WO2017014384A1

WO2017014384A1 - 로터식 섬유 절단장치

Info

Publication number: WO2017014384A1
Application number: PCT/KR2016/000627
Authority: WO
Inventors: 송정일; 김창욱; 박진철; 박병진; 신석환
Original assignee: 창원대학교 산학협력단
Priority date: 2015-07-17
Filing date: 2016-01-21
Publication date: 2017-01-26
Also published as: KR101585107B1

Abstract

본 발명은 내부 공간을 갖는 박스체로 형성되면서 상면에는 절단하고자 하는 장섬유가 투입되는 섬유투입구가 형성됨과 더불어 저면에는 절단된 단섬유가 배출되는 섬유배출구가 형성되며, 설치 영역의 제공을 위한 설치벽을 갖는 외관케이스; 상기 외관케이스 내에 위치되면서 상기 설치벽에 회전 가능하게 설치됨과 더불어 회전구동부의 구동력을 전달받아 회전되며, 외주면에는 원주를 따라 다수의 칼날 설치홈이 각각 형성됨과 더불어 상기 각 칼날 설치홈에는 칼날이 각각 설치되어 이루어진 로터; 상기 외관케이스 내의 상기 로터와 인접되게 위치되면서 상기 설치벽에 회전 가능하게 설치되며, 외주면에는 상기 로터에 설치되는 각 칼날의 타단이 맞물리면서 상기 로터와 함께 회전되는 지지롤러; 상기 외관케이스 내의 상기 로터와 지지롤러 사이의 상측 부위에 위치됨과 더불어 상기 지지롤러에 인접 또는, 접촉하도록 위치되면서 상기 외관케이스의 섬유투입구를 통해 투입된 장섬유를 상기 로터와 지지롤러 간의 접촉 부위로 안내하는 안내롤러;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 로터식 섬유 절단장치가 제공되며, 이를 통해 미세한 섬유 절단이 가능하면서도 안정적인 동작이 가능하며, 칼날의 손상을 최소화하여 유지 보수 비용의 절감을 이룰 수 있도록 한 것이다.

Description

로터식 섬유 절단장치

본 발명은 섬유 절단장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미세한 섬유 절단이 가능하면서도 안정적인 동작이 가능하며, 칼날의 손상을 최소화하여 유지 보수 비용의 절감을 이룰 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 로터식 섬유 절단장치에 관한 것이다.

일반적으로 복합재료의 보강재로 사용되는 섬유의 경우 길이가 긴 장섬유를 미세하게 절단하여 길이가 짧고 미세한 단섬유로 제조한 후 사용되고 있다.

이와 같은 섬유의 절단은 통상 가위 등의 절단 도구를 이용한 수동 절단 방식에서 진화하여 최근에는 자동화된 섬유 절단장치를 이용하여 빠르고 미세한 단섬유를 얻을 수 있도록 하고 있다.

이러한 섬유 절단장치는 그 절단 방식이나 사용 용도에 따라 로터식과 수직 절단식으로 구분될 수 있으며, 이때 상기 로터식의 섬유 절단장치는 실용신안 실1987-0000087호, 등록특허 제10-0419994호, 등록특허 제10-0354375호, 등록특허 제10-0463378호 등에 개시된 바와 같이 원주 방향을 따라 일정 간격으로 다수의 칼날이 설치된 로터 및 상기 로터의 칼날에 인접하면서 섬유를 상기 칼날에 압착시키는 지지롤러 사이에 섬유를 공급하여 상기 로터의 칼날 간격만큼 섬유가 절단되어 배출되도록 구성되며, 수직 절단식은 등록특허 제10-1399435호에 개시된 바와 같이 복수의 칼날을 수직 승강시키면서 수평 방향으로 통과되는 장섬유를 미세하게 절단하여 배출하도록 구성된다.

