KR20230087228A - 진공유리 합착장치 - Google Patents

Abstract

진공유리 합착장치에 대한 발명이다. 본 발명의 진공유리 합착장치는, 대기압 보다 낮은 기압을 조성하는 로딩 챔버가 일측에 연결되며 합착된 진공유리를 전달받는 언로딩 챔버가 타측에 연결되고 내측에는 진공압을 형성하는 프로세스 챔버와, 로딩 챔버 내의 하측유리를 프로세스 챔버로 이송하는 제1 이송부와, 로딩 챔버 내에 하측유리 상부에 위치한 상측유리를 프로세스 챔버로 이송하는 제2 이송부와, 로딩 챔버를 통해 프로세스 챔버의 내측으로 이동된 하측유리를 지지하는 지지부와, 로딩 챔버를 통해 프로세스 챔버의 내측으로 이동된 상측유리를 하측유리에 적층시키는 픽업부와, 하측유리를 향한 방향으로 상측유리를 가압하는 동작과 함께 상측유리와 하측유리의 사이에 설치된 메탈씰을 가열시키는 가압가열부 및 메탈씰이 설치된 위치를 따라 가압가열부를 이동시키는 이동수단을 포함한다.

Description

진공유리 합착장치{VACUUM GLASS BONDING DEVICE}

본 발명은 진공유리를 가압하는 작업과 가열하는 작업을 동시에 할 수 있는 진공유리 합착장치에 관한 것이다.

일반적으로 진공유리는 두 장의 판유리 사이를 진공으로 유지하며 전도, 대류, 복사에 의한 열 손실을 감소시키는 유리로 사용된다.

진공유리의 내측에 진공층을 형성하기 위해서 진공유리의 테두리는 기밀을 위해 실링부재가 설치된다.

진공유리는 내부공간에 진공층을 형성하는 구조를 가지기 때문에, 진공상태의 내부공간과 대기압 상태의 외부공간의 기압 차이로 인해 판유리에 외력이 작용한다.

따라서 진공유리의 내측에 진공층을 계속 유지하기 위해서는, 상측유리와 하측유리의 테두리에 설치된 실링부재의 설치가 견고하게 이루어져야 한다. 실링부재를 가열하여 2개의 판유리를 합착하는 과정에서, 2개의 판유리를 가열로에 투입하여 설정온도 이상의 열을 가하는 공정을 수행할 수 있다.

그러나 종래에는 실링부재를 가열한 상태에서 하측유리의 상측에 상측유리를 접합시켜 진공유리를 제조하지만, 하측유리를 향한 방향으로 상측유리를 가압하지 못하므로 접합불량이 발생될 가능성이 높다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2020-0043963호 (2020.04.28 공개, 발명의 명칭: 진공유리의 제조장치)에 게시되어 있다.

본 발명의 목적은, 진공유리를 가압하는 작업과 가열하는 작업을 동시에 할 수 있는 진공유리 합착장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 진공유리 합착장치는, 상측유리와 하측유리 사이에 있는 메탈씰을 가열하는 작업과 상측유리를 가압하는 작업을 동시에 하는 것을 기술적 특징으로 한다.

구체적으로는, 가열가압부가 상측유리를 가압하는 동작을 수행하며, 이와 동시에 히터부의 작동으로 메탈씰을 가열하여 상측유리와 하측유리의 테두리가 접합될 수 있다.

또한 본 발명은, 가열가압부가 상측유리의 표면을 따라 이동되는 동작시 마찰 발생이 저감되는 것을 기술적 특징으로 한다.

구체적으로는, 상측유리와 마주하는 유리가압부의 하측에 볼 형상의 회전부재가 회전 가능하게 설치되므로, 유리가압부가 상측유리의 상측에서 이동할 때 발생되는 마찰을 저감시킬 수 있다.

본 발명에 의한 진공유리 합착장치는, 대기압 보다 낮은 기압을 조성하는 로딩 챔버가 일측에 연결되며 합착된 진공유리를 전달받는 언로딩 챔버가 타측에 연결되고 내측에는 진공압을 형성하는 프로세스 챔버와, 로딩 챔버 내의 하측유리를 프로세스 챔버로 이송하는 제1 이송부와, 로딩 챔버 내에 하측유리 상부에 위치한 상측유리를 프로세스 챔버로 이송하고 제1 이송부의 상부에 위치한 제2 이송부와, 프로세스 챔버에 설치되며 로딩 챔버를 통해 프로세스 챔버의 내측으로 이동된 하측유리를 지지하는 지지부와, 프로세스 챔버에 설치되며 지지부 상부에 위치하고 로딩 챔버를 통해 프로세스 챔버의 내측으로 이동된 상측유리를 하측유리에 적층시키는 픽업부와, 프로세스 챔버에 설치되며 하측유리를 향한 방향으로 상측유리를 가압하는 동작과 함께 상측유리와 하측유리의 사이에 설치된 메탈씰을 가열시키는 가압가열부 및 메탈씰이 설치된 위치를 따라 가압가열부를 이동시키는 이동수단을 포함한다.

