KR101443884B1 - 노후관 도막제거를 위한 타격형 도막제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노후관 도막제거를 위한 타격형 도막제거장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 노후관 도막제거를 위한 타격형 도막제거장치는, 노후관의 내면에 형성된 도막을 제거하기 위하여 노후관 도막 제거장비에 장착되는 도막제거장치에 있어서, 상측 끝단에 구비한 도막제거용 펀칭블레이드를 이용하여 도막에 충격을 가함으로써 노후관의 내면에 형성된 도막을 박리하는 봉형상의 도막 타격수단을 적어도 하나 이상 구비하는 타격형 도막제거부; 및 상기 도막 타격수단이 수직방향으로 유동가능하도록 상부면에 출몰가능하게 관통결합되고, 상기 적어도 하나 이상의 도막 타격수단 하측 끝단에 결합되어 상기 도막 타격수단의 수직운동을 유도하는 도막 펀칭용 구동부를 내부공간에 내장하는 도막 펀칭용 외부하우징;을 포함한다.
따라서, 본 발명은, 노후관의 내면 넓은 공간을 밀도있게 가공할 수 있어 잔삭을 최대한 억제할 수 있으면서, 노후관의 내면에 형성된 도막의 제거작업을 수행하는 경우에 시간차를 두고 순차적으로 충격을 가할 수 있어 단시간 안에 도막제거에 필요한 충격의 세기를 만족시킬 수 있는 노후관 도막제거를 위한 타격형 도막제거장치를 제공하는 효과가 있다.

Description

노후관 도막제거를 위한 타격형 도막제거장치 {Coating-layer removal apparatus of punch blade type for regenerating superannuated pipes }

본 발명은 노후관 도막제거를 위한 타격형 도막제거장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 노후관의 내면 넓은 공간을 밀도있게 가공할 수 있어 잔삭을 최대한 억제할 수 있으면서, 노후관의 내면에 형성된 도막의 제거작업을 수행하는 경우에 시간차를 두고 순차적으로 충격을 가할 수 있어 단시간 안에 도막제거에 필요한 충격의 세기를 만족시킬 수 있는 노후관 도막제거를 위한 타격형 도막제거장치에 관한 것이다.

일반적으로 상수도관, 하수도관, 송유관, 가스관 등 유체를 이송하는 관들은 주로 주철관, 강관, 합성수지관, 콘크리트관들이 이용된다.

이 중에서도 대형관은 주로 주철관이나 강관을 이용하게 되는데, 주철관이나 강관 등을 장시간 사용하게 되면, 내부를 통과하는 유체나 기타 이물질 등에 의해 노후화되면서 부식되거나 손상하는 문제가 발생한다.

특히, 주철관 또는 강관으로 이루어진 상수도관의 경우에는 보다 안전한 식수 공급을 위해 그 내부를 코팅하여 산화하는 것을 방지하고 있으나, 장시간 사용하게 되면 관로 내부의 코팅부가 부식되거나 벗겨지는 등의 문제점이 발생한다.

이를 해결하기 위한 방안으로 관로 전체를 교체하는 방법도 있지만 관로 전체를 교체하기 위한 굴착공사는 교통정체를 유발하고, 교체시간과 비용이 많이 소요되며, 교체된 관의 이음부의 누수가 또다시 발생할 수 있어 이로 인한 경제적 손실 및 수명도 짧아지는 문제점이 야기됨에 따라 관로를 그대로 둔 상태에서 개량하는 비굴착 갱생공법들이 적용되고 있다.

종래의 비굴착 노후관 갱생공법에 관한 선행기술로는 이동가능한 대차의 선단에 회전가능하게 설치되어 노후관의 축방향으로 미세한 절단선을 그어 노후관의 내면에 도포되어 있는 도막(스케일)을 제거하는 노후관 도막 제거장비에 관한 기술이 있다.

이러한 종래의 노후관 도막 제거장치는 원형의 칼날을 이용하여 절단 선을 긋고 축 방향으로 하중을 주는 방식과, 직선형의 칼날을 이용하여 지속적인 절단 하중을 주는 방식이다.

종래의 방식은 노후관을 구성하는 강관에 지속적인 하중을 주어 도막을 벗기기 때문에 회전방향으로 지속적으로 큰 힘이 필요하고, 그에 따라 도막제거 장치에 높은 강성을 필요로 하여 이를 견디기 위하여 도막 제거장비를 이동시키는 이동대차의 강성을 높이게 되면 전체적으로 무게가 무거워지고 그로 인해 대차를 이동시키기 위한 전력량이 상승하는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 도막제거 장치의 경우에는 칼날과 칼날 사이의 간격이 넓어 도막 제거 장치의 칼날이 회전함과 동시에 대차가 노후관을 이동하여 스파이럴 형태로 가공하기 때문에 앞서 가공한 칼날의 가공 공간을 재가공하기 어려워 밀도 있는 도막제거 가공작업이 어렵고 이로 인해 도막의 잔삭으로 인해 작업효율이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 도막작업의 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 장비제조비용 및 운용비용을 절감할 수 있는 노후관 도막제거장치에 관한 현실적이고도 적용이 가능한 기술이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

등록특허공보 KR 10-0927341호(공고일 2009.11.19.)

