KR102323404B1 - 자동 정밀 압착성형 장치 - Google Patents

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KR102323404B1
KR102323404B1 KR1020210078315A KR20210078315A KR102323404B1 KR 102323404 B1 KR102323404 B1 KR 102323404B1 KR 1020210078315 A KR1020210078315 A KR 1020210078315A KR 20210078315 A KR20210078315 A KR 20210078315A KR 102323404 B1 KR102323404 B1 KR 102323404B1
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이장일
김일석
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이장일
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Abstract

자동 정밀 압착성형 장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 정밀 압착성형 장치는, 히터 블록(heater block)에 내장된 히터 라인(heater line)과 대응되는 상기 히터 블록의 표면을 자동으로 압착하는 자동 정밀 압착성형 장치로서, 상기 히터 블록의 표면 측으로 돌출 형성되고, 상기 자동 정밀 압착성형 장치에 입력되는 공압에 따라 상하운동을 반복함으로써 상기 히터 블록의 표면을 압착하는 압착 툴; 상기 압착 툴을 탄성 지지하고, 상기 압착 툴의 상하운동 과정에서 상기 압착 툴을 원래 위치로 되돌리는 감압 스프링; 상기 압착 툴의 상측에 배치되어 상기 자동 정밀 압착성형 장치에 입력되는 공압에 따라 상기 히터 블록의 표면 측으로 상기 압착 툴을 가압하면서 상하운동을 반복하는 피스톤; 상기 피스톤의 상하운동에 따라 상기 히터 블록의 표면 반대 측으로 발생되는 충격을 흡수하고, 상기 히터 블록의 표면 반대 측으로 발생되는 공압을 외부로 배출시키는 후방 쿠션(rear cushion); 및 상기 피스톤의 상측에 배치되어 상기 피스톤의 상하운동에 따라 상기 히터 블록의 표면 반대 측으로 발생되는 충격 및 진동을 감쇠시키는 감쇠 장치를 포함한다.

Description

자동 정밀 압착성형 장치{AUTOMATIC PRESSING AND FORMING APPARATUS WITH ACCURACY}
본 발명의 실시예들은 자(自)중력에 의해 히터 블록(heater block)을 자동으로 정밀 압착성형하는 기술과 관련된다.
일반적으로, LCD(Liquid Crystal Display) 패널과 같은 디스플레이 패널은 스퍼터링(sputtering), CVD(Chemical Vapor Deposition), 에칭(etching) 등의 과정을 거쳐 제조된다. 이때, CVD 공정챔버의 내부에는 히터 블록(heater block)이 설치되며, 이러한 히터 블록(heater block/susceptor)의 내부에는 히터 라인(heater line)이 매설될 수 있다.
일반적으로, 서셉터(susceptor)와 같은 히터 블록(heater block)의 경우 내장 히터의 고온, 고열에 의한 열팽창 차이로 인해 절연 단열 및 히터 블록 변형, leak로 인한 손상 등의 품질 및 수명 저하가 발생될 수 있으므로 히터 블록의 내장 히터에 대한 꼼꼼한 안착이 매우 중요하다.
종래에는 히터 블록의 내장 히터가 성형 롤러와 같은 성형 부재를 통해 가압 성형되거나, 내장 히터를 탑재한 히터 블록 자체가 주조 공법 또는 열간 가압 소결 장치 등과 같은 다양한 방법을 통해 제작되었다. 그러나, 최근 디스플레이 패널 등이 대형화되는 추세에 따라 히터 블록의 대형화, 고도화 및 정교화에 대한 요구가 커지면서 히터 블록의 제작 방법에 대한 연구가 더욱 중요시되고 있다.
이에 따라, 히터 블록의 제작에 최적화된 방법으로 내장 히터의 압착 성형 방식이 사용되었으나, 이 방식은 압착성형 과정이 필수적이며 작업자가 압착성형 툴(tool)을 손으로 쥔 상태에서 수동으로 상기 압착성형 과정을 수행하였다. 그러나, 이 경우 압착성형 과정에서 작업자에게 과도한 진동이 전달되고, 이에 따라 압착성형의 균질이 떨어지는 문제점이 있다. 이는 곧 히터 블록의 품질을 저하시키는 문제로 이어지게 된다.
또한, 이러한 수동 압착성형 방식에 따르면 일정 압력을 유지하면서 대형의 히터 블록을 균일하게 압착하는 데 한계가 있으며, 이러한 압착성형에 따른 불균질성으로 인해 히터 블록의 품질 저하 및 수명 저하가 야기될 수 있다. 나아가, 종래의 수동 압착성형 방식에 따르면 압착성형 과정에서의 소음 및 진동이 매우 크고 작업자에게 전달되는 과도한 진동 때문에 작업자의 안전을 위협하는 사고가 빈번하게 발생될 수 있다.
한국등록특허공보 제10-2259949호(2021.05.27)
본 발명의 실시예들은 자(自)중력을 이용하여 압착성형의 균질성을 보장하고, 압착성형 과정에서의 소음 및 진동을 최소화하는 수단을 제공하기 위한 것이다.
