KR100564794B1

KR100564794B1 - 통기구 형성장치용 중공형 펀치의 제조방법 및 이를이용한 중공형 펀치

Info

Publication number: KR100564794B1
Application number: KR1020030051378A
Authority: KR
Inventors: 전한병
Original assignee: 전한병
Priority date: 2003-07-25
Filing date: 2003-07-25
Publication date: 2006-03-27
Also published as: KR20050012418A

Abstract

본 발명은 통기구 형성장치에 적용되는 중공형 펀치를 제조하는 방법에 있어서, 소성을 갖는 금속 재질로 내부가 비어있는 파이프 형상의 통기구 형성장치용 펀치를 성형하는 단계와, 통기구 형성장치용 펀치의 일측 외면을 스웨이징 가공하여 외경 및 내경을 축소시키는 단계와, 스웨이징 가공이 완료되면 끝단에 테이퍼를 형성하는 단계로 구성되어, 토양 유출구를 용이하게 성형할 수 있고 중공형 펀치의 강도 및 경도의 향상을 통하여 수명을 연장시킬 수 있는 통기구 형성장치용 중공형 펀치의 제조방법 및 이를 이용한 통기구 형성장치용 중공형 펀치를 제공한다.

통기구, 펀치, 스웨이징, 토양, 테이퍼

Description

통기구 형성장치용 중공형 펀치의 제조방법 및 이를 이용한 중공형 펀치 { Manufacturing process of hollow punch for venthole former and punch for venthole former using the same }

도 1a는 종래의 통기구 형성장치의 사시도이다.

도 1b는 종래의 통기구 형성장치를 구성하는 천공부를 도시한다.

도 2는 본 발명에 의한 통기구 형성장치용 중공형 펀치 제조방법의 순서도이다.

도 3a는 스웨이징 성형기에 모재를 안착시킨 형상을 도시한다.

도 3b는 내륜이 회전하여 해머가 롤러와 접촉되지 아니하는 지점에 위치되었을 때, 해머가 모재로부터 이격된 형상을 도시한다.

도 3c는 내륜이 회전하여 해머가 롤러와 접촉되는 지점에 위치되었을 때, 해머가 모재에 타력을 가하는 형상을 도시한다.

도 4a는 일정 길이로 절단된 파이프의 형상을 도시한다.

도 4b는 도 4a의 상태에서 스웨이징 가공이 완료된 이경 파이프 형상을 도시한다.

도 4c는 도 4b의 상태에서 외경이 축소된 측의 끝단에 테이퍼가 형성된 통기구 형성장치용 중공형 펀치의 형상을 도시한다.

도 4d는 절삭 또는 선삭에 의해 테이퍼가 형성된 부위의 통기구 형성장치용 중공형 펀치 단면도이다.

도 4e는 스웨이징 가공법에 의해 테이퍼가 형성된 부위의 통기구 형성장치용 중공형 펀치 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

30 : 외륜 32 : 롤러

40 : 내륜 42 : 해머

50 : 모재 60 : 파이프

62 : 내부홀 70 : 이경 파이프

72 : 이경홀 80 : 중공형 펀치

82 : 토양 삽입구 84 : 테이퍼

86 : 토양 유출구

본 발명은 통기구 형성장치에 적용되는 중공형 펀치의 제조방법 및 이를 이용한 중공형 펀치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 토양의 이동로 역할을 하는 토양 유출구가 중심축을 따라 내부에 형성되는 통기구 형성장치용 중공형 펀치를 스웨이징 공법을 이용하여 제작하는 제조 방법과 상기 제조 방법을 통하여 제작되는 중공형 펀치에 관한 것이다.

골프장의 그린과 같이 잔디가 촘촘하게 형성되어 뿌리끼리 얽히게되고 묵은 뿌리가 토양을 덮는 경우, 새로 자라나는 뿌리가 정상적으로 토양에 묻힐 수 없으므로 잔디의 발육이 저하되고, 촘촘히 구성된 뿌리로 인하여 배수작용이 원활하게 이루어지지 아니하여 잔디가 썩게된다는 문제점이 발생한다.

통상적으로 통기구 형성장치라 함은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 고안된 것으로서, 잔디의 묵은 뿌리를 제거하여 새로운 뿌리를 생성할 수 있게 하여 잔디를 장기간 동안 보존할 수 있게 하며, 흙의 내부에 잔류되어 있는 폐가스(이산화탄소등의 미생물 분해시 생성되는 가스)를 외부로 방출하여 잔디의 생육을 돕고, 그린의 배수를 원활히 하여 잔디가 썩는 것을 예방하고자 하는 목적을 가지는 장치를 지칭한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 종래의 통기구 형성장치를 설명한다.

