KR101511336B1

KR101511336B1 - 강관 성형 중 스프링 백 현상을 억제할 수 있는 조관기의 i-스페셜 성형 장치

Info

Publication number: KR101511336B1
Application number: KR20140122289A
Authority: KR
Inventors: 백낙천
Original assignee: (주)백천정밀
Priority date: 2014-09-15
Filing date: 2014-09-15
Publication date: 2015-04-14

Abstract

본 발명은 강관 성형 중 스프링 백 현상을 억제할 수 있는 조관기의 I-스페셜 성형 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이송되는 평판을 강관(鋼管)으로 성형하는 롤 성형부를 포함하는 조관기의 I-스페셜 성형 장치에 있어서, 사이드 롤들을 이용하여, 두께가 두꺼운 고강도 후판(thick plate, 厚板)을 파이프 형태의 강관으로 롤 성형 시 스프링 백 현상에 의하여 강관이 탄성 복귀되어 강관의 진원도가 저하됨에 따라, 용접(I-special; I 자 형 용접) 품질이 저하되어, 결국 강관의 품질 저하 및 생산성이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 강관 성형 중 스프링 백 현상을 억제할 수 있는 조관기의 I-스페셜 성형 장치에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 조관기의 I-스페셜 성형 장치는 이송되는 평판 형상의 스트립을 강관(鋼管)으로 성형하는 다수의 롤들로 구성된 성형부를 포함하는 조관기의 I-스페셜 성형 장치에 있어서, 상기 성형부는 스트립 이송로 양측에 배열되어 이송되는 스트립의 양측을 가압하여 롤 성형되도록 하는 사이드 롤; 스트립 이송로 하부에 배열되어 이송되는 스트립의 하면을 지지하는 하부 롤; 및 스트립 이송로 상부에 배열되어 이송되는 스트립의 상면을 가압, 고정하는 상부 롤;을 포함하여 이루어지되, 상기 사이드 롤은 각각 스트립의 중심을 향해 하향 기울어지는 각도를 갖도록 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

강관 성형 중 스프링 백 현상을 억제할 수 있는 조관기의 I-스페셜 성형 장치{I-SPECIAL FORMING STAND IN TUBE MILL}

본 발명은 강관 성형 중 스프링 백 현상을 억제할 수 있는 조관기의 I-스페셜 성형 장치에 관한 것으로,

보다 상세하게는 이송되는 평판을 강관(鋼管)으로 성형하는 롤 성형부를 포함하는 조관기에 있어서, 사이드 롤들을 이용하여, 두께가 두꺼운 고강도 후판(thick plate, 厚板)을 파이프 형태의 강관으로 롤 성형 시 스프링 백 현상에 의하여 강관이 탄성 복귀되어 강관의 진원도가 저하됨에 따라, 용접(I-special; I 자 형 용접) 품질이 저하되어, 결국 강관의 품질 저하 및 생산성이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 강관 성형 중 스프링 백 현상을 억제할 수 있는 조관기의 I-스페셜 성형 장치에 관한 것이다.

일반적으로 조관기는 냉간 성형 공법을 이용해, 일정한 길이로 연속하여 이송되는 평판 형상의 금속판을 상하좌우로 배치된 롤(Roll) 사이로 통과시켜 파이프 형태의 강관으로 성형(Forming)하는 장치로써, 긴 띠(Sstrip) 형상의 금속판이 상하좌우로 배치된 롤 세트(Roll Set)를 통과할 때마다 조금씩 소성(塑性) 변형이 이루어져, 목적하는 구경을 갖는 원형의 관이 성형된다.

도 1a는 이러한 조관기의 작업 공정을 개념적으로 보여준다.

이러한 조관기를 통해 원형의 강관이 제작되는 것을 간략하게 살펴보면 도 1a에 도시된 바와 같이, 평판 형상의 금속판 스트립이 권취된 언코일러에서 스트립이 풀리면서 이송되고, 스트립이 성형부를 지나면서 롤들에 의하여 원형으로 성형된 다음 용접부에서 롤 성형된 스트립의 양끝단이 용접된 후 용접된 부위의 비드를 제거하고, 진원 성형부를 거쳐 절단되어 규격화된 강관이 제작되며, 이러한 작업을 수행하는 조관기는 상기한 공정들이 하나의 라인을 통해 모두 연결된 설비를 말한다.

이중 강관 성형 공정을 수행하는 조관기의 성형장치는 성형될 강관의 규정 치수에 맞는 롤을 교체하면 다양한 규격의 구경을 갖는 강관을 제작할 수 있으므로, 좌우측의 사이드 롤과, 상부의 상부 롤 및 하부의 하부 롤을 규격에 맞는 것으로 교체하여 장착할 수 있도록 구성된다.

상기한 구성의 종래 조관기에 관한 기술로써, 대한민국 등록실용신안 제20-0300642호 "조관기 및 성형기용 사이드 롤러 스탠드"(이하 종래 기술이라 함.)가 있다.

도 1b는 종래 기술에 따른 조관기의 정면도로써, 도 1에 도시된 바와 같이(이하 종래 기술을 설명하는 도 1과, 본 발명을 설명하는 나머지 도면의 참조 부호는 서로 무관함.), 프레임(1)의 양측에 회전축(20)이 수직 방향으로 축설되고, 상기 회전축에 사이드 롤(5)이 수평하게 축 결합되어 사이드 롤(5) 사이를 지나가는 스트립의 양측 단부를 내측 상부를 향해 구부러지도록 소성 변형시킨 후 파이프 형상으로 변형이 완료되면, 서로 마주보는 강관의 양측 단부 사이를 용접하여 강관의 제작이 완료된다.

그런데 상기 종래 기술과 같이, 수평하게 구비된 사이드 롤(5) 사이로 스트립이 지나가면서 가압되어 강관으로 성형되면 스트립의 양측 단부를 변형시키는 압력이 약하기 때문에 성형 후 굽혀진 스트립이 본래의 평판 형태로 원상 복귀하려는 탄성력이 작용하여 굽힘 정도가 감소되는 스프링 백 현상이 발생하기 쉽다.

특히 탄소강 등으로 제작되어 두께가 두꺼운 고강도 후판을 이용하여 강관 성형을 할 경우 스프링 백 현상의 영향을 많이 받아, 진원의 강관을 성형하기 어려워 달걀 또는 복숭아 등과 같이 진원이 아닌 형상으로 성형되기 쉽고, 진원도가 저하되면, 전기 저항 용접(ERW; Electric Resistance Welding)이 제대로 이루어지지 않아, 결국 강관의 전체 품질을 저하시키는 주된 요인이 된다.

