KR20190099735A - 자력조절형 범용클램프장치 - Google Patents

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Abstract

자력조절형 범용클램프장치가 개시된다. 본 발명에 따른 자력조절형 범용클램프장치는, 디스플레이 패널 제조용 글라스를 이송프레임에 고정하기 위해 사용되는 클램프장치에 있어서, 상기 이송프레임에 고정되는 고정부; 일단부에 구비된 그리퍼가 상기 고정부에 대하여 상대회전하며 글라스의 가장자리를 가압고정하거나 고정해제하도록 축핀에 의해 상기 고정부와 힌지결합되는 작동레버; 자력의 작용에 의해 상기 그리퍼를 고정방향으로 회전시키는 마그넷부; 및 상기 고정부 및 작동레버 중 적어도 어느 하나에 구비되어 글라스에 따라 다양한 세기로 자력을 가변시키는 자력조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 글라스를 이송프레임에 가압고정시키는 힘인 자력을 글라스의 종류나 공정상황에 따라 다양한 세기로 가변시키는 자력조절부를 통해 글라스의 종류를 불문하고 위치 이탈이나 파손의 우려 없이 최적의 조건하에서 글라스를 이송프레임에 범용적으로 고정할 수 있음은 물론이고, 변경되는 글라스에 대응한 자력조절부에 의한 신속하고 용이한 자력 조절로 인해 제조공정의 중단시간이 최소화됨에 따라 생산성 향상이 기대될 수 있다.

Description

자력조절형 범용클램프장치{UNIVERSAL CLAMPING DEVICE CAPABLE OF ADJUSTING THE MAGNETIC FORCE FOR FIXING}
본 발명은 자력조절형 범용클램프장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, LCD나 OLED와 같은 디스플레이 패널의 제조시 스퍼터링(sputtering) 공정 등에 투입되는 다양한 종류의 글라스 또는 공정상황에 대응한 자력 조절을 통해 이송프레임에 대한 글라스의 고정이 범용적으로 이루어지도록 한 클램프장치에 관한 것이다.
도 7a에는 이송프레임에서 LCD 등의 패널용 글라스가 고정된 상태가 도시되고, 도 7b에는 LCD 등의 패널용 글라스를 고정하는데 사용되는 종래의 클램프 장치가 도시되어 있다.
LCD 등의 패널 제조에 사용되는 글라스(1)는 이송프레임(2)에 고정된 상태로 이송되면서 다양한 공정이 순차로 진행되게 된다. 예를 들어, 글라스(1) 상에 금속박막을 증착시키는 스퍼터링(sputtering) 공정의 경우, 글라스(1)는 수평 또는 수직으로 세워진 상태에서 이송프레임(2)에 고정되어 스퍼터링 챔버로 유입된다.
이때, 이송프레임(2)은 도 7a에 나타난 바와 같이, 글라스(1)의 테두리 부분이 지지되며 고정되도록 사각프레임으로 제작된 부재로서 사각프레임을 따라 이격설치된 다수의 클램프장치(3)를 통해 글라스(1)가 이송프레임(2)에 견고히 고정되게 된다.
도 7b에 도시된 종래의 클램프장치(3)는 이송프레임(2)에 고정되는 평판(4), 외력에 의해 회전하는 L자 레버(5) 및 L자 레버에 탄성을 가하도록 연결된 비틀림 스프링(6)을 포함한다. 비틀림 스프링(6)은 레버(5)가 평판을 중심으로 일정각도 회전함에 따라 회전방향과 반대방향으로 탄성력을 가하게 되고 그 탄성력에 의해 글라스(1)의 가장자리를 가압함으로써 이송프레임(2)에 글라스(1)를 고정하게 된다.
그러나 도 7b에 도시된 형태의 클램프장치(3)를 사용할 경우, 비틀림 스프링(6) 및 회전축 등의 작동에 의한 접촉마찰로 인해 파티클(금속 분말)이 쉽게 발생되고, 이러한 파티클은 LCD 패널의 제조상 공정 특히, 스퍼터링(sputtering) 공정에 의한 증착 품질에 악영향을 끼쳐 수율을 현저히 저하시키는 문제점으로 작용하게 된다.
또한, 글라스(1)에 대한 비틀림 스프링(6)의 가압고정력은 일정하게 고정된 탄성력에 의해 발휘되는 관계상 글라스(1)의 종류가 바뀌어 무게나 강성이 달라지는 경우, 글라스(1)를 최적의 가압고정력으로 고정할 수 없어 이송이나 스퍼터링 공정 진행 중에 글라스(1)가 이송프레임(2)으로부터 위치 이탈되거나 아니면 과도한 가압력으로 파손되는 등의 문제가 있었다.
따라서 이러한 문제를 해결하기 위해, 종래에는 클램프장치(3)를 분해하여 글라스(1) 종류에 대응한 비틀림 스프링(6)으로 교체하거나 대응한 비틀림 스프링(6)이 탑재된 별도의 클램프장치(3)로 교체할 수밖에 없었다.
그러나 위와 같은 교체방식의 작업은, 연속적인 LCD 패널의 제조공정을 중단시키고 장시간 수행됨에 따라 패널 제조시스템을 새롭게 재가동시켜 한다는 점에서 패널의 생산성을 크게 저해함은 물론, 근래 제조 트렌드인 LCD 패널의 다품종 소량생산에 적용하기 어렵다는 점에서 종래 클램프장치(3)에 대한 구조적인 개선이나 개량을 통해 글라스(1)의 종류를 불문하는 범용적인 사용이 가능한 클램프장치(3)에 대한 요구가 증대되고 있는 실정이다.
