KR101836415B1

KR101836415B1 - 곡면 유리 성형 장치 및 이를 이용한 제조 방법

Info

Publication number: KR101836415B1
Application number: KR1020160135179A
Authority: KR
Inventors: 반신애
Original assignee: 주식회사 엠알케이
Priority date: 2016-10-18
Filing date: 2016-10-18
Publication date: 2018-03-13

Abstract

본 발명의 곡면 유리 성형 장치는 유리의 양단을 곡면으로 성형할 수 있도록 상기 유리의 양단과 대면하는 양측이 곡면으로 이루어진 제1 곡면성형부가 상부에 형성되고, 상기 제1 곡면성형부의 상단부 양단에는 고정부가 돌출 형성되며, 내부를 관통하도록 형성된 원형의 삽입공간이 제1 곡면성형부의 하부에 배치된 세라믹소재로 이루어진 하부금형; 상기 하부금형의 상부에 장착된 유리의 양단을 가압하여 곡면으로 성형할 수 있도록 제1 곡면성형부와 대응하는 제2 곡면성형부가 하부 내측에 형성되고, 고정부와 체결되는 고정홈이 형성된 세라믹소재로 이루어진 상부금형; 상기 하부금형을 주파수를 통한 유도 가열 방식으로 가열하는 히팅코일, 상기 히팅코일에 공급되는 주파수를 생성시키는 주파수 발생기 및 상기 주파수 발생기와 히팅코일을 연결하는 연결관을 포함하는 가열장치; 및 상기 삽입공간에 탈부착 가능하게 삽입되어 가열장치를 통해 가열되며, 판재, 봉, 관 중 어느 하나로 형성된 흑연소재의 가열부재를 포함한다. 그리고 상기 하부금형은 상면에 유리의 두께와 동일한 높이로 제1,2 지지턱이 돌출 형성되어 이격 배치되고, 상기 제1,2 지지턱과 동일형상의 제1,2 지지홀이 유리에 형성되어 상기 제1,2 지지홀에 제1,2 지지턱이 삽입고정되며, 상기 가열장치는 가열부재가 삽입된 하부금형을 히팅코일의 내부로 진입시켜 가열하게 된다.

Description

곡면 유리 성형 장치 및 이를 이용한 제조 방법{Curved glass molding apparatus and method}

본 발명은 곡면 유리 성형 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 하부금형 및 상부금형으로 이루어진 금형지그에 유도 가열 방식으로 가열하면서 유리의 곡면을 성형하기 위한 곡면 유리 성형 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 유리는 실, 내외 공간을 구획하여 실내에서 실외를 볼 수 있거나 실외에서 실내를 볼 수 있도록 투명한 재질로 형성되고, 이때, 유리는 그 사용상태에 따라 평평한 형상을 갖는 평유리와, 곡면 형상을 갖는 곡면유리로 제작되며, 특히 자동차의 내부 공간을 밀폐하는 유리는 곡면 형상으로 제작된다.

이에 따라, 대한민국 등록특허공보 제10-1356860호에는 가로방향으로 소정 길이를 가지는 가열로와, 가열로 내부에 가열로의 길이방향으로 배치된 컨베이어부와, 컨베이어부에 의해 가열로 내에서 이송되고, 성형될 유리판이 코어의 상면에 안착되는 하부 몰드부 및 가열로 내의 상부에 승강 가능하게 설치되고, 고온기체 제공수단이 연결된 상부 몰드부를 포함하고, 하부 몰드부가 작업위치에 위치할 때 상부 몰드부로부터 고온 기체가 유리판에 분사되어 유리판이 하부 몰드의 코어면의 형상으로 성형되는 곡면유리 제조 장치가 게시된 바가 있다.

