KR101345939B1 - 러빙롤 고정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 러빙롤 고정장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 러빙롤 고정장치는 러빙롤;과, 상기 러빙롤의 양단부를 지지하는 한 쌍의 스핀들이 마주보도록 이격 설치된 지지대;와, 상기 한 쌍의 스핀들 중 적어도 어느 하나에 회전구동력을 제공하는 모터; 및, 상기 모터에 의해 회전구동력을 전달받는 스핀들과 러빙롤의 상호 대향하는 면 중 적어도 어느 한 면에 마련되어 자기력에 의한 인력(引力)을 제공하는 전자석;을 포함하며, 상기 러빙롤과 스핀들의 상호 대향하는 면은 자기력에 의해 면접촉된 상태에서 모터의 회전구동력이 러빙롤 측으로 전달되는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 러빙롤과 스핀들의 결합면에서 미끌림이나 마모가 발생하는 것을 방지할 수 있는 러빙롤 고정장치가 제공된다.

Description

러빙롤 고정장치{Fixing device for rubbing roll}

본 발명은 러빙롤 고정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 러빙롤과 스핀들의 상호 대향하는 면이 전자석의 자기력에 의해 면접촉되도록 함으로써, 스핀들과 러빙롤의 고정상태를 유지하는 것과 동시에 결합면에서의 미끌림을 방지하여 구동력의 손실을 방지할 수 있는 러빙롤 고정장치에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시소자는 2장의 글라스 기판 사이에 액정층을 형성하고, 2장의 글라스 기판의 내면에는 상기 액정층에 전계를 걸기 위한 투명전극, 상기 전계를 온/오프하기 위한 스위칭 소자, 컬러 표시를 하기 위한 컬러 필터 및 액정분자를 배향하기 위한 배향막 등이 각각 형성되어 있다. 2장의 글라스 기판 사이에 액정재료를 봉입하여 액정표시소자를 제작한다. 배향막은 기판 위에 도포된 폴리이미드 수지(PI; Polyimid) 등의 수지층으로 이루어지며, 배향막을 경화시킨 후 러빙장치에 의해 러빙(Rubbing) 처리함으로써 액정을 소정 방향으로 배향하게 된다.

통상의 러빙장치는 글라스 기판을 배치 고정한 스테이지의 위쪽으로 회전 가능하게 양끝이 지지된 러빙롤을 구비하고 있으며, 러빙롤의 표면에는 양면 테이프 등에 의해 러빙포(Rubbing cloth)가 감겨 있다. 이 러빙롤의 회전에 따라 러빙포가 글라스 기판의 배향층 표면에 접촉되면서 글라스 기판의 표면을 일정한 방향으로 문지름으로써 배향홈을 형성하며, 배향홈이 형성된 방향으로 액정재료를 배향시키게 된다.

액정표시소자의 휘도나 응답성을 균일하게 유지하기 위해서는 러빙처리에 있어서 배향층의 표면을 균일하게 문지름으로써 배향층의 표면에 방향성을 주어 액정이 균일하게 배향되도록 하는 것이 중요하다. 그 때문에 러빙롤과 글라스 기판의 위치 결정, 특히 러빙롤과 글라스 기판 위의 배향막 사이의 이격거리를 균일하게 유지할 필요가 있다.

또한, 종래에는 다양한 크기의 글라스 기판을 러빙하기 위해 러빙롤을 수시로 분리 결합(장착)해야 하는 불편함이 있을 뿐만 아니라, 러빙롤을 분리 결합하는 과정이나 글라스 기판을 러빙하기 위해 러빙롤이 회전하는 중에 러빙롤과 스핀들 사이의 마찰로 인해 마모가 발생하면서 조립공차가 커지게 된다. 따라서, 러빙롤과 글라스 기판과의 마찰이 전면에 거쳐 일정하게 이루어지지 않게 되며, 이로 인해 불균일한 배향을 유발하여 러빙무라(rubbing mura)가 발생하는 문제점이 있다.

그리고 종래에는 러빙롤 자체의 구조나 무게 중심의 문제나 러빙롤을 스핀들에 결합하는 과정에서 러빙롤이 편심된 상태로 고정되기 쉬울 뿐만 아니라, 이를 교정하기 어려운 문제점이 있다.

