KR101932512B1 - 픽업 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소자를 픽업(Pick-up)하기 위한 픽업 장치에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 픽업 장치는, 피커 몸체부; 상기 피커 몸체부의 내부에 왕복 이동 가능하도록 설치되며, 일단은 소자를 픽업(Pick-up)하는 소자 픽업부; 및 상기 소자 픽업부와 인접하게 배치되며, 상기 소자 픽업부를 왕복 구동시키는 피커 왕복 구동부를 포함하며, 상기 피커 왕복 구동부는, 상기 피커 몸체부의 내부에 상기 소자 픽업부의 왕복 이동 방향을 따라 장착되는 복수의 고정자; 및 상기 복수의 고정자로부터 이격되도록 배치된 상태에서 상기 소자 픽업부에 연결되며, 상기 복수의 고정자와의 상호 작용에 의해 이동하며 상기 소자 픽업부를 구동시키는 복수의 이동자를 포함한다.

Description

픽업 장치{Pick-up apparatus}
본 발명은 픽업 장치에 관한 것으로, 조금 더 상세하게는 픽업 샤프트의 스트로크가 제한되는 문제점과, 스트로크가 증가할 때에 토크가 저하된다는 문제점을 해결할 수 있는 픽업 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 칩과 같은 소자(이하, "소자"라고 칭함)의 제조 및 조립 공정을 수행하기 위해서는, 공급되는 소자를 픽업(Pick-up)하여 원하는 위치로 이동시켜 위치시키는 픽앤플레이스(Pick and place) 공정이 필수적이다.
이러한 픽앤플레이스 공정을 수행하기 위해서는 소자를 파지하여 픽업하는 픽업 툴과, 픽업 툴을 상하 방향으로 왕복 구동시키는 구동부를 포함하는 픽업 장치를 사용한다.
먼저, 소자를 파지하여 픽업하는 픽업 툴은 크게 진공압에 의해 소자의 표면을 픽업하는 진공 흡착 방식과, 한 쌍의 그리퍼(Gripper)에 의해 소자의 양측면을 파지하여 픽업하는 그리퍼 방식으로 구분되나, 최근 기술의 발전에 따라 소자가 집적화되어 소형화되므로, 소자에 대한 손상을 최소화하기 위해 진공압에 의한 진공 흡착 방식이 주로 사용되고 있다.
또한, 진공 흡착 방식 또는 그리퍼 방식의 픽업 툴을 상하 "?袖막* 왕복 구동시키는 구동부는 서로 다른 경로로 유입되는 진공압에 의해 픽업 툴이 설치된 픽업 샤프트를 구동시키는 공압 실린더(Pneumatic cylinder)와, 모터 등 전기에 의해 픽업 샤프트를 구동시키는 전기 액츄에이터(Electric actuator)로 구분된다.
그러나, 공압 실린더는 진공압을 공급하는 진공 피팅, 진공 공급 라인 등으로 인해 그 구조가 복잡하고, 진공압의 형성 및 해제 과정에서 픽업 샤프트의 구동이 불안정하며, 원하는 위치로의 신속한 이동이 어렵다는 단점이 있어, 최근 전기 액츄에이터를 이용한 픽업 장치의 개발이 활발히 진행되고 있다.
이러한 전기 액츄에이터의 일 예로, 직선 왕복 구동력을 발생시키는 보이스 코일 모터(Voice coil motor, 이하 "VCM 모터"로 칭함)를 사용하는 경우, 왕복 구동되는 픽업 샤프트의 스트로크가 제한(대략 8 mm 이하)된다는 문제점 뿐만 아니라, 스트로크가 증가할 때에 토크(Torque)가 저하된다는 문제점을 가지고 있었다.
또한, VCM 모터를 사용하는 경우, VCM 모터의 크기 및 중량으로 인해 얇은 구조의 픽업 장치를 구현할 수 없으므로, 소형화된 소자가 다수 배열된 경우, 다수의 픽업 장치를 동시에 적용할 수 없다는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 픽업 샤프트를 왕복 구동시키는 피커 왕복 구동부로 복수의 고정자와 복수의 이동자에 의해 직선 방향으로 추력을 발생시키는 리니어 모터(Linear motor)를 사용함으로써, 종래의 VCM 모터를 사용할 때에 픽업 샤프트의 스트로크가 제한되는 문제점과, 스트로크가 증가할 때에 토크가 저하된다는 문제점을 해결할 수 있는 픽업 장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 픽업 장치는, 피커 몸체부; 상기 피커 몸체부의 내부에 왕복 이동 가능하도록 설치되며, 일단은 소자를 픽업(Pick-up)하는 소자 픽업부; 및 상기 소자 픽업부와 인접하게 배치되며, 상기 소자 픽업부를 왕복 구동시키는 피커 왕복 구동부를 포함하며, 상기 피커 왕복 구동부는, 상기 피커 몸체부의 내부에 상기 소자 픽업부의 왕복 이동 방향을 따라 장착되는 복수의 고정자; 및 상기 복수의 고정자로부터 이격되도록 배치된 상태에서 상기 소자 픽업부에 연결되며, 상기 복수의 고정자와의 상호 작용에 의해 이동하며 상기 소자 픽업부를 구동시키는 복수의 이동자를 포함한다.
