KR101183622B1 - 하이브리드 타입 연속식 파이프 제조장치 및 이를 이용한 제조설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 종축 방향으로 회전하는 회전축과, 회전축의 둘레를 감싸고 종축 방향으로 길게 형성된 형틀들과, 형틀들을 회전축과 일체로 회전시키는 회전수단과, 형틀들이 회전하는 동안 회전축의 원주 방향 배치 순서를 따라 형틀들을 종축 방향에 대하여 순차로 전진 운동시킨 후 다시 후진 운동시키는 이동수단과, 형틀들의 외주면 상에 나선형으로 복수 번 감겨지도록 연속 공급되며 외주면 상에 제공되는 파이프 형성용 소재를 종축 방향으로 전진 이송하는 이송 밴드와, 이동수단의 전방에서 형틀들의 외주면 상에 기울어진 상태로 배치되는 제1 캠 플레이트, 및 제1 캠 플레이트와 이송 밴드 사이에서 형틀들의 외주면을 따라 원주 방향으로 서로 이격되어 고정되며 이송 밴드를 형틀들의 길이 방향으로 미는 푸셔들을 포함하는 하이브리드 타입 연속식 파이프 제조장치 및 이를 이용한 제조설비를 제공한다.
상기 제조장치 및 제조설비에 따르면, 콜렉트 타입의 형틀들이 이동수단에 의해 순차적으로 전진 운동되는 동안 이송 밴드 또한 푸셔들에 의해 전진 이동함에 따라, 파이프 형성용 소재의 전진 운동을 이동수단과 푸셔가 서로 분담할 수 있어, 상기 형틀과 이송 밴드에 작용되는 과중한 부하를 방지할 수 있고, 이에 따라 형틀 등의 부품 수명을 연장할 수 있으며, 이송 밴드의 마모와 이음부의 절단현상을 대폭 줄일 수 있어서, 양질의 파이프를 효과적으로 생산할 수 있는 이점이 있다.

Description

하이브리드 타입 연속식 파이프 제조장치 및 이를 이용한 제조설비{Hybrid type apparatus and equipment for manufacturing a pipe continuously}

본 발명은 하이브리드 타입 연속식 파이프 제조장치 및 이를 이용한 제조설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파이프 생산 효율을 향상시킬 수 있는 하이브리드 타입 연속식 파이프 제조장치 및 이를 이용한 제조설비에 관한 것이다.

연속식 파이프의 생산 방법으로는, 사용하는 형틀의 종류에 따라 스틸밴드 타입(관련특허: 본 출원인에 의한 특허등록 제0853823호), 콜렉트 타입(관련특허: 본 출원인에 의한 특허 제0939572호) 등으로 구분된다. 이러한 방식들의 공통되는 점은 양질의 파이프를 생산하기 위하여 본 분야의 다년간의 전문적인 지식이 수반되어야 하고, 장비의 조작을 위해 고도의 숙련된 훈련을 필요로 하는 단점이 있다.

그리고, 상기 스틸 밴드 타입의 경우, 긴 길이의 스틸 밴드를 위하여, 수 미터 길이의 스틸 밴드들을 여러 개로 직렬로 이어서 사용하는데, 파이프 생산 과정에서 스틸 밴드의 이음부에 응력 집중이 발생하게 되면서, 스틸 밴드 부분 혹은 그 이음부가 마모, 파손 또는 절단되는 문제점이 있다. 더욱이, 이렇게 스틸 밴드에 절단 등의 문제가 발생한 경우, 스틸 밴드를 다시 복구하고 설비를 재구축하여 가동하는 데에 매우 장시간이 소요되어 생산성을 크게 떨어뜨리며 인력이 낭비되는 단점이 있다.

본 발명은 스틸 밴드 타입과 콜렉트 타입을 혼합하여 콜렉트형 형틀과 이송 밴드의 수명을 연장하고 파이프 생산 효율을 높일 수 있는 하이브리드 타입 연속식 파이프 제조장치 및 이를 이용한 제조설비를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예는, 구동원의 회전력에 의하여 종축 방향으로 회전하는 회전축과, 상기 회전축의 둘레를 감싸도록 상기 회전축의 원주 방향을 따라 배치되고, 상기 종축 방향에 대하여 서로 나란하게 배열되고, 상기 종축 방향으로 길게 형성된 복수 개의 형틀들과, 상기 복수 개의 형틀들을 상기 회전축과 일체로 회전시키는 회전수단과, 상기 복수 개의 형틀들이 상기 회전축과 함께 회전하는 동안, 상기 회전축의 원주 방향 배치 순서를 따라, 상기 복수 개의 형틀들을 상기 종축 방향에 대하여 순차적으로 전진 운동시킨 후, 다시 순차적으로 후진 운동시키는 이동수단과, 상기 형틀들의 외주면 상에 상기 형틀들의 길이 방향을 따라 나선형으로 복수 번 감겨지도록 연속적으로 공급되며, 상기 형틀들이 회전되면서 외주면 상에 제공되는 파이프 형성용 소재를 상기 종축 방향에 대해 전진 이송하는 이송 밴드와, 상기 이동수단의 전방에서 상기 형틀들의 외주면 상에 배치되되, 상기 형틀들의 길이방향과 기울어진 상태로 배치되고, 상기 형틀들이 상대 회전 가능하게 삽입되는 개구부가 형성된 제1 캠 플레이트, 및 상기 제1 캠 플레이트와 상기 이송 밴드 사이에서 상기 형틀들의 외주면을 따라 원주 방향으로 서로 이격되어 고정되며, 상기 이송 밴드를 상기 형틀들의 길이 방향으로 미는 복수 개의 푸셔들을 포함하는 하이브리드 타입 연속식 파이프 제조장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예는, 구동원의 회전력에 의하여 종축 방향으로 회전하는 회전축과, 상기 회전축의 둘레를 감싸도록 상기 회전축의 원주 방향을 따라 배치되고, 상기 종축 방향에 대하여 서로 나란하게 배열되고, 상기 종축 방향으로 길게 형성된 복수 개의 형틀들과, 상기 복수 개의 형틀들을 상기 회전축과 일체로 회전시키는 회전수단과, 상기 이동수단의 전방에서 상기 형틀들의 외주면 상에 배치되되, 상기 형틀들의 길이방향과 기울어진 상태로 배치되고, 상기 형틀들이 상대 회전 가능하게 삽입되는 개구부가 형성된 제1 캠 플레이트와, 상기 형틀들의 외주면 상에 상기 형틀들의 길이 방향을 따라 나선형으로 복수 번 감겨지도록 연속적으로 공급되며, 상기 형틀들이 회전되면서 외주면 상에 제공되는 파이프 형성용 소재를 상기 종축 방향에 대해 전진 이송하는 이송 밴드, 상기 제1 캠 플레이트와 상기 이송 밴드 사이에 해당되는 상기 형틀들 상에 고정되며, 상기 형틀들을 상기 종축에 대하여 전진 운동시키며, 상기 이송 밴드를 상기 전진 운동 방향으로 미는 복수 개의 푸셔들, 및 상기 형틀들이 상기 종축에 대하여 1회전하여 전진 운동한 이후 다시 원 위치로 후진 복귀하도록, 상기 제1 캠 플레이트의 일부면 상에 원주방향으로 구비되어, 상기 형틀의 후진을 가이드하는 복귀수단을 포함하는 연속식 파이프 제조장치를 제공한다.

그리고, 상기 일 실시예에서, 상기 각 형틀이 상기 종축에 대하여 1회전을 수행함과 동시에, 상기 이동수단은 상기 각 형틀을 원 위치로 자동 복귀시킬 수 있다. 여기서, 상기 이동수단은, 프레임에 고정되며, 상기 회전축의 전방부가 상대 회전 가능하도록 삽입되어 있고, 외표면에 원주 방향을 따라 폐곡선 형상의 캠면이 형성되어 있는 캠부재, 및 상기 각 형틀의 전방부에 각각 고정되고, 상기 각 형틀이 회전할 때 일 부분이 상기 캠면을 따라 이동하면서 상기 각 형틀을 전후진 운동시키는 제2 캠 플레이트들을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 캠부재는 상기 회전축의 전방부가 삽입되는 원형 관 형상의 캠부를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 캠면은, 상기 종축 방향에 대하여 나선 형태로 상기 캠부의 외주면의 제1위치에서 제2위치로 연장되고, 홈 구조로 형성되어 있는 제1홈부, 및 상기 제1위치와 상기 제2위치를 연결하고, 홈 구조로 형성되어 있는 제2홈부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 각 제2 캠 플레이트는 상기 제1홈부를 따라 가이드되면서 대응되는 상기 형틀을 전진 운동시킨 후, 상기 제2홈부를 따라 가이드되면서 대응되는 상기 형틀을 원 위치로 후진 운동시킬 수 있다.