예시적인 실시예에 따르면, 히터 블록(heater block)에 내장된 히터 라인(heater line)과 대응되는 상기 히터 블록의 표면을 자동으로 압착하는 자동 정밀 압착성형 장치로서, 상기 히터 블록의 표면 측으로 돌출 형성되고, 상기 자동 정밀 압착성형 장치에 입력되는 공압에 따라 상하운동을 반복함으로써 상기 히터 블록의 표면을 압착하는 압착 툴; 상기 압착 툴을 탄성 지지하고, 상기 압착 툴의 상하운동 과정에서 상기 압착 툴을 원래 위치로 되돌리는 감압 스프링; 상기 압착 툴의 상측에 배치되어 상기 자동 정밀 압착성형 장치에 입력되는 공압에 따라 상기 히터 블록의 표면 측으로 상기 압착 툴을 가압하면서 상하운동을 반복하는 피스톤; 상기 피스톤의 상하운동에 따라 상기 히터 블록의 표면 반대 측으로 발생되는 충격을 흡수하고, 상기 히터 블록의 표면 반대 측으로 발생되는 공압을 외부로 배출시키는 후방 쿠션(rear cushion); 및 상기 피스톤의 상측에 배치되어 상기 피스톤의 상하운동에 따라 상기 히터 블록의 표면 반대 측으로 발생되는 충격 및 진동을 감쇠시키는 감쇠 장치를 포함하는, 자동 정밀 압착성형 장치가 제공된다.
상기 자동 정밀 압착성형 장치는, 상기 후방 쿠션을 수용하는 압착 몸체; 및 상기 압착 몸체의 하측에 배치되어 상기 피스톤의 상하운동을 안내(guide)하는 압착 실린더를 더 포함할 수 있다.
상기 자동 정밀 압착성형 장치는, 상기 압착 몸체의 외측에 형성되어 상기 피스톤의 상하운동에 따라 발생되는 충격 및 진동을 저하시키는 오일리스 베어링(oilless bearing)을 더 포함할 수 있다.
상기 자동 정밀 압착성형 장치는, 상기 오일리스 베어링의 외측에서 상기 오일리스 베어링을 수용함으로써 상기 피스톤의 상하운동에 따라 발생되는 충격 및 소음을 저하시키는 하우징을 더 포함할 수 있다.
상기 자동 정밀 압착성형 장치는, 상기 하우징의 외측에 형성되어 상기 피스톤의 상하운동에 따라 발생되는 충격 및 진동을 흡수하는 완충 고무(buffer rubber)를 더 포함할 수 있다.
상기 자동 정밀 압착성형 장치는, 상기 자동 정밀 압착성형 장치의 최하단에 설치되는 하단 캡 몸체(lower cap body); 및 상기 하단 캡 몸체에 탈부착되고, 상기 감압 스프링의 하측에서 상기 감압 스프링을 지지하면서 상기 압착 툴의 상하운동 과정에서 발생되는 상기 압착 툴과 상기 감압 스프링의 충격을 흡수하는 감압 쿠션 캡(decompression cushion cap)을 더 포함할 수 있다.
상기 자동 정밀 압착성형 장치는, 상기 압착 툴의 압착 영역을 확인하기 위해 상기 자동 정밀 압착성형 장치의 내부에 설치되는 내시경 카메라; 및 상기 자동 정밀 압착성형 장치의 일측에 형성되고, 상기 내시경 카메라와 연결되어 상기 내시경 카메라에서 촬영되는 영상을 디스플레이하는 디스플레이 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 자동 정밀 압착성형 장치는, 상기 감쇠 장치의 상측에 형성되어 상기 감쇠 장치를 지지하는 감쇠 장치 커버; 및 상기 감쇠 장치 커버와 연결되어 작업자의 조작에 따라 상기 감쇠 장치 커버의 높이를 조정하는 다이얼 제어 장치를 더 포함하며, 상기 다이얼 제어 장치에서의 조작에 따라 상기 감쇠 장치 및 상기 압착 툴의 높이가 조정될 수 있다.
상기 자동 정밀 압착성형 장치는, 상기 감쇠 장치 커버를 지지하고, 상측에 상기 다이얼 제어 장치가 안착되는 상단 캡 몸체(upper cap body); 및 상기 상단 캡 몸체의 하측에 형성되어 상기 압착 몸체를 지지하는 압착 커버를 더 포함하며, 상기 자동 정밀 압착성형 장치에 입력되는 공압은, 상기 상단 캡 몸체, 상기 압착 커버, 상기 압착 몸체 및 상기 후방 쿠션에 각각 형성된 공기 이동통로를 따라 이동하면서 상기 피스톤의 상하운동을 발생시키며, 상기 피스톤의 상하운동에 따라 상기 히터 블록의 표면 반대 측으로 발생되는 공압은, 상기 후방 쿠션, 상기 압착 몸체, 상기 압착 커버 및 상기 상단 캡 몸체에 각각 형성된 공기 이동통로를 따라 이동하면서 상기 자동 정밀 압착성형 장치의 외부로 배출될 수 있다.
