KR101629447B1 - 경량 스테인리스 스틸 파이프 롤러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산업용 필름, 제지, 섬유 등의 제조 공정에 소재를 가압하거나 피딩하면서 소재에 대하여 합지, 코팅, 박리 및 절단 등의 다양한 후 가공 공정이 연속적으로 이루어지는데 롤러 시스템에 적합하도록 이루어진 롤러에 관한 것으로 내식성과 내구성이 높은 것으로 알려진 스테인리스 스틸을 소재로 하여 중공체의 롤러를 이루어 경량화하되 롤러의 휨 변형을 방지하도록 강성을 부여한 경량 스테인리스 스틸 파이프 롤러를 이루고자, 외경 롤러를 이루는 외경 파이프(10)와, 상기 외경 파이프 내경에 끼워 결합한 보강용 내경 파이프(20)와, 상기 외경 파이프 양측 단에 플랜지 부착된 롤러 축(30)을 결합하여 이루어지는 롤러에 있어서, 외경 파이프(10)와 그 내경에 상호 이격하여 중첩 결합한 보강용 내경 파이프(20)를 선형으로 관통하는 관통 홀(12, 22)을 천공하고 이 관통 홀(12. 22)에 보강 핀(40)을 관통 결합하여 이루는 것과, 상기 관통 결합한 보강핀의 노출 단부를 용접한 용접부(W)로 결합하고 외경 파이프와 동일하게 연마하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

경량 스테인리스 스틸 파이프 롤러{Lightweight stainless steel pipe roller}

본 발명은 산업용 필름, 제지, 섬유 등의 제조 공정에 소재를 가압하거나 피딩하면서 소재에 대하여 합지, 코팅, 박리 및 절단 등의 다양한 후 가공 공정이 연속적으로 이루어지는데 롤러 시스템에 적합하도록 이루어진 롤러에 관한 것으로 상세하게는 내식성과 내구성이 높은 것으로 알려진 스테인리스 스틸을 소재로 하여 중공체의 롤러를 이루어 경량화하되 롤러의 휨 변형을 방지하도록 강성을 부여한 경량 스테인리스 스틸 파이프 롤러에 관한 것이다.

알려진 바와 같이 산업용 롤러 시스템은 매우 다양한 구조로 그 사용 용도에 맞게 구성되어 있다.

이러한 롤러 시스템은 단순히 제조품을 위치 이동시키는 컨베이어, 제조품에 대하여 견인력을 부여하여 이 견인력으로 제조품이 연속적인 이동을 이루는 피딩롤러, 이송되는 제조품에 대하여 또 다른 제조품을 합지하거나 합지된 제조품을 박리하거나 또는 제조품에 대하여 다른 소재를 코팅하기도 하며 제조품을 일정 길이로 절단하는 등 그 쓰임새가 매우 다양하다.

동시에 상기 롤러 시스템에 사용되는 롤러는 용도에 따라 다양한 재질과 모형상으로 이루어지는데, 대별하면 스틸, 알루미늄 및 스테인리스 스틸 등이 있다.

각 재질 마다 장, 단점이 있는바 스틸재는 가격이 저렴하고 내구성이 강한 반면에 부식에 취약한 단점이 있고, 알루미늄재는 스틸재에 비해 가격이 다소 높지만 중량이 가볍다는 이점이 있지만 내구성이 약하고 부식에 취약한 단점이 있다.

반면에 스테인리스 스틸은 내식성과 내구성이 우수하지만 가격이 비싸고 열에 취약하여 쉽게 변형이 되기 때문에 가공 작업이 까다롭고 경량화하기 어렵다는 단점이 있다.

통상 단순 컨베이어 롤러 시스템의 경우에는 롤러의 축 연장 길이가 길지 않으므로 단위 롤러의 하중이 큰 영향을 미치지 아니하고 롤러의 표면 휨 정도에 대해서도 정확하게 유지하지 아니하여도 컨베이어를 쓰는데는 아무런 제한이 없다.

그러나, 정밀 이송과 정밀한 압력을 고르게 가해야 하는 산업 분야에 있어서 롤러는 제한이 많다.

대표적인 예로 LCD 필름 등과 같이 정밀 전자기기, 정밀 광학기기 등에 사용하기 위해 제조되는 각종 필름 이송 및 제조 공정에 사용되는 롤러 시스템은 이송 소재의 폭이 약 4,000mm 정도의 광폭으로 이루어져 롤러 또한 그 축 방향 길이가 적어도 소재 폭 이상의 길이를 갖도록 이루어진다.

