KR20230035953A - 천장 이송 장치 - Google Patents

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이성현
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Abstract

천장 이송 장치는, 캐리어의 이송을 위한 이송 유닛과, 상기 이송 유닛의 주행 방향 양측에 각각 구비되며, 분기 구간에서 제1 레일 및 상기 제1 레일로부터 분기되는 제2 레일을 포함하는 주행 레일과, 상기 이송 유닛에 구비되며 상기 주행 레일을 따라 상기 이송 유닛을 주행시키는 주행 유닛과, 상기 분기 구간에 구비되며, 상기 제1 레일의 상방 중앙에 배치되는 제1 조향 레일 및 상기 제2 레일의 상방 중앙에 배치되는 제2 조향 레일을 포함하는 조향 레일 및 상기 주행 유닛에 조향 부재를 갖도록 구비되며, 상기 조향 부재가 상기 제1 조향 레일 및 상기 제2 조향 레일 중 어느 하나에 대해 인력을 발생하여 상기 이송 유닛의 주행 방향을 조절하는 조향 유닛을 포함할 수 있다.

Description

천장 이송 장치{Overhead Hoist transport device}
본 발명은 천장 이송 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 공정 장치들이 연속적으로 배치된 반도체 제조 라인에서 다수의 웨이퍼들이 적재된 카세트를 이송하는 천장 이송 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자를 제조하기 위한 반도체 공정 장치들은 연속적으로 배치되어 반도체 기판에 대해 다양한 공정을 수행한다. 상기 반도체 소자 제조 공정을 수행하기 위한 웨이퍼, 인쇄회로기판, 리드 프레임, 마스크 등의 대상물을 캐리어에 수납된 상태로 각 반도체 공정 장치로 제공되거나 상기 캐리어를 이용하여 상기 각 반도체 공정 장치로부터 회수될 수 있다.
상기 캐리어는 천장 이송 장치에 의해 이송된다. 상기 천장 이송 장치는 상기 반도체 공정 장치들이 연속적으로 배치된 반도체 제조 라인의 천장을 따라 구비되는 주행 레일 및 상기 캐리어를 파지하며 상기 주행 레일을 따라 주행하는 비히클을 포함한다. 또한, 상기 천장 이송 장치는 상기 주행 레일의 상방에 구비되는 조향 레일 및 상기 조향 레일과 선택적으로 접촉하여 상기 주행 레일의 분기 구간에서 상기 비히클의 주행 방향을 조절하는 조향 휠을 포함할 수 있다.
그러나, 상기 비히클과 상기 주행 레일의 마찰, 및 상기 조향 휠과 상기 조향 레일의 마찰이 발생하므로 상기 마찰에 의한 분진이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 분진으로 인해 상기 반도체 공정 장치들이 구비된 공간이 오염될 수 있다.
본 발명은 비접촉 방식으로 주행 및 조향이 가능한 천장 이송 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 천장 이송 장치는, 캐리어의 이송을 위한 이송 유닛과, 상기 이송 유닛의 주행 방향 양측에 각각 구비되며, 분기 구간에서 제1 레일 및 상기 제1 레일로부터 분기되는 제2 레일을 포함하는 주행 레일과, 상기 이송 유닛에 구비되며 상기 주행 레일을 따라 상기 이송 유닛을 주행시키는 주행 유닛과, 상기 분기 구간에 구비되며, 상기 제1 레일의 상방 중앙에 배치되는 제1 조향 레일 및 상기 제2 레일의 상방 중앙에 배치되는 제2 조향 레일을 포함하는 조향 레일 및 상기 주행 유닛에 조향 부재를 갖도록 구비되며, 상기 조향 부재가 상기 제1 조향 레일 및 상기 제2 조향 레일 중 어느 하나에 대해 인력을 발생하여 상기 이송 유닛의 주행 방향을 조절하는 조향 유닛을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 주행 레일은, 상기 주행 방향의 양측에 각각 배치되는 제1 부상용 레일 및 제2 부상용 레일 및 상기 주행 방향의 양측에 각각 배치되며 상기 주행 방향을 따라 배열된 영구자석들을 포함하는 한 쌍의 제1 추진용 레일들과 한 쌍의 제2 추진용 레일들을 포함하고, 상기 주행 유닛은, 상기 제1 부상용 레일의 상하 및 상기 제2 부상용 레일의 상하에 각각 배치되며, 상기 이송 유닛을 부상시키기 위한 한 쌍의 제1 부상용 전자석들 및 한 쌍의 제2 부상용 전자석들 및 상기 제1 추진용 레일들 사이 및 상기 제2 추진용 레일들 사이에 각각 배치되며 상기 영구 자석들과의 인력 및 척력을 이용하여 상기 이송 유닛이 주행하기 위한 추진력을 발생시키는 제1 추진 코일 및 제2 추진 코일을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 제1 추진 코일 및 상기 제2 추진 코일은 각각 상기 주행 방향을 따라 N극과 S극이 교대로 배치되며 극성이 변화하는 전자석들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 제1 추진 코일 및 상기 제2 추진 코일은 상기 영구 자석들이 원주 방향으로 배열되는 휠 형태를 가지며, 상기 주행 유닛은 상기 추진력을 발생시키기 위해 상기 제1 추진 코일 및 상기 제2 추진 코일을 회전시키는 구동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 주행 유닛은, 상기 제1 부상용 레일 및 상기 제2 부상용 레일의 측면과 각각 마주하도록 배치되며 상기 이송 유닛을 상기 주행 방향을 따라 안내하기 