KR20170134173A - 축체 삽입물의 배치 장치 - Google Patents

Abstract

세퍼레이터 배치부(15)는 볼나사(22)와 암(23)을 구비하고 있다. 암(23)은 홀더(17) 및 세퍼레이터 디스크(18)과 접촉하여 이동시키는 부재이다. 암(23)은 피스톤(29)에 접속되어 척 받침대(27)에 감합 가능한 척부(30)을 구비하고 있다. 척부(30)는 피스톤(29)의 신축 동작에 따라, 확축 샤프트(16)에 근접 또는 이간한다. 또한, 척부(30)는 피스톤(29) 및 구동부(26)의 이동에 따라 홀더(17)의 외주면, 홀더(17)의 측면 및 세퍼레이터 디스크(18)의 측면에 맞닿는다.

Description

축체 삽입물의 배치 장치{APPARATUS FOR PLACING SHAFT BODY INSERT}

본 발명은 축체 삽입물 배치 장치에 관한 것이다. 상세하게는, 슬리터 라인(slitter line)에서 사용되는 세퍼레이터(separator)의 가동 디스크, 슬리터의 칼날과 같은 축체 삽입물을 축체의 원하는 위치에 효율적이고 안정적으로 배치하는 것이 가능함과 아울러, 슬리터 라인에 대한 부착성도 우수한 축체 삽입물 배치 장치에 관한 것이다.

길고 넓은 시트 형상의 금속판을 길이 방향을 따라 여러 조의 스트립으로 연속적으로 재단하고, 동시에 여러 조의 스트립을 권취 가공하는 슬리터 라인이 이용되고 있다. 금속판은 금속 코일의 용도에 따라 소정의 폭으로 재단되어, 1매의 판에서 10조 이상의 스트립이 만들어지는 경우도 있다.

슬리터 라인에서는 금속판이 슬릿 가공되어 여러 조의 스트립으로 된 후에 권취기에 권취된다. 이때 권취기의 전단에 설치된 권취 장력 부여 장치에 의해, 스트립에 권취장력이 부여되어 권취 코일에 스트립이 견고하고 단단하게 권취되도록 되어 있다.

이 슬리터 라인 상에서 원하는 폭으로 재단된 스트립에 대해, 인접하는 스트립끼리의 접촉을 방지하기 위해 세퍼레이터라는 부재가 배치되어 있다. 세퍼레이터는 슬리터 라인을 흘러가서, 인접한 스트립간의 접촉을 방지하여, 스트립의 안정된 통판(通板)에 기여한다. 또한, 스트립의 엣지 손상이나 절곡을 억제하고 가공 후의 스트립의 품질을 유지하는 역할을 담당한다.

세퍼레이터는 일정한 길이를 갖는 샤프트의 외주면에, 원통 형상의 홀더(holder) 및 대략 도넛 형상의 세퍼레이터 디스크를 일체화한 가동 디스크를 복수 고정한 것으로 구성된다. 고정된 가동 디스크들의 사이를 스트립이 흘러감으로써, 인접한 스트립끼리 측면이 접촉하지 않게 된다.

즉, 세퍼레이터의 사용 시에는, 인접한 세퍼레이터 디스크 간의 거리가 스트립의 폭에 맞게 설정된다. 또한, 가동 디스크의 고정 구조는 다양하게 존재하지만, 최근에는 에어 샤프트 방식으로 샤프트의 외주 직경을 확축(확장 및 축소) 가능하게 해서, 가동 디스크를 고정하는 것이 주류를 이루고 있다.

또한, 홀더는 세퍼레이터 디스크를 샤프트의 축심에 직각으로 고정하는 역할과, 스트립의 저면이 샤프트에 직접 접촉하지 않도록 보호하는 역할을 담당하고 있다. 세퍼레이터 디스크는 통판되는 스트립끼리의 칸막이 벽의 역할도 하는 부재이다.

세퍼레이터는 예를 들면, 슬리터 라인의 루프 상승부(후단)와, 권취 장력 부여 장치의 전단 및 후단, 리코일러(recoiler)의 전단에 배치된다. 세퍼레이터는 이러한 위치에서 인접하는 스트립을 구획하여, 안정된 스트립의 통판에 기여한다. 또한, 루프는 스트립의 두께에 기인하여 발생하는 스트립의 처짐을 흡수하는 부분이다. 또한 권취 장력 부여 장치는 스트립을 코일 형상으로 권취하는 리코일러의 권취 시에 장력을 부여하기 위한 장치이다.

또한, 슬리터 라인에서는 시트 형상의 금속판을 소정 폭의 금속 스트립으로 재단하는 슬리터(커터부)를 갖는 커터 스탠드가 설치되어 있다. 슬리터는 금속판을 상하에서 끼워서 금속 스트립으로 절단하고, 칼날이 부착된 샤프트를 가지고 있다.

슬리터에는 상술한 가동 디스크와 마찬가지로, 일정한 길이를 갖는 샤프트에 원통 형상의 홀더 및 대략 도넛 형상의 원형날을 일체화한 가동 부재를 복수 고정한 것이 사용된다. 또한, 슬리터의 다른 구조로서, 인접하는 원형날들 사이에 스페이서라는 부재를 삽입하고, 원형날의 위치를 결정한 구조도 존재한다.

슬리터 샤프트에서의 칼날의 고정 구조에 대해서도 여러 가지가 존재하지만, 유압으로 샤프트의 외주 직경을 확축하여 홀더 및 원형날을 고정하는 유압식 확축 샤트프가 존재한다. 또한, 상술한 스페이서로 칼날의 위치를 결정하는 구조로는, 스페이서와 칼날의 내주 직경을, 샤프트의 외주 직경과 거의 동일하게 하여 샤프트에 삽입하는 구조 등이 채용되고 있다.

여기서, 슬리터 라인은 용도에 따라서 가공되는 스트립의 폭이 수 cm 정도의 것으로부터 1 m를 넘는 것까지로 변경된다. 즉, 1일 슬리터 라인의 가동 사이에, 여러 종류의 폭이 다른 스트립의 가공이 요구된다.

가공되는 스트립의 폭이 변경된 경우, 세퍼레이터는 가동 디스크의 위치를 대응하는 스트립의 폭에 맞춰 변경할 필요가 생긴다. 또한, 슬리터도 유압식 확축 샤프트에서 칼날을 고정하는 구조에서는, 샤프트 위의 칼날의 위치를 변경해야 한다. 또한, 스페이서 및 칼날을 이용하는 구조에서는, 샤프트로부터 스페이서 및 칼날을 제거하고 새로 조합시킨 것을 부착하는 작업이 발생한다.

이 경우, 복수의 가동 디스크나 칼날은 스트립의 폭에 맞춰 균등한 간격으로 배치된다. 이 샤프트 상에서의 배치 작업과 스페이서 및 칼날의 출입 작업은 이전에는 수작업으로 실행되고 있었기 때문에, 빈번하게 스트립의 폭이 변경되는 경우에는 슬리터 라인의 가공 효율에 큰 영향을 미치는 것으로 된다.

이런 가운데, 슬리터의 샤프트(축체)로의 스페이서 및 칼날의 출입을 자동으로 할 수 있는 배치 장치가 존재하며, 예를 들면, 특허문헌 1에 기재된 장치가 제안되어 있다.

특허문헌 1에 기재된 장치(100)는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 샤프트(101) 상에 칼날(102) 및 스페이서(103)를, 배치 장치(104)를 통해 자동으로 출입하도록 배치하는 장치이다.

배치 장치(104)는 도시하지 않은 가이드 레일을 따라, 샤프트(101)에 평행으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 또한, 배치 장치(104)는 실린더(105) 및 피스톤(106)을 통해 승강 부재(107)와 푸셔(108)(가압 부재)가 샤프트(101)와 가이드 레일 사이에서 신축 가능한 구조로 되어 있다. 또한, 배치 장치(104)의 수평 이동과 승강 부재(107)의 연직 방향 이동은 도시하지 않은 서보 모터나 실린더(105)에 의해 이동이 억제되고 있다.

여기서, 특허문헌 1은 전술한 바와 같은 스페이서와 칼날의 내주 직경을 샤프트의 외주 직경과 거의 동일하게 하여 샤프트에 삽입하는 구조가 채용되어, 양자의 치수 오차는 수십 μm 정도이다.

이 때문에, 칼날(102)이 샤프트(101)에 삽입된 경우에는, 도 11에 표시한 바와 같이 틈(109)이 생긴다. 또한, 장치(100)가 사용 대상으로 하는 샤프트에서는 실제 간격은 수십 μm 정도이지만, 도 11에서는 틈(109)의 존재를 명시하기 위해 확대해서 기재하고 있다.

이 틈(109)이 존재하기 때문에, 푸셔(108)가 칼날(102)의 측면을 눌러 이동시키려고 하면, 이동 도중에 칼날(102)이 샤프트(101) 맞물려서 이동하지 않게 되는 문제가 있었다.

또한, 칼날(102)의 측면을 푸셔(108)가 접촉한 복수 위치의 모든 개소에서 균등한 힘으로 눌러서, 샤프트(101)에 물려 들어가는 것을 억제하는 것은 현실적으로 곤란하였다.

