KR100612624B1

KR100612624B1 - 핀튜브 제조장치

Info

Publication number: KR100612624B1
Application number: KR1020060032579A
Authority: KR
Inventors: 이상준
Original assignee: 주식회사 화인
Priority date: 2006-04-11
Filing date: 2006-04-11
Publication date: 2006-08-14

Abstract

개시된 발명은 제품(튜브)의 직경에 따라 자동으로 가공폭을 조정함에 의해 제품사양에 따라 신속하고 탄력적으로 대처하여 크기가 다른 여러 종류의 제품을 간편하고 신속하게 가공할 수 있는 핀튜브 제조장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명의 핀튜브 제조장치는 지지틀 내에 반경방향으로 이동가능하게 설치되는 디스크유닛을 구비하고, 이 디스크유닛의 디스크들에 의해 튜브소재 표면을 압입하여 핀이 성형되게 하는 핀성형부; 디스크유닛을 지지틀 내에서 반경방향으로 이동시켜 지지틀의 중앙을 향해 가까워지거나 멀어지도록 구동하는 가공폭조절부; 및 디스크유닛의 디스크구동축과 연결되어 디스크들에 회전력을 제공하는 디스크회전구동부로 이루어진다.

Description

핀튜브 제조장치 {FIN TUBE FINNING APPARATUS}

본 발명은 열교환기 및 냉난방기 등에 사용되는 핀튜브(fin tube)를 제작하기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제품(튜브)의 직경에 따라 자동으로 가공폭을 조정함에 의해 제품사양에 따라 신속하고 탄력적으로 대처하여 크기가 다른 여러 종류의 제품을 간편하고 신속하게 가공할 수 있는 핀튜브 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로 서로 온도가 다르고 벽에 의해 분리된 두 유체 사이의 열교환 현상은 많은 공업 응용분야에서 찾아볼 수 있는데, 이러한 열교환을 수행하는 장치를 열교환기라 한다.

이러한 열교환기는 공간 가열, 공기 조화, 동력발생, 폐열회수 화학공정 등에서 응용된다. 특히, 열교환기는 공간 가열과 공기 조화에 보편적으로 응용되는 것으로서, 알루미늄 소재로 제작된 핀튜브의 사용은 예를 들어 에어컨, 냉장고, 냉온정수기, 김치냉장고 등에 적용되어 사용되고 있으며, 동(Cu) 소재로 제작된 핀튜브는 고온의 열교환이 필요한 보일러, 산업용 열교환기, 폐열회수장치 등 산업 전반에 걸쳐 열교환용 소재로 널리 사용되고 있다.

열교환기의 종래 기술로서 특허 출원 제1998-22695호가 있다. 이 기술을 개략적으로 설명하면, 금속재인 파이프형 튜브의 외주에 일정 간격의 나선상으로 핀을 융착할 때, 회전수단으로 회전하는 튜브의 표면을 압압하면서 고주파 용접기의 컨넥터가 튜브 표면의 용접위치와 핀의 접착부위가 밀착되도록 통전하는 방법으로 튜브 표면에 핀을 일체로 융착하여 핀튜브를 제조하였다.

그런데, 이와 같은 기술은 열교환기를 구성하는 튜브와 핀을 별도로 제작한 후에 핀을 튜브의 외주면상에 나선 형태로 감아 용접하기 때문에 튜브를 제작하는 공정과 핀을 제작하는 공정 및 핀과 튜브를 용접 결합하는 공정 등 여러 공정을 거쳐 진행되므로 제조 공정이 복잡해지고 제조시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라 그에 따라 제조된 핀튜브의 단가가 상승하는 단점이 있었다.

그에 따라서, 최근에는 튜브가 회전되면서 그 외벽이 맨드릴과 피닝 디스크 사이에서 압박되어 늘어나면서, 튜브 표면의 금속이 피닝 디스크 사이의 홈내로 유동되어 튜브 외면상에 핀을 형성하는 장치가 사용되고 있다. 하지만, 이러한 구조의 장치는 특정 직경의 튜브에 맞추어져 가공폭이 결정되어 있어 다른 직경의 튜브를 가공하기가 곤란하고, 만약 다른 직경의 튜브를 가공하려면 운전자가 직접 피닝 디스크를 해체하고 가공폭을 조정해야 하는 등 매우 번거로운 작업이 필요한 문제점이 있었다. 특히, 피닝 디스크 유닛을 수동으로 분해조립하는 경우 정확한 위치조정이 어렵고 동작중에 유동이 발생하기도 하여 핀의 높이가 일정하지 않은 튜브가 제조되므로 핀튜브의 품질을 떨어뜨리는 단점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 제결점들을 해소하기 위해서 안출한 것으로서, 제품(튜브)의 직경에 따라 자동으로 가공폭을 조정함에 의해 크기가 다른 여러 종류의 제품을 간편하고 신속하게 가공할 수 있는 핀튜브 제조장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 디스크 교체가 용이하고, 핀튜브를 고속으로 제조할 수 있는 핀튜브 제조장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 핀튜브 제조장치는 튜브소재의 표면에 핀을 성형하는 핀튜브 제조장치에 있어서, 중공의 지지틀과 상기 지지틀 내에 반경방향으로 이동가능하게 설치되는 디스크유닛을 구비하고, 상기 디스크유닛의 디스크들에 의해 상기 튜브소재 표면을 압입하여 핀이 성형되게 하는 핀성형부; 상기 디스크유닛을 상기 지지틀 내에서 반경방향으로 이동시켜 상기 지지틀의 중앙을 향해 가까워지거나 멀어지도록 구동하는 가공폭조절부; 및 상기 디스크유닛의 디스크구동축과 연결되어 상기 디스크들에 회전력을 제공하는 디스크회전구동부를 포함한다.

