KR100978612B1 - 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도광판 표면의 3 차원적 굴곡 면을 2 단계로 정밀하게 추적하면서 미세한 광학적인 산란패턴을 정확하며 끊어지지 않게 연속 가공하는 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치에 관한 것으로, 내부에 탄성체를 포함하고 도광판 표면의 굴곡면과 평행이 조정된 상태로 접촉하는 1 단계 구동력을 발생하는 굴곡조정부, 굴곡조정부에 유동결합하고 1 단계 구동력을 인가받아 전달하는 전달부, 전달부와 회동결합하고 1 단계 구동력을 전달하는 힌지부, 힌지부에 고정결합하고 다수의 투스를 구비하며 1 단계 구동력에 의하여 도광판의 굴곡진 표면과 평행이 조정된 상태로 접촉하고 미세한 광학적 산란패턴의 홈을 가공하는 가공부를 포함하여 이루어지는 특징에 의하여 도광판의 편평하지 않은 표면에 균일한 깊이의 광학적 산란패턴을 정밀하게 가공하고, 표면의 3 차원 굴곡면을 추적하면서 미세한 광학적 산란패턴이 가공하며, 표면의 굴곡지거나 휘어진 표면을 2 단계로 미세하게 추적하면서 가공하는 효과가 있다.

Description

자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치{An apparatus of automatic parallel adjustment scraper manufacturer}

본 발명은 에지형(edge-type) 도광판의 표면에 광학적인 산란패턴을 균일한 깊이로 스크레이핑(scraping)하여 가공하는 스크레이퍼(scraper)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도광판 표면의 3 차원(3D)적 굴곡 면을 2 단계로 정밀하게 추적하면서 미세한 광학적인 산란패턴을 정확하며 끊어지지 않게 연속 가공하는 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치에 관한 것이다.

정보에는 시각을 사용하는 정보 이외에 청각, 후각, 촉각, 감각 등을 사용하는 정보가 더 있을 수 있다.

정보를 전달하는 경우 지정된 상대방이 인식할 수 있도록 표시하여야 하며, 표시방식에는 종이 등에 문자, 그림, 기호 등과 같이 움직이지 않는 시각 매체로 전달하는 수동표시 방식과 LCD(liquid crystal display) 등과 같이 문자, 그림, 기호 등에 빛, 동영상이 더 포함된 매우 다양한 시각적 매체를 통하여 대량의 정보를 전달하는 능동표시 방식이 있다.

능동적인 표시 장치에는 일례로, 브라운관 표시장치, 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT) 기술 등을 응용하는 평판 디스플레이(Flat Panel Display: FPD) 방식의 LCD(liquid crystal display) 표시장치 등이 있다.

LCD 표시장치는 고체와 액체의 중간상태인 결정(crystal)이면서 3 차원적으로 결정의 방향성을 제어하는 액체결정 또는 액정(liquid crystal)을 이용하여 빛의 반사와 투광을 제어하므로 정보를 시각적으로 표시한다.

또한, LCD 표시장치는 각각의 화소(pixel)를 구성하는 액정을 디지털 방식으로 제어하므로 보다 명확하고 선명한 영상정보를 제공하며, 정보의 표시면적을 비교적 크게 넓힐 수 있고 화질이 우수하며 무게, 부피 및 소비전력 등을 획기적으로 줄이는 동시에 이동성 및 휴대성이 매우 우수한 장점이 있다.

그러나 LCD 표시장치는 자체적으로 빛을 내는 브라운관 표시장치와 달리 자체적으로 빛을 내지 못하므로, 빛이 없는 곳에서 사용하기 위하여 광원을 별도로 구비하여야 한다.

여기서 구비된 광원을 앞면 쪽에 배치하여 빛을 공급하는 반사방식과 뒷면 쪽에 배치하여 빛을 공급하는 투과방식 및 이러한 반사방식과 투과방식을 혼합한 하이브리드 방식이 있다.

이와 같은 투과방식에 사용되는 광원 공급 장치를 백라이트 유닛(Back Light Unit: BLU)이라 하고, 반사방식에 사용되는 광원 공급 장치를 프론트 라이트 유닛(Front Light Unit: FLU)이라 한다.

이 중에서 백라이트 유닛(BLU)은 광원의 배치방식에 의하여 다시 직하형(direct lighting)과 측면형(edge lighting)으로 구분된다.

일반적인 광원은 점(point) 광원이며 다수의 점광원을 일렬로 배치하는 경우 선(line) 광원이 되고, 다수의 선광원을 인접한 상태로 연속 배치하는 경우 면(face) 광원이 된다.

LCD 표시장치는 면광원을 필요로 하고 특히, 투과방식 LCD 표시장치에서는 정보가 표시되는 넓은 면적에서 면광원이 균일한 휘도(brightness)로 발광하도록 하기 위하여 광원의 빛을 고르게 산란시키는 확산판 또는 도광판(이하, ‘도광판’이라 한다.) 구조를 필요로 한다.

이하의 설명에서 LCD 표시장치는 하나의 예시 일뿐, 본 발명은 광원의 빛을 넓은 면적으로 고르게 산란시키는 도광판의 기능을 하는 것으로 LCD 표시장치를 포함하는 다양한 전자적 표시장치 분야에 적용할 수 있다.

직하형 백라이트 유닛은 도광판의 아래에 다수의 광원을 배치하여 면광원을 만들고 도광판에서 균일한 휘도로 산란시켜 액정판에 입사시키는 구조이며, 측면형은 측면(edge)에 일렬 배치된 다수의 광원으로부터 입사된 빛을 도광판에서 균일하게 산란시키므로 면광원으로 변환한 후에 액정판에 입사시키는 구조이다.

즉, 백라이트 유닛 장치는 광원, 도광판, 반사판을 포함하는 것이 일반적인 구조이다.

에지형 백라이트 유닛 장치는 도광판의 측면에 광원을 배치하므로 비교적 두께가 얇은 구조적 특징이 있고, 휴대용 장비 등과 같이 소형, 경량 및 박형을 요구하는 장비에서 주로 사용하며, 직하형 백라이트 장치는 도광판의 밑면에 광원을 배치하므로 비교적 두께가 두꺼워지나 광효율이 우수하여 표시되는 화상의 품질을 높이므로 TV용 모니터 등과 같이 대형 화면을 요구하는 장비에서 주로 사용한다.

이러한 에지형 백라이트와 직하형 백라이트가 포함되는 도광판은 광원으로부터 입사된 빛의 굴절, 정반사, 난반사, 회절이 반복되도록 하므로 도광판의 전체 표면에서 고르게 산란하고 면광원으로 변환하도록 하는 소정 형상의 광학적(optical) 산란패턴(scattering pattern)을 구비하는 것이 일반적이다.

도광판에 광학적 산란패턴을 형성하는 통상적인 방법 중에 하나는 수지(resin), 비드(bead) 및 접착제가 혼합된 잉크를 이용하여 스크린 인쇄(screen print)하는 방식이 있다.

이러한 인쇄방식은 잉크에 혼합된 수지와 비드의 입자 상태 및 혼합되는 접착제의 용량 차이 또는 도광판의 표면 상태 등에 의하여 균일하게 반복 인쇄하기 어렵고 불량 발생이 매우 많게 된다.

또한, 광학적 산란패턴이 복잡한 경우 잉크가 퍼지거나 중첩되면서 문양이 흐트러지므로 균일한 휘도의 면광원으로 변환하기 어렵고, 시간이 지나면서 인쇄된 광학적 산란패턴의 일부가 분리되어 수명을 단축하는 등의 문제가 있다.

여기서 도광판 자체의 표면에 화학적 부식, 레이저 또는 기계적 가공 등으로 요철을 형성 또는 성형(이하, ‘형성’이라 한다.)하는 기술이 주목받고 있으나, 화학적 부식과 레이저 가공 기술은 요철의 깊이 등을 정밀하게 제어하기 어렵고 공정이 비교적 복잡하며 가격이 비싼 등의 문제가 있다.

그러므로 가공 기술 중에서도 스크레이퍼(scraper)를 이용하여 도광판에 요철의 문양을 기계적으로 직접 가공하여 형성하는 기술이 집중 개발되고 있다.

한편, LCD 표시장치는 이동성 등을 높이기 위하여 경량이면서 두께가 얇은 것을 요구하므로 도광판의 두께가 얇은 동시에 도광판에 가공되는 광학적 산란패턴의 깊이도 매우 얕게 형성된다.