위한 제1 및 제2 안내용 전자석들을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 조향 부재는 상기 조향 레일의 상하에 각각 배치되는 한 쌍의 조향용 전자석들을 포함하고, 상기 조향용 전자석들은 상기 분기 구간에서 상기 이송 유닛을 부상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 조향 부재는 상기 조향 레일의 측면과 마주보도록 배치되며, 상기 이송 유닛을 주행 방향을 따라 안내하기 위한 안내용 전자석을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 조향 유닛은 상기 조향 부재가 상기 제1 조향 레일 및 상기 제2 조향 레일 중 어느 하나와 선택적으로 마주하도록 상기 조향 부재를 회전시키는 구동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 조향 부재는 상기 조향 레일의 양측에 각각 배치되며, 상기 조향 유닛은 상기 조향 부재들이 상기 제1 조향 레일 및 상기 제2 조향 레일 중 어느 하나와 선택적으로 마주하도록 상기 조향 부재들을 선택적으로 승강시키는 구동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 천장 이송 장치는 제1 부상용 전자석들 및 제2 부상용 전자석들에 의해 발생되는 부상력과 제1 추진 코일 및 제2 추진 코일에 의해 발생되는 추진력으로 이송 유닛이 비접촉 방식으로 주행 레일을 주행할 수 있다. 또한, 상기 천장 이송 장치는 조향용 전자석들에 의해 발생하는 부상력에 의해 상기 이송 유닛이 비접촉 방식으로 주행 방향을 조절할 수 있다. 상기 이송 유닛의 주행 및 조향이 비접촉 방식으로 이루어지므로, 상기 천장 이송 장치에서 발생하는 분진을 줄일 수 있고, 반도체 공정 장치들이 구비된 공간의 오염을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 천장 이송 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 천장 이송 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 이송 유닛, 주행 유닛 및 조향 유닛을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 제1 추진용 레일들과 제1 추진 코일을 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 제1 추진용 레일들과 제1 추진 코일을 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 제1 추진용 레일들과 제1 추진 코일을 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 7은 도 5에 도시된 제1 추진용 레일들의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 8은 도 1에 도시된 조향 유닛의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 9는 도 1에 도시된 이송 유닛이 제1 레일을 따라 주행하는 것을 설명하기 위한 평면도이다.
도 10은 도 1에 도시된 이송 유닛이 제2 레일을 따라 주행하는 것을 설명하기 위한 평면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 천장 이송 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 천장 이송 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 이송 유닛, 주행 유닛 및 조향 유닛을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 천장 이송 장치(10)는 비접촉 방식으로 캐리어를 이송하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 천장 이송 장치(10)는 반도체 공정 장치들이 연속적으로 배치된 반도체 제조 라인의 천장을 따라 상기 캐리어를 이송할 수 있다. 상기 캐리어의 예로는 풉(FOUP), 포스비(FOSB), 매거진, 트레이, 포드(Pod) 등을 들 수 있다. 상기 캐리어에는 상기 반도체 공정 장치들에서 공정이 수행될 대상물들이 수용될 수 있다. 상기 대상물의 예로는 웨이퍼, 인쇄회로기판, 리드 프레임, 마스크 등을 들 수 있다.
상기 천장 이송 장치(10)는 이송 유닛(100), 주행 레일(200), 주행 유닛(300), 조향 레일(400) 및 조향 유닛(500)을 포함할 수 있다.
상기 이송 유닛(100)은 상기 캐리어를 이송하기 위한 것으로, 상기 캐리어를 고정 및 이적재할 수 있다.
자세히 도시되지는 않았지만, 상기 이송 유닛(100)은 하우징, 이동부, 승강부 및 파지부를 포함할 수 있다.
상기 하우징은 상기 캐리어를 상기 비히클(120)의 주행 방향과 수직하는 수평 방향 및 상하 방향으로 이동시키기 위해 하방과 일측 측면인 정면이 개방될 수 있다. 이때, 상기 일측 측면은 상기 수평 방향일 수 있다.
상기 이동부는 상기 하우징의 내부 상면에 구비되며, 상기 하우징의 개방된 정면을 통해 수평 이동할 수 있다. 상기 승강부는 상기 이동부의 하부면에 고정된다. 상기 승강부는 권취 및 권출을 통해 벨트를 승강시킬 수 있다. 상기 파지부는 상기 벨트의 단부에 고정되며, 상기 캐리어를 파지한다.
