WO2023132435A1 - 밸런스 스테이지 - Google Patents

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WO2023132435A1
WO2023132435A1 PCT/KR2022/013859 KR2022013859W WO2023132435A1 WO 2023132435 A1 WO2023132435 A1 WO 2023132435A1 KR 2022013859 W KR2022013859 W KR 2022013859W WO 2023132435 A1 WO2023132435 A1 WO 2023132435A1
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WO
WIPO (PCT)
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rail
bearing
inner rail
distance
circumferential direction
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/013859
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English (en)
French (fr)
Inventor
현세환
Original Assignee
주식회사 블루로봇
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
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Publication of WO2023132435A1 publication Critical patent/WO2023132435A1/ko

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches

Definitions

  • the present invention relates to a balance stage used to balance an object.
  • a balance stage is used in various industrial fields as a means for controlling the posture or balance of an object.
  • a balance stage may be used to tilt a substrate based on each axis according to a work process.
  • various types of balance stages have been developed and are being used in manufacturing or testing fields that handle various precision parts.
  • balance stage may also be referred to as a balance stage, a tilting stage, and the like.
  • balance stage For convenience, in this specification, they are commonly referred to as a balance stage.
  • Patent Publication No. 10-2020-0113866 has proposed a configuration in which the operation is simple and the backlash can be reduced by using a method in which the upper stage swings.
  • "Tilting stage system” of Patent Publication No. 10-2018-0023739 proposes a configuration capable of adjusting the balance of the stage with a simple structure by applying an operating force to an eccentric region of the stage.
  • Patent Registration No. 10-1732851, “Tilt Stage Device,” proposes a configuration in which a rotational motion of a rotating part and a vertical motion of a moving part are combined so that multi-axis rotation of the stage can be performed simultaneously.
  • a more general form of the balance stage is a method in which a plurality of actuators are added to the stage and the stage is tilted according to the operation of each actuator.
  • this method requires a large number of actuators and is expensive, and it is not easy to precisely control each actuator.
  • a larger number of actuators are required in proportion to the weight, and more precise control is required for even distribution of the weight.
  • Embodiments of the present invention are intended to provide a balance stage that can be implemented with a relatively simple structure and can bring advantages in manufacturing or handling.
  • embodiments of the present invention are intended to provide a balance stage capable of precise and stable angle control despite a simple structure.
  • embodiments of the present invention are intended to provide a balance stage that has a stable load support structure and can be suitably used even for a relatively heavy object, has excellent durability and can reduce malfunction.
  • the lower base disposed on the installation surface; an inner rail extending in a circumferential direction and supported by the lower base to be rotatable with respect to the lower base around a central axis in the circumferential direction; an outer rail extending in a circumferential direction and supported by the inner rail so as to be rotatable with respect to the inner rail around the central axis; an upper base supported by the outer rail and on which an object is disposed; and a rotation support portion fastened between the lower base and the upper base to restrain rotation of the upper base with respect to the lower base.
  • the balance stage may adjust an inclination direction or an angle of an object through rotation of an inner rail or an outer rail, and implement a tilting operation.
  • the balance stage has a structure in which an inclination direction or an angle is adjusted through an inclination of an inner rail or an outer rail and a rotational position of the inner rail or an outer rail, so that precise angle adjustment is possible while having a simpler structure than the prior art.
  • it has the advantage of being easy to manufacture or handle according to a simple and intuitive structure.
  • the balance stage according to embodiments of the present invention has a structure in which an inner rail, an outer rail, and an upper base are supported over the entire area in the circumferential direction based on a lower base. Therefore, it is possible to have a very stable load support structure, and it can be appropriately utilized even for a heavy object. Furthermore, durability is excellent according to the stable load support structure, and malfunctions can be significantly reduced.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a balance stage according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of the balance stage shown in FIG. 1 viewed from another direction.
  • FIG. 3 is a schematic exploded perspective view of the balance stage shown in FIG. 1;
  • FIG. 4 is a schematic longitudinal cross-sectional view of the balance stage taken along the line A1-A1 indicated in FIG. 2;
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the balance stage taken along line A2-A2 indicated in FIG. 4;
  • Fig. 6 is a schematic cross-sectional view of the balance stage taken along the line A3-A3 indicated in Fig. 4;
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the balance stage taken along line A4-A4 indicated in FIG. 4;
  • Figure 8 is a schematic longitudinal cross-sectional view showing the lower base shown in Figure 4 is separated.
  • FIG. 9 is a schematic longitudinal cross-sectional view of the inner rail shown in FIG. 4 with the inner rail separated.
