KR20140011847A

KR20140011847A - 글라스로드용 열 변형 가열로의 구성

Info

Publication number: KR20140011847A
Application number: KR1020120079266A
Authority: KR
Inventors: 배수원
Original assignee: 배수원
Priority date: 2012-07-20
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2014-01-29

Abstract

본 발명은 렌즈를 제조하기 위해 글라스로드(C)를 열 변형하는 가열로에 있어서: 전후가 개방된 터널형 상자구조로 형성되고, 내부에 다수의 탄화규소히터(H)를 통해 가열되도록 예열부(11), 제1가열부(12), 제2가열부(13)를 구비하는 가열부(10); 상기 가열부(10) 상에 절단된 글라스로드(C)를 안착한 상태로 이동하고, 외부의 이송기구(21)에 의해 이동 가능하도록 세라믹판(25)을 구비하는 컨베이어(20); 및 상기 세라믹판(25)의 고열로 인해 글라스로드(C)가 녹아 서로 접착됨을 방지하는 접착방지수단(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 발명은, 글라스로드를 투입하여 예열 및 가열이 순차적으로 이루어져 글라스로드의 불량률을 현저히 줄이고, 숙련된 작업자가 아니라도 글라스로드의 전면을 가열할 수 있어 편의성 및 안전성이 향상되는 효과를 제공한다.

Description

글라스로드용 열 변형 가열로의 구성{Furnace for heating the glass rod}

본 발명은 글라스로드용 열 변형 가열로의 구성에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 글라스로드를 투입하여 예열 및 가열이 순차적으로 이루어져 글라스로드의 불량률을 현저히 줄이고, 숙련된 작업자가 아니라도 글라스로드의 전면을 가열할 수 있어 편의성 및 안전성이 향상되는 글라스로드용 열 변형 가열로의 구성에 관한 것이다.

통상적으로, 자동차 헤드라이트, 포그램프 라이트, 산업용 렌즈 및 기타(LED용,조명용 등) 렌즈는 유리로 형성된 긴 막대를 고온으로 가열하여 프레스 작업을 통해 원하는 형태로 가압 성형해왔다. 하지만, 이러한 작업은 고온 상태로 작업을 시행함으로 작업자의 안전에 취약하였고, 대부분이 손수작업을 통해 온도를 예측에 의한 감지로 작업을 해왔기 때문에 초보자가 작업하기에는 힘들었다. 또한, 약 1000℃ 이상의 갑작스런 고온을 통해 유리 막대의 표면에 크랙이 발생해 불량률도 함께 상승하는 문제가 발생된다.

일예로, 한국 등록특허 제1034209호에 따르면 ‘장형의 제 1 유리봉을 다수 개의 제 2 유리봉으로 절단시키는 절단부재; 절단된 상기 제 2 유리봉을 가열시키는 가열부재; 및 가열된 상기 제 2 유리봉을 프레스 성형시키는 프레스 부재를 포함하고, 상기 가열부재는 : 상기 제 2 유리봉이 투입되도록 일측과 타측이 개방된 장형의 통로가 형성되며, 상기 통로 내부가 가열되도록 제 1 가열부 및 제 2 가열부가 연속적으로 설치되는 가열로; 및 상기 통로 저면을 따라 가이드되면서 전후로 이송되는 가이드부와, 상기 가이드부의 상부에 회전되도록 위치되는 이송축과, 상기 이송축의 상부에 위치되며, 그 상단에 상기 제 2 유리봉이 위치되어, 상기 통로 내부로 투입되는 상기 제 2 유리봉이 이송되도록 하는 받침부를 포함하는 이송부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비구면 렌즈 성형 장치.’를 제시한다.

하지만, 이러한 비구면 렌즈 성형 장치는 제 1 가열부 및 제 2 가열부가 연속 설치되어 갑작스런 온도에 의한 유리봉의 크랙을 방지할 수는 있지만, 가열로 내부에 설치된 가이드부, 이송축, 받침부 등이 가열로 내부에 설치됨에 따라 1000℃ 이상의 온도에 의해 녹아 기계적 결함이 발생할 수 있는 문제가 발생하였다.