본 발명은 크게 적어도 하나이상의 디스크유닛에 의해 튜브소재를 직접 가압하여 튜브소재의 표면에 핀을 성형하는 핀성형부와, 이 핀성형부의 가공폭을 자동으로 조절하는 가공폭조절부와, 핀성형부의 디스크유닛에 장착된 디스크들을 회전구동시켜 튜브소재를 압입하게 하는 디스크회전구동부로 나눌 수 있다. 특히, 디스크회전구동부는 폭조정에 의해 이동되는 디스크유닛에 동력을 전달하기 위해 길이 및 각도가 탄력적으로 변경되는 동력전달축을 구비하고 있다.

이하에서는 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 핀튜브 제조장치의 전체구조를 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1을 A방향에서 본 사시도이고, 도 3은 도 1의 우측면도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명은 파이프(pipe)형태의 튜브소재(10) 표면을 압입하여 핀(fin)을 성형하는 핀성형부를 구비하고 있다.

핀성형부는 수평방향으로 관통하는 중공이 형성된 지지틀(100) 내부에 반경방향으로 이동가능하게 디스크유닛(200a,200b,200c)이 장착되어 있다. 이 디스크유닛(200a,200b,200c)은 적어도 하나이상 설치되며, 바람직하게는 지지틀(100)의 중공(102) 내에 3개가 원주방향을 따라 등간격으로 설치되어 지지틀(100)의 중앙을 향해 이동하여 서로 가까워지거나 그 반대로 멀어지도록 장착된다. 좀더 구체적으로 부연설명하면, 지지틀(100)은 8각형 전면판(110)에 중공(102)이 형성되어 있고, 전면판(110)의 가장자리를 돌아가면서 측벽(112)이 형성되어 있다. 이 측벽(112)에는 반경방향으로 3개의 디스크유닛(200a,200b,200c)이 장착되어 지지틀(100)의 중심을 향해 이동가능하도록 되어 있다. 이를 위해, 디스크유닛(200a,200b,200c) 배면에는 홀더(210a,210b,210c)가 결합되고 그 홀더(210a,210b,210c)에는 안내봉(212a,212b,212c)이 고정되어 지지틀(100)의 측벽(112)을 관통하고 있다. 이렇게 지지틀(100)의 측벽(112)을 관통한 안내봉(212a,212b,212c)의 외측단에는 머리가 형성되어 있으며, 이 머리와 측벽(112) 사이에는 탄성편(214a,214b,214c)이 끼워져 있어 디스크유닛(200a,200b,200c)이 지지틀(100) 중앙으로 이동함에 따라 압축되어 디스크유닛(200a,200b,200c)에 복귀력을 제공한다.

지지틀(100)에는 디스크유닛(200a,200b,200c)이 반경방향으로 이동하도록 안내하는 직선안내홈(104a,104b,104c)이 형성되어 있다. 이 직선안내홈(104a,104b,104c)은 지지틀(100)의 후방에 결합된 배면판(120)에 지지틀(100)의 중심을 향해 등간격(120°간격)으로 배치되는 3개의 직선형 홈으로 형성되어, 그 각각에 디스크유닛(200a,200b,200c)이 일정부분 삽입되어 있다. 따라서, 디스크유닛들(200a,200b,200c)은 직선안내홈들(104a,104b,104c)을 따라 지지틀(100)의 중심을 향해 가까워지거나 멀어지도록 구동된다. 이러한 구동을 이하부터 가공폭 조정이라 칭하며, 가공폭 조정을 위해 지지틀(100)에는 가공폭조절부가 구비되어 있다.

