KR101176098B1 - 콘이 결합된 케이블볼트, 콘 제조장치 및 제조방법 - Google Patents

Abstract

콘이 결합된 케이블볼트, 케이블볼트 콘 제조장치 및 제조방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 케이블볼트 콘 제조장치는, 펀치를 가지고 프레스 수단에 의해 가압되는 펀치부와, 펀치가 삽입되는 가공홀을 구비하는 다이부를 포함한다. 펀치는 직경이 순차적으로 감소하는 제1펀치, 제2펀치 및 이젝터를 포함한다. 그리고 가공홀은 제1펀치, 제2펀치 및 이젝터에 대응하는 제1가공홀, 제2가공홀 및 배출홀을 포함한다. 제1가공홀 및 제2가공홀은 제1걸림턱에 의해 구분되며, 제2가공홀 및 배출홀은 제2걸림턱에 의해 구분된다. 그리고 가공홀의 직경은 이젝터에 비해 크게 형성된다.

Description

콘이 결합된 케이블볼트, 콘 제조장치 및 제조방법{CABLE BOLT HAVING CONE, MANUFACTURING DEVICE AND METHDO FOR CONE}

본 발명은 콘이 결합된 케이블볼트, 콘의 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로, 원판 소재를 다이의 내부에서 압축함으로써 케이블볼트 콘의 생산단가를 낮추고 대량 생산을 가능하게 하는 콘 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.

케이블볼트(cable bolt)는 각종 토목 시공 관련 기초 공정(지반 안정화) 및 지하공간, 사면, 터널 등과 같이 암반 상태가 불안정할 때 암반을 착암기(drilling machine)로 천공하여 그 속에 삽입되는 것으로, 불안정한 암반의 거동을 지지함으로써 부석 또는 느슨해진 암반을 본 바닥에 고정시켜주는 장치이다.

종래의 케이블 볼트로는 주로 직경 25mm 의 이형봉강(이형철근)을 이용하였는데, 이와 같은 이형봉강은 강도가 약할 뿐만 아니라 단위중량(kg/m)이 무거워서 건설 현장에서 사용하는 데에는 많은 불편함이 있었다. 그리고 종래의 이형봉강은, 시공을 위한 천공시 암반 절리의 영향을 받아서 직선 굴착이 안 되는 경우 천공된 구멍에 삽입하는데 많은 어려움이 있었다.

이와 같은 이형봉강의 단점을 해결하기 위해서, 최근에는 강연선의 중간 중간에 벌브(bulb)를 형성한 케이블 볼트가 사용되고 있다. 여러 가닥의 강철선을 꼬아서 만든 강연선은 강도가 이형봉강에 비해 우수할 뿐만 아니라, 케이블볼트의 중간에 강연선에 비해 직경이 확장된 벌브(bulb)를 형성하여 기계적인 특성을 높일 수 있다는 점에서 최근 많이 사용되고 있다.

대한민국 공개특허 제2011-0074084호인 "케이블 볼트 구조 및 케이블 볼트를 이용한 시공방법"에는, 다수 가닥의 소선이 꼬여서 형성되어 있고 그 외면에 외피가 체결된 케이블 볼트가 개시되어 있다. 외피는 꼬여 있는 소선의 풀림을 방지하고, 천공홀에 케이블볼트가 삽입될 때 천공홀의 붕괴로 인해 홀이 막히는 경우 삽입이 용이하도록 하며, 케이블볼트가 천공홀에 삽입될 때 삽입이 용이하도록 가이드 하는 역할을 한다.

도 1은 케이블볼트의 외피 즉 콘(cone)에 대한 종래의 제조공정을 나타내는 도면이다.

우선 환봉(10)을 일정한 길이로 절단한 후 그 내경(12)을 선삭 가공하여 강연선이 삽입될 수 있도록 한다. 그리고 콘의 선단부를 원뿔 형상(14)으로 선삭 가공한 후 강연선에 콘을 압착함으로써, 콘이 결합된 케이블볼트가 완성된다.

