KR101506967B1 - 비틀림 평강의 제조 방법 및 제조 장치 - Google Patents

Abstract

피치의 불균일을 억제하는 것이 가능한 비틀림 평강의 제조 방법 및 제조 장치로서, 긴 평강에 대해서도, 비틀림 평강으로 가공하는 것이 가능한 비틀림 평강의 제조 방법 및 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
평강(5)의 양면을, 상기 평강의 길이 방향에 대하여 동일한 각도로 상이한 방향으로 기울여서 배치된 2개의 환강(7) 사이에 끼우고, 상기 2개의 환강을, 상기 길이 방향을 회전축으로 하여 상기 평강에 대하여 상대적으로 회전시키는 동시에, 상기 평강을, 상기 환강에 대하여 상기 길이 방향으로 상대적으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 비틀림 평강의 제조 방법이다.

Description

비틀림 평강의 제조 방법 및 제조 장치{MANUFACTURING METHOD AND MANUFACTURING APPARATUS FOR TWISTED FLAT BAR}

본 발명은 평강(平鋼)을 비틀어, 비틀림 평강을 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

평강을 비튼 비틀림 평강은, 예를 들면, 도 17의 부호 6으로 나타낸 형상을 하고 있고, 재질은 철, 알루미늄, 스테인리스 등이 사용되고 있다.

이러한 비틀림 평강은, 지면(地面)에 벤치나 표식 등의 구조물을 고정하기 위한 땅 속에 매설하는 앵커로서 이용되고, 최근에는 대형 구축물의 지주 등을 구성하는 기초 말뚝으로서, 또한, 특허문헌 1 또는 2에 나타낸 바와 같이 반송 장치의 반송 기구를 구성하는 부품, 심지어 건물 내외의 장식품으로서 이용되고 있다.

이러한 비틀림 평강의 제조 방법으로서는, 특허문헌 3에도 개시되어 있는 바와 같이, 도 17에 나타낸 바와 같이, 우선 모터 A(1)의 출력축에 부착된 고정구(固定具; 2)와, 유압 실린더(3)의 로드에 부착된 고정 대차(台車)(4)에, 평강(5)을 부착한다. 그리고 유압 실린더에, 인장력을 가한 상태로 모터를 회전한다. 그러면 평강에는 끊임없이 일정한 인장력이 가해진 상태로 비틀어져, 비틀림 평강을 제조할 수 있다. 또한, 완성된 비틀림 평강의 전체 길이는 원래의 평강의 전체 길이보다 조금 짧아진다. 출원인이 현재 제조하는 비틀림 평강에서는, 길이 6m까지는 이 방법으로 제조하는 것이 가능하다.

그러나, 종래의 비틀림 평강은, 육안으로는 피치가 균일한 것처럼 보이지만, 정확하게 측정하면, 피치마다 치수가 달라서, 이러한 비틀림 평강을 특허문헌 1 또는 2 등의 반송 장치에, 이송 나사로서 사용하면, 너트가 비틀림 평강의 피치의 불균일에 걸려서, 너트를 비틀림 평강에 대하여 상대적으로 이동시키는 것이 곤란해진다는 결함이 생기고 있었다.

또한, 복수의 비틀림 평강을 병렬로 나열하여 배치하여, 벽면 장식 등에 사용하였을 경우, 미묘한 피치의 불균일이 잘 판별되어, 미감(美感)을 크게 손상시키는 원인으로 되고 있었다.

이 피치가 불균일한 원인은, (1) 평강의 재질의 불균일에 의한 경우와, (2) 특허문헌 3과 같이 평강의 양단(兩端)을 들고 비트는 방법에서는, 비틀림 평강의 길이가 길어지면 평강 전체에 균일한 비트는 힘을 부여하는 것이 어려워지는 경우가 있었다. 특히, 비틀림 평강의 길이가 길어지면, 상기 2개의 원인이 함께 기여하는 경우가 있어, 피치가 균일한 긴 비틀림 평강을 제조하는 것은 지극히 곤란한 것으로 되고 있었다.

일본국 특개평10-61742호 공보 일본국 특개2001-136844호 공보 일본국 특개평10-296342호 공보

본 발명이 해결하려고 하는 과제는 상술한 문제를 해소하고, 피치의 불균일을 억제하는 것이 가능한 비틀림 평강의 제조 방법 및 제조 장치로서, 긴 평강에 대해서도, 비틀림 평강으로 가공하는 것이 가능한 비틀림 평강의 제조 방법 및 제조 장치를 제공하는 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 양태 1과 관련된 발명은, 평강(平鋼)의 양면을, 상기 평강의 길이 방향에 대하여 동일한 각도로 상이한 방향으로 기울여서 배치된 2개의 환강(丸鋼) 사이에 끼우고, 상기 2개의 환강을, 상기 길이 방향을 회전축으로 하여 상기 평강에 대하여 상대적으로 회전시키는 동시에, 상기 평강을, 상기 환강에 대하여 상기 길이 방향으로 상대적으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 비틀림 평강의 제조 방법이다.

양태 2와 관련된 발명은, 평강의 양면을, 상기 평강의 길이 방향에 대하여 동일한 각도로 상이한 방향으로 기울여서 배치된 2개의 환강 사이에 끼우고, 또한, 상기 환강을 사이에 끼우고 상기 길이 방향으로 배치된 제 1 유지 수단 및 제 2 유지 수단에 의해 상기 평강을 유지하고, 상기 환강과 상기 제 1 유지 수단을, 상기 길이 방향을 회전축으로 하여 상기 제 2 유지 수단에 대하여 상대적으로 회전시키는 동시에, 상기 제 2 유지 수단으로부터 떨어지도록 상기 길이 방향으로 상대적으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 비틀림 평강의 제조 방법이다.

양태 3과 관련된 발명은, 양태 2에 기재된 비틀림 평강의 제조 방법에 있어서, 상기 제 1 유지 수단은, 상기 평강과의 상기 길이 방향의 상대적인 이동을 가능하게 하도록 상기 평강을 유지하고, 상기 제 2 유지 수단은, 상기 평강과의 상기 길이 방향의 상대적인 이동을 저지하도록 상기 평강을 유지하는 것을 특징으로 한다.

