KR20190028179A - 지관 고정용 프릭션 샤프트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지관 고정용 프릭션 샤프트에 관한 것으로서, 샤프트가 공기압이 아닌 물리적인 힘에 의해 작동되도록 하여, 고장 발생을 최소화하고 반영구적으로 사용할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
이를 위하여 본 발명은, 일정 길이의 관통공(15)이 복수개 형성된 파이프 형태의 몸체(10)와; 하나 이상의 테이퍼부(25)가 구비되어 상기 몸체(10)의 내부에 전후 이동 가능하게 수용되는 작동구(20)와; 상기 몸체(10)와 작동구(20) 사이에 배치되며 외측면에 몸체(10)의 관통공(15)을 통해 출몰되는 작동편(35)이 형성되고, 내측면에 상기 작동구(20)의 테이퍼부(25)가 수용되고 테이퍼부(25)의 경사면에 대응하는 경사면(36)이 구비된 홈부(37)가 형성되는 복수의 러그부재(30)와; 상기 몸체(10)의 일단에 결합되어, 상기 작동구(20)가 직선 이동하도록 작동구(10)의 일측 단부를 지지하는 지지부재(80)와; 내측 끝단에 상기 작동구(20)가 조립되고 상기 작동구(20)를 전후 이동시킬 수 있도록, 상기 지지부재(80)에 조립되어 회전하는 회전부재(50)와; 상기 작동구(20)의 끝단에 설치되어 상기 작동구(20)를 축방향 초기 위치로 이동시키는 제1 스프링부재(60)와; 상기 러그부재(30)의 양측 단부에 각각 설치되어 러그부재(30)를 원주방향 초기 위치로 이동시키는 제2 스프링부재(70);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

지관 고정용 프릭션 샤프트{Friction Shaft for Holding Paper Pipe}

본 발명은 종이 재질의 지관(紙管)에 삽입하여 시트 형태의 제품이 감기도록 지관을 고정하여 회전시키는 지관 고정용 프릭션 샤프트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 공기압을 이용하지 않고 물리적인 힘을 이용하여 지관을 고정함으로써, 에어 콤프레서를 필요로 하지 않고, 유지보수 비용을 절감할 수 있으며, 고장의 염려가 적어 반영구적으로 사용할 수 있는 지관 고정용 프릭션 샤프트에 관한 것이다.

일반적으로 섬유 원단이나 인쇄용지, 부직포, 금속성 호일, 각종 테이프 및 필름, 그리고 비닐지와 같은 제품(이하 '시트상 제품'이라 한다)은 종이 파이프인 지관에 감긴 상태로 유통되고 있다.

상기한 시트상 제품(F)을 지관에 감기 위해서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 지관(P) 내부에 샤프트(S)를 삽입하여 고정한 후, 샤프트와 지관을 회전시켜야 한다.

상기 샤프트는 대부분 마찰력을 이용하여 지관을 고정하기 때문에, 지관에 삽입되는 샤프트를 통상 '프릭션 샤프트(Friction Shaft)'라 부르고 있다.

도 2는 종래의 지관 고정용 프릭션 샤프트의 일례를 도시한 것이다.

종래의 지관 고정용 프릭션 샤프트는, 도 2에 도시된 바와 같이, 적어도 일측 단부에 지지부재(104)가 결합 고정되고 반경 방향의 관통공이 복수개 형성된 중공형의 몸체(100)와, 상기 관통공을 통해 출몰 가능하도록 배치되어 지관의 내주면에 밀착되어 지관과 몸체가 동시에 회전되도록 하는 복수개의 러그체(101)와, 상기 몸체(100)의 내부에 설치되어 상기 러그체(101)를 반경 방향으로 밀어내는 고무튜브(102)와, 상기 지지부재(104)에 설치되어 상기 고무튜브(102)로 공기를 주입하거나 빼낼 수 있도록 하는 에어 밸브(105)와, 상기 고무튜브(102)의 내측에 구비되며 원주상에 다수의 공기구멍이 형성된 파이프(103)를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성된 종래의 지관 고정용 프릭션 샤프트는, 에어 밸브(105)를 통해 압축공기를 주입하면 고무튜브(102)가 팽창하게 되고, 이에 의해 러그체(101)가 몸체(100)의 원주방향 외부로 돌출하여 지관을 고정하게 된다.

이에 따라 샤프트(S)의 회전에 의해 지관(P)도 같이 회전하면서, 시트상 제품(F)을 지관(P)의 외주면에 감거나 풀수 있게 된다.

또한 상기 고무튜브(102)로부터 공기를 모두 빼내면, 상기 고무튜브(102)가 수축하면서 몸체(100)의 외부로 돌출되었던 러그체(101)가 다시 몸체(100)의 내부로 수용된다.

이에 따라 샤프트(S)와 지관(P)을 서로 분리할 수가 있게 된다.

상기한 방식의 프릭션 샤프트는, 압축공기에 의해 작동된다는 의미에서 '에어 샤프트'라 부르기도 한다.

그런데 상기한 종래의 에어 샤프트는, 압축공기에 의해 작동되는 방식이므로 고가의 에어 컴프레서를 필요로 하는 단점이 있다.

또한 압축공기가 누설되는 것을 방지해야 하므로 샤프트를 정밀하게 가공하여야 하고, 이에 따라 샤프트 가공비용이 증가하게 되는 문제점이 있다.

