KR101508510B1 - 고무롤러 가공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고무롤러 가공장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전축의 고무가 피복된 표면에 교차하는 나선형의 홈을 가공하기 위한 고무롤러 가공장치에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명은, 동력을 받아 회전하는 주축(spindle) 및 주축의 나사부에 고정되는 척(chuck)을 포함하는 주축대와,
상기 주축의 후방에 설치되고, 주축대의 외부에 위치하는 주축기어와,
상기 주축기어와 치합되거나 해제되어 주축기어를 정, 역회전시키기 위한 방향전환기어들과,
상기 방향전환기어들 중 선택된 어느 하나의 기어와 치합되어 방향전환기어를 감속시키도록 전동기를 포함하는 변속장치와,
상기 척에 고정되는 로터리테이블과,
상기 로터리테이블에는 고무롤러의 회전축의 일단이 고정되고, 회전축의 타단은 심압대에 의해서 고정되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

고무롤러 가공장치{Rubber roller machine}

본 발명은 고무롤러 가공장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전축의 고무가 피복된 표면에 교차하는 나선형의 홈을 가공하기 위한 고무롤러 가공장치에 관한 것이다.

고무롤러는 금속재질의 회전축 표면에 탄성재질의 고무 또는 우레탄 등을 접착 또는 성형시켜 이루어지는 것으로서, 고도의 기술이 요구된다.

이러한 고무롤러는 인쇄산업 등의 각종 산업용 이송장비 등 다방면에 걸쳐 사용 되고 있으며, 제조 방법은 해마다 저비용 및 에너지 절감에 대한 생산화가 요구되고 있다.

고무롤러의 전통적인 제조 방법 중 대한민국 공개특허공보 공개번호 제2002-29173호에는 고무가 피복된 드럼과 축으로 구성되는 고무롤러의 제조방법을 기술하고 있으며, 이외 당업자에게 공지된 제조방법들은 튜브 모양으로 압출된 발포성 고무재질을 경화 열풍로, 고주파가열로 등을 이용해서 회전축체에 거품 및 경화시킨후 원통연삭에 의해 형태를 정돈하는 방법 (2) 크로스 헤드형 압출기를 이용하여 회전축체에 고무를 압출, 발포한 후 원통 연삭에 의해 형태를 정돈 하는 방법 등이 공지되어 있다.

위와 같은, 제조방법에 의해 제조된 고무롤러는 사용시 압착력 또는 내마모성 등을 고려하여 롤러의 표면이라 할 수 있는 고무재질에 홈 가공을 통해 다양한 무늬형상을 형성시키고 있다.

일 예로, 도 1에 도시된 바와 같이 회전축(10)에 피복된 고무재질의 표면에는 다이아몬드 형상의 무늬가 성형되어 있으며, 이는 상기 대한민국 공개특허공보 공개번호 제2002-29173호의 가공방법 중 일부, 즉 선반(lathe)를 이용하여 그 표면을 황삭하고, 선택적으로 연마 등의 가공을 수행한 후 나사가공에 적용되는 기어변속에 따라 회전축(10)을 회전시키면서 선반 툴(tool)을 이송시키게 되면 나선의 형상으로 고무재질의 표면을 가공하게 된다.

이러한 가공은 통상적인 나사가공의 방식으로서, 이 가공방식을 응용하여 고무재질의 표면을 원주분할시키게 되면 간격을 이루며 다수개의 나선이 성형되고, 회전축(10)을 역회전시키게 되면 각각의 나선이 교차하여 도시된 바와 같이 교차되는 곳은 다이아몬드 형상을 갖게 된다.

위와 같은 가공은 선반 내부에 설치된 변속기어와 리드스크류의 상호 연동되는 작동에 의해서 나선의 분할간격이 피치가 결정되므로, 작업자는 항시 변속기어의 백래쉬를 고려하여 선반 툴이 1개의 나선을 가공하면 다시 백래쉬를 고려한 회전축(10)의 회전상태를 측정한 후 가공을 반복하여야 한다.

그러나, 이러한 가공방법은 매우 비생산적임을 알 수 있다. 즉, 수십개로 분할되는 고무재질의 표면을 가공하기 위해서는 작업자는 일일이 가공상태를 측정하여야 하고, 동시에 보정을 수행하게 되므로 그 작업시간에 있어서 많은 시간을 요구하게 된다.