양태 4와 관련된 발명은, 양태 2 또는 3에 기재된 비틀림 평강의 제조 방법에 있어서, 상기 환강과 상기 제 1 유지 수단은, 소정의 거리를 유지하면서 상기 길이 방향으로 이동하는 동시에, 소정의 회전각을 유지하면서 상기 회전축에 대하여 회전하는 것을 특징으로 한다.

양태 5와 관련된 발명은, 평강의 양면을 사이에 끼우기 위해서, 상기 평강의 길이 방향에 대하여 동일한 각도로 상이한 방향으로 기울여서 배치된 2개의 환강과, 상기 환강을 사이에 끼우고 상기 길이 방향으로 떨어진 위치에서 상기 평강을 유지하는 제 1 유지 수단과 제 2 유지 수단과, 상기 환강과 상기 제 1 유지 수단을 상기 길이 방향을 회전축으로 하여 상기 제 2 유지 수단에 대하여 상대적으로 회전시키는 회전 수단과, 상기 환강과 상기 제 1 유지 수단을 상기 평강에 대하여 상기 길이 방향으로 상대적으로 이동시키는 이동 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 비틀림 평강의 제조 장치이다.

양태 6과 관련된 발명은, 양태 5에 기재된 비틀림 평강의 제조 장치에 있어서, 상기 제 1 유지 수단은, 상기 평강과의 상기 길이 방향의 상대적인 이동을 가능하게 하도록, 상기 평강을 유지하도록 구성되고, 또한, 상기 제 2 유지 수단은, 상기 평강과의 상기 길이 방향의 상대적인 이동을 저지하도록, 상기 평강을 유지하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

양태 7과 관련된 발명은, 양태 5 또는 6에 기재된 비틀림 평강의 제조 장치에 있어서, 적어도 상기 환강 및 상기 제 1 유지 수단은, 이동 가능한 대차(台車)에 일체적으로 조립되어 있는 것을 특징으로 한다.

양태 8과 관련된 발명은, 양태 5 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 비틀림 평강의 제조 장치에 있어서, 상기 회전 수단은, 상기 환강을 조립하는 회전체와, 상기 회전체를 회전시키는 회전 구동 수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

양태 9와 관련된 발명은, 양태 5 내지 8 중 어느 한 항에 기재된 비틀림 평강의 제조 장치에 있어서, 상기 제 1 유지 수단은, 상기 평강의 양면을 사이에 끼우는 2개의 롤러로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

양태 10과 관련된 발명은, 평강의 양면을 사이에 끼우기 위해서, 상기 평강의 길이 방향에 대하여 동일한 각도로 상이한 방향으로 기울여서 배치된 2개의 환강과, 상기 환강을 상기 길이 방향을 회전축으로 하여 상기 평강에 대하여 상대적으로 회전시키는 회전 수단과, 상기 평강을 상기 환강에 대하여 상기 길이 방향으로 상대적으로 이동시키는 반송 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 비틀림 평강의 제조 장치이다.

양태 11과 관련된 발명은, 양태 10에 기재된 비틀림 평강의 제조 장치에 있어서, 상기 회전 수단과 상기 반송 수단 사이에는, 상기 평강을 사이에 끼우는 협지(狹持) 롤러가 배치되고, 상기 협지 롤러와 상기 환강 사이에서 상기 평강을 비틀도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

양태 1과 관련된 발명에 의해, 평강의 양면을, 상기 평강의 길이 방향에 대하여 동일한 각도로 상이한 방향으로 기울여서 배치된 2개의 환강 사이에 끼우고, 상기 2개의 환강을, 상기 길이 방향을 회전축으로 하여 상기 평강에 대하여 상대적으로 회전시키는 동시에, 상기 평강을, 상기 환강에 대하여 상기 길이 방향으로 상대적으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 비틀림 평강의 제조 방법이기 때문에, 평강이 비틀어질 때에, 환강이 비틀어지는 평강의 가이드 역할을 하여, 피치각 및 피치 간격이 균일한 비틀림 평강을 얻을 수 있다. 즉, 환강의 중심축에 따른 방향으로 비틀림 평강의 피치각이 배치되고, 또한, 상기 환강의 곡률 반경에 대응하여 피치 간격이 설정되기 때문에, 비틀림 평강 전체에 걸쳐 균일한 피치를 형성하는 것이 가능해진다. 게다가, 환강의 각도나 직경을 변경함으로써, 용이하게 피치의 각도나 간격을 조정하는 것도 가능해진다. 또한, 평강과 환강 사이에서의, 길이 방향을 회전축으로 하는 상대적인 회전 운동의 속도, 및 상기 길이 방향으로의 상대적인 평행 이동의 속도를 조정함으로써, 더욱 다양한 피치각 및 피치 간격을 설정하는 것도 가능해진다.

양태 2와 관련된 발명에 의해, 평강의 양면을, 상기 평강의 길이 방향에 대하여 동일한 각도로 상이한 방향으로 기울여서 배치된 2개의 환강 사이에 끼우고, 또한, 상기 환강을 사이에 끼우고 상기 길이 방향으로 배치된 제 1 유지 수단 및 제 2 유지 수단에 의해 상기 평강을 유지하고, 상기 환강과 상기 제 1 유지 수단을, 상기 길이 방향을 회전축으로 하여 상기 제 2 유지 수단에 대하여 상대적으로 회전시키는 동시에, 상기 제 2 유지 수단으로부터 떨어지도록 상기 길이 방향으로 상대적으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 비틀림 평강의 제조 방법이기 때문에, 제 1 유지 수단과 제 2 유지 수단 사이에서 평강이 비틀어질 때에, 환강이 비틀어지는 평강의 가이드 역할을 하여, 피치각 및 피치 간격이 균일한 비틀림 평강을 얻을 수 있다. 즉, 환강의 중심축에 따른 방향으로 비틀림 평강의 피치각이 배치되고, 또한, 상기 환강의 곡률 반경에 대응하여 피치 간격이 설정되기 때문에, 비틀림 평강 전체에 걸쳐 균일한 피치를 형성하는 것이 가능해진다. 게다가, 환강의 각도나 직경을 변경함으로써, 용이하게 피치의 각도나 간격을 조정하는 것도 가능해진다.

