KR101173841B1 - 턴핀튜브 제조장치 및 턴핀튜브 제조방법 - Google Patents

턴핀튜브 제조장치 및 턴핀튜브 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예는 양호한 형상의 L-핀(L-FIN) 타입의 턴핀을 가지는 턴핀튜브 제조장치 및 턴핀튜브 제조방법을 제공한다. 본 발명의 실시예에 따른 턴핀튜브 제조장치는 압연 절곡부, 압연 와인딩부 그리고 회전 드라이빙부를 포함하여 이루어진다. 압연 절곡부는 공급되는 스트립을 단계적으로 압연 및 절곡하여 스트립에 베이스부와 핀부를 형성한다. 압연 와인딩부는 압연 절곡부에서 공급되는 스트립의 핀부의 양측면을 추가로 압연하면서, 스트립이 튜브 공급부를 통해 직선형태로 공급되는 튜브의 외면에 나선형으로 감겨 턴핀이 되도록 한다. 그리고, 회전 드라이빙부는 압연 와인딩부를 통과하는 튜브의 일단부를 고정하고, 튜브를 회전시키면서 튜브의 길이방향으로 이송시킨다.

Description

턴핀튜브 제조장치 및 턴핀튜브 제조방법{APPARATUS FOR MANUFACTURING TURN-FIN TUBE AND METHOD OF MANUFACTURING TURN-FIN TUBE}
본 발명은 턴핀튜브 제조장치 및 턴핀튜브 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양호한 형상의 L-핀(L-FIN) 타입의 턴핀을 가지는 턴핀튜브 제조장치 및 턴핀튜브 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 열교환기는 압축기와 응축기와 팽창밸브 그리고 증발기로 이루어지는 냉동사이클장치에서 응축기와 증발기를 포괄적으로 이르는 것이다.
이러한 열교환기는 주위의 온도와 열을 서로 교환하면서 전열매체인 냉매를 액상에서 기상으로 또는 기상에서 액상으로 전환시키고 이 과정에서 생기는 흡수열 또는 방출열을 이용하여 냉방이나 난방 또는 냉장이나 온장을 위해 사용된다.
열교환기는 그 형상에 따라 구분할 수 있는데, 그 중 널리 알려진 열교환기로는 냉매관에 냉각핀이 결합되어 이루어진 턴핀튜브(turn-fin tube) 타입이 있다.
이는 주로 냉장고와 같은 가전제품에서 증발기로 활용하는 것으로 냉매는 냉매관을 순환하면서 그 냉매관의 벽면을 통해 외부와 열교환을 수행하되 냉매관의 외주면에 감긴 핀을 통해 공기와의 접촉면적을 넓혀 열교환 효율을 극대화하는 것이다.
이러한 턴핀튜브는 튜브의 외측을 가공하여 핀을 형성함으로써 튜브와 핀이 일체로 형성되거나, 튜브와 핀이 각각 별도로 공급되고 튜브의 외측면에 핀이 감기도록 함으로써 만들어지게 된다.
한편, 턴핀에는 길이방향의 단면 형상이 "L"의 형상을 가지는 L-핀(L-fin) 타입의 턴핀도 있으며, 이러한 L-핀 타입의 턴핀튜브는 다양하게 제조되고 있다.
도 1은 종래의 턴핀튜브 제조장치에서 튜브에 턴핀을 와인딩하는 방법을 나타낸 예시도이고, 도 2는 종래의 턴핀튜브 제조장치에서 턴핀의 양측면에서 각각 압연되는 상태를 나타낸 예시도이고, 도 3은 종래의 턴핀튜브 제조장치에서 턴핀이 압연되는 상태를 나타낸 예시도이다.
도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 종래의 턴핀튜브 제조장치에서는 튜브(400)에 감기는 턴핀(500)을 양측에서 압연하는 압연롤이 수직방향의 축선을 가지고 수평방향으로 회전하는 제1수평압연롤(310)과 제2수평압연롤(320)로 구성된다.
이에 따라서, 턴핀(500)의 일측면에는 제1수평압연롤(310)의 제1압연면(311)에 의해 압연되는 제1압연부(PA1)가 형성되고, 제1압연부(PA1)는 접선방향을 따라 형성되게 된다.
또한, 턴핀(500)의 타측면에는 제2수평압연롤(320)의 제2압연면(312)에 의해 압연되는 제2압연부(PA2)가 형성되고, 제2압연부(PA2)도 접선방향을 따라 형성되게 된다.
즉, 턴핀(500)의 양측면은 접선방향으로 압연되게 되므로, 제1압연부(PA1) 및 제2압연부(PA2)의 면적이 작고, 따라서, 단위 시간 동안의 압연량도 적었다.
또한, 이와 같이 턴핀(500)의 양측면이 모두 접선방향으로 압연되기 때문에, 압연된 후의 턴핀(500)의 핀부(501)는 제1수평압연롤(310)과 제2수평압연롤(320)에 의한 압연량 만큼만 두께가 감소하게 된다.
