KR20080000315U - 마그네틱 기어를 이용한 인쇄회로기판 이송용 컨베이어 - Google Patents

Abstract

본 고안은 분진 발생을 원천적으로 봉쇄할 수 있는 마그네틱 기어를 이용한 인쇄회로기판 이송용 컨베이어에 관한 것이다. 그의 구성은; 이송방향(P)을 따라 길게 연장되는 양 측판(4)을 포함하는 프레임(2); 상기 양 측판(4)에 타공되는 다수의 축받이홈(6)에 각각 끼워지며 제1,2 축공(10,12)이 상하방향으로 각각 타공되는 합성수지 재질의 축받이(8); 상기 제2 축공(12)에 끼워지는 하부휠축(14); 상기 하부휠축(14)에 끼워져 고정되는 하부휠(16); 상기 제1 축공(10)에 끼워지는 상부휠축(18); 상기 상부휠축(18)에 끼워져 고정되는 상부휠(20); 구동모터(24)에 연동되는 구동축(22); 스큐기어(skew gear) 형태로 상기 구동축(22)과 상기 하부휠축(16)의 각 교차점에 끼워져 고정되는 제1,2 마그네틱 기어(28,30); 상기 하부휠축(14)의 회전력을 상기 상부휠축(18)에 전달하기 위한 전동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

마그네틱, 영구자석, 컨베이어, 인쇄회로기판, 기어

Description

마그네틱 기어를 이용한 인쇄회로기판 이송용 컨베이어{conveyor for PCB using magnetic gear}

본 고안은 컨베이어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 분진 발생을 원천적으로 봉쇄할 수 있는 마그네틱 기어를 이용한 인쇄회로기판 이송용 컨베이어에 관한 것이다.

인쇄회로기판(PCB, 이하'기판'라 한다)의 제조과정에서 분진의 발생은 제품의 품질을 결정하는 중요한 요인이 된다. 기판은 제작과정에서 통상 컨베이어에 의한 이송중에 각종의 공정(예를 들면, 약품처리 또는 수세 등)을 거치게 된다. 이 과정에서 예상치 않은 분진이 기판에 달라붙는 경우 쇼트 등의 문제가 생길 수 있어 제품의 불량이 생기게 된다. 종래 기어가 사용된 컨베이어는 기어와 기어 사이의 기계적 마모에 의해 분진이 발생하거나 기어의 이빨 사이에 낀 먼지 등에 의해 분진이 발생하는 경우가 있었다.

이러한 문제에 대하여 분진 발생을 원천적으로 차단하기 위해 마그네틱 기어를 컨베이어에 사용하고자 하는 노력이 있어 왔다. 예를 들어 대한민국 특허청에 출원된 특허출원 제10-2006-0020283호는 마그네틱 기어 및 이를 이용한 컨베이어를 개시하고 있다. 그러나 원판 형태의 마그네틱을 서로 마주보게 설치하는 경우 힘의 치우침이 여전히 남게 되어 여러 축받이 부위에 일일이 베어링을 설치하여야 하는 문제가 있게 된다. 이는 곧 컨베이어 자체의 제조비용을 상승시키는 문제로 연결된다.

한편, 기판을 제조하는 공정에 사용되는 컨베이어는 기판의 상하방향 모두에서 작동유체가 기판을 향해 분사되므로 상부휠러와 하부휠러가 상하방향으로 소정 간격을 두고 설치되어야 한다. 이러한 경우에 마그네틱 기어만으로는 구동력을 전달하기가 힘들다. 마그네틱 기어의 토크전달력에 한계가 있어 컨베이어에 사용하는 것은 어렵기 때문이다.