또한 종래의 에어 샤프트는, 고무 튜브가 팽창과 수축을 반복하면서 쉽게 손상이 되고, 고무튜브가 노후화되면 정상적인 작동이 불가능해진다는 문제점이 있다.

또한 공기 누설을 방지하기 위해 조립된 패킹 및 오 링(O-ring) 등의 부품이 쉽게 손상된다. 이에 따라 이들 부품의 교체에 따라 작업시간이 지연되고, 유지보수 비용이 증가하게 되는 문제점이 있다.

또한 종래의 에어 샤프트는, 러그체가 다수의 조각으로 구성되어 각각 작동되는 구조이므로, 지관을 확실하게 고정하기가 쉽지 않고, 지관을 확실하게 고정하기 위해서는 고압의 압축공기를 공급해주어야 한다.

이렇게 고압의 압축공기를 공급하게 되면, 고무튜브, 패킹, 오 링 등의 부품이 더욱 쉽게 손상된다는 문제점이 있다.

한편, 본 발명과 관련한 선행기술을 조사한 결과 다수의 특허문헌이 검색되었으며, 그 중 일부를 소개하면 다음과 같다.

특허문헌 1은, 지관의 고정을 위해 양단이 베어링에 회전 가능하게 지지되는 저어널과, 상기 저어널의 사이에 배치되는 원통형의 파이프와, 상기 파이프에 내설되며 니플을 통해 공급되는 압축공기에 의해 확장되는 튜브 및 상기 튜브의 외주면에 밀착 설치되는 받침편과, 상기 받침편의 외주면에 밀착되는 러그셋트가 내주면 중앙에 스크류로 고정되며 튜브의 확장과 동시에 외방으로 확장되어 지관의 내주면에 밀착되는 러그를 포함하는 공지의 리프타입 에어샤프트에 있어서, 상기 러그의 분리 수용 및 외방으로 안내되면서 인출될 수 있도록 하는 상기 파이프의 외주면에 방사상으로 다수의 보강리브를 일체로 형성하여 와인딩시 지관에 권취된 원단의 하중으로 인해 발생되는 상기 지관의 처침현상에 대응 가능하도록 한, 리프타입 에어샤프트를 개시하고 있다.

특허문헌 2는, 원단 권취장치에 축결합되는 메인샤프트; 상기 메인샤프트의 축 상에 이동 가능한 상태로 축 결합되는 세퍼레이터; 상기 세퍼레이터의 일측단부에 결합되는 제1측면결합부; 상기 세퍼레이터의 타측단부에 결합되어 메인샤프트가 축 관통되는 제2측면결합부; 상기 제1측면결합부의 축 중심에 공회전되도록 설치되어 노브 조작에 따른 세퍼레이터의 위치가 메인샤프트의 축 방향으로 따라 이동되도록 하는 유격조절부; 상기 세퍼레이터의 원주방향 둘레에 다수 설치된 튜브; 및 상기 튜브의 수축 및 팽창작용에 연동되어 세퍼레이터의 러그 안내홈을 따라 이동되어 지관을 압착하도록 된 러그;를 포함하며, 메인샤프트가 축 고정된 상태에서 지관 및 원단의 위치를 축 방향으로 이동시켜 조정할 수 있고, 작업능률이 향상되며, 원단의 위치를 정확하게 셋팅할 수 있어 불량률이 감소되도록 한, 정밀지관 이송용 에어샤프트를 개시하고 있다.

특허문헌 3은, 파이프타입 몸체의 양쪽끝단에 각각 지지부재이 결합 고정되되 파이프타입 몸체의 내부엔 고무튜브가 설치되고, 파이프타입 몸체에 마련되는 다수의 러그 홀마다 고무튜브가 팽창됨에 따라 외측방향으로 돌출가능하게 다수의 러그가 설치되며, 양쪽의 수지지부재 중 한쪽의 지지부재에는 에어를 주입하고 빼낼 수 있는 에어밸브를 포함하는 지관파지용 에어샤프트에 있어서, 상기 파이프타입 몸체는 경량이고 고강성의 탄소섬유강화플라스틱으로 이루어지고, 상기 지지부재은 파이프타입 몸체의 양단부분이 끼워지는 삽입관체부와, 이 삽입관체부의 일단에 파이프타입 몸체의 단부가 걸리는 플랜지부와, 이 플랜지의 중앙에 그 중심선방향으로 돌출된 샤프트부 및 상기 삽입관체부의 내측에 고무튜브 한쪽단부의 기밀유지용 연결부재를 삽입하기 위한 삽입홀을 포함하여 구성되며, 상기 지지부재의 삽입관체부에는 파이프타입 몸체의 제1 부시 홀을 관통하여 결합되고 삽입관체부의 주면을 따라 적어도 1열로 균일하게 배열되는 복수의 키용 부시, 이 키용 부시를 삽입관체부에 고정하도록 체결되는 볼트로 구성됨으로써, 경량화, 고강성, 고속회전, 내구성 등을 대폭 향상시킬 수 있는, 지관파지용 에어샤프트를 개시하고 있다.

