KR20090020145A - 고무 절단기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고무 절단기에 관한 것으로, 회전축의 외주면에 나선형의 스크류 가이드가 형성된 압출 스크류의 회전에 의해 케이싱 내부에서 토출구로 고무를 압착 토출함으로써, 연속적으로 고무를 토출하므로 작업 공정이 빠르고 제작 효율이 증가하며, 토출된 고무에 대해 자동적으로 일정 길이의 정량 절단 및 이송을 수행하여 고무 중간 소재 제작이 용이한 고무 절단기를 제공한다.
고무, 압출 스크류, 케이싱, 절단부, 이송부
Description
본 발명은 고무 절단기에 관한 것이다. 보다 상세하게는 회전축의 외주면에 나선형의 스크류 가이드가 형성된 압출 스크류의 회전에 의해 케이싱 내부에서 토출구로 고무를 압착 토출함으로써, 연속적으로 고무를 토출하므로 작업 공정이 빠르고 제작 효율이 증가하며, 토출된 고무에 대해 자동적으로 일정 길이의 정량 절단 및 이송을 수행하여 고무 중간 소재 제작이 용이한 고무 절단기에 관한 것이다.
일반적으로 고무란 상온에서 탄성을 나타내는 사슬 모양의 고분자 물질 또는 그 원료가 되는 고분자 물질을 의미하는데, 이러한 고무를 이용한 고무 재질의 제품은 일상 생활에서 매우 널리 사용되고 있다. 특히, 고무의 탄성력을 이용하여 자동차나 일반 기계 장치에 각종 완충 수단으로 사용되며, 또한 각종 밸브에 대한 패킹 수단 등으로 사용되는 등 매우 다양한 분야에 폭넓게 사용되고 있다.
이러한 고무 재질의 제품을 제작하는 과정을 살펴보면, 고무 원료를 가공하여 평평한 판형이나 길게 연장된 봉형 등의 형태를 갖는 고무 원자재로 제작한다. 이러한 형태로 제작된 고무 원자재는 다양한 형태의 최종 고무 제품으로 형성되기 때문에, 이러한 고무는 최종 고무 제품으로 성형되기 전 대량 생산을 위해 최종 제품에 적합한 단면 형상 및 길이를 갖는 고무 중간 소재로 제작된다. 이후, 이러한 고무 중간 소재가 필요에 따라 금형에 투입되어 고온의 열과 압력 등으로 최종 고무 제품으로 성형된다.
이때, 고무 원자재가 고무 중간 소재로 제작되는 과정은 일반적으로 압출 성형 가공의 방식으로 제작되는데, 이를 좀 더 자세히 살펴보면, 투입구와 토출구가 형성된 케이싱 내부에 투입구를 통해 고무 원자재를 투입한 후, 유압 피스톤을 이용하여 고무 원자재를 압착하며 토출구로 토출한다. 토출구로 토출된 고무 원자재는 적정 길이로 절단되며 고무 중간 소재로 제작 완료된다.
이러한 고무 중간 소재를 적정 형상으로 토출하며 적정 길이로 제작하는 기계를 일반적으로 고무 절단기라 하는데, 이는 전술한 바와 같이 유압 피스톤을 이용한 압출 성형 방식을 이용하여 고무를 토출하고 토출된 고무를 적정 길이로 절단하는 공정을 수행한다.
