KR101653657B1

KR101653657B1 - 탄성체 모듈 및 이를 포함하는 갠트리형 스테이지 장치

Info

Publication number: KR101653657B1
Application number: KR1020140102145A
Authority: KR
Inventors: 이선호; 김정헌
Original assignee: 엘피오네로주식회사
Priority date: 2014-08-08
Filing date: 2014-08-08
Publication date: 2016-09-02
Also published as: KR20160018088A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의해 탄성체 모듈이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 탄성체 모듈은, 상면에 수직 방향으로 힘을 받는 상판부재와, 상판부재로부터 하방으로 이격 배치되는 하판부재와, 하판부재의 일 측에 고정 결합되며 수직 및 수평 방향으로 압축 또는 인장 가능한 적어도 하나의 탄성부재, 및 상판부재와 하판부재 사이 또는 상판부재와 탄성부재 사이에 수직 방향으로 결합되어 상판부재에 가해진 힘을 하판부재에 전달하는 적어도 하나의 연결부재를 포함할 수 있다.

Description

탄성체 모듈 및 이를 포함하는 갠트리형 스테이지 장치{Elastic-body module and gantry-type stage apparatus having the same}

본 발명은 탄성체 모듈 및 이를 포함하는 갠트리형 스테이지 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 갠트리 레일을 이동하는 슬라이더와 크로스빔의 고정 부위에 일정한 탄성을 주어 정밀한 위치 제어를 할 수 있도록 하는 탄성체 모듈 및 이를 포함하는 갠트리형 스테이지 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 갠트리형 스테이지 장치는 가공 대상물을 탑재하여 원하는 위치로 이송하는 장치로서, 예를 들어, 반도체 및 LCD(Liquid Crystal Display Device) 등의 제조, 측정, 검사, 가공 공정에 사용되고 있다. 갠트리형 스테이지 장치는 광범위한 산업 분야에서 정밀한 위치 제어가 요구되는 곳에 널리 사용되고 있으며, 비교적 대형으로 제작된다.

그러나, 장치의 대형화로 인해 제어 모듈의 중량 또한 증가하게 되어 정밀한 위치 제어에 어려움이 있으며, 한 쌍의 갠트리 레일은 이상적으로 완전히 평행하게 배치될 수 없기 때문에 갠트리 레일을 따라 이동하는 슬라이더에 결합된 크로스빔에는 인장력 또는 압축력이 가해지게 된다. 크로스빔에 가해지는 인장력 또는 압축력은 한 쌍의 슬라이더 사이에 이동량의 차이를 주어 크로스빔이 임의의 각도로 틀어지며 이동하도록 한다. 또한, 슬라이더 등의 부품에 발생하는 이력현상(履歷現象)에 의한 오차 및 마찰력은 제어 모듈로 제어가 용이하지 않아, 유연하고 정교한 이동을 유도할 수 없다.

따라서, 종래에는 슬라이더와 크로스빔의 고정 부위 사이에 탄성력을 갖는 별도의 탄성체 모듈을 삽입하여 이를 보완하였다. 그러나, 종래의 탄성체 모듈은 대형화된 크로스빔 및 기타 각종 부품들로 인한 고하중이 탄성력을 갖는 부분에 직접 전달되므로, 압축력에 의해 좌굴(挫屈)되거나 심할 경우 파손되는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2011-0132011호 2011. 12. 07

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 갠트리 레일을 이동하는 슬라이더와 크로스빔의 고정 부위에 일정한 탄성을 주어 정밀한 위치 제어를 할 수 있도록 하는 탄성체 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 갠트리 레일을 이동하는 슬라이더와 크로스빔의 고정 부위에 일정한 탄성을 주어 정밀한 위치 제어를 할 수 있도록 하는 탄성체 모듈을 포함하는 갠트리형 스테이지 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 탄성체 모듈은, 상면에 수직 방향으로 힘을 받는 상판부재와, 상기 상판부재로부터 하방으로 이격 배치되는 하판부재와, 상기 하판부재의 일 측에 고정 결합되며, 수직 및 수평 방향으로 압축 또는 인장 가능한 적어도 하나의 탄성부재, 및 상기 상판부재와 상기 하판부재 사이 또는 상기 상판부재와 상기 탄성부재 사이에 수직 방향으로 결합되어, 상기 상판부재에 가해진 상기 힘을 상기 하판부재에 전달하는 적어도 하나의 연결부재를 포함한다.

