JP2019528234A - 真空断熱ガラスパネルの製造方法及びシールキャップ閉鎖装置 - Google Patents

真空断熱ガラスパネルの製造方法及びシールキャップ閉鎖装置 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、二枚のガラスパネルの間の空気を排気して密封するための真空断熱ガラスパネルの製造方法とシールキャップの閉鎖装置を開示する。【解決手段】本発明のシールキャップ閉鎖装置は、クランプユニット、ホルダーと昇降装置で構成されている。クランプユニットは、ガラスパネル組立体の下面側の端に形成されている排気孔と隣接するガラスパネル組立体の端にクランプされ、排気孔と整列されるように形成されているガイド穴を有している。ホルダーは、ガイド穴に沿って運動することができるようガイド穴に装着されており、排気孔を閉鎖するためのガラスはんだが塗布されているシールキャップを保持する。昇降装置は、排気穴がシールキャップによって閉鎖されるようガイド穴に沿ってホルダーを運動させてシールキャップを排気孔の周囲に押しつける。 本発明に係る真空断熱ガラスパネルの製造方法は、、シールキャップに塗布されているガラスはんだを真空チャンバに投入する前に、加熱した後、真空チャンバ内に投入されたシールキャップを乗り場値動作によって押し排気孔の周囲に接合する。本発明によれば、シールキャップを保持するホルダーをクランプユニットに装着した後、クランプユニットをガラスパネル組立体にクランプすることにより、シールキャップによって排気穴を正確に閉鎖することができる。【選択図】 図1

Description

本発明は、真空断熱ガラスパネル(Vacuum insulation glass panel)に関するもので、より詳しくは、二枚のガラスパネルの間の空気を排気して密封するための真空断熱ガラスパネル製造方法及びシールキャップ閉鎖装置に関するものである。
真空断熱ガラスパネルは、住宅やビルなど建物の冷暖房効率をアップさせるために建具(サッシ)や外壁に用いられている。真空断熱ガラスパネルは、互いに平行に離隔されている二枚のガラスパネルを含んでいる。二枚のガラスパネルの間の空間を大気圧より低く減圧された状態に維持するためにガラスパネルの端はシール(Seal)によって密封されている。ガラスパネルの間の空間は、複数のスペーサー(Spacer)によって支持されている。
ガラスパネルの間の空間をポンピングアウト(Pumping out)または空気の排気によって真空に形成するためにガラスパネルのいずれかに開口部または排気孔が形成されている。ガラス管(Glass tube)は開口部に接続され、真空装置(Vacuum equipment)がガラス管に接続される。真空装置の作動により空間の排気を行った後、ガラス管は、溶融によって密封して、空間の真空を維持させる。しかし、ガラス管がガラスパネルの表面に突出しているようになる。また、ガラス管は破損する恐れがある。
韓国公開特許公報公開番号第10-2013-0076783号「真空断熱ガラスパネルの製造方法及びこれにより製造されたガラスパネル」が開示されている。この特許文献の方法は、ガラスはんだ(Glass solder)を二枚のガラスパネル中のいずれかに形成されている開口部の周囲に塗布し、ガラスや金属の閉鎖キャップ(Closing-off cap)をガラスはんだの上に配置させる。二枚のガラスパネルを真空オーブン(Vacuum oven)に投入した後、開口部を介してガラスパネルの間の空間から空気を排気する。ガラスはんだが軟化温度に達すると、閉鎖キャップをプランジャー(Plunger)で押し、開口部を密封する。
大韓民国公開特許公報第10−2013−0076783号
前記のような真空断熱ガラスパネルの製造方法は、いくつかの問題を有する。第一に、閉鎖キャップはスプリング(バネ)のような部材によって開口部の上部に配置されて維持されるため、ガラスパネルの移動中に閉鎖キャップの位置変動や脱落が発生して開口部を正確に閉鎖できない不具合が発生する可能性がある。第二に、閉鎖キャップの閉鎖後、部材がガラスパネルの中に残留され騒音や破損を発生させる原因となっている。第三に、真空断熱ガラスパネルのサイズ(Size)によりガラスパネルに形成される開口部の位置が変更されるため、閉鎖キャップを押しつけるためのプランジャーのセッティング(Setting)がかなり複雑になる。
本発明は、前記のような様々な問題を解決するためのものである。本発明の目的は、ガラスパネルの排気孔を閉鎖するためのシールキャップを安定的に支持して排気孔を正確に閉鎖することができる新しい真空断熱ガラスパネルの製造方法及びシールキャップ閉鎖装置を提供するものである。
本発明の他の目的は、シールキャップを支持するための部材と同じ異物がガラスに残留しないようにしながら、排気孔を閉鎖することができる真空断熱ガラスパネルの製造方法及びシールキャップの閉鎖装置を提供するものである。
本発明のさらなる目的は、サイズの異なるガラスパネル製造工程をシンプルにして自動化できる真空断熱ガラスパネルの製造方法及びシールキャップの閉鎖装置を提供するものである。
本発明の一側面によると、真空断熱ガラスパネルのシールキャップ閉鎖装置が提供される。本発明に係る真空断熱ガラスパネルのシールキャップ閉鎖装置は、ガラスパネル組立体の下面側の端に形成されている排気孔と隣接する(隣り合う)ガラスパネル組立体のエッジ(端)にクランプ(clamping)され、排気孔と整列されるように形成されているガイド穴を有するクランプユニットと;ガイド穴に沿って運動できるようにガイド穴に装着されていて、排気孔を閉鎖するためのガラスはんだが塗布されているシールキャップを保持するホルダーと;排気孔がシールキャップによって閉鎖されるようガイド穴に沿ってホルダーを運動させてシールキャップを排気孔の周囲に押しつける昇降手段とを含む。
本発明に係る真空断熱ガラスパネルのシールキャップ閉鎖装置において、昇降手段はシールキャップを排気孔の周囲にスムーズに押すため、ラックアンドピニオン機構(Rack and pinion mechanism)、レバー(Lever)、プランジャー、カム機構(Cam mechanism)などから構成することができる。