그러나, 전술한 선행기술문헌에 따르면, 곡면유리 제조 장치는 가열로에서 가열되면서 발생하는 가스와 같은 기체가 생성되어 열원을 안정적으로 관리하는데 어려움이 있었고, 하부 몰드부에 안착되는 유리판에 전달되는 온도 차이가 발생하여 유리의 파손할 가능성이 높은 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1356860호

본 발명의 목적은 하부금형 및 상부금형으로 이루어진 금형지그에 유도 가열 방식으로 가열하여 유리를 성형함으로써, 열원을 안정적으로 관리 및 제어할 수 있도록 한 곡면 유리 성형 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 히팅코일의 내부에 금형지그를 진입시킨 이후, 유도 가열 방식으로 금형지그의 내부에 주파수를 노출함으로써, 가열부재의 용이한 온도상승이 이루어져 전기소모를 최소화하고, 과열로 인한 유리 파손 및 손상을 최소화할 수 있도록 한 곡면 유리 성형 장치를 이용한 제조 방법을 제공하는 데 있다.

삭제

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한,
본 발명의 일실시 예에 따른 곡면 유리 성형 장치는 유리의 양단을 곡면으로 성형할 수 있도록 상기 유리의 양단과 대면하는 양측이 곡면으로 이루어진 제1 곡면성형부가 상부에 형성되고, 상기 제1 곡면성형부의 상단부 양단에는 고정부가 돌출 형성되며, 내부를 관통하도록 형성된 원형의 삽입공간이 제1 곡면성형부의 하부에 배치된 세라믹소재로 이루어진 하부금형;
상기 하부금형의 상부에 장착된 유리의 양단을 가압하여 곡면으로 성형할 수 있도록 제1 곡면성형부와 대응하는 제2 곡면성형부가 하부 내측에 형성되고, 고정부와 체결되는 고정홈이 형성된 세라믹소재로 이루어진 상부금형;
상기 하부금형을 주파수를 통한 유도 가열 방식으로 가열하는 히팅코일, 상기 히팅코일에 공급되는 주파수를 생성시키는 주파수 발생기 및 상기 주파수 발생기와 히팅코일을 연결하는 연결관을 포함하는 가열장치; 및
상기 삽입공간에 탈부착 가능하게 삽입되어 가열장치를 통해 가열되며, 판재, 봉, 관 중 어느 하나로 형성된 흑연소재의 가열부재;
를 포함하며,
상기 하부금형은 상면에 유리의 두께와 동일한 높이로 제1,2 지지턱이 돌출 형성되어 이격 배치되고, 상기 제1,2 지지턱과 동일형상의 제1,2 지지홀이 유리에 형성되어 상기 제1,2 지지홀에 제1,2 지지턱이 삽입고정되며,
상기 가열장치는 가열부재가 삽입된 하부금형을 히팅코일의 내부로 진입시켜 가열하게 된다.

삭제

한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 곡면 유리 성형 장치를 이용한 제조 방법은 (a) 컨베이어를 통해 유리를 하부금형에 이송하여 제1 곡면성형부의 상면에 안착시키고, 상기 유리에 형성된 제1,2 지지홀에 하부금형의 제1,2 지지턱을 삽입하여 고정하는 단계;
(b) 상기 하부금형의 내부에 가열부재를 삽입한 후 히팅코일의 내부로 하부금형을 진입시키고, 주파수 발생기에서 주파수를 생성하여 유도 가열 방식으로 상기 하부금형을 가열하는 단계;
(c) 상기 하부금형에 상부금형을 결합하여 제1,2 곡면성형부를 상호 밀착시킴으로써 유리의 양단을 가압하여 곡면을 성형하는 단계; 및
(d) 상기 상부금형을 하부금형에서 분리시킨 후 냉각기를 통해 유리를 냉각하는 단계;
를 포함한다.

삭제

본 발명의 일실시 예에 따르면, 하부금형 및 상부금형으로 이루어진 금형지그에 유도 가열 방식으로 가열이 이루어져 유리를 곡면으로 성형함으로써, 금형지그의 열원을 안정적으로 관리 및 제어할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따르면, 히팅코일의 내부에 하부금형을 진입시킨 이후, 유도 가열 방식으로 가열함으로써, 전기소모를 최소화하고, 과열로 인한 유리 파손 및 손상을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따르면, 금형지그가 세라믹소재로 이루어짐으로써, 금형지그의 변형을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 곡면 유리 성형 장치의 전체 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 곡면 유리 성형 장치의 금형지그의 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 곡면 유리 성형 제조 방법의 블록도.
도 4 내지 9는 본 발명의 일실시 예에 따른 곡면 유리 성형 제조 방법의 성형 순서도.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 본 발명의 일실시 예를 첨부한 도면에 의하여 상세하게 설명한다.