또한, 환강이나 제 1 유지 수단은, 제 2 유지 수단으로부터 떨어지도록 길이 방향으로 이동하기 때문에, 긴 평강에 대해서도 피치가 균일한 비틀림 평강으로 가공하는 것이 가능해진다.

양태 3과 관련된 발명에 의해, 제 1 유지 수단은, 평강과의 길이 방향의 상대적인 이동을 가능하게 하도록 상기 평강을 유지하고, 제 2 유지 수단은, 상기 평강과의 길이 방향의 상대적인 이동을 저지하도록 상기 평강을 유지하기 때문에, 제 1 유지 수단과 제 2 유지 수단 사이에서 평강을 비틀면서 제 1 유지 수단과 제 2 유지 수단 사이가 넓어져서, 더욱 긴 평강을 비트는 것이 가능해진다.

게다가, 평강을 비틀 때에 평강이 줄어드는 힘이 작용해도, 제 2 유지 수단이 평강과의 길이 방향의 상대적인 이동을 저지하도록 구성되어 있기 때문에, 평강에 소정의 인장력을 가한 상태로 유지할 수 있고, 피치의 불균일을 억제하는 것이 가능해진다.

양태 4와 관련된 발명에 의해, 환강과 제 1 유지 수단은, 소정의 거리를 유지하면서 길이 방향으로 이동하는 동시에, 소정의 회전각을 유지하면서 평강의 길이 방향을 회전축으로 하여 회전하기 때문에, 평강을 연속적으로 소정의 피치로 비트는 것이 가능해진다.

양태 5와 관련된 발명에 의해, 평강의 양면을 사이에 끼우기 위해서, 상기 평강의 길이 방향에 대하여 동일한 각도로 상이한 방향으로 기울여서 배치된 2개의 환강과, 상기 환강을 사이에 끼우고 상기 길이 방향으로 떨어진 위치에서 상기 평강을 유지하는 제 1 유지 수단과 제 2 유지 수단과, 상기 환강과 상기 제 1 유지 수단을 상기 길이 방향을 회전축으로 하여 상기 제 2 유지 수단에 대하여 상대적으로 회전시키는 회전 수단과, 상기 환강과 상기 제 1 유지 수단을 상기 평강에 대하여 상기 길이 방향으로 상대적으로 이동시키는 이동 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 비틀림 평강의 제조 장치이기 때문에, 양태 2와 마찬가지로, 환강이 비틀어지는 평강의 가이드 역할을 하여, 비틀림 평강의 피치의 불균일을 억제하는 것이 가능해진다.

또한, 환강과 제 1 유지 수단을 평강의 길이 방향으로 이동시킬 수 있기 때문에, 비틀림 평강 전체에 걸쳐 균일한 피치를 형성하는 동시에, 긴 평강에 대해서도 피치가 균일한 비틀림 평강으로 가공하는 것이 가능해진다.

양태 6과 관련된 발명에 의해, 제 1 유지 수단은, 평강과의 길이 방향의 상대적인 이동을 가능하게 하도록, 상기 평강을 유지하도록 구성되고, 또한, 제 2 유지 수단은, 상기 평강과의 상기 길이 방향의 상대적인 이동을 저지하도록, 상기 평강을 유지하도록 구성되어 있기 때문에, 제 1 유지 수단과 제 2 유지 수단 사이에서 평강을 비틀면서 제 1 유지 수단과 제 2 유지 수단 사이가 넓어져서, 더욱 긴 평강을 비트는 것이 가능해진다.

게다가, 평강을 비틀 때에 평강이 줄어드는 힘이 작용해도, 제 2 유지 수단이 평강과의 길이 방향의 상대적인 이동을 저지하도록 구성되어 있기 때문에, 평강에 소정의 인장력을 가한 상태로 유지할 수 있고, 피치의 불균일을 억제하는 것이 가능해진다.

양태 7과 관련된 발명에 의해, 적어도 환강 및 제 1 유지 수단은, 이동 가능한 대차에 일체적으로 조립되어 있기 때문에, 평강에 비틀기 가공을 실시하는 환강과 제 1 유지 수단을 소정의 위치 관계로 유지하면서, 평강 전체에 걸쳐 안정적으로 환강 및 제 1 유지 수단을 이동시키는 것이 가능해진다.

양태 8과 관련된 발명에 의해, 회전 수단은, 환강을 조립하는 회전체와, 상기 회전체를 회전시키는 회전 구동 수단으로 구성되기 때문에, 환강을 제 1 유지 수단에 대하여 회전 가능하게 할 수 있다.

또한, 회전 구동 수단을 환강을 조립하는 회전체와 함께 동일한 대차에 설치했을 경우에는, 상기 회전 구동 수단으로부터 상기 회전체까지의 구동력 전달을 간소화하는 것이 가능해진다.

양태 9와 관련된 발명에 의해, 제 1 유지 수단은, 평강의 양면을 사이에 끼우는 2개의 롤러로 구성되어 있기 때문에, 평강을 비틀 때에는 평강의 회전을 저지하고, 환강 및 제 1 유지 수단을 평강의 길이 방향으로 이동시킬 때에는, 원활한 이동을 가능하게 하고, 또한 제 1 유지 수단의 이동에 따른 평강의 손상을 억제하는 것도 가능해진다.

양태 10과 관련된 발명에 의해, 평강의 양면을 사이에 끼우기 위해서, 상기 평강의 길이 방향에 대하여 동일한 각도로 상이한 방향으로 기울여서 배치된 2개의 환강과, 상기 환강을 상기 길이 방향을 회전축으로 하여 상기 평강에 대하여 상대적으로 회전시키는 회전 수단과, 상기 평강을 상기 환강에 대하여 상기 길이 방향으로 상대적으로 이동시키는 반송 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 비틀림 평강의 제조 장치이기 때문에, 양태 1과 마찬가지로, 환강이 비틀어지는 평강의 가이드 역할을 하여, 비틀림 평강의 피치의 불균일을 억제하는 것이 가능해진다.