가공폭조절부는 지지틀(100)의 전면에 회전가능하게 결합되어 디스크유닛들(200a,200b,200c)을 이동시키는 캠판(300)과, 이 캠판(300)을 선회시키는 캠구동수단을 구비하고 있다. 캠구동수단은 캠구동모터(310)와, 캠구동모터(310)의 회전력을 선회력으로 변환하여 캠판(300)을 선회시키는 기어들(304,312)로 이루어진다. 이상 설명한 가공폭조절부의 상세한 구성에 대해서는 도 4 내지 도 6을 참조하여 후술하기로 한다.

위에 설명한 지지틀(100)에 장착된 3개의 디스크유닛(200a,200b,200c)은 그 디스크들(220a,220b,220c)이 서로 마주보면서 지지틀(100)의 중앙을 향하고 있고, 가공시 파이프 형태의 튜브소재는 3군의 디스크들(220a,220b,220c) 사이로 공급되어 압착이송되면서 전조성형(finning)된다. 디스크들(220a,220b,220c)은 디스크브라켓(230a,230b,230c)에 회전가능하게 파지되어 있고, 디스크들(220a,220b,220c)과 결합된 디스크구동축이 디스크브라켓(230a,230b,230c)의 후방으로 돌출하고 있다. 이 디스크유닛의 구조에 대해서는 도 7 내지 도 9를 참조하며 상세히 설명하기로 한다.

디스크브라켓(230a,230b,230c)의 후방으로 돌출한 디스크구동축은 디스크회전구동부로부터 동력을 전달받아 회전한다. 디스크회전구동부는 동력전달축(400a,400b,400c)과 이 동력전달축(400a,400b,400c)에 회전력을 제공하는 구동수단으로 이루어진다. 디스크회전구동부에 대해 상세히 설명하면, 디스크구동축에는 동력전달축(400a,400b,400c)이 연결되어 있다. 이 동력전달축(400a,400b,400c)은 도시한 바와 같이 유니버셜 조인트(universal joint)로 연결되어 디스크유닛(200a,200b,200c)의 이동에 따라서도 유연하게 동력을 전달할 수 있게 되어 있다. 즉, 각각의 동력전달축(400a,400b,400c)은 앞쪽과 뒷쪽이 각각 유니버셜 조인트로 결합되어 있고, 그 중간부분이 실린더 구조로서 큰 외봉에 작은 내봉이 끼워져 길이방향으로 수축팽창하면서 길이방향으로의 변위에도 적절하게 대처할 수 있게 되어 있다.

위와 같은 구조를 갖는 3개의 동력전달축(400a,400b,400c)에 회전력을 제공하기 위해서 본 장치에는 구동수단을 구비하고 있다. 이 구동수단은 구동모터(410)와 구동풀리(420), 종동풀리(430) 및 타이밍 벨트(440) 등의 동력전달부재들을 구비하고 모터의 회전력을 감속하여 동력전달축들(400a,400b,400c)에 전달하며, 최종적으로 동력전달축들(400a,400b,400c)은 그에 연결된 디스크구동축을 회전시켜 디스크가 회전하게 한다. 특히, 구동모터(410)의 회전력을 3개의 동력전달축들(400a,400b,400c)에 동시에 전달하기 위해 기어박스(450)를 구비하고 있다. 이상 설명한 디스크회전구동부의 상세한 구성에 대해서는 도 10 내지 도 13을 참조하여 후술하기로 한다.

전술한 기어박스(450)에서는 구동모터(410)와 연결된 기어와 동력전달축들(400a,400b,400c)과 연결된 기어들이 맞물려 동력을 전달하게 된다. 이 부분에 대해서는 뒤에서 좀더 자세하게 설명하기로 한다. 기어박스(450)의 대략 중심부위에는 파이프형 튜브소재의 일측을 지지하는 지지공(452)이 마련되어 있으며, 지지틀(100)의 배면측 근방에는 튜브소재의 타측을 지지하는 지지공(512)이 형성된 지지대(510)가 설치되어 있다.

이상 설명한 핀성형부와 핀성형부의 디스크유닛(200a,200b,200c)을 회전시키는 3개의 동력전달축(400a,400b,400c) 및 기어박스(450)는 프레임(500)의 상부지지판(520)에 안착되어 설치되고, 디스크회전구동부의 구동모터(410)와 동력전달부재들은 프레임(500)의 하부지지판(530)에 안착되어 설치된다. 단, 동력전달부재들 중에서 종동풀리(430)는 상부지지판(520) 위쪽에 설치되어 기어박스(450)와 연결되는데, 이를 위해 하부지지판(530) 쪽에 설치된 구동풀리(420)와 상부지지판(520) 쪽에 설치된 종동풀리(430)에 동력을 전달하는 타이밍 벨트(440)는 상부지지판(520)을 관통하게 된다. 이를 위해, 상부지지판(520)에는 타이밍 벨트(440)가 관통하는 벨트관통공(522)이 마련되어 있다.

