KR101484849B1 - 파이프 단조품의 단조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 단일의 파이프 내에 상호 다른 내경이 형성되는 파이프 단조품을 제공함과 동시에 간단한 구조에 의해 파이프 단조품을 용이하게 성형 제작 가능하도록 된 파이프 단조품의 단조장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 외경이 균일한 단일의 파이프 내에 상호 다른 내경이 형성되도록 단조 성형된 파이프 단조품에 있어서; 일정 길이로 연장 형성되는 제1 내경부(31)와; 상기 제1 내경부(31)에 비해 상대적으로 짧은 길이로 연장 형성됨과 동시에 상기 제1 내경부(31)에 비해 상대적으로 직경이 작게 형성되는 제2 내경부(32)와; 상기 제1 내경부(31)와 제2 내경부(32) 사이에 걸림턱 형태로 돌출되되, 상기 제2 내경부(32)에 비해 상대적으로 작은 직경으로 형성되는 제3 내경부(33)로 이루어진 파이프 단조품의 단조장치가 제공된다.

Description

파이프 단조품의 단조장치{Forging pipe and forging device}
본 발명은 파이프 단조품의 단조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단일의 파이프 내에 상호 다른 내경이 형성되는 파이프 단조품을 제공함과 동시에 간단한 구조에 의해 파이프 단조품을 용이하게 성형 제작 가능하도록 된 파이프 단조품의 단조장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 에어컨의 리시버드라이어 탱크는 냉매의 습기를 제거하기 위한 장치로, 이 리시버드라이어 탱크의 하우징은 대개 일정 직경의 파이프 형태로 구비되도록 단조성형 등에 의해 제작되는데, 이러한 종래의 파이프 단조품 및 이를 제조하기 위한 단조장치의 일례를 도 1과 도 2에 의해 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 파이프 단조품(10)은 외경이 균일한 단일의 파이프 내에 상호 다른 내경(두께)으로 된 제1 내경부(11)와 제2 내경부(12)가 형성된 것으로, 상기 제2 내경부(12)는 상기 제1 내경부(11)에 비해 상대적으로 두껍게 형성되면서도 그 길이는 상대적으로 짧게 형성되어 있다.
이러한 파이프 단조품(10)은 후공정에 의해 상기 제2 내경부(12)를 일부 절삭하여 상기 제1 내경부(11)에 연통되는 연통공(3)을 형성하도록 돌출되는 걸림턱(2)과, 이 걸림턱(2)의 하부의 내벽면을 상기 제1 내경부(11)에 대응되도록 절삭함과 동시에 나사체결을 위한 나사산(4) 등을 형성하여 전술된 바와 같은 리시버드라이어 탱크의 하우징(1)을 제작하게 된다.
이와 같은 종래의 파이프 단조품(10)은 도 2에 도시된 바와 같은 단조장치(20)에 의해 성형 제작하게 되는데, 종래의 단조장치(20)는 내부에 모재파이프(P)가 삽입되는 삽입공(23)이 형성된 다이(21)와, 상기 삽입공(23) 내의 모재파이프(P)를 가압시키도록 된 봉형상의 펀치(22)를 포함하여 이루어진 것이다.
이러한 구성에 있어서, 상기 다이(21)에는 상기 삽입공(23)의 하단측에 상기 모재파이프(P)가 안착되는 단관체 형상의 코어(24)가 구비되고, 상기 펀치(22)는 대략적으로 상기 모재파이프(P)의 내경에 상응하도록 된 소경부(25)와 이 소경부(25)에 비해 상대적으로 큰 직경으로 된 대경부(26)로 이루어진 것이다.
이러한 단조장치(20)에 의해서는 상기 펀치(22)의 대경부(26)에 의해 모재파이프(P)의 내경 일부를 길이방향으로 가압함에 따라 상기 펀치(22)의 가압방향에 대해 후방으로 모재파이프(P)가 연신됨으로 인해 상기 제1 내경부(11)가 단조 성형되고, 이에 의해 상기 모재파이프(P)의 자체의 두께를 유지하는 제2 내경부(12)와 이에 비해 상대적으로 두께가 얇은 제1 내경부(11)를 형성하게 된다.