KR 10-2011-0017089 A KR 10-1287398 B1 KR 10-1499638 B1

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 샤프트가 공기압이 아닌 물리적인 힘에 의해 작동되도록 하여, 고장 발생을 최소화하고 반영구적으로 사용할 수 있는 새로운 형태의 지관 고정용 프릭션 샤프트를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 지관 샤프트를 작동시키기 위해 에어 컴프레서를 필요로 하지 않도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 고무튜브, 공기누설을 방지하기 위한 패킹이나 오 링 등의 부품을 필요로 하지 않고, 유지보수 비용을 절감하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 러그부재를 하나의 부품으로 형성하여 지관을 견고하게 고정할 수 있도록 하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 지관의 내부에 삽입되어 지관과 함께 회전되는 지관 고정용 프릭션 샤프트에 있어서, 일정 길이의 관통공이 복수개 형성된 파이프 형태의 몸체와; 하나 이상의 테이퍼부가 구비되어 상기 몸체의 내부에 전후 이동이 가능하게 수용되는 작동구와; 상기 몸체와 작동구 사이에 배치되며 몸체의 외측면에 관통공을 통해 출몰되는 작동편이 형성되고, 내측면에 상기 작동구의 테이퍼부가 수용되고 테이퍼부의 경사면에 대응하는 경사면이 구비된 홈부가 형성되는 복수의 러그부재와; 상기 몸체의 일단에 결합되어, 상기 작동구가 직선 이동하도록 작동구의 일측 단부를 지지하는 지지부재와; 내측 끝단에 상기 작동구가 조립되고 상기 작동구를 전후 이동시킬 수 있도록, 상기 지지부재에 조립되어 회전하는 회전부재와; 상기 작동구의 끝단에 설치되어 상기 작동구를 축방향 초기 위치로 이동시키는 제1 스프링부재와; 상기 러그부재의 양측 단부에 각각 설치되어 러그부재를 원주방향 초기 위치로 이동시키는 제2 스프링부재를 포함하여 구성되어, 상기 회전부재를 회전시키는 것에 의해 상기 러그부재의 작동편이 몸체로부터 원주방향으로 돌출되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 작동구의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 2개 이상의 테이퍼부가 설치되고, 상기 러그부재의 내측면에는 테이퍼부의 수에 대응하는 홈부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 러그부재의 외측면에 길이 방향을 따라 일정 간격을 두고 2개 이상의 작동편이 형성되고, 상기 몸체에는 상기 작동편이 각각 삽입되도록 작동편의 수에 대응하는 관통공이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 몸체의 외주면에, 축 방향의 돌출부가 일정 간격으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 회전부재의 외주면에, 렌치를 삽입하여 회전시키기 위한 렌치홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 회전부재의 일단에 숫나사부가 형성되고, 상기 숫나사부의 단부에, 작동구의 삽입공에 삽입되기 위한 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 몸체의 단부 내측에 키가 구비되고, 상기 지지부재의 외주면에 키홈이 형성되어, 상기 몸체의 키와 지지부재의 키홈이 직접 조립되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 몸체의 양단에 각각 조립되는 회전부재 및 지지축은, 직경이 서로 다른 다단 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 러그부재는 120도 간격으로 3개가 한 쌍으로 설치되고, 상기 한 쌍의 러그부재의 외주 양쪽에 링형 스프링이 조립되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 한 쌍의 러그부재는 2개 이상으로 이루어지고, 축방향을 따라 지그재그 형상으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 몸체에 관통공이 길게 형성되어, 상기 러그부재에서 제2 스프링부재가 설치되는 부분을 제외한 나머지 부분 전체가 몸체의 외부로 돌출되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 몸체의 일단에는 회전부재가 결합되고, 상기 몸체의 타단에는 베어링에 결합된 마감판이 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한 지관의 내부에 삽입되어 지관과 함께 회전되는 지관 고정용 프릭션 샤프트에 있어서, 일정 길이의 관통공이 복수개 형성된 파이프 형태의 몸체와; 하나 이상의 테이퍼부가 구비되어 상기 몸체의 내부에 전후 이동 가능하게 수용되는 작동구와; 상기 몸체와 작동구 사이에 배치되며 외측면에 몸체의 관통공을 통해 출몰되는 작동편이 형성되고, 내측면에 상기 작동구의 테이퍼부가 수용되고 테이퍼부의 경사면에 대응하는 경사면이 구비된 홈부가 형성되는 복수의 러그부재와; 상기 작동구의 끝단에 설치되어 상기 작동구를 축방향 초기 위치로 이동시키는 제1 스프링부재와; 상기 러그부재의 양측 단부에 각각 설치되어 러그부재를 원주방향 초기 위치로 이동시키는 제2 스프링부재와; 상기 작동구의 일단에 조립되어 공기압에 의해 축방향으로 이동하는 피스톤 로드 및 피스톤과; 상기 피스톤을 이동시키기 위해 공기를 주입하기 위한 에어 밸브;를 포함하여 이루어져, 상기 피스톤의 축방향 이동에 의해, 상기 러그부재의 작동편이 몸체로부터 원주방향으로 돌출되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 공기압이 아닌 고정나사에 의해 전후 이동되는 작동구를 이용하여 러그부재를 반경 방향으로 돌출시켜 지관을 고정하게 되므로, 고장이 거의 발생하지 않게 되고, 소모 부품 없이 반영구적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한 지관 샤프트를 작동시키기 위해 에어 컴프레서를 필요로 하지 않으므로, 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한 공기 누설을 방지하기 위한 패킹이나 오 링 등의 부품이 불필요하므로, 유지보수 비용이 감소하게 되는 효과가 있다.

또한 러그부재가 하나의 부품으로 형성되므로, 작동구조가 단순해지고 지관을 견고하게 고정할 수 있는 효과가 있다.

또한 몸체의 외주에 축방향으로 다수의 돌출부를 형성함으로써, 프릭션 샤프트가 지관을 안정적으로 고정할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한 러그부재를 감싸는 링형상의 스프링에 의해, 원주상으로 배치되는 복수의 러그부재를 안정적으로 지지할 수 있는 효과가 있다.

