KR101627190B1 - 가이드 롤러, 필름 반송 장치 및 시트 성형기 - Google Patents

Abstract

[과제] 가이드 롤러의 외주면의 형상을 동적으로 조정한다.
[해결 수단] 가이드 롤러(10)는 축(AX1)을 갖는 아우터 롤(12)과, 축(AX1)에 겹치는 축(AX2)을 갖고 아우터 롤(12)에 넣어지는 이너 롤(14)을 구비한다. 아우터 롤(12)은 외주면(PR11)에 형성된 복수의 슬릿(SL1~SL3)을 갖는다. 이너 롤(14)은 직경방향으로부터 바라보아서 복수의 슬릿(SL1~SL3)을 피하는 위치에 외주면(PR21)으로부터 중공부로 통하는 복수의 구멍(HL1a~HL3a, HL1b~HL3b)을 갖는다. 복수의 구멍(HL1a~HL3a, HL1b~HL3b)은 환상 홈(GR1a~GR3a, GR1b~GR3b)에 의해 둘러싸여진다. 복수의 슬릿(SL1~SL3)은 환상 홈(GR1a~GR3a, GR1b~GR3b)의 외측에 형성된다. 아우터 롤(12)의 외주면(PR11)은 가이드해야 할 피반송물에 접촉된다.

Description

가이드 롤러, 필름 반송 장치 및 시트 성형기{GUIDE ROLLER, FILM CONVEYANCE APPARATUS, AND SHEET FORMING MACHINE}

본 발명은 가이드 롤러, 필름 반송 장치 및 시트 성형기에 관한 것이다.

특허문헌 1의 도 1에는 익스트루젼형 시트 성형기가 기재되어 있다. 이 시트 성형기는 띠형상의 캐리어 필름을 반송하는 필름 반송 장치와, 반송된 캐리어 필름의 표면에 슬러리를 도포하는 도공(塗工) 장치(다이헤드)와, 도포된 슬러리를 건조시키는 건조 장치를 구비한다. 필름 반송 장치는 지지체 롤로부터 캐리어 필름을 공급하는 권출부와, 캐리어 필름을 반송하는 반송부와, 캐리어 필름을 롤 형상으로 권취하는 권취부를 구비한다. 캐리어 필름의 반송로에는 다이헤드의 토출구로 캐리어 필름을 안내하는 한 쌍의 가이드 롤러가 있다. 캐리어 필름은 가이드 롤러의 가이드면(롤면)에 접촉되면서 반송된다. 다이헤드의 토출구로부터 슬러리가 압출됨으로써 캐리어 필름과 다이헤드의 토출구의 거리(갭)는 소정 범위로 유지된다. 여기서, 캐리어 필름의 폭방향에 대하여, 가이드 롤러의 가이드면(롤면)이 평탄하게 형성되면 캐리어 필름에 도공된 슬러리의 막두께가 폭방향에 있어서 균일해지지 않을 경우가 많다. 즉, 많은 경우 캐리어 필름의 폭방향에 있어서의 중앙부일수록 도공막 두께가 증대되어 도공막이 소위 중고(中高) 형상을 이룬다.

일본 특허 공개 평11-60006 호 공보

이 대책으로서는 가이드면을 기계적으로 크라운 형상으로 가공하여 폭방향에 있어서의 도공막 두께를 균일화하는 것이 고려된다. 그러나, 캐리어 필름의 폭방향에 있어서의 막두께 특성은 도공 작업 도중에 변화되는 바, 기계적으로 크라운 형상으로 가공된 가이드 롤러로는 막두께 특성의 변화에 대응할 수 없어 소망의 막두께 정밀도가 얻어지지 않는다.

따라서, 본 발명의 주된 목적은 가이드면의 형상을 동적으로 조정할 수 있는 가이드 롤러, 가이드 롤러를 이용한 필름 반송 장치 및 필름 반송 장치를 포함하는 시트 성형기를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 가이드 롤러(10 : 실시예에서 상당하는 참조 부호. 이하 동일)는 제 1 축(AX1)을 갖는 제 1 원통체(12)와, 제 1 축에 겹치는 제 2 축(AX2)을 가지며 제 1 원통체에 넣어진 제 2 원통체(14)를 구비하는 가이드 롤러(10)로서, 제 1 원통체는 제 1 원통체의 외주면(PR11)에 복수의 슬릿(SL1~SL3)을 갖고, 제 2 원통체는 제 2 원통체의 직경방향으로부터 바라보아서 복수의 슬릿을 피하는 위치에 제 2 원통체의 외주면(PR21)으로부터 제 2 원통체의 중공부(MD2)로 통하는 복수의 구멍(HL1a~HL3a, HL1b~HL3b)을 갖는다.

바람직하게는 복수의 슬릿 각각은 제 1 원통체의 전체 길이보다 짧은 길이를 갖고, 제 1 축의 축방향 및/또는 둘레방향의 서로 다른 위치에 제 1 축을 따라 형성된다.

