KR20060117201A

KR20060117201A - 다각형 단면을 갖는 지관의 제조 방법 및 장치, 그 방법에의하여 제조된 지관

Info

Publication number: KR20060117201A
Application number: KR1020060039731A
Authority: KR
Inventors: 이재문; 조한용
Original assignee: 주식회사 다인기술
Priority date: 2005-05-12
Filing date: 2006-05-02
Publication date: 2006-11-16
Also published as: US20120090771A1; EP1883528A1; EP2366538A1; JP4564089B2; EP1883528A4; KR100746170B1; MX2007014184A; AU2006244804A1; CN101171123A; JP2008540183A; WO2006121253A1; RU2393092C2; CN101171123B; AU2006244804B2; EP2366538B1; US8337375B2; BRPI0610230A2; RU2007142780A; US20080060747A1

Abstract

본 발명은 다각형 지관의 제조 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전하는 코어에 나선형으로 중첩되어 권취된 복수의 종이 스트립을 코어의 내부에서 이동하는 이송부재를 이용하여 코어로부터 배출되도록 하여 보다 두꺼운 두께를 갖는 지관을 제조할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 다각형 단면을 갖는 지관의 제조장치는, 프레임과, 일단이 상기 프레임에 회전가능하게 지지되어 있고 타단은 자유단이며 외주면이 일정한 다각형 형상을 갖는 세장형 코어조립체와, 적어도 일부가 상기 코어조립체의 스트립이 감기는 외주면에 노출되도록 상기 코어조립체에 설치되고 동력을 전달받아 상기 노출되는 일부가 상기 코어조립체의 자유단 방향으로 이동하도록 설치되어 있어서, 상기 코어조립체의 외주면에 권취되는 복수의 스트립 중 최하층 스트립의 내면과 연속적으로 노출되는 일부가 접촉하여 코어조립체에 권취되는 복수의 스트립을 연속적으로 코어조립체의 자유단 방향으로 이송시키기 위한 이송부재를 포함한다.

다각형 지관, 코어조립체, 이송부재, 종이스트립, 가압수단

Description

다각형 단면을 갖는 지관의 제조 방법 및 장치, 그 방법에 의하여 제조된 지관{METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING PAPER TUBE HAVING POLYGONAL CROSS SECTION, AND PAPER TUBE MANUFACTURED BY THE METHOD}

도 1은 본 발명에 따른 다각형 단면을 갖는 지관 제조 장치의 일실시예의 사시도

도 2는 도 1의 실시예의 평면도에 복수의 종이 스트립이 감기는 상태를 도시한 설명도

도 3은 도 2의 A-A 선에서 바라본 단면도

도 4는 도 3의 C-C 선에서 바라본 단면도

도 5는 도 3의 D-D 선에서 바라본 단면도

도 6은 도 3의 E-E 선에서 바라본 단면도

도 7은 도 3의 F-F 선에서 바라본 단면도

도 8은 도 3의 I-I 선에서 바라본 단면도

도 9는 도 3의 H-H 선에서 바라본 단면도

도 10은 도3의 B-B 선에서 바라본 단면도

도 11은 도 10의 J-J 선에서 바라본 단면도

도 12는 본 발명에 따른 다각형 단면을 갖는 지관 제조 장치의 다른 실시예 를 설명하기 위한 사시도

도 13은 도 12에 도시된 실시예의 평면도

도 14은 도 12에 도시된 실시예의 정면도

도 15는 본 발명에 따른 다각형 단면을 갖는 지관 제조 장치의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 개략도

도 16은 도 15의 Q-Q 선에서 바라본 단면도

도 17은 도 15의 R-R 선에서 바라본 단면도

도 18은 도 15의 S-S 선에서 바라본 단면도

도 19는 본 발명에 따른 다각형 단면을 갖는 지관 제조 장치의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 개략도

도 20은 도 19의 N-N 선에서 바라본 단면도

도 21은 도 19의 P-P 선에서 바라본 단면도

도 22는 편면 골판지 스트립을 사용하여 각형지관을 제조하는 상태의 설명도

<도면부호의 간단한 설명>

10 프레임 20 코어조립체

30 제1 구동수단 40 제2 구동수단

50 제1 동력전달 수단 60 제2 동력전달 수단

70 이송부재 80 제4 회전축

국제출원 공개번호 WO 97/13695, 1997년 4월 17일 공개, METHOD AND DEVICE FOR PRODUCTION OF TUBES

대한민국 공개특허공보 공개번호 특2002-0038467호, 2002년 5월 23일 공개, 다각지관 제조장치

미국 특허 제4120523호, 1978년 10월 17일 공개, POLYGONALLY WRAPPED SLEEVE AND METHODS AND DEVICES FOR MAKING SAME

일본 공개특허공보 특개소50-91808호, 1975년 7월 22일 공개, 각형지관의 제조방법

본 발명은 대한민국 특허 출원번호 제10-2005-0039872호(출원일 2005. 5. 12)의 우선권 주장 출원이다.

본 발명은 다각형 지관의 제조 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전하는 코어에 나선형으로 중첩되어 권취된 복수의 종이 스트립을 코어의 내부에서 이동하는 부재를 이용하여 코어로 부터 배출되도록 하여 보다 두꺼운 두께를 갖는 지관을 제조할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기의 방법에 의하여 제조된 다각형 단면을 갖는 지관에 관한 것이다.

최근에는 종래 이용되던 목재나 합성수지로 제조된 파렛트 대신에, 종이로 제조된 파레트가 개발되어 화물의 운송에 이용되고 있다. 통상 종이파레트는 화물이 놓여지는 상판과, 상기 상판의 하부면에 부착되어 상판을 지지하는 지지부재로 구성된다. 종이파레트의 지지부재로는 사각 단면을 갖는 지관이 많이 사용된다.

종래 알려진 사각단면을 갖는 지관의 제조방법 및 장치는 하기의 특허문헌들을 포함하여 많은 문헌에 공개되어 있다. 국제출원 공개번호 WO 97/13695, 대한민국 공개특허공보 공개번호 특2002-0038467호, 및 일본 공개특허공보 특개소50-91808호에 공개된 사각지관의 제조 방법이나 장치는 모두 동일한 원리를 이용한 방법 및 장치이다. 상기 특허 문헌들에 공개된 각형 지관의 제조장치는 회전하는 사각형 단면을 갖는 코어에 사전에 접착제가 도포된 복수의 종이 스트립을 공급하여 코어의 외주면에 권취되도록 한다. 또한 종래의 장치는 코어와 동일한 각속도로 코어의 회전축을 중심으로 회전하는 복수의 로울러를 구비하고 있으며, 또한 상기 복수의 로울러는 코어의 외주면에 권취된 스트립을 가압하면서 코어의 길이방향으로 동시에 회전하도록 되어 있다(코어의 길이방향에 수직인 회전축을 중심으로 회전하도록 되어 있다). 즉, 종래의 각형지관 제조장치는 상기 복수의 로울러가 코어에 감긴 종이 스트립(지관)을 가압하면서 코어의 길이방향으로 회전할 때, 로울러와 지관 외측면 사이에 발생하는 마찰력이 코어와 지관의 내측면 사이에 발생하는 마찰력보다 클 경우, 코어에 권취된 지관이 코어로부터 분리되어 코어의 길이방향으로 배출되는 원리를 이용한 것이다.

한편, 미국 특허 제4120523호에 개시된 사각 지관의 제조방법은 연속적으로 성형되어 배출되는 원형의 지관을 복수의 성형로울러를 이용하여 사각형상이 되도록 순차적으로 성형하여 제조하는 방법이다.

상기에 제시된 문헌에 공개된 사각지관을 제조하는 방법 및 장치는 모두 일정한 두께 이상의 각형지관, 예를 들면 5 mm 이상의 두께를 갖는 단면이 사각형상을 갖는 지관을 나선형으로 중첩되게 감아서 연속적으로 제조하기가 어렵다.

첫번째 방법, 즉 회전하는 각형의 코어에 복수의 종이 스트립을 권취하고, 권취된 외주면을 복수의 로울러로 가압하면서 코어로부터 지관을 분리하여 각형지관을 제조하는 방법은 지관의 두께가 두꺼울수록 로울러와 지관 사이의 마찰력을 크게 하기 위하여 로울러의 가압력을 크게 하여야 하나, 로울러의 가압력을 크게 하면 할수록 코어와 지관 내부면 사이의 마찰력이 커져서 코어로부터 지관의 분리가 더욱 어려워진다는 문제점이 있다. 두번째 방법, 즉 원형의 지관을 성형하여 사각형 지관을 제조하는 방법은 원주둘레의 길이와 사각형 둘레의 길이가 정확하게 일치할 수 없기 때문에 이론적으로 정확한 형상의 사각형을 만들 수 없으며, 지관의 두께가 일정한 두께 이상이 되면 내측에 감긴 스트립과 외측에 감긴 스트립 사이에 틈새가 벌어져서 성형시 형상이 찌그러지는 문제점이 있다.