이와 같이 환봉의 내경 및 외경을 선삭 가공을 통해서 제조하는 것은, 가공 절차가 번거롭고 재료비 및 가공비가 상승하는 문제점이 있다. 특히, 콘이 강연선의 둘레에 견고하게 결합하기 위해서는 환봉에 형성되는 내경의 치수를 정확하게 가공해야 하는데, 기계를 이용하여 이와 같은 정밀 가공을 하는 것은 대량 생산을 어렵게 한다.

따라서 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 케이블볼트 콘을 적은 비용으로 대량 생산할 수 있는 케이블볼트 콘의 제조장치 및 제조방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 저렴한 소재를 이용하여 케이블볼트 콘을 대량 생산할 수 있는 케이블볼트 콘 제조장치 및 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 다른 목적들은 이하에 서술되는 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 케이블볼트 콘 제조장치는, 펀치를 가지고 프레스 수단에 의해 가압되는 펀치부와, 펀치가 삽입되는 가공홀을 구비하는 다이부를 포함한다. 펀치는 직경이 순차적으로 감소하는 제1펀치, 제2펀치 및 이젝터를 포함한다. 그리고 가공홀은 제1펀치, 제2펀치 및 이젝터에 대응하는 제1가공홀, 제2가공홀 및 배출홀을 포함한다. 제1가공홀 및 제2가공홀은 제1걸림턱에 의해 구분되며, 제2가공홀 및 배출홀은 제2걸림턱에 의해 구분된다. 그리고 가공홀의 직경은 이젝터에 비해 크게 형성된다.

본 발명에 따른 케이블볼트 제조장치는 다음과 같은 실시예들을 하나 또는 그 이상 구비할 수 있다. 예를 들면, 배출홀은 형성된 콘이 가공홀에서 배출될 수 있는 셔터와 연통될 수 있다.

셔터는, 배출홀과 연통되는 셔터홀과, 셔터홀의 내주면을 형성하고 하향 경사지게 형성된 테이퍼면을 가지고, 테이퍼면은 이젝터가 가압하는 경우 이동하여 셔터홀을 확대할 수 있다.

셔터는, 상호 결합하여 셔터홀을 형성하는 한 쌍의 셔터블록과, 셔터 블록을 상호 대향되게 가압하는 스프링을 포함할 수 있다.

제1걸림턱 및 제2걸림턱은 하향 경사지게 형성될 수 있다.

다이부는, 가공홀이 형성되어 있는 상부 플레이트와, 상부 플레이트에 대해 일정 간격을 가지고 위치하는 하부 플레이트와, 상부 플레이트 및 하부 플레이트를 연결하고, 상부 플레이트 및 하부 플레이트 사이에 빈 공간이 형성되도록 하는 측면 플레이트를 포함한다.

본 발명의 일 측면에 따른 케이블볼트 콘 제조방법은, 중앙이 오목하게 형성된 접시형 원판을 준비하는 단계와, 직경이 순차적으로 감소하는 제1가공홀, 제2가공홀 및 배출홀을 구비하는 가공홀에 접시형 원판을 거치하는 단계와, 접시형 원판을 펀치로 가압하여 제1가공홀, 제2가공홀 및 배출홀을 순차적으로 통과하도록 하여 케이블볼트 콘을 형성하는 단계와, 케이블볼트 콘을 가공홀에서 배출되도록 하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 케이블볼트 콘 제조방법은 다음과 같은 실시예들을 하나 또는 그 이상 구비할 수 있다. 예를 들면, 펀치는 직경이 가장 작게 형성된 이젝터를 구비하고, 이젝터는 배출홀을 관통할 수 있다.

