KR102555970B1 - 광학용 액추에이터에 적용되는 레일 조립체, 그 제조방법 및 그에 적용되는 인서트 레일 형성체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 베이스와, 볼을 매개로 상기 베이스에 대해 광축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 캐리어를 포함하는 광학용 액추에이터에 적용되는 레일 조립체에 관한 것이다. 상기 레일 조립체는, 상기 베이스 및 상기 캐리어 중 적어도 하나에 구비되고, 합성수지로 이루어지며, 상기 광축 방향으로 길게 연장되는 안내홈이 형성된 안내홈 구조체와, 금속으로 이루어지고, 상기 안내홈에 설치되어 상기 볼의 운동을 안내하는 인서트 레일을 포함한다. 상기 인서트 레일은, 상기 안내홈을 따라 상기 광축 방향으로 길게 연장되고, 상기 안내홈 구조체 내에 인서트 성형되며, 상기 볼과 접촉되는 적어도 하나의 접촉면을 갖는 레일 본체와, 상기 레일 본체의 측면에서 돌출되어 상기 안내홈 구조체에 매립되는 적어도 하나의 돌출부를 포함한다.
Description
본 발명은 자동 초점 조절 기능을 구현하는 광학용 액추에이터에 적용되는 레일 조립체, 그 제조방법 및 그에 적용되는 인서트 레일 형성체에 관한 것이다.
스마트폰을 비롯하여 태블릿, 노트북 등의 휴대용 전자기기, 드론, 차량 등에는 소형의 카메라와 같은 광학 모듈이 기본 아이템으로 많이 장착된다. 이러한 광학 모듈은 렌즈를 광축 방향을 따라 선형 이동하여 피사체와의 초점 거리를 조정하는 자동 초점 조절 기능(AF : Auto Focus) 기능을 구현할 수 있는 액추에이터가 적용된다.
한국등록특허 제10-2303499호(이하, '선행 특허 1'이라 한다.)는 '광학용 액추에이터'을 개시하고 있다. 상기한 선행 특허 1에 따르면, 렌즈를 탑재한 이동체인 캐리어에 마그네트(또는 코일)을 설치하고 고정체인 하우징에 코일(또는 마그네트)을 설치한 후, 코일과 마그네트 사이에 전자기력을 발생시킴으로써 캐리어를 광축 방향 또는 광축과 수직한 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 이동체와 고정체 사이에 볼을 개재시켜 이동체와 고정체 사이의 적절한 이격 거리가 지속적으로 유지되도록 하고, 볼의 회전 운동 및 볼과의 점접촉을 통한 최소환된 마찰력으로 캐리어가 더욱 유연하고 정확하게 이동할 수 있다.
이러한 카메라 모듈은 카메라의 성능이 고급화되고 고도화됨에 따라 크기가 커지고 무게가 증가할 수밖에 없다.
그러나, 선행 특허 1의 경우, 수없이 자동 초점 조절 기능 등을 구현할 시마다 캐리어가 볼 베어링과 접촉 상태를 유지하면서 매우 짧은 거리를 고속으로 이동하고, 낙하시와 같은 강한 외부 충격을 받을 수 있는데, 캐리어를 레진 등과 같은 합성수지로 만들면, 소재 특성에 따른 표면 경도 문제 때문에 볼 베어링에 대면하는 캐리어의 표면이 움푹 들어가는 덴트(dent) 현상이 발생하여 자동 초점 조절 기능 등의 저하 문제가 된다.
중국공보특허 CN217355231U호에는(이하, '선행 특허 2'라 한다.)는 '광학 가이드 레일 구조'를 개시하고 있다. 상기한 선행 특허 2에 따르면, 플라스틱 레일 시트, 금속 인서트 가이드 레일 및 슬라이딩 부재를 포함하며, 플라스틱 레일 시트에는 슬라이딩 부재인 볼이 움직일 수 있는 슬라이딩 홈이 형성되고, 금속 인서트 가이드 레일은 슬라이딩 홈의 벽면에 대응되어 삽입된다. 볼은 슬라이딩 홈 내에 위치되어 금속 인서트 가이드 레일의 표면에 밀착된다. 이러한 금속 인서트 가이드 레일은 플라스틱 레일 시트와 사출 성형에 의해 일체로 구비된다.
그러나, 선행 특허 2의 경우, 플라스틱 레일 시트와 금속 인서트 가이드 레일의 서로 대향하는 접촉면이 평평하기 때문에 플라스틱 레일 시트와 금속 인서트 가이드 레일이 충분히 견고하게 결합을 유지하지 못해 금속 인서트 가이드 레일이 플라스틱 레일 시트로부터 쉽게 분리될 수 있는 문제점을 가지고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 첫째, 볼의 운동을 안내하는 접촉면을 구비한 금속으로 이루어진 인서트 레일의 이탈을 방지하여 수명을 높일 수 있는 광학용 액추에이터에 적용되는 레일 조립체, 그 제조방법 및 그에 적용되는 인서트 레일 형성체를 제공하는 것이다.
