KR101232728B1

KR101232728B1 - 프릭션 샤프트

Info

Publication number: KR101232728B1
Application number: KR1020110090390A
Authority: KR
Inventors: 김준섭; 김경섭
Original assignee: (주)피엔티
Priority date: 2011-09-06
Filing date: 2011-09-06
Publication date: 2013-02-13

Abstract

개시된 프릭션 샤프트(friction shaft)는 중앙 기둥에 끼워지는 링 형상의 피스톤 박스, 상기 피스톤 박스에 삽입되며, 고압 공기 분사로 돌출되는 제1 피스톤 및 제2 피스톤, 피스톤 박스에 가까운 제1 위치, 및 피스톤 박스에서 이격된 제2 위치로 이동 가능한 제1 및 제2 프릭션 코어, 제1 프릭션 코어가 제1 위치인 때 방사(放射) 방향으로 돌출되고, 제1 프릭션 코어가 제2 위치인 때 그 반대 방향으로 함몰되는 제1 러그(lug), 제2 프릭션 코어가 제1 위치인 때 방사(放射) 방향으로 돌출되고, 제2 프릭션 코어가 제2 위치인 때 그 반대 방향으로 함몰되는 제2 러그(lug), 제1 프릭션 코어를 에워싸며 제1 러그 개구를 구비하는 제1 하우징, 및 제2 프릭션 코어를 에워싸며 제1 러그 개구를 구비하는 제2 하우징을 구비한다.

Description

프릭션 샤프트{Friction shaft}

본 발명은 프릭션 샤프트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 직물지, 필름지, 지류 등이 권취되는 지관을 고정하는 프릭션 샤프트에 관한 것이다.

통상적으로 직물지, 필름지, 지류 등의 소재는 원통형의 지관에 권취된다. 자동화된 생산 라인을 통하여 지관에 직물지, 필름지, 지류 등의 소재를 권취할 때 또는 지관에 권취된 상기 소재를 풀어 내어 이용할 때에는 상기 지관이 프릭션 샤프트에 고정된다. 구체적으로, 소재를 지관에 권취할 때에는 샤프트의 회전력이 지관에 전달되도록 지관이 샤프트에 고정되고, 지관에 권취된 소재를 풀어 낼 때에는 지관이 샤프트에서 빠지지 않고 아이들링(idling) 회전할 수 있도록 고정된다. 프릭션 코어(friction core)는 마찰력을 이용하여 지관을 샤프트에 고정한다.

한편, 대한민국 등록실용 20-379171호에 개시된 것과 같은 종래의 프릭션 샤프트는 중앙 기둥의 에어홀(air hole)에서 압축 공기를 불어내어 피스톤을 움직이고, 이 피스톤이 프릭션 코어를 일 측으로 밀어 러그(lug)가 방사(放射) 방향으로 돌출되어 지관과 마찰된다. 또한, 압축 공기가 방출되지 않으면 러그가 다시 수축되어 지관과의 마찰이 해제된다. 그런데, 이 프릭션 샤프트는 압축 공기를 불어낼 때 러그가 돌출되어 지관과 접촉되는 구조로서, 지관이 롤링(rolling)되는 도중에 압축 공기의 공기압이 불안정해질 수 있는바, 이로 인해 지관이 프릭션 샤프트에 대해 미끄러질 수 있다.

또한, 이 프릭션 샤프트는 피스톤이 개재되는 피스톤 하우징과, 러그가 개재되는 프릭션 코어가 지관의 폭 방향으로 일렬로 배열되어 지관의 폭 방향으로 배치되는 러그의 수가 제한된다. 따라서, 지관과 프릭션 샤프트 간의 마찰력이 충분하지 않아 지관이 프릭션 샤프트에 대해 미끄러질 가능성이 크며, 특히, 지관이 짧은 경우에 미끄러짐 가능성은 더욱 크다.

본 발명은 지관의 내측면과 프릭션 샤프트의 마찰 접촉 및 분리를 신뢰성 있게 제어할 수 있는 프릭션 샤프트를 제공한다.

또한, 본 발명은 지관의 폭 방향으로 배치되는 러그의 수를 용이하게 증대시킬 수 있는 구조를 갖는 프릭션 샤프트를 제공한다.

