KR101893439B1 - 판 형상 부재의 가공 장치 및 그 가공 방법 - Google Patents

판 형상 부재의 가공 장치 및 그 가공 방법 Download PDF

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유키노리 스즈키
카즈요시 마에다
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Abstract

본 발명은 박막층이 형성되어 있는 정사각형 형상의 판 형상 부재의 기판의 주변부에서 불필요한 박막층을 제거하는 장치를 제공한다. 상기 장치는 판 형상 부재의 주변부가 삽입되어 판 형상 부재의 주변부에서 불필요한 박막층이 제거되는, 주변부를 가공하는 챔버; 및 판 형상 부재를 이동시키는 수단을 포함한다. 주변부를 가공하는 챔버는, 일단측이 폐쇄된 천장부를 형성하며, 타단측이 상기 천장부에 대향하여 개방되어 있는, 주변부 가공용 분사재 및 분진의 산란을 방지하는 커버, 및 분진의 산란을 방지하는 커버의 개구와 동일한 형상의 개구를 갖는, 주변부를 가공하는 흡인 커버를 포함한다. 주변부를 가공하는 챔버에는, 주변부 가공용 분사재를 분사하는 블라스트 노즐이, 상기 블라스트 노즐의 분사구가 분진 및 분사재의 산란을 방지하는 커버의 벽에 의해 커버되도록, 분진의 산란을 방지하는 커버에 배치되어 있다.

Description

판 형상 부재의 가공 장치 및 그 가공 방법{APPARATUS FOR TREATING A PLATE-LIKE MEMBER AND METHOD OF TREATING THE SAME}
본 발명은 판 형상 부재의 가공 장치에 관한 것으로, 상기 장치는 기판의 표면 위에 형성된 박막층을 갖는 판 형상 부재 주변부에서 불필요한 박막층을 제거한다.
박막층이 기판의 표면 위에 형성될 때, 기판 주변부의 박막층이 기판의 내측부에 형성된 박막층보다 두꺼운 경우가 있다. 또는, 박막층이 기판의 이면측에 도달하는 경우도 있다.
예를 들어, 특허문헌 1은 유기 EL용 또는 화학 필터용으로 사용될 수 있는 박막층을 형성하는 장치로서, 예를 들어 습식 공정의 하나인 침지법(immersion dipping)에 의한 제조 시, 액체가 흘러내려 기판의 주변부에 불균일한 두께를 갖는 박막층이 형성되는 것을 방지하도록 설계된 장치를 개시한다. 그러나, 완전하게 균일한 두께를 갖는 박막층을 형성하기는 어렵다. 따라서, 기판 위에 형성된 박막층에 요구되는 정확한 두께에 따라 박막층이 형성된 후, 박막을 균일한 두께로 만드는 공정에 의해 박막층을 가공하는 것이 바람직하다.
또한, 박막 태양 전지 패널(이하, "태양 전지 패널"이라고 함)은 투명 전극, 반도체층, 금속층 등을 유리 기판 등의 표면 위에 적층시킴으로써 제조된다. 적층 공정은, 예를 들어 기상 반응에 의해 수행되어, 박막층이 기판의 주변 가장자리 주위를 따라 그 이면에 도달하는 경우가 있다. 태양 전지 모듈은 절연 특성을 필요로 한다. 따라서, 태양 전지에 이러한 특성을 부여하기 위하여, 박막 태양 전지의 기판 주변부의 박막층을 블라스트 가공에 의해 제거하는 것이 제안되었다(특허문헌 2).
기판 주변부의 박막층을 블라스트 가공에 의해 제거하는 공정에 있어서, 분사재(연마재), 및 연마되어 제거되는 박막층 등의 입자인 분진이 태양 전지 패널 위에 잔존하는 경우가 있다. 기판 주변부의 박막층을 제거하는 방법으로서, 분사재 또는 분진이 기판 위에 잔존하지 않는 방법이 특허문헌 3에 제안되어 있다.
일본국 공개특허공보 제2008-000718호 일본국 공개특허공보 제2000-150944호 일본국 공개특허공보 제2010-036324호
특허문헌 3은, 흡인 수단에 연결되며, 가공될 태양 전지 패널의 표면 및 이면을 커버하는 커버를 설치함으로써 태양 전지 패널의 양 표면으로부터 지립 및 분진을 제거하는 것을 개시한다. 그러나, 가공될 표면 및 이면에 작용하는 음압(흡인력)이 적절하게 균형을 이루지 않으면, 분사재 및 분진이 충분하게 회수될 수 없다. 또한, 특허문헌 3은 흡인 수단으로서 집진기가 이용되는 실시형태를 개시한다. 그러나, (사용 기간이 길면, 분사재 및 분진이 필터에 퇴적되기 때문에) 집진기의 성능은 그 사용에 따라 변한다. 따라서, 처리될 표면 및 이면에 대해 흡인력이 균형을 이루는 것이 매우 곤란하여, 분사재 및 분진의 회수를 적절하게 수행할 수 없게 된다.
또한, 블라스트 노즐로부터 분사된 분사재가 태양 전지 패널과 충돌하여 다시 반발(반사)된다. 반발된 분사재(연마재)가, 예를 들어, 노즐과 충돌하고 반발되어, 태양 전지 패널과 충돌하면, 태양 전지 패널의 주변부 이외의 부분이 분사재에 의해 손상되며, 그 결과 태양 전지 모듈의 광기전력을 저하시키게 된다. 따라서, 블라스트 가공으로부터 생성되는 분사재 및 분진(박막층 등을 연마에 의해 제거함으로써 깨지거나 분할되어 작아진 분사재)은 태양 전지 패널의 주변부 이외의 부분을 손상시키기 전에 회수되어야만 한다.
또한, 판 형상 부재의 가공 장치(이하, "블라스트 장치"라고 함)에 대하여, 기판의 표면 전체가 분사재를 분사하는 블라스트 노즐 또는 가공물을 이동시킴으로써 가공된다. 가공물을 이동시키는 방법은 주로 블라스트 장치의 투자 비용에 근거하여 선택된다. 그러나, 이 방법은 블라스트 노즐로부터 분사된 분사재가 가공물(태양 전지 패널)을 운반하는 이송 장치에 부착되도록 유발하는 경향이 있어, 태양 전지 패널이 이송 장치에 부착된 분사재와 접촉하게 되면 손상되는 경우가 있다.
이러한 문제점을 감안하여, 본 발명은, 박막층이 형성된 기판 표면으로부터 기판 주변부에서 불필요한 박막층을 제거한 판 형상 부재의 기판을 제조하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 있어서, 명시하지 않는 한, "불필요한 박막층을 제거한다"는 기판 표면으로부터 박막층을 완전히 제거하는 것뿐만 아니라, 상기 식별번호 <0003>에서 논의된 공정에서 설명된 바와 같이 박막층이 형성될 때, 기판의 주변부 및 중앙부 사이에서 발생한 박막층의 두께 차를 조절하도록 박막층의 표면 일부를 제거하는 것도 의미한다.
본 발명은 표면에 박막층이 형성된 정사각형 형상의 판 형상 부재의 기판 주변부에서 불필요한 박막층을 제거하는 장치를 제공하는 것이다. 불필요한 박막층을 제거하는 장치는, 판 형상 부재의 주변부가 삽입되어, 상기 판 형상 부재의 상기 주변부에서 불필요한 박막층이 제거되는, 주변부를 가공하는 챔버; 및 상기 주변부를 가공하는 챔버에 배치되어 분사재를 분사하는 블라스트 노즐에 대해 상기 판 형상 부재를 이동시키는 수단을 포함하고,
상기 주변부를 가공하는 챔버는,
일단측이 폐쇄된 천장부를 형성하며, 타단측이 상기 천장부에 대향하여 개방되어 있는, 주변부 가공용 분사재 및 분진의 산란을 방지하는 커버;
가공물(이하, "가공물(W)"이라고 함)의 피가공면에 분사재를 분사함으로써 블라스트 가공을 수행하는 분사재를 분사하는 블라스트 노즐로서, 상기 분사재 및 분진의 산란을 방지하는 커버에 배치되어, 상기 블라스트 노즐의 분사구가 분사재 및 분진의 산란을 방지하는 커버의 벽에 의해 커버되어 있는, 주변부 가공용 분사재를 분사하는 블라스트 노즐;
분사재 및 분진의 산란을 방지하는 커버의 개방면과 동일한 형상의 개방면을 갖는, 주변부를 가공하는 흡인 커버;
양단측이 개방 상태로 유지되어 있으며 각각이 상기 주변부를 가공하는 흡인 커버 및 흡인 수단과 연통되는 중공의 중심부를 갖는, 주변부를 가공하는 흡인 부재를 포함하며,
상기 주변부 가공용 분사재 및 분진의 산란을 방지하는 커버와, 상기 주변부를 가공하는 흡인 커버는 개방면이 서로 연통되는 구조체를 형성하며, 상기 구조체는 상기 가공물(W)의 주변부가 상기 구조체 내에 삽입될 수 있도록 형성되고,
상기 주변부가 삽입될 때, 상기 구조체의 개구부는, 상기 주변부를 가공하는 챔버의 개방 단부에서, 상기 주변부를 가공하는 챔버와 판 형상 부재의 피가공면 사이에 그리고 상기 주변부를 가공하는 챔버와 판 형상 부재의 이면(reverse surface) 사이에 틈새가 형성되도록 하고, 상기 틈새를 통해 외기가 도입될 수 있다(제 1 발명).
또한, 제 1 발명의 판 형상 부재의 가공 장치는, 상기 주변부 가공용 분사재를 분사하는 블라스트 노즐 및 상기 판 형상 부재가, 상기 판 형상 부재가 상기 개구부에 삽입될 때 30 내지 70도의 각도를 형성하도록 구성될 수 있다(제 2 발명).
또한, 제 1 발명의 판 형상 부재의 가공 장치는, 외기가 상기 개구부를 통해 도입되도록, 상기 주변부를 가공하는 챔버의 개구부의 적어도 하나의 개방 단부에 가이드 부재를 포함할 수 있다(제 3 발명).
또한, 제 1 발명의 판 형상 부재의 가공 장치는, 상기 주변부를 가공하는 챔버를 2개 포함하며, 상기 주변부를 가공하는 챔버는 평탄하게 위치된 판 형상 부재의 주변부의 2개의 평행한 측면에 각각 배치되어 있다(제 4 발명).
또한, 제 4 발명의 판 형상 부재의 가공 장치는, 상기 주변부를 가공하는 2개의 챔버를 연결하는 라인이, 가공될 상기 주변부의 평행한 측면 이외의 상기 판 형상 부재의 2개의 평행한 측면에 평행하도록 배치될 수 있다(제 5 발명).
또한, 제 4 발명의 판 형상 부재의 가공 장치는, 가공될 상기 판 형상 부재의 주변부의 평행한 측면 사이에 배치되어 있는 상기 판 형상 부재의 내측부를 가공하는 챔버를 적어도 하나 포함한다, 상기 판 형상 부재의 내측부를 가공하는 챔버는, 가공된 내측부가 가공될 판 형상 부재의 주변부의 평행한 측면에 평행하도록 상기 판 형상 부재의 내측부를 가공한다(제 6 발명).
제 6 발명의 판 형상 부재의 내측부를 가공하는 챔버는, 일단측이 폐쇄된 천장부를 형성하며, 타단측이 상기 천장부에 대향하여 개방되어 있는, 내측부를 가공하는 중공 흡인 커버;
분사재를 분사함으로써 피가공면의 내측부를 가공하는 분사재를 분사하는 블라스트 노즐로서, 상기 노즐의 분사구가 상기 내측부를 가공하는 흡인 커버의 측벽에 의해 커버되도록 상기 내측부를 가공하는 흡인 커버에 배치되어 있는, 분사재를 분사하는 블라스트 노즐, 및 양단측이 개방되어 있으며 상기 내측부를 가공하는 흡인 커버 및 흡인 수단과 각각 연통되는, 내측부를 가공하는 흡인 부재를 포함할 수 있으며, 상기 흡인 커버의 개방 단부와 상기 가공물(W)의 표면 사이에 틈새가 형성될 수 있어, 상기 틈새를 통해 외기가 흡인될 수 있다(제 7 발명).
제 7 발명의 내측부 가공용 분사재를 분사하는 블라스트 노즐은, 분사재를 분사하는 블라스트 노즐에 대한 상기 판 형상 부재의 이동 방향에서 상기 내측부를 가공하는 흡인 부재의 후방에 배치될 수 있다. 또한, 상기 내측부를 가공하는 흡인 부재는 상기 분사재를 분사하는 블라스트 노즐에 대한 상기 판 형상 부재의 이동 방향에서 상기 분사재를 분사하는 블라스트 노즐의 전방 상측에 배치될 수 있다(제 8 발명).
제 8 발명의 내측부 가공용 분사재를 분사하는 블라스트 노즐은 상기 블라스트 노즐과 상기 판 형상 부재 사이의 각도가 30 내지 75도가 되도록 배치될 수 있다(제 9 발명).
제 8 발명과 같이, 상기 흡인 수단과 연통되는 보조 흡인 부재가 상기 내측부를 가공하는 흡인 커버의 측벽에 배치되어 있어, 상기 분사재를 분사하는 블라스트 노즐에 대한 상기 판 형상 부재의 이동 방향에서 상기 보조 흡인 부재는 상기 분사재를 분사하는 블라스트 노즐의 전방의, 상기 내측부를 가공하는 흡인 커버의 측벽에 배치될 수 있다(제 10 발명).
제 7 발명과 같이, 외기를 도입하는 가이드 부재가 내측부를 가공하는 흡인 커버의 개방 단부에 배치될 수 있다(제 11 발명).
제 1 또는 제 7 발명과 같이, 판 형상 부재의 가공 장치의 상기 주변부 가공용 블라스트 노즐의 분사구 및 상기 내측부 가공용 블라스트 노즐의 분사구 중 적어도 하나는 직사각형 형상을 가질 수 있다(제 12 발명 및 제 13 발명).
