KR101007039B1

KR101007039B1 - 스핀들에 자유도를 부여한 심압대 및 이를 구비한 롤 금형 가공기

Info

Publication number: KR101007039B1
Application number: KR1020100072609A
Authority: KR
Inventors: 오정석; 박천홍; 송창규; 김병섭; 심종엽
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2010-07-27
Filing date: 2010-07-27
Publication date: 2011-01-12

Abstract

본 발명은 스핀들에 자유도를 부여한 심압대 및 이를 구비한 롤 금형 가공기에 관한 것이다.
본 발명은, 롤 금형의 일단을 파지하고, 상기 롤 금형과 함께 회전하는 척; 상기 척에 고정적으로 결합되어 상기 척과 함께 회전하는 스핀들; 상기 스핀들을 회전 가능하게 내장하고, 상기 롤 금형의 형태 변경 및 위치 변경을 방지하기 위해 상기 스핀들에 상기 롤 금형의 길이 방향(Z축 방향)으로 자유도를 부여하는 스핀들 하우징; 및 상기 스핀들의 Z축 방향 자유도를 구속하거나 상기 구속을 해제하는 자유도 제어 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들에 자유도를 부여한 심압대를 제공한다.

Description

스핀들에 자유도를 부여한 심압대 및 이를 구비한 롤 금형 가공기{TAILSTOCK GIVING FREEDOM TO SPINDLE AND ROLL-SHAPED MOLD WORKING MACHINE WITH THE SAME}

본 발명은 롤 금형 가공기에 구비되는 심압대에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 롤 금형 가공기의 주축대와 함께 롤 금형을 회전 가능하게 파지하고, 미세 패턴 형성 작업 시 롤 금형에 발생하는 형태 변경 및 위치 변경을 방지하기 위해 스핀들에 롤 금형의 길이방향으로의 자유도를 부여하는 심압대에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 심압대를 포함하는 롤 금형 가공기에 관한 것이다.

일반적으로, ATM, 노트북 등과 같은 전자기기는 공공의 장소에서 사용되거나 사용될 수 있다. 따라서, 상기 전자기기에는 보안용 필름이 장착된다. 보안용 필름이 장착될 경우, 상기 전자기기의 정면에 위치하는 사람은 화면에 표시된 내용을 볼 수 있으나, 측면에 위치하는 사람은 화면에 표시된 내용을 거의 식별할 수 없게 된다.

또한, 인가전압에 따른 액정 투과도의 변화를 이용하여 전기적인 정보를 시각정보로 변화시키는 액정표시장치(LCD)는 일반적으로 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 백라이트 유닛은 광원과 다양한 광학필름을 포함한다. 상기 광학필름은 액정표시장치(LCD)의 휘도를 향상시키기 위해 상기 광원으로부터 발생된 빛을 고르게 분산시키거나, 상기 광원으로부터 발생된 빛을 굴절시키는 등 다양한 기능을 수행한다.

이러한 보안용 필름이나 광학필름 등과 같은 기능성 필름은 얇은 필름 형태로 이루어지고, 기능 수행을 위해 상기 얇은 필름의 표면에 형성된 소정의 미세 패턴을 포함한다. 미세 패턴의 형태는 기능성 필름의 기능에 따라 랜티큘러 패턴, 프리즘 패턴 등 다양하게 이루어진다. 한편, 상술한 바와 같은 기능성 필름은 평판 형태 또는 롤 형태의 금형을 이용하여 제조된다. 상기 금형에는 기능성 필름에 형성할 미세 패턴과 대응하는 미세 패턴이 형성된다.

롤 금형 가공기는 롤 금형의 표면에 미세 패턴을 형성하기 위해 사용된다. 이하, 종래 롤 금형 가공기와 그 문제점을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 도 1은 종래의 롤 금형 가공기를 도시한 사시도이고, 도 2는 종래의 롤 금형 가공기의 문제점을 설명하기 위해 도시된 개략도이다.

일반적으로 롤 금형 가공기(10)는 베이스(12)와, Z축 방향 이송테이블(14)과, X축 방향 이송테이블(16)과, 회전테이블(18)과, 주축대(20)와, 심압대(22)를 포함한다.