바람직하게는 제 2 원통체는 복수의 구멍을 각각 둘러싸도록 제 2 원통체의 외주면에 형성된 복수의 환상 홈(GR1a~GR3a, GR1b~GR3b)을 더 갖고, 복수의 환상 홈에 각각 감합되는 복수의 링부재(16, 16, …)가 더 구비된다.

더 바람직하게는 링부재 각각은 제 2 원통체의 직경방향으로부터 바라보아서 제 1 원통체의 복수의 슬릿을 피하는 위치에 배치된다.

본 발명에 따른 필름 반송 장치(40)는 띠형상의 캐리어 필름(36)을 공급하는 권출부(42)와, 캐리어 필름을 반송하는 반송부(44)와, 캐리어 필름을 롤 형상으로 권취하는 권취부(46)를 구비하는 필름 반송 장치로서, 반송부는 상술한 가이드 롤러와, 가이드 롤러의 제 1 원통체 및 제 2 원통체의 양단에 장착되는 한 쌍의 저널(18, 20)과, 가이드 롤러가 제 1의 축을 중심으로 회전 가능해지도록 한 쌍의 저널을 지지하는 지지 기구(24,26)와, 한 쌍의 저널 중 적어도 한쪽을 통해 가이드 롤러의 제 2 원통체의 중공부에 유체를 공급 또는 배기하는 유체 급배 기구(28)를 갖는다.

바람직하게는 한 쌍의 저널 중 적어도 한쪽은 가이드 롤러의 제 2 원통체의 중공부에 연통되는 급배 통로(AS1)를 갖는다.

본 발명에 따른 시트 성형기(30)는 띠형상의 캐리어 필름(36)의 표면에 시트를 성형하기 위한 시트 성형기로서, 상술한 필름 반송 장치(40)에 추가해서, 반송된 캐리어 필름의 표면에 슬러리(34)를 도포하는 도공 장치(50)와, 캐리어 필름에 도포된 슬러리를 건조시키는 건조 장치(60)를 구비한다.

[발명의 효과]

제 2 원통체는 제 1 원통체에 넣어지고, 제 1 원통체의 외주면에는 복수의 슬릿이 형성되고, 제 2 원통체에는 직경방향으로부터 바라보아서 복수의 슬릿을 피하는 위치에 그 외주면으로부터 그 중공부로 통하는 복수의 구멍이 형성된다. 따라서, 제 2 원통체의 중공부에 있어서의 유체 압력이 변화되면 제 1 원통체의 외주면이 직경방향으로 변형된다. 제 2 원통체의 중공부에 있어서의 유체 압력을 제어함으로써 가이드면의 형상을 동적으로 조정할 수 있다.

본 발명의 상술한 목적, 그 외의 목적, 특징 및 이점은 도면을 참조해서 행하는 이하의 실시예의 상세한 설명으로부터 한층 명확해질 것이다.

도 1은 본 발명의 가이드 롤러의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 2(A)는 가이드 롤러를 구성하는 아우터 롤의 일례를 나타내는 사시도이며, 도 2(B)는 아우터 롤의 중공부에 넣어지는 이너 롤의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 3(A)는 이너 롤의 외주면에 형성된 복수의 환상 홈 각각에 감합되는 O링의 일례를 나타내는 평면도이며, 도 3(B)는 O링의 감합 상태의 일례를 나타내는 도해도이다.
도 4(A)는 아우터 롤 및 이너 롤의 한쪽 끝에 장착되는 저널의 일례를 나타내는 사시도이며, 도 4(B)는 아우터 롤 및 이너 롤의 다른쪽 끝에 장착되는 다른 저널의 일례를 나타내는 사시도이고, 도 4(C)는 한쪽 저널에 장착되는 회전 조인트의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 1에 나타내는 가이드 롤러의 A-A 단면도이다.
도 6(A)는 이너 롤에 형성된 중공부의 기압을 대기압에 맞췄을 때의 아우터 롤의 형상을 나타내는 단면도이며, 도 6(B)는 이너 롤에 형성된 중공부의 기압을 대기압보다 높게 했을 때의 아우터 롤의 형상을 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 1에 나타내는 가이드 롤러를 채용한 시트 성형기의 요부를 나타내는 도해도이다.
도 8은 도 1에 나타내는 가이드 롤러를 지지 기구에 의해 지지하고, 또한 가이드 롤러에 유체 급배 기구를 접속한 구조의 일례를 나타내는 도해도이다.
도 9는 도 1에 나타내는 가이드 롤러가 실장된 필름 반송 장치와 도공 장치의 구성의 일례를 나타내는 도해도이다.

본 실시예의 가이드 롤러(10)의 외관을 도 1에 나타낸다. 이 가이드 롤러(10)는 도 2(A) 및 도 2(B)에 각각 나타내는 아우터 롤(12) 및 이너 롤(14)에 의해 구성된다. 이너 롤(14)에는 도 3(A)에 나타내는 O링(16)이 장착된다. 가이드 롤러(10)에는 도 4(A)~도 4(C)에 각각 나타내는 저널(18, 20) 및 회전 조인트(22)가 장착된다. 아우터 롤(12) 및 이너 롤(14)은 저널(18, 20)에 의해 각각 고정되어 둘레방향으로 함께 회전한다.

