Paper tube flattening apparatus

종이관 평탄화장치{Paper tube flattening apparatus}

본 발명은 종이관 평탄화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 길이 방향으로 절단된 종이관을 편평한 판재 형상으로 평탄화하는 종이관 평탄화장치에 관한 것이다.

일반적으로, 각종 건축물 또는 구축물 등의 콘크리트 구조물을 건축하기 위해서는, 기둥, 바닥, 벽 등이 형성될 위치에 소정의 형상을 가진 거푸집을 설치하고, 거푸집 내에 콘크리트를 타설하여 양생 과정을 거친 후 거푸집을 제거하면, 콘크리트로 이루어진 기둥, 바닥, 벽 등이 원하는 형상으로 형성된다.

여기서, 종래의 일반적인 거푸집은 사용되는 콘크리트의 종류에 따라 합판, 경질 섬유판, 합성수지, 알루미늄 패널, 강판 등으로 이루어지는데, 콘크리트가 타설된 후 대략 수일 내지 수주 후에 제거되어 재사용된다.

그런데, 일반적으로 사용되는 종래의 거푸집의 경우, 양생된 콘크리트 벽체로부터 제거할 때 콘크리트 벽체로부터 거푸집 패널이 깔끔하게 이형되지 못한다는 단점이 있을 뿐만 아니라, 거푸집 패널을 제거하는 과정에서 콘크리트가 거푸집 패널의 표면에 들러붙는 경우가 발생되어 거푸집이 제거되되, 콘크리트 벽체의 파손 또는 손상된 부분에 작업자가 별도로 콘크리트를 주입하여야 하는 등 작업이 번거로운 문제점이 있었다.

그리고, 건물, 교량, 교각 등에 적용되는 기둥용 거푸집의 경우, 원통 형상의 거푸집을 제작하여 사용하나, 거푸집의 제작비용이 고가이고, 정확한 원의 형태로 제작하기가 용이하지 않은 문제점이 있었다. 또한, 건물의 건축 용도에 따른 기둥용 거푸집의 직경이 각기 달라 콘크리트 양생 후 제거하여 재사용이 용이하지 않아, 폐기됨으로써 환경적인 측면에서 불리한 단점이 있었다. 뿐만 아니라, 건물, 교량, 교각 등에 적용되는 기둥의 직경이 클 경우, 기둥용 거푸집의 크기 또한 커져 이송 및 이동이 용이하지 않고, 중량 또한 크기에 비례하여 커짐으로써 건설현장까지의 수송 및 하적 등이 어려운 문제점이 있었다.

위와 같은 문제점들을 해결하기 위해, 최근에는 건축물, 구조물, 교량 및 교각 등의 원통형 기둥에 적용되는 거푸집의 소재에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 그 예로서 대한민국 등록특허공보 제10-0904198호에는 본 출원인이 출원하여 등록된 특허 발명(발명의 명칭: 지관 거푸집 제조장치와 제조방법 및 그에 따라 제조된 지관 거푸집)이 개시되어 있다.

종이로 이루어진 종이관(지관) 거푸집을 이용하면 거푸집 제작공정을 단순화할 수 있어 작업의 효율성 및 편의성을 향상시킬 수 있으며, 중량이 감소될 뿐만 아니라, 취급이 용이하여 이송 또는 하적 등의 운반이 용이하고, 거푸집 제작을 위한 공간 및 장소를 최소화할 수 있어 보다 효율적인 작업 공간 및 제조 공간의 활용이 가능하고, 이로 인해 제작비 및 인건비를 절감할 수 있으며, 부식이 발생하지 않아 건축물, 구조물, 교량 및 교각 등에 적용될 뿐만 아니라, 다양한 분야에서의 적용이 가능하며, 거푸집 제거 후의 잔해물도 재질이 종이이므로 처리가 용이할 뿐만 아니라 환경오염도 줄일 수 있는 장점이 있다.

상기한 바와 같이 종이로 만들어진 종이관 거푸집은 많은 장점을 갖고 있으므로, 구조물의 기둥용 거푸집뿐만 아니라, 구조물의 벽이나 바닥용 거푸집으로 그 적용 범위를 넓히는 것이 바람직할 것이다.

따라서, 원통 형상의 종이관을 가공하여 보다 범용적인 구조물의 벽이나 바닥용 거푸집으로 적용할 수 있도록 편평한 판재로 만들 필요가 있다.

본 발명은, 원통 형상의 종이관을 보다 범용적인 거푸집으로 사용할 수 있도록 편평한 판재로 만들기 위해 길이 방향으로 절단된 종이관을 편평한 판재 형상으로 평탄화하는 종이관 평탄화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 종이관 평탄화장치는,

길이 방향으로 절단된 종이관을 편평한 판재 형상으로 평탄화하는 장치로서,

상기 길이 방향으로 절단된 종이관의 이송경로가 마련된 프레임; 및

상기 프레임에 회전 가능하게 설치되어 상기 종이관을 상기 이송경로를 따라 수평으로 이송시키면서 평탄화시키는 다수의 롤러;를 구비하며,

상기 다수의 롤러는:

상기 이송경로의 상류측에서 상기 이송경로의 상측과 하측에 서로 대응되도록 배치된 상측 인입롤러와 하측 인입롤러;

