KR101462046B1 - 유리판의 모서리 가공 장치 - Google Patents

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KR101462046B1
KR101462046B1 KR1020130095622A KR20130095622A KR101462046B1 KR 101462046 B1 KR101462046 B1 KR 101462046B1 KR 1020130095622 A KR1020130095622 A KR 1020130095622A KR 20130095622 A KR20130095622 A KR 20130095622A KR 101462046 B1 KR101462046 B1 KR 101462046B1
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horizontal electrode
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이형석
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주식회사 나노시스템
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Abstract

본 발명은 유리판의 모서리 가공 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유전체 자체가 고속 발열하게 할 수 있는 고주파 유전가열의 원리를 사용하여 연삭 및 연마 공정 방식을 사용하지 않고 유리판의 모서리를 고주파 유전가열 방법을 사용하여 순간적으로 가열하고 이때 발생한 열 충격으로 유리판의 모서리를 분리할 수 있는 유리판의 모서리 가공 장치에 관한 것이다.

Description

유리판의 모서리 가공 장치 {Apparatus for cutting edge of glass plate}
본 발명은 유리판의 모서리 가공 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유리판을 절단한 후 절단된 유리판의 모서리에 미세 크랙이 없도록 유리판의 날카로운 모서리를 모따기 하거나 둥글게 가공할 수 있는 유리판의 모서리 가공 장치에 관한 것이다.
일반적으로 휴대폰이나 디스플레이장치들에는 박판유리가 사용되며, 이러한 박판유리는 생산에서부터 디스플레이 제품이 만들어지기까지 크기에 맞추어 절단과 절단면의 가공이 수없이 반복된다.
이러한 박판유리의 절단방법으로는, 유리표면에 스크라이빙(scribing) 라인을 만들어 유리 표면에 미세한 크랙을 발생시키고 이러한 기계적 취약부분에 충격이나 진동을 가하여 크랙의 전파로 부러지게 하는 방법, 고압의 물을 분사하여 절단하는 워터젯 방법 및 레이저 등을 사용하여 절단하는 방법들이 사용된다.
그런데 어떠한 방법을 사용하더라도 유리는 경도가 높고 취성이 커 기계적인 충격에 취약하므로 절단된 모서리 부분에 미세한 크랙이 발생하게 되며, 이러한 미세 크랙은 시간이 경과함에 따라 점점 진행하여 유리판 자체의 파손을 가져 올 수 있다. 또한, 유리판 자체 파손이 아니더라도 이후의 다른 공정을 수행할 때 이러한 크랙으로 인해 유리판의 파손이 발생할 수 있으며, 유리판의 파손된 조각으로 인해 다른 부분들이 훼손될 수 있으므로 유리판 모서리의 미세 크랙을 제거해야할 필요가 있다.
그리하여 일반적으로는 유리판 모서리의 미세 크랙을 제거하기 위해 다이아몬드 휠을 사용하여 유리판 절단 모서리의 미세한 크랙이나 날카로운 모서리를 연삭 또는 연마하여 유리판 모서리 부분을 면취하거나 둥글게 가공하여 이러한 크랙을 제거하게 된다.
그런데 이러한 연삭 또는 연마 과정에서는 유리 가루가 발생하는데, 이러한 유리 가루는 작업환경을 오염시킬 뿐만 아니라 제품에 붙어 스크래치를 발생시키는 등의 손상을 입히게 되므로, 이를 방지하기 위하여 연마 후 세척, 건조 및 검사 등과 같은 일련의 추가 작업이나 보호 필름 부착과 같은 추가 공정이 들어가게 되며, 이것은 제조 원가를 상승시키게 된다. 또한 이러한 연삭 및 연마과정에서 또 다른 크랙이 발생할 소지가 있는 문제점이 있다.
이와 관련된 종래 기술로는 한국공개특허(2013-000323)인 "유리판의 절단 모서리 크랙 제거 장치"가 개시되어 있다.