상기 연결부재는 일단부가 상기 상판부재의 하면 또는 측면 중 어느 하나에 결합되고, 타단부는 상기 하판부재의 상면 또는 측면 중 어느 하나에 결합될 수 있다.

상기 탄성부재는 일단부가 상기 하판부재에 결합되고, 타단부는 상기 하판부재가 안착되는 슬라이더에 결합될 수 있다.

상기 탄성부재는 상기 타단부 일 측에 상기 상판부재와 평행하게 배치되는 보조판부재가 결합되며, 상기 타단부 타 측은 상기 슬라이더에 결합될 수 있다.

상기 연결부재는 일단부가 상기 상판부재의 하면에 결합되고, 타단부는 상기 탄성부재의 측면에 결합될 수 있다.

상기 탄성부재는 양단부가 상기 하판부재에 각각 결합될 수 있다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 탄성체 모듈을 포함하는 갠트리형 스테이지 장치는, 스테이지부 상에 일정 간격 이격되어 평행하게 배치되는 한 쌍의 갠트리 레일과, 상기 한 쌍의 갠트리 레일에 각각 슬라이딩 결합하여 상기 갠트리 레일을 따라 이동하는 슬라이더와, 상기 한 쌍의 갠트리 레일 사이에 수직 방향으로 배치되는 크로스 빔, 및 상기 슬라이더의 상부에 위치하여 상기 슬라이더와 상기 크로스빔을 연결하는 탄성체 모듈을 포함한다.

본 발명에 따르면, 수직 방향의 하중이 탄성부재를 압축시키는 방향으로 탄성부재에 전달되는 것을 방지하여 수직 방향의 하중으로 인한 탄성부재의 좌굴 및 파손을 예방할 수 있다. 또한, 갠트리 레일을 따라 이동하는 슬라이더와 크로스빔의 고정 부위에는 회전 및 수평 방향으로 일정한 탄성 변위를 주어, 크로스빔의 비틀어짐을 막고 슬라이더가 부드럽게 움직일 수 있도록 하여 정밀한 위치 제어를 유도할 수 있다. 또한, 탄성체 모듈은 힘을 받는 방향에 따라 변형의 정도가 다르게 형성되므로, 갠트리형 스테이지 장치는 기준 갠트리 레일 측과 보조 갠트리 레일 측의 탄성체 모듈의 배치 방향을 서로 다르게 하여 수평 방향의 오차를 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 갠트리형 스테이지 장치의 모습을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 탄성체 모듈을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 탄성체 모듈을 A-A' 선으로 절단하여 도시한 단면도이다.
도 4는 탄성체 모듈의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
도 5는 크로스빔의 위치가 제어되는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄성체 모듈을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 7은 도 6의 탄성체 모듈의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성체 모듈 및 이를 포함하는 갠트리형 스테이지 장치에 관하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 갠트리형 스테이지 장치의 모습을 도시한 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 갠트리형 스테이지 장치(1)는 대상물을 탑재하여 원하는 위치로 정밀하게 이송할 수 있는 장치로서, 한 쌍의 갠트리 레일(10)과 슬라이더(20), 크로스빔(30) 및 탄성체 모듈(40)을 포함한다.

한 쌍의 갠트리 레일(10)은 평면을 갖는 프레임으로 형성된 베이스부(11) 상에 이송 방향을 따라 일정 간격 이격되어 나란하게 배치된다. 도면 상에는 갠트리 레일(10)이 '凸' 형상의 구조로 형성된 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 갠트리 레일(10)의 구조는 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 갠트리 레일(10)은 '凹' 형상의 구조로 형성될 수도 있다. 한 쌍의 갠트리 레일(10)에는 각각 슬라이더(20)가 슬라이딩 결합된다.