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 노후관의 내면 넓은 공간을 밀도있게 가공할 수 있어 잔삭을 최대한 억제할 수 있으면서, 노후관의 내면에 형성된 도막의 제거작업을 수행하는 경우에 시간차를 두고 순차적으로 충격을 가할 수 있어 단시간 안에 도막제거에 필요한 충격의 세기를 만족시킬 수 있는 노후관 도막제거를 위한 타격형 도막제거장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 노후관 도막제거를 위한 타격형 도막제거장치는, 노후관의 내면에 형성된 도막을 제거하기 위하여 노후관 도막 제거장비에 장착되는 도막제거장치에 있어서, 상측 끝단에 구비한 도막제거용 펀칭블레이드를 이용하여 도막에 충격을 가함으로써 노후관의 내면에 형성된 도막을 박리하는 봉형상의 도막 타격수단을 적어도 하나 이상 구비하는 타격형 도막제거부; 및 상기 도막 타격수단이 수직방향으로 유동가능하도록 상부면에 출몰가능하게 관통결합되고, 상기 적어도 하나 이상의 도막 타격수단 하측 끝단에 결합되어 상기 도막 타격수단의 수직운동을 유도하는 도막 펀칭용 구동부를 내부공간에 내장하는 도막 펀칭용 외부하우징;을 포함할 수 있다.

상기 봉형상의 도막 타격수단은, 체결홀을 중심부에 구비하고 다수개의 칼날이 상기 체결홀의 둘레를 따라 일정간격으로 이격되어 형성되는 펀칭블레이드와; 일단에 상기 펀칭블레이드의 체결홀과 대응되어 체결볼트가 결합되는 결합홀이 형성되며 타측 내부에 중공부를 구비하는 원통형상의 펀칭샤프트와; 상기 펀칭샤프트의 타측으로 구비되는 중공부에 끼워지는 코일형 압력스프링과; 상기 코일형 압력스프링을 누르며 상기 펀칭샤프트의 타측 중공부에 끼워지는 봉형상의 펀칭가이드 샤프트; 및 상기 원통형상의 펀칭샤프트 타단에 형성되는 플랜지부와 대응되게 고정 결합되어 일정압력 이상의 탄성력이 작용하며, 상기 펀칭가이드 샤프트가 상기 펀칭샤프트의 타측방향으로 이탈하는 것을 방지하는 고리형상의 스토퍼;를 구비할 수 있다.

상기 원통형상의 펀칭샤프트에 형성되는 플랜지부와 상기 고리형상의 스토퍼는 체결나사를 위한 체결홀을 각각 구비할 수 있다.

상기 봉형상의 펀칭가이드 샤프트는, 상기 원통형상의 펀칭샤프트 측면을 관통하는 펀칭 가이드용 체결볼트가 경사지게 이동할 수 있는 가이드슬롯을 측면에 구비하여 상기 펀칭 블레이드가 노후관의 내면에 접촉하여 탄성력이 작용하는 경우에 상기 가이드슬롯을 따라 상기 원통형상의 펀칭샤프트를 회전시킬 수 있다.

상기 봉형상의 펀칭가이드 샤프트에 구비되는 가이드슬롯에 의하여 노후관의 도막에 직선타격 및 회전타격을 동시에 가할 수 있다.

상기 봉형상의 펀칭가이드 샤프트는, 상기 고리형상의 스트퍼 내주연에 걸리는 걸림턱을 외주연 둘레에 형성하고, 상기 걸림턱의 형성위치를 조절하여 상기 압력스프링에 작용하는 탄성력을 조절할 수 있다.

상기 타격형 도막제거부는, 길이방향으로 인접하여 배치되는 다수개의 도막 타격수단을 적어도 두 개 이상의 열로 평행하게 배치하고, 상기 도막 펀칭용 구동부에서 구동력이 전달되는 경우에 상기의 서로 다른 열에 배치되는 다수개의 도막 타격수단은 각각 시간차를 가지며 노후관의 도막에 충격을 가할 수 있다.

상기 도막 펀칭용 구동부는, 서보모터; 상기 서보모터의 회전축에 연결되어 회전력을 전달받는 구동기어; 상기 적어도 하나 이상의 도막타격수단이 길이방향으로 인접하여 배치되어 형성되는 하나 이상의 열에 대응되어 상기 구동기어에 순차적으로 맞물려 회전력을 전달받는 하나 이상의 종동기어; 및 상기 하나 이상의 종동기어에 일대일 대응되는 구조로 회전력을 전달받아 상기 도막 타격수단의 수직운동을 유도하는 직선운동으로 변환하는 하나 이상의 도막타격용 캠샤프트 부재;를 구비할 수 있다.