둘째, 자동화 생산 시스템에 의해 제조할 수 있는 광학용 액추에이터에 적용되는 레일 조립체 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 베이스와, 볼을 매개로 상기 베이스에 대해 광축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 캐리어를 포함하는 광학용 액추에이터에 적용되는 레일 조립체에 관한 것이다. 상기 레일 조립체는, 상기 베이스 및 상기 캐리어 중 적어도 하나에 구비되고, 합성수지로 이루어지며, 상기 광축 방향으로 길게 연장되는 안내홈이 형성된 안내홈 구조체와, 금속으로 이루어지고, 상기 안내홈에 설치되어 상기 볼의 운동을 안내하는 인서트 레일을 포함한다. 상기 인서트 레일은, 상기 안내홈을 따라 상기 광축 방향으로 길게 연장되고, 상기 안내홈 구조체 내에 인서트 성형되며, 상기 볼과 접촉되는 적어도 하나의 접촉면을 갖는 레일 본체와, 상기 레일 본체의 측면에서 돌출되어 상기 안내홈 구조체에 매립되는 적어도 하나의 돌출부를 포함한다.
상기 레일 본체는, 상기 광축 방향으로 연장되는 소정의 기준선에 대해 절곡되어, 상기 기준선의 양쪽에서 각각 상기 볼과 접촉되는 제 1 접촉면부 및 제 2 접촉면부를 포함할 수 있다.
상기 레일 본체는, 상기 기준선을 따라 적어도 하나의 개구부가 형성될 수 있다.
상기 개구부는 상기 안내홈 구조체에 매립될 수 있다.
상기 안내홈 구조체는, 상기 안내홈 내에서 상기 제 1 접촉면부와 상기 제 2 접촉면부 사이를 연결하는 인서트 고정부를 포함할 수 있다.
또는, 상기 안내홈 구조체는, 상기 안내홈의 바닥을 이루는 바닥면과, 상기 바닥면의 양측에서 각각 연장되어 상기 바닥면과 함께 상기 안내홈을 형성하는 제 1 측면부 및 제 2 측면부를 포함한다. 그리고, 상기 인서트 레일은, 상기 바닥면에 매립되되, 상기 접촉면이 상기 볼과 접촉되도록 노출될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 레일 조립체를 제조하는 방법으로서, (1) 상기 인서트 레일, 지그 및 상기 인서트 레일과 상기 지그를 연결하는 연결 브릿지로 이루어진 금속 인서트 부재를 프레스 성형하는 단계와, (2) 상기 지그를 이용하여 상기 인서트 레일을 사출 금형 내에 위치시킨 후 사출하여 상기 인서트 레일이 인서트된 상기 안내홈 구조체를 형성하는 단계와, (3) 상기 연결 브릿지를 상기 인서트 레일로부터 분리하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 베이스와, 볼을 매개로 상기 베이스에 광축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 캐리어를 포함하고, 상기 베이스 및 상기 캐리어 중 적어도 하나에는 합성수지로 이루어지고 상기 광축 방향으로 길게 연장되는 안내홈 구조체가 형성되는 광학용 액추에이터에 적용되는 금속 재질의 인서트 레일 형성체에 관한 것이다. 상기 인서트 레일 형성체는, 상기 안내홈을 따라 상기 광축 방향으로 길게 연장되고, 상기 안내홈 구조체 내에 인서트 성형되며, 상기 볼과 접촉되는 적어도 하나의 접촉면을 갖는 레일 본체와, 상기 레일 본체의 측면에서 돌출되어 상기 안내홈 구조체에 매립되는 적어도 하나의 돌출부와, 상기 레일 본체와 지그를 연결하는 연결 브릿지를 포함한다.
본 발명의 광학용 액추에이터에 적용되는 레일 조립체, 그 제조방법 및 그에 적용되는 인서트 레일 형성체는, 첫째, 볼과 접촉하는 레일 본체가 안내홈 구조체 내에 매립되고, 레일 본체의 측면에 안내홈 구조체 내에 매립되는 적어도 하나의 돌출부가 구비되어, 돌출부에 의한 구조적 간섭에 의해 안내홈 구조체로부터 인서트 레일의 이탈이 제한될 수 있기 때문에 수명이 향상될 수 있는 효과가 있다.
둘째, 레일 본체에 안내홈 구조체 내에 매립되는 개구부가 더 구비됨으로써, 안내홈 구조체와 인서트 레일의 결합력이 보다 향상될 수 있는 효과가 있다.
셋째, 안내홈 내에 배치되는 인서트 고정부에 의해 안내홈 구조체와 인서트 레일의 결합력이 보다 향상될 수 있는 효과가 있다.
넷째, 개구부에 의해 인서트 고정부를 안내홈 구조체에 일체로 형성할 수 있어 광학 방향으로 길게 연장되는 인서트 고정부를 불량 없이 쉽게 형성할 수 있는 효과가 있다.
다섯째, 금속 인서트 부재를 프레스 성형 후, 지그를 이용하여 사출 성형 금형 내에 인서트 레일을 인서트하여 안내홈 구조체를 성형함으로써, 자동화 생산 시스템에 의해 쉽게 제조할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학용 액추에이터에 적용되는 레일 조립체로서, 캐리어에 구비되는 레일 조립체를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 'A'부분 확대도로서, 제 1 레일 조립체를 나타낸다.
도 3은 도 2에 도시된 'Ⅰ-Ⅰ'선에 따른 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 'Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 제 1 인서트 레일을 나타내는 사시도이다.