슬라이더(20)는 갠트리 레일(10)에 슬라이딩 결합되는 프레임 형태의 부재로, 갠트리 레일(10)을 따라 이송 방향으로 슬라이딩 직선 운동한다. 갠트리 레일(10)과 슬라이더(20) 중 어느 하나에는 리니어 모터(linear motor, 도시되지 않음)가 탑재되고, 다른 하나에는 리니어 모터의 구동을 위한 구동유닛(도시되지 않음)이 탑재되어 있어, 슬라이더(20)는 갠트리 레일(10)을 따라 슬라이딩 직선 운동할 수 있다. 그러나, 슬라이더(20)가 리니어 모터 및 구동유닛에 의해 슬라이딩 직선 운동하는 것으로 한정될 것은 아니며, 슬라이더(20)의 슬라이딩 직선 운동을 위한 다양한 구조로 변형될 수 있다.

한편, 나란하게 배치되는 한 쌍의 갠트리 레일(10) 사이에는 크로스빔(30)이 배치된다. 크로스빔(30)은 막대 또는 봉 형상의 부재로, 갠트리 레일(10)에 직교하는 방향으로 배치된다. 크로스빔(30)은 일 측에 가공물의 탑재를 위한 탑재유닛(도시되지 않음)이 형성되며, 탄성체 모듈(40)에 의해 슬라이더(20)와 연결된다.

탄성체 모듈(40)은 슬라이더(20)의 상부에 위치하여 슬라이더(20)와 크로스빔(30)을 연결하는 것으로, 복수 개의 판 부재가 결합되어 형성된다. 탄성체 모듈(40)에 관해서는 후술하여 좀 더 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 탄성체 모듈(40)은 수직 방향의 하중이 탄성부재(도 2의 43 참조)를 압축시키는 방향으로 탄성부재(43)에 전달되는 것을 방지하여 수직 방향의 하중으로 인한 탄성부재(43)의 좌굴 및 파손을 예방할 수 있다. 또한, 갠트리 레일(10)을 따라 이동하는 슬라이더(20)와 크로스빔(30)의 고정 부위에는 회전 및 수평 방향으로 일정한 탄성 변위를 주어, 크로스빔(30)의 비틀어짐을 막고 슬라이더(20)가 부드럽게 움직일 수 있도록 하여 정밀한 위치 제어를 유도할 수 있다. 또한, 탄성체 모듈(40)은 탄성부재(43)에 의해 힘을 받는 방향에 따라 변형의 정도가 다르므로, 갠트리형 크레인 장치(1)는 탄성체 모듈(40)의 배치 방향을 서로 다르게 하여 수평 방향의 오차를 줄일 수 있다.

이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 탄성체 모듈(40)에 관하여 구체적으로 설명한다.

도 2는 도 1의 탄성체 모듈을 확대하여 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 탄성체 모듈을 A-A' 선으로 절단하여 도시한 단면도이다.

본 발명에 따른 탄성체 모듈(40)은 상판부재(41)와, 하판부재(42)와, 탄성부재(43), 및 연결부재(44)를 포함한다.

상판부재(41)는 일정한 두께를 갖는 판 형상의 부재로, 수평 방향으로 배치된다. 상판부재(41)는 강성이 높은 재질로 형성되며, 횡단면이 사각형으로 형성될 수 있다. 상판부재(41)는 중앙부가 수직 방향으로 관통되는데, 이 때, 사각통 형상으로 관통될 수 있다. 즉, 상판부재(41)는 사각 링 형상을 이루며, 상면에 크로스빔(30)이 안착되어 수직 방향으로 힘을 받는다. 그러나, 상판부재(41)가 사각 링 형상을 이루는 것으로 한정될 것은 아니며, 상판부재(41)의 형상은 다양하게 변형될 수 있다. 이러한 상판부재(41)의 하방에는 하판부재(42)가 이격 배치된다,

