KR19980086643A - 공전과 자전에 의해 코팅되는 코팅시스템의 피코팅물 역전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수의 피코팅물이 안착된 홀더를 방사상으로 위치하게 진공챔버에 장착하여 그 중심점을 기준으로 공전(公轉)과 자전(自轉)을 연속하여 병행하면서 코팅공정을 수행할 때 진공챔버를 개방시키지 않은 상태에서 피코팅물이 안착된 홀더를 자동으로 뒤집혀지게 하여 양면코팅을 할 수 있게한 공전과 자전에 의해 코팅되는 코팅시스템의 피코팅물 역전장치에 관한 것으로,

즉, 원통형 또는 종형으로된 진공챔버의 저면에 대기압 상태에서 개방되는 베이스판을 설치하여 그 중앙부에 유압실린더와 구동모터에 의해 승강 및 회전되는 주축을 수직으로 장착하고, 이 주축의 상부에 소정간격을 유지하게 한쌍의 회전축이 상하로 구비된 외팔보를 방사상으로 설치하여 각기 동일한 조건하에서 주축을 기점으로 공전되게 하되 외팔보의 상하측 회전축 사이에 다수의 피코팅물이 안착된 홀더를 장착하여 자전되게 하며, 상기 주축의 상단중앙에 주축이 하강되어 회전을 정지한 상태에서 진공챔버의 상부에서 하강되어 구동되는 상부축에 의해 공회전되게 베벨기어를 부설하여 이에 다수의 외팔보의 내측단에 형성한 베벨기어를 회전시키면서 외팔보의 상하측 회전축의 위치를 상호 뒤바뀌게 함에따라, 진공챔버의 진공을 파괴하지 않은채 피코팅물의 양측면을 순차적으로 코팅하게된 것이다.

Description

공전과 자전에 의해 코팅되는 코팅시스템의 피코팅물 역전장치

본 발명은 공전과 자전에 의해 코팅되는 코팅시스템의 피코팅물 역전장치, 보다 상세하게는 다수의 피코팅물이 안착된 홀더를 방사상으로 위치하게 진공챔버에 장착하여 그 중심점을 기준으로 공전(公轉)과 자전(自轉)을 연속하여 병행하면서 코팅공정을 수행할 때 진공챔버를 개방시키지 않은 상태에서 피코팅물이 안착된 홀더를 자동으로 뒤집혀지게 하여 양면코팅을 할 수 있게한 코팅시스템의 피코팅물 역전장치에 관한 것이다.

일반적으로, 단일의 진공챔버에서 다량의 제품을 동시에 진공코팅하기 위한 공정은 세척된 피코팅물을 진공챔버의 기판 고정대에 고정하여 공정에서 요구되는 진공도까지 배기시킨 다음 기판고정대를 일정궤도상에서 회전시킴과 아울러 그 지지축을 중심으로 자전운동을 병행되게 함에 따라, 전자빔을 이용하여 피코팅물의 표면에 코팅물질을 증착시켜 코팅막을 형성하였다.

이러한 진공코팅방법은 일회의 코팅작업에 의해 피코팅물의 어느 한쪽면만 코팅하게 되므로써 나머지의 다른면을 코팅하기 위해서는 피코팅물이 안착된 기판 고정대를 선행작업과 반대로 뒤집어준 상태에서 다시 코팅작업을 하였다.

그러나 상기와 같이 피코팅물의 양면에 진공코팅을 하기위한 종래의 방법은 피코팅물을 뒤집어주기 위해 진공챔버의 개방이 불가피하였으므로 이과정에서 진공상태가 파괴되었고, 이어서 코팅되지 않은 다른면을 코팅하기 위해 요구되는 분위기의 진공도를 유지하기 위해서는 많은 시간이 소요되었음은 물론 이에 비례하여 많은 에너지 손실이 수반되는 문제점이 있었다.

또한 피코팅물의 일측면을 코팅한 후 다른면을 코팅하기 위해 진공챔버를 개방할 때 미세한 먼지 등이 피코팅물에 달라붙게 되면서 오염이 발생되어 재차 세정작업을 거친후 진공챔버에 장착하여 코팅작업에 임하게 됨에 따라, 추가공정으로 인한 생산원가의 상승이 초래되었다.

