KR102154783B1

KR102154783B1 - 프릭션 샤프트

Info

Publication number: KR102154783B1
Application number: KR1020200062744A
Authority: KR
Inventors: 김윤기; 김진환
Original assignee: 김윤기; 김진환
Priority date: 2020-05-26
Filing date: 2020-05-26
Publication date: 2020-09-10

Abstract

프릭션 샤프트에 관한 것으로, 원기둥 형태로 적어도 하나의 에어홀이 형성되어 있는 회전축, 원판 형태로 복수 개의 수직슬롯이 회전축의 축방향의 수직방향으로 형성되어 있고, 복수 개의 수직슬롯과 회전축의 에어홀이 연통되도록 회전축에 끼워지는 러그하우징, 각각이 각 수직슬롯 내부의 바닥 측에 배치되는 복수 개의 수직피스톤, 및 각각이 하측둘레가 돌출된 캡 형태로 각 수직슬롯의 러그홈에 하측둘레가 끼워진 상태에서 각 수직피스톤에 탑재되는 구조로 각 수직슬롯의 내부에 배치되는 복수 개의 러그를 포함한다. 회전축의 에어홀로부터 압축공기가 분출되면, 분출된 압축공기는 각 수직슬롯의 바닥면 틈새를 통해 각 수직슬롯의 내부로 유입되고, 각 수직피스톤은 유입된 압축공기의 압력에 의해 수직방향으로 상승하고, 각 러그는 수직피스톤과의 접촉에 의한 밀림에 의해 수직방향으로 상승하여 러그하우징의 외주면으로부터 돌출된다.

Description

프릭션 샤프트 {Friction shaft}

프릭션 샤프트에 관한 것으로, 특히 직물 원단, 포장지, 비닐필름 등과 같은 각종 시트류제품을 권취하기 위한 프릭션 샤프트에 관한 것이다.

직물 원단, 포장지, 비닐필름 등과 같은 각종 시트류제품은 그 부피를 줄이기 위해 권취된 상태로 유통된다. 각종 시트류제품을 권취하기 위해 프릭션 샤프트가 이용된다. 각종 시트류제품의 권취를 용이하게 하고 제품 보호를 위해 프릭션 샤프트에 종이 또는 합성수지 소재의 지관이 끼워지고, 지관에 시트류제품의 일단이 부착된다. 시트류제품을 지관에 권취할 때에는 프릭션 샤프트의 회전력은 지관에 전달되어, 프릭션 샤프트와 함께 회전하는 지관에 시트류제품이 권취된다. 지관에 권취된 시트류제품을 풀어낼 때에는 프릭션 샤프트의 회전력이 지관에 전달되지 않는다.

대한민국등록특허 제10-1232728호 "프릭션 샤프트", 대한민국등록실용신안 제20-0379171호 "슬리터용 프릭션 샤프트", 대한민국등록실용신안 제20-0245314호 "슬리터용 프릭션 샤프트" 등 종래의 프릭션 샤프트 대부분은 러그가 그 하측에 위치한 부재의 경사면을 따라 이동하면서 상승하는 구조를 취하고 있다. 이러한 종래의 프릭션 샤프트에서는 시트류제품의 무게가 증가할 경우에 러그가 경사면을 따라 미끄러져 하강하는 현상이 빈번하게 발생하였다.

이러한 러그의 미끄러짐 현상으로 인해, 러그와 지관간의 접촉 마찰력이 급격하게 감소하게 되고 러그가 지관 내주면의 정확한 위치에 접촉되지 못함에 따라 지관이 원래 위치로부터 이탈될 수 있다. 결국, 시트류제품의 권취 불량이 발생하게 된다. 러그와 경사면 부재간의 슬라이딩 이동 구조는 러그, 경사면부재, 지관 등 부품의 마모를 유발할 뿐만 아니라 이런 부품 마모로 인해 이물질이 발생하여 프릭션 샤프트의 내구성이 저하된다. 또한, 종래의 프릭션 샤프트는 회전축의 회전에 따라 항상 지관이 회전하는 구조를 취하고 있기 때문에 시트류제품이 엉킴 등으로 인해 더 이상 감기기 어려울 때에 지관 회전에 의해 시트류제품이 손상되는 경우가 빈번하게 발생하였다.

시트류제품의 무게에 상관없이 회전축의 회전력이 지관에 정확하게 전달되어 시트류제품의 권취 불량이 발생하지 않도록 하면서 시트류제품의 무게 증가에 따른 러그, 피스톤, 지관 등 부품의 마모 현상이 발생하지 않고 이물질이 발생하지 않으며 내구성이 향상된 프릭션 샤프트를 제공하는 데에 있다. 또한, 시트류제품이 엉킴 등으로 인해 더 이상 감기기 어려울 때에 지관의 회전이 정지되어 시트류제품의 찢김 등의 손상이 방지될 수 있도록 하는 프릭션 샤프트를 제공하는 데에 있다.

상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있다.

본 발명에 따른 프릭션 샤프트는 원기둥 형태로 적어도 하나의 에어홀이 형성되어 있는 회전축; 원판 형태로 복수 개의 수직슬롯이 상기 회전축의 축방향의 수직방향으로 형성되어 있고, 상기 복수 개의 수직슬롯과 상기 회전축의 에어홀이 연통되도록 상기 회전축에 끼워지는 러그하우징; 각각이 상기 각 수직슬롯 내부의 바닥 측에 배치되는 복수 개의 수직피스톤; 및 각각이 하측둘레가 돌출된 캡 형태로 상기 각 수직슬롯의 러그홈에 상기 하측둘레가 끼워진 상태에서 상기 각 수직피스톤에 탑재되는 구조로 상기 각 수직슬롯의 내부에 배치되는 복수 개의 러그를 포함한다.