상기 하나 이상의 도막타격용 캠샤프트 부재는 각각, 상기 종동기어로부터 회전력을 전달받으며 상기 하나 이상의 도막타격수단에 대응되는 하나 이상의 단위 샤프트; 각각의 양측면 중 어느 일측면에 상기 각 단위 샤프트의 일단이 결합하고, 일정간격으로 서로 이격된 채 쌍을 이루며 상기 각 단위 샤프트와 순차적으로 결합하고 상기 하나 이상의 도막타격수단에 대응되는 구동캠과 틸트캠; 및 상기 일정간격으로 서로 이격된 구동캠과 틸트캠을 연결시키며 상기 하나 이상의 도막타격수단의 하단에 축 결합되는 종동캠과 축 결합하는 하나 이상의 캠연결부재;를 구비할 수 있다.

상기 하나 이상의 도막타격수단에 대응되는 구동캠과 틸트캠은, 상기 각 단위 샤프트와 순차적으로 결합하는 순서에 따라 시간차를 두고 운동할 수 있도록 진행방향에 따라 일정 각도의 편차를 갖는 것이 바람직하다.

상기 도막 펀칭용 외부하우징은, 상기 도막 타격수단의 하측 일부가 상부면에 관통결합되는 경우에 상기 상부면을 관통하는 상기 도막 타격수단의 하측 일부지점의 둘레를 감싸는 탄성체; 및 상기 탄성체를 상부면의 상측에서 지지고정하는 지지블럭을 구비할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 봉형상의 도막 타격수단을 구성하는 펀칭가이드 샤프트의 외주면의 둘레를 따라 길이방향으로 경사지게 형성되는 가이드슬롯에 의하여 노후관의 도막에 직선타격 및 회전타격을 동시에 가할 수 있는 타격형 도막제거장치를 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 봉형상의 도막 타격수단을 구성하는 펀칭샤프트의 내부 중공부에 끼워지는 코일형 압력스프링에 의하여 도막 타격수단이 도막에 충격을 주더라도 탄성력을 받기 때문에 타격형 도막제거장치로 충격이 전달되지 않아 결과적으로 고장을 방지할 수 있어 제품의 수명을 연장시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 타격형 도막제거장치를 구성하는 도막제거수단들이 하나 혹은 다수의 열로 구성되어 노후관의 내면 넓은 공간을 밀도있게 가공할 수 있어 잔삭을 최대한 억제할 수 있는 효과가 있다.

게다가, 도막에 직접 충격을 주는 펀칭블레이드를 구성하는 다수개의 칼날 사이가 일정간격으로 이격배치되기 때문에 노후관의 내면에 형성된 도막을 펀칭블레이드가 타격하는 경우에도 박리된 도막이 칼날 사이에 형성된 간격으로 용이하게 빠져나갈 수 있어 작업효율을 높이는 효과가 있다.

뿐만 아니라, 본 발명은, 노후관의 내면에 직선타격 및 회전타격을 가하면서도 시간차를 두고 순차적으로 충격을 가할 수 있기 때문에 단시간 안에 도막제거에 필요한 충격의 세기를 만족시킬 수 있으며, 결과적으로 도막제거장치에 큰 힘이 가해지지 않아 종래의 장비에 비해 낮은 강성과 무게로 설계가 가능해져 장비제조비용 및 운용비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 노후관 도막제거를 위한 타격형 도막제거장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 노후관 도막제거를 위한 타격형 도막제거장치의 전체구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 타격형 도막제거부를 구성하는 도막 타격수단의 분해사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 도막 펀칭용 구동부를 구성하는 도막타격용 캠샤프트 부재를 개략적으로 나타내기 위한 구성도이다.
도 5는 도 3에 도시된 도막 타격수단의 펀칭동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 도막 타격수단이 서로 다른 열에 배치되는 경우에 순차적으로 펀칭동작을 수행하는 것을 나타내기 위한 도면이다.
도 7은 인접하여 배치되는 다수개의 도막 타격수단이 순차적으로 펀칭동작을 수행하는 것을 나타내기 위한 도면이다.

본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 노후관 도막제거를 위한 타격형 도막제거장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 노후관 도막제거를 위한 타격형 도막제거장치(70)는 노후관 갱생을 위하여 리니어 스테이지 로봇을 이용하는 노후관 도막 제거장비(1)에 적용될 수 있다.

여기서, 상기 노후관 도막 제거장비(1)는, 회전축(10), 리니어 스테이지 로봇(20), 도막제거유닛(30), 및 접촉식 엔코더(40)를 구비할 수 있다.

본 발명의 실시예에서 상기 노후관 도막 제거장비(1)는, 노후관 내면에서 이동가능한 대차와 결합하여 노후관의 축방향으로 이동하면서 노후관의 내면에 형성된 도막을 제거하는 장비이다.

상기 회전축(10)은, 노후관의 진행방향으로 회전가능하게 설치되며, 상기 리니어 스테이지 로봇(20)의 길이방향 중심부가 부착될 수 있다.

상기 리니어 스테이지 로봇(20)은, 상기 회전축(10)의 일단에 중심부가 수직으로 부착되며, 노후관의 축방향으로 이동하면서 노후관의 내면에 부식이 발생하여 홈이 깊게 패여 있거나 이물질이 쌓여 있을 경우에 적층구조를 갖는 복수개의 스테이지가 자바라형태로 신축되어 노후관의 직경크기 변화에 대응하여 실시간으로 크기를 조정할 수 있다.