本発明の他の様態に係る真空断熱ガラスパネルの製造方法は、エッジ(端)が密封されている二枚のガラスパネル中いずれかのガラスパネルに排気孔が形成されているガラスパネル組立体を準備するステップと;排気孔を閉鎖するためのシールキャップにガラスはんだを塗布して準備するステップと;シールキャップを排気孔の周囲に押しつけることができるシールキャップ閉鎖装置にシールキャップを保持させた後、シールキャップが排気孔の下側に配置されるようシールキャップ閉鎖装置をガラスパネル組立体にクランプするステップと;ガラスはんだが軟化されるように、ガラスはんだを加熱するステップと;ガラスパネル組立体を真空チャンバに投入した後、排気するステップと;シールキャップ閉鎖装置の作動によりシールキャップを排気孔の方に押して軟化されているガラスはんだを排気孔の周囲に接合するステップとを含む。
本発明に係る真空断熱ガラスパネルの製造方法及びシールキャップの閉鎖装置は、シールキャップを保持するホルダーをクランプユニットに装着した後、クランプユニットをガラスパネル組立体にクランプすることにより、シールキャップによって排気孔を正確に閉鎖することができる。また、シールキャップがホルダーに保持されることによってシールキャップを支持するための部材と同じ異物がガラスパネルの組立体に残留しないようにしながら、排気孔を閉鎖することができる。また、排気孔の位置に合わせてクランプユニットに装着されるホルダーの位置を簡単にセッティングすることができるので、サイズが異なるガラスパネルの製造工程を単純化し、自動化することができる。本発明に係る真空断熱ガラスパネルの製造方法は、シールキャップに塗布されているガラスはんだを真空チャンバに投入する前に、加熱することができるから、熱エネルギー効率を高めることができる。
は、本発明に係る第1の実施形態のシールキャップ閉鎖装置を示す斜視図である。
は、本発明に係る第1の実施形態のシールキャップ閉鎖装置を部分的に切除して示す正面図である。
は、本発明に係る第1の実施形態のシールキャップ閉鎖装置を分離して示した斜視図である。
は、本発明に係る第1の実施形態のシールキャップ閉鎖装置によるシールキャップの準備状態を説明するため部分的に示す断面図である。
は、本発明に係る第1の実施形態のシールキャップ閉鎖装置によるシールキャップの閉鎖状態を部分的に切除して示す正面図である。
は、本発明に係る第2の実施形態のシールキャップ閉鎖装置を示す斜視図である。
は、本発明に係る第3の実施形態のシールキャップ閉鎖装置を示す斜視図である。
は、本発明に係る第3の実施形態のシールキャップ閉鎖装置を分離して示した斜視図である。
は、本発明に係る第3の実施形態のシールキャップ閉鎖装置によるシールキャップの準備状態を説明するため部分的に示す断面図である。
は、本発明に係る第3の実施形態のシールキャップ閉鎖装置によるシールキャップの閉鎖状態を部分的に切除して示す正面図である。
は、本発明に係る第4の実施形態のシールキャップ閉鎖装置を部分的に切除して示す正面図である。
は、図11のXII-XII線断面図である。
は、本発明に係る第4の実施形態のシールキャップ閉鎖装置を分離して示した斜視図である。
は、本発明に係る第4の実施形態のシールキャップ閉鎖装置によるシールキャップの準備状態を説明するため部分的に示す断面図である。
は、本発明に係る第4の実施形態のシールキャップ閉鎖装置によるシールキャップの閉鎖状態を部分的に切除して示す正面図である。
は、本発明に係る第5の実施形態のシールキャップ閉鎖装置によるシールキャップの閉鎖状態を部分的に切除して示す正面図である。
は、本発明に係る第6の実施形態のシールキャップ閉鎖装置を示す斜視図である。
は、本発明に係る第6の実施形態のシールキャップ閉鎖装置を部分的に切除して示す正面図である。
は、本発明に係る第6の実施形態のシールキャップ閉鎖装置でシールキャップの他の実施例を示した斜視図である。
は、本発明に係る第6の実施形態のシールキャップ閉鎖装置を分離して示した斜視図である。
は、本発明に係る第6の実施形態のシールキャップ閉鎖装置によるシールキャップの準備状態を説明するため部分的に示す断面図である。
は、本発明に係る第6の実施形態のシールキャップ閉鎖装置によるシールキャップの閉鎖状態を部分的に切除して示す正面図である。
は、本発明に係る第6の実施形態のシールキャップ閉鎖装置でカムの作動を説明するため部分的に示す正面図である。
は、本発明に係る第7の実施形態のシールキャップ閉鎖装置を示す斜視図である。
本発明の他の目的、特定の長所と新規特徴は、添付された図面と関連される以下の詳細な説明と好ましい実施例から明確になるであろう。
以下、本発明に係る真空断熱ガラスパネルのシールキャップ閉鎖装置の好ましい実施例を添付した図面に基づいて詳しく説明する。
まず、図1乃至図5に、本発明に係る第1の実施形態のシールキャップ閉鎖装置が示されている。図1、図2、図4と図5を参照すると、ガラスパネル組立体10は、互いに間隔をおいて平行に対向する上部ガラスパネル12と下部ガラスパネル14を備える。上部と下部ガラスパネル12、14との間の空間16を真空(減圧)された状態に維持するために、上部と下部ガラスパネル12、14の端はシール(seal)18、例えば、ガラスはんだによって密封されている。ガラスパネル組立体10のサイズが大きい場合には、上部と下部ガラスパネル12、14との間の間隔を維持してガラスパネルが損傷されるのを防止するための複数のスペーサー20が上部と下部ガラスパネル12、14との間の空間16に配置される。スペーサー20は、小型のガラス円柱状や球状のものが使用されることができる。
排気孔22がガラスはんだ16によって区画される空間16と連通するよう下部ガラスパネル14の端片側に形成されている。図2、図4と図5に排気孔22は、下部ガラスパネル14の一方の縁部と隣接するように一つの排気孔が形成されていることが示されているが、ガラスパネルのサイズに応じて、複数の排気孔が形成されることもある。排気孔22は、シールキャップ30によって閉鎖される。シールキャップ30は、ガラスで製造することができる。ガラスはんだ40は、例えば、フリット(Frit)がシールキャップ30の上面に塗布されている。
図1に示されているように、ガラスパネル組立体10の排気は、真空チャンバ2やプロセスチャンバ(Process chamber)、真空オーブンの中で実施される。複数のガラスパネル組立体10は、よく知られているように、トレイ(Tray)に搭載されてコンベアの作動により、真空チャンバ2に投入される。真空チャンバ2は、ガラスパネル組立体10を連続的に投入する連続形(Continuous type)やガラスパネル組立体10を断続的に投入するバッチ型(Batch type)から構成されることができる。