또한 회전부재의 외주면에 렌치홈을 형성함으로써, 렌치를 사용하여 상기 회전부재를 용이하게 회전시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 지관에 감기는 시트상 제품의 폭에 따라 작동구의 테이퍼부와 러그부재의 홈부 및 작동편의 수를 증가시킴으로써, 러그부재가 균일하게 확장 또는 축소되고 지관을 균일한 압력으로 가압하게 되는 효과가 있다.

또한 시트상 제품의 폭에 따라 몸체의 길이 및 지지 형태를 변화시킬 수 있고, 지관을 가압하는 부분의 형상도 변화시킬 수 있으므로, 지관에 감기는 시트상 제품에 대응하여 다양한 형태로 구성할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 지관 고정용 프릭션 샤프트의 사시도.
도 2는 종래의 지관 고정용 프릭션 샤프트의 단면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 지관 고정용 프릭션 샤프트의 단면도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 몸체, 회전부재, 지지부재, 작동구의 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 러그부재의 사시도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 지관 고정용 프릭션 샤프트의 러그부재의 작동상태를 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 지관 고정용 프릭션 샤프트의 일부 사시도.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 지관 고정용 프릭션 샤프트의 단면도.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 지관 고정용 프릭션 샤프트의 단면도.
도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 지관 고정용 프릭션 샤프트의 일부 사시도.
도 11은 본 발명의 제6 실시예에 따른 지관 고정용 프릭션 샤프트의 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 지관 고정용 프릭션 샤프트의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

<제1 실시예>

도 3 내지 도 6은, 본 발명의 제1 실시예를 도시한 것이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 지관 고정용 프릭션 샤프트는, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 지관(P)의 내부에 삽입되어 지관과 함께 회전되는 지관 고정용 프릭션 샤프트에 있어서, 일정 길이의 관통공(15)이 복수개 형성된 파이프 형태의 몸체(10)와; 하나 이상의 테이퍼부(25)가 구비되어 상기 몸체(10)의 내부에 전후 이동 가능하게 수용되는 작동구(20)와; 상기 몸체(10)와 작동구(20) 사이에 배치되며 외측면에 몸체(10)의 관통공(15)을 통해 출몰되는 작동편(35)이 형성되고, 내측면에 상기 작동구(20)의 테이퍼부(25)가 수용되고 테이퍼부(25)의 경사면에 대응하는 경사면(36)이 구비된 홈부(37)가 형성되는 복수의 러그부재(30)와; 상기 몸체(10)의 일단에 결합되어, 상기 작동구(20)가 직선 이동하도록 작동구(20)의 일측 단부를 지지하는 지지부재(80)와; 내측 끝단에 상기 작동구(20)가 조립되고 상기 작동구(20)를 전후 이동시킬 수 있도록, 상기 지지부재(80)에 조립되어 회전하는 회전부재(50)와; 상기 작동구(20)의 끝단에 설치되어 상기 작동구(20)를 축방향 초기 위치로 이동시키는 제1 스프링부재(60)와; 상기 러그부재(30)의 양측 단부에 각각 설치되어 러그부재(30)를 원주방향 초기 위치로 이동시키는 제2 스프링부재(70);를 포함하여 이루어진다.

또한 상기 몸체(10)의 일단에는 지지부재(80)가 조립되고, 상기 회전부재(50)의 숫나사부(50a)는 상기 지지부재(80)의 내면에 구비된 암나사부에 나사 조립된다.

또한 상기 지지부재(80)의 일단 외면에는 숫나사부(80b)가 형성되고, 상기 숫나사부(80b)는 몸체(10)의 내면에 형성된 암나사부(10a)와 나사 결합된다.

상기한 구조에 의해, 상기 회전부재(50)를 회전시킴으로써, 작동구(20)가 축방향으로 이동하도록 할 수 있다.

또한 작동구(20)가 축방향으로 이동하면서 러그부재(30)를 원주방향으로 밀어내도록 하여, 작동편(35)이 몸체(10)로부터 돌출되어 지관을 고정하도록 할 수 있다.

상기 러그부재(30)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 120도 간격으로 3개가 한 쌍으로 설치되는 것이 바람직하다.

상기한 구조에 의해, 상기 작동편(35)이 몸체(10)로부터 돌출되어 지관의 내부에 밀착될 때, 지관(P)의 내면을 균일하게 가압할 수 있다.

이로써, 지관(P)의 편심 회전이 방지되고 지관(P)에 시트상 제품(F)이 불균일하게 감기게 되는 것을 방지할 수 있다.

또한 지관(P)의 길이가 긴 경우에는, 러그부재(30)가 돌출되도록 하는 관통공(15)의 갯수를 증가시키고, 작동구(20)의 테이퍼부(25)로 이에 맞게 형성하면 된다.

이 경우, 상기 관통공(15) 및 러그부재(30)를 지그재그 형상으로 배치하는 것이 바람직하다.

상기 몸체(10)의 일단부에는 지지부재(80) 및 회전부재(50)가 차례로 조립되고, 타단부에는 지지축(40)이 조립된다.

상기 회전부재(50) 및 지지축(40)은 몸체(10)의 양단부를 지지하며, 풀리 등의 회전수단이 결합되어 몸체(10)와 지관이 동시에 회전될 수 있도록 한다.

