KR101366681B1 - 금속수지 복합관의 와인딩 및 직관화 방법, 이를 위해 사용되는 와인더, 및 직관기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속수지 복합관을 환형으로 효과적으로 권취할 수 있다는 장점을 가진다.

Description

금속수지 복합관의 와인딩 및 직관화 방법, 이를 위해 사용되는 와인더, 및 직관기{Methods for winding and unfolding metal-resin complex pipe, winder, and unfolding apparatus used in the same}

본 발명은 관의 와인딩 및 직관화 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 관 특히, 금속수지 복합관을 환형으로 권취하여 다발 형태로 공사현장으로 운반한 후 금속수지 복합관을 곧게 펴서 시공하는 와인딩 및 직관화 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 방법에 사용되는 와인더 및 직관기에 대한 것이기도 하다.

일반적으로, 스테인리스 스틸 관과 같은 고내식성 금속관은 많은 장점을 갖고 있지만 스테인리스 스틸과 같은 고가(高價)의 소재를 사용해야 하기 때문에 제조 단가가 높아지고 벤딩 등의 성형에 한계가 있어서 시공상의 어려움이 많고 직관으로만 제작할 수 밖에 없다.

그리고, 직관으로 제조된 금속관은 운반 등을 위해 소정 길이로 절단되는데, 현장 시공시 금속관을 서로 연결하기 위한 작업에 많은 부품과 노동력 및 작업시간이 소요된다는 문제점이 있다. 또한, 금속관은 지반에 매설된 경우에 토양에 의한 부식, 전기적 부식 등으로부터 자유롭지 못하다는 문제점도 있다.

한편, 수지관은 내식성이 우수하고 가볍고 시공성이 좋으며 가격이 저렴하지만 온도변화에 따른 수축 및 팽창에 의해서 연결부위가 분리되어 누수가 발생되기도 하고 압력에 약하다는 문제점이 있다.

금속관과 수지관의 상기 문제점들을 해결하기 위해서 금속 수지 복합관이 제안되었다. 상기 금속 수지 복합관은, 도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이, 금속관(1)의 외부면에 수지층(2)을 형성하여 이루어진 관이다. 이러한 금속 수지 복합관(3)은 대한민국 특허등록 제10-1094185호 등에 그 구성 및 제조방법이 개시되어 있다.

금속관(1)은 관 내부를 흐르는 유체와 직접 접촉되는 부분으로서, 스테인레스 스틸과 같은 박판 금속으로 이루어지기 때문에 내식성이 우수하다. 수지층(2)은 금속관(1)의 두께 보다 훨씬 두꺼운 두께로 금속관(1)을 감싸는데, 내식성이 우수하고 가격이 저렴한 수지로 이루어진다. 따라서, 금속 수지 복합관(3)은 관 내부를 흐르는 유체에 대한 내부식성이 우수하고 토양에 대한 내부식성도 우수하며 가격도 저렴하다는 장점을 가진다.

그런데, 금속 수지 복합관(3)은 운반의 편의성을 위해, 금속관과 마찬가지로, 소정 길이의 직관으로 제조한다. 그러나, 이러한 직관을 현장에서 시공하기 위해서는 복합관(3)을 서로 연결해야 하고, 이러한 연결 작업에는 많은 부품과 노동력 및 작업시간이 소요된다는 문제점이 있다.

따라서, 금속 수지 복합관(3)을 보다 긴 길이로 제조하되, 운반성 및 시공성을 향상시킬 수 있는 방안이 필요하다.

상술한 바와 같이, 금속 수지 복합관을 보다 긴 길이로 제조하되, 운반성도 향상시킬 수 있는 방안이 필요하였다. 그런데, 기존의 금속관 또는 금속 수지 복합관(3)은 환형으로 권취하기가 거의 불가능하였다. 환형으로 권취될 수 있는 관을 생산하기 위해서는 관의 원형 단면을 유지하면서 권취(와인딩)할 수 있어야 한다. 더불어, 제품의 보관, 운송 등을 고려할 때 관의 단면이 원형을 유지하면서도 권취된 환형의 곡률 반경은 가급적 최소가 되어야 하는 해결과제가 있다.

그러나, 일반적으로 금속관은 재질의 특성상 최소 곡률반경을 얻기 위해 탄성 한계 이상의 굽힘 응력을 받게 되면 원형 단면이 찌그러지거나 혹은 접히면서 관의 형상이 훼손되는 문제가 있다.

본 출원인은 상기 문제점들을 해결하고 환형으로 권취될 수 있는 금속 수지 복합관(도 5, 7, 8, 9, 10, 14의 3a)을 개발하고 대한민국 특허출원 제10-2012-0042189호로 출원한 바 있다.

본 출원인이 개발한 금속 수지 복합관(3a)은 환형으로 권취되더라도 관의 원형단면이 유지되고 물성이 손상되지 않는다. 상기 금속 수지 복합관(3a)은 금속관의 두께가 수지층 두께의 5% 내지 20%가 되도록 하고, 굽힘응력에 대항하여 관의 원형 단면을 훼손 없이 권취하기 위해 금속관에 비해 탄성계수가 매우 작은 합성수지를 피복하여 강성을 보완하고 환형 권취 곡률 반경을 가능한 한 작게 하였다.

이에 따라, 금속 수지 복합관(3a)은 공장에서 아주 긴 길이로 제조된 후 환형으로 권취됨으로써 공사 현장까지의 운반이 용이해졌고 운반비용도 절감될 수 있다. 또한, 아주 긴 길이의 금속 수지 복합관(3a)을 공사현장의 상황에 맞게 공사현장에서 절단하여 직관화 하여 사용할 수 있게 됨으로써 짧은 관을 연결하기 위해서 소요되던 부품, 노동력 및, 작업시간을 절감할 수 있게 되었고 관의 연결부분을 최소화함으로써 연결부분에서의 누수문제도 최소화하였다.