또한, 도광판의 표면은 매우 편평할 것을 요구하고 있으나 생산, 보관 및 가공시의 중력 등에 의하여 매우 작은 굴곡이 형성된다.

굴곡이 형성되어 편평하지 않은 도광판은 표면에 광학적 산란패턴의 요철을 균일한 깊이로 형성하기 어려운 문제가 있다.

또한, 편평하지 않은 도광판에 광학적 산란패턴의 요철을 가공하는 경우 특정 부분에서 산란패턴이 연속적으로 가공되지 않고 불연속적으로 가공되는 문제가 있다.

따라서 도광판이 편평하지 않은 경우에도 기계적인 스크레이퍼를 이용하여 광학적 산란패턴의 요철을 균일한 깊이로 정확하게 가공하는 기술을 개발할 필요가 있다.

또한, 도광판의 편평하지 않고 3 차원으로 미세하게 굴곡진 표면을 따라 정밀한 광학적 산란패턴에 의한 요철을 끊어지지 않고 정확하게 연속적으로 가공하는 스크레이퍼 장치를 개발할 필요가 있다.

본 발명은 도광판의 표면이 편평하지 않은 경우에도 기계적인 스크레이퍼를 이용하여 광학적 산란패턴의 요철을 균일한 깊이로 가공하는 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치를 제공하는 것이 그 목적이다.

또한, 본 발명은 도광판 표면의 편평하지 않은 3 차원적 굴곡 면을 따라 이동하면서 끊어지지 않고 이어진 광학적 산란패턴을 가공하는 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치를 제공하는 것이 그 목적이다.

또한, 본 발명은 도광판 표면의 굴곡을 2 단계로 미세하게 추적하면서 정밀한 광학적 산란패턴을 끊어지지 않고 연속적으로 정확하게 가공하는 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치를 제공하는 것이 그 목적이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 내부에 탄성체를 포함하고 도광판 표면의 굴곡면과 평행이 조정된 상태로 접촉하는 1 단계 구동력을 발생하는 굴곡조정부와, 굴곡조정부에 유동결합하고 1 단계 구동력을 인가받아 전달하는 전달부와, 전달부와 회동결합하고 1 단계 구동력을 전달하는 힌지부와, 힌지부에 고정결합하고 다수의 투스를 구비하며 1 단계 구동력에 의하여 도광판의 굴곡진 표면과 평행이 조정된 상태로 접촉하고 미세한 광학적 산란패턴의 홈을 가공하는 가공부를 포함하여 이루어지는 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치를 제시한다.

바람직하게, 전달부에 고정되고 내부에 탄성체와 평행로드부를 포함하며 다수의 투스가 도광판 표면의 굴곡면과 평행을 형성하고 균일한 압력으로 접촉하는 2 단계 구동력을 발생하는 평행조정부를 더 포함하여 이루어진다.

여기서 평행조정부는, 전달부의 몸체에 고정결합하고 일측 끝단은 완전 개방되며 내측벽에 나사산이 형성되고 타단은 부분 개방된 평행홀과, 평행홀에 수납되고 탄성체에 의하여 2 단계의 구동력을 발생하는 평행탄성부와, 평행홀의 나사산과 나사결합하여 평행탄성부의 수납상태를 유지하고 구동력의 크기를 각각 조정하는 나비볼트부 및 평행홀의 부분 개방된 홀에 유동결합하여 구동력을 전달하는 평행로드부를 포함하여 이루어진다.

그리고 평행조정부는, 전달부에 가로 방향과 세로 방향 중에서 선택된 어느 하나의 방향으로 하나 이상을 구비하는 구성이다.

한편, 굴곡조정부는 탄성체에 의하여 1 단계의 구동력을 발생하는 구동부와, 구동부를 수납하고 일측 끝단이 완전 개방되며 내측벽에 나사산이 형성된 구동홀을 구비하고 일측 타단은 부분 개방되어 전달홀을 형성하는 구동몸체부 및 구동몸체부의 나사산과 나사 결합하여 구동홀의 개방된 부분을 차단하며 구동부의 수납상태를 유지하고 구동력의 크기를 조정하는 마개볼트부를 포함하여 이루어진다.

또한, 전달부는 굴곡조정부의 전달홀에 유동결합 상태로 삽입되고 턱에 의하여 이탈되지 못하며 1 단계 구동력을 전달받는 전달머리부와, 전달머리부에 고정결합하고 1 단계 구동력을 인가받아 전달하는 전달로드부와, 전달로드부에 고정결합하고 1 단계 구동력을 전달하는 전달몸체부와, 전달몸체부의 하측에 형성되고 힌지부와 회동결합하는 힌지수납홈 및 힌지수납홈의 측벽에 형성되는 힌지축공을 포함하여 이루어진다.

여기서 힌지수납홈은, 일 측벽이 개방된 것과 개방되지 않은 것 중에서 선택된 어느 하나의 구성으로 이루어진다.

또한, 힌지부는 전달부의 힌지축공에 삽입되어 고정결합하는 힌지축과, 힌지축을 삽입하여 회동결합하는 힌지홀 및 힌지홀을 형성하고 힌지축이 전달하는 구동력을 전달받는 힌지로드를 포함하여 이루어진다.

그리고 힌지부는 힌지홀을 중심으로 힌지로드의 반대방향에 평행스틱부를 더 포함한다.

여기서 힌지홀은 원형, 타원형 및 삼각형 중에서 선택된 어느 하나의 형상으로 이루어진다.

또한, 힌지부는 하나로 형성된 것과 중앙이 분리되어 양쪽으로 대칭되게 형성된 것 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진다.

그리고 가공부는 굴곡조정부의 중심축을 기준으로 플러스(+) 마이너스(-) 5 도 범위 내에서 좌우로 평행을 조정하는 구성으로 이루어진다.

상기와 같은 구성의 본 발명은 기계적인 스크레이퍼 장치를 이용하여 도광판의 편평하지 않은 표면에 균일한 깊이의 미세한 광학적 산란패턴을 가공하는 산업적 이용효과가 있다.

또한, 상기와 같은 구성의 본 발명은 도광판 표면의 3 차원 굴곡면을 정밀하게 추적하면서 미세한 광학적 산란패턴이 끊어지지 않고 이어진 상태로 정밀하게 가공하는 사용상 편리한 효과가 있다.

한편, 상기와 같은 구성의 본 발명은 도광판 표면의 굴곡지거나 휘어진 표면을 2 단계로 미세하게 추적하면서 정밀한 산란패턴을 끊어지지 않고 정확하게 연속적으로 가공하는 산업적 이용효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 기술을 설명하기 위한 백라이트 유닛의 단면 도시도,
도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 도광판과 광원의 배치 상태 및 구성을 설명하기 위한 기능 도시도,
도 3 은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 도광판과 광원의 배치 상태를 설명하기 위한 기능 도시도,
도 4 는 본 발명의 일 실시 예에 의하여 도광판의 표면에 산란패턴을 스크레이핑하는 방식의 설명 도시도,
도 5 는 본 발명의 일 실시 예에 의하여 외형이 변형된 도광판을 설명하기 위한 도시도,
도 6 은 본 발명의 일 실시 예에 의하여 변형이 발생한 상태를 설명하기 위한 도광판의 절단면 도시도,
도 7 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치의 사시도,
도 8 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치의 기능 구성도,
도 9 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치의 힌지수납홈에 대한 기능 도시도,
도 10 은 본 발명의 다른 일 실시 예에 의한 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치의 기능 구성도,
도 11 은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 의한 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치의 기능 구성도,
도 12 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치의 평행조정부에 대한 기능 도시도,
도 13 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치의 삼각형상 힌지홀에 대한 작용을 설명하는 도시도,
그리고
도 14 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 자동평행조정 스크레이퍼 가공장치를 일직선으로 다수 연결한 스크레이퍼 가공장치 어세이의 조립 상태 도시도 이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 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. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명과 도면 도시는 생략한다.

본 발명에서 평행이라 함은 도광판의 지정된 위치에서 표면이 형성하는 직선과 스크레이퍼의 다수 투스 끝단부분을 연결한 직선이 서로 평행을 이루는 것을 말하며 이는 도광판에 미세한 광학적 산란패턴을 균일하고 일정한 깊이로 정확하게 가공하기 위한 것이다.

