진공흡착용 절환밸브(Conversion valve for vacuum absorber)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2012년05월21일
(11) 등록번호 10-1143447
(24) 등록일자 2012년04월30일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
H01L 21/50 (2006.01) H01L 21/00 (2006.01)
F16K 11/07 (2006.01) G01R 31/26 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2009-0026314
(22) 출원일자 2009년03월27일
심사청구일자 2009년03월27일
(65) 공개번호 10-2010-0107938
(43) 공개일자 2010년10월06일
(56) 선행기술조사문헌
KR1020060063882 A*
KR1020040023549 A
KR100814494 B1
KR1020080058240 A
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
삼성테크윈 주식회사
경상남도 창원시 성산구 창원대로 1204 (성주동)
파카코리아 주식회사
경기도 화성시 장안면 장안공단1길 23
(72) 발명자
김태우
서울특별시 동작구 서달로2길 29, 102동 203호 (
흑석동, 청호아파트)
임항규
서울특별시 중구 다산로33길 10-6 (신당동)
김성구
경상남도 창원시 마산회원구 합성동2길 33 (합성
동)
(74) 대리인
맹선호
전체 청구항 수 : 총 5 항 심사관 : 최상원
(54) 발명의 명칭 진공흡착용 절환밸브
(57) 요 약
본 발명은 진공흡착용 절환밸브에 관한 것으로서, 특히, 소형 부재를 진공흡착하여 이송시키는 공압기구에 정압
과 부압을 절환 공급하는 밸브를 개선하여, 기본적으로 부압에서 정압으로의 절환 시 별도의 제어 없이도 순간적
으로 대기압을 공급하는 동시에, 하나의 솔레노이드만으로 모든 절환 제어를 총괄적으로 수행하기 위한 장치에
관한 것으로서, 전기적 신호의 입력에 따라 플런저(110)를 일 방향으로 이송시키는 절환수단(100)과; 상기 절환
수단(100)의 플런저(110)가 위치하는 챔버(210)와, 정압원에 연결되어 상기 챔버(210)에 정압을 공급하는 정압포
트(P)와, 부압원에 연결되어 상기 챔버(210)에 부압을 공급하는 부압포트(V)와, 진공흡착용 공압기구에 연결되어
상기 챔버(210)로부터의 정압 또는 부압을 공급하는 출력포트(W)가 그 내부에 형성된 다수의 유로를 통해 연결되
어 있는 밸브몸체(200)로 구성된 진공흡착용 절환밸브에 있어서; 상기 정압포트(P)로부터 상기 챔버(210)에 이르
는 유로 중단에는, 상기 챔버(210)에 공급되는 정압의 크기를 조절 가능한 스로틀밸브(220)와; 상기 스로틀밸브
(220)와 상기 챔버(210) 사이에 마련되어 상기 플런저(110)의 위치 및 작용압에 따라 개폐되는 체크밸브(230)와;
상기 스로틀밸브(220)와 상기 체크밸브(230) 사이에 마련되어, 작용압에 따라 대기 중에 개방된 대기압포트(A)를
순간적으로 개방시키는 대기압밸브(240)가 추가로 구성되어, 부압에서 정압으로의 절환 시 별도의 제어 없이도
순간적으로 대기압을 공급함으로써 오버슈트의 발생을 예방할 수 있음으로써, 이송하고자 하는 소형 부재가 항상
정위치에 안착하여 반도체 칩과 같은 소형 부재의 조립 및 생산라인에서 발생하는 오류를 획기적으로 방지할 수
있는 동시에 지연시간을 줄여 신속성을 증대시킬 수 있고, 오직 하나의 솔레노이드만으로 모든 절환 제어를 총괄
적으로 수행할 수 있어 제어 로직이 간단하고 생산단가를 최소화하여 생산성을 극대화시킬 수 있도록 하는 것이
다.
대 표 도 - 도4
등록특허 10-1143447
- 1 -
특허청구의 범위
청구항 1
전기적 신호의 입력에 따라 플런저를 일 방향으로 이송시키는 오직 한 개의 절환수단과; 상기 절환수단의 플런
저가 위치하는 챔버와, 정압원에 연결되어 상기 챔버에 정압을 공급하는 정압포트와, 부압원에 연결되어 상기
챔버에 부압을 공급하는 부압포트와, 진공흡착용 공압기구에 연결되어 상기 챔버로부터의 정압 또는 부압을 공
급하는 출력포트가 형성된 밸브몸체로 구성된 진공흡착용 절환밸브에 있어서;
상기 정압포트로부터 상기 챔버에 이르는 유로 중단에는,
상기 챔버에 공급되는 정압의 크기를 조절 가능한 스로틀밸브와;
상기 스로틀밸브와 상기 챔버 사이에 마련되어 상기 플런저의 위치 및 작용압에 따라 개폐되는 체크밸브와;
상기 스로틀밸브와 상기 체크밸브 사이에 마련되어, 작용압에 따라 대기 중에 개방된 대기압포트를 순간적으로
개방시키는 대기압밸브가 추가로 구성되되;
상기 절환수단 제어만으로 상기 플런저 위치를 상기 챔버 내에서 조절하여 상기 진공흡착용 공압기구에 정압,
부압, 그리고 대기압 중 어느 하나를 절환 공급하는 것을 특징으로 하는 진공흡착용 절환밸브.
