KR20230090035A - CFRP Pipe roller and the fabrication method thereof - Google Patents

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KR20230090035A
KR20230090035A KR1020210178926A KR20210178926A KR20230090035A KR 20230090035 A KR20230090035 A KR 20230090035A KR 1020210178926 A KR1020210178926 A KR 1020210178926A KR 20210178926 A KR20210178926 A KR 20210178926A KR 20230090035 A KR20230090035 A KR 20230090035A
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roller
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KR1020210178926A
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김태우
엄준석
박성배
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밥스 주식회사
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Abstract

본 발명은 CFRP 파이프 롤러 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디스플레이 생산 과정에서, 롤투롤(Roll-to-roll) 시스템에 사용되는 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic, 탄소섬유강화수지) 파이프 롤러를 구성함에 있어서, 외주면 일측에 링 형상의 돌출부가 형성된 중공 원통형의 내관과, 중앙부 내주면을 따라 내측으로 돌출된 링 형상의 단차부가 형성된 중공 원통형의 외관이 서로 결합된 형태의 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러를 구성하여, 외관에 형성된 단차부와 내관에 형성된 돌출부를 통해 외관과 내관의 결합 위치를 고정한 후, 외관과 내관 사이의 유격 공간을 통해 링 형상의 고정부재를 삽입하여, 단차부의 양측에 각각 배치되는 상기 돌출부 및 고정부재를 외관의 내벽에 접착ㆍ고정함으로써, 관의 길이방향의 중앙으로부터 서로 일정 거리만큼 이격된 두 지점에서 외관과 내관이 상호 접착, 고정되도록 구성되는 이중관 결합 구조를 통해, 롤러의 장형화(長形化)에 따라, 설비 운용 과정에서 발생되는 롤러의 처짐이나 휨 등의 기계적 물성 결함을 최소화하여 롤러의 진직도를 향상시킨 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a CFRP pipe roller and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic) pipe roller used in a roll-to-roll system in a display production process. In the configuration, a hollow cylindrical inner tube formed with a ring-shaped protrusion on one side of the outer circumferential surface and a hollow cylindrical exterior formed with a ring-shaped stepped portion protruding inward along the inner circumferential surface of the central portion are coupled to each other, a double-tube type CFRP pipe roller. By configuring, after fixing the coupling position of the exterior and the inner tube through the stepped portion formed on the exterior and the protrusion formed on the inner tube, a ring-shaped fixing member is inserted through the gap between the exterior and the inner tube, and placed on both sides of the stepped portion, respectively. By adhering and fixing the protruding part and the fixing member to the inner wall of the exterior, the exterior and the interior tube are mutually adhered and fixed at two points spaced apart from each other by a certain distance from the center in the longitudinal direction of the tube. It relates to a double pipe type CFRP pipe roller that improves the straightness of the roller by minimizing defects in mechanical properties such as deflection or bending of the roller that occur during facility operation according to the lengthening of the structure and a method for manufacturing the same .

Description

CFRP 파이프 롤러 및 그 제조방법{CFRP Pipe roller and the fabrication method thereof}CFRP pipe roller and its manufacturing method {CFRP Pipe roller and the fabrication method thereof}

본 발명은 CFRP 파이프 롤러 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디스플레이 생산 과정에서, 롤투롤(Roll-to-roll) 시스템에 사용되는 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic, 탄소섬유강화수지) 파이프 롤러를 구성함에 있어서, 외주면 일측에 링 형상의 돌출부가 형성된 중공 원통형의 내관과, 중앙부 내주면을 따라 내측으로 돌출된 링 형상의 단차부가 형성된 중공 원통형의 외관이 서로 결합된 형태의 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러를 구성하여, 외관에 형성된 단차부와 내관에 형성된 돌출부를 통해 외관과 내관의 결합 위치를 고정한 후, 외관과 내관 사이의 유격 공간을 통해 링 형상의 고정부재를 삽입하여, 단차부의 양측에 각각 배치되는 상기 돌출부 및 고정부재를 외관의 내벽에 접착ㆍ고정함으로써, 관의 길이방향의 중앙으로부터 서로 일정 거리만큼 이격된 두 지점에서 외관과 내관이 상호 접착, 고정되도록 구성되는 이중관 결합 구조를 통해, 롤러의 장형화(長形化)에 따라, 설비 운용 과정에서 발생되는 롤러의 처짐이나 휨 등의 기계적 물성 결함을 최소화하여 롤러의 진직도를 향상시킨 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a CFRP pipe roller and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic) pipe roller used in a roll-to-roll system in a display production process. In the configuration, a hollow cylindrical inner tube formed with a ring-shaped protrusion on one side of the outer circumferential surface and a hollow cylindrical exterior formed with a ring-shaped stepped portion protruding inward along the inner circumferential surface of the central portion are coupled to each other, a double-tube type CFRP pipe roller. By configuring, after fixing the coupling position of the exterior and the inner tube through the stepped portion formed on the exterior and the protrusion formed on the inner tube, a ring-shaped fixing member is inserted through the gap between the exterior and the inner tube, and placed on both sides of the stepped portion, respectively. By adhering and fixing the protruding part and the fixing member to the inner wall of the exterior, the exterior and the interior tube are mutually adhered and fixed at two points spaced apart from each other by a certain distance from the center in the longitudinal direction of the tube. It relates to a double pipe type CFRP pipe roller that improves the straightness of the roller by minimizing defects in mechanical properties such as deflection or bending of the roller that occur during facility operation according to the lengthening of the structure and a method for manufacturing the same .

일반적으로 디스플레이 패널이나 액정을 생산하는 공정에서는 편광, 광학 필름이나 시트 등을 부착하기 위한 롤투롤(Roll-to-roll) 시스템을 구축하는데 있어, 상대적으로 무게가 가볍고 높은 강도를 갖는 CFRP 파이프가 적용된 롤러가 많이 사용되고 있다.In general, in the process of producing display panels or liquid crystals, a roll-to-roll system for attaching polarized light, optical films or sheets is constructed, and CFRP pipes with relatively light weight and high strength are applied. Rollers are often used.

또한, 최근에는 제품의 대면적화 및 대형화 추세에 따라 처짐이나 휨 등의 변형 없이 구조적 강도를 유지하는 장형(長形) 파이프 롤러에 대한 수요가 증가하고 있는 실정이다.In addition, in recent years, demand for long pipe rollers maintaining structural strength without deformation such as deflection or bending is increasing according to the trend of large-area and large-sized products.

일반적으로 이러한 장형의 CFRP 파이프 롤러는 주로 CFRP 소재의 파이프와 체결부재 등을 포함하는 단일관 롤러(Single pipe roller)로 구성되어 왔으며, 최근 이러한 장형화(長形化) 흐름에 따라 파이프 롤러의 적절한 강도를 유지하기 위해, 한국등록특허 제1,387,124호 등에서는, 롤러의 내구성을 향상하기 위한 구성으로 CFRP 파이프의 내부에 '＋'자형의 보강부를 추가로 구비하는 등의 기술을 제시하고 있다.In general, these long CFRP pipe rollers have mainly been composed of single pipe rollers including CFRP material pipes and fastening members. In order to maintain strength, Korean Patent Registration No. 1,387,124 and the like suggest a technique such as additionally providing a '+'-shaped reinforcing part inside the CFRP pipe as a configuration for improving the durability of the roller.

