KR102703469B1 - 자기력을 이용한 덴서 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자기력을 이용한 덴서 장치에 관한 것으로, 제2 동력원(131)에 연동해서 공급측 가이드 롤(120)을 타고 롤 공급 스풀(110)로부터의 필름(1)을 공급하기 위한 동력을 제공하는 덴서 구동 롤(130), 덴서 구동 롤(130)과 필름(1)만큼의 거리를 두고 배치되어 덴서 구동 롤(130)의 주위에서 자전과 공전을 하여, 덴서 구동 롤(130)에 의해 공급되는 필름(1)의 공급속도와 장력을 조절하는 덴서 롤(denser roll)(140), 덴서 롤(140)에 의해 장력이 조절된 필름을 도시되지 않은 후단의 필름 사용수단으로 유도하는 사용측 가이드 롤(150), 덴서 롤(140)의 위치신호와 후단의 필름 사용수단으로부터의 필름 사용 신호에 의해 제2 동력원(131)의 회전속도를 제어하는 필름 공급속도 조절수단, 및 덴서 구동 롤(130)과 댄서 롤(140)을 경유하여 후단의 필름 사용 수단에 공급되는 필름(1)의 장력을 조절하는 필름 장력 조절수단으로 구성된다.

Description

자기력을 이용한 덴서 장치{Dancer device using magnetic force}
본 발명은 자기력을 이용하여 장력을 조절하는 덴서 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자력을 장력으로 이용하는 덴서 롤이 속도 제어 모터로 구동되는 필름공급 롤의 주위에서 자전하면서 동시에 공전궤도를 진자 운동을 하면서 필름의 장력을 조절할 수 있도록 하는 자기력을 이용한 덴서 장치에 관한 것이다.
산업에서는 생산성 향상을 위하여 필름으로 연속 공급하며 제조를 하거나 기능을 구현하는 장치를 많이 사용한다. 인쇄전자산업, 이차전지제조분야, ITO 필름 코팅 제조, 필름을 적층시키는 라미네이터, OLED 제조공정, 포장용 필름제조 공정 등 다방면에 사용된다.
필름을 이용하여 제품을 제조하는 분야에서는 대부분 필름을 공급하는 공급부와 실제 사용하는 작업부위에서의 실제 사용 속도의 편차와 필름의 신축 등으로 필름 공급의 완충장치와 일정한 장력을 유지시키는 장치가 필요하게 되는데 이러한 기능을 가진 것을 덴서 장치라 부른다.
이러한 덴서 장치는 사용용도에 따라 중요성이 달라지는데 단순 버퍼링 기능을 하는 곳에서는 롤러의 무게에 의해 중력작용에 의해 상하로 오르내리는 롤러에 필름을 권취하여 사용량 편차를 조절하고 장력을 유지하는 방법이 사용되고 있었으나, 필름의 쏠림 및 요동이나 고속화에 의한 기계적인 트러블로 문제점이 발견되어 좀 더 정밀한 장치가 개발되고 있고, 또한 스프링을 이용하는 방법, 속도제어모터를 이용하는 방법, 공기압을 이용하는 방법 등이 개발되어 사용되고 있으나, 필름산업의 제조공정이 필름의 두께가 점점 얇아지고 정밀화 고속화됨으로써, 덴서의 응답성과 자동화 가능성, 장력의 미세조정 등이 문제점으로 남아 있다.
또한, 종래의 덴서 장치에서는 기존의 장치에 대해서는 토오크 모터, 토오크 모터에 구동신호를 부여하는 장력 가변 제어수단 등의 다수의 기기 등의 증설을 필요로 하고, 기계의 운전속도와 장력의 미세조정에 어려움이 있어서 기존 덴서 장치의 대폭적인 개선이 요구되고 있는 실정이다.