그리고, 이러한 핀부(501)의 두께의 감소에 기인하여 핀부(501)가 늘어가게 되기 때문에, 핀부(501)의 외주가 끊어지거나 터지는 등의 파손이 발생할 수 있다.
또한, 튜브(400)에 감겨 턴핀(500)이 된 상태에서도 핀부(501)가 눕거나 쓰러지는 등의 형상 변형이 일어날 수 있다.
따라서, 핀부(501)가 충분히 펴지지 못하게 되어 튜브(400)에 와인딩된 턴핀(500)의 베이스부(502)와 핀부(501)의 각도가 수직을 이루는 것이 어렵기 때문에 양호한 L-핀 타입의 턴핀이 제조가 어려웠다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 양호한 형상의 L-핀(L-FIN) 타입의 턴핀을 가지는 턴핀튜브 제조장치 및 턴핀튜브 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 공급되는 스트립을 단계적으로 압연 및 절곡하여 상기 스트립에 베이스부와 핀부를 형성하는 압연 절곡부; 상기 압연 절곡부에서 공급되는 스트립의 상기 핀부의 양측면을 추가로 압연하면서, 상기 스트립이 튜브 공급부를 통해 직선형태로 공급되는 튜브의 외면에 나선형으로 감겨 턴핀이 되도록 하는 압연 와인딩부; 그리고 상기 압연 와인딩부를 통과하는 튜브의 일단부를 고정하고, 상기 튜브를 회전시키면서 상기 튜브의 길이방향으로 이송시키는 회전 드라이빙부를 포함하여 이루어지는 턴핀튜브 제조장치를 제공한다.
여기서, 상기 압연 와인딩부는, 상기 튜브 공급부에서 공급되는 튜브가 관통 이송되도록 축선을 따라 관통홀이 형성되고, 상기 축선을 중심으로 회전하면서 상기 튜브가 배출되는 측에 형성되는 제1압연면으로 상기 튜브에 감기는 스트립의 상기 핀부의 일측면을 상기 튜브의 이송방향으로 가압하는 수직압연롤과, 상기 수직압연롤의 일측에 구비되고, 상기 수직압연롤의 축선과 수직한 축선을 가지고 회전하면서 원주면에 형성되는 제2압연면이 상기 튜브에 감기는 스트립의 상기 핀부의 타측면을 상기 튜브의 이송방향의 반대방향으로 가압하는 수평압연롤을 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 상기 제1압연면은 상기 튜브에 감기는 스트립의 상기 핀부의 일측면을 원주방향으로 압연하고, 상기 제2압연면은 상기 튜브에 감기는 스트립의 상기 핀부의 타측면을 접선방향으로 압연할 수 있다.
또한, 상기 수직압연롤의 타측에는, 상기 수직압연롤과 결합되고, 축선을 따라 가이드 홀이 관통 형성되어 상기 튜브 공급부로부터 공급되는 튜브를 상기 관통홀로 안내하는 튜브 가이드와, 상기 튜브 가이드의 외측에 구비되어 상기 튜브 가이드가 회전하도록 지지하는 지지케이싱과, 상기 튜브 가이드의 회전 속도를 제어하는 제1서보모터를 가지는 조절부가 구비될 수 있다.
그리고, 상기 수평압연롤에는 상기 수평압연롤의 회전 속도를 제어하는 제2서보모터가 구비될 수 있다.
또한, 상기 수평압연롤은 상기 튜브에 감기는 스트립의 상기 핀부의 두께가 조절되도록 상기 수직압연롤의 방향으로 왕복 이동되도록 구비될 수 있다.
그리고, 상기 압연 절곡부는, 공급되는 스트립의 일부분이 길이방향을 따라 압연되어 압연홈이 형성되도록 하는 1차압연롤과, 상기 1차압연롤을 통과한 스트립의 상기 압연홈을 제1각도로 절곡하는 1차절곡롤과, 상기 1차절곡롤을 통과하여 상기 제1각도로 절곡된 스트립의 상기 압연홈을 제2각도로 절곡하는 2차절곡롤과, 상기 2차절곡롤을 통과한 상기 제2각도로 절곡된 스트립의 상기 압연홈을 제3각도로 절곡하는 3차절곡롤을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예는 공급되는 스트립을 단계적으로 압연 및 절곡하여 상기 스트립에 베이스부와 핀부를 형성하는 압연 절곡 단계; 공급되는 스트립의 상기 핀부의 양측면을 추가로 압연하면서, 상기 스트립이 튜브 공급부를 통해 직선형태로 공급되는 튜브의 외면에 나선형으로 감겨 턴핀이 되도록 하는 압연 와인딩 단계; 그리고 턴핀이 감겨 배출되는 튜브의 일단부를 고정하고, 상기 튜브를 회전시키면서 상기 튜브의 길이방향으로 이송시키는 회전 드라이빙 단계를 포함하여 이루어지는 턴핀튜브 제조방법을 제공한다.
