KR102127007B1 - 벨트식 로드포트 개폐장치 - Google Patents

Abstract

개시되는 벨트식 로드포트 개폐장치는, 풉의 전면에 배치되어 상기 풉의 도어를 개폐하는 판상형의 개폐판; 상기 개폐판의 양면을 관통하여 회전가능하게 설치되는 한 쌍의 래치부; 상기 한 쌍의 래치부의 일측단에 각각 고정되는 한 쌍의 개폐키; 상기 한 쌍의 래치부의 타측단에 각각 고정되어 상기 한 쌍의 개폐키와 동일한 각도로 회전하는 한 쌍의 풀리; 상기 한 쌍의 풀리를 연결하여 상호 회전력을 전달하는 타이밍 벨트; 및 상기 한 쌍의 래치부 중 어느 하나와 결합되어 회전력을 인가하는 구동부;를 포함한다.

Description

벨트식 로드포트 개폐장치{Belt Type Opening Apparatus for LoadPort}

본 발명(Disclosure)은, 벨트식 로드포트 개폐장치에 관한 것으로서, 구체적으로 타이밍 벨트를 이용하여 개폐 작동의 고장 적고 개폐키의 정밀한 회전 각도 제어가 가능한 벨트식 로드포트 개폐장치에 관한 것이다.

여기서는, 본 발명에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).

일반적으로 반도체 생산 공정에서는, 분산된 단위 공정간에 웨이퍼를 이송하는 자동화 장치가 널리 쓰이고 있다.

대표적으로, 대량 생산 시스템의 반도체 생산 공정에서는 다수의 웨이퍼를 한번에 이송할 때, 풉(Front Opening Unified Pod)을 이용한다.

풉은, 웨이퍼를 각종 불순물로부터 보호할 수 있는 밀폐된 수용공간을 제공한다. 또한, 그 자체가 규격화됨으로써, 이송과 적재 및 보관등이 자동화 된 공정에 사용되기도 한다.

풉은 그 내부에 다수의 웨이퍼를 수납한 상태에서 이동하여, 상당한 청정도와 안정성을 가지는 각 단위공정의 작업공간내로 웨이퍼를 운반한다.

한편 반도체 생산 공정에서는 로드포트(Load Port)를 이용하여, 풉이 거치되어 그 내부로 웨이퍼를 입출고한다.

따라서 로드포트에는 풉의 도어를 개폐하는 개폐장치를 구비되어야 한다.

일반적인 풉은 이격되어 배치되는 두 개의 키홀(key hole)이 형성된다. 키홀 각각에 개폐키를 삽입하여 회전시키면 풉의 도어가 개방된다.

종래의 로드포트용 개폐장치에서는, 두 개의 개폐키를 다 수개의 힌지 구조를 포함하는 링크 구조로 연결한다. 연결된 두 개의 개폐키는 링크 구조에 의해 동일한 각도로 회전하도록 설계된다.

이러한 종래의 로드포트용 개폐장치에서는, 다수의 링크 구조가 작동할 때, 작동력의 손실이 많이 발생한다.

특히 링크 구조에 의해 작동력 형태가 직선-회전운동으로 여러번 전환되고, 각 링크 구조가 갖는 유격과 물리적 형상 및 그 크기가 상충함으로써, 작동시 끼임등의 문제가 발생할 가능성이 높다.

또한 링크 구조를 형성하는 금속재들 상호간에 마찰로 인해서, 크고 작은 파티클(particle)이 생성될 수 있는 문제점도 있다.

1. 한국등록특허공보 제10-0506122호

본 발명(Disclosure)은, 타이밍 벨트를 이용하는 벨트식 로드포트 개폐장치를 구현함으로써, 개폐 작동의 고장원인을 제거하고, 개폐키 회전 각도를 정밀하게 제어할 수 있는 벨트식 로드포트 개폐장치의 제공을 일 목적으로 한다.

여기서는, 본 발명의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 발명의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).

상기한 과제의 해결을 위해, 본 발명을 기술하는 여러 관점들 중 어느 일 관점(aspect)에 따른 벨트식 로드포트 개폐장치는, 풉의 전면에 배치되어 상기 풉의 도어를 개폐하는 판상형의 개폐판; 상기 개폐판의 양면을 관통하여 회전가능하게 설치되는 한 쌍의 래치부; 상기 한 쌍의 래치부의 일측단에 각각 고정되는 한 쌍의 개폐키; 상기 한 쌍의 래치부의 타측단에 각각 고정되어 상기 한 쌍의 개폐키와 동일한 각도로 회전하는 한 쌍의 풀리; 상기 한 쌍의 풀리를 연결하여 상호 회전력을 전달하는 타이밍 벨트; 및 상기 한 쌍의 래치부중 어느 하나와 결합되어 회전력을 인가하는 구동부;를 포함한다.