본 발명은, 고압 공기가 외주면의 에어홀(air hole)을 통해 분사되는 중앙 기둥에 끼워지는 링 형상의 피스톤 박스 상기 피스톤 박스에 삽입되는 것으로, 상기 에어홀을 통해 고압 공기가 분사되면 상기 중앙 기둥의 길이가 연장되는 방향 및 그 반대 방향으로 돌출되는, 복수의 제1 피스톤 및 제2 피스톤 상기 중앙 기둥에 끼워지고 상기 피스톤 박스에 가까워지는 방향으로 탄성 바이어스(bias)된 것으로, 상기 피스톤 박스에 가까운 제1 위치, 및 상기 제1 피스톤의 돌출로 인해 상기 피스톤 박스에서 이격된 제2 위치로 이동 가능한 제1 프릭션 코어 상기 중앙 기둥에 끼워지고 상기 피스톤 박스에 가까워지는 방향으로 탄성 바이어스(bias)된 것으로, 상기 피스톤 박스를 사이에 두고 상기 제1 프릭션 코어의 반대 방향에 위치하며, 상기 피스톤 박스에 가까운 제1 위치, 및 상기 제2 피스톤의 돌출로 인해 상기 피스톤 박스에서 이격된 제2 위치로 이동 가능한 제2 프릭션 코어 상기 제1 프릭션 코어에 형성된 경사면에 지지되며, 상기 제1 프릭션 코어가 제1 위치인 때 방사(放射) 방향으로 돌출되고, 상기 제1 프릭션 코어가 제2 위치인 때 그 반대 방향으로 함몰되는 복수의 제1 러그(lug); 상기 제2 프릭션 코어에 형성된 경사면에 지지되며, 상기 제2 프릭션 코어가 제1 위치인 때 방사(放射) 방향으로 돌출되고, 상기 제2 프릭션 코어가 제2 위치인 때 그 반대 방향으로 함몰되는 복수의 제2 러그(lug); 상기 제1 프릭션 코어를 에워싸며 상기 제1 러그가 돌출 가능한 복수의 제1 러그 개구를 구비하는 제1 하우징 및, 상기 제2 프릭션 코어를 에워싸며 상기 제2 러그가 돌출 가능한 복수의 제2 러그 개구를 구비하는 제2 하우징을 구비한 프릭션 샤프트를 제공한다.

본 발명의 프릭션 샤프트는, 상기 제1 하우징의 내측면과 상기 제1 프릭션 코어 사이, 및 상기 제2 하우징의 내측면과 상기 제2 프릭션 코어 사이에 개재되어 상기 제1 프릭션 코어 및 제2 프릭션 코어를 상기 피스톤 박스에 가까워지는 방향으로 탄성 바이어스하는 복수의 프릭션 코어 스프링을 더 구비할 수 있다.

본 발명의 프릭션 샤프트는, 상기 제1 러그를 상기 제1 하우징에서 이탈하지 않도록 잡아주는 제1 러그 홀딩 링(lug holding ring), 또는 상기 제2 러그를 상기 제2 하우징에서 이탈하지 않도록 잡아주는 제2 러그 홀딩 링을 더 구비할 수 있다.

상기 제1 프릭션 코어의 경사면 및 상기 제2 프릭션 코어의 경사면에는 자석이 내삽되고, 상기 제1 러그 및 상기 제2 러그는 상기 자석에 의해 당겨지는 소재로 이루어질 수 있다.

본 발명의 프릭션 샤프트는, 상기 제1 하우징 및 제2 하우징 중의 하나와 상기 중앙 기둥 사이에 개재되는 베어링(bearing)을 더 구비할 수 있다.

상기 복수의 제1 피스톤과 제2 피스톤은 상기 피스톤 박스의 둘레를 따라 교번하여 배치될 수 있다.

본 발명의 프릭션 샤프트는, 상기 제1 하우징 또는 제2 하우징의 외부로 돌출되어 상기 중앙 기둥에 끼워지는 인접한 프릭션 샤프트에 삽입됨으로써, 연이어 배열된 한 쌍의 프릭션 샤프트를 동조(同調) 회전시키는 연결핀을 더 구비할 수 있다.

본 발명의 프릭션 샤프트는, 상기 제1 및 제2 프릭션 코어 중 하나의 프릭션 코어를 제2 위치에 고정하는 고정핀을 더 구비할 수 있다.

상기 하나의 프릭션 코어에는 상기 고정핀이 수용 가능한 수용홈이 마련되고, 상기 하나의 프릭션 코어를 에워싸는, 상기 제1 및 제2 하우징 중 하나의 하우징에는 상기 하나의 프릭션 코어가 제2 위치인 때 상기 수용홈과 정렬되는 노출공이 마련되고, 상기 고정핀이 상기 수용홈과 노출공에 걸쳐 개재된 때에 상기 하나의 프릭션 코어가 제2 위치에서 고정되도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 프릭션 샤프트는 탄성력에 의해 러그가 지관에 마찰 접촉하고, 공기압에 의해 러그가 지관에서 분리된다. 따라서, 프릭션 샤프트가 지관에 대해 미끄러질 염려가 적으며, 권취 작업 중 고압 공기를 계속 불어넣을 필요가 없어 에너지를 절감할 수 있다.

