KR100994761B1 - 도어밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도어밸브에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 도어밸브는, 반도체 웨이퍼 이동통로를 개폐하는 개폐부재(100);와, 상기 개폐부재(100)의 배면에 설치되되, 내부 후측에는 제1유로(1)가 전측에는 제2유로(2)가 형성되며, 정면에는 커버(221)가 설치되는 제1실린더(210):와, 이 제1실린더(210)의 내부에 설치되어 상기 제1유로(1)와 제2유로(2)에 유입되는 압축공기에 의해 전후로 작동되는 제1피스톤(220):과, 상기 제1피스톤(220)과 개폐부재(100)를 연결하는 연결부재(B):가 구비된 전후진 액추에이터부(200);와, 내부에 형성되는 복수의 제2실린더(310):와, 이 제2실린더(310)의 내부에 설치되어 압축공기에 의해 상하로 작동되는 제2피스톤(320):과, 일측은 상기 제2피스톤(320)에 연결되며, 타측은 상기 전후진 액추에이터부(200)와 연결되고, 내부에는 압축공기가 유동되되, 상기 제1유로(1)와 연통되는 제3유로(3)와 상기 제2유로(2)와 연통되는 제4유로(4)가 형성되는 상하샤프트(330):와, 상기 개폐부재(100)의 웨이퍼 이동통로 폐쇄시 압축공기가 유입되도록 형성되는 제1압축공기 유입통공(340):과, 상기 제1압축공기 유입통공(340)으로부터 유입되는 압축공기에 의해 상기 제2피스톤(320)이 상향이동되도록 상기 제1압축공기 유입통공(340)으로부터 상기 제2실린더(310)의 하부까지 연결되는 제5유로(5):와, 상기 제5유로(5)로 유입되는 압축공기에 의해 상기 제2피스톤(320)이 상사점에 도달하면 선택적으로 열리는 릴리프 밸브(R1)와 상기 제2피스톤(320)이 하사점에 도달하면 선택적으로 열리는 체크밸브(C1)가 설치되되, 상기 릴리프 밸브(R1)가 열리면 압축공기가 상기 제1유로(1)로 이동되도록 상기 제1압축공기 유입통공(340)과 제5유로(5) 및 제1유로(1)와 연통되는 제6유로(6):가 구비된 상하작동 액추에이터부(300);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상 상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 개폐부재의 상하방향 움직임을 주관하는 상하작동 액추에이터부와 전후방향의 움직임을 주관하는 전후진 액추에이터부가 구비되어 웨이퍼 이동통로를 개폐하는 개폐부재가 정확하게 엘(L)모션으로 작동되는 장점이 있다.

Description

도어밸브{Door valve}
본 발명은 도어밸브에 관한 것으로서, 더 상세하게는 개폐부재의 상하방향 움직임을 주관하는 상하작동 액추에이터부와 전후방향의 움직임을 주관하는 전후진 액추에이터부가 구비되어 웨이퍼 이동통로를 개폐하는 개폐부재가 정확하게 엘(L)모션으로 작동되도록 하는 도어밸브에 관한 것이다.
본 출원인은 특허출원 10-2003-0071906호(발명의 명칭:슬릿밸브)를 통하여 웨이퍼 이동통로 주위에 배치되는 밀봉재의 배치구조를 개선하여 이동통로를 밀폐하는 밀봉재의 손상을 방지하고 밸브구동부에 장착되는 인디케이트장치로 작동상태를 확인할 수 있는 슬릿밸브를 출원하였다.
도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 슬릿밸브의 단면도가 도시되어 있는데, 이 출원의 슬릿밸브는 웨이퍼 이동통로를 개폐하는 밀폐부재(100)와, 상기 밀폐부재(100)와 별도로 형성된 하우징브라켓(200)과, 상기 밀폐부재(100)와 하우징브라켓(200) 사이에서 연장형성된 메인샤프트(400)와, 상기 하우징브라켓(200) 내부에 형성되며, 공기의 압력에 의해 구동되는 에어실린더(310)와, 상기 에어실린더(310) 내부에 형성된 피스톤(320)과, 상기 피스톤(320)에 결합된 피스톤샤프트(330)와, 상기 피스톤샤프트(330)에 결합되는 무빙유닛(340)과, 상기 무빙유닛(340)과 메인샤프트(340)에 결합된 링크가 구비된 밸브구동부(300)가 구비되어 있다.
상기와 같은 슬릿밸브는 외부에서 입력되는 압축 공기의 압력의 변화에 따라 하우징브라켓(200) 내부에 형성된 에어실린더(310)의 피스톤(320)이 상하 회동 된다. 이에 따라, 무빙유닛(340)이 상기 피스톤과 동시에 상하 회동되고, 상기 무빙유닛(340)에 링크(350)를 매개로 연결된 메인샤프트(400)도 회동되어 밀폐부재(100)로 웨이퍼 이동통로를 개폐한다.