그래서, 특허문헌 1에 기재된 장치(100)에서는 샤프트(101)와 칼날(102) 곡률의 차이로부터, 칼날(102)의 하중이 샤프트(101)의 외경 부분의 정점(도 11의 하중점 O의 위치)에 집중되어 있다고 추측했다. 그리고 틈(109)이 존재하는 경우, 칼날(102)은 그 자중이 작용하는 방향과 같은 방향에서 하중점(O)을 통과하는 하중 작용선(S) 및 이 하중점(O)에서 직교하는 선(S')을 중심으로, 전후 방향 및 좌우 방향으로 요동하기 쉬워진다고 추측했다.

상기 추측에 따라 장치(100)에서는, 도 12(a) 및 도 12(b)에 나타낸 바와 같이, 칼날(102)을 그 하중 작용선(S)의 양측의 복수점에서, 푸셔(108)에 부착된 당접 부재(110)가 점접촉 상태로 누름으로써, 하중점(O)을 지점으로 하는 좌우 방향의 요동을 억제하고 있다.

또한, 장치(100)에서는 접촉점의 상하 방향의 위치를 적절히 선택함으로써, 해당 접점 주위의 회전 모멘트가 0이 되도록 하여, 하중점(O)을 중심으로 하는 전후 방향의 요동을 억제할 수 있다.

보다 상세하게는, 도 12(a)에 나타낸 바와 같이, 당접 부재(110)가 칼날(104)에 접촉하는 위치가 샤프트(101)의 직경(D)의 ±0.3배분의 범위 내에서, 샤프트(101)의 축선(C) 측(도 10 참조)에 위치하게 했다. 즉, 장치(100)에서는 칼날(102)의 Y 방향에서는 하중점(O)에 대해 Y 방향의 깊이 ±0.3D의 개소를 점접촉으로 수평 방향으로 누르는 것으로 되어 있다.

그 결과, 장치(100)에서는 칼날(102)을 전후 방향으로 요동시키고자 하는 모멘트가 당접 부재(110)의 접촉점을 중심으로 상쇄되어(즉, 상기 접촉점에서의 회전 모멘트가 0이 됨), 칼날(102)의 전후 방향의 요동을 억제할 수 있다.

상기의 구성에 의해, 장치(100)는 칼날(102) 및 스페이서(103)를, 샤프트(101)의 축선(C)(도 10 참조)과 평행 방향으로 원활하게 이동시킬 수 있다.

또한, 상기 특허문헌 1에 기재된 장치 이외에도, 에어 샤프트 방식으로 가동디스크를 고정하는 세퍼레이터의 구조에서, 이동 디스크를 소정의 위치에 자동으로 배치 가능한 배치 장치가 존재한다.

이 배치 장치가 대상으로 하는 샤프트 및 가동 디스크에 대해서는, 샤프트가 확축 가능하게 되어 있기 때문에, 샤프트의 외주 직경 크기에 대해서, 감합하는 가동 디스크(홀더 및 세퍼레이터 디스크)의 내주 직경 크기가 10 ~ 20 % 크게 형성되어 있다.

이 때문에, 가동 디스크를 눌러서 이동시킬 경우에, 샤프트와 가동 디스크 사이의 틈 존재로 인해 물려 들어가는 일이 발생하기 쉽게 되어 있다. 그래서 배치 장치는 가동 디스크를 구성하는 세퍼레이터 디스크의 측면에 대해서, 동 측면의 연직 방향의 대략 중앙의 높이 위치의 2점(도 12(a)의 부호 112에 표시한 위치에 해당)에 면접촉하는 것으로 되어 있다.

즉, 도 12(a)에 나타낸 칼날(102)을 가동 디스크의 "세퍼레이터 디스크"로 한 경우에, 부호 112로 표시한 위치를, 배치 장치의 당접부가 누르는 것으로 되어 있다. 이 배치 장치에서는 부호 112의 위치가 이동 디스크의 중심 위치로 파악되어 중심 위치를 누름으로써 이동 시의 흔들림을 억제하는 것으로 되어 있다.

일본특허 특개 2002-239832호 공보 일본특허 특개평 11-28515호 공보

여기서, 특허문헌 1에 기재된 장치 및 기존의 가동 디스크 배치 장치에서는, 칼날의 하중점을 기준으로 한 연직 방향에서 약간 중앙부에서부터의 위치와, 세퍼레이터 디스크의 연직 방향의 중앙부의 위치를 누를 필요가 있기 때문에, 당접 부재(푸셔)가 목적으로 하는 높이 위치에 올 때까지, 긴 신축 스트로크를 필요로 하였다.

특히, 세퍼레이터 디스크(가동 디스크)의 중심(연직 방향의 한가운데 위치)을 누르는 배치 장치의 경우, 가압 부재의 대기 위치의 높이에서 세퍼레이터 디스크의 측면의 원하는 높이 위치에 이르기까지, 30~40 cm 정도로 긴 신축 스트로크를 가지는 것으로 되어 있다. 또한, 가압 부재를 갖는 암이 크고 견고한 구조로 되어 있다.

즉, 긴 신축 스트로크를 확보하기 위해, 배치 장치를 소형화하는 것이 곤란 하였다. 통상, 가동 디스크 배치 장치는 슬리터 라인의 세퍼레이터 근방에 설치되지만, 배치 장치를 소형화할 수 없기 때문에, 세퍼레이터의 상부나 경사진 하부에 샤프트를 배치하여야 하며, 설치 장소가 한정되어 있었다.

특히, 가동 디스크 배치 장치가 세퍼레이터의 상부에 설치된 경우, 작업자가 세퍼레이터를 통과하여 그 앞을 흘러가는 스트립의 모습을 시인하기 어렵게 되어, 스트립이 안정하게 통판되고 있는지를 확인하기 어렵다는 문제가 발생했다.

또한, 1개의 가동 디스크의 배치에, 긴 신축 스트로크를 필요로 하기 때문에, 배치 작업이 완료될 때까지 시간이 걸리게 된다.

또한, 가압 부재의 신축 스트로크가 길기 때문에, 신축하는 피스톤이 휘어지기 쉽게 된다. 이 때문에, 가압 부재의 높이 위치를 센서 등으로 엄밀하게 제어해도 피스톤의 휨에 따른 "흔들림"이 발생하고, 가동 디스크 배치 위치에 영향을 미칠 수 있었다.

또한, 피스톤이 휘지 않도록 일정한 강도를 갖도록 하면, 결국 장치 전체가 대형화되어 버리는 우려가 있었다.

또한, 샤프트 및 가동 디스크에 관해서는 그 크기의 규격이 없고, 제조 회사마다 샤프트의 축경과 가동 디스크의 크기가 달랐다. 따라서 샤프트의 축경과 가동 디스크의 직경에 맞춘 가압 부재를 용이하게 할 필요가 있고, 범용성이 부족하게 되었다.

또한, 특허문헌 1에 기재된 장치와 마찬가지로, 상술한 바와 같은 슬리터용 유압식 확축 샤프트와 이에 부착되는 칼날을 고정한 홀더 사이나, 세퍼레이터용 에어 샤프트 방식의 샤프트와 가동 디스크 홀더 사이에도 틈이 존재한다. 따라서 안정된 칼날 또는 가동 디스크의 이동을 가능하게 하는 배치 장치가 요구되게 된다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 창안된 것으로, 슬리터 라인에서 사용되는 세퍼레이터의 가동 디스크, 슬리터의 칼날과 같은 축체 삽입물을 축체의 원하는 위치에 효율적이고 안정적으로 배치할 수 있음과 아울러, 슬리터 라인으로의 부착성도 우수한 축체 삽입물 배치 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 축체 삽입물의 배치 장치는, 금속 스트립의 슬리터 라인의 소정의 위치에 배치됨과 아울러, 원통 형상으로 형성되고, 길이 방향 측에서 본 단면에서 외주면이 확축(확장 및 축소) 가능하게 구성된 확축 샤프트와, 상기 확축 샤프트의 외주면에 감합 가능한 내주 직경을 갖는 홀더와, 대략 도넛 형상의 박판으로 형성되고, 상기 홀더와 일체화된 링 부재와, 상기 확축 샤프트를 따라 대략 평행하게 이동 가능한 배치 장치 본체와, 상기 배치 장치 본체의 상기 확축 샤프트 측에 부착되어, 실린더에 접속된 척 받침대와, 봉 형상으로 형성되고, 일단이 상기 실린더에 접속됨과 아울러, 타단이 상기 확축 샤프트 측에 신장 가능하게 구성된 피스톤과, 상기 척 받침대에 감합 가능함과 아울러, 상기 피스톤의 타단에 고정된 척 기부와, 상기 척 기부의 상기 피스톤과는 반대측에 설치됨과 아울러, 동 피스톤의 신장에 따라 상기 홀더의 외주면에 맞닿는, 상기 확축 샤프트의 축심 방향에서 본 단면이 오목 형상으로 형성된 척 선부를 구비한다.