또한, 지관의 길이 방향으로 프릭션 코어를 연이어 배열할 수 있어 단위 길이당 러그의 개수를 늘일 수 있다. 따라서, 지관에 대한 신뢰성 있는 마찰 접촉이 가능하고, 미끄러질 염려가 적다.

또한, 바람직한 실시예에 따르면, 연결핀을 이용하여 인접한 프릭션 샤프트를 연계할 수 있다. 따라서, 길이가 긴 지관에 대해서도 길이 방향을 따라 균일한 회전 토크를 제공할 수 있다.

또한, 바람직한 실시예에 따르면,고정핀을 이용하여 일부 러그의 돌출을 억제할 수 있다. 따라서, 특히 지관의 길이가 긴 경우에 그 길이 방향을 따라 마찰력의 조절이 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프릭션 샤프트의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1을 A-A에 따라 절개하여 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1을 B-B에 따라 절개하여 도시한 단면도이다.
도 4 및 도 5는 도 1의 프릭션 샤프트의 부분 절개 사시도로서, 도 4는 고정핀이 함몰된 때를 도시한 도면이고, 도 5는 고정핀이 돌출된 때를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 티끌 분리 장치를 상세히 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프릭션 샤프트의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1을 A-A에 따라 절개하여 도시한 단면도이며, 도 3은 도 1을 B-B에 따라 절개하여 도시한 단면도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 프릭션 샤프트(10)는 피스톤 박스(11)와, 제1 피스톤(21) 및 제2 피스톤(25)과, 제1 프릭션 코어(30) 및 제2 프릭션 코어(80)와, 제1 러그(lug)(40) 및 제2 러그(90)와, 제1 하우징(60) 및 제2 하우징(110)과, 제1 베어링(bearing)(71) 및 제2 베어링(121)과, 제1 스페이서 링(75) 및 제2 스페이서 링(125)과, 제1 스냅링(73) 및 제2 스냅링(123)을 구비한다.

피스톤 박스(11)는 링(ring) 형상의 부재로서, 고압 공기가 외주면의 에어홀(air hole)(6)을 통해 분사되는 중앙 기둥(5)에 끼워진다. 피스톤 박스(11)의 둘레를 따라 다수의 제1 피스톤 홈(13)과 제2 피스톤 홈(14)이 형성되어 있다. 제1 피스톤 홈(13)은 중앙 기둥(5)의 길이가 연장되는 방향, 즉 Y축 양(+)의 방향으로 개방되어 있고, 제2 피스톤 홈(14)은 제1 피스톤 홈(13)의 반대 방향, 즉 Y축 음(-)의 방향으로 개방되어 있다. 다수의 제1 피스톤 홈(13)과 제2 피스톤 홈(14)은 피스톤 박스(11)의 둘레를 따라 교번하여 배치된다.

피스톤 박스(11)의 내주면에는 그 둘레를 따라 에어홀(6)에서 분사된 고압 공기가 유입되는 제1 에어 인렛(air inlet)(15)과 제2 에어 인렛(16)이 형성되어 있다. 제1 에어 인렛(15)은 제1 피스톤 홈(13)의 내측부에 연결되어 고압 공기를 제1 피스톤 홈(13)의 내측부로 유도한다. 반면, 제2 에어 인렛(16)은 제2 피스톤 홈(14)의 내측부에 연결되어 고압 공기를 제2 피스톤 홈(14)의 내측부로 유도한다.

제1 피스톤(21)은 제1 피스톤 홈(13)에 삽입되고, 제2 피스톤(25)은 제2 피스톤 홈(14)에 삽입되므로, 제1 피스톤(21)과 제2 피스톤(25)은 피스톤 박스(11)의 둘레를 따라 교번하여 배치된다. 에어홀(6)을 통해 고압 공기가 분사되면, 제1 피스톤(21)은 중앙 기둥(5)의 길이가 연장되는 방향, 즉 Y축 양(+)의 방향으로 돌출되고, 제2 피스톤(25)은 그 반대 방향, 즉 Y축 음(-)의 방향으로 돌출된다.

제1 프릭션 코어(30)는 중앙 기둥(5)에 끼워지며, Y축 양(+)의 방향으로 피스톤 박스(11)의 옆에 배치된다. 제1 하우징(60)의 내측면과 제1 프릭션 코어(30) 사이에는 제1 프릭션 코어(30)를 피스톤 박스(11)에 가까워지는 방향으로 탄성 바이어스(bias)하는 다수의 프릭션 코어 스프링(45)이 개재된다. 제1 프릭션 코어(30)의 둘레에는 상기 프릭션 코어 스프링(45)이 지정된 위치를 이탈하지 않게 부분 삽입되는 다수의 스프링 홈(31)이 형성된다. 제1 프릭션 코어(30)는, 프릭션 코어 스프링(45)의 탄성력에 의해 피스톤 박스(11)에 가까운 제1 위치로 이동 가능하고, 제1 피스톤(21)의 돌출로 인해 피스톤 박스(11)에서 이격된 제2 위치로 이동 가능하다. 중앙 기둥(5)과 제1 프릭션 코어(30) 사이에 제1 스페이서 링(75)이 개재되어 제1 프릭션 코어(30)가 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동할 수 있게 유격(遊隔)이 형성된다.