케이블볼트 콘의 배출은, 이젝터 및 케이블볼트 콘이 셔터를 가압하면서 후퇴시켜서 셔터홀을 통과하는 단계와, 이젝터가 상승하여 케이블볼트 콘이 셔터홀에 걸려서 낙하하게 하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 케이블볼트는 상기와 같은 방법에 의해 제작된 콘이 선단부에 결합한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 케이블볼트 콘 제조장치 및 제조방법은, 소재에 인장력을 가하지 않고 압축력을 가하기 때문에 고가의 드로잉 소재를 사용할 필요 없이 저가의 소재를 사용할 수 있게 됨으로써, 생산 단가를 낮출 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 케이블볼트 콘 제조장치 및 제조방법은, 다이에 펀치를 가압하여 케이블볼트 콘을 제조하기 때문에, 종래의 기계 가공에 비해서 공정을 간소화하고 대량 생산이 가능한 장점을 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 케이블볼트 콘 제조장치 및 제조방법은, 펀치에 삽입된 케이블볼트 콘이 셔터에 걸려서 자동으로 펀치에서 빠지기 때문에 별도의 분리 공정이 필요 없게 되어 생산 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 케이블볼트 콘 제조장치 및 제조방법은, 직경이 순차적으로 감소하여 서로 다른 3개의 직경을 갖는 가공홀의 내부에서 케이블볼트 콘이 제조되기 때문에, 일정한 형상의 케이블볼트 콘을 안정적으로 형성할 수 있다.

도 1은 케이블볼트 콘에 대한 종래의 제조공정을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블볼트 콘 제조방법에 대한 순서도이다.
도 3은 원판을 이용하여 접시형원판을 제조하는 공정을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3에 의해 제조된 접시형원판에 대한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블볼트 콘 제조장치에 대한 사시도이다.
도 6은 도 5에 예시된 케이블볼트 콘 제조장치의 셔터에 대한 사시도이다.
도 7은 접시형원판을 다이부에 거치한 후 펀치부를 이용하여 케이블볼트 콘을 제조하는 공정을 순서대로 나타낸 도면이다.
도 8은 펀치와 케이블볼트 콘이 셔터를 통과한 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 펀치가 상승하고 케이블볼트 콘이 셔터에 걸려서 아래로 떨어지는 상태를 나타내는 도면이다.
도 10은 콘이 결합된 케이블볼트에 대한 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블볼트 콘의 제조방법에 대한 순서도이다. 도 2를 참고하면, 케이블볼트 콘의 제조방법은, 중앙이 오목하게 형성된 접시형 원판(182)을 준비하는 단계와, 직경이 순차적으로 감소하는 제1가공홀(147), 제2가공홀(150) 및 배출홀(152)을 구비하는 가공홀(142)에 접시형 원판(182)을 거치하는 단계와, 접시형 원판(182)을 펀치(124)로 가압하여 제1가공홀(147), 제2가공홀(150) 및 배출홀(152)을 순차적으로 통과하도록 하여 케이블볼트 콘(202)을 형성하는 단계와, 케이블볼트 콘(202)을 가공홀(142)에서 배출되도록 하는 단계를 포함한다.

이하에서는 도 3 내지 도 9를 참고하면서, 본 발명에 따른 케이블볼트 제조방법 및 제조장치(100)에 대해서 설명하기로 한다.

도 3은 원판을 이용하여 접시형 원판(182)을 형성하는 과정을 나타낸 도면이고, 도 4는 접시형 원판(182)에 대한 사시도이다.

도 3을 참고하면, 우선 블랭킹(blanking) 등의 방법에 의해 금속 재질의 원판(도시하지 않음)을 가공한다. 그리고 중앙에 홈(212)이 형성되어 있는 센터링다이(210)에 원판을 거치한 후 센터링펀치(214)를 이용하여 가압한다. 그 결과, 도 4에 예시된 접시형 원판(182)이 형성된다. 접시형 원판(182)은 중앙이 오목하게 형성되어 있는 것으로, 이는 케이블볼트 콘을 제조하기 위한 예비 단계에 해당한다.

원판으로 사용될 수 있는 금속은 가격이 상대적으로 고가인 드로잉(drawing)용 강판이 아닌, 상대적으로 가격이 저렴한 PO(Pickled-Oiled) 강판 또는 금속 파편 등을 사용할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블볼트 콘 제조장치(100)에 대한 사시도이고, 도 6은 셔터(156)의 사시도이다.

도 5 내지 도 6을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블볼트 콘 제조장치(100)는, 프레스 수단(도시하지 않음)과 연결되는 펀치부(120)와, 펀치부(120)에 대향하여 위치하는 다이부(140)를 포함한다. 접시형 원판(182)은 다이부(140)의 가공홀(142)의 내부에서 펀치부(120)에 의해 압축되어 컵(cup) 형상으로 가공된다.

