KR102279368B1 - 반도체 제조 공정에서 가스류 공급설비에 적용되는 커플러 - Google Patents

반도체 제조 공정에서 가스류 공급설비에 적용되는 커플러 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 공정의 가스 공급 라인의 실린더 밸브에 구비된 니플을 작동 유체 공급라인과 연결하는 커플러에 관한 것으로, 상기 커플러는 상기 작동 유체 공급라인과 연결되는 제 1 유입구와, 상기 제 1 유입구와 연통되는 제 1 중공을 갖는 하우징과, 상기 니플의 연결부 둘레에 형성된 링형의 치합홈과 맞물리는 적어도 하나의 볼과, 상기 제 1 중공 내에 설치되고, 상기 니플의 연결부가 삽입되는 제 2 중공을 규정하는 관부를 구비하고, 상기 관부에는 상기 적어도 하나의 볼이 각각 삽입되는 적어도 하나의 볼 설치로가 형성되는 리테이너와, 상기 제 1 중공을 규정하는 상기 하우징의 내주면과 상기 관부의 외주면 사이에 배치되고 제 1 위치와 제 2 위치 사이를 이동 가능한 스위칭부재와, 상기 스위칭부재를 상기 제 1 위치로 복귀시키는 탄성부재를 포함하고, 상기 적어도 하나의 볼은, 상기 스위칭부재의 위치에 대응하여 상기 볼 설치로를 따라 이동되며, 상기 치합홈과 맞물리거나 상기 치합홈으로부터 이탈 가능하다.

Description

반도체 제조 공정에서 가스류 공급설비에 적용되는 커플러{Coupler applied to gas supply equipment in semiconductor manufacturing process}
본 발명은 반도체 제조 공정에서 가스류 공급설비에 적용되는 커플러에 관한 것이다.
종래, 반도체 공정에 사용되는 가스를 공급하기 위한 장치는, 고압의 가스가 담긴 가스 실린더와, 상기 가스 실린더로부터 공정 설비의 가스 공급을 단속하는 실린더 밸브를 포함하여 구성된다.
상기 실린더 밸브는 공압에 의해 작동하는 에츄에이터를 구비하고, 상기 에츄에이터의 동작에 의해 상기 가스 실린더로부터의 가스 토출이 단속된다. 종래에는, 상기 에츄에이터를 동작시키기 위한 작동 유체로써의 고압의 공기(대략, 5bar)가 공기 호스를 통해 공급된다.
상기 공기 호스를 상기 실린더 밸브에 연결하는 작업이 메뉴얼에 따라 정확하게 이루어지지 못하거나, 상기 가스 실린더의 교체 등을 이유로 공기 호스의 탈착이 반복됨에 따라 공기 호스의 말단의 마모 내지는 변형이 이루어져 상기 공기 호스가 분리되는 사고가 발생할 수 있으며, 이 경우 가스 공급이 중단되어 반도체 제조 공정 전체가 셧다운 되는 등의 막대한 손실이 발생될 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 첫째, 가스 실린더로부터 반도체 공정에 공급되는 가스를 단속하는 실린더 밸브가 작동 유체의 의해 제어되도록, 상기 실린더 밸브에 구비된 니플을 상기 작동 유체 공급라인과 연결하는 커플러를 제공하는 것이다.
둘째, 상기 가스 실린더의 교체시 상기 작동 유체 공급라인을 분리할 필요가 없는 커플러를 제공하는 것이다.
셋째, 상기 니플과 상기 커플러의 잠금이 확실하게 이루어지는 구조를 제공하는 것이다.
본 발명은, 반도체 공정의 가스 공급 라인의 실린더 밸브에 구비된 니플을 작동 유체 공급라인과 연결하는 커플러에 관한 것이다.
상기 커플러는, 상기 작동 유체 공급라인과 연결되는 제 1 유입구와, 상기 제 1 유입구와 연통되는 제 1 중공을 갖는 하우징과, 상기 니플의 연결부 둘레에 형성된 링형의 치합홈과 맞물리는 적어도 하나의 볼과, 상기 제 1 중공 내에 설치되고, 상기 니플의 연결부가 삽입되는 제 2 중공을 규정하는 관부를 구비하고, 상기 관부에는 상기 적어도 하나의 볼이 각각 삽입되는 적어도 하나의 볼 설치로가 형성되는 리테이너와, 상기 제 1 중공을 규정하는 상기 하우징의 내주면과 상기 관부의 외주면 사이에 배치되고 제 1 위치와 제 2 위치 사이를 이동 가능한 스위칭부재와, 상기 스위칭부재를 상기 제 1 위치로 복귀시키는 탄성부재를 포함한다.