상기 이송경로의 하류측에서 상기 이송경로의 상측과 하측에 서로 대응되도록 배치된 상측 배출롤러와 하측 배출롤러; 및

상기 이송경로의 중간부에서 상기 이송경로를 따라 간격을 두고 배치되는 것으로, 상기 이송경로의 상측과 하측에 서로 대응되도록 배치된 다수의 상측 중간롤러와 다수의 하측 중간롤러;를 포함하며,

상기 다수의 상측 중간롤러 각각의 외주면에는 합성수지재로 이루어진 다수의 상측 탄성링이 상기 상측 중간롤러의 길이 방향으로 간격을 두고 설치되고,

상기 다수의 하측 중간롤러 각각의 외주면에는 합성수지재로 이루어진 다수의 하측 탄성링이 상기 하측 중간롤러의 길이 방향으로 간격을 두고 설치되되, 상기 다수의 상측 탄성링과 서로 엇갈리도록 배치된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 다수의 상측 탄성링과 다수의 하측 탄성링은 합성고무로 이루어지고 원형의 단면을 가지며, 상기 다수의 상측 중간롤러 각각의 외주면에는 상기 다수의 상측 탄성링 각각의 부분이 삽입되는 반원형의 링 삽입홈이 형성되고, 상기 다수의 하측 중간롤러 각각의 외주면에는 상기 다수의 하측 탄성링 각각의 부분이 삽입되는 반원형의 링 삽입홈이 형성될 수 있다.

또한, 상기 상측 인입롤러, 하측 인입롤러, 상측 배출롤러 및 하측 배출롤러는, 원형의 봉 형상의 금속재 코어부와, 상기 코어부의 외주면을 일정한 두께로 감싸는 것으로 합성수지재로 이루어진 표면부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 다수의 롤러 각각의 입구측에는 상기 이송경로의 상측과 하측에 상기 종이관을 안내하는 상측 이송가이드부재와 하측 이송가이드부재가 설치될 수 있다.

또한, 상기 상측 이송가이드부재와 하측 이송가이드부재는 상기 다수의 롤러의 길이 방향으로 길게 연장되어 양단부가 상기 프레임에 고정되는 판재 형상으로 형성되며, 상기 상측 이송가이드부재의 입구측 단부와 상기 하측 이송가이드부재의 입구측 단부는 상기 이송경로로부터 멀어지도록 경사지게 꺾일 수 있다.

또한, 상기 상측 이송가이드부재와 하측 이송가이드부재는 상기 이송경로 방향으로 길게 형성된 막대 형상을 가지고, 상기 다수의 롤러의 길이 방향으로 간격을 두고 다수로 배치되며, 상기 다수의 상측 이송가이드부재 각각의 이송경로 대향면의 입구측 단부와 상기 다수의 하측 이송가이드부재 각각의 이송경로 대향면의 입구측 단부에는 상기 이송경로로부터 멀어지도록 경사진 경사면이 형성되고, 상기 다수의 상측 가이드부재의 상부와 상기 다수의 하측 가이드부재의 하부에는 상기 다수의 롤러의 길이 방향으로 길게 연장되어 양단부가 상기 프레임에 고정되는 막대 형상의 상측 지지부재와 하측 지지부재가 각각 설치되며, 상기 다수의 상측 이송가이드부재는 상기 상측 지지부재에 결합되어 지지되고, 상기 다수의 하측 이송가이드부재는 상기 하측 지지부재에 결합되어 지지될 수 있다.

또한, 상기 프레임에는 상기 상측 인입롤러와 하측 인입롤러 사이의 간격과, 상기 상측 배출롤러와 하측 배출롤러 사이의 간격과, 상기 다수의 상측 중간롤러와 다수의 하측 중간롤러 사이의 간격을 조절하기 위한 간격조절유닛이 설치될 수 있다.

또한, 상기 간격조절유닛은, 상기 상측 인입롤러의 양단부와, 상기 상측 배출롤러의 양단부와, 상기 다수의 상측 중간롤러 각각의 양단부에 결합되는 결합부재와, 상기 프레임에 고정 설치되는 지지판과, 상기 결합부재와 상기 지지판 사이에 연결되는 나사부재와, 상기 나사부재의 상단부에 결합되어 상기 나사부재를 회전시키기 위한 핸들을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 종이관 평탄화장치에 의하면, 전(前) 공정에서 종이관 절단장치에 의해 길이 방향으로 절단된 종이관을 용이하게 편평한 판재로 만들 수 있어서, 많은 장점을 가진 친환경 종이 거푸집을 구조물의 벽이나 바닥용 등으로 그 활용도를 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 원통 형상의 종이관을 길이 방향으로 절단하는 종이관 절단장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 고정유닛에 의해 종이관이 수평 테이블 위에 고정된 상태를 도시한 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 절단유닛의 커터에 의해 종이관이 절단되는 상태를 도시한 부분 단면도이다.
도 4는 절단된 종이관이 도 1에 도시된 고정유닛의 제2 고정부재에 의해 펼쳐진 상태를 도시한 부분 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 종이관 평탄화장치를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 롤러들과 이송가이드부재들을 도시한 측면도이다.
도 7은 도 5에 도시된 상측 중간롤러와 하측 중간롤러의 길이 방향 수직 단면도이다.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하면서 본 발명의 전 공정으로서 종이로 만들어진 원통 형상의 종이관을 길이 방향으로 절단하는 종이관 절단장치에 대해 먼저 설명하고, 그 후에 도 5 내지 도 7을 참조하면서 본 발명에 따른 종이관 평탄화장치에 대해 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.