하지만, 이와 같은 파이프 단조품(10)은 상기 제2 내경부(12)의 두께가 일정하게 형성됨에 따라 도 1에 도시된 바와 같은 걸림턱(13)을 형성하기 위한 절삭공정에서 내벽면의 상당 부분을 절삭하는 데에 소요되는 작업시간과 그에 따른 작업상의 번거로움이 따르는 것이며, 또한 상기 제2 내경부(12)가 일정 두께로 균일하게 형성됨에 따라 모재파이프(P)의 절삭량이 많음으로 인해 불필요하게 재료가 낭비되는 문제점이 있는 것이다.
또한 종래의 단조장치(20)에 의해서는 상기 파이프 단조품(10)을 성형 제작하도록 구비됨으로 인해 종래의 파이프 단조품(10)에 따른 후공정 작업상의 번거로움을 해결하는 데에 한계가 있는 것이다.
한국 등록특허공보(제10-1079975호) 2011. 10. 28.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 후공정 작업이 용이할 뿐만 아니라 재료의 낭비를 최소화할 수 있는 파이프 단조품을 제공하고, 간단한 구조에 의해 단일의 파이프 내에 상호 다른 내경이 형성되는 파이프 단조품을 용이하게 성형 제작 가능한 파이프 단조품의 단조장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 특징에 따르면, 외경이 균일한 단일의 파이프 내에 상호 다른 내경이 형성되도록 단조 성형된 파이프 단조품에 있어서;
일정 길이로 연장 형성되는 제1 내경부(31)와;
상기 제1 내경부(31)에 비해 상대적으로 짧은 길이로 연장 형성됨과 동시에 상기 제1 내경부(31)에 비해 상대적으로 직경이 작게 형성되는 제2 내경부(32)와;
상기 제1 내경부(31)와 제2 내경부(32) 사이에 걸림턱 형태로 돌출되되, 상기 제2 내경부(32)에 비해 상대적으로 작은 직경으로 형성되는 제3 내경부(33)로 이루어진 것을 특징으로 하는 파이프 단조품이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 제2 내경부(32)와 제3 내경부(33) 사이에는 완만하게 만곡된 라운딩부(35)가 형성된 것을 특징으로 하는 파이프 단조품이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 외경과 내경이 균일한 모재파이프(P)를 단조 성형하여 외경을 균일하게 유지한 상태에서 상호 다른 내경이 형성된 파이프 단조품(30)을 제작하도록 된 단조장치에 있어서;
상기 모재파이프(P)가 삽입되도록 삽입공(45)이 형성된 다이(41)와;
상기 다이(41)에 결합되어 상기 모재파이프(P)를 가압시키도록 구비되되, 상기 모재파이프(P)의 내경에 삽입되는 소경부(51)와, 상기 소경부(51)에 비해 확경되어 상기 모재파이프(P)를 길이방향으로 가압시키도록 된 가압면(52)과, 상기 가압면(52)으로부터 일정 직경으로 연장 형성되어 상기 삽입공(45)과의 사이에 상기 모재파이프(P)가 상기 가압면(52)의 가압방향에 대해 후방으로 단조 성형되도록 후방단조공간(54)을 형성하도록 된 대경부(53)로 이루어진 펀치(42)와;
상기 다이(41) 상에 결합되어 상기 펀치(42)의 가압방향에 대향되도록 구비되되, 내부에 상기 펀치(42)의 소경부(51)가 삽입되는 관통공(56)이 형성되고, 외경이 상기 펀치(42)의 대경부(53)에 비해 상대적으로 작게 형성되어 상기 삽입공(45)과의 사이에 상기 모재파이프(P)가 상기 가압면(52)의 가압방향에 대해 전방으로 단조 성형되도록 전방단조공간(57)을 형성하도록 된 단관체 형상의 코어(43)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파이프 단조품의 단조장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 다이(41)에는 상기 코어(43)의 일단으로 돌출되어 상기 파이프 단조품(30)을 배출시키도록 헤드부(58)와, 상기 헤드부(58)에 연장 형성되어 상기 코어(43)의 관통공(56)을 통과하도록 연장 형성됨과 동시에 내부에 상기 펀치(42)의 소경부(51)가 통과되도록 중공관체 형상의 로드부(59)로 이루어진 이젝터(44)가 구비되는 것을 특징으로 하는 파이프 단조품의 단조장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 이젝터(44)의 헤드부(58)에는 상기 펀치(42)의 소경부(51)로부터 상기 코어(43)의 외경으로 완만하게 만곡된 라운딩부(60)가 형성된 것을 특징으로 하는 파이프 단조품의 단조장치가 제공된다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 상기 제1 내경부(31)와 이에 비해 두꺼운 내벽을 형성하는 제2 내경부(32)가 구비되고, 상기 제1 내경부(31)와 제2 내경부(32) 사이에 걸림턱 형태의 제3 내경부(33)가 일체로 성형된 파이프 단조품(30)을 제공함으로써, 상기 제2 내경부(32)의 벽두께(t2)를 종래에 비해 상대적으로 얇게 형성함으로 인해 이를 절삭 및 나사가공하는 후공정 작업을 편리하게 할 수 있을 뿐만 아니라 후가공 작업에 소요되는 시간과 작업공정을 대폭적으로 단순화시킬 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명은 다이(41) 상에 상기 제2 내경부(32)에 대응되는 전방단조공간(57)이 형성되도록 된 코어(43)를 포함한 단조장치(40)가 제공됨으로써, 전술된 바와 같은 파이프 단조품(30)을 단일 공정에 의해 단조 성형함으로 인해 제작상의 편리함을 제공할 수 있게 된다.
