KR101517180B1 - 진공창 제조방법 및 이에 적용되는 배기 헤드 및 진공창 제조 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공창과 진공창 제조방법 및 진공창 제조 시스템에 관한 것이다. 진공창 제조 방법:은 배기공을 각각 가지는 다수 진공창 각각에 개별적인 진공 배기를 위한 배기 헤드를 장착하는 단계; 상기 배기 헤드를 통해 상기 다수 진공창을 직접 진공 배기하는 단계; 상기 진공 배기 후, 상기 배기 헤드 내부에서, 상기 배기공을 실캡으로 밀봉하는 단계; 그리고 상기 밀봉 후 상기 배기 헤드를 분리하는 단계;를 포함한다.

Description

진공창 제조방법 및 이제 적용되는 배기 헤드 및 진공창 제조 시스템{method for manufacturing Vacuum window and vacuum head and system adopting the method}

본 발명은 진공창 제조방법 및 이에 적용되는 배기헤드 및 진공창 제조 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 개별 진공 배기를 적용하는 진공창 제조방법 및 이에 적용되는 배기 헤드 및 진공창 제조 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 진공창(Vacuum window)이란, 두 매의 유리판(상판과 하판) 사이에 진공 갭이 형성되어 있는 구조의 유리창을 지칭한다. 이러한 진공 갭은 외부로부터 전달되는 소음과 진동을 차단하는 것은 물론, 외부로부터 전달되는 열 에너지를 차단함으로써 단열성을 증대시킨다.

종래의 진공창은, 상기 진공 갭을 형성하는 두 매의 유리판의 가장자리가 플리트 글래스(frit glass) 등으로 된 실링재에 의해 마감되어 그 내부에 밀폐된 공간을 갖추게 된다.

두 매의 유리판 중의 하나인 하판에는 상기 공간으로 연결되는 배기공(排氣孔)이 형성되고, 이 배기공은 단순한 관통공의 형태를 가지고 있어서 여기에 단추 형태의 실캡(Seal Cap)에 의해 밀폐되거나, 또는 배기공에는 진공 호스가 연결되는 짧은 관상(管狀) 팁(tip)이 설치되어 진공 배기 후 봉지 (封止)됨으로써 상기 진공 갭이 진공 상태를 유지하게 된다.

상기 진공창을 진공 배기하는 종래 방법은 하나의 커다란 진공 챔버 내를 다수의 진공창이 탑재된 팔레트를 이동시키면서 진공창의 진공 배기를 수행한다. 이러한 진공 챔버는 팔레트 상에 실린 채 이동하는 다수의 진공창을 수용하여야 하기 때문에 매우 큰 규모를 가진다. 이러한 큰 규모의 진공 챔버에는 고비용의 대용량 진공 배기 시스템이 마련되어야 하며, 이러한 대용량 진공 배기 시스템의 가동을 위한 대전력 소모가 불가피하다.

JP2008266059 A JP2003137613 A KR100202332 B1 KR100319824 B1 KR101198343 B1

본 발명은 대기 상태의 연속 가열로 내에서 진공 창의 진공배기가 가능한 진공 창 제조 방법 및 이를 적용하는 시스템을 제공한다.

이러한 본 발명은 진공 시설 및 이의 유지에 소요되는 비용을 낮출 수 있는 진공 창 제조 방법 및 이를 적용하는 시스템을 제공한다.

본 발명에 따른 진공창 제조 방법은;

배기공을 각각 가지는 다수 진공창 각각에 개별적인 진공 배기를 위한 배기 헤드를 장착하는 단계;

상기 배기 헤드를 통해 상기 다수 진공창을 직접 진공 배기하는 단계;

상기 진공 배기 후, 상기 배기 헤드 내부에서, 상기 배기공을 실캡으로 밀봉하는 단계; 그리고

상기 밀봉 후 상기 배기 헤드를 분리하는 단계;를 포함한다.