한국 등록특허 제1034209호 “비구면 렌즈 성형 장치”

이에 따라 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 근본적으로 해결하기 위한 것으로서, 글라스로드를 투입하여 예열 및 가열이 순차적으로 이루어져 글라스로드의 불량률을 현저히 줄이고, 숙련된 작업자가 아니라도 글라스로드의 전면을 가열할 수 있어 편의성 및 안전성이 향상되는 글라스로드용 열 변형 가열로의 구성을 제공하려는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 렌즈를 제조하기 위해 글라스로드를 열 변형하는 가열로에 있어서: 전후가 개방된 터널형 상자구조로 형성되고, 내부에 다수의 탄화규소히터를 통해 가열되도록 예열부, 제1가열부, 제2가열부를 구비하는 가열부; 상기 가열부 상에 절단된 글라스로드를 안착한 상태로 이동하고, 외부의 이송기구에 의해 이동 가능하도록 세라믹판을 구비하는 컨베이어; 및 상기 세라믹판의 고열로 인해 글라스로드가 녹아 서로 접착됨을 방지하는 접착방지수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로한다.

이때, 상기 가열부는 500∼700℃의 온도로 가열되는 예열부, 700∼900℃의 온도로 가열되는 제1가열부, 900∼1300℃의 온도로 가열되는 제2차가열부를 구비하여 서로 다른 온도로 순차적 가열되게 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이송기구는 가열부의 고열로 인한 기계적 결함을 방지하면서 글라스로드를 안착하는 세라믹판과 함께 상기 세라믹판을 이송시키도록 실린더에 의해 전후 이동하는 밀대를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 접착방지수단은 세라믹판의 외면에 알루미나 또는 카오린 물질로 도포된 코팅층을 구비하는 것을 특징으로 한다.

한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상의 구성 및 작용에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 글라스로드를 투입하여 예열 및 가열이 순차적으로 이루어져 글라스로드의 불량률을 현저히 줄이고, 숙련된 작업자가 아니라도 글라스로드의 전면을 가열할 수 있어 편의성 및 안전성이 향상되는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 글라스로드용 열 변형 가열로를 전체적으로 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 글라스로드용 열 변형 가열로의 접착방지수단을 나타내는 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 글라스로드용 열 변형 가열로를 통해 변형한 상태로 성형된 렌즈를 나타내는 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명은 글라스로드용 열 변형 가열로의 구성에 관련되며, 가열부(10), 컨베이어(20), 접착방지수단(30)을 주요구성으로 하는 바, 글라스로드(C)를 성형하기 전, 상기 성형이 용이하도록 고열로 가열하기 위한 가열로의 구성을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 글라스로드용 열 변형 가열로를 전체적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 글라스로드용 열 변형 가열로의 접착방지수단을 나타내는 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 글라스로드용 열 변형 가열로를 통해 변형한 상태로 성형된 렌즈를 나타내는 사시도이다.

본 발명에 따른 가열부(10)는 전후가 개방된 터널형 상자구조로 형성되고, 내부에 다수의 탄화규소히터(H)를 통해 가열되도록 예열부(11), 제1가열부(12), 제2가열부(13)를 구비한다. 가열부(10)는 터널형 상자구조로 형성되어 전방에 입구(15)와 후방에 출구(16)를 구비한다. 이러한, 입, 출구(15)(16)는 후술하는 컨테이너(20)의 이송경로로 사용되고, 가열부(10)의 출구(16)에 근접하여 배출구(17)를 형성하게 되는 바, 이는 가열부(10)를 통해 고온 상태의 글라스로드(C)를 작업자 또는 장치를 통해 성형을 위한 배출하기 위한 것이다. 이러한, 가열부(10)는 내부의 고온의 열기가 외부로 배출됨을 방지하도록 내화벽돌을 사용하여 형성하는 것이 적합한데 상기 예열부(11), 제1가열부(12), 제2가열부(13)의 구분도 내화벽돌을 통해 구분한 상태에서 다수의 탄화규소히터(H)로부터 온도를 전달하게 된다. 또한, 가열부(10)는 입구(15)에서부터 순서대로 예열부(11), 제1가열부(12), 제2가열부(13)를 형성하여 글라스로드(C)가 서서히 가열될 수 있도록 하여 크랙을 방지하는 역할을 수행한다. 이는, 후술하여 자세히 설명토록 한다.