Z축 방향 이송테이블(14)은 베이스(12)의 상면에 장착되어, X축 방향 이송테이블(16)을 롤 금형의 길이 방향(Z축 방향)을 따라 왕복시킨다. X축 방향 이송테이블(16)은 Z축 방향 이송테이블(14)의 상면에 장착되어, 회전테이블(18)을 롤 금형의 폭 방향(X축 방향)을 따라 왕복시킨다. 회전테이블(18)은 X축 방향 이송테이블(16)의 상면에 장착되어 롤 금형(30)의 표면 가공을 위한 절삭공구(미도시)를 Z-X평면과 수직한 축(Y축)을 회전축으로 하여 회전시킨다.

주축대(20)는 베이스(12)의 상면에 고정되고, 심압대(22)는 주축대(20)와 대향하도록 베이스(12)의 상면에 장착된다. 미세 패턴 형성 작업 시, 롤 금형(30)의 양단은 주축대(20)와 심압대(22)에 각각 결합되고, 결합된 롤 금형(30)에는 Z축을 회전축으로 한 회전 운동만이 허용될 뿐, 3축(X축, Y축 및 Z축) 방향으로의 직선 운동은 허용되지 않는다. 한편, 다양한 길이의 롤 금형이 장착될 수 있도록 심압대(22)는 Z축 방향으로 직선 왕복 운동을 수행할 수 있도록 베이스(12)의 상면에 장착되고, 롤 금형(30)의 회전이 가능하도록 주축대(20)에는 회전모터(미도시)가 내장된다.

상기 롤 금형 가공기(10)에 의하면, 미세 패턴 형성 작업 시, 롤 금형(30)이 Z축을 회전축으로 하여 회전한다. 그리고, 롤 금형(30)의 회전 시, 주축대(20)에 내장된 회전 모터와, 주축대(20) 및 심압대(22)에 내장된 베어링에 열이 발생한다. 따라서, 미세 패턴 형성 작업이 수행되는 동안 주축대(20) 및 심압대(22)에 내장된 스핀들(21, 23)은 Z축 방향(도 2에서 화살표 방향)으로 열팽창한다.

그러나, 스핀들(21, 23)에 이와 같은 열팽창이 발생하면 롤 금형(30)에는 도 2의 점선과 같은 형태 변경이 발생할 수 있다. 또한, 상기 스핀들(21, 23)의 열팽창은 롤 금형 가공기(10)의 전체 변형을 일으킬 수 있고, 이로 인해 롤 금형(30)의 형태 변경 및 위치 변경이 발생할 수 있다.

롤 금형(30)의 이러한 형태 변경 및 위치 변경은 미세 패턴의 정밀도를 저하시키는바, 개선책이 요구된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 미세 패턴 형성 작업 시 주축대 및 심압대에 내장된 스핀들이 열팽창하더라도 상기 롤 금형에 형태 변경 및 위치 변경이 발생하는 것을 방지할 수 있는 심압대를 제공하는 것을 목적으로 삼고 있다.

또한, 본 발명은 상기 심압대를 포함하는 롤 금형 가공기를 제공하는 것을 목적으로 삼고 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 롤 금형의 일단을 파지하고, 상기 롤 금형과 함께 회전하는 척; 상기 척에 고정적으로 결합되어 상기 척과 함께 회전하는 스핀들; 상기 스핀들을 회전 가능하게 내장하고, 상기 롤 금형의 형태 변경 및 위치 변경을 방지하기 위해 상기 스핀들에 상기 롤 금형의 길이 방향(Z축 방향)로 자유도를 부여하는 스핀들 하우징; 및 상기 스핀들의 Z축 방향 자유도를 구속하거나 상기 구속을 해제하는 자유도 제어 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들에 자유도를 부여한 심압대를 제공한다.

바람직하게, 상기 스핀들의 Z축 방향 자유도는, 상기 스핀들의 중앙 부위에서 외측을 향해 돌출한 중앙돌출부의 앞면과 상기 스핀들 하우징의 내면 간 갭 및 상기 중앙돌출부의 뒷면과 상기 스핀들 하우징의 내면 간 갭에 의해 부여된다.