또한 종래의 각형지관 제조 장치는, 재료를 절약하기 위하여 골판지 스트립으로 각형지관을 제조하고자 할 경우에, 골판지의 골이 손상되어 골판지 스트립을 이용한 각형지관을 제조할 수 없는 결점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 각형지관을 제조하는 방법 및 장치가 갖고 있는 문제점을 해결하기 위한 것이다. 즉, 본 발명의 목적은 코어에 나선형으로 중첩되게 스트립을 감아서 연속적으로 지관의 생산이 가능하여 생산성이 높고, 동시에 두께가 두꺼운 고강도 각형 지관을 생산하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명은 골판지 스트립을 이용하여 각형지관을 제조할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명의 다른 목적은 본 발명의 방법에 의하여 생산된 강도가 우수한 각형지관을 제공하는 것이다.

본 발명의 일측면에 따르면, 다각형 단면을 갖는 지관의 제조방법이 제공된다. 본 발명에 따른 다각형 단면을 갖는 지관의 제조방법은, 최하층의 스트립 이외에 사전에 접착제가 도포된 복수의 종이 스트립을 다각형 단면을 갖는 회전하는 코어의 외주에 나선형으로 중첩되도록 감는 권취공정과, 적어도 일부가 상기 코어의 스트립이 감기는 외주면에 연속적으로 노출되어 코어의 길이방향으로 이동하도록 코어의 내부에 설치된 이송부재가 코어의 외주면에 감겨진 스트립의 최하층의 내면과 접촉하여 코어에 권취된 복수의 스트립을 길이방향으로 연속적으로 이송시키는 이송공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 지관을 제조하는 방법은, 종래의 각형지관 제조 방법과 같이 코어에 감겨서 형성된 지관의 외측면을 가압하여 코어로부터 지관을 분리시키는 것이 아니라, 코어에 감겨서 형성된 지관의 내측면과 접촉하는 이송부재를 코어의 자유단 측으로 연속적으로 이동하도록 하여 나선형으로 중첩되어 코어에 권취되는 지관을 연속적으로 코어로부터 분리하는 점에 있어서 독창적인 방법이다.

또한 코어로부터 지관의 분리를 보다 용이하게 하기 위하여, 본 발명에 따른 지관의 제조방법에 있어서 상기 이송공정은 상기 코어와 동일한 각속도로 회전하는 프레임에 설치된 가압수단으로 상기 이송수단이 접촉하는 위치에 대응하는 권취된 복수의 스트립의 상부면을 동시에 가압하면서 행하는 것이 바람직하다. 본 발명의 방법에 사용되는 이송부재로는 이송벨트, 이송기어, 이송스크류를 사용할 수 있으며, 코어의 외주면으로 일부가 노출되어 길이방향으로 이동하도록 코어의 내부에 설치된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 다각형 단면을 갖는 지관의 제조장치가 제공된다. 본 발명에 따른 다각형 단면을 갖는 지관의 제조장치는, 프레임과; 최하층의 스트립 이외에 사전에 접착제가 도포된 복수의 스트립이 외주면에 나선형으로 중첩되어 감기도록, 일단이 상기 프레임에 회전가능하게 지지되어 있고, 타단은 자유단이며 외주면이 일정한 다각형 형상을 갖는 세장형 코어조립체와; 상기 코어조립체를 회전시키기 위한 동력을 제공하기 위한 제1구동수단과; 상기 제1구동수단의 동력을 제공받아 상기 코어조립체에 전달하기 위한 제1동력전달수단과; 적어도 일부가 상기 코어조립체의 스트립이 감기는 외주면에 노출되도록 상기 코어조립체에 설치되고, 동력을 전달받아 상기 노출되는 일부가 상기 코어조립체의 자유단 방향으로 이동하도록 설치되어 있어서, 상기 코어조립체의 외주면에 권취되는 복수의 스트립 중 최하층 스트립의 내면과 연속적으로 노출되는 일부가 접촉하여 코어조립체에 권취되는 복수의 스트립을 연속적으로 코어조립체의 자유단 방향으로 이송시키기 위한 이송부재와; 상기 이송부재의 일부가 코어조립체의 외주면에 연속적으로 노출되도록 하기 위한 동력을 제공하기 위한 제2구동수단과; 상기 제2구동수단의 동력을 전달받아 상기 이송부재에 전달하기 위한 제2 동력전달수단;을 포함하는 것 을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 코어조립체에 설치된 이송부재가 코어조립체가 회전함에 따라서 외주면에 나선형으로 감기는 복수의 종이 스트립 중 최하층의 종이스트립을 코어조립체의 자유단측으로 이송시킨다. 본 발명에 의한 각형지관 제조 장치는, 권취된 지관의 외주면을 로울러로 가압하여 코어로부터 지관의 내주면이 슬라이딩하여 배출되도록 하는 종래의 각형지관 제조장치와 달리, 이송부재가 권취된 각형지관의 내주면과 접촉하여 코어의 자유단 측으로 잡아당겨서 배출시키도록 되어 있으므로, 코어와 각형 지관 사이의 마찰력이 작게 되어 보다 두꺼운 두께의 지관을 제조할 수 있게 된다. 즉, 코어조립체의 외주면으로 연속적으로 노출되는 이송부재의 일부가 최하층 종이스트립의 내면과 접촉하여 발생하는 마찰력에 의하여 코어조립체의 외주면에 권취된 복수의 종이 스트립(지관)을 코어조립체의 자유단 방향으로 배출시켜서 지관을 제조하게 된다.

또한, 본 발명에 의한 지관을 제조하는 장치는 편면골판지 스트립을 사용하여 각형지관을 제조할 수 있는 장점이 있다. 종래의 각형 지관 제조장치는 코어에 권취된 종이 스트립의 외주면을 가압하도록 되어 있어서, 각형지관 제조시 편면 골판지 스트립을 사용하면 골이 손상되어 골판지 스트립을 사용할 수 없다. 그러나, 본 발명에 의한 각형 지관 제조장치는, 코어조립체의 내부에 설치되어 코어조립체의 외주면으로 연속적으로 노출되는 이송부재의 일부가 코어조립체에 권취된 골판지 스트립과 접촉하여 권취된 지관을 코어조립체의 자유단 측으로 잡아당겨서 코어조립체로부터 배출시키도록 되어 있어서 골판지 스트립의 골이 손상되지 않는다.

또한 본 발명에 따른 다각형 단면을 갖는 지관의 제조장치에 있어서, 상기 제1 동력전달수단은, 상기 제1구동수단으로부터 동력을 전달받아 회전되도록 상기 프레임에 회전가능하게 지지되고 길이방향으로 관통구멍이 형성된 중공의 제1 회전축과, 일측이 상기 제1 회전축에 연결되고 타측이 상기 코어조립체에 연결된 커플링부재를 포함하고, 상기 제2 동력전달수단은, 상기 제2 구동수단으로부터 동력을 전달받아 회전되도록 상기 제1 회전축의 관통구멍에 삽입되어 회전가능하게 제1 회전축에 지지된 제2 회전축과, 상기 제2 회전축의 회전동력을 상기 이송부재에 전달하기 위한 제3 동력전달수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. 즉, 코어조립체를 회전시키기 위한 구동수단(모타)의 동력을 전달하기 위한 제1회전축을 중공으로 하고, 이송수단을 구동하기 위한 구동수단(서보모타)의 동력을 전달하기 위한 제2회전축을 상기 제1회전축의 중공에 회전이 가능하도록 설치하여 지관제조장치의 크기를 줄이고, 안정적인 동력전달을 가능하게 할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 다각형 단면을 갖는 지관의 제조장치에 있어서, 상기 이송부재는 이송벨트를 사용하거나, 이송기어를 사용하거나, 이송스크류를 사용할 수 있다. 이송벨트를 이송부재로 사용하는 경우에, 한 쌍의 이송벨트를 각각 코어조립체의 대향하는 외주면에 길이방향을 따라서 일부가 노출되도록 설치하고, 노출된 일부가 코어조립체의 자유단을 향하여 이동하도록 설치한다. 또한, 상기 제3 동력전달수단은, 상기 제2회전축에 직각으로 상기 커플링부재에 회전가능하게 설치된 제3 회전축과, 상기 제2회전축의 동력을 상기 제3회전축에 전달하기 위하여 제2 및 제3 회전축에 각각 설치되어 맞물린 한 쌍의 베벨기어와, 상기 제3 회전축의 회 전동력을 상기 한 쌍의 이송벨트에 전달하기 위한 제4 동력전달수단을 더 포함한다.

이송벨트를 이송부재로 사용하는 경우, 코어조립체를 사각봉 코어에 이송벨트의 이동을 안내하기 위한 한쌍의 이송안내부재를 고정하여 강성을 크게 하거나, 상부 및 하부 코어에 이송벨트를 설치하고 상부 및 하부 코어의 간격을 조절할 수 있도록 하여 제조되는 지관의 폭을 용이하게 변경할 수 있도록 할 수 있다.