도 6 내지 도 11은 도 5에 도시된 제 1 인서트 레일에 대응하는 다른 실시예에 따른 제 1 인서트 레일을 나타내는 사시도이다.
도 12는 도 1에 도시된 'B'부분 확대도로서, 제 2 레일 조립체를 나타낸다.
도 13은 도 12에 도시된 제 2 인서트 레일을 나타내는 사시도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학용 액추에이터에 적용되는 레일 조립체로서, 베이스에 구비되는 제 3 레일 조립체를 나타내는 사시도이다.
도 15는 본 발명에 따른 광학용 액추에이터에 적용되는 레일 조립체를 제조하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 'A'부분 확대도로서, 제 1 레일 조립체를 나타낸다.
도 3은 도 2에 도시된 'Ⅰ-Ⅰ'선에 따른 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 'Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 제 1 인서트 레일을 나타내는 사시도이다.
도 6 내지 도 11은 도 5에 도시된 제 1 인서트 레일에 대응하는 다른 실시예에 따른 제 1 인서트 레일을 나타내는 사시도이다.
도 12는 도 1에 도시된 'B'부분 확대도로서, 제 2 레일 조립체를 나타낸다.
도 13은 도 12에 도시된 제 2 인서트 레일을 나타내는 사시도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학용 액추에이터에 적용되는 레일 조립체로서, 베이스에 구비되는 제 3 레일 조립체를 나타내는 사시도이다.
도 15는 본 발명에 따른 광학용 액추에이터에 적용되는 레일 조립체를 제조하는 과정을 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학용 액추에이터에 적용되는 레일 조립체로서, 캐리어에 구비되는 레일 조립체를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 'A'부분 확대도로서, 제 1 레일 조립체를 나타내고, 도 3은 도 2에 도시된 'Ⅰ-Ⅰ'선에 따른 단면도이고, 도 4는 도 2에 도시된 'Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 단면도이고, 도 5는 도 2에 도시된 제 1 인서트 레일을 나타내는 사시도이고, 도 6 내지 도 11은 도 5에 도시된 제 1 인서트 레일에 대응하는 다른 실시예에 따른 제 1 인서트 레일을 나타내는 사시도이고, 도 12는 도 1에 도시된 'B'부분 확대도로서, 제 2 레일 조립체를 나타내고, 도 13은 도 12에 도시된 제 2 인서트 레일을 나타내는 사시도이고, 도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학용 액추에이터에 적용되는 레일 조립체로서, 베이스에 구비되는 제 3 레일 조립체를 나타내는 사시도이고, 도 15는 본 발명에 따른 광학용 액추에이터에 적용되는 레일 조립체를 제조하는 과정을 보여주는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레일 조립체가 적용되는 광학용 액추에이터는 상기한 종래 기술 등을 참조하는 바와 같이, 베이스(1)와, 볼(3)을 매개로 베이스(1)에 대해 광축 방향(화살표 L)으로 이동 가능하게 구비되는 캐리어(2)를 포함하며, 베이스(1)와 캐리어(2) 중 적어도 어느 하나에 레일 조립체(11, 12, 13)가 구비된다. 레일 조립체(11, 12, 13)는 베이스(1) 및/또는 캐리어(2)에 각각 하나씩 또는 복수개 구비될 수 있다. 또한, 베이스(1)와 캐리어(2) 중 어디에 구비되는지, 또 볼(3)과의 접촉 방향 등에 따라 구체적인 실시 구조가 다른 레일 조립체(11, 12, 13)가 적용될 수 있다.
이하에서는 레일 조립체(11, 12, 13)의 구체적인 실시 구조에 따라 캐리어(2)에 제 1 레일 조립체(11) 및 제 2 레일 조립체(12)가 구비되고, 베이스(1)에 제 3 레일 조립체(13)가 구비되는 것을 일 예로써 설명하나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니며, 본 발명의 레일 조립체가 적용되는 광학용 액추에이터의 크기 등에 따라 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
먼저, 도 2 내지 도 11을 참조하는 바와 같이, 제 1 레일 조립체(11)는 캐리어(2)의 일측에 구비될 수 있으며, 광축 방향(화살표 L)으로 길게 연장되는 제 1 안내홈(21)이 형성된 제 1 안내홈 구조체(20)와, 제 1 안내홈(21)에 설치되어 캐리어(2)의 이동 간에 볼(3)의 (구름)운동을 안내하는 제 1 인서트 레일(30)을 포함한다. 특히, 제 1 안내홈 구조체(20)는 캐리어(2)와 함께 레진 등과 같은 합성수지로 이루어지고, 캐리어(2)의 고속 이동 간에 볼(3)과 접촉하는 제 1 인서트 레일(30)에 덴트(dent) 현상이 발생하지 않게 제 1 인서트 레일(30)은 합성수지보다 표면 경도가 우수한 금속으로 이루어진다.
제 1 안내홈 구조체(20)는 캐리어(2)와 일체로 사출 성형될 수 있으며, 또는 캐리어(2)와 별도의 공정에 의해 사출 성형된 후 결합할 수 있다.
제 1 인서트 레일(30)은 제 1 안내홈(21)을 따라 광축 방향(화살표 L)으로 길게 연장되고, 제 1 안내홈 구조체(20) 내에 인서트 성형되며, 볼(3)과 접촉되는 적어도 하나의 접촉면을 갖는 제 1 레일 본체(31)를 포함한다. 즉, 제 1 레일 본체(31)는 상기한 접촉면을 이루는 전면(31a)이 노출된 상태로 제 1 안내홈 구조체(20) 내에 매립될 수 있다.
