KR20020031053A - 조립 기계 장치에서 스트립과 유사한 또는 테이프와유사한 매체를 분할하기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조립 기계 장치(assembly machines)에서 스트립과 유사한(strip-like) 또는 테이프와 유사한(tape-like) 매체(media), 바람직하게는 자동 스풀링 기계 장치(automatic spooling machines)에서 자기 테이프를 분할하기 위한 장치에 관한 것이다.

조립 기계 장치에서 스트립과 유사한 또는 테이프와 유사한 매체, 바람직하게는 자동 스풀링 기계 장치에서 자기 테이프를 분할하기 위한 장치로서, 장치는 캐리지(11) 상에 스트로크 제한 유니트를 장착한 공압 선형 가이드 유니트(pneumatic linear guide unit, 12)를 실질적으로 포함하는데, 선형 운동 방향이 자기 테이프(20)의 운동 방향(V)에 대하여 가로 질러 횡방향으로 이동하는 방향인 캐리지(11)에 홀더(7)가 장착되며 그 일단부에는 원형 나이프(2)가 클램핑 링(5)에 의하여 구름-접촉 베어링(6, 6')을 통하여 회전 가능하게 장착되어 있는 축(3) 상에서 클램핑되어 있고, 캐리지(11)의 선형 운동은 구조적인 요소에 의하여 원형 나이프(2)의 회전 운동으로 변환된다.

Description

조립 기계 장치에서 스트립과 유사한 또는 테이프와 유사한 매체를 분할하기 위한 장치{DEVICE FOR DIVIDING STRIP-LIKE OR TAPE-LIKE MEDIA IN ASSEMBLY MACHINES}

본 발명은 조립 기계 장치(assembly machines)에서 스트립과 유사한(strip-like) 또는 테이프와 유사한(tape-like) 매체(media), 바람직하게는 자동 스풀링 기계 장치(automatic spooling machines)에서 자기 테이프를 분할하기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로 스트립과 유사한 또는 테이프와 유사한 매체는 경제적인 이유로 최종 생산품의 너비보다 더 넓게 제작되는데, 특히 이들에 기능 층(functional layer)이 제공되는 경우에 그러하다. 기능 층이 제공되는 매체로는, 예를 들어 접착 테이프(adhesive tape), 커패시터 필름(capacitor film) 및, 특히 테이프와 유사한 자기 기록 매체로 이해된다. 기능 층으로 기판 재료를 코팅한 다음에는, 사용 가능한 너비로 절단 또는 분할하는 기계 장치에서 분할되고, 그런 후에 와인딩 코어 또는 스풀에 감는 단계가 뒤따른다. 이러한 방식으로 생산되는 수 천 미터 길이의 테이프인 원코일(raw coil) 그리고, 만약 테이프와 유사한 매체가 자기 기록 매체라면, 이는 팬케이크처럼 언급되고, 기록된 또는 기록되지 않은 카셋트를 형성하기 위한 매체의 최종 프로세싱을 위한 중간 제품을 구성한다.

자기 테이프를 카세트로 감는 것(spooling)은, 또한 이미 공지된 바와 같이 전문가들 사이에서는 로더(loader)로 알려진 자동 스풀링 기계 장치로 실행하는 것이 바람직하다.

로더는 종래에 통상적이던 와인더(winder)보다는 실질적으로 더욱 경제성 있게 작동한다. 공지된 바와 같이 로더를 사용하는 것은 사전 장착된 카세트를 사용할 것을 전제로 한다. 종래의 와인더 기법의 경우에 프로세싱될 테이프 유니트는자기 테이프가 감겨진 스풀과 빈 스풀을 더 포함하고, 상기 두 스풀은 자기 테이프의 각 단부에 장착된 사전 인장 테이프(pre-tensioning tape)를 통하여 상호 간에 연결되어 있고, 이 유니트는 카세트의 개별 부분 전체와 함께 조립되어야 하는 반면, 완성된 조립 카세트가 로더에 삽입된다. 상기 두 개의 비어 있는 스풀과 더불어, 또한 이 사전 장착된 카세트는 사전 인장된 테이프를 이미 포함하는데, 소위 사전 인장된 테이프의 단부는 스풀에 고정된다. 사전 인장된 테이프 그 자체는 자기 테이프 기판 필름에 유사하며 투명한 필름 스트립을 포함하고, 사전 인장된 테잎의 너비는 스풀에 감겨지는 자기 테이프의 너비에 대응된다. 사전 인장된 테이프의 전체 길이는 카세트 테이프의 시작부와 종단부에서의 사전 인장된 테이프 길이를 합한 것에 대응된다.