도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 곡면 유리 성형 장치는 유리(300)를 곡면으로 성형하는 금형지그(100) 및 유리(300)를 성형하기 위해 열에너지를 생성하는 가열장치(200)를 포함한다.

금형지그(100)는 세라믹소재로 이루어져 가열장치(200)에서 전달받은 고온의 열에너지로부터 장시간 동안 노출되어도 금형지그(100)의 일부가 파손 및 손상되는 것을 방지하거나 내구력이 저하되는 것을 방지하게 된다.

이러한 금형지그(100)는 유리(300)를 고정 및 지지하는 하부금형(110) 및 하단금형(110)을 가압하여 유리(300)를 곡면으로 성형하는 상부금형(130)으로 구성된다.

하부금형(110)은 유리(300)를 장착하여 성형할 수 있도록 구성된 금형으로서, 상단부 양단에는 상부금형(130)과의 체결고정이 이루어질 수 있도록 일정높이로 돌출된 고정부(111)가 구성된다.

고정부(111)는 하부금형(110)의 상단부 양단에 일정높이로 돌출되게 형성되어 상부금형(130)과 체결이 이루어짐으로써, 하부금형(110)에 유리(300)를 고정하게 된다. 그리고 상기 하부금형(110)은 유리(300)가 장착되는 상면에 일정높이의 돌기로 이루어진 제1,2 지지턱(115)(117)이 형성된다.

제1,2 지지턱(115)(117)은 두 개를 한 조로 하여 하부금형(110)의 상면에 이격 배치되며, 유리(300)의 두께와 동일한 높이로 형성되어 상기 유리(300)에 형성된 제1,2 지지홀(310)(330)에 삽입된다.

또한, 제1,2 지지턱(115)(117)은 제1,2 지지홀(310)(330)과 동일한 형상으로 형성됨으로써, 상기 제1,2 지지홀(310)(310)에 제1,2 지지턱(115)(117)이 삽입되어 고정된다.

이러한 하부금형(110)은 유리(300)의 양단을 곡면으로 성형할 수 있도록 상기 유리(300)의 양단과 대면하는 양측이 곡면으로 이루어진 제1 곡면성형부(113)가 상부에 형성된다.

제1 곡면성형부(113)는 하부금형(110)의 상부에 형성되고, 유리(300)의 양단과 대면하는 양측이 곡면으로 이루어진 것으로서, 상기 하부금형(110)과 상부금형(130)의 결합시 유리(300)의 양단을 곡면으로 성형하게 된다.

이러한 제1 곡면성형부(113)는 하부에 삽입공간(119)이 배치된다.

삽입공간(119)은 후술할 가열부재(135)가 탈부착 가능하게 삽입되도록 하부금형(110)의 내부를 관통하여 형성되는 일종의 원형 홀로서, 한 쌍으로 구성된다.

상부금형(130)은 하부금형(110)의 상단부에 고정된 유리(300)를 가압하여 성형하기 위해 구성된 것으로서, 즉 하부금형(110)과의 결합을 통해 유리(300)의 양단을 가압하여 곡면으로 성형하게 된다.

이러한 상부금형(130)은 고정부(111)가 삽입되는 고정홈(131)이 양단에 형성되고, 제1 곡면성형부(113)와 대응하는 제2 곡면성형부(133)가 하부 내측에 형성된다.

고정홈(131)은 상부금형(130)의 양단에 형성된 홈으로서, 상부금형(130)이 하부금형(110)에 결합시 상기 고정홈(131)에 고정부(111)가 삽입됨으로써, 상부금형(130)이 하부금형(110)으로부터 미세하게 비틀리는 것을 방지하여 유리(300)의 성형불량을 방지하게 된다.

따라서 상기 고정홈(131)은 고정부(111)와 실질적으로 동일한 형상으로 형성된다.

제2 곡면성형부(133)는 상부금형(130)의 하부 내측에 형성된다. 그리고 제1 곡면성형부(113)와 대응하는 형상으로 형성된다.

