KR101735524B1 - 롤투롤 장치 및 이를 포함한 스크린 프린터 - Google Patents

Abstract

단일 동력원을 이용하여 양 방향 제어가 가능한 롤투롤 장치가 제공된다. 본 발명의 일 태양에 따른 인쇄회로기판 본 발명의 일 태양에 따른 롤투롤 장치는 제1 방향 또는 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향의 회전 동력을 생성하는 동력원, 상기 동력원로부터 생성된 회전력을 전달하는 구동부, 회전하여 띠 형상의 재료를 권취(捲取)하거나 권출(捲出)하는 제1 롤 및 제2 롤 및 각각 상기 구동부와 상기 제1 롤 또는 상기 제2 롤을 연결하며, 상기 회전 동력의 방향에 따라 상기 제1 롤 또는 상기 제2 롤에 상기 회전력을 선택적으로 전달하는 제1 클러치 베어링 및 제2 클러치 베어링을 포함하되, 상기 제1 클러치 베어링 및 상기 제2 클러치 베어링은 동일한 방향성을 갖도록 구비되고, 상기 제1 클러치 베어링 및 상기 제2 클러치 베어링 내의 내륜이 외륜에 대해 일방향으로 회전 시 회전력을 전달하고, 상기 내륜이 상기 외륜에 대해 타방향으로 회전 시 회전력의 크기가 미리 설정된 토크보다 작거나 같은 경우에만 회전력을 전달한다.

Description

롤투롤 장치 및 이를 포함한 스크린 프린터{Roll-to-roll apparatus and screen printer comprising the apparatus}

본 발명은 롤투롤 장치 및 이를 포함한 스크린 프린터에 관한 것으로, 보다 자세하게는 하나의 동력원만을 이용하여 와이퍼를 양방향으로 권취할 수 있는 롤투롤 장치 및 상기 롤투롤 장치를 이용하여 마스크를 클리닝할 수 있는 스크린 프린터에 관한 것이다.

SMT(Surface Mount Technology) 분야의 인라인 구성 장비 중 스크린 프린터는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board) 상에 솔더를 도포한다. 일반적으로 스크린 프린터는 본체의 작업영역 내에 구비되어 외보로부터 인입되는 인쇄회로기판을 양방향으로 이송시키기 위한 컨베이어 장치, 상기 컨베이어 장치의 상부에 일정 패턴의 홀이 형성된 스텐실 마스크를 위치시키기 위한 작업스테이지, 상기 작업스테이지에 위치한 스텐실 마스크의 상부에서 양방향으로 이동하면서 상기 스텐실 마스크의 표면에 놓인 솔더를 인쇄회로기판에 밀어 넣는 스퀴지(squeegee), 양방향으로 이동하면서 인쇄회로기판과 스텐실 마스크의 위치를 확인하는 카메라 및 솔더가 도포된 후 스텐실 마스크의 홀에 묻은 솔더 찌꺼기를 닦아 내는 클리닝 모듈 등으로 구성된다.

종래에는 상기와 같은 클리닝 모듈로서, 와이퍼라는 띠 형상의 소재를 롤 형태로 감은 뒤 조금씩 풀어가며 상기 스텐실 마스크의 밑면을 닦아내도록 롤 형태의 와이퍼를 회전시켜 감고 푸는 롤투롤 장치를 사용해 왔다.

도 1에 도시된 바와 같이, 스크린 프린터의 클리닝 모듈에 사용되는 종래의 롤투롤 장치는 모터(30)에 의해 회전이 제어되는 구동축(10)과 상기 구동축이 회전을 하는 대로 이끌려 회전하도록 자유 회전단으로 구성된 공급축(20)을 포함한다. 이 때, 구동축(10)의 회전력이 와이퍼를 통해 공급축(20)에 전달되기 위해서는 와이퍼에 적절한 인장력(tension)이 가해지고 상기 인장력이 유지되어야 한다. 이를 위해, 종래의 롤투롤 장치는 우레탄, 고무 등의 재질로 구성된 마찰기구(40)를 공급축(20)에 맞닿게 해 공급축(20)에 회전 마찰력을 가하여 와이퍼가 일정한 인장력을 유지할 수 있게 하였다. 그 결과, 종래의 롤투롤 장치에서는 구동축(10)이 공급축(20)으로부터 풀리는 와이퍼를 감는 방향으로만 와이퍼가 이송될 수 있었다. 구동축(10)이 와이퍼를 푸는 방향으로 회전하는 경우에는, 와이퍼가 인장력을 상실하고 그 결과 공급축(20)이 회전하지 않는다.

