KR102464401B1

KR102464401B1 - 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치 및 이를 이용한 틸팅 각도 조정 및 고정 방법

Info

Publication number: KR102464401B1
Application number: KR1020200150995A
Authority: KR
Inventors: 김용덕; 김신철; 유정환; 구경모
Original assignee: 주식회사 이오테크닉스
Priority date: 2020-11-12
Filing date: 2020-11-12
Publication date: 2022-11-09
Also published as: KR20220064663A

Abstract

틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치 및 방법이 개시된다. 개시된 장치는, 조정용 암나사를 포함하는 제1 프레임; 상기 제1 프레임에 대향하도록 배치되며, 상기 조정용 암나사에 대응하는 위치에 형성되며 상기 조정용 암나사의 직경보다 작은 직경을 가지는 고정용 암나사를 포함하는 제2 프레임; 상기 제2 프레임의 상기 제1 프레임에 대한 틸팅 각도를 조정 및 고정하도록 구성된 조정 어셈블리;를 포함하며, 상기 조정 어셈블리는, 상기 조정용 암나사에 체결되는 조정용 수나사와, 상기 제2 프레임과 접촉하는 접촉부를 포함하며, 회전을 통해 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임 사이의 간격을 조정하는 조정 부재와, 상기 조정 부재를 관통하며, 상기 고정용 암나사에 체결되는 고정용 수나사와 상기 고정용 수나사의 직경보다 큰 머리부를 포함하며, 회전을 통해 상기 고정용 수나사가 상기 고정용 암나사에 체결되는 과정에서 상기 머리부가 상기 조정 부재 또는 상기 제1 프레임을 가압하여, 상기 조정 부재를 상기 제1 프레임에 고정시키는 고정 부재를 포함할 수 있다.

Description

틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치 및 이를 이용한 틸팅 각도 조정 및 고정 방법{Apparatus and method for adjusting and fixing tilting angle}

본 발명은 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치 및 이를 이용한 틸팅 각도 조정 방법에 관한 것이다.

일반적으로 레이저 가공 장치란 집광렌즈를 이용하여 레이저 빔을 하나의 초점 형태로 집광시키고 그 초점을 가공 대상물의 표면 또는 내부에 조사하여 가공하는 장치를 말한다.

이러한 레이저 가공 장치는 레이저 빔을 포커싱하기 위한 렌즈 등의 광학 부재를 포함한다. 이러한 광학 부재를 정확한 위치 및 방향으로 설치하기 위하여, 광학 부재의 틸팅 각도를 정밀하게 조정하고 이를 고정하는 장치가 사용될 수 있다.

틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치는, 광학 부재 등을 지지하는 제2 프레임을 제1 프레임에 대해 소정의 높이 및 틸팅 각도를 가지도록 설치하기 위한 장치로서, 제2 프레임의 틸팅 각도를 정밀하게 조정하기 위한 조정 부재와, 정밀 조정이 완료된 후 조정 부재를 고정하기 위한 고정 부재를 포함한다.

그러나, 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치는 조정 부재에 의한 정밀한 조정이 완료된 후, 조정 부재를 고정시키는 과정에서 조정 부재의 위치가 변동되는 문제가 있었다.

또한, 고정 부재에 의해 조정 부재의 위치를 고정한 이후에, 외부 환경 변화, 예를 들어 온도 변화, 진동 등이 나타날 수 있다. 외부 환경 변화로 인해, 조정 부재, 고정 부재 또는 그 주변 부재에서 팽창 또는 수축이 발생할 수 있으며, 그로 인해 고정 부재의 체결력이 약화되어 조정 부재의 위치가 변동되는 문제가 있었다.

본 발명은 틸팅 각도를 조정하는 조정 부재를 고정하는 고정 부재가 조정 부재를 관통하는 구조를 통해, 정밀 조정이 이루어진 후 고정하는 과정에서 조정 위치가 변동되는 것을 방지하는 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치 및 이를 이용한 틸팅 각도 조정 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 고정 부재의 체결을 통해 조정 부재를 확실하게 고정시킴으로써, 외부 환경 변화에 따른 팽창 또는 수축이 발생하더라도 조정 위치를 유지할 수 있는 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치 및 이를 이용한 틸팅 각도 조정 및 고정 방법을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따른 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치는,

조정용 암나사를 포함하는 제1 프레임;

상기 제1 프레임에 대향하도록 배치되며, 상기 조정용 암나사에 대응하는 위치에 형성되며 상기 조정용 암나사의 직경보다 작은 직경을 가지는 고정용 암나사를 포함하는 제2 프레임;

상기 제2 프레임의 상기 제1 프레임에 대한 틸팅 각도를 조정 및 고정하도록 구성된 조정 어셈블리;를 포함하며,

상기 조정 어셈블리는,

상기 조정용 암나사에 체결되는 조정용 수나사와, 상기 제2 프레임과 접촉하는 접촉부를 포함하며, 회전을 통해 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임 사이의 간격을 조정하는 조정 부재와,

상기 조정 부재를 관통하며, 상기 고정용 암나사에 체결되는 고정용 수나사와 상기 고정용 수나사의 직경보다 큰 머리부를 포함하며, 회전을 통해 상기 고정용 수나사가 상기 고정용 암나사에 체결되는 과정에서 상기 머리부가 상기 조정 부재 또는 상기 제1 프레임을 가압하여, 상기 조정 부재를 상기 제1 프레임에 고정시키는 고정 부재를 포함할 수 있다.