또한, 상기와 같은 슬릿밸브의 밸브구동부(300)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 메인샤프트(400)를 수직 상하회동시키는 1단계 동작과 상기 메인샤프트(400)가 수직 전후방으로 회동되어 상기 밀폐부재(100)로 반도체 웨이퍼 이동통로를 개폐하는 2단계 동작, 즉 엘(L)자 형상으로 구동되는데, 상기와 같이 엘(L)자 구동이 되도록 가이드 홈이 엘(L)자 형상으로 형성되어 있다.
그러나, 상기 링크(350)는 구조적으로 회전운동이 되므로, 종래의 슬릿밸브의 엘(L)자 형상 즉 직선궤적의 가이드 홈으로는 밸브구동부(300)의 정확한 엘(L)자 운동의 가이드가 용이하지 못한 문제점이 있었다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 엘(L)자 형상의 가이드 홈(351)으로 상기 링크(350)를 가이드 할 경우, 상기 링크와 가이드 홈의 모서리에 반복적인 마찰로 인한 응력집중이 발생하게 되며, 상기 링크가 가이드 홈에 끼워진 상태로 회동되면, 도 2에 도시된 바와 같이 미세한 유격이 생겨 밀폐부재로 반도체 웨이퍼 통로를 개폐하는 동작이 정확하게 제어되기 힘든 문제점이 있었다.
또한, 상기와 같은 링크에 의해 반도체 웨이퍼 이동통로를 개폐하는 개폐부재의 접촉면에는 고무재질의 오링이 홈에 설치되는데, 이러한 오링과 반도체 웨이퍼 이동통로의 접촉시 상측(또는 하측)오링에는 미세한 회전이 발생된다. 이에 따라, 오링의 회전에 의해 오링은 홈에 설치된 상태로 회전이 발생되어 홈에서 이탈되거나 경화될 염려가 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 개폐부재의 상하방향 움직임을 주관하는 상하작동 액추에이터부와 전후방향의 움직임을 주관하는 전후진 액추에이터부가 구비되어 웨이퍼 이동통로를 개폐하는 개폐부재가 정확하게 엘(L)모션으로 작동되도록 하는 도어밸브를 제공하는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따른 도어밸브는, 반도체 웨이퍼 이동통로를 개폐하는 개폐부재(100);와, 상기 개폐부재(100)의 배면에 설치되되, 내부 후측에는 제1유로(1)가 전측에는 제2유로(2)가 형성되며, 정면에는 커버(221)가 설치되는 제1실린더(210):와, 이 제1실린더(210)의 내부에 설치되어 상기 제1유로(1)와 제2유로(2)에 유입되는 압축공기에 의해 전후로 작동되는 제1피스톤(220):과, 상기 제1피스톤(220)과 개폐부재(100)를 연결하는 연결부재(B):가 구비된 전후진 액추에이터부(200);와, 내부에 형성되는 복수의 제2실린더(310):와, 이 제2실린더(310)의 내부에 설치되어 압축공기에 의해 상하로 작동되는 제2피스톤(320):과, 일측은 상기 제2피스톤(320)에 연결되며, 타측은 상기 전후진 액추에이터부(200)와 연결되고, 내부에는 압축공기가 유동되되, 상기 제1유로(1)와 연통되는 제3유로(3)와 상기 제2유로(2)와 연통되는 제4유로(4)가 형성되는 상하샤프트(330):와, 상기 개폐부재(100)의 웨이퍼 이동통로 폐쇄시 압축공기가 유입되도록 형성되는 제1압축공기 유입통공(340):과, 상기 제1압축공기 유입통공(340)으로부터 유입되는 압축공기에 의해 상기 제2피스톤(320)이 상향이동되도록 상기 제1압축공기 유입통공(340)으로부터 상기 제2실린더(310)의 하부까지 연결되는 제5유로(5):와, 상기 제5유로(5)로 유입되는 압축공기에 의해 상기 제2피스톤(320)이 상사점에 도달하면 선택적으로 열리는 릴리프 밸브(R1)와 상기 제2피스톤(320)이 하사점에 도달하면 선택적으로 열리는 체크밸브(C1)가 설치되되, 상기 릴리프 밸브(R1)가 열리면 압축공기가 상기 제1유로(1)로 이동되도록 상기 제1압축공기 유입통공(340)과 제5유로(5) 및 제1유로(1)와 연통되는 제6유로(6):가 구비된 상하작동 액추에이터부(300);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도어밸브는, 반도체 웨이퍼 이동통로를 개폐하는 개폐부재(100);와, 상기 개폐부재(100)의 배면에 설치되되, 내부 후측에는 제1유로(1)가 전측에는 제2유로(2)가 형성되며, 정면에는 커버(221)가 설치되는 제1실린더(210):와, 이 제1실린더(210)의 내부에 설치되어 상기 제1유로(1)와 제2유로(2)에 유입되는 압축공기에 의해 전후로 작동되는 제1피스톤(220):과, 상기 제1피스톤(220)과 개폐부재(100)를 연결하는 연결부재(B):와, 상기 연결부재(B)를 외부로부터 밀폐하는 후면커버(201):가 구비된 전후진 액추에이터부(200);와, 내부에 형성되는 복수의 제2실린더(310):와, 이 제2실린더(310)의 내부에 설치되어 압축공기에 의해 상하로 작동되는 제2피스톤(320):과, 일측은 상기 제2피스톤(320)에 연결되며, 타측은 상기 전후진 액추에이터부(200)와 연결되고, 내부에는 압축공기가 유동되되, 상기 제1유로(1)와 연통되는 제3유로(3)와 상기 제2유로(2)와 연통되는 제4유로(4)가 형성되는 상하샤프트(330):가 구비된 상하작동 액추에이터부(300);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 개폐부재(100)에 의해 웨이퍼 이동통로가 개방되도록 압축공기가 유입되며, 상기 상하작동 액추에이터부(300)에 상기 제4유로(4) 및 제2유로(2)와 연통되도록 