청구항 2
제 1항에 있어서, 상기 절환수단은 솔레노이드로 이루어진 것을 특징으로 하는 진공흡착용 절환밸브.
청구항 3
제 1항에 있어서, 상기 체크밸브는,
밸브실 내에 위치하는 체크볼과;
상기 밸브실의 일측에 위치하는 밸브시트와;
상기 플런저와 선택적으로 접촉하여 상기 체크볼의 일 방향 이동을 제한하는 밸브플런저로 구성되는 것을 특징
으로 하는 진공흡착용 절환밸브.
청구항 4
제 1항에 있어서, 상기 대기압밸브는,
밸브실의 대기압포트 측 유로 개구에 형성된 밸브시트와;
상기 밸브실 내에 위치하여 상기 밸브시트 측으로 탄성 지지되는 볼로 구성되는 것을 특징으로 하는 진공흡착용
절환밸브.
청구항 5
제 4항에 있어서, 상기 밸브실 내부의 볼은 코일스프링에 의해 일 방향으로 탄성 지지되며, 이 코일스프링이 위
치하는 상기 밸브실의 유로 개구에는 십자형 요홈이 절입 형성된 것을 특징으로 하는 진공흡착용 절환밸브.
명 세 서
발명의 상세한 설명
기 술 분 야
본 발명은 진공흡착용 절환밸브에 관한 것으로서 특히, 소형 부재를 진공흡착하여 이송시키는 공압기구에 정압[0001]
등록특허 10-1143447
- 2 -
과 부압을 절환 공급하는 밸브를 개선하여, 기본적으로 부압에서 정압으로의 절환 시 별도의 제어 없이도 순간
적으로 대기압을 공급하는 동시에, 하나의 솔레노이드만으로 모든 절환 제어를 총괄적으로 수행하기 위한 장치
로써, 부압에서 정압으로의 절환 시 별도의 제어 없이도 순간적으로 대기압을 공급함으로써 오버슈트의 발생을
예방할 수 있음으로써, 이송하고자 하는 소형 부재가 항상 정위치에 안착하여 반도체 칩과 같은 소형 부재의 조
립 및 생산라인에서 발생하는 오류를 획기적으로 방지할 수 있는 동시에 지연시간을 줄여 신속성을 증대시킬 수
있고, 오직 하나의 솔레노이드만으로 모든 절환 제어를 총괄적으로 수행할 수 있어 제어 로직이 간단하고 생산
단가를 최소화하여 생산성을 극대화시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.
배 경 기 술
일반적으로 반도체 칩과 같은 소형 부재의 조립, 생산라인에서는 이들의 이송을 위해 진공흡착을 이용하는 진공[0002]
흡착용 공압기구로서 핸들러(handler)나 마운터(mounter)가 널리 사용되고 있다.
즉, 상기 핸들러나 마운터는 부압을 이용하여 일시적으로 소형 부재를 잡았다가, 소정 위치로 이송시킨 후, 정[0003]
압을 이용하여 이들을 놓아주는 형태를 이용하고 있으며, 이를 위해, 상기 핸들러나 마운터에는 진공과 부압을
절환하여 공급하는 밸브기구가 적용되고 있다.
도 1은 일반적인 진공흡착용 절환밸브를 도시하는 회로도이다.[0004]
상술한 바와 같은 일반적인 진공흡착용 절환밸브는 도 1과 같이, 밸브몸체(23)에 부압포트(V), 정압포트(P), 그[0005]
리고 출력포트(W)가 모두 형성되어 있고, 상기 부압포트(V) 및 정압포트(P)에는 각각 부압과 정압을 선택적으로
공급하기 위한 두 개의 솔레노이드, 즉 부압 솔레노이드(19) 및 정압 솔레노이드(21)가 마련된다.
이에 따라, 도면상 좌측의 부압 솔레노이드(19)의 제어에 따라 상기 밸브몸체(23)의 출력포트(W)에 부압이 작용[0006]
하거나, 도면상 우측의 정압 솔레노이드(21)의 제어에 따라 출력포트(W)에 정압이 절환하여 작용하게 되는 것이
다.
