KR20150006032A

KR20150006032A - 흡입 롤 장치

Info

Publication number: KR20150006032A
Application number: KR1020147033570A
Authority: KR
Inventors: 요시토 하시카와; 료타 이케다
Original assignee: 제이디씨 가부시키가이샤
Priority date: 2013-02-06
Filing date: 2013-02-06
Publication date: 2015-01-15
Also published as: CN105008259A; JP5565889B1; TWI480218B; ES2753873T3; US9663315B2; JPWO2014122737A1; CN105008259B; WO2014122737A1; TW201446630A; US20150102153A1; EP2955136A4; HK1215941A1; EP2955136A1; EP2955136B1; KR101589552B1

Abstract

부압 롤(1)은 회전축(2)과 내통(3)과 중간통(4)과 다중 부직포 적층 외층(5)을 구비하고 있다. 또한, 회전축(2)은 부압 롤(1)의 회전의 중심이 되는 부재이고, 보강 원판(9)에 의해 내통(3)에 접속되어 있다. 또한, 내통(3)은 통형의 형상을 가지고 있고, 회전축(2)과 아울러 회전한다. 또한, 회전축(2) 및 내통(3)이 회전체 본체에 맞닿는다. 또한, 중간통(4)은 내통(3)의 외측에 형성되는 통형의 관재이고, 회전축(2) 및 내통(3)과 연동하여 회전한다. 또한, 다중 부직포 적층 외층(5)은 중간통(4)의 외측에 형성되고, 부압 롤(1)과 금속 스트립(13)이 접하는 부분으로 되어 있다. 다중 부직포 적층 외층(5)에 대해서도 회전축(2), 내통(3) 및 중간통(4)와 연동하여 회전한다. 또한, 부압 롤(1)은 부압 롤(1)의 회전을 억제하는 제동 장치(6)를 가지고 있다.

Description

흡입 롤 장치{SUCTION ROLL DEVICE}

본 발명은 흡입 롤 장치에 관한 것이다. 상세하게는 다양한 장편의 소재를 훼손하지 않고 충분히 파지 반송 또는 제동할 수 있어 확실하게 권취하는 것을 가능하게 하는 흡입 롤 장치에 관한 것이다.

이용하는 제품이나 목적에 따라 재단, 가공하는 것이 가능한 장편의 소재가 존재한다. 이러한 장편인 소재에는 소정의 두께를 가진 금속판을 비롯해 종이나 수지 등에서 형성된 시트(sheet) 형상물이 있다. 각 소재는 심재에 겹겹이 코일상태로 감겨 겹쳐진 상태에서 출하되는 것이 일반적이다.

이러한 장편의 소재에 대해서는 원료의 성형 공정만이 아니라 심재에 권취, 권취한 소재의 인출, 파지 반송, 필요한 폭으로의 재단 공정 등 관련하는 다수의 공정이 존재한다. 장편의 소재에 관한 각 공정은 최종 제품의 품질이나 생산 효율을 높이는 데도 중요한 것으로 되어 있다.

예를 들면, 금속판이라면 자동차나 가전, 건재나 철제 가구, 전기, 전자부품 등 여러 가지 제품의 재료로서 이용된다. 금속판은 용도에 따라 폭이나 두께가 다르고, 판 두께에 대해서는 몇 μm 정도의 금속박으로부터 수 mm의 판 두께의 것이 있다.

또한, 금속판의 폭에 대해서도 슬릿 가공된 수 mm 정도의 좁은 폭의 스트립(strip)으로부터 재단 가공 전의 금속판 코일 모재로 2m의 폭을 초과하는 것까지 존재한다.

이러한 금속판을 가공하는 장치로서 광폭의 금속판 코일 모재를 길이 방향에 걸쳐 일정의 폭이 되도록 재단하여 여러조의 스트립으로 권취 가공하는 슬리터 라인이 이용되고 있다. 한편, 조라는 것은 스트립의 개수의 단위를 의미한다.

슬리터 라인은 광폭의 금속판 코일 모재를 회전하는 롤에서 인출하고, 슬리터에 의해 소망의 폭으로 스트립을 절단하고, 다시 회전하는 리코일러의 롤에 권취하는 순서에 따라 금속 스트립 코일로서 가공하는 장치로 되어 있다.

이 슬리터 라인에서는 최종적으로 리코일러의 롤에 권취되는 금속 스트립에 대해서 적당한 권취 장력을 부여하고 텐션을 가함으로써 금속 스트립을 깨끗이 권취하는 것이 중요하다. 금속 스트립 코일에 적당한 권취 장력을 부여할 수 없는 경우에는 가공 후의 금속 스트립의 코일이 들떠 일어나거나 권취한 코일의 에지(edge)가 고르지 않아서 미관상 나쁜 것으로 되기도 하는 문제가 있다.

여기서, 슬리터 라인에 있어서 금속 스트립 코일에 적당한 권취 장력를 부여하기 위해서 예를 들면, 텐션 패드 방식(예를 들면, 특허 문헌 1), 롤 텐션 방식(예를 들면, 특허 문헌 2)의 권취 장력 부여 장치가 존재한다.

그러나 상기의 각 장치에서는 권취 장력을 부여할 때에 스트립 코일의 표면에 마찰 상처나 더러움이 부착된다. 또한, 모든 스트립 코일에 균등한 권취 장력을 부여할 수 없다는 문제를 가지고 있었다.

이런 가운데 금속 스트립에 충분한 권취 장력을 부여하기 위한 권취 장력 부여 장치가 존재하고, 예를 들면, 특허 문헌 3에 권취 장력 부여 장치가 제안되어 있다.

여기서, 특허 문헌 3에는 도 14(a)에 기재된 권취 장력 부여 장치(100)가 기재되어 있다. 권취 장력 부여 장치(100)는 금속 스트립을 상하에서 누르고 장력을 부여하는 텐션 패드(101)가 존재한다. 또한, 텐션 패드의 전후에 다수의 고무형 박막 탄성 원반의 밀착 적층품으로 이루어지는 백 텐션 부여용 탄성 롤(102 및 103)이 배치되어 있다.

권취 장력 부여 장치(100)는 텐션 패드(101)와 백 텐션용 탄성 롤(102 및 103)의 조합에 의해 여러조의 금속 스트립으로 충분한 권취 장력을 부여한다.

한편, 종이나 수지 등으로 형성된 시트 형상물은 인쇄기나 포장기, 칠 공사기 등에 공여되는 소재이다. 시트 형상물을 낭비 없이 효율적으로 이용하기 위해서 장편의 소재를 공정 중에서 확실하게 파지 반송하는 것이 중요하다. 여기서, 파지 반송용 장치로서 흡입 롤 장치가 존재한다.

흡입 롤 장치는 회전하는 롤의 외주면에 시트 형상물을 흡착시켜 장편의 소재의 파지 반송을 행한다. 흡입 롤 장치는 부압을 일으키는 영역을 가지고, 부압에 의해 흡착력을 발생시키는 것으로 되어 있다.

또한, 흡입 롤 장치에는 반송 대상이 되는 시트 형상물에 흡착에 의한 흔적이 남지 않도록 롤의 외주면을 다공질체로 구성하는 장치가 있다. 그러나 롤 외주의 미세한 구멍이 먼지나 약제에 의해 막힘이 생기기 때문에 단기간의 청소가 필요하여 가동률의 저하가 문제가 되고 있다.

이런 가운데 시트 형상물에 흡착의 흔적을 남기지 않을 뿐 아니라 미세한 구멍의 막힘이 생기기 어려운 흡입 롤 장치가 존재하고, 예를 들면, 특허 문헌4에 기재된 흡입 롤 장치가 존재한다.

여기서, 특허 문헌 4에는 도 14(b)에 기재된 흡입 롤 장치(200)가 기재되어 있다. 흡입 롤 장치(200)는 대향하는 지지 프레임(201)에 지지된 중심축(202)과, 통기성을 가지는 원통형 다공질체(203)를 가진다. 중심 축(202)과 원통형 다공질체 (203)의 사이에는 복수의 통기로(도시하지 않음)가 원주 방향으로 소정의 간격을 띄워 형성되어 있다.

또한, 복수의 통기로 중 몇 개의 통기로의 일단 개구부(204)와 대향하는 흡인구(205)가 형성되어 있다. 또한, 흡인구(205)와 연통하고 있지 않은 복수의 통기로 중 몇 개의 통기로의 타단 개구부(206)와 대향하는 가압로(207)가 형성되어 있다.