설치되는 제2압축공기 유입통공(350);과, 상기 제2압축공기 유입통공(350)과 연통되며, 상기 제2압축공기 유입통공(350)으로 유입되는 압축공기에 의해 상기 제1피스톤(220)이 하사점에 도달하면 선택적으로 열리는 릴리프 밸브(R2)와 상기 제1피스톤(220)이 하사점에 도달하면 선택적으로 열리는 체크밸브(C2)가 설치되되, 상기 릴리프 밸브(R2)가 열리면 상기 제2실린더(310)의 상측으로 압축공기가 유입되도록 형성되는 제7유로(7);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2피스톤(320)에 설치되는 자석부재(321);와, 상기 상하작동 액추에이터부(300)에 설치되되, 상기 자석부재(321)를 감지하여 상기 제2피스톤(320)의 위치를 검출하는 자석식 센서(360);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상하작동 액추에이터부(300)에 설치되되, 상기 상하작동 액추에이터부(300)에 의해 상하로 작동되는 상기 전후진 액추에이터(200)의 상면과 하면에 접촉되어 상기 제2피스톤(320)의 위치를 검출하는 접촉식 센서(361);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 개폐부재(100)와 전후진 액추에이터부(200)의 사이와 상기 전후진 액추에이터부(200)와 상하작동 액추에이터부(300)의 사이에 각각 설치되는 벨로우즈(400);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상하작동 액추에이터부(300)의 상부와 하부에는 상기 제2실린더(310)를 밀폐하는 상부커버(301) 및 하부커버(302);와, 상기 상부커버(301)에 형성되며, 상기 상하샤프트(330)가 가이드되도록 하는 가이드부(303);와, 상기 가이드부(303)의 내부에 설치되어 상기 상하샤프트(330)의 외주면과 접촉되되, 상기 개폐부재(100)의 하중에 따른 편심의 발생시 상기 상하샤프트(330)와 가이드부(303)의 마모를 방지하는 부싱(304);을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
또한, 상기 체크밸브(C1, C2)는 급속배기밸브인 것을 특징으로 한다.
이상 상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 개폐부재의 상하방향 움직임을 주관하는 상하작동 액추에이터부와 전후방향의 움직임을 주관하는 전후진 액추에이터부가 구비되어 웨이퍼 이동통로를 개폐하는 개폐부재가 정확하게 엘(L)모션으로 작동되는 장점이 있다.
도 1은 종래의 슬릿밸브의 구성단면도,
도 2는 종래의 슬릿밸브의 링크의 움직임을 나타낸 상태도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도어밸브의 정면사시도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도어밸브의 배면사시도,
도 5는 도 3의 분해사시도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도어밸브의 전후진 액추에이터부의 정면 및 A-A, B-B단면도,
도 7은 도 6의 A-A단면의 단면사시도 및 B-B단면의 단면사시도,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도어밸브의 상하작동 액추에이터의 단면, 평면 및 저면도,
도 9는 도 8의 C-C단면의 단면사시도,
도 10 내지 도 13은 본 발명이 작동되는 모습을 보인 측면도,
도 14는 도 10의 D-D단면도,
도 15는 도 11의 E-E단면도,
도 16 내지 도 17은 전후진 액추에이터의 전진 및 후진하는 상태의 단면도,
도 18 내지 도 20은 본 발명이 반도체 웨이퍼 이동통로를 개방함과 동시에 초기상태로 복원되는 상태의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다. 각 도면에 제시된 동일한 부호는 동일한 부재를 나타낸다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도어밸브의 정면사시도, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도어밸브의 배면사시도, 도 5는 도 3의 분해사시도, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도어밸브의 전후진 액추에이터부의 정면 및 A-A, B-B단면도, 도 7은 도 6의 A-A단면의 단면사시도 및 B-B단면의 단면사시도, 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도어밸브의 상하작동 액추에이터의 단면, 평면 및 저면도, 도 9는 도 8의 C-C단면의 단면사시도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도어밸브는, 개폐부재(100), 전후진 액추에이터부(200), 상하작동 액추에이터부(300)가 포함되며, 제1유로(1), 제2유로(2), 제3유로(3), 제4유로(4), 제5유로(5), 제6유로(6), 제7유로(7), 제1실린더(210), 제1피스톤(220), 제2실린더(310), 제2피스톤(320), 자석부재(321), 상하샤프트(330), 제1압축공기 유입통공(340), 제2압축공기 유입통공(350), 자석식 센서(360) ,접촉식 센서(361) 및 연결부재(B)가 더 포함될 수 있다.