  • FIG. 10 is a schematic longitudinal cross-sectional view showing the outer rail shown in FIG. 4 in a separated state.
  • FIG. 11 is a schematic longitudinal cross-sectional view of the upper base shown in FIG. 4 in which it is separated.
  • Figure 12 is a schematic perspective view showing the rotation support shown in Figure 4 is separated.
  • Figure 13 is a schematic perspective view showing another embodiment of the rotation support shown in Figure 12;
  • FIG. 14 is an operation diagram of the balance stage shown in FIG. 4.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a balance stage according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is a schematic perspective view of the balance stage shown in FIG. 1 viewed from another direction.
  • the balance stage 100 of this embodiment may include a lower base 110 .
  • the lower base 110 may be disposed at the lower end of the balance stage 100 .
  • the lower base 110 may provide a reference point of support for the upper base 140 to be described later. That is, the lower base 110 may be fixed to a predetermined installation surface, and the upper base 140 may be tilted relative to the lower base 110, so that a tilting operation with respect to the object may be implemented.
  • the lower base 110 may include a lower plate 111 .
  • the lower plate 111 is illustrated in the form of a plate having a predetermined flat area.
  • the shape of the lower plate 111 is not necessarily limited to the illustrated bar. That is, the lower plate 111 may have various structures or shapes to properly fix the balance stage 100 to the installation surface.
  • the lower plate 111 is not necessarily limited to a plate shape as its name, and may provide the same or similar functions.
  • Various types of frames, brackets, coupling parts, etc. may be included.
  • the balance stage 100 of this embodiment may include an inner rail 120 .
  • the inner rail 120 may be disposed on the upper surface of the lower plate 111 and supported by the lower base 110 .
  • the inner rail 120 may be rotatably formed with respect to the lower base 110 . That is, the inner rail 120 may be rotatably formed with respect to the central axis Z1 of the balance stage 100 in the vertical direction.
  • the balance stage 100 may implement a tilting operation by combining rotation of the inner rail 120 and rotation of the outer rail 130 to be described later.
  • the inner rail 120 may be rotated by applying an operating force by a predetermined operating means.
  • a case in which the first operating block 125 is provided on one side of the inner rail 120 is exemplified.
  • the inner rail 120 may be appropriately rotated about the central axis Z1 by applying an operating force to the first operation block 125 by operating means such as an actuator or a motor.
  • the balance stage 100 of this embodiment may include an outer rail 130 .
  • the outer rail 130 may be disposed on top of the inner rail 120 .
  • the outer rail 130 may be disposed on the outer circumference of the inner rail 120 .
  • the outer rail 130 may be supported by the inner rail 120 on top of the inner rail 120 .
  • the outer rail 130 may be rotatably formed with respect to the inner rail 120 . That is, similarly to the inner rail 120 described above, the outer rail 130 may be rotatably formed with respect to the central axis Z1.
  • the balance stage 100 may be appropriately tilted at a corresponding angle as the inner rail 120 and the outer rail 130 are rotated to predetermined positions. This will be described later.
  • the outer rail 130 may be rotated by applying an operating force by a predetermined operating means.
  • a case in which the second operation block 133 is provided on one side of the outer rail 130 is exemplified.
  • the outer rail 130 may be appropriately rotated about the central axis Z1 by applying an operating force to the second operating block 133 by operating means such as an actuator or a motor.
  • the inner rail 120 and the outer rail 130 may be independently rotated. That is, the rotational position or direction of the inner rail 120 may be set independently of the rotational position or direction of the outer rail 130 . Therefore, the operating means for applying rotational driving force to the inner rail 120 through the first operating block 125 and the operating means for applying rotational driving force to the outer rail 130 through the second operating block 133, respectively. It may be provided separately or formed to be operable independently of each other.
  • the balance stage 100 of this embodiment may include an upper base 140 .
  • the upper base 140 may be disposed above the outer rail 130 and supported by the outer rail 130 .
  • the upper base 140 may correspond to the lower base 110 to form an upper structure of the balance stage 100 .
  • An object may be seated on the upper base 140 .
  • the upper base 140 may be tilted with respect to the lower base 110 by the inner rail 120 and the outer rail 130 . As a result, tilting of the object disposed on the upper base 140 can be implemented.
  • the upper base 140 may include an upper rail 142 and an upper plate.
  • the upper plate is omitted for convenience of illustration.
  • the upper plate may have an appropriate structure or shape capable of supporting an object, and the structure or shape is not particularly limited.
  • the upper plate may have a plate shape having a predetermined planar area similar to the lower plate 111 described above.
  • the upper rail 142 may be provided on the lower surface of the upper plate.
