KR102092609B1 - 드럼 용기용 커플링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 드럼 용기로부터 내부에 수용된 케미컬을 흡입하여 드럼 용기 외부로 배출하거나 반대로 드럼 용기에 케미컬을 충전하기 위한 커플링 장치에 관한 것이다. 본 발명의 커플링 장치는, 드럼 용기의 입구에 커플링되어 드럼 용기에 수용된 케미컬을 배출하거나, 또는 드럼 용기로 케미컬을 주입하는 커플러; 및 커플러를 착탈 가능하고 승강 가능하게 지지하는 커플러 홀더를 포함하고, 상기 커플러 홀더는, 커플러를 길이방향을 따라 감싸되 길이방향을 따라 일측이 개방되어 있어, 길이방향에 수직한 단면 형상이 U자형이다. 본 발명에 따르면, 커플러를 커플러 홀더로부터 간편하게 분리, 교체할 수 있어 커플러 시스템의 유지보수가 용이하다.

Description

드럼 용기용 커플링 장치{COUPLING APPARATUS FOR DRUM CONTAINER}

본 발명은 반도체 공장이나 화학 공장에서 케미컬을 공급하는 설비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 드럼 용기에 담아 공급되는 케미컬을 반도체 공장이나 화학 공장의 건물 내부로 공급하거나 또는 드럼 용기에 케미컬을 주입하기 위한, 드럼 용기용 커플링 장치에 관한 것이다.

반도체 공장이나 화학 공장에서는 다양한 종류의 케미컬을 대량으로 사용하고 있다. 여기서, 케미컬이라 함은, 불산, 황산, 염산, 암모니아, 과산화수소, 도금액, 포토레지스트, 현상액 등의 액상의 물질이나, 화학기계적 연마(CMP) 등에 사용되는 슬러리 등의 페이스트상의 물질을 포함한다. 나아가, 케미컬은 석유나 휘발유 등의 연료를 포함할 수도 있다.

이러한 케미컬들은 인체나 환경에 유해한 독성이나 인화성을 가지고 있는 경우가 많고, 탱크나 드럼 등의 용기에 저장되어 탱크 로리나 트럭 등으로 운반되어 공장으로 공급된다. 한편, 이러한 공장 내부는 높은 청정도가 요구되는 경우가 많다.

따라서, 이렇게 운반되어 온 케미컬을 반도체 공장이나 화학 공장에 공급할 때에는, 생산 설비와는 격리되어 공장내 케미컬 저장 탱크 등에 연결된 커플링 시스템을 갖추고, 이 커플링 시스템을 이용하여 케미컬을 케미컬 저장 탱크나 생산 설비로 공급하는 것이 일반적이다.

또한, 케미컬의 독성이나 안전사고로부터 작업자를 보호하기 위해 작업자는 반드시 내화복(耐化服)을 입고 커플링 작업을 하여야 하는 번러거움이 있다. 이에, 최근에는 인력을 사용하지 않고 자동으로 커플링 작업이 수행되는 시스템으로 교체되고 있다. 예컨대, 특허문헌 1과 특허문헌 2에는, 자동 드럼 용기용 커플러 시스템을 개시하고 있다. 이 특허문헌들에 개시된 시스템은, 드럼 용기 상단의 배출구 캡(마개)의 개폐 동작, 개방된 배출구에 커플러의 삽입, 커플러를 이용한 케미컬 저장 탱크로의 케미컬 공급 동작 등 모든 동작을 자동화함으로써, 작업자가 위험한 커플링 작업에 노출되는 것을 원천적으로 방지한다.

그러나, 이러한 자동 커플러 시스템은 장치와 제어를 복잡하게 하고, 유지보수나, 나아가 오동작이나 고장 등의 비상 상황에의 대처를 어렵게 할 수도 있다. 예를 들어, 커플러는 드럼 용기의 배출구에 정확하고 안정적으로 커플링되기 위해서, 수평/수직 이동뿐만 아니라 회전 동작, 나아가 틸팅 동작까지 정밀하게 구동 및 제어될 필요가 있다. 따라서, 커플러는 커플러를 승강, 회전, 틸팅 가능하게 지지하는 커플러 홀더에 결합되어 커플러 시스템을 구성하게 된다.

한편, 커플러, 특히 커플러의 구성 요소 중 기계적으로 가장 약한 플렉서블 튜브(케미컬 공급 호스)의 마모나 파손, 고장 또는 공급하는 케미컬의 변경 등의 상황이 발생하면, 커플러의 유지보수나 교체를 위해 커플러를 커플러 홀더에서 분해하여 분리할 필요가 있다.

그런데, 종래의 커플러 시스템은 커플러를 보다 안정적이고 확실하게 지지 고정, 구동하기 위해, 커플러를 커플러 홀더에 매우 견고하게 고정 결합하고 있어, 커플러를 커플러 홀더에서 분리하거나 교체하는 작업이 용이하지 않고 많은 수고와 노력이 요구된다.

