KR100563562B1

KR100563562B1 - 자재부양장치

Info

Publication number: KR100563562B1
Application number: KR1020040100019A
Authority: KR
Inventors: 미야치히로시; 우에노요시테루; 니시카와타케시; 스즈키사토시
Original assignee: 에스엠씨 가부시키 가이샤
Priority date: 2003-12-01
Filing date: 2004-12-01
Publication date: 2006-03-27
Also published as: CN1623871A; US20050117980A1; CN100522765C; US6969224B2; DE102004057904A1; KR20050053029A; TW200524806A; TWI250119B

Abstract

몸체부(28)에 형성된 연락챔버(36)에 상기 몸체부에 형성된 공급포트(26)에 연결된 파이프(38)를 통해 압력유체가 공급된다. 상기 압력유체는 다공성 재료로 만들어져서 자재를 향해 플레이트(34)에 의해 상기 몸체부(28)의 단면에 형성된 유체사출부재(32)를 통해 상기 연락챔버(36)로부터 사출된다. 상기 자재는 상기 자재(18)를 향해 사출되는 압력유체에 의해 상향으로 부양되어 유지되고, 상기 압력유체는 상기 자재(18)와 상기 플레이트(34) 사이로 흐른다.

연락챔버, 자재부양장치.

Description

자재부양장치{WORKPIECE LEVITATING DEVICE}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자재부양장치가 설치된 자재운반시스템의 사시도.

도 2는 도 1의 자재운반시스템의 측면도

도 3은 도 1의 자재운반시스템의 평면도

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ의 수직단면도

도 5는 도 4의 자재홀딩면의 환상홈 및 자재의 수직단면확대도

도 6은 비교예에서 자재홀딩면에 환상홈이 없는 자재부양장치의 수직단면확대도

도 7은 환상홈을 형성하는 대신 자재홀딩면이 거친 자재부양장치의 수직단면확대도

도 8은 자재로써 반도체 웨이퍼가 부양 및 유지된 상기 자재부양장치의 유니트의 사시도

도 9는 연장 플레이트에 직선배열로 설치된 복수의 유체 사출수단을 가지는 적용예1에 따른 자재부양장치의 사시도

도 10은 플레이트에 간격을 두고 설치된 유체 사출 수단의 실질적으로 2개의 평행직선 배열을 가지는 적용예2에 따른 자재부양장치의 사시도

도 11은 도 10의 자재부양장치와 유사하나, 플레이트에 길이방향으로 지그재그인 실질적으로 2개의 유체사출수단의 평행직선 배열을 가지는 적용예3에 따른 자재부양장치의 사시도

도 12는 실질적으로 사각형 플레이트에 소정의 간격으로 설치된 복수의 유체사출수단을 가지는 적용예4에 따른 자재부양장치의 사시도

도 13은 도 12의 자재부양장치와 유사하나, 플레이트에 길이방향으로 파상인 복수의 유체사출수단을 가지는 적용예5에 따른 자재부양장치의 사시도

본 발명은, 박판 형태의 자재를 공중부양된 상태로 유지하거나 운반하기 위한 자재부양장치에 관한 것이다.

액정디스플레이유니트, 반도체웨이퍼 등에 사용되는 액정유리기판과 같은 박판 형태의 자재를 운반하기 위해, 유체상에서 자재를 부양하고 유지하기 위해 부양장치가 사용된다. 자재는 상기 부양장치로 부양되고, 다른 물체에 접촉없이 이동한다.

부양장치는 액정유리기판, 반도체웨이퍼 등과 같은 박판 형태의 자재를 운반과 동시에 부양시키기 위해 복수의 구멍을 가지는 다공성 몸체를 포함한다. 특히, 상기 다공성 몸체의 구멍으로부터 공기가 사출되어, 상기 사출공기의 힘에 의해 공기중으로 소정의 거리로 자재가 부양된다. 부양장치로 부양되는 자재는 다른 물체 및 먼지와의 접촉이 없이 바람직한 위치로 운반된다. 이에 대한 자세한 설명은, 예를 들어 일본특허공개2000-62950을 참조할 수 있다.

클린룸에서 자재의 표면에 부착되는 먼지입자를 방지하기 위해서 상기와 같이 자재가 운반된다. 클린룸에서 공기의 하향흐름은 작업자에 의해 발생되는 먼지가 유리기판, 반도체 웨이퍼와 같은 통상적인 자재에 부착되는 것을 방지하기 위해 자재에 대해 작업하는 사람 위로부터 공급된다.

일본특허공개2000-62950에 공지된 부양장치에서, 공기 중에 부양하고 유지하기 위한 자재의 형상 및 중량의 증가에 따라 자재를 향하여 공기를 사출하기 위한 다공성 몸체의 수 역시 증가하여야 한다. 따라서, 부양장치로 자재를 부양하기 위해 사출되는 공기의 양은 증가하고, 결과적으로 작동비용도 증가하게 된다.

자재를 향해 다공성 몸체에서 사출되는 공기의 증가량은 클린룸에 공급된 하향공기흐름을 교란하는 경향이 있다. 따라서, 작업자에 의한 먼지입자가 자재에 부착될 가능성이 있다.

