KR100552647B1 - 중공제품, 상기 중공제품을 제조하는 방법과 장치, 및상기 중공제품을 사용하는 유체이송시스템 - Google Patents

Abstract

촉매 컨테이너(2)는 관상블랭크(10')로부터 형성되고 촉매 캐리어를 갖는 촉매 컨테이너 및 중공부재에 접합되는 플랜지부재(11)를 포함한다. 원하는 형상을 갖는 촉매 컨테이너(10)를 형성시키기 위하여 관상블랭크(10')에는 포밍롤(22A)에 의한 스피닝 작업이 수행되며, 상기 촉매 컨테이너와 플랜지부재의 접합부(10b,11b)에서 마찰용접을 위한 마찰열이 발생되도록 촉매 컨테이너(10)와 플랜지부재(11)의 대향하고 있는 원주면들은 포밍롤(22A) 또는 프레서 피스(22B)에 의해 서로에 대한 힘을 받는 한편, 촉매 컨테이너 및 플랜지부재는 서로 상대적으로 회전된다.

Description

중공제품, 상기 중공제품을 제조하는 방법과 장치, 및 상기 중공제품을 사용하는 유체이송시스템{HOLLOW PRODUCT, METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING THE HOLLOW PRODUCT, AND FLUID TRANSPORTING SYSTEM USING THE HOLLOW PRODUCT}

본 발명은 중공제품, 상기 중공제품을 제조하는 방법 및 장치, 그리고 상기 중공제품을 사용하는 유체이송시스템에 관한 것이다. 보다 특별하게는, 본 발명은 서로 접합되는 중공부재 및 또 다른 부재를 포함하는 중공제품, 상기 중공제품, 이중벽 중공부재 및 상기 이중벽 중공부재와 접합되는 접합부를 갖는 또 다른 부재를 포함하는 중공부재를 제조하는 방법 및 장치, 그리고 상기 중공부재를 사용하는 유체이송시스템과 관련이 있다.

배기물질을 방출하기 위한 자동차의 내부 연소엔진 또는 여타 연소엔진에 연결된 배기시스템은 중공제품을 포함하며 그를 통해 유체인 배기물질이 이송 또는 방출되는 유체이송시스템의 일 예시이다. 예를 들어, 배기시스템은, 도 15에 나타낸 바와 같이 배기매니폴드(1), 촉매변환장치(2), 파이프(3), 프리 머플러(4) 및 메인 머플러(5)와 같은 중공제품을 포함한다. 촉매변환장치(2)는 연소엔진에 의하여 생성되고 배기매니폴드를 통해 수용되는 배기물질을 정화하기 위한 산화 및 환원과 같은 화학반응을 유도하도록 구성된다. 프리 머플러(4) 및 메인 머플러(5)는, 촉매변환장치(2) 및 파이프(3)를 통해 수용되는 고압의 배기물질의 압력을 낮추기 위하여 대기내로 방출되는 배기물질의 노이즈를 줄이도록 구성된다.

배기매니폴드(1), 촉매변환장치(2), 파이프(3), 프리 머플러(4) 및 메인 머플러(5)와 같은 각각의 중공제품은, 일반적으로 도 16(단지 하나의 접합부(100b) 및 플랜지부재(110)가 도시됨)에 나타낸 바와 같이 컨테이너 또는 커넥터 파이프와 같은 중공부재(100) 및 상기 중공부재(100)의 접합부(100b)와 연결되는 플랜지부재(110) 형태의 여타 부재들로 이루어지는 단위조립체이다. 중공제품의 조립의 용이성 또는 접합된 중공제품들 중 손상된 것의 교체의 용이성을 위하여, 인접한 중공제품들은 플랜지부재(110)에서 볼트에 의해 서로 제거가능하게 접합된다.

일본 특개평09-324623호는 커넥터 파이프와 같은 중공부재(100) 및 플랜지부재(110) 형태의 여타 부재들을 제조하는 공지된 기술의 일례를 개시하고 있다. 상기 기술은 중공부재(100) 및 플랜지부재(110)를 서로 접합시키기 위하여 맞댐 마찰용접을 채용하고 있다.

일본 특개평07-144287호는 중공부재와 다른 부재를 서로 접합시키기 위한 마찰용접시 중공부재 안쪽에서 생성되는 버(burr)를 제거하기 위한 디버링로드를 포함하는 마찰용접장치를 개시하고 있다. 상기 디버링로드는 중공부재의 내면상에서 생성된 버를 내리 누르도록 구성된다.

일본 특개소52-75641호는 원형구멍을 갖는 제1부재와 상기 원형구멍의 직경보다 상당히 더 큰 외경을 갖는 제2부재(상기 원형구멍과 동축으로 배치되는 제2부재는 상기 원형구멍내로 가압끼워맞춤되는 한편, 제1 및 제2부재는 공통축선을 중심으로 서로 상대적으로 회전됨)를 마찰용접하는 마찰용접 및 피팅 방법을 개시하고 있다.

일본 특개소55-61389호는 관상(tubular)롤러 몸체와, 테이퍼부, 상기 테이퍼부의 큰 직경쪽 끝단면으로부터 연장되는 샤프트부 및 상기 테이퍼부의 작은 직경쪽 끝단면상에 형성되는 원주방향 홈부와 배플 플레이트부(baffle plate portion)를 갖는 저널을 서로 마찰용접시키는 방법을 개시하고 있다. 배플 플레이트부는 관상롤러 몸체의 내경과 실질적으로 동일한 직경을 갖는다. 마찰용접에 있어서, 롤러 몸체내에서 생성되는 버가 원주방향 홈부내에 수용되도록 테이퍼부의 외주면과 롤러 몸체를 마찰용접하기 위하여 배플 플레이트부를 롤러몸체의 일측 단부상으로 가압함으로써 저널이 롤러 몸체내로 끼워맞춤된다.

하지만, 일본 특개평09-324623호에 개시된 바와 같은 중공제품을 형성시키기 위한 두 중공부재(100,100)의 맞댐 마찰용접은 도 17에 나타낸 바와 같이 내측 및 외측의 맞댐용접부에 버가 생성된다. 따라서 제조된 중공제품이 유체이송시스템의 일부로 사용될 경우, 버로 인한 결함이 존재하게 된다. 즉, 중공제품 내측의 버는 유체이송시스템을 통한 배기물질과 같은 유체의 흐름 또는 이송의 효율성을 저하시키며, 중공제품 외측의 버는 중공제품의 외관을 망친다. 중공제품 내측에 생성된 버를 제거하기 위하여 일본 특개평07-144287호에 개시된 바와 같은 디버링로드가 사용될 경우, 마찰용접장치는 바람직하지 않게 크기가 커지고, 장치의 제조비용이 증가한다.

일본 특개소52-75641호에 개시된 바와 같이 마찰용접에 의하여 제1부재내로 제2부재를 가압끼워맞춤하는 방법은, 마찰용접을 용이하게 하기 위해 제1부재의 원형구멍의 내경을 제2부재의 외경보다 크게 하여야 하므로 제1부재의 원형구멍과 제2부재의 외주면 사이의 압력이 직접적으로 제어될 수 없다. 또한, 상기 방법은 마찰용접 프로세스의 최종단계에서 업셋 압력을 적용할 수 없다. 제2부재가 파이프와 같은 중공부재인 경우, 중공부재상에 반경방향으로 작용하는 압력은 상기 중공부재를 제1부재내로 가압끼워맞춤하는 동안 중공부재의 변형으로 인해 제어될 수 없어 제1부재와 제2부재 사이의 마찰로 인하여 발생되는 열량의 축적 및 반경방향의 마찰용접의 힘의 축적과 같은 문제를 초래한다.

일본 특개소55-61389호에 개시된 맞댐 마찰용접 방법은 저널이 테이퍼부, 원주방향 홈부 및 배플 플레이트부를 갖도록 할 필요가 있어 저널 제조의 효율성을 떨어뜨린다. 또한, 관상 또는 중공 롤러 몸체내로 삽입되는 배플 플레이트부는 직경이 롤러 몸체의 내경보다 크지 않도록 해야 하므로 롤러 몸체내에서의 저널의 마찰용접시 롤러 몸체 내측에 생성되는 버가 배플 플레이트부의 주변부에 걸쳐 홈부로부터 다소간 빠져나올 위험이 있다. 또한, 저널의 테이퍼부가 롤러 몸체에 마찰용접되는 본 방법은, 상기 저널 테이퍼부의 테이퍼 각도가 고도로 정확하게 형성될 필요가 있다. 또한, 테이퍼부와 롤러 몸체의 축선방향으로의 상대적인 움직임이 반경방향으로의 마찰용접의 힘에 큰 영향을 미쳐 마찰용접의 힘을 제어하기가 어렵다.

본 발명의 목적은, 중공제품을 형성하기 위하여 중공부재 및 또 다른 부재가 높은 안정성으로 서로 쉽고 정확하게 접합되도록 하는 중공제품을 제조하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 상기 방법 및 장치는, 중공제품 제조에 있어서의 높은 생산성 및 효율성을 확보할 수 있으며 부가적으로 상기 장치의 크기가 축소되는 장 점을 가진다.

본 발명의 또 다른 장점은 중공제품을 사용하는 유체이송시스템이 높은 유체이송의 효율성을 가진다는 것이다.

본 발명에 따르면, 서로 접합되는 중공부재와 또 다른 부재를 포함하는 중공제품의 제조방법으로서 상기 중공부재 및 상술된 또 다른 부재가 서로 마찰용접되고 프레서부재가 상기 중공부재 및 상술된 또 다른 부재 중 적어도 하나와 가압접촉하여 유지되는 한편, 상기 중공부재 및 상술된 또 다른 부재의 원주면들이 서로 상대적으로 움직이는 상기 제조방법이 제공된다.

