KR20150020481A

KR20150020481A - 연마휠 구조

Info

Publication number: KR20150020481A
Application number: KR20130097309A
Authority: KR
Inventors: 유재연; 김태성; 한정열
Original assignee: (주)미래컴퍼니
Priority date: 2013-08-16
Filing date: 2013-08-16
Publication date: 2015-02-26
Also published as: KR101519364B1

Abstract

연마휠 구조가 개시된다. 휠(wheel)의 골격을 이루는 몸체와, 몸체의 외주면에 결합되며, 탄성을 가지는 벨트(belt)와, 벨트의 표면(表面)에 노출되는 연마용 지립(砥粒)을 포함하는 연마휠 구조는, 외주면을 따라 중공층이 천공된 연마휠의 몸체에 탄성을 지닌 지립 벨트를 결합하고, 벨트의 이면에 에어를 공급하여 균일한 압력을 유지한 상태에서 피삭재를 가공함으로써, 가공시　피삭재가 받는 부하를 저감할 수 있으며, 피삭재 내부의 미세 크랙 발생을 최소화하여 피삭재의 강도를 향상시킬 수 있다.

Description

연마휠 구조{Structure of wheel for polishing}

본 발명은 연마휠 구조에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 회전축에 고정되어 고속으로 회전하면서 글래스나 세라믹 등의 피삭재의 테두리 면을 연마하기 위한 폴리싱용 연마 휠의 구조에 관한 것이다.

LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode) 디스플레이, 솔라셀(solar cell) 등의 제조 과정에서 글래스(glass) 패널을 가공하여 기재로 사용하고 있으며, 이를 위해 글래스 패널 등을 절단하고, 절단된 에지(edge) 부위를 연마하며, 연마 후 에지 부위를 검사하는 공정 등이 수행된다.

종래에는, 글래스 패널을 연마하기 위해, 절단된 패널을 지지 테이블 상에 로딩(loading)하고 소정의 방향으로 테이블을 이동시켜 패널의 에지가 연마용 휠을 통과하도록 하거나, 로딩된 패널에 연마휠을 근접시켜 연마휠이 에지에 접촉하도록 함으로써 패널의 에지를 연마한 후, 테이블에 적재된 패널을 언로딩하는 공정을 수행하였다.

그러나, 종래의 패널 연마 공정에 있어서는, 글래스 패널의 절단면(에지)에 칩핑(chipping)이나 마이크로 크랙(micro crack) 등의 결함이 발생하였으며, 이는 글래스 패널의 강도를 저하시키는 요인으로 작용하였다.

따라서, 연마 공정 이후에 글래스 패널의 강성을 원래 수준으로 회복시키거나, 또는 그 이상으로 향상시키고자 하는 요청이 있으며, 이에 세륨옥사이드(CeO2) 등의 재질로 이루어진 폴리싱용 연마휠로 에지를 연마하는 방법이 사용되었다.

그러나, 종래에는 패널의 에지의 형상에 상관없이 고속 회전하는 연마휠에 글래스 패널의 에지를 기준선에 따라 접촉시키는 과정에서, 글래스 패널에 크랙이 존재하는 경우에는 크랙이 더욱 진행될 우려가 있었다.

또한, 종래의 폴리싱용 연마휠은 몸체(body)와 지립층(砥粒層)으로 구성되는데, 지립층은 단순히 연마재와 우레탄 등의 충진재를 혼합하여 이루어져 있고, 몸체는 알루미늄 재질로 이루어져 있어, 회전 런아웃(radial runout)의 높은 정밀도가 요구되는 실정이다.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

한편, 대한민국 공개특허 특2001-0007449호에는 원판 형상의 연마휠이 개시되어 있고, 대한민국 등록특허 10-0895830호에는 필름 벨트를 사용하여 에지면을 연마하는 기술이 개시되어 있으며,　대한민국 공개실용신안 20-2011-0006788호에는 고압 에어를 분출하여 연마시 유리 기판의 들림 현상을 방지한 연마 테이블이 개시되어 있다.

특허문헌 1 : 대한민국 공개특허 특2001-0007449호 특허문헌 2 : 대한민국 등록특허 10-0895830호 특허문헌 3 : 대한민국 공개실용신안 20-2011-0006788호

본 발명은, 폴리싱 과정에서 피삭재가 받는 부하를 저감하고 미세 크랙을 최소화하여 피삭재의 강도를 향상시킬 수 있는 연마휠 구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 휠(wheel)의 골격을 이루는 몸체(body)와, 몸체의 외주면에 결합되며, 탄성을 가지는 벨트(belt)와, 벨트의 표면(表面)에 노출되는 연마용 지립(砥粒)을 포함하는 연마휠 구조가 제공된다.