이는 저비용 및 에너지 절감에 대한 생산화가 요구되는 현실에 매우 부적합하며, 동시에 작업자의 피로도는 쌓이게 되어 측정 또는 가공치수의 오류를 범하게 되면, 고가의 고무롤러를 다시 제작하여야 되는 문제점이 발생하였다.

또한, 선반 등 공작기기의 변속기어 상의 백래쉬와 기동 충격은 필연적이어서 작업자가 정밀하게 가공한다 하더라도 회전축(10)은 백래쉬와 기동 충격에 의해서 채터링되어 일정한 분할 간격을 갖는 나선의 형상을 얻을 수 없는 문제점과 나선홈의 깊이 역시 일정하지 못한 문제점을 동시에 가지고 있다.

대한민국 공개특허공보 공개번호 제2002-29173호 대한민국 특허등록번호 제10-0842188호 대한민국 특허등록번호 제10-0541774호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 선반의 내부 변속기어 및 리드스크류를 이용하지 않고, 주축의 회전속도를 일정하게 제어 및 기동충격을 감소시켜 기동 또는 변속으로 인한 가공 오차를 최소화시킬 수 있는 방향전환변속기어를 제공한다.

또한, 본 발명은 고무롤러의 회전축을 일정하게 분할하여 고무롤러의 표면을 정교하게 가공할 수 있는 고무롤러 가공장치를 제공한다.

나아가, 본 발명은 간단한 조작에 의해서 주축기어를 정, 역회전시킴과 아울러, 주축기어에서 발생 되는 기동충격 및 방향전환충격을 완화시켜 고무롤러의 표면에 원주방향으로 정교하게 교차하는 나선홈을 가공할 수 있도록 된 고무롤러 가공장치를 제공한다.

본 발명의 일면에 따른 고무롤러 가공장치는,
동력을 받아 회전하는 주축(spindle) 및 주축의 나사부에 고정되는 척(chuck)을 포함하는 주축대와 상기 주축의 후방에 설치되고, 주축대의 외부에 위치하는 주축기어와 상기 주축기어와 상기 주축기어에를 회전시키도록 된 전동기를 포함하는 변속장치와 상기 척에 고정되는 로터리테이블을 포함하고 상기 로터리테이블에는 고무롤러의 회전축의 일단이 고정되고, 회전축의 타단은 심압대에 의해서 고정되어 이루어지는 고무롤러 가공장치에 있어서; 기한 변속장치와 상기 주축기어의 사이에는 상기 변속장치에서 회전력을 인가받아 상기 주축기어에 전달하도록 된 방향전환기어가 게재되되; 상기 방향전환기어들은 서로 기어결합된 평행축기어 방식의 제1, 2방향전환기어로 이루어지며, 상기 변속장치에서 회전력이 출력되는 기어에는 상기 제1 방향전환기어가 기어결합되고, 상기 주축기어에는 제1, 2방향전환기어들의 회전에 따라 선택된 하나의 방향전환기어에 기어결합되어 상기 변속장치에서 전달되는 회전방향에 대하여 상기 주축기어의 회전방향을 정, 역회전시키도록 된 것을 특징으로 하는 고무롤러 가공장치.

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본 발명에 있어서, 상기 제1, 2 방향전환기어는 동일한 잇수로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

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또한, 상기 제1, 2 방향전환기어는 주축기어에 대하여 300:1의 감속비를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 예에 있어서, 주축대와 심압대 사이에는 공구대가 더 설치되고, 공구대로는 고무롤러의 표면에 홈을 가공하기 위한 그라인더가 설치되어 공구대가 주축대에서 심압대 방향으로 이동하면서 회전하는 고무롤러에 나선홈을 가공하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적 및 효과는 이하의 상세한 설명으로부터 명확하게 되고, 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 상세한 설명 및 실시예는 본 발명의 범주를 제한하는 것이 아니다.

