KR102011112B1 - 산업용 롤 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 산업기계에 장착되어 물품을 제조하거나 이송하는데 사용되는 산업용 롤에 관한 것으로서, 롤의 구조를 개선하여 롤의 중량을 감소시키면서도 강도를 최대한 확보할 수 있고, 롤의 중앙 부분 및 양쪽 단부를 보강하여 중앙 부위에서의 처짐 현상을 최소화하는 데 그 목적이 있다.
이를 위하여 본 발명은, 중공 파이프 형태의 롤 몸체와, 상기 롤 몸체의 양 단부에 조립되는 축부재를 포함하여 이루어지는 산업용 롤에 있어서, 상기 롤 몸체는, 내통 파이프(10)와 외통 파이프(20)로 이루어지고, 상기 외통 파이프(20)는 2개로 분할되어 상기 내통 파이프(10)의 외부에 각각 조립되며, 상기 내통 파이프(10)의 중앙부분에 외부로 일정높이 돌출되는 내통 보강부(10a)가 형성되고, 상기 외통 파이프(20)의 중앙부분에 내부로 일정높이 돌출되는 외통 보강부(20a)가 형성되어, 롤의 중앙부분에서 상기 내통 보강부(10a)와 외통 보강부(20a)가 서로 밀착되고, 롤의 양 단부에는 보강부재(40)가 조립되는 것을 특징으로 한다.

Description

산업용 롤 및 그 제조방법{ROLL FOR INDUSTRIAL USE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 각종 산업기계에 장착되어 물품을 제조하거나 이송하는데 사용되는 산업용 롤에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 롤 몸체를 내통 파이프와 외통 파이프로 구성하고, 상기 내통 파이프와 외통 파이프의 중앙 부위에 보강부를 각각 형성하며, 롤의 양단부에 보강부재를 구비하여, 롤의 강도를 향상시킴과 동시에 중앙 부위에서의 롤의 처짐을 방지할 수 있는 산업용 롤 및 그 제조방법에 관한 것이다.

산업용 기계인 필름기계, 제지기계, 섬유기계 등은, 필름, 스트립, 시트 형태의 물품을 제조하거나 이송하기 위한 다수의 롤(Roll)을 구비하고 있다.

상기한 롤은 중량 감소를 위해 파이프 형태가 많이 사용되고 있는데, 도 1은 이러한 중공 롤의 일례를 나타낸 것이다.

종래의 산업용 롤은, 도 1에 도시된 바와 같이, 파이프 형태의 롤 몸체(100)와 상기 롤 몸체(100)의 양단에 삽입되는 축부재(110)를 포함하여 구성된다.

상기 축부재(110)는, 그 양 단부가 베어링(도시 생략)과 조립되어 롤 몸체(100)를 회전시킨다.

또한 축부재(110)는 롤 몸체(100)의 측면을 마감하는 측면마감부(110a)와, 롤 몸체(100)의 내부에 삽입되는 삽입부(110b)로 이루어진다.

상기 삽입부(110b)는 다수의 홈이 형성되어 있고, 상기 홈에 에폭시 본드(120)가 충전되어 롤 몸체(100)의 양 단부에 조립된다.

이렇게 조립된 롤은 통상 2개가 상하로 배치되어 그 사이로 시트상 제품이 통과하도록 한다.

그런데 상기한 종래의 롤 구조는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 장시간 사용시 축부재가 헐거워지는 문제가 있다.

상기한 종래의 롤은, 축부재(110)와 롤 몸체(100)가 에폭시 본드(120)의 결합력에 의해서만 결합되는 구조이므로, 장시간 사용시 본드의 부식 등에 의해 축 부재(110)와 롤 몸체(100)의 결합력이 저하되어 축 부재가 헐거워지게 된다.

이렇게 축 부재(110)가 헐거워지면 축부재의 회전력이 롤 몸체(100)에 정확히 전달되지 않고, 심할 경우 축부재(110)가 이탈되는 현상이 발생하기도 한다.

둘째, 에폭시 본드(120)가 완전히 경화되기 전까지는 롤 몸체(100)의 자중에 의해 롤의 중앙부분이 아래로 처지는 현상이 발생한다. 이러한 현상은 길이가 긴 롤의 경우에 더욱 심하게 발생하게 된다.

롤의 처짐현상이 심해지면, 롤 몸체(100)와 축부재(110) 간의 중심이 어긋나게 되어 롤의 진원도 및 수평 밸런스를 정밀하게 유지하기가 어렵게 된다.