자기 테이프가 스풀에 감기기 전에, 사전 인장된 테이프는 카세트로부터 로더에 속한 메카니즘에 의하여 잡혀서, 카세트로부터 도출된다. 이러한 로더의 메카니즘은 비디오 레코더의 메카니즘과 유사하며, 카세트로부터 정보를 기록하거나 재생하기 위하여 자기 테이프를 끼워 넣어야 한다. 사전 인장된 테이프가 카세트로부터 도출된 후에는, 사전 인장된 테이프는 흡입 테이블(suction table)에 의하여 확고하게 유지되는데, 흡입 테이블의 표면에는 진공이 적용되며 흡입 테이블의 표면은 상기 흡입 테이블의 중앙을 통하여 실제 테이프 이동 방향에 대하여 횡방향으로 잘려진 구멍을 구비한다. 스풀 상에 감겨지는 자기 테이프의 시작부는 점착성 테이프의 짧은 부분에 의하여, 특정하게는 전체 스풀을 포함하도록 의도된 카세트의 측부에서 사전 인장된 테이프의 자유 단에 연결된다.

즉, 앞서 언급된 팬케이크로부터 원하는 길이의 테이프가 풀려지고 카세트에 감겨지는데, 예를 들어 카세트의 한 스풀에 감겨진다.

사전 설정된 길이의 테이프가 카세트에 감겨진 후에, 팬케이크로부터 나오는 자기 테이프는 흡입 테이블 상에 고정되어 절단되며, 점착성 테이프의 짧은 부분에 의하여 스풀 상에 감겨진 자기 테이프의 단부는 이미 상당하게 사전 인장된 테이프의 다른 단부에 재차 연결된다. 자기 테이프 릴의 자유 시작부는 진공을 사용하는 흡입 테이블에 의해 확고하게 유지되어, 다음 스풀링 작업을 위하여 준비된다.

후속 사용시 자기 테이프 카세트의 결함없는 작동에 영향을 미치는 사전 인장된 테이프 및 자기 테이프 사이의 연결의 특질은, 다른 것들 중에서도 자기 테이프를 절단하는 특질에 의존한다. 절단이 깔끔하게 이루어지지 않는 다는 것은 절단 모서리로부터의 입자가 축적된다는 것을 의미할 수 있는데, 이러한 입자들은 카세트 사용시에 자기 테이프 표면 상에 분포될 수 있고 소위 드롭아웃(dropout)을 일으킬 수 있다. 드롭아웃은 정보 전달에 있어 기록하고 읽는 동안, 소위 자기 헤드와 테이프 사이에서 데이터를 전달하는 동안의 일시적인 사용 불능을 일컫는 것으로, 이는 입자의 크기에 따르는 테이프와 헤드 사이 거리의 일시적인 확대로 인한다.

모든 전형적인 로더들은 하나 또는 그 이상의 절단 장치를 구비하는데, 이들 중의 어느 하나는 자기 테이프, 점착성 테이프 또는 사전 인장된 테이프를 절단하거나, 또는 이와 같은 기능 중 하나 또는 그 이상의 기능을 동시에 실행한다. 점착성 테이프로부터의 점착성 잔여물이 나이프 상에 놓이는 것을 방지하고 자기 테이프를 절단하는 동안, 자기 테이프에 재차 놓이는 것을 방지하기 위해 편의상 개별적인 절단 장치가 점착성 테이프 용으로 사용된다. 결과적으로 주변 환경 또는 스풀링 장치의 운동으로 인하여 발생되는 입자들은 점착 점에 유지될 수 있는데, 테이프가 감기는 경우 테이프의 길이에 대하여 분포될 수 있으며, 이러한 방식으로 다시 드롭아웃을 생성할 수 있다. 그러나 일반적으로 로더의 절단 위치의 물리적인 근접함으로 인하여, 동일한 절단 장치로 사전 인장된 테이프와 자기 테이프를 절단하는 것이 가능하며 또한 편리하다.