종래에는 상기와 같이 클리닝 모듈의 롤투롤 장치의 회전이 일 방향으로만 제한되는 바, 스텐실 마스크에 묻은 솔더 찌꺼기를 효과적으로 닦아낼 수 없다는 문제점이 있었다. 이러한 문제점은 특히 종래의 롤투롤 장치를 이용하여 연속적 롤링(Continuous rolling) 기법을 구현하는 경우 더 크게 나타난다.

상기 연속적 롤링 기법은 와이퍼를 일 방향으로 롤링함과 동시에 롤투롤 장치 자체가 이동하며 스텐실 마스크의 끝단에서 솔더가 와이퍼에 묻어 떨어져 나오게 하는 기법인데, 롤투롤 장치가 와이퍼를 이송하는 방향과 동일한 방향으로는 이동하는 경우에는 상기 효과를 나타내지만, 롤투롤 장치가 와이퍼를 이송하는 방향과 반대 방향으로 이동하는 경우에는 오히려 스텐실 마스크의 끝단에 솔더 찌꺼기를 뭉치게 할 수 있기 때문이다.

또한, 클리닝 모듈을 구성하는 롤투롤 장치를 양 방향으로 회전시키기 위해 공급축에도 별도의 모터를 더 구비하는 경우, 시스템이 복잡해지고 복잡한 기구 구조물을 사용해야 한다는 문제점이 있었다. 그 결과, 복수의 모터를 통한 양방향 롤투롤 장치는 단가 및 장비 구성 측면에서 단점을 갖는다는 문제가 있었다.

일본공개특허 1996-087676

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 단일의 동력원으로 최소한의 동력 전달 장치를 통하여 추가적인 제어 없이 양방향으로 연동되어 구동될 수 있는 롤투롤 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 단일의 동력원으로 최소한의 기구설계를 통하여 추가적인 제어 없이 양방향으로 구동될 수 있는 롤투롤 장치로 와이퍼를 이송하여 스텐실 마스크에 묻은 솔더 찌꺼기를 닦아낼 수 있는 스크린 프린터를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.

상기 언급 된 본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 태양에 따른 롤투롤 장치는 제1 방향 또는 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향의 회전 동력을 생성하는 동력원, 상기 동력원로부터 생성된 회전력을 전달하는 구동부, 회전하여 띠 형상의 재료를 권취(捲取)하거나 권출(捲出)하는 제1 롤 및 제2 롤 및 각각 상기 구동부와 상기 제1 롤 또는 상기 제2 롤을 연결하며, 상기 회전 동력의 방향에 따라 상기 제1 롤 또는 상기 제2 롤에 상기 회전력을 선택적으로 전달하는 제1 클러치 베어링 및 제2 클러치 베어링을 포함하되, 상기 제1 클러치 베어링 및 상기 제2 클러치 베어링은 동일한 방향성을 갖도록 구비되고, 상기 제1 클러치 베어링 및 상기 제2 클러치 베어링 내의 내륜이 외륜에 대해 일방향으로 회전 시 회전력을 전달하고, 상기 내륜이 상기 외륜에 대해 타방향으로 회전 시 회전력의 크기가 미리 설정된 토크보다 작거나 같은 경우에만 회전력을 전달한다.

상기 언급 된 본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 태양에 따른 스크린 프린터는 솔더를 통과시키는 패턴 홀이 형성된 스텐실 마스크 및 상기 스텐실 마스크에 묻은 솔더를 제거하는 와이퍼를 권취(捲取)하거나 권출(捲出)하는 제1 롤 및 제2 롤을 포함하는 롤투롤 장치를 포함하되, 상기 롤투롤 장치는 제1 방향 또는 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향의 회전 동력을 생성하는 단일 동력원을 통해 상기 와이퍼를 양 방향으로 이송한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 동력원의 회전력을 전달하는 벨트 및 풀리, 상기 동력원의 회전 방향 및 상기 동력원으로부터 전달 받는 토크의 크기에 따라 풀리의 회전력을 각 롤에 선택적으로 전달하는 클러치 베어링을 이용하여 단일 동력원을 통해 양방향으로 구동하는 롤투롤 장치를 구현할 수 있다. 이 때, 상기 클러치 베어링들은 각 클러치 베어링에 연결된 롤이 클러치 베어링에 의해 자유회전이 허용되는 방향으로 회전 시, 각 클러치 베어링에 작용되는 토크의 크기가 기 설정된 크기보다 클 때에만 자유회전을 허용함으로써 상기 기 설정된 토크를 통해 와이퍼에 인장력을 부여하고, 그 결과 본 발명의 롤투롤 장치는 별도의 마찰 기구 없이도 작동될 수 있다.

