KR102777073B1 - 가변하는 지그와 레일 구조의 다중곡면 곡유리 제조장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 다중곡면 곡유리 제조장치는, 대차 일체형 가변 구조 지그가 유리판을 싣고 이송하기 위한 한 쌍의 제1 레일; 상기 유리판을 예비 가열하는 예열로; 예열된 유리판을 연화점 근처로 가열하는 가열로; 가열된 유리판을 다중곡면의 하형 금형과 상형 금형 사이에 넣어 가압 성형하는 프레스로 및 성형된 다중곡면 곡유리를 냉각하는 서냉로를 포함하되, 프레스로의 제2 레일은 제1 레일과 분리되어 좌우 양쪽으로 벌어지는 것을 특징으로 한다.

Description

가변하는 지그와 레일 구조의 다중곡면 곡유리 제조장치 및 그 방법{Apparatus and method for manufacturing multi-curved glass with variable zig and rail structure}

본 발명은 가변하는 지그와 레일 구조의 다중곡면 곡유리 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가압로 영역에서 지그와 일체인 대차와 레일이 양쪽으로 벌어지면서 프레스 금형에 인계하여 상하 금형의 압착 또는 상부 금형의 흡착으로 성형을 하는 것이 특징인 곡유리 제조장치에 관한 것이다.

2차원과 3차원 등의 다중곡면을 갖는 강화유리는 자동차 유리와 같이 다양한 형태의 곡면이 형성된 유리로 자동차 유리 및 건축 유리 등에 사용되고 있다.

종래의 곡유리 제조는 자중 방식이나 프레스 방식으로 판유리를 사용하여 제조하였다.

자중 방식은 다양한 다중곡면을 구현하는데 한계가 있으며 치수의 정확도가 떨어져 품질이 안정적이지 못하여 제품의 산포도가 크다.

프레스 방식은 몰드 수가 많고 몰드와 유리를 동시에 가열하여 가열 시간과 에너지가 많이 들고 몰드의 수명이 짧아져 개발비와 원가 상승이 초래되어 가격경쟁력이 떨어져 경제성이 없다. 또한, 몰드와 판유리를 동시에 가열함으로써 접촉부에서의 열전도 차이 또는 열팽창계수의 차이로 핀홀 등 결함이 많이 발생한다.

한국등록특허 제10-2047447호

상기의 문제점을 해결하고자 본 발명은 가변하는 지그와 레일 구조의 다중곡면 곡유리 제조장치를 제공하고자 한다.

상기의 해결하고자 하는 과제를 위한 본 발명에 따른 대차 일체형 가변 구조 지그는, 유리판을 안착하여 이송하되 좌우 양쪽으로 벌릴 수 있는 한 쌍의 가변 구조의 지그; 상기 지그를 지지하는 지지대 및 상기 지지대의 단부에 부착하여 레일상에서 굴러가는 바퀴를 포함한다.

상기 지그는 가운데가 비어 있어 지그와 유리판의 접촉을 최소화하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시 예로서 다중곡면 곡유리 제조장치는, 대차 일체형 가변 구조 지그가 유리판을 싣고 이송하기 위한 한 쌍의 제1 레일; 상기 유리판을 예비 가열하는 예열로; 예열된 유리판을 연화점 근처로 가열하는 가열로; 가열된 유리판을 다중곡면의 하형 금형과 상형 금형 사이에 넣어 가압 성형하거나 상부 금형만으로 흡착에 의한 성형을 하는 프레스로 및 성형된 다중곡면 곡유리를 냉각하는 서냉로를 포함하되, 프레스로의 제2 레일은 제1 레일과 분리되어 좌우 양쪽으로 벌어지는 것을 특징으로 한다.

상기 지그 또는 금형은 카본층이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 하형 금형과 상형 금형은 단독 가열과 냉각 구조를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 지그가 프레스로에 도달하면 프레스로의 제2 레일이 좌우로 양쪽으로 벌어져 지그가 좌우로 벌어지면서 대기하고 있는 프레스 금형의 하형 금형 위에 인계 안착하는 것을 특징으로 한다.

