KR102145682B1 - 디스플레이 폴딩기계의 스톱퍼장치 - Google Patents

디스플레이 폴딩기계의 스톱퍼장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웨어러블 형태의 디바이스, 이차전지, 태양전지, 발열체, 센서 등과 같은 각종 플렉서블 소재의 디스플레이에 대한 접힘 피로 시험 시에 사용하는 폴딩기계에서 폴딩 테이블의 입력축을 선택적으로 구속하는 스톱퍼장치에 관한 것이다.
본 발명은 디바이스에 대한 폴딩 시험 시 폴딩 테이블측과 액추에이터측 간의 척킹 및 해제 작동과 연계되면서 폴딩 테이블의 입력축 움직임을 선택적으로 구속하는 새로운 스톱퍼장치를 구현함으로써, 폴딩 시험 후 입력축의 척킹 해제 상태에서도 폴딩 테이블의 수평자세를 유지시킬 수 있으며, 이에 따라 디바이스의 로딩 및 언로딩 작업을 손쉽게 할 수 있고, 디바이스 로딩 및 언로딩 작업과 관련한 사이클 타임을 단축할 수 있는 등 전반적인 폴딩 시험의 효율성을 향상시킬 수 있는 디스플레이 폴딩기계의 스톱퍼장치를 제공한다.

Description

디스플레이 폴딩기계의 스톱퍼장치{Stopper device for display folding machine}
본 발명은 디스플레이 폴딩기계의 스톱퍼장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 웨어러블 형태의 디바이스, 이차전지, 태양전지, 발열체, 센서 등과 같은 각종 플렉서블 소재의 디스플레이에 대한 접힘 피로 시험 시에 사용하는 폴딩기계에서 폴딩 테이블의 입력축을 선택적으로 구속하는 스톱퍼장치에 관한 것이다.
현재 전자 산업의 발전에 따라 평판 디스플레이에서 플렉서블과 같은 유연한 형태로 발전하고 있다.
최근에는 높은 휴대성과 자유로운 변형이 가능한 투명 유연성(Flexible electronics)소자 산업이 큰 주목을 받고 있다.
특히, 디스플레이 산업에서 기존의 취성이 강한 ITO 소재를 대체할 플렉서블 소재나 디바이스에 대한 연구개발 되고 있다.
보통 플렉서블 디스플레이나 디바이스 등의 내구성을 평가하기 위해서는 접힘(Folding), 비틀림(Torsion) 등과 같은 다양한 변형 모드에서의 반복 시험이 필요하다.
본 발명에서는 플렉서블 소재의 차세대 디스플레이 적용 가능성을 평가하기 위해 곡률 반경이 변하는 접힘 시험(Folding test) 등과 같은 다양한 동적변형 환경에서의 신뢰성 평가를 진행할 때 사용하는 디스플레이 폴딩기계를 그 안출의 대상으로 한다.
이와 관련하여 현재 플렉서블 소재의 디스플레이에 대한 접힘 시험 시에 사용하는 폴딩장치는 국내공개특허 10-2016-0126304호, 국내공개특허 10-2019-0005302호, 국내등록특허 10-0970204호, 국내등록특허 10-1527815호, 국내등록특허 10-1843874호 등에서 여러 다양한 타입을 제시하고 있다.
그러나, 현재 플렉서블 소재 디스플레이의 접힘 시험에 적용되는 폴딩기계들은 디바이스가 로딩되는 폴딩 테이블의 작동 메카니즘과 관련한 여러 단점이 있다.
