KR20210085816A - 이물질 제거 장치 및 이를 포함하는 클린 벤치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제품 내부의 이물질을 줄일 수 있으며, 구동 시 외부 공기가 유입되지 않고 비산하는 먼지 등을 효과적으로 제거할 수 있는 이물질 제거 장치 및 이를 포함하는 클린 벤치를 제공하는 것을 목적으로 하며,
본 발명 이물질 제거 장치는, 제품이 거치되는 지그부; 및 공기가 분사되는 블로우 노즐 및 공기를 빨아들이는 석션 노즐이 형성되는 에어건을 포함하는 이물질 제거부; 를 포함하고, 상기 블로우 노즐 및 상기 석션 노즐은 상기 지그부를 향하여 설치되며, 상기 에어건은 상기 지그의 길이방향으로 왕복이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

이물질 제거 장치 및 이를 포함하는 클린 벤치 {Particle removal device and clean bench including the same}

본 발명은 제품의 내외부에 존재하는 이물질을 제거할 수 있도록 마련되는 클린 벤치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 커넥터 조립 시 커넥터가 포함되는 제품 내외부에 존재하는 이물질을 줄이는 이물질 제거 장치 및 이를 포함하는 클린 벤치에 관한 것이다.

클린 벤치는 제품 내외부의 이물질을 제거하거나 제품 내 이물질 유입을 억제하여 제조 시 제품에 포함된 이물질의 수를 줄이기 위한 작업을 수행하도록 형성된 장치이다. 일반적으로 클린 벤치는 송풍 장치를 통해 완성된 제품 또는 조립 중인 제품을 향하여 공기를 송풍하여 제품에 부착된 먼지를 불어내는 방식으로 구성되어 있다.

구체적으로는, 하기 특허문헌 1에 개시된 미니 클린 벤치는 공기 유입구와 공기 유출구 사이에 공기 속에 포함된 미세먼지를 제거할 수 있는 필터가 장착된 구조로 되어 있다. 또한 하기 특허문헌 2에는 작업공간 내에서 와류의 발생을 억제시킬 수 있도록 작업공간의 코너부분 라운딩 처리된 구조의 클린 벤치가 개시되어 있다. 또한 하기 특허문헌 3에는 공기 속의 미세먼지 제거 이외에도 공기의 살균처리를 수행할 수 있도록 된 클린 벤치가 개시되어 있다.

그러나 이러한 종래의 클린 벤치는 제품 외측의 이물질만을 제거할 수 있고 제품 내부의 이물질은 제거할 수 없으며, 또한 송풍 장치를 구동하여 제품 외측의 이물질을 불어내는 작업대 상의 개구를 통해 주변의 공기가 무분별적으로 유입된다는 문제가 있다.

한편 제품의 일 예로서 커넥터를 들 수 있다. 커넥터란 하우징 내에 와이어에 연결된 단자가 결합된 것을 의미하며, 두 회로의 통전 역할을 하는 전장품을 의미한다. 여기서 하우징은 단자를 보호하는 기능을 하며, 일반적으로 하우징 내부에는 각 부품의 제조 및 조립 과정에서 먼지 등 이물질이 유입될 수 있다.

한편 최근 독일 자동차 산업협회 품질 기준(VDA 19 Part 2)에서는 커낵터 내부의 파티클(particle)의 크기 별 권장 수량을 제시하고 있으며, 와이어링의 품질 제고를 위하여 권장 수량 이하로 유지될 것을 요구하고 있다. 그러나 현재 자동차 와이링 하네스 제작 및 커넥터 조립 작업은 클린룸과 같이 엄격히 통제된 상태에서 진행되는 것이 아니며, 와이어링 하네스 및 각 와이어 단자에 결합된 커넥터 내부의 이물질을 제거할 수 있는 별도의 수단이 없는 실정이다.

KR 20-0352345 Y1, 미니 클린 벤치, 2004. 05. 25. 공개 KR 10-2001-0057478 A, 간이 청정 작업대, 2001. 07. 04. 공개 KR 10-0787631 B1, 클린 벤치, 2006. 11. 15. 공개

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 구체적으로는 제품 내부의 이물질을 줄일 수 있으며, 구동 시 외부 공기가 유입되지 않고 비산하는 먼지 등을 효과적으로 제거할 수 있는 이물질 제거 장치 및 이를 포함하는 클린 벤치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가 본 발명은 커넥터 내부 파티클 수에 관한 독일 자동차 산업협회 품질 기준을 만족할 수 있는 이물질 제거 장치 및 이를 포함하는 클린 벤치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 다음과 같은 이물질 제거 장치 및 이를 포함하는 클린 벤치를 제공한다.