그러나, 상술한 제1387124호 특허와 같은 종래의 단일관 파이프 롤러의 경우에는, 강도 보강 구성을 통해 파이프 자체의 강성은 어느정도 유지하고 있으나, 이러한 단일관 구조에서는, 관의 길이가 길어지게 되면, 설비의 동작 시간이 축적됨에 따라, 파이프의 자중에 의해 CFRP 파이프의 중앙부로 하방 모멘트가 집중되어, 전체적으로 '∪'자형을 이루면서 하방으로 처지는 현상이 발생하게 되어, CFRP 파이프 롤러의 진직도를 효과적으로 유지하기 어려운 상황이며, 그에 따라, 특히 필름 부착 공정 등에 적용되는 롤러와 필름간의 접촉과정에서는, 롤러와 필름 사이에 공기가 유입되어 필름 롤에 주름(Wrinkle)이 발생하여 밀착도가 떨어지는 등의 문제가 종종 발생되고 있다.However, in the case of the conventional single pipe pipe roller such as the above-mentioned patent No. 1387124, the rigidity of the pipe itself is maintained to some extent through the strength reinforcement configuration, but in this single pipe structure, when the length of the pipe becomes longer, the equipment As the operating time of the pipe accumulates, the downward moment is concentrated in the central part of the CFRP pipe by the weight of the pipe, resulting in a downward sagging phenomenon in an overall '∪' shape, which effectively maintains the straightness of the CFRP pipe roller. It is a difficult situation, and accordingly, in the contact process between the roller and the film, especially applied to the film attachment process, air flows in between the roller and the film, causing wrinkles in the film roll and poor adhesion. It is becoming.

그에 따라, 최근에는 이러한 문제를 해결하기 위해, 일본공개특허 제2018-080056호에서 개시하고 있는 이중관 롤과 같이, 이중관 형태의 파이프 롤러를 구성하여, 롤러를 형성하는 외관과 내관의 접촉ㆍ결합부위를 관의 길이 방향을 따라 서로 이격된 다수개의 지점에 분리ㆍ형성함으로써 CFRP 파이프의 하방 처짐현상을 줄이려는 시도가 이루어지고 있기는 하나, 이와 같은 구조를 형성하기 위해서는, 외관과 내관의 결합부위 형성을 위해 복수개의 단위유닛으로 이루어진 내관을 조립하는 과정이 필수적으로 요구되어 조립 공정이 복잡해질 뿐만 아니라, 내관 단위유닛의 조립과정에서, 내관의 평탄도를 유지하기 위해 단위유닛 간의 결합부를 오차없이 정확하게 결합해야 한다는 어려움이 따르고 있다.Accordingly, recently, in order to solve this problem, a pipe roller in the form of a double pipe is configured, such as the double pipe roll disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2018-080056, and the contact/joint part between the outer and inner pipe forming the roller. Attempts have been made to reduce the downward deflection of the CFRP pipe by separating and forming at a plurality of points spaced apart from each other along the length of the pipe, but in order to form such a structure, the junction between the exterior and the inner tube is formed. In order to maintain the flatness of the inner tube in the process of assembling the inner tube unit unit, the process of assembling the inner tube made up of a plurality of unit units is essentially required, which complicates the assembly process. There are difficulties in getting together.

1. 한국등록특허공보 제10-1387124호(등록일 : 2014. 4. 21) "복합재 롤러"1. Korea Patent Registration No. 10-1387124 (Registration date: 2014. 4. 21) "Composite roller" 2. 일본공개특허공보 제10-2018-080056호(공개일 : 2018. 5. 24) "이중관 롤"2. Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-2018-080056 (published on May 24, 2018) "double pipe roll"

본 발명은 상술한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 디스플레이 생산 과정에서 롤투롤 시스템에 적용되는 CFRP 파이프 롤러를 제조함에 있어서, 외주면 일측에 링 형상의 돌출부가 형성된 중공 원통형의 내관과, 중앙부 내주면을 따라 내측으로 돌출된 링 형상의 단차부가 형성된 중공 원통형의 외관이 서로 결합된 형태의 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러를 구성하여, 외관에 형성된 단차부와 내관에 형성된 돌출부를 통해 외관과 내관의 결합 위치를 고정한 후, 외관과 내관 사이의 유격 공간을 통해 링 형상의 고정부재를 삽입하여, 단차부의 양측에 각각 배치되는 상기 돌출부 및 고정부재를 외관의 내벽에 접착ㆍ고정함으로써, 관의 길이방향의 중앙으로부터 서로 일정 거리만큼 이격된 두 지점에서 외관과 내관이 상호 접착, 고정되도록 구성되는 이중관 결합 구조를 통해, 롤러의 장형화에 따라, 설비 운용 과정에서 발생되는 롤러의 처짐이나 휨 등의 기계적 물성 결함을 최소화하여 롤러의 진직도를 향상시킨 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the problems according to the prior art described above, and in manufacturing a CFRP pipe roller applied to a roll-to-roll system in the display production process, a hollow cylindrical inner tube having a ring-shaped protrusion on one side of the outer circumferential surface, and a central portion A double tube type CFRP pipe roller in which a hollow cylindrical exterior with a ring-shaped step protruding inward along the inner circumferential surface is coupled to each other, and the exterior and inner tube are coupled through a stepped portion formed on the exterior and a protrusion formed on the inner tube. After fixing the position, a ring-shaped fixing member is inserted through the gap between the outer and inner tubes, and the protrusions and fixing members disposed on both sides of the stepped portion are adhered and fixed to the inner wall of the outer tube in the longitudinal direction of the tube. Mechanical properties such as deflection or bending of the rollers that occur during facility operation due to the lengthening of the rollers through a double pipe coupling structure in which the outer and inner tubes are mutually adhered and fixed at two points spaced apart from the center by a certain distance from each other It is an object of the present invention to provide a double pipe type CFRP pipe roller and a method for manufacturing the same, in which the straightness of the roller is improved by minimizing defects.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서 본 발명에서는, CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic, 탄소섬유강화수지) 파이프 롤러에 있어서, 외주면 일측에 링 형상의 돌출부가 형성된 중공 원통형의 CFRP 내관; 길이방향의 중앙부 내주면을 따라 내측으로 돌출된 링 형상의 단차부가 형성된 중공 원통형의 CFRP 외관; 및 상기 단차부를 중심으로 상기 돌출부와 대향되는 위치에서, 상기 내관과 외관 사이의 유격 공간에 삽입되어 고정되는 링 형상의 고정부재;를 포함하여 구성되어, 상기 단차부의 양측에 각각 배치되는 상기 돌출부 및 상기 고정부재를 통해 외관과 내관을 접착 고정함으로써, 파이프 롤러의 길이방향 중앙으로부터 서로 일정 거리만큼 이격된 두 지점에서 외관과 내관 사이의 결합 위치가 고정되는 것을 특징으로 하는 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러 및 그 제조방법을 제공한다.As a technical idea for achieving the above object, in the present invention, in the CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic, carbon fiber reinforced resin) pipe roller, a hollow cylindrical CFRP inner tube with a ring-shaped protrusion formed on one side of the outer peripheral surface; A hollow cylindrical CFRP exterior with a ring-shaped stepped portion protruding inward along the inner circumferential surface of the central portion in the longitudinal direction; And a ring-shaped fixing member inserted into and fixed to the clearance space between the inner tube and the outer tube at a position facing the protrusion with respect to the stepped portion, the protruding portion disposed on both sides of the stepped portion, and By adhesively fixing the exterior and interior tubes through the fixing member, the coupling position between the exterior and interior tubes is fixed at two points spaced apart from each other by a predetermined distance from the center of the pipe roller in the longitudinal direction of the double tube type CFRP pipe roller, characterized in that Its manufacturing method is provided.

본 발명에 따른 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러는, 단차부의 양측에 배치된 고정부재와 돌출부를 통해, 관의 길이방향의 중앙으로부터 서로 일정 거리만큼 이격된 두 지점에서 외관과 내관이 상호 접착, 고정되도록 구성되어, 파이프의 자중에 의한 모멘트에 대항하는 지지력을 제공함으로써, 설비 운용에 따라 '∪'자형의 하방 처짐이 발생하는 파이프의 변형 구조를 변화시켜 롤러 전반에 대한 구조적 변형을 방지하고, 이를 통해 롤러의 진직도를 향상시켜 롤러와 필름간의 접촉과정에서 공기 유입으로 인해 발생되던 주름 형성을 억제하여 필름의 밀착도를 크게 높이는 장점이 있다.In the double pipe type CFRP pipe roller according to the present invention, the outer and inner pipes are mutually adhered and fixed at two points spaced apart from each other by a certain distance from the center in the longitudinal direction of the pipe through fixing members and protrusions disposed on both sides of the stepped portion. It is configured to provide support against the moment caused by the pipe's own weight, thereby preventing structural deformation of the overall roller by changing the deformation structure of the pipe where a '∪'-shaped downward deflection occurs according to facility operation. It has the advantage of greatly increasing the adhesion of the film by improving the straightness of the roller to suppress the formation of wrinkles caused by air inflow during the contact process between the roller and the film.

