KR102402205B1 - 진공 시스템용 완충기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공 시스템용 완충기에 관한 것이다. 본 발명의 완충기는 실린더형 하우징과 그 내측에 배치된 파이프형 슬라이드 축 사이에 완충부재를 배치하고, 진공흡착 패드를 상기 축의 하단부에 설치하여 된 것을 기반으로 한다. 특징적으로는 상기 축과 하우징을 전기적으로 연결하는 접지용 통전부를 구비하되, 상기 통전부는 슬라이드 축의 표면에 고정 설치되는 강선 C-링과 그로부터 절곡 연장되어 하우징 내벽에 탄력 접촉하는 텐션부를 포함하여 구성된다. 상기 통전부 구성은 요소 간 광범위하고 안정적인 접촉을 제공 및 유지하면서 마찰을 최소화하고, 이로써 기기 내 정전기 억제 및 제거가 실질적이고 최적으로 이루어질 수 있는 효과가 있다.

Description

진공 시스템용 완충기 {Shock absorber for vacuum system}

본 발명은 진공 시스템에서 사용되는 완충기에 사용되는 것으로 특히, 정전기 방지를 위한 통전 구조를 갖는 완충기에 관한 것이다.

통상의 진공 시스템은 개략적으로 공기 유입구와 배출구 및 흡입구를 갖는 진공펌프와, 상기 진공펌프의 흡입구에 연결되는 파이프형 지지구와, 상기 지지구의 단부에 연결되고 상기 흡입구와 소통하는 흡착 패드를 포함한다. 여기에서 상기 지지구는 외경에 제공된 록-너트 등 수단을 통하여 로보틱 암(robotic arm) 장치와 같은 구조물에 고정된다.

상기 시스템은 물품을 흡착 및 파지하여 정해진 위치로 이송시키는 방식으로 작동한다. 먼저, 상기 지지구가 하강하면서 패드가 물품의 표면에 밀착하여 접촉하게 된다. 이 상태에서 압축공기가 상기 진공펌프를 고속으로 통과할 때 상기 패드의 내부공기가 흡입구를 통해 진공펌프 내로 유인되고 압축공기와 함께 배출되며, 이 과정에서 상기 패드의 내부에 부압이 발생하는 것이다. 이와 같이 발생한 부압에 의하여 물품이 상기 패드에 흡착·파지되며, 예컨대 암 장치 등에 의해 정해진 위치로 이송되는 것이다.

그런데 이상의 밀착, 접촉, 흡착, 이송의 동작 중에 상기 패드와 물품 간 충격이나 마찰이 발생할 수 있으며, 이는 물품의 종류에 따라 치명적인 손상을 줄 수 있는데 특히 반도체(semiconductor)나 회로기판과 같은 물품에 대하여는 그 전자적 특성을 망가뜨리는 결과를 초래하기도 한다. 이에 상기 지지구는 소위 완충기로서 구성되는 것이 보통이며, 상기 패드의 높낮이가 조정된다는 의미에서 이 완충기를 레벨 보정기(level compensator)라고도 한다.

간략히 설명하면, 상기 완충기는 실린더형 하우징과 내측 슬라이드 지지관의 사이에 완충용 부재를 배치하고 흡착 패드를 지지관 단부에 설치하여, 상기 패드의 하부에 압력이 가해지면 지지관이 상측으로 이동하는 방식으로, 상기 패드의 높낮이가 조절됨으로써 상기 패드와 물품 간 충격이 완화되도록 구성되어 있다. 여기에서 상기 완충용 부재로는 스프링, 전자석 또는 자석 구조 등을 적용한 방식이 알려져 있다.

대체로 이 방식의 완충기가 패드와 물품 간 충격을 완화하는데 유용하다고 할 수 있다. 그러나 상기 패드와 물품 간의 밀착 접촉 및 상기 지지관의 반복적인 운동 등으로 인하여 완충기 내부에 정전기가 발생 및 축적되며, 이는 특정 물품의 전기적·전자적 특성에 나쁜 영향을 줄 수가 있다. 예컨대 상기 지지관 측 표면에 접지용 볼(ball)이 접촉되도록 할 수 있으나, 결과적으로 '관' 표면과 '볼' 간 미세한 점 접촉으로는 필요한 정도의 저항값을 얻을 수가 없다.