삭제

한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 가열부재(135)는 가열장치(200)를 통한 유도 가열 방식으로 가열되는 구성으로서, 판재, 봉, 관 중 어느 하나의 형상으로 이루어지고, 삽입공간(119)에 탈부착이 이루어지도록 형성된다.

또한, 가열부재(135)는 금속, 카본(탄소), 흑연 등의 전기전도체와, 실리콘,규소, 게르마늄, 비소화갈륨, 갈륨비소, 용융실리카 등의 반도체를 이루어질 수 있으며, 본 발명에서는 흑연소재로 구성된다.

이러한 가열부재(135)는 하부금형(110)에 삽입된 후 가열장치(200)를 통해 가열된다.

가열장치(200)는 하부금형(110)을 가열하기 위해 구성된 것으로서, 주파수를 생성하는 주파수 발생기(210) 및 연결관(250)을 통해 주파수 발생기(210)에서 발생한 주파수를 공급받아 하부금형(110)을 가열하는 히팅코일(230)로 이루어진다.

주파수 발생기(210)는 장파(Microwave, 1㎑ 내지 300㎑)를 생성하는 장치로서, 생성된 주파수는 연결관(250)을 통해 히팅코일(230)에 제공하게 된다.

히팅코일(230)은 주파수 발생기(210)에서 생성된 주파수를 전달받아 유도 가열 방식으로 하부금형(110)을 가열하게 된다.

여기서 유도 가열 방식은 전자기유도(電磁氣誘導)에 의해 전기에너지를 열에너지로 변환시켜 가열하는 방법으로서, 변압기(미도시)의 2차 코일 대신 피가열 재료를 사용하여 전자기유도에 의해 유도된 2차 전류가 피가열 재료를 흐르는 경우에 발생하는 줄열(Joule's heat)을 이용하여 가열하는 방식이다.

삭제

도 3 내지 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 곡면 유리 성형 제조 방법은 컨베이어(400)를 통해 유리(300)를 하부금형(110)으로 이송하는 단계(S100)와, 하부금형(110)에 고정장착된 유리(300)를 가열하는 단계(S200)와, 상부금형(130)을 이용하여 유리(300)를 가압하는 단계(S300)와, 유리(300)를 냉각하는 단계(S400)로 이루어진다.

S100단계는 컨베이어(400)를 통해 유리(300)가 하부금형(110)으로 이송되도록 구성된 단계로서, 별도의 보정장치를 통해 컨베이어(400)에 위치하는 유리(300)가 제1 지지턱(115) 및 제2 지지턱(117)에 고정되어 중앙에 위치할 수 있도록 구성된다.

여기서 하부금형(110)은 컨베이어(400)를 통해 유리(300)가 이송되면, 상기 유리(300)에 형성된 제1,2 지지홀(310)(330)에 제1,2 지지턱(115)(117)이 삽입됨으로써, 유리(300)의 분리를 방지할 수 있다.

S200단계는 하부금형(110)에 안착된 유리(300)를 가열하여 1차 가공하는 단계로서, 하부금형(110)의 내부에 형성된 삽입공간(119)에 흑연소재로 이루어진 가열부재(135)를 삽입한 이후, 히팅코일(230)의 내부로 진입시키게 된다.

여기서 하부금형(110)이 히팅코일(230)의 내부로 진입하면, 주파수 발생기(210)에서 주파수를 생성하여 히팅코일(230)에 공급함으로써, 가열부재(135)를 가열하게 되며, 상기 가열부재(135)의 가열로 인해 하부금형(110)의 전체온도가 상승하게 된다.

특히 가열부재(135)는 하부금형(110)의 제1 곡면성형부(113)를 최고 200℃까지 상승시킴으로써 유리(300)가 제1 곡면성형부(113)에서 발생한 열에너지로 인해 성형이 용이한 상태로 변화하게 된다.

S300단계는 상부금형(130)을 통해 유리(300)를 가압하는 단계로서, 상부금형(130)을 통한 유리(300)의 가압시 제1,2 곡면성형부(113)(133)가 서로 밀착되어 유리(300)가 제1 곡면성형부(113) 및 제2 곡면성형부(133)와 동일한 곡면으로 성형이 이루어지게 된다.

