KR100533543B1 - 무진 컨베이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체생산라인에서와 같이 청정환경이 요구되는 곳에 사용될수 있는 무진 컨베이어에 관한 것으로 더 상세하게는 컨베이어 구동시 구동계의 면 접촉에 따른 분진 발생을 없애 청정환경이 요구되는 곳에 적용될수 있는 무진 컨베이어에 관한 것이다.

본 발명에 따른 무진 컨베이어는, 고정프레임에 회전 가능하게 장착되는 다수의 이송롤러와, 상기 고정프레임을 지지축으로 하여 이송롤러를 회전 시키기 위해 그 이송롤러로부터 연장되어 영구자석을 구비하는 편심디스크와, 상기 편심디스크의 전방에서 상기 편심디스크측 영구자석에 대응하는 영구자석을 구비하여 일정한 선 운동의 궤적 행정운동으로 편심디스크를 회전시키는 장방형의 편심바와, 상기 편심바에 구비되는 영구자석에 대응되는 영구자석을 구비하여 편심바를 일정한 선 운동의 궤적 행정운동으로 구동시키는 구동부로 이루어지 것을 특징으로 한다. 또한, 고정프레임에 장착되는 다수의 이송롤러와, 상기 고정프레임에 장착되는 이송롤러를 비접촉 상태로 고정프레임에 회전 가능하게 지지하는 비접촉식 베어링과, 상기 이송롤러를 비접촉식 베어링을 지지축으로 하여 회전 시키기 위해 이송롤러로부터 연장된 회전판과, 상기 회전판의 전방에서 그 회전판에 회전력을 전달하기 위해 일정한 선 운동의 궤적 행정운동으로 상기 회전판을 회전시키는 편심바와, 상기 편심바의 선운동을 궤적 행정에서 회전판의 회전운동으로 전달하기 위해 회전판과 편심바를 연결하는 제1피봇조인트와, 상기 편심바를 구동시키기 위해 구동력을 얻어 회전하는 종동측회전판과, 상기 회전판의 회전운동을 편심바의 선 운동으로 매개하기 위해 종동측회전판과 편심바를 연결하는 제2피봇조인트로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

무진 컨베이어{Non-Dust Conveyer}

본 발명은 반도체생산라인에서와 같이 청정환경이 요구되는 곳에 사용될수 있는 무진 컨베이어에 관한 것으로 더 상세하게는 컨베이어 구동시 구동계의 면 접촉에 따른 분진 발생을 없애 청정환경이 요구되는 곳에 적용될수 있는 무진 컨베이어에 관한 것이다.

일반적으로 컨베이어는 수평 운반을 주목적으로 하는 연속 작업의 이송 기계로서, 매질을 특정 장소에서 다른 장소로 연속적으로 이송시키기 위하여 동일한 구동을 반복적으로 수행하며, 이러한 컨베이어를 활용하는 컨베이어 시스템(Conveyor System)은 컨베이어에 의한 유동 작업 방식으로서 수평이동을 하는 컨베이어 위에서 조립순으로 공급되는 부품을 분업적으로 조립하여 종점에서 자동적으로 완성품을 만들게 되므로 동일 제품의 대량 생산에 적합한 방식을 제공하게 된다.

이러한 완성된 컨베이어 시스템을 구축하기 위해서는 특정 장소에 설치되는 컨베이어를 포함하여 모든 이송 기구 및 기계들이 유기적으로 구동되고, 또한 구동시 오작동이나 에러 없이 여러 조건을 충족시켜야만 만족할만한 수준의 유기적 컨베이어 시스템을 구성할 수 있게 된다.

만족할 만한 수준의 컨베이어 시스템을 얻기 위해서는 위와 같이 자체적으로는, 낮은 에러수준의 유지 외에도, 구동 중 충격이나 소음 그리고 매질에 대한 영향 등을 최소화할 수 있어야 하며, 특히 적정한 수준의 청정상태를 유지하여야 하는 클린룸 등과 같은 반도체제조공정 등에 적용되는 경우 분진발생 등을 자체적으로 억제 시켜야 하는 과제를 갖게 되는데, 소음발생의 문제나 충격 그리고 에러수준의 적정 유지 등을 포함하는 시스템 성능 유지는 기구 및 제어방식 등의 개선이나 설비 점검 등을 통한 설비의 사전보수에 의해 충분히 보완할 수 있는 여지가 있으나, 나머지 분진발생의 문제를 기구적으로 보완하기는 어렵다.

컨베이어 시스템을 구성하는데 있어서, 분진 발생의 문제를 설비 운영상의 집중 관리항목으로 취급하는 곳은 특히 청정환경을 요구하는 반도체 제조라인 등이다.