흡입 롤 장치(200)는 흡입구(205) 측에서 형성된 부압이 통기로에 전달되고, 통기로의 외측 부분에서 원통형 다공질체(203)의 외주면에 흡착력을 발생시킨다. 또한, 가압구(207) 측에서 형성된 정압이 통기로에 전달되고, 원통형 다공질체(203)를 통해 외부로 개방되면서 미세한 구멍에 묻은 먼지 등을 외부로 방출하는 것으로 되어 있다.

또한, 흡입 롤 장치 중에는 시트 형상물의 폭에 맞춰 흡인 폭을 조절 가능한 장치도 존재하며, 예를 들면, 특허 문헌 5에 기재된 흡입 롤 장치가 존재한다.

여기서, 특허 문헌 5에는 도 15에 기재된 흡입 롤 장치(300)가 기재되어 있다. 흡입 롤 장치(300)는 회전 자재의 외통(301)과 고정된 내통(302)을 가진다. 또한, 내통(302)의 내부에 흡기구를 구비한 구동축(303)이 있고 내통 내에서 축 방향으로 이동 가능한 격판(304)이 형성되어 있다.

또한, 흡입 롤 장치(300)는 구동축(303)의 회동에 의해 격판(304)을 내통 내에서 이동시켜 개구부(305)에서 흡기되는 범위를 조절하는 것이 가능하다.

특개 2005-262310호 공보 특개평 5-253615호 공보 특개평 6-238329호 공보 특개 2008-137804호 공보 특개평 7-127631호 공보 특개 2004-230449호 공보 특개 2012-81477호 공보

그러나 특허 문헌 3에 기재된 권취 장력 부여 장치에서는 상하로 배치한 탄성 원반 적층 롤에 의해 금속 스트립을 끼워 압착하기 때문에 박판 금속 표면에 압착 자국이 부착되는 문제가 있다. 또한, 텐션 패드를 이용하고 있기 때문에 패드의 누름에 의해 금속 스트립의 표면에 마찰 상처가 생겨 버린다. 금속 스트립의 표면의 마찰 상처는 고급스러운 표면 마무리가 요구되는 용도의 금속 스트립에 있어서는 치명적인 결점이 되어 버린다.

또한, 자사 선행 기술로서, 분할된 다수의 무한 벨트에 의해 금속 스트립의 상하에서 끼워서 벨트 이면의 마찰력에 의해 권취 장력을 부여하는 여러조 벨트식 텐션 방식(특허 문헌 6, 특허 문헌 7)의 권취 장력 부여 장치가 존재한다.

이 여러줄 벨트식 텐션 방식의 장치는 벨트의 안팎이 다른 마찰 계수를 가지는 것으로 되어 있어 각 스트립에 균등한 장력을 부여 할 수 있다. 또한, 벨트 표면과 스트립은 미끄러짐 없이 회전 이동하므로 스트립의 표면에 마찰 상처가 발생하기 어려운 것으로 되어 있다.

그러나 여러조 벨트식 텐션 방식의 장치에서는 여러조의 벨트가 소정의 간격을 두어 배치되어 있으며, 예를 들면, 스트립의 판 두께가 0.1mm미만인 극(極) 박판 등에 대해서는 벨트 단부의 에지의 자국이 스트립 표면에 부착해버리는 일이 있다.

또한, 폭이 10mm이하인 가느다란 폭의 금속 스트립에 대해서는 벨트 사이의 틈새에 금속 스트립이 빠져들어 가는 경우가 있고, 충분한 장력을 부여할 수 없는 문제가 생겨버린다.

따라서 금속 스트립으로의 권취 장력 부여 장치로서 금속 스트립의 표면에 상처를 입히는 일 없이 여러조의 스트립에 대해서 균등한 권취 장력을 부여할 수 있는 것, 특히 두 두께가 얇은 스트립이나 폭이 좁은 스트립에 대해서도 충분히 권취 장력을 부여할 수 있는 것이 요구된다.

한편, 특허 문헌 4에 기재된 흡입 롤 장치는 종이나 필름 등의 얇고 가벼운 것을 반송할 수 있는 부압을 만들수는 있어도 금속 스트립 같은 무거운 소재에 충분한 권취 장력을 줄 정도의 부압을 만드는 것으로는 되어 있지 않다. 즉, 큰 부압을 만들지 않고 권취 장력 부여 장치로서 이용할 수 없다.

또한, 특허 문헌 4에서는 원통형 다공질체가 세라믹으로 형성되어 있다. 세라믹의 마찰 계수는 작기 때문에 세라믹의 외주면과 금속 스트립의 사이에는 충분한 마찰력이 발생하지 않는다. 즉, 마찰 계합(係合)을 이용하여 금속 스트립에 권취 장력을 부여할 수 없다.

또한, 특허 문헌 4에 기재된 흡입 롤 장치는 시트 형상물의 폭에 따라 흡입 롤의 흡인 폭을 제어할 수 없다. 즉, 시트 형상물의 폭이 롤의 흡인 폭보다 좁은 경우에는 시트 형상물의 폭에서 벗어난 통기공에서 공기가 흡인되는 것으로 된다. 이 결과 시트 형상물은 충분히 흡입 롤 표면에 흡착되지 않고 파지력이 부족하여 반송 불량을 일으키는 원인이 되어 버린다.

또한, 특허 문헌 5에 기재된 흡입 롤 장치는 시트 형상물의 폭에 맞춰 흡인 폭을 조절 가능한 것으로 되어 있지만, 여러조의 금속 스트립 같은 배치가 이루어지는 대상물에 대해서는 충분한 부압을 발생시킬 수 없다.

즉, 슬릿 후의 금속 스트립 끼리의 사이에는 슬리터 라인 상의 세퍼레이터(separator)에 의해 형성된 공간이 존재하고, 이 공간에서 대기가 유입되는 것으로 된다. 대기가 유입되어 장치의 내부에서 높은 부압을 유지할 수 없기 때문에 특허 문헌 5에 기재된 흡입 롤 장치를 가지고 해도 금속 스트립에 충분한 권취 장력을 부여하는 것은 어렵다.

본 발명은 이상의 점을 감안하여 창안된 것으로, 다양한 장편의 소재를 훼손하지 않고 충분히 파지 반송 또는 제동할 수 있어 확실히 권취하는 것을 가능하게 하는 흡입 롤 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 흡입 롤 장치는, 회전 가능하게 구성된 회전체 본체와, 그 회전체 본체의 내부에 설치됨과 아울러 소정의 흡인 장치에 의해 부압이 형성되는 도통공과, 상기 회전체 본체의 표면에 형성됨과 아울러 상기 도통공과 접속된 도통홈을 가지는 회전체와, 상기 회전체 본체의 회전을 억제하는 제동부와, 모든 상기 도통홈의 외측에 설치되어 탄성을 가짐과 아울러 소정의 값 이상의 마찰 계수를 가지는 저통기성의 외층부를 구비한다.

여기서, 회전체가 회전체 본체의 내부에 설치됨과 아울러 소정의 흡인 장치에 의해 부압이 형성되는 도통공을 가짐으로써 회전체의 내부를 부압으로 할 수 있다. 소정의 흡인 장치로는 예를 들면, 진공 펌프, 이젝터 등을 이용할 수 있고 도통공과 접속시킴으로써 회전체 내부의 공기를 배출하여 흡입 롤 장치에 부압을 발생시킬 수 있다.

또한, 회전체가 회전체 본체의 표면에 형성됨과 아울러 도통공과 접속된 도통홈을 가짐으로써 도통홈과 도통공이 이어져서 도통공에 생긴 부압의 영역을 회전축의 표면으로까지 넓힐 수 있다.

또한, 회전체가 회전체 본체의 표면에 형성됨과 아울러 도통공과 접속된 도통홈을 가짐으로써 도통홈에 의한 부압의 영역을 넓힐 수 있다. 즉, 장치의 내부에서 부압을 도입공으로부터 떨어진 롤의 단부까지 미치는 것이 가능하다.

또한, 회전체가 소정의 흡인 장치에 의해 부압이 형성되는 도통공과 회전체 본체의 표면에 형성됨과 아울러 도통공과 접속된 도통홈을 가짐으로써, 회전체 본체의 표면에 접하는 대상물에 부압을 미치게 되어 흡착시킬 수 있다. 또한, 여기서 말하는 부압에 의한 흡착이란 회전체 본체에 접한 대상물의 표면에 작용하는 대기에 의한 누름에 기인하는 것이다. 또한, 표면에 접하는 대상물이란 예를 들면, 장편의 금속 스트립을 가리킨다.