<선행기술문헌>

대한민국 등록특허공보 제10-0817254호

대한민국 등록특허공보 제10-1068954호

대한민국 공개실용신안공보 제20-2000-0013542호

일본 특허공보 제4235078호

본 발명은 상기한 종래 기술에 의한 진공 시스템용 완충기의 문제를 해결하고자 제안된 것이다. 본 발명의 목적은, 기기 내부에 접지용 통전부를 구비하되 안정적으로 동작하도록 함으로써 기기 내 정전기가 효과적으로 억제 및 제거되도록 한 진공 시스템용 완충기를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 진공 시스템용 완충기는,

실린더형 하우징과 그 내측에 배치된 파이프형 슬라이드 축 사이에 완충부재를 배치하고, 진공흡착 패드를 상기 축의 하단부에 설치하여 승강하도록 구성된 통상의 완충기를 기반으로 하며;

여기에서:

상기 하우징의 내부에서 슬라이드 축과 하우징을 전기적으로 연결하는 접지용 통전부를 구비하되,
상기 통전부는, 슬라이드 축 표면에 설치되는 강선 와이어 C-링과, 상기 C-링 일측 단부에서 절곡 연장되어 상기 하우징의 내벽에 탄력적으로 접촉하는 텐션부를 포함하며;
상기 텐션부는, 슬라이드 축의 승강 이동에 관계없이, 상기 하우징의 내벽에 상시 접촉하고 있는 것;

을 특징으로 한다.

여기에서 상기 완충부재는 스프링 또는 자석 구조이다.

바람직하게, 상기 통전부는:

상기 C-링을 고정하기 위하여, 상기 슬라이드 축의 표면에 원형으로 형성된 설치홈;

을 더 포함한다.

또한, 상기 텐션부는:

상기 강선 C-링에서 연장된 제1 절곡부와, 상기 제1 절곡부에서 연장된 제2 절곡부;

를 포함한다.

상기 통전부는 간격을 두고 복수로 구비될 수 있다.

상기 완충부재로서, 자석 구조는:

상기 슬라이드 축의 외면에 부착된 제1 자석 및 하우징의 내면에 상기 제1 자석과 대응하여 부착된 제2 자석을 포함하며;

상기 제1 및 제2 자석은 간극을 두고 이격 배치;

된다.

본 발명의 진공 시스템용 완충기는 내측 슬라이드 축에서 외측 하우징으로 전기적으로 연결되는 접지용 통전부를 포함한다. 본 발명에서 상기 통전부는 슬라이드 축에 설치되는 강선 와이어 C-링과, 상기 C-링의 단부에서 절곡 연장되어 하우징 내벽에 탄력 접촉하는 텐션부를 포함하는데, 이는 예컨대 볼을 이용한 점 접촉 방식에 비하여, 더 넓고 안정적인 접촉을 제공할 수 있으며 이에 따라 기기 내 정전기 억제 및 제거가 실질적이고 효과적으로 이루어질 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 완충기의 단면도.
도 2는 도 1의 'A' 부분 확대도.
도 3은 도 1의 'B' 부분 확대도.
도 4는 도 1의 'C' 부분 확대도.
도 5는 도 1의 동작 상태를 보인 도면.

이상 기재된 또는 기재되지 않은 본 발명 진공 시스템용 완충기(이하 '완충기'라 함)의 특징과 작용효과들은, 이하에서 첨부도면을 참조하여 설명하는 실시 예 기재를 통하여 더욱 명백해질 것이다. 도 1 내지 5에서 부호 10은 본 발명의 완충기를 나타내는 것이다.

도 1 내지 4를 참조하면, 본 발명의 완충기(10)는 실린더형 고정 하우징(11)과 그 내측에 배치된 파이프형 슬라이드 축(12) 사이에 완충부재(13)를 배치하고, 진공흡착 패드용 어댑터(14)를 축(12)의 하단부에 설치하여 승강하도록 구성된 완충기 구조를 기반으로 한다. 여기에서 상기 완충기(10)는 하우징(11) 내부에서 슬라이드 축(12)과 하우징(11)을 전기적으로 연결하는 접지용 통전부(15)를 구비하여, 완충기(10) 내부 특히 축(12)의 운동에 의하여 발생한 정전기가 상기 하우징(11)을 통하여 외부로 방전되도록 구성된 것이다.

도면에서 상기 하우징(11)과 내측 슬라이드 축(12)은 상호 마찰을 방지하기 위하여 미세하게 이격되어 있음을 알 수 있다. 한편, 부호 19는 상기 하우징(11) 외면에 제공되는 록-너트(rock nut)이며, 이러한 수단을 이용하여 상기 완충기(10)가 로보틱 암(robotic arm) 장치와 같은 접지 구조물에 접속되는 것이다.