하지만, 전술된 종래의 섬유 절단장치 중 로터식 섬유 절단장치의 경우는 절단하고자 하는 장섬유가 수평 방향으로 이동하면서 로터 및 지지롤러 사이를 통과하도록 구성됨과 더불어 상기 지지롤러는 단순히 자유 회전만 이루어지도록 구성됨에 따라 상기 장섬유의 공급 도중 끊김이 발생될 경우 공급되는 장섬유가 로터 및 지지롤러 사이로 정확히 안내되지 못하고 쌓여 칼날을 손상시키는 문제점이 빈번히 발생되었다.

더욱이, 전술된 종래의 로터식 섬유 절단장치는 로터에 설치되는 각 칼날이 해당 로터에 고정된 상태로 설치되기 때문에 섬유의 절단 작업이 진행되는 도중 해당 섬유의 일부에 대한 두께 변동이 발생될 경우에는 상기 로터의 각 칼날이 부러지는 등과 같은 손상이 발생될 수밖에 없었고, 이로써 잦은 칼날 교체로 인한 작업 효율의 저하가 발생되었다.

본 발명은 전술된 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 미세한 섬유 절단이 가능하면서도 안정적인 동작이 가능하며, 칼날의 손상을 최소화하여 유지 보수 비용의 절감을 이룰 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 로터식 섬유 절단장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 로터식 섬유 절단장치는 내부 공간을 갖는 박스체로 형성되면서 상면에는 절단하고자 하는 장섬유가 투입되는 섬유투입구가 형성됨과 더불어 저면에는 절단된 단섬유가 배출되는 섬유배출구가 형성되며, 설치 영역의 제공을 위한 설치벽을 갖는 외관케이스; 상기 외관케이스 내에 위치되면서 상기 설치벽에 회전 가능하게 설치됨과 더불어 회전구동부의 구동력을 전달받아 회전되며, 외주면에는 원주를 따라 다수의 칼날 설치홈이 각각 형성됨과 더불어 상기 각 칼날 설치홈에는 칼날이 각각 설치되어 이루어진 로터; 상기 외관케이스 내의 상기 로터와 인접되게 위치되면서 상기 설치벽에 회전 가능하게 설치되며, 외주면에는 상기 로터에 설치되는 각 칼날의 타단이 맞물리면서 상기 로터와 함께 회전되는 지지롤러; 상기 외관케이스 내의 상기 로터와 지지롤러 사이의 상측 부위에 위치됨과 더불어 상기 지지롤러에 인접 또는, 접촉하도록 위치되면서 상기 외관케이스의 섬유투입구를 통해 투입된 장섬유를 상기 로터와 지지롤러 간의 접촉 부위로 안내하는 안내롤러;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 각 칼날의 일단은 상기 로터의 각 칼날 설치홈 내에 해당 로터의 방사 방향으로 유동 가능하게 설치됨과 더불어 상기 각 칼날의 타단은 상기 각 칼날 설치홈 외부로 노출되게 위치되고, 상기 각 칼날의 양측에는 수용홈이 요입 형성됨과 더불어 상기 수용홈에는 각 칼날을 일괄적으로 연결하면서 각 칼날에 탄력적인 유동력을 부여하는 탄력 재질의 연결링이 설치됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 로터의 외주면에 형성되는 각 칼날 설치홈은 상기 로터의 축 방향을 기준으로 경사진 형태의 사선을 이루도록 형성되어, 상기 각 칼날이 사선 방향으로 설치되도록 함을 특징으로 한다.

또한, 상기 로터의 외주면에 형성되는 각 칼날 설치홈은 상기 로터의 방사 방향을 기준으로 볼 때 해당 로터의 회전 방향을 향하여 경사지게 형성되어, 상기 각 칼날이 로터의 외주면에 내향 경사진 상태로 설치되도록 함을 특징으로 한다.

또한, 상기 지지롤러의 외주면 중 상기 로터의 각 칼날이 맞물리는 부위에는 우레탄이나 고무, 섬유 혹은, 종이 재질 중 어느 한 재질로 이루어진 접촉부재가 구비되고, 상기 접촉부재는 상기 지지롤러로부터 분리 가능하게 설치됨을 특징으로 한다.

