KR102594681B1 - 밸런스 스테이지의 회전지지구조 - Google Patents

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Abstract

대상물의 정밀한 배치를 위해 사용되는 밸런스 스테이지의 회전지지구조가 개시된다. 본 발명에 따르면 중심축에 대응되도록 배치된 이너하우징; 이너하우징을 내측에 수용하는 아우터하우징; 평면상 중심축을 지나도록 연장되어, 길이방향을 축으로 회전 가능하도록 이너하우징 및 아우터하우징에 체결되고, 중심축을 중심으로 한 회전이 구속되는 제1샤프트; 및 평면상 중심축을 지나도록 연장되되 제1샤프트와 교차되도록 배치되고, 이너하우징과 체결되어 이너하우징과 함께 제1샤프트를 축으로 회전 가능하게 형성되는 제2샤프트;를 포함하는 밸런스 스테이지의 회전지지구조가 제공된다. 본 발명은 밸런스 스테이지에 있어서 각 구성요소의 회전동작에 대응해 대상물의 회전위치를 적절히 구속할 수 있다.

Description

밸런스 스테이지의 회전지지구조 {ROTATIING SUPPORT STRUCTURE FOR BALANCE STAGE}
본 발명은 대상물의 정밀한 배치를 위해 사용되는 밸런스 스테이지에 관한 것이다.
밸런스 스테이지는 각종 산업분야에서 대상물의 정밀한 배치를 위해 사용되고 있다. 예컨대 밸런스 스테이지는 정밀기계가공, 반도체제조공정, 화학제조공정, 약물취급설비, 시험평가장비 등에서 대상물의 경사각, 경사방향 등을 정밀하게 조절하기 위해 사용될 수 있다.
본 출원인은 밸런스 스테이지의 일종으로 등록특허 제10-2422225호를 제안한 바 있다. 상기 등록특허는 기존의 액츄에이터, 실린더 등을 제거한 구조로 밸런스 스테이지를 구성하고, 구조적 단순화, 정밀한 각도 제어, 안정적 하중 지지구조 등을 구현하고 있다. 또한 본 출원인은 상기 등록특허를 보다 개량한 형태로, 등록특허 제10-2454629호 및 등록특허 제10-2463976호를 제안한 바 있다. 상기 등록특허들은 수동 또는 자동 조정 방식으로 기존 밸런스 스테이지의 작동구조를 보다 개량하고 구체화시킨 바 있다.
등록특허 제10-2422225호(2022년 7월 13일 등록) 등록특허 제10-2454629호(2022년 10월 11일 등록) 등록특허 제10-2463976호(2022년 11월 2일 등록)
본 발명은 대상물의 정밀한 배치를 위해 사용되는 밸런스 스테이지에 있어서 각 구성요소의 회전동작에 대응해 대상물의 회전위치를 구속하기 위한 회전지지구조를 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 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 중심축에 대응되도록 배치된 이너하우징; 상기 이너하우징을 내측에 수용하는 아우터하우징; 평면상 상기 중심축을 지나도록 연장되어, 길이방향을 축으로 회전 가능하도록 상기 이너하우징 및 아우터하우징에 체결되고, 상기 중심축을 중심으로 한 회전이 구속되는 제1샤프트; 및 평면상 상기 중심축을 지나도록 연장되되 상기 제1샤프트와 교차되도록 배치되고, 상기 이너하우징과 체결되어 상기 이너하우징과 함께 상기 제1샤프트를 축으로 회전 가능하게 형성되는 제2샤프트;를 포함하는 밸런스 스테이지의 회전지지구조가 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기준면에 대해 작동면의 경사각 및 경사방향을 조절 가능한 밸런스 스테이지에서, 구성부품의 회전에 대응해 상기 기준면에 대한 상기 작동면의 회전을 제한하기 위한 것으로, 평면상 중심축을 지나도록 연장되고, 상기 중심축을 중심으로 한 회전이 구속되는 제1샤프트; 및 평면상 상기 제1샤프트와 직교하도록 배치되어 상기 중심축을 지나도록 연장되되, 상기 제1샤프트를 축으로 상기 제1샤프트에 대해 회전 가능하게 형성되고, 길이방향을 축으로 상기 작동면에 회전 가능하게 체결되는 제2샤프트;를 포함하는 밸런스 스테이지의 회전지지구조가 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 기준면에 대해 작동면의 경사각 및 경사방향을 조절하기 위한 것으로, 상기의 회전지지구조를 포함하는 밸런스 스테이지가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 밸런스 스테이지의 회전지지구조는, 대상물의 경사각도 및 경사방향을 정밀하게 조절할 수 있는 밸런스 스테이지에 있어서, 각 구성요소의 회전동작에 대응해 대상물의 회전위치를 적절히 고정할 수 있고, 밸런스 스테이지의 다양한 경사각도 및 경사방향에 대응해 적절한 지지구조를 제공할 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 회전지지구조가 적용될 수 있는 밸런스 스테이지의 일 예를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전지지구조를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 표시된 C1-C1'선을 따라 취한 회전지지구조의 제1종단면도이다.
도 4는 도 2에 표시된 C2-C2'선을 따라 취한 회전지지구조의 제2종단면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 회전지지구조의 횡단면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 회전지지구조의 작동을 설명하기 위한 제1작동도이다.
도 7은 도 2에 도시된 회전지지구조의 작동을 설명하기 위한 제2작동도이다.
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 회전지지구조가 적용될 수 있는 밸런스 스테이지의 일 예를 도시한 단면도이다.