여기서, 상기 압연 와인딩 단계에서, 수직압연롤의 축선을 따라 형성된 관통홀을 통해 이송되는 상기 튜브에 감기는 스트립의 상기 핀부의 일측면은 상기 튜브가 배출되는 측에 형성되는 상기 수직압연롤의 제1압연면에 의해 상기 튜브의 이송방향으로 가압되고, 상기 튜브에 감기는 스트립의 상기 핀부의 타측면은 상기 수직압연롤의 일측에 구비되고 상기 수직압연롤의 축선과 수직한 축선을 가지고 회전하는 수평압연롤의 원주면에 형성되는 제2압연면에 의해 상기 튜브의 이송방향의 반대방향으로 가압될 수 있다.
그리고, 상기 튜브에 감기는 스트립의 상기 핀부의 일측면은 상기 제1압연면에 의해 원주방향으로 압연되고, 상기 튜브에 감기는 스트립의 상기 핀부의 타측면은 상기 제2압연면에 의해 접선방향으로 압연될 수 있다.
또한, 상기 압연 절곡 단계는, 공급되는 스트립의 일부분이 길이방향을 따라 1차압연롤에 압연되어 압연홈이 형성되도록 하고, 상기 1차압연롤을 통과한 스트립의 상기 압연홈을 1차절곡롤에 의해 제1각도로 절곡하고, 상기 1차절곡롤을 거친 스트립의 상기 압연홈을 2차절곡롤에 의해 제2각도로 절곡하고, 상기 2차절곡롤을 거친 스트립의 상기 압연홈을 3차절곡롤에 의해 제3각도로 절곡할 수 있다.
본 발명에 따르면, 스트립이 압연 절곡부에서 1차 압연되고, 스트립이 튜브에 감길 때 핀부가 압연 와인딩부에서 2차 압연됨으로써 스트립이 튜브에 더욱 안정적이고 효과적으로 감길 수 있으며, 이를 통해, 스트립이 튜브에 감겼을 때 양호한 형상의 L-핀 형상을 이룰 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 압연 와인딩부의 수직압연롤은 튜브와 동일한 축선을 가지도록 구비되어 제1압연면이 튜브에 감기는 스트립의 핀부의 일측면을 원주방향으로 압연한다. 따라서, 핀부에 주름이 형성되지 않도록 하고, 핀부의 외주가 끊어지거나 터지는 등의 파손이 방지되면서 안정적으로 넓게 펴질 수 있고, 이를 통해, 튜브에 감겨 턴핀이 된 상태에서도 핀부가 눕거나 쓰러지는 등의 형상 변형이 방지될 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래의 턴핀튜브 제조장치에서 튜브에 턴핀을 와인딩하는 방법을 나타낸 예시도.
도 2는 종래의 턴핀튜브 제조장치에서 턴핀의 양측면에서 각각 압연되는 상태를 나타낸 예시도.
도 3은 종래의 턴핀튜브 제조장치에서 턴핀이 압연되는 상태를 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 턴핀튜브 제조장치를 나타낸 정면예시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 턴핀튜브 제조장치의 압연 절곡부를 중심으로 나타낸 정면예시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 턴핀튜브 제조장치의 압연 와인딩부를 중심으로 나타낸 정면예시도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 턴핀튜브 제조장치의 압연 절곡부 및 압연 와인딩부를 거친 스트립의 단면예시도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 턴핀튜브 제조장치의 압연 와인딩부를 중심을 나타낸 평면예시도.
도 9는 도 8의 'A'부 확대도.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 턴핀튜브 제조장치의 회전 드라이빙부의 작동예시도.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 턴핀튜브 제조장치의 회전 드라이빙부의 회전유닛을 나타낸 정면예시도.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 턴핀튜브 제조방법을 나타낸 흐름도.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 턴핀튜브 제조장치를 나타낸 정면예시도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 턴핀튜브 제조장치의 압연 절곡부를 중심으로 나타낸 정면예시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 턴핀튜브 제조장치의 압연 와인딩부를 중심으로 나타낸 정면예시도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 턴핀튜브 제조장치의 압연 절곡부 및 압연 와인딩부를 거친 스트립의 단면예시도이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 턴핀튜브 제조장치의 압연 와인딩부를 중심을 나타낸 평면예시도이고, 도 9는 도 8의 'A'부 확대도이다.
도 4 내지 도 9에서 보는 바와 같이, 턴핀튜브 제조장치는 압연 절곡부(20), 압연 와인딩부(40) 그리고 회전 드라이빙부(70)를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 압연 절곡부(20)는 공급되는 스트립(100)을 단계적으로 압연 및 절곡하게 된다. 그리고, 압연 와인딩부(40)는 압연 절곡부(20)에서 공급되는 스트립(100)을 튜브 공급부(17)에서 직선형태로 공급되는 튜브(200)의 외면에 나선형으로 감게 된다. 이때, 압연 와인딩부(40)는 튜브(200)에 감기는 스트립(100)의 양측면을 동시에 추가 압연하면서 감을 수 있으며, 이를 통해, 형성되는 턴핀(110)은 양호한 L-핀의 형상을 이룰 수 있다. 그리고, 회전 드라이빙부(70)는 압연 와인딩부(40)에서 배출되는 턴핀(110)이 감긴 튜브(200)를 회전시키면서 길이방향으로 이송시키게 되며, 이를 통해, 튜브(200)에는 턴핀(110)이 안정적으로 일정한 피치를 이루면서 감길 수 있게 된다.