KR 2013-0003237 A1 (2013.01.09.)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 모서리에 미세 크랙이 없도록 유리판의 날카로운 모서리를 모따기 하거나 둥글게 가공할 수 있으며, 유리판의 모서리를 가공함에 있어서 유리 가루가 발생하지 않도록 할 수 있는 유리판의 모서리 가공 장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유리판의 모서리 가공 장치는, 유리판의 모서리부 측면에 이격되어 배치되는 수평전극; 상기 유리판의 모서리부 상면에 이격되어 배치되는 수직전극; 및 상기 수평전극 및 수직전극에 양단이 연결되는 고주파 교류전원; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수평전극, 수직전극 및 고주파 교류전원은 상기 유리판의 두께 중심을 기준으로 상하 한 쌍으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수평전극은 상하 방향으로의 위치 조절이 가능하게 형성되며, 상기 수직전극은 좌우 방향으로 위치 조절이 가능하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수평전극 및 수직전극은 상기 유리판과 상대 이동 가능하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유리판의 모서리부를 향하는 전극들의 단부는 평면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유리판의 모서리부를 향하는 전극들의 단부는 평면으로 형성되되, 상기 전극들의 단부에는 홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고주파 교류전원은 주파수 및 전압이 가변되도록 형성 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 유리판의 모서리 가공 장치는, 유리판의 상측 모서리부 측면에 이격되어 배치되는 제1수평전극 및 상기 유리판의 하측 모서리부 측면에 이격되어 배치되는 제2수평전극; 상기 유리판의 상측 모서리부 상면에 이격되어 배치되는 제1수직전극 및 상기 유리판의 하측 모서리부 하면에 이격되어 배치되는 제2수직전극; 및 상기 제1수평전극 및 제2수평전극에 일측이 연결되고, 상기 제1수직전극 및 제2수직전극에 타측이 각각 연결되는 고주파 교류전원; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1수평전극 및 제2수평전극은 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1수평전극 및 제2수평전극이 결합되는 고정전극을 더 포함하여 이루어지고, 상기 제1수평전극 및 제2수평전극은 상하 방향으로 위치 조절이 가능하게 형성되며, 상기 제1수직전극 및 제2수직전극은 좌우 방향으로 위치 조절이 가능하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유리판의 모서리 가공 장치는, 유리판의 절단된 모서리에 미세 크랙이 없도록 유리판의 날카로운 모서리를 모따기 하거나 둥글게 가공할 수 있는 장점이 있다.
그리고 표면을 경면에 가깝게 가공할 수 있으며, 비접촉 방식이므로 유리에 크랙이 발생하지 않는 장점이 있다.
또한, 유리판의 모서리를 가공함에 있어서 유리 가루가 발생하지 않도록 할 수 있어, 추가적인 세척 공정이나 유리면 보호를 위한 보호 필름 등이 필요하지 않은 장점이 있다.
또한, 연삭 또는 연마 방식을 사용하지 않으므로 주기적인 소모품이 필요하지 않으며, 공구의 마모가 발생하지 않으므로 가공 형상의 변화가 없는 장점이 있다.
도 1은 유전가열의 원리를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 유리판의 모서리 가공 장치를 나타낸 정면도.
도 3은 도 2의 상측 평면도.
도 4는 도 2에서 유리판의 모서리가 제거된 상태를 나타낸 정면도.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 정면도.
이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 유리판의 모서리 가공 장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
먼저, 금속과 같은 도체에는 와전류가 흐를 수 있으므로 유도가열이 가능하나, 유리와 같이 저항이 큰 유전체에는 유도전력이 발생되더라도 도체가 아니므로 전류가 흐르지 못하여 유도가열은 불가능하다. 그런데 유전가열을 이용하면 부도체인 유전체를 가열시킬 수 있다.
이러한 유전가열의 원리는 도 1과 같이 전극(2)간에 피 가열체(유전체, 1)를 넣고 양극에 고주파 교류 전압(고주파 교류전원, 3)을 가하면 유전체를 구성하고 있는 쌍극자가 교류 전계의 교번에 따라 방향을 변경하면서 인가 주파수와 동일한 진동을 일으키게 된다.
본 발명은 상기와 같은 교류 전계에 의하여 유리와 같은 유전체 자체가 고속 발열하게 할 수 있는 고주파 유전가열의 원리를 사용하여, 연삭 및 연마 공정 방식을 사용하지 않고 유리판의 모서리를 고주파 유전가열 방법을 사용하여 순간적으로 가열하고 이때 발생한 열 충격으로 유리판의 모서리를 분리해내는 유리판의 모서리 가공 장치이다.