도 1은 후술할 본 발명의 회전지지구조(100)가 효과적으로 사용될 수 있는 밸런스 스테이지(10)의 하나를 예시하고 있다. 예시된 밸런스 스테이지(10)는 본 출원인이 출원번호 제10-2023-0020164호(2023년 2월 15일 출원)로 기 출원한 '밸런스 스테이지'와 유사한 것이다. 본 발명의 회전지지구조(100)는 예시된 밸런스 스테이지(10) 등에서 각 구성요소의 회전동작에 대응해 대상물의 회전위치를 구속하기 위해 사용될 수 있다. 예컨대 본 발명의 회전지지구조(100)는 상기 기 출원된 밸런스 스테이지에서 '회전지지부'와 일부 유사한 기능을 구현할 수 있다.
다만 본 발명의 회전지지구조(100)가 반드시 예시된 밸런스 스테이지(10)에 제한적으로 적용 가능한 것은 아니다. 본 발명의 회전지지구조(100)는 기준면에 대한 작동면의 경사각 및 경사방향을 조절 가능한 다양한 형태의 밸런스 스테이지 또는 유사 구조물에서 적절히 응용될 수 있다. 또한 본 발명의 회전지지구조(100)는 본 출원인이 기 등록 받은 등록특허 제10-2422225호, 등록특허 제10-2454629호, 등록특허 제10-2463976호 등에서도 적절히 응용될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 회전지지구조(100)를 설명하기 위한 전제로, 도 1에 예시된 밸런스 스테이지(10)의 기본적인 구성 및 작동을 설명하도록 한다. 참고로 예시된 밸런스 스테이지(10)의 구성 등은 본 출원인이 기 출원한 출원번호 제10-2023-0020164호에서 보다 상세히 설명되고 있다.
도 1을 참조하면, 예시된 밸런스 스테이지(10)는 설치면에 배치되는 제1아우터링조립체(11), 제1아우터링조립체(11)의 상부에 체결되는 제1이너링(12), 제1이너링(12)의 상부에 배치되는 제2이너링(13), 제1, 2이너링(12, 13) 사이에 체결되는 연결링조립체(14) 및, 제2이너링(13)의 상부에 체결되는 제2아우터링조립체(15)를 포함할 수 있다.
전체적으로 제1, 2아우터링조립체(11, 15), 제1, 2이너링(12, 13) 및 연결링조립체(14)는 상하방향의 중심축(S1)을 가지는 원형 링 형태로 형성될 수 있다.
제1아우터링조립체(11)는 설치면에 고정될 수 있고, 제2아우터링조립체(15)는 제1아우터링조립체(11)에 대해 경사각(P1) 및 경사방향(P2)이 조절될 수 있다. 여기서 경사각(P1)은 설치면(기준면)과 제2아우터링조립체(15)가 형성하는 각도를 지칭할 수 있고, 경사방향(P2)은 평면상 상기의 경사각(P1)이 향하는 방향을 지칭할 수 있다. 본 실시예의 밸런스 스테이지(10)에서 제2아우터링조립체(15)의 경사각(P1) 및 경사방향(P2)은 제1, 2이너링(12, 13)의 회전위치에 따라 조절될 수 있다.
대상물은 제2아우터링조립체(15)에 직접 또는 간접적으로 배치될 수 있다. 대상물은 제2아우터링조립체(15)에 지지되어, 제2아우터링조립체(15)의 경사각(P1) 및 경사방향(P2)에 따라 소정의 경사각 및 경사방향으로 배치될 수 있다. 이에 의해 대상물은 소정의 경사각 및 경사방향으로 배치상태가 정밀하게 제어될 수 있다.
제1, 2이너링(12, 13)은 제1, 2아우터링조립체(11, 15) 사이를 지지할 수 있다. 또한 제1, 2이너링(12, 13)은 제1, 2아우터링조립체(11, 15) 사이에서 상기의 경사각(P1) 및 경사방향(P2)을 조절하는 수단으로 기능할 수 있다. 제1, 2이너링(12, 13)은 각각 중심축(S1)을 중심으로 회전 가능하게 형성될 수 있다. 즉, 제1, 2이너링(12, 13)은 중심축(S1)을 중심으로 소정 방향 및 각도로 회전되어 회전위치가 조절될 수 있다. 또한 제1, 2이너링(12, 13)은 각각 독립적으로 회전 가능하게 형성될 수 있다. 즉, 제1이너링(12)은 소정의 방향 및 각도로 회전될 수 있고, 제2이너링(13)은 상기의 방향 및 각도와 무관하게 소정의 다른 방향 및 다른 각도로 회전될 수 있다. 이에 의해 제1, 2이너링(12, 13)은 각각의 방향 및 각도로 조합되어, 다양한 경사각(P1) 및 경사방향(P2)을 구현할 수 있다.
연결링조립체(14)는 제1, 2이너링(12, 13) 사이에서 제1, 2이너링(12, 13)을 링크결합시킬 수 있다. 연결링조립체(14)의 하부는 제1이너링(12)과 체결될 수 있고, 연결링조립체(14)의 상부는 제2이너링(13)과 체결될 수 있다. 다만 연결링조립체(14)는 제1, 2이너링(12, 13)과 달리 중심축(S1)을 중심으로 한 회전이 구속될 수 있다. 연결링조립체(14)의 회전은 후술할 본 발명의 회전지지구조(100)에 의해 구속될 수 있다.
한편 예시된 밸런스 스테이지(10)는 제1 내지 4베어링(16a~16d)을 포함할 수 있다.
