KR20160092445A - 유리패널의 곡면 형성 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유리패널의 곡면 형성 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유리패널을 순간 가열한 후 가압하는 쉬운 공정으로 유리패널에 곡면을 간단하게 형성할 수 있을 뿐만 아니라 유리패널의 종류나 두께가 달라지더라도 손쉽게 유리패널에 곡면을 형성할 수 있는 유리패널의 곡면 형성 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 다수의 플레이트와, 플레이트를 각각 지지하는 다수의 지지기둥 및 지지기둥이 결합되어 플레이트와 지지기둥을 순차적으로 이송시키는 컨베이어가 설치되고, 플레이트에 유리패널이 투입되는 투입구와, 유리패널이 배출되는 배출구가 마련되는 본체와; 컨베이어의 상측에 위치되고, 투입구를 통해 투입된 유리패널이 놓여진 플레이트와 지지기둥이 컨베이어의 동작에 따라 내측을 통과할 수 있도록 양측과 플레이트가 이송되는 방향을 따라 하부면 일부가 개방되어 플레이트가 내측을 통과하는 중에 유리패널측을 향해 열을 방사하여 예열시키는 예열수단과; 예열수단을 통과한 유리패널에 근접하는 위치에서 유리패널의 곡면을 형성하고자 하는 부분을 순간 가열하는 부분가열수단과; 부분가열수단을 통과한 유리패널의 상면에 접하고, 플레이트측으로 힘을 가하여 부분가열수단에 의해 순간 가열된 부분이 구부러지게 하여 곡면을 형성하는 가압수단; 및 가압수단을 통과한 유리패널을 서서히 냉각시키는 서냉수단; 을 포함한다.

Description

유리패널의 곡면 형성 시스템{SYSTEM FOR FORMING OF CURVED SURFACE GLASS PANEL}

본 발명은 유리패널의 곡면 형성 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유리패널을 순간 가열한 후 가압하는 쉬운 공정으로 유리패널에 곡면을 간단하게 형성할 수 있을 뿐만 아니라 유리패널의 종류나 두께가 달라지더라도 손쉽게 유리패널에 곡면을 형성할 수 있는 유리패널의 곡면 형성 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 휴대폰(mobile terminal), PDA(personal digital assistants) 및 태블릿 PC(tablet PC) 등의 전자기기에는 패널이 장착된다. 종래에는 이러한 패널로써 플라스틱 계열의 재질을 사용하였으나, 플라스틱 계열의 재질은 경도가 낮아 표면에 스크래치가 쉽게 발생하고, 광 투과율이 낮아 소비전력이 크며, 외부 충격에 약하다는 등의 단점이 있었다.

이에, 내충격성이 강하고 광 투과율이 높은 강화 유리로 된 패널을 사용하는 경우가 크게 늘고 있다. 특히, 최근에는 전자기기의 슬림화와 디자인적인 측면을 고려하여 유리 패널의 일측이나 양측 또는 사방 모두를 곡면으로 형성한 패널이 사용되기도 한다.

이처럼 곡면을 형성하기 위한 기술로는 특허문헌 1에 기새되어 있는 "스마트폰의 터치 윈도우 글래스 성형장치" 등이 있다.

그러나, 특허문헌 1과 같은 종래기술의 경우 유리패널의 가열 시 보호 장치가 없기 때문에 유리패널에 먼지 등의 이물이 유입될 가능성이 많고, 유리패널의 종류 등에 따라 곡면의 곡률이 변화할 때마다 일일이 금형을 새로이 제작해야하여 디자인 변경시 제품의 제조비용이 상승하게 되는 문제점이 있었다.

[선행기술문헌]

[특허문헌]

(특허문헌 1) 대한민국 등록특허 제10-1449365호

본 발명은 전술한 바와 같은 제반 문제점을 해결 보완하기 위한 것으로,

본 발명의 목적은 유리패널을 순간 가열한 후 가압하는 쉬운 공정으로 유리패널에 곡면을 간단하게 형성할 수 있는 유리패널의 곡면 형성 시스템를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 유리패널의 종류나 두께가 달라지더라도 손쉽게 유리패널에 곡면을 형성할 수 있는 유리패널의 곡면 형성 시스템를 제공하는 데 있다.