상기 적어도 하나의 볼은, 상기 스위칭부재의 위치에 대응하여 상기 볼 설치로를 따라 이동되며, 상기 치합홈과 맞물리거나 상기 치합홈으로부터 이탈 가능하다.
상기 하우징은, 상기 스위칭부재의 이동을 위한 제어 유체를 공급하는 제어 유체 공급라인과 연결되는 제 2 유입구를 더 포함할 수 있다. 상기 스위칭부재는, 상기 제어 유체에 의해 상기 제 1 위치에서 상기 제 2 위치로 이동되며 상기탄성부재를 변형시키고, 상기 제 2 위치에서 상기 볼을 내측방향으로 밀어 상기 치합홈과 맞물리게 할 수 있다.
상기 스위칭부재는, 상기 제 2 유입구를 통한 상기 제어 유체의 공급이 차단되면, 상기 탄성부재의 복원력 의해 상기 제 1 위치로 복귀될 수 있고, 상기 제 1 위치에 있을 시, 상기 볼이 상기 볼 설치로를 따라 외측방향으로 이동됨으로써 상기 치합홈으로부터 이탈 가능하도록 간격을 제공할 수 있다.
상기 하우징은, 상기 스위칭부재의 이동을 위한 제어 유체를 공급하는 제어 유체 공급라인과 연결되는 제 2 유입구를 더 포함할 수 있다. 상기 스위칭부재는, 상기 제 2 유입구를 통해 상기 제어 유체가 공급되지 않은 상태에서는 상기 제 1 위치에서 상기 볼을 내측방향으로 밀어 상기 치합홈과 맞물리게 하고, 상기 제 2 유입구를 통해 상기 제어 유체가 유입되면 상기 제 2 위치로 이동되어 상기 볼이 상기 볼 설치로를 따라 외측방향으로 이동되어 상기 치합홈으로부터 이탈 가능하도록 간격을 제공할 수 있다.
상기 하우징은, 상기 제 1 유입구를 통해 유입된 유체 중 일부를 제 2 중공 내로 안내하는 제 1 유로와, 상기 제 1 유로로부터 분지되어 상기 유입된 유체 중 다른 일부를 상기 스위칭부재로 안내하는 제 2 유로를 더 포함할 수 있다.
상기 스위칭부재와 연결되고 일단이 상기 하우징의 외측으로 노출되는 조작 로드를 더 포함할 수 있다.
상기 스위칭부재는, 상기 제 1 위치에서 상기 볼을 내측방향으로 밀어 상기 치합홈과 맞물리게 하고, 상기 제 2 위치에서 상기 볼이 상기 볼 설치로를 따라 외측방향으로 이동되어 상기 치합홈으로부터 이탈 가능하도록 간격을 제공할 수 있다.
상기 스위칭부재는, 상기 볼과 접하는 내측면이 제 1 내경을 갖는 소경부, 상기 제 1 내경 보다 큰 제 2 내경을 갖는 대경부 및 상기 소경부와 상기 대경부를 연결하는 경사부를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 스위칭부재가 상기 제 1 위치와 상기 제 2 위치 사이를 이동하는 중에 상기 볼은 상기 경사부와 접할 수 있다.