또한 가압가열부는, 전기에너지를 열에너지로 변환시키는 전자기 유도가열 방식에 의해 메탈씰을 가열시킬 수 있다.

또한 가압가열부는, 이동수단에 연결되는 가열몸체부와, 가열몸체부의 외측으로 돌출되며 메탈씰을 녹이기 위한 열원을 형성하는 히터부 및 상측유리와 마주하는 히터부를 감싸는 형상으로 설치되며 하측유리를 향한 방향으로 상측유리를 가압하는 유리가압부를 포함한다.

또한 가압가열부는, 상측유리와 마주하는 유리가압부에 회전 가능하게 설치되는 회전부재를 더 포함한다.

또한 히터부는, 가열몸체부의 외측으로 돌출되며 가열몸체부에서 교류전원을 공급받는 돌출부 및 돌출부와 연결되어 교류전원을 전달받으며 유리가압부의 내측에 권선된 형상으로 설치되어 자기장을 발생시키는 히터코일을 포함한다.

또한 유리가압부는, 가열몸체부에 고정되는 지지브라켓과, 지지브라켓의 하측에 위치하며 상하 방향으로 이동이 가능하게 설치되는 이동브라켓과, 지지브라켓과 이동브라켓의 사이에 설치되며 탄성 변형이 이루어지는 탄성부재 및 이동브라켓에서 연장되어 히터코일을 감싸며 볼 형상의 회전부재가 하측에 회전 가능하게 설치되는 히터브라켓을 포함한다.

또한 제2 이송부는, 상측유리를 지지하는 트레이의 하측을 지지하며 트레이의 이동경로를 따라 설치되는 지지롤러 및 트레이의 측면에 접하며 회전하는 가이드롤러를 포함한다.

또한 지지부는, 하측유리의 하부에 접하며 회전하는 회전안내부재와, 회전안내부재의 단부에 연결되며 회전안내부재를 회전시키는 회전동력을 공급하는 이송모터를 포함한다.

또한 본 발명은, 지지부에 연이어 설치되며 지지부의 상측으로 돌출되어 하측유리의 이동을 구속하는 스토퍼를 더 포함한다.

또한 픽업부는, 프로세스 챔버에 고정되는 픽업몸체 및 픽업몸체의 하측으로 연장되며 상하 방향으로 이동되는 픽업암을 포함한다.

또한 픽업암이 상측유리를 들어올린 후 상측유리를 운반하는 트레이가 프로세스 챔버의 외측으로 배출되며, 픽업암이 하강하여 하측유리의 상측에 상측유리를 적층시킬 수 있다.

본 발명에 따른 진공유리 합착장치는, 상측유리와 하측유리 사이에 있는 메탈씰을 가열하는 작업과 상측유리를 가압하는 작업이 동시에 이루어지므로 생산성을 향상시킬 수 있으며, 제품의 불량률을 감소시킬 수 있다.

또한 본 발명은, 회전부재의 설치로 유리가압부가 상측유리의 상측에서 이동할 때 발생되는 마찰을 저감시키므로 상측유리 및 유리가압부의 손상을 감소시킬 수 있다.

또한 본 발명은, 프로세스 챔버의 내측으로 하측유리와 상측유리가 공급된 후 하측유리와 상측유리가 합착되는 공정이 자동으로 이루어지므로 인건비를 절감하며 생산성을 향상시킬 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공유리 합착장치의 주요 구성을 도시한 정단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세스 챔버의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2이송부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전안내부재와 이송모터를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스토퍼가 상승된 상태를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 픽업부가 상측유리를 들어올린 상태를 도시한 정면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열가압부를 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 유리가압부를 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열가압부를 도시한 측면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리가압부와 히터부를 도시한 정면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 유리가압부와 히터부를 도시한 저면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 하측유리의 상측에 상측유리가 위치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공유리를 도시한 단면도이다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.

또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.

명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일 수도 있고 복수일 수도 있다.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B 를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 진공유리 합착장치(1)를 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공유리 합착장치(1)의 주요 구성을 도시한 정단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부(60)의 사시도이며, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 하측유리(180)의 상측에 상측유리(170)가 위치된 상태를 도시한 사시도이며, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공유리(160)를 도시한 단면도이다.

도 1, 도 5, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 진공유리 합착장치(1)는, 상측유리(170)와 하측유리(180)가 합착되는 프로세스 챔버(30) 내를 진공 환경으로 조성한다. 따라서 상측유리(170)와 하측유리(180)가 메탈씰(190)에 의해 테두리가 밀봉될 때, 상측유리(170)와 하측유리(180) 사이에 있는 공기를 빼주는 별도의 작업이 필요하지 않는다.

