KR101387124B1 - 복합재 롤러 - Google Patents

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KR101387124B1
KR101387124B1 KR1020130017469A KR20130017469A KR101387124B1 KR 101387124 B1 KR101387124 B1 KR 101387124B1 KR 1020130017469 A KR1020130017469 A KR 1020130017469A KR 20130017469 A KR20130017469 A KR 20130017469A KR 101387124 B1 KR101387124 B1 KR 101387124B1
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권기철
구자원
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주식회사 유메코
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Abstract

본 발명은 복합재 롤러 및 복합재 롤러 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 복합재롤러의 무게 증가를 기존의 금속 롤러에 비해 현저히 줄일 수 있는 복합재 롤러 및 복합재 롤러 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복합재 롤러는 열경화성 수지가 함침된 보강섬유로 이루어진 원통형의 보강부 결합봉, 상기 보강부 결합봉에 삽입되며 상기 보강부 결합봉의 내면을 지지하는 롤러 보강부 및 상기 보강부 결합봉 양측에 삽입되고 상기 보강부 결합봉을 지지하는 베어링 지지부를 포함한다.

Description

복합재 롤러 { Composite roller }
본 발명은 복합재 롤러 및 복합재 롤러 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 복합재롤러의 무게 증가를 기존의 금속 롤러에 비해 현저히 줄일 수 있는 복합재 롤러 및 복합재 롤러 제조방법에 관한 것이다.
회전하는 원통형 기계부품인 롤러는 일반적으로 강(steel), 스테인레스 강(Stainless steel)등의 금속으로 제조된다.
일반적으로 롤러는 몸체 역할을 하는 샤프트와 베어링과 연결되는 베어링 지지부로 구성되는데, 롤러 샤프트의 외경이 크고, 롤러 샤프트의 길이가 길어짐에 따라 롤러의 무게가 증가하면서 베어링 지지부에 구비되는 베어링의 마모가 촉진되는 문제점이 있다.
또한, 롤러의 샤프트 길이가 길어지면 샤프트의 무게가 증가하여 롤러 샤프트 자체 하중에 의해 처지게 되는 문제점이 있으며, 길이가 짧은 롤러 샤프트보다 외부의 굽힘하중에 의한 처짐이 더 크게 발생하는 문제점이 있다.
상기와 같이 롤러 샤프트 외경이 크고 롤러 샤프트의 길이가 크면 롤러의 무게가 무거워지고 롤러의 무게가 무거울수록 롤러의 회전 관성력에 의하여 모터의 정확한 위치컨트롤이 어려워지는 문제점이 발생한다.
이러한 문제점을 극복하고 롤러의 정확한 위치컨트롤을 위하여 롤러의 회전관성력을 극복할 수 있는 대용량 모터를 사용하여야 한다.
본 발명의 일 실시예는 복합재롤러의 무게 증가를 기존의 금속 롤러에 비해 현저히 줄일 수 있어 복합재롤러를 회전하고 컨트롤하기 위한 모터의 용량도 줄일 수 있는 복합재 롤러, 복합재 롤러 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 열경화성 수지가 함침된 보강섬유로 이루어진 원통형의 보강부 결합봉; 상기 보강부 결합봉에 삽입되며 상기 보강부 결합봉의 내면을 지지하는 롤러 보강부; 상기 보강부 결합봉 양측에 삽입되고 상기 보강부 결합봉을 지지하는 베어링 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재 롤러가 제공될 수 있다.
또한, 상기 롤러 보강부는 복 수 개의 보강부 몸체의 일측이 한 개의 중심점을 중심으로 결합하고, 상기 보강부 몸체의 일측의 일부가 상기 베어링 지지부에 형성된 결합홈에 결합할 수 있다.
또한, 상기 베어링 지지부는 상기 베어링 지지부의 일측에 형성되고 상기 복합재 롤러를 지지하는 베어링에 삽입되는 베어링삽입부; 상기 베어링삽입부의 일측과 결합하는 원판형상의 베어링 지지부 몸체 및 상기 롤러 보강부와 결합하는 결합홈이 형성되고 상기 베어링 지지부 몸체 일측의 원주방향을 따라서 형성된 롤러 보강부 지지부를 포함할 수 있다.