도 1은 원통 형상의 종이관을 길이 방향으로 절단하는 종이관 절단장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 고정유닛에 의해 종이관이 수평 테이블 위에 고정된 상태를 도시한 측면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 절단유닛의 커터에 의해 종이관이 절단되는 상태를 도시한 부분 단면도이고, 도 4는 절단된 종이관이 도 1에 도시된 고정유닛의 제2 고정부재에 의해 펼쳐진 상태를 도시한 부분 사시도이다.

도 1을 참조하면, 상기 종이관 절단장치(100)는, 종이로 만들어진 원통 형상의 종이관(10)을 보다 범용적인 거푸집으로 사용할 수 있도록 편평한 판재로 만들기 위한 장치들 중에서, 상기 종이관(10)을 길이 방향으로 절단하는 장치이다.

구체적으로, 상기 종이관 절단장치(100)는, 수평 테이블(112)을 가진 프레임(110)과, 상기 프레임(110)에 설치되어 상기 종이관(10)을 상기 수평 테이블(112) 위에 수평 방향으로 눕힌 상태로 고정시키는 고정유닛(120)과, 상기 프레임(110)에 설치되어 상기 수평 테이블(112) 위에 고정된 상기 종이관(10)의 상측에서 상기 종이관(10)을 길이 방향으로 절단하는 절단유닛(130)을 포함하여 구성된다.

상기 프레임(110)은 상기 종이관 절단장치(100) 전체를 지지하는 역할을 하는 골격으로서, 그 내측 하부에 상기 수평 테이블(112)이 마련된다. 상기 수평 테이블(112)의 상면은 수평면으로 이루어져 있으며, 그 위에서 종이관(10)의 고정 및 절단 작업이 이루어지게 된다.

상기 고정유닛(120)은 상기 종이관(10)을 상기 수평 테이블(112) 위에 수평 방향으로 눕힌 상태로 고정시키는 기능을 하는 장치로서, 3 개의 봉 형상 고정부재(121, 122, 123)를 포함할 수 있으며, 이들은 종이관(10)의 내부에 삽입된 상태로 종이관(10)의 내주면의 각각 다른 부분에 접촉되어 종이관(10)이 움직이지 않고 고정되도록 지지하는 기능을 하게 된다.

구체적으로, 상기 고정유닛(120)은 하나의 제1 고정부재(121)와, 한 쌍의 제2 고정부재(122, 123)를 포함할 수 있다.

상기 제1 고정부재(121)는 원형의 봉 형상으로서 일단부가 상기 프레임(110)의 일측부에 고정되며, 상기 수평 테이블(112)과 수직 방향(도 1에 표시된 Z 방향)으로 간격을 두고 상기 수평 테이블(112) 위에 고정된 종이관(10)의 길이 방향(도 1에 표시된 X 방향)으로, 즉 상기 수평 테이블(112)과 평행한 수평으로 길게 연장된다. 상기 프레임(110)의 일측부에는 제1 브라켓(114)이 설치될 수 있으며, 상기 제1 브라켓(114)에 상기 제1 고정부재(121)의 일단부가 고정될 수 있다.

상기 한 쌍의 제2 고정부재(122, 123)는 원형의 봉 형상으로서 각각의 일단부가 상기 프레임(110)의 일측부에 고정된다. 상기 한 쌍의 제2 고정부재(122, 123)는 상기 제1 고정부재(121)와 수평 테이블(112) 사이의 높이에서 상기 수평 테이블(112) 위에 고정된 종이관(10)의 길이 방향(X 방향)으로 길게 연장된다. 즉, 상기 한 쌍의 제2 고정부재(122, 123)는 상기 제1 고정부재(121)에 비해 낮은 높이에서 상기 수평 테이블(112)과 평행한 수평으로 연장된다.

그리고, 상기 한 쌍의 제2 고정부재(122, 123)는 상기 수평 테이블(112) 위에 고정된 종이관(10)의 길이 방향(X 방향)과 직교하는 수평 방향(도 1에 표시된 Y 방향)으로 서로 간격을 두고 배치된다.

또한, 상기 한 쌍의 제2 고정부재(122, 123)는 상기 수평 방향(Y 방향)으로 왕복 이동 가능하도록 설치된다. 이를 위해, 상기 프레임(110)의 일측부에는 상기 수평 방향(Y 방향)으로 길게 연장된 제1 가이드레일(125)을 가진 제1 가이드부재(124)가 설치되고, 상기 제1 가이드부재(124)에는 상기 제1 가이드레일(125)을 따라 왕복 이동 가능한 한 쌍의 제1 가동부재(126, 127)가 결합되며, 상기 한 쌍의 제1 가동부재(126, 127)에 상기 한 쌍의 제2 고정부재(122, 122)의 일단부가 각각 고정될 수 있다. 상기 제1 가동부재(126, 127)를 이동시키는 수단으로는, 예컨대 모터, 스프로켓 및 체인이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며 다양한 이동 수단이 사용될 수 있다.