만일 롤의 수평 밸런스가 정확하게 맞지 않으면, 얇은 필름과 같은 고정밀도의 물품을 제조하는 경우에는 사용하기가 곤란해진다.

따라서 도 1과 같은 중공 롤 구조에서는 롤의 길이를 증가시키는데 한계가 있다.

한편, 축부재(110)와 롤 몸체(100)의 결합력을 높이기 위해 삽입부(110b)의 외주면 및 롤 몸체(100)의 내주면에 각각 숫나사부와 암나사부를 형성하여 나사조립을 하기도 한다.

그러나 이 경우에는 한쪽 단부의 나사방향과 다른 쪽 단부의 나사 방향을 서로 다르게 가공하여야 하는 불편함이 있다.

양쪽의 나사를 동일한 방향으로 형성하면, 축부재의 회전에 의해 한쪽의 축 부재가 나사 방향에 의해 풀리게 되기 때문이다.

설사 양쪽 단부의 나사 방향을 서로 다르게 형성한다 하더라도, 롤이 나사가 감기는 한쪽 방향으로 회전하는 경우에만 사용할 수 있고, 롤이 양방향으로 회전하는 경우에는 사용할 수가 없다.

KR 10-0998149 B1 KR 10-1461179 B1

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 롤의 구조를 개선하여 롤의 중량을 감소시키면서도 강도를 최대한 확보할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 롤의 중앙 부분을 보강하여 중앙 부위에서의 처짐 현상을 방지하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 롤의 양 단부를 보강하여 롤의 전체 강도를 향상시키고 축부재와 롤 몸체의 고정력을 향상시키는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 롤의 사용 수명을 연장시키고 축 부재의 헐거워짐을 방지하여, 롤에 의해 제조되는 제품의 품질을 향상시키는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 중공 파이프 형태의 롤 몸체와, 상기 롤 몸체의 양 단부에 조립되는 축부재를 포함하여 이루어지는 산업용 롤에 있어서, 상기 롤 몸체는, 내통 파이프와 외통 파이프로 이루어지고, 상기 외통 파이프는 2개로 분할되어 상기 내통 파이프의 외부에 각각 조립되며, 상기 내통 파이프의 중앙부분에 외부로 일정높이 돌출되는 내통 보강부가 형성되고, 상기 외통 파이프의 중앙부분에 내부로 일정높이 돌출되는 외통 보강부가 형성되어, 롤의 중앙부분에서 상기 내통 보강부와 외통 보강부가 서로 밀착되고, 롤의 양 단부에는 보강부재가 각각 조립되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 내통 파이프와 외통 파이프의 사이에 공간부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 내통 파이프의 양 단부에 축부재가 결합되기 위한 단차부가 형성되어, 상기 축부재가 상기 단차부에 열박음에 의해 조립되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 보강부재는, 롤의 측면을 형성하기 위한 플랜지부와, 상기 플랜지부의 중앙에 형성되어 축부재를 관통하기 위한 관통홀과, 내통 파이프와 외통 파이프 사이의 간극에 삽입되는 링 형상의 삽입부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 산업용 롤의 제조방법은, (a) 내통 파이프의 중앙부분에 외부로 일정 높이 돌출되는 내통 보강부를 형성하고, 양 단부 내측에 단차부를 형성하는 단계(S10), (b) 상기 S10 단계에서 제조된 내통 파이프의 양단 단차부에 축부재를 조립하는 단계(S20), (c) 외통 파이프를 2개로 분할하여 제조하고, 내부로 일정 높이 돌출되는 외통 보강부를 형성한 후, 내통 파이프의 양쪽에서 각각 조립하는 단계(S30), (d) 롤 몸체의 양 단부에 보강부재를 조립하는 단계(S40)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 S20 단계에서, 축부재는 내통 파이프의 단차부에 열박음에 의해 조립되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 S30 단계에서, 2개의 외통 파이프를 내통 파이프에 열박음에 의해 조립하고, 중앙 접촉부위를 용접한 후 연마하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 S40 단계에서, 롤 몸체의 양 단부에 보강부재를 열박음에 의해 조립하고, 외통 파이프의 단부와 보강부재의 접촉부위를 용접한 후 연마하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 S40 단계 이후, 외통 파이프의 외주면에 고무층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 롤을 내통 파이프와 외통 파이프로 구성하고 그 사이에 공간부를 형성함으로써, 롤의 중량을 감소시시키면서도 강도를 최대한 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한 내통 파이프와 외통 파이프의 중앙 부분에 보강부를 형성함으로써, 강도를 향상시켜 중앙 부분에서의 처짐 현상을 방지하는데 있다.