특허 제10-2048852호(2019. 11. 26. 등록공고) 특허 제10-1211925호(2012. 12. 13. 등록공고) 특허 제10-1855078호(2018. 07. 05. 등록공고) 특허 제10-1174789호(2012. 08. 17. 등록공고)
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점이 있는 요구를 충족시키기 위한 것으로, 롤 공급 수풀로부터 도시되지 않은 후단의 필름 사용수단으로 공급되는 필름의 사용속도의 불균형을 해소함과 동시에 장력을 정해진 값으로 조절할 수 있도록 하는 자기력을 이용한 덴서 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적은, 제1 동력원을 구비하고거나 자유로이 풀려나가게 설치된 필름을 공급하는 롤 공급 스풀(spool); 상기 롤 공급 스풀로부터 공급되는 필름의 공급을 방향 전환시켜 유도하는 공급측 가이드 롤(guide roll); 제2 동력원에 연동해서 상기 공급측 가이드 롤을 타고 상기 롤 공급 스풀로 부터의 필름을 공급하기 위한 동력을 제공하는 덴서 구동 롤; 상기 덴서 구동 롤과 필름의 두께에 따라 적정한 거리를 두고 비접촉으로 배치되어 상기 덴서 구동 롤의 주위에서 자전과 공전을 하여, 상기 덴서 구동 롤에 의해 공급되는 필름의 공급속도와 장력을 조절하는 덴서 롤(denser roll); 상기 덴서 롤에 의해 장력이 조절된 필름을 도시되지 않은 후단의 필름 사용수단으로 유도하는 공급 롤; 상기 덴서 롤의 위치 신호와 후단의 필름 사용수단으로부터의 필름 사용신호에 의해 상기 제2 동력원의 회전속도를 제어하는 필름 공급 속도 조절수단; 및 상기 덴서 구동 롤과 상기 댄서 롤을 경유하여 후단의 필름 사용수단에 공급되는 필름의 장력을 조절하는 필름 장력 조절수단으로 구성되는, 자기력을 이용한 덴서 장치에 의해 달성된다.
본 발명의 하나의 측면에 의하면, 상기 필름 공급 속도 조절수단은, 상기 덴서 롤의 위치에 대응하는 위치신호를 입력하는 엔코더(또는 위치감지센서); 및 상기 엔코더로부터 입력되는 상기 덴서 롤의 위치신호와 후단의 필름 사용수단의 필름 사용 여부에 따른 필름 사용신호(장력신호)로부터의 정보를 연산하여 상기 제1 및 제2 동력원의 회전속도를 제어하는 인버터 컨트롤러로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 상기 필름 장력 조절수단은, 상기 덴서 구동 롤을 연결하는 회전축 상에 고정 결합되는 제1 마그네트; 및 상기 제2 동력원과 상기 덴서 구동 롤을 연결하는 회전축과 연결 레버에 연결된 제2 마그네트를 구비하여, 상기 필름의 장력을 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 제1, 제2 마그네트 중 적어도 하나의 마그네트가 가우스를 조절할 수 있는 전자석이나 필름의 특성에 ?추어 설계된 고정자석으로 구성되어, 정해진 자력을 가지도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 제1, 제2 마그네트는, 비접촉식으로 동력을 전달하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 제2 동력원과 상기 덴서 구동 롤을 연결하는 회전축 상에 고정 결합되는 제1 회전력 전달기구; 및 상기 덴서 롤의 회전 축 상에 고정 결합되어 상기 제1 회전력 전달기구와 연동되는 제2 회전력 전달기구를 구비하여, 상기 제2 동력원의 동력을 상기 덴서 롤에 전달하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 제1, 제2 회전력 전달기구 중, 필름의 규격에 따라 설정된 자력을 가지도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 제1, 제2 회전력 전달기구는, 비접촉식으로 동력을 전달하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 댄서 롤은, 공급 롤과 연동하여 자전하면서 상기 공급 롤을 타고 필름 사용수단에 공급되는 필름의 공급속도(사용량)에 따라 상기 덴서 구동 롤의 외주면을 따라 공전(진자)하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 덴서 롤의 필름이 공급 롤에 과도하게 감겨 스치지 않도록 공전 운동의 범위를 제한하는 스토퍼와 위치를 감지하는 엔코더나 변위센서를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 자력을 이용하는 덴서롤이 필름 공급 구동롤의 주위에서 자전과 공전(진자) 운동하도록 함으로써, 필름 이용수단에 공급되는 필름의 장력을 조절할 수 있을 뿐 만 아니라 응답성이 빠르기 때문에 장력의 편차를 줄이면서도 장치가 간단하여 제작비 절감 및 공정의 자동화를 용이하게 하고, 필름 재료 절감의 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 자기력을 이용한 덴서 장치를 보인 개략도이다.
