KR20110078497A - 보이스 코일 모터 - Google Patents

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KR20110078497A
KR20110078497A KR1020090135323A KR20090135323A KR20110078497A KR 20110078497 A KR20110078497 A KR 20110078497A KR 1020090135323 A KR1020090135323 A KR 1020090135323A KR 20090135323 A KR20090135323 A KR 20090135323A KR 20110078497 A KR20110078497 A KR 20110078497A
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KR1020090135323A
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정수진
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

보이스 코일 모터는 개구가 형성된 베이스; 상기 베이스 상부에 배치되며 마그네트를 포함하는 고정자; 상기 마그네트와 마주하는 도전 코일 및 상기 도전 코일이 고정된 통체 형상의 보빈을 포함하는 가동자; 상기 고정자 상에 배치된 상부 스페이서; 상기 베이스에 고정되며 상기 상부 스페이서를 덮는 케이스; 및 상기 상부 스페이서 및 상기 케이스 사이에 개재되어 상기 상부 스페이서, 상기 고정자 및 상기 베이스를 탄력적으로 가압하는 적어도 하나의 공차 제거용 탄성 부재를 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.
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 마그네트의 자기장 및 코일로부터 발생 된 자기장의 작용에 따른 인력 및 척력을 이용하여 이미지 센서와 렌즈 사이의 간격을 조절한다.
보이스 코일 모터는 고정자, 고정자에 대하여 상하 운동하는 가동자, 스페이서, 케이스 등 많은 부품들로 이루어져 있으며, 이들은 사출 공정 또는 프레스 공정에 의하여 제조되기 때문에 각 부품마다 제조 공차를 갖고, 각 부품들이 조립된 후 각 부품들의 누적 제조 공차에 의하여 보이스 코일 모터가 정확하게 렌즈를 구동하기 어려운 문제점을 갖는다.
본 발명은 렌즈를 구동하기 위한 각 부품들의 제조 공차들이 누적되어 발생 된 누적 제조 공차를 감소 또는 억제하여 렌즈 구동 성능을 향상시킨 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; 상기 베이스 상부에 배치되며 마그네트를 포함하는 고정자; 상기 마그네트와 마주하는 도전 코일 및 상기 도전 코일이 고정된 통체 형상의 보빈을 포함하는 가동자; 상기 고정자 상에 배치된 상부 스페이서; 상기 베이스에 고정되며 상기 상부 스페이서를 덮는 케이스; 및 상기 상부 스페이서 및 상기 케이스 사이에 개재되어 상기 상부 스페이서, 상기 고정자 및 상기 베이스를 탄력적으로 가압하는 적어도 하나의 공차 제거용 탄성 부재를 포함한다.
일실시예로서, 보이스 코일 모터는 개구 및 상기 개구 주변에 적어도 하나의 고정 홈이 형성된 베이스; 상기 베이스 상부에 배치되며 마그네트를 포함하는 고정 자; 상기 마그네트와 마주하는 도전 코일 및 상기 도전 코일이 고정된 통체 형상의 보빈을 포함하는 가동자; 상기 베이스 및 상기 고정자 사이에 개재된 하부 스페이서; 상기 고정자 상에 배치된 상부 스페이서; 상기 상부 스페이서와 접촉되며 상기 베이스에 고정된 케이스; 및 상기 고정홈에 삽입되어 상기 하부 스페이서, 상기 고정자, 상기 상부 스페이서 및 상기 케이스를 탄력적으로 가압하는 적어도 하나의 공차 제거용 탄성 부재를 포함한다.
본 발명의 보이스 코일 모터에 따르면, 다양한 부품, 예를 들어, 베이스, 하부 스페이서, 하부 판 스프링, 상부 판 스프링, 상부 스페이서, 케이스들을 제조하는 도중 발생 된 공차들을 감소시키기 위하여 상기 부품들을 가압하는 공차 제거용 탄성 부재를 케이스 및 베이스 사이에 배치하여 상기 부품들의 누적 공차를 제거 또는 감소시켜 보이스 코일 모터의 성능을 보다 향상시킬 수 있다.
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 2는 도 1의 'A' 부분 확대도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 보이스 코일 모터(800)는 베이스(100), 고정자(200), 가동자(300), 상부 스페이서(400), 케이스(500) 및 공차 제거용 탄성 부재(600)를 포함한다. 이에 더하여, 보이스 코일 모터(800)는 제1 및 제2 판 스프링(140,150)을 포함한다.
베이스(100)는, 예를 들어, 개구(101)를 갖는 사각 프레임 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 베이스(100)는 원통 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 개구(101)는, 평면상에서 보았을 때, 원형 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 베이스(100)는 사각 프레임 형상을 갖고, 베이스(100)는 고정 기둥(105)들을 포함한다. 예를 들어, 고정 기둥(105)들은 베이스(100)의 상면 네 모서리들에 각각 배치될 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 고정 기둥(105)은 삼각 기둥, 사각 기둥, 다각 기둥, 원기둥 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
고정 기둥(105)의 외측면에는 후술 될 케이스(500)와 후크 결합 되는 고정 돌기(107)를 포함한다.