이러한 긴 축 길이를 갖는 롤러는 제조 공정의 텍 타임(Tact time)을 단축시켜 더 많은 량의 생산 가능하도록 롤러 회전 속도가 빨라야 하고 긴 축 길이를 갖는 롤러는 휨 변형이 없어야 하며 빠른 회전을 위해 개별 중량도 가벼워야 한다.

따라서, 종래 이러한 용도에 사용되는 롤러 시스템의 롤러 들은 중량을 가볍게 하기 위해 파이프 형태의 중공체로 이루고 중공체 롤러의 휨과 변형을 방지하기 위해 복층의 파이프 또는 중공체 내부에서 지지를 이루는 스페이서를 내장하여 이루어지기도 한다.

대표적으로는 대한민국 실용신안 등록 제451964호의 "롤러"와 같이 다수의 파이프와, 상기 파이프들의 연결과 보강이 이루어지도록 내부에 설치되는 보강 연결수단과, 상기 파이프들을 연결하여 형성된 롤러의 양측 단에 부착되고 롤러에 동력을 전달하기 위해 조립 후 용접되는 2개의 축 판 및 롤러 축으로 형성되는 축 부를 포함하여 이루어지는 롤러에 있어서, 상기 파이프들을 연결하는 보강 연결수단은 파이프에 열 박음 되고 중공 관으로 형성되되, 파이프에 대한 열 박음 깊이가 균일하도록 외주면 중간에 돌기부가 형성되어 이루어지는 것이 있다.

이는 하나의 롤러가 축 길이방향으로 제작되어야 하므로 다수의 파이프로 롤러 외경을 이루고 상기 파이프를 연결하기 위해 내부에 보강 연결 파이프를 중첩하여 끼워 넣어 고정한 것이다.

중공체의 롤러는 가볍고 빠른 회전에 유용하다는 이점이 있지만 열 박음 공차 관리가 정밀 제작을 이루어야 하므로 어렵고 외경을 이루는 롤러의 용접부위가 롤러 외경 전방위에 걸쳐 이루어지므로 용접 중 변형과 용접 후 연마 가공 작업이 많아지므로 제조 공수가 증가 되는 단점이 있다.

한편, 대한민국 특허등록 제1339479호 "이송장치의 롤러"의 경우에는 양측단부가 회전가능하게 지지되는 센터 롤러와, 이 센터 롤러의 외경 표면과 내경 표면이 이격되게 배치되는 제1 아웃터 롤러, 상기 센터 롤러와 상기 제1 아웃터 롤러의 사이에서 서로 이격되게 배치되는 복수의 제1 스페이서 유닛, 제1 아웃터 롤러의 외경 표면과 내경 표면이 이격되게 배치되는 제2 아웃터 롤러 및 상기 제1 아웃터 롤러와 상기 제2 아웃터 롤러의 사이에서 서로 이격되게 배치되는 복수의 제2 스페이서 유닛을 포함하되, 상기 제1 아웃터 롤러의 단부부터 가장 가까운 위치의 상기 제1 스페이서 유닛 까지의 제1 거리와 상기 제1 스페이서 유닛과 인접한 다른 상기 제1 스페이서 유닛까지의 제2 거리의 비율은 1 : 1.5 내지 2.5이고, 상기 제2 스페이서 유닛의 개수가 상기 제1 스페이서 유닛의 개수보다 많은 이송장치의 롤러를 개시하고 있다.

이는 아웃터 롤러 즉 중공체의 롤러와, 아웃터 롤러 내부에 삽입되어 축 기능을 하는 센터 롤러 사이에 다수의 스페이서 유닛을 끼워 아웃터 롤러와 센터 롤러의 기계적인 변형을 최소화하여 이송대상물과 접촉되는 롤러 표면을 균일하도록 하여 이송대상물의 변형을 방지할 수 있도록 이루어진 이송장치의 롤러에 관한 것이 개시되어 있다.

그러나 스페이서의 정확한 위치 선정이 어려운 단점과 함께 자중이 증가하므로 빠를 구동을 이룰 수 없다는 제한이 있다.