상기 자재는 일반적으로 박판의 형태를 가지므로, 부양장치는 공기중으로 부양하고 유지될 때, 변형되거나 휘지 않을 것이 요구된다. 상기 사출공기의 힘은 각각의 다공성 몸체 및 그 근처 위의 지역에만 자재에 제공된다. 그러므로, 사출공기에 의해 부양된 자재의 표면적이 크면, 다공성 몸체는 서로 상당한 거리만큼 간격을 두게 되고, 상기 자재에는 사출공기의 힘이 가해지지 않는 다공성 몸체 사이의 넓은 면적이 생기게 된다. 따라서, 사출공기의 힘이 가해지지 않는 자재의 영역은 중력에 의해 변형되거나 휘어지게 된다.

본 발명의 목적은, 자재를 안정상태로 부양 및 유지하는 것이 가능하고, 이와 동시에 자재를 부양하기 위해 사출되는 공기의 양을 조절하거나 줄일 수 있는 자재부양장치를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 자재를 부양시키기 위하여 압력유체로 상기 자재에 압력을 공급하면서 상기 자재를 운반하는 자재부양장치에 있어서,

그 내부에 압력유체를 공급받고, 그 내부에 형성되어 상기 자재를 향해 개방된 개구부를 포함하는 몸체부;

다공성 재료로 제작되어 상기 몸체부의 개구부에 설치되고, 상기 몸체부로부터 공급받은 압력유체를 통과시키며, 상기 자재를 향해 압력유체를 사출하는 유체사출부재; 및

상기 몸체부의 자재홀딩면에 설치되고, 상기 자재와 대면하며, 상기 자재홀딩면과 상기 자재 사이로 흐르는 압력유체의 유량을 감소시켜 압력유체의 압력을 증가시키는 유량감쇠기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 유량감쇠기는 상기 자재홀딩면과 상기 자재 사이로 흐르는 압력유체에 흐름저항을 제공하는 것을 특징으로 한다.

또, 유량감쇠기는 상기 자재홀딩면에 형성되고, 상기 자재로부터 떨어져 어느 한 방향으로 오목한 홈부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 홈부는 상기 유체사출부재로부터 떨어져 어느 한 방향으로 연속적으로 배열된 복수의 환상홈인 것을 특징으로 한다.

또, 환상홈은 반지름 방향으로 소정의 거리만큼 이격된 것을 특징으로 한다.

또, 유량감쇠기는 상기 자재에 대면하는 자재홀딩면의 표면요철을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 유체사출부재는 상기 자재와 대면하고, 상기 자재홀딩면과 실질적으로 동일한 높이에 위치하는 표면을 가지는 것을 특징으로 한다.

또, 복수의 유체사출부재는 상기 몸체부에 소정의 간격을 두고 설치되고, 자재와 대면하고, 상기 자재홀딩면과 실질적으로 동일한 높이에 위치하는 표면을 가지는 것을 특징으로 한다.

또, 유체사출부재는 상기 몸체부의 길이 방향으로 직선으로 배열되는 것을 특징으로 한다.

또, 유체사출부재는 상기 몸체부의 길이방향으로 각각 직선으로 배열되고, 상호 실질적으로 평행을 이루도록 위치하는 제1유체사출부재 그룹과 제2유체사출부재 그룹을 포함하는 것을 특징으로 한다.

(실시예)

본 발명에 있어서의 자재운반시스템에 대한 바람직한 실시예를 들고, 첨부도면을 참조하면서 이하에 상세하게 설명한다.

도 1에서 도면부호 10은 본 발명의 실시예에 의한 자재부양장치(12)(이후부터는 '부양장치(12)'로 한다.)가 설치된 자재운반시스템을 나타낸다.

상기 자재운반시스템(10)은 상호 실질적으로 평행한 한 쌍의 직선가이드레일(14a,14b)과, 축방향으로 상기 가이드레일(14a.14b)을 따라 미끄럼 변위할 수 있는 슬라이드 기구(16)와, 액정유리기판 등의 박판 형태의 자재(18)를 부양 및 유지하기 위한 복수의 부양장치(12)를 가진다.

상기 가이드레일(14a,14b)은 소정의 거리로 상호 이격되며, 상기 슬라이드 기구(16)는 상기 가이드레일(14a,14b)의 상부에 미끄럼운동이 가능하도록 설치된다. 상기 슬라이드기구(16)는 각각 상기 가이드레일(14a,14b)에 미끄럼운동이 가능하도록 설치되는 두 쌍의 가이드블럭(20a,20b)과, 상기 가이드블럭(20a,20b)에 내부연결되는 테이블(22)과 같은 실질적으로 수평인 플레이트를 포함한다.

상기 가이드블럭(20a,20b)은 실질적으로 U자형 단면을 가지고, 상기 가이드레일(14a,14b)의 상부에 고정되는 소정의 깊이로 아래쪽으로 개방된 오목부(24)를 각각 가진다. 슬라이드 기구(16)에 결합된 피더(도시생략)가 작동하면, 상기 가이드블럭(20a,20b)과 내부연결된 상기 테이블(22)은 가이드레일(14a,14b)을 따라 가이드블럭(20a,20b)과 함께 일체로 변위한다.