제2 프릭션 코어(80)는 중앙 기둥(5)에 끼워지며, Y축 음(-)의 방향으로 피스톤 박스(11)의 옆에 배치된다. 제2 프릭션 코어(80)는 피스톤 박스(11)를 사이에 두고 제1 프릭션 코어(30)의 반대 방향에 위치한다. 제2 하우징(110)의 내측면과 제2 프릭션 코어(80) 사이에는 제2 프릭션 코어(80)를 피스톤 박스(11)에 가까워지는 방향으로 탄성 바이어스(bias)하는 다수의 프릭션 코어 스프링(95)이 개재된다. 제2 프릭션 코어(80)의 둘레에는 상기 프릭션 코어 스프링(95)이 지정된 위치를 이탈하지 않게 부분 삽입되는 다수의 스프링 홈(81)이 형성된다.

제2 프릭션 코어(80)는, 프릭션 코어 스프링(95)의 탄성력에 의해 피스톤 박스(11)에 가까운 제1 위치로 이동 가능하고, 제2 피스톤(25)의 돌출로 인해 피스톤 박스(11)에서 이격된 제2 위치로 이동 가능하다. 중앙 기둥(5)과 제2 프릭션 코어(80) 사이에 제2 스페이서 링(125)이 개재되어 제2 프릭션 코어(80)가 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동할 수 있게 유격(遊隔)이 형성된다.

복수의 제1 러그(40)는 제1 프릭션 코어(30)의 외주면에 형성된 경사면(33)에 자신의 경사면(41)이 면 접촉 지지된다. 제1 러그(40)는 제1 프릭션 코어(30)가 제1 위치인 때 방사(放射) 방향으로 돌출되어 지관(8)의 내주면에 마찰 접촉된다. 또한, 제1 러그(40)는 제1 프릭션 코어(30)가 제2 위치인 때 그 반대 방향으로 함몰되어 지관(8)의 내주면에서 이격된다. 제1 프릭션 코어(30)의 경사면(33)에는 자석(34)이 내삽되고, 제1 러그(40)는 예컨대, 스틸(steel)과 같이 자석(34)에 의해 당겨지는 소재로 이루어진다. 따라서, 제1 프릭션 코어(30)가 제1 위치 및 제2 위치 사이에서 이동하더라도 제1 프릭션 코어(30)의 경사면(33)이 제1 러그(40)의 경사면(41)에 대해 미끄러질 뿐 연계된 경사면(33, 40)이 이격되진 않는다.

즉, 고압공기가 제1 피스톤 홈(13)으로 유입되지 않는다면, 상기 프릭션 코어 스프링(45)이 상기 제1 러그(40)를 밀어서 지관을 고정시키도록 돌출시킨다. 후에, 고압공기가 제1 피스톤 홈(13)으로 유입되면, 제1 피스톤(21)이 상기 프릭션 코어 스프링을 압축시키게 되고, 이에 따라서 제1 프릭션 코어(30)가 제2 위치에 위치하게 되어서, 상기 제1 러그(40)가 지관을 놓게 된다.

종래에는 고압공기로 지관을 잡는 동시에 제1 하우징을 회전시킨다. 이에 따라서 고압공기에 대한 부하가 크게 걸린다는 문제점이 있었다. 본 발명에 따르면, 스프링 힘으로써 지관을 잡게 되고, 고압공기는 상기 제1 하우징(30)을 회전시킨다. 이에 따라서 고압 공기의 부하가 작게 걸리게 된다. 이에 따라서 지관의 사이즈에 따라서 미세 조절을 하기 용이하다.

복수의 제2 러그(90)는 제2 프릭션 코어(80)의 외주면에 형성된 경사면(83)에 자신의 경사면(91)이 면 접촉 지지된다. 제2 러그(90)는 제2 프릭션 코어(80)가 제1 위치인 때 방사(放射) 방향으로 돌출되어 지관(8)의 내주면에 마찰 접촉된다. 또한, 제2 러그(90)는 제2 프릭션 코어(80)가 제2 위치인 때 그 반대 방향으로 함몰되어 지관(8)의 내주면에서 이격된다.