하판부재(42)는 상판부재(41)와 같이 일정한 두께를 갖는 판 형상의 부재로, 수평 방향으로 배치된다. 하판부재(42) 또한 강성이 높은 재질로 형성되며, 횡단면이 사각형으로 형성될 수 있다. 하판부재(42)는 상판부재(41)의 형상 및 크기에 대응하여 동일하게 형성된다. 예를 들어, 상판부재(41)가 사각 링 형상을 이룰 경우, 하판부재(42) 또한 동일한 크기의 사각 링 형상을 이루며, 상판부재(41)가 다각 링 형상을 이룰 경우, 하판부재(42) 또한 동일한 크기의 다각 링 형상을 이룰 수 있다. 이러한 하판부재(42)는 일 측에 적어도 하나의 탄성부재(43)가 결합된다.

탄성부재(43)는 탄성력을 갖고 있어 수직 및 수평 방향으로 압축 또는 인장 가능한 판 형상의 부재로, 일단부가 하판부재(42)의 일 측에 고정 결합된다. 탄성부재(43)는 상판부재(41) 및 하판부재(42)의 두께보다 얇게 형성되며, 하판부재(42)의 측면 또는 상면에 수직 방향으로 한 쌍이 서로 마주보며 결합된다. 이 때, 각각의 탄성부재(43)는 상판부재(41)와 접하지 않는다. 다시 말해, 한 쌍의 탄성부재(43)는 하판부재(42)의 측면 또는 상면에 수직 방향으로 마주보며 결합되어 상판부재(41)와 하판부재(42)의 사이에 위치하되, 상판부재(41)와는 접하지 않는다. 따라서, 상판부재(41)의 상면에 수직 방향으로 힘이 가해지더라도, 탄성부재(43)에는 그 힘이 전달되지 않는다. 또한, 한 쌍의 탄성부재(43)가 서로 마주보며 배치됨으로써, 동일한 방향으로 탄성력을 제공할 수 있다.

또한, 하판부재(42)의 네 측면 중 마주보는 두 측면에만 탄성부재(43)가 결합됨으로써, 힘을 받는 방향에 따라 변형의 정도가 다르게 형성될 수 있다. 즉, 탄성부재(43)가 결합된 측면으로 힘이 가해질 경우에는 변형의 정도가 크고, 탄성부재(43)가 결합되지 않은 측면으로 힘이 가해질 경우에는 변형의 정도가 작으므로, 이러한 점을 이용하여 더욱 용이하게 위치 제어를 할 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 갠트리 레일(10) 중 기준 축에 해당하는 부분에는 탄성부재(43)가 결합되지 않은 측면으로 힘이 가해지도록 탄성체 모듈(40)을 배치하고, 보조 축에 해당하는 부분에는 탄성부재(43)가 결합된 측면으로 힘이 가해지도록 탄성체 모듈(40)을 배치하여 수평 방향의 오차를 줄일 수 있다.

탄성부재(43)의 타단부는 슬라이더(20)에 결합된다. 즉, 각각의 탄성부재(43)는 일단부가 하판부재(42)에 고정 결합되고 타단부는 슬라이더(20)에 고정 결합된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 슬라이더(20)는 마주보는 양 측면이 상부로 연장 형성되므로, 탄성부재(43)는 슬라이더(20)에 용이하게 결합될 수 있다. 탄성부재(43)는 타단부 일 측에 상판부재(41)와 평행하게 배치되는 보조판부재(45)가 결합되며, 타단부 타 측은 슬라이더(20)에 고정 결합된다. 보조판부재(45)와 슬라이더(20)가 탄성부재(43)의 양 측에서 각각 고정 및 지지함으로써, 탄성부재(43)가 수평 방향으로 과도하게 탄성력을 제공하여 좌굴되거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.