특허문헌 1: 등록특허공보 제10-1625186호 특허문헌 2: 공개특허공보 제10-2017-0017956호

본 발명은 상기와 같은 기술적 배경을 고려하여 창안된 것으로서, 커플러를 커플러 홀더로부터 간편하게 분리, 교체할 수 있어 커플러 시스템의 유지보수가 용이한 드럼 용기용 커플링 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 드럼 용기의 입구에 커플링되어 상기 드럼 용기에 수용된 케미컬을 배출하거나, 또는 상기 드럼 용기로 케미컬을 주입하는 커플러; 및 상기 커플러를 착탈 가능하고 승강 가능하게 지지하는 커플러 홀더를 포함하고, 상기 커플러 홀더가, 상기 커플러를 길이방향을 따라 감싸되 상기 길이방향을 따라 일측이 개방되어 있어, 상기 길이방향에 수직한 단면 형상이 U자형인 것을 특징으로 하는 커플링 장치를 제공한다.

여기서, 상기 커플러는, 선단부에 상기 드럼 용기의 입구에 삽입되는 노즐이 형성되고 상기 노즐과 반대쪽 단부에 케미컬 공급 호스가 연결되는 커플러 본체를 포함하고, 상기 커플러 본체의 외주면에는, 체결 수단에 의해 상기 커플러 홀더에 착탈 가능하게 장착되는 장착부가 마련되어 있을 수 있다.

이 경우, 상기 체결 수단은 후크 클램프일 수 있다.

또한, 실시예에 따르면, 커플링 장치는, 상기 커플러 홀더에 장착된 모터; 및 상기 모터의 회전력을 상기 커플러에 전달하는 동력 전달 기구를 더 포함하여, 상기 커플러가 길이방향 중심축을 중심으로 회전 가능하게 구성된다.

또한, 실시예에 따르면, 상기 커플러 홀더는, 상하로 승강 가능한 승강 프레임; 상기 승강 프레임에 고정된 고정부; 및 상기 고정부에 틸팅가능하게 결합된 틸팅부를 포함하고, 상기 커플러는 상기 틸팅부에 장착됨으로써 상기 커플러 홀더에 장착된다.

이 경우, 상기 틸팅부는, 상기 고정부에 틸팅가능하게 결합된 제1틸팅부와, 상기 제1틸팅부에 틸팅가능하게 결합된 제2틸팅부를 포함하고, 상기 커플러는 상기 제2틸팅부에 장착됨으로써 상기 커플러 홀더에 장착될 수 있다.

본 발명에 따르면, 커플러를 커플러 홀더로부터 간편하게 분리, 교체할 수 있어 커플러 시스템의 유지보수가 용이한 드럼 용기용 커플링 장치를 제공할 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드럼 용기용 커플링 장치를 포함하는 커플러 시스템의 개략적인 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 커플러 시스템의 주요부분을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드럼 용기용 커플링 장치를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시한 커플링 장치를 아래쪽에서 바라본 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시한 커플링 장치의 분해 사시도이다.
도 6은 도 3에 도시한 커플링 장치의 일부 구성요소인 쇼크 업소버의 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1 및 도 2에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드럼 용기용 커플링 장치를 포함하는 커플러 시스템의 전체적인 구성이 도시되어 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 커플러 시스템은, 드럼 용기(10)를 수용할 수 있는 내부공간을 구비한 부스 형태의 하우징(30)과, 하우징(30)의 내부 공간 바닥에 배치된 로더 유닛(40)과, 로더 유닛(40)에 로딩되는 드럼 용기(10)의 상부에 위치하는 비전 유닛(50), 캡 개폐 유닛(60) 및 커플러 유닛(100)과, 로더 유닛(40), 비전 유닛(50), 캡 개폐 유닛(60) 및 커플러 유닛(100)의 동작을 제어하는 제어부(미도시)와, 로더 유닛(40)에 드럼 용기(10)를 공급하기 위한 대차(20)를 포함한다.

여기서, 커플러 유닛(100)이 본 발명의 드럼 용기용 커플링 장치에 해당하는데, 커플러 유닛(100)(커플링 장치)에 대한 상세한 설명은 후술하고, 전체 커플러 시스템의 구성과 동작에 대해 먼저 설명한다.

드럼 용기(10)는 반도체/디스플레이 제조 공정용 각종 화학약품이나 방사성 물질 등과 같은 케미컬을 저장하는 원통형의 용기이다. 드럼 용기(10)에는 커플러의 노즐(12)이 커플링되어 드럼 용기(10) 내부의 케미컬을 배출하거나 드럼 용기(10) 내부로 케미컬을 충전 가능하도록, 드럼 용기(10) 내부 바닥 근방까지 연장된 내부관(12)이 내장되어 있다. 이 내부관(12)의 상단 입구는 드럼 용기(10) 상면에 노출되고, 노출된 내부관(12)의 상단 입구는 캡(마개)(11)에 의해 개폐된다.

대차(20)는 드럼 용기(10)를 실을 수 있는 탑재공간과 드럼 용기(10)를 하우징(30)의 내부 공간에 배치된 로더 유닛(40) 상에 반입, 반출하기 위한 드럼 이송부(21)를 구비한다. 드럼 이송부(21)는 다수의 롤러들이 배열되어 형성됨으로써 슬라이딩 방식으로 드럼 용기(10)를 로더 유닛(40) 상에 반입, 반출하도록 구성되는 것이 바람직하나, 대차(20)의 구성이 이러한 예에 한정되지 않음은 물론이다.

