KR100587498B1

KR100587498B1 - 종횡이동선회장치

Info

Publication number: KR100587498B1
Application number: KR1020040081212A
Authority: KR
Inventors: 카즈야 히로세
Original assignee: 유홍숙; (주)케이엔제이프리시젼테크
Priority date: 2003-10-15
Filing date: 2004-10-12
Publication date: 2006-06-08
Also published as: JP3981660B2; KR20050036724A; TW200524697A; JP2005121436A

Abstract

본 발명은 종횡이동선회장치에 있어서, 더 한층 위치의 정도(精度), 안정성 등의 향상, 더 나은 콤팩트화를 위해, 베이스와 스테이지를 지지유닛으로 간략화한 종횡이동장치를 제공한다.

이를 위하여 본 발명은, 기대(基臺)상에 스테이지를, 평면상에서 상대적으로 자유운동가능한 복수의 제 1 지지유닛에 의해 지지하고, 복수의 구동기구에 의해, 상기 스테이지를 종횡이동가능하게, 동시에 선회가능하게 구동하는 구성으로 하고 있다. 상기 제 1 지지유닛은 직사각형 스테이지의 네 모퉁이 근방, 및 중앙부에 배설하고 있다. 상기 구동기구는 스테이지의 네 단면(端面)중, 세 단면에, 단면에 대하여 각각 직교하도록 배치한 가이드레일과, 이 가이드레일을 따라 이동하는 이동자와, 이 이동자에 회전조인트를 통해, 리니어액츄에이터의 작동로드가 연결되는 구성으로 되어있다.

종횡이동선회장치, 베이스, 스테이지, 지지유닛, 구동기구, 이동자, 회전조인트, 리니어액츄에이터, 작동로드

Description

종횡이동선회장치{Lateral and longitudinal movement and rotation apparatus}

도 1은 본 발명에 따른 종횡이동선회장치의 일 실시형태를 나타낸, 개략평면도.

도 2는 도 1에 나타낸 종횡이동선회장치에 사용한 제 1 지지유닛의 단면설명도.

도 3은 본 발명에 따른 종횡이동선회장치의 다른 실시형태를 나타낸, 개략평면도.

도 4는 도 3에 나타낸 종횡이동선회장치에 사용한 제 2 지지유닛의 단면설명도.

도 5는 도 3에 나타낸 종횡이동선회장치에 사용한 제 3 지지유닛의 단면설명도.

도 6은 종래의 종횡이동선회장치의 일 예를 나타낸, 개략평면도.

도 7은 도 6에 나타낸 종횡이동선회기구의 A-A선을 따라 절단해 본 요부단면 설명도.

도 8은 도 6에 나타낸 종횡이동선회기구에 사용한 지지유닛의, 확대단면 설명도.

도 9는 도 8에 나타낸 지지유닛의 B-B선을 따라 절단해 본 단면설명도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 베이스 2 : 스테이지

3 : 지지유닛 4 : 구동기구

5 : 내측지지판 6a, 6b : 외측지지판

7 : 지지부재 8 : 볼

9 : 유격공 10 : 설치부재

11 : 종횡이동선회장치 12 : 제 1 지지유닛

13 : 가이드레일 14 : 이동자

15 : 회전조인트 16 : 리니어액츄에이터

16a : 작동로드 17 : 내측부재

17a : 기부재 17b : 기부가장자리부재

18 : 외측부재 18a : 외측기부재

18b : 외측테두리부재 18c : 외측하부가장자리부재

19 : 제 1 지지부재 20 : 제 1 구름부재

21 : 제 2 지지부재 22 : 제 2 구름부재

23 : 제 2 지지유닛 24 : 제 3 지지유닛

25 : 하부부재 26 : 설치부재

27 : 상부부재 28 : 지지부재

29 : 구름부재 30 : 통공

31 : 스페이스부재

본 발명은, 정밀측정·검사기구, LC제조공정의 얼라이먼트 작업에 있어서의 위치결정 스테이지에 적용가능한, 종횡이동선회장치에 관한 것이다.

근래, 종횡이동기구 및 선회기구를 상하로 조합시킨 구성이 아닌 기구로, 스테이지의 중앙부분을 기구부분이 독점하지 않는 구성의 종횡이동선회지지기구를 제안하고 있다.

예를 들면, 일본 특허공개 평9-155666호 공보를 들 수 있다.

이와 같은 종횡이동선회지지기구에서는, 도 6 내지 도 9에 나타낸 바와 같이, 베이스(1)에 스테이지(2)를, 지지유닛(3, 3, 3)에 의해, 종횡이동선회가능하게 지지하는 구성으로 하고, 3개의 구동기구(4, 4, 4)에 의해 소정의 종횡이동선회동작을 수행하는 구성이다. 상기 지지유닛(3)은, 도 8에 나타낸 바와 같이, 내측지지판(5)과, 이 내측지지판(5)을 사이에 두고 일체로 결합한 2개의 외측지지판(6a, 6b)을 구비하며, 내측지지판(5)과 각각의 외측지지판(6a, 6b) 사이에 지지부재(7)로 지지된 볼(8)을 장착하여, 내측지지판(5)과 외측지지판(6a, 6b)을 평면상에서 상대적으로 자유운동가능하게 하고 있다. 이 경우, 외측지지판(6a, 6b)은 내측지지판(5)의 주위를 에워싸는 구성으로 함과 아울러, 한쪽편 외측지지판(6a, 6b)과 지지부재(7)에 유격공(9)을 형성하고 있으며, 내측지지판(5)의 설치부재(10)를 상기 유격공(9)을 통해 외측지지판(6a, 6b)의 외측으로 돌출시키고 있다.