제1베어링(16a)은 제1아우터링조립체(11)와 제1이너링(12) 사이에 체결될 수 있고, 제2베어링(16b)은 제1이너링(12) 및 연결링조립체(14) 사이에 체결될 수 있다. 제3베어링(16c)은 연결링조립체(14) 및 제2이너링(13) 사이에 체결될 수 있고, 제4베어링(16d)은 제2이너링(13) 및 제2아우터링조립체(15) 사이에 체결될 수 있다.
제1 내지 4베어링(16a~16d)은 공지된 다양한 종류의 베어링을 포함할 수 있다. 예컨대 제1 내지 4베어링(16a~16d)은 일부 또는 전부가 크로스 롤러 베어링을 포함할 수 있다. 이러한 경우 밸런스 스테이지(10)는 비교적 큰 중량의 대상물을 취급하는데 효과적으로 활용될 수 있다. 다른 예로 제1 내지 4베어링(16a~16d)은 일부 또는 전부가 볼 베어링을 포함할 수 있다. 이러한 경우 밸런스 스테이지(10)는 비교적 신속한 회전 및 경사 조절이 필요한 대상물을 취급하는데 효과적으로 활용될 수 있다.
제1 내지 4베어링(16a~16d)은 중심축(S1)을 중심으로 한 제1이너링(12) 및 제2이너링(13)의 회전을 허용할 수 있다. 반면 제1아우터링조립체(11), 연결링조립체(14) 및 제2아우터링조립체(15)는 후술할 회전지지구조(100)에 중심축(S1)을 중심으로 한 회전이 구속될 수 있다. 즉, 제1아우터링조립체(11), 연결링조립체(14) 및 제2아우터링조립체(15)가 회전 구속된 상태로, 제1이너링(12) 및 제2이너링(13)은 각각 독립적으로 회전될 수 있다.
여기서 예시된 밸런스 스테이지(10)는 각 베어링(16a~16d) 사이의 간격이 원주방향의 위치에 따라 상이하게 형성될 수 있다. 즉, 원주방향의 일측에서 제1, 2베어링(16a, 16b) 사이의 간격을 제1하부간격(E1)이라고 하고, 대응되는 반대측에서 제1, 2베어링(16a, 16b) 사이의 간격을 제2하부간격(E2)이라고 하면, 제2하부간격(E2)은 제1하부간격(E1)과 상이하게 형성될 수 있다. 예컨대 제2하부간격(E2)은 제1하부간격(E1)보다 소정 정도 작게 형성될 수 있다. 또한 이러한 경우 제1하부간격(E1)의 위치에서 원주방향을 따라 제2하부간격(E2)의 위치로 이동할수록 제1, 2베어링(16a, 16b) 사이의 간격은 점진적으로 작아질 수 있다.
상기와 유사하게, 원주방향의 일측에서 제3, 4베어링(16c, 16d) 사이의 간격을 제1상부간격(F1)이라고 하고, 대응되는 반대측에서 제1, 2베어링(16a, 16b) 사이의 간격을 제2상부간격(F2)이라고 하면, 제2상부간격(F2)은 제1상부간격(F1)과 상이하게 형성될 수 있다. 예컨대 제2상부간격(F2)은 제1상부간격(F1)보다 소정 정도 작게 형성될 수 있고, 제1상부간격(F1)의 위치에서 원주방향을 따라 제2상부간격(F2)의 위치로 이동할수록 제1, 2베어링(16a, 16b) 사이의 간격은 점진적으로 작아질 수 있다.
상기와 같은 구조는 제1아우터링조립체(11) 대한 제1아우터링조립체(11)의 경사각(P1), 경사방향(P2) 등을 조절할 수 있도록 한다. 즉, 예시된 밸런스 스테이지(10)는 각 베어링(16a~16d) 사이의 간격 조합을 통해 다양한 경사각(P1), 경사방향(P2) 등을 안정적인 지지상태로 정밀하게 구현할 수 있다. 이와 같은 경사각(P1), 경사방향(P2) 등의 조절방식은 본 출원인이 기 등록 받은 등록특허 제10-2422225호, 등록특허 제10-2454629호, 등록특허 제10-2463976호 등을 통해 설명된 바 있으므로 보다 상세한 설명은 생략한다.
한편 상기와 같은 밸런스 스테이지(10)에서 대상물이 배치되는 제2아우터링조립체(15)는 중심축(S1)을 중심으로 한 회전이 구속될 필요가 있다. 즉, 작동면에 해당되는 제2아우터링조립체(15)는 기준면인 제1아우터링조립체(11)에 대해 중심축(S1)을 중심으로 한 회전이 구속될 수 있다. 예시된 밸런스 스테이지(10)에서 제1아우터링조립체(11), 연결링조립체(14) 및 제2아우터링조립체(15)는 소정의 결합구조를 통해 상호 결합되어, 중심축(S1)을 중심으로 한 상호 간의 회전이 구속될 수 있다.
반면 상술한 경사각 및 경사방향의 조절을 위해, 제2아우터링조립체(15)는 횡방향의 축을 중심으로 한 회전이 허용될 필요가 있다. 즉, 제2아우터링조립체(15)는 기준면인 제1아우터링조립체(11)에 대해 적어도 횡방향의 2개 축을 중심으로 회전 가능하게 지지될 수 있다. 바람직하게 제2아우터링조립체(15)는 서로 직교하는 횡방향의 2개 축을 중심으로 회전 가능하게 지지될 수 있다.
