KR101309638B1

KR101309638B1 - 길이 방향으로 단면 면적이 다른 성형보

Info

Publication number: KR101309638B1
Application number: KR1020060130989A
Authority: KR
Inventors: 조봉호
Original assignee: 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2006-12-20
Filing date: 2006-12-20
Publication date: 2013-09-17
Also published as: KR20080057554A

Abstract

본 발명은 길이 방향으로 단면 면적이 다른 성형보에 관한 것으로서, 길이 방향 가운데 부분의 단면 면적이 양단부의 단면 면적보다 큰 웨브 및 상기 웨브와 일체로 절곡되어 형성되는 플랜지를 포함하고, 본 발명에 따른 길이 방향으로 단면 면적이 다른 성형보를 제작하는 방법은, 폭이 일정한 롤을 절단선을 따라서 절단하여 플레이트를 형성하는 단계 및 절곡선을 따라서 상기 플레이트를 절곡하는 단계를 포함하고, 상기 절단선은, 상기 롤의 길이 방향으로 형성된 제1 절단선 및 상기 롤의 길이 방향에 대하여 경사지게 형성된 제2 절단선을 포함한다.

성형보, 단면, 면적, 롤, 포밍, 형강, 빔

Description

길이 방향으로 단면 면적이 다른 성형보{FORMED BEAM THAT HAVE A DIFFERENT SECTION AREA IN A LONGITUDINAL DIRECTION}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 성형보를 나타낸 사시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 성형보를 제조하기 위한 롤을 도시한 평면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 성형보를 제조하기 위한 플레이트를 도시한 평면도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 성형보가 적용된 구조물을 도시한 정면도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 성형보가 적용된 구조물을 도시한 측면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 성형보 105: 제1 섹션

110: 제2 섹션 115: 제3 섹션

120: 웨브 122: 상부 플랜지

122a: 제1 부재 122b: 제2 부재

124: 하부 플랜지 124a: 제3 부재

124b: 제4 부재 220: 롤

200: 절단선 210: 플레이트

300: 절곡선 W1: 제1 폭

W2: 제2 폭 400: 중간 부재

402: 지지 부재 404: 서포트

본 발명은 길이 방향으로 단면 면적이 다른 성형보에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 롤을 절단하여 제작된 금속 판재, 이 금속 판재를 절곡하여 제작되는 길이 방향으로 단면 면적이 다른 성형보에 관한 것이다.

일반적으로 성형보(예를 들어 H형강, C형강)가 적용되는 구조에 따라서 성형보에 가해지는 응력은 각 부분마다 다르다. 예를 들어, 양단부가 단순하게 지지되는 보 부재의 경우에 양단부의 가해지는 응력은 상대적으로 작고 중앙부에 가해지는 응력은 상대적으로 크다. 따라서 중앙부는 큰 단면적이 필요하고 단부는 비교적 작은 단면적이 필요하다.

하지만 롤포밍(Roll Forming) 공정에 의해서 생산되는 종래의 보 부재들은 길이 방향에 따라 동일한 단면적을 가지고 있다. 이러한 보 부재의 양단부가 지지되는 경우에 양단부는 불필요하게 큰 단면적을 가지고 있고, 불필요하게 중량이 무거워지는 문제점이 있다.

본 발명은 응력이 많이 가해지는 부분은 단면 면적이 넓고 응력이 작게 가해지는 부분은 단면 면적이 좁게 형성되어 길이 방향으로 단면 면적이 다른 성형보를 제공한다.

본 발명에 따른 길이 방향으로 단면 면적이 다른 성형보는, 길이 방향 가운데 부분의 단면 면적이 양단부의 단면 면적보다 큰 웨브 및 상기 웨브와 일체로 절곡되어 형성되는 플랜지를 포함한다.

또한 본 발명의 실시예에서, 상기 웨브의 양단부는 제1 폭을 가지고 있고, 상기 웨브의 가운데 부분은 상기 제1 폭보다 큰 제2 폭을 가질 수 있고, 상기 플랜지는, 상기 웨브의 상단에 형성되는 상부 플랜지 및 상기 웨브의 하단에 형성되는 하부 플랜지를 포함할 수 있으며, 상기 상부 플랜지는, 상기 웨브에서 연장되어 절곡된 제1 부재 및 상기 제1 부재에서 연장되어 절곡된 제2 부재를 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서, 상기 하부 플랜지는, 상기 웨브에서 연장되어 절곡된 제3 부재 및 상기 제1 부재에서 연장되어 절곡된 제4 부재를 포함할 수 있고, 상기 제3 부재와 상기 제4 부재의 길이는 상기 웨브의 길이 보다 작을 수 있다.