고정자(200)는 베이스(100) 상에 배치되며, 고정자(200)는 마그네트(210) 및 요크(220)를 포함한다.
요크(220)는 사각 프레임 형상을 갖는 외측 요크(222), 내측 요크(224) 및 외측 요크(222)와 내측 요크(224)의 상단을 연결하는 연결 요크(226)를 포함한다.
외측 요크(222) 및 내측 요크(224)는 평행하게 배치되며, 연결 요크(226)는 외측 요크(222) 및 내측 요크(224)를 연결한다. 내측 요크(224)는 후술 될 가동자의 코일과 동일한 곡률을 갖는다.
마그네트(210)는 외측 요크(222)의 내측면 상에 부착된다. 마그네트(210)의 후면 및 외측 요크(222)는 접착제 등에 의하여 상호 부착될 수 있다.
마그네트(210) 상기 후면과 대향 하는 마그네트(210)의 전면은 후술 될 가동자의 코일과 마주하며, 마그네트(210)의 전면은 코일의 곡률과 동일한 곡률을 갖는다.
가동자(300)는 보빈(320) 및 코일(350)을 포함한다.
보빈(320)은, 내부에 렌즈(미도시)를 수납하며, 상단 및 하단이 개구 된 통체 형상을 갖는다. 보빈(320)의 내측면에는 렌즈(미도시)가 장착된 렌즈 케이스(미도시)와 나사 체결된다.
보빈(320)의 내측면은 베이스(100)의 개구(101)와 대응하고, 보빈(320)의 내측면은 균일한 내경을 갖는다.
보빈(320)의 외형은 육면체 형상, 원통 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 본 실시예에서, 보빈(320)의 외형은 원통 형상을 갖는다.
보빈(320)은, 예를 들어, 제1 보빈부(320a) 및 제2 보빈부(320b)를 포함한다.
제1 보빈부(320a)는 균일한 내경을 갖는 보빈(320)의 내측면으로부터 측정하 였을 때 제1 두께로 형성된다.
제2 보빈부(320b)는 균일한 내경을 갖는 보빈(320)의 내측면으로부터 측정하였을 때 제1 두께보다 두꺼운 제2 두께로 형성된다. 제2 보빈부(320b)의 상단 외측면에는 후술 될 상부 판 스프링의 사이즈를 확보하기 위한 걸림턱이 형성될 수 있다.
제1 두께를 갖는 제1 보빈부(320a) 및 제1 두께보다 두꺼운 제2 두께를 갖는 제2 보빈부(320b)의 경계에는 단턱이 형성된다.
또한, 제2 보빈부(320b)에는 직경이 점차 감소 되는 이중 단턱이 형성될 수 있다.
코일(350)은 제2 보빈부(320b)에 고정되며, 코일(350) 및 제1 보빈부(320a)의 사이에는 갭이 형성되고, 상기 갭으로는 요크(220)의 내측 요크부(224)가 삽입된다. 코일(350) 및 마그네트(210)에서 발생 된 자기장은 외측 요크(222), 내측 요크(224) 및 연결 요크(226)에 의하여 차폐된다.
코일(350)로부터 발생 된 자기장 및 마그네트(210)로부터 발생 된 자기장의 작용에 의하여 코일(350)에는 상부 방향 힘이 발생 되고 코일(350)에 가해진 힘에 의하여 코일(350) 및 보빈(320)은 베이스(100)로부터 베이스(100)의 상부 방향으로 이동된다.
상부 스페이서(400)는 고정자(200) 상에 배치된다. 예를 들어, 상부 스페이서(400)는 고정자(200)의 연결 요크(226) 상에 배치된다.
상부 스페이서(400)는 제1 스페이서부(410) 및 제2 스페이서부(420)를 포함 한다.
제1 스페이서부(410)는 외측 요크(222)의 후면을 따라 사각 프레임 형상으로 형성되고, 제2 스페이서부(420)는 제1 스페이서부(410)로부터 연결 요크(226)의 상면을 따라 연장된다. 제1 스페이서부(410)의 단부는 베이스(100)의 고정 기둥(105)과 접촉되고, 제1 스페이서부(410)는 고정 기둥(105)의 단부와 접촉된다.
하부 스페이서(430)는, 예를 들어, 사각 프레임 형상을 갖고, 하부 스페이서(430)는 베이스(100) 및 고정자(200)의 마그네트(210) 사이에 개재된다. 하부 스페이서(430)는 후술 될 제1 판 스프링(140) 및 고정자(200)를 전기적으로 절연 및 제1 판 스프링(140)을 베이스(100) 상에 고정하는 역할을 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 판 스프링(140) 및 제2 판 스프링(150)은 가동자(300)의 보빈(320)을 탄력적으로 지지한다.