상세히, 턴핀튜브 제조장치는 압연 절곡부(20), 압연 와인딩부(40) 그리고 회전 드라이빙부(70)를 포함하여 이루어질 수 있다.
먼저, 스트립 공급부(10)로부터 공급되는 스트립(100)은 압연 절곡부(20)로 공급될 수 있다.
여기서, 스트립 공급부(10)는 코일상태의 스트립을 직선형태로 공급할 수 있는 언코일러(uncoiler)일 수 있다.
그리고, 도 7의 (a)에서 보는 바와 같이, 스트립 공급부(10)로부터 공급되는 스트립(100)은 평평한 띠 형태의 금속판재일 수 있다.
또한, 턴핀튜브 제조장치에는 압연 절곡부(20)로 이송되기까지 스트립(100)의 이송을 안내하기 위한 다수개의 가이드 롤러(11)가 더 구비될 수 있다.
이때, 가이드 롤러(11)의 설치 위치 및 설치 개수 등에 특정한 한정이 있는 것은 아니다.
그리고, 압연 절곡부(20)는 1차압연롤(21), 1차절곡롤(23), 2차절곡롤(25) 그리고 3차절곡롤(27)을 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 1차압연롤(21)은 제1구동롤(22a)과, 제1구동롤(22a)과 한 쌍을 이루는 제1압연롤(22b)로 구성될 수 있다.
그리고, 제1구동롤(22a)은 서보모터(미도시)와 연결되어 회전속도가 정밀하게 조절될 수 있다.
또한, 제1압연롤(22b)은, 제1구동롤(22a)과 제1압연롤(22b)의 사이를 지나는 스트립(100)의 일부분을 1차 압연하여 스트립(100)에 압연홈(101)을 형성하게 된다.
이때, 압연량의 조절을 통해 압연홈(101)의 두께가 조절될 수 있도록, 제1압연롤(22b)은 제1구동롤(22a)을 향해 이동(예를 들면, 상하방향으로 이동) 가능하게 구성될 수 있다.
이를 통해, 도 7의 (b)에서 보는 바와 같이 1차 압연을 통해 형성된 압연홈(101)은 스트립(100)의 두께보다 얇은 두께를 가지고, 스트립(100)의 길이방향을 따라 형성될 수 있다.
한편, 스트립이 유입되는 1차압연롤(21)의 전방에는 1차압연롤(21)로 유입되는 스트립(100)에 압연유(oil)를 도포하기 위한 압연유 도포용 롤러(12)가 더 구비될 수 있다.
그리고, 1차압연롤(21)을 거친 스트립(100)은 1차절곡롤(23)로 이송되어 1차 절곡될 수 있다.
이를 위해, 1차절곡롤(23)은 제2구동롤(24a)과, 제2구동롤(24a)과 한 쌍을 이루는 제1절곡롤(24b)로 구성될 수 있다.
제1절곡롤(24b)은 제2구동롤(24a)을 향해 이동(예를 들면, 좌우방향으로 이동) 가능하게 구성될 수 있다.
그리고, 1차절곡롤(23)은 1차압연롤(21)을 통과한 스트립(100)을 1차 절곡하게 되며, 특히, 압연홈(101)을 제1각도(A1)로 1차 절곡할 수 있다.
이와 같이, 스트립(100)의 두께보다 얇은 두께를 가지는 압연홈(101)을 절곡하기 때문에, 절곡이 용이하게 이루어질 수 있다.
1차절곡롤(23)을 통과한 스트립(100)은 길이방향에 대한 단면의 형상이 도 7의 (c)와 같이 형성되면서, 베이스부(105)와 핀부(106)가 형성될 수 있다.
여기서, 제1각도(A1)는 115~130°일 수 있다.
또한, 1차절곡롤(23)을 통과한 스트립(100)은 2차절곡롤(25)과 3차절곡롤(27)을 순차적으로 통과할 수 있다.
여기서, 2차절곡롤(25)은 제3구동롤(26a)과, 제3구동롤(26a)과 한 쌍을 이루는 제2절곡롤(26b)로 구성될 수 있다.
또한, 3차절곡롤(27)은 제4구동롤(28a)과, 제4구동롤(28a)과 한 쌍을 이루는 제3절곡롤(28b)로 구성될 수 있다.
그리고, 제2절곡롤(26b)과 제3절곡롤(28b)은 각각 제3구동롤(26a)과 제4구동롤(28a)을 향해 이동(예를 들면, 좌우방향으로 이동) 가능하게 구성될 수 있다.
2차절곡롤(25)은 1차절곡롤(23)을 통과한 스트립(100)을 2차 절곡하게 되며, 특히, 1차절곡롤(23)을 통과하면서 절곡된 부분을 제2각도(A2)로 2차 절곡할 수 있다.