이때, 상기 복수의 고정자 각각은 마그넷(Magnet)을 사용하고, 상기 복수의 이동자 각각은 외부로부터 인가된 전류에 의해 자기장을 발생시키는 코일(Coil)을 사용한다.
또한, 상기 복수의 고정자는, 상기 피커 몸체부의 내부에 설치되는 복수의 제1 고정자; 및 상기 복수의 이동자를 사이에 두고 상기 복수의 제1 고정자 각각과 서로 대향하도록 상기 복수의 제1 고정자 각각으로부터 이격되어 상기 피커 몸체부의 내부에 설치되는 복수의 제2 고정자를 포함한다.
또한, 상기 피커 왕복 구동부는, 상기 피커 몸체부와 상기 복수의 제1 고정자의 사이에 배치되며, 상기 복수의 제1 고정자로부터 발생하는 자성을 차폐하는 적어도 하나 이상의 제1 차폐 부재; 및 상기 피커 몸체부와 상기 복수의 제2 고정자의 사이에 배치되며, 상기 복수의 제2 고정자로부터 발생하는 자성을 차폐하는 적어도 하나 이상의 제2 차폐 부재를 더 포함한다.
또한, 상기 소자 픽업부는, 일단이 상기 소자를 픽업하도록 상기 피커 몸체부로부터 노출되며, 상기 피커 몸체부의 내부에 왕복 이동 가능하도록 배치되는 픽업 샤프트; 일단이 상기 픽업 샤프트에 연결되고, 타단에 상기 복수의 이동자가 연결되며, 상기 픽업 샤프트를 왕복 구동시키는 샤프트 홀더; 상기 피커 몸체부와 상기 샤프트 홀더의 사이에 배치되며, 상기 샤프트 홀더가 왕복 이동할 때에 상기 샤프트 홀더에 탄성력을 제공하는 적어도 하나 이상의 탄성 부재; 및 상기 픽업 샤프트의 양단 중 적어도 하나와 인접하도록 상기 피커 몸체부에 설치되며, 상기 픽업 샤프트의 양단 중 적어도 하나가 삽입된 상태에서 상기 픽업 샤프트가 이동할 때에, 상기 픽업 샤프트의 일단 또는 양단을 통한 이물질의 유출입을 방지하는 적어도 하나 이상의 방진 부재를 포함한다.
또한, 상기 적어도 하나 이상의 방진 부재는 각각, 상기 피커 몸체부에 고정 결합되며, 상기 픽업 샤프트가 욍복 이동 가능하도록 삽입되는 관통 홀이 형성된 방진 몸체; 및 상기 관통 홀의 내부에 상기 픽업 샤프트의 이동 방향을 따라 적어도 하나가 형성되며, 상기 이물질이 수용되는 제1 수용 홈을 포함한다.
또한, 상기 적어도 하나 이상의 방진 부재는 각각, 상기 관통 홀의 내부에 상기 제1 수용 홈과 인접하도록 적어도 하나가 형성되며, 상기 이물질이 수용되는 나선 형상 또는 라운드 형상의 제2 수용 홈을 더 포함한다.
또한, 상기 소자 픽업부는, 상기 피커 몸체부와 상기 적어도 하나 이상의 탄성 부재의 사이에 배치되며, 상기 복수의 이동자와 상기 적어도 하나 이상의 탄성 부재에 의한 상기 샤프트 홀더의 초기 위치를 조절하기 위한 픽업 위치 조절부를 더 포함한다.
또한, 상기 픽업 장치는, 상기 피커 몸체부의 내부에 상기 픽업 샤프트와 상기 피커 왕복 구동부의 사이에 설치되며, 상기 픽업 샤프트를 회전 구동시키는 피커 회전 구동부를 더 포함한다.
또한, 상기 피커 회전 구동부는, 상기 픽업 샤프트와 인접하게 배치되며, 회전 구동력을 발생시키는 구동 모터; 및 상기 구동 모터와 상기 픽업 샤프트를 연결하며, 상기 구동 모터로부터 제공되는 회전 구동력을 상기 픽업 샤프트에 전달하는 동력 전달 부재를 포함한다.
상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 픽업 장치에 의하면, 픽업 샤프트를 왕복 구동시키는 피커 왕복 구동부로 복수의 고정자와 복수의 이동자에 의해 직선 방향으로 추력을 발생시키는 리니어 모터(Linear motor)를 사용함으로써, 종래의 VCM 모터를 사용할 때에 픽업 샤프트의 스트로크가 제한되는 문제점과, 스트로크가 증가할 때에 토크가 저하된다는 문제점을 해결할 수 있다는 효과를 가진다.
또한, 피커 왕복 구동부는 서로 이격된 한 쌍의 제1 고정자 및 제2 고정자의 사이에 이동자를 배치하는 코어리스 타입의 리니어 모터로 구현함으로써, 이동자인 코일 내부에 코어를 제거하여 전체적으로 얇은 형상을 구현할 수 있을 뿐 아니라, 자기 흡입력이 작용하지 않고 코깅(Cogging) 현상을 방지할 수 있으므로, 이동자의 흔들림 현상을 방지하여 보다 안정적이고 정밀한 직선 구동력을 제공할 수 있다는 효과를 가진다.