도 2(A)를 참조하면, 아우터 롤(12)은 축(AX1)을 따른 원통 형상을 하고 있다. 아우터 롤(12)은 예를 들면 스테인리스, 알루미늄, 철 또는 수지를 소재로 하고 있다. 아우터 롤(12)의 전체 길이는 수백㎜이며, 아우터 롤(12)의 두꺼운 두께의 두께는 수㎜~수십㎜의 범위이다. 아우터 롤(12)의 외경은 아우터 롤(12)의 외주면(PR11)에 의해 규정되고, 아우터 롤(12)의 내경은 아우터 롤의 내주면(PR12)에 의해 규정된다. 내주면(PR12)보다 내측은 중공부(MD1)이다. 또한, 아우터 롤(12)에 대하여 외력이 가해지지 않는 상태에서는 아우터 롤(12)의 외경은 단일 값을 나타내고, 아우터 롤(12)의 내경도 단일 값을 나타낸다. 이때, 외주면(PR11) 및 내주면(PR12)은 모두 평탄면이며 축방향에 대하여 평행하다.

아우터 롤(12)에는 축방향의 중앙부에 존(SZ1)이 할당되고, 한쪽 단부측에 존(SZ2)이 할당되고, 다른쪽 단부측에 존(SZ3)이 할당된다. 여기서, 존(SZ1)은 존(SZ2, SZ3) 각각과 부분적으로 겹친다. 존(SZ1)은 아우터 롤(12)의 축방향 중앙을 기준으로 해서 대칭인 것이 바람직하다. 또한, 존(SZ2)은 아우터 롤(12)의 축방향 중앙을 기준으로 해서 존(SZ3)에 대하여 대칭의 위치에 있는 것이 바람직하다.

존(SZ1)에 있어서의 외주면(PR11)에는 축(AX1)을 따라 연장되는 6개의 슬릿(SL1)이 형성되고, 존(SZ2)에 있어서의 외주면(PR11)에는 축(AX1)을 따라 연장되는 6개의 슬릿(SL2)이 형성되며, 존(SZ3)에 있어서의 외주면(PR11)에는 축(AX1)을 따라 연장되는 6개의 슬릿(SL3)이 형성된다. 슬릿(SL1, SL2, SL3) 각각의 길이는 아우터 롤(12)의 전체 길이보다 짧다. 슬릿(SL1, SL2, SL3) 각각의 폭은 예를 들면 0.03㎜~2㎜ 중 적절한 값으로 설정된다. 이하, 슬릿(SL1, SL2, SL3)을 총칭해서 「슬릿(SL)」이라 칭한다.

아우터 롤(12)의 축방향으로부터 슬릿(SL)을 투시했을 때 슬릿(SL)은 축(AX1)에 대하여 방사상으로 형성된다. 구체적으로는 슬릿(SL1)은 60°마다 동일 각도 간격으로 형성되고, 슬릿(SL2)도 60°마다 동일 각도 간격으로 형성되며, 또한 슬릿(SL3)도 60°마다 동일 각도 간격으로 형성된다. 단, 슬릿(SL1)의 형성 위치와 슬릿(SL2)의 형성 위치 사이에는 30°의 오프셋이 확보되고, 슬릿(SL1)의 형성 위치와 슬릿(SL3)의 형성 위치 사이에도 30°의 오프셋이 확보된다. 즉, 축(AX1)을 중심으로 해서 슬릿(SL1)과 슬릿(SL2)은 30°의 각도 차를 가지고 형성되며, 슬릿(SL1)과 슬릿(SL3)도 30°의 각도 차를 가지고 형성된다.

따라서, 존(SZ1~SZ3)의 부분적인 중복에 관계없이 슬릿(SL)은 서로 접촉하지 않고 외주면(PR11)에 형성된다. 즉, 슬릿(SL)은 축(AX1)의 축방향 및/또는 둘레방향의 서로 다른 위치에 배치된다. 또한, 아우터 롤(12)을 직경방향으로부터 바라보았을 때 슬릿(SL) 각각은 후술하는 환상 홈(GR)과 겹치지 않는 위치에 형성된다.

이들 슬릿(SL)의 길이, 폭, 깊이, 또는 둘레방향의 슬릿(SL)의 수를 적절히 설계함으로써 가이드 롤러(10)의 가이드면의 형상이 조정 가능해진다.

도 2(B)를 참조하면, 이너 롤(14)은 축(AX2)을 따른 원통 형상을 하고 있다. 이너 롤(14)은 예를 들면 스테인리스, 알루미늄, 철 또는 수지를 소재로 하고 있다. 이너 롤(14)의 전체 길이는 아우터 롤(12)의 전체 길이와 동일하고, 이너 롤(14)의 두꺼운 두께의 두께는 수㎜~수십㎜의 범위이다. 단, 이너 롤(14)의 외경은 아우터 롤(12)의 내경보다 수㎜ 작다.