자동평행조정이란 투스의 끝을 연결한 직선이 접촉한 도광판의 표면 중 미세한 굴곡이 발생한 위치에서 평행을 자동으로 조정한다는 의미로 설명한다.

정보에는 시각정보, 청각정보, 후각정보, 촉각정보 등으로 구분할 수 있으며, 시각정보를 표시하는 장치에는 CRT와 같이 자체적으로 발광하는 발광성 표시장치와 LCD와 같이 자체적으로 발광하지 못하고 외부의 빛을 이용하는 비발광성 표시장치로 구분할 수 있다.

비발광성 표시장치는 외부에서 빛을 공급하는 백라이트 장치(backlight unit: BLU)가 필요하며, 백라이트 장치는 측면에서 빛을 공급하여 면광원으로 변환하는 에지형과, 바닥면 전체에서 빛을 공급하여 면광원으로 공급하는 직하형으로 구분할 수 있다.

유효면적(유효화면)은 백라이트 장치에서 면광원으로 변환되어 LCD 표시장치에 공급되므로 사용자가 시각정보를 유효하게 식별할 수 있도록 하는 영역이다.

광학적 패턴 또는 광학패턴(optical pattern)은 다양한 문양의 산란패턴에 의하여 빛을 굴절, 회절, 반사시키므로 빛의 진행경로를 변경 및 제어하는 패턴이다.

산란패턴(scattering pattern)은 광학패턴을 이용하여 빛이 원하는 영역 또는 부분에서 균일 또는 불균일하게 산란되도록 하는 패턴인 것으로 이하에서 설명한다.

스크레이퍼(scraper)는 선택된 문양을 기계적으로 깎아내는 가공 수단이고, 스크레이핑(scraping)은 스크레이퍼로 가공하는 상태인 것으로 설명한다.

어세이(assy)는 어셈블리(assembly)의 약어이고, 다르거나 동일한 다수의 부품을 일정한 규칙에 의하여 조립하여 하나의 부품으로 만든 상태이며, 이하에서는 소정 단위로 규격화된 스크레이퍼를 일렬로 배치하여 하나로 조립하므로 소정의 길이로 만든 스크레이퍼 어세이의 의미로 설명한다.

스프링(spring)은 탄성에 의하여 움직이는 힘을 발생하는 것으로 코일 스프링, 판스프링 등과 같이 종류가 매우 많으며, 에어 실린더는 공기를 이용하여 직선으로 움직이는 힘을 발생하고, 오일 실린더는 오일을 이용하여 직선으로 움직이는 힘을 발생하는 장치이며, 이하에서는 동력수단 및 구동수단으로 설명한다.

백점(white point)은 휘도가 동일한 면광원에서 특정한 점(point) 영역이 더 밝은 부분 또는 휘도를 제어할 수 없는 부분이며, 선(line)으로 나타나는 경우를 백선(white line)이라 한다. 또한, 백점과 반대로 주변보다 더 어두운 점은 흑점(black point)이라 하며, 일반적으로 칩 등의 이물질 등에 의하여 나타나는 현상이므로 이하에서는 백점에 모두 포함되는 것으로 설명한다.

면 단위 구동력은 힘 또는 구동력이 소정 크기의 면을 통하여 전달되는 것이고, 선 단위 구동력은 소정 길이의 선을 통하여 구동력이 전달되는 것이며, 점 단위 구동력은 소정 크기의 점을 통하여 구동력이 전달되는 것으로 이하에서 설명한다.

피치(pitch)는 나사(screw) 또는 톱니(sawtooth) 등에서 골짜기와 골짜기 또는 산과 산의 간격이고, 본 발명에서는 도면 도시를 용이하게 하기 위하여 산과 산의 간격으로 도면에서 도시하기로 한다. 또한, 동일한 모양이 반복되는 패턴에서는 각 모양과 모양 사이의 거리 값인 것으로 설명하기로 한다.

본 발명의 설명에서 굴곡과 경사는 같은 의미로 사용하고 문맥에 따라 적합하게 사용하기로 하며, 평평, 편평, 평편은 같은 일반적으로 같은 의미로 사용되고 있으므로 편평(flatness)으로 기록하기로 한다.

도 1 은 본 발명의 기술을 설명하기 위한 백라이트 유닛의 단면 도시도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 백라이트 유닛(10)은 빛을 생성 및 발산하는 광원(11), 광원(11)의 빛을 일 측면으로 입사하고 밑면에 형성된 산판패턴(12)에 의하여 면광원으로 변환 및 출사하는 도광판(13), 도광판(13)의 밑면에 구비되어 밑면으로 출사되는 빛을 반사하는 반사시트(14), 도광판(13)의 윗면으로 출사된 빛을 확산 및 산란시켜 휘도를 균일하게 하는 확산시트(15), 확산시트(15)를 통과한 빛이 프리즘 기능에 의하여 정면에서의 휘도가 높도록 하는 프리즘시트(16), 프리즘시트(16)를 통과한 빛이 적은 손실로 통과되도록 하고 외부로부터 인가되는 소정 충격으로부터 프리즘시트(16)를 보호하는 DBEF(Dual Brightness Enhancement Film; 17)를 포함하며, 광원(11)이 발산한 빛이 누설되지 않도록 반사하여 도광판(13)의 일 측면으로 입사시키는 리플렉터(reflector; 18)가 광원(11)의 외측에 설치되는 구성이다.

이러한 구성은 광원(11)으로부터 도광판(13)의 측면(edge)으로 입사된 빛이 산란패턴(12)에 의하여 전반사 및 굴절을 반복하므로 면광원으로 변환되고, 출사하는 과정에서 반사시트(14)에 의하여 하면으로 출사되지 못하며 상면으로 출사된다.

여기서 산란패턴(12)은 광원(11)으로부터 거리가 멀수록 그 피치(pitch)의 간격을 단계적으로 짧게 하여 산란이 더 많이 일어나도록 한다. 즉, 광원(11)으로부터 거리가 먼 부분에서는 산란이 더 많이 발생하도록 하여 전체적으로 동일한 휘도의 면광원으로 변환시킨다.

첨부된 도면에서는 광원이 도광판의 일 측면에 구비되는 것으로 도시하고 있으나, 양 측면, 모든 측면, 선택된 측면, 또는 선택된 측면의 일부에 광원을 구비할 수도 있다.

이와 같이 변환된 면광원은 LCD(liquid crystal display) 등과 같은 비발광성이며 수광형의 평면표시 장치 또는 조명간판 등에 공급된다.

이러한 도광판(13)의 광학적인 산란패턴(12)을 가공하는 방법은 스크린 인쇄, 금형 가공, 커팅 등의 방식이 있다.

도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 도광판과 광원의 배치 상태 및 구성을 설명하기 위한 기능 도시도 이다.

이하, 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 광원(11)의 일 측면에 리플렉터(18)가 배치되어 광원(11)이 발산한 빛을 반사하므로 광원(11)의 빛은 도광판(13)의 측면으로만 입사한다.

광원(11)은 도광판(13)의 양 측면 또는 모든 측면에 각각 배치할 수 있으나, 첨부된 도면에서는 광원(11)이 도광판(13)의 일 측면에만 배치된 것으로 도시하고 있다.

여기서 도광판(13)의 넓은 표면에 가공된 광학적 산란패턴(12)은 광원(11)으로부터 거리가 가까울수록 그 피치(p1)의 간격이 넓고, 광원(11)으로부터 거리가 멀수록 그 피치(pn)의 간격이 짧다.

이러한 산란패턴에는 직선, 사선, 물결, 방사, 프레넬 등의 문양이 있으며 이러한 문양을 응용하거나 하나 이상의 문양을 중복 선택하여 응용할 수 있다.

본 발명에서는 산란패턴을 커팅(이하, ‘스크레이핑’(scraping)이라 한다.) 방식으로 가공하는 기술이다.

도 3 은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 도광판과 광원의 배치 상태를 설명하기 위한 기능 도시도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 광원(11)과 리플렉터(18)가 도광판(13)의 양 측면에 각각 배치되어 광원(11)의 빛이 도광판(13)의 양 측면으로 각각 입사한다.

