KR101095954B1

KR101095954B1 - 유체 분배용 분기관의 제조장치

Info

Publication number: KR101095954B1
Application number: KR1020090067791A
Authority: KR
Inventors: 조장래
Original assignee: 주식회사진영알엔에치
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2009-07-24
Publication date: 2011-12-19
Also published as: KR20110010302A

Abstract

본 발명은 유체 분배용 분기관의 제조장치에 관한 것으로, 유체를 분배하기 위한 관 형태의 분기관 본체 둘레에 유입용 또는 배출용 구멍을 다수 천공하며 상기 구멍에 지관 연결용 소켓을 끼워 고정하도록 유압 또는 공압을 이용하는 프레스 또는 실린더 장치를 이용한 유체 분배용 분기관의 제조장치에 있어서, 상기 분기관 본체 둘레에 형성되는 다수의 구멍을 천공하기 위한 펀칭공구를 갖는 상부틀과 상기 펀칭공구에 대응하는 절단구멍이 형성된 하부틀 및 상기 하부틀을 지지하는 받침대로 구성되는 타공금형; 상기 분기관 본체 둘레에 천공된 다수의 구멍에 플랜지를 형성하기 위한 경사대와 상측에 경사홈이 형성된 밀대를 받침대에 결합한 슬라이딩부재, 상기 경사홈에 끼워져 상하 이동되는 인발공구 및 상기 경사대를 수평이동시키는 경사대를 장착한 하부틀과, 상기 분기관 본체 둘레의 상부를 압착하는 지지판 및 상기 인발공구를 지지하여 상하작동을 안내하는 가이드공구를 갖는 상부틀로 구성되는 드로잉금형: 상기 분기관 본체 둘레에 형성된 플랜지의 내경으로 소켓을 관통시킨 후 고정하기 위하여 소켓의 하단이 끼워지는 끼움홈을 상단에 형성하고 받침에 고정되는 하부틀과, 상기 소켓이 끼워지는 삽입구멍이 천공된 상부틀로 구성되는 압착금형으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 지관을 연결할 다수의 소켓을 장착하기 위한 구멍의 천공, 플랜지 형성 그리고 소켓을 결합하는 일련의 과정을 금형을 통하여 연속적으로 이루어지도록 함으로써 효율적으로 제작 가능하고, 소켓의 하단이 플랜지의 내경을 확관시키면서 끼워지므로 견고하게 고정되어 내구성을 크게 향상시킬 수 있으며, 그 구성이 간단하여 제조 금형비용의 절감과 원재료비의 최소화를 이룰 수 있으며, 종래와 같은 플랜지 선단의 가공 및 다듬질 공정이 불필요함으로써 생산성 향상 및 제조 원가를 절감할 수 있는 것이다.

유체, 분배, 금형, 소켓

Description

유체 분배용 분기관의 제조장치{APPARATUS FOR PRODUCING BRANCH JOINT OF PIPE DISPENSING FLUID}

본 발명은 유체 분배용 분기관의 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분기관의 본체로부터 갈라지는 지관을 연결하는 소켓을 본체에 결합하기 위한 일련의 공정이 금형을 통하여 연속적으로 편리하면서 효율적으로 제작 가능하도록 한 유체 분배용 분기관의 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로 유체 분배용 분기관은 파이프 형태의 본체로부터 여러 장소로 유체를 공급하기 위하여 지관을 연결한 후 온수, 냉수, 열매체 등을 순환시켜 난방 또는 냉방을 행하도록 분배하는 역할을 한다.

이러한 종래 유체 분배용 분기관은 본체 둘레 면상에 다수의 지관을 연결하기 위하여 소켓을 용접하여 장착하는 방법과, 본체에 천공된 구멍을 드로잉(drawing) 가공하여 확관된 내경에 나사(screw)를 형성하는 방법이 제안되었다.