상기한 구성에 의해, 상기 한 쌍의 제2 고정부재(122, 123)는 종이관(10)의 길이 방향과 직교하는 수평 방향(Y 방향)으로 이동 가능하게 되므로, 서로 간의 간격이 넓어지거나 좁아질 수 있다.

이에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 고정부재(121)와 한 쌍의 제2 고정부재(122, 123)가 종이관(10)의 내부에 삽입된 상태에서, 한 쌍의 제2 고정부재(122, 123)가 이들 사이의 간격이 넓어지도록 상기 수평 방향(Y 방향)을 따라 서로 반대쪽으로 이동하게 되면, 상기 제1 고정부재(121)가 종이관(10) 내주면의 상측 부분에 접촉된 상태에서 한 쌍의 제2 고정부재(122, 123)는 서로 간의 간격이 넓혀지면서 종이관(10) 내주면의 하측 부분 좌우에 각각 접촉된다. 따라서, 종이관(10)은 3 개의 고정부재(121, 122, 123)에 의해 움직이지 않도록 고정될 수 있다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 종이관(10)이 절단된 상태에서 상기 한 쌍의 제2 고정부재(122, 123)가 이들 사이의 간격이 더 넓어지도록 상기 수평 방향(Y 방향)을 따라 서로 반대쪽으로 이동하게 되면 절단된 종이관(10)이 넓게 펼쳐질 수 있다. 이에 대해서는 뒤에서 다시 설명하기로 한다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 프레임(110)의 타측부에는 상기 제1 고정부재(121)의 타단부를 흔들리지 않도록 지지하는 지지유닛(140)이 마련될 수 있다. 상기 지지유닛(140)은, 상기 프레임(110)의 타측부에 설치된 제2 브라켓(116)에 승강 가능하도록 설치된 승강부재(141)와, 상기 승강부재(141)에 설치되어 상기 제1 고정부재(121)의 타단부의 단면에 형성된 결합구멍(143)에 삽입되는 돌기부재(142)를 포함할 수 있다.

상기 지지유닛(140)에 의해 상기 제1 고정부재(121)의 타단부가 흔들리지 않도록 지지되므로, 후술하는 절단유닛(130)에 의한 종이관(10)의 절단 과정에서, 상기 제1 고정부재(121)가 종이관(10)을 견고하게 지지할 수 있게 되어, 종이관(10)의 절단 작업이 원활하고 정확하게 이루어질 수 있게 된다.

그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 고정부재(121)는, 원형의 봉 형상의 금속재 코어부(121a)와, 상기 코어부(121a)의 외주면을 일정한 두께로 감싸는 것으로 합성수지재, 예컨대 합성고무로 이루어진 표면부(121b)를 포함하여 구성될 수 있다. 후술하는 절단유닛(130)의 커터(134)가 종이관(10)을 완전하게 절단하기 위해서는 상기 커터(134)가 종이관(10)을 두께 방향으로 완전히 통과하여야 한다. 이때, 종이관(10)을 지지하는 상기 제1 고정부재(121)의 표면이 금속재로 이루어진 경우에는 상기 커터(134)가 금속재 표면에 접촉되어 손상되는 문제점이 발생될 수 있다. 그러나, 상기한 바와 같이, 상기 제1 고정부재(121)의 표면부(121b)가 합성수지재로 이루어진 경우에는, 상기 커터(133)가 제1 고정부재(121)의 표면부(121b)를 소정 깊이로 파고들어갈 수 있게 되어 커터(134)의 손상 없이 종이관(10)의 절단이 완전하게 이루어질 수 있게 된다.

한편, 상기 한 쌍의 제2 고정부재(122, 123)는 봉 형상의 금속재로 이루어질 수 있다.

도 1과 도 3을 함께 참조하면, 상기 절단유닛(130)은 상기 수평 테이블(112) 위에 고정된 종이관(10)의 상측에서 종이관(10)을 길이 방향으로 절단하는 기능을 하는 장치로서, 제2 가이드부재(131)와, 상기 제2 가이드부재(131)에 설치되는 제2 가동부재(133)와, 상기 제2 가동부재(133)에 설치되는 커터(134)를 포함할 수 있다.

상기 제2 가이드부재(131)는 상기 종이관(10)의 길이 방향(X 방향)으로 길게 연장된 제2 가이드레일(132)을 가지며, 상기 고정유닛(120)에 의해 고정된 종이관(10)의 상측에 위치하도록 상기 프레임(110)에 설치된다. 구체적으로, 상기 제2 가이드부재(131)의 일단부는 상기 프레임(110)의 일측부에 설치된 제1 브라켓(114)에 고정되고, 타단부는 상기 프레임(110)의 타측부에 설치된 제2 브라켓(116)에 고정될 수 있다.

상기 제2 가동부재(133)는 상기 제2 가이드레일(132)을 따라 왕복 이동 가능하도록 상기 제2 가이드부재(131)에 설치된다. 상기 제2 가동부재(133)에는 제2 가동부재(133)를 왕복 이동시키기 위한 제1모터(135)가 설치된다.