아울러, 본 발명에 따른 길이 방향으로 단면 면적이 다른 성형보를 제작하는 방법은, 폭이 일정한 롤을 절단선을 따라서 절단하여 플레이트를 형성하는 단계, 및 절곡선을 따라서 상기 플레이트를 절곡하는 단계를 포함하고, 상기 절단선은, 상기 롤의 길이 방향으로 형성된 제1 절단선 및 상기 롤의 길이 방향에 대하여 경사지게 형성된 제2 절단선을 포함한다.

또한 본 발명의 실시예에 따라서, 상기 절단선은 상기 롤의 길이 방향과는 직교하는 제3 절단선을 더욱 포함할 수 있고, 상기 절곡하는 단계는, 롤포밍 공정을 포함할 수 있으며, 상기 절곡선은, 상기 플레이트의 길이 방향으로 형성될 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여, 본 발명의 실시예에 따른 길이 방향으로 단면 면적이 다른 성형보에 대해 상세히 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 성형보(100)는 웨브(120), 웨브(120)의 상부에서 연장되어 절곡 형성된 상부 플랜지(122) 및 웨브(120)의 하부에서 연장되어 절곡 형성된 하부 플랜지(124)를 포함한다.

상부 플랜지(122)는 제1 부재(122a)와 제2 부재(122b)를 포함하되, 제1 부 재(122a)는 웨브(120)에서 연장 절곡되어 웨브(120)와는 수직하게 형성되고, 제2 부재(122b)는 제1 부재(122a)에서 연장 절곡되어 제1 부재(122a)와는 수직하게 형성된다.

본 발명의 실시예에서 상부 플랜지(122)의 길이와 웨브(120)의 길이는 같다. 또한 본 발명의 다른 실시예에서 제1 부재(122a)와 웨브(120)가 교차하는 각도는 달라질 수 있다. 마찬가지로 제1 부재(122a)와 제2 부재(122b)가 교차하는 각도도 달라질 수 있다.

하부 플랜지(124)는 제3 부재(124a)와 제4 부재(124b)를 포함하되, 제3 부재(124a)는 웨브(120)에서 연장 절곡되어 웨브(120)와는 수직하게 형성되고, 제4 부재(124b)는 제3 부재(124a)에서 연장 절곡되어 제3 부재(124a)와는 수직하게 형성된다.

본 발명의 실시예에서 하부 플랜지(124)의 길이는 웨브(120)의 길이보다 작다. 또한 본 발명의 다른 실시예에서 제3 부재(124a)와 웨브(120)가 교차하는 각도는 달라질 수 있다. 또한 본 발명의 다른 실시예에서 제4 부재(124b)와 제3 부재(124a)가 교차하는 각도는 달라질 수 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 성형보(100)는 길이 방향으로 단면 면적이 다르게 형성된다. 좀 더 상세하게 설명하면, 성형보(100)는 제1 섹션(105), 제2 섹션(110) 및 제3 섹션(115)을 포함한다.

제1 섹션(105)은 성형보(100)의 단부로서 단면 면적이 가장 작고, 제3 섹션(115)은 성형보(100)의 가운데 부분으로서 단면 면적이 가장 크다. 제1 섹 션(105)과 제3 섹션(115) 사이에 형성된 제2 섹션(110)은 길이 방향(도면에서 y축 방향)으로 단면 면적이 점차 커지는 구조를 가지고 있다.

또한 제1 섹션(105)에는 상부 플랜지(122)에 총 2개의 절곡부가 형성되고, 제3 섹션(115)은 상부 플랜지(122)와 하부 플랜지(124)에 총 4개의 절곡부가 형성된다. 한편 제2 섹션(110)은 길이 방향으로 절곡부가 2개인 부분과 절곡부가 4개인 부분이 함께 형성된 구간이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 롤(220)은 길이 방향으로 폭이 일정한 형상을 가지고 있다. 이러한 롤(220)은 롤포밀 공정을 통해 제작될 수 있다. 즉, 다단의 성형기를 통과하면서 성형보로 제작된다.