발명의 실시예들에 따르면, 자동 정밀 압착성형 장치의 자(自)중력(또는 하중)과 자동 정밀 압착성형 장치에 입력되는 공압에 의해 피스톤이 상하운동을 자동으로 반복하게 되며 상기 작업자가 히터 블록의 표면 측으로 별도의 힘을 가하지 않더라도 히터 블록의 표면에 균일한 압력이 자동으로 가해지게 된다. 이에 따라, 히터 블록의 히터 라인이 절연되거나 단절되지 않고 균일성을 유지하게 되며 이로 인해 대형 크기의 히터 블록 또한 용이하게 압착성형할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 자동 정밀 압착성형 장치의 내부에 압착성형 과정에서 발생되는 진동, 충격, 소음 등을 최소화하기 위한 수단을 구비함으로써 작업자의 안전을 보장함과 동시에 보다 쾌적한 작업 환경을 제공할 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 히터 블록을 나타낸 도면
도 2는 종래의 수동 압착성형 방식을 나타낸 도면
도 3은 종래의 수동 압착성형 방식에 따라 압착성형된 히터 블록의 포면을 나타낸 도면
도 4는 예시적인 실시예에 따른 자동 정밀 압착성형 장치의 사시도
도 5는 예시적인 실시예에 따른 자동 정밀 압착성형 장치의 내부 구성을 나타낸 도면
도 6은 예시적인 실시예에 따른 자동 정밀 압착성형 장치의 상세구성을 나타낸 조립도
도 7은 예시적인 실시예에 따른 자동 정밀 압착성형 장치의 상세구성을 나타낸 분해도
도 8은 예시적인 실시예에 따른 자동 정밀 압착성형 장치의 피스톤이 상하운동하는 과정을 설명하기 위한 도면
도 9는 예시적인 실시예에 따른 자동 정밀 압착성형 장치의 압착 툴이 히터 블록의 표면을 압착하는 과정을 설명하기 위한 도면
도 10은 도 8의 A 부분을 설명하기 위한 도면
도 11은 도 8의 B 부분을 설명하기 위한 도면
도 12는 예시적인 실시예에 따른 자동 정밀 압착성형 장치를 통해 압착성형된 히터 블록을 나타낸 도면
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 히터 블록(10)을 나타낸 도면이다.
본 실시예들에 있어서, 히터 블록(10)은 LCD(Liquid crystal display)의 CVD(Chemical Vapor Deposition) 공정챔버 내부에 설치되는 블록으로, 예를 들어 서셉터(susceptor)일 수 있다. 히터 블록(10)은 예를 들어, 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.
도 1을 참조하면, 히터 블록(10, heater block)은 히터 라인(20, heater line)이 내부에 안착된 후 상기 히터 라인(20) 상에 히터 라인 커버(30, heater line cover)가 덮여짐으로써 생성된다. 이러한 히터 블록(10)은 히터 라인(20)과 대응되는 히터 블록(10)의 표면(즉, 히터 커버(30)의 표면)이 압착성형됨으로써 완성될 수 있다.
도 2는 종래의 수동 압착성형 방식을 나타낸 도면이며, 도 3은 종래의 수동 압착성형 방식에 따라 압착성형된 히터 블록(10)의 표면을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 종래에는 작업자가 압착성형 툴을 손으로 쥔 상태에서 히터 블록(10)의 표면을 수동으로 압착성형하였다. 이 경우, 압착성형 과정에서 작업자에게 과도한 진동이 전달되고, 이에 따라 압착성형의 균질이 떨어지는 문제점이 있다. 이는 곧 히터 블록(10)의 품질을 저하시키는 문제로 이어지게 된다.
도 3을 참조하면, 종래의 수동 압착성형 방식에 따라 압착성형된 히터 블록(10)의 히터 라인(20)은 고온, 고열에 의한 열팽창 차이로 인해 절연 또는 단선될 수 있고 압착성형에 따른 불균질성으로 인해 히터 블록(10)의 품질 저하 및 수명 저하를 일으킬 수 있다. 또한, 종래의 수동 압착성형 방식에 따르면 압착성형 과정에서의 소음 및 진동이 매우 크고 작업자에게 전달되는 과도한 진동 때문에 작업자의 안전을 위협하는 사고가 빈번하게 발생될 수 있다. 이하에서는, 이러한 종래의 수동 압착성형 방식에 따른 압착성형의 한계 및 문제점을 해결하기 위해 자(自)중력에 의한 자동 정밀 압착성형 장치(100)를 제안하며, 도 4 내지 도 12를 참조하여 이를 구체적으로 설명하기로 한다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 자동 정밀 압착성형 장치(100)의 사시도이며, 도 5는 예시적인 실시예에 따른 자동 정밀 압착성형 장치(100)의 내부 구성을 나타낸 도면이다. 또한, 도 6은 예시적인 실시예에 따른 자동 정밀 압착성형 장치(100)의 상세구성을 나타낸 조립도이며, 도 7은 예시적인 실시예에 따른 자동 정밀 압착성형 장치(100)의 상세구성을 나타낸 분해도이다.