또한, 평강을 환강에 대하여 상기 평강의 길이 방향으로 이동시킬 수 있기 때문에, 비틀림 평강 전체에 걸쳐 균일한 피치를 형성하는 동시에, 긴 평강에 대해서도 피치가 균일한 비틀림 평강으로 가공하는 것이 가능해진다.

게다가, 상기 반송 수단을 사용하여 상기 환강에 대하여 연속적으로 평강을 공급하는 것이 가능하고, 예를 들면, 용광로나 압연 장치 등으로부터 연속적으로 공급되는 평강에, 비틀림을 형성하는 것도 가능해진다. 당연히, 평강의 상태가 열간(熱間) 또는 냉간(冷間) 중 어느 쪽이라도, 비틀기 가공을 행할 수 있다.

양태 11과 관련된 발명에 의해, 회전 수단과 반송 수단 사이에는, 평강을 사이에 끼우는 협지 롤러가 배치되고, 상기 협지 롤러와 환강 사이에서 상기 평강을 비틀도록 구성되어 있기 때문에, 반송 수단은 평강의 반송 기능만을 가지면 되어, 반송 수단의 기계적 구성을 간략화할 수 있는 동시에, 기계적 강도(특히, 환강의 회전에 대항하는 기계적 강도)를 높게 설정할 필요도 없다.

도 1은 비틀림 평강과 환강의, (a)는 평면도, (b)는 정면도.
도 2는 환강과 베어링의, (a)는 평면도, (b)는 정면도, (c)는 측면도.
도 3은 환강, 베어링을 대(台)에 부착한, (a)는 평면도, (b)는 정면도.
도 4는 환강, 베어링을 대에 부착한 2세트를, 조합시킨 정면도.
도 5는 환강, 베어링을 대에 부착한 2세트를, 조합시킨 평면도.
도 6은 대에 원판을 부착한 평면도.
도 7은 대에 원판을 부착한 측면도.
도 8은 회전체를 가대(架台)에 부착한 정면도.
도 9는 이동 대차의 정면도.
도 10은 이동 대차의 평면도.
도 11은 이동 대차의 측면도.
도 12는 고정부의 정면도.
도 13은 제조 기계의 평면도.
도 14는 제조 기계의 정면도.
도 15는 본 발명의 작업 공정도로서, (a) 평강의 삽입, (b) 비틀기 개시, (c) 이동 대차의 이동.
도 16은 본 발명과 관련된 다른 실시예를 설명하는 작업 공정도로서, (a) 평강의 삽입, (b) 환강의 회전에 의한 선단부의 비틀기 개시, (c) 평강의 반송과 환강의 회전에 의한 비틀기 공정, (d) 환강의 회전과 평강의 반송의 정지, (e) 비틀림 평강의 취출.
도 17은 종래의 작업 공정도로서, (a) 평강의 삽입, (b) 비틀기 종료.

본 발명과 관련련 비틀림 평강의 제조 방법은, 평강의 양면을, 상기 평강의 길이 방향에 대하여 동일한 각도로 상이한 방향으로 기울여서 배치된 2개의 환강 사이에 끼우고, 상기 2개의 환강을, 상기 길이 방향을 회전축으로 하여 상기 평강에 대하여 상대적으로 회전시키는 동시에, 상기 평강을, 상기 환강에 대하여 상기 길이 방향으로 상대적으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 비틀림 평강의 제조 방법이다.

본 발명의 비틀림 평강의 제조 방법 및 제조 장치에 대해서 이하에 상세히 설명한다.

도 1은 비틀림 평강과 환강의 배치 관계를 나타낸 도면으로서, 도 1의 (a)는 평면도, 도 1의 (b)는 정면도를 나타낸다.

본 발명의 특징은, 평강의 길이 방향에 대하여 동일한 각도로 상이한 방향으로 기울여서 배치된 2개의 환강을 사용하여, 평강을 비트는 것이다. 이에 의해, 환강이 비틀어지는 평강의 가이드 역할을 하여, 환강의 중심축에 따른 방향으로 비틀림 평강의 피치각이 배치되고, 또한, 상기 환강의 곡률 반경에 대응하여 피치 간격이 설정되기 때문에, 안정된 피치로 비트는 것이 가능해진다. 도 1은 비틀어진 평강과 환강의 위치 관계를 나타내고 있고, 도 1과 같이 비틀림 평강(6)의 비틀어진 개소는, 예를 들면, 90°로 교차한 2개의 환강(7) 사이에 끼울 수 있다. 또한, 환강의 각도나 직경을 변경함으로써, 용이하게 피치의 각도나 간격을 조정하는 것도 가능해진다.

도 15는 본 발명의 작업 공정도로서, 도 15의 (a)는 평강(5)의 삽입, 도 15의 (b)는 평강의 비틀기 개시, 도 15의 (c)는 환강(8)을 포함하는 이동 대차의 이동을 나타내고 있다.

구체적으로는, 도 15에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 90°로 교차하는 2개의 환강(7)을 회전 수단의 일부를 구성하는 회전체(8)에 조립하고, 회전체를 동력으로 회전하도록 하여, 동력으로 이동하는 이동 대차(9) 내에 설치한다.

또한, 제 1 유지 수단으로 되는 롤러(11)는, 평강(5)을 2개의 롤러 사이에 끼우고, 이동 대차(9)의 후부(後部)에 배치되고, 환강의 회전체와 동기하여, 동일한 방향으로 회전하도록 구성되어 있다. 또한, 제 1 유지 수단(11)보다 우측에 있는 평강(5)은, 제 1 유지 수단의 회전에 맞추어, 동일한 방향으로 회전되고 있다.