본 발명에 따른 고무롤러 가공장치에 의하면 주축대의 내부에 설치된 변속기어 등에서 발생하는 백래쉬 또는 기동시 주축의 충격에 의해서 채터링 등이 발생되는 단점을 해결한 것으로, 본 발명에 적용된 방향전환기어들에 의해서 상기 방향전환기어들을 통해 상기 변속장치에서 전달되는 회전방향에 대하여 상기 주축기어를 정, 역회전시킴과 아울러, 주축기어에서 발생 되는 기동충격 및 방향전환충격을 완화시켜 고무롤러의 표면에 원주방향으로 정교하게 교차하는 나선홈을 가공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 고무롤러의 가공 후 상태를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 가공장치를 보여주는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 가공장치에 적용된 방향전환기어의 설치상태도이다.
도 4는 본 발명에 적용된 방향전환기어의 전환에 따라 주축의 회전방향을 보여주는 도면들이다.
도 5는 본 발명에 적용된 공구대의 작동상태를 보여주는 도면들이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 먼저, 도면에 걸쳐 기능적으로 동일하거나, 유사한 부분에는 동일한 부호를 부여한다.

먼저, 도 1은 고무롤러의 가공 후 상태를 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 가공장치를 보여주는 개략도이다.

도 1을 통해서 본 발명은 본 발명의 가공장치에 의해 최종적으로 가공된 고무롤러(10)를 파악할 수 있으며, 도 2를 통해 고무롤러(10)를 가공하기 위한 가공장치의 전체적인 구성을 이해할 수 있다.

구체적으로 본 발명에 의해서 가공된 고무롤러(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 회전축(12)과 회전축(12)의 일단 및 타단의 일정 부분을 제외한 상태에서 중간 부분의 일정 영역을 감싸면서 일정한 두께로 고무재질이 피복된 롤러부(14)로 이루어져 있다.

더욱 구체적으로 회전축(12)은 일단에서 타단까지 길이방향으로 연장되어 있으며, 이러한 회전축(12)의 원주방향으로는 일정한 반경을 갖도록 내부가 빈 드럼(16)이 설치되고, 이 드럼(16)의 표면으로 롤러부(14)가 형성된다.

본 발명에 적용된 드럼(16)은 고무롤러(10)의 자중 및 회전시 비틀림을 고려하고, 회전축(12)의 자재비용을 고려하여 바람직하게 내부가 빈 중공형으로 회전축(12) 상에 설치된다.

롤러부(14)의 표면으로는 다수개의 나선(A)이 원주방향을 따라 일정간격을 이루며, 분할되어 가공되어 있으며, 이 나선(A)은 일정깊이의 나선홈(B)에 의해서 형성된다.

나선(A)은 회전축(12)의 축방향에서 직교하는 방향, 본 발명에서 정면으로 정의하는 방향인 예를 들면, 도 1의 (a)에서 도시된 바와 같이 나선(A)들이 교차하여 각각의 다이아몬드 형상을 이루고 있다.

위와 같은 기준으로 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 롤러부(14)를 축방향에서 보면 일정깊이의 나선홈(B)이 원주방향을 따라 간격을 이루며 분할되어 있음을 구체적으로 알 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 고무롤러(10)에 나선(A)을 가공하기 위한 가공장치의 전체적인 모습을 도시한 것으로, 본 발명에서는 설명의 편의상 선반(lathe)의 각부 명칭과 동일 또는 혼용하여 사용한다.

도 2는 이러한 가공장치를 정면에서 바라 본 모습이며, 정면을 기준으로 좌, 우에 주축대(100)와 심압대(200)가 간격을 두고 베드(300) 상에 설치되어 있다.

통상적인 주축대(100)는 그 내부에 미도시된 변속기어들이 설치되어 있으며, 이 변속기어들은 구동모터(M)의 구동력을 받아 감속 내지 가속을 수행하여 주축(110)을 회전시킨다.

그러나, 본 발명은 위와 같은 변속기어들에 의해서 주축(110)을 회전시키지 않는 것을 그 일 특징으로 하며, 그 이유는 후술한다.

계속하여, 본 발명은 전술한 구동모터(M)를 포함하는 변속장치(T)가 주축대(100)의 외부에 장착, 설치되어 있다.

본 발명에 있어서, 주축(110)과 심압대(200)는 동일 축선상에 설치되어 있으며, 넓은 의미로 주축(110)과 심압대(200) 사이에 가공물인 고무롤러(10)가 설치된다.

