일반기술

측면홈을 갖는 고무롤러

본 고안은 금속봉체의 외주연에 결합 또는 피복된 고무롤러의 양측면에 측면홈을 빙둘러 형성하여 응력이 분산 작용되게 함으로써 압축응력이 고무롤러로 반복 작용되더라도 고무롤러 가장자리 부분의 균열발생이나 파열 및 부식등이방지되게하고, 아울러 사용수명이 연장되도록 한 것이다.본 고안은 고무롤러의 개량에 관한 것으로, 상세하게는 고무롤러의 양측면에 측면홈을 형성한 다음 실린더형 축의 원주상 표면에 끼워 결합하거나 붙여 구성함으로서 각종 표면압력을 받더라도 끝단 부분의 균열이나 파열 및 부식이 방지되게 한 것이다.일반적으로 고무롤러의 경우, 축봉을 갖는 금속봉체 외주면에 고무피복제가 결합되거나 고정된다. 그리고, 롤러 전체가 금속으로 구성되는 금속제 롤러인 경우, 가장자리 부분의 응력을 완화시키기 위하여 가장자리 모서리 부분을 라운딩(모깍기) 또는 챔퍼링(모따기) 함으로써 응력을 완화시키고 있으며, 고무롤러의 경우에도 이러한 형태의 라운딩이나 챔퍼링을 적용함으로써 가장자리 부분의 응력을 완화시키고자 노력하고 있다.이하, 본 고안의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하고자 한다. 본 고안의 실시 예들을 설명함에 있어 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일 부호로 기재하고, 관련된 공지구성이나 기능에 대한 구체적인 설명은 본 고안의 요지를 모호하지 않도록 하기 위하여 생략하도록 한다.도 3은 본 고안의 단면 구성도로, 축봉(1)을 갖는 봉체(2) 외주면에 고무피복제(3)가 결합된 고무롤러에 있어서 ; 표면압력을 받는 고무피복제(3)의 측면(또는 원주면)을 따라 오목하게 들어간 측면홈(6)을 형성하여 응력이 보다 효과적으로 분산되게 함으로서 가장자리 부분의 응력집중이 방지되며, 또한 고무피복제(3) 내부로의 균열 진전이 방지된다. 그리고, 도 5와 같이 측면홈(6)의 양끝부분이 뽀족하여 응력집중이 발생되나 이는 측면홈(6) 끝단부분만 칩핑(chiping)등으로 떨어져 나가고 고무피복제(3)의 본체로는 균열이 진전되지 않는다.본 고안에서 측면홈(6)의 단면 형상은 도 5와 같이 반원형상이거나, 반원보다 작은 크기의 원호형상이나, 곡면형 또는 다각형 또는 도 7과 같은 삼각형상으로 형성할 수 있다.그리고, 필요하다면 도 6과 같이 측면홈(6)의 끝단부에 작은 규모의 라운딩부(7)를 형성하여 칩핑까지도 방지할 수 있어 보다 바람직하다.한편, 유한요소해석 상용패키지(상용프로그램)인 NISAII/DISPLAYIII 및 MSC/MARC를 사용하여 고무롤러에 대한 응력해석을 실시하였다. 해석에 사용된 모델의 치수는 도 8과 같다.상기 도 8에서 일점쇄선은 고무피복제(3)의 중심축선이고, 우측에 도시된 형상은 한쪽 측면만 오목한 형상으로 가공한 고무피복제(3) 부분 단면이다. 그리고, 축대칭 형상으로서 대칭되는 한 쪽 부분만을 모델링하여 해석하였으며, 변위경계조건 -2.675은 2.675mm만큼 축방향으로 압력을 가해 눌러주었음을 의미한다.또한, 오목형상 뿐만 아니라 기존의 측면형상(라운딩, 챔퍼링, 직각단면)에 대해서도 유한요소응력해석을 실시하여 결과치를 비교하였다.