위와 같은 문제에 대한 본 고안의 목적은, 기판 제조공정에서 사용되는 컨베이어를 제공하는 것으로서 특히 마그네틱 기어를 이용한 인쇄회로기판 이송용 컨베이어를 제공하는 것을 목적으로 한다. 구체적으로는 적은 토크전달력으로도 원활하게 구동될 수 있으며, 부품의 수를 줄여 제조비용을 절감할 수 있는 마그네틱 기어를 이용한 인쇄회로기판 이송용 컨베이어를 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 목적은, 인쇄회로기판(PCB)과 같은 판상의 이송물의 폭 이상의 간격으로 평행하게 이격된 상태에서 인쇄회로기판의 이송방향을 따라 길게 연장되는 양 측판을 포함하는 프레임; 상기 양측판의 길이방향을 따라 일정한 간격을 두고 세로방향으로 타공되는 다수의 축받이홈에 각각 끼워지는 것으로서, 상부휠축과 하부휠축이 끼워져 회전될 수 있는 직경의 제1,2 축공이 상하방향으로 각각 타공되는 합성수지 재질의 축받이;

인쇄회로기판의 하면을 지지하기 위한 것으로서, 상기 프레임의 연장방향에 직교하도록 상기 제2 축공에 끼워지는 하부휠축; 상기 하부휠축의 연장방향을 따라 끼워져 고정되는 하부휠; 인쇄회로기판의 상면을 지지하기 위한 것으로서, 상기 프레임의 연장방향에 직교하도록 상기 제1 축공에 끼워지는 상부휠축; 상기 상부휠축의 연장방향을 따라 끼워져 고정되는 상부휠; 구동모터에 연동되어 축회전하는 것으로서, 상기 측판으로부터 돌출된 상기 하부휠축과 직교하되 상하 방향으로 일정한 간격으로 이격되게끔 설치되는 구동축; 스큐기어(skew gear) 형태로 상기 구동축과 상기 하부휠축의 각 교차점에 1.0 ~1.5mm의 간격을 유지하도록 끼워져 고정됨으로써, 상기 구동축에 인가된 회전력을 상기 하부휠축에 전달하도록 하는 원통 형태의 제1,2 마그네틱 기어; 상기 하부휠축의 회전력을 상기 상부휠축에 전달하기 위한 전동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 기어를 이용한 인쇄회로기판 이송용 컨베이어에 의해 달성된다.

본 고안의 특징에 의하면 상기 전동수단은 상기 하부휠축상에 설치되는 제3 마그네틱 기어와 상기 상부휠축 상에 설치되는 제4 마그네틱 기어일 수 있다.

위와 같은 구성에 의하면, 사용시 분진 발생이 거의 없어 제품의 불량 및 고장이 적은 인쇄회로기판용 컨베이어가 제공된다. 또한, 적은 토크전달력을 갖는 마그네틱 기어에 의해서도 기판을 이송시키기에 충분한 회전력을 발휘할 수 있는 구성의 컨베이어가 제공된다. 보다 구체적으로는 축받이와 각 상부휠축과 하부휠축을 지지하는 축받이에 저널베어링과 같은 베어링수단이 개입되지 않아 구성이 단순하게 되며, 일방향으로의 추력이 적어 특정 부분의 마모현상이 현저히 줄어들며, 축받이가 마모되더라도 편리하게 교체 설치할 수 있는 마그네틱 기어를 이용한 인쇄회로기판 이송용 컨베이어가 제공된다.

이하, 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 구체적인 내용을 더욱 상세하게 설명한다. 도 1은 본 고안의 실시예에 의한 마그네틱 기어를 이용한 인쇄회로기판 이송용 컨베이어의 개략적 사시도이다. 도 2는 그의 정면도이고 도 3은 측면도이며, 도 4는 평면도이다. 도 5는 축받이와 측판의 관계를 도시하는 컨베이어의 일부 측면 구성도이다.

프레임(2)은 인쇄회로기판(PCB)과 같은 판상의 이송물(M, 이하 '기판'이라 한다)의 폭 이상의 간격으로 평행하게 이격된 상태에서 기판의 이송방향(P)을 따라 길게 연장되는 양 측판(4)을 포함한다. 프레임(2)의 구성은 종래의 것과 다름이 없 으며 통상 작업자의 허리높이로 설치된다. 양 측판(4)에는 그 길이방향을 따라 일정한 간격을 두고 세로방향으로 다수의 축받이홈(6)이 마련된다. 축받이홈(6)은 상방향으로 개구되어 있으며 "U" 형태를 취할 수 있다.