대차(20)는 상기 제어부와의 양방향 통신에 의해 제어되어 드럼 공급부와 로더 유닛(40) 사이의 구간을 자동으로 왕복 주행하도록 설정될 수 있다. 이러한 대차(20)로는 무인 전동식 대차를 사용하는 것이 바람직하나, 작업 여건에 따라 수동식 대차를 사용할 수도 있다.

하우징(30)의 내부 공간 바닥에 배치되는 로더 유닛(40)은, 하우징(30)의 내부 바닥 프레임 또는 바닥면에 고정되는 베이스(41)와, 베이스(41) 상에 기어(43) 등의 동력 전달 기구에 의해 XY평면 상에서 Z축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 턴 테이블(42)과, 턴 테이블(42) 상에 고정되어 드럼 용기(10)를 Y방향으로 진퇴시키는 롤러(44,45)를 구비한다. 롤러(44,45)는, 구체적으로, 드럼 용기(10)의 바닥면에 접촉하여 회전함으로써 드럼 용기(10)를 진퇴시키는 스프로켓 형태의 구동 롤러(44)와, 진퇴하는 드럼 용기(10)의 바닥면을 지지하여 회전하는 아이들 롤러(45)를 구비한다.

한편, 참조부호 '47'은 센서 또는 리미트 스위치로서, 하우징(30)의 내부 공간으로 진입한 드럼 용기(10)의 외주면이 접촉하게 되면 드럼 용기(10)가 완전히 진입하였음을 감지하여, 제어부와 연동하여 또는 독립적으로 구동 롤러(44)의 동작을 멈추게 한다.

이러한 로더 유닛(40)에 의하면, 드럼 용기(10)를 대차(20)로부터 넘겨받아 하우징(30)의 내부 공간에 진입시킨 다음, 캡(11)(내부관(12))의 위치를 캡 개폐 유닛(60) 및 커플러 유닛(100)과 맞추기 위해 드럼 용기(10)를 회전시킬 수 있다. 또한, 드럼 용기(10)로부터 케미컬의 배출 또는 드럼 용기(10)로의 케미컬의 충전이 완료되면, 드럼 용기(10)를 구동 롤러(44)를 이용하여 하우징(30)의 내부 공간으로부터 대차(20)로 언로딩할 수 있다.

한편, 상술한 설명에서 로더 유닛(40)의 구동 롤러(44)가 드럼 용기(10)를 진퇴시키고 턴 테이블(42)이 회전함으로써 드럼 용기(10)를 회전시키는 것으로 설명하었지만, 이는 변경가능하다. 예를 들어, 로더 유닛(40)의 롤러(44,45)를 모두 아이들 롤러로 구성하고, 대차(20)의 드럼 이송부(21)를 구동 롤러로 구성하거나, 대차(20) 및/또는 하우징(30)의 내부 공간 안쪽에 드럼 용기(10)를 미는 푸시 로드(push rod)를 배치하여 드럼 용기(10)의 진퇴 동작을 구현할 수 있다. 또한, 드럼 용기(10)의 회전도 턴 테이블(42)이 아니라, 드럼 용기(10)의 회전에 따라 회전하는 아이들 롤러를 로더 유닛(40)의 상면에 드럼 용기(10)의 원주방향을 따라 배치하고, 드럼 용기(10)의 외주 측면에 접촉하여 드럼 용기(10)를 회전시키는 구동 롤러(미도시)를 배치하여 드럼 용기(10)의 회전 동작을 구현할 수도 있다.

하우징(30)의 내부 공간 상부에는 비전 유닛(50), 캡 개폐 유닛(60) 및 커플러 유닛(100)이 배치된다. 구체적으로, 하우징의 내부 프레임 또는 벽면에 이들 유닛(50,60,100)을 장착하기 위한 프레임(32)을 설치하고, 이 프레임(32)에 좌우(X방향)로 슬라이딩 가능한 슬라이딩 프레임(33)을 설치하며, 이 슬라이딩 프레임(33)에 이들 유닛(50,60,100)을 설치한다.

보다 구체적으로, 비전 유닛(50), 캡 개폐 유닛(60) 및 커플러 유닛(100)은 각각의 수직 프레임(35)을 개재하여 슬라이딩 프레임(33)에 설치된다. 이때, 이들 유닛(50,60,100)은 각각의 수직 프레임(35)에 상하(Z방향)로 승강 가능하게 설치될 수 있다. 즉, 비전 유닛(50), 캡 개폐 유닛(60) 및 커플러 유닛(100)은 각각의 수직 프레임(35)에 각각 독립적으로 승강 가능한 승강 프레임(51,61,101)을 개재하여 설치되고, 각각의 승강 프레임(51,61,101)을 상하로 승강 구동하는 모터나 유압 또는 공압 실린더 등의 구동 수단(34a,34b,34c)에 의해 승강 구동 가능하게 구성된다.