본 발명 이물질 제거 장치는, 제품이 거치되는 지그부; 및 공기가 분사되는 블로우 노즐 및 공기를 빨아들이는 석션 노즐이 형성되는 에어건을 포함하는 이물질 제거부; 를 포함하고, 상기 블로우 노즐 및 상기 석션 노즐은 상기 지그부를 향하여 설치되며, 상기 에어건은 상기 지그의 길이방향으로 왕복이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이물질 제거부는, 이온을 방출하며 상기 에어건에 결합되는 이오나이저를 더 포함하며, 상기 이오나이저는 상기 블로우 노즐에 연결되어, 상기 이온이 공기와 함께 분사되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 지그부는, 일 방향으로 연장형성되며, 상기 제품 상하측에 각각 배치되어 상기 제품을 고정하는 상부지그 및 하부지그를 포함하고, 상기 상부지그 및 상기 하부지그는 개폐 가능하게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 하부지그는, 상기 상부지그를 향하여 돌출형성되는 복수의 고정핀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 상부지그 및 상기 하부지그는, 서로 마주보는 면 상에 탄성 소재의 완충부재가 길이방향으로 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 상부지그 및 상기 하부지그는, 일단에서 힌지결합하고, 타단에 락킹부가 형성되어 개폐되며, 상기 락킹부는, 상기 상부지그에서 상기 하부지그를 향하여 설치되는 제1후크; 및 상기 하부지그에서 상기 상부지그를 향하여 회전 가능하게 설치되며, 상기 제1후크와 맞물리도록 형성되는 제2후크; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 지그부의 길이방향을 따라 왕복이동 가능하게 설치되는 이동로봇; 을 더 포함하며, 상기 에어건은 상기 이동로봇 상에 설치되는 에어건 플레이트에 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 에어건 플레이트는, 상기 지그부를 향하는 방향으로 장공이 형성되며, 상기 장공을 통하여 상기 이동로봇에 설치되고, 상기 지그부와의 거리가 가변 가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 에어건은 상기 에어건 플레이트에 각도조절부재에 의해 결합되며, 상기 각도조절부재는, 상기 에어건 플레이트에 고정되는 제1몸체; 상기 제1몸체의 단부에 회전 가능하게 결합되는 제2몸체; 및 상기 제1몸체와 상기 제2몸체 사이의 각도를 조정하도록 상기 제2몸체의 회전축 상에 연결되는 회전손잡이; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

더불어 본 발명 클린 벤치는, 복수 개의 구역으로 구획되는 함체 형상의 본체; 상기 본체 내측의 일 구역에 설치되고, 인접한 구역으로부터 공기가 유입되고 다른 인접한 구역으로 공기가 배출될 수 있도록 형성되며, 상기 이물질 제거 장치가 거치되는 거치부; 및 상기 거치부로 공기를 송풍시는 메인블로어를 포함하고, 상기 본체 내에서 공기를 순환시키는 공기 순환 구동부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 본체는, 상기 거치부의 일면이 외부로 노출되도록 일부가 개방 형성되며, 상기 거치부는, 상기 본체의 개방된 부분을 개폐하는 도어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 공기 순환 구동부에 의한 공기 흐름을 기준으로, 상기 공기 순환 구동부는, 상기 거치부의 전방에 설치되는 미디움필터부를 더 포함하고, 상기 미디움필터부는 상기 메인블로어에 연결되며 거치부 측으로 유로가 점차 확장되는 유로 확장부; 상기 유로 확장부를 가로지르도록 배치되는 미디움필터; 및 상기 미디움필터의 전후 기압차를 측정하는 차압계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 공기 순환 구동부에 의한 공기 흐름을 기준으로, 상기 공기 순환 구동부는, 상기 거치부의 후방에 설치되는 프리필터부를 더 포함하고, 상기 프리필터부는 상기 메인블로어에 연결되며 거치부로부터 유로가 점차 축소되는 유로 축소부; 상기 유로 축소부를 가로지르도록 배치되는 프리필터; 및 상기 프리필터의 전후 기압차를 측정하는 차압계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 거치부는, 상기 거치부의 하부를 가로질러 배치되는 설치 플레이트; 및 상기 설치 플레이트 상부에 설치되는 받침대 형상의 지그 설치 프레임; 을 포함하고, 상기 지그부는 상기 지그 설치 프레임 상부에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 지그부는, 상기 거치부에 안착되도록 패널 형상으로 형성되는 지그 플레이트와, 상기 지그 플레이트에 결합되며 일 방향으로 고정용 홈이 요입형성되는 지그고정부재를 포함하고, 상기 지그 설치 프레임은, 핀이 출몰 가능하게 형성되는 지그 고정부를 포함하고, 상기 핀이 상기 고정용 홈에 삽입 또는 탈거됨으로써 상기 지그부가 상기 지그 설치 프레임에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 공기 순환 구동부 및 이물질 제거 장치를 제어하는 설정값이 입력 가능하며, 상기 설정값에 따라 상기 공기 순환 구동부를 제어하며, 상기 공기 순환 구동부의 동작 상태를 시각적으로 표시하는 제어부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.

본 발명에 따르면 본 발명 이물질 제거 장치는, 제품 외부에 있는 이물질 뿐만 아니라 제품 내측의 이물질을 동시에 제거하므로, 제품 내 크기 별 이물 수량 에 관한 독일 자동차 산업협회 품질 기준(VDA 19 Part 2)을 만족할 수 있다는 효과가 있다. 더불어 제품 내측에서 블로어 및 석션이 동시에 동작하여 먼지를 더욱 효과적으로 제거할 수 있다.

또한 본 발명 클린 벤치는 도어를 구비하여, 외부와 차단된 상태에서 이물질 제거가 가능하므로 효과적인 이물질 제거가 가능하다.

또한 미디움필터 및 프리필터 전후에 차압계를 설치하여, 필터의 교체 시기를 용이하게 파악할 수 있으며, 필터를 필요이상으로 일찍 교체함으로써 비용이 발생하는 문제나 필터에 과도하게 이물질이 축적되어 성능이 저하되는 문제를 방지할 수 있다.