본 발명의 목적은, 다품종의 디스플레이 패널의 제조를 위해 스퍼터링 공정 등에 투입되는 다양한 종류의 글라스 또는 해당 공정상황에 대응하여 신속하고 용이한 자력 조절을 통해 최적의 가압고정력으로 글라스를 이송프레임에 고정할 수 있는 자력조절형 범용클램프장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 디스플레이 패널 제조용 글라스를 이송프레임에 고정하기 위해 사용되는 클램프장치에 있어서, 상기 이송프레임에 고정되는 고정부; 일단부에 구비된 그리퍼가 상기 고정부에 대하여 상대회전하며 글라스의 가장자리를 가압고정하거나 고정해제하도록 축핀에 의해 상기 고정부와 힌지결합되는 작동레버; 자력의 작용에 의해 상기 그리퍼를 고정방향으로 회전시키는 마그넷부; 및 상기 고정부 및 작동레버 중 적어도 어느 하나에 구비되어 글라스에 따라 다양한 세기로 자력을 가변시키는 자력조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자력조절형 범용클램프장치에 의해 달성된다.
상기 마그넷부는, 상기 고정부의 내측에 마련된 수용공간에 수납되어 자력을 발생시키는 마그넷; 및 상기 마그넷과의 사이에 인력이 작용하도록 상기 작동레버의 타단부에 결합되어 상기 그리퍼를 고정방향으로 회전시키는 마그넷플레이트를 포함할 수 있다.
상기 자력조절부는, 상기 마그넷의 자력을 강화하기 위해, 판상의 강자성체로 제작되어 상기 마그넷의 외측 표면에 선택적으로 부착되고, 상기 수용공간에 상기 마그넷과 함께 수납되도록 이루어진 적어도 하나 이상의 자력증폭부재로 구성될 수 있다.
상기 자력조절부는, 상기 작동레버의 타단부에 선택적으로 탈착 결합되는 체결부와, 상기 체결부에서 서로 다른 길이를 갖도록 각각 연장형성되어 상기 마그넷에 의한 인력이 서로 다르게 작용하게 되는 인력작용부를 포함하는 복수의 상기 마그넷플레이트로 구성될 수 있다.
상기 자력조절부는, 상기 작동레버의 타단부에 선택적으로 탈착 결합되는 체결부와, 상기 체결부에서 연장형성되어 상기 마그넷에 의한 인력이 작용하게 되는 인력작용부와, 상기 체결부와 상기 인력작용부 간의 길이가 신축되도록 하는 길이조절부를 포함하는 상기 마그넷플레이트로 구성될 수 있다.
상기 길이조절부는, 상기 체결부 및 인력작용부 중 어느 하나에서 돌출형성된 길이바와, 상기 길이바의 단부에서 좌우로 확장형성된 걸림바로 구성되는 슬라이딩막대; 및 상기 길이바가 끼워져 상기 마그넷플레이트의 길이방향을 따라 이동하도록 상기 체결부 및 인력작용부 중 나머지 하나에 형성된 길이홈과, 상기 길이홈과 연통되도록 형성되어 상기 걸림바의 이동을 안내하는 걸림홈으로 구성되는 슬라이딩홈을 포함할 수 있다.
상기 길이조절부는, 상기 인력작용부에 관통고정되어 상기 체결부와 나사결합되며 정역회전에 따라 상기 인력작용부가 상기 체결부에 대하여 신축되도록 하는 길이조절볼트; 및 상기 체결부 및 인력작용부 중 어느 하나에서 하나 이상 돌출형성된 가이드바와, 상기 체결부 및 인력작용부 중 나머지 하나에 구비되어 상기 인력작용부의 신축에 따라 상기 가이드바를 수용하며 안내하는 가이드홈으로 구성되는 가이드부를 포함할 수 있다.
상기 자력조절형 범용클램프장치는, 엔지니어링플라스틱으로 이루어져 상기 축핀의 적어도 일부를 둘러싸고, 상기 축핀이 상기 고정부 및 상기 작동레버와 접촉하는 것을 방지하는 부쉬를 더 포함하고, 상기 부쉬는, 상기 고정부와 상기 축핀 사이에 개재되는 바디부쉬와, 상기 축핀과 상기 작동레버 사이에 개재되는 힌지부쉬로 구분될 수 있다.
본 발명에 의하면, 자력의 작용에 의해 글라스를 고정시키는 방향으로 그리퍼를 회전시키는 마그넷부와, 글라스를 이송프레임에 가압고정시키는 힘인 자력을 글라스의 종류나 공정상황에 따라 다양한 세기로 가변시키는 자력조절부를 통해 글라스의 종류를 불문하고 위치 이탈이나 파손의 우려 없이 최적의 조건하에서 글라스를 이송프레임에 범용적으로 고정할 수 있음은 물론이고, 변경되는 글라스에 대응한 자력조절부에 의한 신속하고 용이한 자력 조절로 인해 제조공정의 중단시간이 최소화됨에 따라 생산성 향상이 기대될 수 있으며, 전체 구성중 축핀 이외의 구성에서는 금속 간 마찰이나 저항이 발생하지 않도록 구조적으로 최적화하여 파티클의 발생을 최소화함에 따라 디스플레이 패널의 수율을 향상시킬 수 있게 된다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 자력조절형 범용클램프장치를 위쪽과 아래쪽에서 각각 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1b의 분해사시도이다.
도 3은 도 1a의 자력조절형 범용클램프장치가 이송프레임에 설치되어 글라스를 고정하게 되는 작동상태와 부쉬를 각각 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 서로 다른 길이의 마그넷플레이트(자력조절부)의 교체에 따라 변화되는 가압고정력(자력의 세기)을 각각 측정한 시험사진이다.
도 5는 본 발명의 변형예에 따른 자력조절형 범용클램프장치를 각각 도시한 사시도 및 일부 분해사시도이다.