고주파 유전가열의 장점은 열전도에 의한 가열방식이 아니고, 피가열물 차제의 발열에 의한 가열로 내부까지 단시간에 가열할 수 있으며, 내부로부터 가열되므로 에너지 손실이 적고 효율이 좋다. 또한 형상이 복잡하더라도 균일한 가열이 가능하고 전기장의 경로에 따라 선택적 가열이 가능하다. 그리고 열전도에 의한 가열이 아니므로 피 가열물의 일부 영역만을 순간적으로 가열할 수 있으며, 유해 가스의 발생이나 잡음 등이 없어 작업환경을 청결하게 유지 할 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 유리판의 모서리 가공 장치를 나타낸 정면도 및 상측 평면도이며, 도 4는 도 2에서 유리판의 모서리가 제거된 상태를 나타낸 정면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 유리판의 모서리 가공 장치(1000)는, 유리판(10)의 모서리부(11) 측면에 이격되어 배치되는 수평전극(100); 상기 유리판(10)의 모서리부(11) 상면에 이격되어 배치되는 수직전극(200); 및 상기 수평전극(100) 및 수직전극(200)에 양단이 연결되는 고주파 교류전원(300); 을 포함하여 이루어진다.
우선, 도 2와 같이 수평전극(100) 및 수직전극(200)은 유리판(10)의 모서리부(11)에 배치되며, 수평전극(100)과 수직전극(200)은 각각 유리판(10)의 모서리부(11) 표면에서 일정거리 이격되도록 배치된다. 그리고 수평전극(100)과 수직전극(200)은 유리판(10)의 모서리부 형상에 대응되도록 서로 직각으로 배치된다. 또한, 수평전극(100)과 수직전극(200)에는 고주파 교류전원(300)의 양단이 연결된다.
이때, 고주파 교류전원(300)을 통해 수평전극(100)과 수직전극(200) 사이에 고주파 교류전압을 인가하면 유전가열의 원리에 따라 모서리부(11)에 교류 전계(전기장, 400)가 형성되며 이에 따라 모서리부(11)를 국부적으로 빠른 속도로 가열할 수 있다.
그리하여 순간적으로 가열된 모서리부의 열은 가열되지 않은 부분으로 전달되지 못하여 유리판은 열이 발생되는 부분과 발생되지 않은 부분으로 나누어지며, 이러한 경계면에서 열적 충격이 발생하게 되고 이러한 열적 충격은 경계면에 크랙을 발생시키게 되며, 이에 따라 유리판(10)에서 모서리부(11)를 분리할 수 있다.
그리고 상기 수평전극(100)은 상하 방향으로의 위치 조절이 가능하게 형성되며, 상기 수직전극(200)은 좌우 방향으로 위치 조절이 가능하게 형성된다.
즉, 분리해내고자 하는 유리판(10)의 모서리부(11)의 크기에 따라 수평전극(100) 및 수직전극(200)의 위치를 조절하여 전기장(400)에 의해 가열될 수 있는 범위를 조절할 수 있다.
또한, 상기 수평전극(100) 및 수직전극(200)은 상기 유리판(10)과 상대 이동 가능하게 형성된다.
즉, 유리판(10)이 고정된 상태에서 수평전극(100) 및 수직전극(200)이 유리판(10)의 측면을 따라 이동되거나, 수평전극(100) 및 수직전극(200)이 고정된 상태에서 유리판(10)이 이동되면서 모서리부(11)가 연속적으로 급속 가열될 수 있다.
그리하여 도 3과 같이 유리판의 측면을 따라 전극들을 상대이동 시키면서 모서리를 가열하게 되면, 열적 충격에 의한 크랙은 유리판의 측면을 따라 연속적으로 발생하게 되어 결국 유리판의 모서리는 유리판으로부터 분리된다.
또한, 상기 유리판(10)의 모서리부(11)를 향하는 전극(100, 200)들의 단부는 평면으로 형성된다.
이는 유리판(10)의 모서리(11)를 직선 형태로 모따기(chamfering) 가공할 수 있는 구성으로, 유리판(10) 모서리부(11)의 측면 및 상면과 마주보는 전극(100, 200)들의 단부가 평면으로 형성되어 도 4와 같이 전극(100, 200)들의 사이에 직선 형태의 전기장(400)이 형성되고 이에 따라 모서리(11)는 직선 형태로 분리될 수 있다.