  • the upper rail 142 may be fastened to the inner circumference of the outer rail 130 and supported by the outer rail 130 . Accordingly, the arrangement of the upper rail 142 to the upper base 140 can be appropriately adjusted according to the postures of the inner rail 120 and the outer rail 130 .
  • the balance stage 100 of this embodiment may include a rotation support 150 .
  • the rotation support 150 may be fastened between the lower base 110 and the upper base 140 . That is, one side (lower end) of the rotation support part 150 may be fastened to the lower base 110 and the other side (upper end) may be fastened to the upper base 140 .
  • the rotation support 150 may restrict rotation of the upper base 140 relative to the lower base 110 . That is, the rotation support 150 may limit the rotation of the upper base 140 around the central axis Z1. Accordingly, the upper base 140 does not rotate together with the inner rail 120 or the outer rail 130, and only the arrangement posture can be changed at a predetermined rotational position. That is, the upper base 140 does not rotate together with the inner rail 120 and the outer rail 130, and may be tilted at a predetermined rotational position.
  • the rotation support 150 may be formed to appropriately allow tilting of the upper base 140 . That is, the rotation support 150 restricts the rotation of the upper base 140 about the central axis Z1, but allows tilting of the upper base 140 about any axis on the plane.
  • the rotation support 150 may be implemented in various forms. In this embodiment, a case in which the rotation support 150 is implemented as an elastic clip 151 is exemplified. Accordingly, hereinafter, a case in which the rotational support 150 is implemented as an elastic clip 151 will be mainly described. For reference, FIG. 13 illustrates another embodiment of the rotation support 150 .
  • FIG. 3 is a schematic exploded perspective view of the balance stage shown in FIG. 1;
  • a first bearing 161 may be provided between the lower base 110 and the inner rail 120 .
  • the first bearing 161 may rotatably support the inner rail 120 with respect to the lower base 110 .
  • a second bearing 162 may be provided between the inner rail 120 and the outer rail 130 .
  • the second bearing 162 may rotatably support the outer rail 130 with respect to the inner rail 120 .
  • the second bearing 162 may be divided into a plurality of pieces. In this embodiment, a case in which the second bearing 162 is divided into three is illustrated. However, it is not necessarily limited thereto.
  • a third bearing 163 may be provided between the outer rail 130 and the upper base 140 .
  • the third bearing 163 may rotatably support the outer rail 130 with respect to the upper base 140 .
  • the third bearing 163 may be divided into a plurality of pieces if necessary. In this embodiment, a case in which the third bearing 163 is divided into three is illustrated.
  • the lower rail 112, the inner rail 120, the outer rail 130, and the upper rail 142 may share a central axis Z1.
  • the lower rail 112, the inner rail 120, the outer rail 130, and the upper rail 142 may each be formed in a circular ring shape centered on the central axis Z1.
  • FIG. 4 is a schematic longitudinal cross-sectional view of the balance stage taken along the line A1-A1 indicated in FIG. 2;
  • a lower base 110 may be disposed at a lower end of the balance stage 100 .
  • the inner rail 120 may be fastened to the lower rail 112 via the first bearing 161.
  • the inner rail 120 may be fastened to the outer circumferential portion of the lower rail 112 and may be rotated with respect to the lower rail 112 through the first bearing 161 .
  • the outer rail 130 may be fastened to the inner rail 120 via the second bearing 162 .
  • the outer rail 130 may be fastened to the outer circumference of the inner rail 120 and may be rotated with respect to the inner rail 120 through the second bearing 162 .
  • the upper rail 142 may be fastened to the outer rail 130 via the third bearing 163.
  • the upper rail 142 may be fastened to the inner circumferential portion of the outer rail 130 and may be rotatably fastened with respect to the outer rail 130 through the third bearing 163 .
  • the outer rail 130 may be substantially rotated with respect to the upper rail 142.
  • An upper plate may be provided on the upper side of the upper rail 142 to form an upper base 140 .
  • the lower base 110 at the lower end and the upper base 140 at the upper end are rotationally constrained by the elastic clip 151, and the inner rail 120 disposed between the lower base 110 and the upper base 140 And the outer rail 130 may be made of a structure that rotates around the central axis (Z1).
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the balance stage taken along line A2-A2 indicated in FIG. 4;
  • the lower rail 112, the first bearing 161, and the inner rail 120 may each extend along a circular trajectory on a plane.
  • the lower rail 112 may have a relatively small radius and be disposed on the inside in the radial direction, and the inner rail 120 may have a relatively large radius and be disposed on the outside in the radial direction.
  • the first bearing 161 may be disposed between the lower rail 112 and the inner rail 120 .