이러한 주축(110)은 도 2의 정면에서 우측방향인 전단으로 나사부(미도시)가 일체로 형성되어 있고, 좌측방향인 후단으로는 주축기어(120)가 설치되어 있다.

주축(110)의 전단에 형성된 나사부로는 통상적인 선반 척(130)이 설치, 고정되어 있다.

이 척(130)은 공지된 바와 같이, 미도시된 죠(jaw)에 의해서 가공물을 고정시키기 위한 것으로, 본 발명은 상기 척(130)에 각도 분할 장치인 로터리테이블(140)이 더 설치되어 있다.

공지된 바와 같이, 로터리테이블(140)은 핸들에 의해서 일정 각도로 공작물을 회전시키는 장치이며, 여기에는 선택적으로 인덱스(index)가 더 설치될 수도 있고, 좁은 의미 즉, 고무롤러(10)를 가공하기 위한 구체적인 설치 예에서는 로터리테이블(140)과 심압대(200) 사이에서 설치된다.

다시, 주축(110)은 좌측방향인 후단으로 주축기어(120)가 설치되어 있음은 전술한 바와 같고, 이 주축기어(120)는 주축대(100)의 외부에 위치하고 있다.

주축대(100)와 주축기어(120)의 작동을 설명하기 위하여, 도 3 및 도 4를 참조한다.

도 3은 본 발명의 가공장치에 적용된 방향전환기어의 설치상태도 이고, 도 4는 본 발명에 적용된 방향전환기어의 전환에 따라 주축의 회전을 보여주는 도면들이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 주축(110)의 후단에 설치된 주축기어(120)는 주축(110)와 결합되어 주축기어(120)의 회전에 즉시 반응하여 회전하게 되고, 주축(110)의 전단에 순차적으로 설치된 척(13)과 로터리테이블(140) 역시 연동되어 회전하므로, 로터리테리블(140)에 고정된 고무롤러(10) 역시 연동되어 회전하는 구조로 이루어져 있다.

이러한 주축기어(120)는 방향전환기어들(150) 중 선택된 어느 하나와 치합되어 있으며, 이 방향전환기어들(150)은 제1방향전환기어(152)와 제2방향전환기어(154)로 이루어져 있다.

제1방향전환기어(152)와 제2방향전환기어(154)는 평행축 방식으로 치합되어 있으며, 이들 중 하나는 상기 주축기어(120)에 치합되어 주축기어(120)를 정회전 또는 역회전시키게 된다.

구체적으로, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1방향전환기어(152)가 시계방향, 즉 정회전하게 되면 이와 치합되어 있는 주축기어(120)는 반시계 방향, 즉 역회전하여 주축(110)을 회전시키게 된다.

또한, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 제1방향전환기어(152)를 주축기어(120)와 치합된 상태를 해제시킨 후 후방으로 후진시킨 다음 제2방향전환기어(154)를 주축기어(120)와 치합시키게 되면 제2방향전환기어(154)의 회전력은 추축기어(120)를 회전시키게 된다.

이때, 제2방향전환기어(154)는 정회전하는 제1방향전환기어(152)에 의해서 역회전하게 되고, 역회전하는 제1방향전환기어(154)는 주축기어(120)을 정회전시키게 된다.

위와 같이, 본 발명은 방향전환기어들(150)인 제1방향전환기어(152)와 제2방향전환기어(154)의 선택적인 절환에 의해서 주축기어(120)를 정, 역회전할 수 있다.

이러한 방향전환기어들(150)은 전술한 구동모터(M)를 포함하는 변속장치(T)에 의해서 구동 및 변속되어 회전한다.

일 예로서, 본 발명에 적용된 변속장치(T)는 구동모터(M)의 회전수에 대하여 20 : 1의 변속 비율로 변속하여 이를 방향전환기어들(150)로 전달한다.

또한, 이러한 방향전환기어들(150)은 다시 300 : 1의 비율로 주축기어(120)를 감속시키게 된다.

한편, 본 발명에 적용된 변속장치(T)는 다양한 실시예로서 적용이 가능하고, 특히 전술한 바와 같이 다수개의 기어들이 치합되어 구동모터(M)의 회전수를 20 : 1의 감속비로 감속하는 기어구조이면 만족한다.

