KR101327043B1

KR101327043B1 - 압착 확장 결합식 파이프 제조방법 및 그러한 방법에 의한 파이프

Info

Publication number: KR101327043B1
Application number: KR1020130028635A
Authority: KR
Inventors: 박원일
Original assignee: 박원일
Priority date: 2013-03-18
Filing date: 2013-03-18
Publication date: 2013-11-07

Abstract

본 발명은 판재를 원형으로 절곡하여 원통형의 파이프를 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히 용접작업 없이 압착 결합에 의하여 양단이 견고하게 결합되면서 원통형이 완성되도록 한 방식의 파이프 제조방법과 그러한 방법에 의해 만들어지는 파이프에 관한 것이다.
본 발명은 사각소재의 양쪽 측면에 결합을 위한 요철부를 가공하되, 요철부는 양측에 반원형의 결합돌출부 및 결합요입부를 형성하고, 상기 결합돌출부와 결합요입부의 양 옆에는 서로 반대 방향으로 돌출 및 요입되는 반원형의 걸림돌출부와 걸림요입부를 형성하며, 상부금형과 하부금형의 사이에 넣고 중앙에 압착심을 넣은 상태에서 압착력을 가하여 줌으로써 소재가 압착력을 받아 늘어나면서 공간이 메워지는 형태로 결합이 이루어지도록 함을 특징으로 한다.

Description

압착 확장 결합식 파이프 제조방법 및 그러한 방법에 의한 파이프{Pressure and distention joint type pipe manufacturing method}

본 발명은 판재를 원형으로 절곡하여 원통형의 파이프를 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히 용접작업 없이 압착 결합에 의하여 양단이 견고하게 결합되면서 원통형이 완성되도록 한 방식의 파이프 제조방법과 그러한 방법에 의해 만들어지는 파이프에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 금속으로 파이프를 제조하는 방식은 인발 등과 같은 소성가공에 의한 방법과 판재를 말아 만드는 조관에 의한 방법이 있다.

소성가공에 의한 파이프는 외관이 단정하고 경도가 균일한 등의 장점이 있지만, 제조비용이 고가인 단점이 있으며, 조관 파이프는 용접이나 시임 등의 연결부가 존재하므로 외관상 단정하지 못하지만 비용이 저렴한 장점이 있고 직경이 대형인 파이프의 경우 제조가 편리하다.

조관을 하는 방법 중에도 용접과 시임 또는 결합방식 등이 있는데, 기밀이 요구되는 경우에는 용접이 요구되지만 그렇지 않고 외부에서의 압력이나 충격에 대한 강도만 필요한 경우에는 요철결합방식의 조관도 많이 사용된다.

아래 선행기술 문헌에 따르면, 접합하는 양측에 입구보다 내측 공간이 넓은 요부와 선단부 보다 내측 폭이 좁은 돌부가 서로 결합하면서 결합상태가 이루어지도록 한 것인데, 이를 결합하려면 어느 한쪽의 결합부 위나 아래에서 다른 쪽의 결합부가 삽입되면서 결합하여야 하므로 결합 공정이 복잡하고 장치가 복잡해지는 문제가 있었다.

또한, 소재에 요부와 돌부를 형성하는 공정과 장치 또한 복잡하여 비용이 상승하게 되고, 미리 형성된 돌부와 요부가 결함됨으로 인해 결합된 요철부의 틈새가 정밀하게 일치되지 못하므로 충격에 의해 결합부가 잘 분리되거나 틈새에 의해 강도가 균일하지 못하게 되는 것이며, 따라서 힘이나 충격을 감당하는 용도로 조관된 파이프가 사용되는 경우에는 안전상에 많은 문제를 내포하고 있다 할 것이다.

등록특허공보 10-676846(2007.02.01)

상기 문제점을 감안하여 안출한 본 발명은 결합 방식으로 파이프를 제조하되 그 걸림이 매우 정밀하고 견고하여 측방향에서 압력을 받는 용도로 사용되더라도 강력한 경도를 얻을 수 있는 파이프의 제조방법의 안출과 그에 의한 파이프의 제공을 목적으로 한다.

