KR101237918B1 - 제작이 용이한 결합식 파이프 - Google Patents

Abstract

본 발명의 결합식 파이프는 원주에 산부와 골부가 길이 방향을 따라 번갈아 형성된 주름관으로서, 성형시 원래의 관경부보다 관경이 감소된 축경부 또는 관경이 확장된 확경부가 파이프의 길이 방향을 따라 형성된다. 그리고, 축경부 또는 확경부의 골부에는 외향 돌출된 형태의 결합수단이 구비되고, 그 연장선상에 있는 원래의 관경부의 골부에는 상기 결합부와 결합되도록 외향 돌출된 형태의 결합수단이 구비된다. 이와 같이 결합수단이 파이프의 골부에 돌출된 형태로 형성이 되기 때문에, 이러한 결합수단을 성형하기 위한 금형의 해당 부위는 가공하기에 용이한 홈으로 제작이 된다. 따라서, 기존의 결합식 파이프에 구비되는 결합수단에 비해 금형의 제작이 쉽고 간단하게 이루어지게 된다.

Description

제작이 용이한 결합식 파이프{Circumferentially assembling pipe having excellent manufacturing property}

본 발명은 파이프에 관한 것으로, 특히 압출 성형에 이어 원주면을 길이방향으로 절단한 다음에 그 절단된 원주 방향의 양단부를 결합함에 따라 완성된 형태가 되는 파이프로서, 압출 성형용 금형의 제작 단계에서부터 용이하게 제작이 이루어지게 되는 결합식 파이프에 관한 것이다.

본 명세서에서 지칭하는 '파이프'는, 튜브나 덕트 등으로도 불리는 각종 관(管)은 물론, 각종 물품의 수납이나 수용 또는 보호를 위해 사용되는 파이프 형태의 컨테이너나 케이스 또는 하우징 등의 수용체를 포괄하는 용어로 사용하기로 한다.

일반적으로 합성수지를 소재로 하여 제조되는 파이프는 압출기를 통해 성형이 이루어지게 되는데, 파이프의 표면 형태에 따라 평탄한 표면을 갖는 평활관과, 원주(圓周) 방향으로 산과 골에 의한 주름이 형성된 구조의 주름관(코러게이트관)으로 구별이 된다.

이렇게 압출기에 의해 성형된 파이프의 내부에 전선(電線)과 같은 수용물을 수용할 때는, 파이프의 길이가 짧은 경우에서와 같이 파이프의 길이 방향으로 수용물을 삽입하기도 하지만, 도 1a 및 도 1b의 그림처럼 파이프의 원주면 일측을 절단선에 맞춰 길이 방향으로 절단한 다음에 그 절단된 부위를 벌려서 수용물(S)을 삽입한 뒤, 절단된 부위를 파이프의 원주 방향으로 압축시켜서 결합시키는 방법을 사용하기도 한다. 이렇게 결합 방식에 의해 완성된 형태가 되는 파이프를 본 명세서에는 '결합식 파이프'로 명명하기로 한다.

결합식 파이프에서 절단된 부위의 결합은, 서로 쌍을 이루면서 끼움 결합되는 돌출부 및 홈과 같은 결합수단에 의해 이루어지는 것이 간편한데, 이에 대한 다양한 실시예들은 등록 특허 제0952696호(명칭 : 원둘레 방향의 결합 구조를 갖는 파이프) 등에 상세하게 예시되어 있다. 이 등록 특허의 파이프는 파이프의 내경을 형성하는 관경이 부분적으로 감소한 축경부를 구비하고 있고, 이 축경부와 원래의 관경부에 각각 결합수단이 형성되어 있어서, 결합수단 사이를 절단한 다음 파이프를 원주 방향으로 압축하면 축경부가 원래의 관경부 내주면 측으로 슬라이딩하면서 결합수단이 서로 결합되는 구성을 요지로 하고 있다. 이러한 등록 특허에 예시된 것과 같은 종래의 결합식 파이프를 제작하는 과정에 대해 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 첨부도면 도 2는 축경부가 구비된 주름관을 형성하는 금형의 제작 과정과 이 금형에 의해 제작된 주름관 제품을 나타낸 도면들이다. 도 2의 (가)그림은 금형의 최초 제작 단계로서, 산과 골에 의한 주름을 형성한 상태의 금형을 개략적으로 나타낸 평면도와 측단면도이다. 도 2의 (나)그림은 축경부를 형성하기 위해 주름의 일부를 제거함과 아울러 주름이 제거된 부위에 홈(1)을 형성한 상태의 금형을 나타내고 있다. 그리고, 도 2의 (다)그림은 (나)그림의 홈(1)을 형성한 부위에 축경부의 주름이 성형된 성형판(2)을 삽입한 상태의 금형을 나타내고 있다. 이렇게 (다)그림과 같이 제작이 완료된 금형으로 성형을 하게 되면 도 2의 (라)그림과 같이 축경부(3)가 구비된 제품이 제작된다.