이때, 상기 가열부(10)는 500∼700℃의 온도로 가열되는 예열부(11), 700∼900℃의 온도로 가열되는 제1가열부(11), 900∼1300℃의 온도로 가열되는 제2차가열부(12)를 구비하여 서로 다른 온도로 순차적 가열되게 하는 것을 특징으로 한다. 이러한, 가열부(10)를 통해 예열부(11), 제1가열부(11), 제2차가열부(12)를 통해 후술하는 컨베이어(20)를 통해 글라스로드(C)가 이송됨과 동시에 가열하게 되는 바, 예열부(11)는 500∼700℃의 온도로 3∼8분정도 가열하고, 제1가열부(11)는 700∼900℃의 온도로 10∼15분정도 가열하고, 제2차가열부(12)는 900∼1300℃의 온도로 15∼20분정도 가열하게 되는 바, 가열되는 시간의 경우 후술하는 컨베이어(20)를 통해 조절하는 것보단 가열부(10)의 예열부(11), 제1가열부(11), 제2차가열부(12)의 길이를 통해 글라스로드(C)가 통과하는 시간을 조절하는 것이 적합하다.

또, 본 발명에 따른 컨베이어(20)는 상기 가열부(10) 상에 절단된 글라스로드(C)를 안착한 상태로 이동하고, 외부의 이송기구(21)에 의해 이동 가능하도록 세라믹판(25)을 구비한다. 컨베이어(20)는 일정 길이로 절단된 글라스로드(C)를 안착하여 가열부(10) 상에 이송하는 세라믹판(25)을 구비하는 바, 이러한 세라믹판(25)은 1000℃ 이상의 가열부(10) 상에 이동하여 온도를 견딜 수 있도록 세라믹재질로 형성된다. 이렇게 세라믹판(25)의 상면에 다수의 글라스로드(C)를 안착한 상태로 가열부(10)의 입구(15)로 유입되고, 예열부(11), 제1가열부(12), 제2가열부(13)를 통과하여 서서히 가열되어 가열된 글라스로드(C)는 배출구(17)를 통해 배출하고, 세라믹판(25)은 출구(16)를 통해 빠져나가게 된다. 이렇게, 배출구(17)를 통해 배출된 가열된 글라스로드(C)는 고열로 인해 마치 젤과 흡사하게 말랑말랑한 상태로 성형부로 이동하여 자동차 헤드라이트, 포그램프 라이트, 산업용 렌즈 및 기타(LED용,조명용 등) 렌즈(L)를 형성하게 된다. 이러한, 렌즈(L)는 도면 상에 도시된 형상 이외에도 다양하게 형성 가능하다.

이때, 상기 이송기구(21)는 가열부(10)의 고열로 인한 기계적 결함을 방지하면서 글라스로드(C)를 안착하는 세라믹판(25)과 함께 상기 세라믹판(25)을 이송시키도록 실린더(23)에 의해 전후 이동하는 밀대(24)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 컨베이어(20)는 상술한 가열부(10)의 내부를 통과하여야 하기 때문에 체인 등을 이용할 경우 고온에 의한 기계적 결함이 발생할 수 있기 때문에 사용이 적합지 않다. 그럼으로, 세라믹판(25)만이 이동할 수 있도록 용융점이 높은 재질의 레일(세라믹으로 사용될 수도 있음) 상에 세라믹판(25)이 안착되고, 외부에 실린더(23)에 의하여 전후 이동하는 밀대(24)가 상기 세라믹판(25)을 설정된 시간을 통해 밀어주어 세라믹판(25)이 이동하게 된다. 다시 말해, 밀대(24)가 미는 길이는 세라믹판(25)의 길이와 이동거리가 동일하도록 하여 다수개의 세라믹판(25)이 서로 밀어 이동하게 되는 것이다. 그리고, 전체적인 cycle time은 인버트 속도 조절계 등을 설치하여 글라스로드(C)가 투입하여 가열된 후, 배출되는 시간을 글라스로드(C)의 크기에 따라 조절할 수 있도록 한다.

또, 본 발명에 따른 접착방지수단(30)은 상기 세라믹판(25)의 고열로 인해 글라스로드(C)가 녹아 서로 접착됨을 방지한다. 접착방지수단(30)은 글라스로드(C)가 약 1000℃ 가량의 온도로 가열됨으로 녹아 세라믹판(25)에 접착될 수 있어 이를 방지하고자 형성되는 것으로 세라믹판(25)의 전체면에 형성할 수 있지만 글라스로드(C)가 안착되는 상면에 도포하는 것이 가장 적합하다.

