KR100938355B1 - 헬리컬나선을 통해 균일하면서 높은 압력을 갖도록 에어가 분출되는 비접촉식 반송플레이트 - Google Patents

Abstract

에어홀들에서 분출되는 유량의 편차를 최소한으로 줄일 수 있는 비접촉식 반송플레이트가 개시된다. 본 발명에 따른 반송플레이트는 외부의 에어를 유입받아 상부면상에 형성된 에어챔버에 에어가 차이는 중판과, 중판의 상부에 결합되어 에어챔버내의 에어를 상부면상으로 분출시키도록 에어챔버와 연통되는 다수의 에어홀이 형성된 상판을 포함하며, 에어홀의 내부 하측에는 에어홀보다 더 넓은 직경을 갖는 확장부가 형성되고, 확장부내에는 피치(pitch)가 큰 헬리컬나선이 형성되며, 헬리컬나선에는 소정의 마찰력을 갖도록 핀이 삽입된다. 또한, 중판의 하부에는 외부의 에어를 유입받아 중판의 에어챔버로 전달해주는 하판이 더 결합되고, 하판의 상부면상에는 외부의 진공을 유입받아 흡입력이 차이게 하는 진공챔버가 형성되며, 상판에는 진공챔버내의 흡입력을 중판을 통해 전달받아 상부면상으로 작용시키는 다수의 진공홀이 형성될 수도 있다.

Description

헬리컬나선을 통해 균일하면서 높은 압력을 갖도록 에어가 분출되는 비접촉식 반송플레이트{Noncontact conveying plate}

본 발명은 반송플레이트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전구간에 걸쳐 균일한 분포로 에어가 분출되도록 할 수 있고, 높은 압력을 갖도록 할 수 있는 비접촉식 반송플레이트에 관한 것이다.

일반적으로, 인라인 검사장비(In-Line FPD Automatic Optical Inspection)는 TFT LCD 패널이나 PDP, 컬러필터 등의 디스플레이 패널(display panel) 등을 안내하면서 광학렌즈와 CCD 카메라를 사용하여 검사 대상물의 이미지를 캡쳐한 후 이미지 프로세싱 알고리즘을 적용하여 사용자가 찾아내고자 하는 각종 결함을 검출해 내는 장비이다.

이러한 인라인 검사장비는 크게 불량을 검출하는 스캔섹션(scan section), 리뷰섹션(review section) 및 언로딩 섹션(unlaod section)으로 분할된다. 이러한 검사장비는 검사시스템으로서의 역할을 다하기 위해서는 검출한 결함의 위치와 크기를 정확하게 알아내는 것도 중요하지만, 스캔섹션(scan section)에서부터 언로딩 섹션(unlaod section)까지 피 운반체(검사대상물)를 안내하는 반송수단의 역할 또 한 중요한 요소로 작용한다.

종래 반송수단으로는 롤러(roller)의 회전력에 의해서 피 운반체를 반송하는 접촉식 반송수단이 개시된 바 있으나, 이는 롤러의 회전력에 의해서 반송이 이루어지므로 피 운반체에 스크래치 및 롤러 회전으로 인한 얼룩이 발생할 뿐만 아니라 마찰력이 작거나 회전력이 약하면 피 운반체가 미끄러지기 때문에 원활한 반송이 어려운 문제점이 있었다.

전술한 문제점을 해결하고자 최근에는 미세한 다수의 에어홀에 압축에어를 공급하고 에어홀에서 분출되는 에어로 피 운반체를 부상 반송하는 비접촉식 반송수단이 이용되고 있다.

이러한 비접촉식 반송플레이트 중에서도 에어가 분출되는 에어홀의 내부에 임의의 미세 틈새를 형성하여 분출시키도록 한 것으로, 대한민국 특허등록 제650290호(2006.11.27. 공고) 및 대한민국 특허등록 제886968호(2009.03.09. 공고)가 개시된 바 있다.

먼저, 특허 제650290호는 도 1에서 보는 바와 같이 반송플레이트의 상판(10)에 형성되는 에어홀(11)의 내부에 볼트(12)가 체결되도록 하고, 이 볼트(12)에 미세틈이 형성된 와셔(13)를 함께 장착하여 와셔(13)와 볼트(12)의 나선으로 에어가 분출되도록 하는 구성을 갖는다.

한편, 특허 제886968호는 도 2에서 보는 바와 같이 반송플레이트의 상판(20)에 형성되는 에어홀(21)의 내부에 스프링핀(22)이 삽입되도록 하여 핀부(23)가 에어홀(21)의 내측에 삽입되면서 일정한 미세 틈새를 형성시킨 구성을 갖는다.