그리고, 상기 일 실시예에서, 상기 각 푸셔는, 상기 제1 캠 플레이트에 접촉하는 접촉부와, 상기 형틀의 외주면 상에 고정되는 고정부, 및 일 단부가 상기 접촉부에 연결되고, 상기 형틀과 함께 1회전 하는 동안 타 단부가 상기 고정부에 의하여 상기 형틀의 길이방향으로 가이드 되어 전진하면서 상기 이송 밴드를 상기 형틀의 길이 방향으로 밀고, 상기 1회전이 종료되면 탄성력에 의하여 원 위치로 후진하는 본체부를 구비할 수 있다. 이때, 상기 본체부는, 상기 접촉부에 결합되고, 상기 고정부의 관통공 내로 가이드되어 상기 형틀의 길이 방향으로 전진 또는 후진하는 관부, 및 상기 접촉부와 상기 고정부 사이에서 상기 관부가 삽입되도록 배치되며, 상기 관부가 상기 형틀의 길이 방향으로 전진하면, 상기 관부를 후진시키는 방향으로 탄성 복원력을 발생하는 스프링부를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 다른 실시예에서, 상기 푸셔는, 상기 각 형틀의 전방부에 고정되어 있는 브라켓, 및 상기 브라켓의 상면에 구비되고, 상기 각 형틀이 상기 회전축과 함께 회전할 때 상기 제1 캠 플레이트의 면을 따라 이동하되, 상기 형틀들이 상기 종축에 대하여 1회전할 때 상기 복귀수단에 삽입 가이드되는 롤러수단을 포함할 수 있다.

상기 일 실시예 및 다른 실시예에 있어서, 상기 푸셔들은, 상기 형틀들 중 전부 또는 일부 형틀들 상에 각각 고정될 수 있다. 또한, 상기 회전축의 원주 방향에 대해, 상기 형틀들의 전진 운동과 상기 이송 밴드의 전진 운동이 동기화될 수 있다. 그리고, 상기 각 형틀들의 외주면을 일체로 감싸도록, 상기 형틀들과 상기 이송 밴드 사이에 배치되어 있는 이형필름을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 일 실시예 및 다른 실시예에 있어서, 상기 회전수단은, 상기 각 형틀과 상기 회전축 사이에 상기 종축 방향을 따라 서로 이격되어 배치되며, 상기 각 형틀의 전후진 운동을 원활하게 가이드하고 상기 각 형틀을 상기 회전축과 일체로 회전시키는 복수 개의 리니어 베어링을 포함하고, 상기 각 형틀은, 상기 회전축을 바라보는 내표면에 상기 종축 방향을 따라 홈이 형성되어 있을 수 있다. 이때, 상기 리니어 베어링은, 상기 회전축의 외주면을 둘러싸도록 상기 회전축에 결합되어, 상기 회전축과 함께 회전하는 베어링 하우징, 및 상기 베어링 하우징에 의하여 지지되고, 상기 베어링 하우징의 원주 방향을 따라 상기 각 형틀의 홈 내에서 상대 회전 및 상대 직선 운동 가능하도록 배치되는 볼들을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 상기 하이브리드 타입 연속식 파이프 제조장치는, 상기 복수 개의 형틀들의 처짐을 방지하도록, 상기 회전축과 상기 복수 개의 형틀들 사이에 배치되는 구름 베어링을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 복수 개의 형틀들은 인접하는 형틀들 사이의 상대 전후진 운동이 가능한 정도까지 밀착되도록 배열되어, 상기 복수 개의 형틀들의 외표면들은 전체적으로 다각 기둥, 타원 기둥 또는 원기둥의 구조를 가지며, 서로 동일한 길이와 동일한 폭을 가질 수 있다.

그리고, 본 발명은 상기의 하이브리드 타입 연속식 파이프 제조장치, 및 상기 이송 밴드를 둘러싸도록 환형으로 배치되는 프레임, 및 상기 프레임의 원주 방향을 따라 서로 이격되어 고정되고 상기 소재를 제공하는 복수 개의 보빈들을 구비하고, 상기 프레임의 회전 속도 및 회전 방향을 제어하여 상기 소재가 상기 형틀에 감겨지는 방향 또는 감겨지는 각도를 조절하는 구조체를 포함하는 하이브리드 타입 연속식 파이프 제조설비를 제공한다.

이때, 상기 구조체는, 제조되는 파이프의 단면에 대해 복수 개의 소재 층들 중에 2개 이상이 서로 다른 방향 또는 서로 다른 각도로 다중으로 감겨져서 형성되도록, 상기 회전축의 길이방향을 따라 설정된 간격으로 복수 개가 설치될 수 있다.

또한, 상기 프레임의 회전 방향 또는 회전 속도 조절을 통해, 상기 회전축과 상기 구조체 사이의 상대속도를 이용하여, 상기 소재가 감겨지는 방향 또는 각도의 조절이 가능할 수 있다.

여기서, 상기 보빈들은, 상기 구조체의 원주방향을 따라 복수 개로 배열되어 상기 소재를 다중 방향에서 제공할 수 있다.

또한, 상기 프레임에는, 외주면을 따라 안내홈이 형성될 수 있다. 이때, 상기 하이브리드 타입 연속식 파이프 제조설비는, 상기 프레임을 회전시키는 구동부를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 구동부는, 롤러구동원과, 상기 안내홈의 일측에 삽입되고, 상기 롤러구동원의 동작에 따라 상기 프레임과 마찰되어 상기 프레임을 회전시키는 회전롤러, 및 상기 안내홈의 타측에 삽입되고, 상기 회전롤러의 회전시 상기 프레임에 마찰되어 회전하면서 상기 프레임의 회전상태를 지지하는 지지롤러를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 구동부는, 상기 롤러구동원의 정방향 또는 역방향 회전 제어, 상기 롤러구동원의 회전 속도 제어를 수행하는 제어부를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 소재는 유리섬유, 카본섬유 또는 아라미드 섬유를 이용하여 제조될 수 있다.

본 발명에 따른 하이브리드 타입 연속식 파이프 제조장치 및 이를 이용한 제조설비에 따르면, 콜렉트 타입의 형틀들이 이동수단에 의해 순차적으로 전진 운동되는 동안 형틀들 위에 있는 이송 밴드 또한 푸셔들에 의해 전진 이동함에 따라, 파이프 형성용 소재의 전진 운동을 이동수단과 푸셔가 서로 분담할 수 있어, 상기 형틀과 이송 밴드에 작용되는 과중한 부하를 방지할 수 있고, 이에 따라 형틀 등의 부품 수명을 연장할 수 있으며, 이송 밴드의 마모와 이음부의 절단현상을 대폭 줄일 수 있어서, 양질의 파이프를 효과적으로 생산할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 타입 연속식 파이프 제조장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 캠 플레이트, 캠 부재 및 형틀들 사이의 결합관계를 보여주는 부분 확대도이다.
도 3은 도 1에 도시된 형틀들 및 이동수단의 구조를 보여주는 부분 사시도이다.
도 4는 상기 파이프 제조장치의 내부 구조를 보여주도록, 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 취한 상기 파이프 제조장치의 종단면도이다.
도 5는 상기 파이프 제조장치의 내부 구조를 보여주도록, 도 3의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 취한 상기 파이프 제조장치의 횡단면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 회전축의 회전 시, 형틀들의 위치를 보여주는 설명도이다.
도 7은 도 1의 부분 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 푸셔의 장착 구조를 보여주는 확대 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 푸셔에 외력이 가해지지 않는 상태를 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 푸셔에 외력이 가해져 압착된 상태를 도시한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 타입 연속식 파이프 제조장치의 일부분을 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 12는 도 1을 이용한 하이브리드 타입 연속식 파이프 제조설비의 개략적인 구성도이다.
도 13은 도 11의 구조체의 측단면도이다.
도 14는 도 11에 의해 제조된 파이프의 실시예를 나타내는 단면도이다.