따라서, 비전 유닛(50), 캡 개폐 유닛(60) 및 커플러 유닛(100)은 슬라이딩 프레임(33)에 의해 동시에 좌우(X방향)로 이동 가능하고, 각각의 승강 프레임(51,61,101)과 구동 수단(34a,34b,34c)에 의해 독립적으로 상하(Z방향)로 승강 가능하다.

한편, 이들 유닛(50,60,100)의 좌우 이동 및/또는 상하 승강을 동시에 가능하게 할 것인지 독립적으로 가능하게 할 것인지는 필요에 따라 얼마든지 변경 가능하다. 또한, 이들 유닛(50,60,100)의 좌우 이동 및/또는 상하 승강은 그 아래에 위치하는 드럼 용기(10)와의 상대적인 이동이므로, 이들 유닛(50,60,100) 대신에 드럼 용기(10)를 좌우 이동 및/또는 상하 승강함으로써 원하는 이동을 구현할 수도 있다. 나아가, 경우에 따라 굳이 좌우 이동 및/또는 상하 승강 동작이 필요하지 않은 유닛에 대해서는 이러한 동작을 위한 구성 요소들을 생략할 수도 있다.

비전 유닛(50)은, 캡(11)의 위치를 영상 데이터 처리로 정밀하게 파악하기 위한 것으로서, CCD 카메라와 같은 촬상 수단(53)을 구비하여, 촬상 수단(53)에 의해 촬상된 영상 데이터를 제어부로 보내면 제어부가 캡(11)의 정확한 위치를 산출하여 로더 유닛(40)의 턴 테이블(42)의 회전 제어와 캡 개폐 유닛(60)의 좌우 이동 제어에 활용하게 된다.

한편, 드럼 용기(10)의 상면에는, 다른 종류의 케미컬을 잘못 공급하거나 잘못 충전하는 사고를 방지하기 위해, 해당 드럼 용기(10)에 수용된 또는 충전할 케미컬의 종류에 따라 부여된 고유 코드가 인쇄 또는 부착되어 있는 경우가 있다. 이 경우, 이 고유 코드를 인식하기 위한 바코드 리더(미도시)가, 예컨대 비전 유닛(50)에 부착될 수 있다.

이와 같이, 바코드 리더(미도시)에 의해 올바른 드럼 용기(10)가 로딩되었음이 확인되고, 비전 유닛(50)에 의해 캡(11)의 정확한 위치가 파악되면, 제어부는 턴 테이블(42)의 회전 및/또는 캡 개폐 유닛(60)의 좌우 이동을 제어하여, 캡 개폐 유닛(60)의 바로 아래에 캡(11)이 위치하도록 한다. 이후, 제어부는 구동 수단(34b)을 제어하여 승강 프레임(61) 및 이에 설치된 캡 개폐 유닛(60)을 하강시킴으로써 캡 개폐 유닛(60)이 캡(11)을 개방할 수 있도록 한다.

캡 개폐 유닛(60)은 드럼 용기(10)의 캡(11)을 개폐하는 기능을 수행한다. 캡 개폐 유닛(60)은 캡(11)을 그리핑하는 그리퍼(63)와, 캡(11)의 개폐를 위해 그리퍼(63)를 회전시키는 모터와 같은 구동 수단(62)과, 구동 수단(62)의 구동력을 그리퍼(63)에 전달하는 동력 전달 기구를 포함한다.

이와 같이, 캡 개폐 유닛(60)이 캡(11)을 개방하면, 제어부는 구동 수단(34b)을 제어하여 승강 프레임(61) 및 이에 설치된 캡 개폐 유닛(60)을, 그리퍼(63)가 캡(11)을 그리핑한 채로, 상승시킨다. 이어서, 제어부는 턴 테이블(42)의 회전 및/또는 커플러 유닛(100)의 좌우 이동을 제어하여, 커플러 유닛(100)의 바로 아래에 캡(11)이 개방되어 노출된 내부관(12)의 상단 입구가 위치하도록 한다. 이후, 제어부는 구동 수단(34c)을 제어하여 승강 프레임(101) 및 이에 설치된 커플러 유닛(100)을 하강시킴으로써 내부관(12)의 상단 입구에 커플러(110)의 노즐(112)을 커플링한다.

이어서, 본 발명의 커플링 장치인 커플러 유닛(100)에 대해 상세히 설명한다.

도 3 및 도 4는 본 실시예에 따른 커플러 유닛(100)의 사시도이고, 도 5는 그 분해 사시도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예의 커플러 유닛(100)은, 크게 커플러(110)와 커플러 홀더(130)를 포함한다.

커플러(110)는 드럼 용기(10)의 입구(노출된 내부관(12)의 상단 입구)에 커플링되어 드럼 용기(10)에 수용된 케미컬을 배출하거나, 또는 드럼 용기(10)로 케미컬을 주입하는 구성 요소이다.

구체적으로, 커플러(110)는 케미컬에 대해 내화성을 가지는 플라스틱이나 금속으로 이루어지는 커플러 본체(111)를 포함한다. 커플러 본체(111)의 선단부에는 드럼 용기(10)의 입구에 삽입되어 내부관(12)과 기밀하게 결합되는 노즐(112)이 형성되어 있고, 커플러 본체(111)의 노즐(112)과 반대쪽 단부에는 케미컬 공급 호스(113)가 연결된다. 또한, 커플러 본체(111)의 내부에는 그 길이방향을 따라 케미컬이 유동하는 케미컬 유로가 형성되어 있어, 커플러 본체(111)는 전체적으로 중공 파이프 형태를 가진다.