도 1은 컨베이어 시스템을 구성하는 벨트컨베이어(10)의 한 유형을 나타낸 구성으로서, 주요부분은, 매질을 운반하는 컨베이어벨트(11)와, 컨베이어벨트(11)의 양측에 설치되어 컨베이어벨트를 구동시키는 구동풀리(12) 및 리턴풀리(13)와, 상기 컨베이어벨트(11)의 하부를 지지하여 컨베이어벨트(11)의 처짐을 방지하는 다수의 이송롤러(14) 및 리턴롤러(15)와, 이송롤러(14)를 소정의 높이로 지지하는 지지구조물(16)로 구성된 형식이다. 여기서, 회전하는 모든 풀리를 포함한 각종 롤러들은 회전 소음이나 구동면 마찰 그리고 원할한 회전을 이루기 위해 구조물 또는 회전점을 축으로 베어링을 장착하여 마찰소음과 회전소음을 줄이도록 설계된다.

도 2는 컨베이어 시스템을 구성할 수 있는 컨베이어의 또 다른 유형으로서, 롤형 컨베이어의 경우이며, (a)는 평면구조 이고, (b)는 주요부분을 발췌한 상세도이다.

주요부분은, 일정 간격을 두고 평면상으로 배열된 다수의 이송롤러(20)와, 상기 이송롤러(20)들을 회전 가능하게 지지하는 지지프레임(21)과, 상기 지지프레임(21)에 결합된 이송롤러(20)의 축(22)을 회전 가능하게 지지하는 베어링(23)과, 상기 이송롤러(23)를 회전 시키기 위해 축(22)에 장착된 회전풀리(24)와, 상기 회전풀리(24)를 회전시키는 체인(25)으로 구성된다.

도 3은 구동력을 받아 지지프레임(21)에서 회전하는 이송롤러(20)의 상세 단면도이다. 이송롤러(20)는 지지프레임(21)에 축(22)을 통해 결합되어 있으며, 그 축(22)은 베어링(23)에 의해 지지되고 회전풀리(24)를 통해 전달되는 구동력에 의해 원할한 회전이 될 수 있도록 되어있다.

따라서, 축(22)은 베어링(23)과 일정한 접촉관계를 형성하고, 이송롤러(20)의 축(22)이 회전할 때는 베어링(23)과 접촉되어 있으므로 반드시 접촉면에서 마찰과 마모 현상이 발생된다.

이러한 베어링 요소를 포함한 회전하는 축 구동부분의 롤링부분, 또한 면첩촉으로 슬라이드 되는 부분 등에서 생기는 금속 분진 등은 청정환경이 요구되는 곳에서는 치명적인 오염원이 되는데, 이같은 분진발생은 컨베이어 시스템의 가동과 가동시간 등에 따라 악화되는 현상으로 발전된다.

대처방법은 청정환경을 요구하는 실내공장에서는 컨베이어 시스템 사용을 억제하는 것이지만 컨베이어 시스템의 가동은 자동생산과 대량생산에 필연적이기 때문에 결국 지속적인 유지보수 및 관리로 분진발생을 억제할 수 밖에 없다.

도 3과 같이 지지프레임(21)에 장착된 베어링(23)의 내륜과 이송롤러(20)의 축(22)이 맞물리는 접촉면 사이에 갭(gap)인 "A"공간이 형성되면, 이 갭 "A"공간은 축 구동에서 소음원이 되며 점진적으로 갭 공간이 확장되면서 마찰유동을 증가 시키고 이 현상을 가속화 시키면서 축(22)과 베어링(23) 마모 및 소음을 촉진 시키게 된다. 따라서 갭의 형태나 소음 등의 악화되면 이송롤러(20)를 지지프레임(21)으로부터 분해하여 베어링과 함께 새것으로 교환하거나 마모된 부분을 보수하여 소음과 마모를 줄일수 있도록 한다.

그러나, 이러한 유지 및 관리에 지나치게 많은 유지 보수 비용이 투입될 뿐만 아니라 컨베이어 시스템 구동중 필연적으로 발생되는 분진발생을 억제하는데에는 한계가 있으며, 소음과 마모에 대한 충분한 대안을 제시할 수 없는 문제점이 있었기 때문에 고청정도를 요구하는 반도체 및 박막액정표시소자 등의 생산 환경에서 생산 부품 등에 분진이 전이되어 불량을 야기 시키는 문제점이 있었다.

또한, 컨베이어 시스템 설계에 있어서 프레임을 중심으로 다수의 롤러들을 회전 가능하게 배치하고 복잡한 구조물들의 마운팅 조합으로 완성하기 때문에 시스템 설계의 복잡함과 볼트 결합 의존적이므로 분해 및 조립성이 떨어지고 주요 부품의 공용화 설계에도 제약이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 청정환경을 유지하기 위해 컨베이어 시스템의 유지 및 관리에 지나치게 많은 유지 보수 비용이 투입되는 문제점을 개선할 수 있는 컨베이어를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 컨베이어 시스템 구동 중 필연적으로 발생되는 분진을 원인적으로 억제할 수 있는 컨베이어를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 고청정도를 요구하는 환경에 적합한 컨베이어를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 컨베이어 시스템 설계에 있어서 복잡한 구조를 단순화 시키면서도 분해 및 조립성이 우수하고 주요 부품의 공용화 설계에 적합한 컨베이어 모듈을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무진 건베이어는, 일정 간격을 두고 평면상으로 배열된 다수의 이송롤러와, 상기 이송롤러들을 회전 가능하게 지지하는 고정프레임과, 상기 지지프레임에 결합된 이송롤러의 축을 회전 가능하게 지지하는 베어링과, 상기 이송롤러를 회전 시키는 구동수단을 포함하는 구동 컨베이어에 있어서,