이와 같은 구성에 있어서, 내측지지판(5)의 설치부재(10)를 베이스(1)의 테두리부에 설치함과 아울러, 상측의 외측지지판(6a, 6b)을 스테이지(2)의 테두리부에 설치하는 것에 의해, 베이스(1)상에 스테이지(2)를 지지할 수 있다. 이 경우, 지지유닛(3)은, 각각의 테두리부의 일변의 양단과, 대향하는 변의 중간의 3개소에 설치하여, 소위 3점 지지식으로 지지하고 있다(도 6 참조).

이상과 같이 하여, 스테이지(2)는, 각 지지유닛(3)의 이동 스트로크에 제한되기는 하지만 지지부재(7)에 의해 지지된 볼(8)에 의해 베이스(1)에 대해 자유운동, 즉 종횡이동선회가능하게 지지할 수 있다. 또한, 각 지지유닛(3)은 설치부재(10)와 유격공(9)간의 간격에 의해 이동 스트로크가 규정된다.

그리고, 3개의 구동기구(4, 4, 4)를, 선택적으로 구동함으로써, 스테이지를, 종횡이동선회동작시킬 수 있다고 하고 있다.

그러나, 상술한 바와 같이 지지유닛(3)은, 내측지지판(5)과, 이 내측지지판(5)을 사이에 끼고 일체로 결합한 2개의 외측지지판(6a, 6b)을 구비하며, 내측지지판(5)과 각각의 외측지지판(6a, 6b) 사이에 지지부재(7)로 지지한 볼(8)을 장착한다는 구성이므로, 결과적으로 볼(8)을 통해 내측지지판(5)과 외측지지판(6a, 6b)이, 높이 방향으로 적층된 구성으로 되어 있으며, 여기에, 지지유닛(3)의 구성에 있어서, 개선의 여지가 있다고 할 수 있다.

본 발명은 이와 같은 배경에서 제안된 것으로, 종횡이동선회장치에 있어서, 더 한층 위치결정 정도(精度), 안정성 등의 향상, 더 나은 콤팩트화를 위해, 베이스와 스테이지를 지지하는 지지유닛을 간략화한, 종횡이동선회장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에서는, 청구항 1에 있어서, 기대(基臺)상에 스테이지를, 평면상에서 상대적으로 자유운동가능한 복수의 제 1 지지유닛으로 지지하는 구성으로서, 복수의 구동기구에 의해, 상기 스테이지를 종횡이동가능하게, 동시에 선회가능하게 조절하는 구성으로 하며, 상기 제 1 지지유닛은, 하방으로 향하는 하중을 지지하는 내측부재와, 상방으로 향하는 하중을 지지하는 외측부재를 구비하고, 상기 내측부재는, 상기 기대상에 고정설치한, 상면이 평탄한 기(基)부재와, 기부재의 상면가장자리부 근방에, 상기 기부재의 중심을 직교방향으로 관통하는 중심축에 대해 등거리로 단차 배치한, 상기 기부재에 비해 상기 중심축 방향의 칫수가 작은 기부(基部)가장자리부재를 가지며, 상기 외측부재는, 상기 내측부재를 상방으로부터 포위했을 때, 상기 내측부재의 기부가장자리부재를 하면측으로부터 대향하는 외측하부가장자리부재를 연장형성하며, 상기 내측부재의 기부재 상면 중심 주위에, 제 1 지지부재로 지지된 제 1 구름부재를 개재함과 아울러, 상기 내측부재의 기부가장자리부재와 상기 외측부재의 외측하부가장자리부재 사이에 제 2 지지부재로 지지된 제 2 구름부재를 개재시켜, 내측부재로 외측부재를 지지하는 구성으로 한 종횡이동선회장치를 제안한다.

또한, 본 발명에서는, 청구항 2에 있어서, 기대상에 스테이지를, 번갈아 배 치한, 평면상에서 상대적으로 자유운동가능한 제 2, 제 3의 지지유닛에 의해 지지하는 구성으로서, 복수의 구동기구에 의해, 상기 스테이지를 종횡이동 가능하게, 동시에 선회 가능하게 구성하며, 상기 제 2 지지유닛은, 기대측에 고정설치한 하부부재와, 하부부재의 중심을 연직방향으로 관통하는 축선을 중심으로 하여 돌출형성한 설치부재와, 상기 스테이지 하면측에 고정설치한 상부부재를 가지며, 상기 하부부재와 상부부재는, 상부부재와 하부부재와의 사이에, 지지부재에 의해 지지된 다수의 전동체를 개재시켜, 수평방향으로 자유운동가능한 구성으로 하고, 상기 제 3 지지유닛은, 기대측에 배치한 하부부재와, 이 하부부재의 중심부분에 형성한 통공을 통해, 상기 기대측에 고정설치한 설치부재에 고정한 상부부재를 가지며, 상기 하부부재는, 상기 스테이지 하면측에 스테이지 부재를 통해 축고정하여, 이 스페이스부재에 의해 형성되는 틈새에 상기 상부부재를 배치하여 구성되며, 이 상부부재 하면과 상기 하부부재 상면과의 사이에, 지지부재로 지지된 다수의 전동체를 개재시켜, 수평방향으로 자유운동가능한 구성으로 한 종횡이동선회장치를 제안한다.