본 발명의 실시예에서는, 롤(220)을 성형기에 통과시키기 전에 절단하여 일정한 형상의 플레이트(210)를 제작한다. 이렇게 제작된 플레이트(210)를 성형기를 통과시켜서 본 발명의 실시예에 따른 길이 방향으로 단면 면적이 다른 성형보(100, 도 1)를 제작하게 된다.

먼저 도 2를 참조하여 길이 방향으로 단면 면적이 다른 성형보(100)를 제작하는 방법에 대해서 좀더 상세하게 설명한다.

도시한 바와 같이, 길이 방향으로 폭이 일정한 롤(220)은 먼저 가상의 절단선(200)을 따라서 여러 개의 플레이트(210a, 210b)로 절단된다. 절단선(200)은 제1 절단선(202), 제2 절단선(204) 및 제3 절단선(206)을 포함하여 구성된다.

제1 절단선(202)은 롤(220)의 길이 방향과 평행하게 형성되고, 제2 절단선(204)은 롤(220)의 길이 방향과 직교하거나 경사지게 형성될 수 있다. 또한 제3 절단선(206)은 롤(220)의 길이 방향과는 수직하게 형성된다.

본 발명의 실시예에 따라서 절단된 롤(220)은 모두 플레이트(210)로 제작되기 때며 불필요하게 손실되는 자재가 없다. 한편 길이 방향으로 단면 면적을 달리하기 위해서 성형보에 펀칭(Punching)을 하거나 성형보 일부를 잘라내는 방법을 사용하는 경우에는 자재가 손실되는 문제점이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 롤(220)을 절단하여 형성되는 플레이트(210)는 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 7개의 절단면이 형성된다. 플레이트(210)의 상세한 구조에 대해서는 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 플레이트(210)는 제1 섹션(105), 제2 섹션(110) 및 제3 섹션(115)을 포함한다. 제1 섹션(105)의 제1 폭(W1)은 제3 섹션(115)의 제2 폭(W2)보다 작다. 한편 제2 섹션(110)은 제1 폭(W1)에서 제2 폭(W2)으로 증가하는 구조를 가지고 있다.

도시한 바와 같이, 플레이트(210)는 가상의 절곡선(300)을 따라서 절곡된다. 절곡선(300)은 제1 절곡선(302), 제2 절곡선(304), 제3 절곡선(306) 및 제4 절곡선(308)을 포함한다. 본 발명의 실시예에서는 절곡선(300)이 4개이지만, 다른 실시예에서는 절곡선(300)의 개수가 달라질 수 있다.

전술한 바와 같이 플레이트(210)가 롤포밍 공정(미도시)을 통하여 절곡선(300)을 따라서 절곡되면, 도 1에 도시된 바와 같이 길이 방향으로 단면 면적이 다른 성형보(100)가 완성된다.

본 발명의 실시예에 따른 길이 방향으로 단면 면적이 다른 성형보(100)를 생산하기 위해서 전술 한 바와 같이 롤(220)을 절단하는 공정을 거치지만, 자재의 손실이 거의 없기 때문에 제작 비용이 절감되는 효과가 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 성형보가 적용된 구조물을 도시한 정면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 성형보가 적용된 구조물을 도시한 측면도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 성형보(100)의 양단부 하부측에는 서포트(404)와 지지 부재(402)가 배치되고, 성형보(100)의 양단부는 지지 부재(402) 위에 배치된다. 또한 성형보(100)와 지지 부재(402) 사이에는 중간 부재(400)가 개재된다.

본 발명의 실시예에 따른 성형보(100)는 전체적인 구조물의 높이를 낮아지게 하는 효과와 더불어 구조물 전체의 중량을 가볍게 하는 효과를 준다.

도 5에 도시한 바와 같이, 성형보(100)는 중간 부재(400)를 감싸는 구조를 가지고 있고, 지지 부재(402)와는 직접적으로 접촉하지 않는다.