후술할 본 발명의 회전지지구조(100)는 상기와 같은 밸런스 스테이지(10)에 있어서 기준면인 제1아우터링조립체(11)와 작동면인 제2아우터링조립체(15) 간 결합구조 내지 지지수단으로 기능할 수 있다. 즉, 본 발명의 회전지지구조(100)는 중심축(S1)을 중심으로 한 제2아우터링조립체(15)의 회전을 구속하는 한편, 횡방향의 2개 축을 중심으로 한 제2아우터링조립체(15)의 회전(틸팅)을 허용하는 결합구조 내지 지지수단으로 기능할 수 있다. 본 발명의 회전지지구조(100)는 예컨대 본 출원인이 기 등록 받은 등록특허 제10-2422225호, 등록특허 제10-2454629호, 등록특허 제10-2463976호 등에서 '회전지지부'를 대체하는 수단으로 기능할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전지지구조를 도시한 사시도이다. 도 3은 도 2에 표시된 C1-C1'선을 따라 취한 회전지지구조의 제1종단면도이다. 도 4는 도 2에 표시된 C2-C2'선을 따라 취한 회전지지구조의 제2종단면도이다. 도 5는 도 2에 도시된 회전지지구조의 횡단면도이다.
도 2 내지 5를 참조하면, 본 실시예의 회전지지구조(100)는 이너하우징(110), 아우터하우징(120), 제1샤프트(130) 및 제2샤프트(140)를 포함할 수 있다.
이너하우징(110)은 밸런스 스테이지(10)가 형성하는 원형 영역의 내측 중앙에 배치될 수 있다. 즉, 이너하우징(110)은 중심축(S1)과 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 아우터하우징(120)은 이너하우징(110)을 내측에 수용하도록 형성될 수 있다. 다만 본 실시예에서 아우터하우징(120)은 이너하우징(110)과 소정 간격 이격되어, 이너하우징(110)에 대해 독립적으로 거동하도록 이뤄질 수 있다.
제1샤프트(130)는 이너하우징(110) 및 아우터하우징(120)을 횡방향으로 관통하도록 형성될 수 있다. 후술할 바와 같이 제1샤프트(130)는 이너하우징(110)과 링크 결합될 수 있다. 제1샤프트(130)는 밸런스 스테이지(10)의 경사각 및 경사각에 대응하기 위한 하나의 횡방향 축을 제공할 수 있다. 즉, 본 실시예의 회전지지구조(100)는 제1샤프트(130)를 하나의 횡방향 축으로 회전(틸팅) 동작이 구현될 수 있다.
제2샤프트(140)는 평면상 제1샤프트(130)와 교차되도록 배치될 수 있다. 바람직하게 제2샤프트(140)는 평면상 제1샤프트(130)와 직교하도록 배치될 수 있다. 다만 제2샤프트(140)가 반드시 제1샤프트(130)과 직교하도록 배치되어야 하는 것은 아니다. 바람직하지는 않으나, 필요에 따라 제1, 2샤프트(130, 140)가 평면상 90도 미만의 예각을 이루며 배치되는 경우 등이 고려될 수 있다. 후술할 바와 같이 제2샤프트(140)는 2개로 분할 형성되어 아우터하우징(120)과 링크 결합될 수 있다. 제2샤프트(140)는 제1샤프트(130)와 대응되는 다른 하나의 횡방향 축을 제공할 수 있다. 즉, 본 실시예의 회전지지구조(100)는 제2샤프트(140)를 다른 하나의 횡방향 축으로 회전(틸팅) 동작이 구현될 수 있다.
상기와 같은 회전지지구조(100)는 제1샤프트(130)를 중심으로 한 회전(틸팅)과, 제2샤프트(140)를 중심으로 한 회전(틸팅)을 구현할 수 있다. 회전지지구조(100)는 각각의 제1, 2샤프트(130, 140)에 대한 회전(틸팅)이 조합되어, 밸런스 스테이지(10)의 경사각 및 경사방향에 대응되는 지지구조를 제공할 수 있다. 또한 회전지지구조(100)는 기준면(제1아우터링조립체(11))에 대한 작동면(제2아우터링조립체(15))의 회전을 제한하는 기능을 가질 수 있다. 상기의 회전은 중심축(S1)을 축으로 하는 회전을 지칭한다. 즉, 회전지지구조(100)는 다른 구성요소들(제1, 2이너링(12, 13))의 회전에 대응해, 작동면의 회전을 제한하는 수단으로 기능할 수 있다.
이하 상기의 각 구성요소들에 대해 보다 상세히 설명한다.
먼저 본 실시예의 회전지지구조(100)는 이너하우징(110)을 포함할 수 있다.
이너하우징(110)은 평면상 중심축(S1)에 대응되게 배치될 수 있다. 본 실시예에서 이너하우징(110)은 대략 직육면체 형상의 블록으로 예시되고 있다. 다만 이너하우징(110)의 형상이 반드시 예시된 바로 한정되지는 않는다.
이너하우징(110)은 아우터하우징(120)과 소정 간격 이격 배치될 수 있다. 구체적으로, 이너하우징(110)의 외측 측면은 대향하는 아우터하우징(120)의 내측 측면과 제1간격(G1) 이격 배치될 수 있다. 제1간격(G1)은 이너하우징(110)의 외측 측면을 따라 전(全) 영역에 걸쳐 형성될 수 있다. 제1간격(G1)은 아우터하우징(120) 내에서 이너하우징(110)이 소정 범위 독립적으로 회전될 수 있도록 한다.
한편 본 실시예의 회전지지구조(100)는 아우터하우징(120)을 포함할 수 있다.