이에 따라 처짐이 발생하지 않는 길이가 긴 중공 형태의 롤을 제조할 수 있는 효과가 있다.

또한 보강부재에 의해 롤의 양단부를 보강함으로써, 내통 파이프와 외통 파이프를 견고하게 고정시키고, 축부재와 롤 몸체를 견고하게 고정시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 축부재의 헐거워짐을 방지하여 롤에 의해 제조되는 물품의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이에 따라 얇은 필름과 같은 고정밀도의 제품을 생산하기에 적합한 중공 형태의 긴 롤을 제조할 수가 있다.

또한 롤의 사용 수명을 연장시켜 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 산업용 롤의 일례를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 산업용 롤의 조립단면도.
도 3은 본 발명에 따른 산업용 롤의 제조과정을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 보강부재의 사시도.

이하 본 발명에 따른 산업용 롤의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 산업용 롤은, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 중공 파이프 형태의 롤 몸체와, 상기 롤 몸체의 양 단부에 조립되는 축부재를 포함하여 이루어진다.

여기서 상기 롤 몸체는, 내통 파이프(10)와 외통 파이프(20)로 이루어지고, 상기 외통 파이프(20)는 2개로 분할되어 상기 내통 파이프(10)의 외부에 각각 조립된다.

즉 본 발명의 롤 몸체는, 일체형의 내통 파이프(10)와 분할형의 외통 파이프(20)로 구성된다.

그리고 상기 내통 파이프(10)의 중앙부분에는, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 외부로 일정높이 돌출되는 내통 보강부(10a)가 형성된다.

또한 상기 외통 파이프(20)의 중앙부분에 내부로 일정높이 돌출되는 외통 보강부(20a)가 형성된다.

상기한 구조에 의해 내통 파이프(10)에 외통 파이프(20)를 조립하게 되면, 롤의 중앙부분에서 상기 내통 보강부(10a)와 외통 보강부(20a)가 서로 밀착하게 된다.

즉 도 2에 도시된 바와 같이, 롤의 중앙 부위에 보강구간(a)이 형성된다.

이에 따라 롤 중앙부분의 강도를 증가시킬 수 있고, 중앙 부분에서 롤이 처지는 현상을 방지하여, 길이가 긴 중공 형태의 롤을 제조할 수가 있다.

또한 롤의 양 단부에는, 도 3(e)에 도시된 바와 같이, 보강부재(40)가 각각 조립된다.

상기 보강부재(40)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 롤의 측면을 형성하는 플랜지부(40c)와, 상기 플랜지부(40c)의 중앙에 형성되어 축부재(30)를 관통하기 위한 관통홀(40b)과, 내통 파이프(10)와 외통 파이프(20) 사이의 간극에 삽입되는 링 형상의 삽입부(40a)를 구비한다.

상기 플랜지부(40c)는, 외통 파이프(20)의 두께만큼 외부로 돌출시켜 외통 파이프(20)를 양쪽에서 지지하기 위한 것이다.

그리고 보강부재(40)에 형성된 관통홀(40b)은, 축부재(30)를 내통 파이프(10)에 조립한 후에 보강부재(40)가 축부재(30)를 통과하여 롤에 조립되도록 하기 위한 것이다.

상기한 삽입부(40a)에 의해 롤의 단부 양쪽에 보강구간(b)이 각각 형성된다.

이에 따라 롤 양단부에서의 강도를 증가시키고, 내통 파이프(10)와 외통 파이프(20)를 견고히 결합시킬 수가 있다.

또한 도 2에 도시된 바와 같이, 보강구간 "a" 및 "b" 구간을 제외한 부분은 빈 공간부(10c)가 된다.

상기한 구조에 의해 롤의 중량을 감소시켜, 롤의 처짐 현상을 최소화할 수 있다.

또한 내통 파이프(10)의 양 단부에는, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 축부재(30)가 결합되기 위한 단차부(10b)가 형성된다.

상기 단차부(10b)는 축부재(30)를 조립하기 위한 것으로, 상기 축부재(30)는 열박음에 의해 상기 단차부(10b)에 조립된다.

이하 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 산업용 롤의 제조과정을 설명한다.

먼저 롤을 가공하기 위한 파이프를 준비한다. 상기 파이프의 재질로는 알루미늄 파이프, 스테인리스 스틸 파이프, 강재 파이프 등이 사용될 수 있다.