여기서, 금속 스트립의 슬리터 라인의 소정의 위치에 배치된 확축 샤프트에 의해, 확축 샤프트를 홀더 및 홀더와 일체화된 링 부재를 부착하는 지지체로 할 수 있다. 또한, 소정의 위치로는 슬리터 라인의, 예를 들면, 슬리터의 상하 커터부의 상측 및 하측, 루프의 후단, 권취 장력 부여 장치의 전단 및 후단, 및 리코일러의 전단이다.

또한, 확축 샤프트가 원통 형상으로 형성되고, 길이 방향 측에서 본 단면에서 외주면이 확축 가능하게 구성됨으로써, 홀더 및 링 부재를 소정의 위치에 고정할 수 있다. 즉, 홀더 및 링 부재를 목적으로 하는 위치에 배치한 후에, 외주면을 확대시킴으로써, 같은 위치에 고정할 수 있게 된다. 또한, 원통 형상이므로, 예를 들면, 내부에 공기의 도입 통로를 형성하여, 공기가 출입하여 샤프트의 외주면을 확축시키는 에어 샤프트식의 확축 샤프트로 하거나, 축을 이중 구조로 하여 내부에 유압을 걸어 부풀리는 유압 확축 방식의 샤프트로 할 수도 있다.

또한, 홀더가 확축 샤프트의 외주면에 감합 가능한 내주 직경을 가짐으로써, 확축 샤프트 홀더를 배치할 수 있다. 또한, 확축 샤프트에 따라 홀더 및 링 부재의 위치를 변경할 수 있다. 홀더는, 예를 들면, 세퍼레이터 디스크를 샤프트의 축심에 직각으로 고정하는 부재와, 스트립의 저면이 샤프트에 직접 접촉하지 않도록 보호하는 부재로 이루어진다. 또한, 홀더의 내주 직경은 확축 샤프트의 외주 직경보다 크게 형성되어, 양자 사이에는 틈이 생기도록 되어 있다.

또한, 링 부재가 대략 도넛 형상의 박판으로 형성되어, 홀더와 일체화됨으로써, 링 부재와 홀더가 하나의 부재로 되고, 링 부재 또는 홀더 중 어느 하나를 누름으로써, 샤프트를 따라 이동시키는 것이 가능해진다. 또한, 여기서 말하는 링 부재로는, 예를 들면, 세퍼레이터에서의 세퍼레이터 디스크나, 커터 스탠드에서서 원형날과 같은 홀더에 고정되는 부재를 의미하는 것이다.

또한, 확축 샤프트를 따라 대략 평행하게 이동 가능한 배치 장치 본체와, 배치 장치 본체의 확축 샤프트 측에 부착되어, 실린더에 접속된 척 받침대에 의해, 척 받침대를 확축 샤프트를 따라 이동시키는 구조로 하는 것이 가능하다.

또한, 봉 형상으로 형성되고, 일단이 실린더에 접속됨과 아울러, 타단이 확축 샤프트 측에 신장 가능하게 구성된 피스톤에 의해, 척 받침대와 확축 샤프트 사이를 피스톤이 이동하는 구조로 하는 것이 가능하다.

또한, 척 받침대에 감합 가능함과 아울러, 피스톤의 타단에 고정된 척 기부에 의해, 척 받침대를 베이스의 부재로 하여, 척 받침대와 확축 샤프트 사이에서 피스톤을 통해 척 기부를 이동시키는 것이 가능하다.

또한, 척 기부의 피스톤과는 반대측에 설치됨과 아울러, 피스톤의 신장에 따라 홀더의 외주면에 맞닿는, 확축 샤프트의 축심 방향에서 본 단면이 오목 형상으로 형성된 척 선부에 의해, 홀더의 외주면에 접촉하여 압력을 부여하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 홀더의 내주면과 확축 샤프트의 외주면과의 틈을 메울 수 있다. 즉, 홀더 및 링 부재의 확축 샤프트를 따른 이동을 원활하게 하는 것이 가능하다. 또한, 척 선부는 척 기부 및 척 받침대를 통해 배치 장치 본체에 이어져 있기 때문에, 홀더의 내주면과 확축 샤프트의 외주면과의 틈을 메운 상태에서, 홀더 및 링 부재를 확축 샤프트의 축심 방향에 따라 이동시킬 수 있다. 또한, 홀더 및 링 부재를 이동시키는 경우, 척 기부 및 척 선부가 링 부재의 측면(또는 홀더의 측면)에 맞닿아서 이동시키는 것으로 된다. 또한, 척 선부의 단면이 오목 형상으로 형성됨으로써, 홀더의 외주면에 맞닿기가 쉬워진다. 또한, 홀더와 링 부재를 이동시키는 경우, 홀더의 외주면에 접촉하여 압력을 부여한 채로, 링 부재의 측면을 눌러서 이동시키기 쉬운 구조가 된다. 또한, 여기서 척 선부가 홀더의 외주면에 접촉하여 부여하는 압력으로는, 홀더의 외주 측에서 내주 측을 향해 걸리는 압력을 의미한다.

또한, 척 선부가 홀더의 외주면에 맞닿았을 때 홀더의 외주면에 주어지는 접촉 압력이 제어 가능하게 구성된 경우에는, 적절한 압력의 부여가 가능하게 되어, 더욱 더 홀더 및 링 부재의 확축 샤프트에 따른 이동을 원활하게 하는 것이 가능하다.

또한, 척 받침대에, 척 받침대에서 확축 샤프트를 향해 곧게 형성되고, 또한 그 내주면이 척 기부 및 척 선부의 양 부재 중 적어도 일부와 맞닿는 홈부가 형성되고, 척 기부 및 척 선부가 척 받침대의 홈부에 따라 미끄럼 이동하면서 피스톤의 신축에 따라 이동하는 경우에는, 피스톤의 이동에 따른 척 기부 및 척 선부의 진퇴동작을 안정화시킬 수 있다.

또한, 척 기부 및 척 선부가 척 받침대의 홈부의 범위 내에서 이동하는 경우에는, 척 기부 및 척 선부의 척 받침대와 확축 샤프트 사이의 진퇴 동작과, 확축 샤프트를 따른 이동을 안정화시킬 수 있다. 즉, 예를 들면, 척 기부 및 척 선부는 반드시 척 받침대의 홈부와 접촉한 상태가 유지되기 때문에, 이동 시의 척 기부와 척 선부의 흔들림을 저감시킬 수 있다. 그 결과 더 엄격한 링 부재의 배치가 가능하게 된다.

또한, 척 선부는 홀더의 외주면과 접촉하는 위치에, 배치 장치 본체의 이동 방향에 따라 회전 가능하게 설치된 롤러부를 갖는 경우는, 척 선부의 확축에 따른 평행한 이동을 원활하게 할 수 있다. 즉, 척 선부가 홀더의 외주면에 접촉할 때부터, 척 기부 및 척 선부가 링 부재의 측면에 접촉할 때까지의 사이에서, 척 선부의 이동에 따라 홀더의 외주면과 접촉한 롤러부가 회전하여 척 선부의 원활한 이동을 가능하게 한다.

또한, 척 선부의 홀더의 외주면과 접촉하는 영역이 저마찰성의 소재로 형성된 경우에는, 척 선부의 확축 샤프트에 따른 평행한 이동을 원활하게 할 수 있다. 즉, 척 선부가 홀더의 외주면에 접촉할 때부터, 척 기부 및 척 선부가 링 부재의 측면에 접촉할 때까지의 사이에서, 척 선부와 홀더의 외주면 사이의 마찰이 작아지게 되어, 척 선부의 원활한 이동이 가능하게 된다.

또한, 척 선부가 확축 샤프트의 축심 방향과 직교하는 방향에서 본 단면에서, 척 기부측과 반대측의 방향을 향해 두께가 작아지는 테이퍼부가 형성된 경우에는, 즉, 예를 들면, 확축 샤프트의 축심 방향과 직교하는 방향에서 본 단면에서, 링 부재가 단부 방향에 걸쳐 두께가 얇아진 것에 반해, 척 선부가 면접촉하기 쉽게 되거나, 홀더 및 링 부재의 확축 샤프트에 따른 이동을 안정화시킬 수 있다. 또한, 여기는 척 선부에만 테이퍼부가 형성된 구조에 대해 언급했지만, 척 선부 및 척 기부가 일체화된 구조인 경우에는 척 기부에도 테이퍼부가 이루어진 구조라도 좋다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 축체 삽입물 배치 장치는, 금속 스트립의 슬리터 라인의 소정의 위치에 배치되고, 링 부재와 일체화한 홀더를 고정할 수 있는 확축 샤프트를 따라 대략 평행하게 이동 가능한 배치 장치 본체와, 상기 배치 장치 본체의 상기 확축 샤프트 측에 부착되어, 실린더에 접속된 척 받침대와, 봉 형상으로 형성되고, 일단이 상기 실린더에 접속됨과 아울러, 타단이 상기 확축 샤프트 측에 신장 가능하게 구성된 피스톤과, 상기 척 받침대에 감합 가능함과 아울러, 상기 피스톤의 타단에 고정된 척 기부와, 상기 척 기부의 상기 피스톤과는 반대편에 설치됨과 아울러, 동 피스톤의 신장에 따라 상기 홀더의 외주면에 맞닿는, 상기 확축 샤프트의 축심 방향에서 본 단면이 오목 형상으로 형성된 척 선부를 구비한다.