도 1은 종래의 롤투롤 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 장치를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 실시예에 따른 롤투롤 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 장치의 동작을 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 다른 스크린 프린터를 나타내는 개략도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 장치(1)의 구조를 도 2 내지 도 4b를 참조하여 설명하도록 한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 장치(1)는 동력원(100), 구동부, 제1 및 제2 클러치 베어링(310, 320) 및 제1 및 제2 롤(410, 420)을 포함한다.

동력원(100)은 제1 방향 또는 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향의 회전 동력을 생성한다. 상기 동력원(100)의 종류에는 제한이 없으나, 구동부에 직접적으로 회전 동력을 제공할 수 있는 양 방향 회전 모터인 것이 바람직하다. 이 경우, 모터의 회전 샤프트가 구동부에 직접 연결될 수 있다.

구동부는 동력원(100)으로부터 회전력을 제공 받아 제1 클러치 및 제2 클러치 베어링(310, 320)에 전달한다. 구동부는 하나의 동력원(100)으로부터 일부 지점에서 제공 받는 회전력을 다른 지점으로 전달할 수 있는 여러 가지 구동 장치를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 구동부는 복수개의 기어를 포함할 수 있다. 이 경우, 각 기어의 회전축이 각각 제1 클러치 베어링(310) 및 제2 클러치 베어링(320)과 연결될 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 구동부는 상호간에 벨트(230)로 연결된 원동 풀리(210)와 종동 풀리(220)를 포함하여 구성될 수 있다.

원동 풀리(210)는 상기 동력원(100)으로부터 동력을 제공 받아 제1 방향 또는 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 회전할 수 있다. 원동 풀리(210)는 동력원(100)인 모터의 회전 샤프트에 직접적으로 연결되어 모터의 회전에 연동되어 모터의 회전 방향에 따라 제1 방향 또는 반대 방향인 제2 방향으로 회전한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 원동 풀리(210)에는 제1 클러치 베어링(310)이 동축으로 연결된다.

종동 풀리(220)는 상기 원동 풀리(210)와 벨트(230)로 연결되어 원동 풀리(210)로부터 회전력을 전달 받는다. 동력원(100)이 모터인 경우, 원동 풀리(210)는 모터로부터 일정한 크기의 회전수와 토크의 회전력을 전달 받고, 종동 풀리(220)는 상기 원동 풀리(210)와 벨트(230)로 연결되어 원동 풀리(210)의 회전에 연동하여 회전하는 바, 종동 풀리(220)의 회전수와 토크의 크기는 원동 풀리(210)와 종동 풀리(220) 간 직경의 비에 따라 달라진다. 일 실시예에 따르면, 종동 풀리(220)의 직경이 원동 풀리(210)의 직경보다 클 수 있으며, 이에 대해서는 후술하도록 한다. 한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 종동 풀리(220)에는 제2 클러치 베어링(320)이 동축으로 연결될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 원동 풀리(210)에 연결된 제1 클러치 베어링(310)에는 제1 롤(410)이 연결되며, 종동 풀리(220)에 연결된 제2 클러치 베어링(320)에는 제2 롤(420)이 연결된다. 제1 롤(410) 및 제2 롤(420)은 각각 제1 클러치 베어링(310)과 제2 클러치 베어링(320)으로부터 회전력을 전달 받아 띠 형상의 재료(430)를 감거나 푼다. 일 실시예에 따르면, 제1 클러치 베어링(310)과 제2 클러치 베어링(320)의 외륜에는 각각 원동 풀리(210) 및 종동 풀리(220)가 고정될 수 있고, 제1 클러치 베어링(310)과 제2 클러치 베어링(320)의 내륜에는 각각 제1 롤(410) 및 제2 롤(420)이 고정될 수 있다.

제1 클러치 베어링(310) 및 제2 클러치 베어링(320)은 일방향 베어링으로서, 원동 풀리(210)가 회전하는 방향에 따라 원동 풀리(210)의 회전력과 종동 풀리(220)의 회전력을 각각 제1 롤(410) 또는 제2 롤(420)로 선택적으로 전달한다. 제1 클러치 베어링(310) 및 제2 클러치 베어링(320)은 서로 독립적으로 회전 가능한 내륜과 외륜을 가지며, 각 클러치 베어링의 상기 내륜과 외륜은 상대적인 회전 방향에 따라 일체로 회전하여 회전력을 전달하거나, 또는 독립적으로 자유 회전하여 회전력의 전달을 차단할 수 있다.