제 12 발명과 같이, 상기 주변부 가공용 블라스트 노즐 및 내측부 가공용 블라스트 노즐 중 적어도 하나는, 분사재를 분사하는 블라스트 노즐 본체; 상기 블라스트 노즐 본체의 내측으로 압축 공기를 도입하여, 분사재를 분사하는 블라스트 노즐 본체에 음압을 생성하는 에어 노즐; 및 음압에 의해 상기 블라스트 노즐 본체의 내측으로 흡인되어 상기 블라스트 노즐 본체 내의 혼합 챔버에서 압축 공기와 혼합되는 상기 분사재가 분사되는 노즐의 분사구를 포함하는 분사부를 포함할 수 있다(제 14 발명).
제 1 또는 제 4 발명과 같이, 상기 주변부를 가공하는 챔버는 주변부를 가공하는 하나 이상의 인접한 세정 챔버를 가질 수 있다. 상기 세정 챔버는 상기 가공물(W)의 표면에 부착된 분사재 및 상기 블라스트 가공에 의해 생성된 분진을 흡인한다(제 15 발명).
제 15 발명과 같이, 상기 주변부를 가공하는 세정 챔버는, 일단측이 폐쇄된 천장부를 형성하며, 타단측이 상기 천장부에 대향하여 개방되어 있는 중공의 중심부를 갖는, 주변부를 세정하는 흡인 커버; 상기 가공물(W)의 표면에 압축 공기를 블로우함으로써 상기 가공물(W)의 표면에 부착된 분진 및 분사재를 분리하여 제거하는, 주변부를 세정하는 에어 블로우 노즐로서, 상기 노즐의 분사구가 상기 주변부를 세정하는 흡인 커버의 벽에 의해 커버되도록 상기 흡인 커버에 배치되어 있는, 주변부를 세정하는 에어 블로우 노즐; 및 양단측이 개방 상태로 유지되어 있으며 각각이 주변부를 세정하는 흡인 커버 및 흡인 수단과 연통되는, 주변부를 세정하는 흡인 부재를 포함하고, 상기 흡인 커버의 개방 단부와 상기 가공물(W)의 표면 사이에 틈새가 형성될 수 있어, 상기 틈새를 통해 외기가 흡인될 수 있다(제 16 발명).
제 16 발명과 같이, 외기를 도입하는 가이드 부재가 상기 주변부를 가공하는 세정 챔버의 개방 단부에 배치될 수 있다(제 17 발명).
제 6 발명과 같이, 내측부를 가공하는 챔버는 내측부를 가공하는 인접한 세정 챔버를 포함할 수 있으며, 상기 세정 챔버는 블라스트 가공에 의해 생성되어 상기 가공물(W)의 표면에 부착되어 있는 분진 및 분사재를 흡인 및 회수한다(제 18 발명).
제 18 발명과 같이, 상기 내측부를 가공하는 세정 챔버는:
일단측이 폐쇄된 천장부를 형성하며, 타단측이 상기 천장부에 대향하여 개방되어 있는 중공의 중심부를 갖는, 내측부를 세정하는 흡인 커버;
상기 가공물(W)의 표면에 압축 공기를 블로우함으로써 상기 가공물(W)의 표면에 부착된 분진 및 분사재를 분리하여 제거하는 내측부를 세정하는 에어 블로우 노즐로서, 상기 노즐의 분사구가 상기 내측부를 세정하는 흡인 커버의 벽에 의해 커버되도록 상기 흡인 커버에 배치되어 있는, 내측부를 세정하는 에어 블로우 노즐; 및
양단측이 개방 상태로 유지되어 있으며 각각이 내측부를 세정하는 흡인 커버 및 흡인 수단과 연통되는, 내측부를 세정하는 흡인 부재를 포함하고, 상기 흡인 커버의 개방 단부와 상기 가공물(W)의 표면 사이에 틈새가 형성될 수 있어, 상기 틈새를 통해 외기가 흡인될 수 있다(제 19 발명).
제 19 발명과 같이, 상기 내측부를 가공하는 세정 챔버는 상기 내측부를 가공하는 세정 챔버의 개방 단부에 외기를 도입하는 가이드 부재를 포함할 수 있다(제 20 발명).
제 1 발명과 같이, 판 형상 부재를 이동시키는 수단은, 재치되어 있는 상기 판 형상 부재를 운반하며, 상기 가공 공정 내에서 상기 판 형상 부재를 이동시키는 이송 기구를 포함할 수 있다(제 21 발명).
제 1, 제 4, 제 6, 제 15, 제 19 및 제 21 발명 중 어느 한 발명의 판 형상 부재의 가공 장치는, 주변부가 이미 가공된 상기 판 형상 부재를 대략 90도로 회전시키는 장치를 포함할 수 있다(제 22 발명).
제 1, 제 4, 제 6, 제 15, 제 19 및 제 21 발명 중 어느 한 발명의 판 형상 부재의 가공 장치는, 상기 판 형상 부재의 주변부가 가공되는 영역으로 상기 판 형상 부재를 반입하는 수단을 포함할 수 있으며, 상기 판 형상 부재를 반입하는 수단은 독립 기포 구조를 가지는 우레탄 폼(urethane foam)으로 이루어진 이송 롤러를 포함할 수 있다(제 23 발명).
제 23 발명과 같이, 상기 판 형상 부재를 반입하는 수단은, 이송되고 있는 상기 판 형상 부재가 정지해야 할 정지 위치를 판정하는 수단(위치결정 수단)을 포함할 수 있다(제 24 발명).
제 24 발명과 같이, 판 형상 부재의 가공 장치의 상기 정지 위치를 판정하는 수단은, 상기 이송하는 방향에서 상기 판 형상 부재의 정지 위치를 판정하는, 상기 판 형상 부재의 이송 방향(이하, "이송하는 방향"이라고 함)에서 위치를 판정하는 수단을 포함할 수 있다. 이송하는 방향에서 정지 위치를 판정하는 수단은, 원통 형상을 가지고, 상기 판 형상 부재의 이송하는 방향에 수직하게 배치되어 있는, 판 형상 부재의 이송하는 방향에서 위치를 판정하는 부재를 적어도 하나 포함할 수 있다(제 25 발명).
이송하는 방향은, 도 14의 (B)에서, 상기 가공물(W; 판 형상 부재)이 상기 가공물(W)을 반입하는 수단으로부터 상기 가공물(W)을 반출하는 수단으로 이동하는 방향(좌측으로부터 우측)을 의미한다.
제 25 발명과 같이, 상기 판 형상 부재의 가공 장치의 정지 위치를 판정하는 수단은, 상기 가공물(W)의 처리될 측면에서의 정지 위치를 판정하는, 상기 판 형상 부재의 이송하는 방향에 수직하는 방향(이하, "수직 방향"이라고 함)에서 위치를 판정하는 수단을 포함하며, 상기 수직 방향에서 위치를 판정하는 수단은, 원통 형상인, 수직 방향에서 정지 위치를 판정하는 부재를 적어도 하나 포함한다(제 26 발명).
제 23 발명과 같이, 판 형상 부재의 가공 장치는, 상기 판 형상 부재의 주변부의 가공이 완료되면 상기 주변부가 가공되는 영역으로부터 상기 판 형상 부재를 반출하는, 판 형상 부재를 반출하는 수단을 포함하며, 상기 판 형상 부재를 반출하는 수단은, 독립 기포 구조를 가지는 우레탄 폼으로 이루어진 이송 롤러를 포함할 수 있다(제 27 발명).
제 1, 제 4, 제 6, 제 15, 제 19 및 제 21 발명 중 어느 한 발명의 판 형상 부재의 가공 장치는, 상기 장치에 의해 가공되는 상기 판 형상 부재로부터, 예를 들어, 태양 전지 패널을 형성하는데 필요한 투명 전극층, 광학 반도체층, 금속층 등과 같은 박막층이 유리 등과 같은 투명 기판의 표면에 형성되어 있는 태양 전지 패널을 제조할 수 있다(제 28 발명).
제 1, 제 4, 제 6, 제 15, 제 19 및 제 21 발명 중 어느 한 발명의 판 형상 부재의 가공 방법은:
가공될 가공물(W)인 상기 판 형상 부재의 주변부를 상기 개구부에 삽입하는 단계;
상기 주변부 가공용 분사재를 분사하는 블라스트 노즐로부터 상기 분사재를 분사하는 단계;
상기 분사재로 상기 가공물(W)의 표면에서 불필요한 박막층을 제거하는 단계; 및
상기 블라스트 가공에 의해 생성된 상기 분진 및 상기 분사재를 흡인하는 단계를 포함할 수 있다(제 29 발명).
제 29 발명과 같이, 판 형상 부재의 가공 방법은:
상기 판 형상 부재를 상기 판 형상 부재의 주변부가 상기 틈새에 삽입되는 방향으로 이동시켜, 상기 판 형상 부재의 제 1 가공 측면의 주변부에서 불필요한 박막층을 제거하는 단계;
상기 제 1 가공 측면의 가공이 완료된 상기 판 형상 부재를 대략 90도 회전시키고, 상기 판 형상 부재를 가공 개시 위치로 이동시키는 단계; 및
상기 판 형상 부재를 상기 판 형상 부재의 주변부가 상기 틈새에 삽입되는 방향으로 이동시켜, 상기 판 형상 부재의 제 1 가공 측면에 인접한 측면에서 불필요한 박막층을 제거하는 단계를 포함한다(제 30 발명).
가공물(W) 위에서 불필요한 박막층(가공물(W)은 표면에 박막층이 형성되어 있는 정사각형 형상의 기판인 판 형상 부재임)이 블라스트 가공에 의해 제거되는데, 분사재를 분사하는 블라스트 노즐로부터, 주변부를 가공하는 챔버에 삽입되어 있는 가공물(W)의 주변부로 분사재가 분사된다. 블라스트 가공에 의해 제거되는 불필요한 박막층 등으로 이루어진 분진(이하, 총합적으로 "분진"이라고 함) 및 분사재는, 분사재 및 분진의 산란을 방지하는 커버 및 주변부를 가공하는 흡인 커버에 의해 챔버로부터의 누출이 방지되어 있기 때문에, 주변부를 가공하는 챔버 외측으로 산란하지 않는다. 분사재 및 분진은 흡인 커버와 연통되는 흡인 수단에 의해 흡인 및 회수된다. 또한, 상기 주변부를 가공하는 챔버의 상기 개구부의 개방 단부와 상기 가공물(W) 사이에 형성된 틈새로 인해, 상기 가공물(W)의 피가공면을 향하는 상기 개구부의 개방 단부 및 그 이면이 상기 가공물(W)에 접촉하지 않으므로, 외기가 상기 틈새를 통해 공급되는 동안 분사재 및 분진을 흡인 및 회수하는 공정이 효과적으로 수행된다(제 1 및 제 29 발명). 또한, 분사재를 분사하는 블라스트 노즐은 상기 가공물(W)에 대해 30-75도의 각도로 경사지도록 배치되어 있다. 또한, 노즐의 분사구는 상기 가공물(W)의 주변부를 향하여, 상기 분사재를 분사하는 블라스트 노즐의 분사구로부터 분사된 분사재가 상기 흡인 수단을 향해 원활하게 이동하도록 배치되어 있다. 또한, 분사재에 의한 상기 가공물(W)의 가공되지 않은 내측부에 대한 손상이 방지된다(제 2 발명).
가공물(W)의 2개의 평행한 측면(가공 측면)을 따라 위치된 주변부를 가공하는 챔버 및 가공물(W)을, 가공물(W)을 이동시키는 수단에 의해 상기 주변부 가공용 분사재를 분사하는 블라스트 노즐에 대해 이동시킴으로써, 2개의 측면이 동시에 가공될 수 있다. 가공물(W)을 이동시키는 수단은 가공물(W) 또는 주변부를 가공하는 챔버를 이동시키도록 설계될 수 있다. 그러나, 본 장치는 주변부를 가공하는 챔버가 아닌, 가공물(W)이 이동하도록 설계된 경우에 보다 간단한 구조를 가질 수 있다(제 21 발명). 또한, 주변부를 가공하는 챔버는, 2개의 챔버를 연결하는 라인이 가공 측면에 수직한 측면에 평행한 라인을 형성하며(즉, 분사재를 분사하는 블라스트 노즐의 분사구 중심을 연결하는 가상의 라인[도 17 참조]), 주변부의 가공 측면에 수직한 측면에 평행한 라인을 형성하도록 배치될 수 있다(제 4 및 제 5 발명). 또한, 본 발명의 판 형상 부재의 가공 장치는, 2개의 측면이 이미 가공된 가공물(W)을 분사재를 분사하는 블라스트 노즐에 대해 90도로 회전시킨 후에 판 형상 부재의 다른 2개의 측면에 대해서도 유사한 가공을 수행할 수 있다. 따라서, 주변부의 4개의 측면이 모두 가공될 수 있다(제 22 및 제 30 발명).
각각 주변부의 박막층이 제거된 복수의 가공물(W)이 대형 가공물(W)을 복수의 가공물(W)로 커팅함으로써, 대형 가공물(W)로부터 얻어지는 경우, 대형 가공물(W)을 복수의 가공물(W)로 커팅하는 수단은 대형 가공물(W)의 주변부 및 복수의 가공물(W) 각각의 주변부가 되는 부분(내측부)의 박막층이 가공된 후에 사용될 수 있다.