여기서 확축 샤프트를 따라 대략 평행하게 이동 가능한 배치 장치 본체와, 배치 장치 본체의 확축 샤프트 측에 부착되어, 실린더에 접속된 척 받침대에 의해 척 받침대를 확축 샤프트를 따라 이동시키는 구조로 하는 것이 가능하다.

또한, 봉 형상으로 형성되고, 일단이 실린더에 접속됨과 아울러, 타단이 확축 샤프트 측에 신장 가능하게 구성된 피스톤에 의해 척 받침대와 확축 샤프트 사이를 피스톤이 이동하는 구조로 하는 것이 가능하다.

또한, 척 받침대에 감합 가능함과 아울러, 피스톤의 타단에 고정된 척 기부에 의해 척 받침대를 베이스의 부재로 하여, 척 받침대와 확축 샤프트 사이를, 피스톤을 통해 척 기부를 이동시키는 것이 가능하다.

또한, 척 기부의 피스톤과는 반대측에 설치됨과 아울러, 피스톤의 신장에 따라 홀더의 외주면에 맞닿는, 확축 샤프트의 축심 방향에서 본 단면이 오목 형상으로 형성된 척 선부에 의해, 홀더의 외주면에 접촉하여 압력을 부여하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 홀더의 내주면과 확축 샤프트의 외주면과의 틈을 메울 수 있다. 즉, 홀더 및 링 부재의 확축 샤프트를 따른 이동을 원활하게 하는 것이 가능하다. 또한, 척 선부는 척 기부 및 척 받침대를 통해 배치 장치 본체에 이어져 있기 때문에, 홀더의 내주면과 확축 샤프트의 외주면과의 틈을 메운 상태에서, 홀더 및 링 부재를 확축 샤프트의 축심 방향에 따라 이동시킬 수 있다. 또한, 홀더 및 링 부재를 이동시키는 경우, 척 기부 및 척 선부가 링 부재의 측면(또는 홀더의 측면)에 맞닿아서 이동시키는 것으로 된다. 또한, 척 선부의 단면이 오목 형상으로 형성됨으로써, 홀더의 외주면에 맞닿기가 쉬워진다. 또한, 홀더와 링 부재를 이동시키는 경우, 홀더의 외주면에 접촉하여 압력을 부여한 채로, 링 부재의 측면을 눌러서 이동시키기 쉬운 구조가 된다.

본 발명에 따른 축체 삽입물 배치 장치는 슬리터 라인에서 사용되는 세퍼레이터의 가동 디스크, 슬리터의 칼날과 같은 축체 삽입물을 축체의 원하는 위치에 효율적이고 안정적으로 배치할 수 있음과 아울러, 슬리터 라인에 부착성이 우수하게 된다.

도 1은 슬리터 라인의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명을 적용한 축체 삽입물 배치 장치의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 3은 확축 샤프트의 축심 방향과 직교하는 방향에서 본 척 주변의 개략도이다.
도 4는 확축 샤프트의 축심 방향에서 본 척 주변의 개략도이다.
도 5는 암이 신장하여 척 홀더의 외주면에 맞닿은 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 척 주변의 구조를 나타내는 개략 사시도이다.
도 7은 확축 샤프트의 개략도(a), 긴 러그의 확대 상태를 나타내는 개략 단면도(b) 및 긴 러그 축소 상태를 나타내는 개략 단면도(c) 이다.
도 8은 척의 일례를 나타낸 측면도(a) 및 척의 다른 예를 나타낸 측면도(b) 이다.
도 9는 척의 다른 일례를 나타내는 개략도이다.
도 10은 종래의 스페이서 및 칼날의 배치 장치의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 11은 샤프트와 칼날의 틈을 나타내는 개략 단면도이다.
도 12는 종래의 스페이서 및 칼날의 배치 장치의 가압 부재의 구조를 나타내는 개략 단면도(a) 및 개략 측면도(b) 이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 더욱 상세히 설명한다.

도 1에 금속 스트립의 슬리터 라인의 개략적인 구조를 나타내었다. 슬리터 라인(1)은 시트 형상의 금속판을 송출하는 언코일러(uncoiler)(2), 금속판을 복수 형상의 스트립(12)으로 재단하는 슬리터(3)가 설치된 커터 스탠드, 권취 코일에 장력을 부여하는 권취 장력 부여 장치(4), 복수의 스트립을 롤 형상으로 권취하는 리코일러(recoiler)(5)를 구비한다.

또한, 슬리터 라인(1)은 스트립의 두께 차이에 의해 생기는 "느슨함"을 흡수하는 루프(8)를 구비하고 있다. 또한, 세퍼레이터(11)가 슬리터 라인(1)의 루프(8)의 후단, 권취 장력 부여 장치(4)의 전단 및 후단과, 리코일러(5)의 전단에 배치되어 있다.

본 발명을 적용한 축체 삽입물 배치 장치의 일례인 배치 장치(13)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 세퍼레이터(14)와 세퍼레이터 배치부(15)를 구비한다.

세퍼레이터(14)는 확축 샤프트(16)와, 홀더(17) 및 세퍼레이터 디스크(18)가 일체화된 가동 디스크로 구성되어 있다. 확축 샤프트(16)는 회전 조인트(19) 및 지지부(20)를 통해 회전 가능하게 지지대(21)에 부착되어 있다. 확축 샤프트(16)는 통판되는 스트립에 따라 회전한다. 또한, 도 2에서는 도면을 명료하게 하기 위해, 하나의 가동 디스크만 기재하고 있지만 실제 장치에서는 스트립의 수에 맞게 복수의 가동 디스크가 확축 샤프트에 부착되어 있다.

또한, 확축 샤프트(16)는 내부에 압축 공기의 도통로가 형성되고, 도시하지 않은 압축 공기 도입구로부터 압축 공기가 출입 가능하게 구성되어 있다. 압축 공기의 출입에 의해, 긴 러그(rug)가 확축하여, 확축 샤프트(16)의 외주 직경 크기를 조절할 수 있는 구조로 되어 있다. 또한, 확축 샤프트(16)의 상세한 구조는 후술한다.

가동 디스크는 홀더(17)와 세퍼레이터 디스크(18)로 구성된다. 홀더(17)는 원통 형상이며, 그 내주면 측에서 확축 샤프트(16)에 부착 가능한 부재로 되어 있다. 홀더(17)는 외주면 측이 폴리우레탄 등의 소재로 형성되고, 본체 부분은 금속으로 형성되어 있다.

홀더(17)의 내주 직경은 확축 샤프트(16)의 외주 직경보다 크게 형성되고, 부착 시에는 양자 사이에 일정한 틈이 생기게 된다. 또한, 이 틈은 홀더(17)와 확축 샤프트(16)의 종류에 따라 크기가 달라지고, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상 확축 샤프트(16)의 외주 직경 크기에 대해 홀더(17)(이동식 디스크)의 내주 직경이 10 %에서 20% 정도 크게 되어 있다.

세퍼레이터 디스크(18)는 박판 금속으로 형성된 대략 도넛 형상으로 구비되어 있다. 또한, 홀더(17)를 구성하는 2개의 부재로 1개의 세퍼레이터 디스크(18)를 끼워서 접촉 부분을 나사로 고정하여 홀더(17) 및 세퍼레이터 디스크(18)를 일체화한 구조로 되어 있다. 세퍼레이터 디스크(18)는 측면에서 보아 홀더(18)의 거의 중앙 위치에 고정되어 있다. 또한, 측면에서 보아 홀더(17)가 다소 두께를 갖는 부재인 반면, 세퍼레이터 디스크(18)는 이보다 두께가 작은 부재로 되어 있다.

또한, 확축 샤프트(16)의 단부 근방에는 스토퍼(49)가 설치되어 있다. 스토퍼(49)는 배치 전의 복수의 가동 디스크를 눌러서 확축 샤프트(16)의 좌측으로 이동했을 때 그 이동을 규제하는 부재이며, 스토퍼(49)의 위치에 복수의 가동 디스크가 압입되어 늘어선 상태로 된다. 이 상태가 배치 전의 초기 상태가 된다.

가동 디스크(홀더(17))는 확축 샤프트(16)의 외주 직경의 확대 시에는, 확축 샤프트(16) 상의 해당 위치에 고정된다. 또한, 확축 샤프트(16)의 외주 직경의 축소 시에는 고정 상태가 해제되고, 홀더(17) 또는 세퍼레이터 디스크(18)의 측면을 눌러서 가동 디스크를 확축 샤프트(16)를 따라 축심 방향으로 이동시킬 수 있게 된다.

여기서, 반드시 긴 러그가 확축하여, 확축 샤프트의 외주 직경의 크기를 조절할 수 있는 구조의 확축 샤프트가 채용될 필요는 없다. 단, 홀더(17)의 고정과 고정 상태의 해제가 용이하게 되도록 에어 샤프트 방식의 확축 샤프트가 채용되는 것이 바람직하다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 세퍼레이터 배치부(15)는 확축 샤프트(16)에 의해 고정 상태가 해제된 가동 디스크를 이동시키는 부재이다. 세퍼레이터 배치부(15)는 볼나사(22)와 암(23)을 구비하고 있다. 암(23)은 홀더(17) 및 세퍼레이터 디스크(18)와 접촉하여 이동시키는 부재이다.