전형적인 로더의 경우에 있어서, 세 가지 상이한 원리에 기초한 절단 장치는 일반적으로 통합되는데, 이러한 장치들은 어느 정도까지는 자기 테이프 절단 기계 장치에서 절단될 테이프가 사전 선택된 길이에 도달하는 경우 테이프를 절단하기 위한 용도로 사용된다.

자기 테이프는, 서로를 향하여 평행하게 이동하고 자기 테이프의 상하부에 수직하게 펀칭(punch)과 유사한 방식으로 자기 테이프를 절단하는 두 개의 절단기(cutter)에 의하여 분할될 수 있다.

추가적으로, 예를 들어 면도 날과 같은 날카로운 절단기로 작동되는 시스템은 공지되어 있다. 이러한 시스템의 경우에 있어서, 블레이드는 블레이드 표면에 대하여 약 10°내지 90°사이의 경사지게 장착되며, 절단기는 자기 테이프를 분할하기 위하여 상기 자기 테이프에 대하여 상기 자기 테이프를 가로질러 관통하도록 이동된다.

공지된 제 3 시스템은 압축된 공기 또는 전기에 의하여 작동하는 한 쌍의 소형 전단기(shear)로 작동되는데, 이들은 두 개의 절단기가 자기 테이프의 전체 너비를 포함할 때까지 개방된 상태에서 측부로부터 상기 자기 테이프에 위로 이동된다. 그런 후에 전단기의 절단기는 폐쇄되는데, 예를 들어 서로를 향하여 이동하여 서로를 지나쳐 감으로써 자기 테이프가 절단된다.

상기된 모든 시스템들은 간헐적으로 또는 자주 불량한 절단 특질(cutting quality)을 제공한다는 단점이 있는데, 이는 시스템에 의하여 구조적인 이유로 인하여 야기된다. 펀칭과 유사한 두 개의 절단기는, 절단 틈의 너비, 예를 들어 절단기의 운동 방향에 대하여는 수직하며 절단되는 테이프에 대하여는 종방향인 사이의 거리가 테이프 두께의 10분의 1의 범위에 있는 경우에 양호한 특질을 생성한다. 근래에 통상적인, 20 ㎛보다 작은 두께의 자기 테이프가 제공된다면, 이는 약 2 ㎛보다 작은 절단 틈이 재생 가능하도록 설정되어야 한다는 것을 의미하는데, 이는 매우 큰 노력을 필요로 하며, 비경제적인 방법이 될 것이다.

테이프 표면을 향하고 테이프에 대하여 가로질러 이동하는 면도기 블레이드는 테이프를 횡방향으로 밀도록 시도한다는 단점을 가지는데, 이러한 영향이 점점 더 커질수록, 사용의 결과로 인하여 블레이드는 점점 더 무디어 지게 된다. 이는 깔끔하지 않고 직선이 아니며 입자 들 또는 주름(crease)에 의하여 손상을 받는 절단을 이루는데, 이러한 절단으로 인하여 생상된 카세트의 품질은 상당히 감소된다. 이러한 시스템을 모니터링 및 유지함에는 상당한 비용이 소요된다.

소형 전단기의 경우에, 상기 진술은 잘려지는 자기 테이프에 횡방향으로 가해지는 힘이 작다는 것을 제외하고는, 면도기 블레이드와 동일한 방식으로 적용되는데, 전단기의 주 운동이 자기 테이프의 표면에 대하여 실질적으로 수직하게 실행되기 때문이다.

상기 기술된 모든 시스템의 또 다른 단점은 자기 테이프가 항상 블레이드 또는 절단기와 동일한 영역으로 분할된다는 점이다. 산화 알루미늄(aluminum oxide)과 같이 자기 테이프에 포함된 거칠고 마멸적인 보조 안료(supporting pigment)로 인하여, 사용된 절단기는 매우 빨리 무디어지고 불량한 절단 품질을 제공하거나, 매우 빈번하게 교체되어야 한다.