펀치부(120)는 일정한 힘으로 접시형원판(182)을 가공홀(142)의 내부로 밀어 넣는 역할을 한다. 펀치부(120)는 접시형원판(182)에 인장력을 가하는 것이 아니라, 가공홀(142)의 내면 및 펀치(124) 사이에서 접시형원판(182)을 압축함으로써 케이블볼트 콘(202)을 형성하게 된다. 따라서 펀치부(120)는 접시형원판(182)을 신장하지 않기 때문에, 접시형원판(182)의 신장에 의해서 찢어지는 문제점이 발생하지 않게 되고, 이로 인해서 저렴한 소재를 이용하여 접시형원판(182)을 준비할 수 있게 되는 것이다.

펀치부(120)는, 원판 형상을 가지고 프레스 수단에 연결되는 베이스(122)와, 베이스(122)의 일면에서 돌출되어 있는 다수 개의 펀치(124)를 구비한다.

펀치(124)는 다이부(140)의 가공홀(142)에 삽입되어 접시형 원판(182)을 압축함으로써 컵 형상의 케이블볼트 콘(202)을 형성하는 것이다. 펀치(124)는 직경이 각각 상이한 펀치바디(126), 제1펀치(128), 제2펀치(132) 및 이젝터(134)를 구비한다. 펀치바디(126), 제1펀치(128), 제2펀치(132) 및 이젝터(134) 순서로 그 직경이 순차적으로 감소한다.

펀치바디(126)는 펀치(124) 중에서 직경이 가장 큰 부분에 해당한다. 펀치바디(126)는 펀치(124)가 가공홀(142)에 삽입되는 경우 가공홀(142)의 상면(144)에 걸리게 되어, 펀치(124)가 가공홀(142)의 내부로 과도하게 삽입되는 것을 방지하는 역할을 한다.

제1펀치(128)는 펀치바디(126)에 비해 직경이 축소된 부분으로, 가공홀(142)에서 직경이 가장 큰 부분에 해당하는 제1가공홀(147)까지 삽입된다. 그리고 제1펀치(128)가 가공홀(142)의 내부에서 제1걸림턱(146)에 걸리게 되면, 제1펀치(128)의 삽입이 중단된다.

제2펀치(132)는 제1펀치(128)에 비해 직경이 축소된 부분으로, 가공홀(142)에서 제1가공홀(147)을 통과하여 직경이 두 번째로 큰 부분에 해당하는 제2가공홀(150)까지 삽입된다. 그리고 제2펀치(132)가 가공홀(142)의 내부에서 제2걸림턱(148)에 걸리게 되면, 제2펀치(132)의 삽입이 중단된다.

이젝터(ejector)(134)는 펀치(124) 중에서 직경이 가장 작은 부분으로, 가공홀(142) 중에서 직경이 가장 작은 배출홀(152)에 비해 작은 직경을 갖는다. 따라서 이젝터(134)는 배출홀(152)을 관통할 수 있으며, 이로 인해 가공홀(142)의 내부에서 형성된 케이블볼트 콘(202)이 가공홀(142)의 외부로 배출되는 것이다. 그리고 이젝터(134)의 직경은 셔터홀(160)의 가장 작은 직경(d)과 동일하거나 다소 작은 직경을 갖는데, 이로 인해 이젝터(134)는 셔터홀(160)을 자연스럽게 통과할 수 있게 된다.

물론, 이젝터(134)의 직경은 셔터홀(160)의 가장 작은 직경(d)에 대해 다소 크게 형성될 수도 있다. 이때, 이젝터(134)의 외부에 윤활제를 도포하여 이젝터(134)가 셔터홀(160)에 자유롭게 진입 또는 후퇴하게 할 수 있다.

이젝터(134)의 단부는 라운드(round) 처리가 되어 있는데, 이로 인해 이젝터(134)는 셔터홀(160)의 테이퍼면(158)을 부드럽게 가압할 수 있게 된다.

도 5에서는 펀치부(120)가 동일한 형상 및 크기를 갖는 4개의 펀치(124)를 구비하는 것으로 예시하였지만, 펀치부(120)는 하나 또는 다양한 개수의 펀치(124)를 가질 수 있음은 물론이다.