이때, 상기 리니오 스테이지 로봇(20)은, 노후관의 직경크기가 변하는 경우에 리니어 액츄에이터 방식으로 구동하여 상술한 바와 같이 양단이 자바라형태의 슬라이딩 방식으로 신축될 수 있는 다층구조를 가질 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 노후관 도막제거를 위한 타격형 도막제거장치(70)가 장착되는 상기 도막제거유닛(30)은, 도면에 도시된 바와 같이, 노후관의 진행방향에 수직으로 배치되는 리니어 스테이지 로봇(20)의 일면 양측 가장자리에 서로 다른 방식을 갖는 진동형 도막제거장치(50) 및 타격형 도막제거장치(70)가 인접하여 배치된 상태로 복수개가 형성되어 쌍을 이루는 구조로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 도막제거유닛(30)은, 상기 진동형 도막제거장치(50)와 타격형 도막제거장치(70)를 인접하여 경사지게 배치시키고 상기 서브스테이지(300)에 구비되는 도막제거유닛 고정판(350)에 결합되는 거치대(60)를 구비할 수 있다.

또한, 상기 접촉식 엔코더(40)는, 상기 복수개의 도막제거유닛(30)을 구성하는 복수개의 도막제거장치 중 서로 마주보는 한 쌍의 도막제거장치에 각각 설치되어 끝단이 상기 노후관의 내면에 접촉하여 노후관의 직경에 대한 길이변화를 정밀하게 측정할 수 있다.

이때, 상기 접촉식 엔코더(40)의 내부에는, 도면에는 도시되지 않았지만 일정간격을 이루는 다수개의 슬릿을 구비하는 슬릿부와 슬릿의 이동여부 및 이동거리를 감지하는 광센서를 구비하여 노후관의 접촉여부를 판단하고 도막제거장치를 작동시킬 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 노후관 도막제거를 위한 타격형 도막제거장치의 전체구성도이다.

도막에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 노후관 도막제거를 위한 타격형 도막제거장치(70)는, 타격형 도막제거부(701) 및 도막 펀칭용 외부하우징(801)을 포함할 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 타격형 도막제거부(701)는, 노후관의 내면에 근접하게 설치되기 위하여 상측 끝단에 형성되는 도막제거용 펀칭블레이드(710)를 구비하는 봉형상의 도막 타격수단(700)을 적어도 하나 이상 포함하며, 상기 도막제거용 펀칭블레이드(710)를 이용하여 도막에 충격을 가함으로써 노후관의 내면에 형성된 도막을 박리할 수 있다.

상기 도막 펀칭용 외부하우징(801)은, 상기 도막 타격수단(700)이 수직방향으로 유동가능하도록 상기 도막 타격수단(700)의 하측 일부가 상부면에 출몰가능하게 관통결합될 수 있다.

또한, 상기 도막펀칭용 외부하우징(801)은, 내부공간에 상기 도막 타격수단(700)의 하측 끝단에 형성된 종동캠(844)과 결합하여 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 도막 펀칭용 구동부(800)를 내장하여 상기 도막 타격수단(700)의 수직운동을 유도할 수 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 도막 펀칭용 구동부(800)는, 서보모터(810), 구동기어(820), 종동기어(830), 및 도막타격용 캠샤프트 부재(840)를 구비할 수 있다.

상기 구동기어(820)는, 상기 서보모터(810)의 회전축에 연결되어 회전력을 전달받을 수 있다.

상기 종동기어(830)는, 상기 하나 이상의 도막타격수단이 길이방향으로 인접하여 배치되어 형성되는 하나 이상의 열에 대응되어 상기 구동기어(820)에 순차적으로 맞물려 회전력을 전달받도록 하나 이상 형성 될 수 있다.

또한, 상기 도막타격용 캠샤프트 부재(840)는, 상기 하나 이상의 종동기어(830)에 일대일 대응되는 구조로 회전력을 전달받아 상기 도막 타격수단(700)의 수직운동을 유도하는 직선운동으로 변환할 수 있다.

상기 도막타격용 캠샤프트 부재(840)에 대한 설명은 하기의 도 4에서 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

한편, 상기 도막 펀칭용 외부하우징(801)은, 상기 도막 타격수단(700)의 하측 일부가 상부면에 관통결합되는 경우에 상기 상부면을 관통하는 상기 도막 타격수단(700)의 하측 일부지점의 둘레를 감싸는 탄성체(802) 및 상기 탄성체(802)를 상부면의 상측에서 지지고정하는 지지블럭(803)을 구비할 수 있다.

여기서, 상기 탄성체(802)는, 상기 도막 타격수단(700)이 수직방향으로 유동이 가능한 정도의 압력을 유지하는 연질의 합성수지로 형성될 수 있다.

도 3은 도 2에 도시된 타격형 도막제거부를 구성하는 도막 타격수단의 분해사시도이다.