즉, 고압공기가 제2 피스톤 홈(14)으로 유입되지 않는다면, 상기 프릭션 코어 스프링(45)이 상기 제2 러그(90)를 밀어서 지관을 고정시키도록 돌출시킨다. 후에, 고압공기가 제2 피스톤 홈(14)으로 유입되면, 제2 피스톤(25)이 상기 프릭션 코어 스프링을 압축시키게 되고, 이에 따라서 제2 프릭션 코어(80)가 제2 위치에 위치하게 되어서, 상기 제2 러그(90)가 지관을 고정하지 않게 된다.

본 발명에 따르면, 하나의 피스톤 박스로부터 제1 러그를 움직이기 위한 제1 피스톤 홈(13) 및 제2 러그를 움직이기 위한 제2 피스톤 홈(14)이 형성된다. 또한, 상기 피스톤 박스가 상기 제1 러그 및 제2 러그보다 내측에 위치한다. 즉, 하나의 피스톤 박스(11)가 두개의 러그를 움직이도록 하는 동시에 상기 프릭션 샤프트의 내측에 배치된다. 이에 따라서 각각의 러그 간의 간격이 줄어들게 되어서, 지관의 길이가 길고 작음에 관계없이 원활히 고정시킬 수 있다.

제2 프릭션 코어(80)의 경사면(83)에는 자석(84)이 내삽되고, 제2 러그(90)는 예컨대, 스틸(steel)과 같이 자석(84)에 의해 당겨지는 소재로 이루어진다. 따라서, 제2 프릭션 코어(80)가 제1 위치 및 제2 위치 사이에서 이동하더라도 제2 프릭션 코어(80)의 경사면(83)이 제2 러그(90)의 경사면(91)에 대해 미끄러질 뿐 연계된 경사면(83, 90)이 이격되진 않는다.

제1 하우징(60)은 제1 프릭션 코어(30)를 에워싸며, 제1 러그(40)가 돌출 가능하도록 복수의 제1 러그 개구(61)를 구비한다. 제2 하우징(110)은 제2 프릭션 코어(80)를 에워싸며, 제2 러그(90)가 돌출 가능하도록 복수의 제2 러그 개구(111)를 구비한다.

제1 베어링(71)은 제1 하우징(60)과 중앙 기둥(5) 사이에 개재되고, 제2 베어링(121)은 제2 하우징과 중앙 기둥(5) 사이에 개재된다. 구체적으로, 제1 베어링(71) 및 제2 베어링(121)의 내륜은 중앙 기둥(5)의 외주면에 밀착되고, 제1 베어링(71) 및 제2 베어링(121)의 외륜은 제1 하우징(60) 및 제2 하우징(110)의 내주면에 각각 밀착된다. 제1 및 제2 베어링(71, 121)은 제1 및 제2 하우징(60, 110)의 회전력이 중앙 기둥(5)에 전달되지 않도록 차단한다. 제1 베어링(71)이 제1 하우징(60) 외부로 이탈되지 못하도록 제1 스냅링(73)이 제1 하우징(60)의 내주면에 끼워지고, 제2 베어링(121)이 제2 하우징(110)의 외부로 이탈되지 못하도록 제2 스냅링(123) 제2 하우징(110)의 내주면에 끼워진다.

또한, 프릭션 샤프트(10)는 제1 러그(40)를 제1 하우징(60)에서 이탈하지 않도록 잡아주는 제1 러그 홀딩 링(lug holding ring)(77)과, 제2 러그(90)를 제2 하우징(110)에서 이탈하지 않도록 잡아주는 제2 러그 홀딩 링(127)을 구비한다. 제1 및 제2 러그 홀딩 링(77, 127)은 예컨대, 고무줄과 같이 탄성 복원 가능한 소재로 이루어진다. 제1 러그 홀딩 링(77)은 제1 러그(40)의 지관(8) 마찰면에 형성된 링 그루브(ring groove)(43), 및 제1 하우징(60)의 외주면에 형성된 링 그루브(ring groove)(63)에 안착된다. 제2 러그 홀딩 링(127)은 제2 러그(90)의 지관(8) 마찰면에 형성된 링 그루브(ring groove)(93), 및 제2 하우징(110)의 외주면에 형성된 링 그루브(ring groove)(113)(도 4 및 도 5 참조)에 안착된다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 프릭션 샤프트(10)는 동일한 구성의 다른 프릭션 샤프트(10')와 함께 중앙 기둥(5)에 일렬로 연이어 끼워질 수 있다. 제1 연결핀(47)은 제1 하우징(60)의 연결핀 돌출 개구(66)를 통해 외부로 돌출되어 중앙 기둥(5)에 연이어 끼워진 프릭션 샤프트(10')에 삽입됨으로써, 연이어 배열된 한 쌍의 프릭션 샤프트(10, 10')를 동조(同調) 회전시킨다.