도 6은 도 5(a)의 길이조절부를 갖는 마그넷플레이트로 구현된 자력조절부의 작동을 구별하여 각각 도시한 작동상태도이다.
도 7a 및 도 7b는 LCD 등의 패널용 글라스를 고정하는 종래의 클램프장치와 이송프레임을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 자력조절형 범용클램프장치를 위쪽과 아래쪽에서 각각 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1b의 분해사시도이고, 도 3은 도 1a의 자력조절형 범용클램프장치가 이송프레임에 설치되어 글라스를 고정하게 되는 작동상태와 부쉬를 각각 나타낸 도면이고, 도 4는 도 2에 도시된 서로 다른 길이의 마그넷플레이트(자력조절부)의 교체에 따라 변화되는 가압고정력(자력의 세기)을 각각 측정한 시험사진이고, 도 5는 본 발명의 변형예에 따른 자력조절형 범용클램프장치를 각각 도시한 사시도 및 일부 분해사시도이고, 도 6은 도 5(a)의 길이조절부를 갖는 마그넷플레이트로 구현된 자력조절부의 작동을 구별하여 각각 도시한 작동상태도이고, 도 7a 및 도 7b는 LCD 등의 패널용 글라스를 고정하는 종래의 클램프장치와 이송프레임을 도시한 도면이다.
발명의 설명 및 청구범위 등에서 방향을 지칭하는 상(위쪽), 하(아래쪽), 좌우(옆쪽 또는 측방), 전(정,앞쪽), 후(배,뒤쪽) 등은 권리의 한정의 용도가 아닌 설명의 편의를 위해서 도면 및 구성 간의 상대적 위치를 기준으로 정한 것으로, 이하에서 설명되는 각 방향은 이와 다르게 특별히 한정하는 경우를 제외하고, 이에 기초한 것이다.
본 발명에 따른 자력조절형 범용클램프장치(100)는, 글라스(1)의 종류를 불문하고 위치 이탈이나 파손의 우려 없이 최적의 조건하에서 글라스(1)를 이송프레임(2)에 범용적으로 고정하는 한편, 글라스(1)에 대한 가압고정력의 변경 즉, 자력조절을 위한 제조공정의 중단시간을 최소화하여 생산성 향상을 도모하고, 파티클의 발생을 구조적으로 최소화하여 디스플레이 패널의 수율을 향상시키기 위해 안출된 발명이다.
위와 같은 자력조절형 범용클램프장치(100)는, LCD 또는 OLED와 같은 디스플레이 패널을 제조함에 있어 사용되는 글라스(1)를 수용한 상태로 공정 간을 이동하는 이송프레임(2)에 결합되어 글라스(1)를 견고히 고정하는 기능을 수행하게 된다.
여기서, 이송프레임(2)은 대체로 사각형 틀과 같은 형태로 이루어져 필요에 따라 수평면 또는 수직면과 나란한 상태로 공정 간을 이동하게 되며, 사각형의 틀을 따라 설치된 다수의 자력조절형 범용클램프장치(100)는 이송프레임(2) 내측의 지지체(2a)에 의해 지지된 글라스(1)의 가장자리를 소정의 가압고정력으로 눌러 고정시키게 된다.(도 7a 참조)
상술한 바와 같은 기능 내지 작용을 구현하기 위해, 본 발명의 실시예 및 변형예에 따른 자력조절형 범용클램프장치(100)는, 도 1a 내지 도 6에 도시된 바와 같이 고정부(110), 작동레버(120), 마그넷부(130), 자력조절부(140) 및 부쉬(150) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
이하에서는 상술한 각 구성들에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 고정부(110)는 이송프레임(2)에 고정되는 구성요소로서, 도 1a 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 후술할 마그넷(132)의 내부 수납과 마그넷(132)의 자력변경 등을 위해 고정몸체(112)와 이에 선택적으로 탈착결합되는 커버(114)로 구성되어 내부에 수용공간(111)을 형성할 수 있다.
이때, 고정몸체(112)는 소정의 결합수단(볼트 등)에 의해 관통되어 이송프레임(2)에 밀착 고정되는 구성요소로서, 후술할 축핀(121)에 의해 관통되어 작동레버(120)에 대한 고정몸체(112)의 상대회전을 가능하게 하는 제1 핀관통부(116)가 그 일측 단부에 일체로 형성될 수 있다.
커버(114)는, 소정의 결합수단(볼트 등)에 의해 관통되어 고정몸체(112) 저면에 결합되는 구성요소로서, 고정몸체(112)에 커버(114)가 결합된 상태에서 양자 사이에는 수용공간(111)이 형성되고, 이러한 수용공간(111)에 후술하는 마그넷(132) 및 다수의 자력증폭부재(141a 내지 141e)가 수용되어 지지될 수 있다.
위와 같은 고정몸체(112)와 커버(114)는 내열성, 내화학성 및 강성이 우수한 금속으로 제작하되, 특히 수용공간(111)에 수납되는 마그넷(132)의 분리 및 재수납이 용이하도록 자기력이 작용하지 않는 스테인리스강(stainless steel)인 STS304로 각각 제작하는 것이 바람직하다.
작동레버(120)는, 일단부에 구비된 그리퍼(122)가 고정부(110)에 대하여 상대회전하며 글라스(1)의 가장자리를 가압고정하거나 고정해제하도록 축핀(121)에 의해 고정부(110)와 힌지결합되는 구성요소로서, 도 1a 내지 도 2에 도시된 바와 같이 축핀(121), 그리퍼(122), 그리퍼장착부(123), 해제부(124) 및 제2 핀관통부(126) 등을 포함하여 구성되되, 그리퍼장착부(123), 해제부(124) 및 제2 핀관통부(126)는 일체로 이루며 전체적으로 L자 형상으로 제작됨이 바람직하다.
