KR100932528B1 - 유리절단장치용 커팅헤드의 쇼크 업소버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유리절단장치에 장착된 커팅헤드의 진동 혹은 충격을 흡수하기 위한 쇼크 업소버(shock absorber)에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 유리 표면에 형성된 식각면의 뷸규칙적인 요철에도 불구하고 커터가 유리 표면을 따라 절삭 이동할 때 커터가 이동하는 전체 경로에 균일한 압력이 가해지면서 충격을 흡수할 수 있도록 승/하강 가능한 유리절단장치용 커터헤드의 쇼크 업소버를 제공할 목적으로, 일정길이를 가지고 상하로 관통된 중공부(102)를 구비한 하우징(101); 상기 중공부의 상부에 설치되고 하단에 상측 자석(111)이 설치된 상부로드(110); 상기 중공부의 하부에서 승강 가능하게 설치되고 상단에 하측 자석(121)이 설치되며 하단이 커터(23)를 고정하는 헤드뭉치(22)와 접하는 하부로드(120);의 결합으로 이루어지고, 상기 각 자석(111)(121)의 대향 면이 동일 자성으로 되어 척력(斥力)이 작용하게 된 유리절단장치용 커팅헤드의 쇼크 업소버가 개시된다.

Description

유리절단장치용 커팅헤드의 쇼크 업소버{Shock absorber of cutting head part for glass cutting machine}

본 발명은 두께가 얇은 틴 글라스(thin glass)를 절단하는데 적합한 커팅헤드의 쇼크 업소버(shock absorber)에 관한 것으로, 특히 휴대폰이나 PDP 또는 MP3 등에 사용되는 평판디스플레이 패널용 유리의 식각면에 커터(다이아몬드 휠)의 압력이 가해질 때, 식각면 굴곡에 의한 충격을 효과적으로 흡수할 수 있도록 하는 유리절단장치용 커터헤드의 업소버에 관한 것이다.

일반적으로 평판디스플레이 패널용 유리와 같이 두께가 0.1 ~ 1.0mm의 얇은 유리면의 표면은 식각 처리가 되어 있기 때문에 미세하지만 불규칙적인 요철이 형성되어 있다.

일 예로써, 도 1을 참조하는 바와 같이 휴대폰의 평판디스플레이 패널용 유리(10)의 표면에는 불규칙적으로 굴곡이 진 식각면(11)이 형성되어 있으며, 이러한 유리(10)를 원하는 크기로 절단하기 위해서는 다이아몬드 재질의 커터가 식각면(11)에 적절한 압력을 가하는 동시에 그 굴곡을 따라 상하로 이동하면서 커팅을 실시해야만 한다. 만약, 커터가 식각면(11)의 미세한 굴곡에 대응하여 상하로 이동 하지 않으면 커터에 가해진 압력이 식각면(11)의 돌출 부분에 충격을 가하게 되어 유리(10)에 크랙(crack)이 발생하거나 깨지는 현상이 발생한다.

이를 위해 일반적인 유리절단장치의 커터 헤드부에는 스프링과 같은 탄성수단을 설치하여 충격을 흡수하도록 하고 있다.

예컨대 국내 등록특허 제 10-0693164호의 '유리절단용 컷팅헤드와 이를 이용한 유리절단장치'(특허문헌)는 도 2를 참조하는 바와 같이 컷팅날 지지부(51)와 몸체부(45)를 연결하고 상기 컷팅날 지지부(51)에 탄성력을 제공하는 탄성부(49)를 포함하여 구성된 커팅헤드(40)를 구비함으로써 커팅날이 유리의 굴곡면에 대응하여 상/하 방향으로 탄성 이동 가능하게 하여 충격을 흡수하고 있다.

또 다른 예로써 스프링과 같은 탄성체를 사용하지 않고, 공압 피스톤 방식을 적용하는 경우도 있다. 즉 진공 실린더 내부에 상/하 방향으로 이동 가능한 피스톤 헤드를 설치하고, 상기 피스톤 헤드에 커터날을 연결함으로써 커터날이 유리 표면의 식각면 굴곡을 따라 이동할 때 커터날이 진공 압축에 의해 상/하로 이동하도록 하여 충격을 감소시키는 것이다.