図1〜図3を参照すると、本発明に係る第1の実施形態のシールキャップ閉鎖装置50Aは、シールキャップ30を排気孔22の周囲に押しシールキャップ30により排気孔22を閉鎖させる。第1の実施形態のシールキャップ閉鎖装置50Aは、排気孔22と隣接するガラスパネル組立体10の端にクランプされるクランプユニット(Clamping unit:60)を備える。クランプユニット60は、上部プレート(Top plate:62)、下部プレート(Bottom plate:64)、ジョイントプレート(Joint plate:66)とクランプスクリュー(Clamping screw:68)で構成されている。
上部プレート62は、上部ガラスパネル12の上面との間隔を置いて上部ガラスパネル12の上部に水平に配置される。下部プレート64は、上部プレート62と、互いに平行するように下部ガラスパネル14の下側に水平に配置される。下部プレート64の上面は、下部ガラスパネル14の下面に接触することができる。ガイド穴(Guide hole:64a)が排気孔22と整列されるように、下部プレート64の中央に形成されている。排気通路64bがガイド穴64aと接続されるように、下部プレート64の上面に形成されている。排気通路64bは、排気孔22を介して空気の排気がスムーズにチャンネル形(Channel shape)に形成されている。
ジョイントプレート66は、上部プレート62の一方の端と下部プレート64の一方の端を接続している。軸穴66aが下部プレート64の下に延長されているジョイントプレート66の下端部に形成されている。クランプスクリュー68は、上部ガラスパネル12をクランプすることができるよう、上部プレート62に締結されている。支持足部(例えば、円筒形支持足部)(Foot:70)が上部ガラスパネル12の上面を支持することができるようクランプスクリュー68の下端に結合されている。下部プレート64と支持足部70は、ガラスパネル組立体10を熱から保護することができるように、電気伝導度と熱伝導度が低い材料、例えばビスマス(Bismuth)で構成されている。シャフトブラケット(Shaft bracket:72)がジョイントプレート66と、互いに間隔を置いて対向するように下部プレート64の下面に結合されている。軸穴72aがジョイントプレート66の軸穴66aと整列されるように、シャフトブラケット72の下端部に形成されている。いくつかの実施例において、一対のシャフトブラケットが互いに間隔を置いて対向するように下部プレート64の下面に結合することができる。
図2〜図5を参照すると、本発明に係る第1の実施形態のシールキャップ閉鎖装置50Aは、排気孔22を閉鎖するためのシールキャップ30を保持するさせるためのホルダー(Holder:80)を備える。ホルダー80は、ガイド孔64aに沿って昇降するようにガイド穴64aに差し込まれている。シールキャップ30定着のための凹部(Recess:82)がホルダー80の上面に形成されている。穴(Bore:84)がホルダー80の下側に形成されている。
図1〜図4を参照すると、本発明に係る第1の実施形態のシールキャップ閉鎖装置50Aは、ホルダー80を上昇させてホルダー80に保持されているシールキャップ30を排気孔22の周りに押しつけるための昇降装置(Lifting device:100)を備える。昇降装置100は、ハンドル(Handle:110)、リターンスプリング(Return spring:120)、ラックアンドピニオン機構(Rack and pinion mechanism:130)とドッグ(Dog:140)で構成されている。
ハンドル110またはレバー(Lever)はジョイントプレート66の軸穴66aとシャフトブラケット72の軸穴72aに差し込まれているシャフト112を中心に回転することができるように装着されている。リターンスプリング120は、ハンドル110を初期位置に復帰させることができるように弾性力をハンドル110に与える。リターンスプリング120は、ジョイントプレート66とハンドル110を接続するようにシャフト112に装着されるねじりばね(Torsion spring)で構成されることができる。また、リターンスプリング120は、ジョイントプレート66とハンドル110との間に接続されているコイルスプリング(Coil spring)で構成することもできる。
ラックアンドピニオン機構130は、ハンドル110の回転運動(Rotary motion)を直線運動(Linear motion)に変換してホルダー80を昇降させる。ラックアンドピニオン機構130は、ホルダー80の昇降のためにホルダー80の下部に昇降できるように配置されているラック132と、ハンドル110のシャフト112に装着されており、ラック132と噛み合っているピニオン134で構成されている。ラック132の上部は、ボア84内に挿入されている。ピニオン134は、ハンドル110と一緒に回転され、ラック132を昇降させてホルダー80を昇降させる。いくつかの実施例において、ピニオン134は、ハンドル110の下端部に装着されることができる。また、ピニオン134は、ハンドル110の下端部やシャフト112の外面に形成されるセクターギア(Sector gear)で構成することもできる。ラック132は、ホルダー80に結合されたりホルダー80と一体型で構成されたりすることができる。
ホルダー80とラック132は、ガラスパネル組立体10に接触する部分、すなわち下部プレート64と支持足部70の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する材料、例えば無酸素銅(Oxygen- free copper)、石英ガラス(Quartz glass)などで構成されることができる。このようにガラスパネル組立体10と接触する部分の熱伝導率がガラスはんだ40に熱を伝達して加熱するための部品でホルダー80とラック132の熱伝導率よりも低く設定されることにより、ガラスはんだ40の加熱時ガラスパネル組立体10に伝達される熱を減らしてガラスパネル組立体10の損傷を防止することができる。
ドッグ(Dog:140)は、ガラスパネル組立体10の排気の後、ハンドル80を回転させることができるよう真空チャンバ2の片側に装着されている。図1にドッグ140は、真空チャンバ2の内面に装着されているプレートの形で構成されていることが示されているが、これは例示的なものでドッグ140は、丸棒(Round bar)、ピン(Pin)、ブラケット(Bracket)など、様々な形態で構成されることができる。