아우터하우징(120)은 이너하우징(110)을 내측에 수용하도록 형성될 수 있다. 본 실시예에서 이너하우징(110)은 대략 직육면체 형상의 블록으로 예시되고 있고, 아우터하우징(120)은 이와 같은 이너하우징(110)을 내측에 수용하는 사각 틀 형상의 블록으로 예시되고 있다. 다만 아우터하우징(120)의 형상이 반드시 예시된 바로 한정되지는 않는다. 또한 아우터하우징(120)의 형상이 반드시 이너하우징(110)과 대응되는 형상일 필요는 없다.
전술한 바와 같이, 아우터하우징(120)은 내측 측면이 이너하우징(110)의 외측 측면과 제1간격(G1) 이격 배치될 수 있다. 이너하우징(110)은 평면상 제1간격(G1)을 사이에 두고 아우터하우징(120)의 내부에 수용된 형태로 배치될 수 있다.
한편 본 실시예의 회전지지구조(100)는 제1샤프트(130)를 포함할 수 있다.
제1샤프트(130)는 길이방향으로 연장되어 평면상 중심축(S1)을 지나도록 횡방향으로 배치될 수 있다. 제1샤프트(130)의 일측 단부는 연결링조립체(14)의 일측에 체결되어 고정될 수 있고, 제1샤프트(130)의 반대측 단부는 대응되는 연결링조립체(14)의 반대측에 체결되어 고정될 수 있다. 즉, 제1샤프트(130)는 각 단부가 연결링조립체(14)에 고정될 수 있다.
또한 제1샤프트(130)는 아우터하우징(120) 및 이너하우징(110)을 횡방향으로 관통하도록, 아우터하우징(120) 및 이너하우징(110)과 체결될 수 있다. 이에 따라 아우터하우징(120) 및 이너하우징(110)은 중심축(S1) 부근에서 기준면과 이격된 소정 높이로 지지될 수 있다.
여기서 아우터하우징(120)은 제1샤프트(130)를 축으로 회전 가능하도록 제1샤프트(130)와 체결될 수 있다(도 3 참조). 이와 유사하게, 이너하우징(110) 또한 제1샤프트(130)를 축으로 회전 가능하도록 제1샤프트(130)와 체결될 수 있다. 아우터하우징(120) 및 이너하우징(110)은 제1간격(G1)을 두고 이격되므로, 아우터하우징(120) 및 이너하우징(110)의 각 회전은 소정 범위 내에서 서로 간섭되지 않을 수 있다.
필요에 따라 상기와 같은 아우터하우징(120) 및 이너하우징(110)의 회전을 위해 적절한 베어링 수단이 부가될 수 있다. 본 실시예에서는 중심축(S1)을 사이에 두고 제1샤프트(130)의 길이방향을 따라 이격 배치된 제1-1베어링(131a) 및 제1-2베어링(131b)이 예시되고 있다. 제1-1베어링(131a)은 이너하우징(110) 및 아우터하우징(120)의 일측 영역에서 제1샤프트(130)를 회전 가능하게 지지할 수 있고, 제1-2베어링(131b)은 이너하우징(110) 및 아우터하우징(120)의 대응되는 반대측 영역에서 제1샤프트(130)를 회전 가능하게 지지할 수 있다. 또한 이너하우징(110)의 내주면에는 제1-1베어링(131a) 및 제1-2베어링(131b)의 조립위치를 안내하기 위한 단차(111)가 형성될 수 있다.
한편 아우터하우징(120)은 평면상 제1샤프트(130)에 직교하는 다른 하나의 축을 중심으로 회전 가능하도록 지지될 수 있다(도 4 참조). 즉, 아우터하우징(120)은 대략 제2샤프트(140)를 축으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 다만 본 실시예에서 제2샤프트(140)는 제1샤프트(130)를 축으로 소정 범위 회전될 수 있으므로, 엄밀하게 아우터하우징(120)은 평면상 제2샤프트(140)와 대응되는 방향으로 연장되되, 기준면에 평행한 가상의 축을 중심으로 회전 가능하게 형성될 수 있다. 다시 말하면, 아우터하우징(120)은 평면상 제2샤프트(140)의 길이방향에 대응되는 축을 중심으로 회전 가능하게 형성될 수 있다.
구체적으로 아우터하우징(120)은 외측 측면의 일측에 제1슬리브(121)를 구비할 수 있다. 제1슬리브(121)는 내측으로 제2-1샤프트(140a)가 관통되는 원형 슬리브 형태로 형성될 수 있다. 제1슬리브(121)의 내측면은 제2-1샤프트(140a)와 제2-1간격(G2)을 가지고 이격될 수 있다. 제1슬리브(121)는 제1-1연결브라켓(121a)에 회전 가능하게 체결될 수 있고, 제1-1연결브라켓(121a)은 기준면(연결링조립체(14))에 고정될 수 있다. 이에 따라 제1슬리브(121) 내지 아우터하우징(120)은 기준면에 평행한 가상의 축, 즉, 대략 제2샤프트(140)를 중심으로 회전 가능하게 형성될 수 있다.
상기와 유사하게, 아우터하우징(120)은 외측 측면의 반대측에 제2슬리브(122)를 구비할 수 있다. 제2슬리브(122)는 내측으로 제2-2샤프트(140b)가 관통되는 원형 슬리브 형태로 형성될 수 있고, 제2슬리브(122)의 내측면은 제2-2샤프트(140b)와 제2-2간격(G3)을 가지고 이격될 수 있다. 제2슬리브(122)는 제1-2연결브라켓(122a)에 회전 가능하게 체결될 수 있고, 제1-2연결브라켓(122a)은 기준면(연결링조립체(14))에 고정될 수 있다. 이에 따라 제2슬리브(122) 내지 아우터하우징(120)은 기준면에 평행한 가상의 축, 즉, 대략 제2샤프트(140)를 중심으로 회전 가능하게 형성될 수 있다.