다이부(140)는 펀치부(120)에 대향되게 위치하며, 그 내부에서 접시형 원판(182)이 펀치(124)에 의해 가공되어 케이블볼트 콘(202)이 형성된다. 다이부(140)는, 상부플레이트(162), 하부플레이트(164) 및 2개의 측면플레이트(168)를 갖는다. 그리고 상부플레이트(162)에는 펀치(124)에 대응하는 4개의 가공홀(142)이 형성되어 있다.

상부플레이트(162)는 다이부(140)의 상면을 형성하는 것으로 직사각 형상을 갖고, 동일한 형상을 갖는 4개의 가공홀(142)이 일정한 간격으로 형성되어 있다. 상부플레이트(162)와 하부플레이트(164)는 동일한 크기를 갖고, 그 사이에는 빈 공간이 형성되어 있다. 상부플레이트(162)와 하부플레이트(164) 사이에 형성된 빈 공간에는 가공홀(142)에서 가공된 케이블볼트 콘(202)이 낙하하여 외부로 배출된다.

상부플레이트(162)의 하면에는 도 6에 예시된 셔터(156)가 위치한다.

그리고 상부플레이트(162)와 하부플레이트(164)는 한 쌍의 측면플레이트(168)와 결합한다. 측면플레이트(168)는 하부플레이트(164)에 대해 상부플레이트(162)가 일정한 높이를 갖고 위치하도록 한다.

가공홀(142)은 상부플레이트(162)에서 중공(中空)의 원기둥 형상으로 돌출형성 되며, 그 내부에는 직경이 순차적으로 축소되는 제1가공홀(147), 제2가공홀(150) 및 배출홀(152)이 형성되어 있다. 가공홀(142)의 내부에서는 접시형 원판(182)이 압축에 의해 소성 변형되는데, 이와 같은 소성 변형에 의해서 케이블볼트 콘(202)이 형성된다.

상부플레이트(162)의 하부에는 도 6에 예시된 셔터(156)가 위치하고 있다. 셔터(156)는 격벽(176)에 의해서 4개로 구분되어 있으며, 이는 가공홀(142)에 대응한다. 격벽(176)으로 이루어진 4개의 홈 내부에는 각각 한 쌍의 셔터블록(172) 및 이를 지지하는 스프링(174)이 구비되어 있다.

하나의 홈에는 동일한 형상을 갖는 한 쌍의 셔터블록(172)이 대칭적으로 배치되어 있으며, 한 쌍의 셔터블록(172)이 결합하여 그 중앙에 원형의 셔터홀(160)이 형성된다. 그리고 셔터블록(172)의 후방과 격벽(176) 사이에는 스프링(174)이 개재되어 있다. 스프링(174)은 한 쌍의 셔터블록(172)을 상호 가압하도록 한다. 따라서 셔터블록(172)은 외부의 힘이 가해지지 않는 경우, 스프링(174)에 의해 상호 밀착하여 셔터홀(160)을 형성하게 된다. 또한, 셔터홀(160)에 이젝터(134)가 삽입되는 경우 스프링(174)은 압축되어 셔터홀(160)의 직경을 크게하고, 이젝터(134)가 셔터홀(160)에서 빠져 나가는 경우 스프링(174)의 탄성 복원력에 의해서 셔터블록(172)이 상호 접하게 된다.

이하에서는 도 7 내지 도 9를 참고하면서, 가공홀(142)의 구성 및 케이블볼트 콘(202)의 가공 과정에 대해 설명하기로 한다.

도 7은 접시형원판(182)을 다이부(140)에 거치한 후 펀치부(120)를 이용하여 케이블볼트 콘(202)을 제조하는 공정을 순서대로 나타낸 도면이다. 그리고 도 8은 펀치(124)와 케이블볼트 콘(202)이 셔터(156)를 통과한 상태를 나타낸 도면이고, 도 9는 펀치(124)가 상승하고 케이블볼트 콘(202)이 셔터(156)에 걸려서 아래로 떨어지는 상태를 나타내는 도면이다.