예시적인 실시예에 따른 자동 정밀 압착성형 장치(100)는 크게 i) 자(自)중력(하중) 장치, ii) 압착 공압 장치, iii) 압착 툴 장치, iv) 압착 진동 흡수 장치, v) 감쇠 완충장치, vi) 방음장치, vii) 리더 판독 장치 및 viii) 기타 장치 등으로 구분될 수 있다. 이하에서는, 각 장치에 대해 보다 자세히 살펴보기로 한다.
i) 자(自)중력(하중) 장치
자(自)중력 장치는 메인 몸체(110), 압착 커버(111), 상단 캡 몸체(112) 및 하단 캡 몸체(121)를 포함한다.
메인 몸체(110)는 자동 정밀 압착성형 장치(100)의 본체로서, 자동 정밀 압착성형 장치(100)에 장착되는 압착 공압 장치를 지지해준다. 또한, 메인 몸체(110)에는 후술할 오일리스 베어링(115), 하우징(116), 완충 고무(117), 방음재(123) 등이 구비될 수 있다.
압착 커버(111)는 자동 정밀 압착성형 장치(100)에 공압이 입력됨에 따라 자동 정밀 압착성형 장치(100)의 압착 동작이 원활하게 수행될 수 있도록 메인 몸체(110)를 고정시키는 커버이다. 압착 커버(111)에는 공압 유입구(127) 및 공압 배출구(128)를 통해 유입, 배출되는 공압의 공기 이동 통로(미도시)가 설계될 수 있다. 또한, 압착 커버(111)는 상단 캡 몸체(112)의 하측에 형성되어 후술할 압착 몸체(113)를 지지할 수 있다.
상단 캡 몸체(112)는 압착 커버(111)와 결합되어 후술할 감쇠 장치(125)와 감쇠 장치 커버(126)를 지지한다. 또한, 상단 캡 몸체(112)에는 공압 유입구(127) 및 공압 배출구(128)와 연결되는 공기 이동 통로(미도시)가 설계될 수 있다. 또한, 상단 캡 몸체(112)의 상측에는 후술할 다이얼 제어 장치(129)가 결합될 수 있다.
하단 캡 몸체(121)는 자동 정밀 압착성형 장치(100)의 최하단에 설치되어 메인 몸체(110)를 지지한다. 하단 캡 몸체(121)의 밑면에는 둘 이상의 베어링이 부착되고, 상기 베어링이 히터 블록(10)의 표면과 접촉되어 자동 정밀 압착성형 장치(100)의 이동을 가이드할 수 있다. 자동 정밀 압착성형 장치(100)는 상기 베어링에 의해 히터 블록(10)의 표면과의 마찰을 최소화하면서 이동할 수 있다. 또한, 하단 캡 몸체(121)에는 후술할 감압 쿠션 캡(122) 및 툴 교체 홀더(131)가 장착될 수 있다.
ii) 압착 공압 장치
압착 공압 장치는 압착 몸체(113), 피스톤(132), 압착 실린더(118) 및 후방 쿠션(114)을 포함한다.
압착 몸체(113)는 감쇠 장치(125)의 하측에 배치되고, 후방 쿠션(114)을 수용한다. 압착 몸체(113)의 하측에는 압착 실린더(118)가 구비되며, 압착 몸체(113)와 압착 실린더(118)의 사이에서 피스톤(132)이 상하운동을 수행하게 된다. 또한, 압착 몸체(113)에는 자동 정밀 압착성형 장치(100)에 입력되는 공압이 이동하기 위한 공기 이동 통로(미도시)가 설계될 수 있다.
피스톤(132)은 후술할 압착 툴(119)의 상측에 배치되어 자동 정밀 압착성형 장치(100)에 입력되는 공압에 따라 히터 블록(10)의 표면 측으로 상기 압착 툴(119)을 가압하면서 상하운동을 반복한다. 피스톤(132)은 압착 몸체(113)와 압착 실린더(118)의 내부에서 이들 사이를 상하로 왕복운동하며, 이 과정에서 압착 툴(119)을 가압하게 된다.
압착 실린더(118)는 압착 몸체(113)의 하측에 배치되며, 피스톤(132)의 상하운동을 가이드한다. 또한, 압착 실린더(118)의 내부에는 압착 툴(119)이 구비되며, 상기 압착 툴(119)은 피스톤(132)의 상하운동과 연동하여 상하로 왕복운동을 수행하게 된다.
후방 쿠션(114)은 압착 몸체(113)의 내부에 배치되며, 압착 실린더(118)와 연결되어 피스톤(132)의 상하운동에 따라 히터 블록(10)의 표면 반대 측으로 발생되는 충격을 흡수한다. 피스톤(132)이 상하운동하는 과정에서 발생되는 진동에 의해 히터 블록(10)의 표면 반대 측으로 충격이 가해질 수 있으며, 이러한 진동 및 충격이 후방 쿠션(114)에 의해 흡수될 수 있다. 후방 쿠션(114)은 압착 충격에 의한 구동력을 부드럽게 전달하고, 완충 작용을 수행할 수 있다.
또한, 피스톤(132)이 상하운동하는 과정에서 히터 블록(10)의 표면 반대 측으로 공압이 발생되며, 후방 쿠션(114)은 이러한 공압을 압착 몸체(113)의 외부로 배출시킬 수 있다. 이를 위해, 후방 쿠션(114)의 일측에는 공압 이동을 위한 공기 이동 통로가 형성될 수 있다.
