KR102422225B1 - 밸런스 스테이지 - Google Patents

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Abstract

밸런스 스테이지가 개시된다. 본 발명에 따르면, 설치면에 배치되는 하부베이스; 원주방향으로 연장 형성되고, 원주방향의 중심축을 중심으로 하부베이스에 대해 회전 가능하도록 하부베이스에 지지되는 이너레일; 원주방향으로 연장 형성되고, 중심축을 중심으로 이너레일에 대해 회전 가능하도록 이너레일에 지지되는 아우터레일; 아우터레일에 지지되어 대상물이 배치되는 상부베이스; 및 하부베이스와 상부베이스 사이에 체결되어, 하부베이스에 대한 상부베이스의 회전을 구속하는 회전지지부;를 포함하는 밸런스 스테이지가 제공된다. 본 발명은 비교적 간단한 구조로 구현되면서도 정밀한 각도 제어가 가능하고, 안정적인 하중 지지구조를 갖춰 다양한 대상물에 대해 사용될 수 있다.

Description

밸런스 스테이지{BALANSE STAGE}
본 발명은 대상물의 기울임이나 평형을 조절하기 위해 사용되는 밸런스 스테이지에 관한 것이다.
대상물의 자세를 제어하거나 평형을 조절하기 위한 수단으로 각종 산업분야에서는 밸런스 스테이지가 활용되고 있다. 일 예로 반도체 제조과정에서는 작업공정에 따라 기판을 각 축을 기준으로 틸팅시키기 위한 밸런스 스테이지가 사용될 수 있다. 또한 반도체 산업 외에도 각종 정밀 부품을 취급하는 제조나 시험 분야에서는 다양한 형태의 밸런스 스테이지가 개발되어 사용 중에 있다.
참고로 이러한 밸런스 스테이지는 평형 스테이지, 틸팅 스테이지 등으로도 지칭될 수 있다. 편의상 본 명세서에서는 이들을 밸런스 스테이지로 통칭하도록 한다.
종래 알려진 밸런스 스테이지의 하나로 공개특허 제10-2020-0113866호의 "정밀구동 틸트스테이지"는 상부스테이지가 스윙 동작되는 방식을 이용해 작동이 간단하면서도 백래쉬(backlash)를 줄일 수 있는 구성을 제안한 바 있다. 다른 예로 공개특허 제10-2018-0023739호의 "틸팅 스테이지 시스템"은 스테이지의 편심 영역에 작동력을 가해 간단한 구조로 스테이지의 평형도를 조절할 수 있는 구성을 제안한 바 있다. 또 다른 예를 보면, 등록특허 제10-1732851호의 "틸트 스테이지 장치"는 회전부의 회전운동과 이동부의 수직운동이 조합되어 스테이지의 다축 회전이 동시에 이뤄질 수 있도록 한 구성을 제안한 바 있다.
밸런스 스테이지의 보다 일반적인 형태는 스테이지에 복수의 액츄에이터를 부가해 각 액츄에이터의 작동에 따라 스테이지를 틸팅시키는 방식이다. 다만 이와 같은 방식은 다수의 액츄에이터가 요구되어 가격이 비싸고, 각 액츄에이터의 정밀한 제어 또한 쉽지 않다. 특히 중량이 큰 대상물을 취급하는 경우에는 중량에 비례해 보다 많은 수의 액츄에이터가 요구되고, 중량의 고른 분배를 위해 보다 정밀한 제어가 요구된다.
이러한 배경에서 앞서 언급된 바와 같은 다양한 형태의 변형된 밸런스 스테이지가 제안된 바 있으나, 이들 또한 상당히 복잡한 구조와 다수의 정밀 부품으로 이뤄져 있어 제작이 쉽지 않고, 실제 취급이나 운용에도 어려움이 있다. 또한 단순화된 형태의 밸런스 스테이지는 대부분 정밀한 각도 제어에 한계가 있어 사용범위가 제한될 수 있다. 따라서 현재까지 다양한 형태의 밸런스 스테이지가 개발 및 사용되고 있음에도 불구하고, 보다 개량된 형태의 밸런스 스테이지에 대한 요구는 지속되고 있다.
공개특허 제10-2020-0113866호(2020년 10월 7일 공개) 공개특허 제10-2018-0023739호(2018년 3월 7일 공개) 등록특허 제10-1732851호(2017년 4월 26일 등록)
본 발명의 실시예들은 비교적 간단한 구조로 구현될 수 있어 제작이나 취급 상에 이점을 가져올 수 있는 밸런스 스테이지를 제공하고자 한다.
또한 본 발명의 실시예들은 간단한 구조에도 불구하고 정밀하고 안정적인 각도 제어가 가능한 밸런스 스테이지를 제공하고자 한다.
또한 본 발명의 실시예들은 안정적인 하중 지지구조를 갖춰 상대적으로 중량이 큰 대상물에도 적합하게 사용될 수 있으며, 내구성이 우수하고 오작동을 줄일 수 있는 밸런스 스테이지를 제공하고자 한다.
다만 본 발명의 실시예들이 이루고자 하는 기술적 과제들은 반드시 상기에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 상세한 설명 등 명세서의 다른 기재로부터 본 발명의 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 설치면에 배치되는 하부베이스; 원주방향으로 연장 형성되고, 상기 원주방향의 중심축을 중심으로 상기 하부베이스에 대해 회전 가능하도록 상기 하부베이스에 지지되는 이너레일; 원주방향으로 연장 형성되고, 상기 중심축을 중심으로 상기 이너레일에 대해 회전 가능하도록 상기 이너레일에 지지되는 아우터레일; 상기 아우터레일에 지지되어 대상물이 배치되는 상부베이스; 및 상기 하부베이스와 상기 상부베이스 사이에 체결되어, 상기 하부베이스에 대한 상기 상부베이스의 회전을 구속하는 회전지지부;를 포함하는 밸런스 스테이지가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 밸런스 스테이지는 이너레일이나 아우터레일의 회전을 통해 대상물의 경사 방향이나 각도를 조절하고 틸팅 동작을 구현할 수 있다.
여기서 본 발명의 실시예들에 따른 밸런스 스테이지는 이너레일이나 아우터레일의 경사와 그 회전 위치를 통해 경사 방향이나 각도를 조절되는 구조를 가져 종래 대비 간단한 구조를 가지면서도 정밀한 각도 조절이 가능하다. 또한 간단하고 직관적인 구조에 따라 제작이나 취급이 쉬운 이점을 갖는다.
또한 본 발명의 실시예들에 따른 밸런스 스테이지는 하부베이스를 기초로 이너레일, 아우터레일 및 상부베이스가 원주방향의 전영역에 걸쳐 지지된 구조를 갖는다. 따라서 매우 안정적인 하중 지지구조를 가질 수 있고, 중량이 큰 대상물에 대해서도 적절히 활용될 수 있다. 나아가 안정적인 하중 지지구조에 따라 내구성이 우수하고, 오작동 또한 상당 부분 줄일 수 있다.