그러나 상술한 바와 같이 부압과 정압을 단순히 절환시키는 일반적인 진공흡착용 절환밸브의 경우, 부압의 작용[0007]
에 의해 진공 흡착되어 있던 반도체 칩과 같은 소형 부재가 급격한 정압의 작용에 따라 오버슈트(over shoot)가
발생하게 됨으로써 원하는 소정 위치에 정위치 하지 않게 된다는 단점이 있었다.
이러한 단점을 개선하기 위한 것으로서, 국내 공개특허공보 제2006-63882호에는 '전환밸브장치'인 종래의 진공[0008]
흡착용 절환밸브가 개시되어 있다.
도 2는 종래의 진공흡착용 절환밸브를 도시하는 회로도이며, 도 3은 종래의 진공흡착용 절환밸브를 도시하는 단[0009]
면도이다.
이때, 도 3의 (a)는 종래의 진공흡착용 절환밸브의 평단면도이고, 도 3의 (b)는 그 정단면도이다.[0010]
국내 공개특허공보 제2006-63882호에 개시된 종래의 진공흡착용 절환밸브는 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이,[0011]
상술한 일반적인 진공흡착용 절환밸브에 체크밸브(15)와 스로틀밸브(53)가 추가하여 오버슈트를 방지하는 것이
다.
우선, 상기 체크밸브(15)는 부압을 작용시키는 관로 상에 마련되어 부압 솔레노이드(19)와 정압 솔레노이드(2[0012]
1)가 모두 오프된 상태에서 대기압포트(A)를 출력포트(W)에 연통시켜, 출력포트(W)에 부압이 작용하다가 정압으
로 절환될 경우 일시적으로 대기압을 작용시키는 작용을 하게 된다.
그리고, 상기 스로틀밸브(53)는 정압을 작용시키는 관로 상에 마련되어 정압을 적절하게 조절할 수 있어 급격한[0013]
정압의 작용을 막게 된다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 진공흡착용 절환밸브에는 두 개의 솔레노이드 즉, 부압 솔레노이드와 정압 솔[0014]
레노이드가 각각 마련되어 생산단가가 비교적 높고 밸브의 소형화가 어려워 그 크기가 커질 뿐 아니라, 부압 솔
레노이드와 정압 솔레노이드를 적정 시간 차이를 두고 온/오프 제어해야 하기 때문에 제어로직이 복잡하다는 기
술상의 문제점이 있었다.
발명의 내용
등록특허 10-1143447
- 3 -
해결 하고자하는 과제
본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 부압에서 정압으로의 절환 시 별도의 제어 없이도 순간적으[0015]
로 대기압을 공급함으로써 오버슈트의 발생을 예방할 수 있음으로써, 이송하고자 하는 소형 부재가 항상 정위치
에 안착하여 반도체 칩과 같은 소형 부재의 조립 및 생산라인에서 발생하는 오류를 획기적으로 방지할 수 있는
동시에 지연시간을 줄여 신속성을 증대시킬 수 있고, 오직 하나의 솔레노이드만으로 모든 절환 제어를 총괄적으
로 수행할 수 있어 제어 로직이 간단하고 생산단가를 최소화하여 생산성을 극대화시킬 수 있도록 하는 진공흡착
용 절환밸브를 제공하고자 한다.
과제 해결수단
이러한 본 발명은 전기적 신호의 입력에 따라 플런저를 일 방향으로 이송시키는 절환수단과; 상기 절환수단의[0016]
플런저가 위치하는 챔버와, 정압원에 연결되어 상기 챔버에 정압을 공급하는 정압포트와, 부압원에 연결되어 상
기 챔버에 부압을 공급하는 부압포트와, 진공흡착용 공압기구에 연결되어 상기 챔버로부터의 정압 또는 부압을
공급하는 출력포트가 형성된 밸브몸체로 구성된 진공흡착용 절환밸브에 있어서; 상기 정압포트로부터 상기 챔버
에 이르는 유로 중단에는, 상기 챔버에 공급되는 정압의 크기를 조절 가능한 스로틀밸브와; 상기 스로틀밸브와
상기 챔버 사이에 마련되어 상기 플런저의 위치 및 작용압에 따라 개폐되는 체크밸브와; 상기 스로틀밸브와 상
기 체크밸브 사이에 마련되어, 작용압에 따라 대기 중에 개방된 대기압포트를 순간적으로 개방시키는 대기압밸
브가 추가로 구성함으로써 달성된다.
여기에서, 상기 절환수단은 솔레노이드로 이루어지는 것이 바람직하다.[0017]
또한, 상술한 본 발명의 진공흡착용 절환밸브에 있어서, 상기 체크밸브는, 밸브실 내에 위치하는 체크볼과; 상[0018]
기 밸브실의 양측에 위치하는 유로 개구에 각각 형성된 밸브시트와; 상기 플런저와 선택적으로 접촉하여 상기
체크볼의 일 방향 이동을 제한하는 밸브플런저로 구성되는 것이 양호하다.