일 예로서, 한 쌍의 폴딩 테이블 위에 디바이스를 로딩한 상태에서 폴딩 테이블을 반복적으로 폴딩 작동시키는 방법으로 폴딩 시험을 진행하게 되는데, 폴딩 시험을 완료하고 폴딩 테이블로부터 디바이스를 언로딩한 후, 입력축의 척킹 상태를 해제하게 되면, 프리 회전상태의 폴딩 테이블이 아래로 처지게 되고, 이로 인해 다음 디바이스에 대한 폴딩 시험을 하기 위해 디바이스를 로딩할 때 폴딩 테이블을 재차 바로 세워서 정렬해야 하기 때문에 작업성이 떨어질 뿐만 아니라 사이클 타임이 길어지는 등 전반적으로 폴딩 시험의 효율성이 저하되는 단점이 있다.
국내공개특허 10-2016-0126304호 국내공개특허 10-2019-0005302호 국내등록특허 10-0970204호 국내등록특허 10-1527815호 국내등록특허 10-1843874호
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 디바이스에 대한 폴딩 시험 시 폴딩 테이블측과 액추에이터측 간의 척킹 및 해제 작동과 연계되면서 폴딩 테이블의 입력축 움직임을 선택적으로 구속하는 새로운 스톱퍼장치를 구현함으로써, 폴딩 시험 후 입력축의 척킹 해제 상태에서도 폴딩 테이블의 수평자세를 유지시킬 수 있으며, 이에 따라 디바이스의 로딩 및 언로딩 작업을 손쉽게 할 수 있고, 디바이스 로딩 및 언로딩 작업과 관련한 사이클 타임을 단축할 수 있는 등 전반적인 폴딩 시험의 효율성을 향상시킬 수 있는 디스플레이 폴딩기계의 스톱퍼장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 디스플레이 폴딩기계의 스톱퍼장치는 다음과 같은 특징이 있다.
상기 디스플레이 폴딩기계의 스톱퍼장치는 디바이스의 폴딩 작동을 위한 한 쌍의 폴딩 테이블의 입력축을 구속 및 해제하는 수단으로서, 중앙의 홀을 이용하여 입력축의 둘레에 동축(同軸)을 이루며 회전 가능한 구조로 설치되고, 푸시 로드의 동작과 스프링의 힘에 의해 수직 자세와 경사진 자세를 취하면서 입력축의 움직임을 구속 또는 해제시켜주는 스톱퍼 플레이트를 포함하는 것이 특징이다.
여기서, 상기 스톱퍼 플레이트는 폴딩 테이블의 지지를 위한 베이스 플레이트 상에 수직 설치되어 있는 지지 블록 상에 상단부가 핀에 의해 체결되어 지지되면서 핀을 중심으로 하여 회전되는 구조로 설치될 수 있다.
또한, 상기 스프링은 지지 블록의 전면에 형성되어 있는 스프링 홈과 스톱퍼 플레이트의 후면에 형성되어 있는 스프링 홈 사이에 양단 지지되면서 스톱퍼 플레이트를 상시 앞쪽으로 탄력 지지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 푸시 로드는 폴딩 테이블의 폴딩 작동을 위한 동력을 제공하는 액추에이터의 실린더에 의해 전후진 동작되면서 스톱퍼 플레이트를 밀어주거나 놓아주는 구조로 설치하여, 폴딩 테이블측과 액추에이터측 간의 척킹 및 해제 작동과 연계되면서 폴딩 테이블의 입력축이 해제 또는 고정되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 제공하는 디스플레이 폴딩기계의 스톱퍼장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 디바이스에 대한 폴딩 시험 완료 후, 폴딩 테이블에 있는 입력축의 움직임(회전)을 구속하는 새로운 스톱퍼장치를 적용함으로써, 디바이스의 로딩 및 언로딩 작업을 손쉽게 할 수 있고, 디바이스 로딩 및 언로딩 작업과 관련한 사이클 타임을 단축할 수 있는 등 전반적인 폴딩 시험의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
둘째, 폴딩 테이블측과 액추에이터측 간의 척킹 및 해제 작동과 연계시켜서 폴딩 테이블의 입력축을 해제 또는 고정시켜줌으로써, 공정 간의 연계성 및 공정의 연속성을 높일 수 있는 등 폴딩기계의 전반적인 작동성을 향상시킬 수 있고 폴딩 시험에 대한 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 별도의 동력을 추가하지 않고 액추에이터측 푸시 로드의 동작과 폴딩 테이블측 스프링의 힘을 이용하여 입력축을 고정시키는 메카니즘을 적용함으로써, 구조 단순화 및 작동 간결화는 물론 동력 소모를 줄일 수 있는 등 폴딩기계 설계 및 레이아웃의 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 폴딩기계를 나타내는 사시도
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 폴딩기계의 스톱퍼장치를 나타내는 사시도
도 7과 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 폴딩기계에서 스톱퍼장치의 작동상태를 나타내는 단면도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 폴딩기계를 나타내는 사시도이다.
