KR20120008968A - 보이스 코일 모터 - Google Patents

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KR20120008968A
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Abstract

보이스 코일 모터는 개구가 형성된 베이스; 통 형상으로 상기 베이스 상부에 배치되며 내부에 렌즈가 수납되는 보빈 및 상기 보빈의 외주면을 따라 배치된 코일 블럭을 포함하는 가동자; 상기 보빈의 렌즈를 노출하는 개구가 형성된 요크 상판, 상기 요크 상판의 외측 에지로부터 상기 베이스를 향해 연장된 요크 측면판 및 상기 요크 상판의 내측 에지로부터 상기 보빈의 상기 외주면 및 상기 코일 블럭의 사이로 연장된 통 형상의 가이드 요크를 포함하는 요크 및 상기 코일 블럭과 마주하며 상기 요크에 고정된 마그네트를 포함하는 고정자; 및 상기 보빈의 하단 및 상기 베이스에 고정된 탄성 부재를 포함한다.

Description

보이스 코일 모터{VOICE COIL MOTOR}
본 발명은 보이스 코일 모터에 관한 것이다.
최근 들어, 휴대폰 등에는 이미지를 캡쳐 할 수 있는 소형 디지털 카메라가 장착되고 있다.
종래 휴대폰 등에 장착되는 소형 디지털 카메라의 경우 이미지를 발생시키는 이미지 센서 및 이미지 센서의 전방에 배치된 렌즈 사이의 거리를 조절할 수 없어 고품질 이미지를 얻기 어려웠으나, 최근 들어 이미지 센서 및 렌즈 사이의 거리를 조절할 수 있는 보이스 코일 모터와 같은 렌즈 구동 장치가 개발된 바 있다.
보이스 코일 모터는 이미지 센서의 전방에 배치된 원통 형상으로 내부에 렌즈가 장착되는 보빈, 보빈의 외주면에 권선된 코일, 코일과 마주하게 배치된 마그네트, 마그네트를 고정하는 요크, 보빈의 상단 및 하단에 각각 배치되어 보빈을 탄력적으로 지지하는 판 스프링과 같은 탄성 부재들 및 보빈, 마그네트 및 탄성 부재를 각각 고정하는 케이스 및 케이스를 감싸는 커버 캔을 포함한다.
그러나, 종래 기술에 따른 보이스 코일 모터는 보빈의 안정적인 업-다운 구동을 위해 보빈의 상단 및 하단에 각각 탄성 부재들이 배치되고, 탄성 부재들을 고정하기 위하여 다수의 구성요소를 필요로 하여 구성이 복잡한 문제점을 갖는다.
또한, 보이스 코일 모터에서 보빈을 탄력적으로 지지하는 탄성 부재들을 보빈에 고정 또는 탄성 부재에 작은 충격이 가해지더라도 탄성 부재에 변형이 발생되고 이로 인해 보빈이 기울어지게 업-다운 되는 불량이 발생 된다.
본 발명은 보빈을 탄력적으로 지지하는 탄성 부재의 개수를 최소화하고, 탄성 부재의 개수를 감소시킴에 따라 발생하는 보빈의 기울어짐과 같은 구동 불량을 케이스 및 커버 캔의 역할을 하는 요크를 이용하여 방지한 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 개구가 형성된 베이스; 통 형상으로 상기 베이스 상부에 배치되며 내부에 렌즈가 수납되는 보빈 및 상기 보빈의 외주면을 따라 배치된 코일 블럭을 포함하는 가동자; 상기 보빈의 렌즈를 노출하는 개구가 형성된 요크 상판, 상기 요크 상판의 외측 에지로부터 상기 베이스를 향해 연장된 요크 측면판 및 상기 요크 상판의 내측 에지로부터 상기 보빈의 상기 외주면 및 상기 코일 블럭의 사이로 연장된 통 형상의 가이드 요크를 포함하는 요크 및 상기 코일 블럭과 마주하며 상기 요크에 고정된 마그네트를 포함하는 고정자; 및 상기 보빈의 하단 및 상기 베이스에 고정된 탄성 부재를 포함한다.