상기 볼 설치로는, 상기 관부의 내주면에 위치한 내측 개구부가 상기 볼의 직경보다 작고, 상기 관부의 외주면에 위치한 외측 개구부는 상기 내측 개구부보다 클 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 반도체 공정의 가스 공급 라인의 실린더 밸브를 작동 유체 공급라인과 연결하는 유로 연결기구에 있어서, 상기 유로 연결기구는, 상기 실린더 밸브에 연결되는 니플과, 상기 작동 유체 공급라인과 연결되고, 상기 니플과 분리 가능하게 결합되는 커플러를 포함하고, 상기 커플러는, 상기 작동 유체 공급라인과 연결되는 제 1 유입구와, 상기 제 1 유입구와 연통되는 제 1 중공을 갖는 하우징을 포함하고, 상기 니플은, 상기 제 1 중공 내에 삽입되고 둘레를 따라 링형의 치합홈이 형성된 연결부를 포함하고, 상기 커플러는, 상기 링형의 치합홈과 맞물리는 적어도 하나의 볼과, 상기 제 1 중공 내에 설치되고, 상기 니플의 연결부가 삽입되는 제 2 중공을 규정하는 관부를 구비하고, 상기 관부에는 상기 적어도 하나의 볼이 각각 삽입되는 적어도 하나의 볼 설치로가 형성되는 리테이너와, 상기 제 1 중공을 규정하는 상기 하우징의 내주면과 상기 관부의 외주면 사이에 배치되고 제 1 위치와 제 2 위치 사이를 이동 가능한 스위칭부재와, 상기 스위칭부재를 상기 제 1 위치로 복귀시키는 탄성부재를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 볼은, 상기 스위칭부재의 위치에 대응하여 상기 설치로를 따라 이동되며, 상기 치합홈과 맞물리거나 상기 치합홈으로부터 이탈 가능하다.
본 발명은, 커플러와 작동 유체 공급라인과의 연결상태를 유지한 상태에서 가스 실린더 측에 연결된 니플을 커플러와 연결 또는 연결 해제 함으로써 상기 가스 실린더의 교체가 가능하다. 따라서, 상기 가스 실린더의 교체가 반복되더라도, 상기 작동 유체 공급라인의 연결부가 마모나 변형될 여지가 없을 뿐만 아니라, 종래 인력에 의해 상기 작동 유체 공급라인의 분리와 재연결을 수행하던 방식에서 발생하던 휴먼 에러 및 반도체 공정 정지로 인한 손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 반도체 제조 공정중 필요한 가스류 공급설비의 연결이 작동 유체의 공급을 통해 자동으로 이루어져 무인자동화 공정이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정의 가스 공급 설비를 모식적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 커플러를 도시한 것으로, (a)는 커플러의 정면도, (b)는 커플러의 평면도를 도시한 것이다.
도 3은 도 2에 도시된 커플러의 종단면을 도시한 것으로, (a)는 공기가 주입되기 전의 상태로써 커플러가 잠금 해제된 상태를 도시한 것이고, (b)는 공기가 주입되어 커플러가 잠금된 상태를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 커플러의 종단면을 도시한 것으로, (a)는 공기가 주입되기 전의 상태로써 커플러가 잠금된 상태를 도시한 것이고, (b)는 공기가 주입되어 커플러가 잠금 해제된 상태를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 커플러를 도시한 것으로, (a)는 커플러의 정면도, (b)는 커플러의 평면도를 도시한 것이다.
도 6은 도 5에 도시된 커플러의 종단면을 도시한 것으로, (a)는 공기가 주입되기 전의 상태로써 커플러가 잠금 해제된 상태를 도시한 것이고, (b)는 공기가 주입되어 커플러가 잠금된 상태를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 커플러를 도시한 것으로, (a)는 커플러의 정면도, (b)는 커플러의 평면도를 도시한 것이다.
도 8은 도 7에 도시된 커플러의 종단면을 도시한 것으로, (a)는 조작 로드가 잠금 위치에 있는 상태로써 커플러가 잠금된 상태를 도시한 것이고, (b)는 조작 로드가 잠금 해제 위치에 있는 상태로써 커플러가 잠금 해제된 상태를 도시한 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정의 가스 공급 설비를 모식적으로 도시한 것이다. 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 커플러를 도시한 것으로, (a)는 커플러의 정면도, (b)는 커플러의 평면도를 도시한 것이다. 도 3은 도 2에 도시된 커플러의 종단면을 도시한 것으로, (a)는 공기가 주입되기 전의 상태로써 커플러가 잠금 해제된 상태를 도시한 것이고, (b)는 공기가 주입되어 커플러가 잠금된 상태를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 공급 설비는 반도체 공정에 필요한 가스를 공급하는 것으로써, 가스가 담긴 가스 실린더(1)와, 가스 실린더(1)로부터 가스가 배출되는 것을 단속하는 유압 작동식 실린더 밸브(2)와, 유체(이하, '작동 유체'라고 함.)를 공급하여 실린더 밸브(2)의 작동을 제어하는 밸브 제어장치(3)를 포함할 수 있다. 이하, 상기 작동 유체는 공기이고, 실린더 밸브(2)는 공압에 의해 개폐되는 밸브(pneumatic valve)인 것을 예로 드나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다.