본 발명은 직관 형태로 만들어진 금속수지 복합관(3a)을 환형으로 권취함으로써 공사 현장까지 운반하기에 편리하도록 하고 공사 현장에서는 필요한 길이에 맞추어 금속수지 복합관(3a)을 절단하고 다시 직관으로 만들 수 있는, 금속수지 복합관의 와인딩 및 직관화 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

아울러, 본 발명은 금속수지 복합관(3a)을 효과적으로 권취할 수 있는 와인더, 및 환형으로 권취된 금속수지 복합관을 직관화시키는 직관기를 제공하고자 하는 목적도 가지고 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 와인딩 및 직관화 방법은, (a) 직관 형태로 만들어진 금속 수지 복합관을 환형으로 권취하여 환형 다발로 만드는 단계; (b) 상기 환형 다발을 공사현장으로 운반하는 단계; 및 (c) 상기 환형 다발을 곧게 펴서 직관으로 만드는 단계;를 포함한다.

상기 (a) 단계는 와인더를 이용하여 이루어질 수 있다. 상기 (a) 단계는 환형으로 권취가 완료된 관 다발을 밀어서 꺼내는 단계;를 포함한다.

상기 와인더는, 관을 소정 곡률로 굴곡시키는 굴곡부(40); 및, 굴곡부에 의해 굴곡된 관을 환형으로 권취하는 권취부(60);를 구비할 수 있다.

상기 권취부는, 구동모터의 구동력에 의해 회전되는 제1 링(61); 한쪽 끝단이 제1 링(61)에 연결된 복수 개의 연결 바(63); 및 연결 바(63)의 다른쪽 끝단에 연결된 제2 링(65);을 구비할 수 있다. 복수 개의 연결 바(63)는 제1 링과 제2 링의 원주방향으로 소정 간격으로 설치된다.

상기 굴곡부는, 구동모터의 구동력에 의해 회전되는 메인롤러(41); 및 메인롤러(41)의 양측에 설치된 제1,2 보조롤러(43)(45);를 구비할 수 있다. 상기 관은 제1 보조롤러(43)와 메인롤러(41) 및 제2 보조롤러(45)를 순차적으로 통과하면서 굴곡된다.

상기 메인롤러(41)가 관을 이송시키는 속도와 권취부(60)가 관을 권취하는 속도가 동일한 것이 바람직하다.

상기 (c) 단계는 직관기를 이용하여 이루어질 수 있다.

상기 직관기는 회전 가능하도록 설치된 좌측 롤러(210)(211)와 우측 롤러(230)(231)(232)를 구비하고, 좌측 롤러(210)(211)는 일렬로 배치되고 우측 롤러(230)(231)(232)도 일렬로 배치되되, 우측 롤러(230)(231)(232)와 좌측 롤러(210)(211)는 우측 롤러(230)(231)(232)와 좌측 롤러(210)(211)의 사이로 관이 삽입될 수 있도록 이격된다. 휘어진 관이 우측 롤러(230)(231)(232)와 좌측 롤러(210)(211)의 사이로 삽입되어 이동하는 동안에 좌측 롤러(210)(211)와 우측 롤러(230)(231)(232)가 상기 휘어진 관을 서로에 대해 가압하는 것에 의해서 휘어진 관이 직선 형태로 곧게 펴지게 된다.

상기 좌측 롤러(210)(211)는 두 개의 우측 롤러(230)(231)(232) 사이에 설치된 것이 바람직하다.

또한, 상기 좌측 롤러(210)(211)와 우측 롤러(230)(231)(232) 중 어느 하나가 나머지 하나에 대해 이동 가능하도록 설치되어 관의 직경에 따라 좌,우측 롤러 사이의 간격을 조절할 수 있는 것이 바람직하다.

상기 어느 하나의 롤러는 이동유니트에 설치되어 이동될 수 있다. 상기 이동유니트는, 지지평판; 지지평판 위에서 슬라이딩될 수 있는 슬라이딩 평판; 지지평판에 설치되어 슬라이딩 평판의 슬라이딩을 가이드하는 가이드 부재; 슬라이딩 평판에 설치되어 슬라이딩 평판과 함께 이동되는 상기 어느 하나의 롤러; 및 슬라이딩 평판을 슬라이딩시키는 슬라이딩 구동부;를 구비할 수 있다.

아울러, 상기 관이 유입되는 부분에는 우측롤러(232)와 마주보도록 가이드 롤러(212)가 설치되어 상기 관의 유입을 가이드 하되, 가이드 롤러(212)와 우측롤러(232)는 상기 관이 삽입될 수 있도록 이격된다.

나아가, 가이드 롤러(212)와 우측롤러(232) 중 어느 하나는 나머지 어느 하나에 대해 이동 가능하도록 설치되어 관의 직경에 따라 가이드 롤러(212)와 우측롤러(232) 사이의 간격을 조절할 수 있는 것이 바람직하다.

또한, 롤러(232) (212)의 외주면에는 롤러(232) (212)와 관 사이의 마찰력을 증가시키기 위한 수지가 피복될 수 있다.

아울러, 상기 관은 금속관의 외부면에 수지층이 형성된 금속수지 복합관(3a)이고, 금속관의 두께는 수지층의 두께의 5% 내지 20%인 것이 바람직하다.

본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 직관 형태로 만들어진 금속수지 복합관(3a)을 환형으로 권취함으로써 공사 현장까지 운반하기에 편리하도록 하고 공사 현장에서는 필요한 길이에 맞추어 금속수지 복합관(3a)을 절단하고 다시 직관으로 만들 수 있는, 금속수지 복합관의 와인딩 및 직관화 방법을 제공한다.

둘째, 금속수지 복합관(3a)을 효과적으로 권취할 수 있는 와인더, 및 환형으로 권취된 금속수지 복합관을 직관화시키는 직관기를 제공한다.

