KR20090088794A - 배기 헤드 및 진공 배기 장치 - Google Patents

배기 헤드 및 진공 배기 장치 Download PDF

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KR20090088794A
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도시오 에가미
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쥬가이로 고교 가부시키가이샤
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Abstract

접속해야 할 플렉시블 튜브(flexible tube)의 수(數)가 적은 배기(排氣) 헤드(head)를 제공한다. 배기 헤드(1)는 팁 관(tip tube)(4)을 받아들일 수 있는 팁 관 삽입실(揷入室)(5)과, 팁 관 삽입실(5)의 내측에 둘레 전체에 걸쳐서 노출하도록 설치되어, 내부 압력의 상승에 의해 팁 관 삽입실(5)과 팁 관(4)과의 간극(間隙)을 밀봉하는 팽창 밀봉 링(7)과, 팽창 밀봉 링(7)과 연통하여, 팁 관 삽입실(5)을 둘러싸도록 형성된 재킷(jacket)(8)과, 팁 관 삽입실(5) 내부의 기체를 배기시키기 위한 진공 배기 유로(流路)(11)와, 재킷(8)에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급 유로(12)와, 재킷(8)으로부터 냉각수를 배출하는 냉각수 배출 유로(13)를 구비한다.

Description

배기 헤드 및 진공 배기 장치{EVACUATING HEAD AND VACUUM EVACUATOR}
본 발명은 배기 헤드 및 진공 배기 장치에 관한 것이다.
플라스마 디스플레이 패널의 제조 등에서는 제품에 부착한 팁 관에 배기 헤드를 장착해서 진공화(vacuuming)하는 진공 배기 장치가 사용된다.
예를 들면, 특허 문헌 1에는 도 5에 나타내는 바와 같은 플라스마 디스플레이 패널(41)을 진공화하기 위한 진공 배기 장치용의 종래의 배기 헤드(42)가 기재되어 있다. 종래의 배기 헤드(42)는 팁 관(43)을 받아들이는 팁 관 삽입실(44)을 획정(劃定)하는 컵 부재(cup member)(45)와, 팁 관 삽입실(44)의 입구 부분에 설치되어, 내부에 가압 공기가 공급되어서 팽창하여, 컵 부재(45)와 팁 관(43)과의 간극을 밀봉하는 팽창 밀봉 링(46)과, 컵 부재(45) 및 팽창 밀봉 링(46)의 외주에 밀착해서 설치되어, 컵 부재(45) 및 팽창 밀봉 링(46)을 냉각시키기 위해 냉각수가 삽입 통과되는 재킷(47)을 구비한다.
또한, 종래의 배기 헤드(42)는, 팁 관 삽입실(44) 내의 공기를 배기하는 유로가 되는 진공 배기관(48)과, 팽창 밀봉 링(46)에 압축 공기를 공급하기 위한 유로가 되는 압축 공기 접속관(49)과, 재킷(47)에 냉각수를 공급하기 위한 유로가 되 는 냉각수 공급관(50)과, 재킷(47)으로부터 유출하는 냉각수를 위한 유로가 되는 냉각수 배출관(51)을 구비한다. 배기 헤드(42)는, 팁 관(43)에의 장착 시 또는 팁 관(43)의 용단(溶斷) 시에 이동할 필요가 있다. 이것 때문에, 진공 배기관(48), 압축 공기 접속관(49), 냉각수 공급관(50) 및 냉각수 배출관(51)은, 각각 다른 배기 헤드와 공유하는 헤더(header) 배관에 플렉시블 튜브(도시하지 않음)를 통하여 접속된다.
이것들은 가열로(加熱爐) 내에서 처리되므로, 배기 헤드(42)에 접속되는 4개의 플렉시블 튜브는, 내열성이 요구되기 때문에 가요성(可撓性)이 충분하지 않다. 이것 때문에, 이것들 플렉시블 튜브가 배기 헤드(42)의 가동 범위를 제한하거나, 배기 헤드(42)의 동작의 조정을 어렵게 하고 있었다.