상술된 본 발명에 따르면, 중공부재와 또 다른 부재는, 상기 중공부재 및/또는 상술된 또 다른 부재가 프레서부재에 의하여 가압접촉하여 유지되는 한편 중공부재 및 또 다른 부재의 원주면이 서로 상대적으로 움직여 마찰용접된다. 따라서, 중공부재와 상술된 또 다른 부재가 그들의 전체 원주부에 걸쳐 높은 안정성으로 서로 정확하고 견고하게 접합되도록 제조할 수 있다.

본 발명의 장점에 따르면, 서로 접합되는, 미리설정된 형상을 갖는 중공부재 및 또 다른 부재를 포함하는 중공제품을 제조하는 방법은, 연속적으로 수행되는 다음의 단계: 즉 미리설정된 형상을 갖는 중공부재를 형성시키기 위하여 관상블랭크와 접촉하여 유지되는 프레서부재에 의하여 상기 관상블랭크상에서 스피닝 작업을 수행하는 단계; 및 상기 프레서부재가 상기 중공부재 및 상술된 또 다른 부재와 가압 접촉하여 유지되는 한편, 중공부재 및 상술된 또 다른 부재의 원주면들이 서로 상대적으로 움직여 서로 마찰용접되는 단계를 포함한다.

상술된 본 발명의 장점에 따르면, 다음의 단계: 즉 미리설정된 형상을 갖는 중공부재를 형성시키기 위하여 관상블랭크과 접촉하여 유지되는 프레서부재에 의하여 상기 관상블랭크상에서 스피닝 작업을 수행하는 단계; 및 상기 프레서부재가 상기 중공부재 및/또는 상술된 또 다른 부재와 가압 접촉하여 유지되는 한편, 중공부재 및 상술된 또 다른 부재의 원주면이 서로 상대적으로 움직여 함께 마찰용접되는 단계가 끊임없이 연속적으로 수행된다. 따라서, 중공부재 및 상술된 또 다른 부재가 그들 전체 원주부에 걸쳐 높은 안정성으로 서로 정확하고 견고하게 접합되도록 높은 생산성 및 효율성으로 중공제품이 제조될 수 있다.

상술된 본 발명에 따른 방법에 있어서, 프레서부재 및 상술된 또 다른 부재가 서로에 대해 반경방향으로 가압되도록 하는 힘을 제어할 수 있다. 이 경우에, 중공부재와 상술된 또 다른 부재의 마찰접촉으로 인한 마찰열의 발생량은, 상기 중공부재와 상술된 또 다른 부재의 재료의 특성에 따라 상기 중공부재와 상술된 또 다른 부재가 서로에 대해 가압되도록 하는 상기 힘을 제어함으로써 쉽게 제어될 수 있다. 따라서, 중공제품은 중공부재와 상술된 또 다른 부재가 높은 안정성으로 정확하고 견고하게 접합되도록 제조될 수 있다.

본 발명에 따르면, 서로 접합되는 중공부재와 또 다른 부재를 포함하는 중공제품을 제조하는 장치로서, 중공부재와 상술된 또 다른 부재가 서로 대향해 있는 동안 중공부재 및/또는 상술된 또 다른 부재를 서로 상대적으로 이동시키는 구동수단; 및 그들의 원주면들을 서로 접합시키기 위하여 중공부재 및 상술된 또 다른 부재 중 적어도 하나를 가압하는 한편 상기 중공부재 및 상술된 또 다른 부재가 상기 구동수단에 의하여 서로 바람직하게 상대 이동하도록 하는 프레서부재를 포함하는 상기 장치가 제공된다.

따라서, 서로에 대한 힘을 받는 원주면에서 마찰열이 발생되고 중공부재 및 상술된 또 다른 부재가 그들의 전체 원주부에 걸쳐 높은 안정성으로 서로 접합될 수 있도록, 상기 중공부재 및/또는 상술된 또 다른 부재는 프레서부재에 의하여 힘을 받는(가압되는) 한편 구동수단에 의하여 서로 상대적으로 이동(예를 들어, 회전)하여 서로 대향하고 있는 그들의 원주면이 함께 접합된다. 프레서 부재는 중공부재 또는 상술된 또 다른 부재 중 하나에 반경방향 안쪽 또는 반경방향 바깥쪽으로의 힘을 가하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 형태에 따르면, 서로 접합되는 미리설정된 형상을 갖는 중공부재 및 또 다른 부재를 포함하는 중공제품 제조장치는, 중공부재 및 상술된 또 다른 부재가 서로 대향해 있는 동안 상기 중공부재와 상술된 또 다른 부재를 서로 상대적으로 이동시키는 구동수단; 미리설정된 형상을 갖는 중공부재를 형성시키기 위하여 관상블랭크와 접촉하여 유지되는 프레서 부재에 의하여 상기 관상블랭크상에서 스피닝 작업을 수행하고, 상기 중공부재와 상술된 또 다른 부재를 마찰용접하기 위하여 상기 중공부재와 상술된 또 다른 부재가 상기 구동수단에 의하여 서로 상대적으로 이동하는 동안 상기 중공부재와 상술된 또 다른 부재의 원주면에 서로에 대한 힘을 가할 수 있는 상기 프레서 부재; 및 상기 관상블랭크상에서 스피닝 작업을 수행한 다음 상기 중공부재와 상술된 또 다른 부재를 마찰용접하기 위하여 상기 프레서부재의 움직임을 제어하는 제어수단을 포함한다.

따라서, 프레서부재의 움직임이 제어수단에 의해 제어되어 관상블랭크상에서 스피닝 작업을 수행함으로써 미리설정된 형상을 갖는 중공부재를 형성한 다음, 중공부재와 상술된 또 다른 부재가 구동수단에 의해 서로 상대적으로 움직이는 동안 그들의 원주면에 서로에 대한 힘을 가함으로써 상기 중공부재와 상술된 또 다른 부재를 마찰용접 시키기 위한 마찰용접 작업을 수행한다. 따라서, 상기 장치의 생산성 및 제조의 효율성이 향상된다. 또한, 상기 장치는 구조적으로 단순하고 소형이지만, 접합부를 갖는 중공부재와 상술된 또 다른 부재가 높은 안정성으로 서로 정확하고 견고하게 접합될 수 있는 중공제품을 제조할 수 있다. 스피닝 작업 및 마찰용접 작업은 동일한 프레서부재 또는 상이한 프레서부재에 의하여 수행될 수 있고, 마찰용접 작업에 사용되는 상기 플레서부재는 중공부재 및 상술된 또 다른 부재 중 적어도 하나에 반경방향 안쪽 또는 반경방향 바깥쪽으로의 힘을 가하도록 구성될 수 있다는 것에 유의해야 한다.

본 발명의 장치에 있어서, 중공부재 및 상술된 또 다른 부재 중 적어도 하나에 프레서부재로 상기 중공부재 및 상술된 또 다른 부재의 반경방향으로의 힘을 가하는 힘을 제어할 수 있다. 프레서부재에 의하여 생성되는 반경방향 가압력의 조정을 용이하게 하는 이러한 구성은, 중공부재 및 상술된 또 다른 부재의 재료의 특성에 따라 마찰용접시 생성되는 마찰열의 양을 제어할 수 있어, 상기 중공부재 및 상술된 또 다른 부재가 보다 높은 안정도로 서로 정확하고 견고하게 접합되는 중공제품을 제작할 수 있다.

본 발명에 따르면, 서로 접합되는 중공부재 및 상술된 또 다른 부재로서 서 로 대향하고 있는 그들의 접합면에서 서로 접합되는 상기 중공부재 및 상술된 또 다른 부재를 포함하는 중공제품이 제공된다.

상술된 본 발명에 따른 중공제품에 있어서, 중공부재의 원주면은 바람직하게는 미리정해진 축선방향의 길이에 걸쳐 상기 중공부재의 원주면과 대향하는 또 다른 부재의 접합부의 원주면과 마찰용접 된다. 따라서, 상기 중공제품은 종래에 중공부재내에서 발생되던 버가 발생되지 않아 중공부재와 상술된 또 다른 부재의 경계면에서 높은 강도를 나타낸다.

본 발명의 장점에 따르면, 상기 중공제품은 함께 접합되는 2개의 벽을 지닌 접합부를 갖는 이중벽 중공부재 및 접합부를 갖는 또 다른 부재를 포함하되, 상술된 또 다른 부재의 접합부가 상기 중공부재 접합부의 두 벽 사이로 삽입되고, 상기 중공부재와 상술된 또 다른 부재가 상기 중공부재의 두 벽과 상술된 또 다른 부재의 접합부에서 서로 마찰용접 된다.

상술된 본 발명에 따른 중공제품에 있어서, 상술된 또 다른 부재의 접합부는 이중벽 중공부재 접합부의 두 벽 사이로 삽입되어 상기 두 벽과 마찰용접 된다. 따라서, 상기 중공제품은 종래에 이중벽 중공부재내에서 발생되던 버가 생성되지 않고 중공부재와 상술된 또 다른 부재의 경계면에서 높은 강도를 나타낸다.

본 발명에 따르면, 상술된 바와 같이 구성된 1개 이상의 중공제품을 포함하는 유체이송시스템이 제공된다.

