KR100408479B1 - 윈드스크린의분리장치및그방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 균질한 결합재를 개재하여 지지 프레임에 결합시킨 차량용 윈드스크린과 같이 결합된 스크린을 분리시키는 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 에너지 송출 수단을 상기 창유리에 인접하여 배치시키고, 상기 에너지 송출 수단에서 에너지를 전달하여 상기 스크린을 통과시킴으로서 상기 균질의 결합재는 열화되고, 상기 스크린 재질은 열화 또는 균열되어 상기 지지 프레임에서 상기 스크린은 용이하게 분리된다. 상기 방출되는 에너지는 초음파 또는 레이저 방사선이고, 기설정된 국부 영역에서 집중되도록 설치되므로 효과적인 분리 메커니즘은 증가된다.

Description

윈드스크린의 분리 장치 및 그 방법{RELEASING OF BONDED SCREENS}
일반적으로, 차량의 프레임에 결합된 윈드스크린은 차량 사고, 파손 등으로 인해 교체되어야 하는 경우가 종종 발생된다. 상기 윈드스크린과 지지 프레임 사이의 결합된 연결부의 분리는 통상 날카롭게 각진 블레이드, "치이즈 와이어(cheese wire)" 기술 등을 이용한 수작업으로 이루어진다. 그러나, 이러한 공지된 기술을 사용함으로서 차량의 수리비(특히 차제와 내부 트림)가 고가로 되고, 게다가, 상기 기술을 이용하는 작업자는 작업 중 부상을 당하기가 쉽다.
캐나다 특허 CA-A-2073092 에는 지지 프레임에서 결합된 스크린을 분리시키는 접착 조인트가 공지되어 있다. 상기 특허에서는 가열 분리 부재를 접착 비이드에 단단하게 결합시키거나 내장시키는 형식으로 제공하고 있다. 이 가열 밀봉 부재는 상기 조인트의 결합 요소 또는 결합 부분을 파괴시키거나 또는 분리시키는 온도까지 가열된다. 그리고, 본 특허에서는 접착 비이드의 손상을 야기하지 않는 온도에서 결합 요소의 부착력의 상실 또는 결합 요소의 파괴가 이루어진다는 점을 강조하고 있다.
상기 특허 CA-A-2073092 에는 가열 요소가 가열될 때 영향을 받지 않는 잔존 부분들인 분리된 결합 비이드와 불연속된 가열 요소를 합체시키는 비교적 복잡한 조인트가 요구되는 문제점이 있다. 게다가, 중합체의 결합재로 된 단일의 균질 비이드를 스크린과 프레임사이에 개재시킴으로서 상기 프레임에 결합되는 스크린을 구비하는 기존 차량에 교환형 윈드스크린을 적용하는 것은 시장성이 제한되는 문제점이 있다. 상기 결합재는 전체적으로 조성이 균일한 균질물이고, 본 명세서에서 언급되는 균일한 결합재는 충전제 또는 결합재 전체에 고르게 분포되는 다른 특정 첨가재를 포함할 수 있다.
본 발명은 스크린이 결합된 프레임 또는 지지 구조에서 스크린을 분리시키기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히, 결합재를 개재하여 프레임에 결합시킨 (차량용 윈드스크린과 같은) 스크린 또는 창유리를 상기 프레임에서 분리시키기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명은 첨부된 도면들을 참조하여 예를 통해 특정 실시예 내에서 설명되며, 상기 도면들 중:
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 윈드스크린의 분리 장치의 개략도이며;
도 2 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈드스크린의 분리 장치의 개략도이다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술에 내재된 문제점을 해결하고자 창안된 것으로, 본 발명에 따라, 균질한 결합재를 개재하여 지지 프레임에 결합시킨 건축용 또는 차량용 창유리를 분리시키기 위한 방법에 있어서, (a) 레이저 또는 초음파 에너지 송출 수단을 상기 창유리에 인접하여 배치시키는 단계와; (b) 상기 균질의 결합재를 구성하는 재질을 열화시키고, 상기 창유리를 구성하는 재질을 열화 또는 균열시켜, 상기 지지 프레임에서 상기 창유리가 분리되도록, 상기 레이저 또는 초음파 에너지 송출 수단으로부터 레이저 또는 초음파 에너지를 상기 창유리를 구성하는 재질을 통해 전달하는 단계를 포함한다.