도 1 내지 도 10에 본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 파이프 제조장치(100)가 도시되어 있다. 이를 참조하면, 상기 파이프 제조장치(100)는 구동원(미도시), 회전축(110), 형틀(120)들, 회전수단(115), 이동수단(140), 이송 밴드(129), 제1 캠 플레이트(113), 푸셔(130)들을 포함한다.

상기 구동원(미도시)은 회전력을 제공하며, 모터가 이용될 수 있다. 상기 회전축(110)은 상기 구동원(미도시)의 회전력에 의하여 회전한다. 상기 회전축(110)은 횡단면이 원형 형상을 가지고 종축 방향(X-X 방향)으로 긴 축 형상을 가진다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 형틀(120)들은 상기 회전축(110)의 둘레를 감싸도록 상기 회전축(110)의 원주 방향을 따라 6개가 배치되어 있다. 상기 형틀(120)들은 회전축(110)의 둘레를 감싸도록 회전축(110)의 원주 방향을 따라 배치되어 있으며, 상기 종축 방향(X-X 방향)에 대하여 서로 나란하게 배열되며 상기 종축 방향으로 길게 형성되어 있다. 상기 형틀(120)들은 동일한 길이와 동일한 폭을 가지며, 종축 방향(X-X 방향)에 대하여 인접하는 형틀(120)들 사이의 상대 전후진 운동이 가능한 정도까지 밀착되어 배열된다. 따라서, 상기 형틀(120)들의 외표면들은 전체적으로 원기둥 구조를 가진다. 이러한 원기둥 구조는 상기 형틀(120)들의 외주면 상에 나선형으로 감겨지는 상기 이송 밴드(129)의 감김을 원활하게 한다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 회전수단(115)은 상기 복수 개의 형틀(120)들을 상기 회전축(110)과 일체로 회전시킨다. 상기 회전수단(115)은 리니어 베어링(116)들을 포함한다. 상기 리니어 베어링(116)들은 상기 형틀(120)들의 전후진 운동을 원활하게 함과 동시에 상기 형틀(120)들을 상기 회전축(110)과 일체로 회전시킨다. 상기 리니어 베어링(116)들은 상기 각 형틀(120)과 상기 회전축(110) 사이에 상기 종축 방향(X-X 방향)을 따라 서로 이격되어 배치되어 있다.

그리고, 상기 각 형틀(120)의 가이드부(127)에는, 상기 회전축(110)을 대향하는 내표면에 상기 종축 방향(X-X 방향)을 따라 홈(128)이 형성되어 있다. 상기 리니어 베어링(116)은 베어링 하우징(117) 및 볼(118)들을 포함한다. 상기 베어링 하우징(117)은 상기 회전축(110)의 외주면을 둘러싸도록 상기 회전축(110)에 결합되어, 상기 회전축(110)과 함께 회전한다. 상기 볼(118)들은 상기 베어링 하우징(117)에 의하여 지지되고, 상기 각 홈(128) 내에서 상대 회전 및 상대 직선 운동하도록 배치된다.

도 2를 참조하면, 상기 이동수단(140)은 상기 형틀(120)들을 상기 종축 방향(X-X 방향)을 따라 전후진 운동시킨다. 즉, 상기 이동수단(140)은, 상기 복수 개의 형틀(120)들이 상기 회전축(110)과 함께 회전하는 동안, 상기 회전축(110)의 원주 방향 배치 순서를 따라, 상기 형틀(120)들을 상기 종축 방향(X-X 방향)에 대하여 순차적으로 전진 운동시킨다. 그 후, 상기 각 형틀(120)이 상기 종축에 대하여 1회전 회전을 수행하면, 상기 이동수단(140)은 상기 형틀(120)들을 순차적으로 원 위치로 자동 후퇴시킨다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 이동수단(140)은 캠부재(145) 및 제2 캠 플레이트(146)들을 포함한다. 상기 캠부재(145)는 프레임(150)에 고정되어 있다. 상기 캠부재(145)는 상기 회전축(110)의 전방부가 삽입되는 원형 관 형상의 캠부(147a)를 포함하고, 상기 회전축(110)의 전방부는 상기 캠부재(145)에 상대 회전 가능하도록 삽입되어 있다.

상기 캠부(147)의 외표면에는 폐곡선 형상의 캠면(148)이 형성되어 있다. 상기 캠면(148)은 제1홈부(148a) 및 제2홈부(148b)를 포함한다. 상기 제1홈부(148a)는 상기 종축 방향(X-X 방향)에 대하여 나선 형태로 상기 캠부(147)의 외주면의 제1위치(P1)에서 제2위치(P2)로 연장되고, 홈 구조로 형성되어 있다. 상기 제2홈부(148b)는 상기 제2위치(P2)로부터 연장되어 상기 제1위치(P1)로 연결되고, 홈 구조로 형성되어 있다.

상기 각 제2 캠 플레이트(146)는 상기 각 형틀(120)의 전방부에 각각 고정되어 있다. 상기 제2 캠 플레이트(146)는 상기 각 형틀(120)이 상기 회전축(110)과 함께 회전할 때 롤러(146a)가 상기 캠면(148)을 따라 이동하면서 상기 각 형틀(120)을 전후진 운동시킨다. 이를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 상기 제2 캠 플레이트(146)의 롤러(146a)가 상기 제1홈부(148a)를 따라 가이드 되면서, 자신이 고정된 상기 형틀(120)을 전진 운동시킨다. 그 후, 상기 제2 캠 플레이트(146)의 롤러(146a)가 상기 제2홈부(148b)를 따라 가이드 되면서, 자신이 고정된 상기 형틀(120)을 원 위치로 후진 운동시킨다. 상기와 같이, 상기 회전축(110)이 1회전하는 동안, 상기 형틀(120)은 상기 회전축(110)과 1회전을 하면서 전진 운동을 한 후, 다시 원 위치로 복귀하는 후진 운동을 한다.

도 5에는 상기 회전축(110)이 1회전하는 동안 6개의 형틀(121)(122)(123)(124)(125)(126)들의 상기 종축 방향(X-X 방향) 위치가 개략적으로 도시되어 있다. 제1형틀(121)은 원 위치에 있으며, 제2형틀(122)은 상기 제1형틀(121) 보다 전진되어 있으며, 제3형틀(123)은 상기 제2형틀(122)보다 전진되어 있다. 제5이형틀(125)의 전진 위치가 가장 크며, 제6형틀(126)은 다시 원 위치로 복귀하도록 후진하는 위치에 있다. 이는 도 6을 통해서도 알 수 있다. 즉, 상기 제1형틀(121) 내지 상기 제5형틀(125)의 제2 캠 플레이트(146)들은 상기 제1홈부(148a)에 대응되도록 위치하고, 상기 제6형틀(126)의 제2 캠 플레이트(146)는 상기 제2홈부(148b)에 대응되도록 위치한다.

도 3에는 상기 형틀(120)들의 단부들이 도시되어 있다. 상기와 같이, 상기 형틀(120)들 사이의 전진 위치의 편차가 발생하기 때문에, 상기 형틀(120)들의 단부들이 원주 방향을 따라 계단식으로 편차가 나는 것을 볼 수 있다.

여기서, 상기 형틀(120)들의 처짐을 방지하도록, 상기 회전축(110)과 상기 형틀(120)들 사이에는 구름 베어링(160)이 배치되어 있다. 상기 리니어 베어링(116)들을 상기 종축 방향(X-X 방향)에 대하여 등 간격으로 배치하고, 상기 리어니 베어링(135)들 사이 또는, 상기 형틀(120)의 최전방 부분 또는 최후방 부분 등에 상기 구름 베어링(160)들이 설치되어 있다.

이상과 같은 콜렉트 타입의 형틀(120)을 이용한 동작을 요약하면, 먼저 상기 구동원(미도시)이 작동되며, 상기 회전축(110)이 회전한다. 상기 회전축(110)의 회전에 의하여 상기 형틀(120)들이 상기 회전축(110)과 일체로 회전하고, 상기 캠 플레이트(146)들이 상기 형틀(120)들을 순차적으로 상기 종축 방향(X-X 방향)으로 전진 시키거나 후진시킨다. 상기 회전축(110)이 1회전하는 동안, 상기 각 형틀(120)는 전진 한 후, 다시 원 위치로 복귀한다.