이상에서와 같은 본 발명의 로터식 섬유 절단장치는 안내롤러의 추가 제공에 따라 지지롤러와 로터 간의 맞물림 부위로 진입되는 장섬유가 고르게 펼쳐진 상태를 이룰 수 있게 되어 장섬유의 고르지 못한 두께로 인한 각 칼날들이 받게되는 부하를 줄일 수 있게 되며, 이로 인한 각 칼날들의 손상을 방지할 수 있게 된 효과를 가진다.

또한, 본 발명의 로터식 섬유 절단장치는 로터에의 각 칼날들에 대한 설치 구조를 개선하여 상기 각 칼날들이 제공받는 부하를 저감시키면서도 상기 각 칼날들을 연결링으로 연결하여 상기 연결링의 탄력 복원력에 의해 해당 칼날이 제공받게 되는 부하의 분산 및 진동의 댐핑을 이룰 수 있도록 함으로써 각 칼날들에 대한 손상을 추가로 방지하게 된 효과를 가진다.

또한, 본 발명의 로터식 섬유 절단장치는 로터의 각 칼날들이 지지롤러와 맞닿을 뿐만 아니라 상기 지지롤러를 이루는 접촉부재의 일부에 이르기까지 파고들면서 맞물리도록 구성됨에 따라 로터와 지지롤러 사이를 통과하는 섬유의 완전한 절단을 수행할 수 있게 되며, 이때 상기 지지롤러의 접촉부재는 우레탄이나 종이, 고무 혹은, 섬유 재질 등으로 형성하여 각 칼날들의 손상됨을 최소화함과 더불어 일정 사용시 상기 접촉부재만 교체하도록 함으로써 유지비용의 절감을 이룰 수 있게 된 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로터식 섬유 절단장치를 설명하기 위해 나타낸 분해 사시도

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로터식 섬유 절단장치를 설명하기 위해 나타낸 결합 사시도

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로터식 섬유 절단장치의 내부 구조 설명을 위해 측면에서 본 상태도

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로터식 섬유 절단장치의 내부 구조 설명을 위해 평면에서 본 상태도

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 로터식 섬유 절단장치의 로터 구조를 설명하기 위해 나타낸 분해 사시도

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 로터식 섬유 절단장치의 칼날과 연결링 간의 연결 구조 설명을 위한 결합 사시도

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 로터식 섬유 절단장치의 로터 구조를 설명하기 위해 나타낸 측면도

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 로터식 섬유 절단장치의 칼날 설치 구조의 다른 예를 설명을 위한 로터의 정면도

도 9는은 본 발명의 실시예에 따른 로터식 섬유 절단장치의 섬유 절단 과정을 설명 하기 위해 나타낸 상태도

이하, 본 발명의 로터식 섬유 절단장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명하도록 한다.

첨부된 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로터식 섬유 절단장치를 설명하기 위해 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로터식 섬유 절단장치를 설명하기 위해 나타낸 결합 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로터식 섬유 절단장치의 내부 구조를 설명하기 위해 측면에서 본 상태도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로터식 섬유 절단장치의 내부 구조를 설명하기 위해 평면에서 본 상태도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 로터식 섬유 절단당치는 크게 외관케이스(100)와, 로터(200)와, 지지롤러(300) 및 안내롤러(400)를 포함하여 구성되며, 특히 상기 지지롤러(300)는 상기 로터(200)에 설치되는 각 칼날(210)에 맞물려 회전되도록 함과 더불어 상기 안내롤러(400)는 상기 지지롤러(300)에 인접 및 맞닿게 위치되면서 절단하고자 하는 장섬유(10)가 상기 로터(200)와 지지롤러(300) 사이로 유입될 수 있게 안내하면서도 상기 지지롤러(300)와 로터(200) 간의 맞물림 부위로 진입되는 장섬유(10)가 고르게 펼쳐진 상태를 이룰 수 있도록 구성됨을 제시한다.

이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 외관케이스(100)는 본 발명의 실시예에 따른 로터식 섬유 절단당치의 외관을 형성하는 부위이다.