본 발명을 실행하기 위하여, 상기 에너지가 상기 스크린을 통과하여 상기 지지 프레임에서 상기 스크린이 분리시킬 수 있도록 상기 스크린은 투과성을 구비해야 한다.
특히, 본 발명은 일반적으로 지지 프레임 둘레나 프레임 둘레 내에 결합된 차량용 윈드스크린을 (교체하는데) 분리하는데 적합하다. 이러한 점에 있어서 상기 스크린은 가시광선이 투과되는 (유리 같은) 재질로 구성된다. 상기 균질의 결합제는 가요성 중합체 재질(고무 또는 폴리우레탄과 같은 탄성 중합체 재질)이 바람직하고, 또한 상기 결합재는 상기 스크린과 프레임 사이에 개재되어 상기 스크린 주변 둘레를 따라 연장되는 균질의 비이드로 제공된다. 이러한 균질의 결합재가 차량용 윈드스크린 결합 기술에 거의 독점적으로 이용된다.
상기 프레임에서 상기 스크린을 효과적으로 분리시키는 메커니즘은 상기 균질한 결합재에서 바람직하게는 상기 스크린에 바로 인접한 재료의 부분에서 열분해에 의한 열화를 발생시키는 것이 바람직하다. 상기 결합재의 열화는 광분해 또는 광화학 열화에 의해 선택적으로 될 수 있다. 열화와 분리가 연속되는 동안 상기 균질 결합재의 잔존부분 (열화되지 않는 부분)은 상기 프레임에 결합된 상태를 유지한다. 상기 결합재가 합성 유기 중합체 재질인 경우 열분해가 일어날 때 재질의 탄화 작용으로 열화가 발생된다.
상기 에너지 송출 수단은 상기 프레임에 결합된 스크린의 특정부분(스크린의 주변부)에 인접하여 배치된다. 그리고 상기 에너지는 상기 스크린을 통과하여 상기 스크린과 프레임 사이에 개재된 결합재의 위치로 전달된다.
상기 에너지 송출 수단은 파동 에너지가 상기 스크린의 국부 영역을 통과하여 전달되도록 배치되는 것이 바람직하며, 상기 파동 에너지는 광선 또는 진동/음향 에너지 같은 전자기파 에너지이다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 에너지 송출 수단은 상기 프레임에서 상기 스크린을 분리시키기 위해 레이저 방사선을 상기 스크린을 통과하도록 배치된 레이저 송출 수단인 것이 바람직하다. 이러한 실시예에 있어서, 상기 레이저 송출 수단은 스펙트럼의 가시광선/적외선 영역에서의 파장을 갖는 레이저 방사선이 방출되도록 배치되는 것이 바람직하며, 선택적으로, 상기 전달되는 레이저 방사선은 스펙트럼 자외선 영역에서의 파장을 구비할 수 있다.
상기 레이저 에너지 송출 수단은 상술한 것처럼 방사선이 전달되어 상기 결합재에 의해 상기 스크린에 인접한 특정부(또는 이론적인 층)에 흡수되도록 배향되는 것이 바람직하다.
상기 레이저 방사선은 기설정된 위치에 초점을 맞추고, 연속파로 이루어진다. 그리고, 비교적 높은 강도/에너지 방사선이 전달되어 상기 스크린의 손상을 최소로 하면서 상기 결합재의 국부 영역을 효과적으로 열화(열분해 또는 다른 방법으로)시키고 상기 결합재의 열화되지 않는 부분은 그대로 유지된다.
상기 에너지 송출 수단이 초음파 송출 수단인 경우에는 초음파 변환기가 충분한 강도의 초음파 에너지를 발생시킴으로서 상기 스크린의 분리는 효과적이 된다. 상기 초음파 에너지는 기설정된 위치에 초점을 맞추도록 (또는 집중되도록) 배열되는 것이 바람직하다. 또한 상기 초음파 에너지는 상기 결합재의 열분해 열화 및/또는 상기 스크린을 구성하는 재질의 균열로 상기 스크린을 효과적으로 분리시킬 수 있다. 선택적으로, 상기 초음파 에너지는 상기 결합재와 스크린사이의 계면에서 응력을 줄이는 다른 수단으로 발생시킬 수 있다. 이것은 초음파 에너지가 프레임에서 스크린을 분리시키는데 이용되는 새로운 사실이다.