도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 디스플레이 폴딩기계는 폴딩 시험의 대상이 되는 각종 디바이스를 실질적으로 접었다 폈다 해주는 수단으로 한 쌍의 폴딩 테이블(10a,10b)을 포함한다.
이러한 폴딩 테이블(10a,10b)은 베이스 플레이트(16) 상에서 양옆에 나란하게 수평 배치되고, 후술하는 액추에이터(20)측으로부터 동력을 제공받는 입력축(10)에 의해 공통으로 지지되는 구조로 설치된다.
이렇게 설치되는 한 쌍의 폴딩 테이블(10a,10b) 중에서 어느 1개의 폴딩 테이블(10a 또는 10b)은 입력축(11)의 회전 시에 입력축(11)과 함께 회전되면서 그 위에 로딩되는 디바이스를 접어주거나 펴줄 수 있게 된다.
그리고, 상기 폴딩 테이블(10a,10b)을 지지하고 있는 입력축(11)의 한쪽 단부는 폴딩 테이블(10a,10b)의 가장자리 보다 상대적으로 더 돌출 연장되며, 이렇게 돌출되는 입력축 부분은 액추에이터(20)과 결속되어 동력을 전달받을 수 있게 된다.
여기서, 상기 폴딩 테이블의 폴딩 작동 구조, 폴딩 테이블에 디바이스를 로딩 또는 언로딩하는 구조 등은 종래의 폴딩 테이블과 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
또한, 상기 디스플레이 폴딩기계는 폴딩 테이블(10a,10b)측에 동력을 제공하는 수단으로 액추에이터(20)를 포함한다.
상기 액추에이터(20)는 폴딩 테이블(10a,10b)의 입력축(11)을 회전시키기 위한 동력을 공급하는 정역 작동이 가능한 모터(22), 모터(22)의 축에 모터 커플링(23)에 의해 연결되는 샤프트(24), 실린더(21)의 구동으로 전후진 작동되는 전동기구(26), 전동기구(26)의 전후진 작동에 의해 오므라들거나 벌어지면서 입력축(11)을 물어주거나 놓아주는 콜렛첫(27) 등을 포함한다.
이에 따라, 상기 실린더(21)의 전진 작동 시 전동기구(26)가 전진 이동하면서 콜렛척(27)을 오므려주게 되면, 콜렛척(27)이 입력축(11)에 결속되는 한편, 계속해서 모터(22)의 정역 작동 시 샤프트(24)가 회전하게 되고, 이때의 샤프트(24)의 회전력이 콜렛척(27)을 통해 폴딩 테이블(10a,10b)의 입력축(11)으로 전달되므로서, 폴딩 테이블(10a,10b)이 반복적으로 폴딩 동작을 할 수 있게 된다.
여기서, 상기 실린더 작동 시에 콜렛척과 입력축이 결속되도록 하는 방식과 구조, 상기 모터의 작동 시에 샤프트 및 콜렛척과 입력축이 함께 회전되도록 하는 방식과 구조 등은 당해 기술분야에서 통상적으로 알려져 있는 방식과 구조라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있다.
