KR102401305B1

KR102401305B1 - 싱글타입 스크라이브 헤드 장치

Info

Publication number: KR102401305B1
Application number: KR1020200064720A
Authority: KR
Inventors: 류준규
Original assignee: 한국미쯔보시다이아몬드공업(주)
Priority date: 2020-05-29
Filing date: 2020-05-29
Publication date: 2022-05-25
Also published as: JP2021187159A; KR20210147464A

Abstract

본 발명은 싱글타입 스크라이브 헤드 장치에 관한 것으로서, 상기 구동부로부터 동력을 전달받아 승강 운동하는 승강 브라켓과; 상기 승강 브라켓에 장착되며 스크라이빙 툴을 갖는 휠 하우징과; 상기 승강 브라켓의 측부에, 수직방향 상하로 이격 배치되는 상부 풀리 및 하부 풀리와; 상기 상부 풀리 및 상기 하부 풀리의 외주면에 접하며, 외력에 의해 상기 상부 풀리 및 상기 하부 풀리를 감아 도는 동력 전달부재와; 상기 승강 브라켓에 고정된 상태로 상기 동력 전달부재의 일부분과 결합하여, 상기 승강 브라켓의 승강 운동을 상기 동력 전달부재로 전달하는 홀더와;상기 동력 전달부재의 다른 일부분에 결합하며, 상기 홀더를 통해 상기 동력 전달부재에 가해지는 하중에 대응하는 하중을 상기 동력 전달부재의 다른 일부분에 인가하는 밸런스 웨이트를 구비한다.

Description

싱글타입 스크라이브 헤드 장치{SINGLE TYPE SCRIBE HEAD DEVICE}

본 발명은 박판의 취성 재료 기판(brittle material substrate)을 절단(dividing)하기 위한 스크라이빙 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스크라이빙 툴의 승강 밸런스가 안정적으로 구현되어 동작 정밀성이 양호한 싱글타입 스크라이브 헤드 장치에 관한 것이다.

유리박판을 포함하는 다양한 종류의 취성 재료 기판을 필요한 사이즈로 절단하기 위한 커팅 수단으로서, 스크라이브 장치가 사용되고 있다. 스크라이브 장치는, 기판 위를 주행하는 디스크형 스크라이빙 휠(scribing wheel)을 구비하고, 스크라이빙휠을, 기판 표면에 압접(壓接)시킨 상태로 주행시켜, 구름 운동하는 절단휠로 하여금 기판 표면에 스크라이브 라인을 형성하게 하는 구조를 갖는다.

스크라이브 라인은 기판의 표면에 남겨지는 노치형 홈으로서, 기판에 벤딩력을 인가할 때 분단되는 절단선이다. 스크라이빙 휠은 휠 하우징에 구름운동 가능하게 설치되며, 여러 가지 방식의 승강수단을 통해 하강과 상승을 반복한다.

특허문헌 1(국내 공개특허공보 제10-2010-0052660호)에는 스크라이빙 휠의 승하강을 위한 수단으로서, 제1 및 제2 톱니 래크와 톱니 휠이 개시되어 있다.

특허문헌 1에 개시되어 있는 스크라이빙 장치는, 모터에 의해 회전하는 톱니 휠과, 톱니 휠을 사이에 두고 상호 대향하는 제1 및 제2 래크와, 제1 및 제2 래크와 결합하며 초음파 진동하는 제1 및 제2 진동 헤드와, 제1 및 제2 진동 헤드를 기판을 향해 하향 가압하는 제1 및 제2 가압부와, 제1 및 제2 진동 헤드의 하단부에 구비되는 제1 및 제2 커팅 휠을 구비한다.

제1 및 제2 래크는 톱니 휠과 치합하는 래크 기어로서, 제1 래크가 하강할 때 제2 래크는 상승하고, 반대로 제1 래크가 상승할 때 제2 래크는 하강하는 구조를 갖는다.

그런데 상기한 종래의 스크라이빙 장치는, 톱니 휠과 제1 및 제2 래크가 치합 상태로 동작하므로, 기어 이의 사이에서 발생할 수밖에 없는 백래쉬(backlash)에 의한 단점을 갖는다. 공지의 사실과 같이 백래쉬는 맞물린 기어 사이의 간극으로서, 장기간 사용될수록 마모에 의해 더욱 커지기 마련이다.

상기한 백래쉬에 의한 문제는, 제1 및 제2 진동 헤드가 상사점이나 하사점에 도달했을 때 발생한다. 예를 들어, 제1 진동 헤드가 상사점에 도달한 순간부터 하강이 시작되는 순간 까지는, 상기한 백래시에 의해 치합이 순간적으로 해제되어 제어되지 못하는 것이다. 이러한 현상은 스크라이빙 장치의 기구적인 오차를 야기하고 장치의 스크라이빙 성능을 떨어뜨리는 요인이 된다. 더욱 큰 문제는 스크라이브 장치의 장기간 사용에 의해 마모가 진행됨에 따라 상기한 백래쉬가 더욱 커지게 되는 것이다.