또한, 후술할 제1~7유로에는 압축공기가 유동되며, 이렇게 제1~7유로로 유동되는 압축공기에 의해 전후진 액추에이터부(200)와 상하작동 액추에이터부(300)가 구동된다.
상기 개폐부재(100)는 후술할 전후진 액추에이터부(200)의 정면에 설치되어 상기 전후진 액추에이터부(200)에 유입되는 압축공기에 의해 전진 또는 후진되면서 반도체 웨이퍼 이동통로(미도시)를 개폐하는 부재로서, 반도체 웨이퍼 이동통로와 맞닿는 면에는 오링이 설치되는 것이 바람직하다.
상기 전후진 액추에이터부(200)는 도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 제1실린더(210)와 상기 제1실린더(210)의 내부에 설치되는 제1피스톤(220) 및 상기 제1피스톤(220)의 중심부를 관통하여 개폐부재(100)의 배면과 결합되는 연결부재(B)로 구성되는데, 이 연결부재(B)는 상기 제1피스톤(220)의 전후 움직임을 개폐부재로 전달하는 역할을 한다.
상기 제1실린더(210)는 도 16 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 후측에는 제1유로(1)가 전측에는 제2유로(2)가 형성되는데, 여기서 개폐부재(100)와 인접한 곳이 전측이다.
상기와 같은 제1실린더(210)의 내부에는 제1피스톤(220)이 설치되며, 상기 제1피스톤(220)은 제1실린더(210)의 내부에서만 작동되도록 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1실린더(210)의 정면을 덮는 커버(221)가 설치되는 것이 바람직하다.
상기 제1피스톤(220)은 전후로 이동되는데, 상기 제1유로(1)에 압축공기가 유입되면 전진, 상기 제2유로(2)에 압축공기가 유입되면 후진된다.
또한, 상기 제1피스톤(220)은 연결부재(B)가 관통설치되어 상기 제1피스톤(220)과 상술한 개폐부재(100)를 연결하는 역할을 하는데, 이러한 연결부재(B)는 예컨대, 볼트나 결합핀으로 제작되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 연결부재(B)를 매개로 제1피스톤(220)과 결합된 개폐부재(100)는 제1피스톤(220)의 전·후진에 따라 작동되면서 반도체 웨이퍼 이동통로를 개폐한다.
상기 상하작동 액추에이터부(300)는 제2실린더(310), 제2피스톤(320), 상하샤프트(330), 제1압축공기 유입통공(340), 제2압축공기 유입통공(350)으로 구성된다.
상기 제2실린더(310)는 도 14 내지 도 15, 도 18 내지 도 20에 도시된 바와 같이, 상하작동 액추에이터부(300)의 내부에 설치되는데, 이러한 제2실린더(310)의 내부에는 제2피스톤(320)이 설치되며, 이 제2피스톤(320)의 중심부에는 상하샤프트(330)가 설치된다.
상기 제2피스톤(320)은 제2실린더(310)의 내부에 설치되어 압축공기에 의해 상하로 작동되는 부재로서, 이러한 제2피스톤(320)은 제1압축공기 유입통공(340)과 제2압축공기 유입통공(350)으로 유입되는 압축공기에 의해 상하방향으로 작동된다.
상기 상하샤프트(330)는 일측이 상기 제2피스톤(320)의 중심부에 연결되고, 타측은 상기 전후진 액추에이터부(200)와 연결되는데, 이에 따라, 상기 상하샤프트(330)는 제2피스톤의 상승 또는 하강되는 움직임을 전후진 액추에이터부(200)에 전달하여 개폐부재(100)를 반도체 웨이퍼 이동통로와 일치되는 높이로 상승시키거나 초기상태로 하강시킨다.