또한, 본 발명에서는, 청구항 3에 있어서, 기대상에 스테이지를, 스테이지 테두리부측에 있어서 평면상에서 상대적으로 자유운동가능한 복수의 제 1 지지유닛으로 지지하는 구성으로서, 복수의 구동기구에 의해, 상기 스테이지를 종횡이동가능하게, 동시에 선회가능하게 구성하고, 상기 제 1 지지유닛은, 하방으로 향하는 하중을 지지하는 내측부재와, 상방으로 향하는 하중을 지지하는 외측부재를 구비하며, 상기 내측부재는, 상기 기대상에 고정설치한, 상면이 평탄한 기부재와, 기부재의 상면가장자리부 부근에, 상기 기부재의 중심을 직교방향으로 관통하는 중심축에 대해 등거리로 단차배치한, 상기 기부재에 비해 상기 중심축방향의 칫수가 작은 기부가장자리부재를 가지며, 상기 외측부재는, 상기 내측부재를 상방으로부터 포위할 때, 상기 내측부재의 기부가장자리부재를 하면측으로부터 마주보는 외측하부가장자리부재를 연장형성하고, 상기 내측부재의 기부재 상면 중심 주위에, 제 1 지지부재로 지지된 제 1 구름부재를 개재함과 아울러, 상기 내측부재의 기부가장자리부재와 상기 외측부재의 외측하부가장자리부재 사이에 제 2 지지부재로 지지된 제 2 구름부재를 개재시켜, 내측부재로 외측부재를 지지하는 구성으로 한 종횡이동선회장치를 제안한다.

또한, 본 발명에서는, 청구항 4에 있어서, 기대상에 스테이지를, 스테이지 테두리부측에 번갈아 배치한, 평면상에서 상대적으로 자유운동가능한 제 2, 제 3 지지유닛에 의해 지지하는 구성으로서, 복수의 구동기구에 의해, 상기 스테이지를 종횡이동가능하게, 동시에 선회가능하게 구성하고, 상기 제 2 지지유닛은, 기대측에 고정설치한 하부부재와, 하부부재의 중심을 연직방향으로 관통하는 축선을 중심으로 하여 돌출형성한 설치부재와, 상기 스테이지 하면측에 고정설치한 상부부재를 가지며, 상기 하부부재와 상부부재는, 상부부재와 하부부재와의 사이에, 지지부재로 지지된 다수의 전동체를 개재시켜, 수평방향으로 자유운동가능한 구성으로 하고, 상기 제 3 지지유닛은, 기대측에 배치한 하부부재와, 이 하부부재의 중심부분에 형성한 통공을 통해, 상기 기대측에 고정설치한 설치부재에 고정한 상부부재를 가지며, 상기 하부부재는, 상기 스테이지 하면측에 스페이스부재를 통해 축고정하여, 이 스페이스부재에 의해 형성되는 틈새에 상기 상부부재를 배치하여 구성되며, 이 상부부재 하면과 상기 하부부재 상면 사이에, 지지부재로 지지된 다수의 전동체를 개재시켜, 수평방향으로 자유운동가능한 구성으로 한 종횡이동선회장치를 제안한다.

또한, 본 발명에서는, 청구항 5에 있어서, 상기 구동기구는, 상기 기대측에 설치하고, 구동방향이 상기 평면과 평행하게 구동하는 작동로드를 구비한 리니어액츄에이터와, 상기 스테이지측에 설치하며, 상기 작동로드의 구동방향과 직교하는 방향으로 배설한 안내부재와, 이 안내부재에 이동가능하게 배치한 이동자와, 이 이동자와 상기 작동로드를, 상기 평면과 직교하는 축 둘레로 회동가능하게 연결하는 구성으로 한 종횡이동선회장치를 제안한다.

이하, 본 발명에 따른 종횡이동선회장치에 대해, 바람직한 실시형태를 들어, 첨부도면을 참조하여 설명한다. 또한, 여기에서는, 전술한 종래의 얼라이먼트 스테이지(1)를 구성하는 구성요소는 동일한 것을 사용할 수 있기 때문에, 동일부호를 붙여 설명한다.

(실시예 1)

도 1에 종횡이동선회장치(11)를 나타낸다. 즉, 이 종횡이동선회장치(11)에서는, 기대(후술) 상에 스테이지(2)를, 평면상에서 상대적으로 자유운동가능한 복수의 제 1 지지유닛(12)에 의해 지지하고, 복수의 구동기구(4, 4, 4)에 의해, 상기 스테이지(2)를 종횡이동가능하게, 동시에 선회가능하게 구동하는 구성으로 하고 있다.