단일의 사각봉 코어와 이송안내부재를 사용하여 코어조립체를 구성하는 경우, 상기 코어조립체는 일단이 상기 커플링부재에 고정되고 길이가 긴 사각봉코어와, 상기 사각봉코어의 마주보는 양측면에 고정된 길이가 긴 한쌍의 이송안내부재를 포함하고, 상기 각각의 이송안내부재는 사각봉코어의 폭보다 큰 폭을 갖고 사각봉 부재의 양측면에 고정된 베이스부와 상기 베이스부의 폭방향의 양단에서 일정거리 이격되어 대향하는 베이스부를 향하여 평행하게 돌출되어 길이방향으로 일정길이 연장된 상부 및 하부 안내날개부를 구비하고 있으며, 상기 한 쌍의 이송벨트는 상기 한 쌍의 이송안내부재의 마주보는 상부 및 하부 안내날개부에 각각 끼워져서 설치되어 있고, 상기 제4 동력전달수단은, 상기 코어조립체의 사각봉코어의 고정단 측에 회전가능하게 설치되고 상부 이송벨트가 감긴 상부벨트구동축 및 하부 이송벨트가 감긴 하부벨트구동축과, 코어조립체의 이송안내부재의 자유단 측에 일정거리 이격되어 회전가능하게 각각 고정되고 상부 이송벨트가 감긴 상부아이들로울러 및 하부 이송벨트가 감긴 하부아이들로울러와, 상기 상부 및 하부 벨트구동축에 각각 상기 제3 회전축의 회전동력을 전달하기 위한 기어를 포함하는 것을 특징으로 한 다.

상부 코어와 하부 코어를 사용하여 코어조립체를 구성하는 경우, 상기 코어조립체는 상기 커플링부재에 일단이 고정된 길이가 긴 상부 코어와, 상기 상부 코어로부터 일정거리 이격되어 상기 커플링부재에 일단이 고정된 길이가 긴 하부 코어를 포함하고, 상기 한 쌍의 이송벨트는 각각 상부 및 하부 코어를 길이방향으로 감싸서 설치되어 있으며, 상기 제4 동력전달수단은, 상기 상부 및 하부 코어 각각의 고정단 측에 회전가능하게 설치되어 상부 이송벨트가 감긴 상부벨트구동축 및 하부 이송벨트가 감긴 하부벨트구동축과, 상기 상부 및 하부 코어 각각의 자유단 측에 회전가능하게 설치되어 상부 이송벨트가 감긴 상부아이들로울러 및 하부 이송벨트가 감긴 하부아이들로울러와, 상기 상부 및 하부 벨트구동축에 각각 상기 제3 회전축의 회전동력을 전달하기 위한 동력전달수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이송기어를 이송부재로 사용하는 경우에, 적어도 한 쌍의 이송기어를 코어조립체의 길이방향에 수직으로 설치된 회전축을 중심으로 회전하도록 설치되고, 동시에 코어조립체의 대향하는 외주면으로 일부가 노출되도록 설치한다. 또한, 상기 제3 동력전달수단은, 상기 제2회전축에 직각으로 상기 커플링부재에 회전가능하게 설치된 제3 회전축과, 상기 제2회전축의 동력을 상기 제3회전축에 전달하기 위하여 제2 및 제3 회전축에 각각 설치되어 맞물린 한 쌍의 베벨기어와, 상기 제3 회전축의 회전동력을 상기 한 쌍의 이송기어에 전달하기 위한 제5 동력전달수단을 더 포함한다.

이송스크류를 이송부재로 사용하는 경우에, 상기 코어조립체의 외주면에 길 이방향으로 일부가 노출되도록 복수의 이송스크류 각각의 일단을 상기 커플링부재에 회전가능하게 설치하고, 타단을 상기 코어조립체에 회전가능하게 고정 설치한다. 또한 상기 제3 동력전달수단은, 상기 제2회전축에 설치된 구동기어와, 상기 구동기어와 맞물리도록 상기 각각의 이송스크류의 일단에 고정설치된 복수의 종동기어를 포함한다.

또한, 본 발명에 다른 다각형 단면을 갖는 지관 제조 장치는, 코어조립체의 자유단이 흔들리는 것을 방지하여 장치를 안전하게 운전하고, 코어조립체의 자유단으로 슬립이 없이 지관이 배출되도록 하고, 동시에 배출되는 지관의 다각형 형상을 유지하기 위한 수단을 더 포함한다. 상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 다각형 단면을 갖는 지관의 제조장치는, 상기 프레임에 지지되어 코어조립체와 동일한 각속도로 회전하도록 설치되고, 상기 코어조립체의 자유단 측으로 배출되는 복수의 스트립이 권취된 지관이 통과되기 위한 관통구멍이 형성된 중공의 제4 회전축과, 상기 중공의 제4 회전축에 고정되어 있고 상기 코어조립체의 자유단 측에 감긴 복수의 스트립 중 최상층 스트립의 상부면을 대칭적으로 가압하기 위한 가압수단을 더 포함한다. 상기 가압수단은 일정한 압력으로 지관을 가압할 수 있도록 탄성부재에 의하여 지지되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 다각형 단면을 갖는 지관 제조장치는, 코어조립체의 자유단으로 연속적으로 제조되어 배출되는 지관을 적당한 길이로 절단하기 위한 지관커팅 수단을 더 구비하고 있다. 지관커팅수단은, 상기 코어조립체의 길이방향으로 이동이 가능하도록 상기 프레임에 설치된 베이스와, 상기 코어조립체의 길이방 향에 수직인 방향으로 이동이 가능하도록 상기 베이스에 설치된 커터를 포함한다. 상기 커터는 회전하는 원형의 칼날이나 톱날을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 지관커팅수단은, 상기 베이스에 지지되어 상기 코어조립체와 동일한 각속도로 회전하도록 설치되고 상기 코어조립체의 자유단 측으로 배출되는 복수의 스트립이 권취된 지관이 통과되기 위한 관통구멍이 형성된 중공의 제4 회전축을 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 본 발명에 따른 다각형 단면을 갖는 지관의 제조 방법에 의하여 제조된 지관을 제공한다. 특히 본 발명의 방법에 의하여 제조된 지관은 지관을 제조하기 위하여 사용되는 복수의 종이스트립은 적어도 하나의 편면 골판지 스트립을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 다각형 단면을 갖는 지관 제조 장치의 일실시예의 사시도이고, 도 2는 도 1의 실시예의 평면도에 복수의 종이 스트립이 감기는 상태를 도시한 설명도이고, 도 3은 도 2의 A-A 선에서 바라본 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예의 다각형 단면을 갖는 지관 제조장치(100)는 프레임(10)과, 프레임(10)에 일단이 회전 가능하게 지지되고 타단이 자유단으로 배치된 코어조립체(20)와, 사전에 접착제가 도포되어 코어조립체(20)에 나선형으로 중첩되어 감기는 복수의 종이스트립(a, b, c, d, e, f)을 코어조립체(20)의 자유단 측으로 연속적으로 이송시키기 위한 이송부재를 포함한다. 본 실 시예에 있어서 이송부재는 한 쌍의 이송벨트(71, 72)이다.

도 2를 참조하면, 코어조립체(20)는 길이가 긴 세장형이고 단면의 외곽이 사각형 형상을 갖는다. 코어조립체(20)가 제1 구동수단(30)으로부터 동력을 전달받아 회전하게 되면, 코어조립체(20)의 외주면에 최하층의 종이 스트립(a) 이외에 사전에 접착제가 도포된 복수의 스트립(b, c, d, e, f)이 나선형으로 중첩되어 감긴다. 도 2에 있어서, 미설명 부호 91은 스트립에 접착제를 도포하기 위한 접착제 공급장치이고, 92는 접착제 도포 로울러이다. 도 3을 참조하면, 프레임(10)에는 코어조립체(20)를 회전시키기 위한 동력을 제공하기 위한 제1구동수단(30)과, 제1구동수단(30)의 동력을 제공받아 코어조립체(20)에 전달하기 위한 제1 동력전달수단(50)이 설치되어 있다. 또한 도 2를 참조하면, 프레임(10)에는 한 쌍의 이송벨트(71, 72)에 동력을 제공하기 위한 제2 구동수단(40)과, 제2 구동수단(40)의 동력을 전달받아 한 쌍의 이송벨트(71, 72)에 전달하기 위한 제2 동력전달수단(60)이 설치되어 있다. 제1 구동수단(30) 및 제2 구동수단(40)은 모타를 사용하는 것이 바람직하고, 특히 제2 구동수단은 성형되어 배출되는 지관(94)의 속도와 코어조립체(20)의 회전속도를 피드백 받아 지관(94)의 배출속도를 제어하기 위하여 서보모타를 사용하는 것이 보다 바람직하다.

