KR20190021659A - 타워 리프트 - Google Patents

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Abstract

타워 리프트는, 수직 방향으로 연장하는 메인 프레임과, 상기 메인 프레임을 감싸도록 구성되고 상기 메인 프레임을 따라 수직 방향으로 이동 가능하게 구성된 가동 프레임과, 상기 가동 프레임을 상기 메인 프레임으로부터 부상시키기 위한 복수의 부상 유닛들과, 상기 가동 프레임에 장착되고 물건 이송을 위한 캐리지 모듈과, 상기 메인 프레임 상에서 수직 방향으로 서로 평행하게 연장하며 수직 방향으로 배열된 제1 영구자석들과 제2 영구자석들을 각각 포함하는 한 쌍의 구동 레일들과, 상기 구동 레일들로부터 소정 간격 이격되도록 상기 구동 레일들 사이에 배치되며 원주 방향으로 배열된 제3 영구자석들을 포함하는 구동 휠과, 상기 구동 휠을 회전시키기 위한 구동 유닛을 포함한다.

Description

타워 리프트{Tower lift}
본 발명의 실시예들은 타워 리프트(tower lift)에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 복층의 건물 내에서 수직 방향으로 물건을 운반하기 위한 타워 리프트에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 또는 디스플레이 제조 공장의 제조 라인은 복층의 클린룸들로 구성되며 각 층들에는 증착, 노광, 식각, 이온 주입, 세정 등의 공정 수행을 위한 설비들이 배치될 수 있다. 반도체 장치 또는 디스플레이 장치는 반도체 기판으로서 사용되는 반도체 웨이퍼 또는 디스플레이 기판으로서 사용되는 유리 기판에 대하여 일련의 단위 공정들을 반복적으로 수행함으로써 반도체 장치 또는 디스플레이 장치가 제조될 수 있다.
한편, 상기 각 층들 사이에서의 자재 이송 즉 반도체 웨이퍼 또는 유리 기판과 같은 자재들의 이송은 상기 각 층들을 통해 수직 방향으로 설치되는 타워 리프트에 의해 이루어질 수 있다.
상기 타워 리프트는, 수직 방향으로 연장하는 메인 프레임과, 자재 이송을 위한 캐리지 모듈과, 상기 메인 프레임의 상부에 배치되며 타이밍 벨트와 같은 구동 벨트를 이용하여 상기 캐리지 모듈을 수직 방향으로 이동시키기 위한 구동 모듈 등을 포함할 수 있다. 특히, 상기 메인 프레임에는 수직 방향으로 연장하는 가이드 레일들이 구비되고, 상기 캐리지 모듈에는 상기 가이드 레일들을 따라 이동 가능하게 구성된 가이드 롤러들이 배치될 수 있다.
그러나, 최근 반도체 소자들의 집적도가 증가됨에 따라 클린룸 내부의 청정도를 보다 높게 유지할 필요가 있으며, 이에 따라 상기 구동 모듈과 상기 가이드 롤러들 및 상기 가이드 레일들로부터 발생되는 파티클들이 상기 클린룸의 청정도 유지를 위한 주요 관리 대상으로 주목되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1731260호 (등록일자 2017년 04월 24일)
본 발명의 실시예들은 파티클 발생을 감소시킬 수 있는 타워 리프트를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 타워 리프트는, 수직 방향으로 연장하는 메인 프레임과, 상기 메인 프레임을 따라 수직 방향으로 이동 가능하게 구성된 가동 프레임과, 상기 가동 프레임에 장착되고 물건 이송을 위한 캐리지 모듈과, 상기 메인 프레임 상에서 수직 방향으로 서로 평행하게 연장하며 수직 방향으로 배열된 제1 영구자석들과 제2 영구자석들을 각각 포함하는 한 쌍의 구동 레일들과, 상기 구동 레일들로부터 소정 간격 이격되도록 상기 구동 레일들 사이에 배치되며 원주 방향으로 배열된 제3 영구자석들을 포함하는 구동 휠과, 상기 구동 휠을 회전시키기 위한 구동 유닛을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 구동 휠의 회전력과 상기 제1, 제2 및 제3 영구자석들 사이의 자기력에 의해 추진력이 발생되도록 상기 제3 영구자석들 중 적어도 하나가 상기 제1 및 제2 영구자석들 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제1 및 제2 영구자석들은 N극과 S극이 수직 방향으로 배열되고 동일한 극성의 자극들이 서로 마주하도록 배열될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 구동 휠은 원주 방향으로 배열된 제4 영구자석들을 더 포함하며, 상기 제3 및 제4 