이너 롤(14)의 외경은 이너 롤(14)의 외주면(PR21)에 의해 규정되고, 이너 롤(14)의 내경은 이너 롤(14)의 내주면(PR22)에 의해 규정된다. 또한, 이너 롤(14)의 외경 및 내경 각각도 또한 단일 값을 나타내고, 외주면(PR21) 및 내주면(PR22)은 모두 평탄면이며 축방향에 대하여 평행하다.

이너 롤(14)에는 축방향의 중앙부에 존(HZ1)이 할당되고, 한쪽 단부측에 존(HZ2)이 할당되고, 다른쪽 단부측에 존(HZ3)이 할당된다. 존(HZ1)은 이너 롤(14)의 축방향 중앙을 기준으로 해서 대칭인 것이 바람직하다. 또한, 존(HZ2)은 이너 롤(14)의 축방향 중앙을 기준으로 해서 존(HZ3)에 대하여 대칭의 위치에 있는 것이 바람직하다. 축(AX2)이 축(AX1)과 겹치도록 이너 롤(14)을 아우터 롤(12)의 중공부(MD1)에 넣고 이너 롤(14)의 양단을 아우터 롤(12)의 양단에 맞추면 직경방향으로부터 바라보았을 때 존(HZ1~HZ3)은 각각 존(SZ1~SZ3)과 겹친다. 구체적으로는, 존(HZ1)은 존(SZ1)에 의해 완전히 덮히고, 존(HZ2)은 존(SZ2)에 의해 완전히 덮이며, 존(HZ3)은 존(SZ3)에 의해 완전히 덮힌다.

존(HZ1)에는 6개의 구멍(HL1a)과 6개의 구멍(HL1b)이 형성된다. 구멍(HL1a) 및 구멍(HL1b)은 외주면(PR21)과 중공부(MD2)를 관통하도록 형성된다. 이하, 구멍(HL1a, HL1b)을 총칭해서 「구멍(HL1)」이라 칭한다.

이너 롤(14)의 축방향으로부터 구멍(HL1)을 투시했을 때 구멍(HL1)은 축(AX2)에 대하여 방사상으로 형성된다. 구체적으로는, 구멍(HL1a)은 60°마다 동일 각도 간격으로 형성되고, 구멍(HL1b)도 60°마다 동일 각도 간격으로 형성된다. 또한, 구멍(HL1a)의 형성 위치와 구멍(HL1b)의 형성 위치 사이의 오프셋은 0°가 된다. 즉, 축(AX2)을 중심으로 해서 구멍(HL1a)과 구멍(HL1b)의 각도 차는 0°이다.

각각의 구멍(HL1a)은 각각의 환상 홈(GR1a)에 의해 둘러싸여지고, 각각의 구멍(HL1b)도 각각의 환상 홈(GR1b)에 의해 둘러싸여진다. 축방향으로 서로 이웃하는 2개의 구멍(HL1a) 및 구멍(HL1b)은 적절히 거리를 두고 형성되고, 축방향으로 서로 이웃하는 2개의 환상 홈(GR1a) 및 환상 홈(GR1b)도 서로 겹치지 않는 위치에 형성된다.

또한, 축(AX2)의 둘레방향에 있어서의 환상 홈(GR1a)의 양단이 축(AX2)에 대하여 이루는 각도는 60°보다 작고, 축(AX2)의 둘레방향에 있어서의 환상 홈(GR1b)의 양단이 축(AX2)에 대하여 이루는 각도도 60°보다 작다. 따라서, 축(AX2)의 둘레방향에 있어서 서로 이웃하는 2개의 환상 홈(GR1a)이 서로 겹치는 경우는 없고, 축(AX2)의 둘레방향에 있어서 서로 이웃하는 2개의 환상 홈(GR1b)이 서로 겹치는 경우도 없다. 이하, 환상 홈(GR1a, GR1b)을 총칭해서 「환상 홈(GR1)」이라 칭한다.

존(HZ2)에는 6개의 구멍(HL2a)과 6개의 구멍(HL2b)이 형성된다. 구멍(HL2a) 및 구멍(HL2b)은 외주면(PR21)과 중공부(MD2)를 관통하도록 형성된다. 구멍(HL2a) 및 구멍(HL2b)은 축방향으로 나란히 배치된다. 이하, 구멍(HL2a, HL2b)을 총칭해서 「구멍(HL2)」이라 칭한다.

이너 롤(14)의 축방향으로부터 구멍(HL2)을 투시했을 때 구멍(HL2)은 축(AX2)에 대하여 방사상으로 형성된다. 구체적으로는, 구멍(HL2a)은 60°마다 동일 각도 간격으로 형성되고, 구멍(HL2b)도 60°마다 동일 각도 간격으로 형성된다. 또한, 구멍(HL2a)의 형성 위치와 구멍(HL2b)의 형성 위치 사이의 오프셋은 0°가 된다. 즉, 축(AX2)을 중심으로 해서 구멍(HL2a)과 구멍(HL2b)의 각도 차는 0°이다.