KR 1339479 B1 KR 547440 B1 KR 10-2007-0053868 A KR 10-2008-0053700 A KR 0451964 Y1 KR 0253315 Y1

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로 다음과 같은 과제를 해결하고자 한다.

본 발명은 스테인리스 스틸 파이프 롤러의 변형을 최소화하고 내식성과 내구성을 갖추면서도 경량화하여 빠른 회전이 가능하므로 생산 설비의 텍 타임을 단축시킬 수 있도록 이루어진 경량 스테인리스 스틸 파이프 롤러를 제공하는 것이다.

본 발명은 축 방향으로 길이가 긴 롤러의 휨과 변형을 방지하도록 이중 파이프로 중공체를 이루는 롤러를 구성하되 외경 롤러와 보강용 내경 파이프를 관통하는 보강핀을 끼워 고정하여 휨과 변형을 방지하도록 이루어진 경량 스테인리스 스틸 파이프 롤러를 제공하는 것이다.

본 발명은 외경 롤러와 보강용 내경 파이프를 긴밀하고 쉽게 결합하여 제조가 용이한 경량 스테인리스 스틸 파이프 롤러를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여 이루어지는 본 발명은 외경 롤러를 이루는 외경 파이프와, 상기 외경 파이프 내경에 끼워 결합한 보강용 내경 파이프와, 상기 외경 파이프 양측 단에 플랜지 부착된 롤러 축을 결합하여 이루어지는 롤러에 있어 외경 파이프와 그 내경에 중첩 결합한 보강용 내경 파이프를 선형으로 관통하는 관통 홀을 천공하고 이 관통 홀에 보강 핀을 관통 결합하여 이루는 것과, 상기 관통 결합한 보강핀의 노출 단부 용접 결합하고 외경 파이프와 동일하게 연마하여 이루어지는 것에 의한다.

상기 관통 홀은 복수 이상으로 이루어지고 등 각의 방사상으로 인접하는 관통 홀과 롤러 축 방향으로 이격 관통하여 이루고 각 관통 홀에 보강 핀을 결합하여 이루어진다.

상기 보강핀은 단수 이상 다수로 관통 결합하여 이루어질 수도 있다.

이상의 본 발명에 의하면 스테인리스 스틸 파이프 롤러의 변형을 최소화하고 경량화하여 내식성과 내구성을 갖추면서도 빠른 회전이 가능하여 생산 설비의 텍 타임을 단축하여 설비의 생산성을 높이는 효과가 있고, 축 방향으로 길이가 긴 롤러의 휨과 변형을 방지하도록 이중 파이프로 중공체를 이루는 롤러를 구성하되 외경 롤러와 보강용 내경 파이프를 관통하는 보강핀을 끼워 고정하여 롤러에 축에 수직 방향으로 가해지는 외력에 대해 휨과 변형이 확실하게 방지되는 효과가 있으며, 외경 롤러와 보강용 내경 파이프를 긴밀하고 쉽게 결합하여 제조가 용이한 등의 여러 우수한 효과를 갖는 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 롤러 구성을 설명하기 위한 일 실시 예의 사시도.
도 2는 도 1 발명의 요부 횡 단면 구성도.
도 3은 도 1 발명의 요부 종 단면 구성도.
도 4는 도 1 발명의 다른 실시 예를 도시한 일부 단면 요부 사시도.
도 5는 도 4 발명의 요부 종 단면 구성도.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예로서의 구체적인 기술 구성에 대하여 살펴보기로 한다.

첨부 도 1 내지 도 3에 본 발명의 일 실시 예의 구성이 도시되어 있다.

본 발명은 외경 롤러를 이루는 외경 파이프(10)와, 상기 외경 파이프 내경에 끼워 결합한 보강용 내경 파이프(20)와, 상기 외경 파이프 양측 단에 플랜지 부착된 롤러 축(30)을 결합하여 이루어지는 롤러에 있어서, 외경 파이프(10)와 그 내경에 상호 이격하고 외경 파이프와 중첩 결합한 보강용 내경 파이프(20)를 선형으로 동일 축 상 관통하는 관통 홀(12, 22)을 천공하고 이 관통 홀(12. 22)에 보강 핀(40)을 관통 결합하여 이루는 것과, 상기 관통 결합한 보강핀의 노출 단부를 용접한 용접부(W)로 결합하고 외경 파이프와 동일하게 연마하여 이루어지는 것에 의한다.

