KR100228382B1 - 초고진공용 선형 이동 장치 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

초 고진공용 선형이동장치

2. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제

본 발명은 이동 축을 안테나 또는 낚시대 형태의 접히는 축을 사용하여 선형이동장치의 불필요한 후방 공간을 제거하여 공간을 효율적으로 활용할 뿐 아니라, 후방측으로 돌출하는 것을 제거하여 안전성을 확보한 초고진공용 선형 이동장치를 제공함에 그 목적이 있다.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은 횡측으로 관통된 공간부가 형성된 몸체; 상기 몸체의 공간부에 직각방향으로 관통되어 선형이동을 조정하는 회전 손잡이; 상기 몸체의 공간부 내에 장착되며, 회전손잡이의 축에 끼워져 연동하는 수단; 일단이 상기 몸체의 공간부의 소정위치에 삽입, 고정되며, 접고 펼치는 형태의 다단봉으로 형성된 가이드 로드; 일단은 상기 연동수단에 고정되며, 타단은 가이드 로드의 선단부에 고정되어 가이드 로드에 선형이동력을 제공하는 수단; 및 상기 가이드 로드의 외주면을 감싸며, 그의 선형이동에 따라 수축 및 팽창하는 밸로우즈 실을 포함하는 초고진공용 선형이동장치를 제공한다.

4. 발명의 중요한 용도

초고진공하에서 수축 및 팽창을 통한 선형이동제어를 수행하기 위한 것임.

Description

초고진공용 선형 이동 장치

본 발명은 초고진공내에서 선형운동을 할 수 있는 선형이동장치에 관한 것으로, 특히 수축과 팽창을 통하여 선형 이동을 하므로 장치를 최소화 하여 이동공간이 필요없으며, 후방돌출부가 불필요하여 안정성을 제고시킨 초 고진공용 선형 이동장치에 관한 것이다.

최근 반도체 공정등 많은 첨단 기술이 극한 기술인 초고진공을 요구하고 있다. 보다 정밀하고 고순도를 유지하기 위하여는 공기에 노출되지 않고 진공장비내에서 일괄 공정이 필요하다. 이러한 일괄 공정을 위해서는 진공상태에서 시편의 이동, 운반, 회전, 장착 및 탈착이 자유로와야 한다. 또한, 대량 생산에 따른 진공 장비의 대형화는 이동 거리의 증대에 따른 이동 장치의 대형화로 이어져 왔다. 지금까지는 선형 이동 장치의 선형 이동거리에 해당하는 구간만큼 진공 장비의 후방에 소정 공간을 필요로 하고 있으며, 이에따라 불필요한 공간으로 실험에 많은 제약을 가져오는 실정이다,

또한, 종래의 선형이동장치를 도1A내지 도1F를 참조하여 간략히 설명하면 다음과 같다.

도1A의 선형이동장치는 용접형 밸로우즈 실(welded bellows seal)이며, 나사형태의 다이얼을 돌려 선형 이동을 하기 때문에 이동거리만큼 손잡이 쪽으로 길이가 길어지는 문제점이 있다. 도1B는 푸시-풀 선형이동장치(Push-pull linear motion)를 나타낸 것이로, 도1A의 선형이동장치와 동일하나 이동 방식이 손잡이를 밀고, 당김으로 선형 이동을 한은 것이며, 이동거리 만큼 손잡이 쪽으로 공간이 필요하다. 도1C 및 도1D는 강력 선형이동장치(Heavy duty linear motion)와 강력 푸시-풀 선형이동장치(heavy duty push-pull linear motion)로서 도1A 및 도1B와 작동은 유사하나 끝단에 지지 할수 있는 무게가 크며, 이 또한 이동거리 만큼 후방의 공간이 필요한 문제점이 있다. 도1E는 랙 및 피니언을 이용한 선형이동장치(Rack and pinion linear motion)로서 회전 손잡이의 회전운동을 레일 형태의 기어를 통하여 선형운동으로 바꾸어 주므로 작동하는 것으로, 선형이동거리에 해당하는 레일이 필요하고 공간이 필요하다. 도1F는 자석결합을 이용한 시편 운반장치로서 원통로드에 자석의 힘을 이용하여 선형 이동시키는 것이며, 이동 거리가 매우 긴 반면에, 이동 거리 만큼 장비 뒤쪽의 공간이 필요하고 모양이 길기 때문에 충돌의 위험이 항시 존재하는 문제점이 있다.