보조판부재(45)는 일정한 두께를 갖는 판 형상의 부재로, 상판부재(41)의 하면으로부터 일정 간격 이격되어 수평 방향으로 배치된다. 보조판부재(45)는 중앙부가 수직 방향으로 관통되어 상판부재(41)와 같이 사각 링 형상으로 형성되며, 상판부재(41)의 크기보다 작게 형성된다. 이 때, 보조판부재(45)를 관통하는 관통구는 상판부재(41)를 관통하는 관통구보다 크게 형성될 수 있다. 보조판부재(45)를 관통하는 관통구가 상판부재(41)를 관통하는 관통구보다 크게 형성됨으로써, 탄성부재(43)가 수평 방향으로 탄성력을 제공하더라도 보조판부재(45)는 후술할 연결부재(44)와 접하지 않는다.

한편, 상판부재(41)와 하판부재(42) 사이 또는 상판부재(41)와 탄성부재(43) 사이에는 적어도 하나의 연결부재(44)가 수직 방향으로 결합된다. 연결부재(44)는 일정한 두께를 갖는 판 형상의 부재로, 강성이 높은 재질로 형성된다. 연결부재(44)는 상판부재(41) 및 하판부재(42)와 같이 탄성부재(43)의 두께보다 두껍게 형성되며, 상판부재(41)와 하판부재(42) 또는 상판부재(41)와 탄성부재(43)를 연결한다. 이하, 연결부재(44)가 상판부재(41)와 하판부재(42) 사이에 결합되는 구조를 보다 중점적으로 설명한다.

연결부재(44)는 일단부가 상판부재(41)의 하면 또는 측면 중 어느 하나에 결합되고 타단부는 하판부재(42)의 상면 또는 측면 중 어느 하나에 결합될 수 있다. 이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 연결부재(44)의 일단부가 상판부재(41)의 측면에 결합되고 타단부가 하판부재(42)의 상면에 결합된 구조를 구체적으로 설명한다.

연결부재(44)의 일단부는 상판부재(41)를 관통하는 관통구 내측으로 수용되어 상판부재(41)의 측면에 결합되며, 타단부는 하판부재(42)의 중앙부를 관통하는 관통구에 근접한 하판부재(42)의 상면에 결합된다. 이 때, 연결부재(44)는 상판부재(41)의 관통구를 형성하는 모서리 수에 대응하여 4개로 형성될 수 있으며, 각각의 연결부재(44)는 하판부재(42)에 결합되는 타단부가 외측으로 굴절 형성될 수 있다. 즉, 연결부재(44)는 수직으로 굴절된 'ㄴ'형상으로 형성되어 일단부가 상판부재(41)의 측면에 결합되고 타단부가 상판부재(41)의 하면에 결합된다. 연결부재(44)가 굴절 형성됨으로써, 상판부재(41)와 하판부재(42)를 보다 안정적으로 연결 및 지지할 수 있으며, 상판부재(41)의 상면에 가해지는 힘을 하판부재(42)에 용이하게 전달할 수 있다. 그러나, 연결부재(44)의 일단부가 상판부재(41)의 측면에 결합되고 타단부가 하판부재(42)의 상면에 결합되는 것으로 한정될 것은 아니며, 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 연결부재(44)의 일단부가 상판부재(41)의 하면에 결합되고 타단부가 하판부재(42)의 측면에 결합될 수도 있다. 이 때, 연결부재(44)의 일단부는 상판부재(41)의 중앙부를 관통하는 관통구에 근접한 상판부재(41)의 하면에 결합되며, 타단부는 하판부재(42)를 관통하는 관통구 내측으로 수용되어 하판부재(42)의 측면에 결합될 수 있다.

상판부재(41)의 상면에 가해진 힘은 연결부재(44)를 통해 하판부재(42)에 전달되며, 전달된 힘에 의해 하판부재(42)는 가압될 수 있다. 하판부재(42)가 가압됨으로써, 일단부가 하판부재(42)에 고정되고 타단부가 슬라이더(20)에 고정된 탄성부재(43)는 수직 방향으로 일부 인장(引張)됨과 동시에 수평 방향으로 탄성력을 제공할 수 있다.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여, 탄성체 모듈(40)의 동작에 관하여 좀 더 상세히 설명한다.