(특허 문헌 1)
일본국 특허 제3670997호 공보
상기 문제점을 감안하여, 본 발명은, 접속해야 할 플렉시블 튜브의 수가 적은 배기 헤드 및 플렉시블 튜브의 접속 수가 적은 진공 배기 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 의한 배기 헤드는, 팁 관을 받아들일 수 있는 팁 관 삽입실과, 상기 팁 관 삽입실의 내측에 둘레 전체가 노출하도록 설치되어, 내부 압력의 상승에 의하여 상기 팁 관 삽입실과 상기 팁 관과의 간극을 밀봉하는 팽창 밀봉 링과, 상기 팽창 밀봉 링과 연통하고, 상기 팁 관 삽입실을 둘러싸도록 형성된 재킷과, 상기 팁 관 삽입실 내부의 기체를 배기하기 위한 진공 배기 유로와, 상기 재킷에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급 유로와, 상기 재킷으로부터 상기 냉각수를 배출하는 냉각수 배출 유로를 갖는 것으로 한다.
이 구성에 의하면, 팽창 밀봉 링을 냉각수의 수압에 의해 팽창시켜, 팁 관 삽입실과 팁 관과의 간극을 밀봉할 수 있으므로, 팽창 밀봉 링을 팽창시키기 위하여 압축 공기 등을 공급할 필요가 없어, 배기 헤드에 접속할 플렉시블 튜브가 적어도 된다.
또한, 본 발명의 배기 헤드에 있어서, 상기 팽창 밀봉 링의 외주와 상기 재킷의 내벽이 맞닿아도 좋다.
이 구성에 의하면, 팽창 밀봉 링과 재킷과의 접속이 용이하고, 또한 재킷이 팽창 밀봉 링의 외측으로의 직경 확대를 규제함으로써, 팽창 밀봉 링의 내부 압력의 상승에 의해 효율적으로 내경을 축소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 배기 헤드에 있어서, 상기 재킷의 내벽이 상기 팁 관 삽입실의 내벽을 구성해도 좋다.
이 구성에 의하면, 배기 헤드의 부품 점수가 적어, 장치를 간략화 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 진공 배기 장치는, 상기 배기 헤드 중 어느 하나를 구비하는 것으로 한다.
이 구성에 의하면, 팽창 밀봉 링을 팽창시키기 위하여 압축 공기 등을 공급할 필요가 없어, 배기 헤드에 접속하는 플렉시블 튜브가 적으므로, 플렉시블 튜브에 의한 배기 헤드의 동작 제한이 적고, 배기 헤드의 정밀한 이동이 가능하다.
또한, 본 발명의 진공 배기 장치는, 상기 재킷 내의 압력을 조절하는 압력 조절 수단을 더 구비해도 좋다.
이 구성에 의하면, 압력 조절 수단에 의해 팽창 밀봉 링의 팽창력을 조절할 수 있으므로, 팽창 밀봉 링에 의한 팁 관의 밀봉을 적절하게 실행할 수 있다.
팽창 밀봉 링을 냉각수의 수압에 의해 팽창시켜, 팁 관 삽입실과 팁 관과의 간극을 밀봉할 수 있으므로, 팽창 밀봉 링을 팽창시키기 위하여 압축 공기 등을 공급할 필요가 없어, 배기 헤드에 접속할 플렉시블 튜브가 적어도 된다. 이것 때문에, 배기 헤드를 정밀하게 이동할 수 있다.
이제부터, 본 발명의 실시형태에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1에 본 발명의 제1실시형태의 배기 헤드(1)를 나타낸다. 배기 헤드(1)는, 플라스마 디스플레이 패널용 유리 패널(2)의 내부를, 유리 패널(2)의 개구부(2a)에 글라스 페이스트(frit seal)(3)로 접속한 팁 관(4)을 통해서 진공화하기 위한 것이다.
배기 헤드(1)는, 팁 관(4)을 받아들이는 팁 관 삽입실(5)을 형성하는 컵 부재(6)와, 컵 부재(6)의 상단(上端)에 배치되어, 팁 관 삽입실(5)의 내측에 노출하는 팽창 밀봉 링(7)과, 컵 부재(6) 및 팽창 밀봉 링(7)의 외주에 끼워 장착된 재 킷(8)과, 컵 부재(6), 팽창 밀봉 링(7) 및 재킷(8)을 상하로부터 끼워 넣는 상단판(上端板)(9) 및 하단판(下端板)(10)을 구비한다.