각각의 구멍(HL2a)은 각각의 환상 홈(GR2a)에 의해 둘러싸여지고, 각각의 구멍(HL2b)도 각각의 환상 홈(GR2b)에 의해 둘러싸여진다. 축방향으로 서로 이웃하는 2개의 구멍(HL2a) 및 구멍(HL2b)은 적절히 거리를 두고 형성되고, 축방향으로 서로 이웃하는 2개의 환상 홈(GR2a) 및 환상 홈(GR2b)도 서로 겹치지 않는 위치에 형성된다.

또한, 축(AX2)의 둘레방향에 있어서의 환상 홈(GR2a)의 양단이 축(AX2)에 대하여 이루는 각도는 60°보다 작고, 축(AX2)의 둘레방향에 있어서의 환상 홈(GR2b)의 양단이 축(AX2)에 대하여 이루는 각도도 60°보다 작다. 따라서, 축(AX2)의 둘레방향에 있어서 서로 이웃하는 2개의 환상 홈(GR2a)이 서로 겹치는 경우는 없고, 축(AX2)의 둘레방향에 있어서 서로 이웃하는 2개의 환상 홈(GR2b)이 서로 겹치는 경우도 없다. 이하, 환상 홈(GR2a, GR2b)을 총칭해서 「환상 홈(GR2)」이라 칭한다.

존(HZ3)에는 6개의 구멍(HL3a)과 6개의 구멍(HL3b)이 형성된다. 구멍(HL3a) 및 구멍(HL3b)은 외주면(PR21)과 중공부(MD2)를 관통하도록 형성된다. 구멍(HL3a) 및 구멍(HL3b)은 축방향으로 나란히 배치된다. 이하, 구멍(HL3a, HL3b)을 총칭해서 「구멍(HL3)」이라 칭하고, 구멍(HL1, HL2, HL3)을 총칭해서 「구멍(HL)」이라 칭한다.

이너 롤(14)의 축방향으로부터 구멍(HL3)을 투시했을 때 구멍(HL3)은 축(AX2)에 대하여 방사상으로 형성된다. 구체적으로는, 구멍(HL3a)은 60°마다 동일 각도 간격으로 형성되고, 구멍(HL3b)도 60°마다 동일 각도 간격으로 형성된다. 또한, 구멍(HL3a)의 형성 위치와 구멍(HL3b)의 형성 위치 사이의 오프셋은 0°가 된다. 즉, 축(AX2)을 중심으로 해서 구멍(HL3a)과 구멍(HL3b)의 각도 차는 0°이다.

구멍(HL3a) 각각은 환상 홈(GR3a)에 의해 둘러싸여지고, 구멍(HL3b) 각각도 환상 홈(GR3b)에 의해 둘러싸여진다. 축방향으로 서로 이웃하는 2개의 구멍(HL3a) 및 구멍(HL3b)은 적절히 거리를 두고 형성되고, 축방향으로 서로 이웃하는 2개의 환상 홈(GR3a) 및 환상 홈(GR3b)도 서로 겹치지 않는 위치에 형성된다. 또한, 축(AX2)의 둘레방향에 있어서의 환상 홈(GR3a)의 양단이 축(AX2)에 대하여 이루는 각도는 60°보다 작고, 축(AX2)의 둘레방향에 있어서의 환상 홈(GR3b)의 양단이 축(AX2)에 대하여 이루는 각도도 60°보다 작다. 따라서, 축(AX2)의 둘레방향에 있어서 서로 이웃하는 2개의 환상 홈(GR3a)이 서로 겹치는 경우는 없고, 축(AX2)의 둘레방향에 있어서 서로 이웃하는 2개의 환상 홈(GR3b)이 서로 겹치는 경우도 없다. 이하, 환상 홈(GR3a, GR3b)을 총칭해서 「환상 홈(GR3)」이라 칭한다.

구멍(HL1)의 형성 위치와 구멍(HL2)의 형성 위치 사이에는 30°의 오프셋이 확보된다. 마찬가지로, 구멍(HL1)의 형성 위치와 구멍(HL3)의 형성 위치 사이에도 30°의 오프셋이 확보된다. 즉, 축(AX2)을 중심으로 해서 구멍(HL1)과 구멍(HL2)은 30°의 각도 차를 가지고 형성되고, 구멍(HL1)과 구멍(HL3)도 30°의 각도 차를 가지고 형성된다.