그러나 이와 같은 종래 기술에 의한 일반적인 고무 절단기는 유압 피스톤을 이용한 방식이기 때문에, 케이싱 내부에 일정량의 고무를 투입한 상태에서 피스톤에 의해 그 투입된 고무가 모두 토출되면, 다시 유압 피스톤을 케이싱으로부터 제거한 후 케이싱 내부에 고무를 투입하는 과정을 반복해야 한다. 따라서, 소정 형상을 갖는 고무 중간 소재를 연속적으로 계속 제작하지 못하고, 유압 피스톤에 의한 1회 토출이 완료되면 재차 유압 피스톤 세팅 및 고무 투입을 해야 하므로 공정이 복잡하고 제작 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 케이싱의 토출구로부터 토출되는 고무에 대해 작업자가 수작업으로 절단 하거나 또는 절단된 고무를 수작업으로 이송하는 방법으로 공정이 진행되기 때문에 공정의 흐름이 느리고 작업이 힘들며 작업 효율이 저하될 뿐만 아니라 토출되는 고무를 일정한 길이로 정량 절단하는 것이 용이하지 않아 제품 품질이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 회전축의 외주면에 나선형의 스크류 가이드가 형성된 압출 스크류의 회전에 의해 케이싱 내부에서 토출구로 고무를 압착 토출함으로써, 연속적으로 고무를 토출하므로 작업 공정이 빠르고 제작 효율이 증가하며, 토출된 고무에 대해 자동적으로 일정 길이의 정량 절단 및 이송을 수행하여 고무 중간 소재 제작이 용이한 고무 절단기를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 중공의 원통형으로 양측부에 고무가 투입되는 투입구(11) 및 고무가 토출되는 토출구(12)가 각각 형성되는 케이싱(10); 회전축(21)과 상기 회전축(21)의 원주면에 나선형으로 형성된 스크류 가이드(22)를 포함하고, 상기 케이싱(10) 내부 공간에서 회전하며 상기 스크류 가이드(22)를 통해 상기 투입구(11)로부터 상기 토출구(12)로 고무를 압착 토출하는 압출 스크류(20); 상기 토출구(12)로부터 토출되는 고무를 절단하는 절단부(30): 및 상기 절단부(30)로부터 절단된 고무를 이송하는 이송부(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고무 절단기를 제공한다.
본 발명에 의하면, 회전축의 외주면에 나선형의 스크류 가이드가 형성된 압출 스 크류의 회전에 의해 케이싱 내부에서 토출구로 고무를 압착 토출함으로써, 연속적으로 고무를 토출하므로 작업 공정이 빠르고 제작 효율이 증가하며, 토출된 고무에 대해 자동적으로 일정 길이의 정량 절단 및 이송을 수행하여 고무 중간 소재 제작이 용이한 효과가 있다.
본 발명은, 중공의 원통형으로 양측부에 고무가 투입되는 투입구(11) 및 고무가 토출되는 토출구(12)가 각각 형성되는 케이싱(10); 회전축(21)과 상기 회전축(21)의 원주면에 나선형으로 형성된 스크류 가이드(22)를 포함하고, 상기 케이싱(10) 내부 공간에서 회전하며 상기 스크류 가이드(22)를 통해 상기 투입구(11)로부터 상기 토출구(12)로 고무를 압착 토출하는 압출 스크류(20); 상기 토출구(12)로부터 토출되는 고무를 절단하는 절단부(30): 및 상기 절단부(30)로부터 절단된 고무를 이송하는 이송부(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고무 절단기를 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고무 절단기의 구성을 간략하게 나타내기 위 한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고무 절단기는 중공의 원통형으로 양측부에 투입구(11) 및 토출구(12)가 형성되는 케이싱(10)과, 케이싱(10) 내부 공간에서 회전하며 투입구(11)로부터 토출구(12)로 고무를 압착 토출하는 압출 스크류(20)와, 토출구(12)로부터 토출되는 고무를 절단하는 절단부(30)와, 절단부(30)로부터 절단된 고무를 이송하는 이송부(40)를 포함하여 구성된다.
도 1에 도시된 바와 같이 케이싱(10)이 수직한 방향으로 길게 배치되어 상단부의 측면에 투입구(11)가 형성되고 케이싱(10)의 하단부에 토출구(12)가 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 케이싱(10) 하단부의 하부에 토출구(12)로부터 토출된 고무를 절단하는 절단부(30)가 장착되고, 그 하부에는 절단된 고무가 안착되도록 이송부(40)가 장착되는 것이 바람직하다.
한편, 케이싱(10) 내부 공간에서 회전하는 압출 스크류(20)는 도 1에 도시된 바와 같이 회전축(21)과 회전축(21)의 원주면에 길이 방향을 따라 나선형으로 연장 형성된 스크류 가이드(22)를 포함하여 구성된다. 따라서, 압출 스크류(20)가 회전하게 되면 회전축(21)을 따라 스크류 가이드(22)가 회전하며 케이싱(10) 내부 공간에 투입된 고무가 스크류 가이드(22)를 따라 투입구(11)로부터 토출구(12) 측으로 압착되며 토출된다.
