KR100763486B1 - 유리관 절단 장치 및 절단 방법 - Google Patents

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Abstract

유리관을 잡아 고정하고 소정의 축을 중심으로 하여 유리관을 회전시키는 회전 홀더, 상기 유리관의 내부로 바람을 불어 넣는 송풍기, 상기 유리관의 필요 부위에 레이저 빔을 조사하는 레이저 조사기를 포함하는 유리관 절단 장치를 마련한다. 이러한 장치를 사용하면, 유리관의 절단면이 균일하고, 절단면의 표면 거칠기가 낮으며, 유리관 내면을 균일하게 유지하면서 유리관을 절단할 수 있다. 또한 절단면이 깨지거나 하는 문제가 없으므로 치수 공차가 거의 발생하지 않으며 여러 단계를 거치지 않으므로 생산성도 높다.
유리관, 절단, 회전홀더, 레이저, 송풍기

Description

유리관 절단 장치 및 절단 방법{APPARATUS FOR CUTTING A GLASS TUBE AND METHOD FOR THE SAME}
도 1은 종래 기술에 따라 유리관을 절단하는 방법의 한 단계를 보여주는 도면이고,
도 2는 종래 기술에 따라 유리관을 절단하는 방법에서 도 1의 다음 단계를 보여주는 도면이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 유리관 절단 장치를 이용하여 유리관을 절단하는 방법을 보여주는 도면이다.
본 발명은 유리관 절단하는 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)나 외부 전극 형광 램프(External Electrode Fluorescent Lamp, EEFL) 등에 사용되는 유리관을 요구되는 길이로 절단하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
평판 표시 장치로서 각광받고 있는 액정 표시 장치(LCD)는 자체적으로 빛을 발광하여 이미지를 표시하는 것이 아니고 별도의 광원으로부터 빛을 공급받아 그 투과량을 제어함으로써 이미지를 표시한다. 따라서 액정 표시 장치는 광원으로 백라이트를 포함한다.
이러한 백라이트가 갖추어야 할 일반적인 요구 사항은 고휘도, 고효율, 휘도의 균일성, 장수명, 박형, 저중량 등이다. 따라서 이러한 요구에 부합하는 발광 소자인 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)나 외부 전극 형광 램프(External Electrode Fluorescent Lamp, EEFL) 등이 백라이트의 발광 소자로 널리 사용되고 있다.
CCFL이나 EEFL은 모두 내면에 형광 물질을 도포한 가는 유리관을 사용하며, 그 제조를 위하여는 유리관을 원하는 길이로 절단하고 형광 물질을 도포하는 공정을 거친다.
그러면 종래의 기술에 따라 유리관을 절단하는 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따라 유리관을 절단하는 방법의 한 단계를 보여주는 도면이고, 도 2는 종래 기술에 따라 유리관을 절단하는 방법에서 도 1의 다음 단계를 보여주는 도면이다.
먼저, 도 1에 나타낸 바와 같이, 유리관(10)을 고정 장치(20)로 고정한 상태에서 칼날(30)이 내려와 유리관(10) 벽의 외부 표면을 긁어서 절단 기준 홈을 만든 후 충격을 가하여 절단 한다. 이 때, 유리관(10)의 절단된 단면은 균일하지 못하고 표면 거칠기도 높게 된다.
따라서, 유리관(10)의 절단된 단면의 표면 거칠기를 감소시키고 균일성을 향상하기 위하여, 도 2에 나타낸 바와 같이, 토오치(torch)(40) 불꽃(50)을 절단면에 가하여 절단면을 녹인 후 다시 경화시킨다.
그런데 이러한 유리관(10) 절단 방법을 사용하면 칼날에 의한 절단 과정에서 절단면이 깨짐으로 인해 유리관 길이의 치수 공차를 유발하게 되고, 토오치(40)를 이용하여 절단면을 녹인 후 다시 경화시킨다 하더라도 절단면의 균일성이 완전하지 못하고 표면 거칠기도 높다. 또한 토오치(40) 불꽃(50)에 의하여 녹은 유리 용융액이 유리관(10) 내부로 흘러 유리관(10) 내면의 균일성을 떨어뜨리게 된다. 유리관(10) 내면의 균일성이 떨어지면 형광 물질의 균일한 도포를 저해하게 된다. 또, 2단계의 공정을 진행하므로 생산성도 낮다.
본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하여 생산성이 높으며, 절단면의 균일성 높고, 절단면의 표면 거칠기가 낮으며, 유리관 내면의 균일성을 저해하지 않는 유리관 절단 방법 및 그에 사용되는 절단 장치를 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에서는 유리관 내부에 공기 흐름을 일으키면서 레이저 빔을 조사하여 유리관 벽을 녹여 절단하는 장치와 방법을 사용한다.
구체적으로는, 유리관을 잡아 고정하고 소정의 축을 중심으로 하여 유리관을 회전시키는 회전 홀더, 상기 유리관의 내부로 바람을 불어 넣는 송풍기, 상기 유리관의 필요 부위에 레이저 빔을 조사하는 레이저 조사기를 포함하는 유리관 절단 장치를 마련한다.
상기 회전 홀더는 상기 유리관의 양단을 각각 잡아 고정하는 제1 홀더와 제2 홀더를 포함할 수 있다.
상기 회전 홀더의 상기 유리관과 접하는 부분은 탄성 물질로 이루어져 있을 수 있다.
상기 회전 홀더의 회전축은 상기 유리관의 종심과 일치할 수 있다.
상기 송풍기는 상기 유리관의 일단과 접속하고 상기 유리관과 함께 회전하는 송풍 노즐을 포함할 수 있다.