내측부에서 불필요한 박막층을 제거하기 위하여, 내측부를 가공하는 챔버는 가공될 평행한 측면 사이에 배치될 수 있다. 불필요한 박막층은 내측부 가공용 분사재를 분사하는 블라스트 노즐로부터 분사된 분사재에 의해 제거된다. 분사재 및 분진은 내측부를 가공하는 흡인 커버에 의해 내측부를 가공하는 챔버 외측으로의 누출이 방지되기 때문에, 내측부를 가공하는 챔버 외측으로 산란되지 않는다. 분사재 및 분진은 흡인 커버와 연통되는 흡인 수단에 의해 흡인된다. 또한, 주변부를 가공하는 흡인 커버의 개방 단부와 가공물(W) 사이에 형성된 틈새로 인해, 주변부를 가공하는 흡인 커버가 가공물(W)과 접촉하지 않는다. 따라서, 상기 틈새를 통해 외기가 도입되는 동안 분사재 및 분진을 흡인 및 회수하는 공정이 효과적으로 수행된다(제 6 및 제 7 발명). 또한, 가공물(W)의 이송하는 방향에서 가공물(W)의 전방 및 상측에 배치된 내측부를 가공하는 흡인 부재 및 상기 이송하는 방향에서 흡인 부재의 후방에 배치된 블라스트 노즐을 구비함으로써, 가공물(W)과 충돌하거나 가공물(W) 위에 잔존하는 블라스트 노즐에 의해 분사된 분사재가 흡인 부재의 근방 또는 바로 아래를 지나간다. 따라서, 분사재가 효율적으로 흡인 및 회수된다(제 8 발명). 또한, 블라스트 노즐과 가공물(W) 사이의 각도가 30-75도로 설정되며, 보조 흡인 부재가 전방 벽에 배치되어 있는 경우, 흡인 및 회수 공정이 보다 효과적으로 수행된다(제 9 및 제 10 발명).
내측부 가공용 분사재를 분사하는 블라스트 노즐의 분사구 형상이 직사각형
(폭(XW) ≥ 길이(XL)),
인 경우, 분사구 형상이 원형인 경우 가공되는 영역에 비해 보다 넓은 영역이 가공될 수 있다. 또한, 가공물(W)의 이송하는 방향이 블라스트 노즐 분사구의 길이 방향과 동일한 경우, 보다 넓은 영역이 한 번에 가공될 수 있다(제 12 및 제 13 발명).
또한, 제 14 발명과 같은 구조를 갖는 노즐은 임의의 복잡한 보조 기구의 추가 없이 가공물(W)을 연속하여 가공할 수 있다.
주변부를 가공하는 챔버를 통과한 가공물(W) 위에 제거되지 않고 남아 있는 분사재 및 분진은 노즐로부터 블로우된 압축 공기(에어 블로우)에 의해 가공물(W)로부터 분리될 수 있다. 주변부를 세정하는 에어 블로우 노즐을 갖는, 주변부를 가공하는 세정 챔버가 주변부를 가공하는 챔버 옆에 배치되어 있는 경우, 분사재 및 분진은 에어 블로우 노즐로부터 블로우된 압축 공기에 의해 가공물(W)로부터 분리될 수 있다. 분리된 분사재 및 분진은 주변부를 세정하는 흡인 커버에 의해 세정 챔버 외측으로의 누출이 방지되어 있기 때문에 세정 챔버 외측으로 산란하지 않는다. 분사재 및 분진은 흡인 커버와 연통되는 흡인 수단에 의해 흡인된다. 또한, 흡인 커버의 개방 단부와 가공물(W) 사이에 형성된 틈새로 인해, 흡인 커버의 개방 단부는 가공물(W)과 접촉하지 않는다. 따라서, 상기 틈새를 통해 외기가 도입되는 동안 분사재 및 분진을 흡인 및 회수하는 공정이 효과적으로 수행된다(제 15 및 제 16 발명).
유사하게는, 분사재 및 분진이 내측부를 가공하는 챔버를 통과한 가공물(W) 위에 잔존하며, 내측부를 가공하는 챔버 옆에 내측부를 가공하는 세정 챔버가 배치되어 있는 경우, 분사재 및 분진은 가공물(W)로부터 분리될 수 있다. 그런 다음, 분사재 및 분진은 세정 챔버의 외측으로 산란하지 않으면서 흡인 및 회수된다(제 18 및 제 19 발명).
주변부를 가공하는 챔버, 내측부를 가공하는 챔버, 주변부를 가공하는 세정 챔버 및 내측부를 가공하는 세정 챔버는 각각 개방 단부에 가이드 부재를 설치함으로써, 외기를 원활하게 도입할 수 있다. 그 결과, 제거되고 분리된 분사재 및 박막 등과 같은 분진의 흡인 수단에 대한 흐름이 용이해져, 분사재 및 분진을 흡인 및 회수하는 공정이 효과적으로 수행된다(제 3, 제 11, 제 17 및 제 20 발명).
가공물(W)을 가공하도록 내측부를 가공하는 챔버 및 주변부를 가공하는 챔버로 가공물(W)을 운반하는 가공물(W)을 반입하는 수단 및 가공이 완료된 가공물(W)을 상기 챔버로부터 반출하는 가공물(W)을 반출하는 수단을 구비함으로써, 연속적이며 자동적으로 가공물(W)의 가공이 수행될 수 있다. 가공물(W)을 반입 및 반출하는 수단이 이송 롤러를 사용하는 구조를 채용하는 경우, 간단한 메커니즘에 의해 가공물(W)을 이송할 수 있다. 분사재 및 분진이 롤러에 부착된 경우, 가공물(W)이 이송될 때 가공물(W)이 손상될 수도 있다. 따라서, 롤러가 독립 기포 구조를 가지는 우레탄 폼으로 이루어진 경우, 가공물(W)은 이송 중에 손상되지 않는다(제 23 및 제 27 발명). 또한, 가공물(W)을 반입하는 수단 및 가공물(W)을 반출하는 수단은, 각각이 이송되고 있는 가공물(W)이 정지해야 할 위치를 판정하는 정지 위치를 판정하는 수단을 구비하는 경우, 보다 효과적으로 연속적이며 안정적인 가공을 행할 수 있다(제 24 발명). 정지 위치를 판정하는 수단이 제 25 및 제 26 발명과 같이 배치되어 있는 것이 바람직하다.
판 형상 부재의 가공 장치에 의해 가공될 판 형상 부재는, 박막 태양 전지 패널의 주변부 및 내측부에서 불필요한 박막층을, 태양 전지 패널을 형성하는데 필요한 박막층이 유리 등과 같은 투명 기판의 표면에 형성되어 있는 태양 전지 패널로부터 제거하도록 적절하게 가공되어, 판 형상 부재의 일 표면 위의 박막층이 다른 측의 표면으로부터 절연된 태양 전지 패널이 얻어질 수 있다(제 28 발명).
"사각형의 판 형상 부재"란 정사각형 또는 직사각형 형상의 판 형상 부재를 의미한다. 이 용어는, 제조 중 발생하는 미소한 형상의 변형을 갖는 것도 포함한다.
도 1은 주변부를 가공하는 챔버의 일 실시형태로서, 도 1의 (A)는 전면도, 도 1의 (B)는 도 1의 (A)의 A 방향의 평면도, 도 1의 (C)는 구조를 도시하는 개략도이다.
도 2는 주변부를 가공하는 챔버의 일 실시형태로서, 도 2의 (A)는 가공물(W)이 삽입되는 평면도, 도 2의 (B)는 도 2의 (A)의 A-A선을 따른 단면도, 도 2의 (C)는 도 2의 (B)에 도시된 개방 단부의 확대도이다.
도 3은 주변부 가공용 분사재를 분사하는 블라스트 노즐의 배열의 일 실시형태로서, 도 3의 (A)는 가공물(W)에 대해 90도의 각도로 배치된 블라스트 노즐을 도시하는 개략도, 도 3의 (B)는 가공물(W)에 대해 세타(=θ)a의 각도로 배치된 블라스트 노즐을 도시하는 개략도이다.
도 4는 주변부를 가공하는 챔버의 가이드 부재의 일 실시형태로서, 도 4의 (A)는 평면도, 도 4의 (B)는 도 4의 (A)의 A-A선을 따른 단면도, 도 4의 (C)는 도 4의 (B)에 도시된 개방 단부의 확대도이다.
도 5는 내측부를 가공하는 챔버의 일 실시형태로서, 도 5의 (A)는 전면도, 도 5의 (B)는 도 5의 (A)의 A 방향에서의 평면도, 도 5의 (C)는 도 5의 (A)의 B 방향에서의 우측도, 도 5의 (D)는 도 5의 (C)에 도시된 개방 단부의 확대도이다.
도 6은 내측부 가공용 분사재를 분사하는 블라스트 노즐의 배열의 일 실시형태로서, 도 6의 (A)는 가공물(W)에 대해 90도의 각도로 배치된 블라스트 노즐을 도시하는 개략도, 도 6의 (B)는 가공물(W)에 대해 θb도의 각도로 배치된 블라스트 노즐을 도시하는 개략도, 도 6의 (C)는 내측부 가공용 분사재를 분사하는 블라스트 노즐의 배열의 개략도이다.
도 7은 내측부를 가공하는 챔버의 보조 흡인 부재의 일 실시형태로서, 도 7의 (A)는 평면도, 도 7의 (B)는 도 7의 (A)의 A-A선을 따른 단면도이다.
도 8은 내측부를 가공하는 챔버의 가이드 부재의 일 실시형태로서, 도 8의 (A)는 평면도, 도 8의 (B)는 도 8의 (A)의 A-A선을 따른 단면도, 도 8의 (C)는 도 8의 (B)에 도시된 개방 단부의 확대도이다.
도 9는 주변부를 가공하는 세정 챔버의 일 실시형태로서, 도 9의 (A)는 전면도, 도 9의 (B)는 도 9의 (A)의 A 방향에서의 평면도, 도 9의 (C)는 도 9의 (B)의 B-B선을 따른 단면도, 도 9의 (D)는 도 9의 (C)의 개방 단부의 확대도이다.
도 10은 주변부를 가공하는 세정 챔버의 가이드 부재의 일 실시형태로서, 도 10의 (A)는 전면도, 도 10의 (B)는 도 10의 (A)의 A-A선을 따른 단면도, 도 10의 (C)는 도 10의 (B)에 도시된 개방 단부의 확대도이다.
도 11은 각각 세정 챔버에 인접한 내측부를 가공하는 챔버 및 주변부를 가공하는 챔버의 일 실시형태로서, 도 11의 (A)는 주변부를 가공하는 세정 챔버(주변부를 가공하는 유닛)에 인접한 주변부를 가공하는 챔버를 도시하는 개략도, 도 11의 (B)는 내측부를 가공하는 세정 챔버(내측부를 가공하는 유닛)에 인접한 내측부를 가공하는 챔버를 도시하는 개략도이다.
도 12는 분사재를 분사하는 블라스트 노즐의 일 실시형태로서, 도 12의 (A)는 전면도, 도 12의 (B)는 도 12의 (A)의 A-A선을 따라 본 측면도, 도 12의 (C)는 도 12의 (A)의 B-B선을 따라 본 바닥면도, 도 12의 (D)는 도 12의 (A)의 C-C선을 따른 단면도이다.
도 13은 분사재를 분사하는 블라스트 노즐의 분사구(개구)와 가공물(W) 사이의 위치 관계의 일 실시형태로서, 도 13의 (A) 및 (B)는 (주변부를 가공하도록) 분사재를 분사하는 블라스트 노즐이 가공될 판 형상 부재의 2개의 평행한 측면 위에 위치결정되어 있는 개략도, 도 13의 (C) 및 (D)는 (내측부를 가공하도록) 분사재를 분사하는 블라스트 노즐이 주변부 가공용 분사재를 분사하는 한 쌍의 블라스트 노즐 사이에 위치결정되어 있는 모식도이다.
도 14는 판 형상 부재의 가공 장치의 일 실시형태로서, 도 14의 (A)는 전면도, 도 14의 (B)는 도 14의 (A)의 A-A선을 따른 단면도, 도 14의 (C)는 도 14의 (A)의 B-B선에서 본 측면도, 도 14의 (D)는 도 14의 (B)의 C-C선을 따른 단면도이다.
도 15는 가공의 실시형태를 도시한다.
도 16은 판 형상 부재의 가공 장치의 일 실시형태를 도시한다.
박막 태양 전지 패널인 판 형상 부재가 가공되는 본 발명을 수행하는 일 실시예를 이하에 설명한다. 상술한 바와 같이, 박막 태양 전지 패널에 있어서, 유리 등과 같은 기판 주변부의 박막층이 완전하게 제거되어, 박막층이 형성되어 있는 표면은 기판의 이면으로부터 절연되어야만 한다. 본 실시형태에서는, 유리 기판 위에 박막층이 형성된 대형 박막 태양 전지 패널을 4개의 소형 패널로 커팅함으로써, 4개의 소형 박막 태양 전지 패널을 제조하는 방법을 설명하는데, 각각의 소형 패널은 판 형상 부재의 4개의 측면의 주변부로부터 박막이 제거되어 있다. 판 형상 부재의 가공 장치는 본 실시형태에서 설명하는 구조 및 구성요소를 가진 것에 한정되지 않는다. 구조 및 구성 요소는 필요에 따라 변경될 수 있다.
또한, 특정하지 않는 한, 본 설명에 언급된 모든 방향(좌측 또는 우측; 상방 또는 하방)은 도면을 기초로 한다.
판 형상 부재의 가공 장치(01)는 가공 유닛(60), 가공물(W)을 이송하는 이송 유닛(50) 및 가공 유닛(60) 및 이송 유닛(50)을 커버하는 하우징(70)을 포함한다. 이송 유닛(60)은 가공물(W)의 주변부를 가공하는 주변부를 가공하는 챔버(10), 가공물(W)의 내측부를 가공하는 내측부를 가공하는 챔버(30) 및 필요에 따라 주변부를 가공하는 챔버(10)에 인접한 주변부를 가공하는 세정 챔버(62; 이하, "세정 챔버(E)"라고 함) 및 내측부를 가공하는 챔버(30)에 인접한 내측부를 가공하는 세정 챔버(67; 이하, "세정 챔버(I)"라고 함)를 포함한다.