또한 상기 회전부재(50) 및 지지축(80)은, 다양한 크기의 회전수단 또는 베어링이 결합될 수 있도록 다단 구조로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 몸체(10)의 길이가 긴 경우에는, 상기 작동구(20)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 2개 또는 그 이상의 테이퍼부(25)가 설치되고, 상기 러그부재(30)의 내측면에는 테이퍼부(25)에 각각 대응하도록 테이퍼부(25)와 동일한 숫자의 홈부(37)가 형성된다.

이는 상기 작동구(20)가 축방향으로 이동할 때 상기 러그부재(30)의 길이에 관계없이 러그부재(30)가 동일 속도 및 동일 거리만큼 반경 방향으로 이동할 수 있도록 하기 위한 것이다.

이에 따라, 상기 러그부재(30)가 축방향으로 이동할 때 기울어지는 현상이 발생하지 않게 된다.

그리고, 상기 러그부재(30)의 외측면에는, 길이 방향을 따라 일정 간격을 두고 2개 또는 그 이상의 작동편(35)이 형성된다.

도 5에는 상기 작동편(35)이 2개로 도시되어 있으나, 상기 작동편(35)의 수는 샤프트의 길이에 따라 증가될 수 있다.

또한 상기 몸체(10)에는, 상기 작동편(35)이 각각 돌출되도록 작동편(35)과 동일한 숫자의 관통공(15)이 형성된다.

상기한 구조에 의해, 상기 러그부재(30)가 반경 방향으로 이동할 때, 러그부재(30)에 구비된 복수의 작동편(35)이 몸체(10)로부터 돌출되어 동일한 압력으로 지관(P)을 고정하도록 할 수 있다.

또한 상기 몸체(10)의 외주면에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 축방향의 돌출부(12)가 일정 간격으로 다수 형성되는 것이 바람직하다.

상기 몸체(10)의 외주면에 형성되는 돌출부(12)에 의해, 샤프트(S)를 지관(P)에 삽입할 때 지관(P)의 내면을 안정적으로 지지할 수가 있다.

또한 회전부재(50)의 외주면은 손으로 회전시키기 용이하도록 너얼링(Knurling) 가공되는 것이 바람직하며, 상기 회전부재(50)의 외주면에 렌치를 사용하여 회전시키기 위한 렌치홈(50d)이 형성되는 것이 더욱 바람직하다.

상기한 구조에 의해, 회전부재(50)를 용이하게 회전시켜 작동구(20)가 축방향으로 이동되도록 할 수 있다.

또한 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 회전부재(50)의 일단에는 숫나사부(50a)가 형성되고, 상기 숫나사부(50a)의 단부에는, 작동구(20)의 삽입공(26)에 삽입되기 위한 돌출부(50c)가 형성된다.

또한 지지부재(80)의 일측 외면에는 몸체(10)의 암사사부(10a)와 조립되기 위한 숫나사부(80b)가 형성되어 있다.

또한 도 5에 도시된 같이, 상기 러그부재(30)는 120도 간격으로 3개가 한 쌍으로 구비되는 것이 바람직하다.

또한 상기 한 쌍의 러그부재(30)의 외주 양쪽에는, 링형 스프링(32)이 조립되는 것이 바람직하다.

상기 링형 스프링(32)에 의해, 복수의 러그부재(30)를 몸체(10)의 내부에서 안정적으로 지지할 수 있다.

이하 본 발명에 따른 프릭션 샤프트의 조립과정 및 작용을 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한다(편의상 러그부재가 3개로 이루어지는 경우를 예로서 설명한다).

먼저 알루미늄 소재를 압출하여 몸체(10)를 제조한 후, 상기 몸체(15)의 외주면에 다수의 관통공(15)을 형성한다.

그리고 상기 몸체(10)를 압출할 때 돌출부(12)도 같이 형성되도록 한다.

이어서 상기 몸체(15)의 일측 단부(도 3에서 오른쪽)에 지지축(40)을 결합시킨다.

이어서, 양측 단부에 각각 제2 스프링부재(70)가 구비된 한 쌍의 러그부재(30)를 작동구(20)에 결합시킨 후, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 러그부재(30)의 외주를 링형 스프링(32)으로 고정한다.

그리고 상기 러그부재(30)와 작동구(20)를 몸체(10)의 내부로 삽입하여, 제1스프링부재(60)가 결합된 작동구(20)의 끝단 부분이 지지축(40)의 내부에 삽입되어 지지되도록 한다.

이때, 상기 작동구(20)의 테이퍼부(25)가 러그부재(30)의 홈부(37)에 수용되어 있으므로, 상기 작동구(20)에 러그부재(30)가 결합되어 있더라도 몸체(10) 내부에 원활하게 삽입할 수가 있다.

이어서 상기 러그부재(30)에 형성된 작동편(35)이, 몸체(10)에 형성된 관통공(15)의 하부에 위치하도록 배치한다.

상기 작동구(20)의 배치가 완료되면, 상기 몸체(10)의 일측(도 3에서 왼쪽부분)에 지지부재(80)를 결합한다.

이어서 상기 지지부재(80)의 외측에 회전부재(50)를 결합하여, 상기 회전부재(50)의 돌출부(50c)가 작동구(20)의 삽입공(26)에 삽입되도록 하면, 지관 샤프트의 조립이 완료된다.

상기한 구조의 프릭션 샤프트에서, 시트상 제품(F)을 지관(P)에 감거나 지관으로부터 풀어낼 수 있도록 지관을 회전시켜야 하는 경우에는, 상기 회전부재(50)를 손으로 회전시키거나, 렌치홈(50d)에 렌치(T)를 삽입하여 회전시킨다.