그러나 스프링과 같은 탄성수단이나 진공 피스톤과 같은 공압에 의한 업소버 방식은 굴곡차가 0.3mm 이하인 식각면의 요철에 대하여 미세하게 대응하는데 한계가 있기 때문에 커팅 작업시 유리에 크랙이 가거나 깨지는 일이 빈번하여 불량률이 높은 문제점이 있다.

[특허문헌]

대한민국 등록특허 제 10-0693164호

상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 유리 표면에 형성된 식각면의 뷸규칙적인 요철에도 불구하고 커터가 유리 표면을 따라 절삭 이동할 때 커터가 이동하는 전체 경로에 균일한 압력이 가해짐과 동시에 충격을 흡수할 수 있도록 승/하강 가능한 유리절단장치용 커터헤드의 업소버를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유리절단장치용 커터헤드(20)의 쇼크 업소버에 있어서, 일정길이를 가지고 상하로 관통된 중공부(102)를 구비한 하우징(101); 상기 중공부의 상부에 설치되고 하단에 상측 자석(111)이 설치된 상부로드(110); 상기 중공부의 하부에서 승강 가능하게 설치되고 상단에 하측 자석(121)이 설치되며 하단이 커터(23)를 고정하는 헤드뭉치(22)와 접하는 하부로드(120);의 결합으로 이루어지고, 상기 각 자석(111)(121)의 대향 면이 동일 자성으로 되어 척력(斥力)이 작용하게 된 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시로서, 본 발명은 상기 상부로드(110)는 하우징(101) 상부와 나사체결(103)되어 상측자석(111)이 상부로드(110) 회전에 의해 승/하강 가능하게 되고, 이때 승/하강 위치를 표시할 수 있도록 상부로드의 외면에 눈금이 표시된다.

더욱 바람직한 실시로서, 본 발명은 상기 중공부(102) 외측에 액체(105)가 수용된 밀폐 공간이 형성되되, 상기 공간을 하우징(101)의 길이 방향으로 하여 내측공간(133)과 외측공간(134)으로 양분하는 격벽(130)과, 상기 격벽(130)의 하부에 형성된 제1홀(131)과, 상기 격벽(130)의 상부에 형성된 제2홀(132)과, 상기 상부로드(110)에서 연장되어 상기 내측공간(133)으로 삽입된 연장관(113)과, 상기 연장관(113) 단부에 형성되고 외면이 상기 내측공간(133)의 내면과 밀접하게 된 압축헤드(114)를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 쇼크 업소버 내부에 설치된 상부로드 및 하부로드 각각에 한 쌍의 자석을 설치하고, 각 자석이 서로 마주보는 방향으로 동일한 극성을 가지게 하여 하부로드에 설치된 커터가 미세하게 작동하는 척력에 의해 승하강되는 구조이므로 커터가 식각면의 작은 굴곡차에 적절하게 대응하여 승강하게 되어 완충 효과가 우수하다.

또한, 상부로드가 유압 피스톤과 같은 구조의 유압에 지지되게 하여 상부로드를 체결한 나사의 유격(조립 공차)에 의해 발생하는 미세 진동까지 제거하므로 유리의 크랙 혹은 깨짐 현상을 현저히 감소시킬 수 있게 되어 절단 공정에서의 불량률을 낮추어 생산성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면에 그려진 실시예를 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하며, 첨부된 도면은 본 발명에 따른 하나의 예시에 불과할 뿐 본 발명을 한정하는 것으로 의도되지 않는다.

도 3은 본 발명에 따른 유리절단장치용 커팅헤드의 사용 상태와, 쇼크 업소버의 세부 구조를 보인 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 쇼크 업소버의 세부 구 조와 작용을 보인 단면도이다.

도 3을 참조하는 바와 같이, 본 발명의 쇼크 업소버(100)는 글라스(10)를 절단하기 위한 커팅헤드(20) 상에 설치되며, 상기 커팅헤드(20)는 유리절단장치(미도시)에 장착된다.

즉, 절단 대상물인 글라스(10)를 유리절단장치의 소정 위치에 안착시킨 상태에서 상기 커팅헤드(20)를 하측으로 적절한 압력을 가하여 수평 이동시키면 커팅헤드(20) 하부에 장착된 커터(23)가 글라스(10) 표면을 절단하게 된다.