특히, 일련의 코팅공정중에 진공챔버가 공기중에 노출되는 시간이 늘어나게 되면서 진공도가 불균일하게 되어 코팅품질의 저하와 함께 불량률이 증가하게 되는 등의 문제점도 있었다.

본 발명은 피코팅물을 공전 및 자전시키면서 진공상태에서 양면 코팅할 때 발생되는 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 그 목적은 진공챔버가 밀폐된 진공상태에서 피가공물이 안착된 홀더를 자동으로 역전되게 하여 양면코팅을 할 수 있는 공전과 자전에 의해 코팅되는 코팅시스템의 피코팅물 역전장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 피코팅물의 양면코팅에 따른 작업시간과 공정을 단축시킴과 아울러 코팅품질을 향상시킬 수 있는 공전과 자전에 의해 코팅되는 코팅시스템의 피코팅물 역전장치를 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 원통형 또는 종형으로된 진공챔버의 저면에 대기압 상태에서 개방되는 베이스판을 설치하여 그 중앙부에 유압실린더와 구동모터에 의해 승강 및 회전되는 주축을 수직으로 장착하고, 이 주축의 상부에 소정간격을 유지하게 한쌍의 회전축이 상하로 구비된 외팔보를 방사상으로 설치하여 각기 동일한 조건하에서 주축을 기점으로 공전되게 하되 외팔보의 상하측 회전축 사이에 다수의 피코팅물이 안착된 홀더를 장착하여 자전되게 하며, 상기 주축의 상단중앙에 주축이 하강되어 회전을 정지한 상태에서 진공챔버의 상부에서 하강되어 구동되는 상부축에 의해 공회전되게 베벨기어를 부설하여 이에 다수의 외팔보의 내측단에 형성한 베벨기어를 회전시키면서 외팔보의 상하측 회전축의 위치를 상호 뒤바뀌게 함에따라, 진공챔버의 진공을 파괴하지 않은채 피코팅물의 양측면을 순차적으로 코팅하게 됨을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예의 역전장치가 적용된 코팅시스템의 일예를 나타낸 전체구성도,

도 2a 및 2b는 본 발명의 코팅시스템과 그 역전장치의 동작전후 상태를 발췌한 부분확대 단면도,

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예의 피코팅물이 안착된 홀더의 결합상태와 그 역전과정을 부분적으로 나타낸 측면구성도,

도 5는 본 발명의 실시예의 피코팅물이 안착된 홀더 결합부를 나타낸분리사시도,

도 6은 본 발명의 진공챔버의 내부에 그 회전축을 중심으로 다수의 홀더가 방사상으로 장착된 상태를 나타낸 평면구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

C : 피코팅물 10 : 진공챔버

11 : 지지다리 12 : 실린더

20 : 베이스판 30 : 주축

30 : 주축 30' : 상부플레이트

31 : 지지봉 32 : 유압실린더

33 : 원통축 34 : 주기어

35 : 구동모터 36 : 베벨기어축

37 : 기어 40 : 수평베벨기어

41 : 삽지홈 43 : 수직베벨기어

44 : 로킹핀 50 : 외팔보

51 : 아암 52 : 협지홈

53 : 회전축 54 : 베벨기어

54 : 베벨기어 60 : 자전기어

61 : 스토퍼 70 : 홀더

71 : 중심축 72 : 클램프

80 : 실린더축 81 : 공압실린더

82 : 모터

이하, 본 발명의 공전과 자전에 의해 코팅되는 코팅시스템의 피코팅물 역전장치를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예의 역전장치가 적용된 코팅시스템의 일예를 나타낸 전체구성도이고, 도 2a 및 2b는 본 발명의 코팅시스템과 그 역전장치의 동작전후 상태를 발췌한 부분확대 단면도로서, 진공상태에서 전자빔에 의해 코팅물질을 증착시켜 코팅작업이 이루어지는 원통형 또는 종형으로된 진공챔버(10)가 다수의 지지다리(11)에 의해 지면으로부터 적정높이에 설치되고, 상기 진공챔버(10)의 저면에는 대기압 상태에서 개방되어 피코팅물(C)의 탈착하는 베이스판(20)이 다수의 실린더(12)에 의해 동작되게 설치되어 있다.

