KR20190066812A - 연마 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 본체 상에 배치된 제1 롤러에서 제2 롤러로 이동하는 연마 필름이 커버 글래스의 에지에 접하며 상기 연마 대상물에 대한 연마가 이루어지도록 하는 연마 장치로서, 상기 연마 필름이 상기 연마 대상물과의 접촉이 유지되도록 하고 내측으로는 공간을 제공하고, 회전 가능하게 구성되며, 고무를 포함하는 원통형의 접촉 롤러; 상기 접촉 롤러가 제공하는 상기 공간으로 자기 유변 유체를 공급 및 회수하는 유체 공급부; 상기 접촉 롤러의 양측단에 배치되어, 상기 자기 유변 유체에 대하여 자기장을 인가하는 자기장 공급부를 포함하고, 상기 연마 대상물의 에지에 대한 연마 작업 시, 상기 연마 대상물의 에지의 라운드 형상에 따라 상기 자기장의 인가 정도는 가변되는 연마 장치를 제공한다.

Description

연마 장치{Apparatus for grinding}

본 발명은 연마 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연마 필름을 이용하여 연마 대상물의 에지 부위에 대한 연마를 수행할 때 연마 필름과 연마 필름이 서로 접촉되도록 하는 접촉 롤러의 경도를 조절하여 연마 대상물의 에지 형상을 조절할 수 있는 연마 장치에 관한 것이다.

일반적으로 연마(Grinding)는 굳기가 높은 입상이나 분말상의 물질을 이용하여 가공물 표면을 갈고 닦아 가공물의 품질을 높이는 가공 방법이다.

종래의 연마 장치는 모터의 중심축에 원형의 숫돌 또는 원형의 연마 패드가 장착되어, 숫돌 또는 연마 패드에 연마 대상물을 접촉시켜 소정의 연마 작업이 이루어지도록 구성된다.

근래에는 벨트 형상의 연마 필름에 연마 대상물이 접촉되도록 하여 연마 작업이 이루어지는 연마 장치가 개시되었다.

연마 필름을 사용하는 연마 장치의 일예가 실용신안등록출원 2004-36308호에 개시되어있다.

상기한 기술을 살펴보면, 좌우로 일정거리를 왕복하며 연마 필름이 연마 대상물에 접하도록 하는 접촉롤러가 배치되어 있음을 알 수 있다. 이때, 연마 필름은 접촉롤러에 의해 좌우로 이동하며 연마 대상물에 접하며 연마가 이루어지도록 한다.

도 1a 내지 도 1c는 연마 대상물의 에지 부위의 다양한 형태를 나타내는 도면이다.

도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 연마 작업이 완료된 연마 대상물의 에지 형상의 다양한 형태를 나타냄을 알 수 있다.

도 1a는 면취 공정을 수행하지 않은 커버 글래스를 나타내고, 도 1b는 에지 부위에 대하여 면취 공정이 수행된 커버 글래스를 나타낸다. 또한, 도 1c는 에지 부위를 라운드(round) 형상으로 연마한 커버 글래스를 나타낸다.

커버 글래스는 에지의 형상이 라운드 형상으로 이루어질수록 강도가 증가한다. 또한, 커버 글래스는 표면의 거친 정도가 클수록 강도가 증가한다.

따라서, 도 1a에 도시된 커버 글래스보다 도 1b에 도시된 커버 글래스의 강도가 높고, 도 1c에 도시된 커버 글래스는 도 1b에 도시된 커버 글래스보다 강도가 높을 수 있다.