축받이(8)는 측판(4)의 각 축받이홈(6)에 끼워지는 것으로서 합성수지 재질이다. 축받이(8)는 축받이홈(6)에 요철결합이 되도록 슬라이드 방식으로 끼워져 결합되므로 상방향으로 들어올려질 수 있게 된다.

축받이(8)에는 후술되는 상부휠축과 하부휠축이 끼워져 회전될 수 있는 직경의 제1,2 축공(10,12)이 상하방향으로 이격되게 타공된다. 본 고안의 실시예에 의하면 제1 축공(10)은 특히 상방향으로 개구되어 있다. 이는 후술되는 상부휠축을 위로 들어올리기 쉽도록 하기 위함이다.

하부휠축(14)은 기판(M)의 하면을 지지하기 위한 것으로서, 프레임(2)의 연장방향에 직교하도록 축받이(8)의 제2 축공(12)에 끼워진다. 하부휠(16)은 하부휠축(14)의 연장방향을 따라 일정한 간격으로 이격되게 끼워져 고정된다. 하부휠(16)이 겉돌지 않도록 하기 위한 소정의 키수단이 하부휠(16)과 하부휠축(14) 사이에 개입된다.

상부휠축(18)은 기판(M)의 상면을 지지하기 위한 것으로서, 프레임(2)의 연장방향에 직교하도록 축받이(8)의 제1 축공(10)에 끼워진다. 상부휠(20)은 상부휠축(18)의 연장방향을 따라 일정한 간격으로 이격되게 끼워져 고정된다. 하부휠(16)과 마찬가지로, 상부휠(20)이 겉돌지 않도록 하기 위한 소정의 키(key)수단(미도시됨)이 상부휠(20)과 상부휠축(18) 사이에 개입된다.

상부휠(20) 및 하부휠(16)은 자체중량을 감소시키기 위한 구성으로서 원판 형태이거나 또는 허브, 바퀴살 및 림으로 구성되는 형상일 수 있다. 상부휠(20)과 하부휠(16)은 중량 및 기판의 손상을 고려하여 합성수지 재질로 함이 바람직하다.

도 2를 참조하면, 상부휠(20)과 하부휠(16)은 서로 엇갈리게끔 상부휠축(18)과 하부휠축(14)에 설치된다. 이에 의해 기판의 한지점에서 상하방향으로 집중적 하중이 가해지는 것이 방지된다.

도 4는 본 고안의 다른 실시예에 의한 평면도(상부휠은 도시가 생략됨)로서, 하부휠축(14)에 설치되는 하부휠(16) 또한 이송방향을 따라가면서 약간씩 어긋나게 설치됨이 바람직하다. 이는 하부휠(16)이 기판의 상면 일정한 지점을 계속하여 압박하지 않도록 하기 위한 배려이다. 나아가 기판의 전체면에 고르게 작업유체가 가해질 수 있도록 하기 위함이다. 도시가 생략되었지만 상부휠(20) 또한 마찬가지로 이송방향을 따라 약간씩 어긋나게 설치될 수 있을 것이다.

특히 하부휠축(14)은 프레임의 측판(4)으로부터 어느 정도 돌출되게 설치될 필요가 있다. 이는 후술되는 마그네틱 기어를 하부휠축(14)의 단부에 끼워 설치할 수 있도록 하기 위함이다.

구동축(22)은 프레임(2) 상에 또는 그로부터 독립적으로 설치되는 구동모터(24)에 연동되어 축회전하게 된다. 구동축(22)은 프레임(2)의 연장길이에 해당하는 길이를 가진다. 기다란 구동축(22)은 길이방향을 따라 2곳 이상에 설치되는 브래킷(26)에 의해 처짐이 방지된다.

구동축(22)은 측판(4)으로부터 돌출된 상기 하부휠축(14)과 직교하되 상하 방향으로 일정한 간격으로 이격되게끔 설치된다. 도시된 바에 의하면 구동축(22)은 하부휠축(14)의 아래에 일정한 간격을 두고 설치된다.