영구자석들은 상기 제1 및 제2 영구자석들과 마주하도록 상기 구동 휠의 양측에 각각 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제3 및 제4 영구자석들은 할바흐 배열 형태로 배열될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제1 및 제2 영구자석들은 할바흐 배열 형태로 배열될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제3 영구자석들은 N극과 S극이 원주 방향으로 배열되고 동일한 극성의 자극들이 서로 마주하도록 배열될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 타워 리프트는,
수직 방향으로 연장하는 메인 프레임과, 상기 메인 프레임을 감싸도록 구성되고 상기 메인 프레임을 따라 수직 방향으로 이동 가능하게 구성된 가동 프레임과, 상기 가동 프레임을 상기 메인 프레임으로부터 부상시키기 위한 복수의 부상 유닛들과, 상기 가동 프레임에 장착되고 물건 이송을 위한 캐리지 모듈과, 상기 메인 프레임 상에서 수직 방향으로 서로 평행하게 연장하며 수직 방향으로 배열된 제1 영구자석들과 제2 영구자석들을 각각 포함하는 한 쌍의 구동 레일들과, 상기 구동 레일들로부터 소정 간격 이격되도록 상기 구동 레일들 사이에 배치되며 원주 방향으로 배열된 제3 영구자석들을 포함하는 구동 휠과, 상기 구동 휠을 회전시키기 위한 구동 유닛을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 구동 휠의 회전력과 상기 제1, 제2 및 제3 영구자석들 사이의 자기력에 의해 추진력이 발생되도록 상기 제3 영구자석들 중 적어도 하나가 상기 제1 및 제2 영구자석들 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제1 및 제2 영구자석들은 N극과 S극이 수직 방향으로 배열되고 동일한 극성의 자극들이 서로 마주하도록 배열될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 구동 휠은 원주 방향으로 배열된 제4 영구자석들을 더 포함하고, 상기 제3 및 제4 영구자석들은 상기 제1 및 제2 영구자석들과 마주하도록 상기 구동 휠의 양측에 각각 배치되며, 상기 제3 및 제4 영구자석들은 할바흐 배열 형태로 배열될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제1 및 제2 영구자석들은 할바흐 배열 형태를 가지며, 상기 제3 영구자석들은 N극과 S극이 원주 방향으로 배열되고 동일한 극성의 자극들이 서로 마주하도록 배열될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 구동 휠은 원주 방향으로 배열된 제4 영구자석들을 더 포함하고, 상기 제3 및 제4 영구자석들은 상기 제1 및 제2 영구자석들과 마주하도록 상기 구동 휠의 양측에 각각 배치되며, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 영구자석들은 할바흐 배열 형태로 배열될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 구동 유닛은 회전력을 제공하는 모터를 포함할 수 있으며, 상기 타워 리프트는 상기 모터의 회전축에 제동력을 인가하기 위한 제동 유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 타워 리프트는, 상기 메인 프레임의 측면을 따라 수직 방향으로 연장하는 전원 공급 케이블과, 상기 가동 프레임에 장착되며 상기 전원 공급 케이블로부터 비접촉 방식으로 전력을 전송받고 상기 캐리지 모듈로 전원을 인가하는 픽업 유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 메인 프레임의 외측면들에는 수직 방향으로 연장하는 부상 레일들이 배치되고, 상기 부상 유닛들은 상기 부상 레일들과 마주하도록 상기 가동 프레임에 장착되며 자기력을 이용하여 상기 가동 프레임을 상기 메인 프레임으로부터 부상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 메인 프레임은 전면, 후면, 양쪽 측면들 및 상기 전면과 후면 그리고 상기 측면들 사이의 모따기면들을 가질 수 있으며, 상기 부상 레일들은 상기 모따기면들 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 모따기면들 중 하나 