종래의 연마 필름을 이용한 연마 장치를 사용하는 경우, 도 1b에 도시된 면취된 커버 글래스는 커버 글래스를 일정 각도로 기울인 상태에서 커버 글래스를 이동시키는 것에 의해 이루어질 수 있지만, 도 1c에 도시된 바와 같이 커버 글래스의 에지를 라운드 형상으로 연마하기 위해서는 커버 글래스의 연마 작업 도중 커버 글래스의 에지 부위의 각도가 연속적으로 변화되도록 해야하므로, 연마 장치의 구성이 복잡해지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 연마 필름이 연마 대상물에 접하도록 하는 접촉 롤러의 내부에 자기 유변 유체를 공급하고, 접촉 롤러의 양측에서는 자기 유변 유체에 대하여 자기장을 인가하는 전자석을 배치하여, 자기장의 인가 정도를 변화시키며 접촉 롤러의 경도를 조절하여 연마 대상물의 에지를 라운드 형상으로 연마할 수 있는 연마 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 본체 상에 배치된 제1 롤러에서 제2 롤러로 이동하는 연마 필름이 커버 글래스의 에지에 접하며 상기 연마 대상물에 대한 연마가 이루어지도록 하는 연마 장치로서, 상기 연마 필름이 상기 연마 대상물과의 접촉이 유지되도록 하고 내측으로는 공간을 제공하고, 회전 가능하게 구성되며, 고무를 포함하는 원통형의 접촉 롤러; 상기 접촉 롤러가 제공하는 상기 공간으로 자기 유변 유체를 공급 및 회수하는 유체 공급부; 상기 접촉 롤러의 양측단에 배치되어, 상기 자기 유변 유체에 대하여 자기장을 인가하는 자기장 공급부를 포함하고, 상기 연마 대상물의 에지에 대한 연마 작업 시, 상기 연마 대상물의 에지의 라운드 형상에 따라 상기 자기장의 인가 정도는 가변되는 연마 장치를 제공한다.

상기 접촉 롤러는, 회전축의 일단으로는 구동력을 제공하는 모터의 구동축이 연결될 수 있다.

상기 유체 공급부에서 상기 접촉 롤러로 상기 자기 유변 유체를 공급 및 회수하는 유체 배관은 상기 접촉 롤러의 회전축의 타단으로 연결될 수 있다.

상기 자기장 공급부는, 상기 접촉 롤러의 양측단에 각각 배치되어 자기장을 발생시키는 전자석과, 상기 전자석에서의 상기 자기장 발생 정도를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 전자석은, 상기 접촉 롤러의 직경에 대응하는 직경을 갖는 원형일 수 있다.

상기 전자석의 중심은 상기 접촉 롤러의 중심축 상에 배치될 수 있다.

상기와 같은 본 발명은, 연마 필름이 연마 대상물에 접하도록 하는 접촉 롤러의 내부에 자기 유변 유체를 공급하고, 접촉 롤러의 양측에서는 자기 유변 유체에 대하여 자기장을 인가하는 전자석을 배치하여, 자기장의 인가 정도를 변화시키며 접촉 롤러의 경도를 조절하여 연마 대상물의 에지를 라운드 형상으로 연마할 수 있다.

도 1a 내지 도 1c는 연마 대상물의 에지 부위의 다양한 형태를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연마 장치의 전체적인 형태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에서 사용하는 접촉 롤러의 구성의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 연마 장치를 이용한 커버 글래스의 에지 연마의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 커버 글래스의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 연마 장치를 이용한 커버 글래스의 에지 연마의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 커버 글래스의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 8 내지 도 13은 접촉 롤러의 크기와 경도를 달리하였을 때의 접촉 롤러의 변형 정도를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명에서 사용하는 접촉 롤러의 크기와 경도에 따른 PV값을 나타내는 그래프이다.
도 15는 본 발명에서 사용하는 접촉 롤러의 크기와 경도에 따른 접촉 부위의 곡률을 나타내는 그래프이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연마 장치의 전체적인 형태를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명에서 사용하는 접촉 롤러의 구성의 일 예를 나타내는 도면이다.

도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연마 장치(100)는 접촉 롤러(120), 유체 공급부(130), 자기장 공급부(140)를 포함한다.

우선, 연마 필름을 이용한 연마를 수행하는 연마 장치(100)는 본체(110), 제1 및 제2 롤러(112A, 112B), 제1 및 제2 탄성 롤러(114A, 114B)를 포함한다.

우선, 본 발명에 따른 연마 장치(100)는 소정의 크기와 형태를 갖는 본체(110) 일측으로 상기 연마 필름(1)이 감겨지는 제1 롤러(112A)와 사용된 연마 필름(1)이 감겨지는 제2 롤러(112B)가 일정 거리 이격되어 배치된다.

