KR102051336B1 - 히트블럭과 금형의 평면간 밀착 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상부 프레임; 상기 상부 프레임의 상측에 배치된 플랜지부 및 상기 플랜지부에 고정되며 상부 히트블럭에 연결되는 가압 수단이 구비된 가압 유닛; 하측이 상기 상부 프레임에 결합되어 고정되며, 상측이 상기 가압 유닛에 걸리도록 형성되어, 상기 가압 유닛을 상부 프레임에 고정시키는 체결 수단; 및 상기 가압 유닛의 플랜지부와 체결 수단의 상측 사이에 개재되어 양단이 지지된 제 1 탄성 수단; 을 포함하여 이루어져, 가압 유닛에 결합되어 있는 히트블럭을 금형의 상면에 가압할 때 서로 마주보는 히트블럭의 하면과 금형의 상면이 평행하지 않은 상태에서 가압되는 경우에 가압 유닛이 기울어지면서 자동으로 두 면이 완전히 밀착될 수 있는 히트블럭과 금형의 평면간 밀착 장치에 관한 것이다.

Description

히트블럭과 금형의 평면간 밀착 장치 {Apparatus for osculating of heat block and mold}
본 발명은 디스플레이 기기에 사용되는 표면유리를 성형하는 장치 등에서 금형과 이 금형을 가열하는 히트블럭 간의 평면간 밀착도를 향상시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.
스마트폰을 비롯한 IT기기, 가전제품 및 자동차 등에 사용되는 디스플레이 장치의 표면에는 유리판이 설치되어 있으며, 최근 이러한 디스플레이 장치의 표면유리로 사용되는 유리판은 곡면부를 갖는 형태로 제조되어 사용되고 있다.
이러한 곡면부를 갖는 유리판을 성형하기 위해 유리성형용 금형장치가 사용되고 있으며, 종래의 유리성형용 금형장치는 도 1과 같이 상부금형(30), 하부금형(10), 상부히터블럭(50) 및 하부히터블럭(40)을 포함하고, 상부금형(30) 및 하부금형(10)이 상부히터블럭(50)과 하부히터블럭(40) 사이에서 밀착되고 가열 및 가압되면서 상부금형과 하부금형이 제공하는 형상에 따라 유리 소재를 성형하도록 구성된다.
여기에서 금형 또는 히터블럭은 열에 의해 변형이 발생되어 상부금형의 상면과 상부히터블럭의 하면이 밀착되지 않는 경우가 발생하는데, 종래에는 정량적 또는 정성적으로 상부금형의 상면과 상부히터블럭의 하면 사이의 밀착도를 측정한 후 이에 적합한 씸(shim)을 상부히터블럭이 결합되어 있는 가압유닛의 고정부에 넣어 강제로 가압유닛을 경사지게 고정시켜 상부금형의 상면과 상부히터블럭의 하면이 밀착되도록 하고 있다.
그런데 이와 같은 방법은 상부금형의 상면과 상부히터블럭의 하면 사이의 밀착도를 측정하기가 쉽지 않으며, 씸을 넣은 후에도 밀착도가 향상되었는지 다시 측정하여 만족할만한 밀착도가 나올 때까지 씸을 제거하거나 추가하는 과정을 반복해야 밀착도를 향상시킬 수 있어, 밀착도를 향상시키는데 많은 시간이 소요되며 방법이 복잡하다.
KR 10-1715606 B1 (2017.03.07.)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 디스플레이 기기에 사용되는 표면유리를 성형하는 장치 등에서 금형과 이 금형을 가열하는 히트블럭 간의 평면간 밀착도를 향상시킬 수 있는 장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 히트블럭과 금형의 평면간 밀착 장치는, 상부 프레임; 상기 상부 프레임의 상측에 배치된 플랜지부 및 상기 플랜지부에 고정되며 상부 히트블럭에 연결되는 가압 수단이 구비된 가압 유닛; 하측이 상기 상부 프레임에 결합되어 고정되며, 상측이 상기 가압 유닛에 걸리도록 형성되어, 상기 가압 유닛을 상부 프레임에 고정시키는 체결 수단; 및 상기 가압 유닛의 플랜지부와 체결 수단의 상측 사이에 개재되어 양단이 지지된 제 1 탄성 수단; 을 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 가압 유닛의 플랜지부와 상부 프레임의 사이에 개재되어 양단이 지지된 제 2 탄성 수단을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제 1 탄성 수단 또는 제 2 탄성 수단은 코일 스프링일 수 있다.