구동축(22)의 회전력은 제1,2 마그네틱 기어(28,30)에 의해 하부휠축(14)에 전달된다. 제1 마그네틱 기어(28)는 구동축(22)의 길이방향을 따라 끼워져 고정되며, 제2 마그네틱 기어(30)는 각 하부휠축(14)의 단부에 끼워져 설치된다. 제1,2 마그네틱 기어(28,30)는 스큐기어(skew gear) 형태로 구동축(22)과 하부휠축(14)의 각 교차점에 설치되며, 1.0 ~1.5mm의 간격(t)을 유지하도록 설치된다(도 3 참조). 제1,2 마그네틱 기어(28,30)는 원통 형태로서 시중에 제공되는 것이다. 그러므로 마그네틱 기어에 대한 상세한 설명은 이를 생략한다.

구동모터(24), 구동축(22) 및 하부휠축(14)으로 전달되는 회전력은 전동수단에 의해 연쇄적으로 상부휠축(18)에 전달된다. 즉, 상부휠축(18)은 아이들(idle)축이 아니며 자체 회전력을 갖게 된다. 구동모터(24)와 구동축(22)은 체인(32)과 같은 전동수단에 의해 연동될 수 있다.

하부휠축(14)의 회전력을 상부휠축(18)에 전달하기 위한 전동수단은 종래의 기어식이 채용될 수 있지만, 제3,4 마그네틱 기어(34,36)를 이용함이 더 바람직하다. 마그네틱 기어의 특장점중 하나가 교차축의 자유로운 설치 가능성에 있으므로, 상기한 제1,2 마그네틱 기어(28,30)와 유사한 방식으로 제3,4 마그네틱 기어(34,36)를 하부휠축(14)과 상부휠축(18)에 각각 설치하면 된다. 본 고안의 실시예에 의하면 제3,4 마그네틱 기어(34,36)는 제1,2 마그네틱 기어(28,30)의 자력이 거의 미치지 않는 곳인 프레임(2)의 반대방향(도시된 것에 해당함) 또는 양 측판(4)의 중간지점에 위치되도록 할 수 있다. 이는 제1,2 마그네틱 기어(28,30)와 제3,4 마그네틱 기어(34,36) 상호간의 자력에 의한 간섭을 배제하기 위한 배려이다.

본 고안에 의하면 축받이(6)와 하부휠축(14)이 직접 마찰접촉하고 있기 때문에 축받이(6)의 제2 축공(12)이 오랜 사용에 의해 마모됨으로써 넓어지는 경우가 생기게 될 것이다. 그러면 제1,2 마그네틱 기어(28,30) 간의 간격이 좁아져 서로 닿게 될 수도 있다. 이러한 문제는 하부휠축(14)과 상부휠축(18) 사이에서도 발생한다. 즉, 제1 축공(10) 또한 상부휠축(18)에 의한 마모로 아랫방향으로 넓어질 수 있다.

본 고안의 실시예에 의하면, 제2 축공(12)이 마모되는 경우 축받이(6) 자체를 프레임(2)의 측받이홈(6)으로부터 상방향으로 들어올림으로써 제1,2 마그네틱 기어(28,30)간의 위치관계를 보정하기 위한 위치보정수단이 제공된다. 이는 도 5에 도시된 바와 같이 측판(4)의 저면에 축받이의 저면까지 닿도록 탭공(38)을 내고, 이 탭공(38)에 조정볼트(40)를 결합시키는 구성을 가진다. 조정볼트(40)를 조임으로써 축받이(8)를 축받이홈(6)으로부터 들어 올릴 수 있게 된다.

위치보정수단의 다른 예를 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은 구동축과 브래킷의 관계를 도시하는 단면도로서 특히 도 2의 부분 확대도이다. 브래킷(26)과 구동축(22)은 부싱부재(50)를 매개로 하여 서로 접촉되어 있다. 브래킷(26)에는 구동 축(22)에 직교하는 방향으로 탭공(52)이 타공되어 있으며, 이 탭공(52)에는 조정볼트(40')가 끼워진다. 이 조정볼트(40')의 선단(40a)은 테이퍼져 있으며 부싱부재(50)의 윗몃에 접하고 있다. 이 상태에서 조정볼트(40')을 조이게 되면 조정볼트(40')는 부싱부재(50)를 도면상 아랫방향으로 누르게 된다. 구동축의 최대 이동범위는 2mm 정도이어서 이러한 방식으로 제1,2 마그네틱 기어(28,30) 간의 간격을 조정할 수 있게 되는 것이다. 물론구동축은 약간의 미동이 가능하게끔 브래킷(26)의 구동축 안착홈(54)에 유격을 갖고 안착되어야 할 것이다.