또한, 소정의 흡입 장치에 의해 부압이 형성되는 도통공과 회전체 본체의 표면에 형성됨과 아울러 도통공과 연결된 도통홈을 가지는 회전체와 모든 도통공의 외측에 설치된 저통기성의 외층부를 가짐으로써, 장치 내부의 부압의 영역을 넓히고 장치의 외부에서 내부로 유입되는 공기의 양을 줄 수 있다. 즉, 장치의 내부의 부압도를 높이게 되고 장치와 접하는 대상물에 미치는 흡착력을 높일 수 있다.

또한, 회전체 본체의 회전을 억제하는 제동부를 가짐으로써, 회전체 본체의 회전에 대해서 소망의 제동력을 발생시킬 수 있다.

또한, 모든 도통홈의 외측에 설치됨과 아울러 소정의 값 이상의 마찰 계수를가지는 외층부를 가짐으로써, 장치와 접하는 대상물이 마찰 계합하는 것으로 되어 대상물과의 사이에 강한 마찰력을 발생시킬 수 있다. 예를 들면, 권취되어 가는 금속 스트립과 장치가 접한 경우에는 금속 스트립에 대해서 진행 방향과 역 방향의 마찰 저항력을 미칠 수 있다.

또한, 회전 가능하게 구성된 회전체 본체와 모든 도통홈의 외측에 설치됨과 아울러 소정의 값 이상의 마찰 계수를 가지는 외층부를 가짐으로써, 마찰력에 의해 회전체 본체를 회전시킬 수 있다. 즉, 권취되어가는 대상물과 장치가 접함으로써 생기는 마찰력에 의해 회전체 본체가 회전하는 것으로 된다.

또한, 회전체 본체의 회전을 억제하는 제동부와 모든 도통홈의 외측에 설치됨과 아울러 소정의 값 이상의 마찰 계수를 가지는 저통기성의 외층부를 가짐으로써, 장치와 접하는 대상물에 대해서 권취 장력을 부여할 수 있다. 즉, 대상물이 부압에 의한 흡착력을 받아 회전체 본체의 회전에 제동력이 걸리게 된다. 이에 따라 대상물과 외층부의 사이에 생기는 마찰력이 권취되어가는 대상물에 대한 권취 장력이 된다.

또한, 회전체 본체의 회전을 억제하는 제동부와 모든 도통홈의 외측에 설치됨과 아울러 소정의 값 이상의 마찰 계수를 가진 외층부를 가짐으로써 회전체 본체로의 제동력을 조절하는 것이 가능하게 되어 장치와 접하는 대상물에 미치는 권취 장력을 조절할 수 있다.

또한, 회전체 본체의 회전을 억제하는 제동부와 모든 도통홈의 외측에 설치됨과 아울러 소정의 값 이상의 마찰 계수를 가지는 저통기성의 외층부를 가짐으로써, 장치와 접하는 대상물에 대해서 충분한 권취 장력을 부여할 수 있다. 즉, 장치의 내부의 부압도가 높아져서 제동력을 높임으로써 대상물로의 권취 장력을 높일 수 있다.

또한, 회전체 본체의 회전을 억제하는 제동부와 모든 도통홈의 외측에 설치됨과 아울러 소정의 값 이상의 마찰 계수를 가지는 저통기성 외층부를 가짐으로써, 소망의 폭으로 재단된 여러조의 대상물에 대해서도 균등한 권취 장력을 부여할 수 있다. 즉, 각 대상물의 사이에 틈새가 존재해도 틈새에서 장치의 내부로 유입하는 공기의 양은 적어져 부압을 높게 유지하는 것으로 충분한 권취 장력을 부여할 수 있다.

또한, 모든 도통홈의 외측에 설치되어 탄성을 가진 외층부를 가짐으로써, 장치와 접하는 대상물, 예를 들면, 표면에 도장이나 도금된 소재의 표면이 상처나기 어려운 것으로 할 수 있다.

또한, 회전체 본체를 회전시키는 구동부를 구비하는 경우에는 회전체 본체를 단독으로 회전시키는 것이 가능하다. 이에 따라, 예를 들면, 장치를 종이나 수지 등으로 형성된 폭이 넓은 시트 형상물을 파지 반송하는 용도로 이용할 때에, 시트 형상물의 반송을 확실한 것으로 할 수 있다. 또한, 예를 들면, 슬리터 라인에 장치를 배치한 때에는 장치와 접하는 금속 스트립을 파지 반송할 수도 있다.

또한, 구동부와 회전체 본체를 탈착하는 클러치를 구비하는 경우에는 회전체 본체로의 원동력의 전달 또는 정지를 재빨리 전환할 수 있다. 예를 들면, 장치와 접하는 대상물을 파지 반송하면서 중간부터 권취 장력을 부여하고자 하는 때에는 클러치를 탈(脫) 위치로 함으로써, 구동부를 떼어 내어 제동부만이 회전체 본체에 작용하는 상태로 재빨리 바꿀 수 있다.

또한, 회전체가 도통공을 흐르는 공기의 양을 조절 가능하게 구성된 경우에는 장치의 내부의 부압도를 조절할 수 있다. 즉, 대상물에 부여하는 권취 장력의 조절을 행하여 대상물의 폭이나 두께에 대응한 적정한 권취 장력을 부여하는 것이 가능하다.

또한, 도통공과 외층부와의 사이에 설치됨과 아울러 복수의 도통공이 형성된 대략 원통형의 중간 통부를 구비하는 경우에는 도통홈에 생긴 부압을 복수의 통기공에 의해 외층부로 미칠 수 있다. 이에 따라 외층부에 부압을 효율 좋게 발생시킬 수 있다.

또한, 중간 통부가 통기공을 중심으로 반경 방향으로 형성된 적어도 한 개의 통기공홈부를 가지는 경우에는 통기공 주변의 공기를 흡인하여 부압의 영역을 확장시킴으로써, 장치의 내부의 부압도를 보다 한층 높일 수 있다.

또한, 회전체 본체가 대략 원통형으로 형성되고 도통공이 회전체 본체의 원주 방향으로 복수 형성되며 도통홈이 회전체 본체의 길이 방향으로 복수 형성된 경우에는 회전하는 장치와 접하는 대상물에 연속적인 부압을 미칠 수 있다. 즉, 회전체의 표면에는 연속적인 부압에 의한 흡착력이 발생하게 된다.

또한, 회전체 본체가 대략 원통형으로 형성되고 도통공이 회전체 본체의 원주 방향으로 복수 형성됨과 아울러 인접한 도통공 끼리가 일정 간격을 가지고, 도통홈이 회전체 본체의 길이 방향으로 복수 형성됨과 아울러 인접한 도통홈 끼리가 일정 간격을 가진 경우에는 장치의 표면에 있어서의 흡착력의 격차를 줄일수 있다. 즉, 인접한 도통공 및 도통홈이 연통하고 있지 않음으로써 흡입 장치에 가까운 위치의 공기만을 흡인하는 상태를 억제하고 회전체 본체의 단부에 까지 균등하게 부압을 발생시킬 수 있다.

또한, 회전체에 대해 도통공의 총 단면적과 도통홈의 총 단면적이 대략 같게 형성된 경우에는 도통공에 가까운 곳으로부터 공기를 흡입하는 현상을 일으키기 어렵게 되어 도통홈의 전체에 대해서 균등하게 부압을 발생시킬 수 있다. 즉, 장치의 표면에 있어서의 흡착력의 격차를 줄일 수 있다. 또한, 여기서 말하는 총 단면적은 장치의 표면 방향에 대해서 대략 수직으로 되는 면의 단면적을 합친 것을 말한다.

또한, 외층부가 저통기성의 부직포로 형성된 경우에는 외층부의 통기도의 조절을 용이하게 행할 수 있다. 즉, 장치 내부의 부압도를 높이고자 하는 때에는 극저통기성의 부직포를 이용하거나 복수의 부직포를 겹쳐서 다층 구조로 하거나 함으로써 대응이 가능하다.

또한, 외층부가 저통기성의 부직포로 형성된 경우에는 부직포 표면에 오염이나 막힘이 발생한 때에 외층부를 용이하게 교환하는 것이 가능하여 장치의 보수를 용이한 것으로 할 수 있다.