상기 회전축의 에어홀로부터 압축공기가 분출되면, 상기 분출된 압축공기는 상기 각 수직슬롯의 바닥면 틈새를 통해 상기 각 수직슬롯의 내부로 유입되고, 상기 각 수직피스톤은 상기 유입된 압축공기의 압력에 의해 상기 수직방향으로 상승하고, 상기 각 러그는 상기 수직피스톤과의 접촉에 의한 밀림에 의해 상기 수직방향으로 상승하여 상기 러그하우징의 외주면으로부터 돌출된다.

상기 프릭션 샤프트는 원판 형태로 복수 개의 수평슬롯이 상기 회전축의 축방향에 해당하는 수평방향으로 형성되어 있고, 상기 복수 개의 수평슬롯과 상기 회전축의 에어홀이 연통되도록 상기 회전축에 끼워지는 피스톤하우징; 및 각각이 상기 각 수평슬롯의 내부에 배치되는 복수 개의 수평피스톤을 더 포함하고, 상기 피스톤하우징은 상기 회전축에 압착된 상태로 끼워져 상기 회전축의 회전 시에 상기 회전축의 회전을 따라 회전하고, 상기 회전축의 각 에어홀로부터 압축공기가 분출되면, 상기 분출된 압축공기는 상기 각 수평슬롯의 바닥면 틈새를 통해 상기 각 수평슬롯의 내부로 유입되고, 상기 각 수평피스톤은 상기 유입된 압축공기의 압력에 의해 상기 수평 방향으로 이동하여 상기 러그하우징에 접촉하게 되고, 상기 러그하우징은 상기 회전축의 회전 시에 상기 복수 개의 수평피스톤과의 접촉 마찰력에 의해 상기 피스톤하우징과 함께 회전할 수 있다.

상기 프릭션 샤프트는 상기 러그하우징의 내주면과 상기 회전축의 외주면이 서로 독립적으로 회전 가능하도록, 상기 러그하우징의 내주면과 상기 회전축의 외주면 사이에 삽입되는 적어도 하나의 볼베어링을 더 포함하고, 상기 러그하우징은 상기 러그하우징의 내주면과 상기 회전축의 외주면이 서로 독립적으로 회전 가능한 구조에서 상기 회전축의 회전 시에 상기 복수 개의 수평피스톤과의 접촉 마찰력에 의해 상기 피스톤하우징과 함께 회전할 수 있다.

상기 러그하우징의 전측 중공과 후측 중공 각각의 내경은 중간측의 중공 내경보다 크게 형성되어 상기 러그하우징의 전측 중공과 후측 중공 각각에 두 개의 볼베어링 각각이 압입되고, 상기 두 개의 볼베어링 사이에 위치한 러그하우징의 내경은 상기 각 볼베어링의 내경보다 크게 형성됨에 따라 상기 러그하우징의 내주면과 상기 회전축의 외주면은 서로 독립적으로 회전 가능할 수 있다.

상기 프릭션 샤프트는 상기 피스톤하우징과 상기 러그하우징이 서로 이격되도록 상기 피스톤 하우징과 상기 적어도 하나의 볼베어링 사이에 삽입되는 칼라를 더 포함하고, 상기 칼라의 두께에 따라 상기 피스톤하우징과 상기 러그하우징 사이의 이격 거리가 변화되고, 상기 피스톤하우징과 상기 러그하우징 사이의 이격 거리의 변화에 따라 상기 러그하우징과 상기 수평피스톤간의 접촉 마찰력은 변동될 수 있다.

상기 러그하우징은 상기 각 수직슬롯의 입구 주위 일부가 함몰된 형태로 형성되고, 상기 프릭션 샤프트는 상기 각 수직슬롯의 입구 주위 함몰 부위를 덮는 링 형태로 상기 러그하우징에 결합되는 하우징커버를 더 포함하고, 상기 각 수직피스톤과 상기 각 러그가 상기 각 수직슬롯의 입구 주위 함몰 부위를 통해 상기 각 수직슬롯의 내부에 진입된 후에 상기 하우징커버는 상기 러그하우징에 결합될 수 있다.

회전축의 에어홀로부터 압축공기가 분출되면, 그 압축공기는 각 수직슬롯의 바닥면 틈새를 통해 각 수직슬롯의 내부로 유입되고, 각 수직피스톤은 유입된 압축공기의 압력에 의해 수직방향으로 상승하고, 각 러그는 수직피스톤과의 접촉에 의한 밀림에 의해 수직방향으로 상승하여 러그하우징의 외주면으로부터 돌출되는 방식으로 각 러그가 지관에 접촉됨으로써 프릭션 샤프트에 의해 권취되는 시트류제품의 무게에 상관없이 각 러그가 지관 내주면의 정확한 위치에 접촉될 수 있고, 압축공기의 압력에 정확하게 비례하는 러그와 지관간의 접촉 마찰력을 회전축이 회전하는 동안 계속적으로 유지할 수 있다. 이에 따라, 프릭션 샤프트에 의해 권취되는 시트류제품의 무게에 상관없이 회전축의 회전력이 지관에 정확하게 전달되어 시트류제품의 권취 불량이 발생하지 않게 된다. 그 뿐만 아니라, 시트류제품의 무게 증가에 따른 러그, 피스톤, 지관 등 부품의 마모 현상이 발생하지 않고 이물질이 발생하지 않으며 프릭션 샤프트의 내구성이 향상된다.