도 4는 탄성체 모듈의 동작을 설명하기 위한 작동도이고, 도 5는 크로스빔의 위치가 제어되는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 탄성체 모듈(40)은 상판부재(41)에 가해지는 수직 방향의 힘이 탄성부재(43)를 압축시키는 방향으로 탄성부재(43)에 전달되는 것을 방지하여 탄성부재(43)의 좌굴 및 파손을 예방할 수 있다. 또한, 갠트리 레일(10)을 따라 이동하는 슬라이더(20)와 크로스빔(30)의 사이에 회전 및 수평 방향으로 일정한 탄성 변위를 주어 크로스빔(30)의 비틀어짐을 막고 슬라이더가 부드럽게 움직일 수 있도록 하여 정밀한 위치 제어를 유도할 수 있다.

먼저, 도 4를 참조하여 설명하면, 수평 방향으로 배치되는 상판부재(41)와 하판부재(42)는 복수 개의 연결부재(44)에 의해 일정 간격 이격되어 연결되며, 하판부재(42)의 마주보는 양 측면에는 각각 탄성부재(43)가 결합된다. 탄성부재(43)는 슬라이더(20)와 보조판부재(45)에 의해 단부가 고정 및 지지된다.

상판부재(41)는 상면에 안착된 크로스빔(30)에 의해 수직 방향으로 힘을 받아 가압되며, 상판부재(41)에 가해진 힘은 연결부재(44)를 통해 하판부재(42)까지 전달된다. 상판부재(41), 연결부재(44) 및 하판부재(42)는 강성이 높은 재질로 형성되므로, 힘이 가해지더라도 압축되거나 변형되지 않고, 가압되어 전체가 하방으로 일부 이동할 수 있다. 하판부재(42)가 하방으로 일부 이동함에 따라, 일단부가 하판부재(42)에 고정되고 타단부가 슬라이더(20)에 고정된 탄성부재(43)는 수직 방향으로 일부 인장된다. 즉, 상판부재(41)에 힘이 가해지면, 탄성부재(43)는 압축되는 대신 인장되어 인장력에 의해 탄성체 모듈(40)을 지지하므로, 좌굴 또는 파손되지 않는다. 이 때, 탄성부재(43)는 인장됨과 동시에 수평 방향으로 탄성력를 제공한다. 한 쌍의 탄성부재(43)는 서로 마주보며 배치되므로, 도시된 바와 같이, 동일한 방향으로 탄성력을 제공하며 위치를 제어할 수 있다.

이러한 탄성체 모듈(40)에 의해 도 5에 도시된 바와 같이, 크로스빔(30)의 위치가 제어될 수 있다.

전술한 바와 같이, 한 쌍의 갠트리 레일(10)은 이격되어 나란하게 배치되지만, 이상적으로 완전히 평행하게 배치될 수 없기 때문에 슬라이더(20)에 결합된 크로스빔(30)에는 인장력 또는 압축력이 가해지게 된다. 따라서, 크로스빔(30)에 가해지는 압축력 또는 인장력에 의해 한 쌍의 슬라이더(20) 사이에는 이동량의 차이가 발생하게 되며, 이로 인해, 크로스빔(30)은 임의의 각도(α)로 틀어져 굽힘 모멘트를 받으며 이동된다. 이 때, 크로스빔(30)은 이상적인 직선 경로(C1, C2 참조)로 이동하는 대신 곡선 경로(C3, C4 참조)로 이동하게 된다. 크로스빔(30)이 임의의 각도(α)로 틀어지며 이동할 때, 슬라이더(20)에는 큰 인장력이 가해짐과 동시에 마찰력이 증가하게 된다. 슬라이더(20)의 마찰력 증가와 크로스빔(30)의 굽힘 모멘트는 슬라이더(20)의 위치 제어를 더욱 어렵게 만들며, 이는 전체 갠트리형 스테이지 장치(1)의 위치 오차 및 속도 변동율을 증가시켜 슬라이더(20)가 일정하지 않은 속도로 이동하게 한다.