국내 공개특허공보 제10-2010-0052660호

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 스크라이빙 툴의 상승 및 하강 동작이 정확하게 구현됨은 물론 장기간 사용에도 동작의 정밀성이 안정적으로 유지되고, 작동 시 소음이나 마모가 거의 없으며 전체적인 구성이 간단한 싱글타입 스크라이브 헤드 장치를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 과제의 해결수단으로서의 본 발명의 싱글타입 스크라이브 헤드 장치는, 구동부와; 상기 구동부로부터 동력을 전달받아 승강 운동하는 승강 브라켓과; 상기 승강 브라켓에 장착되며 스크라이빙 툴을 갖는 휠 하우징과; 상기 승강 브라켓의 측부에, 수직방향 상하로 이격 배치되는 상부 풀리 및 하부 풀리와; 상기 상부 풀리 및 상기 하부 풀리의 외주면에 접하며, 외력에 의해 상기 상부 풀리 및 상기 하부 풀리를 감아 도는 동력 전달부재와; 상기 승강 브라켓에 고정된 상태로 상기 동력 전달부재의 일부분과 결합하여, 상기 승강 브라켓의 승강 운동을 상기 동력 전달부재로 전달하는 홀더와; 상기 동력 전달부재의 다른 일부분에 결합하며, 상기 홀더를 통해 상기 동력 전달부재에 가해지는 하중에 대응하는 하중을 상기 동력 전달부재의 다른 일부분에 인가하는 밸런스 웨이트를 구비한다.

또한, 상기 동력 전달부재는, 벨트, 체인, 로프 중 어느 하나이고, 상기 홀더와 상기 밸런스 웨이트는, 상기 상부 풀리와 상기 하부 풀리의 회전 중심축을 연결하는 수직선을 기준으로 좌우측에 각각 배치된다.

또한, 상기 구동부, 상기 승강 브라켓, 상기 상부 풀리, 상기 하부 풀리, 상기 동력 전달부재, 상기 홀더, 상기 밸런스 웨이트를 수용하는 케이싱을 더 포함하고, 상기 구동부는 리니어 모터일 수 있다.

아울러, 상기 목적을 달성하기 위한 과제의 해결수단으로서의 본 발명의 싱글타입 스크라이브 헤드 장치는, 회전 토크를 출력하는 구동부와; 상기 구동부로부터 회전력을 전달받아 회전하는 상부 풀리와; 상기 상부 풀리의 수직 방향 하부에 설치되는 하부 풀리와; 상기 상부 풀리 및 상기 하부 풀리를 연결하고, 상기 상부 풀리의 회전력을 상기 하부 풀리로 전달하는 동력 전달부재와; 상기 동력 전달부재에 고정되되, 상기 상부 풀리와 상기 하부 풀리의 회전 중심축을 연결하는 수직선을 기준으로 좌우측의 어느 일측에 위치하고, 상기 구동부의 작동에 의해 승강하는 홀더와; 상기 홀더에 결합하는 승강 브라켓과; 상기 승강 브라켓에 장착되며 스크라이빙 툴을 갖는 휠 하우징과; 상기 동력 전달부재에 결합하되, 상기 수직선을 기준으로 좌우측의 다른 일측에 위치하며, 상기 홀더에 의해 상기 동력 전달부재에 인가되는 하중과 동일한 하중을 상기 동력 전달부재에 인가하는 밸런스 웨이트를 구비할 수 있다.

그리고, 상기 구동부, 상기 상부 풀리, 상기 하부 풀리, 상기 동력 전달부재, 상기 홀더, 상기 승강 브라켓, 상기 밸런스 웨이트를 수용하는 케이싱을 더 포함하고, 상기 구동부는 로터리 서보 모터이며, 상기 동력 전달부재는, 벨트, 체인, 로프 중 어느 하나일 수 있다.

또한, 상기 케이싱의 내부에는, 상기 밸런스 웨이트의 승강 운동을 가이드하는 수직 레일이 설치되고, 상기 밸런스 웨이트에는, 상기 수직 레일에 지지되며 상기 수직 레일을 따라 승강하는 승강 부재가 구비되며, 상기 수직 레일과 상기 승강 부재의 사이에는, 상기 수직 레일과 상기 승강 부재의 접촉을 방지하는 자기 부상부가 설치될 수 있다.