昇降装置100は、ホルダー80とラック132との間に装着されているコイルスプリング150をさらに備える。コイルスプリング150の上部は、ボア84に収容されている。コイルスプリング150は、ホルダー80とラック132に作用する衝撃を緩衝させる。いくつかの実施例において、コイルスプリング150は、その弾性力によって凹部82に置かれているシールキャップ30が下部ガラスパネル14の下面から離れる方向にホルダー80を弾性偏向(Elastic bias)させるように構成することができる。
図2と図3を参照すると、昇降装置100は、ラック132の昇降を案内するためのリニアガイド(Linear guide:160)に一対のガイドバー(Guide bar:162)をさらに備える。ガイドバー162は、下部プレート64の両側に垂直に結合されている。ガイドバー162は、ラック132の両側に形成されている一対のガイド穴132aに挟まれて、ラック132の昇降を直線運動に案内する。いくつかの実施例において、リニアガイドは、下部プレート64に装着されるガイドレール(Guide rail)と、ガイドレールに沿ってスライドできるように、ラック132に装着されるスライダー(Slider)を有するモノレールタイプ(Monorail type)で構成することもできる。
これからは、このような構成を有する本発明に係る第1の実施形態のシールキャップ閉鎖装置の作用を説明する。
まず、図1、図2と図4を参照すると、シールキャップ30の上面の端にガラスはんだ40を塗布した後、シールキャップ30をホルダー80の凹部82に定着させる。シールキャップ30がホルダー80に保持されているシールキャップ閉鎖装置50Aは、クランプユニット60によってガラスパネル組立体10にクランプさせる。排気孔22が形成されているガラスパネル組立体10の端を上部と下部プレート62、64の間に挟んだ後、クランプスクリュー68を締結することになると、支持足部70が上部ガラスパネル12の上面に支持され、下部プレート64が下部ガラスパネル14の下面に支持され、ガラスパネル組立体10がクランプユニット60にクランプされる。ハンドル110の初期位置からシールキャップ30は、排気孔22から離れていることになる。このようにシールキャップ30がホルダー80に保持された状態で、クランプユニット60をガラスパネル組立体10にクランプさせることで、排気孔22とシールキャップ30が整列されるようにシールキャップ30を簡単かつ正確にセッティングすることができる。したがってサイズが異なる真空断熱ガラスパネルの製造工程を簡略化させることができる。
続いて、ガラスパネル組立体10のクランプが完了すると、ガラスはんだ40を加熱して軟化させる。ガラスはんだ40は、真空チャンバ2と分離されている別の加熱チャンバ(Heating chamber)の中でヒーター(Heater)の加熱により発生する輻射熱によって軟化させることができる。このようにガラスパネル組立体10を真空チャンバ2に投入する前に、ガラスはんだ40を加熱することにより、真空チャンバ2内で輻射熱によりガラスはんだ40を加熱することよりも、熱エネルギー効率を高めることができる。
ガラスはんだ40の軟化後、ガラスパネル組立体10は、コンベアのトレイに搭載されて、真空チャンバ2内に投入される。ガラスパネル組立体10が真空チャンバ2に投入されると、真空チャンバ2の排気を行う。ガラスパネル組立体10の中の空気は、排気孔22と排気通路64bを介して真空チャンバ2の外に排気される。排気時ガラスパネル組立体10は、コンベアの作動により、真空チャンバ2に沿って並進運動することができる。
図1と図2、図5を参照すると、ガラスパネル組立体10の排気後、ガラスパネル組立体10は、コンベアの作動により、真空チャンバ2の前方に並進運動される。ガラスパネル組立体10が並進運動されながら昇降装置100のハンドル110は、ドッグ140にかかって回転される。ピニオン134がハンドル110と一緒に回転してラック132を上昇させる。ラック132の上昇により、コイルスプリング150が圧縮され、ホルダー80を上昇させる。ホルダー80は、ガイド穴64aに沿って上昇され、シールキャップ30を排気孔22の周囲に押すことになる。これにより軟化されていたガラスはんだ40が、排気孔22の周囲に接合され、シールキャップ30が、排気孔22を完全に閉鎖させる。
続いて、シールキャップ30による排気孔22の閉鎖が完了した後、ガラスパネル組立体10は、コンベアの作動により、真空チャンバ2の外に排出される。ハンドル110は、ドッグ140を通り過ぎながらリターンスプリング129の弾性力によって初期位置に復帰される。ハンドル110が復帰され、ピニオン134が回転してラック132を下降させ、ラック132の下降によりホルダー80が下降され、初期位置に復帰される。このように、真空チャンバ2内で昇降装置100の作動によりシールキャップ30を排気孔22の周囲に押して閉鎖させることができるので、ガラスパネル組立体10の製造工程を簡単に自動化することができる。また、排気孔22の位置と関係なく、ハンドル110とドッグ140の接触によってシールキャップ閉鎖装置50Aを動作させることができるので、サイズの異なる複数のガラスパネル組立体10をコンベアに搭載して、真空チャンバ2に投入することができる。したがってガラスパネル組立体10の多品種少量生産が可能でありながら、製造工程を簡単に自動化することができる。
図6に、本発明に係るシールキャップ閉鎖装置の第2の実施例が示されている。図6を参照すると、第2の実施形態のシールキャップ閉鎖装置50Bと、前述の第1の実施形態のシールキャップ閉鎖装置50Aの違いは、真空チャンバ2の中でハンドル110を回転させることができるようプッシング・アクチュエータ(Pushing actuator:170)が装着されていることにある。プッシング・アクチュエータ170は、アクチュエータ172と、ハンドル110を回転させることができるようアクチュエータ172に接続されているプッシャー(Pusher:174)で構成されている。プッシング・アクチュエータ172は、空気圧ロッドレス・リニア・アクチュエータ(Pneumatic rodless linear actuator)、ソレノイド・アクチュエータ(Solenoid actuator)、リード・スクリュー・リニア・アクチュエータ(Lead screw linear actuator)、ベルト駆動型リニア・アクチュエータ(Belt driven linear actuator)などで多様に構成されることができる。