레이저, 초음파 또는 다른 에너지가 이용되는 경우에 상기 에너지가 집중되도록 배열시키는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 에너지 송출 수단이 상기 스크린의 제 1 변에 근접하여 배치시키고, 상기 스크린은 상기 제 1 면의 이면인 제 2 변에서 지지 구조에 결합되는 것이 바람직하다.
또한 상기 에너지 송출 수단에 의해 전달된 파동 에너지의 주파수 또는 강도를 동조시키도록 배치된 동조 수단을 마련하는 것이 바람직하다.
전형적으로, 상기 스크린은 유리로 구성되나 유리/플래스틱 적층 구조로 구성 될 수 있다.
본 발명은 특히 차량용 윈드스크린을 보수하거나 또는 교체하기 위해 스크린을 분리시키는데 적합하다. 그러나, 건축용 프레임에 결합된 건축용 패널 또는 유리 스크린(창유리)을 분리시키는데도 적용된다.
이하, 첨부 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술하며, 도면 전체를 통하여 동일한 부분에는 동일한 도면 부호를 사용하기로 한다.
도 1 과 도 2 에는 차량용 적층 윈드스크린을 도시하였으며, 이러한 윈드스크린(1)은 적층 플래스틱의 중간 층(4)으로 분리된 한 쌍의 유리 시트(2,3)로 구성된다. 상기 윈드스크린(1)은 이 윈드스크린(1)의 주변 둘레를 따라 연장되어 개재된 균질의 고무 결합 비이드(6)에 의해 차량의 윈드스크린 프레임(5)에 결합된다. 상기 결합 비이드(6)는 상기 윈드스크린(1) 내면에 점성의 용융물로 가해진 열가소성 접착재로 이루어지며, 이 결합 비이드(6)가 경화됨으로서 상기 윈드스크린(1)을 상기 프레임(5)에 고정시킨다. 상기 윈드스크린(1)의 내면은 주변 자외선(U.V) 벽을 제공하는데, 이러한 자외선 벽은 자외선이 상기 윈드스크린을 통과하여 상기 결합 비이드(6)에 충돌하여 상기 스크린의 완전한 결합에 영향을 미치지 않도록 상기 자외선의 투과를 차단한다. 그리고, 외부 고무 시일(7)과 내부 트림(8)이 상기 스크린(1)과 상기 프레임(5)의 연결부에 장착됨으로서 내후성을 구비하고 외관이 수려하게 된다.
상기 프레임(5)에서 상기 윈드스크린을 제거하기 위해 후술할 레이저 송출 시스템(9)을 이용한다. 이 레이저 송출 시스템은 레이저 방사선이 상기 윈드스크린(1)을 관통하도록 에너지 원(도시 생략)에서 상기 윈드스크린(2)의 주변 모서리에 인접하여 설치된 조사기 헤드(11)와 상기 레이저 방사선을 직접 안내하는도파관(waveguide)(10)을 포함한다. 그리고, 상기 조사기 헤드(11)는 비임 가이드(12)와 활주 가능한 온/오프 스위치(13)를 구비한다.
레이저가 전달될 때 발생되는 연속적인 파동은 상기 조사기 헤드(11)에서 상기 윈드스크린(1)의 특정 지역을 관통하여 상기 결합 비이드(6)와 충돌한다. 전자기파 스펙트럼의 가시영역 및 적외선 영역에서 발생된 레이저 방사선은 상기 결합 비이드(6)에 의해 상기 스크린의 내면에 인접한 부분에서 흡수된다. 따라서, 상기 스크린(1)에 인접한 상기 비이드(6) 부분에서만 온도가 신속하게 증가된다. 이러한 온도 증가는 스크린 아래에 인접한 상기 비이드(6)의 일부가 열분해로 열화되나, 상기 프레임에 결합된 기반의 잔여 층과 잔존 부분은 그대로 결합 상태를 유지한다.