상기 승강부가 상기 벨트를 승강시킴에 따라 상기 파지부에 파지된 캐리어가 상기 하우징에 대해 승강할 수 있다. 또한, 상기 이동부의 상기 수평 방향 이동에 따라 상기 캐리어가 상기 하우징에 대해 수평 이동할 수 있다.
상기 주행 유닛(300)은 상기 주행 레일(200)을 따라 상기 이송 유닛(100)을 이동시킨다. 상기 주행 유닛(300)은 상기 이송 유닛(100)의 상부에 상기 이송 유닛(100)의 주행 방향을 따라 전후로 한 쌍이 구비될 수 있다. 상기 주행 유닛(300)은 상기 주행 유닛(300)은 상기 이송 유닛(100)에 회전 가능하도록 연결될 수 있다.
상기 주행 유닛(300)은 상기 주행 레일(200)을 따라 이동할 수 있다. 특히 상기 주행 유닛(300)은 비접촉 방식, 예를 들면, 자기 부상된 상태로 상기 주행 레일(200)을 따라 이동할 수 있다.
상기 주행 레일(200)은 상기 이송 유닛(100)의 상기 주행 방향 양측에 각각 구비되며, 분기 구간에서 제1 레일(210) 및 상기 제1 레일(210)로부터 분기되는 제2 레일(220)을 포함한다.
상기 분기 구간에서 상기 제1 레일(210)과 상기 제2 레일(220)은 각각 제1 단선 부분 및 제2 단선 부분을 갖는다.
상기 제1 레일(210)은 상기 주행 방향의 양측에 각각 배치되는 제1 부상용 레일(211) 및 제2 부상용 레일(213)을 포함할 수 있다. 상기 제1 부상용 레일(211) 및 상기 제2 부상용 레일(213)은 금속 재질로 이루어질 수 있다.
상기 주행 유닛(300)은 상기 이송 유닛(100)의 상부에 회전 가능하도록 연결된 몸체(310) 및 상기 몸체(310)의 상기 주행 방향 양측에 각각 구비되는 한 쌍의 제1 부상용 전자석들(320) 및 한 쌍의 제2 부상용 전자석들(330)을 포함할 수 있다.
상기 제1 부상용 전자석들(320)은 상기 제1 부상용 레일(211)의 상하에 각각 배치되고, 상기 제2 부상용 전자석들(330)은 상기 제2 부상용 레일(213)의 상하에 각각 배치될 수 있다.
상기 제1 부상용 전자석들(320)이 각각 동일한 극성을 가지고, 상기 제1 부상용 레일(211)이 금속 재질로 이루어지므로, 상기 제1 부상용 전자석들(320)과 상기 제1 부상용 레일(211) 사이에 인력이 발생한다. 따라서, 상기 제1 부상용 전자석들(320)이 상기 제1 부상용 레일(211)의 상하에 동일한 간격만큼 이격된 상태를 유지할 수 있다.
마찬가지로, 상기 제2 부상용 전자석들(330)이 각각 동일한 극성을 가지고, 상기 제2 부상용 레일(213)이 금속 재질로 이루어지므로, 상기 제2 부상용 전자석들(330)과 상기 제2 부상용 레일(213) 사이에 인력이 발생한다. 따라서, 상기 제2 부상용 전자석들(330)이 상기 제2 부상용 레일(213)의 상하에 동일한 간격만큼 이격된 상태를 유지할 수 있다.
상기 제1 부상용 전자석들(320) 및 상기 제2 부상용 전자석들(330)이 상기 제1 부상용 레일(211) 및 상기 제2 부상용 레일(213)과 각각 상하로 이격되므로, 상기 이송 유닛(100)을 부상시킬 수 있다.
또한, 상기 주행 유닛(300)은 상기 제1 부상용 레일(211)의 측면 및 상기 제2 부상용 레일(213)의 측면과 각각 마주하도록 배치되어 상기 이송 유닛(100)을 상기 주행 방향을 따라 안내하기 위한 제1 안내용 전자석(321) 및 제2 안내용 전자석(331)을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 안내용 전자석(321)과 상기 제1 부상용 레일(211) 사이에 발생하는 인력과 상기 제2 안내용 전자석(331)과 상기 제2 부상용 레일(213) 사이에 발생하는 인력이 균형을 이루게 된다. 따라서 상기 제1 안내용 전자석(321) 및 상기 제2 안내용 전자석(331)은 상기 이송 유닛(100)이 상기 주행 방향과 수직하는 수평 방향으로 이동하지 않고 상기 주행 방향을 따라 이동하도록 안내한다.