종래의 프릭션 샤프트 대부분은 러그가 그 하측에 위치한 부재의 경사면을 따라 이동하면서 상승하는 구조를 취하고 있기 때문에 시트류제품의 무게가 증가할 경우에 러그가 경사면을 따라 미끄러져 하강하는 현상이 빈번하게 발생하였다. 이러한 러그의 미끄러짐 현상으로 인해, 러그와 지관간의 접촉 마찰력이 급격하게 감소하게 되고 러그가 지관 내주면의 정확한 위치에 접촉되지 못함에 따라 지관이 원래 위치로부터 이탈될 수 있다. 결국, 시트류제품의 권취 불량이 발생하게 된다. 러그와 경사면 부재간의 슬라이딩 이동 구조는 러그, 경사면부재, 지관 등 부품의 마모를 유발할 뿐만 아니라 이런 부품 마모로 인해 이물질이 발생하여 프릭션 샤프트의 내구성이 저하된다. 본 발명에 따른 프릭션 샤프트에서는 종래의 프릭션 샤프트에서 빈번하게 발생하는 러그 미끄러짐 현상, 부품 마모 현상, 이물질 발생, 내구성 저하가 발생하지 않는다.

회전축의 각 에어홀로부터 압축공기가 분출되면, 그 압축공기는 각 수평슬롯)의 바닥면 틈새를 통해 각 수평슬롯의 내부로 유입되고, 각 수평피스톤은 유입된 압축공기의 압력에 의해 수평 방향으로 이동하여 러그하우징에 접촉하게 되고, 러그하우징은 회전축의 회전 시에 복수 개의 수평피스톤과의 접촉 마찰력에 의해 피스톤하우징과 함께 회전함으로써 시트류제품이 엉킴 등으로 인해 더 이상 감기기 어려울 때에 회전축의 회전에 따라 피스톤하우징이 회전하더라도 러그하우징의 회전이 정지되고, 결과적으로 지관의 회전이 정지되어 시트류제품의 찢김 등의 손상이 방지될 수 있다. 이 경우, 수평피스톤이 러그하우징의 표면상에서 미끄러지면서 피스톤하우징의 회전은 유지되고 러그하우징의 회전은 정지된다. 종래의 프릭션 샤프트는 회전축의 회전에 따라 항상 지관이 회전하는 구조를 취하고 있기 때문에 시트류제품이 엉킴 등으로 인해 더 이상 감기기 어려울 때에 지관 회전에 의해 시트류제품이 손상되는 경우가 빈번하게 발생하였다.

상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 효과가 도출될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프릭션 샤프트의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 프릭션 샤프트의 분해 상세도이다.
도 3은 압축공기를 제거한 상태에서의 조립체의 종단면도이다.
도 4는 압축공기를 제거한 상태에서의 조립체의 절개도이다.
도 5는 압축공기를 주입한 상태에서의 조립체의 종단면도이다.
도 6은 압축공기를 주입한 상태에서의 조립체의 절개도이다.
도 7은 도 1에 도시된 회전축(10)과 각 조립체의 종단면도이다.
도 8은 도 1에 도시된 회전축(10)과 각 조립체의 절개도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프릭션 샤프트의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 프릭션 샤프트의 분해 상세도이고, 도 3, 4는 압축공기를 제거한 상태에서의 프릭션 샤프트를 도시한 도면이고, 도 5, 6은 압축공기를 주입한 상태에서의 프릭션 샤프트를 도시한 도면이고, 도 7은 회전축(10)과 각 조립체의 종단면도이고, 도 8은 회전축(10)과 각 조립체의 절개도이다. 도 1~8을 참조하면, 본 실시예에 따른 프릭션 샤프트는 회전축(10), 피스톤하우징(21), 복수 개의 수평피스톤(22), 러그하우징(23), 복수 개의 수직피스톤(24), 복수 개의 러그(25), 복수 개의 볼베어링(26), 칼라(27), 하우징커버(28), 탄성링(29), 및 복수 개의 볼트(210)로 구성된다.

피스톤하우징(21), 복수 개의 수평피스톤(22), 러그하우징(23), 복수 개의 수직피스톤(24), 복수 개의 러그(25), 복수 개의 볼베어링(26), 칼라(27), 하우징커버(28), 복수 개의 탄성링(29), 및 복수 개의 볼트(210)는 도 3~8에 도시된 바와 같이 조립된다. 도 1에는 이와 같이 조립된 상태의 조립체 하나와 분해된 상태의 조립체 하나가 도시되어 있다. 도 2에는 이러한 조립체에 대해 러그(25)와 볼트(210)를 포함하여 분해된 상태가 도시되어 있다. 도 3, 5에는 각 조립체의 종단면도가 도시되어 있고, 도 4, 6에는 각 조립체의 절개도가 도시되어 있다. 각 조립체의 부품들간의 구별을 쉽게 할 수 있도록 서로 다른 부품들 단면에 서로 다른 해치를 표시하였다.

이하에서는 각 조립체에 대해 피스톤하우징(21) 측 방향을 전측으로, 하우징커버(28) 측 방향을 후측으로 하고, 회전축(10) 측의 중심을 향하는 방향을 하측으로 하고, 회전축(10)으로부터 외측을 향하는 방향을 상측으로 하여 설명하기로 한다.