여기서, 케미컬 공급 호스(113)는 펌프나 밸브 등을 개재하여 공장 내부의 케미컬 저장 탱크나 생산 설비에 연결된다. 또한, 케미컬 공급 호스(113)는 플렉서블 튜브로 구현될 수 있다.

또한, 커플러 본체(111)의 외주면에는, 체결 수단(115)에 의해 커플러 홀더(130)에 착탈 가능하게 장착되는 장착부(114)가 마련되어 있다. 여기서, 체결 수단(115)은, 간편한 착탈을 위해 후크 클램프인 것이 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다. 후크 클램프(115)는 손잡이(115a)와 후크(115b) 및 커플러 홀더(130)에 부착된 후크 걸쇠(158)를 포함한다.

장착부(114)는 커플러 본체(111)의 길이방향 중간쯤에서 커플러 본체(111)를 감싸는 링 형태로 이루어지는데, 일측이 개방된 링, 즉 C자형으로 이루어질 수 있다. 장착부(114)를 C자형으로 구성하는 이유는 후술한다. 장착부(114)는 체결 수단(115)에 의해 커플러 홀더(130)에 장착되어 고정되는데, 후술하는 바와 같이 커플러 본체(111)는 Z축을 중심으로 회전 가능하게 구성될 수 있다. 이 경우, 장착부(114)는 커플러 본체(111)의 안정적이고 원활한 회전을 가능하게 하는 베어링으로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 커플러 본체(111)의 장착부(114)의 아래에는 종동 풀리(118)가 마련되고, 이 종동 풀리(118)는 벨트(170)에 의해 커플러 홀더(130)에 마련된 구동 풀리(161)에 연결될 수 있다. 또한, 커플러 홀더(130)에는 구동 풀리(161)를 회전 구동하는 모터(160)가 장착된다. 즉, 구동 풀리(161), 벨트(170) 및 종동 풀리(118)는 동력 전달 기구를 구성하는데, 이 동력 전달 기구는 기어 등의 다른 동력 전달 기구로 변경 가능하다.

이와 같은 모터(160)와 동력 전달 기구(161,170,118)에 의해 커플러 본체(111)는 케미컬 공급 호스(113)와 함께 Z축을 중심으로 회전 가능하게 구성될 수 있는데, 이는 다음과 같은 이유에서이다.

종동 풀리(118)의 하면에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 하방으로 돌출된 돌기(117)가 형성되어 있다. 또한, 도시하지는 않았지만, 드럼 용기(10)의 입구 주변에는 이 돌기(117)와 형합하는 오목홈이 형성되어 있다. 커플러 본체(111)에 형성된 돌기(117)와 드럼 용기(10)의 입구 주변에 형성된 오목홈은 합하여 키 코드(key code)라 부르는데, 케미컬의 종류에 따라 고유한 소정의 패턴으로 형성되어 있다. 따라서, 돌기(117)와 오목홈의 패턴이 일치하지 않으면 커플러(110)가 드럼 용기(10)에 커플링되지 않아, 잘못된 케미컬을 공급하거나 충전하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 키 코드는 전술한 바코드 및 바코드 리더와 함께, 케미컬의 오공급 또는 오충전을 방지하는 수단이다.

이때, 돌기(117)와 오목홈의 패턴이 일치하더라도 원주방향 위치(각도)가 서로 정렬되지 않으면 돌기(117)가 오목홈에 삽입되지 않을 수 있다. 따라서, 커플러 본체(111)를 회전시킴으로써 돌기(117)와 오목홈을 정렬시킬 필요가 있다. 이를 위해, 전술한 모터(160)와 동력 전달 기구(161,170,118)를 마련한 것이다.

한편, 참조부호 '116'은 드럼 용기(10) 안으로 공기나 질소 등의 불활성 기체를 주입하거나 드럼 용기(10) 안의 공기를 배출하기 위한 코크이다. 커플러(110)를 드럼 용기(10)의 입구에 커플링하게 되면 노즐(112)과 내부관(12)이 기밀하게 결합되어 드럼 용기(10)는 밀폐된 상태가 되는데, 이 상태에서 드럼 용기(10)로부터 케미컬을 흡입하거나 드럼 용기(10)로 케미컬을 주입하게 되면 케미컬이 원활하게 배출 또는 주입되지 않는다. 따라서, 드럼 용기(10)로부터 케미컬을 흡입할 때에는 코크(116)를 통해 드럼 용기(10) 안으로 기체를 주입하고, 드럼 용기(10)에 케미컬을 주입할 때에는 코크(116)를 통해 드럼 용기(10) 안의 기체를 배출한다. 한편, 커플러 본체(111)의 내부에는 전술한 케미컬 유로와는 분리된 기체 유로가 형성되어 있어, 코크(116)를 통해 주입 또는 배출되는 기체는 노즐(112) 및 노즐과 결합된 내부관(12)을 통하지 않고 노즐(112) 바깥쪽에 형성된 기체 유로를 통해 드럼 용기(10) 안으로 주입 또는 드럼 용기(10) 밖으로 배출된다.