도 3과 도 4 및 도 5는 각각 상기 도 2의 제작 과정을 응용하여 결합수단을 구비한 파이프를 제작하기 위한 금형과 이 금형의 의해 제작된 파이프를 예시한 것이다.

도 3의 경우, 주름관의 산부 측면에 함입된 형태의 결합수단이 구비된 파이프를 성형하기 위한 금형의 제작 과정을 보여주고 있는데, 이렇게 함입된 형태의 결합수단을 파이프에 형성하기 위해서는 금형에는 함입된 형태에 대응하는 돌출부를 형성하여야 한다. 따라서, 도 2의 (다)그림과 같이 금형이 가공된 상태로부터 원래의 관경부와 축경부 위치에 각각 돌출부를 형성하기 위해 도 3의 (가)그림처럼 돌출부에 해당하는 별도의 핀(4,5)을 성형하여 금형에 용접을 한 다음, 용접된 핀(4,5)을 도 3의 (나)그림처럼 파이프의 함입된 형상에 대응하는 돌출 형상의 핀(4',5')이 되도록 가공하게 된다. 이렇게 제작된 금형으로 파이프를 압출 성형하면 도 3의 (다)그림과 같이 원래의 관경부(6)와 축경부(7)에 각각 함입된 형태의 결합수단(6a,7a)이 구비된 파이프가 제작된다.

도 4의 경우에는, 주름관의 산부 측면에 돌출된 형태의 결합수단이 구비된 파이프를 성형하기 위한 금형과 이 금형에 의해 제작된 파이프를 보여주고 있다. 이 예와 같이 돌출된 형태의 결합수단을 파이프에 형성하기 위해서는 금형에는 그 반대로 함입된 형태를 형성하여야 하므로, 드릴링 작업을 통해 도 4의 (가)그림과 (나)그림처럼 금형에 함입부(8,9)를 형성하게 된다. 따라서, 제작 완료된 금형으로 파이프를 압출 성형하면 도 4의 (다)그림과 같이 원래의 관경부(10)와 축경부(11)에 각각 돌출된 형태의 결합수단(10a,11a)이 구비된 파이프가 제작된다.

다른 예로서 도 5의 경우에는, 주름관의 산부 상측에 함입된 형태의 결합수단이 구비된 파이프를 성형하기 위한 금형과 이 금형에 의해 제작된 파이프를 도시한 것이다. 이 예에서는 함입 형태의 결합수단에 대응하는 돌출부를 금형에 형성하기 위해 금형에 홈을 형성한 상태에서 이 홈에 돌출부 형성용 핀(12,13)을 삽입하게 된다. 이에 따라 제작된 파이프는 원래의 관경부(14)와 축경부(15)에 각각 함입된 형태의 결합수단(14a,15a)들을 구비하게 된다.

이상에서 예로 든 바와 같이, 종래의 결합식 파이프들은 결합수단이 주름관의 산부 측면에 함입되거나 돌출된 형태 또는 산부 상면에 함입된 형태 등으로 이루어져 있다. 그런데, 주름관의 산부 측면이나 상면에 함입된 형태로 결합수단이 형성되는 경우에는 금형을 제작함에 있어서 결합수단에 해당하는 부위를 돌출된 형태로 제작하여야 하기 때문에, 단면이 반원인 주름관 금형에 돌출용 핀을 심기 위한 홈을 가공해야 하고, 돌출용 핀을 심은 다음에는 용접으로 고정하여야 하며, 용접 후에는 용접열로 인해 핀의 변형된 부분을 다시 원하는 형상으로 재가공해야 한다. 따라서, 금형 제작에 소요되는 비용이 과다하게 지출되는 문제가 있다.