또한 본 실시예의 지관 제조장치(100)는, 코어조립체(20)와 동일한 각속도로 회전하도록 프레임(10)에 제4 회전축(80)이 설치되어 있다. 제4 회전축(80)은 코어조립체(20)의 자유단 측으로 연속적으로 배출되는 지관(200)이 통과되기 위한 관통구멍(80a)이 형성되어 있다. 중공의 제4 회전축(80)의 일단에는 코아조립체(20) 의 자유단이 흔들리는 것을 방지하고, 코어조립체(20)의 자유단 측으로 지관(200)이 슬립이 없이 배출되고 지관의 사각형상을 유지하도록 가압하기 위한 가압수단(83)이 설치되어 있다. 가압수단(83)은 제4 회전축(80)에 고정되어 제4 회전축과 동일한 각속도로 회전하도록 되어 있으며, 한 쌍의 이송벨트(71, 72)에 의하여 코어조립체(20)의 자유단 측으로 연속적으로 배출되는 각형 지관(200)의 대향하는 측면을 대칭적으로 가압하도록 되어 있다. 가압수단(83)이 고정된 중공의 제4 회전축(80)을 코어조립체(20)와 같은 각속도로 회전시키기 위한 동력을 전달하기 위하여 제2 중공회전축(80)의 일단에는 종동 풀리(82)가 고정되어 있다. 또한, 프레임(10)에는 종동 풀리(82)에 동력을 전달하기 위한 동력축(81)이 한쌍의 베어링(81b, 81c)에 지지되어 제1 구동수단(30)에 연결되어 있다. 또한, 동력축(81)의 일단에는 종동풀리(82)에 동력을 전달하기 구동풀리(81a)가 고정되어 있고, 구동풀리(81a)와 종동풀리(82)는 타이밍 벨트(81d)로 연결되어 있다. 구동풀리(81a)와 종동풀리(82)의 직경을 적절히 정하여 코어조립체(20)와 제4 회전축(80)의 회전 각속도를 동일하게 할 수 있다.

도 3을 참조하면, 제1 구동수단(30)으로부터 동력을 전달받아 코어조립체(20)를 회전시키기 위한 동력을 전달하기 위한 제1 동력전달수단(50)이 점선 내에 개략적으로 도시되어 있다. 제1 동력전달수단(50)은, 프레임(10)에 베어링에 의해서 회전가능하도록 지지 되고 관통구멍(51a)이 형성된 중공의 제1 회전축(51)과, 일측이 제1 회전축(51)에 연결되어 있고 타측에 코어조립체(20)가 고정된 커플링부재(52)를 포함한다. 제1 회전축(51)과 커플링부재(52)와 코어조립체(20)는 회 전 중심이 일치하도록 일체로 고정되어 있어서 동일한 각속도로 회전한다. 중공의 제1 회전축(51)의 타단에는 풀리(53)가 고정되어 있고, 풀리(53)는 제1 구동수단(30)의 회전축에 연결된 풀리(55)와 벨트(54)로 연결되어 있다. 미설명 부호 56은 감속기이다. 모타(30)가 회전하면, 풀리(55), 벨트(54), 풀리(53), 제1 회전축(51), 커플링부재(52)를 통하여 코어조립체(20)로 회전동력이 전달되어 코어조립체(20)가 회전하도록 되어 있다. 또한, 모타(30)가 회전하면, 전동축(81), 풀리(81a), 벨트(81d), 풀리(82), 중공의 제4 회전축(80)을 통하여 가압수단(83)으로 회전동력이 전달되어 가압수단이 지관(200)을 가압하면서 코어조립체(20)와 동일한 각속도로 회전하도록 되어 있다.

도 2를 참조하면, 제2 구동수단(40)으로부터 동력을 전달받아 코어조립체에 설치된 한 쌍의 이송벨트(71, 72)를 구동하기 위한 동력을 전달하기 위한 제2 동력전달수단(60)이 점선 내에 개략적으로 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 제2 동력전달수단(60)은 제1 회전축(51)의 관통구멍(51a)에 삽입되어 회전가능하게 베어링에 의해서 지지된 제2 회전축(61)과, 제2 회전축(61)의 회전 동력을 이송벨트(71, 72)에 전달하기 위한 제3 동력전달수단을 구비한다. 도 3의 H-H 선에서 바라본 단면도인 도 9를 참조하면, 제3 동력전달수단은 제2 회전축(61)에 직각으로 커플링부재(52)에 회전가능하게 설치된 제3 회전축(62)과, 제2 회전축(61)의 동력을 직각으로 배치된 제3 회전축(62)에 전달하기 위하여 제2 회전축(61)의 단부에 설치된 베벨기어(63)와 베벨기어(63)에 직각으로 동력을 전달하도록 맞물리어 제3 회전축(62)에 설치된 베벨기어(64)를 포함한다. 또한, 제3 동력전달수단은 제3 회전 축(62)의 동력을 코어조립체(20)에 설치된 한 쌍의 이송벨트(71, 72)에 전달하기 위한 제4 동력전달수단을 포함한다.

도 3 및 도 3의 C-C 선에서 바라본 단면도인 도 4를 참조하면, 코어조립체(20)는 길이가 긴 사각봉코어(21)와, 상기 사각봉코어(21)의 마주보는 양측면에 고정된 길이가 긴 한 쌍의 이송안내부재(22)를 포함한다. 사각봉코어(21)의 일단은 커플링부재(52)에 고정되어 있으며, 타단은 자유단으로 제4 회전축(80)의 관통구멍(80a)에 삽입되어 있다. 각각의 이송안내부재(22)는 사각봉코어(21)의 양측면에 고정되기 위한 길이가 긴 베이스부(22a)와, 베이스부(22a)에서 연장된 상부 및 하부 안내날개부(22a, 22c)를 구비한다. 베이스부(22a)는 사각봉코어(21)의 폭보다 큰 폭을 갖고 사각봉코어(21)의 양 측면에 복수의 볼트(23)로 고정되어 있다. 상부 및 하부 안내날개부(22a, 22c)는 베이스부(22b)의 폭 방향의 양단에서 일정 거리 이격되어 대향하는 베이스부(22b)를 향하여 평행하게 돌출되어 길이방향으로 일정 길이 연장되어 있다. 상부 이송벨트(71)에는 한 쌍의 이송안내부재(22)의 상부 안내날개부(22a)가 삽입되어 있으며, 하부 이송벨트(72)에는 한 쌍의 이송안내부재(22)의 하부 안내날개부(22c)가 삽입되어 있다.

도 3, 도 9 및 도 8을 참조하면, 제3 회전축(62)으로 전달되는 회전 동력을 한 쌍의 이송벨트(71, 72)에 전달하기 위한 제4 동력전달수단은, 상부 및 하부 벨트 구동축(76a, 76b)과 상부 및 하부 아이들로울러(73, 74)를 포함한다. 상부 및 하부 밸트 구동축(76a, 76b)은 사각봉코어(21)의 고정단 측에 회전 가능하게 설치되어 있다. 상부 및 하부 아이들로울러(73, 74)는 이송안내부재(22)의 자유단 측 에 일정거리 이격되어 회전가능하게 각각 고정되어 있다. 상부 및 하부 벨트 구동축(76a, 76b)은 사각봉코어(21)에 고정된 한쌍의 브라켓(26, 27)에 각각 베어링으로 지지되어 설치된다. 환형의 상부벨트(71)는 상부벨트구동축(76a)을 감싸고, 내측에 삽입된 상부안내날개부(22a)에 안내되어 상부 아이들로울러(73)에 감겨있다. 또한, 환형의 하부벨트(72)는 하부벨트구동축(76b)을 감싸고, 내측에 삽입된 하부안내날개부(22c)에 안내되어 하부 아이들로울러(74)에 감겨있다. 즉, 상부 이송벨트(71)는 상부벨트구동축(76a)과 상부 아이들로울러(73)에 감겨지고 이송안내부재(22)의 상부 안내날개부(22a)가 양측에서 삽입되어 있고, 하부 이송벨트(72)는 하부벨트구동축(76b)과 하부 아이들로울러(74)에 감겨지고 이송안내부재(22)의 하부 안내날개부(22c)가 양측에서 삽입되어 있어서, 회전 시에 서로 간섭되지 않도록 되어 있다.