도 1a는 종래의 통기구 형성장치의 사시도이다.

도 1a에 도시된 바와 같이 종래의 통기구 형성장치는, 그린에서 이동 가능할 수 있도록 바퀴(101)와 손잡이(102)를 가지는 프레임(100)과, 이 프레임(100)의 상측에 장착되어 동력을 발생시키는 엔진(200)과, 엔진(200)의 전방에 장착되어 엔진(200)으로부터 발생되는 동력을 인가 받아 수직으로 승강을 반복하는 다수의 천공부(400)를 포함하는 승강수단(300)으로 구성된다.

도 1b에 도시된 바와 같이 천공부(400)는, 엔진(200)의 동력을 인가 받아 수 직으로 승강을 반복하는 승강축(401)과, 승강축(401)의 하단이 연결되는 승강축 삽입부(600)와 양측에 형성되어 펀치(800)가 삽입되는 펀치 삽입부(700)가 형성되어 있는 펀치홀더(500)로 구성된다.

특히 상기 승강축 삽입부(600)는, 펀치홀더(500)의 후방에 돌출되는 돌출브라켓(601)과, 돌출브라켓(601)의 중앙에 형성되어 상기 승강축(401)이 삽입되는 수직관통홀(602)과, 승강축(401)을 수직관통홀(602)에 고정시키는 고정부(603)로 구성된다.

고정부(603)는, 수직관통홀(602)을 후방으로 개방시키는 개방부(604)와, 개방부(604)가 형성된 부위의 돌출브라켓(601) 일측에 형성되는 관통홀(605)과, 개방부(604)가 형성된 부위의 돌출브라켓(601) 일측에 형성되는 탭공(606)을 포함하여 구성된다.

또한, 펀치 삽입부(700)는, 펀치홀더(500)의 양측에 돌출되는 돌출브라켓(701)과, 돌출브라켓(701)의 중앙에 형성되어 상기 승강축(401)이 삽입되는 수직관통홀(702)과, 수직관통홀(702)의 측부에 형성되는 개방부(704)와, 개방부(704)가 형성되어 돌출브라켓(701) 일측에 관통홀(705)이 형성되고 타측에는 탭공(706)이 형성되어 볼트(707)가 체결되는 고정부(703)로 구성된다.

이에, 펀치홀더(500)에 형성되어 있는 승강축 삽입부(600)에는 승강을 반복하는 승강축(401)이 삽입되어 볼트(607)에 의해 고정되어 있으며, 펀치 삽입부(700)에는 그린의 흙에 펀치홀을 형성하는 펀치(800)가 삽입되어 볼트(707)에 의해 고정되어 있는 것이다.

그러나, 천공구 형성작업을 수행함에 있어서, 펀치(800)가 지면과 충돌될 때 지면과의 충격력으로 인하여 형상이 변형되고 파손되므로, 펀치(800)를 자주 교체시켜야 한다는 문제점도 가지고 있었다.

또한, 중심축을 따라 토양 유출구를 성형하는 단계에 있어, 드릴가공을 통하여 깊이가 깊은 구멍을 정밀하게 성형하는 데에 많은 어려움이 있다는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 토양 유출구를 성형하는 방법이 용이하고, 장시간 사용이 가능하도록 강도 및 경도를 향상시키는 통기구 형성장치용 중공형 펀치 제작방법 및 이를 이용한 중공형 펀치를 제공하는데 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 통기구 형성장치용 중공형 펀치의 제조방법은, 상하 왕복 운동을 통하여 대지에 통기구를 형성하고 식물의 뿌리 및 줄기 등을 절단하는 통기구 형성장치의 펀치를 스웨이징 가공법을 이용하여 제작하는 방법에 관한 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 통기구 형성장치용 중공형 펀치의 제조방법은, 소성을 갖는 금속 재질로 이루어져 있으며 내부가 비어있는 파이프를 일정 길이로 성형하는 단계(S10), 파이프의 일측 끝단 외주면을 스웨이징 가공하여 외경을 축소시킴으로써 양 끝단의 외경의 크기가 다른 이경 파이프를 성형하는 단계(S20), 스웨이징 가공이 완료되면 스웨이징 가공이 완료된 측의 끝단에 테이퍼를 형성하는 단계(S30)로 이루어진다.