그러므로 자기 테이프가 스풀 상에 감겨지기 전이나 또는 그 후에, 예를 들어 부적당한 절단 기법의 결과로서의 절단 자체로 인한 입자를 생성하지 않고 가능한 최상의 품질로 자기 테이프를 원하는 길이로 분할하는 절단을 생성하는 것에 목적이 있다. 이 모든 시스템에 있어서는, 나이프에 요구되는 동일한 정도의 날카로움(sharpness)에 주의하여야 한다. 이는 전형적인 시스템과 본 발명에 속하는 나이프에 모두 적용된다.

도 1은 장치의 제 1 실시예의 대략적인 평면도이다.

도 2는 장치의 제 1 실시예의 대략적인 측면도이다.

도 3은 도 1에 따른 장치의 제 1 실시예의 A-B 단면도이다.

도 4는 장치의 제 2 실시예의 도 3과 유사한 A-B 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1제 1 장치7홀더

2원형 나이프11캐리지

3축12공압 선형 가이드 유니트

4스크류13코드

5클램핑 링19흡입 테이블

6, 6'구름-접촉 베어링20자기 테이프

상기 목적은 조립 기계 장치에서 스트립과 유사한 또는 테이프와 유사한 매체, 바람직하게는 자동 스풀링 기계 장치에서 자기 테이프를 분할하기 위한 장치에 의하여 이루어지고, 상기 장치는 스트로크 제한 유니트를 장착한 공압 선형 가이드 유니트(pneumatic linear guide unit, 12)를 실질적으로 포함하는데, 선형 운동 방향이 자기 테이프(20)의 운동 방향(V)에 대하여 가로 질러 횡방향으로 이동하는 방향인 캐리지(11)에 홀더(7)가 장착되며 그 일단부에는 원형 나이프(2)가 클램핑 링(5)에 의하여, 구름-접촉 베어링(6, 6')을 통하여 회전 가능하게 장착되어 있는 축(3) 상에서 클램핑되어 있고, 캐리지(11)의 선형 운동은 구조적인 요소에 의하여 원형 나이프(2)의 회전 운동으로 변환된다.

본 발명은 도면에 의하여 더욱 상세하게 기술될 것이다.

도 1은 캐리지(carriage, 11)가 연장된 상태에 있는, 본 발명에 따른 제 1 장치(1)의 대략적인 평면도를 나타내는데, 자기 테이프(20)의 운동 방향(V)은 상부로부터 하부까지 수직이거나 또는 이 도면에서와는 달리 반대로 수직이고, 자기 테이프(20)는 이미 분할된 것처럼 도시된다.

도 1 및 도 3에 의하여 더 나타나는 바와 같이, 본 발명에 따른 장치(1)의 제 1 실시예는 실질적으로 클램핑 링(5) 및 스크류(4)에 의하여 축(shaft, 3)에 고정된 원형 나이프(2)를 포함하는데, 억지 끼움(force-fitting) 조인트에 의하여 원형 나이프(2)가 축(3)에 고정되는 방식으로 축(3)에 나사 삽입된 스크류(4)가 클램핑 링(5)을 조이고 클램핑 링(5)이 원형 나이프(2)를 죄도록, 축(3)과 클램핑 링(5)의 치수가 선택된다. 축(3)은 두 개의 구름 접촉 베어링(6, 6')을 통하여 홀더(7) 내 수용 구멍(accommodation hole)에서 회전 가능하도록 장착되고, 베어링(6, 6')은 스크류(8) 및 이음 와셔(fitting washer, 9)에 의하여 거의 움직임이 없도록 조정되지만, 축(3)은 여전히 약간의 회전이 가능하다. 홀더(7)는 두 개의 스크류(8)에 의하여 공압 선형 가이드 유니트(pneumatic linear guide unit, 12)의 캐리지(11)에 고정되는데, 도 2에 도시된 바와 같이 캐리지가 원형나이프(2)를 위치(S1)으로부터 위치(S2)로 이동시킨다. 위치(S1)는 절단 전의 원형 나이프(2)의 휴지 위치를 나타내고, 위치(S2)는 절단 후의 원형 나이프(2)의 종단 위치를 나타내는데, 여기에서 미치는 거리는 스트로크(H)이다. 공압 선형 가이드 유니트(12) 대신에, 예를 들어 공압적으로 작동되는 실린더 또는 선형 운동을 이루는 다른 요소도 사용될 수 있다.