도 1은 일반적인 금속수지 복합관을 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II' 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와인딩 및 직관화 방법에 사용되는 와인더의 주요 구성을 보여주는 정면도이다.
도 4는 도 3의 와인더에 구비된 구동력 전달부의 주요 구성을 보여주는 측면도이다.
도 5는 도 3의 와인더에 구비된 굴곡부를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 3의 와인더에 구비된 굴곡부와 권취부를 보여주는 사시도이다.
도 7과 도 8은 도 6의 권취부에 금속수지 복합관이 권취되는 방법을 순차적으로 보여주는 사시도이다.
도 9는 도 3의 와인더에 의해 환형으로 권취된 관 다발을 보여주는 사시도이다.
도 10은 도 6의 권취부에 금속수지 복합관이 권취되는 또 다른 방법을 보여주는 사시도이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와인딩 및 직관화 방법에 사용되는 직관기를 보여주는 사시도이다.
도 12는 도 11의 직관기에 구비된 이동유니트를 보여주는 사시도이다.
도 13은 도 12의 XIII- XIII '에 따른 단면도이다.
도 14는 도 11의 직관기를 이용하여 금속 수지 복합관을 직선형태로 펴는 것을 보여주는 평면 구성도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 실시예들에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

금속수지 복합관(3a)은 금속관의 외부면에 수지층을 형성하여 이루어진 관으로서, 금속관의 두께가 수지층의 두께의 5% 내지 20% 이다. 상기 두께비가 상기 범위 내에 있으면 복합관(3a)을 환형으로 권취할 경우에 금속관의 진원이 유지될 수 있고, 소성을 유지하여 환형 형태(롤 형태)를 유지할 뿐만 아니라, 금속관의 변형을 방지할 수 있다. 이 때, 복합관(3a)이 환형으로 권취되는 경우, 상기 환형의 직경(도 9의 u)은 대략 복합관(3a)의 외경의 20배 내지 50배 인 것이 바람직하다. 한편, 상기 '진원'은 수학적인 의미의 원 또는 그에 근접하거나 유사한 형태로서, 찌그러진 원 예를 들어, 타원이 아닌 것을 의미한다.

상기 두께 비율이 5% 미만인 경우에는 수지층의 탄성 즉, 복원력에 의해 소성이 풀려서 상기 환형 형태(롤 형태)를 유지하지 못하게 되고, 상기 두께 비율이 20%를 초과하는 경우에는 수지층이 금속관의 변형을 막아내지 못할 뿐만 아니라 환형으로 권취하는 것과 직관으로의 환원이 어렵고 금속관의 물성이 변하기 쉬우며 경제성이 떨어진다.

본 발명에 따른 와인딩 및 직관화 방법은 직관 형태로 만들어진 금속 수지 복합관을 와인더를 이용하여 환형으로 권취하는 단계, 환형으로 권취되어 만들어진 금속수지 복합관 다발을 공사 현장으로 운반하는 단계, 공사 현장에서 환형의 금속수지 복합관을 직관기를 이용하여 직관화시키는 단계를 포함한다. 한편, 금속수지 복합관을 직관화시키기 이전 또는 그 이후에 필요한 길이만큼 금속수지 복합관을 절단하는 단계가 추가된다. 그리고, 금속 수지 복합관은 대한민국 특허등록 제10-1094185호 등에 개시된 제조방법으로 만들어질 수 있다. 한편, 본 명세서에서 '직관'은 직선 형태의 관을 의미하는데, 반드시 수학적인 의미에서의 직선 형태를 가지는 관만을 의미하는 것은 아니고 직선 또는 그에 근접하게 곧은 관으로서 곡선 형태로 굽어지지 아니한 관을 의미한다.

상기 각 단계는 금속수지 복합관을 환형으로 권취하기 위한 와인더, 및 금속수지 복합관이 환형으로 권취되어 만들어진 금속수지 복합관 다발을 공사 현장으로 운반한 후 직관화시키기 위한 직관기를 이용한다.

그러면, 아래에서는 와인더와 직관기를 순차적으로 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와인딩 및 직관화 방법에 사용되는 와인더의 주요 구성을 보여주는 정면도이고, 도 4는 상기 와인더에 구비된 구동력 전달부의 주요 구성을 보여주는 측면도이다.

도면을 참조하면, 와인더(100)는 구동력 전달부와, 관(3a)을 굴곡시키는 굴곡부(40) 및, 굴곡된 관(3a)을 권취하는 권취부(60)를 구비한다. 한편, 본 명세서의 도면에서는 구동력 전달부와 굴곡부를 지지하기 위한 프레임의 도시가 생략되었다. 상기 프레임은 구동력 전달부와 굴곡부를 지지하기 위한 통상적인 구조를 가질 수 있는데, 이러한 구조는 본 명세서를 참조한 당업자가 용이하게 알 수 있을 것이므로 여기서는 설명을 생략하기로 한다.

구동력 전달부는 구동모터(21)와, 구동모터(21)의 구동력을 축(25)에 전달하는 기어(22a)(22b)(22c)(22d)와 체인 및, 축(25)의 회전력을 메인 롤러(41)에 전달하는 기어(27a)(27b)(27c)(27d)와 체인을 구비한다.

기어(22b)는 구동모터(21)로부터 전달된 회전력에 의해 회전된다. 기어(22b)의 축과 기어(22c)의 축은 베벨 기어 등에 의해 서로 맞물림으로써 기어의 회전방향이 변경된다.

축(25)은 권취부(60)를 회전시키는 축이다. 축(25)은 베어링(25a)에 의해 회전 가능하도록 지지된다.