상기 조정 부재는 상기 고정 부재가 관통하는 관통공을 가지며, 상기 고정용 수나사의 직경은 상기 관통공의 직경보다 작을 수 있다.

상기 관통공과 상기 고정용 수나사 사이의 간격은 0.1 mm ~ 1.0 mm일 수 있다.

상기 고정 부재의 길이는 상기 조정 부재의 길이보다 클 수 있다.

상기 머리부와 상기 조정 부재 사이 또는 상기 머리부와 상기 제1 프레임 사이에 배치된 와셔(washer)를 더 포함할 수 있다.

상기 와셔의 직경이 상기 조정 부재의 직경보다 클 수 있다.

상기 제1 프레임의 강성과 상기 조정 부재의 강성이 다를 수 있다.

상기 제1 프레임의 강성과 상기 조정 부재의 강성이 동일할 수 있다.

상기 접촉부의 모서리는 둥근 형태를 가질 수 있다.

상기 제2 프레임은 상기 조정 부재의 접촉부가 삽입 가능한 삽입홈을 가지며, 상기 삽입홈은 상기 조정 부재의 상기 접촉부의 형태에 대응하는 형태를 가질 수 있다.

상기 조정 부재의 회전축은 상기 고정 부재의 회전축과 교차하도록 배치될 수 있다.

상기 제2 프레임과 상기 제1 프레임이 서로 가까워지도록 탄성 가압력을 제공하는 탄성 부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 틸팅 각도 조정 및 고정 방법은,

서로 대향하도록 배치된 제1 프레임과 제2 프레임을 준비하는 단계;

상기 제1 프레임에 마련된 조정용 암나사에 조정 부재의 조정용 수나사를 체결하고, 상기 조정 부재의 접촉부가 상기 제2 프레임에 접촉된 상태에서 상기 조정 부재를 회전시킴으로써 상기 제1 프레임에 대한 제2 프레임의 틸팅 각도를 조정하는 단계;

상기 조정 부재의 관통공을 통해 상기 고정 부재를 삽입하고, 상기 고정 부재의 고정용 수나사를 상기 제2 프레임의 고정용 암나사에 체결하도록 회전시킴으로써, 상기 고정 부재의 머리부가 상기 조정 부재 또는 상기 제1 프레임을 상기 제2 프레임에 가까워지도록 가압하여 상기 조정 부재를 상기 제1 프레임에 고정시키는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 제2 프레임과 상기 제1 프레임 사이의 간격을 조정하는 단계에서, 상기 조정 부재의 회전축은 상기 제2 프레임의 면 방향에 대해 소정의 각도를 가질 수 있다.

상기 고정용 수나사의 직경은 상기 관통공의 직경보다 작으며,

상기 관통공 밖으로 돌출된 상기 고정용 수나사를 상기 고정용 암나사에 체결시킴으로써, 상기 고정 부재를 상기 제2 프레임에 고정시킬 수 있다.

상기 조정 부재를 상기 제1 프레임에 고정시키는 단계에서, 상기 조정용 수나사와 상기 조정용 암나사의 체결력이 상기 고정용 수나사와 상기 고정용 암나사의 체결력보다 커질 수 있다.

상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 준비하는 단계에서, 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임이 서로 가까워지도록 탄성력을 제공하는 탄성 부재를 배치할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치 및 이를 이용한 틸팅 각도 조정 방법은 제1 프레임에 대한 제2 프레임의 틸팅 각도를 조정하는 조정 부재를 고정하는 고정 부재가 조정 부재를 관통하여 제2 프레임에 체결시키는 구조를 통해, 정밀 조정이 이루어진 후 고정하는 과정에서 조정 위치가 변동되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치 및 이를 이용한 틸팅 각도 조정 및 고정 방법은 고정 부재의 체결을 통해 조정 부재를 확실하게 고정시킴으로써, 외부 온도 변화에 따른 팽창 또는 수축에 의해서도 초기에 조정 위치를 유지할 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치의 조립 사시도이며,
도 2는 실시예에 따른 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치의 분리 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 제1 프레임을 나타낸 사시도이며,
도 4는 일 실시예에 따른 제2 프레임을 나타낸 사시도이며,
도 5는 실시예에 따른 고정 부재와 조정 부재를 나타낸 단면도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 조정 부재를 설명하기 위한 도면이며,
도 7은 다른 실시예에 따른 고정 부재를 설명하기 위한 도면이며,
도 8은 다른 실시예에 따른 조정 부재를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 실시예에 따른 틸팅 각도 조정 방법을 나타낸 순서도이며,
도 10은 제1 프레임에 대한 제2 프레임의 틸팅 각도를 조정하는 단계를 설명하기 위한 사시도이며,
도 11 및 도 12는 제1 프레임에 대한 제2 프레임의 틸팅 각도를 조정하는 단계를 설명하기 위한 일부 단면도이다.
도 13은 제1 프레임에 대한 제2 프레임의 틸팅 각도를 고정하는 단계를 설명하기 위한 사시도이며,
도 14 및 도 15는 제1 프레임에 대한 제2 프레임의 틸팅 각도를 고정하는 단계를 설명하기 위한 일부 단면도이다.
도 16은 조정 부재와 고정 부재에 따른 다양한 틸팅 각도를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 다른 실시예에 따른 조정 어셈블리를 설명하기 위한 단면도이다.
도 18 및 도 19는 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치가 사용되는 예를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다.