이와 같은 외관케이스(100)는 내부에 설치 공간을 제공하도록 박스체로 형성되며, 이때 상기 외관케이스(100)의 상면에는 절단하고자 하는 장섬유(10)가 투입되는 섬유투입구(110)가 형성됨과 더불어 저면에는 절단된 단섬유(20)가 배출되는 섬유배출구(120)가 형성되어 이루어진다.

또한, 상기 외관케이스(100)는 후술될 로터(200) 및 각 롤러(300,400)의 설치를 위한 설치 영역을 제공하는 설치벽(130)이 구비된다.

여기서, 상기 설치벽(130)은 상기 외관케이스(100)의 양 측 벽면(혹은, 전후 벽면) 중 어느 한 측 벽면으로 구성하며, 특히 상기 설치벽(130)은 로터(200) 및 각 롤러(300,400)의 유지 보수를 위해 상기 외관케이스(100)로부터 분리 가능하게 결합되도록 구성됨이 바람직하다.

물론, 상기 설치벽(130)은 상기 외관케이스(100) 내측에 상기 외관케이스(100)의 각 벽면과는 별개로 제공되면서 설치되도록 구성할 수도 있다.

다음으로, 상기 로터(200)는 다수의 칼날(210)이 설치되는 부위이다.

이와 같은 로터(200)는 상기 외관케이스(100) 내에 위치되면서 상기 설치벽(130)에 회전 가능하게 설치되는 회전샤프트(220)를 갖도록 구성된다.

이와 함께, 상기 로터(200)의 회전샤프트(220)는 회전구동부(230)의 구동력을 전달받아 회전되도록 구성된다.

여기서, 상기 회전구동부(230)는 상기 로터(200)에 구동력을 제공하기 위한 부위로써, 본 발명의 실시예에서는 상기한 회전구동부(230)가 압축공기를 동력원으로 사용하는 에어그라인더 구조로 이루어짐을 제시하며, 이를 통해 상기 로터(200)가 10000rpm 이상의 초고속 회전이 가능하도록 함으로써 절단 속도의 향상 및 절단력의 증가를 이룰 수 있도록 한 것이다. 이때 도면상 미설명 부호 240은 상기 회전구동부(230)로 압축공기를 공급하기 위한 에어콤프레셔이다.

물론, 상기 회전구동부(230)는 상기 로터(200)의 회전샤프트(220)에 축결합되거나 혹은, 여타의 동력전달부재(도시는 생략됨)에 의해 동력 전달 가능하게 연결되는 통상의 전기모터가 될 수도 있다. 하지만, 상기한 통상의 전기모터는 그의 회전속도에 한계가 있을 뿐 아니라 고속을 이루도록 할 수록 소형화가 어렵다는 것을 고려할 때 전술된 본 발명의 실시예와 같이 상기 회전구동부(230)는 에어그라인더로 구성하는 것이 더욱 바람직하다.

이때, 상기 회전구동부(에어그라인더)(230)의 샤프트(231)는 상기 로터(200)의 회전샤프트(220)에 축결합되도록 구성되다. 물론, 도시되지는 않았지만 상기 회전구동부(230)의 샤프트(231)가 상기 로터(200)의 회전샤프트(220)를 이루도록 구성할 수도 있다.

또한, 상기 로터(200)의 외주면에는 해당 로터(200)의 원주를 따라 다수의 칼날 설치홈(201)이 각각 형성됨과 더불어 상기 각 칼날 설치홈(201)에는 칼날(210)이 각각 설치되어 이루어진다.

특히, 본 발명의 실시예에서는 상기 각 칼날(210)의 일단은 상기 로터(200)의 각 칼날 설치홈(201) 내에 상기 각 칼날 설치홈(201)의 형성 방향을 따라 유동 가능하게 설치되고, 상기 각 칼날(210)의 양측에는 수용홈(211)이 각각 요입 형성됨과 더불어 상기 각 수용홈(211)에는 각 칼날(210)을 일괄적으로 연결하면서 각 칼날(210)에 탄력적인 유동력을 부여하는 탄력 재질의 연결링(250)이 각각 설치되어 이루어짐을 추가로 제시한다.