상기 제1 레일(210)은 상기 주행 방향의 양측, 상기 주행 유닛(300)의 양측에 각각 배치되며, 상기 주행 방향을 따라 배열된 영구자석들을 포함하는 한 쌍의 제1 추진용 레일들(215)과 한 쌍의 제2 추진용 레일들(217)을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 주행 유닛(300)은 상기 몸체(310)에 구비되며, 상기 제1 추진용 레일들(215) 사이 및 상기 제2 추진용 레일들(217) 사이에 각각 배치되며 상기 영구 자석들과의 인력 및 척력을 이용하여 상기 이송 유닛(100)이 주행하기 위한 추진력을 발생시키는 제1 추진 코일(340) 및 제2 추진 코일(350)을 더 포함할 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 제1 추진용 레일들과 제1 추진 코일을 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 제1 추진용 레일들(215)은 상하로 서로 마주보도록 배치되며, 상기 주행 방향을 따라 영구 자석들(216)이 배열되어 있다. 상기 영구자석들(216)은 N극과 S극이 교대로 배치될 수 있으며, 특히 도시된 바와 같이 서로 다른 극성들이 서로 마주하도록 배치될 수 있다.
상기 제1 추진 코일(340)은 상기 주행 방향을 따라 N극과 S극이 교대로 배치되며 극성이 변화하는 전자석들(341)을 포함할 수 있다.
상기 제1 추진용 레일들(215)은 상기 제1 추진 코일(340)의 상부와 하부에 각각 배치될 수 있으며, 상기 제1 추진 코일(340)은 상기 제1 추진용 레일들(215)로부터 소정 간격 이격되도록 배치될 수 있다.
상기 전자석들(341)의 극성이 변화하면서 상기 영구자석들(216)과 인력과 척력이 작용한다. 상기 전자석들(341)과 상기 영구자석들(216) 사이의 인력과 척력을 이용하여 비접촉 방식으로 상기 이송 유닛(100)이 주행하기 위한 추진력을 발생시킬 수 있다.
상기 제2 추진용 레일들(217) 및 상기 제2 추진 코일(350)은 상기 제1 추진용 레일들(215) 및 상기 제1 추진 코일(340)과 동일한 구성을 가질 수 있으므로 이들에 대한 추가적인 상세 설명은 생략한다.
도 5는 도 1에 도시된 제1 추진용 레일들과 제1 추진 코일을 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 제1 추진용 레일들과 제1 추진 코일을 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 제1 추진 코일(340)은 상기 영구 자석들(341)이 원주 방향으로 배열되는 휠 형태를 가지며, 상기 주행 유닛(300)은 상기 추진력을 발생시키기 위해 상기 제1 추진 코일(340)을 회전시키는 구동부(360)를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 추진 코일(340)은 자기력을 이용하여 비접촉 방식으로 추진력을 발생시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 추진용 레일들(215)은 상기 주행 방향을 따라 배치된 영구자석들(216)을 포함할 수 있으며, 상기 제1 추진 코일(340)은 상기 제1 추진용 레일들(215) 사이에 배치되고 원주 방향으로 배치된 영구자석들(341)을 포함할 수 있다.
상기 제1 추진용 레일들(215)은 상기 제1 추진 코일(340)의 상부와 하부에 각각 배치될 수 있으며, 상기 제1 추진 코일(340)은 상기 제1 추진용 레일들(215)로부터 소정 간격 이격되도록 배치될 수 있다. 특히, 상기 제1 추진 코일(340)의 일부가 상기 제1 추진용 레일들(215) 사이에 배치될 수 있으며, 상기 제1 추진 코일(340)이 회전되는 경우 상기 제1 추진용 레일들(215)의 영구자석들(216)과 상기 제1 추진 코일(340)의 영구자석들(341) 사이의 자기력에 의해 추진력이 발생될 수 있다.
일 예로서, 상기 제1 추진용 레일들(215)은 상기 주행 방향으로 N극과 S극이 교대로 배치될 수 있으며, 특히 동일한 극성들이 상기 주행 방향으로 서로 마주하도록 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 추진 코일(340)의 영구자석들(341)은 할바흐 배열(Halbach Array) 형태를 갖도록 원주 방향으로 배치될 수 있다.
상기 제2 추진용 레일들(217) 및 상기 제2 추진 코일(350)은 상기 제1 추진용 레일들(215) 및 상기 제1 추진 코일(340)과 동일한 구성을 가질 수 있으므로 이들에 대한 추가적인 상세 설명은 생략한다.
한편, 상기 구동부(360)는 상기 제1 및 제2 추진 코일들(340, 350)을 회전시키기 위한 모터를 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 구동부(360)가 상기 제1 및 제2 추진 코일들(340, 350)을 각각 회전시키기 위하여 두 개의 모터들을 포함하거나, 하나의 모터를 이용하여 상기 제1 및 제2 추진 코일들(340, 350)을 회전시킬 수도 있다.
도 7은 도 5에 도시된 제1 추진용 레일들의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 7을 참조하면, 상기 제1 추진용 레일들(215)은 상기 주행 방향으로 배치된 복수의 영구자석들(216)을 각각 포함할 수 있으며, 상기 영구자석들(216)은 상기 주행 방향으로 할바흐 배열 형태로 배치될 수 있다.