벨트의 이면(裏面)에 대향하여 공간이 형성되도록 몸체에 천공되는 중공층과, 중공층에 연결되는 에어(air) 통로를 더 포함할 수 있다. 에어 통로를 통해 공급된 에어가 벨트의 이면을 고르게 가압하도록, 중공층에 설치되는 가이드 베인(guide vane)을 더 포함할 수 있다.

연마휠의 외주면에 피삭재(被削材)를 접촉시킴에 따라, 벨트는 중공층으로 함입되도록 변형되며, 벨트의 변형을 방지하는 방향으로 에어 통로를 통하여 소정의 압력으로 에어가 공급될 수 있다. 에어의 공급 압력은, 벨트가 상기 피삭재의 피삭 부위를 감쌀 정도로 벨트가 변형되도록, 설정될 수 있다.

한편, 벨트의 이면(裏面)에 대향하여 공간이 형성되도록 상기 몸체에 천공되는 중공층과, 중공층에 에어(air)를 주입하기 위한 밸브를 더 포함할 수 있다.

이 경우, 연마휠의 외주면에 피삭재(被削材)를 접촉시킴에 따라, 벨트는 중공층으로 함입되도록 변형되며, 에어는, 벨트가 피삭재의 피삭 부위를 감싸는 형태로 변형되도록, 벨트를 가압할 정도의 압력으로 주입될 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 외주면을 따라 중공층이 천공된 연마휠의 몸체에 탄성을 지닌 지립 벨트를 결합하고, 벨트의 이면에 에어를 공급하여 균일한 압력을 유지한 상태에서 피삭재를 가공함으로써, 가공시　피삭재가 받는 부하를 저감할 수 있으며, 피삭재 내부의 미세 크랙 발생을 최소화하여 피삭재의 강도를 향상시킬 수 있다.

또한, 연마휠 제작 과정에서 수 미크론 단위의 높은 정밀도가 요구되지 않아 원가 절감의 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연마휠 구조를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연마휠을 사용하여 피삭재를 연마하는 상태를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연마휠 구조를 나타낸 단면도.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연마휠 구조를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연마휠을 사용하여 피삭재를 연마하는 상태를 나타낸 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 연마휠(1), 피삭재(3), 몸체(10), 지립 벨트(20), 벨트(22), 지립(24), 중공층(40), 에어 통로(50), 가이드 베인(60)이 도시되어 있다.

본 실시예는, 탄성을 가지고 있는 지립(砥粒) 벨트와 에어(air)의 힘을 이용한 폴리싱용 휠에 관한 것으로, 탄성을 가진 본드 내에 분포된 지립과 공기의 압력을 이용하여 글래스(glass), 세라믹(ceramic), 기타 복합 소재의 가공면을 연마, 폴리싱하도록 한 것을 특징으로 한다.

본 실시예에 따른 연마휠 구조는, 탄성을 가진 본드와 연마용 지립이 혼합되어 있는 지립층(지립 벨트)과, 회전축에 고정되고 지립 벨트가 외주면에 견고하게 결속될 수 있도록 설계된 몸체로 이루어진 것을 특징으로 한다.

몸체의 외주면에 결합된 지립 벨트에는 몸체 내부를 통해 전달되는 에어로 인하여 원주 방향으로 항상 일정한 힘이 가해지고 있으며, 이로 인하여 글라스 등의 피삭재를 가공(폴리싱)할 때, 도 2에 도시된 것처럼, 피삭 부위의 전면에 걸쳐 고르게 폴리싱이 이루어지도록 할 수 있다.

즉, 본 실시예에 따른 연마휠(1)은, 기본적으로 몸체(10)의 외주면을 지립 벨트(20)가 감싸고 있는 구조로 이루어질 수 있다.

몸체(10)는 휠(wheel)의 골격을 이루는 구성요소로서, 전체적으로 디스크(disc) 형상으로 이루어질 수 있다. 다만, 본 실시예에 따른 몸체(10)는 후술하는 지립 벨트(20)와 결합되어 결과적으로 휠의 형상을 이루게 되므로, 몸체 자체가 반드시 휠의 형상을 이루어야 하는 것은 아니며, 휠 구조의 기본적인 뼈대를 이루는 범위 내에서 다양한 형상으로 구성될 수 있다.