전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따르면 유리패널의 곡면 형성 시스템에 있어서, 다수의 플레이트와, 플레이트를 각각 지지하는 다수의 지지기둥 및 지지기둥이 결합되어 플레이트와 지지기둥을 순차적으로 이송시키는 컨베이어가 설치되고, 플레이트에 유리패널이 투입되는 투입구와, 유리패널이 배출되는 배출구가 마련되는 본체와; 컨베이어의 상측에 위치되고, 투입구를 통해 투입된 유리패널이 놓여진 플레이트와 지지기둥이 컨베이어의 동작에 따라 내측을 통과할 수 있도록 양측과 플레이트가 이송되는 방향을 따라 하부면 일부가 개방되어 플레이트가 내측을 통과하는 중에 유리패널측을 향해 열을 방사하여 예열시키는 예열수단과; 예열수단을 통과한 유리패널에 근접하는 위치에서 유리패널의 곡면을 형성하고자 하는 부분을 순간 가열하는 부분가열수단과; 부분가열수단을 통과한 유리패널의 상면에 접하고, 플레이트측으로 힘을 가하여 부분가열수단에 의해 순간 가열된 부분이 구부러지게 하여 곡면을 형성하는 가압수단; 및 가압수단을 통과한 유리패널을 서서히 냉각시키는 서냉수단; 을 포함하는 유리패널의 곡면 형성 시스템을 제공한다.

부분가열수단은 순간적으로 화염을 발생시켜 유리패널을 가열하는 버너인 것으로 구성될 수 있다.

플레이트에는, 투입구를 통해 투입되는 유리패널이 놓여지고, 바닥면에 유리패널에 형성하고자 하는 곡면 형상이 형성된 하부금형이 배치되고, 유리패널은, 하부금형의 내측에 위치하되 양측 일부만 하부금형에 접하며, 가압수단은, 유리패널과 접하는 부분이 하부금형에 형상맞춤되어 형성되는 상부금형으로 이루어져 하부금형과 함께 유리패널에 곡면을 형성하도록 구성될 수 있다.

가압수단 또는 상부금형은, 예열수단에 의해 예열되는 하부금형의 온도와 같거나 더 높은 온도를 유지하도록 구성될 수 있다.

가압수단의 외측에 부분가열수단이 형성되어 유리패널을 순간 가열하는 가열공정과 유리패널에 곡면을 형성하는 가압공정이 같은 위치에서 수행되도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 유리패널의 곡면 형성 시스템에 의하면, 유리패널을 순간 가열한 후 가압하는 쉬운 공정으로 유리패널에 곡면을 간단하게 형성할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 유리패널의 종류나 두께가 달라지더라도 손쉽게 유리패널에 곡면을 형성할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유리패널의 곡면 형성 시스템의 공정 순서를 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유리패널의 곡면 형성 시스템을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 유리패널의 곡면 형성 시스템의 정면도이다.
도 4는 도 3의 A-A' 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유리패널의 곡면 형성 시스템에서 사용되는 부분가열수단의 일 예를 나타낸 도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유리패널의 곡면 형성 시스템에서 사용되는 부분가열수단 및 가압수단을 나타낸 도이다.
도 8은 본 발명에 따른 유리패널의 곡면 형성 시스템을 통해 곡면이 형성된 유리패널의 예시도이다.

이하 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 이들 도면은 예시적인 목적일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유리패널의 곡면 형성 시스템의 공정 순서를 나타낸 순서도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유리패널의 곡면 형성 시스템을 이용하여 유리패널에 곡면을 형성하는 과정은 곡면을 형성하고자 하는 평판의 유리패널을 투입하는 투입공정(S10)과, 투입된 유리패널을 예열하는 예열공정(S20), 예열된 유리패널에서 곡면을 형성하고자 하는 부분을 순간 가열하는 부분가열공정(S30), 부분 가열된 유리패널을 가압하여 곡면을 형성하는 가압공정(S40), 그리고 유리패널을 서서히 냉각시키는 서냉공정(S50, 어닐링(Annealing)공정)을 거쳐 곡면이 형성된 유리패널을 배출하는 배출공정(S60)의 순서로 수행된다.

이러한 공정을 수행하는 장치에 대한 설명은 하기에서 상세히 서술한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유리패널의 곡면 형성 시스템을 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 유리패널의 곡면 형성 시스템의 정면도이다. 그리고, 도 4는 도 3의 A-A' 단면도이며, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유리패널의 곡면 형성 시스템에서 사용되는 부분가열수단의 일 예를 나타낸 도이다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유리패널의 곡면 형성 시스템은 크게 본체(100)와 예열수단(200), 부분가열수단(300), 가압수단(400) 및 서냉수단(500)을 포함하여 구성된다.