상기 제 1 지지유닛(12)은, 상세한 것은 후술하겠지만, 직사각형 스테이지 (2)의 네 모퉁이 근방 및 중앙부에 배설되어 있다.

상기 구동기구(4, 4, 4)는, 주지의 구성으로 이루어진 것으로, 스테이지(2)의 4단면(端面) 중, 3단면에, 단면에 대해 각각 직교하도록 배치한 가이드 레일(13)과, 이 가이드 레일(13)을 따라 이동하는 이동자(14)와, 이 이동자(14)에 회전조인트(15)를 통해, 리니어액츄에이터(16)의 작동로드(16a)를 연결하는 구성으로 하고 있다.

상기 구동기구(4, 4, 4) 중, 서로 마주보는 단면에 배설한 구동기구(4, 4)는 동작방향이 단면에 평행하게, 서로 역방향이 되는 설정이며, 나머지 구동기구(4)는, 상기 서로 마주보는 구동기구(4)의 동작방향에 대해, 직교하는 방향으로 동작방향이 설정되어 있다.

이어, 상기 제 1 지지유닛(12)에 대해, 상세하게 설명한다.

즉, 상기 제 1 지지유닛(12)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 기대(B)측에 고정설치한 내측부재(17)와, 스테이지(2)측에 고정설치한 외측부재(18)를 구비하고 있다.

상기 내측부재(17)는, 상기 기대(B)상에 고정설치한, 상면이 평탄한 기부재(17a)와, 기부재(17a) 상면 가장자리부 근방에, 상기 기부재(17a)의 중심을 직교방향으로 관통하는 중심축(Z)에 대해 등거리로 단차 배치한, 상기 기부재(17a)에 비해 상기 중심축 Z방향의 칫수가 작은 기부가장자리부재(17b)를 가지고 있다.

상기 외측부재(18)는, 상기 내측부재(17)을 상방으로부터 포위할 때, 상기 내측부재(17)의 기부재(17a)의 중심축(Z)에 중심을 맞춰, 상기 기부재(17a) 및 기 부가장자리부재(17b)에 대향하도록 배치한 외측기부재(18a)와, 상기 내측부재(17)의 기부가장자리부재(17b)에, 하면측으로부터 외측테두리부재(18b)를 통해, 대향하도록 배치한 외측하부가장자리부재(18c)로 구성하고 있다.

상기 내측부재(17)의 기부재(17a)의 상면 중심주위에는, 제 1 지지부재(19)로 지지된 제 1 구름부재(20)를 개재함과 아울러, 상기 내측부재(17)의 기부가장자리부재(17b)와 상기 외측부재(18)의 외측하부가장자리부재(18c) 사이에 제 2 지지부재(21, 21)로 지지된 제 2 구름부재(22)를 개재시켜, 내측부재(17)에 외측부재(18)를 지지하는 구성으로 하고 있다.

상술한 구성의 제 1 지지유닛(12)에 있어서, 상기 내측부재(17)의 기부재(17a)와 상기 외측부재(18)의 외측하부가장자리부재(18c) 사이에는, 적절한 간격 d1을 마련하고, 또, 상기 내측부재(17)의 기부가장자리부재(17b)와 상기 외측부재(18)의 외측테두리부재(18b) 사이에는 간격 d2를 마련하고 있다. 또한, d1=d2로 할 수 있다. 이들 간격 d1, d2에 의해, 이동 스트로크가 규정된다.

이상과 같은 종횡이동선회장치(11)에 있어서, 3개의 구동기구(4, 4, 4)를, 소프트웨어를 기초로, 적량, 선택적으로 또는 조합하여 구동시킴으로써, 스테이지(2)를, 스테이지(2) 상면을 포함하는 면상에서, 종횡(X, Y)으로, 또 선회조절할 수 있다.

예를 들면, 대향하는 구동기구(4, 4)인 리니어액츄에이터(16, 16)의 작동 로드(16a, 16a)를 서로 역방향, 등량 작동시키면(한쪽을 신장시킴과 동시에 다른 쪽을 수축시키면), 이들 대향하는 구동기구(4, 4)를 배설한 스테이지(2)의 단부면에 직교하는 방향에 장착한 가이드레일(13)상의 이동자(14)에 대해, 도면 중, X방향으로의 추력(推力)을 부여하고, 스테이지(2)를 X방향으로 이동시킬 수 있다.

한편, 상기 대향하는 구동기구(4, 4)를 배설한 스테이지(2)의 단면과 직교하는 방향으로 장착한 구동기구(4)인 리니어액츄에이터(16)의 작동로드(16a)만을 작동시키면, 스테이지(2)는, 도면 중, Y방향으로 이동시킬 수 있다.

또한, 대향하는 구동기구(4, 4)인 리니어액츄에이터(16, 16)의 작동로드(16a, 16a)를 서로 역방향, 등량 작동시킴과 아울러, 상기 대향하는 구동기구(4, 4)를 배설한 스테이지(2)의 단면과 직교하는 방향으로 장착한 구동기구(4)인 리니어액츄에이터(16)의 작동로드(16a)를 작동시키면, 스테이지(2)를 대각선 방향으로 이동시킬 수 있다.