밸브 제어장치(3)는 압축 공기를 토출하는 유체 공급기(4), 유체 공급기(4)로부터 토출된 공기를 각각 안내하는 작동 유체 공급라인(5)과 제어 유체 공급라인(6), 작동 유체 공급라인(5)을 실린더 밸브(2)와 연결하는 유로 연결기구(7) 및 유체 공급기(4)를 제어하는 컨트롤러(9)를 포함할 수 있다.
컨트롤러(9)의 제어에 의해, 유체 공급기(4)는 작동 유체 공급라인(5)과 제어 유체 공급라인(6)으로 공기를 동시에 또는 선택적으로 토출할 수 있다. 작동 유체 공급라인(5)으로부터 공급된 공기가 유로 연결기구(7)를 통해 실린더 밸브(2)로 공급되면 공압에 의해 실린더 밸브(2)가 개방되어 가스 실린더(1) 내의 가스가 가스 공급라인(8)으로 토출되고 반도체 공정의 각종 설비들로 공급된다.
유로 연결기구(7)는 실린더 밸브(2)에 연결되는 니플(10)과, 작동 유체 공급라인(5)과 연결되어 니플(10)과 분리 가능하게 결합되는 커플러(20)를 포함한다.
커플러(20)는 작동 유체 공급라인(5)과 연결될 수 있다. 커플러(20)가 니플(10)에 결합된 상태에서 작동 유체 공급라인(5)에 의해 공급된 공기는 니플(10)을 통해 실린더 밸브(2)로 공급되어 실린더 밸브(2)를 개방시킨다.
실린더 밸브(2)로 작동 유체(예를 들어, 공기)가 공급되는 중에는 니플(10)로부터 커플러(20)가 분리되지 않아야 한다. 실시예에 따른 커플러(20)는 제어 유체 공급라인(6)을 통해 유입되는 제어 유체(예를 들어, 공기)를 이용하여 니플(10)과의 연결 상태를 잠그거나(또는, 락(lock)하거나) 잠금해제(또는, 언락(unlock))한다.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 커플러(20)는, 하우징(21), 적어도 하나의 볼(22), 리테이너(23), 스위칭부재(24) 및 탄성부재(25)를 포함한다.
하우징(21)은 작동 유체 공급라인(5)과 연결되는 제 1 유입구(26)와, 제 1 유입구(26)와 연통되는 제 1 중공(h1)을 가질 수 있다. 제 1 유입구(26)와 제 2 유입구(27)는 유체 공급라인(5, 6)과 직접 연결될 수도 있으나, 바람직하게는, 각각 제 1 유입포트(31)와 제 2 유입포트(32)를 매개로 연결된다.
니플(10)은 실린더 밸브(2)로 공급되는 유체를 안내하는 유로(11)를 갖는 중공체로써, 일단에는 커플러(20)와 연결되는 연결부(12)가 형성되고, 타단에는 실린더 밸브(2)와 연결되는 연결 포트(13)가 형성된다. 연결부(12)의 외주면에는 원주방향으로 연장되는 링형의 치합홈(121)이 형성될 수 있다. 연결부(12)에는, 연결부(12)와 리테이너(23)의 관부(23a) 사이를 기밀하는 오링(14)이 구비될 수 있다.
하우징(21)의 제 1 중공(h1) 내에 리테이너(23)가 설치될 수 있다. 리테이너(23)는 니플(10)의 연결부(12)가 삽입되는 제 2 중공(h2)을 규정하는 관부(23a)를 구비할 수 있다. 관부(23a)에는 적어도 하나의 볼(22)이 각각 삽입되는 적어도 하나의 볼 설치로(231)가 형성될 수 있다. 원주방향을 따라 복수의 볼 설치로(231)가 형성될 수 있다. 바람직하게는, 복수의 볼 설치로(231)가 원주방향을 따라 일정한 각도로 배치되어, 후술하는 스위칭부재(24)의 동작에 따라 복수의 볼(22)이 동시에 볼 설치로(231)와 맞물릴 수 있다.