상기 제1압축공기 유입통공(340)은 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 개폐부재(100)의 반도체 웨이퍼 이동통로 폐쇄시의 압축공기가 유입되는 부재로서, 이러한 제1압축공기 유입통공(340)으로 유입된 압축공기는 후술할 유로들 중 개폐부재(100)의 전진에 관여하는 유로에 공급되며, 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
상기 제2압축공기 유입통공(350)은 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 제1압축공기 유입통공(340)과 정반대의 역할, 즉, 상기 개폐부재(100)의 반도체 웨이퍼 이동통로 개방시의 압축공기가 유입되는 부재이다.
상기와 같은 제2압축공기 유입통공(350)으로 유입된 압축공기는 후술할 유로들 중 개폐부재(100)의 후진에 관여하는 유로에 공급되며, 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도어밸브가 작동되는 순서에 대해 도 10 내지 도 20을 참조하여 설명하기로 한다.
도 10 내지 도 13은 본 발명이 작동되는 모습을 보인 측면도, 도 14는 도 10의 D-D단면도, 도 15는 도 11의 E-E단면도, 도 16 내지 도 17은 전후진 액추에이터의 전진 및 후진하는 상태의 단면도, 도 18 내지 도 20은 본 발명이 반도체 웨이퍼 이동통로를 개방함과 동시에 초기상태로 복원되는 상태의 단면도이다.
특히, 제1~7유로에 공급되는 압축공기의 흐름에 따른 본 발명의 작동에 대해 중점적으로 설명하기로 한다. 또한, 후술할 초기상태라 함은 도 10, 도 14 및 도 20에 도시된 바와 같이, 개폐부재(100)가 완전히 하향이동되어있는 상태이다.
한편, 제1유로(1)는 제1실린더(210)의 하측에, 제2유로(2)는 제1실린더(210)의 상측에, 제3유로(3)는 2개의 상하샤프트(330) 중 일측 상하샤프트 내부에 상하방향으로, 제4유로(4)는 2개의 상하샤프트(330) 중 타측 상하샤프트 내부에 상하방향으로 형성된다.
또한, 제5유로(5)는 제1압축공기 유입통공(340)과 제6유로(6)와 연통되되, 제6유로(6)에는 일정압력 이상 발생되면 열리는 릴리프 밸브(R1)와 체크밸브(C1)가 설치되어 있으며, 제7유로(7)는 제2압축공기 유입통공(350)과 연통되는데, 이러한 제7유로(7)에도 릴리프 밸브(R2)와 체크밸브(C1)가 설치되어 있다.
먼저, 개폐부재(100)로 반도체 웨이퍼 이동통로를 폐쇄하는 동작에 대해 설명하기로 한다.
초기상태에서 제1압축공기 유입통공(340)으로 압축공기가 유입되는데, 이렇게 압축공기가 제1압축공기 유입통공(340)으로 유입되기 시작하면, 압축공기는 상기 제1압축공기 유입통공(340)과 연통되는 제5유로(5)와 제6유로(6)로 동시에 진입하게 되면서 도 10, 14의 상태에서 도 11, 15의 상태로 진행된다.
이때, 상기 제5유로(5)와 제6유로(6)에는 동압, 즉, 같은 압력이 발생되는데, 상기 제6유로(6)에는 일정압력 이상 발생 될 경우에만 선택적으로 열리는 릴리프 밸브(R1)가 설치되어 제5유로(5)에 먼저 압축공기가 유입된다.
상기 릴리프 밸브(R1)는 후술할 제7유로(7)에도 설치되는데, 이러한 릴리프 밸브(R1, R2)들은 제1압축공기 유입통공(340)과 제2압축공기 유입통공(350)으로 유입되는 압축공기가 유로로 유입되어 발생되는 1차적인 압력을 견뎌낸 후 마지막에 열리도록 하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 본 발명의 설계시 릴리프 밸브(R1)에 설치된 스프링의 반발계수를 적절하게 선택하는 것이 좋을 것이다.
상기와 같이 제5유로(5)로 진입된 압축공기는 제5유로(5)와 연통형성된 제2실린더(310)의 하부로 유입되는데, 이렇게 제2실린더(310)의 내부에 압축공기가 유입되면, 제2피스톤(320)은 상향이동되며, 이에 따라, 상기 제2피스톤(320)의 중심부에 설치되어 있는 상하샤프트(330) 또한 상향이동된다.
이때, 제6유로(6)에 설치되어 있는 릴리프 밸브(R1)는 닫혀있는 상태가 유지되어야 함은 당연하다.
상기와 같이 제2피스톤(320)이 상향이동되다가 도 11, 15에 도시된 바와 같이, 상사점에 도달하면, 제1압축공기 유입통공(340)으로 유입된 압축공기는 제6유로(6)로 집중되는데, 압축공기가 계속 공급되면, 릴리프 밸브(R1)가 서서히 열리기 시작한다.