상기 이송 밴드(129)는 상기 전후진 이동 가능한 형틀(120)들의 외주면 상에 상기 형틀(120)들의 길이 방향(이하, 'A방향'이라 함)을 따라 나선형으로 복수 번 감겨져 있다. 상기 이송 밴드(129)는 철재 등과 같은 다양한 소재로 형성될 수 있다. 상기 형틀(120)들이 회전되는 동안 외주면 상에 제공되는 파이프 형성용 소재를 상기 종축 방향에 대해 전진 이송한다.

도 1을 참조하면, 상기 이송 밴드(129)는 연속적으로 공급되면서, 상기 형틀(120)들에 나선형으로 감긴다. 상기 이송 밴드(129)는 상기 형틀(120)들들의 외주면 상에서 미끄럼 이동한다. 상기 이송 밴드(129) 상에는 다양한 파이프 형성용 소재가 적층될 수 있는데, 상기 파이프 형성용 소재로는 유리 섬유, 합성 섬유, 카본 섬유, 아라미드 섬유 등의 다양한 섬유, 모르타르 등의 충진재 등이 있다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 상기 파이프 형성용 소재는 상기 외표면에 직접 제공될 수도 있으며, 상기 외표면에 별도의 부재가 배치된 상태에서 상기 별도의 부재에 직접 제공될 수도 있다.

콜렉트 타입의 상기 형틀(120)들이 이동수단(140)에 의해 순차적으로 전진 운동되는 동안 상기 형틀(120)들 위에 있는 상기 이송 밴드(129) 또한 푸셔(130)들에 의해 전진 이동한다. 즉, 본 발명에 따르면, 상기 이송 밴드(129) 상에 제공되는 파이프 형성용 소재의 전진 운동에 필요한 힘을 상기 형틀(120)과 이송 밴드(129)가 분담하여 제공함에 따라, 형틀(120)들과 상기 이송 밴드(129)에 작용될 수 있는 과중한 부하를 방지할 수 있다. 이에 따르면, 형틀(120) 및 그 제반요소들의 부품 수명을 연장하며 이송 밴드(129)의 마모와 이음부의 절단현상을 대폭 줄일 수 있어서, 양질의 파이프를 효과적으로 생산할 수 있다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 제1 캠 플레이트(113)는 상기 이동수단(140)의 전방에 배치되어 있다. 또한, 상기 제1 캠 플레이트(113)는 상기 형틀(120)들의 외주면 상에 배치되되, 상기 형틀(120)들의 길이방향과 기울어진 상태로 배치되고, 상기 형틀(120)들이 상대 회전 가능하게 삽입되는 개구부(113a)가 형성되어 있다. 이러한 제1 캠 플레이트(113)는 별도의 외부프레임(미도시)에 위치가 고정된다. 상기 제1 캠 플레이트(113)의 기울어짐 방향 및 기울어짐 정도가, 상기 이송 밴드(129)의 나선 형상 및 A방향 전진 속도를 결정하는 인자 중 하나가 된다.

도 7을 참조하면, 상기 푸셔(130)들은 상기 제1 캠 플레이트(113)와 상기 이송 밴드(129) 사이에서 상기 형틀(120)들의 외주면을 따라 원주 방향으로 서로 이격되어 고정된다. 상기 푸셔(130)들은 상기 이송 밴드(129) 중 상기 형틀(120)들에 최초로 감기는 부분과 상기 제1 캠 플레이트(113) 사이에 위치한다. 이러한 푸셔(130)들은 상기 이송 밴드(129)가 상기 형틀(120)들에 나선 방향으로 연속적으로 감기도록, 상기 이송 밴드(129)를 상기 형틀(120)들의 길이 방향으로 밀어주는 역할을 한다. 도 1의 경우, 제1 캠 플레이트(113)와 이송 밴드(129) 사이에 있는 상기 푸셔(130)들이 각도 상 보이지 않는 것임을 이해하여아 한다.

상기 푸셔(130)들은 상기 형틀(120)들의 외주면을 따라 원주 방향으로 실질적으로 동일한 간격으로 이격되어 고정되어 있다. 이러한 푸셔(130)들은 상기 형틀(120)들 중 전부 또는 일부의 형틀(120)들 상에 각각 고정된다. 예를 들어, 6개의 형틀(120)들 중 6개 전부의 형틀(120)들에 고정되거나(도 7 및 도 8 참조), 6개 중 하나씩 건너뛰어 3개의 형틀(120)들에 간헐적으로 고정될 수 있다.

도 9는 상기 푸셔(130)에 외력이 가해지지 않는 상태를 나타내는 사시도이고, 도 10은 상기 푸셔(130)에 외력이 가해서 압착된 상태를 도시한 사시도이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 각 푸셔(130)는 접촉부(131), 고정부(133) 및 본체부(134)를 포함한다. 상기 접촉부(131)는 상기 제1 캠 플레이트(113)에 직접 접촉한다. 상기 접촉부(131)는 상기 제1 캠 플레이트(113)와의 마찰을 감소시키기 위하여, 상기 제1 캠 플레이트(113)와 접촉하면서 회전하는 베어링(132)을 포함한다. 또한, 상기 베어링(132)의 이동 방향을 가이드하기 위하여, 상기 제1 캠 플레이트(113)에는 홈 형상의 가이드부(124)가 원형으로 형성되어 있다.

상기 고정부(133)는 상기 형틀(120)들의 외주면 상에 고정되어 있다. 상기 고정부(133)에는 A방향으로 관통공(133a)이 형성되어 있다. 상기 본체부(134)는 관부(135) 및 스프링부(136)를 포함한다. 상기 관부(135)의 일 단부는 상기 접촉부(131)에 고정되고, 타 단부는 상기 이송 밴드(129)의 측면에 접촉되어 있다. 상기 관부(135)는 상기 고정부의 관통공(133a) 내로 가이드되어 A방향으로 전진 또는 후진할 수 있다. 즉, 상기 접촉부(131)가 접촉되는 상기 제1 캠 플레이트(113) 부분과 상기 고정부(133) 사이의 간격(D)이 감소됨에 따라, 상기 관부(135)가 전진하여 상기 이송 밴드(129)를 A방향으로 민다.

상기 스프링부(136)는 상기 접촉부(131)와 상기 고정부(133) 사이에 배치되고, 상기 관부(135)가 삽입되어 있다. 상기 스프링부(136)는, 상기 관부(135)가 A방향으로 전진하면, 상기 관부(135)를 후진시키는 방향으로 탄성 복원력을 발생한다. 더욱이, 상기 관부(135)의 전진 변위가 증가하면, 상기 탄성 복원력은 커지게 된다.

이상과 같은 스틸 밴드 타입의 이송 밴드(129)를 이용한 동작을 요약하면, 외부로부터 상기 형틀(120)에 연속적으로 상기 이송 밴드(129)가 공급된다. 이송 밴드(129)는 형틀(120)의 후단부로부터 회수되어, 상기 형틀(120)의 전방 부분으로 공급되는 바, 이송 밴드(129)는 전체적으로 폐순환 구조를 가진다. 공급된 이송 밴드(129)의 측면은 푸셔(130)에 접촉된다. 상기 제1 캠 플레이트(113)는 A방향에 기울어지도록 형성되어 있어서, 형틀(120)이 1회전 하는 동안 접촉부(131)가 접촉되는 제1 캠 플레이트(113) 부분과 고정부(133) 사이의 간격(D)이 점차적으로 감소되어, 본체부(134)가 A방향으로 전진한다. 이에 따라, 이송 밴드(129)가 A방향으로 밀려지면서 상기 형틀(120)의 외주면 상에 나선 방향으로 감겨진다. 최대 감소 간격은 이송 밴드(140)가 나선으로 감겨지는 피치(P)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 이송 밴드(129)가 형틀(110)의 외주면 상에 측면이 밀착되면서 나선으로 감겨질 수 있다. 형틀(120)이 1회전을 종료하면, 접촉부(131)가 고정부(133)에 의하여 A방향으로의 이동이 제한되어, 본체부(134)의 전진 운동도 정지한다. 또한, 상기 간격(D)이 최대로 되기 때문에 스프링부(136)의 복원력에 의하여 본체부(134)는 원 위치로 후진한다. 그 후, 형틀(120)이 다시 1회전을 하면서, 본체부(134)가 전진과 후진을 반복한다.