“제1”, “제2” 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. “및/또는” 이라는 용어는 복수의 관련된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 항목들 중의 어느 하나의 항목을 포함한다.

도 1은 실시예에 따른 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치(1)의 조립 사시도이며, 도 2는 실시예에 따른 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치(1)의 분리 사시도이다. 도 3은 일 실시예에 따른 제1 프레임(10)을 나타낸 사시도이며, 도 4는 일 실시예에 따른 제2 프레임(20)을 나타낸 사시도이며, 도 5는 실시예에 따른 고정 부재(200)와 조정 부재(100)를 나타낸 단면도이다. 도 6은 다른 실시예에 따른 조정 부재(100A)를 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 다른 실시예에 따른 고정 부재(200A)를 설명하기 위한 도면이며, 도 8은 다른 실시예에 따른 조정 부재(100B)를 설명하기 위한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치(1)는 제1 프레임(10)과, 제1 프레임(10)에 대향하도록 배치된 제2 프레임(20)과, 제1 프레임(10)에 대한 제2 프레임(20)의 틸팅 각도를 조정하도록 구성된 조정 어셈블리(30)를 포함할 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 프레임(10)은 조정용 암나사(11)를 포함할 수 있다. 조정용 암나사(11)는 제1 프레임(10)을 관통하도록 연장될 수 있다.

조정용 암나사(11)는 복수 개일 수 있다. 복수의 조정용 암나사(11)는 서로 이격되도록 배열될 수 있다. 복수의 조정용 암나사(11)는 직경이 서로 동일할 수 있다. 다만, 복수의 조정용 암나사(11)는 이에 한정되지 아니하며, 직경이 서로 다를 수도 있음은 물론이다.

제1 프레임(10)은 복수의 탄성 부재(51)의 일 단부를 지지하기 위한 복수의 제1 탄성 지지부(13)를 포함할 수 있다.

복수의 제1 탄성 지지부(13)의 개수는 복수의 조정용 암나사(11)의 개수보다 많을 수 있다. 예를 들어, 도 2와 같이, 복수의 제1 탄성 지지부(13)가 4개일 때, 복수의 조정용 암나사(11)는 2개일 수 있다. 다만, 제1 탄성 지지부(13)와 조정용 암나사(11)의 개수는 이에 한정되지 아니하며, 서로 동일할 수도 있다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 제2 프레임(20)은 조정용 암나사(11)에 대응하는 위치에 형성된 고정용 암나사(21)를 포함한다. 고정용 암나사(21)의 직경(d1)은 조정용 암나사(11)의 직경(d2)보다 작다.

제2 프레임(20)은 복수의 탄성 부재(51)의 타 단부를 지지하기 위한 복수의 제2 탄성 지지부(23)를 포함할 수 있다.

복수의 제2 탄성 지지부(23)의 개수는 복수의 조정용 암나사(11)의 개수보다 많을 수 있다. 예를 들어, 복수의 제2 탄성 지지부(23)가 4개일 때, 복수의 조정용 암나사(11)는 2개일 수 있다.

제2 프레임(20)은 후술할 조정 부재(100)의 접촉부(120)가 삽입 가능한 삽입홈(22)을 가질 수 있다.

삽입홈(22)은 조정 부재(100)의 접촉부(120)의 형태에 대응하는 형태를 가질 수 있다. 삽입홈(22)은 제2 프레임(20)의 면 방향과 평행한 방향에 따른 단면 형태가 원형이다, 삽입홈(22)은 제2 프레임(20)의 면 방향과 수직인 방향에 따른 단면 형태가 곡면 형태를 가질 수 있다.

고정용 암나사(21)는 삽입홈(22)의 내부에 배치될 수 있다. 고정용 암나사(21)의 직경(d1)은 삽입홈(22)의 직경(d3)보다 작다.

제2 프레임(20)은 광학 부재를 지지하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 프레임(20)에는 광학 부재(L; 도 17 참조)를 지지하는 지지홀(25)을 포함할 수 있다. 다만, 광학 부재(L)는 반드시 제2 프레임(20)에 지지되는 것은 아니며, 제2 프레임(20) 대신에 제1 프레임(10)에 의해 지지될 수도 있다.

탄성 부재(51)는 제1 프레임(10)과 제2 프레임(20)이 서로 가까워지도록 탄성력을 제공할 수 있다. 탄성 부재(51)의 탄성력에 의해, 후술할 조정 부재(100)의 조정 과정에서 조정 부재(100)는, 틀어짐 없이, 위치를 유지할 수 있다.

도 2 및 도 5를 참조하면, 조정 어셈블리(30)는 제1 프레임(10)과 제2 프레임(20) 사이의 간격을 조정함으로써, 제1 프레임(10)에 대한 제2 프레임(20)의 틸팅 각도를 조정할 수 있다. 조정 어셈블리(30)는 복수 개일 수 있다. 다만, 조정 어셈블리(30)의 개수는 이에 한정되지 아니하며, 단수 개일 수도 있다.

조정 어셈블리(30)는 제1 프레임(10)과 제2 프레임(20) 사이의 간격을 조정하도록 구성된 조정 부재(100)와, 조정 부재(100)의 위치를 고정시키도록 구성된 고정 부재(200)를 포함할 수 있다.