복수의, 예를 들어 6개의, 부양장치(12)는 소정의 거리로 상호 이격되도록 2개의 평행축 배열로 상기 테이블(22)의 상면에 설치된다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 부양장치(12)는 공급포트(26)를 통해 압력유체, 예를 들어 양압(陽壓)의 압축공기를 공급하는 몸체부(28)와, 상기 몸체부(28)의 개구부(30)에 설치되는 유체사출수단(32)과, 상기 몸체부(28)에 대해 유체사출수단(32)을 고정하는 플레이트(34)를 포함한다. 상기 몸체부(28)와 플레이 트(34)는 상호 일체로 결합되어 장치몸체로써 기능한다.

상기 몸체부(28)는 밑을 댄 중공실린더의 형태이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 공급포트(26)는 상기 몸체부의 측벽에 형성되어, 상기 몸체부(28)에 한정된 연락챔버(36)에 통한다. 압력유체공급원(도시생략)에 연결된 파이프(38)가 조인트플러그(40)로 상기 공급포트(26)와 연결된다. 상기 압력유체공급원으로부터 공급된 압력유체는 파이프(38)를 통해 흘러서, 상기 몸체부(28)의 연락챔버(36)에 공급포트(26)를 통하여 유입된다.

상기 몸체부(28)는 상기 플레이트(34)에 설치되고, 그 상향으로 사출하는 환상플랜지(42)를 가지고, 상기 환상플랜지(42)는 몸체부(28)의 하부의 외주면으로부터 내부를 향해 반지름방향으로 감소하는 외주면을 가진다. 상기 개구부(30)는 연락챔버(36)를 통해 상기 환상플랜지(42)의 단부에 형성된다. 환상시일(44)이 상기 개구부(30)의 반지름방향으로 외부를 향하여 상기 환상플랜지(42)의 단면에 형성된 환상홈에 설치된다.

볼트홀(46)이 연락챔버(36)에 반지름방향으로 외부를 향하여 거리를 두고 몸체부(28)의 하부를 통해 축방향으로 형성된다. 상기 몸체부(28)는 상기 테이블(22)에 설치되는 저면과 접한다.(도 2참조)

상기 유체사출부재(32)는 기체투과성 세라믹, 소결금속 등과 같은 다공성 재료로 만들어진 대략 원형의 박판을 포함하고, 몸체부(28)의 환상플랜지(42)의 단면에 위치한다. 상기 유체사출부재(32)의 상부는 상기 플레이트(34)에 형성된 홀(50)(아래에서 기술)에 삽입된다. 또, 상기 유체사출부재(32)는 반지름방향 외측으 로 사출되는 하부에 환상플랜지(48)를 가진다.

상기 유체사출부재(32)는 약 100㎛이상의 내경을 가지는 복수의 구멍을 가진다. 또, 상기 유체사출부재(32)는 약 100㎛이상의 내경의 복수의 구멍을 가지는 한, 어떠한 다공성 재료로도 제작될 수 있다.

상기 플레이트(34)는 그 내부의 중심에 홀(50)을 가져서, 도우넛 형상이 된다. 상기 유체사출부재(32)의 상부가 상기 홀(50)에 삽입되고, 상기 환상플랜지(48)는 상기 홀(50)보다 큰 외경을 가지는 상기 플레이트(34)의 설치단차(52)에 설치된다. 이 때, 상기 플레이트(34)의 상면으로써 자재홀딩면(홀딩면)(53)과, 상기 자재(18)를 마주보는 상기 홀(50)에 삽입되는 유체사출부재(32)의 상면은 상호 실질적으로 같은 높이에 위치한다.

상기 플레이트(34)의 자재홀딩면(53)은 상기 플레이트(34)에서 상기 홀(50)으로부터 반지름방향 외측으로 거리를 두고 형성된 복수의 환상홈(55a,55b)을 가진다, 상기 홀(50) 주위로 환상으로 연장된 환상홈(55a,55b)의 수의 제한은 없다.

도 7에서 도시되는 바와 같이, 상기 플레이트(34)의 자재홀딩면(53)은 환상홈(55a,55b) 대신에 작은 표면요철(57)을 가질 수 있다. 상기 작은 표면요철(57)은 예를 들어, 쇼트블래스팅가공에서 쇠공으로 상기 자재홀딩면(53)을 때려 형성할 수 있다.

상기 환상홈(55a,55b) 또는 상기 표면요철(57)은 상기 자재홀딩면(53) 상에 유량감쇠기로써 작용할 수 있다. 압력유체가 상기 자재(18)의 하부 표면을 향해 상기 유체사출부재(32)로부터 사출되면, 압력유체는 상기 플레이트(34)의 중심영역으 로부터 반지름방향 외측으로 상기 자재(18) 및 상기 플레이트(34) 사이로 흐른다. 반지름방향 외측으로 흐르는 압력유체는 상기 환상홈(55a,55b) 또는 상기 작은 표면요철(57)의 요부로 유입된다.