선택적으로, 상기 레이저 방사선을 스크린의 일정부분에 집중시키거나 또는 초점을 맞춤으로서 상기 결합 비이드(6)에 인접한 상기 윈드스크린(1)의 일정부분이 가열된다. 따라서, 스크린 인쇄 층(15)에 인접한 유리가 파편화/열화 되거나 균열이 발생되어 상기 윈드스크린의 잔여부분에서 상기 결합 비이드(6)가 분리된다.
레이저가 방출되는 동안 상기 조사기 헤드(11)는 상기 윈드스크린의 전체 주변 둘레로 (수동 또는 자동으로) 안내되므로 스크린은 전체 주변 둘레를 따라 완전한 분리가 가능하다. 따라서, 상기 윈드스크린(1)은 상기 프레임(5)에서 용이하게 들어올릴 수 있고, 상기 비이드(6)의 잔존부면은 제거되어 연화됨으로써 교체용 윈드스크린이 용이하게 결합된다. 그리고, 시일(7)은 상기 레이저 송출 시스템이 사용되기 전에 제거된다.
본 발명이 용이하게 실행되기 위해서 레이저 송출 시스템은 다음의 파라미터를 가지는 것이 적당하다.
Figure pct00001
상기 변수는 일 실시예에 따른 것으로, 상기 유리가 요구되는 열화 및/또는 파편화를 충분하게 발생시킬 수 있도록 방출되는 에너지가 제공되는 다른 레이저 송출 시스템을 사용하여도 무방하다.
본 발명에 따른 레이저 송출 시스템의 변형예로서, 다른 에너지 송출 수단이 사용될 수 있다. 도 3을 참조하면, 초음파 에너지를 이용하는 본 발명에 따른 장치가 도시된다. 초음파 피에조세라믹 변환기(20)는 윈드스크린(1)의 시트(2)의 표면에 접촉하여 위치되고, 결합제 겔(도시 생략)을 구비함으로서 상기 변환기(20)에서 상기 윈드스크린(1)의 유리 시트(2)로 이송되는 에너지의 비율을 최대로 할 수 있다. 초음파 음향 에너지는 전력 공급체(21)에 연결된 상기 변환기(20)에 의해 발생된다. 초음파 파동은 상기 윈드스크린(1)을 통과함으로써 상기 윈드스크린(1)에 접촉하는 결합 비이드(6)의 일부가 열분해로 인한 열화에 따라 상기 비이드(6)에 인접한 유리 시트(3)재의 균열되거나 또는 상기 비이드(6)와 상기 윈드스크린(1)의 경계에서 초음파 진동으로 인한 분리로 인해 결합 비이드(6)의 고무재는 제거된다.
본 발명에 따라 충분히 높은 강도의 초음파를 사용하여 분리와 제거가 이루어짐으로서 상기 결합 비이드에서 또는 상기 유리와 고무사이의 경계에서 상기 유리내의 높은 기계적인 응력은 감소된다. 게다가, 초점 요소(도시 생략)의 이용 및/또는 적절한 전이 구조 또는 상기 변환기(20)의 접촉면상의 층을 제공하여 상기 음파, 초음파 에너지를 집중시킴으로서 효율적인 효과를 얻을 수 있다. 상기 변환기(20)는 상기 윈드스크린의 전체 둘레를 따라 (수동으로 바람직하게는 자동으로)안내되므로 스크린을 에워싸는 상기 프레임에서 상기 스크린을 완전하게 분리시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따라 지지 프레임에서 윈드스크린을 간단하고 용이하게 완전히 분리시킬 수 있으므로 차량의 수리비는 저가로 되고, 작업 동안 발생되는 작업자의 부상은 방지된다.