제조하고자 하는 파이프의 길이와 직경을 감안하여 판형의 최초소재를 사각형으로 절단하여 사각소재를 준비하고, 사각소재의 양쪽 측면에 결합을 위한 요철부를 가공하되, 요철부는 양측에 반원형의 결합돌출부 및 결합요입부를 형성하고, 상기 결합돌출부와 결합요입부의 양 옆에는 서로 반대 방향으로 돌출 및 요입되는 반원형의 걸림돌출부와 걸림요입부를 형성하며, 걸림요입부의 직경이 걸림돌출부보다 크게 구성하여 결합시 사이에 공간이 생기도록 하며, 상기 가공소재의 요철부들이 형성된 양쪽을 절곡하여 절곡부를 갖도록 하고, 상기 절곡소재를 벤딩금형에 안착시켜 눌러 줌으로써 U자형으로 벤딩되게 하고, 상기 U자소재를 상부금형과 하부금형의 사이에 넣고 중앙에 압착심을 넣은 상태에서 압착력을 가하여 줌으로써 소재가 압착력을 받아 늘어나면서 공간이 메워지는 형태로 결합이 이루어지도록 함을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 제조공정이 간단하므로 제조에 소요되는 비용이 저렴하고 생산률을 높일 수 있는 장점이 있으며, 압착에 의해 공간에 채워지면서 최종 결합이 완료되는 형태이므로 결합상태가 매우 견고하고 정밀하게 되어 외관상 우수한 장점이 있고 또한 견고한 결합력을 가지므로 측압을 받는 용도로 사용되더라도 높은 강도를 얻을 수 있는 파이프를 제공하게 되는 것이다.

도 1은 본 발명의 소재절단부터 성단부절곡 공정까지의 순서도
도 2는 본 발명의 U자형 벤딩 공정을 나타낸 공정 설명도
도 3은 본 발명의 압착성형 공정을 나타낸 공정 설명도
도 4는 본 발명의 압착성형 공정에 의한 요철부 결합상태도
도 5는 본 발명에 의해 제조된 파이프의 사시도

이하 본 발명을 구현하기 위한 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 살펴보면 다음과 같다.

본 발명의 제조방법에 대하여 순서대로 설명한다.

소재절단

제조하고자 하는 파이프의 길이와 직경을 감안하여 판형의 최초소재(1-1)를 사각형으로 절단하여 사각소재(1-2)를 준비한다.

요철부가공

사각소재(1-2)의 양쪽 측면 즉 파이프로 말아질 때 맞닿는 부분의 측면에 결합을 위한 요철부(10)를 가공하여 가공소재(1-3)를 준비한다.

이때 요철부(10)는 일측에 반원형의 결합돌출부(10-1)를 형성하고 이에 대응되는 반대 측에는 반원형의 결합요입부(10-2)를 형성하며, 상기 결합돌출부(10-1)와 결합요입부(10-2)의 양 옆에는 서로 반대 방향으로 돌출 및 요입되고 크기가 결합돌출부(10-1) 및 결합요입부(10-2)보다 작은 반원형의 걸림돌출부(10-3)와 걸림요입부(10-4)를 형성하였는데, 걸림돌출부(10-3)와 걸림요입부(10-4)가 이루는 반원형의 중심(C)은 상기 결합돌출부(10-1)와 결합요입부(10-2)의 중심(C1)보다 결합돌출부(10-1)의 후방 쪽으로 이동한 위치이다.

그리고 걸림요입부(10-4)의 직경이 걸림돌출부(10-3)보다 크게 구성하여 결합시 사이에 공간(S)이 생기도록 하면서, 걸림돌출부(10-3) 사이의 거리(L1)는 결합돌출부의 폭(L2)보다 크거나 같게 하여 서로 간에 마주보고 진입시 간섭을 받지않고 결합요입부(10-2)에 결합돌출부가(10-1) 삽입될 수 있도록 하고, 결합돌출부(10-1) 양쪽에 구성되는 걸림요입부(10-4) 사이 거리(L3)는 결합돌출부(10-4)의 폭(L2)보다 좁게 형성한다.