또한, 외층부의 통기도가 프레이저형 통기도(Frazier type air permeability)로 0.2㎤/㎠·s이하인 경우에는 외층부가 여분의 외기를 흡입하기 어렵게 된다. 이 결과 장치의 내부의 부압도가 충분히 높게 되어 대상물에 대해서 충분히 권취 장력를 부여할 수 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 흡입 롤 장치는 회전 가능하게 구성된 회전체 본체와, 그 회전체 본체의 내부에 설치됨과 아울러 소정의 흡인 장치에 의해 부압이 형성되는 도통공과, 상기 회전체 본체의 표면에 형성됨과 아울러 상기 도통공과 접속된 도통홈을 가지는 회전체와, 상기 회전체 본체를 회전시키는 구동부와, 모든 상기 도통홈의 외측에 설치되고 탄성을 가짐과 아울러 소정의 값 이상의 마찰 계수를 가지는 저통기성의 외층부를 구비한다.

여기서, 회전체가 소정의 흡인 장치에 의해 부압이 형성되는 도통공과 회전체본체의 표면에 형성됨과 아울러 도통공과 접속된 도통홈을 가짐으로써 회전체 본체의 표면에 접하는 물체에 부압을 미치게 되어 흡착시킬 수 있다. 또한, 여기서 말하는 표면에 접하는 물체란 예를 들면, 종이나 수지 등으로 형성된 광폭의 시트 형상물을 말한다.

또한, 회전 가능하게 구성된 회전체 본체와, 그 회전체 본체의 내부에 설치됨과 아울러 소정의 흡인 장치에 의해 부압이 형성되는 도통공과, 상기 회전체 본체의 표면에 형성됨과 아울러 도통공과 접속된 도통홈을 가지는 회전체를 가짐으로써, 장치의 표면에 흡착시킨 시트 형상물을 회전체 본체의 회전에 의해 송출할 수 있다. 즉, 시트 형상물의 파지 발송이 가능하다.

또한, 회전체 본체를 회전시키는 구동부를 가짐으로써 회전체 본체를 단독으로 회전시키는 것이 가능하다. 이에 따라 시트 형상물의 발송을 확실한 것으로 할 수 있다.

본 발명에 관한 흡입 롤 장치는 다양한 장편의 소재를 훼손하는 일 없이 충분히 파지 반송 또는 제동할 수 있어 확실하게 권취할 수 있다.

도 1은 본 발명을 적용한 흡입 롤 장치의 일례를 나타낸 개략도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 개략도의 A-A단면도(a) 및 B-B단면도(b)이다.
도 3은 흡입 롤 장치의 다른 일례의 부압 도통부에 대응하는 위치의 개략 단면도(a) 및 흡입 롤 장치의 또 다른 일례의 부압 도통부에 대응하는 위치의 개략 단면도(b)이다.
도 4는 내통을 나타낸 개략도(a), 중간통을 나타낸 개략도(b) 및 통기공의 주변에 설치되는 통기공홈부를 나타낸 개략도(c)이다.
도 5는 펀칭 메탈을 이용한 중간통을 나타낸 개략도(a), 펀칭 메탈의 소경다수홀을 나타낸 개략도(b) 및 다중 부직포 적층 외통을 나타낸 개략도(c)이다.
도 6은 도 1의 X부분의 상세를 나타낸 단면도(a) 및 단면도(a)의 C-C단면도(b)이다.
도 7은 흡입 롤 장치의 다른 일례의 도 6(a)에 대응하는 단면도(a) 및 도 6(b)에 대응하는 단면도(b)이다.
도 8은 본 발명을 적용한 흡입 롤 장치에 이용한 부직포의 확대 현미경 사진을 나타낸 도이다.
도 9는 일반적인 부직포의 확대 현미경 사진을 나타낸 도이다.
도 10은 고밀도 직포의 확대 현미경 사진을 나타낸 도이다.
도 11은 일반적인 직포의 확대 현미경 사진을 나타낸 도이다.
도 12는 흡입 롤 장치를 슬리터 라인 권취 측에 배치하는 일례를 나타낸 개략도(a) 및 다른 배치예를 나타낸 개략도(b)이다.
도 13은 롤 원주 위에 90도의 부압 영역을 가지는 흡입 롤 장치의 개략 단면도(a) 및 180도의 부압 영역을 가지는 흡입 롤 장치의 개략 단면도(b)이다.
도 14는 종래의 권취 장력 부여 장치를 나타낸 개략도(a) 및 종래의 흡입 롤 장치(200)를 나타낸 개략도(b)이다.
도 15는 종래의 흡입 롤 장치(300)를 나타낸 개략도이다.

이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명하여 본 발명의 이해에 이바지한다.

도 1은 본 발명을 적용한 흡입 롤 장치의 일례를 나타낸 개략도이다. 도 2는 도 1에 나타낸 개략도의 A-A단면도(a) 및 B-B단면도(b)이다. 도 3은 흡입 롤 장치의 다른 일례의 부압 도통부에 대응하는 위치의 개략 단면도(a) 및 흡입 롤 장치의 또 다른 일례의 부압 도통부에 대응하는 위치의 개략 단면도(b)이다. 도 4는 내통을 나타낸 개략도(a), 중간통을 나타낸 개략도(b) 및 통기공의 주변에 설치되는 통기공홈부를 나타낸 개략도(c)이다. 도 5는 펀칭 메탈을 이용한 중간통을 나타낸 개략도(a), 펀칭 메탈의 소경다수홀을 나타낸 개략도(b) 및 다중 부직포 적층 외통을 나타낸 개략도(c)이다. 도 6은 도 1의 X부분의 상세를 나타낸 단면도(a) 및 단면도(a)의 C-C단면도(b)이다. 도 7은 흡입 롤 장치의 다른 일례의 도 6(a)에 대응하는 단면도(a) 및 도 6(b)에 대응하는 단면도(b)이다. 도 8은 본 발명을 적용한 흡입 롤 장치에 이용한 부직포의 확대 현미경 사진을 나타낸 도이다. 도 9는 일반적인 부직포의 확대 현미경 사진을 나타낸 도이다. 도 10은 고밀도 직포의 확대 현미경 사진을 나타낸 도이다. 도 11은 일반적인 직포의 확대 현미경 사진을 나타낸 도이다.

여기서, 도 1에 나타낸 것처럼 본 발명을 적용한 흡입 롤 장치의 일례인 부압 롤(1)은 회전축(2)과 내통(3)과 중간통(4)과 다중 부직포 적층 외층(5)을 구비하고 있다.

또한, 회전축(2)은 부압 롤(1)의 회전의 중심이 되는 부재이고, 보강 원반(9)에 의해 내통(3)에 접속되어 있다. 또한, 내통(3)은 원통형의 형상을 가지고 있고 회전축(2)과 함께 회전한다. 또한, 회전축(2) 및 내통(3)은 회전체 본체에 맞닿는다.

또한, 중간통(4)은 내통(3)의 외측에 현성되는 원통형의 관재이고, 회전축(2) 및 내통(3)과 연동하여 회전하다. 또한, 다중 부직포 적층 외층(5)은 중간통(4)의 외측에 형성되고, 부압 롤(1) 금속 스트립(13)이 접하는 부분으로 되어 있다. 다중 부직포 적층 외층(5)에 대해서도 회전축(2), 내통(3) 및 중간통(4)과 연동하여 회전한다.

또한, 부압 롤(1)은 부압 롤(1)의 회전을 억제하는 제동 장치(6)를 가지고 있다. 또한, 부압 롤(1)은 회전축(2)의 양단에 회전축(2)을 지지하는 베어링부(7)를 가지고 있다.

여기서, 부압 롤(1)은 반드시 회전축(2)과 내통(3)과 중간통(4)과 다중 부직포 적층 외층(5)으로 구성될 필요는 없다. 단, 각 부재로 나뉘어짐으로써 제조나 보수가 용이하게 되는 점에서 각 부압 롤(1)은 회전축(2)과 내통(3)과 중간통(4)과 다중 부직포 적층 외층(5)으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 반드시 회전 체 본체가 회전축(2)과 내통(3)과 보강 원반(9)으로 구성될 필요는 없다. 단, 금속 스트립에 큰 권취 장력을 부여하는 경우에 장력에 견딜 수 있는 강도를 가질 수 있는 점에서 회전체 본체가 회전축(2)과 내통(3)과 보강 원반(9)으로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 회전축(2)과 내통(3)과 보강 원반(9)이 동일의 금속으로 일체적으로 형성된 경우에는 한층 강도를 높일 수 있기 때문에 더욱 바람직하다. 또한, 비교적 소형의 장치에서는 내통(3)은 원통형의 형상을 갖는 것이 아니고 중실의 소재에서 기계 가공하여 회전축(2)과 일체형의 부압 롤(1)로 해도 좋다.