따라서, 아우터 롤(12)에 형성된 중공부(MD1)에 이너 롤(14)을 넣은 상태에서 아우터 롤(12)의 외주면(PR11)을 직경방향으로부터 바라보면 슬릿(SL1)은 환상 홈(GR1)을 피하는 위치에 있고, 슬릿(SL2)은 환상 홈(GR2)을 피하는 위치에 있으며, 슬릿(SL3)은 환상 홈(GR3)을 피하는 위치에 있다. 또한, 슬릿(SL1)은 환상 홈(GR2) 및 환상 홈(GR3)을 피하는 위치에 있고, 슬릿(SL2) 및 슬릿(SL3)은 환상 홈(GR1)을 피하는 위치에 있다. 또한, 여기서는 환상 홈(GR3a, GR3b)을 총칭해서 「환상 홈(GR3)」이라 칭하고, 환상 홈(GR1, GR2, GR3)을 총칭해서 「환상 홈(GR)」이라 칭한다.

이너 롤(14)에 형성된 환상 홈(GR) 각각에는 도 3(A)에 나타내는 O링(16)이 감합된다. O링(16)은 탄성 수지를 소재로 하고, O링(16)을 이루는 고리의 직경은 환상 홈(GR) 각각을 이루는 고리의 직경과 일치한다. 단, 환상 홈(GR) 각각의 깊이는 O링(16)의 두께보다 작다.

따라서, O링(16)을 환상 홈(GR) 각각에 감합시키면 도 3(B)에 나타내는 바와 같이 O링(16)이 외주면(PR21)으로부터 부분적으로 돌출된다. 환상 홈(GR) 각각의 깊이 및 O링(16)의 두께는 O링(16)의 돌출부의 높이가 아우터 롤(12)의 내경과 이너 롤(14)의 외경의 차분을 상회하도록 조정된다.

이너 롤(14)은 O링(16)이 장착된 상태로 아우터 롤(12)의 중공부(MD1)에 넣어진다. 이때, 축(AX2)은 축(AX1)과 겹치고, O링(16)은 아우터 롤(14)의 내주면(PR12)으로부터의 압박력에 의해 축소 변형된다[도 6(A) 참조].

도 4(A)에 나타내는 저널(18)은 아우터 롤(12) 및 이너 롤(14)의 축방향의 한쪽 끝에 나사 등에 의해 장착된다. 또한, 도 4(B)에 나타내는 저널(20)은 아우터 롤(12) 및 이너 롤(14)의 축방향의 다른쪽 끝에 나사 등에 의해 장착된다. 또한, 아우터 롤(12)의 양단에는 환상의 캡(17)이 장착되어 있고, 저널(18, 20)은 이 캡(17)을 통해 아우터 롤(12)에 장착된다. 또한, 도 4(C)에 나타내는 회전 조인트(22)는 저널(18)의 선단에 설치된다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 저널(18, 20)은 베어링을 갖는 지지 기구(24, 26)에 의해 지지되고, 가이드 롤러(10)는 축(AX1) 및 축(AX2)의 둘레방향에 있어서 회전 가능하게 된다.

도 5 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 저널(18)에는 유체 급배 기구(28)가 장착된다. 유체 급배 기구(28)는 배관(28a), 압력 조정 밸브(28b) 및 유체원(28c)에 의해 구성된다. 이너 롤(14)의 축방향의 한쪽 끝에는 중공부(MD2)로 통하는 개구(OP1)가 있다. 또한, 저널(18) 및 회전 조인트(22)에는 개구(OP1)로 통하는 급배 통로(AS1, AS2)가 있다. 이에 대하여, 이너 롤(14)의 축방향의 다른쪽 끝은 폐구되고, 또한 저널(20)은 중실(中實)이 된다.

급배 통로(AS2, AS1)를 통해 이너 롤(14)에 압축 공기를 공급하면 중공부(MD2)의 기압이 상승한다. 이때, 중공부(MD2)의 압력은 예를 들면 0.01㎫~1㎫ 중 적절한 값으로 설정된다. 공급된 공기의 일부는 구멍(HL)을 지나 이너 롤(14)의 외부로 배출된다. 단, 구멍(HL) 각각의 주변은 아우터 롤(12)의 내주면(PR12)과 O링(16)에 의해 밀폐되어 있기 때문에 배출된 공기는 이 밀폐 공간에 머무르고 아우터 롤(12)은 밀폐 공간 내의 공기의 압력에 의해 직경방향으로 확대 변형된다. 아우터 롤(12)의 직경의 확대 변형량은 예를 들면 0.0001㎜~2㎜이다. 이때, O링(16)은 아우터 롤(12)의 확대 변형에 따라 복원되는 방향으로 변형된다.

즉, 중공부(MD2)의 기압이 대기압과 같아지면 아우터 롤(12)은 본래의 형상, 즉 도 6(A)에 나타내는 형상을 유지한다. 이에 대하여, 중공부(MD2)의 기압이 상승하면 아우터 롤(12)은 도 6(B)에 나타내는 바와 같이 확대 변형된다. 또한, 확대 변형된 아우터 롤(12)은 중공부(MD2)의 기압을 대기압으로 되돌림으로써 본래의 형상으로 복원된다.

또한, 본 실시예에서는 공기압에 의해 아우터 롤(12)을 변형시키도록 하고 있지만, 유압 등의 다른 유체 압력에 의해 아우터 롤(12)을 변경시켜도 좋다.