또한, 열경화성 수지는 에폭시 수지(Epoxy Resin), 불포화폴리에스테르 수지(Unsaturated Polyester Resin), 비닐에스테르 수지(Vinyl Ester Resin), 폴리우레탄 수지(Polyurethane Resin) 중 어느 하나일 수 있다.
한편, 상기 보강섬유는 유리섬유(Glass Fiber), 탄소섬유(Carbon Fiber), 아라미드섬유(Aramid Fiber), 초고분자량 폴리에틸렌섬유(Ultra High Molecular Weight Polyethylene Fiber) 중에서 하나 이상일 수 있다.
또한, 상기 보강부 결합봉은 금형의 외부에 열경화성 수지가 함침된 보강섬유를 15도보다 크거나 같고 90도보다 작은 와인딩 각도로, 와인딩 두께를 상기 보강부 결합봉의 두께보다 0.5mm이상 두껍게 하여 와인딩한 후 열경화성 수지의 경화온도에서 열경화성 수지를 경화시킬 수 있다.
또한, 상기 롤러 보강부는 인발성형법으로 성형될 수 있다.
또한, 상기 결합홈은 복합재-금속 접착용 접착제가 도포될 수 있다.
한편, 상기 보강부 몸의 두께와 상기 보강부 몸체의 길이사이의 관계는 수학식1을 만족할 수 있다.
[수학식 1]
5 < l/t
여기에서, l : 보강부 몸체 길이, t: 보강부 몸체의 두께
또한, 상기 베어링 지지부는 상기 베어링 지지부의 일측에 형성되고 상기 복합재 롤러를 지지하는 베어링에 삽입되는 베어링삽입부; 상기 베어링삽입부의 일측과 결합하는 원판형상의 베어링 지지부 몸체 및 상기 롤러 보강부와 결합하는 결합홈이 형성되고 상기 베어링 지지부 몸체 일측의 원주방향을 따라서 형성된 제2롤러 보강부 지지부를 포함하고, 상기 제2롤러 보강부 지지부는 상기 베어링 지지부 몸체의 일측의 내부 원주방향을 따라서 형성되고, 상기 제2롤러 보강부 지지부에 형성된 상기 결합홈은 상기 보강부 몸체의 양측 끝단이 아닌 내부와 결합할 수 있다.
또한, 상기 롤러 보강부 지지부는 상기 베어링 지지부 몸체의 일측의 원주방향을 따라 복수 개 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 금형 외부에 열경화성 수지가 함침된 보강섬유를 와인딩하고, 상기 열경화성 수지의 경화온도에서 열경화성 수지를 경화시켜 섬유강화플라스틱으로 구성된 보강부 결합봉을 성형하고, 상기 보강부 결합봉을 가공하는 단계; 길이방향으로 열경화성 수지와 보강섬유를 인발성형몰드에 인입시켜서 열경화성 수지를 경화시키는 인발성형법으로 롤러 보강부를 성형하는 단계 및 상기 롤러 보강부가 상기 보강부 결합봉에 삽입되고, 상기 보강부 결합봉의 내부 양측에 베어링 지지부가 결합 및 접합되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재 롤러 제조방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 보강섬유를 와인딩하는 각도는 15도보다 크거나 같고 90도보다 작은 각도로 와인딩할 수 있다.
또한, 상기 열경화성 수지는 에폭시 수지, 불포화폴리에스테르 수지, 비닐에스테르 수지, 폴리우레탄 수지 중 어느 하나 일 수 있다.
또한, 상기 보강섬유는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 초고분자량 폴리에틸렌섬유 중에서 하나 이상일 수 있다.
또한, 상기 열경화성 수지가 함침된 보강섬유를 와인딩하는 두께는 상기 보강부 결합봉 두께보다 0.5mm이상 두껍게 하여 와인딩할 수 있다.