또한 도 9 및 도 3의 I-I 선에서 바라본 단면도인 도 8을 참조하면, 제4 동력전달수단은 제3 회전축(62)의 회전 동력을 상부 및 하부 벨트구동축(76a, 76b)에 각각 전달하기 위한 기어(65, 66, 67, 68)를 구비한다. 본 실시예에서는 동력전달수단으로 기어를 사용하였으나 벨트와 풀리를 사용하여도 무방하다. 제3회전축(62)의 일단에 고정된 기어(65)는 하부벨트구동축(76b)의 일단에 고정된 기어(66)와 맞물려 있으며, 하부벨트구동축(76b)의 타단에 고정된 기어(67)는 상부벨트구동축(76a)의 일단에 고정된 기어(68)와 맞물려 있다. 따라서, 기어(65)가 어느 방향으로 회전할 경우, 상부 및 하부 벨트 구동축(76a, 76b)은 서로 반대 방향으로 회전하도록 되어 있다. 그러므로 기어(65)의 회전방향을 적절히 조절하여, 종이 스트립이 감겨서 접촉하게 되는 상부 이송벨트(71)의 상부 안내날개부(22a) 상부에 위치하여 외부로 노출되는 부분과, 하부 이송벨트(72)의 하부 안내날개부(22c) 하부에 위치하여 외부로 노출되는 부분은 코어조립체의 자유단을 향하여 이동되도록 할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 안내날개부(22a, 22c) 외측에 위치하는 상부 이송벨트(71)와 하부 이송벨트(72) 각각의 부분이, 본 발명에 있어서 본질적인 특징인 적어도 일부가 상기 코어조립체의 스트립이 감기는 외주면에 노출되도록 코어조립체에 설치된 이송부재의 부분에 해당한다. 이송벨트(71, 72)가 동력을 전달받아 회전함에 따라서 이송벨트의 노출된 부분은 코어조립체(20)의 자유단을 향하여 이동하게 되고, 자유단을 향하여 이동하는 이송벨트(71, 72) 부분은 코어조립체(20)의 외주면에 복수의 종이스트립이 나선형으로 권취되어 형성되는 각형지관(200)의 내주면과 연속적으로 접촉하여 지관(200)을 코어조립체(20)의 자유단으로 배출시키게 된다.

도 3을 참조하면, 사각봉코어(21)에 회전가능하도록 고정된 아이들로울러(77a, 77b)는 각각 상부벨트(71)와 하부벨트(72)의 장력을 조절할 수 있도록 이동 가능하게 되어 있다. 코어조립체(20)의 자유단 측에 회전가능하게 설치된 아이들로울러(75)는 하부벨트(72)의 이동을 안내하고 장력을 조절하기 위한 것이다. 자유단 측의 상부벨트(71)의 이동 안내와 장력조절은 하부아이들로울러(74)의 위치를 조절하여서 할 수 있다.

도 5는 도 3의 D-D 선에서 바라본 단면도로서 아이들로울러(75)가 이송안내 부재(22)의 베이스부(22b)에 베어링에 의해서 회전이 가능하게 설치된 상태를 도시하고 있다. 도 6은 도 3의 E-E 선에서 바라본 단면도로서 하부아이들로울러(74)에 하부벨트(72)가 감겨져 있으며, 이송안내부재(22)의 베이스부(22b)에 베어링에 의해서 회전이 가능하게 설치된 상태를 도시하고 있다. 도 7은 도 3의 F-F 선에서 바라본 단면도로서, 상부아이들로울러(73)에 상부벨트(71)가 감겨져 있으며, 이송안내부재(22)의 베이스부(22b)에 베어링에 의해서 회전이 가능하게 설치된 상태를 도시하고 있다.

도 1, 도10 및 도 11을 참조하면, 본 실시예의 가압수단(83)은 코어조립체(20)의 상부 이송벨트(71) 및 하부 이송벨트(72)가 노출된 면을 향하여 대칭에 되도록 상부 및 하부에 설치된 한 쌍의 아이들벨트(85)를 포함한다. 한 쌍의 아이들밸트(85)는 한 쌍의 아이들 로울러(86)에 감겨서 순환 회전되도록 되어 있다. 한 쌍의 아이들 로울러(86)는 브라켓(89)에 고정되어 있고, 브라켓(89)은 가이드봉(84)에 의하여 상하 방향으로 이동이 가능하게 구속된 하우징(87)에 설치되어 있다. 본 실시예에 있어서 지관(200)의 외측면을 누르는 면압을 높이기 위하여 아이들 벨트(85)를 사용하였으나 로울러나 슬라이딩 플레이트를 사용할 수도 있다. 또한 브라켓(89)은 중공의 제4 회전축(80)의 단부에 형성된 플렌지부(80b)에 고정된 리니어가이드(88)에 안내되어 상하로 조절이 가능하도록 되어 있다. 또한, 가이드봉(84)에는 스프링(84a)이 삽입되어 일정한 압력으로 성형된 지관의 상부면을 가압하도록 되어 있다.

이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 지관 제조장치의 작 동에 대하여 설명한다.

도2에 도시된 것과 같이, 최하층의 스트립을 제외하고 사전에 접착제가 도포된 복수의 스트립을 코아조립체(20)의 외주면에 일정한 각도록 경사지도록 중첩되게 부착시킨다. 다음으로, 제1 구동수단(30) 및 제2 구동수단(40)인 모타를 동시에 적절한 속도비로 회전시키면, 제1 동력전달수단(50)의 작동에 의하여 코아조립체(20)가 회전하게 되고, 동시에 제2 동력전달수단(60)의 작동에 의하여 코아조립체(20)에 설치된 상부 및 하부 이송벨트(71, 72)의 노출된 부분이 코아조립체(20)의 자유단을 향하여 순환하여 이동한다. 따라서, 코아조립체(20)의 외주면에 부착된 복수의 종이 스트립이 나선형으로 감기면서, 동시에 상부 및 하부 벨트(71, 72)와 접촉하는 최하층 스트립의 내면과 접촉하는 상부 및 하부 이송벨트(71, 72)에 의해서 권취된 스트립(200, 지관)이 코어조립체(20)의 자유단 측으로 이송된다. 따라서, 연속적으로 스트립이 권취되어 지관이 형성되면서 자유단 측으로 배출되게 된다. 이때 자유단 측에 설치된 가압수단으로 지관의 상부면을 가압하면, 상부 및 하부 이송벨트(71, 72)와 접촉하는 지관의 내측면 사이의 마찰력을 더 크게 하여 지관의 내측면과 이송벨트 사이의 슬립이 없이 원활하게 지관을 배출할 수 있게 도와 준다.

도 12는 본 발명에 따른 다각형 단면을 갖는 지관 제조 장치의 다른 실시예를 설명하기 위한 사시도이고, 도 13은 도 12에 도시된 실시예의 평면도이고, 도 14은 도 12에 도시된 실시예의 정면도이다.

도 1에 도시된 실시예가 코어조립체를 사각봉 코어에 이송벨트의 이동을 안 내하기 위한 한 쌍의 이송안내부재를 고정하여 강성을 크게 한 것인 반면에, 본 실시예의 코어조립체는 상부 및 하부 코어에 이송벨트를 설치하고 상부 및 하부 코어의 간격을 조절할 수 있도록 하여 제조되는 지관의 폭을 용이하게 변경할 수 있도록 한 점에서 도 1에 도시된 실시예와 차이가 있다.

도 12 내지 도 14를 참조하면, 본 실시예의 코어조립체(120)는 커플링부재(52)에 일단이 고정된 길이가 긴 상부 코어(121)와, 상부 코어(121)로부터 일정거리 이격되어 일단이 커플링부재(52)에 고정된 길이가 긴 하부 코어(122)를 포함한다. 본 실시예에 있어서 도 9에 도시된 제3 회전축(62)으로 전달되는 회전 동력을 한 상부 및 하부 이송벨트(71, 72)에 전달하기 위한 제4 동력전달수단으로 도 1에 도시된 실시예와 마찮가지로 상부 및 하부 벨트 구동축(76a, 76b)과 상부 및 하부 아이들로울러(73, 74)를 구비한다. 상부 및 하부 벨트 구동축(76a, 76b)은 각각 상부 및 하부 코어(121, 122)의 고정단 측에 회전가능하게 설치되어 있고, 상부 및 하부 아이들로울러(73, 74)는 각각 상부 및 하부 코어(121, 122)의 자유단 측에 회전 가능하게 설치되어 있다. 환형의 상부벨트(71)는 상부벨트구동축(76a)과 상부 아이들로울러(73)에 걸려서 상부코어(121)를 길이방향으로 감싸는 콘베이어 형태로 설치되어 있다. 또한, 환형의 하부벨트(122)도 하부벨트구동축(76b)과 하부아이들로울러(74)에 걸려서 하부 코어(122)를 길이방향으로 감싸는 콘베이어 형태로 설치되어 있다. 본 실시예에 있어서, 제3 회전축(62)의 회전 동력을 상부 및 하부 벨트구동축(76a, 76b)에 각각 전달하기 위한 동력전달수단은, 한 쌍의 전동벨트(167, 168)와 복수의 풀리(165, 166, 169, 170)이다. 풀리(165, 166)은 제3 회 전축(62)의 양단에 고정되어 있다. 풀리(169)는 하부벨트구동축(76b)에 연결되어 있고, 풀리(170)은 상부 이송벨트(71)의 회전방향을 전환해주기 위한 매개로, 상부벨트구동축에 고정된 기어(172)와 풀리(170)에 고정된 기어(171)를 통하여 상부벨트구동축(76a)에 동력을 전달한다. 즉, 상부 이송벨트(71)가 상부코어(121)의 외측면(121a)을 감싸는 부분과 하부 이송벨트(72)가 하부코어(122)의 외측면(122a)을 감싸는 부분이 동시에 코어조립체(120)의 자유단을 향하여 이동하도록 하기 위하여, 풀리(170)의 회전 방향을 전환해서 상부벨트구동축(76a)에 전달하기 위한 한 쌍의 맞물린 기어(171, 172)가 상부벨트구동축(76a)과 풀리(170)의 축에 각각 설치되어 있다.