도 4는 본 발명에서 가공폭조절부가 결합된 핀성형부의 부분발췌 사시도로 전면에서 본 것이고, 도 5는 도 4의 후방에서 본 사시도이고, 도 6은 본 발명에서 가공폭 조절방법을 설명하기 위한 도면이다.

앞에서 개략적으로 설명한 가공폭조절부는 디스크유닛들(200a,200b,200c)이 장착되어 있는 지지틀(100)에 탑재되어, 디스크유닛(200a,200b,200c)을 지지틀(100)의 반경방향으로 이동시키는 기능을 한다. 구체적으로, 이 가공폭조절부는 지지틀(100)의 전방에 마련된 안착홈(106)에 안착되어 회전하는 캠판(300)을 구비하고 있다. 캠판(300)은 원판 형태로 그 내측에 캠홈(302)이 형성되어 있다. 본 실시예에서는 3개의 디스크유닛(200a,200b,200c)이 예시되어 있으므로, 캠홈(302)은 이 3개의 디스크유닛(200a,200b,200c)이 동일하게 지지틀(100)의 중심을 향해 가까워지거나 멀어지도록 동일한 3개의 구조의 캠홈부가 연결되어 이루어진다. 이 캠홈(302)에 끼워져 안내되기 위해 각각의 디스크유닛(200a,200b,200c)에는 캠홈(302)을 향해 안내편(240a,240b,240c)이 돌출하고 있으며, 이 안내편(240a,240b,240c)이 캠홈(302)에 의해 이동될 때 디스크유닛(200a,200b,200c)을 지지틀(100)의 반경방향으로 직선운동하도록 안내하기 위해 지지틀(100)의 배면판(120)에는 직선안내홈(104a,104b,104c)이 형성되어 있다. 특히, 안내편(240a,240b,240c)은 디스크브라켓(230a,230b,230c)의 외측에 결합된 홀더(210a,210b,210c)에서 돌출시키는 것이 바람직하다.

캠판(300)과 인접한 지지틀(100)의 전면에는 캠판(300)의 이탈을 방지하고 선회시 부드러운 운동을 유도하기 위하여 캠판(300)에 밀착되어 회전하는 회전안내롤러들(130a,130b,130c)이 다수개 설치되어 있다.

또한, 캠판(300)을 선회시키기 위해 캠구동수단이 구비되어 있다. 이 캠구동수단에 대해 상세하게 설명하면, 캠판(300)에는 곡선기어(304)가 마련되어 있으며, 이 곡선기어(304)는 캠구동모터(310)의 원형기어(312)에 맞물려 있다. 특히, 곡선기어(304)는 큰 반경의 곡선판재의 외주면에 형성되어 캠판(300)의 외측에 부착되어 있으며, 캠판(300)과 동심원을 이루고 있다. 따라서, 캠구동모터(310)가 회전하면 원형기어(312)는 곡선기어(304)를 선회시켜 캠판(300)이 선회되게 한다. 캠판(300)의 선회에 따라 그 내측의 캠홈(302)도 선회되면서 안내편(240a,240b,240c)이 캠홈(302)에 의해 밀리게 되는데, 이렇게 밀리는 힘에 의해 안내편(240a,240b,240c)과 결합된 디스크유닛(200a,200b,200c)은 직선안내홈(104a,104b,104c)을 따라 지지틀(100)의 중심으로 이동하게 된다. 이러한 캠판(300)을 일정각도의 범위에서 선회시키는 캠구동모터(310)는 지지틀(100)에 고정되어 있으며, 캠구동모터(310)에는 감속기(314)가 결합되어 구동력을 감속시키고 배력하여 원형기어(312)를 회전시키게 된다. 특히, 캠판(300)은 일정각도 범위내에서 양방향으로 선회되면서 디스크유닛들 사이의 가공폭이 커지거나 작아지게 하는데, 이러한 캠판(300)의 양방향 구동은 캠구동모터(310)의 회전방향을 변경하여 이루어진다.

만약, 도 6에서 가상선으로 나타낸 것과 같이 캠홈(302)이 지지틀(100)의 중심으로부터 멀어지는 경우에는 그에 따라 캠홈(302)에 밀려 지지틀(100)의 중심쪽으로 이동했던 디스크유닛(200a,200b,200c)도 중심으로부터 멀어지도록 구동하기 위해, 디스크유닛(200a,200b,200c)의 홀더(210a,210b,210c)에는 안내봉(212a,212b,212c)이 구비되고 이 안내봉(212a,212b,212c)은 지지틀(100)의 측벽에 끼워진 상태에서 탄성편(214a,214b,214c)이 외측방향으로의 복원력을 제공하도록 설치된다. 따라서, 캠홈(302)이 지지틀(100)의 중심으로부터 멀어지면 그에 따라 압축되어 있던 탄성편(214a,214b,214c)의 복원력이 디스크유닛(200a,200b,200c)에 복귀력을 제공하여 디스크유닛이 외측방향으로 이동하게 된다.