본 발명에 따른 유체이송시스템은 중공제품의 중공부재 내에 버가 존재하지 않아 상기 유체이송시스템을 통한 유체의 흐름이나 이송의 효율성이 높아진다. 또한, 상기 유체이송시스템이 각각 중공부재와 상술된 또 다른 부재를 포함하는 2 이상의 중공제품을 포함할 경우, 인접한 중공제품들은, 여타 부재들이 각각의 중공부재와 마찰용접될 때 서로 쉽게 연결될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따라 구성된, 중공제품을 제조하는 장치를 나타낸 평면도;

도 2는 도 1의 장치의 전방입면도;

도 3은 도 1 및 도 2의 장치에 의하여 검출되는 마찰용접의 일 형태를 나타낸 부분확대도

도 4는 본 발명에 따른 마찰용접의 일 형태를 나타내는 부분확대도;

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따라 구성된 중공제품 제조장치를 나타내는 평면도;

도 6은 도 5의 장치의 전방입면도;

도 7은 반경방향으로 구동되는 액츄에이터 기구의 일 예시를 나타내는 개략도;

도 8은 도 5 및 도 6의 장치에 의하여 수행되는 마찰용접을 나타내는 부분확대도;

도 9는 제2실시예에 따른 중공제품의 일 예시로서 제조된 촉매변환장치의 부분단면도;

도 10은 본 발명의 제3실시예에 따라 구성된 중공제품 제조장치에 의하여 수 행되는 마찰용접을 나타내는 도;

도 11은 촉매 컨테이너의 접합부 내로 삽입되는 상태의 촉매 컨테이너를 나타낸 확대측면도;

도 12는 본 발명의 제4실시예에 따른 중공제품 제조장치에 의한 마찰용접에 의하여 중공부재와 또 다른 부재를 함께 접합시키는 작업을 나타내는 도;

도 13은 도 10의 중공제품 제조장치에 의한 마찰용접에 의하여 이중벽 중공부재와 또 다른 부재를 함께 접합시키는 작업을 나타내는 도;

도 14는 도 12의 중공제품 제조장치에 의한 마찰용접에 의하여 이중벽 중공부재와 또 다른 부재를 함께 접합시키는 작업을 나타내는 도;

도 15는 자동차용 내부 연소엔진과 같은 연소엔진에 연결되고 중공제품 형태의 다양한 구성요소를 포함하는 배기시스템 형태의 유체이송시스템을 나타내는 분해사시도;

도 16은 촉매 컨테이너 및 플랜지부재를 연결하는 공지된 방법을 나타내는 단면도 및 측면도의 조합;

도 17은 2개의 중공부재가 공지된 맞댐 마찰용접에 의하여 함께 접합 될 때의 버의 발생을 나타내는 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 중공제품을 제조하는 장치에 대하여 설명하기로 한다. 또한, 도 1 내지 도 3에서 사용되는 참조부호는 다른 실시예의 기능적으로 대응되는 요소 및 부분들을 식별하는데 사용된다. 본 실시예에서, 도 15에 나타낸 바와 같이 중공제품은 자동차의 엔진에 연결되는 배기시스템에 사용되는 촉매변환장치(2)이다. 촉매변환장치(2)는 엔진에 의하여 생성되고 배기매니폴드(1)를 통해 수용되는 배기물질을 정화하기 위한 산화 및 환원과 같은 화학반응을 유발시키도록 배치된다. 촉매컨버터(2)는 관상블랭크(10') 또는 촉매 컨테이너(10) 형태의 중공부재 및 그것의 접합부에서 파이프(3)와 같은 기타 단위조립체들과 촉매 컨테이너(중공부재)를 접합시키는 플랜지부재(11) 형태의 다른 부재들로 이루어진 단위조립체이다(도 15). 촉매 컨테이너(10)는 관상블랭크(10')로 형성되어 촉매를 유지시키는 촉매캐리어(미도시)를 수용한다. 하지만, 본 발명에 따라 제조될 중공제품은 도 15에 나타낸 바와 같이 촉매변환장치(2)로 한정되지 않고 중공부재 및 함께 접합되는 다른 부재, 예를 들어 자동차엔진의 배기시스템의 배기매니폴드(1), 파이프(3), 프리머플러(4) 및 메인 머플러(5) 중 그 어느 것을 포함하는 여느 다른 중공제품일 수도 있다.

상기 제1실시예에서, 중공부재로서 제공되는 촉매 컨테이너(10)는 비교적 큰 직경을 가지고 촉매캐리어가 수용되는 촉매캐리어 지지부(10a)로서의 역할을 하는 축선방향의 중간부를 포함한다. 촉매 컨테이너(10)는, 비교적 작은 직경을 가지며 상기 촉매 컨테이너(10)가 플랜지부재(11)(도 1 내지 3에는 그들 중 하나만 도시됨)에 접합되는 접합부(10b)로서의 역할을 하는 대향하는 축선방향 끝단부(도 1 내지 도 3에는 그들 중 하나만 도시되어 있음)를 더욱 포함한다. 촉매 컨테이너(10)는 비교적 큰 직경을 갖는 촉매캐리어 지지부(10a)와 비교적 작은 직경을 갖는 각각의 접합부(10b) 사이에 (연속적으로 변화하는 직경을 갖는) 테이퍼부(10c)를 더 포함한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 각각의 플랜지 부재(11)는 환형 플레이트 형태의 플랜지부(11a) 및 플랜지부(11a)의 대향면들 중 하나로부터 플랜지부(11a)의 축선방향으로 연장되는 원통형 접합부(11b)를 포함한다. 제1실시예에서는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 촉매 컨테이너(10)와 플랜지부재(11)가 접합부(10b)의 내주면과 접합부(11b)의 외주면 간의 마찰용접에 의하여 서로 접합된다.

간략히 설명하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 장치는 초기에는 관상블랭크(10') 형태의 중공부재로부터 촉매 컨테이너(10)를 형성하도록 구성되어 촉매변환장치(2)를 제조하기 위하여 촉매 컨테이너(10)가 촉매캐리어를 수용할 수 있도록 형성된 다음 촉매 컨테이너(10)와 각각의 플랜지부재(11)를 함께 접합시킨다. 상기 장치는: 관상블랭크(10') 또는 촉매 컨테이너(10)를 유지시키고, 그것을 자체 축선을 중심으로 회전시키는 회전구동수단(20); 플랜지부재(11)가 촉매 컨테이너(10)에 대해 접합부(11b)의 외주면이 촉매 컨테이너(10) 접합부(10b)의 내주면과 대향되는 위치로 이동가능하고, 상기 플랜지부재(11)가 자체 축선을 중심으로 회전되지 않도록 상기 플랜지부재(11)를 유지시키는 플랜지유지수단(21); 프레서부재, 예를 들어 원하는 형상을 갖도록 촉매 컨테이너(10)를 형성하는 스피닝작업을 수행하고 플랜지부재(11) 접합부(11b)의 외주면에 대하여 촉매 컨테이너(10)의 접합부(10b)에 힘을 가하여 그들 사이에 마찰열을 발생시킴으로써 접합부(10b,11b)들이 서로 마찰용접 되도록 관상블랭크(10') 또는 촉매 컨테이너(10)와 접촉하여 작동할 수 있는 포밍롤(22A); 및 필요에 따라 스피닝 및 마찰용접 작업을 수행하도록 포밍롤(22A)의 축선 및 반경방향 움직임을 제어하는 제어수단(미도시)을 포함한다. 포밍롤(22A)을 제어하기 위한 제어수단의 작동에 대해서는 상세히 설명하기로 한다. 회전구동수단(20)은 촉매 컨테이너(10)를 유지시키고 그것을 플랜지유지수단(21)에 의하여 정적으로 유지되는 플랜지부재(11)에 대해 상대적으로 회전시키도록 배치된다.

회전구동수단(20)은 관상블랭크(10') 또는 촉매 컨테이너(10)를 유지시키는 척(30), 척(30)이 스핀들과 함께 회전가능하도록 상기 척(30)을 유지시키는 스핀들(31), 구동모터(32) 및 구동모터(32)를 스핀들(31)에 연결시켜 구동모터(32)의 회전운동을 스핀들(31)로 전달하는 벨트형태의 동력전달기구(33)를 포함한다.

플랜지유지수단(21)은 플랜지수단(11)이 회전하는 촉매 컨테이너(10)에 대해 회전되지 않도록 유지시키는 한 쌍의 척(35), 상기 척을 개방 및 폐쇄시키는 척 액츄에이터(36) 및 플랜지부재(11)를 촉매 컨테이너(10)와 동축으로 자체 축선방향으로 이동시키는 축선방향 액츄에이터(37)를 포함하여, 척(35)에 의하여 유지되는 플랜지부재(11)의 접합부(11b)가 회전구동수단(20)의 척(30)에 의하여 유지되는 촉매 컨테이너(10)의 접합부(10b)내로 삽입되도록 한다.

상기 장치의 기저부(40)상에는 한 쌍의 가이드레일(41) 및 볼스크루(42)가 장착되며 상기 레일(41) 및 볼스크루(42)는 관상블랭크(10') 또는 촉매 컨테이너(10)의 축선방향으로 연장된다. 축선방향 슬라이드(43)는 가이드레일(41)상에 장착되고, 볼스크루(42)는 그것의 대향하고 있는 끝단부들 중 하나에서 구동모터(44)와 연결된다. 축선방향 슬라이드(43)의 하부면에는 볼스크루(42)와 맞물리는 볼너트(45)가 제공된다. 구동모터(44)가 볼스크루(42)를 자체 축선을 중심으로 회전시키도록 작동되는 경우에는, 축선방향 슬라이드(42)가 가이드레일(41)상에서 볼너트(45)를 통해 관상블랭크(10') 또는 촉매 컨테이너(10)의 축선방향으로 움직인다.

