KR102667327B1 - 승강형 천장 버퍼 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 천장 반송대차의 주행 라인의 측방에 위치하도록 천장에 매달려 설치되기 위한 상부 모듈; 대상물을 적재하기 위한 선반을 구비하고 상부 모듈의 하측에 배치되는 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임과 연결되고 상기 상부 모듈의 하단보다 높은 높이에 위치하는 이동 프레임을 구비하는 하부 모듈; 및 상기 상부 모듈에 대해 상기 하부 모듈을 승강 가능하게 연결하는 승강 모듈을 포함하고, 상기 승강 모듈은, 상기 상부 모듈에 대해 상기 이동 프레임을 탄성 복원력에 의해 지지하는 탄성지지 유닛을 포함하는, 승강형 천장 버퍼를 제공한다.

Description

승강형 천장 버퍼{ELEVATING CEILING BUFFER}
본 발명은 천장에 대상물을 보관하기 위해 사용되는 천장 버퍼에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제조 공정에서는 웨이퍼를 생산하고, 생산된 웨이퍼를 연속적인 가공 단계들로 이송해가며 반도체 패키지를 제조하게 된다. 웨이퍼는 웨이퍼 캐리어에 수납된 채로, 천장 대차 시스템(OHT)에 의해 이송되는 것이 통상적이다.
천장 대차 시스템을 통한 웨이퍼 캐리어의 이송 중에, 웨이퍼 캐리어는 일정 시간 동안 대기해야 하는 경우가 있다. 웨이퍼 캐리어를 보관하는 설비 중 하나로는, 천장 대차 시스템의 대차(vehicle)의 주행 라인 옆에 위치하도록 천장에 매달리게 설치되는 천장 버퍼(buffer)가 있다.
천장 버퍼는 대차가 바로 옆에서 웨이퍼 캐리어를 이적재하여 이적재 시간을 줄이기에 짧은 시간 동안 웨이퍼 캐리어를 보관하기에 적합한 이점이 있다. 그러나, 높이가 높은 장비가 천장 버퍼가 설치된 공간으로 반입되어야 하는 경우에, 그는 장비 반입에 장애물이 되기도 한다.
그 경우, 작업자들은 천장 버퍼를 해체하여 철거한 후에 장비를 반입하고, 장비 반입 후에 다시 천장 버퍼를 조립하여 설치하곤 한다. 이는 작업에 많은 시간과 인원이 소요되게 한다.
이를 해결하기 위하여, 천장 버퍼의 높이를 조절하기 위한 아이디어가 제안되고 있다. 그러나, 해당 아이디어는 천장 버퍼를 유압으로 승강 구동하거나, 전동 모터를 이용해 승강 구동하는 방식들이다. 이러한 방식은 장비 반입시 천장 버퍼의 회피 기동을 신속하게 수행하게 하는 장점이 있으나, 오버헤드 반송 대차 등에 의해 이미 천장 측에 많은 설비가 제공되어야 하는 공장 내의 환경에서 천장 버퍼에까지 유압이나 전력을 공급해야 하기에 관련 시설이 매우 복잡해지는 문제가 있다.