제1,2 축공(10,12)의 마모 정도가 지나쳐 상부휠축(18) 및 하부휠축(14)의 요동이 심해지게 되면 축받이(8)는 새로운 것으로 교체되게 된다.

한편, 마그네틱 기어를 사용함에 따라 하부휠축과 상부휠축에 추력이 발생하게 되는데, 이 추력에 의해 하부휠축과 상부휠축의 축방향으로의 움직임을 저지하기 위한 제1,2 스토퍼휠(60,62)이 상부휠축과 하부휠축에 각각 결합된다(도 2 내지 도 5 참조). 제1,2 스토퍼휠(60,62)은 축받이(8)의 내측면(8a)과 접하여 마찰운동을 하게 된다. 이 경우 제1,2 스토퍼휠(60,62)과 축받이(8) 간의 윤활작용을 위해 각각은 서로 다른 종류의 합성수지 재질로 설정된다. 예를 들어 제1,2 스토퍼휠(60,62)은 피이(PE) 재질로 하고 축받이(8)는 피피(PP) 재질로 할 수 있다.

한편 제1,2 스토퍼휠(60,62)은 서로 맞닿아 구름운동을 하게 되는데, 이는 하부휠축과 상부휠축 간의 간격을 유지하는 작용을 하게 된다. 제1,2 스토퍼휠은 축받이의 제1,2 축공(에 가해지는 하부휠축과 상부휠축에 의한 하중을 분산하는 작 용을 하게 된다. 제1,2 스토퍼휠(60,62)은 서로 선접촉 상태에서 구름운동을 하기 때문에 하부휠축과 상부휠축의 회전저항을 극히 감소시키는 작용을 담당한다.

도 2에 도시된 것처럼 제1,2 스토퍼휠(60,62)은 프레임(2)의 양측에 각각 대칭되게 설치될 수 있다.

본 고안은 마그네틱 기어를 인쇄회로기판 제조공정에 사용되는 컨베이어에 적용하였다는 것과 컨베이어의 세부적인 구성에 대한 몇가지 개선사항을 핵심적 내용으로 하고 있다.

도 1은 본 고안의 실시예에 의한 마그네틱 기어를 이용한 인쇄회로기판 이송용 컨베이어의 개략적 사시도이다.

도 2는 본 고안의 실시예에 의한 마그네틱 기어를 이용한 인쇄회로기판 이송용 컨베이어의 정면도이다.

도 3은 본 고안의 실시예에 의한 마그네틱 기어를 이용한 인쇄회로기판 이송용 컨베이어의 측면도이다.

도 4는 본 고안의 실시예에 의한 마그네틱 기어를 이용한 인쇄회로기판 이송용 컨베이어의 평면도이다.

도 5는 축받이와 측판의 관계를 도시하는 컨베이어의 일부 측면 구성도이다.

도 6은 구동축과 브래킷의 관계를 도시하는 단면도로서 특히 도 2의 부분 확대도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

2 ; 프레임 4 ; 측판

6 ; 축받이홈 8 ; 축받이

10,12 ; 제1,2 축공 14 ; 하부휠축

16 ; 하부휠 18 ; 상부휠축

20 ; 상부휠 22 ; 구동축

24 ; 구동모터 26 ; 브래킷

28,30 ; 제1,2 마그네틱 기어

34,36 ; 제3,4 마그네틱 기어

40(40') ; 조정볼트 60,62 ; 제1,2 스토퍼휠

Claims (5)

