KR20110096405A

KR20110096405A - 보이스 코일 모터

Info

Publication number: KR20110096405A
Application number: KR1020100015830A
Authority: KR
Inventors: 유현오; 이상희
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2010-02-22
Filing date: 2010-02-22
Publication date: 2011-08-30
Also published as: CN102163905B; US8368256B2; CN102163905A; US20110204731A1; KR101220735B1

Abstract

본 발명의 보이스 코일 모터는 개구를 갖는 베이스, 베이스 상에 배치되며 중공을 갖는 보빈 및 보빈의 외측면을 따라 배치된 코일을 포함하는 가동자, 베이스 상에 배치되며 코일과 이격 되고 코일을 감싸는 프레임 형상의 마그네트를 포함하는 고정자 및 마그네트의 상면 및 마그네트 하우징의 후면을 덮고 베이스에 결합 된 케이스를 포함한다.

Description

보이스 코일 모터{VOICE COIL MOTOR}

본 발명은 보이스 코일 모터에 관한 것이다.

최근 들어, 다양한 광학 장치, 예를 들면, 초소형 디지털 카메라가 내장된 휴대폰, 고해상도 디지털 카메라 등이 개발되고 있다.

종래 휴대폰 등에 적용되는 초소형 디지털 카메라의 경우, 이미지 센서와 배율 및 초점을 조절하는 렌즈 사이의 간격을 조절할 수 없었으나, 최근 이미지 센서와 렌즈 사이의 간격을 조절하는 보이스 코일 모터와 같은 렌즈 구동 장치가 개발됨에 따라 이미지 센서 및 렌즈 사이의 간격을 조절할 수 있게 되었다.

보이스 코일 모터는 베이스, 렌즈가 수납되는 보빈과 보빈을 감싸는 코일을 포함하며 베이스에 결합 되는 가동자, 가동자와 마주보도록 가동자의 외측면에 배치되는 마그네트 및 마그네트를 고정하는 요크 및 마그네트와 요크를 감싸는 하우징을 포함하는 고정자, 가동자의 상면 및 하면에 배치되어 고정자를 탄력적으로 지지하는 판 스프링, 판 스프링 및 고정자 사이에 배치되는 스페이서 및 상술한 구성 요소들을 감싸는 케이스를 포함한다.

이와 같이 구성된 보이스 코일 모터는 코일로부터 발생 된 전기력선과 코일과 마주하는 마그네트의 자기력선에 따른 인력 및 척력을 이용하여 이미지 센서와 렌즈 사이의 간격을 조절한다.

그러나, 요크에 고정되는 마그네트로 고가의 소결 마그네트를 사용하고, 길이간 긴 마그네트를 여러 조각으로 분리한 후, 분리된 마그네트를 요크에 접착 고정시키기 때문에 마그네트 및 요크의 조립이 시간이 많이 소요되고, 제품의 제조 비용이 상승되는 문제점을 갖는다.

또한, 코일 및 마그네트에서 발생 되는 자기장을 차폐하고, 마그네트를 고정하기 위해서 요크, 하우징 및 스페이서 등과 같은 부품이 사용되기 때문에 제품의 제조비용이 상승 되고, 보이스 코일 모터의 스핀들 모터를 조립과정이 복잡하며, 조립시간이 많이 소요되어 제품의 생산성을 저하되는 문제점이 있다.

또한, 코일 및 마그네트에서 발생 되는 자기장을 차폐하고, 마그네트를 고정하기 위해서 요크, 하우징 및 스페이서 등과 같은 부품이 사용되면, 각 부품 간의 조립 공차를 정밀하게 관리하는 것이 어려운 문제점을 갖는다.