또한, 피커 왕복 구동부는 복수의 고정자 및 복수의 이동자에서 발생하는 자성을 차폐하기 위한 차폐 부재를 구비함으로써, 픽업 장치의 외부, 특히, 소자에 전달되는 자성에 의한 영향을 최소화할 수 있다는 효과를 가진다.
또한, 복수의 고정자 및 복수의 이동자를 양면에 제1 차폐 부재 및 제2 차폐 부재를 구비함으로써, 복수의 이동자에 인가되는 전류에 의한 에너지 손실을 최소화할 수 있으므로, 보다 슬림한 리니어 모터를 구현할 수 있고, 리니어 모터의 구동에 있어서 상대적으로 낮은 전류를 사용하므로 리니어 모터의 발열을 최소화할 수 있다는 효과를 가진다.
또한, 복수의 고정자 및 복수의 이동자의 양면에 제1 차폐 부재 및 제2 차폐 부재를 구비함으로써, 리니어 모터의 발열을 최소할 수 있으므로, 소자 픽업부와 피커 왕복 구동부를 수용하는 피커 몸체부의 내부를 밀폐하는 구조가 가능하며, 소자 픽업부의 방진 부재를 보다 긴밀하게 구현할 수 있다는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 픽업 장치의 구조를 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 픽업 장치의 구조를 보인 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 픽업 장치의 구조를 보인 정면도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 픽업 장치를 구성하는 피커 왕복 구동부의 구조를 보인 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 의한 픽업 장치를 구성하는 피커 왕복 구동부의 구조를 보인 도면.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 의한 픽업 장치의 소자 픽업부를 구성하는 방진 부재의 구조를 보인 사시도.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 의한 픽업 장치의 소자 픽업부를 구성하는 방진 부재의 구조를 보인 단면도.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 의한 픽업 장치의 소자 픽업부를 구성하는 방진 부재의 변형 예를 보인 단면도.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 의한 픽업 장치의 소자 픽업부를 구성하는 픽업 위치 조절부의 구조를 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 의한 픽업 장치의 구조를 보인 정면도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 의한 픽업 장치(1)의 구성을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 픽업 장치(1)의 구조를 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 픽업 장치(1)의 구조를 보인 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 픽업 장치(1)의 구조를 보인 정면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 의한 픽업 장치(1)은 피커 몸체부(100), 소자 픽업부(200) 및 피커 왕복 구동부(300)를 포함하여 구성된다.
피커 몸체부(100)는 전체적으로 얇은 직육면체 형상을 가지고, 내부에 소자 픽업부(200)와 피커 왕복 구동부(300)가 설치된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 피커 몸체부(100)는, 일면(도 1의 예에서, 전면)이 개구되고 내부에 소자 픽업부(200)와 피커 왕복 구동부(300)가 설치되는 공간(111)이 형성된 하우징 몸체(110)와, 하우징 몸체(110)의 개구된 일면(도 1의 예에서, 전면)에 결합될 때에 하우징 몸체(110)의 내부를 밀폐하는 하우징 커버(120)로 구성된다.
소자 픽업부(200)는 피커 몸체부(100)의 내부(보다 정확하게는, 하우징 몸체(110)의 내부)에 왕복 이동 가능하도록 설치되며, 일단은 피커 몸체부(100)로부터 외부로 노출되어 왕복 이동하며 소자(도시되지 않음)를 픽업(Pick-up)한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 소자 픽업부(200)는 픽업 샤프트(210), 샤프트 홀더(220), 적어도 하나 이상의 탄성 부재(230) 및 적어도 하나 이상의 방진 부재(240)로 구성된다.
픽업 샤프트(210)는 전체적으로 길게 형성된 원통 형상을 가지고, 피커 몸체부(100)의 내부에 왕복 이동 가능하도록 배치된다. 또한, 픽업 샤프트(210)는 소자를 픽업할 수 있도록 일단(도 2의 하단)이 피커 몸체부(100)로부터 노출되며, 외부로 노출된 일단에 소자에 직접 접촉하여 소자를 픽업하는 픽업 툴이 결합된다.
설명의 편의상, 본 발명에서는 진공압에 의해 소자를 흡착하는 진공 흡착 방식의 픽업 장치(1)를 예로 들어 설명하기로 한다. 즉, 도 2에서는 픽업 샤프트(210)의 내부에 길이 방향을 따라 흡입 통로(211)가 형성되고, 픽업 샤프트(210)의 타단에 결합된 피팅(212)과 흡입 통로(211)를 통해 제공되는 진공압에 의해 픽업 샤프트(210)의 일단에 결합된 흡착 패드(213)인 픽업 툴이 소자를 흡착하는 예를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 픽업 샤프트(210)의 일단에 그리퍼(Gripper) 방식의 픽업 툴이 결합될 수도 있다.