  • the inner rail 120 may rotate with respect to the lower rail 112 with the first bearing 161 interposed therebetween when a predetermined operating force is applied to the first operation block 125 .
  • Fig. 6 is a schematic cross-sectional view of the balance stage taken along the line A3-A3 indicated in Fig. 4;
  • the inner rail 120 , the second bearing 162 , and the outer rail 130 may each extend from the upper side of FIG. 5 while drawing a circular trajectory on a plane.
  • the outer rail 130 has a relatively large radius compared to the inner rail 120 and may be disposed outside in the radial direction, and the second bearing 162 is disposed between the inner rail 120 and the outer rail 130. It can be.
  • the outer rail 130 may rotate with respect to the inner rail 120 with the second bearing 162 interposed therebetween when a predetermined operating force is applied to the second operating block 133 .
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the balance stage taken along line A4-A4 indicated in FIG. 4;
  • the upper rail 142 , the third bearing 163 , and the outer rail 130 may each extend from the upper side of FIG. 6 while drawing a circular trajectory on a plane.
  • the upper rail 142 has a relatively small radius compared to the outer rail 130 and may be disposed radially inside, and the third bearing 163 is disposed between the upper rail 142 and the outer rail 130. It can be. Rotation of the upper rail 142 may be restricted by an elastic clip 151 being fastened between the lower plate 111 and the lower plate 111 .
  • Figure 8 is a schematic longitudinal cross-sectional view showing the lower base shown in Figure 4 is separated.
  • the lower base 110 may include a lower plate 111 .
  • the lower plate 111 is illustrated as a plate shape having a predetermined planar area.
  • the lower base 110 may include a lower rail 112 .
  • the lower rail 112 may have a predetermined radius and extend in a circular shape.
  • the lower rail 112 may be disposed on the upper surface of the lower plate 111, and may be fixed to the lower plate 111 to be rotationally constrained. That is, while the inner rail 120 and the outer rail 130 to be described later are rotatable around the central axis Z1, the lower rail 112 is fixed to the lower plate 111 or integrated with the lower plate 111. Formed as, rotation can be limited.
  • the lower rail 112 may be divided into a plurality of pieces.
  • a case in which the lower rail 112 is divided into a lower rail lower block 112c and a lower rail upper block 112b is exemplified.
  • the lower rail lower block 112c and the lower rail upper block 112b may be vertically stacked and assembled to form the lower rail 112 .
  • the lower rail 112 may have a predetermined radius and extend in a circular shape. Accordingly, the lower rail 112 may have a radially inner side facing the central axis Z1 and an opposite radially outer side.
  • the lower rail 112 may have a 1-1 bearing groove 123 .
  • the 1-1st bearing groove 123 may extend along the outer surface of the lower rail 112 in the radial direction.
  • a portion of the 1-1st bearing groove 123 formed in the lower rail lower block 112c and the lower rail The remaining part of the 1-1 bearing groove 123 formed in the upper block 112b may be combined to form the 1-1 bearing groove 123 .
  • the 1-1 bearing groove 123 may be combined with the 1-2 bearing groove 121c to be described later to mount and support the first bearing 161 .
  • FIG. 9 is a schematic longitudinal cross-sectional view of the inner rail shown in FIG. 4 with the inner rail separated.
  • the inner rail 120 may have a predetermined radius and extend in a circular shape. Similar to the lower rail 112 described above, the inner rail 120 may have a radially inner side facing the central axis Z1 and an opposite radially outer side.
  • the inner rail 120 may be divided into a plurality of pieces.
  • a case in which the inner rail 120 is divided into a lower inner rail block 121 and an upper inner rail block 122 is illustrated.
  • the inner rail lower block 121 and the inner rail upper block 122 may be vertically stacked and assembled to form the inner rail 120 .
  • the inner rail 120 may have first-second bearing grooves 121c.
  • the 1-2 bearing grooves 121c may be disposed adjacent to a lower end of the inner rail 120 and extend along an inner surface of the inner rail 120 in a radial direction.
  • the 1-2 bearing groove 121c may be combined with the 1-1 bearing groove 123 to mount and support the first bearing 161 .
  • the inner rail 120 may be supported by the lower rail 112 . That is, the first bearing 161 is fastened to the 1-1st bearing groove 123 formed in the lower rail 112, and the 1-2nd bearing groove formed in the inner rail 120 to the first bearing 161 again. (121c) is fastened, the inner rail 120 can be supported on the lower rail 112 via the first bearing 161. In addition, the inner rail 120 may be rotated with respect to the lower rail 112 via the first bearing 161 .
  • the inner rail 120 may have a 2-1st bearing groove 124 .
