KR200309690Y1 - 권사기·연사기용 실 안내 로울러의 공냉구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 롤의 공냉구조를 개선하여 주축의 구조를 단순화함으로서 가공난이도를 낮추고, 공냉구조의 기능장애요인을 없애 실을 안내하는 기능에 대한 신뢰도를 높일 수 있는 권사기·연사기용 실 안내 로울러를 제공하기 위한 것으로서, 후단이 막힌 중공부를 가진 주축의 선단과 후단에 고속 회전 하에서도 우수한 내구성을 발휘하는 세라믹 볼 베어링으로 된 고속 베어링을 장착하고, 각 고속 베어링마다 롤 지지판이 설치되며, 양측의 롤 지지판에 원통형 롤의 양단을 지지시킨 실 안내 로울러를 바탕기술로 하고, 상기 주축의 외경을 감축하여 롤 내주면과의 사이에 넓은 공기유통공간을 확보하는 동시에 그 중공부 상에는 상기한 공기유통공간과 통하는 공경이 큰 소수의 급기공을 천공하여 외부에서 도입되는 롤 냉각용 압축공기가 공기유통공간으로 유입되어 원활히 유통되도록 하며, 공기유통공간으로 유입되어 롤의 냉각에 동원된 후의 내부공기는 주축의 후단쪽 롤 지지판의 배기공을 통하여 대기 중으로 배출되도록 구성한 실 안내 로울러를 특징으로 한다.

Description

권사기·연사기용 실 안내 로울러의 공냉구조 {Air-cooling structure in a thread guiding roller for a winding machine and a twisting machine}

본 고안은 실을 잡아당겨 늘리는 연사기 또는 실을 다른 보빈으로 옮겨 감는 실 권사기용 실 안내 로울러에 관한 것이며, 특히 롤의 과열을 방지하기 위한 수단의 에너지 절감과 이에 따른 가동비 경감에 주안점을 둔 권사기, 연사기용 실 안내 로울러의 공냉구조에 관한 것이다.

도 1에 예시한 일반 연사기 또는 실 권사기는 원사 보빈에서 풀려 나와 유제 처리된 실(a)이 제1,2 전동식 실 감는 로울러(b1,b2)를 경유하여 보빈(c)에 감기게 된다. 실 감는 로울러(b1,b2)는 내장된 전기히터에 의해 일정한 표면온도를 유지하면서 그 주면을 일정한 피치로 휘감겨나가는 실(a)에 묻은 유제를 휘발시키고, 동시에 앞뒤의 실 감는 로울러(b1,b2) 사이의 실 부분을 적당한 장력으로 늘여서 실의 강도를 높이는 것이다.

그리고 실 감는 로울러(b1,b2)의 앞쪽에는 실 감는 로울러(b1,b2)에 나선상으로 감기는 실끼리 엉겨붙지 않도록 방지하는 실 안내 로울러(d1,d2)가 설치되어 있다. 실 안내 로울러(d1,d2)는 실이 풀려나가는 속도대로 제자리에서 회전하면서 실 감는 로울러(b1,b2)에 감기는 실이 엉키지 않도록 유도하는 비동력식 회전롤이다.

도 2에서, 종래의 실 안내 로울러(1)는 에어 베어링형이다. 즉, 축방향을 따라 소정의 간격마다 방사상으로 공기 노즐(3)이 형성된 중공형 주축(2)과, 상기주축(2)에 헐겁게 축끼움된 원통형 롤(4)과, 상기 주축(2)의 양단에 결합되어 회전중인 롤(4)이 주축(2)에서 이탈되지 않도록 가두는 브래킷(5)과, 주축(2)의 선단에 연결된 관상 보조축(6)으로 구성되어 있다.

이러한 구조의 종래 실 안내용 로울러는 콤프레서에서 생산된 압축공기가 보조축을 거쳐 주축으로 도입된 후 공기 노즐을 통해 동시 분사되어 원통을 부상시킴으로서 주축과의 물리적 마찰을 일으키지 않게 회전하면서 실을 안내하게 되는 데, 다수의 공기 노즐을 구비한 주축의 제작난이도가 높다. 만약, 가동 중에 공기 노즐 중의 어느 하나라도 이물질로 인해 막히는 비상사태가 발생하면 분출되는 공기압의 불균형으로 인하여 원통은 물론 실 안내 로울러 전체가 막힌 공기 노즐 쪽으로 쏠리는 경향이 있어서 진동과 소음의 원인이 될 뿐만 아니라 여기에 안내받아 나가는 실의 각도가 틀어져서 인접한 실끼리 엉겨붙는 부작용도 나타나고, 이에 따른 보수비와 보수 중의 가동중단에 기인되는 작업손실도 크다.