직물 원단, 포장지, 비닐필름 등과 같은 각종 시트류제품은 그 부피를 줄이기 위해 권취된 상태로 유통된다. 각종 시트류제품을 권취하기 위해 프릭션 샤프트가 이용된다. 각종 시트류제품의 권취를 용이하게 하고 제품 보호를 위해 프릭션 샤프트에 종이 또는 합성수지 소재의 지관(미도시)이 끼워지고, 지관에 시트류제품의 일단이 부착된다. 회전축(10)이 회전하게 되면, 본 실시예의 프릭션 샤프트에 끼워진 지관이 회전하게 되고, 이와 같이 회전하는 지관에 시트류제품이 권취된다. 조립체의 개수는 이러한 시트류제품의 폭에 맞추어 결정된다. 회전축에는 시트류제품의 폭에 맞는 여러 개의 조립체가 끼워진다.

회전축(10)은 중공의 원기둥 형태로 그 외주면에는 적어도 하나의 일자형 에어홀(101)이 형성되어 있다. 도 1, 7, 8에 도시된 바와 같이, 회전축(10)의 외주면에는 하나의 에어홀(101)이 형성될 수도 있고 외주면 둘레의 일정 간격으로 복수 개의 에어홀(101)이 형성되어 있을 수도 있다. 회전축(10)은 시트류제품을 권취하고자 할 때에 작업자의 조작에 따라 모터(미도시)에 회전된다. 회전축(10)의 중공에는 에어컴프레서(미도시)가 연결되어 있어, 회전축(10)의 회전 시에 회전축(10)의 중공에 압축공기가 주입된다. 도 5, 8에 도시된 바와 같이, 회전축(10)의 중공과 에어홀(101) 사이에는 여러 개의 에어통로(102)가 형성되어 있음에 따라 회전축(10)의 중공에 압축공기가 주입되면, 회전축(10)의 에어홀(101)로부터 압축공기가 분출된다.

피스톤하우징(21)은 중공의 원판 형태로 회전축(10)에 압착된 상태로 끼워져 회전축(10)의 회전 시에 회전축(10)의 회전을 따라 회전한다. 피스톤하우징(21)의 후면에는 복수 개의 수평슬롯(211)이 회전축(10)의 축방향에 해당하는 수평방향으로 형성되어 있다. 각 수평슬롯(211)은 원형으로 함몰된 슬롯 형태로 그 입구는 피스톤하우징(21)의 후면에 형성되어 있고, 그 바닥면은 피스톤하우징(21)의 전면에 근접하여 위치한다. 도 1, 2에 도시된 예에 따르면, 피스톤하우징(21)의 후면에는 16 개의 수평슬롯(211)이 일정 간격으로 원형으로 나열되어 형성되어 있다. 피스톤하우징(21)은 그것의 복수 개의 수평슬롯(211)과 회전축(10)의 에어홀(101)이 연통되도록 회전축(10)에 끼워진다. 도 3~8을 참조하면, 각 수평슬롯(211)의 바닥면에는 압축공기가 유입되는 틈새가 형성되어 있고, 피스톤하우징(21)에는 각 수평슬롯(211)의 바닥면 톰새와 회전축(10)의 에어홀(101)이 연통되도록 하는 통로가 형성되어 있다. 이에 따라, 회전축(10)의 에어홀(101)로부터 압축공기가 분출되면, 분출된 압축공기는 각 수평슬롯(211)의 바닥면 톰새를 통해 각 수평슬롯(211)의 내부로 유입된다.

복수 개의 수평피스톤(22)은 그 각각이 아령 형태로 각 수평슬롯(211)의 내부에 배치된다. 각 수평피스톤(22)은 고무패킹 삽입을 위해 아령 형태로 형성된다. 도 3~8에 도시된 바와 같이, 각 수평슬롯(211)의 내면과 각 수평피스톤(22) 사이에는 압축공기의 누출을 막기 위한 고무패킹이 삽입된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 각 수평슬롯(211)의 내부로 압축공기가 유입되면, 각 수평슬롯(211)의 내부에 위치하는 각 수평피스톤(22)은 이와 같이 유입된 압축공기의 압력에 의해 러그하우징(23) 측으로 수평 이동하여 러그하우징(23)에 접촉하게 된다. 여기에서, 각 수평피스톤(22)의 수평 이동은 회전축(10)의 축방향에 해당하는 수평방향으로의 이동을 말한다. 각 수평피스톤(22)은 수평 이동이 진행됨에 따라, 그 일부가 각 수평슬롯(211)의 입구로부터 노출된다. 각 수평피스톤(22)의 노출 부위는 러그하우징(23)에 접촉하게 된다. 러그하우징(23)은 회전축(10)의 회전 시에 16 개의 수평피스톤(22)과의 접촉 마찰력에 의해 피스톤하우징(21)과 함께 회전하게 된다.

각 수평피스톤(22)이 각 수평슬롯(11)의 바닥면에 밀착되어 있으면, 각 수평피스톤(22)과 각 수평슬롯(11)의 바닥면 사이에 압축공기가 유입되기 어렵기 때문에 각 수평피스톤(22)과 각 수평슬롯(11)의 바닥면 사이가 약간 벌어지도록 하는 형태로 각 수평슬롯(211)의 내부는 형성될 수 있다.