따라서 종래의 조관기를 사용하여, 얇은 두께의 금속판을 강관으로 성형하는 경우에는 스프링 백 현상의 영향이 적어 작은 오차를 갖는 비(非) 진원의 강관을 조관기의 진원 성형부를 통해 오차 수정이 가능하여 진원 규격에 부합하는 강관의 제작이 가능하나,

종래의 조관기를 이용하여 고강도 후판을 강관으로 성형하게 되면, 스프링 백 현상의 영향을 특히 많이 받게 되어, 진원도 저하 및 용접 품질 저하에 따른 불량품이 생산될 위험성이 크다.

이에 고강도 후판을 이용한 강관 제작 시 스프링 백 현상을 줄이는 것이 고강도 파이프형 강관의 생산성 등을 향상시키기 위한 매우 중요한 전제 조건임에도 불구하고, 종래의 조관기 구조에서는 스프링 백 현상에 의한 변형을 감소시킬 수 있는 마땅한 대책이 없어 이를 해결할 수 있는 대안이 필요한 실정이다.

또한 상술한 바와 같이, 종래의 조관기는 각 규격의 롤을 전부 교체하여야 다른 구경의 강관 제작이 가능한데, 이러한 롤 셋팅 작업이 매우 번거롭고 시간이 오래 걸려 생산성을 저하시키는 주요한 요인으로 작용하게 된다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

본 발명은 사이드 롤의 소성 변형력을 향상시켜 스프링 백 현상의 영향을 최소화함으로써, 진원의 강관 제작 효율을 향상시킴과 동시에, 다른 구경을 갖는 강관의 제작 시 롤들을 전부 교체하는 번거로움이 없으며, 특히 두께가 두꺼운 고강도 후판을 이용하여 강관으로 성형할 때 스프링 백 현상이 억제 되도록 성형부를 구성하는 사이드 롤이 스트립의 중앙을 향해 하향 기울어지는 각도를 갖도록 설치되어 있는 조관기의 I-스페셜 성형 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고 본 발명은 양측 사이드 롤에 의하여 롤 성형되는 스트립이 지나가면서 중심이 틀어지는 것을 방지하고, 특히 제작하는 강관의 구경이 교체되어 스트립의 폭이 달라지더라도, 위치 조정된 사이드 롤에 의한 성형에 문제가 없도록 상기 사이드 롤의 오목홈부의 상측 단부에 스트립의 양 끝단이 걸리는 걸림턱이 있고 성형압력을 강하게 하는 각도를 갖는 사이드 롤이 있는 조관기의 I-스페셜 성형 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 제작할 강관의 구경이 다른 경우 사이드 롤뿐만 아니라, 스트립 이송로 상부 및 하부 롤 역시 별도의 교체 작업 없이 공통 사용 롤의 위치를 조정하는 것만으로 생산하고자 하는 강관의 규격에 맞게 조절 가능하며 상, 하부 롤을 각각 스트립의 양측 횡방향으로 스윙 운동 시키는 스윙 수단을 갖는 조관기의 I-스페셜 성형 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가 본 발명은 성형부를 지나면서 유사 '○'자 형으로 롤 성형되는 스트립의 형상에 맞게 사이드 롤이 배치되어 롤 성형되는 스트립의 외주면이 사이드 롤의 오목홈부에 밀착될 수 있도록 스트립의 이송 반대 방향으로 하향 기울어지는 각도를 갖도록 설치되어 있는 조관기의 I-스페셜 성형 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고 본 발명은 성형부 중 구동 수단에 의하여 회전하는 양측 사이드 롤을 하나의 구동 수단으로 연결하여 동반 작동시켜 작업 공간을 확보함과 동시에, 롤과 구동 수단 등의 교체, 분해, 조립이 필요 없이 바로 양측 사이드 롤들 사이의 폭을 조절하여 작업 편의성 확보 및 생산성을 향상시킬 수 있도록 양측 사이드 롤을 동시에 구동시키는 구동 연계 수단 및 양측 사이드 롤들 사이의 폭을 조절하는 폭 조절 연계 수단을 포함하는 조관기의 I-스페셜 성형 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 조관기의 I-스페셜 성형 장치는

이송되는 평판 형상의 스트립을 강관(鋼管)으로 성형하는 다수의 롤들로 구성된 성형부를 포함하는 조관기의 I-스페셜 성형 장치에 있어서,

상기 성형부는

스트립 이송로 양측에 배열되어 이송되는 스트립의 양측을 각도로 가압하여 롤 성형되도록 하는 사이드 롤;

스트립 이송로 하부에 배열되어 이송되는 스트립의 하면을 지지하는 하부 롤; 및

스트립 이송로 상부에 배열되어 이송되는 스트립의 상면을 가압, 고정하는 상부 롤;을 포함하여 이루어지되,

상기 사이드 롤은 각각 스트립의 중심을 향해 하향 기울어지는 각도를 갖도록 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 조관기의 I-스페셜 성형 장치에서 상기 상부 롤은 상부 프레임 상에서 수평 배열된 한 쌍의 상부 롤로 구성되고,

상기 한 쌍의 상부 롤을 각각 상기 스트립의 내, 외측 횡방향으로 스윙 운동시키는 스윙 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 조관기의 I-스페셜 성형 장치에서 상기 사이드 롤은 상기 스트립이 접촉되는 부채꼴형 오목홈부의 상측 단부에서 외측으로 돌출되어 스트립의 양 끝단이 걸리는 걸림턱이 있는 것을 특징으로 한다.

나아가 본 발명에 따른 조관기의 I-스페셜 성형 장치에서 상기 사이드 롤은 각각 상기 스트립의 이송 반대 방향으로 하향 기울어지는 각도를 갖도록 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

이어서 본 발명에 따른 조관기의 I-스페셜 성형 장치에서 상기 성형부는

양측 사이드 롤을 동시에 구동시키는 구동 연계 수단 및 양측 사이드 롤의 사이의 폭을 조절하는 폭 조절 연계 수단을 포함하되,

상기 구동 연계 수단은

일단에 구동 수단이 연결된 메인 구동축과,

상기 메인 구동축의 양측에 결합되어 양측 사이드 롤을 동반 회전시키는 한 쌍의 메인 기어로 구성되고,

상기 폭 조절 연계 수단은

상기 메인 구동축의 양측 외주면을 따라 메인 구동축의 길이 방향으로 소정 길이를 갖도록 형성된 한 쌍의 톱니부와,

상기 각 메인 기어의 내주면에 구비되어 상기 톱니부에 결합되는 대응 톱니부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 조관기의 I-스페셜 성형 장치는 양측 사이드 롤이 각각 스트립의 중앙을 향해 하향 경사지도록 구비되어 있으므로, 유 '○'형으로 성형되는 스트립의 양측단에 가해지는 소성 변형력이 증대됨에 따라 강관 성형 시 발생하는 스프링 백 현상의 영향을 최소화할 수 있어 진원의 강관 성형에 보다 유리하고,