이러한 장치를 사용하면 유리관을 홀더에 고정하는 단계, 상기 홀더를 회전시킴으로써 상기 유리관을 회전시키는 단계, 상기 유리관 내부에 한쪽 방향으로의 공기 흐름을 유발하는 단계, 상기 유리관의 벽에 레이저 빔을 조사하는 단계를 포함하는 방법을 통하여 유리관을 절단할 수 있다.
상기 유리관 내부에 한쪽 방향으로의 공기 흐름을 유발하는 단계에서는 상기 유리관 외부에도 상기 유리관 내부의 공기 흐름과 동일한 방향의 공기 흐름을 유발할 수 있다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명 하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
우선 본 발명의 실시예에 따른 유리관 절단 장치의 구조에 대하여 도 3을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 유리관 절단 장치를 이용하여 유리관을 절단하는 방법을 보여주는 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유리관 절단 장치는 유리관(10)을 잡아 고정하고 유리관(10)의 종심을 중심축으로 하여 회전하는 회전 홀더(210, 220), 유리관(10)의 일단에 접속하여 유리관(10) 내부로 바람을 불어 넣는 송풍기(300) 및 유리관(10)의 필요한 부위에 레이저 빔(410)을 조사하여 유리관(10)을 녹여 절단하는 레이저 조사기(400)를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 유리관 절단 장치의 각 구성 부분에 대하여 좀더 구체적으로 설명한다.
회전 홀더(210, 220)는 복수의 집게를 가지며, 유리관(10)을 잡거나 풀어 놓을 수 있도록 집게 사이의 거리를 제어할 수 있다. 또한 다양한 직경의 유리관(10)에 대응할 수 있도록 유리관(10)을 잡는 위치에서의 집게 사이의 거리도 조절할 수 있다. 집게의 유리관(10)과 접촉하는 부분은 고무 등의 탄성이 있는 물질로 형성하여 집게가 잡을 때 유리관(10)이 손상되는 것을 방지하고 유리관(10)을 견고하게 지지할 수 있도록 되어 있다. 회전 홀더(210, 220)는 유리관(10)을 잡은 상태에서 유리관(10)의 종심을 회전축으로 하여 어느 한 방향으로 회전(201)함으로써 유리관(10)을 자전시킨다. 회전 속도는 필요에 따라 조절할 수 있고, 레이저 빔(410)이 유리관(10)의 벽을 녹여 관통시키기에 충분한 조사 시간이 주어질 수 있는 속도로 제어된다.
본 실시예에서는 회전 홀더(210, 220)를 양쪽에 배치하여 충분히 긴 유리관(10)에도 대응할 수 있도록 하였으나, 필요에 따라 회전 홀더(210, 220)를 한쪽에만 배치할 수도 있다.
송풍기(300)는 바람을 일으켜 유리관(10) 내부에 일정한 방향의 공기 흐름을 유발하기 위한 장치로서 유리관(10)의 일단과 접속하는 송풍 노즐을 가진다. 송풍 노즐은 유리관(10)이 회전함에 따라 함께 회전(301)한다. 그러나 때에 따라서는 송풍 노즐이 유리관(10)에 접속하지 않고 소정 간격을 두고 배치된 상태에서 바람을 발산하도록 설계할 수도 있다. 송풍기(300)가 유발하는 바람의 방향은 절단 후 사용될 유리관(10)의 부분으로부터 절단 후 폐기될 부분을 향하도록 설정된다. 이러한 바람은 레이저 빔(410)에 의하여 녹은 유리 용융액이 절단 후 사용될 부분으로 흘러 드는 것을 방지한다.
레이저 조사기(400)는 레이저 빔(410)을 발진하여 유리관(10)에 조사함으로써 유리관(10)의 벽을 녹이고, 유리관(10)이 1회전을 완료하는 동안 지속적으로 레이저 빔(410)을 출력하여 유리관(10)을 절단한다. 레이저로는 이산화탄소(CO2) 레이저 등을 사용한다.
그러면 이러한 유리관 절단 장치를 이용하여 유리관을 절단하는 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 절단 대상 유리관(10)을 회전 홀더(210, 220)의 집게에 물리고, 송풍기(300)의 노즐을 유리관(10)의 일단에 접속한다.
다음, 송풍기(300)를 가동하여 유리관(10) 내부에 공기의 흐름을 일으키고, 레이저 조사기(400)를 가동하여 레이저 빔(410)을 유리관(10)에 조사하며, 회전 홀더(210, 220)를 가동하여 유리관(10)을 회전시킨다. 이 때, 송풍기(300), 레이저 조사기(400) 및 회전 홀더(210, 220)의 가동은 동시에 시작될 수도 있고, 이들 사이에 가동 순서를 정할 수도 있다. 또, 송풍기(300)가 일으키는 바람은 유리관(10)의 내부뿐만 아니라 외부에도 공급될 수 있다. 이 경우에는 송풍 노즐이 유리관(10)의 일단과 접속하지 않는다.
유리관(10)의 1회전이 완료되는 시점에서 유리관(10)의 절단도 완료되는 것이 바람직하나 필요에 따라서는 유리관(10)이 복수 번 회전함으로써 유리관(10)의 절단이 완료되도록 할 수도 있다.
유리관(10)의 절단이 완료되면 회전 홀더(210, 220)의 집게를 풀어 절단된 유리관(10)을 탈거한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유리관 절단 장치를 이용하면 유리관의 절단면이 균일하고, 절단면의 표면 거칠기가 낮으며, 유리관 내면을 균일하게 유지하면서 유리관을 절단할 수 있다. 또한 절단면이 깨지거나 하는 문제가 없으므로 치수 공차가 거의 발생하지 않으며 여러 단계를 거치지 않으므로 생산성도 높다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (8)