도 2는 절단 후 원형 나이프(2)가 연장된 상태(위치 S2)에 있는 장치의 제 1 실시예를 나타내는 대략적인 측면도이다. 점선으로 나타난 위치(S1)는 원형 나이프(2)의 휴지 위치를 나타내는 반면, 자기 테이프(20)는 카세트에서의 스풀에 감겨진다. 이 경우에 있어, 감겨지는 동안(spooling) 자기 테이프(20)의 운동 방향(V)은 도면의 평면에 수직한다. 코드의 경로가 명확하게 감지될 수 있도록, 이 도면에서 공압 선형 가이드 유니트(12)의 표시는 생략되었고, 홀더(7)는 단지 부분적으로 도시된다.

도 3은 도 1에 따른 장치의 제 1 실시예의 A-B 절단 면을 도시한다. 스풀링하는 동안 자기 테이프(20)의 운동 방향(V)은 이 경우에 있어서, 오른쪽으로부터 왼쪽이거나, 또는 그 반대이다. 이 경우에 있어서 자기 테이프(20)는 그루브(21)를 구비한 흡입 테이블(suction table, 19) 위에서 작동하는데, 흡입 테이블은 절단 작동이 실행되는 동안 원형 나이프(2)가 그루브를 거쳐 지나가도록 배치된다.

도 1 내지 도 3의 설명에 따르면, 원형 나이프(2)의 회전 운동은 코드/스프링 시스템을 포함하는 구조적인 요소 수단에 의하여 이루어지는데, 코드(13)는 원주 그루브(14)에서 축(3) 주위를 둘러싸고, 코드(13)의 일단부는 장착플레이트(18) 상의 핀(16)에 의하여 로더 하우징의 전방 플레이트에 고정되며, 코드의 다른 단부는 인장 스프링의 일단부에 연결되어 있고, 순차적으로 인장 스프링의 다른 단부는 핀(17)에 의하여 장착 플레이트(18)에 고정되어, 결과적으로 자기 테이프(20)에 대하여 횡방향으로 이동하는 캐리지(11)의 운동이 원형 나이프의 회전 운동으로 변화된다. 장치의 실시예에 따라서, 이 경우에 축(3) 상에 코드(13)의 랩 각(wrap angle)은 바람직하게는 약 180° 또는 약 360°도 가능하다.

원형 나이프(2)의 위치(S1)에서 축(3)의 그루브(14)에서 코드(13)가 팽팽하게 장착되는 정도로 스프링(15)이 초기 응력을 받도록(prestress), 스프링(15) 및 코드(13)의 치수가 선택된다. 그런 후 만약 공압 선형 가이드 유니트(12)에 압력이 인가되면, 캐리지(11)는 이동하고 원형 나이프는 위치(S1)로부터 위치(S2)까지 이동하며, 스프링(15)은 스트로크(H)의 길이만큼 부가적으로 응력을 받고, 원형 나이프(2)는 반시계 방향으로 회전하는데, 이는 코드(13) 기하 구조의 변형때문에 이루어지며, 이와 같은 방식으로 그루브(21)가 제공된 흡입 테이블(19)을 원형 나이프(2)가 관통할 때 자기 테이프(20)가 분할된다. 종래 공지된 시스템과는 달리, 절단 작업 동안 원형 나이프는 절단 모서리 또는 회전 대향 블레이드(rotating opposing blade)에 안착되지 않으나, 그루브(21)에 의하여 형성된 틈에서 절단함으로 깔끔한 절단이 이루어진다. 팬케이크 측 자기 테이프(20)의 자유단은 흡입 테이블(19) 상에 고정된 채로 남아 다음 스풀링 작업에 유용한 반면, 자기 테이프(20)의 다른 단은 사전 인장된 테이프의 자유단에 대한 점착성 스트립(도시 안됨)에 의하여 연결된다.