스위칭부재(24)는 제 1 중공(h1)을 규정하는 하우징(10)의 내주면(21a)과 관부(23a)의 외주면(232) 사이(이하, 설치 공간이라고 함.)에 배치될 수 있다. 스위칭부재(24)는 제 1 위치(도 3의 (a)에 도시된 위치)와 제 2 위치(도 3의 (b)에 도시된 위치) 사이를 이동 가능하다. 이하, '제 1 위치'는 탄성부재(25)가 변형 전의 원형인 경우에 있어서의 스위칭부재(24)의 위치이고, '제 2 위치'는 스위칭부재(24)가 탄성부재(25)를 변형(또는, 압축)시키고 있을 시의 위치인 것으로 정의한다.
탄성부재(25)는 스위칭부재(24)를 제 2 위치(도 3의 (b) 참조.)로부터 제 1 위치(도 3의 (a) 참조.)로 복귀시킨다. 제 2 유입구(27)를 통해 가해진 공압에 의해 스위칭부재(24)가 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동됨에 따라 탄성부재(25)가 변형 또는 변위된다. 따라서, 제 2 유입구(27)를 통한 공기 공급이 중단되어 공압이 제거되면 탄성부재(25)의 복원력에 의해 스위칭부재(24)가 제 2 위치로부터 제 1 위치로 복구된다. 여기서, 탄성부재(25)는 압축 스프링일 수 있다.
리테이너(23)는 관부(23a)의 일단에서 반경방향 외측으로 환장되어 제 1 중공(h1)의 일면을 닫는 캡부(23b)를 더 포함할 수 있다. 캡부(23b)의 저면에는 탄성부재(25) 또는 스프링의 일단이 삽입되는 제 1 고정홈(233)이 형성될 수 있다. 스위칭부재(24)의 일면에는 탄성부재(25)의 타단이 삽입되는 제 2 고정홈(241)이 형성될 수 있다.
하우징(21)에는 상기 설치공간을 하우징(21) 외부와 연통시키는 적어도 하나의 통기공(21h)이 형성될 수 있다. 스위칭부재(24)의 이동에 대응하여 공간의 확장과 축소가 이루어지는 과정에서 통기공(21h)을 통해 공기가 하우징(21) 내외로 유입 또는 배출될 수 있다.
볼(22)은 볼 설치로(231)를 따라 이동 가능하게 구비된다. 볼(22)은 적어도 일부가볼 설치로(231) 내에 위치하며, 스위칭부재(24)의 위치에 대응하여 이동되면서 치합홈(121)과 맞물리거나 치합홈(121)으로부터 이탈 가능한 상태가 된다.
볼 설치로(231)는, 관부(23a)의 내주면에 위치한 내측 개구부(231a)로부터 관부(23a)의 외주면에 위치한 외측 개구부(231b)로 연장되는 중공이다. 볼(22)은 적어도 일부분이 외측 개구부(231b)를 통해 볼 설치로(231)로 삽입될 수 있다. 내측 개구부(231a)는 외측 개구부(231b) 보다 작고, 바람직하게는 볼(22)의 직경보다 작아서 볼(22)이 내측 개구부(231a)를 통과하여 제 2 중공(h2)으로 빠지는 것이 방지된다. 한편, 외측 개구부(231b)는, 볼 설치로(231) 내에 볼(22) 삽입이 가능하도록 볼(22)의 직경보다 클 수 있다.
볼(22)은, 스위칭부재(24)에 의해 볼 설치로(231)를 따라 내측으로 밀린 상태에서, 적어도 일부분이 내측 개구부(231a)를 통해 제 2 중공(h2) 내로 노출되며, 이렇게 노출된 부분이 니플(10)의 치합홈(121)과 맞물림으로써 니플(10)과 커플러(20)의 잠금이 이루어진다.
즉, 니플(10)의 연결부(12)를 제 2 중공(h2) 내에 정위치시킨 상태에서, 컨트롤러(9)의 제어에 의해 제어 유체 공급라인(6)으로 제어 유체(공기)가 공급되어 제 2 유입구(27)로 유입되면, 유입된 공기가 유로(215)를 통해 설치공간 내로 안내되어 스위칭부재(24)를 제 2 위치로 이동시키고, 그에 따라 니플(10)과 커플러(20)가 잠기게 된다. 이 상태에서는 니플(10)과 커플러(20)의 연결이 확실하게 이루어지기 때문에 작동 유체 공급라인(5)을 통해 공급된 공기가 실린더 밸브(2)로 정확하게 전달될 뿐만 아니라, 니플(10)과 커플러(20)의 분리로 인한 안전 사고나 공정 중단의 사고가 예방된다.