이러한 구조에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 고무 절단기는 투입구(11)를 통해 케이싱(10) 내부 공간으로 고무가 계속적으로 투입됨과 동시에 압출 스크류(20)가 계속 회전하며 투입된 고무가 토출구(12)를 향해 압착되며 연속적으로 토출되는 구조이다. 또한, 투입되는 고무의 형태가 길게 하나로 연결된 롤(roll)에 감긴 형태의 판형 고무 인 경우에는 별도로 투입구(11)에 고무를 투입하지 않더라도 나선형의 스크류 가이드(22)를 따라 투입된 고무가 계속 토출구(12)를 향해 이동하므로 자동적으로 롤로부터 고무가 감김 해제되며 투입구(11)로 투입될 수 있는 구조이다.
한편, 고무가 투입되는 케이싱(10)에는 케이싱(10)의 내부 공간과 열교환하며 케이싱(10) 내부로 투입된 고무의 온도를 조절할 수 있는 온도조절부(70)가 구비되는 것이 바람직하다. 이러한 온도조절부(70)는 도 1에 도시된 바와 같이 소정 온도의 열매체유가 케이싱(10)의 외주면을 감싸며 흐를 수 있는 열매체 유로(미도시)와 열매체 유로 내부를 흐르는 열매체유를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 열매체 유로는 케이싱(10)의 외주면을 따라 나선형 홈의 형태로 형성될 수 있을 것이다. 이러한 온도조절부(70)는 케이싱(10) 내부 공간과 열교환하며 고무의 온도를 조절하는데, 케이싱(10) 내부의 고무 온도가 압착 토출에 적합한 설정 온도보다 낮으면 온도조절부(70)에 의해 고무가 가열되고, 케이싱(10) 내부의 고무 온도가 마찰열 등에 의해 가열되어 설정 온도보다 높으면 온도조절부(70)에 의해 냉각된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따라 케이싱(10) 내부의 고무는 케이싱(10) 외주면에 형성된 열매체 유로를 흐르는 열매체유의 온도에 따라 가열되거나 또는 냉각되며 압착 토출이 용이한 적정 온도로 유지된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고무 절단기의 절단부의 동작 상태를 나타내기 위해 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 절단부(30)는 토출구(12)로부터 고무(60) 토출 방향을 가로지르는 방향으로 이동하며 고무(60)를 절단하는 절단 커터(31)와, 절단 커터(31)가 이동하도록 구동하는 액추에이터(32)를 포함하여 구성된다.
도 2의 (a)는 토출구(12)로부터 고무(60)가 토출되는 상태로서 토출구(12)의 하부에 절단부(30)가 토출되는 고무(60)를 절단하기 위해 대기중인 상태를 도시한다. 도 2의 (b)는 절단 커터(31)가 전진 이동하며 토출구(12)로부터 토출된 고무(60)에 대해 소정 길이만큼 절단하는 상태를 도시한다. 도 2의 (c)는 절단 커터(31)가 고무(60)를 절단한 상태에서 토출구(12)로부터 고무(60) 토출 방향과 평행한 방향으로 이동한 상태를 도시한다.
도 2의 (c)에서와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 절단 커터(31)는 고무(60)를 절단한 상태에서 토출구(12)의 토출 방향과 평행한 방향으로 이동하게 되는데, 이는 절단 커터(31)가 직선 왕복 운동을 통해 고무(60) 절단 및 복귀 공정을 수행하게 되면, 고무(60)의 재질 특성상 절단 이후 연속적으로 토출되는 고무(60)의 절단면이 절단 커터(31)의 상부면과 마찰에 의해 훼손되거나 또는 절단 이후 연속적으로 토출되는 고무(60)가 절단 커터(31)의 상부면에 부착되어 고무 절단기가 오작동되는 것을 방지하기 위함이다.