제1 클러치 베어링(310) 및 제2 클러치 베어링(320)의 외륜 및 내륜이 일체로 회전하여 회전력을 전달하는 경우 원동 풀리(210)의 회전력과 종동 풀리(220)의 회전력이 각각 제1 클러치 베어링(310) 및 제2 클러치 베어링(320)을 통해 제1 롤(410) 및 제2 롤(420)로 전해질 수 있지만, 제1 클러치 베어링(310)과 제2 클러치 베어링(320)의 외륜 및 내륜이 독립적으로 자유 회전하는 경우에는 회전력이 전달될 수 없다. 이 경우, 제1 롤(410) 또는 제2 롤(420)은 원동 풀리(210) 또는 종동 풀리(220)의 회전 동작과 관계 없이 독립적으로 회전한다.

아래의 표 1은 본 실시예에 따른 롤투롤 장치가 포함하는 클러치 베어링의 내륜의 외륜에 대한 회전 방향에 따른 동작을 나타낸다.

본 실시예에서는, 상기 표 1에 도시된 바와 같이, 제1 클러치 베어링(310) 및 제2 클러치 베어링(320)은 동일 방향으로 구비되고, 그 내륜이 외륜에 대해 일방향으로 회전 시 내륜과 외륜이 일체로 회전하여 회전력을 전달하고, 내륜이 외륜에 대해 타방향으로 회전 시 회전력이 기 설정된 값(이하, 각 클러치 베어링의 세팅 토크라 한다)보다 작거나 같은 경우에만 내륜과 외륜이 일체로 회전하여 회전력을 전달한다. 내륜이 외륜에 대해 타방향으로 회전 시 회전력이 기 설정된 값보다 큰 경우에는, 내륜과 외륜이 서로 독립적으로 동작하여 회전력을 전달하지 않는다.

제1 클러치 베어링(310) 및 제2 클러치 베어링(320)은 동일 방향으로 구비되었기 때문에, 각 클러치 베어링(310, 320)의 내륜이 외륜에 대해 동일한 방향으로 회전 시 회전력 전달 측면에 있어서 동일한 동작을 보인다. 예를 들어, 각 클러치 베어링(310, 320)은 각각 그 내륜이 외륜에 대해 반시계 방향으로 회전 시에는 외륜에 대한 상대적인 회전을 차단하여 구동부의 회전력을 전달하고, 내륜이 시계 방향으로 회전 시에는 회전력의 크기가 세팅 토크보다 작거나 같은 경우에만 내륜의 상대적인 회전을 차단하여 구동부의 회전력을 전달하도록 구비될 수 있다. 단, 이 때 후술되는 바와 같이 세팅 토크의 크기에 따라 제1 클러치 베어링(310)과 제2 클러치 베어링(320) 중 어느 하나는 회전력을 전달하지만 다른 하나는 회전력을 전달하지 않을 수 있다.

세팅 토크는 클러치 베어링의 구조적인 특징을 통해 클러치 베어링에 기 설정될 수 있는 일종의 마찰 토크이다. 세팅 토크를 가진 클러치 베어링은, 그 내륜이 외륜에 대하여 자유 회전 가능한 방향으로 회전하는 경우에도 상기 회전을 유발하는 회전력이 세팅 토크보다 큰 경우에만 내륜이 외륜에 대해 자유 회전을 할 수 있도록 구성된다. 그 결과, 내륜이 외륜에 대하여 동일한 방향으로 회전하도록 구동되는 경우에도 내륜의 상대적인 회전을 유발하는 회전력의 크기에 따라 내륜이 자유 회전하거나 또는 외륜과 일체로 구동할 수 있다. 상기 세팅 토크의 크기는 각 클러치 베어링에 특유하도록 설정될 수 있다.

내륜이 외륜에 대해 회전하는 방향은 내륜과 외륜 각각의 회전 속도 및 회전 방향에 의하여 결정된다. 예를 들어, 내륜이 정지해 있는 경우 외륜이 시계방향으로 회전 시 회전력을 전달하도록 클러치 베어링이 구비되었다면, 외륜이 정지해 있는 경우 내륜이 시계반대방향으로 회전 시 회전력을 전달한다. 이 경우, 각 상황에서 외륜 또는 내륜이 반대방향으로 회전 한다면, 외륜 또는 내륜에 가해지는 회전력이 클러치 베어링에 기 설정된 값보다 큰 경우에는 회전력을 전달하고 작거나 같은 경우에는 외륜 또는 내륜이 독립적으로 회전한다.