다중곡면 곡유리로 성형이 완료되면 상부 금형의 진공 흡착으로 서냉로로 이송하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예로서 다중곡면 곡유리를 제조하는 방법은, 대차 일체형 가변 구조 지그에 평유리판을 안착하는 단계; 평유리판이 안착된 지그를 제1 레일을 따라 예열로로 이송하는 단계; 예열로에서 평유리판을 예비 가열하고 가열로로 이송하는 단계; 가열로에서 예열된 유리판을 연화점 근처로 가열하고 프레스로로 이송하는 단계; 프레스로에서 가열된 유리판을 대기하고 있는 다중곡면의 하형 금형에 안착하면서 좌우 양쪽으로 제2 레일을 이동시켜 지그를 분리하는 단계; 상형 금형으로 가열된 유리판을 가열하여 다중곡면의 곡유리를 성형하는 단계; 성형된 다중곡면 곡유리를 상형 금형으로 진공 흡착하여 냉각하는 서냉로로 이송하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 가변 레일 구조의 다중곡면 강화유리 제조장치는 판유리의 이송 지그가 좌우가 벌어지는 구조로 중앙부가 비어 있어 유리면과 접촉이 적어 유리의 가열속도가 빨라 생산성이 높다.

또한, 곡유리 성형 후 진공 흡착으로 이송을 하여 유리의 손상을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 가변 레일 구조의 다중곡면 강화유리 제조장치는 자중이 크지 않은 자동차용 CID(center information display)와 같이 박판유리나 소형의 곡유리에 적합하다.

또한, 레일의 양 종단 구간을 상하 리프트 방식으로 형성하여 폐쇄 루프(loop)를 따라 지그를 순환함으로써 설비 공간을 최소화하여 최적화할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 다양한 다중곡면 곡유리의 수직 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 지그의 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 지그와 대차의 수직 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 다중곡면 곡유리 제조장치의 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 다중곡면 곡유리 제조장치의 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 다중곡면 곡유리 제조방법의 흐름도이다.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예와 도면을 참고하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 하나의 발명을 설명하기 위한 것으로서 권리범위는 예시된 실시예에 한정되지 아니하고, 예시된 도면은 발명의 명확성을 위하여 핵심적인 내용만 확대 도시하고 부수적인 것을 생략하였으므로 도면에 한정하여 해석하여서는 아니 된다.

도 1은 본 발명에 따른 다양한 다중곡면 곡유리의 수직 단면도이다. 자중 방식은 유리판을 가열하면 연화점 근처에서 자체 하중에 의하여 금형의 형태로 형상이 변하는 방식이고, 프레스 방식은 원하는 다중곡면의 상/하 금형 사이에 가열된 유리판을 넣고 가압하여 형상을 변형시키는 방식으로 다양한 형태의 다중곡면을 제조할 수 있으며 자중방식보다 빨라 생산성이 높다.

본 발명은 상/하 금형을 사용하여 다중곡면을 가진 곡유리를 제조한다.

도 2는 본 발명에 따른 지그의 평면도로서 좌우로 벌릴 수 있도록 분리된 것이 특징이다. 지그(zig)는 가공물을 안치하여 안내하는 고정구로 하나의 몸체로 형성되는 것이 일반적이나, 본 발명에서는 유리와 접촉을 최소화하고 빠른 열응답 특성을 위하여 가운데가 비어 있고, 프레스 금형에 쉽게 인계할 수 있도록 좌우 양쪽으로 벌릴 수 있는 가변 구조가 특징이다.

열응답 속도를 빠르게 하면 유리의 열충격을 감소시켜 크랙이나 핀홀 등의 결함 발생을 줄일 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 지그와 대차의 수직 단면도로서, 지그를 지지하는 지지대(11) 및 상기 지지대의 단부에 부착하여 레일(20)상에서 굴러가는 바퀴(12)를 포함하는 대차가 지그와 결합하여 각 쌍이 하나로 대차 일체형을 이루는 것이 특징이다. 이는 프레스로(50)에서 금형에 유리판을 인계하기 위하여 레일과 함께 좌우 양쪽으로 벌릴 수 있도록 하기 위함이다.