팽창 밀봉 링(7)은, 중공(中空)의 환상(環狀)으로 성형된 내열성 고무로 이루어지고, 외주에 내부 공간을 개구하는 가압 구멍(7a)이 형성되어 있다. 재킷(8)은, 양단(兩端)을 밀봉한 이중 관으로 이루어져, 팽창 밀봉 링(7)의 가압 구멍(7a)에 연통하는 연통 구멍(8a)이 형성되어 있다. 가압 구멍(7a)과 연통 구멍(8a)은 기밀(氣密)로 접속되어 있다.
또한, 배기 헤드(1)는, 하단판(10)을 관통하고, 컵 부재(6)에 접속되어, 팁 관 삽입실(5)과 연통하는 진공 배기관(11)과, 하단판(10)을 관통하여 재킷(8)에 그 내부 공간에 연통하도록 접속된 냉각수 공급관(12) 및 냉각수 배출관(13)을 구비한다.
하단판(10)은, 고정 가대(架臺)(14)에 고정한 안내 통(15)에 삽입되는 안내 축(16)을 갖추고, 배기 헤드(1)는, 고정 가대(14)에 대해 상하 가능하게 부착된다. 또한, 상단판(9)과 고정 가대(14)와의 사이에는 압축 스프링(17)이 배치되어, 배기 헤드(1)를 상향(上向)으로 힘을 가하고 있다.
진공 배기관(11)은, 팁 관 삽입실(5) 내부의 공기를 진공화하여, 팁 관(4)을 통해서 유리 패널(2)의 내부를 진공으로 하기 위한 진공 배기 유로를 제공하고, 냉각수 공급관(12) 및 냉각수 배출관(13)은, 재킷(8)에 냉각수를 삽입 통과시키기 위해, 냉각수를 공급하는 냉각수 공급 유로 및 냉각수를 배출하는 냉각수 배출 유로를 제공한다. 재킷(8)에 공급된 냉각수의 압력은, 연통 구멍(8a) 및 가압 구멍(7a) 을 통해서, 팽창 밀봉 링(7)을 내부로부터 가압해서 팽창시킨다.
또한, 도 2에 복수의 배기 헤드(1)를 구비하는 진공 배기 장치(18)의 구성을 나타낸다. 각각의 배기 헤드(1)의 진공 배기관(11)은, 각각 진공을 견디어 낼 수 있는 플렉시블 튜브(19)를 통해서 진공 브랜치 헤더(vacuum branch header)(20)에 접속되고, 냉각수 공급관(12) 및 냉각수 배출관(13)은, 각각 내열성의 플렉시블 튜브(21, 22)를 통해, 냉각수 공급 브랜치 헤더(23) 및 냉각수 복귀 브랜치 헤더(24)에 접속되어 있다.
진공 브랜치 헤더(20)는, 스톱 밸브(stop valve)(25)를 통해서, 병설(倂設)된 복수의 진공 배기 장치(18)에 진공원(眞空源)을 제공하는 진공 메인 헤더(26)에 접속되어 있다. 냉각수 공급 브랜치 헤더(23)는, 스톱 밸브(27)를 통해서 냉각수 공급 메인 헤더(28)에 접속되고, 냉각수 복귀 브랜치 헤더(24)는, 스톱 밸브(29) 및 조절 밸브(압력 조절 수단)(30), 또는 스톱 밸브(29) 및 조절 밸브(30)를 우회하는 바이패스 밸브(31)를 통해서 냉각수 복귀 메인 헤더(32)에 접속되어 있다. 조절 밸브(30)는, 냉각수의 유량을 제한해서 냉각수 복귀 브랜치 헤더(24)에 배압을 생성하여, 재킷(8)의 내부 압력을 조절하기 위해 사용된다.