또한 이오나이저를 사용하여 플레이트를 중성화시킴으로써 비산된 먼지가 정전기에 의해 제거되지 않는 문제점을 해결하여 이물질 제거 효과가 향상되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명 클린 벤치의 전체 사시도,
도 2는 도 1의 정면도이며, 공기의 메인 순환 경로가 표시된 내부 구성을 도시한 단면도,
도 3은 도 1의 측단면도,
도 4는 도 1에서 거치부 및 이물질 제거 장치의 결합 사시도,
도 5는 도 4의 분해 사시도,
도 6은 지그와 지그 고정부의 조립 관계를 나타내는 사시도,
도 7은 도어 구동부의 사시도,
도 8은 도 4에서 지그의 사시도,
도 9는 도 8에서 지그 락킹부의 단면도,
도 10은 도 4에서 단축로봇 및 이물질 제거부의 사시도,
도 11은 도 10에서 이물질 제거부의 확대도,
도 12는 본 발명의 사용 상태를 도시하는 사시도,
도 13은 도 12를 화살표 방향에서 바라본 후면도,
도 14는 도 2에서 제어부의 확대도,
도 15는 세팅모드에서, 모니터에 표시되는 각 세팅 항목을 도시한 도면,
도 16은 도 15에서 각 세팅 항목에 대한 상세 도면,
도 17은 자동모드에서, 모니터에 표시되는 각 항목을 나타내는 도면,
도 18 및 도 19는 제어부의 수동모드에서 세팅 항목 및 표시 항목을 나타내는 도면,
도 20은 본 발명 클린 벤치 사용 방법의 순서도,
도 21은 클린 벤치의 구동 순서도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명 일 실시예의 구체적인 구성을 상세히 설명한다. 먼저 클린 벤치의 구성을 설명한 후, 클린 벤치에 설치되는 지그부 및 제어부, 클린 벤치의 사용 및 구동 순서에 대하여 순차로 설명한다.

또한 본 발명은 제품 내외부의 먼지 등 이물질을 제거하기 위한 것으로서, 다양한 제품에 적용될 수 있으나, 도면과 이하 이하설명에서는 제품의 일 예로서 커넥터를 적용한 것을 설명한다. 이는 설명을 용이하게 하기 위함이며, 따라서 본 발명의 권리범위가 커넥터 또는 커넥터가 결합된 와이어링 하네스를 대상으로 하는 이물질 제거 장치 또는 클린 벤치에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명 클린 벤치의 전체 사시도, 도 2는 도 1의 정면도이며, 공기의 메인 순환 경로가 표시된 내부 구성을 도시한 단면도, 도 3은 도 1의 측단면도, 도 4는 도 1에서 거치부 및 이물질 제거 장치의 분해 사시도, 도 5는 도 4의 결합 사시도, 도 6은 지그와 지그 고정부의 조립 관계를 나타내는 사시도, 도 7은 도어 구동부의 사시도, 도 8은 도 4에서 지그의 사시도, 도 9는 도 8에서 지그 락킹부의 단면도, 도 10은 도 4에서 단축로봇 및 이물질 제거부의 사시도, 도 11은 도 10에서 이물질 제거부의 확대도이다.

이들 도면을 참조하면, 본 발명 클린 벤치는, 본체(100)와, 본체(100) 내측에 이물질을 제거하고자 하는 제품을 거치할 수 있는 거치부(300)와, 거치부(300)의 공기를 전체적으로 순환시키는 공기 순환 구동부(200)와, 제품에 직접 작용하여 제품 내의 이물질을 제거하는 이물질 제거 장치(400)와, 공기 순환 구동부(200) 및 이물질 제거 장치(400)를 제어하는 제어부(500)를 포함한다.

도 1을 보면, 본체(100)는 전체적으로 중공의 함체 형상으로 형성되며, 일 면으로부터 내측 방향으로 거치부(300)가 형성된다. 본체(100)는 공기 순환 구동부(200) 및 제어부(500) 등의 배치를 위하여 복수로 구획될 수 있고, 일부 구획된 부분은 개폐식으로 형성될 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 공기 순환 구동부(200)는 거치부(300)의 공기를 전체적으로 순환시키기 위한 송풍장치 및 순환 유로를 포함한다. 구성과 함께 공기의 유동 방향을 상세히 설명하면, 팬과 모터를 포함하는 메인블로어에 의해 공기가 강제 순환되며, 메인블로어에는 공기를 흡입하는 흡입배관(211)을 통해 공기가 유입되고, 팬을 거쳐 토출배관(212)을 통해 공기가 배출될 수 있다. 토출배관(212)은 본체(100)의 뒤쪽에 구획된 공간으로 유입되어 상방으로 이동하고, 상방에서 미디움필터부(240)로 유입된다.

미디움필터부(240)는 공기 유로가 콘 형태로 확장되는 유로확장부(241)와, 유로확장부(241) 내측에 유로를 가로지르도록 설치되는 미디움필터(243)와, 미디움필터(243)의 전후 공기압을 측정하는 제1차압계(244)를 포함할 수 있다. 또한 하부에 거치부(300)와 연통되도록 노즐(242)이 복수 개 형성될 수 있다. 따라서 공기는 유로확장부(241), 미디움필터(243) 및 노즐(242)을 거쳐 거치부(300)에 공급되게 된다. 여기서 노즐(242)은 도면과 같이 유로확장부(241)의 하면을 관통하여 형성될 수도 있으나, 두 부재로 이루어지는 관 형상의 노즐(242)이 볼 힌지로 결합됨으로써 노즐(242) 방향을 바꿀 수 있게 설치되는 것도 가능하다.

나아가 거치부(300)의 공기는 거치부(300) 하부에 설치되는 프리필터부(250)를 거쳐 다시 메인 블로어(210)에 공급된다. 프리필터부(250)는 유로가 축소되는 유로축소부(251)와 유로축소부(251)의 유로를 가로지르도록 배치되는 프리필터(253)와, 프리필터(253)의 전단에 프리필터(253) 보호를 위해 설치되는 필터커버(252)와, 프리필터(253) 전후의 공기압 차이를 측정하는 제2차압계(254)를 포함할 수 있다.