이때 상기 글라스(10) 표면은 도 3의 부분 확대도와 같이 표면이 비규칙적으로 요철이 형성된 식각면(11)이 존재하며, 글라스를 절단하는 동안 상기 커터(23)는 요철면을 따라 승강 이동하면서 이동 경로 전체에 대해 균일한 압력이 가해지도록 해야만 한다.

다시 말해, 상기 커터(23)는 글라스(10) 표면에 압력을 가하면서도 요철 면을 타고 승/하강되어야만 커터(23)가 식각면(11) 표면의 돌출부분에 충격을 가하지 않게 되며, 이러한 작용을 갖도록 하는 요소가 커터(23)의 상부에 장착된 쇼크 업소버(100)이다.

쇼크 업소버(100)를 제외한 커팅헤드(20) 구조, 예컨대 커터(23)를 장착하고 고정쇠(21)에 대해 승/하강 가능하게 된 헤드뭉치(22)를 비롯하여 절단부에 바람을 분사하는 에어분사구(24) 등의 장치는 공지된 것이므로 이에 관한 상세한 설명은 생략한다.

상기 쇼크 업소버(100)는, 일정길이를 가지고 상하로 관통된 중공부(102)를 구비한 하우징(101)과, 상기 중공부(102)의 상부에 설치되고 하단에 상측 자석(111)이 설치된 상부로드(110)와, 상기 중공부(102)의 하부에서 승강 가능하게 설치되고 상단에 하측 자석(121)이 설치된 하부로드(120)를 포함한다.

이때 상기 상부로드(110)는 하우징(101) 상측의 중공부(102) 상부 내면에 나사체결(103)되어 상부로드(110) 상부를 회전시키는 것에 의해서 승/하강 가능하게 함으로서 그 하단에 설치된 상측자석(111)의 위치(높이)를 조절할 수 있으며, 상기 하부로드(120)의 하단에는 글라스(10) 절단용 커터(23)를 고정하는 헤드뭉치(22)와 접하도록 구성된다.

상기 상부로드(110) 및 하부로드(120)에 각각 설치된 상측자석(111)가 하측자석(121)은 중공부(102) 내에서 서로 마주보게 설치되며, 각 자석(111)(121)의 대향 면은 동일한 자성을 가진다. 즉 각 자석의 대향면의 극성은 N-N극 혹은 S-S극으로 되어 상호 밀어내는 척력(斥力)이 작용하므로, 각 자석(111)(121)은 언제나 일정한 거리를 유지하게 된다.

상기 각 자석(111)(121)은 자성이 영구적으로 유지되면서도 강한 자성을 띠는 희토류자석인 것이 바람직하다. 희토류자석은 희토류 원소를 사용하여 제조된 것으로, 사마륨(Sm) 코발트(Co) 합금자석과 네오디뮴(Neodymium ; Nd-Fe-B) 합금 자석이 대표적이며, 세계적으로 Co의 매장량이 적은 관계로 Nd-Fe-B 계열을 많이 사용한다. 희토류 자석은 기존 영구자석에 비해 월등한 보자력과 최대에너지적을 갖는 고성능 자석으로서, 자력이 일반 자석에 비하여 5~10배인 것으로 알려져 있다.

상기 상부로드(110) 상부 외면에는 상부로드(110)의 회전에 의한 승/하강 이동시 그 위치를 인식할 수 있도록 눈금이 표시되며, 표시된 눈금을 통해 상부로드(110)의 위치, 더욱 구체적으로는 상측자석(111)의 위치를 인식할 수 있고, 상기 상측자석(111)의 하강하면 척력에 의해서 하부로드(120) 역시 하강하게 된다.

하부로드(120)가 하강하면 그것과 접한 헤드뭉치(22)가 하강하므로 커터(23)가 글라스(10) 표면을 더 강하게 누르게 되며, 이를 통해 글라스(10) 표면에 가해지는 압력의 크기를 조절할 수 있게 된다. 상기 상부로드(110)의 승강 이동을 일종의 마이크로미터 방식으로 하는 경우 1/100mm 이하 단위까지 길이 이동이 조절되므로 상측자석(111)의 정밀한 이동이 가능하다.

한편, 상부로드(110)가 하우징(101)에 나사 체결(103)되는 경우, 상기 나사 체결(103) 부분이 회전 가능하게 하기 위해서는 상부로드(110)에 형성된 수나사와 하우징(101)에 형성된 암나사 사이에 공차(이격)가 존재해야만 한다.