이를 통해, 2차절곡롤(25)을 통과한 스트립(100)은 도 7의 (d)와 같이 형성될 수 있다.
여기서, 제2각도(A2)는 86~114°일 수 있다.
또한, 3차절곡롤(27)은 2차절곡롤(25)을 통과한 스트립(100)을 3차 절곡하게 되며, 특히, 2차절곡롤(25)을 통과하면서 절곡된 부분을 제3각도(A3)로 3차 절곡할 수 있다.
여기서, 제3각도(A3)는 85~95°일 수 있다.
이를 통해, 3차절곡롤(27)을 통과한 스트립(100)은 압연홈(101)이 절곡되어, 도 7의 (e)에서 보는 바와 같이 길이 방향에 대한 단면의 형상이 "L"자를 이루는 베이스부(105)와 핀부(106)를 형성할 수 있게 된다.
제2구동롤(24a), 제3구동롤(26a) 및 제4구동롤(28a)은 각각에 연결되는 서보모터(미도시) 또는 하나의 서보모터(미도시)에 연결되어 회전이 조절될 수 있다.
한편, 제3절곡롤(28b)을 통과하면서 절곡된 스트립(100)은 압연 와인딩부(40)로 이송될 수 있다.
여기서, 압연 와인딩부(40)는 수직압연롤(41)과 수평압연롤(42)을 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 수직압연롤(41)은 튜브 공급부(17)에서 공급되는 튜브(200)의 축선과 동일한 축선을 가지도록 구비될 수 있다.
또한, 수직압연롤(41)의 축선을 따라서는 관통홀(43)이 형성될 수 있다.
그리고, 튜브 공급부(17)에서 공급되는 튜브(200)는 관통홀(43)을 통과하여 연속적으로 이송될 수 있게 된다.
또한, 튜브(200)가 관통홀(43)을 통과하여 배출되는 수직압연롤(41)의 측면에는 제1압연면(44)이 형성될 수 있다.
그리고, 수직압연롤(41)의 제1압연면(44)은 3차절곡롤(27)을 거친 후 이송되는 스트립(100)의 핀부(106)의 일측면을 튜브(200)의 이송방향으로 가압할 수 있다.
또한, 수평압연롤(42)은 수직압연롤(41)의 일측에 떨어져 구비될 수 있으며, 수평압연롤(42)과 수직압연롤(41)의 사이에는 3차절곡롤(27)을 통과한 스트립(100)이 공급되게 된다.
여기서, 수평압연롤(42)의 축선은 수직압연롤(41)의 축선과 평행하지 않게 구비될 수 있으며, 바람직하게는 수직하게 위치될 수 있다.
그리고, 수평압연롤(42)의 원주면에는 제2압연면(45)이 형성될 수 있으며, 제2압연면(45)은 스트립(100)의 핀부(106)의 타측면을 튜브(200)의 이송방향의 반대방향으로 가압할 수 있다.
이를 통해, 3차절곡롤(27)을 통과한 스트립(100)의 핀부(106)의 양측면은 각각 수직압연롤(41)의 제1압연면(44)과 수평압연롤(42)의 제2압연면(45)에 의해 2차로 추가 압연될 수 있게 된다.
보다 상세하게는, 스트립(100)의 핀부(106)의 일측면은 수직압연롤(41)의 제1압연면(44)에 의해 원주방향으로 압연될 수 있으며, 핀부(106)의 타측면은 수평압연롤(42)의 제2압연면(45)에 의해 접선방향으로 압연될 수 있다.
즉, 핀부(106)의 양측면은 서로 다른 면적에 대해 서로 다른 방향으로 압연될 수 있게 된다.
여기서, 수직압연롤(41) 및 수평압연롤(42)은 튜브(200)에 스트립(100)이 감기는 방향으로 회전될 수 있다.
이와 같이, 수직압연롤(41)의 제1압연면(44)이 튜브(200)에 감기는 스트립(100)의 핀부(106)의 일측면을 원주방향으로 압연함으로써 제1압연면(44)과 핀부(106)의 접촉면에서의 속도는 중심에서 지름 방향으로 갈수록 크게 된다.
이를 통해, 제1압연면(44)에 의해 압연되는 핀부(106)에도 지름 방향으로 갈수록 마찰량이 많아지되, 중심부보다는 상대적으로 압력이 낮은 상태에서 회전할 수 있어, 도 7의 (f)에서 보는 바와 같이, 핀부(106)의 두께가 얇아지면서 안정적으로 핀부(106)의 외주가 얇고 넓게 펴질 수 있다.
그리고, 전체적으로는 핀부(106)에 주름이 형성되지 않도록 하고, 핀부(106)의 외주가 끊어지거나 터지는 등의 파손이 방지되면서 안정적으로 넓게 펴질 수 있다.