상기 커터(134)는 종이관(10)의 길이 방향(X 방향)을 따라 수평으로 이동하면서 종이관(10)을 길이 방향으로 절단하는 수단으로서 원판 형상으로 이루어질 수 있으며, 상기 제2 가동부재(133)에 회전 가능하도록 설치된다. 이를 위해, 상기 제2 가동부재(133)에는 상기 커터(134)를 회전시키기 위한 제2모터(136)가 설치된다.

이하에서는, 상기 종이관 절단장치(100)의 작동에 대해 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 먼저, 상기 고정유닛(120)의 제1 고정부재(121)와 한 쌍의 제2 고정부재(122, 123)가 종이관(10)의 내부에 삽입되도록 종이관(10)을 상기 수평 테이블(112) 위에 장착한다. 이때, 상기 제1 고정부재(121)는 종이관(10) 내주면의 상측 부분에 접촉된다.

다음으로, 상기 지지유닛(140)의 승강부재(141)를 하강시켜 돌기부재(142)가 상기 제1 고정부재(121)의 타단부의 단면에 형성된 결합구멍(143)에 삽입되도록 함으로써, 상기 제1 고정부재(121)의 타단부가 흔들리지 않도록 지지한다.

이어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 제2 고정부재(122, 123)를 이들 사이의 간격이 넓어지도록 종이관(10)의 길이 방향(X 방향)과 직교하는 수평 방향(Y 방향)을 따라 서로 반대쪽으로 이동시키게 되면, 한 쌍의 제2 고정부재(122, 123)는 서로 간의 간격이 넓혀지면서 종이관(10) 내주면의 하측 부분 좌우에 각각 접촉된다. 이에 따라, 종이관(10)은 3 개의 고정부재(121, 122, 123)에 의해 움직이지 않도록 고정될 수 있다.

다음으로, 상기 절단유닛(130)의 커터(134)를 회전시키면서 제2 가동부재(133)를 제2 가이드레일(132)을 따라 종이관(10)의 길이 방향(X 방향)으로 이동시키면, 상기 커터(134)가 종이관(10)을 길이 방향으로 절단하게 된다. 상기 종이관(10)에 대한 절단 작업이 완료된 후, 상기 제2 가동부재(133)와 커터(134)는 원 위치로 복귀된다.

위와 같이 종이관(10)이 절단된 상태에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 고정유닛(120)의 한 쌍의 제2 고정부재(122, 123)를 이들 사이의 간격이 더 넓어지도록 상기 수평 방향(Y 방향)을 따라 서로 반대쪽으로 이동시키면, 절단된 종이관(10)이 한 쌍의 제2 고정부재(122, 123)에 의해 넓게 펼쳐지게 된다.

한편, 종이관(10)은 원래 원통 형상으로 만들어지므로, 상기 종이관 절단장치(100)에 의해 종이관(10)이 길이 방향으로 절단되고 넓게 펼쳐지더라도 완전하게 편평한 판재 형상으로 만들어지지는 않는다.

이에 따라, 상기 종이관 절단장치(100)의 후속 공정으로서 길이 방향으로 절단된 종이관(10)을 편평한 판재로 평탄화하는 종이관 평탄화장치(도 5의 200)가 마련된다. 그리고, 상기 수평 테이블에는 종이관(10)의 길이 방향(X 방향)으로 길게 연장된 가이드 홈(118)이 형성되고, 상기 가이드 홈(118) 내부에는 절단된 후 펼쳐진 종이관(10)을 상기 종이관 평탄화장치(200)로 공급하기 위해 종이관(10)의 길이 방향(X 방향)으로 밀어주는 푸셔(pusher)(119)가 삽입 설치될 수 있다.

이하에서는, 도 5 내지 도 7을 참조하면서, 본 발명에 따른 종이관 평탄화장치에 대해 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명에 따른 종이관 평탄화장치를 도시한 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시된 롤러들과 이송가이드부재들을 도시한 측면도이며, 도 7은 도 5에 도시된 상측 중간롤러와 하측 중간롤러의 길이 방향 수직 단면도이다.

도 5 내지 도 7을 함께 참조하면, 본 발명에 따른 종이관 평탄화장치(200)는, 종이로 만들어진 원통 형상의 종이관(10)을 보다 범용적인 거푸집으로 사용할 수 있도록 편평한 판재로 만들기 위한 장치들 중에서, 상기 종이관 절단장치(100)에 의해 길이 방향으로 절단된 종이관(10)을 편평한 판재 형상으로 평탄화하는 장치이다.

본 발명에 따른 종이관 평탄화장치(200)는, 상기 길이 방향으로 절단된 종이관(10)의 이송경로(P)가 마련된 프레임(210)과, 상기 프레임(210)에 회전 가능하게 설치되어 상기 종이관(10)을 상기 이송경로(P)를 따라 수평으로 이송시키면서 평탄화시키는 다수의 롤러(221,222,231,232,241,242)를 포함하여 구성된다.

