KR101743955B1 - 자기부상 기판 이송장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대차를 비접촉식으로 이송할 수 있도록 하여 대차와 기판의 무게 마찰로 인한 파티클 발생을 최소화시키기 위한 자기부상 기판 이송장치를 제공한다. 본 발명은 일측이 개방된 내부공간(21)을 갖는 단면이 'ㄷ'자 형상으로 이루어지고, 하부면에 복수 개의 자석(22)이 장착되는 대차(20)와; 지면에 고정되는 고정판(31)을 갖고, 상기 고정판(31)으로부터 수직으로 형성되는 수직판(32)을 갖는 고정프레임(30)과; 일측이 상기 고정프레임(30)의 수직판(32) 상부에 설치되고, 상기 대차(20)를 이송시키기 위한 롤러유닛(40)과; 일측이 상기 고정프레임(30)의 수직판(32) 상부에 설치된 상기 롤러유닛(40)과 이격되어 설치되고, 상부에 자석(51)이 장착되며, 상기 롤러유닛(40)에 의해 상기 대차(20)가 이동시 상기 대차(20)를 부상시키기 위한 부상유닛(50)과; 상기 대차(20)의 하부에 설치되고, 외주면 상에 복수 개의 자석(61)이 장착된 롤러(62)를 갖는 구동부(60)를 포함하여, 상기 롤러유닛(40)과 상기 부상유닛(50)은 정해진 간격으로 이격되어 순차적으로 상기 고정프레임(30)의 수직판(32) 상부에 설치되고, 상기 롤러유닛(40)과 상기 부상유닛(50)의 타단은 상기 대차(20)의 개방된 부분을 통해 상기 내부공간(21)에 위치되어 상기 대차(20)를 부상시켜 이송하는 것을 특징으로 한다.

Description

자기부상 기판 이송장치{Maglev-type substrate transfer apparatus}
본 발명은 자기부상 기판 이송장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 대차를 비접촉식으로 이송할 수 있도록 하여 대차와 기판의 무게 마찰로 인한 파티클 발생을 최소화시키기 위한 자기부상 기판 이송장치에 관한 것이다.
일반적으로 LCD(Liquid Crystal Display) 기판, PDP (Plasma Display Panel) 기판, OLED(Organic Light Emitting Diodes) 기판, 반도체 웨이퍼, 이송트레이, 카세트 또는 캐리어 등과 같은 이송체를 이송하는 이송 시스템으로서는 자기 부상 이송 시스템(Magnetically levitated transportation system)을 주로 적용하고 있다.
자기 부상 이송 시스템은 파티클 발생 문제, 마찰, 마모에 따른 부품의 손상 문제, 그리고 소음 유발 문제를 해소할 수 있으면서, 동시에 피이송물을 고속으로 이송시킬 수 있는 장점이 있다.
자기 부상 이송 시스템은 피이송물이 적재된 이송체를 자기력으로 부상(浮上)시켜 운행시키는 시스템으로서, 이송체와 레일 간의 기계적인 접촉이나 마찰이 없기 때문에 에너지 손실이 없고, 무소음, 저진동, 초청정 이송 시스템을 구현할 수 있다. 그리고, 이러한 자기 부상 이송 시스템은 진공 중에서도 작동이 가능하고, 인체에 위험한 기체 또는 액체 속에서도 작동이 가능하며, 따라서 다방 면에서 활용이 가능하다.
자기 부상 이송 시스템의 경우 자기부상력과 안내력, 추진력 등이 요구되는데, 보통 부상 전자석으로부터 자기부상력 및 안내력을 제공받고, 선형유도전동기 또는 선형동기전동기 등으로부터 추진력을 제공받는다.
하지만, 종래의 자기 부상 이송 시스템은 LCD나 LED 등과 같은 디스플레이 제품이 적재되는 이송체 측에 부상 전자석(전자석 코어 및 구동 권선을 포함함)이 구비되는 형태로 이루어져 있어서, 이송체의 전자석 코일에서 발생한 열이 디스플레이 제품 쪽으로 전달되어 열에 민감한 디스플레이 제품에 손상을 입히는 문제점이 있었다.