또한, 상기 가압 유닛의 가압 수단을 기준으로 길이방향 양측에 체결 수단 및 제 1 탄성 수단이 구비될 수 있다.
또한, 상기 가압 유닛의 플랜지부에는 상하를 관통하는 관통공이 형성되고, 상기 체결 수단은 고정 볼트이며, 상기 체결 수단이 관통공을 통과하여 하측이 상부 프레임에 고정되고 상측이 가압 유닛의 플랜지부에 걸리도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 플랜지부에 형성된 관통공의 직경보다 상기 관통공을 통과하는 부분의 체결 수단의 직경이 작게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 탄성 수단은 체결 수단의 외측에 끼워질 수 있다.
또한, 상기 가압 유닛의 플랜지부와 상부 프레임의 사이에 개재되어 양단이 지지된 제 2 탄성 수단을 더 포함하며, 상기 제 2 탄성 수단은 체결 수단의 외측에 끼워질 수 있다.
본 발명의 히트블럭과 금형의 평면간 밀착 장치는 가압 유닛에 결합되어 있는 히트블럭을 금형의 상면에 가압할 때 서로 마주보는 히트블럭의 하면과 금형의 상면이 상대적으로 경사진 상태에 따라 가압 유닛이 기울어지면서 자동으로 두 면이 완전히 밀착될 수 있어 경사도 교정을 수동으로 행할 필요가 없다. 그리고 서로 접촉되는 두 평면간의 밀착도가 향상되므로 금형의 온도 분포를 균일하게 할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 유리성형용 금형장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 히트블럭과 금형의 평면간 밀착 장치를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 히트블럭과 금형의 평면간 밀착 장치의 가압 수단에 연결된 상부 히트블럭이 하강하여 우측의 한 지점만 금형과 접촉된 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에서 가압 수단의 가압력을 높여 상부 히트블럭이 더 하강하여, 가압 유닛이 회전되면서 상부 히트블럭의 하면과 금형의 상면이 밀착된 상태를 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 히트블럭과 금형의 평면간 밀착 장치를 이용해 곡면 유리를 성형하는 과정을 나타낸 개략도이다.
이하, 본 발명의 히트블럭과 금형의 평면간 밀착 장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 히트블럭과 금형의 평면간 밀착 장치는 디스플레이 기기 등에 사용되는 표면유리를 성형하는 유리 성형장치에 적용될 수 있으며, 이하에서는 유리 성형장치에 본 발명이 적용된 예에 대해 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 히트블럭과 금형의 평면간 밀착 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 히트블럭과 금형의 평면간 밀착 장치는 크게 상부 프레임(100), 가압 유닛(200), 체결 수단(300) 및 제1 탄성 수단(410)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상부 프레임(100)은 유리 성형장치를 구성하는 뼈대가 되는 프레임들 중 상부쪽에 배치된 프레임이 될 수 있으며, 하부 프레임에서 상측으로 연장 형성된 수직 프레임의 상측에 상부 프레임(100)이 결합되어 견고하게 고정될 수 있다.
가압 유닛(200)은 플랜지부(210)의 상측에 하우징(220)이 결합되어 고정되고하우징(220)의 상단에 가압 수단(230)이 결합되어 고정될 수 있다. 그리고 가압 유닛(200)은 플랜지부(210)가 상부 프레임(100)에 결합될 수 있으며, 가압 수단(230)에는 메인 로드(240)가 연결되어 메인 로드(240)의 하단에 상부 히트블럭(600)이 결합될 수 있다. 여기에서 상부 히트블럭(600)은 히터가 내장되어 설정된 온도로 가열될 수 있고, 상부 히트블럭(600)은 금형(500)의 상측에 이격되게 배치될 수 있으며, 상부 히트블럭(600)은 금형(500) 중 상부 금형(510)의 상면에 접촉되어 상부 금형(510)을 가열시키는 부분이다. 그리고 하부 히트블럭(700)은 프레임과 같은 구조물에 결합되어 고정될 수 있으며, 하부 히트블럭(700)의 상면에 금형(500)이 놓여 있거나 놓여있는 상태에서 결합되어 있을 수 있다.
체결 수단(300)은 하측이 상부 프레임(100)에 결합되어 고정되며, 상측이 가압 유닛(200)의 플랜지부(210)에 걸리도록 형성되어, 체결 수단(300)에 의해 가압 유닛(200)이 상부 프레임(100)에 결합될 수 있다. 이때, 체결 수단(300)은 다양하게 형성될 수 있으며, 일례로 고정 볼트가 될 수 있다.