나아가, 본 발명에 따른 CFRP 파이프 롤러 제조방법은, 외관의 내부에 내관을 삽입한 후 고정부재를 체결하는 단순한 공정만으로 이중관 형태의 롤러를 제조하도록 구성되어, 종래의 이중관 제조공정에 비해 간소화된 공정을 적용함에 따라 제조공정의 효율이 증대되는 효과가 있다.Furthermore, the CFRP pipe roller manufacturing method according to the present invention is configured to manufacture a double pipe roller with a simple process of inserting an inner pipe into the exterior and then fastening a fixing member, which is a simplified process compared to the conventional double pipe manufacturing process. There is an effect of increasing the efficiency of the manufacturing process according to the application of.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이중관 타입 CFRP 파이프 롤러의 결합구조를 개략적으로 보여주고 있는 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러를 구성하는 외관 및 내관의 구조를 각각 보여주고 있는 분리 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러를 구성하는 외관에 내관을 삽입하여 결합위치를 고정하는 과정을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 내관과 외관이 삽입된 상태에서 사이의 유격에 고정부재를 삽입하여 결합고정하는 과정을 보여주기 위한 도면.
도 5는 단일관으로 형성된 파이프 롤러와 본 발명의 일실시예에 따라 관의 중앙부에서 일정거리 이격된 두 지점에서 외관과 내관이 접착ㆍ고정된 이중관 파이프 롤러의 자중에 의한 처짐현상을 비교하여 보여주는 도면.1 is a cross-sectional view schematically showing a coupling structure of a double pipe type CFRP pipe roller according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a separate cross-sectional view showing the structure of the exterior and the inner tube constituting the double tube type CFRP pipe roller according to an embodiment of the present invention, respectively.
3 is a view for explaining a process of fixing a coupling position by inserting an inner tube into an exterior constituting a double tube type CFRP pipe roller according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a view for showing a process of coupling and fixing by inserting a fixing member into the gap between the inner tube and the outer tube in the inserted state according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 shows a comparison of deflection caused by the weight of a pipe roller formed of a single pipe and a double pipe roller in which the outer and inner pipes are bonded and fixed at two points spaced apart by a certain distance from the center of the pipe according to an embodiment of the present invention. floor plan.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다.Since the present invention may have various changes and various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.However, it should be understood that this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, and includes all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms may be referred to as 2 elements only for the purpose of distinguishing one element from another element, and similarly, the second element may also be referred to as the first element.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features or It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 이탈하지 않는 한 이하의 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments unless departing from the gist thereof.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이중관 타입 CFRP 파이프 롤러의 결합구조를 개략적으로 보여주고 있는 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러를 구성하는 외관 및 내관의 구조를 각각 보여주고 있는 분리 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a coupling structure of a double pipe type CFRP pipe roller according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an appearance constituting a double pipe type CFRP pipe roller according to an embodiment of the present invention and Separate cross-sectional views showing the structure of the inner tube, respectively.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러는, 중앙부 내주면을 따라 내측으로 돌출된 링 형상의 단차부(110)가 형성된 중공 원통형의 외관(100)과, 외주면 일측에 링 형상의 돌출부(210)가 형성된 중공 원통형의 내관(200) 및 상기 외관(100)과 내관(200) 간의 유격 공간에 삽입ㆍ고정되는 링 형상의 고정부재(300)를 포함하여 구성된다.1 and 2, the double pipe type CFRP pipe roller according to an embodiment of the present invention has a hollow cylindrical exterior 100 formed with a ring-shaped stepped portion 110 protruding inward along the inner circumferential surface of the central portion. And, a hollow cylindrical inner tube 200 having a ring-shaped protrusion 210 formed on one side of the outer circumferential surface and a ring-shaped fixing member 300 inserted and fixed into the clearance space between the outer circumferential surface 100 and the inner tube 200. It is composed by

이를 보다 자세히 살펴보면, 우선, 외관(100)은 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic, 탄소섬유강화복합수지) 소재로 이루어진 원통형상의 파이프로, 길이방향의 중앙부 내주면을 따라 내측으로 돌출된 링 형상의 단차부(110)가 형성된 것을 확인할 수 있다.Looking at this in more detail, first, the exterior 100 is a cylindrical pipe made of CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic) material, and a ring-shaped stepped portion protruding inward along the inner circumferential surface of the central portion in the longitudinal direction ( 110) was formed.

이러한 외관의 단차부(110)는, 내관 돌출부(210) 및 고정부재(300)에 대한 걸림턱으로 작용하여 내관(200)의 위치를 고정하는데, 이때, 단차부(110)는 내관(200) 외주면과 소정의 여유공간을 두도록 통상 외관의 내주면으로부터 1mm 내지 2mm 범위의 두께로 돌출되어 형성되는 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않고, 요구되는 CFRP 파이프 롤러의 사양에 따라 다양하게 설정될 수 있다.The stepped portion 110 of this exterior acts as a locking jaw for the inner tube protrusion 210 and the fixing member 300 to fix the position of the inner tube 200. At this time, the stepped portion 110 is the inner tube 200 It is preferable to protrude to a thickness in the range of 1 mm to 2 mm from the inner circumferential surface of the exterior to leave a predetermined margin with the outer circumferential surface, but is not limited thereto, and may be set in various ways according to the required CFRP pipe roller specifications.

또한, 도면에 도시되듯이, 원통 형상의 내관(200)은, 외관(100)과 마찬가지로 CFRP 소재의 중공형 파이프로 구성되고, 외주면의 일측에 링 형상의 돌출부(210)가 형성되어, 내관(200)이 외관(100)의 일측 내부로 삽입되어 고정될 때, 외관의 단차부(110)에 돌출부(210)가 걸려 단차부(110)의 일측과 돌출부(210)가 맞닿아 외관과 내관의 결합위치가 고정되어, 외관(100)에 내관(200)이 안정적으로 고정되도록 구성된다.In addition, as shown in the drawing, the cylindrical inner tube 200 is composed of a hollow pipe made of CFRP material like the outer tube 100, and a ring-shaped protrusion 210 is formed on one side of the outer circumferential surface of the inner tube ( 200) is inserted into and fixed inside one side of the exterior 100, the protrusion 210 is caught on the stepped portion 110 of the exterior, and one side of the stepped portion 110 and the protrusion 210 come into contact, thereby forming a gap between the exterior and the inner tube. The coupling position is fixed, so that the inner tube 200 is stably fixed to the outer tube 100.

이때, 내관 돌출부(210)의 외주면에 접착물질을 도포하여 내관 돌출부(210)의 외주면과 외관(100)의 내벽 간의 본딩결합을 형성함으로써 외관(100)의 중심축과 외관(100)에 삽입되는 내관(200)의 중심축이 일치하도록 구성되며, 이러한 돌출부(210)와 외관(100) 간의 접촉부위에는 요철형상의 접합홈과 대응홈이 각각 형성되어, 접촉부위에 충진된 접착물질이 굳어지며 형성되는 요철 형상의 본딩 결합에 의해 보다 안정적으로 결합되도록 구성되는데, 이에 관해서는 후술하는 도 3에서 보다 자세히 설명하기로 한다.At this time, an adhesive material is applied to the outer circumferential surface of the inner tube protrusion 210 to form a bonding bond between the outer circumferential surface of the inner tube protrusion 210 and the inner wall of the exterior 100, which is inserted into the central axis of the exterior 100 and the exterior 100 The central axis of the inner tube 200 is configured to coincide, and a concave-convex joint groove and a corresponding groove are formed in the contact area between the protrusion 210 and the exterior 100, respectively, so that the adhesive material filled in the contact area hardens. It is configured to be more stably coupled by the bonding of the concave-convex shape formed, which will be described in more detail in FIG. 3 to be described later.