즉, 첨부된 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 다수의 칼날(210)이 상기 로터(200)의 원주를 따라 각각 설치되도록 함과 더불어 상기 각 칼날(210)들은 두 연결링(250)에 의해 상기 칼날 설치홈(201)의 형성 방향을 따라 탄력적인 유동이 가능하도록 한 것이다. 이는 상기한 각 칼날(210)들이 후술될 지지롤러(300)에 맞물려 회전되면서 상기 지지롤러(300)의 표면을 경유하는 장섬유(10)를 절단하는 과정에서 해당 로터(200)의 초고속 회전에 의해 야기되는 진동으로 각 칼날(210)의 손상 발생을 방지하기 위함이다.

이와 함께, 본 발명의 실시예에서는 상기 로터(200)의 외주면에 형성되는 각 칼날 설치홈(201)은 상기 로터(200)의 방사 방향을 기준으로 볼 때 해당 로터(200)의 회전 방향을 향하여 더욱 경사지게 형성됨을 제시한다. 즉, 상기한 칼날 설치홈(201)의 경사 형성을 통해 해당 칼날 설치홈(201)에 설치되는 칼날(210)이 로터(200)의 외주면에 내향 경사진 상태로 설치되도록 하며, 이로써 로터(200)의 회전시 각 칼날(210)에 의한 장섬유(10)의 절단이 더욱 용이하면서도 상기 각 칼날(210)에 제공되는 부하를 최소화할 수 있도록 한 것이다. 이때의 경사 각도(θ)는 로터(200)의 직경이나 칼날(210)의 돌출 거리에 따라 달라질 수 있지만 대략 10°내외를 이루도록 함이 바람직하다.

물론, 첨부된 도 8에 도시된 바와 같이 상기 각 칼날 설치홈(201)은 상기 로터(200)의 축 방향을 기준으로 경사진 형태의 사선을 이루도록 형성될 수도 있다. 즉, 상기 각 칼날 설치홈(201)에 설치되는 칼날(210)이 사선 방향으로 설치되도록 함으로써 상기 칼날(210)이 제공받는 부하를 줄일 수 있도록 할 수도 있는 것이다.

다음으로, 상기 지지롤러(300)는 로터(200)의 각 칼날(210)에 의한 장섬유(10)의 절단 과정에서 각 칼날(210)의 손상됨을 방지하면서도 절단하고자 하는 장섬유(10)의 강제적인 이동이 연속적으로 유지될 수 있도록 하는 부위이다.

이와 같은 지지롤러(300)는 외관케이스(100) 내의 상기 로터(200)와 인접되게 위치되면서 상기 설치벽(130)에 회전 가능하게 설치된다.

특히, 상기 지지롤러(300)의 외주면에는 우레탄이나 고무, 섬유 혹은, 종이 재질 중 어느 한 재질로 이루어진 접촉부재(310)가 구비됨과 더불어 상기 접촉부재(310)는 상기 지지롤러(300)로부터 분리 가능하게 설치되고, 상기 로터(200)에 설치되는 각 칼날(210)은 상기 접촉부재(310)의 표면 내로 파고들면서 맞물리도록 구성된다.

즉, 상기 각 칼날(210)이 상기 지지롤러(300)의 접촉부재(310)의 표면 내로 파고들 정도로 돌출되도록 함으로써 로터(200)와 지지롤러(300) 사이를 통과하는 장섬유(10)가 완전히 절단될 수 있도록 함과 더불어 상기 각 칼날(210)과의 맞물림에 의해 로터(200)의 회전시 상기 지지롤러(300) 역시 강제적인 회전이 이루어질 수 있도록 하며, 이러한 칼날(210)의 반복적인 파고듬이 이루어지더라도 상기 접촉부재(310)만 손상되도록 할 뿐 상기 칼날(210)의 손상은 방지될 수 있도록 한 것이다. 이때 상기 각 칼날(210)에 의해 반복적으로 손상되는 접촉부재(310)의 경우는 소모품으로써 일정한 손상 발생시 교체하면 되며, 이러한 손상을 최소화하기 위해서는 전술된 바와 같이 상기 접촉부재(310)를 우레탄이나 섬유 혹은, 종이 재질 중 어느 한 재질로 형성함이 가장 바람직하다.