볼나사(22)는 확축 샤프트(16)와 대략 평행하게 배치되어, 축 베어링(24)을 통해 지지대(21)에 회전 가능하게 부착되어 있다. 또한, 볼나사(22)의 전장은 확축 샤프트(16)의 전장보다 길게 형성되어 있다. 볼나사(22)는 서보 모터(25)에 의해 회전력이 부여되며, 자신이 회전함으로써 암(23)을 볼나사(22)에 따라 이동(도 2에서 본 좌우 방향)시키는 부재이다.

암(23)의 이동 거리는 서보 모터(25)에 의해 0.1 mm 단위로 이동을 제어할 수 있게 되어 있다. 또한, 서보 모터(25)를 통해 암(23)의 이동은 기존의 제어 장치에 의해 이동 패턴을 설정하는 것이 가능하게 되어 있다. 암(23)의 이동은 예를 들면, 볼나사(22)를 1회전시킴으로써 암(23)이 수평 방향으로 25 mm 이동하는 것이 되고, 볼나사(22)의 회전을 제어함으로써 암(23)의 볼나사(22)에 따라 이동이 제어된다.

암(23)은 볼나사(22)와 감합하여, 그 회전을 받아 볼나사(22)에 따라 이동하는 구동부(26)와, 구동부(26)에 부착된 척(chuck) 받침대(27)와, 척 받침대(27)에 고정된 에어 실린더(28)를 구비하고 있다. 또한, 에어 실린더(28)에는 피스톤(29)이 부착되고, 피스톤(29)은 에어 실린더(28)와 확축 샤프트(16) 사이에서 신축 이동한다.

또한, 암(23)은 피스톤(29)에 접속되어 척 받침대(27)에 감합 가능한 척부(30)을 구비하고 있다. 척부(30)는 본원의 청구항에서 척 선부 및 척 기부가 일체화된 부재이며, 홀더(17) 및 세퍼레이터 디스크(18)와 맞닿는 부분이다.

척 받침대(27)는 금속으로 형성된 척부(30)의 지지 부재이며, 구동부(26)의 볼나사(22)에 따른 이동에 따라, 구동부(26) 및 에어 실린더(28)와 일체로 되어 이동한다.

척부(30)는 암(23)의 부재 속에서 확축 샤프트(16)에 가장 가까운 위치에 배치된 부재이다. 척부(30)는 피스톤(29)의 신축 동작에 따라 확축 샤프트(16)에 근접 또는 이간(도 2에서 본 상하 방향)한다. 또한, 척부(30)은 피스톤(29) 및 구동부(26)의 이동에 따라 홀더(17)의 외주면, 홀더(17)의 측면 및 세퍼레이터 디스크(18)의 측면에 맞닿는다.

척부(30)의 연직 방향에서의 높이 위치는, 도시하지 않은 위치 센서에 의해 검출되어 에어 실린더(28)를 통한 진퇴 동작이 제어되고 있다. 또한, 상술한 서보 모터(25)를 통한 볼나사(22)에 따른 구동부(26)의 이동 제어와 함께, 암(23)의 움직임에는 일정한 패턴이 설정되어 있다. 또한, 여기서 말하는 일정한 패턴은 가동 디스크를 스트립의 폭에 맞게 배치할 경우의, 일련의 흐름의 동작 패턴이다.

또한, 척부(30)의 연직 방향에서의 높이 위치는 피스톤(29)이 축소된 상태의 대기 위치, 후술하는 척부(30)가 홀더(17)의 외주면에 맞닿는 접촉 위치, 및 모든 가동 디스크를 확축 샤프트(16)의 가장자리에 접근시킬 때의 최대 신장 위치의 3점으로 설정되어 있다.

여기서 반드시 암(23)의 수평 이동이 볼나사(22) 및 서보 모터(25)에 의해 수행되어야 할 필요는 없고, 암(23)이 확축 샤프트(16)의 축심 방향을 따라 이동 가능하게 구성되어 있으면 충분하다.

또한, 반드시 척부(30)가 에어 실린더(28) 및 피스톤(29)에 의해 승강하는 구조로 될 필요는 없고, 척부(30)가 확축 샤프트(16)에 근접 또는 이간 가능하며, 홀더(17)의 외주면에 맞닿을 수 있으면 충분하다.

또한, 반드시 척부(30)가 본원의 청구항에서의 척 선부 및 척 기부가 일체화 된 구조로 형성될 필요는 없다. 예를 들면, 척 선부와 척 기부를 다른 부재로 형성하여 이들을 연결시킨 구조로 되어도 좋다. 또한, 두 부재를 동종의 소재로 형성하거나 부재마다 다른 소재로 형성해도 좋다.

또한, 도 2에 나타낸 본 발명을 적용한 축체 삽입물 배치 장치의 일례인 배치 장치(13)에서는, 세퍼레이터(14)의 하방으로 세퍼레이터 배치부(15)가 설치되어 있으나, 본 발명의 구성은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 세퍼레이터(14)의 상방으로 세퍼레이터 배치부(15)가 설치되는 구성이라도 좋다. 이 경우에도, 세퍼레이터(14) 및 세퍼레이터 배치부(15)의 위치 관계가 다를 뿐이고, 가동 디스크를 확축 샤프트(16)에 따라 원활하게 이동시키는 것이 가능하다는 점에는 변함이 없다. 또한, 세퍼레이터의 경사진 하방으로 세퍼레이터 배치부를 설치할 수도 있다. 단, 세퍼레이터(14)의 하방으로 세퍼레이터 배치부(15)가 설치됨으로써, 슬리터 라인이 통판되는 스트립의 흐름을 보기 쉬운 구조로 되어, 작업자에 의한 라인의 확인 작업이 용이하게 되기 때문에, 세퍼레이터(14)의 하방으로 세퍼레이터 배치부(15)가 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 도 2에 나타낸 본 발명을 적용한 축체 삽입물 배치 장치의 일례인 배치 장치(13)에서는 세퍼레이터의 배치 장치로서 기재되어 있지만, 본 발명의 용도는 이에 한정되는 것이 아니라, 커터 스탠드의 커터부(슬리터)의 배치에도 적용할 수 있다.

보다 상세하게는, 상기에서 세퍼레이터(14)로서 설명한 부재를 커터 스탠드에 설치되는 커터부로 치환하여 배치 장치(13)를 배치하는 것이다. 커터부는 상하 한 쌍의 시트 형상의 금속판을 끼워서 소정 폭의 스트립으로 슬릿하는 부재이다. 커터부는 일정한 길이를 갖는 유압식 확축 샤프트(상술한 "확축 샤프트(16)"에 해당)와 이에 부착되는 홀더에 고정된 원형날(상술한 "홀더(17)" 및 "세퍼레이터 디스크 (18)"에 해당)로 구성되어 있다.

즉, 커터 스탠드의 커터부에서도 유압식 확축 샤프트에 삽입되는 링 형상의 홀더 및 원형날이 스트립의 폭에 맞게 적절히 위치 결정이 되는 것으로 되어 있다. 또한, 홀더 및 원형날의 내주 직경은 유압식 확축 샤프트의 외주 직경보다 크게 되어 있으며, 홀더 및 원형날의 샤프트에 따른 이동을 배치 장치(13)에 의해 실행할 수 있다.

또한, 커터부에 대한 배치 장치(13)의 배치 위치는, 커터 스탠드의 기존의 부재와 간섭하지 않는 위치이면 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 상부 커터부의 상방이나 하부 커터부의 하방에 배치 장치(13)를 설치하는 것을 고려할 수 있다. 이와 같이, 본 발명을 적용한 축체 삽입물 배치 장치의 일례인 배치 장치(13)는 커터 스탠드의 커터부에서 유압식 확축 샤프트에 따른 홀더 및 원형날의 배치에도 적용할 수 있다. 또한, 본 단락 이후에 설명하는 배치 장치(13)의 척부의 구조와 가동 디스크에 대한 암(23)의 동작은 커터부에 사용되는 배치 장치에서도 마찬가지로 되어 있다.

도 3을 이용하여 척부(30)와 그 주변 부재의 보다 상세한 구조를 설명한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 확축 샤프트의 축심 방향과 직교하는 방향에서 본 경우, 하부로부터 확축 샤프트(도시하지 않음) 측을 향해, 볼나사(22), 구동부(26) 및 에어 실린더(28), 척 받침대(27)의 순서로 부재가 배치되어 있다. 또한, 피스톤(29)을 통해 척부(30)가 에어 실린더(29)에 접속된다.

척 받침대(27)는 연직 방향으로 감합구(嵌合溝)(31)가 형성되어 이 감합구(31)에 척(30)의 양측면(32)이 맞닿아서 감합 가능한 구조로 되어 있다. 척부(30)는 피스톤(29)의 신축 동작에 따라, 양측면(32)이 감합구(31)에 따라 미끄럼 이동하고 도 3에서 본 상하 방향으로 진퇴 동작을 한다.