다만 본 발명의 실시예들을 통해 얻을 수 있는 기술적 효과들은 반드시 상기에서 언급한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 효과들은 상세한 설명 등 명세서의 다른 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸런스 스테이지의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 밸런스 스테이지를 다른 방향에서 바라본 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 밸런스 스테이지의 개략적인 분해 사시도이다.
도 4는 도 2에 표시된 A1-A1선을 따라 취한 밸런스 스테이지의 개략적인 종단면도이다.
도 5는 도 4에 표시된 A2-A2선을 따라 취한 밸런스 스테이지의 개략적인 횡단면도이다.
도 6은 도 4에 표시된 A3-A3선을 따라 취한 밸런스 스테이지의 개략적인 횡단면도이다.
도 7은 도 4에 표시된 A4-A4선을 따리 취한 밸런스 스테이지의 개략적인 횡단면도이다.
도 8은 도 4에 도시된 하부베이스를 분리해 도시한 개략적인 종단면도이다.
도 9는 도 4에 도시된 이너레일을 분리해 도시한 개략적인 종단면도이다.
도 10은 도 4에 도시된 아우터레일을 분리해 도시한 개략적인 종단면도이다.
도 11은 도 4에 도시된 상부베이스를 분리해 도시한 개략적인 종단면도이다.
도 12는 도 4에 도시된 회전지지부를 분리해 도시한 개략적인 사시도이다.
도 13은 도 12에 도시된 회전지지부의 다른 실시예를 도시한 개략적인 사시도이다.
도 14는 도 4에 도시된 밸런스 스테이지의 작동도이다.
이하 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조해 설명한다. 이하의 실시예들은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공될 수 있다. 다만 이하의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것이고 본 발명의 기술적 사상이 반드시 이하의 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 또한 본 발명의 기술적 요지를 불분명하게 하거나 공지된 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸런스 스테이지의 개략적인 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 밸런스 스테이지를 다른 방향에서 바라본 개략적인 사시도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 실시예의 밸런스 스테이지(100)는 하부베이스(110)를 포함할 수 있다.
하부베이스(110)는 밸런스 스테이지(100)의 하단부에 배치될 수 있다. 하부베이스(110)는 후술할 상부베이스(140)에 대한 기준 지지점을 제공할 수 있다. 즉, 하부베이스(110)는 소정의 설치면에 고정될 수 있고, 상부베이스(140)가 하부베이스(110)에 대해 상대적으로 틸팅되어, 대상물에 대한 틸팅 동작이 구현될 수 있다.
하부베이스(110)는 하부플레이트(111)를 구비할 수 있다. 본 실시예에 있어서 하부플레이트(111)는 소정의 평면 영역을 가진 플레이트 형태로 예시되고 있다. 다만 하부플레이트(111)의 형상은 반드시 예시된 바에 한정되지는 않는다. 즉, 하부플레이트(111)는 밸런스 스테이지(100)를 적절히 설치면에 고정시키기 위한 다양한 구조나 형상을 갖고 형성될 수 있다. 또한 본 명세서에서는 이해의 편의를 위해 "하부플레이트(111)"로 지칭하고 있으나, 하부플레이트(111)가 반드시 그 명칭과 같이 플레이트 형태로 한정되는 것은 아니며, 이와 동일 또는 유사한 기능을 제공할 수 있는 다양한 형태의 프레임, 브라켓, 결합부품 등을 포함할 수 있다.
한편 본 실시예의 밸런스 스테이지(100)는 이너레일(120)을 포함할 수 있다.
이너레일(120)은 하부플레이트(111)의 상면 부위에 배치되어 하부베이스(110)에 의해 지지될 수 있다. 이너레일(120)은 하부베이스(110)에 대해 회전 가능하게 형성될 수 있다. 즉, 이너레일(120)은 밸런스 스테이지(100)의 상하방향 중심축(Z1)을 기준으로 회전 가능하게 형성될 수 있다. 밸런스 스테이지(100)는 이와 같은 이너레일(120)의 회전과, 후술할 아우터레일(130)의 회전이 조합되어 틸팅 동작을 구현할 수 있다.
이너레일(120)은 소정의 작동수단에 의해 작동력이 인가되어 회전 조작될 수 있다. 본 실시예에서는 이너레일(120)의 측면 일측에 제1작동블록(125)이 구비된 경우를 예시하고 있다. 이와 같은 경우 이너레일(120)은 액츄에이터, 모터 등의 작동수단이 제1작동블록(125)에 작동력을 인가함으로써 중심축(Z1)을 기준으로 적절히 회전 동작될 수 있다.
한편 본 실시예의 밸런스 스테이지(100)는 아우터레일(130)을 포함할 수 있다.
아우터레일(130)은 이너레일(120)의 상부에 배치될 수 있다. 또한 아우터레일(130)은 이너레일(120)의 외주 부위에 배치될 수 있다. 아우터레일(130)은 이너레일(120)의 상부에서 이너레일(120)에 의해 지지될 수 있다. 또한 아우터레일(130)은 이너레일(120)에 대해 회전 가능하게 형성될 수 있다. 즉, 전술한 이너레일(120)과 유사하게, 아우터레일(130)은 중심축(Z1)을 기준으로 회전 가능하게 형성될 수 있다. 밸런스 스테이지(100)는 이너레일(120) 및 아우터레일(130)이 각각 소정의 위치로 회전됨에 따라 대응되는 각도로 적절히 틸팅될 수 있다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.
이너레일(120)과 유사하게, 아우터레일(130)은 소정의 작동수단에 의해 작동력을 인가되어 회전 조작될 수 있다. 본 실시예에서는 아우터레일(130)의 측면 일측에 제2작동블록(133)이 구비된 경우를 예시하고 있다. 아우터레일(130)은 액츄에이터, 모터 등의 작동수단이 제2작동블록(133)에 작동력을 인가함으로써 중심축(Z1)을 기준으로 적절히 회전 동작될 수 있다.
상기에서 이너레일(120) 및 아우터레일(130)은 각각 독립적으로 회전 동작될 수 있다. 즉, 이너레일(120)의 회전 위치나 방향은 아우터레일(130)의 회전 위치나 방향과 독립적으로 설정될 수 있다. 따라서 제1작동블록(125)을 통해 이너레일(120)에 회전 구동력을 인가하는 작동수단과, 제2작동블록(133)을 통해 아우터레일(130)에 회전 구동력을 인가하는 작동수단은, 각각 별개로 구비되거나, 상호 독립적으로 동작 가능하게 형성될 수 있다.
한편 본 실시예의 밸런스 스테이지(100)는 상부베이스(140)를 포함할 수 있다.
상부베이스(140)는 아우터레일(130)의 상부에 배치되어 아우터레일(130)에 의해 지지될 수 있다. 상부베이스(140)는 하부베이스(110)와 대응되어 밸런스 스테이지(100)의 상부 구조를 형성할 수 있다. 상부베이스(140)에는 대상물이 안착 배치될 수 있다. 상부베이스(140)는 이너레일(120) 및 아우터레일(130)에 의해, 하부베이스(110)에 대해서 틸팅 동작될 수 있다. 이에 의해 상부베이스(140)에 배치된 대상물에 대한 틸팅이 구현될 수 있다.