특히, 두께가 두꺼운 고강도 후판을 강관으로 성형, 제작할 때 진원의 강관으로 성형이 보다 쉽게 이루어지므로, 강관의 양측단이 용접된 용접부가 유사 'I'자 형태(I-special)로 형성됨에 따라 비드 제거 후 제작 완료된 강관의 강성이 확보됨에 따라 고품질의 강관 제작이 가능하고,

사이드 롤의 위치를 조정하는 것만으로도 양측 사이드 롤의 폭 조절 및 높이 조절이 이루어져 규격이 다른 사이드 롤로 교체한 것과 같은 효과가 발생하기 때문에 별도로 사이드 롤의 교체가 필요 없이 다른 규격의 강관 성형이 가능하므로 작업의 편의성 확보 및 생산성의 증대 효과를 기대할 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 조관기의 I-스페셜 성형 장치는 사이드 롤의 오목홈부에 스트립의 양측단이 걸리는 걸림턱이 구비되어 양측 사이드 롤 사이를 지나가는 스트립을 안정적으로 잡아주어 성형 중 스트립의 중심이 틀어지는 것을 방지함과 동시에, 성형할 스트립의 폭에 상관없이 상기 걸림턱에 의하여 스트립이 고정된 상태에서 롤 성형되기 때문에 강관의 구경(사이즈) 변경을 매우 쉽게 행할 수 있는 유용한 발명이다.

또한 본 발명에 따른 조관기의 I-스페셜 성형 장치는 스윙 수단을 통해 스트립의 양측으로 위치 조절되는 상부 롤을 도입함에 따라 다른 규격의 강관 성형을 위해 스트립이 교체되더라도 상부 롤의 교체 없이 스트립의 폭에 맞게 조절 가능하므로 다양한 구경을 갖는 강관 제작 시 작업성 및 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

나아가 본 발명에 따른 조관기의 I-스페셜 성형 장치는 스트립의 이송방향을 향해 하향 기울어지도록 구비된 사이드 롤을 도입하여 롤 성형되는 스트립의 형상 변위에 상관없이 사이드롤의 오목홈부가 스트립의 외주면에 밀착된 상태에서 롤 성형이 이루어지므로 강관의 성형 오차를 줄일 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 조관기의 I-스페셜 성형 장치는 성형부 중 구동 수단에 의하여 작동하는 사이드 롤을 위하여 구동 연계 수단 및 양측 사이드 롤들 사이의 폭을 조절하는 폭 조절 연계 수단을 도입하여, 양측 사이드 롤이 하나의 구동 수단으로 연결되어 있음에도 불구하고, 폭 조절 시 설비를 교체, 분해, 조립할 필요가 없으므로 작업 편의성 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1a는 강관 제작 공정을 설명하기 위한 조관기의 개념도이고, 도 1b는 전체 조관 공정을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 조관기의 I-스페셜 성형 장치에서 성형부 중 제1 성형부의 일부를 도시한 정면도들.
도 3 및 도 4는 본 발명의 조관기의 I-스페셜 성형 장치에서 성형부중 제2 성형부의 일부를 도시한 정면도 및 측면도.
도 5는 도 3의 단면도들.
도 6 및 도 7은 본 발명의 조관기의 I-스페셜 성형 장치를 통해 서로 다른 구경의 강관을 성형, 제작되는 것을 설명하기 위한 도면들.
도 8 및 도 9는 본 발명의 조관기의 I-스페셜 성형 장치와 종래의 조관기를 비교하기 위한 도면들.
도 10은 본 발명의 조관기의 I-스페셜 성형 장치에서 성형부 중 제3 성형부의 일부를 도시한 정면도들.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 조관기의 I-스페셜 성형 장치를 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 2 및 도 3의 정면도를 참고하여 특정하면, 중력이 작용하는 방향을 하측으로 하여 상하좌우를 정하고, 다른 도면과 관련된 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서도 다른 특별한 언급이 없는 한 이 기준에 따라 방향을 특정하여 기술한다.

이하에서는 본 발명에 따른 조관기의 I-스페셜 성형 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

우선 본 발명에 따른 조관기는 도 1a에 도시된 조관 공정을 자동으로 수행하는 설비로써, 스트립(S)을 공급하는 언코일러(U), 스트립(S)의 이송되는 방향을 따라 다수의 롤들이 배치된 성형부(10), 성형된 스트립을 용접하는 용접부(20), 용접 부위의 비드를 제거하는 비드 제거부(30), 진원 성형부(40), 절단부(50) 등을 포함한다.

이밖에 조관기의 사양에 따라 진원도 및 치구 검사부, 마킹부 등이 추가 구비되어 하나의 라인으로 추가 구성될 수 있으며, 이와 관련된 구체적인 설명은 생략한다.

본 발명의 조관기의 I-스페셜 성형 장치에서 성형부(10)는 스트립의 성형 정도에 따라, 제1 내지 제3 성형부로 구분할 수 있는데,

도 2, 도 3 및 도 10을 참고하여 이를 간략하게 설명하면, 언코일러(U; 도 1a 참고.)에서 풀린 평판 형상의 스트립(S)은 제1 성형부(10A)를 지나가면서, 사이드 롤이 스트립의 양측단을 절곡시켜, 유사 '

'자 형으로 성형되고,

제1 성형부(10A)를 지나 제2 성형부(10B)로 진입한 스트립(S)은 상, 하부 롤들과, 양측 사이드 롤들에 의하여 유사 'U'자 형으로 말리면서 성형된 후,

제2 성형부(10B)를 지나 제3 성형부(10C)로 진입한 스트립(S)은 스트립 이송로 방향으로 군집하여 다수 배열된 양측 제3 사이드 롤들에 의하여, 유사 '○'자 형으로 파이프 형태로 성형된다.

이렇게 유사 '○'자 형으로 성형된 스트립은 용접부(20)를 통과하면서 용접 장치에 의하여 분리된 양측단의 사이 공간이'I'자 형(I-special)으로 용접된다.

성형부(10)가 제1 내지 제3 성형부(10A, 10B, 10C)로 구분되는 차이점을 간략하게 설명하면, 제1 성형부(10A)는 구동수단에 의하여 양측 제1 사이드 롤(105)이 회전함에 따라 스트립(S)이 양측단이 절곡되면서 이송되는 구간이고,

제2 성형부(10B)는 구동수단에 의하여 제2 하부 롤(112)이 회전함에 따라 스트립(S)이 이송되는 구간이고(업계에서는 제1 및 제2 성형부를 롤 성형 스탠드 구간이라 함.),

제3 성형부(10C)는 상부 롤이 배치되지 않고, 양측 제3 사이드 롤(141)과 제3 하부 롤(142)만으로 구성되어 스트립이 이송되는 구간(업계에서는 클러스트 구간이라 함.)이다.