아울러, 상기 밸런스 웨이트는 블록의 형태를 취하며, 상기 케이싱의 내부에는, 상기 밸런스 웨이트가 상사점이나 하사점에 도달하는 순간 상기 밸런스 웨이트의 관성력을 감쇄시키는 것으로서, 상기 상사점 또는 상기 하사점에 도달하는 상기 밸런스 웨이트에 밀려 탄성 변형되는 완충판과, 상기 완충판에 적층되고 밀폐 챔버를 내장한 에어 플레이트와, 상기 케이싱의 내벽면에 설치되어 상기 완충판 및 상기 에어 플레이트의 적층체를 지지하는 고정 브라켓을 갖는 관성력 감쇄부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 벨트의 외측면에는 상기 벨트의 늘어짐을 방지하는 메탈 밴드가 장착될 수 있다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 싱글타입 스크라이브 헤드 장치는, 백래쉬 현상이 없어 스크라이빙 툴의 상승 및 하강 동작이 정확하게 구현됨은 물론, 장기간 사용시에도 동작 정밀성이 안정적으로 유지된다.

또한, 본 발명은 벨트 타입이므로 작동 시 소음이나 마모가 거의 없고, 전체적인 구성이 간단하여 사이즈가 슬림하며 가벼워 동작 민첩성이 양호하다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 싱글타입 스크라이브 헤드 장치의 일부 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 스크라이브 헤드 장치의 일부를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 스크라이브 헤드 장치를 다른 각도에서 바라본 모습을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스크라이브 헤드 장치의 정면도이다.
도 5는 도 3의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 싱글타입 스크라이브 헤드 장치의 일부 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시한 스크라이브 헤드 장치의 정면도이다.
도 8a 및 8b는 제1 및 제2 실시예에 따른 헤드 장치에 적용할 수 있는 강화 벨트의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 싱글타입 스크라이브 헤드장치(10)의 일부 사시도이고, 도 3은 도 2의 스크라이브 헤드 장치를 배면에서 바라본 모습을 도시한 도면이다. 또한, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스크라이브 헤드장치(10)의 정면도이다. 그리고, 도 5는 도 3의 A-A선에 따른 단면도이다.

제1 실시예에 따른 싱글타입 스크라이브 헤드 장치(10)는, 케이싱(11), 구동부, 승강 브라켓(17), 휠 하우징(31), 상부 풀리(25), 하부 풀리(27), 동력 전달부재, 홀더(19), 밸런스 웨이트(21)를 구비한다.

케이싱(11)은 박스의 형태를 취하며 수용공간(11a)을 제공한다. 위에 언급한 구성요소들은 수용공간(11a)내에 컴팩트하게 수용된다. 필요에 따라 케이싱(11)의 일측에 점검용 도어(미도시)를 적용할 수도 있다.

휠 하우징(31)은 케이싱(11)에 내장되지 않고 케이싱(11) 하부에서 승강 운동 한다. 휠 하우징(31)은 수직축(도 4의 도면부호 18)을 통해 승강 브라켓(17)의 하단부에 고정되고, 승강 브라켓(17)과 동시에 승강한다. 수직축(18)은 케이싱의 바닥부(11b)를 관통하며 승강 브라켓(17)과 휠 하우징(31)을 연결하는 연결부재이다.

휠 하우징(31)은 스크라이빙 툴(33)을 수용 고정하는 역할을 한다. 스크라이빙 툴(35)에는 구름 운동하는 휠(33a)이 장착된다. 휠(33a)은 절단 대상인 기판 상을 주행하며 기판 표면에 스크라이빙 라인을 형성한다.

구동부는, 모터 본체(15a)와 승강 블록(15b)을 갖는 리니어 모터이다. 모터 본체(15a)는 케이싱(11) 내에 고정되며 외부로부터 전달된 동작신호에 의해 승강블록(15b)을 반복적으로 상승 또는 하강 시킨다. 승강 블록(15b)의 행정거리는 필요에 따라 다르게 세팅된다. 승강 블록(15b)을 승강시키기 위해 리니어 모터를 대신하는 다른 구동기구, 가령 액츄에이터, 캠기구, 볼스크류 등을 적용할 수도 있다.

승강 브라켓(17)은 승강 블록(15b)과 결합하며, 리니어 모터(15)의 작동 시 동력을 전달받아 승강한다. 승강 브라켓(17)의 구조는 필요에 따라 달라질 수 있다. 아울러 위에 언급한 바와 같이, 승강 브라켓(17)의 하단부에는 수직축(18)을 통해 휠 하우징(31)이 구비된다.