제 1 탄성 수단(410)은 가압 유닛(200)의 플랜지부(210)와 체결 수단(300)의 상측인 고정 볼트의 머리 부분 사이에 개재되어 양단이 지지될 수 있다. 그리고 제 1 탄성 수단(410)은 탄성을 갖는 다양한 재질 및 형태로 형성될 수 있고, 일례로 코일 스프링이 될 수 있으며, 코일 스프링이 플랜지부(210)와 고정 볼트의 머리 부분 사이에 개재되어 코일 스프링이 압축되어 있는 상태가 되어있도록 체결 수단(300)이 상부 프레임(100)에 체결되어 고정될 수 있다.
이때, 체결 수단(300) 및 제 1 탄성수단(410)은 가압 수단(230)을 기준으로 길이방향 양측에 구성될 수 있으며, 도시되지는 않았으나 높이방향 및 길이방향에 수직인 폭방향으로도 체결 수단(300) 및 제 1 탄성수단(410)이 복수개가 구성될 수 있다.
여기에서 금형(500), 상부 히트블럭(600) 및 하부 히트블럭(700)은 열 변형 등으로 인해 상부 히트블럭(600)의 하면과 하부 히트블럭(700)의 상면에 놓인 금형(500)에서 상부 금형(510)의 상면이 서로 평행하지 않은 경우, 즉 상부 히트블럭(600)의 하면이 수평인 상태이고 상부 금형(510)의 상면이 수평면을 기준으로 특정한 각도 예각으로 경사지게 형성되어 있는 경우가 발생할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 히트블럭과 금형의 평면간 밀착 장치의 가압 수단에 연결된 상부 히트블럭이 하강하여 우측의 한 지점만 금형과 접촉된 상태를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 상부 히트블럭(600)이 금형(500)의 상측에 이격되어 있는 상태에서 가압 유닛(200)의 가압 수단(230)을 작동시키면 메인 로드(240)와 결합되어 있는 상부 히트블럭(600)이 아래쪽으로 하강하여 금형(500)을 누르게 된다. 이때, 상부 히트블럭(600)의 하면은 상부 금형(510) 상면의 임의의 지점과 점 접촉 또는 선 접촉되게 된다.
도 4는 도 3에서 가압 수단의 가압력을 높여 상부 히트블럭이 더 하강하여, 가압 유닛이 회전되면서 상부 히트블럭의 하면과 금형의 상면이 밀착된 상태를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 이 상태에서 상부 히트블럭(600)을 계속 하강시키면 상부 히트블럭(600)과 상부 금형(510)이 접촉된 부분을 기준으로 상부 히트블럭(600)이 회전하여 기울어진다. 그리하면 상부 히트블럭(600)에는 메인 로드(240)를 통해 가압 유닛(200)이 결합되어 있으므로, 상부 히트블럭(600)이 회전됨과 동시에 메인 로드(240)를 포함한 가압 유닛(200) 전체가 회전하게 된다. 이때, 가압 유닛(200)이 회전함에 따라 제 1 탄성 수단(410)이 압축되되, 도시된 바와 같이 가압 유닛(200)이 반시계 방향으로 회전되는 경우에는 좌측의 제 1 탄성 수단(410)에 비해 우측의 제 1 탄성 수단(410)이 더 많이 압축되어 가압 유닛(200)에 의해 상부 히트블럭(600)이 금형(500)을 누르는 힘은 유지되면서 동시에 자동으로 상부 히트블럭(600)의 하면과 상부 금형(510)의 상면이 전체적으로 밀착될 수 있다. 또한, 이 상태에서 가압 유닛(200)의 가압력을 증가시켜 상부 히트블럭(600)이 금형(500)을 가압하도록 하면, 가압 유닛(200)이 들어 올려지면서 양측의 제 1 탄성 수단(410)이 더 압축되면서 금형(500)은 가압되고 밀착된 상태가 계속 유지될 수 있다.