도 5에서 도면번호 250a,250b,250c는 각 디스크유닛(200a,200b,200c)의 디스크들(220a,220b,220c)을 회전시키는 디스크구동축으로, 이에 대한 상세한 설명은 아래에서 하기로 한다.

도 7은 도 4에서 디스크 유닛의 구조를 상세하게 나타낸 조립사시도이고, 도 8은 도 7의 분리사시도이다. 또한, 도 9는 도 7의 A-A선에 따른 단면도이다.

디스크 유닛(200)은 도시한 바와 같이 디스크브라켓(230)의 일측 측벽에 형성된 축공(232)을 통하여 척부(252)가 형성된 디스크구동축(250)이 돌출하고 있다. 따라서, 척부(252)는 디스크브라켓(230) 내측에 위치하고 디스크구동축(250)은 축공(232)을 관통하여 외부로 출수되어 있게 된다. 척부(252)에는 원주방향을 따라 다수개의 결합턱(254)들이 돌출되어 있다. 이 척부(252)에는 디스크장착봉(260)이 결합되는데, 디스크장착봉(260)은 일단에 척부(252)의 결합턱(254)들과 맞물려 결합되는 결합홈(262)들이 형성되어 있고, 그 중간부위에는 다수의 피닝 디스크(220)들이 끼워지게 된다. 그리고, 디스크장착봉(260)에 피닝 디스크(220)들이 끼워지면 디스크와 디스크 사이에는 골이 형성되어 산과 골이 교번하는 상태가 된다. 이때, 디스크(220)들은 디스크장착봉(260)에 수직하게 조립되며, 이 조립된 디스크유닛(200)을 일정한 각도로 경사시켜 회전시켜 튜브소재의 표면에 나선형의 핀을 형성하게 된다. 이를 위해 디스크유닛(200)은 홀더(미도시)에 형성된 결합슬롯을 통해 결합되어 디스크유닛(200)의 구동축선을 경사지게 조정할 수 있게 되어 있다.

디스크장착봉(260)에 디스크(220)들을 끼운 후에는 스페이서(spacer; 270)를 개재하고 디스크장착봉(260)에 형성된 숫나사부(264)에 너트(272)를 체결하여 디스크(220)들을 견고하게 고정시키게 된다. 이에 더하여, 디스크(220)들은 디스크장착봉(260)에 키(key; 미도시)를 삽입하여 회전방향으로의 움직임을 방지하는 것이 바람직하다. 그리고 나서, 베어링(274)을 개재한 상태로 디스크장착봉(260)의 축단을 마감판(280)의 지지공(282)에 끼워 회전가능하게 지지시킨다.

위와 같이 조립된 디스크유닛이 본 장치의 지지틀내에 장착된 상태에서 디스크의 교체는 디스크브라켓(230)에서 마감판(280)의 체결을 해제하고 나서 디스크장착봉(260)을 분리하여, 새로운 디스크들이 장착된 디스크장착봉으로 교체하면 된다. 이때, 새로운 디스크들을 여분의 디스크장착봉에 미리 결합시켜 준비하여 놓고 있으면 디스크의 교환을 신속하고 간편하게 할 수 있다.

그렇치 않은 경우, 위에서 디스크브라켓(230)으로부터 분리된 디스크장착봉(260)을 본 장치의 외부에서 너트(272)를 풀고 디스크장착봉(260) 상의 디스크를 새 것으로 교체한 후 다시 너트(272)를 체결하는 것으로 디스크를 교체할 수 있다.

이렇게 디스크(220)들이 교체된 디스크장착봉(260)을 다시 본 장치의 디스크브라켓(230)에 장착하면 디스크브라켓(230) 내의 척부(252)의 결합턱(254)에 디스크장착봉(260)의 결합홈(262)이 맞물리면서 결합되고, 그 상태에서 마감판(280)을 디스크브라켓(230)에 볼트(284)로 결합하면 디스크 교체작업이 끝나게 된다.

도 10은 본 발명에서 동력전달부분을 상세하게 나타낸 부분발췌 사시도이고, 도 11은 도 10의 정면도이다. 또한, 도 12 및 도 13은 본 발명에서 하나의 구동모터로부터 3개의 동력전달축들로의 동력전달구조를 보여주는 도면들이다.