상기 전자의 방법인 소켓을 분기관의 본체에 용접하여 장착하는 방법으로는 공개특허공보 제10-2000-0073194호 "온수 보일러용 온수 분배기 및 그 제조방법"이 제안되었다. 상기 온수 분배기 제조방법은 인발 공정으로 소정 길이의 원통형 분배 관을 성형하되 원주면의 일측은 길이 방향으로 일정 폭의 제1 수평면을 형성하고, 마주보는 타측의 원주면은 상기 제1 수평면보다 더 넓은 폭의 제2 수평면을 형성하여, 마주보는 두 부분의 원주면이 평평한 면을 갖는 원통으로 구성하고; 상기 분배관의 제1 수평면과 제2 수평면의 면상에는 프레스로 열매체 유입공 및 분기공을 천공하여, 천공된 유입공 및 분기공에 소켓을 삽입하되 삽입되는 길이는 상기 소켓의 일측에 형성된 플랜지부까지 삽입되게 하며, 상기 유입공 및 분기공과 소켓의 플랜지부 사이에는 고리형 용접봉을 끼운 후, 이에 열을 가하여 상기 고리형 용접봉이 용융되면서 용접되게 하는 것이다. 상기 원통형 분배관의 제조방법은 둘레면 일부를 평평하게 하였기 때문에 소켓의 설치가 용이하고 고리형 용접봉을 끼운 상태에서 용접을 하기 때문에 결합부위가 확실하여 누수형상의 우려가 없다는 것이나 용접부에 의존하여 장착된 소켓은 사용중 쉽게 크랙이 발생하여 누수의 원인 되는 문제점이 있었다.