상부베이스(140)는 상부레일(142)과 상부플레이트를 구비할 수 있다. 참고로 도 1 등에서는 도시 편의를 위해 상부플레이트를 생략해 도시하고 있다. 상부플레이트는 대상물이 지지될 수 있는 적절한 구조나 형상을 가진 것이면 무방하고, 그 구조나 형상이 특별히 제한되지 않는다. 일 예로 상부플레이트는 전술한 하부플레이트(111)와 유사하게 소정의 평면 영역을 가진 플레이트 형태를 가질 수 있다.
상부레일(142)은 상부플레이트의 저면에 구비될 수 있다. 상부레일(142)은 아우터레일(130)의 내주 부위에 체결되어, 아우터레일(130)에 의해 지지될 수 있다. 이에 따라 상부레일(142) 내지 상부베이스(140)는 이너레일(120) 및 아우터레일(130)의 자세에 따라 그 배치상태가 적절히 조절될 수 있다.
한편 본 실시예의 밸런스 스테이지(100)는 회전지지부(150)를 포함할 수 있다.
회전지지부(150)는 하부베이스(110)와 상부베이스(140) 사이에 체결될 수 있다. 즉, 회전지지부(150)는 일측(하단)이 하부베이스(110)에 체결될 수 있고, 타측(상단)이 상부베이스(140)에 체결될 수 있다.
회전지지부(150)는 상부베이스(140)가 하부베이스(110)에 대해 회전되는 것을 제한할 수 있다. 즉, 회전지지부(150)는 중심축(Z1)을 중심으로 한 상부베이스(140)의 회전을 제한할 수 있다. 이에 따라 상부베이스(140)는 이너레일(120)이나 아우터레일(130)과 함께 회전되지 않고, 일정한 회전 위치에서 배치 자세만이 변경될 수 있다. 즉, 상부베이스(140)는 이너레일(120) 및 아우터레일(130)과 함께 회전되지 않고, 일정한 회전 위치에서 틸팅 동작될 수 있다.
회전지지부(150)는 상부베이스(140)의 틸팅을 적절히 허용하도록 형성될 수 있다. 즉, 회전지지부(150)는 중심축(Z1)에 대한 상부베이스(140)의 회전은 제한하되, 평면상의 임의의 축에 대한 상부베이스(140)의 틸팅은 허용할 수 있다.
회전지지부(150)는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예에서는 회전지지부(150)가 탄성클립(151)으로 구현된 경우를 예시하고 있다. 이에 따라 이하에서는 회전지지부(150)가 탄성클립(151)으로 구현된 경우를 중심으로 설명하도록 한다. 참고로 도 13에서는 회전지지부(150)의 다른 실시예를 예시하고 있다.
도 3은 도 1에 도시된 밸런스 스테이지의 개략적인 분해 사시도이다.
도 3을 참조하면, 하부베이스(110)와 이너레일(120)의 사이에는 제1베어링(161)이 구비될 수 있다. 제1베어링(161)은 하부베이스(110)에 대해 이너레일(120)을 회전 가능하게 지지할 수 있다.
한편 이너레일(120)과 아우터레일(130) 사이에는 제2베어링(162)이 구비될 수 있다. 제2베어링(162)은 이너레일(120)에 대해 아우터레일(130)을 회전 가능하게 지지할 수 있다.
필요에 따라 제2베어링(162)은 복수개로 분할 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 제2베어링(162)이 3개로 분할 형성된 경우를 예시하고 있다. 다만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
한편 아우터레일(130)과 상부베이스(140) 사이에는 제3베어링(163)이 구비될 수 있다. 제3베어링(163)은 상부베이스(140)에 대해 아우터레일(130)을 회전 가능하게 지지할 수 있다.
전술한 제2베어링(162)과 유사하게, 필요에 따라 제3베어링(163)은 복수개로 분할 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 제3베어링(163)이 3개로 분할 형성된 경우를 예시하고 있다.
한편 하부레일(112), 이너레일(120), 아우터레일(130) 및 상부레일(142)은 중심축(Z1)을 공유할 수 있다. 또한 하부레일(112), 이너레일(120), 아우터레일(130) 및 상부레일(142)은 각각 중심축(Z1)을 중심으로 한 원형 고리 형태로 형성될 수 있다.
도 4는 도 2에 표시된 A1-A1선을 따라 취한 밸런스 스테이지의 개략적인 종단면도이다.
도 4를 참조하면, 밸런스 스테이지(100)의 하단에는 하부베이스(110)가 배치될 수 있다. 하부베이스(110)의 상측에는 이너레일(120)이 제1베어링(161)을 매개로 하부레일(112)에 체결될 수 있다. 이너레일(120)은 하부레일(112)의 외주 부위에 체결될 수 있고, 제1베어링(161)을 통해 하부레일(112)에 대해 회전될 수 있다.
이너레일(120)의 상측에는 아우터레일(130)이 제2베어링(162)을 매개로 이너레일(120)에 체결될 수 있다. 아우터레일(130)은 이너레일(120)의 외주 부위에 체결될 수 있고, 제2베어링(162)을 통해 이너레일(120)에 대해 회전될 수 있다.
아우터레일(130)의 상측에는 상부레일(142)이 제3베어링(163)을 매개로 아우터레일(130)에 체결될 수 있다. 상부레일(142)은 아우터레일(130)의 내주 부위에 체결될 수 있고, 제3베어링(163)을 통해 아우터레일(130)에 대해 회전 가능하게 체결될 수 있다. 다만 상부레일(142)은 탄성클립(151)에 의해 회전 구속되므로, 실질적으론 상부레일(142)에 대해 아우터레일(130)이 회전 동작될 수 있다. 상부레일(142)의 상측에는 상부플레이트가 구비되어 상부베이스(140)를 형성할 수 있다.
전체적으로 보면, 하단의 하부베이스(110)와 상단의 상부베이스(140)가 탄성클립(151)에 의해 회전 구속되고, 하부베이스(110)와 상부베이스(140) 사이에 배치된 이너레일(120) 및 아우터레일(130)이 중심축(Z1)을 중심으로 회전 동작되는 구조로 이뤄질 수 있다.
도 5는 도 4에 표시된 A2-A2선을 따라 취한 밸런스 스테이지의 개략적인 횡단면도이다.
도 5를 참조하면, 하부레일(112), 제1베어링(161) 및 이너레일(120)은 각각 평면상 원형의 궤적을 그리며 연장 형성될 수 있다. 하부레일(112)은 상대적으로 작은 반경을 갖고 반경방향의 내측에 배치될 수 있고, 이너레일(120)은 상대적으로 큰 반경을 갖고 반경방향의 외측에 배치될 수 있다. 제1베어링(161)은 하부레일(112)과 이너레일(120)의 사이에 배치될 수 있다. 이너레일(120)은 제1작동블록(125)에 소정의 작동력이 인가되면, 제1베어링(161)을 사이에 두고 하부레일(112)에 대해 회전 동작될 수 있다.
도 6은 도 4에 표시된 A3-A3선을 따라 취한 밸런스 스테이지의 개략적인 횡단면도이다.
