KR20110076063A - 보이스 코일 모터 - Google Patents

Abstract

렌즈가 장착되는 보빈; 상기 보빈이 이동 가능하게 수납되는 하우징; 상기 하우징에 설치되는 마그네트; 상기 보빈의 외부에 설치되어 상기 마그네트와 대면되는 코일; 상기 하우징에 상기 보빈을 탄성적으로 연결하는 판 스프링; 을 포함하며, 상기 판 스프링에는 상기 코일과 전기적으로 연결되는 솔더링부가 형성되고, 상기 솔더링부의 기구적 간섭을 회피하는 회피부가 상기 보빈에 마련되는 보이스 코일 모터가 기재된다.

Description

보이스 코일 모터{VOICE COIL MOTOR}

본 발명은 보이스 코일 모터에 관한 것으로서, 특히 보빈, 판 스프링 및 코일을 포함하는 보이스 코일 모터에 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 정확하고, 가격이 저렴한 점 등의 장점을 가지고 있으므로, 카메라 모듈에서 렌즈의 이동과 같이 비교적 짧은 거리를 정밀하게 직선으로 이동시키는 액추에이터에 적합 하다. 따라서, 보이스 코일 모터는 카메라의 자동초점조절장치 등에 사용된다.

이러한 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.

한편, 보빈과 판 스프링은 인서트(Insert), 히팅(Heating), 본딩(Bonding) 등의 다양한 방법으로 결합되고, 코일의 양끝단과 땜납의 솔더링부는 외곽으로 돌출되는 구조를 가진다.

그러나 상술한 보이스 코일 모터의 구조는 땜납이 보빈의 외부로 돌출되기 때문에 보이스 코일 모터의 구동 시 땜납에 인접하고 있는 요크와 접촉 및 간섭이 발생될 수 있는 문제점이 있다.

또한, 보이스 코일 모터의 외곽에 마련되는 하우징, 요크 등의 외경 또는 크기가 커지기 때문에 보이스 코일 모터의 소형화가 쉽지 않은 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 보빈과 판 스프링에서의 솔더링부의 위치를 보빈에 마련된 회피부 안쪽에 마련하여 솔더링 시 발생하는 문제점을 최소화시키는 보이스 코일 모터를 제공하기 위한 것이다.

일 실시예로, 본 발명의 보이스 코일 모터는 렌즈가 장착되는 보빈; 기 보빈이 이동 가능하게 수납되는 하우징; 기 하우징에 설치되는 마그네트; 기 보빈의 외부에 설치되어 상기 마그네트와 대면되는 코일; 기 하우징에 상기 보빈을 탄성적으로 연결하는 판 스프링; 을 포함하며, 기 판 스프링에는 상기 코일과 전기적으로 연결되는 솔더링부가 형성되고, 기 솔더링부의 기구적 간섭을 회피하는 회피부가 상기 보빈에 마련된다.

일 실시예로, 상기 보빈의 광축 방향에서 보았을 때 상기 솔더링부는 상기 보빈의 외주면보다 안쪽에 위치된다.

일 실시예로, 상기 회피부는 상기 판 스프링이 안착되는 상기 보빈의 단부에 형성되고 상기 판 스프링이 안착되는 면과 상기 보빈의 외측을 향하여 개구된다.

본 발명의 보이스 코일 모터에 따르면, 코일과 판 스프링을 솔더링할 때 발 생하는 땜납의 회피 공간을 보빈에 마련함으로써 보이스 코일 모터의 구동 시 땜납과 요크, 하우징 등의 접촉 또는 간섭을 방지한다. 또한, 솔더링 후 땜납이 차지하는 공간이 보빈의 외주면 안쪽에 위치함으로써 보이스 코일 모터를 소형으로 제작할 수 있다. 그리고 보빈에 마련된 회피 공간이 땜납을 수용하는 탱크 역할을 하여 솔더링 시 땜납이 판 스프링의 아래로 흘러내려도 다른 부품에 영향을 주지 않는다. 한편, 코일이 땜납의 회피 공간 안으로 들어가기 때문에 코일의 잔선이 다른 부품에 간섭 또는 접촉되는 것을 방지한다.