그러면 상기 회전부재(50)의 단부와 조립된 작동구(20)가 오른쪽 방향으로 전진하면서 작동구(20)의 선단에 위치한 제1 스프링부재(60)가 압축된다.

이와 동시에 작동구(20)에 구비된 테이퍼부(25)가 러그부재(30)의 내면에 형성된 경사면(36)을 밀어내어, 작동편(35)이 관통공(15)을 통해 몸체(10)의 외부로 돌출된다.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 작동구(20)에 구비된 테이퍼부(25)의 경사면과 러그부재(30)의 경사면(36)이 서로 경사지게 접촉한 상태에서 상기 작동구(20)가 축방향으로 전진함에 따라, 쐐기 효과에 의해 상기 러그부재(30)가 몸체(10)의 반경 방향으로 이동한다.

상기 러그부재(30)가 몸체(10)의 반경 방향으로 이동하면, 상기 러그부재(30)의 양단에 구비된 제2 스프링부재(70)가 압축되면서, 상기 러그부재(30)의 외측면에 형성된 작동편(35)이 몸체(10)의 관통공(15)을 통해 몸체의 외부로 돌출된다.

이에 따라 상기 작동편(35)이 지관(P)의 내면을 가압하여 샤프트(S)와 지관(P)이 동시에 회전하도록 함으로써, 지관(P)에 시트상 제품(F)을 감을 수 있다.

작업이 완료되어 지관(P)으로부터 샤프트(S)를 인출할 경우에는, 상기 회전부재(50)를 역회전시킨다.

그러면 상기 회전부재(50)가 축방향으로 후퇴하면서, 압축되었던 제1 스프링부재(60)의 탄성복원력에 의해 작동구(20)가 원래의 위치로 후퇴한다.

상기 작동구(20)가 원래의 위치로 후퇴함에 따라, 작동구(20)의 테이퍼부(25)와 러그부재(30)의 홈부(37) 사이의 경사 접촉은 해제된다.

이때 압축상태이던 러그부재(30)의 제2 스프링부재(70)는, 도 6의 왼쪽 그림과 같이, 탄성 복원력에 의해 초기위치로 이동하면서 러그부재(30)를 원래의 상태로 복귀시킨다.

그러면 러그부재(30)가 몸체(10)로부터 돌출되지 않은 최초의 상태가 되어, 지관(P)으로부터 샤프트(S)를 인출할 수가 있게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 지관 고정용 프릭션 샤프트는, 지관(P)의 내측면을 가압하여 지관을 고정하는 러그부재가, 공기압이 아닌 물리적인 힘에 의해 반경 방향으로 이동하여 지관(P)을 고정한다.

이에 따라 종래의 에어 샤프트와 달리, 컴프레서 및 고무 튜브를 필요로 하지 않으므로 비용을 대폭 절감할 수 있다.

또한 공기 누설을 방지하기 위한 패킹이나 오링 들의 소모부품을 필요로 하지 않으므로, 부품교체를 위해 작업이 중단되는 것을 방지할 수 있고, 유지보수 비용을 절감할 수가 있다.

즉 본 발명은, 그리스 등의 윤활유만 공급하여 나사회전만 가능하도록 하면 되므로 유지보수 작업이 매우 간편해진다.

또한 나사의 전후 이동에 의한 기계적인 힘으로 러그부재를 돌출시키는 구조이므로, 고장의 발생이 없고 반영구적으로 사용할 수가 있다.

또한 몸체의 외주에 축방향으로 다수의 돌출부가 형성되어 있으므로, 샤프트가 지관을 안정적으로 고정하도록 할 수 있다.

또한 복수의 러그부재를 감싸는 링형상의 스프링이 감싸고 있으므로, 원주상으로 배치되는 러그부재를 안정적으로 지지하여 원활하게 작동되도록 할 수 있다.

또한 회전부재의 외주면에 렌치홈을 형성함으로써, 렌치를 사용하여 상기 회전부재를 용이하게 회전시킬 수가 있다.

<제2 실시예>

도 7은 본 발명의 제2 실시예를 도시한 것이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 프릭션 샤프트는, 상기 몸체(10)의 단부 내측에 키(16)가 구비되고, 상기 지지부재(80)의 외주면에 키홈(80b)이 형성되어, 상기 몸체(10)의 키(16)와 지지부재(80)의 키홈(80b)이 직접 조립되도록 한 것이다.

또한 상기 몸체(10)에 형성되는 키(16)는, 몸체(10)를 압출할 때 일체로 성형하면 된다.

상기 몸체(10)에 형성되는 키(16) 및 회전부재(80)에 형성되는 키홈(80b)은 3개로 형성하는 것이 바람직하다.

그 이외의 사항은 상기한 제1 실시예의 경우와 동일하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.

<제3 실시예>

도 8은 본 발명의 제3 실시예를 도시한 것이다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 프릭션 샤프트는, 상기 러그부재(30)의 외측면에 별도의 작동편을 형성하지 않고, 상기 몸체(10)에 관통공(15)을 길게 형성한 것이다.

즉, 상기 러그부재(30)에서 제2 스프링부재(70)가 설치되는 부분을 제외한 나머지 부분 전체가 몸체(10)의 외부로 돌출되도록 한 것이다.

그 이외의 사항은 상기한 제1 실시예의 경우와 동일하다.