조정 부재(100)는 조정용 암나사(11)에 체결되는 조정용 수나사(110)와, 제2 프레임(20)과 접촉하는 접촉부(120)를 포함한다. 조정용 수나사(110)는 조정 부재(100)의 외주면에 형성된다.

조정 부재(100)를 제1 프레임(10)의 조정용 암나사(11)에 넣고, 체결 공구(미도시)를 이용하여 조정 부재(100)를 돌리면서 조정 부재(100)의 제1 프레임(10) 으로부터의 돌출 높이를 정밀하게 조정할 수 있다. 조정 부재(100)가 제1 프레임(10)에 체결된 상태에서 조정 부재(100)의 돌출 높이가 조정됨에 따라, 접촉부(120)는 제2 프레임(20)을 가압하며, 조정 부재(100)의 돌출 높이에 대응하여 제1 프레임(10)과 제2 프레임(20) 사이의 간격이 조정된다.

조정 부재(100)는 고정 부재(200)가 관통하는 관통공(130)을 가진다. 관통공(130)의 직경(d5)은 고정 부재(200)의 고정용 수나사(210)의 직경(d4)보다 크다. 예를 들어, 관통공(130)의 직경(d5)과 고정용 수나사(210)의 직경(d4)의 차이(=d5-d4)는 0.1 mm ~ 1.0 mm일 수 있다.

조정 부재(100)는 무두(無頭) 볼트일 수 있다. 그에 따라, 조정 부재(100)가 조정용 암나사(11)에 삽입 및 체결되었을 때, 제1 프레임(10)의 표면(1001)으로부터 돌출되지 않을 수 있다. 관통공(130)의 직경은 부분적으로 다를 수 있다. 예를 들어, 관통공(130)에서 체결 공구에 결합되는 상부의 직경과 나머지 부분인 하부의 직경이 다를 수 있다.

다만, 조정 부재(100)는 무두 볼트에 한정되지 아니하며, 제1 프레임(10)과 제2 프레임(20) 사이의 간격 조정을 위한 부재라면, 다양하 부재가 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 6과 같이, 조정 부재(100A)는 머리부(170)가 있는 부재일 수도 있다.

조정 부재(100)의 강성은 조정용 암나사(11)가 형성된 제1 프레임(10)의 강성보다 다를 수 있다.

일 예로서, 조정 부재(100)의 강성은 조정용 암나사(11)가 형성된 제1 프레임(10)의 강성보다 작을 수 있다. 예를 들어, 조정 부재(100)의 재질은 황동이며, 제1 프레임(10)의 재질은 강재(steel)일 수 있다. 강재의 예로서, 스테인리스 스틸일 수 있다.

다른 예로서, 조정 부재(100)의 강성은 조정용 암나사(11)가 형성된 제1 프레임(10)의 강성보다 클 수 있다. 예를 들어, 조정 부재(100)의 재질은 황동이며, 제1 프레임(10)의 재질은 알루미늄일 수 있다.

다만, 조정 부재(100)와 제1 프레임(10)의 강성은 이에 한정되지 아니하며, 조정 부재(100)의 강성이 제1 프레임(10)의 강성과 동일할 수 있다.

다시 도 5를 참조하면, 고정 부재(200)는 조정 부재(100)를 관통하여 배치되며, 고정용 암나사(21)에 체결되는 고정용 수나사(210)와, 고정용 수나사(210)의 직경(d4)보다 큰 직경(d6)을 가지는 머리부(230)를 포함한다.

머리부(230)와 조정 부재(100) 사이에는 적어도 하나의 와셔(301, 302)가 배치될 수 있다. 와셔(301)는 스프링 와셔(301)와 평 와셔(302)를 포함할 수 있으나, 그 종류는 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 와셔(301, 302)는 선택적인 구성으로, 필요에 따라 생략될 수도 있다.

와셔(301, 302)의 직경은 고정 부재(200)의 직경보다 크다. 예를 들어, 와셔(301, 302)의 직경은 머리부(230)의 직경보다 크다. 와셔(301, 302)의 직경은 조정 부재(100)의 직경(d7)보다 작을 수 있다.

머리부(230)의 직경(d6)은 조정 부재(100)의 직경(d7)보다 작다. 머리부(230)의 직경(d6)은 조정 부재(100)의 관통공(130)의 직경(d5)보다 클 수 있다.

조정 부재(100)의 관통공(130)과 고정 부재(200)의 고정용 수나사(210) 사이의 간격은 0.1 mm ~ 1.0 mm일 수 있다. 예를 들어, 조정 부재(100)의 관통공(130)과 고정 부재(200)의 고정용 수나사(210) 사이의 간격은 0.3 mm ~ 0.7 mm일 수 있다.

고정 부재(200)의 길이는 조정 부재(100)의 길이(L1)보다 크다. 고정용 수나사(210)의 길이(L2)는 조정 부재(100)의 길이(L1)보다 크다. 그에 따라, 고정 부재(200)가 조정 부재(100)를 관통하도록 배치될 때, 고정용 수나사(210)의 일부가 조정 부재(100)로부터 돌출될 수 있다.

고정용 수나사(210)는 전체 영역에 나사산이 형성될 수 있다. 다만, 고정 부재(200A)의 고정용 수나사(210A)는 나사산이 전체 영역에 반드시 형성될 필요는 없으며, 경우에 따라, 도 7과 같이, 일부 영역에는 나사산이 형성되지 않을 수 있다.