(주변부를 가공하는 챔버)
주변부를 가공하는 챔버(10)의 구조 및 구성요소에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 주변부를 가공하는 챔버(10)는, (주변부를 가공하기 위한) 일정한 사각형의 단면, 중공의 중심부 및 폐쇄된 천장부를 갖는, 분사재 및 분진의 산란을 방지하는 커버(11; 이하, "분사재 및 분진의 산란을 방지하는 커버(A)"라고 함); 분사재 및 분진의 산란을 방지하는 커버(A)에 가장 근접한 부분에서 하방(바닥부)을 향함에 따라 연속적으로 감소하는 동일한 단면(역사각뿔)을 가지며 양단측이 개방되어 있는 중공의 중심부를 갖는, (주변부를 가공하기 위한) 흡인 커버(12; 이하, "흡인 커버(A)"라고 함); 분사재 및 분진의 산란을 방지하는 커버(A)와 흡인 커버(A)를 연결하는 연결 부재(14; 이하, "연결 부재(A)"라고 함); (주변부를 가공하기 위한) 블라스트 가공용 분사재를 분사하는 블라스트 노즐(15; 이하, "노즐(A)"이라고 함); 및 흡인 수단을 분사재 및 분진의 산란을 방지하는 커버(A)와 연결하는, (주변부를 가공하기 위한) 흡인 부재(13; 이하, "흡인 부재(A)"라고 함)를 포함한다(도 1 참조).
동일한 형상(본 실시형태에서는 U-자 형상)의 플랜지(11a, 12a)가, 분사재 및 분진의 산란을 방지하는 커버(A)(11) 및 흡인 커버(A)(12)가 각각 연결되는 위치에 설치되어 있다.
모두 동일한 형상의 플랜지(11a, 12a)는 플랜지와 동일한 형상의 연결 부재(A)(14)를 이용함으로써 흡인 커버(A)(12)에 분사재 및 분진의 산란을 방지하는 커버(A)(11)를 연결하여, 분사재 및 분진의 산란을 방지하는 커버(A)(11), 연결 부재(A)(14), 및 흡인 커버(A)(12)에 의해 연속하는 중공의 공간이 형성되는 한편, 분사재 및 분진의 산란을 방지하는 커버(A)(11) 및 흡인 커버(A)(12) 사이에 형성된 공간의 일부 내에 개구부(SA)가 형성된다. 따라서, 형성된 개구부(SA)는 태양 전지 패널의 주변부(가공 측면)가 삽입될 수 있는 형상을 가져야만 하며, 또한 주변부가 상기 개구부를 통과할 수 있는 공간을 가져야만 한다. 또한, 가공물(W)이 개구부(SA)에 삽입되면, 분사재 및 분진의 산란을 방지하는 커버(A)(11)의 개방 단부(11b, 12b)와 가공물(W) 사이 및 흡인 커버(A)(12)와 가공물(W) 사이에 각각 형성되어 있는 틈새(sa1, sa2)는 충분한 폭을 가져야만 한다(도 1 및 2 참조. 도 2의 (C)에서의 점선은 외기가 어떻게 도입되는지를 도시함). 도 2의 (A)에 도시한 바와 같이, 가공 측면인, 삽입되어 있는 가공물(W)의 주변부의 측면은, 노즐(A)에 대해 도 2의 (A)에서의 상방 및 하방으로 가공물(W)이 이동함에 따라 가공된다.
흡인 커버(A)(12)는 바닥부에 설치된 흡인 부재(A)(13)를 갖는다. 흡인 부재(A)(13)는, 일단측은 흡인 커버(A)의 바닥부에서 흡인 커버(A)(12)의 개방단에 연결되어 있고, 타단측은 (주변부를 가공하기 위한) 덕트를 통해 흡인 수단(본 실시형태에서는 집진기)(미도시)에 연결되어 있는, 양단측이 개방되어 있는 중공의 중심부를 갖는 형상이다. 따라서, 분사재 및 분진의 산란을 방지하는 커버(A)(11), 흡인 커버(A)(12) 및 흡인 수단은 각각 서로 연통되는 공간을 형성한다.
분사재 및 분진의 산란을 방지하는 커버(A)(11)의 천장부를 형성하는 부분에 노즐(A)이 배치되어 있다. 즉, 노즐(A)(15)의 분사구(15a)가 분사재 및 분진의 산란을 방지하는 커버(A)(11)에 의해 커버되어 있다. 노즐(A)(15)은 가공물(W)에 대해 수직하게 위치될 수 있다. 그러나, 가공물(W)에 대해 30-75도의 각도로 경사져 있어, 노즐(A)(15)의 분사구(15a)가 가공물(W)의 주변부를 향하는 것이 바람직하다. 노즐(A)의 분사구(15a)로부터 가공물(W)에 대해 분사되어 가공물(W)과 충돌하는 분사재, 및 분사재에 의해 제거되는 박막층과 같은 분진(이하, 총합적으로 "분진"이라고 함)이 공기 중에 부상한다. 가공물(W)의 하측에서, 즉 흡인 커버(A)(12)측에서, 흡인 부재(13)에 연결된 흡인 수단이 틈새(sa1, sa2)를 통해 도입된 외기를 흡인하기 때문에, 분사재 및 분진이 흡인 커버(A)(12)를 향해 이동한다. 그런 다음, 분사재 및 분진은 흡인 부재(A)(13)를 통해 흡인 수단에 의해 회수된다. 특히, 분사재는, 분사재 및 분진의 산란을 방지하는 커버(11)의 천장부의 내면 또는 그 측벽과 충돌하면 반발된 후 다시 가공물(W)과 충돌하려는 경향이 있다. 그러나, 노즐(A)(15)이 가공물(W)의 주변부를 향해 경사지면, 흡인 부재(A)(13)를 향해 하방으로 흐르는 공기가 형성되어, 분사된 분사재가 분사재 및 분진의 산란을 방지하는 커버(A)의 천장부 및 그 측벽을 향하지 않게 된다. 따라서, 가공물(W)이, 분사재 및 분진의 산란을 방지하는 커버(11)의 천장부 및 그 측벽과 충돌한 후 반발된 분사재에 의해 손상되지 않게 된다(도 3). 노즐(15) 및 가공물(W)에 의해 형성된 θa의 각도가 지나치게 작은 경우, 박막층을 제거(연마)하는 힘이 얻어질 수 없다. 형성된 θa의 각도가 지나치게 큰 경우, 흡인 부재(A)(13)를 향한 분사재 및 분진의 흐름을 가속시키는 충분한 효과가 얻어질 수 없다. 본 실시형태에 있어서, 노즐(A)(15)의 분사구(15a)는 직사각형(폭(XW)≥길이(XL)) 형상이며, 노즐(15)의 분사구(15a)의 방향은 그 긴 측을 따라 가공물(W)의 가공 측면에 대해 직각을 형성한다(도 13 참조).
노즐(A)(15)은, 본체(15c); 압축 공기를 블라스트 가공용 블라스트 노즐 본체(15c)로 도입하여 음압을 생성하는 에어 노즐(15b); 및 음압에 의해 노즐 본체로 흡인되어 블라스트 가공용 노즐 본체의 혼합 챔버 내에서 압축 공기와 함께 혼합되는 분사재를 분사하는 노즐(15)의 분사구(15a)를 갖는 분사부(15d)를 포함한다.
음압은 압축 공기원(미도시)으로부터 (주변부를 가공하기 위한) 압축 공기 도입용 호스를 통해 에어 노즐(15b)로부터 본체(15c) 내측으로 흡인된 압축 공기에 의해 형성된다.
분사용 분사재는 노즐 본체(15c) 내에 형성되어 있는 음압에 의해, 분사용 분사재를 저장하는 호퍼(미도시)로부터 분사용 분사재를 공급하는 호스(미도시)를 통해 노즐 본체(15c)로 흡인된다.
흡인된 분사용 분사재는 노즐 본체(15c)의 혼합 챔버(15e) 내에서 압축 공기와 함께 혼합된 다음, 고기이상류(solid-gas two-phase flow)로 노즐의 분사구(15a)로부터 분사된다.
본 실시형태에 있어서, 이러한 구조의 노즐(A)(15)은 장시간 안정된 조건에서 가공물(W)을 가공할 수 있다(도 12 참조).
박막층이 가공시에 강한 가공력이 요구되는 고경도인 경우, 분사용 분사재는, 분사용 분사재를 포함하는 가압 탱크의 압력을 증가시킴으로써 분사용 분사재를 압축 공기의 흐름으로 투사한 후에, 압축 공기 및 분사용 분사재의 고기이상류로 분사될 수 있다. 이러한 경우, 가압 탱크 및 보조 기구가 필요하다. 따라서, 본 실시형태에서 이용되는 기구보다 큰 기구가 필요해진다. 그러나, 분사되는 분사재의 속도가 보다 높아지며, 강한 가공력이 얻어지게 된다.
도 2의 (C)에서 점선으로 도시한 바와 같이, 분사재 및 분진의 산란을 방지하는 커버 및 흡인 커버(A)(12)의 개방 단부(11b, 12b)에서 틈새(sa1, sa2)를 통해 주변부를 가공하는 챔버로 외기가 도입된다. 보다 효율적으로 외기를 도입하기 위하여, 외기를 도입하는 가이드 부재(11c, 12c)가 각각 개방 단부(11b, 12b)에 배치될 수도 있다. 가이드 부재가 배치되면 압력 손실이 저감되어, 외기가 보다 효율적으로 도입될 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 가이드 부재는 내측으로부터 외측을 향함에 따라 R자 형상을 갖는다(도 4 참조. 도 4에서 점선은 외기가 어떻게 도입되는지를 도시함).
(내측부를 가공하는 챔버)
서로 평행한 가공 측면 사이에 설치되어 있는 내측부를 가공하는 챔버에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 내측부를 가공하는 챔버(30)는, 연속한 정사각형 단면과, 천장부가 폐쇄되어 있는 중공의 중심부를 갖는 (내측부를 가공하기 위한) 흡인 커버(32; 이하, "흡인 커버(B)"라고 함); 흡인 커버(B)와 흡인 부재를 연결하는 (내측부를 가공하기 위한) 흡인 부재(33; 이하, "흡인 부재(B)"라고 함); 및 가공물(W)에 부착되어 있는 분사재 및 분진을 가공물(W)에 대해 압축 공기를 블로우함으로써 분리하는 내측부를 가공하는 블라스트 노즐(35; 이하, "노즐(B)"이라고 함)을 포함한다. 흡인 부재(B)(33)는, 일단측이 흡인 커버(B)(32)의 천장부에 연결되어 있고, 타단측이 (주변부를 가공하기 위한) 덕트(미도시)를 통해 흡인 수단에 연결되어 있는, 양단측이 개방되어 있는 중공의 중심부를 갖는다. 즉, 흡인 커버(B)(32) 및 흡인 수단은 각각 서로 연통되는 공간을 형성한다(도 5 참조).
흡인 커버(B)(32)는 가공물(W) 위에 배치되어 있으며, 가공물(W)과 흡인 커버(B)(32)의 개방 단부(32b) 사이에 충분한 틈새(sb2)가 확보되어, 외기가 흡인 수단의 흡인에 의해 도입될 수 있어야만 한다(도 5의 (D) 참조. 도 5의 (D)에서 점선은 외기가 어떻게 도입되는지를 도시함). 설명한 바와 같이, 가공물(W)은 노즐(B)(35)에 대해 이동하는 동안 가공된다.
노즐(B)(35)은 흡인 커버(B)(32)의 천장부에 배치되어 있다. 즉, 노즐(B)(35)의 분사구(35a)는 흡인 커버(B)(32)로 커버되어 있다. 노즐(B)(35)의 위치에 대한 흡인 부재(B)(33)의 위치는 흡인 부재(B)(33)가 가공물(W)의 이동 방향(도 5의 (C)에서 화살표 방향)에서 노즐(B)(35)의 전방에 배치되며, 노즐(B)(35)은 가공물(W)의 이동 방향에서 흡인 부재(B)(33)의 후방에 배치되도록 배열되는 것이 바람직하다. 가공물(W)에 대한 노즐(B)(35)의 각도(θb)는 직각일 수 있다. 그러나, 노즐(B)(35)은, 노즐(B)(35)의 분사구(35a)가 가공물(W)의 이동 방향을 향하도록, 즉 흡인 부재(B)(33)가 배치되어 있는 위치를 향하도록 배치되어 있는 것이 바람직하며, 가공물(W)에 대해 30-75도의 각도를 형성하는 것이 바람직하다. 내측부를 가공하는 챔버(30)에 있어서, 노즐(B)(35)로부터 가공물(W)을 향해 분사되어 가공물(W)과 충돌하는 분사재에 의해 박막층이 연마된다. 분사재, 및 가공물(W)과 충돌하여 제거된 분사재 및 분진이 공기 중에 부상한다. 흡인 부재(B)(33)와 연통되는 흡인 수단이 틈새(sb2)를 통해 외기를 흡인하는 가공물(W) 위의 공간에서, 분사재 및 분진이 흡인 부재(B)(33)를 통해 흡인 수단에 의해 회수된다. 경사 위치에 노즐(B)(35)의 분사구(35a)를 배치함으로써, 분사구가 가공물(W)의 이동 방향을 향하게 되어, 분사재가 가공물(W)과 충돌한 후에 흡인 부재(B)(33)를 향해 반발된다. 따라서, 분사재가 효율적으로 회수된다. 각도 θb가 지나치게 작은 경우, 개방 단부(32b)에서 외기를 흡인하는 힘이 분사재가 분사되는 힘보다 약하다. 따라서, 분사재가 주변부를 가공하는 챔버로부터 누출된다. 각도 θb가 지나치게 큰 경우, 상술한 바와 같은 효과가 얻어지지 않는다. 또한, 벽과 충돌한 다음 반발된 분사재가 가공물(W)을 손상시킬 수도 있다(도 6의 (A) 및 (B) 참조). 노즐(B)(35)을 경사 위치에 배치하기 위하여, 흡인 커버(B)(32)는 그 단면을 사다리꼴로 하여, 흡인 부재(B)(33)가 경사면의 일측에 위치될 수 있으며, 노즐(B)(35)이 흡인 부재(B)(33)가 배치되어 있는 측의 다른 측에 위치될 수 있다(도 6의 (C) 참조).