이때, 제 1 레일 본체(31)를 제 1 레일 본체(31)의 두께에 대응하여 매립하여 제 1 레일 본체(31)의 전면(31a)이 제 1 안내홈(21)을 규정하는 내측면(21a, 21b)에 굴곡없이 연결되게 할 수 있으며, 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니고, 제 1 레일 본체(31)의 매립 깊이를 제 1 레일 본체(31)의 두께보다 작게 또는 크게 할 수 있다.
제 1 안내홈 구조체(20)와 대향하는 제 1 레일 본체(31)의 배면(31b)이 제 1 레일 본체(31)와 전면(31a)과 함께 평면으로 이루어질 수 있으며, 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니고, 제 1 안내홈 구조체(20)와의 결합력 향상 등을 위해 요철면으로 이루어질 수도 있다.
이러한 인서트 성형 방법에 의해 금속으로 이루어진 제 1 인서트 레일(30)과 합성수지로 이루어진 제 1 안내홈 구조체(20)가 용이하고 견실하게 결속될 수 있다.
또한, 제 1 인서트 레일(30)은 제 1 레일 본체(31)의 측면에서 돌출되어 제 1 안내홈 구조체(20)에 매립되는 적어도 하나의 제 1 돌출부(35-1, 35-2)를 더 포함할 수 있다. 제 1 돌출부(35-1, 35-2)가 제 1 안내홈 구조체(20)에 매립된 구조에 의해 제 1 인서트 레일(30)이 제 1 안내홈 구조체(20)에 견실하게 결합될 수 있고, 제 1 안내홈 구조체(20)로부터 제 1 인서트 레일(30)의 이탈이 제한될 수 있다.
제 1 돌출부(35-1, 35-2)는 제 1 레일 본체(31)의 측면(31c)을 따라 복수개가 이격되어 구비될 수 있다. 예컨대, 도 5 내지 도 8을 참조하는 바와 같이, 제 1 돌출부(35-1)는 광축 방향(화살표 L)에 대해 교차하는 방향으로 대향하는 제 1 레일 본체(31)의 제 1 측면 및 제 2 측면에 각각 복수개 구비될 수 있다. 또는, 도 9 내지 도 11을 참조하는 바와 같이, 제 1 돌출부(35-2)는 광축 방향(화살표 L)에 대해 교차하는 방향으로 대향하는 제 1 레일 본체(31)의 제 3 측면 및 제 4 측면 중 적어도 어느 하나에 구비될 수 있다.
또한, 도 5 내지 도 8을 참조하는 바와 같이, 제 1 돌출부(35-1)는 제 1 레일 본체(31)의 측면에 대해 수직한 방향으로 소정 길이 돌출될 수 있다. 제 1 돌출부(35-1)는 사각형, 원호 형태, 사다리꼴 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 또는, 도 9 내지 도 11을 참조하는 바와 같이, 제 1 돌출부(35-2)는 레일 본체의 측면에 대해 수직한 방향으로부터 소정 각도 경사진 방향을 따라 돌출될 수 있다. 즉, 제 1 돌출부(35-2)는 제 1 레일 본체(31)에 대해 절곡된 형태일 수 있다.
또한, 도 5 내지 도 8을 참조하는 바와 같이, 제 1 돌출부(35-1)는 제 1 레일 본체(31)의 전면(31a)으로부터 배면(31b)을 향해 소정 간격(G) 이격되어 구비됨으로써, 제 1 안내홈 구조체(20)로부터 노출되지 않게 완전히 매립될 수 있다. 또는, 도 9 내지 도 11을 참조하는 바와 같이, 제 1 돌출부(35-2)가 제 1 안내홈 구조체(20) 내에 완전히 매립될 수 있다면 제 1 레일 본체(31)의 두께에 대응하여 제 1 돌출부(35-2)가 구비될 수 있다.
한편, 제 1 레일 본체(31)는 광축 방향(화살표 L)으로 연장되는 소정의 기준선(C)에 대해 절곡되어 기준선(C)의 양쪽에서 각각 볼(3)과 접촉되는 제 1 접촉면부(32) 및 제 2 접촉면부(33)를 포함할 수 있다. 제 1 접촉면부(32) 및 제 2 접촉면부(33)는 기준선(C)에 대해 소정 각도 경사진 방향으로 배치되어 제 1 접촉면부(32)와 제 2 접촉면부(33) 사이 간격이 안내홈의 바닥으로 갈수록 점점 작아질 수 있다. 예컨대, 제 1 레일 본체(31)는 기준선(C)에 대해 V자 형태로 절곡되어 제 1 접촉면부(32)와 제 2 접촉면부(33)가 기준선(C)에서 서로 연결될 수 있다. 이러한 절곡 구조의 제 1 레일 본체(31)에 대응하여 제 1 안내홈(21)이 이루어질 수 있다. 즉, 제 1 안내홈(21) 또한 V자 형태의 홈으로 이루어질 수 있다.