본 발명의 다른 일 관점(aspect)에 따른 벨트식 로드포트 개폐장치는, 상기 타이밍 벨트의 장력을 제어하는 텐션 조정기를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 관점(aspect)에 따른 벨트식 로드포트 개폐장치는, 상기 한 쌍의 개폐키의 개폐여부를 감지하는 한 쌍의 감지센서; 및 상기 한 쌍의 감지센서의 측정값을 기반으로 하여 상기 텐션 조정기를 작동하여 상기 타이밍 벨트의 장력을 제어하는 장력 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 관점(aspect)에 따른 벨트식 로드포트 개폐장치에서, 상기 감지센서는, 상기 풀리 또는 상기 개폐키 및 상기 래치부중 적어도 어느 하나와 결합하여 회전하는 회전바 및 상기 풀리의 회전축을 중심으로 하는 둘레상에서 상기 회전바의 위치를 감지하는 감지기를 가질 수 있다.

본 발명의 다른 일 관점(aspect)에 따른 벨트식 로드포트 개폐장치는, 상기 장력 제어부의 제어에 따라 작동하며, 상기 한 쌍의 풀리중 상기 구동부와 결합되지 않는 상기 풀리와 상기 타이밍 벨트를 서로 이격시킴으로써, 상기 한 쌍의 개폐키의 개폐여부가 동일하도록 매칭시키는 이격부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 관점(aspect)에 따른 벨트식 로드포트 개폐장치에서, 상기 구동부는, 일측이 상기 한 쌍의 래치부중 어느 하나와 결합되는 구동 링크와, 상기 구동 링크의 또 다른 일측과 결합하고 상기 개폐판에 고정되는 액추에이터를 가질 수있다.

본 발명의 다른 일 관점(aspect)에 따른 벨트식 로드포트 개폐장치에서, 상기 액추에이터는 공압 구동식 액추에이터이다.

본 발명에 따르면, 타이밍 벨트 및 텐션 조정기를 이용하여 이격된 개폐키를 회전 작동함으로써, 동력의 손실을 최소화 하면서 유연하게 작동하며, 정밀하게 회전각도를 제어할 수 있는 개폐장치를 구현할 수 있다.

본 발명에 따르면, 텐션 조정기를 이용함으로써, 벨트 장력 손실에 따른 두 개의 개폐키의 회전각도 비동기화 현상을 방지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 개폐키의 회전 각도를 감지하는 감지센서를 장착함으로써, 개폐키의 작동 상태 및 오작동 여부를 확인할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 벨트식 로드포트 개폐장치의 일 실시형태를 보인 도면.
도 2는 도 1의 벨트식 로드포트 개폐장치에서 개폐판을 제거한 상태를 보인 도면.
도 3은 도 2의 벨트식 로드포트 개폐장치에서 제1 래치부를 확대한 도면.
도 4는 도 2의 벨트식 로드포트 개폐장치에서 제2 래치부를 확대한 도면.

이하, 본 발명에 따른 벨트식 로드포트 개폐장치를 구현한 실시형태를 도면을 참조하여 자세히 설명한다.

다만, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상은 이하에서 설명되는 실시형태에 의해 그 실시 가능 형태가 제한된다고 할 수는 없고, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상에 기초하여 통상의 기술자에 의해 이하에서 설명되는 실시형태를 치환 또는 변경의 방법으로 용이하게 제안될 수 있는 범위를 포섭함을 밝힌다.

또한, 이하에서 사용되는 용어는 설명의 편의를 위하여 선택한 것이므로, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상을 파악하는 데 있어서, 사전적 의미에 제한되지 않고 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미로 적절히 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 벨트식 로드포트 개폐장치의 일 실시형태를 보인 도면이며, 도 2는 도 1의 벨트식 로드포트 개폐장치에서 개폐판을 제거한 상태를 보인 도면이다.