아울러, 양단의 스핀들에 테이퍼 형태의 삽입홈과, 테이퍼 형태의 척을 이용하여 중심을 맞추는 결합방식이 사용되었으나, 이러한 결합방식은 결합면에서 미끌림이나 마찰에 의한 마모가 발생하기 쉬우며, 이로 인해 회전중심의 정렬이 정밀하게 이루어지지 않는 문제점이 있다.

특허문헌 1. 등록특허 제10-0708579호, 위아무역주식회사 (2007.4.20)

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 러빙롤과 스핀들의 상호 대향하는 면이 전자석의 자기력에 의해 면접촉되도록 함으로써, 스핀들과 러빙롤의 고정상태를 유지하는 것과 동시에 결합면에서의 미끌림을 방지하여 구동력의 손실을 방지할 수 있는 러빙롤 고정장치를 제공함에 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 러빙롤;과, 상기 러빙롤의 양단부를 지지하는 한 쌍의 스핀들이 마주보도록 이격 설치된 지지대;와, 상기 한 쌍의 스핀들 중 적어도 어느 하나에 회전구동력을 제공하는 모터; 및, 상기 스핀들과 러빙롤은 적어도 상호 대향하는 면이 자성체로 이루어지고, 상기 스핀들과 러빙롤의 상호 대향하는 면의 자성체 중 적어도 어느 하나는 전자석으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 러빙롤 고정장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 러빙롤과 스핀들의 상호 대향하는 면에는 러빙롤과 스핀들의 회전중심이 정렬되도록 상호 결합하는 고정홈과 고정축이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 고정축의 선단부와 고정홈의 내측단부는 스핀들의 회전중심과 동심을 이루는 원뿔모양 또는 절두원뿔모양으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 모터와 연결되는 스핀들과 러빙롤의 상호 대향하는 면에는 상호 맞물리는 고정키와 키홈이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 고정키와 키홈은 적어도 상호 대향하는 면이 자성체로 이루어지고, 상기 고정키와 키홈의 상호 대향하는 면의 자성체 중 적어도 어느 하나는 전자석으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 고정축은 스핀들 상에서 전,후진 가능하게 설치되고, 탄성부재에 의해 러빙롤을 향해 탄성지지되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 지지대에 설치되어 한 쌍의 스핀들 중 적어도 어느 하나를 축방향으로 이동시키는 액추에이터;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 전자석은 대향하는 면의 자성체 또는 전자석과 자기력에 의한 인력(引力)에 의해 고정되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 러빙롤과 스핀들의 상호 대향하는 면이 전자석의 자기력에 의해 면접촉되도록 함으로써, 스핀들과 러빙롤의 고정상태를 유지하는 것과 동시에 결합면의 미끌림을 방지하여 구동력의 손실을 방지할 수 있는 러빙롤 고정장치가 제공된다.

또한, 스핀들과 러빙롤의 결합과 동시에 회전중심이 정렬되도록 함으로써, 러빙롤이 편심 고정되는 것을 방지할 수 있는 러빙롤 고정장치가 제공된다.

또한, 스핀들과 러빙롤의 밀착면에 고정키와 키홈을 형성하여 서로 맞물리도록 함으로써, 모터의 구동력이 러빙롤 측으로 전달되는 과정에서 손실되는 것을 방지할 수 있는 러빙롤 고정장치가 제공된다.

또한, 고정축의 길이와 고정홈의 깊이를 정밀가공하지 않더라도 회전중심의 정렬과 스핀들과 러빙롤의 밀착이 동시에 이루어질 수 있는 러빙롤 고정장치가 제공된다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 러빙롤 고정장치의 정면도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 러빙롤 고정장치의 러빙롤과 스핀들의 결합부위를 나타내는 분해사시도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 러빙롤 고정장치의 스핀들의 단면도,
도 4는 도 1의 "A"부분 확대단면도,
도 5 내지 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 러빙롤 고정장치의 스핀들과 러빙롤의 결합작용을 나타내는 단면도,
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 러빙롤 고정장치의 분해사시도,
도 9 내지 도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 러빙롤 고정장치의 작용단면도이다.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 러빙롤 고정장치에 대하여 상세하게 설명한다.

첨부도면 중 도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 러빙롤 고정장치의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 러빙롤 고정장치의 러빙롤과 스핀들의 결합부위를 나타내는 분해사시도이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 러빙롤 고정장치의 스핀들의 단면도이다.

상기 도면에서 도시하는 바와 같은 본 발명 러빙롤 고정장치는 러빙롤(110), 지지대(120), 스핀들(122), 모터(130), 전자석(140) 및 액추에이터(150)를 포함하여 구성된다.