도 2는 도 1에 개시된 본 발명의 실시예에 의한 자기력을 이용한 덴서 장치의 주요 구성부를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 예시도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 자기력을 이용한 덴서 장치를 보인 개략도이고, 도 2는 도 1에 개시된 본 발명의 실시예에 의한 자기력을 이용한 덴서 장치의 주요 구성부를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 자기력을 이용한 덴서 장치는, 속도를 제어하며 회전력을 제공하는 모터를 구비하고 필름(1)을 공급하는 롤 공급 스풀(spool)(110), 롤 공급 스풀(110)로부터 공급되는 필름(1)의 공급을 방향 전환시켜 유도하는 공급측 가이드 롤(guide roll)(120), 속도 제어 모터(131)와 연동해서 공급측 가이드 롤(120)을 타고 롤 공급 스풀(110)로부터의 필름(1)을 공급하기 위한 동력을 제공하는 덴서 구동 롤(130), 덴서 구동 롤(130)과 필름의 두께에 따라 일정한 만큼의 거리를 두고 배치되어 덴서 구동 롤(130)의 주위에서 자전과 공전을 하여, 덴서 구동 롤(130)에 의해 공급되는 필름(1)의 공급속도와 장력을 조절하는 덴서 롤(denser roll)(140), 덴서 롤(140)에 의해 장력이 조절된 필름을 도시되지 않은 후단의 필름 사용수단으로 유도하는 공급 롤(150), 덴서 롤(140)의 위치신호와 후단의 필름사용수단으로부터의 필름 사용신호에 의해 제2 동력원(131)의 회전속도를 제어하는 필름 공급 속도 조절수단, 및 덴서 구동 롤(130)과 댄서 롤(140)을 경유하여 후단의 필름 사용수단에 공급되는 필름(1)의 장력을 조절하는 필름 장력 조절수단으로 구성된다.
여기서, 덴서 구동 롤(130)의 양단으로 돌출된 회전축은 각각 레버와 베어링에 의해 회전 공전궤도를 이탈하지 않도록 결합된다. 또한, 댄서 구동 룰(130)의 회전축과 속도 제어 모터(131)의 회전축은 별도의 커플링에 의해 연결되므로, 댄서 구동 룰(130)의 회전축과 속도 제어 모터(131)의 회전축이 속도 제어 모터(131)의 회전력을 덴서 구동 롤(130)에 안정적으로 전달할 수 있다.
위 실시예에서, 필름 공급 속도 조절수단이 덴서 롤(140)의 위치에 대응하는 위치신호를 입력하는 엔코더(또는 위치감지센서)(152), 및 엔코더(152)로부터 입력 되는 덴서 롤(140)의 위치신호와 후단의 필름 사용 수단의 필름 사용 여부에 따른 필름 사용신호(장력신호)로부터 제1 동력원과 속도 제어 모터(131)의 회전 속도를 제어하는 인버터 컨트롤러(153)로 구성됨으로써, 필름 사용 수단에서 필요로 하는 사용량에 따라 필름의 공급량을 적절하게 공급할 수 있다.
위 실시예에서, 필름 장력 조절수단이 속도 제어 모터(131)와 덴서 구동 롤(130)을 연결하는 회전축 상에 고정 결합되는 제1 마그네트(154), 및 속도 제어 모터(131)와 덴서 구동 롤(130)을 연결하는 회전축과 연결 레버(156)에 연결된 제 2 마그네트(155)를 구비함으로써, 필름 사용수단에 공급되는 필름(1)의 장력을 사전에 정해진 값으로 조절할 수 있다. 즉, 필름 장력 조절 수단은 마그네트 클러치, 고정자석, 전자석, 토오크 리미터 등을 활용할 수도 있다.
위 실시예에서, 제1, 제2 마그네트(154)(155) 중 적어도 하나의 마그네트가 전자석이나 미리 설계된 자기력을 가진 고정자석으로 구성됨으로써, 필름의 장력을 조절하기 위한 제1, 제2 마그네트(154)(155) 간의 자력이 사전에 정해진 값으로 설정할 수 있다.