샤프트 홀더(220)는 일단이 픽업 샤프트(210)에 연결되고, 타단이 피커 왕복 구동부(300)에 연결되며, 피커 왕복 구동부(300)로부터 제공 받은 구동력에 의해 픽업 샤프트(210)를 왕복 구동시킨다. 후술하겠지만, 샤프트 홀더(220)의 타단에 피커 왕복 구동부(300)를 구성하는 복수의 이동자(320)가 연결된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 샤프트 홀더(220)는 픽업 샤프트(210)의 길이 방향을 따라 관통되어 픽업 샤프트(210)가 삽입 결합되는 샤프트 홀(221)이 형성되고, 픽업 샤프트(210)가 샤프트 홀(221)에 삽입된 상태에서 스냅 링(Snap ring) 등 고정 부재(222)에 의해 픽업 샤프트(210)를 고정한다.
또한, 샤프트 홀더(220)는 피커 왕복 구동부(300)에 의해 왕복 이동할 때에 피커 몸체부(100)의 내부에 설치된 가이드 부재(223)에 의해 안내된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 가이드 부재(223)는 리니어 모션 가이드(LM guide)를 사용하고, 픽업 샤프트(210)와 피커 왕복 구동부(300)의 사이에 배치되므로, 샤프트 홀더(220)의 왕복 이동을 보다 안정적으로 안내할 수 있다. 또한, 샤프트 홀더(220)는 피커 왕복 구동부(300)에 의해 왕복 이동할 때에 피커 몸체부(100)의 내부에 설치된 한 쌍의 스토퍼(224)에 의해 이동이 제한될 수도 있다.
탄성 부재(230)는 피커 몸체부(100)와 샤프트 홀더(220)의 사이에 배치되며, 샤프트 홀더(220)가 왕복 이동할 때에 샤프트 홀더(220)에 탄성력을 제공한다. 특히, 탄성 부재(230)는 픽업 샤프트(210)가 소자를 픽업할 때에 소자에 작용하는 힘을 완충시키는 역할을 한다. 또한, 탄성 부재(230)는 피커 왕복 구동부(300)가 오작동 등에 의해 구동되지 않는 경우, 픽업 샤프트(210)와 샤프트 홀더(220)가 의도치 않게 중력 등에 의해 소자를 향하는 방향(도 3의 예에서 하부 방향)으로 이동하는 현상을 방지하는 역할도 한다.
도 3에서는 압축 스프링 형태인 1 개의 탄성 부재(230)가 샤프트 홀더(220)의 하단과 피커 몸체부(100)의 하단 사이에 배치된 예를 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것으로서, 샤프트 홀더(220)에 탄성력을 제공하는 구조라면 탄성 부재(230)의 종류, 개수 및 배치 형태는 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다.
방진 부재(240)는 픽업 샤프트(210)의 양단 중 적어도 하나와 인접하도록 피커 몸체부(100)에 설치된다. 방진 부재(240)는 피커 몸체부(100)에 적어도 하나 이상이 설치되는데, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 픽업 샤프트(210)의 양단이 하우징 몸체(110)의 양단으로 노출되는 경우, 픽업 샤프트(210)의 양단에 해당하는 위치에 형성된 하우징 몸체(110)의 결합 홈(113)에 한 쌍이 설치되는 것이 바람직하다.
이러한 방진 부재(240)는 픽업 샤프트(210)의 양단 중 적어도 하나가 삽입된 상태에서 픽업 샤프트(210)가 이동할 때에, 픽업 샤프트(210)의 일단 또는 양단을 통한 이물질의 유출입을 방지하는 역할을 한다. 또한, 방진 부재(240)는 픽업 샤프트(210)의 양단을 지지하고, 픽업 샤프트(210)의 왕복 이동을 안정적으로 안내하는 역할을 한다. 방진 부재(240)의 구체적인 구조에 대해서는 도 6 내지 도 8을 참조하여 자세히 후술하기로 한다.
피커 왕복 구동부(300)는 피커 몸체부(100)의 내부에 소자 픽업부(200)와 인접하게 배치되며, 직선 구동력을 발생시켜 소자 픽업부(200)를 왕복 구동시킨다. 바람직하게는, 본 발명의 제1 실시예에 의한 픽업 장치(1)의 피커 왕복 구동부(300)는 복수의 고정자(Stator)(310)와 복수의 이동자(Mover)(320)에 의해 직선 방향으로 추력을 발생시키는 리니어 모터(Linear motor)로 구현된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 고정자(310)는 소자 픽업부(200)의 왕복 이동 방향을 따라 배열되도록 피커 몸체부(100)의 내부에 장착된다. 또한, 복수의 이동자(320)는 복수의 고정자(310)로부터 이격되도록 배치된 상태에서 고정 플레이트(321)를 통해 소자 픽업부(200)의 타단(보다 정확하게는, 샤프트 홀더(220)의 타단)에 연결되며, 복수의 고정자(310)와의 상호 작용에 의해 이동하며 소자 픽업부(200)를 구동시킨다.