더욱이 LCD, LED, OLED 등의 디스플레이 패널의 크기가 점차 커짐으로서, 이를 이송하는 자기 부상 이송 시스템이 감당해야 할 무게도 커지게 되었다. 일 예로, 8세대 OLED 제조공정에서는 유리기판(Glass)및 이송 이송트레이의 무게가 1 톤 이상이 될 것으로 예상되고 있으며 개별 공정별 이송 거리도 수십 m에 해당될 것으로 예상되고 있다.
따라서, 이에 따른 전자석의 크기도 더욱 커지게 되었고, 이로부터 발생되는 열도 더욱 커질 것이 예상된다. 하지만, 기존의 자기 부상 이송 시스템에 적용되는 전자석으로는 이러한 목적을 달성하는데 한계가 있었다.
따라서 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 대차를 비접촉식으로 이송할 수 있도록 하여 대차와 기판의 무게 마찰로 인한 파티클 발생을 최소화시키기 위한 새로운 형태의 자기부상 기판 이송장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 일측이 개방된 내부공간(21)을 갖는 단면이 'ㄷ'자 형상으로 이루어지고, 상기 내부공간(21)의 상면 일측에 자석(22)이 장착되는 대차(20)와; 지면에 고정되는 고정판(31)을 갖고, 상기 고정판(31)으로부터 수직으로 형성되는 수직판(32)을 갖는 고정프레임(30)과; 일측이 상기 고정프레임(30)의 수직판(32) 상부에 설치되고, 양측에 자석(44)이 형성되며, 상기 대차(20)의 내부공간(21)을 관통하는 롤러유닛(40)과; 일측이 상기 고정프레임(30)의 수직판(32) 상부에 설치된 상기 롤러유닛(40)과 이격되어 설치되고, 상부에 자석(51)이 장착되며, 상기 대차(20)가 이동시 상기 대차(20)를 부상시키기 위한 부상유닛(50)과; 상기 대차(20)를 이송시키기 위한 구동부(60)를 포함하여, 상기 롤러유닛(40)은 상기 구동부(60)에 의해 이송되는 상기 대차(20)의 내부공간(21)으로 진입시 상기 대차(20)의 자석(22)과의 자력에 의해 안정적으로 진입하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 자기부상 기판 이송장치에서 상기 롤러유닛(40)은 고정구(41)와; 상기 고정구(41)의 일측에 위치되고, 상기 고정구(41)를 상기 고정프레임(20)의 수직판(32) 상부에 회동 가능하게 결합시키기 위한 결합구(42)와; 상기 고정구(41)의 타측에 위치되고, 상기 결합구(42)를 중심으로 양측에 형성된 롤러(43)와; 상기 고정구(41)의 양측 상부에 형성되는 자석(44)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 자기부상 기판 이송장치에서 상기 부상유닛(50)은 상기 고정프레임(30)의 수직판(32) 상부에 고정되는 고정구(52)와; 상기 고정구(52)와 결합되고, 내부에 수용공간(531)을 갖는 프레임(53)과; 상기 프레임(53)의 수용공간(531)에 수용되는 자석(51)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 자기부상 기판 이송장치에서 상기 부상유닛(50)의 자석(51)은 영구자석 또는 영전자석 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 자기부상 기판 이송장치에서 상기 부상유닛(50)은 상기 자석(51)이 영구자석일 경우 상기 자석(51)의 자력을 조절하기 위한 자력조절구(54)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 따른 자기부상 기판 이송장치에 의하면, 대차를 비접촉식으로 이송할 수 있도록 하여 대차와 기판의 무게 마찰로 인한 파티클 발생을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자기부상 가판 이송장치의 사시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자기부상 가판 이송장치의 측면도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자기부상 가판 이송장치의 평면도,
도 4는 도 2의 A-A', B-B'의 단면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자기부상 가판 이송장치에서 대차의 내부공간으로 롤러유닛이 진입하는 과정을 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하며, 도 1 내지 도 5에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다. 한편, 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자기부상 가판 이송장치(10)는 대차(20), 고정프레임(30), 롤러유닛(40), 부상유닛(50) 및 구동부(60)를 포함하여 이루어진다.