한편, 상기 제2 레일(220)은 상기 주행 방향의 양측에 각각 배치되는 제3 부상용 레일 및 제4 부상용 레일을 포함하고, 상기 주행 방향의 양측에 각각 배치되며, 상기 주행 방향을 따라 배열된 영구자석들을 포함하는 한 쌍의 제3 추진용 레일들과 한 쌍의 제4 추진용 레일들을 더 포함할 수 있다.
상기 제3 부상용 레일 및 상기 제4 부상용 레일에 대한 설명은 상기 제1 부상용 레일(211) 및 상기 제2 부상용 레일(213)에 대한 설명과 실질적으로 동일하고, 상기 제3 추진용 레일들과 상기 제4 추진용 레일들에 대한 설명은 상기 제1 추진용 레일들(215)과 상기 제2 추진용 레일들(217)에 대한 설명과 실질적으로 동일하다. 따라서, 상기 제3 부상용 레일, 상기 제4 부상용 레일, 상기 제3 추진용 레일들 및 상기 제4 추진용 레일들에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 조향 레일(400)은 상기 분기 구간에 구비되며, 상기 제1 레일(210)의 상방 중앙에 배치되는 제1 조향 레일(410) 및 상기 제2 레일(220)의 상방 중앙에 배치되는 제2 조향 레일(420)을 포함할 수 있다. 상기 제1 조향 레일(410) 및 상기 제2 조향 레일(420)은 금속 재질로 이루어질 수 있다.
상기 조향 유닛(500)은 상기 주행 유닛(300), 구체적으로 상기 몸체(310)에 조향 부재(510)를 갖도록 구비되며, 상기 조향 부재(510)가 상기 제1 조향 레일(410) 및 상기 제2 조향 레일(420) 중 어느 하나에 대해 인력을 발생하여 상기 이송 유닛(100)의 주행 방향을 조절할 수 있다.
상기 조향 부재(510)는 상기 조향 레일(400)의 상하에 각각 배치되는 한 쌍의 조향용 전자석들(511)을 포함한다.
상기 조향용 전자석들(511)이 각각 동일한 극성을 가지고, 상기 조향 레일(500)이 금속 재질로 이루어지므로, 상기 조향용 전자석들(511)과 상기 조향 레일(400) 사이에 인력이 발생한다. 따라서, 상기 조향용 전자석들(511)이 상기 조향 레일(400)의 상하에 동일한 간격만큼 이격된 상태를 유지할 수 있다.
상기 조향용 전자석들(511)이 상기 조향 레일(400)과 각각 상하로 이격되므로, 상기 조향용 전자석들(511)은 상기 분기 구간에서 상기 이송 유닛(100)을 부상시킬 수 있다.
또한, 상기 조향 부재(510)는 상기 조향 레일(400)의 측면과 마주보도록 배치되며, 상기 이송 유닛(100)을 상기 주행 방향을 따라 안내하기 위한 안내용 전자석(513)을 더 포함할 수 있다.
상기 분기 구간에서 상기 제1 레일(210)이 상기 제1 단선 부분을 가지므로, 상기 제2 부상용 전자석들(330)과 상기 제2 안내용 전자석(331)에 각각 대응하는 상기 제2 부상용 레일(213)이 없다. 따라서, 상기 제2 부상용 전자석들(330)이 부상 상태를 유지하지 못하고, 상기 제1 안내용 전자석(321)이 자력에 의해 상기 제1 부상용 레일(211)에 부착되므로, 상기 이송 유닛(100)의 정상적인 주행이 불가능해질 수 있다.
그러나, 상기 분기 구간에서 상기 조향용 전자석들(511)은 상기 분기 구간에서 상기 이송 유닛(100)을 부상시킬 수 있다. 상기 조향용 전자석들(511)의 부상력이 상기 제1 부상용 전자석들(320)의 부상력과 균형을 이룰 수 있으므로, 상기 이송 유닛(100)이 부상된 상태를 유지할 수 있다.
또한, 상기 분기 구간에서 상기 안내용 전자석(513)과 상기 조향 레일(400) 사이에 발생하는 인력이 상기 제1 안내용 전자석(321)과 상기 제1 부상용 레일(211) 사이에 발생하는 인력과 균형을 이룰 수 있다. 따라서, 상기 제1 안내용 전자석(321)과 상기 안내용 전자석(513)은 상기 이송 유닛(100)이 상기 수평 방향으로 이동하지 않고 상기 주행 방향을 따라 정상적으로 이동하도록 안내할 수 있다.
상기 조향 유닛(500)은 상기 조향 부재(510)가 상기 제1 조향 레일(410) 및 상기 제2 조향 레일(420) 중 어느 하나와 선택적으로 마주하도록 상기 조향 부재(510)를 회전시키는 구동부(520)를 더 포함할 수 있다.