상기 통전부(15)는 축(12)과 하우징(11)을 직접 연결하도록 구성되며, 구체적으로는 슬라이드 축(12)의 표면에 설치되는 강선 C-링(17)과, 상기 C-링(17)의 일측 단부에서 절곡 연장되어 하우징(11)의 내벽에 탄력으로 접촉하는 텐션부(18)를 포함하여 이루어진다. 이에 상기 통전부(15)를 포함하는 통전회로는 「축(12) - C-링(17) - 텐션부(18) - 하우징(11)」 연결방식으로 설계되는 것이다. 여기에서 상기 C-링(17)은 가공 편의상 단면이 원형인 와이어로 한다.
도 5를 포함하여 보면, 상기 텐션부(18)는 슬라이드 축(12)의 승강 이동에 관계없이 상기 하우징(11)의 내벽에 상시 접촉하고 있음을 알 수 있다.

본 실시 예에서 상기 통전부(15)는, 슬라이드 축(12) 표면에 원형으로 형성된 설치홈(16)을 더 포함하며, 상기 C-링(17)이 그 설치홈(16)에 삽입 고정되는 것이다. 또한, 상기 텐션부(18)는 C-링(17)의 일측 단부에서 연장된 제1 절곡부(18a)와 상기 제1 절곡부(18a)에서 연장된 제2 절곡부(18b)를 포함하는데 이에 제1 절곡부(18a)와 제2 절곡부(18b) 사이의 라운드(r) 부분이 하우징(11) 내벽에 접촉됨에 따라 상호 부드러운 접촉 및 강한 압박이 가능해지면서 마찰을 최소화한다.

도면에서 상기 통전부(15) 구성은 단일로 구성된 것을 예시하고 있으나, 필요에 따라 일정 간격을 두고 복수 구비될 수도 있다. 한편, 이상의 통전부(15) 구성은 전체적으로 제작이 쉽고 설치가 간편하고 견고하며, 나아가 충분하고 안정적인 접지 접촉을 제공할 수 있다.

상기 하우징(11)의 상단부에는 엔드 플러그(20)가 설치되어 있다. 구체적으로 상기 엔드 플러그(20)는 하우징(11)의 내측 하방으로 연장되고 축(12)의 상단부가 끼워지는 가이드관(21)을 포함하여 구성된다. 이에 따라 축(12)의 상·하 슬라이드가 안정적으로 이루어질 수 있다. 부호 22는 상기 슬라이드 시에 발생하는 파티클이 내부 통전부(15) 측으로 침투하는 것을 방지하기 위하여, 축(12)과 가이드관(21) 사이에 배치되는 V-형 패킹이다. 이 패킹(21)은 동시에 상기 축(12)의 내부공기가 불필요하게 외부로 누설되는 것을 방지하는 기능을 한다.

상기 완충부재(13)로서 스프링 또는 자석 구조가 적용될 수 있으나, 본 실시 예에서는 자석 구조가 적용된다.

구체적으로 상기 완충부재(13)는, 상기 축(12)의 외면에 부착된 제1 자석(13a) 및 상기 하우징(11)의 내면에 상기 제1 자석(13a)과 대응하여 부착된 제2 자석(13b)을 포함하며, 이때 상기 제1 자석(13a) 및 제2 자석(13b)은 일정한 정도의 간극(d)을 두고 이격 배치된다. 이 간극(d)은 두 자석(13a,13b) 간 직접 접촉에 의한 마찰을 방지하며 상기 축(12)의 상·하 이동을 자유롭게 한다.

예컨대 상기 완충부재(13)로서 통상의 스프링 구조는 슬라이드 축(12)의 이동을 탄력으로 지지하지만, 상기한 자석 구조는 축(12)의 이동을 자력으로 지지한다. 따라서 자력 이상의 압력이 패드 어댑터(14)에 가해지면 상기 축(12)이 제1 자석(13a)과 함께 상승하며, 그 압력이 제거되면 두 자석(13a,13b) 간 인력(引力)이 작용하여 상기 축(12)은 다시 하강하게 되는 것이다.

도면과 같이, 상기 두 자석(13a,13b)은, 제1 자석(13a)이 제2 자석(13b)에 비하여 하단 위치가 약간 높은 상태로 어긋나게 배치된다. 이 구성은 상기 축(12)의 상승 및 하강이 좀 더 자연스럽게 이루어지도록 하는데 효과가 있다.