이때, 내관의 돌출부(210)는 내관(200)과 외관(100) 사이의 여유공간에 꽉 맞게 끼워지도록 구성되는데, 이를 위해 본 발명의 일실시예에 따른 돌출부(210)의 두께는, 내관(200)의 외주면부터 외관(100)의 내주면 사이의 유격, 즉, 외관(100)의 내경과 내관(200)의 외경 간의 차이와 동일하게 형성되어, 통상 내관의 외주면으로부터 3mm 내지 20mm의 범위의 두께로 돌출되어 형성될 수 있으며, 바람직하게는 3mm 내지 10mm의 범위에서 형성되는 것이 좋으나, 요구되는 CFRP 파이프 롤러의 사양에 따라 다양하게 설정될 수 있다.At this time, the protrusion 210 of the inner tube is configured to fit tightly into the free space between the inner tube 200 and the exterior 100. To this end, the thickness of the protrusion 210 according to one embodiment of the present invention is the inner tube ( 200) is formed equal to the gap between the outer circumferential surface of the outer circumferential surface of the outer circumferential surface of the outer 100, that is, the difference between the inner diameter of the outer 100 and the outer diameter of the inner tube 200, and usually has a thickness ranging from 3 mm to 20 mm from the outer circumferential surface of the inner tube. It can be formed by protruding, preferably in the range of 3 mm to 10 mm, but it can be set in various ways according to the specifications of the CFRP pipe roller required.

또한, 도면에 도시된 바와 같이, 내관(200)의 양 단부에는 샤프트(400)가 내입되는데, 샤프트(400)의 내입 과정에서, 샤프트(400) 내입부의 외주면에 접착물질을 도포하여 압입함으로써 샤프트(400)와 내관(200) 간의 본딩결합이 이루어지게 된다.In addition, as shown in the drawing, the shaft 400 is inserted into both ends of the inner tube 200. In the process of inserting the shaft 400, an adhesive material is applied to the outer circumferential surface of the inner part of the shaft 400 and press-fitted into the shaft. Bonding between the 400 and the inner tube 200 is performed.

이러한 샤프트(400)는, 외관(100)에 내관(200)을 삽입하기 전, 내관(200)에 샤프트(400)를 내입하는 공정을 통해 사전에 내관(200)과 샤프트(400)를 일체화하여 준비하도록 구성될 수 있으며, 샤프트(400)의 재질은 강철(Steel) 소재로 제작되는 것이 바람직하나 이에 제한되지 않고 다양한 소재로 제작될 수 있다.The shaft 400 is formed by integrating the inner tube 200 and the shaft 400 in advance through a process of inserting the shaft 400 into the inner tube 200 before inserting the inner tube 200 into the outer tube 100. It may be configured to prepare, and the material of the shaft 400 is preferably made of a steel material, but is not limited thereto and may be made of various materials.

한편, 고정부재(300)는, 외관(100)과 내관(200) 사이의 유격 공간에 끼워맞춤 방식으로 체결되는데, 이러한 고정부재(300)는 외관 단차부(110)의 타측에 배치되도록 체결되어, 단차부(110)를 중심으로 내관 돌출부(210)와 대향되는 위치에서 서로 일정 거리만큼 좌우로 이격되도록 구성된다.On the other hand, the fixing member 300 is fastened in a fit-fitting manner to the gap space between the exterior 100 and the inner tube 200, such a fixing member 300 is fastened to be disposed on the other side of the exterior stepped portion 110 , It is configured to be spaced left and right by a certain distance from each other at a position opposite to the inner tube protrusion 210 with the stepped portion 110 as the center.

상술한 고정부재(300)의 너비 및 두께는, 내관 돌출부(210)의 너비 및 두께와 동일하게 형성되는 것이 바람직하나, CFRP 파이프 롤러 제작 환경 및 요구 사양 등에 따라 각각 다르게 설정되어 적용될 수도 있다.The above-described width and thickness of the fixing member 300 are preferably formed to be the same as those of the inner pipe protrusion 210, but may be set differently depending on the CFRP pipe roller manufacturing environment and required specifications.

이때, 고정부재(300)는, 외관(100) 및 내관(100)과 마찬가지로 CFRP 소재로 제작되어 CFRP 파이프와 동일한 기계적, 화학적 물성을 가지도록 구성되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 제작되는 CFRP 파이프의 목표 강도나 무게 또는 제작 방식 등에 따라 여러가지 소재로 제작될 수 있음은 물론이다.At this time, the fixing member 300 is preferably made of CFRP material like the exterior 100 and the inner tube 100 and configured to have the same mechanical and chemical properties as the CFRP pipe, but is not necessarily limited thereto. Of course, it can be made of various materials depending on the target strength or weight of the CFRP pipe or the manufacturing method.

상술한 고정부재(300)의 체결 과정에서도, 고정부재(300)의 내주면과 외주면에는 각각 접착물질이 도포되어 내관(200)의 외주면과 고정부재(300), 고정부재(300)와 외관(100)의 내주면 간의 본딩결합이 이루어지도록 구성되는데, 이러한 고정부재(300)의 체결을 통해 외관(100)의 중심축과 외관(100)에 삽입되는 내관(200)의 중심축이 일치하도록 강력하게 고정함으로써, CFRP 파이프 롤러의 보다 정확한 정적, 동적 균형이 확보됨은 물론, 하중에 의한 처짐에도 보다 높은 저항성을 가지도록 구성된다.Even in the fastening process of the fixing member 300 described above, an adhesive material is applied to the inner and outer circumferential surfaces of the fixing member 300, respectively, so that the outer circumferential surface of the inner tube 200 and the fixing member 300, the fixing member 300 and the exterior 100 ) Is configured so that bonding between the inner circumferential surfaces is made, through the fastening of the fixing member 300, the central axis of the exterior 100 and the central axis of the inner tube 200 inserted into the exterior 100 are strongly fixed to match. By doing so, a more accurate static and dynamic balance of the CFRP pipe roller is secured, and it is configured to have higher resistance to deflection caused by a load.

이와 같은 구성을 통해, 본 발명에 따른 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러에서는, 내관의 돌출부 및 고정부재가 서로 일정 거리만큼 이격된 지점에서 각각 외관과 접촉하여 외관과 내관 사이의 결합을 이루도록 구성되어, 롤러의 동작 시간이 축적됨에 따라 파이프 롤러에 '∪'자형의 하방 처짐 현상이 발생하는 경우, 파이프의 길이방향 중앙을 기준으로 서로 일정 거리만큼 이격된 두 지점에서 외관과 내관이 상호 접착ㆍ고정되는 고정부재와 내관 돌출부를 통해, 파이프 롤러의 자중에 의한 하방 모멘트에 대항하는 지지력을 발생하도록 구성하여, 파이프 롤러에 가해지는 하방 모멘트를 부분적으로 상쇄함으로써, 파이프 롤러의 변형을 효과적으로 억제할 수 있도록 지원하며, 이와 관련하여서는 후술하는 도 5에서 보다 상세히 설명하기로 한다.Through this configuration, in the double pipe type CFRP pipe roller according to the present invention, the protruding part of the inner pipe and the fixing member are configured to contact the outer pipe at a point spaced apart from each other by a certain distance to form a coupling between the outer pipe and the inner pipe. When the pipe roller experiences downward deflection in the shape of a '∪' as the operating time of the pipe roller accumulates, the outer and inner tubes are mutually bonded and fixed at two points spaced apart by a certain distance from each other based on the center of the longitudinal direction of the pipe. Through the member and the inner tube protrusion, it is configured to generate a supporting force against the downward moment caused by the weight of the pipe roller, thereby partially canceling the downward moment applied to the pipe roller, thereby effectively suppressing the deformation of the pipe roller Support, , This will be described in more detail in FIG. 5 to be described later.