제1차압계(244) 및 제2차압계(254)는 본체(100) 외측에서 차압을 표시하도록 설치될 수 있으며, 차압이 커지는 경우, 이물질이 필터에 과하게 축적되어 필터 성능이 저하된 것으로 판단할 수 있다. 따라서 필터 교체 주기를 용이하게 파악할 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 거치부(300)는 미디움필터부(240) 및 프리필터부(250) 사이에 형성되며, 프레임 형상이며 프리필터부(250) 상부를 가로지르도록 배치되고 양단이 고정되는 복수의 거치대(310), 거치대(310) 상면에 설치되며 복수의 타공홀이 형성되는 설치 플레이트(311), 설치 플레이트(311) 상면에 상방으로 연장형성되는 받침대 형상의 지그 설치 프레임(312), 마찬가지로 설치 플레이트(311)에서 상방으로 연장형성되는 받침대 형상의 에어건 설치 프레임(318)을 포함한다. 나아가 유로 축소부의 상부 중 거치대(310) 및 설치플레이트가 설치되지 않는 부분은 타공이 배열된 타공 플레이트(319)에 의해 가려지도록 구성될 수 있다. 더불어 거치부(300)는 천정 또는 측면에 제품 거치 및 탈거 작업을 용이하게 하기 위해 램프(미도시)를 더 포함할 수 있다.

지그 설치 프레임(312)에 지그부(410)를 고정시키는 지그 고정부(313)는, 거치대(310) 상부에 설치되며, 도 6에 구체적인 구성을 도시되어 있다. 이를 참조하면, 지그 고정부(313)는 거치대(310) 측면에 결합되는 고정 플레이트(313a)와, 고정 플레이트(313a)의 외측 면에 맞춤홈(314a)이 요입형성된 고정 몸체(314)와, 고정몸체의 맞춤홈(314a)에 삽입되어 끼워맞춰지도록 맞춤돌기(315a)가 형성되는 고정손잡이와, 맞춤손잡이와 일체로 작동되며, 고정 몸체(314)와 고정 손잡이(315)가 맞춰지는 경우, 지그부(410) 측으로 돌출되는 핀(316)을 포함할 수 있다. 따라서 지그부(410)를 지그 설치 프레임(312)에 얹은 후, 고정 손잡이(315)를 고정 몸체(314)에 맞추어 삽입하면, 핀(316)이 돌출되면서 지그부(410)에 체결되어 지그부(410)가 고정될 수 있다.

또한 지그 설치프레임 상에는 지그부(410)의 위치를 맞추기 위한 가이드(317)가 형성될 수 있다. 가이드(317)는 도 4에 도시된 것과 같이 상부에 경사면이 형성된 고임목과 같이 형성될 수 있다. 따라서 지그부(410)를 가이드(317)의 경사면을 따라 내려놓음으로써, 가이드(317) 단부에 지그부(410)가 접하도록 정렬하기 용이하다.

또한 본 발명은 거치부(300)를 외부로부터 차단 또는 개방시키기 위한 도어(330)를 포함할 수 있다. 도어(330)는 거치부(300)가 형성된 본체(100)의 개구를 슬라이딩하여 개폐하도록 설치될 수 있다. 도 7을 참조하면, 도어(330) 구동을 위한 구성으로서, 도어(330)가 슬라이딩할 수 있도록 도어(330) 양단에 끼워지며, 본체(100)에 설치되는 도어 레일(331)과, 도어(330)를 슬라이딩 구동하기 위한 도어 구동 모터(332), 도어(330) 구동모터(332)에 결합되는 롤러(333), 일단이 롤러(333)에 고정되어 감기며 타단이 도어(330)에 고정되는 벨트(334)를 포함할 수 있다. 나아가 안정적인 구동을 위하여, 벨트(334)의 풀림 정도를 센싱하는 벨트센서(334a)와, 도어(330)의 승하강 완료 동작을 센싱하는 승하강센서(335)를 포함할 수 있다. 더불어 도어(330)가 균형을 유지할 수 있도록, 도어(330)의 양측에 와이어(338)와 가이드롤러(336)를 이용하여 추(337)가 설치될 수 있다. 또한 도어(330)의 수동 구동을 위한 수동 스위치(339)가 본체(100) 외측면에 설치될 수 있다.

이물질 제거 장치(400)는 이물질을 제거하고자 하는 제품을 거치하는 지그부(410)와, 공기를 이용하여 이물질을 제거하는 이물질 제거부(430)와, 이물질 제거부(430)를 이동시키는 이동로봇(420)을 포함한다.

지그부(410)는 지그 플레이트(419) 상에 설치되는 상부지그(411) 및 하부지그(412)를 포함할 수 있다. 지그 플레이트(419)를 지그 설치 프레임(312) 상에 설치함으로써, 지그부(410)를 거치부(300)에 장착할 수 있다. 상부지그(411) 및 하부지그(412)는 일 방향으로 연장형성되며, 제품을 사이에 두고 결합되도록 형성될 수 있다. 결합되는 방법의 예로서, 상부지그(411) 및 하부지그(412)는 일 단에서 힌지결합(413)되고, 타단에 락킹부(414)가 형성되어 개폐 가능하게 구비될 수 있다.

하부지그(412)에는 제품을 걸 수 있는 고정핀(415)이 상방을 향하도록 복수 개 설치될 수 있다. 도 12 및 도 13과 같이 와이어(338)가 설치된 커넥터를 걸 때, 고정핀(415) 사이에 와이어(338)를 끼움으로써 커넥터가 지그 측면에 배치될 수 있다.