즉, 이와 같이 압연성이 개선될 뿐만 아니라, 도 7의 (g)에서 보는 바와 같이, 튜브(200)에 감겨 턴핀(110)이 된 상태에서도 핀부(106)가 눕거나 쓰러지는 등의 형상 변형이 방지될 수 있게 된다.
수평압연롤(42)은 수직압연롤(41)의 방향으로 왕복 이동할 수 있도록 구비될 수 있다.
따라서, 제1압연면(44)과 제2압연면(45)에 의한 스트립(100)의 핀부(106)의 압연량이 조절될 수 있게 되고, 이를 통해, 핀부(106)의 두께가 조절될 수 있게 된다.
한편, 수직압연롤(41)의 타측에는 조절부(50)가 구비될 수 있다.
그리고, 조절부(50)는 튜브 가이드(51), 지지케이싱(54) 및 제1서보모터(57)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 튜브 가이드(51)는 수직압연롤(41)과 동일한 축선을 가지고, 수직압연롤(41)의 일측에 결합될 수 있다.
또한, 수직압연롤(41)의 축선을 따라서는 가이드 홀(52)이 관통 형성될 수 있다.
이를 통해, 튜브 공급부(17)로부터 공급되는 튜브(200)는 가이드 홀(52)을 통해 관통홀(43)로 안내될 수 있다.
그리고, 튜브 가이드(51)의 외측에는 지지케이싱(54)이 구비된다.
이때, 튜브 가이드(51)와 지지케이싱(54)의 사이에는 베어링(55)이 구비될 수 있으며, 따라서, 지지케이싱(54)은 튜브 가이드(51)의 회전을 지지할 수 있게 된다.
또한, 제1서보모터(57)는 지지케이싱(54)의 일측에 구비될 수 있으며, 제1서보모터(57)는 튜브 가이드(51)의 회전 속도를 정밀하게 조절할 수 있다.
이에 따라, 제1서보모터(57)가 튜브 가이드(51)의 회전 속도를 제어하게 되면, 튜브 가이드(51)와 결합되어 일체로 회전하는 수직압연롤(41)의 회전 속도도 정밀하게 제어될 수 있게 된다.
그리고, 수평압연롤(42)에도 제2서보모터(47)가 구비될 수 있으며, 제2서보모터(미도시)에 의해 수평압연롤(42)의 회전 속도도 정밀하게 제어될 수 있게 된다.
또한, 수평압연롤(42)의 일측에는 핀부(106)를 압연함에 따라 제2압연면(45)에 묻은 압연유를 닦아내기 위한 클리닝롤(49)이 더 구비될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 턴핀튜브 제조장치의 회전 드라이빙부의 작동예시도이고, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 턴핀튜브 제조장치의 회전 드라이빙부의 회전유닛을 나타낸 정면예시도이다.
도 10 및 도 11을 포함하여 설명하면, 회전 드라이빙부(70)는 드라이빙유닛(71)과 이송유닛(80)을 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 드라이빙유닛(71)은 베이스부(105), 제1동력발생부(73), 동력전달부(74) 그리고 클램핑부(75)를 포함하여 이루어질 수 있다.
제1동력발생부(73)는 베이스부(105)의 상부 일측에 구비되고, 클램핑부(75)는 베이스부(105)의 하부 타측에 구비될 수 있다.
또한, 제1동력발생부(73)와 클램핑부(75)는 동력전달부(74)에 의해 연결될 수 있다.
여기서, 상기 동력전달부(74)는 다수의 벨트(76a,76b)와 풀리(77a,77b,77c)를 포함하여 이루어질 수 있다.
이를 통해, 제1동력발생부(73)에서 제공되는 회전력은 벨트(76a,76b) 및 풀리(77a,77b,77c)를 통해 클램핑부(75)에 전달될 수 있으며, 클램핑부(75)에 결합된 튜브(200)는 회전하게 된다.
이때, 클램핑부(75)에 결합된 튜브(200)는 압연 와인딩부(40)에서 튜브(200)에 스트립(100)이 감기는 속도와 방향에 대응되도록 회전될 수 있다.
이에 따라, 튜브(200)의 외측면에 스트립(100)이 일정하게 감길 수 있게 되어 형성되는 턴핀(110)이 양호한 형상을 이룰 수 있게 될 뿐만 아니라, 턴핀(110)의 피치 또한 일정하게 유지될 수 있게 된다.
그리고, 드라이빙유닛(71)은 압연 와인딩부(40)로부터 공급되는 튜브(200)의 길이방향으로 길게 구비되는 베드부(78)와 슬라이더(79)에 의해 이동가능하게 결합될 수 있다.
또한, 베드부(78)의 일단부에는 이송유닛(80)이 구비될 수 있다.
여기서, 이송유닛(80)은 제2동력발생부(81), 제1회전풀리(82), 제2회전풀리(83) 그리고 이송벨트(85)를 포함하여 이루어질 수 있다.
제2동력발생부(81)에서 제공되는 회전력은 벨트(86)를 통해 제1회전풀리(82)에 전달될 수 있으며, 제1회전풀리(82)가 회전함에 따라 제2회전풀리(83)도 연동하여 회전하게 되면서 이송벨트(85)가 이동하게 된다.