상기와같은 각 타입의 선형이동장치들은 이동축이 고정되어 선형이동구간만큼 진공장비의 후측 공간이 확보되어야 한다. 왜냐하면 기존의 장치의 선형이동 메카니즘은 축이 굽거나 접히지 않으므로 앞으로 이동하는 거리에 해당하는 부분의 2배의 공간이 필요하여 결과적으로 장치의 뒷 부분에 이동거리 이상의 공간이 필요하다. 이러한 공간은 실험장비를 설치할 때 불필요한 공간을 유발시킬 뿐아니라, 선형이동장치의 모양 특성상 장비에서 길쭉한 봉모양의 장치가 튀어 나오게 되어 부주의한 충돌을 야기하므로 안전상 매우 위험할 뿐 아니라 정밀 작업시 안전성이 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 이동 축을 안테나 또는 낚시대 형태의 접히는 축을 사용하여 선형이동장치의 불필요한 후방 공간을 제거하여 공간을 효율적으로 활용할 뿐 아니라, 후방측으로 돌출하는 것을 제거하여 안전성을 확보한 초고진공용 선형 이동장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도1A 내지 도1F는 일반적인 선형 이동장치를 나타낸 구성도;

도2는 본 발명에 의한 초고진공용 선형 이동장치의 일실시예 구성을 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 몸체 1a : 공간부

2 : 회전손잡이 3 : 회전판

4 : 밸로우즈 실 5 : 가이드 로드

6 : 제1 플랜지 7 : 연선철사

8 : 위치고정 나사 9 : 제2 플랜지

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 횡측으로 관통된 공간부가 형성된 몸체; 상기 몸체의 공간부에 직각방향으로 관통되어 선형이동을 조정하는 회전 손잡이; 상기 몸체의 공간부 내에 장착되며, 회전손잡이의 축에 끼워져 연동하는 수단; 일단이 상기 몸체의 공간부의 소정위치에 삽입, 고정되며, 접고 펼치는 형태의 다단봉으로 형성된 가이드 로드; 일단은 상기 연동수단에 고정되며, 타단은 가이드 로드의 선단부에 고정되어 가이드 로드에 선형이동력을 제공하는 수단; 및 상기 가이드 로드의 외주면을 감싸며, 그의 선형이동에 따라 수축 및 팽창하는 밸로우즈 실을 포함하는 초고진공용 선형이동장치를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도2는 본 발명에 의한 초고진공용 선형이동장치의 일실시예 구성을 나타낸 단면도로서 도면에서 1은 몸체, 1a는 공간부, 2는 회전손잡이, 3은 회전판, 4는 밸로우즈 실, 5는 가이드 로드, 6은 제1 플랜지, 7은 연선철사, 8은 위치고정 나사, 9는 제2 플랜지를 각각 나타낸 것이다.

본 발명에 의한 초고진공용 선형이동장치는 후방측의 선형이동구간이 필요없도록하여 장비의 크기 및 공간활용도를 증대시키기 위해 구현한 것으로, 도면에 도시한 바와 같이 본 실시예에서는 횡측으로 관통된 공간부(1a)가 형성된 원통형의 몸체(1)를 구비하며, 상기 몸체(1)의 공간부(1a)에는 직각방향으로 관통되어 선형이동을 조정하는 회전 손잡이(2)가 장착된다.

그리고, 상기 몸체(1)의 공간부(1a)내에는 회전손잡이(2)의 축에 끼워져 연동하는 얼레형상의 회전판(3)이 삽입된다.

상기 몸체(1)의 일단부에는 외부에서 제공되는 선형이동력에 수축 및 팽창을 하는 밸로우즈 실(4)이 장착되며, 상기 몸체(1)의 내부공간부(1a)에 일측이 삽입, 고정되며, 밸로우즈 실(4)에 타측이 끼워지는 가이드 로드(5)가 구비되어 밸로우즈 실(4)의 처짐 및 휘어짐을 방지하도록 지지하면서 선형이동경로를 제공한다. 이때, 상기 상기 밸로우즈 실(4)은 초고진공용 용접형 밸로우즈 실(welded bellows seal)이 사용되며, 가이드 로드(5)는 안테나 또는 낚시대와 같은 구조의 접고 펼치는 형태의 다단봉으로 형성되어 선형이동을 하므로써 밸로우즈 실(4)의 수축 및 팽창을 가능하게 하는 것이다.

상기 가이드 로드(5)의 일단부는 몸체(1)의 외주에 끼워지는 제1 플랜지(6)에 의해 고정되며, 또한 일단은 상기 회전판(3)에 고정되고, 타단은 가이드로드(5)의 선단에 장착되는 탄력성을 가지는 연선철사(7)에 의해 상기 회전손잡이(2)의 정,역회전에 따라 회전판(3)에 감기거나 풀리면서 다단봉의 가이드 로드(5)에 선형이동력을 제공한다.