또한, 상기 로터(200)와 지지롤러(300)는 서로 간이 맞물리는 부위가 상기 외관케이스(100)의 섬유배출구(120) 직상방에 위치되도록 배치되며, 이로써 상기 로터(200)와 지지롤러(300) 사이를 통과하면서 각 칼날(210)에 의해 미세하게 절단된 단섬유(장섬유를 절단하여 만들어진 미세 섬유)(20)는 상기 섬유배출구(120)로 곧장 낙하되도록 함으로써 주변으로의 흩날림이 최소화될 수 있게 된다.

다음으로, 상기 안내롤러(400)는 외관케이스(100)의 섬유투입구(110)를 통해 투입된 장섬유(10)를 상기 로터(200)와 지지롤러(300) 간의 접촉 부위로 곧게 펼친 상태로 안내하는 부위이다.

이와 같은 안내롤러(400)는 상기 외관케이스(100)의 내부 공간 중 상기 로터(200)와 지지롤러(300) 사이의 상측 부위에 위치됨과 더불어 상기 지지롤러(300)에 인접 또는, 접촉하도록 위치되도록 구성된다.

즉, 상기 안내롤러(400)와 지지롤러(300) 간의 마찰력(직접적인 접촉에 의한 마찰력 혹은, 장섬유를 사이에 둔 간접적인 접촉에 의한 마찰력)으로 상기 안내롤러(400)의 강제적인 회전이 이루어지도록 하며, 이러한 지지롤러(300)와 안내롤러(400)의 강제적 회전에 의해 장섬유(10)가 연속적이면서도 고르게 펼쳐진 상태로 상기 지지롤러(300)와 로터(200) 사이에 정확히 이송되면서 각 칼날(210)들이 제공받는 부하를 줄일 수 있도록 한 것이다.

이때, 상기 외관케이스(100)에 형성되는 섬유투입구(110)의 경우 상기 안내롤러(400)와 지지롤러(300) 사이를 향하는 위치에 형성됨이 바람직하며, 도시되지는 않았지만 상기 섬유투입구(110)에는 상기 안내롤러(400)와 지지롤러(300) 사이를 향하여 장섬유(10)의 이동을 안내하는 별도의 안내가이드(도시는 생략됨)가 더 형성될 수도 있다.

하기에서는, 전술된 본 발명의 실시예에 따른 로터식 섬유 절단장치에 의한 섬유 절단 과정에 대하여 더욱 상세히 설명하도록 한다.

먼저, 작업자의 필요에 의한 로터식 섬유 절단장치의 동작 제어가 발생되면 회전구동부(230)가 구동됨과 더불어 이러한 회전구동부(230)의 구동에 따른 로터(200)의 회전이 이루어지게 된다. 이때 상기 회전구동부(230)는 에어그라인더 구조로 이루어짐을 고려할 때 매우 빠른 고속 회전력이 상기 로터(200)로 제공되고, 이로 인해 상기 로터(200)는 고속 회전하게 된다.

또한, 상기한 로터(200)의 회전이 이루어지면 이 로터(200)의 각 칼날(210)에 맞물려 있던 지지롤러(300) 역시 회전됨과 더불어 상기 지지롤러(300)에 맞닿게 위치된 안내롤러(400)도 함께 회전된다. 물론, 상기 안내롤러(400)가 상기 지지롤러(300)에 맞닿지 않도록 배치될 경우 상기 안내롤러(400)의 회전은 이루어지지 않으나, 장섬유(10)의 투입이 이루어지면 상기 장섬유(10)가 상기 안내롤러(400)를 상기 지지롤러(300)에 간접적인 접촉 상태를 이루도록 함으로써 상기 안내롤러(400) 역시 회전될 수 있게 된다.