진공유리 합착장치(1)에 구비된 가열가압부(100)의 동작으로, 상측유리(170)와 하측유리(180) 사이에 있는 메탈씰(190)을 가열하는 작업과 상측유리(170)를 가압하는 작업이 동시에 이루어지므로 진공유리(160)의 불량율을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진공유리 합착장치(1)는, 로딩 챔버(10)와 언로딩 챔버(20)와 프로세스 챔버(30)와 제1 이송부(40)와 제2이 이송부와 지지부(60)와 스토퍼(80)와 픽업부(90)와 가열가압부(100)와 이동수단(150)을 포함한다.

로딩 챔버(10)의 출구에 프로세스 챔버(30)가 연결되며, 프로세스 챔버(30)의 출구에 언로딩 챔버(20)가 연결된다.

로딩 챔버(10)는 프로세스 챔버(30)에 연결되며, 로딩 챔버(10)의 내측은 대기압 보다 낮은 기압을 조성하는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 변형이 가능하다. 로딩 챔버(10)는 대략 육면체 형상의 케이스를 구비하며, 로딩 챔버(10)의 양측은 도어에 의해 개폐된다.

로딩 챔버(10)의 내측으로 진공유리(160)를 만들기 위한 상측유리(170)와 하측유리(180)가 각각 공급된다. 로딩 챔버(10)의 내측으로 상측유리(170)와 하측유리(180)가 각각 공급된 상태에서 로딩 챔버(10)의 내측은 대기압 보다 낮은 기압으로 형성된다.

언로딩 챔버(20)는 프로세스 챔버(30)의 출구측에 연결되며, 로딩 챔버(10)는 프로세스 챔버(30)의 입구측에 연결된다. 언로딩 챔버(20)의 내측은 대기압 보다 낮은 기압을 조성하는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 변형이 가능하다.

언로딩 챔버(20)는 프로세스 챔버(30)의 내측에서 제조된 진공유리(160)를 전달받는다. 언로딩 챔버(20)는 대략 육면체 형상의 케이스를 구비하며, 언로딩 챔버(20)의 양측은 도어에 의해 개폐된다.

프로세스 챔버(30)는, 대기압 보다 낮은 기압을 조성하는 로딩 챔버(10)가 일측에 연결되며, 합착된 진공유리(160)를 전달받는 언로딩 챔버(20)가 타측에 연결된다. 프로세스 챔버(30)의 내측에는 진공압이 형성되며, 하측유리(180)의 테두리에 메탈씰(190)을 적층시킨 후 상측유리(170)를 하측유리(180)에 접합하므로 진공유리(160)를 만드는 작업이 이루어진다.

제1 이송부(40)는 로딩 챔버(10) 내의 하측유리(180)를 프로세스 챔버(30)로 이송하는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 이송부(40)는 제2 이송부(50)의 하측에 위치하며, 하측유리(180)의 하부를 지지하는 롤러가 복수로 구비된다.

제1 이송부(40)는 로딩 챔버(10) 내에 수평방향으로 설치되며, 프로세스 챔버(30)의 내측에 위치한 지지부(60)로 하측유리(180)를 이송시킨다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세스 챔버(30)의 측면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 이송부(50)를 도시한 도면이다.

도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 이송부(40)의 상부에 위치한 제2 이송부(50)는, 로딩 챔버(10) 내에 위치한 상측유리(170)를 프로세스 챔버(30)로 이송시키는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다.

로딩 챔버(10) 내에 위치한 상측유리(170)는 하측유리(180)의 상부에 위치한다. 제2 이송부(50)는 상측유리(170)의 하부를 지지하는 트레이(200)의 수평이동을 안내한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 이송부(50)는 지지롤러(52)와 가이드롤러(54)를 포함한다.

지지롤러(52)는 상측유리(170)를 지지하는 트레이(200)의 하측을 지지하며 트레이(200)의 이동경로를 따라 설치된다. 지지롤러(52)는 트레이(200)의 폭방향 양측에 위치하며, 트레이(200)의 테두리 하측을 회전 가능하게 지지한다.

지지롤러(52)는 수평방향으로 연장된 원기둥 형상의 롤러이며, 트레이(200)의 하측면에 접한 상태로 설치된다. 트레이(200)가 이동할 때 지지롤러(52)가 회전하므로 트레이(200)와 지지롤러(52) 사이의 마찰력이 저감된다.

지지롤러(52)의 회전축 방향은 수평방향이므로, 지지롤러(52)는 트레이(200)의 하측에 접한 상태로 회전할 수 있다.

가이드롤러(54)는 트레이(200)의 측면에 접하며 회전하는 롤러를 형성하는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다.

가이드롤러(54)는 수직방향으로 연장된 원기둥 형상의 롤러이며, 트레이(200)의 폭방향 측면에 각각 접한 상태로 설치된다. 트레이(200)가 이동할 때 지지롤러(52)와 가이드롤러(54)가 회전하므로 트레이(200) 이동시 발생되는 마찰력이 저감된다.