우선 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 성형부(10) 중 제1 성형부(10A)는 베드(11) 상에 고정 설치된 제1 고정 프레임(12)을 포함하고,

상기 제1 고정 프레임(12) 상부에 고정 설치되어 스트립(S)을 지지하는 제1 하부 롤(101)과,

상기 제1 고정 프레임(12)에서 스트립 이송로(S1) 상측으로 입설된 기둥부(12A)에 결합되어 상하 승하강되는 제1 상부 프레임(102)과, 상기 제1 상부 프레임(102)의 길이 방향을 따라 좌우 폭 조절되도록 설치된 한 쌍의 제1 상부 롤(103)과,

상기 제1 고정 프레임(12)에서 스트립 이송로(S1) 양측에 결합되어 좌우 횡방향 이동하는 제1 측면 프레임(104)과, 상기 제1 측면 프레임(104)에 고정 결합되어 좌우 폭 조절되도록 설치된 한 쌍의 제1 사이드 롤(105)로 구성되어,

상기 제1 사이드 롤(105)의 부채꼴형 오목홈부(105a)에 의하여 스트립(S)의 양측단만이 상측으로 절곡 성형되어 유사 '

'형으로 성형된다.

상기 한 쌍의 제1 상부 롤(103)과, 한 쌍의 제1 사이드 롤(105)의 폭 조절은 각각의 프레임 상에 결합된 스크류 잭(103A)(105A)에 의하여 높이 및 위치 조절이 이루어지고, 이는 후술하는 제1 스크류 잭(113)과 대동소이하므로 설명을 생략한다.

이때 상기 제1 성형부(10A)에서 스트립(S)은 유사 '

'형으로 성형되기 때문에, 제1 하부 롤(101)과, 한 쌍의 제1 사이드 롤(105)들이 동일 높이에 형성되므로, 제2 성형부(10B)와 같이, 제1 하부 롤(101)에 구동수단을 연결하여 스트립(S)을 이송시킬 수 없다.

따라서 상기 제1 성형부(10A)는 제2 성형부(10B)와 달리 한 쌍의 제1 사이드 롤(105)에 구동수단이 연결되어 회전, 작동한다.

이때 한 쌍의 제1 사이드 롤(105) 각각에 별개의 구동수단이 결합되어 회전, 작동될 수 있으나, 이러한 경우, 구동 모터 등의 구동수단이 스트립(S) 이송로 양측으로 돌출되기 때문에 작업자의 작업 공간 확보가 어려우므로, 본 발명은 하나의 구동수단을 통해 한 쌍의 제1 사이드 롤(105)의 회전, 작동을 동시에 구현함과 동시에, 제1 사이드 롤(105) 및 각종 기어의 분리, 교체가 필요 없이 한 쌍의 제1 사이드 롤(105)이 연동하여 동일한 위치만큼 좌우 폭이 조절될 수 있도록 하였다.

이를 위하여 본 발명은 한 쌍의 제1 사이드 롤(105)을 동시에 회전 구동시키는 구동 연계 수단(106) 및 한 쌍의 제1 사이드 롤(105)을 동시에 좌우 이동시키는 폭 조절 연계 수단(107)을 포함한다.

먼저 상기 구동 연계 수단(106)은

상기 제1 고정 프레임(12) 상에 설치되며, 일단이 구동 모터(미도시) 등의 구동수단(106a)과 연결된 메인 구동축(106A)과,

상기 각 제1 측면 프레임(104) 상에 설치되며, 상기 메인 구동축(106A)의 양측에 결합되어 메인 구동축(106A)과 동반 회전하는 한 쌍의 메인 기어(106B)와,

상기 각 제1 측면 프레임(104) 상에 설치되며, 상기 각 메인 기어(106B)와 치합되어 메인 기어(106B)의 회전력을 전달하는 한 쌍의 중계 기어(106C)와,

상기 각 제1 측면 프레임(104) 상에 설치되며, 상기 각 중계 기어(106C)와 치합되어 회전하는 한 쌍의 구동 기어(106D)와,

상기 각 구동 기어(106D)와 동반 회전하도로 결합되고 내측 단부에 각각 제1 사이드 롤(105)이 결합되어 있는 한 쌍의 작동축(106E)으로 구성된다.

따라서 구동수단(106a)이 작동하여 메인 구동축(106A)이 스트립(S)의 이송 방향으로 회전하면, 이러한 회전력은 상기 메인 기어(106B) 및 중계 기어(106C)를 통해 상기 구동 기어(106D)로 전달되어 작동축(106E)이 메인 구동축(106A)의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전하고,

이에 따라 각 작동축(106E)의 내측 단부에 결합된 제1 사이드 롤(105)들 역시 메인 구동축(106A)의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전함으로써, 상부에 지지되는 스트립(S)을 제2 성형부(10B)로 이송시킬 수 있다.

이때 상기 구동 연계 수단은 상기 메인 구동축과 메인 기어들을 제외하고, 공지된 다양한 동력 전달 수단으로써 각종 축 및/또는 기어들로 메인 기어와 제1 사이드 롤(105)을 연동시켜 회전하도록 하는 것도 가능하다.

그리고 상기한 구조의 구동 연계 수단(106)이 도입된 상태에서 한 쌍의 제1 사이드 롤(105) 각각의 위치가 연계되어 좌우 횡방향 위치가 조절됨에 따라 제1 사이드 롤(105)들 사이의 폭을 조절될 수 있도록 하는 폭 조절 연계 수단(107)은

상기 메인 구동축(106A)의 양측 외주면을 따라 메인 구동축(106A)의 길이 방향으로 소정 길이를 갖도록 형성된 톱니부(107A)와,

상기 각 메인 기어(106B)의 내주면에 구비되어 상기 톱니부(107A)에 결합되는 대응 톱니부(107B)와,

상기 각 제1 고정 프레임(12)의 양측에 설치되어 상기 제1 측면 프레임(104)을 횡방향으로 이동시키며, 서로 연동하여 작동하는 한 쌍의 스크류 잭(105A)으로 구성된다.

따라서 상기 제1 사이드 롤(105)들의 폭을 조절할 필요가 있는 경우, 메인 구동축(106A)을 정지시킨 상태에서 서로 동기화되어 연동, 작동되는 한 쌍의 스크류 잭(105A)을 작동시키면 해당 스크류 축(105a)이 서로 대칭되는 좌우측 방향으로 이동됨에 따라 제1 사이드 롤(105), 작동축(106E), 구동 기어(106D), 중계 기어(106C), 메인 기어(106B)가 동반하여 이동하는데, 이때 상기 메인 기어(106B)는 각각 메인 구동축(106A)의 양 톱니부(107A)를 따라 슬라이딩 이동하게 되고, 따라서 메인 기어(106B)의 위치를 조절하더라도 톱니부(107A)와 대응톱니부(107A)가 서로 치합된 상태여서 메인 구동축(106A)을 작동시키면, 상술한 구동 연계 수단(106)이 연동 작동하여 제1 사이드 롤(105)들의 회전 작동이 이루어진다.