대차(20)는 기판이 결합되는 것으로, 일측이 개방된 내부공간(21)을 갖는 단면이 'ㄷ'자 형상으로 이루어지고, 내부공간(21)의 상면 일측에 자석(22)이 장착되어 진다. 이때, 자석(22)은 내부공간(21)의 끝단에 형성되되, S극의 자석(22b)과 N극의 자석(22a)이 순차적으로 형성되어 진다.
이러한 구성을 갖는 대차(20)는 개방된 일측이 외측을 향하도록 이격되어 형성되고, 내부에 기판이 결합되어 진다.
고정프레임(30)은 이격된 대차(20)의 양측에 위치되어 지면에 고정되는 고정판(31)을 갖고, 고정판(31)으로부터 수직으로 형성되는 수직판(32)을 갖는다.
롤러유닛(40)은 대차(20)가 이송시 대차(20)의 내부공간(21)으로 안정적으로 진입할 수 있도록 하기 위한 것으로, 일측이 고정프레임(30)의 수직판(32) 상부에 설치된다
롤러유닛(40)은 고정구(41)와, 고정구(41)의 일측에 위치되고, 고정구(41)를 고정프레임(20)의 수직판(32) 상부에 회동 가능하게 결합시키기 위한 결합구(42)와, 고정구(41)의 타측에 위치되고, 결합구(42)를 중심으로 양측에 형성되는 롤러(43) 및 고정구(41)의 양측 상부에 형성되는 자석(44)을 포함하여 이루어진다. 이때, 롤러유닛(40)의 결합구(42) 및 롤러(43)에는 베어링이 구비되어 회동을 원활하도록 한다.
한편, 롤러유닛(30)의 고정구(41)의 상부에 형성되는 자석(44)은 N극 또는 S극 중 선택된 어느 하나로 형성되되, 대차(20)의 내부공간(21)의 끝단에 S극의 자석(22b)이 먼저 배치되면 롤러유닛(40)의 자석(44)은 N극으로 형성되고, 대차(20)의 내부공간(21)의 끝단에 N극의 자석(22a)이 먼저 배치되면 롤러유닛(40)의 자석(44)은 S극으로 형성되는 것이 바람직하다. 이는 대차(20)의 내부공간(21)으로 롤러유닛(40)이 진입시 대차(20)의 자석(22)과 롤러유닛(40)의 자석(44)이 서로 당기는 힘으로 인해 롤러유닛(40)이 결합구(42)를 중심으로 전방측이 상측으로 기울어진 상태로 진입 후 서로 밀어내는 힘으로 원상태로 복귀하여 안정적으로 진입할 수 있도록 하기 위함이다.
부상유닛(50)은 일측이 고정프레임(30)의 수직판(32) 상부에 설치된 롤러유닛(40)과 이격되어 설치되고, 상부에 자석(51)이 장착되며, 롤러유닛(40)에 의해 대차(20)가 이동시 대차(20)를 부상시키기 위한 것으로, 고정프레임(30)의 수직판(32) 상부에 고정되는 고정구(52)와, 고정구(52)와 결합되고, 내부에 수용공간(531)을 갖는 프레임(53)과, 프레임(53)의 수용공간(531)에 수용되는 자석(51)을 포함하여 이루어진다. 이때, 부상유닛(50)의 자석(51)은 영구자석 또는 영전자석 중 선택된 어느 하나로 이루어진다.
그리고, 부상유닛(50)은 자석(51)이 영구자석일 경우 자석의 자력을 조절하기 위한 자력조절구(54)를 더 포함하여 이루어진다.
한편, 롤러유닛(40)과 부상유닛(50)은 정해진 간격으로 이격되어 순차적으로 고정프레임(30)의 수직판(32) 상부에 설치되고, 롤러유닛(40)과 부상유닛(50)의 타단은 대차(20)의 개방된 부분을 통해 내부공간(21)에 위치되어 대차(20)를 부상시켜 이송하도록 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자기부상 기판 이송장치(10)에서 고정프레임(30)의 상부에 고정된 롤러유닛(40) 및 부상유닛(50)으로 대차(20)가 이동시 안정적으로 이동될 수 있도록 대차(20)의 입구측은 경사지도록 경사부(23)가 형성되고, 이와 대응하여 롤러유닛(40)의 고정구(41)는 양측에 경사부(432)가 형성되도록 한다.