또한, 결합수단이 주름관의 산부 측면에 돌출된 형태로 구비되는 경우에는, 단면이 반원인 주름관 금형의 측면부에 결합수단의 돌출된 형태에 대응하는 함입된 형상을 드릴로 일일이 가공해야 하기 때문에 작업이 어려울 뿐 아니라 작업 소요 시간과 비용이 많이 드는 문제가 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위해 개발된 것으로서, 그 목적은, 결합수단의 형성을 위한 금형의 제작이 쉽고 간단하며 비용이 적게 소요되는 제작이 용이한 결합식 파이프를 제공하는 데에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 원주에 산부와 골부가 길이 방향을 따라 번갈아 형성된 주름관으로서, 성형시 원래의 관경부보다 관경이 감소된 축경부가 상기 길이 방향을 따라 형성되고, 상기 축경부의 골부에는 외향 돌출된 형태의 제1결합부가 구비되며, 상기 축경부의 골부의 연장선상에 있는 원래의 관경부의 골부에는 상기 제1결합부가 끼워지도록 내주 측은 홈 형태가 되면서 외향 돌출된 형태의 제2결합부가 구비되어, 상기 제1결합부와 제2결합부 사이를 절단한 다음 원주 방향으로 압축시키면 상기 축경부가 원래의 관경부 내주 측에 위치하면서 제1결합부와 제2결합부의 결합이 이루어지게 되는 제작이 용이한 결합식 파이프를 제공한다.

또한, 본 발명은, 원주에 산부와 골부가 길이 방향을 따라 번갈아 형성된 주름관으로서, 성형시 원래의 관경부보다 관경이 확장된 확경부가 상기 길이 방향을 따라 형성되고, 상기 확경부의 골부에 내주 측은 홈 형태가 되면서 외향 돌출된 형태의 제1결합부가 구비되며, 상기 확경부의 골부의 연장선상에 있는 원래의 관경부의 골부에는 상기 제1결합부에 끼워지도록 외향 돌출된 형태의 제2결합부가 구비되어, 상기 제1결합부와 제2결합부 사이를 절단한 다음 원주 방향으로 압축시키면 상기 확경부가 상기 원래의 관경부 외주 측에 위치하면서 제1결합부와 제2결합부의 결합이 이루어지게 되는 제작이 용이한 결합식 파이프를 제공한다.

상기 구성에 있어서, 상기 제1결합부와 상기 제2결합부는 각각 직삼각형 단면 구조로 이루어질 수 있다.

위와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 결합수단들이 파이프의 골부에 돌출된 형태로 형성이 되기 때문에, 결합수단을 성형하기 위한 금형의 해당 부위는 가공이 용이한 홈으로 제작이 됨으로써, 기존의 결합식 파이프에 구비되는 결합수단에 비해 금형의 제작이 쉽고 간단하게 이루어질 뿐만 아니라 금형 제작 비용도 절감되는 효과가 있다.

도 1a는 결합식 파이프의 압출 성형 상태를 예시한 단면도이다.
도 1b는 도 1a의 결합식 파이프에 수용물이 수용된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 2는 종래의 축경부가 구비된 주름관을 형성하는 제작 과정별 금형과 이 금형에 의해 제작된 파이프를 나타낸 도면들이다.
도 3은 종래의 주름관의 산부 측면에 함입된 형태의 결합수단이 구비된 파이프를 성형하기 위한 제작 과정별 금형과 이 금형에 의해 제작된 파이프를 나타낸 도면들이다.
도 4는 종래의 주름관의 산부 측면에 돌출된 형태의 결합수단이 구비된 파이프를 성형하기 위한 금형과 이 금형에 의해 제작된 파이프를 나타낸 도면들이다.
도 5는 종래의 주름관의 산부 상측에 함입된 형태의 결합수단이 구비된 파이프를 성형하기 위한 금형과 이 금형에 의해 제작된 파이프를 나타낸 도면들이다.
도 6은 본 발명에 따른 결합식 파이프의 실시예에 대한 압출 성형 상태를 나타낸 사시도이다.
도 7a는 도 6의 파이프에 대한 원주 방향 단면도이다.
도 7b는 도 7a의 파이프를 길이 방향으로 절단한 상태를 나타낸 단면도이다.
도 7c는 도 7b의 파이프를 결합수단에 의해 결합한 상태를 나타낸 단면도이다.
도 8은 도 6의 파이프를 제작하기 위한 금형의 개략적인 평면도와 측단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예로서 도 7c에 대응되는 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 6은 본 발명에 따른 결합식 파이프의 실시예에 대한 압출 성형 상태를 나타낸 사시도이다. 그리고, 도 7a는 도 6의 파이프에 대한 원주 방향 단면도이고, 도 7b는 도 7a의 파이프를 길이 방향으로 절단한 상태를 나타낸 단면도이며, 도 7c는 도 7b의 파이프를 결합수단에 의해 결합한 상태를 나타낸 단면도이다.