바람직하게는, 복수의 고정자(310) 각각은 마그넷(Magnet)이고, 복수의 이동자(320) 각각은 외부로부터 인가된 전류에 의해 자기장을 발생시키는 코일(Coil)이다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 의한 픽업 장치(1)의 피커 왕복 구동부(300)는 복수의 고정자(310)와 복수의 이동자(320)에 의해 직선 방향으로 추력을 발생시키는 리니어 모터(Linear motor)를 사용함으로써, 종래의 VCM 모터를 사용할 때에 픽업 샤프트(210)의 스트로크가 제한되는 문제점과, 스트로크가 증가할 때에 토크가 저하된다는 문제점을 해결할 수 있다는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 의한 픽업 장치(1)의 피커 왕복 구동부(300)를 구성하는 리니어 모터는 코어리스(Coreless) 타입으로 구현되는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 픽업 장치(1)를 구성하는 피커 왕복 구동부(300)의 구조를 보인 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 의한 픽업 장치(1)를 구성하는 피커 왕복 구동부(300)의 구조를 보인 도면이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 피커 왕복 구동부(300)를 구성하는 복수의 고정자(310)는 피커 몸체부(100)의 내부에 설치되는 복수의 제1 고정자(311)와, 복수의 이동자(320)를 사이에 두고 복수의 제1 고정자(311) 각각과 서로 대향하도록 복수의 제1 고정자(311) 각각으로부터 이격되어 피커 몸체부(100)의 내부에 설치되는 복수의 제2 고정자(312)로 구성된다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 의한 픽업 장치(1)의 피커 왕복 구동부(300)는 서로 이격된 한 쌍의 제1 고정자(311) 및 제2 고정자(312)의 사이에 이동자(320)를 배치하는 코어리스 타입의 리니어 모터로 구현함으로써, 이동자(320)인 코일 내부에 코어를 제거하여 전체적으로 얇은 형상을 구현할 수 있을 뿐 아니라, 자기 흡입력이 작용하지 않고 코깅(Cogging) 현상을 방지할 수 있으므로, 이동자(320)의 흔들림 현상을 방지하여 보다 안정적이고 정밀한 직선 구동력을 제공할 수 있다는 장점이 있다.
다시 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 의한 픽업 장치(1)의 피커 왕복 구동부(300)는 복수의 고정자(310) 및 복수의 이동자(320)에서 발생하는 자성을 차폐하기 위한 차폐 부재(330)를 더 포함한다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 차폐 부재(330)는 복수의 제1 고정자(311)의 일면(도 5의 예에서 하부면)에 배치되는 적어도 하나 이상의 제1 차폐 부재(331, 332)와, 복수의 제2 고정자(312)의 일면(도 5의 예에서 상부면)에 배치되는 적어도 하나 이상의 제2 차폐 부재(333, 334)로 구성된다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 차폐 부재(331, 332)는 피커 몸체부(100)(도 5의 예에서 하우징 몸체(110))와 복수의 제1 고정자(311)의 사이에 배치되어 복수의 제1 고정자(311)로부터 발생하는 자성을 차폐하고, 제2 차폐 부재(333, 334)는 피커 몸체부(100)(도 5의 예에서 하우징 커버(120))와 복수의 제2 고정자(312)의 사이에 배치되어 복수의 제2 고정자(312)로부터 발생하는 자성을 차폐한다.
이 때, 제1 차폐 부재(331, 332) 및 제2 차폐 부재(333, 334)는 소자 픽업주의 왕복 이동 방향을 따라 배열된 복수의 제1 고정자(311) 및 복수의 제2 고정자(312)에 대응하도록 얇은 플레이트 형상을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 제1 차폐 부재(331, 332) 및 제2 차폐 부재(333, 334)는 순철 크롬 도금된 플레이트인 것이 바람직하다.
한편, 제1 차폐 부재(331, 332)와 제2 차폐 부재(333, 334)는 각각 복수의 제1 고정자(311) 및 복수의 제2 고정자(312)에서 발생하는 자성을 차폐하는 역할은 물론, 복수의 제1 고정자(311) 및 복수의 제2 고정자(312)를 각각 피커 몸체부(100)에 고정 결합하는 역할을 한다.
즉, 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 차폐 부재(331, 332)는 피커 몸체부(100)의 하우징 몸체(110)에 형성된 제1 개구부(112)를 통해 복수의 제1 고정자(311)를 하우징 몸체(110)에 고정 결합하고, 제2 차폐 부재(333, 334)는 피커 몸체부(100)의 하우징 커버(120)에 형성된 제2 개구부(121)를 통해 복수의 제2 고정자(312)를 하우징 커버(120)에 고정 결합한다.
한편, 도 4 및 도 5에서는 제1 차폐 부재(331, 332) 및 제2 차폐 부재(333, 334)가 각각 2 개씩 구비된 예를 도시하고 있으나, 제1 차폐 부재(331, 332) 및 제2 차폐 부재(333, 334)의 개수는 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 의한 픽업 장치(1)의 피커 왕복 구동부(300)는 복수의 고정자(310) 및 복수의 이동자(320)에서 발생하는 자성을 차폐하기 위한 차폐 부재(330)를 구비함으로써, 픽업 장치(1)의 외부, 특히, 소자에 전달되는 자성에 의한 영향을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 복수의 고정자(310) 및 복수의 이동자(320)의 양면에 제1 차폐 부재(331, 332) 및 제2 차폐 부재(333, 334)를 구비함으로써, 복수의 이동자(320)에 인가되는 전류에 의한 에너지 손실을 최소화할 수 있으므로, 보다 슬림한 리니어 모터를 구현할 수 있고, 리니어 모터의 구동에 있어서 상대적으로 낮은 전류를 사용하므로 리니어 모터의 발열을 최소화할 수 있다.