본 발명에 따른 진공창 제조 시스템:은

배기공을 가지는 진공창이 다수 탑재되는 대차;

상기 대차에 설치되는 진공 배기 시스템;

상기 진공 배기 시스템에 공히 연결되어 상기 다수 진공창의 배기공에 각각 연결되는 것으로, 그 내부에 상기 배기공을 밀폐하는 실캡이 마련되는 다수의 배기 헤드;를 구비한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 대차는 대기압 연속 가열로 내를 이송한다.

본 발명에 따른 진공 배기 헤드:는

배기공을 가지는 진공창에 대해 진공압에 의해 흡착되어 상기 배기공을 통해 상기 진공창의 진공 배기를 수행하는 몸체;

상기 몸체 내에 마련되는 것으로서, 상기 실캡이 안착되는 안착부, 안착부를 승하강시켜 상기 실캡을 상기 진공창의 배기공에 부착시키는 액츄에이터;를 구비한다.

본 발명의 구체적인 실시 예에 따르면, 상기 배기 헤드의 안착부에는 상기 실캡을 가열하는 가열부를 구비할 수 있다.

본 발명의 구체적인 다른 실시 예에 따르면, 상기 액츄에이터는 공기압에 의해 작동하는 다이어프램을 포함할 수 있다.

본 발명의 구체적인 실시 예에 따르면, 상기 진공창은 상판과 하판을 가지며, 상기 하판의 일 측에 배기공이 마련된다. 또한, 상기 상판과 하판의 사이에 이들을 이격시켜 이들 사이에 진공 갭을 형성하는 적어도 하나 이상의 필러(pillar)가 마련되며, 상기 상판과 하판의 가장자리에는 실링부가 마련된다.

본 발명에 따르면 진공창의 진공 배기를 위한 시설 비용 및 이를 유지하는 비용의 절감이 가능하다. 또한, 진공창을 진공 배기 헤드를 통해 직접 배기하기 때문에 저전력으로 목적하는 진공압으로의 배기가 가능하므로, 에너지 절감이 가능하다.

도 1은 본 발명에서 제조 대상으로 하는 진공창을 나타내는 단면도이다.
도2는 본 발명에 따른 진공 배기 및 봉지 방법을 설명하는 도면이다.
도3은 본 발명에 일 실시 예에 따른 배기 헤드의 개략적 외관 사시도 이다.
도4는 본 발명에 따른 진공창 제조용 배기 헤드에서, 상기 액츄에이터에 의해 진공창의 배기공으로 실캡을 공급하는 실캡 공급 구조체를 예시한다.
도5, 6, 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 진공 배기 헤드에 의한 진공창의 진공 배기 및 실캡 고정 과정을 설명하는 도면이다.
도8내지 도10은 본 발명에 따른 진공 배기 및 봉지 설비의 전체 구조를 예시적으로 보인다.
도11은 본 발명에 따라, 진공창과 배기헤드 및 진공 배기 헤드에 진공압을 제공하는 매니폴드 또는 진공 배기 시스템의 연결 구조를 개념적으로 도시한다.
도12는 이송 대차에 다수의 진공창이 탑재되었을 때 일방향으로 배열된 진공창의 상하 차등적 배열 방법을 예시한다.

이하, 본 발명의 바람직한 여러 실시 예에 따른 진공창 제조방법 및 진공창 제조 시스템을 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예들은 첨부도면에 도시된 바에 국한되지 않고, 동일한 발명의 범주 내에서 다양하게 변형될 수 있음을 밝혀둔다.

도 1은 본 발명에서 제조 대상으로 하는 진공창을 나타내는 단면도이다.

도1에 도시된 바와 같이, 진공창(1)은 두 매의 유리판(1a, 1b)과 이들 사이의 공간 또는 갭(1f)을 유지하기 위한 스페이서로의 역할을 하는 필러(1c), 그리고 이들 사이의 둘레를 밀봉하는 플릿실 등에 의한 실링부(1d)를 구비한다. 상기 진공창(1)에는 배기공(1e)이 형성되어 있으며, 이 것은 실캡(5)에 의해 봉지 또는 봉구된다. 실캡(5)은 메탈 베이스(5a)와 그 상면의 접착층(5b)을 포함한다. 접착층(5b)은 저융점 글래스, 즉 플릿실이라 불리우는 플릿 글래스 등의 실링재 등에 의해 형성될 수 있다.