바람직하게, 상기 자유도 제어 수단은, 상기 스핀들의 일단에 고정된 핸들 결합부; 직선 왕복 운동을 통해 상기 핸들 결합부와 결합하거나 상기 핸들 결합부로부터 분리됨으로써, 상기 스핀들의 Z축 방향 자유도를 구속하거나 상기 구속을 해제하는 핸들; 및 상기 스핀들 하우징에 결합되어 상기 핸들의 직선 왕복 운동을 안내하고, 상기 핸들과 상기 핸들 결합부 간 결합 상태 및 분리 상태를 유지시키는 핸들 안내 수단;을 포함한다.

이때, 상기 핸들 결합부와 상기 핸들의 결합은 상기 스핀들의 회전 방향을 따라 연장하도록 상기 핸들 삽입부의 외주면에 형성된 삽입홈에 상기 핸들의 일단이 삽입됨으로써 이루어지고, 상기 핸들 결합부와 상기 핸들의 분리는 상기 삽입홈으로부터 상기 핸들의 일단이 인출됨으로써 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 핸들 안내 수단은, 상기 핸들의 외면을 감싸는 리니어볼부시; 및 상기 핸들을 감싸도록 위치하여 상기 핸들에 상기 핸들 결합부로부터 분리되는 방향으로 탄성 복원력을 가하는 탄성 스프링;을 포함하고, 상기 분리 상태에 있는 핸들이 상기 탄성 복원력에 의해 상기 리니어볼부시로부터 이탈하는 현상을 방지하기 위해, 상기 핸들의 외면에는 상기 분리 상태 시 상기 리니어볼부시와 접촉하는 이탈 방지턱이 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 핸들의 외면에는 날개가 구비되고, 상기 핸들 안내 수단은, 상기 핸들의 외면을 감싸는 리니어볼부시; 상기 핸들을 감싸도록 위치하여 상기 핸들에 상기 핸들 결합부로부터 분리되는 방향으로 탄성 복원력을 가하는 탄성 스프링; 및 상기 결합 상태 시 상기 날개와 접촉함으로써, 상기 결합 상태에 있는 핸들이 상기 탄성 복원력에 의해 상기 핸들 결합부로부터 분리되는 현상을 방지하는 결합 상태 유지 수단;을 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 결합 상태 유지 수단은 상기 날개의 형태에 대응하는 형태를 갖는 중공을 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 중공은 상기 핸들의 회전 변위에 따라 상기 날개의 출입을 허용 또는 불허용한다.

또한, 상기 자유도 제어 수단은 상기 스핀들 하우징에 장착된 센서를 포함하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 센서는 상기 결합 상태를 감지한 후 그 결과를 전기적 신호로 출력한다. 더욱 구체적으로, 상기 센서는 상기 핸들 안내 수단으로부터 이격된 상태에 있는 이탈 방지턱을 감지한 후 그 결과를 전기적 신호로 출력한다.

본 발명은 상기 심압대를 포함하는 롤 금형 가공기를 제공한다.

본 발명에 의하면, 롤 금형의 회전 시에는 스핀들에 Z축 방향 자유도가 부여될 수 있고, 롤 금형의 회전이 이루어지지 않을 시에는 스핀들의 Z축 방향 자유도가 구속될 수 있다. 따라서, 미세 패턴 작업이 진행되고 있는 도중에는 롤 금형의 형태 변경 및 위치 변경이 방지될 수 있고, 미세 패턴 작업이 이루어지지 않는 경우에는 스핀들의 자유로운 직선 이동이 방지될 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 롤 금형의 회전이 사용자의 착오로 인해 핸들과 핸들 결합부의 결합이 이루어진 상태에서 이루어지는 현상을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 롤 금형 가공기를 도시한 사시도이다.
도 2는 종래의 롤 금형 가공기의 문제점을 설명하기 위해 도시된 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 스핀들에 자유도를 부여한 심압대를 도시한 종단면도이다.
도 4는 도 3의 심압대에 포함된 자유도 제어 수단을 확대하여 도시한 종단면도로서, 스핀들의 자유도가 구속된 상태를 도시한 것이다.
도 5는 도 4의 자유도 제어 수단에 포함된 핸들을 도시한 사시도이다.
도 6a 및 도 6b는 도 4의 자유도 제어 수단에 포함된 탄성 스프링 하우징을 도시한 사시도이다.
도 7은 도 4의 자유도 제어 수단에 포함된 결합 상태 유지 수단을 도시한 사시도이다.
도 8은 도 3의 심압대에 포함된 자유도 제어 수단을 확대하여 도시한 종단면도로서, 스핀들의 자유도가 구속되지 않은 상태를 도시한 것이다.
도 9는 도 3의 심압대를 포함하는 롤 금형 가공기를 도시한 사시도이다.