또한, 회전축(2) 및 내통(3)의 소재는 특히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 플라스틱 소재를 이용함으로써 제조 비용을 줄이는 것도 가능하다.

또한, 회전축(2)과 내통(3)과 중간통(4)과 다중 부직포 적층 외층(5)의 각 부재간의 구조는 한정되는 것은 아니고 각각을 동일 방향에 일체가 되어 회전시킬 수 있는 구조로 되어 있으면 충분하다. 즉, 각 부재의 사이를 고정구로 연결시켜도 좋고 각 부재 간의 마찰력에 의한 마찰 계합을 가지고 일체적으로 회전시키는 구조를 채용해도 좋다.

또한, 베어링부(7)의 종류는 특히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 볼 베어링의 베어링부(7)로 할 수 있다. 단, 축을 중심으로 회전시키는 점과 장치의 내구성을 향상시키는 점에서 베어링부(7)에는 구름 베어링이나 볼 베어링 등이 채용되는 것이 바람직하다.

또한, 제동 장치(6)의 구조나 종류는 특히 한정되는 것은 아니고, 부압 롤(1)의 회전을 억제할 수 있다면 충분하다. 제동 장치(6)로서는 예를 들면, 디스크 브레이크나 수냉식 공압 브레이크, 전동 모터식이나 유압식인 어떤 브레이크 등을 이용할 수 있다.

도 1에 나타낸 것처럼 부압 롤(1)은 전동기(27)를 가진다. 전동기(27)는 탈착 연결기(28)를 통해 회전축(2)에 탈착 가능하게 접속되고, 회전체 본체를 회전시킨다.

여기서, 반드시 부압 롤(1)은 전동기(27)를 가질 필요는 없다. 단, 슬릿 후의 금속 스트립(13)을 부압 흡착 파지한 후에 전동기(27)를 작동시켜 금속 스트립(13)을 권취기까지 반송하는 것이 가능한 점 및 종이나 수지 등으로 형성된 시트 형상물의 가공 라인에서도 파지 반송용 흡입롤로서 이용할 수 있다는 점에서 부압 롤(1)은 전동기(27)를 가지는 것이 바람직하다.

또한, 반드시 전동기(27)는 탈착 연결기(28)를 통해 회전축(2)에 탈착 가능하게 접속될 필요는 없다. 단, 회전체 본체로의 원동력의 전달 또는 정지를 빨리 전환할 수 있는 점에서 전동기(27)는 탈착 연결기(28)를 통해 회전축(2)에 탈착 가능하게 접속되는 것이 바람직하다.

도 1에 나타낸 것처럼 내통(3)의 일단측에는 내통(3)을 관통한 부압 도통공(8)이 형성되어 있다. 부압 도통공(8)은 진공 펌프로 부압 롤(1)의 내부의 공기를 흡인할 때의 공기의 유로가 된다. 또한, 부압 도통공(8)은 내통(3)의 원주 방향으로 일정의 간격을 두고 복수 형성되어 있다. 또한, 화살표 Z는 부압 롤(1)이 진공 펌프에 의해 흡인되는 방향을 나타내고 있다.

또한, 본 발명에서는 흡인 장치로서 선행 기술의 흡입 롤 장치와 같은 대용량의 배기 블로워를 이용할 필요는 없다. 부압 롤(1)에 접한 금속 스트립(13)의 이면을 부압 상태로 유지하고 대기에 의해 눌러서 흡착력을 발생시키기 때문에, 비교적 흡인량은 작지만 높은 진공도를 발생하는 진공 펌프나 이젝터 등을 이용할 수 있다.

또한, 내통(3)의 표면에는 부압 도통공(8)과 접속된 부압 도통홈(14)이 설치되어 있다. 부압 도통홈(14)은 부압 롤(1)의 길이 방향을 따라 형성되고 부압 롤(1)의 단부까지 부압을 발생시키는 것으로 되어 있다.

또한, 부압 롤(1)의 회전축(2) 측에 부압 도통공(8)과 연통하여 부압 도통부(10)가 설치되어 있다. 부압 도통부(10)는 진공 펌프와 연결되어 있고, 부압 롤(1)의 내부를 부압으로 하기 위한 흡입구의 역할을 하고 있다.

또한, 부압 도통부(10)는 베어링부(7)와 접속하여 고정되고 회전축(2)과 함께 회전하는 부압 도통공(8)에 접하면서 부압 롤(1)의 내부의 기밀성을 높이고 있다.

또한, 부압 도통부(10)와 접속하여 부압 조정 밸브(11) 및 부압계(12)가 설치되어 있다. 부압 조정 밸브(11)는 부압 도통부(10)를 흐르는 공기의 양을 조절하는 밸브이다.

여기서, 부압 도통공(8)은 부압 롤(1)의 내부에 부압을 형성할 수 있으면 충분하고, 그 수나 형성되는 위치가 특히 한정되는 것은 아니다. 단, 회전하는 부압 롤(1)에 연속적으로 부압을 부여하는 점에서 부압 도입공(8)은 내통(3)의 원주 방향에 등 간격으로 배열되는 것이 바람직하다.

또한, 반드시 부압 도통공(8)은 내통(3)의 일단측에만 형성될 필요는없다. 예를 들면, 장편의 부압 롤의 경우에는 내통(3)의 양측에 부압 도통공(8) 및 진공 펌프의 유로를 설치하고, 부압 롤(1)의 양단부에서 내부의 공기를 흡인하도록 구성해도 좋다.

또한, 반드시 부압 도통부(10)는 설치될 필요는 없고, 부압 롤(1)의 내부에 부압을 형성할 수 있는 구조로 되어 있으면 충분하며, 다른 공지 기술을 이용해도 좋다. 단, 부압 롤(1)의 내부의 기밀성을 높이는 점에서, 부압 도통부(10)가 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 부압 도통부(10)는 반드시 베어링부(7)와 접속될 필요는 없다. 단, 부압 도통부(10)가 고정되어 부압 도입공(8)과의 사이의 기밀성을 높이기 쉽게 하는 점에서 부압 도통부(10)는 베어링부(7)와 접속되는 것이 바람직하다.

또한, 반드시 부압 롤(1)에 부압 조정 밸브(11) 및 부압계(12)가 설치될 필요는 없다. 단, 롤 내부의 부압의 상태를 확인할 수 있고, 부압의 조절이 용이한 구조인 점에서 부압 롤(1)에 부압 조정 밸브(11) 및 부압계(12)가 설치되는 것이 바람직하다.

부압 롤(1)의 일단 측은 도 2(a)에 나타낸 것처럼 단면을 가지고 있다. 부압 롤(1)의 일단 측에는 부압 도통부(10)와 부압 도통공(8)이 설치되어 있다. 부압 도통부(10)는 부압 롤의 원주 상의 거의 90도를 차지하는 영역에 형성되어 있다. 부압 롤(1)에서는 이 부압 도통부(10)와 대응하는 위치에서 금속 스트립(13)과 접하는 것으로 되어 있다. 또한, 도 2(a)의 우측 도는 부압 롤(1)의 표면 영역을 확대하여 나타낸 도이다.

또한, 도 2(b)에 나타낸 것처럼 부압 롤(1)의 일단 측에서 떨어진 영역에서는 부압 롤(1)은 내통(3)과 부압 도통홈(14)과 중간통(4)과 다중 부직포 적층 외층(5)으로 구성되어 있다.

여기서, 반드시 부압 도통부(10)는 부압 롤의 원주 상의 대략 90도를 차지하는 영역에 형성될 필요는 없다. 단, 하방으로부터 수직 방향으로 일어서서 오는 금속 스트립에 부압 롤이 접하고 그 후 수평 방향으로 금속 스트립이 인장되기 위한 부압 롤의 배치가 가능하게 되고 기존의 슬리터 라인에 부압 롤(1)을 배치하기 쉬워지는 점에서 부압 도통부(10)는 부압 롤의 원주 상의 대략 90도를 차지하는 영역에 형성되는 것이 바람직하다.

도 3(a)는 흡입 롤 장치의 다른 일례의 구조를 나타낸 도이다. 여기서, 도 1 및 도 2에 나타낸 장치와의 차이는 내통(3)의 표면에 칸막이 돌기(15)를 설치하고 칸막이 돌기(15) 끼리의 사이에 부압 도통홈(14)를 형성하고 있는 점이다. 이처럼 내통(3)과는 별도의 층으로서 부압 도통홈(14)을 형성하는 것도 가능하다.