그리고, 상기 액추에이터(20)에는 스톱퍼장치의 스톱퍼 플레이트(15)를 가압 및 해제시켜주는 수단으로 푸시 로드(13)가 구비된다.
상기 푸시 로드(13)는 원형의 바 형태로서, 전동기구(26)에 속해 있는 로드 플레이트(28), 예를 들면 실린더(21)의 로드에 연결되어 있는 로드 플레이트(28)에 후단 지지되는 구조로 설치되며, 이렇게 설치되는 푸시 로드(13)는 액추에이터(20)의 앞쪽으로 길게 수평 연장되고, 이때의 푸시 로드(13)의 선단은 콜렛척(27)이 있는 위치까지 돌출 위치된다.
이에 따라, 상기 실린더(21)의 전후진 작동 시 푸시 로드(13) 또한 앞쪽으로 이동하거나 뒷쪽으로 이동하면서 스톱퍼 플레이트(15)의 전면을 눌러주거나, 누르고 있던 스톱퍼 플레이트(15)를 놓아줄 수 있게 된다.
이러한 푸시 로드(13)의 작동은 폴딩 테이블(10a,10b)측과 액추에이터(20)측 간의 척킹 및 해제 작동과 연계될 수 있게 된다.
일 예로서, 상기 실린더(21)의 전진 작동에 의해 로드 플레이트(28)를 포함하는 전동기구(26) 전체가 전진 이동하면서 콜렛척(27)을 오므려주게 되면, 콜렛척(27)이 입력축(11)에 결속되는 한편, 이와 동시에 로드 플레이트(28)의 전진 이동에 따라 푸시 로드(13)도 함께 전진 이동하면서 스톱퍼 플레이트(15)를 눌러주게 된다.
반대로, 상기 실린더(21)의 후진 작동에 의해 로드 플레이트(28)를 포함하는 전동기구(26) 전체가 후진 이동함에 따라 콜렛척(27)이 벌어지면서 입력축(11)으로부터 해제되는 한편, 이와 동시에 로드 플레이트(28)의 후진 이동에 따라 푸시 로드(13)도 함께 후진 이동하면서 스톱퍼 플레이트(15)로부터 떨어지게 된다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 폴딩기계의 스톱퍼장치를 나타내는 사시도이다.
도 3 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 스톱퍼장치는 디바이스의 폴딩 작동을 위한 한 쌍의 폴딩 테이블(10a,10b)의 입력축(11)을 구속 및 해제하는 수단으로 스톱퍼 플레이트(15)를 포함한다.
상기 스톱퍼 플레이트(15)는 입력축(11)의 관통을 위한 중앙의 홀(12), 예를 들면 입력축(11)의 직경 대비 상대적으로 큰 직경을 갖는 홀(12)을 가지는 동시에 상단부에 핀(18)의 체결을 위한 구멍을 갖춘 사각판 형태로 이루어지게 된다.
이러한 스톱퍼 플레이트(15)는 수직 자세를 취하면서 중앙의 홀(12)을 이용하여 입력축(11)에 끼워짐과 더불어 입력축(11)의 둘레에 동축(同軸)을 이루며 배치되고, 상단 부분을 회전 중심축으로 하여 앞뒤로 회전 가능한 구조로 설치된다.
그리고, 상기 스톱퍼 플레이트(15)의 지지를 위한 수단으로 지지 블록(17)이 구비되며, 이때의 지지 블록(17) 역시 중앙의 홀 부분을 이용하여 입력축(11)의 둘레에 동축(同軸)을 이루며 수직 자세로 세워지면서 베이스 플레이트(16) 상에 고정되는 구조로 설치된다.
이러한 지지 블록(17)의 전면부 윗쪽에는 대략 "ㄷ"자 형태로 이루어진 핀 지지대(25)가 설치되며, 이때의 핀 지지대(25)에는 스톱퍼 플레이트(15)의 회전 중심축 역할을 하는 핀(18)이 체결될 수 있게 된다.