이와 같이, 휠 하우징(31)이 승강 브라켓(17)에 의해 리니어 모터(15)에 직접 연결되는 구조로 함으로써, 로터리 서보 모터와 휠 하우징의 사이에 캠기구나 볼스크류 등의 매개 유닛을 설치하여 휠 하우징을 승강시키는 일반적인 구조와 대비할 때, 매개 유닛에 의한 기구적 오차를 제거할 수 있는 장점이 있다. 즉, 모터의 동력이 휠 하우징으로 전달될 때, 모터와 휠 하우징의 중간에 설치되는 매개 유닛에 의한 오차가 발생(예컨대, 동력을 전달하는 과정에서 마찰, 관성 등의 물리적 요인에 의해 힘의 왜곡이 발생)할 수 있는데, 본 실시예에서는 이러한 매개 유닛에 의한 오차의 발생을 방지할 수 있는 장점이 있다. 또한, 로터리 서보 모터와 휠 하우징 사이에 캠기구나 볼스크류 등의 매개 유닛을 설치하여 휠 하우징을 승강시키는 구조에서는, 모터에서 발생하여 캠기구나 볼스크류 등의 매개 유닛을 지나 휠 하우징의 휠로 전달되는 힘 F1과, 휠에서 발생한 반력이 상기 매개 유닛을 지나 모터에 전달되는 힘 F2와 다를 수 있어, 모터 및 휠의 정밀 제어에 어려움이 있을 수 있지만, 본 실시예에서는, 휠 하우징(31) 및 휠(33a)이 승강 브라켓(17)에 의해 리니어 모터(15)에 직접 연결되는 구조이기 때문에, 휠(33a)에서 발생하는 반력이 그대로 리니어 모터(15)에 전달됨으로써, 리니어 모터(15) 및 휠(33a)의 제어를 보다 더 정밀하게 할 수 있다.

상부 풀리(25) 및 하부 풀리(27)는, 수직 방향 상하로 이격 배치되며 베어링(23)에 회전 가능하도록 지지된다. 베어링(23)은 케이싱(11) 내부의 적절한 지지구조체(미도시)에 장착되며 상부 풀리(25) 및 하부 풀리(27)를 회전 가능하도록 지지한다. 상부 풀리(25) 및 하부 풀리(27)의 직경은 동일하다.

동력 전달 부재는 벨트(29)로 형성된다. 벨트(29)는 상부 풀리(25) 및 하부 풀리(27)의 외주면에 채워지고, 상부 풀리(25)와 하부 풀리(27)를 감아 돈다. 이러한 벨트(29)는 평벨트나 V벨트 또는 와이어를 내장한 특수 벨트일 수 있으며, 벨트의 단면 형상에 따라 상부 풀리(25) 및 하부 풀리(27)의 외주면의 형상도 다르게 설계된다. 또한 동력 전달 부재로서 벨트 이외에 체인이나 로프 등 다른 전동 수단도 적용 가능하다.

홀더(19)는, 승강 브라켓(17)에 고정된 상태로 벨트(29)의 일부분을 물어 고정하는 것으로서, 리니어 모터(15)의 승강력을 벨트(29)로 전달한다. 리니어 모터(15)의 작동에 의해 벨트(29)가 화살표 a 방향이나 그 반대 방향으로 회전하는 것이다.

밸런스 웨이트(21)는 벨트(29)의 타측부에 결합하는 블록형 부재이다. 홀더(19)와 밸런스 웨이트(21)는, 벨트(29)에 결합하되, 상부 풀리(25)와 하부 풀리(27)의 회전 중심축을 연결하는 수직선(도 4의 Z)을 기준으로, 수직선(Z)의 좌우측에 각각 위치한다. 홀더(19)가 하강할 때 밸런스 웨이트(21)가 상승하고, 홀더(19)의 상승 시 밸런스 웨이트(21)가 하강함은 물론이다.

밸런스 웨이트(21)는, 홀더(19)를 통해 벨트(29)에 가해지는 하중에 대응하는 무게를 갖는다. 즉, 도 4를 함께 참조하면, 홀더(19)를 통해 벨트(29)에 인가되는 화살표 P1 방향 총하중과, 밸런스 웨이트(21)에 의해 벨트(29)에 인가되는 화살표 P2 방향 총하중이 동일하다. 홀더(19)와 밸런스 웨이트(21)의 상대적 높이 차에 상관없이, P1 방향과 P2 방향으로 향하는 힘이 동일하여 평형을 이루는 것이다. 외력이 가해지지 않는 한, 홀더(19)와 밸런스 웨이트(21)는 자력으로 승강하지 않는 것이다.

상기 홀더(19)와 밸런스 웨이트(21)를 움직이는 것은 오로지 리니어 모터(15)이다. 상기와 같이, P1 방향으로의 하중과 P2 방향으로의 하중이 동일하기 때문에, 도 4의 수직축 Z를 기준으로 하는 좌우 밸런스가 균일하므로, 리니어 모터(15)의 구동 부하가 작아져, 홀더(19)의 승강 운동이 매우 민첩하게 이루어질 수 있다.

만약, 상기 하중의 차이(P1 방향으로의 하중과 P2 방향으로의 하중의 차이)가 있다면, 하중의 차이에 해당하는 무게를 상승 또는 하강시켜야 하므로, 리니어 모터(15)의 부담이 커지게 된다. 하지만 하중의 차이가 거의 제로에 가까우므로, 리니어 모터(15)의 구동력은 오로지 벨트(29)의 회전에만 이용된다.