축선방향 슬라이드(43)상에는, 한 쌍의 가이드레일(51) 및 볼스크루(52)가 장착되며 상기 가이드레일(51) 및 볼스크루(52)는 관상블랭크(10') 또는 촉매 컨테이너(10)의 반경방향으로 연장된다. 가이드레일(51)상에는 반경방향 슬라이드(53)가 장착되고, 볼스크루(52)는 그것의 대향하는 끝단부들 중 하나에서 구동모터(54)와 연결된다. 반경방향 슬라이드(53)의 하부면상에는 볼스크루(52)와 맞물리는 볼너트(55)가 제공된다. 구동모터(54)가 볼스크루(52)를 그것의 축선을 중심으로 회전시키도록 작동되는 경우에는, 반경방향 슬라이드(52)가 가이드레일(51)상에서 볼너트(55)를 통해 관상블랭크(10') 또는 촉매 컨테이너(10)의 반경방향으로 움직인다.

반경방향 슬라이드(53)상에는, 포밍롤(22A)이 지지되어 있다. 구동모터(44,54)는 척(30)에 의하여 유지되는 관상블랭크(10') 또는 촉매 컨테이너(10)에 대하여 원하는 거리만큼 축선 및 반경방향으로 포밍롤(22A)을 이동시키기 위한 제어수단에 의하여 제어된다. 2개의 포밍롤(22A)이 관상블랭크(10') 또는 촉매 컨테이너(10)의 직경방향으로 서로 대향되는 각각의 위치에 배치되고, 2개의 포밍롤(22A)은 관상블랭크(10') 또는 촉매 컨테이너(10)의 반경방향으로 서로를 향하여 이격되는 방식으로 서로 동기화되어 이동가능하도록 한 쌍의 포밍롤(22A)이 반경방향 슬라이드(53)상에서 지지될 수 있다.

다음으로, 상술된 바와 같이 구성된 장치를 사용하는, 제1실시예에 따른 촉매변환장치(2) 형태의 중공제품을 제조하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.

간략히 설명하면, 제1실시예에 따른 중공제품의 제조방법은, 촉매캐리어(미도시)를 수용하도록 형성되는 중공부재인 관상블랭크(10')로부터 촉매 컨테이너(10)가 형성된 후에, 촉매 컨테이너(10)와 플랜지부재(11)를 그들의 접합부(10b,11b)에서 서로 접합시킴으로써 촉매변환장치(2)를 제조하도록 고안되었다. 본 방법에 있어서, 촉매 컨테이너(10)와 플랜지부재(11)는 서로 상대적으로 회전되는 한편, 접합부(11b)는 접합부(10b)의 반경방향 안쪽으로 배치된다. 이러한 상태에서, 포밍롤(22A)은 촉매 컨테이너(10)의 접합부(10b)와 롤링접촉하며 이동되어 접합부(10b)의 내주면에 플랜지부재(11)의 접합부(11b)의 외주면에 대한 힘을 가하여, 그들 사이에 마찰열을 발생시킴으로써 접합부(10b,11b)의 각 내주면 및 외주면을 서로 접합시킨다. 본 방법에 있어서, 관상블랭크(10')는 초기에는 포밍롤(22A)에 의하여 원하는 형상을 갖는 촉매 컨테이너(10)로 형성된 다음, 포밍롤(22A)을 사용하여 형성된 촉매 컨테이너(10) 및 플랜지부재(11)가 서로 마찰용접된다.

촉매변환장치(2)를 제조하기 위해서는, 우선 그 내부에 촉매캐리어를 삽입하기에 충분히 큰 내경을 갖는 관상블랭크(10')가 마련되어야 한다. 그런 다음, 관상블랭크(10')가 회전구동수단(20)의 척(30)에 의하여 유지되고 구동모터(32)에 의한 스핀들(31)의 회전에 의해 회전되는 동시에, 구동모터(44)가 작동되어 포밍롤(22A)에 관상블랭크(10')에 대한 힘을 가하여 관상블랭크(10')의 축선방향 끝단부상에 스피닝작업을 수행함으로써 테이퍼부(10c) 및 접합부(10b)를 형성한다. 뒤이어, 촉 매캐리어가 다른 축선방향 끝단부의 개방단부를 통해 관상블랭크(10')내로 삽입된다. 그 다음, 상기 다른 축선방향 끝단부에서도 테이퍼부(10c) 및 접합부(10b)를 형성하기 위한 스피닝작업이 이루어진다. 따라서, 관상블랭크(10')가 촉매 컨테이너(10)로 형성된다.

그 다음, 촉매 컨테이너(10)의 일 단부에서 접합부(10b)가 척 액츄에이터(36)에 의하여 폐쇄되는 직경방향으로 대향된 2개의 척(35)에 의하여 플랜지부재(11)가 유지되는 플랜지부(11a)의 대향면들 중 하나로부터 연장되는 플랜지부재(11)의 접합부(11b)와 동축이 되도록 촉매 컨테이너(10)가 회전구동수단(20)의 척(30)에 의하여 유지되는 한편, 플랜지부재(11)가 플랜지유지수단(21)의 2개의 척(35)에 의하여 유지된다. 접합부(11b)의 외주면이 반경방향으로 접합부(10b)의 내주면과 대향되도록 접합부(11b)를 접합부(10b)내로 삽입하기 위하여 플랜지부재(11)가 축선방향으로 움직이도록 축선방향 액츄에이터(37)가 작동된다. 그 다음, 회전구동수단(20)의 구동모터(32)가 활성화되어 스핀들(31)을 회전시키고 구동모터(32)의 구동토크가 측정된다. 측정된 구동모터(32)의 구동토크가 미리설정된 값으로 증가 되었음이 검출된 후에, 구동모터(44,54)가 활성화되어 플랜지부재(11) 접합부(11b)의 외주면에 대하여 촉매 컨테이너(10) 접합부(10b)의 내주면에 반경방향 안쪽으로 힘을 가한다. 플랜지부재(11) 접합부(11b)와 회전되는 촉매 컨테이너(10) 접합부(10b)와의 가압접촉의 결과로서, 접촉하는 접합부(10b,11b)들 사이에 마찰열이 발생된다. 상기 가압접촉시에, 촉매 컨테이너(10)를 회전시키기 위한 작동중의 구동모터(32)의 구동토크는 촉매 컨테이너(10)의 회전에 대한 마찰저항으로 인하여 변화한다. 동시에, 반경방향으로 촉매 컨테이너(10)의 접합부(10b)상으로 포밍롤(22A)에 힘을 가하기 위한 작동중의 구동모터(54)의 구동토크도 측정된다. 구동모터(54)는 포밍롤(22A)을 통하여 정적 플랜지부재(11)의 접합부(11b)로부터의 반작용력을 받기 때문에, 구동모터(54)의 구동토크 또한 변화한다. 두 구동모터(32,54)의 구동토크 값의 변화는 구동모터(32,54)를 통하여 흐르는 전류의 양을 모니터링함으로써 검출될 수 있다. 이와 같이 스핀들(31)을 회전시키고 포밍롤(22A)에 접합부(10b)상으로의 힘을 가하기 위한 작동중의 구동모터(32,54)의 검출된 전류의 양이 미리설정된 값으로 안정화될 때, 필요로 하는 양의 마찰열이 두 접합부(10b,11b)의 경계면에 발생되었다는 것을 의미한다. 이 때, 경계면에 업셋 압력(upsetting pressure)을 가하기 위하여 포밍롤(22A)은 구동모터(54)에 의하여 접합부(10b)의 반경방향 안쪽으로 더 이동되고, 회전구동수단(20)의 구동모터(32)가 정지(turn off)됨으로써 촉매 컨테이너(10) 일측 단부의 접합부(10b)와 플랜지부재(11)의 접합부(11b)가 각각 그들의 내주면 및 내주면에서 서로 마찰용접된다. 촉매 컨테이너(10)는 필요에 따라 상술된 바와 동일한 방식으로 그것의 타측 단부에 있는 접합부에서 다른 플랜지부재(11)의 접합부(11b)와 마찰용접된다. 업셋 압력은 검출된 구동모터(54)의 구동토크 또는 검출된 포밍롤(22A)의 (모터(54) 작동량을 기초로 하여 검출되는) 반경방향으로의 작동 스트로크를 기초로 하여 제어된다. 구동모터(32,54)의 구동토크 값의 변화는, 구동모터(32,54)의 전류를 모니터링하는 센서 이외에도 공지된 여느 적절한 수단, 예를 들어 구동모터(32,54)의 구동샤프트상에 배치되는 로드 셀에 의하여 검출될 수도 있다. 마찰용접 작업을 수행하기 위하여, 촉매 컨테이너(10)의 반경방향 안쪽으로 접합부(10b)와 가압 롤링접촉을 유지하는 포밍롤(22A)은 구동모터(44)에 의하여 접합부(10b,11b)의 오버래핑의 축선방향 거리내에서 도 3의 화살표 X로 표기된 바와 같이 축선방향으로 이동될 수 있다.