1. 인쇄회로기판(PCB)과 같은 판상의 이송물의 폭 이상의 간격으로 평행하게 이격된 상태에서 인쇄회로기판의 이송방향(P)을 따라 길게 연장되는 양 측판(4)을 포함하는 프레임(2); 상기 양 측판(4)의 길이방향을 따라 일정한 간격을 두고 세로방향으로 타공되는 다수의 축받이홈(6)에 각각 끼워지는 것으로서, 상부휠축(18)과 하부휠축(14)이 끼워져 회전될 수 있는 직경의 제1,2 축공(10,12)이 상하방향으로 각각 타공되는 합성수지 재질의 축받이(8); 인쇄회로기판의 하면을 지지하기 위한 것으로서, 상기 프레임(2)의 연장방향에 직교하도록 상기 제2 축공(12)에 끼워지는 하부휠축(14); 상기 하부휠축(14)의 연장방향을 따라 끼워져 고정되는 하부휠(16); 인쇄회로기판의 상면을 지지하기 위한 것으로서, 상기 프레임(2)의 연장방향에 직교하도록 상기 제1 축공(10)에 끼워지는 상부휠축(18); 상기 상부휠축(18)의 연장방향을 따라 끼워져 고정되는 상부휠(20); 구동모터(24)에 연동되어 축회전하는 것으로서, 상기 측판(4)으로부터 돌출된 상기 하부휠축(14)과 직교하되 상하 방향으로 일정한 간격으로 이격되게끔 설치되는 구동축(22); 스큐기어(skew gear) 형태로 상기 구동축(22)과 상기 하부휠축(16)의 각 교차점에 1.0 ~1.5mm의 간격을 유지하도록 끼워져 고정됨으로써, 상기 구동축(22)에 인가된 회전력을 상기 하부휠축(14)에 전달하도록 하는 원통 형태의 제1,2 마그네틱 기어(28,30); 상기 하부휠축(14)의 회전력을 상기 상부휠축(18)에 전달하기 위한 전동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 기어를 이용한 인쇄회로기판 이송용 컨베이어.
2. 제1항에 있어서, 상기 전동수단은 상기 하부휠축(14) 상에 설치되는 제3 마그네틱 기어(34)와, 상기 제3 마그네틱 기어(34)로부터 회전력을 전달받을 수 있도록 상기 상부휠축(18) 상에 설치되는 제4 마그네틱 기어(36)인 것을 특징으로 하는 마그네틱 기어를 이용한 인쇄회로기판 이송용 컨베이어.
3. 제1항에 있어서, 상기 제2 축공(12)이 마모되는 경우 축받이(6) 자체를 프레임(2)의 측받이홈(6)으로부터 상방향으로 들어올림으로써 제1,2 마그네틱 기어(28,30)간의 위치관계를 보정하기 위한 위치보정수단으로서;

   상기 측판(4)의 저면에 상기 축받이(8)의 저면까지 닿도록 탭공(38)을 내고, 이 탭공(38)에 조정볼트(40)를 결합시키는 구성에 의해 상기 조정볼트(40)를 조임으로써 축받이(8)를 축받이홈(6)으로부터 들어 올릴 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 마그네틱 기어를 이용한 인쇄회로기판 이송용 컨베이어.
4. 제1항에 있어서, 상기 축받이(8)의 내측면(8a)과 접하여 마찰운동을 할 수 있도록 상부휠축(18)과 하부휠축(16)에 각각 결합되는 제1,2 스토퍼휠(60,62)을 더 포함하되;

   상기 제1,2 스토퍼휠은 서로 맞닿아 구름운동을 하면서 상기 하부휠축과 상부휠축의 간격을 유지하며, 상기 상부휠축(18)과 하부휠축(16)에 발생하는 추력을 상쇄하게 되는 것을 특징으로 하는 마그네틱 기어를 이용한 인쇄회로기판 이송용 컨베이어.
5. 제4항에 있어서, 상기 제1,2 스토퍼휠(60,62)과 축받이(8) 간의 윤활작용을 위해 상기 제1,2 스토퍼휠(60,62)과 상기 축받이(8)는 서로 다른 종류의 합성수지로 하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 기어를 이용한 인쇄회로기판 이송용 컨베이어.

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