제1 판 스프링(140) 및 제2 판 스프링(150)은 가동자(300)가 고정자(200)에 대하여 상부로 이동하였을 때 가동자(360)가 상부로 이동할 수 있도록 탄력적으로 변위를 발생 시키고, 가동자(300)가 초기 위치로 복원하였을 때에는 가동자(300)를 지정된 위치에서 움직이지 않도록 지지한다.
제1 판 스프링(140)의 일측 단부는 하부 스페이서(430) 및 베이스(100) 사이에 개재되며, 제1 판 스프링(140)의 상기 일측 단부와 대향 하는 타측 단부는 보빈(320)의 외측면 하단과 결합 된다.
제2 판 스프링(150)의 일측 단부는 상부 스페이서(400)의 제2 스페이서부(420) 및 요크(220)의 연결 요크(226) 사이에 개재되며, 제2 판 스프링(150)의 상기 일측 단부와 대향 하는 상기 제2 판 스프링(150)의 타측 단부는 보빈(320)의 외측면 상단과 결합 된다.
제1 및 제2 판 스프링(140, 150)들은 외력에 의하여 탄력적으로 변형이 발생 되도록 매우 얇은 두께를 갖는 판 형상을 갖는다. 제1 및 제2 판 스프링(140,150)들은, 예를 들어, 약 50㎛의 두께를 갖는 금속판을 포함할 수 있다.
케이스(500)는 제1 케이스부(510) 및 제2 케이스부(520)를 포함한다.
제1 케이스부(510)는 베이스(100)의 고정 기둥(105)과 평행하게 배치되며, 제1 케이스부(510)는 사각 프레임 형상을 갖는다. 제1 케이스부(510)에는 고정 기둥(105)에 형성된 고정 돌기(107)와 후크 결합 되는 관통홀(515)이 형성된다.
제2 케이스부(520)는 제1 케이스부(510)로부터 상부 스페이서(400)의 제2 스페이서부(420)와 평행한 방향으로 연장된다. 제2 케이스부(520)는 상부 스페이서(400)의 제2 스페이서부(420)를 덮고, 제2 케이스부(520)는 보빈(320)을 노출하는 개구(525)를 갖는다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 공차 제거용 탄성 부재(600)는 케이스(500)의 제2 케이스부(520) 및 상부 스페이서(400)의 제2 스페이서부(420) 사이에 개재된다.
공차 제거용 탄성 부재(600)는 상부 스페이서(400), 고정자(200) 및 베이스(100)를 가압하고, 이로 인해 각 상부 스페이서(400), 고정자(200) 및 베이스(100)의 제조 공차에 따른 누적 공차는 공차 제거용 탄성 부재(600)에 의하여 제거된다.
본 발명의 일실시예에서, 공차 제거용 탄성 부재(600)는 판 스프링을 포함할 수 있다. 공차 제거용 탄성 부재(600)는 제1 판 스프링부(610), 제2 판 스프링부(620) 및 제3 판 스프링부(630)를 포함한다.
제1 판 스프링부(610)는 케이스(500)의 제2 케이스부(520)의 내측면에 배치되고, 제2 판 스프링부(620)는 제1 판 스프링부(610)의 단부로부터 상부 스페이서(400)의 제2 스페이서부(420)의 상면을 향해 절곡 되고, 제3 판 스프링부(630)는 제2 판 스프링부(620)로부터 상부 스페이서(400)의 상면과 평행하게 절곡 된다.
도 2를 다시 참조하면, 공차 제거용 탄성 부재(600)의 제1 판 스프링부(610)는 및 케이스(500)의 제2 케이스부(520)의 내측면은 부착 부재(530)에 의하여 부착될 수 있다. 부착 부재(530)는, 예를 들어, 접착제, 스폿 용접부, 양면 접착 테이프 중 어느 하나일 수 있다. 이와 다르게, 공차 제거용 탄성 부재(600)의 제3 판 스프링부(630) 및 상부 스페이서(400)의 제2 스페이서부(420)는 융착 공정에 의하여 융착 될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 공차 제거용 탄성 부재(600)가 상부 스페이서(400)의 제2 스페이서부(420)를 탄력적으로 가압함에 따라 상부 스페이서(400)는 고정자(200), 하부 스페이서(430) 및 베이스(100)들은 판 스프링을 포함하는 공차 제거용 탄성 부재(600)에 의하여 가압된다. 이 결과, 고정자(200), 하부 스페이서(430) 및 베이스(100)의 제조 공정 중 발생 된 공차 및 이들의 누적 공차는 크게 감소 또는 제거된다.