또한 상부지그(411) 및 하부지그(412)에는 실리콘 등 탄성 소재로 형성되는 완충부재(416)가 길이방향으로 연장형성되어 설치될 수 있다. 완충부재(416)는 상부지그(411) 및 하부지그(412)를 여닫을 때 충격과 소음을 줄이고, 제품을 거치한 상태에서 에어를 분사할 때 제품이 움직이지 않도록 고정하며, 제품이 손상되는 것을 방지하기 위한 수단이다.

또한 상부지그(411)를 개폐할 수 있도록 상부지그(411) 상면에는 개폐용 손잡이(417)가 형성될 수 있다. 개폐용 손잡이(417)는 락킹부(414) 측에 형성될 때 더욱 쉽게 이용할 수 있다.

락킹부(414)는 도 9에서 도시하는 바와 같이 상부지그(411)에 결합된 제1후크(414a)와 하부지그(412)에 결합된 제2후크(414c)가 서로 맞물리면서 동작할 수 있다. 제2후크(414c)는 하부지그(412)에 고정되는 후크몸체(414b)에 회전 가능하게 결합되며, 회전된 위치에서 제2후크(414c)를 원위치로 복원시키도록 탄성력을 제공하는 탄성부재(414d)를 포함할 수 있다. 따라서 상부지그(411)를 하부지그(412)측으로 닫으며 하강시킬 때, 제1후크(414a) 및 제2후크(414c)의 후크 외측면이 서로 미끄러지면서 제2후크(414c)가 외측으로 회전하게 되고, 탄성부재(414d)는 압축되게 된다. 이후 상부지그(411)가 완전히 닫아진 상태에서 탄성부재(414d)가 복원되면서 제2후크(414c)가 원위치로 회전하여, 제1후크(414a)와 제2후크(414c)가 서로 맞물림으로써 락킹될 수 있다. 락킹 해제 시에는 제2후크(414c)가 해제되는 방향으로 회전시킨 후 개폐용 손잡이(417)를 이용하여 상부지그(411)를 개방시킬 수 있다.

지그 플레이트(419)에는 지그 고정부(313)가 결합될 수 있는 지그고정부재(419a)가 설치될 수 있다. 지그고정부재(419a)는 지그 고정부(313)와 함께 양 단에 설치될 수 있으며, 핀(316)이 삽입될 수 있는 고정용 홈(419b)이 형성될 수 있다. 따라서 지그 고정부(313)의 고정 손잡이(315)를 이용하여 핀(316)을 돌출시키면, 핀(316)이 고정용 홈(419b)에 삽입되면서 지그 플레이트(419)의 위치가 고정될 수 있는 것이다.

이동로봇(420)은 지그부(410)의 연장방향과 동일하게 직선이동하는 로봇으로, 이동레일(421)을 따라 이동하도록 구비된다. 이동레일(421)은 모터(423)를 포함하며, 모터(423) 구동에 의해 이동레일(421)에 결합된 이동부재(422)가 직선운동할 수 있다. 이동부재(422) 상에는 에어건 결합부재(424)가 설치될 수 있다.

이물질 제거부(430)는 제품에 에어를 분사 및 석션하는 에어건(440)과, 제품 및 지그부(410)를 중성화시키는 이오나이저(450)를 포함할 수 있다. 에어건(440)과 이오나이저(450)는 에어건 플레이트(431)에 설치될 수 있다. 에어건 플레이트(431)는 장공(431a)이 관통형성되고, 장공(431a)에 볼트(431b)를 체결함으로써 에어건 결합부재(424) 상에 설치될 수 있다. 장공(431a)의 길이방향으로 에어건 플레이트(431)의 위치를 조정할 수 있어, 지그부(410)와 에어건(440) 및 이오나이저(450)의 거리를 조정할 수 있다.

또한 에어건(440)과 이오나이저(450)는 각도조절부재(432)에 의해 이동레일(421)과의 각도를 조정 가능하도록 설치될 수 있다. 각도조절부재(432)는 에어건 플레이트(431) 상면에 형성되는 제1몸체(432a)와, 제1몸체(432a)에 회전축(432c)을 중심으로 회전 가능하게 결합되고 에어건(440)과 이오나이저(450)가 설치되는 제2몸체(432b)와, 회전축(432c)에 결합되어, 제2몸체(432b)의 회전각을 고정시킬 수 있도록 설치되는 회전손잡이(432d)를 포함할 수 있다. 회전손잡이(432d)는 일 방향으로 회전 시 제1몸체(432a) 및 제2몸체(432b)를 조이도록 이동되어 회전각을 고정할 수 있고, 반대 방향으로 회전 시 제1몸체(432a) 및 제2몸체(432b)와 멀어지도록 이동되어 회전각을 조절할 수 있도록 형성된다.

나아가 에어건(440)과 이오나이저(450)가 레일을 따라 이동될 때, 연결된 호스가 따라 움직이는 것을 가이드(317)하기 위한 케이블체인(433)이 구비될 수 있다. 케이블체인(433)은 체인연결부재(434)에 의해 에어건 결합부재(424) 상에 설치되어 이동로봇(420)에 연동될 수 있다. 나아가 케이블체인(433)은 에어건 호스(444) 및 이오나이저 호스(453)를 감싸도록 형성되며, 이동로봇(420)의 이동에 따라 자연스럽게 호스 형태를 바꿀 수 있도록 복수의 부재가 분절되어 형성될 수 있다. 더불어 에어건(440)은 본체(100) 외측에 구비된 압축기에 연결되며, 압축 공기에 의해 에어 분사 및 석션이 이루어질 수 있다.