상에는 두 개의 부상 레일들이 서로 직교하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 가동 프레임에는 상기 부상 레일들과 상기 부상 유닛들 사이의 간격을 측정하기 위한 센서들이 장착될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 가동 프레임에는 상기 부상 레일들로부터 소정 간격 이격되도록 배치되는 보조 휠들이 장착될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 타워 리프트는 수직 방향으로 연장하는 메인 프레임과, 상기 메인 프레임을 감싸도록 구성되고 상기 메인 프레임을 따라 수직 방향으로 이동 가능하게 구성된 가동 프레임과, 상기 가동 프레임을 상기 메인 프레임으로부터 부상시키기 위한 복수의 부상 유닛들과, 상기 가동 프레임에 장착되고 물건 이송을 위한 캐리지 모듈과, 비접촉 방식으로 추진력을 제공하는 비접촉 구동 모듈을 포함할 수 있다.
상기 비접촉 구동 모듈은, 상기 메인 프레임 상에서 수직 방향으로 서로 평행하게 연장하며 수직 방향으로 배열된 제1 영구자석들과 제2 영구자석들을 각각 포함하는 한 쌍의 구동 레일들과, 상기 구동 레일들로부터 소정 간격 이격되도록 상기 구동 레일들 사이에 배치되며 원주 방향으로 배열된 제3 영구자석들을 포함하는 구동 휠과, 상기 구동 휠을 회전시키기 위한 구동 유닛을 포함할 수 있다.
상기와 같이 상기 가동 프레임과 캐리지 모듈은 부상 유닛들에 의해 상기 메인 프레임으로부터 부상된 상태에서 상기 비접촉 구동 모듈에 의해 제공되는 추진력을 이용하여 수직 방향으로 이동될 수 있다. 따라서, 가이드 롤러들과 가이드 레일들을 이용하는 종래 기술의 타워 리프트와 비교하여 파티클 발생량이 충분히 감소될 수 있으며, 이에 따라 상기 타워 리프트를 이용하는 클린룸들 내부의 청정도가 크게 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타워 리프트를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 타워 리프트를 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 메인 프레임을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 비접촉 구동 모듈을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 비접촉 구동 모듈의 구동 레일들과 구동 휠을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 6은 도 5에 도시된 구동 휠을 설명하기 위한 전개도이다.
도 7은 도 1에 도시된 비접촉 구동 모듈의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 8은 도 7에 도시된 구동 휠을 설명하기 위한 전개도이다.
도 9는 도 1에 도시된 비접촉 구동 모듈의 또 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 10은 도 9에 도시된 구동 휠을 설명하기 위한 전개도이다.
도 11은 도 1에 도시된 비접촉 구동 모듈의 또 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 12는 도 11에 도시된 구동 휠을 설명하기 위한 전개도이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타워 리프트를 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 타워 리프트를 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 타워 리프트(100)는 수직 방향으로 물건의 이송을 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 반도체 또는 디스플레이 제조 공정이 수행되는 복층의 클린룸들 내에서 각 층들로 자재 이송, 예를 들면, 반도체 웨이퍼들이 수납된 풉(FOUP)과 같은 용기(10)의 이송을 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 타워 리프트(100)는, 수직 방향으로 연장하는 메인 프레임(102)과, 상기 메인 프레임(102)을 따라 수직 방향으로 이동 가능하게 구성된 가동 프레임(104)과, 상기 가동 프레임(104)에 장착되고 물건 이송을 위한 캐리지 모듈(110)을 포함할 수 있다.