즉, 절단 커터(31)가 고무(60)를 절단한 상태에서 토출구(12)의 토출 방향과 평행한 방향으로 이동하며 토출되는 고무(60)의 절단면으로부터 수직한 방향으로 이탈하게 됨으로써, 토출되는 고무(60)의 절단면과 절단 커터(31)의 상부면과의 접촉에 의한 마찰력이 방지된다.
또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 고무 절단기는 토출구(12)로부터 토출되는 고무의 토출량을 감지하는 토출량 감지부(80)를 더 포함 하고, 절단부(30)는 토출량 감지부(80)의 신호에 따라 고무를 절단하는 것이 바람직하다. 이때, 토출량 감지부(80)는 토출구(12)의 하부측 소정 높이에 위치하는 광센서(81)를 포함하여 구성될 수 있을 것이다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 토출구(12)의 수직 하부측으로 소정 높이에 광센서(81)가 장착되고, 토출되는 고무(60)가 광센서(81)의 높이까지 토출되면 광센서(81)가 이를 감지하여 신호를 송신하고 이러한 광센서(81)의 신호에 따라 절단부(30)가 동작하며 고무를 절단하게 된다. 이러한 구조에 따라 압출 스크류(20)의 회전 속도에 따라 변화되는 토출 속도에 무관하게 일정한 길이로 고무가 정량 절단될 수 있다. 또한, 이때 광센서(81)는 장착되는 높이가 수직 방향으로 변화가능하게 별도의 센서 장착대(82)에 장착되는 것이 바람직하고, 이에 따라 일정 길이로 정량 절단되는 고무의 길이가 필요에 따라 용이하게 변경될 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고무 절단기 이송부의 변형예를 간략하게 나타내기 위해 도시한 도면이다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 이송부(40)는 토출구(12)로부터 절단부(30)에 의해 절단된 고무를 이송하는 컨베이어 벨트(41)와, 컨베이어 벨트(41) 상에 안착되어 이송되는 절단된 고무에 공기를 분사하는 공기 분사 노즐(42)을 포함하여 구성된다.
이러한 공기 분사 노즐(42)은 절단된 고무에 공기를 분사함으로써, 케이싱(10) 내부에서 압착 토출되며 고온으로 가열된 절단된 고무에 대해 냉각 작용을 수행한다.
또한, 이러한 냉각 작용을 위해 도 3에 도시된 바와 같이 절단된 고무에 물을 분사하는 별도의 물 분사 노즐(44)이 더 장착될 수도 있을 것이다.
이러한 공기 분사 노즐(42) 및 물 분사 노즐(44)은 각각 냉각 작용을 수행하며, 절단된 고무를 냉각시키는데, 고무의 재질 특성상 필요에 따라 물과의 접촉이 허용되지 않는 경우에는 물 분사 노즐(44)을 제거하거나 그 동작을 정지시키는 방식으로 사용될 수 있을 것이다. 한편, 가열된 고온의 절단된 고무에 대해 1차적으로 물 분사 노즐(44)에 의해 냉각 작용이 수행되도록 하고, 이후 공기 분사 노즐(42)에 의해 2차 냉각 작용이 수행됨과 동시에 물 분사 노즐(44)을 통해 고무에 흡착된 수분에 대한 건조 작용이 수행되는 방식으로 구성될 수도 있을 것이다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 토출구(12)의 하부에는 절단부(30)에 의해 절단된 고무가 자유 낙하하며 안착되어 컨베이어 벨트(41) 위로 이송되도록 가이드하는 이송 가이드(43)가 장착될 수 있다. 이 경우에는 물 분사 노즐(44)이 이송 가이드(43)의 상부에 부착되어 이송 가이드(43)에 안착된 고무에 물을 분사하는 방식으로 구성되는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고무 절단기의 분리 유압 장치의 동작 상태를 간략하게 나타내기 위해 도시한 도면이다.