밸런스 웨이트(21)의 후방에는 수직레일(34)과 슬라이더(22)와 자기부상부가 구비된다. 수직 레일(34)은 수직으로 연장된 가이드부재로서 밸런스 웨이트(21)의 승강운동을 가이드 한다. 수직 레일(34)의 단면 형상은 도 5에 도시한 바와 같으며, 삽입 날개부(34a)와 홈부(34c)를 갖는다. 삽입 날개부(34a)는 슬라이더(22)의 레일 수용공간(22a)에 삽입되는 부분이고, 홈부(34c)는 슬라이더(22)의 걸림부(22d)가 끼워지는 홈이다.

슬라이더(22)는 밸런스 웨이트(21)의 후면에 고정된 부재로서, 삽입 날개부(34a)를 수용하는 레일 수용공간(22a)과, 홈부(34c)에 끼워지는 걸림부(22d)를 갖는다. 슬라이더(22)도 수직방향으로 일정 단면 형상을 가진다.

아울러 양측 홈부(34c)의 내부에는 다수의 볼베어링(34d)이 구비된다. 볼베어링(34d)은 수직 레일(34)의 길이방향을 따라 다수 개가 일정 간격으로 배치된다. 볼베어링(34d)은 걸림부(22d)의 단부와 접하며, 밸런스 웨이트(21)의 좌우 방향 움직임을 방지한다.

밸런스 웨이트(21)의 수직 승강 운동을 가이드할 수 있는 한, 수직 레일(34)과 슬라이더(22)의 구조는 얼마든지 달라질 수 있다.

자기부상부는, 수직 레일(34)과 슬라이더(22)의 접촉을 방지하는 역할을 한다. 즉 슬라이더(22)와 수직 레일(34)의 사이에 미세한 틈을 형성하고 유지시키는 것이다. 미세한 틈을 유지하는 이유는, 수직 레일(34)에 대한 슬라이더(22)의 마찰을 최소화하기 위함이다.

이러한 자기부상부는, 수직 레일(34)에 고정되는 다수의 고정 자석(34b)과, 슬라이더(22)에 장착되는 다수의 승강 자석(22b)을 포함한다. 고정 자석(34b) 및 승강 자석(22b)은 수직방향으로 연장된 막대자석으로서, 상호 대향하며 서로에 대해 척력을 작용시킨다. 고정 자석(34b) 및 승강 자석(22b)의 자기력에 의해, 슬라이더(22)와 수직 레일(34)의 사이에는 미세한 틈이 유지된다. 미세한 틈을 유지하기 위한, 고정 자석(34b)과 승강 자석(22b)의 사이즈나 개수 및 위치는 얼마든지 다르게 설계 가능하다. 상기 자기력의 작용에 의해 슬라이더(22)의 승강 시 마찰 저항이 거의 발생하지 않는다.

한편, 도 4에 도시한 바와 같이, 케이싱(11)의 내부에는 두 개의 관성력 감쇄부(37)가 설치된다. 관성력 감쇄부(37)는 밸런스 웨이트(21)가 상사점이나 하사점에 도달하는 순간 밸런스 웨이트의 관성력을 감쇄시키는 역할을 한다. 즉, 밸런스 웨이트(21)가 상사점 및 하사점에 도달하기 직전에 밸런스 웨이트(21)와 미리 충돌하여, 밸런스 웨이트(21)를 감속 및 정지시키는 것이다.

관성력 감쇄부(37)가 밸런스 웨이트(21)에 의해 탄성 변형되는 길이는, 총 행정거리의 1% 내지 2% 이다. 예를 들어, 밸런스 웨이트(21)의 총 행정거리가 100mm일 경우, 하사점에서 상사점으로 이동하는 밸런스 웨이트(21)가 상부로 98mm 내지 99mm 상승했을 때 관성력 감쇄부(37)와 충돌하고, 1mm 내지 2mm 더 올라가는 것이다. 밸런스 웨이트가 하강하는 경우에도 마찬가지이다.

이와 같이 관성력 감쇄부(37)를 설치한 이유는, 벨트(29)에 가해지는 부담을 경감하기 위한 것이다. 관성력 감쇄부(37)가 없을 경우, 밸런스 웨이트(21)가 상사점에 도달하여 정지하는 순간, 밸런스 웨이트(21)의 관성력이 벨트(29)에 전달되어, 밸런스 웨이트(21)의 아래쪽 벨트에 인장력이 가해지게 된다. 또한 마찬가지로, 밸런스 웨이트(21)가 하사점에 도달하여 정지한 순간, 밸런스 웨이트(21)의 관성력이 벨트(29)에 전달되어 밸런스 웨이트(21)의 위쪽 벨트(29)가 인장되는 것이다. 벨트(29)에 빈번히 전달되는 인장력은, 벨트(29)가 점점 늘어나게 하는 원인이 되며 헤드 장치의 동작 정밀성을 떨어뜨리는 결과를 가져온다.