본 실시예들에 있어서, 자동 정밀 압착성형 장치(100)에 입력되는 공압은 공압 유입구(127)를 거쳐 상단 캡 몸체(112), 압착 커버(111), 압착 몸체(113) 및 후방 쿠션(114)에 각각 형성된 공기 이동통로를 따라 이동하면서 피스톤(132)의 상하운동을 발생시킬 수 있다. 또한, 피스톤(132)의 상하운동에 따라 히터 블록(10)의 표면 반대 측으로 발생되는 공압은 후방 쿠션(114), 압착 몸체(113), 압착 커버(111), 상단 캡 몸체(112)에 각각 형성된 공기 이동통로를 따라 이동하면서 공압 배출구(128)를 통해 자동 정밀 압착성형 장치(100)의 외부로 배출될 수 있다.
iii) 압착 툴 장치
압착 툴 장치는 압착 툴(119)을 포함한다.
압착 툴(119)은 히터 블록(10)의 표면 측으로 돌출 형성되고, 자동 정밀 압착성형 장치(100)에 입력되는 공압에 따라 상하운동을 반복함으로써 히터 블록(10)의 표면을 압착한다. 압착 툴(119)의 끝단은 히터 블록(10)의 표면을 압착하기 위해 편평한 면을 갖는 돌출 구조로 형성될 수 있다. 이러한 압착 툴(119)의 상측에는 피스톤(132)이 배치될 수 있으며, 피스톤(132)이 자동 정밀 압착성형 장치(100)에 입력되는 공압에 따라 상하운동을 하는 경우 상기 피스톤(132)으로부터 압력을 받아 상기 피스톤(132)과 연동하여 상하운동을 반복할 수 있다.
또한, 압착 툴(119)은 툴 교체 홀더(131)에 탈부착 가능하도록 장착될 수 있다. 또한, 압착 툴(119)은 후술할 감압 스프링(120)에 의해 탄성 지지될 수 있으며, 압착 툴(119)의 상하운동 과정에서 감압 스프링(120)에 의해 원래 위치로 되돌아올 수 있다.
iv) 압착 진동 흡수 장치
압착 진동 흡수 장치는 오일리스 베어링(115), 하우징(116) 및 완충 고무(117)를 포함한다.
오일리스 베어링(115, oilless bearing)은 압착 몸체(113)의 외측에 형성되어 피스톤(132)의 상하운동에 따라 발생되는 충격 및 진동을 저하시킨다. 오일리스 베어링(115)은 예를 들어, 압착 몸체(113)의 외측에서 압착 몸체(113)의 둘레를 따라 밀착 형성될 수 있다. 피스톤(132)이 상하운동을 반복할 경우, 상기 상하운동의 반동에 따라 압착 몸체(113)가 상하로 움직일 수 있다. 오일리스 베어링(115)은 이러한 압착 몸체(113)의 상하 움짐임에 따른 진동 및 충격을 저하시킬 수 있다.
하우징(116)은 오일리스 베어링(115)의 외측에서 상기 오일리스 베어링(115)을 수용함으로써 피스톤(132)의 상하운동에 따라 발생되는 충격 및 소음을 저하시킨다. 하우징(116)은 예를 들어, 오일리스 베어링(115)을 감싸면서 보호할 수 있다. 또한, 하우징(116)의 외측에는 완충 고무(117)가 복수 개 부착될 수 있으며, 완충 고무(117)를 통해 피스톤(132)의 상하운동에 따라 발생되는 충격과 진동을 흡수할 수 있다.
완충 고무(117)는 하우징(116)의 외측에 형성되어 피스톤(132)의 상하운동에 따라 발생되는 충격 및 진동을 흡수한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 완충 고무(117)는 하우징(116)의 외측에서 복수 개가 설정된 간격만큼 이격되어 형성될 수 있다.
v) 감쇠 완충장치
감쇠 완충장치는 감쇠 장치(125), 감쇠 장치 커버(126), 감압 스프링(120) 및 감압 쿠션 캡(122)을 포함한다.
감쇠 장치(125)는 압착 몸체(113)의 상측에 배치되어 피스톤(132)의 상하운동에 따라 히터 블록(10)의 표면 반대 측으로 발생되는 충격 및 진동을 감쇠시킨다. 감쇠 장치(125)는 예를 들어, 탄성체로 이루어질 수 있다. 감쇠 장치(125)의 상측에는 감쇠 장치 커버(126)가 배치되며, 감쇠 장치(125)의 하측에는 압착 몸체(113)가 배치될 수 있다. 압착 몸체(113)는 감쇠 장치(125)에 의해 탄성 지지되며, 피스톤(132)의 상하운동으로 인해 받는 충격 및 진동이 상기 감쇠 장치(125)에 의해 줄어들게 된다.