따라서 본 고안의 목적은 실 안내 로울러의 원통형 롤에 관련된 공냉구조를 개선하여 주축의 구조를 단순화함으로서 가공난이도를 낮추고, 공냉구조의 기능장애요인을 없애 실을 안내하는 기능의 신뢰도를 높일 수 있는 권사기·연사기용 실 안내 로울러를 제공하는 것이다.

이 과제는, 전반부에 중공부가 형성된 주축의 선단과 후단에 고속 회전 하에서도 우수한 내구성을 발휘하는 세라믹 볼 베어링으로 된 고속 베어링을 장착하고,각 고속 베어링마다 롤 지지판이 설치되며, 양측의 롤 지지판에 원통형 롤의 양단을 지지시킨 실 안내 로울러를 바탕기술로 하고, 상기 주축의 외경을 감축하여 롤 내주면과의 사이에 넓은 공기유통공간을 확보하는 동시에 소수의 공경이 큰 급기공을 천공하여 외부에서 도입되는 롤 냉각용 압축공기가 공기유통공간으로 유입되어 원활히 유통되도록 하며, 공기유통공간으로 유입되어 롤의 냉각에 동원된 후의 내부공기는 주축의 후단쪽 롤 지지판의 배기공을 통하여 대기 중으로 배출되도록 구성한 새로운 형태의 실 안내 로울러로 달성하게 된다.

도 1은 일반 권사기·연사기에서 실 안내 로울러의 위치도

도 2는 종래 실 안내 로울러의 종단면도

도 3은 본 고안의 분해 단면도

도 4는 조립된 실 안내 로울러의 종단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1a: 실 안내 로울러 10: 주축

11a,b: 베어링좌 12: 중공부

13: 급기공 14: 체결공

20a,b: 고속 베어링 30a,b: 롤 지지판

31: 베어링좌 32: 롤좌

40: 롤 e,e': 공기유통공간

도 3에서, 실 안내 로울러(1a)는 개량형 주축(10)과 고속 베어링(20a,b), 베어링 지지판(30a,b), 및 롤(40)을 근간으로 한다.

주축(10)은 종래의 주축에 비해 그 외경을 작게 형성한다. 이는 롤(40) 내주면과의 사이에 롤 냉각용 압축공기가 들어와 유통되는 넓은 공기유통공간을 확보하기 위해 필요하다. 주축(10)의 선단과 후단에는 베어링좌(11a,b)가 형성되어 있다. 이들 베어링좌(11a,b)는 고속 베어링(20a,b)이 정위치할 자리다. 또한, 주축(10)은 보조축(6)에서 볼 때 그 반대쪽이 막힌 중공형 축이다. 이는 롤의 냉각을 위해 도입되는 압축공기의 손실을 방지하기 위한 최소한의 배려이다. 주축(10)의 중공부(12) 상에는 급기공(13)을 천공한다. 급기공(13)은 종래의 공기 노즐보다도 공경을 키우고, 양측 고속 베어링(20a,b) 사이의 중간지점을 기준으로 적어도 한 줄 이상 형성하며, 줄마다 방사상으로 천공하여 전방위적으로 고르게 압축공기가 확산되도록 한다. 그리고 주축(10)의 후단 중앙에는 후단측 브래킷(5b)을 주축(10)의 후단에 나사(60)로 고정하기 위한 체결공(14)도 천공한다.

고속 베어링(20a,b)은 고속 회전에서도 우수한 내구력을 발휘하는 베어링이다. 이러한 기능을 가진 고속 베어링(20a,b)으로는 세라믹 볼 베어링이 있다. 세라믹 볼 베어링은 권사기 또는 연사기에서 15,000∼37,000rpm 범위에서 회전수를 조정하는 것이 보편적인 실 안내 로울러(1a)의 고속 회전조건을 충족시킬 능력을 지닌 것이다.

선단 및 후단의 롤 지지판(30a,b)은 고속 베어링(20a,b) 상에서 롤(40)을 지지하여 저진동, 저소음으로 회전되도록 하는 것으로서, 판면의 중심에는 외측에서 내측을 향해 끼운 고속 베어링(20a,b)을 안정시킬 수 있는 구조의 베어링좌(31)가 형성되어 있고, 가장자리에는 고속 베어링(20a,b)과는 반대쪽에서 롤(40)을 끼워서 지지하는 롤좌(32)가 형성되어 있으며, 롤좌(32)의 외측에는 플랜지(33)가 형성되어 있다. 또, 후단측 롤 지지판(30b)에는 그 판면을 관통하는 배기공(34)도 천공되어 있다.