또한, 본 실시예에서는 아우터 롤(12)을 확대 변형시키는 것을 상정하고 있지만, 중공부(MD2)의 압력을 감소시킴으로써 아우터 롤(12)을 축소 변형시켜도 좋다. 이때, 중공부(MD2)의 압력은 예를 들면 -0.1㎫~-0.01㎫ 중 적절한 값으로 설정된다.

또는, 아우터 롤(12)에 대하여 외력이 가해지지 않는 상태에서 아우터 롤(12)의 단부보다 중앙부의 외경이 작아지도록 형성해 두고 중공부(MD2)의 기압을 상승시킴으로써 외경을 축방향에 대하여 평행하게 변형시켜도 좋다. 이 경우, 중공부(MD2)의 기압을 대기압으로 되돌림으로써 중앙부의 외경이 축소 변형되게 된다.

또한, 아우터 롤(12)의 슬릿(SL)의 위치를 한쪽 단부측과 다른쪽 단부측에서 다르게 함으로써 양단의 외경이 다른 가이드 롤러(10)를 형성할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 이너 롤(14)에 단일의 중공부(MD2)를 형성하도록 하고 있지만, 중공부(MD2)를 격벽에 의해 2개의 중공부로 분할하고 또한 이너 롤(14)의 축방향의 다른쪽 끝 및 저널(20)에 개구 및 급배 통로를 형성함으로써 2개의 중공부의 기압을 개별적으로 제어하도록 해도 좋다. 이것에 의해, 아우터 롤(12)의 형상을 보다 복잡하게 제어할 수 있다.

또한, 아우터 롤(12)의 외주면(PR11)을 러버 튜브 또는 수지 코팅층에 의해 덮을 수도 있다. 즉, 가이드 롤러(10)는 외주면(PR11)에 형성된 러버 튜브 또는 수지 코팅층을 통해 캐리어 필름(36)을 안내해도 좋다.

이와 같은 구조를 갖는 가이드 롤러(10)는 도 7 및 도 9에 나타내는 시트 성형기(30)에 적용된다. 시트 성형기(30)는 띠형상의 캐리어 필름(36)을 반송하는 필름 반송 장치(40)와, 반송된 캐리어 필름(36)에 슬러리(34)를 도포하는 도공 장치(50)와, 도포된 슬러리(34)를 건조시키는 건조 장치(60)를 구비한다. 필름 반송 장치(40)는 지지체 롤로부터 캐리어 필름(36)을 공급하는 권출부(42)와, 캐리어 필름(36)을 반송하는 반송부(44)와, 캐리어 필름(36)을 롤 형상으로 권취하는 권취부(46)를 구비한다. 캐리어 필름(36)의 반송로에는 도공 장치(50)의 다이헤드(32)의 토출구로 캐리어 필름(36)을 안내하는 한 쌍의 가이드 롤러(10)가 있다. 이 가이드 롤러(10) 중 적어도 한쪽 또는 양쪽에 본원 발명을 적용한다. 또한, 건조 장치(60), 권출부(42) 및 권취부(46)는 공지의 기술에 의해 구성되어 있어 상세한 설명을 생략한다.

도 7에 의하면, 가이드 롤러(10)는 캐리어 필름(36)을 반송하는 반송로의 상류 및 하류 각각에 설치된다. 가이드 롤러(10)를 이루는 아우터 롤(12)의 외주면(PR11)은 캐리어 필름(36)의 한쪽 주면(主面)에 접촉된다. 2개의 가이드 롤러(10)가 시계 방향(화살표 방향)으로 회전하여 캐리어 필름(36)은 반송로를 상류로부터 하류로 반송시킨다.

슬러리(34)를 토출하는 다이헤드(32)는 2개의 가이드 롤러(10) 사이에 설치된다. 다이헤드(32)의 선단은 캐리어 필름(36)의 다른쪽 주면에 근접하고, 이것에 의해 슬러리(34)가 캐리어 필름(36)의 다른쪽 주면에 도공된다.

도공막 두께는 캐리어 필름(36)의 폭방향에 있어서 불균일해질 가능성이 있는 바, 아우터 롤(12)은 이너 롤(14)에 형성된 중공부(MD2)의 기압에 따라서 변형되고 이에 따라 반송로를 반송시키는 캐리어 필름(36)의 주면에도 물결 형상의 변형이 발생한다. 본 실시예에 있어서, 슬러리(34)는 이렇게 해서 변형된 캐리어 필름(36)에 도공된다. 따라서, 중공부(MD2)의 기압을 제어함으로써 캐리어 필름(36)의 주면의 형상을 동적으로 조정할 수 있고, 나아가서는 캐리어 필름(36)의 폭방향에 있어서의 도공막 두께를 동적으로 조정할 수 있다.