상기 고정프레임에 회전 가능하게 장착되는 다수의 이송롤러와,

상기 고정프레임을 지지축으로 하여 이송롤러를 회전 시키기 위해 그 이송롤러로부터 연장되어 영구자석을 구비하는 편심디스크와,

상기 편심디스크의 전방에서 상기 편심디스크측 영구자석에 대응하는 영구자석을 구비하여 일정한 선 운동의 궤적 행정운동으로 편심디스크를 회전시키는 장방형의 편심바와,

상기 편심바에 구비되는 영구자석에 대응되는 영구자석을 구비하여 편심바를 일정한 선 운동의 궤적 행정운동으로 구동시키는 구동부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징은, 일정한 간격을 두고 평면상으로 배열된 다수의 이송롤러와, 상기 이송롤러들을 회전 가능하게 지지하는 고정프레임과, 상기 지지프레임에 결합된 이송롤러의 축을 회전 가능하게 지지하는 베어링과, 상기 이송롤러를 회전 시키는 구동수단을 포함하는 구동 컨베이어에 있어서,

상기 고정프레임에 장착되는 다수의 이송롤러와,

상기 고정프레임에 장착되는 이송롤러를 비접촉 상태로 고정프레임에 회전가능하게 지지하는 비접촉식 베어링과,

상기 이송롤러를 비접촉식 베어링을 지지축으로 하여 회전 시키기 위해 영구자석을 구비하는 편심디스크와,

상기 편심디스크의 전방에서 상기 편심디스크측 영구자석에 대응하는 영구자석을 구비하여 일정한 선 운동의 궤적 행정운동으로 편심디스크를 회전시키는 장방형의 편심바와, 상기 편심바에 구비되는 영구자석에 대응되는 영구자석을 구비하여 편심바를 일정한 선 운동의 궤적 행정운동으로 구동시키는 구동부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징은, 일정한 간격을 두고 평면상으로 배열된 다수의 이송롤러와, 상기 이송롤러들을 회전 가능하게 지지하는 고정프레임과, 상기 지지프레임에 결합된 이송롤러의 축을 회전 가능하게 지지하는 베어링과, 상기 이송롤러를 회전 시키는 구동수단을 포함하는 구동 컨베이어에 있어서,

상기 고정프레임에 장착되는 다수의 이송롤러와,

상기 고정프레임에 장착되는 이송롤러를 비접촉 상태로 고정프레임에 회전 가능하게 지지하는 비접촉식 베어링과,

상기 이송롤러를 비접촉식 베어링을 지지축으로 하여 회전 시키기 위해 이송롤러로부터 연장된 회전판과,

상기 회전판의 전방에서 그 회전판에 회전력을 전달하기 위해 일정한 선 운동의 궤적 행정운동으로 상기 회전판을 회전시키는 편심바와,

상기 편심바의 선운동을 궤적 행정에서 회전판의 회전운동으로 전달하기 위해 회전판과 편심바를 연결하는 제1피봇조인트와,

상기 편심바를 구동시키기 위해 구동력을 얻어 회전하는 종동측회전판과,

상기 회전판의 회전운동을 편심바의 선 운동으로 매개하기 위해 종동측회전판과 편심바를 연결하는 제2피봇조인트로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이렇게 구동 컨베이어를 구성하면 청정환경을 유지하기 위해 컨베이어 시스템의 유지 및 관리에 투하되는 유지 보수 비용을 절감할 수 있고, 구동 중 발생되는 분진을 원인적으로 억제할 수 있으며, 컨베이어 시스템 설계에 있어서 복잡한 구조를 단순화 시키고, 분해 및 조립성을 양호하게 하며, 주요 부품의 공용화 설계가 가능해진다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참고로 설명하면 다음과 같다. 도 4는 본 발명에 따른 무진 컨베이어의 대표적인 제 1 실시예의 구성예이다. 도 5은 도 4의 구성에서 고정프레임과 이송롤러의 접촉면에 비접촉식 베어링을 설치한 또 다른 제 2 실시예의 구성이다. 도 6은 본 발명에 따른 편심바와 편심디스크간의 영구자석 배치 상태를 설명하기 위한 정면도이며, 도 7은 편심바와 편심디스크간 또는 구동부측 영구자석과 편심바간 영구자석의 접촉관계를 설명하기 위한 상세도이다. 도 8은 본 발명의 또 다른 제 3 실시에 따른 무진 컨베이어의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 9는 본 발명에 적용되는 비접촉식 베어링의 구성예를 보인 도면이다.

본 발명에 따른 무진 컨베이어는, 도 4 내지 도 8과 같이, 공통적으로 일정 간격을 두고 평면상으로 배열된 다수의 이송롤러, 이송롤러들을 회전 가능하게 지지하는 고정프레임, 고정프레임에 결합된 이송롤러의 축을 회전 가능하게 지지하는 베어링과, 이송롤러를 회전 시키는 구동수단을 포함한다.