다음으로 도 3 내지 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 성형부(10)중 제2 성형부(10B)는 스트립 이송로(S1) 양측의 베드(11) 상에 고정 설치되는 4 개의 지지대(13A)로 입설된 제2 고정 프레임(13)을 포함하고,

스트립 이송로(S1) 하측의 베드(11) 상에 고정 설치되는 제1 스크류 잭(113)과, 상기 제1 스크류 잭(113)의 스크류 축 상단부에 결합된 제1 롤 브래킷(111)과, 상기 제1 롤 브래킷(111)에 구비된 제1 수평 회전축에 결합되는 제2 하부 롤(112)과,

스트립 이송로(S1) 상측의 양측 지지대(13A) 사이를 연결하도록 결합된 제2 상부 프레임(124)과, 상기 제2 상부 프레임(124)에 구비된 제2 롤 브래킷(121)과, 상기 제2 롤 브래킷(121)에 구비된 제2 수평 회전축에 결합되는 제2 상부 롤(122)과,

스트립 이송로(S1) 양측의 지지대(13A)에 각각 결합되는 한 쌍의 제2 측면 프레임(133)과, 상기 제2 측면 프레임(133) 상부에 구비된 제3 롤 브래킷(131)과, 상기 제3 롤 브래킷(131)에 구비된 수직 회전축에 결합되는 제2 사이드 롤(132)로 구성되어,

상기 롤들이 스트립 이송로(S1)를 따라 다수 배치되면서 스트립(S)의 이송 방향으로 갈수록 제2 사이드 롤(132)들의 위치, 높이 조절을 통해 스트립(S)이 제2 성형부(10B)를 지나감에 따라 점차적으로 유사 'U'자 형으로 말리면서 소성 변형되어 원형의 파이프 형상으로 성형되도록 한다.

한편 본 발명의 제2 사이드 롤(132)은 스트립 이송로(S1) 중앙을 향해 하향 기울어지도록 구비된다.

즉, 상기 제2 측면 프레임(133)은 각각 상면이 스트립 이송로(S1)의 중앙을 향해 하측으로 경사지도록 구성되고, 제2 측면 프레임(133)의 상부 경사면(133a) 상에 상기 제3 롤 브래킷(131)이 구비됨에 따라 수직 회전축 역시 상단부가 스트립 이송로(S1)의 중앙을 향해 하향 기울어져 서로 대칭하는 제2 사이드 롤(132) 각각이 스트립 이송로(S1) 중앙을 향해 하향 기울어지도록 구비됨으로써, 제2 사이드 롤(132)들 사이를 지나가는 스트립(S)의 양측단을 소성 변형시키는 소성 변형력을 증대시켜 절곡된 부위가 제2 사이드 롤(132)을 지난 후라도 스프링 백 현상에 의하여 절곡된 부위가 일부 펴지면서 진원의 강관으로 성형되지 않는 것을 방지할 수 있다.

따라서 도 8의 [B]에 도시된 종래의 조관기의 I-스페셜 성형 장치에 설치된 제2 사이드 롤(5)들이 모두 수평하게 배치됨에 따라 스트립(S)의 양측단 하면 부위를 중앙 상측으로 가압하여 절곡시킬 때 작용하는 압력이 수평 방향으로 작용하므로, 제2 사이드 롤(5)의 오목홈부(5a)에 의하여 스트립(S)의 양측단을 단순히 안쪽으로 들어 올리면서 구부리는 정도의 효과만이 발생되어 두께가 두꺼운 고강도 후판을 성형할 때 스프링 백 현상에 영향을 특히 많이 받게 되는데 비하여,

본 발명은 도 8의 [A]에 도시된 바와 같이, 제2 사이드 롤(132)들의 소성 변형력이 외측 상부에서 중앙 하측 대각선 방향으로 작용하므로, 기울어진 제2 사이드 롤(132)들이 스트립(S)의 양측단 하면 부위를 중앙 상측으로 가압하여 스트립(S)의 양측단을 안쪽으로 들어 올리면서 구부림과 동시에, 스트립(S)의 양측단 부위를 위에서 아래로 눌러주는 효과까지 발생하게 되어 종래의 조관기의 I-스페셜 성형 장치보다 스프링 백 현상의 영향을 덜 받게 되고,

특히 두께가 두꺼운 고강도 후판의 강관 제작 시 강관의 진원도를 안정적으로 유지, 향상시킬 수 있고, 결국 진원의 강관 성형을 위한 최적의 구조를 제공하므로, 이에 따른 용접의 품질도 향상되기 때문에, 고강도 강관의 전체 품질 향상 및 생산성 증대 효과가 있다.

반면에 도 8의 [B]에 도시된 바와 같이, 종래의 수평 제2 사이드 롤(5)은 스트립(S)의 양측단이 내측으로 말리기 전까지 스트립(S)의 양측단을 가압하는 압력이 약하여 스프링 백 현상이 발생할 위험이 많았으나, 본 발명의 기울어진 제2 사이드 롤(132)은 소성 변형 초반에도 스트립(S)의 양측단이 내측으로 말리는 것과 같이 압력이 작용하므로 스프링 백 현상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 제2 사이드 롤(132)의 크기를 소형화할 수 있는 효과가 있다.

즉, 본 발명은 제2 사이드 롤(132)이 제2 측면 프레임(133) 상에서 기울어지도록 구비됨에 따라 제2 사이드 롤(132)의 외주면을 종래의 반원형 오목홈부(5a)가 아닌, 부채꼴형 오목홈부(132a)로 형성하더라도 스트립(S)을 소성 변형시키는데 더욱 효과적이므로 제2 사이드 롤(132)의 소형화가 가능해진다.

뿐만 아니라, 이러한 스프링 백 현상의 억제 효과는 강관 성형 후 서로 마주보는 양측단의 용접이 유사 'I'자 형태(I-special)로 정확하게 이루어지도록 하여 강관의 품질를 전체적으로 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

즉, 도 8의 [C]에 도시된 바와 같이, 고강도 후판을 강관으로 성형, 제작할 때 본 발명의 조관기의 I-스페셜 성형 장치를 사용하여, 진원의 강관(Sa)이 성형되면 용접부(W)가 유사 'I'자 형(I-special)으로 이루어져 내, 외측 비드를 제거하게 되면 고품질, 고강도의 강관을 제작할 수 있는데 비하여(도 8의 [C] 좌측 도면),

종래의 조관기의 I-스페셜 성형 장치를 사용하여 스프링 백 현상에 의하여 진원이 아닌 강관(Sb)이 성형된 상태에서 용접을 하게 되면 용접부(W)가 양측단의 일부에만 형성(도 8의 [C] 우측 도면; 도면과 달리 서로 마주보는 양측단의 상부에만 용접부가 형성될 수도 있음.)되기 때문에 이러한 용접 불량은 결국 강관의 강성 저하를 초래하여 강관의 품질을 떨어뜨리는 결과를 초래한다.