여기에서, 특허 제650290호는 저항수단인 볼트(12)와 와셔(13)가 있어 저유량의 에어가 분출되도록 한 것인데, 에어홀(11)상에 형성된 암나사와 볼트(12)에 형성된 수나사가 항상 일정한 규격으로 제공되는 것이 아니기 때문에 에어홀(11)로 분출되는 에어가 균일하지 못한 문제점이 있었다.

즉, 암나사는 인위적인 가공(탭가공)에 의해 형성시키기 때문에 일정한 규격을 갖게 되는데, 볼트는 암나사에 체결될 수 있는 사이즈를 별도의 가공없이 기성제품을 사용하기 때문에 나선사이로 빠져나가는 에어의 양이 에어홀마다 큰 차이를 나면서 분출되는 것이다.

이처럼 에어의 분출이 에어홀마다 큰 격차를 나타나게 되면, 반송플레이트 위에 부상된 피부상체가 평탄도를 유지하기 어렵게 되고, 심한 진동을 일으키게 되어 검사의 신뢰도가 떨어지게 된다.

한편, 특허 제886968호는 일정한 규격을 갖는 에어홀(21)과 이 에어홀(21)에 일정한 규격을 갖는 핀부(23)를 삽입시켜 전 구간이 균일한 분포로 에어분출을 유도하였으나, 고정역할을 담당하는 스프링부(24)가 항상 수직하게 고정되지 않아 핀부(23)가 기울어지게 삽입되는가 하면, 핀부(23)의 직진성에도 영향이 있어 에어홀(21)의 틈새를 모두 균일하게 맞출 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 에어홀의 내부에 임의의 헬리컬나선홈을 형성하고, 이 헬리컬나선홈에 핀을 삽입하여 핀과 헬리컬나선홈의 사이 틈새로 에어가 흐르도록 유도하여 각각의 에어홀들에서 분출되는 유량의 편차를 최소한으로 줄일 수 있는 핀을 이용하여 헬리컬나선을 통해 균일하면서 높은 압력을 갖도록 에어가 분출되는 비접촉식 반송플레이트를 제공하는데 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명은,

외부의 에어를 유입받아 상부면상에 형성된 에어챔버에 에어가 차이는 중판과, 중판의 상부에 결합되어 에어챔버내의 에어를 상부면상으로 분출시키도록 에어챔버와 연통되는 다수의 에어홀이 형성된 상판을 포함하는 비접촉식 반송플레이트에 있어서,

에어홀의 내부 하측에는 에어홀보다 더 넓은 직경을 갖는 확장부가 형성되고, 확장부내에는 피치(pitch)가 큰 헬리컬나선이 형성되며, 헬리컬나선에는 소정의 마찰력을 갖도록 핀이 삽입됨을 특징으로 하는 비접촉식 반송플레이트를 제공한다.

여기에서, 핀의 외경은 헬리컬나선의 산지름보다 1/1,000 ~ 1/100mm 큰 것임이 바람직하다.

또한, 중판의 하부에는 외부의 에어를 유입받아 중판의 에어챔버로 전달해주는 하판이 더 결합되고, 하판의 상부면상에는 외부의 진공을 유입받아 흡입력이 차이게 하는 진공챔버가 형성되며, 상판에는 진공챔버내의 흡입력을 중판을 통해 전달받아 상부면상으로 작용시키는 다수의 진공홀이 형성될 수도 있다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 반송플레이트는 에어가 분출되는 헬리컬나선홈이 거의 동일한 규격으로 제공할 수 있어 이 틈새를 타고 흐르는 에어도 거의 동일하게 분출될 수 있는 효과가 있다.

이와 같이 각 에어홀에서 분출되는 에어의 유량 편차가 작게 됨으로 인해 피부상체의 부상 평탄도를 높일 수 있게 되고, 피부상체의 떨림을 최소화 할 수 있게 된다.

또한, 헬리컬나선을 통해 에어가 분출됨으로 분출되는 에어가 높은 추진력과 회전력을 얻게 되어 피부상체를 더욱 안정되게 부상시킬 수 있는 잇점이 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반송플레이트를 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 반송플레이트를 나타낸 분해사시도이다.

도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 반송플레이트(100)는 하판(110), 중판(120), 상판(130)을 포함하는 구성을 갖는다.

하판(110)은 그 하부측에서 외부의 에어가 접속되도록 에어접속포트(도시되 지 않음)가 형성되고, 상부면상에는 에어접속포트가 연통되는 에어공급공(111)이 형성된다. 이때, 하판(110)은 외부의 에어를 받아 그 위의 중판(120)에 전달하는 역할만 수행한다. 그리고 에어접속포트 및 에어공급공(111)은 하판(110) 및 중판(120)의 크기에 따라 하나에서 다수개로 형성시킬 수 있다.

