을 확보할 수 있다.

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.

본 발명의 보이스 코일 모터는, 렌즈가 체결되는 보빈; 상기 보빈이 수용되는 베이스; 상기 보빈 및 상기 베이스에 각각 마련되어 상기 보빈을 상기 렌즈의 광축 방향으로 이동시키는 코일 및 마그네트; 상기 보빈을 탄성 지지하는 것으로, 상기 코일의 단부가 전기적으로 연결되고, 상기 코일의 통전 테스트를 위한 탐침이 접촉되는 단자부가 마련되는 판 스프링; 상기 단자부에 상기 탐침이 접촉되는 면의 배면에 마련되는 본딩부; 를 포함한다.

한편, 본 발명의 보이스 코일 모터의 제조 방법은 베이스와 판 스프링을 체결하기 위하여, 상기 판 스프링에 마련된 단자부를 상기 판 스프링의 면에 대하여 수직으로 절곡하여 상기 단자부가 관통되도록 상기 베이스에 형성된 캐비티에 삽입 하는 단계; 상기 캐비티에 열경화성 수지를 도포하는 단계; 를 포함한다.

본 발명에 따르면, 단자부가 관통되도록 베이스에 형성되는 캐비티(cavity)와, 캐비티에 채워지는 접착제를 포함하는 본딩부를 마련하고, 접착제는 단자부와 인접한 판 스프링의 외부 프레임의 일부 및 캐비티를 포함한 베이스의 일부를 서로 접착시킴으로써 단자부를 고정하여, 판 스프링의 들뜸 또는 판 스프링의 변형을 방지하여 보이스 코일 모터의 구조를 안정화시킨다.

그리고, 단자부의 미세 유동에 의하여 보이스 코일 모터의 렌즈의 광축이 틸팅(Tilting)되는 현상을 방지하여, 신뢰할 수 있는 보이스 코일 모터의 성능 측정값을 확보한다.

또한, 보이스 코일 모터의 구동시 판 스프링의 들뜸이나 변형을 방지하여 보이스 코일 모터의 구동 안정성을 확보한다.

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 사상 에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보이스 코일 모터(100)의 분해 사시도이다. 이를 참조하면, 보빈(200), 베이스(300), 코일(500) 및 마그네트(510), 판 스프링(400), 요크(520)를 포함하는 보이스 코일 모터(100)가 도시된다.

보빈(200)은 렌즈의 광축을 따라 이동이 가능하고, 외주면에는 코일(500)이 권선된다. 또한 보빈(200)은 렌즈를 고정할 수 있는 렌즈 고정부를 구비하고 있으므로 경통 형상으로 형성될 수 있으며, 카메라 렌즈 홀더 또는 자기 헤드 등일 수 있다.

코일(500)은 보빈(200)의 외주면에 권선되며, 입력되는 전류의 크기 및 방향에 따라 자기장을 형성하고, 인접한 마그네트(510)와의 인력 및 척력에 의하여 보빈(200)을 렌즈의 광축을 따라 이동시킨다. 일반적으로 코일(500)은 원형 형태의 환선과 사각형 형태의 편각선 코일로 나눌 수 있으며, 재질은 구리선이나 알루미늄선으로 사용하며 구리와 알루미늄이 합쳐진 복합선을 사용하기도 한다.

베이스(300)는 코일(500)이 권선된 보빈(200)을 지지하기 위한 것으로서 내부에 일정한 공간을 가지고 상하면이 개방되어 있다. 베이스(300)의 내부에는 코일(500)이 권선된 보빈(200), 판 스프링(400), 마그네트(510), 스페이서(530) 등이 수용되며, 베이스(300)의 일측은 판 스프링(400)의 일측과 접한다. 그리고 베이스(300)의 상부에는 커버(540)가 결합된다. 도시된 베이스(300)는 사각 기둥 형상이지만 원 기둥이나 다각형 기둥 등도 무방하며 그 형상에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

요크(520)는 마그네트(510)에서 발생한 자기장의 방향을 가이드 하는 자로(磁路) 역할을 하면 커버(540)와 결합되고, 내부에 일정한 공간을 갖고 상하면이 개방된 직육면체의 형상을 갖는다. 요크(520)의 내부에는 마그네트(510)가 결합된다.

마그네트(510)는 코일(500)의 전류에 의하여 형성된 자기장과 상호 작용을 할 수 있는 자기장을 발생시켜 보빈(200)을 렌즈의 광축을 따라 이동시킨다. 즉 마그네트(510)와 코일(500)에서 생성된 각각의 자기장들이 플레밍의 왼손 법칙에 의하여 상호 간에 작용하여 보빈(200)을 이동시킨다. 여기서 마그네트(510)의 종류는 페라이트(ferrite), 알리코(alnico), 희토류 자석 등으로 크게 나눌 수 있으며, 자기 회로의 형태에 의하여 내자형(P-type)과 외자형(F-type)으로 분류할 수 있다.

판 스프링(400)은 보빈(200)의 일측에 결합되어 보빈(200)을 탄성적으로 지지하며, 탄성력을 가진 금속 재질이면 어떠한 것도 무방하다. 한편, 판 스프링(400)은 그 두께가 두꺼워지면 보빈(200)의 구동에 많은 힘이 소요되므로 감도가 떨어지는 문제가 발생한다.따라서, 판 스프링(400)의 두께는 보빈(200)의 크기 및 성능에 따라 다양하게 변경할 수 있다.