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 일 실시예에 따른 보이스 코일(200) 모터(10)의 분해 사시도이다. 도 1을 참조하면, 보빈(100), 베이스(800), 코일(200), 마그네트(500), 판 스프링(300), 요크(600) 및 하우징(400)을 포함하는 보이스 코일(200) 모터(10)가 도시된다.

보빈(100)은 렌즈의 광축을 따라 이동이 가능하고, 외주면에는 코일(200)이 권선된다. 또한 보빈(100)은 렌즈를 고정할 수 있는 렌즈 고정부를 보빈(100)의 내경에 구비하고 있으므로 경통 형상으로 형성될 수 있으며, 이는 카메라 렌즈 홀더 또는 자기 헤드 등일 수 있다.

코일(200)은 보빈(100)의 외주면에 권선되며, 입력되는 전류의 크기 및 방향에 따라 자기장을 형성하고, 인접한 마그네트(500)와의 인력 및 척력에 의하여 보빈(100)을 렌즈의 광축을 따라 이동시킨다. 일반적으로 코일(200)은 원형 형태의 환선과 사각형 형태의 편각선 코일(200)로 나눌 수 있으며, 재질은 구리선이나 알루미늄선으로 사용되며 구리와 알루미늄이 합쳐진 복합선이 사용되기도 한다.

베이스(800)는 코일(200)이 권선된 보빈(100)을 지지하기 위한 것으로서 내부에 일정한 공간을 가지고 상하면이 개방되어 있다. 베이스(800)의 내부에는 코일(200)이 권선된 보빈(100), 판 스프링(300), 마그네트(500), 스페이서(700) 등이 수용되며, 베이스(800)의 일측은 판 스프링(300)의 일측과 접한다. 그리고 베이스(800)의 상부에는 하우징(400)이 결합된다. 도시된 베이스(800)는 사각 기둥 형상이지만 원 기둥이나 다각형 기둥 등도 무방하며 그 형상에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

하우징(400)은 코일(200)이 권선된 보빈(100)의 외주면에 결합된다. 이는 코일(200)이 권선된 보빈(100)을 고정 지지하기 위한 것으로서, 내부에 일정한 공간을 갖고 상하면이 개방된 직육면체의 형상을 갖는다. 하우징(400)의 내부에는 마그네트(500)가 결합된다.

마그네트(500)는 코일(200)의 전류에 의하여 형성된 자기장과 상호 작용을 할 수 있는 자기장을 발생시켜 보빈(100)을 렌즈의 광축을 따라 이동시킨다. 즉 마그네트(500)와 코일(200)에서 생성된 각각의 자기장들이 플레밍의 왼손 법칙에 의하여 상호 간에 작용하여 보빈(100)을 이동시킨다. 여기서 마그네트(500)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.

베이스(800)와 하우징(400)의 내부에는 요크(600)가 설치되는데, 요크(600)는 베이스(800)에 탑재되어 하우징(400)의 내부면에 고정된다. 요크(600)는 링 형상으로 마련되어 하우징(400)에 고정되는 외측벽과 외측벽의 상단면에서 보빈(100)의 중심으로 연장된 링 형상의 연결판을 가진다. 외측벽의 내주면에는 마그네트(500)가 고정되어 코일(200)과 대면된다.

판 스프링(300)은 보빈(100)의 일측에 결합되어 보빈(100)을 탄성적으로 지지하며, 탄성력을 가진 금속 재질이면 어떠한 것도 무방하다. 한편, 판 스프링(300)은 그 두께가 두꺼워지면 보빈(100)의 구동에 많은 힘이 소요되므로 감도가 떨어지는 문제가 발생한다. 따라서, 판 스프링(300)의 두께는 보빈(100)의 크기 및 성능에 따라 다양하게 변경할 수 있으며, 예를 들어 50μm의 두께를 갖도록 형성한다.

도 2는 본 발명의 보빈(100)을 도시한 사시도이다. 도 3은 본 발명의 솔더링부(310) 및 회피부(320)를 도시한 확대 사시도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 보이스 코일(200) 모터(10)는 판 스프링(300), 보빈(100)을 포함한다. 판 스프링(300)과 보빈(100)은 인서트(Insert), 히팅(Heating), 본딩(Bonding) 등의 다양한 방법으로 결합된다.