러그하우징(23)은 중공의 원판 형태로 회전축(10)에 끼워진 피스톤하우징(21)의 후면 다음에 그 전면이 위치하도록 회전축(10)에 끼워진다. 피스톤하우징(21)과는 달리, 러그하우징(23)은 회전축(10)에 회전 가능하도록 끼워진다. 러그하우징(23)의 외주면에는 복수 개의 수직슬롯(231)이 회전축(10)의 축방향의 수직방향으로 형성되어 있다. 각 수직슬롯(231)은 상부가 사각형으로 함몰되고 하부가 원형으로 함몰된 슬롯 형태로 그 입구는 러그하우징(23)의 외주면에 형성되어 있고, 그 바닥면은 러그하우징(23)의 내주면에 근접하여 위치한다. 도 1, 2에 도시된 예에 따르면, 러그하우징(23)의 외주면에는 6 개의 수직슬롯(231)이 형성되어 있다.

러그하우징(23)은 복수 개의 수직슬롯(231)과 회전축(10)의 에어홀(101)이 연통되도록 회전축(10)에 끼워진다. 도 3~8을 참조하면, 각 수직슬롯(231)의 바닥면에는 압축공기가 유입되는 틈새가 형성되어 있고, 각 수직슬롯(231)의 바닥면 톰새와 회전축(10)의 에어홀(101)이 연통되도록 복수 개의 수직슬롯(231)의 바닥면 틈새는 러그하우징(23)의 내주면의 홈 형태로 서로 연결된다. 이에 따라, 회전축(10)의 에어홀(101)로부터 압축공기가 분출되면, 그 압축공기는 각 수직슬롯(231)의 바닥면 톰새를 통해 각 수직슬롯(231)의 내부로 유입된다. 즉, 회전축(10)의 에어홀(101)로부터 압축공기가 분출되면, 그 압축공기는 각 수평슬롯(211)의 바닥면 톰새와 각 수직슬롯(231)의 바닥면 톰새를 통해 각 수평슬롯(211)의 내부와 각 수직슬롯(231)의 내부로 동시에 유입된다.

복수 개의 수직피스톤(24)은 그 각각이 각 수직슬롯(231) 내부의 바닥 측에 배치된다. 각 수직피스톤(24)은 고무패킹 삽입을 위해 아령 형태로 형성된다. 도 3~8에 도시된 바와 같이, 각 수직슬롯(231)의 내면과 각 수직피스톤(24) 사이에는 압축공기의 누출을 막기 위한 고무패킹이 삽입된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 각 수직슬롯(231)의 내부로 압축공기가 유입되면, 각 수직슬롯(231)의 내부에 위치하는 각 수직피스톤(24)은 이와 같이 유입된 압축공기의 압력에 의해 수직방향으로 상승한다. 여기에서, 각 수평피스톤(22)의 수직방향 상승은 회전축(10)의 축방향의 수직방향으로의 상승을 말한다. 각 수직피스톤(24)은 상승이 진행됨에 따라, 그 상면에 접촉해 있는 러그(25)를 밀어 올리게 된다. 러그하우징(23)의 외주면에 6 개의 수직슬롯(231)이 형성되어 있음에 따라 러그하우징(23)에는 총 6 개의 수직피스톤(24)이 내장되어 있다.

복수 개의 러그(25)는 그 각각이 하측둘레가 돌출된 사각캡 형태로 각 수직슬롯(231)의 러그홈(232)에 그 하측둘레가 끼워진 상태에서 각 수직피스톤에 탑재되는 구조로 각 수직슬롯(231)의 내부에 배치된다. 각 수직슬롯(231)의 내부로 압축공기가 유입되어 각 수직피스톤(24)이 러그(25)를 밀어 올리게 되면, 각 러그(25)는 수직피스톤(24)과의 접촉에 의한 밀림에 의해 수직 방향으로 상승하여 러그하우징(23)의 외주면으로부터 돌출된다. 이와 같이 돌출된 각 러그(25)의 상면은 지관의 내주면에 접촉하게 된다. 상술한 바와 같이, 각 수직슬롯(231)의 내부로 압축공기가 유입되면 러그하우징(23)은 회전축(10)의 회전 시에 16 개의 수평피스톤(22)과의 접촉 마찰력에 의해 피스톤하우징(21)과 함께 회전하게 된다. 지관은 회전축(10)의 회전 시에 6 개의 러그(25)와의 접촉 마찰력에 의해 러그하우징(23)과 함께 회전하게 되고, 이와 같이 회전하는 지관에 시트류제품이 권취될 수 있다.

이와 같이, 각 러그(25)는 수직피스톤(24)과의 접촉에 의한 밀림에 의해 수직방향으로 상승하여 러그하우징(23)의 외주면으로부터 돌출되는 방식으로 각 러그(25)가 지관에 접촉됨으로써 프릭션 샤프트에 의해 권취되는 시트류제품의 무게에 상관없이 각 러그(25)가 지관 내주면의 정확한 위치에 접촉될 수 있고, 압축공기의 압력에 정확하게 비례하는 러그(25)와 지관간의 접촉 마찰력을 회전축이 회전하는 동안 계속적으로 유지할 수 있다. 이에 따라, 프릭션 샤프트에 의해 권취되는 시트류제품의 무게에 상관없이 회전축(10)의 회전력이 지관에 정확하게 전달되어 시트류제품의 권취 불량이 발생하지 않게 된다. 그 뿐만 아니라, 시트류제품의 무게 증가에 따른 러그, 피스톤, 지관 등 부품의 마모 현상이 발생하지 않고 이물질이 발생하지 않으며 프릭션 샤프트의 내구성이 향상된다.