真空チャンバ2が配置型で構成されている場合は、配置型の真空チャンバ内に投入されるガラスパネル組立体10は、前方に移動されず、停止されているようになる。ガラスパネル組立体10の排気後、アクチュエータ172の作動によりプッシャー174が前進されて、ハンドル110を回転させる。ハンドル110の回転によりラックアンドピニオン機構130が連動されホルダー80を上昇させてシールキャップ30を排気孔22の周囲に押し、排気孔22を閉鎖させる。シールキャップ30による排気孔22の閉鎖が完了した後、アクチュエータ172の作動によりプッシャー174が後退されて、ハンドル110を復帰させる。
図7〜図10に、本発明に係るシールキャップ閉鎖装置の第3の実施例が示されている。図7〜図10を参照すると、第3の実施例のシールキャップ閉鎖装置50Cで第1及び第2シールキャップ閉鎖装置50A、50Bと同一の構成には同一の符号を付与し、それについて詳しい説明は省略する。昇降装置200は、ホルダー80の昇降のためにレバー210、リターンスプリング220とドッグ230を備える。レバー210は、クランプユニット60の片側にシャフト212を中心に回転することができるように装着されている。レバー210は、ホルダー80を昇降させることができるように下部に延長されている加圧部(Pressing portion:214)を有する。ボス(Boss:216)が加圧部214の上面の端に形成されている。レバー210の回転時加圧部214は、ホルダー80の下部を支持してホルダー80を昇降させる。いくつかの実施例において、レバー210は、その末端部がホルダー80の一方の、例えば溝や穴の中にかかってホルダー80を昇降させるように構成することもできる。
リターンスプリング220は、レバー210を初期位置に復帰させることができるように、シャフト212に装着されているトーションスプリングで構成されている。ドッグ230は、ガラスパネル組立体10の排気の後、レバー210を回転させることができるよう真空チャンバ2の片側に装着されている。真空チャンバ2が配置型で構成されている場合は、ドッグ230は、前述のプッシング・アクチュエータ170に置き換えることができる。コイルスプリング240がホルダー80に作用される衝撃を緩衝させることができるようにホルダー80と加圧部214との間に、より装着されている。コイルスプリング240は、ホルダー80のボア84内に収容されている。ボス216は、コイルスプリング240に差し込まれている。いくつかの実施例において、コイルスプリング240は、ホルダー80を下方に弾性偏向させることができるようにガイド穴64a内に装着されることもある。
図7、図9と図10を参照すると、ガラスパネル組立10が真空チャンバ2内で並進運動されながら、レバー210がドッグ230にかかって回転されると、加圧部210がコイルスプリング240を圧縮させながらホルダー80を上昇させる。ホルダー80は、ガイド穴64aに沿って上昇され、シールキャップ30を排気孔22の周囲に押さえることになる。これにより軟化されていたガラスはんだ40が、排気孔22の周囲に接合され、シールキャップ30が、排気孔22を完全に閉鎖させる。
図11〜図15に、本発明に係るシールキャップ閉鎖装置の第4の実施例が示されている。 図11〜図15を参照すると、第4の実施形態のシールキャップ閉鎖装置50Dで第1シールキャップ閉鎖装置50Aと同一の構成には同一の符号を付与し、それについて詳しい説明は省略する。昇降装置300は、ホルダー80の昇降のためにプランジャー310とプッシング・アクチュエータ320を備える。プランジャー310は、ガイド穴孔64aに沿って昇降するようにガイド穴64aに差し込まれている。プランジャー310の下端は、ガイド穴64aの下方に突出している。傾斜接触面312がプランジャー310の下端に形成されている。
プッシング・アクチュエータ320は、真空チャンバ2に投入されるガラスパネル組立体10の下側からプランジャー310を昇降させることができるように、真空チャンバ2内に装着されている。プッシング・アクチュエータ320は、ガラスパネル組立体10の下側に配置されるよう、真空チャンバ2内に装着されているアクチュエータ322と、プランジャー310を昇降させることができるようにアクチュエータ322に接続されているプッシャー324で構成されている。プッシャー324は、プランジャー310の傾斜接触面312と、互いに対応する関係で接触できるように形成されている傾斜接触面326を有している。アクチュエータ322の作動によりプッシャー324が上昇している状態で、ガラスパネル組立体10が真空チャンバ2の前面に向かって並進運動されると、プランジャー310の傾斜接触面312がプッシャー324の傾斜接触面326に接触され、プランジャー310が上昇される。いくつかの実施例において、ガラスパネル組立体10が真空チャンバ2内の設定位置に停止される場合、プッシング・アクチュエータ320は、プッシャー324が上昇され、プランジャー310を上昇させるように構成することができる。
昇降装置300は、プランジャー310の直線運動を案内するリニアガイド330をさらに備える。リニアガイド330は、ガイド穴64aの内面に軸方向に沿って形成されているガイド溝(Guide groove:332)と、ガイド溝332に沿ってスライディング(Sliding)できるようにプランジャー310の外面に形成されているスライダー(Slider:334)で構成されている。いくつかの実施例において、リニアガイド330は、プランジャー310の直線運動が案内されるようにガイド穴64aとプランジャー310に、互いに対応する関係で接触する平坦面を形成することで代わることができる。
昇降装置300は、ホルダー80に作用される衝撃を緩衝させることができるようにホルダー80とプランジャー310の間に、より装着されているコイルスプリング340を備える。いくつかの実施例において、コイルスプリング340は、ホルダー80またはプランジャー310を下方に弾性偏向させることができるようにガイド穴64a内に装着されることもある。また、図11と図13〜図15にホルダー80とプランジャー310は、分離されていることが示されているが、これは例示的なものでホルダー80とプランジャー310は、一体型で形成されるか、または結合することができる。この場合には、コイルスプリング340は、プランジャー310を下方に弾性偏向させることができるようにガイド穴64a内に装着される。