이하, 본 발명에 따른 스핀들에 자유도를 부여한 심압대 및 이를 포함하는 롤 금형 가공기의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야할 것이다.

본 발명에 따른 스핀들에 자유도를 부여한 심압대(100)는 척(150)과, 스핀들(130)과, 스핀들 하우징(110a, 110b)과, 자유도 제어 수단을 포함한다.

척(150)은 롤 금형(30)의 일단을 파지한 상태로 롤 금형(30)과 함께 회전한다. 스핀들(130)은 척(150)에 고정적으로 결합되어 척(150)과 함께 회전한다. 상기 스핀들(130)의 중앙 부위에는 외측을 향해 돌출하고 스핀들(130)의 원주 방향을 따라 연장하는 중앙돌출부(132)가 구비된다.

스핀들(130)과 척(150)의 고정적 결합은 제1부재(172) 및 제2부재(174)를 포함하는 회전 전달 수단(170)에 의해 이루어진다. 상기 제1부재(172)는 복수의 제1볼트(176)에 의해 척에 고정되고, 제2부재(174)는 복수의 제2볼트(178)에 의해 스핀들에 고정되며, 상기 제1부재(172)는 복수의 제3볼트(180)에 의해 제2부재(174)에 고정된다.

스핀들 하우징(110a, 110b)은 몸체(110a)와 상기 몸체(110a)의 일단에 결합된 커버(110b)를 포함한다. 상기 몸체(110a)는 롤 금형(30)의 길이 방향(Z축 방향)을 따라 직선 왕복 운동을 수행할 수 있도록 롤 금형 가공기(300)의 베이스(312) 상면에 장착된다. 또한, 상기 몸체(110a)는 스핀들(130)을 내부에 수용한다. 몸체(110a)의 내면과 스핀들(130)의 외면 간에는 한 쌍의 레이디얼 베어링(134)이 장착되고, 이로써 스핀들(130)은 Z축 방향을 회전축으로 하여 회전할 수 있다.

상기 몸체(110a)는 스핀들(130)에 Z축 방향 자유도를 부여한다. 이를 위해, 스핀들(130)에 구비된 중앙돌출부(132)의 앞면과 몸체(110a)의 내면 간에 갭(112a)이 형성되고 상기 중앙돌출부(132)의 뒷면과 몸체(110a)의 내면 간에도 갭(112b)이 형성된다. 종래에는 상기 갭(112a, 112b)에 스러스트 베어링이 장착되어 있었고, 이로 인해 스핀들(130)의 Z축 방향 자유도가 구속되었다. 그러나, 본 발명에서는 스핀들(130)에 Z축 방향 자유도를 허용하기 위해 스러스트 베어링이 제거된다.

이와 같이 몸체(110a)와 스핀들(130) 간에 갭(112a, 112b)이 형성될 경우, 척(150), 회전 전달 수단(170) 및 스핀들(130)은 일체로 Z축 방향을 따라 직선 왕복 운동을 수행할 수 있게 된다. 따라서, 미세 패턴 형성 작업 시 주축대(320)에 내장된 스핀들(미도시)에 열팽창이 발생하면 롤 금형(30)과, 척(150)과, 회전 전달 수단(170)과 스핀들(130)은 Z축 방향을 따라 이동하게 되고, 이로써 롤 금형(30)의 형태 변경 및 위치 변경이 방지된다. 또한, 미세 패턴 형성 작업 시 심압대(100)에 내장된 스핀들(130)에 열팽창이 발생하더라도 상기 열팽창이 롤 금형(30)을 가압하지 않는바, 롤 금형(30)의 형태 변경 및 위치 변경이 방지된다.