구체적으로, 상기 프레임(210)은 다수의 롤러(221,222,231,232,241,242)의 양측에 설치되어 다수의 롤러(221,222,231,232,241,242)를 회전 가능하도록 지지하며, 종이관(10)의 이송경로(P)는 상기 프레임(210)의 내측에 수평으로 형성된다.

상기 다수의 롤러(221,222,231,232,241,242)는, 상기 이송경로(P)를 따라 소정의 간격을 두고 배치되는데, 상기 이송경로(P)의 상류측에서부터 하류측으로 가면서, 가장 먼저 상측 인입롤러(221)와 하측 인입롤러(222)가 배치되고, 그 다음에 다수의 상측 중간롤러(241)와 다수의 하측 중간롤러(242)가 배치되며, 마지막으로 상측 배출롤러(231)와 하측 배출롤러(242)가 배치된다.

구체적으로, 상기 상측 인입롤러(221)와 하측 인입롤러(222)는 상기 이송경로(P)의 상류측에서 상기 이송경로(P)의 상측과 하측에 서로 대응되도록 배치된다. 상기 상측 인입롤러(221)와 하측 인입롤러(222) 사이에는 일정한 간격이 형성되며, 이 간격을 통해 상기 종이관(10)이 삽입되어 통과하게 된다. 상기 상측 인입롤러(221)와 하측 인입롤러(222)는 상기 종이관 절단장치(100)에 의해 길이 방향으로 절단된 후 펼쳐진 종이관(10)을 상기 종이관 평탄화장치(200) 내부로 끌어당기는 역할과 함께 종이관(10)을 1차로 평탄화시키는 역할을 하게 된다.

상기 상측 인입롤러(221)와 하측 인입롤러(222)는 원형의 봉 형상의 금속재 코어부(221a, 222a)와, 상기 코어부(221a, 222a)의 외주면을 일정한 두께로 감싸는 것으로 합성수지재, 예컨대 합성고무로 이루어진 표면부(221b, 222b)를 포함하여 구성될 수 있다. 이와 같이, 상측 인입롤러(221)와 하측 인입롤러(222)의 표면부(221b, 222b)가 합성수지재로 이루어지게 되면, 금속재인 경우보다 표면 마찰력이 높아지게 되어 종이관(10)을 용이하게 끌어당길 수 있는 장점이 있다.

상기 다수의 상측 중간롤러(241)와 다수의 하측 중간롤러(242)는 상기 이송경로(P)의 중간부에서 상기 이송경로(P)를 따라 간격을 두고 배치된다. 상기 다수의, 예컨대 3 개의 상측 중간롤러(241)는 상기 이송경로(P)의 상측에서 상측 인입롤러(221)와 상측 배출롤러(231) 사이에 배치되고, 상기 다수의, 예컨대 3 개의 하측 중간롤러(242)는 상기 이송경로(P)의 하측에서 상기 3 개의 상측 중간롤러(241)와 서로 대응되도록 배치된다.

상기 다수의 상측 중간롤러(241) 각각의 외주면에는 탄성을 가진 합성수지재로 이루어진 다수의 상측 탄성링(243)이 상측 중간롤러(241)의 길이 방향으로 일정한 간격을 두고 설치된다. 또한, 상기 다수의 하측 중간롤러(242) 각각의 외주면에도 합성수지재로 이루어진 다수의 하측 탄성링(244)이 하측 중간롤러(242)의 길이 방향으로 일정한 간격을 두고 설치된다. 특히, 상기 다수의 하측 탄성링(244)은 상기 다수의 상측 탄성링(243)과 서로 엇갈리도록 배치된다.

상기 다수의 상측 탄성링(243)과 다수의 하측 탄성링(244)은 탄성을 가진 합성고무로 이루어질 수 있으며, 원형의 단면을 가질 수 있다. 그리고, 상기 다수의 상측 중간롤러(241) 각각의 외주면에는 상기 다수의 상측 탄성링(243) 각각의 부분이 삽입되는 반원형의 링 삽입홈(245)이 형성되고, 상기 다수의 하측 중간롤러(242) 각각의 외주면에는 상기 다수의 하측 탄성링(244) 각각의 부분이 삽입되는 반원형의 링 삽입홈(246)이 형성될 수 있다. 이러한 구성에 의해 상기 다수의 상측 탄성링(243)과 다수의 하측 탄성링(244)은 정해진 위치를 견고하게 유지할 수 있게 된다.

상기 종이관(10)은 원래 원통 형상으로 만들어진 상태이므로, 상기 종이관 절단장치(100)에 의해 길이 방향으로 절단된 후에도, 종이관(10)에 잔류하는 일정 방향의 응력에 의해 둥글게 휘어지려는 경향이 있다. 이에 따라, 상기 종이관(10)을 상측 인입롤러(221)와 하측 인입롤러(222)의 사이를 통과시켜 1차 평탄화 과정을 거치더라도 완전히 편평하게 평탄화하기는 힘들다.