<제4 실시예>

도 9는 본 발명의 제4 실시예를 도시한 것이다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 프릭션 샤프트는, 시트상 제품의 폭이 작아 상기 몸체(10)의 길이를 짧게 하는 경우에 적용된다.

즉, 상기 몸체(10)의 일측 단부에 지지부재(80) 및 회전부재(50)가 결합되고, 타측 단부에는 베어링(45)에 결합된 마감판(41)이 결합된다.

그 이외의 사항은 상기한 제1 실시예의 경우와 동일하다.

<제5 실시예>

도 10은 본 발명의 제5 실시예를 도시한 것이다.

본 발명의 제5 실시예에 따른 프릭션 샤프트는, 몸체(10)의 원주방향으로 돌출되는 다수의 러그부재(30)를 볼트로 조립하여 일체형으로 구성한 것이다.

본 발명의 제5 실시예에 의하면, 다수의 러그부재(30)가 일체형으로 조립되므로 러그부재를 몸체(10)의 내부에 조립하기가 쉬워진다.

그 이외의 사항은 상기한 제1 실시예의 경우와 동일하다.

<제6 실시예>

도 11은 본 발명의 제6 실시예를 도시한 것이다.

본 발명의 제6 실시예에 따른 프릭션 샤프트는, 숫나사부(50a)를 구비한 회전부재(50)를 사용하는 제1 실시예와 달리, 공기압에 의해 이동하는 피스톤(90)에 의해 작동구(20)가 축방향으로 이동하도록 한 것이다.

즉 작동구(20)의 일단을 피스톤 로드(90a) 및 피스톤(90)과 연결하고, 에어밸브(105)를 통해 공기를 주입하여 피스톤(90)을 전후진시킴으로써, 상기 작동구(20)가 축방향으로 이동하면서 러그부재를 몸체의 외부로 돌출시킨다.

본 발명의 제6 실시예에 의하면, 공기압을 이용하면서도 종래와 같은 고무튜브를 사용하지 않으므로, 고무튜브의 손상에 따른 유지보수 비용을 절감할 수가 있다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 몇 가지 실시 예들과 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 명세서에 기재된 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 통상의 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10: 몸체 10a: 암나사부
12: 돌출부 15: 관통공
16: 키(Key) 20: 작동구
25: 테이퍼부 26: 삽입공
30: 러그(Lug)부재 32: 링형 스프링
35: 작동편 36: 경사면
37: 홈부 40: 지지축
41: 지지판 45: 베어링(Bearing)
50: 회전부재 50a: 숫나사부
50c: 돌출부 50d: 렌치홈
60: 제1 스프링부재 70: 제2 스프링부재
80: 지지부재 80a: 키
80b: 숫나사부 80c: 키홈
90: 피스톤 90a: 피스톤 로드(Piston Rod)
P: 지관 F: 시트상 제품
S: 샤프트(Shaft) W: 렌치(Wrench)

Claims (19)