이러한 구성은 상기 성형부들의 모든 구간에 구비되는 사이드 롤, 즉, 제1 내지 제3 사이드 롤 모두에 적용될 수 있고,

그 중에서도 스트립(S)이 소성 병형되기 시작하는 초반의 구간, 즉 제1 및 제2 성형부(10A)(10B)의 구간(롤성형스탠드 구간)에 구비될 때 그 효과가 크며, 특히 유사 'U'자 형으로 절곡되면서 소성 변형되는 제2 성형부(10B) 구간에 기울어진 사이드 롤을 구비할 때 스프링 백 현상을 억제하는 효과가 더욱 크다.

다음으로 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 사이드 롤(132)은 소성 변형력 강화와 함께 스트립(S)의 안정된 이송 및 성형이 가능하도록 제2 사이드 롤(132)의 외주면, 즉 스트립(S)이 접촉되는 부채꼴형 오목홈부(132a)의 상측 단부에서 외측으로 돌출 형성되어 스트립(S)의 양끝단이 걸리는 걸림턱(132b)을 포함한다.

즉, 도 8의 [B]에 도시된 종래의 조관기의 I-스페셜 성형 장치는 동일한 크기의 제2 사이드 롤(5)을 수평하게 다수 배치한 후 배치 순서에 따라 제2 사이드 롤(5)들 사이의 폭 조절을 통해 스트립(S)이 점차적으로 성형되도록 하는 구조이므로, 종래의 제2 사이드 롤(5)은 상, 하 플렌지를 제외한 반원형 오목홈부(5a)가 매끈하게 형성될 수밖에 없으나,

도 8의 [A]에 도시된 본 발명의 기울어진 제2 사이드 롤(132)은 기울어짐 정도에 상관없이 스트립(S)의 양 끝단이 항상 부채꼴형 오목홈부(132a)의 상측 단부에 위치하므로 스트립(S)의 양 끝단이 접하는 부위에 걸림턱(132b)을 형성하여 스트립(S) 이송 중 스트립(S)의 중심이 틀어지는 것(rolling)을 방지할 수 있어 진원 형성에 보다 유리한 발명이다.

아울러 상기한 구성의 제2 사이드 롤(132)은 후술하는 제2 하부 롤(112)과, 제2 상부 롤(122)과, 제2 사이드 롤(132)의 높이 조절 수단, 제2 사이드 롤(132)의 위치 조절 수단 및 제2 상부 롤(122)의 스윙 수단과 함께 롤들을 교체하지 않더라도 구경이 각기 다른 강관의 제작이 가능하도록 하는 효과가 있다(이와 관련된 설명은 후술함.).

이어서 도 3 내지 도 7을 참고하여 본 발명에 따른 제2 성형부(10B)의 구성을 보다 구체적으로 설명한다.

먼저 제1 롤 브래킷(111)은 베드(11) 상에 고정 설치된 제1 스크류 잭(113)의 스크류 축에 결합되어 양 제2 측면 프레임(133) 사이에 배치되고,

제1 롤 브래킷(111)을 가로질러 제1 수평 회전축이 구비되어 제1 수평 회전축에 결합된 제2 하부 롤(112)이 스트립(S)의 중앙 하측면을 지지하여, 스트립(S)이 전진, 이송되도록 한다.

이를 위하여, 제2 측면 프레임(133) 중 어느 하나, 또는 이들 모두에는 수평 방향으로 관통 형성된 축 관통홀(133A)이 구비되며,

상기 제1 수평 회전축은 구동 모터 등의 구동 수단(미도시)과 연결된 구동 샤프트(115)를 통해 연결되어 회전 작동함에 따라 제2 하부 롤(112) 상부에 놓이는 스트립(S)이 전진, 이송되고, 따라서 상기 제2 하부 롤(112)은 제2 상부 롤(122)과 함께 스트립(S) 중앙을 고정시켜 롤 성형되도록 하는 성형 수단으로써의 기능과 함께 스트립(S)을 전진 이송시키는 이송수단으로써 기능하게 된다.

상기 [제1 롤 브래킷(111)과 제2 하부 롤(112)]은 후술하는 제1 스크류 잭(113)에 의하여 높이 조절이 이루어지므로, 상기 축 관통홀(133A)은 수직 방향으로 소정 너비를 갖는 장홈 형태로 이루어진다.

그리고 상기 제2 하부 롤(112)의 높이 조절 수단으로써, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 스크류 잭(113)이 베드(11) 상에 고정 설치되며, 감속 모터(114)와 연결된 구동 샤프트(113A)가 제1 스크류 잭(113) 내부에서 각종 웜 휠, 웜 기어 등으로 구동 결합되어 제1 스크류 잭(113)의 스크류 축이 승하강 변위됨에 따라 제1 롤브래킷(111), 즉, 제2 하부 롤(112)의 높이가 조절된다.

이러한 스크류 잭 본체가 고정 설치된 상태에서 스크류 축만이 승하강 변위되는 축 승강형 스크류 잭은 공지된 기술로서 상세한 설명은 생략한다.

미설명 도면 부호 113a는 제1 스크류 잭(113)의 스크류 축을 보호하기 위한 캡 부재이다.

이러한 구조의 제1 스크류 잭(113)의 구성은 후술하는 제2 내지 제4 스크류 잭(125, 134, 135)에도 동일하게 적용되어 각각 제2 상부 롤(122)의 높이 조절 수단 및 제2 사이드 롤(132)의 높이 및 위치 조절 수단으로 기능하게 된다.

특히 제2 사이드 롤(132)이 결합되는 제3 스크류 잭(134)의 경우 제3 롤 브래킷(131)이 제2 측면 프레임(133)의 상부 경사면(133a)의 가이드 레일(133a')을 따라 좌우 횡이동을 하게 되므로, 제2 측면 프레임(133)을 승하강시키는 제4 스크류 잭(135)과 별개로 제2 사이드 롤(132)의 위치 조절을 통해 제2 사이드 롤(132)들 사이의 폭과 높이가 동시에 조절되어 제2 사이드 롤(132)을 교체하지 않더라도 다양한 구경의 강관 성형을 가능하도록 한다(제3 성형부(10C)의 제3 사이드 롤(141, 141')은 직경의 차이로 교체가 불가피함.).