고정 부재(200)를 조정 부재(100)의 관통공(130)을 관통하도록 삽입한 후, 고정용 수나사(210)가 고정용 암나사(21)에 체결되도록 돌릴 수 있다. 고정용 수나사(210)를 고정용 암나사(21)에 고정시키는 과정에서, 고정 부재(200)의 머리부(230)가 조정 부재(100)를 고정용 암나사(21)에 가까워지는 방향으로 가압하게 된다. 머리부(230)의 가압에 의해, 조정 부재(100)의 조정용 수나사(110)가 제1 프레임(10)의 조정용 암나사(11)에 밀착되며, 그에 따라 조정 부재(100)가 제1 프레임(10)에 고정된다.

조정 부재(100)의 접촉부(120)는 모서리가 둥근 형태를 가질 수 있다. 접촉부(120)의 모서리가 둥근 형태를 가짐에 따라, 조정 부재(100)의 접촉부(120) 또는 접촉부(120)에 접촉하는 제2 프레임(20)의 영역의 파손을 방지할 수 있다. 다만, 조정 부재(100B)의 접촉부(120A)의 형상은 이에 한정되지 않으며, 도 8과 같이 모서리가 각진 형태를 가질 수도 있다.

도 9는 실시예에 따른 틸팅 각도 조정 방법을 나타낸 순서도이며, 도 10은 제1 프레임(10)에 대한 제2 프레임(20)의 틸팅 각도를 조정하는 단계를 설명하기 위한 사시도이며, 도 11 및 도 12는 제1 프레임(10)에 대한 제2 프레임(20)의 틸팅 각도를 조정하는 단계를 설명하기 위한 일부 단면도이다. 도 13은 제1 프레임(10)에 대한 제2 프레임(20)의 틸팅 각도를 고정하는 단계를 설명하기 위한 사시도이며, 도 14 및 도 15는 제1 프레임(10)에 대한 제2 프레임(20)의 틸팅 각도를 고정하는 단계를 설명하기 위한 일부 단면도이다. 도 16은 조정 부재(100)와 고정 부재(200)에 따른 다양한 틸팅 각도를 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는, 상술한 틸팅 각도 조정 어셈블리(30)를 이용하여, 제1 프레임(10)에 대한 제2 프레임(20)의 틸팅 각도를 조정하는 방법에 대해 살펴본다.

도 2 및 도 9를 참조하면, 서로 대향하도록 배치된 제1 프레임(10)과 제2 프레임(20)을 준비한다(S10).

제1 프레임(10)과 제2 프레임(20)을 준비하는 단계에서, 제1 프레임(10)과 제2 프레임(20) 사이에 간격 유지 부재(53)를 배치하고, 제1 프레임(10)과 제2 프레임(20)이 서로 가까워지도록 탄성력을 제공하는 탄성 부재(51)를 배치할 수 있다. 탄성 부재(51)의 일 단부는 제1 프레임(10)의 제1 탄성 지지부(13)에 의해 지지되며, 탄성 부재(51)의 타 단부는 제2 프레임(20)의 제2 탄성 지지부(23)에 지지된 상태일 수 있다. 그에 따라, 제1 프레임(10)과 제2 프레임(20)은 간격 유지 부재(53)에 의해 이격되며, 복수의 탄성 부재(51)에 의해 서로 접근하는 방향으로 가압된 상태일 수 있다.

상술한 실시예에서는 제1 프레임(10)과 제2 프레임(20)이 별개의 구성인 예를 중심으로 설명하였으나, 반드시 이에 한정되지 아니하며, 서로 대향하도록 배치 가능한 구조라면 하나의 구성일 수도 있다. 예를 들어, 도시하지 않았으나, 제1 프레임(10)과 제2 프레임(20)은 하나의 몸체가 접혀 있는 구조일 수도 있다.

도 9 내지 도 10을 참조하면, 적어도 하나의 조정 부재(100)를 이용하여 제1 프레임(10)에 대한 제2 프레임(20)의 틸팅 각도를 조정한다(S20). 조정 부재(100)에 의해, 제1 프레임(10)과 제2 프레임(20) 사이의 간격을 국부적으로 조정함으로써, 제1 프레임(10)에 대한 제2 프레임(20)의 틸팅 각도를 조정한다.

조정 부재(100)를 조정용 암나사(11)에 넣고, 렌치 등 체결 공구를 이용하여 조정 부재(100)를 돌림으로써, 제1 프레임(10)에 마련된 조정용 암나사(11)에 조정 부재(100)의 조정용 수나사(110)를 체결한다. 조정 부재(100)를 회전시킴에 따라, 조정 부재(100)의 접촉부(120)가 제1 프레임(10)의 제2 프레임에 대향하는 표면(1002)으로 돌출되며, 도 11과 같이, 제2 프레임(20)의 삽입홈(22)에 삽입 및 접촉한다.