상기 상판(1a)과 하판(1b)은, 가로 및 세로 길이가 정해진 사각의 유리판인 것으로서, 세척과정 및 검사과정을 거친 후 하나로 결합된다.

상기 상판(1a)과 하판(1b) 사이에서 스페이서 역할을 하는 필러(3)는 원통 또는 링 형상의 금속 또는 세라믹, 유리 재질로 제작되거나, 또는 상기 하판(1b)의 내면에 대한 식각 공정을 통해서도 형성될 수 있다.

상기 실캡(5)(seal cap)은, 진공 배기된 진공창의 배기공(1e)을 덮어서 갭(1f)가 진공상태를 유지하도록 하는 일종의 진공 마개이다.

도 2는 본 발명에 따른 진공 배기 및 봉지 방법을 설명하는 도면이다. 본 발명에서는 진공창(1)이 대기압 상태에 노출되며, 이때에 효과적인 진공 배기를 위하여 가열된다. 진공 배기는 진공 배기 헤드(50)에 의해 이루어지며, 역시 실캡(5)에 의한 진공창의 봉지(封止) 역시 상기 진공 배기 헤드(50)에 의해 이루어진다. 후술되겠지만, 상기 진공 배기 헤드(50)는 상기 배기공(1e)이 마련된 진공창(1)의 하판(1b)에 진공 흡착된 상태에서 배기공(1e)을 통한 진공 배기를 수행하고, 진공 배기가 완료된 후에는 그 내부에 마련되는 실캡(5)으로 상기 배기공(1e)을 폐쇄함으로써 진공창(1)에 대한 진공화 공정을 완료한다.

도3은 본 발명에 일 실시 예에 따른 배기 헤드(50)의 개략적 외관 사시도이다.

배기 헤드(50)는 외통부에 해당하는 원통상 몸체(51)와 그 내부의 실캡 안착부(52), 상기 안착부(52)를 상기 원통상 몸체(51) 내부에서 승하강 시키는 액츄에이터(54)를 구비한다. 이러한 배기 헤드(50)는 그 내부의 진공압력에 의해 진공창(1)에 흡착되기 때문에 진공창(1)에 대한 별도의 고정 또는 부착 구조물을 가질 필요 없다. 이러한 진공 배기 헤드(50)에서, 몸체(51) 상부 개구부 둘레, 즉 진공창(1)에 대면하는 도넛형 상면에는 진공기밀 유지를 위한 진공 기밀 유지 부품, 예를 들어 오링(56)이 마련된다. 이 오링(56)은 상기 상면을 따라 원형으로 형성되는 그루부(51a)에 위치하며, 그 상부는 그루부(51a)로부터 돌출된다.

상기 몸체(51)의 일 측에는 상기 배기공(1e)을 통한 진공창(1)의 진공 배기를 위한 배기관(55)이 마련된다. 한편, 상기 액츄에이터(54)는 상기 안착부(52)를 승하강시켜, 그 상면의 실캡 안착홈(52a)에 위치하는 실캡(5)을 배기공(1e)이 형성되는 하판(1b)에 접촉시키는 것으로서 전자석 또는 공압 방식에 의한 동작 구조를 가질 수 있다. 본 발명의 바람직한 예로서 상기 액츄에이터(54)는 공압에 의한 작동 구조를 가질 수 있다. 공압에 의한 액츄에이터(54)는 공기의 압축 또는 배기에 따라 일방향으로 신장 또는 수축하는 밸로우즈형 다이아프램(54a)에 의해 구현될 수 있다. 즉, 벨로우즈형 액츄에이터(54)에 배기(排氣) 또는 급기(給氣)를 위한 압력 조절관(56)을 연결하여 압력 조절관(56)을 통해 다이아프램(54a)에 압축 공기를 공급하거나 또는 그 내부 공기를 강제 배출함으로써 벨로우즈형 액츄에이터(54)를 신장 또는 수축시키는 작동을 일으킨다.