상기 제1 롤러(112A)에서 풀려진 상기 연마 필름(1)은 상기 접촉 롤러(120)에 의해 소정의 연마 대상물(미도시)의 연마면에 접하여 연마가 이루어지도록 구성된다. 이때, 제1 및 제2 탄성 롤러(114A, 114B)에 의해 상기 연마 필름(1)의 탄성이 일정 정도로 유지될 수 있다.

접촉 롤러(120)는 소정의 직경과 길이를 갖는 원통형으로 이루어진다. 그리고, 상기 접촉 롤러(120)의 내부는 소정 크기의 공간을 제공한다. 상기 접촉 롤러(120)가 제공하는 공간으로는 후술하는 자기 유변 유체가 공급된다.

또한, 상기 접촉 롤러(120)는 중심축을 기준으로 회전 가능하게 배치된다. 이때, 상기 접촉 롤러(120)의 중심축 일단으로는 모터(M)가 연결될 수 있다.

또한, 상기 접촉 롤러(120)는 소정의 탄성을 갖는 고무를 이용하여 제작될 수 있다. 여기서, 접촉 롤러(120)는 소정의 탄성을 갖는 재질이라면 다양하게 사용될 수 있다.

유체 공급부(130)는 본체(110) 상의 소정 위치에 배치되어, 상기 접촉 롤러(120)의 내측 공간으로 자기 유변 유체를 공급한다. 또한, 사용자의 필요에 따라 접촉 롤러(120) 내부의 자기 유변 유체를 회수할 수 있다.

자기 유변 유체는 일반적으로 기름이나 물과 같은 비자성 유체에 철(Iron)과 같은 자기장에 민감한 미세크기의 자성물질이 혼합되어 있는 유체이며, 자기 유변 유체에 포함된 자성물질의 직경은 수 마이크로미터 정도이고, 30 내지 40 퍼센트의 부피 비율로 포함되어 있다. 이러한 자기 유변 유체에 자기장이 부가되면 유동특성이 실시간으로 제어되고, 적절한 자기장이 형성되면 뉴톤 유체(Newtonian fluid) 상태로부터 강한 반고체 상태로 급속하게 변하게 되어 점성과 항복응력이 수 배 정도 상승하게 된다.

유체 공급부(130)에서 유체를 공급 및 회수하는 유체 배관(132)은 상기 접촉 롤러(120)의 중심축 상에 배치될 수 있다. 이때, 유체 배관(132)은 상기 접촉 롤러(120)의 중심축 상에 연결되되, 모터(M)와는 반대편으로 배치될 수 있다.

자기장 공급부(140)는 접촉 롤러(120) 내부의 자기 유변 유체에 대하여 소정의 자기장을 인가한다.

자기장 공급부(140)는 전자석(142)와 제어부(144)를 포함한다.

전자석(142)은 접촉 롤러(120)의 직경에 대응하는 직경을 갖는 원형으로 이루어질 수 있다. 전자석(142)은 접촉 롤러(120)의 양측단부에 각각 배치된다. 여기서, 사용자의 필요에 따라 전자석(142)은 접촉 롤러(120)의 직경보다 작은 크기로 제작된 후, 접촉 롤러(120)의 회전축의 둘레를 따라 복수개로 배치될 수도 있다.

전자석(142)은 소정의 자기장을 발생시켜, 접촉 롤러(120)의 내측으로 자기 유변 유체에 대하여 자기장을 인가할 수 있다. 이때, 접촉 롤러(120) 양측의 전자석(142)은 서로 동일한 자기장을 발생시키도록 구성될 수 있다.

이때, 전자석(142)의 중심은 접촉 롤러(120)의 중심축상에 배치되는 것이 바람직하다.

제어부(144)는 전자석(142)에서 자기장의 발생 정도를 제어한다. 여기서, 제어부(144)는 사용자에 의해 설정될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작에 대해 살펴보기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 연마 장치를 이용한 커버 글래스의 에지 연마의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 커버 글래스의 단면을 나타내는 단면도이다.

도 4에서는 도면의 복잡함을 피하기 위하여, 접촉 롤러(120), 전자석(142) 및 커버 글래스(1) 만을 도시하였다.