  • the 2-1 bearing groove 124 may be disposed adjacent to an upper end of the inner rail 120 and extend along an outer surface of the inner rail 120 in a radial direction.
  • the 2-1 bearing groove 124 may be combined with the 2-2 bearing groove 131 to be described later to mount and support the second bearing 162 .
  • the height of the inner rail 120 in the longitudinal direction may be formed to be different according to the position in the circumferential direction.
  • the inner rail 120 may have a first height H1 in the longitudinal direction on one side (left side in the drawing), and a second height H1 in the longitudinal direction on the other side (right side in the drawing) spaced apart by a predetermined distance in the circumferential direction therefrom. (H2).
  • the second height H2 may be formed larger than the first height H1 by a predetermined amount.
  • the height of the inner rail 120 may gradually increase or decrease along the circumferential direction.
  • the first height H1 is the minimum height of the inner rail 120 and the second height H2 is the maximum height of the inner rail 120
  • the height of the inner rail 120 may gradually increase toward the position of the second height (H2).
  • the height of the inner rail 120 may gradually decrease from the position of the second height H2 toward the position of the first height H1 along the circumferential direction.
  • the 1-2nd bearing groove 121c is disposed at a position spaced apart from the lower end of the inner rail 120 by a predetermined distance, and the 2-1st bearing groove 124 is spaced apart from the upper end of the inner rail 120 by a predetermined distance. If it is arranged in, according to the height change of the inner rail 120 as described above, the distance between the 1-2nd bearing groove 121c and the 2-1st bearing groove 124 may also be changed depending on the position. That is, the interval between the 1-2nd bearing groove 121c and the 2-1st bearing groove 124 may be formed differently according to each position of the inner rail 120 in the circumferential direction.
  • the balance stage 100 of this embodiment can implement a tilting operation through such a difference in interval (height).
  • the 1-2 bearing groove 121c and the 2-1 bearing groove 124 on one side (left side in the drawing) of the inner rail 120 are vertically spaced apart by a first distance G1.
  • the 1-2 bearing groove 121c and the 2-1 bearing groove 124 on the other side (right side in the drawing) of the inner rail 120 may be vertically spaced at a second distance G2. there is.
  • the first interval G1 and the second interval G2 may be defined as the interval between the vertical center of the 1-2 bearing groove 121c and the vertical center of the 2-1 bearing groove 124. .
  • the second interval G2 may be formed larger than the first interval G1 by a predetermined degree.
  • the distance between the 1-2 bearing groove 121c and the 2-1 bearing groove 124 gradually increases from the position of the first distance G1 to the position of the second distance G2 along the circumferential direction. Conversely, the distance between the 1-2 bearing groove 121c and the 2-1 bearing groove 124 goes from the position of the second gap G2 to the position of the first gap G1 along the circumferential direction. It can be progressively smaller.
  • FIG. 10 is a schematic longitudinal cross-sectional view showing the outer rail shown in FIG. 4 in a separated state.
  • the outer rail 130 may have a predetermined radius and extend in a circular shape. Similar to the inner rail 120 described above, the outer rail 130 may have a radially inner side facing the central axis Z1 and an opposite radially outer side.
  • the outer rail 130 may have a 2-2 bearing groove 131 .
  • the 2-2 bearing groove 131 may be disposed adjacent to the lower end of the outer rail 130 and extend along an inner surface of the outer rail 130 in a radial direction.
  • the 2-2 bearing groove 131 may be combined with the 2-1 bearing groove 124 to mount and support the second bearing 162 .
  • the outer rail 130 may be supported by the inner rail 120 . That is, the second bearing 162 is fastened to the 2-1st bearing groove 124 formed in the inner rail 120, and the 2-2nd bearing groove formed in the outer rail 130 to the second bearing 162 again. 131 is fastened, and the outer rail 130 may be supported by the inner rail 120 via the second bearing 162 . Also, the outer rail 130 may be rotated with respect to the inner rail 120 via the second bearing 162 .
  • the outer rail 130 may have a 3-1 bearing groove 132 .
  • the 3-1 bearing groove 132 may be disposed adjacent to an upper end of the outer rail 130 and extend along an inner surface of the outer rail 130 in a radial direction.
  • the 3-1 bearing groove 132 may be combined with the 3-2 bearing groove 142c to be described later to mount and support the third bearing 163 .
  • the outer rail 130 may also have different heights in the longitudinal direction depending on positions in the circumferential direction.
  • the outer rail 130 may have a third height H3 in the longitudinal direction on one side (left side in the drawing), and a fourth height in the longitudinal direction on the other side (right side in the drawing) spaced apart by a predetermined distance in the circumferential direction therefrom. (H4).