도 6을 참조하면, 이너레일(120), 제2베어링(162) 및 아우터레일(130)은, 전술한 도 5의 상측에서, 각각 평면상 원형의 궤적을 그리며 연장 형성될 수 있다. 아우터레일(130)은 이너레일(120) 대비 상대적으로 큰 반경을 갖고 반경방향의 외측에 배치될 수 있고, 제2베어링(162)은 이너레일(120)과 아우터레일(130)의 사이에 배치될 수 있다. 아우터레일(130)은 제2작동블록(133)에 소정의 작동력이 인가되면, 제2베어링(162)을 사이에 두고 이너레일(120)에 대해 회전 동작될 수 있다.
도 7은 도 4에 표시된 A4-A4선을 따리 취한 밸런스 스테이지의 개략적인 횡단면도이다.
도 7을 참조하면, 상부레일(142), 제3베어링(163) 및 아우터레일(130)은, 전술한 도 6의 상측에서, 각각 평면상 원형의 궤적을 그리며 연장 형성될 수 있다. 상부레일(142)은 아우터레일(130) 대비 상대적으로 작은 반경을 갖고 반경방향의 내측에 배치될 수 있고, 제3베어링(163)은 상부레일(142)과 아우터레일(130)의 사이에 배치될 수 있다. 상부레일(142)은 하부플레이트(111)와의 사이에서 탄성클립(151)이 체결되어 회전이 제한될 수 있다.
도 8은 도 4에 도시된 하부베이스를 분리해 도시한 개략적인 종단면도이다.
도 8을 참조하면, 하부베이스(110)는 하부플레이트(111)를 구비할 수 있다. 전술한 바와 같이 본 실시예에서 하부플레이트(111)는 소정의 평면 영역을 가진 플레이트 형태로 예시되고 있다.
하부베이스(110)는 하부레일(112)을 구비할 수 있다. 하부레일(112)은 소정 반경을 갖고 원형으로 연장 형성될 수 있다. 또한 하부레일(112)은 하부플레이트(111)의 상면에 배치될 수 있고, 하부플레이트(111)에 고정되어 회전 구속될 수 있다. 즉, 후술할 이너레일(120) 및 아우터레일(130)이 중심축(Z1)을 중심으로 회전 가능한데 반해, 하부레일(112)은 하부플레이트(111)에 고정되거나, 하부플레이트(111)에 일체로 형성되어, 회전이 제한될 수 있다.
필요에 따라 하부레일(112)은 복수개로 분할 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 하부레일(112)이 하부레일하부블록(112c)과 하부레일상부블록(112b)으로 분할 형성된 경우를 예시하고 있다. 하부레일하부블록(112c) 및 하부레일상부블록(112b)은 상하로 적층 및 조립되어 하부레일(112)을 형성할 수 있다.
하부레일(112)은 소정 반경을 갖고 원형으로 연장 형성될 수 있다. 이에 따라 하부레일(112)은 중심축(Z1)을 향하는 반경방향 내측면과, 그 반대측인 반경방향 외측면을 가질 수 있다.
또한 하부레일(112)은 제1-1베어링홈(123)을 구비할 수 있다. 제1-1베어링홈(123)은 하부레일(112)의 반경방향 외측면을 따라 연장 형성될 수 있다. 하부레일(112)이 하부레일상부블록(112b)과 하부레일하부블록(112c)으로 분할 형성된 경우, 하부레일하부블록(112c)에 형성된 제1-1베어링홈(123)의 일부와, 하부레일상부블록(112b)에 형성된 제1-1베어링홈(123)의 나머지 일부가 조합되어 제1-1베어링홈(123)이 형성될 수 있다. 제1-1베어링홈(123)은 후술할 제1-2베어링홈(121c)과 조합되어 제1베어링(161)을 장착 지지할 수 있다.
도 9는 도 4에 도시된 이너레일을 분리해 도시한 개략적인 종단면도이다.
도 9를 참조하면, 이너레일(120)은 소정 반경을 갖고 원형으로 연장 형성될 수 있다. 전술한 하부레일(112)과 유사하게, 이너레일(120)은 중심축(Z1)을 향하는 반경방향 내측면과, 그 반대측인 반경방향 외측면을 가질 수 있다.
필요에 따라 이너레일(120)은 복수개로 분할 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 이너레일(120)이 이너레일하부블록(121)과 이너레일상부블록(122)으로 분할 형성된 경우를 예시하고 있다. 이너레일하부블록(121) 및 이너레일상부블록(122)은 상하로 적층 및 조립되어 이너레일(120)을 형성할 수 있다.
이너레일(120)은 제1-2베어링홈(121c)을 구비할 수 있다. 제1-2베어링홈(121c)은 이너레일(120)의 하단에 인접하게 배치되어, 이너레일(120)의 반경방향 내측면을 따라 연장 형성될 수 있다. 제1-2베어링홈(121c)은 제1-1베어링홈(123)과 조합되어 제1베어링(161)을 장착 지지할 수 있다.
상기에 따라, 이너레일(120)은 하부레일(112)에 지지될 수 있다. 즉, 하부레일(112)에 형성된 제1-1베어링홈(123)에 제1베어링(161)이 체결되고, 다시 제1베어링(161)에 이너레일(120)에 형성된 제1-2베어링홈(121c)이 체결되어, 이너레일(120)은 제1베어링(161)을 매개로 하부레일(112)에 지지될 수 있다. 또한 이너레일(120)은 제1베어링(161)을 매개로 하부레일(112)에 대해 회전될 수 있다.
또한 이너레일(120)은 제2-1베어링홈(124)을 구비할 수 있다. 제2-1베어링홈(124)은 이너레일(120)의 상단이 인접하게 배치되어, 이너레일(120)의 반경방향 외측면을 따라 연장 형성될 수 있다. 제2-1베어링홈(124)은 후술할 제2-2베어링홈(131)과 조합되어 제2베어링(162)을 장착 지지할 수 있다.
한편 이너레일(120)은 종방향의 높이가 원주방향의 위치에 따라 상이하게 형성될 수 있다. 구체적으로 이너레일(120)은 일측(도면상 좌측)에서 종방향으로 제1높이(H1)를 가질 수 있고, 그로부터 원주방향으로 소정 간격 이격된 타측(도면상 우측)에서 종방향으로 제2높이(H2)를 가질 수 있다. 여기서 제2높이(H2)는 제1높이(H1)보다 소정 정도 크게 형성될 수 있다. 또한 이너레일(120)은 원주방향을 따라 그 높이가 점진적으로 커지거나 작아지게 형성될 수 있다. 즉, 제1높이(H1)를 이너레일(120)의 최소 높이, 제2높이(H2)를 이너레일(120)의 최대 높이로 가정하면, 제1높이(H1) 위치에서 원주방향을 따라 제2높이(H2) 위치로 갈수록 이너레일(120)의 높이는 점진적으로 커질 수 있다. 또한 제2높이(H2) 위치에서 원주방향을 따라 제1높이(H1) 위치로 갈수록 이너레일(120)의 높이는 점진적으로 작아질 수 있다.