사용자는 제어부(144)를 설정하여 전자석(142)에서 소정의 자기장이 발생되도록 한다. 발생된 자기장은 접촉 롤러(120) 내부의 자기 유변 유체로 인가되어, 자기 유변 유체가 소정의 점도를 갖도록 한다. 접촉 롤러(120) 내부의 자기 유변 유체가 소정의 점도를 갖게 되면, 이에 따라 접촉 롤러(120)의 표면은 소정의 경도를 가질 수 있다.

이후, 사용자는 연마를 필요로 하는 커버 클래스(1)의 에지 부위를 접촉 롤러(120)로 이동시켜, 커버 클래스(1)의 에지가 접촉 롤러(120)의 표면에 접촉되도록 한다.

도면에는 커버 글래스(1)의 에지가 접촉 롤러(120)에 직접 접촉하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 커버 글래스(1)의 에지 연마의 이해를 용이하게 하기 위한 것으로, 실제로는 커버 글래스(1)의 에지와 접촉 롤러(120) 사이에는 연마 필름이 배치되는 것으로 이해되어야 한다.

도면에서는 커버 글래스가 접촉 롤러(120)의 회전축에 대하여 평행하게 배치된 상태에서 접촉 롤러(120)로 이동하는 것으로 도시되어 있으나, 사용자의 필요에 따라 접촉 롤러(120)의 회전축에 대하여 직교하는 방향에서 이동하며 접촉 롤러(120)로 이동할 수도 있다.

커버 글래스(1)의 에지가 접촉 롤러(120)에 소정의 압력으로 접촉하면, 접촉 롤러(120)의 표면에서 에지가 접촉한 부위는 도면에 도시된 바와 같이, 소정의 원호 형상으로 오목한 형상을 이룬다.

접촉 롤러(120)의 회전에 의해, 커버 글래스(1)의 에지는 도 5에 도시된 바와 같이 소정의 라운드 형상으로 연마될 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 연마 장치를 이용한 커버 글래스의 에지 연마의 다른 예를 나타내는 도면이고, 도 7은 도 6에 도시된 커버 글래스의 단면을 나타내는 단면도이다.

도 6과 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.

사용자는 제어부(144)를 설정하여 전자석(142)에서 소정의 자기장이 발생되도록 한다. 발생된 자기장은 접촉 롤러(120) 내부의 자기 유변 유체로 인가되어, 자기 유변 유체가 소정의 점도를 갖도록 한다. 여기서, 사용자는 이전의 실시예보다 자기장의 세기가 증가되도록 제어부(144)를 설정한다.

전자석(142)에서는 이전의 실시예보다 강한 자기장이 발생되어, 자기 유변 유체로 인가된다.

발생된 자기장은 접촉 롤러(120) 내부의 자기 유변 유체로 인가되어, 자기 유변 유체가 소정의 점도를 갖도록 한다. 접촉 롤러(120) 내부의 자기 유변 유체가 소정의 점도를 갖게 되면, 이에 따라 접촉 롤러(120)의 표면은 소정의 경도를 가질 수 있다.

커버 글래스(1A)의 에지가 접촉 롤러(120)에 접촉하면, 에지가 접촉한 접촉 롤러(120)의 표면은 도면에 도시된 바와 같이, 오목한 형상을 이룬다. 여기서, 이전의 실시예보다 강한 자기장의 인가에 의해 접촉 롤러(120) 내부의 자기 유변 유체의 점도는 보다 커지고, 이에 따라 접촉 롤러(120) 표면의 경도는 도 4에서 설명한 접촉 롤러(120) 보다 커진다.

따라서, 커버 글래스(1A)의 에지가 이전의 실시예와 동일한 압력으로 접촉 롤러(120)에 접촉할 때, 접촉 롤러(120) 표면의 오목 부위는 이전의 실시예보다 작아지는 것을 알 수 있다.

접촉 롤러(120)의 회전에 의해, 커버 글래스(1A)의 에지는 도 7에 도시된 바와 같이 소정의 라운드 형상으로 연마될 수 있다. 이때, 커버 글래스(1A) 에지의 라운드 형상의 반지름값은 도 5에 도시된 커버 글래스(1)보다 작게 형성된다.