도4는 상기 액츄에이터(54)에 의해 진공창의 배기공으로 실캡을 공급하는 실캡 공급 구조체를 예시한다. 도4에 도시된 실캡 공급 구조체는 실캡이 안착되는 안착홈(52a)을 가지는 것으로 그 내부에 실캡(5)을 가열하여 실캡(5)에 도포되어 있는 프릿 글래스등의 접착제를 비고체(非固體) 상태, 즉 용융 또는 반용융 상태로 유지시키는 히터(53)가 내장된 실캡 안착부(52)와 이를 작동(승하강)시키는 벨로우즈형 액츄에이터(54)를 포함한다. 상기 액츄에이터(54)는 다이아프램(54a)과 다이아프램 내부의 압력을 조절하기 위한 압력 조절관(54b)을 구비한다.

도5, 6, 7은 상기한 바와 같은 일 실시 예에 따른 진공 배기 헤드에 의한 진공창의 진공 배기 및 실캡 고정 과정을 설명하는 도면이다.

도5에서는 진공 배기가 완료된 후, 실캡(5)이 진공창의 하판(1b)에 밀착된 상태를 도시하며, 도6은 도5 상태 이전을 나타내는 것으로서, 진공 배기 헤드의 몸체(51)의 상단이 진공창(1)의 하판(1b)에 진공압에 의해 밀착된 상태에서 진공 배기 중인 상태를 나타내며, 도7은 도 5와 같은 상태로서, 진공배기 이후 실캡 안착부(52)가 전술한 액츄에이터(54)에 의해 상승하여 실캡(5)이 진공창(1)의 하판(1b)에 밀착 또는 부착된 상태를 나타낸다.

도 5, 6, 7의 상태 즉, 진공 배기 및 실캡에 의한 봉지가 이루어지는 동안 배기관(51b)을 통한 진공 배기는 계속 유지되어 진공 배기 헤드(50)의 몸체(51)가 진공압에 의해 진공창(1)에 흡착된다. 이 상태에서, 진공 배기 공정의 초기로 부터 진공창에 대한 가열이 시작되며, 이때에 실캡(5)이 몸체(51) 내부에서 하강하여 있는 상태에서는 진공창(1)의 배기공(1e)이 진공 배기 헤드(50)의 몸체(51) 내부로 열려 있으므로 진공창(1)에 대한 진공배기가 계속 진행된다. 그리고 목적하는 진공압에 도달하면 상기 실캡(5)이 상승하여 진공창(1)의 배기공(1e)을 덮게 되면 배기공(1e)이 폐쇄되면서 진공 배기는 중단되면서 실캡(5)에 공급되어 있던 접착제의 응고가 진행된다. 접착제의 응고를 위해서는 히터(53)에 대한 전력공급은 차단되며, 또한 가열로에서의 가열도 중단되어 진공창(1)이 전체적으로 서냉 된다. 진공 배기 및 실캡의 공급 및 접착제의 응고 과정은 대기압을 유지하는 가열로 내에서 이루어지며, 연속적인 진공창 제조를 위해서 가열로 내를 이송하면서 진공창(1)에 대한 진공화 및 봉지과정이 수행된다.

도8내지 도10은 연속적인 대기압 가열로에서의 진공 배기 및 봉지 설비의 전체 구조를 예시적으로 보인다.

도9는 대기압 가열로의 정면도이며, 도19은 그 평면도, 그리고 도10은 가열로의 횡단면도로서 다수의 진공창을 탑재하여 상기 가열로 내를 이송하는 이송 대차와 가열로 내의 주변 구조를 개략적으로 보인다.