축(25)에는 기어(22d)(27a)가 설치되는데, 기어(22d)는 기어(22c)로부터 회전력을 전달받아 회전되어 축(25)을 회전시킨다. 이와 같이 축(25)이 회전됨에 따라 기어(27a)도 회전하게 되는데, 기어(27a)의 회전력은 체인을 통해 기어(27b)로 전달된다.

기어(27b)와 기어(27c)는 축(28)에 설치되는데, 기어(27b)가 회전됨에 따라 축(28)이 회전되고, 축(28)이 회전됨에 따라 기어(27c)도 회전된다.

한편, 메인롤러(41)와 기어(27d)는 축(29)에 설치되는데, 기어(27d)는 기어(27c)로부터 회전력을 전달받아 회전되고, 이에 따라 축(29)이 회전된다. 축(29)이 회전되면 메인롤러(41)가 회전되어 관(3a)을 이송시킬 수 있다.

이와 같이, 구동모터(21)의 회전력은 축(25)을 회전시켜 권취부(60)를 회전시키고, 이와 동시에 메인롤러(41)를 회전시킨다. 따라서, 권취부(60)의 회전과 메인롤러(41)의 회전은 서로 연동될 수 있다. 메인롤러(41)의 회전에 의해 관(3a)이 이송되는 속도와 권취부(60)의 회전에 의해 관(3a)이 권취되는 속도가 동일하도록 메인롤러(41)의 회전속도와 권취부(60)의 회전속도가 정해질 수 있다.

굴곡부(40)는, 도 5에 나타난 바와 같이, 직선형태의 관(3a)을 소정 곡률을 가지도록 굴곡시킨다. 금속수지 복합관은 직선형태로 제조되는데, 이러한 직선형태의 금속수지 복합관은 운반이 곤란하기 때문에 운반성이 떨어진다. 따라서, 금속수지 복합관을 환형으로 권취하기 위해서 굴곡부(40)를 이용하여 소정 곡률을 가지도록 미리 굴곡시킨다.

상기 소정 곡률은 복수 개의 연결 바(63)가 이루는 곡률과 동일하거나 작은 것이 바람직하다. 이것은 굴곡부(40)를 통과한 후 권취부(60)에 권취되었을 때에 관 다발(도 9의 4)이 이루는 환형이 복수 개의 연결 바(63)에 의해 형성된 원 보다 크게 됨으로써 관 다발(4)을 권취부(60)로부터 제거하기 편리하도록 하기 위함이다.

굴곡부(40)는 메인롤러(41)와, 메인롤러(41)의 양측에 설치된 제1,2 보조롤러(43)(45)를 구비한다. 관 제조장치(도면에 미도시)에서 만들어진 관(3a)은 제1 보조롤러(43)와, 메인롤러(41)와, 제2 보조롤러(45)를 순차적으로 통과하면서 굴곡된다. 이를 위해, 메인롤러(41)의 하단이 제1,2 보조롤러(43)(45)의 상단보다 아래에 위치되도록 메인롤러(41)와 제1,2 보조롤러(43)(45)를 설치한다.

상술한 바와 같이, 메인롤러(41)는 구동모터(21)로부터 전달된 회전력에 의해 회전되고, 이에 따라 메인롤러(41)의 회전은 권취부(60)의 회전과 연동된다. 메인롤러(41)가 구동모터(21)로부터 전달된 회전력에 의해 회전되는 것에 대한 대안으로서, 메인롤러(41)는 구동모터(21)와는 별개의 모터(도면에 미도시)로부터 회전력을 전달받을 수도 있다.

권취부(60)는 굴곡부(40)에 의해서 굴곡된 관(3a)을 환형으로 권취한다. 도 6에 나타난 바와 같이, 권취부(60)는 구동모터(21)의 구동력에 의해 회전되는 제1 링(61), 제1 링(61)에 한쪽 끝단이 연결된 복수 개의 연결 바(63) 및, 연결 바(63)의 다른쪽 끝단에 연결된 제2 링(65)을 구비한다.

제1 링(61)은 축(21)으로부터 전달된 회전력에 의해서 회전된다.

연결 바(63)는 그 한쪽 끝단이 제1 링(61)에 고정되고 다른쪽 끝단이 제2 링(65)에 고정된다. 상기 다른쪽 끝단은 제2 링(65)의 외주면에 고정되는 것이 바람직한데, 이것은 권취된 관 다발을 제2 링(65) 쪽으로 밀어내기 편리하도록 하기 위함이다.

연결 바(63)는 복수 개가 제1,2 링(61)(65)의 원주방향을 따라 소정 간격으로 설치된다. 따라서, 복수 개의 연결 바(64)는 원형을 이루도록 배치된다.

그러면, 상기 와인더(100)의 작동과정을 설명하기로 한다.

먼저, 관 제조장치(도면에 미도시)에서 제조된 관(3a)이 굴곡부(40)로 이송된다. 관(3a)은 제1 보조롤러(43), 메인 롤러(41), 제2 보조롤러(45)를 순차적으로 통과하면서 굴곡된다. 메인롤러(41)는 구동모터(21)로부터 전달된 회전력에 의해 회전됨으로써 관(3a)을 이송시킨다.

굴곡부(40)에서 굴곡된 관(3a)은, 도 7에 나타난 바와 같이, 권취부(60)에 권취된다. 이 때, 메인롤러(41)가 관(3a)을 이송시키는 속도와 권취부(60)가 관(3a)을 권취하는 속도가 동일하도록 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 먼저 권취된 관(3a)은 권취가 계속됨에 따라 우측(+x 방향)으로 이동하기 때문에 권취부(60)를 -x 방향으로 이동시킬 필요가 없다.

이와 같은 과정을 거쳐서 관의 권취가 완료되면 관 다발(4)을 제2 링(65) 쪽으로 밀어서 밖으로 꺼낸다. 도 9는 이러한 관 다발(4)이 풀려지는 것을 방지하기 위해 끈(5)으로 묶은 것을 보여준다.