그리고, 상기 진공흡착용 절환밸브에 있어서, 상기 대기압밸브는, 밸브실의 대기압포트 측 유로 개구에 형성된[0019]
밸브시트와; 상기 밸브실 내에 위치하여 상기 밸브시트 측으로 탄성 지지되는 볼로 구성되는 것이 바람직하다.
마지막으로, 상기 밸브실 내부의 볼은 코일스프링에 의해 일 방향으로 탄성 지지되며, 이 코일스프링이 위치하[0020]
는 상기 밸브실의 유로 개구에는 십자형 요홈이 절입 형성되는 것이 가장 바람직하다.
효 과
이상과 같은 본 발명은 부압에서 정압으로의 절환 시 별도의 제어 없이도 순간적으로 대기압을 공급함으로써 오[0021]
버슈트의 발생을 예방할 수 있음으로써, 이송하고자 하는 소형 부재가 항상 정위치에 안착하여 반도체 칩과 같
은 소형 부재의 조립 및 생산라인에서 발생하는 오류를 획기적으로 방지할 수 있는 동시에 지연시간을 줄여 신
속성을 증대시킬 수 있고, 오직 하나의 솔레노이드만으로 모든 절환 제어를 총괄적으로 수행할 수 있어 제어 로
직이 간단하고 생산단가를 최소화하여 생산성을 극대화시킬 수 있는 발명인 것이다.
발명의 실시를 위한 구체적인 내용
도 4는 본 발명의 진공흡착용 절환밸브가 출력포트로 부압을 공급하고 있는 상태를 도시하는 도이며, 도 5는 본[0022]
발명의 진공흡착용 절환밸브가 출력포트로 대기압을 공급하고 있는 상태를 도시하는 도이고, 도 6은 본 발명의
진공흡착용 절환밸브가 출력포트로 정압을 공급하고 있는 상태를 도시하는 도이다.
도 4 내지 도 6에 있어서, 각 도의 (a)는 본 발명의 진공흡착용 절환밸브에 대한 개략적인 회로도이며, (b)는[0023]
그 평단면도, 그리고 (c)는 그 정단면도로서 (b)에 각각 도시한 Ⅰ-Ⅰ선, Ⅱ-Ⅱ선, 그리고 Ⅲ-Ⅲ선에 대한 단면
도이다.
그리고, 도 7의 (a) 및 (b)는 각각 도 4의 X 및 Y부분에 대한 확대단면도이며, 도 8의 (a) 및 (b)는 각각 도 5[0024]
의 X' 및 Y'부분에 대한 확대단면도이고, 도 9의 (a) 및 (b)는 각각 도 5의 X'' 및 Y''부분에 대한 확대단면도
등록특허 10-1143447
- 4 -
이다.
본 발명의 진공흡착용 절환밸브는 도 4 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 기본적으로 미도시한 압축기나 압력용기[0025]
(pressure vessel)와 같이 정압을 공급하는 정압원(pressure source)과 미도시한 압축기나 진공용기(vacuum
vessel)와 같이 부압을 공급하는 부압원(vacuum source)을 핸들러나 마운터 등과 같은 진공흡착용 공압기구에
선택적으로 그 유로를 절환하여 연통시켜, 이 진공흡착용 공압기구가 반도체 칩과 같은 소형 부재를 진공흡착하
여 신속하게 이송시킬 수 있게 하는 것을 그 기술상의 기본 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.[0026]
우선, 본 발명의 진공흡착용 절환밸브는 크게는 절환수단(100)과 밸브몸체(200)로 구성되어 있다.[0027]
먼저, 상기 절환수단(100)은 전기적 신호의 입력에 따라 플런저(110)를 일 방향으로 이송시키는 구성요소로, 그[0028]
끝단 면에는 기밀을 유지하기 위해 포펫(poppet) 등이 마련될 수도 있다.
여기에서, 상기 절환수단(100)에 마련된 플런저(110)는 전기적 신호의 입력이 없을 경우 도 8(a)와 같이 탄성체[0029]
(111)에 의하여 돌출되고, 전기적 신호의 입력에 따라 도 7(a)와 같이 전자석으로 작용하여 상기 플런저(110)를
끌어당기게 되는 것이다.
이후에서는 온(on)으로 작동할 경우 플런저(110)를 끌어당기고, 오프(off)로 작동할 경우 플런저(110)가 돌출되[0030]
는 것으로 설명한다.