즉, 도 8의 [B]에 도시된 바와 같이, 종래의 조관기의 I-스페셜 성형 장치에서 구경이 다른 강관을 성형할 경우 제2 사이드 롤(5)(5')을 교체한 다음, 높이 및 위치 조절 작업을 행해야 했는데,

도 6, 도 7 및 도 8의 [A]에 도시된 본 발명의 조관기의 I-스페셜 성형 장치는 제2 사이드 롤(132)의 부채꼴형 오목홈부(132a)가 스트립(S)의 중앙을 향해 하향 경사지도록 구비되어 있기 때문에, 제2 사이드 롤(132)의 위치 조절에 따라 제2 사이드 롤(132)들 사이의 폭과, 제2 사이드 롤(132)의 높이가 동시에 조정되면서, 스트립(S)의 양측 하부면이 제2 사이드 롤(132)의 부채꼴형 오목홈부(132a) 상에 밀착되어 강관의 성형이 가능해지기 때문에 제2 사이드 롤(132)을 교체할 필요가 없다.

이때 제2 사이드 롤(132)들 사이를 지나가는 스트립(S)은 소성 변형이 이루어지면서 양측 상단부의 높이가 올라가면서 그 직경이 점차 좁아지므로 상기 제2 사이드 롤(132)은 각각 상기 스트립(S)의 이송 반대 방향으로 하향 기울어지도록 구비된다.

즉, 도 5의 [B] 및 도 9의 [B]에 도시된 바와 같이, 스트립(S)이 제2 사이드 롤(132)의 부채꼴형 오목홈부(132a)에 접촉되어 지나감에 따라 스트립(S)의 양측 단부가 내측을 향해 말리면서 성형되고, 따라서 이송되는 스트립(S)은 원형으로 성형되면서 그 직경이 좁아지게 되는데(흡사 깔때기의 형상과 같이),

제2 성형부(10B)의 길이 방향을 따라 배열된 다수의 제2 하부 롤(112)과 제2 상부 롤(122)이 동일 높이로 세팅되어 있으므로, 결국 말리면서 성형되는 스트립(S)의 중앙 최하측 높이 역시 항상 동일한 높이에서 형성되기 때문에,

이러한 구조로 인하여 성형되는 스트립(S)의 양측 단부의 외측면(평판 형상의 스트립(S)으로 보았을 때 하부면)은 이송 방향을 향해 상향 기울어지면서 성형되므로,

본 발명은 제2 사이드 롤(132)의 기울기를 스트립(S)의 양측 단부의 기울기 변위 각도에 맞게 기울어지도록 조정하여, 소성 변형력을 향상시켜 스프링 백 현상을 최소화할 수 있도록 한다.

이는 본 발명의 제2 사이드 롤(132)의 부채꼴형 오목홈부(132a)에 구비된 걸림턱(132b)과 함께 스트립(S)이 성형되는 정도를 자연적으로 강제함으로써, 스프링 백 현상을 줄이는데 큰 효과가 있다.

이와 같이 제2 사이드 롤(132)이 스트립(S)의 이송방향에 대하여 기울어지는 각도(a)는 제2 성형부(10B)를 따라 배열된 제2 사이드 롤(132)들 사이의 거리에 따라 달라질 수 있으나, 일반적으로 성형되는 스트립(S)의 변형 정도를 감안하여, 그 각도는 대략 2˚ 내지 3˚의 범위를 갖는 것이 보다 바람직하다.

다음으로 제2 롤 브래킷(121)은 제2 상부 프레임(124)의 하부에 설치되며, 상기 제2 상부 프레임(124)은 상기 제2 고정 프레임(13) 상에 고정 설치된 제2 스크류 잭(125)의 스크류 축의 하측 단부에 결합되어 제2 스크류 잭(125)의 작동에 의하여 지지대(13A)의 레일부(13a)를 따라 상하 승하강이 이루어져 제2 상부 롤(122)의 높이 조절이 이루어진다.

그리고 상기 제2 고정 프레임(13)은 수직 방향으로 형성된 통과홀(13b)이 각각 4개의 모서리부에 구비되어 있고, 지지봉(13B)이 상기 통과홀(13b)을 관통 결합되어 지지봉(13B)의 하측 단부가 제2 상부 프레임(124)의 상면에 결합되며, 상기 지지봉(13B)의 상측 단부가 탄성체(13c)를 통해 제2 고정 프레임(13)의 고정 캡 상에서 탄성 지지되어 제2 상부 프레임(124)의 승하강 높이 조절 시 지지력을 확보할 수 있도록 한다.

여기서 미설명 부호 15는 제2 상부 프레임(124)의 높이 변위에 따라 회전하여 조절된 높이를 알려주는 다이얼이다.

또한 본 발명에서 제2 상부 롤(122)은 스트립(S)의 굽힘 정도에 따라 하나 또는 두 개로 이루어 질 수 있는데, 한 쌍의 제2 상부 롤(122)이 구비된 구간에서는 상기 제2 상부 롤(122)들을 각각 스트립(S)의 내, 외측 횡방향으로 스윙 운동시키는 스윙 수단(123)을 도입하여, 스트립(S)의 폭이 달라지더라도, 한 쌍의 제2 상부 롤(122)의 횡방향 위치를 조정하여 제2 상부 롤(122)을 교체할 필요 없이 다른 구경을 갖는 강관의 성형이 가능하도록 한다.

이를 위하여 본 발명의 스윙 수단(123)은 하측 단부에 상기 제2 상부 롤(122)이 구비된 제2 롤 브래킷(121)이 결합되어 있는 스윙암(123a)과, 상기 스윙암(123a)의 상측 단부를 관통하여 제2 상부 프레임(124)에 축 결합되는 스윙축(123b)으로 구성된다.

또 도면에 도시되지 않았으나, 상기 스윙암(123a) 또는 스윙축(123b) 상에는 스윙 각도를 고정시키는 고정수단이 구비된다.

따라서 종래의 조관기의 I-스페셜 성형 장치는 한 쌍의 제2 상부 롤이 상부 프레임 상에 고정 설치되면, 제2 상부 롤들 사이의 폭과 높이 조절만이 가능하도록 설치되는데(흡사 제1 성형부의 제1 상부 롤과 같이), 이러한 경우 스트립의 굽힘 정도에 따라 제2 상부 롤의 외주면 형상이 달라져야 하기 때문에 다른 구경의 강관 성형 시 제2 상부 롤의 교체 작업이 필요한데 비하여,

본 발명의 조관기의 I-스페셜 성형 장치는 도 6에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 제2 상부 롤(122)이 스윙 운동함에 따라 스윙 변위 각도가 조절되면서 제2 상부 롤(122)의 외주면이 스트립(S)의 굽힘 정도에 맞게 조절되어 제2 상부 롤(122)과 스트립(S)의 상면이 밀착되어 성형될 수 있으므로 제2 상부 롤(122)을 교체할 필요가 없다.