또한, 척부(30)는 상술한 바와 같이, 연직 방향의 높이 위치가 제어되고 있지만, 가장 늘어난 위치(최대 신장 위치)에서도 척부(30)의 측면은 감합구(31)의 내주면과 접촉한 상태로 된다. 즉, 척부(30)의 연직 방향의 이동 범위는 감합구(31)와 접촉하는 범위 내에서 규제되고 있다. 그 결과, 척부(30)의 신장 시에도 척부(30)는 척 받침대(27)에 지지되는 구조로 되어, 피스톤(29)의 휨이 생기기 어렵고, 고정밀도로 그 이동을 제어할 수 있게 된다.

또한, 가동 디스크를 소정의 배치 위치로 이동시킬 경우, 척부(30)는 도 3에 점선으로 표시한 부호 30'의 위치까지 상승하여, 척부(30)의 상단면의 일부가 홀더(17)의 부호 33으로 표시한 위치에 맞닿아서 접촉 압력을 부여한다. 이 접촉 압력에 의해 확축 샤프트와 홀더(17)의 틈이 메워지게 된다. 도 3의 경우 홀더(17)가 하방에서부터 들어 올려져서 그 내주면이 확축 샤프트의 외주면에 눌려 맞닿는 상태로 된다.

이 척부(30)가 홀더(17)의 외주면에 접촉하여 부여하는 압력은, 에어 실린더(28)의 공기 압력을 조정함으로써, 0 ~ 0.4 MPa의 범위에서 조정 가능하게 된다.

또한, 에어 실린더(28)에는 3개의 센서가 부착되어 있으며, 이 센서에 의해 에어 실린더(28)의 위치를 검출하여, 다음 동작이 이루어지도록 되어 있다. 이 3 개의 센서는 암(23)의 축소 위치를 검지하는 제1 센서와, 홀더(17)의 접촉 위치를 검지하는 제2 센서 및 암(23)의 최대 신장 위치(홀더(17)의 측면을 누르는 위치에 해당)를 검지하는 제3 센서로 되어 있다. 또한, 제2 센서는 위치 검출에 여유를 두고 있고, 홀더(17)의 높이에 편차가 있어도 접촉 가능하게 구성되어 있다.

척부(30)와 홀더(17)의 외주면과의 접촉 위치를 알 수 있는 도면으로서 도 4 및 도 5를 나타낸다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 확축 샤프트(16)의 축심 방향에서 척부(30)을 보는 경우, 척부(30)의 상부측의 단면은 대략 V자 형상(34)으로 되고, 그 중간에 롤러(35)가 설치되어 있다.

롤러(35)는 척부(30)에 회전 가능하게 설치되어 있다. 롤러(35)가 홀더(17)의 외주면의 위치(36)에서 맞닿아서, 홀더(17)에 접촉 압력을 부여하는 부분으로 된다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 피스톤(29)이 신장되고 척부(30)가 상승한 경우에, 롤러(35)가 홀더(17)의 외주면의 위치(36)에 맞닿는다. 또한, 도 6에 척부(30)와 홀더(17) 및 세퍼레이터 디스크(18)의 위치 관계를 나타내는 개략 사시도를 나타내고 있다.

또한, 이 롤러(35)의 홀더(17)의 외주면에 접촉 후, 구동부(26)가 볼나사(22)를 따라 수평 방향으로 이동하여, 척부(30)는 홀더(17)의 외주면에 접촉 압력을 부여하면서 세퍼레이터 디스크(18)의 측면에 근접하고, 척부(30)의 측면이 맞닿는다.

즉, 척부(30)는 확축 샤프트(16)의 축심 방향에 따라서, 롤러(35)가 홀더(17)의 외주면에 접촉한 위치에서부터, 세퍼레이터 디스크(18)의 측면에 접촉하는 위치까지 이동한다. 도 3에 부호 T로 표시한 양쪽 화살표 부분이 세퍼레이터 디스크(18)의 측면에 척부(30)가 접촉할 때까지의 수평 방향의 이동 거리이다.

척부(30)의 수평 방향의 이동의 경우, 롤러(35)는 홀더(17)의 외주면에 접촉한 채로, 이동에 따라 척부(30)의 이동 방향과는 반대 방향으로 회전하고, 척부(30)의 수평 방향의 이동이 원활하게 되도록 할 수 있다.

척부(30)는 세퍼레이터 디스크(18)의 측면(37)(도 3 참조)에 맞닿은 후, 또한 확축 샤프트(16)의 축심 방향에 따라 진행 방향으로 진행하고, 세퍼레이터 디스크(18)의 측면을 누르면서 이동하고 있다. 이 움직임에 의해 가동 디스크가 확축 샤프트(16)에 따라 이동한다. 구동부(26)(볼나사(22)의 회전)는 미리 설정된 위치에서 정지하고, 피스톤(29)이 신축하여 1개의 가동 디스크의 배치가 완료된다.

척부(30)의 측면이 접촉하여 가압하는 세퍼레이터 디스크(18)의 측면(37)의 위치는, 본 발명의 선행 기술로서 기재한 배치 장치가 가압하는 위치로 하고 있던 것과 같은, 세퍼레이터 디스크의 특정 개소가 아니라도 좋다. 또한, 다시 말해, 척부(30)의 측면이 맞닿게 할 수 있는 위치라면 특별히 한정되는 것은 아니다. 상술 한 바와 같이, 척부(30)가 홀더(17)의 외주면에 접촉하여 압력을 부여하면서 세퍼레이터 디스크(18)의 측면(37)을 누르게 되기 때문에, 확축 샤프트(16)의 외주면과 홀더(17)의 내주면 사이의 틈에 기인한 물림이나 헐거움이 생기기 어렵게 된다.

또한, 세퍼레이터 디스크(18)의 가압 위치가 한정되지 않고 디스크 단부 측의 측면을 가압할 수 있으므로, 척부(30)의 신축 스트로크를 짧게 할 수 있다. 예를 들면, 종래의 배치 장치의 신축 스트로크가 30~40 cm 정도였던 것을 그 절반 이하의 신축 스트로크로 할 수 있게 된다.

여기서, 반드시 척 받침대(27)에 연직 방향으로 감합구(31)가 형성될 필요는 없다. 단, 감합구에 따라 척부가 미끄러져서 진퇴 동작을 실행함으로써, 척부의 움직임을 안정화시킬 수 있기 때문에, 척 받침대(27)에 연직 방향으로 감합구(31)가 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 반드시 척부(30)의 최대 신장 위치에서 척부(30)의 측면이 감합구(31)의 내주면과 접촉한 상태가 되도록 형성할 필요는 없다. 단, 척부의 신장 시에 피스톤의 휨이 생기지 어렵게 되고, 척부에 의한 가동 디스크의 가압 이동을 보다 높은 정밀도 실행하는 것이 가능하므로, 척부(30)의 최대 신장 위치에서 척부(30)의 측면이 감합부(31)의 내주면과 접촉한 상태가 되도록 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 반드시 척부(30)가 홀더(17)의 외주면에 접촉하여 부여하는 압력이 0~0.4 MPa의 범위로 조정 가능하게 할 필요는 없다. 또한, 압력의 범위가 0~0.4 MPa로 한정될 필요는 없다. 단, 이 범위에서 압력을 조정함으로써 홀더에 충분한 압력을 부여할 수 있으므로, 척부(30)가 홀더(17)의 외주면에 접촉해서 부여하는 압력이 0~0.4 MPa의 범위에서 조정 가능하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 반드시 척부(30)의 상부측의 단면이 대략 V자 형상(34)이 될 필요는 없고, 예를 들면, 원호 형상의 오목부를 갖는 단면으로 형성해도 좋다. 또한, 사용하는 홀더 및 세퍼레이터 디스크의 크기에 맞추어, 형상과 오목부의 오목한 상태를 적절하게 설정할 수 있다.

또한, 반드시 척부(30)에 롤러(35)가 부착될 필요는 없고, 홀더(17)의 외주면과 접촉할 때의 마찰이 작아지는 구조로 되어 있으면 충분하다. 단, 척부의 수평 방향으로의 이동을 보다 원활하게 할 수 있다는 점에서, 척부(30)에 롤러(35)가 부착되는 것이 바람직하다.

다음으로, 도 7을 이용하여 확축 샤프트의 상세한 구조를 설명한다. 본 발명을 적용한 축체 삽입물 배치 장치의 일례인 배치 장치(13)는, 확축 샤프트로서, 압축 공기의 출입에 의해 외주 직경이 조절될 수 있는 에어 샤프트 방식의 샤프트를 이용할 수 있다.

에어 샤프트 방식의 샤프트로는, 예를 들면, 특허문헌 2(특개평 10-156654 호)에 개시된 확축 샤프트가 채용 가능하며, 배치 장치(13)의 확축 샤프트(16)의 구조도 동일한 것이다.