그런데, 이러한 공차는 상부로드(110)가 하우징(101) 내에서 나사산의 각 이격 거리만큼 유동될 수 있음을 의미하며, 이와 같이 유동이 미세한 유동이라 하더라도 식각면(11)을 이루는 글라스(10)의 두께가 0.1mm의 경우가 있음을 감안하면 높이차가 미세한 식각면(11)을 커팅할 때 상기 유동은 크랙 혹은 깨짐 현상을 발생시킬 수 있다.

따라서, 상기 상부로드(110)가 하우징(101) 내에서 유동 없이 고정될 필요가 있는데, 나사산의 조립 공차를 줄이는 것은 한계가 있으므로 하기의 구조를 적용하는 것이 바람직하다.

도 3 및 도 4를 참조하는 바와 같이 하우징(101) 내에서 상기 중공부(102) 외측에 액체(105)가 수용된 밀폐 공간을 형성하고, 상기 밀폐 공간 내에는 하우징(101)의 길이 방향으로 하여 내측공간(133)과 외측공간(134)으로 양분하는 격벽(130)을 설치하고, 상기 격벽(130)의 하부에 상기 내측공간(133)과 외측공간(134)을 서로 연통하게 하는 제1홀(131)을 형성하는 한편, 격벽(130)의 상부에도 내측공간(133)과 외측공간(134)을 서로 연통하게 하는 제2홀(132)을 형성한다.

또한, 상기 상부로드(110)의 측면에서 하부로 연장되어 상기 내측공간(133)으로 삽입된 연장관(113)을 설치하고, 상기 연장관(113)의 단부에는 압축헤드(114)를 설치하며, 상기 압축헤드(114)는 제1홀(131)과 제2홀(132) 사이에 위치하도록 한다.

이때, 상기 압축헤드(114)의 외면을 내측공간(133)의 내벽면과 밀접하게 함으로써 압축헤드의 내측공간(133)이 실린더 역할을 하게 하고 압축헤드(114)가 실린더헤드 역할을 하도록 하며, 이들 각 구성요소의 기밀성을 위해 압축헤드(114)를 스테인리스스틸로 제조하여 표면을 경면 처리하거나 폴리프로필렌 또는 테프론 등의 윤활성 수지로 코팅을 할 수 있다.

이와 같이 구성된 경우, 상부로드(110)의 하강에 연동하여 압축헤드(114)가 동시에 하강하며, 이때 내부공간(133)에 수용된 액체(105)가 압축되면서 압축된 만큼 제1홀(131)을 통해 외측공간(134)으로 이동하게 되고, 만일 압축헤드(114)가 더 하강하여 외측공간(134) 내에 액체(105)가 가득차면 다시 제2홀(132)을 통해 내측공간(133)으로 이동하므로, 상기 압축헤드(114)는 내부공간(133) 어느 위치에서든 지 액체(105)에 의해서 일정한 압력을 받은 상태가 유지된다.

이하, 도 4를 참조하여 상기 쇼크 업소버(100)의 작용에 대하여 설명하며, 이를 통해 본 발명이 더욱 구체화될 것이다.

먼저, 상부로드(110)를 회전시켜서 상측자석(111)를 중공부(102) 내의 적절한 곳에 위치시키는데, 이는 글라스(10)의 두께나 재질의 특성에 따라 데이터화 할 수 있다.

이후 유리절단장치를 작동시켜서 커팅헤드(20)가 글라스(10)의 표면을 따라 이동하게 하여 절삭하게 되는데, 이때 불규칙적으로 요철이 형성된 식각면(11)에 커터(23)가 닿을 경우 그 요철에 대응하여 하부로드(120)가 승/하강한다. 즉 커터(23)가 식각면(11)의 돌출부분과 만나면 상승하고 요홈부와 만나면 척력에 의해서 하강하게 되며, 이러한 승/강 작동은 각 자석(111)(121)의 척력(R)에 의해 작용하므로 하부로드(120)가 미세하게 승강 가능하다.