조정 부재(100)의 접촉부(120)가 제2 프레임(20)에 접촉된 상태에서, 조정 부재(100)를 회전시킴으로써, 제1 프레임(10)과 제2 프레임(20) 사이의 간격이 조정된다. 조정 부재(100)에 의해, 제1 프레임(10)과 제2 프레임(20) 사이의 간격이 부분적으로 조정됨에 따라, 도 12와 같이, 제1 프레임(10)에 대한 제2 프레임(20)의 틸팅 각도(θ)가 조정될 수 있다. 이 때, 조정 부재(100)의 회전축은 제1 프레임(10)의 면 방향과 수직이지만, 제2 프레임(20)의 면 방향과 수직이 아니다. 조정 부재(100)의 회전축은 제2 프레임(20)의 면 방향에 대해 소정의 각도를 가질 수 있다. 조정 부재(100)의 조정용 수나사(100)는 탄성 부재(51)의 탄성력에 의해 제1 프레임(10)의 조정용 암나사(11)에 가압된 상태이다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 조정 부재(100)에 의한 틸팅 각도(θ)의 조정이 완료된 후, 고정 부재(200)를 이용하여, 조정 부재(100)를 제1 프레임(10)에 고정시킬 수 있다(S30).

고정 부재(200)의 고정용 수나사(210)를 조정 부재(100)의 관통공(130)을 통해 관통시킨 후, 관통공(130) 밖으로 돌출된 고정용 수나사(210)를 제2 프레임(20)의 고정용 암나사(21)에 체결한다. 고정용 수나사(210)를 고정용 암나사(21)에 체결하는 과정에서, 고정 부재(200)의 머리부(230)는 제2 프레임(20)에 가까워지는 방향으로 힘을 받게 된다. 고정 부재(200)의 고정용 수나사(210)와 고정용 암나사(21) 사이의 체결력에 의해, 머리부(230)는 조정 부재(100)를 제2 프레임(20)에 가까워지는 방향으로 가압하게 되며, 그에 따라 조정 부재(100)의 조정용 수나사(110)가 제1 프레임(10)의 조정용 암나사(11)에 밀착된다. 조정 부재(100)의 강성이 제1 프레임(10)의 강성과 다를 경우, 고정 부재(200)의 체결력에 의해 상대적으로 강성이 약한 부분의 형상 변형이 일어난다. 예를 들어, 조정 부재(100)의 강성이 제1 프레임(10)의 강성보다 작을 경우, 고정 부재(200)의 체결력에 의해, 조정 부재(100)의 형상 변형이 일어난다. 그에 따라, 조정 부재(100)의 조정용 수나사(110)와 제1 프레임(10)의 조정용 암나사(11) 사이의 빈 공간이 채워지면서 밀착된다. 조정 부재(100)는 제1 프레임(10)에 더욱 강하게 고정된다.

도 12 및 도 15와 같이, 조정 부재(100)의 돌출 높이에 따라, 제1 프레임(10)과 제2 프레임(20)이 평행하지 않을 수 있다. 그에 따라, 조정 부재(100)의 회전축의 연장 방향과 고정 부재(200)의 회전축의 연장 방향이 일치하지 않을 수 있다. 조정 부재(100)의 관통공(130)의 연장 방향과 고정용 암나사(21)의 길이 방향이 일치하지 않을 수 있다.

그러나, 고정용 수나사(210)의 직경 및 고정용 암나사(21)의 직경이 관통공(130)의 직경보다 작기 때문에, 고정 부재(200)의 고정용 수나사(210)가 고정용 암나사(21)에 체결될 수 있다. 고정 부재(200)의 연장 방향은 관통공(130)의 연장 방향과 일치하지 않을 수 있다. 그에 따라, 조정 부재(100)의 회전축은 고정 부재(200)의 회전축이 교차하도록 배치될 수 있다.

조정 부재(100)의 회전축은 고정 부재(200)의 회전축이 교차하는 각도는, 조정 부재(100)의 관통공(130)의 길이 및 직경, 고정 부재(200)의 고정용 수나사(210)의 길이 및 직경 등에 의해 다양한 범위를 커버할 수 있다. 예를 들어, 도 16과 같이, 조정 부재(101, 102, 103, 104)의 관통공(130)의 길이와 고정 부재(201, 202, 203, 204)의 고정용 수나사(210)의 길이를 변화시킴으로써, 조정 부재(101, 102, 103, 104)의 회전축은 고정 부재(201, 202, 203, 204)의 회전축이 교차하는 각도(θ1, θ2, θ3, θ4)를 조정할 수 있다. 이를 통해, 제1 프레임(10)에 대한 제2 프레임(20)의 틸팅 각도(θ)를 조정할 수 있다. 예를 들어, 틸팅 각도(θ)의 범위는 0 도~ 30 도 일 수 있다. 예를 들어, 틸팅 각도(θ)의 범위는 0 도~ 10 도 일 수 있다. 예를 들어, 틸팅 각도(θ)의 범위는 0 도~ 5 도 일 수 있다.

상기와 같이, 고정 부재(200)가 조정 부재(100)를 관통하여 조정 부재(100)를 고정시킴에 따라, 조정 부재(100)의 조정 위치와 조정 부재(100)의 고정 위치를 일치시킬 수 있다. 이로써, 조정 부재(100)의 조정을 완료한 후, 조정 부재(100)를 고정하는 과정에서 조정 위치가 변동되는 것을 방지할 수 있다.