또한, 도 3은 도 2의 벨트식 로드포트 개폐장치에서 제1 래치부를 확대한 도면, 도 4는 도 2의 벨트식 로드포트 개폐장치에서 제2 래치부를 확대한 도면이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면 본 실시형태에 따른 벨트식 로드포트 개폐장치는, 개폐판(10), 래치부(20), 개폐키(31, 32), 풀리(40), 타이밍 벨트(50) 및 구동부(60)를 포함한다.

개폐판(10)은 판상형으로 풉 전면에 배치되어 풉의 도어를 개폐한다.

래치부(20)는, 개폐판(10)의 양면을 관통하여 회전 가능하게 설치된다.

개폐키(31, 32)는, 한 쌍의 래치부(20)의 일측단에 각각 고정되고, 풉의 키홀에 삽입되어 풉의 도어를 잠금 해제한다.

풀리(40)는, 한 쌍의 래치부(20)의 타측단에 각각 고정되어, 한 쌍의 개폐키(31, 32)와 동일한 각도로 회전한다.

타이밍 벨트(50)는 한 쌍의 풀리(40)를 서로 연결하여 회전력을 전달한다.

구동부(60)는 한 쌍의 래치부(20)중 어느 하나와 결합된다. 구동부(60)는, 직선운동을 생성하여 래치부에 인가함로써 해당 래치부에 회전력을 발생시킨다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 벨트식 로드포트 개폐장치는, 종래의 로드포트 개폐장치에서 채용된 복잡한 관절부를 갖는 링크 구조를 대체하여, 타이밍 벨트(50)를 이용하여 한 쌍의 풀리(40)를 직접 연결함으로써, 구조가 단순하고 기계적 고장확률이 낮아진다.

타이밍 벨트(50)를 이용함으로써, 링크 구조는 그 작동 과정에서 발생할 수 있는, 끼임이나 걸림 현상이 발생하지 않으며, 마찰로 인한 파티클 생성 현상이 억제된다.

링크 구조를 이용하여 이격되어 배치되는 두 개의 래치부를 동일한 각도로 회전시키기 위해서는, 직선운동과 회전운동이 순환 변환되어야 한다.

즉, 링크 구조에 의해 작동력 형태가 직선-회전운동으로 여러번 전환되고, 각 링크 구조가 갖는 유격과 물리적 형상 및 그 크기가 상충함으로써, 작동시 끼임등의 문제가 발생할 가능성이 높다.

그러나 도 1 내지 도 2에서 확인할 수 있듯이, 본 발명에 따른 벨트식 로드포트 개폐장치의 일 실시형태에서는, 한 쌍의 래치부(20)가 타이밍 벨트(50)로 연결된다.

한 쌍의 래치부(20)중 어느 하나의 회전운동이, 또 다른 래치부(20)의 회전운동으로 직접 전달된다.

따라서, 회전 에너지의 손실을 최소화 할 수 있으며, 한 쌍의 래치부(20) 사이의 동력 전달 구조가 단순해질 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 벨트식 로드포트 개폐장치에서 구동부(60)는, 일측이 한 쌍의 래치부(20)중 어느 하나와 결합되는 구동 링크(62)와, 구동 링크(62)의 또 다른 일측과 결합하고 개폐판(10)에 고정되는 액추에이터(61)를 포함한다.

본 실시형태에 따르면, 구동부(60)에 의한 직선운동이, 한 쌍의 래치부(20)중에, 제1 래치부(21)를 회전시킨다.

제1 래치부(21)의 회전운동은, 타이밍 벨트를 통하여 제2 래치부(22)의 회전운동으로 직접 전달된다.

상술한 바와 같이, 제1 래치부(21)와 제2 래치부(22)사이의 동력 전달은 타이밍 벨트(50)을 통하여 상호 인가된다.

액추에이터(61)의 직선운동이 구동 링크(62)를 통하여 제1 래치부(21)의 회전운동으로 변환되면, 운동 형태의 변환이 발생하지 않는다.

액추에이터(61)에서 발생된 직선 운동의 에너지는, 그 손실을 최소화 하면서 제2 래치부(22)를 회전시킬 수 있다.

또한 도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 실시형태에 따른 벨트식 로드포트 개폐장치는, 타이밍 벨트(50)의 장력을 제어하는 텐션 조정기(70)를 더 포함한다.

타이밍 벨트(50)는, 사용시간이 증가할 수록 장력이 감소하여 한 쌍의 풀리(40) 상호간에 회전수가 달라질 수 있다.