본 발명의 일 목적은, 유압이나 전력 등을 요구하지 않으면서도, 지면에 수직한 방향을 따라 천장 측으로 이동하는 회피 기동이 간단하고 신속하게 이루어질 수 있는, 승강형 천장 버퍼를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 승강형 천장 버퍼는, 천장 반송대차의 주행 라인의 측방에 위치하도록 천장에 매달려 설치되기 위한 상부 모듈; 대상물을 적재하기 위한 선반을 구비하고 상부 모듈의 하측에 배치되는 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임과 연결되고 상기 상부 모듈의 하단보다 높은 높이에 위치하는 이동 프레임을 구비하는 하부 모듈; 및 상기 상부 모듈에 대해 상기 하부 모듈을 승강 가능하게 연결하는 승강 모듈을 포함하고, 상기 승강 모듈은, 상기 상부 모듈에 대해 상기 이동 프레임을 탄성 복원력에 의해 지지하는 탄성지지 유닛을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 탄성지지 유닛은, 하단은 상부 모듈에 연결되며 상단은 상기 이동 프레임에 연결되고, 상기 하부 모듈의 승강 방향을 따라 배열되는 가스 스프링을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 승강 모듈은, 상기 하부 모듈의 상기 승강 방향을 따른 승강을 안내하도록 구성되는 가이드 유닛을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 가이드 유닛은, 상기 상부 모듈에 설치되는 기준 블럭; 및 상기 이동 프레임와 상기 베이스 프레임을 연결하고, 상기 기준 블럭에 구속되어 승강하는 승강 샤프트를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 기준 블럭은, 상기 승강 샤프트를 관통 수용하는 볼 부쉬를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 가이드 유닛은, 상기 승강 방향을 따라 배열되고, 상기 상부 모듈과 상기 하부 모듈을 연결하는 LM 가이드를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 하부 모듈은, 제1 높이와, 상기 제1 높이 보다 상기 상부 모듈에 근접한 제2 높이 간에 승강되도록 구성되고, 상기 승강 모듈은, 상기 하부 모듈을 상기 제1 높이에 고정하도록 구성되는 제1 고정 유닛; 및 상기 하부 모듈을 상기 제2 높이에 고정하도록 구성되는 제2 고정 유닛을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 고정 유닛은, 상기 상부 모듈 및 상기 하부 모듈 중 어느 하나에 설치되는 걸림턱; 및 상기 상부 모듈 및 상기 하부 모듈 중 다른 하나에 설치되어, 상기 걸림턱에 기계적으로 걸리는 걸림훅을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2 고정 유닛은, 상기 상부 모듈 및 상기 하부 모듈 중 어느 하나에 설치되고, 상기 상부 모듈 및 상기 하부 모듈 중 다른 하나와 자기적으로 결합되는 마그넷 베이스를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 대상물은, 웨이퍼 수용 용기 및 트레이 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 승강형 천장 버퍼에 의하면, 상부 모듈에 대해 하부 모듈이 승강 가능하게 연결하는 승강 모듈은, 상부 모듈에 대해 하부 모듈을 탄성 복원력에 의해 지지하는 탄성지지 유닛을 포함하여, 유압이나 전력 등이 필요 없으면서도 하부 모듈이 자동이나 작업자의 작은 힘으로 지면에 수직한 방향을 따라 승강할 수 있게 한다. 그에 의해, 높이가 높은 장비의 반입 시에 하부 모듈을 천장 측으로 회피 이동하게 하면서도, 그 이동을 위한 작업자의 조작이 간단하고 해당 이동이 신속하게 이루어질 수 있게 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 승강형 천장 버퍼(100)가 사용되는 환경을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 도 1의 승강형 천장 버퍼(100)의 일 상태를 보인 사시도이다.
도 3은 도 1의 승강형 천장 버퍼(100)의 다른 상태를 보인 사시도이다.
도 4는 도 2의 승강형 천장 버퍼(100)가 도 3의 상태로 상승하는 과정을 설명하는 순서도이다.
도 5는 도 3의 승강형 천장 버퍼(100)가 도 2의 상태로 하강하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 승강형 천장 버퍼에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 승강형 천장 버퍼(100)가 사용되는 환경을 설명하기 위한 개념도이다.
본 도면을 참조하면, OHT(Overhead Hoist Transport), OHS(Overrhead Shuttle) 등을 포함하는 천장 반송대차 시스템은 반송할 대상물(O)이 많은 대형병원, 반도체, 및 디스플레이 생산공장 등에 설치된다. 반도체 공장의 경우에, 대상물(O)은 웨이퍼 수용 용기, 트레이(TRAY) 등이 될 수 있다. 여기서, 웨이퍼 수용 용기는 반도체 공정 중 전공정에 사용되는 것으로서, 예를 들어 풉(FOUP)이 될 수 있다. 트레이는 반도체 공정 중 후공정에 사용되는 것이다.
