KR20110060212A

KR20110060212A - 롤커터 방식의 스팽글 제조장치

Info

Publication number: KR20110060212A
Application number: KR1020090116732A
Authority: KR
Inventors: 양진석; 나성근
Original assignee: 한국생산기술연구원; 주식회사 미크로
Priority date: 2009-11-30
Filing date: 2009-11-30
Publication date: 2011-06-08

Abstract

본 발명은 롤커터 방식의 스팽글 제조장치에 관한 것으로, 그 목적은 상하작동식 프레스 금형을 사용한 스팽글 제조기의 단점인 저속 생산속도를 용이하게 증가시킬 수 있고 프레스 타발 시 발생하는 소음과 진동을 감소시킬 수 있는 롤커터 방식의 스팽글 제조장치를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 구동모터로부터 동력을 전달받아 회전하는 앤빌 롤러; 및 상기 앤빌 롤러의 이웃한 위치에서 앤빌 롤러와 평행하도록 배치되고, 앤빌 롤러와 기어유닛을 통해 연결되어 앤빌 롤러와 연동하여 회전하도록 설치되는 커터 샤프트와, 제작하고자 하는 스팽글의 형상에 대응하는 구조의 커팅날이 외면에 형성된 디스크 형상으로써 상기 커터 샤프트에 결합되어 원통형의 롤러 구조를 형성하는 다수개의 개별 커터로 이루어진 커팅 롤러를 구비하는 롤커터 방식의 스팽글 제조장치에 관한 것을 기술적 요지로 한다.

커팅 롤러, 앤빌 롤러, 커터 샤프트, 개별 커터, 커팅날, 푸쉬링, 고정볼트

Description

롤커터 방식의 스팽글 제조장치{Rotating roll cutter type spangle manufacturing machine}

본 발명은 스팽글 제조장치에 관한 것으로, 특히 원통형의 롤러 외면에 커팅날이 형성된 것으로 이루어진 커팅 롤러를 이용하여 스팽글을 연속적으로 커팅하도록 하는 것과 함께 커팅날이 부분적으로 손상된 경우, 손상된 커팅날만을 교체하여 사용할 수 있도록 하여 유지 보수가 용이한 롤커터 방식의 스팽글 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로 스팽글(spangle)이라 함은 자수제품의 화려함을 더하기 위하여 의류용 원단에 자수를 할 경우 사용하는 장식용 부자재로써, 칼라 코팅된 플라스틱 박판을 원형, 사각, 클로버 형상 등 다양한 모양으로 가공하여 사용하는 플라스틱 제품이다.

도 1은 종래의 스팽글 제조방식의 개념도를 도시하고 있다.

종래에는 프레스기계 또는 이와 유사한 상하작동 기구에 펀칭용 금형을 장착하여 판재를 타발하는 방식으로써, PET-Sheet를 상하작동식 펀칭기로 공급하고, 펀 칭기에 구비된 금형이 상하작동 기구에 의해 하강하여 PET-Sheet를 정해진 모양으로 펀칭한 후, PET-Sheet를 다시 이송하는 과정을 반복하는 방식으로 작업이 이루어지게 된다.