이러한 몸체(10)의 외주면에 지립 벨트(20)가 감싸는 구조로 결합됨으로써 본 실시예에 따른 연마휠(1)이 구현될 수 있다.

지립 벨트(20)는 탄성을 가지는 벨트(22)와, 벨트(22)의 표면으로 노출되도록 벨트(22)에 포함되는 연마용 지립(24)으로 이루어질 수 있다.

탄성 벨트(22)와 연마용 지립(24)을 통합하여 지립 벨트(20)를 구성하기 위하여, 전술한 것처럼 탄성을 가진 본드와 연마용 지립을 혼합하여 벨트 형상의 지립층을 구성할 수도 있고, 탄성 벨트의 표면에 연마용 지립을 부착하여 지립 벨트를 구성하는 등 다양한 방식이 적용될 수 있다.

본 실시예에 따른 몸체(10)에는 중공층(40)이 천공되어 있다. 중공층(40)은 도 1에 도시된 것처럼 벨트(20)의 이면에 면하는 공간으로서 형성될 수 있다. 이처럼, 벨트(20)가 고체의 표면에 부착되어 있는 것이 아니라, 이면에 공간을 확보한 상태로 몸체(10)의 외주면에 결합되어 있음으로써, 후술하는 것처럼 벨트(20)의 이면에서 에어를 가압하여 벨트(20)가 피삭재와 접촉하는 압력을 조절할 수 있게 된다.

이를 위해, 본 실시예에 따른 중공층(40)에는 에어 통로(50)가 연결될 수 있다. 에어 통로(50)는 공기가 흘러가는 관(管) 형태로 구현될 수 있으며, 도 1에 도시된 것처럼 휠의 중심축(회전축)을 통해 중공층(40)까지 연결되는 통로 형상으로 구현될 수 있다.

한편, 에어 통로(50)는 공기가 공급되는 관 형태로 형성되고, 중공층(40)은 벨트(20)의 이면을 커버하는 공간 형태로 형성되므로, 본 실시예에 따른 중공층(40)에는 에어 통로(50)를 통해 공급된 에어가 (에어 통로에 직면한 벨트 부분만을 국부적으로 가압하지 않고) 벨트(20)의 이면을 고르게 가압할 수 있도록 가이드 베인(60)이 설치될 수 있다.

즉, 에어 통로(50)를 통해 공급된 에어가 가이드 베인(60)을 통과하면서 벨트(20)의 이면 전체에 걸치도록 분산되어 벨트(20)의 이면을 전체적으로, 균일하게 가압하게 된다.

이하, 본 실시예에 따라 몸체(10)의 외주면을 지립 벨트(20)가 둘러싸고 있으며 지립 벨트(20)의 이면을 에어가 가압하는 구조로 이루어진 연마휠(1)을 사용하여 피삭재(3)를 연마(폴리싱)하는 과정에 관하여 살펴본다.

본 실시예에 따른 연마휠(1)의 외주면(지립 벨트(20))에 피삭재(3)를 접촉시키면 피삭재(3)의 가압에 따라 지립 벨트(20)는, 도 2에 도시된 것처럼, 중공층(40)으로 함입되는 형상으로 변형되게 된다.

벨트(20)의 이면에는 에어가 공급되므로, 에어 통로(50)를 통하여 공급되는 에어의 압력을 조절함으로써 벨트(20)가 무한정 변형되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 벨트(20)가 변형되는 정도를 조절할 수 있다.

이 때, 에어의 공급 압력을 적절하게 설정함으로써, 도 2에 도시된 것처럼, 벨트(20)가 피삭재(3)의 피삭 부위를 감싸는 형상으로 변형되도록 조절할 수 있다. 이에 따라, 폴리싱 가공 과정에서 피삭재(3)에 가해지는 부하를 줄일 수 있어 미세 크랙 발생이 최소화 되며, 피삭 부위가 전체적으로 고르게 폴리싱되도록 할 수 있어, 결과적으로 피삭재(3)의 강도가 향상되는 효과를 가져올 수 있다.

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 실시예는 탄성을 가진 본드에 연마 지립(24)을 혼합하여 지립 벨트(20)를 구성하고, 지립 벨트(20)의 이면에 가해지는 에어의 가압력을 조절함으로써, 지립 벨트(20)가 피삭재(3)를 동일한 압력으로 둘러싸 전면을 고르게 폴리싱하도록 할 수 있으며, 또한 에어의 가압력을 조절하는 것만으로 가공(폴리싱) 압력을 자유롭게 조정할 수 있다.