반송대차 시스템은, 천장에 설치되는 반송대차용 궤도(R)와, 대상물(O)을 싣고 궤도(R)를 따라 주행하는 반송대차(V)를 포함한다.
반송대차용 궤도(R)는 주행궤도와 주행궤도에서 분기된 분기궤도를 포함한다. 반송대차 시스템이 반도체 또는 디스플레이 생산 라인에 설치된 경우에는, 크린룸 내의 천장공간에 주행궤도와 주행궤도에서 분기된 분기궤도가 설치된다.
반송대차(V)는 반송포트들 사이를 주행궤도 및 분기궤도를 따라 주행하면서 대상물(O)을 반송한다. 또한, 반송대차(V)는 대상물(O)을 수직 방향으로 하강시켜 반송포트에 대상물(O)을 지상의 설비에 언로딩하거나 그에 적재된 대상물(O)을 로딩할 수 있다.
이와 달리, 반송대차(V)는 대상물(O)을 천장에 보관할 수도 있다. 이를 위해, 천장에는 천장 버퍼(100)가 설치된다. 천장 버퍼(100)는 반송대차(V)의 주행 라인인 궤도(R)의 측방에 위치하도록 천장에 설치된다. 천장 버퍼(100) 내에는 하나 이상의 선반(132, 도 2 참조)이 설치되고, 그에는 대상물(O)이 로딩될 수 있다.
이러한 천장 버퍼(100)의 승강을 위한 구성에 대해서는 도 2 등을 참조하여 설명한다.
도 2는 도 1의 승강형 천장 버퍼(100)의 일 상태를 보인 사시도이고, 도 3은 도 1의 승강형 천장 버퍼(100)의 다른 상태를 보인 사시도이다.
본 도면들을 참조하면, 천장 버퍼(100)는, 상부 모듈(110)과 하부 모듈(130), 그리고 승강 모듈(150)을 포함할 수 있다.
상부 모듈(110)은 천장에 매달리도록 설치되는 부분이다. 상부 모듈(110)은, 구체적 형태로서, 수평부(111)와 수직부(115)로 구성될 수 있다.
수평부(111)는 천장과 대체로 수평하게 배치되는 부분일 수 있다. 수직부(115)는 수평부(111)와 결합되고, 천장에 대체로 수직하게 배치되는 부분일 수 있다. 수직부(115)는 서로 평행하게 배치되는 한 쌍으로서, 수평부(111)의 양측 단부에 각각 결합될수 있다. 수평부(111)는 주로 천장에 매달리는데 사용되는 것이라면, 수직부(115)은 주로 승강 모듈(150)의 설치를 위해 사용될 수 있다. 수직부(115)는, 예를 들어 서로 이격 배치되는 한 쌍의 수직 바를 구비할 수 있다.
하부 모듈(130)은 대체로 상부 모듈(110)의 하측에 배치되는 부분이다. 하부 모듈(130)은, 베이스 프레임(131)과 이동 프레임(135)을 구비할 수 있다.
베이스 프레임(131)은 상부 모듈(110)의 하측에 배치되며, 대체로 천장에 평행한 면을 이룰 수 있다. 해당 면에는 하나 이상의 선반(132)이 설치된다. 예시된 선반(132)은 대상물(O)로서 웨이퍼 수용 용기를 적재하기 위한 것이다. 이와 달리, 대상물(O)이 트레이인 경우에 선반(132)은 그를 적재하기에 적합한 형태를 가질 수 있다.
이동 프레임(135)은 상부 모듈(110)의 하단 보다 높은 높이에 위치할 수 있다. 이동 프레임(135)은 베이스 프레임(131)과 연결된다. 구체적으로, 이동 프레임(135)은 후술할 승강 샤프트(153)에 의해 베이스 프레임(131)에 연결될 수 있다.