물론, 상기 상부로드(110) 역시 척력(R)에 의해서 상승하는 힘을 받게 되며, 이 경우 상부로드(110)는 나사체결(103)의 공차만큼 유동을 하게 되는바, 그러나 앞서 설명된 바와 같이 상부로드(110)에 압축헤드(114)가 설치된 경우라면, 압축헤드(114)는 액체(105) 압축에 따른 상승힘, 즉 응력(S)을 받고 있으므로, 결국 상부로드(110)는 응력(S)에 의해서 나사체결(103) 부분의 공차에도 불구하고 유동하지 않고 완전 고정된 상태를 유지할 수 있으며, 또한 상부로드(110)의 미세한 유동이 하부로드(120)의 승하강에 영향을 주지 않게 되어 커터(23)가 순수 자석의 척력에 의해서 반발함으로써 미세한 요철의 식각면(21)을 원할하게 절삭할 수 있게 된다.

지금까지의 설명은 도시된 제한적인 실시예에 기하여 설명된 것이지만, 본 발명은 예시된 실시예 및 도면 구조로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 수정과 변형이 가해질 수 있고, 그러한 변경 실시는 본 발명의 특허청구범위 내에 있다는 것을 이해해야 한다.

도 1은 틴 글라스(thin glass)가 적용된 제품의 일 예와, 틴 글라스의 식각면을 보인 단면도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 유리절단용 커팅헤드의 구성을 보인 정면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 유리절단장치용 커팅헤드의 사용 상태와, 쇼크 업소버의 세부 구조를 보인 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 쇼크 업소버의 세부 구조와 작용을 보인 단면도이다.

[도면의 부호의 설명]

10... 글라스 11... 식각면

20... 커팅헤드 21... 고정쇠

22... 헤드뭉치 23... 커터

24... 에어분사구

100... 쇼크업소버(shock absorber)

101... 하우징 102... 중공부

103... 나사체결

110... 상부로드

111... 상측자석 112... 마이크로미터

113... 연장관 114... 압축헤드

120... 하부로드 121... 하측자석

130... 격벽 131... 제1홀

132... 제2홀 133... 내측공간

134... 외측공간

Claims (7)

1. 유리절단장치용 커터헤드(20)의 쇼크 업소버에 있어서,

   일정길이를 가지고 상하로 관통된 중공부(102)를 구비한 하우징(101);

   상기 중공부의 상부에 설치되고 하단에 상측 자석(111)이 설치된 상부로드(110);

   상기 중공부의 하부에서 승강 가능하게 설치되고 상단에 하측 자석(121)이 설치되며 하단이 커터(23)를 고정하는 헤드뭉치(22)와 접하는 하부로드(120);의 결합으로 이루어지고,

   상기 각 자석(111)(121)의 대향 면이 동일 자성으로 되어 척력(斥力)이 작용하게 되되,

   상기 상부로드(110)는 하우징(101) 상부와 나사체결(103)되어 상측자석(111)이 상부로드(110) 회전에 의해 승/하강 가능하게 된 것을 특징으로 하는 유리절단장치용 커팅헤드의 쇼크 업소버.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 상측자석(111)의 승/하강 위치를 표시할 수 있도록 상부로드의 외면에 눈금이 표시된 것을 특징으로 하는 유리절단장치용 커팅헤드의 쇼크 업소버.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 상부로드의 승/하강에 따른 위치 표시 수단은 마이크로미터인 것을 특징으로 하는 유리절단장치용 커팅헤드의 쇼크 업소버.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 중공부(102) 외측에 액체(105)가 수용된 밀폐 공간이 형성되되, 상기 공간을 하우징(101)의 길이 방향으로 하여 내측공간(133)과 외측공간(134)으로 양분하는 격벽(130)과,

   상기 격벽(130)의 하부에 형성된 제1홀(131)과,

   상기 격벽(130)의 상부에 형성된 제2홀(132)과,

   상기 상부로드(110)에서 연장되어 상기 내측공간(133)으로 삽입된 연장관(113)과,

   상기 연장관(113) 단부에 형성되고 외면이 상기 내측공간(133)의 내면과 밀접하게 된 압축헤드(114)를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 유리절단장치용 커팅헤드의 쇼크 업소버.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 압축헤드(114)는 스테인리스스틸로 제조되거나 윤활성 수지로 코팅된 것을 특징으로 하는 유리절단장치용 커팅헤드의 쇼크 업소버.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 각 자석(111)(121)은 희토류 자석인 것을 특징으로 하는 유리절단장치용 커팅헤드의 쇼크 업소버.

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