  • the fourth height H4 may be formed larger than the third height H3 by a predetermined amount, and the outer rail 130 moves from the position of the third height H3 to the position of the fourth height H4 along the circumferential direction.
  • the height may gradually increase, and in the opposite case, the height of the outer rail 130 may gradually decrease.
  • the 2-2 bearing groove 131 and the 3-1 bearing groove 132 on one side (left side in the drawing) of the outer rail 130 are vertically spaced at a third interval (G3).
  • the 2-2 bearing groove 131 and the 3-1 bearing groove 132 may be vertically spaced at a fourth distance (G4).
  • the third interval (G3) and the fourth interval (G4) may be defined as a distance between the vertical center of the 2-2 bearing groove 131 and the vertical center of the 3-1 bearing groove 132.
  • the fourth interval G4 may be formed larger than the third interval G3 by a predetermined amount.
  • the distance between the 2-2 bearing groove 131 and the 3-1 bearing groove 132 gradually increases from the position of the third gap G3 to the position of the fourth gap G4 along the circumferential direction. Conversely, the distance between the 2-2 bearing groove 131 and the 3-1 bearing groove 132 increases from the position of the fourth gap G4 to the position of the third gap G3 along the circumferential direction. It can be progressively smaller.
  • the third and fourth heights H3 and H4 or the third and fourth intervals G3 and G4 are the same as the aforementioned first and second heights H1 and H2 or the first and second intervals G1 and G2, or can be different That is, the third and fourth heights H3 and H4 or the third and fourth intervals G3 and G4 of the outer rail 130 are the first and second heights H1 and H2 of the inner rail 120 or the first, It does not matter if it is not the same as the two intervals (G1, G2).
  • the height difference between the inner rail 120 and the outer rail 130 as described above, and the difference in spacing between the bearing grooves 112a, 123, 124, 131, and 132 are between the first bearing 161 and the second bearing 162. It is possible to generate a difference in the spacing of the second bearing 162 and the spacing of the third bearing 163. That is, according to each position in the circumferential direction, the distance between the first bearing 161 and the second bearing 162 vertically may appear different. In addition, according to each position in the circumferential direction, the distance between the second bearing 162 and the third bearing 163 vertically may appear different. In other words, the distance between the first bearing 161 and the second bearing 162 or the distance between the second bearing 162 and the The distance between the three bearings 163 may be formed to gradually increase or decrease.
  • FIG. 11 is a schematic longitudinal cross-sectional view of the upper base shown in FIG. 4 in which it is separated.
  • the upper base 140 may include an upper rail 142 .
  • an upper plate may be fastened to the upper side of the upper rail 142 .
  • the upper rail 142 may have a predetermined radius and extend in a circular shape.
  • the upper rail 142 may be rotationally constrained by being fastened to the lower plate 111 through the elastic clip 151 . That is, while the inner rail 120 and the outer rail 130 described above are rotatable, the rotation of the upper rail 142 may be limited by the elastic clip 151. However, the upper rail 142 may be tilted to a certain extent with respect to the lower plate 111 according to the rotational positions of the inner rail 120 and the outer rail 130 .
  • the upper rail 142 may be divided into a plurality of parts as needed.
  • the upper rail 142 is divided into an upper rail upper block 142a and an upper rail lower block 142b is illustrated.
  • the upper rail 142 may have a 3-2 bearing groove 142c.
  • the 3-2 bearing groove 142c may extend along an outer surface of the upper rail 142 in a radial direction.
  • the 3-2 bearing groove 142c may be combined with the 3-1 bearing groove 132 to mount and support the third bearing 163 .
  • the upper rail 142 may be supported by the outer rail 130 . That is, the third bearing 163 is fastened to the 3-1 bearing groove 132 formed in the outer rail 130, and the 3-2 bearing groove formed in the upper rail 142 to the third bearing 163 again. (142c) is fastened, the upper rail 142 can be supported by the outer rail 130 via the third bearing 163.
  • rotation of the upper rail 142 may be limited by the elastic clip 151.
  • the upper rail 142 may be provided with a clip fastening portion 142d.
  • An elastic clip 151 supporting between the upper rail 142 and the lower plate 111 may be fastened to the clip fastening part 142d.
  • the clip fastening part 142d may be formed on one side of the upper rail 142 in the circumferential direction, and the upper surface of the upper rail 142 may be formed by stepping downward.
  • Figure 12 is a schematic perspective view showing the rotation support shown in Figure 4 is separated.
  • Figure 12 shows an elastic clip 151 as an embodiment of the rotation support (150).