축핀(121)은 대체로 원형의 봉형상으로 이루어지는 구성요소로서, 고정부(110)의 제1 핀관통부(116)와 일렬 배치된 작동레버(120)의 제2 핀관통부(126)를 모두 관통하며 힌지결합을 이룸으로써 고정부(110)와 작동레버(120) 간의 상대회동이 이루어지게 한다.
그리퍼(122)는 글라스(1)를 직접 가압하여 고정하는 한편, 그 이탈을 방지하기 위해 작동레버(120)의 상단부에서 그리퍼장착부(123)에 대하여 절곡형성되는 구성요소로서, 제2 핀관통부(126)에서 상방으로 길게 돌출된 막대형상의 그리퍼장착부(123)와 일체로 형성될 수도 있다.
다만, 그리퍼(122)는 글라스(1)의 두께나 위치 또는 종류에 따른 용이한 위치조정을 위하여 그리퍼장착부(123)와 분리된 형태로 제작한 후 결합수단을 통해 그리퍼장착부(123)에 고정되도록 하는 것이 바람직하다.
해제부(124)는, 그리퍼장착부(123) 하단부에서 제2 핀관통부(126)의 반대방향으로 길게 형성된 막대형상으로 이루어져 그러퍼장착부(123)와 함께 전체적으로 L자 형상을 이루게 되는 구성요소이다.
이러한 해제부(124)는, 글라스(1)가 이송프레임(2)에 고정되는 쪽의 반대편에서 가해지는 외력(F,마그넷부(130)에 의해 작용하는 인력(引力)보다 큰 힘)에 의해 눌려져 축핀(121)을 중심으로 작동레버(120)를 회전시키게 되며, 이로 인해 글라스(1)는 이송프레임(2)으로부터 분리될 수 있다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 작동레버(120)가 A방향(고정방향)으로 회전하는 경우 작동레버(120)의 단부에 구비된 그리퍼(122)는 글라스(1)의 가장자리 부분을 눌러 구속함으로써 글라스(1)를 이송프레임(2)에 고정되게 된다. 반대로, 작동레버(120)가 B방향(해제방향)으로 회전하는 경우 작동레버(120)의 그리퍼(122)는 글라스(1)로부터 이격됨에 따라 글라스(1)는 이송프레임(2)에서 분리될 수 있게 된다.
제2 핀관통부(126)는, 상술한 그리퍼장착부(123)와 해제부(124)가 연결되는 부분에서 제1 핀관통부(116)와 서로 맞물리는 상보적 형상으로 이루어지는 구성요소로서, 상술한 축핀(121)에 의해 관통되어 제1 핀관통부(116)와 함께 힌지결합을 이루게 된다.
상술한 바와 같은 작동레버(120)는, 고정부(110)와 같이 내열성, 내화학성 및 강성이 우수하고, 자기력이 작용하지 않는 STS304로 제작하는 것이 바람직하다.
부쉬(150)는, 내열성 및 내화학성은 물론, 윤활성이 우수한 엔지니어링 플라스틱으로 이루어져 축핀(121)의 적어도 일부를 둘러싸고, 축핀(121)이 고정부(110) 및 작동레버(120)와 직접적으로 접촉하는 것을 방지하기 위해 마련된 구성요소이다.
이러한 부쉬(150)가 구비됨으로 인해, 작동레버(120)가 고정부(110)에 대하여 정역방향으로 상대회전할 때 금속 간의 마찰이 방지되면서 작동레버(120)의 회전이 원활하게 유도될 수 있으며, 부품 간 마찰 작동에 따른 파티클(particle) 형성을 억제하여 디스플레이 패널의 제조공정상 수율을 보다 증대할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 부쉬(150)는, 도 2 및 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 축핀(121), 고정부(110) 및 작동레버(120)가 모두 별개로 이루어져 조립되는 경우에는, 축핀(121)과 고정부(110) 간의 접촉을 방지함은 물론, 축핀(121)과 작동레버(120) 간의 접촉을 모두 방지할 수 있도록 바디부쉬(152) 및 힌지부쉬(154)로 구분되어 이루어진다.
바디부쉬(152)는 고정부(110)와 축핀(121) 사이에 개재되도록 한 쌍으로 구비되어 축핀(121)의 양쪽 단부에 치우쳐 끼워진 상태로 제1 핀관통부(116)의 바깥쪽 단부에 위치하게 된다. 이때, 제1 핀관통부(116)와 축핀(121) 간의 접촉이 없도록 바디부쉬(152)가 결합되는 위치에서 제1 핀관통부(116)의 내경은 축핀(121)의 외경보다 크게 형성하게 된다.
힌지부쉬(154)는 축핀(121)과 작동레버(120) 사이에 개재되도록 한 쌍으로 구비되어 제2 핀관통부(126) 양쪽 단부에 일부가 끼워져 밀착된 상태로 축핀(121)에 의해 관통되며, 이때에도, 제2 핀관통부(126)와 축핀(121) 간의 접촉이나 간섭이 없도록 제2 핀관통부(126)의 내경은 축핀(121)의 외경보다 크게 형성하게 된다.
이렇게 힌지부쉬(154)가 축핀(121)에 끼워진 상태에서, 힌지부쉬(154)의 바깥쪽 단부는 제1 핀관통부(116)에 밀착되며, 이에 따라 제1 핀관통부(116)와 제2 핀관통부(126) 간의 이격거리가 일정하게 유지됨은 물론, 제2 핀관통부(126) 내부에서의 축핀(121)의 원활한 회전이 유도될 수 있고, 제2 핀관통부(126) 내부에서 축핀(121)과의 마찰로 인하여 파티클이 일부 형성되더라도 외부 유출 경로가 밀폐됨에 따라 금속박막 등이 증착되는 글라스(1)에 대한 파티클의 접근이 원천적으로 방지될 수 있다.