이때, 상기 접착방지수단(30)은 세라믹판(25)의 외면에 알루미나 또는 카오린 물질로 도포된 코팅층(31)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 접착방지수단(30)은 상술한 바와 같이 녹아내리는 글라스로드(C)가 세라믹판(25)에 흘러 접착됨을 방지하고자 하는 것으로 알루미나 또는 카오린 물질로 도포된 코팅층(31)을 세라믹판(25) 상에 도포하게 된다. 이러한 알루미나 또는 카오린 물질을 세라믹판(25) 상에 도포한 후, 건조하여 사용하게 된다. 카오린은 카오리나이트를 주성분으로 하는 암석 또는 점토를 말하는 것으로 내화도가 높고, 알루미늄의 산화물. 실리카(silica)와 더불어 세라믹스의 가장 중요한 재료이며, 녹는점이 2,050℃로 다이아몬드 다음가는 경도를 지니는 특성이 있다. 이러한, 코팅층(31)을 도포 후, 건조하여 사용 가능함으로 세라믹판(25)을 재사용할 수 있다. 이러한, 접착방지수단(30)은 알루미나 또는 카오린 물질을 사용하지 않을 경우에는 얇은 금속패드를 사용하여 교체가능하게 사용할 수도 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 사용에 있어서, 먼저 접착방지수단(30)이 도포된 세라믹판(25) 상에 일정 길이로 절단된 글라스로드(C)를 1∼9개를 안착시킨 상태로 가열부(10) 상에 이송기구(21)를 통해 컨베이어(20)가 작동하게 된다. 이때, 예열부(11) 상에 3∼8분 가량 500∼700℃의 온도로 글라스로드(C)를 가열하고, 제1가열부(12) 상에 10∼15분 가량 700∼900℃의 온도로 글라스로드(C)를 가열하고, 제2가열부(13) 상에 15∼20분 가량 900∼1300℃의 온도로 글라스로드(C)를 가열하여 글라스로드(C)가 서서히 가열되게 하여 크랙을 방지하게 된다. 그리고, 배출구(17)를 통해 글라스로드(C)를 꺼내어 성형장치를 통해 렌즈(L)를 형성하게 된다. 그리고, 성형된 렌즈(L)를 서냉하여 STRAIN작업, CUTTING작업, 외관, 치수 검사하고, 연마작업 등을 시행하여 완료하게 된다. 이렇게, 가열된 글라스로드(C)는 외관 상에 크랙이 현저하게 줄어들지만, 크랙이 발생된 글라스로드(C)의 경우에도 재 가열하여 사용이 가능하기 때문에 비용부담의 문제도 해소할 수도 있다.

이와 같이, 본 발명은 글라스로드를 투입하여 예열 및 가열이 순차적으로 이루어져 글라스로드의 불량률을 현저히 줄이고, 숙련된 작업자가 아니라도 글라스로드의 전면을 가열할 수 있어 편의성 및 안전성이 향상되는 효과를 제공한다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 가열부 11: 예열부
12: 1차가열부 13: 2차가열부
15: 입구 16: 출구
17; 배출구 20: 컨베이어
21: 이송기구 23: 실린더
24: 밀대 25: 세라믹판
30: 접착방지수단 31: 코팅층

Claims

렌즈를 제조하기 위해 글라스로드(C)를 열 변형하는 가열로에 있어서:
전후가 개방된 터널형 상자구조로 형성되고, 내부에 다수의 탄화규소히터(H)를 통해 가열되도록 예열부(11), 제1가열부(12), 제2가열부(13)를 구비하는 가열부(10);
상기 가열부(10) 상에 절단된 글라스로드(C)를 안착한 상태로 이동하고, 외부의 이송기구(21)에 의해 이동 가능하도록 세라믹판(25)을 구비하는 컨베이어(20); 및
상기 세라믹판(25)의 고열로 인해 글라스로드(C)가 녹아 서로 접착됨을 방지하는 접착방지수단(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 글라스로드용 열 변형 가열로의 구성.
제1항에 있어서,
상기 가열부(10)는 500∼700℃의 온도로 가열되는 예열부(11), 700∼900℃의 온도로 가열되는 제1가열부(11), 900∼1300℃의 온도로 가열되는 제2차가열부(12)를 구비하여 서로 다른 온도로 순차적 가열되게 하는 것을 특징으로 하는 글라스로드용 열 변형 가열로의 구성.
상기 이송기구(21)는 가열부(10)의 고열로 인한 기계적 결함을 방지하면서 글라스로드(C)를 안착하는 세라믹판(25)과 함께 상기 세라믹판(25)을 이송시키도록 실린더(23)에 의해 전후 이동하는 밀대(24)를 구비하는 것을 특징으로 하는 글라스로드용 열 변형 가열로의 구성.
제1항에 있어서,
상기 접착방지수단(30)은 세라믹판(25)의 외면에 알루미나 또는 카오린 물질로 도포된 코팅층(31)을 구비하는 것을 특징으로 하는 글라스로드용 열 변형 가열로의 구성.