이어서, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 내통 파이프(10)의 중앙부분에 외부로 일정 높이 돌출되는 내통 보강부(10a)를 형성하고, 양 단부 내측에는 단차부(10b)를 형성하면 내통 파이프의 제조가 완료된다.

내통 파이프(10)의 제조가 완료되면, 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 내통 파이프(10)의 양단 단차부(10b)에 축부재(30)를 각각 삽입한다.

이때 상기 단차부(10b)를 가열한 후, 열박음에 의해 축부재(30)를 상기 단차부에 결합한다. 상기한 열박음 조립방식은 공지의 기술이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이어서 외통 파이프(20)를 2개로 분할하여 제조하고, 각각의 외통 파이프(20)에 내부로 일정 높이 돌출되는 외통 보강부(20a)를 형성한다.

그리고 상기 외통 파이프(20)를 내통 파이프(10)의 양쪽에서 각각 열박음에 의해 조립한다.

그러면 도 3(d)에 도시된 바와 같이, 내통 파이프(10)의 내통 보강부(10a)와 외통 파이프(20)의 외통 보강부(20a)가 서로 밀착되어 결합된다.

이어서 상기 2개의 외통 파이프(20)가 만나는 중앙부분을 용접한 다음, 그라인더로 편평하게 연마한다.

이어서 도 3(e)에 도시된 바와 같이, 롤의 양 단부 즉, 내통 파이프(10)와 외통 파이프(20) 사이의 간극에 보강부재(40)를 열박음에 의해 조립한다.

이때 상기 보강부재(40)에 축부재(30)가 관통하기 위한 관통홀(40b)이 형성되어 있으므로, 축부재(30)가 내통 파이프(10)에 조립된 상태에서 추가로 보강부재(40)를 조립할 수가 있다.

또한 상기 보강부재(40)에 구비된 링 형상의 삽입부(40a)는, 내통 파이프(10)와 외통 파이프(20) 사이의 간극에 삽입된다.

그리고 보강부재(40)의 플랜지부(40c)는, 외통 파이프(20)의 두께만큼 돌출되어 양쪽에서 외통 파이프(20)를 잡아주게 된다.

이어서 도 3(f)에 도시된 바와 같이, 외통 파이프(20)의 단부(A)와 보강부재(40)의 플랜지부(40c)를 용접한 다음 그라인더로 편평하게 연마하면, 산업용 롤의 제조가 완료된다.

또한 상기 외통 파이프(20)의 외주면에 고무층(50)을 더 형성할 수도 있다.

그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 고무층 외에 다양한 재질의 코팅층을 형성할 수도 있다.

시트상 제품의 제조에 사용되는 중공 형태의 롤은, 강도를 유지하면서 최대한 경량화시키고, 중앙 부위에서 처짐을 방지하는 것이 중요한 과제로 되어 있다.

그런데 종래의 중공 형태의 롤은 이러한 요구를 충족시키지 못하고 있고, 특히 중앙 부위에서 처짐이 발생하는 것을 피할 수가 없다.

이에 따라 길이가 긴 중공 형태의 롤을 제조하기에 어려움을 겪고 있다.

그러나 본 발명에 의하면, 롤 몸체를 일체형의 내통 파이프(10)와 분할형의 외통 파이프(20)로 구성하고, 내통 파이프(10)의 중앙부위에 내통 보강부(10a)를 형성하며, 외통 파이프(20)의 중앙부위에 외통 보강부(20a)를 형성하여, 상기 내통 보강부(10a)와 외통 보강부(20a)를 견고하게 밀착시키고 있다.

이에 따라 롤 중앙부위에 보강구간(a)이 형성되므로, 강도를 향상시킬 수 있고, 롤 중앙 부위에서의 처짐량을 방지할 수 있다.

특히 길이가 긴 중공형태의 롤에서 중앙 부위의 처짐량을 최소화할 수 있으므로, 고정밀도를 요하는 얇은 필름의 제조에 매우 유용하게 사용될 수 있다.

또한 내통 파이프(10)와 외통 파이프(20) 사이에 공간부(10c)를 형성함으로서, 롤의 중량을 감소시키고 있다.

또한 롤의 양단부에 기존의 축부재(30) 외에 추가로 보강부재(40)를 견고히 결합시킴으로써, 롤의 양단부에도 보강구간(10c)을 형성하고 있다.