필요에 따라 상기와 같은 아우터하우징(120)의 회전을 위해 적절한 베어링 수단이 부가될 수 있다. 본 실시예에서는 제1-1연결브라켓(121a)과 제1슬리브(121) 사이에 제2-1베어링(121b)이 구비되고 있고, 제1-2연결브라켓(122a)과 제2슬리브(122) 사이에 제2-2베어링(122b)이 구비되고 있다. 제2-1베어링(121b) 및 제2-2베어링(122b)은 제1-1연결브라켓(121a) 및 제1-2연결브라켓(122a)에 대해 제1슬리브(121) 및 제2슬리브(122)를 각각 회전 가능하게 지지할 수 있다.
한편 본 실시예의 회전지지구조(100)는 제2샤프트(140)를 포함할 수 있다.
제2샤프트(140)는 평면상 제1샤프트(130)와 직교하는 다른 하나의 회전축을 형성할 수 있다. 다만 본 실시예에서 제2샤프트(140)는 후술할 바와 같이 제2-1샤프트(140a) 및 제2-2샤프트(140b)로 분할 형성되어 있으며, 상기의 회전축은 작동 측면에서의 기준이 되는 축을 의미할 수 있다.
구체적으로 제2샤프트(140)는 제2-1샤프트(140a) 및 제2-2샤프트(140b)를 포함할 수 있다. 제2-1샤프트(140a) 및 제2-2샤프트(140b)는 중심축(S1)을 지나면서, 평면상 제1샤프트(130)와 직교하도록 배치된 다른 하나의 회전축을 형성할 수 있다.
제2-1샤프트(140a)는 중심축(S1)을 향한 일측 단부가 이너하우징(110)의 측면에 체결될 수 있다. 제2-1샤프트(140a)는 이너하우징(110)의 측면에 고정되어, 제2-1샤프트(140a)의 길이방향을 축으로 이너하우징(110)과 함께 회전될 수 있다. 또한 제2-1샤프트(140a)의 반대측 단부는 제2-1연결브라켓(141a)에 회전 가능하게 체결될 수 있다. 제2-1연결브라켓(141a)은 작동면(제2연결링조립체(14))에 고정 설치될 수 있다. 한편 제2-1샤프트(140a)는 전술한 바와 같이 제2-1간격(G2)을 가지고 제1슬리브(121)의 내주면으로부터 이격될 수 있다. 이에 따라 제2-1샤프트(140a) 내지 이너하우징(110)은 제2-1샤프트(140a)의 길이방향을 축으로 회전 가능하게 형성될 수 있다.
상기와 유사하게, 제2-2샤프트(140b)는 중심축(S1)을 향한 일측 단부가 이너하우징(110)의 반대측 측면에 체결될 수 있다. 제2-2샤프트(140b)는 이너하우징(110)의 측면에 고정되어, 제2-2샤프트(140b)의 길이방향을 축으로 이너하우징(110)과 함께 회전될 수 있다. 또한 제2-2샤프트(140b)의 반대측 단부는 제2-2연결브라켓(141b)에 회전 가능하게 체결될 수 있다. 제2-2연결브라켓(141b)은 작동면(제2연결링조립체(14))에 고정 설치될 수 있다. 한편 제2-2샤프트(140b)는 전술한 바와 같이 제2-2간격(G3)을 가지고 제2슬리브(122)의 내주면으로부터 이격될 수 있다. 이에 따라 제2-2샤프트(140b) 내지 이너하우징(110)은 제2-2샤프트(140b)의 길이방향을 축으로 회전 가능하게 형성될 수 있다.
필요에 따라 상기와 같은 제2샤프트(140)의 회전을 위해 적절한 베어링 수단이 부가될 수 있다. 본 실시예에서는 제2-1샤프트(140a)와 제2-1연결브라켓(141a) 사이에 제3-1베어링(142a)이 구비되고 있고, 제2-2샤프트(140b)와 제2-2연결브라켓(141b) 사이에 제3-2베어링(142b)이 구비되고 있다. 제3-1베어링(142a) 및 제3-2베어링(142b)은 제2-1연결브라켓(141a) 및 제2-2연결브라켓(141b)에 대해 제2-1샤프트(140a) 및 제2-2샤프트(140b)를 각각 회전 가능하게 지지할 수 있다.
이상과 같은 회전지지구조(100)의 작동을 설명하면 다음과 같다.
도 6은 도 2에 도시된 회전지지구조의 작동을 설명하기 위한 제1작동도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예의 회전지지구조(100)에서, 제2-1샤프트(140a) 및 제2-2샤프트(140b)는 각각 제2-1연결브라켓(141a) 및 제2-2연결브라켓(141b)을 통해 상측의 제2아우터링조립체(15)에 체결될 수 있다. 또한 제1-1연결브라켓(121a) 및 제1-2연결브라켓(122a)은 각각 하측의 제1아우터링조립체(11)에 체결될 수 있다. 따라서 본 실시예의 회전지지구조(100)는 제1-1연결브라켓(121a) 및 제1-2연결브라켓(122a)에 대해 제2-1연결브라켓(141a) 및 제2-2연결브라켓(141b)을 평면상 2개의 축으로 각각 회전시켜, 전(全) 방향에 대한 경사방향 및 소정 범위의 경사각을 구현할 수 있다. 이를 통해 본 실시예의 회전지지구조(100)는 기준면(제1아우터링조립체(11))에 대한 작동면(제1아우터링조립체(11))의 배치를 안내할 수 있다.