또한, 대향하는 구동기구(4, 4)인 리니어액츄에이터(16, 16)의 작동로드(16a, 16a)를, 등량 작동시킴(같은 방향으로 신축시킴)과 아울러, 상기 대향하는 구동기구(4, 4)를 배설한 스테이지(2)의 단면에 직교하는 방향으로 장착한 구동기구(4)인 리니어액츄에이터(16)의 작동로드(16a)를 작동시키면(같은 방향으로 신축시키면), 스테이지(2)를 미소(微小)각도로 선회시킬 수 있다.

그런데, 이와 같은 종횡이동선회장치(11)의 종횡이동선회동작은, 기대(B)상에 스테이지(2)를 지지하는 복수의 제 1 지지유닛(12)이, 평면상에서 상대적으로 자유 운동함으로써, 실현할 수 있는 것이다.

즉, 상기 스테이지(2)는, 외측부재(18)의 외측기부재(18a)에 설치되며, 이 때의 하향 하중은, 상기 외측기부재(18a), 제 1 지지부재(19)로 지지된 제 1 구름 부재(20)를 통해, 내측부재(17)의 기부재(17a)의 상면에 걸려 있다. 이 때, 상기 내측부재(17)의 기부재(17a)와 일체인 기부가장자리부재(17b)와, 상기 외측부재(18)의 외측기부재(18a)에는, 미소한 틈새가 있다.

또한, 상기 내측부재(17)의 기부가장자리부재(17b)에는, 하면측으로부터 외측테두리부재(18b)를 통해, 대향하도록 배치한 외측부재(18)의 외측기부재(18a)의 양측부측의 외측하부가장자리부재(18c)와, 제 2 지지부재(21, 21)로 지지된 제 2 구름부재(22)를 통해 접하고 있다.

여기서, 상기 내측부재(17)의 기부재(17a)의 상면에는, 스테이지(2)측으로부터, 외측부재(18)의 외측기부재(18a)를 통해 하중이 걸려 있는데, 종횡이동선회장치(11)의 종횡이동선회동작중에는, 스테이지(2)측으로부터, 외측부재(18)의 외측기부재(18a)에 편하중이 되어 걸리는 일이 있다.

편하중이 걸리면, 외측부재(18)의 외측기부재(18a)의 양단부측에는, 일측이 하향의 힘이 걸리고, 타측이 상향의 힘이 걸리는 상태가 된다.

그러나, 외측부재(18)와 내측부재(17)는, 외측기부재(18a) 외에, 상술한 바와 같이 외측하부가장자리부재(18c)에서, 제 2 지지부재(21, 21)로 지지된 제 2 구름부재(22)를 통해 접해 있으므로, 외측부재(18)는 요동하는 일없이, 외측부재(18)와 내측부재(17)와의, 상대적인 자유운동이 방해받는 일은 없다. 따라서, 종횡이동선회장치(11)는, 안정된 종횡이동선회동작을 수행할 수 있다.

그 때, 상기 내측부재(17)의 기부재(17a)와 상기 외측부재(18)의 외측하부 가장자리부재(18c) 사이의 간격(d1)이나, 내측부재(17)의 기부가장자리부재(17b)와 상기 외측부재(18)의 외측테두리부재(18b)와의 간격(d2)에 의해, 규정되는 이동 스트로크의 범위에서, 외측부재(18)와 내측부재(17)는 평면상에서 상대적으로 자유운동할 수 있다.

이와 같이, 제 1 지지유닛(12)은, 외측부재(18)와 내측부재(17)가, 내측부재(17)의 기부재(17a)와, 기부재(17a)의 양측가장자리에서 일체인 기부가장자리부재(17b)에서, 각각 제 1 지지부재(19)로 지지된 제 1 구름부재(20), 제 2 구름부재(22)를 통해, 상대적으로 이동가능한 상태로 접하는 구성으로 하였으므로, 도 8에 나타낸 종래의 지지유닛(3)에 비해 높이를 억제하고, 구성을 단순화할 수 있으므로, 제 1 지지유닛(12)에 의해 기대(B)상에 스테이지(2)를 지지하는 구성의 종횡이동선회장치(11)의, 보다 나은 위치결정 정도, 안정성 등의 향상 및 콤팩트화를 달성할 수 있다.

(실시예 2)

또한, 본 발명에 따른 종횡이동선회장치(11)는, 이하와 같이 실시할 수도 있다. 즉, 도 3에 나타낸 종횡이동선회장치(11)에서는, 중앙부분에 윈도우부(W)를 갖는 테두리 형상의 스테이지(2)를, 기대(B)상에, 스테이지(2)의 테두리부측에서 번갈아 배치한, 평면상에서 상대적으로 자유운동가능한 제 2, 제 3의 지지유닛(23, 24)에 의해 지지하고, 복수의 구동기구(도시생략)에 의해, 상기 스테이지(2)를 종횡이동가능하게, 동시에 선회가능하게 조절하는 구성으로 하고 있다.