또한, 칸막이 돌기(15)에 적당한 경도의 연질 고무 등의 탄성체의 소재를 이용함으로써, 내통(3)과 중간통(4)에 각각 밀착하므로 부압 도통홈(14)의 기밀성을 향상시킬 수도 있다.

또한, 도 3(b)는 흡입 롤 장치의 흡입 롤 장치의 또 다른 일례의 구조를 나타낸 도이다. 도 3(b)에 나타낸 장치에서는 중간통(4)이 존재하지 않는 구조로 되어 있다. 또한, 도 3(b)에 나타낸 장치는 회전체 본체(32)를 가지고 있다. 금속 스트립에 부압을 작용시킬 수 있다면 이렇게 간략화한 구조를 채용할 수도 있다.

도 4(a)에 나타낸 것처럼 내통(3)에는 복수의 부압 도통공(8)과 부압 도통홈(14)이 설치되어 있다. 도 4(a)의 우측이 부압 롤(1)의 일단 측이고, 진공 펌프를 작동시키면 부압 도통부(10)를 통해 부압 도통공(8)과 부압 도통홈(14)에도 부압이 발생하는 구조로 되어 있다. 또한, 부압은 부압 도통홈(14)보다 부압 도통공(8)이 설치된 측과는 반대 측의 단부까지 부압이 미치는 것으로 되어 있다.

또한, 도 4(b)에 나타낸 것처럼 중간통(4)가 내통(3)의 외측에 설치되어 있다. 중간통(4)은 금속제 또는 합성 수지제나 경질 고무제 등의 관재로 형성되고, 그 표면에는 다수의 통기공(16)이 설치되어 있다. 통기공(16)은 중간통(4)의 길이 방향 및 원주 방향을 따라 일정 간격으로 위치하고, 통기공(16)에서 부압 도통홈(14)으로 공기가 흘러서 부압이 발생하는 것으로 되어 있다.

또한, 통기공(16)의 주위에는 네 방향을 향해 형성된 통기공홈부(17)가 설치되어 있다. 통기공홈부(17)에 의해 통기공(16)에 흡입되는 공기의 범위가 넓어지도록 되어 있다.

또한, 부압 도통공(8) 모두의 단면적과 부압 도통홈(14) 모두의 단면적이 대략 같아지도록 형성되어 있다. 또한, 부압 도통공(8) 모두의 단면적과 통기공(16) 모두의 단면적도 대략 같아지도록 형성되고 있다.

여기서, 반드시 중간통(4) 및 통기공(16)이 형성될 필요는 없고, 금속 스트립에 부압을 작용시키는 것이 가능하다면 충분하다. 단, 중간통(4)을 형성하고 통기공(16)을 설치함으로써 다중 부직포 외층(15)에 부압을 효율 좋게 발생시킬 수 있는 점에서 중간통(4) 및 통기공(16)이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 반드시 통기공(16)의 주위에 통기공홈부(17)가 설치될 필요는 없다. 단, 부압의 발생 영역이 확대됨으로써, 부압 롤(1)의 내부의 부압도를 보다 한층 높일 수 있다는 점에서 통기공(16)의 주위에 통기공홈부(17)가 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 통기공홈부의 형상은 특히 한정되는 것은 아니고, 도 4(c)에 나타낸 것처럼 홈의 개수를 늘려 여덟 방향으로 향하게 형성된 통기공홈부(18)로 할 수도 있다.

또한, 반드시 부압 도통공(8) 모두의 단면적과 부압 도통홈(14) 모두의 단면적이 대략 같아지도록 형성될 필요는 없다. 단, 부압 롤(1)의 전체에 대해서 균등하게 부압을 발생시킬 수 있다는 점에서 부압 도통공(8) 모두의 단면적과 부압 도통홈(14) 모두의 단면적이 대략 같아지도록 형성되는 것이 바람직하다. 같은 점에서 부압 도통공(8) 모두의 단면적과 통기공(16) 모두의 단면적도 대략 같아지도록 형성되는 것이 더 바람직하다.

도 5(a)에는 중간통(4)의 다른 예로서 펀칭 메탈(19)에 형성된 중간통(4)을 나타낸다. 펀칭 메탈(19)은 평면의 금속판을 뚫어서 다수의 소경공(31)을 형성한 소재이다. 도 5(b)에 펀칭 메탈(19)에 형성된 소경공(31)을 나타내고 있다. 소경공(31)은 통기공(16)과 마찬가지로 부압 도통홈(14)에 공기를 공기를 흐르게 하지만 통기공(16)보다도 작은 구멍이다. 또한, 펀칭 메탈(19)은 시판하는 것을 이용할 수도 있다.

또한, 일렬의 부압 도통홈(14)의 수직 단면적과 그 부압 도통홈(14)의 상에 위치하는 펀칭 메탈의 소경공(31)의 합계 구멍 면적이 대략 같아지도록 형성함으로써, 부압 롤(1) 전체에 대해서 균등하게 부압을 발생시키는 것이 가능하다.

도 5(c)에 나타낸 것처럼 다중 부직포 적층 외층(5)이 중간통(4)의 외측에 설치되어 있다. 다중 부직포 적층 외층(5)은 저통기성의 부직포(20)를 복수 겹쳐서 형성되고 통기도가 프레이저형 통기도로 0.2㎤/㎠·s이하로 되어 있다. 또한, 부직포(20)는 적당한 마찰 계수와 탄성을 가지는 것이고 금속 스트립(13)과의 사이에 충분한 마찰력을 발생시키고, 또한 금속 스트립과 접하여도 상처를 생기게 하기 어려운 것으로 되어 있다.

여기서 반드시 다중 부직포 적층 외층(5)은 저통기성의 부직포(20)를 복수 겹쳐서 형성될 필요는 없다, 금속 스트립에 부압을 작용시키는 것이 가능하면 충분하다. 단, 외층부의 통기도 조절을 쉽게 행할 수 있는 점에서 다중 부직포 적층 외층(5)은 저통기성의 부직포(20)로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 반드시 다중 부직포 적층 외층(5)의 통기도가 프레이저형 통기도로 0.2㎤/㎠·s이하로 될 필요는 없고, 금속 스트립에 부압을 작용시키는 것이 가능하면 충분하다. 단, 부압 롤 내부의 부압도를 높이고 금속 스트립에 대해 충분히 권취 장력을 부여할 수 있는 점에서 다중 부직포 적층 외층(5)의 통기도가 프레이저형 통기도로 0.2㎤/㎠·s이하로 되는 것이 바람직하다. 또한 통기도를 제한하는 목적은 부압 롤(1)이 장편인 경우에도 부압이 다중 부직포 적층 외층(5)의 표면에 유효하게 작용하게 하기 위함이고 비교적 짧은 부압 롤(1)의 경우에는 다중 부직포 적층 외층(5)의 통기도가 프레이저형 통기도로 0.5㎤/㎠·s정도로도 좋다.

도 6(a)는 도 1에 나타낸 부압 롤의 X부분의 상세를 나타내고 있다. 내통(3)의 표면에 부압 도통홈(14)이 형성되고 중간통(4)의 통기공(16)이 일정 간격으로 위치하고 있다. 또한, 통기공(30)의 외측에 다중 부직포 적층 외층(5)이 형성되고, 금속 스트립(13)과 부직포가 접하는 구조로 되어 있다. 또한, 도 6(b)는 단면도(a)를 C-C방향으로 본 단면도이다. 또한, 도 6(b)는 실제로는 원호형의 형상이 되지만 편의상 직선적인 도로서 나타내고 있다.

또한, 도 7(a)에는 중간통(4)을 펀칭 메탈(19)로 형성한 경우의 부압 롤의 X부분의 상세를 나타내고 있다. 내통(3)의 표면에 부압 도통홈(26)이 형성되고, 더 외측에 펀칭 메탈(19)이 위치하고 있다. 또한, 펀칭 메탈(19)의 외측에 다중 부직포 적층 외층(5)이 형성되어 금속 스트립(13)과 부직포가 접하는 구조로 되어 있다. 또한, 도 7(b)는 단면도(a)을 C-C방향으로 본 단면도이다. 또한, 도 7(b)는 실제로는 원호형의 형상이 되지만 편의상 직선적인 도로서 나타내고 있다.