본 실시예에서의 밸런스 웨이트(21)는 상기한 관성력의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 케이싱(11)의 측벽(11c)에 수직 방향 위아래 방향으로 관성력 감쇄부(37)가 이격 설치된다.

관성력 감쇄부(37)는, 완충판(37d), 에어 플레이트(37b), 고정 브라켓(37a)으로 구성된다. 고정 브라켓(37a)은 금속편을 절곡 형성한 것으로서, 케이싱(11)의 측벽(11c)에 고정된 상태로, 완충판(37d) 및 에어 플레이트(37b)의 적층체를 지지한다. 또한, 완충판(37d)은 탄성력을 갖는 고무나 합성수지로 제작된 판상부재이며, 상사점 또는 하사점에 도달하는 밸런스 웨이트(21)에 밀려 탄성 변형된다.

에어 플레이트(37b)도 일정 두께를 갖는 판상 플레이트의 형태를 취하고, 내부에 밀폐 챔버(37c)를 갖는다. 밀폐 챔버(37c)는 공기가 채워진 빈 공간이다. 에어 플레이트(37b)는 연질 실리콘으로 제작되며 에어백의 역할을 한다. 에어 플레이트(37b)와 완충판(37d)과 고정 브라켓(37a)은 접착 고정된다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 싱글타입 스크라이브 헤드 장치(50)의 일부 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시한 스크라이브 헤드 장치의 정면도이다.

이하, 제1 실시예에서의 도면 부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 부재를 가리키며 그에 관한 설명은 생략하기로 한다.

도시한 바와 같이, 제2 실시예에 따른 스크라이브 헤드 장치(50)는, 제1 실시예에 따른 스크라이브 헤드 장치(10)에서처럼, 구동부, 상부 풀리(25), 하부 풀리(27), 동력 전달부재인 벨트(29), 홀더(19), 승강 브라켓(17), 휠 하우징(31), 밸런스 웨이트(21), 관성력 감쇄부(37)를 갖는다.

다만, 본 실시예에 있어서 구동부는 외부로부터 입력된 제어신호에 의해 동작하여 회전토크를 출력하는 로터리 서보 모터(51)이다. 로터리 서보 모터(51)는 모터 고정 프레임(53)을 통해 케이싱(11)의 내부에 수평으로 고정되며 상부 풀리(25)를 직접 구동한다. 즉, 로터리 서보 모터(51)의 회전축을 상부 풀리(25)의 회전축 방향과 나란하게 설치함으로써, 상부 풀리(25)는 로터리 서보 모터(51)의 회전에 의해 양방향으로 회전한다. 그리고, 상부 풀리(25)가 회전함에 따라 상부 풀리(25)에 벨트(29)를 통해 연결되어 있는 하부 풀리(27)도 동시에 회전하고, 이에 따라 벨트(29)에 고정 결합되며, 수직축(Z)의 좌우측에 위치하는 홀더(19)와 밸런스 웨이트(21)도 벨트(29)의 이동에 따라 서로에 대해 반대 방향으로 승강한다. 그리고, 홀더(19)의 승강 운동에 따라 승강 브라켓(17)과 휠 하우징(31)도 동시에 승강하게 된다.

이와 같이, 로터리 서보 모터(51)의 회전축을 상부 풀리(25)의 회전축 방향과 평행하게 설치하여 상부 풀리(25)를 직접 구동시킴으로써, 로터리 서보 모터(51)의 회전력이, 상부 풀리(25)에 감겨져 있는 벨트(29)와, 벨트(29)에 결합된 홀더(19) 및 승강 브라켓(17)을 통해 휠 하우징(31)에 직접 전달될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 구조에서도, 제1 실시예에 따른 효과, 즉 일반적으로 로터리 서보 모터와 휠 하우징 사이에 설치되는 캠기구나 볼스크류 등의 매개 유닛에 의해 오차가 발생하는 문제점을 줄일 수 있고, 또한 휠(33a) 및 휠 하우징(31)이 승강 브라켓(17) 및 홀더(19)를 통해 벨트(29)에 결합되어 있고, 로터리 서보 모터(51)의 회전축이 벨트(29)와 직접 연결되어 있기 때문에, 휠(33a)에서 발생하는 반력이 그대로 로터리 서보 모터(51)의 토크로 전달될 수 있어, 로터리 서보 모터(51) 및 휠(33a)의 제어를 보다 더 정밀하게 할 수 있다.

도 8a는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 헤드장치에 적용할 수 있는 강화벨트(61)의 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 8b는 도 8a의 B-B선 단면도이다.