이에 따라 상부 히트블럭(600)이 상부 금형(510)의 상측에 이격되어 있는 상태에서 상부 히트블럭(600)의 하면과 상부 금형(510)의 상면이 서로 평행한 상태가 아니더라도, 상부 히트블럭(600)이 상부 금형(510)에 접촉되어 가압되면 자동으로 상부 히트블럭(600)과 상부 금형(510)이 완전히 밀착될 수 있어 용이하게 두 평면간의 밀착도를 향상시킬 수 있으며, 밀착도를 향상시키기 위해 수동으로 가압장치 또는 금형의 경사도를 보정할 필요가 없다. 그리고 서로 접촉되는 두 평면간의 밀착도가 향상되므로 금형의 온도 분포를 균일하게 할 수 있어 성형된 곡면 유리의 품질이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 히트블럭과 금형의 평면간 밀착 장치는, 가압 유닛(200)의 플랜지부(210)와 상부 프레임(100)의 사이에 개재되어 양단이 지지된 제 2 탄성 수단(420)을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
즉, 가압 유닛(200)의 플랜지부(210)를 기준으로 상측에 제 1 탄성 수단(410)이 구비되고 하측에 제 2 탄성 수단(420)이 구비될 수 있다. 그리하여 가압 유닛(200)의 플랜지부(210)는 상부 프레임(100)에서 상측에 이격되어 떠 있는 형태로 유지될 수 있으며, 플랜지부(210)는 체결 수단(300)인 고정 볼트의 머리부분과도 접촉되지 않고 이격되어 있는 상태가 될 수 있다. 여기에서 제 2 탄성 수단(420)도 제 1 탄성 수단(410)과 같이 탄성을 갖는 다양한 재질 및 형태로 형성될 수 있고, 일례로 코일 스프링이 될 수 있으며, 상부 프레임(100)과 플랜지부(210)의 사이에 개재되어 압축되어 있는 상태가 될 수 있다.
이에 따라 가압 유닛(200)이 보다 자유롭게 회전될 수 있는 상태가 되어 상부 히트블럭(600)과 상부 금형(510)의 상면과의 밀착도가 더욱 향상될 수 있다.
또한, 가압 유닛(200)의 플랜지부(210)에는 상하를 관통하는 관통공(211)이 형성되고, 체결 수단(300)인 고정 볼트가 관통공(211)을 통과하여 수나사산이 형성된 하측 부분이 상부 프레임(100)에 체결되어 고정되고 상측인 머리부분이 가압 유닛(200)의 플랜지부(210)에 걸리도록 형성될 수 있다.
여기에서 체결 수단(300)인 고정 볼트의 머리부분 하단과 상부 프레임(100)의 상면 사이의 거리가 플랜지부(210)의 두께보다 크게 형성될 수 있다. 그리하여 가압 유닛(200)은 좌우방향 및 전후방향으로의 움직임이 제한되되, 가압 유닛(200)은 상하방향으로 약간의 이동이 가능하며 가압 유닛(200)이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 특정한 각도범위 내에서 회전이 가능할 수 있다.
이때, 가압 유닛(200)의 플랜지부(210)에 형성된 관통공(211)의 직경은 관통공(211)을 통과하는 부분의 체결 수단(300)의 직경보다 크게 형성될 수 있다. 그리하여 보다 원활하게 가압 유닛(200)이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전될 수 있다.
또한, 제 1 탄성 수단(410)은 체결 수단(300)인 고정 볼트의 외측에 끼워진 상태로 결합되어 제 1 탄성 수단(410)의 위치가 이탈되지 않을 수 있다. 또한, 제 1 탄성 수단(410)이 코일 스프링으로 형성되어 체결 수단(300)의 외측에 끼워져 있는 상태로 결합된 경우에는, 코일 스프링이 압축될 때 코일 스프링이 휘어지거나 좌굴이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제 2 탄성 수단(420)도 코일 스프링으로 형성되어 체결 수단(300)인 고정 볼트의 외측에 끼워진 상태로 결합될 수 있다.
또한, 가압 유닛(200)은 크게 플랜지부(210), 하우징(220), 가압 수단(230), 메인 로드(240) 및 직동 가이드(250)로 구성될 수 있다. 여기에서 하우징(220)은 컵 형태의 용기를 뒤집어 놓은 형태로 형성되어 플랜지부(210)의 상측에 결합되고, 로드가 상하방향으로 구동될 수 있는 공압 실린더 등의 가압 수단(230)이 하우징(220)의 상단에 결합되어 고정될 수 있다. 그리고 하우징(220)은 상부에 상하를 관통하는 구멍이 형성되어 가압 수단(230)의 로드가 통과하며, 가압 수단(230)의 로드의 하단이 메인 로드(240)에 결합될 수 있다. 또한, 메인 로드(240)는 LM 가이드와 같은 직동 가이드(250)에 의해 안내되어 상하 방향으로 슬라이딩 될 수 있으며, 메인 로드(240)는 상부 프레임(100)에 상하로 형성된 구멍을 통과하여 하단이 상부 히트블럭(600)에 결합될 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 히트블럭과 금형의 평면간 밀착 장치를 이용해 곡면 유리를 성형하는 과정을 나타낸 개략도이다.