한편, 도 10에 도시된 바와 같이, 관(3a)의 선단을 연결 바(63) 사이를 통해 삽입한 후 권취할 수도 있다. 상기 삽입은 작업자가 관(3a)의 선단을 잡은 후 연결 바(63) 사이로 삽입하는 것에 의해 이루어질 수 있다. 관(3a)의 선단을 연결 바(63) 사이를 통해 삽입한 후 권취하면 권취작업 도중에 관(3a)의 선단이 바깥쪽으로 풀리는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.

이상에서는 본 발명에 따른 와인더가 금속수지 복합관(3a)을 권취하는 경우만을 설명하였으나, 본 발명에 따른 와인더는 금속수지 복합관을 제외한 다른 관을 권취하기 위해 사용될 수도 있다.

와인더(100)에 의해 환형으로 권취된 금속수지 복합관(3a)은 다발(4) 형태로 공사 현장으로 운반된다. 기존의 금속관 등은 운반의 편리성을 위해 소정 길이로 절단된 상태로 운반되었지만 본 발명에 따른 방법은 금속수지 복합관(3a)을 다발(4) 형태로 공사 현장으로 운반하기 때문에 공사 현장에서 필요한 길이만큼 절단하여 사용하기에 편리하고 관 연결 작업이 최소화될 수 있다.

한편, 공사 현장으로 운반된 금속수지 복합관(3a)은 직관기에 의해 직관으로 곧게 펴진다.

도 11은 본 발명에 사용될 수 있는 직관기를 보여주는 사시도이고, 도 12는 상기 직관기에 구비된 이동유니트를 보여주는 사시도이다.

도면을 참조하면, 직관기(200)는 평판 형상의 플레이트(201)와, 플레이트(201) 상에 설치된 좌측 롤러(210)(211)와 우측 롤러(230)(231)(232)를 구비한다.

좌측 롤러(210)(211)는 이동유니트(220)에 회전 가능하도록 설치되고, 우측 롤러(230)(231)(232)는 플레이트(201) 상에 회전 가능하도록 설치된다.

좌측 롤러(210)(211)는 복수 개가 일직선으로 설치되고, 우측 롤러(230)(231)(232)도 복수 개가 일직선으로 설치된다. 바람직하게, 좌측 롤러(210)는 두 개의 우측 롤러(230)(232) 사이에 설치되고, 좌측 롤러(211)는 두 개의 우측 롤러(230)(231) 사이에 설치된다.

그리고, 좌측롤러(210)(211)와 우측롤러(230)(231)(232)는 좌측롤러(210)(211)와 우측롤러(230)(231)(232)의 사이로 관(3a)이 삽입될 수 있도록 이격되는데, 상기 이격 거리는 관(3a)과 롤러(210)(211)(230)(231)(232) 사이에 마찰력이 발생하고, 상기 마찰력에 의해서 관(3a)이 이동될 수 있는 정도의 거리이다. 상기 이격 거리는 이동유니트(220)에 의해서 조절될 수 있는데, 이 점은 아래에서 설명된다.

따라서, 휘어진 금속수지 복합관(3a)이 좌측롤러(210)(211)와 우측롤러(230)(231)(232)의 사이로 삽입된 후 이동되면 좌측롤러(210)(211)와 우측롤러(230)(231)(232)가 서로에 대해서 휘어진 관(3a)을 가압하기 때문에 관(3a)이 직선 형태로 펴질 수 있다.

좌측롤러(210)(211)와 우측롤러(230)(231)(232)는 관(3a)의 형상에 형합되도록 그 외주면이 오목하게 형성되는 것이 바람직하다. 좌,우측롤러(210)(211)(230)(231)(232)의 외주면이 오목하게 형성되어 관(3a)의 형상에 형합되는 것은 관(3a)을 효과적으로 가압하고 이동시키는 데에 유리하다.

상기 이동유니트(220)는 좌측롤러(210)(211) 및 가이드롤러(212)를 우측롤러(230)(231)(232)에 대해 이동시킨다. 이동유니트(220)가 롤러(210)(211)(212)를 이동시키는 것에 의해서 롤러(210)(211)(212)와 롤러(230)(231)(232) 사이의 간격을 관(3a)의 직경에 따라 조절할 수 있다.

상기 이동유니트(220)는 좌측롤러(210)(211)와 가이드롤러(212)를 이동시키기 위한 것이다. 도면에 도시된 세 개의 이동유니트(220)는 그 구조가 동일하므로 아래에서는 좌측롤러(210)가 설치된 이동유니트(220)만을 설명하기로 한다.

도 12에 나타난 바와 같이, 이동유니트(220)는 지지평판(221), 지지평판(221) 위에서 슬라이딩될 수 있는 슬라이딩 평판(223), 지지평판(221)에 설치되어 슬라이딩 평판(223)의 슬라이딩을 가이드하는 가이드 부재(225), 슬라이딩 평판(223)에 설치된 좌측 롤러(210) 및, 슬라이딩 평판(223)을 슬라이딩시키는 슬라이딩 구동부를 구비한다.

슬라이딩 평판(223)은 지지평판(221)의 위에서 슬라이딩되고 가이드 부재(225)는 슬라이딩 평판(223)의 양측에 설치되어 상기 슬라이딩을 가이드한다. 도 6에 나타난 바와 같이, 슬라이딩 평판(223)의 양측에는 계단턱(224)이 형성되고, 가이드 부재(225)의 측면에는 상기 계단턱(224)과 형합하는 계단턱(226)이 형성된다. 상기 계단턱(224)(226)은 서로 협력하여 슬라이딩 평판(223)의 슬라이딩을 가이드한다.

좌측롤러(210)(211) 및 가이드롤러(212)는 슬라이딩 평판(223)에 회전 가능하도록 수직으로 설치된다. 따라서, 슬라이딩 평판(223)이 슬라이딩되어 이동되면 롤러(210)(211)(212)도 함께 이동된다.