  • the elastic clip 151 may have an upper end fastened to the clip fastening portion 142d provided on the upper rail 142 and a lower end fastened to the lower plate 111 . Accordingly, despite the rotation of the inner rail 120 and the outer rail 130, the upper rail 142 may be fixed to the lower plate 111 to limit rotation.
  • a part or all of the elastic clip 151 may be formed of an elastic material capable of elastic deformation. Accordingly, the upper rail 142 may be tilted with respect to the lower plate 111 . That is, according to the rotational positions of the inner rail 120 and the outer rail 130, the elastic clip 151 is elastically deformed and the upper rail 142 is tilted.
  • the elastic clip 151 may have a first end 151a fastened to the lower plate 111 .
  • the first end portion 151a may extend generally in the lateral direction and may include a first fixing hole 151b for fastening to the lower plate 111 .
  • a pair of first fixing holes 151b may be provided, spaced apart from side to side so as to correspond to left and right extension pieces 151e to be described later.
  • the elastic clip 151 may have a second end 151c fastened to the upper rail 142 . Similar to the above-described first end portion 151a, the second end portion 151c may extend substantially in the transverse direction and may include a second fixing hole 151d for fastening to the upper rail 142. . The second end portion 151c may be fastened to the clip fastening portion 142d formed on the upper rail 142 . Similarly to the above-described first end portion 151a, a pair of second fixing holes 151d may be provided with a pair of left and right spaced apart to correspond to left and right extension pieces 151e to be described later.
  • the elastic clip 151 may include an extension piece 151e extending between the first end 151a and the second end 151c.
  • the extension piece 151e may extend vertically between the lower first end 151a and the upper second end 151c.
  • an induction hole 151f may be formed through the center of the extension 151e. Accordingly, the extension piece 151e may be divided left and right with the induction hole 151f interposed therebetween.
  • the guide hole 151f may extend upward from a partial area of the first end portion 151a along the extension piece 151e to a partial area of the second end portion 151c. Accordingly, on one side (left side of the drawing) of the elastic clip 151, the first fixing hole 151b at the bottom, one side of the extension piece 151e, and the second fixing hole 151d at the top are arranged on approximately one extension line.
  • the first fixing hole 151b at the bottom, the opposite side of the extension piece 151e, and the second fixing hole 151d at the top are approximately on one extension line. can be placed in
  • the elastic clip 151 can properly elastically support the tilting between the lower plate 111 and the upper rail 142 by the above-described shape and fastening structure. That is, the extension 151e is divided into left and right sides through the guide hole 151f, so that the extension 151e can be more freely elastically deformed according to the tilting angle, and the guide hole 151f is the extension of the extension 151e. A spare space for elastic deformation may be provided.
  • Figure 13 is a schematic perspective view showing another embodiment of the rotation support shown in Figure 12;
  • FIG. 13 shows a hinge pin 251 as another embodiment of the rotation support 150 .
  • the hinge pin 251 of this embodiment can replace the above-described elastic clip 151 in terms of function. That is, the upper end of the hinge pin 251 is fastened to the upper plate 141 and the lower end is fastened to the lower plate 111 to restrict rotation of the upper plate 141 relative to the lower plate 111 .
  • the hinge pin 251 may include an upper pin 251a.
  • the upper pin 251a may extend in the longitudinal direction and be inserted into the upper plate 141.
  • the upper pin 251a may be formed so as not to restrict rotation of the upper plate 141 about the upper pin 251a as an axis. Accordingly, the upper plate 141 may be tilted around the upper pin 251a.
  • the hinge pin 251 may include an upper hinge block 251b.
  • the upper hinge block 251b may be hinged to one end of the upper pin 251a about the first hinge axis R1.
  • the first hinge axis R1 may be disposed perpendicular to the longitudinal direction of the upper pin 251a on a plane. Accordingly, the upper plate 141 may be tilted about the first hinge axis R1.
  • the hinge pin 251 may include a lower hinge block 251c.
  • the lower hinge block 251c may be hinged to the lower end of the upper hinge block 251b about the second hinge axis R2.
  • the second hinge axis R2 may be spaced apart from the first hinge axis R1 by a predetermined interval and disposed in a direction corresponding to the first hinge axis R1. Accordingly, the upper plate 141 may be tilted about the second hinge axis R2.
  • the hinge pin 251 may include a lower pin 251d.
  • the lower pin 251d may be hinged to the lower end of the lower hinge block 251c about the third hinge axis R3.
  • the third hinge axis R3 may be spaced apart from the second hinge axis R2 by a predetermined interval and disposed in a direction corresponding to the second hinge axis R2. Accordingly, the upper plate 141 may be tilted about the third hinge axis R3.