먼저 도8 및 도9를 참조하면, 이송 대차(110, 도10 참고)의 흐름은 도면에서 외쪽에서 오른쪽으로 #1, #2, #3~#17, #18 스테이지의 순으로 진행한다. 이러한 이송 대차(110)의 흐름 방향의 상, 중, 하에는 이송 대차(110)가 위치하여 진행하는 하부의 개방된 저온 영역(A), 이송 대차에 탑재된 다수의 진공창(1)들이 통과하는 고온영역(B), 그리고 고온 영역(B)의 상부에 위치하는 것으로 고온 영역(B)에 대한 열 에너지 공급 및 열풍 순환 등을 위한 열원 및 송풍 장치가 마련되는 장치 영역(C)이 마련된다. 상기 저온영역의 바닥에는 상기 이송 대차(110)가 타고 지나는 레일(113)이 마련되고 이송대차(110)에는 이에 대응하는 바퀴 또는 캐스터 또는 로울러 구조를 가진다.

도10을 참조하면, 이송대차(110)는 레일(113) 위에 올려져 있으며, 그 위에는 다수의 진공창(1)이 다단으로 탑재되는 탑재부(111)이 마련되어 있다. 탑재부(111)의 각 단에는 진공창(1)을 하부를 지지하는 다수의 지지봉(112)이 마련된다.

한편, 이송대차(110)에는 로터리 펌프 등을 포함하는 진공 배기 시스템(101), 진공배기시스템(102)에 연결되는 매니폴드(102) 및 매니폴드(102)에 연결되는 다수의 진공 배기라인(103)이 마련된다. 상기 배기라인(103)들에는 전술한 본 발명에 따른 진공 배기 헤드(50)의 배기관(51b) 및 압력조절관(54b)이 연결된다. 또한, 상기 진공 배기 헤드(50)의 히터에 전력을 공급하기 위한 전력 공급장치(104, 도11 참고)도 마련된다.

도11은 본 발명에 따른 진공창(1)과 진공 배기헤드(50) 및 진공 배기 헤드(50)에 진공압을 제공하는 매니폴드(102) 또는 진공 배기 시스템(101)의 연결 구조를 개념적으로 도시한다.

도11을 참고하면, 진공창(1)의 저면에 진공 배기 헤드(50)가 진공압에 의해 흡착되어 있다. 이때에 진공압이 제고되면 진공 배기 헤드(50)는 진공창(1)으로 분리된다. 따라서 진공 배기 헤드(50)가 진공창으로 분리되었을 때에, 진공 배기 헤드(50)가 적정한 위치에 고정될 수 있는 지지구조가 필요하다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 진공 배기 헤드(50)에 진공압을 전달하는 진공배관(103)은 일정한 힘 이상의 외력에 의해서만 변형 또는 굴곡될 수 있는 벨로우즈관의 구조를 가질 수 있다. 이러한 벨로우즈관에 따르면, 상기 진공 배기 헤드(50)가 진공창에 부착되지 않았을 경우에도 진공창의 바로 밑에 부분에 정치해 있을 수 있게 된다.

진공 배기 헤드(50)를 진공창(1)에 흡착시킴에 있어서는 작업자가 진공 배기 헤드(1) 내에 실캡을 탑재한 후, 수작업으로 진공창(1)의 배기구(1e) 방향으로 배기구(1e)에 일치되게 진공 배기 헤드(50)를 밀어 올리면 진공 배기 헤드(50)의 진공압에 의해 진공 배기 헤드(50)는 진공창(1)에 강하게 흡착되게 된다. 상기 배기라인(103)은 진공 배기 헤드의 배기관(51b)에 연결되는 배기관(103a), 상기 압력조절관(54b)에 연결되는 배기관(103b)을 포함하며, 이들은 별도의 구룹으로 매니폴드에 연결될 수 있다.

도12는 하나의 이송 대차에 다수의 진공창이 탑재되었을 때 일방향으로 배열된 진공창의 상하 차등적 배열 방법을 예시한다.

