KR20160054120A - 자기유변유체 연마 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 작업 대상물 지지부에 의해 지지되는 글라스의 에지(edge)를 자기유변유체 연마 방식으로 연마하는 장치로서, 원통 형상으로서 측면 둘레를 따라 연마홈이 형성되는 연마휠; 상기 연마휠을 회전 동작시키는 구동부; 상기 지지부에 의해 지지되는 상기 글라스를 좌우 또는 전후 방향으로 이동시켜 상기 연마휠의 연마홈으로 이송시키는 이송부; 자기유변유체를 상기 연마홈 상에 일정한 두께로 공급하는 유체 공급부; 상기 연마휠에 자기장을 형성시키는 자기장 형성부; 상기 연마홈으로 연마 슬러리를 공급하는 연마 슬러리 공급부; 상기 글라스의 에지 연마에 사용된 상기 연마 슬러리를 회수하는 연마 슬러리 회수부 및 를 포함하고, 상기 글라스의 에지는 상기 연마홈의 내주면 상에 접촉하며 연마가 이루어지는 자기유변유체 연마 장치를 제공한다.
본 발명은, 글라스의 에지 부위를 자기유변유체 방식으로 연마할 수 있고, 측면에 연마홈이 형성된 연마휠을 사용하여 글라스의 에지 부위를 자기유변유체 방식으로 연마하므로 글라스의 에자 연마를 위해 연마 공구의 회전이나 글래스의 이송 과정을 필요로 하지 않는다.

Description

자기유변유체 연마 장치{Polishing device using magneto-rheological fluid}

본 발명은 자기유변유체 연마 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연마 공구의 회전 및 이송이 없이 정밀 연삭이 가능하고 연마 작업시 표면 결함을 최소화할 수 있는 자기유변유체 연마 장치에 관한 것이다.

최근 디스플레이에서 보호용으로 사용되고 있는 커버글라스와 LCD 패널 및 디스플레이 영역 상부에 장착되어 입력장치로 활용되는 터치스크린 패널의 수요도 증가하고 있다 그리고, 커버글라스와 터치스크린의 기능을 동시에 수행할 수 있는 일체형 터치 패널의 수요도 증가하고 있다.

일체형 터치 패널은 패널의 완성 후, 사용되는 디스플레이의 크기에 맞게 절단 및 연삭 공정을 수행하여 완성된다. 여기서, 연삭 공정은 패널 표면의 요철 및 흠짐 등을 제거하고 매끄러운 표면을 얻기 위한 공정이다. 상기한 연삭 공정의 일 예가 대한민국 공개특허 2006-0095920호에 개시되어 있다.

현재, 패널의 연삭 공정에 주로 사용되는 공정 방법은 연삭 숫돌(grinding wheel)을 이용한 연삭 공정이지만, 이는 글라스 표면 및 엣지 부위에 크랙(crack) 및 칩(chip)이 발생하며, 기계적인 마찰에 의한 미세 입자가 발생하는 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 자기유변유체(Magneto-rheological fluids; MR fluid, 이하 MR유체라 한다)를 이용한 연마시스템에 의하여 터치 패널에 대한 연삭 공정을 수행하는 기술이 개시되었다.

자기유변유체 연마시스템은, 전자기적으로 유체의 농도를 조절함으로써 응력과 전단력을 변화시켜 연마가공력을 제어하며, 공구와 공작물의 접촉을 배제시킴으로써 고품위 연마공정을 구현할 수 있다. 자기유변유체 연마시스템의 일 예가 대한민국 등록특허 0793409호에 개시되어 있다.

상기한 종래 기술에 개시된 종래의 자기유변유체 연마시스템은 연삭공정에 사용되는 휠부재는 측면이 평면 형태임을 알 수 있다.

따라서, 일체형 패널의 에지(edge) 연마 시, 에지의 양측 모서리 각각에 대하여 연마 작업이 수행되므로, 작업 시간이 증가하는 문제점이 있다. 작업 시간과 작업 공정의 증가는 작업 대상물에 크랙과 칩의 발생 확률이 높아지므로, 이를 해결할 필요가 있다.