한편, 본 발명의 판 스프링(400)은 외부 프레임(410), 내부 프레임(430), 스프링 암(420) 및 단자부(440)를 포함한다. 외부 프레임(410), 내부 프레임(430), 스프링 암(420) 및 단자부(440)는 일체로 형성되며, 동일한 평면에 위치한다.

외부 프레임(410)은 베이스(300)에 결합되고 내부 프레임(430)은 보빈(200)에 결합됨으로써 베이스(300)와 보빈(200)이 체결된다.

스프링 암(420)은 외부 프레임(410)과 내부 프레임(430)을 탄성적으로 연결하며 보빈(200)이 렌즈의 광축 방향으로 이동함에 따라 탄성 변형된다. 한편, 도시된 스프링 암(420)은 규칙적인 파문의 개곡선(開曲線) 형상이지만, 그 형상에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

단자부(440)는 판 스프링(400)의 외부 프레임(410)에 마련되고, 외부 프레임(410)의 외측을 향하여 돌출된다. 그리고 판 스프링(400)의 면에 대하여 수직으로 절곡됨으로써 베이스(300)에 형성된 캐비티(cavity)(310)에 삽입된다. 단자부(440)에 전류를 인가함으로써 보이스 코일 모터(100)가 구동되며, 단자부(440)에 탐침을 접촉시켜 코일(500)의 통전 테스트를 할 수 있다.

도 2는 본 발명의 베이스(300)에 형성되는 본딩부(330)를 도시한 확대 사시도이다. 이를 참조하면, 상술한 바와 같이 판 스프링(400)에 마련된 단자부(440)가 판 스프링(400)의 면에 대하여 수직으로 절곡되어, 베이스(300)에 형성된 캐비티(310)에 삽입됨으로써 판 스프링(400)이 베이스(300)에 결합된다.

한편, 본딩부(330)는 단자부(440)가 관통되도록 베이스(300)에 형성되는 캐비티(310)와 캐비티(310)에 채워지는 접착제(320)를 포함한다. 접착제(320)는 단자부(440)와 인접한 판 스프링(400)의 외부 프레임(410)의 일부 및 캐비티(310)를 포함한 베이스(300)의 일부를 서로 접착시킨다. 한편, 접착제(320)로 에폭시 등의 열경화성 수지를 사용할 수 있다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등 한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보이스 코일 모터의 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명의 베이스에 형성되는 본딩부를 도시한 확대 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100...보이스 코일 모터 200...보빈

300...베이스 310...캐비티(cavity)

320...접착제 330...본딩부

400...판 스프링 410...외부 프레임

420...스프링 암 430...내부 프레임

440...단자부 500...코일

510...마그네트 520...요크

530...스페이서 540...커버

Claims (7)

1. 렌즈가 체결되는 보빈;

   상기 보빈이 수용되는 베이스;

   상기 보빈 및 상기 베이스에 각각 마련되어 상기 보빈을 상기 렌즈의 광축 방향으로 이동시키는 코일 및 마그네트;

   상기 보빈을 탄성 지지하는 것으로, 상기 코일의 단부가 전기적으로 연결되고, 상기 코일의 통전 테스트를 위한 탐침이 접촉되는 단자부가 마련되는 판 스프링;

   상기 단자부에 상기 탐침이 접촉되는 면의 배면에 마련되는 본딩부; 를 포함하는 보이스 코일 모터.
2. 제1항에 있어서,

   상기 단자부는, 상기 베이스에 결합되는 외부 프레임과 상기 보빈에 결합되는 내부 프레임과 상기 외부 프레임과 상기 내부 프레임을 탄성적으로 연결하는 스프링 암을 포함하는 상기 판 스프링에 마련되고, 상기 외부 프레임의 외측을 향하여 돌출되는 보이스 코일 모터.
3. 제1항에 있어서,

   상기 본딩부는, 상기 단자부가 관통되도록 상기 베이스에 형성되는 캐비티(cavity)와, 상기 캐비티에 채워지는 접착제를 포함하는 보이스 코일 모터.
4. 제3항에 있어서,

   상기 접착제는, 열경화성 수지 또는 자외선(UV) 경화 본드인 보이스 코일 모터.
5. 제3항에 있어서,

   상기 단자부는, 상기 판 스프링의 면에 대하여 절곡되어 상기 캐비티에 삽입되는 보이스 코일 모터.
6. 제3항에 있어서,

   상기 접착제는, 상기 단자부와 인접한 상기 외부 프레임의 일부 및 상기 캐비티를 포함한 상기 베이스의 일부를 서로 접착시키는 보이스 코일 모터.
7. 베이스와 판 스프링을 체결하기 위하여, 상기 판 스프링에 마련된 단자부를 상기 판 스프링의 면에 대하여 수직으로 절곡하여 상기 단자부가 관통되도록 상기 베이스에 형성된 캐비티에 삽입하는 단계;

   상기 캐비티에 열경화성 수지를 도포하는 단계; 를 포함하는 보이스 코일 모터의 제조 방법.

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