专利名称：滚轮的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种滚动摩擦装置，具体涉及一种滚轮。
背景技术：
近年来，随着液晶显示器的不断发展，其更加广泛地应用于个人数码助理
PDA (Personal Digital Assistant),电脑显示器、液晶电i见以及户外广告屏 等各个领域，尤其是薄膜晶体管液晶显示器TFT LCD (Thin film transistor Liquid Crystal Display)由于具有功^/f氐、辐射小的优点，已经在平板显示 器市场占据了主导地位。
薄膜晶体管液晶显示器包括薄膜晶体管阵列基板、彩色滤光片基板以及液
晶，液晶填充于薄膜晶体管阵列基板和彩色滤光片基板之间的显示区域内的取 向膜上。液晶显示器显示图像的原理基于通过控制驱动电压，改变液晶分子的 取向，从而改变透射光强达到显示的目的。
由于液晶显示器通过控制液晶分子取向来达到显示图像的目的，为达到此 目的，需要在液晶面板对盒工艺之前的薄膜晶体管阵列基板和彩色滤光片基板 上分别进行摩擦取向(rubbing)工艺，摩擦取向工艺过程前会在薄膜晶体管阵 列基板和彩色滤光片基板上分别涂敷液晶分子取向剂，并用带有细微毛刺的摩 擦布对取向剂进行摩擦，使其形成具有定向取向的取向膜，滴注于取向膜上的 液晶分子在自然状态下会形成一致的取向。
如图1和图2所示，现有技术中将摩擦布6裹在一#^圆柱形的滚轮5上， 然后将滚轮5在薄膜晶体管阵列基板或彩色滤光片基板9上的液晶分子取向剂8 上滚动，薄膜晶体管阵列基板或彩色滤光片基板9放置于基台7上。在理想的 滚动状态下，裹在滚轮5上的摩擦布6可以均匀地对取向剂8进行摩擦取向， 使取向剂8形成具有定向取向的取向膜，然后将液晶滴在取向膜上，此时液晶 便会在自然状态下形成一定的取向。
现有技术虽然一定程度上能够实现在薄膜晶体管阵列基板或彩色滤光片基板上形成具有定向取向的取向膜，但至少存在如下问题
随着液晶显示器制造技术的发展，液晶显示器的基板也要求越来越大，相 应的滚轮轴向的长度也需要做的比较大，但轴向的长度比较大的滚轮在受到重 力及其转动过程中产生的离心力作用时，其重心所在的中间部分出现如图2所
示的下坠现象也越明显，其所产生的最大扰度(或称下坠量)Y,也越大，造 成滚轮下边缘线处于弯曲状态，所以滚轮滚动的过程中作用于取向剂上的摩擦 力是不均匀的，导致取向膜的取向效果变低，最终影响液晶显示器显示图像的 质量。
实用新型内容
本实用新型提供了 一种滚轮，解决了现有技术中的滚轮的中间部分在重力 及其转动过程中产生的离心力作用下出现下坠现象而造成滚轮下边缘线处于弯 曲状态的技术问题。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案
该滚轮，呈旋转体状的滚轮本体，所述滚轮本体从两端朝其中间部分逐渐 变细。
与现有技术相比，本实用新型所提供的上述滚轮的滚轮本体从两端朝其中 间部分逐渐变细，滚轮本体的下边缘线在不考虑重力及其转动过程中产生的离 心力的前提下处于朝上弯曲的状态，由于该处于弯曲的状态的部分刚好为中间 部分，而滚轮在重力及其转动过程中产生的离心力作用下产生下坠时该中间部 分的下边缘线正好处于接近水平或接近水平的状态，解决了现有技术中的圆柱 形滚轮的中间部分在重力及其转动过程中产生的离心力作用下出现下坠现象而 造成滚轮下边缘线处于弯曲状态的技术问题。
图1为现有技术中的裹有摩擦布的滚轮在不考虑重力以及其转动过程中产 生的离心力的情况下的工作状态示意图2为现有技术中的滚轮处于受重力以及其转动过程中产生的离心力作的工作状态的放大示意图3为本实用新型所提供的一种滚轮的滚轮本体在不考虑重力以及其转动 过程中产生的离心力情况下的结构示意图4为本实用新型的滚轮本体处于受重力以及其转动过程中产生的离心力 作用的工作状态时的结构示意图。