도 3을 참조하여 도 2에 도시된 봉형상의 도막 타격수단(700)을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상기 봉형상의 도막 타격수단(700)은, 펀칭블레이드(710), 펀칭샤프트(720), 압력스프링(730), 펀칭가이드 샤프트(740), 및 스토퍼(750)를 구비할 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 펀칭블레이드(710)는, 상기 도 2의 체결볼트(712)에 의하여 상기 펀칭샤프트(720)와 결합되기 위한 체결홀(711)을 중심부에 구비할 수 있고, 상기 체결홀(711)의 둘레를 따라 다수개의 칼날이 일정간격으로 이격 배치되게 형성될 수 있다.

이때, 상기 다수개의 칼날 사이가 일정간격으로 이격배치되기 때문에 노후관의 내면에 형성된 도막을 상기 펀칭블레이드(710)가 타격하는 경우에도 박리된 도막이 칼날 사이에 형성된 간격으로 용이하게 빠져나갈 수 있다.

상기 펀칭샤프트(720)는, 일단에 상기 펀칭블레이드(710)의 체결홀(711)과 대응되어 체결볼트(712)가 결합되는 결합홀(721)이 형성될 수 있다.

또한, 상기 펀칭샤프트(720)는 타측방향 내부에 중공부를 구비하는 원통형상으로 형성될 수 있으며, 상기 펀칭샤프트(720)의 중공부에 상기 코일형 압력스프링(730)이 끼워질 수 있다.

상기 펀칭가이드 샤프트(740)는, 전체 외관이 봉형상으로 형성되어 상기 코일형 압력스프링(730)을 누르며 상기 펀칭샤프트(720)의 타측 중공부에 끼워질 수 있다.

상기 스토퍼(750)는, 상기 펀칭가이드 샤프트(740)가 상기 펀칭샤프트(720)의 타측방향으로 이탈하는 것을 방지하기 위하여 상기 원통형상의 펀칭샤프트(720) 타단에 형성되는 플랜지부(722)와 고정 결합될 수 있는 고리형상으로 형성될 수 있다.

이때, 봉형상을 갖는 펀칭가이드 샤프트(740)의 외주연 둘레에 상기 고리형상을 갖는 스트퍼(750)의 내주연에 걸리는 걸림턱(742)이 형성될 수 있다.

따라서, 상기 스트퍼(750)와 상기 플랜지부(722)가 고정결합되면 상기 압력스프링(730) 및 상기 걸림턱(742)에 의하여 상기 스토퍼(750)와 상기 플랜지부(722) 사이에 일정압력 이상의 탄성력이 작용할 수 있다.

또한, 상기 걸림턱(742)의 형성위치를 조절하여 상기 압력스프링(730)에 작용하는 탄성력을 조절할 수 있다.

상기 플랜지부(722)와 상기 스토퍼(750)는, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 스트퍼(750)와 상기 플랜지부(722)를 체결나사(760)로 고정결합시키기 위하여 체결홀(770)을 구비할 수 있다.

또한, 상기 봉형상의 펀칭가이드 샤프트(740)는, 상기 원통형상의 펀칭샤프트(720) 측면을 관통하는 펀칭 가이드용 체결볼트(722)가 경사지게 이동할 수 있는 가이드슬롯(741)을 측면에 구비할 수 있다.

여기서, 상기 가이드슬롯(741)은, 봉형상의 펀칭가이드 샤프트(740)의 외주면의 둘레를 따라 길이방향으로 경사지게 형성되는 슬롯으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시예에서 상기 펀칭 블레이드(710)가 타격동작을 하면서 노후관의 내면에 접촉하여 탄성력이 작용하는 경우에 상기 펀칭 가이드용 체결볼트(722)의 끝단이 상기 가이드슬롯(741)에 끼워진 상태에서 움직일 수 있다.

이때, 상기 펀칭가이드 샤프트(740)의 외주면의 둘레를 따라 길이방향으로 경사지게 형성된 상기 가이드슬롯(741)의 진행방향에 따라 상기 원통형상의 펀칭샤프트(720)를 회전시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 노후관 도막제거를 위한 타격형 도막제거장치는, 봉형상의 도막 타격수단을 구성하는 펀칭가이드 샤프트의 외주면의 둘레를 따라 길이방향으로 경사지게 형성되는 가이드슬롯에 의하여 노후관의 도막에 직선타격 및 회전타격을 동시에 가할 수 있다.

도 4는 도 2에 도시된 도막 펀칭용 구동부를 구성하는 도막타격용 캠샤프트 부재를 개략적으로 나타내기 위한 구성도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 도막타격용 캠샤프트 부재(840)는, 단위 샤프트(841), 구동캠(842), 틸트캠(843),및 캠연결부재(845)를 구비할 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 단위 샤프트(841)는, 도 2에 도시된 종동기어(830)로부터 회전력을 전달받을 수 있으며, 상기 구동캠(842) 및 틸트캠(843)을 상기 도막타격수단(700)의 수량(N)에 일대일 대응되게 형성할 수 있도록 상기 하나 이상의 도막타격수단(700) 수량에 대응되어 N+1의 수량만큼 준비할 수 있다.