도 4는 본 발명에 따른 다중곡면 곡유리 제조장치의 평면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 다중곡면 곡유리 제조장치의 사시도로서, 대차 일체형 가변 구조 지그가 유리판을 싣고 이송하기 위한 한 쌍의 제1 레일(20); 상기 유리판을 예비 가열하는 예열로(30); 예열된 유리판을 연화점 근처로 가열하는 가열로(40); 가열된 유리판을 다중곡면의 하형 금형과 상형 금형 사이에 넣어 가압 성형하는 프레스로(50) 및 성형된 다중곡면 곡유리를 냉각하는 서냉로(60)를 포함하되, 상기 가열로의 제2 레일(21)은 제1 레일과 분리되어 좌우 양쪽으로 벌어지는 것을 특징으로 한다.

상기 예열로, 가열로 및 프레스로는 가열수단에 의하여 가열되며 가열수단은 니크롬선(nichrome wire), 칸탈(kanthal), 실리콘 카바이드(silicon carbide), 또는 세라믹(ceramic) 등의 히터일 수 있다.

상/하 금형이나 지그는 평유리판과의 열팽창 계수 차이를 극복하기 위한 완충층으로 금속층을 도금하거나 카본층이 형성될 수 있다.

카본층은 고온에서도 치수의 변함이 없고, 열전도성과 윤활성을 제공하여 유리 성형시 일정한 품질을 확보할 수 있다. 또한, 카본층은 유리 성형의 형태에 따라 유리에 직접적으로 받칠 수 있는 받침대 역할을 제공할 수 있다.

금형은 단독 가열과 냉각 구조를 구비하여 유리의 종류 및 성형 조건에 따라 가열과 냉각 조건을 조정할 수 있어 유리와 금형의 동시 가열로 인한 열팽창계수의 차이 등 부작용을 최소화 할 수 있다.

다중곡면으로 성형하고자 하는 박판유리를 재단하여 지그에 안착한다. 입구 대기실에서 예열로 및 가열로를 거쳐 프레스로에 도달하면 지그는 좌우로 벌어지고 유리는 대기하고 있는 프레스 금형의 하형 금형 위에 인계 안착된다.

지그의 벌림은 실린더 및 기계적 구조를 통해 분리된 제2 레일을 잡아 당겨 벌어지게 함으로써 상부에 있는 지그 대차 및 지그가 분리된 제2 레일(21)을 따라 좌우로 벌어진다.

성형된 곡유리는 상부 금형의 진공 흡착을 통해 이송되어 서냉존으로 이송된다.

본 발명에 따른 다중곡면 곡유리 제조장치는 제1 레일의 양 종단 구간을 상하 리프트 방식으로 형성하여 폐쇄 루프(loop)를 따라 지그를 순환함으로써 설비 공간을 최소화하여 최적화할 수 있다.

또한, 콘베어 방식이나 인라인 방식을 적용하여 연속 공정으로 생산성을 증시켜 고품질의 다중곡면 곡유리의 제조 원가를 줄일 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 다중곡면 곡유리 제조방법의 흐름도로서, 대차 일체형 가변 구조 지그에 평유리판을 안착하는 단계; 평유리판이 안착된 지그를 제1 레일을 따라 예열로로 이송하는 단계; 예열로에서 평유리판을 예비 가열하고 가열로로 이송하는 단계; 가열로에서 예열된 유리판을 연화점 근처로 가열하고 프레스로로 이송하는 단계; 프레스로에서 가열된 유리판을 대기하고 있는 다중곡면의 하형 금형에 안착하면서 좌우 양쪽으로 제2 레일을 이동시켜 지그를 분리하는 단계; 상형 금형으로 가열된 유리판을 가열하여 다중곡면의 곡유리를 성형하는 단계; 성형된 다중곡면 곡유리를 상형 금형으로 진공 흡착하여 냉각하는 서냉로로 이송하는 단계를 포함한다.