진공 배기 장치(18)에서는, 우선 팁 관 삽입실(5)에 팁 관(4)을 글라스 페이스트(3)를 탑재한 상태로 삽입하고, 스톱 밸브(27, 29, 31)를 개방함으로써, 각각의 배기 헤드(1)의 재킷(8) 내에 냉각수를 순환시킨다. 재킷(8)의 내부 압력은, 바이패스 밸브(31)를 닫음으로써, 조절 밸브(30)에 의해서 설정된 값, 예를 들면, 0.4MPa로 승압시킨다. 이것에 의해, 팽창 밀봉 링(7)의 내부 압력도 동등하게 상승 하고, 팽창 밀봉 링(7)은, 내측으로 팽창(내경이 수축)하여, 팁 관(4)의 외주에 압접(壓接)된다. 이것에 의해, 팁 관 삽입실(5)과 팁 관(4)과의 간극을 밀봉하여 팁 관 삽입실(5)을 폐색(閉塞)하고, 배기 헤드(1)에 팁 관(4)을 유지시킨다. 이 때, 팽창 밀봉 링(7)은, 외주가 재킷(8)의 내벽에 맞닿고 있기 때문에 외측으로 직경이 확대될 수 없고, 내부 압력의 상승은 효율적으로 내경의 축소를 초래한다.
이어서, 도시하지 않는 로봇 등에 의해, 유리 패널(2)을 위치 결정하여, 그 개구부(2a)가 팁 관(4) 및 글라스 페이스트(3)의 상단에 위치하도록 탑재한다. 이 때, 압축 스프링(17)이 압축됨에 따라, 팁 관(4) 및 글라스 페이스트(3)와 유리 패널(2)과의 압접력이 확보된다. 가열로에 있어서, 유리 패널(2)을 가열함으로써 글라스 페이스트(3)가 용착(溶着)하여, 유리 패널(2)과 팁 관(4)과의 사이의 기밀이 유지된다. 그리고, 스톱 밸브(25)를 개방하여, 유리 패널(2) 내의 공기를 팁 관(4) 및 팁 관 삽입실(5), 또한 진공 브랜치 헤더(20)를 통해서 흡인함으로써, 유리 패널(2)의 내부를 높은 진공 상태로 진공화 할 수 있다. 유리 패널(2)을 충분히 진공화 하였다면, 배기 헤드(1) 위에 노출되는 팁 관(4)의 중앙부를 가스 버너 등으로 가열하면서, 배기 헤드(1)를 끌어내려서, 팁 관(4)을 용단해서 밀봉할 수 있다. 또한, 팁 관(4)을 용단해서 밀봉하기 전에, 진공화에 사용한 경로를 이용해서 크세논 등의 가스를 도입하여, 유리 패널(2) 내에 봉입할 수도 있다.
배기 헤드(1)는, 재킷(8) 내에 냉각수가 순환하고 있으므로, 가열로 내에서도 고온이 되지 않고, 열팽창(熱膨脹)에 의한 변형 등에 의해서 팁 관(4)을 파단(破斷)시키는 일이 없다. 또한, 냉각수는, 팽창 밀봉 링(7)을 팽창시키는 압력을 부여하므로, 팁 관(4)의 밀봉을 위해서 압축 공기 등을 필요로 하지 않는다. 이것에 의해, 배기 헤드(1)는, 냉각수의 공급과 배출을 위한 플렉시블 튜브(21, 22)와, 진공화를 위한 플렉시블 튜브(19)와의 3개의 플렉시블 튜브를 접속하기만 하면 된다. 따라서, 배기 헤드(1)는, 가동 범위가 넓고, 3개의 플렉시블 튜브(19, 21, 22)만으로, 그것들의 탄성력에 의한 외력을 받으므로, 배기 헤드(1)의 위치 결정 동작이나, 팁 관(4)의 용단 시에 팁 관(4)의 하단을 끌어내리는 동작이 용이하고, 또한 정밀하게 실행할 수 있다.
또한, 도 3에, 본 발명의 제2실시형태의 배기 헤드(1a)를 나타낸다. 또한, 이후의 설명에 있어서, 앞에서 설명한 것과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여서, 중복되는 설명을 생략한다. 배기 헤드(1a)는, 재킷(8)이 연통 구멍(8a)이 형성된 내통(內筒)(8b)과 내통(8b)의 외측에 배치한 외통(外筒)(8c)과의 양쪽 단부를, 상단판(9) 및 하단판(10)으로 밀봉함으로써 형성되어 있다. 또한, 팁 관 삽입실(5)의 내벽은, 내통(8b)에 의해, 즉, 재킷(8)의 내벽에 의해서 구성되어 있다.
본 실시형태의 배기 헤드(1a)는, 제1실시형태와 비교해서, 부품 점수가 적고, 구조가 간단하며, 제작 비용이 적다는 장점을 갖는다.