본 발명은 상기한 필요성을 해결하기 위한 것으로서, 글라스의 에지 부위를 자기유변유체 방식으로 연마하는 자기유변유체 연마 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 측면에 연마홈이 형성된 연마휠을 사용하여 글라스의 에지 부위를 자기유변유체 방식으로 연마하여 글라스의 에지 연마를 위해 연마 공구의 회전이나 글래스의 이송 과정을 필요로 하지 않는 자기유변유체 연마 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 작업 대상물 지지부에 의해 지지되는 글라스의 에지(edge)를 자기유변유체 연마 방식으로 연마하는 장치로서, 원통 형상으로서 측면 둘레를 따라 연마홈이 형성되는 연마휠; 상기 연마휠을 회전 동작시키는 구동부; 상기 지지부에 의해 지지되는 상기 글라스를 좌우 또는 전후 방향으로 이동시켜 상기 연마휠의 연마홈으로 이송시키는 이송부; 자기유변유체를 상기 연마홈 상에 일정한 두께로 공급하는 유체 공급부; 상기 연마휠에 자기장을 형성시키는 자기장 형성부; 상기 연마홈으로 연마 슬러리를 공급하는 연마 슬러리 공급부; 상기 글라스의 에지 연마에 사용된 상기 연마 슬러리를 회수하는 연마 슬러리 회수부 및 를 포함하고, 상기 글라스의 에지는 상기 연마홈의 내주면 상에 접촉하며 연마가 이루어지는 자기유변유체 연마 장치를 제공한다.

상기 연마홈의 폭은 상기 글라스의 두께보다 클 수 있다.

상기 연마홈의 깊이는 상기 폭에 대응할 수 있다.

상기 자기장 형성부는, 일단은 서로 연결되고, 타단은 상기 연마휠의 양단으로 배치되는 한 쌍의 암을 구비하는 코어부와, 상기 암에 각각 배치되고 자기장을 발생시키는 전자석을 포함할 수 있다.

상기 전자석은 자기장의 발생 정도가 동일할 수 있다.

상기 유체 공급부와 상기 연마 슬러리 회수부는 상기 연마휠의 양측으로 대향하여 배치될 수 있다.

상기와 같은 본 발명은, 글라스의 에지 부위를 자기유변유체 방식으로 연마할 수 있다.

또한, 본 발명은 측면에 연마홈이 형성된 연마휠을 사용하여 글라스의 에지 부위를 자기유변유체 방식으로 연마하므로 글라스의 에지 연마를 위해 연마 공구의 회전이나 글래스의 이송 과정을 필요로 하지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기유변유체 연마 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기유변유체 연마 장치의 일 예를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명에서 사용하는 연마휠, 유체 공급부, 연마 슬러리 회수부의 배치 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 A-A 선의 선단면도이다.
도 5는 글라스의 에지가 연마되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 6와 도 7은 본 발명에서 사용하는 연마휠에 인가되는 자기장 분포를 나타내는 도면이다.

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

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기유변유체 연마 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기유변유체 연마 장치의 일 예를 나타내는 사시도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기유변유체 연마 장치(100)는 연마휠(110), 구동부(120), 자기장 형성부(130), 유체 공급부(140), 연마 슬러리 공급부(150) 및 연마 슬러리 회수부(160)를 포함한다.

연마휠(110)은 작업 대상물인 글라스(1)의 에지에 연마를 수행하여, 글라스(1)의 에지 양단이 사선 모양이 되도록 한다. 연마휠(110)은 소정의 직경과 길이를 갖는 원통형으로 형성되되, 측면으로는 글라스(1)의 에지가 삽입되어 연마가 이루어질 수 있도록 하는 연마홈(112)이 형성된다.

여기서, 연마홈(112)은 연마휠(110)의 측면 중간부 둘레를 따라 홈 형상으로 형성될 수 있다.

연마홈(112)은 그 단면이 소정의 곡률을 갖는 원호 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 연마홈(112)은 그 단면이 삼각형 형태일 수 있다.

연마홈(112)은 그 폭이 작업 대상인 글라스(1)의 두께보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 연마홈(112)의 깊이는 연마홈(112)의 폭에 대응되도록 하여 글라스(1)에 대한 연마 작업 시 글라스(1)의 에지가 연마홈(112)의 내측면과 충분히 접촉할 수 있도록 한다.

구동부(120)는 연마휠(110)에 연결되어 연마휠(110)이 사용자가 설정한 소정의 속도로 회전되도록 한다.

구동부(120)는 외부의 전원에 의해 동작하는 모터일 수 있다. 구동부(120)는 구동축이 도 1에서와 같이 연마휠(110)의 중심축에 대하여 직결될 수 있지만, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 기어, 구동 풀리 및 구동 벨트와 같은 동력 전달 요소가 개재될 수 있다.

구동부(120)는 소정의 구조물에 의해 동작중 흔들림이 발생되지 않도록 견고히 지지되는 것이 바람직하다.

자기장 형성부(130)는 연마휠(110)에 대하여 자기장을 형성한다. 자기장 형성부(130)는 코어부(132)와 한 쌍의 전자석(134)을 포함한다.

코어부(132)는 후술하는 전자석(134)에서 발생되는 자기장을 인가받아 연마휠(110)에 자기장이 인가될 수 있도록 한다.