도12를 참조하면, 진공창(1)은 상부에서 하부 방향으로 배치되어 이들은 순차적으로 일방향(도면에서 외쪽 방향)으로 조금씩 오프셋되도록 배치된다. 이와 같이 되면 좁은 간격을 유지하는 진공창(1)의 일측 단부, 특히 배기공(1e)이 마련된 부분이 그 아래의 다른 진공창에 의해 가려지지 않으며, 따라서 진공 배기 헤드(50)를 용이하게 위치 및 부착시킬 수 있다. 상기와 같은 진공창의 배열은 1 방향 뿐 아니라 2개의 방향 또는 3개의 방향 또는 그 이상의 방향으로 진공창들을 구룹별로 회전시키면서 상하 방향으로 도12에 도시된 바와 같이 진공창을 그룹별로 상하 오프셋 시킬 수 도 있다.

이상과 같은 본 발명의 진공창 제조 방법 및 장치는 진공창의 배기를 대기에 노출된 상압 또는 대기압 가열로 내에서 수행하며, 따라서 종래 진공 가열 챔버에서 수행하던 종래의 방법에 비해 시설비 및 이의 유지료를 절감할 수 있다. 특히 진공창 개별적으로 배기헤드에 의해 직접배기하기 때문에 진공 배기 효율이 매우 높기 때문에 이에 따른 에너지 절감 효과도 기대할 수 있다.

본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술되는 청구범위와 이의 기술적 사상에 의해 한정될 것이다.

1a: 상판 1c: 필러
1b: 하판 1c: 배기공
1f: 진공부 4: 프릿실
5a: 메탈베이스 5b 접착제
50: 진공 배기 헤드 51: 몸체
52: 실캡 안착부 53: 히터
54: 액츄에이터 56: 오링
100: 대기압 가열로 101: 진공배기시스템
102: 미니폴드 103: 배기라인
104: 히터 전력공급장치
110: 이송대차 111: 진공창 탑재부

Claims (10)

1. 배기공을 각각 가지는 다수 진공창이 탑재된 대차를 대기압 가열로 내를 진행시키는 단계;
   상기 다수 진공창 각각에, 상기 배기공을 밀폐하는 실캡이 안착되는 안착부를 가지는 배기 헤드를 장착하는 단계;
   상기 배기 헤드를 통해 상기 다수 진공창을 직접 진공 배기하면서 상기 안착부에 마련된 실캡을 가열하는 단계;
   상기 진공 배기 후, 상기 배기 헤드 내부에서, 상기 안착부의 하부에 마련되는 밸로우즈형 다이아프램을 가지는 벨로우즈형 액츄에이터를 이용해 상기 안착부 상의 실캡을 상기 배기공에 밀착시켜 상기 배기공을 상기 실캡으로 밀봉하는 단계; 그리고
   상기 밀봉 후 상기 배기 헤드를 분리하는 단계;를 포함하는 진공창 제조 방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 배기공을 가지는 진공창에 대해 진공압에 의해 흡착되어 상기 배기공을 통해 상기 진공창의 진공 배기를 수행하는 몸체;
   상기 몸체 내에 마련되는 것으로서, 상기 배기공을 밀폐하는 실캡이 안착되며, 실캡을 가열하는 가열부가 마련되어 있는 안착부;
   상기 안착부를 승하강시켜 상기 실캡을 상기 진공창에 부착하여 배기공을 밀폐하는 밸로우즈형 다이아프램을 가지는 벨로우즈형 액츄에이터;를 구비하는 진공창 제조용 배기 헤드.
6. 삭제
7. 삭제
8. 대기 상태의 연속 가열로 내에서 마련되는 것으로, 배기공을 가지는 진공창이 다수 탑재되는 대차;
   상기 대차에 설치되는 진공 배기 시스템;
   제5항에 기재된 배기 헤드; 를 다수 구비하는 진공창 제조 시스템.
9. 삭제
10. 삭제

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