상기 도면들에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 결합식 파이프는 원주 전체에 걸쳐 산부(111,121)와 골부(112,122)가 파이프의 길이 방향을 따라 번갈아 형성되어 있는 주름관이다. 특히, 도 6과 같이 성형된 상태에서, 파이프 본래의 내경과 외경을 형성하는 관경부(110 : 이하, '원래의 관경부'라 함)에 비해 관경(管徑)이 감소된 축경부(120)가 파이프의 길이 방향을 따라 형성되어 있다.

상기 축경부(120)의 골부(121)에는 제1결합부(123)가 구비되어 있고, 그 연장선상에 있는 원래의 관경부(110)의 골부(112)에는 제1결합부(123)에 대응하는 제2결합부(113)가 구비되어 있다. 특히, 제1결합부(123)는 축경부(120)의 골부(121) 외주면으로부터 외향 돌출된 형태로 이루어져 있는데, 예컨대 직삼각형 단면 구조의 돌출부로 형성되어 있다. 그리고, 제2결합부(113)는 제1결합부(123)가 끼워질 수 있도록 내주 측이 홈 형태로 되면서 제1결합부(113)와 동일하게 외향 돌출된 형태로 이루어져 있다. 제1결합부(123)의 내주 측은 홈 형태일 필요는 없지만, 제2결합부(113)와 동일하게 내주 측이 홈 형태로 이루어지는 것이 제작에 용이하다.

이러한 구조로 이루어진 본 실시예의 결합식 파이프에서, 도 7a와 도 7b에서처럼 제1결합부(123)와 제2결합부(113) 사이를 A-A 절단선과 B-B 절단선을 따라 절단한 다음, 파이프를 원주 방향으로 압축시키면 도 7c와 같이 축경부(120)가 원래의 관경부(110) 내주 측에 위치하면서 제1결합부(123)가 제2결합부(113)의 내주 측에서 제2결합부(113)의 홈 안으로 끼워져 결합이 된다.

앞서 언급한 바와 같이 제1결합부(123)와 제2결합부(113)는 직삼각형 단면 구조로 이루어질 수 있는데, 특히 제1결합부(123)의 제2결합부(113)와 마주보는 면이 경사면인 형태로 배치됨과 아울러 제2결합부(113)는 제1결합부(123)와 동일한 방향으로 배치된다. 이에 따라, 제1결합부(123)와 제2결합부(113)가 결합될 때 제2결합부(113)가 제1결합부(123)의 경사면을 타고 쉽게 결합이 이루어지게 되며, 결합 후에는 제2결합부(113)의 수직한 면이 제1결합부(123)의 수직한 면에 걸려서 임의로 빠지지 않게 된다.

한편, 상기와 같이 구성되는 결합식 파이프를 성형하기 위한 금형은 도 8에 예시된 것과 같이 제작이 된다. 즉, 파이프 제품에 형성되는 제1결합부(123)와 제2결합부(113)는 각각 골부(112,122)에 돌출된 형태로 형성되므로, 금형에서 이들 제1결합부(123)와 제2결합부(113)를 성형할 대응 부분은 홈 형태로 형성되어야 한다. 따라서, 금형 소재(200)에는 파이프의 축경부(120)에 해당하는 부위에 축경부 홈을 형성한 다음, 이 축경부 홈에 성형판(210)을 삽입하고, 금형 소재(200)의 원래의 관경부(110)에 해당하는 부위와 성형판(210)에 각각 제1결합부(123)와 제2결합부(113)를 성형할 결합부 홈(211,201)을 가공한다. 이와 같이, 상기 실시예의 결합식 파이프를 성형하기 위한 금형은 종래의 결합식 파이프와 달리 결합수단인 제1결합부(123)와 제2결합부(113)를 성형할 부위에 대해 홈을 절삭하여 가공하는 작업만으로 쉽게 완성할 수 있게 된다.

다음으로, 도 9는 본 발명의 다른 실시예를 나타내고 있는데, 이 실시예는 전술한 실시예와 마찬가지로 산부(311,321)와 골부(312,322)를 가진 주름관이지만, 상기 실시예와 달리 원래의 관경부(310)와 이보다 관경이 확장된 축경부(320)를 구비하도록 성형된다.