또한, 이하에서는, 환강(7)과 제 1 유지 수단인 롤러가 회전하는 실시예를 예시하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 환강이나 제 1 유지 수단을 회전시키지 않고, 제 2 유지 수단인 고정부(10)쪽을 회전시키는 것도 가능하다.

다음에 이동 대차의 전방(도면의 좌측)에 제 2 유지 수단으로 되는 고정부(10)가 설치되어 있고, 고정부는 평강(5)의 끝을 고정하는 동시에, 도 15의 실시예에서는 평강을 비틀 때에 고정부가 회전하지 않도록 고정되어 있다. 또한, 고정부(10)에는 스러스트 베어링이 조립되어 있기 때문에, 인장력에 견딜 수 있게 되어 있다. 또한 고정부의 상세에 대해서는 후술한다.

이하의 설명에서는, 평강은 고정부(10)에 고정되고, 고정부(10)도 평강의 길이 방향으로 이동하지 않도록 고정되어 있는 실시예를 나타내지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 고정부(10) 내를 비틀어 평강을 관통할 수 있도록 구성하는 동시에, 필요에 따라 이동 대차(9)에 고정부(10)을 조립하는 것도 가능하다. 이러한 구성에 의해, 제조 장치보다 긴 평강을 비틀어 가공하는 것도 가능해진다.

또한, 환강이나 제 1 유지 수단을 회전시키지 않고, 제 2 유지 수단을 회전시키는 경우에는, 고정부를 회전시키는 회전 구동 수단이 별도 설치된다.

이 제조 방법에 대해서 설명하면, 우선 도 15의 (a)에 나타낸 바와 같이, 미리 일정한 길이만큼 비틀기 가공을 실시한 평강(5)을 고정부(10)에 고정하는 동시에, 환강(7)과 롤러(11) 사이를 관통시켜 배치한다.

평강(5)의 미리 비틀어진 부분의 길이는, 도 15의 (a)와 같이, 최저한의 길이로서, 고정부(10)와 환강(7)의 초기 설정된 거리와 동일하고, 보다 바람직하게는, 도 15의 (b)와 같이 고정부(10)로부터 제 1 유지 수단인 롤러(11)까지의 초기 설정된 거리와 동일하다.

다음에 도 15의 (b)에 나타낸 바와 같이, 환강(7)을 유지하는 회전체(8)와 제 1 유지 수단인 롤러(11)를 회전시키는 동시에, 제 2 유지 수단인 고정부(10)를 고정 유지함으로써, 평강이 비틀어진다.

도 15의 (a)와 같이, 환강과 제 1 유지 수단 사이의 평강이 비틀어져 있지 않은 경우에는, 환강을 회전시키기 전에, 미리 제 1 유지 수단을 선행하여 회전시키고, 도 15의 (b)의 상태로 된 시점부터, 환강 및 제 1 유지 수단을 동일한 방향 또한 동일한 회전 속도로 회전시킨다.

또한, 환강 및 제 1 유지 수단은 회전할 뿐만 아니라, 회전하면서 도 15의 (c)에 나타낸 바와 같이, 화살표 방향(도면의 우방향)으로 이동함으로써, 평강에 순차 비틀기 가공을 실시한다.

이와 같이, 제 1 유지 수단인 롤러(11)와 제 2 유지 수단인 고정부(10) 사이에서 평강이 비틀어질 때에, 환강(7)이 비틀어지는 평강의 가이드 역할을 하여, 피치각 및 피치 간격이 균일한 비틀림 평강을 얻을 수 있다.

게다가, 이와 같이 하여 순차 정확한 피치로 비틀면서, 환강(7)과 롤러(11)를 평강에 대하여 평강의 길이 방향으로 상대적으로 이동해 가면, 비틀림 평강의 전체로서 어디나 동일한 피치로 비틀어진 비틀림 평강이 생성된다.

즉, 본 발명의 비틀림 평강의 제조 방법은, 평강을 비트는 비틀기 공정에서는, 도 15의 (b)와 같이, 평강(5)의 양면을, 상기 평강의 길이 방향에 대하여 동일한 각도로 상이한 방향으로 기울여서 배치된 2개의 환강(7) 사이에 끼우고, 또한, 상기 환강을 사이에 끼우고 상기 길이 방향으로 배치된 제 1 유지 수단(11) 및 제 2 유지 수단(10)에 의해 상기 평강을 유지하고, 상기 환강과 상기 제 1 유지 수단을, 상기 길이 방향을 회전축으로 하여 상기 제 2 유지 수단에 대하여 상대적으로 회전시키는 동시에, 상기 제 2 유지 수단으로부터 떨어지도록 상기 길이 방향으로 상대적으로 이동시키는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 제 1 유지 수단(11)은 평강과의 길이 방향의 상대적인 이동을 가능하게 하도록 상기 평강을 유지하고, 제 2 유지 수단(10)은 상기 평강과의 길이 방향의 상대적인 이동을 저지하도록 상기 평강을 유지하기 때문에, 제 1 유지 수단과 제 2 유지 수단 사이에서 평강을 비틀면서 제 1 유지 수단과 제 2 유지 수단 사이가 넓어져서, 더욱 긴 평강을 비트는 것이 가능해진다.

게다가, 평강을 비틀 때에 평강이 줄어드는 힘이 작용해도, 제 2 유지 수단이 평강과의 길이 방향의 상대적인 이동을 저지하도록 구성되어 있기 때문에, 평강에 소정의 인장력을 가한 상태로 유지할 수 있어, 피치의 불균일을 억제하는 것이 가능해진다.

또한, 환강(7)과 제 1 유지 수단(11)은, 소정의 거리를 유지하면서 길이 방향으로 이동하는 동시에, 소정의 회전각을 유지하면서 평강의 길이 방향을 회전축으로 하여 회전하기 때문에, 평강을 연속적으로 소정의 피치로 비트는 것이 가능해진다.