감쇠 장치 커버(126)는 감쇠 장치(125)의 상측에 형성되어 상기 감쇠 장치(125)를 지지한다. 후술할 바와 같이, 다이얼 제어 장치(129)는 감쇠 장치 커버(126)와 연결되어 작업자의 조작에 따라 감쇠 장치 커버(126)의 높이를 조절할 수 있다. 작업자의 조작에 따라 감쇠 장치 커버(126)의 높이가 조절되는 경우, 감쇠 장치(125) 및 압착 툴(119)의 높이가 감쇠 장치 커버(126)의 높이와 연동하여 조절된다. 압착하고자 하는 히터 블록(10)의 표면에 형성된 홈부의 깊이가 다양할 수 있으므로, 작업자는 상기 홈부의 깊이에 따라 다이얼 제어 장치(129)를 통해 감쇠 장치 커버(126)의 높이를 조절할 수 있다.
감압 스프링(120)은 압착 툴(119)을 탄성 지지하고, 상기 압착 툴(119)의 상하운동 과정에서 상기 압착 툴(119)을 원래 위치로 되돌린다. 감압 스프링(120)은 예를 들어, 탄성체로 이루어질 수 있다. 압착 툴(119)은 피스톤(132)으로부터 압력을 받아 히터 블록(10)의 표면 측으로 이동할 수 있으며, 상기 감압 스프링(120)의 탄성력에 의해 히터 블록(10)의 표면 반대 측으로 이동할 수 있다. 이이 따라, 압착 툴(119)은 상하운동을 반복할 수 있으며, 이러한 상하운동의 반복에 의해 히터 블록(10)의 표면이 균일하게 압착성형될 수 있다.
또한, 감압 스프링(120)의 하측에는 감압 쿠션 캡(122)이 배치될 수 있으며, 감압 쿠션 캡(122)은 감압 스프링(120)을 지지하면서 압착 툴(119)의 상하운동 과정에서 발생되는 상기 압착 툴(119)과 상기 감압 스프링(120)의 충격을 흡수할 수 있다. 상기 감압 쿠션 캡(122)은 하단 캡 몸체(121)에 탈부착될 수 있다.
vi) 방음장치
방음장치는 방음재(123)를 포함할 수 있다.
방음재(123)는 하우징(116)의 하측에 형성되어 피스톤(132)의 상하운동에 따른 소음 또는 진동으로 인한 소음을 흡수한다. 방음재(123)는 예를 들어, 저밀도 필름으로 이루어진 흡음재로 이루어질 수 있다.
vii) 리더 판독 장치
리더 판독 장치는 내시경 카메라(133) 및 디스플레이 장치(130)를 포함한다.
내시경 카메라(133)는 압착 툴(119)의 압착 영역을 확인하기 위해 자동 정밀 압착성형 장치(100)의 내부에 설치된다.
디스플레이 장치(130)는 자동 정밀 압착성형 장치(100)의 일측에 형성되고, 상기 내시경 카메라(133)와 연결되어 상기 내시경 카메라(133)에서 촬영되는 영상을 디스플레이한다. 작업자는 디스플레이 장치(130)를 보면서 자동 정밀 압착성형 장치(100)를 통해 히터 블록(10)의 표면을 압착성형할 수 있다.
viii) 기타 장치
기타 장치는 공압 유입구(127), 공압 배출구(128), 다이얼 제어 장치(129), 툴 교체 홀더(131) 및 핸들(124)을 포함한다.
공압 유입구(127)는 공압이 입력되는 유입구이다. 공압 유입구(127)는 상단 캡 몸체(112)의 상측에 부착되어 자동 정밀 압착성형 장치(100)의 외부로부터 입력되는 공압을 자동 정밀 압착성형 장치(100)의 내부로 유입시킬 수 있다. 이때, 공압 유입구(127)의 일측에는 자동 정밀 압착성형 장치(100)에 입력되는 공압의 압력을 조절하기 위한 압력 조절 게이지(미도시)가 부착될 수 있다.
공압 배출구(128)는 공압이 배출되는 배출구이다. 공압 배출구(128)는 상단 캡 몸체(112)의 상측에 부착되어 자동 정밀 압착성형 장치(100)의 내부로부터 배출되는 공압을 자동 정밀 압착성형 장치(100)의 외부로 배출시킬 수 있다. 이때, 공압 배출구(128)의 일측에는 압착 동작에 따른 소음을 최소화하기 위한 소음 제거기(미도시)가 부착될 수 있다.
다이얼 제어 장치(129)는 감쇠 장치 커버(126)와 연결되어 작업자의 조작에 따라 상기 감쇠 장치 커버(126)의 높이를 조정한다. 다이얼 제어 장치(129)에서의 조작에 따라 상기 감쇠 장치 커버(126)의 높이가 조정되는 경우, 이에 연동하여 감쇠 장치(125) 및 압착 툴(119)의 높이가 조정될 수 있다.
툴 교체 홀더(131)는 압착 툴(119)을 교체하는 데 사용되는 부품이다. 툴 교체 홀더(131)의 내부에는 압착 툴(119)이 배치되며, 상기 압착 툴(119)은 탈부착 가능하도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 다양한 크기 또는 형상을 갖는 압착 툴(119)을 툴 교체 홀더(131)에 장착하여 사용할 수 있다.