코어부(132)는 서로 평행하게 배치되되 일단이 서로 연결되고 타단은 연마휠(110)의 회전축 양단으로 각각 연결되는 한 쌍의 암으로 구성된다. 코어부(132)는 'ㄷ'형태로 이루어질 수 있다.

전자석(134)은 코어부(132)를 구성하는 암에 각각 배치될 수 있다. 암에 각각 배치되는 전자석(134)은 동일한 크기와 형태로서, 자기장의 발생 정도도 동일한 것이 바람직하다.

전자석(134)은 외부에서 전원이 인가되면 소정의 자기장을 발생시켜 코어부(132)를 통해 연마휠(110)로 인가할 수 있다.

여기서, 전자석(134)에서 자기장이 발생되도록 하는 구성은 널리 알려진 공지의 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

유체 공급부(140)는 연마휠(110)에 인접하게 배치되어, 연마휠(110)의 연마홈(112)으로 자기유변유체(Magneto-rheological fluids; MR fluid)를 공급한다. 유체 공급부(140)는 작업 진행 도중 항상 균일한 양의 자기유변유체를 연마홈(112)으로 공급하여, 자기유변유체가 일정한 두께를 이루도록 한다.

이를 위해, 유체 공급부(140)는 자기유변유체 공급펌프(142), 자기유변유체 공급노즐(144)를 포함할 수 있다.

MR 유체(Magneto-rheological fluids; MR fluid)는, 자기장을 인가하면 점도가 변하는 특성이 있으며, 일반적으로 기름이나 물과 같은 비자성 유체에 철(Iron)과 같은 자기장에 민감한 미세크기의 자성물질이 혼합되어 있는 현탁액이며, 자기장의 세기에 따라 유동 특성이 실시간으로 제어되는 재료로서 CI(Carbonyl iron)입자가 적용될 수 있다. CI 입자는 이온 펜타카보닐(Iron pentacarbonyl)을 분해할 때 생산되며 구(Sphere) 형상의 철이며 일반적으로 2~6㎛의 직경을 가지고, 비자성인 폴리싱 입자와 혼합함으로써 구형상에 준하는 광학재료 가공에 응용할 수 있다.

유체 공급부(140)는 자기장 형성부(130)에 의해 자기장이 형성된 후에, 자기유변유체를 공급하는 것이 바람직하다.

연마 슬러리 공급부(150)는 연마휠(110)에 근접하여 배치되고, 연마휠(110)로 공급된 자기유변유체에 대하여 연마용 슬러리를 공급한다.

연마 슬러리 공급부(150)는 슬러리 공급 펌프(152) 및 슬러리 분사 노즐(154)을 포함할 수 있다.

여기서, 연마슬러리는 일반적으로 연마장치에 사용되는 연마 입자를 포함하고 있으며, 연마입자는, 미세연마공정에서 재료제거율 및 연마성능을 향상시키기 위해 세륨 옥사이드(Cerium oxide), 다이아몬드분말(Diamond powder), Al2O3 입자 같은 비자성 연마제를 포함할 수 있다.

또한, 연마 슬러리 공급부(150)는 연마 공정이 완료된 후, 연마 슬러리를 제거할 수 있다.

도 3은 본 발명에서 사용하는 연마휠, 유체 공급부, 연마 슬러리 회수부의 배치 상태를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3의 A-A 선의 선단면도이다.

연마 슬러리 회수부(160)는 연마 공정이 완료된 후, 연마홈(112) 상에 잔류하고 있는 연마 슬러리를 회수한다.

사용 후의 연마 슬러리는 연마홈(112) 상의 자기유변유체 상에 분포되어 있다. 그리고, 연마 슬러리는 자기유변유체와 혼합되지 않은 상태로 분포되어 있다.

연마 슬러리 회수부(160)는 외부의 흡입펌프에서 발생된 흡입력을 이용하여 자기유변유체 상에 분포되어 있는 연마 슬러리를 회수할 수 있다. 회수된 연마 슬러리는 재사용할 수 있다.

연마 슬러리 회수부(160)는 연마휠(110)의 중심축을 기준으로 하여 유체 공급부(140)와 대향하여 배치되는 것이 바람직하다.

연마 슬러리 회수부(160)에 의한 슬러리 회수 작업이 용이하게 이루어지도록 하기 위해, 도 3에서 연마휠(110)은 반시계 방향으로 회전하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용에 대해 살펴보기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기유변유체 연마 장치의 일 예를 나타내는 사시도이다.

작업 대상물인 글라스(1)는 연마 작업의 진행 도중 외력에 의해 흔들리는 등의 문제가 발생되지 않도록 지지되고, 소정의 구성을 갖는 이송부(10)에 의해 연마휠(110)로 근접할 수 있다. 또한, 작업이 완료된 후, 이송부(10)는 커버 글라스(1)를 연마휠(110)에서 이격되도록 할 수 있다.