본 발명의 「비틀기」 처리나 「이동」 등은, 상술한 바와 같이 상대적인 변위를 행하면 실현할 수 있는 것이며, 구체적으로는, 비틀기 처리에서, 환강이나 제 1 유지 수단을 회전시킬지 제 2 유지 수단을 회전시킬지, 또는 환강과 제 1 유지 수단을 회전시키는 동시에 제 2 유지 수단을 역방향으로 회전시킬지는, 제조하는 비틀림 평강의 형상·재질 등에 따라 적절히 설정할 수 있다. 또한, 이동 공정에서도, 환강과 제 1 유지 수단을 이동시킬지, 평강을 이동시킬지, 또는, 환강, 제 1 유지 수단 및 평강의 3자를 함께 이동시킬지도 적절히 선택할 수 있다.

또한, 제 2 유지 수단에 대해서도, 도 15와 같이, 환강이나 제 1 유지 수단을 이동시키는 이동 대차와는 별도로 설치하여 장치 본체에 고정 배치하는 경우에 한정되지 않고, 장치 본체 내에서 이동 가능하게 하거나, 환강이나 제 1 유지 수단과 협동하여 평강에 대하여 상대적으로 이동 가능하게 하는 등, 여러가지 변경이 가능한 것은 말할 필요도 없다.

다음에 이 제조 방법을 이용한 비틀림 평강의 제조 장치에 대해서 더욱 상세히 설명한다.

도 1에 나타낸 환강(7)을, 도 2에 나타낸 바와 같이, 양단을 베어링 A(12)로 지지하고, 부시를 넣어서 회전하도록 구성한다. 환강은 본 발명에서 반드시 회전시킬 필요는 없지만, 환강과 평강을 상대적으로 이동시킬 때에는, 회전 가능하게 하는 쪽이 더욱 원활한 이동을 실현하는 것이 가능해진다. 도 2는 환강과 베어링의 관계를 나타낸 도면으로서, 도 2의 (a)는 평면도, 도 2의 (b)는 정면도, 도 2의 (c)는 측면도를 나타낸다.

다음에 도 3에 나타낸 바와 같이, 도 2의 베어링을 부착한 환강을, 예를 들면 45°기울여서 대(台; 13) 위에 부착한다. 상술한 바와 같이 환강의 부착 각도를 바꿈으로써, 비틀림 평강의 피치각을 변경하는 것이 가능해진다. 이하에서는 도 1과 같이, 평강(비틀림 평강)의 길이 방향에 대하여 환강을 45°기울이는 경우를 예로 설명한다.

또한, 도 3은 환강, 베어링을 대에 부착한 도면으로서, 도 3의 (a)는 평면도, 도 3의 (b)는 정면도를 나타낸다.

또한, 도 4, 도 5에 나타낸 바와 같이, 환강과 베어링을 대에 부착한 것을 2세트 만들어, 환강이 90°로 교차하도록 서로 마주 대한다. 이 때 2개의 환강 사이는 평강이 지나가도록 벌려 놓는다. 도 4는 환강, 베어링을 대에 부착한 2세트를 조합시킨 정면도이며, 도 5는 환강, 베어링을 대에 부착한 2세트를 조합시킨 평면도이다.

또한 더욱, 도 6, 도 7에 나타낸 바와 같이, 대의 양단에, 중심에 구멍을 뚫은 원판(14)을 부착하여, 회전체(8)를 형성한다. 이는 2개의 환강을 소정 간격으로 배치하여, 환강을 포함하는 전체를 더 회전 가능하게 하기 위해서이다. 도 6은 대에 원판을 부착한 평면도이며, 도 7은 대에 원판을 부착한 측면도를 나타낸다.

다음에 도 8에 나타낸 바와 같이, 이 회전체(8)의 한쪽의 원판(14)에, 중심에 구멍을 뚫은 치차(齒車) A(15)를 부착한다. 그리고 양쪽 원판에, 평강이 지나가는 내경의 파이프(16)를 부착하고, 양단을 베어링 B(17)로 지지하여, 가대(架台)(18)에 부착한다. 도 8은 회전체를 가대에 부착한 정면도이다.

또한 가대 아래에 회전 구동 수단인 모터 B(19)를 설치하고, 모터의 출력축에 치차 B(20)를 부착하여, 치차 A와 맞물리게 한다. 이와 같이 하여, 모터에 의해 회전체를 회전시킨다. 또한, 회전 구동 수단을 회전체를 지지하는 가대에 배치하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 제조 장치 본체의 기대(基台)측에 배치하는 등, 가대 외에 배치하여 회전 샤프트나 벨트 등의 구동 전달 수단을 이용하여 회전체를 회전시키는 것도 가능하다.

다음에 도 9, 도 10, 도 11에 나타낸 바와 같이, 가대에 조립한 회전체를, 이동 대차(9) 내에 설치한다. 도 9는 이동 대차의 정면도, 도 10은 이동 대차의 평면도, 그리고, 도 11은 이동 대차의 측면도를 나타낸다. 이동 대차에는, 양측면에 차륜(車輪; 21)이 각각 4개 부착되고, 도 11에 나타낸 바와 같이, 차륜은 본체(27)의 홈형 강(溝型鋼; 22)을 사이에 끼워, 이동 대차가 이동한다.

다음에, 제 1 유지 수단에 대해서 설명한다. 도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 평강을 사이에 끼우는 2개의 롤러(11)가, 제 1 유지 수단으로서 이동 대차(9)의 후부에 부착되어 있다.

제 1 유지 수단은 평강을 비틀 때에는, 회전체(8)와 동일한 회전 방향으로 동일한 회전 속도로 회전되고 있다. 제 1 유지 수단을 회전시키는 기구로서는, 회전체(8)를 회전시키는 기구에 연결하거나, 별도로 회전 구동 수단을 준비하여 회전시키도록 구성하는 것도 가능하다.

또한, 회전체(8)와 동일한 구동 기구를 이용하는 경우에는, 미리 평강을 제조 장치에 세트할 때에, 회전체(8)와 제 1 유지 수단 사이의 연결을 해제하여, 예를 들면, 도 15의 (b)의 상태로 되도록 세트하고, 그 후, 양자를 연결하여 회전체(8)와 제 1 유지 수단을 일체적으로 회전시킨다.