또한 가이드롤러(54)는 상측유리(170)를 이동하는 트레이(200)가 기울어져서 이동하는 경우, 트레이(200)의 폭방향 양측이 가이드롤러(54)에 접하며 트레이(200)의 이동을 교정할 수 있다.

가이드롤러(54)의 회전축 방향은 수직방향이므로, 가이드롤러(54)는 트레이(200)의 측면에 접한 상태로 회전할 수 있다.

상기 구성을 갖는 제2 이송부(50)는 로딩 챔버(10)의 내측에 설치된다. 또한 필요에 따라 제2 이송부(50)는 로딩 챔버(10)와 프로세스 챔버(30)에 각각 설치될 수도 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전안내부재(64)와 이송모터(67)를 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스토퍼(80)가 상승된 상태를 도시한 사시도이다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 지지부(60)는 프로세스 챔버(30)에 설치되며 로딩 챔버(10)를 통해 프로세스 챔버(30)의 내측으로 이동된 하측유리(180)를 지지하는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부(60)는, 지지프레임(62)과 회전안내부재(64)와 이송모터(67)를 포함한다.

지지프레임(62)은 회전안내부재(64)를 회전 가능하게 지지하는 고정된 프레임이다. 지지프레임(62)은 프로세스 챔버(30)의 내측에 위치하며, 지지프레임(62)에 회전 가능하게 설치된 회전안내부재(64)는 제1 이송부(40)를 통해 프로세스 챔버(30)의 내측으로 이동된 하측유리(180)의 하부를 지지한다.

회전안내부재(64)는 하측유리(180)의 하부에 접하며 회전하는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 회전안내부재(64)는, 이송모터(67)의 회전동력을 전달받아 회전하는 회전축부재(65) 및 회전축부재(65)의 외측 둘레를 따라 돌출되는 회전날개(66)를 포함한다.

회전축부재(65)는 봉 형상이며, 지지프래임의 폭방향으로 설치된다. 회전날개(66)는 회전축부재(65)의 외측에 고정된다. 회전날개(66)는 회전축부재(65)와 함께 회전하며 하측유리(180)의 하부에 접하며 회전한다.

회전날개(66)는 원판 형상으로 이루어질 수 있으며, 필요에 따라서는 회전축부재(65)의 축방향 기준 경사지게 설치될 수도 있다. 회전안내부재(64)의 회전으로 회전안내부재(64)의 상측을 통과하는 하측유리(180)의 정렬이 자동으로 이루어질 수 있다.

이송모터(67)는 회전안내부재(64)의 단부에 연결되며, 회전안내부재(64)를 회전시키는 회전동력을 공급하는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이송모터(67)는 전기모터를 사용하며, 설정된 속도와 회전방향으로 상기 회전안내부재(64)를 회전시킨다.

이송모터(67)는 회전축부재(65)에 각각 연결된다. 따라서 회전축부재(65)의 개수와 이송모터(67)의 개수는 동일할 수 있다. 이송모터(67)가 각 회전안내부재(64)에 연결되므로 회전안내부재(64)의 회전속도와 회전방향을 개별적으로 제어할 수도 있다.

스토퍼(80)는 지지부(60)에 연이어 설치되며, 지지부(60)의 상측으로 돌출되어 하측유리(180)의 이동을 구속하는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스토퍼(80)는, 지지부(60)의 단부에 설치되며 상하 방향으로 이동이 가능하게 설치되는 걸림판(82)과, 걸림판(82)의 하부에 연결되며 구동장치의 동작에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동로드(84)를 포함한다.

평상시에 걸림판(82)은 회전안내부재(64) 보다 낮은 위치에 있으므로, 회전안내부재(64)를 따라 이동하는 하측유리(180)의 이동을 구속하지 않는다.

그러나 하측유리(180)가 지지부(60)의 내측으로 이동되어 하측유리(180)의 이동이 구속될 필요가 있을 때, 이동로드(84)와 함께 걸림판(82)이 상측으로 이동한다. 걸림판(82)이 회전안내부재(64) 보다 높은 위치로 이동하므로, 지지부(60)를 따라 이동하는 하측유리(180)는 걸림판(82)에 걸려서 추가 이동이 구속된다.

지지부(60)에는 가압가열부를 이동시키는 이동수단(150)이 설치된다. 이동수단(150)은 메탈씰(190)이 설치된 위치를 따라 가압가열부를 이동시키는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이동수단(150)은 X축과 Y축과 Z축으로 이동하는 3축 이동장치이다. 이동수단(150)은 이동지지판(152)과 제1이동부(154)와 제2이동부(156)와 제3이동부(158)를 포함할 수 있다.

지지프레임(62)은 이동안내부(63)를 포함한다. 이동안내부(63)는 판 형상이며, 지지프레임(62)의 상측에 세워진 형상으로 설치된다. 이동안내부(63)는 지지프레임(62)의 폭방향 양측에 세워진 형상으로 설치되며, 지지프레임(62)의 길이방향인 X축 방향으로 이동하는 제1이동부(154)의 이동을 안내한다.