그러나, 슬라이더(20)와 크로스빔(30) 사이에 본 발명의 탄성체 모듈(40)을 적용할 경우, 탄성부재(43)가 인장력으로 탄성체 모듈(40)을 지지하되 회전 및 수평 방향으로 탄성 변위를 제공하므로, 갠트리 레일(10)이 완전히 평행하게 배치되지 않더라도 수평 방향의 오차를 줄일 수 있다. 즉, 갠트리 레일(10)을 따라 이동하는 슬라이더(20)와, 인장력 또는 압축력이 가해진 슬라이더(20) 사이의 오차를 줄일 수 있어 크로스빔(30)이 임의의 각도로 틀어지지 않고 상대적으로 평행한 상태로 이동할 수 있다. 따라서, 갠트리형 스테이지 장치(1)는 정밀한 위치 제어를 할 수 있다.

이하, 도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄성체 모듈(40a)에 관하여 상세히 설명한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄성체 모듈을 확대하여 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6의 탄성체 모듈의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 탄성체 모듈(40a)은 연결부재(44)가 상판부재(41)와 탄성부재(43) 사이에 결합된다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄성체 모듈(40a)은 연결부재(44)가 상판부재(41)와 탄성부재(43) 사이에 결합되는 것을 제외하면, 전술한 실시예와 실질적으로 동일하다. 따라서, 이를 중점적으로 설명하되, 별도의 언급이 없는 한 나머지 구성부에 대한 설명은 전술한 사항으로 대신한다.

상판부재(41)는 일정한 두께를 갖는 판 형상의 부재로, 수평 방향으로 배치된다. 상판부재(41)는 강성이 높은 재질로 형성되며, 횡단면이 사각형으로 형성될 수 있다. 상판부재(41)의 하방에는 하판부재(42)가 이격 배치된다.

하판부재(42)는 강성이 높은 재질로 형성된 통 형상의 부재로, 서로 평행하는 두 측면과 상면이 개방된 형태로 형성된다. 즉, 하판부재(42)는 개방된 세 면을 통해 내측이 외부와 연통되며, 일 측에 탄성부재(43)가 결합된다.

탄성부재(43)는 하판부재(42)의 내측에 삽입되어 일단부와 타단부가 각각 하판부재(42)의 내측면에 고정 결합된다. 다시 말해, 탄성부재(43)는 일단부가 하판부재(42)의 내측면 상부에 고정 결합되고 타단부는 하판부재(42)의 내측면 하부에 고정 결합된다. 탄성부재(43)는 상판부재(41) 및 하판부재(42)의 두께보다 얇게 형성되며, 한 쌍이 서로 대향되어 하판부재(42)에 각각 결합된다. 한 쌍의 탄성부재(43) 사이에는 연결부재(44)가 개재된다.

연결부재(44)는 일정한 두께를 갖는 판 형상의 부재로, 강성이 높은 재질로 형성된다. 연결부재(44)는 상판부재(41) 및 하판부재(42)와 같이 탄성부재(43)의 두께보다 두껍게 형성되며, 상판부재(41)와 탄성부재(43) 사이에 수직 방향으로 결합되어 상판부재(41)와 탄성부재(43)를 연결한다. 즉, 연결부재(44)는 일단부가 상판부재(41)의 하면에 결합되고 타단부가 탄성부재(43)의 측면에 결합되어 하판부재(42)의 내측에 삽입된다. 이 때, 상판부재(41)와 하판부재(42)는 서로 접하지 않고 이격된 상태로 유지된다.

도 7을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄성체 모듈(40a)의 동작에 관하여 좀 더 상세히 설명한다.

수평 방향으로 배치되는 상판부재(41)는 하면에 연결부재(44)가 결합되고, 슬라이더(20)의 상면에 안착된 하판부재(42)는 내측에 한 쌍의 탄성부재(43)가 결합된다. 상판부재(41)와 하판부재(42)는 연결부재(44) 및 탄성부재(43)에 의해 서로 연결된다.