이의 상태에서 작업자는 외관케이스(100)의 섬유투입구(110)를 통해 절단하고자 하는 장섬유(10)를 투입하게 되면 상기 장섬유(10)는 상기 섬유투입구(110)를 통과하면서 상기 지지롤러(300)와 안내롤러(400) 사이로 삽입된다.

이렇게 지지롤러(300)와 안내롤러(400) 사이로 삽입된 장섬유(10)는 상기 지지롤러(300)와 안내롤러(400)의 회전에 의한 강제적인 당김력을 제공받음과 더불어 상기 지지롤러(300)와 로터(200)의 각 칼날(210)이 맞물린 부위로 이동되며, 계속해서 상기 지지롤러(300)와 로터(210)의 각 칼날(210)이 맞물린 부위를 통과하는 도중 상기 각 칼날(210)에 의한 절단력으로 미세하게 절단된다. 이는, 첨부된 도 9에 도시된 바와 같다.

이때, 상기 장섬유(10)의 절단 크기는 상기 각 칼날(210)들 사이의 간격에 따라 달라진다.

또한, 상기 각 칼날(210)에 의해 절단된 섬유(단섬유)(20)는 상기 지지롤러(300)와 로터(200)의 맞물림 회전 및 자중에 의해 하방으로 낙하되면서 상기 외관케이스(100)의 섬유배출구(120)를 통해 배출된다.

한편, 전술된 각 과정 중 상기 로터(200)의 회전에 의한 각 칼날(210)이 장섬유(10)를 절단하는 과정에서 상기 각 칼날(210)은 상기 장섬유(10)를 완전히 통과하여 지지롤러(300)의 접촉부재(310) 표면을 파고들게 되며, 특히 상기 로터(200)가 매우 고속으로 회전됨을 고려할 때 상기 각 칼날(210)은 진동 및 부하를 계속적으로 제공받게 되어 그의 파손 우려가 커진다.

하지만, 본 발명의 실시예에 따른 로터식 섬유 절단장치는 상기 각 칼날(210)들이 로터(200)의 원주면으로부터 미세하게나마 기울어지게 설치됨을 고려할 때 각 칼날(210)들이 받게되는 부하의 저감을 이룰 수 있게 되며, 더욱이 상기 각 칼날(210)들은 로터(200)에의 결합 방향(부하의 제공 방향)을 향하여 유동 가능하게 설치됨과 더불어 연결링(250)에 의해 서로 연결되어 있음을 고려할 때 상기 각 칼날(210)들이 장섬유(10)를 절단하는 과정에서 받게되는 부하 및 진동은 상기 각 칼날(210)들의 유동 및 연결링(250)에 의한 탄력 복원력에 의해 댐핑되어 결과적으로 각 칼날(210)이 받게 되는 부하 및 진동의 저감을 이룰 수 있게 되며, 이로 인한 각 칼날(210)들의 파손 우려가 줄어들 수 있게 된다.

결국, 본 발명의 로터식 섬유 절단장치는 안내롤러(400)의 추가 제공에 따라 지지롤러(300)와 로터(200) 간의 맞물림 부위로 진입되는 장섬유(10)가 고르게 펼쳐진 상태를 이룰 수 있게 되어 장섬유(10)의 고르지 못한 두께로 인한 각 칼날(210)들이 받게되는 부하를 줄일 수 있게 되며, 이로 인한 각 칼날(210)들의 손상을 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 로터식 섬유 절단장치는 로터(200)에 각 칼날(210)들이 미세하게 경사지도록 설치함으로써 상기 각 칼날(210)들이 제공받는 부하를 저감시킬 수 있게 됨과 더불어 상기 각 칼날(210)들은 연결링(250)으로 연결되어 상기 연결링(250)의 탄력 복원력에 의해 해당 칼날(210)이 제공받게 되는 부하의 분산 및 진동의 댐핑을 이룰 수 있도록 함으로써 각 칼날(210)들에 대한 손상을 추가로 방지하게 된다.