도 10 및 도 11에서 보는 바와 같이, 디스크회전구동부는 회전력을 발생시키는 구동모터(410)를 구비하고, 이 구동모터(410)에 결합된 구동풀리(420)와 타이밍 벨트(440)로 종동풀리(430)를 연결하여 동력을 전달하고, 이렇게 전달된 종동풀리(430)의 회전력을 기어박스(450)를 통해 3개의 동력전달축(미도시)에 제공한다. 이때, 종동풀리(430)는 구동풀리(420)에 비해 상당히 큰 직경을 가지므로 감속이 이뤄지게 된다. 나아가, 본 장치에서는 동력전달을 타이밍 벨트(440)에 의해 수행함으로써 체인방식에 비해 고회전수로 구동이 가능하고 윤활이 불필요하여 윤활유의 주기적인 공급으로 인한 여러가지 문제점(예를 들어, 윤활유 비산, 주유관리의 어려움 등)을 제거할 수 있다. 위의 타이밍 벨트(440)에는 텐션롤러(442)를 설치하여 텐션을 적정하게 조절하는 것이 바람직하다. 또한, 구동모터(410)는 직류(D/C) 모터를 사용하는 것이 바람직하며, 과열을 방지하기 위해 팬(412)을 설치하는 것이 좋다.

전술한 기어박스(450)에는 도 12 및 도 13에서 보는 바와 같이 종동풀리(430)의 축단에 결합된 구동기어(432)와 3개의 동력전달축의 일단부에 결합된 종동기어들(410a,410b,410c)이 치합되어 있다. 구동기어(432)와 종동기어들(410a,410b,410c)은 직접 치합되거나 그들 사이에 다른 기어(412)를 매개로 하여 간접적으로 치합될 수 있다. 물론, 3개의 종동기어들(410a,410b,410c)은 동일한 회전수를 갖도록 동일한 사양의 기어로 제작된다. 따라서, 종동풀리(430)가 회전하면 그 회전력은 구동기어(432)와 맞물려 있는 3개의 종동기어들(410a,410b,410c)을 회전시키고, 이 종동기어들(410a,410b,410c)의 회전에 따라 동력전달축들이 회전하게 되고, 이 동력전달축의 회전은 종국적으로 동력전달축의 단부에 결합된 디스크유닛의 디스크구동축을 회전시켜 디스크를 회전시키게 된다.

도 14는 본 장치에 의해 핀튜브가 성형되는 공정을 개략적으로 나타낸 동작설명도이다. 이제, 전술한 도면들을 참조하면서 본 발명의 동작에 대해 상세히 설명하기로 한다.

본 장치를 작동시키면 구동모터(410)가 구동하면서 구동풀리(420)와 타이밍 벨트(440)를 거쳐 종동풀리(430)가 회전하게 되고, 종동풀리(430)의 회전은 기어박스(450)를 통해 3개의 동력전달축들(400a,400b,400c)을 회전시키게 된다. 그에 따라 3개의 디스크유닛(200a,200b,200c)의 디스크들(220a,220b,220c)이 회전하게 된다.

이 상태에서 파이프형 튜브소재(10)를 기어박스(450)의 지지공(452) 및 지지대(510)의 지지공(512)에 지지시켜 지지틀(100) 내에 장착된 3개의 디스크유닛들(200a,200b,200c) 사이로 밀어넣으면, 도 14에서 보는 바와 같이 디스크유닛들(200a,200b,200c)의 회전하는 디스크들(200a,200b,200c)에 의해 앞으로 천천히 전진하면서 그 표면이 압입되어 핀(12)이 점진적으로 형성되게 된다. 즉, 각 디스크유닛들(200a,200b,200c)은 튜브소재(10)를 전진시키는 추력을 발생하도록 약간 기울어져 있고 튜브소재(10)의 전진방향으로 직경이 점차로 커져 골이 깊어지므로 튜브소재(10)가 앞으로 나아가면서 점차적으로 그 표면에 성형되는 핀(12)의 높이가 높아지게 된다. 이와 같이 튜브소재(10)는 핀성형부의 디스크유닛들(200a,200b,200c) 사이를 전진하여 통과하면서 그 표면에 설계된 높이의 핀이 성형되게 된다.

다른 사양의 튜브소재, 예컨대 앞에 가공된 튜브소재보다 직경이 작은 튜브소재를 성형하려면 가공폭조정스위치(미도시)를 사용자가 조작하면, 그에 따라 캠구동모터(310)가 작동하고 이 모터의 회전력은 감속기(314)를 거쳐 감속되어 원형기어(312)를 회전시키고, 원형기어(312)의 회전은 곡선기어(304)를 조작량만큼 선회시키게 된다. 그러면, 곡선기어(304)와 결합된 캠판(300)이 선회하여 디스크유닛(200a,200b,200c)의 안내편(240a,240b,240c)을 가압하게 되고, 그에 따라 디스크유닛(200a,200b,200c)은 직선안내홈(104a,104b,104c)에 의해 안내되면서 지지틀(100)의 중심을 향해 이동하여 3개의 디스크유닛들(200a,200b,200c)은 서로 가까워지게 된다. 이때, 3개의 디스크유닛(200a,200b,200c)의 디스크들(220a,220b,220c)을 회전시키는 동력전달축들(400a,400b,400c)도 그에 따라 약간 이동하게 되는데, 이러한 변동을 수용하기 위해 동력전달축(400a,400b,400c)은 유니버셜 조인트 부분들의 각도가 조정되는 동시에 외봉에 끼워져 결합된 내봉이 진출입하면서 그 길이변화도 수용하게 된다. 그 결과, 3개의 디스크유닛들(200a,200b,200c)이 이루는 공간은 가공하고자 하는 튜브소재의 직경에 부합되도록 조정된다.