또한, 구동형식에 따라서 영구자석을 이용한 자기 회전방식과 구동력을 피봇조인트를 이용하여 전달하는 조인트 회전방식으로 크게 구분할 수 있으며, 본 발명의 제 1.2 실시예는 자기 회전방식이며, 제 3 실시예는 조인트 회전방식으로 구분할 수 있지만, 이러한 형식에 관계없이 편심바의 초기 선 운동을 유도하고 그 일정한 선 운동의 행정운동을 반복하여 그 행정을 통해 개개의 펴심디스크들을 구동시켜 최종적으로 이송롤러를 회전구동 시키는 공통적 특징을 가진다.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 구동 컨베이어의 주요부분은, 도 4에 나타난 바와 같이, 고정프레임(30)에 회전 가능하게 장착되는 다수의 이송롤러(31)와, 고정프레임(30)을 지지축으로 하여 이송롤러(31)를 회전 시키기 위해 그 이송롤러(31)로부터 연장되어 영구자석(32)을 구비하는 편심디스크(33)와, 편심디스크(33)의 전방에서 상기 편심디스크(33)측 영구자석(32)에 대응하는 영구자석(34)을 구비하여 일정한 선 운동의 궤적 행정운동으로 편심디스크(33)를 회전시키는 장방형의 편심바(35)와, 상기 편심바(35)에 구비되는 영구자석(34a)에 대응되는 영구자석(36)을 구비하여 편심바(35)를 일정한 선 운동의 궤적 행정운동으로 구동시키는 구동부(37)로 이루어진다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 구동 컨베이어의 주요부분은, 도 5에 나타낸 바와 같이, 고정프레임(30)에 장착되는 다수의 이송롤러(31)와, 고정프레임(30)에 장착되는 이송롤러(31)의 축(31a)을 비접촉 상태로 고정프레임(30)에 회전가능하게 지지하는 비접촉식 베어링(38)과, 상기 이송롤러(31)를 비접촉식 베어링(38)을 지지축으로 하여 회전 시키기 위해 영구자석(32)을 구비하는 편심디스크(33)와, 편심디스크(33)의 전방에서 상기 편심디스크(33)측 영구자석(32)에 대응하는 영구자석(34)을 구비하여 일정한 선 운동의 궤적 행정운동으로 편심디스크(33)를 회전시키는 장방형의 편심바(35)와, 편심바(35)에 구비되는 영구자석(34a)에 대응되는 영구자석(36)을 구비하여 편심바(35)를 일정한 선 운동의 궤적 행정운동으로 구동시키는 구동부(37)로 이루어진다.

본 발명의 제 1.2 실시예에 따라 구성되는 상기 편심디스크(33)와 편심바(35) 상호간 및 구동부(37)와 편심바(35) 상호간 각각 대등되는 위치에 구비되는 영구자석(32)(34)(34a)(36)들은, 도 7과 같이, 서로 같은 극성끼리 마주 볼수 있도록 매칭되는 자기 결합면(39)을 구비하며, 그 자기 결합면(39)은 한쪽은 홈(39a)의 형상이고 다른 한쪽은 그 홈(39a)에 안착될수 있는 돌부(39b) 형상으로 형성하여 자기반발력을 극대화 시키고 이탈을 방지할 수 있는 형상으로 구성된다.

본 발명의 제 3 실시예에 따른 구동 컨베이어의 주요부분은, 도 8과 같이, 고정프레임(30)에 장착되는 다수의 이송롤러(31)와, 고정프레임(30)에 장착되는 이송롤러(31)를 비접촉 상태로 고정프레임(30)에 회전 가능하게 지지하는 비접촉식 베어링(38)과, 이송롤러(31)를 비접촉식 베어링(38)을 지지축으로 하여 회전 시키기 위해 이송롤러(31)로부터 연장된 회전판(40)과, 회전판(40)의 전방에서 그 회전판(40)에 회전력을 전달하기 위해 일정한 선 운동의 궤적 행정운동으로 상기 회전판(40)을 회전시키는 편심바(35)와, 상기 편심바(35)의 선운동을 궤적 행정에서 회전판(40)의 회전운동으로 전달하기 위해 회전판(40)과 편심바(35)를 연결하는 제1피봇조인트(41)와, 편심바(35)를 구동시키기 위해 구동력을 얻어 회전하는 종동측회전판(42)과, 종동측회전판(42)의 회전운동을 편심바(35)의 선 운동으로 매개하기 위해 종동측회전판(42)과 편심바(35)를 연결하는 제2피봇조인트(43)로 이루어진다. 미설명 부호 44는 종동측회전판(42)을 구동할 수 있는 모터이다.(여기서, 다이렉트 드라이브 모터를 예로 들었으나 간접 구동형식의 다양한 구동형식을 포함한다)

선택적으로, 상기 제1피봇조인트(41)는 편심바(35)의 선 운동을 회전판(40)의 회전운동으로 전달하기 위해 일단이 편심바(35)에 피봇되고, 그 상대측 타단은 회전판(40)에 장착된 비접촉식 베어링(38a)에 결합되도록 할수 있으며, 상기 제2피봇조인트(43)는 종동측회전판(42)에 일단이 피봇되어 그 상대측 타단은 편심바(35)에 비접촉식 베어링(38a)을 장착하여 그 비접촉 베어링(38b)을 중심으로 회전 가능하게 결합시켜 구성할 수 있다.