이때, 코크(116)를 통한 기체의 주입 또는 배출을 수동적으로 행하지 않고 펌프 등을 이용하여 능동적으로 행하는 경우에는 코크(116)에 기체 배관(미도시)을 연결하게 되는데, 도시된 바와 같이 코크(116)가 장착부(114) 아래에서 상방을 향하고 있는 경우, 기체 배관의 연결과 배치에 방해가 되지 않도록 코크(116) 상부의 장착부(114)의 일측을 개방하여 장착부(114)를 C자형으로 한 것이다. 물론, 코크(116)에 기체 배관을 연결하지 않거나 코크(116)와 장착부(114)가 간섭하지 않도록 배치되는 경우에는, 장착부(114)를 완전한 링 형태로 구성할 수도 있다.

커플러 홀더(130)는 커플러(110)를 착탈 가능하고 승강 가능하게 지지하는 구성 요소로서, 본 발명에 따른 커플러 홀더(130)는, 커플러(110)를 길이방향(Z방향)을 따라 감싸되 길이방향을 따라 일측이 개방되어 있어, 길이방향에 수직한 단면 형상이 U자형으로 이루어진다. 따라서, 전술한 체결 수단(115)의 체결을 해제하고 벨트(170)를 풀리(118,161)에서 벗겨내기만 하면, 도 5에 도시된 바와 같이 커플러(110)를 커플러 홀더(130)에서 손쉽게 분리할 수 있다. 또한, 커플러(110)를 커플러 홀더(130)에 장착할 때에는, 커플러 홀더(130)의 개방된 일측을 통해 커플러 홀더(130)의 안쪽 공간(130s)으로 커플러(110)를 밀어넣고, 벨트(170)를 풀리(118,161)에 감고, 체결 수단(115)에 의해 장착부(114)를 커플러 홀더(130)에 체결하기만 하면 손쉽게 장착할 수 있다.

본 실시예에서 커플러 홀더(130)는, 전술한 수직 프레임(35c)에 상하로 승강 가능하게 결합되는 승강 프레임(101)과, 승강 프레임(101)에 고정된 고정부(140)와, 고정부(140)에 틸팅가능하게 결합된 틸팅부(150)를 포함한다. 또한, 커플러(110)는 장착부(114)가 틸팅부(150)에 장착됨으로써 커플러 홀더(130)에 장착된다. 즉, 커플러(110)는 틸팅부(150)에 장착되므로, 틸팅부(150)가 고정부(140)에 대해 틸팅되면 커플러(110)도 고정부(140)에 대해 틸팅되게 된다. 이와 같이, 커플러(110)를 틸팅가능하게 구성하는 이유는 다음과 같다.

드럼 용기(10)는 통상적으로 금속이나 플라스틱으로 이루어지는데, 내부에 수용된 케미컬의 압력이나 장기간 사용에 따른 변형에 의해 드럼 용기(10)의 상면이 정확한 수평을 이루지 못하고 지면에 대해 기울어져 있는 경우가 많다. 이러한 경우에 커플러(110)를 지면에 대해 정확하게 수직인 상태로 드럼 용기(10)의 입구에 커플링하게 되면, 노즐(112)과 드럼 용기(10)의 입구 및 내부관(12)이 기밀하게 결합되지 못하고 노즐(112)과 드럼 용기(10)의 입구 사이에 틈이 생기게 된다. 이 상태에서 케미컬을 흡입 또는 주입하게 되면 이 틈으로 케미컬이 누출하는 사고가 발생할 수 있다. 따라서, 커플러(110)를 드럼 용기(10)의 입구에 커플링할 때에는 드럼 용기(10)의 상면의 기울어짐에 추종하여 커플러(110)도 기울어지게 할 필요가 있다.

본 실시예에서 이 틸팅 기능은 복수 개의 쇼크 업소버(143,153)에 의해 구현된다. 구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 쇼크 업소버(143)는 일단(본 실시예에서는 하단)이 개방되고 내부 공간(143s)이 형성된 실린더(143a)와, 실린더(143a)의 개방된 일단을 통해 내부 공간(143s)으로 탄성적으로 진퇴가능한 로드(143b)를 포함한다. 또한 쇼크 업소버(143)는, 로드(143b)에 탄성력을 부여하기 위한 스프링(143d)과, 스프링(143d)의 양단을 지지하는 지지부(143e,143c)와, 로드(143b)가 실린더(143a)로부터 분리되는 것을 방지하는 스토퍼로서의 O-링(143f)을 더 포함한다. 한편, 쇼크 업소버로서는 도 6에 도시된 스프링식이 아닌 공압 또는 유압식의 쇼크 업소버를 사용할 수도 있다.