본 발명에 따른 보이스 코일 모터에 의하면, 요크가 케이스 및 커버 캔의 역할을 함께하도록 함으로써 부품수 및 조립 시간을 크게 단축 및 부피 및 무게도 함께 감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 일부를 절단하여 보이스 코일 모터의 내부 구조를 도시한 단면 사시도이다.
도 3은 도 1의 요크를 도시한 단면도이다.
도 4는 도 2의 'A' 부분 확대도이다.
도 5는 도 2의 'B' 부분 확대도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보이스 코일 모터의 요크, 코일 블럭 및 보빈을 도시한 분해 사시도이다.
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 모터를 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1의 일부를 절단하여 보이스 코일 모터의 내부 구조를 도시한 단면 사시도이다. 도 3은 도 1의 요크를 도시한 단면도이다. 도 4는 도 2의 'A' 부분 확대도이다. 도 5는 도 2의 'B' 부분 확대도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 보이스 코일 모터(600)는 베이스(100), 가동자(200), 고정자(300) 및 탄성 부재(400)를 포함한다.
베이스(100)는 직육면체 플레이트 형상으로 형성되고, 베이스(100)에는 IR 필터와 같은 필터를 장착하기 위한 개구(110)가 형성된다. 베이스(100)의 측면에는 후술 될 고정자(300)의 요크를 서포트하기 위한 단턱이 형성되고, 베이스(100)의 측면에는 요크와 결합 되기 위한 적어도 2 개의 결합부(120)가 형성되며, 결합부(120)는, 예를 들어, 후크일 수 있다.
또한, 베이스(100)에는 후술 될 고정자(200)의 요크를 접지하기 위한 접지 단자(130)가 형성된다. 접지 단자(130)에 요크를 접지함으로써 요크 내부에서 발생된 유해 전자파는 요크를 통과하면서 미세 전류로 변환되고 미세 전류는 접지 단자(130)를 통해 외부로 배출된다.
가동자(200)는 렌즈가 장착된 보빈(210) 및 코일 블럭(220)을 포함한다.
보빈(210)은 렌즈를 장착하기 위한 원통 형상으로 형성되며, 보빈(210)의 내주면에는 렌즈가 장착되고, 보빈(210)의 외측면에는 코일 블럭(220)이 장착된다.
보빈(210)의 외측면에 코일 블럭(220)을 장착하기 위하여 보빈(210)의 외측면 하단에는 보빈(210)의 외측면으로부터 측정하였을 때 제1 두께(T1)로 돌출된 제1 단턱(212) 및 보빈(210)의 외측면으로부터 측정하였을 때 제2 두께(T2)로 형성된 제2 단턱(214)이 형성된다.
제1 단턱(212) 및 제2 단턱(214)은 보빈(210)의 외측면을 따라 계단 형상으로 형성된다. 본 발명의 일실시예에서, 제1 단턱(212)의 제1 두께(T1)는, 예를 들어, 후술 될 고정자(300)의 요크의 두께 보다 크게 형성되며, 제2 단턱(214)의 제2 두께(T2)는 후술 될 코일 블럭(220)의 두께와 실질적으로 동일한 두께로 형성된다.
도 5에 도시된 바와 같이 제1 단턱(212)의 상면은 보빈(210)의 외측면을 향해 경사지게 형성되거나 제1 단턱(212)의 상면에는 상면을 따라 홈이 형성될 수 있다.
베이스(100)의 상면과 마주하는 보빈(150)의 하면에는 후술 될 탄성 부재(400)와 결합 되는 보스가 형성될 수 있다.
코일 블럭(220)은 코일을 원통 형상으로 권선하여 형성되며, 코일 블럭(220)은 보빈(150)의 제2 단턱(214)의 상면에 배치되며, 코일 블럭(220)은 접착제 등에 의하여 보빈(150)의 제2 단턱(214)에 고정된다.
코일 블럭(220)이 보빈(150)의 제2 단턱(214)에 고정됨으로써 코일 블럭(220) 및 보빈(150)의 외주면 사이에는 도 5에 도시된 바와 같이 갭(G)이 형성된다.