한편, 공차 제거용 탄성 부재(600)가 상부 스페이서(400)의 제2 스페이서 부(420)를 탄력적으로 가압하여 누적 공차가 제거됨에 따라 도 2에 도시된 바와 같이 상부 스페이서(400) 및 케이스(500) 사이에는 갭(D)이 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보이스 코일 모터를 도시한 단면도이다. 도 3에 도시된 보이스 코일 모터는 공차 제거용 탄성 부재 및 상부 스페이서의 제2 스페이서부를 제외하면 앞서 도 1을 통해 도시 및 설명된 보이스 코일 모터와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 하며, 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 3을 참조하면, 보이스 코일 모터(800)는 베이스(100), 고정자(200), 가동자(300), 상부 스페이서(400), 케이스(500) 및 공차 제거용 탄성 부재(600)를 포함한다.
공차 제거용 탄성 부재(600)의 제3 판 스프링부(630)의 단부와 마주하는 상부 스페이서(400)의 제2 스페이서부(420)에는 제3 판 스프링부(630)와 끼워지는 결합 홈(422)이 형성되고, 제3 판 스프링부(630)는 결합 홈(422)과 결합 된다. 본 실시예에서, 공차 제거용 탄성 부재(600)의 제3 판 스프링부(630)는 상부 스페이서(400)를 사출할 때 함께 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보이스 코일 모터를 도시한 단면도이다. 도 5는 도 4에 도시된 'B' 부분 확대도이다. 도 4 및 도 5에 도시된 보이스 코일 모터는 공차 제거용 탄성 부재를 제외하면 앞서 도 1을 통해 도시 및 설명된 보이스 코일 모터와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 동일한 구성에 대 해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 하며, 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 보이스 코일 모터(800)는 베이스(100), 고정자(200), 가동자(300), 상부 스페이서(400), 케이스(500) 및 공차 제거용 탄성 부재(640)를 포함한다.
공차 제거용 탄성 부재(640)는 상부 스페이서(400)의 제2 스페이서부(420) 및 케이스(500)의 제2 케이스부(520)의 사이에 개재된다.
본 실시예에서, 공차 제거용 탄성 부재(640)는, 예를 들어, 압축 코일 스프링일 수 있다. 공차 제거용 탄성 부재(640)인 압축 코일 스프링의 일측 단부는 제2 스페이서부(420) 상에 밀착되고, 상기 압축 코일 스프링의 타측 단부는 제2 케이스부(520) 상에 밀착된다.
공차 제거용 탄성 부재(640)가 제2 스페이서부(420)를 가압함에 따라 제2 스페이서부(420)가 가압 되어 누적 공차는 제거되고 도 5에 도시된 바와 같이 제2 케이스부(520) 및 제2 스페이서부(420) 사이에는 갭(D1)이 형성될 수 있다.
한편, 공차 제거용 탄성 부재(640)인 압축 코일 스프링은 상부 스페이서(400) 및 케이스(500)와 접촉되는 면적이 작기 때문에 지정된 위치로부터 쉽게 이탈될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는 공차 제거용 탄성 부재(640)의 이탈을 방지하기 위해 상부 스페이서(400) 및 케이스(500) 중 적어도 하나에는 공차 제거용 탄성 부재(640)와 결합되는 보스, 가이드 돌기가 형성될 수 있다. 이와 다르게, 상부 스페 이서(400) 및 케이스(500) 중 적어도 하나에는 가이드 홈이 형성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 케이스(500)의 제2 케이스부(520)에는 제2 케이스부(520)의 내측면을 돌출시켜 보스(525)를 형성할 수 있다. 또한, 상부 스페이서(400)의 제2 스페이서부(420)에는 공차 제거용 탄성 부재(640)인 압축 코일 스프링의 외측면이 끼워지는 가이드 돌기(425)를 형성할 수 있다. 이와 다르게, 제2 케이스부(520)에 가이드 돌기를 형성하고, 제2 스페이서부(420)에 보스를 형성하여도 무방하다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 압축 코일 스프링인 공차 제거용 탄성부재(640)는 베이스(100)에 견고하게 고정된 제2 케이스부(520)로부터 제2 스페이서부(420)를 가압하는 힘을 발생시키고 이로 인해 상부 스페이서(400)는 고정자(200), 하부 스페이서(430) 및 베이스(100)들은 압축 코일 스프링을 포함하는 공차 제거용 탄성 부재(640)에 의하여 가압 된다. 따라서, 고정자(200), 하부 스페이서(430) 및 베이스(100)의 제조 공정 중 발생 된 공차 및 이들의 누적 공차는 크게 감소 또는 제거된다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보이스 코일 모터를 도시한 단면도이다. 도 6에 도시된 보이스 코일 모터는 공차 제거용 탄성 부재를 제외하면 앞서 도 1을 통해 도시 및 설명된 보이스 코일 모터와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 하며, 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 보이스 코일 모터(800)는 베이스(100), 고정자(200), 가동 자(300), 상부 스페이서(400), 케이스(500) 및 공차 제거용 탄성 부재(650)를 포함한다.
공차 제거용 탄성 부재(650)는 상부 스페이서(400)의 제2 스페이서부(420) 및 케이스(500)의 제2 케이스부(520)의 사이에 개재된다.