상기 가동 프레임(104)은 상기 메인 프레임(102)을 감싸도록 구성될 수 있으며, 상기 가동 프레임(104)은 복수의 부상 유닛들(122)에 의해 상기 메인 프레임(102)으로부터 부상될 수 있다. 상기 메인 프레임(102)의 외측면들에는 수직 방향으로 연장하는 부상 레일들(120; 도 3 참조)이 배치될 수 있으며, 상기 부상 유닛들(122)은 상기 부상 레일들(120)과 마주하도록 상기 가동 프레임(104)에 장착될 수 있다. 특히, 상기 부상 유닛들(122)은 자기력을 이용하여 상기 가동 프레임(104)을 상기 메인 프레임(102)으로부터 부상시킬 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 메인 프레임을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 메인 프레임(102)은 대략 팔각형의 단면 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 메인 프레임(102)은 전면(102A)과 후면(102B), 양쪽 측면들(102C) 및 상기 전면(102A)과 후면(102B) 그리고 상기 양쪽 측면들(102C) 사이의 모따기면들(chamfered surfaces; 102D)을 가질 수 있다. 상기 캐리지 모듈(110)은 상기 메인 프레임(102)의 전면(102A) 측에 배치될 수 있으며, 상기 메인 프레임(102)의 후면(102B)에는 상기 메인 프레임(102)을 클린룸의 벽면에 고정시키기 위한 고정 브래킷들(106)이 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가동 프레임(104)은 상기 메인 프레임(102)의 후면(102B)을 제외한 나머지 외측면들을 감싸도록 구성될 수 있으며, 상기 부상 레일들(120)은 상기 모따기면들(102D) 상에 배치될 수 있다. 특히, 상기 모따기면들(102D) 중 하나 상에는 상기 캐리지 모듈(110)이 상기 메인 프레임(102)의 중심축을 기준으로 회전하는 것을 방지하기 위하여 두 개의 부상 레일들(120)이 서로 직교하도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 타워 리프트(100)는 상기 캐리지 모듈(110)의 좌우 진동을 감소시키기 위하여 도 2에 도시된 바와 같이 상기 가동 프레임(104)의 상부와 하부에 각각 부상 유닛들(122)을 장착할 수 있다. 즉, 상기 부상 레일들(120)에 대응하여 상하 두 개의 부상 유닛들(122)이 각각 마련될 수 있으며, 이에 따라 상기 타워 리프트(100)는 다섯 개의 부상 레일들(120)과 열 개의 부상 유닛들(122)을 구비할 수 있다.
상기 부상 유닛들(122)로는 전자기력을 발생시키기 위한 전자석들이 사용될 수 있으며, 도시되지는 않았으나, 상기 가동 프레임(104)에는 상기 부상 레일들(120)과 상기 부상 유닛들(120) 사이의 간격을 측정하기 위한 센서들(미도시)이 상기 부상 유닛들(122)에 인접하도록 장착될 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나, 상기 타워 리프트(100)는 상기 센서들에 의해 측정된 간격들에 기초하여 상기 부상 유닛들(122)로 인가되는 전원을 제어하기 위한 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 가동 프레임(104)에는 복수의 보조 휠들(108)이 장착될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이 각각의 부상 유닛들(122)에 인접하도록 보조 휠들(108)이 상기 가동 프레임(104)에 장착될 수 있다. 상기 보조 휠들(108)은 상기 부상 유닛들(122)과 상기 부상 레일들(120)이 서로 접촉되는 것을 방지하기 위해 사용될 수 있으며, 상기 부상 레일들(120)로부터 소정 간격 이격될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 타워 리프트(100)는 상기 메인 프레임(102)의 측면을 따라 수직 방향으로 연장하는 전원 공급 케이블(130)과, 상기 가동 프레임(104)에 장착되며 상기 전원 공급 케이블(130)로부터 비접촉 방식으로 전력을 전송받고 상기 캐리지 모듈(110)과 상기 부상 유닛들(122)에 전원을 인가하는 픽업 유닛(134)을 구비할 수 있다.