본 발명에 적용되는 스웨이징 가공법은 회전운동을 직선운동으로 변환시켜 모재에 외력을 가함으로써 모재의 형상을 변형시키는 소성가공의 일종으로서, 이하 첨부된 도면을 참조하여 스웨이징 가공의 원리에 대하여 설명하기로 한다.

도 3a에 도시된 바와 같이 스웨이징 성형기는, 링 형상으로 형성되어있으며 동일 지름선상에 다수의 롤러(32)가 결합되어있는 외륜(30)과, 외륜(30)의 내측에 위치하며 외륜(30)의 중심으로부터 상, 하, 좌, 우 방향으로 길게 뻗어있는 다수의 막대 형상의 해머(42)가 결합되어있는 내륜(40)으로 구성된다.

이때, 외륜(30)과 내륜(40)은 외륜(30)의 중심점을 회전축으로 하여 자전이 가능한 구조로 구성되고, 해머(42)는 외측 끝단이 롤러(32)와 접촉되는 위치부터 내측 끝단이 모재(50)에 접촉되는 위치까지 이동이 가능한 구조로 구성된다. 또한, 본 발명에 적용되는 롤러(32)와 해머(42)는 도 3a에 도시된 바와 같이 각각 12개와 4개로 적용됨이 바람직하다.

가공될 모재(50)는 각 해머(42)의 내측 끝단 사이에 위치되고, 각 해머(42) 의 내측 끝단은 모재(50)의 외주면을 90°씩 감싸도록 오목한 형상으로 형성되어, 4개의 해머(42)가 모두 모재(50)에 접촉되면 모재(50)의 외주면 360°전체를 감싸게된다.

도 3a의 상태에서 내륜(40)을 회전시켜 도 3b에 도시된 바와 같이 해머(42)가 롤러(32)와 접촉되지 아니하는 지점에 위치하게 되면, 해머(42)는 원심력에 의하여 외측으로 이동하여 모재(50)와 일정간격 이격되는 상태가 된다.

도 3b의 상태에서 내륜(40)을 더 회전시켜 해머(42)의 외측 끝단이 롤러(32)에 접촉하게 되면, 해머(42)는 롤러(32)의 외측 곡면을 따라 내륜(40)의 중심방향으로 이동하게된다.

도 3c에 도시된 바와 같이, 해머(42)의 외측 끝단이 롤러(32)의 외측면 중 내륜(40)의 중심점에 가장 가까운 위치에 도달하게 되면, 해머(42)의 내측 끝단은 모재(50)에 접촉되어 타력을 가하게된다.

따라서, 해머(42)로부터 타력을 받은 모재(50)에는 외측 사방으로부터 압축력이 인가된다. 각 해머(42)가 순차적으로 모재(50)에 타력을 가하는 경우에는 모재(50)가 한쪽으로 휘어지거나 크랙이 발생될 우려가 있으므로, 도 3b 및 도 3c에 도시된 같이 모재(50)가 외측 사방으로부터 동시에 타력을 받도록 구성하여 모재(50)의 진원도 및 균일성을 향상시키고 크랙현상을 방지한다.

내륜(40)의 회전이 지속되어 도 3b 및 도 3c의 과정이 지속적으로 반복되면 해머(42)와 접촉되는 부위의 모재(50) 외경 및 내경은 점차적으로 축소된다.

내륜(40)의 회전속도가 증가됨에 따라 모재(50)의 가공시간은 짧아지는데, 모재(50)에 가해지는 각 해머(42)의 충돌 횟수는 6000회 이상 7000회 이하가 되도록 설정됨이 바람직하다.

예를 들어, 도 3a 내지 도 3c에 도시된 스웨이징 성형기에는 외륜(30)에 12개의 롤러(32)가 장착되어 있으므로, 내륜(40)이 1회전 할 때마다 모재(50)에 가해지는 타력은 12회 발생한다. 따라서, 각 해머(42)의 충돌 횟수가 6000회 이상 7000회 이하가 되기 위하여, 내륜(40)의 회전수는 500rpm 이상 583rpm 이하가 요구된다.

본 실시예에서 구현되는 스웨이징 가공의 경우, 내륜(40)의 회전수는 514rpm으로 조정되어 있어, 모재(50)는 하나의 해머(42)로부터 분당 6168회의 타력을 받도록 구성되어 있다. 이때, 해머(42)의 개수는 총 4개로 구성되어 있으므로, 결국 모재(50)가 받는 총 타력회수는 24672회가 된다.