슬라이딩 구동부는 슬라이딩 평판(223)을 슬라이딩시킨다. 바람직하게, 슬라이딩 구동부는 외주면에 나사산(227a)이 형성된 나사봉(227)과, 나사봉(227)을 지지하는 지지블럭(228), 나사봉(227)의 끝단을 지지하는 베어링 부재(229) 및, 나사봉(227)을 회전시키는 회전휠(222)을 구비한다.

지지블럭(228)에는 지지블럭(228)을 관통하는 관통공이 형성되어 있고, 관통공의 내주면에는 나사산(227a)과 형합하는 나사산이 형성되어 있다. 그리고, 지지블럭(228)은 슬라이딩 평판(223)과 결합되어 있다. 따라서, 나사봉(227)이 회전되면 지지블록(228)과 슬라이딩 평판(223)이 함께 슬라이딩하게 된다.

베어링 부재(229)는 지지평판(221)에 설치되는데, 나사봉(227)의 끝단을 회전 가능하도록 지지한다. 회전휠(222)은 나사봉(227)을 회전시키기 위한 손잡이다. 한편, 회전휠(222)을 대신하여 또는 회전휠(222)과 함께, 나사봉(227)의 끝단에 구동모터(도면에 미도시)를 설치하여 나사봉(227)을 회전시킬 수도 있는데, 이러한 점은 본 명세서를 참조한 당업자가 그 구성을 쉽게 알 수 있을 것이다.

한편, 우측롤러(230)(231)(232)는 회전 가능하도록 플레이트(201)에 수직으로 설치되는데, 구동모터(도면에 미도시)로부터 전달된 구동력에 의해서 동일한 방향으로 회전되고, 이러한 회전에 의해서 관(3a)이 이동된다.

구동모터의 구동력은 기어 어셈블리(240) 및 체인(241)을 통해 우측롤러(231)에 전달된다. 우측롤러(231)의 아래에는 두 개의 스프라켓이 설치되는데, 하나는 구동모터로부터 구동력을 전달받기 위한 것이고 다른 하나는 상기 구동력을 우측롤러(230)로 전달하기 위한 것이다. 또한, 우측롤러(230)의 아래에는 두 개의 스프라켓이 설치되는데, 하나는 우측롤러(231)로부터 구동력을 전달받기 위한 것이고 다른 하나는 상기 구동력을 우측롤러(232)로 전달하기 위한 것이다. 아울러, 우측롤러(232)의 아래에는 하나의 스프라켓이 설치되어 우측롤러(230)로부터 구동력을 전달받는다.

우측롤러(230)(231)(232)의 사이에는 체인(242)(243)이 설치되어 구동력을 전달하는데, 우측롤러(230)(231)(232)가 동일한 방향으로 회전되도록 체인(242)(243)이 연결된다.

한편, 도 11 및 도 14에 나타난 바와 같이, 복합관(3a)이 유입되는 부분에는 우측롤러(232)와 마주보도록 가이드 롤러(212)가 설치된다. 가이드 롤러(212)와 우측 롤러(232)는 복합관(3a)의 유입을 용이하게 한다.

상기 롤러(232)(212)의 외주면에는 우레탄이 피복될 수 있다. 상기 우레탄은 마찰력을 증가시켜 롤러(232)(212)가 헛도는 것을 방지한다. 한편, 상기 우레탄을 제외한 다른 수지도 롤러(232)(212)와 관 사이의 마찰력을 증가시킬 수 있다면 사용될 수 있다.

이상에서는 롤러(210)(211)(212)가 이동유니트(220)에 설치되어 복합관(3a)의 직경에 따라 이동이 가능하고 우측롤러(230)(231)(232)가 구동모터에 의해 일방향으로 회전되는 구성을 설명하였지만, 우측롤러(230)(231)(232)가 이동유니트(220)에 설치되어 복합관(3a)의 직경에 따라 이동이 가능하고 롤러(210)(211)(212)가 구동모터에 의해 회전되도록 할 수도 있는데, 이러한 구성은 본 명세서를 참조한 당업자가 쉽게 알 수 있을 것이다.

아울러, 직관기(200)의 하단에 바퀴(도면에 미도시)를 설치하여 직관기(200)가 용이하게 이동되도록 할 수도 있다. 직관기(200)의 하단에 바퀴를 설치하는 것은 본 명세서를 참조한 당업자가 용이하게 알 수 있을 것이므로 여기서는 그 설명을 생략하기로 한다.

그러면, 상기 직관기(200)를 이용하여 복합관(3a)을 곧게 펴는 과정을 설명하기로 한다.

먼저, 이동유니트(220)를 이용하여 롤러(210)(211)(212)를 이동시킴으로써 복합관(3a)의 직경에 따라 롤러(210)(211)(212)와 우측롤러(230)(231) 사이의 간격을 조절한다.

이어서, 환형으로 권취된 복합관(3a) 다발(4)의 묶음끈(5)을 풀고, 복합관(3a)의 선단(先端)을 가이드 롤러(212)와 우측롤러(232) 사이로 삽입한다. 가이드 롤러(212)와 우측롤러(232)는 서로 마주보도록 설치되어 있기 때문에 복합관(3a)의 선단만을 가이드 롤러(212)와 우측롤러(232) 사이에 삽입하면 된다.

다음으로, 구동모터를 작동하여 모든 우측롤러(230)(231)(232)를 동일한 방향으로 회전시킨다. 좌측롤러(210)(211)와 가이드롤러(212)가 복합관(3a)을 우측롤러(230)(231)(232)에 대해 가압하고 있는 상태이므로 우측롤러(230)(231)(232)가 회전되면 복합관(3a)이 출구쪽(도 14의 우측)으로 이동한다.