  1. 유리관을 잡아 고정하고 소정의 축을 중심으로 하여 유리관을 회전시키는 회전 홀더,
    상기 유리관의 주위에 한 방향으로 공기 흐름을 유발하는 송풍기,
    상기 유리관의 절단하고자 하는 부위에 레이저 빔을 조사하는 레이저 조사기
    를 포함하는 유리관 절단 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 회전 홀더는 상기 유리관의 양단을 각각 잡아 고정하는 제1 홀더와 제2 홀더를 포함하는 유리관 절단 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 회전 홀더의 상기 유리관과 접하는 부분은 탄성 물질로 이루어져 있는 유리관 절단 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 회전 홀더의 회전축은 상기 유리관의 종심과 일치하는 유리관 절단 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 송풍기는 상기 유리관의 일단과 접속하고 상기 유리관과 함께 회전하는 송풍 노즐을 포함하는 유리관 절단 장치.
  6. 유리관을 홀더에 고정하는 단계,
    상기 홀더를 회전시킴으로써 상기 유리관을 회전시키는 단계,
    상기 유리관 주위에 한쪽 방향으로의 공기 흐름을 유발하는 단계,
    상기 유리관의 절단하고자 하는 부위에 레이저 빔을 조사하는 단계
    를 포함하는 유리관 절단 방법.
  7. 제6항에서,
    상기 유리관 주위에 한쪽 방향으로의 공기 흐름을 유발하는 단계에서는 상기 유리관 외부에 공기 흐름을 유발하는 유리관 절단 방법.
  8. 제6항에서,
    상기 유리관 주위에 한쪽 방향으로의 공기 흐름을 유발하는 단계에서는 상기 유리관 내부에 공기 흐름을 유발하는 유리관 절단 방법.
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