본 발명에 따른 적용 가능한 비접촉식 베어링(38)(38a)(38b)들은, 도 9와 같이, 축이 결합되는 리테이너(62)와, 상기 리테이너(62) 상에 고정가능하게 설치되고 자성을 갖는 내륜(50)과, 상기 내륜(50)의 외측에 위치하고 자성을 갖는 외륜(52)과, 상기 외륜(52)이 고정 가능하게 설치되는 하우징(51)을 포함하여 이루어지며, 상기 내륜(50)과 외륜(52)의 각 대향면은 동일한 자극을 구비하여 상기 내륜(50)과 외륜(52)이 자력에 의한 반발력에 의해 소정의 간극을 유지하는 구조를 적용할 수 있다.

본 발명의 각 실시예에 따른 무진 컨베이어의 동작을 영구자석의 자기반발에 따른 비접촉 운동방식과 피봇조인트를 매개로 하는 비접촉 운동방식으로 구분하여 설명하면 다음과 같다. 어느 형태이거나 매질을 이송하는 최종 이송롤러(31)를 회전 구동시키기 까지 각각의 동력전달 기 및 부품들은 비접촉 상태로 설계할 수 있다.

도 4는 자기반발에 따른 비접촉 운동구동 특성을 갖는 무진 컨베이어 구조로서, 구동부(37)측으로부터 회전자(37a)가 회전하고 그 회전자(37a)측에 장착된 영구자석(36)이 회전하고 그 영구자석(36)에 대응하는 편심바(35)측의 영구자석(34a)이 극성간 반발력으로 일정한 자기공간을 형성하면서 편심바(35)를 선운동 좌우로 일정한 괘적인 사다리꼴 행정 운동을 유도하는 자기력을 이용한 편심바(35)의 구동형태이다. 이 구조에서 편심바(35)는 사다리꼴 행정의 선운동 특성을 나타내면서 이송롤러(31)측 편심디스크(33)측의 영구자석(32)과 극성간 반발력을 일으키는 영구자석(34)을 통해 최종적으로 이송롤러(31)에 회전력을 전달하도록 구성된 형태이다.

즉, 다수의 이송롤러(31)들은 고정프레임(30)에 회전 가능하게 장착되어 있으며, 편심바(35)로부터 전달되는 사다리꼴 선운동(좌우 및 상하 운동) 동작에 대하여 편심바(35)측 영구자석(34)과 극성간 반발력을 일으키면서 비접촉 상태에서 편심디스크(33)를 회전시키게 되며, 이 편심디스크(33)의 회전은 이송롤러(31)의 회전작용으로 나타난다.

이러한 이송롤러(31)의 비접촉 회전은 편심바(35)측 영구자석(34)과 대응하는 편심디스크(33)들의 배열위치 및 원주상에서의 영구자석(32)(34)의 위치 등이 연속적인 사다리꼴 행정을 유도할 수 있는 적절한 위치에 배치하여 구동부(37)측 회전력이 편심바(35)에 전달될 때, 그 선운동에 의해 개개의 편심디스크(35)를 자기반발력을 유지하는 가운데 회전시킨다. 여기서, 구동부(37)측으로부터 발생되는 회전력이 편심바(35)에 비접촉으로 전달되며, 또한 편심바(35)를 매개로 하여 전달되는 선운동과 이를 회전운동으로 받는 피동측이 되는 편심디스크(33)간 직접 접촉 없이 비접촉 상태로 이송롤러(31)를 회전 시킨다.

따라서, 구동부로부터 전달되는 구동력을 이송롤러로 전달하는데 까지 비접촉 상태가 유지되어 구동부를 포함한 이송롤러의 마모나 마멸 그리고 구동소음이 발생되지 않는 다.

도 5는 도 4와 같이, 자기반발에 따른 비접촉 운동 구동 특성을 갖는 무진 컨베이어 구조로서, 고정프레임(30)에 비접촉 베어링(38)을 장착하고 그 비접촉 베어링(38)에 이송롤러(31)의 축(31a)을 장착한 구조이다.

즉, 이 구조는 고정프레임(30)에 이송롤러(31)를 비접촉 상태로 고정시키기 위해 비접촉 베어링(38)을 장착하여 이송롤러(31)의 비접촉 회전을 유도할 수 있도록 구성한 것으로, 도 9와 같이 비접촉 베어링(38)을 구성하고, 이송롤러(31)의 축(31a)을 리테이너(62)에 관통시켜 바깥은 편심디스크(33)를 장착하고 이를 내륜(50)으로 하면, 내륜(50)의 외측 은 자성을 갖는 외륜(52)이 되고, 하우징(51)을 포함하여 내륜(50)과 외륜(52)의 각 대향면은 동일한 자극을 구비하기 때문에 내륜(50)과 외륜(52)이 자력에 의한 반발력에 의해 소정의 간극을 유지하여 결과적으로 이송롤러(31)의 축(31a)은 내륜(50)에 고정되어 회전하는 비접촉 상태를 유지하면서 회전된다.