여기서, 상부금형(130)은 하부금형(110)과의 결합시 고정홈(131)에 고정부(111)가 삽입됨으로써, 하부금형(110)과의 분리 또는 미세한 움직임을 방지하게 된다.

또한, 상부금형(130)의 내부에는 별도의 음양날이 추가로 구성되어 유리(300)의 외주면에 음양 또는 음각이 이루어질 수 있도록 구성될 수 있음은 물론이다.

S400단계는 유리(300)를 냉각하는 단계로서, 상부금형(130)이 하부금형(110)과 분리된 이후, 냉각기(600)를 통해 유리(300)를 냉각하게 되며, 이때의 냉각기(600)는 공냉 방식으로 냉각할 수 있다.

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이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100 : 금형지그 110 : 하부금형
111 : 고정부 113 : 제1 곡면성형부
115 : 제1 지지턱 117 : 제2 지지턱
119 : 삽입공간 130 : 상부금형
131 : 고정홈 133 : 제2 곡면성형부
135 : 가열부재 200 : 가열장치
210 : 주파수 발생기 230 : 히팅코일
250 : 연결관 300 : 유리
310 : 제1 지지홀 330 : 제2 지지홀
400 : 컨베이어 600 : 냉각기

Claims

유리의 양단을 곡면으로 성형할 수 있도록 상기 유리의 양단과 대면하는 양측이 곡면으로 이루어진 제1 곡면성형부가 상부에 형성되고, 상기 제1 곡면성형부의 상단부 양단에는 고정부가 돌출 형성되며, 내부를 관통하도록 형성된 원형의 삽입공간이 제1 곡면성형부의 하부에 배치된 세라믹소재로 이루어진 하부금형;
상기 하부금형의 상부에 장착된 유리의 양단을 가압하여 곡면으로 성형할 수 있도록 제1 곡면성형부와 대응하는 제2 곡면성형부가 하부 내측에 형성되고, 고정부와 체결되는 고정홈이 형성된 세라믹소재로 이루어진 상부금형;
상기 하부금형을 주파수를 통한 유도 가열 방식으로 가열하는 히팅코일, 상기 히팅코일에 공급되는 주파수를 생성시키는 주파수 발생기 및 상기 주파수 발생기와 히팅코일을 연결하는 연결관을 포함하는 가열장치; 및
상기 삽입공간에 탈부착 가능하게 삽입되어 가열장치를 통해 가열되며, 판재, 봉, 관 중 어느 하나로 형성된 흑연소재의 가열부재;
를 포함하며,
상기 하부금형은 상면에 유리의 두께와 동일한 높이로 제1,2 지지턱이 돌출 형성되어 이격 배치되고, 상기 제1,2 지지턱과 동일형상의 제1,2 지지홀이 유리에 형성되어 상기 제1,2 지지홀에 제1,2 지지턱이 삽입고정되며,
상기 가열장치는 가열부재가 삽입된 하부금형을 히팅코일의 내부로 진입시켜 가열하는 것을 특징으로 하는 곡면 유리 성형 장치.
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청구항 1에 기재된 곡면 유리 성형 장치를 이용한 제조 방법에 있어서,
(a) 컨베이어를 통해 유리를 하부금형에 이송하여 제1 곡면성형부의 상면에 안착시키고, 상기 유리에 형성된 제1,2 지지홀에 하부금형의 제1,2 지지턱을 삽입하여 고정하는 단계;
(b) 상기 하부금형의 내부에 가열부재를 삽입한 후 히팅코일의 내부로 하부금형을 진입시키고, 주파수 발생기에서 주파수를 생성하여 유도 가열 방식으로 상기 하부금형을 가열하는 단계;
(c) 상기 하부금형에 상부금형을 결합하여 제1,2 곡면성형부를 상호 밀착시킴으로써 유리의 양단을 가압하여 곡면을 성형하는 단계; 및
(d) 상기 상부금형을 하부금형에서 분리시킨 후 냉각기를 통해 유리를 냉각하는 단계;
를 포함하는 곡면 유리 성형 장치를 이용한 제조 방법.
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