KR101174456B1 - 에어 샤프트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 직물지나 포장지, 비닐지 등을 권취하는 슬리터용 에어 샤프트에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 에어 샤프트에 끼워져 직물지나 포장지, 비닐지등이 권취되는 코어를 작업이 완료되어 에어 샤프트에서 이동시킬 때, 코어와 에어 샤프트간의 마찰력을 감소시켜 작업자가 용이하게 코어를 이동 및 운반할 수 있도록 하는 에어 샤프트를 제공하는 것이다.

Description

에어 샤프트{AIR SHAFT}
본 발명은 전지 필름, 직물지, 포장지, 비닐지 등을 권취하는 슬리터용 에어 샤프트에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 에어 샤프트에 끼워져 전지 필름, 직물지, 포장지, 비닐지 등이 권취되는 코어를 작업이 완료되어 에어 샤프트에서 이동시킬 때, 코어와 에어 샤프트 간의 마찰력을 감소시켜 작업자가 용이하게 코어를 이동 및 운반할 수 있도록 하는 에어 샤프트를 제공하는 것이다.
일반적으로 에어 샤프트(공기 축)는 원통형으로 된 지관이나 철관 또는 PVC관 등을 이용하여 필름이나 직물지 원단 또는 종이원단 등을 권취할 때에 사용하는 것으로, 현재 각종 산업분야에 많이 사용되고 있는 공기를 이용한 착탈식 온/오프 샤프트이다.
이러한 에어 샤프트는 직경의 반경 방향으로 팽창과 수축을 반복하는 돌기체가 공기압에 의하여 돌출되거나 함몰되면서 외경에 배치되는 원통체를 고정하거나 고정상태를 해제하여 종이원단이나 직물원단 등을 감을 때 사용하게 된다.
종래의 일반적인 에어 샤프트 구조 및 그 작용에 대하여 도 1 내지 도 3을 참조하여 개략 설명한다. 도 1은 종래의 일반적인 에어 샤프트의 구조를 일부 절단하여 나타낸 사시도, 도 2 및 도 3은 종래의 일반적인 에어 샤프트의 작동상태를 나타낸 것으로, 구조를 나타낸 사시도, 도 2는 에어 배기 상태, 도 3은 에어 주입 상태를 각각 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면 에어 샤프트는 원통형 단면을 갖는 본체(10)가 형성된다. 본체(10)는 내부가 빈 공간으로 된 작동공간을 가짐과 동시에 길이방향으로 등간격으로 다수개의 러그 돌출공(11)이 형성되고 러그 돌출공(11)에 다수개의 러그(lug)(30)가 설치되어 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면 본체(10) 내부에는 작동튜브(20)가 형성된다. 작동튜브(20)는 본체(10) 내부 직경보다 작은 직경으로 형성되고 본체(10) 내부에 설치된다. 작동튜브(20) 내에 공기가 주입되면 작동튜브(20)는 팽창한다. 본체(10) 내부에는 러그(30)가 형성된다. 러그(30)의 일측에는 작동튜브(20)의 외주면에 지지되는 러그 지지판(31)이 일체로 형성되어 있어 작동튜브(20) 내에 공기가 주입되면 공기압에 의해 작동튜브(20)가 팽창하여 러그 지지판(31)을 밀어내어 러그(20)가 외측방향으로 이동하여 원통 심재(1)의 내주면을 압박하도록 작동한다. 러그(20)가 원통 심재(1)의 내경에 맞닿아 조임으로써 슬리터에 장착된 원통 심재(1)는 에어 샤프트의 회전력을 전달받아 종이원단이나 직물원단을 원통 심재(1)에 감을 수 있다.