이상과 같은 도 1 내지 도 10의 구성을 이용한 연속식 파이프 제조장치에 따르면, 상기 형틀(120)들이 이동수단(140)에 의해 순차적으로 전진 운동하는 동안, 상기 형틀(120)들의 상부에 있는 상기 이송 밴드(129) 또한 전진 이동한다. 종래에는 별도의 보조적인 구동력 없이 단지 푸셔(130)들에 의해 이송 밴드(129)가 전진 이동하는 구조로서 이송 밴드(129)의 이동에 많은 힘이 필요하다. 반면, 본 발명의 경우, 전진 이동하는 형틀(120)들 위에 푸셔(130)들이 고정되어 있고, 또한 전진 이동하는 형틀(120)들 상에 상기 이송 밴드(129)가 푸셔(130)들에 의해 전진 이동하는 구조이므로, 이송 밴드(129)의 전진 이동에 필요한 힘이 분담됨에 따라, 상기 이송 밴드(129)의 전진 이동이 더욱 쉬워지며, 상기 이송 밴드(129)에 작용하는 응력 또한 줄어들게 되어, 이송 밴드(129) 부분과 그 이음부에 대한 마모, 손상, 절단 등이 발생하는 문제를 해결할 수 있다. 더욱이, 이에 따르면 기존에 비해 더욱 얇은 두께의 이송 밴드(129)를 사용하여도 무관하므로, 이송 밴드(129)의 두께를 감소시킬 수 있으며, 그에 따른 생산성을 향상시킬 수 있다.

이때, 상기 회전축(110)의 원주 방향에 대하여, 상기 이동수단(140)에 의한 상기 형틀(120)들의 전진 운동과, 상기 푸셔(130)들에 의한 상기 이송 밴드(129)의 전진 운동은 서로 동기화되게 한다. 즉, 회전축(110)의 1회전시 발생하는 전진 운동 주기를 형틀(120)들과 푸셔(130)들에 대해 서로 일치시킴으로써 앞서 상술한 본 발명의 효과들을 보다 극대화시킬 수 있다.

상기 연속식 파이프 제조장치(100)는 이형필름(미도시)을 포함한다. 상기 이형필름(미도시)은 상기 각 형틀(120)들의 외주면을 일체로 감싸도록, 상기 형틀(120)들과 상기 이송 밴드(129) 사이에 배치된다. 이형필름이 없는 경우, 파이프 형성용 소재가 형틀(120)들 사이의 틈새로 인입되어 형틀(120)들이 손상될 수 있기 때문이다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 타입 연속식 파이프 제조장치의 일부분을 나타내는 개략적인 구성도이다.

이러한 다른 실시예의 경우, 회전축(110), 형틀들(120), 회전수단(115), 제1 캠 플레이트(113), 이송 밴드(129)의 구성은 동일하게 사용된다. 그리고, 도 11을 참조하면, 이러한 다른 실시예의 경우, 푸셔들(130a)과 복귀수단(144)을 포함한다.

상기 푸셔들(130a)은 상기 제1 캠 플레이트(113)와 상기 이송 밴드(129) 사이의 위치에 해당되는 형틀들(120) 상에 고정되며, 상기 형틀들을 상기 종축에 대하여 전진 운동시키는 역할과 함께, 상기 이송 밴드(129)를 상기 전진 운동 방향으로 미는 역할을 한다.

상기 복귀수단(144)은, 상기 형틀들(120)이 상기 종축에 대하여 1회전하여 전진 운동한 이후 다시 원 위치로 후진 복귀하도록, 상기 제1 캠 플레이트의 일부면 상에 원주방향으로 구비되어, 상기 형틀(120)의 후진을 가이드한다.

상기 푸셔들(130a)을 구체적으로 살펴보면, 브라켓(142), 롤러수단(143)을 구비한다. 상기 브라켓(142)은 상기 각 형틀(120)의 전방부에 고정되어 있다. 여기서, 상기 푸셔(130a)는 상기 브라켓(142) 측에 설치되는데 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고, 상기 롤러수단(143)은 상기 브라켓(142)의 상면에 구비되고, 상기 각 형틀(120)이 상기 회전축(110)과 함께 회전할 때 상기 제1 캠 플레이트(113)의 면을 따라 이동한다. 여기서, 상기 제1 캠 플레이트(113)가 상기 형틀들(120)의 길이방향과 기울어진 상태로 배치되어 있으므로, 상기 푸셔(130a)에 구비되어 있는 롤러수단(143)이 상기 제1 캠 플레이트(113)의 면을 따라 이동할 때, 상기 제1 캠플레이트(113)의 기울어진 면에 의해 상기 롤러수단(143)이 밀려지면서 상기 형틀(120)이 상기 종축에 대하여 전진 운동할 수 있게 된다.

또한, 상기 롤러수단(143)은, 상기 1회전 후 형틀들(120)의 후진을 가이드 하도록 상기 복귀수단(144)에 삽입되어 가이드된다. 이러한 복귀수단(144)의 단면은 'ㄱ'자 형태를 가진다. 여기서, 상기 제1 캠 플레이트(113)의 면과 상기 복귀수단(144) 사이의 마주보는 거리를 조절할 수 있도록, 볼트 등이 삽입 체결 가능한 보조판(144a)이 복귀수단(144) 상에 구비된다. 이러한 거리 조절은, 상기 1회전에 대한 형틀(120)의 피치, 즉 스틸밴드(129)의 폭에 대응되어 조절되는 부분이다. 이상과 같이, 상기 복귀수단(144)의 구성에 따라 상기 형틀(120)의 후진이 가이드되고, 이후에 다시 형틀(120)의 전진, 후진을 반복 수행하면서, 푸셔(130a)를 통해 이송 밴드(129)를 지속적으로 전진 이동시킬 수 있다.

도 12 내지 도 14에는 상기 하이브리드 타입 연속식 파이프 제조장치를 이용한 제조설비에 관하여 도시되어 있다. 이러한 제조설비(200)는 앞서 상술한 하이브리드 타입 연속식 파이프 제조장치(100)의 구성 이외에, 이하의 구조체(230)를 포함한다.

상기 구조체(230)는, 프레임(231)과 복수 개의 보빈들(233)을 구비한다. 상기 프레임(231)은 상기 형틀(120)을 둘러싸도록 환형으로 배치된다. 이때, 환형을 갖는 프레임(231)의 내주가 상기 형틀(120)의 외주보다 큰 직경을 갖도록 하여, 프레임(231)의 내주와 형틀(120)의 외주 사이가 서로 이격되도록 한다.

상기 보빈들(233)은 상기 프레임(231)의 원주 방향을 따라 서로 이격되어 고정되며, 상기 파이프 형성용 소재(10)를 제공하는 부분이다. 상기 프레임(231)에서 상기 소재(10)의 제공이 원활하도록 하기 위해, 상기 프레임(231)은 내주면을 형성하지 않고 내주가 완전히 개방된 형태, 또는 프레임(231)이 내주면을 형성하되 상기 내주면 상에 소재(10)가 외부로 배출되록 하는 관통홀을 형성한 형태도 가능하다.

도 13을 참조하면, 상기 보빈들(233)은 상기 구조체(230)의 원주방향을 따라 복수 개로 배열되어 상기 소재(10)를 다중 방향에서 제공한다. 이에 따르면, 단시간에 많은 양의 소재(10)를 한번에 제공하여, 파이프 두께와 보강력을 증가시킬 수 있고, 파이프의 전체 원주방향에 대해 소재(10)의 밀도가 보다 균일하도록 조절할 수 있다.

상기 구조체(230)는, 상기 프레임(231)의 회전 속도 및 회전 방향을 제어하여 상기 보빈들(233)에서 제공되는 소재(10)가 상기 형틀(120)에 감겨지는 방향 또는 감겨지는 각도를 조절함에 따라, 다양한 형태의 단면을 갖는 파이프를 제조할 수 있고, 그에 따른 파이프의 인장력, 강도를 증가시킬 수 있다.

이를 위해, 도 12을 참조하면, 상기 구조체(230)는, 제조되는 파이프의 단면에 대해 복수 개의 소재 층들 중에 2개 이상의 층이 서로 다른 방향 또는 서로 다른 각도로 다중으로 감겨져서 형성되도록, 상기 회전축(110)의 길이방향을 따라 설정된 간격으로 복수 개가 설치된다.