Claims (16)

  1. 균질한 결합재를 개재하여 지지 프레임에 결합된 건축용 또는 차량용 창유리를 분리하는 방법에 있어서,
    (a) 빛 또는 초음파 에너지 송출 수단을 상기 창유리에 인접하게 배치하는 단계와;
    (b) 상기 창유리를 구성하는 재질을 통해 상기 빛 또는 초음파 에너지 송출 수단으로부터의 빛 또는 초음파 에너지를 전달하여:
    i) 상기 균질 결합재를 구성하는 재질의 열화 및/또는
    ii) 상기 창유리를 구성하는 재질의 열화 또는 균열을 유발하는 단계로 이루어져, 이에 의해 상기 지지 프레임에서 상기 창유리를 분리시키는 것을 특징으로 하는 건축용 또는 차량용 창유리 분리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합재의 일부분만 열화되고, 상기 결합재의 잔존부분은 열화되지 않아서 상기 프레임내에서 유지되거나 또는 상기 창유리에 결합된 상태 그대로 유지되는 것을 특징으로 하는 건축용 또는 차량용 창유리 분리 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 결합재의 잔존부분은 상기 프레임에 결합된 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 건축용 또는 차량용 창유리 분리 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합재는 상기 창유리의 주변 둘레를 따라 연장되는 비이드로서 제공되며, 상기 에너지 송출 수단은 상기 창유리의 일부분을 국부적으로 분리시키기 위해 상기 창유리의 주변부에 인접하게 배치되고 상기 창유리의 주변 둘레에 형성된 상기 비이드를 따라 안내되어 상기 창유리를 완전하게 분리시키는 것을 특징으로 하는 건축용 또는 차량용 창유리 분리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 송출되는 빛 에너지는 기설정된 위치에서 집중되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 건축용 또는 차량용 창유리 분리 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 빛 에너지는 펄스되는 것을 특징으로 하는 건축용 또는 차량용 창유리 분리 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 빛 에너지 송출수단은 레이저 에너지 송출수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 건축용 또는 차량용 창유리 분리 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 빛 에너지 송출수단은 스펙트럼중 자외선, 가시광선 또는 근적외선 영역의 파장을 갖는 빛 에너지를 방출하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 건축용 또는 차량용 창유리 분리 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 빛 에너지 송출수단은 실질적으로 1000nm 이하 범위의 파장을 가지는 빛 에너지를 방출하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 건축용 또는 차량용 창유리 분리 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 빛 에너지 송출 수단은 상기 빛 에너지가 상기 창유리를 구성하는 흡수층에 전달 및 흡수되도록 배향되고, 상기 흡수 층은 상기 창유리를 상기 프레임에 결합시키는 상기 결합재와 인접하는 것을 특징으로 하는 건축용 또는 차량용 창유리를 분리시키기 위한 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 빛 에너지는 기설정된 위치에서 초점이 맞추어지는 것을 특징으로 하는 건축용 또는 차량용 창유리 분리 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 초음파 에너지는 상기 창유리의 표면 또는 상기 표면에서 이격된 기설정된 위치에서 초점이 맞추어지는(또는 집중되는) 것을 특징으로 하는 건축용 또는 차량용 창유리 분리 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 송출되는 빛 에너지는 상기 빛 에너지의 주파수 또는 강도가 변화될 수 있도록 조절가능한 것을 특징으로 하는 건축용 또는 차량용 창유리 분리 방법.
  14. 지지 프레임내의 건축용 또는 차량용 창유리를 교체하는 방법에 있어서,
    제 1 항의 방법에 따라 상기 창유리에서 프레임을 분리하는 단계와;
    연속적으로 상기 지지 프레임에 새로운 창유리를 교체하는 단계; 및
    상기 지지 프레임에 상기 창유리를 고정시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 건축용 또는 차량용 창유리를 교체하는 방법.
  15. 지지 프레임에 결합된 건축용 또는 차량용 창유리를 분리하기 위해 사용되는 장치에 있어서,
    상기 프레임에서 상기 창유리를 분리시키기 위해 상기 창유리에 인접하여 배치되며 상기 창유리의 일부분을 통해 빛 또는 초음파 에너지를 전달하도록 작동가능한 빛 또는 초음파 에너지 송출 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 건축용 또는 차량용 창유리 분리 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 창유리를 완전히 분리시키기 위해 상기 창유리의 주변 둘레에서 이동되도록 배치되는 것을 특징으로 건축용 또는 차량용 창유리 분리 장치.
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