도 7 내지 도 9를 참고하면, 가공홀(142)은 아래로 갈수록 직경이 순차적으로 감소하는 제1가공홀(147), 제2가공홀(150) 및 배출홀(152)을 갖는다. 그리고 제1가공홀(147)과 제2가공홀(150) 그리고 제2가공홀(150)과 배출홀(152)은 각각 제1걸림턱(146) 및 제2걸림턱(148)에 의해 각각 구분되어 있다.

이와 같이, 가공홀(142)의 내부를 직경이 다른 3개의 부분으로 형성하는 것은, 접시형원판(182)이 펀치(124)에 의해 직경이 다른 제1가공홀(147), 제2가공홀(150) 및 배출홀(152)의 내부에서 순차적으로 변형되게 함으로써, 급격한 변형을 방지하여 원하는 콘 형상이 안정적으로 형성될 수 있게 하기 위한 것이다.

제1가공홀(147)은 가공홀(142) 중에서 가장 직경이 큰 부분으로, 펀치(124)의 제1펀치(128)에 대응되는 부분이다. 제1가공홀(147)의 직경은 제1펀치(128)의 직경에 비해 다소 크게 형성된다. 그리고 가공홀(142)의 입구에 해당하는 제1가공홀(147)의 선단부 내주면은 다소 경사지게 형성되어 있다. 따라서 도 7a에서 알 수 있는 바와 같이 접시형원판(182)은 가공홀(142)의 입구에 걸쳐지게 된다.

제2가공홀(150)과 제1가공홀(147)은 제1걸림턱(146)에 의해 구분된다. 제1걸림턱(146)은 내측으로 돌출되어 하향 경사지게 형성되는데, 이는 제1가공홀(147)의 내부에서 펀치(124)에 의해 변형된 접시형원판(183)이 다음 단계인 제2가공홀(150)로 용이하게 이동할 수 있게 하기 위한 것이다.

제2가공홀(150)은 가공홀(142)의 중간이 되는 부분으로, 펀치(124)의 제2펀치(132)에 대응되는 부분이다. 제2가공홀(150)의 직경은 제2펀치(132)의 직경에 비해 다소 크게 형성된다.

배출홀(152)과 제2가공홀(150)은 제2걸림턱(148)에 의해 구분된다. 제2걸림턱(148)은 내측으로 돌출되어 하향 경사지게 형성된다.

배출홀(152)은 가공홀(142)의 내부에서 직경이 가장 작은 부분이고, 셔터(156)의 셔터홀(160)과 연통되어 있어서 완성된 케이블볼트 콘(202)이 외부로 배출될 수 있는 통로를 형성한다. 배출홀(152)은 펀치(124)의 이젝터(134)에 대응하는 부분으로, 이젝터(134)의 직경에 비해 다소 크게 형성된다. 배출홀(152)과 이젝터(134) 사이의 공간에는 접시형원판(182)에 압축력이 가해져서 케이블볼트 콘(202)이 형성된다.

가공홀(124)의 내부에서는 접시형원판(182)이 펀치(124)의 강한 압력에 의해 소성변형이 발생하게 된다. 따라서 가공홀(124)의 내부면과 접시형원판(182) 사이에는 강한 마찰력이 발생하여 가공홀(124)의 손상을 불러 일으키게 된다. 이와 같은 가공홀(124)의 손상을 방지하기 위해서, 가공홀(124)의 내부에는 윤활을 하게 된다.

각각의 가공홀(124)의 하단부에는 셔터(156)가 구비되어 있다. 셔터(156)는 펀치(124)의 이젝터(134)에 의해 가압되어 후퇴하면서 셔터홀(160)의 직경이 확대되는 것으로, 셔터홀(160)의 직경이 확대됨으로써 가공된 케이블볼트 콘(202)이 가공홀(124)의 외부로 배출된다. 셔터(156)는 배출홀(152)과 연통되는 셔터홀(160)을 갖는데, 셔터홀(160)의 내주면에는 테이퍼면(158)이 형성되어 있다. 테이퍼면(158)은 아래로 갈수록 셔터홀(160)의 직경이 감소하도록 형성되어 있다.