예를 들면, 상기 메인 프레임(102)의 양쪽 측면들(102C) 상에는 각각 전원 공급 케이블들(130)을 지지하기 위한 케이블 브래킷들(132)이 장착될 수 있으며, 상기 가동 프레임(104)에는 상기 전원 공급 케이블들(130)을 감싸도록 픽업 유닛들(134)이 장착될 수 있다. 특히, 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 가동 프레임(104)의 상부와 하부에 각각 픽업 유닛들(134)이 장착될 수 있다. 즉, 상기 가동 프레임(104)에는 네 개의 픽업 유닛들(134)이 장착될 수 있다.
한편, 상기 캐리지 모듈(110)은 이송 대상물을 픽업하기 위한 이송 로봇을 포함할 수 있다. 도시된 바에 의하면, 스카라 로봇이 구비되고 있으나 상기 이송 로봇의 종류는 다양하게 변경 가능하므로 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 타워 리프트(100)는 상기 캐리지 모듈(110)을 비접촉 방식으로 이동시키기 위한 비접촉 구동 모듈(140)을 구비할 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 비접촉 구동 모듈을 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 5는 도 1에 도시된 비접촉 구동 모듈의 구동 레일들과 구동 휠을 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 6은 도 5에 도시된 구동 휠을 설명하기 위한 전개도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 비접촉 구동 모듈(140)은, 상기 메인 프레임(102)의 전면(102A) 상에서 수직 방향으로 서로 평행하게 연장하며 수직 방향으로 배열된 제1 영구자석들(144)과 제2 영구자석들(148)을 각각 포함하는 한 쌍의 구동 레일들(142, 146)과, 상기 구동 레일들(142, 146)로부터 소정 간격 이격되도록 상기 구동 레일들(142, 146) 사이에 배치되며 원주 방향으로 배열된 제3 영구자석들(152)을 포함하는 구동 휠(150)과, 상기 구동 휠(150)을 회전시키기 위한 구동 유닛(160)을 포함할 수 있다. 특히, 상기 구동 휠(150)의 회전력과 상기 제1, 제2 및 제3 영구자석들(144, 148, 152) 사이의 자기력에 의해 추진력이 발생되도록 상기 제3 영구자석들(152) 중 적어도 하나가 상기 제1 및 제2 영구자석들(144, 148) 사이에 배치될 수 있다.
일 예로서, 상기 비접촉 구동 모듈(140)은 도 2에 도시된 바와 같이 상하 두 개의 구동 휠들(150)과 상기 구동 휠들(150)에 연결된 상하 두 개의 구동 유닛들(160)을 구비할 수 있다. 그러나, 상기 구동 휠들(150)과 구동 유닛들(160)의 개수는 다양하게 변경 가능하므로 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.
또한, 상기 구동 유닛들(160)은 회전력을 제공하는 모터를 각각 포함할 수 있으며, 상기 비접촉 구동 모듈(140)은 상기 구동 모듈(160)의 모터들의 회전축들에 제동력을 인가하기 위한 제동 유닛들(162)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제동 유닛들(162)로는 전자 브레이크가 사용될 수 있으며, 상기 전자 브레이크는 상기 캐리지 모듈(110)의 정지 상태를 유지하기 위하여 상기 회전축들에 제동력을 인가할 수 있다.
특히, 도시되지는 않았으나, 일 예로서, 상기 전자 브레이크는 자기력을 발생시키는 코일과 상기 회전축에 제동력을 인가하기 위한 스프링을 구비할 수 있으며 상기 자기력을 이용하여 제동 상태를 해제할 수 있다. 따라서, 예상치 못한 원인으로 상기 타워 리프트(100)에 전원 공급이 차단되는 경우 상기 스프링에 의해 제동 상태가 유지될 수 있으므로 상기 타워 리프트(100)의 추락을 방지할 수 있다.
