KR101652859B1 - 레귤레이터를 구비한 도광판 제조장치 - Google Patents

레귤레이터를 구비한 도광판 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레귤레이터를 이용하여, 도광판의 두께 변화에 관계없이 원하는 패턴이 정확하게 형성된 도광판을 제조하는 기술에 관한 것이다.
이를 위해 제1레귤레이터 및 제2레귤레이터를 이용하여, 도광판의 두께 변화에 따라 상부 스탬핑 롤러를 상하 방향으로 이동시키는 방식으로 상하부 스탬핑 롤러 간의 간격을 조정할 수 있게 하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 도광판의 두께 변화에 관계없이 도광판의 모든 면에 항상 일정한 압력이 가해져 손상되지 않은 도광판을 생산할 수 있다.

Description

레귤레이터를 구비한 도광판 제조장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING LIGHT GUIDE PANEL WITH REGULATOR}
본 발명은 스탬핑 롤러를 이용하여 액정표시장치(LCD)의 백라이트 유닛을 구성하는 도광판을 압출성형하는 기술에 관한 것으로, 특히 레귤레이터를 이용하여 도광판의 두께 변화에 관계없이 원하는 패턴이 정확하게 형성된 도광판을 제조하는데 적당하도록 한 레귤레이터를 구비한 도광판 제조장치에 관한 것이다.
액정표시장치(LCD)는 자체 발광을 이용한 디스플레이 장치가 아니라 외부의 광을 이용하는 패시브 타입(Passive Type)의 디스플레이 장치이다. 이와 같이 액정표시장치가 외부 광을 이용하여 영상을 표시할 수 있도록 하기 위하여, 액정표시장치에 외부의 광을 방사하는 방식에는 여러 가지 방식이 있는데 그 중에서 하나의 방식이 도광판 방식이다.
도광판 방식의 광원 장치를 사용하는 액정 표시 장치의 경우, 외부의 광(램프)로부터 방사되는 광이 투광성이 우수한 아크릴 수지 등으로 이루어진 도광판의 내면에서 다중 반사에 의해 도광된다. 도광판의 액정 표시 장치와 반대측 표면에는 반사판이 배치되어 있고, 램프로부터 방사되는 광은 전면으로부터만 확산판을 통해 취출되어 액정 표시 장치에 투광된다. 이렇게 액정표시장치에 방사되는 광을 반사판과 슬릿 등으로 집광하면 광의 이용 효율이 향상된다.
종래의 스탬핑롤러를 이용한 도광판 제조장치에서는 피가공용 도광판을 상부 롤러와 하부 롤러의 사이로 통과시키면서 도트패턴을 이용하여 피가공용 도광판에 패턴을 형성할 때 상부 롤러와 하부 롤러의 사이가 일정하게 고정되어 있다. 따라서, 피가공용 도광판의 두께가 균일하지 않은 경우 피가공용 도광판에 가해지는 압력이 피가공용 도광판의 두께 불균일에 따라 다르게 된다.
일반적으로, 도광판의 두께 허용오차가 20μm이고, 도광판에 형성되는 도트의 깊이는 4~11μm이다. 이와 같은 조건에서 종래의 스탬핑롤러를 이용하여 도광판을 제조하는 경우 두께가 두꺼운 부분은 높은 압력이 가하져 도트의 깊이가 충분히 깊게 형성되는 반면, 두께가 얇은 부분은 낮은 압력이 가해져 도트의 깊이가 얕게 형성된다.
이와 같이 종래의 스탬핑롤러를 이용한 도광판 제조장치에서는 피가공용 도광판을 상부 롤러와 하부 롤러의 사이로 통과시켜 압인 가공 방식으로 피가공용 도광판에 패턴을 형성할 때 상부 롤러와 하부 롤러의 사이가 일정하게 고정되어 있으므로, 피가공용 도광판의 두께가 균일하지 않은 경우 피가공용 도광판에 가해지는 압력이 다르게 되는 문제점이 있다.