상기 몸체(110a)는, 앞서 설명한 바와 같이, 롤 금형(30)의 형태 변경 및 위치 변경을 방지하기 위해 스핀들(130)에 Z축 방향 자유도를 부여한다. 그러나, 이와 같은 경우, 몸체(110a)가 베이스(312)에 고정되더라도 스핀들(130)의 고정은 이루어지지 않으므로, 롤 금형(30)을 척(150)에 장착할 때 스핀들(130)을 원하는 위치에 고정시킬 수 없는 문제가 있다. 상기 심압대(100)는 이 문제를 해결하기 위해 자유도 제어 수단을 포함한다.

상기 자유도 제어 수단은 스핀들(130)의 Z축 방향 자유도를 구속하거나 그 구속을 해제하기 위한 것으로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 핸들 결합부(210)와, 핸들(220)과, 핸들 안내 수단(230)을 포함한다.

핸들 결합부(210)는 커버(110a)의 내부에 위치하고, 스핀들(130)의 일단에 고정된다. 따라서, 핸들 결합부(210)는 스핀들(130)과 함께 회전하게 된다. 또한, 핸들 결합부(210)의 외주면에는 삽입홈(212)이 형성된다. 상기 삽입홈(212)은 스핀들(130)의 회전 방향을 따라 연장하도록 형성된다.

핸들(220)은 상기 핸들 결합부(210)와 결합하거나 상기 핸들 결합부(210)로부로부터 분리될 수 있도록 직선 왕복 운동을 수행한다. 핸들(220)과 핸들 결합부(210)의 결합이 이루어진 상태(이하, "결합 상태"라 한다.)에서는 핸들(220)의 일단이, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 삽입홈(212)에 삽입되어 있다. 따라서, 결합 상태에서는 스핀들(130)의 Z축 방향 자유도가 구속된다. 반면, 핸들(220)이 핸들 결합부(210)로부터 분리된 상태(이하, "분리 상태"라 한다.)에서는 핸들(220)의 일단이, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 삽입홈(212)으로부터 인출되어 있다. 따라서, 분리 상태에서는 스핀들(130)의 Z축 방향 자유도가 구속되지 않는다.

한편, 핸들(220)의 외면에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 이탈 방지턱(222)이 구비된다. 상기 이탈 방지턱(222)은 핸들(220)의 외면으로부터 외측 방향으로 돌출하고, 핸들(220)의 원주 방향을 따라 연장한다. 또한, 핸들의 외면에는 날개(224)가 구비된다. 상기 날개(224)는 대략 직사각형 형태로 이루어지고, 이탈 방지턱(222)과 이격하여 위치한다.

핸들 안내 수단(230)은 핸들(220)의 안내, 결합 상태의 유지, 분리 상태의 유지를 위해 커버(110b)에 장착된 것으로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 리니어볼부시(232), 탄성 스프링(234), 탄성 스프링 하우징(238) 및 결합 상태 유지 수단(236)을 포함한다.

리니어볼부시(232)는 커버(110b)를 관통하도록 설치되고, 핸들(220)의 중앙 부위를 감싼다. 리니어볼부시(232)는 통상적으로 알려진 바와 같이 핸들(220)의 직선 왕복 운동 및 회전 운동(자전 운동)을 허용한다.

탄성 스프링(234)은 핸들(220)을 감싸도록 위치하여 핸들(220)에 탄성 복원력을 가한다. 상기 탄성 복원력은 핸들(220)이 핸들 결합부(210)로부터 멀어지는 방향으로 가해진다. 그리고, 탄성 스프링(234)의 일단은 리니어볼부시(232)의 외면과 접촉하고, 반대단은 핸들(220)에 구비된 날개(224)의 외면과 접촉한다.