한편, 스위칭부재(24)는 상기 제 1 위치에 있을 시에는 볼(22)이 치합홈(121)으로부터 이탈 가능한 위치에 이를 수 있도록 간격(이하, '도피 간격'이라고 함.)을 제공한다. 즉, 스위칭부재(24)로부터 볼(22)에 가해지던 외력이 제거된 상태에서, 도피 간격(d)은 볼(22)이 치합홈(121)으로부터 완전히 이탈될 수 있도록 볼 설치로(231)의 외측 방향으로 더 이동할 수 있는 공간을 제공한다.
스위칭부재(24)는, 볼(22)과 접하는 내측면에 제 1 내경을 갖는 소경부(246), 상기 제 1 내경 보다 큰 제 2 내경을 갖는 대경부(247)와, 소경부(246)와 대경부(247)를 연결하는 경사부(248)가 형성될 수 있다. 경사부(248)는 일단부(248a)가 타단부(248b) 보다 더 반경방향 외측에 위치하여, 좁은 타단부(248b)로부터 넓은 일단부(248a)로 확장되는 원추형 곡면일 수 있다. 스위칭부재(24)가 상기 제 1 위치와 상기 제 2 위치 사이를 이동하는 중에 볼(22)은 경사부(248)를 지날 수 있다.
보다 상세하게, 실시예에서 스위칭부재(24)가 제 1 위치(도 3의 (a) 참조)에 있을 시 대경부(247)는 볼(22)과 대응하는 위치에 있으며, 도피 간격(d)은 대경부(247)와 관부(23a) 사이에 제공된다.
스위칭부재(24)가 제 2 위치(도 3의 (b) 참조)로 이동되는 과정에서 경사부(248)에 의해 볼(22)이 볼 설치로(231)의 내측 개구부(231a) 측으로 밀려 이동되며 최종적으로는 대경부(247)와 접하게 된다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 커플러의 종단면을 도시한 것으로, (a)는 공기가 주입되기 전의 상태로써 커플러가 잠금된 상태를 도시한 것이고, (b)는 공기가 주입되어 커플러가 잠금 해제된 상태를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 커플러(20a)는 전술한 제 1 실시예와는 반대로 스위칭부재(24')가 제 1 위치(도 4의 (a) 참조)에 있을 시 잠금되고 제 2 위치(도 4의 (b) 참조)에 있을 시 잠금 해제된다. 대경부(247)와 소경부(246)가 제 1 실시예서와는 반대로 되어 있으며, 따라서, 경사부(248') 역시 반대로 이루어져 있다.
구체적으로, 스위칭부재(24')는 제 2 유입구(27)를 통해 제어 유체가 공급되지 않은 상태에서는 제 1 위치에서 볼(22)을 내측방향으로 밀어 치합홈(121)과 맞물리게 하고, 제 2 유입구(27)를 통해 상기 제어 유체가 유입되면 제 2 위치로 이동되어 볼(22)이 상기 볼 설치로(231)를 따라 외측방향으로 이동되어 치합홈(121)으로부터 이탈 가능하도록 간격을 제공한다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 커플러를 도시한 것으로, (a)는 커플러의 정면도, (b)는 커플러의 평면도를 도시한 것이다. 도 6은 도 5에 도시된 커플러의 종단면을 도시한 것으로, (a)는 공기가 주입되기 전의 상태로써 커플러가 잠금 해제된 상태를 도시한 것이고, (b)는 공기가 주입되어 커플러가 잠금된 상태를 도시한 것이다.
도 5 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 커플러(20b)는 전술한 실시예들에서의 제 2 유입구(27)가 삭제된 대신에 제 1 유입구(26)를 통해 유입된 유체가 실린더 밸브(2)의 작동뿐만 아니라 스윙치부재(24)의 잠금 동작도 함께 이루어지도록 한다. 즉, 작동 유체 공급라인(5)을 통한 유체의 공급만으로 실린더 밸브(2)의 개방과 유로 연결기구(7)의 잠금이 동시에 이루어진다.
구체적으로, 본 실시예에 따르면, 하우징(21')은 제 1 유입구(26)를 통해 유입된 유체 중 일부를 제 2 중공(h2) 내로 안내하는 제 1 유로(217)와, 제 1 유로(217)로부터 분지되어 상기 유입된 유체 중 다른 일부를 스위칭부재(24)로 안내하는 제 2 유로(218)를 포함할 수 있다. 제 2 유로(218)를 통해 공급된 유체에 의해 스위칭부재(24)의 이동이 이루어진다.