도 7(a)에 나타낸 바와 같이, 확축 샤프트(16)는 회전 조인트(19)에 연결되고, 또한 도시하지 않은 압축 공기 공급원과 연결된 압축 공기 도입구(38)와 이어져 있다. 또한, 확축 샤프트(16)의 외주면 상에 길이가 긴 홈(39)이 형성되어, 이 홈(39) 부분에 긴 러그(40)가 배치되어 있다. 긴 러그(40)는 압축 공기의 출입에 의해 확축되는 부분이며, 이 부분이 확대함으로써 가동 디스크가 고정된다.

긴 홈(39) 및 긴 러그(40)는 확축 샤프트(16)의 길이 방향의 길이와 거의 동일한 정도의 길이로 형성되어 있다. 또한, 긴 홈(39) 및 긴 러그(40)는 확축 샤프트(16)의 외주면 상에 일정한 간격으로 설치되어 있다. 즉, 확축 샤프트(16)를 짧은 방향 측에서 볼 경우, 원주 상에 일정 간격으로 긴 러그(40)가 배치된 구조로 되어 있다.

긴 러그(40)의 안쪽, 즉 확축 샤프트(16)의 내부측에는, 도 7(b)와 같이 압축 공기 도입구(38)와 연통한 유체 도통로(41)가 형성되어 있다. 유체 도통로(41)는 또한, 유체 도입구(42) 및 홈(39)과 연통하여, 압축 공기를 도입할 수 있게 되어 있다.

긴 러그(40)는 그 바닥측이 홈(39)을 밀봉할 수 있는 탄성 부재로 형성되어, 압축 공기의 출입에 의해 바닥측의 경사면이 홈(39)의 내측면을 따라 미끄럼 이동하고, 확축 샤프트(16)의 외주 표면에 돌출한다. 긴 러그(40)의 저부측 경사면이 탄성 변형하여, 홈(39)의 내측면에 밀접하여 눌려짐으로써 압축 공기의 밀폐가 유지된다. 이때, 도 7(b)에 나타낸 바와 같이, 돌출된 긴 러그(40)는 홀더(17)의 내주면을 외측 방향으로 가압하여 가동 디스크를 고정한다.

또한, 도 7(c)에 나타낸 바와 같이, 압축 공기의 방출 시에는, 긴 러그(40)의 저부측의 경사면은 탄성에 의해 원래 형상으로 돌아가고, 긴 러그(40)가 확축 샤프트(16)의 외주면에서 매몰되어 가동 디스크의 고정 상태가 해제되는 구조로 되어 있다.

이어서, 본 발명의 척부의 다른 실시 형태에 대해 설명한다.

도 8을 이용하여, 척부의 측면에 테이퍼부를 설치한 구조에 대해 설명한다. 상술한 척부(30)는 도 8(a)에 나타낸 바와 같이, 세퍼레이터 디스크(18)의 측면(37)과 접촉하는 영역은 측면에서 보아 두께가 변하지 않는 장방형 형상으로 되어 있다.

여기서, 기존의 세퍼레이터 디스크(18)의 형상은 도 8(a) 및 도 8(b)에 나타낸 바와 같이, 측면에서 보아 단부 측(43)의 두께가 중앙 측(44)의 두께에 비해 작아지는 첨예한 형상으로 되어 있다.

따라서 척부의 그 외의 실시 형태로서, 도 8(b)에 나타낸 바와 같은 형상을 갖는 척부(45)를 고려할 수 있다. 척부(45)는 측면에서 보아 단부 측의 두께가 작아지도록 테이퍼(46)가 설치된 형상으로 되어 있다. 테이퍼(46)를 설치함으로써, 척부(45)는 세퍼레이터 디스크(18)의 측면에 의해 맞닿기 쉬운 형상으로 된다.

그 결과, 척부(45)가 홀더(17) 및 세퍼레이터 디스크(18)를 가압한 때의 이동을 보다 원활하게 할 수 있다. 또한, 척부(45)는 테이퍼(46)가 설치된 이외의 부분은 상술한 척부(30)와 마찬가지의 구조로 되어 있다.

도 9를 이용하여 척부의 단면을 저마찰성의 소재로 형성한 구조에 대해 설명한다. 도 9와 같이, 척부의 다른 실시 형태의 일례인 척부(47)는, 상술한 롤러(35)가 설치되어 있지 않고, 상부의 단면의 일부(48)가 저마찰성 소재, 예를 들면, 불소 수지로 형성되어 있다. 불소 수지는 종류에 따라 다르지만, 동마찰 계수가 0.04~0.08 정도의 작은 마찰 계수를 갖는 소재이다.

따라서, 척부(47)의 상부 단면의 일부(48)를 불소 수지로 형성함으로써, 홀더(17)의 외주면 사이의 마찰을 줄일 수 있다. 즉, 척부(47)와 홀더(17)의 외주면이 접촉한 상태에서, 척부(47)가 세퍼레이터 디스크(18) 쪽으로 더 이동할 때 발생하는 마찰을 줄일 수 있다. 또한, 여기서는 척부(47) 상부 단면의 일부(48)를 불소 수지로 형성하는 구조를 예로 들고 있으나, 이것 이외에도 척부의 상단면에 불소 수지 코팅 가공을 하는 등의 구조도 채용할 수 있다.

이하, 상술한 축체 삽입물 배치 장치의 일례인 배치 장치(13)를 이용한 가동 디스크의 이동의 일련의 흐름을 설명한다.

[배치 변경 전의 준비 공정]

먼저, 소정의 스트립의 폭의 통판에 세퍼레이터(14)가 사용되어 있는 단계를 공정의 최초 단계로 한다. 이때 세퍼레이터(14)는 스트립의 폭에 맞는 간격으로 가동 디스크가 배치되고, 같은 위치에서 고정되어 있다.

확축 샤프트(16)에 의한 고정을 해제하여, 세퍼레이터 배치부(15)를 제어하는 제어장치에서, 스트립의 폭에 맞게 설정된 구동 프로그램을 개시한다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 암(23)이 신축한 상태에서 구동부(26)가 볼나사(23)의 우측 단부(부호 A로 표시된 화살표 방향측)에서 대기하고 있다.

다음으로, 피스톤(29)이 신장하여 척부(30)가 최대 신장 위치까지 신장된다. 척부(30)가 최대 신장 위치까지 늘어난 경우, 척부(30)의 선단측의 측면은 홀더(17)의 측면에 맞닿을 수 있게 된다. 이 최대 신장 위치까지 척부(30)가 늘어난 상태는, 상술한 제3 센서로 위치를 검지하고, 동작이 진행되게 된다. 또한, 척부(30)는 확축 샤프트의 가장 우단에 설치된 가동 디스크보다 더 우측에 위치하게 된다.

그리고 척부(30)의 측면이 홀더(17)의 측면에 맞닿으면서 확축 샤프트(16)의 좌측 단부를 향해(부호 B로 표시된 화살표 방향) 이동한다. 이때 확축 샤프트에 배치된 복수의 가동 디스크가 순차적으로, 인접하는 부재에 우측에서 맞닿아서, 한 무리로 되어 확축 샤프트(16)의 좌측 단부의 스토퍼(49)까지 눌려서 이동한다. 선두의 가동 디스크가 스토퍼(49)의 지위로 이동이 정지하여, 복수의 가동 디스크가 굳어서 정렬된 상태로 되고, 여기까지로 배치 변경 전의 준비 공정이 완료된다.

[가동 디스크 배치 공정]

다음으로, 복수의 가동 디스크의 이동이 완료된 후, 암(23)이 축소되어, 구동부(26)는 볼나사(22)의 좌측 단부까지 이동한다. 구동부(26)는 볼나사(22)의 좌측 단부 부근에 오면, 다음으로 피스톤(29)이 신장하여 척부(30)가 홀더(17)의 외주면에 맞닿는 위치까지 신장한 것을 상술한 제2 센서에서 감지한 후, 구동부(26)는 부호 A 방향으로 이동하여 척부(30)의 측면이 세퍼레이터 디스크(18)의 측면(37)에 맞닿는다.

척부(30)는 홀더(17)의 외주면에 압력을 부여하면서 볼나사(22)에 따라 이동하고, 1개의 가동 디스크를 스트립의 폭에 의해 설정된 소정의 배치 위치까지 이동시킨다. 이때 한 무리가 된 복수의 가동 디스크는 동시에 부호 A의 방향으로 이동해 간다.

가동 디스크의 배치 위치, 즉, 구동부(26)의 볼나사(22)에 따른 이동은 상술한 바와 같이 서보 모터(25)로 제어된다. 상기 설명한, 배치 변경 전의 준비 공정을 거친 후의 가동 디스크를 배치하는 움직임을 이하에서 더 보충 설명한다. 먼저 전제로서, 제어 장치의 설정으로 가동 디스크의 세트 위치의 수평 좌표를 패널 입력해 둔다. 입력된 수평 좌표에 따라 척부(30) 및 암(23)은 이동한다.

암(23)이 볼나사(22)의 좌측 단부까지 이동한 상태(척부(30)는 최대 신장 상태에서 하강하여 제1 센서의 위치에서 정지)에서, 도 2로 나타낸 우측(부호 A로 표시된 화살표 방향)으로 수평 이동한다. 그리고 복수의 가동 디스크 중 가장 좌측에 위치하는 것의 하방까지 오면, 암(23)은 수평 이동을 정지한다. 같은 위치로의 수평 방향으로의 이동량은 설정된 수평 좌표에서 제어되고 있다.