본체(100)는 다수의 플레이트(110)와, 플레이트(110)를 각각 지지하는 다수의 지지기둥(120) 및 지지기둥(120)이 결합되어 플레이트(110)와 지지기둥(120)을 순차적으로 이송시키는 컨베이어(130)가 설치되는 구성요소이다. 즉, 플레이트(110)는 컨베이어(130)로부터 지지기둥(120)의 길이만큼 떨어져 위치하게 된다. 본체(100)에는 곡면을 형성하고자 하는 평판의 유리패널(GP)이 투입되어 플레이트(110)에 놓여지는 투입구(102)와 함께 곡면이 형성된 유리패널(GP)이 배출되는 배출구(104)가 마련된다. 플레이트(110)는 자체적으로 유리패널(GP)의 곡면을 형성할 수 있는 구조로 형성될 수도 있으나, 본 발명에서는 유리패널(GP)의 곡면을 형성할 수 있는 금형을 플레이트(110)에 설치하여 사용하게 된다. 다시 말해서, 플레이트(110)에는 금형, 특히 하부금형(112)이 유동하지 않도록 고정할 수 있는 금형설치홈()이 형성되고, 이러한 금형설치홈에 하부금형(112)이 끼워져 배치된다. 그리고, 투입구(102)를 통해 투입되는 유리패널(GP)은 하부금형(112)에 놓여지게 된다. 이 외에, 유리패널(GP)이 놓여져 있는 상태의 하부금형(112)이 투입구(102)를 통해 플레이트(110)에 놓여지게 구성될 수도 있다. 하부금형(112)은 바닥면에 유리패널(GP)에 형성하고자 하는 곡면 형상이 형성되어 있으며, 투입된 유리패널(GP)은 하부금형(112)의 내측에 위치하되 양측 일부만 하부금형(112)에 접하여 대부분은 공중에 떠있는 형상을 하게 된다.

예열수단(200)은 컨베이어(130)의 상측에 위치되고, 투입구(102)를 통해 투입된 유리패널(GP)이 놓여진 플레이트(110)와 지지기둥(120)이 컨베이어(130)의 동작에 따라 내측을 통과할 수 있도록 일부가 개방, 즉 일부에 개구부(210)가 형성된다. 이러한 개구부(210)는 플레이트(110)가 투입되는 예열수단(200)의 일측과 배출되는 타측을 포함하는 양측, 그리고 플레이트(110)가 이송되는 방향을 따라 지지기둥(120)이 통과할 수 있도록 하부면 일부에 형성된다. 다시 말해서, 예열수단(200)은 양측과 하부면 일부를 제외하고는 플레이트(110)를 감싸 밀폐되는 일종의 챔버라고 할 수 있다. 예열수단(200)의 내측에는 유리패널(GP)이 놓여진 플레이트(110)가 통과하는 중에 유리패널(GP)측을 향해 열을 방사하여 예열시킬 수 있도록 히터(220)가 설치된다. 히터(220)는 유리패널(GP)의 상측에만 배치될 수도 있고, 다양한 위치에 배치되어 사용될 수도 있다. 이처럼, 본 발명에서는 예열수단(200)이 플레이트(110)를 감싸는 구조를 이루어 예열의 효율을 높이고, 제조비용 및 제조시간을 절감할 수 있다. 예열수단(200)은 다수의 플레이트(110), 예를 들어 6~9개 정도의 플레이트(110)가 예열수단(200)의 내측에 머무를 수 있는 정도의 충분한 길이로 형성되어 유리패널(GP)이 충분히 예열될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

부분가열수단(300)은 예열수단(200)을 통과한 유리패널(GP)에 근접하는 위치에서 유리패널(GP)의 곡면을 형성하고자 하는 부분을 순간 가열하는 구성요소이다. 본 발명에서는 부분가열수단(300)으로 순간적으로 화염을 발생시켜 유리패널(GP)을 가열하는 버너를 사용하게 된다. 유리패널(GP)의 순간 가열은 약 2~3초 정도로 수행되며, 화염에 의한 열은 부분가열수단(300)의 하부측, 즉 유리패널(GP)을 향해 형성되는 화염구(310)를 통해 유리패널(GP)에 전달된다. 여기서, 유리패널(GP)의 종류나 두께 등에 따라 유리패널(GP)의 곡면을 형성하고자 하는 부분 위치가 달라질 수 있으므로 화염구(310)의 크기나 위치는 조절 가능하도록 구성하는 것이 좋다. 예를 들어 화염구(310)의 크기는 안테나 등과 같은 다단식 승강구조를 사용하여 조절하거나, 화염구(310)의 위치는 부분가열수단(300)에 슬라이드 동작 가능하도록 하여 조정할 수 있게 구성 가능하다.