본 실시예에 있어서, 상부 코어(121)의 외측면(121a)에 위치하는 상부 이송벨트(71) 부분과 하부 코어(122)의 외측면(122a)에 위치하는 하부 이송벨트(72) 부분이 본 발명에 있어서 본질적인 특징인, 적어도 일부가 코어조립체의 스트립이 감기는 외주면에 노출되도록 코어조립체에 설치된 이송부재의 부분에 해당한다. 이송벨트(71, 72)가 동력을 전달받아 회전함에 따라서 이송벨트(71, 72)의 노출된 부분은 코어조립체(20)의 자유단을 향하여 이동하게 되고, 이송벨트(71, 72)는 코어조립체(120)의 외주면에 복수의 종이스트립이 나선형으로 권취되어 형성되는 각형지관(200)의 내주면과 연속적으로 접촉하여 지관(200)을 코어조립체(120)의 자유단 방향으로 이송시키게 된다.

또한 본 실시예의 지관 제조 장치는 커플링부재(52)에 고정된 상부 코어(121)와 하부 코어(122)의 간격을 조절할 수 있게 되어 있어서, 제조하고자 하는 지관의 폭을 변경할 수 있다. 즉, 커플링부재(52)에는 리니어가이드(153)가 설치되어 있으며, 상부코어(12)와 하부코어(122)는 리니어가이드(153)에 이동이 가능하도록 설치된 한 쌍의 브라켓(154, 155)에 각각 고정되어 있다.

또한 본 실시예의 지관 제조 장치는, 코어조립체(120)의 자유단으로 연속적으로 제조되어 배출되는 지관을 적당한 길이로 절단하기 위한 지관커팅수단(130)을 더 구비하고 있다. 지관커팅수단(130)은, 코어조립체(120)의 길이방향으로 이동이 가능하도록 프레임(10)에 설치된 베이스(131)와, 코어조립체(120)의 길이방향에 수직인 방향으로 이동이 가능하도록 상기 베이스에 설치된 커터(132)를 포함한다. 프레임(10)에는 베이스(131)를 이동시키기 위한 동력을 제공하기 위한 모타(146)와 베이스(131)의 이동을 안내하기 위한 한 쌍의 리니어가이드(144)가 설치되어 있다. 베이스(131)는 지관의 절단시 모타(146)의 축에 설치된 볼스크류(145)에 의하여 지관이 배출되는 속도와 동일한 속도로 이동하도록 되어 있다.

또한, 베이스(131)에는 커터(132)를 지관의 배출 방향에 수직인 방향으로 이송시키기 위한 베드(133)가 설치되어 있으며, 베드(133)에는 수직이송 가이드(140)가 설치되어 있다. 베드(133)의 상부에는 이송판(139)이 가이드에 장착되어 설치되어 있으며, 장착판(139)의 상부에 커터(132)와 커터(132)를 구동하기 위한 모타(134)가 장착되어 있다. 커터(132)와 모타(134)는 지관의 절단 중에 미세하게 지관의 배출 방향으로 이동이 가능하도록 리니어 가이드를 구비한 장착판(139)에 설치되어 있다. 도시된 것과 같이, 커터(132)는 회전하는 원형의 칼날이나 톱날을 사용하는 것이 바람직하다.

또한 지관커팅수단(130)은 베이스(131)에 지지 되어 코어조립체(120)와 동일한 각속도로 회전하도록 설치되고 코어조립체(120)의 자유단 측으로 배출되는 지관통과되기 위한 관통구멍(146a)이 형성된 중공의 제4 회전축(146)을 더 포함한다. 도시하지는 않았으나, 제4 회전축에는 배출되는 지관을 절단할 때 지관의 단부가 커터에 의하여 밀리는 것을 잡아주기 위한 장치가 설치된다.

본 실시예의 지관 제조 장치의 작동은 코어조립체(120)의 자유단으로 배출되는 지관을 지관커팅수단(130)에 의하며 절단하는 것을 제외하고는 도 1에 도시된 실시예의 지관 제조장치의 작동과 동일하므로 설명을 생략한다.

도 15는 본 발명에 따른 다각형 단면을 갖는 지관 제조 장치의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 개략도이고, 도 16은 도 15의 Q-Q 선에서 바라본 단면도이고, 도 17은 도 15의 R-R 선에서 바라본 단면도이고, 도 18는 도 15의 S-S 선에서 바라본 단면도이다.

본 실시예의 지관 제조 장치가 도 1에 도시된 지관 제조 장치와 다른 점은, 지관의 이송부재로 코어조립체(20)에 설치된 이송기어(79a, 79b, 79d, 79e)를 사용한 점이다. 본 실시예의 코어조립체(20)는, 일단이 커플링부재(52)에 고정되고 길이가 긴 사각봉코어(21)와, 사각봉코어(21)의 마주보는 양측면에 고정된 길이가 긴 한 쌍의 이송안내부재(22)를 포함한다. 각각의 이송안내부재(22)는 사각봉코어(21)의 폭보다 큰 폭을 갖고 사각봉코어(21)의 양 측면에 고정된 베이스부(22b)와 상기 베이스부(22b)의 폭 방향의 양단에서 일정거리 이격되어 대향하는 베이스부(22b)를 향하여 평행하게 돌출되어 길이방향으로 일정길이 연장된 상부 및 하부 안내날개부(22a, 22c)를 구비하고 있다. 한 쌍의 이송기어(79a, 79b)는 이송안내부재(22)의 안내날개부(22a, 22c)가 제거된 자유단측 단부에 이끝 원이 각각 이송안내부재(22) 보다 상부로 돌출되도록 회전가능하게 고정되어 있다. 기어(79c)는 이웃하는 한 쌍의 이송기어(79d, 79e)에 동력을 전달하기 위한 전동기어 이다.

도 9에 도시된 제3 회전축(62)의 회전동력을 이송기어(79a, 79b)에 전달하기 위한 동력전달수단은 사각봉코어(21)의 고정단 측에 회전가능하게 설치된 벨트구동축(76)과, 벨트구동축(76)에 제3 회전축(62)의 회전 동력을 전달하기 위한 미도시된 기어와, 코어조립체(20)의 자유단 측에 설치된 벨트종동축(77)과, 벨트구동축(76)과 벨트종동축(77)을 연결하는 벨트(75)와, 벨트종동축(77)에 고정되고 이송기어(79a)와 맞물리게 설치된 기어(78)로 구성된다.

본 실시예에 있어서, 이송안내부재(22) 보다 외부로 돌출된 각각의 이송기어(79a, 79b, 79c, 79d)의 이끝원 부분이 본 발명에 있어서 본질적인 특징인, 적어도 일부가 코어조립체의 스트립이 감기는 외주면에 노출되도록 코어조립체에 설치된 이송부재의 부분에 해당한다. 벨트(75)의 동력을 전달받아 이송기어(79a, 79b, 79c, 79d)가 회전함에 따라서 이송안내부재(22)보다 외부로 돌출된 이끝원 부분이 코어조립체(20)의 자유단을 향하여 이동하게 되고, 이끝원 부분은 코어조립체(120)의 외주면에 복수의 종이스트립이 나선형으로 권취되어 형성되는 각형지관의 내주면과 연속적으로 접촉하여 지관을 코어조립체(20)의 자유단 방향으로 이송시키게 된다.

도 19는 본 발명에 따른 다각형 단면을 갖는 지관 제조 장치의 또 다른 실시 예를 설명하기 위한 개략도이고, 도 20은 도 19의 N-N 선에서 바라본 단면도이고, 도 21는 도 19의 P-P 선에서 바라본 단면도이고, 도 22는 도 19의 T-T 선에서 바라본 단면도이다.

본 실시예의 지관 제조 장치가 도 1에 도시된 지관 제조 장치와 다른 점은, 지관의 이송부재로 코어조립체(20)에 설치된 이송스크류를 사용한 점이다.

도 19 및 도 20을 참조하면, 본 실시예의 코어조립체(320)는, 일단이 커플링부재(52)에 고정되고 타단이 자유단인 길이가 긴 사각봉코어(321)이고, 사각봉코어(321)의 커플링부재(52)에 연결된 부분으로부터 네 개의 모서리부가 길이방향을 따라서 일정한 길이만큼 제거되어 있다. 또한, 각각의 이송스크류(322, 323, 324, 325)는 사각봉코어(321)의 제거된 네 개의 모서리부에 각각 삽입되어 외주면의 일부가 외부로 노출되도록 설치되어 있고, 일단은 상기 커플링부재(52)에 회전가능하게 설치되고 타단은 사각봉코어(321)의 제거되지 않은 부분에 각각 회전가능하게 설치되어 있다. 도시되지는 않았으나, 각각의 이송스크류(322, 323, 324, 325)의 외주면에는 나사산이 형성되어 있다. 도 21을 참조하면, 커플링부재(321)에 고정된 각각의 이송스크류(322, 323, 324, 325)의 단부에는 종동기어(326, 327, 328, 329)가 각각 고정되어 있다. 각각의 기어의 중앙에는 제2 회전축(61)의 단부에 고정된 구동기어(61a)가 맞물리도록 설치되어 있다. 또한 본 실시예의 지관 제조장치에 있어서 가압수단(383)은 지관의 모서리부를 가압하기 위한 테이퍼진 로울러(384)를 사용한다는 점에서 도 1에 도시된 실시예의 가압수단(83)과 차이가 있다.