장력이 감소한 타이밍 벨트(50)는 풀리와의 접촉이 느슨해질 수 있으며, 이는 풀리(40)와 타이밍 벨트(50) 각각의 톱니가 헛도는 현상를 유발할 수 있다.

뿐만 아니라, 풀리(40)와 타이밍 벨트(50) 사이의 백래쉬(Backlash)를 크게함으로써, 한 쌍의 개폐키 상호간의 회전 각도 차이를 유발할 수도 있다.

텐션 조정기(70)는 타이밍 벨트(50)의 장력을 조절함으로써, 상술한 문제를 해결할 수 있다.

즉, 텐션 조정기(70)를 이용하여 타이밍 벨트(50)의 장력을 강하게 하면, 특정한 타이밍 벨트가 헛도는 현상은 물론이고, 백래쉬(Backlash)를 최소화 할 수도 있다.

따라서, 한 쌍의 풀리(40) 서로간의 회전수 및 그 차이를 정밀하게 제어할 수 있다.

또한 도 4를 참조하면, 본 실시형태에 따른 벨트식 로드포트 개폐장치는, 감지센서(80) 및 장력 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

감지센서(80)는, 한 쌍의 개폐키(31, 32)의 개폐여부를 감지한다.

개폐키(31, 32)의 개폐여부는, 개폐키(31, 32)의 회전 각도에 따라 결정되므로, 개폐여부를 감지하는 것은, 개폐키(31, 32)의 회전 각도를 감지하는 것과 동일할 수 있다.

장력 제어부(미도시)는, 한 쌍의 감지센서(80)의 측정값을 기반으로 하여 텐션 조정기(70)를 작동하여 타이밍 벨트(50)의 장력을 제어한다.

즉, 한 쌍의 개폐키(31, 32)의 개폐여부 즉 회전 각도가 서로 상이하면, 타이밍 벨트(50)의 장력이 부족한 것으로 판단할 수 있다.

이때 장력 제어부(미도시)는 텐션 조정기(70)를 작동하여, 타이밍 벨트(50)의 장력을 상승시킨다.

또한, 본 실시형태에 따른 벨트식 로드포트 개폐장치는, 감지센서(80)의 측정값을 표시하는 표시부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

작업자는 표시부에 표시되는 감지센서(80)의 측정값을 확인함으로써, 작동중에 있는 개폐장치의 작동 여부를 확인할 수 있다. 또한, 한 쌍의 개폐키(31, 32)의 개폐여부 즉 회전 각도가 서로 상이함을 인지할 수 있다.

또한 표시부는 시각 또는 청각 정보로 감지센서(80)의 측정값을 표시할 수 있다.

한 쌍의 개폐키(31, 32)의 회전 각도가 서로 상이할 경우에, 표시부는 청각 정보로 알람하여, 풉의 도어 개폐가 불가함을 쉽게 인지하도록 하는 할 수 있다.

도 4를 참조하면 상술한 감지센서(80)는, 풀리(40) 또는 개폐키(31, 32) 및 래치부(20)중 적어도 어느 하나와 결합하여 회전하는 회전바(82), 풀리(40)의 회전축을 중심으로 하는 둘레상에서 회전바(82)의 위치를 감지하는 감지기(81)를 가진다.

또한 본 발명에 따른 벨트식 로드포트 개폐장치의 또 다른 일 실시형태에서는, 한 쌍의 개폐키의 회전각도를 보정할 수 있는 이격부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

이격부(미도시)는, 장력 제어부(미도시)의 제어에 따라 작동하며, 한 쌍의 풀리(40)중 구동부(60)와 결합되지 않는 풀리(40)와 타이밍 벨트(50)를 서로 이격시킨다.

이에 따라 이격부(미도시)는, 한 쌍의 개폐키의 개폐여부가 동일하도록 매칭시킨다.

이격부(미도시)의 작동을 도 2에 도시된 벨트식 로드포트 개폐장치에 적용하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 벨트식 로드포트 개폐장치에서, 상술한 이격부(미도시)는 제2 래치부(22)에 고정되는 풀리(42)에 인접하여 형성될 수 있다.

상술한 바와 같이 이격부(미도시)는 제2 래치부(22)의 풀리(42)와 타이밍 벨트(50)를 서로 이격시킬 수 있다. 이에 따라 제2 래치부(22)는 제1 래치부(21)와 서로 격리된다.