상기 후자의 방법인 본체에 천공된 구멍을 드로잉(drawing) 가공하여 확관시킨 후 그 내경에 나사산을 형성하는 방법은 공개특허공보 제10-2003-0039102호 "용접부가 없는 유체 이송 및 분재용 파이프의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제작된 파이프"에서 파가공파이프에 천공된 구멍으로 금속볼이 빠져나오면서 확관시키는 것이 제안되었고, 등록특허공보 제10-0670591호 " 유체분배용 파이프의 분기 접속구 제조방법"에서 유체분배용 파이프에 천공된 구멍을 티뽑기공구 및 용융드릴로서 확관시키는 것이 제안되었다. 상기 방법들은 파이프에 천공된 소 구멍을 확관시킨 후 내경에 나사산을 형성하는 방법으로서, 확관된 부위에 나사를 직접형성함으 로써 용접부위나 이음매부위가 없어 누수의 발생이 없는 것이라고 하나 확관된 부위에 나사를 형성하기 위하여는 나사의 나사산과 골밑을 형성하기 위하여는 소재의 두께가 두꺼워야 되므로 볼 또는 티(T)뽑기공구 및 용융드릴로서 확관하기 위하여는 두꺼운 소재에 예열 또는 소성온도를 제공하는 용융드릴 작업이 필요로 하는 번거로운 과정이 요구되고, 확장을 용이하게 하기 위하여 분배관의 두께를 얇게 할 경우 제작과정 중 찢어지는 부위가 발생하여 불량이 다량 발생하게 되고 두꺼운 소재를 사용할 경우 원재료비가 증대되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 지관을 연결하기 위하여 소켓을 용접하거나 지관을 직접 연결하기 위하여 확관된 부위에 나사를 형성하기 위하여는 구멍을 천공하게 된다. 상기 소켓이 끼워지는 구멍 또는 확관을 위한 구멍의 형성은 일반적으로 드릴을 이용하여 하나씩 또는 동시에 다수 천공하게 된다. 상기 드릴가공을 통하여 구멍을 천공할 때 소재의 두께가 두꺼운 것은 작업성이 다소 양호하나 얇을 경우 나선형을 이루는 날 부위에 걸려 절단부위가 휘어지거나 벌어져 소망하는 형태를 얻지 못하여 후 가공을 통하여 표면 처리를 하는 번거로움이 발생하고, 특히 소재의 두께와 관계없이 드릴공구를 이용하는 가공에서 발생하는 버(burr)는 불규칙하고 후 작업에 지장을 초래할 수 있을 정도로 거칠어서 연속작업이 어려운 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 지관을 연결하는 소켓을 구비하는 분기관의 소재의 두께를 최소화하여 원재료비를 절감하면서 소켓을 장착하기 위한 구멍의 천공, 플랜지 형성 그리고 소켓을 결합하는 일련의 과정을 금형을 통하여 연속적으로 이루어지도록 함으로써 효율적으로 제작 가능함은 물론 소켓의 결합이 용이하고 견고하게 고정함으로써 내구성을 크게 향상시킬 수 있도록 한 유체 분배용 분기관의 제조장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유체 분배용 분기관의 제조장치는 유체를 분배하기 위한 관(pipe) 형태의 분기관 본체 둘레에 유입용 또는 배출용 구멍을 다수 천공하며 상기 구멍에 지관 연결용 소켓을 끼워 고정하도록 유압 또는 공압을 이용하는 프레스 또는 실린더 장치를 이용한 유체 분배용 분기관의 제조장치에 있어서, 상기 분기관 본체 둘레에 형성되는 다수의 구멍을 천공하기 위한 펀칭공구를 갖는 상부틀과 상기 펀칭공구에 대응하는 절단구멍이 형성된 하부틀 및 상기 하부틀을 지지하는 받침대로 구성되는 타공금형; 상기 분기관 본체 둘레에 천공된 다수의 구멍에 플랜지를 형성하기 위한 경사대와 상측에 경사홈이 형성된 밀대를 받침대에 결합한 슬라이딩부재, 상기 경사홈에 끼워져 상하 이동되는 인발공구 및 상기 경사대를 수평이동시키는 경사대를 장착한 하부틀과, 상기 분기관 본체 둘레의 상부를 압착하는 지지판 및 상기 인발공구를 지지하여 상하작동을 안내하는 가이드공구를 갖는 상부틀로 구성되는 드로잉금형: 상기 분기관 본체 둘레에 형성된 플랜지의 내경으로 소켓을 관통시킨 후 고정하기 위하여 소켓의 하단이 끼워지는 끼움홈을 상단에 형성하고 받침에 고정되는 하부틀과, 상기 소켓이 끼워지는 삽입구멍이 천공된 상부틀로 구성되는 압착금형으로 이루어지는 것을 기술적 구성상의 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 의하면 지관을 연결할 다수의 소켓을 장착하기 위한 구멍의 천공, 플랜지 형성 그리고 소켓을 결합하는 일련의 과정을 금형을 통하여 연속적으로 이루어지도록 함으로써 효율적으로 제작 가능하고, 소켓의 하단이 플랜지의 내경을 확관시키면서 끼워지므로 견고하게 고정되어 내구성을 크게 향상시킬 수 있으며, 그 구성이 간단하여 제조 금형비용의 절감과 원재료비의 최소화를 이룰 수 있으며, 종래와 같은 플랜지 선단의 가공 및 다듬질 공정이 불필요함으로써 생산성 향상 및 제조 원가를 절감할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 실시 예에 따른 유체 분배용 분기관의 제조과정을 단계별로 나타낸 공정도이며, 부호 1은 분기관 본체, 2는 내경에 나사가 형성된 소켓, 3은 상기 소켓(2)에 연결되는 지관, 3'는 상기 분기관 본체(1)의 양측 개방부에 장착되는 체 결부재이다.

본 발명의 유체 분배용 분기관의 제조과정은, 도 1의 (a)에서와 같이 유체를 분배하기 위한 관(pipe) 형태의 분기관 본체(1)를 소정의 길이로 절단하는 단계, (b)에서와 같이 분기관 본체(1) 둘레에 유입용 또는 배출용 구멍(11)을 다수 천공하는 단계, (c)와 같이 상기 구멍(11)을 지관(3) 연결용 소켓(2)의 직경보다 작게 드로잉하여 플랜지(12)를 분기관 본체(1) 외측으로 인발하는 단계, (d)에서와 같이 소켓(2)을 분기관 본체(1)에 내부로부터 플랜지(12)의 내경(11')을 확관시키면서 돌출된 후 소켓(2)의 하단이 플랜지(12)의 내경(11')에 끼워져 고정하는 결합단계, (e)에서와 같이 상기 소켓(2)의 접촉부위를 브레이징하여 용접하는 과정을 통하여 마무리되고, 통상적인 추후 공정으로 분기관 본체(1)의 양측 개방부를 폐쇄하거나 차기 분기관 본체(1)에 연결 가능하도록 체결부재(3')를 장착하게 되고, 유체를 분배하기 위하여 지관(3)을 소켓(2)에 접속할 수 있도록 구성된다.