또한, 복수의 고정자(310) 및 복수의 이동자(320)의 양면에 제1 차폐 부재(331, 332) 및 제2 차폐 부재(333, 334)를 구비함으로써, 리니어 모터의 발열을 최소화할 수 있으므로, 소자 픽업부(200)와 피커 왕복 구동부(300)를 수용하는 피커 몸체부(100)의 내부를 밀폐하는 구조가 가능하며, 소자 픽업부(200)의 방진 부재(240)를 보다 긴밀하게 구현할 수 있다.
한편, 다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 피커 왕복 구동부(300)는 소자 픽업부(200)에 설치된 마그넷 스케일(Magnet scale)(225)과 피커 몸체부(100)에 설치된 리니어 센서(Linear sensor)(226)를 이용하여 소자 픽업부(200)의 왕복 이동을 정밀하게 제어한다. 즉, 마그넷 스케일(225)은 소자 픽업부(200)를 구성하는 샤프트 홀더(220)의 일 측에 설치되고, 리니어 센서(226)는 피커 몸체부(100)를 구성하는 하우징 몸체(110)에 설치되며, 리니어 센서(226)는 샤프트 홀더(220)의 이동을 측정한 후 이를 제어할 수 있도록 한다.
한편, 상술한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 의한 픽업 장치(1)의 소자 픽업부(200)는 이물질의 유출입을 방지하기 위한 적어도 하나 이상의 방진 부재(240)를 포함한다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 의한 픽업 장치(1)의 소자 픽업부(200)를 구성하는 방진 부재(240)의 구조를 보인 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 의한 픽업 장치(1)의 소자 픽업부(200)를 구성하는 방진 부재(240)의 구조를 보인 단면도이다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 방진 부재(240)는 피커 몸체부(100)의 하우징 몸체(110)에 형성된 결합 홈(113)에 고정 결합되며 픽업 샤프트(210)가 욍복 이동 가능하도록 삽입되는 관통 홀(241a)이 형성된 방진 몸체(241)와, 관통 홀(241a)의 내부에 픽업 샤프트(210)의 이동 방향을 따라 적어도 하나가 형성되며, 외부로부터 유입되거나 내부에서 유출되는 이물질이 수용되는 제1 수용 홈(242)으로 구성된다.
즉, 방진 몸체(241)는 픽업 샤프트(210)가 삽입되는 관통 홀(241a)을 통해 픽업 샤프트(210)의 왕복 이동을 흔들림 없이 안정적으로 안내하는 것과 동시에 이물질의 유출입을 어느 정도 방지할 수 있고, 제1 수용 홈(242)은 관통 홀(241a)을 통해 유출입되는 이물질이 있더라도 이를 수용할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 의한 픽업 장치(1)는 차폐 부재(330)에 의해 리니어 모터의 발열을 최소화하여 피커 몸체부(100)의 내부를 밀폐하는 것이 가능하므로, 픽업 샤프트(210)가 삽입된 상태에서 이물질의 유출입을 방지하는 방진 부재(240)의 구조가 가능하다.
비록 도 7에서는 픽업 샤프트(210)의 이동 방향을 따라 사각 단면을 가지는 1 개의 제1 수용 홈(242)이 형성된 예를 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것으로서, 제1 수용 홈(242)의 형상 및 개수는 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다.
한편, 방지 부재는 관통 홀의 내부에 제1 수용 홈(242)과 인접하도록 적어도 하나가 형성되며, 이물질이 수용되는 나선 형상 또는 라운드 형상의 제2 수용 홈(243, 244)을 더 포함할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 의한 픽업 장치(1)의 소자 픽업부(200)를 구성하는 방진 부재(240)의 변형 예를 보인 단면도이다.
도 8의 (a)에서는 방진 부재(240)가 제1 수용 홈(242) 이외에 이물질이 수용되는 나선 형상의 제2 수용 홈(243)을 더 포함할 때의 모습을 나타내고, 도 8의 (a)에서는 방진 부재(240)가 제1 수용 홈(242) 이외에 이물질이 수용되는 라운드 형상의 제2 수용 홈(244)을 더 포함할 때의 모습을 나타낸다.
이와 같이, 방진 부재(240)가 제1 수용 홈(242) 이외에 나선 형상 또는 라운드 형상의 제2 수용 홈(243, 244)을 더 포함하는 경우, 외부로부터 유입되거나 내부에서 유출되는 이물질을 수용하여 이물질의 유출입을 방지할 뿐 아니라, 가이드 부재(223) 등에 그리스, 오일 등이 사용되는 경우에도 이들의 유출을 보다 효과적으로 방지할 수 있다는 장점이 있다.