상기 구동 레일들(142, 146)의 제1 및 제2 영구자석들(144, 148)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 N극과 S극이 수직 방향으로 배열되고 동일한 극성의 자극들(magnetic poles)이 서로 마주하도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 실린더 형태의 제1 및 제2 영구자석들(144, 148)이 상기 제1 구동 레일(142, 146)과 제2 구동 레일에 각각 장착될 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 구동 휠(150)의 제3 영구자석들(152)은 N극과 S극이 원주 방향으로 배열되고 동일한 극성의 자극들이 서로 마주하도록 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제3 영구자석들(144, 152) 사이 그리고 상기 제2 및 제3 영구자석들(148, 152) 사이의 자기력을 증가시키고 또한 상기 캐리지 모듈(110)의 위치 제어가 보다 용이하도록 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제1 및 제2 영구자석들(144, 148)의 피치는 상기 제3 영구자석들(152)의 피치와 동일하게 구성될 수 있다. 한편, 상기 구동 휠(150)을 구성하는 상기 제3 영구자석들(152)의 개수는 다양하게 변경 가능하므로 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.
도 7은 도 1에 도시된 비접촉 구동 모듈의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 8은 도 7에 도시된 구동 휠을 설명하기 위한 전개도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 구동 휠(150)은 원주 방향으로 배열된 제3 영구자석들(152)과 제4 영구자석들(154)을 포함할 수 있다. 상기 제3 및 제4 영구자석들(152, 154)은 상기 제1 및 제2 영구자석들(144, 148)과 마주하도록 상기 구동 휠(150)의 양측에 각각 장착될 수 있다.
특히, 상기 제3 및 제4 영구자석들(152, 154)은 할바흐 배열(Halbach arrangement) 형태를 갖도록 배열될 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제3 영구자석들(144, 152) 사이 그리고 상기 제2 및 제4 영구자석들(148, 154) 사이에서 할바흐 배열에 의해 자기장의 세기가 증가될 수 있으며, 이에 따라 상기 타워 리프트(100)의 추진력이 향상될 수 있다. 이때, 상기 구동 레일들(142, 146)의 제1 및 제2 영구자석들(144, 148)은 N극과 S극이 수직 방향으로 배열되고 동일한 극성의 자극들이 서로 마주하도록 배열될 수 있다.
도 9는 도 1에 도시된 비접촉 구동 모듈의 또 다른 예를 설명하기 위한 개략 적인 구성도이고, 도 10은 도 9에 도시된 구동 휠을 설명하기 위한 전개도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 제1 및 제2 영구 자석들(144, 148)은 상기 제1 및 제3 영구자석들(144, 152) 사이 그리고 상기 제2 및 제3 영구자석들(148, 152) 사이에서 자기장의 세기를 향상시키기 위하여 할바흐 배열 형태를 갖도록 배치될 수 있다. 이때, 상기 제3 영구자석들(152)은 N극과 S극이 원주 방향으로 배열되고 동일한 극성의 자극들이 서로 마주하도록 배열될 수 있다.
도 11은 도 1에 도시된 비접촉 구동 모듈의 또 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 12는 도 11에 도시된 구동 휠을 설명하기 위한 전개도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 구동 휠(150)은 원주 방향으로 배열되는 제3 영구자석들(152)과 제4 영구자석들(154)을 포함할 수 있다. 상기 제3 및 제4 영구자석들(152, 154)은 상기 제1 및 제2 영구자석들(144, 148)과 마주하도록 상기 구동 휠(150)의 양쪽 측면들에 각각 장착될 수 있다.
특히, 상기 제1 및 제2 영구자석들(144, 148)과 상기 제3 및 제4 영구자석들(152, 154)은 상기 제1 및 제3 영구자석들(144, 152) 사이 그리고 상기 제2 및 제4 영구자석들(148, 154) 사이에서 자기장의 세기를 증가시키기 위해 모두 할바흐 배열 형태를 갖도록 배열될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 타워 리프트(100)는 수직 방향으로 연장하는 메인 프레임(102)과, 상기 메인 프레임(102)을 감싸도록 구성되고 상기 메인 프레임(102)을 따라 수직 방향으로 이동 가능하게 구성된 가동 프레임(104)과, 상기 가동 프레임(104)을 상기 메인 프레임(102)으로부터 부상시키기 위한 복수의 부상 유닛들(122)과, 상기 가동 프레임(104)에 장착되고 물건 이송을 위한 캐리지 모듈(110)과, 비접촉 방식으로 추진력을 제공하는 비접촉 구동 모듈(140)을 포함할 수 있다.