상기 분기관 본체(1)에 소켓(2)을 결합하는 일련의 과정은 타공금형(4), 드로잉금형(5), 압착금형(6)에 의해 이루어지며, 통상적인 브레이징 용접을 통해 소켓(2)을 견고하게 고정하게 된다. 상기 금형장치들을 작동시키는 유압 또는 공압을 이용하는 프레스 또는 실린더 장치들은 동업계에서 널리 사용되는 공지의 기술 및 장치이므로 상세한 설명 및 도시를 생략하기로 한다.

다음은 각 공정별 제작과정 및 장치의 작동에 대하여 설명한다.

먼저, 도 1의 (b)와 같이 분기관 본체(1) 둘레에 다수의 구멍(11)을 천공하기 위한 타공금형(4)은 도 2a에서와 같이 펀칭공구(41)를 갖는 상부틀(42)과 상기 펀칭공구(41)에 대응하는 절단구멍(43)이 형성된 하부틀(44) 및 상기 하부틀(44)을 지지하는 받침대(45)로 구성된다. 작동은 분기관 본체(1)를 하부틀(44)에 끼워넣은 후 도 2b 및 도 2c와 같이 상부틀(42)를 하강시켜 펀칭공구(41)와 절단구멍(43)으로 구멍(11)을 천공하여 도 2d에 같이 형성된다. 이때, 상기 구멍(11)의 지름은 소켓(2)의 직경보다 0.6~1.2mm 작게 천공하게 된다.

다음으로 도 1의 (c)와 같이 상기 분기관 본체(1) 둘레에 천공된 다수의 구멍(11)에 플랜지(12)를 형성하기 위한 드로잉금형(5)은 도 3a에서와 같이 경사대(51a)와 상측에 경사홈(51c)이 형성된 밀대(51b)를 받침대(57)에 결합한 슬라이딩부재(51), 상기 경사홈(51c)에 끼워져 상하 이동되는 인발공구(52) 및 상기 경사대(51a)를 수평이동시키는 경사대(58)를 장착한 하부틀(53)과, 상기 분기관 본체(1) 둘레의 상부를 압착하는 지지판(54) 및 상기 인발공구(52)를 지지하여 상하작동을 안내하는 가이드공구(55)를 갖는 상부틀(56)로 구성된다. 작동은 분기관 본체(1)를 하부틀(53)에 끼워넣은 후 상부틀(56)을 도 4b와 같이 하강시켜 경사대(58)가 하부틀(53)의 슬라이딩부재(51) 중 경사대(51a)에 접촉되면서 더욱 하강하면 슬라이딩부재(51)의 경사대(51a)는 우측방향으로 이동하면서 밀대(51b)를 동시에 이동시키게 된다. 상기 밀대(51b)의 이동은 도 3c 및 3d와 같이 곧 경사홈(51c)의 위치 이동으로 이어지면서 경사홈(51c)에 끼워진 인발공구(52)를 상승시켜 분기관 본체(1)에 천공되었던 구멍(11)의 지름을 외측으로 인발하여 플랜지(12)를 도 3e와 같이 형성하게 된다. 한편, 상기 인발공구(52)가 상승할 때 안정적인 수직 상승을 돕기 위하여 상부틀(56)에 장착된 가이드공구(55)가 인발공구(52)의 상단에 접촉되면서 함께 상승하도록 이루어진다. 또한, 상기 인발공구(52)의 상단은 분기관 본체(1)에 천공된 구멍(11)이 끼워져 안착하도록 곡면 또는 경사면으로 형성되며, 인발공구(52)의 하단은 인발되는 플랜지(12)의 상측 내경(11')을 소켓(2)의 외경보다 0.2~0.6mm로 작게 형성하고 플랜지(12)의 하단을 경사면 또는 곡면으로 형성된다. 즉, 상기 분기관 본체(1)에 형성된 플랜지(12) 하단의 경사면 또는 곡면으로는 차기 결합되는 소켓(2)의 상단이 끼워져 상승 가능하도록 안내하는 역할을 하게 된다. 또한, 상기 분기관 본체(1)에 형성된 플랜지(12)는 외측으로 1.5~3.5mm 돌출된 상태로 형성된다.