상기 환상홈(55a,55b) 또는 상기 표면요철(57)은 상기 자재(18)와 상기 자재홀딩면(53)의 사이를 흐르는 압력유체의 유량을 떨어뜨리고, 대기중으로 방출한다. 그러므로, 상기 자재(18)와 상기 플레이트(34) 사이로부터 대기중에 방출되는 압력유체의 유량은 감소된다.

압력유체의 유량을 감소시키기 위한 자재홀딩면(53) 상에 위치하는 상기 유량감쇠기는 상기 환상홈(55a,55b) 또는 상기 표면요철(57)에 한정되는 것은 아니다. 또, 상기 유량감쇠기는 상기 자재(18)와 상기 플레이트(34) 사이에 흐르는 압력유체에 흐름저항을 제공하고, 상기 자재(18)와 상기 플레이트(34) 사이로부터 대기중에 방출되는 압력유체의 유량을 제한하는 제한기능을 가지는, 상기 자재(18)를 향해 자재홀딩면(53)으로부터 융기된 돌기이면 어떤 것도 가능하다.

상기 설치단차(52)보다 큰 직경을 가지는 상기 플레이트(34)의 하부에 환상오목부(54)가 형성된다.

상기 플레이트(34)는 상기 몸체부(28)에 볼트구멍(46)으로 수직정렬되어 그 안에 형성된 암나사홀(56)을 가진다. 상기 몸체부(28)의 상기 환상플랜지(42)는 상기 플레이트(34)의 환상오목부(54) 속에 삽입되고, 연결볼트(58)가 암나사홀(56) 속에 볼트홀(46)을 통해 일체적으로 삽입된다. 상기 플레이트(34)와 상기 몸체부(28)는 유체사출부재(32)에 의해 적층되어 서로 일체로 결합된다. 상기 연결볼트 (58)는 상기 몸체부(28)의 하부면에서 형성된 소켓(60)에 위치하는 머리(58a)를 가진다. 그래서, 상기 연결볼트(58)의 상기 머리(58a)는 상기 몸체부(28)의 하부면보다 돌출되지 않는다.

상기 플레이트(34)는 상기 몸체부(28)의 상부에 설치되고, 상기 시일(44)은 상기 몸체부(28)의 상면과 상기 유체사출부재(32)와 상기 플레이트(34) 사이의 갭을 숨겨진 상태로 시일한다. 결과적으로, 상기 몸체부(28)로 들어온 압력유체는 상기 몸체부(28)를 통해 누설되는 것이 방지된다.

본 발명의 실시예에 의한 상기 자재부양장치(12)가 설치된 자재운반시스템(10)은 기본적으로 상술한 바와 같은 구조를 가진다. 상기 자재운반시스템(10)의 작동 및 장점은 하기에 기술한다. 상기 자재운반시스템(10)은 예를 들어 액정유리기판 등과 같은 큰 표면적을 가지는 박판 형태의 자재(18)를 운반하는 것을 전제한다.

먼저, 상기 부양장치(12) 각각의 상기 몸체부(28)에 연락챔버(36)에 도시되지 않은 압력유체공급원에 연결된 상기 파이프(38)를 통해 압력유체가 공급된다. 상기 부양장치(12)에 각각 공급되는 압력유체의 유량은 제어기 등(도시생략)에 의해 똑같이 되도록 제어된다.

상기 부양장치(12) 각각에 공급되는 압력유체는 상기 연락챔버(36)와 마주보는 제1통로면(62)으로부터 상기 유체사출부재(32)로 통과되고, 상기 플레이트의 자재홀딩면(53)을 향해 제1통로면(62)에 반대에 위치하는 상기 유체사출부재(32)의 제2통로면(64)으로부터 흐른다. 이 때, 상기 각각의 유체사출부재(32)의 제2통로면 (64)로부터 흐르는 압력유체의 유량은 실질적으로 동일하게 제어된다.

그 때, 상기 자재(18)는 로봇기구 등(도시생략)에 의해 상기 자재운반시스템(10) 위로 실질적으로 평행하게 위치한다.(도 1참조)

상기 부양장치(12)의 상기 유체사출부재(32)로부터 상향으로 사출되는 압력유체는 상기 자재(18)에 맞닿는다. 상기 압력유체는 상기 자재(18)에 맞닿은 후, 상기 자재(18)와 상기 플레이트(34)의 자재홀딩면(53) 사이에서 반지름방향 외측으로 흐르고, 대기중으로 방출된다.

이 때, 상기 압력유체의 일부분이 압력유체에 흐름저항을 제공하는 환상홈(55a,55b) 속으로 흐른다. 따라서, 상기 환상홈(55a,55b)은 상기 자재(18)과 상기 자재홀딩면(53) 사이로 흐르는 압력유체의 유량이 감소해서, 상기 자재(18)와 상기 자재홀딩면(53) 사이로부터 대기중으로 방출되는 압력유체의 유량이 감소한다.