도 4a 및 도 4b에는 각각 동력원(100)이 원동 풀리(210)를 시계 방향으로 회전시키는 경우 및 반시계 방향으로 회전시키는 경우의 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 장치(1)의 동작이 도시되어 있다.

본 실시예에서는, 전술된 바와 같이, 제1 클러치 베어링(310)과 제2 클러치 베어링(320)의 외륜에는 각각 원동 풀리(210) 및 종동 풀리(220)가 고정되고, 제1 클러치 베어링(310)과 제2 클러치 베어링(320)의 내륜에는 각각 제1 롤(410) 및 제2 롤(420)이 고정될 수 있다. 또한, 제1 클러치 베어링(310)과 제2 클러치 베어링(320)은 모두 외륜에 대해 내륜이 반시계 방향으로 회전 시 회전력(torque, T)을 전달하고, 시계 방향으로 회전 시 회전력(T)의 크기에 따라 회전력(T)을 전달하거나 자유 회전하여 회전력(T)의 전달을 차단하는 방향으로 구비된다.

일 실시예에 따르면, 종동 풀리(220)의 직경이 원동 풀리(210)의 직경보다 클 수 있는데, 바람직하게는 원동 풀리(210)의 직경에 대한 종동 풀리(220)의 직경의 비가 띠 형상의 재료(430)가 권취된 제1 롤(410) 또는 제2 롤(420) 중 하나의 최소 직경에 대한 최대 직경의 비보다 클 수 있다. 즉, 제1 롤(410)과 제2 롤(420)에 감긴 띠 형상의 재료(430)는 제1 롤(410) 및 제2 롤(420) 중 하나에서 풀림과 동시에 다른 하나에 감기게 되는데, 최소 직경과 최대 직경은 제1 롤(410) 및 제2 롤(420) 중 하나에서 최대한 풀려 다른 하나에 최대한 감긴 경우의 각 롤(410, 420)의 직경을 의미한다. 각 풀리 간 직경의 크기의 비는 각 풀리에 고정된 클러치 베어링(310, 320)의 외륜의 회전수를 결정하며, 상기 외륜의 회전수는 대응되는 내륜의 회전수에 따라 각 클러치 베어링의 외륜에 대한 내륜의 회전 방향을 결정한다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 원동 풀리(210)가 시계 방향으로 회전하는 경우 상기 원동 풀리(210)에 고정된 제1 클러치 베어링(310)의 외륜도 시계 방향으로 회전한다. 제1 클러치 베어링(310)의 외륜이 시계 방향으로 회전하는 것은 결과적으로 내륜이 외륜에 대해 반시계 방향으로 회전하는 것이기 때문에, 제1 클러치 베어링(310)의 내륜은 외륜와 함께 회전하여 원동 풀리(210)의 회전력(T)을 제1 롤(410)에 전달한다. 그 결과, 제1 클러치 베어링(310)의 내륜에 고정된 제1 롤(410)이 원동 풀리(210)의 회전수와 동일한 회전수로 시계 방향으로 회전한다.

이와 동시에, 원동 풀리(210)와 벨트(230)로 연결된 종동 풀리(220) 또한 원동 풀리(210)의 회전에 의해 시계 방향으로 회전하고, 제1 롤(410)과 띠 형상의 재료(430)로 연결된 제2 롤(420) 또한 제1 롤(410)의 회전에 의해 시계 방향으로 회전한다. 이 때, 원동 풀리(210)와 제1 롤(410)의 회전수는 동일한 바, 제1 롤(410)이 최대 직경을 가지고 제2 롤(420)이 최소 직경을 가진다 하더라도 전술된 바와 같이 종동 풀리(220)의 직경이 원동 풀리(210)의 직경보다 더 큼과 동시에 원동 풀리(210)의 직경에 대한 종동 풀리(220)의 직경의 비가 제1 롤(410)과 제2 롤(420)의 최소 직경에 대한 최대 직경의 비보다 크다면, 제2 롤(420)의 회전수가 종동 풀리(220)의 회전수보다 크게 된다.