상기 러빙롤(110)은 원통형 몸체의 외주면에 벨벳과 같은 러빙포가 형성되고, 스테이지(S) 상에서 이동하는 기판(G)의 상측면에 접촉한 상태로 회전하면서 기판(G)의 배향막에 배향홈을 형성하는 것으로서, 양 측면의 회전중심에 고정홈(111)이 형성되며, 양측 단부 중 적어도 스핀들(122)와 대향하는 면이 자성체로 이루어진다.

상기 지지대(120)는 스테이지(S)의 양측에 수직방향으로 배치되는 한 쌍의 지지기둥의 형태로 배치될 수 있으며, 한 쌍의 지지기둥의 상단부가 연결된 브릿지 형태로 배치되는 것도 가능하다.

상기 스핀들(122)은 상기 지지대(120)에 각각 회전 가능하게 설치되어 상기 러빙롤(110)의 양단부를 지지하는 것으로, 상기 러빙롤(110)과 대향하는 면의 회전중심으로부터 돌출 형성되는 고정축(123)을 포함하며, 적어도 러빙롤(110)과 대향하는 면이 자성체로 이루어진다

여기서, 상기 고정축(123)의 선단부와 고정홈(111)의 내측단부는 스핀들(122)의 회전중심과 동심을 이루는 원뿔모양 또는 절두원뿔모양으로 이루어진다.

또한, 상기 고정축(123)은 스핀들(122)상에서 축 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 탄성부재(125)에 의해 러빙롤(110)을 향해 탄성 지지된다.

상기 모터(130)는 일측 지지대(120)에 배치되어 일측 지지대(120)에 회전가능하게 설치된 스핀들(122)에 회전구동력을 제공하는 것으로, 회전속도 제어가 가능한 스테핑모터가 적용되는 것이 바람직하며, 모터(130)와 스핀들(122) 사이에 구동력을 전달하기 위한 다양한 형태의 동력전달부재가 배치될 수 있다.

상기 전자석(140)은 스핀들(122)과 러빙롤(110)의 상호 대향하는 면을 구성하는 자성체 중 적어도 어느 하나의 자성체에 마련되어 대향측에 마련된 자성체 또는 전자석(140)과의 사이에 자기력에 의한 인력(引力)을 제공하는 것으로, 본 실시예에서는 스핀들(122)측 자성체가 전자석(140)으로 이루어지는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 러빙롤(110)의 자성체가 전자석(140)으로 이루어지거나, 러빙롤(110)과 스핀들(122)의 자성체가 모두 전자석(140)으로 이루어지는 것도 가능할 것이다.

상기 액추에이터(150)는 타측 지지대(120)에 배치되어 해당 지지대(120)에 설치된 스핀들(122)을 축방향으로 이동시키는 것으로, 직선 왕복구동 실린더가 적용되는 것이 바람직하며, 모터와 볼스크류와 볼너트, LM가이드 등을 조합하여 직선 왕복운동하는 것도 가능할 것이다.

지금부터는 상술한 러빙롤 고정장치의 제1실시예의 작동에 대하여 설명한다.

첨부도면 중 도 4는 도 1의 "A"부분 확대단면도이고, 도 5 내지 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 러빙롤 고정장치의 스핀들과 러빙롤의 결합작용을 나타내는 단면도이다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 러빙롤(110)은 양단부가 지지대(120)의 양측 지지대(120)에 설치된 스핀들(122)에 지지되고, 일측 지지대(120)에 설치된 모터(130)에 의해 회전력을 전달받아 회전한다. 스테이지(S) 상에 안착된 기판(G)은 도시되지 않은 이동수단에 의해 러빙롤(110)의 회전방향과 교차되는 방향으로 이송되며, 이송중 러빙롤(110)과의 접촉에 의해 상측면에 배향홈이 형성된다.

한편, 타측 지지대(120)에 설치된 액추에이터(150)는 러빙롤(110)의 단부를 지지하는 스핀들(122)을 고정방향으로 가압하여 한 쌍의 스핀들(122) 사이에 러빙롤(110)이 고정되도록 하며, 러빙롤(110)의 교체시 액추에이터(150)가 고정해제 방향으로 구동하는 것에 의해 스핀들(122)이 후진하여 한 쌍의 스핀들(122) 사이에서 러빙롤(110)을 분리할 수 있게 된다.