상술한 바와 같이 바디부쉬(152) 및 힌지부쉬(154)로 구분되는 부쉬(150)를 파티클의 발생원으로 최소화된 구조로 된 고정부(110), 작동레버(120) 및 축핀(121) 사이에 각각 배치하여 고정부(110)와 작동레버(120) 간의 상대회동이 최소화된 마찰 내지 저항으로 이루어지게 함으로써 디스플레이 패널의 수율이 향상될 수 있는 것이다.
마그넷부(130)는, 자력의 작용에 의해 그리퍼(122)를 고정방향(A)으로 회전시키는 구동력을 발휘하는 구성요소로서, 도 1b 내지 도 3에 도시된 바와 같이 마그넷(132), 마그넷플레이트(134,145a,145b) 및 스토퍼(136) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
마그넷(132)과 마그넷플레이트(134,145a,145b)는 이들 간의 상대적인 자력의 작용 즉, 인력(引力)을 통해 작동레버(120)를 고정방향(A)으로 회전시켜 이송프레임(2)에 안착된 글라스(1)에 대하여 그리퍼(122)의 가압고정이 이루어지게 한다.
마그넷(132)은, 고정부(110)의 내측에 마련된 수용공간(111)에 수납되어 자력을 발생시키는 구성요소로서, 통상의 영구자석으로 이루어질 수 있지만, LCD 등의 패널용 글라스(1)에 대한 금속박막의 증착이 수행되는 고온의 스퍼터링 챔버 내부에서도 자력 감쇠량이 적은 사마리움코발트 계열의 자석으로 이루어지는 것이 바람직하다.
마그넷(132)은 도 2에 도시된 바와 같이 사각블록 형태로 이루어져 고정부(110)에 고정되고, 특히 커버(114)에 의해 지지되어 고정몸체(112)와 커버(114) 사이의 수용공간(111)에 위치하게 된다.
마그넷플레이트(134,145a,145b)는, 마그넷(132)과의 사이에 인력(引力)이 작용하도록 작동레버(120)의 타단부에 결합되어 그리퍼(122)를 고정방향(A)으로 회전시키는 구성요소로서, 대체로 편평한 판상으로 이루어지게 된다.
이러한 마그넷플레이트(134,145a,145b)는, 내식성과 강도 및 경도 등의 기계적 특성이 우수하고 자력에 반응하는 강자성체인 STS420 계열의 스테인리스강을 소재로 하여 제작하거나 냉간압연강재인 SPCC(steel plate cold commercial)에 니켈도금(강자성을 유지하며 광택과 내식성 증대)을 제작될 수 있다.
마그넷플레이트(134,145a,145b)는 작동레버(120)의 타단부 즉, 제2 핀관통부(126)의 아래쪽에서 해제부(124)의 반대쪽으로 뻗는 형태로 구비되어 작동레버(120)가 고정방향(A)으로 완전히 회전된 상태에서는 마그넷(132)의 바로 아래쪽에 위치하게 되면서 마그넷(132)과 서로 평행한 상태에 놓이게 된다.
이때, 마그넷플레이트(134,145a,145b)가 소정의 결합수단(볼트, 리벳 등)을 통해 작동레버(120)에 결합되는 일단부는 먼 쪽의 타단부보다 폭을 좁게 형성하고 타단부 쪽의 폭은 넓게 형성하게 되는데, 이는 마그넷(132)으로부터 방사되는 자기력선(lines of magnetic force, 磁氣力線)에 의해 자력 작용을 받게 되는 면적을 증대함으로써 더욱 큰 인력이 상호 간에 작용될 수 있도록 하기 위함이다.
상술한 바와 같은 마그넷(132)과 마그넷플레이트(134,145a,145b)는, 별도의 외력이 가해지지 않는 경우 상호 간에 끌어당기는 인력에 의해 서로 근접하거나 밀착된 상태를 유지하게 되며, 해제부(124)의 저면을 위쪽으로 가압하는 외력(마그넷부(130)에 의해 작용하는 인력(引力)보다 큰 힘)이 작용하는 경우 작동레버(120)는 해제방향(B)으로 회전하면서 서로 멀어지게 된다.
이때, 작동레버(120)의 해제방향(B)으로의 회전은, 마그넷(132)과 마그넷플레이트(134,145a,145b) 간에 인력(引力)이 작용하는 범위 내에서 이루어지는 것이며, 작동레버(120)가 해제방향(B)으로 완전히 회전한 경우에도 외력이 제거되면 고정된 위치의 마그넷(132)과 마그넷플레이트(134,145a,145b) 간의 인력에 의해 작동레버(120)는 고정방향(A)으로 회전하여 원래의 위치로 복귀하게 된다. 이러한 작동레버(120)의 원활한 복귀를 위해 작동레버(120)의 회전은 약 25° 이내의 범위에서 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
그리고 스토퍼(136)는 작동레버(120)가 고정방향(A)으로 회전할 때 마그넷플레이트(134,145a,145b)와 마그넷(132)을 수용하는 커버(114) 간의 직접 충돌을 방지하기 위해 마련된 구성요소로서, 이로 인해 충돌에 의한 파티클의 형성이 억제될 수 있다.
이러한 스토퍼(136)는 PEEK(Polyetheretherketone) 또는 VESPEL과 같은 엔지니어링 플라스틱을 소재로 원통형으로 형성되어 체결볼트(135)를 통해 마그넷플레이트(134,145a,145b)의 단부에 결합된다.
스토퍼(136)는 도 2에 도시된 바와 같이 한 쌍으로 구비되어 마그넷플레이트(134,145a,145b)의 양쪽에서 대칭된 형태로 결합되거나 또는 하나로 이루어져 마그넷플레이트(134,145a,145b)의 끝단 중앙부에 결합될 수 있다.