이러한 절곡 구조의 제 1 레일 본체(31)에는 기준선(C)을 따라 적어도 하나의 제 1 개구부(37-1, 37-2)가 형성될 수 있다. 제 1 개구부(37-1, 37-2)는 제 1 레일 본체(31)의 전면(31a)과 배면(31b)을 연결하는 방향을 따라 양쪽으로 관통된 홀로서, 도 5 내지 도 11을 참조하는 바와 같이, 그 단면이 사각형, 원형, 타원형, 하트 모양 또는 마름모꼴 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.
제 1 개구부(37-1, 37-2) 또한 제 1 안내홈 구조체(20)에 매립될 수 있으며, 이에 제 1 안내홈(21)을 규정하는 내측면 중 제 1 개구부(37-1, 37-2)에 대응하는 부분이 제 1 개구부(37-1, 37-2)에 대응하는 형태로 그 주변보다 상대적으로 돌출되어 제 1 개구부(37-1, 37-2) 내에 끼워지는 제 1 끼움부(22)로 이루어질 수 있다. 제 1 끼움부(22)와 제 1 개구부(37-1, 37-2)의 끼움 결합 구조에 의해 제 1 인서트 레일(30)이 제 1 안내홈 구조체(20)에 보다 견실하게 결합할 수 있다.
기준선(C)을 따라 레일 본체의 끝단 측에 구비되는 제 1 개구부(37-2)는 제 1 레일 본체(31)의 끝단에 대응하는 일측이 기준선(C)을 따라 개방된 형태로 형성되어, 후술하는 바와 같이 제 1 인서트 고정부(23)의 성형이 불량 없이 용이하게 이루어지게 할 수 있고, 구조적 안정성을 높일 수 있다.
한편, 제 1 안내홈 구조체(20)는 제 1 안내홈(21) 내에 구비되어 제 1 접촉면부(32)와 상기 제 2 접촉면부(33) 사이를 연결하는 제 1 인서트 고정부(23)를 더 포함할 수 있다.
제 1 인서트 고정부(23)는 볼(3)과 접촉하지 않도록 제 1 안내홈(21)의 깊이 방향을 따라 볼(3)로부터 제 1 접촉면부(32)와 제 2 접촉면부(33)가 연결되고 제 1 개구부(37-1, 37-2)가 구비된 모서리 부분을 향해 소정 거리 이격되어 구비될 수 있다. 따라서, 제 1 인서트 고정부(23)에 의해 상기한 모서리 부분이 덮어진 상태로 제 1 레일 본체(31)가 매립될 수 있어, 제 1 안내홈 구조체(20)로부터 제 1 인서트 레일(30)의 이탈이 제한될 수 있고, 이에 제 1 레일 조립체(11)의 전체 구조의 안정성 및 내구성이 향상될 수 있다.
이러한 제 1 인서트 고정부(23)는 광축 방향(화살표 L)을 따라 길게 연장되어 그 양쪽 끝이 제 1 안내홈(21)을 규정하는 내측면에 연결될 수 있으며, 따라서 제 1 안내홈 구조체(20)로부터 제 1 인서트 고정부(23)가 연속되는 상태로 일체화될 수 있다.
제 1 인서트 고정부(23)는 제 1 안내홈(21)의 깊이 방향을 따라 제 1 레일 본체(31)의 상기한 모서리 부분까지 연장 형성될 수 있다. 따라서, 제 1 개구부(37-1, 37-2)에 의해 제 1 끼움부(22)에 하나로 연결된 상태로 이루어짐으로써, 보다 확실하게 제 1 인서트 고정부(23)이 이탈되지 않게 할 수 있어, 제 1 인서트 레일(30)이 안정적으로 제 1 안내홈 구조체(20)에 결합 유지될 수 있다. 또한, 제 1 안내홈 구조체(20)를 사출 성형할 시 합성수지물이 제 1 개구부(37-1, 37-2)를 통해 전달되어 제 1 인서트 고정부(23)가 형성될 수 있기 때문에 광축 방향(화살표 L)으로 긴 제 1 인서트 고정부(23)가 불량 없이 용이하게 형성될 수 있으며, 자동화 생산 시스템에 의해 제 1 안내홈 구조체(20)의 사출 성형이 이루어질 수 있다. 특히, 광축 방향(화살표 L)으로 긴 제 1 인서트 고정부(23)의 중앙부분도 미성형되는 곳 없이 형성될 수 있도록, 기본적으로 기준선(C)을 따라 제 1 레일 본체(31)의 가운데 부분에 제 1 개구부(37-1, 37-2)를 구비할 수 있다.
한편, 최종적으로 완성되는 제 1 레일 조립체(11)는, 인서트 성형할 시 제 1 인서트 레일(30)을 지그(50)에 연결하는 제 1 연결 브릿지(40)와 분리된 단독 구조로 제 1 인서트 레일(30)이 구비될 수 있다. 또는, 제 1 레일 조립체(11)는 제 1 인서트 레일(30)이 제 1 연결 브릿지(40)와 분리되지 않은 구조인 제 1 인서트 레일(30) 형성체를 이루는 형태로 적용될 수 있다.