진공챔버(10)에는 통상적인 바와 같이 진공을 유지하기 위한 여러 종류의 펌프로 구성된 배기계와 제어장치(도시하지 않음)를 구비하고, 내부에는 코팅물질을 증착하기 위한 전자빔(13)과 코팅두께를 측정하기 위한 센서(14)가 장착되어 있다.

상기 베이스판(20)은 밀폐동작시 진공의 누설을 방지하기 위한 구조로 설계되고, 그 내측 중앙부에는 다수의 지지봉(31)에 의해 수직으로 향하게 주축(30)이 설치되어 있되 이의 하부에는 주축(30)을 승강동작되게 상기 베이스판(20)의 외측 저면으로부터 관통설치된 유압실린더(32)가 연결되어 있다.

상기 주축(30)의 외주면에는 그 승강동작을 안내하면서 상승시점에서 회전력을 전달하게 주기어(34)를 가진 원통축(33)이 동축상에서 외접되게 설치되고, 상기 주기어(34)에는 구동모터(35)의 동력을 전달하는 베벨기어축(36)의 타단에 접합된 기어(37)가 이맞물림되어 있다.

주축(30)의 상부플레이트(30')에는 진공챔버(10)의 상부에서 하강되는 실린더축(80)이 삽입되어 회전력이 전달되게 삽지홈(41)을 가진 수평베벨기어(40)가 베어링(42)에 의해 공회전되게 설치되고, 이 수평베벨기어(40)의 상면에는 상부플레이트(30')의 중심점에 대해 다수개가 방사상으로 위치하여 공전(公轉)하되 주축(30)의 하강동작에 의해 로킹핀(44)이 언로크 상태에서만 공회전되는 외팔보(50)의 내측단에 접합된 수직베벨기어(43)가 이맞물림되어 있다.

상기 외팔보(50)에는 소정간격을 유지하는 협지홈(52)을 사이로 하여 한쌍의 아암(51)이 설치되고, 각 아암(51)에는 양단에 베벨기어(54)를 구비한 회전축(53)이 설치되어 있다.

상기 각 회전축(53)의 내측단에 구비된 어느 하나의 베벨기어(54)는 주축(30)의 상단에 공회전 가능하게 장착되어 있되 주축이 상승된 상태에서 정지력을 제공하게 진공챔버(10)의 천정에 부설된 스토퍼(61)에 의해 회전이 정지되는 자전기어(60)에 이맞물림되고, 상기 회전축(53)의 외측단에 구비된 양측 베벨기어의 사이에는 다수의 피코팅물(C)이 안착되는 원판상의 홀더(70)의 중심축(71)이 이맞물림되어 있다(도 5참조).

상기 수평베벨기어(40)의 삽지홈(41)에 삽입되어 회전력을 전달하는 실린더축(80)은 진공챔버(10)의 상단외측에 취부된 공압실린더(81)에 의해 수직하부로 승강동작되고, 상기 실린더축(80)의 상단에는 베벨기어가 형성되어 이의 하강동작시 이맞물림되어 회전력을 전달하는 모터(82)가 설치되어 있다.

따라서, 상기와 같은 본 발명은 진공챔버(10)의 내부에 수직으로 설치된 주축(30)을 하강시키고 대기압 상태에서 베이스판(20)을 개방시킨 후 세정과정을 통하여 준비된 다수의 피코팅물(C)을 홀더(70)에 안착하며, 이 홀더는 상기 주축(30)을 중심으로 방사상으로 향하여 설치된 다수의 외팔보(50)에 장착한 후 베이스판(20)을 밀폐되게 한다.

이어서 베이스판(20)의 외측 저면으로부터 관통설치된 유압실린더(32)를 동작시켜 주축(30)을 상승되게 하여 이의 외주면에 동축상으로 설치된 원통축(33)을 구동모터(35)에 의해 구동되는 베벨기어축(36)의 기어(37)에 이맞물림된 주기어(34)를 통하여 회전시킴에 따라 주축(30)이 회전된다.