다음으로 도 1의 (d), (e)와 같이 상기 분기관 본체(1) 둘레에 형성된 플랜지(12)의 내경(11')으로 소켓(2)을 관통시킨 후 고정하기 위한 압착금형(6)은 도 4a에서와 같이 소켓(2)의 하단이 끼워지는 끼움홈(61)을 상단에 형성하고 받침대(63)에 고정되는 하부틀(62)과, 상기 소켓(2)이 끼워지는 삽입구멍(64)이 천공된 상부틀(65)로 구성된다. 작동은 먼저 하부틀(62)의 끼움홈(61)으로 소켓(2)을 끼워놓은 후 플랜지(12)가 형성된 분기관 본체(1)를 하부틀(62)에 끼워넣어 소켓(2)의 상단이 플랜지(12)의 하단에 끼워지도록 얹고 상부틀(65)을 하강시키면 1차적으로 도 4b와 같이 분기관 본체(1)에 상부틀(65)이 접촉되고 2차적으로 도 4c와 같이 상부틀(65)을 더 하강하면 분기관 본체(1)의 플랜지(12)가 하강하게 되고 동시에 플랜지(12) 하단에 끼워진 소켓(2)은 플랜지(12)의 내경(11')을 확관시키면서 외부로 소켓(2)의 상단이 돌출되며 소켓(2)의 하단은 도 4d와 같이 플랜지(12)의 하단에 끼워져 고정상태를 유지하게 된다. 상기 소켓(2)은 플랜지(12)의 내경(11')을 확관 시키면서 외부로 돌출된 때 초기 1.5~3.5mm 돌출된 상태보다 0.2~1mm 정도 높이가 길어지면서 소켓(2)의 하단을 고정함으로써 더욱 안정적으로 고정된다.

상기 타공금형(4), 드로잉금형(5) 및 압착금형(6)의 작동 설명 과정에서 금형의 원활한 반복 작동 및 압착 그리고 복귀 등을 돕는 핀, 가이드봉, 스프링 등의 부호는 일반적인 공지된 기술 구성이므로 설명을 생략하였다.

다음으로 상기 분기관 본체(1)에 형성된 플랜지(12)의 내경(11')에 소켓(2)이 결합된 후에는 통상적인 용접방법인 브레인징을 통해 더욱 기밀을 유지하게 된다.

또한, 통상적인 추후 공정으로 도 5a 및 5b에서와 같이 분기관 본체(1)에 형성된 플랜지(12)의 내경(11')에 소켓(2)을 상측 또는 하측에 결합하고 용접한 후 분기관 본체(1)의 양측 개방부를 폐쇄하거나 차기 분기관 본체(1)에 연결 가능하도록 내경에 나사를 형성하고 날개에 고정용 구멍이 사방에 천공된 체결부재(3')를 장착하게 되며, 상기 소켓(2)에 유체를 분배하기 위하여 지관(3)을 접속하여 사용하게 된다.

상기와 같이 분기관 본체(1) 둘레에 구멍(11)을 천공하는 단계, 상기 구멍(11)을 인발하여 플랜지(12)를 형성하는 단계, 상기 분기관 본체(1)의 내부로부터 외부로 돌출되면서 플랜지(12)의 내경(11')에 소켓(2)의 하단이 끼워져 고정되는 단계 및 소켓(2)의 하단 고정부위를 브레이징하는 단계인 각각의 공정으로 이동시키는 단계는 순차적으로 연속하여 이루어져 대량 생산이 가능한 것이다.