도 5를 참조하면, 먼저 상부 금형(510)과 하부 금형(520)이 이격되어 있는 상태에서 하부 금형(520)의 상면에 유리 소재(A)를 투입하여 올려놓는다. 이후 상부 금형(510), 하부 금형(520) 및 유리 소재(A)가 상부 히트블럭(600)과 하부 히트블럭(700)의 사이에서 밀착되어 가열된다. 그리고 도 6을 참조하면, 가압 유닛을 이용해 상부 히트블럭(600)을 더 하강시키고 가압되는 상태를 유지하여 평판 형태의 유리가 곡면 유리로 성형된다. 그다음 냉각 과정을 거쳐 곡면 유리의 성형이 완료되면 상부 히트블럭(600) 및 상부 금형(510)을 들어올리고 성형이 완료된 곡면 유리를 취출하여 곡면 유리 성형 공정이 완료될 수 있다.
또한, 이와 같은 유리 성형 공정은 하나의 유리 성형 장치에서 이루어질 수도 있으나, 하나의 곡면 유리를 성형할 때마다 금형의 가열과 냉각을 단계적으로 반복해야 하므로 각 단계마다 금형이 이동되어 공정이 이루어지는 프로그레시브 금형을 이용하는 것이 바람직할 수 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.
100 : 상부 프레임
200 : 가압 유닛
210 : 플랜지부 211 : 관통공
220 : 하우징 230 : 가압 수단
240 : 메인 로드 250 : 직동 가이드
300 : 체결 수단
410 : 제 1 탄성 수단 420 : 제 2 탄성 수단
500 : 금형
510 : 상부 금형 520 : 하부 금형
600 : 상부 히트블럭
700 : 하부 히트블럭
A : 유리 소재

Claims (8)

  1. 상부 프레임;
    상기 상부 프레임의 상측에 배치된 플랜지부 및 상기 플랜지부에 고정되며 상부 히트블럭에 연결되는 가압 수단이 구비된 가압 유닛;
    하측이 상기 상부 프레임에 결합되어 고정되며, 상측이 상기 가압 유닛에 걸리도록 형성되어, 상기 가압 유닛을 상부 프레임에 고정시키는 체결 수단; 및
    상기 가압 유닛의 플랜지부와 체결 수단의 상측 사이에 개재되어 양단이 지지된 제 1 탄성 수단;
    을 포함하며,
    상기 가압 유닛의 플랜지부에는 상하를 관통하는 관통공이 형성되고, 상기 체결 수단은 고정 볼트이며, 상기 체결 수단이 관통공을 통과하여 하측이 상부 프레임에 고정되고 상측이 가압 유닛의 플랜지부에 걸리도록 형성된 것을 특징으로 하는 히트블럭과 금형의 평면간 밀착 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가압 유닛의 플랜지부와 상부 프레임의 사이에 개재되어 양단이 지지된 제 2 탄성 수단을 더 포함하여 이루어지는 히트블럭과 금형의 평면간 밀착 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제 1 탄성 수단 또는 제 2 탄성 수단은 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 히트블럭과 금형의 평면간 밀착 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가압 유닛의 가압 수단을 기준으로 길이방향 양측에 체결 수단 및 제 1 탄성 수단이 구비된 것을 특징으로 하는 히트블럭과 금형의 평면간 밀착 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 플랜지부에 형성된 관통공의 직경보다 상기 관통공을 통과하는 부분의 체결 수단의 직경이 작게 형성된 것을 특징으로 하는 히트블럭과 금형의 평면간 밀착 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 탄성 수단은 체결 수단의 외측에 끼워진 것을 특징으로 하는 히트블럭과 금형의 평면간 밀착 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가압 유닛의 플랜지부와 상부 프레임의 사이에 개재되어 양단이 지지된 제 2 탄성 수단을 더 포함하며, 상기 제 2 탄성 수단은 체결 수단의 외측에 끼워진 것을 특징으로 하는 히트블럭과 금형의 평면간 밀착 장치.
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