그 결과, 제2 롤(420)에 고정된 제2 클러치 베어링(320)의 내륜이 종동 풀리(220)에 고정된 제2 클러치 베어링(320)의 외륜과 함께 시계 방향으로 회전하되, 외륜보다 더 빠르게 회전한다. 이는 결과적으로 제2 클러치 베어링(320)의 내륜이 외륜에 대해 시계 방향으로 회전하는 것이기 때문에, 제2 클러치 베어링(320)의 내륜은 띠 형상의 재료(430)를 통해 제2 롤(420)에 가해지는 회전력(T)의 크기가 제2 클러치 베어링(320)에 설정된 세팅 토크보다 큰 경우 자유 회전할 수 있다.

즉, 원동 풀리(210)가 시계 방향으로 회전하는 경우 결과적으로 제1 롤(410)이 구동축으로, 제2 롤(420)이 공급축으로 작동한다. 이 때, 상기 롤투롤 장치(1)가 전술된 바와 같이 동작하기 위해서는 제1 롤(410)과 제2 롤(420)에 권취된 띠 형상의 재료(430)에 인장력(tension)이 부여되고 상기 인장력을 통해 공급축인 제2 롤(420)이 회전되어야 한다. 본 실시예에 따른 롤투롤 장치(1)에서는 제2 클러치 베어링(320)에 기 설정된 세팅 토크가 띠 형상의 재료(430)에 인장력을 부여한다. 기 설정된 세팅 토크가 일종의 마찰력의 역할을 하여 종래의 마찰기구를 대신할 수 있으며, 그 결과 장치의 기계적인 구조가 더 단순해질 수 있다.

한편, 도 4b에 도시된 바와 같이, 원동 풀리(210)가 반시계 방향으로 회전하는 경우에는 상기 원동 풀리(210)에 고정된 제1 클러치 베어링(310)의 외륜도 반시계 방향으로 회전한다. 원동 풀리(210)가 시계 방향으로 회전할 때와는 반대로, 이는 곧 제1 클러치 베어링(310)의 내륜이 외륜에 대해 시계 방향으로 회전함을 의미하는 바, 제1 클러치 베어링(310)의 내륜은 원동 풀리(210)로부터 가해진 회전력(T)의 크기가 제1 클러치 베어링(310)에 설정된 세팅 토크보다 큰 경우 자유 회전할 수 있다.

이와 동시에, 원동 풀리(210)와 벨트(230)로 연결된 종동 풀리(220) 또한 원동 풀리(210)의 회전에 의해 반시계 방향으로 회전하고, 상기 종동 풀리(220)에 고정된 제2 클러치 베어링(320)의 외륜 또한 반시계 방향으로 회전한다. 제1 클러치 베어링(310)과 마찬가지로, 이는 곧 제2 클러치 베어링(320)의 내륜이 외륜에 대해 시계 방향으로 회전함을 의미하고, 제2 클러치 베어링(320)의 내륜은 종동 풀리(220)로부터 가해진 회전력(T)의 크기가 제2 클러치 베어링(320)에 설정된 세팅 토크보다 큰 경우 자유 회전할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제2 클러치 베어링(320)에 기 설정된 토크의 크기는 제1 클러치 베어링(310)에 기 설정된 토크보다 클 수 있다. 이 경우, 제2 클러치 베어링(320)과 제1 클러치 베어링(310)의 내륜이 모두 외륜에 대해 자유 회전할 수 있는 방향으로 회전하더라도, 각 클러치 베어링이 전달 받는 회전력(T)이 충분히 크지 않다면 작은 세팅 토크가 설정된 제1 클러치 베어링(310)의 내륜은 자유 회전하는 반면 큰 세팅 토크가 설정된 제2 클러치 베어링(320)의 내륜은 외륜과 일체로 회전하여 제2 롤(420)에 종동 풀리(220)의 회전력(T)을 전달할 수 있다.

상기 실시예에 따라 제2 클러치 베어링(320)의 세팅 토크가 제1 클러치 베어링(310)의 세팅 토크보다 크게 설정되어 제2 클러치 베어링(320)의 세팅 토크는 종동 풀리(220)가 전달하는 회전력(T)보다 큰 반면 제1 클러치 베어링(310)의 세팅 토크는 원동 풀리(210)가 전달하는 회전력(T)보다 작은 경우, 제2 클러치 베어링(320)의 내륜은 외륜과 일체로 구동하며 제2 롤(420)에 회전력(T)을 전달하지만 제1 클러치 베어링(310)의 내륜은 외륜에 대하여 자유 회전할 수 있다.