이때, 상기 회전손잡이(2)의 회전으로 가이드 로드(5)가 소정거리만큼 선형이동하는 것을 제한하기 위하여 상기 몸체(1)의 내부공간부(1a)를 관통하여 회전손잡이(2)의 축에 접촉하여 조임력에 의해 그의 회전위치를 제한하는 위치고정 나사(8)가 구비된다.

한편, 상기 몸체(1)의 일단측면에 금속재 진공실의 나이프 에지가 내장된 제2 플랜지(9)를 장착하여 상기 제1 플랜지(9)와 외부의 진공장비를 연결하도록 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작동상태를 설명하면, 제2 플랜지(9)를 매개로 제1 플랜지(6)가 진공장비에 연결되며, 이때 상기 회전손잡이(2)를 회전시킴에 따라 회전판(3)이 연동하면서 그에 감겨진 연선철사(7)를 풀게되고, 상기 연선철사(7)는 가이드 로드(5)를 밀게 되어 결국 상기 가이드 로드(5)의 다단봉이 순차적으로 신장하게 되는 것이다. 이에따라, 가이드 로드(5)의 외주로 끼워진 밸로우즈 실(4)이 팽창하게 되는 것이며, 원하는 소정구간만큼 가이드 로드(5)가 선형이동을 하게 되면, 위치고정나사(8)를 조여 회전손잡이(2)의 회전을 제한하게 된다.

이와는 반대로 위치고정나사(8)를 풀어 회전손잡이(2)를 역회전시키면, 그와 함게 연동하는 회전판(3)이 연선철사(7)를 감게되고, 이 감김력은 결국 펼쳐진 가이드 로드(5)의 다단봉을 순차적으로 접는 힘으로 작용하게 되며, 이에따라 밸로우즈 실(4)이 수축하게 되는 것이다.

전술한 본 발명의 선형 이동장치는공간의 제약으로 긴 운동기구(long manipulator)를 장착할 수 없는 경우나, 기존의 선형이동장치나 긴 운동기구의 봉모양의 형태의 제약으로 인하여 충돌등의 위험이 있는 경우, 장비의 구성을 간단하고 소형으로 하고자 할 경우에 적용한다.

또한, 본 발명에서는 회전판의 직경을 조절하는 것에 의해 회전손잡이의 1회전당 이동거리가 결정되므로, 정밀조작 및 대략조작이 가능하며, 위치 고정 장치에 의해 정확한 위치 선정을 가능할 뿐만 아니라, 수평및 수직으로 장착도 가능하다.

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 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 가이드 로드가 전진측으로만 왕복이동하여 밸로우즈 실을 수축 및 팽창시키므로 진공장비의 후방 공간이 필요없게 되어 기존의 진공장비에 필수적으로 사용되는 선형이동장치의 공간 활용의 비효율성 및 불안전성을 배제시켰으며, 원하는 용도로 용이하게 제품을 다양화 시킬수 있을 뿐만 아니라, 종래의 진공 제작 기술을 이용하여 쉽게 제작이 가능한 효과를 가진다.

Claims (5)

1. 횡측으로 관통된 공간부가 형성된 몸체;

   상기 몸체의 공간부에 직각방향으로 관통되어 선형이동을 조정하는 회전 손잡이;

   상기 몸체의 공간부 내에 장착되며, 회전손잡이의 축에 끼워져 연동하는 수단;

   일단이 상기 몸체의 공간부의 소정위치에 삽입, 고정되며, 접고 펼치는 형태의 다단봉으로 형성된 가이드 로드;

   일단은 상기 연동수단에 고정되며, 타단은 가이드 로드의 선단부에 고정되어 가이드 로드에 선형이동력을 제공하는 수단; 및

   상기 가이드 로드의 외주면을 감싸며, 그의 선형이동에 따라 수축 및 팽창하는 밸로우즈 실

   을 포함하는 초고진공용 선형이동장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 선형이동력 제공수단은

   탄력을 가지는 연선철사로 형성된 것을 특징으로 하는 초고진공용 선형이동장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 몸체의 내부공간부를 관통하여 회전손잡이의 축에 연결되어 회전손잡이의 회전을 제한하는 위치고정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초고진공용 선형이동장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 몸체의 외주에 끼워져 그의 내부공간부에 삽입된 가이드로드를 고정하는 제1 플랜지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초고진공용 선형이동장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   금속재 진공실의 나이프 에지를 내장하여 상기 제1 플랜지와 외부의 진동장비를 연결하는 제2 플랜지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초고진공용 선형이동장치.