또한, 본 발명의 일 예에 있어서, 도 5에 도시된 바와 같이 주축대(100)와 심압대(200) 사이에는 공구대(400)가 더 설치되어 본 발명을 구성한다.

도 5는 본 발명에 적용된 공구대의 작동상태를 보여주는 도면들로서, 특히 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 공구대(400)는 베드(300) 상에 설치되어 있으며, 가공물인 고무롤러(10)의 표면과 수직인 상태에서 위치하고 있다.

공구대(400)는 좌우방향 및 전후방향으로 이송이 가능하도록 설치된다.

이러한 공구대(400)는 종래의

위와 같은 공구대(400)로는 고무롤러(10)의 표면에 나선홈(B)을 가공하기 위한 그라인더(500)가 설치되어 있다.

그라인더(500)는 회전하는 그라인더휠(510)이 설치되어 있으며, 이 그라인더휠(510)에 의해서 나선홈(B)이 가공된다.

이러한 가공과정은 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 그라인더(500)가 설치된 공구대(400)가 주축대(100)에서 심압대(200) 방향으로 이동하면서 회전하는 고무롤러(10)에 나선홈(B)을 가공하게 된다.

위와 같이 본 발명은 선반 등에서 작업하는 나선형의 작업을 내부의 변속기어 등을 이용하지 않고, 외부에 설치된 방향전환기어들(150)을 통해 작업을 할 수 있다.

본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하는 일없이, 다른 여러 가지 형태로 실시할 수 있다. 그 때문에, 전술한 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며, 한정적으로 해석해서는 안된다. 본 발명의 범위는 특허청구의 범위에 의해서 나타내는 것으로써, 명세서 본문에 의해서는 아무런 구속도 되지 않는다. 다시, 특허청구범위의 균등 범위에 속하는 변형이나 변경은, 모두 본 발명의 범위 내의 것이다.

A: 나선 B: 나선홈
M: 구동모터 T: 변속장치
10: 고무롤러 12: 회전축
14: 롤러부 16: 드럼
100: 주축대 110: 주축
20: 주축기어 130: 척
140: 로터리테이블 150: 방향전환기어들
52: 제1방향전환기어 154: 제2방향전환기어
200: 심압대 300: 베드
400: 공구대 500: 그라인더
510: 그라인더휠

Claims (5)

1. 동력을 받아 회전하는 주축(spindle) 및 주축의 나사부에 고정되는 척(chuck)을 포함하는 주축대와 상기 주축의 후방에 설치되고, 주축대의 외부에 위치하는 주축기어와 상기 주축기어와 상기 주축기어에를 회전시키도록 된 전동기를 포함하는 변속장치와 상기 척에 고정되는 로터리테이블을 포함하고 상기 로터리테이블에는 고무롤러의 회전축의 일단이 고정되고, 회전축의 타단은 심압대에 의해서 고정되어 이루어지는 고무롤러 가공장치에 있어서;
   상기한 변속장치와 상기 주축기어의 사이에는 상기 변속장치에서 회전력을 인가받아 상기 주축기어에 전달하도록 된 방향전환기어가 게재되되;
   상기 방향전환기어들은 서로 기어결합된 평행축기어 방식의 제1, 2방향전환기어로 이루어지며, 상기 변속장치에서 회전력이 출력되는 기어에는 상기 제1 방향전환기어가 기어결합되고, 상기 주축기어에는 제1, 2방향전환기어들의 회전에 따라 선택된 하나의 방향전환기어에 기어결합되어 상기 변속장치에서 전달되는 회전방향에 대하여 상기 주축기어의 회전방향을 정, 역회전시키도록 된 것을 특징으로 하는 고무롤러 가공장치.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제1, 2 방향전환기어는 동일한 잇수로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고무롤러 가공장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 제1, 2 방향전환기어는 주축기어에 대하여 300:1의 감속비를 갖는 것을 특징으로 하는 고무롤러 가공장치.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 주축대와 심압대 사이에는 공구대가 더 설치되고, 공구대로는 고무롤러의 표면에 홈을 가공하기 위한 그라인더가 설치되어 공구대가 주축대에서 심압대 방향으로 이동하면서 회전하는 고무롤러에 나선홈을 가공하는 것을 특징으로 하는 고무롤러 가공장치.

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