도광판(13)의 표면에 가공된 광학적 산란패턴(12)은 광원(11)과 거리가 가까운 양 측면에서는 그 피치(p1, pn)의 간격이 같으면서 가장 넓고 광원(11)으로부터 거리가 먼 부분인 중간 영역에서는 그 피치(pn-x)의 간격이 가장 짧다.

여기서도 산판패턴(12)은 직선, 사선, 물결, 방사, 프레넬 등과 같이 다양한 문양 중에서 어느 하나 또는 어느 하나 이상의 문양이 선택될 수 있으며, 스크레이핑 방식으로 가공하여 형성하는 경우 직선으로 이루어지는 문양이 바람직하다.

도 4 는 본 발명의 일 실시 예에 의하여 도광판의 표면에 산란패턴을 스크레이핑하는 방식의 설명 도시도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 가로와 세로로 소정의 길이를 하고 평탄 또는 편평한(flatness) 도광판(20)의 일측 표면에 스크레이퍼(scraper)(30)를 위치시키며 화살표 방향으로 직선 이동한다.

이때, 스크레이퍼(30)가 직선 이동하면서 도광판(20)과 접촉하는 하면에는 다수의 투스(tooth)(32)가 지정된 피치(pitch) 및 깊이(depth)로 구비되어 있다.

본 발명에 의한 투스(32)의 끝 부분은 원형을 포함하는 다각형상으로 형성할 수 있으며, 삼각형상이 비교적 바람직하다.

또한, 본 발명에 의한 각 투스(32)의 간격인 피치(p1, pn)는 0.2 밀리미터(mm) 내지 2 밀리미터의 범위 중에서 선택된 어느 하나의 피치 간격으로 이격되도록 하는 것이 매우 바람직하다.

여기서 도광판(20)의 광원이 위치하는 일 측면에 산란패턴(34)을 가공하는 투스(32)의 피치(p1) 간격은 최대의 값을 형성하고, 광원으로부터 거리가 먼 영역에 산란패턴(34)을 가공하는 투스(32)의 피치(pn) 간격은 최소의 값을 형성한다.

그리고 본 발명에 의한 투스(32)의 깊이(d1)는 도광판(20)에 3 마이크로미터(μm) 내지 80 마이크로미터(μm) 범위의 깊이(d1)에 의한 홈을 스크레이핑하여 가공할 수 있는 구조가 매우 바람직하다.

스크레이퍼(30)는 도면에 도시하지 않은 동력수단에 의하여 수직 방향으로 킬로그램포스(kgf)에 의한 소정의 압력을 인가하여 도광판(20)을 누르도록 한 상태에서, 도면에 도시하지 않은 직선 이동수단에 의하여 표면을 따라 화살표 방향으로 직선 이동하면서 도광판(20)의 표면을 스크레이핑으로 가공하므로 표면에 균일한 깊이(d1)의 홈에 의한 산란패턴(34)을 형성한다.

첨부된 도면에서는 도광판(20)의 표면이 이상적(ideal)으로 편평한(flatness) 상태인 것으로 설명한다.

본 발명에 의한 도광판(20)의 두께(t1)는 1 내지 4 밀리미터(mm) 범위 중에서 선택된 어느 하나로 하고, 2 또는 3 밀리미터의 두께(t1)를 유지하도록 하는 것이 비교적 바람직하다.

또한, 도광판(20)의 재료로 폴리 메틸 메타크릴레이트 아크릴 수지(PMMA: Poly-Methyl-Methacrylate)를 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 도광판(20)은 PMMA 아크릴 수지를 압출 금형으로 압출하여 소정 두께(t1)로 얇고 일정하게 형성한다.

여기서 압출된 도광판(20)의 외형은 압출금형의 온도, 압출시간, 압출주기 등과 같은 압출 조건 및 인가되는 지구의 중력, 압출물에 인가되는 장력, 압출된 도광판(20)을 이송하는 압출롤러, 열을 식히는 시간 등의 영향에 의하여 매우 쉽게 변형될 수 있다.

또한, 얇게 압출된 도광판(20)을 적치 보관하는 주변환경에 의한 습도와 온도의 변화, 보관 기간 및 미세한 요철 등에 의하여 편평하지 못한 적치대에 보관하는 과정에서 도광판(20)의 외형에 변형이 매우 쉽게 발생한다.

이러한 외형의 변형은 도광판(20)의 표면을 휘어 굴곡지게 하고 두께가 균일하지 않게 되어 편평도를 매우 나쁘게 한다.

도 5 는 본 발명의 일 실시 예에 의하여 외형이 변형된 도광판을 설명하기 위한 도시도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 도광판(20)은 PMMA 아크릴 수지를 재료로 사용하고, 압출금형으로 압출하여 1 내지 4 밀리미터(mm) 범위의 두께(t1)를 하는 판재로 가공한다. 여기서 도광판(20)은 3 밀리미터 두께(t)의 판재로 가공하는 것이 비교적 매우 바람직하다.

압출금형으로부터 압출되는 PMMA 아크릴 수지는 고온의 반 액체 상태이며, 압출된 상태에서 다수의 압출 롤러(roller)를 통과하면서 온도가 낮아지고 도광판(20)용 판재로 안정화 및 고체화된다.

이때, 압출금형으로부터 반 액체 상태로 압출되는 도광판(20)의 두께(t1)가 1 내지 4 밀리미터(mm) 범위이므로 압출금형의 압출 조건에 의한 금형의 온도, 압출하는 시간, 압출된 상태에서 식는 시간, 지구의 중력, 압출하는 주변환경의 습도와 온도, 적치하여 보관하는 조건 및 환경 등에 의한 영향으로 늘어나거나 뭉치며 휘어지는 등의 변형이 매우 쉽게 발생한다.

이러한 변형은 수치적으로 매우 미세하지만 도광판의 표면을 편평하지(flatness) 않게 하고 산란패턴의 가공 깊이와 유사하거나 더 큰 경우에는 산란패턴이 가공되지 않고 끊어지는 등의 불량이 발생한다.

그러므로 소정 크기의 사각형상으로 재단된 도광판(20)의 각 부분에서 미세한 요철 및 굴곡 부분이 발생하며 이러한 요철 및 굴곡 부분은 이상적(ideal)으로 편평한(flatness) 정상상태와 비교할 때, 플러스(+) 또는 마이너스(-)에 의한 10 내지 150 마이크로미터(μm) 범위의 오차가 발생하는 것으로 확인된다.

그리고 스크레이퍼(30)의 하단에 형성된 투스(32)가 도광판(20)을 스크레이핑하여 가공하는 산란패턴(34)의 홈 깊이는 3 내지 80 마이크로미터(μm)의 범위 이다.

따라서 일 실시 예와 같이 도면에 도시한 도광판(20)의 경우 기준면과 대비하여 높낮이에 차이가 발생한 영역에서는 산란패턴(34)을 정상적으로 가공하지 못하여 불량이 발생하게 된다.

즉, 도면에 도시된 것과 같이, 도광판(20)의 양쪽 모서리 영역을 기준으로 하고, 왼쪽은 도광판(20)의 가운데 영역이 마이너스(-) ℓ1 길이만큼 하향상태로 들어가므로 양 끝단 영역에는 산란패턴이 가공되지만 가운데 영역은 산란패턴이 가공되지 않아 끊어지는 불량이 발생한다.

또한, 도면에서의 오른쪽은 가운데 영역이 플러스(+) ℓ2 길이만큼 상향상태로 튀어나오므로 양쪽 끝단 부분에서는 산란패턴이 가공되지 않고 가운데 영역에 산란패턴이 가공되거나 또는 가운데 영역이 과도하게 압력을 받아 산란패턴이 정상적으로 가공되지 않는 불량이 발생한다.

그리고 첨부된 도면에는 일 실시 예로 도광판(20)의 중간 부분이 양쪽 면을 기준으로 마이너스(-) ℓ1 길이만큼 하향상태이거나 플러스(+) ℓ2 길이만큼 상향상태인 것을 도시하고 있으나, 일부 영역이 늘어나 가늘어지거나 뭉쳐 두꺼워 지는 등의 상태가 있을 수 있으며 또한, 이러한 상태가 복합적으로 혼합되어 매우 다양한 형상의 변형이 발생함은 너무나도 명확하다.

도 6 은 본 발명의 일 실시 예에 의하여 변형이 발생한 상태를 설명하기 위한 도광판의 절단면 도시도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 맨 위는 이상적(ideal)으로 두께(t1)가 균일하며 편평한(flatness) 상태의 도광판(20)이 도시되어 있다.