승강 모듈(150)은 상부 모듈(110)에 대해 하부 모듈(130)을 승강 가능하게 연결하는 구성이다. 승강 모듈(150)은, 구체적으로, 가이드 유닛(151), 탄성지지 유닛(155), 그리고 고정 유닛(157 및 158)을 포함할 수 있다.
가이드 유닛(151)은 하부 모듈(130)이 승강 방향을 따라 승강하도록 안내하는 구성이다. 가이드 유닛(151)은, 구체적으로, 기준 블럭(152)과 승강 샤프트(153)를 포함할 수 있다. 기준 블럭(152)은 상부 모듈(110), 구체적으로 수직부(115)에 설치될 수 있다. 승강 샤프트(153)는 기준 블럭(152)에 구속되어 승강하는 부분으로서, 베이스 프레임(131)과 이동 프레임(135)을 연결한다. 승강 샤프트(153)는 구체적으로, 승강 방향을 따라 배열되는 로드(rod)일 수 있다. 그 경우, 기준 블럭(152)은 승강 샤프트(153)를 관통 수용하는 볼 부쉬(ball bush)일 수 있다. 이상과 달리, 가이드 유닛(151)은 승강 방향을 따라 배치되어, 상부 모듈(110)과 하부 모듈(130)을 연결하는 LM 가이드일 수도 있다. 상기 승강 방향은 선반(132)의 주면에 수직한 직선을 따르는 방향일 수 있다. 상기 승강 방향은 또한 지면에 대해 수직한 방향일 수 있다.
탄성지지 유닛(155)은 상부 모듈(110)에 대해 이동 프레임(135)을 탄성력에 의해 지지하는 구성이다. 탄성지지 유닛(155)은, 구체적으로 승강 방향을 따라 배열되는 가스 스프링일 수 있다. 상기 가스 스프링의 하단은 상부 모듈(110)에 결합되고, 상단은 이동 프레임(135)에 결합될 수 있다. 상기 가스 스프링은 상기 승강 방향을 따라 직선적으로 작동하도록 배치될 수 있다. 상기 가스 스프링은 또한 상부 모듈(110) 및 하부 모듈(130)의 측부에 연결되며, 상기 한 쌍의 수직 바 사이에 위치할 수 있다.
고정 유닛(157 및 158)은 하부 모듈(130)을 제1 높이(도 2의 높이) 또는 제2 높이(도 3의 높이)에 고정하기 위한 구성이다. 본 도면들에 예시된 바와 같이, 제2 높이는 제1 높이 보다 하부 모듈(130)이 상부 모듈(110)에 근접한 위치를 말한다.
고정 유닛(157 및 158)은 제1 고정 유닛(157)과 제2 고정 유닛(158)으로 구분될 수 있다. 제1 고정 유닛(157)은 하부 모듈(130)을 제1 높이에서 고정하는 것이라면, 제2 고정 유닛(158)은 하부 모듈(130)을 제2 높이에서 고정하는 것이다.
제1 고정 유닛(157)은 기구적으로 작동하는 잠금 장치일 수 있다. 예를 들어, 제1 고정 유닛(157)은 걸림턱(157a)과 걸림훅(157b)을 포함한다. 걸림턱(157a)은 하부 모듈(130), 구체적으로 이동 프레임(135)에 설치되고, 걸림훅(157b)은 상부 모듈(110), 구체적으로 수직부(115)에 설치될 수 있다. 작업자는 걸림훅(157b)을 조작하여 제1 상태에서 그가 걸림턱(157a)에 걸리게 하거나, 그의 걸림 상태를 해제할 수 있다. 제1 고정 유닛(157)은 다른 형태의 기구적 잠금 장치로 만들어질 수도 있다.