이 경우, 본 발명의 스윙 수단(123)을 통해 본 발명의 제2 상부 롤(122)은 외주면을 부채꼴형 볼록부로 형성할 수 있으므로, 스윙 수단(123)의 스윙 변위 각도에 따라 조절이 매우 용이하다.

즉, 종래의 조관기의 I-스페셜 성형 장치는 제2 상부 롤이 단순하게 높이 및 폭 조절만 가능하도록 설치되기 때문에 부채꼴형 볼록부를 제2 상부 롤의 외주면에 도입하더라도 스트립의 폭에 따라 굽힘 정도가 달라져 제2 상부 롤을 사이즈에 맞는 형태로 교체가 필요한데 비하여,

본 발명의 조관기의 I-스페셜 성형 장치는 제2 상부 롤(122)의 외주면을 부채꼴형 볼록부로 형성하더라도 제2 상부 롤(122)이 스윙 변위되면서 부채꼴형 볼록부의 형성각도가 자연스럽게 변위됨에 따라 스트립(S)의 폭에 상관없이 다른 구경을 갖는 강관이 성형이 가능하므로 제2 상부 롤(122)의 교체가 불필요한 장점이 있다.

이어서 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제3 롤 브래킷(131)은 제2 측면 프레임(133)의 상부 경사면(133a)에 설치되고, 제3 스크류 잭(134)이 제2 측면 프레임(133)의 외측에 고정 설치되어, 제3 스크류 잭(134)의 스크류 축(131B)에 제3 롤 브래킷(131)이 결합되면서 스크류 축(131B)의 횡방향 이동에 따라 제3 롤 브래킷(131)이 상부 경사면(133a)의 가이드 레일(133a')을 따라 횡방향 이동하여 위치 조절이 이루어져 제2 사이드 롤(132)들 사이의 폭 및 높이 조절이 이루어진다.

또한 상기 제1 스크류 잭(113)의 양측, 베드(11) 상에 제4 스크류 잭(135)이 고정 설치되고, 상기 제4 스크류 잭(135)의 스크류 축 상측 단부에 상기 제2 측면 프레임(133)이 결합되어, 스크류 축의 승하강에 따라 제2 측면 프레임(133)이 지지대(13A)의 레일부(13a)를 따라 승하강되면서 제2 사이드 롤의 높이 조절을 보조한다.

상기 제3 및 제4 스크류 잭(134)(135)의 구체 구성 및 작동 구조는 상기한 제1 스크류 잭(113)과 동일하다.

따라서 다른 구경을 갖는 강관 성형을 위하여 공급되는 스트립(S)을 교체하는 경우, 작업자는 1차적으로 제4 스크류 잭(135)을 이용하여 제2 측면 프레임(133)의 높이를 조절한 다음, 제3 스크류 잭(134)을 이용하여 제2 사이드 롤(132)들 사이의 폭 및 높이를 최종적으로 조정함으로써, 제2 사이드 롤(132)의 부채꼴형 오목홈부(132a)의 위치가 조정되어 제2 사이드 롤(132)들 사이로 지나가는 스트립(S)의 양측 하부면이 해당 제2 사이드 롤(132)의 부채꼴형 오목홈부(132a)에 밀착되면서 소성 변형되므로 본 발명의 조관기의 I-스페셜 성형 장치는 제2 사이드 롤(132)의 교체가 필요 없이 강관 형태의 롤 성형이 가능해진다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 강관 성형 중 스프링 백 현상을 억제할 수 있는 조관기의 I-스페셜 성형 장치를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 성형부 10A, 10B, 10C : 제1 내지 제3 성형부
11 : 베드
101 : 제1 하부 롤 102 : 제1 상부 프레임
103 : 제1 상부 롤 104 : 제1 측면 프레임
105 : 제1 사이드 롤 106 : 구동 연계 수단
107 : 폭 조절 연계 수단 111 : 제1 롤 브래킷
112 : 제2 하부 롤 113 : 제1 스크류 잭
121 : 제2 롤 브래킷 122 : 제2 상부 롤
123 : 스윙 수단 124 : 제2 상부 프레임
125 : 제2 스크류 잭 131 : 제3 롤 브래킷
132 : 제2 사이드 롤 133 : 제2 측면 프레임
134 : 제3 스크류 잭 135 : 제4 스크류 잭
141 : 제3 사이드 롤 142 : 제3 하부 롤

Claims

이송되는 평판 형상의 스트립을 강관(鋼管)으로 성형하는 다수의 롤들로 구성된 성형부를 포함하는 조관기의 I-스페셜 성형 장치에 있어서,
상기 성형부는
스트립 이송로 양측에 배열되어 이송되는 스트립의 양측을 각도로 가압하여 롤 성형되도록 하는 사이드 롤;
스트립 이송로 하부에 배열되어 이송되는 스트립의 하면을 지지하는 하부 롤; 및
스트립 이송로 상부에 배열되어 이송되는 스트립의 상면을 가압, 고정하는 상부 롤;을 포함하여 이루어지되,
상기 사이드 롤은 각각 스트립의 중심을 향해 하향 기울어지는 각도를 갖도록 설치되어 있고,
상기 성형부는
양측 사이드 롤을 동시에 구동시키는 구동 연계 수단 및 양측 사이드 롤들 사이의 폭을 조절하는 폭 조절 연계 수단을 포함하되,
상기 구동 연계 수단은
일단에 구동 수단이 연결된 메인 구동축과,
상기 메인 구동축의 양측에 결합되어 양측 사이드 롤을 동반 회전시키는 한 쌍의 메인 기어로 구성되고,
상기 폭 조절 연계 수단은
상기 메인 구동축의 양측 외주면을 따라 메인 구동축의 길이 방향으로 소정 길이를 갖도록 형성된 한 쌍의 톱니부와,
상기 각 메인 기어의 내주면에 구비되어 상기 톱니부에 결합되는 대응 톱니부로 구성되는 것을 특징으로 하는 조관기의 I-스페셜 성형 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 상부 롤은 상부 프레임 상에서 수평 배열된 한 쌍의 상부 롤로 구성되고,
상기 한 쌍의 상부 롤을 각각 상기 스트립의 내, 외측 횡방향으로 스윙 운동시키는 스윙 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 조관기의 I-스페셜 성형 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 사이드 롤은 상기 스트립이 접촉되는 부채꼴형 오목홈부의 상측 단부에서 외측으로 돌출되어 스트립의 양 끝단이 걸리는 걸림턱이 있는 것을 특징으로 하는 조관기의 I-스페셜 성형 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 사이드 롤은 각각 상기 스트립의 이송 반대 방향으로 하향 기울어지는 각도를 갖도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 조관기의 I-스페셜 성형 장치.
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