각 수직슬롯(231)의 내면에는 복수 개의 러그(25)의 하측 돌출부위가 끼워지는 러그홈(232)이 형성되어 있다. 이와 같이, 각 수직슬롯(231)의 러그홈(232)에 복수 개의 러그(25)의 하측 돌출부위가 끼워짐으로써 각 러그(25)가 각 수직슬롯(231)으로부터 이탈될 것을 방지함과 동시에 각 러그(25)의 상승 높이를 제한할 수 있다. 각 러그(25)가 각 수직슬롯(231)으로부터 지나치게 높게 돌출되면, 각 러그(25)에 의해 지관이 손상될 수 있다.

두 개의 볼베어링(26)은 러그하우징(23)의 내주면과 회전축(10)의 외주면이 서로 독립적으로 회전 가능하도록, 러그하우징(23)의 내주면과 회전축(10)의 외주면 사이에 삽입된다. 도 3~6에 도시된 바와 같이, 러그하우징(23)의 전측 중공과 후측 중공 각각의 내경은 중간측의 중공 내경보다 크게 형성되어 러그하우징(23)의 전측 중공과 후측 중공 각각에 두 개의 볼베어링(26) 각각이 압입된다. 두 개의 볼베어링(26) 사이에 위치한 러그하우징(23)의 내경은 각 볼베어링(26)의 내경보다 크게 형성된다. 이에 따라, 러그하우징(23)의 내주면과 회전축(10)의 외주면이 서로 독립적으로 회전 가능하게 된다. 한편, 러그하우징(23)의 전측 중공과 후측 중공 중 어느 한 쪽에만 하나의 볼베어링(26)이 압입될 수 있도록 본 실시예는 변형 설계될 수 있다.

상술한 바와 같이, 각 수직슬롯(231)의 내부로 압축공기가 유입되면 러그하우징(23)은 회전축(10)의 회전 시에 16 개의 수평피스톤(22)과의 접촉 마찰력에 의해 피스톤하우징(21)과 함께 회전하게 된다. 러그하우징(23)은 러그하우징(23)의 내주면과 회전축의 외주면이 서로 독립적으로 회전 가능한 구조에서 회전축(10)의 회전 시에 수평피스톤(22)과의 접촉 마찰력에 의해 피스톤하우징(21)과 함께 회전한다. 러그하우징(23)과 수평피스톤(22)간의 접촉 마찰력이 어떤 시트류제품의 권취에 요구되는 회전력보다는 크고 그 시트류제품의 인장강도 미만으로 설정될 경우, 시트류제품이 엉킴 등으로 인해 더 이상 감기기 어려울 때에 회전축(10)의 회전에 따라 피스톤하우징(21)이 회전하더라도 러그하우징(23)의 회전이 정지되고, 결과적으로 지관의 회전이 정지되어 시트류제품의 찢김 등의 손상이 방지될 수 있다. 이 경우, 6 개의 수평피스톤(22)이 러그하우징(23)의 표면상에서 미끄러지면서 피스톤하우징(21)의 회전은 유지되고 러그하우징(23)의 회전은 정지된다. 이에 따라, 모터의 과부하 손상도 방지될 수 있다.

칼라(27)는 피스톤하우징(21)과 러그하우징(23)이 서로 이격되도록 피스톤하우징(21)과 러그하우징(23)의 전측 중공에 압입된 볼베어링(26)의 내륜 사이에 삽입된다. 볼베어링(26)의 외륜은 러그하우징(23)의 전측 중공의 내주면에 압착되어 있다. 볼베어링(26)은 내륜, 외륜, 및 내륜과 외륜 사이에 삽입되는 복수 개의 볼들로 구성됨에 따라 내륜과 외륜은 서로 독립적으로 회전한다. 이에 따라, 칼라(27)는 러그하우징(23)에 대해 독립적으로 피스톤하우징(21)과 함께 회전하게 된다. 칼라(27)의 두께에 따라 피스톤하우징(21)과 러그하우징(23) 사이의 이격 거리가 변화되고, 피스톤하우징(21)과 러그하우징(23) 사이의 이격 거리의 변화에 따라 러그하우징(23)과 수평피스톤(22)간의 접촉 마찰력은 변동되게 된다.

직물 원단, 포장지, 비닐필름 등과 같은 각종 시트류제품은 그 종류에 따라 무게와 유연성이 달라 그 종류별로 권취에 요구되는 회전축(10)의 회전력이 다르게 된다. 회전축(10)의 회전력을 어떤 시트류제품에 맞게 설정한 상태에서 다른 시트류제품을 권취할 경우 권취가 되지 않을 수 있다. 한편, 시트류제품의 종류에 따라 인장강도가 다르기 때문에 종래의 프릭션 샤프트에 시트류제품이 엉켜서 감길 때에 어떤 시트류제품에 대해서는 회전축(10)의 회전이 진행되지 상태로 머물 수 있으나, 다른 시트류제품에 대해서는 찢김 등의 손상이 발생할 수 있다. 본 실시예의 경우, 칼라(27)의 두께를 조절하는 것만으로 다양한 시트류제품별로 그 권취에 요구되는 회전력보다는 크고 그 인장강도 미만으로 러그하우징(23)과 수평피스톤(22)간의 접촉 마찰력을 미세하게 조절할 수 있다. 이에 따라, 다양한 시트류제품의 권취를 원활하게 하면서도 그 손상을 방지할 수 있다.