10: 지그 11: 지지대
12: 바퀴 20: 제1 레일
21: 제2 레일 30: 예열로
40: 가열로 50: 프레스로
60: 서냉로

Claims (11)

1. 삭제
2. 삭제
3. 유리판을 안착하여 이송하되 좌우 양쪽으로 벌릴 수 있는 한 쌍의 가변 구조의 지그(10); 상기 지그를 지지하는 지지대(11) 및 상기 지지대의 단부에 부착하여 레일(20)상에서 굴러가는 바퀴(12)를 포함하는 대차 일체형 가변 구조 지그;
   상기 대차 일체형 가변 구조 지그가 유리판을 싣고 이송하기 위한 한 쌍의 제1 레일(20);
   상기 유리판을 예비 가열하는 예열로(30);
   예열된 유리판을 연화점 근처로 가열하는 가열로(40);
   가열된 유리판을 다중곡면의 금형 형상으로 성형하는 프레스로(50) 및
   성형된 다중곡면 곡유리를 냉각하는 서냉로(60)를 포함하되,
   프레스로의 제2 레일(21)은 제1 레일과 분리되어 좌우 양쪽으로 벌어지는 것을 특징으로 하는 다중곡면 곡유리 제조장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 지그 또는 금형은 카본층이 형성된 것을 특징으로 하는 다중곡면 곡유리 제조장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 금형은 상형 금형과 하형 금형 한 쌍으로 형성되어 상하 가압으로 성형하는 것을 특징으로 하는 다중곡면 곡유리 제조장치.
6. 제3항에 있어서,
   상기 금형은 다중곡면의 상형 금형만으로 흡착에 의하여 곡유리를 성형하는 것을 특징으로 하는 다중곡면 곡유리 제조장치.
7. 제3항에 있어서,
   상기 다중곡면의 금형은 단독 가열과 냉각 구조를 구비한 것을 특징으로 하는 다중곡면 곡유리 제조장치.
8. 제3항에 있어서,
   상기 지그가 프레스로에 도달하면 프레스로의 제2 레일(21)이 좌우로 양쪽으로 벌어져 지그가 좌우로 벌어지면서 대기하고 있는 프레스 금형의 하형 금형 위에 인계 안착하는 것을 특징으로 하는 다중곡면 곡유리 제조장치.
9. 제3항에 있어서,
   다중곡면 곡유리로 성형이 완료되면 상부 금형의 진공 흡착으로 서냉로로 이송하는 것을 특징으로 하는 다중곡면 곡유리 제조장치.
10. 제3항에 있어서,
    제1 레일의 양 종단 구간을 상하 리프트 방식으로 형성하여 폐쇄 루프(loop)를 따라 지그가 순환하는 것을 특징으로 하는 다중곡면 곡유리 제조장치.
11. 제3항의 다중곡면 곡유리 제조장치를 사용하여 다중곡면 곡유리를 제조하는 방법은,
    대차 일체형 가변 구조 지그에 평유리판을 안착하는 단계;
    평유리판이 안착된 지그를 제1 레일을 따라 예열로로 이송하는 단계;
    예열로에서 평유리판을 예비 가열하고 가열로로 이송하는 단계;
    가열로에서 예열된 유리판을 연화점 근처로 가열하고 프레스로로 이송하는 단계;
    프레스로에서 가열된 유리판을 대기하고 있는 다중곡면의 하형 금형에 안착하면서 좌우 양쪽으로 제2 레일을 이동시켜 지그를 분리하는 단계;
    상형 금형으로 가열된 유리판을 가열하여 다중곡면의 곡유리를 성형하는 단계;
    성형된 다중곡면 곡유리를 상형 금형으로 진공 흡착하여 냉각하는 서냉로로 이송하는 단계를 포함하는 다중곡면 곡유리 제조방법.