본 실시예에 있어서, 사각봉코어(321)의 제거된 모서리에 회전이 가능하도록 설치된 이송스크류(322, 323, 324, 325)의 외주면에 형성되어 지관의 내측면과 접하는 나사산이 본 발명에 있어서 본질적인 특징인, 적어도 일부가 코어조립체의 스트립이 감기는 외주면에 노출되도록 코어조립체에 설치된 이송부재의 부분에 해당한다. 구동기어(61a)로부터 동력을 전달받아 이송스크류(322, 323, 324, 325)가 회전함에 따라서 이송스크류의 나사산이 코어조립체(20)의 자유단을 측으로 이동하게 되고, 동시에 각형지관(200)의 내주면과 연속적으로 접촉하여 지관을 코어조립체(20)의 자유단 방향으로 이송시키게 된다.

도 22는 골이 스트립의 길이 방향과 평행한 편면 골판지 스트립을 사용하여 각형지관을 제조하는 상태의 설명도이다. 도 2 및 도 22를 참조하면, 본 발명에 따른 방법과 장치를 이용하면, 코어조립체(20)에 라이너 원지(a e, f)와 편면골판지(b, c, d)를 도시된 순서대로 배치하여 각형지관을 제조할 수 있다. 본 발명에 따른 장치는 코어조립체의 내부에서 외부로 노출된 이송부재의 일부가 코어조립체의 자유단 측으로 이동하도록 되어 있어서 골판지 스트립의 골을 손상시키지 않고서 지관을 제조할 수 있게 된다. 본 실시예에서는 편면 골판지 스트립을 사용하나, 이에 한정되는 것은 아니고, 양면 골판지 스트립을 사용할 수도 있으며, 편면 골판지의 골심지의 방향을 반대로(성형되는 각형지관의 내측면을 향하도록)하여 제조할 수도 있다.

본 발명에 의하면, 회전하는 코어에 나선형으로 중첩되어 권취된 복수의 종 이 스트립을 코어의 내부에서 이동하는 이송부재를 이용하여 코어로부터 배출되도록하여 보다 두꺼운 두께를 갖는 지관을 제조할 수 있게 된다. 또한 본 발명에 따른면, 두께가 두꺼운 각형지관을 제조할 수 있게 되어 강도가 우수한 각형지관을 제공하게 된다. 또한, 본 발명에 의하면, 편면 골판지로 된 종이 스트립을 이용하여 각형 지관을 제조하여도 골판지의 골이 손상되지 않도록 할 수 있다.

본 발명에 따라서, 나선형으로 중첩되게 감아서 지관을 연속적으로 생산하여 생산성이 우수하고, 두께가 두꺼워서 강도가 우수한 각형 지관을 제공하게 되면, 강도가 우수한 종이파렛트를 저렴한 가격으로 제공할 수 있게 된다. 강도가 우수한 종이파렛트를 제공하게 되면, 중량물의 운송에 사용되던 목재파렛트를 종이파렛트로 대체할 수 있게 되어 벌목을 감소시킴으로써 환경의 보존에도 기여하게 된다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims

최하층의 스트립 이외에 사전에 접착제가 도포된 복수의 종이 스트립을 다각형 단면을 갖는 회전하는 코어의 외주에 나선형으로 중첩되도록 감는 권취공정과,

적어도 일부가 상기 코어의 스트립이 감기는 외주면에 연속적으로 노출되어 코어의 길이방향으로 이동하도록 코어의 내부에 설치된 이송부재가 코어의 외주면에 감겨진 스트립의 최하층의 내면과 접촉하여 코어에 권취된 복수의 스트립을 길이방향으로 연속적으로 이송시키는 이송공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 다각형 단면을 갖는 지관의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 이송공정은, 상기 코어와 동일한 각속도로 회전하는 프레임에 설치된 가압수단으로 상기 이송수단이 접촉하는 위치에 대응하는 권취된 복수의 스트립의 상부면을 동시에 가압하면서 행하여 지고,

상기 복수의 종이 스트립 중 적어도 하나는 편면 골판지 스트립인 것을 특징으로 하는 다각형 단면을 갖는 지관의 제조방법.
프레임과,

최하층의 스트립 이외에 사전에 접착제가 도포된 복수의 스트립이 외주면에 나선형으로 중첩되어 감기도록 일단이 상기 프레임에 회전가능하게 지지되어 있고 타단은 자유단이며, 외주면이 일정한 다각형 형상을 갖는 세장형 코어조립체와,

상기 코어조립체를 회전시키기 위한 동력을 제공하기 위한 제1구동수단과,

상기 제1구동수단의 동력을 제공받아 상기 코어조립체에 전달하기 위한 제1동력전달수단과,

적어도 일부가 상기 코어조립체의 스트립이 감기는 외주면에 노출되도록 상기 코어조립체에 설치되고, 동력을 전달받아 상기 노출되는 일부가 상기 코어조립체의 자유단 방향으로 이동하도록 설치되어 있어서, 상기 코어조립체의 외주면에 권취되는 복수의 스트립 중 최하층 스트립의 내면과 연속적으로 노출되는 일부가 접촉하여 코어조립체에 권취되는 복수의 스트립을 연속적으로 코어조립체의 자유단 방향으로 이송시키기 위한 이송부재와,

상기 이송부재의 일부가 코어조립체의 외주면에 연속적으로 노출되도록 하기 위한 동력을 제공하기 위한 제2구동수단과,

상기 제2구동수단의 동력을 전달받아 상기 이송부재에 전달하기 위한 제2 동력전달수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 다각형 단면을 갖는 지관의 제조장치.
제3항에 있어서,

상기 제1 동력전달수단은, 상기 제1구동수단으로부터 동력을 전달받아 회전되도록 상기 프레임에 회전가능하게 지지되고 길이방향으로 관통구멍이 형성된 중공의 제1 회전축과, 일측이 상기 제1 회전축에 연결되고 타측이 상기 코어조립체에 연결된 커플링부재를 포함하고,

상기 제2 동력전달수단은, 상기 제2 구동수단으로부터 동력을 전달받아 회전되도록 상기 제1 회전축의 관통구멍에 삽입되어 회전가능하게 제1 회전축에 지지된 제2 회전축과, 상기 제2 회전축의 회전동력을 상기 이송부재에 전달하기 위한 제3 동력전달수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 다각형 단면을 갖는 지관의 제조장치.
제4항에 있어서,

상기 이송부재는, 상기 코어조립체의 외주면에 길이방향을 따라서 일부가 노출되도록 설치되고, 노출된 일부가 코어조립체의 자유단을 향하여 이동하도록 코어조립체의 대향하는 외주면에 설치된 한 쌍의 이송벨트이고,

상기 제3 동력전달수단은, 상기 제2회전축에 직각으로 상기 커플링부재에 회전가능하게 설치된 제3 회전축과, 상기 제2회전축의 동력을 상기 제3회전축에 전달하기 위하여 제2 및 제3 회전축에 각각 설치되어 맞물린 한 쌍의 베벨기어와, 상기 제3 회전축의 회전동력을 상기 한 쌍의 이송벨트에 전달하기 위한 제4 동력전달수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다각형 단면을 갖는 지관의 제조장치.
제4항에 있어서,

상기 이송부재는, 코어조립체의 길이방향에 수직으로 설치된 회전축을 중심으로 회전하도록 설치되고, 동시에 코어조립체의 대향하는 외주면으로 일부가 노출되도록 설치된 한 쌍의 이송기어이고,

상기 제3 동력전달수단은, 상기 제2회전축에 직각으로 상기 커플링부재에 회전가능하게 설치된 제3 회전축과, 상기 제2회전축의 동력을 상기 제3회전축에 전달하기 위하여 제2 및 제3 회전축에 각각 설치되어 맞물린 한 쌍의 베벨기어와, 상기 제3 회전축의 회전동력을 상기 한 쌍의 이송기어에 전달하기 위한 제5 동력전달수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다각형 단면을 갖는 지관의 제조장치.
제4항에 있어서,

상기 이송부재는, 일단이 상기 커플링부재에 회전가능하게 설치되고 상기 코어조립체의 외주면에 길이방향으로 일부가 노출되도록 상기 코어조립체에 타단이 회전가능하게 고정 설치된 복수의 이송스크류이고,

상기 제3 동력전달수단은, 상기 제2 회전축에 설치된 구동기어와, 상기 구동기어와 맞물리도록 상기 각각의 이송스크류의 일단에 고정설치된 복수의 종동기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 다각형 단면을 갖는 지관의 제조장치.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 프레임에 지지되어 코어조립체와 동일한 각속도로 회전하도록 설치되고, 상기 코어조립체의 자유단 측으로 배출되는 복수의 스트립이 권취된 지관이 통과되기 위한 관통구멍이 형성된 중공의 제4 회전축과,