图中标记1、滚轮本体；2、转轴；3、架体；4、轴孔；5、滚轮； 6、摩擦布；7、基台；8、取向剂；9、薄膜晶体管阵列基板或彩色滤光片基板。
具体实施方式
本实用新型提供了一种滚轮，该滚轮中间部分细两端部分粗，其中间部分 在重力及其转动过程中产生的离心力作用下出现下坠现象时，滚轮下边缘线处 于水平或接近水平的状态。
下面以本实用新型所提供的滚轮应用于液晶显示器制造技术中的摩擦取向 工艺中，通过该滚轮的滚动摩擦在薄膜晶体管阵列基板或彩色滤光片基板上的 取向剂摩擦形成具有一定取向方向的取向膜，并结合附图对本实用新型实施例 进行详细描述。
如图3所示，本实用新型实施例所提供的滚轮，包括呈旋转体状的滚轮 本体1,滚4仑本体1 乂人两端朝其中间部分逐渐变细。
由于滚轮的滚轮本体1从两端朝其中间部分逐渐变细，所以滚轮本体1的 下边缘线在不考虑重力以及其转动过程中产生的离心力情况下处于朝上弯曲的 状态，而当滚轮本体l在重力及其转动过程中产生的离心力作用下下坠后，滚 轮本体1的下边缘线正好处于接近水平或水平的状态，滚轮本体1滚动的过程 中作用于取向剂上的摩擦力更为均匀，进而改善了取向膜的取向效果，解决了 现有技术中的滚轮的中间部分在重力及其转动过程中产生的离心力作用下出现 下坠现象，造成滚轮下边缘线处于弯曲状态的技术问题。
如图3所示，滚轮本体1中间部分在重力作用下所能下坠的最大距离Ymax 即为滚轮本体1的最大扰度，本实施例中利用物理学上的扰度算法，可以计算出分布均匀的滚轮本体1的最大挠度(单位为cm)，其计算公式为 Y瞎=5qW(384EJ)，式中
q为均布线荷载(其单位为kg/cm)，也就是每lcm长度滚4仑本体1的重量 (本公式中未考虑滚轮本体1的轴向单位长度重量的变化，如果考虑该变 化，应采用积分公式计算挠度)；
1为滚轮本体1的轴向长度(其单位为cm); E为滚轮本体l材料的弹性模量；
J为滚轮本体1的截面惯矩，可在对应材料的特性表中查得(其单位为 cm4);
实际应用中根据滚轮本体1形状及对应的q、 1、 E以及J的具体数值来计 算出Y^的取值，并确定滚轮本体1中间部分的半径r的取值，确保滚轮本体1
的下边缘线处于接近水平状态。
本实施例中滚轮本体1 乂人两端朝其中间部分逐渐变细，所以其中间部分的 半径r小于其两端部分的半径R，其中间部分的半径r的取^f直范围为r《(R-Ymax) 理论上滚轮本体1中间部分的半径r的值选为其两端部分半径R与Ymax之差，即 R- Ymax比较合理，但由于滚轮本体1滚动的过程中还会受到离心力的影响，其 实际外轮廓线所在的位置会在离心力的作用下有所改变，滚轮本体1的两端的 半径与滚轮本体l的中间部分的半径之差也可以大于其最大扰度，所以在实际 生产中滚轮本体1中间部分的半径r在考虑离心力作用的情况下也会有所改变。
如图3和图4所示，本实施例中滚轮本体1的端部还设有与滚轮本体1的 旋转轴线重合的转轴2,转轴2的一端设于滚轮本体1的端部，另一端设于一架 体3上，滚轮本体1可通过转轴2绕其旋转轴线转动。架体3 —方面承担了滚 轮本体1以及旋转轴2的重量，另一方面可通过调节架体3的高度来调节滚轮 本体l与取向剂之间的距离。
6为了使滚轮本体1作用于取向剂上的力更为均匀，本实施例中滚轮本体1
的两端对称。转轴2的一端穿设于滚轮本体1端部端面的轴孔4内，另一端与 架体3固连。滚轮本体1可绕转轴2转动，为了减少转动过程中滚轮本体l与 转轴2之间的摩擦力，避免其磨损，转轴2与轴孔4之间还设有轴承。转轴2 可以与架体3可以只设于滚轮本体1的一端也可以同时设于滚轮本体1的两端， 当然，转轴2也可以贯穿设于滚轮本体1的内部，其两端穿出滚轮本体l的两 个端面且固连于架体3上。