즉, 본 발명의 일실시예에 따른 CFRP 파이프 롤러는, 외주면 일측에 링 형상의 돌출부가 형성된 중공 원통형의 내관과, 중앙부 내주면을 따라 내측으로 돌출된 링 형상의 단차부가 형성된 중공 원통형의 외관 및 상기 외관과 내관 간의 유격에 끼워맞춰지는 고정부재를 포함하여 구성되어, 설비 운용에 따라 파이프 롤러의 자중에 의해 발생하는 하방 처짐에 대항하여, 관의 축방향 중앙을 기준으로 서로 일정 거리만큼 이격된 외관과 내관의 고정 지점, 즉, 고정부재와 돌출부를 통해 형성되는 내관과 외관의 연결부에서, 파이프 롤러의 중앙부에 집중되는 하방 모멘트를 상쇄하는 지지력을 발생시켜 하방 모멘트를 상쇄함으로써, 파이프 롤러의 전반적인 구조 변형을 억제하는 효과가 있다.That is, the CFRP pipe roller according to one embodiment of the present invention has a hollow cylindrical inner tube formed with a ring-shaped protrusion on one side of the outer circumferential surface, a hollow cylindrical outer tube formed with a ring-shaped stepped portion protruding inward along the inner circumferential surface of the central portion, and the above It is composed of a fixing member fitted in the gap between the outer and inner tubes, and is spaced apart from each other by a certain distance based on the axial center of the tube against the downward deflection caused by the weight of the pipe roller according to facility operation. The overall structure of the pipe roller by generating a supporting force to offset the downward moment concentrated in the center of the pipe roller at the fixed point of the inner tube and the inner tube, that is, the connection between the inner tube and the exterior formed through the fixing member and the protrusion, thereby canceling the downward moment It has the effect of inhibiting deformation.

또한, 도면에 도시되듯이, 롤러를 구성하는 외관(100) 양측 말단에는, 외관(100)과 내관(200) 사이의 유격 공간에 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 마감처리 수단으로 플랜지(500) 등이 추가로 구비될 수 있다.In addition, as shown in the drawing, at both ends of the exterior 100 constituting the roller, a flange 500 is provided as a finishing means to prevent foreign substances from entering the clearance space between the exterior 100 and the inner tube 200. etc. may be additionally provided.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 CFRP 파이프 롤러를 제조함에 있어서는, 먼저, CFRP 소재의 원통형상으로 구성되는 중공형의 외관과 내관을 형성한 후, 외관의 일측 내부로 내관을 삽입하여 고정하고, 외관의 타측 내부로 고정부재를 삽입하여 외관과 내관의 사이의 유격에 고정부재를 끼워맞춰 고정하도록 이루어지는데, 이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러의 제조방법을 도 3 내지 도 4를 통해 보다 상세히 설명하기로 한다.On the other hand, in manufacturing a CFRP pipe roller according to an embodiment of the present invention, first, after forming a hollow exterior and an inner tube composed of a cylindrical shape of CFRP material, the inner tube is inserted into one side of the exterior and fixed, , A fixing member is inserted into the inside of the other side of the outer cover to fit and fix the fixing member to the gap between the outer cover and the inner pipe. Hereinafter, a method for manufacturing a double pipe type CFRP pipe roller according to an embodiment of the present invention is shown 3 to 4 will be described in more detail.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러를 구성하는 외관에 내관을 삽입하여 결합위치를 고정하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 내관과 외관이 삽입된 상태에서 사이의 유격에 고정부재를 삽입하여 결합고정하는 과정을 보여주기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a process of fixing a coupling position by inserting an inner tube into an exterior constituting a double tube type CFRP pipe roller according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a view according to an embodiment of the present invention It is a drawing to show the process of coupling and fixing by inserting a fixing member into the gap between the inner tube and the outer tube in the inserted state.

우선, 내측 중앙부에 단차부(110)가 형성된 원통 형상의 CFRP 외관(100)과 외주면 일측에 돌출부(210)가 형성된 원통 형상의 CFRP 내관(200)을 각각 준비하는데, 이러한 외관(100)과 내관(200)의 형성과정에서는, 통상의 CFRP 파이프 제조 방식인 오토클레이브 방식과 필라멘트 와인딩 방식 등의 다양한 제조 방식을 제조 환경에 따라 적합하게 선택ㆍ적용하여 제조할 수 있다.First, a cylindrical CFRP exterior 100 with a stepped portion 110 formed in the inner center and a cylindrical CFRP inner tube 200 with a protrusion 210 formed on one side of the outer circumferential surface are prepared, respectively. In the formation process of (200), various manufacturing methods such as autoclave method and filament winding method, which are conventional CFRP pipe manufacturing methods, can be suitably selected and applied according to the manufacturing environment.

외관(100)과 내관(200)이 준비되면, 외관(100)의 내부로 내관(200)을 삽입하여 고정하는데, 도 3에서와 같이, 내관(200)의 삽입 과정에서, 외관(100)의 중앙부 내주면을 따라 내측으로 돌출된 단차부(110)에 의해 내관(200) 외주면의 일측에 형성된 돌출부(210)가 걸려, 단차부(110)의 일측에 내관의 돌출부(210)가 맞닿도록 배치하여 내관(200)을 고정한다.When the exterior 100 and the inner tube 200 are prepared, the inner tube 200 is inserted into the exterior 100 and fixed. As shown in FIG. 3, in the process of inserting the inner tube 200, the exterior 100 The protruding part 210 formed on one side of the outer circumferential surface of the inner tube 200 is caught by the stepped part 110 protruding inward along the inner circumferential surface of the central part, and the protruding part 210 of the inner tube is in contact with one side of the stepped part 110. The inner tube 200 is fixed.

이때, 앞서 설명한 바와 같이, 내관(200) 삽입 전, 내관 돌출부(210)의 외주면에 접착물질을 도포하여, 내관의 돌출부(210)와 외관(100)의 내벽 간의 접촉부위는 요철 형상의 본딩결합이 이루어지도록 구성되는데, 내관 돌출부(210)의 외주면에는 요철형상의 제1 접합홈이 형성되고, 외관(100)의 내주면에는 상술한 제1 접합홈에 대응되는 위치에 제1 대응홈이 형성되어, 상기 제1 접합홈과 제1 대응홈 사이의 공간에 접착 물질이 충진되어 굳어지면서 형성되는 요철 형상의 본딩 결합에 의해 외관과 내관이 보다 강력하게 상호 결합되도록 구성되는데, 이때, 외관(100)과 내관(200) 간의 접촉면에는 상호 대응되는 위치에 다수 개의 제1 접합홈 및 제1 대응홈이 각각 형성된다.At this time, as described above, before inserting the inner tube 200, the adhesive material is applied to the outer circumferential surface of the inner tube protrusion 210, so that the contact area between the inner tube protrusion 210 and the outer wall 100 is concave-convex bonding. This is configured so that a concave-convex first bonding groove is formed on the outer circumferential surface of the inner tube protrusion 210, and a first corresponding groove is formed at a position corresponding to the above-described first bonding groove on the inner circumferential surface of the exterior 100. , The adhesive material is filled in the space between the first bonding groove and the first corresponding groove and is configured so that the outer and inner tubes are more strongly coupled to each other by bonding in a concave-convex shape formed while hardening. At this time, the exterior 100 A plurality of first bonding grooves and first corresponding grooves are formed at positions corresponding to each other on the contact surface between the inner tube 200 and the inner tube 200 , respectively.