그러므로 도 2b에서와 같이 주축(30)이 상승된 상태에서 회전됨에 따라 상부플레이트(30')에 설치된 수평베벨기어(40)와 방사상으로 장착된 다수의 외팔보(50)가 일체로 회전되고, 이때 주축(30)의 상단에 공회전 가능하게 장착된 원판형상의 자전기어(60)는 진공챔버(10)의 천정에 부설한 다수의 스토퍼(61)에 의해 구속됨으로써 회전이 정지된다.

정지상태의 자전기어(60)에는 외팔보(50)를 구성하는 한쌍의 아암(51)에 각각 장착된 회전축(53)중 상측 회전축의 내측단에 접합된 베벨기어(54)가 이맞물림되어 외측단의 베벨기어(54)를 통해 클램프(72)에 의해 탈착가능하게 장착된 홀더(70)의 중심축(71)을 회전시킴에 따라, 다수의 피코팅물(C)이 안착된 각각의 홀더(70)는 주축(30)을 중심으로 원궤도를 그리며 이동함과 아울러 그 중심축을 기점으로 회전하는 소위 공전과 자전을 병행하면서 통상의 방법으로 진공코팅을 하게된다.

상기 방법에 의해 피코팅물(C)의 일면에 코팅이 완료되면, 진공챔버(10)가 게속적으로 진공을 유지한채 유압실린더(32)의 동작에 의해 주축(30)이 하강되어 그 상부플레이트(30')가 지지봉(31)의 상부에 안착된다.

이때, 상부플레이트(30')의 저면에 장착된 로킹핀(44)은 지지봉(31)의 상부에 형성된 경사면을 따라 삽입되면서 로킹상태를 해제하게 되어 외팔보(50)를 회전가능한 상태로 하여준다.

한편, 상기 주축(30)의 하강동작이 완료되면 진공챔버(10)의 상단 외측에 취부된 공압실린더(81)에 의해 진공챔버(10)의 내부로 관동설치된 실린더축(80)이 하강되면서 수평베벨기어(40)의 삽지홈(41)에 삽입됨과 아울러 실린더축(80)의 외측상단에 접합된 베벨기어가 모터(82)의 베벨기어에 맞물리면서 회전력이 전달됨에 따라 수평베벨기어(40)가 회전된다.

그러므로 상기 수평베벨기어(40)의 회전에 의해 외팔보(50)의 내측단에 접합된 다수의 수직베벨기어(43)가 연동되면서 외팔보(50)를 회전시킴에 따라, 도 3에서 도 4의 과정을 거치면서 외팔보(50)에 구비된 상하 한쌍의 아암(51)을 약 180。정도 회전시키게 되어, 결국 피코팅물(C)의 코팅된 면과 코팅되지 않은 면의 위치를 역전되게 한다.

위에서 주축(30)을 하강시킨 후 피코팅물이 안착된 홀더(70)를 역전시키는 목적은 홀더의 역전에 따른 회전반경을 확보하는 데 있다.

상기와 같이 홀더(70) 및 이에 안착된 피코팅물(C)의 역전이 완료되면, 주축(30)이 재차 상승되어 통상의 방법으로 진공증착에 의한 코팅이 이루어 지게 되는 것이다.

그러므로 피코팅물(C)의 일면에 진공코팅을 하는데 따른 소요시간이 약 30분정도이고 진공챔버(10)의 진공도를 요구하는 수준에 도달되게 하는데 따른 시간이 약 50분 일 경우, 진공을 유지한채 양면코팅을 하는 방법이 진공을 파괴하여 양면코팅을 할 때에 비하여 적어도 40분정도 시간을 절감할 수 있음이 거듭된 실시예로서 확인된 바 있다.

이러한 진공분위기에서 일련의 양면코팅 작업을 수행하게 됨으로써, 균질의 매우 양호한 코팅층을 얻을 수 있음과, 일면의 코팅작업후 피코팅물의 위치를 바꾸는데 부수적으로 따르는 세척공정을 단축할 수 있음도 확인되었다.