이에 따라, 도광판에서 두께가 두꺼운 부분은 높은 압력이 가하져 도트의 깊이가 충분히 깊게 형성되는 반면, 두께가 얇은 부분은 낮은 압력이 가해져 도트의 깊이가 얕게 형성된다. 이로 인하여, 도광판에서 두께가 두꺼운 부분은 도트의 깊이가 깊어 밝게 보이는 반면, 두께가 얇은 부분은 도트 깊이가 얕아서 상대적으로 어둡게 보이는 얼룩현상(일명 무라 현상)이 발생되는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 레귤레이터를 이용하여, 도광판의 두께 변화에 따라 상부 스탬핑 롤러를 상하 방향으로 이동시켜 도광판의 두께 변화에 관계없이 도광판의 모든 면에 항상 일정한 압력이 가해지도록 하는데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따른 레귤레이터를 구비한 도광판 제조장치는, 압인 가공을 통해 피가공용 도광판의 표면에 패턴을 형성하는 제1스탬핑 롤러 및 제2스탬핑 롤러; 상기 제1스탬핑 롤러의 회전 중심축을 지지하는 제1 브래킷 및 제2 브래킷; 상기 제2스탬핑 롤러의 회전 중심축을 지지하는 제3브래킷 및 제4브래킷; 압력을 발생하는 제1실린더 및 제2실린더; 상기 제1실린더에서 발생되는 압력에 따라 상기 제3브래킷을 상기 제1브래킷 방향으로 접근시키거나 이격시키는 제1 엘엠 가이드; 상기 제2실린더에서 발생되는 압력에 따라 상기 제4브래킷을 상기 제2브래킷 방향으로 접근시키거나 이격시키는 제2 엘엠 가이드; 상기 제1브래킷에 걸리는 하중을 감지하는 제1로드셀 및 상기 제2브래킷에 걸리는 하중을 감지하는 제2로드셀; 상기 제1실린더의 압력을 감지하는 제1압력센서 및 상기 제2실린더의 압력을 감지하는 제2압력센서; 상기 제1로드셀에 의해 감지된 상기 하중과 상기 제1압력센서에 의해 감지된 상기 압력을 근거로 하여, 상기 제1실린더의 압력을 상기 피가공용 도광판의 두께 변화에 대응되게 조절하는 제1레귤레이터; 및 상기 제2로드셀에 의해 감지된 상기 하중과 상기 제2압력센서에 의해 감지된 상기 압력을 근거로 하여, 상기 제2실린더의 압력을 피가공용 도광판의 두께 변화에 대응되게 조절하는 제2레귤레이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 도광판 제조장치에서 레귤레이터를 이용하여, 도광판의 두께 변화에 따라 상부 스탬핑 롤러를 상하 방향으로 이동시키는 방식으로 상하부 스탬핑 롤러 간의 간격을 조정할 수 있게 함으로써, 도광판의 두께 변화에 관계없이 도광판의 모든 면에 항상 일정한 압력이 가해져 패턴이 정확하게 형성된 도광판을 생산할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 레귤레이터를 구비한 도광판 제조장치의 개략도이다.
도 2의 (a)는 피가공용 도광판에 손상 구간이 발생된 것을 나타낸 예시도이다.
도 2의 (b)는 피가공용 도광판에 손상 구간이 발생되지 않은 것을 나타낸 예시도이다.