상기와 같은 구조로 된 종래의 에어 샤프트는 도 2에 도시한 바와 같이 공기가 작동튜브(20)에 없을 때, 즉 공기 배기 상태일 때에는 상기 러그(30)는 안쪽으로 수축하여 본체(10)의 직경을 줄임으로써 원통 심재(1)를 좌우측으로 이동할 수 있다. 이때, 원통 심재(1)에 감겨있는 전지 필름이나 종이원단, 직물원단은 그 무게가 약 50~60KG 정도 되어 작업자가 에어 샤프트에서 원통 심재(1)를 빼내어 운반하려할 때 상당히 불편함을 초래하며, 원통 심재(1)에 감긴 종이 원단이나 직물원단에 사행현상(곡선을 그리며 휘는 현상)이 발생하기도 한다. 또한, 원통 심재(1)의 내주면이 에어 샤프트의 러그(30)와 밀착되어 있으므로 러그(30)의 파손이 우려되며 원통 심재(1)가 파손되는 현상이 빈번히 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제작된 것으로 원통 심재의 운반이 용이하도록 하여 작업자에게 편의성을 제공하고 에어 샤프트의 파손을 방지하며 원통 심재의 재사용률을 높여 경제적인 효과를 얻을 수 있는 슬리터용 에어 샤프트를 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 이루고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 에어 샤프트는, 둘레면에 러그 돌출공(11)이 형성되며 양측단이 회전축에 일체로 연결되는 통형상의 본체(10), 상기 본체(10)의 내부에 길이방향을 따라 설치되는 작동튜브(20), 상기 작동튜브(20)의 외측면과 상기 본체(10)의 내측면 사이에 설치되는 러그 지지판(31), 상기 작동튜브(20)의 팽창시 상기 러그 돌출공(11)을 통하여 상기 본체(10) 외부로 돌출되도록 상기 러그 지지판(31)에 연결되는 러그(30)를 포함하는 에어 샤프트에 있어서, 상기 본체(10)에 끼워지되, 상기 본체(10)의 길이방향을 따라 형성된 상기 러그 돌출공(11)과 러그 돌출공(11) 사이에 설치되는 하우징(100); 상기 하우징(100)의 외주면에 회동 가능하도록 설치되는 회전볼(200) 또는 회전롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 본체(10)와 상기 하우징(100) 사이에 설치되며 상기 하우징(100)이 장착되는 플랜지(300)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 하우징(100)은 상기 플랜지(300)에 고정되고 상기 회전볼(200)을 수용할 수 있는 수용부(111)가 형성되는 하우징 몸체(110)와 상기 하우징 몸체(110)의 양측에 상호 마주보며 상기 하우징 몸체(110)에 결합되고 상기 회전볼(200)을 수용할 수 있는 수용부(111)가 각각 형성되는 제1 하우징(120) 및 제2 하우징(130)을 포함하고, 상기 하우징(100)중 어느 하나에 설치된 상기 회전볼(200)이 마모되어 교체를 필요로 할 때 마모된 회전볼(200)이 위치한 영역의 제1 하우징(120) 및 제2 하우징(130)을 상기 하우징 몸체(110)에서 탈착하여 마모된 상기 회전볼(200)을 교체 할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 하우징 몸체(110)는 상기 하우징 몸체(110)의 상부와 하부 중 마모된 영역의 부위만 교체할 수 있도록 상하로 마주보며 상호 한 조를 이루도록 형성되는 제1 하우징 몸체(110-1) 및 제2 하우징 몸체(110-2)를 포함하고, 상기 제1 하우징(120) 및 제2 하우징(130)은 상기 하우징 몸체(110)를 따라 마모된 영역 부위만 교체할 수 있도록 각각 상하로 마주보며 상호 한 조를 이루도록 설치되는 제1-1 하우징(120-1), 제1-2 하우징(120-2) 및 제2-1 하우징(130-1), 제2-2 하우징(130-2)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 본 발명의 에어 샤프트는 회전축에 다수개 설치되는 하우징을 제작하고 하우징 외주면에 다수개의 회전볼을 설치하여 코어가 이동할 때 회전볼이 코어의 내주면에 밀착되어 회전볼이 회전함과 동시에 코어의 마찰계수를 줄여 코어의 이동이 원활하도록 하는 효과가 있다.
따라서, 에어 샤프트의 파손 위험을 줄이고 코어의 재사용률을 높임으로써 경제적인 효과가 상승하는 장점이 발생한다.
도 1 은 종래의 에어 샤프트를 나타낸 사시도.
도 2 는 종래의 에어 샤프트의 작동 상태를 나타낸 단면도.
도 3 은 종래의 에어 샤프트의 작동 상태를 나타낸 단면도.
도 4 는 본 발명의 에어 샤프트가 설치된 슬리터를 나타낸 사시도.
도 5 는 본 발명의 에어 샤프트에 설치된 코어의 작동상태를 나타낸 사시도.
도 6 은 본 발명의 에어 샤프트에 설치된 하우징을 나타낸 사시도.
도 7 은 본 발명의 에어 샤프트에 설치된 하우징의 분해 사시도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
본 명세서에 기재된 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. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
도 4 는 본 발명의 에어 샤프트가 설치된 슬리터를 나타낸 사시도이고, 도 5 는 본 발명의 에어 샤프트에 설치된 코어의 작동상태를 나타낸 사시도이다. 도 6 은 본 발명의 에어 샤프트에 설치된 하우징을 나타낸 사시도이고, 도 7 은 본 발명의 에어 샤프트에 설치된 하우징의 분해 사시도이다.