  • the lower pin 251d extends in the longitudinal direction and may be inserted into and fastened to the lower plate 111 . Similar to the upper pin 251a described above, the lower pin 251d may be formed so as not to be rotationally constrained to the lower plate 111 . Accordingly, the upper plate 141 may be tilted with the lower pin 251d as an axis.
  • the upper plate 141 is relative to the lower plate 111 according to the upper pin 251a and the lower pin 251d, and the first to third hinge axes R1 to R3 as described above. It can be properly tilted, and can perform a similar function by replacing the aforementioned elastic clip (151).
  • FIG. 14 is an operation diagram of the balance stage shown in FIG. 4.
  • the arrangement angle of the upper rail 142 may be adjusted according to the rotational positions of the inner rail 120 and the outer rail 130 .
  • the angle of the object can be properly adjusted through this.
  • the distance between the first bearing 161 and the second bearing 162 at the right end is called E1
  • the distance between the second bearing 162 and the third bearing 163 is The interval is called E2.
  • the distance between the first bearing 161 and the second bearing 162 corresponds to the distance between the aforementioned 1-2 bearing groove 121c and the 2-1 bearing groove 124 (see FIG. 9).
  • the distance between the second bearing 162 and the third bearing 163 corresponds to the distance between the above-mentioned 2-2 bearing groove 131 and 3-1 bearing groove 132 (see FIG. 10).
  • the interval between the lower rail 112 (ie, corresponding to the first bearing 161) and the upper rail 142 (ie, corresponding to the third bearing 163) is formed as "E1 + F1".
  • the distance between the first bearing 161 and the second bearing 162 is E2, and the second bearing 162 and the third bearing 163 ) may be formed as F2.
  • the distance between the first bearing 161 and the second bearing 162 is E3, and the distance between the second bearing 162 and the third bearing 163 is F3.
  • the distance between the first bearing 161 and the second bearing 162 is E4, the second bearing 162 and the third bearing
  • the interval between (163) may be formed as F4.
  • the interval between the lower rail 112 and the upper rail 142 at each position may be formed as "E2+F2" or the like similar to the above.
  • the distance between the first bearing 161 and the second bearing 162 may be formed differently depending on the position in the circumferential direction, and the second bearing 162 and the third bearing ( 163) may also be formed differently. Accordingly, "E1+F1" to “E4+F4" may be formed differently. For example, “E1+F1” may be the largest, and “E4+F4” may be the smallest as the spacing decreases along the circumferential direction. In this case, the upper rail 142 or the object may be inclined to a position corresponding to E4.
  • the inclination direction may be adjusted by rotation of the inner rail 120 and the outer rail 130 .
  • the inclined direction may also be moved clockwise to correspond thereto.
  • the balance stage 100 of this embodiment can easily adjust the inclination direction in this way.
  • the inclination direction can be precisely adjusted through the rotational positions of the inner rail 120 and the outer rail 130 .
  • the inclination angle may be adjusted by rotating the inner rail 120 or the outer rail 130 . More specifically, the distance between the first bearing 161 and the second bearing 162 according to the rotational position of the inner rail 120 or the second bearing 162 and the second bearing 162 according to the rotational position of the outer rail 130
  • the inclination angle can be adjusted by the distance between the three bearings 163. For example, it is assumed that only the inner rail 120 is rotated clockwise by a predetermined angle, so that the position corresponding to E2 is rotated to the position corresponding to E1. In this case, the distance between the first bearing 161 and the second bearing 162 at the right end shown may be changed from E1 at the beginning to E2 according to the rotation of the inner rail 120 .
  • a distance between the first bearing 161 and the second bearing 162 may be reduced.
  • the distance between the second bearing 162 and the third bearing 163 can be maintained at F1.
  • the arrangement angle of the upper rail 142 or the object may be changed.
  • the balance stage 100 can adjust the inclination direction or angle of an object and implement a tilting operation through rotation of the inner rail 120 or the outer rail 130.
  • the balance stage 100 has a structure in which the inclination direction or angle is adjusted through the inclination of the inner rail 120 or the outer rail 130 and its rotational position, and has a simpler structure than the prior art.
  • precise angle adjustment is possible.
  • it has the advantage of being easy to manufacture or handle according to a simple and intuitive structure.
  • the inner rail 120, the outer rail 130, and the upper base 140 are supported over the entire area in the circumferential direction based on the lower base 110. have a structure Therefore, it is possible to have a very stable load support structure, and it can be appropriately utilized even for a heavy object. Furthermore, durability is excellent according to the stable load support structure, and malfunctions can be significantly reduced.

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
본 발명은 대상물의 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.
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.

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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