상기와 같은 제2 클러치 베어링(320)의 동작에 의해, 제2 클러치 베어링(320)의 내륜에 고정된 제2 롤(420)이 종동 풀리(220)의 회전수와 동일한 회전수로 반시계 방향으로 회전하고, 제2 롤(420)과 띠 형상의 재룔로 연결된 제1 롤(410) 또한 제2 롤(420)의 회전에 의해 반시계 방향으로 회전한다. 이 때, 전술된 실시예에 따라 종동풀리의 직경이 원동풀리의 직경보다 더 큼과 동시에 원동풀리의 직경에 대한 종동풀리의 직경의 비가 제1 롤(410)과 제2 롤(420)의 최소 직경에 대한 최대 직경의 비보다 크다면, 제1 롤(410)이 최소 직경을 가지고 제2 롤(420)이 최대 직경을 가진다 하더라도 제1 롤(410)의 회전수가 원동 풀리(210)의 회전수보다 작게 된다.

그 결과, 제1 롤(410)에 고정된 제1 클러치 베어링(310)의 내륜이 원동 풀리(210)에 고정된 제1 클러치 베어링(310)의 외륜과 함께 반시계 방향으로 회전하되, 외륜보다 더 느리게 회전한다. 이는 결과적으로 제1 클러치 베어링(310)의 내륜이 외륜에 대해 시계 방향으로 회전하는 것이기 때문에, 제2 롤(420)의 회전에 의해 제1 롤(410)이 회전하다 하더라도 제1 클러치 베어링(310)의 내륜은 외륜에 대해 여전히 자유 회전이 허용되는 방향으로의 회전이 유지될 수 있다.

즉, 원동 풀리(210)가 반시계 방향으로 회전하는 경우 결과적으로 제2 롤(420)이 구동축으로, 제1 롤(410)이 공급축으로 작동한다. 이 때, 원동 풀리(210)가 시계 방향으로 회전하는 경우와 마찬가지로, 공급축으로 작동하는 제1 클러치 베어링(310)에 기 설정된 세팅 토크가 띠 형상의 재료(430)에 인장력을 부여할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전술된 실시예에 따른 구조와는 달리 제1 클러치 베어링(310)과 제2 클러치 베어링(320)의 내륜에 각각 원동 풀리(210) 및 종동 풀리(220)가 고정되고, 제1 클러치 베어링(310)과 제2 클러치 베어링(320)의 외륜에 각각 제1 롤(410) 및 제2 롤(420)이 고정될 수도 있다.

또 다른 실시예에 따르면, 제1 클러치 베어링(310)과 제2 클러치 베어링(320)은 모두 외륜에 대해 내륜이 시계 방향으로 회전 시 회전력을 전달하고, 반시계 방향으로 회전 시 회전력의 크기에 따라 회전력을 전달하거나 자유 회전하여 회전력의 전달을 차단하는 방향으로 구비될 수도 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 프린터의 구조를 도 5를 참조하여 설명하도록 한다.

도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 프린터는 솔더를 통과시키는 패턴 홀이 형성된 스텐실 마스크(2) 및 스텐실 마스크(2)에 묻은 솔더를 와이퍼(430)로 제거하는 롤투롤 장치(1)를 포함한다. 롤투롤 장치(1)는 상기 와이퍼(430)를 권취(捲取)하거나 권출(捲出)하는 제1 롤(410) 및 제2 롤(420)을 포함하며, 제1 방향 또는 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향의 회전 동력을 생성하는 단일 동력원(100)을 통해 상기 와이퍼(430)를 양 방향으로 이송한다.

일 실시예에 따르면, 상기 롤투롤 장치(1)는 상기 롤투롤 장치(1)는 상기 동력원(100)로부터 회전력을 제공 받아 전달하는 구동부 및 각각 상기 구동부와 상기 제1 롤(410) 또는 상기 제2 롤(420)을 연결하며, 상기 회전력의 방향에 따라 상기 제1 롤(410) 또는 상기 제2 롤(420)에 상기 회전력을 선택적으로 전달하는 제1 클러치 베어링(310) 및 제2 클러치 베어링(320)을 더 포함하되, 상기 제1 클러치 베어링(310) 및 상기 제2 클러치 베어링(320)은 동일 방향으로 구비되고, 내륜이 외륜에 대해 일방향으로 회전 시 회전력을 전달하고, 내륜이 외륜에 대해 타방향으로 회전 시 회전력의 크기가 기 설정된 토크보다 작거나 같은 경우에만 회전력을 전달할 수 있다. 상기 롤투롤 장치(1)의 구체적인 구성 및 동작은 전술된 바와 같다.