다음으로, 밸브몸체(200)는 대략 6면체 형상을 이루는 금속성 블록으로 상기 절환수단(100)의 일측에 고정 체결[0031]
되며, 그 외부에는 정압포트(P), 부압포트(V), 출력포트(W) 그리고 대기압포트(A)가 개구되어 있으며, 그 내부
에는 상기한 다수의 포트들을 연결하는 유로가 형성되어 있는 것이다.
우선, 정압과 부압을 절환시키는 공간으로써, 상기 밸브몸체(200)의 일측에는 소정의 공간을 이루는 챔버(210)[0032]
가 형성되어 있으며, 이 챔버(210) 내에 상기 절환수단(100)의 플런저(110) 말단이 위치하게 된다.
즉, 상기 플런저(110)의 움직임에 따라 유로를 변경시켜 정압과 부압을 절환하게 되는 것이다.[0033]
그리고, 정압포트(P)는 미도시한 압축기나 압력용기 등과 같은 정압원에 연결된 것으로, 상기 밸브몸체(200) 내[0034]
부에는 상기 정압포트(P)로부터 상기 챔버(210)에 이르기까지 유로가 형성되어 있어, 외부의 정압원으로부터 상
기 챔버(210)에 정압을 공급하게 된다.
이때, 상기 정압포트(P)로부터 상기 챔버(210)에 이르는 유로 중단에는 스로틀밸브(220)가 마련되어 있어, 상기[0035]
챔버(210)에 공급되는 정압의 크기를 조절 가능하다.
상기 스로틀밸브(220)는 도 5(c)와 같이 밸브몸체(200)의 상측 외부로 돌출된 조절나사(221)를 조여주거나 풀어[0036]
줌에 따라 그 하측 말단에 형성된 니들(222)이 유로의 단면적을 증감시키는 구조이다.
이와 더불어, 상기 스로틀밸브(220)로부터 상기 챔버(210)에 이르는 유로 중단에는 체크밸브(230)가 마련되어,[0037]
이 체크밸브(230)는 상기 챔버(210)에 정압(때로는 대기압)의 공급을 차단하게 된다.
상기 체크밸브(230)는 상기 챔버(210)에 인접하게 위치하여 상기 플런저(110)의 위치는 물론 상기 체크밸브[0038]
(230)를 중심으로 그 양측에 작용하는 정압과 부압에 따라 개폐가 제어되는 것이다.
여기에서, 상기 체크밸브(230)는 상기 절환수단(100)이 온으로 작동할 경우 폐쇄되어 정압의 공급을 차단하며,[0039]
상기 절환수단(100)이 오프로 작동할 경우 개방되어 정압(혹은 대기압)의 공급을 차단하는 다양한 실시형태를
적용할 수 있다.
특히, 본 발명에 있어서 상기 체크밸브(230)의 바람직한 실시형태는 도 7과 같이 밸브실(234) 내에 위치하는 체[0040]
크볼(231)과; 상기 밸브실(234)의 일측에 위치하는 밸브시트(232)와; 상기 플런저(110)와 선택적으로 접촉하여
상기 체크볼(231)의 일 방향 이동을 제한하는 밸브플런저(233)로 구성된다.
즉, 상기 체크밸브(230)에 있어서 밸브실(234)은 상기 정압포트(P)로부터 상기 챔버(210)에 이르는 유로 중단에[0041]
형성되되, 상기 챔버(210)에 이웃하여 위치하며, 상기 밸브실(234)의 직경은 다소 확경 형성되어 그 내부에 금
속 또는 세라믹 소재의 체크볼(231)이 마련된다.
그리고, 상기 밸브실(234)의 챔버(210) 측에는 상기 체크볼(231)의 직경보다 다소 작은 파이프 형상의 밸브시트[0042]
(232)가 고정되고, 이 밸브시트(232)의 내부에는 밸브플런저(233)가 위치하며, 상기 밸브플런저(233)는 상기 체
등록특허 10-1143447
- 5 -
크볼(231)과 상기 절환수단(100)의 플런저(110) 사이에 위치하여 상기 플런저(110)의 위치에 따라 상기 밸브시
트(232) 내에서 이동하면서 상기 체크볼(231)의 일 방향 이동을 제한하게 된다.
이에 따라, 상기 절환수단(100)이 온으로 동작할 경우, 도 7(a)와 같이 밸브실(234) 내에는 도면 우측으로부터[0043]
좌측을 향하여 정압이 작용하게 되어 상기 체크볼(231)이 좌측으로 이동하게 됨으로써, 밸브시트(232)를 막아
상기 체크밸브(230)가 폐쇄되어 정압이 상기 챔버(210)에 공급되는 것을 차단하게 된다.