또한 본 발명은 상기 제2 내경부(32)와 제3 내경부(33) 사이에 완만하게 만곡된 라운딩부(35)가 형성된 파이프 단조품(30)이 제공되고, 이를 위해 단조장치(40)에는 상기 라운딩부(35)에 대응된 헤드부(58)와 이에 연장 형성되어 상기 코어(43)를 통과하도록 된 로드부(59)로 구성된 이젝터(44)가 구비됨으로써, 단조 성형후에 상기 다이(41)로부터 파이프 단조품(30)을 배출시키는 데에 편리함을 제공함과 동시에 안정적인 이젝터(44)의 작동이 가능하여 장치의 작동 신뢰성을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 파이프 단조품과 이에 의해 후공정 제품을 도시한 단면도
도 2는 종래의 단조장치를 도시한 단면도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 파이프 단조품을 도시한 단면도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 단조장치를 도시한 단면도
도 5는 도 4의 구성을 분해 도시한 단면도
도 6은 도 4의 구성에 따른 작동상태를 도시한 단면도
상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예를 도시한 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 파이프 단조품(30)은 외경이 균일한 단일의 파이프 내에 상호 다른 내경이 형성되도록 단조 성형된 것으로, 일정 길이로 연장된 제1 내경부(31)가 형성되고, 상기 제1 내경부(31)의 하부에 상대적으로 짧은 길이로 연장된 제2 내경부(32)가 형성되며, 상기 제1 내경부(31)와 제2 내경부(32) 사이에는 걸림턱 형태로 돌출된 제3 내경부(33)가 일체로 형성된 것이다.
보다 상세하게는, 상기 제2 내경부(32)는 상기 제1 내경부(31)의 벽두께(t1)에 비해 상대적으로 두꺼운 벽두께(t2)로 형성된 것이고, 상기 제3 내경부(33)는 상기 제2 내경부(32)에 비해 상대적으로 두꺼운 벽두께(t3)로 형성됨과 동시에 상기 제1 내경부(31)와 제2 내경부(32)를 상호 연통하도록 된 연통공(34)이 형성되는 것이다.
이러한 구성에 따르면, 상기 제2 내경부(32)와 제3 내경부(33)를 후가공하여 도 1과 같은 리시버드라이어탱크의 하우징(1)을 제작할 때에, 상기 제2 내경부(32)와 제3 내경부(33)에 의한 전체적인 형상이 완제품의 형상에 대응되도록 형성됨으로 인해 상기 제2 내경부(32)를 제1 내경부(31)의 벽두께(t1)에 상응하도록 절삭하는 작업 및 이에 나사산(4)을 형성하는 작업 그리고 상기 제3 내경부(33)를 절삭하여 도 1과 같은 걸림턱(2)을 형성하는 작업을 행함에 있어서 절삭가공 상의 편리함을 제공하여 제작공정을 단순화시킬 수 있으며, 또한 상기 제2 내경부(32)의 벽두께(t2)가 종래에 비해 상대적으로 얇게 형성됨에 따라 절삭가공에 의해 폐기되는 절삭량이 대폭적으로 감소하여 재료의 낭비를 줄일 수 있게 된다.
또한 상기 제2 내경부(32)와 제3 내경부(33) 사이에는 완만하게 만곡된 라운딩부(35)가 형성되는데, 이러한 라운딩부(35)는 후술되는 장치에 의해 파이프 단조품(30)을 성형 제작한 후에 장치로부터 용이하게 배출시킬 수 있는 역할을 하게 된다.