쇼크 업소버(143)는 일 방향(Z방향)으로 가해지는 충격을 그 일 방향으로 신축함으로써 흡수 완충하는 요소로서, 하나의 쇼크 업소버(143)만으로는 틸팅 기능을 원활하게 구현할 수 없다. 따라서, 복수 개(적어도 3개, 본 실시예에서는 4개)를 사용한다. 구체적으로, 복수 개의 쇼크 업소버(143)를 신축방향이 상하방향(Z방향)이 되도록 서로 평행하게, 되도록 등간격으로 커플러(110) 주위에 배치하고, 복수 개의 쇼크 업소버(143)의 일단(실린더(143a)의 상단)을 고정부(140)를 구성하는 승강 프레임(101) 또는 제1브라켓(141)의 하면에 고정한다. 그리고 복수 개의 쇼크 업소버(143)의 타단(로드(143b)의 하단)을 틸팅부(150)를 구성하는 제2브라켓(151)에 고정한다.

이 상태에서 승강 프레임(101)을 하강시켜 커플러(110)를 드럼 용기(10)의 상면에 접촉시키면, 커플러(110)가 장착된 틸팅부(150)의 상단에 고정된 로드(143b)가 실린더(143a)의 내부 공간(143s)으로 진입하게 된다. 이때, 드럼 용기(10)의 상면이 기울어진 경우에는 복수 개의 쇼크 업소버(143) 각각의 로드(143b)가 실린더(143a)의 내부 공간(143s)으로 진입하는 정도에 차이가 생기게 되고, 그에 따라 자연스럽게 틸팅부(150) 및 틸팅부에 장착된 커플러(110)도 기울어지게 된다.

한편, 커플러(110)의 틸팅을 더욱 매끄럽게 구현하기 위해, 틸팅부(150)를 다단으로 구성할 수도 있다. 구체적으로, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 틸팅부(150)를 제1틸팅부(150a)와 제2틸팅부(150b)로 나누어, 제1틸딩부(150a)는 고정부(140)의 제1브라켓(141)의 하면에 일단이 고정되고 제1틸팅부(150a)를 구성하는 제2브라켓(151)에 타단이 고정된 복수 개의 쇼크 업소버(143)로 구현하고, 제2틸딩부(150b)는 제1틸팅부(150a)의 제2브라켓(141)의 하면에 일단이 고정되고 제2틸팅부(150b)를 구성하는 제3브라켓(152)에 타단이 고정된 복수 개의 쇼크 업소버(153)로 구현할 수 있다. 여기서, 제2틸팅부(150b)를 구현하는 복수 개의 쇼크 업소버(153)는 제1틸팅부(150a)를 구현하는 복수 개의 쇼크 업소버(143)와 실질적으로 동일한 구조를 가지므로 상세한 설명은 생략한다.

한편, 커플러(110)의 장착부(114)는 틸팅부(150)(본 실시예에서는 제2틸팅부(150b))에 고정되는데, 구체적으로 제2틸팅부를 구성하는 제5브라켓(155)의 하면에 체결 수단인 후크 클램프(115,158)에 의해 결합된다.

또한, 커플러 홀더(130)에는, 전술한 모터(160)가 제6브라켓(156)을 개재하여 장착되고, 모터축과 연결된 구동 풀리(161), 벨트(170) 및 커플러(110)의 종동 풀리(118)에 의해 커플러(110)를 수직축(Z축)을 중심으로 회전시킬 수 있다.

한편, 참조부호 '159'는 케미컬 흡입 펌프 또는 주입 펌프의 작동에 의한 진동 등 시스템의 진동을 흡수 완충하는 방진 고무이다. 이 방진 고무(159)는 제3브라켓(152)과 제5브라켓(155)의 사이에 배치되는 제4브라켓(154)과 제5브라켓(155) 사이에 복수 개가 배치된다. 여기서, 제4브라켓(154)을 생략하고, 방진 고무(159)를 제3브라켓(152)과 제5브라켓(155)의 사이에 직접 배치할 수도 있다. 또한, 전술한 설명에서 모터(160)가 제6브라켓(156)을 개재하여 커플러 홀더(130)에 장착되는 것으로 설명하였지만, 제6브라켓(156)을 생략하고 제5브라켓(155)에 모터(160)를 장착할 수도 있다.

이와 같이 구성된 커플러 유닛(100)을, 캡 개폐 유닛(60)에 의해 캡(11)이 분리되어 개방된 드럼 용기(10)의 입구(내부관(12)의 상단 입구) 위로 위치시킨 다음, 하강시키면 커플러(110)의 노즐(112)이 드럼 용기(10)의 입구에 삽입되어 커플링된다. 이후, 코크(116)를 통해 기체를 드럼 용기(10) 내부로 주입하면서 흡입 펌프(미도시)를 작동시키면, 내부관(12), 노즐(112), 커플러 본체(111), 케미컬 공급 호스(113)를 통해 드럼 용기(10)에 수용된 케미컬이 배출되어, 공장 내부의 케미컬 저장 탱크 또는 생산 설비로 공급할 수 있다. 또는, 반대로 드럼 용기(10) 내부로 케미컬을 주입하여 충전할 수 있다.