도 4를 참조하면 필름류나 종이류 등을 권취하는 슬리터기(1000)에 사용되고, 필름류나 종이류가 감겨질 수 있는 코어(300)가 끼워져 회전하는 에어 샤프트는 양측단이 회전축에 일체로 연결되는 본체(10)을 갖는다. 회전축은 슬리터기(1000)에 끼워져 슬리터기(1000) 내부의 모터(미도시)에 의해 회전력을 전달받아 회전한다. 본체(10)는 원통형상으로 형성될 수 있다. 본체(10)의 둘레면에는 러그 돌출공(11)이 형성된다. 러그 돌출공(11)은 본체(10)의 둘레면을 따라 다수개 형성되며, 본체(10)의 길이방향을 따라 일정간격 이격되어 다수개 형성된다.
본체(10)의 내부에는 본체(10)의 길이방향을 따라 작동튜브(20)가 설치된다. 작동튜브(20)는 내부에 공기를 수용할 수 있으며 방사방향으로 일정간격 팽창할 수 있는 구조로 형성될 수 있다. 작동튜브(20)의 외측면과 본체(10)의 내측면 사이에는 러그 지지판(31)이 형성된다. 러그 지지판(31)은 작동튜브(20)의 외주면에 지지되어 안착되어 있으며 그 타측에는 러그 지지판(31)과 일체로 형성되는 러그(30)가 형성된다.
작동튜브(20) 내부로 공기가 유입되면 작동튜브(20)가 팽창하고 작동튜브(20)의 외주면에 안착되어 있던 러그 지지판(31)이 작동튜브(20)가 방사방향으로 팽창된 거리만큼 이동한다. 따라서 러그(30)가 러그 돌출공(11)을 지나 본체(10) 외부로 돌출된다. 이때 본체(10) 외부에 끼워진 코어(400)는 코어(400)의 내주면을 러그(30)가 압박하여 본체(100)에 고정될 수 있다.
고정된 코어(400)는 회전축에서 전달받은 회전력에 의해 회전하고 코어(400)의 외주면에는 슬리터기(1000)에서 방출된 필름류나 종이류가 감기어 코어(400)에 권취된다. 일정길이만큼 권취된 코어(400)는 외부로 이송되는데, 이때 작동튜브(20) 내측의 공기가 유출되면 코어(400)를 압박하여 고정하던 러그(30)가 본체(10) 내부로 이동하면서 코어(400)는 본체(10)의 길이방향으로 이동된다.
도 5를 참조하면 코어(400)가 본체(10)의 일측에서 타측 방향으로 이동할 때 작업자가 편리하게 코어(400)를 이송시킬 수 있도록 본체(10)에 끼워지는 하우징(100)이 형성된다. 하우징(100)은 본체(10)의 길이방향을 따라 다수개 형성될 수 있다. 또한, 하우징(100)은 본체(10)의 러그 돌출공(11)과 러그 돌출공(11) 사이에 설치될 수 있다. 하우징(100)의 직경은 코어(400)의 내주면 직경보다 적어도 동일하거나 작게 형성된다.
하우징(100)은 아노다이징(Anodizing) 공법으로 형성될 수 있다. 아노다이징 (Anodizing)은 금속의 표면처리 방법으로서 알루미늄의 표면 후처리 방식을 말한다. 아노다이징 공법으로 제작된 하우징(100)은 쉽게 변질 및 부식이 되지 않으며 강도 및 내마모성이 향상되고 내식성, 전기절연성 등이 우수하여 하우징(100)이 쉽게 파손되는 것을 방지한다. 하우징(100)의 강도 및 내마모성을 향상시키는 공법이라면 상기 아노다이징 공법 이외에 다른 어떠한 공법을 사용하여도 무방하다.
도 6을 참조하면 하우징(100)의 외주면에는 회전볼(200)이 형성된다. 회전볼(200)은 회전 롤러로 대체될 수 있다. 회전볼(200)은 하우징(100)의 외주면에 회동 가능하도록 설치된다. 코어(400)의 내주면이 회전볼(200)에 안착되어 코어(400)의 내주면에 발생하던 마찰력을 회전볼(200)이 감소시켜 코어(400)가 회전볼(200)에 안내되어 본체(10)에서 이탈되어 이송된다.