포밍롤(22A)의 직경이 접합부(10b,11b)의 직경보다 작거나, 접합부(10b,11b)의 직경이 포밍롤(22A)의 직경보다 클 경우에는, 플랜지부재(11)의 축선방향으로 연장되는 접합부(11b)가 제거될 수도 있다. 이 경우, 플랜지부재(11)는, 도 4에 나타낸 바와 같이 촉매 컨테이너(10) 접합부(10b)의 말단부가 삽입되는 중앙구멍 형태로 된 접합부(11b)를 갖는 환상 플레이트부재일 수도 있다. 플랜지부재(11)에 촉매 컨테이너(10)를 마찰용접하기 위하여, 접합부(10b)의 말단부는, 중앙구멍(11b)의 내주면 및 접합부(10b) 말단부의 외주면이 반경방향으로 서로 대향하도록 플랜지부재(11)의 중앙구멍(11b)의 반경방향 안쪽으로 배치된다. 포밍롤(22A)은 접합부(10b)내에 자리하고 촉매 컨테이너(10)의 반경방향 바깥쪽으로 접합부(10b) 내주면상에 가압되는 한편, 촉매 컨테이너(10)는 플랜지부재(11)와 상대적으로 회전된다. 포밍롤(22A)을 촉매 컨테이너(10)와 촉매 컨테이너(10)의 반경방향 바깥쪽으로 가압접촉하도록 이동시킬 수 있는 반경방향 액츄에이터 기구(23)를 도 7을 참조로 상세히 설명하기로 한다. 상술된 중공제품의 제조방법은 마찰용접 작업이 그것의 대향하는 끝단부에 접합부(10b)를 갖는 촉매 컨테이너(10)상에서 개시되는 상술된 실시예의 세부사항들로 제한되는 것은 아니다. 즉, 마찰용접 작업은 테이퍼부(10c)가 형성된 관상블랭크(10') 및 그것의 대향하는 끝단부들 중 하나에서만 개시될 수도 있다. 이 경우, 관상블랭크(10')는 먼저 그것의 일측 단부에 있는 접합부(10b)에서 마찰용접되고, 촉매 캐리어는 타측 단부를 통해 관상블랭크(10')내로 삽입된다. 그 다음, 테이퍼부(10c) 및 접합부(10b)가 관상블랭크(10')의 타측 단부에 형성되어 촉매 컨테이너(10)를 형성하고, 위와 같이 형성된 촉매 컨테이너(10)가 상기 타측 단부의 접합부(10b)에서 또 다른 플랜지부재(11)와 마찰용접된다. 따라서, (또 다른 부재로서의 역할을 하는) 플랜지부재(11)와 접합될 중공부재는 촉매 컨테이너(10)뿐 아니라 관상블랭크(10')일 수도 있다.

상술된 바와 같이 구성된 장치를 사용하여 촉매변환장치(2) 형태의 중공제품을 제조하는 방법에 대해서 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 중공제품으로서 제조될 촉매변환장치(2)는, 촉매 컨테이너(10)의 접합부(10b) 및 플랜지부재(11)의 접합부(11b)가 그들의 원주면에서 서로 마찰용접되도록 미리설정된 형상을 갖는 관상블랭크(10')로부터 형성되는 촉매 컨테이너(10) 및 촉매 컨테이너(10)의 접합부(10b)와 접합되는 플랜지부재(11)로 이루어진다.

서로 접합되는 촉매 컨테이너(10) 및 플랜지부재(11)로 이루어지는 촉매변환장치(2)에 있어서, 접합부(10b,11b)는 그들의 전체 원주부에 걸쳐 높은 안정성을 가지로 서로 마찰용접된다. 촉매변환장치(2)가 자동차엔진용 배기시스템 형태의 유체이송시스템을 위해 사용될 경우, 배기시스템은 유체상태로 그를 통과해 흐르는 배기물질이 누설되지 않는다. 또한, 그들의 내주면 및 외주면에 있는 두 접합부(10b,11b)의 마찰용접은, 도 17에 나타낸 바와 같이, 종래기술에서 중공부 내측의 버(burr)의 발생을 야기하지 않는다. 따라서, 상기 버를 제거할 필요가 없고 유체이송시스템을 통한 유체의 흐름에 대한 저항이 줄어들어 유체의 흐름이나 이송의 효율이 향상된다.

상술된 실시예에서와 같이, 접합부(10b)의 내주면이 플랜지부재(11)의 대향면들 중 하나로부터 연장되는 접합부(11b)의 외주면과 용접될 경우, 도 9에 나타낸 바와 같이 촉매 컨테이너(10)는 접합부(10b)와 테이퍼부(10c) 사이에 형성되는 테이퍼부 또는 쇼울더부(10b')를 포함할 수도 있다. 쇼울더부(10b')는 접합부(11b)와 마찰용접되지 않는 그것의 내주면이 접합부(10b)의 내주면보다 작은 직경을 가지고, 접합부(11b)의 내주면과 수평을 이루고 이웃하도록 형성된다. 이러한 배치는 유체의 흐름 저항을 더욱 줄이고 유체이송시스템의 흐름 또는 이송의 효율성을 향상시킨다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 촉매 컨테이너(10)의 접합부(10b)가 플랜지부재(11)의 중앙구멍(11b)의 내주면과 마찰용접될 경우, 촉매 컨테이너(10)의 접합부(10b), 즉 유체이송시스템내에는 플랜지부재(11)의 표면들이 존재하지 않아 유체흐름의 저항이 현저히 작고, 따라서 유체이송의 효율이 높아진다.

도 5 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 따라 구성된 중공제품을 제조하는 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다. 기능적으로 동일한 요소 또는 부분들을 나타내는데는 제1실시예에서 사용된 것과 동일한 참조부호가 제2실시예에서 사용될 것이며 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

제1실시예에 따른 장치는 플랜지부재(11)가 자체 축선을 중심으로 회전되지 않도록 플랜지부재(11)를 유지시키고 관상블랭크(10') 또는 촉매 컨테이너(10)가 자체 축선을 중심으로 회전되도록 배치되지만, 제2실시예에 따른 장치는 플랜지부재(11)가 자체 축선을 중심으로 회전되고, 관상블랭크(10') 또는 촉매 컨테이너(10)가 자체 축선을 중심으로 회전되지 않도록 상기 관상블랭크(10') 또는 촉매 컨테이너(10)를 유지시키도록 배치된다. 이것이 제1실시예와 제2실시예의 차이이다.

간략히 설명하여, 상기 제2실시예의 장치는: 플랜지부재를 유지 및 자체 축선을 중심으로 회전시키는 회전구동수단(25); 관상블랭크(10') 또는 촉매 컨테이너(10)가, 반경방향으로 접합부(10b)의 내주면이 플랜지부재(11) 접합부(11b)의 외주면과 대향되는 위치로 플랜지부재(11)에 대해 축선방향으로 상대적으로 이동할 수 있도록 상기 관상블랭크(10') 또는 촉매 컨테이너(10)를 유지시키는 블랭크유지수단(26); 프레서부재, 예를 들어 스피닝작업을 수행하여 원하는 형상을 갖는 촉매 컨테이너(10)로 관상블랭크(10')를 형성하고, 촉매 컨테이너(10)의 접합부(10b)에 회전 플랜지부재(11) 접합부(11b)의 외주면에 대하여 반경방향으로 힘을 가하여 그들 사이에 마찰열을 발생시킴으로써 접합부(10b,11b)들을 서로 마찰용접되도록 하는, 관상블랭크(10')와 접촉하여 작동가능한 포밍롤(22A)을 포함한다.

도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 회전구동수단(25)은, 플랜지부재(11)를 유지시키는 플랜지유지수단(60), 상기 플랜지유지수단(60)이 축선방향으로 움직일 수 있도록 플랜지유지수단(60)을 유지시키는 스핀들, 상기 플랜지유지수단(60)을 그것의 축선방향으로 이동시키는 축선방향 액츄에이터(62), 구동모터(32) 및 상기 구동모터(32)의 회전운동을 스핀들(61)로 전달하기 위하여 구동모터(32)와 스핀들(61)을 연결하는 벨트형태의 동력전달기구(33)를 포함한다. 스핀들(61)은 내측 돌기(teeth)를 갖는 한편, 플랜지유지수단(60)은 상기 스핀들(61)의 내측 돌기와 맞물리는 외측 돌기를 갖는다. 축선방향 액츄에이터(62)는 회전차단베어링(63)을 통해 플랜지유지수단(60)에 연결된다. 플랜지유지수단(60)은, 스핀들(61)이 구동모터(32)에 의하여 회전될 때 스핀들(61)과 함께 회전하며 축선방향 액츄에이터(62)의 작동에 의하여 축선방향으로 이동된다. 포밍롤(22A)은 반경방향 액츄에이터 기구(23)에 의하여 스핀들(61)의 반경방향으로 이동가능하도록 스핀들(61)에 의하여 지지된다.

도 7에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 반경방향 액츄에이터 기구(23)는: 각각의 포밍롤(22A)을 유지시키고 스핀들(61)의 반경방향으로 상기 스핀들(61)상에 이동가능하게 배치되는 블록(65); 볼스크루(66)가 형성된 드로우 바(67); 드로우 바(67)의 볼스크루(66)와 맞물리는 볼너트(68); 드로우 바(67)를 그것의 축선방향으로 이동시키기 위하여 볼너트(68)를 구동하는 구동모터(69); 및 드로우 바(67)의 축선방향의 움직임을 블록(65)의 반경방향의 움직임으로 전환시키는 링크부재(70)를 포함한다. 드로우 바(67)는 그것의 축선방향 중간부에 형성된 세장형 홈을 가지고, 핀(71)은 상기 세장형 홈과 맞물려 유지되어 드로우 바가 그것의 축선을 중심으로 회전되는 것을 막는다. 회전부재(73)는 스핀들(61)과 함께 회전되도록 볼너트(68)로부터 떨어진 드로우 바(67)의 끝단부상의 베어링(72)을 통하여 장착된다. 각각의 링크부재(70)는 핀(74)을 중심으로 선회(pivot)되도록, 2개의 아암을 가지고 상기 2개의 아암의 연결지점에서 스핀들(61)에 고정된 핀(74)과 연결되는 대체로 L자형상의 부재이다. 링크부재(70)의 아암 중 하나는 대응하는 블록(65)과 맞물려 유지되는 한편, 다른 아암은 회전부재(73)와 맞물려 유지된다. 도 7에서 알 수 있듯이 볼스크루(66)가 제공되는 드로우 바(67)가 모터(69)에 의하여 오른쪽 축선방향으로 움직이는 경우에는, 링크부재(70)가 각 핀(74)을 중심으로 선회되어 포밍롤(22A)을 유지하는 블록(65)이 스핀들(61)의 반경방향 바깥쪽으로 이동된다. 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 드로우 바(67)가 왼쪽으로 움직이는 경우에는, 링크부재(70)가 핀(74)을 중심으로 선회되어 블록(65)이 스핀들(61)의 반경방향 안쪽으로 움직인다. 따라서, 드로우 바(67)의 축선방향의 움직임의 거리를 제어하도록 구동모터(69)를 제어함으로써 포밍롤(22A)의 작동 스트로크가 그들의 가압력을 조정하도록 제어될 수 있다.