상기 비접촉 구동 모듈(140)은, 상기 메인 프레임(102) 상에서 수직 방향으로 서로 평행하게 연장하며 수직 방향으로 배열된 제1 영구자석들(144)과 제2 영구자석들(148)을 각각 포함하는 한 쌍의 구동 레일들(142, 146)과, 상기 구동 레일들(142, 146)로부터 소정 간격 이격되도록 상기 구동 레일들(142, 146) 사이에 배치되며 원주 방향으로 배열된 제3 영구자석들(152)을 포함하는 구동 휠(150)과, 상기 구동 휠(150)을 회전시키기 위한 구동 유닛(160)을 포함할 수 있다.
상기와 같이 상기 가동 프레임(104)과 캐리지 모듈(110)은 부상 유닛들(122)에 의해 상기 메인 프레임(102)으로부터 부상된 상태에서 상기 비접촉 구동 모듈(140)에 의해 제공되는 추진력을 이용하여 수직 방향으로 이동될 수 있다. 따라서, 가이드 롤러들과 가이드 레일들을 이용하는 종래 기술의 타워 리프트와 비교하여 파티클 발생량이 충분히 감소될 수 있으며, 이에 따라 상기 타워 리프트(100)를 이용하는 클린룸들 내부의 청정도가 크게 향상될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 타워 리프트 102 : 메인 프레임
104 : 가동 프레임 106 : 고정 브래킷
108 : 보조 휠 110 : 캐리지 모듈
120 : 부상 레일 122 : 부상 유닛
130 : 전원 공급 케이블 132 : 케이블 브래킷
134 : 픽업 유닛 140 : 비접촉 구동 모듈
142 : 제1 구동 레일 144 : 제1 영구자석
146 : 제2 구동 레일 148 : 제2 영구자석
150 : 구동 휠 152 : 제3 영구자석
154 : 제4 영구자석 160 : 구동 유닛

Claims (20)

  1. 수직 방향으로 연장하는 메인 프레임;
    상기 메인 프레임을 따라 수직 방향으로 이동 가능하게 구성된 가동 프레임;
    상기 가동 프레임에 장착되고 물건 이송을 위한 캐리지 모듈;
    상기 메인 프레임 상에서 수직 방향으로 서로 평행하게 연장하며 수직 방향으로 배열된 제1 영구자석들과 제2 영구자석들을 각각 포함하는 한 쌍의 구동 레일들;
    상기 구동 레일들로부터 소정 간격 이격되도록 상기 구동 레일들 사이에 배치되며 원주 방향으로 배열된 제3 영구자석들을 포함하는 구동 휠; 및
    상기 구동 휠을 회전시키기 위한 구동 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구동 휠의 회전력과 상기 제1, 제2 및 제3 영구자석들 사이의 자기력에 의해 추진력이 발생되도록 상기 제3 영구자석들 중 적어도 하나가 상기 제1 및 제2 영구자석들 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 영구자석들은 N극과 S극이 수직 방향으로 배열되고 동일한 극성의 자극들이 서로 마주하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 구동 휠은 원주 방향으로 배열된 제4 영구자석들을 더 포함하며,
    상기 제3 및 제4 영구자석들은 상기 제1 및 제2 영구자석들과 마주하도록 상기 구동 휠의 양측에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제3 및 제4 영구자석들은 할바흐 배열 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 영구자석들은 할바흐 배열 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제3 영구자석들은 N극과 S극이 원주 방향으로 배열되고 동일한 극성의 자극들이 서로 마주하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
  8. 수직 방향으로 연장하는 메인 프레임;
    상기 메인 프레임을 감싸도록 구성되고 상기 메인 프레임을 따라 수직 방향으로 이동 가능하게 구성된 가동 프레임;
    상기 가동 프레임을 상기 메인 프레임으로부터 부상시키기 위한 복수의 부상 유닛들;
    상기 가동 프레임에 장착되고 물건 이송을 위한 캐리지 모듈;
    상기 메인 프레임 상에서 수직 방향으로 서로 평행하게 연장하며 수직 방향으로 배열된 제1 영구자석들과 제2 영구자석들을 각각 포함하는 한 쌍의 구동 레일들;