가압수단(400)은 부분가열수단(300)을 통과한 유리패널(GP)의 상면에 접하고, 플레이트(110)측으로 힘을 가하여 부분가열수단(300)에 의해 순간 가열된 부분이 구부러지게 함으로써 곡면을 형성하는 구성요소이다. 이러한 가압수단(400)은 유리패널(GP)의 상면에 근접하는 위치까지는 빠르게 하강하는 1차 하강과, 유리패널(GP)에 접하여 가압할 때는 느리게 하강하는 2차 하강으로 나누어 동작한다. 여기서, 본 발명에서 사용되는 가압수단(400)은 유리패널(GP)과 접하는 부분이 하부금형(112)에 형상맞춤되어 형성되는 상부금형(410)으로 이루어진다. 이에, 상부금형(410)이 하부금형(112)과 함께 유리패널(GP)에 곡면을 형성하게 된다. 한편, 가압수단(400)에서 유리패널(GP)에 접하는 부분의 온도가 낮을 경우 유리패널(GP)이 파손될 우려가 있다. 이에, 유리패널(GP)에 접하는 가압수단(400)이나 상부금형(410)은 하부금형(112), 즉 예열수단(200)에 의해 예열된 상태의 하부금형(112)의 온도와 같거나 더 높은 온도를 유지하도록 구성되는 것이 좋다. 이러한 가압수단(400)은 유압실린더 또는 서보모터에 의해 작동하도록 구현할 수 있는데, 유압실린더는 정밀제어는 어렵지만 제품의 양산에 적합하고, 서보모터는 정밀한 제어를 구현할 수 있는 장점을 갖고 있다.

서냉수단(500)은 가압수단(400)을 통과하여 곡면이 형성된 유리패널(GP)을 냉각시키는 구성요소로써, 유리패널(GP)을 급랭시킬 경우 유리패널(GP)이 파손될 우려가 있으므로 본체(100)의 배출구(104)를 통해 유리패널(GP)을 배출시킬 때까지 다수의 플레이트(110)가 배치될 수 있는 일정 길이를 갖도록 하여 유리패널(GP)을 서서히 냉각시키게 된다.

이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유리패널의 곡면 형성 시스템은 본체(100)와 예열수단(200), 부분가열수단(300), 가압수단(400) 및 서냉수단(500)을 이용하여 곡면을 형성하고자 하는 평판의 유리패널(GP)을 본체(100)에 투입하고, 투입된 유리패널(GP)을 예열하며, 예열된 유리패널(GP)에서 곡면을 형성하고자 하는 부분을 순간 가열한 후 부분 가열된 유리패널을 가압하여 곡면을 형성한다. 그리고 곡면이 형성된 유리패널(GP)을 서서히 냉각시켜 배출하게 되면 도 8에 도시된 것과 같은 곡면이 형성된 유리패널(GP)이 제조되는 것이다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유리패널의 곡면 형성 시스템에서 사용되는 부분가열수단 및 가압수단을 나타낸 도이다.

도 6 및 도 7을 살펴보면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유리패널의 곡면 형성 시스템은 전술한 제1 실시예와 거의 유사하게 구성되나, 부분가열공정과 가압공정이 같은 위치에서 수행된다는 점에서 차이가 있다.

즉, 제1 실시예에서는 부분가열수단(300)과 가압수단(400)이 서로 떨어져서 위치함으로써 유리패널(GP)이 컨베이어(130)에 의해 순차 이동하여 서로 다른 위치에서 각각 공정이 수행되나, 제2 실시예에서는 가압수단(400)의 외측에 부분가열수단(300)이 형성됨으로써 유리패널(GP)을 순간 가열하는 가열공정과 유리패널(GP)에 곡면을 형성하는 가압공정이 같은 위치에서 수행되는 것이다. 또한, 이와 같이 가압수단(400)과 부분가열수단(300)이 서로 붙어 있게 되면 부분가열수단(300)에서 발생하는 열이 가압수단(400)에도 어느 정도 전달되어 유리패널(GP)의 파손을 방지하기 위하여 가압수단(400)이 일정 온도 이상을 유지하는데에 도움이 된다. 한편, 부분가열수단(300)은 곡면을 형성하고자 하는 유리패널(GP)의 형상이나 곡면을 형성하고자 하는 위치 등에 따라 가압수단(400)에 형성되는 위치나 개수가 달라질 수 있다. 예를 들어, 곡면을 형성하고자 하는 유리패널(GP)이 사각형상이고, 사각형상의 유리패널(GP) 모든 면에 곡면을 형성하고자 하는 경우 도 6과 같이 부분가열수단(300)이 가압수단(400)의 외측 둘레를 감싸도록 형성되는 것이다. 이때, 유리패널(GP)에 열을 전달하여 순간 가열하게 되는 부분가열수단(300)의 화염구(310)는 수직방향을 향해 형성되는 것보다는 가압수단(400)의 바닥면 중심부측을 향하도록 경사지게 형성됨으로써 화염구(310)를 통해 가열되는 유리패널(GP) 부분과 가압수단(400)에 의해 구부러지는 유리패널(GP) 부분이 일치하도록 할 수 있다.