이와 같이 분기관 본체(1)에 구멍(11)을 천공하고, 천공된 구멍(11)을 확관 및 인발을 통해 플랜지(12)를 형성하며, 플랜지(12)의 내측으로부터 소켓(2)이 외측으로 돌출되도록 압착하여 플랜지(12)의 내경이 확관되면서 소켓(2)의 하단을 고정함으로써 소켓(2)의 고정이 견고하고 확관되는 플랜지(12)의 선단에서 발생하는 버는 소켓(2)의 둘레면에 밀착된 상태이므로 별도의 가공 공정이 불필요한 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 상기 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에 한정하는 것은 아니다. 따라서 상기 실시 예를 적절히 변형 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있으므로 적절한 변경 및 수정과 균등물들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 유체 분배용 분기관의 제조과정을 나타낸 공정도.

도 2 (a) 내지 (d)는 본 발명에 따른 유체 분배용 분기관의 제조과정 중 분기관 본체에 구멍을 천공하는 과정을 나타낸 단면도.

도 3 (a) 내지 (e)는 본 발명에 따른 유체 분배용 분기관의 제조과정 중 분기관 본체에 천공된 구멍을 인발하여 플랜지를 형성하는 과정을 나타낸 단면도.

도 4 (a) 내지 (d)는 본 발명에 따른 유체 분배용 분기관의 제조과정 중 분기관 본체에 형성된 플랜지에 소켓을 결합하는 과정을 나타낸 단면도.

도 5a 및 5b는 본 발명에 따른 유체 분배용 분기관의 제조과정을 통해 완성된 분기관 본체의 양단을 마감한 상태를 나타낸 확대 단면도이다.

*도면 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1: 분기관 본체 2: 소켓

3: 지관 4: 타공금형

5: 드로잉금형 6: 압착금형

Claims

삭제
유체를 분배하기 위한 관(pipe) 형태의 분기관 본체(1) 둘레에 유입용 또는 배출용 구멍(11)을 다수 천공하며 상기 구멍(11)에 지관 연결용 소켓(2)을 끼워 고정하도록 유압 또는 공압을 이용하는 프레스 또는 실린더 장치를 이용한 유체 분배용 분기관의 제조장치에 있어서,

상기 분기관 본체(1) 둘레에 형성되는 다수의 구멍(11)을 천공하기 위한 펀칭공구(41)를 갖는 상부틀(42)과 상기 펀칭공구(41)에 대응하는 절단구멍(43)이 형성된 하부틀(44) 및 상기 하부틀(44)을 지지하는 받침대(45)로 구성되는 타공금형(4);

상기 분기관 본체(1) 둘레에 천공된 다수의 구멍(11)에 플랜지(12)를 형성하기 위한 경사대(51a)와 상측에 경사홈(51c)이 형성된 밀대(51b)를 받침대(57)에 결합한 슬라이딩부재(51), 상기 경사홈(51c)에 끼워져 상하 이동되는 인발공구(52) 및 상기 경사대(51a)를 수평이동시키는 경사대(58)를 장착한 하부틀(53)과, 상기 분기관 본체(1) 둘레의 상부를 압착하는 지지판(54) 및 상기 인발공구(52)를 지지하여 상하작동을 안내하는 가이드공구(55)를 갖는 상부틀(56)로 구성되는 드로잉금형(5):

상기 분기관 본체(1) 둘레에 형성된 플랜지(12)의 내경(11')으로 소켓(2)을 관통시킨 후 고정하기 위하여 소켓(2)의 하단이 끼워지는 끼움홈(61)을 상단에 형성하고 받침대(63)에 고정되는 하부틀(62)과, 상기 소켓(2)이 끼워지는 삽입구멍(64)이 천공된 상부틀(65)로 구성되는 압착금형(6)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 분배용 분기관의 제조장치.