또한, 보조 흡인 부재(36)는, 일단이 (주변부를 가공하기 위한 [보조 흡인용]) 덕트(미도시)를 통해 흡인 수단에 연결되어 있고, 타단이 흡인 부재(B)(33)가 배치되어 있는 흡인 커버(B)(32)의 벽측에 배치되어 있는, 양단이 개방되어 있는 중공의 중심부를 갖는다. 보조 흡인 부재(36)는 내측부를 가공하는 챔버(30) 내에서 흡인 부재(B)(33)를 향한 분사재 및 분진의 흐름을 가속화하도록 설치된다. 따라서, 보조 흡인 부재(36)의 흡인력은 흡인 부재(B)(33)의 흡인력보다 작을 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 각각 흡인 부재(B)(33)의 직경보다 충분히 작은 직경을 갖는 5개의 보조 흡인 부재(36)가 설치되어 있다(도 7 참조).
블라스트 가공에 의해 가공물(W)의 박막층을 제거할 수 있는 한, 노즐(B)(35)의 형상 또는 구조는 한정되지 않는다. 본 실시형태에 있어서, 노즐(A)(15)과 동일한 노즐이 이용되었다. 또한, 노즐(B)(35)은 노즐(B)(35)의 분사구(35a)의 긴 측이 가공물(W)의 가공 측면에 수직한 위치에 놓여 있다(도 13의 (B) 참조).
가이드 부재(32c)는 외기를 충분히 흡인하도록 흡인 커버(B)(32)의 개방 단부(32b)에 배치될 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 가이드 부재(32c)는 내측으로부터 외측을 향함에 따라 R자 형상(도 8 참조. 도 8에서 점선은 외기가 어떻게 도입되는지를 도시함), 즉 주변부를 가공하는 챔버(10)의 가이드 부재와 동일한 형상을 갖는다.
(세정 챔버)
주변부를 가공하는 챔버(10) 및 내측부를 가공하는 챔버(30)에서 가공된 후에, 가공물(W)에 분사재 및 분진이 부착되어(잔존하고) 있는 경우, 필요에 따라 주변부를 가공하는 챔버(10) 및/또는 내측부를 가공하는 챔버(30) 근처에 세정 챔버(20)가 각각 설치될 수 있다. 세정 챔버는, 상부가 천장부에 의해 폐쇄되어 있는 중공의 중심부 및 연속한 정사각형의 단면을 갖는 (세정용) 흡인 커버(22; 이하, "흡인 커버(C)"라고 함); 흡인 커버(C)를 흡인 수단에 연결하는 (세정용) 흡인 부재(23; 이하, "흡인 부재(C)"라고 함); 및 가공물(W)에 대해 압축 공기를 블로우하여 가공물(W)로부터 분사재 및 분진을 분리하는 에어 블로우 노즐(25; 이하, "노즐(C)"이라고 함)을 포함한다.
흡인 부재(C)는, 일단측이 흡인 커버(C)(22)의 천장부에 연결되어 있으며, 타단측이 (세정용) 덕트(미도시)를 통해 흡인 수단에 연결되어 있는 개방된 양단측 및 중공의 중심부를 갖는다. 즉, 흡인 커버(C)(22) 및 흡인 수단은 서로 연통되는 공간을 형성한다. 주변부를 가공하는 챔버(10) 근처에 위치된 세정 챔버(E)(62), 및 내측부를 가공하는 챔버(30) 근처에 위치된 세정 챔버(I)(67)는 동일하거나 또는 상이한 형상을 가질 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 세정 챔버(E)(62) 및 세정 챔범(I)(67)는 모두 동일한 형상을 갖는다.
노즐(C)(25)은 흡인 커버(C)(22)의 천장부에 배치되어 있다. 즉, 노즐(25)의 분사구(미도시)가 흡인 커버(C)(22)에 의해 커버되어 있다. 흡인 부재(C)(23)의 위치에 대한 노즐(C)(25)의 위치 및 노즐의 각도 등은 작동 조건에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 흡인 부재(C)(23)는 가공물(W)의 이동 방향에서 노즐(B)(25) 전방의 흡인 커버(C)(22)의 천장부에 배치될 수 있고, 노즐(C)(25)은 가공물(W)의 이동 방향에서 흡인 부재(C)(23)의 후방에 배치될 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 노즐(C)(25)은 흡인 커버(C)(22)의 천장부의 중앙에 배치되어 있고, 흡인 부재(C)(23)는 노즐(C)(25)의 각측, 즉, 가공물(W)의 이동 방향에서 전방측 및 후방측에 배치되어 노즐(C)(25)을 사이에 끼우고 있다(도 9 참조).
흡인 커버(C)(22)는 가공물(W) 위에 배치되어 있다. 흡인 커버(C)(22)의 개방 단부(22b)와 가공물(W) 사이에 충분한 틈새(sb2)가 확보되어야만 한다. 압축 공기원에 의해 생성된 압축 공기가, 압축 공기원 및 노즐(C)(25)에 연결된 (주변부 세정용) 호스를 통해 노즐(C)(25)로 도입된다. 그런 다음, 노즐로부터 블로우된 압축 공기가 가공물(W)로부터 분사재 및 분진을 분리한다. 가공물(W)로부터 분리된 분사재 및 분진은, 외기가 틈새(sc1)를 통해 도입되는 동안 흡인 부재(C)(23)를 통해 흡인 수단에 의해 흡인되어 회수된다(도 9 참조. 도 9에서, 점선은 외기가 어떻게 도입되는지를 도시함). 외기를 효율적으로 흡인하도록, 가이드 부재(22c)가 흡인 커버(C)(22)의 개방 단부(22b)에 배치될 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 가이드 부재(22c)는 내측으로부터 외측을 향함에 따라, 주변부를 가공하는 챔버(10) 및 내측부를 가공하는 챔버(30)와 동일한 형상인 R자 형상을 갖는다(도 10 참조. 도 10에서, 점선은 외기가 어떻게 도입되는지를 도시함).
분사재 및 분진이 가공물(W)에 강하게 부착된 경우, 예를 들어, 방전에 의해 점착성을 약화시킬 수 있는 재료(약간의 물, 정전 방전제, 이온, 라디칼 등)가 압축 공기와 함께 분사될 수 있다. 초음파 에어 블로우가 이용될 수 있다. 또한, 스프레이 노즐의 분사구의 형상은 정사각형, 원형 등에 한정되지 않는다. 필요에 따라 다른 형상으로부터 선택될 수 있다.
(가공 유닛)
가공 유닛(60)은, 서로 평행한 가공물(W)의 2개의 측면을 가공하는 한 쌍의 주변부를 가공하는 챔버(10)와, 각각 주변부를 가공하는 챔버(10)에 인접하며 (주변부를 가공하기 위한) 연결 부재(61c; 연결 부재(E)"라고 함)에 의해 주변부를 가공하는 챔버(10)에 연결된 세정 챔버(E)(62)로 이루어진, 주변부를 가공하는 유닛(61); 및
주변부를 가공하는 챔버(10) 사이에 배치된 내측부를 가공하는 챔버(30)와, 내측부를 가공하는 챔버(30)에 인접하며 (내측부를 가공하기 위한) 연결 부재(66c; 이하, "연결 부재(I)라고 함)에 의해 내측부를 가공하는 챔버(30)에 연결된 세정 챔버(I)(67)로 이루어진, 내측부를 가공하는 유닛(66)을 포함한다.
필요에 따라 내측부를 가공하는 유닛(66)이 2개 이상 설치되거나 설치되지 않을 수 있다. 상술한 바와 같이, 가공물(W)은 노즐(A)(15) 및 노즐(B)(35)에 대해 이동된다. 따라서, 세정 챔버(E)(62)는 가공물(W)의 상대적인 이동 방향으로부터 알 수 있는 바와 같이, 주변부를 가공하는 챔버(10)의 측벽에서, 노즐(A) 및 노즐(B)의 전방에 위치될 수 있다. 또는, 주변부를 가공하는 챔버(10)의 전방 또는 후방 모두에 위치될 수 있다. 또한, 세정 챔버(I)(67)는 가공물(W)의 상대적인 이동 방향으로부터 알 수 있는 바와 같이, 내측부를 가공하는 챔버(30)의 측벽에서, 노즐(A) 및 노즐(B)의 전방에 위치될 수 있다. 또는, 내측부를 가공하는 챔버(30)의 전방 또는 후방 모두에 위치될 수 있다. 필요에 따라, 세정 챔버(E)(62) 및 세정 챔버(I)(67)가 설치되지 않을 수도 있다. 본 실시형태에 있어서, 도 11에 도시한 바와 같이, 하나의 내측부를 가공하는 챔버(30)가 설치되고, 가공물(W)의 상대적인 이동 방향으로부터 알 수 있는 바와 같이, 세정 챔버(E)(62) 및 세정 챔버(I)(67)는 각각 주변부를 가공하는 챔버(10) 및 내측부를 가공하는 챔버(30)의 전방(도 11에서 화살표 방향으로)에 배치되어 있다.
한 쌍의 주변부를 가공하는 챔버(10)는, 한 쌍의 노즐(A)(15)의 분사구(15a)의 중심을 연결하는 가상 라인(i)이 주변부의 가공 측면(도 13의 (A)에서 빗금친 부분) 이외의 측면에 평행하도록 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 배치하면, 주변부가 최단시간으로 가공되기 때문이다. 그러나, 한 쌍의 주변부를 가공하는 챔버(10)는 가공물(W)의 크기 또는 장치(01)의 형상에 따라, 이하, 즉, 가상 라인이 주변부의 가공되지 않은 측면에 평행하거나, 또는 주변부의 가공되지 않은 측면에 대해 경사지도록 설치될 수 있다. 또한, 내측부를 가공하는 챔버(30)는 주변부의 가공 측면 사이에만 설치될 수도 있다. 노즐(B)(35)의 분사구(35a)의 중심이 가상 라인(i)에 위치할 필요는 없다(도 13의 (D) 참조).
(이송 유닛)
이송 유닛은 가공물(W)을 이송 수단(52)으로 반입하는 수단(51A), 가공이 완료된 가공물(W)을 하우징(70)의 외측으로 반출하는 수단(51B) 및 이송 유닛(60)에 의해 가공될 가공물(W)을 이동시키는 이송 수단(52)으로 이루어진다. 가공이 완료된 가공물(W)을 하우징(70)의 외측으로 반출하는 가공물(W)을 반출하는 수단(51B)은, 또한 이송 수단(52)으로 가공물(W)을 운반하는 가공물(W)을 반입하는 수단(51A)과 같이 작용할 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 가공물(W)을 반입하는 수단(51A) 및 가공물(W)을 반출하는 수단(51B)은 수송 수단(51)에 분리하여 설치되어 있다.
가공물(W)을 반입하는 수단(51A)은, 그 상부에 재치된 가공물(W)을 운반하는 이송 롤러(51a); 롤러의 축 중심을 완전히 관통하여 이송 롤러(51a)를 지지하는 샤프트(51b); 및 샤프트에 연결되어 이송 롤러(51a)를 구동하는 구동 수단(미도시)을 포함한다. 또한, 각 이송 롤러(51a)는, 그 인접한 롤러에 대해 지그재그 형상을 형성하도록 놓여 있다. 이와 같이 함으로써, 가공물(W)을 지그재그 방식으로 이동시키는 임의의 힘이 이송 중에 발생하더라도, 이러한 이동을 상쇄하는 힘이 가공물(W)을 올바른 방향으로 이동시킨다.
가공물(W)을 반입하는 수단(51A)에 위치된 가공물(W)은 이송 롤러(51a)와 접촉한다. 구동 수단(본 실시형태에서는 모터)은 구동력을 전달하는 수단(본 실시형태에서는 풀리 및 벨트)을 통해 샤프트에 연결되어 있다. 가공물(W)은 구동 수단에 의해 구동되는 샤프트(51b) 및 이송 롤러(51a)의 회전에 의해 이송된다. 소정 위치로 이송되는 가공물(W)을 정지시키도록, 정지 위치를 판정하는 수단이 설치되어 있다. 정지 위치를 판정하는 수단은, 가공물(W)의 이송하는 방향(도 14의 (B)에서 우측)에서의 위치를 제어하도록 배치되어 있는 가공물(W)의 이송 방향(이하, "이송하는 방향"이라고 함)에서의 위치를 판정하는 수단, 및 도 14의 (B)에서 각각 상측 및 하측에 배치되어 있는 가공 측면에서의 위치를 판정하는 수단을 포함한다. 본 실시형태에 있어서, 가공물(W)의 이송하는 방향에서의 위치를 판정하는 수단은 2개의 부재(53a; 이하, "위치를 판정하는 부재(A)"이라고 함)를 포함한다. 각 부재는 필러(pillar)의 형상을 가지며, 위치를 판정하는 부재(A) 각각의 축선을 연결하는 가상 라인(ia)이 이송하는 방향(도 14의 (B)에서 우측 방향)에 수직하게 놓이도록 배치되어 있다. 이송된 가공물(W)은 위치를 판정하는 부재(A)의 원호 아치(circular-arch) 형상 표면에 접촉한 다음, 이송하는 방향에서의 가공물(W)이 정지하는 위치가, 위치를 판정하는 부재(A)(53a)의 위치에 따라 판정됨으로써 정지한다. 또한, 가공 측면에서의 위치를 판정하는 수단은, 도 14의 (B)에 도시된 바와 같이, 가공물(W)의 상측 및 하측 각각에서, 가공 측면에서의 위치를 판정하는 부재(53b; 이하, "위치를 판정하는 부재(B)"라고 함)를 적어도 하나 포함하며, 각 부재는 원통형의 형상을 갖는다. 위치를 판정하는 부재(B)(53b)는 각각 가공물(W)의 이송하는 방향에 수직한 방향으로 위치를 판정하는 부재(B)(53b)를 이동시키는 구동 수단(미도시)에 연결되어 있어, 가공물(W)의 측면이 위치를 판정하는 부재(B)(53b)의 원호 아치 형상의 표면에 접촉한 다음, 가공물(W)이 이동된다. 그런 다음, 상방 및 하방에서의 가공물(W)의 위치가 판정된다.