상기와 같이 릴리프 밸브(R1)가 서서히 열리기 시작하면, 압축공기는 일측 상하샤프트의 내부에 형성된 제3유로(3)를 거쳐 제1유로(1)로 유입되는데, 이렇게 제1유로(1)로 유입된 압축공기에 의해 제1피스톤(220)은 도 12, 16에 도시된 바와 같이, 전진하게 된다.
이에 따라, 제1피스톤(220)와 연결부재(B)를 매개로 연결되어 있는 개폐부재(100) 또한 전진하게 되면서 반도체 웨이퍼 이동통로가 밀폐되며, 이러한 상태를 밀폐상태라고 한다.
다음으로, 상기와 같이 개폐부재로 반도체 웨이퍼 이동통로를 밀폐한 상태에서 초기상태로 작동되는 것을 설명하기로 한다.
상술한 바와 같이, 밀폐상태에서 반도체 웨이퍼를 이동시키려면, 개폐부재(100)가 반도체 웨이퍼 이동통로를 개방해야 하는데, 이러한 경우 제2압축공기 유입통공(350)으로 압축공기를 유입시킨다.
상기와 같이 제2압축공기 유입통공(350)으로 유입된 압축공기는 타측 상하샤프트의 내부에 형성된 제4유로(4)와 제7유로(7)로 동시에 유입되는데, 상기 제7유로(7)에는 릴리프 밸브(R2)가 설치되어 있으므로, 제4유로(4)로 압축공기가 먼저 유입되며, 이렇게 제4유로(4)로 유입된 압축공기는 제4유로(4)와 연통형성된 제2유로(2)로 유입된다.
상기와 같이 제2유로(2)로 압축공기가 유입되면, 제1피스톤(220)은 도 17에 도시된 바와 같이, 후진하면서 이 제1피스톤(220)에 연결된 연결부재(B) 또한 후진하며, 이에 따라, 연결부재(B)에 연결된 개폐부재(100) 또한 후진하게 된다.
상기와 같이 개폐부재(100)가 후진하면, 밀폐상태를 유지하고 있던 반도체 웨이퍼 이동통로가 개방되며, 상기 제1피스톤(220)은 도 17에 도시된 바와 같이, 하사점까지 후진하게 된다.
상기와 같이 제1피스톤(220)이 하사점까지 이동되면, 제2압축공기 유입통공(350)으로 유입되는 압축공기는 제7유로(7)에 집중되며, 일정압력 이상의 압력이 발생되면, 릴리프 밸브(R2)는 서서히 열리기 시작하면서 압축공기가 도 20에 도시된 바와 같이, 제7유로(7)를 거쳐 제2실린더(310)의 상측으로 유입된다.
상기와 같이 제2실린더(310)의 상측으로 압축공기가 유입되면, 상사점에 위치하고 있던 제2실린더(310)는 하향이동되어 결국엔 하사점까지 이동하게 되어 초기상태로 돌아가는 것이다.
또한, 제2압축공기 유입통공(350)으로 압축공기가 유입되면, 전후샤프트(230)의 후진 및 상하샤프트(330)의 하향이동되도록 제1압축공기 유입통공(340)을 통해 내부에 유입되어 있던 압축공기는 외부로 방출되며, 이러한 상태를 개방상태라고 한다.
한편, 제2피스톤(320)의 상사점 또는 하사점의 위치를 외부에서 확인가능하도록 상기 제2피스톤(320)에는 자석부재(321)가 설치되는 것이 바람직하며, 이러한 자석부재(321)를 감지하는 센서(360)가 도 4에 도시된 바와 같이, 상하작동 액추에이터부(300)에 구비되는 것이 좋을 것이다.
또한, 상기 상하작동 액추에이터부(300)는 유지보수가 용이하도록 상기 상하작동 액추에이터부(300)의 상부에는 상부커버(301)가 하부에는 하부커버(302)가 각각 분리되도록 설치되는 것이 바람직하며, 제2실린더(310)의 내부가 밀폐상태를 유지하도록 각각의 결합 부위에는 도시되지 않은 고무재질의 밀폐부재(O링)가 설치되는 것이 바람직하다.
상기 하부커버(302)에는 도 5에 도시된 바와 같이, 빨대형상의 관이 형성되어 있는데, 이러한 관은 상하샤프트의 제3유로(3)와 제4유로(4)의 내부에 연통되도록 결합되되, 상기 상하샤프트(330)의 상하방향으로 이동시 상하샤프트(330)가 안정적으로 가이드될 수 있도록 하는 역할을 하는 것도 좋을 것이다.