제1이동부(154)에 구비된 모터의 동작으로 기어가 회전하며, 랙피니언 기어 연결 방식에 의해 제1이동부(154)가 이동안내부(63)를 따라 이동한다.

제2이동부(156)는 제1이동부(154)와 연결된 이동지지판(152)에 설치되어 제1이동부(154)와 함께 X축 방향으로 이동한다. 이동지지판(152)은 이동안내부(63)의 상측에 위치하며, 지지프레임(62)의 폭방향으로 연장된 판 형상이며, 지지프레임(62)의 측면에 제2이동부(156)와 제3이동부(158)와 가열가압부(100)가 설치된다.

제2이동부(156)는 서보모터를 이용하며, 가열가압부(100)에 연결된 제3이동부(158)를 이동지지판(152)을 따라 Y축 방향으로 이동시킬 수 있다. 제2이동부(156)는 제3이동부(158)와 가열가압부(100)를 Y축 방향으로 이동시키는 기술사상 안에서 다양한 종류의 이동장치를 사용할 수 있다.

제3이동부(158)는 제2이동부(156)의 동작에 의해 가열가압부(100)와 함께 이동지지판(152)을 따라 Y축 방향으로 이동할 수 있다. 또한 제3이동부(158)의 동작에 의해 가열가압부(100)는 상하방향인 Z축 방향으로 이동이 가능하다.

3축으로 이동되는 이동수단(150)은 다양한 방식의 구동장치가 사용될 수 있으며, 실린더 방식이나 모터의 회전력을 전달받는 볼스크류에 연결되어 직선 운동을 하는 방식 등 다양한 방식의 구동장치가 사용될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 픽업부(90)가 상측유리(170)를 들어올린 상태를 도시한 정면도이다.

도 1과 도 7에 도시된 바와 같이, 픽업부(90)는 로딩 챔버(10)를 통해 프로세스 챔버(30)의 내측으로 이동된 상측유리(170)를 하측유리(180)에 적층시키는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다. 픽업부(90)는 지지부(60)의 상부에 위치하며 프로세스 챔버(30)에 설치된다.

픽업부(90)는 상하 방향으로 이동되어 상측유리(170)를 집어 올린 후 하측유리(180)의 상측에 상측유리(170)를 적층한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 픽업부(90)는, 픽업몸체(92)와 픽업암(94)과 이동암과 픽업모터(96)와 기어박스(97)를 포함한다.

픽업몸체(92)는 프로세스 챔버(30)에 고정된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 픽업몸체(92)는 프로세스 챔버(30)의 상측에 고정되며, 상하방향으로 연장된다. 픽업몸체(92)는 프로세스 챔버(30)의 내측에 설치된 제2 이송부(50)의 상측에 위치한다.

픽업암(94)은 픽업몸체(92)의 하측으로 연장되며, 상하 방향으로 이동되는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다. 픽업암(94)은 프로세스 챔버(30)의 내측에 있는 상측유리(170)를 집어서 상측으로 들어올리는 작업과, 하측유리(180)의 상측에 상측유리(170)를 적층하는 작업을 수행한다.

픽업암(94)의 동작에 의해 상측유리(170)가 이동됨을 보다 상세히 설명하면, 픽업암(94)이 상측유리(170)를 들어올린 후 상측유리(170)를 운반하는 트레이(200)가 프로세스 챔버(30)의 외측으로 배출되며, 픽업암(94)이 하강하여 하측유리(180)의 상측에 상측유리(170)를 적층시킬 수 있다.

픽업암(94)의 내측은 공기의 이동통로가 형성될 수 있으며, 진공압을 전달받아 상측유리(170)를 흡착할 수 있다. 또는 픽업암(94)의 하측에 상측유리(170)를 흡착할 수 있는 흡착판이 별도로 구비될 수 있는 등 다양한 변형 실시가 가능하다.

픽업몸체(92)의 상측에는 픽업모터(96)와 기어박스(97)가 설치된다. 픽업몸터의 동작으로 회전동력이 발생되며, 픽업모터(96)와 기어연결된 기어박스(97)로 회전동력이 전달된다. 기어박스(97)의 내측은 픽업암(94)과 연결된 기어가 구비되며, 기어박스(97)로 전달된 동력에 의해 픽업암(94)은 상하 방향으로 이동할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열가압부(100)를 도시한 사시도이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 유리가압부(130)를 도시한 사시도이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열가압부(100)를 도시한 측면도이다.

도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 가열가압부(100)는 프로세스 챔버(30)에 설치되며, 하측유리(180)를 향한 방향으로 상측유리(170)를 가압하는 동작과 함께 상측유리(170)와 하측유리(180)의 사이에 설치된 메탈씰(190)을 가열시키는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다.