상기와 같이 액추에이터(150)의 가압력에 의해 양측 스핀들(122) 사이에 러빙롤(110)이 고정되는 과정에서, 도 3과 같이 스핀들(122)의 중앙에 마련된 고정축(123)이 러빙롤(110)의 단부 중앙에 마련된 고정홈(111)으로 삽입되어 한 쌍의 스핀들(122) 사이에서 러빙롤(110)이 임의로 이탈하는 것이 방지된다.

또한, 선단부가 원뿔모양으로 이루어진 고정축(123)이 내측 단부가 원뿔모양으로 이루어진 고정홈(111)에 밀착되면서 스핀들(122)의 회전중심과 러빙롤(110)의 회전중심이 정렬되므로 편심고정되는 것이 방지되다.

특히, 양측 스핀들(122)의 사이에 러빙롤(110)이 고정된 상태에서, 스핀들(122) 측에 마련된 전자석(140)에 전원을 인가하여 자기력을 발생시키면 전자석(140)의 자기력에 의해 자성체로 이루어진 스핀들(122)과 러빙롤(110)의 상호 대향하는 면이 밀착 고정되므로, 러빙공정의 진행 도중 스핀들(122)과 러빙롤(110)의 접촉면에서 미끌림이 발생하여 러빙롤(110)의 고정위치가 임의로 변경되는 것에 의해 러빙불량이 발생하는 것이 방지된다.

또한, 스핀들(122)과 러빙롤(110)의 상호 대향하는 면이 자기력에 의해 면접촉된 상태에서 모터(130)의 구동력이 러빙롤(110)측으로 전달되므로 구동력의 손실이 방지된다.

한편, 러빙롤(110)을 스핀들(122)로부터 분리하는 경우, 전자석(140)의 자기력을 해제한 다음 액추에이터(150)를 고정해제 방향으로 구동하는 등, 고정의 역순으로 진행한다.

한편, 상기 스핀들(120)의 고정축(123)이 러빙롤(110)의 고정홈(111)에 삽입되는 과정을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 5와 같이 러빙롤(110)과 스핀들(122)이 이격되어 나란하게 배치된 상태에서, 러빙롤(110)의 타단부가 액추에이터(150)에 의해 모터(130)가 설치된 측의 스핀들(122)을 향해 이동하는 과정에서, 도 6과 같이 고정축(123)의 선단부와 고정홈(111)의 내측단부가 밀착되어 스핀들(122)과 러빙롤(110)의 회전중심이 정렬된 다음, 도 7과 같이 고정축(123)이 후진하면서 탄성부재(125)가 압축되는 것과 동시에 러빙롤(110)과 스핀들(122)의 상호 대향하는 면이 밀착된다.

따라서, 고정축(123)의 길이와 고정홈(111)의 깊이를 정밀가공하지 않더라도 회전중심의 정렬과 스핀들(122)과 러빙롤(110)의 밀착이 함께 이루어지도록 하는 것이 가능하다.

한편, 본 실시예에서는 상기 고정축(123)의 구조가 모터(130)가 설치된 쪽의 스핀들(122)에 적용된 것으로 예로 들어 설명하였으나, 액추에이터(150)가 설치된 측의 스핀들(122)에 적용하는 것도 가능할 것이다.

또한, 발명에 따른 전자석(140)은 러빙롤(110)과 스핀들(122)의 상호 대향하는 면 전체 또는 일부에 형성되는 것으로서, 상술한 실시예들에서는 스핀들(122)의 전면부를 구성하는 자성체가 전자석(140)으로 이루어지는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 양 측의 자성체가 모두 전자석(140)으로 이루어지거나, 러빙롤(110)측의 자성체가 전자석(140)으로 이루어지는 등, 실시예에서 언급한 것 이외의 다양한 형태로도 배치될 수 있을 것이다.

다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 러빙롤 고정장치에 대하여 설명한다.

첨부도면 중 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 러빙롤 고정장치의 분해사시도이고, 도 9 내지 도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 러빙롤 고정장치의 작용단면도이다.

도 8에서 도시하는 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 러빙롤 고정장치는 양측 지지대(120)에 설치되는 한 쌍의 스핀들(122’) 중 적어도 모터(130)와 연결되는 스핀들(122’)의 전면부(러빙롤과 대향하는 면)에 고정키(124)가 돌출 형성되고, 러빙롤(110')의 단부에 고정키(124)에 대응하는 키홈(113)이 형성되며, 스핀들(122’)와 러빙롤(110’)의 상호 대향하는 면 중 고정키(124)와 키홈(113)의 상호 대향하는 면이 자성체로 이루어지고, 고정키(124)측 자성체가 전자석(140)으로 이루어지는 점에서 상술한 실시예와 차이를 갖는다.