상기와 같은 종래의 방식은 기계 구조 상 금형으로 펀칭 후 적정 길이만큼 가공소재의 PET-Sheet를 이송하고 다시 펀칭하는 단속적인 방법이기 때문에 타발 속도의 한계가 있어 고속펀칭기의 경우에도 약 500SPM(Stroke per minute)이 실용적으로 사용할 수 있는 최대 생산속도이다. 또한 이런 상하작동식 금형에 의한 스팽글 제조기는 고속작동 시 단속적으로 기계에 가해지는 펀칭력에 의해 기계의 진동과 소음이 커지는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 상하작동식 프레스 금형을 사용한 스팽글 제조기의 단점인 저속 생산속도를 용이하게 증가시킬 수 있고 프레스 타발 시 발생하는 소음과 진동을 감소시킬 수 있는 롤커터 방식의 스팽글 제조장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 커팅 롤러에 형성된 커팅날이 부분적으로 손상된 경우, 부분된 커팅날만을 손쉽게 교체할 수 있도록 함으로써, 유지 보수가 용이한 것은 물론이고, 비용 또한 절감할 수 있는 롤커터 방식의 스팽글 제조장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 롤커터 방식의 스팽글 제조장치는 구동모터로부터 동력을 전달받아 회전하는 앤빌 롤러; 및 상기 앤빌 롤러의 이웃한 위치에서 앤빌 롤러와 평행하도록 배치되고, 앤빌 롤러와 기어유닛을 통해 연결되어 앤빌 롤러와 연동하여 회전하도록 설치되는 커터 샤프트와, 제작하고자 하는 스팽글의 형상에 대응하는 구조의 커팅날이 외면에 형성된 디스크 형상으로써 상기 커터 샤프트에 결합되어 원통형의 롤러 구조를 형성하는 다수개의 개별 커터로 이루어진 커팅 롤러를 구비하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 커터 샤프트에는 다수개의 체결공이 등간격을 갖도록 형성된 고정 플랜지가 구비되고, 상기 개별 커터에는 상기 체결공에 대응하여 연통하는 다수개의 관통공이 형성되어 관통공을 통하여 체결공에 체결되는 고정볼트에 의하여 커터 샤프트와 개별 커터의 조립이 이루어지는 것과 함께 각 개별 커터 외면에 형성된 커팅날이 상호 일치하도록 정렬되게 구성된다.

한편, 상기 커터 샤프트에 결합되는 개별 커터의 가장 말단에 설치되어 고정볼트의 체결시 고정볼트로부터 전해지는 압력을 분산시키며 개별 커터들을 가압하여 고정시키는 푸쉬링을 더 포함한다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 스팽글의 절단작업이 커팅 롤러의 회전동작에 의해 이루어짐으로써, 스팽글의 연속적인 커팅이 가능하게 되어 스팽글의 제작에 대한 생산성을 향상시킬 수 있게 되었다.

또한, 종래와 같이 펀칭용 금형을 상하로 작동시키기 위한 기계구조가 요구되지 않으므로, 스팽글 제조장치를 보다 단순한 구조로 설계 및 제작할 수 있게 되었다.

또한, 커팅날이 부분적으로 손상된 경우, 손상된 부위의 개별 커터만을 교체하여 사용할 수 있으므로 스팽글 제조장치의 유지보수 비용을 절감할 수 있게 되었다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 롤커터 방식의 스팽글 제조장치의 개념도를 도시하고 있다.

본 발명에 따른 스팽글 제조장치는 소재인 PET-Sheet가 감겨진 피딩 롤러(Feeding Roller, 11)와 스팽글의 절단작업이 완료된 PET-Sheet를 다시 감는 와인딩 롤러(Winding Roller, 12)의 사이에 배치되어 피딩 롤러(11)로부터 공급되는 PET-Sheet를 연속적으로 절단하면서 스팽글을 제조하는 것이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스팽글 제조장치의 사시도를 도시하고 있다.

본 발명의 스팽글 제조장치는 펀칭용 금형에 해당하는 커팅 롤러(120)가 회전하면서 스팽글을 절단하도록 한 롤커터 방식의 스팽글 제조장치로써, 앤빌 롤러(110)와 커팅 롤러(120)를 구비하는 것으로 구성된다.

한편 상기 스팽글 제조장치에서 앤빌 롤러(110)와 커팅 롤러(120)의 지지를 위한 프레임(100)이 마련되며, 상기 앤빌 롤러(110)와 커팅 롤러(120)의 양 끝단은 볼베어링이 내장된 베어링 하우징(101)에 의해 프레임(100)에 장착된다.

또한, 앤빌 롤러(110)와 커팅 롤러(120)는 일측에 마련된 기어유닛(130)에 의하여 상호 연결되어 연동하여 회전하도록 구성된다.

이때 상기 기어유닛(130)은 한쌍의 기어(131,132)로 구성되어 앤빌 롤 러(110)와 커팅 롤러(120)가 연동하여 서로 반대방향으로 회전하도록 구성된 것으로, 앤빌 롤러(110)에 결합된 제1 기어(131)와, 커팅 롤러(120)에 결합된 제2 기어(132)로 구성된다.