이때, 스토퍼(136)는 마그넷플레이트(134,145a,145b)에 결합됨에 있어서, 마그넷플레이트(134,145a,145b)의 상단면에서 위쪽으로 일부가 돌출된 형태로 형성되며, 이에 의하여 작동레버(120)가 고정방향(A)으로 완전히 회전하더라도 마그넷플레이트(134,145a,145b)의 상단면과 커버(114)의 저면 사이에는 약간의 간극이 형성되면서 양측 간의 충돌을 방지하게 된다.
자력조절부(140)는, 고정부(110) 및 작동레버(120) 중 적어도 어느 하나에 구비되어 글라스(1)(종류나 무게)에 따라 다양한 세기로 자력을 가변시키는 구성요소로서, 이에 따라 클램프장치 자체의 부분적 또는 전면적인 교체 없이 신속하고 손쉬운 자력 조절로 다양한 글라스(1)를 최적의 조건하에서 이송프레임(2)에 범용적으로 고정할 수 있게 된다.
상술한 바와 같은 기능 내지 작용을 구체적으로 구현하기 위해, 자력조절부(140)는, 고정부(110) 쪽에 구비될 수 있는 수단으로서 자력증폭부재(141a 내지 141e)와, 작동레버(120) 쪽에 구비될 수 있는 수단으로서 마그넷플레이트(145a,145b)로 각각 구분될 수 있다.
여기서 자력증폭부재(141a 내지 141e)는, 고정부(110) 쪽에 구비되는 자력조절부(140)로서, 도 2에 도시된 바와 같이 판상의 강자성체로 제작되어 마그넷(132)의 외측 표면에 선택적으로 부착되는 한편, 수용공간(111)에 마그넷(132)과 함께 수납되며 적어도 하나 이상으로 구성될 수 있다.
이때, 마그넷(132)에 대하여 자력증폭부재(141a 내지 141e)가 많이 부착될수록 자력의 세기(자기장)가 점점 강화되는데, 이는 강자성체가 마그넷(132) 주변에 부착될수록 강자성체의 부피만큼의 공기를 대체하게 되어 주변 자기장(B = μ·H)이 상대적으로 강화되기 때문이다.(이때, H는 매질과 관련 없는 자기장 세기)
즉, 다시 말해 공기의 투자율(μ공기 ≒ 1)보다 매우 큰 투자율(μ ≒ 200,000)을 갖는 강자성체가 마그넷(132)에 부착되어 그 부피만큼 마그넷(132) 주변의 공기를 대체함에 따라 마그넷(132) 주변이 강하게 자화되기 때문인 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 자력증폭부재(141a 내지 141e)는 도 2에 도시된 바와 같이 마그넷(132)과 인력(引力)이 작용하는 강자성체 즉, 철, 코발트 또는 이들의 합금 등을 소재로 육면체인 마그넷(132)의 각면에 대응하는 크기의 판상으로 다수 개가 개별 제작될 수 있다. 또한, 광택과 내식성 증대를 위해 냉간압연강재인 SPCC(steel plate cold commercial)에 니켈도금을 하여 자력증폭부재(141a 내지 141e)를 제작할 수도 있다.
이렇게 제작된 자력증폭부재(141a 내지 141e)를 마그넷(132)에 대하여 다양한 방식으로 부착시킴으로써 마그넷(132) 단독일 때보다 자력을 다양한 세기로 강화할 수 있으며, 이로 인해 마그넷플레이트(134,145a,145b)와의 사이에 작용하는 인력 및 글라스(1)에 대한 그리퍼(122)의 가압고정력 또한, 다양화될 수 있는 것이다.
도 2에 도시된 바와 같은 복수의 자력증폭부재(141a 내지 141e) 각각은 부피(부재의 두께)의 조절을 통해 부착에 따라 개당 5% 내지 15%의 범위 내에서 동일한 가압고정력의 증대가 이루어지도록 제작하는 것이 바람직하다.
마그넷(132)의 주변에 상술한 바와 같은 자력증폭부재(141a 내지 141e)가 둘러싸듯이 위치함으로 인해 고정부(110)에서 마그넷(132)으로 전달되는 열이 효과적으로 차단될 수 있게 됨에 따라 고온의 스퍼터링 챔버 내에서도 마그넷(132)의 자력 감소가 일정부분 완화될 수 있어 안정적인 글라스(1)의 가압고정이 유지될 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 자력조절부(140)로서의 마그넷플레이트(145a,145b)는, 서로 길이를 달리하는 다수 개의 세트로 이루어져 소정의 결합수단(볼트, 리벳 등)을 통해 작동레버(120) 쪽에 선택적으로 탈착되며 교체됨으로써 자력의 조절이 이루어지게 된다.
이러한 교체형 마그넷플레이트(145a,145b)는, 도 2에 도시된 바와 같이 체결부(142) 및 인력작용부(143) 등을 포함하여 구성될 수 있는데, 체결부(142)는 작동레버(120)의 타단부에 선택적으로 탈착결합되는 구성요소이고, 인력작용부(143)는 마그넷(132)에 의한 인력이 서로 다르게 작용하도록 서로 다른 길이로 체결부(142)에서 각각 연장형성되어 마그넷(132)의 아래쪽에 위치하게 되는 구성요소이다.