본 발명은 프레임 형상의 마그네트를 사용하여 고정자에 사용되는 부품 수를 줄이고, 조립 공정을 단순화 및 제품의 제조 원가를 절감한 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 개구를 갖는 베이스, 상기 베이스 상에 배치되며 중공을 갖는 보빈 및 상기 보빈의 외측면을 따라 배치된 코일을 포함하는 가동자, 상기 베이스 상에 배치되며 상기 코일과 이격 되고 상기 코일을 감싸는 프레임 형상의 마그네트를 포함하는 고정자 및 상기 마그네트의 상면 및 상기 마그네트 하우징의 후면을 덮고 상기 베이스에 결합 된 케이스를 포함한다.

본 발명의 보이스 코일 모터에 따르면, 마그네트 파티클 및 접착제를 혼합하여 마그네트를 사출 성형함으로써, 마그네트의 대량 생산이 가능하여 마그네트의 제조 원가를 절감할 수 있고, 마그네트의 품질을 균일하게 관리할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 보이스 코일 모터에 따르면, 마그네트를 프레임 형상으로 사출 성형하여 마그네트가 고정자 역할을 하도록 하고, 마그네트의 하면에 절연부재를 부착하여 스페이서를 사용하지 않음으로써, 조립 부품의 수를 현저하게 줄여 제조 원가를 절감하고, 조립 공정을 단순화하고 조립 공정에 걸리는 시간을 절감하여 제품의 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 조립해야 할 부품의 수가 줄어들면 부품 간의 조립 공차 관리가 용이하기 때문에 제품의 신뢰성이 향상될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 고정자를 도시한 사시도이다.
도 3는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고정자를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보이스 코일 모터의 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 내려져야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 보이스 코일 모터(600)는 베이스(100), 가동자(200), 고정자(300), 하부 판 스프링(410), 상부 판 스프링(420) 및 케이스(500)를 포함한다.

베이스(100)는, 예를 들어, 개구(102)를 갖는 사각 프레임 형상을 가질 수 있다.

베이스(100)의 상면과 하면을 연결하는 베이스(100)의 외측면에는 후술 될 케이스(500)와 결합 되는 걸림 돌기(105)들이 일정 간격으로 돌출된다. 본 발명의 일실시예에서, 베이스(100)의 개구(102)는, 평면상에서 보았을 때, 원형 형상을 가질 수 있다.

가동자(200)는 베이스(100) 상면에 배치된다. 가동자(200)는 베이스(100)에 대하여 상하로 구동되어 렌즈(미도시)를 베이스(100)에 대하여 상하로 이동시킨다.

가동자(200)는 보빈(210) 및 코일(220)을 포함한다.

보빈(210)은 렌즈를 고정하는 역할을 하며, 보빈(210)은 베이스(100)의 상면에 배치된다. 보빈(210)에는 보빈(210)의 상면으로부터 하면까지 관통하는 원형의 중공(205)이 형성되는데, 중공(205)은 베이스(100)의 개구(102)와 대응하여 형성된다. 중공(205)으로 인해 형성된 보빈(210)의 내측벽에는 렌즈가 수납된 렌즈 케이스(미도시)를 고정하기 위한 나선 형상의 홈이 형성되고, 나선 형상의 홈에 의하여 렌즈는 보빈(210)의 중공(205)에 고정된다.

보빈(210)의 외측면 하단부에는, 예를 들어, 후술 될 하부 판 스프링(410)을 고정하기 위한 삽입홈(215)이 형성된다. 보빈(210)의 상단부에는 후술 될 상부 판 스프링(420)이 배치되는 걸림턱이 형성될 수 있다.

가동자(200)의 구성 요소 중 나머지 하나인 코일(220)은 보빈(210)의 외측면에 권선 된다. 코일(220)의 양단부들은 후술 될 각 하부 판 스프링(410)들과 전기적으로 연결되고, 하부 판 스프링(410)을 통해 코일(220)로 전류와 같은 구동 신호가 제공된다.

도 2는 도 1에 도시된 고정자를 도시한 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 고정자(300)는 프레임 형상의 마그네트를 포함한다. 고정자(300; 이하, 설명의 편의상 마그네트라 칭하기로 하며 참조부호 300을 부여하기로 한다)는 코일(220)을 감싸고, 마그네트(300)는 베이스(100)의 상면에 배치되며, 마그네트(300) 및 코일(220)은 상호 이격 된다.