또한, 상기 복합재롤러 제조방법은 상기 보강부 결합봉 표면에 고무, 플라스틱, 세라믹, 금속 중 어느 하나를 코팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 복합재 롤러를 유리섬유강화플라스틱(Glass Fiber Reinforced Plastics, GFRP), 탄소섬유강화플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastics, CFRP) 등의 섬유강화플라스틱(Fiber Reinforced Plastics, FRP)으로 구성하여 복합재롤러의 외경 및 길이 증가에 따른 복합재롤러의 무게 증가를 기존의 금속 롤러에 비해 현저히 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 복합재롤러를 회전하고 컨트롤하기 위한 모터의 용량도 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 처짐량 또한 기존 금속롤러에 비해 현저히 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 롤러의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 롤러의 전체 사시도이다.
도 3은 금형에 보강섬유를 와인딩하여 보강부 결합봉을 제조하는 것을 도시한 도면이다.
도 4는 롤러 보강부의 단면도이다.
도 5는 베어링 지지부의 전체 사시도이다.
도 6은 베어링 지지부와 롤러 보강부가 결합된 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 복합재 롤러의 개략적인 전체 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 복합재 롤러의 개략적인 전체 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 롤러의 제조방법에 대한 순서도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 롤러의 분해 사시도이다. 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 롤러의 전체 사시도이다. 도 3은 금형에 보강섬유를 와인딩하여 보강부 결합봉을 제조하는 것을 도시한 도면이다. 도 4는 롤러 보강부의 단면도이다. 도 5는 베어링 지지부의 전체 사시도이다. 도 6은 베어링 지지부와 롤러 보강부가 결합된 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 롤러는 베어링 지지부(100), 롤러 보강부(200) 및 보강부 결합봉(300)를 포함할 수 있다.
베어링 지지부(100)는 베어링 지지부(100)의 일측에 형성되고 복합재 롤러(10)를 지지하는 베어링에 삽입되는 베어링삽입부(110), 베어링삽입부(110)의 일측과 결합하고 원판형상의 베어링 지지부 몸체(120) 및 롤러 보강부(200)와 결합하는 결합홈(140)이 형성되고 베어링 지지부 몸체(120) 일측의 원주방향을 따라서 형성된 롤러 보강부 지지부(130)를 포함할 수 있다.
보강부 결합봉(300)은 중공부를 가진 원통형의 형상으로 중공부에 롤러 보강부(200)가 삽입될 수 있다.
보강부 결합봉(300)은 금형(20) 외부에 열경화성 수지가 함침된 보강섬유(30)를 임의의 와인딩 각도(DW)로 와인딩(Winding)하는 필라멘트 와인딩(Filament Winding) 방법으로 형성할 수 있다.
금형(20) 외부에 열경화성 수지가 함침된 보강섬유(30)를 임의의 와인딩 각도(DW)로 원하는 와인딩 두께(TW)까지 와인딩한 후 열경화성 수지의 경화온도에서 수지를 경화시키면 섬유강화플라스틱이 형성될 수 있다.
이후, 금형(20)에서 섬유강화플라스틱을 탈형하면 섬유강화플라스틱은 중앙에 중공부를 가진 튜브(tube, 관)형상을 가진다. 탈형된 섬유강화플라스틱으로 이루어진 원통형의 튜브를 원하는 두께(TS)로 가공하여 보강부 결합봉(300)을 성형할 수 있다.
열경화성 수지가 함침된 보강섬유(30)는 유리섬유 (Glass Fiber), 탄소섬유(Carbon Fiber), 아라미드섬유(Aramid Fiber), 초고분자량 폴리에틸렌섬유(Ultra High Molecular Weight Polyethylene Fiber) 중에서 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 또한, 열경화성 수지는 에폭시 수지(Epoxy Resin), 불포화폴리에스테르 수지(Unsaturated Polyester Resin), 비닐에스테르 수지(Vinylester Resin), 폴리우레탄 수지(Polyurethane Resin) 중에서 하나를 선택하여 사용할 수 있다.
열경화성 수지가 함침된 보강섬유(30)를 와인딩하는 각도(DW)는 15도 보다 크거나 같고 90도 보다 작은게 바람직하다.