도 9 내지 도 10을 참조하면, 스핀들(122’)과 러빙롤(110')이 나란하게 배치된 상태에서, 스핀들(122’)의 전면부에 돌출 형성된 고정키(124)가 러빙롤(110’)의 단부에 형성된 키홈(113)으로 삽입되면, 고정키(124)와 키홈(113)의 상호 대향하는 면이 밀착된다.

이때, 고정키(124)와 키홈(113)의 상호 대향하는 면은 자성체로 이루어지고, 고정키(124)의 자성체는 전자석(140)으로 이루어져 있으므로, 전자석(140)에 전원을 인가하여 자기력을 발생시키면 전자석(140)의 자기력에 의해 인력이 작용하여 고정키(124)와 키홈(113)의 상호 대향하는 면이 밀착되므로 러빙롤(110')의 고정위치가 임의로 변경되는 것이 방지된다.

특히, 러빙롤(110')과 스핀들(122’)에 형성된 고정키(124)과 키홈(113)이 서로 맞물린 상태가 되므로 모터(130)의 구동력이 스핀들(122’)을 통해 러빙롤(110’)측으로 전달되는 과정에서 미끌림에 의한 구동력의 손실이 방지된다.

한편, 본 실시예에서는 고정키(124) 와 키홈(113)의 대향면 중 적어도 어느 하나의 면에 전자석(140)이 형성되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 스핀들(122’)과 러빙롤(110’)의 상호 대향하는 면 중 고정키(124)와 키홈(113)이 형성되지 않은 영역의 자성체 중 적어도 어느 하나의 자성체에 전자석(140)이 형성되는 것도 가능할 것이다. 뿐만 아니라, 자기력에 의한 고정력을 향상시키기 위해 스핀들(122’)과 러빙롤(110’)의 상호 대향하는 전면(全面)이 전자석으로 형성되는 것도 가능할 것이다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

110,110':러빙롤, 111:고정홈, 113:키홈, 120:지지대,
122,122’:스핀들, 123:고정축, 124:고정키, 125:탄성부재,
130:모터, 140:전자석, 150:액추에이터, S:스테이지, G:기판

Claims (8)

1. 러빙롤;
   상기 러빙롤의 양단부를 고정하는 한 쌍의 스핀들이 마주보도록 이격 설치된 지지대; 및,
   상기 한 쌍의 스핀들 중 적어도 어느 하나에 회전구동력을 제공하는 모터; 를 포함하며,
   상기 스핀들과 러빙롤의 적어도 상호 대향하는 면은 자성체로 이루어지고, 상기 스핀들과 러빙롤의 자성체 중 적어도 어느 하나는 전자석으로 이루어져, 상기 스핀들과 러빙롤이 자기력에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 러빙롤 고정장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 러빙롤과 스핀들의 상호 대향하는 면에는 러빙롤과 스핀들의 회전중심이 정렬되도록 상호 결합하는 고정홈과 고정축이 형성되는 것을 특징으로 하는 러빙롤 고정장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 고정축의 선단부와 고정홈의 내측단부는 스핀들의 회전중심과 동심을 이루는 원뿔모양 또는 절두원뿔모양으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 러빙롤 고정장치.
4. 제 2항에 있어서,
   모터와 연결되는 스핀들과 러빙롤의 상호 대향하는 면에는 상호 맞물리는 고정키와 키홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 러빙롤 고정장치.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 고정키와 키홈은 적어도 상호 대향하는 면이 자성체로 이루어지고, 상기 고정키와 키홈의 상호 대향하는 면의 자성체 중 적어도 어느 하나는 전자석으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 러빙롤 고정장치.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 고정축은 스핀들 상에서 축방향으로 이동 가능하게 설치되고, 탄성부재에 의해 러빙롤을 향해 탄성지지되는 것을 특징으로 하는 러빙롤 고정장치.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 한 쌍의 스핀들 중 적어도 어느 하나를 축방향을 따라 이동시키는 액추에이터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 러빙롤 고정장치.
8. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 전자석은 대향하는 면의 자성체 또는 전자석과 자기력에 의한 인력(引力)에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 러빙롤 고정장치.

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