상기 자재(18)와 상기 플레이트(34) 사이의 공간에, 상기 자재(18)와 상기 플레이트(34) 사이에 흐르는 압력유체보다 큰 유량으로 상기 유체사출부재(32)로부터 압력유체가 계속해서 공급된다. 그러므로, 상기 압력유체는 상기 자재(18)와 상기 플레이트(34) 사이의 공간에 계속적으로 강제투입되어, 상기 자재(18)와 상기 플레이트(34) 사이의 유체의 압력(P1)이 증가한다.

특히, 도 6은 플레이트(34a)의 상기 자재홀딩면(53)에 환상홈이 전혀 제공되는 않은 비교예에 따르는 자재부양장치의 수직단면확대도를 도시한 것이다. 도 6에서 도시된 상기 자재부양장치에서, 상기 자재(18)와 상기 자재홀딩면(53) 사이의 공간속으로 상기 유체사출부재(32)로부터 흐르는 압력유체는 상기 자재(18)와 상 기 자재홀딩면(53) 사이로부터 대기중으로 방출된다.

상기 유체사출부재(32)로부터 사출된 압력유체는 상기 플레이트(34)와 상기 자재(18)의 반지름 방향 외측으로 흐른다. 그러나, 상기 유체의 압력은 점차 상기 압력P로부터 낮아지고, 상기 유체는 압력 P2에서 유체사출부재(32)로부터 사출된다.(P>P2) 따라서, 압력유체의 유량은 상기 부양장치(12) 위로 바람직한 높이에서 상기 자재(18)를 부양하고 유지하기 위해 증가하여야 한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 도 5에서 도시된 바와 같이, 상기 압력유체의 일부는, 상기 자재(18)와 상기 자재홀딩면(53) 사이에 흐르는 압력유체의 유량을 줄이고 대기중으로 방출하는, 상기 자재홀딩면(53)에 형성된 환상홈(55a,55b) 또는 상기 표면요철(57)의 요부로 흐른다.(도 7참조) 따라서, 상기 자재(18)와 상기 플레이트(34) 사이의 유체의 압력(P1)은 실질적으로 상기 압력(P)과 동일하고, 동시에 상기 유체는 유체사출부재(32)로부터 사출된다.(P1=P) 결과적으로, 유체사출부재(32)로부터 사출되는 압력유체의 유량이 감소하면, 상기 자재(18)는 상기 부양장치(12) 위로 바람직한 높이까지 부양되어 상기 플레이트(34)의 단면에 실질적으로 평행하게 유지된다.

이 때, 상기 제2통로면(64)로부터 사출되는 유체의 압력과, 상기 자재(18)를 상향으로 밀어 올리는 압력유체에 의해 작용하는 압압력을 받는 상기 자재(18)는 표면적과 중량이 평형상태를 유지하는 위치에서 부양상태를 유지한다. 따라서, 상기 자재(18)는 상기 부양장치(12)의 유체사출부재(32)로부터 사출된 유체의 압력하에 상기 플레이트(34)의 자재홀딩면(53)으로부터 소정의 거리로 상향으로 이격되 고, 상기 플레이트(34)의 자재홀딩면(53)에 실질적으로 평행하게 유지된다.(도2 참조)

압력유체에 의해 부양상태를 유지하는 자재(18)가 상기 플레이트(34)로부터 떨어진 거리는, 상기 유체사출부재(32)로부터 사출되는 유체의 압력과, 상기 자재(18)의 형상 및 중량과, 상기 유체사출부재(32)의 구멍 직경과, 상기 환상홈(55a,55b)의 위치 및 형상에 의해 결정된다.

끝으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 자재(18)가 유체의 압력 하에 상기 부양장치(12) 위에 유지되는 동안, 상기 부양장치(12)를 지지하는 상기 슬라이드 기구(16)는 엑추에이터 등과 같은 피더에 의해 A방향으로 변위된다. 상기 슬라이드 기구(16)의 상기 테이블(22)은 상기 가이드블럭(20a,20b)이 상기 가이드레일(14a,14b)을 타고 움직임에 따라 A방향으로 변위된다. 따라서, 상기 자재(18)는 상기 슬라이드기구(16)에 의하여 공기중으로 부양된 상태에서 운반된다. 상기 자재(18)는 상기 부양장치(12) 각각에 위치하는 스톱기구(도시생략)에 의해 실질적으로 수평방향으로 변위가 제한된다. 그러므로, 상기 부양장치(12)가 상기 슬라이드 기구(16)에 의해 축방향으로 변위하면, 상기 자재(18)는 상기 부양장치(12) 위로 이탈하는 것이 제한된다.

그러므로, 상기 자재(18)는 상기 부양장치(12)를 포함하는 상기 자재운반시스템(10)과 접촉하지 않고 운반될 수 있고, 따라서 먼지입자 등이 상기 자재(18)에 부착되는 것이 방지된다.

상기 자재(18)가 상기 슬라이드 기구(16)에 의해 A방향으로 이송되어 상기 자재(18)의 운반이 종료되면, 상기 자재(18)는 상기 자재운반시스템(10)으로부터 배출되며, 상기 슬라이드 기구(16)는 상기 피더(도시생략)에 의해 B방향으로 변위한다. 상기 슬라이드 기구(16) 상의 상기 부양장치(12)는 최초위치로 복귀한다.