가압가열부는 전기에너지를 열에너지로 변환시키는 전자기 유도가열 방식에 의해 상측유리(170)와 하측유리(180)의 사이에 있는 메탈씰(190)(Metal Seal)을 가열시킬 수 있다. 가열이 이루어지기 전에 메탈씰(190)은 점성을 가지고 있으며, 금속 성분을 구비한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가열가압부(100)는, 가열몸체부(110)와 히터부(120)와 유리가압부(130)와 회전부재(140)를 포함한다.

가열몸체부(110)는 이동수단(150)에 연결되는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 가열몸체부(110)는 육면체 형상이며, 히터부(120)와 전기적으로 연결된다. 또한 가열몸체부(110)의 내측에는 인덕션 가열을 위해 교류전원을 생성하는 인버터가 설치된다.

히터부(120)는 가열몸체부(110)의 외측으로 돌출되며, 메탈씰(190)을 녹이기 위한 열원을 형성하는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다. 히터부(120)는 전기열선의 열을 사용하여 메탈씰(190)을 가열할 수 있으며, 전자기 유도 가열 방식에 의해 메탈씰(190)을 가열할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 히터부(120)는, 전자기유도에 의해 전기에너지를 열에너지로 변환시켜 가열하는 인덕션 히팅 방식을 사용한다. 히터부(120)는 돌출부(122)와 히터코일(124)을 사용할 수 있다.

돌출부(122)는 가열몸체부(110)의 외측으로 돌출되며 가열몸체부(110)에서 교류전원을 공급받는다. 돌출부(122)의 외측은 절연 코팅되어 돌출부(122)를 따라 흐르는 전기가 다른 부품에 접하여 누전되는 현상을 방지한다. 돌출부(122)는 가열몸체부(110)의 전방으로 돌출된 후 하측으로 연장될 수 있다.

히터코일(124)은 돌출부(122)와 연결되어 교류전원을 전달받으며, 유리가압부(130)의 내측에 권선된 형상으로 설치되어 자기장을 발생시키는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다.

히터코일(124)이 권선된 형상은 나선형으로 권선될 수 있으며, 사각 모양의 띠 형상으로 권선될 수 있는 등 다양한 변형 실시가 가능하다.

히터코일(124)에서 발생된 자기장에 의해 메탈씰(190)이 가열된다. 전자기유도에 의해 유도된 2차전류가 메탈씰(190)을 흐르는 경우에 발생하는 줄열(Joule’s heat)에 의해 메탈씰(190)이 가열되어 경화되므로 진공유리(160)의 테두리가 메탈씰(190)에 의해 밀봉된다.

메탈씰(190)은 금속, 카본 등의 전기 전도체, 실리콘, 게르마늄, 비소화갈륨, 응용실리카 중 적어도 어느 하나를 재료로 할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리가압부(130)와 히터부(120)를 도시한 정면도이며, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 유리가압부(130)와 히터부(120)를 도시한 저면도이다.

도 11과 도 12에 도시된 바와 같이, 유리가압부(130)는 상측유리(170)와 마주하는 히터부(120)를 감싸는 형상으로 설치되며, 하측유리(180)를 향한 방향으로 상측유리(170)를 가압하는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유리가압부(130)는, 지지브라켓(132)과 이동브라켓(134)과 탄성부재(136)와 히터브라켓(138)을 포함한다.

지지브라켓(132)은 가열몸체부(110)에 고정되는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다. 지지브라켓(132)의 일측은 가열몸체부(110)에 고정되며 지지브라켓(132)의 타측은 가열몸체부(110)의 전방으로 돌출된다. 히터부(120)를 중심으로 히터부(120)의 양측에 지지브라켓(132)이 위치한다.

이동브라켓(134)은 지지브라켓(132)의 하측에 위치하며 상하 방향으로 이동이 가능하게 설치되는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다. 이동브라켓(134)에는 상측을 향하여 개구된 장착홈부(135)가 구비되며, 장착홈부(135)의 내측에 탄성부재(136)가 설치된다.

또한 지지브라켓(132)에서 돌출된 걸림턱(133)이 이동브라켓(134)의 하측에 걸리므로, 이동브라켓(134)이 지지브라켓(132)의 하측으로 이탈됨을 방지할 수 있다.

탄성부재(136)는 지지브라켓(132)과 이동브라켓(134)의 사이에 설치되며 탄성 변형이 이루어지는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재(136)는 코일 스프링이 사용되며, 하측을 향하여 이동브라켓(134)을 가압한다.

히터부(120)의 양측에 지지브라켓(132)과 이동브라켓(134)이 각각 설치되며, 이동브라켓(134)의 사이에 히터브라켓(138)이 설치된다.

히터브라켓(138)은 이동브라켓(134)에서 연장되어 히터코일(124)을 감싸는 형상으로 이루어진다. 또한 볼 형상의 회전부재(140)가 히터브라켓(138)의 하측에 회전 가능하게 설치된다.