그러나 실제로 압출 성형된 도광판(20)은 첨부된 도면의 가운데에 도시된 것과 같이 두께(t)가 이상적으로 균일하지 못하다.

즉, 도광판(20)을 t1 의 두께로 압출 성형하는 경우, 위에서 설명한 지구의 중력, 금형의 압출과 인장강도, 온도 등과 같이 다양한 원인 및 주변환경 등에 의하여 t2 와 같이 t1 보다 얇은 두께를 하거나 t3 와 같이 뭉쳐져 매우 두껍게 되거나 t4 와 같이 t1 보다 비교적 많이 두꺼운 두께를 하므로 표면이 편평하지 못한 변형이 발생한다.

또한, 첨부된 도면의 맨 아래에 도시된 것과 같이 t1 의 두께로 압출 성형된 도광판은 휘거나 굴곡이 발생하여 기준면보다 높거나 낮은 부분이 형성된다.

즉, 도광판(20)을 압출 성형하는 주변환경 및 보관하는 조건 등에 의하여 두께가 일정하지 못하게 되고, 특정 부분에서 마이너스(-) ℓ1 길이만큼 하향상태로 휘거나 플러스(+) ℓ2 길이만큼 상향상태로 굴곡 또는 휨이 발생하여 수평이 일치하지 않으므로 편평(flatness)하지 못한 변형이 발생한다.

실제로 압출되어 적치된 도광판(20)은 첨부된 도면의 가운데에 도시된 변형과 맨 아래 도시된 변형이 혼합되어 매우 불규칙한 상태로 나타난다.

이러한 변형의 수치적인 값이 스크레이핑으로 가공되는 산란패턴의 홈 깊이인 3 내지 80 마이크로미터보다 큰 값이면 스크레이핑으로 산란패턴을 가공할 수 없게 된다.

도 7 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치의 사시도 이고, 도 8 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치의 기능 구성도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치(40)는 굴곡조정부(50), 전달부(60), 제 1 평행조정부(70), 제 2 평행조정부(80), 힌지부(90) 및 가공부(100)를 포함하는 구성이다.

굴곡조정부(50)는 구동부(51), 나사산(52), 구동홀(53), 전달홀(54), 구동몸체부(55), 마개볼트부(56) 및 드라이버홈(57)을 포함하는 구성이다.

구동부(51)는 구동홀(53)의 내부에 구비되며 탄성에 의하여 직선이동의 구동력을 발생하는 것으로, 코일형(coil type) 스프링(spring), 판형 스프링, 고무 재질, 에어 실린더(air cylinder), 오일 실린더(oil cylinder)를 포함하는 다양한 동력 발생 수단 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.

첨부된 도면에서는 일 실시 예로 구동부(51)에 코일형 스프링을 도시하고 이하에서 코일형 스프링이 작용하는 것으로 설명하기로 한다.

구동홀(53)은 구동부(51)를 내부에 수납하고 상방향에 위치하는 일 측단의 끝 부분이 완전하게 개방되면서 개방된 끝 부분의 내측벽에 다수의 나사산(52)을 형성한다.

또한, 구동홀(53)의 타단은 중앙의 일부가 개방되어 전달홀(54)을 형성한다.

구동몸체부(55)는 나사산(52), 구동홀(53), 전달홀(54)을 구성하는 몸체이다.

마개볼트부(56)는 구동홀(53)의 개방된 일측단을 막는 것으로 나사산(52)과 나사결합하여 체결되고 고정된다.

드라이버홈(57)은 마개볼트부(56)의 일측에 형성되고, 일자, 십자, 육각 등의 나사용 드라이버 공구류를 이용하여 마개볼트부(56)가 나사산(52)과 나사결합하며 체결되는 깊이를 조정하도록 구성하는 것이 바람직하다.

즉, 마개볼트부(56)는 구동홀(53)에 구동부(51)가 수납된 상태에서 나사산(52)에 나사결합하므로 구동부(51)가 이탈하지 못하도록 방지한다.

마개볼트부(56)에 형성된 드라이버홈(57)은 적합한 나사용 드라이버 등의 공구를 이용하여 정방향 회전 또는 역방향 회전하므로 마개볼트부(56)가 나사산(52)을 따라 이동하면서 체결 깊이를 조절하므로 구동홀(53)에 수납된 구동부(51)의 탄성 세기를 조정하고, 구동부(51)의 탄성 세기를 조정하여 직선이동에 의한 1 단계 구동력의 크기를 조정한다.

구동부(51)에 의하여 발생되는 직선 이동의 구동력은 가공부(100)가 도광판에 광학적 산란패턴을 최적의 상태로 스크레이핑하여 가공할 수 있는 힘을 제공한다.

일 실시 예로 10 밀리미터(mm) 폭의 가공부(100)에 10 개의 투스를 구비하는 경우 2 킬로그램포스(kgf)의 구동력이 제공되도록 하고, 투스의 각 숫자에 정비례하는 구동력이 제공되도록 마개볼트부(56)의 나사체결 깊이를 조정하는 것이 매우 바람직하다.

즉, 20 개의 투스를 구비하는 경우는 4 킬로그램포스(kgf)의 구동력을, 30 개의 투스를 구비하는 경우에는 6 킬로그램포스(kgf)의 구동력을 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명은 굴곡조정부(50)의 구성에 의하여 도광판의 3 차원적(3D) 굴곡면을 1 단계로 정밀하게 추적하는 장점이 있다.

전달부(60)는 굴곡조정부(50)와 유동결합하고 구동력을 인가받아 전달하는 것으로, 턱(61), 전달머리부(62), 전달로드부(63), 전달몸체부(64), 힌지수납홈(65), 힌지축공(66)을 포함하는 구성이다.

전달머리부(62)와 전달로드부(63)의 일측 단은 일체로 형성되고, 전달로드부의 타측 단과 전달몸체부(64)는 용접, 본드 등에 의하여 접합할 수 있으나 나사결합에 의하여 결합하도록 구성하는 것이 바람직하다.

전달머리부(62)는 전달로드부(63)가 결합된 상태에서 전달홀(54)에 삽입되어 유동결합하며 턱(61)에 의하여 절달홀(54)로부터 이탈되지 못하고 구동부(51)의 구동력을 전달받아 전달로드부(63)를 통하여 전달몸체부(64)에 전달한다.

여기서 전달몸체부(64)의 길이 방향에 의한 양쪽 끝단에는 제 1 평행조정부(70)와 제 2 평행조정부(80)가 각각 구비되며, 하측에는 힌지수납홈(65)을 형성한다.

첨부된 도면에서 제 1 평행조정부(70)와 제 2 평행조정부(80)를 구비하는 것으로 도시하였으나, 어느 하나만 구비하거나 구비하지 않을 수도 있으며, 이하에서 첨부된 도면을 참조하여 상세히 다시 설명하기로 한다.

힌지수납홈(65)은 측벽이 개방된 것과 개방되지 않은 것 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 구성이고, 이하에서 첨부된 도면을 참조하여 상세히 다시 설명하기로 한다.

힌지수납홈(65)의 측벽에는 힌지축공(66)이 형성된다.

제 1 평행조정부(70)와 제 2 평행조정부(80)는 각각 전달부(60) 몸체(64)의 길이방향 양쪽 끝단에 각각 구비되고 내부의 탄성으로 구동력을 발생하여 유동결합한 평행로드부(77, 78)로 출력하는 것으로 동일한 구성 및 작용을 하며, 이하에서 첨부된 도면을 참조하여 상세히 다시 설명하기로 한다.

힌지부(90)는 전달부(60)와 회동결합한 상태에서 구동력을 전달하는 것으로, 힌지축(91), 힌지홀(92), 힌지로드(93)를 포함하는 구성이다.

힌지축(91)은 전달부(60)의 힌지축공(66)에 삽입되어 고정결합하고, 힌지홀(92)은 힌지축(91)에 회전결합한다.

여기서 힌지축(91)과 힌지홀(92)은 3 내지 4 밀리미터(mm)의 직경으로 이루어지고, 힌지홀(92)은 원형, 타원형 및 삼각형 중에서 선택된 어느 하나의 형상을 하며, 이하에서 첨부된 도면을 참조하여 삼각형상이 비교적 바람직한 것을 상세히 다시 설명하기로 한다.