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 의한 픽업 장치(1)의 소자 픽업부(200)는 픽업 위치 조절부(250)를 더 포함할 수도 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 픽업 위치 조절부(250)는 피커 몸체부(100)와 적어도 하나 이상의 탄성 부재(230)의 사이에 배치되며, 복수의 이동자(320)와 적어도 하나 이상의 탄성 부재(230)에 의한 샤프트 홀더(220)의 초기 위치를 조절한다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 의한 픽업 장치(1)의 소자 픽업부(200)를 구성하는 픽업 위치 조절부(250)의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 9에 도시된 바와 같이, 픽업 위치 조절부(250)는 일측(도 9의 예에서 상부면)은 탄성 부재(230)에 맞닿은 상태로 픽업 샤프트(210)가 삽입되는 조절 홀(241a)이 형성된 조절 몸체(251), 조절 몸체(251)에 나사 결합되어 조절 몸체(251)의 위치를 조절하는 조절 나사(252) 및 조절 몸체(251)의 이동을 안내하는 가이드 핀(253)으로 구성된다.
따라서, 픽업 위치 조절부(250)는 복수의 이동자(320)와 적어도 하나 이상의 탄성 부재(230)에 의해 결정되는 샤프트 홀더(220), 즉, 픽업 샤프트(210)의 초기 위치를 조절할 수 있다. 즉, 픽업 장치(1)를 초기 구동시 복수의 이동자(320)에 전류가 인가되면 복수의 이동자(320) 및 탄성 부재(230)에 의해 샤프트 홀더(220)의 초기 위치가 결정되는데, 샤프트 홀더(220)의 초기 위치를 조절할 필요가 있는 경우, 조절 나사(252)를 돌려 조절 몸체(251)의 위치를 변화시켜 샤프트 홀더(220)의 초기 위치를 조절할 수 있다.
이하, 도 10을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 의한 픽업 장치(1)의 구조에 대해 설명하기로 한다. 설명의 편의상, 도 1 내지 도 9에 도시된 제1 실시예와 동일한 구조에 대한 설명은 생략하며, 이하 차이점 만을 위주로 설명하기로 한다.
본 발명의 제2 실시예에 의한 픽업 장치(1)는, 본 발명의 제1 실시예에 의한 픽업 장치(1)의 구성에 픽업 샤프트(210)를 축 중심으로 회전 구동시키는 피커 회전 구동부(400)를 더 포함한다.
도 10는 본 발명의 제2 실시예에 의한 픽업 장치(1)의 구조를 보인 정면도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 피커 회전 구동부(400)는 피커 몸체부(100)의 내부에 픽업 샤프트(210)와 피커 왕복 구동부(300)의 사이에 설치되며, 픽업 샤프트(210)를 회전 구동시킨다. 바람직하게는, 피커 회전 구동부(400)는, 픽업 샤프트(210)와 인접하게 배치되어 회전 구동력을 발생시키는 구동 모터(410)와, 구동 모터(410)와 픽업 샤프트(210)를 연결하며, 구동 모터(410)로부터 제공되는 회전 구동력을 픽업 샤프트(210)에 전달하는 동력 전달 부재(420)를 포함한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 회전 구동력을 발생시키는 구동 모터(410)는 픽업 샤프트(210)의 길이 방향을 따라 픽업 샤프트(210)와 나란히 배치되며, 고정 블록(411)에 의해 샤프트 홀더(220)에 고정 결합될 수 있다. 필요에 따라, 구동 모터(410)는 샤프트 홀더(220)에 개구된 공간(214)에 배치되는데, 이 경우, 구동 모터(410)와 샤프트 홀더(220)의 간섭을 최소화하고 전체 구조를 소형화할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 동력 전달 부재(420)는 한 쌍의 기어를 사용하는 것이 바람직하며, 구동 모터(410)가 결합된 고정 블록(411)과 픽업 샤프트(210)가 결합된 샤프트 홀더(220)의 결합 위치를 조절함으로써 한 쌍의 기어가 치차 결합할 때에 발생할 수 있는 백래쉬(Backlash) 현상을 감소시킬 수 있다.