상기 중공의 제4 회전축에 고정되어 있고, 상기 코어조립체의 자유단 측에 감긴 복수의 스트립 중 최상층 스트립의 상부면을 대칭적으로 가압하기 위한 가압 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다각형 단면을 갖는 지관의 제조장치.
제8항에 있어서,

상기 코어조립체의 길이방향으로 이동이 가능하도록 상기 프레임에 설치된 베이스와, 상기 코어조립체의 길이방향에 수직인 방향으로 이동이 가능하도록 상기 베이스에 설치된 커터를 포함하는 지관커팅수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다각형 단면을 갖는 지관의 제조장치.
제9항에 있어서,

상기 지관커팅수단은, 상기 베이스에 지지되어 상기 코어조립체와 동일한 각속도로 회전하도록 설치되고 상기 코어조립체의 자유단 측으로 배출되는 복수의 스트립이 권취된 지관이 통과되기 위한 관통구멍이 형성된 중공의 제5 회전축을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다각형 단면을 갖는 지관의 제조장치.
제5항에 있어서,

상기 코어조립체는, 일단이 상기 커플링부재에 고정되고 길이가 긴 사각봉코어와, 상기 사각봉코어의 마주보는 양측면에 고정된 길이가 긴 한쌍의 이송안내부재를 포함하고, 상기 각각의 이송안내부재는 사각봉코어의 폭보다 큰 폭을 갖고 사각봉 부재의 양측면에 고정된 베이스부와 상기 베이스부의 폭방향의 양단에서 일정거리 이격되어 대향하는 베이스부를 향하여 평행하게 돌출되어 길이방향으로 일정 길이 연장된 상부 및 하부 안내날개부를 구비하고 있으며,

상기 한 쌍의 이송벨트는 상기 한 쌍의 이송안내부재의 마주보는 상부 및 하부 안내날개부에 각각 끼워져서 설치되어 있고,

상기 제4 동력전달수단은, 상기 코어조립체의 사각봉코어의 고정단 측에 회전가능하게 설치되고 상부 이송벨트가 감긴 상부벨트구동축 및 하부 이송벨트가 감긴 하부벨트구동축과, 코어조립체의 이송안내부재의 자유단 측에 일정거리 이격되어 회전가능하게 각각 고정되고 상부 이송벨트가 감긴 상부아이들로울러 및 하부 이송벨트가 감긴 하부아이들로울러와, 상기 상부 및 하부 벨트구동축에 각각 상기 제3 회전축의 회전동력을 전달하기 위한 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 다각형 단면을 갖는 지관의 제조장치.
제5항에 있어서,

상기 코어조립체는, 상기 커플링부재에 일단이 고정된 길이가 긴 상부 코어와, 상기 상부 코어로부터 일정거리 이격되어 상기 커플링부재에 일단이 고정된 길이가 긴 하부 코어를 포함하고,

상기 한 쌍의 이송벨트는 각각 상부 및 하부 코어를 길이방향으로 감싸서 설치되어 있으며,

상기 제4 동력전달수단은, 상기 상부 및 하부 코어 각각의 고정단 측에 회전가능하게 설치되어 상부 이송벨트가 감긴 상부벨트구동축 및 하부 이송벨트가 감긴 하부벨트구동축과, 상기 상부 및 하부 코어 각각의 자유단 측에 회전가능하게 설치 되어 상부 이송벨트가 감긴 상부아이들로울러 및 하부 이송벨트가 감긴 하부아이들로울러와, 상기 상부 및 하부 벨트구동축에 각각 상기 제3 회전축의 회전동력을 전달하기 위한 동력전달수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 다각형 단면을 갖는 지관의 제조장치.
제12항에 있어서,

상기 코어조립체는, 상기 상부코어 및 하부코어가 이격되어 설치된 간격을 조절하기 위한 간격조절수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다각형 단면을 갖는 지관의 제조장치.
제13항에 있어서,

상기 프레임에 지지되어 상기 코어조립체와 동일한 각속도로 회전하도록 설치되고, 상기 코어조립체의 자유단 측으로 배출되는 복수의 스트립이 권취된 지관이 통과되기 위한 관통구멍이 형성된 중공의 제4 회전축과,

상기 중공의 제4 회전축에 고정되어 있고, 상기 코어조립체의 자유단 측에 감긴 복수의 스트립 중 최상층 스트립의 상부면을 대칭적으로 가압하기 위한 가압수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다각형 단면을 갖는 지관의 제조장치.
제14항에 있어서,

상기 코어조립체의 길이방향으로 이동이 가능하도록 상기 프레임에 설치된 베이스와, 상기 코어조립체의 길이방향에 수직인 방향으로 이동이 가능하도록 상기 베이스에 설치된 커터를 포함하는 지관커팅수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다각형 단면을 갖는 지관의 제조장치.
제14항에 있어서,

상기 가압수단은, 상기 코어조립체에 상부 벨트 및 하부 벨트가 설치된 면을 향하여 대칭에 되도록 설치되고, 권취된 스트립의 상부면을 일정한 압력으로 가압할 수 있도록 탄성부재에 의하여 지지된 한 쌍의 플레이트이고,

상기 지관커팅수단은, 상기 베이스에 지지되어 상기 코어조립체와 동일한 각속도로 회전하도록 설치되고 상기 코어조립체의 자유단 측으로 배출되는 복수의 스트립이 권취된 지관이 통과되기 위한 관통구멍이 형성된 중공의 제5 회전축을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다각형 단면을 갖는 지관의 제조장치.
제6항에 있어서,

상기 코어조립체는, 상기 코어조립체는, 일단이 상기 커플링부재에 고정되고 길이가 긴 사각봉코어와, 상기 사각봉코어의 마주보는 양측면에 고정된 길이가 긴 한쌍의 이송안내부재를 포함하고, 상기 각각의 이송안내부재는 사각봉코어의 폭보다 큰 폭을 갖고 사각봉 부재의 양측면에 고정된 베이스부와 상기 베이스부의 폭방향의 양단에서 일정거리 이격되어 대향하는 베이스부를 향하여 평행하게 돌출되어 길이방향으로 일정길이 연장된 상부 및 하부 안내날개부를 구비하고 있으며,

상기 적어도 한 쌍의 이송기어는, 상기 이송안내부재의 안내날개부가 제거된 자유단 측에 외주면의 일부가 각각 이송안내부재의 폭보다 상부로 돌출되도록 회전이 가능하게 고정되어 있으며,

상기 제5 동력전달수단은, 상기 사각봉코어의 고정단 측에 회전가능하게 설치된 벨트구동축과, 상기 벨트구동축에 상기 제3 회전축의 회전동력을 전달하기 위한 기어와, 상기 이송안내부재의 자유단측에 설치된 벨트종동축과, 상기 벨트구동축과 벨트종동축을 연결하는 전동벨트와, 상기 벨트종동축에 고정되고 상기 이송기어와 맞물리게 설치된 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 다각형 단면을 갖는 지관의 제조장치.
제17항에 있어서,

상기 프레임에 지지되어 상기 코어조립체와 동일한 각속도로 회전하도록 설치되고, 상기 코어조립체의 자유단 측으로 배출되는 복수의 스트립이 권취된 지관이 통과되기 위한 관통구멍이 형성된 중공의 제4 회전축과,

상기 중공의 제4 회전축에 고정되어 있고, 상기 코어조립체의 자유단 측에 감긴 복수의 스트립 중 최상층 스트립의 상부면을 대칭적으로 가압하기 위한 가압수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다각형 단면을 갖는 지관의 제조장치.
제7항에 있어서,

상기 코어조립체는, 일단이 상기 커플링부재에 고정되고 길이가 긴 사각봉코 어이고, 상기 사각봉코어의 커플링부재에 연결된 부분으로부터 네 개의 모서리부가 길이방향을 따라서 일정한 길이만큼 제거되어 있으며,

상기 이송스크류는, 상기 사각봉코어의 제거된 모서리부에 각각 삽입되어 외주면의 일부가 외부로 노출되도록 설치되어 있고, 일단은 상기 커플링부재에 회전가능하게 설치되고 타단은 사각봉코어에 각각 회전가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 다각형 단면을 갖는 지관의 제조장치.
제19항에 있어서,

상기 프레임에 지지되어 상기 코어조립체와 동일한 각속도로 회전하도록 설치되고, 상기 코어조립체의 자유단 측으로 배출되는 복수의 스트립이 권취된 지관이 통과되기 위한 관통구멍이 형성된 중공의 제4 회전축과,

상기 중공의 제4 회전축에 고정되어 있고, 상기 코어조립체의 자유단 측에 감긴 복수의 스트립 중 최상층 스트립의 상부면을 대칭적으로 가압하기 위한 가압수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다각형 단면을 갖는 지관의 제조장치.
제1항 또는 제2항의 방법에 의하여 생산된 다각형 단면을 갖는 지관.