즉, 프릭션 샤프트(10)의 회전력이 그대로 인접 프릭션 샤프트(10')에 전달되어 인접 프릭션 샤프트(10')는 프릭션 샤프트(10)와 동일한 속도로 회전하게 된다. 이에 따라서 지관에 가하는 마찰력이 균일하게 이루어지게 되어서 지관으로부터 언와인딩되는 원단이 균일하게 언와인딩 하게 된다. 따라서, 여려개의 지관을 회전시킬 경우, 각각의 지관을 잡고 있는 프릭션 코어간을 연동시켜서 동일하게 회전하도록 할 수 있다. 또한, 길이가 긴 지관의 경우에 상기 지관을 잡고 있는 프릭션 코어들을 모두 동조시켜서 회전시킬 수도 있는 등 선택의 폭이 넓어진다.

이 경우, 제1 연결핀(47)은 제1 하우징(60)의 외주면 중앙부에 마련된 연결핀 조작 개구(64)를 통해 노출되는 중앙 돌기(49)와 상기 연결핀 돌출 개구(66)를 통해 돌출 가능한 말단(48)을 구비한다. 제1 연결핀(47)은 제1 프릭션 코어(30)의 외주면에 형성된 연결핀 가이드 그루브(guide groove)(35)에 슬라이딩(sliding) 가능하게 지지된다. 중앙 돌기(49)가 제1 러그 홀딩 링(77)에 걸리기 때문에 제1 연결핀(47)의 말단(48)이 의도하지 않게 제1 하우징(60) 외부로 돌출되거나, 그 반대로 의도하지 않게 제1 하우징(60) 안으로 매몰되는 경우는 발생하지 않는다.

제2 연결핀(97)은 제2 하우징(110)의 연결핀 돌출 개구(116)를 통해 외부로 돌출되어 중앙 기둥(5)의 뿌리 측의 회전력 전달 수단(미도시)에 삽입됨으로써, 상기 회전력 전달 수단과 프릭션 샤프트(10)를 동조(同調) 회전시킨다. 즉, 상기 회전력 전달 수단의 회전으로 인한 회전력이 그대로 프릭션 샤프트(10)에 전달되어 프릭션 샤프트(10)는 회전력 전달 수단과 동일한 속도로 회전하게 된다.

제2 연결핀(97)은 제2 하우징(110)의 외주면 중앙부에 마련된 연결핀 조작 개구(114)를 통해 노출되는 중앙 돌기(99)와 상기 연결핀 돌출 개구(116)를 통해 돌출 가능한 말단(98)을 구비한다. 제2 연결핀(97)은 제2 프릭션 코어(80)의 외주면에 형성된 연결핀 가이드 그루브(guide groove)(85)에 슬라이딩(sliding) 가능하게 지지된다. 중앙 돌기(99)가 제2 러그 홀딩 링(127)에 걸리기 때문에 제2 연결핀(97)의 말단(98)이 의도하지 않게 제2 하우징(110) 외부로 돌출되거나, 그 반대로 의도하지 않게 제2 하우징(110) 안으로 매몰되는 경우는 발생하지 않는다.

도 3은 도 1을 B-B에 따라 절개하여 도시한 단면도이며, 도 4 및 도 5는 도 1의 프릭션 샤프트의 부분 절개 사시도로서, 도 4는 고정핀이 함몰된 때를 도시한 도면이고, 도 5는 고정핀이 돌출된 때를 도시한 도면이다.

프릭션 샤프트(10)는 제1 프릭션 코어(30)를 제2 위치에 고정하는 제1 고정핀(51)(도 1 참조)과, 제2 프릭션 코어(80)를 제2 위치에 고정하는 제2 고정핀(101)(도 4 및 도 5 참조)을 더 구비한다. 제1 프릭션 코어(30)의 외주면에는 제1 고정핀(51)이 수용 가능한 제1 고정핀 수용홈(36)이 마련되고, 제1 프릭션 코어(30)를 에워싸는 제1 하우징(60)에는 제1 고정핀 노출공(65)이 마련된다. 제1 프릭션 코어(30)가 제1 위치인 때에는 제1 고정핀 수용홈(36)과 제1 고정핀 노출공(65)은 부분적으로만 겹쳐진다. 그러나, 제1 프릭션 코어(30)가 제2 위치인 때에는 상기 제1 고정핀 수용홈(36)과 제1 고정핀 노출공(65)은 정렬되어 완전히 겹쳐진다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 제2 프릭션 코어(80)의 외주면에는 제2 고정핀(101)이 수용 가능한 제2 고정핀 수용홈(86)이 마련되고, 제2 프릭션 코어(80)를 에워싸는 제2 하우징(110)에는 제2 고정핀 노출공(115)이 마련된다. 제2 프릭션 코어(80)가 제1 위치인 때에는 제2 고정핀 수용홈(86)과 제2 고정핀 노출공(115)은 부분적으로만 겹쳐진다(도 4 참조). 그러나, 제2 프릭션 코어(80)가 제2 위치인 때에는 상기 제2 고정핀 수용홈(86)과 제2 고정핀 노출공(115)은 정렬되어 완전히 겹쳐진다(도 5 참조).