도 3은 스탬핑 롤러의 허브 베어링을 수냉식으로 식히기 위한 예시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 의한 레귤레이터를 구비한 도광판 제조장치의 개략도로서 이에 도시한 바와 같이, 도광판 제조장치(100)는 압인 가공을 통해 피가공용 도광판의 표면에 패턴을 형성하는 한 쌍의 제1스탬핑 롤러(110A) 및 제2스탬핑 롤러(110B); 상기 제1스탬핑 롤러(110A)의 양측 회전중심축을 지지하는 한 쌍의 제1 브래킷(120A) 및 제2브래킷(120B); 상기 제2스탬핑 롤러(110B)의 양측 회전중심축을 지지하는 한 쌍의 제3브래킷(120C) 및 제4브래킷(120D); 회전력을 발생하는 한 쌍의 제1모터(130A) 및 제2모터(130B); 상기 제1모터(130A)의 회전속도를 조절하는 제1감속기(140A) 및 상기 제2모터(130B)의 회전속도를 조절하는 제2감속기(140B); 피스톤 운동에 의해 필요로 하는 압력을 발생하는 한 쌍의 제1실린더(150A) 및 제2실린더(150B); 상기 제1실린더(150A)에서 발생되는 압력에 따라 상기 제3브래킷(120C)을 상기 제1브래킷(120A) 방향으로 접근시키거나 반대 방향으로 이격시키는 제1 엘엠(LM) 가이드(160A); 상기 제2실린더(150B)에서 발생되는 압력에 따라 상기 제4브래킷(120D)을 상기 제2브래킷(120B) 방향으로 접근시키거나 반대 방향으로 이격시키는 제2 엘엠(LM) 가이드(160B); 상기 제1실린더(150A)에 연결된 제1 투웨이(2 way) 밸브(170A) 및 상기 제2실린더(150B)에 연결된 제2 투웨이 밸브(170B); 상기 제1브래킷(120A)에 걸리는 하중을 감지하는 제1로드셀(181A) 및 상기 제2브래킷(120B)에 걸리는 하중을 감지하는 제2로드셀(181B); 상기 제1실린더(150A)의 압력을 감지하는 제1압력센서(182A) 및 상기 제2실린더(150B)의 압력을 감지하는 제2압력센서(182B); 상기 제1로드셀(181A)에 의해 감지된 상기 하중과 상기 제1압력센서(182A)에 의해 감지된 상기 압력을 근거로 상기 제1실린더(150A)의 압력을 피가공용 도광판의 두께 변화에 따라 적응적으로 조절하는 제1레귤레이터(190A); 및 상기 제2로드셀(181B)에 의해 감지된 상기 하중과 상기 제2압력센서(182B)에 의해 감지된 상기 압력을 근거로 상기 제2실린더(150B)의 압력을 피가공용 도광판의 두께 변화에 따라 적응적으로 조절하는 제2레귤레이터(190B)를 포함한다.
압인 가공을 통해 피가공용 도광판의 표면에 패턴을 형성하기 위한 한 쌍의 제1스탬핑 롤러(110A) 및 제2스탬핑 롤러(110B) 중에서 제1스탬핑 롤러(110A)는 양측에 설치된 제1 브래킷(120A) 및 제2브래킷(120B)에 의해 양측의 회전중심축이 지지되고, 제2스탬핑 롤러(110B)는 양측에 설치된 제3 브래킷(120C) 및 제4브래킷(120D)에 의해 양측의 회전중심축이 지지된다.
제1모터(130A)에서 발생되는 회전 동력은 제1감속기(140A)를 통해 제1스탬핑 롤러(110A)에 전달되어 상기 제1스탬핑 롤러(110A)가 목표 속도로 회전된다. 마찬가지로, 제2모터(130B)에서 발생되는 회전 동력은 제2감속기(140B)를 통해 제2스탬핑 롤러(110B)에 전달되어 상기 제2스탬핑 롤러(110B)가 목표 속도로 회전된다.
이때, 상기 제1스탬핑 롤러(110A)의 외주면에는 피가공용 도광판에 도트를 형성하기 위한 도트패턴이 설치되어 있다. 상기 제1스탬핑 롤러(110A)의 외주면과 상기 제2스탬핑 롤러(110B)의 외주면 간의 간격은 상기 도트패턴을 이용하여 상기 피가공용 도광판에 도트들을 압인 가공하는데 적당하도록 사전에 셋팅된다.
이와 같은 상태에서 상기 제1스탬핑 롤러(110A)와 상기 제2스탬핑 롤러(110B)가 서로 반대 방향으로 회전하게 되므로, 상기 도트패턴에 의해 상기 피가공용 도광판에 일정 깊이를 갖는 도트들이 압인 가공된다.