도 8 내지 도 13은 접촉 롤러의 크기와 경도를 달리하였을 때의 접촉 롤러의 변형 정도를 나타내는 도면이다.

여기서, 도 8 내지 도 10은 사용되는 접촉 롤러의 지름이 75mm인 경우 접촉 롤러가 포함하는 고무의 경도의 변화에 따른 접촉 롤러의 변형 정도를 나타낸다. 그리고, 도 11 내지 도 13은 사용되는 접촉 롤러의 지름이 100mm인 경우 접촉 롤러가 포함하는 고무의 경도의 변화에 따른 접촉 롤러의 변형 정도를 나타낸다.

도 8 내지 도 13을 참조하면, 접촉 롤러의 직경이 동일한 경우, 접촉 롤러의 경도가 감소되면, 즉 인가하는 자기장을 감소시키면 접촉 롤러의 변형 정도가 더 큰 것을 알 수 있다.

그리고, 도 8 내지 도 13에서, 좌측에 도시된 그래프는 접촉 롤러의 변형량을을 나타내는 범례로서, 단위는 ㎛ 이다.

도 14는 본 발명에서 사용하는 접촉 롤러의 크기와 경도에 따른 PV값을 나타내는 그래프로서, 도 14를 참조하면 접촉 롤러의 직경과 경도가 증가하면 PV 값은 감소함을 알 수 있다.

여기서, PV는 물체의 표면 거칠기를 나타내는 수치로서, Peak and Valley value의 약자이다.

도 15는 본 발명에서 사용하는 접촉 롤러의 크기와 경도에 따른 접촉 부위의 곡률을 나타내는 그래프로서, 도 15를 참조하면 접촉 롤러의 직경과 경도가 증가하면 커버 글래스가 접촉하는 접촉 롤러의 접촉면은 보다 오목하게 형성되어 곡률이 증가함을 알 수 있다.

본 발명은, 연마 필름이 연마 대상물에 접하도록 하는 접촉 롤러의 내부에 자기 유변 유체를 공급하고, 접촉 롤러의 양측에서는 자기 유변 유체에 대하여 자기장을 인가하는 자석을 배치하여, 자기장의 인가 정도를 변화시키며 접촉 롤러의 경도를 조절하여 연마 대상물의 에지를 라운드 형상으로 연마할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 연마 장치 110: 본체
112A, 112B: 제1 및 제2 롤러
114A, 114B: 제1 및 제2 탄성 롤러
120: 접촉 롤러 130: 유체 공급부
140 : 자기장 공급부

Claims (6)

1. 본체 상에 배치된 제1 롤러에서 제2 롤러로 이동하는 연마 필름이 연마 대상물에 접하며 상기 연마 대상물에 대한 연마가 이루어지도록 하는 연마 장치로서,
   상기 연마 필름이 상기 연마 대상물과의 접촉이 유지되도록 하고 내측으로는 공간을 제공하고, 고무를 포함하는 원통형의 접촉 롤러;
   상기 접촉 롤러가 제공하는 상기 공간으로 자기 유변 유체를 공급 및 회수하는 유체 공급부;
   상기 접촉 롤러의 양측단에 배치되어, 상기 자기 유변 유체에 대하여 자기장을 인가하는 자기장 공급부를 포함하고,
   상기 연마 대상물의 에지에 대한 연마 작업 시, 상기 자기장의 인가 정도를 가변시켜 상기 연마 대상물의 에지의 라운드 형상이 변화되는 연마 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 접촉 롤러는,
   회전축의 일단으로는 구동력을 제공하는 모터의 구동축이 연결되는 연마 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 유체 공급부에서 상기 접촉 롤러로 상기 자기 유변 유체를 공급 및 회수하는 유체 배관은 상기 접촉 롤러의 회전축의 타단으로 연결되는 연마 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 자기장 공급부는,
   상기 접촉 롤러의 양측단에 각각 배치되어 자기장을 발생시키는 전자석과,
   상기 전자석에서의 상기 자기장 발생 정도를 제어하는 제어부를 포함하는 연마 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 전자석은,
   상기 접촉 롤러의 직경에 대응하는 직경을 갖는 원형인 연마 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 전자석의 중심은 상기 접촉 롤러의 중심축 상에 배치되는 연마 장치.

Images