제2 고정핀(101)은 방사 방향으로 돌출된 돌출부(102)와, 그로부터 단차지게 함몰된 함몰부(53)를 구비하며, 제2 고정핀 수용홈(86)에 삽입 장착된다. 제2 고정핀(101)은 제2 고정핀 수용홈(86)에 삽입된 고정핀 스프링(106)에 의해 방사 방향으로 탄성 바이어스(bias)된다. 제2 고정핀 수용홈(86)의 입구에는 제2 고정핀(101)의 돌출을 제한하는 스토퍼(87)가 형성되어 있다.

도 4를 참조하면, 제2 고정핀(101)의 함몰부(103)가 스토퍼(87)에 걸려 고정핀 스프링(106)은 압축되고, 돌출부(102)만 제2 고정핀 수용홈(86)의 경계를 벗어나 약간 위로 돌출되고 있을 뿐 제2 고정핀(101)의 대부분이 제2 고정핀 수용홈(86)에 삽입된다. 따라서, 이 경우 제2 프릭션 코어(80)의 제2 하우징(110)에 대한 이동은 제2 고정핀(101)에 의해 방해 받지 않으며, 제2 프릭션 코어(80)는 제1 위치 또는 제2 위치로 이동할 수 있다.

한편 도 5를 참조하면, 제2 프릭션 코어(80)가 제2 위치인 때 제2 고정핀 수용홈(86)과 제2 고정핀 노출공(115)은 정렬되어 완전히 겹쳐진다. 이때 제2 고정핀(101)을 적절한 각도만큼 회전시켜 함몰부(53)를 스토퍼(87)로부터 회피시키면, 고정핀 스프링(106)의 탄성 복원력에 의해 제2 고정핀(101)이 방사 방향으로 돌출하여 제2 고정핀 노출공(115)과 제2 고정핀 수용홈(86)에 걸쳐 개재된다. 이로 인해 제2 프릭션 코어(80)는 제2 위치에 고정되고, 제2 러그(90)는 함몰된 상태로 유지된다.

한편, 도 4 및 도 5에 상세하게 도시되고 앞서 설명한 제2 고정핀(101) 및 그의 승강 구조는 제1 고정핀(51) 및 그의 승강 구조와 동일하므로 중복되는 설명을 생략한다. 이와 같은 구조로 인해 일부 러그(40, 80)의 돌출을 억제할 수 있어 특히 지관(8)(도 2 참조)의 길이가 긴 경우에 그 길이 방향을 따라 마찰력의 조절이 가능하다.

또한, 상기 지관의 단부가 러그 일부분에 걸쳐있는 경우 상기 러그가 상기 지관을 고정시키도록 상승하는 힘이 다른 러그에 비하여 달라질 수 있는데, 이 경우, 상기 지관의 단부를 고정시키는 러그가 상기 지관을 잡지 않도록 고정핀이 고정시킴으로써, 이러한 문제점을 해결할 수 있게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10: 프릭션 샤프트 11: 피스톤 박스
21, 25: 피스톤 30, 80: 프릭션 코어
40, 90: 러그 45, 95: 프릭션 코어 스프링
47, 97: 연결핀 51, 101: 고정핀
60, 110: 하우징 71, 121: 베어링
75, 125: 스페이서 링 77,127: 러그 홀딩 링