본 발명의 일실시예에 의한 마그네트(300)는 사각 프레임 형상을 갖는다. 마그네트(300)의 내측면에는 돌출부(302), 챔퍼부(305) 및 삽입홈(307)이 형성될 수 있다.

돌출부(302)는 마그네트(300)의 내측면 중 인접한 2 개의 측면들이 만나는 4개의 모서리로부터 곡면으로 돌출된다.

챔퍼부(305)는 후술 될 하부 판 스프링(410)과 마그네트(300)가 간섭되지 않도록 형성한 것으로, 마그네트(300)의 내측면 중 베이스(100) 접하는 하면으로부터 코일(220)의 하측 단부와 대응하는 부분까지 사선으로 절단하여 형성한다. 챔퍼부(305)로 인해 마그네트(300)의 하면 폭은 마그네트(300)의 상면 폭보다 좁게 형성된다.

삽입홈(307)은 마그네트(300)의 내측면 중 마그네트(300)의 상단부 일정부분에 형성되며, 후술 될 상부 판 스프링(420)을 고정하기 위해 형성된다.

마그네트(300)의 하면에는 후술 될 하부 판 스프링(410)과 마그네트(300)를 절연시키기 위한 절연 부재(310)가 배치될 수 있다. 절연부재(310)는 절연성 테이프를 마그네트(300)의 하면에 접착시켜 형성 또는 마그네트(300)의 하면에 절연 물질을 도포한 후 경화시켜 형성할 수 있다.

도 3는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고정자를 도시한 사시도이다.

도 3에 도시된 마그네트(300)는 마그네트(300)의 형상을 제외하면 앞서 도 1 내지 도 2에 도시된 마그네트(300)와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 동일한 구성 요소에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.

도 3을 참조하면, 마그네트(300)는 원통 형상으로, 마그네트(300)의 내측면은 코일(220)의 외주면과 동일한 간격으로 형성된다.

도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 마그네트(300)는 마그네트 파티클과 접착제를 금형에 넣어 사출 성형한 것으로, 가격이 저렴하고, 대량 생산이 가능하며, 품질을 균일하게 관리할 수 있다는 이점이 있다.

도 1을 다시 참조하면, 하부 판 스프링(410)은 가동자(200)의 하단부에 배치되어 가동자(200)를 탄력적으로 지지한다. 하부 판 스프링(410)의 제1 단부는 보빈(210)에 형성된 삽입홈(215)에 끼워져 보빈(210)에 고정되고, 제1 단부와 대향하는 하부 판 스프링(410)의 제2 단부는 절연 부재(310)가 형성된 마그네트(300)의 하면과 베이스(100)의 상면 사이에 고정된다.

상부 판 스프링(420)은 보빈(210)의 상단부에 배치되어 하부 판 스프링(410)과 함께 가동자(200)를 탄력적으로 지지한다. 즉, 상부 판 스프링(420)의 제3 단부는 보빈(210)의 상단부에 형성된 걸림턱에 결합 되고, 제3 단부와 대향 하는 상부 판 스프링(420)의 제4 단부는 마그네트(300)의 내측면에 형성된 삽입홈(307)에 끼워져 고정된다.

케이스는(500)는 베이스(100)에 차례대로 배치된 가동자(200), 하부 판 스프링(410), 마그네트(300) 및 상부 판 스프링(420)이 분리되지 않도록 이들을 덮고, 케이스(500)는 베이스(100)에 후크 결합 된다. 케이스(500)는 보빈(210)의 상면 및 마그네트(300)의 상면을 덮는 케이스 상부판(520) 및 케이스 상부판(520)에서 절곡되어 마그네트(300)의 외측면 및 베이스(100)의 외측면을 덮는 케이스 측면판(530)을 포함한다.