즉, 도 3의 (A)에 도시된 바와 같이, 내관 돌출부(210)의 외주면에는 제1 접합홈(220)이 형성되고, 외관(100)의 내주면에는 상기 내관 돌출부(210)의 제1 접합홈(220)에 대응하는 위치에 제1 대응홈(120)이 형성되어 있으며, 이를 통해, 외관(100)과 내관(200)의 결합 시 접촉부위 즉, 내관 돌출부(210)의 외주면에 접착물질을 도포한 후 상호 결합하게 되면, 접촉부위에 도포된 접착물질이 제1 대응홈(120)과 제1 접합홈(220) 사이 공간에 충진되면서 요철형상으로 굳어지게 되고, 이와 같이 요철 형상으로 굳어진 접착제가 걸림턱과 같은 역할을 수행하게 되어 축방향으로 가해지는 힘에 보다 높은 저항성을 가지며 안정적으로 강하게 결합된다.That is, as shown in (A) of FIG. 3, a first joint groove 220 is formed on the outer circumferential surface of the inner tube protrusion 210, and the first joint of the inner tube protrusion 210 is formed on the inner circumferential surface of the exterior 100. A first corresponding groove 120 is formed at a position corresponding to the groove 220, and through this, an adhesive material on the outer circumferential surface of the inner pipe protrusion 210, that is, the contact area when the outer pipe 100 and the inner pipe 200 are coupled. When coupled to each other after applying, the adhesive material applied to the contact portion is filled in the space between the first corresponding groove 120 and the first joint groove 220 and hardened into a concave-convex shape, The adhesive acts as a locking jaw, so it has higher resistance to the force applied in the axial direction and is stably and strongly bonded.

이어서, 내관(200)을 외관(100) 내부로 삽입하여 고정한 후에는, 도 4에서 도시되듯이 외관(100)의 타측 내부로 고정부재(300)를 삽입하여 단차부(110)의 타측에 고정부재(300)가 배치되도록 고정하게 되는데, 도 1에서 설명한 바와 같이, 고정부재(300)는 내관의 돌출부(210)와 동일한 너비와 두께를 갖도록 구성되어, 내관의 돌출부(210)가 존재하지 않은 외관(100)의 타측 내부와 내관(200) 사이의 유격 공간에 끼워맞춤 방식으로 체결되며, 이러한 고정부재(300)의 체결 과정에서는, 고정부재(300)의 삽입 전, 고정부재(300)의 내주면과 외주면에 각각 접착물질을 도포하여 내관의 돌출부(210)가 존재하지 않은 외관(100)의 타측 내부와 내관(200) 사이의 유격에 끼워맞춰 고정한다.Subsequently, after the inner tube 200 is inserted into the exterior 100 and fixed, as shown in FIG. 4, the fixing member 300 is inserted into the other side of the exterior 100 and fixed to the other side of the stepped portion 110. The member 300 is fixed so as to be disposed. As described in FIG. 1, the fixing member 300 is configured to have the same width and thickness as the protrusion 210 of the inner tube, so that the protrusion 210 of the inner tube does not exist. It is fastened in a fit-fitting manner in the gap space between the inside of the other side of the outer tube 100 and the inner tube 200, and in the process of fastening the fixing member 300, before inserting the fixing member 300, the fixing member 300 An adhesive material is applied to the inner circumferential surface and the outer circumferential surface, respectively, to fit and fix the gap between the inner tube 200 and the inside of the other side of the exterior 100 where the protrusion 210 of the inner tube does not exist.

이때, 상술한 내관 돌출부(210)와 마찬가지로, 고정부재(300)의 외주면과 내주면에는 각각, 외관(100)의 내주면에 형성된 요철형상의 제2 대응홈(미도시)에 대응하는 위치에 제1 결합홈(미도시)과, 내관(200)의 외주면에 형성된 요철 형상의 제2 접합홈(미도시)에 대응하는 위치에 제2 결합홈(미도시)이 추가로 형성될 수 있으며, 이렇게 형성되는 제1 결합홈 및 제2 결합홈에 접착물질이 충진되어 굳어짐으로써 내관(200)과 고정부재(300) 및 고정부재(300)와 외관(100) 간의 보다 강력한 본딩 결합이 이루어질 수 있다.At this time, similar to the above-described inner tube protruding portion 210, on the outer and inner circumferential surfaces of the fixing member 300, a first first position corresponding to the second corresponding groove (not shown) formed on the inner circumferential surface of the exterior 100 has a concavo-convex shape. A second coupling groove (not shown) may be additionally formed at a position corresponding to the coupling groove (not shown) and the concave-convex second joint groove (not shown) formed on the outer circumferential surface of the inner tube 200. As the adhesive material is filled in the first coupling groove and the second coupling groove to be hardened, stronger bonding between the inner tube 200 and the fixing member 300 and the fixing member 300 and the outer 100 can be achieved.

또한, 외관(100)과 내관(200) 및 고정부재(300)의 본딩결합을 위해 사용되는 접착물질로는, 에폭시 수지가 사용될 수 있으며, 이외에도 CFRP 파이프 및 고정부재의 재질이나 본딩 강도를 고려하여 다양한 접착제가 사용될 수 있음은 물론이다.In addition, as an adhesive material used for bonding the exterior 100, the inner tube 200, and the fixing member 300, an epoxy resin may be used, and in addition, considering the material or bonding strength of the CFRP pipe and the fixing member, It goes without saying that a variety of adhesives may be used.

이때, 외관(100)과 내관(200)의 결합ㆍ고정을 위해 구비되는 단차부(110)와 돌출부(210) 및 고정부재(300)의 너비는, 내관(200)의 자중에 의해 발생되는 하방 모멘트의 분산을 위해 각각 적절한 범위 내에서 설정되는데, 바람직하게는, 도 1에 도시된 바와 같이, 외관(100)과 내관(200)의 총장이 각각 L인 경우, 외관 단차부(110)의 너비(m)를 총장(L)의 20% 내지 40%의 범위에서 설정하여 외관(100)의 내주면을 따라 중앙부에 단차부(110)를 형성하고, 외관 단차부(110)의 양측에, 너비가 총장(L)의 1% 내지 5%의 범위에 해당하는 고정부재(300) 및 돌출부(210)가 각각 배치되도록 형성하여 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러를 구성하는 것이 좋다.At this time, the width of the stepped portion 110, the protruding portion 210, and the fixing member 300 provided for coupling and fixing the outer tube 100 and the inner tube 200 is lower than that generated by the weight of the inner tube 200. Each is set within an appropriate range for the dispersion of the moment. Preferably, as shown in FIG. 1, when the total length of the outer tube 100 and the inner tube 200 is L , the width of the outer stepped portion 110 ( m ) is set in the range of 20% to 40% of the total length ( L ) to form a stepped portion 110 in the center along the inner circumferential surface of the exterior 100, and on both sides of the exterior stepped portion 110, the width It is good to construct a double pipe type CFRP pipe roller by forming the fixing member 300 and the protrusion 210 corresponding to the range of 1% to 5% of the total length ( L ), respectively.

이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 CFRP 파이프 롤러는, 파이프의 길이 방향의 중앙을 기준으로 일정 거리만큼 서로 이격된 두 지점에서 외관과 내관을 상호 접착 및 고정하도록 구성되어, 파이프 롤러에 전체적으로 '∪'자형의 하방 처짐 현상이 발생하는 경우, 서로 일정 거리만큼 이격되어 형성되는 외관과 내관 결합 고정된 지점을 통해 파이프 롤러의 자중에 의한 하방 모멘트를 상쇄하는 지지력을 발생시킴으로써, CFRP 파이프 롤러 전반에 발생할 수 있는 구조 변형을 억제하도록 지원하는 효과가 있다.As such, the CFRP pipe roller according to one embodiment of the present invention is configured to adhere and fix the outer and inner tubes to each other at two points spaced apart from each other by a predetermined distance based on the center of the pipe in the longitudinal direction, so that the pipe roller as a whole When a '∪'-shaped downward deflection occurs, a supporting force is generated to offset the downward moment caused by the weight of the pipe roller through a fixed point where the exterior and the inner tube are coupled at a certain distance from each other, thereby generating a supporting force throughout the CFRP pipe roller. It has the effect of supporting to suppress the structural deformation that may occur in

도 5는 단일관으로 형성된 파이프 롤러와 본 발명의 일실시예에 따라 관의 중앙부에서 일정거리 이격된 두 지점에서 외관과 내관이 접착ㆍ고정된 이중관 파이프 롤러의 자중에 의한 처짐현상을 비교하여 보여주는 도면으로서, 도 5의 (a)는 단일관 파이프 롤러의 자중에 의한 처짐현상을 모사하여 도시한 도면이고, (b)는 본 관의 중앙부에서 일정거리 이격된 두 지점에서 외관과 내관이 접착ㆍ고정된 이중관 파이프 롤러에서 롤러의 자중에 의한 처짐현상을 모사하여 나타낸 도면이다.5 shows a comparison between a pipe roller formed of a single pipe and a deflection phenomenon caused by its own weight of a pipe roller formed of a single pipe and a double pipe roller in which an outer pipe and an inner pipe are adhered and fixed at two points spaced apart by a certain distance from the center of the pipe according to an embodiment of the present invention. As a drawing, (a) of FIG. 5 is a diagram illustrating the sagging phenomenon caused by the weight of a single pipe roller by simulating it, and (b) is a view in which the outer and inner pipes are bonded and This is a drawing showing the deflection phenomenon caused by the weight of the roller in a fixed double pipe roller.