이때, 길이가 긴 인력작용부(143)가 구비된 마그넷플레이트(145b)는, 마그넷(132)으로부터 방사되는 자기력선(磁氣力線)에 의한 자력 작용을 짧은 인력작용부(143)가 구비된 마그넷플레이트(145a)보다 긴 길이(L2) 또는 넓은 면적에 걸쳐 받게 됨(작용하는 자기력선의 수가 증가함)에 따라 상대적으로 큰 인력(F2)이 작용하게 된다.(도 6(b) 참조)
반대로 길이가 짧은 인력작용부(143)가 구비된 마그넷플레이트(145a)로 교체되면, 마그넷(132)으로부터 방사되는 자기력선(磁氣力線)에 의한 자력 작용은, 상대적으로 짧은 길이(L1) 또는 좁은 면적에 걸쳐 받게 됨(작용하는 자기력선의 수가 감소함)에 따라 상대적으로 작은 인력(F1)이 마그넷플레이트(145a)에 작용하게 된다.(도 6(a) 참조)
위와 같은 사실은, 도 4에 도시된 바와 같이, 길이가 짧은 마그넷플레이트(145a)와 길이 긴 마그넷플레이트(145b)를 교체(길이 차: 8mm)하며 각각 가압고정력(자력의 세기)을 측정한 실험을 통해서 쉽게 확인할 수 있으며, 자기장과 관련된 공식인 B(자력의 세기) = φ(자기력선의 수)/A(단면적)로부터도 알 수 있음은 물론이다.
이상에서 살펴본 바와 같이 고정부(110) 쪽에 구비된 자력증폭부재(141a 내지 141e)와, 작동레버(120) 쪽에 선택적으로 탈착되는 서로 길이가 다른 다수 개의 교체형 마그넷플레이트(145a,145b)를 서로 조합하는 방식으로 자력을 미세하게 조절하게 되면, 글라스(1)의 종류를 불문하고 위치 이탈이나 파손의 우려 없이 최적의 조건으로 글라스(1)를 신속, 용이하게 이송프레임(2)에 범용적으로 고정시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 변형예에 따른 자력조절형 범용클램프장치(100)는, 도 5에 도시된 바와 같이 체결부(142), 인력작용부(143) 및 길이조절부(144) 등으로 구성되는 마그넷플레이트(134,146)로 구현된 자력조절부(140)를 포함할 수 있다.
여기서 체결부(142)와 인력작용부(143)는 상술한 내용과 기능적으로 동일하여 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 하고, 차별적 구성인 길이조절부(144)에 대하여만 구체적으로 설명하기로 한다.
길이조절부(144)는, 앞서 살펴본 실시예의 교체형 마그넷플레이트(145a,145b)와 달리 마그넷플레이트(146)가 작동레버(120)에 체결된 상태 그대로 체결부(142)와 인력작용부(143) 간의 길이가 필요에 따라 신장되거나 축소될 수 있도록 하기 위해 특별히 마련된 구성요소로서, 이러한 신축구조의 부가로 인해 자력 조절이 더욱 신속하게 이루어질 수 있게 되며, 도 5에 도시된 바와 같이 2가지의 형태로 각각 구현될 수 있다.
먼저, 도 5(a)에 도시된 길이조절부(144)는, 슬라이딩막대(144a) 및 슬라이딩홈(144b) 등을 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.
이때, 슬라이딩막대(144a)는 인력작용부(143)(및 체결부(142) 중 어느 하나)에서 돌출형성된 길이바(144a1)와, 길이바(144a1)의 단부에서 좌우로 확장형성된 걸림바(144a2)로 구성되어 전체적으로 'T'자 형태를 이루게 된다.
그리고 슬라이딩홈(144b)은, 상술한 길이바(144a1)가 끼워져 마그넷플레이트(146)의 길이방향을 따라 이동하도록 체결부(142)(및 인력작용부(143) 중 나머지 하나)에 형성된 길이홈(144b1)과, 길이홈(144b1)과 연통되도록 형성되어 걸림바(144a2)의 이동을 안내하는 걸림홈(144b2)으로 구성될 수 있다.
또한, 도시되지 않았지만, 슬라이딩홈(144b) 주변의 체결부(142)에는 마그넷플레이트(146)의 신축길이를 확인할 수 있도록, 슬라이딩홈(144b)의 길이방향을 따라 이격형성된 눈금선(미도시)이 구비될 수 있다.
이러한 슬라이딩홈(144b)에 대하여 상술한 'T'자 형태의 슬라이딩막대(144a)는 체결부(142)의 아래쪽에서 끼워진 후 슬라이딩홈(144b)의 안내에 의해 마그넷플레이트(146)의 길이방향을 따라 이동하게 된다.
상술한 바와 같은 슬라이딩막대(144a) 및 슬라이딩홈(144b)으로 이루어지는 길이조절부(144)로 인해, 작업자는 실시예와 같이 마그넷플레이트(145a,145b)를 분리한 후 길이가 다른 어느 하나를 선택하여 재결합시키는 번거로움 없이 신속하고 용이하게 인력작용부(143)를 적절하게 신축시켜 마그넷플레이트(146)에 작용하는 자력의 세기를 조절할 수 있게 된다.
그리고 도 5(b)에 도시된 길이조절부(144)는, 길이조절볼트(144c) 및 가이드부(144d) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 길이조절볼트(144c)는, 인력작용부(143)에 관통고정되어 체결부(142)와 나사결합되며 정역회전에 따라 인력작용부(143)가 체결부(142)에 대하여 신축되도록 하는 구성요소이다.
가이드부(144d)는, 인력작용부(143)(및 체결부(142) 중 어느 하나)에서 하나 이상 돌출형성된 가이드바(144d1)와, 체결부(142)(및 인력작용부(143) 중 나머지 하나)에 구비되어 인력작용부(143)의 신축에 따라 가이드바(144d1)를 수용하며 안내하는 가이드홈(144d2)으로 구성될 수 있다.