제1 실시예와 마찬가지로 제2 실시예에 따른 유리패널의 곡면 형성 시스템에서도 평판의 유리패널(GP)을 본체(100)에 투입, 투입된 유리패널(GP)을 예열, 예열된 유리패널(GP)에서 곡면을 형성하고자 하는 부분을 순간 가열, 순간 가열된 유리패널(GP)을 가압하여 곡면을 형성 및 곡면이 형성된 유리패널(GP)을 서서히 냉각시켜 배출함으로써 도 8의 곡면이 형성된 유리패널(GP)이 제조된다.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 본체 102: 투입구
104: 배출구 110: 플레이트
112: 하부금형 120: 지지기둥
130: 컨베이어 200: 예열수단
210: 개구부 220: 히터
300: 부분가열수단 310: 화염구
400: 가압수단 410: 상부금형
500: 서냉수단 GP: 유리패널

Claims (5)

1. 유리패널의 곡면 형성 시스템에 있어서,
   다수의 플레이트와, 상기 플레이트를 각각 지지하는 다수의 지지기둥 및 상기 지지기둥이 결합되어 상기 플레이트와 상기 지지기둥을 순차적으로 이송시키는 컨베이어가 설치되고, 상기 플레이트에 유리패널이 투입되는 투입구와, 상기 유리패널이 배출되는 배출구가 마련되는 본체와;
   상기 컨베이어의 상측에 위치되고, 상기 투입구를 통해 투입된 유리패널이 놓여진 플레이트와 상기 지지기둥이 상기 컨베이어의 동작에 따라 내측을 통과할 수 있도록 양측과 상기 플레이트가 이송되는 방향을 따라 하부면 일부가 개방되어 상기 플레이트가 내측을 통과하는 중에 상기 유리패널측을 향해 열을 방사하여 예열시키는 예열수단과;
   상기 예열수단을 통과한 상기 유리패널에 근접하는 위치에서 상기 유리패널의 곡면을 형성하고자 하는 부분을 순간 가열하는 부분가열수단과;
   상기 부분가열수단을 통과한 상기 유리패널의 상면에 접하고, 상기 플레이트측으로 힘을 가하여 상기 부분가열수단에 의해 순간 가열된 부분이 구부러지게 하여 곡면을 형성하는 가압수단; 및
   상기 가압수단을 통과한 상기 유리패널을 서서히 냉각시키는 서냉수단;
   을 포함하는 유리패널의 곡면 형성 시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 부분가열수단은 순간적으로 화염을 발생시켜 상기 유리패널을 가열하는 버너인 것을 특징으로 하는 유리패널의 곡면 형성 시스템.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 플레이트에는,
   상기 투입구를 통해 투입되는 상기 유리패널이 놓여지고, 바닥면에 상기 유리패널에 형성하고자 하는 곡면 형상이 형성된 하부금형이 배치되고,
   상기 유리패널은,
   상기 하부금형의 내측에 위치하되 양측 일부만 상기 하부금형에 접하며,
   상기 가압수단은,
   상기 유리패널과 접하는 부분이 상기 하부금형에 형상맞춤되어 형성되는 상부금형으로 이루어져 상기 하부금형과 함께 상기 유리패널에 곡면을 형성하는 것을 특징으로 하는 유리패널의 곡면 형성 시스템.
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 가압수단 또는 상기 상부금형은,
   상기 예열수단에 의해 예열되는 상기 하부금형의 온도와 같거나 더 높은 온도를 유지하는 것을 특징으로 하는 유리패널의 곡면 형성 시스템.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 가압수단의 외측에 상기 부분가열수단이 형성되어 상기 유리패널을 순간 가열하는 가열공정과 상기 유리패널에 곡면을 형성하는 가압공정이 같은 위치에서 수행되는 것을 특징으로 하는 유리패널의 곡면 형성 시스템.

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