도 8에 부압 롤(1)에서 이용한 부직포(20)의 현미경 사진(배율 100배)을 나타낸다. 부직포(20)는 두께가 약 4μm의 섬유를 밀도 높게 얽히게 하여 형성된다. 또한, 부직포(20)는 한 장으로 프레이저형 통기도로 0.8㎤/㎠·s정도의 낮은 통기도를 가지고 있고, 복수매 겹쳐짐으로써 다중 부직포 적층 외층(5)의 통기성을 극히 낮은 것으로 할 수 있다. 또한, 이 부직포의 아주 가는 각 섬유 간에는 μm 사이즈의 틈새가 많이 존재하고 이 틈새를 통해서 부압은 외층(5)의 표면 전역에 용이하게 이르는 것이 가능하게 되는 특징이 있다.

한편, 도 9에는 텐션 패드 방식의 권취 장력 부여 장치의 텐션패드에 일반적으로 이용되고 있는 부직포(21)의 현미경 사진을 나타낸다. 부직포(21)는 두께가 약 20~30μm의 섬유를 얽힌 것으로 부직포(20)에 비해 밀도가 낮은 것으로 되어 있다. 또한, 부직포(21)는 한 장으로 프레이저형 통기도로 50~100㎤/㎠·s이며, 다중 부직포 적층 외층(5)의 부직포로서 이용하는 것은 어렵다.

그러나 부직포(21)의 표면의 마찰 계수는 부직포(20)와 큰 차이가 없으므로 부직포(21)를 프레이저형 통기도 0.8㎤/㎠·s정도의 낮은 통기도를 가지는 소재, 예를 들면, 나일론 직포 등의 고밀도 직포(29)와 조합함으로써 낮은 통기성을 실현할 수 있다. 즉, 부직포(21) 끼리의 사이에 고밀도 직포(29)를 끼움으로써 다중 부직포 적층 외층(19)을 형성할 수 있다. 도 10에 고밀도 직포(29), 도 11에 일반적인 직포(30)의 확대 현미경사진(배율 100배)을 나타낸다.

이하, 상기와 같이 구성된 부압 롤(1)에 의한 금속 스트립으로의 권취 장력 부여에 대해서 설명한다.

도 12는 흡입 롤 장치를 슬리터 라인 권취 측에 배치하는 일례를 나타낸 개략도(a) 및 다른 배치예를 나타낸 개략도(b)이다. 도 13은 롤 원주 위에 90도의 부압 영역을 가지는 흡입 롤 장치의 개략 단면도(a) 및 180도의 부압 영역을 가지는 흡입 롤 장치의 개략 단면도(b)이다.

본 발명을 적용한 흡입 롤 장치의 일례인 부압 롤(1)은 도12(a)에 나타낸 것처럼 슬리터 라인(22)의 공정 도중에 배치된다. 부압 롤(1)의 배치 위치의 일례로서 도 12(a)에서는 금속 스트립 끼리의 사이에 공간을 마련한 세퍼레이터(23,23)의 사이에 흡입 롤(1)이 배치되어 있다.

우선 광폭의 금속판 코일은 언코일러(도시하지 않음)에서 인출되고, 슬리터(도시하지 않음)에서 소망의 폭으로 절단된 후, 여러조의 금속 스트립(13)의 사이에 공간을 마련한 세퍼레이터(23)에 공여된다. 금속 스트립(13)은 리코일러(24)에 의해 권취되어 있다.

세퍼레이터(23)를 통과한 금속 스트립(13)이 하방으로부터 부압 롤(1)의 다중 부직포 적층 외층(5)과 접촉한다. 이때, 다중 부직포 적층 외층(5)과 금속 스트립(13)의 접촉면에서 마찰 계합하고, 마찰력에 인장되는 형태로 부압 롤(1)이 회전한다.

또한, 부압 롤(1)은 진공 펌프에 의해 내부의 공기가 흡인되고, 부압 롤(1)의 부압 도통부(10), 부압 도통공(8), 부압 도통홈(14), 중간통(4)의 통기공(16) 및 다중 부직포 적층 외층(5)에 부압이 형성된다. 부압은 부압 조정 밸브(11)에 의해 크기를 조절할 수 있다.

부압 롤(1)과 접촉한 금속 스트립(13)의 표면 측은 부압 롤(1)의 내부에 발생한 부압에 비례하여 대기압으로부터의 누름을 받는다. 또한, 부압 롤(1)에 설치된 제동 장치(6)에 의해 회전에 대해서 제동력을 가할 수 있다. 이에 따라 금속 스트립(13)에 대해서 리코일러(24)로 인장되는 방향과는 역 방향으로 작용하는 권취 장력이 부여된다.

이 권취 장력에 의해 금속 스트립(13)이 리코일러(24)에 감겨지는 때에 텐션이 걸려 깨끗이 권취하는 것이 가능하다. 또한, 금속 스트립(13)과 접하는 다중 부직포 적층 외층(5)의 부직포(20)는 적당한 탄성을 가지고 있기 때문에 마찰력이 발생해도 금속 스트립(13)과의 접촉면에 상처를 내기 어려운 것으로 되어 있다.

부압 롤(1)을 통과한 금속 스트립(13)은 디프렉터 롤(26)에 의해 각도가 맞춰지고 리코일러(24)에 의해 권취됨으로써 금속 스트립(13)의 코일형 소재가 완성된다.

또한, 도 12(b)에 나타낸 것처럼 큰 권취 장력을 필요로 하는 판 두께가 두꺼운 금속 스트립에 대해서는 부압 롤(1)을 벨트식 텐션 방식의 장치(25)와 병용하여 이용할 수도 있다. 어쩌면 표면에 약간의 상처가 문제가 되지 않는 소재에 대해서는 표 14(a)의 롤(102 및 103)의 부분에 배치하여 텐션 패드(101)와 병용하여 효율적으로 권취 장력을 부여할 수도 있다.

또한, 이상에서 말한 것처럼, 저통기성 표층재로 구성되는 부압 롤(1)은 여분의 대기를 흡인하지 않으므로 내부의 부압은 높게 유지되고 여러조의 금속 스트립의 스트립 끼리의 틈새가 존재해도 충분히 권취 장력을 부여할 수 있다.

또한, 금속 스트립(13)에 대해서 패드 등의 부재로 직접적으로 누르는 구조가 아니기 때문에 슬릿 폭이 작은 급속 스트립이나 판 두께가 얇은 금속 스트립에 대해서도 훼손하지 않고 적당한 권취 장력을 부여할 수 있다.

또한, 종이나 수지 등에서 형성된 광폭의 시트 형상물에 대해서도 부압 롤(1)에 흡착시켜 확실하게 파지 반송할 수 있다. 종이 등의 시트 형상물에 대해서는 금속 스트립과 같이 큰 부압으로 흡착시킬 필요는 없으므로 부압 조정 밸브(11)에 의해 부압을 낮춰서 이용할 수 있다.

또한, 저통기성 표층재로 구성되는 부압 롤(1)은 쓸데없는 대기를 흡입하지 않으므로 시트 형상물의 소재 폭이 변화해도 롤 길이 방향의 부압 영역을 조정하는 격판 등은 불필요하고, 간단한 구성으로 충분한 파지력을 발휘할 수 있다.

또한, 제동 장치(6)에서 제동력을 조절함으로써 권취 장력을 조절하여 극히 낮은 장력을 만들어 낼 수도 있다. 예를 들면, 금속박 같은 두께가 몇 μm 정도의 극 박판에 대해서도 극히 낮은 장력을 부여할 수 있다. 또한, 극 박판은 부압 롤(1)의 부압에 의해 흡착하기 때문에 부압 롤과 극 박판과의 사이에서 슬립이 발생하지 않아 충분하 권취 장력을 부여할 수 있다. 또한, 종래의 여러조 벨트식 권취 장력 부여 장치에서는 극 박판에 대해서 장력을 부여하려고 하면 벨트 에지에 의한 마크가 스트립에 부착되어 스트립과의 사이에서 슬립이 발생함으로써 권취 장력을 부여할 수 없었다. 혹은 종래의 텐션 패드 방식에서는 스트립에 마찰 상처가 부착되는 문제가 있었다.

또한, 부압 롤(1)의 롤 직경을 크게 함으로써 권취 장력을 보다 큰 것으로 할 수 있다. 즉, 판 두께가 두꺼운 금속 스트립에 대해서도 충분한 권취 장력을 부여할 수 있어 적용 범위를 확대하는 것이 가능하다.