도 12는 상기 회전축(110)에 대해 3개의 구조체(230)가 설치되어 3개의 소재 층(11,12,13)이 형성되는 예시이다. 제1구조체(230)에 의한 제1층(11)과 제2구조체(230)에 의한 제2층(12)은 그 감겨진 방향이 서로 상이하다. 제2구조체(230)에 의한 제2층(12)과 제3구조체(230)에 의한 제3층(13) 또한 그 감겨진 방향이 서로 상이하다. 물론, 각 층(11,12,13)별로, 감김 각도 또한 조절 가능하다.

그리고, 소재(10)가 감겨지는 방향은 회전축(110)에 대비한 구조체(230)의 회전방향에 따라 결정되고, 상기 소재(10)가 감겨지는 각도는 회전축(110)에 대비한 구조체(230)의 회전 속도에 따라 결정된다. 물론, 상기 속도 값의 + 또는 - 값은 구조체(230)의 정방향 또는 역방향 회전을 의미하므로, 구조체(230)의 속도에 대한 양 또는 음의 값과, 속도의 크기에 따라 소재(10)의 감김 방향과 각도가 함께 조절될 수 있다.

즉, 상기 제조장치(100)는, 상기 프레임(231)의 회전 방향 또는 회전 속도 조절을 통해, 상기 회전축(110)의 회전속도와 상기 구조체(230)의 회전속도 사이의 상대속도를 이용하여, 상기 소재(10)가 감겨지는 방향 또는 각도의 조절이 가능하게 된다. 이하에서는, 소재(10)의 감겨지는 방향 또는 각도가 조절되는 원리에 관하여, 도 13 및 도 14, 그리고 표 1의 예시를 참조로 하여 상세히 설명한다.

예 시	회전축	경우 A: 소재 (조건: 회전축 회전, 구조체 정지)	구조체	경우 B: 소재 (조건: 회전축 회전, 구조체 회전)
	회전속도(rmp1), 방향	감겨지는 속도, 방향	회전속도(rpm2), 방향	감겨지는 속도,방향
1	+A, 정방향	-A, 역방향	+A, 정방향	0A, 정지
2			-A, 역방향	-2A, 역방향
3			0A, 정지	-A, 역방향
4			+2A, 정방향	A, 정방향
5			-2A, 역방향	-3A, 역방향
6	+2A, 정방향	-2A, 역방향	+A, 정방향	-A, 역방향
7			-A, 역방향	-3A, 정방향

여기서, A 조건에 대하여, 회전축(110)의 회전 방향이 정방향이면, 상기 회전축(110)에 대해 감겨지는 소재(10)는 그 반대 방향인 역방향으로 감기게 되는 것은 공동 사항이다. 또한, 해당 속도값이 양(+)의 값이면 정방향을 나타내고, 음(-)의 값이면 역방향을 나타낸다.

경우 A의 경우, 회전축(110)만 일정 속도로 회전되고 구조체(230)는 전혀 회전되지 않는 경우로서, 종래에 구조체(230)를 이용하지 않는 연속식 파이프 장치의 경우와 대응된다. 이러한 종래의 경우, 형틀(120) 상에 소재(10)가 감길 때, 단일 방향으로 단일 각도로만 감겨지게 되어, 감겨지는 단일 방향 또는 각도 이외의 다른 방향 또는 각도 대한 파이프의 인장력, 강도 등이 떨어지는 단점이 있다.

예시 1의 경우, 회전축(110)이 정방향으로 A 속도만큼 회전하는 경우, 소재(10)는 역방향으로 A 속도로 감기게 된다. 그런데, 구조체(230)가 정방향으로 A 속도만큼 회전함에 따라, 회전축(110)과 반대인 역방향으로 A 속도로 감겨지는 소재(10)에 대해, 정방향의 A 속도가 가해져, 소재(10)가 형틀(120) 상에 전혀 감겨지지 않는 상태가 된다. 이러한 1번의 경우는 본 발명의 원리를 설명하기 위한 예시일 뿐, 실제로 파이프 성형시에는 이용되지 않는다.

예시 2의 경우, 회전축(110)이 정방향으로 A 속도로 회전하고, 구조체(230)가 역방향으로 A 속도로 회전하는 경우로서, 회전축(110)과 반대인 역방향으로 A 속도로 감겨지는 소재(10)에 대해, 다시 동일한 역방향으로 A 속도만큼 더 가해진 경우로서 감겨지는 속도가 가속되어, 소재(10)가 총 2A의 속도로 역방향으로 감겨지게 된다.

예시 3의 경우, 회전축(110)이 정방향으로 A 속도로 회전하고, 구조체(230)는 전혀 회전하지 않는 종래의 경우로서, 소재(10)는 역방향으로 A 속도로 감겨지게 된다.

예시 4의 경우, 회전축(110)이 정방향으로 A 속도로 회전하고, 구조체(230)는 정방향으로 2A 속도로 회전하는 경우로서, 회전축(110)과 반대인 역방향으로 A 속도로 감겨지는 소재(10)에 대해, 다시 반대의 정방향으로 2A 속도만큼 더 가해진 경우로서, 소재(10)가 총 A의 속도로 정방향으로 감겨지게 된다.

예시 5의 경우, 회전축(110)이 정방향으로 A 속도로 회전하고, 구조체(230)는 역방향으로 2A 속도로 회전하는 경우로서, 회전축(110)과 반대인 역방향으로 A 속도로 감겨지는 소재(10)에 대해, 다시 동일한 역방향으로 2A 속도만큼 더 가해진 경우로서 감겨지는 속도가 가속되어, 소재(10)가 총 3A의 속도로 역방향으로 감겨지게 된다. 나머지 예시 6과 7의 경우 또한, 앞서 상술한 예시를 바탕으로 유추 가능한 부분이므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

여기서, 소재(10)가 감겨지는 방향와는 무관하게, 소재(10)가 감겨지는 속도가 증가할수록, 동일시간 대비하여 형틀(120)에 감겨지는 소재(10)의 감김 각도가 증가하게 된다. 도 14의 (a)는 각 층(11a,12a,13a)의 감겨지는 각도가 대략 45 내외인 경우, (b)는 각 층(11b,12b,13b)의 감겨지는 각도가 (a)의 경우보다 큰 경우이다. 특히, (b)에서 제2층(12b)은, 소재(10)가 감겨지는 속도를 매우 증가시켜, 소재(10)가 감겨지는 각도가 거의 90도에 가까운 각도를 나타낸 경우이다.

이상의 예시들을 바탕으로 하면, 상기 회전축(110)의 회전과 대비한 구조체(230)의 회전 속도와 방향을 조절함에 따라, 소재(10)가 감겨지는 방향 또는 감겨지는 각도가 자유 자재로 조정 가능함을 알 수 있다. 따라서, 파이프를 형성하는 각각의 소재 층에 대해 층별로 서로 다른 방향 또는 각도의 감김 조절이 가능한 것이다. 또한, 이러한 조절에 따르면, 제조되는 파이프의 각 층별로 감겨지는 방향, 각도를 달리함으로써, 파이프의 인장력, 강도, 보강력 등을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

도 12를 참조하면, 이상과 같은 제조설비(200)에서 생산되는 파이프는, 추후 히터(250)에 의해 경화 처리된 후, 커터(260)를 통해 사용자의 요구에 적합한 길이로 절단되어 관 형상의 제품(ex, 도 14의 (a),(b))이 생산된다. 물론, 상기 소재(10)는 사전에 수지 처리된 다음 경화 처리된다. 이를 위해, 상기 파이프를 형성하는 소재 층들은 수지 내에 함침되어 경화되어 형성된다. 그 방법으로는 세 가지 예가 있다. 첫 번째, 이미 수지 처리된 소재(10)가 보빈(233)으로부터 제공되는 것에 의해 파이프를 형성하는 방법이다. 두 번째, 형틀(120)의 표면 상에 수지를 도포하거나 뿌린 후, 그 위에 소재(10)를 감은 후 경화 처리하여 파이프를 형성할 수 있다. 세 번째, 형틀(120) 상에 감겨진 소재(10) 위에 수지를 도포하거나 뿌린 후 경화 처리하여 파이프를 형성할 수 있다.

결론적으로, 최종 제조된 파이프는, 제조되는 파이프의 원주 방향에 대해 장섬유 소재(10)가 감겨진 상태에서 수지 내에 함침되어 경화되어 형성되고, 상기 제조되는 파이프의 단면에 대해 복수 개의 소재 층들을 가지되, 상기 소재 층들 중 2개 이상이 서로 다른 방향 또는 서로 다른 각도로 다중으로 감겨져서 형성된 형태를 갖는다. 이때, 앞서와 같이, 상기 소재(10)는 유리, 카본 또는 아라미드를 포함할 수 있다.