또한, 도 3a 내지 도 3c를 통하여 설명된 스웨이징 가공법은 외륜(30)을 고정시키고 내륜(40)을 회전시키는 방법만을 다루고 있지만, 본 발명에 적용되는 스웨이징 가공법은 이에 한정되지 아니하고 내륜(40)을 고정시키고 외륜(30)을 회전시키는 방법이나 외륜(30)과 내륜(40)을 동시에 반대 방향으로 회전시키는 방법 등 여러 가지 방법으로도 적용이 가능하다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 중공형 펀치의 제조방법의 실시예를 설명하기로 한다.

도 4a는 일정 길이로 절단된 파이프의 형상을 도시한다.

본 발명에 의한 중공형 펀치의 제조방법의 첫 단계는, 도 4a에 도시된 바와 같이 소성을 갖는 금속 재질의 파이프(60)를 일정 길이로 절단하는 단계이다.

파이프(60)의 내부에 형성되어있는 내부홀(62)은 차후에 토양의 이동경로 역할을 하는 토양 유출구로 사용된다.

종래의 통기구 형성장치용 중공형 펀치 제조방법에서는, 금속봉의 내부에 길이방향으로의 구멍을 뚫어 토양 유출구를 성형함에 따라 토양 유출구가 차지하는 부피만큼의 원자재가 폐기되므로, 원자재 활용률이 저하된다는 단점이 있었다.

그러나, 본 발명에 의한 통기구 형성장치용 중공형 펀치 제조방법을 사용하면, 내부가 비어있는 파이프(60)를 가공하여 제품을 생산하므로 원자재 활용률의 증가를 통하여 제품의 생산원가를 낮출 수 있게된다.

도 4b는 도 4a의 상태에서 스웨이징 가공이 완료된 이경 파이프의 형상을 도시한다.

도 4a에 도시되어있는 파이프(60)의 일측 끝단 외주면을 스웨이징 가공하면, 도 4b에 도시된 바와 같이 일측 끝단의 외경이 축소된 이경 파이프(70)가 제작된다. 이와 같이 일측 외경이 축소된 이경 파이프(70)는 통기구 형성장치에 적용될 때 외경이 축소된 방향이 토양에 접촉되는 방향을 향하도록 장착되므로, 도 4a에 도시되어있는 파이프(60)에 비하여 토양 내부로의 삽입이 용이해 진다.

또한, 스웨이징 가공을 통하여 일측 끝단의 외경이 축소되면 내부에 형성된 된 홀 역시 축소되므로, 도 4a에 도시되어있는 내부홀(62)은 스웨이징 가공이 이루어진 부위의 지름이 축소되어 서로 다른 지름을 갖는 이경홀(72)이 형성된다.

이와 같은 스웨이징 가공법을 사용하면, 파이프 일측의 외경 및 내경의 지름이 한번의 스웨이징 가공공정으로 축소되므로, 외경축소를 위한 선삭작업과 내부에 토양 유출구 형성을 위한 드릴링 작업이 생략되어 공정 수가 감소될 뿐만 아니라 제품 생산을 위한 작업공정이 한층 용이해진다.

또한, 모재를 깎아내는 선삭 및 드릴링 공정이 생략되므로 폐기물이 발생하지 아니하게 되며, 선삭 작업시 유발되는 각종 균열의 발생이 방지되고 스웨이징 가공되는 부위의 조직이 치밀해지므로 제품의 강도가 증가하게된다.

도 4b에 도시된 이경파이프(70)의 외경이 축소된 측 끝단에 테이퍼를 형성하면, 도 4c에 도시된 바와 같이 토양으로 삽입되는 측의 끝단에 날이 형성된 중공형 펀치(80)의 제작이 완료된다.

또한, 중공형 펀치(80)의 끝단에 테이퍼(84)를 형성할 때에는, 상기 설명한 스웨이징 가공법을 한번 더 사용하거나, 절삭 또는 선삭 가공법 등 여러 가지 방법을 사용하여 형성할 수 있다.

이때, 중공형 펀치(80) 끝단의 강도 및 경도를 증가시키고자 하는 경우에는 스웨이징 가공법을 사용하고, 중공형 펀치(80) 끝단의 각도를 보다 예리하게 하고 자 하는 경우에는 절삭 또는 선삭 가공법을 이용한다.