핸들(124)은 작업자가 자동 정밀 압착성형 장치(100)를 운전할 수 있도록 자동 정밀 압착성형 장치(100)의 양측면에 형성될 수 있다. 핸들(124)은 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전 가능하도록 구성될 수 있으며, 작업자는 핸들(124)을 회전시키면서 압착성형 작업 도중 자동 정밀 압착성형 장치(100)를 이동시킬 수 있다.
이하에서는, 자동 정밀 압착성형 장치(100)가 동작하는 과정에 대해 보다 자세히 살펴보기로 한다.
도 8은 예시적인 실시예에 따른 자동 정밀 압착성형 장치(100)의 피스톤이 상하운동하는 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 9는 예시적인 실시예에 따른 자동 정밀 압착성형 장치(100)의 압착 툴(119)이 히터 블록(10)의 표면을 압착하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 공기 유입구(127)를 통해 공압이 유입되면, 유입된 공압이 상단 캡 몸체(112), 압착 커버(111), 압착 몸체(113) 및 후방 쿠션(114)에 각각 형성된 공기 이동통로(P)를 따라 이동하면서 피스톤(132)의 상하운동을 발생시킨다. 이 경우, 작업자가 자동 정밀 압착성형 장치(100)에 별다른 힘을 가하지 않더라도 상기 공압에 의한 피스톤(132)의 반복적인 상하운동에 의해 균일한 압력으로 히터 블록(10)의 표면이 압착성형될 수 있다. 또한, 자동 정밀 압착성형 장치(100)의 하중이 설정된 크기(예를 들어, 약 15kg) 이상을 가지므로, 작업자는 히터 블록(10)의 표면 측으로 별도의 힘을 가할 필요가 없게 된다. 작업자가 히터 블록(10)의 표면 측으로 별도의 힘을 가하지 않더라도, 상기 공압에 의해 피스톤(132)이 상하운동을 자동으로 반복하게 되며 이에 따라 균일한 압력이 히터 블록(10)의 표면에 가해지게 된다.
또한, 이 과정에서 반등으로 인해 히터 블록(10)의 표면 반대 측으로 공압이 발생하게 된다. 상기 히터 블록(10)의 표면 반대 측으로 발생되는 공압은 후방 쿠션(114), 압착 몸체(113), 압착 커버(111), 상단 캡 몸체(112)에 각각 형성된 공기 이동통로(P)를 따라 이동하면서 공기 배출구(128)를 통해 자동 정밀 압착성형 장치(100)의 외부로 배출될 수 있다.
도 9를 참조하면, 압착 툴(119)은 히터 블록(10)의 표면, 즉 히터 블록(10)에 내장된 히터 라인(20)과 대응되는 히터 라인 커버(30)를 압착성형하게 된다. 압착성형 전에는 히터 라인 커버(30)와 히터 라인(20) 사이에 미세한 틈이 있으나, 앞서 설명한 압착성형 과정을 통해 히터 라인 커버(30)가 히터 라인(20) 측으로 가압됨으로써 상기 미세한 틈이 메꿔지게 된다.
또한, 도 10은 도 8의 A 부분을 설명하기 위한 도면이며, 도 11은 도 8의 B 부분을 설명하기 위한 도면이다.
도 10의 (a)는 압착성형 전 히터 라인 커버(30)를 나타내며, 도 10의 (b)는 압착성형 후 히터 라인 커버(30)를 나타낸다.
도 10에 도시된 바와 같이, 압착성형 과정을 통해 히터 라인 커버(30)가 히터 라인(20) 측으로 가압됨으로써 히터 라인 커버(30)와 히터 라인(20) 사이의 미세한 틈이 메꿔지게 된다. 즉, 자동 정밀 압착성형 장치(100)의 압착성형 과정을 통해 히터 라인 커버(30)와 히터 라인(20)이 밀착하게 된다.
도 11의 (a)는 피스톤(132)의 상하운동 과정에서 피스톤(132)이 하강한 상태를 나타내며, 도 11의 (b)는 피스톤(132)의 상하운동 과정에서 피스톤(132)이 상승한 상태를 나타낸다.
도 11에 도시된 바와 같이, 피스톤(132)이 상하운동을 반복함으로써 압착 툴(119)을 가압하게 되며, 이에 따라 압착 툴(119)이 히터 블록(10)의 표면을 압착성형하게 된다.