코일 블럭(220)을 이루는 코일은 후술 될 탄성 부재(400)와 전기적으로 연결되며, 탄성 부재(400)를 통해 인가된 전류와 같은 구동 전원은 코일 블럭(220)으로 제공되고 구동 전원에 의하여 코일 블록(220)으로부터는 자기장이 발생 된다.
고정자(300)는 요크(310) 및 마그네트(320)를 포함한다.
도 3을 참조하면, 요크(310)는 요크 상판(312), 요크 측면판(314) 및 가이드 요크(316)를 포함한다. 요크(310)는 후술 될 마그네트(320)로부터 발생 된 자기장의 누설을 방지하여 가동자(200)의 구동 효율을 보다 향상시킨다.
요크 상판(312)은 베이스(100)의 평면과 유사한 형상으로 형성된다. 본 발명의 일실시예에서, 요크 상판(312)은, 예를 들어, 사각 플레이트 형상으로 형성되고, 요크 상판(312)의 중앙부에는 보빈(200)에 고정된 렌즈를 노출하는 개구(313)가 형성된다.
요크 측면판(314)은 요크 상판(312)의 바깥쪽 에지들로부터 베이스(100)를 향하는 방향으로 연장된다. 요크 측면판(314)은 요크 상판(312)과 일체로 형성되며, 요크 상판(312) 및 요크 측면판(314)에 의하여 요크(310)에는 마그네트(320)를 수납하기 위한 수납공간이 형성된다.
요크 측면판(314)은 베이스(100)에 형성된 상기 단턱과 결합 되어 요크(310)는 베이스(100)에 고정되고, 요크 측면판(314)은 베이스(100)에 형성된 접지 단자(130)와 전기적으로 접속되고 이로 인해 요크(310)는 접지된다.
요크 측면판(314)에 의하여 요크(310)가 접지될 경우, 요크(310) 내에서 발생된 유해 전자파는 요크(310)에 의하여 열 또는 전류로 변환되고, 전자파에 의하여 발생 된 전류는 접지 단자(130)를 통해 배출된다.
요크 측면판(314)에는 베이스(100)의 결합부(120)와 결합 되는 결합홀(315)이 형성된다. 요크 측면판(314)에 형성된 결합홀(315) 및 베이스(100)에 형성된 결합부(120)에 의하여 요크(310) 및 베이스(100)는 견고하게 결합 된다.
가이드 요크(316)는 요크 상판(312)의 개구(313)에 의하여 형성된 개구에 의하여 형성된 내측면으로부터 베이스(100)를 향해 연장되며, 가이드 요크(316)는 원통 형상으로 형성된다.
종래 보이스 코일 모터에는 마그네트와 대응하는 부분에만 백 요크가 단속적으로 형성되는 반면, 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터(600)의 가이드 요크(316)는 원통 형상으로 형성되어 마그네트(320)로부터 발생 된 자기장 및 코일 블럭(220)으로부터 발생 된 자기장이 누설되는 것을 억제 또는 방지하여 보빈(210)의 구동 효율을 한층 향상시킨다.
또한, 본 발명에 일실시예에 의하면, 가이드 요크(316)를 포함하는 요크(310)는 종래 기술에 의한 보이스 코일 모터의 케이스 및 커버 캔의 역할을 함께 함으로써, 보이스 코일 모터(600)의 부품수, 조립 부품수 및 조립 시간을 크게 단축시킬 수 있다.
도 2를 참조하면, 탄성 부재(400)는 베이스(100)의 상면 상에 배치되며, 탄성 부재(400)는 보빈(210)을 탄력적으로 지지한다. 본 발명의 일실시예에서, 탄성 부재(400)는 보빈(210)의 하면에 형성된 보스에 결합 된다.
본 발명의 일실시예에서, 탄성 부재(400)가 보빈(210)의 하면에만 선택적으로 형성됨으로써 보이스 코일 모터(600)에서 요구되는 탄성 부재(400)의 개수를 절반으로 감소시켜 탄성 부재(400)에 기인한 조립 불량을 감소 또는 방지할 수 있을 뿐만 아니라 보이스 코일 모터(600)의 조립 부품수 감소 및 보이스 코일 모터(600)의 조립 시간을 크게 감소 시킬 수 있다.