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 커플러를 도시한 것으로, (a)는 커플러의 정면도, (b)는 커플러의 평면도를 도시한 것이다. 도 8은 도 7에 도시된 커플러의 종단면을 도시한 것으로, (a)는 조작 로드가 잠금 위치에 있는 상태로써 커플러가 잠금된 상태를 도시한 것이고, (b)는 조작 로드가 잠금 해제 위치에 있는 상태로써 커플러가 잠금 해제된 상태를 도시한 것이다.
도 7 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 커플러(20c)는, 조작 로드(39)를 밀거나 당기는 동작에 의해 스위칭부재(24')의 이동이 이루어진다. 조작 로드(39)는 인력 또는 별도의 장치에 의한 기계력에 의해 밀거나 당겨질 수 있다.
조작 로드(39)는 스위칭부재(24')와 연결되고 일단이 하우징(21")의 외측으로 노출될 수 있다. 조작 로드(39)는 스위칭부재(24')와 일체로 형성될 수도 있은나, 하우징(21")과의 조립 용이성을 위해 스위칭부재(24')와 별도의 부재로 이루어져, 스위칭부재(24')와 결합되는 것도 가능하다. 하우징(21")에는 조작 로드(39)가 통과하는 통공(219)이 형성될 수 있다.
스위칭부재(24')는 제 1 위치(도 8의 (a) 참조.)에서 볼(22)을 내측방향으로 밀어 치합홈(121)과 맞물리게 하고, 제 2 위치(도 8의 (b) 참조)에서는 볼(22)이 볼 설치로(231)를 따라 외측방향으로 이동되어 치합홈(121)으로부터 이탈 가능하도록 간격을 제공할 수 있다.

Claims (10)

  1. 반도체 공정의 가스 공급 라인의 실린더 밸브에 구비된 니플을 작동 유체 공급라인과 연결하는 커플러에 있어서,
    상기 커플러는,
    상기 작동 유체 공급라인과 연결되는 제 1 유입구와, 상기 제 1 유입구와 연통되는 제 1 중공을 갖는 하우징;
    상기 니플의 연결부 둘레에 형성된 링형의 치합홈과 맞물리는 적어도 하나의 볼;
    상기 제 1 중공 내에 설치되고, 상기 니플의 연결부가 삽입되는 제 2 중공을 규정하는 관부를 구비하고, 상기 관부에는 상기 적어도 하나의 볼이 각각 삽입되는 적어도 하나의 볼 설치로가 형성되는 리테이너;
    상기 제 1 중공을 규정하는 상기 하우징의 내주면과 상기 관부의 외주면 사이에 배치되고 제 1 위치와 제 2 위치 사이를 이동 가능한 스위칭부재; 및
    상기 스위칭부재를 상기 제 1 위치로 복귀시키는 탄성부재를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 볼은,
    상기 스위칭부재의 위치에 대응하여 상기 볼 설치로를 따라 이동되며, 상기 치합홈과 맞물리거나 상기 치합홈으로부터 이탈 가능하고,
    상기 하우징은,
    상기 스위칭부재의 이동을 위한 제어 유체를 공급하는 제어 유체 공급라인과 연결되는 제 2 유입구를 더 포함하고,
    상기 스위칭부재는,
    상기 제어 유체에 의해 상기 제 1 위치에서 상기 제 2 위치로 이동되며 상기탄성부재를 변형시키고, 상기 제 2 위치에서 상기 볼을 내측방향으로 밀어 상기 치합홈과 맞물리게 하는 커플러.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭부재는,
    상기 제 2 유입구를 통한 상기 제어 유체의 공급이 차단되면, 상기 탄성부재의 복원력 의해 상기 제 1 위치로 복귀되고, 상기 제 1 위치에 있을 시, 상기 볼이 상기 볼 설치로를 따라 외측방향으로 이동됨으로써 상기 치합홈으로부터 이탈 가능하도록 간격을 제공하는 커플러.