와인딩 두께(TW)는 보강부 결합봉(300)의 두께(TS) 보다 0.5mm 이상과 같거나 큰 것이 바람직하다. 금형(20)에서 탈형된 섬유강화플라스틱은 외경쪽 표면이 열경화성 수지가 함침된 보강섬유(30)의 와인딩에 의하여 울퉁불퉁하기 때문에, 탈형된 섬유강화플라스틱의 외경쪽 표면을 0.5mm 이상 절삭하여 표면을 매끄럽게 가공할 수 있다.
롤러 보강부(200)는 보강부 결합봉(300)에 삽입되고 베어링 지지부(100)의 일측과 결합할 수 있다. 롤러 보강부(200)는 직사각형 형상의 복 수 개의 보강부 몸체(210)의 일측이 한점을 중심으로 결합될 수 있다. 보강부 몸체(210)의 일측의 일부가 베어링 지지부 몸체(120)에 형성된 결합홈(140)에 결합할 수 있다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 롤러(10)의 자체하중 및 외부의 굽힘하중에 의한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 롤러(10)의 처짐량을 최소화하기 위하여, 롤러 보강부(200)를 인발성형법(Pultrusion Process)으로 성형할 수 있다.
도 4를 참조하면, 롤러 보강부(200)의 단면 형상은 다양한 형태를 가질 수 있다. 보강부 몸체(210)의 개수가 많을수록 외부의 하중에 대한 처짐량을 줄일 수 있으나 롤러 보강부(200)의 무게를 증가시켜 전체적으로 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 롤러(10)의 무게를 증가시키기 때문에 기존의 금속 롤러를 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 롤러(10)로 대체하는 효과를 감소시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 롤러(10)의 강성요구조건에 따라 보강부 몸체(210)의 개수와 두께(t)를 선정하는 것이 바람직하다. 또한, 보강부 몸체(210)의 두께(t)와 보강부 몸체(210)의 길이(l)사이의 관계는 5 < l/t 인 것이 바람직하다. 두께(t)는 보강부 몸체(210)의 가장 ?은 부위의 두께를 의미한다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 복합재 롤러의 개략적인 전체 사시도이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 복합재 롤러는 베어링 지지부(100), 롤러 보강부(200) 및 보강부 결합봉(300)를 포함할 수 있다.
롤러 보강부(200) 및 보강부 결합봉(200)은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 롤러(10)와 동일하여 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
베어링 지지부(100)는 베어링 지지부(100)의 일측에 형성되고 복합재 롤러(10)를 지지하는 베어링에 삽입되는 베어링삽입부(110), 베어링삽입부(110)의 일측과 결합하고 원판형상의 베어링 지지부 몸체(120) 및 롤러 보강부(200)와 결합하는 결합홈(140)이 형성되고 베어링 지지부 몸체(120) 일측의 원주방향을 따라서 형성된 제2롤러 보강부 지지부(150)를 포함할 수 있다. 이때, 제2롤러 보강부 지지부(150)는 베어링 지지부 몸체(120)의 내부 일측의 원주방향을 따라서 형성될 수 있고, 제2롤러 보강부 지지부(150)에 형성된 결합홈(140)은 보강부 몸체(210)의 양측 끝단이 아닌 내부와 결합할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 복합재 롤러의 개략적인 전체 사시도이다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 복합재 롤러는 베어링 지지부(100), 롤러 보강부(200) 및 보강부 결합봉(300)를 포함할 수 있다.
롤러 보강부(200) 및 보강부 결합봉(200)은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 롤러(10)와 동일하여 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
베어링 지지부(100)는 베어링 지지부(100)의 일측에 형성되고 복합재 롤러(10)를 지지하는 베어링에 삽입되는 베어링삽입부(110), 베어링삽입부(110)의 일측과 결합하고 원판형상의 베어링 지지부 몸체(120), 롤러 보강부(200)와 결합하는 결합홈(140)이 형성되고 베어링 지지부 몸체(120) 일측의 원주방향을 따라서 형성된 롤러 보강부 지지부(130) 및 롤러 보강부(200)와 결합하는 결합홈(140)이 형성되고 롤러 보강부 지지부(130)가 형성된 베어링 지지부 몸체(120) 일측의 원주방향보다 내부에 베어링 지지부 몸체(120) 일측의 원주방향을 따라서 형성된 제2롤러 보강부 지지부(150)를 포함할 수 있다.