블랭크유지수단(26)은: 관상블랭크(10') 또는 촉매 컨테이너(10)가 회전불가능하고 회전가능한 플랜지부재(11)와 동축으로 배치되도록 상기 관상블랭크(10') 또는 촉매 컨테이너(10)를 유지시키는 한 쌍의 척(80); 척(80)을 개방 및 폐쇄시키는 척 액츄에이터(81); 및 회전구동수단(25)의 플랜지유지수단(60)에 의하여 유지되는 플랜지부재(11)에 대하여 축선방향으로 (척(80)에 의하여 유지되는) 상기 관상블랭크(10') 또는 촉매 컨테이너(10)를 움직이는 축선방향 액츄에이터를 포함한다. 도 5 및 도 6에 나타낸 장치에 있어서, 상기 축선방향 액츄에이터는 구동모터(44)에 의해 관상블랭크(10') 또는 촉매 컨테이너(10)의 축선방향으로 움직이는 축선방향 슬라이드(43)에 의하여 구성된다. 척(80) 및 척 액츄에이터(81)는 반경방향 슬라이드(53)상에 장착된다. 반경방향 슬라이드(53)는, 촉매 컨테이너(10)와 플랜지부재(11)를 서로 접합시키기 위하여 촉매 컨테이너(10)의 반경방향으로 움직이지 않지만, 예를 들어 플랜지부재(11)의 축선방향에서 편심된 촉매 컨테이너(10)내로 관상블랭크(10')를 형성시킬 필요가 있을 경우에는 반경방향으로 움직인다.

그 다음, 도 5 내지 도 7에 나타낸 장치를 사용하는 제2실시예에 따른 촉매변환장치(2) 형태의 중공제품을 제조하는 방법에 대해 설명하기로 한다.

촉매변환장치(2)의 제조를 위하여, 먼저 그 내부에 촉매컨버터가 삽입되기에 충분한 내경을 갖는 관상블랭크(10')가 마련된다. 그 다음, 관상블랭크(10')는 블랭크유지수단(26)의 척(30)에 의하여 유지되고, 축선방향 액츄에이터(62)는 스핀들(61)로부터 돌출되도록 플랜지유지수단(60)을 축선방향으로 이동시켜 플랜지부재(11)가 플랜지유지수단(60)에 의하여 유지되도록 한다. 그 다음, 축선방향 액츄에이터(62)는 플랜지유지수단(60)이 다시 스핀들(61)내로 후퇴되도록 역방향으로 작동된다. 뒤이어, 구동모터(44)는, 관상블랭크(10')의 미리설정된 축선방향의 부분이 포밍롤(22A)의 축선방향의 위치에 자리할때까지 스핀들(61)을 향해 축선방향 슬라이드(43)를 움직이도록 작동된다. 그런 다음, 구동모터(32)는 스핀들(61)에 의하여 지지되는 포밍롤(22A)을 회전시키도록 작동되고, 반경방향 액츄에이터 기구(23)의 구동모터(69)는 포밍롤(22A)이 관상블랭크(10')와 가압접촉 하도록 작동하여 관상블랭크(10')의 일측 단부에 테이퍼부(10c) 및 접합부(10b)를 형성하기 위한 스피닝작업을 수행한다. 그 후, 촉매 캐리어는 타측 단부를 통해 관상블랭크(10')내로 삽입된다. 테이퍼부(10c) 및 접합부(10b)는 상술된 것과 동일한 방식으로 관상블랭크(10')의 타측 단부에 형성된다. 관상블랭크(10')상의 스피닝작업이 완료된 후, 즉 관상블랭크(10')로부터 촉매 컨테이너(10)가 형성된 후에는 플랜지부재(11)가 플랜지유지수단(60)에 의하여 유지된다.

연속해서, 도 8에 나타낸 바와 같이, 축선방향 액츄에이터(62)는, 스핀들(61)의 중앙부에 스플라이닝된 플랜지유지수단(60)이 축선방향으로 이동되어 스핀들(61)로부터 돌출되도록 작동하는 한편, 스핀들(61)에 의하여 지지되는 포밍롤(22A) 및 플랜지유지수단(60)에 의하여 유지되는 플랜지부재(11)는 구동모터(32)에 의하여 회전된다. 결과적으로, 스핀들(61)내에 자리한 플랜지부재(11)의 접합부(11b)가 촉매 컨테이너(10)의 접합부(10b)내로 삽입된다. 그 다음, 포밍롤(22A)이 촉매 컨테이너(10)의 반경방향으로 이동하여 촉매 컨테이너(10)의 접합부(10b)에 회전하는 플랜지부재(11)의 접합부(11b)에 대한 힘을 가함으로써 정적인 촉매 컨테이너(10)의 접합부(10)와 회전하는 플랜지부재(11)의 접합부(11b)의 가압접촉으로 인한 마찰열이 발생되도록 한다. 반경방향 액츄에이터 기구(23)의 구동모터(69)는 포밍롤(22A)이 촉매 컨테이너(10)의 반경방향으로 더 이동하도록 작동되어, 두 접합부(10b,11b)간의 경계면에서 원하는 양의 열이 발생할 경우 상기 접합부(10b,11b)들 사이에 업셋 압력을 가한다. 이러한 조건은, 포밍롤(22A)이 반경방향으로 이동하도록 작동되는 반경방향 액츄에이터 기구(23)의 구동모터(69)의 구동토크가 미리설정된 값에 도달하는 경우, 즉 접합부(10b)에 접합부(11b)에 대한 힘을 가하는 힘이 미리설정된 값에 도달하거나 회전구동수단(25)의 구동모터(32)의 구동토크가 미리설정된 값에 도달할 경우 검출된다. 반경방향 액츄에이터 기구(23)의 구동모터(69)의 구동 토크 또는 작동량(포밍롤(22A)의 작동 스트로크)가 미리설정된 최종 값까지 증가될 경우, 회전구동수단(25)의 구동모터(32)가 정지된다. 따라서, 촉매 컨테이너(10)와 플랜지부재(11)의 마찰용접이 완료된다.

상술된 촉매 컨테이너(2)의 제조방법에 있어서, 척(80)에 의하여 회전불가능하게 유지되는 촉매 컨테이너(10) 접합부(10b)의 내주면은, 스핀들(61)의 축선을 중심으로 회전하는 포밍롤(22A)에 의하여 접합부(10b)의 전체 원주부에 걸쳐 상기 접합부(10b)의 반경방향 안쪽으로 배치된 회전하는 플랜지부재(11) 접합부(11b)의 외주면상으로의 힘을 받는다. 이러한 배치는 촉매 컨테이너(10) 및 플랜지부재(11)가 그들 전체 원주부에 걸쳐 그들의 접합부(10b,11b)에서의 마찰용접에 의해 서로 견고하게 접합되도록 한다. 제1실시예와 마찬가지로, 본 제2실시예는 구동모터(44)와 축선방향 액츄에이터(62)를 서로 동시에 작동시켜 촉매 컨테이너(10) 및 플랜지부재(11)가 스핀들(61)의 축선을 중심으로 회전하는 포밍롤(22A)에 대하여 축선방향으로 움직이도록 배치될 수도 있다. 이러한 배치는 충분히 큰 축선방향의 길이에 걸쳐 접합부(10b,11b)를 마찰용접한다. 또한, 본 제2실시예에서는 도 9에 나타낸 바와 같이 촉매 컨테이너(10)가 접합부(10b)와 테이퍼부(10c) 사이에 형성되는 테이퍼부 또는 쇼울더부(10b')를 포함할 수도 있다. 쇼울더부(10b')는, 접합부(11b)에 마찰용접되지 않는 그것의 내주면이 접합부(10b)의 내주면보다 작은 직경을 가지고, 접합부(11b)의 내주면과 수평을 이루고 이웃하도록 형성된다. 이러한 배치는 유체의 흐름 저항을 줄여주고 촉매변환장치(2)를 사용하는 유체이송시스템을 통하는 유체의 흐름 또는 이송의 효율성을 향상시킨다.

다음의 도 10 내지 도 12를 참조하여, 본 발명의 제3 및 제4실시예에 따라 구성된 중공제품을 제조하는 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 제3 및 제4실시예에서 제1 및 제2실시예에 사용되는 것과 동일한 참조부호는 기능적으로 동일한 요소 또는 부분을 나타내는 것으로 이에 대해서는 설명하지 않기로 한다.

제1 및 제2실시예 각각에 따른 장치는 스피닝 작업 및 마찰용접 작업을 수행하는데 프레서부재로서 회전가능하게 지지되는 포밍롤(22A)을 사용하지만, 제3 및 제4실시예 각각에 따른 장치는 촉매 컨테이너(10)의 접합부(10b)의 동심원을 따라 배치되는 프레서 피스(22B)의 원형 어레이(array) 형태의 프레서부재를 사용한다. 프레서 피스(22B)들은 접합부(10b)의 반경방향, 보다 정확하게는 반경방향 안쪽 및 바깥쪽으로 동시에 이동할 수 있어 프레서 피스(22B)가 반경방향 바깥쪽으로 이동할 경우 프레서 피스(22B)들의 원형 어레이가 그것의 전체 원주부에 걸쳐 접합부(10b)의 내주면과 동시에 가압접촉 하게 된다. 이것이 제1 및 제2실시예와 제3 및 제4실시예와의 차이이다.