그리고, 이송벨트(85)가 이동함에 따라 이송벨트(85)와 결합된 드라이빙유닛(71)은 베드부(78)의 길이방향으로 이송되게 된다.
이때, 이송유닛(80)은 드라이빙유닛(71)을 베드부(78)의 길이방향을 따라 왕복이동하도록 할 수 있다.
뿐만 아니라, 이송유닛(80)은 압연 와인딩부(40)에서 튜브(200)에 스트립(100)이 감기는 속도에 대응되는 속도로 드라이빙유닛(71)이 이송되도록 할 수 있다.
이를 통해, 튜브(200)가 적절한 속도로 이송될 수 있어 압연 와인딩부(40)에서 형성되는 턴핀(110)의 피치가 일정하게 유지될 수 있게 된다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 턴핀튜브 제조방법을 나타낸 흐름도이며, 도 12를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 턴핀튜브 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 공급되는 스트립을 단계적으로 압연 및 절곡하여 상기 스트립에 베이스부와 핀부를 형성하는 압연 절곡 단계(S110)가 이루어질 수 있다.
여기서, 압연 절곡 단계(S110)는, 공급되는 스트립의 일부분이 길이방향을 따라 1차압연롤에 압연되어 압연홈이 형성되도록 하고, 1차압연롤을 통과한 스트립의 압연홈을 1차절곡롤에 의해 제1각도로 절곡하고, 1차절곡롤을 거친 스트립의 압연홈을 2차절곡롤에 의해 제2각도로 절곡한 후, 2차절곡롤을 거친 스트립의 압연홈을 3차절곡롤에 의해 제3각도로 절곡하는 것일 수 있다.
그리고, 공급되는 스트립의 상기 핀부의 양측면을 추가로 압연하면서, 상기 스트립이 튜브 공급부를 통해 직선형태로 공급되는 튜브의 외면에 나선형으로 감겨 턴핀이 되도록 하는 압연 와인딩 단계(S120)가 진행될 수 있다.
이때, 압연 와인딩 단계(S120)에서는, 수직압연롤의 축선을 따라 형성된 관통홀을 통해 이송되는 튜브에 감기는 스트립의 핀부의 일측면이 튜브가 배출되는 측에 형성되는 수직압연롤의 제1압연면에 의해 튜브의 이송방향으로 가압될 수 있다.
또한, 튜브에 감기는 스트립의 핀부의 타측면은 수직압연롤의 일측에 구비되고 수직압연롤의 축선과 수직한 축선을 가지고 회전하는 수평압연롤의 원주면에 형성되는 제2압연면에 의해 튜브의 이송방향의 반대방향으로 가압될 수 있다.
여기서, 튜브에 감기는 스트립의 핀부의 일측면은 제1압연면에 의해 원주방향으로 압연되고, 튜브에 감기는 스트립의 핀부의 타측면은 제2압연면에 의해 접선방향으로 압연될 수 있다.
그리고, 턴핀이 감겨 배출되는 튜브의 일단부를 고정하고, 상기 튜브를 회전시키면서 상기 튜브의 길이방향으로 이송시키는 회전 드라이빙 단계(S130)가 이루어질 수 있다.
여기서, 회전 드라이빙 단계(S130)에서 튜브의 회전 속도는 압연 와인딩 단계(S120)에서 튜브에 스트립이 감기는 속도에 대응되는 속도일 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
20: 압연 절곡부 21: 1차압연롤
23: 1차절곡롤 25: 2차절곡롤
27: 3차절곡롤 40: 압연 와인딩부
41: 수직압연롤 42: 수평압연롤
43: 관통홀 44: 제1압연면
45: 제2압연면 49: 클리닝롤
50: 조절부 51: 튜브 가이드
52: 가이드 홀 54: 지지케이싱
57: 제1서보모터 70: 회전 드라이빙부
71: 드라이빙유닛 80: 이송유닛
100: 스트립 101: 압연홈
105,502: 베이스부 106,501: 핀부
110,500: 턴핀 200,400: 튜브
310: 제1수평압연롤 320: 제2수평압연롤

Claims (11)

  1. 공급되는 스트립을 단계적으로 압연 및 절곡하여 상기 스트립에 베이스부와 핀부를 형성하는 압연 절곡부;
    상기 압연 절곡부에서 공급되는 스트립의 상기 핀부의 양측면을 추가로 압연하면서, 상기 스트립이 튜브 공급부를 통해 직선형태로 공급되는 튜브의 외면에 나선형으로 감겨 턴핀이 되도록 하는 압연 와인딩부; 그리고
    상기 압연 와인딩부를 통과하는 튜브의 일단부를 고정하고, 상기 튜브를 회전시키면서 상기 튜브의 길이방향으로 이송시키는 회전 드라이빙부를 포함하여 이루어지는 턴핀튜브 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압연 와인딩부는,
    상기 튜브 공급부에서 공급되는 튜브가 관통 이송되도록 축선을 따라 관통홀이 형성되고, 상기 축선을 중심으로 회전하면서 상기 튜브가 배출되는 측에 형성되는 제1압연면으로 상기 튜브에 감기는 스트립의 상기 핀부의 일측면을 상기 튜브의 이송방향으로 가압하는 수직압연롤과,