중판(120)은 하판(110)의 상부에 겹쳐져 결합되는 것으로, 에어공급공(111)들과 이어지는 에어연결공(121)이 상, 하로 관통되도록 형성된다. 이러한 중판(120)의 상부면상에는 에어연결공(121)에서 연장되어 중판(120)의 상부면상 전체구간을 순환하는 에어챔버(122)가 줄 형태로 형성된다.

상판(130)은 중판(120)의 에어챔버(122)에서 에어를 받아 상부측으로 분출시키는 것으로, 줄 형태로된 에어챔버(122)에 연통되도록 다수의 에어홀(131)이 상, 하로 관통되게 형성된다.

상기와 같이 설명된 반송플레이트(100)의 구조는 일반적이라 할 수 있을 정도의 구성이며, 하기에 설명할 부분이 본 발명의 특징적인 구성이다.

상판(130)에는 에어가 분출되는 에어홀(131)외에도 진공홀(135)이 더 형성된다. 진공홀(135)은 상판(130)의 절반 정도만 형성되는 것으로, 상판위로 지나가던 피 반송체가 검사를 위한 위치에서 떨림을 최소화하기 위해 흡입력을 갖도록 하여 검사 신뢰도를 높이기 위한 수단이다.

도 4는 도 3에 도시된 진공홀의 구조를 보인 요부 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참고하면, 중판(120)상에는 상판(130)에 형성된 진공홀(135)과 연통되도록 상, 하로 관통되는 진공연결공(125)이 더 형성된다. 그리고 하 판(110)의 상부면상에는 진공연결공(125)으로 흡입력을 전달하기 위한 진공챔버(116)가 줄 형태로 구간내에서 순회하도록 형성된다. 또한, 하판(110)의 진공챔버(116)내에는 하나 또는 다수의 진공공급공(115)이 상, 하로 관통되게 형성되고, 하판(110)의 하부면상에는 진공공급공(115)과 연통되도록 진공접속포트(115a)가 형성된다.

이처럼 진공홀(135)을 함께 사용하는 경우에는 하판(110)에 진공챔버(116)를 두고, 중판(120)에는 에어챔버(122)를 두어 별도로 작동되도록 하였지만, 진공홀(135) 없이 에어홀(131)만 사용할 경우에는 굳이 하판(110)이 필요 없게 된다.

즉, 에어만 분출시키는 반송플레이트의 경우라면, 중판(120)의 하부면상에 에어접속포트를 형성하여 에어연결공(121)과 연통시키면 되는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 에어홀(131)은 아주 특별한 구성으로 되어 각각의 에어홀(131)로 분출되는 유량이 거의 동일하게 맞출 수 있게 된다.

도 5는 도 3에 도시된 에어홀의 구조를 보인 요부 단면도이고, 도 6은 도 5의 A부분 확대도이다.

도 5 및 도 6을 참고하면, 본 발명에 따른 에어홀(131)은 이중직경으로 형성되는데, 상판(130)의 하부면상측에는 에어홀(131)을 확장하여 이 확장부(132)에 핀(140)을 삽입하여 사용된다.

이때, 단순히 핀(140)을 삽입하게 되면, 종래기술에서 언급한 스프링핀처럼 일정한 틈새를 유지하기 어렵게 된다.

따라서 본 발명에서는 확장부(132)의 내주면상에 헬리컬나선(133)을 형성하 고, 이 헬리컬나선(133)에 약간의 마찰력만 발생되도록 가공된 핀(140)을 삽입하여 헬리컬나선(133)을 통해 일정하고 균일한 에어만이 분출되도록 할 수 있게 된다.

본 발명에서 헬리컬나선(133)이라고 칭하는 이유는 일반 나선의 경우 피치(pitch)가 너무 작아 나선을 통과하는 에어가 너무 많은 회전을 통하면서 압력이 쇠퇴해지는 경향이 있게 된다. 따라서 본 발명에서는 큰 피치를 갖는 나선으로 가공하여 빠른 시간 내에 에어가 나선을 통과하면서 높은 추진력과 회전력을 얻게 된다.

본 발명에서 발생되는 에어의 추진력 및 회전력은 헬리컬나선(133)의 영향으로 종래기술에서 언급한 볼트방식 반송플레이트에서는 얻을 수 없었던 효과이다.

기존의 볼트방식 반송플레이트에서는 저항수단인 와셔의 틈새로 에어의 저항이 결정되기 때문에 그 위의 구간인 나선구간에서는 와셔를 통과한 에어가 압력의 변화없이 통로의 역할만을 하게 되었다.

그러나 이 마저도 나선의 수많은 회전에 의해 압력이 감쇠하여 최종 분출압력은 와셔를 통과한 압력보다 더 떨어지는 역효과가 나타나게 되었고, 이로 인해 피반송체에 미치는 역향력이 떨어지게 되었다.