한편, 도 10에 도시된 바와 같이, 샤프트 홀더(220)에는 픽업 샤프트(210)의 회전을 지지하기 위해 베어링(Bearing), 부싱(Bushing) 등의 회전 지지 부재(215)가 설치되는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 명백할 것이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 픽업 장치
100: 피커 몸체부 110: 하우징 몸체
120: 하우징 커버 200: 소자 픽업부
210: 픽업 샤프트 220: 샤프트 홀더
230: 탄성 부재 240: 방진 부재
250: 픽업 위치 조절부 300: 피커 왕복 구동부
310: 고정자 311: 제1 고정자
312: 제2 고정자 320: 이동자
330: 차폐 부재 331, 332: 제1 차폐 부재
333, 334: 제2 차폐 부재
400: 피커 회전 구동부 410: 구동 모터
420: 동력 전달 부재

Claims (10)

  1. 일면이 개구되고 타면의 일부가 개구된 제1 개구부가 형성되며 내부에 수용 공간이 형성된 하우징 몸체와, 상기 하우징 몸체의 개구된 일면에 결합되며, 일부가 개구된 제2 개구부가 형성된 하우징 커버로 구성된 피커 몸체부;
    상기 수용 공간에 왕복 이동 가능하도록 설치되며, 일단은 소자를 픽업(Pick-up)하는 소자 픽업부; 및
    상기 수용 공간에 상기 소자 픽업부와 인접하게 배치되며, 상기 소자 픽업부에 연결되어 상기 소자 픽업부를 왕복 구동시키는 피커 왕복 구동부를 포함하며,
    상기 피커 왕복 구동부는,
    상기 수용 공간에 설치되고, 상기 소자 픽업부의 왕복 이동 방향을 따라 배열되는 복수의 마그넷(Magnet)으로 이루어진 복수의 제1 고정자;
    상기 복수의 제1 고정자 각각으로부터 이격되도록 상기 수용 공간에 설치되고, 상기 복수의 제1 고정자 각각과 서로 대향하도록 배열되는 복수의 마그넷으로 이루어진 복수의 제2 고정자;
    상기 복수의 제1 고정자 및 상기 복수의 제2 고정자의 사이에 배치된 상태에서 외부로부터 인가된 전류에 의해 왕복 이동하는 복수의 코일(Coil)로 이루어지고, 상기 소자 픽업부에 연결되어 상기 소자 픽업부를 구동시키는 복수의 이동자;
    플레이트 형상을 가지고, 상기 하우징 몸체와 상기 복수의 제1 고정자의 사이에 배치되어 상기 제1 개구부에 삽입 결합된 상태로 상기 복수의 제1 고정자를 상기 하우징 몸체에 고정시키며, 상기 복수의 제1 고정자로부터 발생하는 자성을 차폐하는 적어도 하나 이상의 제1 차폐 부재; 및
    플레이트 형상을 가지고, 상기 하우징 커버와 상기 복수의 제2 고정자의 사이에 배치되어 상기 제2 개구부에 삽입 결합된 상태로 상기 복수의 제2 고정자를 상기 하우징 커버에 고정시키며, 상기 복수의 제2 고정자로부터 발생하는 자성을 차폐하는 적어도 하나 이상의 제2 차폐 부재를 포함하는 픽업 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 소자 픽업부는,
    일단이 상기 소자를 픽업하도록 상기 피커 몸체부로부터 노출되며, 상기 수용 공간에 왕복 이동 가능하도록 배치되는 픽업 샤프트;
    일단이 상기 픽업 샤프트에 연결되고, 타단에 상기 복수의 이동자가 연결되며, 상기 픽업 샤프트를 왕복 구동시키는 샤프트 홀더;
    상기 피커 몸체부와 상기 샤프트 홀더의 사이에 배치되며, 상기 샤프트 홀더가 왕복 이동할 때에 상기 샤프트 홀더에 탄성력을 제공하는 적어도 하나 이상의 탄성 부재; 및
    상기 픽업 샤프트의 양단 중 적어도 하나와 인접하도록 상기 피커 몸체부에 설치되며, 상기 픽업 샤프트의 양단 중 적어도 하나가 삽입된 상태에서 상기 픽업 샤프트가 이동할 때에, 상기 픽업 샤프트의 일단 또는 양단을 통한 이물질의 유출입을 방지하는 적어도 하나 이상의 방진 부재를 포함하는 픽업 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 방진 부재는 각각,
    상기 피커 몸체부에 고정 결합되며, 상기 픽업 샤프트가 욍복 이동 가능하도록 삽입되는 관통 홀이 형성된 방진 몸체; 및
    상기 관통 홀의 내부에 상기 픽업 샤프트의 이동 방향을 따라 적어도 하나가 형성되며, 상기 이물질이 수용되는 제1 수용 홈을 포함하는 픽업 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 방진 부재는 각각,
    상기 관통 홀의 내부에 상기 제1 수용 홈과 인접하도록 적어도 하나가 형성되며, 상기 이물질이 수용되는 나선 형상 또는 라운드 형상의 제2 수용 홈을 더 포함하는 픽업 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 소자 픽업부는,
    상기 피커 몸체부와 상기 적어도 하나 이상의 탄성 부재의 사이에 배치되며, 상기 복수의 이동자와 상기 적어도 하나 이상의 탄성 부재에 의한 상기 샤프트 홀더의 초기 위치를 조절하기 위한 픽업 위치 조절부를 더 포함하는 픽업 장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 픽업 장치는,
    상기 수용 공간에 상기 픽업 샤프트와 상기 피커 왕복 구동부의 사이에 설치되며, 상기 픽업 샤프트를 회전 구동시키는 피커 회전 구동부를 더 포함하는 픽업 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 피커 회전 구동부는,
    상기 픽업 샤프트와 인접하게 배치되며, 회전 구동력을 발생시키는 구동 모터; 및
    상기 구동 모터와 상기 픽업 샤프트를 연결하며, 상기 구동 모터로부터 제공되는 회전 구동력을 상기 픽업 샤프트에 전달하는 동력 전달 부재를 포함하는 픽업 장치.
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