도 8a 및 도 8b에 도시한 바와 같이, 벨트(29)의 외측면에 외향홈(29a)을 형성하고, 외향홈(29a)내에 메탈 밴드(63)를 장착할 수 있다. 메탈 밴드(63)는 일정폭 및 두께를 갖는 금속띠로서, 외향홈(29a)에 고정되어 벨트(29)의 늘어짐을 방지한다. 벨트(29)는 메탈 밴드(63)에 받쳐 지지되며, 장기간 사용하여도 늘어나지 않는다. 메탈 밴드(63)는 스테인리스 스틸로 제작할 수 있다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

10:헤드장치 11:케이싱 11a:수용공간
11b:바닥부 11c:측벽 15:리니어 모터
15a:모터 본체 15b:승강 블록 17:승강 브라켓
18:수직축 19:홀더 21:밸런스 웨이트
22:슬라이더 22a:레일 수용공간 22b:승강 자석
22d:걸림부 23:베어링 25:상부 풀리
27:하부 풀리 29:벨트 29a:외향홈
31:휠 하우징 33:스크라이빙 툴 33a:휠
34:수직 레일 34a:삽입날개부 34b:고정 자석
34c:홈부 34d:볼베어링 37:관성력 감쇄부
37a:고정 브라켓 37b:에어 플레이트 37c:밀폐 챔버
37d:완충판 50:헤드 장치 51:서보 모터
53:모터 고정 프레임 61:강화 벨트 63:메탈 밴드