또한, 상기 수평전극(100), 수직전극(200) 및 고주파 교류전원(300)은 상기 유리판의 두께 중심을 기준으로 상하 한 쌍으로 형성될 수 있다.
즉, 도 5와 같이 유리판(10)의 두께를 중심으로 상하 한 쌍으로 구성되어, 유리판(10)의 상측 모서리부(11)와 하측 모서리부(12)를 동시에 가공할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
그리고 본 발명의 유리판의 모서리 가공 장치(1000)는, 유리판(10)의 상측 모서리부(11) 측면에 이격되어 배치되는 제1수평전극(110) 및 상기 유리판(10)의 하측 모서리부(12)측면에 이격되어 배치되는 제2수평전극(120); 상기 유리판(10)의 상측 모서리부(11) 상면에 이격되어 배치되는 제1수직전극(210) 및 상기 유리판(10)의 하측 모서리부(12) 하면에 이격되어 배치되는 제2수직전극(220); 및 상기 제1수평전극(110) 및 제2수평전극(120)에 일측이 연결되고, 상기 제1수직전극(210) 및 제2수직전극(220)에 타측이 각각 연결되는 고주파 교류전원(300); 을 포함하여 이루어질 수 있다.
이는, 도 6과 같이 유리판(10)의 상측 모서리부(11)와 하측 모서리부(12)를 동시에 가공할 수 있도록 한 것으로, 하나의 고주파 교류전원(300)을 이용하는 구성이다. 즉, 제1수평전극(110) 및 제2수평전극(120)에 고주파 교류전원(300)의 일측이 연결되고 타측은 각각 제1수직전극(210) 및 제2수직전극(220)에 연결되도록 하는 것이다.
이때, 상기 제1수평전극(110) 및 제2수평전극(120)은 일체형으로 형성될 수 있다. 즉, 유리판의 두께가 얇은 경우 두 개의 수평전극을 위치시키기 어려우므로, 도시된 바와 같이 하나의 수평전극의 중앙부를 오목한 형태로 가공하여 일체형으로 형성하거나 두 개의 수평전극을 절연체를 사용하여 하나로 통합하여 사용할 수 있어, 하나의 고주파 교류전원을 사용할 수 있으며 이에 따라 공간상의 배치가 간단한 장점이 있다.
또한, 상기 제1수평전극(110) 및 제2수평전극(120)이 결합되는 고정전극(130)을 더 포함하여 이루어지고, 상기 제1수평전극(110) 및 제2수평전극(120)은 상하 방향으로 위치 조절이 가능하게 형성되며, 상기 제1수직전극(210) 및 제2수직전극(220)은 좌우 방향으로 위치 조절이 가능하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
즉, 분리해내고자 하는 유리판(10)의 모서리부(11, 12)의 크기에 따라 수평전극들(110, 120) 및 수직전극들(210, 220)의 위치를 조절하여 전기장(400)에 의해 가열될 수 있는 범위를 조절할 수 있다. 이때, 제1수평전극(110) 및 제2수평전극(120)은 고정전극(130)에 결합되어 상하 방향으로 위치 조절이 가능도록 형성되되, 고정전극(130)은 도전성 재질로 형성되고 고주파 교류전원(300)에 연결됨으로써 제1수평전극(110) 및 제2수평전극(120)은 고정전극(130)을 통해 통전될 수 있다.
또한, 상기 유리판(10)의 모서리부(11)를 향하는 전극들의 단부는 평면으로 형성되되, 상기 전극들의 단부에는 홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
즉, 도 7 및 도 8과 같이 전극들의 단부가 평면으로 형성되되 단부에 홈(101,111,121,201,211,221)이 형성되어, 이에 따라 전극들 사이에 형성되는 전기장(400)의 형태가 변형되어 모서리부(11, 12)를 둥근 형태(round)로 가공할 수 있는 장점이 있다. 이와 같이 두 전극 사이의 전기장 형성 경로에 따라 급속히 가열되는 유리판의 모서리 부분이 변경되며, 이러한 전기장의 경로에 따라 도시된 바와 같이 열적 충격이 가해지는 경계면도 직선이 아닌 전기장의 경로를 따라가게 되므로, 이러한 방법으로 전극을 설계하여 배치하면 유리판의 모서리부를 곡선 형태 또는 다른 원하는 형상으로 분리해 낼 수 있다.