그런데, 상기 피가공용 도광판의 두께가 균일하지 않고, 제1스탬핑 롤러(110A)와 상기 제2스탬핑 롤러(110B)의 간격이 고정된 경우 피가공용 도광판에 가해지는 압력이 피가공용 도광판의 두께 불균일에 대응하여 다르게 되므로 도 2의 (a)에서와 같이 피가공용 도광판에 손상(damage) 구간이 많이 발생하게 된다.
이를 감안하여 본 발명의 실시예에서는 피가공용 도광판의 두께가 불균일한 것에 대응하여 제1스탬핑 롤러(110A)와 상기 제2스탬핑 롤러(110B)의 간격을 적응적으로 조정함으로써, 도 2의 (b)에서와 같이 피가공용 도광판에 손상 구간이 거의 발생하지 않게 되는데, 이에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
예를 들어, 제1스탬핑 롤러(110A)와 상기 제2스탬핑 롤러(110B)의 외주면 사이를 통과하는 피가공용 도광판의 두께가 평균 두께에 비하여 두꺼운 경우 제1스탬핑 롤러(110A)와 상기 제2스탬핑 롤러(110B)에 의해 피가공 도광판에 가해지는 압력이 그만큼 증가된다.
이에 따라, 제1로드셀(181A)에 의해 감지되는 하중이 증가되고, 제1압력센서(182A)에 의해 감지되는 제1실린더(150A)의 압력이 증가된다. 이때, 제1레귤레이터(190A)는 상기 제1로드셀(181A)에 의해 감지된 하중과 상기 제1압력센서(182A)에 의해 감지된 압력을 근거로 제1 투웨이 밸브(170A)를 제어하여 상기 제1실린더(150A)의 압력을 적정 압력으로 감소시킨다. 이로 인하여, 제1실린더(150A), 제1 엘엠 가이드(160A) 및 제3브래킷(120C)을 통해 제1스탬핑 롤러(110B)의 일측에 가해지는 압력이 적정 압력으로 감소된다.
마찬가지로, 제2로드셀(181B)에 의해 감지되는 하중이 증가되고, 제2압력센서(182B)에 의해 감지되는 제2실린더(150B)의 압력이 증가된다. 이때, 제2레귤레이터(190B)는 상기 제2로드셀(181B)에 의해 감지된 하중과 상기 제2압력센서(182B)에 의해 감지된 압력을 근거로 제2 투웨이 밸브(170B)를 제어하여 상기 제2실린더(150B)의 압력을 적정 압력으로 감소시킨다. 이로 인하여, 제2실린더(150B), 제2 엘엠 가이드(160B) 및 제4브래킷(120D)을 통해 제1스탬핑 롤러(110A)의 타측에 가해지는 압력이 적정 압력으로 감소된다.
따라서, 피가공용 도광판의 두께가 두꺼운 경우에도 그 피가공용 도광판에 가해지는 압력의 변화가 거의 없게 된다.
다른 예로써, 제1스탬핑 롤러(110A)와 상기 제2스탬핑 롤러(110B)의 외주면 사이를 통과하는 피가공용 도광판의 두께가 평균 두께에 비하여 얇은 경우 제1스탬핑 롤러(110A)와 상기 제2스탬핑 롤러(110B)에 의해 피가공 도광판에 가해지는 압력이 그만큼 감소된다.
이에 따라, 제1로드셀(181A)에 의해 감지되는 하중이 감소되고, 제1압력센서(182A)에 의해 감지되는 제1실린더(150A)의 압력이 감소된다. 이때, 제1레귤레이터(190A)는 상기 제1로드셀(181A)에 의해 감지된 하중과 상기 제1압력센서(182A)에 의해 감지된 압력을 근거로 제1 투웨이 밸브(170A)를 제어하여 상기 제1실린더(150A)의 압력을 적정 압력으로 증가시킨다. 이로 인하여, 제1실린더(150A), 제1 엘엠 가이드(160A) 및 제3브래킷(120C)을 통해 제1스탬핑 롤러(110B)의 일측에 가해지는 압력이 적정 압력으로 증가된다.