또한, 도 4에, 본 발명의 제3실시형태의 배기 헤드(1b)를 나타낸다. 배기 헤드(1b)는, 내통(8b)과 상단판(9)과의 사이에 일정한 폭의 간극을 형성하고, 이 간극을, 띠 형상 또는 이 간극에 걸어맞추도록 성형한 내열 고무로 이루어지는 팽창 밀봉 링(33)에 의해 밀봉하고 있다. 본 실시형태의 팽창 밀봉 링(33)도, 재킷(8) 내부 압력의 상승에 따라, 팁 관 삽입실(5)의 내부에 돌출하도록 팽창하여, 팁 관(4)을 기밀로 유지하고, 팁 관 삽입실(5)을 밀봉한다. 이와 같이, 팽창 밀봉 링(33)은, 팁 관 삽입실(5)의 내측에 둘레 전체에 걸쳐서 노출되어, 재킷(8)의 내부 압력에 의해서 내측을 향해 팽창하는 것이라면, 그 형상은 묻지 않는다.
또한, 본 실시형태의 재킷(8)은, 내통(8b)과 외통(8c)과의 사이에, 상부가 상단판(9)에 도달하지 않는 조금 짧은 칸막이 통(8d)을 갖추어, 외통(8c)과 칸막이 통(8d)과의 사이에 냉각수 공급관(12)이 접속되고, 내통(8b)과 칸막이 통(8d)과의 사이에 냉각수 배출관(13)이 접속되어 있다. 이것에 의해, 배기 헤드(1b)를 냉각수 공급 브랜치 헤더(23) 및 냉각수 복귀 브랜치 헤더(24)에 접속하였을 때, 냉각수 공급관(12)으로부터 공급된 냉각수는, 칸막이 통(8d)의 상단에 도달할 때까지, 냉각수 배출관(13)에 흘러 들어가지 못한다. 이로 인하여, 공기를 빼는 수고를 생략하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 제1실시형태의 배기 헤드의 단면도.
도 2는 도 1의 배기 헤드를 갖는 진공 배기 장치의 개략도.
도 3은 본 발명의 제2실시형태의 배기 헤드의 단면도.
도 4는 본 발명의 제3실시형태의 배기 헤드의 단면도.
도 5는 종래의 배기 헤드의 단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1, 1a, 1b: 배기 헤드
2: 유리 패널
4: 팁 관
5: 팁 관 삽입실
7: 팽창 밀봉 링
7a: 가압 구명
8: 재킷
8a: 연통 구멍
8b: 내통(내벽)
11: 진공 배기관(진공 배기 유로)
12: 냉각수 공급관(냉각수 공급 유로)
13: 냉각수 배출관(냉각수 배출 유로)
19: 플렉시블 튜브
21, 22: 플렉시블 튜브
30: 조절 밸브(압력 조절 수단)
33: 팽창 밀봉 링

Claims (5)

  1. 팁 관(tip tube)을 받아들일 수 있는 팁 관 삽입실과,
    상기 팁 관 삽입실의 내측에 둘레 전체에 걸쳐서 노출하도록 설치되어, 내부 압력의 상승의 의해서 상기 팁 관 삽입실과 상기 팁 관과의 간극(間隙)을 밀봉하는 팽창 밀봉 링과,
    상기 팽창 밀봉 링과 연통하고, 상기 팁 관 삽입실을 둘러싸도록 형성된 재킷(jacket)과,
    상기 팁 관 삽입실 내부의 기체를 배기하기 위한 진공 배기 유로와,
    상기 재킷에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급 유로와,
    상기 재킷으로부터 상기 냉각수를 배출하는 냉각수 배출 유로를 갖는 것을 특징으로 하는 배기 헤드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 팽창 밀봉 링의 외주(外周)와 상기 재킷의 내벽이 맞닿는 것을 특징으로 하는 배기 헤드.
  3. 제1항에 있어서, 상기 재킷의 내벽이 상기 팁 관 삽입실의 내벽을 구성하는 것을 특징으로 하는 배기 헤드.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 배기 헤드를 구비하는 것을 특징 으로 하는 진공 배기 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 재킷 내의 압력을 조절하는 압력 조절 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 배기 장치.
KR1020090006862A 2008-02-15 2009-01-29 배기 헤드 및 진공 배기 장치 KR20090088794A (ko)

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