이 때, 바람직하게는 상기 구동부는 상기 동력원(100)로부터 동력을 제공 받아 제1 방향 또는 제2 방향으로 회전 가능한 원동 풀리(210) 및 상기 원동 풀리(210)와 벨트(230)로 연결되어 상기 원동 풀리(210)로부터 회전력을 전달 받는 종동 풀리(220)를 포함하고, 상기 원동 풀리(210)는 상기 제1 클러치 베어링(310)과 동축으로 연결되고 상기 종동 풀리(220)는 상기 제2 클러치 베어링(320)과 동축으로 연결될 수 있다.

본 발명과 같이 스크린 프린터에서 단일 동력원(100)으로 와이퍼(430)를 양 방향으로 이송할 수 있는 롤투롤 장치(1)를 이용하면, 추가적인 동력원(100)이 설치될 필요가 없기 때문에 컴팩트한 기계 구조를 통해 와이퍼(430)의 양 방향 이송을 구현할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 클러치 베어링(320)의 기계적인 특성으로 인해 와이퍼(430)의 양 방향 이송이 구현되는 바 별도의 제어 기술을 필요로 하지 않는다.

그 결과, 추가적인 동력원(100)을 설치할 수 있는 공간이 확보될 수 없는 경우에도 와이퍼(430)를 양 방향으로 롤링하면서 마스크(2)에 묻은 솔더 찌꺼기를 제거할 수 있으며, 추가 동력원(100)을 제어하기 위한 별도의 제어 소프트웨어 없이도 롤투롤 장치(1)가 작동될 수 있다. 또한, 추가적인 동력원(100)을 설치할 필요가 없기 때문에 추가적인 동력원(100)을 위한 IO(Input/Output)가 부재한 종래의 스크린 프린터에서 와이퍼(430)의 양 방향 연속적 롤링 기법을 구현할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 롤투롤 장치
2: 스텐실 마스크
100: 동력원
210: 원동 풀리
220: 종동 풀리
230: 벨트
310: 제1 클러치 베어링
320: 제2 클러치 베어링
410: 제1 롤
420: 제2 롤
430: 와이퍼

Claims (11)

1. 제1 방향 또는 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향의 회전 동력을 생성하는 동력원;
   상기 동력원로부터 생성된 회전력을 전달하는 구동부;
   회전하여 띠 형상의 재료를 권취(捲取)하거나 권출(捲出)하는 제1 롤 및 제2 롤; 및
   각각 상기 구동부와 상기 제1 롤 또는 상기 제2 롤을 연결하며, 상기 회전 동력의 방향에 따라 상기 제1 롤 또는 상기 제2 롤에 상기 회전력을 선택적으로 전달하는 제1 클러치 베어링 및 제2 클러치 베어링을 포함하되,
   상기 제1 클러치 베어링 및 상기 제2 클러치 베어링은 동일한 방향성을 갖도록 구비되고, 상기 제1 클러치 베어링 및 상기 제2 클러치 베어링 내의 내륜이 외륜에 대해 일방향으로 회전 시 회전력을 전달하고, 상기 내륜이 상기 외륜에 대해 타방향으로 회전 시 회전력의 크기가 미리 설정된 토크보다 작거나 같은 경우에만 회전력을 전달하는 롤투롤 장치.
2. 청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제 1 항에 있어서,
   상기 구동부는
   상기 동력원로부터 동력을 제공 받아 제1 방향 또는 제2 방향으로 회전 가능한 원동 풀리; 및
   상기 원동 풀리와 벨트로 연결되어 상기 원동 풀리로부터 회전력을 전달 받는 종동 풀리를 포함하고,
   상기 원동 풀리는 상기 제1 클러치 베어링과 동축으로 연결되고
   상기 종동 풀리는 상기 제2 클러치 베어링과 동축으로 연결되며,
   상기 제1 클러치 베어링 및 상기 제2 클러치 베어링의 외륜은 각각 상기 원동 풀리 및 상기 종동 풀리에 고정되고,
   상기 제1 클러치 베어링 및 상기 제2 클러치 베어링의 내륜은 각각 상기 제1 롤 및 상기 제2 롤에 고정되는 롤투롤 장치.
3. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제 2 항에 있어서,
   상기 종동 풀리의 직경은 상기 원동 풀리의 직경보다 크고,
   상기 원동 풀리의 직경에 대한 상기 종동 풀리의 직경의 비는 상기 띠 형상의 재료가 권취된 상기 제1 롤 또는 상기 제2 롤 중 하나의 최소 직경에 대한 최대 직경의 비보다 큰 롤투롤 장치.
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