제2 고정 유닛(158)은 자기적으로 작동하는 잠금 장치일 수 있다. 예를 들어, 그는 마그넷 베이스로서, 작업자의 조작에 의해 인력을 발생시키는 상태가 되거나 그렇지 않은 상태가 된다. 상기 마그넷 베이스는 상부 모듈(110), 구체적으로 수직부(115)에 설치되어서, 제2 높이에서 하부 모듈(130), 구체적으로 베이스 프레임(131)과 자기적으로 결합될 수 있다. 이를 위해, 베이스 프레임(131)은 금속 재질로 형성될 수 있을 것이다.
이상의 천장 버퍼(100)에서 하부 모듈(130)의 승강 작동에 대해 도 4 및 도 5를 추가로 참조하여 설명한다.
도 4는 도 2의 승강형 천장 버퍼(100)가 도 3의 상태로 상승하는 과정을 설명하는 순서도이다.
본 도면을 참조하면, 하부 모듈(130)의 상승을 위해, 작업자는 우선 제2 고정 유닛(158)을 활성화시킬 수 있다(S1). 이는 상기 마그넷 베이스를 하부 모듈(130)과 인력에 의해 결합될 수 있는 상태로 미리 전환해 두는 것을 말한다.
작업자는 다음으로 제1 고정 유닛(157)을 해제하여(S2), 하부 모듈(130)이 상승 가능한 상태가 되게 해야 한다. 이를 위해, 작업자는 걸림훅(157b)을 걸림턱(157a)에서 풀어서, 양자가 서로에 대해 맞물리지 않게 해야 한다.
제1 고정 유닛(157)이 해제됨에 따라, 하부 모듈(130)은 자동 상승할 수 있다(S3). 이는 탄성지지 유닛(155)이 축적하고 있던 탄성력을 발휘하여, 하부 모듈(130), 구체적으로 이동 프레임(135)를 상부 모듈(110)에 대해 밀어 올림에 따라 이루어진다.
하부 모듈(130) 및 대상물(O)의 무게에 따른 중력에 의해 하부 모듈(130)이 자동 상승하지 못하는 경우라면, 작업자는 하부 모듈(130)을 가볍게 밀어 올리면 된다(S4).
이상에 따라 하부 모듈(130)이 제2 높이로 상승할 수 있다(S5). 그 경우, 하부 모듈(130)의 베이스 프레임(131)은 상부 모듈(110)의 하단과 거의 밀착하게 된다.
그 상태에서, 제2 고정 유닛(158)으로서 마그넷 베이스는 하부 모듈(130), 구체적으로 베이스 프레임(131)과 자기적으로 결합하게 된다. 이는 베이스 프레임(131)이 수직부(115)에 대해 고정되게 하여, 하부 모듈(130)이 제2 높이에 안정적으로 머무르게 한다. 또한, 제2 고정 유닛(158)과 베이스 프레임(131) 간의 결합 과정 자체는 작업자의 개입 없이 자동적으로 이루어져서, 작업자의 편의를 증대시킬 수 있다.
도 5는 도 3의 승강형 천장 버퍼(100)가 도 2의 상태로 하강하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
본 도면을 참조하면, 하부 모듈(130)을 제2 높이에서 제1 높이로 하강시키기 위해서, 작업자는 먼저 제2 고정 유닛(158)을 비활성화시켜야 한다(S11). 그 경우, 제2 고정 유닛(158)인 마그넷 베이스는 하부 모듈(130)의 베이스 프레임(131)에 대한 자기적 결합 상태를 해제하게 된다.
이때, 하부 모듈(130) 및 대상물(O)에 의한 중력이 탄성지지 유닛(155)에 의한 탄성 복원력보다 크다면, 하부 모듈(130)은 자동 하강할 수 있다(S12). 이와 달리 그렇지 못한 경우라면, 작업자는 하부 모듈(130)을 가볍게 당겨 내리면 된다(S13).
이상의 경우에, 하부 모듈(130)은 제1 높이로 하강하게 된다(S14).
그러면, 작업자는 제1 고정 유닛(157)을 이용하여, 하부 모듈(130)을 제1 높이에 고정하면 된다(S15). 이는 작업자가 걸림턱(157a)에 걸림훅(157b)을 걸어서, 그들이 서로 맞물림에 의해 달성된다.