반대로, 상기 절환수단(100)이 오프로 동작할 경우, 도 9(a)와 같이 상기 절환수단(100)의 플런저(110)가 밸브[0044]
플런저(233)를 도면상 우측으로 밀게 되어 상기 체크볼(231)이 밸브실(234) 내에서 도면상 좌측으로 이동하는
것을 제한함으로써, 상기 체크밸브(230)가 개방되어 정압이 상기 챔버(210)에 공급된다.
그리고, 상기 스로틀밸브(220)로부터 상기 체크밸브(230)에 이르는 유로 중단에는 대기압포트(A)를 순간적으로[0045]
개방시키는 대기압밸브(240)가 마련되며, 이 대기압밸브(240)는 개방에 따라 상기 챔버(210)에 일시적으로 대기
압을 공급하게 된다.
이때, 상기 대기압포트(A)는 외부로 직접 개구되어 있어도 좋지만, 이물질의 유입을 예방하기 위하여 에어필터[0046]
(246)를 마련하는 것이 양호하다.
여기에서 상기 대기압밸브(240)는 별도의 제어 없이도 이 대기압밸브(240)에 연결된 유로에 작용하는 압력에 따[0047]
라 스스로 개폐되는 밸브로서, 순간적으로 대기압을 공급할 수 있는 다양한 실시예가 적용 가능하다.
특히, 본 발명에 있어서, 상기 대기압밸브(240)에 대한 바람직한 실시예는 밸브실(243)의 대기압포트(A) 측 유[0048]
로 개구에 형성된 밸브시트(241)와; 상기 밸브실(243) 내에 위치하여 상기 밸브시트(241) 측으로 탄성 지지되는
볼(242)로 구성된다.
여기에서, 상기 대기압밸브(240)는 도 7(b)와 같이 상기 스로틀밸브(220)로부터 상기 체크밸브(230)에 이르는[0049]
유로 중단에 별도로 분기된 유로에 형성된 것으로, 밸브실(243)이 소정의 공간을 이루어 확경 형성되며, 이 밸
브실(243) 내에는 상기 대기압포트(A) 측에 파이프 형상의 밸브시트(241)가 마련되며, 이 밸브시트(241)의 내경
은 볼(242)의 직경보다 다소 작게 형성되어 있어, 상기 밸브시트(241)와 볼(242)이 접촉하면 기밀 상태를 이룬
다.
즉, 상기 대기압밸브(240)는 도 7(b)나 도 9(b)와 같이 도면상 우측으로부터 일정 압력 이상의 정압이 작용할[0050]
경우에 폐쇄되며, 도면상 우측으로부터 일정 압력 이하 또는 부압이 작용할 경우 도 8(b)와 같이 개방되어 대기
압이 작용할 수 있는 것이다.
특히, 본 발명에 있어서, 상기 밸브실(243) 내부의 볼(242)은 코일스프링(244)에 의해 일 방향으로 탄성 지지되[0051]
며, 이 코일스프링(244)이 위치하는 상기 밸브실(243)의 유로 개구에는 십자형 요홈(245)이 절입 형성된 것이
가장 바람직하다.
즉, 상기 대기압밸브(240)의 밸브실(243) 내에 별도의 코일스프링(244)을 부가하여 상기 볼(242)이 밸브시트[0052]
(241)를 폐쇄하기 위한 압력을 조절할 수도 있으며, 상기 십자형 요홈(245)을 추가로 형성하여, 상기 대기압밸
브(240)에 있어서 우측에 개구된 유로가 막히는 것을 방지할 수도 있는 것이다.
상술한 체크밸브(230) 및 대기압밸브(240)의 세부 작동은 이후에 상세히 설명한다.[0053]
그리고, 부압포트(V)는 미도시한 압축기나 진공용기 등과 같은 부압원에 연결된 것으로, 상기 밸브몸체(200) 내[0054]
부에는 상기 부압포트(V)로부터 상기 챔버(210)에 이르기까지 유로가 형성되어 있어, 외부의 부압원으로부터 상
기 챔버(210)에 부압을 공급하게 된다.
이때, 상술한 플런저(110) 끝단 면은 상기 절환수단(100)의 온/오프에 따라 상기 부압포트(V)로부터 상기 챔버[0055]
(210)에 이르는 유로의 말단 개구를 직접적으로 개폐시키게 된다.
즉, 상기 절환수단(100)의 온 작동 시 도 7(a)와 같이 상기 부압포트(V)로부터의 유로가 개방됨으로써 상기 챔[0056]
버(210) 내에 부압이 공급되며, 상기 절환수단(100)의 오프 작동 시 도 9(a)와 같이 상기 부압포트(V)로부터의
유로가 폐쇄됨으로써 상기 챔버(210)에 공급되던 부압이 차단되는 것이다.