도 11을 참조하면, 에어건(440)은 에어 분사 및 석션 방향으로 연장형성되는 관 형상의 건 몸체(441)를 포함한다. 건 몸체(441) 일단에는 에어 분사를 위한 블로우 노즐(442)과 석션을 위한 석션 노즐(443)이 형성될 수 있다. 구체적으로는 중앙에 블로우홀(442a)이 형성되고, 블로우홀(442a)의 외측으로 석션홀(443a)이 형성된다. 블로우홀(442a)은 분사되는 공기압을 크게 하기 위하여 석션홀(443a)보다 상대적으로 작게 형성됨이 바람직하다. 건 몸체(441)의 타단에는 에어건 호스(444)가 결합되어 에어건(440)과 압축기를 연결할 수 있다. 나아가, 에어건(440)의 석션홀(443a)을 통해 흡입된 이물질은 집진장치(255)에 포집될 수 있다.

이오나이저(450)는 이온발생기(451)를 포함하는 것으로서, 이오나이저 호스(453)에 의해 이온발생기(451)로 도입된 외기가 음이온을 포함하여 배출되도록 한 것이다. 이온발생기(451)는 건 연결부재(452)에 의해 에어건(440)의 블로우홀(442a)에 연결되어 에어건(440)에서 분사되는 공기와 함께 분사될 수 있다.

도 12는 본 발명의 사용 상태를 도시하는 사시도, 도 13은 도 12를 화살표 방향에서 바라본 후면도이다. 이를 참조하면, 커넥터를 하부지그(412)의 고정핀(415)에 걸고 상부지그(411)를 닫으면, 커넥터 내부가 에어건(440)의 노즐(242) 방향을 향하게 된다. 에어건(440)의 위치를 에어건 플레이트(431)에 형성된 장공(431a)과 각도조절부재(432)를 이용하여 조절함으로써 커넥터와 건이 정확하게 마주볼 수 있도록 정렬할 수 있다. 이후 에어건(440)을 동작시키면, 커넥터 내부로 공기가 분사되어 이물질이 비산하게 되며, 동시에 공기가 에어건(440) 내측으로 빨아들여지며 이물질이 제거될 수 있다.

도 14는 도 2에서 제어부의 확대도, 도 15는 세팅모드에서, 모니터에 표시되는 각 세팅 항목을 도시한 도면, 도 16은 도 15에서 각 세팅 항목에 대한 상세 도면, 도 17은 자동모드에서, 모니터에 표시되는 각 항목을 나타내는 도면, 도 18 및 도 19는 제어부의 수동모드에서 세팅 항목 및 표시 항목을 나타내는 도면이다.

이들 도면을 참조하면, 제어부(500)는 공기 순환 구동부(200), 도어(330), 이물질 제거 장치(400)를 구동하기 제어명령을 입력하는 입력부(510)와, 제어를 위한 메인 PC(미도시)와, 위 장치들의 현재 상황이나 세팅값을 표시하는 표시부(520)를 포함한다.

입력부(510)로는 본 발명 클린벤치에 전원을 투입하고 메인 블로어(210)의 출력을 조절하는 전원구동부(511)와, 메인 PC에 연결되는 마우스 또는 키보드(미도시)와, 설정된 값대로 작업을 시작하기 위한 구동 스위치(513)를 포함할 수 있다. 본체(100)에는 마우스 또는 키보드를 올려놓고 사용할 수 있도록 입력용 받침대(512)가 서랍 식으로 구비될 수 있다.

표시부(520)는 메인 PC와 연결되어 세팅값 또는 현재 상태를 표시하는 모니터(521)와, 본 발명 클린벤치의 각 상황을 램프 색상으로 표시하는 경광등(522)을 포함할 수 있다. 도 15 내지 도 19는 모니터(521)에 세팅모드(530), 자동모드(550), 수동모드(540)가 표시된 것을 개략적으로 도시한 것이다.

도 15 및 도 16을 참조하여 세팅모드(530)를 설명하면, 우측에 세팅 항목들이 나열되어 있으며, "WORK TIME"을 클릭하면, 몇 초동안 메인 블로어(210) 및 이물질 제거 장치(400)가 동작할 지 설정할 수 있다. 도 16 (a) 내지 (f)는 도 15의 우측 메뉴 중 "MOTION" 부터 "LANGUAGE"를 순차로 클릭했을 때 나타나는 세팅 항목들이다. 이를 이용하여 이동로봇(420)의 동작 위치 설정, 회피구간 사용여부 및 위치, 이동로봇(420)의 속도, 도어(330) 개폐에 걸리는 시간 및 동작 전 지연 시간, 장비의 총 동작 횟수, 로그데이터 저장 폴더, 경광등(522) 점등 사항 및 점등 색상, MES 설정, 언어 설정 등을 할 수 있다.

도 17을 이용하여 자동모드(550)를 설명한다. 자동모드(550)에서는 세팅된 값에 의하여 메인 블로어(210), 도어(330), 이물질 제거 장치(400)가 동작된다. 모니터(521)에는 동작 상태에 관한 정보 등이 표시될 수 있다. 예를 들어, A에는 장비 설정 정보, B에는 시간 정보, C에는 수량 정보, D에는 매뉴얼 도어(330) 사용 여부, E에는 바코드 정보, F에는 장비 상태 및 로그 정보가 표시되고, G에는 장비 조작 버튼이 형성될 수 있다.