제 1 연결 브릿지(40)는 사출 금형의 런너 형태와 유사하게 구비될 수 있다. 제 1 연결 브릿지(40)는, 도 5 내지 도 7를 참조하는 바와 같이, 제 1 레일 본체(31)의 제 1 측면 및 제 2 측면 중 적어도 어느 하나에 연결될 수 있고, 또한 도 8 내지 도 11을 참조하는 바와 같이, 제 1 레일 본체(31)의 제 3 측면 및 제 4 측면 중 적어도 어느 하나에 연결될 수 있다. 제 1 연결 브릿지(40)는 직선 또는 적어도 한번 절곡된 바(bar) 형태로 이루어질 수도 있고, 소정 형상의 패널 형태로 이루어질 수도 있다.
다음으로, 도 12 및 도 13을 참조하는 바와 같이, 제 2 레일 조립체(12)는 캐리어(2)의 타측에 구비되며, 제 1 레일 조립체(11)와 마찬가지로, 합성수지로 이루어지고 제 2 안내홈(121)을 형성하는 제 2 안내홈 구조체와, 금속으로 이루어진 제 2 인서트 레일(130)을 포함할 수 있으며, 이하 제 1 레일 조립체(11)와 중복되는 설명은 생략한다.
제 2 안내홈 구조체는, 제 2 안내홈(121)의 바닥을 이루는 바닥면(121a)과, 바닥면(121a 의 양측에서 각각 연장되어 바닥면(121a)과 함께 제 2 안내홈(121)을 형성하는 제 1 측면부(121b) 및 제 2 측면부(121c)를 포함할 수 있다. 바닥면(121a)은 평면으로 이루어진다. 제 1 측면부(121b) 및 제 2 측면부(121c)가 제 2 안내홈(121)의 깊이 방향에 대해 소정 각도로 경사진 면으로 이루어질 수 있고, 이에 제 1 측면부(121b) 및 제 2 측면부(121c) 사이 거리가 바닥면(121a)으로 갈수록 점점 좁아질 수 있다.
제 2 인서트 레일(130)은 제 2 안내홈(121)의 바닥면(121a)에 매립되되, 볼(3)과 접촉하는 접촉면이 볼(3)과 접촉되도록 노출된 제 2 레일 본체(1131)와, 제 2 레일 본체(131)의 측면으로부터 돌출되어 제 2 안내홈 구조체(120) 내에 완전히 매립되는 제 2 돌출부(135)를 포함할 수 있다.
제 2 레일 본체(131)는 제 2 안내홈(121)의 바닥면(121a)에 대응하는 평판으로 이루어질 수 있다.
최종 완성품 상태에서 제 2 인서트 레일(130)은 제 2 연결 브릿지(140)와 분리된 단독 구조로 적용될 수도 있고, 제 2 연결 브릿지(140)와 연결된 구조인 제 2 인서트 레일 형성체의 일부로 적용될 수도 있다.
한편, 제 2 레일 조립체(12)는 제 1 개구부(37-1, 37-2) 및 제 1 인서트 고정부(23)에 대응하는 구조 없이 이루어질 수 있다.
다음으로, 도 14를 참조하는 바와 같이, 제 3 레일 조립체(13)는 베이스(1)에 구비되며, 제 1 레일 조립체(11) 및 제 2 레일 조립체(12)와 마찬가지로, 합성수지로 이루어진 제 3 안내홈(221)을 형성하는 제 3 안내홈 구조체와, 금속으로 이루어진 제 3 인서트 레일(230)을 포함할 수 있다. 이하 제 1 레일 조립체(11) 및/또는 제 2 레일 조립체(12)와 중복되는 설명은 생략한다.
제 3 안내홈 구조체는 제 2 안내홈(121)에 대응하는 제 3 안내홈(221)을 형성하고, 제 3 인서트 레일(230)은 제 3 안내홈(221)의 바닥면에 매립되고, 볼(미도시)과 접촉하는 평면으로 이루어진 제 3 레일 본체를 포함할 수 있다. 제 3 인서트 레일(230)은 제 1 돌출부(35-1, 35-2) 및 제 2 돌출부에 대응하는 구조 없이 제 3 레일 본체로만 이루어질 수 있다.
제 3 인서트 레일(230)은 인서트 성형 후 제 3 인서트 레일(230)과 제 3 연결 브릿지(240)와 분리되지 않은 제 3 인서트 레일 형성체 구조로 적용될 수 있다. 특히, 제 3 연결 브릿지(240)가 광축 방향으로 교차하는 제 3 레일 본체의 양 측면 중 어느 일측면으로부터 수직 방향으로 돌출되어 제 3 안내홈 구조체 내에 매립될 수 있으며, 따라서 제 3 레일 조립체(13)는 제 1 돌출부(35-1, 35-2) 및 제 2 돌출부에 대응하는 제 3 돌출부를 구비하지 않아도 제 3 연결 브릿지(240)에 의해 제 3 인서트 레일의 이탈이 제한될 수 있다.
상기와 같이 본 발명에 따른 광학용 액추에이터에 적용되는 레일 조립체를 제조하는 방법을 상세히 살펴보면, 다음과 같다.
도 15의 (a)를 참조하는 바와 같이, (1) 단계는 금속 인서트 부재를 프레스 성형하는 단계이다. 금속 인서트 부재는 상기한 레일 조립체를 이루는 인서트 레일(30, 130), 지그(50) 및 인서트 레일(30,130)과 지그(50)를 연결하는 연결 브릿지(40,140)로 이루어진다.