    상기 구동 레일들로부터 소정 간격 이격되도록 상기 구동 레일들 사이에 배치되며 원주 방향으로 배열된 제3 영구자석들을 포함하는 구동 휠; 및
    상기 구동 휠을 회전시키기 위한 구동 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
  9. 제8항에 있어서, 상기 구동 휠의 회전력과 상기 제1, 제2 및 제3 영구자석들 사이의 자기력에 의해 추진력이 발생되도록 상기 제3 영구자석들 중 적어도 하나가 상기 제1 및 제2 영구자석들 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제1 및 제2 영구자석들은 N극과 S극이 수직 방향으로 배열되고 동일한 극성의 자극들이 서로 마주하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
  11. 제10항에 있어서, 상기 구동 휠은 원주 방향으로 배열된 제4 영구자석들을 더 포함하고,
    상기 제3 및 제4 영구자석들은 상기 제1 및 제2 영구자석들과 마주하도록 상기 구동 휠의 양측에 각각 배치되며,
    상기 제3 및 제4 영구자석들은 할바흐 배열 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
  12. 제8항에 있어서, 상기 제1 및 제2 영구자석들은 할바흐 배열 형태를 가지며,
    상기 제3 영구자석들은 N극과 S극이 원주 방향으로 배열되고 동일한 극성의 자극들이 서로 마주하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
  13. 제10항에 있어서, 상기 구동 휠은 원주 방향으로 배열된 제4 영구자석들을 더 포함하고,
    상기 제3 및 제4 영구자석들은 상기 제1 및 제2 영구자석들과 마주하도록 상기 구동 휠의 양측에 각각 배치되며,
    상기 제1, 제2, 제3 및 제4 영구자석들은 할바흐 배열 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
  14. 제8항에 있어서, 상기 구동 유닛은 회전력을 제공하는 모터를 포함하며, 상기 모터의 회전축에 제동력을 인가하기 위한 제동 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
  15. 제8항에 있어서, 상기 메인 프레임의 측면을 따라 수직 방향으로 연장하는 전원 공급 케이블; 및
    상기 가동 프레임에 장착되며 상기 전원 공급 케이블로부터 비접촉 방식으로 전력을 전송받고 상기 캐리지 모듈로 전원을 인가하는 픽업 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
  16. 제8항에 있어서, 상기 메인 프레임의 외측면들에는 수직 방향으로 연장하는 부상 레일들이 배치되고,
    상기 부상 유닛들은 상기 부상 레일들과 마주하도록 상기 가동 프레임에 장착되며 자기력을 이용하여 상기 가동 프레임을 상기 메인 프레임으로부터 부상시키는 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
  17. 제16항에 있어서, 상기 메인 프레임은 전면, 후면, 양쪽 측면들 및 상기 전면과 후면 그리고 상기 측면들 사이의 모따기면들을 가지며,
    상기 부상 레일들은 상기 모따기면들 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
  18. 제17항에 있어서, 상기 모따기면들 중 하나 상에는 두 개의 부상 레일들이 서로 직교하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
  19. 제16항에 있어서, 상기 가동 프레임에는 상기 부상 레일들과 상기 부상 유닛들 사이의 간격을 측정하기 위한 센서들이 장착되는 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
  20. 제16항에 있어서, 상기 가동 프레임에는 상기 부상 레일들로부터 소정 간격 이격되도록 배치되는 보조 휠들이 장착되는 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
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