히터브라켓(138)은 히터코일(124)을 감싸며 수평방향으로 연장된 판 형상이며, 히터브라켓(138)의 양측은 이동브라켓(134)에 연결된다. 따라서 히터브라켓(138)과 함께 이동브라켓(134)은 상하 방향으로 이동될 수 있다.

회전부재(140)는 상측유리(170)와 마주하는 유리가압부(130)에 회전 가능하게 설치되는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 회전부재(140)는 볼 형상이며, 상측유리(170)와 마주하는 히터브라켓(138)의 하측에 회전 가능하게 설치되므로, 유리가압부(130)가 상측유리(170)의 상측에서 이동할 때 발생되는 마찰을 저감시킬 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 진공유리 합착장치(1)의 작동상태를 상세히 설명한다.

로딩 챔버(10)의 내측에 설치된 제1 이송부(40)를 따라 로딩 챔버(10)의 내측으로 하측유리(180)가 이송된다.

하측유리(180)와 함께 상측유리(170)도 제2 이송부(50)를 따라 로딩 챔버(10)의 내측으로 이송된다. 상측유리(170)는 판 형상의 트레이(200)의 상측에 올려진 상태로 제2 이송부(50)를 따라 이송된다.

로딩 챔버(10)에 있는 하측유리(180)는 제1 이송부(40)를 통해 프로세스 챔버(30)의 내측에 있는 지지부(60)로 이송된다. 지지부(60)로 이송된 하측유리(180)는 회전안내부재(64)에 의해 하측이 지지되며 언로딩 챔버(20)가 설치된 방향을 향하여 이송된다.

스토퍼(80)가 지지부(60)의 상측으로 이동되는 동작에 의해 하측유리(180)는 스토퍼(80)에 걸려서 이동이 구속된다. 스토퍼(80)에 걸린 하측유리(180)는 정위치를 확보할 수 있다.

로딩 챔버(10)의 내측으로 공급된 상측유리(170)는 프로세스 챔버(30)의 내측에 설치된 제2 이송부(50)로 이동된다.

픽업부(90)에 구비된 픽업암(94)이 하강하여 상측유리(170)를 흡착한 후 상측으로 이동한다. 상측유리(170)가 들어올려진 이후 트레이(200)는 프로세스 챔버(30)의 외측으로 이동된다.

픽업암(94)의 하강으로 상측유리(170)도 하강하여 하측유리(180)의 상측에 적층된다. 프로세스 챔버(30)의 내측에 위치한 하측유리(180)의 테두리를 따라 메탈씰(190)이 설치되므로, 상측유리(170)와 하측유리(180)의 사이에는 메탈씰(190)이 위치한다.

이동수단(150)이 동작되어 가열가압부(100)를 하강시켜 상측유리(170)를 하측으로 가압하는 동시에 인덕션 히팅 방식으로 메탈씰(190)을 가열한다. 그리고 이동수단(150)의 동작으로 가열가압부(100)가 메탈씰(190)이 설치된 방향으로 이동된다.

예를 들어 메탈씰(190)이 4각형의 테두리 형상으로 설치된 경우, 가열가압부(100)도 메탈씰(190)이 설치된 형상을 따라 이동한다. 탄성부재(136)에 의해 하측으로 가압되는 히터브라켓(138)에 회전부재(140)가 회전 가능하게 설치되므로, 유리가압부(130)가 상측유리(170)를 따라 이동될 때 발생되는 마찰을 저감시킬 수 있다.

또한 유리가압부(130)가 하측유리(180)에 접하는 방향으로 상측유리(170)를 가압한 상태에서, 유리가압부(130)의 내측에 설치된 히터코일(124)의 작동으로 메탈씰(190)이 가열되며 경화된다.

상측유리(170)와 하측유리(180)의 합착이 완료되어 진공유리(160)를 생산하게 되며, 진공유리(160)는 언로딩 챔버(20)를 통해 후공정으로 이송된다.

상기한 바와 같이 본 발명은, 프로세스 챔버(30)의 내측으로 하측유리(180)와 상측유리(170)가 공급된 후 하측유리(180)와 상측유리(170)가 합착되는 공정이 자동으로 이루어지므로 인건비를 절감하며 생산성을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

1: 진공유리 합착장치
10: 로딩 챔버
20: 언로딩 챔버
30: 프로세스 챔버
40: 제1 이송부
50: 제2 이송부 52: 지지롤러 54: 가이드롤러
60: 지지부
62: 지지프레임 63: 이동안내부 64: 회전안내부재 65: 회전축부재 66: 회전날개 67: 이송모터
80: 스토퍼 82: 걸림판 84: 이동로드
90: 픽업부 92: 픽업몸체 94: 픽업암 96: 픽업모터 97: 기어박스
100: 가열가압부
110: 가열몸체부
120: 히터부 122: 돌출부 124: 히터코일
130: 유리가압부 132: 지지브라켓 133: 걸림턱 134: 이동브라켓 135: 장착홈부 136: 탄성부재 138: 히터브라켓
140: 회전부재
150: 이동수단 152: 이동지지판 154: 제1이동부 156: 제2이동부 158: 제3이동부
160: 진공유리 170: 상측유리 180: 하측유리 190: 메탈씰
200: 트레이