이에 따라, 상기 관은 상하샤프트(330)의 상하방향 이동되는 거리 이상의 길이를 갖도록 형성되어 상기 제2피스톤(320)이 상사점까지 이동되어도 제3유로(3)와 제4유로(4)와 연통되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 상부커버(301)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상하샤프트(330)의 상하방향의 움직임을 정확히 가이드하도록 가이드부(303)가 상향돌출형성되어 있으며, 이러한 가이드부(303)의 내부에는 고무재질의 밀폐부재(O링)가 설치되어 제2실린더(310)를 밀폐하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 가이드부(303)의 내부에는 도 5에 도시된 바와 같이, 부싱(304)이 설치되는 것이 바람직한데, 이러한 부싱(304)은 상기 개폐부재(100)의 전·후진시 발생되는 편심에 의해 상기 상하샤프트(330)와 가이드부(303)의 접촉에 따라 발생되는 응력을 감쇄시켜주는 역할과 상기 밀폐부재와 더불어 제2실린더(310)를 밀폐하는 역할을 한다.
상기와 같이 설치되는 부싱(304)은 응력이 직접 발생되는 곳에 설치되므로 동이나 플라스틱 등 비교적 경도가 낮은 재질로 제작되는 것이 좋을 것이다.
그리고, 상기 가이드부(303)의 상단과 전후진 액추에이터부(200)의 사이 및 상기 개폐부재(100)와 전후진 액추에이터부(200)의 사이에는 각각 벨로우즈(400)가 설치되는 것이 바람직한데, 이러한 벨로우즈(400)는 본 발명의 동작시에 발생되는 진동과 소음을 감쇄시키는 역할을 함은 물론이고, 진공상태 본 발명의 설치시 반도체 제조공정으로부터 발생되는 파우더로부터 본 발명의 주요부를 보호하는 역할을 한다.
다음으로, 제6유로(6)와 제7유로(7)에 설치되는 체크밸브(C1, C2)에 대해 설명하기로 한다.
상기 제6유로(6)와 제7유로(7)에 설치되는 체크밸브들(C1, C2)은 상기 릴리프밸브들(R1, R2)과 마찬가지로 일방향으로만 개방되는 부재인데, 이러한 체크밸브들(C1, C2)은 제1압축공기 유입통공(340)과 제2압축공기 유입통공(350)으로 유입된 압축공기가 외부로 배출시에 열리며, 상기 릴리프밸브들(R1, R2)과는 반대방향으로 유체의 유동을 허락한다.
좀 더 상세히 설명하면, 제6유로(6)에 설치되는 체크밸브(C1)는 밀폐상태에서 개방상태로 전환시, 제1압축공기 유입통공(340)으로 유입된 압축공기의 배출시 열리며, 제7유로(7)에 설치된 체크밸브(C2)는 개방상태에서 밀폐상태로 전환시, 제2압축공기 유입통공(350)으로 유입된 압축공기의 배출시 열린다.
또한, 상기 체크밸브들(C1, C2)은 급속배기밸브로 대체될 수도 있는데, 상기와 같이 대체될 경우, 배기에 소모되는 시간이 현저히 줄어들어 좀 더 신속하게 반도체 웨이퍼 이동통로를 개폐할 수 있을 것이다.
상기와 같은 급속배기밸브는 대한민국 특허출원번호 제10-2006-0023872호(발명의 명칭:급속배기밸브 장치)에 기재된 바와 같이, 공지기술 이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도면과 명세서에서 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면, 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1-제1유로 2-제2유로
3-제3유로 4-제4유로
5-제5유로 6-제6유로
7-제7유로
S-센서 R-릴리프밸브
C-체크밸브
100-개폐부재
200-전후진 액추에이터부 210-제1실린더
220-제1피스톤
300-상하작동 액추에이터부 301-상부커버
302-하부커버 303-가이드부
304-부싱 310-제2실린더
320-제2피스톤 321-자석부재
330-상하샤프트 340-제1압축공기 유입통공
350-제2압축공기 유입통공
360-자석식 센서 361-접촉식 센서

Claims (9)

  1. 반도체 웨이퍼 이동통로를 개폐하는 개폐부재(100);와
    상기 개폐부재(100)의 배면에 설치되되, 내부 후측에는 제1유로(1)가 전측에는 제2유로(2)가 형성되며, 정면에는 커버(221)가 설치되는 제1실린더(210):와, 이 제1실린더(210)의 내부에 설치되어 상기 제1유로(1)와 제2유로(2)에 유입되는 압축공기에 의해 전후로 작동되는 제1피스톤(220):과, 상기 제1피스톤(220)과 개폐부재(100)를 연결하는 연결부재(B):가 구비된 전후진 액추에이터부(200);와
    내부에 형성되는 복수의 제2실린더(310):와, 이 제2실린더(310)의 내부에 설치되어 압축공기에 의해 상하로 작동되는 제2피스톤(320):과, 일측은 상기 제2피스톤(320)에 연결되며, 타측은 상기 전후진 액추에이터부(200)와 연결되고, 내부에는 압축공기가 유동되되, 상기 제1유로(1)와 연통되는 제3유로(3)와 상기 제2유로(2)와 연통되는 제4유로(4)가 형성되는 상하샤프트(330):와, 상기 개폐부재(100)의 웨이퍼 이동통로 폐쇄시 압축공기가 유입되도록 형성되는 제1압축공기 유입통공(340):과, 상기 제1압축공기 유입통공(340)으로부터 유입되는 압축공기에 의해 상기 제2피스톤(320)이 상향이동되도록 상기 제1압축공기 유입통공(340)으로부터 상기 제2실린더(310)의 하부까지 연결되는 제5유로(5):와, 상기 제5유로(5)로 유입되는 압축공기에 의해 상기 제2피스톤(320)이 상사점에 도달하면 선택적으로 열리는 릴리프 밸브(R1)와 상기 제2피스톤(320)이 하사점에 도달하면 선택적으로 열리는 체크밸브(C1)가 설치되되, 상기 릴리프 밸브(R1)가 열리면 압축공기가 상기 제1유로(1)로 이동되도록 상기 제1압축공기 유입통공(340)과 제5유로(5) 및 제1유로(1)와 연통되는 제6유로(6):가 구비된 상하작동 액추에이터부(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 도어밸브.