결합 상태에 있는 핸들(220)에 탄성 복원력이 가해지면, 이탈 방지턱(222)과 리니어볼부시(232)의 접촉이 이루어질 때까지 핸들(220)이 핸들 결합부(210)로부터 멀어지는 방향으로 직선 이동한다. 그리고, 이탈 방지턱(222)과 리니어볼부시(232)의 접촉이 이루어지면 핸들(220)이 상기 탄성 복원력에 의해 리니어볼부시(232)로부터 이탈하는 현상이 방지되고, 도 8에 도시된 바와 같은 분리 상태가 형성된다.

탄성 스프링 하우징(238)은 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 중공(238a)과, 복수의 볼트공(238b)과, 복수의 결합홈(238c)을 포함한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 탄성 스프링(234)은 상기 중공(238a)에 위치하고, 리니어볼부시(232)를 덮으면서 커버(110b)에 결합된다. 커버(110b)와 탄성 스프링 하우징(238)의 결합은 볼트공(238b)을 관통한 후 커버에 삽입 및 결합되는 볼트(미도시)에 의해 이루어진다.

결합 상태 유지 수단(236)은 도 7에 도시된 바와 같이 중공(236a)과 복수의 볼트공(236c)을 포함하고, 탄성 스프링 하우징(238)에 결합된다. 탄성 스프링 하우징(238)과 결합 상태 유지 수단(236)의 결합은 상기 볼트공(236c)을 관통한 후 탄성 스프링 하우징(238)의 결합홈(238c)에 삽입 및 결합되는 볼트(미도시)에 의해 이루어진다.

상기 중공(236a)은 상기 날개(224)의 형태에 대응하는 형태, 즉 사각형 형태로 이루어진다. 상기 사각형 형태의 중공(236a)은 날개(224)의 폭보다 큰 폭을 갖고 날개(224)의 길이보다 긴 길이를 갖는다. 또한, 상기 사각형 형태의 중공(236a)은 날개(224)의 길이보다 작은 폭을 갖는다.

상기 중공(236a)의 형태 및 크기가 위와 같이 이루어지면, 중공(236a)은 핸들(220)의 회전 변위에 따라 날개(224)의 출입을 허용 또는 불허용한다. 예컨대, 상기 날개(224)와 중공(236a)이 서로 평행하게 되는 회전 변위(이하, "평행 변위"라 한다.)에 핸들(220)이 위치하면, 중공(236a)은 날개(224)의 출입을 허용하나, 날개(224)와 중공(236a)이 서로 수직하게 되는 회전 변위(이하, "수직 변위"라 한다.)에 핸들(220)이 위치하면, 중공(236a)은 날개(224)의 출입을 허용하지 않는다.

상기 결합 상태에서는, 탄성 스프링(234)의 탄성 복원력에 의해 핸들(220)이 핸들 결합부(210)로부터 분리되지 않도록, 날개(224)는 탄성 스프링 하우징(238)과 결합 상태 유지 수단(236) 사이에 위치하고 핸들(220)은 수직 변위에 위치한다. 이때, 날개(224)는 상기 탄성 복원력에 의해 결합 상태 유지 수단(236)과 접촉한 상태를 유지한다.

한편, 결합 상태에서 핸들(220)의 회전 변위가 평행 변위로 변경되면, 핸들(220)은 이탈 방지턱(222)과 리니어볼부시(232)가 접촉할 때까지 핸들 결합부(210)로부터 멀어지는 방향으로 직선 이동하고, 이로써 도 8에 도시된 바와 같은 분리 상태가 형성된다.

상기 심압대(100)는 롤 금형(30)의 회전 시에는 스핀들(130)에 Z축 방향 자유도를 부여함으로써 롤 금형(30)의 형태 변경 및 위치 변경을 방지하는 반면, 롤 금형(30)의 회전이 이루어지지 않는 경우에는 스핀들(130)의 Z축 방향 자유도를 구속함으로써 스핀들(130)의 자유로운 움직임을 저지한다. 그런데, 사용자가 착오로 스핀들(130)의 Z축 방향 자유도가 구속된 상태, 즉 결합 상태에서 롤 금형(30)을 회전시킨다면, 롤 금형(30)의 형태 변경 및 위치 변경은 방지될 수 없을 것이다.