    상기 수직압연롤의 일측에 구비되고, 상기 수직압연롤의 축선과 수직한 축선을 가지고 회전하면서 원주면에 형성되는 제2압연면이 상기 튜브에 감기는 스트립의 상기 핀부의 타측면을 상기 튜브의 이송방향의 반대방향으로 가압하는 수평압연롤을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 턴핀튜브 제조장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1압연면은 상기 튜브에 감기는 스트립의 상기 핀부의 일측면을 원주방향으로 압연하고, 상기 제2압연면은 상기 튜브에 감기는 스트립의 상기 핀부의 타측면을 접선방향으로 압연함을 특징으로 하는 턴핀튜브 제조장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 수직압연롤의 타측에는,
    상기 수직압연롤과 결합되고, 축선을 따라 가이드 홀이 관통 형성되어 상기 튜브 공급부로부터 공급되는 튜브를 상기 관통홀로 안내하는 튜브 가이드와,
    상기 튜브 가이드의 외측에 구비되어 상기 튜브 가이드가 회전하도록 지지하는 지지케이싱과,
    상기 튜브 가이드의 회전 속도를 제어하는 제1서보모터를 가지는 조절부가 구비됨을 특징으로 하는 턴핀튜브 제조장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 수평압연롤에는 상기 수평압연롤의 회전 속도를 제어하는 제2서보모터가 구비됨을 특징으로 하는 턴핀튜브 제조장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 수평압연롤은 상기 튜브에 감기는 스트립의 상기 핀부의 두께가 조절되도록 상기 수직압연롤의 방향으로 왕복 이동되도록 구비됨을 특징으로 하는 턴핀튜브 제조장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 압연 절곡부는,
    공급되는 스트립의 일부분이 길이방향을 따라 압연되어 압연홈이 형성되도록 하는 1차압연롤과,
    상기 1차압연롤을 통과한 스트립의 상기 압연홈을 제1각도로 절곡하는 1차절곡롤과,
    상기 1차절곡롤을 통과하여 상기 제1각도로 절곡된 스트립의 상기 압연홈을 제2각도로 절곡하는 2차절곡롤과,
    상기 2차절곡롤을 통과한 상기 제2각도로 절곡된 스트립의 상기 압연홈을 제3각도로 절곡하는 3차절곡롤을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 턴핀튜브 제조장치.
  8. 공급되는 스트립을 단계적으로 압연 및 절곡하여 상기 스트립에 베이스부와 핀부를 형성하는 압연 절곡 단계;
    공급되는 스트립의 상기 핀부의 양측면을 추가로 압연하면서, 상기 스트립이 튜브 공급부를 통해 직선형태로 공급되는 튜브의 외면에 나선형으로 감겨 턴핀이 되도록 하는 압연 와인딩 단계; 그리고
    턴핀이 감겨 배출되는 튜브의 일단부를 고정하고, 상기 튜브를 회전시키면서 상기 튜브의 길이방향으로 이송시키는 회전 드라이빙 단계를 포함하여 이루어지는 턴핀튜브 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 압연 와인딩 단계에서,
    수직압연롤의 축선을 따라 형성된 관통홀을 통해 이송되는 상기 튜브에 감기는 스트립의 상기 핀부의 일측면은 상기 튜브가 배출되는 측에 형성되는 상기 수직압연롤의 제1압연면에 의해 상기 튜브의 이송방향으로 가압되고,
    상기 튜브에 감기는 스트립의 상기 핀부의 타측면은 상기 수직압연롤의 일측에 구비되고 상기 수직압연롤의 축선과 수직한 축선을 가지고 회전하는 수평압연롤의 원주면에 형성되는 제2압연면에 의해 상기 튜브의 이송방향의 반대방향으로 가압됨을 특징으로 하는 턴핀튜브 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 튜브에 감기는 스트립의 상기 핀부의 일측면은 상기 제1압연면에 의해 원주방향으로 압연되고, 상기 튜브에 감기는 스트립의 상기 핀부의 타측면은 상기 제2압연면에 의해 접선방향으로 압연됨을 특징으로 하는 턴핀튜브 제조방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 압연 절곡 단계는,
    공급되는 스트립의 일부분이 길이방향을 따라 1차압연롤에 압연되어 압연홈이 형성되도록 하고, 상기 1차압연롤을 통과한 스트립의 상기 압연홈을 1차절곡롤에 의해 제1각도로 절곡하고, 상기 1차절곡롤을 거친 스트립의 상기 압연홈을 2차절곡롤에 의해 제2각도로 절곡하고, 상기 2차절곡롤을 거친 스트립의 상기 압연홈을 3차절곡롤에 의해 제3각도로 절곡함을 특징으로 하는 턴핀튜브 제조방법.
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