도면을 통해 보여지듯이, 장형의 파이프 롤러를 장시간 사용함에 따라, 파이프 자중에 의한 하방 모멘트에 의해 파이프 롤러의 구조가 변형되게 되는데, 도 5의 (a)에 도시된 단일관 롤러의 경우, 하방 모멘트(F1)에 의해 파이프가 전체적으로 '∪'자형 형상을 갖는 하방 처짐 변형이 발생한 것을 확인할 수 있다.As shown in the drawing, as the long pipe roller is used for a long time, the structure of the pipe roller is deformed by the downward moment caused by the weight of the pipe. In the case of the single pipe roller shown in (a) of FIG. 5, the downward moment It can be seen from (F 1 ) that the pipe has a downward deflection deformation having a '∪' shape as a whole.

반면에, 도 5의 (b)에 나타난 본 발명에 따른 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러의 경우, 파이프 롤러의 자중에 의한 하방 모멘트가 작용함에 있어서, 외관과 내관의 연결부, 즉, 고정부재와 돌출부가 형성된 지점에서 하방 모멘트(F1)에 대항하는 지지력(F2)이 발생하여, 파이프 롤러가 전체적으로 'M'자형으로 변형되는 것을 확인할 수 있다.On the other hand, in the case of the double pipe type CFRP pipe roller according to the present invention shown in FIG. It can be seen that the support force (F 2 ) opposing the downward moment (F 1 ) is generated at the formed point, and thus the pipe roller is deformed into an 'M' shape as a whole.

그에 따라, 파이프 롤러에서 나타나는 전반적인 '∪'자형 하방 처짐 변형이 감소됨으로써, 도면의 (a)에서 나타난 단일관의 파이프 변형량(Deflection A)에 비해, 본 발명에 따른 이중관 구조의 파이프 변형량(Deflection B)은 전반적으로 60% 이하의 수준으로 감소됨을 확인할 수 있었다.Accordingly, the overall '∪'-shaped downward deflection deformation shown in the pipe roller is reduced, so that the pipe deformation amount (Deflection B) of the double pipe structure according to the present invention is compared to the pipe deformation amount (Deflection A) of the single pipe shown in (a) of the drawing. ) was confirmed to be reduced to a level of 60% or less overall.

결과적으로, 본 발명에 따라 파이프의 축방향 중앙을 기준으로 서로 일정 거리만큼 이격된 지점에서 외관과 내관을 결합고정하는 이중관 타입의 파이프 롤러는, 롤러 운용 시간이 축적됨에 따라, 롤러에 발생할 수 있는 '∪'자형 하방 처짐 변형을 줄여 롤러 전반의 진직도를 향상하도록 지원함을 확인할 수 있다.As a result, according to the present invention, the double pipe type pipe roller coupling and fixing the outer and inner pipes at a point spaced apart from each other by a certain distance based on the axial center of the pipe, as the roller operation time accumulates, the roller may occur. It can be seen that the '∪'-shaped downward deflection deformation is reduced and the overall straightness of the roller is improved.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 CFRP 파이프 롤러는, 외주면 일측에 링 형상의 돌출부가 형성된 중공 원통형의 내관과, 중앙부 내주면을 따라 내측으로 돌출된 링 형상의 단차부가 형성된 중공 원통형의 외관이 서로 결합된 형태의 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러를 구성함에 있어서, 외관에 형성된 단차부와 내관에 형성된 돌출부를 통해 외관과 내관의 결합 위치를 고정한 후, 외관과 내관 사이의 유격 공간을 통해 링 형상의 고정부재를 삽입하여, 단차부의 양측에 각각 배치되는 상기 돌출부 및 고정부재를 외관의 내벽에 접착ㆍ고정함으로써, 관의 길이방향의 중앙으로부터 서로 일정 거리만큼 이격된 두 지점에서 외관과 내관이 상호 접착 및 고정되어 연결되는 구조를 통해, 롤러의 구조적 변형을 방지하고, 이를 통해 롤러의 진직도를 향상시켜 롤러와 필름간의 접촉과정에서 주름 발생을 줄여 필름의 밀착도를 크게 높일 뿐만 아니라, 외관의 내부에 내관을 배치한 후 고정부재를 체결하는 단순한 공정만으로 이중관 형태의 롤러를 제조하도록 구성되는 효과가 있다.As described above, the CFRP pipe roller manufactured according to one embodiment of the present invention has a hollow cylindrical inner tube formed with a ring-shaped protrusion on one side of the outer circumferential surface and a ring-shaped stepped portion protruding inward along the inner circumferential surface of the central portion. In constructing a double tube type CFRP pipe roller in which hollow cylindrical exteriors are coupled to each other, the space between the exterior and the inner tube is fixed after fixing the coupling position between the exterior and the inner tube through the stepped portion formed on the exterior and the protrusion formed on the inner tube. By inserting a ring-shaped fixing member through and adhering and fixing the protruding part and the fixing member disposed on both sides of the stepped part to the inner wall of the outer appearance, the outer appearance at two points spaced apart from each other by a certain distance from the center in the longitudinal direction of the pipe. Through the structure in which the inner tube and inner tube are mutually bonded and fixed, structural deformation of the roller is prevented, and through this, the straightness of the roller is improved to reduce wrinkles during the contact process between the roller and the film, thereby greatly increasing the adhesion of the film. , There is an effect of being configured to manufacture a roller in the form of a double tube with only a simple process of arranging the inner tube inside the exterior and then fastening the fixing member.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다 할 것이다.The present invention described above is not limited by the foregoing embodiments and the accompanying drawings, and it is in the technical field to which the present invention belongs that various substitutions, modifications, and changes are possible within a range that does not deviate from the technical spirit of the present invention. It will be obvious to those skilled in the art.