상술한 바와 같은 길이조절볼트(144c) 및 가이드부(144d)로 이루어지는 길이조절부(144)로 인해, 마찬가지로 작업자는 실시예와 같이 마그넷플레이트(145a,145b)를 분리한 후 길이가 다른 어느 하나를 선택하여 재결합시키는 번거로움 없이 단순히 길이조절볼트(144c)를 정역회전시켜 마그넷플레이트(146)에 작용하는 자력의 세기를 조절할 수 있는 것이다.
이상에서 설명한 변형예의 경우에도 마찬가지로, 고정부(110) 쪽에 구비된 자력증폭부재(141a 내지 141e)와, 길이조절부(144)가 구비된 마그넷플레이트(146)를 서로 조합하는 방식으로 자력을 미세하게 조절하게 되면, 글라스(1)의 종류를 불문하고 위치 이탈이나 파손의 우려 없이 최적의 조건으로 글라스(1)를 신속, 용이하게 이송프레임(2)에 범용적으로 고정시킬 수 있게 된다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1: 글라스 2: 이송프레임
2a: 지지체 3: 종래 클램프장치
100: 자력조절형 범용클램프장치
110: 고정부 111: 수용공간
112: 고정몸체 114: 커버
116: 제1 핀관통부 120: 작동레버
121: 축핀 122: 그리퍼
123: 그리퍼장착부 124: 해제부
126: 제2 핀관통부 130: 마그넷부
132: 마그넷 134,145a,145b,146: 마그넷플레이트
135: 체결볼트 136: 스토퍼
140: 자력조절부 141a 내지 141e: 자력증폭부재
142: 체결부 143: 인력작용부
144: 길이조절부 144a: 슬라이딩막대
144a1: 길이바 144a2: 걸림바
144b: 슬라이딩홈 144b1: 길이홈
144b2: 걸림홈 144c: 길이조절볼트
144d: 가이드부 144d1: 가이드바
144d2: 가이드홈 150: 부쉬
152: 바디부쉬 154: 힌지부쉬

Claims (8)

  1. 디스플레이 패널 제조용 글라스를 이송프레임에 고정하기 위해 사용되는 클램프장치에 있어서,
    상기 이송프레임에 고정되는 고정부;
    일단부에 구비된 그리퍼가 상기 고정부에 대하여 상대회전하며 글라스의 가장자리를 가압고정하거나 고정해제하도록 축핀에 의해 상기 고정부와 힌지결합되는 작동레버;
    자력의 작용에 의해 상기 그리퍼를 고정방향으로 회전시키는 마그넷부; 및
    상기 고정부 및 작동레버 중 적어도 어느 하나에 구비되어 글라스에 따라 다양한 세기로 자력을 가변시키는 자력조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자력조절형 범용클램프장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마그넷부는,
    상기 고정부의 내측에 마련된 수용공간에 수납되어 자력을 발생시키는 마그넷; 및
    상기 마그넷과의 사이에 인력이 작용하도록 상기 작동레버의 타단부에 결합되어 상기 그리퍼를 고정방향으로 회전시키는 마그넷플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 자력조절형 범용클램프장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 자력조절부는,
    상기 마그넷의 자력을 강화하기 위해, 판상의 강자성체로 제작되어 상기 마그넷의 외측 표면에 선택적으로 부착되고, 상기 수용공간에 상기 마그넷과 함께 수납되도록 이루어진 적어도 하나 이상의 자력증폭부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 자력조절형 범용클램프장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 자력조절부는,
    상기 작동레버의 타단부에 선택적으로 탈착 결합되는 체결부와, 상기 체결부에서 서로 다른 길이를 갖도록 각각 연장형성되어 상기 마그넷에 의한 인력이 서로 다르게 작용하게 되는 인력작용부를 포함하는 복수의 상기 마그넷플레이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 자력조절형 범용클램프장치.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 자력조절부는,
    상기 작동레버의 타단부에 선택적으로 탈착 결합되는 체결부와, 상기 체결부에서 연장형성되어 상기 마그넷에 의한 인력이 작용하게 되는 인력작용부와, 상기 체결부와 상기 인력작용부 간의 길이가 신축되도록 하는 길이조절부를 포함하는 상기 마그넷플레이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 자력조절형 범용클램프장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 길이조절부는,
    상기 체결부 및 인력작용부 중 어느 하나에서 돌출형성된 길이바와, 상기 길이바의 단부에서 좌우로 확장형성된 걸림바로 구성되는 슬라이딩막대; 및
    상기 길이바가 끼워져 상기 마그넷플레이트의 길이방향을 따라 이동하도록 상기 체결부 및 인력작용부 중 나머지 하나에 형성된 길이홈과, 상기 길이홈과 연통되도록 형성되어 상기 걸림바의 이동을 안내하는 걸림홈으로 구성되는 슬라이딩홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 자력조절형 범용클램프장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 길이조절부는,
    상기 인력작용부에 관통고정되어 상기 체결부와 나사결합되며 정역회전에 따라 상기 인력작용부가 상기 체결부에 대하여 신축되도록 하는 길이조절볼트; 및
    상기 체결부 및 인력작용부 중 어느 하나에서 하나 이상 돌출형성된 가이드바와, 상기 체결부 및 인력작용부 중 나머지 하나에 구비되어 상기 인력작용부의 신축에 따라 상기 가이드바를 수용하며 안내하는 가이드홈으로 구성되는 가이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자력조절형 범용클램프장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 자력조절형 범용클램프장치는,
    엔지니어링 플라스틱으로 이루어져 상기 축핀의 적어도 일부를 둘러싸고, 상기 축핀이 상기 고정부 및 상기 작동레버와 접촉하는 것을 방지하는 부쉬를 더 포함하고,
    상기 부쉬는,
    상기 고정부와 상기 축핀 사이에 개재되는 바디부쉬와, 상기 축핀과 상기 작동레버 사이에 개재되는 힌지부쉬로 구분되는 것을 특징으로 하는 자력조절형 범용클램프장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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