상기 구동캠(842)과 틸트캠(843)은 각각, 양측면 중 어느 일측면에 상기 각 단위 샤프트(841)의 일단이 결합하고, 일정간격으로 서로 이격된 채 쌍을 이루며 상기 각 단위 샤프트(841)와 결합할 수 있다.

이때, 상기 하나 이상의 도막타격수단(700)에 대응되는 수량만큼 상기 구동캠(842)과 틸트캠(843)이 준비될 수 있으며, 상기 하나 이상의 도막타격수단(700)은 상기 각 단위 샤프트(841)와 순차적으로 결합할 수 있다.

상기 캠연결부재(845)는, 상기 일정간격으로 서로 이격된 구동캠(842)과 틸트캠(843)을 연결시키며 상기 하나 이상의 도막타격수단(700) 하단에 축 결합되는 도 2의 종동캠(844)과 축 결합할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 노후관 도막제거를 위한 타격형 도막제거장치는, 도막타격용 캠샤프트 부재(840)를 이용하여 서보모터(810)의 회전력을 도막타격수단(700)에서 필요로 하는 직선왕복운동으로 변환 시킬 수 있다.

한편, 상기 하나 이상의 도막타격수단에 대응되는 구동캠(842)과 틸트캠(843)은, 상기 각 단위 샤프트(841)와 순차적으로 결합하는 순서에 따라 시간차를 두고 운동할 수 있도록 진행방향에 따라 일정 각도의 편차를 줄 수 있으며, 순차적으로 수행되는 타격동작에 대하여 후술하는 도 7에서 상세한 설명을 하기로 한다.

도 5는 도 3에 도시된 도막 타격수단의 펀칭동작을 설명하기 위한 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 도 2에 도시된 타격형 도막제거장치(70)를 구성하는 타격형 도막제거부(701)의 도막 타격수단(700)은, 도 1에 도시된 서보모터(810)의 회전력을 전달받은 도막타격용 캠샤프트 부재(840)가 회전운동을 직선운동으로 변환하여 도막 펀칭용 외부하우징(801)의 상부면에 출몰하게 된다.

이때, 도 3에 도시된 펀칭블레이드(710) 및 펀칭샤프트(720)로 이루어진 조립체가 노후관의 내면에 형성된 도막에 충격을 가하게 된다.

또한, 상기 도막 타격수단(700)은, 상기 펀칭샤프트(720)의 내부 중공부에 끼워지는 코일형 압력스프링(730)에 의하여 상기 펀칭블레이드(710) 및 펀칭샤프트(720)로 이루어진 조립체가 도막에 충격을 주더라도 탄성력을 받기 때문에 상기 타격형 도막제거장치(70)로 충격이 전달되지 않아 결과적으로 고장을 방지할 수 있어 제품의 수명을 연장시킨다.

여기서, 상기 도막 타격수단(700)은, 도 3에 도시된 펀칭블레이드(710) 및 펀칭샤프트(720)가 노후관의 내면에 타격을 줄 때 펀칭가이드 샤프트(740)의 영향을 받는다.

즉, 상기 펀칭블레이드(710) 및 펀칭샤프트(720)로 이루어진 조립체가 도막에 타격을 가할 때 상기 펀칭가이드 샤프트(740)의 측면에 형성된 가이드슬롯(741)의 경로에 따라 전진 및 후퇴하면서 경사지게 이루어진 슬롯을 따라 회전하게 된다.

따라서,본 발명의 실시예에 따른 노후관 도막제거를 위한 타격형 도막제거장치는, 앞서 상술한 바와 같이, 펀칭가이드 샤프트의 외주면의 둘레를 따라 길이방향으로 경사지게 형성되는 가이드슬롯에 의하여 노후관의 도막에 직선타격 및 회전타격을 동시에 가할 수 있어 노후관의 도막에 필요한 타격의 세기를 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 타격형 도막제거장치는, 도 1에 도시된 회전축(10)에 의하여 노후관의 내면에서 이동하면서 회전하기 때문에 상기 펀칭가이드 샤프트의 가이드슬롯에 의해 동시에 유도되는 직선 및 회전타격의 세기 강도를 높일 수 있어 상대적으로 도막제거에 필요한 도막제거장치의 하중을 줄이더라도 도막제거에 필요한 강성을 만족시킬 수 있다.

도 6은 도 5에 도시된 도막 타격수단이 서로 다른 열에 배치되는 경우에 순차적으로 펀칭동작을 수행하는 것을 나타내기 위한 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 도막 타격수단(700)이 노후관의 도막에 충격을 가할 때 서로 다른 열에 배치시켜 시간차를 두고 충격을 가할 수 있다.

즉, 상술한 도 1 내지 도 2를 참조하는 경우에, 타격형 도막제거부(701)는, 길이방향으로 인접하여 배치되는 다수개의 도막 타격수단(700)을 적어도 두 개 이상의 열로 평행하게 배치할 수 있다.

이때, 도막 펀칭용 구동부(800)에서 구동력이 전달되는 경우에 상기의 다른 열에 배치되는 도막 타격수단(700)은 각각 시간차를 가지며 노후관의 도막에 충격을 가할 수 있다.