셔터홀(160)의 상단부 직경은 배출홀(152)의 직경에 비해 약간 작게 형성되어 있고, 하단부로 갈수록 직경이 점진적으로 축소되어 직경 d를 갖는다. 이때, 이젝터(134)가 테이퍼면(158)을 누르게 되면 테이퍼면(158)을 따라 이동하면서 셔터홀(166)의 직경을 크게 하여, 케이블볼트 콘(202)을 가공홀(124)의 외부로 배출될 수 있게 한다.

셔터홀(166)의 내부에는 스프링(174)이 구비되어 있어서, 이젝터(134)에 의해 가압되는 경우에는 후퇴하여 셔터홀(166)의 직경을 크게 할 수 있지만, 이젝터(134)가 상승하여 빠지는 경우에는 스프링의 탄성력에 의해서 도 7a와 같이 원래의 상태로 돌아오게 된다.

도 7(a)와 같이, 접시형 원판(182)을 가공홀(142)의 상부에 위치시킨다. 접시형 원판(182)의 직경은 가공홀(142)의 입구 직경에 비해서 다소 작게 형성되어 있기 때문에, 가공홀(142)의 입구에 걸리게 된다. 이때, 펀치부(120)의 이젝터(134)는 가공홀(142)의 상부에서 일정한 높이를 가지고 이격되어 있다.

도 7(b)와 같이, 펀치(124)를 아래로 가압하는 경우 이젝터(134)가 접시형 원판(182)과 접촉하면서 제1가공홀(147)의 내부에서 일정한 형태로 변형이 된다. 그리고 변형된 접시형 원판(183)은 제1걸림턱(146)에 걸리게 되면서 제1가공홀(147) 내부에서의 변형이 완료된다.

도 7(c)와 같이, 펀치(124)를 아래로 더욱 가압하게 되면, 제1걸림턱(146)에 걸려있는 접시형 원판(183)은 제1걸림턱(146)을 통과하여 제2가공홀(150)의 내부로 진입하면서 그 직경이 더욱 감소하게 된다. 그리고 변형된 접시형 원판(184)은 제2걸림턱(148)에 걸리게 되면서 제2가공홀(150) 내부에서의 변형이 완료된다.

도 7(d)와 같이, 펀치(124)를 아래로 더욱 가압하게 되면, 제2걸림턱(148)에 걸려 있는 변형된 접시형 원판(184)은 제2걸림턱(148)을 통과하여 직경이 가장 작게 형성되어 있는 배출홀(152)의 내부로 진입하게 된다. 이때, 변형된 접시형 원판(184)은 그 외경이 배출홀(152)의 내경에 의해 결정됨으로써, 최종적인 형상에 해당하는 케이블볼트 콘(202)이 형성된다. 이와 같이 형성된 케이블볼트 콘(202)은, 배출홀(152)의 직경에 비해 다소 작게 형성되어 있는 셔터홀(160)의 입구에 걸리게 된다.

도 8 및 도 9를 참고하면, 가공홀(142)의 내부로 펀치(124)가 더욱 진입하면, 펀치(124)의 이젝터(134)와 가공된 케이블볼트 콘(202)이 셔터홀(160)의 테이퍼면(158)을 밀어 내면서 가공홀(142) 및 셔터홀(160)을 완전히 통과하게 된다. 이때, 가공된 케이블볼트 콘(202)에는 이젝터(134)가 삽입되어 있다. 그리고 이젝터(134)가 도 8에서와 같이 아래로 최대한 하강한 경우 즉, 하사점에 있는 경우에는 셔터홀(160)은 스프링(174)에 의해서 원래의 위치로 복귀하게 된다. 그리고 이젝터(134)가 상승하게 되면, 이젝터(134)에 삽입되어 있는 케이블볼트 콘(202)도 함께 상승하다가, 셔터홀(160)의 하단부에 걸리게 되어 이젝터(134)에서 분리되어 아래로 낙하하게 된다.