롤(40)은 양단에 상기 롤좌(32)에 억지로 끼웠을 때 롤좌(32)의 외측에 형성된 플랜지(34)에 걸려서 롤 지지판(30a,b)의 끼움길이를 제한하는 플랜지(41)를 갖고 있다. 이 플랜지(41)의 외경은 롤 지지판(30a,b)의 플랜지(33)의 외경과 일치시키는 것이 모양새도 좋고 고속 회전할 때 공기와의 저항도 작아 진동 및 소음을 줄이는 데 도움이 된다.

도 4는 상기한 구성요소와 공지의 유관 구성요소들로 이뤄진 실 안내로울러(1a)의 조립단면을 표시한다. 이렇게 조립되는 과정은 다음과 같다.

먼저, 보조축(6)의 후단에 주축(10)의 선단을 맞대어 플랜지식으로 연결하고, 그 플랜지 이음부에 열박음식으로 선단측 브래킷(5a)을 결합한 후 핀또는 나사(70)를 박아 고정한다.

롤(40)의 선단과 후단에 선단 롤 지지판(30a)과 후단 롤 지지판(30b)의 롤좌(32)를 끼워서 고정한다. 그 고정방법은 열박음 또는 단순 삽입 후에 롤(40)의 플랜지(41) 바로 안쪽에서 나사를 박아 고정하는 것 등이다. 도면에서는 열박음에 의한 고정식으로 나타나 있다.

각 롤 지지판(30a,b)의 베어링좌(31)에 고속 베어링(20a,b)을 억지끼움방식으로 끼워서 결합한다.

고속 베어링(20a,b)과 롤 지지판(30a,b) 및 롤(40)이 조합된 조립체를 주축(10)의 후단쪽으로 선단측 고속 베어링(20a)부터 끼워서 주축(10)의 선단과 후단측 베어링좌(11a,b)에 정위치되도록 한다.

다음으로, 주축(10)의 후단에 브래킷(5b)을 대고 그 체결공(51)을 주축(10)측 체결공(14)의 중심에 일치시키고 나사(60)을 박아 고정하면 본 고안에서 목적한 바의 실 안내 로울러(1a)가 완성된다.

이렇게 조립했을 때, 롤(40)은 고속 베어링(20a,b)과 롤 지지판(30a,b)에 의해 안정된 자세에서 회전하게 되므로 종래의 에어 베어링형 실 안내 로울러에 비해 진동 및 소음이 크게 감소하고, 롤(40)의 자세가 안정되느니만치 여기에 안내되어 나가는 실도 안정되므로 권사 또는 연사 신뢰도가 획기적으로 향상된다.

여기서, 주목해야 할 것은 주축(10)과 롤(40) 사이에 확장된 공기유통공간(e')이다. 이 공기유통공간(e')은 도 2에 나타난 종래의 공기유통공간(e)에 비해 훨씬 넓다. 그래서 보다 많은 양의 냉각공기를 수용할 수 있고, 또한 그 내부공기의 유통도 원활해져서 롤(40)에 대한 공냉이 아주 효과적으로 이뤄지게 된다.

그러면서도 주축(10)에 형성된 급기공(13)은 종래의 공기 노즐에 비해 숫적으로 대폭 감축시킬 수 있으므로 주축(10)의 가공난이도 개선에도 큰 도움이 된다. 또한, 급기공(13)은 종래의 공기 노즐에 비해 공경이 크므로 도입되는 압축공기 중의 미세먼지 등으로 인하여 막힐 우려도 상대적으로 줄어든다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안은 고속 베어링과 롤 지지판에 롤이 지지되므로서 진동과 소음이 적고 실 안내기능의 신뢰도도 높은 장점을 지닌 실 안내 로울러에서 주축의 구조 개선과 배기측 롤 지지판의 배기공을 통하여 롤에 대한 공기냉각 기능이 강화되어 롤의 과열로 인한 실의 손상을 아주 효과적으로 방지할 수가 있다.

Claims (1)

1. 선단에 관상 보조축이 연결된 후단이 막힌 중공형 주축과, 이 주축의 양단에 설치된 고속 베어링과, 상기 고속 베어링에 설치된 롤 지지판과, 이들 롤 지지판에 설치된 롤과, 주축의 선단과 후단에 장착되어 롤의 이탈을 저지하는 선단 및 후단측 브래킷으로 이루어진 것에 있어서, 주축(10)은 중공부(12) 상에 종래의 공기 노즐보다도 공경이 큰 소수의 급기공(13)을 형성함과 동시에 그 외경을 축소하여 롤(40) 내주면과의 사이에 넓은 공기유통공간(e')을 확보하고, 후단 롤 지지판(30b) 상에는 배기공(34)을 천공한 것을 특징으로 하는 권사기·연사기용 실 안내 로울러의 공냉구조.