제1-2베어링홈(121c)이 이너레일(120)의 하단으로부터 일정 간격 이격된 위치에 배치되고, 제2-1베어링홈(124)이 이너레일(120)의 상단으로부터 일정 간격 이격된 위치에 배치된다고 하면, 상기와 같은 이너레일(120)의 높이 변화에 따라, 제1-2베어링홈(121c)과 제2-1베어링홈(124) 사이의 간격도 위치에 따라 변경될 수 있다. 즉, 이너레일(120)의 원주방향 각 위치에 따라 제1-2베어링홈(121c)과 제2-1베어링홈(124) 사이의 간격이 상이하게 형성될 수 있다. 본 실시예의 밸런스 스테이지(100)는 이와 같은 간격(높이)의 차이를 통해 틸팅 동작을 구현할 수 있다.
상기의 개념을 달리 설명하면, 이너레일(120)의 일측(도면상 좌측)에서 제1-2베어링홈(121c)과 제2-1베어링홈(124)은 상하로 제1간격(G1) 이격 배치될 수 있고, 이너레일(120)의 타측(도면상 우측)에서 제1-2베어링홈(121c)과 제2-1베어링홈(124)은 상하로 제2간격(G2) 이격 배치될 수 있다. 제1간격(G1) 및 제2간격(G2)은 제1-2베어링홈(121c)의 상하방향 중심과, 제2-1베어링홈(124)의 상하방향 중심 사이의 간격으로 정의될 수 있다. 여기서 상기와 유사하게, 제2간격(G2)은 제1간격(G1)보다 소정 정도 크게 형성될 수 있다. 또한 제1간격(G1)의 위치에서 원주방향을 따라 제2간격(G2)의 위치로 갈수록 제1-2베어링홈(121c)과 제2-1베어링홈(124) 사이의 간격은 점진적으로 커질 수 있고, 반대로 제2간격(G2)의 위치에서 원주방향을 따라 제1간격(G1)의 위치로 갈수록 제1-2베어링홈(121c)과 제2-1베어링홈(124) 사이의 간격은 점진적으로 작아질 수 있다.
도 10은 도 4에 도시된 아우터레일을 분리해 도시한 개략적인 종단면도이다.
도 10을 참조하면, 아우터레일(130)은 소정 반경을 갖고 원형으로 연장 형성될 수 있다. 전술한 이너레일(120)과 유사하게, 아우터레일(130)은 중심축(Z1)을 향하는 반경방향 내측면과, 그 반대측인 반경방향 외측면을 가질 수 있다.
아우터레일(130)은 제2-2베어링홈(131)을 구비할 수 있다. 제2-2베어링홈(131)은 아우터레일(130)의 하단에 인접하게 배치되어, 아우터레일(130)의 반경방향 내측면을 따라 연장 형성될 수 있다. 제2-2베어링홈(131)은 제2-1베어링홈(124)과 조합되어 제2베어링(162)을 장착 지지할 수 있다.
상기에 따라, 아우터레일(130)은 이너레일(120)에 지지될 수 있다. 즉, 이너레일(120)에 형성된 제2-1베어링홈(124)에 제2베어링(162)이 체결되고, 다시 제2베어링(162)에 아우터레일(130)에 형성된 제2-2베어링홈(131)이 체결되어, 아우터레일(130)은 제2베어링(162)을 매개로 이너레일(120)에 지지될 수 있다. 또한 아우터레일(130)은 제2베어링(162)을 매개로 이너레일(120)에 대해 회전될 수 있다.
또한 아우터레일(130)은 제3-1베어링홈(132)을 구비할 수 있다. 제3-1베어링홈(132)은 아우터레일(130)의 상단에 인접하게 배치되어, 아우터레일(130)의 반경방향 내측면을 따라 연장 형성될 수 있다. 제3-1베어링홈(132)은 후술할 제3-2베어링홈(142c)과 조합되어 제3베어링(163)을 장착 지지할 수 있다.
전술한 이너레일(120)과 유사하게, 아우터레일(130) 또한 종방향의 높이가 원주방향의 위치에 따라 상이하게 형성될 수 있다. 구체적으로 아우터레일(130)은 일측(도면상 좌측)에서 종방향으로 제3높이(H3)를 가질 수 있고, 그로부터 원주방향으로 소정 간격 이격된 타측(도면상 우측)에서 종방향으로 제4높이(H4)를 가질 수 있다. 또한 제4높이(H4)는 제3높이(H3)보다 소정 정도 크게 형성될 수 있고, 제3높이(H3)의 위치에서 원주방향을 따라 제4높이(H4)의 위치로 갈수록 아우터레일(130)의 높이는 점진적으로 커질 수 있고, 반대의 경우 아우터레일(130)의 높이는 점진적으로 작아질 수 있다.
상기의 개념을 달리 설명하면, 아우터레일(130)의 일측(도면상 좌측)에서 제2-2베어링홈(131)과 제3-1베어링홈(132)은 상하로 제3간격(G3) 이격 배치될 수 있고, 아우터레일(130)의 타측(도면상 우측)에서 제2-2베어링홈(131)과 제3-1베어링홈(132)은 상하로 제4간격(G4) 이격 배치될 수 있다. 제3간격(G3) 및 제4간격(G4)은 제2-2베어링홈(131)의 상하방향 중심과, 제3-1베어링홈(132)의 상하방향 중심 사이의 간격으로 정의될 수 있다. 여기서 제4간격(G4)은 제3간격(G3)보다 소정 정도 크게 형성될 수 있다. 또한 제3간격(G3)의 위치에서 원주방향을 따라 제4간격(G4)의 위치로 갈수록 제2-2베어링홈(131)과 제3-1베어링홈(132) 사이의 간격은 점진적으로 커질 수 있고, 반대로 제4간격(G4)의 위치에서 원주방향을 따라 제3간격(G3)의 위치로 갈수록 제2-2베어링홈(131)과 제3-1베어링홈(132) 사이의 간격은 점진적으로 작아질 수 있다.
상기에서 제3, 4높이(H3, H4) 또는 제3, 4간격(G3, G4)은 전술한 제1, 2높이(H1, H2) 또는 제1, 2간격(G1, G2)과 동일 또는 상이할 수 있다. 즉, 아우터레일(130)의 제3, 4높이(H3, H4) 또는 제3, 4간격(G3, G4)은 이너레일(120)의 제1, 2높이(H1, H2) 또는 제1, 2간격(G1, G2)과 동일하지 않아도 무방하다.
상기와 같은 이너레일(120) 및 아우터레일(130)의 높이 차이나, 각 베어링홈(112a, 123, 124, 131, 132)의 간격 차이는 제1베어링(161)과 제2베어링(162) 사이의 간격, 제2베어링(162)과 제3베어링(163)의 간격에 차이를 발생시킬 수 있다. 즉, 원주방향의 각 위치에 따라, 제1베어링(161)과 제2베어링(162)이 상하로 이격된 간격이 각각 상이하게 나타날 수 있다. 또한 원주방향의 각 위치에 따라, 제2베어링(162)과 제3베어링(163)이 상하로 이격된 간격이 각각 상이하게 나타날 수 있다. 다시 말하면, 전술한 각 베어링홈(112a, 123, 124, 131, 132)의 간격에 대응되게 제1베어링(161)과 제2베어링(162) 사이의 간격이나, 제2베어링(162)과 제3베어링(163) 사이의 간격이 점진적으로 커지거나 작아지게 형성될 수 있다.