상기 구동부(520)의 구동에 따라 상기 조향 부재(510)가 회전하여 상기 제1 조향 레일(410)과 마주하는 경우, 상기 이송 유닛(100)은 상기 제1 레일(210)을 따라 이동할 수 있다.
이와 달리 상기 구동부(520)의 구동에 따라 상기 조향 부재(510)가 회전하여 상기 제2 조향 레일(420)과 마주하는 경우, 상기 이송 유닛(100)은 상기 제2 레일(220)을 따라 이동할 수 있다.
상기 구동부(520)가 상기 조향 부재(510)를 회전시켜 상기 이송 유닛(100)의 주행 방향을 조절할 수 있다.
도 8은 도 1에 도시된 조향 유닛의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 8을 참조하면, 상기 조향 유닛(500)은 상기 주행 유닛(300), 구체적으로 상기 몸체(310)의 상기 수평 방향 양측에 구비되는 제1 조향 부재(510a) 및 제2 조향 부재(510b)와, 상기 제1 및 제2 조향 부재들(510a, 510b)이 상기 제1 조향 레일(410) 및 상기 제2 조향 레일(420) 중 어느 하나와 선택적으로 마주하도록 상기 제1 및 제2 조향 부재들(510a, 510b)을 선택적으로 승강시키는 구동부들(521)을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 조향 부재(510a)는 한 쌍의 조향용 전자석들(511)과 안내용 전자석(513)을 포함하며, 상기 제1 조향 부재(510a)에 대한 설명은 도 1에 도시된 상기 조향 부재(510)에 대한 설명과 실질적으로 동일하다.
상기 제2 조향 부재(510b)에 대한 설명도 도 1에 도시된 상기 조향 부재(510)에 대한 설명과 실질적으로 동일하다.
상기 구동부들(521)은 제1 조향 부재(510a) 및 제2 조향 부재(510b)에 각각 구비되는 것으로 도시되었으나, 하나의 구동부(521)가 제1 조향 부재(510a) 및 제2 조향 부재(510b)를 선택적으로 승강시킬 수도 있다.
상기 구동부(521)의 구동에 따라 상기 제1 조향 부재(510a가 상승하여 상기 제1 조향 레일(410)과 마주하는 경우, 상기 이송 유닛(100)은 상기 제1 레일(210)을 따라 이동할 수 있다.
이와 달리 상기 구동부(521)의 구동에 따라 상기 제2 조향 부재(510b가 상승하여 상기 제2 조향 레일(420)과 마주하는 경우, 상기 이송 유닛(100)은 상기 제2 레일(220)을 따라 이동할 수 있다.
상기 구동부들(521)이 상기 제1 및 제2 조향 부재들(510a, 510b)을 선택적으로 상승시켜 상기 이송 유닛(100)의 주행 방향을 조절할 수 있다.
한편, 도시되지는 않았으나, 상기 천장 이송 장치(10)는 상기 제1 및 제2 부상용 전자석들(320, 330), 상기 제1 및 제 2 안내용 전자석들(321, 331), 상기 제1 및 제2 추진 코일들(340, 350), 상기 조향용 전자석(511) 및 상기 안내용 전자석(513)의 동작을 제어하기 위한 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 이송 유닛(100)의 주행을 위해 상기 제어부는 상상기 제1 및 제2 부상용 전자석들(320, 330)에 전원을 인가할 수 있으며, 상기 제1 및 제2 부상용 전자석들(320, 330)과 상기 제1 및 제2 부상용 레일들(211, 213) 사이에서 발생되는 인력에 의해 상기 이송 유닛(100)이 부상될 수 있다.
또한, 상기 이송 유닛(100)의 이동 및 안내를 위해 상기 제어부는 상기 제1 및 제 2 안내용 전자석들(321, 331)에 전원을 인가하고 상기 제1 및 제2 추진 코일들(340, 350)의 극성을 변화시키거나 회전시킬 수 있으며, 상기 제1 및 제 2 안내용 전자석들(321, 331)과 상기 제1 및 제2 부상용 레일들(211, 213) 사이에서 발생되는 인력과 상기 제1 및 제1 추진 코일들(340, 350)에 의해 발생되는 추진력에 의해 상기 이송 유닛(100)이 비접촉 방식으로 안정적인 주행이 가능하게 된다.
그리고, 상기 이송 유닛(100)의 조향을 위해 상기 제어부는 상기 조향용 전자석(511)과 상기 안내용 전자석(513)에 전원을 인가할 수 있으며, 상기 조향용 전자석(511)과 상기 조향 레일(400) 사이에서 발생하는 인력과 상기 안내용 전자석(513)과 상기 조향 레일(400)에서 발생하는 인력에 의해 상기 이송 유닛(100)이 이동하는 방향을 조절할 수 있다.