테이퍼(84)가 형성된 중공형 펀치(80)는 토양에 삽입되는 측의 끝단이 더욱 예리해 지므로, 보다 용이하게 토양으로 삽입되어 통기구를 형성할 수 있고, 식물의 뿌리 및 줄기 등을 보다 용이하게 절단할 수 있게된다.

본 발명에 의한 중공형 펀치(80)에 의하여 절단되는 식물의 일부 및 토양은 테이퍼(84)가공이 이루어진 측에 형성된 토양 삽입구(82)를 통하여 중공형 펀치(80)의 내부로 인입되고, 반대편에 형성된 토양 유출구(86)를 통하여 외부로 유출된다.

중공형 펀치(80)를 수직 이동시키는 통기구 형성장치의 구성이나, 대지에 통기구를 형성하고 식물의 뿌리 및 줄기 등을 절단하는 동작 등은 종래의 통기구 형성장치와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 4d에 도시된 바와 같이 절삭 또는 선삭 가공법을 이용하여 테이퍼(84)를 형성하는 경우에는, 테이퍼(84) 끝단의 외경을 축소시키는 공정을 추가로 수행한다. 그리고, 상기와 같은 방법은 테이퍼(84) 끝단의 외경만을 가공하므로 테이퍼(84) 끝단의 내부에는 아무런 변화가 없다.

도 4e에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 통기구 형성장치용 중공형 펀치 는, 테이퍼(84)가 형성된 부위에 이르러 내경의 축소비가 더욱 커지도록 형성된다.

스웨이징 가공법을 이용하여 테이퍼(84)를 형성하는 경우, 테이퍼(84) 끝단의 내경은 스웨이징 가공을 통하여 자연스럽게 축소되므로 별도의 공정이 요구되지 아니한다.

도 4e에 도시된 바와 같이 테이퍼(84) 끝단의 내경이 추가로 축소되면, 토양 삽입구(82)는 입구보다 안쪽의 내경이 상대적으로 커지게 되므로, 토양 삽입구(82)로 인입되는 토양 및 식물의 뿌리들이 보다 용이하게 이송될 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

본 발명에 의한 통기구 형성장치용 중공형 펀치 제조방법 및 이를 이용한 중공형 펀치를 이용하면, 토양 유출구를 성형하는 방법이 용이해지고 중공형 펀치의 강도 및 경도가 향상되므로 수명이 길어진다는 장점이 있다.

Claims

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상하 왕복 운동을 통하여 대지에 통기구를 형성하고 식물의 뿌리 및 줄기 등을 절단하는 통기구 형성장치용 펀치 제작방법에 있어서,

소성을 갖는 금속 재질의 파이프(60)를 일정 길이로 절단하는 제 1단계;

상기 파이프(60)의 일측 끝단 외주면에 가해지는 타력 횟수가 각 방향으로 6000회 이상 7000회 이하가 되도록 설정되어 스웨이징 가공하여 외경을 축소시킴으로써, 양 끝단의 외경의 크기가 다른 이경 파이프(70)를 성형하는 제 2단계;

상기 스웨이징 가공이 완료되면, 스웨이징 가공이 완료된 측의 끝단에 테이퍼(84) 가공을 스웨이징 가공법, 선삭 가공법 또는 절삭 가공법 중 어느 하나의 가공법으로 중공형 펀치(80)를 형성하는 제 3단계;

로 이루어지는 것을 특징으로 하는 통기구 형성장치용 중공형 펀치의 제조방법.
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상하 왕복 운동을 통하여 대지에 통기구를 형성하고 식물의 뿌리 및 줄기 등을 절단하는 통기구 형성장치용 펀치에 있어서,

소성을 갖는 금속 재질의 파이프(60)를 일정 길이로 절단하는 단계와;

상기 파이프(60)의 일측 끝단 외주면에 가해지는 타력 횟수가 각 방향으로 6000회 이상 7000회 이하가 되도록 설정되어 스웨이징 가공하여 외경을 축소시킴으로써, 양 끝단의 외경의 크기가 다른 이경 파이프(70)를 성형하는 단계와;

상기 스웨이징 가공이 완료되면, 스웨이징 가공이 완료된 측의 끝단에 테이퍼를 형성하는 제 3단계;

를 거쳐 제작되는 것을 특징으로 하는 통기구 형성장치용 중공형 펀치
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