한편 상기 제1 기어(131)의 경우, 이중기어(Double Gear)로 구성되어 두 롤러(110,120)의 회전시 백래쉬(Backlsh)가 발생하지 않도록 구성된다. 이러한 백래쉬 방지를 위한 이중기어는 동일한 구조의 두 기어를 겹쳐놓아 백래쉬를 방지하는 주지 관용된 기술로써 그 원리에 대해 간략히 설명하면, 2개의 기어를 겹쳐놓되, 어느 하나의 기어가 맞물려지는 기어의 좌측면에 밀착되게 설치될 경우, 다른 하나의 기어는 맞물려지는 기어의 우측면에 밀착되도록 어긋나게 배치한 상태에서 겹쳐진 두 기어를 볼트로써 체결한 것으로 구성될 수도 있으며, 기어 회전방향으로 작용하는 스프링을 장착하여 겹쳐진 두 기어가 항상 맞물려진 기어에 접촉할 수 있도록 한 것으로 구성될 수도 있다.

상기 앤빌 롤러(110)는 커팅 롤러(120)에 의한 스팽글의 커팅작업이 원활하게 이루어질 수 있도록 PET-Sheet를 아래에서 지지하는 매끄러운 표면을 갖는 원통형의 롤러로써, 커팅 롤러(120)의 수직 하부에 위치하도록 배치된다.

이와 같은 앤빌 롤러(110)는 커팅 롤러(120)의 표면에 구비된 커팅날과 접촉하여 소재인 PET-Sheet를 절단하게 되므로, 앤빌 롤러(110)의 원통표면은 0.005㎜ 이하의 동심도를 유지할 수 있도록 원통연삭가공 된다.

한편 상기 앤빌 롤러(110)는 미도시된 구동모터와 연결되어 회전력을 전달받음으로써 회전하게 되며, 앤빌 롤러(110)의 회전시 기어유닛(130)을 통해 연결된 커팅 롤러(120)도 함께 회전하면서 스팽글의 절단작업을 수행하게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 커팅 롤러의 사시도를, 도 5는 본 발명에 따른 커팅 롤러의 분해 사시도를 도시하고 있다.

상기 커팅 롤러(120)는 원통형 구조의 롤러로써, 외면에 제작하고자 하는 스팽글의 형상에 대응하는 구조의 커팅날(1221)이 형성된 것으로 구성되며, 앤빌 롤러(110)의 수직 상부에서 앤빌 롤러(110)와 평행하도록 배치된다.

한편 커팅 롤러(120)의 표면에 형성된 커팅날(1221)은 약 40~50도 각도로 예리한 인선을 갖도록 가공되며, 칼날의 마모방지와 수명을 위하여 보통 커팅 롤러(120)와 앤빌 롤러(110)는 열처리경도가 우수한 공구강을 사용하여 제작하고 로크웰 경도 50이상의 경도를 갖도록 열처리하여 사용하게 된다.

한편 상기 커팅 롤러(120)와 같이, 고경도 강재를 소재로 할 경우, 가공공구의 파손과 마모절감을 위해 커팅날 가공시 열처리 전의 소재를 가공여유만큼 남기고 황삭 가공한 후 열처리를 하고, 이 후에 최종 정삭가공을 하는 방법을 주로 사용해왔다. 그러나 황삭 후 열처리 과정에서 소재의 변형이나 뒤틀림이 생기게 되므로 실제 필요한 최소한의 여유보다 더 많은 가공여유를 남기고 황삭가공을 해야 하므로 고경도 상태의 정삭가공 과정에서 가공시간이 더 소요된다. 그러나 최근 들어서 고경도 강재 가공용 공구와 고속가공기의 성능이 많이 향상되어서 열처리된 고경도 소재의 고속가공이 가능해졌으므로 열처리과정의 변형문제가 제작된 롤의 정밀도에 크게 영향을 미치지 않는다. 열변형량의 영향을 줄이기 위해 기존의 롤커터는 원통표면 전체에 칼날을 조각하는 방식으로 주로 제작하고 있고 이 방법이 칼날 의 정밀도 측면에서는 가장 우수하다고 할 수 있다. 그러나 커팅 롤러의 사용 중 국부적으로 칼날 인선의 마모나 파손 등이 생길 경우에도 커팅롤러 전체를 교환해야 하므로 롤제작비용이 크게 증가하게 된다.