상기와 같은 승강형 천장 버퍼는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
100: 승강형 천장 버퍼110: 상부 모듈
130: 하부 모듈131: 베이스 프레임
135: 이동 프레임150: 승강 모듈
151: 가이드 유닛155: 탄성지지 유닛
157,158: 고정 유닛

Claims (10)

  1. 천장에 매달리도록 형성되는 수평부와 상기 수평부의 양측에 각각 결합되는 한 쌍의 수직부를 구비하고, 상기 한 쌍의 수직부 각각은 서로 이격 배치되는 한 쌍의 수직 바를 구비하며, 천장 반송대차의 주행 라인의 측방에 위치하도록 형성되는, 상부 모듈;
    대상물을 적재하기 위한 선반을 구비하고 상부 모듈의 하측에 배치되는 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임과 연결되고 상기 상부 모듈의 하단보다 높은 높이에 위치하는 이동 프레임을 구비하는 하부 모듈; 및
    상기 상부 모듈에 대해 상기 하부 모듈을 상기 선반의 주면에 수직한 직선을 따르는 승강 방향을 따라 승강 가능하게 연결하는 승강 모듈을 포함하고,
    상기 승강 모듈은,
    하단은 상부 모듈의 측부에 연결되며 상단은 상기 이동 프레임의 측부에 연결되고 상기 승강 방향을 따라 배열되어 상기 승강 방향을 따라 직선적으로 작동하는 가스 스프링을 포함하고,
    상기 가스 스프링은,
    상기 한 쌍의 수직 바 사이에 위치하는, 승강형 천장 버퍼.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 승강 모듈은,
    상기 하부 모듈의 상기 승강 방향을 따른 승강을 안내하도록 구성되는 가이드 유닛을 더 포함하는, 승강형 천장 버퍼.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가이드 유닛은,
    상기 한 쌍의 수직 바 사이에 위치하는, 승강형 천장 버퍼.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 가이드 유닛은,
    상기 상부 모듈에 설치되는 기준 블럭; 및
    상기 이동 프레임와 상기 베이스 프레임을 연결하고, 상기 기준 블럭에 구속되어 승강하는 승강 샤프트를 포함하는, 승강형 천장 버퍼.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기준 블럭은,
    상기 승강 샤프트를 관통 수용하는 볼 부쉬를 포함하는, 승강형 천장 버퍼.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 가이드 유닛은,
    상기 승강 방향을 따라 배열되고, 상기 상부 모듈과 상기 하부 모듈을 연결하는 LM 가이드를 포함하는, 승강형 천장 버퍼.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하부 모듈은,
    제1 높이와, 상기 제1 높이 보다 상기 상부 모듈에 근접한 제2 높이 간에 승강되도록 구성되고
    상기 승강 모듈은,
    상기 하부 모듈을 상기 제1 높이에 고정하도록 구성되는 제1 고정 유닛; 및
    상기 하부 모듈을 상기 제2 높이에 고정하도록 구성되는 제2 고정 유닛을 더 포함하는, 승강형 천장 버퍼.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 고정 유닛은,
    상기 상부 모듈 및 상기 하부 모듈 중 어느 하나에 설치되는 걸림턱; 및
    상기 상부 모듈 및 상기 하부 모듈 중 다른 하나에 설치되어, 상기 걸림턱에 기계적으로 걸리는 걸림훅을 포함하는, 승강형 천장 버퍼.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2 고정 유닛은,
    상기 상부 모듈 및 상기 하부 모듈 중 어느 하나에 설치되고, 상기 상부 모듈 및 상기 하부 모듈 중 다른 하나와 자기적으로 결합되는 마그넷 베이스를 포함하는, 승강형 천장 버퍼.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 대상물은,
    웨이퍼 수용 용기 및 트레이 중 어느 하나를 포함하는, 승강형 천장 버퍼.
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