여기서, 제1, 제2 마그네트(154)(155)는 필름에 유지되어야 할 최적의 장력으로 설계되어 허용하는 장력이 초과하는 경우 미끄러져 공전을 멈추게 되는 비접촉식으로 동력을 전달하는 역할을 한다.
위 실시예에서, 속도 제어 모터(131)와 덴서 구동 롤(130)을 연결하는 회전 축 상에 고정 결합되는 제1 회전력 전달기구(132), 및 덴서 롤(140)의 회전축 상에 고정 결합되어 제1 회전력 전달기구(132)와 연동되는 제2 회전력 전달기구(142)를 구비함으로써, 속도 제어 모터(131)의 회전력을 덴서 롤(140)에 안정적으로 전달할 수 있다.
위 실시예에서, 제1, 제2 회전력 전달기구(132)(142)는 필름 공급시 필름의 스크래치 방지를 위하여 필름 두께에 상응하는 간격을 두고 맞물려 돌아감으로써, 필름의 공급을 원활히 하는 역할을 한다. 필름의 공급에 따른 장력변화를 조절하기 위한 제1, 제2 마그네트(154)(155) 간의 자력이 사전에 정해진 값으로 설정할 수 있다.
여기서, 제1, 제2 회전력 전달기구(132)(142)는 비접촉식으로 동력을 전달하는 역할을 한다.
위 실시예에서, 댄서 롤(140)은 공급 롤(150)을 타고 필름 사용수단에 공급되는 필름(1)의 공급속도(사용량)에 따라 덴서 구동 롤(130)의 외주면을 따라 공전(진자) 운동하도록 구성됨으로써, 필름 사용수단에 공급되는 필름의 공급량(속도)과 장력을 사전에 정해진 값으로 조절할 수 있다.
이때 덴서 롤(140)의 공전운동의 범위를 제한하는 스토퍼(151)를 구비함으로써, 덴서 롤(140)의 과도한 공전으로 필름이 접촉하여 스크래치가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
위와 같이 구성된 본 발명의 동작을 설명한다.
먼저, 필름 사용수단에서 필름 사용 시, 생성되는 필름 사용신호와 엔코더(152)에 의해 감지되는 덴서 롤(140)의 위치신호를 근거로 인버터 컨트롤러(153) 에 제어로 제1 동력원과 속도 제어모터(131)가 구동되어, 롤 공급 스풀(110)로부터 공급되는 필름(1)이 공급측 가이드 롤(120), 덴서 구동 롤(130), 덴서 롤(140) 및 공급측 가이드 롤(150)을 타고 후단의 필름 사용수단에 공급된다.
이때 인버터 컨트롤러(153)는 필름 사용신호와 엔코더(152)에 의해 감지되는 덴서 롤(140)의 위치신호를 근거로 속도 제어 모터(131)의 회전속도를 조절하여 후단의 필름 사용수단에 공급되는 필름의 공급속도(사용량)을 사전에 정해진 속도로 조절할 수 있다.