따라서, 이송롤러(31)는 고정프레임(30)과 접촉 없이 회전되며, 구동부로부터 전달되는 구동력을 이송롤러로 전달하는데 까지 비접촉 상태가 유지되어 구동부를 포함한 이송롤러의 마모나 마멸 그리고 구동소음이 발생되지 않는다.

도 4 및 도 5와 같이 구성되는 편심디스크(33)와 편심바(35) 상호간 및 구동부(37)와 편심바(35) 상호간 각각 대등되는 위치에 구비되는 영구자석(32)(34)(34a)(36)들은, 도 7과 같이, 서로 같은 극성끼리 마주 볼수 있도록 매칭되는 자기 결합면(39)을 구비하며, 그 자기 결합면(39)은 한쪽은 홈(39a)의 형상이고 다른 한쪽은 그 홈(39a)에 안착될수 있는 돌부(39b) 형상으로 형성하여 자기 반발력을 극대화 시키고 이탈을 방지할 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 피봇조인트 형식의 무진 컨베이어 구조로서, 모터(44)의 회전력이 종동측회전판(42)을 회전시키면 종동측회전판(42)이 회전하고, 이 회전력은 제2피봇조인트(43)를 통해 편심바(35)를 선운동 시킨다.

편심바(35)의 선운동은 연속적으로 편심바(35)에 장착된 제2피봇조인트(41)를 움직이면서 이를 회전판(40)에 전달하여 회전 운동으로 변환시킨다. 회전판(40)의 회전에 따라 이와 맞물린 이송롤러(31)가 최종적으로 회전된다.

한편, 이송롤러(31)와 고정프레임(30)의 고정부분과, 회전판(40)과 편심바(35)의 커넥팅부분, 그리고 편심바(35)와 종동측회전판(42)의 커넥팅 부분은 도 9와 같은 비접촉식 베어링(38)(38a)(38b)을 장착하여 모든 동력전달 및 매개 부분이 비접촉 상태에서 구동된다.

즉, 제1피봇조인트(41)는 편심바(35)의 선 운동을 회전판(40)의 회전운동으로 전달하기 위해 일단이 편심바(35)에 피봇되고, 그 상대측 타단은 회전판(40)에 장착된 비접촉식 베어링(38a)에 결합되도록 할 수 있으며, 제2피봇조인트(43)는 종동측회전판(42)에 일단이 피봇되어 그 상대측 타단은 편심바(35)에 비접촉식 베어링(38a)을 장착하여 그 비접촉 베어링(38b)을 중심으로 회전 가능하게 결합시켜 구성하는 경우, 모든 동력전달 커넥팅 부분과 습동면의 비접촉 접촉이 가능하기 때문에 컨베이어 구동중 접촉면상에서 마모나 구동 소음이 원인적으로 제거된다.

여기서, 적용 가능한 비접촉식 베어링(38)(38a)(38b)들은, 도 9와 같이, 축이 결합되는 리테이너(62)와, 상기 리테이너(62) 상에 고정가능하게 설치되고 자성을 갖는 내륜(50)과, 상기 내륜(50)의 외측에 위치하고 자성을 갖는 외륜(52)과, 상기 외륜(52)이 고정 가능하게 설치되는 하우징(51)을 포함하여 이루어지며, 상기 내륜(50)과 외륜(52)의 각 대향면은 동일한 자극을 구비하여 상기 내륜(50)과 외륜(52)이 자력에 의한 반발력에 의해 소정의 간극을 유지하는 구조를 적용할 수 있다.

즉, 마주보는 외륜(52)과 내륜(50)의 대향면은 중공상의 중공홈(61)을 구비하는 리테이너(62)의 축선에 대해 임의의 각도를 가지는 구배면(55)(56)으로 형성하여 제작함으로서 반경방향과 축방향 지지를 하나로 구성한 형태, 또한 이와 동시에 자성을 갖는 외륜(52)과 내륜(50)은 각각 1개의 자석으로 가공된 싱글형, 또는 각각 2개를 서로 마주보도록 자석을 가공하여 구성한 더블형, 또는 외륜(52)은 두 개 의 자석으로 가공하고, 내륜(50)은 한 개의 자석으로 가공하여 조합한 싱글-더블형 등 다양한 조합으로된 비접촉식 베어링을 선택하여 적용 가능하다.