도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 고무 절단기는 유압 실린더(51)를 이용하여 압출 스크류(20)를 케이싱(10)에 삽입 및 삽입 제거할 수 있는 분리 유압 장치(50)가 장착될 수 있다. 이때, 도 4에 도시된 바와 같이 유압 실린더(51)를 이용한 압출 스크류(20)의 삽입 제거 경로를 가이드하고 유압 실린더(51)를 지지하기 위해 별도의 유압 보조 가이드(52)가 장착될 수도 있을 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이 분리 유압 장치(50)는 압출 스크류(20)에 결합 장착되 어 유압 실린더(51)를 통해 압출 스크류(20)를 케이싱(10)으로부터 용이하게 삽입 제거할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 고무 절단기는 케이싱(10) 및 압출 스크류(20)의 유지 보수 및 부품 교환 등을 위해 주기적으로 압출 스크류(20)를 케이싱(10)으로부터 분리해야 하는 경우 분리 유압 장치(50)를 통해 이를 용이하게 수행할 수 있기 때문에 유지 보수 작업이 매우 용이한 구조이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고무 절단기의 구성을 간략하게 나타내기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고무 절단기의 절단부의 동작 상태를 나타내기 위해 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고무 절단기 이송부의 변형예를 간략하게 나타내기 위해 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고무 절단기의 분리 유압 장치의 동작 상태를 간략하게 나타내기 위해 도시한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 케이싱 20: 압출 스크류
21: 회전축 22: 스크류 가이드
30: 절단부 40: 이송부
50: 분리 유압 장치 60: 고무
70: 온도조절부
Claims (11)
- 중공의 원통형으로 양측부에 고무가 투입되는 투입구(11) 및 고무가 토출되는 토출구(12)가 각각 형성되는 케이싱(10);회전축(21)과 상기 회전축(21)의 원주면에 나선형으로 형성된 스크류 가이드(22)를 포함하고, 상기 케이싱(10) 내부 공간에서 회전하며 상기 스크류 가이드(22)를 통해 상기 투입구(11)로부터 상기 토출구(12)로 고무를 압착 토출하는 압출 스크류(20);상기 토출구(12)로부터 토출되는 고무를 절단하는 절단부(30): 및상기 절단부(30)로부터 절단된 고무를 이송하는 이송부(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고무 절단기.
- 제 1 항에 있어서,상기 절단부(30)는상기 토출구(12)의 토출 방향을 가로지르는 방향으로 이동하며 고무를 절단하는 절단 커터(31); 및상기 절단 커터(31)가 이동하도록 구동하는 액추에이터(32)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고무 절단기.
- 제 2 항에 있어서,상기 절단 커터(31)는 고무를 절단한 상태에서 상기 토출구(12)의 토출 방향과 평행한 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 고무 절단기.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 토출구(12)로부터 토출되는 고무의 토출량을 감지하는 토출량 감지부(80)를 더 포함하고,상기 절단부(30)는 상기 토출량 감지부(80)의 신호에 따라 고무를 절단하는 것을 특징으로 하는 고무 절단기.
- 제 4 항에 있어서,상기 토출량 감지부(80)는 상기 토출구(12)의 하부 소정 높이에 위치하는 광센서(81)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고무 절단기.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 케이싱(10)에는 상기 케이싱(10) 내부 공간과 열교환하는 온도조절부(70)가 구비되는 것을 특징으로 하는 고무 절단기.
- 제 6 항에 있어서,상기 온도조절부(70)는 상기 케이싱(10)의 외주면을 따라 나선형으로 형성된 열매체 유로와 상기 열매체 유로를 흐르는 열매체유를 포함하는 것을 특징으로 하는 고무 절단기.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 이송부(40)는절단된 고무를 이송하는 컨베이어 벨트(41); 및절단된 고무에 공기를 분사하는 공기 분사 노즐(42)을 포함하는 것을 특징으로 하는 고무 절단기.
- 제 8 항에 있어서,상기 이송부(40)는 절단된 고무에 물을 분사하는 물 분사 노즐(44)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고무 절단기.
- 제 8 항에 있어서,상기 이송부(40)는절단된 고무가 안착되어 상기 컨베이어 벨트(41) 위로 이송되도록 가이드하는 이송 가이드(43)를 더 포함하고, 상기 물 분사 노즐(44)은 상기 이송 가이드(43)에 안착된 고무에 물을 분사하는 것을 특징으로 하는 고무 절단기.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 압출 스크류(20)를 상기 케이싱(10)에 삽입 및 삽입 제거하는 분리 유압 장치(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고무 절단기.
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