도 18 및 도 19를 이용하여 수동모드(540)를 설명한다. 수동모드(540)에서는 세팅모드(530)에서 정한 값을 사용하지 않고, 세팅모드(530)에서 세팅할 수 있는 항목에 대하여 각각 세팅하여 동작시킬 수 있다. 예를 들어 도 18과 같이, A에는 메인블로어 및 이물질 제거 장치(400) 동작 버튼, B에는 IO동작 관련 버튼, C에는 메인 블로어(210) 및 집진기 동작 및 정지 버튼, D에는 이동로봇(420) 이동 위치 표시 및 모터(423) 동작 관련 버튼, E에는 도어(330)의 개방 및 폐쇄 동작 버튼이 형성될 수 있으며, F의 RETURN 버튼을 통해 수동모드(540)를 종료할 수 있게 구성될 수 있다. 나아가 도 19 A와 같이, 입력 센서의 상태를 확인할 수 있으며, B와 같이 출력 센서의 상태를 확인할 수 있다.

도 20은 본 발명 클린 벤치 사용 방법의 순서도, 도 21은 클린 벤치의 구동 순서도이다. 이를 참조하여 제품 내의 이물질을 제거하는 방법을 설명한다. 제품의 예로서 커넥터를 든다.

먼저 본 발명 클린 벤치 사용 방법을 설명하면, 먼저 상부지그(411) 및 하부지그(412)를 열어 커넥터를 지그부(410)에 거치한다(S1). 이 후 이동용 손잡이(418)를 이용하여 지그부(410)를 거치대(310)의 지그 설치 프레임(312)에 옮겨 고정 손잡이(315)를 이용하여 조립한다(S2). 그 다음 제어부(500)를 이용하여 세팅모드(530)에서 메인블로어, 도어(330), 에어건(440) 등의 출력값, 출력 지속 시간 등을 설정하여 자동모드(550)로 클린벤치를 구동시키거나, 수동모드(540)로 클린벤치를 구동시킨다. 자동모드(550)로 구동시키는 경우 도 17의 "START" 버튼을 클릭할 수 있다(S3). 이 후 지그부(410)를 거치대(310)로부터 탈거하고(S4), 커넥터를 지그부(410)로부터 탈거한다(S5).

클린 벤치를 구동시키는 단계(S3)에서 클린 벤치는 다음과 같은 순서로 작동된다. 먼저, 도어(330)가 하강하여 거치부(300)를 외부와 차단하고(S31), 메인 블로어(210), 에어건(440) 및 이동로봇(420)이 동작되며(S32), 설정된 시간이 지나거나 정지 신호가 발생되면 이동로봇(420), 에어건(440) 및 메인 블로어(210)가 정지된다(S33). 이 후 커넥터를 탈거하거나 이물질 제거 장치(400)의 위치를 재정비 할 수 있도록 도어(330)가 상승하여 개방된다(S34).

본 명세서에서는 본 발명 일 실시예의 각 구성별로 나누어 설명하였으나, 일부 구성을 조합하여 도출될 수 있는 실시예 역시 본 발명의 권리범위 내에 속하는 것이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능한 것으로, 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 본체
200 공기 순환 구동부 210 메인 블로어
211 흡입배관 212 토출배관
240 미디움필터부 241 유로 확장부
242 노즐 243 미디움필터
244 미디움필터 차압계 250 프리필터부
251 유로 축소부 252 필터커버
253 프리필터 254 프리필터 차압계
255 집진장치
300 거치부 310 거치대
311 설치 플레이트 312 지그 설치 프레임
313 지그 고정부 313a 고정 플레이트
314 고정 몸체 314a 맞춤 홈
315 고정 손잡이 315a 맞춤 돌기
316 핀 317 가이드
318 에어건 설치 프레임 319 타공 플레이트
330 도어 331 도어 레일
332 도어 구동 모터 333 롤러
334 벨트 334a 벨트센서
335 승하강 센서 336 가이드롤러
337 추 338 와이어
339 수동 스위치
400 이물질 제거 장치 410 지그부
411 상부지그 412 하부지그
413 힌지결합 414 락킹부
414a 제1후크 414b 후크몸체
414c 제2후크 414d 탄성부재
415 고정핀 416 완충부재
417 개폐용 손잡이 418 이동용 손잡이
419 지그 플레이트 419a 지그고정부재
419b 고정용 홈 420 이동로봇
421 이동레일 422 이동부재
423 모터 424 에어건 결합부재
430 이물질 제거부 431 에어건 플레이트
431a 장공 431b 볼트
432 각도조절부재 432a 제1몸체
432b 제2몸체 432c 회전축
432d 회전손잡이 433 케이블체인
434 체인연결부재 440 에어건
441 건 몸체 442 블로우 노즐
442a 블로우홀 443 석션 노즐
443a 석션 홀 444 에어건 호스
450 이오나이저 451 이오나이저 몸체
452 건 연결부재 453 이오나이저 호스
500 제어부 510 입력부
511 전원구동부 512 입력용 받침대
513 구동 스위치 520 표시부
521 모니터 522 경광등
530 세팅모드 540 수동모드
550 자동모드

Claims (16)

1. 제품이 거치되는 지그부; 및
   공기가 분사되는 블로우 노즐 및 공기를 빨아들이는 석션 노즐이 형성되는 에어건을 포함하는 이물질 제거부;
   를 포함하고,
   상기 블로우 노즐 및 상기 석션 노즐은 상기 지그부를 향하여 설치되며, 상기 에어건은 상기 지그의 길이방향으로 왕복이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 이물질 제거 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 이물질 제거부는, 이온을 방출하며 상기 에어건에 결합되는 이오나이저를 더 포함하며,
   상기 이오나이저는 상기 블로우 노즐에 연결되어, 상기 이온이 공기와 함께 분사되는 것을 특징으로 하는 이물질 제거 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 지그부는, 일 방향으로 연장형성되며, 상기 제품 상하측에 각각 배치되어 상기 제품을 고정하는 상부지그 및 하부지그를 포함하고,
   상기 상부지그 및 상기 하부지그는 개폐 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 이물질 제거 장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 하부지그는, 상기 상부지그를 향하여 돌출형성되는 복수의 고정핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 이물질 제거 장치.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 상부지그 및 상기 하부지그는, 서로 마주보는 면 상에 탄성 소재의 완충부재가 길이방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 이물질 제거 장치.
   