하우징커버(28)는 각 수직슬롯(231)의 입구 주위 함몰 부위를 덮는 링 형태로 러그하우징(23)에 결합된다. 도 1~8을 참조하면, 각 수직슬롯(231)의 내부에 수직피스톤(24)과 러그(25)의 배치를 용이하게 하기 위해, 러그하우징(23)은 각 수직슬롯(231)의 입구 주위 일부가 함몰된 형태로 형성된다. 각 수직피스톤(24)과 각 러그(25)가 각 수직슬롯(231)의 입구 주위 함몰 부위를 통해 각 수직슬롯(231)의 내부에 진입된 후에 하우징커버(28)는 러그하우징(23)에 결합된다.

보다 상세하게 설명하면, 각 수직피스톤(24)은 본 실시예의 프릭션 샤프트를 조립하는 작업자에 의해 각 수직슬롯(231)의 입구 주위 함몰 부위를 통해 각 수직슬롯(231)의 내부에 진입된 후에 각 수직슬롯(231) 내부의 바닥 측에 배치된다. 각 러그(25)는 조립 작업자에 의해 각 수직슬롯(231)의 입구 주위 함몰 부위를 통해 각 수직슬롯(231)의 내부에 진입된 후에 각 수직피스톤(24)에 탑재되는 구조로 각 수직슬롯(231)의 내부에 배치된다. 각 수직슬롯(231)의 러그홈(232)의 일부는 각 수직슬롯(231)의 내면에 횡단면 "[" 형태로 형성되어 있고, 러그홈(232)의 타부는 하우징커버(28)가 각 수직슬롯(231)의 입구 주위 함몰 부위를 덮음으로써 횡단면 "[" 형태로 완성된다.

탄성링(29)은 원형 링의 형태로 6 개의 수직슬롯(231)의 내부에 배치된 6 개의 러그(25)의 상면 홈에 끼워짐으로써 6 개의 러그(25)의 상면이 러그하우징(23)의 외주면의 높이까지 하강하도록 6 개의 러그(25)를 누르는 역할을 한다. 도 3~8에 도시된 바와 같이, 탄성링(29)은 코일스프링을 사용하여 제작될 수 있다. 탄성링(29)은 코일스프링 외 탄성 복원 가능한 소재, 예를 들어 고무줄을 사용하여 제작될 수도 있다. 탄성링(29)의 안정적인 장착을 위해, 러그하우징(23)의 외주면에는 러그(25)의 상면 홈과 연속되는 위치에 홈이 형성되어 있다. 즉, 탄성링(29)은 6 개의 러그(25)의 상면 홈과 러그하우징(23)의 외주면 홈으로 이루어진 원형 홈에 끼워진다.

각 수직슬롯(231)의 내부로 압축공기가 유입되어 각 수직피스톤(24)이 러그(25)를 밀어 올리게 되면, 각 러그(25)는 수직피스톤(24)과의 접촉에 의한 밀림에 의해 수직 방향으로 상승하여 탄성링(29)을 들어올리면서 러그하우징(23)의 외주면으로부터 돌출된다. 이 때, 프릭션 샤프트의 각 러그(25)는 지관에 접촉하게 되어, 회전축(10)의 회전력은 지관에 전달된다. 회전축(10)의 에어홀(101)로부터 압축공기의 분출이 중단되면, 각 수직슬롯(231)의 내부로 유입되는 압축공기는 사라지게 된다. 이 경우, 탄성링(29)이 6 개의 러그(25)를 누르고 있음에 따라 6 개의 러그(25)는 하강하여 6 개의 러그(25)의 상면은 러그하우징(23)의 외주면의 높이에 위치하게 된다. 이 때, 프릭션 샤프트의 각 러그(25)는 지관으로부터 떨어져 있게 되어, 회전축(10)의 회전력은 지관에 전달되지 않는다. 이와 같이, 탄성링(29)은 각 수직슬롯(231)의 내부로 유입되는 압축공기가 없을 때에 각 러그(25)가 상하로 자유 운동하는 것을 방지함으로써 각 수직슬롯(231)의 내부로 압축공기가 유입될 때에만 회전축(10)의 회전력이 지관에 전달되도록 한다.

여섯 개의 볼트(210)는 하우징커버(28)의 여섯 개의 볼트홀을 통과하여 러그하우징(23)에 체결됨으로써 하우징커버(28)를 러그하우징(23)에 결합시키는 역할을 한다. 도 3~8에는 칼라(27) 외에 다른 칼라(37)가 도시되어 있다. 이 칼라(37)는 도 2~8에 도시된 조립체에 다른 조립체가 연속으로 배치될 때에 도 2~8에 도시된 조립체의 외측 볼베어링(26)의 내륜과 다른 조립체의 피스톤하우징 사이에 삽입되어 다른 조립체의 피스톤하우징의 회전이 도 2~8에 도시된 조립체에 전달되지 않도록 하는 역할을 한다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형상으로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 ... 회전축
101 ... 에어홀
102 ... 에어통로
21 ... 피스톤하우징
211 ... 수평슬롯
22 ... 수평피스톤
23 ... 러그하우징
231 ... 수직슬롯
232 ... 러그홈
24 ... 수직피스톤
25 ... 러그
26 ... 볼베어링
27 ... 칼라
28 ... 하우징커버
29 ... 탄성링
210 ... 볼트