구동부(60)는 대차(20)를 이송시키기 위한 것으로, 도 2에서 보는 바와 같이 대차(20)의 하부에 설치되고, 외주면 상에 복수 개의 자석(61)이 장착된 롤러(62)를 갖는다. 이때, 롤러(62)의 외주면 상에 장착된 자석(61)은 N극과 S극이 순차적으로 형성되어 진다.
한편, 구동부(60)는 본 발명의 바람직한 실시예에 한정되지 않고 다양한 방법으로 대차(20)를 이송시킬 수 있을 것이다.
이상과 같이 본 발명에 따른 자기부상 기판 이송장치(10)에 의하면, 대차(20)를 비접촉식으로 이송할 수 있도록 하여 대차(20)와 기판의 무게 마찰로 인한 파티클 발생을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자기부상 기판 이송장치를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
10 : 자기부상 기판 이송장치
20 : 대차 21 : 내부공간
22, 51, 61 : 자석 30 : 고정프레임
31 : 고정판 32 : 수직판
40 : 롤러유닛 41 : 고정구
42 : 결합구 43 : 롤러
50 : 부상유닛 52 : 고정구
53 : 프레임 54 : 자력조절구
60 : 구동부 62 : 롤러

Claims (5)

  1. 일측이 개방된 내부공간(21)을 갖는 단면이 'ㄷ'자 형상으로 이루어지고, 상기 내부공간(21)의 상면 일측에 자석(22)이 장착되는 대차(20)와;
    지면에 고정되는 고정판(31)을 갖고, 상기 고정판(31)으로부터 수직으로 형성되는 수직판(32)을 갖는 고정프레임(30)과;
    일측이 상기 고정프레임(30)의 수직판(32) 상부에 설치되고, 양측에 자석(44)이 형성되며, 상기 대차(20)의 내부공간(21)을 관통하는 롤러유닛(40)과;
    일측이 상기 고정프레임(30)의 수직판(32) 상부에 설치된 상기 롤러유닛(40)과 이격되어 설치되고, 상부에 자석(51)이 장착되며, 상기 대차(20)가 이동시 상기 대차(20)를 부상시키기 위한 부상유닛(50)과;
    상기 대차(20)를 이송시키기 위한 구동부(60)를 포함하여,
    상기 롤러유닛(40)은 상기 구동부(60)에 의해 이송되는 상기 대차(20)의 내부공간(21)으로 진입시 상기 대차(20)의 자석(22)과의 자력에 의해 안정적으로 진입하는 것을 특징으로 하는 자기부상 기판 이송장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 롤러유닛(40)은 고정구(41)와;
    상기 고정구(41)의 일측에 위치되고, 상기 고정구(41)를 상기 고정프레임(30)의 수직판(32) 상부에 회동 가능하게 결합시키기 위한 결합구(42)와;
    상기 고정구(41)의 타측에 위치되고, 상기 결합구(42)를 중심으로 양측에 형성된 롤러(43)와;
    상기 고정구(41)의 양측 상부에 형성되는 자석(44)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기부상 기판 이송장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 부상유닛(50)은 상기 고정프레임(30)의 수직판(32) 상부에 고정되는 고정구(52)와;
    상기 고정구(52)와 결합되고, 내부에 수용공간(531)을 갖는 프레임(53)과;
    상기 프레임(53)의 수용공간(531)에 수용되는 자석(51)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기부상 기판 이송장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 부상유닛(50)의 자석(51)은 영구자석 또는 영전자석 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자기부상 기판 이송장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 부상유닛(50)은 상기 자석(51)이 영구자석일 경우 상기 자석(51)의 자력을 조절하기 위한 자력조절구(54)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기부상 기판 이송장치.
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