또한 본 실시예의 회전지지구조(100)는 제1샤프트(130)가 원주방향의 소정 위치에서 연결링조립체(14)에 고정되어 있고, 이러한 연결링조립체(14)에 제1-1연결브라켓(121a) 및 제1-2연결브라켓(122a), 제2-1연결브라켓(141a) 및 제2-2연결브라켓(141b)이 링크 결합되어 있다. 이에 따라 제1-1연결브라켓(121a) 및 제1-2연결브라켓(122a), 제2-1연결브라켓(141a) 및 제2-2연결브라켓(141b)은 중심축(S1)을 중심으로 한 회전이 구속될 수 있다. 또한 제1-1연결브라켓(121a) 및 제1-2연결브라켓(122a)이 체결된 기준면(제1아우터링조립체(11))에 대해, 제2-1연결브라켓(141a) 및 제2-2연결브라켓(141b)이 체결된 작동면(제2아우터링조립체(15))이나, 제1샤프트(130)가 체결된 연결링조립체(14)의 회전이 구속될 수 있다. 이를 통해 본 실시예의 회전지지구조(100)는 제1, 2이너링(12, 13)의 회전에 대응해, 대상물이 배치된 기준면(제2아우터링조립체(15))의 회전을 구속하는 수단으로 기능할 수 있다.
한편 제1-1연결브라켓(121a) 및 제1-2연결브라켓(122a)은 각각 제2-1간격(G2) 및 제2-2간격(G3)을 갖고 제2-1샤프트(140a) 및 제2-2샤프트(140b)와 이격되어 있다(도 4 참조). 또한 이너하우징(110)은 제1간격(G1)을 갖고 아우터하우징(120)과 이격되어 있다. 따라서 제2샤프트(140)는 상기의 간격들에 대응되는 범위 내에서 제1샤프트(130)를 축으로 회전될 수 있다. 즉, 상기의 간격들에 대응되는 범위 내에서 제1샤프트(130)를 축으로 한 회전 각도와, 제2샤프트(140)를 축으로 한 회전 각도가 독립적으로 조절될 수 있다. 본 실시예의 회전지지구조(100)은 이러한 각 축을 중심으로 한 회전을 조합해 소정 범위의 경사각 내에서 전(全) 방향에 대한 경사방향을 구현할 수 있다. 조절 가능한 경사각의 범위를 늘리거나 줄이기 위해, 상기의 간격들은 필요에 따라 적절히 증감될 수 있다. 일반적으로 밸런스 스테이지(10)는 대상물의 정밀한 배치를 위해 사용되므로, 상기 간격들은 수 밀리미터 또는 수 센티미터 수준으로 형성될 수 있다.
도 7은 도 2에 도시된 회전지지구조의 작동을 설명하기 위한 제2작동도이다.
도 7을 참조하여 제1-1연결브라켓(121a) 및 제1-2연결브라켓(122a)에 대한, 제2-1연결브라켓(141a) 및 제2-2연결브라켓(141b)의 2축 방향 회전 작동을 살펴본다. 먼저 아우터하우징(120)은 제1슬리브(121) 및 제2슬리브(122)를 통해 제1-1연결브라켓(121a) 및 제1-2연결브라켓(122a)에 회전 가능하게 체결되어 있다. 이에 의해 아우터하우징(120)은 횡방향의 축을 중심으로 제1-1연결브라켓(121a) 및 제1-2연결브라켓(122a), 즉, 기준면에 대해 소정 정도 회전될 수 있다(RT1). 제1샤프트(130)는 아우터하우징(120)의 회전에 따라 함께 회전될 수 있고, 제1샤프트(130)의 회전은 연결링조립체(14)를 통해 제2-1연결브라켓(141a) 및 제2-2연결브라켓(141b), 즉, 작동면에 영향을 미칠 수 있다. 제2샤프트(140)는 이에 대응하여 제2-1연결브라켓(141a) 및 제2-2연결브라켓(141b)에 대해 길이방향을 축으로 회전될 수 있다(RT2).
제1샤프트(130)는 상기와 같은 제2샤프트(140)의 회전과 병행하여 회전될 수 있다. 제1샤프트(130)의 회전은 제2샤프트(140)의 회전과 독립적으로 이뤄질 수 있다. 즉, 제1샤프트(130)는 경사각, 경사방향 등에 따라 제2샤프트(140)와 상이한 방향, 각도 등으로 회전될 수 있다. 제1샤프트(130)는 아우터하우징(120)의 회전에 따라 소정의 회전 위치에 배치된 상태에서, 다시 제1샤프트(130)의 길이방향을 축으로 소정 정도 회전될 수 있다(RT3). 제1샤프트(130)의 길이방향을 축으로 한 회전은 연결링조립체(14)를 통해 제2-1연결브라켓(141a) 및 제2-2연결브라켓(141b), 즉, 작동면에 영향을 미칠 수 있다. 또한 제1샤프트(130)의 길이방향을 축으로 한 회전은 상기 아우터하우징(120)의 회전(RT1) 및 제2샤프트(140)의 회전(RT2)와 조합되어, 소정의 경사방향 및 경사각을 구현할 수 있다.