도 4에 있어 본 발명에 따른 장치의 바람직한 제 2 실시예는, 앞서 기술된 원주 상 그루브(14)의 영역의 회전-접촉 베어링 들(rolling contact bearings, 6, 6') 사이에 장착된 자유륜(freewheel, 도시 안됨)을 부가적으로 포함하는 구조적인 요소로 구성된다. 이 경우에, 코드(13)가 축(3)을 더 이상 직접 둘러 감싸지는 않지만, 자유륜(도시 안됨)의 외부 링에 장착되고 원주 상 그루브(26)가 제공된 부가적인 링(25) 주변을 감싼다. 이러한 배치는 캐리지(11)를 위치(S2)로 끌어 당기는(pull-back) 운동을 하는 동안 절단 작업시의 회전에 반대되는 방향으로 절단 나이프(2)가 회전하지 않도록 하여, 결과적으로 각 절단 작업이 절단 나이프(2)의 원주 상의 상이한 위치에서 시작함으로서, 절단 나이프(2)가 완전히 일정하게 마모된다.

상기 장치는 도입부에서 언급된 바와 같이, 자기 테이프(20) 및 사전 인장된 테이프(도시 안됨)의 일반적인 분할 모두에 적합하고, 단지 자기 테이프(20)의 개별적인 분할에도 적합하다. 장치의 응용예는 자기 테이프의 프로세싱에 한정되지 않고, 스트립과 유사한 또는 테이프와 유사한 다른 매체를 제작하는데도 상당히 유용하다는 것은 명백하다.

본 발명의 시스템에 의하여, 종래 시스템에 있어 간헐적이거나 또는 자주 일어나는 불량한 절단 특질(cutting quality)과, 테이프 표면을 향하며 테이프에 대하여 가로질러 이동하는 면도기 블레이드가 테이프를 횡방향으로 밀도록 시도하는 시도로 인한 블레이드의 무디어짐으로 손상받는 절단이 이루어짐으로 발생하는 카세트의 품질 감소를 방지함에 요구되는 시스템 모니터링 및 유지에 드는 상당한 비용, 그리고 자기 테이프가 항상 블레이드 또는 절단기와 동일한 영역으로 분할되어 매우 빠르게 일어나는 절단기의 무디어짐으로 인한 불량한 절단 품질 및 절단기의 매우 빈번한 교체 등이 해소된다.

Claims (5)

1. 조립 기계 장치에서 스트립과 유사한 또는 테이프와 유사한 매체, 바람직하게는 자동 스풀링 기계 장치에서 자기 테이프를 분할하기 위한 장치(1)로서, 스트로크 제한 유니트가 장착된 공압식 선형 가이드 유니트(12)를 실질적으로 포함하고, 선형 운동 방향이 자기 테이프(20)의 운동 방향(V)에 대하여 가로질러 이동하는 방향인 캐리지(11)에 홀더(7)가 장착되고, 홀더의 일단부에서는 원형 나이프(2)가 구름-접촉 베어링(6, 6')을 통하여 회전 가능하게 장착되어 있는 축(3)에 억지 끼움 조인트(force-fitting joint)에 의하여 고정되며, 상기 캐리지(11)의 선형 운동은 구조적인 요소에 의하여 원형 나이프(2)의 회전 운동으로 변환되고, 상기 원형 나이프는 상기 자기 테이프(20)를 가로질러 관통하여 절단하고 반면 상기 테이프는 흡입 테이블(19) 상에 확고하게 유지되는 장치(1).
2. 제 1항에 있어서, 상기 원형 나이프(2)가 상기 원형 나이프(2)와 마주하는 상기 흡입 테이블(19)의 측부에 형성된 그루브(21) 내 자유 공간에서 절단하는 장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 구조 요소가 코드/스프링 시스템(13, 15)을 포함하고, 상기 코드(13)가 상기 축에 형성된 그루브(14) 내에서 상기 축(3) 주변을 감싸는 장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 구조적인 요소가 부가적으로 자유륜을 포함하고, 상기 코드(13)가 자유륜의 상기 외곽 링에 부가적으로 장착된 상기 링(25) 주변을 원주상의 그루브(26) 내에서 감싸는 장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 회전-접촉 베어링(6, 6')은 거의 움직임이 없도록 조정될 수 있는 장치.