반면, 본 발명의 반송플레이트는 피치가 큰 헬리컬나선 구간이 그 하측의 챔버와 다이랙트로 연통되어 있어 헬리컬나선 구간이 바로 챔버가 되며, 이 헬리컬나선 구간을 통과하는 에어가 회전력을 얻게 되고, 회전력과 함께 추진력도 얻게 된다.

회전력은 에어홀을 통과한 후에 피반송체에 부딪히면서 넓게 퍼지면서 그 자 리에서 좀더 머무르는 효과가 발생되어 피반송체를 더욱 안정감있게 받칠 수 있게 된다.

하기에는 본 발명의 바람직한 일 실시예로 에어홀(131)을 설계해 본다.

에어홀(131)은 0.5mm의 직경으로 가공을 하였고, 확장부(132)는 3.2mm의 직경으로 가공하였다.

이러한 확장부(132)에 나사산의 지름이 3.6인 헬리컬탭가공기를 이용해 헬리컬나선(133)이 형성되도록 가공하였다.

핀(140)은 직경이 3.21인 것을 가공하여 사용하였다.

따라서 핀(140)은 암나사인 헬리컬나선(133)의 산지름보다 1/100mm가 더 크며, 이 정도에 의해 소정의 끼움력이 발생되어 핀결합이 이루어진다.

본 발명자가 다른 직경의 핀으로 반복실험해본 결과 핀(140)은 헬리컬나선(133)의 산지름보다 1/1,000 ~ 1/100mm 정도면 너무 헐겁지도 않고 너무 억지 끼움도 아닌 정도의 끼움결합이 가능해 진다.

본 발명의 핀을 이용한 에어분출방법은 기존의 방법들에 비해 획기적으로 비용절감될 수 있는 것으로, 에어홀(131)내에 암나사나 헬리컬나선을 형성시키는 것은 기존이나 본 발명이나 같은 비용이 발생될 수 있는 부분이다.

그러나 본 발명에서의 핀은 제작단가가 채 10원이 되지 않는 것으로, 종래기술에서 언급했던 볼트나 핀스프링 같은 것과는 수백배에서 수천배에 이르는 비용이 차이가 나게 된다.

하기에는 전술한 바와 같이 형성된 반송플레이트(100)의 에어홀(131)로 얼마 정도의 유량이 분출되는지를 유량계를 이용하여 측정해 보았다.

반송플레이트는 가로, 세로를 15cm로 절단하여 작은 사이즈로 제작하였으며, 하나의 에어접속포트를 이용해 12개의 에어홀을 형성하고, 1bar에서부터 3.5bar까지 실험을 해보았다.

<표 1>

위의 <표 1>에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 반송플레이트(100)는 입력압별로 최대와 최소가 4~5%정도에 불과한 것으로 기존 반송플레이트에서 수십%정도까지 나타나던 것을 비교하면 엄청난 균일 분포를 보이고 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 반송플레이트를 나타낸 도면이고,

도 3은 본 발명에 따른 반송플레이트를 나타낸 분해 사시도이고,

도 4는 도 3에 도시된 진공홀의 구조를 보인 요부 단면도이고,

도 5는 도 3에 도시된 에어홀의 구조를 보인 요부 단면도이며, 그리고

도 6은 도 5의 A부분을 확대하여 보인 단면도이다.

Claims (3)

1. 외부의 에어를 유입받아 상부면상에 형성된 에어챔버(122)에 에어가 차이는 중판(120)과, 상기 중판(120)의 상부에 결합되어 상기 에어챔버(122)내의 에어를 상부면상으로 분출시키도록 상기 에어챔버(122)와 연통되는 다수의 에어홀(131)이 형성된 상판(130)을 포함하는 비접촉식 반송플레이트에 있어서,

   상기 에어홀(131)의 내부 하측에는 상기 에어홀(131)보다 더 넓은 직경을 갖는 확장부(132)가 형성되고, 상기 확장부(132)내에는 피치(pitch)가 큰 헬리컬나선(133)이 형성되며, 상기 헬리컬나선(133)에는 소정의 마찰력을 갖도록 핀(140)이 삽입됨을 특징으로 하는 비접촉식 반송플레이트.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 핀(140)의 외경은 상기 헬리컬나선(133)의 산지름보다 1/1,000 ~ 1/100mm 큰 것임을 특징으로 하는 비접촉식 반송플레이트.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 중판(120)의 하부에는 외부의 에어를 유입받아 상기 중판(120)의 에어챔버(122)로 전달해주는 하판(110)이 더 결합되고, 상기 하판(110)의 상부면상에는 외부의 진공을 유입받아 흡입력이 차이게 하는 진공챔버(116)가 형성되며, 상기 상판(130)에는 상기 진공챔버(116)내의 흡입력을 상기 중판(120)을 통해 전달받아 상부면상으로 작용시키는 다수의 진공홀(135)이 형성됨을 특징으로 하는 비접촉식 반송플레이트.

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