도 9는 도 1에 도시된 이송 유닛이 제1 레일을 따라 주행하는 것을 설명하기 위한 평면도이고, 도 10은 도 1에 도시된 이송 유닛이 제2 레일을 따라 주행하는 것을 설명하기 위한 평면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 이송 유닛(100)이 상기 분기 구간에서 상기 제1 레일(210)을 따라 직진하는 경우, 상기 제어부는 상기 조향 부재(510)를 상기 제1 조향 레일(410)과 마주보도록 회전시키고, 상기 조향 부재(510)의 상기 조향용 전자석들(511)과 상기 안내용 전자석(513)을 작동시키고, 상기 제2 부상용 전자석들(330)과 상기 제2 안내용 전자석(331)의 작동을 중지시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 분기 구간에서 상기 제1 레일(210)이 상기 제1 단선 부분을 가지므로, 상기 제2 부상용 전자석들(330)과 상기 제2 안내용 전자석(331)에 각각 대응하는 상기 제2 부상용 레일(213)이 없다. 따라서, 상기 제2 부상용 전자석들(330)이 부상 상태를 유지하지 못하고, 상기 제1 안내용 전자석(321)이 자력에 의해 상기 제1 부상용 레일(211)에 부착되므로, 상기 이송 유닛(100)의 정상적인 주행이 불가능해질 수 있다.
이를 해결하기 위해 상기 제어부는 상기 조향용 전자석들(511)을 작동시키고 상기 안내용 전자석(513)의 작동을 중시시키고, 이를 통해 상기 조향용 전자석들(511)의 부상력이 상기 제1 부상용 전자석들(320)의 부상력과 균형을 이룰 수 있으므로, 상기 이송 유닛(100)이 부상된 상태를 유지할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 안내용 전자석(513)을 작동시키고, 상기 제2 안내용 전자석(331)의 작동을 중지시키고, 이를 통해 상기 안내용 전자석(513)과 상기 제1 레일(410) 사이에 발생하는 인력이 상기 제1 안내용 전자석(321)과 상기 제1 부상용 레일(211) 사이에 발생하는 인력과 균형을 이룰 수 있다. 따라서, 상기 이송 유닛(100)이 상기 수평 방향으로 이동하지 않고 상기 주행 방향을 따라 정상적으로 이동하도록 안내할 수 있다.
그러므로, 상기 분기 구간에서 상기 이송 유닛(100)의 안정적인 직진 주행이 이루어질 수 있다.
또한, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 이송 유닛(100)이 상기 분기 구간에서 상기 제2 레일(210)을 따라 분기하는 경우, 상기 제어부는 상기 조향 부재(510)를 상기 제2 조향 레일(420)과 마주보도록 회전시키고, 상기 조향 부재(510)의 상기 조향용 전자석들(511)과 상기 안내용 전자석(513)을 작동시키고, 상기 제1 부상용 전자석들(320)과 상기 제1 안내용 전자석(321)의 작동을 중지시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 분기 구간에서 상기 제2 레일(220)이 상기 제2 단선 부분을 가지므로, 상기 제1 부상용 전자석들(320)과 상기 제1 안내용 전자석(321)에 각각 대응하는 상기 제1 부상용 레일(211)이 없다. 따라서, 상기 제1 부상용 전자석들(320)이 부상 상태를 유지하지 못하고, 상기 제2 안내용 전자석(330)이 자력에 의해 상기 제2 부상용 레일(213)에 부착되므로, 상기 이송 유닛(100)의 정상적인 주행이 불가능해질 수 있다.
이를 해결하기 위해 상기 제어부는 상기 조향용 전자석들(511)을 작동시키고 상기 안내용 전자석(513)의 작동을 중시시키고, 이를 통해 상기 조향용 전자석들(511)의 부상력이 상기 제2 부상용 전자석들(330)의 부상력과 균형을 이룰 수 있으므로, 상기 이송 유닛(100)이 부상된 상태를 유지할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 안내용 전자석(513)을 작동시키고, 상기 제1 안내용 전자석(321)의 작동을 중지시키고, 이를 통해 상기 안내용 전자석(513)과 상기 제2 레일(420) 사이에 발생하는 인력이 상기 제2 안내용 전자석(330)과 상기 제2 부상용 레일(213) 사이에 발생하는 인력과 균형을 이룰 수 있다. 따라서, 상기 이송 유닛(100)이 상기 수평 방향으로 이동하지 않고 상기 주행 방향을 따라 정상적으로 이동하도록 안내할 수 있다.