이렇게 드럼 용기(10)로부터 케미컬의 배출 또는 드럼 용기(10) 내부로 케미컬의 충전이 완료되면, 전술한 바와 반대의 동작으로, 드럼 용기(10)로부터 커플러 유닛(100)의 분리, 캡 개폐 유닛(60)에 의한 캡(11)의 체결, 로더 유닛(40)에 의한 드럼 용기(10)의 대차(20)로의 언로딩을 행함으로써 케미컬의 공급을 완료한다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100: 커플러 유닛(커플링 장치)
101: 승강 프레임
110: 커플러
111: 커플러 본체
112: 노즐
113: 케미컬 공급 호스
114: 장착부
115: 채결 수단(후크 클램프)
116: 코크
117: 돌기(키 코드)
118: 종동 풀리
130: 커플러 홀더
140: 고정부
141: 제1브라켓
143: 쇼크 업소버
150: 틸팅부
150a: 제1틸팅부
150b: 제2틸팅부
151: 제2브라켓
152: 제2브라켓
153: 쇼크 업소버
154: 제4브라켓
155: 제5브라켓
156: 제6브라켓
158: 후크 걸쇠
159: 방진 고무
160: 모터
161: 구동 롤러
170: 벨트

Claims (9)

1. 드럼 용기의 입구에 커플링되어 상기 드럼 용기에 수용된 케미컬을 배출하거나, 또는 상기 드럼 용기로 케미컬을 주입하는 커플러; 및
   상기 커플러를 착탈 가능하고 승강 가능하게 지지하는 커플러 홀더를 포함하고,
   상기 커플러 홀더는, 상기 커플러를 길이방향을 따라 감싸되 상기 길이방향을 따라 전체에 걸쳐 일측이 개방되어 있어, 개방된 상기 일측을 통해, 상기 커플러를 상기 커플러 홀더의 안쪽 공간으로 밀어넣어 장착하거나, 상기 커플러를 상기 커플러 홀더의 안쪽 공간으로부터 인출하여 분리할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 커플링 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 커플러는, 선단부에 상기 드럼 용기의 입구에 삽입되는 노즐이 형성되고 상기 노즐과 반대쪽 단부에 케미컬 공급 호스가 연결되는 커플러 본체를 포함하고,
   상기 커플러 본체의 외주면에는, 체결 수단에 의해 상기 커플러 홀더에 착탈 가능하게 장착되는 장착부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 커플링 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 체결 수단은 후크 클램프인 것을 특징으로 하는 커플링 장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 커플러 홀더에 장착된 모터; 및
   상기 모터의 회전력을 상기 커플러 본체에 전달하는 동력 전달 기구를 더 포함하여,
   상기 커플러 본체가 길이방향 중심축을 중심으로 회전 가능한 것을 특징으로 하는 커플링 장치.
5. 제2항에 있어서,
   상기 커플러 홀더는, 상하로 승강 가능한 승강 프레임; 상기 승강 프레임에 고정된 고정부; 및 상기 고정부에 틸팅가능하게 결합된 틸팅부를 포함하고,
   상기 커플러는 상기 장착부가 상기 틸팅부에 장착됨으로써 상기 커플러 홀더에 장착되는 것을 특징으로 하는 커플링 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 틸팅부에 장착된 모터; 및
   상기 모터의 회전력을 상기 커플러 본체에 전달하는 동력 전달 기구를 더 포함하여,
   상기 커플러 본체가 길이방향 중심축을 중심으로 회전 가능한 것을 특징으로 하는 커플링 장치.
7. 드럼 용기의 입구에 커플링되어 상기 드럼 용기에 수용된 케미컬을 배출하거나, 또는 상기 드럼 용기로 케미컬을 주입하는 커플러; 및
   상기 커플러를 착탈 가능하고 승강 가능하게 지지하는 커플러 홀더를 포함하고,
   상기 커플러는, 선단부에 상기 드럼 용기의 입구에 삽입되는 노즐이 형성되고 상기 노즐과 반대쪽 단부에 케미컬 공급 호스가 연결되는 커플러 본체를 포함하고,
   상기 커플러 본체의 외주면에는, 체결 수단에 의해 상기 커플러 홀더에 착탈 가능하게 장착되는 장착부가 마련되며,
   상기 커플러 홀더는, 상하로 승강 가능한 승강 프레임; 상기 승강 프레임에 고정된 고정부; 및 상기 고정부에 틸팅가능하게 결합된 틸팅부를 포함하고,
   상기 틸팅부는, 상기 고정부에 틸팅가능하게 결합된 제1틸팅부와, 상기 제1틸팅부에 틸팅가능하게 결합된 제2틸팅부를 포함하고,
   상기 커플러는 상기 장착부가 상기 제2틸팅부에 장착됨으로써 상기 커플러 홀더에 장착되는 것을 특징으로 하는 커플링 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 커플러 홀더는, 상하로 승강 가능한 승강 프레임; 상기 승강 프레임에 고정된 고정부; 및 상기 고정부에 틸팅가능하게 결합된 틸팅부를 포함하고,
   상기 커플러는 상기 틸팅부에 장착되는 것을 특징으로 하는 커플링 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 커플러 홀더에 장착된 모터; 및
   상기 모터의 회전력을 상기 커플러에 전달하는 동력 전달 기구를 더 포함하여,
   상기 커플러가 길이방향 중심축을 중심으로 회전 가능한 것을 특징으로 하는 커플링 장치.

Images