내륜(50)을 리테이너(62)에 지지하는 부분은, 리테이너(62)로부터 외부로 확장되어 내륜(50)을 서로 분활된 상태로 지지하는 지지가이드(57)와, 리테이너(62)를 따라 장착된 내륜(50)의 이탈을 방지하기 위해 리테이너(62)로 부터 돌설된 턱(58)으로 이루어질 수 있으며, 턱(58)은 리테이너(62)에 결합되어 내륜(50)의 유동과 이탈을 방지하는 체결부재(59)를 포함하는 형태이며, 외륜(52)과 내륜(50)을 자석으로 가공하여 서로 동일한 극성을 마주보도록 배치하여 적용하고, 내륜(50)을 리테이너(62)에 정착시켜 그 리테이너(62)를 따라 장착된 축이 돌 때, 외륜(52)과 내륜(50)간 자기 반발력에 의한 자기 간격유지 효과를 얻어 내륜(50)이 돌 때 어떠한 접촉 없이 회전되도록 할 수 있다. 이는 내륜(50)과 마주보면서 접하는 외륜(52)의 극성이 N의 극성을 가진다면, 마찬가지로 그와 대향 하면서 상대되는 내륜(50)의 극성도 N의 극성을 가지도록 하여 내륜(50)이 돌 때 극성간 반발력을 간격을 유지 시킨상태로 전동체가 회전하는 자기원리를 이용한 형식이다.

이와 같이 본 발명에 따른 무진 컨베이어는 회전 동력을 전달하는 매개체로서 편심바(35)를 적용하고 이를 비접촉 상태로 선운동을 먼저 유도하고 그 선운동을 다시 회전운동으로 변환하여 이송롤러(31)을 회전 시키고, 또한 동력전달 커넥팅 부분에 대한 조인트 결합 부분 및 연결 부분을 비접촉 베어링을 통해 연결함으로서, 최종적으로 이송롤러(31)를 회전 시키는 컨베이어의 구조를 분진 발생 없이 무진 상태로 구동시킬 수 있는 무진 컨베이어를 구성할 수 있게 된다.

또한, 전체 구조를 단위별로 모듈화 할수 있으며, 볼트 결합 부위를 없이 전체 컨베이어 시스템 설계가 가능한 이점을 갖는다. 또한, 마모로 인한 분진발생이 집중되는 구동 접촉면이 모두 비접촉 구조를 형성함으로서 유지 및 보수 관리가 거의 필요없는 이점도 있다.

이와 같이 본 발명은 컨베이어 시스템의 관리에 있어서 분진발생을 억제하여 청정환경을 유지하기 위해 어 유지 및 관리에 지나치게 많은 유지 보수 비용이 투입되는 문제점을 개선할 수 있는 효과가 있다. 또한, 컨베이어 시스템 구동 중 필연적으로 발생되는 분진을 원인적으로 억제할 수 있으며, 고청정도를 요구하는 환경에 적합한 컨베이어를 제공할 수 있는 효과가 있다. 또한, 컨베이어 시스템 설계에 있어서 복잡한 구조를 단순화 시키면서도 분해 및 조립성이 우수하고 주요 부품의 공용화 설계에 적합한 컨베이어 모듈을 제공할 수 있으며, 고청정도가 요구되는 반도체제조공장, 액정표시소자 및 화상디스플레이 제조공장 등에서 적합한 구동 컨베이어로 활용될수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 벨트 컨베이어의 구성 개략도

도 2의 종래의 구동 컨베이어의 구성을 보인 것으로

(a)는 평면도 (b)는 정면도

도 3은 종래의 구동 컨베이어에서 나타나는 마모집중부로서 그 분진형성 과정을 설명하기 위한 도면

도 4는 본 발명에 따른 무진 컨베이어의 구성 개략도

도 5은 본 발명에 따른 무진 컨베이어의 또 다른 구성 개략도

도 6은 본 발명에 따른 편심바와 편심디스크간의 영구자석 배치 상태를 설명하기 위한 정면도

도 7은 편심바와 편심디스크간 또는 구동부측 영구자석과 편심바간 영구자석의 접촉관계를 설명하기 위한 상세도

도 8은 본 발명에 따른 또 다른 무진 컨베이어의 구성을 설명하기 위한 개략도

도 9는 본 발명에 적용되는 비접촉식 베어링의 구성예를 보인 도면

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

30:고정프레임 31:이송롤러

32:영구자석 33:편심디스크

34,34a:영구자석 35:편심바

36:영구자석 37:구동부

37a:회전자 38,38a,38b:비접촉식베어링

39:자기결합면 39a:홈

40:회전판 41:제1피봇조인트

42:종동측회전판 43:제2피봇조인트

44:모터 50:내륜

51:하우징 52:외륜

Claims (8)

1. 일정 간격을 두고 평면상으로 배열된 다수의 이송롤러와,

   상기 이송롤러들을 회전 가능하게 지지하는 고정프레임과,

   상기 지지프레임에 결합된 이송롤러의 축을 회전 가능하게 지지하는 베어링과,

   상기 이송롤러를 회전 시키는 구동수단을 포함하는 구동 컨베이어에 있어서,

   상기 고정프레임에 회전 가능하게 장착되는 다수의 이송롤러와,

   상기 고정프레임을 지지축으로 하여 이송롤러를 회전 시키기 위해 그 이송롤러로부터 연장되어 영구자석을 구비하는 편심디스크와,

   상기 편심디스크의 전방에서 상기 편심디스크측 영구자석에 대응하는 영구자석을 구비하여 일정한 선 운동의 궤적 행정운동으로 편심디스크를 회전시키는 장방형의 편심바와,