본 실시예에서, 공차 제거용 탄성 부재(650)는, 예를 들어, 블록 형상을 갖는 고무 및 블록 형상을 갖는 탄성 합성 수지일 수 있다. 탄성을 갖는 고무 및 합성 수지를 포함하는 블록 형상의 공차 제거용 탄성 부재(650)의 일측 단부는 제2 스페이서부(420) 상에 밀착되고, 공차 제거용 탄성 부재(650)의 타측 단부는 제2 케이스부(520) 상에 밀착된다. 공차 제거용 탄성 부재(650)가 제2 스페이서부(420)를 가압함에 따라 제2 스페이서부(420)가 가압되어 누적 공차는 제거되고 제2 케이스부(520) 및 제2 스페이서부(420) 사이에는 갭(미도시)이 형성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보이스 코일 모터의 단면도이다. 도 8는 도 7의 'C' 부분 확대도이다.
도 7 및 도 8를 참조하면, 보이스 코일 모터(800)는 베이스(100), 고정자(200), 가동자(300), 상부 스페이서(400), 케이스(500) 및 공차 제거용 탄성 부재(660)를 포함한다. 이에 더하여, 보이스 코일 모터(800)는 제1 및 제2 판 스프링(140,150)을 포함한다.
베이스(100)는, 예를 들어, 개구(101)를 갖는 사각 프레임 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 베이스(100)는 원통 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 개구(101)는, 평면상에서 보았을 때, 원형 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 베이스(100)는 사각 프레임 형상을 갖고, 베이스(100)는 고정 기둥(105)들을 포함한다. 예를 들어, 고정 기둥(105)들은 베이스(100)의 상면 네 모서리들에 각각 배치될 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 고정 기둥(105)은 삼각 기둥, 사각 기둥, 다각 기둥, 원기둥 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
고정 기둥(105)의 외측면에는 후술 될 케이스(500)와 후크 결합 되는 고정 돌기(107)를 포함한다.
본 실시예에서, 베이스(100)는 후술 될 하부 스페이서(430)와 마주하는 부분에 소정 깊이로 형성된 고정 홈(103)을 포함한다. 고정 홈(103)에는 후술 될 공차 제거용 탄성 부재가 배치된다.
고정자(200)는 베이스(100) 상에 배치되며, 고정자(200)는 마그네트(210) 및 요크(220)를 포함한다.
요크(220)는 사각 프레임 형상을 갖는 외측 요크(222), 내측 요크(224) 및 외측 요크(222)와 내측 요크(224)의 상단을 연결하는 연결 요크(226)를 포함한다.
외측 요크(222) 및 내측 요크(224)는 평행하게 배치되며, 연결 요크(226)는 외측 요크(222) 및 내측 요크(224)를 연결한다. 내측 요크(224)는 후술 될 가동자의 코일과 동일한 곡률을 갖는다.
마그네트(210)는 외측 요크(222)의 내측면 상에 부착된다. 마그네트(210)의 후면 및 외측 요크(222)는 접착제 등에 의하여 상호 부착될 수 있다.
마그네트(210) 상기 후면과 대향 하는 마그네트(210)의 전면은 후술 될 가동자의 코일과 마주하며, 마그네트(210)의 전면은 코일의 곡률과 동일한 곡률을 갖는다.
가동자(300)는 보빈(320) 및 코일(350)을 포함한다.
보빈(320)은, 내부에 렌즈(미도시)를 수납하며, 상단 및 하단이 개구 된 통체 형상을 갖는다. 보빈(320)의 내측면에는 렌즈(미도시)가 장착된 렌즈 케이스(미도시)와 나사 체결된다.
보빈(320)의 내측면은 베이스(100)의 개구(101)와 대응하고, 보빈(320)의 내측면은 균일한 내경을 갖는다.
보빈(320)의 외형은 육면체 형상, 원통 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 본 실시예에서, 보빈(320)의 외형은 원통 형상을 갖는다.
보빈(320)은, 예를 들어, 제1 보빈부(320a) 및 제2 보빈부(320b)를 포함한다.
제1 보빈부(320a)는 균일한 내경을 갖는 보빈(320)의 내측면으로부터 측정하였을 때 제1 두께로 형성된다.
제2 보빈부(320b)는 균일한 내경을 갖는 보빈(320)의 내측면으로부터 측정하였을 때 제1 두께보다 두꺼운 제2 두께로 형성된다. 제2 보빈부(320b)의 상단 외측면에는 후술 될 상부 판 스프링의 사이즈를 확보하기 위한 걸림턱이 형성될 수 있다.
제1 두께를 갖는 제1 보빈부(320a) 및 제1 두께보다 두꺼운 제2 두께를 갖는 제2 보빈부(320b)의 경계에는 단턱이 형성된다.
또한, 제2 보빈부(320b)에는 직경이 점차 감소 되는 이중 단턱이 형성될 수 있다.