이에 따라 롤의 양단부에서 내통 파이프와 외통 파이프를 견고하게 지지할 수 있고, 롤 전체의 강도를 향상시켜 롤의 사용수명을 연장시킬 수가 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것으로서 본 발명의 범위는 상기한 특정 실시예에 한정되지 아니한다. 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어남이 없이 다양한 변경 및 수정이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

10: 내통 파이프 10a: 내통 보강부
10b: 단차부 10c: 공간부
20: 외통 파이프 20a: 외통 보강부
30: 축부재 30a: 내통 삽입부 40: 보강부재 40a: 삽입부
40b: 관통홀 40c: 플랜지부
50: 고무층
100: 롤 몸체 110: 축부재
110a: 측면 마감부 110b: 삽입부
120: 에폭시 본드

Claims (9)

1. 내통 파이프(10)와 외통 파이프(20)로 이루어지는 롤 몸체와, 상기 롤 몸체의 양 단부에 조립되는 축부재(30)를 포함하고, 상기 외통 파이프(20)는 2개로 분할되어 상기 내통 파이프(10)의 외부에 각각 조립되며, 상기 내통 파이프(10)의 중앙부분에 외부로 일정높이 돌출되는 내통 보강부(10a)가 형성되고, 상기 외통 파이프(20)의 중앙부분에 내부로 일정높이 돌출되는 외통 보강부(20a)가 형성되어, 롤의 중앙부분에서 상기 내통 보강부(10a)와 외통 보강부(20a)가 서로 밀착되고, 상기 내통 파이프(10)와 외통 파이프(20)의 사이에 공간부(10c)가 형성되며, 롤의 양 단부에는 보강부재(40)가 각각 조립되는 산업용 롤에 있어서,
   상기 내통 파이프(10)의 양 단부에 축부재(30)가 결합되기 위한 단차부(10b)가 형성되어, 상기 축부재(30)가 상기 단차부(10b)에 열박음에 의해 조립되고,
   상기 보강부재(40)는,
   롤의 측면을 형성하면서 외통 파이프(20)의 두께만큼 돌출되어, 조립 후에 외통 파이프(20)의 단부와 용접되어 외통 파이프(20)를 잡아주는 플랜지부(40c)와,
   상기 플랜지부(40c)의 축부 중앙에 형성되어, 조립시 축부재(30)가 관통되도록 하기 위한 관통홀(40b)과,
   내통 파이프(10)와 외통 파이프(20) 사이의 간극에 삽입되는 링 형상의 삽입부(40a)를 구비하고,
   상기 보강부재(40)는, 상기 축부재(30)가 내통 파이프(10)에 조립된 상태에서, 상기 내통 파이프(10)와 외통 파이프(20) 사이의 간극에 열박음에 의해 조립되는 것을 특징으로 하는 산업용 롤.
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5. 중공 파이프 형태의 롤 몸체와, 상기 롤 몸체의 양 단부에 조립되는 축부재를 포함하여 이루어지는 산업용 롤의 제조방법에 있어서,
   (a) 내통 파이프(10)의 중앙부분에 외부로 일정 높이 돌출되는 내통 보강부(10a)를 형성하고, 양 단부 내측에 단차부(10b)를 형성하는 단계(S10),
   (b) 상기 S10 단계에서 제조된 내통 파이프(10)의 양단 단차부(10b)에 축부재(30)를 조립하는 단계(S20),
   (c) 외통 파이프(20)를 2개로 분할하여 제조하고, 내부로 일정 높이 돌출되는 외통 보강부(20a)를 형성한 후, 내통 파이프(10)의 양쪽에서 각각 조립하는 단계(S30),
   (d) 롤 몸체의 양 단부에 보강부재(40)를 조립하는 단계(S40)를 포함하고,
   상기 S20 단계에서, 축부재(30)는 내통 파이프(10)에 형성된 단차부(10b)에 열박음에 의해 조립되고,
   상기 S30 단계에서, 2개의 외통 파이프(20)를 내통 파이프(10)에 열박음에 의해 조립하고, 중앙 접촉부위를 용접한 후 연마하는 단계를 포함하고,
   상기 S40 단계에서,
   상기 보강부재(40)의 플랜지부(40c)에 형성된 관통홀(40b)에 축부재(30)가 통과되도록 하면서, 링 형상의 삽입부(40a)가 내통 파이프(10)와 외통 파이프(20) 사이의 간극에 열박음에 의해 조립되도록 한 후, 외통 파이프(20)의 단부와 보강부재(40)의 플랜지부(40c)를 용접한 다음 연마하는 단계를 포함하고,
   상기 S40 단계 이후, 외통 파이프(20)의 외주면에 고무층(50)을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 롤의 제조방법.
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