여기에 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예 중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에 의해서만 한정되거나 제한받는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론, 균등한 다른 실시예가 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 핀튜브 제조장치는 조작스위치만 누르면 다양한 사양의 핀튜브에 맞게 가공폭이 자동 조절되므로 사용이 간편하고, 핀튜브의 사양변경에 따라 신속하게 기기를 세팅하여 작업준비시간을 단축함과 동시에 정확한 디스크의 폭조정으로 인해 핀의 높이를 일정하게 제조함으로써 품질 및 생산성을 향상할 수 있는 효과가 있다. 특히, 본 발명은 모터와 기어들 및 캠에 의해 가공폭을 조정하므로 정확한 조절이 가능하고, 디스크들의 경사각 및 가공방향으로의 점진적인 직경 증가에 의해 튜브소재를 이송가공하므로 정확한 치수의 핀튜브를 안정적으로 제조할 수 있는 잇점이 있다.

또한, 디스크유닛에서 디스크들이 장착된 디스크장착봉 만을 분리하여 기계 외부에서 디스크들을 교체한 후 디스크장착봉을 다시 장착하기만 하면 되므로 디스크 교체작업이 용이하고, 디스크 교체시간을 단축할 수 있으며, 적절한 체결력을 확보할 수 있다.

더욱이, 구동모터의 구동풀리와 종동풀리의 동력전달방식이 벨트에 의해 이루어지므로 체인방식에 비해 작동소음을 감소시킬 뿐더러 윤활이 불필요하여 윤활유 주유에 따른 비용과 불필요한 작업을 배제할 수 있고 윤활유의 비산에 따른 작업장의 오염이 발생하지 않으므로 작업장의 청결을 유지하는 데에 일조할 수 있는 장점이 있다. 또한, 고속회전의 동력전달이 가능하므로 고속회전에 따른 생산성 향상을 가져올 수도 있을 것으로 기대된다.

이와 같이, 본 발명은 튜브소재 투입에서부터 완제품 취출까지의 제작공정을 자동화함으로써 생산성을 증대하고 제품가격을 낮출 수 있을 뿐만 아니라 고품질의 핀튜브를 안정적으로 대량 생산할 수 있다.

본 발명의 실시예에 관한 상세한 설명은 첨부하는 도면을 참조하여 이루어질 것이며, 도면에서 대응되는 부분을 지정하는 번호는 같다.

도 1은 본 발명에 따른 핀튜브 제조장치의 전체구조를 보여주는 사시도이고,

도 2는 도 1을 A방향에서 본 사시도이고,

도 3은 도 1의 우측면도이고,

도 4는 본 발명에서 가공폭조절부가 결합된 핀성형부의 부분발췌 사시도이고,

도 5는 도 4의 후방에서 본 사시도이고,

도 6은 본 발명에서 가공폭 조절방법을 설명하기 위한 도면이고,

도 7은 도 4에서 디스크 유닛의 구조를 상세하게 나타낸 조립사시도이고,

도 8은 도 7의 분리사시도이고,

도 9는 도 7의 A-A선에 따른 단면도이고,

도 10 및 도 11은 본 발명에서 디스크회전구동부를 상세하게 나타낸 부분발췌 사시도 및 정면도이고,

도 12 및 도 13은 본 발명에서 하나의 구동모터로부터 3개의 동력전달축들로의 동력전달구조를 보여주는 도면들이고,

도 14는 본 장치에 의해 핀튜브가 성형되는 공정을 개략적으로 나타낸 동작설명도이다.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

100 : 지지틀 102 : 중공

104a,104b,104c : 직선안내홈 110 : 전면판

112 : 측벽 120 : 배면판

200a,200b,200c : 디스크유닛 210a,210b,210c : 홀더

220a,220b,220c : 디스크 230a,230b,230c : 디스크브라켓

300 : 캠판 302 : 캠홈

304 : 곡선기어 310 : 캠구동모터

312 : 원형기어 314 : 감속기

400a,400b,400c : 동력전달축 410 : 구동모터

420 : 구동풀리 430 : 종동풀리

440 : 타이밍 벨트 450 : 기어박스

Claims

삭제
튜브소재의 표면에 핀을 성형하는 핀튜브 제조장치에 있어서,

중공의 지지틀과 상기 지지틀 내에 반경방향으로 이동가능하게 설치되는 디스크유닛을 구비하고, 상기 디스크유닛의 디스크들에 의해 상기 튜브소재 표면을 압입하여 핀이 성형되게 하는 핀성형부;