이러한 본 발명의 파이프 단조품(30)을 제작하기 위한 단조장치(40)를 도 4 내지 도 6에 의해 설명하면 다음과 같다.
도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 단조장치(40)는 내부에 상하방향으로 연장되는 삽입공(45)이 형성된 다이(41)와 상기 삽입공(45)의 일단으로 삽입되도록 봉형상으로 연장 형성되는 펀치(42)가 구비되는데, 상기 다이(41)에는 상기 삽입공(45)의 길이방향 일측에 단관체 형상의 코어(43)가 내장되고, 상기 삽입공(45)의 타단에 삽입된 상태로 중공관체 형상의 이젝터(44)가 결합되어 있다.
보다 상세하게는, 상기 다이(41)는 상호 대응된 단부에 요홈(48)과 돌기(49)가 각각 형성된 상부다이(46)와 하부다이(47)로 이루어져 상기 삽입공(45)이 연장 형성되도록 결합되어 있으며, 상기 상부다이(46) 측에는 상기 요홈(48) 측에 상기 코어(43)가 삽입 결합되도록 결합홈(50)이 더 형성되어 있다.
또한 상기 펀치(42)는 하부에 일정 길이로 연장된 소경부(51)가 형성되고, 이 소경부(51)의 상단에는 단면이 수평방향으로 연장된 가압면(52)이 형성되며, 상기 소경부(51)의 상부에는 상기 가압면(52)으로부터 일정 직경으로 상향 연장되는 대경부(53)가 형성되어 있다.
여기에서, 상기 대경부(53)는 상기 삽입공(45)에 비해 상대적으로 작게 형성된 것으로, 상기 펀치(42)는 전술된 바와 같은 대경부(53)에 의해 상기 삽입공(45)과의 사이에 후방단조공간(54)이 형성되게 된다.
또한 코어(43)는 상기 결합홈(50)에 대응되도록 하단 외부로 돌출된 걸림돌기(55)가 형성되고, 내부에는 상기 펀치(42)의 소경부(51)가 통과되도록 관통공(56)이 형성된 것으로, 이러한 코어(43)는 그 외경이 상기 삽입공(45)에 비해 상대적으로 작게 형성되어 상기 삽입공(45)과의 사이에 전방단조공간(57)을 형성하도록 된 단관체 형상으로 구비된 것이다.
여기에서 상기 전방단조공간(57)은 상기 후방단조공간(54)에 비해 반경방향의 폭이 상대적으로 넓게 형성된 것이고, 이를 위해 상기 코어(43)의 외경은 상기 펀치(42)의 대경부(53)에 비해 상대적으로 작게 형성된 것이다.
한편, 상기 이젝터(44)는 상기 펀치(42)의 대향된 방향에서 상기 삽입공(45)을 통해 다이(41)에 결합되는 것으로, 선단에 상기 코어(43)의 상단으로 돌출되는 헤드부(58)가 형성되고, 상기 헤드부(58)로부터 하향 연장되어 상기 코어(43)의 관통공56)을 통과하도록 된 로드부(59)가 형성된 것이다.
이러한 이젝터(44)는 상기 코어(43)의 관통공(56)에 삽입되면서도 그 내부에 상기 펀치(42)의 소경부(51)가 통과되도록 중공관체 형상으로 구비되며, 특히 상기 헤드부(58)에는 상기 펀치(42)의 소경부(51)로부터 상기 코어(43)의 외경으로 완만하게 만곡되는 라운딩부(60)가 형성된 것이다.
이와 같은 본 발명의 단조장치(40)에 따른 구체적인 단조 성형의 일례를 도 6을 더하여 설명하면 다음과 같다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 다이(41) 상에는 삽입공(45) 내에 일정 길이의 모재파이프(P)가 삽입되는데, 상기 모재파이프(P)는 상기 삽입공(45) 내에 위치되는 코어(43) 상단 또는 상기 코어(43)로부터 돌출되는 이젝터(44)의 헤드부(58)에 안착된 상태로 위치되게 된다.
이때에 상기 모재파이프(P)는 그 길이가 상기 삽입공(45)에 비해 상대적으로 짧게 형성되고, 외경과 내경은 각각 상기 삽입공(45)의 직경과 상기 이젝터(44)의 내경에 상응하도록 된 것이다.