상기 자유도 제어 수단은 이와 같은 문제를 해결하기 위해 센서(250)를 포함한다. 상기 센서(250) 커버(110b)에 장착되고, 그 장착 높이는 결합 상태에서 이탈 방지턱(222)이 갖는 높이와 유사하다. 그리고, 상기 센서(250)는 분리 상태가 결합 상태로 변경되었을 때 이탈 방지턱(222)을 감지하고, 그 감지 신호를 출력한다. 출력된 신호는 제어기(미도시)로 송신되고, 상기 감지 신호를 수신한 제어기는 롤 금형(30)의 회전 명령을 입력받더라도 주축대(320)에 내장된 회전모터(미도시)를 작동시키지 않는다.

본 발명에 따른 롤 금형 가공기(300)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 베이스(312)와, Z축 방향 이송테이블(314)과, X축 방향 이송테이블(316)과, 회전테이블(318)과, 주축대(320)와, 상기 심압대(100)를 포함한다.

Z축 방향 이송테이블(314)은 베이스(312)의 상면에 장착되어, X축 방향 이송테이블(316)을 Z축 방향을 따라 왕복시킨다. X축 방향 이송테이블(316)은 Z축 방향 이송테이블(314)의 상면에 장착되어, 회전테이블(318)을 롤 금형(30)의 폭 방향(X축 방향)을 따라 왕복시킨다. 회전테이블(318)은 X축 방향 이송테이블(316)의 상면에 장착되어 절삭공구 지지대(319)를 Z-X평면과 수직한 축(Y축)을 회전축으로 하여 회전시킨다. 상기 절삭공구 지지대(319)는 롤 금형(30)의 표면 가공을 위한 절삭공구(미도시)를 지지한다.

주축대(320)는 베이스(312)의 상면에 고정되고, 심압대(100)는 주축대(320)와 대향하도록 베이스(312)의 상면에 장착된다. 미세 패턴 형성 작업 시, 롤 금형(30)의 양단은 주축대(320)와 심압대(100)에 각각 결합된다. 한편, 다양한 길이의 롤 금형 장착을 위해 심압대(100)는 Z축 방향으로 직선 왕복 운동을 수행할 수 있도록 베이스(312)의 상면에 장착된다. 그리고, 주축대(320)에는 롤 금형(30)을 회전시키기 위한 회전모터(미도시)가 내장된다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 물론이다.

100 : 심압대 110a : 스핀들 하우징 몸체
110b : 스핀들 하우징 커버 130 : 스핀들
132 : 중앙돌출부 150 : 척
210 : 핸들 결합부 220 : 핸들
222 : 이탈 방지턱 224 : 날개
230 : 핸들 안내 수단 232 : 리니어볼부시
234 : 탄성 스프링 236 : 결합 상태 유지 수단
238 : 탄성 스프링 하우징 300 : 롤 금형 가공기
312 : 베이스 320 : 주축대