따라서, 상기 스톱퍼 플레이트(15)는 지지 블록(17)의 바로 앞쪽에서 나란하게 근접 배치되고, 이렇게 배치된 상태에서 지지 블록(17)에 설치되어 있는 핀 지지대(25)의 내측으로 삽입됨과 더불어 핀 지지대(25)와 스톱퍼 플레이트(15)가 수평의 핀(18)에 의해 함께 체결되므로서, 상기 스톱퍼 플레이트(15)는 상단측의 핀(18)을 중심으로 하여 앞뒤로 회전 가능하게 설치될 수 있게 된다.
또한, 상기 지지 블록(17)의 전면부 아래쪽에는 양쪽 2곳에 스프링 홈(19a)이 형성되고, 이에 상응하여 스톱퍼 플레이트(15)의 후면부 아래쪽에는 지지 블록(17)에 있는 스프링 홈(19a)과 대응하는 위치의 양쪽 2곳에 스프링 홈(19b)이 형성되며, 이렇게 형성되는 양편의 스프링 홈(19a,19b) 사이에 스프링(14)이 양단 지지되는 구조로 설치된다.
이에 따라, 상기 스톱퍼 플레이트(15)의 하단 부분은 스프링(14)이 발휘하는 팽창력에 의해 항상 앞쪽으로 밀려나려는 힘을 받을 수 있게 되고, 이렇게 스톱퍼 플레이트(15)가 스프링(14)의 힘에 의해 경사진 자세를 취하면서 홀(12)을 이용하여 입력축(11)의 외주면 상측과 하측을 걸어주게 되므로서, 입력축(11)은 스톱퍼 플레이트(15)에 의한 걸림 간섭을 받아 움직임이 제한될 수 있게 된다.
즉, 상기 입력축(11)은 스톱퍼 플레이트(15)의 홀(12) 내에 걸려지면서 고정될 수 있게 되고, 결국 폴딩 테이블(10a,10b)도 움직임이 구속되면서 수평 자세를 유지할 수 있게 된다.
도 7과 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 폴딩기계에서 스톱퍼장치의 작동상태를 나타내는 단면도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 여기서는 폴딩 시험이 이루어지고 있는 상태를 보여준다.
즉, 상기 액추에이터(20)의 실린더(21)가 전진 작동하게 되면, 로드 플레이트(28)를 포함하는 전동기구(26) 전체가 전진 이동하면서 콜렛척(27)을 오므려주게 되므로 콜렛척(27)과 입력축(11)이 결속되고, 이와 동시에 로드 플레이트(28)의 전진 이동에 따라 푸시 로드(13)도 함께 전진 이동하면서 스톱퍼 플레이트(15)를 눌러주게 된다.
따라서, 상기 입력축(11)은 스톱퍼 플레이트(15)에 의한 간섭을 받지 않고 모터(22) 및 샤프트(24)로부터 전달되는 동력으로 회전될 수 있게 되고, 결국 입력축(11)의 회전에 따른 폴딩 테이블(10a,10b)의 폴딩 작동에 의해 디바이스에 대한 폴딩 시험이 이루어지게 된다.
도 8에 도시한 바와 같이, 여기서는 폴딩 시험이 완료된 상태를 보여준다.
즉, 폴딩 시험 완료 후, 모터(22) 및 샤프트(24)로부터의 동력이 끊어진 상태에서 액추에이터(20)의 실린더(21)가 후진 작동하게 되면, 로드 플레이트(28)를 포함하는 전동기구(26) 전체가 후진 이동하면서 콜렛척(27)이 벌어짐과 더불어 입력축(11)이 콜렛척(27)으로부터 해제되고, 이와 동시에 로드 플레이트(28)의 후진 이동에 따라 푸시 로드(13)도 함께 후진 이동하면서 눌러주고 있던 스톱퍼 플레이트(15)를 놓아주게 된다.