또한, 제1 마그네트(154)와 제2 마그네트(155) 간의 자기력과 덴서 롤(140)의 위치에 의해 후단의 필름 사용수단에 공급되는 필름의 장력을 사전에 정해진 값으로 조절할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 즉, 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있으므로 본 발명의 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있다. 그에 따라, 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
1 : 필름 110 : 롤 공급 수풀
120 : 공급측 가이드 롤 130 : 덴서 구동 롤
131 : 속도 제어 모터(제2 동력원) 132 : 제1 회전력 전달기구
140 : 덴서 롤 142 : 제2 회전력 전달기구
150 : 사용측 가이드 롤 151 : 스토퍼
152 : 엔코더(변위센서) 153 : 인버터 컨트롤러
154 : 제1 마그네트 155 : 제2 마그네트
156 : 연결 레버

Claims (10)

  1. 제2 동력원(131)에 연동해서 공급측 가이드 롤(120)을 타고 롤 공급 스풀(110)로부터의 필름(1)을 공급하기 위한 동력을 제공하는 덴서 구동 롤(130);
    상기 덴서 구동 롤(130)과 필름(1)만큼의 거리를 두고 배치되어 상기 덴서 구동 롤(130)의 주위에서 자전과 공전을 하여, 상기 덴서 구동 롤(130)에 의해 공급되는 필름(1)의 공급속도와 장력을 조절하는 덴서 롤(denser roll)(140);
    상기 덴서 롤(140)에 의해 장력이 조절된 필름을 도시되지 않은 후단의 필름 사용수단으로 유도하는 사용측 가이드 롤(150);
    상기 덴서 롤(140)의 위치신호와 후단의 필름 사용수단으로부터의 필름 사용 신호에 의해 상기 제2 동력원(131)의 회전속도를 제어하는 필름 공급속도 조절수단은 상기 덴서 롤(140)의 위치에 대응하는 위치신호를 입력하는 엔코더(또는 위치감지센서)(152); 및
    상기 엔코더(152)로부터 입력되는 상기 덴서 롤(140)의 위치신호와 후단의 필름 사용 수단의 필름 사용 여부에 따른 필름 사용신호(장력신호)로부터 상기 제1 및 제2 동력원(131)의 회전 속도를 제어하는 인버터 컨트롤러(153)로 구성되고,
    상기 덴서 구동 롤(130)과 상기 댄서 롤(140)을 경유하여 후단의 필름 사용 수단에 공급되는 필름(1)의 장력을 조절하는 필름 장력 조절수단은, 상기 제2 동력원(131)과 상기 덴서 구동 롤(130)을 연결하는 회전축 상에 고정 결합되는 제1 마그네트(154); 및
    상기 제2 동력원(131)과 상기 덴서 구동 롤(130)을 연결하는 회전축과 연결 레버(156)에 연결된 제2 마그네트(155)를 구비하여, 상기 필름(1)의 장력을 조절하는 것을 특징으로 하는, 자기력을 이용한 덴서 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2 마그네트(154)(155) 중 적어도 하나의 마그네트가 가우스를 조절할 수 있는 전자석이나 필름의 특성에 ?추어 설계된 고정자석으로 구성되어, 정해진 자력을 가지도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 자기력을 이용한 덴서 장치.
  5. 청구항 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2 마그네트(154)(155)는, 비접촉식으로 동력을 전달하는 것을 특징으로 하는, 자기력을 이용한 덴서 장치.
  6. 청구항 제1항에 있어서,
    상기 제2 동력원(131)과 상기 덴서 구동 롤(130)을 연결하는 회전축 상에 고정 결합되는 제1 회전력 전달기구(132); 및
    상기 덴서 롤(140)의 회전축 상에 고정 결합되어 상기 제1 회전력 전달기구(132)와 연동되는 제2 회전력 전달기구(142)를 구비하여, 상기 제2 동력원(131)의 동력을 상기 덴서 롤(140)에 전달하는 것을 특징으로 하는, 자기력을 이용한 덴서 장치.
  7. 청구항 제6항에 있어서,
    상기 제1, 제2 회전력 전달기구(132)(142) 중 적어도 하나의 회전력 전달기구가, 필름의 규격에 따라 설정된 자력을 가지도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 자기력을 이용한 덴서 장치.
  8. 청구항 제6항에 있어서,
    상기 제1, 제2 회전력 전달기구(132)(142)는, 비접촉식으로 동력을 전달하는 것을 특징으로 하는, 자기력을 이용한 덴서 장치.
  9. 청구항 제1항에 있어서,
    상기 사용측 가이드 롤(150)과 연동하여 자전하면서 상기 공급 롤을 타고 필름 사용수단에 공급되는 필름의 공급속도(사용량)에 따라 상기 덴서 구동 롤(130)의 외주면을 따라 공전(진자) 운동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 자기력을 이용한 덴서 장치.
  10. 청구항 제6항에 있어서,
    상기 덴서 롤(140)의 필름이 공급 롤에 과도하게 감겨 스치지 않도록 공전운동의 범위를 제한하는 스토퍼(151)와 위치를 감지하는 엔코더나 변위센서(152)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 자기력을 이용한 덴서 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008239264A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Tanaka Electronics Ind Co Ltd 張力調整装置

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