이와 같이 가공된 케이블볼트 콘(202)은, 다수 가닥의 소선(206)이 꼬여 있는 케이블볼트(200)의 단부에 삽입되어 압착된다. 케이블볼트(200)의 단부에 결합되어 있는 케이블볼트 콘(202)은 다수 가닥이 꼬여 있는 소선(206)의 풀림을 방지하고, 천공홀에 케이블볼트(200)가 삽입될 때 천공홀의 붕괴로 인해 홀이 막히는 경우 삽입이 용이하도록 하며, 케이블볼트(200)가 천공홀에 삽입될 때 삽입이 용이하도록 가이드 하는 역할을 하게 된다.

상기에서는 본 발명의 일 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 케이블볼트 콘 제조장치 120: 펀치부
124: 펀치 128: 제1펀치
132: 제2펀치 134: 이젝터
140: 다이부 142: 가공홀
146: 제1걸림턱 147: 제1가공홀
148: 제2걸림턱 150: 제2가공홀
152: 배출홀 156: 셔터
158: 테이퍼면 160: 셔터홀
172: 셔터블록 174: 스프링
176: 격벽 182: 접시형원판
200: 케이블볼트 202: 케이블볼트 콘

Claims (10)

1. 펀치를 가지고 프레스 수단에 의해 가압되는 펀치부; 및
   상기 펀치가 삽입되는 가공홀을 구비하는 다이부를 포함하며,
   상기 펀치는 직경이 순차적으로 감소하는 제1펀치, 제2펀치 및 이젝터를 포함하고,
   상기 가공홀은 상기 제1펀치, 제2펀치 및 이젝터에 대응하는 제1가공홀, 제2가공홀 및 배출홀을 구비하고,
   제1가공홀 및 제2가공홀은 제1걸림턱에 의해 구분되며, 제2가공홀 및 배출홀은 제2걸림턱에 의해 구분되고,
   상기 가공홀의 직경은 상기 이젝터에 비해 크게 형성되고,
   상기 배출홀은 형성된 콘이 상기 가공홀에서 배출될 수 있는 셔터와 연통되는 케이블볼트 콘 제조장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 셔터는,
   상기 배출홀과 연통되는 셔터홀과, 상기 셔터홀의 내주면을 형성하고 하향 경사지게 형성된 테이퍼면을 가지고,
   상기 테이퍼면은 상기 이젝터가 가압하는 경우 이동하여 상기 셔터홀을 확대하는 것을 특징으로 하는 케이블볼트 콘 제조장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 셔터는,
   상호 결합하여 상기 셔터홀을 형성하는 한 쌍의 셔터블록과,
   상기 셔터 블록을 상호 대향되게 가압하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블볼트 콘 제조장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1걸림턱 및 제2걸림턱은 하향 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 케이블볼트 콘 제조장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 다이부는,
   상기 가공홀이 형성되어 있는 상부 플레이트와,
   상기 상부 플레이트에 대해 일정 간격을 가지고 위치하는 하부 플레이트와,
   상기 상부 플레이트 및 하부 플레이트를 연결하고, 상기 상부 플레이트 및 하부 플레이트 사이에 빈 공간이 형성되도록 하는 측면 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블볼트 콘 제조장치.
   
7. 중앙이 오목하게 형성된 접시형 원판을 준비하는 단계;
   직경이 순차적으로 감소하는 제1가공홀, 제2가공홀 및 배출홀을 구비하는 가공홀에 상기 접시형 원판을 거치하는 단계;
   상기 접시형 원판을 펀치로 가압하여 상기 제1가공홀, 제2가공홀 및 배출홀을 순차적으로 통과하도록 하여 케이블볼트 콘을 형성하는 단계;
   상기 펀치의 이젝터 및 상기 이젝터에 삽입된 케이블볼트 콘이 셔터를 가압하면서 후퇴시켜서 셔터홀을 통과하는 단계; 및
   상기 이젝터가 상승하여 상기 케이블볼트 콘이 상기 셔터홀에 걸려서 낙하하게 하는 단계를 포함하는 케이블볼트 콘 제조방법.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 이젝터는 상기 펀치에서 직경이 가장 작은 부분에 해당하고,
   상기 이젝터는 상기 배출홀을 관통하는 것을 특징으로 하는 케이블볼트 콘 제조방법.
   
9. 삭제
10. 삭제

Images