   상기 편심바에 구비되는 영구자석에 대응되는 영구자석을 구비하여 편심바를 일정한 선 운동의 궤적 행정운동으로 구동시키는 구동부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무진 컨베이어.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 편심디스크와 편심바 상호간 및 구동부와 편심바 상호간 각각 대등되는 위치에 구비되는 영구자석은 서로 같은 극성끼리 마주볼수 있도록 매칭되는 자기 결합면을 구비하며,

   상기 자기 결합면은 한쪽은 홈의 형상이고 다른 한쪽은 그 홈에 안착될수 있는 돌부 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무진 컨베이어.
3. 일정 간격을 두고 평면상으로 배열된 다수의 이송롤러와,

   상기 이송롤러들을 회전 가능하게 지지하는 고정프레임과,

   상기 지지프레임에 결합된 이송롤러의 축을 회전 가능하게 지지하는 베어링과,

   상기 이송롤러를 회전 시키는 구동수단을 포함하는 구동 컨베이어에 있어서,

   상기 고정프레임에 장착되는 다수의 이송롤러와,

   상기 고정프레임에 장착되는 이송롤러를 비접촉 상태로 고정프레임에 회전가능하게 지지하는 비접촉식 베어링과,

   상기 이송롤러를 비접촉식 베어링을 지지축으로 하여 회전 시키기 위해 영구자석을 구비하는 편심디스크와,

   상기 편심디스크의 전방에서 상기 편심디스크측 영구자석에 대응하는 영구자석을 구비하여 일정한 선 운동의 궤적 행정운동으로 편심디스크를 회전시키는 장방형의 편심바와, 상기 편심바에 구비되는 영구자석에 대응되는 영구자석을 구비하여 편심바를 일정한 선 운동의 궤적 행정운동으로 구동시키는 구동부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무진 컨베이어.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 비접촉식 베어링은,

   상기 이송롤러축에 설치되는 리테이너와,

   상기 리테이너 상에 고정가능하게 설치되고 자성을 갖는 내륜과,

   상기 내륜의 외측에 위치하고 자성을 갖는 외륜과,

   상기 외륜이 고정가능하게 설치되는 하우징을 포함하여 이루어지며,

   상기 내륜과 외륜의 각 대향면은 동일한 자극을 구비하여 상기 내륜과 외륜이 자력에 의한 반발력에 의해 소정의 간극을 유지하는 것을 특징으로 하는 무진 컨베이어.
5. 일정 간격을 두고 평면상으로 배열된 다수의 이송롤러와,

   상기 이송롤러들을 회전 가능하게 지지하는 고정프레임과,

   상기 지지프레임에 결합된 이송롤러의 축을 회전 가능하게 지지하는 베어링과,

   상기 이송롤러를 회전 시키는 구동수단을 포함하는 구동 컨베이어에 있어서,

   상기 고정프레임에 장착되는 다수의 이송롤러와,

   상기 고정프레임에 장착되는 이송롤러를 비접촉 상태로 고정프레임에 회전 가능하게 지지하는 비접촉식 베어링과,

   상기 이송롤러를 비접촉식 베어링을 지지축으로 하여 회전 시키기 위해 이송롤러로부터 연장된 회전판과,

   상기 회전판의 전방에서 그 회전판에 회전력을 전달하기 위해 일정한 선 운동의 궤적 행정운동으로 상기 회전판을 회전시키는 편심바와,

   상기 편심바의 선운동을 궤적 행정에서 회전판의 회전운동으로 전달하기 위해 회전판과 편심바를 연결하는 제1피봇조인트와,

   상기 편심바를 구동시키기 위해 구동력을 얻어 회전하는 종동측회전판과,

   상기 회전판의 회전운동을 편심바의 선 운동으로 매개하기 위해 종동측회전판과 편심바를 연결하는 제2피봇조인트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무진 컨베이어.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 비접촉식 베어링은,

   상기 이송롤러축에 설치되는 리테이너와,

   상기 리테이너 상에 고정가능하게 설치되고 자성을 갖는 내륜과,

   상기 내륜의 외측에 위치하고 자성을 갖는 외륜과,

   상기 외륜이 고정가능하게 설치되는 하우징을 포함하여 이루어지며,

   상기 내륜과 외륜의 각 대향면은 동일한 자극을 구비하여 상기 내륜과 외륜이 자력에 의한 반발력에 의해 소정의 간극을 유지하는 것을 특징으로 하는 무진 컨베이어.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

   상기 제1피봇조인트는 편심바의 선운동을 회전판의 회전운동으로 전달하기 위해 일단이 편심바에 피봇되고 그 상대측 타단은 회전판에 장착된 비접촉식 베어링의 내륜에 결합되도록 한 것을 특징으로 하는 무진 컨베이어.
8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

   상기 제2피봇조인트는 종동측회전판에 일단이 피봇되어 그 상대측 타단은 편심바에 장착된 비접촉식 베어링의 내륜에 결합시켜 구성한 것을 특징으로 하는 무진 컨베이어.