도 12는 예시적인 실시예에 따른 자동 정밀 압착성형 장치(100)를 통해 압착성형된 히터 블록(10)을 나타낸 도면이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 자동 정밀 압착성형 장치(100)를 통해 압착성형된 히터 블록(10)의 히터 라인(20)이 절연되거나 단절되지 않고 균일성을 유지하고 있는 것을 확인할 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 전술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10 : 히터 블록
20 : 히터 라인
30 : 히터 라인 커버
100 : 자동 정밀 압착성형 장치
110 : 메인 몸체
111: 압착 커버
112 : 상단 캡 몸체
113 : 압착 몸체
114 : 후방 쿠션
115 : 오일리스 베어링
116 : 하우징
117 : 완충 고무
118 : 압착 실린더
119 : 압착 툴
120 : 감압 스프링
121 : 하단 캡 몸체
122 : 감압 쿠션 캡
123 : 방음재
124 : 핸들
125 : 감쇠 장치
126 : 감쇠 장치 커버
127 : 공압 유입구
128 : 공압 배출구
129 : 다이얼 제어 장치
130 : 디스플레이 장치
131 : 툴 교체 홀더
132 : 피스톤
133 : 내시경 카메라

Claims (9)

  1. 히터 블록(heater block)에 내장된 히터 라인(heater line)과 대응되는 상기 히터 블록의 표면을 자동으로 압착하는 자동 정밀 압착성형 장치로서,
    상기 히터 블록의 표면 측으로 돌출 형성되고, 상기 자동 정밀 압착성형 장치에 입력되는 공압에 따라 상하운동을 반복함으로써 상기 히터 블록의 표면을 압착하는 압착 툴;
    상기 압착 툴을 탄성 지지하고, 상기 압착 툴의 상하운동 과정에서 상기 압착 툴을 원래 위치로 되돌리는 감압 스프링;
    상기 압착 툴의 상측에 배치되어 상기 자동 정밀 압착성형 장치에 입력되는 공압에 따라 상기 히터 블록의 표면 측으로 상기 압착 툴을 가압하면서 상하운동을 반복하는 피스톤;
    상기 피스톤의 상하운동에 따라 상기 히터 블록의 표면 반대 측으로 발생되는 충격을 흡수하고, 상기 히터 블록의 표면 반대 측으로 발생되는 공압을 외부로 배출시키는 후방 쿠션(rear cushion);
    상기 피스톤의 상측에 배치되어 상기 피스톤의 상하운동에 따라 상기 히터 블록의 표면 반대 측으로 발생되는 충격 및 진동을 감쇠시키는 감쇠 장치;
    상기 자동 정밀 압착성형 장치의 최하단에 설치되는 하단 캡 몸체(lower cap body); 및
    상기 하단 캡 몸체에 탈부착되고, 상기 감압 스프링의 하측에서 상기 감압 스프링을 지지하면서 상기 압착 툴의 상하운동 과정에서 발생되는 상기 압착 툴과 상기 감압 스프링의 충격을 흡수하는 감압 쿠션 캡(decompression cushion cap)을 포함하는, 자동 정밀 압착성형 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 후방 쿠션을 수용하는 압착 몸체; 및
    상기 압착 몸체의 하측에 배치되어 상기 피스톤의 상하운동을 안내(guide)하는 압착 실린더를 더 포함하는, 자동 정밀 압착성형 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 압착 몸체의 외측에 형성되어 상기 피스톤의 상하운동에 따라 발생되는 충격 및 진동을 저하시키는 오일리스 베어링(oilless bearing)을 더 포함하는, 자동 정밀 압착성형 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 오일리스 베어링의 외측에서 상기 오일리스 베어링을 수용함으로써 상기 피스톤의 상하운동에 따라 발생되는 충격 및 소음을 저하시키는 하우징을 더 포함하는, 자동 정밀 압착성형 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 하우징의 외측에 형성되어 상기 피스톤의 상하운동에 따라 발생되는 충격 및 진동을 흡수하는 완충 고무(buffer rubber)를 더 포함하는, 자동 정밀 압착성형 장치.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 압착 툴의 압착 영역을 확인하기 위해 상기 자동 정밀 압착성형 장치의 내부에 설치되는 내시경 카메라; 및
    상기 자동 정밀 압착성형 장치의 일측에 형성되고, 상기 내시경 카메라와 연결되어 상기 내시경 카메라에서 촬영되는 영상을 디스플레이하는 디스플레이 장치를 더 포함하는, 자동 정밀 압착성형 장치.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 감쇠 장치의 상측에 형성되어 상기 감쇠 장치를 지지하는 감쇠 장치 커버; 및
    상기 감쇠 장치 커버와 연결되어 작업자의 조작에 따라 상기 감쇠 장치 커버의 높이를 조정하는 다이얼 제어 장치를 더 포함하며,
    상기 다이얼 제어 장치에서의 조작에 따라 상기 감쇠 장치 및 상기 압착 툴의 높이가 조정되는, 자동 정밀 압착성형 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 감쇠 장치 커버를 지지하고, 상측에 상기 다이얼 제어 장치가 안착되는 상단 캡 몸체(upper cap body); 및
    상기 상단 캡 몸체의 하측에 형성되어 상기 압착 몸체를 지지하는 압착 커버를 더 포함하며,
    상기 자동 정밀 압착성형 장치에 입력되는 공압은, 상기 상단 캡 몸체, 상기 압착 커버, 상기 압착 몸체 및 상기 후방 쿠션에 각각 형성된 공기 이동통로를 따라 이동하면서 상기 피스톤의 상하운동을 발생시키며,
    상기 피스톤의 상하운동에 따라 상기 히터 블록의 표면 반대 측으로 발생되는 공압은, 상기 후방 쿠션, 상기 압착 몸체, 상기 압착 커버 및 상기 상단 캡 몸체에 각각 형성된 공기 이동통로를 따라 이동하면서 상기 자동 정밀 압착성형 장치의 외부로 배출되는, 자동 정밀 압착성형 장치.
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