그리고, 출력포트(W)는 미도시한 핸들러나 마운터 등과 같은 진공흡착용 공압기구에 연결된 것으로, 상기 밸브[0057]
몸체(200) 내부에는 상기 챔버(210)로부터 상기 출력포트(W)에 이르기까지 유로가 형성되어 있어, 상기 챔버에
작용하는 정압이나 부압, 혹은 대기압을 미도시한 진공흡착용 공압기구에 공급하게 되는 것이다.
등록특허 10-1143447
- 6 -
이하, 도 4 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.[0058]
설명의 편의를 위해 본 발명의 진공흡착용 절환밸브를 통해 부압이 작용하는 상태, 대기압이 작용하는 상태, 그[0059]
리고 정압이 작용하는 상태를 구분하여 순차적으로 설명하면 다음과 같다.
1) 부압이 작용하는 상태[0060]
우선, 부압이 작용하는 상태는 도 4(a)에 도시한 바와 같이, 정압은 차단되고 부압이 출력포트(W)에 작용하는[0061]
상태이다.
이때, 솔레노이드인 절환수단(100)이 온으로 제어됨에 따라 플런저(110)는 도 4 및 도 7에 도시한 바와 같이,[0062]
전자석에 의해 도면상 좌측으로 이동하게 된다.
이에 따라, 밸브몸체(200)의 챔버(210)에 부압포트(V)로부터 연결된 유로가 도 7의 (a)와 같이 개방되어, 상기[0063]
챔버(210)에는 부압이 작용하게 된다.
이때, 상기 챔버(210)에 이웃하게 위치하는 체크밸브(230) 내부에서는 체크볼(231)에 도면상 우측으로부터 정압[0064]
이 작용하는 동시에 도면상 좌측으로부터 부압이 작용하게 됨으로써, 밸브플런저(233)와 체크볼(231)이 함께 도
면상 좌측으로 이동하게 되면서, 상기 체크볼(231)이 밸브시트(232)에 닿으면서 상기 체크밸브(230)는 폐쇄되어
정압의 공급이 차단되는 것이다.
이에 따라, 상기 챔버(210)에 작용하는 부압은 출력포트(W)를 통해 핸들러나 마운터 등과 같은 미도시한 진공흡[0065]
착용 공압기구에 공급되어, 반도체 칩과 같은 소형 부재를 진공으로 흡착시킬 수 있는 것이다.
여기에서 도 7(b)는 이해를 돕기 위해 체크밸브(230)가 위치하는 단면을 도시한 것이다.[0066]
2) 대기압이 작용하는 상태[0067]
다음으로, 대기압이 작용하는 상태는 도 5(a)에 도시한 바와 같이, 부압에서 정압으로 절환되는 도중 순간적으[0068]
로 대기압이 출력포트(W)에 작용하는 상태이다.
솔레노이드인 절환수단(100)이 오프로 제어되는 순간 플런저(110)는 도 5 및 도 8에 도시한 바와 같이, 탄성체[0069]
(111)에 의해 도면상 우측으로 이동하게 된다.
이에 따라, 밸브몸체(200)의 챔버(210)에 부압포트(V)로부터 연결된 유로가 도 8의 (a)와 같이 폐쇄되어, 상기[0070]
챔버(210)에는 부압의 작용이 멈추게 된다.
이때, 상기 챔버(210)에 이웃하게 위치하는 체크밸브(230) 내부에서는 플런저(110)가 도면상 우측으로 복귀함에[0071]
따라 밸브플런저(233)와 체크볼(231)이 우측으로 이동하게 됨으로써, 고정된 밸브시트(232)로부터 체크볼(231)
이 이격되면서 상기 체크밸브(230)는 개방된다.
이와 함께, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이 상기 체크밸브(230)로부터 스로틀밸브(220) 사이의 유로에서는 순간[0072]
적으로 부압이 형성되면서 대기압밸브(240)에 마련된 볼(242)이 일시적으로 도면상 우측으로 이동하게
됨으로써, 밸브시트(241)로부터 볼(242)이 이격되면서 상기 대기압밸브(240)가 개방되는 것이다.
이때, 상기 대기압밸브(240)에 마련된 볼(242)이 밸브실(243) 우측 개구를 폐쇄하기는 어렵지만, 이를 대비하여[0073]
십자형 요홈(245)을 형성한다면 볼(242)이 밸브실(243) 우측 개구를 막는 현상을 원천적으로 예방할 수도 있게
된다.
이에 따라, 상기 챔버(210)에는 대략 10㎲ 정도 순간적으로 대기압이 작용하고, 이러한 대기압은 출력포트(W)를[0074]
통해 핸들러나 마운터 등과 같은 미도시한 진공흡착용 공압기구에 공급되어, 반도체 칩과 같은 소형 부재를 진
공으로부터 대기압으로 해방시키게 되는 것이다.