이때, 제2롤러 보강부 지지부(150)는 베어링 지지부 몸체(120)의 내부 일측의 원주방향을 따라서 형성될 수 있고, 제2롤러 보강부 지지부(150)에 형성된 결합홈(140)은 보강부 몸체(210)의 양측 끝단이 아닌 내부와 결합할 수 있다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 복합재 롤러는 롤러 보강부 지지부가 두 개 형성되었지만, 롤러 보강부 지지부는 베어링 지지부 몸체의 일측의 원주방향을 따라 2개 보다 많은 숫자로 형성될 수 있다.
다음으로 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 롤러의 제조방법을 설명한다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 롤러의 제조방법에 대한 순서도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명에 제 1 실시예에 따른 복합재 롤러의 제조방법의 구체적인 실시예는 다음과 같다.
먼저, 금형(20) 외부에 열경화성 수지가 함침된 보강섬유(30)를 임의의 와인딩 각도(DW)로 와인딩(Winding)하는 필라멘트 와인딩(Filament Winding) 방법으로 섬유강화플라스틱으로 구성된 보강부 결합봉(300)을 성형한다(S100).
이후에, 금형(20) 외부에 열경화성 수지가 함침된 보강섬유(30)를 임의의 와인딩 각도(DW)로 원하는 와인딩 두께(TW)까지 와인딩한 후 열경화성 수지의 경화온도에서 수지를 경화시키면 섬유강화플라스틱이 형성될 수 있다.
이후, 금형(20)에서 섬유강화플라스틱을 탈형하면 섬유강화플라스틱은 중앙에 중공부를 가진 튜브(tube, 관)형상을 가진다. 탈형된 섬유강화플라스틱으로 이루어진 원통형의 튜브를 원하는 두께(TS)로 가공하여 보강부 결합봉(300)을 성형할 수 있다.
열경화성 수지가 함침된 보강섬유(30)는 유리섬유 (Glass Fiber), 탄소섬유(Carbon Fiber), 아라미드섬유(Aramid Fiber), 초고분자량 폴리에틸렌섬유(Ultra High Molecular Weight Polyethylene Fiber) 중에서 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 또한, 열경화성 수지는 에폭시 수지(Epoxy Resin), 불포화폴리에스테르 수지(Unsaturated Polyester Resin), 비닐에스테르 수지(Vinylester Resin), 폴리우레탄 수지(Polyurethane Resin) 중에서 하나를 선택하여 사용할 수 있다.
열경화성 수지가 함침된 보강섬유(30)를 와인딩하는 각도(DW)는 15도 보다 크거나 같고 90도 보다 작은게 바람직하다.
와인딩 두께(TW)는 보강부 결합봉(300)의 두께(TS) 보다 0.5mm 이상과 같거나 큰 것이 바람직하다. 금형(20)에서 탈형된 섬유강화플라스틱은 외경쪽 표면이 열경화성 수지가 함침된 보강섬유(30)의 와인딩에 의하여 울퉁불퉁하기 때문에, 탈형된 섬유강화플라스틱의 외경쪽 표면을 0.5mm 이상 절삭하여 표면을 매끄럽게 가공할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 롤러(10)의 자체하중 및 외부의 굽힘하중에 의한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 롤러(10)의 처짐량을 최소화하기 위하여 보강부 결합봉(300) 내부에 삽입되는 롤러 보강부(200)를 인발성형법(Pultrusion Process)으로 성형할 수 있다(S200).
인발성형법은 제품의 길이방향으로 보강섬유가 배향되게 하면서 제품을 연속적으로 성형하는 대량생산방법이다. 주로 관, 봉, 각관, H빔, I빔 등의 어느 한 형상이 연속적으로 계속되는 제품을 생산하는데 적합하다.
인발성형법은 제품의 길이방향으로 보강섬유가 배향되기 때문에 길이방향의 직각방향에서 작용하는 하중에 대하여 보강섬유가 가지는 강도 및 강성이 최대한 반영되어 하중에 의한 처짐량을 최소화할 수 있다.