図14と図15を参照すると、ガラスパネル組立体10が真空チャンバ2内に投入されて排気が完了すると、アクチュエータ322の作動によりプッシャー324が上昇される。ガラスパネル組立体10がコンベアの作動により、真空チャンバ2の前方に並進運動されると、プランジャー310の傾斜接触面312がプッシャー324の傾斜接触面326に接触され、プランジャー310が上昇される。プランジャー310の上昇により、コイルスプリング340が圧縮され、ホルダー80を上昇させる。ホルダー80は、ガイド穴64aに沿って上昇され、シールキャップ30を排気孔22の周囲に押すことになる。これにより軟化されていたガラスはんだ40が、排気孔22の周囲に接合され、シールキャップ30が、排気孔22を完全に閉鎖させる。プランジャー310がプッシャー324を通り過ぎると、アクチュエータ322の作動によりプッシャー324が下降され、初期位置に復帰される。
図16に、本発明に係るシールキャップ閉鎖装置の第5の実施例が示されている。図16を参照すると、第5の実施形態のシールキャップ閉鎖装置50Eと、前述の第4シールキャップ閉鎖装置50Dの違いは、プランジャー310の下端部にプッシャー324との転がり接触(Rolling contact)のためのローラー350が装着されている点にある。ローラー350は、プッシャー324と接触時のシャフト352を中心に回転して摩擦抵抗を低減させることになる。したがってプッシャー324によるプランジャー310の昇降が円滑になる。
図17〜図23に、本発明に係るシールキャップ閉鎖装置の第6の実施例が示されている。図17、図18と図20〜図23を参照すると、第6の実施形態のシールキャップ閉鎖装置50Fで第1シールキャップ閉鎖装置50Aと同一の構成には同一の符号を付与し、それについての詳しい説明は、省略する。第6の実施形態のシールキャップ閉鎖装置50Fは、ホルダー80に保持されているシールキャップ30を排気孔22の周囲に押しつけるためのリフトでカム機構(Cam mechanism:400)を備える。
図19を参照すると、真空チャンバや真空オーブンの中でガラスパネル組立体10の排気後、ガラスはんだ40を軟化温度に加熱された場合には、ガラスはんだ40は、排気孔22とシールキャップ30の間に少なくとも一つの排気通路42を形成する様々なパターン(Pattern:44、46、48)にシールキャップ30の上面に塗布することができる。いくつかの実施例において、ガラスはんだ40は、排気孔22の周囲に塗布されることもできる。
図19の(a)に図示されているように、パターン44は、シールキャップ30の端と近くに配置されて排気通路42の形成のために少なくとも一つの不連続区間を有する第1のパターン44aと、シールキャップ30の端から第1のパターン44aよりも遠く、第1パターン44aの不連続区間に隣接するように配置されている第2パターン44bを備える。図19の(b)に図示されているように、パターン46は、排気通路42の形成のために、第1パターン46aの不連続区間の一方の端を、第2パターン46bに一端接続するように形成されている第3のパターン46cを備える。図19の(c)に図示されているように、パターン48は、シールキャップ30の端に排気通路42を有する歯形(鋸歯形態)の凹凸48aに形成されている。ガラスはんだ40が加熱されて軟化されている状態で、シールキャップ30を排気孔22の周囲に押してあげると、シールキャップ30が下部ガラスパネル14の下面に密着され、排気通路42が塞がるようになる。
図17、図18、図20と図23を参照すると、カム機構400は、カムシャフト(Cam shaft:402)、タペット(Tappet:404)とコイルスプリング(Coil spring:406)で構成されている。カムシャフト402は、シャフト402aとカム402bで構成されている。シャフト402aの両端は、ジョイントプレート66の軸穴66aとシャフトブラケット72の軸穴72Aに回転運動できるように取り付けられている。図23に詳しく示されているように、カム402bは、シャフト402aの外面中央に形成されている。カム402bは、カムヒル(Cam heel:402c)と、カムヒル402cの片側に突出しているカムローブ(Cam lobe:402d)を備える。
タペット404またはカムフォロワー(Cam follower)はホルダー80とカム402bとの間に装着されている。タペット404の上部はボア84に差し込まれており、下部にはカム402bに支持されている。タペット404がカムヒル402cに支持されていれば、ホルダー80とタペット404が下降されてシールキャップ30は、下部ガラスパネル14から離れているようになる。タペット404がカムローブ402dに支持されていれば、ホルダー80とタペット404が上昇してシールキャップ30を下部ガラス14の下面に押すことになる。ホルダー80とタペット404は、ガラスパネル組立体10に接触する部分、すなわち下部プレート64と支持足部70の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する材料、例えば無酸素銅、石英ガラスなどで構成されることができる。このようにガラスパネル組立体10と接触する部分の熱伝導率がシールキャップ30を有してガラスはんだ40を加熱するための部品でホルダー80とタペット404の熱伝導率よりも低く構成されることにより、ガラスはんだ40の加熱時の熱によるガラスパネル組立体10の損傷を最小限に抑えることができる。
コイルスプリング406は、ホルダー80とタペット404との間に介在されるようにボア84内に装着されている。コイルスプリング406は、ホルダー80とタペット404に作用する衝撃を緩衝させる。いくつかの実施例において、コイルスプリング406は、その弾性によって凹部82に置かれているシールキャップ30が下部ガラスパネル14の下面に接触するようタペット404に対してホルダー80を弾性偏向させることができる。
図18と図20を参照すると、カム機構400は、タペット404の昇降を案内するためのリニアガイドに一対のガイドバー408をさらに備える。ガイドバー408は、下部プレート64の両側に垂直に結合されている。ガイドバー408は、タペット404の両側に形成されている一対のガイド穴404aに挟まれてタペット404の昇降を直線運動に案内する。いくつかの実施例において、リニアガイドは、下部プレート64に装着されるガイドレールと、ガイドレールに沿ってスライドできるようにタペット404に装着されるスライダーを持つモノレールタイプで構成することもできる。
図17、図18と図20を参照すると、カム機構400は、カムシャフト402を回転させるためのハンドル410またはレバーをさらに備える。ハンドル110は、シャフト402aの一方の端に結合されている。リターンスプリング402がハンドル410を初期位置に復帰させることができるように、シャフト402aとハンドル410との間に装着されている。リターンスプリング402は、トーションスプリングで構成されることができる。