그리고, 확경부(320)의 골부(322)에 제1결합부(323)가 구비되고, 그 연장선상에 있는 원래의 관경부(310)의 골부(312)에는 제2결합부(313)가 구비되는데, 제1결합부(323)는 내주 측은 홈 형태이면서 골부(322)의 외주면에서 외향 돌출된 구조로 이루어지고, 제2결합부(313) 역시 동일한 구조로 이루어짐으로써, 제2결합부(313)가 제1결합부(323)의 내주 측으로부터 끼워져 결합될 수 있게 된다.

따라서, 성형 상태의 파이프를 제1결합부(323)와 제2결합부(313) 사이에서 절단한 다음 원주 방향으로 압축시키면, 확경부(320)가 원래의 관경부(310) 외주 측에 위치하게 되면서 제2결합부(313)가 제1결합부(323)의 내주 측에서 제1결합부(323)에 결합이 된다.

본 실시예의 결합식 파이프를 성형하기 위한 금형의 제작은, 전술한 첫 번째 실시예의 축경부에 해당하는 부위를 확경부로 형성하는 구조로 한다는 점에서만 다를 뿐, 나머지 구성은 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 결합식 파이프는 결합수단인 제1결합부와 제2결합부가 파이프의 골부에 돌출된 형태로 형성이 되기 때문에, 이러한 결합수단을 성형하기 위한 금형의 해당 부위는 가공하기에 용이한 홈으로 제작이 된다. 따라서, 기존의 결합식 파이프에 구비되는 결합수단에 비해 금형의 제작이 쉽고 간단하게 이루어지게 된다.

이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

110,310 : 원래의 관경부 111,121,311,321 : 산부
112,122,312,322 : 골부 113,323 : 제1결합부
120 : 축경부 123,313 : 제2결합부
200 : 금형 소재 201,211 : 결합부 홈
210 : 성형판 320 : 확경부

Claims (3)

1. 원주에 산부(111)와 골부(112)가 길이 방향을 따라 번갈아 형성되는 원래의 관경부(110)와, 상기 원래의 관경부의 길이 방향을 따라 상기 원래의 관경부 보다 관경이 감소되게 형성됨과 함께 원주에 산부(121)와 골부(122)가 번갈아 형성된 축경부(120)가 구비된 주름관에 있어서,
   상기 축경부(120)의 골부(122)에는 외향 돌출된 형태의 직삼각형 단면 구조를 갖는 제1결합부(113)가 구비되고, 상기 축경부의 골부의 연장선상에 있는 원래의 관경부(110)의 골부(112)에는 상기 제1결합부(113)가 끼워지도록 내주 측은 홈 형태가 되면서 외향 돌출된 형태의 직삼각형 단면 구조를 갖는 제2결합부(123)가 구비되어, 상기 제1결합부(113)와 제2결합부(123) 사이를 절단한 다음 원주 방향으로 압축시키면 상기 축경부(120)가 원래의 관경부(110) 내주 측에 위치하면서 제1결합부(113)와 제2결합부(123)의 결합이 이루어지게 되는 것을 특징으로 하는 제작이 용이한 결합식 파이프.
   
2. 원주에 산부(311)와 골부(312)가 길이 방향을 따라 번갈아 형성되는 원래의 관경부(310)와, 상기 원래의 관경부의 길이 방향을 따라 상기 원래의 관경부 보다 관경이 확장되게 형성됨과 함께 원주에 산부(321)와 골부(322)가 번갈아 형성된 확경부(320)가 구비된 주름관에 있어서,
   상기 확경부(320)의 골부(322)에 내주 측은 홈 형태가 되면서 외향 돌출된 형태의 직삼각형 단면 구조를 갖는 제1결합부(323)가 구비되고, 상기 확경부의 골부의 연장선상에 있는 원래의 관경부(310)의 골부(312)에는 상기 제1결합부(323)에 끼워지도록 외향 돌출된 형태의 직삼각형 단면 구조를 갖는 제2결합부(313)가 구비되어, 상기 제1결합부(323)와 제2결합부(313) 사이를 절단한 다음 원주 방향으로 압축시키면 상기 확경부(320)가 상기 원래의 관경부(310) 외주 측에 위치하면서 제1결합부(323)와 제2결합부(313)의 결합이 이루어지게 되는 것을 특징으로 하는 제작이 용이한 결합식 파이프.
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