도 7은 인접하여 배치되는 다수개의 도막 타격수단이 순차적으로 펀칭동작을 수행하는 것을 나타내기 위한 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 하나 이상 다수개의 도막타격수단에 대응되는 다수개의 구동캠(842)과 틸트캠(843)은, 상기 각 단위 샤프트(841)와 순차적으로 결합하는 순서에 따라 시간차를 두고 운동할 수 있도록 진행방향에 따라 일정 각도의 편차를 줄 수 있다.

즉, 인접하여 배치되는 각각의 도막타격수단(700)이 시간차를 두고 노후관의 도막에 충격을 줄 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 노후관 도막제거를 위한 타격형 도막제거장치는, 도 6의 서로 다른 열에 배치되는 도막타격수단(700)이 시간차를 두고 도막에 충격을 주는 것과 동시에, 도 7의 길이방향으로 인접하여 배치되는 다수개의 도막 타격수단(700)이 각각 서로 순차적으로 시간차를 두고 도막에 충격을 줄 수 있기 때문에 종래기술에 비해 큰힘을 필요로 하지않으면서도 단시간 안에 도막제거에 필요한 충격의 세기를 만족시킬 수 있다.

상기와 같이, 본 발명은, 단시간 안에 도막제거에 필요한 충격의 세기를 만족시킬 수 있어 노후관의 내면에서 결과적으로 도막제거장치에 큰 힘이 가해지지 않아 종래의 장비에 비해 낮은 강성과 무게로 설계가 가능해져 장비제조비용 및 운용비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

지금까지 본 발명에 대해서 상세히 설명하였으나, 그 과정에서 언급한 실시예는 예시적인 것일 뿐이며, 한정적인 것이 아님을 분명히 하고, 본 발명은 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상이나 분야를 벗어나지 않는 범위내에서, 균등하게 대처될 수 있는 정도의 구성요소 변경은 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.

1 : 노후관 도막 제거장비 10 : 회전축
20 : 리니어 스테이지 로봇 30 : 도막제거유닛
40 : 접촉식 엔코더 50 : 진동형 도막제거장치
60 : 거치대 70 : 타격형 도막제거장치
700 : 도막 타격수단 701 : 타격형 도막제거부
710 : 도막제거용 펀칭블레이드 711 : 체결홀
712 : 체결볼트 720 : 펀칭샤프트
721 : 결합홀 722 : 플랜지부
730 : 압력스프링 740 : 펀칭가이드 샤프트
741 : 가이드슬롯 742 : 걸림턱
730 : 압력스프링 750 : 스토퍼
760 : 체결나사 770 : 체결홀
800 : 도막 펀칭용 구동부 801 : 도막 펀칭용 외부하우징
802 : 탄성체 803 : 지지블럭
810 : 서보모터 820 : 구동기어
830 : 종동기어 840 : 도막타격용 캠샤프트 부재
841 : 단위샤프트 842 : 구동캠
843 : 틸트캠 844 : 종동캠
845 : 캠연결부재

Claims (11)

1. 노후관의 내면에 형성된 도막을 제거하기 위하여 노후관 도막 제거장비에 장착되는 도막제거장치에 있어서,
   상측 끝단에 구비한 도막제거용 펀칭블레이드(710)를 이용하여 도막에 충격을 가함으로써 노후관의 내면에 형성된 도막을 박리하는 봉형상의 도막 타격수단(700)을 복수개 구비하는 타격형 도막제거부(701); 및
   상기 도막 타격수단(700)이 수직방향으로 유동가능하도록 상부면에 출몰가능하게 관통결합되고, 상기 복수개의 도막 타격수단(700) 하측 끝단에 결합되어 상기 도막 타격수단(700)의 수직운동을 유도하는 도막 펀칭용 구동부(800)를 내부공간에 내장하는 도막 펀칭용 외부하우징(801);을 포함하고,
   상기 타격형 도막제거부(701)는,
   길이방향으로 인접하여 배치되는 복수개의 도막 타격수단(700)을 적어도 두 개 이상의 열로 평행하게 배치하고,
   상기 도막 펀칭용 구동부(800)에서 구동력이 전달되는 경우에 상기의 서로 다른 열에 배치되는 복수개의 도막 타격수단(700)은 각각 시간차를 가지며 노후관의 도막에 충격을 가하는 것을 특징으로 하는 노후관 도막제거를 위한 타격형 도막제거장치
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 봉형상의 도막 타격수단(700)은,
   체결홀(711)을 중심부에 구비하고 다수개의 칼날이 상기 체결홀의 둘레를 따라 일정간격으로 이격되어 형성되는 펀칭블레이드(710)와;
   일단에 상기 펀칭블레이드(710)의 체결홀(711)과 대응되어 체결볼트(712)가 결합되는 결합홀(721)이 형성되며 타측 내부에 중공부를 구비하는 원통형상의 펀칭샤프트(720)와;
   상기 펀칭샤프트(720)의 타측으로 구비되는 중공부에 끼워지는 코일형 압력스프링(730)과;
   상기 코일형 압력스프링(730)을 누르며 상기 펀칭샤프트(720)의 타측 중공부에 끼워지는 봉형상의 펀칭가이드 샤프트(740); 및
   상기 원통형상의 펀칭샤프트(720) 타단에 형성되는 플랜지부(722)와 대응되게 고정 결합되어 일정압력 이상의 탄성력이 작용하며, 상기 펀칭가이드 샤프트(740)가 상기 펀칭샤프트(720)의 타측방향으로 이탈하는 것을 방지하는 고리형상의 스토퍼(750);를 구비하는 것을 특징으로 하는 노후관 도막제거를 위한 타격형 도막제거장치
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 원통형상의 펀칭샤프트(720)에 형성되는 플랜지부(722)와 상기 고리형상의 스토퍼(750)는 체결나사(760)를 위한 체결홀(770)을 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 노후관 도막제거를 위한 타격형 도막제거장치
   