図17、図18と図21を参照すると、ガラスはんだ40が塗布されているシールキャップ30は、ホルダー80の凹部82に安着させる。シールキャップ30がホルダー80に保持されているシールキャップ閉鎖装置50Fは、クランプユニット60によってガラスパネル組立体10にクランプさせる。ハンドル410の初期位置からタペット404は、カムヒル402cに支持されており、シールキャップ30は、排気孔22から離れていることになる。
図17、図22と図23を参照すると、ガラスパネル組立体10が真空チャンバ2内に投入されて排気が完了した後、コンベアの作動により並進運動されるカム機構400のハンドル410がドッグ404にかかって回転される。ハンドル410が回転されると、カムシャフト402が回転される。図7に示されているように、カムシャフト402の回転によりカムヒル402cに支持されていたタペット404がカムローブ402dに支持されながら上昇される。タペット404の上昇とともにホルダー80がガイド穴64aに沿って上昇され、シールキャップ30を排気孔22の周囲に押すことになる。これにより軟化されていたガラスはんだ40が、排気孔22の周囲に接合され、シールキャップ30が、排気孔22を完全に閉鎖させる。
続いて、シールキャップ30による排気孔22の閉鎖が完了した後、ガラスパネル組立体10は、コンベアの作動により、真空チャンバ2の外に排出される。ハンドル410は、ドッグ404を通り過ぎながらリターンスプリング402の弾性によって初期位置に復帰される。ハンドル410の復帰によりカムシャフト402が回転され、タペット404が再びカムヒル402cに支持され、タペット404と一緒にホルダー80が下降され、初期位置に復帰される。このように、真空チャンバ2内でカム機構400の作動によりシールキャップ30を排気孔22の周囲に押し閉鎖させることができるので、ガラスパネル組立体10の製造工程を簡単に自動化することができる。
図24に、本発明に係る真空断熱ガラスパネルのシールキャップ閉鎖装置の第7の実施例が示されている。図24を参照すると、第7実施例のシールキャップ閉鎖装置50Gと、前述の第6の実施形態のシールキャップ閉鎖装置50Fの違いは、真空チャンバ2の中でハンドル410を回転させることができるプッシング・アクチュエータにプッシャー(Pusher:422を有するアクチュエータ(Actuator:420)が装着されていることにある。
真空チャンバ2が配置タイプ(Batch type)で構成されている場合は、バッチタイプの真空チャンバ2内に投入されるガラスパネル組立体10は、並進運動されない。ガラスパネル組立体10の排気後、アクチュエータ420の作動によりプッシャー422が前進されて、ハンドル410を回転させる。ハンドル410の回転によりカムシャフト402とタペット404が連動されホルダー80を上昇させてシールキャップ30を排気孔22の周囲に押し、排気孔22を閉鎖させることになる。シールキャップ30による排気孔22の閉鎖が完了した後、アクチュエータ420の作動によりプッシャー422が後退されて、ハンドル410を復帰させる。
以上で説明した実施例は、本発明の好ましい実施例を説明したものに過ぎず、本発明の権利範囲は、説明された実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想と特許請求の範囲内で、この分野の当業者によって様々な変更、変形または置換が可能であり、そのような実施例は、本発明の範囲に属するものと理解されるべきである。
2:真空チャンバ
10:ガラスパネル組立体
12:上部ガラスパネル
14:下部ガラスパネル
16:上部と下部ガラスパネルとの間の空間
18:シール
20:スペーサー
22:排気孔
50A:第1の実施形態のシールキャップ閉鎖装置
60:クランプユニット
62:上部プレート
64:下部プレート
64b:排気通路
66:ジョイントプレート
68:クランプスクリュー
70:支持足部
72:シャフトブラケット
100:昇降装置
110:ハンドル
112:シャフト
134:ピニオン
140:ドッグ

Claims (18)

  1. ガラスパネル組立体の下面一方の端に形成されている排気孔と隣接する前記ガラスパネル組立体の端にクランプされ、前記排気孔と整列されるように形成されているガイド穴を有するクランプユニットと;
    前記ガイド穴に沿って運動することができるよう、前記ガイド穴に装着されており、前記排気孔を閉鎖するためのガラスはんだが塗布されているシールキャップを保持するホルダーと;
    前記排気孔が、前記シールキャップによって閉鎖されるように、前記ガイド穴に沿って、前記ホルダーを運動させて前記シールキャップを前記排気孔の周囲に押しつける昇降手段とを含む真空断熱ガラスパネルのシールキャップ閉鎖装置。
  2. 前記クランプユニットは、
    前記ガラスパネル組立体の上部に配置される上部プレートと;
    前記ガラスパネル組立体の下部に配置され、前記ガイド穴が形成されている下部プレートと;
    前記ガラスパネル組立体の上面を支持してクランプすることができるように前記上部プレートに締結されており、前記ガラスパネル組立体の上面に接触することができるよう、支持足部の下部に結合されているクランプスクリューからなる請求項1に記載の真空断熱ガラスパネルのシールキャップ閉鎖装置。
  3. 前記排気孔と、前記ガイド穴を接続するように前記下部プレートの上面に形成されている排気通路をさらに含む請求項2に記載の真空断熱ガラスパネルのシールキャップ閉鎖装置。
  4. 前記ホルダーは、前記ガラスパネル組立体と接触される前記下部プレートと前記支持足部よりも熱伝導率が高くなるように構成されている請求項2に記載の真空断熱ガラスパネルのシールキャップ閉鎖装置。
  5. 前記ガラスはんだは前記排気孔と前記シールキャップとの間に空気を排出することができるように形成されている排気通路を有するパターンで塗布されている請求項1に記載の真空断熱ガラスパネルのシールキャップ閉鎖装置。
  6. 前記昇降手段は、
    前記クランプユニットの一方の側に回転することができるように装着されているハンドルと;
    前記ハンドルが初期位置に復帰されるように、前記ハンドルに弾性力を与えるリターンスプリングと;
    前記ホルダーの昇降のために、前記ハンドルの回転運動を直線運動に変換して前記ホルダーに伝達するラックアンドピニオン機構と;