이때 이격부(미도시)는, 구동부(60)-제1 래치부(21)의 풀리(41)-타이밍 벨트(50)를 따라 인가되는 회전력에 의해 무부하 회전할 수 있는, 적어도 하나 이상의 회전부재로 구성될 수 있다.

제1 래치부(21) 및 제2 래치부(22) 각각에 연결된 한 쌍의 개폐키(31, 32)의 각도가 상이하면, 한 쌍의 개폐키(31, 32)의 각도가 서로 보정되어야 사용이 가능하다.

타이밍 벨트(50)가 한 쌍의 풀리(40)에 모두 연결되어 있으면, 이러한 보정이 불가능한다.

장력 제어부(미도시)에서 개폐키의 각도 보정이 필요할 때, 이격부(미도시)를 이용하여 제2 래치부(22)의 풀리(40)와 타이밍 벨트(50)를 서로 이격시킨다.

다음으로 제1 래치부(21)를 회전시켜 한 쌍의 개폐키(31, 32)의 각도를 매칭하여 보정한다.

이때 제1 래치부(21)으 풀리(41)를 회전시킴으로써, 한 쌍의 개폐키(31, 32)의 각도가 매칭되어 보정될 수 있다.

한 쌍의 개폐키 각도 보정이 완료되면, 이격부(미도시)는 타이밍 벨트(50)와 제2 래치부(22)의 풀리(40)를 다시 접촉시킨다.

장력 제어부(미도시)는 타이밍 벨트(50) 및 한 쌍의 풀리(40)에 형성된 톱니 하나의 각도 만큼 개폐키의 각도 보정을 수행하는 것이 바람직하다.

이러한 보정 작업은, 작업자가 상술한 표시부를 통하여 확인한 한 쌍의 개폐키의 회전 각도가 서로 상이함을 인지함으로써 수동으로 수행할 수 있다.

또는 장력 제어부(미도시)에 상술한 회전 각도가 서로 상이함에 대한 허용치 상한을 입력함으로서, 장력 제어부(미도시)가 자동으로 수행할 수도 있다.

Claims (7)

1. 풉의 전면에 배치되어 상기 풉의 도어를 개폐하는 판상형의 개폐판;
   상기 개폐판의 양면을 관통하여 회전가능하게 설치되는 한 쌍의 래치부;
   상기 한 쌍의 래치부의 일측단에 각각 고정되는 한 쌍의 개폐키;
   상기 한 쌍의 래치부의 타측단에 각각 고정되어 상기 한 쌍의 개폐키와 동일한 각도로 회전하는 한 쌍의 풀리;
   상기 한 쌍의 풀리를 연결하여 상호 회전력을 전달하는 타이밍 벨트; 및
   상기 한 쌍의 래치부 중 어느 하나와 결합되어 회전력을 인가하는 구동부;를 포함하고,
   상기 타이밍 벨트의 장력을 제어하는 텐션 조정기를 더 포함하며,
   상기 한 쌍의 개폐키의 개폐여부를 감지하는 한 쌍의 감지센서; 및
   상기 한 쌍의 감지센서의 측정값을 기반으로 하여 상기 텐션 조정기를 작동하여 상기 타이밍 벨트의 장력을 제어하는 장력 제어부를 더 포함하는 벨트식 로드포트 개폐장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 감지센서는,
   상기 풀리 또는 상기 개폐키 및 상기 래치부 중 적어도 어느 하나와 결합하여 회전하는 회전바 및 상기 풀리의 회전축을 중심으로 하는 둘레상에서 상기 회전바의 위치를 감지하는 감지기를 가지는 벨트식 로드포트 개폐장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 장력 제어부의 제어에 따라 작동하며, 상기 한 쌍의 풀리중 상기 구동부와 결합되지 않는 상기 풀리와 상기 타이밍 벨트를 서로 이격시킴으로써, 상기 한 쌍의 개폐키의 개폐여부가 동일하도록 매칭시키는 이격부를 더 포함하는 벨트식 로드포트 개폐장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 구동부는,
   일측이 상기 한 쌍의 래치부 중 어느 하나와 결합되는 구동 링크와, 상기 구동 링크의 또 다른 일측과 결합하고 상기 개폐판에 고정되는 액추에이터를 가지는 벨트식 로드포트 개폐장치.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 액추에이터는,
   공압 구동식 액추에이터인 벨트식 로드포트 개폐장치.

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