상기 제 2 지지유닛(23)은, 상방에서 하방으로의 하중을 지지하는 기능의 유닛이며, 상기 테두리 형상의 스테이지(2)의 네 모퉁이에 배치되어 있다.

즉, 제 2 지지유닛(23)은, 기대(B)측에 고정설치한 하부부재(25)와, 하부부재(25)의 중심을 연직방향으로 관통하는 축선(Z)을 중심으로 하여 돌출설치한 설치부재(26)와, 상기 스테이지(2)의 하면측에 고정설치한 상부부재(27)를 가지며, 상기 하부부재(25)와 상부부재(27)는, 상부부재(27)와 하부부재(25) 사이에, 지지부재(28)로 지지된 다수의 구름부재(29)를 개재시켜, 수평방향으로 자유운동가능한 구성으로 하고 있다.

이 경우의 제 2 지지유닛(23)의 이동 스트로크는, 상기 설치부재(26)와 다수의 구름부재(29)를 지지한 지지부재(28)와의 틈새(G)에 의해 규정된다[틈새(G)의 약 2배].

한편, 상기 제 3 지지유닛(24)은, 하방에서 상방으로의 하중을 지지하는 기능의 유닛이다. 즉, 제 3 지지유닛(24)은, 테두리 형상의 스테이지(2)의 기대(B)측에 배치한 하부부재(25)와, 이 하부부재(25)의 중심부분에 형성한 통공(30)을 통해, 상기 기대(B)측에 나사고정한 설치부재(26)와 일체의 상부부재(27)를 가지며, 상기 하부부재(25)는, 상기 스테이지(2) 하면측에 스페이스부재(31)를 통해 나사고정되어, 이 스페이스 부재(31)에 의해 형성되는 틈새에 상기 상부부재(27)를 배치하여 구성되며, 이 상부부재(27)의 하면과 상기 하부부재(25)의 상면 사이에, 지지부재(28)로 지지된 다수의 구름부재(29)를 개재시켜, 수평방향으로 자유운동가능한 구성으로 하고 있다.

이 경우, 상기 제 3 지지유닛(24)에서는, 상기 하부부재(25)의 중심부분에 형성한 통공(30)과 상부부재(27)의 설치부재(26)와의 사이에 생기는 간격(d)에 의 해, 이동 스트로크가 규정된다. 또한, 상기 상부부재(27)와 하부부재(25)측의 스페이스부재(31)와의 사이에도 동일 칫수의 간격(d)이 형성되어 있다.

이상과 같이, 제 2, 제 3 지지유닛(23, 24)에 있어서도, 기대(B)측과 스테이지(2)측에, 하부부재(25)와 상부부재(27)를 하나의 지지부재(28)로 지지된 다수의 구름부재(29)를 개재시켜, 수평방향으로 자유운동가능한 구성으로 하고 있으므로, 높이 칫수를 억제할 수 있으며, 이로 인해, 종횡이동선회장치(11)의, 더 한층 위치결정 정도, 안정성 등의 향상 및 콤팩트화를 도모할 수 있다.

또한, 상기 제 2, 제 3 의 지지유닛(23, 24)은, 각각 이동 스트로크가 다르다. 이 경우, 제 2 지지유닛(23)의 이동 스트로크를, 제 3 지지유닛(24)의 이동 스트로크에 비해 크게 하도록, 상기 제 2 지지유닛(23)에 있어서, 설치부재(26)와 다수의 구름부재(29)를 지지한 지지부재(28)와의 틈새(G)를 설정하면, 상기 종횡이동선회장치(11)에, 자유자재의 종횡이동선회동작을 도모할 수 있다.

또한, 상기 제 2 지지유닛(23)은, 상방에서 하방으로의 하중을 지지하는 기능의 유닛이며, 한편, 상기 제 3 지지유닛(24)은, 하방에서 상방으로의 하중을 지지하는 기능의 유닛이므로, 이들 제 2, 제 3 지지유닛(23, 24)을 번갈아 배치함으로써, 동작중에, 스테이지(2)로부터 제 2, 제 3 지지유닛(23, 24)에 편하중이 걸리더라도, 스테이지를 안정적으로 지지할 수 있으며, 종횡이동선회장치(11)의, 더 한층 위치결정 정도, 안정성 등의 향상에 기여할 수 있다.

이상, 본 발명에 따른 종횡이동선회장치(11)에 대해, 실시예 1, 실시예 2를 들어 설명하였는데, 기타, 도시는 생략하겠지만, 실시예 1에서 나타낸 스테이지(2) 를, 제 2, 제 3 지지유닛(23, 24)의 조합으로 지지하는 구성도 가능하다.

이와 같은 종횡이동선회장치(11)에 따르면, 제 2, 제 3 지지유닛(23, 24)을 번갈아 배치함으로써, 스테이지(2)에 편하중을 적절히 지탱할 수 있으며, 종횡이동선회장치(11)의, 더 한층 위치결정 정도, 안정성 등의 향상에 기여할 수 있다.

또한, 상기 실시예 2에서 나타낸 테두리 형상의 스테이지(2)를, 실시예 1에서 사용한 제 1 지지유닛(12)에 의해 지지하는 것도 가능하다(도시생략).