    前記ガラスパネル組立体の排気のために投入される真空チャンバの一方の側に前記ハンドルを回転させることができるよう取り付けられているドッグからなる請求項1ないし5のいずれか一項に記載の真空断熱ガラスパネルのシールキャップ閉鎖装置。
  7. 前記ラックアンドピニオン機構は、前記ホルダーの昇降のために、前記ホルダーの下部に昇降できるように配置されているラックと、前記ハンドルに装着されており、前記のラックとかみ合っているピニオンからなり、
    前記ホルダーと前記ラックとの間に装着されているコイルスプリングと;
    前記ラックの直線運動を案内するリニアガイドとをさらに備える請求項6に記載の真空断熱ガラスパネルのシールキャップ閉鎖装置。
  8. 前記昇降手段は、
    前記クランプユニットの一方の側に回転することができるように装着されているハンドルと;
    前記ハンドルが初期位置に復帰されるように、前記ハンドルに弾性力を与えるリターンスプリングと;
    前記ホルダーの昇降のために、前記ハンドルの回転運動を直線運動に変換して前記ホルダーに伝達するラックアンドピニオン機構と;
    前記ガラスパネル組立体が投入される真空チャンバの一方の側に前記ハンドルを回転させることができるように装着されているプッシング・アクチュエータからなる請求項1ないし5のいずれか一項に記載の真空断熱ガラスパネルのシールキャップ閉鎖装置。
  9. 前記昇降手段は、
    前記クランプユニットの一方の側に回転することができるように装着されており、前記ホルダーを昇降させることができるように下端部に延長されている加圧部を有するレバーと;
    前記ハンドルが初期位置に復帰されるように、前記ハンドルに弾性力を与えるリターンスプリングと;
    前記ガラスパネル組立体が投入される真空チャンバの一方の側に前記レバーを回転させることができるよう取り付けられているドッグからなる請求項1ないし5のいずれか一項に記載の真空断熱ガラスパネルのシールキャップ閉鎖装置。
  10. 前記昇降手段は、
    前記クランプユニットの一方の側に回転することができるように装着されており、前記ホルダーを昇降させることができるように底部に延長されている加圧部を有するレバーと;
    前記ガラスパネル組立体が投入される真空チャンバの一方の側に前記レバーを回転させることができるよう装着されているプッシング・アクチュエータからなる 請求項1ないし5のいずれか一項に記載の真空断熱ガラスパネルのシールキャップ閉鎖装置。
  11. 前記昇降手段は、
    前記ホルダーの昇降のために、前記のガイド穴に沿って昇降することができるよう、前記ガイド穴に差し込まれているプランジャーと;
    前記ガラスパネル組立体が投入される真空チャンバの一方の側に前記プランジャーを昇降させることができるように装着されているプッシング・アクチュエータからなる請求項1ないし5のいずれか一項に記載の真空断熱ガラスパネルのシールキャップ閉鎖装置。
  12. 前記ホルダーと前記プランジャーとの間に装着されているコイルスプリングと;
    前記プランジャーの直線運動を案内するリニアガイドとをさらに備える請求項11に記載の真空断熱ガラスパネルのシールキャップ閉鎖装置。
  13. 前記プッシング・アクチュエータは、前記ガラスパネル組立体の下部に配置されるように前記真空チャンバ内に装着されているアクチュエータと、前記プランジャーを昇降させることができるように、前記アクチュエータに接続されているプッシャーからなり、
    前記プッシャーと接触して転がり運動ができるよう、前記プランジャーの下端部に装着されているローラーとをさらに備える請求項11に記載の真空断熱ガラスパネルのシールキャップ閉鎖装置。
  14. 前記昇降手段は、
    前記クランプユニットの下部に回転運動するように装着されており、カムを有するカムシャフトと、
    前記カムの回転運動を直線運動に変換して前記ホルダーに転送するように、前記ホルダーと前記カムとの間に装着されているタペットと;
    前記ホルダーと前記タペットとの間に装着されているコイルスプリングからなる請求項1ないし5のいずれか一項に記載の真空断熱ガラスパネルのシールキャップ閉鎖装置。
  15. 前記カムシャフトを回転運動させることができるように、前記カムシャフトの片側に結合されているハンドルと;
    前記排気孔を通じた排気のために、前記ガラスパネル組立体が並進運動さ投入される真空チャンバの一方の側に前記ハンドルを回転させることができるよう取り付けられているドッグとをさらに含む請求項14に記載の真空断熱ガラスパネルのシールキャップ閉鎖装置。
  16. 前記カムシャフトを回転運動させることができるように、前記カムシャフトの片側に結合されているハンドルと;
    前記排気孔を通じた排気のために、前記ガラスパネル組立体が投入される真空チャンバの一方の側に前記ハンドルを回転させることができるよう取り付けられているプッシャーを持つアクチュエータとをさらに含む請求項14に記載の真空断熱ガラスパネルのシールキャップ閉鎖装置。
  17. エッジが密封されている二枚のガラスパネルのいずれかのガラスパネルに排気孔が形成されているガラスパネル組立体を準備するステップと;
    前記排気孔を閉鎖するためのシールキャップにガラスはんだを塗布して準備するステップと;
    前記シールキャップを前記排気孔の周囲に押しつけることができるシールキャップ閉鎖装置に前記シールキャップを保持させた後、前記シールキャップが前記排気孔の下側に配置されるように前記シールキャップ閉鎖装置を前記ガラスパネル組立体にクランプするステップと;
    前記ガラスはんだが軟化されるように、前記ガラスはんだを加熱するステップと;
    前記ガラスパネル組立体を真空チャンバに投入した後、排気するステップと;
    前記シールキャップ閉鎖装置の作動により前記シールキャップを前記排気孔に向かって押して軟化されている前記ガラスはんだを前記排気孔の周囲に接合するステップとを含む真空断熱ガラスパネルの製造方法。
  18. 前記シールキャップ閉鎖装置は、前記シールキャップを前記排気孔に向かって運動させることができる昇降手段を備え、前記シールキャップ閉鎖装置は、クランプされている前記ガラスパネル組立体を前記真空チャンバ内で並進運動させながら前記接合するステップは、前記排気するステップの後に、前記昇降手段の作動により、前記シールキャップを前記排気孔に向かって押すように構成されている請求項17に記載の真空断熱ガラスパネルの製造方法。
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