도 11은 도 4에 도시된 상부베이스를 분리해 도시한 개략적인 종단면도이다.
도 11을 참조하면, 상부베이스(140)는 상부레일(142)을 구비할 수 있다. 참고로 상부레일(142)의 상측에는 상부플레이트가 체결될 수 있다. 상부레일(142)은 소정 반경을 갖고 원형으로 연장 형성될 수 있다. 상부레일(142)은 탄성클립(151)을 통해 하부플레이트(111)와 체결되어 회전 구속될 수 있다. 즉, 전술한 이너레일(120) 및 아우터레일(130)이 회전 가능한데 반해, 상부레일(142)은 탄성클립(151)에 의해 회전이 제한될 수 있다. 다만 상부레일(142)은 이너레일(120) 및 아우터레일(130)의 회전 위치에 따라 하부플레이트(111)에 대해 소정 정도 틸팅될 수 있다.
전술한 하부레일(112)과 유사하게, 필요에 따라 상부레일(142)은 복수개로 분할 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 상부레일(142)이 상부레일상부블록(142a) 및 상부레일하부블록(142b)으로 분할 형성된 경우를 예시하고 있다.
또한 상부레일(142)은 제3-2베어링홈(142c)을 구비할 수 있다. 제3-2베어링홈(142c)은 상부레일(142)의 반경방향 외측면을 따라 연장 형성될 수 있다. 제3-2베어링홈(142c)은 제3-1베어링홈(132)과 조합되어 제3베어링(163)을 장착 지지할 수 있다.
상기에 따라, 상부레일(142)은 아우터레일(130)에 지지될 수 있다. 즉, 아우터레일(130)에 형성된 제3-1베어링홈(132)에 제3베어링(163)이 체결되고, 다시 제3베어링(163)에 상부레일(142)에 형성된 제3-2베어링홈(142c)이 체결되어, 상부레일(142)은 제3베어링(163)을 매개로 아우터레일(130)에 지지될 수 있다. 다만 전술한 바와 같이 상부레일(142)은 탄성클립(151)에 의해 회전이 제한될 수 있다.
필요에 따라 상부레일(142)에는 클립체결부(142d)가 구비될 수 있다. 클립체결부(142d)에는 상부레일(142)과 하부플레이트(111) 간을 지지하는 탄성클립(151)이 체결될 수 있다. 클립체결부(142d)는 상부레일(142)의 원주방향 일측에 형성될 수 있고, 상부레일(142)의 상면이 하측으로 단차(step)지게 인입되어 형성될 수 있다.
도 12는 도 4에 도시된 회전지지부를 분리해 도시한 개략적인 사시도이다.
도 12는 회전지지부(150)의 일 실시예로 탄성클립(151)을 도시한다. 탄성클립(151)은 상단이 상부레일(142)에 구비된 클립체결부(142d)에 체결될 수 있고, 하단이 하부플레이트(111)에 체결될 수 있다. 이에 따라 상부레일(142)은 이너레일(120) 및 아우터레일(130)의 회전에도 불구하고, 하부플레이트(111)에 고정되어 회전이 제한될 수 있다.
탄성클립(151)은 일부 또는 전부가 탄성 변형이 가능한 탄성 소재로 형성될 수 있다. 이에 따라 상부레일(142)은 하부플레이트(111)에 대해 틸팅될 수 있다. 즉, 이너레일(120) 및 아우터레일(130)의 회전 위치에 따라 탄성클립(151)이 탄성 변형되며 상부레일(142)이 틸팅되는 것이다.
구체적으로 탄성클립(151)은 하부플레이트(111)에 체결되는 제1단부(151a)를 구비할 수 있다. 제1단부(151a)는 대체로 횡방향으로 연장 형성될 수 있고, 하부플레이트(111)로의 체결을 위한 제1고정홀(151b)을 구비할 수 있다. 바람직하게 제1고정홀(151b)은 후술할 좌우의 연장편(151e)과 대응되도록 좌우로 이격되어 한 쌍이 구비될 수 있다.
또한 탄성클립(151)은 상부레일(142)에 체결되는 제2단부(151c)를 구비할 수 있다. 전술한 제1단부(151a)와 유사하게, 제2단부(151c)는 대체로 횡방향으로 연장 형성될 수 있고, 상부레일(142)로의 체결을 위한 제2고정홀(151d)을 구비할 수 있다. 제2단부(151c)는 상부레일(142)에 형성된 클립체결부(142d)에 체결될 수 있다. 또한 전술한 제1단부(151a)와 유사하게, 제2고정홀(151d)은 후술할 좌우의 연장편(151e)과 대응되도록 좌우로 이격되어 한 쌍이 구비될 수 있다.
또한 탄성클립(151)은 제1단부(151a)와 제2단부(151c) 사이에서 연장된 연장편(151e)을 구비할 수 있다. 연장편(151e)은 하측의 제1단부(151a)와 상측의 제2단부(151c) 사이에서 상하방향으로 연장 형성될 수 있다.
여기서 연장편(151e)의 중앙에는 유도홀(151f)이 관통 형성될 수 있다. 이에 따라 연장편(151e)은 유도홀(151f)을 사이에 두고 좌우로 분할될 수 있다. 또한 유도홀(151f)은 제1단부(151a)의 일부 영역으로부터 연장편(151e)을 따라 상측으로 연장되고, 제2단부(151c)의 일부 영역에 이르도록 연장 형성될 수 있다. 이에 따라 탄성클립(151)의 일측(도면상 좌측)에서는 하단의 제1고정홀(151b), 연장편(151e)의 일측, 상단의 제2고정홀(151d)이 대략 하나의 연장선 상에 배치될 수 있고, 탄성클립(151)의 반대측(도면상 우측)에서도 하단의 제1고정홀(151b), 연장편(151e)의 반대측, 상단의 제2고정홀(151d)이 대략 하나의 연장선 상에 배치될 수 있다.
탄성클립(151)은 상기와 같은 형상 및 체결구조에 의해, 하부플레이트(111)와 상부레일(142) 사이의 틸팅을 적절히 탄성 지지할 수 있다. 즉, 유도홀(151f)을 통해 연장편(151e)이 좌우로 분할되어, 틸팅 각도에 따라 연장편(151e)이 보다 자유롭게 탄성 변형될 수 있고, 유도홀(151f)이 연장편(151e)의 탄성 변형을 위한 여유 공간을 제공할 수 있다.
도 13은 도 12에 도시된 회전지지부의 다른 실시예를 도시한 개략적인 사시도이다.
도 13은 회전지지부(150)의 다른 실시예로 힌지핀(251)을 도시한다. 본 실시예의 힌지핀(251)은 기능상 전술한 탄성클립(151)을 대체할 수 있다. 즉, 힌지핀(251)은 상단이 상부플레이트(141)에 체결되고, 하단이 하부플레이트(111)에 체결되어, 하부플레이트(111)에 대한 상부플레이트(141)의 회전을 제한할 수 있다.