지그(50)는 후술하는 바와 같이 합성수지로 캐리어(2)와 일체로 이루어지는 안내홈 구조체를 사출 성형할 시 사출 성형 금형에 분리 가능하게 결합되어, 인서트 레일(30, 130)이 사출 성형 금형 내에서 제 위치에 인서트 상태로 위치될 수 있게 지지한다. 지그(50)는 사출 성형 금형 구조 등에 따라 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.
한편, 하나의 지그(50)에는 복수개의 인서트 레일(30, 130)이 각각의 연결 브릿지(40, 140)와 함께 프레스 성형될 수 있다.
도 15의 (b)를 참조하는 바와 같이, (2) 단계는 지그(50)를 이용하여 인서트 레일(30, 130)을 사출 금형 내에 위치시킨 후 합성수지로 사출 성형하여 인서트 레일(30, 130)이 인서트된 안내홈 구조체를 형성하는 단계이다. 안내홈 구조체는 베이스(1) 또는 캐리어(2)에 일체로 이루어질 수 있다.
즉, 상기한 (1) 단계에서 성형된 금속 인서트 부재를 사출 성형 금형에 장착하여 인서트 레일(30, 130)이 사출 성형 금형 내에 위치시키고, 사출 성형 금형에 합성수지물을 공급하여 금속 인서트 부재와 일체로 결합된 상태의 안내홈 구조체가 구비된 베이스 또는 캐리어(2)를 사출 성형할 수 있다.
도 15의 (c)를 참조하는 바와 같이, (3) 단계는 (2) 단계에서 안내홈 구조체와 결합되어 있는 금속 인서트 부재에서 불필요한 부분을 절단하여 분리하여 레일 조립체(11, 12)를 완성하는 단계이다.
즉, 최종 완성품 단계에서 인서트 레일(30, 130)이 연결 브릿지(40, 140)와 분리된 상태인 단독 구조로 적용되는 경우, 연결 브릿지(40, 140)와 인서트 레일(30, 130)의 연결 부분을 절단하여 지그(50)와 함께 연결 브릿지(40, 140)를 레일 조립체(11, 12)로부터 분리할 수 있다.
또는, 최종 완성품 단계에서 인서트 레일(30, 130)이 연결 브릿지(40, 140)와 분리되지 않는 인서트 레일 형성체 구조로 적용되는 경우, 지그(50)와 연결 브릿지(40, 140) 연결 부분을 절단하여 지그(50)를 레일 조립체(11, 12)로부터 분리할 수 있다.
1 ; 베이스 2 ; 캐리어
3 ; 볼 11; 제 1 레일 조립체
12; 제 2 레일 조립체 13; 제 3 레일 조립체
20; 제 1 안내홈 구조체 21; 제 1 안내홈
22; 제 1 끼움부 23; 제 1 인서트 고정부
30; 제 1 인서트 레일 31; 제 1 레일 본체
35-1, 35-2; 제 1 돌출부 37-1, 37-2; 제 1 개구부
40; 제 1 연결 브릿지 50; 지그
121; 제 2 안내홈 130; 제 2 인서트 레일
135; 제 2 돌출부 140; 제 2 연결 브릿지
221; 제 3 안내홈 230; 제 3 인서트 레일
240; 제 3 연결 브릿지
3 ; 볼 11; 제 1 레일 조립체
12; 제 2 레일 조립체 13; 제 3 레일 조립체
20; 제 1 안내홈 구조체 21; 제 1 안내홈
22; 제 1 끼움부 23; 제 1 인서트 고정부
30; 제 1 인서트 레일 31; 제 1 레일 본체
35-1, 35-2; 제 1 돌출부 37-1, 37-2; 제 1 개구부
40; 제 1 연결 브릿지 50; 지그
121; 제 2 안내홈 130; 제 2 인서트 레일
135; 제 2 돌출부 140; 제 2 연결 브릿지
221; 제 3 안내홈 230; 제 3 인서트 레일
240; 제 3 연결 브릿지
Claims (8)
- 베이스와, 볼을 매개로 상기 베이스에 대해 광축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 캐리어를 포함하는 광학용 액추에이터에 적용되는 레일 조립체에 있어서,
상기 레일 조립체는,
상기 베이스 및 상기 캐리어 중 적어도 하나에 구비되고, 합성수지로 이루어지며, 상기 광축 방향으로 길게 연장되는 안내홈이 형성된 안내홈 구조체; 및
금속으로 이루어지고, 상기 안내홈에 설치되어 상기 볼의 운동을 안내하는 인서트 레일을 포함하고,
상기 인서트 레일은,
상기 안내홈을 따라 상기 광축 방향으로 길게 연장되고, 상기 안내홈 구조체 내에 인서트 성형되며, 상기 볼과 접촉되는 적어도 하나의 접촉면을 갖는 레일 본체; 및
상기 레일 본체의 측면에서 돌출되어 상기 안내홈 구조체에 매립되는 적어도 하나의 돌출부를 포함하고,
상기 레일 본체는,
상기 광축 방향으로 연장되는 소정의 기준선에 대해 절곡되어, 상기 기준선의 양쪽에서 각각 상기 볼과 접촉되는 제 1 접촉면부 및 제 2 접촉면부를 포함하고, 상기 기준선을 따라 적어도 하나의 개구부가 형성된 레일 조립체. - 제 1 항에 있어서,
상기 개구부는 상기 안내홈 구조체에 매립되는 레일 조립체. - 베이스와, 볼을 매개로 상기 베이스에 대해 광축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 캐리어를 포함하는 광학용 액추에이터에 적용되는 레일 조립체에 있어서,
상기 레일 조립체는,
상기 베이스 및 상기 캐리어 중 적어도 하나에 구비되고, 합성수지로 이루어지며, 상기 광축 방향으로 길게 연장되는 안내홈이 형성된 안내홈 구조체; 및