판 스프링(300)에는 보빈(100)에 권선되는 코일(200)의 양끝단과 코일(200)의 양끝단을 판 스프링(300)에 고정시키는 땜납(312)을 포함하는 솔더링부(310)가 형성되며, 보빈(100)에는 솔더링부(310)의 기구적 간섭을 회피하는 회피부(320)가 마련된다. 즉, 코일(200)과 판 스프링(300)의 솔더링 시 발생하는 땜납(312)의 회피부(320)를 마련함으로써 회피부(320)가 땜납(312)을 수용하는 탱크역할을 하여 솔더링 시 땜납(312)이 스프링 아래로 흘러 내려도 다른 부품에 영향을 주지 않는다.

그리고 솔더링부(310)는 보빈(100)의 광축 방향에서 보았을 때 보빈(100)의 외주면보다 안쪽에 위치하게 된다. 따라서 솔더링 후 땜납(312)이 차지하는 공간이 보빈(100)의 외경 또는 보빈(100)의 최외곽면보다 작게 할 수 있으므로 보이스 코일(200) 모터(10)를 소형을 제작할 수 있다. 그리고 코일(200)이 땜납(312)의 회피 공간 안으로 들어가기 때문에 코일(200)의 잔선이 다른 부품에 간섭 또는 접촉되는 것을 방지한다.

한편, 보빈(100)에 마련되는 회피부(320)는 판 스프링(300)이 안착되는 보빈(100)의 단부에 형성되고 판 스프링(300)이 안착되는 면과 보빈(100)의 외측을 향하여 개구된다. 보빈(100)의 단부에는 판 스프링(300)과 보빈(100)을 결합시키는 제1보스(110) 및 제2보스(120)가 마련되고, 회피부(320)는 상기 제2보스(120) 사이 에 대칭으로 형성된다. 또한, 회피부(320)는 판 스프링(300)에 형성되는 솔더링부(310)와 타면에 마련된다. 그러므로 코일(200)과 판 스프링(300)의 솔더링 시 발생하는 땜납(312)을 수용하는 탱크역할을 하게된다.

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.

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

도 2는 본 발명의 보빈을 도시한 사시도이다.

도 3은 본 발명의 솔더링부 및 회피부를 도시한 확대 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10...보이스 코일 모터 100...보빈

110...제1보스 120...제2보스

200...코일 300...판 스프링

310...솔더링부 312...땜납

320...회피부 400...하우징

500...마그네트 600...요크

700...스페이서 800...베이스

Claims (5)

1. 렌즈가 장착되는 보빈;

   상기 보빈이 이동 가능하게 수납되는 하우징;

   상기 하우징에 설치되는 마그네트;

   상기 보빈의 외부에 설치되어 상기 마그네트와 대면되는 코일;

   상기 하우징에 상기 보빈을 탄성적으로 연결하는 판 스프링; 을 포함하며,

   상기 판 스프링에는 상기 코일과 전기적으로 연결되는 솔더링부가 형성되고,

   상기 솔더링부의 기구적 간섭을 회피하는 회피부가 상기 보빈에 마련되는 보이스 코일 모터.
2. 제1항에 있어서,

   상기 보빈의 광축 방향에서 보았을 때 상기 솔더링부는 상기 보빈의 외주면보다 안쪽에 위치되는 보이스 코일 모터.
3. 제1항에 있어서,

   상기 회피부는, 상기 판 스프링이 안착되는 상기 보빈의 단부에 형성되고 상기 판 스프링이 안착되는 면과 상기 보빈의 외측을 향하여 개구되는 보이스 코일 모터.
4. 제1항에 있어서,

   상기 판 스프링과 상기 보빈을 결합시키는 제1보스 및 제2보스가 상기 보빈의 단부에 마련되고,

   상기 회피부는 상기 제2보스 사이에 대칭으로 형성되는 보이스 코일 모터.
5. 제1항에 있어서,

   상기 회피부는 상기 판 스프링에 형성되는 상기 솔더링부와 타면에 마련되는 보이스 코일 모터.

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