롤러 보강부(200)의 단면 형상을 성형할 수 있는 인발성형몰드를 준비하고, 인발성형몰드의 롤러 보강부(200) 단면형상 내부로 보강섬유와 열경화성수지를 인입시키면서, 외부의 열원에 의하여 열경화성수지의 경화온도까지 인발성형몰드를 가열시켜 온도를 유지할 수 있다.
이와 동시에 인발성형몰드 후단의 인발기에 의하여 경화된 롤러 보강부(200)을 연속적으로 끌어당겨 인발성형몰드에서 탈형시킴으로써 롤러 보강부(200)를 성형할 수 있다.
한편, 보강섬유로 탄소섬유(Carbon Fiber), 유리섬유 (Glass Fiber), 아라미드섬유(Aramid Fiber), 초고분자량 폴리에틸렌섬유(Ultra High Molecular Weight Polyethylene Fiber) 중에서 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 특히, 롤러 보강부는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 롤러(10)의 강성을 강화시키기 위한 것이기 때문에, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 롤러(10)의 강성요구조건에 따라 탄성계수 230GPa의 범용 탄소섬유, 탄성계수 290GPa의 중성능 탄소섬유, 탄성계수 350GPa 이상의 고강성(High modulous) 탄소섬유를 선택적으로 사용할 수 있다.
또한, 열경화성 수지는 에폭시 수지(Epoxy Resin), 불포화폴리에스테르 수지(Unsaturated Polyester Resin), 비닐에스테르 수지(Vinylester Resin), 폴리우레탄 수지(Polyurethane Resin) 중에서 하나를 선택하여 사용할 수 있다.
또한, 도 4를 참조하면, 롤러 보강부(200)의 단면 형상은 도 4에 도시된 바와 같이 다양한 형태를 가질 수 있다. 보강부 몸체(210)의 개수가 많을수록 외부의 하중에 대한 처짐량을 줄일 수 있으나 롤러 보강부(200)의 무게를 증가시켜 전체적으로 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 롤러(10)의 무게를 증가시키기 때문에, 기존 금속 롤러를 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 롤러(10)로 대체하는 효과를 감소시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 롤러(10)의 강성요구조건에 따라 보강부 몸체(210)의 개수와 두께(t)를 선정하는 것이 바람직하다. 또한, 보강부 몸체(210)의 두께(t)와 보강부 몸체(210)의 길이(l)사이의 관계는 아래의 수학식1을 만족하는 것이 바람직하다. 이때, 두께(t)는 보강부 몸체(210)의 가장 ?은 부위의 두께를 의미한다.
[수학식 1]
5 < l/t
여기에서, l : 보강부 몸체 길이, t: 보강부 몸체의 두께
다음으로, 롤러 보강부(200)가 보강부 결합봉(300)에 삽입되고, 베어링 지지부(100)에 의해 결합 및 접합되어 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 롤러를 형성할 수 있다(S300).
더 상세하게 설명하면, 먼저, 롤러 보강부(200)를 보강부 결합봉(300)의 내부에 삽입한다. 이때 보강부 몸체(210)의 끝단에 복합재용 접착제를 도포하여 보강부 결합봉(300)의 내측과 접착되게 고정시킨다. 이후에, 베어링 지지부(100)의 결합홈(140)에 보강부 몸체(210)가 삽입된다. 동시에 보강부 결합봉(300)의 내부에 베어링 지지부(100)를 보강부 결합봉(300)의 끝단이 베어링 지지부(100)의 베어링지지부 몸체(120)와 접할때까지 삽입한다.
이때, 베어링 지지부(100)의 롤러 보강부 지지부(130)와 결합홈(140)에는 복합재-금속 접착용 접착제가 도포될 수 있다. 복합재-금속 접착용 접착제용 접착제가 도포됨으로써, 베어링 지지부(100), 롤러 보강부(200), 보강부 결합봉(300)이 단단히 고정될 수 있다.
한편, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 롤러(20)의 최종 치수 및 밸런스를 맞추기 위하여 보강부 결합봉(300) 외부 표면을 가공 및 연마하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 롤러를 제조할 수 있다.