케이스 상부판(520)에는 보빈(210)에 결합된 렌즈로 광이 입사될 수 있도록 보빈(210)의 중공(205)과 대응하여 케이스 개구(510)가 형성된다. 케이스 측면판(530)에는 베이스(100)의 걸림 돌기(105)와 결합 되는 결합공(535)이 형성된다.

상술된 보이스 코일 모터(600)의 베이스(100)의 하부에는 렌즈를 통해 입사된 외부광을 디지털 이미지로 변경하는 이미지 센서 모듈(미도시)이 배치될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보이스 코일 모터의 단면도이다.

도 4에 도시된 보이스 코일 모터는 마그네트를 제외하면 앞에서 설명한 도 1의 보이스 코일 모터와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 동일한 구성 요소에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.

도 4를 참조하면, 마그네트(300)의 내측면에는 돌출부(302), 챔퍼부(305) 및 걸림턱(340)이 형성된다. 마그네트의 돌출부 및 챔퍼부는 앞서 도 2에서 설명한 돌출부와 챔퍼부와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

걸림턱(340)은 마그네트(300)의 내측면 상단 일부에 형성된 홈으로, 걸림턱(340)에는 상부 판 스프링(420)의 제1 단부가 결합 된다. 마그네트(300)의 걸림턱(340)은 보빈(210)에 형성된 걸림턱보다 낮게 위치한다.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 본 발명의 보이스 코일 모터는 마그네트 파티클 및 접착제를 혼합하여 마그네트를 사출 성형하고, 사출 성형된 마그네트를 고정자로 사용함으로써, 조립 부품의 수를 현저하게 감소시켜 조립수 감소 및 생산 원가를 크게 감소 시킨다.

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.

600...보이스 코일 모터 100...베이스
200...가동자 300...고정자
410...하부 판 스프링 420...상부 판 스프링
500...케이스

Claims

개구가 형성된 베이스;
상기 베이스 상에 배치되며 중공이 형성된 보빈 및 상기 보빈의 외측면을 따라 배치된 코일을 포함하는 가동자;
상기 베이스 상에 배치되며 상기 코일과 이격 되고 상기 코일의 주변을 감싸는 프레임 형상의 마그네트를 포함하는 고정자; 및
상기 마그네트의 상면 및 상기 마그네트의 후면을 덮고 상기 베이스에 결합 된 케이스를 포함하는 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 마그네트는 사각 프레임 형상을 갖고, 상기 마그네트의 내측면 중 인접한 모서리들이 만나 형성된 코너에는 상기 코너로부터 곡면으로 돌출된 돌출부가 형성된 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 마그네트는 사각 프레임 형상을 갖는 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 마그네트는 원형 파이프 형상을 갖고, 상기 마그네트의 내측면 및 상기 코일의 외주면은 동일한 간격으로 형성된 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 마그네트 중 상기 베이스와 접촉하는 하면에는 절연 부재가 형성된 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 보빈의 하단부에 제1 단부가 고정되고, 상기 절연 부재 및 상기 베이스 사이에 상기 제1 단부와 대향 하는 제2 단부가 고정된 하부 판 스프링; 및
상기 보빈의 상기 상단부에 제3 단부가 고정되고, 상기 보빈과 마주하는 상기 마그네트의 내측면에 상기 제3 단부와 대향 하는 제4 단부가 삽입된 상부 판 스프링을 더 포함하는 보이스 코일 모터.
제6항에 있어서,
상기 하부 판 스프링과 간섭되지 않도록 하기 위해 상기 마그네트의 내측면에는 챔퍼부가 형성된 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 베이스의 외측면에는 걸림 돌기가 형성되고, 상기 케이스에는 상기 걸림 돌기와 결합 되는 결합공이 형성된 보이스 코일 모터.
제1항에 있어서,
상기 마그네트는 복수개의 마그네트 파티클들 및 상기 마그네트 파티클들을 본딩하는 접착제를 포함하는 보이스 코일 모터.