이송부(10)는 작업 대상물인 커버 글라스(1)가 지지되어 고정된 상태에서 연마휠(110)로 근접시킨다.

다시 도 3과 도 4를 참조하면, 커버 글라스(1)가 연마휠(110)로 근접한 상태에서, 전자석(134)에 전원을 인가하여 자기장을 발생시켜 코어부(132)를 통해 연마휠(110)로 자기장이 인가될 수 있도록 한다.

자기장이 인가된 상태에서, 유체 공급부(140)는 소정량의 자기유변유체를 공급하여 연마홈(112) 상에 자기유변유체가 일정한 두께로 적층된 상태가 되도록 한다. 이후, 연마 슬러리 공급부(150)의 슬러리 분사 노즐(154)을 통해 연마 슬러리를 연마홈(112)의 자기유변유체상으로 일정량을 균일하게 공급한다.

도 5는 연마홈(112)에 의해 글라스(1)의 에지가 연마되는 상태를 나타내는 도면으로서, 자기유변유체(2)가 유체 공급부(140)를 통해 연마휠(110)로 공급되도록 하고, 슬러리 공급부(150)를 통해 연마 슬러리(3)가 자기유변유체로 공급되도록 하여, 커버 글라스의 에지에 대하여 연마가 진행됨을 알 수 있다.

도면에서와 같이, 글라스(1)의 에지의 양측은 연마홈(112)의 내주면에 접촉되어 연마된다.

도 6와 도 7은 본 발명에서 사용하는 연마휠에 인가되는 자기장 분포를 나타내는 도면이다.

도 6와 도 7를 참조하면, 연마휠(110)의 연마홈(112)에 대하여 자기장이 균일함을 알 수 있다.

글라스의 에지 부위 연마에 사용된 연마 슬러리는 글래스가 연마되도록 하면서, 분쇄되어 입자 크기가 작아진 상태이다. 입자 크기가 감소되어 연마 정도가 작아지므로 글래스의 연마가 계속적으로 이루어지도록 하기 위해 사용된 연마 슬러리는 회수하고, 새로운 연마 슬러리를 공급할 필요가 있다.

연마 슬러리 회수부(160)는 연마에 사용된 연마 슬러리를 흡입력을 이용하여 회수하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명은, 글라스의 에지 부위를 자기유변유체 방식으로 연마할 수 있고, 측면에 연마홈이 형성된 연마휠을 사용하여 글라스의 에지 부위를 자기유변유체 방식으로 연마하므로 글라스의 에자 연마를 위해 연마 공구의 회전이나 글래스의 이송 과정을 필요로 하지 않는다.

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: 자기유변유체 연마 장치
110: 연마휠
120: 구동부
130: 자기장 형성부
140: 유체 공급부
150: 연마 슬러리 공급부
160: 연마 슬러리 회수부

Claims (6)

1. 작업 대상물 지지부에 의해 지지되는 글라스의 에지(edge)를 자기유변유체 연마 방식으로 연마하는 장치로서,
   원통 형상으로서 측면 둘레를 따라 연마홈이 형성되는 연마휠;
   상기 연마휠을 회전 동작시키는 구동부;
   상기 지지부에 의해 지지되는 상기 글라스를 좌우 또는 전후 방향으로 이동시켜 상기 연마휠의 연마홈으로 이송시키는 이송부;
   자기유변유체를 상기 연마홈 상에 일정한 두께로 공급하는 유체 공급부;
   상기 연마휠에 자기장을 형성시키는 자기장 형성부;
   상기 연마홈으로 연마 슬러리를 공급하는 연마 슬러리 공급부;
   상기 글라스의 에지 연마에 사용된 상기 연마 슬러리를 회수하는 연마 슬러리 회수부 및
   를 포함하고,
   상기 글라스의 에지는 상기 연마홈의 내주면 상에 접촉하며 연마가 이루어지는 자기유변유체 연마 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 연마홈의 폭은 상기 글라스의 두께보다 큰 자기유변유체 연마 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 연마홈의 깊이는 상기 폭에 대응하는 자기유변유체 연마 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 자기장 형성부는,
   일단은 서로 연결되고, 타단은 상기 연마휠의 양단으로 배치되는 한 쌍의 암을 구비하는 코어부와,
   상기 암에 각각 배치되고 자기장을 발생시키는 전자석을 포함하는 자기유변유체 연마 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 전자석은 자기장의 발생 정도가 동일한 자기유변유체 연마 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 유체 공급부와 상기 연마 슬러리 회수부는 상기 연마휠의 양측으로 대향하여 배치되는 자기유변유체 연마 장치.

Images