Claims

구동부와;
상기 구동부로부터 동력을 전달받아 승강 운동하는 승강 브라켓과;
상기 승강 브라켓에 장착되며 스크라이빙 툴을 갖는 휠 하우징과;
상기 승강 브라켓의 측부에, 수직방향 상하로 이격 배치되는 상부 풀리 및 하부 풀리와;
상기 상부 풀리 및 상기 하부 풀리의 외주면에 접하며, 외력에 의해 상기 상부 풀리 및 상기 하부 풀리를 감아 도는 동력 전달부재와;
상기 승강 브라켓에 고정된 상태로 상기 동력 전달부재의 일부분과 결합하여, 상기 승강 브라켓의 승강 운동을 상기 동력 전달부재로 전달하는 홀더와;
상기 동력 전달부재의 다른 일부분에 결합하며, 상기 홀더를 통해 상기 동력 전달부재에 가해지는 하중에 대응하는 하중을 상기 동력 전달부재의 다른 일부분에 인가하는 밸런스 웨이트와;
상기 구동부, 상기 승강 브라켓, 상기 상부 풀리, 상기 하부 풀리, 상기 동력 전달부재, 상기 홀더, 상기 밸런스 웨이트를 수용하는 케이싱을 구비하고,
상기 케이싱의 내부에는, 상기 밸런스 웨이트의 승강 운동을 가이드하는 수직 레일이 설치되고,
상기 밸런스 웨이트에는, 상기 수직 레일에 지지되며 상기 수직 레일을 따라 승강하는 승강 부재가 구비되며,
상기 수직 레일과 상기 승강 부재의 사이에는, 상기 수직 레일과 상기 승강 부재의 접촉을 방지하는 자기 부상부가 설치된 싱글타입 스크라이브 헤드 장치.
제1항에 있어서,
상기 동력 전달부재는, 벨트, 체인, 로프 중 어느 하나이고,
상기 홀더와 상기 밸런스 웨이트는, 상기 상부 풀리와 상기 하부 풀리의 회전 중심축을 연결하는 수직선을 기준으로 좌우측에 각각 배치된 싱글타입 스크라이브 헤드 장치.
제1항에 있어서,
상기 구동부는 리니어 모터인 싱글타입 스크라이브 헤드 장치.
회전 토크를 출력하는 구동부와;
상기 구동부로부터 회전력을 전달받아 회전하는 상부 풀리와;
상기 상부 풀리의 수직 방향 하부에 설치되는 하부 풀리와;
상기 상부 풀리 및 상기 하부 풀리를 연결하고, 상기 상부 풀리의 회전력을 상기 하부 풀리로 전달하는 동력 전달부재와;
상기 동력 전달부재에 고정되되, 상기 상부 풀리와 상기 하부 풀리의 회전 중심축을 연결하는 수직선을 기준으로 좌우측의 어느 일측에 위치하고, 상기 구동부의 작동에 의해 승강하는 홀더와;
상기 홀더에 결합하는 승강 브라켓과;
상기 승강 브라켓에 장착되며 스크라이빙 툴을 갖는 휠 하우징과;
상기 동력 전달부재에 결합하되, 상기 수직선을 기준으로 좌우측의 다른 일측에 위치하며, 상기 홀더에 의해 상기 동력 전달부재에 인가되는 하중과 동일한 하중을 상기 동력 전달부재에 인가하는 밸런스 웨이트와;
상기 구동부, 상기 상부 풀리, 상기 하부 풀리, 상기 동력 전달부재, 상기 홀더, 상기 승강 브라켓, 상기 밸런스 웨이트를 수용하는 케이싱을 구비하고,
상기 케이싱의 내부에는, 상기 밸런스 웨이트의 승강 운동을 가이드하는 수직 레일이 설치되고,
상기 밸런스 웨이트에는, 상기 수직 레일에 지지되며 상기 수직 레일을 따라 승강하는 승강 부재가 구비되며,
상기 수직 레일과 상기 승강 부재의 사이에는, 상기 수직 레일과 상기 승강 부재의 접촉을 방지하는 자기 부상부가 설치된 싱글타입 스크라이브 헤드 장치.
제4항에 있어서,
상기 구동부는 로터리 서보 모터이며,
상기 동력 전달부재는, 벨트, 체인, 로프 중 어느 하나인 싱글타입 스크라이브 헤드장치.
구동부와;
상기 구동부로부터 동력을 전달받아 승강 운동하는 승강 브라켓과;
상기 승강 브라켓에 장착되며 스크라이빙 툴을 갖는 휠 하우징과;
상기 승강 브라켓의 측부에, 수직방향 상하로 이격 배치되는 상부 풀리 및 하부 풀리와;
상기 상부 풀리 및 상기 하부 풀리의 외주면에 접하며, 외력에 의해 상기 상부 풀리 및 상기 하부 풀리를 감아 도는 동력 전달부재와;
상기 승강 브라켓에 고정된 상태로 상기 동력 전달부재의 일부분과 결합하여, 상기 승강 브라켓의 승강 운동을 상기 동력 전달부재로 전달하는 홀더와;
상기 동력 전달부재의 다른 일부분에 결합하며, 상기 홀더를 통해 상기 동력 전달부재에 가해지는 하중에 대응하는 하중을 상기 동력 전달부재의 다른 일부분에 인가하는 밸런스 웨이트와;
상기 구동부, 상기 승강 브라켓, 상기 상부 풀리, 상기 하부 풀리, 상기 동력 전달부재, 상기 홀더, 상기 밸런스 웨이트를 수용하는 케이싱을 구비하고,
상기 밸런스 웨이트는 블록의 형태를 취하며,
상기 케이싱의 내부에는, 상기 밸런스 웨이트가 상사점이나 하사점에 도달하는 순간 상기 밸런스 웨이트의 관성력을 감쇄시키는 것으로서,
상기 상사점 또는 상기 하사점에 도달하는 상기 밸런스 웨이트에 밀려 탄성 변형되는 완충판과, 상기 완충판에 적층되고 밀폐 챔버를 내장한 에어 플레이트와, 상기 케이싱의 내벽면에 설치되어 상기 완충판 및 상기 에어 플레이트의 적층체를 지지하는 고정 브라켓을 갖는 관성력 감쇄부가 형성된 싱글타입 스크라이브 헤드 장치.
회전 토크를 출력하는 구동부와;
상기 구동부로부터 회전력을 전달받아 회전하는 상부 풀리와;
상기 상부 풀리의 수직 방향 하부에 설치되는 하부 풀리와;
상기 상부 풀리 및 상기 하부 풀리를 연결하고, 상기 상부 풀리의 회전력을 상기 하부 풀리로 전달하는 동력 전달부재와;
상기 동력 전달부재에 고정되되, 상기 상부 풀리와 상기 하부 풀리의 회전 중심축을 연결하는 수직선을 기준으로 좌우측의 어느 일측에 위치하고, 상기 구동부의 작동에 의해 승강하는 홀더와;
상기 홀더에 결합하는 승강 브라켓과;
상기 승강 브라켓에 장착되며 스크라이빙 툴을 갖는 휠 하우징과;
상기 동력 전달부재에 결합하되, 상기 수직선을 기준으로 좌우측의 다른 일측에 위치하며, 상기 홀더에 의해 상기 동력 전달부재에 인가되는 하중과 동일한 하중을 상기 동력 전달부재에 인가하는 밸런스 웨이트와;
상기 구동부, 상기 상부 풀리, 상기 하부 풀리, 상기 동력 전달부재, 상기 홀더, 상기 승강 브라켓, 상기 밸런스 웨이트를 수용하는 케이싱을 구비하고,
상기 밸런스 웨이트는 블록의 형태를 취하며,
상기 케이싱의 내부에는, 상기 밸런스 웨이트가 상사점이나 하사점에 도달하는 순간 상기 밸런스 웨이트의 관성력을 감쇄시키는 것으로서,
상기 상사점 또는 상기 하사점에 도달하는 상기 밸런스 웨이트에 밀려 탄성 변형되는 완충판과, 상기 완충판에 적층되고 밀폐 챔버를 내장한 에어 플레이트와, 상기 케이싱의 내벽면에 설치되어 상기 완충판 및 상기 에어 플레이트의 적층체를 지지하는 고정 브라켓을 갖는 관성력 감쇄부가 형성된 싱글타입 스크라이브 헤드 장치.
제2항 또는 제5항에 있어서,
상기 벨트의 외측면에는 상기 벨트의 늘어짐을 방지하는 메탈 밴드가 장착된 싱글타입 스크라이브 헤드 장치.