마지막으로, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 롤러(20)의 사용환경 및 사용목적에 따라 고무(Rubber), 플라스틱(Plastics), 세라믹(Ceramic), 금속(Metal) 등을 추가적으로 코팅하고, 이후, 가공 및 연마할 수 있다(S400).
이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.
10 : 복합재 롤러 100 : 베어링 지지부
110 : 베어링 삽입부 120 : 베어링 지지부 몸체
130 : 롤러 보강부 지지부 140 : 결합홈
150 : 제2롤러 보강부 지지부
200 : 롤러 보강부 210 : 보강부 몸체
300 : 보강부 결합봉 20 : 금형
30 : 보강섬유

Claims (17)

  1. 열경화성 수지가 함침된 보강섬유로 이루어진 원통형의 보강부 결합봉;
    상기 보강부 결합봉에 삽입되며 상기 보강부 결합봉의 내면을 지지하는 롤러 보강부;
    상기 보강부 결합봉 양측에 삽입되고 상기 보강부 결합봉을 지지하는 베어링 지지부를 포함하고,
    상기 롤러 보강부는,
    복 수 개의 보강부 몸체의 일측이 한 개의 중심점을 중심으로 결합하고,
    상기 보강부 몸체의 일측의 일부가 상기 베어링 지지부에 형성된 결합홈에 결합하고,
    상기 베어링 지지부는,
    상기 베어링 지지부의 일측에 형성되고 상기 복합재 롤러를 지지하는 베어링에 삽입되는 베어링삽입부;
    상기 베어링삽입부의 일측과 결합하는 원판형상의 베어링 지지부 몸체;
    상기 롤러 보강부와 결합하는 결합홈이 형성되고 상기 베어링 지지부 몸체(120) 일측의 원주방향을 따라서 형성된 롤러 보강부 지지부 및
    상기 롤러 보강부와 결합하는 결합홈이 형성되고 상기 롤러 보강부 지지부가 형성된 베어링 지지부 몸체 일측의 원주방향보다 내부에 베어링 지지부 몸체 일측의 원주방향을 따라서 형성된 제2롤러 보강부 지지부를 포함하고,
    상기 제2롤러 보강부 지지부는 상기 베어링 지지부 몸체의 일측의 내부 원주방향을 따라서 형성되고, 상기 제2롤러 보강부 지지부에 형성된 결합홈은 상기 보강부 몸체의 양측 끝단이 아닌 내부와 결합하고,
    상기 베어링 지지부 몸체의 상기 제2롤러 보강부 지지부의 내부에는 중공부가 형성되고, 상기 중공부 내부에는 상기 보강부 몸체의 중심점이 삽입 형성되는 것을 특징으로 하는 복합재 롤러.
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  4. 제 1항에 있어서,
    상기 열경화성 수지는,
    에폭시 수지, 불포화폴리에스테르 수지, 비닐에스테르 수지, 폴리우레탄 수지 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 복합재 롤러.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 보강섬유는,
    유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 초고분자량 폴리에틸렌섬유 중에서 하나 이상인 것을 특징으로 하는 복합재 롤러.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 보강부 결합봉은,
    금형의 외부에 열경화성 수지가 함침된 보강섬유를 15도보다 크거나 같고 90도보다 작은 와인딩 각도로, 와인딩 두께를 상기 보강부 결합봉의 두께보다 0.5mm이상 두껍게 하여 와인딩한 후 열경화성 수지의 경화온도에서 열경화성 수지를 경화시킨 것을 특징으로 하는 복합재 롤러.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 롤러 보강부는,
    인발성형법으로 성형되는 것을 특징으로 하는 복합재 롤러.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 결합홈은 복합재-금속 접착용 접착제가 도포된 것을 특징으로 하는 복합재 롤러.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 보강부 몸의 두께와 상기 보강부 몸체의 길이사이의 관계는 수학식1을 만족하는 것을 특징으로 하는 복합재 롤러.
    [수학식 1]
    5 < l/t
    여기에서, l : 보강부 몸체 길이, t: 보강부 몸체의 두께
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