또한, 한 쌍의 가이드 롤러(10) 양쪽에 본원 발명을 적용할 경우, 가이드 롤러(10)마다 중공부(MD2)의 기압을 다르게 함으로써 캐리어 필름(36)의 주면에 발생하는 변형을 복잡하게 제어할 수 있다. 또한, 한 쌍의 가이드 롤러(10)로서 다른 사양의 가이드 롤러(10)를 이용하면 캐리어 필름(36)의 주면에 발생하는 변형을 보다 복잡하게 제어할 수 있다.

또한, 시트 성형기(30)에서 가이드 롤러(10)를 구동할 때에 도공막 두께를 리얼타임으로 측정하여 가이드 롤러(10)의 변형 정도를 리얼타임으로 제어하도록 해도 좋다.

또한, 본 실시예에서는 가이드 롤러(10)를 시트 성형기(30)에 적용하도록 하고 있다. 그러나, 인쇄물, 광학 필름, 자기 테이프, 금속 박막 등의 웹의 생산 공정에 있어서 이들 웹을 반송하고 반송 도중의 처리 공정을 거쳐 최종적으로 권취하는 필름 반송 장치(40)에도 본 실시예의 가이드 롤러(10)를 적용할 수 있다.

예를 들면, 양단의 외경을 다르게 하도록 제어할 수 있는 가이드 롤러(10)를 적용함으로써 캐리어 필름(36)의 사행(蛇行)에 대응해서 반송 위치를 조정할 수 있다.

10 : 가이드 롤러 12 : 아우터 롤(제 1 원통체)
14 : 이너 롤(제 2 원통체) 16 : O링(링부재)
18, 20 : 저널 30 : 시트 성형기
32 : 다이헤드 34 : 슬러리
36 : 캐리어 필름(피반송물) 40 : 필름 반송 장치
AX1 : 제 1 축 AX2 : 제 2 축
SL, SL1~SL3 : 슬릿
HL, HL1~HL3, HL1a~HL3a, HL1b~HL3b : 구멍
PR11 : 아우터 롤의 외주면 PR21 : 이너 롤의 외주면
MD1 : 아우터 롤의 중공부 MD2 : 이너 롤의 중공부
GR, GR1~GR3, GR1a~GR3a, GR1b~GR3 : 환상 홈

Claims (7)

1. 제 1 축을 갖는 제 1 원통체와, 상기 제 1 축에 겹치는 제 2 축을 가지며 상기 제 1 원통체에 넣어진 회전 가능한 제 2 원통체를 구비하는 가이드 롤러로서,
   상기 제 1 원통체는 상기 제 1 원통체의 외주면에 복수의 슬릿을 갖고,
   상기 제 2 원통체는 상기 제 2 원통체의 직경방향으로부터 바라보아서 상기 복수의 슬릿을 피하는 위치에 상기 제 2 원통체의 외주면으로부터 상기 제 2 원통체의 중공부로 통하는 복수의 구멍을 갖고,
   제 1 원통체와 제 2 원통체는 각각 둘레방향으로 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 가이드 롤러.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 슬릿 각각은 상기 제 1 원통체의 전체 길이보다 짧은 길이를 갖고, 상기 제 1 축의 축방향 및/또는 둘레방향의 서로 다른 위치에 상기 제 1 축을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 가이드 롤러.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 제 2 원통체는 상기 복수의 구멍을 각각 둘러싸도록 상기 제 2 원통체의 외주면에 형성된 복수의 환상 홈을 더 갖고,
   상기 복수의 환상 홈에 각각 감합되는 복수의 링부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가이드 롤러.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 복수의 링부재 각각은 상기 제 2 원통체의 직경방향으로부터 바라보아서 상기 제 1 원통체의 상기 복수의 슬릿을 피하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 가이드 롤러.
5. 띠형상의 캐리어 필름을 공급하는 권출부와, 캐리어 필름을 반송하는 반송부와, 캐리어 필름을 롤 형상으로 권취하는 권취부를 구비하는 필름 반송 장치로서,
   상기 반송부는,
   제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 가이드 롤러와,
   가이드 롤러의 상기 제 1 원통체 및 상기 제 2 원통체의 양단에 장착되는 한 쌍의 저널과,
   가이드 롤러가 상기 제 1 축을 중심으로 회전 가능해지도록 상기 한 쌍의 저널을 지지하는 지지 기구와,
   상기 한 쌍의 저널 중 적어도 한쪽을 통해 가이드 롤러의 상기 제 2 원통체의 중공부에 유체를 공급 또는 배기하는 유체 급배 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 필름 반송 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 한 쌍의 저널 중 적어도 한쪽은 가이드 롤러의 상기 제 2 원통체의 중공부에 연통되는 급배 통로를 갖는 것을 특징으로 하는 필름 반송 장치.
7. 띠형상의 캐리어 필름의 표면에 시트를 형성하기 위한 시트 성형기로서,
   제 5 항에 기재된 필름 반송 장치에 추가해서,
   반송된 캐리어 필름의 표면에 슬러리를 도포하는 도공 장치와,
   캐리어 필름에 도포된 슬러리를 건조시키는 건조 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 시트 성형기.
   

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