상판부재(41)는 상면에 안착된 크로스빔(30)에 의해 수직 방향을 힘을 받아 가압되며, 상판부재(41)에 가해진 힘은 연결부재(44)를 통해 탄성부재(43)에 전달된다. 상판부재(41) 및 연결부재(44)는 강성이 높은 재질로 형성되므로, 힘이 가해지더라도 압축되거나 변형되지 않고, 가압되어 전체가 하방으로 일부 이동할 수 있다. 연결부재(44)가 하방으로 일부 이동함에 따라, 양단부가 각각 하판부재(42)의 내측면에 고정 결합된 탄성부재(43)는 수직 방향으로 일부 인장된다. 즉, 상판부재(41)에 힘이 가해지면, 탄성부재(43)는 압축하는 방향으로 힘을 받는 대신 인장하는 방향으로 힘을 받아 좌굴 또는 파손되지 않는다. 이 때, 탄성부재(43)는 인장됨과 동시에 회전 및 수평 방향으로 탄성 변위를 제공하여 슬라이더(20)와 크로스빔(30) 사이의 오차를 줄여 위치를 제어할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 갠트리형 스테이지 장치 10: 갠트리 레일
11: 베이스부 20: 슬라이더
30: 크로스빔 40, 40a: 탄성체 모듈
41: 상판부재 42: 하판부재
43: 탄성부재 44: 연결부재
45: 보조판부재

Claims

상면에 수직 방향으로 힘을 받는 상판부재;
상기 상판부재로부터 하방으로 이격 배치되는 하판부재;
상기 하판부재의 일 측에 고정 결합되며, 수직 및 수평 방향으로 압축 또는 인장 가능한 적어도 하나의 탄성부재; 및
상기 상판부재와 상기 하판부재 사이에 수직 방향으로 결합되어, 상기 상판부재에 가해진 상기 힘을 상기 하판부재에 전달하는 적어도 하나의 연결부재를 포함하되,
상기 연결부재는 일단부가 상기 상판부재의 하면 또는 측면 중 어느 하나에 결합되고, 타단부는 상기 하판부재의 상면 또는 측면 중 어느 하나에 결합되며,
상기 탄성부재는 일단부가 상기 하판부재에 결합되고, 타단부는 상기 하판부재가 안착되는 슬라이더에 결합되어 수직 방향으로 인장됨과 동시에 수평 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성체 모듈.
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제1 항에 있어서,
상기 탄성부재는 상기 타단부 일 측에 상기 상판부재와 평행하게 배치되는 보조판부재가 결합되며, 상기 타단부 타 측은 상기 슬라이더에 결합되는 탄성체 모듈.
상면에 수직 방향으로 힘을 받는 상판부재;
상기 상판부재로부터 하방으로 이격 배치되는 하판부재;
상기 하판부재의 일 측에 고정 결합되며, 수직 및 수평 방향으로 압축 또는 인장 가능한 적어도 하나의 탄성부재; 및
상기 상판부재와 상기 탄성부재 사이에 수직 방향으로 결합되어, 상기 상판부재에 가해진 상기 힘을 상기 하판부재에 전달하는 적어도 하나의 연결부재를 포함하되,
상기 연결부재는 일단부가 상기 상판부재의 하면에 결합되고, 타단부는 상기 탄성부재의 측면에 결합되어 수직 방향으로 인장됨과 동시에 수평 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성체 모듈.
제5 항에 있어서,
상기 탄성부재는 양단부가 상기 하판부재에 각각 결합되는 탄성체 모듈.
스테이지부 상에 일정 간격 이격되어 평행하게 배치되는 한 쌍의 갠트리레일;
상기 한 쌍의 갠트리 레일에 각각 슬라이딩 결합하여 상기 갠트리 레일을 따라 이동하는 슬라이더;
상기 한 쌍의 갠트리 레일 사이에 수직 방향으로 배치되는 크로스 빔; 및
상기 슬라이더의 상부에 위치하여 상기 슬라이더와 상기 크로스빔을 연결하는 제1항, 제4항, 제5항, 및 제6항 중 어느 한 항의 탄성체 모듈을 포함하는 갠트리형 스테이지 장치.