Claims

롤 금형의 일단을 파지하고, 상기 롤 금형과 함께 회전하는 척;
상기 척에 고정적으로 결합되어 상기 척과 함께 회전하는 스핀들;
상기 스핀들을 회전 가능하게 내장하고, 상기 롤 금형의 형태 변경 및 위치 변경을 방지하기 위해 상기 스핀들에 상기 롤 금형의 길이 방향(Z축 방향)으로 자유도를 부여하는 스핀들 하우징; 및
상기 스핀들의 Z축 방향 자유도를 구속하거나 상기 구속을 해제하는 자유도 제어 수단;을 포함하되,
상기 자유도 제어 수단은,
상기 스핀들의 일단에 고정된 핸들 결합부;
직선 왕복 운동을 통해 상기 핸들 결합부와 결합하거나 상기 핸들 결합부로부터 분리됨으로써, 상기 스핀들의 Z축 방향 자유도를 구속하거나 상기 구속을 해제하는 핸들; 및
상기 스핀들 하우징에 결합되어 상기 핸들의 직선 왕복 운동을 안내하고, 상기 핸들과 상기 핸들 결합부 간 결합 상태 및 분리 상태를 유지시키는 핸들 안내 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 스핀들에 자유도를 부여한 심압대.
제1항에 있어서,
상기 스핀들의 Z축 방향 자유도는, 상기 스핀들의 중앙 부위에서 외측을 향해 돌출한 중앙돌출부의 앞면과 상기 스핀들 하우징의 내면 간 갭 및 상기 중앙돌출부의 뒷면과 상기 스핀들 하우징의 내면 간 갭에 의해 부여되는 것을 특징으로 하는 스핀들에 자유도를 부여한 심압대.
삭제
제1항에 있어서,
상기 핸들 결합부와 상기 핸들의 결합은 상기 스핀들의 회전 방향을 따라 연장하도록 상기 핸들 삽입부의 외주면에 형성된 삽입홈에 상기 핸들의 일단이 삽입됨으로써 이루어지고, 상기 핸들 결합부와 상기 핸들의 분리는 상기 삽입홈으로부터 상기 핸들의 일단이 인출됨으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 스핀들에 자유도를 부여한 심압대.
제1항에 있어서,
상기 핸들 안내 수단은,
상기 핸들의 외면을 감싸는 리니어볼부시; 및
상기 핸들을 감싸도록 위치하여 상기 핸들에 상기 핸들 결합부로부터 분리되는 방향으로 탄성 복원력을 가하는 탄성 스프링;을 포함하고,
상기 분리 상태에 있는 핸들이 상기 탄성 복원력에 의해 상기 리니어볼부시로부터 이탈하는 현상을 방지하기 위해, 상기 핸들의 외면에는 상기 분리 상태 시 상기 리니어볼부시와 접촉하는 이탈 방지턱이 구비되는 것을 특징으로 하는 스핀들에 자유도를 부여한 심압대.
제1항에 있어서,
상기 핸들의 외면에는 날개가 구비되고,
상기 핸들 안내 수단은,
상기 핸들의 외면을 감싸는 리니어볼부시;
상기 핸들을 감싸도록 위치하여 상기 핸들에 상기 핸들 결합부로부터 분리되는 방향으로 탄성 복원력을 가하는 탄성 스프링; 및
상기 결합 상태 시 상기 날개와 접촉함으로써, 상기 결합 상태에 있는 핸들이 상기 탄성 복원력에 의해 상기 핸들 결합부로부터 분리되는 현상을 방지하는 결합 상태 유지 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들에 자유도를 부여한 심압대.
제6항에 있어서,
상기 결합 상태 유지 수단은 상기 날개의 형태에 대응하는 형태를 갖는 중공을 포함하고, 상기 중공은 상기 핸들의 회전 변위에 따라 상기 날개의 출입을 허용 또는 불허용하는 것을 특징으로 하는 스핀들에 자유도를 부여한 심압대.
제1항에 있어서,
상기 자유도 제어 수단은 상기 스핀들 하우징에 장착된 센서를 포함하되, 상기 센서는 상기 결합 상태를 감지한 후 그 결과를 전기적 신호로 출력하는 것을 특징으로 하는 스핀들에 자유도를 부여한 심압대.
제8항에 있어서,
상기 핸들은 상기 분리 상태 시 상기 핸들 안내 수단과 접촉한 상태에 있고 상기 결합 상태 시 상기 핸들 안내 수단으로부터 이격된 상태에 있는 이탈 방지턱을 외면에 구비하고, 상기 센서는 상기 핸들 안내 수단으로부터 이격된 상태에 있는 이탈 방지턱을 감지한 후 그 결과를 전기적 신호로 출력하는 것을 특징으로 하는 스핀들에 자유도를 부여한 심압대.
제1항 또는 제2항 또는 제4항 또는 제5항 또는 제6항 또는 제7항 또는 제8항 또는 제9항의 심압대를 포함하는 롤 금형 가공기.