이와 같은 본 발명의 공전과 자전에 의해 코팅되는 코팅시스템의 피코팅물 역전장치는, 진공증착 방법으로 코팅할 때 소요되는 작업시간과 작업공수를 현저히 축소하고 이에 부수적으로 파생되는 함에 따라 비용을 절감하여 생산성을 향상시킬 수 있는 경제적인 효과가 있다.

또한 진공도를 유지한 상태에서 피코팅물의 양면에 연속적인 코팅작업이 이루어짐으로써, 불량발생률을 근본적으로 방지함과 아울러 제품의 품질을 향상시킬 수 있는 장점도 있다.

Claims (4)

1. 진공상태에서 전자빔에 의해 코팅물질을 증착시켜 코팅작업이 이루어지는 진공챔버(10)가 다수의 지지다리(11)에 의해 지면으로부터 적정높이에 설치되고 저면에 대기압 상태에서 개방되어 피코팅물(C)의 탈착하는 베이스판(20)이 다수의 실린더(12)에 의해 동작되게 설치된 것에 있어서,

   상기 베이스판(20) 내측 중앙부에 다수의 지지봉(31)에 의해 수직으로 향하게 설치되어 있되 유압실린더(32)에 의해 승강동작을 하게 되는 주축(30)과, 상기 주축(30)의 외주면에 동축상으로 설치되어 그 승강동작을 안내하면서 상승시점에서 회전력을 전달하게 주기어(34)를 가진 원통축(33)과, 상기 주기어(34)에 맞물리는 기어(37)가 일단에 접합되어 구동모터(35)의 동력을 전달하는 베벨기어축(36)과, 상기 주축(30)의 상부플레이트(30')에 공회전되게 설치되고 진공챔버(10)의 상부에서 하강되는 실린더축(80)이 삽입되어 회전력을 전달하는 삽지홈(41)을 가진 수평베벨기어(40)와, 상기 수평베벨기어(40)의 상면에 이맞물림되는 수직베벨기어(43)가 내측단에 접합되고 상부플레이트(30')의 중심점에 대해 다수개가 방사상으로 위치하여 공전(公轉)하되 주축(30)의 하강동작에 의해 로킹핀(44)이 언로크 상태에서만 공회전되게 설치한 외팔보(50)와, 상기 외팔보(50)에 소정간격을 유지하는 협지홈(52)을 사이로 하여 한쌍의 아암(51)이 구비되어 있되 각 아암(51)에 회전력을 전달하게 설치된 양단에 베벨기어(54)를 갖춘 회전축(53)과, 상기 진공챔버(10)의 천정에 부설된 스토퍼(61)에 의해 주축(30)이 상승된 상태에서 정지력을 제공하게 상부플레이트(30')의 상부에 부설된 자전기어(60)와, 상기 회전축(53)의 외측단에 구비된 양측 베벨기어의 사이에 이맞물림되게 중심축(71)을 구비하되 표면에 다수의 피코팅물(C)이 안착되는 원판상의 홀더(70)와, 상기 수평베벨기어(40)의 삽지홈(41)에 삽입되게 설치되고 수직하부로 하강된 상태에서 회전되는 실린더축(80)을 포함한 구성을 특징으로 하는 공전과 자전에 의해 코팅되는 코팅시스템의 피코팅물 역전장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 각 회전축(53)의 내측단에 구비된 어느 하나의 베벨기어(54)가 주축(30)의 상단에 부설한 상부플레이트(30')의 자전기어(60)에 이맞물림된 것을 특징으로 하는 공전과 자전에 의해 코팅되는 코팅시스템의 피코팅물 역전장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 외팔보(50)의 아암(51)에 장착된 클램프(72)에 의해 홀더(70)의 중심축(71)이 탈착 가능하게 결합됨을 특징으로 하는 공전과 자전에 의해 코팅되는 코팅시스템의 피코팅물 역전장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 실린더축(80)이 진공챔버(10)의 상단외측에 취부된 공압실린더(81)에 의해 수직하부로 승강동작되고, 상기 실린더축(80)의 상단에는 베벨기어가 형성되어 이의 하강동작시 이맞물림되어 회전력을 전달하는 모터(82)가 설치됨을 특징으로 하는 공전과 자전에 의해 코팅되는 코팅시스템의 피코팅물 역전장치.