또한, 부압 롤(1)에서는 도 13(a)에 나타낸 것처럼 부압 도통부(10)가 부압 롤(1)의 원주 상의 대략 90도의 영역에 형성되어 있다. 이 경우에는 금속 스트립(13)이 하방으로부터 상승하여 오는 위치에 부압 롤(1)을 설치하는 것이 가능하여 기존의 슬리터 라인에 배치하기 쉬운 것으로 할 수 있으며, 시트 형상물의 파지 반송 라인에서도 마찬가지이다.

또한, 도 13(b)에 나타낸 것처럼 부압 도통부(10)는 부압 롤(1)의 원주상의 대략 180도의 영역에 형성할 수도 있다. 이 경우에는 하방으로부터 상승해 온 금속 스트립(13)과 부압 롤(1) 상의 대략 180도의 영역에서 접촉하기 위해 더 큰 부압을 작용시킬 수 있다. 즉, 더 큰 권취 장력 혹은 파지력을 부여하는 것이 가능하다. 또한, 부압 도통부(10)를 임의의 각도를 가진 교환 부품으로서 준비하면 원주 방향의 부압 영역을 임의로 조절 가능하다.

또한, 본 발명을 적용한 흡입 롤 장치는 여러조의 금속 스트립에 특유의 문제에 대해서도 대처할 수 있다. 이 문제는 금속 스트립 사이에 생기는 속도 차의 문제이다.

우선 슬리터 라인에 공여되는 절단 전의 금속판 코일은 가공시의 문제에서 동일 평면의 판자라도 판폭 방향으로 두께가 다른 판 두께 편차를 갖는다는 것이 알려져 있다. 이 판 두께 편차는 여러조의 스트립으로 절단된 후에 금속 스트립이 리코일러에 권취되는 때의 권취 리코일러의 외경 차로 이어진다.

금속 스트립 사이에 권취 코일의 외경 차가 생기면 외경이 큰 코일의 금속 스트립이 보다 빠르게 권취되는 것으로 되고, 부압 롤 상에서 외경 차에 기인한 금속 스트립 사이의 미소한 속도 차가 발생한다. 이때, 부압 롤은 외경이 큰 금속 스트립에 이끌려 회전하며 외경이 작은 금속 스트립의 권취 롤은 굴곡이 생겨서 확실하게 권취되지 않게 되어 버린다.

이때, 제동 장치(6)에서 제동력을 높여 부압 롤(1)의 회전 속도를 감소시킴으로써 권취 속도가 빠른 금속 스트립을 부압 롤 상에서 미소하게 슬립시켜 굴곡이 생겨서 간 금속 스트립에도 권취 장력을 부여할 수 있도록 된다.

그러나 제동력을 강화한 상태에서도 굴곡을 가진 권취 롤의 외경이 더 작은 금속 스트립에 대해서는 제동력만으로 대응하려고 하면 제동력이 너무 강하게 되어 전 금속 스트립에 대해서 권취 장력이 너무 크게 되어 버리는 일이 있다. 즉, 너무 단단히 권취되는 코일이 되어 버린다.

여기서, 부압 조정 밸브(11)에 의해 부압을 떨어뜨림으로써 제동력을 강화하는 일 없이 권취 리코일러의 외경이 큰 금속 스트립을 부압 롤 상에서 쉽게 슬립할 수 있다. 권취 속도가 빠른 금속 스트립을 슬립시키고, 권취 속도가 느린 조에 대해서도 적정한 권취 장력을 부여하여 모든 금속 스트립에 균일한 권취 장력을 부여할 수 있다.

또한, 금속 스트립이 부압 롤 상에서 슬립해도 부압 롤(1)의 부압 영역을 통과하는 사이의 미소한 어긋남이 있기 때문에 금속 스트립 표면의 마찰 상처로 되는일도 없다. 이처럼 본 발명을 적용한 흡입 롤 장치는 여러조의 금속 스트립 사이에 생기는 속도 차의 문제에도 대응 가능하며, 상처를 입히지 않고 균일한 권취 장력을 부여할 수 있는 것으로 되어 있다.

이상과 같이 본 발명의 흡입 롤 장치는 금속 스트립에 상처를 입히는 일 없이 장치 내부의 부압도를 높임으로써 충분한 권취 장력을 부여할 수 있는 것으로 되어 있다. 또한, 판 두께가 얇은 스트립이나 폭이 작은 스트립에 대해서도 권취 장력을 부여할 수 있다. 또한, 종이나 수지 등에서 형성된 시트 형상물의 파지 반송도 가능한 것으로 되어 있다. 또한, 여러조의 금속 스트립에 대해서도 균일한 권취 장력을 부여할 수 있는 것으로 되어 있다.

따라서 본 발명에 관한 흡입 롤 장치는 다양한 장편의 소재를 상처 입히는 일 없이 충분히 파지 반송 또는 제동할 수 있어 확실하게 권취하는 것을 가능하게 한다.

1 : 부압 롤
2 : 회전축
3 : 내통
4 : 중간통
5 : 다중 부직포 적층 외층
6 : 제동 장치
7 : 베어링부
8 : 부압 도통공
9 : 보강 원반
10 : 부압 도통부
11 : 부압 조정 밸브
12 : 부압계
13 : 금속 스트립
14 : 부압 도통홈
15 : 칸막이 돌기
16 : 통기공
17 : 통기공홈부(네 방향)
18 : 통기공홈부(여덟 방향)
19 : 펀칭 메탈
20 : 저통기성의 부직포
21 : 부직포
22 : 슬리터 라인
23 : 세퍼레이터
24 : 리코일러
25 : 벨트식 텐션 방식의 장치
26 : 디프렉터 롤
27 : 전동기
28 : 탈착형 이음
29 : 고밀도 직포
30 : 일반적인 직포
31 : 펀칭 메탈의 소경공
32 : 회전체 본체
화살표 Z : 부압 롤의 흡인 방향

Claims

회전 가능하게 구성된 구성된 회전체 본체와,
그 회전체 본체의 내부에 설치됨과 아울러 소정의 흡인 장치에 의해 부압이 형성되는 도통공과,
상기 회전체 본체의 표면에 형성됨과 아울러 상기 도통공과 접속된 도통홈을 가지는 회전체와,
상기 회전체 본체의 회전을 억제하는 제동부와,
모든 상기 도통홈의 외측에 설치되어 탄성을 가짐과 아울러 소정의 값 이상의 마찰 계수를 가지는 저통기성의 외층부를 구비하는 흡입 롤 장치.
회전 가능하게 구성된 회전체 본체와,
그 회전체 본체의 내부에 설치됨과 아울러 소정의 흡인 장치에 의해 부압이 형성되는 도통공과,
상기 회전체 본체의 표면에 형성됨과 아울러 상기 도통공과 접속된 도통홈을 가지는 회전체와,
상기 회전체 본체를 회전시키는 구동부와,
모든 상기 도통홈의 외측에 설치되고 탄성을 가짐과 아울러 소정의 값 이상의 마찰 계수를 가지는 저통기성의 외층부를 구비하는 흡입 롤 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 회전체 본체를 회전시키는 구동부와,
그 구동부와 상기 회전체 본체를 탈착하는 클러치를 구비하는 흡입 롤 장치.
청구항 1, 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 회전체는 상기 도통공을 흐르는 공기의 양을 조절 가능하게 구성된 흡입 롤 장치.
청구항 1, 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 도통홈과 상기 외층부와의 사이에 설치됨과 아울러 복수의 통기공이 형성된 대략 원통형의 중간 통부를 구비하는 흡입 롤 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 중간 통부는 상기 통기공을 중심으로 반경 방향으로 형성된 적어도 한 개의 통기공홈부를 가지는 흡입 롤 장치.
청구항 1, 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 회전체 본체는 대략 원통형으로 형성되고,
상기 도통공은 상기 회전체 본체의 원주 방향으로 복수 형성됨과 아울러 인접한 도통공 끼리가 일정 간격을 가지고,
상기 도통홈은 상기 회전체 본체의 길이 방향으로 복수 형성됨과 아울러 인접한 도통홈 끼리가 일정 간격을 가지는 흡입 롤 장치.
청구항 1, 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 회전체는 상기 도통공의 총 단면적과 상기 도통홈의 총 단면적이 대략 같게 형성된 흡입 롤 장치.
청구항 1, 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 외층부는 저통기성의 부직포로 형성된 흡입 롤 장치.
청구항 1, 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 외층부의 통기도가 프레이저형 통기도로 0.2㎤/㎠·s이하인 흡입 롤 장치.