100 : 외관 110 : 단차부
120 : 대응홈 200 : 내관
210 : 돌출부 220 : 접합홈
300 : 고정부재 400 : 샤프트
500 : 플랜지100: appearance 110: stepped part
120: corresponding groove 200: inner tube
210: protrusion 220: junction groove
300: fixing member 400: shaft
500: flange

Claims (12)

CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic, 탄소섬유강화수지) 파이프 롤러에 있어서,
외주면 일측에 링 형상의 돌출부가 형성된 중공 원통형의 CFRP 내관;
길이방향의 중앙부 내주면을 따라 내측으로 돌출된 링 형상의 단차부가 형성된 중공 원통형의 CFRP 외관; 및
상기 단차부를 중심으로 상기 돌출부와 대향되는 위치에서, 상기 내관과 외관 사이의 유격 공간에 삽입되어 고정되는 링 형상의 고정부재;
를 포함하여 구성되어,
상기 단차부의 양측에 각각 배치되는 상기 돌출부 및 상기 고정부재를 통해 외관과 내관을 접착 고정함으로써, 파이프 롤러의 길이방향 중앙으로부터 서로 일정 거리만큼 이격된 두 지점에서 외관과 내관 사이의 결합 위치가 고정되는 것을 특징으로 하는 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러.
In CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic) pipe rollers,
A hollow cylindrical CFRP inner tube with a ring-shaped protrusion formed on one side of the outer circumferential surface;
A hollow cylindrical CFRP exterior with a ring-shaped stepped portion protruding inward along the inner circumferential surface of the central portion in the longitudinal direction; and
a ring-shaped fixing member that is inserted into and fixed to the clearance space between the inner tube and the outer tube at a position opposite to the protrusion with respect to the stepped portion;
It consists of,
By bonding and fixing the exterior and interior tubes through the protrusions and the fixing member disposed on both sides of the stepped portion, the coupling position between the exterior and the interior tube is fixed at two points spaced apart from each other by a predetermined distance from the center in the longitudinal direction of the pipe roller. A double pipe type CFRP pipe roller.
 제 1항에 있어서,
상기 고정부재는,
CFRP 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러.
According to claim 1,
The fixing member is
A double pipe type CFRP pipe roller, characterized in that it is formed of CFRP material.
 제 1항에 있어서,
상기 단차부는,
상기 외관의 내주면으로부터 1mm 내지 2mm 범위로 돌출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러.
According to claim 1,
The step part,
A double pipe type CFRP pipe roller, characterized in that it is formed to protrude in the range of 1 mm to 2 mm from the inner circumferential surface of the exterior.
 제 1항에 있어서,
상기 단차부는,
상기 외관의 길이방향 중앙 부위에서, 외관 내주면의 길이방향을 따라 외관 총장(總長)의 20% 내지 40%의 범위에서 형성되는 것을 특징으로 하는 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러.
According to claim 1,
The step part,
A double pipe type CFRP pipe roller, characterized in that it is formed in the range of 20% to 40% of the total length of the outer appearance along the longitudinal direction of the inner circumferential surface of the outer appearance at the central part in the longitudinal direction of the outer appearance.
 제 4항에 있어서,
상기 돌출부는,
내관 외주면의 길이방향을 따라 내관 총장(總長)의 1% 내지 5%의 범위에서 형성되는 것을 특징으로 하는 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러.
According to claim 4,
the protrusion,
A double pipe type CFRP pipe roller, characterized in that it is formed in the range of 1% to 5% of the total length of the inner pipe along the longitudinal direction of the outer circumferential surface of the inner pipe.
 제 1항에 있어서,
상기 단차부의 양측에서 외관 내주면에 각각 결합되는 상기 돌출부와 고정부재는,
상기 외관 내주면과의 접착 면적이 서로 동일하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러.
According to claim 1,
The protruding portion and the fixing member respectively coupled to the outer circumferential surface on both sides of the stepped portion,
A double pipe type CFRP pipe roller, characterized in that the adhesive area with the outer circumferential surface is the same as each other.
 제 1항에 있어서,
상기 돌출부의 외주면에는 요철 형상의 제1 접합홈이 다수개 형성되고, 상기 외관의 내주면에는 상기 내관 돌출부의 제1 접합홈에 대응하는 위치에 요철 형상의 제1 대응홈이 다수개 형성되어,
상기 외관과 내관의 접착 고정 과정에서, 상기 제1 접합홈 및 제1 대응홈 사이의 공간에 충진되는 접착물질이 요철 형상의 본딩 결합을 형성하는 것을 특징으로 하는 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러.
According to claim 1,
A plurality of first concave-convex grooves are formed on the outer circumferential surface of the protrusion, and a plurality of first concave-convex grooves are formed on the inner circumferential surface of the exterior at a position corresponding to the first joint groove of the inner tube protrusion.
In the process of bonding and fixing the exterior and interior tubes, the adhesive material filled in the space between the first bonding groove and the first corresponding groove forms a concave-convex bonding bond.
 제 1항에 있어서,
상기 고정부재의 외주면에는 외관의 내주면에 형성된 요철형상의 제2 대응홈에 대응하는 위치에 제1 결합홈이 다수개 형성되고, 상기 고정부재의 내주면에는 내관의 외주면에 형성된 요철 형상의 제2 접합홈에 대응하는 위치에 제2 결합홈이 다수개 형성되어,
상기 고정부재의 접착 고정 과정에서, 상기 제1 결합홈과 제2 대응홈 및 제2 결합홈과 제2 접합홈 사이의 공간에 충진되는 접착물질이 요철 형상의 본딩 결합을 형성하는 것을 특징으로 하는 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러.
According to claim 1,
On the outer circumferential surface of the fixing member, a plurality of first coupling grooves are formed at positions corresponding to the second corresponding grooves formed on the inner circumferential surface of the exterior, and on the inner circumferential surface of the fixing member, a second joining groove is formed on the outer circumferential surface of the inner tube. A plurality of second coupling grooves are formed at positions corresponding to the grooves,
In the adhesive fixing process of the fixing member, the adhesive material filled in the space between the first coupling groove and the second corresponding groove and the second coupling groove and the second joint groove forms a concave-convex bonding coupling. Double pipe type CFRP pipe roller.
 제 1항에 있어서,
상기 내관의 양 단부에는,
강철(Steel)소재의 샤프트가 내입되어 본딩결합되는 것을 특징으로 하는 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러.
According to claim 1,
At both ends of the inner tube,
A double pipe type CFRP pipe roller characterized in that a steel shaft is inserted and bonded.
 제 1항에 있어서,
상기 외관의 양측 말단에는,
외관과 내관 사이의 유격 공간에 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 플랜지가 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러.
According to claim 1,
At both ends of the exterior,
A double pipe type CFRP pipe roller, characterized in that each flange is provided to prevent foreign substances from entering the clearance space between the exterior and the inner tube.
 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러를 제조하는 방법에 있어서,
외주면 일측에 링 형상의 돌출부가 형성된 중공 원통형의 CFRP 내관을 형성하는 단계;
길이방향의 중앙부 내주면을 따라 내측으로 돌출된 링 형상의 단차부가 형성된 중공 원통형의 CFRP 외관을 형성하는 단계;
상기 외관의 일측 단부를 통해 상기 내관을 외관 내부로 삽입하여, 상기 단차부와 돌출부의 걸림을 통해 결합 위치가 고정되는 상태에서, 접착물질을 통해 상기 외관과 내관을 접착 고정하는 단계;
상기 외관의 타측 단부를 통해 링 형상의 고정부재를 삽입하여, 상기 단차부와 고정부재의 걸림을 통해 결합 위치가 고정되는 상태에서, 접착물질을 통해 상기 외관과 내관 및 고정부재를 접착 고정하는 단계;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러 제조 방법.
In the method for manufacturing a double pipe type CFRP pipe roller,
Forming a hollow cylindrical CFRP inner tube having a ring-shaped protrusion formed on one side of the outer circumferential surface;
Forming a hollow cylindrical CFRP exterior with a ring-shaped stepped portion protruding inward along the inner circumferential surface of the central portion in the longitudinal direction;
Adhering and fixing the outer tube and the inner tube through an adhesive material in a state in which the inner tube is inserted into the outer tube through one end of the outer tube and the coupling position is fixed through the engagement of the stepped portion and the protrusion;
By inserting a ring-shaped fixing member through the other end of the outer cover, in a state in which the coupling position is fixed through the engagement of the stepped portion and the fixing member, adhesively fixing the outer cover, the inner tube, and the fixing member through an adhesive material ;
A method for manufacturing a double pipe type CFRP pipe roller comprising a.
 제 11항에 있어서,
상기 CFRP 외관 및 CFRP 내관은,
오토클레이브 방식 또는 필라멘트 와인딩 방식으로 제조되는 것을 특징으로 하는 이중관 타입의 CFRP 파이프 롤러 제조 방법.According to claim 11,
The CFRP exterior and CFRP interior,
A method for manufacturing a double pipe type CFRP pipe roller, characterized in that it is manufactured by an autoclave method or a filament winding method.
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