본 발명에서는, 상기 상측 인입롤러(221)와 하측 인입롤러(222)의 사이를 통과한 종이관(10)을 다시 다수의 상측 중간롤러(241)와 다수의 하측 중간롤러(242)의 사이를 통과시킨다. 이 과정에서, 도 7에 도시된 바와 같이 서로 엇갈리도록 배치된 다수의 상측 탄성링(243)과 다수의 하측 탄성링(244)은 상기 종이관(10)을 굴곡시켜 종이관(10)에 잔류된 응력을 분산 및 흡수하게 된다. 이러한 과정을 다수의 상측 중간롤러(241)와 다수의 하측 중간롤러(242)를 거치면서 수회 반복하게 되면, 종이관(10)에 잔류된 응력이 분산되고 완화되면서 종이관(10)이 다시 원 상태로 휘어지려는 경향이 나타나지 않게 되고, 이에 따라 종이관(10)은 편평한 판재 형상으로 평탄화될 수 있다.

상기 상측 배출롤러(231)와 하측 배출롤러(232)는 상기 이송경로(P)의 하류측에서 상기 이송경로(P)의 상측과 하측에 서로 대응되도록 배치된다. 상기 상측 배출롤러(231)와 하측 배출롤러(232) 사이에는 일정한 간격이 형성되며, 이 간격을 통해 상기 종이관(10)이 삽입되어 통과하게 된다. 상기 상측 배출롤러(231)와 하측 배출롤러(232)는 상기 다수의 상측 중간롤러(241)와 다수의 하측 중간롤러(242)를 통과한 종이관(10)을 상기 종이관 평탄화장치(200) 외부로 밀어내는 역할과 함께 종이관(10)을 마지막으로 평탄화시키는 역할을 하게 된다.

상기 상측 배출롤러(231)와 하측 배출롤러(232)도 원형의 봉 형상의 금속재 코어부(231a, 232a)와, 상기 코어부(231a, 232a)의 외주면을 일정한 두께로 감싸는 것으로 합성수지재, 예컨대 합성고무로 이루어진 표면부(231b, 232b)를 포함하여 구성될 수 있다. 이와 같이, 상측 배출롤러(231)와 하측 배출롤러(232)의 표면부(231b, 232b)가 합성수지재로 이루어지게 되면, 금속재인 경우보다 표면 마찰력이 높아지게 되어 종이관(10)을 용이하게 밀어낼 수 장점이 있다.

위에서 설명한 바와 같이, 길이 방향으로 절단된 종이관(10)은 다수의 롤러(221,222,231,232,241,242)를 거치면서 편평한 판재 형상으로 평탄화될 수 있으며, 편평한 판재 형상으로 평탄화된 종이관(10)은 구조물의 벽이나 바닥용 거푸집 등으로 적용될 수 있도록 소정의 길이와 폭을 가진 사각형 판재로 절단될 수 있다.

한편, 상기 다수의 롤러(221,222,231,232,241,242) 각각의 입구측에는 상기 이송경로(P)의 상측과 하측에 상기 종이관(10)을 안내하는 상측 이송가이드부재(251,252)와 하측 이송가이드부재(261,262,263)가 설치될 수 있다.

상기 상측 인입롤러(221)와 하측 인입롤러(222)의 입구측에 설치되는 상측 이송가이드부재(251)와 하측 이송가이드부재(261)는 판재 형상으로 형성될 수 있으며, 상측 인입롤러(221)의 길이 방향으로 길게 연장되어 양단부가 상기 프레임(210)에 고정될 수 있다. 또한, 상기 상측 이송가이드부재(251)의 입구측 단부는 상기 이송경로(P)로부터 멀어지도록 경사지게 꺾인 형상을 가질 수 있으며, 이에 따라 종이관(10)이 상측 이송가이드부재(251)와 하측 이송가이드부재(261) 사이로 보다 용이하게 진입할 수 있다. 상기 하측 이송가이드부재(261)는 평면으로 이루어질 수 있으며, 상기 종이관 절단장치(100)의 수평 테이블(112)로 대체될 수 있다.

상기 상측 배출롤러(231)와 하측 배출롤러(232)의 입구측과 상기 다수의 상측 중간롤러(241)와 다수의 하측 중간롤러(242) 각각의 입구측에 설치되는 상측 이송가이드부재(252)와 하측 이송가이드부재(263)는 상기 이송경로(P) 방향으로 길게 형성된 막대 형상을 가질 수 있으며, 상측 배출롤러(231)의 길이 방향으로 간격을 두고 다수로 배치될 수 있다.

이 경우, 상기 다수의 상측 가이드부재(252)의 상부에는 상측 배출롤러(231)의 길이 방향으로 길게 연장되어 양단부가 상기 프레임(210)에 고정되는 막대 형상의 상측 지지부재(255)가 설치되고, 상기 다수의 상측 이송가이드부재(252)는 상기 상측 지지부재(255)에 볼트(256) 등을 이용하여 결합되어 지지될 수 있다. 또한, 상기 다수의 하측 가이드부재(263)의 하부에는 하측 배출롤러(232)의 길이 방향으로 길게 연장되어 양단부가 상기 프레임(210)에 고정되는 막대 형상의 하측 지지부재(265)가 설치되고, 상기 다수의 하측 이송가이드부재(263)는 상기 하측 지지부재(265)에 볼트(266) 등을 이용하여 결합되어 지지될 수 있다.