회전볼(200)은 PEEK(Polyetherethereketone)재질로 형성될 수 있다. PEEK 재질은 충격 및 마모에 강한 특성을 지닌 열가소성 수지이며, 고성능 폴리머(Polymer) 재질로 금속재료와 같은 제작 방식인 사출성형, 몰딩, 가공, 압출 등으로 제작이 가능할 뿐만 아니라 넓은 온도 범위에서의 높은 기계적 강도를 갖고 있다.
도 6을 참조하면 본체(10)와 하우징(100) 사이에는 플랜지(300)가 형성된다. 플랜지(300)는 본체(10)에 끼워지도록 형성된다. 플랜지(300)의 외주면에는 하우징(100)이 형성될 수 있다. 플랜지(300)는 하우징(100)의 강도를 향상시키기 위하여 형성된다.
도 6 및 도 7을 참조하면 하우징(100)은 하우징 몸체(110)를 갖는다. 하우징 몸체(110)는 플랜지(300)에 고정될 수 있도록 하우징 몸체(110)의 외주면을 따라 관통공(110-h)이 다수개 형성되며 관통공에 볼트 및 고정핀으로 하우징 몸체(110)를 플랜지(300)에 고정한다.
도 6 및 도 7을 참조하면 하우징 몸체(110)의 양측에 결합되는 제 1 하우징(120) 및 제2 하우징(130)이 형성된다. 제1 하우징(120) 및 제 2 하우징(130)은 하우징 몸체(110)를 마주보며 하우징 몸체(110)의 양측면에 결합된다. 제1 하우징(120) 및 제 2 하우징(130)의 측면에는 하우징 몸체(110)에 볼트결합될 수 있도록 볼트가 끼워지는 관통공(120-h, 130-h)이 형성된다. 따라서 하우징(100)은 각각 독립된 구성이며 각각 분리할 수 있는 하우징 몸체(110)와 제1 하우징(120) 및 제 2 하우징(130)을 포함한다.
도 7을 참조하면 하우징 몸체(110)와 제1 하우징(120) 및 제 2 하우징(130)이 상호 맞닿는 위치에 회전볼(200)을 수용할 수 있는 수용부(111)가 각각 형성된다. 수용부(111)는 하우징 몸체(110)와 제1 하우징(120) 및 제 2 하우징(130)의 외주면을 따라 다수개 형성된다. 즉, 하우징 몸체(110)의 양측에 고정된 제1 하우징(120) 및 제2 하우징(130)을 따라 하우징(100)의 외주면에 2열 배열로 회전볼(200)이 다수개 설치된다. 수용부(111)는 회전볼(200)이 하우징(100) 외부로 이탈되지 못하게 회전볼(200) 외주면을 감싸도록 형성된다. 이때 회전볼(200)은 코어(400)의 내주면에 마찰력을 감소시킬 수 있도록 하우징(100) 외부로 돌출되어 있어야 한다. 또한, 수용부(111)의 내부에서 원활하게 회전이 가능하도록 설치되어야 한다.
도 7을 참조하면 하우징(100) 외주면을 따라 설치된 회전볼(200)이 마모되거나 파손되어 회전이 되지 않을 때를 가정하여 설명한다. 2열로 배열된 회전볼(200)중 제1 하우징(120)과 연결된 열에 설치된 회전볼(200)이 파손되었을 때 제1 하우징(120)을 하우징 몸체(110)에서 분리하여 파손된 회전볼(200)을 교체할 수 있다. 따라서 고가의 회전볼(200)을 파손된 회전볼(200)만 교체할 수 있어 상당히 경제적인 효과가 발생한다.
도 6 및 도 7을 참조하면 하우징 몸체(110)는 제1 하우징 몸체(110-1) 및 제2 하우징 몸체(110-2)로 형성된다. 제1 하우징 몸체(110-1) 및 제2 하우징 몸체(110-2)는 상호 마주보며 한 조를 이루도록 형성되고 플랜지(300)에 볼트 결합 된다. 본체(10)에 끼워진 코어(400)의 회전 및 이동이 반복되면 하우징(100)이 파손되어 회전볼(200)이 탈락 되거나 하우징(100)이 사용불능 상태가 발생할 수 있다.
이러한 문제점이 발생하면 파손된 하우징(100)중 파손 및 마모된 영역의 부위만 교체할 수 있도록 하우징 몸체(110)을 제1 하우징 몸체(110-1) 및 제2 하우징 몸체(110-2)로 구획하여 형성한다. 상기와 같은 목적으로 구획된 하우징(100)은 하우징(100)의 파손 및 마모된 부위를 파악하여 작업자가 빠르게 파손 및 마모된 부위를 교체할 수 있으며 필요한 영역만 교체하여 불필요한 낭비를 방지하는 효과가 발생한다.