마찬가지로, 제2로드셀(181B)에 의해 감지되는 하중이 감소되고, 제2압력센서(182B)에 의해 감지되는 제2실린더(150B)의 압력이 감소된다. 이때, 제2레귤레이터(190B)는 상기 제2로드셀(181B)에 의해 감지된 하중과 상기 제2압력센서(182B)에 의해 감지된 압력을 근거로 제2 투웨이 밸브(170B)를 제어하여 상기 제2실린더(150B)의 압력을 적정 압력으로 증가시킨다. 이로 인하여, 제2실린더(150B), 제2 엘엠 가이드(160B) 및 제4브래킷(120D)을 통해 제1스탬핑 롤러(110A)의 타측에 가해지는 압력이 적정 압력으로 증가된다.
따라서, 피가공용 도광판의 두께가 얇은 경우에도 그 피가공용 도광판에 가해지는 압력의 변화가 거의 없게 된다.
한편, 도 3은 본 발명이 적용되는 스탬핑 롤러의 허브 베어링을 수냉식으로 식히기 위한 실시예를 나타낸 것으로 이에 도시한 바와 같이, 제1브래킷(120A)의 내부에서 제1허브 베어링(310A)을 감싸는 구조로 설치된 제1냉각유체관(320A) 및 제3브래킷(120C)의 내부에서 제3허브 베어링(310C)을 감싸는 구조로 설치된 제3냉각유체관(320C)을 구비한다. 상기 제1냉각유체관(320A)과 제3냉각유체관(320C)은 여러 가지 형태로 설치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1냉각유체관(320A)은 제1허브 베어링(310A)을 기준으로 여러 겹으로 설치될 수 있고, 상기 제3냉각유체관(320C)은 제3허브 베어링(310C)을 기준으로 여러 겹으로 설치될 수 있다.
상기 제1냉각유체관(320A)에 냉각유체가 주입되고, 제1호스(330A)를 통해 외부의 냉각유체 저장탱크와 연결되어 냉각유체가 순환될 수 있다. 상기 냉각유체의 순환을 위해 순환펌프가 사용될 수 있다. 마찬가지로, 제3냉각유체관(320C)에는 냉각유체가 주입되고, 제3호스(330C)를 통해 냉각유체 저장탱크와 연결되어 냉각유체가 순환될 수 있다.
따라서, 상기 제1냉각유체관(320A)을 이용하여 제1허브 베어링(310A)에서 발생되는 열을 식힐 수 있으며, 상기 제3냉각유체관(320C)을 이용하여 제3허브 베어링(310C)에서 발생되는 열을 식힐 수 있다.
도면에 도시하지 않았지만, 제2브래킷(120B)의 내부와 제4브래킷(120D)의 내부에도 상기와 제1냉각유체관(320A) 및 제3냉각유체관(320B)과 같은 구조의 제2냉각유제관 및 제4냉각유체관을 구비하여 상기와 같은 원리로 제2허브 베어링과 제4허브 베어링에서 발생되는 열을 식히게 된다.