1. 지관(P)의 내부에 삽입되어 지관과 함께 회전되는 지관 고정용 프릭션 샤프트에 있어서,
   일정 길이의 관통공(15)이 복수개 형성된 파이프 형태의 몸체(10)와;
   하나 이상의 테이퍼부(25)가 구비되어 상기 몸체(10)의 내부에 전후 이동 가능하게 수용되는 작동구(20)와;
   상기 몸체(10)와 작동구(20) 사이에 배치되며 외측면에 몸체(10)의 관통공(15)을 통해 출몰되는 작동편(35)이 형성되고, 내측면에 상기 작동구(20)의 테이퍼부(25)가 수용되고 테이퍼부(25)의 경사면에 대응하는 경사면(36)이 구비된 홈부(37)가 형성되는 복수의 러그부재(30)와;
   상기 몸체(10)의 일단에 결합되어, 상기 작동구(20)가 직선 이동하도록 작동구(20)의 일측 단부를 지지하는 지지부재(80)와;
   내측 끝단에 상기 작동구(20)가 조립되고 상기 작동구(20)를 전후 이동시킬 수 있도록, 상기 지지부재(80)에 조립되어 회전하는 회전부재(50)와;
   상기 작동구(20)의 끝단에 설치되어 상기 작동구(20)를 축방향 초기 위치로 이동시키는 제1 스프링부재(60)와;
   상기 러그부재(30)의 양측 단부에 각각 설치되어 러그부재(30)를 원주방향 초기 위치로 이동시키는 제2 스프링부재(70);를 포함하여 이루어져,
   상기 회전부재(50)를 회전시키는 것에 의해, 상기 러그부재(30)의 작동편(35)이 몸체(10)로부터 원주방향으로 돌출되도록 하는 것을 특징으로 하는 지관 고정용 프릭션 샤프트.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 작동구(20)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 2개 이상의 테이퍼부(25)가 설치되고,
   상기 러그부재(30)의 내측면에, 상기 테이퍼부(25)의 수에 대응하는 홈부(37)가 형성되는 것을 특징으로 하는 지관 고정용 프릭션 샤프트.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 러그부재(30)의 외측면에 길이 방향을 따라 일정 간격을 두고 2개 이상의 작동편(35)이 형성되고,
   상기 몸체(10)에, 상기 작동편(35)이 각각 삽입되도록 작동편(35)의 수에 대응하는 관통공(15)이 형성되는 것을 특징으로 하는 지관 고정용 프릭션 샤프트.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 몸체(10)의 외주면에, 축 방향의 돌출부(12)가 일정 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 지관 고정용 프릭션 샤프트.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전부재(50)의 외주면에, 렌치를 삽입하여 회전시키기 위한 렌치홈(50d)이 형성되는 것을 특징으로 하는 지관 고정용 프릭션 샤프트.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전부재(50)의 일단에 숫나사부(50a)가 형성되고,
   상기 숫나사부(50a)의 단부에, 작동구(20)의 삽입공(26)에 삽입되기 위한 돌출부(50c)가 형성되는 것을 특징으로 하는 지관 고정용 프릭션 샤프트.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 몸체(10)의 단부 내측에 키(16)가 구비되고,
   상기 지지부재(80)의 외주면에 키홈(80b)이 형성되어,
   상기 몸체(10)의 키(16)와 지지부재(80)의 키홈(80b)이 직접 조립되는 것을 특징으로 하는 지관 고정용 프릭션 샤프트.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 몸체(10)의 양단에 각각 조립되는 회전부재(50) 및 지지축(40)은, 직경이 서로 다른 다단 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 지관 고정용 프릭션 샤프트.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 러그부재(30)는, 120도 간격으로 3개가 한 쌍으로 설치되고,
   상기 한 쌍의 러그부재(30)의 외주 양쪽에 링형 스프링(32)이 조립되는 것을 특징으로 하는 지관 고정용 프릭션 샤프트.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 러그부재(30)는 2개 이상으로 이루어지고, 축방향을 따라 지그재그 형상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 지관 고정용 프릭션 샤프트.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체(10)에 관통공(15)이 길게 형성되어, 상기 러그부재(30)에서 제 2스프링부재(70)가 설치되는 부분을 제외한 나머지 부분 전체가, 몸체(10)의 외부로 돌출되도록 하는 것을 특징으로 하는 지관 고정용 프릭션 샤프트.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체(10)의 일단에 회전부재(50)가 결합되고,
    상기 몸체(10)의 타단에 베어링(45)에 결합된 마감판(41)이 결합되는 것을 특징으로 하는 지관 고정용 프릭션 샤프트.
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 러그부재(30)는 볼트에 의해 일체형으로 조립되어 몸체(10)의 내부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 지관 고정용 프릭션 샤프트.
14. 지관(P)의 내부에 삽입되어 지관과 함께 회전되는 지관 고정용 프릭션 샤프트에 있어서,
    일정 길이의 관통공(15)이 복수개 형성된 파이프 형태의 몸체(10)와;
    하나 이상의 테이퍼부(25)가 구비되어 상기 몸체(10)의 내부에 전후 이동 가능하게 수용되는 작동구(20)와;
    상기 몸체(10)와 작동구(20) 사이에 배치되며 외측면에 몸체(10)의 관통공(15)을 통해 출몰되는 작동편(35)이 형성되고, 내측면에 상기 작동구(20)의 테이퍼부(25)가 수용되고 테이퍼부(25)의 경사면에 대응하는 경사면(36)이 구비된 홈부(37)가 형성되는 복수의 러그부재(30)와;
    상기 작동구(20)의 끝단에 설치되어 상기 작동구(20)를 축방향 초기 위치로 이동시키는 제1 스프링부재(60)와;
    상기 러그부재(30)의 양측 단부에 각각 설치되어 러그부재(30)를 원주방향 초기 위치로 이동시키는 제2 스프링부재(70)와;
    상기 작동구(20)의 일단에 조립되어 공기압에 의해 축방향으로 이동하는 피스톤 로드(90a) 및 피스톤(90)과;
    상기 피스톤(90)을 이동시키기 위해 공기를 주입하기 위한 에어 밸브(105);를 포함하여 이루어져,
    상기 피스톤(90)의 축방향 이동에 의해, 상기 러그부재(30)의 작동편(35)이 몸체(10)로부터 원주방향으로 돌출되도록 하는 것을 특징으로 하는 지관 고정용 프릭션 샤프트.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 작동구(20)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 2개 이상의 테이퍼부(25)가 설치되고,
    상기 러그부재(30)의 내측면에, 상기 테이퍼부(25)의 수에 대응하는 홈부(37)가 형성되는 것을 특징으로 하는 지관 고정용 프릭션 샤프트.
16. 제 14 항에 있어서,
    상기 러그부재(30)의 외측면에 길이 방향을 따라 일정 간격을 두고 2개 이상의 작동편(35)이 형성되고,
    상기 몸체(10)에, 상기 작동편(35)이 각각 삽입되도록 작동편(35)의 수에 대응하는 관통공(15)이 형성되는 것을 특징으로 하는 지관 고정용 프릭션 샤프트.
17. 제 14 항에 있어서,
    상기 몸체(10)의 외주면에, 축 방향의 돌출부(12)가 일정 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 지관 고정용 프릭션 샤프트.
18. 제 14 항에 있어서,
    상기 러그부재(30)는, 120도 간격으로 3개가 한 쌍으로 설치되고,
    상기 한 쌍의 러그부재(30)의 외주 양쪽에 링형 스프링(32)이 조립되는 것을 특징으로 하는 지관 고정용 프릭션 샤프트.
19. 제 14 항에 있어서,
    상기 몸체(10)에 관통공(15)이 길게 형성되어, 상기 러그부재(30)에서 제 2스프링부재(70)가 설치되는 부분을 제외한 나머지 부분 전체가, 몸체(10)의 외부로 돌출되도록 하는 것을 특징으로 하는 지관 고정용 프릭션 샤프트.
    
    
    
    
    
    
    
    
    

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