Claims

고압 공기가 외주면의 에어홀(air hole)을 통해 분사되는 중앙 기둥에 끼워지는 링 형상의 피스톤 박스;
상기 피스톤 박스에 삽입되는 것으로, 상기 에어홀을 통해 고압 공기가 분사되면 상기 중앙 기둥의 길이가 연장되는 방향으로 돌출되는 복수의 제1 피스톤;
상기 중앙 기둥에 끼워지고 상기 피스톤 박스에 가까워지는 방향으로 탄성 바이어스(bias)된 것으로, 상기 피스톤 박스에 가까운 제1 위치, 및 상기 제1 피스톤의 돌출로 인해 상기 피스톤 박스에서 이격된 제2 위치로 이동 가능한 제1 프릭션 코어;
상기 제1 프릭션 코어에 형성된 경사면에 지지되며, 상기 제1 프릭션 코어가 제1 위치인 때 방사(放射) 방향으로 돌출되고, 상기 제1 프릭션 코어가 제2 위치인 때 그 반대 방향으로 함몰되는 복수의 제1 러그(lug); 및
상기 제1 프릭션 코어를 에워싸며 상기 제1 러그가 돌출 가능한 복수의 제1 러그 개구를 구비하는 제1 하우징;
을 구비한 것을 특징으로 하는 프릭션 샤프트.
제1 항에 있어서,
상기 제1 하우징의 내측면과 상기 제1 프릭션 코어 사이에 개재되어 상기 제1 프릭션 코어를 상기 피스톤 박스에 가까워지는 방향으로 탄성 바이어스하는 복수의 프릭션 코어 스프링을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 프릭션 샤프트.
제1 항에 있어서,
상기 제1 러그를 상기 제1 하우징에서 이탈하지 않도록 잡아주는 제1 러그 홀딩 링(lug holding ring)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 프릭션 샤프트.
고압 공기가 외주면의 에어홀(air hole)을 통해 분사되는 중앙 기둥에 끼워지는 링 형상의 피스톤 박스;
상기 피스톤 박스에 삽입되는 것으로, 상기 에어홀을 통해 고압 공기가 분사되면 상기 중앙 기둥의 길이가 연장되는 방향 및 그 반대 방향으로 돌출되는, 복수의 제1 피스톤 및 제2 피스톤;
상기 중앙 기둥에 끼워지고 상기 피스톤 박스에 가까워지는 방향으로 탄성 바이어스(bias)된 것으로, 상기 피스톤 박스에 가까운 제1 위치, 및 상기 제1 피스톤의 돌출로 인해 상기 피스톤 박스에서 이격된 제2 위치로 이동 가능한 제1 프릭션 코어;
상기 중앙 기둥에 끼워지고 상기 피스톤 박스에 가까워지는 방향으로 탄성 바이어스(bias)된 것으로, 상기 피스톤 박스를 사이에 두고 상기 제1 프릭션 코어의 반대 방향에 위치하며, 상기 피스톤 박스에 가까운 제1 위치, 및 상기 제2 피스톤의 돌출로 인해 상기 피스톤 박스에서 이격된 제2 위치로 이동 가능한 제2 프릭션 코어;
상기 제1 프릭션 코어에 형성된 경사면에 지지되며, 상기 제1 프릭션 코어가 제1 위치인 때 방사(放射) 방향으로 돌출되고, 상기 제1 프릭션 코어가 제2 위치인 때 그 반대 방향으로 함몰되는 복수의 제1 러그(lug);
상기 제2 프릭션 코어에 형성된 경사면에 지지되며, 상기 제2 프릭션 코어가 제1 위치인 때 방사(放射) 방향으로 돌출되고, 상기 제2 프릭션 코어가 제2 위치인 때 그 반대 방향으로 함몰되는 복수의 제2 러그(lug);
상기 제1 프릭션 코어를 에워싸며 상기 제1 러그가 돌출 가능한 복수의 제1 러그 개구를 구비하는 제1 하우징; 및,
상기 제2 프릭션 코어를 에워싸며 상기 제2 러그가 돌출 가능한 복수의 제2 러그 개구를 구비하는 제2 하우징을 구비한 것을 특징으로 하는 프릭션 샤프트.
제4 항에 있어서,
상기 제1 하우징의 내측면과 상기 제1 프릭션 코어 사이, 및 상기 제2 하우징의 내측면과 상기 제2 프릭션 코어 사이에 개재되어 상기 제1 프릭션 코어 및 제2 프릭션 코어를 상기 피스톤 박스에 가까워지는 방향으로 탄성 바이어스하는 복수의 프릭션 코어 스프링을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 프릭션 샤프트.
제4 항에 있어서,
상기 복수의 제1 피스톤과 제2 피스톤은 상기 피스톤 박스의 둘레를 따라 교번하여 배치된 것을 특징으로 하는 프릭션 샤프트.
제4 항에 있어서,
상기 제1 하우징 또는 제2 하우징의 외부로 돌출되어 상기 중앙 기둥에 끼워지는 인접한 프릭션 샤프트에 삽입됨으로써, 연이어 배열된 한 쌍의 프릭션 샤프트를 동조(同調) 회전시키는 연결핀을 더 구비한 것을 특징으로 하는 프릭션 샤프트.
제4 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 프릭션 코어 중 하나의 프릭션 코어를 제2 위치에 고정하는 고정핀을 더 구비한 것을 특징으로 하는 프릭션 샤프트.
제8 항에 있어서,
상기 하나의 프릭션 코어에는 상기 고정핀이 수용 가능한 수용홈이 마련되고,
상기 하나의 프릭션 코어를 에워싸는, 상기 제1 및 제2 하우징 중 하나의 하우징에는 상기 하나의 프릭션 코어가 제2 위치인 때 상기 수용홈과 정렬되는 노출공이 마련되고,
상기 고정핀이 상기 수용홈과 노출공에 걸쳐 개재된 때에 상기 하나의 프릭션 코어가 제2 위치에서 고정되도록 구성된 것을 특징으로 하는 프릭션 샤프트.