여기서, 제1경사블록(340A) 및 제3경사블록(340C)은 서로 엇갈리는 방향의 경사면이 마주보도록 결합되어 상기 제1스탬핑 롤러(110A)와 제2스탬핑 롤러(110B)의 일측 간의 간격이 최소 간격을 유지할 수 있도록 조절하는 역할을 한다. 상기 제1스탬핑 롤러(110A)와 제2스탬핑 롤러(110B)의 타측에는 제2경사블록과 제4경사블록이 설치되어 상기 제1경사블록(340A) 및 제3경사블록(340C)과 동일한 역할을 한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니라 다음의 청구범위에서 정의하는 본 발명의 기본 개념을 바탕으로 보다 다양한 실시예로 구현될 수 있으며, 이러한 실시예들 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100 : 도광판 제조장치 110A : 제1스탬핑 롤러
110B : 제2스탬핑 롤러 120A : 제1 브래킷
120B : 제2브래킷 120C : 제3브래킷
120D : 제4브래킷 130A : 제1모터
130B : 제2모터 140A : 제1감속기
140B : 제2감속기 150A : 제1실린더
150B : 제2실린더 160A : 제1엘엠 가이드
160B : 제2 엘엠 가이드 170A : 제1투웨이 밸브
170B : 제2투웨이 밸브 181A : 제1로드셀
181B : 제2로드셀 182A : 제1압력센서
182B : 제2압력센서 190A : 제1레귤레이터
190B : 제2레귤레이터

Claims (8)

  1. 압인 가공을 통해 피가공용 도광판의 표면에 패턴을 형성하는 제1스탬핑 롤러 및 제2스탬핑 롤러;
    상기 제1스탬핑 롤러의 회전 중심축을 지지하기 위한 제1브래킷 및 제2브래킷 및 상기 제2스탬핑 롤러의 회전 중심축을 지지하기 위한 제3브래킷 및 제4브래킷;
    상기 제1스탬핑 롤러와 상기 제2스탬핑 롤러 간에 압력을 가하기 위한 제1실린더 및 제2실린더;
    상기 제1브래킷에 걸리는 하중을 감지하는 제1로드셀 및 상기 제2브래킷에 걸리는 하중을 감지하는 제2로드셀;
    상기 제1실린더의 압력을 감지하는 제1압력센서 및 상기 제2실린더의 압력을 감지하는 제2압력센서;
    상기 제1로드셀에 의해 감지된 상기 하중과 상기 제1압력센서에 의해 감지된 상기 압력을 근거로 하여, 상기 제1실린더의 압력을 상기 피가공용 도광판의 두께 변화에 대응되게 조절하는 제1레귤레이터;
    상기 제2로드셀에 의해 감지된 상기 하중과 상기 제2압력센서에 의해 감지된 상기 압력을 근거로 하여, 상기 제2실린더의 압력을 피가공용 도광판의 두께 변화에 대응되게 조절하는 제2레귤레이터;
    상기 제1실린더에서 발생되는 압력에 따라 상기 제3브래킷을 상기 제1브래킷 방향으로 접근시키거나 이격시키는 제1 엘엠 가이드 및
    상기 제2실린더에서 발생되는 압력에 따라 상기 제4브래킷을 상기 제2브래킷 방향으로 접근시키거나 이격시키는 제2 엘엠 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 레귤레이터를 구비한 도광판 제조장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1스탬핑 롤러는 제1모터 및 제1감속기를 순차적으로 통해 공급되는 회전력에 의해 회전되고,
    상기 제2스탬핑 롤러는 제2모터 및 제2감속기를 순차적으로 통해 공급되는 회전력에 의해 회전되는 것을 특징으로 하는 레귤레이터를 구비한 도광판 제조장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1로드셀은 상기 제1브래킷의 하부에 연결되고,
    상기 제2로드셀은 상기 제2브래킷의 하부에 연결된 것을 특징으로 하는 레귤레이터를 구비한 도광판 제조장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1레귤레이터는 제1투웨이 밸브를 통해 상기 제1실린더의 압력을 조절하고,
    상기 제2레귤레이터는 제2투웨이 밸브를 통해 상기 제2실린더의 압력을 조절하는 것을 특징으로 하는 레귤레이터를 구비한 도광판 제조장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 도광판 제조장치는
    상기 제1브래킷 내지 제4브래킷의 내부에 각기 설치된 허브 베어링을 각각 감싸는 구조로 설치된 제1냉각유체관 내지 제4냉각유체관을 포함하는 것을 특징으로 하는 레귤레이터를 구비한 도광판 제조장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1냉각유체관 내지 제4 냉각유체관은 각각 냉각유체를 포함하고, 상기 냉각유체는 순환펌프에 의해 순환되는 것을 특징으로 하는 레귤레이터를 구비한 도광판 제조장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제1냉각유체관 내지 제4 냉각유체관은 냉각유체 저장탱크와 연결된 것을 특징으로 하는 레귤레이터를 구비한 도광판 제조장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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