힌지로드(93)는 힌지홀(92)을 형성하고 힌지축(91)을 통하여 인가된 구동력을 전달한다.

첨부된 도면에서 힌지홀(92)은 일 실시 예에 의하여 원형상을 도시하고 있으나 다른 일 실시 예에 의한 것으로 타원형상, 삼각형상이 포함되는 것 중에서 선택된 어느 하나의 형상을 할 수 있다.

가공부(100)는 힌지부(90)와 고정결합하고 평행로드부(70, 80)의 구동력에 의하여 평행이 조정된 상태에서 구동력을 전달받아 규격화된 폭에 정수배 구비된 다수의 투스로 광학적 산란패턴의 홈을 가공하는 것으로, 복수의 가공어깨부(101), 가공몸체부(102), 다수의 투스(105)를 포함하는 구성이다.

가공어깨부(101)는 제 1 및 제 2 평행조정부(70, 80)를 구성하는 평행로드부(77, 78)와 접촉하여 평행을 조정하는 구동력을 직접 인가받는다.

가공몸체부(102)는 힌지로드(93)로부터 인가되는 구동력을 규격화된 폭과 넓은 면적에 의한 면(face) 단위의 구동력으로 확산 또는 변환하고, 다시 동일한 폭의 선(line) 단위의 구동력으로 변환하며, 선 단위의 구동력은 하단에 일렬로 구비된 투스(105)에 공급된다.

가공몸체부(102)의 폭(w)은 단위당 10 에서 20 밀리미터(mm)로 규격화하는 것이 바람직하고, 소정 범위에서 플러스(+)와 마이너스(-) 값의 차이를 허용하는 것이 매우 바람직하다.

투스(105)는 도광판에 광학적 산란패턴을 직접 가공하는 것으로, 폭이 10 에서 20 밀리미터(mm)로 단위화된 가공몸체부(102)에 10 개 구비하는 것이 비교적 바람직하다.

여기서 투스(105)는 소정 크기의 피치(pitch)와 깊이(depth)로 구비된다.

일 실시 예로, 투스(105)의 피치(p)는 0.2 밀리미터(mm) 내지 2 밀리미터의 범위 중에서 선택된 어느 하나의 값으로 이격되도록 하는 것이 바람직하다.

각각의 피치는 수 내지 수십 마이크로미터(μm) 단위로 매우 미세하게 차이가 있을 수 있다.

투스(105)는 가공부(100) 폭의 어느 일측 단면으로부터 반대측 단면으로 갈수록 피치 간격이 순차적으로 미세하게 작아지도록 구성하는 것이 바람직하다.

즉, 다수의 투스(105)가 각각 다른 피치(p) 값을 갖는 경우, 규격화된 가공몸체부(102)의 폭(w)은 각각 다르게 될 수 있으므로, 투스(105)는 10 개를 기준으로 하고, 폭(w)은 10 에서 20 밀리미터를 기준으로 하여 각각 플러스와 마이너스에 의한 소정의 오차를 허용하는 것이 바람직하다.

한편, 투스(105)는 그룹(group) 단위로 동일한 간격의 피치 값을 갖도록 할 수도 있으며, 각 그룹에 포함되는 투스(105)는 인접한 2 - 3 개 정도가 비교적 바람직하지만, 규격화된 단위의 가공부(100)에 구비되는 모든 투스(105)의 피치 간격을 동일한 값으로 구성할 수도 있다.

각 투스(105)의 깊이는 도광판에 가공되는 산란패턴의 홈 깊이와 동일하며, 3 마이크로미터(μm) 내지 80 마이크로미터(μm) 범위 중에서 선택된 어느 하나의 값이 되도록 구성하는 것이 바람직하다.

제 1 평행조정부(70), 제 2 평행조정부(80), 힌지부(90), 가공부(100)의 구성에 의하여 도광판의 3 차원적(3D) 굴곡면을 2 단계로 정밀하게 추적한다.

따라서 본 발명의 구성은 도광판이 굴곡지거나 휘어진 상태의 표면을 2 단계로 정밀하게 추적(tracing) 하면서 미세한 광학적 산란패턴의 홈을 끊어지지 않은 상태로 정확하게 연속 가공하는 장점이 있다.

도 9 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치의 힌지수납홈에 대한 기능 도시도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 일 실시 예에 의하여 왼쪽에는 측벽이 개방되지 않은 힌지수납홈(65), 이러한 힌지수납홈(65)과 회동결합하는 힌지로드(93), 타원형상의 힌지홀(92)이 도시되어 있다.

오른쪽에는 다른 일 실시 예로 측벽이 개방된 힌지수납홈(65), 이러한 힌지수납홈(65)에 삽입되어 회동결합하는 힌지로드(93), 삼각형상의 힌지홀(92)이 도시되어 있다.

힌지홀(92)은 타원형상과 삼각형상을 각각 도시하고 있으나, 원형상, 타원형상, 삼각형상 중에서 선택된 어느 하나의 형상을 할 수 있다.

본 발명은 측벽이 개방되거나 개방되지 않은 힌지수납홈(65) 중에서 어느 하나를 선택하고, 원형상, 타원형상, 삼각형상을 하는 힌지홀(92) 중에서 어느 하나를 선택하는 다양한 조합 중에서 어느 하나로 구성할 수 있음이 명백하다.

또한, 각각의 힌지수납홈(65)에는 힌지축공(66)을 형성하고, 힌지축공(66)에는 힌지축(91)이 삽입되어 고정결합한다.

양쪽 측벽이 개방된 힌지수납홈(65)과 회동결합하는 힌지로드(93)는 중앙이 분리되어 양쪽으로 대칭되게 나누어진 형상이고, 측벽이 개방되지 않은 힌지수납홈(65)과 회동결합하는 힌지로드(93)는 하나로 이루어지고 삽입이 용이한 형상을 한다.

이러한 힌지로드(93)에 형성된 힌지홀(92)에는 힌지축(91)이 삽입되어 회동 결합한다.

도 10 은 본 발명의 다른 일 실시 예에 의한 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치의 기능 구성도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 첨부된 도 8 의 구성과 대비하여 힌지부(90)가 전달부(60)의 중심에 위치하지 않고 어느 한쪽 방향으로 치우쳐 구성되는 것에 차이가 있고 나머지 구성은 동일하다.

첨부된 도면에서는 힌지부(90)가 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공장치(40) 전체의 중심축으로부터 오른쪽 방향으로 치우쳐진 상태가 도시되어 있으나, 왼쪽 방향으로 치우쳐질 수도 있다.

그러므로 도광판의 표면과 평행하도록 2 단계로 구동력을 발생하는 평행조정부(70)는 하나만 구성하여도 된다.

또 다른 일 실시 예로 첨부된 도 8 의 구성과 동일하게 힌지부(90)만을 구성하고 제 1 평행조정부(70)와 제 2 평행조정부(80)를 전혀 구성하지 않을 수도 있다.

도 11 은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 의한 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치의 기능 구성도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 첨부된 도 8 의 구성과 대비하여 제 1 평행조정부(70)와 제 2 평행조정부(80)가 첨부된 도면에서 수평으로 구성되며, 힌지로드(93)가 더 길게 형성되어 힌지홀(92)의 상측부에 평행스틱부(103)를 구성하는 것에 차이가 있고, 나머지 구성은 동일하다.

여기서 제 1 및 제 2 평행조정부(70, 80)는 평행스틱부(103)의 상측 일단에 각각 접촉하여 가공부(100)의 평행을 조정하는 구동력을 직접 제공한다.

평행스틱부(103)가 분리되어 다수를 구성하면, 제 1 및 제 2 평행조정부(70, 80)를 하나씩 구비하여 선택된 어느 하나의 양측에 각각 접촉하거나 또는 각각 다수를 구비하여 선택된 어느 하나 이상의 평행스틱부(103) 양측에 각각 접촉하도록 할 수 있다.

힌지축(91)의 중심으로부터 평행스틱부(103) 상측까지의 거리가 길수록 그리고 힌지축(91)의 중심으로부터 투스(105) 까지의 거리와 대비하여 클수록 제 1 평행조정부(70)와 제 2 평행조정부(80)는 적은 구동력으로 평행을 조정할 수 있다.