이에 본 발명의 커팅 롤러(120)는 커팅날(1221)의 국부적인 손상시 쉽고 빠르게 대응하여 작업이 지연되는 것을 방지할 수 있도록 커터 샤프트(121)와 다수개의 개별 커터(122)가 조합되어 하나의 커팅 롤러(120)를 구성하게 된다.

보다 구체적으로, 상기 커터 샤프트(121)는 기어유닛(130)을 통해 앤빌 롤러(110)와 연결되어 회전하는 축형상의 부재로써, 개별 커터(122)와의 결합을 위한 고정 플랜지(1211)를 구비하고 있으며, 상기 고정 플랜지(1211)에는 개별 커터(122)와의 결합을 위한 고정볼트(123)가 체결되는 다수개의 체결공(1212)이 등간격으로 형성되어 있다.

상기 개별 커터(122)는 디스크 형상의 부재로써, 외면에는 제작하고자 하는 스팽글 형상에 대응하는 구조의 커팅날(1221)이 형성되며, 양측면을 관통하는 다수개의 관통공(1222)이 형성된 것으로 구성되어 있다. 물론 커터 샤프트(121)와의 결합을 위한 결합공(1223)이 중앙부에 마련되어 커터 샤프트(121)에 끼움결합된다.

한편 상기 다수개의 관통공(1222)은 개별 커터(122)의 조립시 체결공(1212)과 일치되어 연통할 수 있도록 체결공(1212)과 동일한 개수 및 위치에 형성된다.

상기와 같이 커터 샤프트(121)에 다수개의 체결공(1212)을 갖는 고정 플랜지(1211)를 구비시키고, 각각의 개별 커터(122)에 체결공(1212)에 대응하는 관통공(1222)을 동일하게 형성한 후, 관통공(1222)을 통해 삽입되는 고정볼트(123)를 체결공(1212)에 체결하여 개별 커터(122)를 설치하게 되며, 별도의 정렬 작업 없이도 각각의 개별 커터(122)에 구비된 커팅날(1221)이 상호 일치되게 정렬되어 개별 커터(122)의 조립에 대한 편의성을 증가시킬 수 있게 된다.

상기와 같이 고정볼트(123)를 이용하여 개별 커터(122)들을 커터 샤프트(121)에 결합시킴에 있어서, 고정볼트(123)의 체결시 작용하는 압력이 개별 커터(122)들의 측면으로 고르게 분산되어 개별 커터(122)들이 안정적으로 밀착될 수 있도록 커터 샤프트(121)에 결합되는 개별 커터(122)들의 가장 말단에는 푸쉬링(124)이 설치된다.

상기 푸쉬링(124)은 디스크 형상의 원판형 부재로써, 개별 커터(122)와 고정볼트(123)의 사이에 위치하여 고정볼트(123)의 체결시 작용하는 압력을 분산시키게 된다. 물론 푸쉬링(124)에는 개별 커터(122)와 마찬가지로 고정볼트(123)가 삽입되는 다수개의 관통공(1241)이 등간격으로 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 롤커터 방식의 스팽글 제조장치는 앤빌 롤러(110)가 구동모터로부터 회전력을 전달받아 회전하게 되면, 앤빌 롤러(110)와 기어유닛(130)을 통해 연결된 커팅 롤러(120)가 연동하여 회전하게 된다. 이때 기어유닛(130)은 상호 맞물린 한쌍의 제1 기어(131)와 제2 기어(132)로 구성되므로 앤빌 롤러(110)가 정방향으로 회전할 경우, 앤빌 롤러(110)는 역방향으로 회전하게 된다. 다시 말해 두 롤러(110,120)는 서로 반대방향으로 회전하게 된다.