코일(350)은 제2 보빈부(320b)에 고정되며, 코일(350) 및 제1 보빈부(320a)의 사이에는 갭이 형성되고, 상기 갭으로는 요크(220)의 내측 요크부(224)가 삽입된다. 코일(350) 및 마그네트(210)에서 발생 된 자기장은 외측 요크(222), 내측 요크(224) 및 연결 요크(226)에 의하여 차폐된다.
코일(350)로부터 발생 된 자기장 및 마그네트(210)로부터 발생 된 자기장의 작용에 의하여 코일(350)에는 상부 방향 힘이 발생 되고 코일(350)에 가해진 힘에 의하여 코일(350) 및 보빈(320)은 베이스(100)로부터 베이스(100)의 상부 방향으로 이동된다.
상부 스페이서(400)는 고정자(200) 상에 배치된다. 예를 들어, 상부 스페이서(400)는 고정자(200)의 연결 요크(226) 상에 배치된다.
상부 스페이서(400)는 제1 스페이서부(410) 및 제2 스페이서부(420)를 포함한다.
제1 스페이서부(410)는 외측 요크(222)의 후면을 따라 사각 프레임 형상으로 형성되고, 제2 스페이서부(420)는 제1 스페이서부(410)로부터 연결 요크(226)의 상면을 따라 연장된다. 제1 스페이서부(410)의 단부는 베이스(100)의 고정 기둥(105)과 접촉되고, 제1 스페이서부(410)는 고정 기둥(105)의 단부와 접촉된다.
하부 스페이서(430)는, 예를 들어, 사각 프레임 형상을 갖고, 하부 스페이 서(430)는 베이스(100) 및 고정자(200)의 마그네트(210) 사이에 개재된다. 하부 스페이서(430)는 후술 될 제1 판 스프링(140) 및 고정자(200)를 전기적으로 절연 및 제1 판 스프링(140)을 베이스(100) 상에 고정하는 역할을 한다.
제1 판 스프링(140) 및 제2 판 스프링(150)은 가동자(300)의 보빈(320)을 탄력적으로 지지한다.
제1 판 스프링(140) 및 제2 판 스프링(150)은 가동자(300)가 고정자(200)에 대하여 상부로 이동하였을 때 가동자(360)가 상부로 이동할 수 있도록 탄력적으로 변위를 발생시키고, 가동자(300)가 초기 위치로 복원하였을 때에는 가동자(300)를 지정된 위치에서 움직이지 않도록 지지한다.
제1 판 스프링(140)의 일측 단부는 하부 스페이서(430) 및 베이스(100) 사이에 개재되며, 제1 판 스프링(140)의 상기 일측 단부와 대향 하는 타측 단부는 보빈(320)의 외측면 하단과 결합 된다.
제2 판 스프링(150)의 일측 단부는 상부 스페이서(400)의 제2 스페이서부(420) 및 요크(220)의 연결 요크(222) 사이에 개재되며, 제2 판 스프링(150)의 상기 일측 단부와 대향 하는 상기 제2 판 스프링(150)의 타측 단부는 보빈(320)의 외측면 상단과 결합 된다.
제1 및 제2 판 스프링(140, 150)들은 외력에 의하여 탄력적으로 변형이 발생 되도록 매우 얇은 두께를 갖는 판 형상을 갖는다. 제1 및 제2 판 스프링(140,150)들은, 예를 들어, 약 50㎛의 두께를 갖는 금속판을 포함할 수 있다.
케이스(500)는 제1 케이스부(510) 및 제2 케이스부(520)를 포함한다.
제1 케이스부(510)는 베이스(100)의 고정 기둥(105)과 평행하게 배치되며, 제1 케이스부(510)는 사각 프레임 형상을 갖는다. 제1 케이스부(510)에는 고정 기둥(105)에 형성된 고정 돌기(107)와 후크 결합 되는 관통홀(515)이 형성된다.
제2 케이스부(520)는 제1 케이스부(510)로부터 상부 스페이서(400)의 제2 스페이서부(420)와 평행한 방향으로 연장된다. 제2 케이스부(520)는 상부 스페이서(400)의 제2 스페이서부(420)를 덮고, 제2 케이스부(520)는 보빈(320)을 노출하는 개구(525)를 갖는다.
도 8을 다시 참조하면, 공차 제거용 탄성 부재(660)는, 예를 들어, 압축 코일 스프링일 수 있다. 공차 제거용 탄성 부재(660)인 압축 코일 스프링의 일측 단부는 베이스(100)의 고정 홈(103)에 의하여 형성된 바닥면에 밀착되고, 상기 압축 코일 스프링의 상기 일측 단부와 대향 하는 타측 단부는 하부 판 스프링(140)에 밀착된다.