한편, 도 12 및 도 13을 참조하면, 상기 연속식 파이프 제조설비(200)는 상기 프레임(231)을 회전시키기 위한 구동부(240)를 포함한다. 이러한 구동부(240)는 롤러구동원(241), 회전롤러(242), 지지롤러(243), 제어부(244)를 포함한다.

롤러구동원(241)은 상기 회전롤러(242)에 회전력을 제공할 수 있도록 모터 등의 수단이 이용 가능하다. 롤러구동원(241)은 상기 회전력을 제공하기 위하여 밸트(245) 등의 수단을 이용한다. 상기 회전롤러(242)는, 프레임(231)의 외주면을 따라 형성된 안내홈(232)의 일측에 삽입되고, 상기 롤러구동원(241)의 동작에 따라 상기 프레임(231)과 마찰되어 상기 프레임(231)을 회전시킨다. 또한, 지지롤러(243)는 상기 안내홈(232)의 타측에 삽입되고, 상기 회전롤러(242)의 회전시 상기 프레임(231)에 마찰되어 회전하면서 상기 프레임(231)의 회전상태를 지지한다. 상기 제어부(244)는, 상기 롤러구동원(241)의 정방향 또는 역방향 회전 제어, 상기 롤러구동원(241)의 회전 속도 제어를 수행한다. 이를 위해, 제어부(244)는 사용자로부터 상기 회전 제어와 속도 제어를 위한 제어신호를 입력받는 입력부(미도시)가 구비될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능한 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 하이브리드 타입 연속식 파이프 제조장치
110: 회전축 113: 제1 캠 플레이트
113a: 개구부 114: 가이드부
115: 회전수단 116: 리니어 베어링
117: 하우징 118: 볼
129: 이송밴드 120: 형틀
127: 가이드부 128: 홈
130: 푸셔 131: 접촉부
132: 베어링 133: 고정부
133a: 관통공 134: 본체부
135: 관부 136: 스프링부
140: 이동수단 145: 캠부재
146: 제2 캠 플레이트 146a: 롤러
147: 캠부 148: 캠면
148a: 제1홈부 148b: 제2홈부
150: 프레임 160: 구름 베어링
200: 하이브리드 타입 연속식 파이프 제조설비
230: 구조체 231: 프레임
232: 안내홈 233: 보빈
240: 구동부 241: 구동원
242: 회전롤러 243: 지지롤러
244: 제어부 245: 밸트
250: 히터 260: 커터

Claims (12)