더불어, 조정 부재(100)의 조정을 위한 조정용 수나사(110)와 조정용 암나사(11)는, 머리부(230)에 의한 가압에 의해 밀착됨에 따라, 조정 부재(100)를 고정시키는 기능을 수행하게 된다. 고정용 수나사(210)와 고정용 암나사(21) 사이의 체결력에, 조정용 수나사(110)와 조정용 암나사(11)의 체결력이 더해진다. 조정용 수나사(110)와 조정용 암나사(11)의 접촉 면적이 고정용 수나사(210)와 고정용 암나사(21)의 접촉 면적보다 크기 때문에, 동일한 힘이 가해질 때, 조정용 수나사(110)와 조정용 암나사(11)에 의한 체결력이 고정용 수나사(210)와 고정용 암나사(21)에 의한 체결력보다 클 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치(1)에서는, 단순히 고정용 수나사(210)와 고정용 암나사(21) 사이의 체결력만을 이용하여 조정 부재(100)를 고정하는 장치에 비해, 조정 부재(100)를 제1 프레임(10)에 2배 이상 강력하게 고정하게 된다. 그에 따라, 외부 환경 변화에도 불구하고, 조정 부재(100)의 조정 위치를 유지할 수 있다.

한편, 상술한 실시예에서는 고정 부재(200)의 체결력이 와셔(301, 302)를 통해 조정 부재(100)에 가해져, 조정용 수나사(110)와 조정용 암나사(11)가 고정되는 구조를 중심으로 설명하였다. 그러나, 조정용 수나사(110)와 조정용 암나사(11)의 고정은 반드시 이에 한정되지 아니한다.

도 17은 다른 실시예에 따른 조정 어셈블리(30A)를 설명하기 위한 단면도이다. 도 17을 참조하면, 실시예에 따른 조정 어셈블리(30A)에서는 고정 부재(200)의 체결력은 와셔(302)를 통해 제1 프레임(10)에 가해지는 구조를 가질 수 있다. 이하에서는, 상술한 실시예와 동일한 부분에 대해서는 중복 설명은 생략하며, 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.

실시예에 따른 조정 어셈블리(30A)에서는, 와셔(302)는 머리부(230)와 제1 프레임(10) 사이에 배치될 수 있다. 와셔(302)의 직경(d8)이 조정 부재(100)의 직경(d7)보다 클 수 있다. 이를 통해, 고정 부재(200)의 체결력이 와셔(302)를 통해 제1 프레임(10)에 가해질 수 있다.

와셔(302)는 평와셔이며 단수 개일 수 있으나, 이에 한정되지 아니하며, 복수 개일 수도 있다.

조정 부재(100)의 강성은 제1 프레임(10)의 강성과 동일할 수 있다. 예를 들어, 조정 부재(100)와 제1 프레임(10)의 재질은 동일할 수 있다. 다만, 조정 부재(100)의 강성은 이에 한정되지 않으며, 제1 프레임(10)의 강성보다 클 수도 있다. 예를 들어, 조정 부재(100)의 재질은 황동이며, 제1 프레임(10)의 재질은 알루미늄일 수 있다.

상술한 조정 어셈블리(30A)에서 고정 부재(200)를 고정하는 과정에서, 고정 부재(200)의 체결력이 와셔(131)를 통해 제1 프레임(10)에 가해진다. 머리부(230)는 와셔(302)를 통해 제1 프레임(10)을 가압한다. 와셔(131)를 통해, 조정 부재(100)가 아닌 제1 프레임(10)을 가압하기 때문에, 조정 부재(100)의 미세한 틀어짐을 줄일 수 있다. 특히, 조정 부재(100)의 강성과 제1 프레임(10)의 강성이 동일할 경우, 고정 부재(200)의 체결력이 작용하는 과정에서 조정 부재(100)의 형상 변형이 거의 나타나지 않으며, 그에 따라 고정 부재(200)에 의한 고정 과정에서 조정 부재(100)의 미세한 틀어짐까지 줄일 수 있다.

도 18 및 도 19는 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치(1, 1A)가 사용되는 예를 설명하기 위한 도면이다.

상술한 실시예에 따른 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치(1)는 레이저 가공 장치의 일부 구성으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 18과 같이, 제1 프레임(10)은 슬라이딩 이동이 가능한 부재(70)에 의해 지지되며, 광학 부재(L)를 지지하는 제2 프레임(20)은 제1 프레임(10)에 대해 소정의 틸팅 각도로 배치될 수 있다. 제1 프레임(10)이 다른 부재(70)에 의해 지지되고, 제2 프레임(20)이 제1 프레임(10)에 의해 지지된 경우, 제1 프레임(10)은 기준 프레임으로 불리우며, 제2 프레임(20)은 조정 프레임으로 불릴 수 있다. 제1 프레임(10)에 대한 제2 프레임(20)의 틸팅 각도를 정밀하게 조정함으로써, 레이저 가공 장치에서 레이저 빔의 이동을 정밀하게 조정할 수 있다.

다만, 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치(1A)는, 광학 부재(L)의 틸팅 각도 조정에 한정되는 것은 아니며, 다양한 구성에 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 19와 같이, 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치(1)에서 제1 프레임(10)은 다른 부재(71)을 지지하며, 제2 프레임(20)은 광학 부재를 포함하지 않을 수도 있다.