Claims

원기둥 형태로 적어도 하나의 에어홀(101)이 형성되어 있는 회전축(10);
원판 형태로 복수 개의 수직슬롯(231)이 상기 회전축(10)의 축방향의 수직방향으로 형성되어 있고, 상기 복수 개의 수직슬롯(231)과 상기 회전축(10)의 에어홀(101)이 연통되도록 상기 회전축(10)에 끼워지는 러그하우징(23);
각각이 상기 각 수직슬롯(231) 내부의 바닥 측에 배치되는 복수 개의 수직피스톤(24); 및
각각이 하측둘레가 돌출된 캡 형태로 상기 각 수직슬롯(231)의 러그홈(232)에 상기 하측둘레가 끼워진 상태에서 상기 각 수직피스톤(24)에 탑재되는 구조로 상기 각 수직슬롯(231)의 내부에 배치되는 복수 개의 러그(25)를 포함하고,
상기 회전축(10)의 에어홀(101)로부터 압축공기가 분출되면, 상기 분출된 압축공기는 상기 각 수직슬롯(231)의 바닥면 틈새를 통해 상기 각 수직슬롯(231)의 내부로 유입되고,
상기 각 수직피스톤(24)은 상기 유입된 압축공기의 압력에 의해 상기 수직방향으로 상승하고,
상기 각 러그(25)는 상기 수직피스톤(24)과의 접촉에 의한 밀림에 의해 상기 수직방향으로 상승하여 상기 러그하우징(23)의 외주면으로부터 돌출되고,
원판 형태로 복수 개의 수평슬롯(211)이 상기 회전축(10)의 축방향에 해당하는 수평방향으로 형성되어 있고, 상기 복수 개의 수평슬롯(211)과 상기 회전축(10)의 에어홀(101)이 연통되도록 상기 회전축(10)에 끼워지는 피스톤하우징(21); 및
각각이 상기 각 수평슬롯(211)의 내부에 배치되는 복수 개의 수평피스톤(22)을 더 포함하고,
상기 피스톤하우징(21)은 상기 회전축(10)에 압착된 상태로 끼워져 상기 회전축(10)의 회전 시에 상기 회전축(10)의 회전을 따라 회전하고,
상기 회전축(10)의 각 에어홀(101)로부터 압축공기가 분출되면, 상기 분출된 압축공기는 상기 각 수평슬롯(211)의 바닥면 틈새를 통해 상기 각 수평슬롯(211)의 내부로 유입되고,
상기 각 수평피스톤(22)은 상기 유입된 압축공기의 압력에 의해 상기 수평 방향으로 이동하여 상기 러그하우징(23)에 접촉하게 되고,
상기 러그하우징(23)은 상기 회전축(10)의 회전 시에 상기 복수 개의 수평피스톤(22)과의 접촉 마찰력에 의해 상기 피스톤하우징(21)과 함께 회전하고,
상기 러그하우징(23)의 내주면과 상기 회전축(10)의 외주면이 서로 독립적으로 회전 가능하도록, 상기 러그하우징(23)의 내주면과 상기 회전축(10)의 외주면 사이에 삽입되는 적어도 하나의 볼베어링(26)을 더 포함하고,
상기 러그하우징(23)은 상기 러그하우징(23)의 내주면과 상기 회전축의 외주면이 서로 독립적으로 회전 가능한 구조에서 상기 회전축(10)의 회전 시에 상기 복수 개의 수평피스톤(22)과의 접촉 마찰력에 의해 상기 피스톤하우징(21)과 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 프릭션 샤프트.
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제 1 항에 있어서,
상기 러그하우징(23)의 전측 중공과 후측 중공 각각의 내경은 중간측의 중공 내경보다 크게 형성되어 상기 러그하우징(23)의 전측 중공과 후측 중공 각각에 두 개의 볼베어링(26) 각각이 압입되고, 상기 두 개의 볼베어링(26) 사이에 위치한 러그하우징(23)의 내경은 상기 각 볼베어링(26)의 내경보다 크게 형성됨에 따라 상기 러그하우징(23)의 내주면과 상기 회전축(10)의 외주면은 서로 독립적으로 회전 가능한 것을 특징으로 하는 프릭션 샤프트.
제 1 항에 있어서,
상기 피스톤하우징(21)과 상기 러그하우징(23)이 서로 이격되도록 상기 피스톤하우징(21)과 상기 적어도 하나의 볼베어링(26) 사이에 삽입되는 칼라(27)를 더 포함하고,
상기 칼라(27)의 두께에 따라 상기 피스톤하우징(21)과 상기 러그하우징(23) 사이의 이격 거리가 변화되고, 상기 피스톤하우징(21)과 상기 러그하우징(23) 사이의 이격 거리의 변화에 따라 상기 러그하우징(23)과 상기 수평피스톤(22)간의 접촉 마찰력은 변동되는 것을 특징으로 하는 프릭션 샤프트.
제 1 항에 있어서,
상기 러그하우징(23)은 상기 각 수직슬롯(231)의 입구 주위 일부가 함몰된 형태로 형성되고,
상기 각 수직슬롯(231)의 입구 주위 함몰 부위를 덮는 링 형태로 상기 러그하우징(23)에 결합되는 하우징커버(28)를 더 포함하고,
상기 각 수직피스톤(24)과 상기 각 러그(25)가 상기 각 수직슬롯(231)의 입구 주위 함몰 부위를 통해 상기 각 수직슬롯(231)의 내부에 진입된 후에 상기 하우징커버(28)는 상기 러그하우징(23)에 결합되는 것을 특징으로 하는 프릭션 샤프트.