6. 제3항에 있어서,
   상기 상부지그 및 상기 하부지그는, 일단에서 힌지결합하고, 타단에 락킹부가 형성되어 개폐되며,
   상기 락킹부는,
   상기 상부지그에서 상기 하부지그를 향하여 설치되는 제1후크; 및
   상기 하부지그에서 상기 상부지그를 향하여 회전 가능하게 설치되며, 상기 제1후크와 맞물리도록 형성되는 제2후크;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 이물질 제거 장치.
   
7. 제3항에 있어서,
   상기 지그부의 길이방향을 따라 왕복이동 가능하게 설치되는 이동로봇;
   을 더 포함하며,
   상기 에어건은 상기 이동로봇 상에 설치되는 에어건 플레이트에 결합되는 것을 특징으로 하는 이물질 제거 장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 에어건 플레이트는, 상기 지그부를 향하는 방향으로 장공이 형성되며, 상기 장공을 통하여 상기 이동로봇에 설치되고, 상기 지그부와의 거리가 가변 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 이물질 제거 장치.
   
9. 제7항에 있어서,
   상기 에어건은 상기 에어건 플레이트에 각도조절부재에 의해 결합되며,
   상기 각도조절부재는,
   상기 에어건 플레이트에 고정되는 제1몸체;
   상기 제1몸체의 단부에 회전 가능하게 결합되는 제2몸체; 및
   상기 제1몸체와 상기 제2몸체 사이의 각도를 조정하도록 상기 제2몸체의 회전축 상에 연결되는 회전손잡이;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 이물질 제거 장치.
   
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 이물질 제거 장치를 포함하는 클린 벤치에 있어서,
    복수 개의 구역으로 구획되는 함체 형상의 본체;
    상기 본체 내측의 일 구역에 설치되고, 인접한 구역으로부터 공기가 유입되고 다른 인접한 구역으로 공기가 배출될 수 있도록 형성되며, 상기 이물질 제거 장치가 설치되는 거치부; 및
    상기 거치부로 공기를 송풍시는 메인블로어를 포함하고, 상기 본체 내에서 공기를 순환시키는 공기 순환 구동부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 클린 벤치.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 본체는, 상기 거치부의 일면이 외부로 노출되도록 일부가 개방 형성되며,
    상기 거치부는, 상기 본체의 개방된 부분을 개폐하는 도어를 포함하는 것을 특징으로 하는 클린 벤치.
    
12. 제10항에 있어서,
    상기 공기 순환 구동부에 의한 공기 흐름을 기준으로, 상기 공기 순환 구동부는,
    상기 거치부의 전방에 설치되는 미디움필터부를 더 포함하고,
    상기 미디움필터부는 상기 메인블로어에 연결되며 거치부 측으로 유로가 점차 확장되는 유로 확장부;
    상기 유로 확장부를 가로지르도록 배치되는 미디움필터; 및
    상기 미디움필터의 전후 기압차를 측정하는 차압계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 클린 벤치.
    
13. 제10항에 있어서,
    상기 공기 순환 구동부에 의한 공기 흐름을 기준으로, 상기 공기 순환 구동부는,
    상기 거치부의 후방에 설치되는 프리필터부를 더 포함하고,
    상기 프리필터부는 상기 메인블로어에 연결되며 거치부로부터 유로가 점차 축소되는 유로 축소부;
    상기 유로 축소부를 가로지르도록 배치되는 프리필터; 및
    상기 프리필터의 전후 기압차를 측정하는 차압계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 클린 벤치.
    
14. 제10항에 있어서,
    상기 거치부는, 상기 거치부의 하부를 가로질러 배치되는 설치 플레이트; 및
    상기 설치 플레이트 상부에 설치되는 받침대 형상의 지그 설치 프레임;
    을 포함하고,
    상기 지그부는 상기 지그 설치 프레임 상부에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 클린 벤치.
    
15. 제14항에 있어서,
    상기 지그부는, 상기 거치부에 안착되도록 패널 형상으로 형성되는 지그 플레이트와, 상기 지그 플레이트에 결합되며 일 방향으로 고정용 홈이 요입형성되는 지그고정부재를 포함하고,
    상기 지그 설치 프레임은, 핀이 출몰 가능하게 형성되는 지그 고정부를 포함하고,
    상기 핀이 상기 고정용 홈에 삽입 또는 탈거됨으로써 상기 지그부가 상기 지그 설치 프레임에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 클린 벤치.
    
16. 제10항에 있어서,
    상기 공기 순환 구동부 및 이물질 제거 장치를 제어하는 설정값이 입력 가능하며, 상기 설정값에 따라 상기 공기 순환 구동부를 제어하며, 상기 공기 순환 구동부의 동작 상태를 시각적으로 표시하는 제어부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클린 벤치.
    

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