도 5는 상기 축(12)이 최고로 상승한 상태를 나타낸다. 전술한 바와 같이, 상기 완충기(10)는 록-너트(19)를 이용하여 로봇 암 장치 구조물에 연결된다. 그리하여 상기 완충기(10)가 물품에 접근하여 패드 어댑터(14)에 압력이 가해지면 상기 축(12)이 상승하면서 흡착 패드와 물품 간 완충식 밀착 접촉이 이루어진다. 이 상태에서 고속의 압축공기가 진공펌프를 통과하여 배출될 때 상기 패드의 내부공기가 상기 축(12)을 따라 함께 배출되면서(화살표 참조) 패드 내에 부압이 발생하며, 이 발생된 부압으로 물품을 파지할 수 있게 되는 것이다.

당연하게, 진공 시스템은 상기 '파지'된 물품을 일정 장소로 이송한 후 파지를 '해제'하고 상기 완충기(10)를 원위치로 복귀시키며, 이때 상기 완충기(10)는 도 1의 상태에서 다음 물품의 파지를 준비한다.

이와 같이 상기 완충기(10)는 그 작동시 상기 패드와 물품 간 밀착 접촉 및 상기 축(12)의 운동을 수반하는데, 이 과정에서 완충기(10) 내부 특히 축(12) 부분에 발생 및 축적될 수 있는 정전기는, 상기 축(12)과 함께 상·하 이동하면서 하우징(11)과 계속 접촉을 유지하고 있는 통전부(15)를 경유하여 접지 구조물로 흘러 소멸한다. 예컨대 축(12) 이동에 의한 마찰 파티클은 상기 패킹(22)에 의하여 효과적으로 수집 및 제거될 수 있다.

이상에서 별도로 언급하지 않았다고 하더라도 상기 축(12), 통전부(15), 하우징(11) 및 록-너트(19)는 당연하게 모두 전도체이다.

10. 완충기
11. 하우징
12. 축
13. 완충부재
13a, 제1 자석
13b. 제2 자석
14. 어댑터
15. 통전부
16. 설치홈
17. C-링
18. 텐션부
18a. 제1 절곡부
18b. 제2 절곡부
19. 록-너트
20. 엔드 플러그
21. 가이드관
22. 패킹
'd' 간극
'r' 라운드

Claims (6)

1. 실린더형 하우징(11)과 그 내측에 배치된 파이프형 슬라이드 축(12) 사이에 완충부재(13)를 배치하고, 진공흡착 패드를 상기 축(12)의 하단부에 설치하여 승강하도록 구성된 통상의 완충기를 기반으로 하며;
   여기에서:
   상기 하우징(11)의 내부에 슬라이드 축(12)과 하우징(11)을 전기적으로 연결하는 접지용 통전부(15)를 구비하되,
   상기 통전부(15)는, 슬라이드 축(12)의 표면에 설치되는 강선 와이어 C-링(17)과, 상기 C-링(17)의 일측 단부에서 절곡 연장되어 하우징(11)의 내벽에 탄력적으로 접촉하는 텐션부(18)를 포함하며,
   상기 텐션부(18)는, 상기 슬라이드 축(12)의 승강 이동에 관계없이, 상기 하우징(11)의 내벽에 상시 접촉하고 있는 것;
   을 특징으로 하는 진공 시스템용 완충기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 완충부재(13)는 스프링 또는 자석 구조인 것을 특징으로 하는 진공 시스템용 완충기.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 통전부(15)는 C-링(17)을 고정하기 위하여 상기 슬라이드 축(12) 표면에 원형으로 형성된 설치홈(16)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 시스템용 완충기.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 텐션부(18)는 C-링(17)에서 연장된 제1 절곡부(18a)와, 상기 제1 절곡부(18a)에서 연장된 제2 절곡부(18b)를 포함하며;
   상기 제1 절곡부(18a)와 제2 절곡부(18b) 사이의 라운드(r) 부분이 하우징(11)의 내벽에 접촉되는 것;
   을 특징으로 하는 진공 시스템용 완충기.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 통전부(15)는 단일로 구비되거나, 간격을 두고 복수로 구비되는 것을 특징으로 하는 진공 시스템용 완충기.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 완충부재로서 자석 구조는 상기 슬라이드 축(12)의 외면에 부착된 제1 자석(13a) 및 하우징(11)의 내면에 상기 제1 자석(13a)과 대응하여 부착된 제2 자석(13b)을 포함하며;
   상기 제1 자석(13a) 및 제2 자석(13b)은 간극(d)을 두고 이격 배치되는 것;
   을 특징으로 하는 진공 시스템용 완충기.
   

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