계속해서, 상기 스톱퍼 플레이트(15)는 스프링(14)의 힘을 받아 앞쪽으로 회전하게 되고, 이때의 회전 작동에 의해 스톱퍼 플레이트(15)가 경사진 자세로 전환되면서 스톱퍼 플레이트(15)의 홀(12)이 입력축(11)에 꽉 끼워지게 된다.
따라서, 상기 입력축(11)은 스톱퍼 플레이트(15)에 의한 걸림 간섭을 받아 고정될 수 있게 되며, 결국 폴딩 테이블(10a,10b)도 수평하게 펼쳐진 상태를 유지할 수 있게 되므로서, 폴딩 테이블(10a,10b) 상에서 폴딩 시험을 마친 디바이스를 쉽고 빠르게 언로딩하거나 다음 폴딩 시험을 할 디바이스를 쉽고 빠르게 로딩할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는 디바이스에 대한 폴딩 시험 후 폴딩 테이블의 입력축 움직임을 구속하여 입력축의 척킹 해제 상태에서도 폴딩 테이블의 수평자세를 유지시킬 수 있는 새로운 스톱퍼장치를 제공함으로써, 디바이스의 로딩 및 언로딩 작업을 손쉽게 할 수 있고, 디바이스 로딩 및 언로딩 작업과 관련한 사이클 타임을 단축할 수 있는 등 폴딩 시험의 효율성을 향상시킬 수 있는 동시에 디스플레이 폴딩기계의 전반적인 기능성 향상을 도모할 수 있다.
10a,10b : 폴딩 테이블
11 : 입력축
12 : 홀
13 : 푸시 로드
14 : 스프링
15 : 스톱퍼 플레이트
16 : 베이스 플레이트
17 : 지지 블록
18 : 핀
19a,19b : 스프링 홈
20 : 액추에이터
21 : 실린더
22 : 모터
23 : 모터 커플링
24 : 샤프트
25 : 핀 지지대
26 : 전동기구
27 : 콜렛척
28 : 로드 플레이트

Claims (4)

  1. 디바이스의 폴딩 작동을 위한 한 쌍의 폴딩 테이블(10a,10b)의 입력축(11)을 구속 및 해제하는 수단으로서, 중앙의 홀(12)을 이용하여 입력축(11)의 둘레에 동축(同軸)을 이루며 회전 가능한 구조로 설치되고, 푸시 로드(13)의 동작과 스프링(14)의 힘에 의해 수직 자세와 경사진 자세를 취하면서 입력축(11)의 움직임을 구속 또는 해제시켜주는 스톱퍼 플레이트(15)를 포함하며,
    상기 스톱퍼 플레이트(15)는 폴딩 테이블(10a,10b)의 지지를 위한 베이스 플레이트(16) 상에 수직 설치되어 있는 지지 블록(17) 상에 상단부가 핀(18)에 의해 체결되어 지지되면서 핀(18)을 중심으로 하여 회전되는 구조로 설치되고, 상기 스프링(14)은 지지 블록(17)의 전면에 형성되어 있는 스프링 홈(19a)과 스톱퍼 플레이트(15)의 후면에 형성되어 있는 스프링 홈(19b) 사이에 양단 지지되면서 스톱퍼 플레이트(15)를 상시 앞쪽으로 탄력 지지하게 되며,
    상기 푸시 로드(13)는 폴딩 테이블(10a,10b)의 폴딩 작동을 위한 동력을 제공하는 액추에이터(20)의 실린더(21)에 의해 전후진 동작되면서 스톱퍼 플레이트(15)를 밀어주거나 놓아주는 구조로 설치하여, 폴딩 테이블(10a,10b)측과 액추에이터(20)측 간의 척킹 및 해제 작동과 연계되면서 폴딩 테이블(10a,10b)의 입력축(11)이 해제 또는 고정되도록 한 것을 특징으로 하는 디스플레이 폴딩기계의 스톱퍼장치.
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