이러한 모재파이프(P)는 상기 펀치(42)의 가압면(52)에 의해 그 관두께의 일부가 길이방향으로 가압되면서 단조 성형이 이루어지게 되는데, 이때에 상기 모재파이프(P)는 그 관두께가 일부 얇아지면서 일부는 상기 후방단조공간(54)으로 삽입되면서 상기 가압면(52)의 가압방향에 대해 후방으로 단조 성형되고, 또 다른 일부는 상기 전방단조공간(57)으로 삽입되면서 상기 가압면(52)의 가압방향에 대해 전방으로 단조 성형되게 된다.
이러한 단조 성형에 의해 상기 제1 내경부(31)와 제2 내경부(32)를 포함하는 파이프 단조품(30)을 형성하게 되는데, 상기 제3 내경부(33)의 경우에는 상기 펀치(42)의 가압면(52)과 상기 소경부(51)에 의해 성형되고, 상기 소경부(51)는 대략적으로 상기 모재파이프(P)의 내경에 대응되도록 형성되어 단조 성형시에 그 길이방향 일부가 상기 이젝터(44)의 내부에 완전하게 삽입되지 않음으로 인해 상기 가압면(52)과 이젝터(44)의 헤드부(58)의 이격거리에 상응하여 상기 제3 내경부(33)를 성형하게 된다.
또한 상기 파이프 단조품(30)의 라운딩부(35)는 상기 이젝터(44)의 라운딩부(60)에 의해 성형되고, 단조 성형이후에 상기 이젝터(44)의 상하작동에 의해 상기 다이(41)로부터 배출되게 되는데, 상기 이젝터(44)의 헤드부(58)는 하단에 상기 코어(43)에 걸리도록 된 걸림턱(61)이 형성되어 있다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 상기 파이프 단조품(30)의 제2 내경부(32)의 벽두께(t2)가 종래에 비해 얇게 형성됨으로 인해, 동일한 규격의 파이프 단조품(30)을 제작하는 경우에 모재파이프(P)의 길이를 상대적으로 짧게 형성할 수 있어 원재료를 절감할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 외경과 내경이 균일한 모재파이프(P)를 단조 성형하여 외경을 균일하게 유지한 상태에서 상호 다른 내경이 형성된 파이프 단조품(30)을 제작하도록 된 단조장치에 있어서;
    상기 모재파이프(P)가 삽입되도록 삽입공(45)이 형성된 다이(41)와;
    상기 다이(41)에 결합되어 상기 모재파이프(P)를 가압시키도록 구비되되, 상기 모재파이프(P)의 내경에 삽입되는 소경부(51)와, 상기 소경부(51)에 비해 확경되어 상기 모재파이프(P)를 길이방향으로 가압시키도록 된 가압면(52)과, 상기 가압면(52)으로부터 일정 직경으로 연장 형성되어 상기 삽입공(45)과의 사이에 상기 모재파이프(P)가 상기 가압면(52)의 가압방향에 대해 후방으로 단조 성형되도록 후방단조공간(54)을 형성하도록 된 대경부(53)로 이루어진 펀치(42)와;
    상기 다이(41) 상에 결합되어 상기 펀치(42)의 가압방향에 대향되도록 구비되되, 내부에 상기 펀치(42)의 소경부(51)가 삽입되는 관통공(56)이 형성되고, 외경이 상기 펀치(42)의 대경부(53)에 비해 상대적으로 작게 형성되어 상기 삽입공(45)과의 사이에 상기 모재파이프(P)가 상기 가압면(52)의 가압방향에 대해 전방으로 단조 성형되도록 전방단조공간(57)을 형성하도록 된 단관체 형상의 코어(43)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파이프 단조품의 단조장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 다이(41)에는 상기 코어(43)의 일단으로 돌출되어 상기 파이프 단조품(30)을 배출시키도록 헤드부(58)와, 상기 헤드부(58)에 연장 형성되어 상기 코어(43)의 관통공(56)을 통과하도록 연장 형성됨과 동시에 내부에 상기 펀치(42)의 소경부(51)가 통과되도록 중공관체 형상의 로드부(59)로 이루어진 이젝터(44)가 구비되는 것을 특징으로 하는 파이프 단조품의 단조장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 이젝터(44)의 헤드부(58)에는 상기 펀치(42)의 소경부(51)로부터 상기 코어(43)의 외경으로 완만하게 만곡된 라운딩부(60)가 형성된 것을 특징으로 하는 파이프 단조품의 단조장치.
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