그리고 수평 이동이 정지한 위치에서 척부(30)가 상승하고, 홀더(17)의 외주면과 접촉하는 위치에서 척부의 신장이 정지한다. 또한, 이 위치는 상술한 제2 센서에 의해 높이 위치가 검지되어 척부(30)의 상승이 멈춘다.

척부(30)는 홀더(17)의 외주면과 접촉하고, 눌러 올린 상태를 유지하면서 암(23)이 수평 방향에서 우측(부호 A로 표시된 화살표 방향)으로 이동한다. 암(23)의 수평 방향으로의 이동은, 설정된 수평 좌표에서 제어되어, 접촉하고 있는 가동 디스크가 배치되어야 할 위치까지 오면 수평 방향의 이동이 정지된다. 이어서, 척부(30)가 하강하여 제1 센서의 위치에서 정지한다. 지금까지의 동작을 반복 실행하여, 복수의 가동 디스크의 배치를 완료시킨다.

본 배치 장치(13)에서는 척부(30)가 홀더(17)의 외주면에 접촉 압력을 부여하기 위해, 홀더(17)의 내주면과 확축 샤프트(16)의 외주면과의 틈이 메워져서, 가동 디스크를 원활하게 이동시킬 수 있다. 또한, 이동 시에는 롤러(25)가 회전하기 때문에, 척부(30)와 홀더(17)의 외주면 사이의 마찰을 줄여서, 더욱 더 가동 디스크를 원활하게 이동시킬 수 있다.

본 발명을 적용한 축체 삽입물 배치 장치는 가동 디스크의 하중점에 한정되지 않고 가압하여 이동시키는 것이 가능하기 때문에, 암의 신축 스트로크를 단축할 수 있다.

따라서 배치 장치를 소형화할 수 있다. 예를 들면, 상술한 바와 같이, 세퍼레이터(14)의 하부에 세퍼레이터 배치부(15)를 설치하는 것이 가능하게 된다. 이에 따라 작업자가 슬리터 라인에서 통판되는 스트립의 시인하기가 쉽게 된다. 또한, 암의 신축 스트로크가 짧기 때문에, 배치 작업을 위한 시간을 단축할 수 있다.

또한, 홀더 및 세퍼레이터 디스크의 크기에 한정되지 않고 사용 가능하기 때문에 범용성이 높아진다. 또한, 안정된 가동 디스크 배치가 가능하기 때문에, 장치 나 부재의 보수성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상술한 내용에서는 세퍼레이터의 가동 디스크에 관한 장치를 중심으로 기재하였으나, 본 발명을 적용한 축체 삽입물 배치 장치는 슬리터의 칼날 샤프트 상에서의 배치에도 적용 가능한 것으로 될 수 있다. 이 경우에는 유압 확축 샤프트에 부착되는 홀더에 고정된 원형날을 배치 장치가 눌러서 이동시키게 된다. 기본적인 동작은 세퍼레이터의 가동 디스크와 동일하다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 축체 삽입물 배치 장치는 슬리터 라인에서 사용되는 세퍼레이터의 가동 디스크나, 슬리터의 칼날과 같은 축체 삽입물을 축체의 원하는 위치에 효율적이고 안정적으로 배치할 수 있음과 아울러, 슬리터 라인에의 부착성이 우수한 것으로 된다.

1 슬리터 라인 2 언코일러
3 슬리터 4 권취 장력 부여 장치
5 리코일러 8 루프
11 세퍼레이터 12 스트립
13 배치 장치 14 세퍼레이터
15 세퍼레이터 배치부 16 확축 샤프트
17 홀더 18 세퍼레이터 디스크
19 회전 조인트 20 지지부
21 지지대 22 볼나사
23 암 24 축 베어링
25 서보 모터 26 구동부
27 척 받침대 28 에어 실린더
29 피스톤 30 척부
31 감합부(嵌合溝) 32 척부의 양측면
33 홀더의 맞닿는 위치 34 대략 V자 형상
35 롤러 36 홀더의 맞닿는 위치
37 세퍼레이터 디스크의 측면 38 압축 공기 도입구
39 홈 40 긴 러그(rug)
41 유체 도통로 42 유체 도입구
43 단부 측 44 중앙 측
45 척부 46 테이퍼부
47 척부 48 척부의 상부 단면의 일부
49 스토퍼

Claims (10)

1. 금속 스트립의 슬리터 라인의 소정의 위치에 배치됨과 아울러, 원통 형상으로 형성되고, 길이 방향 측에서 본 단면에서 외주면이 확축(확장 및 축소) 가능하게 구성된 확축 샤프트와,
   상기 확축 샤프트의 외주면에 감합 가능한 내주 직경을 갖는 홀더와,
   대략 도넛 형상의 박판으로 형성되고, 상기 홀더와 일체화된 링 부재와,
   상기 확축 샤프트를 따라 대략 평행하게 이동 가능한 배치 장치 본체와,
   상기 배치 장치 본체의 상기 확축 샤프트 측에 부착되어, 실린더에 접속된 척 받침대와,
   봉 형상으로 형성되고, 일단이 상기 실린더에 접속됨과 아울러, 타단이 상기 확축 샤프트 측에 신장 가능하게 구성된 피스톤과,
   상기 척 받침대에 감합 가능함과 아울러, 상기 피스톤의 타단에 고정된 척 기부와,
   상기 척 기부의 상기 피스톤과는 반대측에 설치됨과 아울러, 동 피스톤의 신장에 따라 상기 홀더의 외주면에 맞닿는, 상기 확축 샤프트의 축심 방향에서 본 단면이 오목 형상으로 형성된 척 선부를 구비하는
   축체 삽입물의 배치 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 척 선부가 상기 홀더의 외주면에 맞닿았을 때, 동 홀더의 외주면에 주어지는 접촉 압력이 제어 가능하게 구성된
   축체 삽입물의 배치 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 척 받침대는 동 척 받침대에서 상기 확축 샤프트를 향해 곧게 형성되고, 또한 그 내주면이 상기 척 기부와 척 선부의 양 부재의 적어도 일부와 맞닿는 홈부가 형성되고,
   상기 척 기부 및 척 선부는 상기 척 받침대의 상기 홈부에 따라 미끄럼 이동하면서 상기 피스톤의 신축에 따라 이동하는
   축체 삽입물의 배치 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 척 기부 및 척 선부는 상기 척 받침대의 상기 홈부의 범위 내에서 이동하는
   축체 삽입물의 배치 장치.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 청구항에 있어서,
   상기 척 선부는 상기 홀더의 외주면과 접촉하는 위치에, 상기 배치 장치 본체의 이동 방향을 따라 회전 가능하게 부착된 롤러부를 구비하는
   축체 삽입물의 배치 장치.
6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 청구항에 있어서,
   상기 척 선부의 상기 홀더의 외주면과 접촉하는 영역이 저마찰성 소재로 형성된
   축체 삽입물의 배치 장치.
7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 청구항에 있어서,
   상기 척 선부는 상기 확축 샤프트의 축심 방향과 직교하는 방향에서 본 단면에서, 상기 척 기부측과 반대측의 방향으로 두께가 작아지는 테이퍼부가 형성된
   축체 삽입물의 배치 장치.
8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 청구항에 있어서,
   상기 링 부재는 대략 도넛 형상의 세퍼레이터 디스크이며, 슬리터 라인에서 통판(通板)되는 인접한 금속 스트립의 사이에 위치하고,
   상기 확축 샤프트는 슬리터 라인의 루프 후단, 권취 장력 부여 장치의 전단 및 후단, 및 리코일러의 전단에 설치된
   축체 삽입물의 배치 장치.
9. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 청구항에 있어서,
   상기 링 부재는 대략 도넛 형상의 칼날이며, 시트 형상의 금속판을 금속 스트립으로 재단하고,
   상기 확축 샤프트는 슬리터 라인의 커터 스탠드에 설치된
   축체 삽입물의 배치 장치.
10. 금속 스트립의 슬리터 라인의 소정의 위치에 배치되고, 링 부재와 일체화한 홀더를 고정할 수 있는 확축 샤프트를 따라 대략 평행하게 이동 가능한 배치 장치 본체와,
    상기 배치 장치 본체의 상기 확축 샤프트 측에 부착되어, 실린더에 접속된 척 받침대와,
    봉 형상으로 형성되고, 일단이 상기 실린더에 접속됨과 아울러, 타단이 상기 확축 샤프트 측에 신장 가능하게 구성된 피스톤과,
    상기 척 받침대에 감합 가능함과 아울러, 상기 피스톤의 타단에 고정된 척 기부와,
    상기 척 기부의 상기 피스톤과는 반대편에 설치됨과 아울러, 동 피스톤의 신장에 따라 상기 홀더의 외주면에 맞닿는, 상기 확축 샤프트의 축심 방향에서 본 단면이 오목 형상으로 형성된 척 선부를 구비하는
    축체 삽입물의 배치 장치.

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