상기 디스크유닛을 상기 지지틀 내에서 반경방향으로 이동시켜 상기 지지틀의 중앙을 향해 가까워지거나 멀어지도록 구동하는 가공폭조절부; 및

상기 디스크유닛의 디스크구동축과 연결되어 상기 디스크들에 회전력을 제공하는 디스크회전구동부를 포함하며,

상기 가공폭조절부는

상기 디스크유닛에 결합된 안내편;

상기 지지틀의 전면에 회전가능하게 장착되며, 일정각도 범위에서 선회되면서 내부에 형성된 캠홈에 의해 상기 안내편을 상기 지지틀의 반경방향으로 이송시키는 캠판; 및

상기 캠판을 사용자가 조작한 각도와 방향으로 선회시키는 캠구동수단을 구비하고,

상기 지지틀에 반경방향으로 직선안내홈이 형성되고, 상기 디스크유닛이 상기 직선안내홈에 삽입되어 상기 캠판의 선회동작에 따라 직선안내되는 것을 특징으로 하는 핀튜브 제조장치.
제 2항에 있어서, 상기 캠구동수단은

상기 지지틀에 고정된 캠구동모터와, 상기 캠구동모터의 축단에 결합된 원형기어, 및 상기 원형기어에 치합되고 상기 캠판에 고정되어 상기 원형기어의 회전에 따라 상기 캠판과 일체로 선회되는 곡선기어를 구비하는 것을 특징으로 하는 핀튜브 제조장치.
제 2항에 있어서, 상기 디스크유닛은 그 디스크들이 상기 지지틀의 중심을 향해 서로 마주보면서 상기 지지틀에 원주방향을 따라 3개가 장착되며, 상기 캠홈은 상기 3개의 디스크유닛들이 상기 지지틀의 중심을 기준으로 동일하게 움직이도록 3개의 상기 디스크유닛에 대응하는 3개의 캠홈부들이 연결되어 형성되는 것을 특징으로 하는 핀튜브 제조장치.
제 4항에 있어서, 상기 디스크유닛은 상기 지지틀의 측면으로 관통하는 안내봉을 구비하고, 상기 안내봉의 외단에는 머리부가 마련되며 상기 머리부와 상기 지지틀의 측벽 사이에는 탄성편이 설치되어 상기 캠홈에 의해 상기 디스크유닛이 상기 지지틀의 중앙으로 이동시 압축되었다가 상기 디스크유닛에 반대방향으로의 복귀력을 제공하는 것을 특징으로 하는 핀튜브 제조장치.
제 4항에 있어서, 상기 디스크회전구동부는

축단에 구동풀리가 장착된 구동모터;

종동풀리;

상기 구동풀리의 동력을 상기 종동풀리에 전달하는 타이밍 벨트;

상기 종동풀리의 회전력을 3개의 구동력으로 분지하는 기어박스; 및

상기 기어박스에 의해 3개로 나눠진 구동력을 상기 3개의 디스크유닛의 디스크구동축에 전달하는 3개의 동력전달축을 구비하는 핀튜브 제조장치.
제 6항에 있어서, 상기 기어박스는 상기 종동풀리의 단부에 결합된 구동기어; 및

상기 구동기어와 치합되어 회전되며, 상기 3개의 동력전달축에 각각 결합된 3개의 종동기어를 구비하는 것을 특징으로 하는 핀튜브 제조장치.
제 7항에 있어서, 상기 기어박스는 그 중앙부위에 상기 튜브소재의 일지점을 지지하는 지지공이 형성되어 있고, 상기 지지틀의 인접한 후방에는 상기 튜브소재의 다른 일지점을 지지하는 지지공이 형성된 지지대가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 핀튜브 제조장치.
제 8항에 있어서, 상기 동력전달축은 적어도 한 지점 이상이 유니버셜 조인트로 결합되어 각도 조정이 가능하고, 외봉과 내봉의 삽입결합구조에 의해 길이 조정도 가능한 것을 특징으로 하는 핀튜브 제조장치.
제 4항에 있어서, 상기 디스크유닛은 디스크들이 장착되는 디스크장착봉과 상기 디스크들이 상기 지지틀의 중심을 향해 일정부분 노출되도록 상기 디스크장착봉이 수용장착되는 디스크브라켓과, 상기 디스크브라켓의 일측벽에 회전가능하게 끼워져서 내단은 상기 디스크장착봉의 일단과 연결되고 외단은 상기 동력전달축과 연결되는 디스크구동축과, 상기 디스크장착봉의 타단이 베어링을 개재하여 회전가능하게 지지되며 상기 디스크브라켓의 개구된 측면을 폐쇄하는 마감판을 구비하는 것을 특징으로 하는 핀튜브 제조장치.