도 11에 나타낸 바와 같이, 제3 및 제4실시예의 프레서부재로서의 역할을 하는 복수의 프레서 피스(22B)들은 촉매 컨테이너(10) 접합부(10b)의 내주면 다음에서 집합적으로 외주면을 형성하도록 배치된다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 프레서 피스(22B)의 어레이가 원형단면을 갖도록 각각의 프레서 피스(22B)는 대체로 부채꼴형상의 단면을 갖는다. 프레서 피스(22b)는, 축선방향으로는 이동할 수 없으나 반경방향으로는 이동가능하고 집합적으로 테이퍼진 내주면을 제공하도록 각각의 캠 표면(85)을 가지며 유지기구(86)에 의하여 지지된다. 제3 및 제4실시예 각각에 따른 장치는 반경방향 액츄에이터 기구(83)로서: 어레이의 반경방향 바깥쪽으로 프레서 피스(22B)를 이동시키기 위하여 각각의 프레서 피스(22B)의 캠면(87)과 접촉하여 축선방향으로 이동가능한 테이퍼 캠부재(87); 반대쪽 축선쪽으로 캠부재를 축선방향으로 이동시킬 수 있는 캠 액츄에이터(88); 및 촉매 컨테이너(10)의 접합부(10b)가 프레서 피스(22B) 어레이에 의하여 반경방향 바깥쪽으로 가압될 경우 캠부재(87)의 회전운동이 캠 액츄에이터(88)로 전달되는 것을 방지하기 위하여 캠부재(87)와 캠 액츄에이터(88) 사이에 배치되는 회전차단베어링(89)를 포함하는 상기 반경방향 액츄에이터 기구(83)를 포함한다. 도 4의 예시에서와 같이, 플랜지부재(11)는 그 내부에 촉매 컨테이너(10)의 접합부(10b)가 삽입되기에 충분히 큰 직경을 갖는 중앙구멍(11b)을 가지는 환형부재이다.

도 10 내지 도 12의 실시예에 있어서, 캠부재(87)는, 그것의 직경이 자유끝단부로부터 캠 액츄에이터(88) 측면상의 고정 끝단부를 향하여 축선방향으로, 즉 도 10 및 도 12에서 알 수 있듯이 우측으로 감소하도록 테이퍼져 있다. 하지만, 캠부재(87)는 자유끝단부로부터 고정끝단부 또는 캠 액츄에이터(88)를 향하여 상술된 축선방향으로 증가하도록 테이퍼질 수도 있다. 이 경우에는, 각각의 프레서 피스(22B)가 캠부재의 테이퍼면을 따라 테이퍼지는 캠표면을 갖는다. 도 10 및 도 12의 제3 및 제4실시예 각각에 따른 장치 또한 스핀들(61) 또는 반경방향 슬라이드(53)상에 지지되는 포밍롤(22A)을 포함한다는 것에 주목해야 한다. 포밍롤(22A)(도 10 및 도 12에는 미도시)은 관상블랭크(10')상의 스피닝 작업을 수행하기 위하여 제공된다.

도 10에 나타낸 제3실시예에 있어서, 촉매 컨테이너(10)는 회전구동수단(20)의 스핀들(도 1 및 도 2에 도시됨)의 척(30)에 의하여 유지되는 한편, 플랜지부재(11)는 플랜지유지수단(21)의 척(35)에 의하여 유지되며 (프레서부재로서의 역할을 하는) 프레서 피스(22B)의 원형 어레이를 유지시키는 유지기구(86) 및 반경방향 액츄에이터 기구(83)는 플랜지유지수단(21)상에 제공된다.

도 12에 나타낸 제4실시예에 있어서, 플랜지부재(11)는 (도 5 및 도 6에 나타낸) 회전구동수단(25)의 스핀들(61)에 의하여 지지되는 플랜지유지수단(60)에 의하여 유지되는 한편, 촉매 컨테이너(10)는 블랭크유지수단(26)의 척(80)에 의하여 유지되며 프레서 피스(22B)의 원형 어레이를 유지시키는 유지기구(86)는 블랭크유지수단(26)상에 제공된다.

다음으로, 도 10 및 도 12에 나타낸 바와 같이 구성된 제3 및 제4실시예의 장치를 사용하는, 촉매변환장치(2) 형태의 중공제품을 제조하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.

상기 실시예들의 제조방법에 있어서, 대향하고 있는 끝단부 각각에 테이퍼부(10c) 및 접합부(10b)를 포함하고 촉매 캐리어를 수용하는 촉매 컨테이너(10)를 형성하기 위하여 관상블랭크(10')의 축선을 중심으로 회전되는 회전가능하게 지지되는 포밍롤(22A)에 의한 스핀 작업을 거치게 된다.

도 10의 제3실시예에 따른 장치를 사용하는 방법에 있어서, 촉매 컨테이너(10)는 회전구동수단(20)의 스핀들(31)의 척(30)에 의하여 유지되고, 플랜지부재(11)는 플랜지유지수단(21)의 척(35)에 의하여 유지된다. 도 12의 제4실시예에 따른 장치를 사용하는 방법에 있어서, 플랜지부재(11)는 회전구동수단(25)의 스핀들(61)에 의하여 지지되는 플랜지유지수단(60)에 의하여 유지되고, 촉매 컨테이너(10)는 블랭크유지수단(26)의 척(60)에 의하여 유지된다. 그 다음, 촉매 컨테이너(10)와 플랜지부재(11)는 구동모터(32)에 의하여 서로 상대적으로 회전되고, 프레서 피스(22B)의 원형 어레이는 촉매 컨테이너(10) 일측 단부의 접합부(10b)내에 배치되며, 촉매 컨테이너(10)는 접합부(10b)의 자유끝단부가 플랜지부재(11)의 중앙구멍(11B)내에 자리하도록 배치된다. 구동모터(32)의 구동토크가 미리설정된 값에 도달한 것으로 검출되면, 캠 액츄에이터(86)가 캠부재(87)를 축선방향으로 이동시키도록 작동되어 프레서 피스(22B)가 상기 프레서 피스(22B)와 슬라이딩 접촉하는 캠표면(85)에 의하여 접합부(10b)의 반경방향 바깥쪽으로 이동된다. 결과적으로, 촉매 컨테이너(10)의 접합부(10b)는 프레서 피스(22B)의 원형 어레이에 의하여 플랜지부재(11) 중앙구멍(11b)의 내주면에 대한 힘을 받는 한편, 촉매 컨테이너(10) 및 플랜지부재(11)는 서로 상대적으로 회전되어 그들 사이에 마찰 열이 발생된다. 구동모터(32)의 구동토크 및 캠 액츄에이터(88)의 하중이 각각 미리설정된 값으로 안정화되면, 접합부(10b,11b)간의 경계면에서 발생되는 적정량의 마찰열이 결정된다. 이 때, 캠 액츄에이터(88)는 경계면으로 업셋 압력을 가하기 위하여 프레서 피스(22B)가 반경방향 바깥쪽으로 더 멀리 움직이도록 작동되고, 구동모터(32)가 중지하여 촉매 컨테이너(10)와 플랜지부재(11)가 접합부(10b)의 외주면과 중앙구멍(11b)의 내주면에서 서로 마찰용접된다. 필요하다면, 촉매 컨테이너(10)는 상술된 것과 동일한 방식으로 타측 단부에 있는 접합부(10b)에서 또 다른 플랜지부재(11)와 마찰용접된다. 업셋 압력은 캠 액츄에이터(88)의 하중 또는 캠부재(87)의 축선방향 작동 스트로크를 기초로 하여 제어될 수 있다.

다음에는, 또한 도 13을 참조하여, 도 10에 나타낸 바와 같이 구성된 장치를 사용하는, 이중벽 중공부재와 플랜지부재를 그들의 접합부에서 마찰용접하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 대향하는 끝단부 각각에 테이퍼부(10c) 및 접합부(10b)를 가지고 촉매 캐리어를 가지는 이중벽 촉매 컨테이너를 형성하기 위하여, 이중벽 관상블랭크(10')는 상기 관상블랭크(10')의 축선을 중심으로 회전되고 상기 관상블랭크(10')와 가압롤링 접촉하여 유지되는 포밍롤(22A)에 의한 스피닝 작업을 거치게 된다.