한편, 하나의 탄성 부재(400)만을 이용하여 보빈(210)을 지지할 경우, 보빈(210)의 구동 특성이 다소 불안정할 수 있지만, 본 발명의 일실시예에 포함된 요크(300)의 가이드 요크(316)가 보빈(210)의 안정적인 업-다운 동작을 수행할 수 있도록 함으로써 하나의 탄성 부재(400)를 사용하더라도 보빈(210)의 동작 특성 저하는 발생 되지 않는다.
베이스(100) 상에 배치된 탄성 부재(400)를 고정하기 위해서 도 2에 도시된 바와 같이 마그네트(320) 및 탄성 부재(400) 사이에는 탄성을 갖는 스페이서(450)가 개재될 수 있다.
한편, 자속 누설뿐만 아니라 보빈(210)을 가이드 하는 역할도 함께 수행하는 가이드 요크(316) 및 보빈(210)이 보다 원활하게 구동될 수 있도록 하기 위해 가이드 요크(316) 및/또는 보빈(210)에는 도 4에 도시된 바와 같이 코팅막(530)이 형성될 수 있다.
코팅막(530)은, 예를 들어, 보빈(210)의 외주면과 대향하는 가이드 요크(316)의 표면에 피막 형태로 형성될 수 있다. 이와 다르게, 코팅막(530)은 가이드 요크(316)와 마주하는 보빈(210)의 외주면에 피막 형태로 형성될 수 있다. 이와 다르게, 코팅막(530)은 보빈(210)과 마주하는 가이드 요크(316)의 표면 및 가이드 요크(316)와 마주하는 보빈(210)의 외주면에 각각 피막 형태로 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 보빈(210) 및/또는 가이드 요크(316)에 피막 형태로 형성된 코팅막(530)은, 예를 들어, 윤활성을 갖는 오일막(oil film)일 수 있고, 코팅막(530)으로 오일막이 사용될 경우, 오일막에 포함된 오일이 흘러내릴 수 있으나, 오일막에 포함된 오일은 도 4에 도시된 바와 같이 보빈(210)의 외주면에 형성된 제1 단턱(212)에 형성된 경사면 또는 홈으로 회수되어 보이스 코일 모터(600)의 내부가 오일막에 포함된 오일에 의하여 오염되는 것을 방지할 수 있다.
비록 본 발명의 일실시예에서는 보빈(210) 및/또는 가이드 요크(316)에 오일막을 포함하는 코팅막(530)이 형성되는 것이 도시 및 설명되고 있지만, 이와 다르게, 코팅막(530)은 실리콘을 포함하는 실리콘 코팅막 및 폴리테트라플루오르에틸렌(Polytetrafluoroethylene;PTFE) 수지를 포함하는 PTFE 코팅막 중 어느 하나를 포함하여도 무방하다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보이스 코일 모터의 요크, 코일 블럭 및 보빈을 도시한 분해 사시도이다. 도 6에 도시된 보이스 코일 모터의 요크 및 보빈은 가이드 돌기 및 슬라이드 홈을 제외하면 앞서 설명된 보이스 코일 모터와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.
도 6을 참조하면, 보빈(210)이 베이스(100)에 대하여 회전되는 것을 방지 및 보빈(210)이 구동되면서 흔들리는 것을 방지하기 위하여 보빈(210)의 외측면 및 보빈(210)의 외측면과 마주하는 가이드 요크(316)의 외측면 중 어느 하나에는 상기 보빈(210)의 업-다운 방향과 동일한 방향으로 형성된 적어도 하나의 가이드 돌기(318)가 형성되고, 가이드 요크(316)의 외측면 및 보빈(210)의 외측면 중 나머지 하나에는 각 가이드 돌기(318)와 결합 되는 슬라이드 홈(218)이 형성된다.