제 1 유지 수단은, 도시한 롤러의 형상·배치에 한정되지 않고, 예를 들면, 2개의 환강과 마찬가지로 평강의 길이 방향에 대하여 소정 각도 기울여서 배치하고, 비틀기 공정시에, 환강과 협동하여 피치 각도 및 간격을 조정 가능하게 하는 것도 가능하다.

다음에, 제 2 유지 수단인 고정부(10)에 대해서 설명한다. 도 12는 고정부의 정면도를 나타낸다.

고정부는 평강(5)의 선단을 확실히 고정하여, 환강이 평강에 대하여 이동할 때에 생기는 인장력에 견디고, 심지어, 필요에 따라 고정부 자체를 회전 가능하게 하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 고정축(23)은 2개의 볼 베어링(24)으로 지지되고, 축의 선단은 스러스트 베어링(25)에 의해 인장력을 받는 구조로 되어 있다.

평강을 고정하기 위해서는, 평강의 양면을 테이퍼가 달린 협지판(26)을, 핸들로 죄어서 빠져나가지 않도록 하고 있다.

또한, 평강을 비틀 때에는, 고정부가 회전하지 않도록, 고정축(23)의 회전을 록(lock)하는 록 기구(도시 생략)를 설치하고 있다.

또한, 제 2 유지 수단은, 도 12와 같은 고정부에 한정되지 않고, 비틀림 평강을 통과 가능하게 유지하는 동시에, 환강을 유지하는 회전체의 회전에 대응하여, 동일한 방향으로 회전 가능하게 하는 구성이어도 된다. 그를 위해서는, 예를 들면, 평강의 양면을 2개의 볼 또는 환강과 같이 소정 각도로 배치한 2개의 롤러 사이에 끼우고, 볼이나 롤러를 유지하는 프레임 자체도 회전 가능하게 구성하는 것이 바람직하다.

다음에 제조 장치 전체를 나타낸 도 13, 도 14에 의해, 이동 대차의 이동 장치에 대해서 설명한다. 도 13은 제조 기계의 평면도, 도 14는 제조 기계의 정면도를 나타낸다.

우선 이동 대차(9)를, 2개의 홈형 강(22)을 평행하게 부착한 본체(27)에 설치한다. 다음에 본체의 양단에 각각 2개의 스프로켓(28)을 설치한다.

다음에 체인(29)의 한쪽 끝을 이동 대차에 부착하고, 다른 한쪽 끝을 2개의 스프로켓에 걸고, 다시 이동 대차까지 되돌려서 부착한다. 그리고 한쪽의 스프로켓을 모터 C(30)로 구동시키면, 이동 대차는 좌우로 이동한다.

이동 대차의 이동 속도는 환강(7)이나 제 1 유지 수단(11)이 회전하는 회전 속도에 의존한다. 구체적으로는, 환강을 유지하는 회전체(8)가 평강의 둘레를 1회전하는 동안에, 이동 대차는 평강의 길이 방향으로 피치 간격의 2배의 거리를 이동하도록 구성된다.

또한, 제조 기계에는, 고정부(10)가 이동 대차의 전방에 고정 설치되어 있다. 또한, 이동 대차의 후방(도면의 우방향)에는, 도시하지 않지만, 제 1 유지 수단의 회전에 맞추어 평강(5)을 회전 유지하는 수단이 별도 설치되어 있다.

도 16은 본 발명과 관련된 비틀림 평강의 제조 장치(제조 방법)의 다른 실시예를 나타낸 도면이다. 도 16의 실시예는 상술한 실시예에서 설명한 환강(7)을 갖는 회전체(8)를 이용하고 있다.

회전체(8)는 회전 가능한 상태로 지지대(33)에 설치된다. 또한, 회전체(8)로부터 평강의 길이 방향으로 소정의 거리만큼 떨어진 장소에, 반송 롤러 등의 평강(5)을 길이 방향으로 반송 가능한 반송 수단(31)이, 지지대(33)에 설치되어 있다.

기본적으로는, 반송 수단(31)과 회전체(8)(특히 환강) 사이에서 평강(5)을 비트는 것도 가능하지만, 그 경우에는, 반송 수단에 회전체(8)의 회전력(비트는 힘)에 대항하는 기계적 강도를 갗추게 할 필요가 있어, 반송 수단의 구성이 복잡화 또는 대형화하여, 고가(高價)인 것으로 된다. 이 때문에, 반송 수단(31)과 회전체(8) 사이에, 평강을 사이에 끼우는 2개의 롤러로 구성되는 협지 롤러(32)를 설치하여, 비틀기 작업은 회전체와 협지 롤러로 행하고, 반송 수단은 반송 기능으로 특화시키는 것이 가능하다.

다음에, 도 16의 실시예에 의한 비틀림 평강의 제조 공정에 대해서 설명한다.

우선, 도 16의 (a)에서는, 지지대(33)를 포함하는 비틀림 평강의 제조 장치에, 평강(5)을 삽입한다. 삽입은 반송 수단(31)으로 행하는 것이 가능하지만, 제조 장치 외부에 별도 설치되는 평강(5)을 반송하는 기구에 의해, 제조 장치의 소정 장소까지 평강(5)을 삽입 가능하도록 구성할 수도 있다. 또한, 회전체(8)가 이 시점에서는 아직 회전하고 있지 않다.

도 16의 (b)에서는, 평강(5)의 반송을 정지한 상태로, 회전체(8)를 회전시켜, 회전체의 환강의 회전에 의해, 평강(5)의 선단부를 비튼다. 다음에, 도 16의 (c)와 같이, 평강(5)을 반송 수단(31)에 의해 반송하면서, 회전체(8)를 회전시켜, 협지 롤러(32)와 환강(회전체(8)) 사이에서, 연속적으로 평강의 비틀기 작업을 행한다. 게다가, 비틀어진 평강은 순차, 회전체(8)의 우측으로 배출된다.