이상에서 본 발명의 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

1 : 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치 10 : 제1 프레임
11 : 조정용 암나사 13 : 제1 탄성 지지부
20 : 제2 프레임 21 : 고정용 암나사
22 : 삽입홈 23 : 제2 탄성 지지부
30 : 조정 어셈블리 51 : 탄성 부재
53 : 간격 유지 부재 100 : 조정 부재
110 : 조정용 수나사 120 : 접촉부
130 : 관통공 200 : 고정 부재
210 : 고정용 수나사 230 : 머리부
301, 302 : 와셔

Claims

조정용 암나사를 포함하는 제1 프레임;
상기 제1 프레임에 대향하도록 배치되며, 상기 조정용 암나사에 대응하는 위치에 형성되며 상기 조정용 암나사의 직경보다 작은 직경을 가지는 고정용 암나사를 포함하는 제2 프레임;
상기 제2 프레임의 상기 제1 프레임에 대한 틸팅 각도를 조정 및 고정하도록 구성된 조정 어셈블리;를 포함하며,
상기 조정 어셈블리는,
상기 조정용 암나사에 체결되는 조정용 수나사와, 상기 제2 프레임과 접촉하는 접촉부를 포함하며, 회전을 통해 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임 사이의 간격을 조정하는 조정 부재와,
상기 조정 부재를 관통하며, 상기 고정용 암나사에 체결되는 고정용 수나사와 상기 고정용 수나사의 직경보다 큰 머리부를 포함하며, 회전을 통해 상기 고정용 수나사가 상기 고정용 암나사에 체결되는 과정에서 상기 머리부가 상기 조정 부재 또는 상기 제1 프레임을 가압하여, 상기 조정 부재를 상기 제1 프레임에 고정시키는 고정 부재를 포함하며,
상기 조정 부재의 회전축은 상기 고정 부재의 회전축과 교차하도록 배치되며,
상기 조정 부재는 상기 고정 부재가 관통하는 관통공을 가지며,
상기 머리부의 직경은 상기 관통공의 직경보다 큰, 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치.
제1항에 있어서,
상기 고정용 수나사의 직경은 상기 관통공의 직경보다 작은, 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치.
제2항에 있어서,
상기 관통공과 상기 고정용 수나사 사이의 간격은 0.1 mm ~ 1.0 mm인, 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치.
제3항에 있어서,
상기 고정 부재의 길이는 상기 조정 부재의 길이보다 큰, 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치.
제4항에 있어서,
상기 머리부와 상기 조정 부재 사이 또는 상기 머리부와 상기 제1 프레임 사이에 배치된 와셔(washer)를 더 포함하는, 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치.
제5항에 있어서,
상기 와셔의 직경이 상기 조정 부재의 직경보다 큰, 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 프레임의 강성과 상기 조정 부재의 강성이 다른, 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 프레임의 강성과 상기 조정 부재의 강성이 동일한, 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치.
제1항에 있어서,
상기 접촉부의 모서리는 둥근 형태를 가지는, 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치.
제9항에 있어서,
상기 제2 프레임은 상기 조정 부재의 접촉부가 삽입 가능한 삽입홈을 가지며,
상기 삽입홈은 상기 조정 부재의 상기 접촉부의 형태에 대응하는 형태를 가지는, 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제2 프레임과 상기 제1 프레임이 서로 가까워지도록 탄성 가압력을 제공하는 탄성 부재를 더 포함하는, 틸팅 각도 조정 및 고정을 위한 장치.
서로 대향하도록 배치된 제1 프레임과 제2 프레임을 준비하는 단계;
상기 제1 프레임에 마련된 조정용 암나사에 조정 부재의 조정용 수나사를 체결하고, 상기 조정 부재의 접촉부가 상기 제2 프레임에 접촉된 상태에서 상기 조정 부재를 회전시킴으로써 상기 제1 프레임에 대한 제2 프레임의 틸팅 각도를 조정하는 단계;
상기 조정 부재의 관통공을 통해 고정 부재를 삽입하고, 상기 고정 부재의 고정용 수나사를 상기 제2 프레임의 고정용 암나사에 체결하도록 회전시킴으로써, 상기 고정 부재의 머리부가 상기 조정 부재 또는 상기 제1 프레임을 상기 제2 프레임에 가까워지도록 가압하여 상기 조정 부재를 상기 제1 프레임에 고정시키는 단계;를 포함하는, 제1 프레임에 대한 제2 프레임의 틸팅 각도 조정 및 고정 방법.
제13항에 있어서,
상기 제2 프레임과 상기 제1 프레임 사이의 간격을 조정하는 단계에서,
상기 조정 부재의 회전축은 상기 제2 프레임의 면 방향에 대해 소정의 각도를 가지는, 제1 프레임에 대한 제2 프레임의 틸팅 각도 조정 및 고정 방법.
제14항에 있어서,
상기 고정용 수나사의 직경은 상기 관통공의 직경보다 작으며,
상기 관통공 밖으로 돌출된 상기 고정용 수나사를 상기 고정용 암나사에 체결시킴으로써, 상기 고정 부재를 상기 제2 프레임에 고정시키는, 제1 프레임에 대한 제2 프레임의 틸팅 각도 조정 및 고정 방법.
제15항에 있어서,
상기 조정 부재를 상기 제1 프레임에 고정시키는 단계에서,
상기 조정용 수나사와 상기 조정용 암나사의 체결력이 상기 고정용 수나사와 상기 고정용 암나사의 체결력보다 커지는, 제1 프레임에 대한 제2 프레임의 틸팅 각도 조정 및 고정 방법.
제16항에 있어서,
상기 조정 부재의 회전축은 상기 고정 부재의 회전축과 교차하도록 배치된, 제1 프레임에 대한 제2 프레임의 틸팅 각도 조정 및 고정 방법.
제13항에 있어서,
상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 준비하는 단계에서, 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임이 서로 가까워지도록 탄성력을 제공하는 탄성 부재를 배치하는, 제1 프레임에 대한 제2 프레임의 틸팅 각도 조정 및 고정 방법.