  3. 반도체 공정의 가스 공급 라인의 실린더 밸브에 구비된 니플을 작동 유체 공급라인과 연결하는 커플러에 있어서,
    상기 커플러는,
    상기 작동 유체 공급라인과 연결되는 제 1 유입구와, 상기 제 1 유입구와 연통되는 제 1 중공을 갖는 하우징;
    상기 니플의 연결부 둘레에 형성된 링형의 치합홈과 맞물리는 적어도 하나의 볼;
    상기 제 1 중공 내에 설치되고, 상기 니플의 연결부가 삽입되는 제 2 중공을 규정하는 관부를 구비하고, 상기 관부에는 상기 적어도 하나의 볼이 각각 삽입되는 적어도 하나의 볼 설치로가 형성되는 리테이너;
    상기 제 1 중공을 규정하는 상기 하우징의 내주면과 상기 관부의 외주면 사이에 배치되고 제 1 위치와 제 2 위치 사이를 이동 가능한 스위칭부재; 및
    상기 스위칭부재를 상기 제 1 위치로 복귀시키는 탄성부재를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 볼은,
    상기 스위칭부재의 위치에 대응하여 상기 볼 설치로를 따라 이동되며, 상기 치합홈과 맞물리거나 상기 치합홈으로부터 이탈 가능하고,
    상기 하우징은,
    상기 스위칭부재의 이동을 위한 제어 유체를 공급하는 제어 유체 공급라인과 연결되는 제 2 유입구를 더 포함하고,
    상기 스위칭부재는,
    상기 제 2 유입구를 통해 상기 제어 유체가 공급되지 않은 상태에서는 상기 제 1 위치에서 상기 볼을 내측방향으로 밀어 상기 치합홈과 맞물리게 하고, 상기 제 2 유입구를 통해 상기 제어 유체가 유입되면 상기 제 2 위치로 이동되어 상기 볼이 상기 볼 설치로를 따라 외측방향으로 이동되어 상기 치합홈으로부터 이탈 가능하도록 간격을 제공하는 커플러.
  4. 반도체 공정의 가스 공급 라인의 실린더 밸브에 구비된 니플을 작동 유체 공급라인과 연결하는 커플러에 있어서,
    상기 커플러는,
    상기 작동 유체 공급라인과 연결되는 제 1 유입구와, 상기 제 1 유입구와 연통되는 제 1 중공을 갖는 하우징;
    상기 니플의 연결부 둘레에 형성된 링형의 치합홈과 맞물리는 적어도 하나의 볼;
    상기 제 1 중공 내에 설치되고, 상기 니플의 연결부가 삽입되는 제 2 중공을 규정하는 관부를 구비하고, 상기 관부에는 상기 적어도 하나의 볼이 각각 삽입되는 적어도 하나의 볼 설치로가 형성되는 리테이너;
    상기 제 1 중공을 규정하는 상기 하우징의 내주면과 상기 관부의 외주면 사이에 배치되고 제 1 위치와 제 2 위치 사이를 이동 가능한 스위칭부재; 및
    상기 스위칭부재를 상기 제 1 위치로 복귀시키는 탄성부재를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 볼은,
    상기 스위칭부재의 위치에 대응하여 상기 볼 설치로를 따라 이동되며, 상기 치합홈과 맞물리거나 상기 치합홈으로부터 이탈 가능하고,
    상기 스위칭부재와 연결되고 일단이 상기 하우징의 외측으로 노출되는 조작 로드를 더 포함하는 커플러.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 스위칭부재는,
    상기 제 1 위치에서 상기 볼을 내측방향으로 밀어 상기 치합홈과 맞물리게 하고, 상기 제 2 위치에서 상기 볼이 상기 볼 설치로를 따라 외측방향으로 이동되어 상기 치합홈으로부터 이탈 가능하도록 간격을 제공하는 커플러.
  6. 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스위칭부재는,
    상기 볼과 접하는 내측면이 제 1 내경을 갖는 소경부, 상기 제 1 내경 보다 큰 제 2 내경을 갖는 대경부 및 상기 소경부와 상기 대경부를 연결하는 경사부를 포함하여 구성되고,
    상기 스위칭부재가 상기 제 1 위치와 상기 제 2 위치 사이를 이동하는 중에 상기 볼은 상기 경사부와 접하는 커플러.
  7. 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 볼 설치로는,
    상기 관부의 내주면에 위치한 내측 개구부가 상기 볼의 직경보다 작고, 상기 관부의 외주면에 위치한 외측 개구부는 상기 내측 개구부보다 큰 커플러.
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