소정의 비틀기 공정이 종료하면, 도 16의 (d)와 같이, 환강을 포함하는 회전체(8)의 회전과 평강을 반송하는 반송 수단(31)의 동작이 정지된다. 그리고, 도 16의 (e)와 같이, 비틀림 평강(6)이 제조 장치로부터 취출된다.

도 16의 실시예에서는, 도 15의 실시예와 같이 평강(5)의 일단부가 고정 또는 유지되지 않고, 또한, 제조 장치 전체가 지지대(33) 위에 설치되어, 평강(5)의 반송 방향으로 이동하는 부분이 없기 때문에, 당해 제조 장치에 대하여 연속적으로 평강을 공급하는 것이 가능하고, 예를 들면, 용광로나 압연 장치 등으로부터 연속적으로 공급되는 평강에, 비틀림을 형성하는 것도 가능해진다. 당연히, 평강의 상태가 열간 또는 냉간의 어느 쪽이라도, 비틀기 가공을 행할 수 있다.

산업상 이용 가능성

본 발명의 비틀림 평강의 제조 방법 및 제조 장치에 의해, 비틀림 평강의 전체 길이에 걸쳐, 정확한 피치로 비트는 것이 가능해지기 때문에, 질이 높은 비틀림 평강을 제공할 수 있다. 게다가, 종래 대응이 어려웠던, 반송 장치나 건물 내외의 장식품 등의 새로운 분야에서도, 비틀림 평강을 이용하는 것이 가능해진다.

1 : 모터 A
2 : 고정구
3 : 유압 실린더
4 : 고정 대차
5 : 평강
6 : 비틀림 평강
7 : 환강
8 : 회전체
9 : 이동 대차
10 : 고정부
11 : 롤러
12 : 베어링 A
13 : 대
14 : 원판
15 : 치차 A
16 : 파이프
17 : 베어링 B
18 : 가대
19 : 모터 B
20 : 치차 B
21 : 차륜
22 : 홈형 강
23 : 고정축
24 : 볼 베어링
25 : 스러스트 베어링
26 : 협지판
27 : 본체
28 : 스프로켓
29 : 체인
30 : 모터 C
31 : 반송 수단(반송 롤러)
32 : 협지 롤러
33 : 지지대

Claims (11)

1. 삭제
2. 평강의 양면을, 상기 평강의 길이 방향에 대하여 동일한 각도로 상이한 방향으로 기울여서 배치된 2개의 환강 사이에 끼우고,
   또한, 상기 평강의 길이 방향에서 상기 평강의 전단과 후단에 배치된 제 1 유지 수단과 제 2 유지 수단에 의해서 상기 평강을 유지하고,
   상기 길이 방향을 회전축으로 하여 상기 제 2 유지 수단에 대하여 상기 환강과 상기 제 1 유지 수단을 회전시키고, 또한, 상기 제 2 유지 수단으로부터 멀어지도록 상기 길이 방향으로 상기 환강과 상기 제 1 유지 수단을 이동시키는 것을 특징으로 하는 비틀림 평강의 제조 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1 유지 수단은, 상기 평강과의 상기 길이 방향의 상대적인 이동을 가능하게 하도록 상기 평강을 유지하고, 상기 제 2 유지 수단은, 상기 평강과의 상기 길이 방향의 상대적인 이동을 저지하도록 상기 평강을 유지하는 것을 특징으로 하는 비틀림 평강의 제조 방법.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 환강과 상기 제 1 유지 수단은, 소정의 거리를 유지하면서 상기 길이 방향으로 이동하는 동시에, 소정의 회전각을 유지하면서 상기 회전축에 대하여 회전하는 것을 특징으로 하는 비틀림 평강의 제조 방법.
5. 평강의 양면을 사이에 끼우기 위해서, 상기 평강의 길이 방향에 대하여 동일한 각도로 상이한 방향으로 기울여서 배치된 2개의 환강과,
   상기 평강의 길이 방향에서 상기 평강의 전단과 후단에 배치되서 상기 평강을 유지하는 제 1 유지 수단과 제 2 유지 수단과,
   상기 길이 방향을 회전축으로 하여 상기 제 2 유지 수단에 대하여 상기 환강과 상기 제 1 유지 수단을 회전시키는 회전 수단과,
   상기 제 2 유지 수단으로부터 멀어지도록 상기 길이 방향으로 상기 환강과 상기 제 1 유지 수단을 상대적으로 이동시키는 이동 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 비틀림 평강의 제조 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제 1 유지 수단은, 상기 평강과의 상기 길이 방향의 상대적인 이동을 가능하게 하도록, 상기 평강을 유지하도록 구성되고, 또한, 상기 제 2 유지 수단은, 상기 평강과의 상기 길이 방향의 상대적인 이동을 저지하도록, 상기 평강을 유지하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 비틀림 평강의 제조 장치.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
   적어도 상기 환강 및 상기 제 1 유지 수단은, 이동 가능한 대차(台車)에 일체적으로 조립되어 있는 것을 특징으로 하는 비틀림 평강의 제조 장치.
8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
   상기 회전 수단은, 상기 환강을 조립하는 회전체와, 상기 회전체를 회전시키는 회전 구동 수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 비틀림 평강의 제조 장치.
9. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
   상기 제 1 유지 수단은, 상기 평강의 양면을 사이에 끼우는 2개의 롤러로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 비틀림 평강의 제조 장치.
10. 평강의 양면을 사이에 끼우기 위해서, 상기 평강의 길이 방향에 대하여 동일한 각도로 상이한 방향으로 기울여서 배치된 2개의 환강과,
    상기 환강을 상기 길이 방향을 회전축으로 하여 상기 평강에 대하여 상대적으로 회전시키는 회전 수단과,
    상기 평강을 상기 환강에 대하여 상기 길이 방향으로 상대적으로 이동시키는 반송 수단을 갖고,
    상기 회전 수단과 상기 반송 수단 사이에는, 상기 평강을 사이에 끼우는 협지(狹持) 롤러가 배치되고, 상기 협지 롤러와 상기 환강 사이에서 상기 평강을 비틀도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 비틀림 평강의 제조 장치.
    
11. 삭제

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