  2. 반도체 웨이퍼 이동통로를 개폐하는 개폐부재(100);와
    상기 개폐부재(100)의 배면에 설치되되, 내부 후측에는 제1유로(1)가 전측에는 제2유로(2)가 형성되며, 정면에는 커버(221)가 설치되는 제1실린더(210):와, 이 제1실린더(210)의 내부에 설치되어 상기 제1유로(1)와 제2유로(2)에 유입되는 압축공기에 의해 전후로 작동되는 제1피스톤(220):과, 상기 제1피스톤(220)과 개폐부재(100)를 연결하는 연결부재(B):와, 상기 연결부재(B)를 외부로부터 밀폐하는 후면커버(201):가 구비된 전후진 액추에이터부(200);와
    내부에 형성되는 복수의 제2실린더(310):와, 이 제2실린더(310)의 내부에 설치되어 압축공기에 의해 상하로 작동되는 제2피스톤(320):과, 일측은 상기 제2피스톤(320)에 연결되며, 타측은 상기 전후진 액추에이터부(200)와 연결되고, 내부에는 압축공기가 유동되되, 상기 제1유로(1)와 연통되는 제3유로(3)와 상기 제2유로(2)와 연통되는 제4유로(4)가 형성되는 상하샤프트(330):가 구비된 상하작동 액추에이터부(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 도어밸브.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 개폐부재(100)에 의해 웨이퍼 이동통로가 개방되도록 압축공기가 유입되며, 상기 상하작동 액추에이터부(300)에 상기 제4유로(4) 및 제2유로(2)와 연통되도록 설치되는 제2압축공기 유입통공(350);과
    상기 제2압축공기 유입통공(350)과 연통되며, 상기 제2압축공기 유입통공(350)으로 유입되는 압축공기에 의해 상기 제1피스톤(220)이 하사점에 도달하면 선택적으로 열리는 릴리프 밸브(R2)와 상기 제1피스톤(220)이 하사점에 도달하면 선택적으로 열리는 체크밸브(C2)가 설치되되, 상기 릴리프 밸브(R2)가 열리면 상기 제2실린더(310)의 상측으로 압축공기가 유입되도록 형성되는 제7유로(7);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도어밸브.
  4. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 제2피스톤(320)에 설치되는 자석부재(321);와
    상기 상하작동 액추에이터부(300)에 설치되되, 상기 자석부재(321)를 감지하여 상기 제2피스톤(320)의 위치를 검출하는 자석식 센서(360);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도어밸브.
  5. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 상하작동 액추에이터부(300)에 설치되되, 상기 상하작동 액추에이터부(300)에 의해 상하로 작동되는 상기 전후진 액추에이터(200)의 상면과 하면에 접촉되어 상기 제2피스톤(320)의 위치를 검출하는 접촉식 센서(361);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도어밸브.
  6. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 개폐부재(100)와 전후진 액추에이터부(200)의 사이와 상기 전후진 액추에이터부(200)와 상하작동 액추에이터부(300)의 사이에 각각 설치되는 벨로우즈(400);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도어밸브.
  7. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 상하작동 액추에이터부(300)의 상부와 하부에는 상기 제2실린더(310)를 밀폐하는 상부커버(301) 및 하부커버(302);와
    상기 상부커버(301)에 형성되며, 상기 상하샤프트(330)가 가이드되도록 하는 가이드부(303);와
    상기 가이드부(303)의 내부에 설치되어 상기 상하샤프트(330)의 외주면과 접촉되되, 상기 개폐부재(100)의 하중에 따른 편심의 발생시 상기 상하샤프트(330)와 가이드부(303)의 마모를 방지하는 부싱(304);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도어밸브.
  8. 청구항 1 또는 3에 있어서,
    상기 체크밸브는 급속배기밸브인 것을 특징으로 하는 도어밸브.
  9. 삭제
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