상기 실시예에서, 상기 부양장치(12)는 상기 슬라이드 기구(16)에서 일정간격을 두고, 상기 자재(18)가 부양상태를 유지하는 동안 큰 표면적을 가지는 액정유리기판과 같은 자재(18)를 운반한다. 그러나, 도 8에 도시된 바와 같이, 디스크형상 반도체 웨이퍼 등과 같은 상기 자재(66)는 하나의 부양장치(12a)로 부양되어 운반시스템(도시생략)으로 운반될 수 있다.

본 실시예에서, 상술한 것처럼 다공성 재료로 만들어진 상기 유체사출부재(32)는 상기 플레이트(34)의 상기 홀(50)에 삽입되고, 상기 자재(18,66)와 대면하는 상기 플레이트(34)의 상기 자재홀딩면(53)은 상기 환상홈(55a,55b) 또는 작은 표면요철(57)을 가진다.

상기 몸체부(28)로부터 공급되고, 상기 자재(18,66)와 상기 자재홀딩면(53) 사이로 흐르는 상기 유체사출부재(32)로부터 사출된 압력유체가 대기중으로 방출될 때, 상기 환상홈(55a,55b) 또는 상기 표면요철(57)의 요부 속으로 상기 압력유체의 일부가 흐른다. 상기 환상홈(55a,55b) 또는 상기 표면요철(57)은 자재(18,66)와 상기 자재홀딩면(53) 사이로 흐르는 압력유체에 흐름저항을 주고, 대기로 방출되는 압력유체의 유량을 제한한다.

그러므로, 상기 자재(18,66)와 상기 플레이트(34) 사이의 유체의 압력(P1)이 증가되고, 상기 유체사출부재(32)로부터 사출되는 유체의 압력(P)과 실질적으로 동 일하게 유지된다.(P1=P)

따라서, 상기 자재홀딩면(53) 상의 상기 환상홈(55a,55b) 또는 상기 작은 표면요철(57)은 압력유체의 손실되는 유량 하에서 공기중으로 상기 자재(18,66)를 부양시키는데 효과적이므로, 압력유체의 사용량이 감소한다.

상기 자재(18,66)는 상기 유체사출부재(32) 뿐 아니라 상기 유체사출부재(32)의 제2통로면(64)과 실질적으로 동일한 높이에 위치하는 상기 자재홀딩면(53) 위에서 압력유체에 의해 밀어올려진다. 그러므로, 상기 자재(18,66)는 넓은 영역에서 압력을 받게 되고, 중력에 의해 변형되거나 휘어지는 것이 방지된다. 따라서, 상기 자재(18,66)는 상기 자재홀딩면(53)에 실질적으로 평행하게 안정적으로 유지될 수 있다.

상기 유체사출부재(32)를 통해 흐르는 압력유체에 함유된 먼지입자는 장기간 사용되면 상기 유체사출부재(32)의 구멍에 위치하게 된다. 상기 유체사출부재(32)가 그러한 먼지입자에 의해 막히면, 상기 유체사출부재(32)를 상기 부양장치(12)로부터 분해하여, 상기 구멍에 있는 먼지입자를 제거하는 청소를 한다. 상기 구멍은 약 100㎛ 이상의 내경을 가지기 때문에, 상기 먼지입자는 상기 유체사출부재(32)로부터 쉽게 제거될 수 있다.

적용예1~5에 의한 각각 하나의 플레이트에 설치되는 복수의 유체사출부재를 가지는 자재부양장치(100,110,130,140,150)는 하기에서 설명한다. 상기 자재부양장치(100,110,130,140,150)의 각 부분은 상기 실시예에 의한 상기 자재부양장치(12)의 각부분과 동일하고, 같은 도면부호로 표시되며, 상세한 설명은 생략한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 적용예1에 의한 상기 자재부양장치(100)는 몸체부(106)의 상부에 설치되는 긴 플레이트(104)에 직선배열로 설치되는 복수의 예를 들어 5개의 유체사출부재(102a~102e)를 가진다. 상기 유체사출부재(102a~102e)는 상기 플레이트(104)의 길이방향을 따라 소정의 거리로 이격된다.

상기 몸체부(106)는 그 측벽에 형성되고, 상기 유체사출부재(102a~102e)에 압력유체를 공급하기 위한 상기 몸체부(106)의 연락챔버와 통하는 공급포트(도시생략)를 가진다. 상기 압력유체공급원(도시생략)에 연결된 상기 파이프(38)는 상기 조인트플러그(40)에 의해 상기 공급포트와 연결된다.

상기 플레이트(104)는 상기 실시예에 의한 상기 자재부양장치(12)와 같이 환상홈 또는 작은 표면요철(도시생략)을 가지는 자재홀딩면(104a)을 포함한다. 상기 환상홈 또는 작은 표면요철은 상기 자재홀딩면(104a)을 따라 흐르는 압력유체에 흐름저항을 제공한다.