또한, 본 발명의 로터식 섬유 절단장치는 로터(200)의 각 칼날(210)들이 지지롤러(300)와 맞닿을 뿐만 아니라 상기 지지롤러(300)를 이루는 접촉부재(310)의 일부에 이르기까지 파고들면서 맞물리도록 구성됨에 따라 로터(200)와 지지롤러(300) 사이를 통과하는 섬유의 완전한 절단을 수행할 수 있게 되며, 이때 상기 지지롤러(300)의 접촉부재(310)는 우레탄이나 종이 혹은, 섬유 재질 등으로 형성하여 각 칼날(210)들의 손상됨을 최소화함과 더불어 일정 사용시 상기 접촉부재(310)만 교체하도록 함으로써 유지비용의 절감을 이룰 수 있게 된다.

Claims

내부 공간을 갖는 박스체로 형성되면서 상면에는 절단하고자 하는 장섬유가 투입되는 섬유투입구가 형성됨과 더불어 저면에는 절단된 단섬유가 배출되는 섬유배출구가 형성되며, 설치 영역의 제공을 위한 설치벽을 갖는 외관케이스;

상기 외관케이스 내에 위치되면서 상기 설치벽에 회전 가능하게 설치됨과 더불어 회전구동부의 구동력을 전달받아 회전되며, 외주면에는 원주를 따라 다수의 칼날 설치홈이 각각 형성됨과 더불어 상기 각 칼날 설치홈에는 칼날이 각각 설치되어 이루어진 로터;

상기 외관케이스 내의 상기 로터와 인접되게 위치되면서 상기 설치벽에 회전 가능하게 설치되며, 외주면에는 상기 로터에 설치되는 각 칼날의 타단이 맞물리면서 상기 로터와 함께 회전되는 지지롤러;

상기 외관케이스 내의 상기 로터와 지지롤러 사이의 상측 부위에 위치됨과 더불어 상기 지지롤러에 인접 또는, 접촉하도록 위치되면서 상기 외관케이스의 섬유투입구를 통해 투입된 장섬유를 상기 로터와 지지롤러 간의 접촉 부위로 안내하는 안내롤러;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 로터식 섬유 절단장치.
제 1 항에 있어서,

상기 각 칼날의 일단은 상기 로터의 각 칼날 설치홈 내에 해당 로터의 방사 방향으로 유동 가능하게 설치됨과 더불어 상기 각 칼날의 타단은 상기 각 칼날 설치홈 외부로 노출되게 위치되고,

상기 각 칼날의 양측에는 수용홈이 요입 형성됨과 더불어 상기 수용홈에는 각 칼날을 일괄적으로 연결하면서 각 칼날에 탄력적인 유동력을 부여하는 탄력 재질의 연결링이 설치됨을 특징으로 하는 로터식 섬유 절단장치.
제 1 항에 있어서,

상기 로터의 외주면에 형성되는 각 칼날 설치홈은 상기 로터의 축 방향을 기준으로 경사진 형태의 사선을 이루도록 형성되어, 상기 각 칼날이 사선 방향으로 설치되도록 함을 특징으로 하는 로터식 섬유 절단장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 로터의 외주면에 형성되는 각 칼날 설치홈은 상기 로터의 방사 방향을 기준으로 볼 때 해당 로터의 회전 방향을 향하여 경사지게 형성되어, 상기 각 칼날이 로터의 외주면에 내향 경사진 상태로 설치되도록 함을 특징으로 하는 로터식 섬유 절단장치.
제 1 항에 있어서,

상기 지지롤러의 외주면 중 상기 로터의 각 칼날이 맞물리는 부위에는 우레탄이나 고무, 섬유 혹은, 종이 재질 중 어느 한 재질로 이루어진 접촉부재가 구비되고,

상기 접촉부재는 상기 지지롤러로부터 분리 가능하게 설치됨을 특징으로 하는 로터식 섬유 절단장치.