나아가, 본 실시예에 따른 연마휠(1)을 사용하면 지립 벨트(20)가 피삭 부위를 전체적으로 감싼 상태에서 폴리싱이 이루어지므로, 전(前) 공정에서 피삭재(3)가 가공된 형상에 상관없이 어떠한 형상이라도 폴리싱, 연마가 가능하게 된다.

또한, 지립 벨트(20)의 이면에 가해지는 에어의 가압력을 조절하여 가공 압력을 자유롭게 조정할 수 있으므로, 연마휠(1)을 제작하는 과정에서 수 미크론 단위의 높은 정밀도가 요구되지 않는다는 장점이 있다.

본 실시예에 따른 연마휠(1) 구조는, 몸체(10) 부분은 반영구적으로 사용할 수 있고, 지립 벨트(20)만 교환하면 되므로 유지 보수시 원가 절감의 효과가 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연마휠 구조를 나타낸 단면도이다. 도 3을 참조하면, 연마휠(1), 몸체(10), 지립 벨트(20), 중공층(40)이 도시되어 있다.

전술한 실시예의 경우 중공층에 에어를 공급하기 위한 에어 통로가 연결되고, 에어 통로를 통해 공급되는 에어의 압력을 조절함으로써 폴리싱 가공 압력을 조절할 수 있다.

도 3에 도시된 실시예의 경우, 에어 통로를 생략하고 중공층(40)을 폐쇄된 공간의 형태로 형성하되, 중공층(40)에 에어를 주입할 수 있도록 밸브(도 3의 'CHECK VALVE' 참조)를 설치한 구조로 이루어질 수 있다.

벨트(20)의 이면의 중공층(40)에는 에어가 충진되어 있으므로 에어의 반력으로 인하여 벨트(20)가 무한정 변형되지 않게 된다. 즉, 중공층(40)에 주입되는 에어의 압력을 적절하게 설정함으로써, 도 2에 도시된 것처럼, 벨트(20)가 피삭재(3)의 피삭 부위를 감싸는 형상으로 변형되도록 조절할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1 : 연마휠 3 : 피삭재
10 : 몸체 20 : 지립 벨트
22 : 벨트 24 : 지립
40 : 중공층 50 : 에어 통로
60 : 가이드 베인

Claims

휠(wheel)의 골격을 이루는 몸체(body)와;
상기 몸체의 외주면에 결합되며, 탄성을 가지는 벨트(belt)와;
상기 벨트의 표면(表面)에 노출되는 연마용 지립(砥粒)을 포함하는 연마휠 구조.
제1항에 있어서,
상기 벨트의 이면(裏面)에 대향하여 공간이 형성되도록 상기 몸체에 천공되는 중공층과;
상기 중공층에 연결되는 에어(air) 통로를 더 포함하는 연마휠 구조.
제2항에 있어서,
상기 연마휠의 외주면에 피삭재(被削材)를 접촉시킴에 따라, 상기 벨트는 상기 중공층으로 함입되도록 변형되며, 상기 벨트의 변형을 방지하는 방향으로 상기 에어 통로를 통하여 소정의 압력으로 에어가 공급되는 것을 특징으로 하는 연마휠 구조.
제3항에 있어서,
상기 에어 통로를 통해 공급된 에어가 상기 벨트의 이면을 고르게 가압하도록, 상기 중공층에 설치되는 가이드 베인(guide vane)을 더 포함하는 연마휠 구조.
제3항에 있어서,
상기 에어의 공급 압력은, 상기 벨트가 상기 피삭재의 피삭 부위를 감쌀 정도로 상기 벨트가 변형되도록, 설정되는 것을 특징으로 하는 연마휠 구조.
제1항에 있어서,
상기 벨트의 이면(裏面)에 대향하여 공간이 형성되도록 상기 몸체에 천공되는 중공층과;
상기 중공층에 에어(air)를 주입하기 위한 밸브를 더 포함하는 연마휠 구조.
제6항에 있어서,
상기 연마휠의 외주면에 피삭재(被削材)를 접촉시킴에 따라, 상기 벨트는 상기 중공층으로 함입되도록 변형되며;
상기 에어는, 상기 벨트가 상기 피삭재의 피삭 부위를 감싸는 형태로 변형되도록, 상기 벨트를 가압할 정도의 압력으로 주입되는 것을 특징으로 하는 연마휠 구조.