구체적으로 힌지핀(251)은 상부핀(251a)을 구비할 수 있다. 상부핀(251a)은 길이방향으로 연장 형성되어, 상부플레이트(141)로 삽입 체결될 수 있다. 다만 상부핀(251a)은, 상부핀(251a)을 축으로 한 상부플레이트(141)의 회전을 구속하지는 않도록 형성될 수 있다. 이에 따라 상부플레이트(141)는 상부핀(251a)을 축으로 틸팅 동작될 수 있다.
또한 힌지핀(251)은 상부힌지블록(251b)을 구비할 수 있다. 상부힌지블록(251b)은 상부핀(251a)의 일단에 제1힌지축(R1)을 중심으로 힌지 결합될 수 있다. 여기서 제1힌지축(R1)은 평면상 상부핀(251a)의 길이방향과 직교하도록 배치될 수 있다. 이에 따라 상부플레이트(141)는 제1힌지축(R1)을 중심으로 틸팅 동작될 수 있다.
또한 힌지핀(251)은 하부힌지블록(251c)을 구비할 수 있다. 하부힌지블록(251c)은 상부힌지블록(251b)의 하단에 제2힌지축(R2)을 중심으로 힌지 결합될 수 있다. 제2힌지축(R2)을 제1힌지축(R1)의 하측으로 소정 간격 이격되어, 제1힌지축(R1)과 대응되는 방향으로 배치될 수 있다. 이에 따라 상부플레이트(141)는 제2힌지축(R2)을 중심으로 틸팅 동작될 수 있다.
또한 힌지핀(251)은 하부핀(251d)을 구비할 수 있다. 하부핀(251d)은 하부힌지블록(251c)의 하단에 제3힌지축(R3)을 중심으로 힌지 결합될 수 있다. 제3힌지축(R3)은 제2힌지축(R2)의 하측으로 소정 간격 이격되어, 제2힌지축(R2)과 대응되는 방향으로 배치될 수 있다. 이에 따라 상부플레이트(141)는 제3힌지축(R3)을 중심으로 틸팅 동작될 수 있다.
하부핀(251d)은 길이방향으로 연장 형성되어, 하부플레이트(111)로 삽입 체결될 수 있다. 전술한 상부핀(251a)과 유사하게, 하부핀(251d)은 하부플레이트(111)에 회전 구속되지 않도록 형성될 수 있다. 이에 따라 상부플레이트(141)는 하부핀(251d)을 축으로 틸팅 동작될 수 있다.
본 실시예의 힌지핀(251)은 상기와 같은 상부핀(251a) 및 하부핀(251d), 제1 내지 3힌지축(R1~R3)에 따라 상부플레이트(141)가 하부플레이트(111)에 대해 적절히 틸팅될 수 있고, 전술한 탄성클립(151)을 대체해 유사한 기능을 수행할 수 있다.
도 14는 도 4에 도시된 밸런스 스테이지의 작동도이다.
도 14를 참조하면, 본 실시예의 밸런스 스테이지(100)는 이너레일(120) 및 아우터레일(130)의 회전 위치에 따라 상부레일(142)의 배치 각도가 조절될 수 있다. 또한 상부레일(142)에는 상부플레이트(141) 등을 매개로 대상물이 배치되므로, 이를 통해 대상물의 배치 각도가 적절히 조절될 수 있다.
구체적으로 도 14에 도시된 바를 기준으로, 우측단에서 제1베어링(161)과 제2베어링(162) 사이의 간격을 E1이라고 하고, 제2베어링(162)과 제3베어링(163) 사이의 간격을 E2라고 한다. 참고로 제1베어링(161)과 제2베어링(162) 사이의 간격은 전술한 제1-2베어링홈(121c)과 제2-1베어링홈(124) 사이의 간격에 대응되고(도 9 참조), 제2베어링(162)과 제3베어링(163) 사이의 간격은 전술한 제2-2베어링홈(131)과 제3-1베어링홈(132) 사이의 간격에 대응된다(도 10 참조). 이와 같은 경우, 하부레일(112)(즉, 제1베어링(161)에 대응)과 상부레일(142)(즉, 제3베어링(163)에 대응)의 간격은 "E1+F1"으로 형성될 수 있다.
상기와 유사하게, E1의 위치에서 원주방향으로 소정 간격 이격된 위치에서는, 제1베어링(161)과 제2베어링(162) 사이의 간격이 E2, 제2베어링(162)과 제3베어링(163) 사이의 간격이 F2로 형성될 수 있다. 또한 여기서 다시 원주방향으로 소정 간격 이격된 위치에서는, 제1베어링(161)과 제2베어링(162) 사이의 간격이 E3, 제2베어링(162)과 제3베어링(163) 사이의 간격이 F3로 형성될 수 있고, 여기서 다시 원주방향으로 소정 간격 이격된 E1 위치의 반대편에서는, 제1베어링(161)과 제2베어링(162) 사이의 간격이 E4, 제2베어링(162)과 제3베어링(163) 사이의 간격이 F4로 형성될 수 있다. 각 위치에서 하부레일(112)과 상부레일(142)의 간격은 전술한 바와 유사하게 "E2+F2" 등으로 형성될 수 있다.
여기서 본 실시예의 밸런스 스테이지(100)는 원주방향의 위치에 따라 제1베어링(161)과 제2베어링(162)의 간격이 상이하게 형성될 수 있고, 제2베어링(162)과 제3베어링(163)의 간격 또한 상이하게 형성될 수 있다. 이에 따라 상기의 "E1+F1" 내지 "E4+F4"는 상이하게 형성될 수 있다. 예컨대 "E1+F1"이 가장 크고, 원주방향을 따라 갈수록 간격이 작아져 "E4+F4"가 가장 작게 배치될 수 있다. 이와 같은 경우 상부레일(142) 내지 대상물은 E4에 대응되는 위치로 경사지게 배치될 수 있다.
한편 경사 방향은 이너레일(120) 및 아우터레일(130)의 회전에 의해 조절될 수 있다. 예컨대 도시된 상태에서 이너레일(120) 및 아우터레일(130)이 함께 회전되어, E4에 대응되는 위치가 시계방향으로 이동되면, 경사 방향 또한 이에 대응되도록 시계방향으로 이동될 수 있다. 본 실시예의 밸런스 스테이지(100)는 이러한 방식으로 쉽게 경사 방향을 조절할 수 있다. 또한 경사 방향은 이너레일(120) 및 아우터레일(130)의 회전 위치를 통해 정밀하게 조절될 수 있다.