금속으로 이루어지고, 상기 안내홈에 설치되어 상기 볼의 운동을 안내하는 인서트 레일을 포함하고,
상기 인서트 레일은,
상기 안내홈을 따라 상기 광축 방향으로 길게 연장되고, 상기 안내홈 구조체 내에 인서트 성형되며, 상기 볼과 접촉되는 적어도 하나의 접촉면을 갖는 레일 본체; 및
상기 레일 본체의 측면에서 돌출되어 상기 안내홈 구조체에 매립되는 적어도 하나의 돌출부를 포함하고,
상기 레일 본체는,
상기 광축 방향으로 연장되는 소정의 기준선에 대해 절곡되어, 상기 기준선의 양쪽에서 각각 상기 볼과 접촉되는 제 1 접촉면부 및 제 2 접촉면부를 포함하고,
상기 안내홈 구조체는,
상기 안내홈 내에서 상기 제 1 접촉면부와 상기 제 2 접촉면부 사이를 연결하는 인서트 고정부를 포함하는 레일 조립체. - 베이스와, 볼을 매개로 상기 베이스에 대해 광축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 캐리어를 포함하는 광학용 액추에이터에 적용되는 레일 조립체에 있어서,
상기 레일 조립체는,
상기 베이스 및 상기 캐리어 중 적어도 하나에 구비되고, 합성수지로 이루어지며, 상기 광축 방향으로 길게 연장되는 안내홈이 형성된 안내홈 구조체; 및
금속으로 이루어지고, 상기 안내홈에 설치되어 상기 볼의 운동을 안내하는 인서트 레일을 포함하고,
상기 인서트 레일은,
상기 안내홈을 따라 상기 광축 방향으로 길게 연장되고, 상기 안내홈 구조체 내에 인서트 성형되며, 상기 볼과 접촉되는 적어도 하나의 접촉면을 갖는 레일 본체; 및
상기 레일 본체의 측면에서 돌출되어 상기 안내홈 구조체에 매립되는 적어도 하나의 돌출부를 포함하고,
상기 안내홈 구조체는,
상기 안내홈의 바닥을 이루는 바닥면; 및
상기 바닥면의 양측에서 각각 연장되어 상기 바닥면과 함께 상기 안내홈을 형성하는 제 1 측면부 및 제 2 측면부를 포함하고,
상기 인서트 레일은,
상기 바닥면에 매립되되, 상기 접촉면이 상기 볼과 접촉되도록 노출되는 레일 조립체. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 레일 조립체를 제조하는 방법으로서,
(1) 상기 인서트 레일, 지그 및 상기 인서트 레일과 상기 지그를 연결하는 연결 브릿지로 이루어진 금속 인서트 부재를 프레스 성형하는 단계;
(2) 상기 지그를 이용하여 상기 인서트 레일을 사출 금형 내에 위치시킨 후 사출하여 상기 인서트 레일이 인서트된 상기 안내홈 구조체를 형성하는 단계;
(3) 상기 연결 브릿지를 상기 인서트 레일로부터 분리하는 단계를 포함하는 레일 조립체 제조방법. - 베이스와, 볼을 매개로 상기 베이스에 광축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 캐리어를 포함하고, 상기 베이스 및 상기 캐리어 중 적어도 하나에는 합성수지로 이루어지고 상기 광축 방향으로 길게 연장되는 안내홈 구조체가 형성되는 광학용 액추에이터에 적용되는 금속 재질의 인서트 레일 형성체에 있어서,
상기 인서트 레일 형성체는,
상기 안내홈을 따라 상기 광축 방향으로 길게 연장되고, 상기 안내홈 구조체 내에 인서트 성형되며, 상기 볼과 접촉되는 적어도 하나의 접촉면을 갖는 레일 본체; 및
상기 레일 본체의 측면에서 돌출되어 상기 안내홈 구조체에 매립되는 적어도 하나의 돌출부; 및
상기 레일 본체와 지그를 연결하는 연결 브릿지를 포함하는 인서트 레일 형성체. - 삭제
- 삭제
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| KR1020230050288A KR102555970B1 (ko) | 2023-04-17 | 2023-04-17 | 광학용 액추에이터에 적용되는 레일 조립체, 그 제조방법 및 그에 적용되는 인서트 레일 형성체 |
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|---|---|---|---|---|
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| KR20200073096A (ko) * | 2019-02-14 | 2020-06-23 | 자화전자(주) | 자동초점 조절장치 |
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| KR20220019491A (ko) * | 2020-08-10 | 2022-02-17 | 자화전자(주) | 카메라 액추에이터의 중간 가동부재 및 이를 포함하는 카메라 액추에이터 |
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2023
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-
2024
- 2024-04-15 US US18/636,233 patent/US20240345455A1/en active Pending
Patent Citations (6)
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