1. 구동원의 회전력에 의하여 종축 방향으로 회전하는 회전축;
   상기 회전축의 둘레를 감싸도록 상기 회전축의 원주 방향을 따라 배치되고, 상기 종축 방향에 대하여 서로 나란하게 배열되고, 상기 종축 방향으로 길게 형성된 복수 개의 형틀들;
   상기 복수 개의 형틀들을 상기 회전축과 일체로 회전시키는 회전수단;
   상기 복수 개의 형틀들이 상기 회전축과 함께 회전하는 동안, 상기 회전축의 원주 방향 배치 순서를 따라, 상기 복수 개의 형틀들을 상기 종축 방향에 대하여 순차적으로 전진 운동시킨 후, 다시 순차적으로 후진 운동시키는 이동수단;
   상기 형틀들의 외주면 상에 상기 형틀들의 길이 방향을 따라 나선형으로 복수 번 감겨지도록 연속적으로 공급되며, 상기 형틀들이 회전되면서 외주면 상에 제공되는 파이프 형성용 소재를 상기 종축 방향에 대해 전진 이송하는 이송 밴드;
   상기 이동수단의 전방에서 상기 형틀들의 외주면 상에 배치되되, 상기 형틀들의 길이방향과 기울어진 상태로 배치되고, 상기 형틀들이 상대 회전 가능하게 삽입되는 개구부가 형성된 제1 캠 플레이트; 및
   상기 제1 캠 플레이트와 상기 이송 밴드 사이에서 상기 형틀들의 외주면을 따라 원주 방향으로 서로 이격되어 고정되며, 상기 이송 밴드를 상기 형틀들의 길이 방향으로 미는 복수 개의 푸셔들을 포함하고,
   상기 각 형틀이 상기 종축에 대하여 1회전을 수행함과 동시에, 상기 이동수단은 상기 각 형틀을 원 위치로 자동 복귀시키며,
   상기 이동수단은,
   프레임에 고정되며, 상기 회전축의 전방부가 상대 회전 가능하도록 삽입되어 있고, 외표면에 원주 방향을 따라 폐곡선 형상의 캠면이 형성되어 있는 캠부재; 및
   상기 각 형틀의 전방부에 각각 고정되고, 상기 각 형틀이 회전할 때 일 부분이 상기 캠면을 따라 이동하면서 상기 각 형틀을 전후진 운동시키는 제2 캠 플레이트들을 포함하며,
   상기 캠부재는 상기 회전축의 전방부가 삽입되는 원형 관 형상의 캠부를 포함하고,
   상기 캠면은,
   상기 종축 방향에 대하여 나선 형태로 상기 캠부의 외주면의 제1위치에서 제2위치로 연장되고, 홈 구조로 형성되어 있는 제1홈부; 및
   상기 제1위치와 상기 제2위치를 연결하고, 홈 구조로 형성되어 있는 제2홈부를 포함하고,
   상기 각 제2 캠 플레이트는 상기 제1홈부를 따라 가이드되면서 대응되는 상기 형틀을 전진 운동시킨 후, 상기 제2홈부를 따라 가이드되면서 대응되는 상기 형틀을 원 위치로 후진 운동시키는 연속식 파이프 제조장치.
2. 구동원의 회전력에 의하여 종축 방향으로 회전하는 회전축;
   상기 회전축의 둘레를 감싸도록 상기 회전축의 원주 방향을 따라 배치되고, 상기 종축 방향에 대하여 서로 나란하게 배열되고, 상기 종축 방향으로 길게 형성된 복수 개의 형틀들;
   상기 복수 개의 형틀들을 상기 회전축과 일체로 회전시키는 회전수단;
   상기 복수 개의 형틀들이 상기 회전축과 함께 회전하는 동안, 상기 회전축의 원주 방향 배치 순서를 따라, 상기 복수 개의 형틀들을 상기 종축 방향에 대하여 순차적으로 전진 운동시킨 후, 다시 순차적으로 후진 운동시키는 이동수단;
   상기 이동수단의 전방에서 상기 형틀들의 외주면 상에 배치되되, 상기 형틀들의 길이방향과 기울어진 상태로 배치되고, 상기 형틀들이 상대 회전 가능하게 삽입되는 개구부가 형성된 제1 캠 플레이트;
   상기 형틀들의 외주면 상에 상기 형틀들의 길이 방향을 따라 나선형으로 복수 번 감겨지도록 연속적으로 공급되며, 상기 형틀들이 회전되면서 외주면 상에 제공되는 파이프 형성용 소재를 상기 종축 방향에 대해 전진 이송하는 이송 밴드;
   상기 제1 캠 플레이트와 상기 이송 밴드 사이에 해당되는 상기 형틀들 상에 고정되며, 상기 형틀들을 상기 종축에 대하여 전진 운동시키며, 상기 이송 밴드를 상기 전진 운동 방향으로 미는 복수 개의 푸셔들; 및
   상기 형틀들이 상기 종축에 대하여 1회전하여 전진 운동한 이후 다시 원 위치로 후진 복귀하도록, 상기 제1 캠 플레이트의 일부면 상에 원주방향으로 구비되어, 상기 형틀의 후진을 가이드하는 복귀수단을 포함하고,
   상기 푸셔는,
   상기 각 형틀의 전방부에 고정되어 있는 브라켓; 및
   상기 브라켓의 상면에 구비되고, 상기 각 형틀이 상기 회전축과 함께 회전할 때 상기 제1 캠 플레이트의 면을 따라 이동하되, 상기 형틀들의 후진을 가이드하도록 상기 복귀수단에 삽입 가이드되는 롤러수단을 포함하는 연속식 파이프 제조장치.
3. 구동원의 회전력에 의하여 종축 방향으로 회전하는 회전축;
   상기 회전축의 둘레를 감싸도록 상기 회전축의 원주 방향을 따라 배치되고, 상기 종축 방향에 대하여 서로 나란하게 배열되고, 상기 종축 방향으로 길게 형성된 복수 개의 형틀들;
   상기 복수 개의 형틀들을 상기 회전축과 일체로 회전시키는 회전수단;
   상기 복수 개의 형틀들이 상기 회전축과 함께 회전하는 동안, 상기 회전축의 원주 방향 배치 순서를 따라, 상기 복수 개의 형틀들을 상기 종축 방향에 대하여 순차적으로 전진 운동시킨 후, 다시 순차적으로 후진 운동시키는 이동수단;
   상기 형틀들의 외주면 상에 상기 형틀들의 길이 방향을 따라 나선형으로 복수 번 감겨지도록 연속적으로 공급되며, 상기 형틀들이 회전되면서 외주면 상에 제공되는 파이프 형성용 소재를 상기 종축 방향에 대해 전진 이송하는 이송 밴드;
   상기 이동수단의 전방에서 상기 형틀들의 외주면 상에 배치되되, 상기 형틀들의 길이방향과 기울어진 상태로 배치되고, 상기 형틀들이 상대 회전 가능하게 삽입되는 개구부가 형성된 제1 캠 플레이트;
   상기 제1 캠 플레이트와 상기 이송 밴드 사이에서 상기 형틀들의 외주면을 따라 원주 방향으로 서로 이격되어 고정되며, 상기 이송 밴드를 상기 형틀들의 길이 방향으로 미는 복수 개의 푸셔들; 및
   상기 각 형틀들의 외주면을 일체로 감싸도록, 상기 형틀들과 상기 이송 밴드 사이에 배치되어 있는 이형필름을 포함하는 하이브리드 타입 연속식 파이프 제조장치.
4. 구동원의 회전력에 의하여 종축 방향으로 회전하는 회전축;
   상기 회전축의 둘레를 감싸도록 상기 회전축의 원주 방향을 따라 배치되고, 상기 종축 방향에 대하여 서로 나란하게 배열되고, 상기 종축 방향으로 길게 형성된 복수 개의 형틀들;
   상기 복수 개의 형틀들을 상기 회전축과 일체로 회전시키는 회전수단;
   상기 복수 개의 형틀들이 상기 회전축과 함께 회전하는 동안, 상기 회전축의 원주 방향 배치 순서를 따라, 상기 복수 개의 형틀들을 상기 종축 방향에 대하여 순차적으로 전진 운동시킨 후, 다시 순차적으로 후진 운동시키는 이동수단;
   상기 이동수단의 전방에서 상기 형틀들의 외주면 상에 배치되되, 상기 형틀들의 길이방향과 기울어진 상태로 배치되고, 상기 형틀들이 상대 회전 가능하게 삽입되는 개구부가 형성된 제1 캠 플레이트;
   상기 형틀들의 외주면 상에 상기 형틀들의 길이 방향을 따라 나선형으로 복수 번 감겨지도록 연속적으로 공급되며, 상기 형틀들이 회전되면서 외주면 상에 제공되는 파이프 형성용 소재를 상기 종축 방향에 대해 전진 이송하는 이송 밴드;
   상기 제1 캠 플레이트와 상기 이송 밴드 사이에 해당되는 상기 형틀들 상에 고정되며, 상기 형틀들을 상기 종축에 대하여 전진 운동시키며, 상기 이송 밴드를 상기 전진 운동 방향으로 미는 복수 개의 푸셔들;
   상기 형틀들이 상기 종축에 대하여 1회전하여 전진 운동한 이후 다시 원 위치로 후진 복귀하도록, 상기 제1 캠 플레이트의 일부면 상에 원주방향으로 구비되어, 상기 형틀의 후진을 가이드하는 복귀수단; 및
   상기 각 형틀들의 외주면을 일체로 감싸도록, 상기 형틀들과 상기 이송 밴드 사이에 배치되어 있는 이형필름을 포함하는 하이브리드 타입 연속식 파이프 제조장치.
5. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 각 푸셔는,
   상기 제1 캠 플레이트에 접촉하는 접촉부;
   상기 형틀의 외주면 상에 고정되는 고정부; 및
   일 단부가 상기 접촉부에 연결되고, 상기 형틀과 함께 1회전 하는 동안 타 단부가 상기 고정부에 의하여 상기 형틀의 길이방향으로 가이드 되어 전진하면서 상기 이송 밴드를 상기 형틀의 길이 방향으로 밀고, 상기 1회전이 종료되면 탄성력에 의하여 원 위치로 후진하는 본체부를 구비하며,
   상기 본체부는,
   상기 접촉부에 결합되고, 상기 고정부의 관통공 내로 가이드되어 상기 형틀의 길이 방향으로 전진 또는 후진하는 관부; 및
   상기 접촉부와 상기 고정부 사이에서 상기 관부가 삽입되도록 배치되며, 상기 관부가 상기 형틀의 길이 방향으로 전진하면, 상기 관부를 후진시키는 방향으로 탄성 복원력을 발생하는 스프링부를 포함하는 하이브리드 타입 연속식 파이프 제조장치.
6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 회전축의 원주 방향에 대해, 상기 형틀들의 전진 운동과 상기 이송 밴드의 전진 운동이 동기화된 하이브리드 타입 연속식 파이프 제조장치.
7. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 푸셔들은, 상기 형틀들 중 전부 또는 일부 형틀들 상에 각각 고정되는 하이브리드 타입 연속식 파이프 제조장치.
8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 각 형틀들의 외주면을 일체로 감싸도록, 상기 형틀들과 상기 이송 밴드 사이에 배치되어 있는 이형필름을 더 포함하는 하이브리드 타입 연속식 파이프 제조장치.
9. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 회전수단은, 상기 각 형틀과 상기 회전축 사이에 상기 종축 방향을 따라 서로 이격되어 배치되며, 상기 각 형틀의 전후진 운동을 원활하게 가이드하고 상기 각 형틀을 상기 회전축과 일체로 회전시키는 복수 개의 리니어 베어링을 포함하고,
   상기 각 형틀은, 상기 회전축을 바라보는 내표면에 상기 종축 방향을 따라 홈이 형성되어 있고,
   상기 리니어 베어링은,
   상기 회전축의 외주면을 둘러싸도록 상기 회전축에 결합되어, 상기 회전축과 함께 회전하는 베어링 하우징; 및
   상기 베어링 하우징에 의하여 지지되고, 상기 베어링 하우징의 원주 방향을 따라 상기 각 형틀의 홈 내에서 상대 회전 및 상대 직선 운동 가능하도록 배치되는 볼들을 포함하는 하이브리드 타입 연속식 파이프 제조장치.
10. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수 개의 형틀들의 처짐을 지하도록, 상기 회전축과 상기 복수 개의 형틀들 사이에 배치되는 구름 베어링을 더 포함하고,
    상기 복수 개의 형틀들은 인접하는 형틀들 사이의 상대 전후진 운동이 가능한 정도까지 밀착되도록 배열되어, 상기 복수 개의 형틀들의 외표면들은 전체적으로 원기둥의 구조를 가지며, 서로 동일한 길이와 동일한 폭을 가지는 하이브리드 타입 연속식 파이프 제조장치.
11. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항의 하이브리드 타입 연속식 파이프 제조장치; 및
    상기 이송 밴드를 둘러싸도록 환형으로 배치되는 프레임, 및 상기 프레임의 원주 방향을 따라 서로 이격되어 고정되고 상기 소재를 제공하는 복수 개의 보빈들을 구비하고, 상기 프레임의 회전 속도 및 회전 방향을 제어하여 상기 소재가 상기 형틀에 감겨지는 방향 또는 감겨지는 각도를 조절하는 구조체를 포함하는 하이브리드 타입 연속식 파이프 제조설비.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 구조체는, 제조되는 파이프의 단면에 대해 복수 개의 소재 층들 중에 2개 이상이 서로 다른 방향 또는 서로 다른 각도로 다중으로 감겨져서 형성되도록, 상기 회전축의 길이방향을 따라 설정된 간격으로 복수 개가 설치되며,
    상기 프레임의 회전 방향 또는 회전 속도 조절을 통해, 상기 회전축과 상기 구조체 사이의 상대속도를 이용하여, 상기 소재가 감겨지는 방향 또는 각도의 조절이 가능한 연속식 파이프 제조설비.

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