그러므로, 상기 분기 구간에서 상기 이송 유닛(100)의 안정적인 분기 주행이 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 천장 이송 장치는 상기 제1 부상용 전자석들 및 제2 부상용 전자석들에 의해 발생되는 부상력과 제1 추진 코일 및 제2 추진 코일에 의해 발생되는 추진력으로 이송 유닛이 비접촉 방식으로 주행 레일을 주행할 수 있다. 또한, 상기 천장 이송 장치는 조향용 전자석들에 의해 발생하는 부상력에 의해 상기 이송 유닛이 비접촉 방식으로 주행 방향을 조절할 수 있다. 상기 이송 유닛의 주행 및 조향이 비접촉 방식으로 이루어지므로, 상기 천장 이송 장치에서 발생하는 분진을 줄일 수 있고, 반도체 공정 장치들이 구비된 공간의 오염을 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 천장 이송 장치 100 : 이송 유닛
200 : 주행 레일 210 : 제1 레일
211 : 제1 부상용 레일 213 : 제2 부상용 레일
215 : 제1 추진용 레일 217 : 제2 추진용 레일
220 : 제2 레일 300 : 주행 유닛
310 : 몸체 320 : 제1 부상용 전자석
321 : 제1 안내용 전자석 323 : 제1 부상용 전자석
331 : 제1 안내용 전자석 340 : 제1 추진 코일
350 : 제2 추진 코일 360 : 구동부
400 : 조향 유닛 410 : 제1 조향 레일
420 : 제2 조향 레일 500 : 조향 유닛
510 : 조향 부재 511 : 조향용 전자석
513 : 안내용 전자석 520 : 구동부

Claims (9)

  1. 캐리어의 이송을 위한 이송 유닛;
    상기 이송 유닛의 주행 방향 양측에 각각 구비되며, 분기 구간에서 제1 레일 및 상기 제1 레일로부터 분기되는 제2 레일을 포함하는 주행 레일;
    상기 이송 유닛에 구비되며 상기 주행 레일을 따라 상기 이송 유닛을 주행시키는 주행 유닛;
    상기 분기 구간에 구비되며, 상기 제1 레일의 상방 중앙에 배치되는 제1 조향 레일 및 상기 제2 레일의 상방 중앙에 배치되는 제2 조향 레일을 포함하는 조향 레일; 및
    상기 주행 유닛에 조향 부재를 갖도록 구비되며, 상기 조향 부재가 상기 제1 조향 레일 및 상기 제2 조향 레일 중 어느 하나에 대해 인력을 발생하여 상기 이송 유닛의 주행 방향을 조절하는 조향 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 천장 이송 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주행 레일은,
    상기 주행 방향의 양측에 각각 배치되는 제1 부상용 레일 및 제2 부상용 레일; 및
    상기 주행 방향의 양측에 각각 배치되며 상기 주행 방향을 따라 배열된 영구자석들을 포함하는 한 쌍의 제1 추진용 레일들과 한 쌍의 제2 추진용 레일들을 포함하고,
    상기 주행 유닛은,
    상기 제1 부상용 레일의 상하 및 상기 제2 부상용 레일의 상하에 각각 배치되며, 상기 이송 유닛을 부상시키기 위한 한 쌍의 제1 부상용 전자석들 및 한 쌍의 제2 부상용 전자석들; 및
    상기 제1 추진용 레일들 사이 및 상기 제2 추진용 레일들 사이에 각각 배치되며 상기 영구 자석들과의 인력 및 척력을 이용하여 상기 이송 유닛이 주행하기 위한 추진력을 발생시키는 제1 추진 코일 및 제2 추진 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 천장 이송 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 추진 코일 및 상기 제2 추진 코일은 각각 상기 주행 방향을 따라 N극과 S극이 교대로 배치되며 극성이 변화하는 전자석들을 포함하는 것을 특징으로 하는 천장 이송 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1 추진 코일 및 상기 제2 추진 코일은 상기 영구 자석들이 원주 방향으로 배열되는 휠 형태를 가지며,
    상기 주행 유닛은 상기 추진력을 발생시키기 위해 상기 제1 추진 코일 및 상기 제2 추진 코일을 회전시키는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 천장 이송 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 주행 유닛은, 상기 제1 부상용 레일 및 상기 제2 부상용 레일의 측면과 각각 마주하도록 배치되며 상기 이송 유닛을 상기 주행 방향을 따라 안내하기 위한 제1 및 제2 안내용 전자석들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 천장 이송 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 조향 부재는 상기 조향 레일의 상하에 각각 배치되는 한 쌍의 조향용 전자석들을 포함하고, 상기 조향용 전자석들은 상기 분기 구간에서 상기 이송 유닛을 부상시키는 것을 특징으로 하는 천장 이송 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 조향 부재는 상기 조향 레일의 측면과 마주보도록 배치되며, 상기 이송 유닛을 주행 방향을 따라 안내하기 위한 안내용 전자석을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 천장 이송 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 조향 유닛은 상기 조향 부재가 상기 제1 조향 레일 및 상기 제2 조향 레일 중 어느 하나와 선택적으로 마주하도록 상기 조향 부재를 회전시키는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 천장 이송 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 조향 부재는 상기 조향 레일의 양측에 각각 배치되며, 상기 조향 유닛은 상기 조향 부재들이 상기 제1 조향 레일 및 상기 제2 조향 레일 중 어느 하나와 선택적으로 마주하도록 상기 조향 부재들을 선택적으로 승강시키는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 천장 이송 장치.
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