따라서 이후 설명할 압력에 의한 확장으로 걸림돌출부(10-3)가 확장되면 걸림 요입부(10-4) 간의 사이 공간(S)에 채워지면 결합시와 반대 방향으로 벌리는 힘이 작용하여도 양측 요철부(10)가 서로 분리되지 않도록 한 것이다.

선단부 절곡

상기 가공소재(1-3)의 요철부(10)들이 형성된 양쪽을 10도 내지 20도의 각도로 절곡하여 절곡부(11)를 갖는 절곡소재(1-4)를 만드는데, 절곡부(11)의 절곡방향은 원통형으로 성형시 절곡되는 방향이다.

U자형 벤딩

도 2에서 볼 수 있듯이, 상기 절곡소재(1-4)를 벤딩금형(20)에 안착시켜 눌러 줌으로써 U자형으로 벤딩되는 U자소재(1-5)를 가공하되, 벤딩금형(20)에는 최종적으로 제조할 파이프의 외경과 같은 직경의 반원부(21-1)와 반원부(21-1)에 연이어 직선으로 된 연장부(21-2)로 구성된 벤딩홈(21)을 형성한 것이고, 여기에 절곡소재(1-4)의 중간이 벤딩홈(21)의 중간에 위치하도록 안착시킨 후, 상부에 가압구(22)를 눌러 벤딩을 실시하는데, 가압구(22)는 상기 반원부(21-1)의 직경 크기에서 소재의 두께 두 배를 뺀 크기의 직경을 갖는 반원부(22-1)를 갖고 일직선으로 된 연장부(22-1)를 구성한 것이다.

이러한 가압구(22)가 절곡소재(1-4)의 중앙부를 눌러 주면서 벤딩홈(21)의 형상과 같은 형태로 벤딩이 이루어진다.

압착성형

도 3 및 도 4에서 볼 수 있듯이, 상기 U자소재(1-5)를 상부금형(30)과 하부금형(31)의 사이에 넣고 중앙에 압착심(32)을 넣은 상태에서 압착력을 가하여 줌으로써 파이프(1)의 제조가 완료되도록 하는데, 압착심(32)의 직경은 상기 가압구(22)의 직경보다 2~5% 크게 하였고, 상부금형(30)과 하부금형(31)의 내경은 상기 벤딩금형(20)의 내경과 같고 최종적으로 제조할 파이프(1)의 외부 직경 크기로 한다.

상기 과정에서는 하부금형(31)의 반원부(31-1)에 상기 공정에서 벤딩된 U자소재(1-5)를 삽입하고 내부에 압착심(32)을 삽입한 상태에서 상부금형(30)이 하강하면, U자소재(1-5)의 양측 선단의 절곡부(11)가 상부금형(30)의 반원부(30-1) 내부를 미끄러지면서 점차 원형으로 구부러지는 것이다.

상부금형(30)이 계속 하강하여 하부금형(31)에 거의 맞물리면 U자소재(1-5) 선단의 요철부(10)가 서로 맞물리게 되는데, 요철부(10)의 결합돌출부(10-1)가 결합요입부(10-2)의 내부로 진입하고, 동시에 걸림돌출부(10-3)가 걸림요입부(10-4)의 내부로 진입을 하며, 이때 결합돌출부(10-1)의 폭(L2)보다 걸림돌출부(10-3) 사이 거리(L1)가 크거나 같으므로 진입하는데 걸림이 없이 결합이 이루어지며, 걸림돌출부(10-3)와 걸림요입부(10-4) 사이에는 공간(S)이 존재하는 상태가 된다.