상기 압력유체를 공급하기 위한 상기 공급포트, 상기 파이프(38), 및 상기 조인트플러그(40)는 도 9의 2점쇄선이 지시하는 것과 같이, 상기 몸체부(106)의 일단면에 위치하는 것이 아니라, 상기 몸체부(106)의 양단면에 위치할 수 있다.

적용예1에 의한 상기 자재부양장치(100)에서, 상기 압력유체는 몸체부(106) 속으로 상기 파이프(38)와 상기 공급포트(도시생략)를 통해 도시되지 않은 압력유체공급원으로부터 공급된다. 상기 압력유체는 상기 플레이트(104)의 재재홀딩면(104a)을 향해 상기 플레이트(104) 상의 유체사출부재(102a~102e)로부터 사출된다. 이 때, 각각의 유체사출부재(102a~102e)로부터 사출되는 압력유체의 유량은 상호 실질적으로 동일하도록 상기 몸체부(106)에서 조절된다.

상기 자재(108)는 상기 유체사출부재(102a~102e)에 의해 상기 플레이트(104)의 자재홀딩면(104a) 위에서 유지된다.

상기 유체사출부재(102a~102e)는 상기 하나의 플레이트(104)에 설치되고, 상기 자재(108)는 상기 하나의 파이프(38)와 상기 공급포트로부터 공급되는 압력유체에 의해 부양되고 유지되기 때문에, 큰 표면적을 가지는 자재(108)는 효과적으로 부양되고 유지될 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 적용예2에 의한 상기 자재부양장치(110)는 플레이트(112)의 실질적으로 중심부에 형성되고, 상기 플레이트(112)의 길이방향으로 연장된 직선홈(114)과, 상기 직선홈(114)에 대하여 실질적으로 대칭을 이루도록 위치하는 복수의 제1유체사출부재(116a~116e)와 제2유체사출부재(118a~118e)를 가진다. 상기 제1유체사출부재(116a~116e)와 제2유체사출부재(118a~118e)는 상호 실질적으로 평행하다.

상기 플레이트(112)는 몸체부(120)의 상부에 설치되고, 상기 파이프(38)는 상기 도시되지 않은 압력유체공급원과 연결되고, 상기 조인트플러그(40)는 상기 몸체부(120)와 체결된다. 상기 플레이트(112)는 상기 실시예에 의한 상기 자재부양장치(12)와 같이 환상홈 또는 작은 표면요철(도시생략)을 가지는 자재홀딩면(112a)을 포함한다. 상기 환상홈 또는 작은 표면요철은 상기 자재홀딩면(112a)을 따라 흐르는 압력유체에 흐름저항을 제공한다.

상술한 바와 같이, 제1유체사출부재(116a~116e)와 제2유체사출부재 (118a~118e)는 상기 하나의 플레이트(112)에 설치되고, 상호 실질적으로 평행하다. 그러므로, 상기 자재부양장치(110)로 자재(122)의 부양을 위한 범위가 횡방향으로 연장되기 때문에, 상기 자재부양장치(110)는 더 큰 표면적을 가지는 상기 자재(122)를 효과적으로 부양시켜 유지할 수 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 적용예3에 의한 상기 자재부양장치(130)는 도 10에서 도시한 적용예2에 의한 자재부양장치(110)와, 제1유체사출부재(116a~116e)와 제2유체사출부재(118a~118e)가 상기 플레이트(112)의 길이방향으로 소정의 거리만큼 파상(波狀)으로 배열된다는 점의 차이가 있다.

도 12에 도시된 바와 같이, 적용예4에 의한 상기 자재부양장치(140)는 복수의, 예를 들어 20개의 유체사출부재(144a~144t)가 소정의 거리로 이격되어 실질적으로 직사각형인 플레이트(142)에 설치된다.

상기 플레이트(142)는 몸체부(146)의 상부에 설치된다. 상기 몸체부(146)는 그 측벽에 실질적으로 중심부에 형성되어 상기 유체사출부재(144a~144t)에 압력유체를 공급하기 위한 공급포트(도시생략)를 가진다. 상기 플레이트(142)는 상기 실시예에 의한 상기 자재부양장치(12)와 같이 환상홈 또는 작은 표면요철(도시생략)을 가지는 자재홀딩면(142a)을 포함한다. 상기 환상홈 또는 작은 표면요철은 상기 자재홀딩면(142a)을 따라 흐르는 압력유체에 흐름저항을 제공한다.

상기 도시되지 않은 압력유체공급원과 연결된 상기 파이프(38)는 조인트플러그(40)를 통해 상기 공급포트에 연결된다. 상기 압력유체는 상기 도시되지 않은 압력유체공급원으로부터 상기 파이프(38)와 상기 공급포트(도시생략)를 통해 상기 몸 체부(146)에 공급된다.

상기 압력유체는 상기 플레이트(142)의 자재홀딩면(142a)을 향해 상기 유체사출부재(144a~144t)를 통해 사출된다. 이 때, 상기 유체사출부재(144a~144t)를 통해 각각 사출되는 압력유체의 유량은 제어기(도시생략) 등에 의해 동일하도록 제어된다.