그 다음, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 촉매 컨테이너(10)는 회전구동수단(20)의 스핀들(31)의 척(30)에 의하여 유지되는 한편, 플랜지부재(11)는 플랜지유지수단(21)의 척(35)에 의하여 유지된다. 촉매 컨테이너(10)의 접합부(10b)내에 자리한 프레서 피스(22B)의 어레이에 의하여, 구동모터(32)는 촉매 컨테이너(10)와 플랜지부재(11)가 서로 상대적으로 회전하도록 작동되고, 축선방향 액츄에이터(37)는 이중벽 촉매 컨테이너(10) 접합부(10b)의 두 벽 사이로 접합부(11b)가 삽입되도록 작동된다. 그런 다음, 반경방향 액츄에이터(23)는 플랜지부재(11)의 반경방향 안쪽으로 포밍롤(22A)을 이동시키도록 작동되는 한편, 반경방향 액츄에이터 기구(83)는접합부(10b)의 반경방향 바깥쪽으로 프레서 피스(22B)를 이동시키도록 작동되어 회전하는 촉매 컨테이너(10)의 이중벽 접합부(10b)의 두 벽이 포밍롤(22A) 및 프레서 피스(22B)에 의하여 상기 두 벽 사이에 삽입되는 접합부(11)에 대한 힘을 받게된다. 결과적으로, 촉매 컨테이너(10)와 플랜지부재(11)가 서로 상대적으로 회전하는 동안 접합부(10b)의 두 벽과 접합부(11b)의 내주 및 외주면과의 마찰접촉으로 인하여 상기 접합부(10b,11b) 간에 마찰열이 발생된다. 구동모터(32)의 구동토크와 반경방향 액츄에이터 기구(23) 및 캠 액츄에이터(83)의 하중이 미리설정된 값으로 안정화되면, 접합부(10b,11b)의 내주면과 외주면의 경계면에서 발생되는 적정량의 마찰열이 결정된다. 이 때, 반경방향 액츄에이터 기구(23) 및 캠 액츄에이터(88)의 구동모터(69)가 경계면에 업셋 압력을 가하기 위해 각각 접합부(10b,11b)의 반경방향 안쪽 및 바깥쪽으로 포밍롤(22A) 및 프레서 피스(22B)를 이동시키도록 작동되고 구동모터(32)가 정지된다. 결과적으로, 촉매 컨테이너(10) 및 플랜지부재(11)는 촉매 컨테이너(10) 일측 단부의 접합부(10b) 및 플랜지부재(11)의 접합부(11b)에서 서로 마찰용접된다. 필요하다면, 촉매 컨테이너(10)는 상술된 것과 동일한 방식으로 타측 단부에 있는 이중벽 용접부(10b)에서 또 다른 플랜지부재(11)의 접합부(11b)와 마찰용접된다. 업셋 압력은 반경방향 액츄에이터 기구(23) 및 캠 액츄에이터(88)의 모터(69)의 부하 또는 드로우 바(67) 및 캠부재(87)의 축선방향 작동 스트로크를 기초로 하여 제어될 수 있다.

다음에는 도 14를 참조하여, 도 12에 나타낸 바와 같이 구성된 장치를 사용 하여 이중벽 중공부재 및 플랜지부재를 그들의 접합부에서 마찰용접하는 방법에 대해 설명하기로 한다. 도 13에 대한 것을 기준으로 본 방법 중 상술된 방법의 형태와 유사한 형태들에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.

먼저, 이중벽 관상블랭크(10')는, 대향하는 끝단부 각각에 테이퍼부(10c) 및 접합부(10b)를 가지며 촉매 캐리어를 갖는 이중벽 촉매 컨테이너(10)를 형성하기 위하여 상술된 바와 같이 스피닝 작업을 거치게 된다.

그 다음, 플랜지부(11)는, 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이 회전구동수단(25)의 스핀들(61)에 의하여 지지되는 플랜지유지수단(60)에 의하여 유지되는 한편, 촉매 컨테이너(10)는 플랜지유지수단(26)의 척(80)에 의하여 유지된다. 플랜지유지수단(60)에 의하여 유지되는 플랜지부재(11) 및 프레서 피스(22B)의 어레이는 스핀들(61)로부터 이동되고, 플랜지부재(11)의 접합부(11b)가 척(80)에 의하여 유지되는 이중벽 촉매 컨테이너(10) 접합부(10b)의 두 벽 사이에 삽입되며 구동모터(44)는 접합부(10b)의 축선방향으로 축선방향 슬라이드(43)를 이동시켜 프레서 피스(22B)의 어레이가 접합부(10b)내로 이동하도록 작동된다. 이러한 조건에서, 촉매 컨테이너(10)와 플랜지부재(11)는 구동모터(32)에 의해 서로 상대적으로 회전되며, 포밍롤(22A)이 플랜지부재(11)의 반경방향 안쪽으로 이동하도록 작동되는 한편, 반경방향 액츄에이터 기구(83)는 프레서 피스(22B)가 반경방향 바깥쪽으로 이동하도록 작동되어 촉매 컨테이너(10)의 이중벽 접합부(10b)의 두 벽이 포밍롤(22A) 및 프레서 피스(22B)에 의해 상기 두 벽 사이에 삽입되는 접합부(11)에 대한 힘을 받게 된다. 결과적으로, 촉매 컨테이너(10) 및 플랜지부재(11)가 회전하 는 동안 접합부(10b)의 두 벽과 접합부(11b)의 내주 및 외주면과의 마찰접촉으로 인하여 접합부(10b,11b) 사이에서 마찰열이 발생된다. 접합부(10b,11b)의 내주 및 외주면의 경계면에서 적정량의 마찰열이 발생되는지가 결정되면, 반경방향 액츄에이터 기구(23) 및 캠 액츄에이터(88)의 구동모터(69)가 경계면에 업셋 압력을 가하기 위해 더 작동되고 구동모터(32)가 정지된다. 결과적으로, 촉매 컨테이너(10) 및 플랜지부재(11)는 용접부(10b,11b)에서 서로 마찰용접된다.

도 13 및 도 14를 참조항 상술된 촉매변환장치(2) 형태의 중공제품의 제종방법에 있어서, 또 다른 부재(플랜지부재)의 접합부는 그것의 전체 원주부에 걸쳐 상술된 접합부가 개재되는 이중벽 중공부재(이중벽 촉매 컨테이너(10))의 두 벽과 마찰용접되어 버의 발생량이 줄어듦으로써 중공제품의 외관이 개선되고 유체이송시스템으로 사용될 경우 중공제품의 접합된 플랜지부를 통해 유체가 누출되지 않으며 유체이송시스템을 통한 유체의 흐름이나 이송의 효율성이 향상된다.

Claims (11)

1. 용접단계의 마찰용접에 의하여 서로 접합되는 중공부재(10) 및 또 다른 부재(11)를 포함하는 중공제품 제조방법으로서,

   상기 중공부재(10)와 상기 또 다른 부재(11) 중 적어도 하나는 가압부재(22A,22B)와 접촉하고, 상기 가압부재(22A,22B)에 의하여 가압되는 한편, 상기 중공부재(10) 및 상기 또 다른 부재(11)의 원주면이 서로 상대적으로 움직이며,

   상기 가압부재(22A,22B)는 상기 중공부재(10)와 상기 또 다른 부재(11)가 서로에 대하여 가압되도록 하는 힘을 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 중공제품 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   미리설정된 형상을 갖는 중공부재(10)를 형성시키기 위하여 관상블랭크(10')상에서 스피닝 작업을 수행하는 단계 및 상기 관상블랭크(10')가 상기 가압부재(22A,22B)와 접촉하고 상기 가압부재(22A,22B)에 의하여 가압되며 상기 용접단계가 연속적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 중공제품 제조방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 가압부재(22A,22B)에 의하여 제어되는 힘은 상기 중공부재(10)의 반경방향으로의 힘인 것을 특징으로 하는 중공부재 제조방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 중공부재는 미리설정된 형상을 가지고, 상기 용접단계 이전에, 다음의 단계, 즉

   미리 설정된 형상을 갖는 상기 중공부재(10)를 형성시키기 위하여 상기 관상블랭크(10')와 접촉하여 유지되는 상기 프레서부재(22A,22B)에 의하여 상기 관상블랭크(10')상에서 스피닝 작업을 수행하는 단계가 수행되며, 적어도 상기 용접단계 동안의 상기 상대적인 움직임은 상기 중공부재(10)와 상기 또 다른 부재(11) 중 적어도 하나의 회전움직임이고, 상기 가압접촉은 반경방향을 향하는 것을 특징으로 하는 중공제품 제조방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 가압부재(22A,22B)에 의하여 제어되는 힘은 상기 중공부재(10)의 반경방향으로의 힘인 것을 특징으로 하는 중공제품 제조방법.
6. 서로 접합되는 중공부재(10) 및 또 다른 부재(11)를 포함하는 중공제품을 제조하는 장치에 있어서,

   상기 중공부재(10)와 상기 또 다른 부재(11)의 원주면들이 서로 대향해 있는 동안 상기 중공부재(10) 및/또는 상기 또 다른 부재(11)를 서로 상대적으로 이동시키는 구동수단(20); 및

   상기 중공부재(10)와 상기 또 다른 부재(11)의 원주면들이 서로 상대적으로 이동하는 동안 마찰용접에 의하여 그들의 원주면들을 서로 접합시키기 위하여 상기 중공부재(10)와 상기 또 다른 부재(11) 중 적어도 하나를 가압하도록 작동될 수 있는 가압부재(22A,22B)를 포함하며,

   연속적으로 상기 관상블랭크(10')상에서 스피닝작업을 수행하고 상기 중공부재(10) 및 상기 또 다른 부재(11)를 서로 접합시키기 위하여 상기 가압부재(22A,22B)의 움직임을 제어하는 제어수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중공제품 제조장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 가압부재(22A,22B)에 의하여 가압되는 상기 중공부재(10)의 반경방향으로의 압력은 제어가능한 것을 특징으로 하는 중공제품 제조장치.
8. 용접에 의하여 서로 접합되는 중공부재(10) 및 또 다른 부재(11)에 있어서,

   서로 대향하고 있는 상기 중공부재(10) 및 상기 또 다른 부재(11)는 마찰용접에 의하여 서로 접합되며,

   상기 중공부재(10)는 2개의 벽을 지닌 접합부를 가지고, 상기 또 다른 부재(11)는 접합부를 가지고 이들은 용접에 의하여 서로 접합되며,

   상기 중공부재(10) 접합부의 2개의 벽 사이에 삽입되는 상기 또 다른 부재(11)의 접합부(11b) 및 상기 중공부재(10) 접합부의 2개의 벽은 마찰용접에 의하여 서로 접합되는 것을 특징으로 하는 중공제품.
9. 제8항에 정의된 1개 이상의 중공제품을 포함하는 유체이송시스템.
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