롤러가 위치를 판정하는 부재(A)(53a) 및 위치를 판정하는 부재(B)(53b)에 이용되는 경우, 가공물(W)과의 접촉으로 인한 위치를 판정하는 부재(A)(53a) 및 위치를 판정하는 부재(53b)에서의 마모 부분이 감소하게 된다. 이는, 위치를 판정하는 부재(A)(53a) 및 위치를 판정하는 부재(B)(53b)의 가공물(W)과 접촉하는 부분이 각 동작에 따라 변화하기 때문이다. 본 실시형태에 있어서, 위치를 판정하는 부재(A)(53a)는 가공물(W)의 이송하는 방향 측의 2개의 부재에 설치되어 있고, 위치를 판정하는 부재(B)(53b)는 가공물(W)의 상방측 및 하방측에 각각 설치되어 있다. 그러나, 그 수는 필요에 따라 변경될 수 있으며, 예를 들어, 위치를 판정하는 부재(B)(53b)의 수는 가공물(W)의 상방측 및 하방측에 각각 2개일 수 있고, 각 세트의 부재는 2개의 위치를 판정하는 부재의 축선을 연결하는 가상 라인이 가공물(W)의 가공될 주변부의 상방측 및 하방측에 각각 평행하게 놓이도록 배치될 수 있다.
또한, 정지 위치를 판정하는 수단이 설치되지 않을 수도 있거나 또는 가공 측면에서의 위치를 판정하는 수단이 일측에만 설치되어 있을 수도 있다.
또한, 판 형상 부재의 이송 방향에서 위치를 판정하는 수단은, 다른 부재와 결합된 가공물(W)의 반송 방향에서 위치를 판정하는 부재(53a)를 포함할 수 있다. 가공 측면에서 위치를 판정하는 수단은, 다른 부재와 결합된 가공물(W)의 가공 측면에서 위치를 판정하는 부재(53b)를 포함할 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 가공물(W)을 반출하는 수단(51B)은, 정지 위치를 판정하는 수단을 포함하지 않는 점을 제외하고, 가공물(W)을 반입하는 수단(51A)과 동일한 구조를 갖는다.
가공물(W)은, 이송 롤러(51a)의 재료의 종류에 따라, 가공물(W)이 가공물(W)을 반입하는 수단(51A) 및 가공물(W)을 반출하는 수단(51B)에 의해 이송될 때, 가공물(W) 표면의 이송 롤러(51a)와 접촉하는 부분이 손상될 수도 있다. 예를 들어, 공기 중에 부유하는 분진이 이송 롤러(51a) 위에 내려앉은 경우, 가공물(W)을 손상시키게 된다. 또한, 분사재 및 분진이 가공이 완료된 가공물(W)에 잔존하는 경우, 이들 분사재 및 분진이 이송 롤러(51a)에 따라들어가, 가공물(W)을 손상시키게 된다. 가공물(W)이 손상되는 것을 방지하기 위하여, 이송 롤러(51a)의 재료는, 완충재로서 기능하여 분사재 및 분진과 같은 임의의 고경도 재료가 롤러에 의한 이송 중에 혼입되어도 가공물(W)의 손상을 방지하는, 독립 기포 구조를 가지는 우레탄 폼인 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 가공물(W)은 노즐(A)(15) 및 노즐(B)(35)에 대해 가공물(W)을 상대적으로 이동시킴으로써 연속적으로 가공될 수 있다.
본 실시형태에 있어서, "상대적으로 이동(된)" 또는 "상대적인 이동"은, 가공물(W)만 이동하고 가공 유닛은 이동하지 않거나, 또는 가공물(W)은 이동하지 않고 가공 유닛이 이동하는 경우를 의미한다. 따라서, 가공물(W)이 "상대적으로" 이동한다고 할 때에는, 가공물(W)은 이동하지 않고, 주변부를 가공하는 챔버(10), 주변부를 가공하는 유닛(20), 내측부를 가공하는 챔버(30), 및 내측부를 가공하는 유닛(66)이 이동하는 것을 포함한다. 그러나, 가공 공정 중에는, 가공물(W)이 이동하면, 가공이 보다 수월하게 수행되기 때문에, 가공물(W)이 이동하는 것이 바람직하다. 또한, 장치의 구조도 보다 간단해진다. 본 실시형태에 있어서, 이송 수단(52) 대신에 가공물(W)을 이동시켰다.
본 발명의 이송 수단(52)은 가공물(W)을 운반하는 테이블(52a), 높이 방향에서 가공물(W)의 위치를 판정하는 위치결정 장치(52b; 이하, "위치결정 장치"라고 함), 가공물(W)을 수평면의 중심 주위로 90도 회전시키는 회전 장치(52c) 및 이송 수단(52)을 이동시키는 이동 수단(52d)을 포함한다. 테이블(52a)은, 테이블(52a)로 운반된 가공물(W)을 고정하는 고정 장치(미도시)를 갖는다.
(판 형상 부재의 가공 장치)
도 14에 도시된 바와 같이, 판 형상 부재의 가공 장치(01)는 가공 유닛(60), 이송 유닛(50), 및 하우징(70)을 포함한다. 설명의 간략화를 위하여, 덕트나 호스는 도면에서 생략하였다. 주변부를 가공하는 유닛(61)은 연결 부재(E)(61c)에 연결된 (주변부를 가공하기 위한) 아암(61a; 이하, "아암(E)"이라고 함)에 의해 위치를 조정하는 장치(65)에 연결되어 있다. 위치를 조정하는 장치(65)에 의해, 주변부를 가공하는 유닛(61)은, 가공물(W)의 크기 및 이동에 따라, 도 14의 (C)에서 좌측 및 우측 방향으로 이동함으로써 그 위치를 조정할 수 있다. 또한, 내측부를 가공하는 유닛(62)은 연결 부재(I)(66c)를 통해 위치를 조정하는 장치(65)에 연결되어 있다.
도 14의 (B)에 있어서, 가공물(W)은 좌측으로부터 우측으로 이동한다. 이송 유닛(50)은 도 14의 좌측으로부터 우측으로, 수송 수단(51A)(판 형상 부재를 반입하는 수단), 이송 수단(52), 및 수송 수단(B)(51B)(판 형상 부재를 반출하는 수단)을 포함한다. 이들은 각각의 중심이 일직선이 되도록 배열되어 있다. 또한, 가공 유닛(60)은, 도 13의 (C)에 도시된 바와 같이, (1) 노즐(A)(15)의 분사구 및 (2) 블라스트 노즐(B)의 분사구(35a)를 연결하여 형성된 가상 라인(i)의 중심이 수송 수단(A)(51A), 이송 수단(52), 및 수송 수단(B)(51B)의 중심을 연결하여 형성된 라인에 위치하도록 위치되어 있다.
하우징(70)은 가공 유닛(60), 이송 수단(52) 전체, 및 가공물(W)을 반입하는 수단(A)(51A), 및 가공물(W)을 반출하는 수단(B)(51B)을 커버한다. 또한, 하우징(70)은 가공물(W)을 하우징(70)으로 반입하기 위한 개구부(70a) 및 가공물(W)을 하우징(70) 외측으로 반출하기 위한 개구부(미도시)를 갖는다.
(가공 방법)
판 형상 부재의 가공 장치(01)를 이용하여 태양 전지 패널로부터 박막층을 제거하는 방법에 대해 도 15에 기초하여 설명한다. 도 15에서 빗금친 부분은 장치를 이용하여 태양 전지 패널로부터 박막층이 제거된 부분을 도시한다.
우선, 가공 조건(가공물(W)의 크기, 가공물(W)의 이송 속도, 분사재의 압력, 가공 패턴(가공 폭, 내측부의 가공 여부 등) 등)이 제어 장치(미도시)에 입력된다. 주변부를 가공하는 유닛 사이의 간격은, 가공물(W)의 2개의 평행한 측면이 주변부를 가공하는 챔버(10)의 개구부(SA)를 통과하도록 입력된 가공물(W)의 크기에 대한 데이터에 기초하여, 위치를 조정하는 장치(65)에 의해 결정된다. 가공물(W)은 가공물(W)을 반입하는 수단(51A)에 위치되어, 하우징(70)의 개구부(70a)를 통해 하우징(70)으로 반입된다. 하우징으로 반입된 가공물(W)은, 가공 측면에 수직한 측면(도 14의 (B)에서의 상방측 및 하방측)이 위치를 판정하는 부재(A)(53a)의 원형 아치 형상의 표면에 접촉하면 정지한다. 그런 다음, 각각 구동 수단에 연결되어 있는 위치를 판정하는 부재(B)(53b)가 가공 측면을 향해 이동하며, 도 14의 (B)의 상방 및 하방의 소정 위치로 가공물(W)을 이동시켜, 가공물(W)을 반입하는 수단(51A)에 의해 이송 수단(52)으로 가공물(W)이 이송된다(이하, 이 위치를 "가공 개시 위치"라고 함). 이송 수단(52)으로 이송된 가공물(W)은, 테이블(52a)에 배치된 고정 수단(예를 들어, 흡인 장치 또는 높은 마찰 계수의 패드)에 의해 이송 수단(52)에 고정된다. 그런 다음, 가공물(W)은 위치결정 장치(52b)에 의해 상방으로 이동하여, 수송 수단(51A)과의 접촉을 해제한다. 동시에, 위치 결정 장치(52b)에 의해 높이 방향(도 14의 (D)에서의 상방 및 하방)에서 가공물(W)의 위치가 조정되어, 가공물(W)이 통과하기에 충분한 폭의 개구부(SA)가 형성될 뿐만 아니라, 가공물(W)과 주변부를 가공하는 유닛(61) 또한 가공물(W)과 내측부를 가공하는 유닛(66) 사이에도 충분한 틈새가 형성된다.
노즐(A)(15) 및 노즐(B)(35)의 분사구(15a, 35a)로부터 각각 분사재가 분사된다. 주변부를 가공하는 챔버(10), 내측부를 가공하는 챔버(30), 세정 챔버(A)(62), 및 세정 챔버(B)(67)에 각각 연결된 흡인 수단이 동시에 작동된다(배치되는 흡인 수단의 수는 선택적임). 그런 다음, 이송 수단(52)이 도 14의 (B) 및 도 15의 (A)에서 좌측으로부터 우측 방향으로 가공물(W)을 이동시켜, 가공물(W)이 노즐(A)(15) 및 노즐(B)(35) 바로 아래를 통과하게 된다. 따라서, 노즐(A)(15) 및 노즐(B)(35)로부터 분사된 분사재가 가공물(W)과 충돌하여, 박막층이 연마되며 제거된다. 분사재 및 분진은 흡인 부재(A)(13) 및 흡인 부재(B)(33)를 통해 흡인 수단에 의해 흡인 및 회수된다. 가공물(W)의 주변부의 2개의 측면 및 내측부에 대한 가공은, 주변부를 가공하는 챔버(10)에 삽입되어 있는 가공물(W)이 주변부를 가공하는 유닛(20) 및 내측부를 가공하는 유닛(40)을 통과하면 완료된다(이하, 이 위치를 "가공 완료 위치"라고 함)(도 15의 (A) 및 (B) 참조).
주변부를 가공하는 유닛(20)은 위치를 조정하는 장치(65)에 의해 유닛 사이의 간격이 넓어지는 방향으로 이동된다. 이 간격은 가공물(W)의 대각선 길이보다 충분히 넓어야만 한다. 그런 다음, 가공물(W)을 회전 장치(52c)에 의해 90도로 회전시키는 동시에, 가공물(W)을 가공 개시 위치로 이동시킨다. 가공물(W)이 가공 개시 위치로 이송된 후에, 주변부를 가공하는 유닛(20) 사이의 간격이, 입력된 가공 조건에 기초하여 위치를 조정하는 장치(65)에 의해 결정된다(도 15의 (C) 참조). 그런 다음, 가공물(W)이 이송 수단(52)에 의해 도면의 좌측 방향으로부터 우측 방향으로 가공 완료 위치로 이동된다. 주변부의 다른 2개의 측면 및 내측부에 대한 가공이 완료된다(도 15의 (D) 참조).
가공이 완료된 가공물(W)은 하강된 위치 결정 장치(52b)에 의해 가공물(W)을 반출하는 수단(51B)에 위치된다. 그런 다음, 가공물(W)은, 가공물(W)을 반출하는 수단(51B)에 의해 하우징(70)의 개구부를 통해 하우징(70) 외측으로 운송(반출)된다. 제조된 가공물(W)은 공지의 방법에 의해 커팅되어, 주변부가 가공된 복수의 가공물(Wc)(도 15에서, 4개)이 얻어진다(도 15의 (E) 참조). 가공물(Wc)의 주변부의 박막층이 제거되어, 기판이 노출되어 있다.
(대안예)
분사재 및 분진이 주변부를 가공하는 챔버(10) 및 내측부를 가공하는 챔버(30)에 연결된 흡인 수단에 의해 충분히 흡인될 수 있는 경우, 세정 챔버(A)(62)나 세정 챔버(B)(67)는 설치할 필요가 없다. 즉, 가공물(W)은 주변부를 가공하는 챔버(10) 및 내측부를 가공하는 챔버(30)에 의해서만 가공될 수 있다. 또한, 세정 챔버(A)(62) 또는 세정 챔버(B)(67)가 사용될 수도 있다.
가공물(W)의 주변부(들)만 가공하는 경우, 내측부를 가공하는 챔버(30)는 설치할 필요가 없다. 또는, 내측부를 가공하는 챔버(30)가 설치되어 있더라도, 노즐(B)(35)이 분사재를 분사할 필요가 없다.
내측부를 가공하는 챔버(30)가 하나 이상 설치될 수 있다. 하나 이상의 내측부를 가공하는 챔버(30)가 설치된 경우, 가공물(W)이 소형의 가공물로 커팅될 수 있는 상술한 바와 같은 가공이 수행될 수 있다. 내측부를 가공하는 챔버가 2개 설치된 경우, 가공물(W)로부터 9개의 가공물(w)이 얻어질 수 있다.