Claims (10)

1. 대기압 보다 낮은 기압을 조성하는 로딩 챔버가 일측에 연결되며, 합착된 진공유리를 전달받는 언로딩 챔버가 타측에 연결되고, 내측에는 진공압을 형성하는 프로세스 챔버;
   상기 로딩 챔버 내의 하측유리를 상기 프로세스 챔버로 이송하는 제1 이송부;
   상기 로딩 챔버 내에 상기 하측유리 상부에 위치한 상측유리를 상기 프로세스 챔버로 이송하고 상기 제1 이송부의 상부에 위치한 제2 이송부;
   상기 프로세스 챔버에 설치되며, 상기 로딩 챔버를 통해 상기 프로세스 챔버의 내측으로 이동된 하측유리를 지지하는 지지부;
   상기 프로세스 챔버에 설치되며, 상기 지지부 상부에 위치하고 상기 로딩 챔버를 통해 상기 프로세스 챔버의 내측으로 이동된 상측유리를 상기 하측유리에 적층시키는 픽업부;
   상기 프로세스 챔버에 설치되며, 상기 하측유리를 향한 방향으로 상기 상측유리를 가압하는 동작과 함께 상기 상측유리와 상기 하측유리의 사이에 설치된 메탈씰을 가열시키는 가압가열부; 및
   상기 메탈씰이 설치된 위치를 따라 상기 가압가열부를 이동시키는 이동수단;을 포함하는 진공유리 합착장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 가압가열부는, 전기에너지를 열에너지로 변환시키는 전자기 유도가열 방식에 의해 상기 메탈씰을 가열시키는 진공유리 합착장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 가압가열부는, 상기 이동수단에 연결되는 가열몸체부;
   상기 가열몸체부의 외측으로 돌출되며 상기 메탈씰을 녹이기 위한 열원을 형성하는 히터부; 및
   상기 상측유리와 마주하는 상기 히터부를 감싸는 형상으로 설치되며, 상기 하측유리를 향한 방향으로 상기 상측유리를 가압하는 유리가압부;를 포함하는 진공유리 합착장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 가압가열부는, 상기 상측유리와 마주하는 상기 유리가압부에 회전 가능하게 설치되는 회전부재;를 더 포함하는 진공유리 합착장치.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 히터부는, 상기 가열몸체부의 외측으로 돌출되며, 상기 가열몸체부에서 교류전원을 공급받는 돌출부; 및
   상기 돌출부와 연결되어 교류전원을 전달받으며, 상기 유리가압부의 내측에 권선된 형상으로 설치되어 자기장을 발생시키는 히터코일;을 포함하는 진공유리 합착장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 유리가압부는, 상기 가열몸체부에 고정되는 지지브라켓;
   상기 지지브라켓의 하측에 위치하며, 상하 방향으로 이동이 가능하게 설치되는 이동브라켓;
   상기 지지브라켓과 상기 이동브라켓의 사이에 설치되며, 탄성 변형이 이루어지는 탄성부재; 및
   상기 이동브라켓에서 연장되어 상기 히터코일을 감싸며, 볼 형상의 회전부재가 하측에 회전 가능하게 설치되는 히터브라켓;을 포함하는 진공유리 합착장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 제2 이송부는, 상기 상측유리를 지지하는 트레이의 하측을 지지하며, 상기 트레이의 이동경로를 따라 설치되는 지지롤러; 및
   상기 트레이의 측면에 접하며 회전하는 가이드롤러;를 포함하는 진공유리 합착장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 지지부는, 상기 하측유리의 하부에 접하며 회전하는 회전안내부재;
   상기 회전안내부재의 단부에 연결되며, 상기 회전안내부재를 회전시키는 회전동력을 공급하는 이송모터;를 포함하는 진공유리 합착장치.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 지지부에 연이어 설치되며, 상기 지지부의 상측으로 돌출되어 상기 하측유리의 이동을 구속하는 스토퍼;를 더 포함하는 진공유리 합착장치.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 픽업부는, 상기 프로세스 챔버에 고정되는 픽업몸체; 및
    상기 픽업몸체의 하측으로 연장되며, 상하 방향으로 이동되는 픽업암;을 포함하며,
    상기 픽업암이 상기 상측유리를 들어올린 후 상기 상측유리를 운반하는 트레이가 상기 프로세스 챔버의 외측으로 배출되며, 상기 픽업암이 하강하여 상기 하측유리의 상측에 상기 상측유리를 적층시키는 진공유리 합착장치.

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