이상 설명한 바, 본 발명의 실시예들에 따른 밸런스 스테이지의 회전지지구조(100)는, 대상물의 경사각도 및 경사방향을 정밀하게 조절할 수 있는 밸런스 스테이지에 있어서, 각 구성요소의 회전동작에 대응해 대상물의 회전위치를 적절히 고정할 수 있고, 밸런스 스테이지의 다양한 경사각도 및 경사방향에 대응해 적절한 지지구조를 제공할 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 스테이지의 회전지지구조 110: 이너하우징
120: 아우터하우징 130: 제1샤프트
140: 제2샤프트

Claims (12)

  1. 중심축(S1)에 대응되도록 배치된 이너하우징(110);
    상기 이너하우징(110)을 내측에 수용하는 아우터하우징(120);
    평면상 상기 중심축(S1)을 지나도록 연장되어, 길이방향을 축으로 회전 가능하도록 상기 이너하우징(110) 및 아우터하우징(120)에 체결되고, 상기 중심축(S1)을 중심으로 한 회전이 구속되는 제1샤프트(130); 및
    평면상 상기 중심축(S1)을 지나도록 연장되되 상기 제1샤프트(130)와 교차되도록 배치되고, 상기 이너하우징(110)과 체결되어 상기 이너하우징(110)과 함께 상기 제1샤프트(130)를 축으로 회전 가능하게 형성되는 제2샤프트(140);를 포함하는 밸런스 스테이지의 회전지지구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 아우터하우징(120)은,
    상기 이너하우징(110)이 평면상 상기 제1샤프트(130) 또는 상기 제2샤프트(140)를 중심으로 상기 아우터하우징(120)에 대해 소정 정도 회전될 수 있도록, 상기 이너하우징(110)과 소정 간격(G1) 이격되는 밸런스 스테이지의 회전지지구조.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 아우터하우징(120)은,
    평면상 상기 제2샤프트(140)의 길이방향에 대응되는 축을 중심으로 회전 가능하도록 기준면에 지지되고,
    상기 제2샤프트(140)는,
    상기 제2샤프트(140)의 길이방향을 축으로 회전 가능하도록, 상기 기준면과 대응되는 작동면에 체결되는 밸런스 스테이지의 회전지지구조.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 아우터하우징(120)은,
    상기 아우터하우징(120)의 일측 측면에 구비되어, 상기 기준면에 구비된 제1-1연결브라켓(121a)에 회전 가능하게 체결되는 제1슬리브(121); 및
    상기 제1슬리브(121)와 대응되도록 상기 아우터하우징(120)의 반대측 측면에 구비되어, 상기 기준면에 구비된 제1-2연결브라켓(122a)에 회전 가능하게 체결되는 제2슬리브(122);를 포함하는 밸런스 스테이지의 회전지지구조.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2샤프트(140)는,
    평면상 상기 제1샤프트(130)와 직교하도록 배치되는 밸런스 스테이지의 회전지지구조.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2샤프트(140)는,
    상기 아우터하우징(120)과 소정 간격(G2, G3) 이격되어, 상기 간격(G2, G3)에 대응되는 소정 범위에서 상기 아우터하우징(120)과 간섭되지 않도록 형성된 밸런스 스테이지의 회전지지구조.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2샤프트(140)는,
    상기 이너하우징(110)의 일측 측면에 체결되고, 상기 아우터하우징(120)을 관통하도록 연장되어, 길이방향을 축으로 회전 가능하도록 작동면과 체결되는 제2-1샤프트(140a); 및
    상기 제2-1샤프트(140a)와 대응되도록 상기 이너하우징(110)의 반대측 측면에 체결되고, 상기 아우터하우징(120)을 관통하도록 연장되어, 길이방향을 축으로 회전 가능하도록 작동면과 체결되는 제2-2샤프트(140b);를 포함하는 밸런스 스테이지의 회전지지구조.
  8. 기준면에 대해 작동면의 경사각 및 경사방향을 조절 가능한 밸런스 스테이지에서, 구성부품의 회전에 대응해 상기 기준면에 대한 상기 작동면의 회전을 제한하기 위한 것으로,
    평면상 중심축(S1)을 지나도록 연장되고, 상기 중심축(S1)을 중심으로 한 회전이 구속되는 제1샤프트(130); 및
    평면상 상기 제1샤프트(130)와 직교하도록 배치되어 상기 중심축(S1)을 지나도록 연장되되, 상기 제1샤프트(130)를 축으로 상기 제1샤프트(130)에 대해 회전 가능하게 형성되고, 길이방향을 축으로 상기 작동면에 회전 가능하게 체결되는 제2샤프트(140);를 포함하는 밸런스 스테이지의 회전지지구조.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1샤프트(130)는,
    상기 제1샤프트(130)의 길이방향을 축으로 상기 제2샤프트(140)에 대해 회전 가능하고, 상기 제2샤프트(140)의 길이방향을 축으로 상기 제2샤프트(140)와 함께 회전 가능하도록 형성되는 밸런스 스테이지의 회전지지구조.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2샤프트(140)는,
    상기 제2샤프트(140)의 길이방향을 축으로 상기 제1샤프트(130)와 함께 회전 가능하고, 상기 제1샤프트(130)의 길이방향을 축으로 상기 제1샤프트(130)에 대해 회전 가능하도록 형성되는 밸런스 스테이지의 회전지지구조.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1샤프트(130)는,
    평면상 상기 제2샤프트(140)의 길이방향에 대응되는 축을 중심으로 회전 가능하도록 상기 기준면에 지지되고, 상기 기준면에 대해 상기 제1샤프트(130)의 길이방향을 축으로 회전 가능하게 형성되는 밸런스 스테이지의 회전지지구조.
  12. 기준면에 대해 작동면의 경사각 및 경사방향을 조절하기 위한 것으로, 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항의 회전지지구조를 포함하는 밸런스 스테이지.
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JP2022504509A (ja) * 2018-10-22 2022-01-13 レイセオン カンパニー フレクシャデバイス
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