결과적으로, 상기 자재(148)은 상기 유체사출부재(144a~144t)에 의해 상기 플레이트(142)의 자재홀딩면(142a)의 위에서 유지된다.

상기 플레이트(142)는 상기 적용예1과 적용예2에 의한 상기 자재부양장치(100,110)의 상기 플레이트(104,112)보다 폭이 더 크다. 압력유체가 상기 플레이트(142)에 설치된 상기 유체사출부재(144a~144t)로부터 사출될 때, 상기 자재부양장치(140)는 더 큰 표면적을 가지는 자재(148)를 부양시켜 유지할 수 있다.

도 13에 도시된 바와 같이, 적용예5에 의한 자재부양장치(150)는 도 12에서 도시한 적용예4에 의한 자재부양장치(140)와, 플레이트(152)에 설치된 복수의 유체사출부재(154a~154w) 중 인접한 것들은 서로 파상(波狀)으로 배열된다는 점의 차이가 있다. 상기 플레이트(152)는 상기 실시예에 의한 상기 자재부양장치(12)와 같이 환상홈 또는 작은 표면요철(도시생략)을 가지는 자재홀딩면(152a)을 포함한다. 상기 환상홈 또는 작은 표면요철은 상기 자재홀딩면(142a)을 따라 흐르는 압력유체에 흐름저항을 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 도시하고 설명하였지만, 첨부되는 청구항의 영역에서 벗어나지 않는 다양한 설계변경 및 적용이 가능하다.

본 발명에 의하면 이하의 효과를 얻을 수 있다.

즉, 몸체부의 홀딩면에 유량억제수단을 설치하는 것에 의하여, 자재와 홀딩면과의 사이를 유통하여 대기중으로 배출되는 압력유체의 유량을 줄이고, 상기 자재와 홀딩면과의 사이에 있어서의 압력유체의 압력저하를 억제하고 있다. 이 때문에, 적은 압력유체의 유량에 있어서도 자재에 대한 원하는 압압력이 얻어지며, 자재를 공기중에 부양시켜 홀딩하기 위한 압력유체의 공급량을 제어할 수 있으며, 이에 따라 압력유체의 소비량을 삭감할 수 있다.

Claims

자재를 부양시키기 위하여 압력유체로 상기 자재에 압력을 공급하면서 상기 자재를 운반하는 자재부양장치에 있어서,

그 내부에 압력유체를 공급받고, 그 내부에 형성되어 상기 자재를 향해 개방된 개구부를 포함하는 몸체부;

다공성 재료로 제작되어 상기 몸체부의 개구부에 설치되고, 상기 몸체부로부터 공급받은 압력유체를 통과시키며, 상기 자재를 향해 압력유체를 사출하는 유체사출부재; 및

상기 몸체부의 자재홀딩면에 설치되고, 상기 자재와 대면하며, 상기 자재홀딩면과 상기 자재 사이로 흐르는 압력유체의 유량을 감소시켜 상기 자재홀딩면과 상기 자재 사이의 압력유체의 압력을 증가시키는 유량감쇠기를 포함하는 자재부양장치.
제1항에 있어서, 유량감쇠기는 상기 자재홀딩면과 상기 자재 사이로 흐르는 압력유체에 흐름저항을 제공하는 것을 특징으로 하는 자재부양장치.
제1항에 있어서, 유량감쇠기는 상기 자재홀딩면에 형성되고, 상기 자재로부터 떨어져 어느 한 방향으로 오목한 홈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자재부양장치.
제3항에 있어서, 홈부는 상기 유체사출부재로부터 떨어져 어느 한 방향으로 연속적으로 배열된 복수의 환상홈인 것을 특징으로 하는 자재부양장치.
제4항에 있어서, 환상홈은 반지름 방향으로 소정의 거리만큼 이격된 것을 특징으로 하는 자재부양장치.
제1항에 있어서, 유량감쇠기는 상기 자재에 대면하는 자재홀딩면의 표면요철을 포함하는 것을 특징으로 하는 자재부양장치.
제1항에 있어서, 유체사출부재는 상기 자재와 대면하고, 상기 자재홀딩면과 실질적으로 동일한 높이에 위치하는 표면을 가지는 것을 특징으로 하는 자재부양장치.
제1항에 있어서, 복수의 유체사출부재는 상기 몸체부에 소정의 간격을 두고 설치되고, 자재와 대면하고, 상기 자재홀딩면과 실질적으로 동일한 높이에 위치하는 표면을 가지는 것을 특징으로 하는 자재부양장치.
제8항에 있어서, 유체사출부재는 상기 몸체부의 길이 방향으로 직선으로 배열되는 것을 특징으로 하는 자재부양장치.
제8항에 있어서, 유체사출부재는 상기 몸체부의 길이방향으로 각각 직선으로 배열되고, 상호 실질적으로 평행을 이루도록 위치하는 제1유체사출부재 그룹과 제2유체사출부재 그룹을 포함하는 것을 특징으로 하는 자재부양장치.