이와 같은 구성에 따르면, 상하 쌍방향으로부터의 하중을 지지하는 제 1 지지유닛(12)에 의해, 스테이지(2)를 자유운동가능하게 지지하도록 하였으므로, 편하중에 대해 안정적으로 스테이지(2)를 지탱함과 아울러, 스테이지(2)의 상대적인 자유운동이 방해받는 일없이, 자유로운 종횡이동선회동작을 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 지지유닛을 간략화하고, 베이스와 스테이지 간의 간격을 적극적으로 줄일 수 있으므로, 더 한층 위치결정 정도, 안정성 등의 향상 및 콤팩트화를 달성할 수 있으며, 정밀측정기구, 정밀가공기계, 정밀위치결정 장치 등 광범위한 이용을 기대할 수 있다.

청구항 1에 따르면, 제 1 지지유닛은, 외측부재와 내측부재가, 내측부재의 기부재와, 기부재 양측 가장자리에서 일체인 기부가장자리부재로, 각각 제 1 지지부재로 지지된 제 1 구름부재, 제 2 지지부재로 지지된 제 2 구름부재를 통해, 상대적으로 이동가능한 상태로 접하는 구성으로 하였으므로, 도 8에 나타낸 종래의 지지유닛에 비해 높이를 억제하고, 구성을 단순화할 수 있다.

그 때, 내측부재의 기부재 상면에는, 스테이측으로부터, 외측부재의 외측기부재를 통해 하중이 걸리고, 장치의 종횡이동선회동작중에는, 스테이지측으로부터, 외측부재의 외측기부재에 편하중이 되어 걸리는 일이 있다.

편하중이 걸리면, 외측부재의 외측기부재 양단부측에는, 한쪽이 하향의 힘이 걸리고, 다른 쪽이 상향의 힘이 걸리는 상태가 된다.

그러나, 외측부재와 내측부재는, 외측기부재 외에, 외측하부가장자리부재로, 제 2 지지부재로 지지된 제 2 구름부재를 통해 접하고 있으므로, 외측부재는 요동하는 일없이, 안정된 종횡이동선회동작을 수행할 수 있다.

이와 같이, 제 1 지지유닛에 의해 기대 상에 스테이지를 지지하는 구성의 종횡이동선회장치로, 더 한층 위치결정 정도, 안정성 등의 향상 및 콤팩트화를 달성할 수 있다.

청구항 2에 따르면, 스테이지를, 상방에서 하방으로의 하중을 지지하는 제 2 지지유닛과, 하방에서 상방으로의 하중을 지지하는 제 3 지지유닛을 이용하여 지지하도록 한 것으로, 스테이지에 대한 편하중에 대해서도 안정되게 스테이지를 지지할 수 있으며, 스테이지의 상대적인 자유운동을 방해받는 일은 없다.

청구항 3에 따르면, 테두리 형상의 스테이지의 테두리부측에, 상방에서 하방으로의 하중을 지지하는 제 2 지지유닛과, 하방에서 상방으로의 하중을 지지하는 제 3 지지유닛을 번갈아 배설함으로써, 종횡이동선회장치에, 자유로운 종횡이동선회동작을 도모할 수 있다.

청구항 4에 따르면, 테두리 형상의 스테이지의 테두리부측에, 상하 쌍방향으 로부터의 하중을 지지하는 제 1 지지유닛에 의해, 스테이지를 자유운동가능하게 지지하도록 하였으므로, 편하중에 대해 안정적으로 스테이지를 지지함과 아울러, 스테이지의 상대적인 자유운동이 방해를 받는 일없이, 자유로운 종횡이동선회동작을 도모할 수 있다.

청구항 5에 따르면, 복수의 구동기구를, 적량(適量), 선택적으로 또는 조합하여 구동시킴으로써, 스테이지를, 스테이지 상면을 포함하는 면상에서, 종횡으로, 또는 선회조절할 수 있다.