복합관(3a)은 이러한 이동 중에 롤러(210)(211)(212)와 우측롤러(230)(231)(232)의 가압력에 의해서 직선상태로 펴지게 된다.

1 : 금속관
2 : 수지층
3, 3a : 금속 수지 복합관
4 : 금속 수지 복합관의 다발
40 : 굴곡부
41 : 메인롤러
43 : 제1 보조롤러
45 : 제2 보조롤러
60 : 권취부
61 : 제1 링
63 : 연결 바
65 : 제2 링
100 : 와인더
200 : 직관기
210, 211 : 좌측롤러
212 : 가이드 롤러
220 : 이동유니트
221 : 지지평판
222 : 회전휠
223 : 슬라이딩 평판
225 : 가이드 부재
224, 226 : 계단턱
227 : 나사봉
228 : 지지블럭
229 : 베어링 부재
230, 231, 232 : 우측롤러
241, 242, 243 : 체인

Claims (21)

1. 금속 수지 복합관을 환형으로 권취하기 위한 와인더로서,
   관을 소정 곡률로 굴곡시키는 굴곡부(40); 및,
   굴곡부에 의해 굴곡된 관을 환형으로 권취하는 권취부(60);를 구비하고,
   권취부는,
   구동모터의 구동력에 의해 회전되는 제1 링(61);
   한쪽 끝단이 제1 링(61)에 연결된 복수 개의 연결 바(63); 및
   연결 바(63)의 다른쪽 끝단에 연결된 제2 링(65);을 구비하고,
   복수 개의 연결 바(63)는 제1 링과 제2 링의 원주방향으로 소정 간격으로 설치된 것을 특징으로 하는 와인더.
2. 제1항에 있어서,
   굴곡부는,
   구동모터의 구동력에 의해 회전되는 메인롤러(41); 및
   메인롤러(41)의 양측에 설치된 제1,2 보조롤러(43)(45);를 구비하고,
   상기 관은 제1 보조롤러(43)와 메인롤러(41) 및 제2 보조롤러(45)를 순차적으로 통과하면서 굴곡되는 것을 특징으로 하는 와인더.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   연결 바에 권취된 관 다발을 제2 링 쪽으로 밀어서 밖으로 꺼낼 수 있도록 연결 바(63)는 제2 링(65)의 외주면에 고정된 것을 특징으로 하는 와인더.
4. 회전 가능하도록 설치된 좌측 롤러(210)(211)와 우측 롤러(230)(231)(232)를 구비하고, 좌측 롤러(210)(211)는 일렬로 배치되고 우측 롤러(230)(231)(232)도 일렬로 배치되되, 우측 롤러(230)(231)(232)와 좌측 롤러(210)(211)는 우측 롤러(230)(231)(232)와 좌측 롤러(210)(211)의 사이로 관이 삽입될 수 있도록 이격되고,
   휘어진 관이 우측 롤러(230)(231)(232)와 좌측 롤러(210)(211)의 사이로 삽입되어 이동하는 동안에 좌측 롤러(210)(211)와 우측 롤러(230)(231)(232)가 상기 휘어진 관을 서로에 대해 가압하는 것에 의해서 휘어진 관이 직선 형태로 곧게 펴지는 것을 특징으로 하는 직관기.
5. 제4항에 있어서,
   두 개의 우측 롤러(230)(231)(232) 사이에 좌측 롤러(210)(211)가 설치된 것을 특징으로 하는 직관기.
6. 제5항에 있어서,
   좌측 롤러(210)(211)와 우측 롤러(230)(231)(232) 중 어느 하나가 나머지 하나에 대해 이동 가능하도록 설치되어 관의 직경에 따라 좌,우측 롤러 사이의 간격을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 직관기.
7. 제4항에 있어서,
   하단에 설치된 바퀴를 구비하여 이동이 용이한 것을 특징으로 하는 직관기.
8. 제6항에 있어서,
   상기 어느 하나의 롤러는 이동유니트에 구비되고,
   이동유니트는,
   지지평판;
   지지평판 위에서 슬라이딩될 수 있는 슬라이딩 평판;
   지지평판에 설치되어 슬라이딩 평판의 슬라이딩을 가이드하는 가이드 부재;
   슬라이딩 평판에 설치되어 슬라이딩 평판과 함께 이동되는 상기 어느 하나의 롤러; 및
   슬라이딩 평판을 슬라이딩시키는 슬라이딩 구동부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 직관기.
9. 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 관이 유입되는 부분에는 우측롤러(232)와 마주보도록 가이드 롤러(212)가 설치되어 상기 관의 유입을 가이드 하되, 가이드 롤러(212)와 우측롤러(232)는 상기 관이 삽입될 수 있도록 이격되며,
   가이드 롤러(212)와 우측롤러(232) 중 어느 하나는 나머지 어느 하나에 대해 이동 가능하도록 설치되어 관의 직경에 따라 가이드 롤러(212)와 우측롤러(232) 사이의 간격을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 직관기.
10. 제9항에 있어서,
    롤러(232) (212)의 외주면에는 롤러(232) (212)와 관 사이의 마찰력을 증가시키기 위한 수지가 피복된 것을 특징으로 하는 직관기.
11. (a) 직관 형태로 만들어진 금속 수지 복합관을 환형으로 권취하여 환형 다발로 만드는 단계;
    (b) 상기 환형 다발을 공사현장으로 운반하는 단계; 및
    (c) 상기 환형 다발을 곧게 펴서 직관으로 만드는 단계;를 포함하고,
    상기 (c) 단계는 직관기를 이용하여 이루어지고,
    상기 직관기는 회전 가능하도록 설치된 좌측 롤러(210)(211)와 우측 롤러(230)(231)(232)를 구비하고,