도 7을 참조하면 상기 제1 하우징(120)은 플랜지(300)의 상부와 하부에 위치하며 상호 마주보며 한 조를 이루는 제1-1 하우징(120-1) 및 제1-2 하우징(120-2)을 포함한다. 제 1 하우징(120)은 하우징 몸체(110)를 제1 하우징 몸체(110-1) 및 제2 하우징 몸체(110-2)로 구획한 목적과 동일한 목적을 갖도록 형성된다. 제2 하우징(130)은 플랜지(300)의 상부와 하부에 위치하며 상호 마주보며 한 조를 이루는 제2-1 하우징(130-1) 및 제2-2 하우징(130-2)이 형성된다. 제2-1 하우징(130-1) 및 제2-2 하우징(130-2)은 하우징 몸체(110)를 제1 하우징 몸체(110-1) 및 제2 하우징 몸체(110-2)로 구획한 목적과 동일한 목적을 갖도록 형성된다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 하우징 110 : 하우징 몸체
110-1 : 제1 하우징 몸체 110-2 : 제2 하우징 몸체
120 : 제1 하우징 120-1 : 제1-1 하우징
120-2 : 제1-2 하우징 130 : 제2 하우징
130-1 : 제2-1 하우징 130-2 : 제2-2 하우징
200 : 회전볼 300 : 플랜지
400 : 코어

Claims (4)

  1. 둘레면에 러그 돌출공(11)이 형성되며 양측단이 회전축에 일체로 연결되는 통형상의 본체(10), 상기 본체(10)의 내부에 길이방향을 따라 설치되는 작동튜브(20), 상기 작동튜브(20)의 외측면과 상기 본체(10)의 내측면 사이에 설치되는 러그 지지판(31), 상기 작동튜브(20)의 팽창시 상기 러그 돌출공(11)을 통하여 상기 본체(10) 외부로 돌출되도록 상기 러그 지지판(31)에 연결되는 러그(30)를 포함하는 에어 샤프트에 있어서,
    상기 본체(10)와 하우징(100) 사이에 설치되며 상기 하우징(100)이 장착되는 플랜지(300);
    상기 플랜지(300)에 고정되고 회전볼(200)을 수용할 수 있는 수용부(111)가 형성되는 하우징 몸체(110)와, 상기 하우징 몸체(110)의 양측에 상호 마주보며 상기 하우징 몸체(110)에 결합되고 상기 회전볼(200)을 수용할 수 있는 수용부(111)가 각각 형성되는 제1 하우징(120) 및 제2 하우징(130)을 포함하고, 상기 본체(10)에 끼워지되, 상기 본체(10)의 길이방향을 따라 형성된 상기 러그 돌출공(11)과 러그 돌출공(11) 사이에 설치되는 하우징(100); 및
    상기 하우징 몸체(110), 상기 제1 하우징(120), 및 상기 제2 하우징(130)이 상호 맞닿는 위치에 형성되는 상기 수용부(111)에 수용되어, 상기 하우징(100)의 외주면에 회동 가능하도록 설치되는 회전볼(200) 또는 회전롤러
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 샤프트.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하우징(100) 중 어느 하나에 설치된 상기 회전볼(200)이 마모되어 교체를 필요로 할 때 마모된 회전볼(200)이 위치한 영역의 제1 하우징(120) 및 제2 하우징(130)을 상기 하우징 몸체(110)에서 탈착하여 마모된 상기 회전볼(200)을 교체할 수 있는 것을 특징으로 하는 에어 샤프트.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하우징 몸체(110)는 상기 하우징 몸체(110)의 상부와 하부중 마모된 영역의 부위만 교체할 수 있도록 상하로 마주보며 상호 한 조를 이루도록 형성되는 제1 하우징 몸체(110-1) 및 제2 하우징 몸체(110-2)를 포함하고,
    상기 제1 하우징(120) 및 제2 하우징(130)은 상기 하우징 몸체(110)를 따라 마모된 영역 부위만 교체할 수 있도록 각각 상하로 마주보며 상호 한 조를 이루도록 설치되는 제1-1 하우징(120-1), 제1-2 하우징(120-2) 및 제2-1 하우징(130-1), 제2-2 하우징(130-2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 샤프트.
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