Claims

기대상에 스테이지를, 평면상에서 상대적으로 자유운동가능한 복수의 제 1 지지유닛으로 지지하는 구성으로서, 복수의 구동기구에 의해, 상기 스테이지를 종횡이동가능하게, 동시에 선회가능하게 조절하는 구성으로 하며, 상기 제 1 지지유닛은, 하방으로 향하는 하중을 지지하는 내측부재와, 상방으로 향하는 하중을 지지하는 외측부재를 구비하고, 상기 내측부재는, 상기 기대상에 고정설치한, 상면이 평탄한 기부재와, 기부재의 상면가장자리부 근방에, 상기 기부재의 중심을 직교방향으로 관통하는 중심축에 대해 등거리로 단차 배치한, 상기 기부재에 비해 상기 중심축 방향의 칫수가 작은 기부가장자리부재를 가지며, 상기 외측부재는, 상기 내측부재를 상방으로부터 포위했을 때, 상기 내측부재의 기부가장자리부재를 하면측으로부터 대향하는 외측하부가장자리부재를 연장형성하며, 상기 내측부재의 기부재 상면 중심 주위에, 제 1 지지부재로 지지된 제 1 구름부재를 개재함과 아울러, 상기 내측부재의 기부가장자리부재와 상기 외측부재의 외측하부가장자리부재 사이에 제 2 지지부재로 지지한 제 2 구름부재를 개재시켜, 내측부재로 외측부재를 지지하는 구성으로 한 것을 특징으로 한 종횡이동선회장치.
기대상에 스테이지를, 번갈아 배치한, 평면상에서 상대적으로 자유운동가능한 제 2, 제 3의 지지유닛에 의해 지지하는 구성으로서, 복수의 구동기구에 의해, 상기 스테이지를 종횡이동 가능하게, 동시에 선회 가능하게 구성하며, 상기 제 2 지지유닛은, 기대측에 고정설치한 하부부재와, 하부부재의 중심을 연직방향으로 관통하는 축선을 중심으로 하여 돌출형성한 설치부재와, 상기 스테이지 하면측에 고정설치한 상부부재를 가지며 상기 하부부재와 상부부재는, 상부부재와 하부부재의 사이에, 지지부재에 의해 지지된 다수의 전동체를 개재시켜, 수평방향으로 자유운동가능한 구성으로 하고, 상기 제 3 지지유닛은, 기대측에 배치한 하부부재와, 이 하부부재의 중심부분에 형성한 통공을 통해, 상기 기대측에 고정설치한 설치부재에 고정한 상부부재를 가지며, 상기 하부부재는, 상기 스테이지 하면측에 스페이스부재를 통해 축고정하여, 이 스페이스부재에 의해 형성되는 틈새에 상기 상부부재를 배치하여 구성되며, 이 상부부재 하면과 상기 하부부재 상면과의 사이에, 지지부재로 지지된 다수의 전동체를 개재시켜, 수평방향으로 자유운동가능한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 종횡이동선회장치.
기대상에 스테이지를, 스테이지 테두리부측에 있어서 평면상에서 상대적으로 자유운동가능한 복수의 제 1 지지유닛으로 지지하는 구성으로서, 복수의 구동기구에 의해, 상기 스테이지를 종횡이동가능하게, 동시에 선회가능하게 구성하고, 상기 제 1 지지유닛은, 하방으로 향하는 하중을 지지하는 내측부재와, 상방으로 향하는 하중을 지지하는 외측부재를 구비하며, 상기 내측부재는, 상기 기대상에 고정설치한, 상면이 평탄한 기부재와, 기부재의 상면가장자리부 근방에, 상기 기부재의 중심을 직교방향으로 관통하는 중심축에 대해 등거리로 단차배치한, 상기 기부재에 비해 상기 중심축방향의 칫수가 작은 기부가장자리부재를 가지며, 상기 외측부재 는, 상기 내측부재를 상방으로부터 포위할 때, 상기 내측부재의 기부가장자리부재를 하면측으로부터 마주보는 외측하부가장자리부재를 연장형성하고, 상기 내측부재의 기부재 상면 중심 주위에, 제 1 지지부재로 지지한 제 1 구름부재를 개재함과 아울러, 상기 내측부재의 기부가장자리부재와 상기 외측부재의 외측하부가장자리부재 사이에 제 2 지지부재로 지지된 제 2 구름부재를 개재시켜, 내측부재로 외측부재를 지지하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 종횡이동선회장치.
기대상에 스테이지를, 스테이지 테두리부측에 번갈아 배치한, 평면상에서 상대적으로 자유운동가능한 제 2, 제 3 지지유닛에 의해 지지하는 구성으로서, 복수의 구동기구에 의해, 상기 스테이지를 종횡이동가능하게, 동시에 선회가능하게 구성하고, 상기 제 2 지지유닛은, 기대측에 고정설치한 하부부재와, 하부부재의 중심은 연직방향으로 관통하는 축선을 중심으로 하여 돌출형성한 설치부재와, 상기 스테이지 하면측에 고정설치한 상부부재를 가지며, 상기 하부부재와 상부부재는, 상부부재와 하부부재와의 사이에, 지지부재로 지지된 다수의 전동체를 개재시켜, 수평방향으로 자유운동가능한 구성으로 하고, 상기 제 3 지지유닛은, 기대측에 배치한 하부부재와, 이 하부부재의 중심부분에 형성한 통공을 통해, 상기 기대측에 고정설치한 설치부재에 고정한 상부부재를 가지며, 상기 하부부재는, 상기 스테이지 하면측에 스페이스부재를 통해 축고정하여, 이 스페이스부재에 의해 형성되는 틈새에 상기 상부부재를 배치하여 구성되며, 이 상부부재 하면과 상기 하부부재 상면 사이에, 지지부재로 지지된 다수의 전동체를 개재시켜, 수평방향으로 자유운동가능 한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 종횡이동선회장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동기구는, 상기 기대측에 설치하고, 구동방향이 상기 평면과 평행하게 구동하는 작동로드를 구비한 리니어액츄에이터와, 상기 스테이지측에 설치하며, 상기 작동로드의 구동방향과 직교하는 방향으로 배설한 안내부재와, 상기 안내부재에 이동가능하게 배치한 이동자와, 상기 이동자와 상기 작동로드를, 상기 평면과 직교하는 축 둘레로 회동가능하게 연결하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 종횡이동선회장치.