상기 외경 파이프(10)와 이 파이프 내부에 긴밀하게 끼워 결합한 내경 파이프(20)는 상호 이격하여 이루어지며 이격 거리는 외경 파이프의 연장에 따라 선택적으로 이루어질 수 있다.

상기 외경 파이프(10) 내부에 끼워 결합한 내경 파이프(20)로 롤러를 구성함에 있어 외력에 대한 휨과 변형은 방지되면서 중공 파이프로 이루어짐에 따라 경량화되는 것은 이미 종래 기술들에 의해 설명한바 있다.

본 발명은 이러한 파이프 중첩에 있어 외경 파이프와 내경 파이프를 견고하게 결합하기 위해 중첩된 두개의 파이프를 관통하는 관통 홀(12, 22)을 천공하고 이 관통 홀(12, 22)에 보강핀(40)을 끼워 결합하되 보강 핀(40)은 외경 파이프에 용접 결합하여 이루어 보강용으로 삽입된 내경 파이프(20)의 위치 고정을 정확하게 이루면서 이격 설치한 내경 파이프에 의해 기계적인 강도가 증대되는데 이때 내, 외경 파이프는 선형으로 관통하는 보강 핀(40)에 의해 외력에 대응하는 기계적 강도는 한 층 더 증대된다.

첨부 도 4, 5에 도시한 바와 같이 본 발명은 상기 일 실시 예의 발명에 부가하여 상기 외경 파이프(10)와 중첩한 내경 파이프(20)를 선형으로 관통하는 관통 홀(12, 22)을 복수 이상으로 천공하여 이루되, 관통 홀들은 등 각의 방사상으로 인접하는 관통 홀과 롤러 축 방향으로 이격 관통하여 이루고 각 관통 홀에 보강 핀(40)을 결합하여 이루어질 수 있다.

도 4 도시의 일부 단면 생략한 요부 사시도는 길이가 긴 외경 파이프(10) 상에 천공한 관통 홀 가까이 외경 파이프를 일부 단면하고 그 내부에 끼워 결합된 내경 파이프를 전개하여 도시한 사시 구성도를 도시하고 있다.

상기 선형으로 관통하는 관통 홀(12, 22)은 인접하는 관통 홀과 90도 등각으로 관통하여 이루어지거나 60도 등각으로 관통하여 이루어진다.

상술한 바와 같은 구성을 이루는 본 발명은 외경 파이프(10) 내부에 이격하여 내경 파이프(20)를 끼워 중첩시켜 결합하므로 외력에 대한 보강이 이루어지며 여기에 더하여 선형으로 관통 결합한 보강 핀(40)에 의해 외력에 대응하는 기계적인 강도가 크게 보강되므로 내, 외경 파이프 소재의 두께를 얇게 하여도 강도 보강이 이루어질 수 있고 따라서 경량 스테인리스 스틸 파이프 롤러를 구현하는데 용이하게 작용한다.

10: 외경 파이프 12, 22 : 관통 홀
20: 내경 파이프 30: 롤러 축
40 : 보강 핀 W: 용접부

Claims (4)

1. 외경 파이프(10)와, 상기 외경 파이프 내경에 끼워 결합한 보강용 내경 파이프(20)와, 상기 외경 파이프 양측 단에 플랜지 부착된 롤러 축(30)을 결합하여 이루어지는 롤러에 있어서,
   외경 파이프(10)와, 그 내경에 상호 이격하고 외경 파이프와 중첩 결합한 보강용 내경 파이프(20)를 선형으로 동일 축 상 관통하는 관통 홀(12, 22)을 복수로 천공하여 이루되, 관통 홀들은 등 각의 방사상으로 인접하는 관통 홀과 롤러 축 방향으로 이격 관통하여 각 관통 홀에 보강 핀(40)을 결합하여 이루고, 관통 결합한 보강핀의 노출 단부를 용접부(W)로 결합하고 외경 파이프와 동일하게 연마하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 경량 스테인리스 스틸 파이프 롤러.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 선형으로 관통하는 복수의 관통 홀(12, 22)은 인접하는 관통 홀과 90도 등각으로 관통하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 경량 스테인리스 스틸 파이프 롤러.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 선형으로 관통하는 복수 이상의 관통 홀(12, 22)은 인접하는 관통 홀과 60도 등각으로 관통하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 경량 스테인리스 스틸 파이프 롤러.

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