도 12 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치의 평행조정부에 대한 기능 도시도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 제 1 및 제 2 평행조정부(70, 80)는 전달몸체부(60)의 길이방향 양쪽 끝단에 평행홀(71, 72)을 각각 형성한다.

평행홀(71, 72)은 일측 끝단이 개방되는 동시에 내측면 일부에 나사산을 형성하고 타측 끝단은 부분 개방된다.

평행탄성부(73, 74)는 코일형(coil type) 스프링(spring), 판형 스프링, 고무 재질, 에어 실린더(air cylinder), 오일 실린더(oil cylinder)를 포함하는 다양한 동력 발생 수단 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진다.

평행탄성부(73, 74)는 평행홀(71, 72)에 삽입되며, 나사산이 형성된 부분에는 나비볼트부(75, 76)가 나사결합하여 체결된다.

평행홀(71, 72)의 부분 개방된 타측 끝단에는 평행탄성부(73, 74)와의 사이에 평행로드부(77, 78)가 삽입되어 유동결합한다.

평행로드부(77, 78)의 끝단은 반구 형상을 하고 가공부(100)를 구성하는 가공어깨부(101)에 접촉한다.

평행탄성부(73, 74)에 의하여 평행로드부(77, 78)는 평행을 조정하는 2 단계의 구동력을 발생하고, 발생된 구동력은 평행로드부(77, 78)를 통하여 가공어깨부(101)에 인가된다.

즉, 제 1 및 제 2 평행조정부(70, 80)의 구성에 의하여 힌지부(90)에 회동결합한 가공부(100)가 도광판의 표면과 접촉하는 경우 가공부(100)는 평행을 유지하고, 가공부(100)가 도광판의 일부 표면에 형성된 굴곡면에 접촉하는 경우에는 해당 굴곡면을 추적하면서 평행 상태로 접촉하도록 기울어진다.

도 13 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치의 삼각형상 힌지홀에 대한 작용을 설명하는 도시도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 힌지부(90)의 힌지홀(92)이 일 실시 예로, 삼각 형상을 하고 있는 것으로 도시되어 있다.

여기서 힌지홀(92)은 삼각형상인 것으로 도시하고 있으나, 원형상과 타원형상이 포함되는 것 중에서 선택된 어느 하나로 구성될 수 있음은 명확하다.

왼쪽에는 도광판의 표면이 오른쪽 방향으로 경사 또는 굴곡진 상태를 제 1 평행조정부(70)와 제 2 평행조정부(80)에 의하여 가공부(100)가 추적(trace)한 상태를 도시하고 있다.

가공몸체부(102)와 투스(105)를 포함한 가공부(100)는 오른쪽 방향으로 굴곡 또는 경사진 도광판의 표면을 추적하여 동일하게 오른쪽 방향으로 경사진 상태가 도시되어 있다.

즉, 굴곡 또는 경사진 도광판의 해당 표면에 의한 단면이 형성하는 직선과 단면에 의한 가공몸체부(102)의 투스(105) 끝 부분이 형성하는 직선이 서로 평행선을 이루어 접촉하므로 다수의 투스(105)가 굴곡진 도광판의 표면에 균일하게 모두 접촉하는 상태이다.

삼각형상 힌지홀(92)의 왼쪽 꼭지점은 힌지축(91)을 안정된 상태로 유지하여 오른쪽 방향으로 굴곡진 도광판의 표면에 가공몸체부(102)의 끝부분에 형성된 투스(105)가 평행하게 접촉하면서 굴곡조정부의 구동력이 정확하게 전달되도록 한다.

그러므로 오른쪽 방향으로 굴곡진 도광판의 표면에 미세한 광학적 산란패턴을 정밀하고 균일하게 가공한다.

가운데는 가공몸체부(102)와 투스(105)가 포함되는 가공부(100)가 수평한 도광판의 표면에 평행 상태로 접촉한 상태가 도시되어 있다.

삼각형상 힌지홀(92)의 가운데 위 꼭지점은 힌지축(91)을 안정된 상태를 유지하면서 투스(105)가 수평한 도광판의 표면에 평행하게 접촉하도록 하여 굴곡조정부의 구동력으로 미세한 광학적 산란패턴을 균일하고 정밀하게 가공한다.

오른쪽은 왼쪽 방향으로 경사 또는 굴곡진 도광판의 표면을 따라 가공부(100)가 왼쪽 방향으로 경사지면서 평행을 이루어 접촉한 상태가 도시되어 있다.

즉, 가공부(100)는 왼쪽 방향으로 경사 또는 굴곡진 도광판 표면을 제 1 평행조정부(70)와 제 2 평행조정부(80)에 의하여 추적하므로 평행하게 접촉한 상태이다.

삼각형상 힌지홀(92)은 오른쪽 꼭지점에 힌지축(91)을 안정된 상태로 유지하면서 투스(105)가 왼쪽 방향으로 굴곡진 도광판의 표면에 평행하게 접촉하도록 하고 굴곡조정부의 구동력을 전달하여 도광판의 표면에 미세한 산란패턴을 균일하고 정밀하게 가공하도록 한다.

본 발명은 가공부(100)가 왼쪽 및 오른쪽으로 경사지는 각도()는 플러스(+) 마이너스(-) 5 도의 범위에서 왼쪽 또는 오른쪽으로 경사지도록 하는 것이 바람직하다.

따라서 가공부(100)의 폭은 10 내지 20 밀리미터(mm) 범위이고, 도광판에 약 0.001 밀리미터 높이(ℓ)의 굴곡이 발생하여도 굴곡된 면과 평행하도록 추적(trace)하면서 미세한 산란패턴을 끊어지지 않고 연속되며 정밀하게 가공할 수 있는 장점이 있다.

도 14 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 자동평행조정 스크레이퍼 가공장치를 일직선으로 다수 연결한 스크레이퍼 가공장치 어세이의 조립 상태 도시도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 스크레이퍼 가공장치 어세이(110)는 규격화된 자동평행조정 스크레이퍼 가공장치(40)의 다수를 일렬로 연속 배치하고 고정부(112)에 의하여 고정결합하여 한다.

스크레이퍼 가공장치 어세이(110)는 도면에 도시되지 않은 구동장치에 의하여 상하 및 좌우의 지정된 방향으로 이동할 수 있다.

스크레이퍼 가공장치 어세이(110)의 규격화된 각 자동평행조정 스크레이퍼 가공장치(40)는 투스(105)의 피치 값이 순차적으로 작거나 큰 값이다.

즉, 규격화된 첫 번째 단위(w1)의 자동평행조정 스크레이퍼 가공장치(40)의 왼쪽 측면에 구비된 투스(105)로부터 두 번째 단위(w2), 세 번째 단위(w3) 및 연속되어 마지막 n 번째 단위(wn)의 오른쪽 측면에 구비되는 투스(105)의 각 피치 값(p)은 순차적으로 작아지는 것으로 첨부된 도면에서 도시하고 있다.

이때, 각 자동평행조정 스크레이퍼 가공장치(40)에 구비되는 투스(105)는 골짜기 부분을 기준으로 절단하고, 각 투스의 피치 값을 합하면 폭(w : width) 값이 된다.

따라서 스크레이퍼 가공장치 어세이(110)의 첫 번째 단위의 폭(w1), 두 번째 단위의 폭(w2), 세 번째 단위의 폭(w3) 및 연속되어 마지막 n 번째 단위의 폭(Wn)은 각각 다를 수 있으나 절대값에 의한 최소 오차가 되도록 각각 구성한다.

스크레이퍼 가공장치 어세이(110)에서 규격화된 각 단위의 자동평행조정 스크레이퍼 가공장치(40)는 각각 구비된 투스(105)의 숫자에 정비례한 킬로그램포스(kgf)의 구동력을 발생하도록 굴곡조정부(50)의 구동부(51)를 구성한다.

즉, 투스(105)가 많거나 적거나에 관계없이 각각의 투스(105)에 균일한 세기의 구동력이 공급되도록 하는 것이 매우 바람직하다.

도광판의 광원으로부터 가까운 부분에 형성되는 각 산란패턴의 홈 간격은 허용되는 범위에서 최대의 간격을 갖도록 하므로 투스(105)의 피치 값이 가장 크도록 하고 광원으로부터 멀수록 피치 값을 작게 한다.