요철부(10)의 결합이 이루어진 다음에는 압착이 가해지는데 압착심(32)의 직경이 가압구(32)에 의해 만들어진 소재의 내경보다 좀 더 크므로 소재가 압착력을 받으며 조금 늘어나는 것이며, 이러한 늘어남은 걸림요입부(10-4) 주변과 특히 걸림돌출부(10-3)가 많이 늘어나면서 공간(S)이 메워지는 형태가 된다.

이와 같이 공간(S)이 메워지면 도 4의 마지막 도면과 같이 결합돌출부(10-1)의 양측이 양옆의 걸림돌출부(10-3)에 걸려 분리가 방지되는 형태의 결합이 이루어지는 것이며, 상부금형(30)과 하부금형(31) 및 압착심(32)을 분리하면 도 5와 같은 파이프 제조가 완료되는 것이다.

이와 같은 방법에 의해 제조된 본 발명의 파이프(1)는 사각소재(1-2)가 둥글게 말려 요철부(10)가 결합된 형태로 구성하되, 요철부(10)는 일측에 반원형의 결합돌출부(10-1)가 형성되어 있고 이에 대응되는 반대 측에는 반원형의 결합요입부(10-2)가 형성되어 있으며, 상기 결합돌출부(10-1)와 결합요입부(10-2)의 양 옆에는 서로 반대 방향으로 돌출 및 요입되고 크기가 결합돌출부(10-1) 및 결합요입부(10-2)보다 작은 반원형의 걸림돌출부(10-3)와 걸림요입부(10-4)가 형성되어 있는데, 걸림돌출부(10-3)와 걸림요입부(10-4)가 이루는 반원형의 중심(C)은 상기 결합돌출부(10-1)와 결합요입부(10-2)의 중심(C1)보다 결합돌출부(10-1)가 형성된 쪽으로 이동한 위치이다.

그리고 걸림요입부(10-4)의 직경이 걸림돌출부(10-3)보다 크게 구성하여 결합시 사이에 공간(S)이 생기도록 하면서, 걸림돌출부(10-3) 사이의 거리(L1)는 결합돌출부의 폭(L2)보다 크거나 같게 하여 서로 간에 마주보고 진입시 간섭을 받지않고 결합요입부(10-2)에 결합돌출부가(10-1) 삽입될 수 있도록 하고, 결합돌출부(10-1) 양쪽에 구성되는 걸림요입부(10-4) 사이 거리(L3)는 결합돌출부(10-4)의 폭(L2)보다 좁게 형성하였다.

이와 같은 요철부(10)가 결합된 다음 압착에 의해 소재가 늘어나 걸림요입부(10-4) 주변과 특히 걸림돌출부(10-3)가 많이 늘어나면서 공간(S)이 메워지는 형태가 되며, 공간(S)이 메워지면 결합돌출부(10-1)의 양측이 양옆의 걸림돌출부(10-3)에 걸려 분리가 방지되는 형태의 결합이 이루어지는 것이다.

1: 파이프
1-1: 최초소재
1-2: 사각소재
1-3: 가공소재
1-4: 절곡소재
1-5: U자소재
10: 요철부
10-1: 결합돌출부
10-2: 결합요입부
10-3: 걸림돌출부
10-4: 걸림요입부
11: 절곡부
20: 벤딩금형
21: 벤딩홈
21-1: 반원부
21-2: 연장부
22: 가압구
22-1: 반원부
22-2: 연장부
30: 상부금형
30-1: 반원부
31: 하부금형
31-1: 반원부
32: 압착심