한편 경사 각도는 이너레일(120) 또는 아우터레일(130)의 회전에 의해 조절될 수 있다. 보다 구체적으로는 이너레일(120)의 회전 위치에 따른 제1베어링(161)과 제2베어링(162) 사이의 간격 또는, 아우터레일(130)의 회전 위치에 따른 제2베어링(162)과 제3베어링(163) 사이의 간격에 의해, 경사 각도가 조절될 수 있다. 예컨대 도시된 상태에서 이너레일(120)만이 시계방향으로 소정 각도 회전되어, E2에 대응되는 위치가 E1에 대응되는 위치까지 회전되는 경우를 가정한다. 이와 같은 경우 도시된 우측단에서 제1베어링(161)과 제2베어링(162) 사이의 간격은 초기의 E1에서 이너레일(120)의 회전에 따라 E2로 변경될 수 있다. 제1베어링(161)과 제2베어링(162) 사이의 간격이 작아질 수 있다. 반면 아우터레일(130)은 회전되지 않았으므로, 제2베어링(162)과 제3베어링(163) 사이의 간격은 F1으로 유지될 수 있다. 결국 우측단에서의 하부레일(112)과 상부레일(142)의 간격이 "E2+F1"으로 변경되면서 상부레일(142) 내지 대상물의 배치 각도가 변경될 수 있다.
또한 상기와 유사한 방식으로, 이너레일(120) 또는 아우터레일(130)의 회전 위치를 변경하거나, 필요에 따라 이너레일(120) 및 아우터레일(130)의 회전 위치를 변경하여, 다양한 경사 각도를 구현해낼 수 있다. 여기서 경사 각도의 변경은 점진적으로 변경되도록 형성된 제1베어링(161)과 제2베어링(162) 사이의 간격 또는, 제2베어링(162)과 제3베어링(163) 사이의 간격에 의해 구현되므로, 간단한 조작 방식에도 불구하고, 상당히 정밀하게 조절될 수 있다.
이상에서 설명한 바, 본 발명의 실시예들에 따른 밸런스 스테이지(100)는 이너레일(120)이나 아우터레일(130)의 회전을 통해 대상물의 경사 방향이나 각도를 조절하고 틸팅 동작을 구현할 수 있다.
여기서 본 발명의 실시예들에 따른 밸런스 스테이지(100)는 이너레일(120)이나 아우터레일(130)의 경사와 그 회전 위치를 통해 경사 방향이나 각도를 조절되는 구조를 가져 종래 대비 간단한 구조를 가지면서도 정밀한 각도 조절이 가능하다. 또한 간단하고 직관적인 구조에 따라 제작이나 취급이 쉬운 이점을 갖는다.
또한 본 발명의 실시예들에 따른 밸런스 스테이지(100)는 하부베이스(110)를 기초로 이너레일(120), 아우터레일(130) 및 상부베이스(140)가 원주방향의 전영역에 걸쳐 지지된 구조를 갖는다. 따라서 매우 안정적인 하중 지지구조를 가질 수 있고, 중량이 큰 대상물에 대해서도 적절히 활용될 수 있다. 나아가 안정적인 하중 지지구조에 따라 내구성이 우수하고, 오작동 또한 상당 부분 줄일 수 있다.
이상 본 발명의 실시예들에 대해 설명하였으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것이고, 이 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다고 할 것이다.
100: 밸런스 스테이지 110: 하부베이스
120: 이너레일 130: 아우터레일
140: 상부베이스

Claims (8)

  1. 설치면에 배치되는 하부베이스(110);
    원주방향으로 연장 형성되고, 상기 원주방향의 중심축(Z1)을 중심으로 상기 하부베이스(110)에 대해 회전 가능하도록 상기 하부베이스(110)에 지지되는 이너레일(120);
    원주방향으로 연장 형성되고, 상기 중심축(Z1)을 중심으로 상기 이너레일(120)에 대해 회전 가능하도록 상기 이너레일(120)에 지지되는 아우터레일(130);
    상기 아우터레일(130)에 지지되어 대상물이 배치되는 상부베이스(140); 및
    상기 하부베이스(110)와 상기 상부베이스(140) 사이에 체결되어, 상기 하부베이스(110)에 대한 상기 상부베이스(140)의 회전을 구속하는 회전지지부(150);를 포함하는 밸런스 스테이지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이너레일(120)은,
    제1베어링(161)을 매개로 상기 하부베이스(110)에 회전 가능하게 체결되고, 상기 제1베어링(161)의 상측으로 소정 간격 이격 배치된 제2베어링(162)을 매개로 상기 아우터레일(130)에 회전 가능하게 체결되되,
    상기 제1베어링(161)과 상기 제2베어링(162)은,
    상기 이너레일(120)의 원주방향 일측에서 상하로 제1간격(G1)을 갖고, 상기 일측에서 원주방향으로 소정 간격 이격된 타측에서 상하로 상기 제1간격(G1)과 상이한 제2간격(G2)을 갖도록 배치된 밸런스 스테이지.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1베어링(161)과 상기 제2베어링(162)은,
    상기 제1간격(G1)에 대응되는 상기 이너레일(120)의 원주방향 일측에서, 원주방향을 따라 상기 제2간격(G2)에 대응되는 타측으로 갈수록, 상하로 이격된 간격이 점진적으로 커지거나 작아지게 형성되는 밸런스 스테이지.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 아우터레일(130)은,
    상기 제2베어링(162)의 상측으로 소정 간격 이격 배치된 제3베어링(163)을 매개로 상기 이너레일(120)에 회전 가능하게 체결되되,
    상기 제2베어링(162)와 상기 제3베어링(163)은,
    상기 아우터레일(130)의 원주방향 일측에서 상하로 제3간격(G3)을 갖고, 상기 일측에서 원주방향으로 소정 간격 이격된 타측에서 상하로 상기 제3간격(G3)과 상이한 제4간격(G4)을 갖도록 배치된 밸런스 스테이지.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2베어링(162)과 상기 제3베어링(163)은,
    상기 제3간격(G3)에 대응되는 상기 아우터레일(130)의 원주방향 일측에서, 원주방향을 따라 상기 제4간격(G4)에 대응되는 타측으로 갈수록, 상하로 이격된 간격이 점진적으로 커지거나 작아지게 형성되는 밸런스 스테이지.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 이너레일(120) 및 상기 아우터레일(130)은,
    상호 독립적으로 회전되어, 소정의 회전 위치에 배치될 수 있도록 형성되고,
    상기 상부베이스(140)는,
    상기 회전지지부(150)에 의해 회전 구속된 상태에서, 상기 이너레일(120) 및 상기 아우터레일(130)의 회전 위치에 따라, 소정의 방향 및 각도로 틸팅 배치되도록 형성된 밸런스 스테이지.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전지지부(150)는,
    일부 또는 전부가 탄성 재질로 이뤄져 상기 하부베이스(110)에 대한 상기 상부베이스(140)의 틸팅을 허용하는 탄성클립(151)을 포함하는 밸런스 스테이지.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 탄성클립(151)은,
    좌우로 이격된 한 쌍의 제1고정홀(151b)을 구비하고 상기 하부베이스(110)에 고정되는 제1단부(151a);
    상기 제1단부(151a)로부터 상측으로 이격 배치되며, 좌우로 이격된 한 쌍의 제2고정홀(151d)을 구비하고 상기 하부베이스(110)에 고정되는 제2단부(151c); 및
    상기 제1단부(151a)와 상기 제2단부(151c) 사이에서 연장 형성되고, 상하방향을 따라 연장 형성되어 탄성 변형을 유도하는 유도홀(151f)을 구비하는 연장편(151e);을 포함하는 밸런스 스테이지.
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