투스(105)의 피치 값을 다르게 하는 것은 광원에 가까운 부분은 입사되는 빛의 휘도가 크므로 산란을 작게 하여도 되고, 광원으로부터 먼 부분은 입사되는 빛의 휘도가 작으므로 산란을 크게 하여, 도광판의 표면에서 전체적으로 균일한 휘도의 면광원이 발생하도록 한다.

그러므로 스크레이퍼 가공장치 어세이(110)에 있어서 광원으로부터 거리가 먼 부분에 산란패턴을 가공하는 자동평행조정 스크레이퍼 가공장치(40)는 허용된 범위에서 최소값에 의한 피치 간격을 구비하고, 광원으로부터 가까운 부분을 가공하는 자동평행조정 스크레이퍼 가공장치(40)는 허용된 범위에서 최대값에 의한 피치 간격을 구비한다.

투스(105)의 피치 간격이 크면 규격화된 단위의 자동평행조정 스크레이퍼 가공장치(40)에 구성되는 투스(105)의 개수는 적을 수 있으며, 투스(105)의 피치 간격이 작으면 개수가 많을 수 있으나, 투수(105)의 숫자는 10 개 범위에서 최소의 오차가 되도록 구비하는 것이 비교적 바람직하다.

본 발명에서 투스(105)의 피치 간격으로 허용된 범위는 0.2 내지 2 밀리미터(mm) 범위이고 이 중에서 선택된 어느 하나의 값을 피치 간격으로 한다.

한편, 선택된 광학적 산란패턴의 설계에 의하여 각 단위의 자동평행조정 스크레이퍼 가공장치(40)에 구비되는 투스(105)의 피치(p) 값을 그룹 단위로 묶어 순차적으로 작은 값이 되도록 하거나, 역순에 의한 값이 되도록 할 수 있다.

다른 일 실시 예로, 피치의 값을 교차 배치하거나 규칙 또는 불규칙하게 혼합할 수 있으며, 도광판 가운데 부분의 피치 값은 가장 작고, 양쪽 가장자리 부분의 피치 값은 가장 크도록 하거나 그 반대의 경우가 되도록 할 수 있다.

또한, 이러한 다양한 방식 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 혼합할 수도 있다.

각각의 투스(105)는 도광판에 3 내지 80 마이크로미터(μm) 범위의 깊이를 갖는 다수의 홈으로 광학적 산란패턴을 형성하기 위하여 균일한 구동력으로 도광판에 압력을 인가하는 것이 바람직하다.

스크레이퍼 가공장치 어세이(110)의 전체 길이(Wx)는 광학적 산란패턴을 가공할 도광판의 크기에 따라 다르고, 200 밀리미터(mm) 내지 820 밀리미터 범위 중에서 선택된 어느 하나로 구성할 수 있으며 1000 밀리미터 이상의 범위까지 쉽게 확장한 상태로 구성할 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

40 : 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치
50 : 굴곡조정부 51 : 구동부
52 : 나사산 53 : 구동홀
54 : 전달홀 55 : 구동몸체부
56 : 마개볼트부 57 : 드라이버홈
60 : 전달부 61 : 턱
62 : 전달머리부 63 : 전달로드부
64 : 전달몸체부 65 : 힌지수납홈
66 : 힌지축공 70 : 제 1 평행조정부
71, 72 : 평행홀 73, 74 : 평행탄성부
75, 76 : 나비볼트부 77, 78 : 평행로드부
80 : 제 2 평행조정부 90 : 힌지부
91 : 힌지축 92 : 힌지홀
93 : 힌지로드 100 : 가공부
101 : 가공어깨부 102 : 가공몸체부
103 : 평행스틱부 105 : 투스
110 : 스크레이퍼 가공장치 어세이 112 : 고정부

Claims (12)

1. 내부에 탄성체를 포함하고 도광판 표면의 굴곡면과 평행이 조정된 상태로 접촉하는 1 단계 구동력을 발생하는 굴곡조정부;
   상기 굴곡조정부에 유동결합하고 상기 1 단계 구동력을 인가받아 전달하는 전달부;
   상기 전달부와 회동결합하고 상기 1 단계 구동력을 전달하는 힌지부;
   상기 힌지부에 고정결합하고 다수의 투스를 구비하며 상기 1 단계 구동력에 의하여 상기 도광판의 굴곡진 표면과 평행이 조정된 상태로 접촉하고 미세한 광학적 산란패턴의 홈을 가공하는 가공부; 를 포함하여 이루어지는 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 전달부에 고정되고 내부에 탄성체와 평행로드부를 포함하며 상기 다수의 투스가 상기 도광판 표면의 굴곡면과 평행을 형성하고 균일한 압력으로 접촉하는 2 단계 구동력을 발생하는 평행조정부; 를 더 포함하여 이루어지는 구성을 특징으로 하는 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 평행조정부는,
   상기 전달부의 몸체에 고정결합하고 일측 끝단은 완전 개방되며 내측벽에 나사산이 형성되고 타단은 부분 개방된 평행홀;
   상기 평행홀에 수납되고 탄성체에 의하여 2 단계의 구동력을 발생하는 평행탄성부;
   상기 평행홀의 상기 나사산과 나사결합하여 상기 평행탄성부의 수납상태를 유지하고 상기 구동력의 크기를 각각 조정하는 나비볼트부; 및
   상기 평행홀의 부분 개방된 홀에 유동결합하여 상기 구동력을 전달하는 평행로드부; 를 포함하여 이루어지는 구성을 특징으로 하는 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치.
   
4. 제 3 항에 있어서, 상기 평행조정부는,
   상기 전달부에 가로 방향과 세로 방향 중에서 선택된 어느 하나의 방향으로 하나 이상을 구비하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치.
   
5. 제 1 항에 있어서, 상기 굴곡조정부는,
   상기 탄성체에 의하여 1 단계의 구동력을 발생하는 구동부;
   상기 구동부를 수납하고 일측 끝단이 완전 개방되며 내측벽에 나사산이 형성된 구동홀을 구비하고 일측 타단은 부분 개방되어 전달홀을 형성하는 구동몸체부; 및
   상기 구동몸체부의 상기 나사산과 나사결합하여 상기 구동홀의 개방된 부분을 차단하며 상기 구동부의 수납상태를 유지하고 구동력의 크기를 조정하는 마개볼트부; 를 포함하여 이루어지는 구성을 특징으로 하는 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치.
   
6. 제 1 항에 있어서, 상기 전달부는,
   상기 굴곡조정부의 전달홀에 유동결합 상태로 삽입되고 턱에 의하여 이탈되지 못하며 상기 1 단계 구동력을 전달받는 전달머리부;
   상기 전달머리부에 고정결합하고 상기 1 단계 구동력을 인가받아 전달하는 전달로드부;
   상기 전달로드부에 고정결합하고 상기 1 단계 구동력을 전달하는 전달몸체부;
   상기 전달몸체부의 하측에 형성되고 상기 힌지부와 회동결합하는 힌지수납홈; 및
   상기 힌지수납홈의 측벽에 형성되는 힌지축공; 을 포함하여 이루어지는 구성을 특징으로 하는 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치.
   
7. 제 6 항에 있어서, 상기 힌지수납홈은,
   일 측벽이 개방된 것과 개방되지 않은 것 중에서 선택된 어느 하나의 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치.
   
8. 제 1 항에 있어서, 상기 힌지부는,
   상기 전달부의 힌지축공에 삽입되어 고정결합하는 힌지축;
   상기 힌지축을 삽입하여 회동결합하는 힌지홀; 및
   상기 힌지홀을 형성하고 상기 힌지축이 전달하는 구동력을 전달받는 힌지로드; 를 포함하여 이루어지는 구성을 특징으로 하는 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 힌지홀을 중심으로 상기 힌지로드의 반대방향에 평행스틱부; 를 더 포함하여 이루어지는 구성을 특징으로 하는 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 힌지홀은 원형, 타원형 및 삼각형 중에서 선택된 어느 하나의 형상으로 이루어지는 구성을 특징으로 하는 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치.
    
11. 제 8 항에 있어서,
    상기 힌지부는 하나로 형성된 것과 중앙이 분리되어 양쪽으로 대칭되게 형성된 것 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 구성을 특징으로 하는 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치.
    
12. 제 1 항에 있어서, 상기 가공부는,
    상기 굴곡조정부의 중심축을 기준으로 플러스(+) 마이너스(-) 5 도 범위 내에서 좌우로 평행을 조정하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치.
    

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