공차 제거용 탄성 부재(660)가 베이스(100)의 상기 바닥면으로부터 하부 판 스프링(140)을 가압함에 따라 하부 스페이서(430), 고정자(200), 상부 스페이서(400) 및 케이스(500)의 누적 공차는 제거되어 도 8에 도시된 바와 같이 베이스(100)의 상면 및 하부 판 스프링(140) 사이에는 갭(D2)이 형성될 수 있다.
한편, 상술된 공차 제거용 탄성 부재(660)인 압축 코일 스프링은 베이스(100)의 고정 홈(103)으로부터 이탈될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는 베이스(100)의 고정 홈(103)으로부터 공차 제거용 탄성 부재(660)의 이탈을 방지하기 위해 베이스(100)의 바닥면 및 하부 스페이 서(430) 중 적어도 하나에 공차 제거용 탄성 부재(660)와 결합 되는 보스 및 가이드 돌기 중 어느 하나가 형성될 수 있다. 이와 다르게, 상기 바닥면 및 하부 스페이서(430) 중 적어도 하나에는 가이드 홈이 형성될 수 있다.
예를 들어, 하부 스페이서(430)의 하면의 일부를 고정 홈(103)을 향해 돌출시켜 보스(435)를 형성할 수 있다. 또한, 고정 홈(103)에 의하여 형성된 바닥면의 일부를 돌출시켜 공차 제거용 탄성 부재(660)인 압축 코일 스프링의 외측면이 끼워지는 가이드 돌기(109)를 형성할 수 있다. 이와 다르게, 상기 고정 홈(103)의 바닥면에 보스를 형성하고, 하부 스페이서(430)의 하면에 가이드 돌기를 형성하여도 무방하다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 압축 코일 스프링인 공차 제거용 탄성부재(640)는 베이스(100)로부터 하부 판 스프링(140) 및 하부 스페이서부(430)를 가압하는 힘을 발생시키고 이로 인해 하부 판 스프링(140), 하부 스페이서(430), 고정자(200), 상부 스페이서(420) 및 케이스(500)들은 압축 코일 스프링을 포함하는 공차 제거용 탄성 부재(660)에 의하여 가압 된다. 따라서, 베이스(100), 하부 스페이서(430), 고정자(200), 상부 스페이서(420) 및 케이스(500)의 제조 공정 중 발생 된 공차 및 이들의 누적 공차는 크게 감소 또는 제거된다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보이스 코일 모터를 도시한 단면도이다. 도 9에 도시된 보이스 코일 모터는 공차 제거용 탄성 부재를 제외하면 앞서 도 7 및 도 8을 통해 도시 및 설명된 보이스 코일 모터와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 하며, 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 9를 참조하면, 보이스 코일 모터(800)는 베이스(100), 고정자(200), 가동자(300), 상부 스페이서(400), 케이스(500) 및 공차 제거용 탄성 부재(670)를 포함한다.
공차 제거용 탄성 부재(670)는 베이스(100)의 고정 홈(103) 내에 배치되며, 공차 제거용 탄성 부재(670)는 하부 스페이서(130)의 하면과 접촉된다. 본 실시예에서, 공차 제거용 탄성 부재(670)는, 예를 들어, 블록 형상을 갖는 고무 및 블록 형상을 갖는 탄성 합성 수지일 수 있다.
탄성을 갖는 블록 형상의 공차 제거용 탄성 부재(670)가 하부 스페이서부(430)를 가압함에 따라 하부 스페이서부(430)가 가압 되어 베이스(100), 하부 스페이서(430), 고정자(200), 상부 스페이서(420) 및 케이스(500)의 제조 공정 중 발생 된 공차 및 이들의 누적 공차는 크게 감소 또는 제거된다. 또한, 상기 누적 공차가 제거됨에 따라 베이스(100)의 상면 및 하부 판 스프링(140) 사이에는 소정 갭(미도시)이 형성될 수 있다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 다양한 부품, 예를 들어, 베이스, 하부 스페이서, 하부 판 스프링, 상부 판 스프링, 상부 스페이서, 케이스들을 제조하는 도중 발생 된 공차들을 감소시키기 위하여 상기 부품들을 가압하는 공차 제거용 탄성 부재를 케이스 및 베이스 사이에 배치하여 상기 부품들의 누적 공차를 제거 또는 감소시켜 보이스 코일 모터의 성능을 보다 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불 과하며, 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 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 단면도이다.
도 2는 도 1의 'A' 부분 확대도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보이스 코일 모터를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보이스 코일 모터를 도시한 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 'B' 부분 확대도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보이스 코일 모터를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보이스 코일 모터의 단면도이다.
도 8는 도 7의 'C' 부분 확대도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보이스 코일 모터를 도시한 단면도이다.