한편 피딩 롤러로부터 공급되는 PET-Sheet는 커팅 롤러(120)와 앤빌 롤 러(110)의 사이로 공급되고, 커팅 롤러(120)와 앤빌 롤러(110)의 사이를 통과하는 과정에서 커팅 롤러(120)의 표면에 형성된 커팅날(1221)에 의하여 스팽글에 대한 절단작업이 이루어지게 된다.

이처럼 본 발명에 따른 스팽글 제조장치는 펀칭작업을 수행하는 커팅 롤러(120)가 회전하면서 커팅작업을 수행하게 되므로, PET-Sheet의 연속적인 공급 및 절단이 가능하게 되고, 커팅날(1221)과 PET-Sheep의 접촉이 두 롤러 사이의 좁은 접촉구간에서만 연속적으로 이루어지기 때문에 펀칭력이 줄어들고 펀칭력의 변동량이 작기 때문에 고속 작동시에도 소음과 진동발생 요인이 줄어들게 된다.

한편, 커팅 롤러(120)의 장기간 사용으로 인하여 커팅날(1221)이 부분적으로 손상된 경우, 커팅 롤러(120) 전체를 교환할 필요없이 손상된 부분의 커팅날(1221)을 갖는 개별 커터(122) 만을 분리하여 새로운 개별 커터(122)와 교환함으로써 커팅 롤러(120)의 재사용이 가능하므로, 스팽글 제조장치의 유지 및 보수 비용을 절감할 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1 은 종래의 스팽글 제조방식의 개념도,

도 2 는 본 발명에 따른 롤커터 방식의 스팽글 제조장치의 개념도,

도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스팽글 제조장치의 사시도,

도 4 는 본 발명에 따른 커팅 롤러의 사시도,

도 5 는 본 발명에 따른 커팅 롤러의 분해 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

(110) : 앤빌 롤러 (120) : 커팅 롤러

(121) : 커터 샤프트 (1211) : 고정 플랜지

(1212) : 체결공 (122) : 개별 커터

(1221) : 커팅날 (1222) : 관통공

(123) : 고정볼트 (124) : 푸쉬링

(130) : 기어유닛

Claims

구동모터로부터 동력을 전달받아 회전하는 앤빌 롤러(110); 및

상기 앤빌 롤러(110)의 이웃한 위치에서 앤빌 롤러(110)와 평행하도록 배치되고, 앤빌 롤러(110)와 기어유닛(130)을 통해 연결되어 앤빌 롤러(110)와 연동하여 회전하도록 설치되는 커터 샤프트(121)와, 제작하고자 하는 스팽글의 형상에 대응하는 구조의 커팅날(1221)이 외면에 형성된 디스크 형상으로써 상기 커터 샤프트(121)에 결합되어 원통형의 롤러 구조를 형성하는 다수개의 개별 커터(122)로 이루어진 커팅 롤러(120)를 구비하는 것을 특징으로 하는 롤커터 방식의 스팽글 제조장치.
제 1 항에 있어서,

상기 커터 샤프트(121)에는 다수개의 체결공(1212)이 등간격을 갖도록 형성된 고정 플랜지(1211)가 구비되고, 상기 개별 커터(122)에는 상기 체결공(1212)에 대응하여 연통하는 다수개의 관통공(1222)이 형성되어 관통공(1222)을 통하여 체결공(1212)에 체결되는 고정볼트(123)에 의하여 커터 샤프트(121)와 개별 커터(122)의 조립이 이루어지는 것과 함께 각 개별 커터(122) 외면에 형성된 커팅날(1221)이 상호 일치하도록 정렬됨을 특징으로 하는 롤커터 방식의 스팽글 제조장치.
제 2 항에 있어서,

상기 커터 샤프트(121)에 결합되는 개별 커터(122)의 가장 말단에 설치되어 고정볼트(123)의 체결시 고정볼트(123)로부터 전해지는 압력을 분산시키며 개별 커터(122)들을 가압하여 고정시키는 푸쉬링(124)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤커터 방식의 스팽글 제조장치.