4. 제 2항에 있어서, 상기 봉형상의 펀칭가이드 샤프트(740)는,
   상기 원통형상의 펀칭샤프트(720) 측면을 관통하는 펀칭 가이드용 체결볼트(722)가 경사지게 이동할 수 있는 가이드슬롯(741)을 측면에 구비하여 펀칭 블레이드(710)가 노후관의 내면에 접촉하여 탄성력이 작용하는 경우에 상기 가이드슬롯(741)을 따라 상기 원통형상의 펀칭샤프트(720)를 회전시키는 것을 특징으로 하는 노후관 도막제거를 위한 타격형 도막제거장치
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 봉형상의 펀칭가이드 샤프트(740)에 구비되는 가이드슬롯(741)에 의하여 노후관의 도막에 직선타격 및 회전타격을 동시에 가할 수 있는 것을 특징으로 하는 노후관 도막제거를 위한 타격형 도막제거장치
   
6. 제 2항에 있어서, 상기 봉형상의 펀칭가이드 샤프트(740)는,
   상기 고리형상의 스트퍼(750) 내주연에 걸리는 걸림턱(742)을 외주연 둘레에 형성하고,
   상기 걸림턱(742)의 형성위치를 조절하여 상기 압력스프링(730)에 작용하는 탄성력을 조절하는 것을 특징으로 하는 노후관 도막제거를 위한 타격형 도막제거장치
   
7. 삭제
8. 제 1항에 있어서, 상기 도막 펀칭용 구동부(800)는,
   서보모터(810);
   상기 서보모터(810)의 회전축에 연결되어 회전력을 전달받는 구동기어(820);
   상기 복수개의 도막타격수단이 길이방향으로 인접하여 배치되어 형성되는 복수개의 열에 대응되어 상기 구동기어(820)에 순차적으로 맞물려 회전력을 전달받는 복수개의 종동기어(830); 및
   상기 복수개의 종동기어(830)에 일대일 대응되는 구조로 회전력을 전달받아 상기 도막 타격수단(700)의 수직운동을 유도하는 직선운동으로 변환하는 복수개의 도막타격용 캠샤프트 부재(840);를 구비하는 것을 특징으로 하는 노후관 도막제거를 위한 타격형 도막제거장치
   
9. 제 8항에 있어서, 상기 복수개의 도막타격용 캠샤프트 부재(840)는 각각,
   상기 종동기어(830)로부터 회전력을 전달받으며 상기 복수개의 도막타격수단(700)에 대응되는 복수개의 단위 샤프트(841);
   각각의 양측면 중 어느 일측면에 상기 각 단위 샤프트(841)의 일단이 결합하고, 일정간격으로 서로 이격된 채 쌍을 이루며 상기 각 단위 샤프트(841)와 순차적으로 결합하고 상기 복수개의 도막타격수단(700)에 대응되는 구동캠(842)과 틸트캠(843); 및
   상기 일정간격으로 서로 이격된 구동캠(842)과 틸트캠(843)을 연결시키며 상기 복수개의 도막타격수단(700)의 하단에 축 결합되는 종동캠(844)과 축 결합하는 하나 이상의 캠연결부재(845);를 구비하는 것을 특징으로 하는 노후관 도막제거를 위한 타격형 도막제거장치
   
10. 제 9항에 있어서, 상기 복수개의 도막타격수단에 대응되는 구동캠(842)과 틸트캠(843)은,
    상기 각 단위 샤프트(841)와 순차적으로 결합하는 순서에 따라 시간차를 두고 운동할 수 있도록 진행방향에 따라 일정 각도의 편차를 갖는 것을 특징으로 하는 노후관 도막제거를 위한 타격형 도막제거장치
    
11. 제 1항에 있어서, 상기 도막 펀칭용 외부하우징(801)은,
    상기 도막 타격수단(700)의 하측 일부가 상부면에 관통결합되는 경우에 상기 상부면을 관통하는 상기 도막 타격수단(700)의 하측 일부지점의 둘레를 감싸는 탄성체(802); 및
    상기 탄성체(802)를 상부면의 상측에서 지지고정하는 지지블럭(803);을 구비하는 것을 특징으로 하는 노후관 도막제거를 위한 타격형 도막제거장치
    
    
    
    
    
    
    
    
    

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