Claims (14)

  1. 개구가 형성된 베이스;
    상기 베이스 상부에 배치되며 마그네트를 포함하는 고정자;
    상기 마그네트와 마주하는 도전 코일 및 상기 도전 코일이 고정된 통체 형상의 보빈을 포함하는 가동자;
    상기 고정자 상에 배치된 상부 스페이서;
    상기 베이스에 고정되며 상기 상부 스페이서를 덮는 케이스; 및
    상기 상부 스페이서 및 상기 케이스 사이에 개재되어 상기 상부 스페이서, 상기 고정자 및 상기 베이스를 탄력적으로 가압하는 적어도 하나의 공차 제거용 탄성 부재를 포함하는 보이스 코일 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공차 제거용 탄성 부재는 상기 케이스의 내측면에 배치된 제1 판 스프링부, 상기 제1 판 스프링부로부터 상기 상부 스페이서의 상면을 향해 절곡 된 제2 판 스프링부 및 상기 제2 판 스프링부로부터 상기 상부 스페이서의 상기 상면과 평행하게 절곡된 제3 판 스프링부를 포함하는 보이스 코일 모터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 판 스프링부 및 상기 케이스의 상기 내측면 사이에 개재된 부착 부 재를 더 포함하는 보이스 코일 모터.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제3 판 스프링부는 상기 상부 스페이서 상에 융착 된 보이스 코일 모터.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 상부 스페이서에는 상기 제3 판 스프링부의 단부와 마주하는 결합 홈이 형성되고, 상기 제3 판 스프링부는 상기 결합 홈 내에 고정된 보이스 코일 모터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 공차 제거용 탄성 부재는 압축 코일 스프링을 포함하는 보이스 코일 모터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 압축 코일 스프링을 고정하기 위해 상기 상부 스페이서 및 상기 케이스 중 적어도 하나에는 상기 압축 코일 스프링이 결합 되는 보스, 가이드 돌기 및 가이드 홈 중 어느 하나가 형성된 보이스 코일 모터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 공차 제거용 탄성 부재는 블록 형상을 갖고, 상기 공차 제거용 탄성 부재는 탄성 고무 및 탄성 합성 수지 중 어느 하나를 포함하는 보이스 코일 모터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 및 상기 고정자 사이에 개재되는 하부 스페이서; 및
    상기 하부 스페이서 및 상기 베이스 사이에 제1 단부가 배치되고 상기 제1 단부와 대향 하는 제2 단부는 상기 보빈의 하측 단부와 결합 된 제1 판 스프링; 및
    상기 상부 스페이서 및 상기 고정자 사이에 제3 단부가 배치되고 상기 제3 단부와 대향 하는 제4 단부는 상기 보빈의 상측 단부와 결합 된 제2 판 스프링을 더 포함하는 보이스 코일 모터.
  10. 개구 및 상기 개구 주변에 적어도 하나의 고정 홈이 형성된 베이스;
    상기 베이스 상부에 배치되며 마그네트를 포함하는 고정자;
    상기 마그네트와 마주하는 도전 코일 및 상기 도전 코일이 고정된 통체 형상의 보빈을 포함하는 가동자;
    상기 베이스 및 상기 고정자 사이에 개재된 하부 스페이서;
    상기 고정자 상에 배치된 상부 스페이서;
    상기 상부 스페이서와 접촉되며 상기 베이스에 고정된 케이스; 및
    상기 고정홈에 삽입되어 상기 하부 스페이서, 상기 고정자, 상기 상부 스페이서 및 상기 케이스를 탄력적으로 가압하는 적어도 하나의 공차 제거용 탄성 부재 를 포함하는 보이스 코일 모터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 공차 제거용 탄성 부재는 상기 하부 스페이서를 가압하는 압축 코일 스프링을 포함하는 보이스 코일 모터.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 압축 코일 스프링을 고정하기 위해 상기 하부 스페이서 및 상기 베이스 중 상기 고정 홈 중 적어도 하나에는 상기 압축 코일 스프링과 결합 되는 보스, 가이드 돌기 및 가이드 홈 중 어느 하나가 형성된 보이스 코일 모터.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 공차 제거용 탄성 부재는 상기 고정 홈에 삽입되는 기둥 형상으로 형성되며 탄성 고무 및 탄성 합성 수지 중 어느 하나를 포함하는 보이스 코일 모터.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 하부 스페이서 및 상기 베이스 사이에 제1 단부가 배치되고 상기 제1 단부와 대향 하는 제2 단부는 상기 보빈의 하측 단부와 결합 된 제1 판 스프링; 및
    상기 상부 스페이서 및 상기 고정자 사이에 제3 단부가 고정되고 상기 제3 단부와 대향 하는 제4 단부는 상기 보빈의 상측 단부와 결합 된 제2 판 스프링을 더 포함하며,
    상기 공차 제거용 탄성 부재는 상기 제2 판 스프링과 접촉된 보이스 코일 모터.
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KR20210053858A (ko) * 2020-10-05 2021-05-12 엘지이노텍 주식회사 보이스 코일 모터
KR20220069915A (ko) * 2021-05-04 2022-05-27 엘지이노텍 주식회사 보이스 코일 모터

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