3) 정압이 작용하는 상태[0075]
마지막으로, 정압이 작용하는 상태는 도 6(a)에 도시한 바와 같이, 부압에서 정압으로 완전히 절환되어 정압이[0076]
출력포트(W)에 작용하는 상태이다.
등록특허 10-1143447
- 7 -
솔레노이드인 절환수단(100)이 오프로 제어되고 대략 10㎲ 이후에는 도 6 및 도 9에 도시한 바와 같이, 일시적[0077]
으로 도면상 우측으로 이동하였던 대기압밸브(240)의 볼(242)이 정압포트(P)로부터 스로틀밸브(220)를 거친 정
압 및 코일스프링(244)의 부세력에 의해 다시 도면상 좌측으로 이동하게 되며, 이에 따라, 도 9의 (b)와 같이
상기 볼(244)이 밸브시트(241)에 닿게 되어, 상기 대기압밸브(240)는 폐쇄된다.
그리고, 이미 개방되어 있는 상태의 체크밸브(230)를 통해 정압이 챔버(210) 내부에 작용하게 되며, 이러한 정[0078]
압은 출력포트(W)를 통해 핸들러나 마운터 등과 같은 미도시한 진공흡착용 공압기구에 공급됨으로써, 반도체 칩
과 같은 소형 부재를 진공으로부터 일시적으로 대기압으로 해방시킨 후 오버슈트 없이 정위치에 정확하게 안착
시킬 수 있는 것이다.
이때, 스로틀밸브(220)는 조절나사(221)를 통해 니들(222)의 위치를 가변시켜 정압의 세기를 조절할 수도 있게[0079]
된다.
따라서, 본 발명의 진공흡착용 절환밸브는 진공흡착용 공압기구에 부압을 공급하여 반도체 칩 등의 소형 부재를[0080]
이송한 후, 순간적으로 대기압을 공급하여 진공의 파괴를 실시하고, 이후 정압을 공급함으로써 오버슈트의 발생
을 막아 항상 정위치에 소형 부재를 안착시킬 수 있으며, 특히, 하나의 솔레노이드만으로 모든 절환 제어가 가
능하여 제어로직을 단순화시키는 동시에 기기 자체의 소형화를 실현할 수 있다는 탁월한 이점을 지닌 발명인 것
이다.
상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명의 범위는 상기의 도면이[0081]
나 실시예에 한정되지 않는다.
도면의 간단한 설명
도 1은 일반적인 진공흡착용 절환밸브를 도시하는 회로도,[0082]
도 2는 종래의 진공흡착용 절환밸브를 도시하는 회로도,[0083]
도 3은 종래의 진공흡착용 절환밸브를 도시하는 단면도,[0084]
도 4는 본 발명의 진공흡착용 절환밸브가 출력포트로 부압을 공급하고 있는 [0085]
상태를 도시하는 도,[0086]
도 5는 본 발명의 진공흡착용 절환밸브가 출력포트로 대기압을 공급하고 [0087]
있는 상태를 도시하는 도,[0088]
도 6은 본 발명의 진공흡착용 절환밸브가 출력포트로 정압을 공급하고 있는 [0089]
상태를 도시하는 도,[0090]
도 7의 (a) 및 (b)는 각각 도 4의 X 및 Y부분에 대한 확대단면도[0091]
도 8의 (a) 및 (b)는 각각 도 5의 X' 및 Y'부분에 대한 확대단면도,[0092]
도 9의 (a) 및 (b)는 각각 도 5의 X'' 및 Y''부분에 대한 확대단면도.[0093]
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>[0094]
100 : 절환수단(솔레노이드) 110 : 플런저[0095]
200 : 밸브몸체 210 : 챔버[0096]
220 : 스로틀밸브 221 : 조절나사[0097]
222 : 니들 230 : 체크밸브[0098]
231 : 체크볼 232 : 밸브시트[0099]
233 : 밸브플런저 234 : 밸브실[0100]
240 : 대기압밸브 241 : 밸브시트[0101]
등록특허 10-1143447
- 8 -
242 : 볼 243 : 밸브실[0102]
244 : 코일스프링 245 : 십자형 요홈[0103]
P : 정압포트 V : 부압포트[0104]
W : 출력포트 A : 대기압포트[0105]
도면
도면1
도면2
등록특허 10-1143447
- 9 -
도면3
등록특허 10-1143447
- 10 -
도면4
등록특허 10-1143447
- 11 -
도면5
등록특허 10-1143447
- 12 -
도면6
등록특허 10-1143447
- 13 -
도면7
등록특허 10-1143447
- 14 -
도면8
등록특허 10-1143447
- 15 -
도면9
등록특허 10-1143447
- 16 -