또한, 상기 다수의 상측 이송가이드부재(252) 각각의 이송경로 대향면의 입구측 단부에는 상기 이송경로(P)로부터 멀어지도록 경사진 경사면(252a)이 형성되고, 상기 다수의 하측 이송가이드부재(263) 각각의 이송경로 대향면의 입구측 단부에도 상기 이송경로(P)로부터 멀어지도록 경사진 경사면(263a)이 형성될 수 있으며, 이에 따라 종이관(10)이 다수의 상측 이송가이드부재(252)와 다수의 하측 이송가이드부재(263) 사이로 보다 용이하게 진입할 수 있다.

한편, 막대 형상의 상측 이송가이드부재(252)와 하측 이송가이드부재(263)는 판재 형상의 이송가이드부재로 대체될 수도 있다. 예를 들어, 첫째 상측 중간롤러(241)와 첫째 하측 중간롤러(242)의 입구측에는 상기 이송경로(P)의 하측에 판재 형상의 하측 이송가이드부재(262)가 설치될 수 있으며, 상기 하측 이송가이드부재(262)는 하측 중간롤러(242)의 길이 방향으로 길게 연장되어 양단부가 상기 프레임(210)에 고정될 수 있다. 또한, 상기 하측 이송가이드부재(262)의 입구측 단부는 상기 이송경로(P)로부터 멀어지도록 경사지게 꺾인 형상을 가질 수 있다.

그리고, 상기 프레임(210)에는 상기 상측 배출롤러(231)와 하측 배출롤러(232) 사이의 간격을 조절하기 위한 간격조절유닛(270)이 설치될 수 있다. 또한, 상기 간격조절유닛(270)은 상기 다수의 상측 중간롤러(241)와 다수의 하측 중간롤러(242) 사이의 간격과 상기 상측 인입롤러(221)와 하측 인입롤러(222) 사이의 간격을 조절하기 위해서도 설치될 수 있다.

구체적으로, 상기 간격조절유닛(270)은, 상기 상측 배출롤러(231)의 양단부에 결합되는 결합부재(271)와, 상기 프레임(210)에 고정 설치되는 지지판(272)과, 상기 결합부재(271)와 지지판(272) 사이에 연결되는 나사부재(273)와, 상기 나사부재(273)의 상단부에 결합되어 상기 나사부재(273)를 회전시키기 위한 핸들(274)을 포함할 수 있다.

상기 다수의 상측 중간롤러(241)와 다수의 하측 중간롤러(242) 사이의 간격을 조절하기 위한 간격조절유닛(270)의 경우에는, 상기 결합부재(271)는 다수의 상측 중간롤러(241) 각각의 양단부에 결합되고, 상기 상측 인입롤러(221)와 하측 인입롤러(222) 사이의 간격을 조절하기 위한 간격조절유닛(270)의 경우에는, 상기 결합부재(271)는 상측 인입롤러(221)의 양단부에 결합된다.

상기 간격조절유닛(270)의 핸들(274)을 회전시키면 상기 나사부재(273)가 회전하면서 상기 결합부재(271)를 승강시키게 되고, 이에 따라 상기 결합부재(271)에 결합된 상측 롤러(221, 231, 241)가 승강하게 되면서 상측 롤러(221, 231, 241)와 하측 롤러(222, 232, 242) 사이의 간격이 조절될 수 있다.

위와 같이 상기 간격조절유닛(270)에 의하면, 종이관(10)의 두께에 따라 상측 롤러(221, 231, 241)와 하측 롤러(222, 232, 242) 사이의 간격을 적절하게 조절할 수 있으며, 또한 상측 롤러(221, 231, 241)와 하측 롤러(222, 232, 242) 사이를 통과하는 종이관(10)에 가해지는 압력을 적절하게 조절할 수 있는 장점이 있다.

상기한 바와 같은 구성을 가진 본 발명에 따른 종이관 평탄화장치(200)는, 전(前) 공정에서 상기 종이관 절단장치(100)에 의해 길이 방향으로 절단된 종이관(10)을 용이하게 편평한 판재로 만들 수 있어서, 많은 장점을 가진 친환경 종이 거푸집을 구조물의 벽이나 바닥용 등으로 그 활용도를 높일 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

10...종이관 100...종이관 절단장치
110...프레임 112...수평 테이블
114...제1 브라켓 116...제2 브라켓
118...가이드 홈 119...푸셔
120...고정유닛 121...제1 고정부재
122,123...제2 고정부재 124...제1 가이드부재
125...제1 가이드레일 126,127...제1 가동부재
130...절단유닛 131...제2 가이드부재
132...제2 가이드레일 133...제2 가동부재
134...커터 135...제1 모터
136...제2 모터 140...지지유닛
141...승강부재 142...돌기부재
143...결합구멍 200...종이관 평탄화장치
210...프레임 221...상측 인입롤러
222...하측 인입롤러 231...상측 배출롤러
232...하측 배출롤러 241...상측 중간롤러
242...하측 중간롤러 243...상측 탄성링
244...하측 탄성링 245,246...링 삽입홈
251,252...상측 이송가이드부재 261,262,263...하측 이송가이드부재
255...상측 지지부재 265...하측 지지부재
270...간격조절유닛 271...결합부재
272...지지판 273...나사부재
274...핸들