    좌측 롤러(210)(211)는 일렬로 배치되고 우측 롤러(230)(231)(232)도 일렬로 배치되되, 우측 롤러(230)(231)(232)와 좌측 롤러(210)(211)는 우측 롤러(230)(231)(232)와 좌측 롤러(210)(211)의 사이로 관이 삽입될 수 있도록 이격되고,
    휘어진 관이 우측 롤러(230)(231)(232)와 좌측 롤러(210)(211)의 사이로 삽입되어 이동하는 동안에 좌측 롤러(210)(211)와 우측 롤러(230)(231)(232)가 상기 휘어진 관을 서로에 대해 가압하는 것에 의해서 휘어진 관이 직선 형태로 곧게 펴지는 것을 특징으로 하는 와인딩 및 직관화 방법.
12. (a) 직관 형태로 만들어진 금속 수지 복합관을 환형으로 권취하여 환형 다발로 만드는 단계;
    (b) 상기 환형 다발을 공사현장으로 운반하는 단계; 및
    (c) 상기 환형 다발을 곧게 펴서 직관으로 만드는 단계;를 포함하고,
    상기 (a) 단계는 와인더를 이용하여 이루어지고,
    상기 (a) 단계에서 환형으로 권취가 완료된 관 다발을 밀어서 꺼내는 단계;를 포함하며,
    와인더는,
    관을 소정 곡률로 굴곡시키는 굴곡부(40); 및,
    굴곡부에 의해 굴곡된 관을 환형으로 권취하는 권취부(60);를 구비하고,
    권취부는,
    구동모터의 구동력에 의해 회전되는 제1 링(61);
    한쪽 끝단이 제1 링(61)에 연결된 복수 개의 연결 바(63); 및
    연결 바(63)의 다른쪽 끝단에 연결된 제2 링(65);을 구비하고,
    복수 개의 연결 바(63)는 제1 링과 제2 링의 원주방향으로 소정 간격으로 설치된 것을 특징으로 하는 와인딩 및 직관화 방법.
13. 제12항에 있어서,
    굴곡부는,
    구동모터의 구동력에 의해 회전되는 메인롤러(41); 및
    메인롤러(41)의 양측에 설치된 제1,2 보조롤러(43)(45);를 구비하고,
    상기 관은 제1 보조롤러(43)와 메인롤러(41) 및 제2 보조롤러(45)를 순차적으로 통과하면서 굴곡되는 것을 특징으로 하는 와인딩 및 직관화 방법.
14. 제12항에 있어서,
    메인롤러(41)가 관을 이송시키는 속도와 권취부(60)가 관을 권취하는 속도가 동일한 것을 특징으로 하는 와인딩 및 직관화 방법.
15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는 직관기를 이용하여 이루어지고,
    상기 직관기는 회전 가능하도록 설치된 좌측 롤러(210)(211)와 우측 롤러(230)(231)(232)를 구비하고,
    좌측 롤러(210)(211)는 일렬로 배치되고 우측 롤러(230)(231)(232)도 일렬로 배치되되, 우측 롤러(230)(231)(232)와 좌측 롤러(210)(211)는 우측 롤러(230)(231)(232)와 좌측 롤러(210)(211)의 사이로 관이 삽입될 수 있도록 이격되고,
    휘어진 관이 우측 롤러(230)(231)(232)와 좌측 롤러(210)(211)의 사이로 삽입되어 이동하는 동안에 좌측 롤러(210)(211)와 우측 롤러(230)(231)(232)가 상기 휘어진 관을 서로에 대해 가압하는 것에 의해서 휘어진 관이 직선 형태로 곧게 펴지는 것을 특징으로 하는 와인딩 및 직관화 방법.
16. 제11항에 있어서,
    두 개의 우측 롤러(230)(231)(232) 사이에 좌측 롤러(210)(211)가 설치된 것을 특징으로 하는 와인딩 및 직관화 방법.
17. 제16항에 있어서,
    좌측 롤러(210)(211)와 우측 롤러(230)(231)(232) 중 어느 하나가 나머지 하나에 대해 이동 가능하도록 설치되어 관의 직경에 따라 좌,우측 롤러 사이의 간격을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 와인딩 및 직관화 방법.
18. 제17항에 있어서,
    상기 어느 하나의 롤러는 이동유니트에 구비되고,
    이동유니트는,
    지지평판;
    지지평판 위에서 슬라이딩될 수 있는 슬라이딩 평판;
    지지평판에 설치되어 슬라이딩 평판의 슬라이딩을 가이드하는 가이드 부재;
    슬라이딩 평판에 설치되어 슬라이딩 평판과 함께 이동되는 상기 어느 하나의 롤러; 및
    슬라이딩 평판을 슬라이딩시키는 슬라이딩 구동부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 와인딩 및 직관화 방법.
19. 제11항에 있어서,
    상기 관이 유입되는 부분에는 우측롤러(232)와 마주보도록 가이드 롤러(212)가 설치되어 상기 관의 유입을 가이드 하되, 가이드 롤러(212)와 우측롤러(232)는 상기 관이 삽입될 수 있도록 이격되며,
    가이드 롤러(212)와 우측롤러(232) 중 어느 하나는 나머지 어느 하나에 대해 이동 가능하도록 설치되어 관의 직경에 따라 가이드 롤러(212)와 우측롤러(232) 사이의 간격을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 와인딩 및 직관화 방법.
20. 제19항에 있어서,
    롤러(232) (212)의 외주면에는 롤러(232) (212)와 관 사이의 마찰력을 증가시키기 위한 수지가 피복된 것을 특징으로 하는 와인딩 및 직관화 방법.
21. 제11항에 있어서,
    상기 관은 금속관의 외부면에 수지층이 형성된 금속수지 복합관(3a)이고, 금속관의 두께는 수지층의 두께의 5% 내지 20%인 것을 특징으로 하는 와인딩 및 직관화 방법.
    

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