本实施例中转轴2的一端也可以与滚轮本体1端部固连或与滚轮本体1端 部为一体结构，另一端穿设于架体3上的架体孔内。这种结构中由于转轴2穿 设于架体3上的架体孔内，滚轮本体1转动时与转轴2—起转动。为了减少转 轴2转动过程中与架体孔之间的摩擦力，转轴2与架体孔之间也设有轴承。该 结构中转轴2优选为设于滚轮本体1的两端，或贯穿所述滚轮本体l，当然，转 轴2也可以仅设于滚轮本体1的一端。本实施例中转轴2上还套设有皮带传动 机构、链条传动机构或齿轮传动机构或其他动力机构。皮带传动机构、链条传 动机构或齿轮传动机构或其他动力机构为转轴2、并通过转轴2为滚轮本体1 提供转动的动力，当然，当架体孔为通孔，转轴2穿设于架体孔的一端延伸出 架体孔时，该延伸出架体孔的一端的端部也可以直接与电机主轴相连，而无需 通过传动机构。当转轴2 —端穿设于滚轮本体1端部端面的轴孔4内，另一端 与架体3固连时，传动结构可以直接套设于滚轮本体1端部，从而为滚轮本体1 传输转动的动力。
为减少滚轮本体1的重力及其转动过程中产生的离心力的影响，本实施例 中滚轮本体l优选为空心结构。所述空心结构内也可以设置呈辐条状、片状、 环状或蜂窝状的支撑体。当然，滚轮本体1也可以采用实心结构，所述实心结 构的滚轮本体1内也可以沿轴向开设有多个通孔或沉孔。滚轮本体1的材料为
含有轻质金属的合金材料。合金材料有助于提高滚轮本体l的刚性，轻质金属 可以进一步减少自重所带来的不良影响。本实用新型实施例滚轮本体1还裹有摩擦布6,摩擦布6表面带有细微毛刺。 当裹有摩擦布6的滚轮本体1在设有取向剂的薄膜晶体管阵列基板或彩色滤光 片基板上滚动时，摩擦布6上的细微毛刺可以在取向剂的上表面摩擦出需要的 取向，使其形成具有定向取向的取向膜8。
体实现方法，也可以有其他的实现方法，比如本实用新型实施例中滚轮本体、 架体以及转轴等器件也可以选择其他的结构、材料、材料的组合来实施上述方 法，但这些都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，都在该专利的保护范 围之内。
权利要求1、一种滚轮，包括呈旋转体状的滚轮本体，其特征在于所述滚轮本体从两端朝其中间部分逐渐变细。
2、 根据权利要求1所述的滚轮，其特征在于所述滚轮本体的两端对称， 且所述滚轮本体的两端的半径与所述滚轮本体的中间部分的半径之差大于等于 其最大扰度。
3、 根据权利要求1所述的滚轮，其特征在于所述滚轮本体的端部还设有 与所述滚轮本体的旋转轴线重合的转轴，所述转轴的一端设于所述滚轮本体的 端部，另一端设于一架体上，所述滚轮本体可通过所述转轴绕其旋转轴线转动。
4、 根据权利要求3所述的滚轮，其特征在于所述转轴的一端穿设于所述 滚轮本体端部端面的轴孔内，另一端与所述架体固连。
5、 根据权利要求3所述的滚轮，其特征在于所述转轴的一端与所述滚轮 本体端部固连或与所述滚轮本体端部为一体结构，另 一端穿设于所述架体上的 架体孔内。
6、 根据权利要求3所述的滚轮，其特征在于所述转轴还套设有皮带传动 机构、链条传动机构或齿轮传动机构。
7、 根据权利要求4或5所述的滚轮，其特征在于所述转轴与所述轴孔之 间或所述转轴与所述架体孔之间设有轴承。
8、 根据权利要求1所述的滚轮，其特征在于所述滚轮本体为空心结构。
9、 根据权利要求8所述的滚轮，其特征在于所述滚轮本体内设有呈辐条 状、片状、环状或蜂窝状的支撑体。
10、 根据权利要求l所述的滚轮，其特征在于所述滚轮本体的材料为含 有轻质金属的合金材料。
11、 根据权利要求1所述的滚轮，其特征在于所述滚轮本体裹有摩擦布， 所述摩擦布表面带有细微毛刺。
专利摘要本实用新型公开了一种滚轮，涉及一种滚动摩擦装置。解决了现有技术中滚轮的中间部分在重力及其转动过程中产生的离心力作用下出现下坠现象而造成滚轮下边缘线处于弯曲状态的技术问题。本实用新型所提供的滚轮，包括呈旋转体状的滚轮本体，所述滚轮本体从两端朝其中间部分逐渐变细。本实用新型主要应用于液晶显示器的基板制造技术中的摩擦取向工艺中。
文档编号G02F1/1337GK201298128SQ20082010957
公开日2009年8月26日 申请日期2008年7月31日 优先权日2008年7月31日
发明者朴春培, 郝金刚 申请人:北京京东方光电科技有限公司