세정 챔버(20)는 가공물(W)의 상대적인 이동 방향에서 노즐(C)(25)의 전방에 배치된 흡인 부재(C)(23) 및 가공물(W)의 상대적인 이동 방향에서 흡인 부재(C)(23)의 후방에 배치된 노즐(C)(25)을 포함할 수 있다. 그런 다음, 노즐(C)(25)은 그 분사구가 가공물(W)의 이동 방향에서 전방을 향하도록 배치되는 것이 바람직하다. 노즐(C)(25)로부터 분사된 압축 공기가 가공물(W)과 충돌하여, 반발된다. 그러나, 노즐(C)(25)이 경사져 있기 때문에, 압축 공기는 흡인 부재(C)(23)를 향해 이동하게 된다. 즉, 반발된 압축 공기가 가공물(W)로부터 떨어져 나온 분진 및 분사재를 포함한다. 따라서, 세정 챔버(20)는 이들 분사재 및 분진을 효율적으로 흡인 및 회수한다. 노즐(C)(25) 및 가공물(W) 사이의 각도는 30-75도로 설정되는 것이 바람직하다. 각도가 지나치게 작으면, 흡인 커버(X)(22)의 개방 단부(22b)에서 외기를 흡인하는 힘이 압축 공기의 힘보다 작아진다. 따라서, 분사재 및 분진이 주변부를 가공하는 챔버 외측으로 누출될 수도 있다. 각도가 지나치게 크면, 상술한 바와 같은 효과가 얻어지지 않는다.
본 실시형태에 있어서, 가공물(W)은, 가공물(W)이 하기 가공 위치, 즉, 가공물(W)이 (90도로) 회전하지 않은 위치(도 15의 (A)) 또는 가공물(W)이 90도로 회전한 위치(도 15의 (D)) 중 어느 한 위치에 있을 때, 노즐(B)(25)로부터 분사재가 분사되면 가공될 수 있다. 따라서, 본 실시형태에서와 같이, 한 세트의 내측부를 가공하는 유닛(40)이 정사각형 형상의 가공물(W)의 내측부를 가공하는데 사용되면, 2개의 직사각형 형상의 가공물(w)이 하나의 가공물(W)로부터 얻어질 수 있다. 또한, 얻어진 가공물(w)의 크기에 따라, 내측부를 가공하는 챔버 또는 내측부를 가공하는 유닛이 하나 이상 설치될 수 있다.
주변부의 2개의 평행한 측면의 가공이 완료된 후, 가공물(W)은 가공 완료 위치에서 회전될 수도 있다. 그런 다음, 가공물(W)이 이송 수단(52)에 의해 다시 가공 개시 위치로 이송된 후에, 가공물(W)의 다른 2개의 측면이 가공될 수 있다. 즉, 가공물(W)은, 이송 수단(52)이 가공물(W)을 가공 완료 위치 및 가공 개시 위치 사이에서 전방 및 후방으로 이동시키기 때문에 가공될 수 있다. 그러나, 이 경우에, 가공물(W)은 다른 방향으로 이송된다. 따라서, 세정 챔버(A)(21) 및 세정 챔버(B)(41)가 주변부를 가공하는 챔버(10) 및 내측부를 가공하는 챔버(30)에 각각 근접하게 위치되는 경우, 가공물(W)이 회전되기 전에 가공물(W)의 이동 방향에서 챔버의 전방뿐만 아니라, 가공물(W)이 회전된 후에 가공물(W)의 이동 방향에서 챔버의 전방에도 각각 위치되어야만 한다. 또한, 이 경우, 가공물(W)을 반입하는 수단(51A)은 가공물(W)을 반입 및 반출하는 수단으로서 기능할 수 있다.
가공 유닛(60)은, 가공물(W)이 테이블(52a)에 고정된 후에 이동되어, 가공물(W)을 가공할 수 있다.
하우징이, 가공 유닛(60), 이송 수단(52) 전체, 가공물(W)을 반입하는 수단(51A) 전체 또는 가공물(W)을 반출하는 수단(51B) 전체를 커버할 필요는 없다. 가공 개시 위치 및 가공 완료 위치 사이에 배치된 이들의 일부만 커버할 수도 있다. 가공 유닛으로부터 분사재 및 분진이 누출될 가능성이 없거나, 공기 중의 분진이 가공물(W) 또는 롤러(51b)에 부착될 가능성이 희박한 경우, 하우징이 설치되지 않을 수도 있다.
본 실시형태에 있어서, 주변부를 가공하는 2개의 챔버는 동시에 가공물(W)의 2개의 평행한 측면을 가공하도록 설치되어 있다. 그러나, 단 하나의 주변부를 가공하는 챔버를 설치하여 주변부를 가공할 수 있다.
실시예
1100×1400㎜ 크기의 박막 태양 전지 패널 위의 박막층을, 4개의 측면의 가공물(W)의 주변부로부터 본 발명의 가공물(W)의 가공 장치를 이용하여 제거(제거 폭: 11㎜)하였다(주변부의 박막층만 제거되므로, 노즐(B)(35)로부터 분사재는 분사되지 않음). 노즐(A)로부터, 0.6MPa의 분사압으로 분사재(WA #600)가 분사되었다. 가공물(W)의 이동 속도는 200㎜/sec로 설정되어 있다(실시예 1). 가공 결과를 비교하기 위하여, 바닥부가 흡인 수단과 연통되는 블라스트 가공 챔버 내에서, 분사재를 분사하는 블라스트 노즐을 이동시키는 수단에 연결되어 있는 분사재를 분사하는 블라스트 노즐을 이동시킴으로써 유사한 실험이 수행된다. 분사재를 분사하는 블라스트 노즐, 분사압, 및 분사재는 실시예 1과 동일하다. 분사재를 분사하는 블라스트 노즐의 이동 속도는, 실시예 1의 박막 태양 전지 패널의 이동 속도와 동일, 즉 200㎜/sec이다(비교예 1). 가공에 필요한 시간, 가공된 영역 내에 잔존하는 박막층 및 가공 영역 외의 영역의 손상에 대한 결과가 평가된다. 가공된 영역에 대한 결과의 평가가 SEM에 의해 이루어지며, 그 결과는 하기와 같이 분류된다: 잔존하는 박막층이 관찰되지 않음-동그라미; 박막층이 잔존하였지만 독립되어 있음(박막층이 잔존하지만 가공되지 않은 영역의 박막층으로부터 분리되어 있음)-세모; 박막층이 잔존하며 가공되지 않은 영역의 박막층으로부터 연속되어 있음-가위. SEM은 가공되지 않은 영역의 박막층에 대한 손상도를 평가하는데 사용되었으며, 손상 정도는 하기와 같이 분류된다: 가공 경계로부터 1㎜ 이상 떨어진 영역에서 손상이 관찰되지 않음-이중 동그라미; 가공 경계로부터 2㎜ 이상 떨어진 영역에서 손상이 관찰되지 않음-동그라미; 가공 경계로부터 2㎜ 이상 떨어진 영역에서 손상이 관찰됨-가위(도 16 참조. 화살표가 손상부[부분]를 도시함). 박막 태양 전지 패널의 가공에 있어서, 가공되지 않은 영역이 손상되면, 패널의 기전력에 악영향을 끼치게 된다. 따라서, 박막 태양 전지 패널은 가공 경계로부터 1㎜ 이상 떨어진 영역에서 손상되지 않는 것이 바람직하다. 그러나, 가공 경계로부터 2㎜ 이상 떨어진 영역에서 손상되지 않은 박막 태양 전지 패널은 이용할 수 있다.
실시예 1에 있어서, 40초간 가공된 가공물(W)에서는 잔존하는 박막층이 관찰되지 않았다. 가공되지 않은 영역에서의 손상은, 가공 경계로부터 1㎜ 이상 떨어진 영역에서 관찰되지 않았다. 반대로, 비교예 1에서는, 가공물(W)을 가공하는데 필요한 시간은 90초로, 실시예 1에서의 가공물(W)을 가공하는데 필요한 시간의 2.25배였다. 또한, 잔존하는 박막층이 관찰되지는 않았지만, 가공되지 않은 영역, 가공 경계로부터 2㎜ 이상 떨어진 영역에서도 심각한 손상이 관찰되었다. 이는 분사재를 분사하는 블라스트 노즐 및 주변 장치(예를 들어, 노즐을 이동시키는 수단)와 충돌한 후 가공물(W)의 표면으로부터 반발된 분사재 및 분진이 가공된 영역 외의 영역에 충돌하기 때문이다. 실시예 1에 있어서, 가공물(W)의 표면과 충돌한 분사재는 흡인 부재(13)를 통해 흡인 수단에 의해 분명하게 흡인 및 회수되기 때문에, 상술한 바와 같이, 분사재가 가공된 영역 외의 영역을 손상시키는 것이 방지되었다. 또한, 주변부를 가공하는 챔버(10)로 외기를 도입하는 틈새(sa1, sa2)로 인해, 가공물(W)과 주변부를 가공하는 챔버(10) 사이의 접촉으로 인한 손상이 가공물(W)에서 관찰되지 않는다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 실시예 1과 동일한 조건 하에서, 노즐(B)(35)로부터 분사재(WA #600)를 분사하여, 가공물(W)의 내측부 및 주변부의 가공이 수행되었다(실시예 2).
가공물(W)의 내측부 및 주변부의 가공은 실시예 1과 동일한 시간 내에 수행될 수 있었다. 가공된 영역에서 잔존하는 박막층이 관찰되지 않았다. 가공되지 않은 영역에서의 손상은, 가공 경계로부터 1㎜ 이상 떨어진 영역에서 관찰되지 않았다. 따라서, 평가 결과를 "이중 동그라미"로 나타냈다. 그러나, 내측부에 있어서, 가공 경계로부터 2㎜ 이상 떨어진 영역에서는 손상이 관찰되지 않았지만, 가공 경계로부터 1-2㎜ 떨어진 영역에서는 손상이 관찰되어, 그 평가 결과를 "동그라미"로 나타냈다. 이는 가공물(W)의 표면으로부터 반발된 분사재가 흡인 부재(33)를 통해 흡인 수단에 의해 분명하게 흡인 및 회수되어, 상술한 바와 같이, 비교예 1과는 달리, 분사재가 영역을 손상시키는 것이 방지되었기 때문이다. 그러나, 주변부의 가공과 비교하여, 내측부의 가공에서는, 분사재 및 분진이 흡인 부재(33)에 의해 매우 원활하게 흡인되지는 않아, 주변부의 가공에 대한 평가 결과가 내측부의 가공에 대한 평가 결과보다 우수하였다. 그러나, 상술한 바와 같이, 이는 실용상 전혀 문제가 되지 않는다. 또한, 내측부를 가공하는 챔버(30)로 외기를 도입하여 가공물(W)과 내측부를 가공하는 챔버(30) 사이의 접촉을 방지하는 틈새(sb2)로 인해, 가공물(W)에 대한 손상이 관찰되지 않았다.
가공 시간(s) 가공된 영역에 잔존하는 박막층 가공되지 않은 영역에서의 박막층의 손상
실시예 1 40 ○ ◎
실시예 2 40 ○ ○
비교예 1 90 ○ ×
주:
○ = 동그라미
◎ = 이중 동그라미
본 실시형태에 있어서, 박막 태양 전지 패널의 가공에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명의 판 형상 부재의 가공 장치는 박막 태양 전지 패널과 같은 기판으로부터 박막을 완전히 제거하는데 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 다른 부분에 비해 두꺼운 주변부의 박막층(예를 들어, 습식 공정에서 제조된 박막층)의 일부를 제거하여 박막층의 전체 두께를 조정하는데에도 사용할 수 있다.
에칭이 가능하도록 기판 위에 레지스트 필름이 형성되어 있다. 레지스트 필름은 에칭 공정 후에, 화학적 처리에 의해 제거된다. 그러나, 레지스트 필름이 기판의 주변부에 잔존할 가능성이 있다. 본 발명의 장치는 기판 주변부에 잔존하는 레지스트 필름을 제거할 수 있다.
2010년 6월 4일자로 출원된 기초 일본 특허출원 제2010-128542호의 내용 전체를 본 명세서에 참조로서 포함한다.
본 발명은 본 명세서의 상세한 설명으로부터 명확하게 이해될 것이다. 그러나, 상세한 설명 및 특정 실시형태는 본 발명의 바람직한 실시형태를 나타내는 것으로, 설명의 목적으로만 기재된 것이다. 당업자에게 있어서는, 상세한 설명에 근거하여 다양한 변경이나 변형이 가능함이 분명하다.
본 출원인은 개시된 어떠한 실시형태에 대해서도 공중에 헌상하고자 하는 의도는 없다. 따라서, 개시된 변경 및 변형 중, 본 청구범위 내에 문언상 포함되지 않은 것도 균등론 하에서 본 발명의 일부를 구성한다.
상세한 설명 및 청구범위에 있어서, 명사 및 동일한 지시어의 사용은, 특별히 지시되지 않은 한, 또는 문맥에 의해 명료하게 부정되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 것으로 해석해야 한다. 본 명세서 중에서 제공된 모든 예시 또는 예시적인 용어(예를 들어, "등")의 사용도, 단지 본 발명을 용이하게 설명하려는 의도에 지나지 않으며, 특히 청구범위에 기재되지 않는 한 본 발명의 범위에 제한을 가하는 것은 아니다.