또한, 상기 고주파 교류전원(300)은 주파수 및 전압이 가변되도록 형성될 수 있다.
이는, 유전가열의 효율을 높이기 위해 유리판의 조성 및 열처리 형태에 따라 인가되는 고주파 교류전원(300)의 주파수 및 전압을 조절할 수 있도록 하는 것이다.
상기한 바와 같이 본 발명의 유리판의 모서리 가공 장치는, 유리판의 절단된 모서리에 미세 크랙이 없도록 유리판의 날카로운 모서리를 모따기 하거나 둥글게 가공할 수 있는 장점이 있다. 그리고 표면을 경면에 가깝게 가공할 수 있으며, 비접촉 방식이므로 유리에 크랙이 발생하지 않는 장점이 있다. 또한, 유리판의 모서리를 가공함에 있어서 유리 가루가 발생하지 않도록 할 수 있어 추가적인 세척 공정이나 유리면 보호를 위한 보호 필름 등이 필요하지 않은 장점이 있으며, 연삭 또는 연마 방식을 사용하지 않으므로 주기적인 소모품이 필요하지 않고 공구의 마모가 발생하지 않으므로 가공 형상의 변화가 없는 장점이 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 유리판의 모서리 가공 장치
1 : 피 가열체 2 : 전극
3 : 고주파 교류전원
10 : 유리판 11, 12 : 모서리부
100 : 수평전극 101 : 홈
110 : 제1수평전극 111 : 홈
120 : 제2수평전극 121 : 홈
130 : 고정전극
200 : 수직전극 201 : 홈
210 : 제1수직전극 211 : 홈
220 : 제2수직전극 221 : 홈
300 : 고주파 교류전원
400 : 전기장

Claims (10)

  1. 유리판의 모서리부 측면에 이격되어 배치되는 수평전극;
    상기 유리판의 모서리부 상면에 이격되어 배치되는 수직전극; 및
    상기 수평전극 및 수직전극에 양단이 연결되는 고주파 교류전원; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유리판의 모서리 가공 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수평전극, 수직전극 및 고주파 교류전원은 상기 유리판의 두께 중심을 기준으로 상하 한 쌍으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유리판의 모서리 가공 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수평전극은 상하 방향으로의 위치 조절이 가능하게 형성되며, 상기 수직전극은 좌우 방향으로 위치 조절이 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 유리판의 모서리 가공 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수평전극 및 수직전극은 상기 유리판과 상대 이동 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 유리판의 모서리 가공 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유리판의 모서리부를 향하는 전극들의 단부는 평면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유리판의 모서리 가공 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유리판의 모서리부를 향하는 전극들의 단부는 평면으로 형성되되, 상기 전극들의 단부에는 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 유리판의 모서리 가공 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고주파 교류전원은 주파수 및 전압이 가변되도록 형성 것을 특징으로 하는 유리판의 모서리 가공 장치.
  8. 유리판의 상측 모서리부 측면에 이격되어 배치되는 제1수평전극 및 상기 유리판의 하측 모서리부 측면에 이격되어 배치되는 제2수평전극;
    상기 유리판의 상측 모서리부 상면에 이격되어 배치되는 제1수직전극 및 상기 유리판의 하측 모서리부 하면에 이격되어 배치되는 제2수직전극; 및
    상기 제1수평전극 및 제2수평전극에 일측이 연결되고, 상기 제1수직전극 및 제2수직전극에 타측이 각각 연결되는 고주파 교류전원; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유리판의 모서리 가공 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1수평전극 및 제2수평전극은 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유리판의 모서리 가공 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1수평전극 및 제2수평전극이 결합되는 고정전극을 더 포함하여 이루어지고,
    상기 제1수평전극 및 제2수평전극은 상하 방향으로 위치 조절이 가능하게 형성되며, 상기 제1수직전극 및 제2수직전극은 좌우 방향으로 위치 조절이 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 유리판의 모서리 가공 장치.
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