본 발명의 실시예에 따른 중간 부재(400)는 목재, 플라스틱 및 금속을 포함하는 군에서 선택된 재질로 형성될 수 있다. 특히 본 발명의 실시예에 따른 중간 부재(400)는 성형보(100)와 지지 부재(402) 사이에 진동과 소음을 흡수할 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.

본 발명에 따른 길이 방향으로 단면 면적이 다른 성형보에 의하면, 롤을 절단하여 제작되는 플레이트를 절곡함으로써 손실되는 자재가 거의 없어서 제조비용이 절감되는 효과가 있다.

아울러, 완성된 성형보는 불필요한 부분이 형성되지 않음으로써 성형보의 중량이 일반보에 비해서 가벼워지는 효과가 있다.

Claims

양단부가 지지되되, 길이 방향으로 단면 면적이 다른 성형보에 있어서,

길이 방향 가운데 부분의 단면 면적이 양단부의 단면 면적보다 크도록 상부의 길이가 길고, 하부의 길이는 짧게 형성되는 웨브; 및

상기 웨브의 상부와 하부가 절곡되어 형성되는 플랜지;를 포함하고,

상기 플랜지는,

상기 웨브의 상부에 형성되는 상부 플랜지; 및

상기 웨브의 하부에 형성되는 하부 플랜지; 를 포함하고,

상기 상부 플랜지는,

상기 웨브의 상부에 형성되고, 상기 웨브의 전체 길이와 대응하는 상부 플랜지; 및

상기 웨브의 하부에 형성되고, 상기 웨브의 가운데 부분에 대응하여 상기 상부 플랜지의 길이보다 짧게 형성되는 하부 플랜지; 를 포함하고,

상기 상부 플랜지는,

상기 웨브의 상단에서 연장되어 일체로 절곡된 제1 부재; 및

상기 제1 부재에서 연장되어 일체로 절곡된 제2 부재; 를 포함하고,

상기 하부 플랜지는,

상기 웨브의 하단에서 연장되어 일체로 절곡된 제3 부재; 및

상기 제3 부재에서 연장되어 일체로 절곡된 제4 부재; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 길이 방향으로 단면 면적이 다른 성형보.
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제1 항에 있어서,

상기 제3 부재와 상기 제4 부재의 길이는 상기 웨브의 길이 보다 작은 것을 특징으로 하는 길이 방향으로 단면 면적이 다른 성형보.
양단부가 지지되되, 길이 방향으로 단면 면적이 다른 성형보를 제조하는 방법에 있어서,

폭이 일정한 롤을 절단선을 따라서 절단하여 플레이트를 형성하는 단계; 및

상기 플레이트의 길이 방향으로 형성되는 절곡선을 따라서 상기 플레이트를 절곡하는 단계; 를 포함하고,

상기 절단선은,

상기 롤의 길이 방향으로 형성된 제1 절단선;

상기 롤의 길이 방향에 대하여 경사지게 형성된 제2 절단선; 및

상기 롤의 길이 방향과는 직교하는 제3 절단선; 을 포함하고,

상기 플레이트를 절곡하는 단계에서,

길이 방향 가운데 부분의 단면 면적이 양단부의 단면 면적보다 크도록 상단은 길이가 길고 하단의 길이는 짧게 형성되는 웨브를 형성하고,

상기 웨브와 일체로 절곡되어 형성되되, 그 상단에는 상기 웨브의 전체 길이와 대응하는 상부 플랜지가 형성되고, 그 하단에는 상기 웨브의 가운데 부분에 대응하여 상기 상부 플랜지의 길이보다 짧게 하부 플랜지가 형성되는 플랜지; 를 형성하며,

상기 상부 플랜지는,

상기 웨브의 상단에서 연장되어 일체로 절곡된 제1 부재; 및

상기 제1 부재에서 연장되어 일체로 절곡된 제2 부재를 포함하고,

상기 하부 플랜지는,

상기 웨브의 하단에서 연장되어 일체로 절곡된 제3 부재; 및

상기 제3 부재에서 연장되어 일체로 절곡된 제4 부재

를 포함하는 것을 특징으로 하는 길이 방향으로 단면 면적이 다른 성형보를 제조하는 방법.
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제7 항에 있어서,

상기 절곡하는 단계는,

롤포밍 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 길이 방향으로 단면 면적이 다른 성형보를 제조하는 방법.
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