01 : 판 형상 부재의 가공 장치
10 : 주변부를 가공하는 챔버
11 : (주변부를 가공하기 위한) 분사재 및 분진의 산란을 방지하는 커버
11a : 플랜지
11b : 개방 단부
11c : 가이드 부재
12 : (주변부를 가공하기 위한) 흡인 커버
12a : 플랜지
12b : 개방 단부
12c : 가이드 부재
13 : (주변부를 가공하기 위한) 흡인 부재
14 : 연결 부재
15 : (주변부를 가공하기 위한) 분사재를 분사하는 블라스트 노즐
15a : 노즐의 분사구
15b : 에어 노즐
15c : 노즐 본체
15d : 분사부
15e : 혼합 챔버
20 : 세정 챔버
22 : (세정용) 흡인 커버
22b : 개방 단부
22c : 가이드 부재
23 : (세정용) 흡인 부재
25 : 에어 블로우 노즐
30 : 내측부를 가공하는 챔버
32 : (내측부를 가공하기 위한) 흡인 커버
32b : 개방 단부
32c : 가이드 부재
33 : (내측부를 가공하기 위한) 흡인 커버
35 : (내측부를 가공하기 위한) 분사재를 분사하는 블라스트 노즐
35a : 노즐의 분사구
36 : 보조 흡인 부재
51 : 수송 수단
51A : 판 형상 부재를 반입하는 수단
51B : 판 형상 부재를 반출하는 수단
51a : 이송 롤러
51b : 샤프트
52 : 이송 수단
52a : 테이블
52b : 위치결정 수단
52c : 회전 장치
53a : 가공물(W)을 이송하는 방향에서 위치를 판정하는 부재
53b : 가공 측면에서 위치를 판정하는 부재
60 : 가공 유닛
61 : 주변부를 가공하는 유닛
61a : (주변부를 가공하기 위한) 아암
61c : (주변부를 가공하기 위한) 연결 부재
62 : 주변부를 가공하는 세정 챔버
65 : 위치를 조정하는 장치
66 : 내측부를 가공하는 유닛
66a : (내측부를 가공하기 위한) 아암
66c : (내측부를 가공하기 위한) 연결 부재
67 : 내측부를 가공하는 세정 챔버
70 : 하우징
70a : 개구부
W : 가공될 가공물
Wc : 대형 가공물(W)을 커팅함으로써 얻어진 가공물
sa1, sa2, sb1, sb2 : 틈새
i, ia : 가상 라인

Claims (30)

  1. 평면이 직사각형 또는 정사각형인 판 형상의 기판의 평면 상에 박막층이 형성되어 있는 판 형상 부재의 주변부의 불필요한 박막층을 제거하기 위한 가공 장치로서,
    상기 가공 장치는,
    상기 판 형상 부재의 주변부가 삽입되기 위한 개구부를 구비하며, 상기 주변부의 불필요한 박막층을 제거하기 위한 주변부 가공 챔버와,
    상기 판 형상 부재를, 상기 주변부 가공 챔버에 배치된 블라스트 가공용 노즐에 대해 상대적으로 이동시키기 위한 이동 수단
    을 포함하고,
    상기 주변부 가공 챔버는,
    천장부를 형성하는 일단측이 폐쇄되고, 또한 상기 천장부와 대향하는 측이 개방되어 있는 주변부 가공용 비산 방지 커버와,
    피가공면에 분사재를 분사함으로써 블라스트 가공을 수행하기 위한 노즐로서, 상기 노즐의 분사구가 상기 주변부 가공용 비산 방지 커버의 벽면에 의해 덮여지도록 상기 비산 방지 커버에 배치되는 주변부 가공용 블라스트 가공 노즐과,
    상기 주변부 가공용 비산 방지 커버의 개방면과 동일한 형상의 개방면을 갖는 주변부 가공용 흡인 커버와,
    양단면이 개방되고 단면이 상기 주변부 가공용 흡인 커버 및 흡인 수단에 연통된 중공 형상의 주변부 가공용 흡인 부재
    를 포함하고,
    상기 주변부 가공용 비산 방지 커버의 상기 개방면과 상기 주변부 가공용 흡인 커버의 상기 개방면이 연결되고, 또한 상기 판 형상 부재의 주변부를 삽입하기 위한 개구부를 구비하는 구조체를 형성하고,
    상기 개구부는, 상기 판 형상 부재의 주변부를 삽입했을 때, 상기 개구부의 개구 상단부와 상기 판 형상 부재의 피가공면의 사이에, 그리고 상기 개구부의 개구 하단부와 상기 피가공면의 이면(裏面)의 사이에 외기가 도입 가능한 틈새를 형성할 수 있도록 형성되고,
    상기 주변부 가공용 비산 방지 커버와 상기 주변부 가공용 흡인 커버를 연결함으로써, 상기 주변부 가공용 비산 방지 커버와 상기 주변부 가공용 흡인 커버는 내부가 연속된 공간을 형성하고,
    상기 주변부 가공용 비산 방지 커버와 상기 주변부 가공용 흡인 커버가 형성하는 공간과, 상기 주변부 가공용 흡인 커버의 저부에 배치된 흡인 부재를 통해 연결된 흡인 수단이 형성하는 공간은, 연통된 공간으로 되고,
    상기 주변부 가공용 흡인 커버에 있어서, 상기 비산 방지 커버와 상기 흡인 커버가 형성하는 공간과 상기 흡인 커버의 저부에 배치된 흡인 부재를 통해 연결된 흡인 수단이 형성하는 공간이 연통된 공간을, 주변부 흡인 커버에 흡인 부재를 통해 연결된 흡인 수단에 의해 틈새로부터 외기를 도입하면서 흡인하는 것을 수행하는,
    판 형상 부재의 가공 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 주변부 가공용 블라스트 가공 노즐은, 상기 판 형상 부재가 상기 개구부에 삽입될 때, 상기 판 형상 부재와 이루는 각도가 30 내지 75도가 되도록 배치되는,
    판 형상 부재의 가공 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 주변부 가공 챔버를 2개 구비하고,
    상기 주변부 가공 챔버는 수평면에 있는 상기 판 형상 부재의 평행한 피가공 에지인 2개의 에지의 외주면에 각각 배치되는,
    판 형상 부재의 가공 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 판 형상 부재의 피가공 에지인 주변부와 평행하게 상기 판 형상 부재의 내측부를 가공하는 내측부 가공 챔버가, 평행한 피가공 에지인 주변부의 사이에 적어도 하나 이상 배치되어 있는,
    판 형상 부재의 가공 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 내측부 가공 챔버는,
    천장부를 형성하는 일단측이 폐쇄되고, 또한 상기 천장부와 대향하는 측이 개방되어 있는 중공 형상의 내측부 가공용 흡인 커버와,
    피가공면에 분사재를 분사하여 블라스트 가공을 수행하기 위한 노즐로서, 상기 노즐의 분사구가 상기 내측부 가공용 흡인 커버의 측벽에 의해 덮여지도록 상기 흡인 커버에 배치되는 내측부 가공용 블라스트 가공 노즐과,
    양단면이 개방되고, 상기 단면이 상기 내측부 가공용 흡인 커버 및 흡인 수단에 연통되는 내측부 가공용 흡인 부재
    를 포함하고,
    상기 흡인 커버의 개방 단부와 피가공면의 사이에 외기를 흡인 가능한 틈새를 형성하도록 배치되는,
    판 형상 부재의 가공 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 내측부 가공용 블라스트 가공 노즐은, 상기 내측부 가공용 흡인 부재에 대해, 상기 판 형상 부재의 상기 블라스트 가공 노즐에 대한 상대적인 이동 방향의 후방측에 배치되는 동시에,
    상기 내측부 가공용 흡인 부재는, 상기 블라스트 가공 노즐에 대해, 상기 판 형상 부재의 상기 블라스트 가공 노즐에 대한 상대적 이동 방향의 전방측의 상면에 배치되는,
    판 형상 부재의 가공 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 내측부 가공용 블라스트 가공 노즐은, 상기 판 형상 부재와 이루는 각도가 30 내지 75도가 되도록 배치되는,
    판 형상 부재의 가공 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 내측부 가공용 흡인 커버의 외벽면에는, 흡인 수단에 연통된 보조 흡인 부재가 배치되고,
    상기 보조 흡인 부재는, 상기 블라스트 가공 노즐에 대해, 상기 판 형상 부재의 상기 블라스트 가공 노즐에 대한 이동 방향의 전방측에 배치한 상기 내측부 가공용 흡인 커버의 측벽면에 배치되는,
    판 형상 부재의 가공 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 내측부 가공용 흡인 커버의 개방 단부는, 외기를 도입하기 위한 가이드부를 구비하는,
    판 형상 부재의 가공 장치.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 주변부 가공용 블라스트 가공 노즐 및 상기 내측부 가공용 블라스트 가공 노즐의 적어도 어느 하나에는,
    블라스트 가공 노즐 본체와,
    상기 블라스트 가공 노즐 본체의 내부에 압축 공기를 도입함과 동시에, 상기 블라스트 가공 노즐 본체의 내부에 음압을 발생시키기 위한 공기 노즐과,
    상기 음압에 의해 블라스트 가공 노즐 본체의 내부에 흡입됨과 동시에, 상기 블라스트 가공 노즐 본체 내부의 혼합 챔버에서 압축 공기와 혼합된 분사재를 분사하기 위한 분사구를 구비하는 분사부
    를 포함하는,
    판 형상 부재의 가공 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 주변부 가공 챔버는, 피가공면에 부착된 분사재 및 블라스트 가공에 의해 발생한 분진을 흡인·회수하기 위한 주변부 가공용 세정 챔버가 적어도 하나 이상 인접하고 있는,
    판 형상 부재의 가공 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 주변부 가공용 세정 챔버는,
    천장부를 형성하는 일단측이 폐쇄되고, 또한 상기 천장부와 대향하는 측이 개방된 중공 형상의 주변부 세정용 흡인 커버와,
    피가공면에 압축 공기를 내뿜어서, 상기 피가공면에 부착된 상기 분사재 및 상기 분진을 상기 피가공면으로부터 박리시켜 제거하기 위한 노즐로서, 상기 노즐의 분사구가 상기 주변부 세정용 흡인 커버의 측벽에 의해 덮여지도록 상기 흡인 커버에 배치된 주변부 세정용 에어 블로우 노즐과,
    양단면이 개방되고, 상기 단면이 상기 주변부 세정용 흡인 커버 및 흡인 수단에 연통된 주변부 세정용 흡인 부재
    를 포함하고,
    상기 흡인 커버의 개방 단부와 피가공면의 사이에 외기를 흡인 가능한 틈새를 형성하도록 배치되는,
    판 형상 부재의 가공 장치.
  13. 제 4 항에 있어서,
    상기 내측부 가공 챔버는, 피가공면에 부착된 분사재 및 블라스트 가공에 의해 발생한 분진을 흡인·회수하기 위한 내측부 가공용 세정 챔버가 인접하여 있는,
    판 형상 부재의 가공 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 수단은, 상기 판 형상 부재가 재치됨과 함께, 상기 판 형상 부재를 가공하기 위해 이동시키는 기구를 포함하는,
    판 형상 부재의 가공 장치.
  15. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 11 항, 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 판 형상 부재의 피가공 에지인 주변부를 가공 후, 상기 판 형상 부재를 90도 회전시키기 위한 수단을 포함하는,
    판 형상 부재의 가공 장치.
  16. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 11 항, 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 판 형상 부재의 주변부를 가공하는 영역으로 상기 판 형상 부재를 반송하는 반입수단을 포함하고,
    상기 반입 수단은, 독립 기포 구조를 가지는 우레탄 수지제의 반송 롤러와, 반송된 상기 판 형상 부재의 정지 위치를 설정하기 위한 정지 위치 설정 수단을 구비하는,
    판 형상 부재의 가공 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 정지 위치 설정 수단은, 반송 방향 측의 정지 위치를 설정하기 위한 반송 방향측 설정 수단을 포함하고,
    상기 반송 방향측 설정 수단은, 상기 반송 방향과 직교하도록, 원통 형태의 반송 방향측 설정 부재가 적어도 하나 이상 배치되는,
    판 형상 부재의 가공 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 정지 위치 설정 수단은, 반송 방향측에 직교하는 측의 정지 위치를 설정하기 위한 가공 에지측 설정 수단을 포함하고,
    상기 가공 에지측 설정 수단은, 원통 형상의 가공 에지측 설정 부재가 적어도 1개 이상 배치되는,
    판 형상 부재의 가공 장치.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 판 형상 부재의 주변부를 가공한 후의 상기 부재를 가공 영역 밖으로 반송하는 반출 수단을 포함하고,
    상기 반출 수단은 독립 기포 구조를 가진 우레탄 수지제의 반송 롤러를 구비하는,
    판 형상 부재의 가공 장치.
  20. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 11 항, 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    유리 등의 투광성 기판의 평면상에 투명 전극 층, 광 반도체층 또는 금속층 등의 박막 태양 전지 패널을 형성하기에 필요한 박막층이 적층된 박막 태양 전지 패널인 판 형상 부재를 가공하는,
    판 형상 부재의 가공 장치.
  21. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 11 항, 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 판 형상 부재의 가공 장치에 의한 판 형상 부재의 가공 방법으로서,
    상기 주변부 가공 챔버의 개구부에 피가공물인 판 형상 부재의 주변부를 가공 개시 위치로부터 삽입하는 단계와,
    상기 주변부 가공용 블라스트 노즐로부터 분사재를 피가공물을 향하여 분사하는 단계와,
    상기 분사재에 의해 비가공표면의 불필요한 박막층을 절삭 제거하는 단계와,
    상기 분사재 및 블라스트 가공에 의해 발생한 분진을 흡인 수단의 흡인력에 의해 주변부 가공용 흡인 커버 측으로 이동시켜서, 상기 흡인 수단에 의해 흡인하는 단계
    를 포함하는,
    판 형상 부재의 가공 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 판 형상 부재를 삽입하는 방향으로 상기 판 형상 부재 방향을 이동함으로써 최초의 비가공 에지의 불필요한 박막층을 제거하는 단계와,
    최초의 피가공 에지의 가공이 완료된 후에 상기 판 형상 부재를 90도 회전시키고, 상기 피가공물을 상기 가공 개시 위치로 이동하는 단계와,
    상기 판 형상 부재를 상기 삽입하는 방향으로 이동함으로써 최초의 피가공 에지에 인접한 에지의 불필요한 박막층을 제거하는 단계
    를 포함하는,
    판 형상 부재의 가공 방법.
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