Claims

제조하고자 하는 파이프의 길이와 직경을 감안하여 판형의 최초소재(1-1)를 사각형으로 절단하여 사각소재(1-2)를 준비하는 공정;
사각소재(1-2)의 양쪽 측면에 결합을 위한 요철부(10)를 가공하여 가공소재(1-3)를 준비하되, 요철부(10)는 양측에 반원형의 결합돌출부(10-1) 및 결합요입부(10-2)를 형성하고, 상기 결합돌출부(10-1)와 결합요입부(10-2)의 양 옆에는 서로 반대 방향으로 돌출 및 요입되는 반원형의 걸림돌출부(10-3)와 걸림요입부(10-4)를 형성하며, 걸림요입부(10-4)의 직경이 걸림돌출부(10-3)보다 크게 구성하여 결합시 사이에 공간(S)이 생기도록 하는 공정;
상기 가공소재(1-3)의 요철부(10)들이 형성된 양쪽을 절곡하여 절곡부(11)를 갖는 절곡소재(1-4)를 만드는 공정;
상기 절곡소재(1-4)를 벤딩금형(20)에 안착시켜 가압구(22)로 눌러 줌으로써 U자형으로 벤딩되는 U자소재(1-5)를 가공하는 공정;
상기 U자소재(1-5)를 상부금형(30)과 하부금형(31)의 사이에 넣고 중앙에 압착심(32)을 넣은 상태에서 압착력을 가하여 줌으로써 소재가 압착력을 받아 늘어나면서 공간(S)이 메워지는 형태로 결합이 이루어지도록 하되,
압착심(32)의 직경은 상기 가압구(22)의 직경보다 크게 하고, 상부금형(30)과 하부금형(31)의 내경은 상기 벤딩금형(20)의 내경과 같고 최종적으로 제조할 파이프(1)의 외부 직경 크기로 하여, 압착시 소재가 늘어나 공간(S)이 채워지면서 결합돌출부(10-1)의 양측이 양옆의 걸림돌출부(10-3)에 걸려 분리가 방지되는 형태의 결합이 이루어지는 공정;
으로 되는 것을 특징으로 하는 압착 확장 결합식 파이프 제조방법.
제1항에 있어서,
걸림돌출부(10-3)와 걸림요입부(10-4)가 이루는 반원형의 중심(C)은 상기 결합돌출부(10-1)와 결합요입부(10-2)의 중심(C1)보다 결합돌출부(10-1)의 후방 쪽으로 이동한 위치이고,
걸림돌출부(10-3) 사이의 거리(L1)는 결합돌출부의 폭(L2)보다 크거나 같게 하여 서로 간에 마주보고 진입시 간섭을 받지않고 결합요입부(10-2)에 결합돌출부가(10-1) 삽입될 수 있도록 하고, 결합돌출부(10-1) 양쪽에 구성되는 걸림요입부(10-4) 사이 거리(L3)는 결합돌출부(10-4)의 폭(L2)보다 좁게 형성함을 특징으로 하는 압착 확장 결합식 파이프 제조방법.
삭제
사각소재(1-2)가 둥글게 말려 요철부(10)가 결합된 형태로 구성되는 파이프에 있어서,
요철부(10)는 일측에 반원형의 결합돌출부(10-1)가 형성되고 이에 대응되는 반대 측에는 반원형의 결합요입부(10-2)가 형성되며,
상기 결합돌출부(10-1)와 결합요입부(10-2)의 양 옆에는 서로 반대 방향으로 돌출 및 요입되고 크기가 결합돌출부(10-1) 및 결합요입부(10-2)보다 작은 반원형의 걸림돌출부(10-3)와 걸림요입부(10-4)가 형성되고,
걸림요입부(10-4)의 직경이 걸림돌출부(10-3)보다 크게 구성하여 결합시 사이에 공간(S)이 생기도록 하며,
요철부(10) 결합시에 상부금형(30)과 하부금형(31) 사이에 소재를 넣고 중앙에는 압착심을 넣은 상태에서 압착하되, 상부금형(30)과 하부금형(31)의 내경은 벤딩금형(20)의 내경과 같으면서 최종적으로 제조할 파이프(1)의 외부 직경 크기가 되도록 하고, 압착심은 가압구의 직경보다 크게 구성하여, 압착에 의해 요철부(10)가 결합되면서 소재가 늘어나 공간(S)이 메워짐에 의해 결합돌출부(10-1)의 양측이 양옆의 걸림돌출부(10-3)에 걸려 분리가 방지되는 형태로 구성됨을 특징으로 하는 압착 결합식 파이프 제조방법에 의한 파이프.