본 발명의 일실시예에서, 보빈(210)의 이탈을 방지하기 위해 슬라이드 홈(218)의 길이는, 예를 들어, 보빈(210)의 가동 변위 보다 긴 길이로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시예에서, 요크(310)의 가이드 요크(316) 중 보빈(210)과 마주하는 면에는 가이드 돌기(318)가 형성되고 가이드 돌기(318)와 대응하는 보빈(210)의 외측면에는 슬라이드 홈(218)이 형성될 수 있다. 이와 다르게, 보빈(210)의 외측면에 가이드 돌기를 형성하고 가이드 돌기와 대응하는 상기 가이드 요크(216)에 슬라이드 홈을 형성하여도 무방하다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 보빈을 탄력적으로 지지하는 탄성 부재의 개수를 감소 및 요크가 케이스 및 커버 캔의 역할을 함께 하도록 함으로써 부품수, 조립 시간, 부피, 무게를 감소 및 탄성 부재의 개수 감소에 따라 발생될 수 있는 보빈의 기울어짐과 같은 구동 불량을 개선하는 효과를 갖는다.
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
400...탄성 부재 530...코팅막

Claims (10)

  1. 개구가 형성된 베이스;
    통 형상으로 상기 베이스 상부에 배치되며 내부에 렌즈가 수납되는 보빈 및 상기 보빈의 외주면을 따라 배치된 코일 블럭을 포함하는 가동자;
    상기 보빈의 렌즈를 노출하는 개구가 형성된 요크 상판, 상기 요크 상판의 외측 에지로부터 상기 베이스를 향해 연장된 요크 측면판 및 상기 요크 상판의 내측 에지로부터 상기 보빈의 상기 외주면 및 상기 코일 블럭의 사이로 연장된 통 형상의 가이드 요크를 포함하는 요크 및 상기 코일 블럭과 마주하며 상기 요크에 고정된 마그네트를 포함하는 고정자; 및
    상기 보빈의 하단 및 상기 베이스에 고정된 탄성 부재를 포함하는 보이스 코일 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보빈의 외측면 및 상기 보빈의 상기 외측면과 마주하는 상기 가이드 요크의 외측면 중 적어도 하나에는 상기 보빈 및 상기 가이드 요크 사이의 마찰을 감소시키기 위한 코팅막이 형성된 보이스 코일 모터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 코팅막은 상기 마찰을 감소시키기 위해 오일을 포함하는 오일막(oil layer)을 포함하는 보이스 코일 모터,
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가이드 요크의 단부와 마주하는 상기 보빈의 단턱에는 상기 코팅막으로부터 발생된 오일을 수용하기 위한 경사면 및 홈 중 어느 하나가 형성된 보이스 코일 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 코팅막은 실리콘을 포함하는 실리콘 코팅막 및 폴리테트라플루오르에틸렌(Polytetrafluoroethylene;PTFE) 수지를 포함하는 PTFE 코팅막 중 어느 하나를 포함하는 보이스 코일 모터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 보빈의 외측면 및 상기 보빈의 외측면과 마주하는 상기 가이드 요크의 외측면 중 어느 하나에는 상기 보빈의 업-다운 방향과 동일한 방향으로 형성된 적어도 하나의 가이드 돌기가 형성되고, 상기 가이드 요크의 상기 외측면 및 상기 보빈의 상기 외측면 중 나머지 하나에는 상기 각 가이드 돌기와 결합 되는 슬라이드 홈이 형성된 보이스 코일 모터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 슬라이드 홈의 길이는 상기 보빈의 가동 변위보다 길게 형성된 보이스 코일 모터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 베이스는 상기 요크의 상기 요크 측면판과 결합되는 결합부 및 상기 요크 측면판과 전기적으로 연결되어 상기 요크 측면판을 접지하는 접지 단자를 포함하는 보이스 코일 모터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 결합부는 후크를 포함하고, 상기 요크 측면판은 상기 후크와 결합되는 개구를 포함하는 보이스 코일 모터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 상에 배치된 상기 탄성 부재를 가압하는 스페이서를 더 포함하며, 상기 스페이서는 상기 마그네트와 접촉되는 보이스 코일 모터.
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