KR101927656B1

KR101927656B1 - 스크류플라이트 포밍장치

Info

Publication number: KR101927656B1
Application number: KR1020180033728A
Authority: KR
Inventors: 이도형
Original assignee: 이도형
Priority date: 2018-03-23
Filing date: 2018-03-23
Publication date: 2018-12-10

Abstract

본 발명에 의한 스크류플라이트 포밍장치(100)는 다음과 같이 구성된다.
지지 기능을 하는 베드(110)와, 상기 베드(110)에 안착되어 왕복하는 이송대(120)와, 상기 베드(110)에 장착되어 상기 이송대(120)를 왕복시키는 구동부(130)와, 상기 베드(110)에 고정되어 상기 이송대(120)를 대향하는 판상의 고정금형(140)과, 상기 이송대(120)에 장착되어 상기 고정금형(140)을 대향하는 판상의 가동금형(150)을 포함하고, 상기 고정금형(140)과 가동금형(150)의 상호 대향하는 압축면(141, 151)은, 링 형상이고 판상인, 블랭크(51)를 나선형으로 비틀어지게 압축시킬 수 있게 형성된다.
따라서, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 인발로 성형할 수 없는 대형의 스크류플라이트(61) 즉, 카본을 함유한 스틸이거나 스테인리스 스틸(SUS305, SUS316)으로서 강성을 구비하고 외경이 1,000mm 이상이며 두께가 7∼50mm인 스크류플라이트(61)를 용이하게 성형할 수 있는 효과가 있다. 즉, 본 발명은 인발로 당겨서 성형하는 것이 아니고 포밍 기법으로 다수 회로 압축하여 성형하므로 다양한 사이즈의 스크류플라이트(61)를 용이하게 성형할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 한 대의 장치로서 다양한 사이즈의 스크류플라이트(61)를 제작할 수 있는 효과가 있다. 즉, 상기 고정금형(140)과 가동금형(150)을 다양한 사이즈의 것으로 교체할 수 있고, 서포터(160)의 높이(H)를 자유자재로 조정할 수 있기 때문에 다양한 크기 및 피치(P)의 스크류플라이트(61)를 용이하게 제작할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 블랭크(51)를 제작하고 포밍 가공에 의해서 압축하여 가공하기 때문에 성형 후에 수축되어 피치가 줄어드는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
넷째, 포밍 작업에 의해서 다수 회로 압축하여 성형하기 때문에 배경기술에 비해서 피치(P)의 정도(精度)가 향상되는 효과가 있다.

Description

스크류플라이트 포밍장치 {SCREW FLIGHT FORMING MACHINE}

본 발명은 스크류플라이트 포밍장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 중앙에 홀이 형성된 원판 형상의 블랭크를 고정금형과 가동금형의 압축에 의해서 나선형으로 비틀어진 모양으로 성형함으로써, 다양한 사이즈 및 형상의 스크류플라이트를 용이하게 성형할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 스크류플라이트 포밍장치에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 스크류축으로서 축의 둘레에 스크류플라이트가 부착된 상태를 도시한 사시도로서, 일반적인 스크류축의 용도와 구조를 살펴보면 다음과 같다.

일반적으로 스크류축(S)은 곡물이나 사료 내지는 입자상의 화학재료, 슬러지 등의 재료를 급송하기 위해 사용되기도 하고 지반을 뚫는 파일(pile)로 사용되기도 한다.

이러한 스크류축(S)은 길이가 긴 장축(L)이 구성되고, 상기 장축(L)의 둘레에 나선형으로 성형된 스크류플라이트(F)가 부착되어 구성된다.

도 2는 배경기술에 의한 스크류플라이트 제조장치로서 철판을 공급하여 작업을 시작하는 상태를 도시한 평면도, 도 3은 배경기술에 의한 스크류플라이트 제조장치로서 회전축의 둘레에 철판이 나선형으로 감긴 상태를 도시한 평면도로서, 배경기술에 의한 스크류플라이트 제조장치(1)의 구성과 작동례를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 구성을 살펴보면, 지지 기능을 하는 프레임(10)이 구성되고, 상기 프레임(10)의 상부에는 안내베드(20)가 구성되며 상기 안내베드(20)에는 새들(30)이 안착되어 이송 가능하도록 구성된다. 또한, 상기 안내베드(20)에는 철판(P)을 나선형으로 성형하는 성형지그(40)가 장착된다. 그리고 상기 성형지그(40)의 측방에 배치되도록 프레임(10)에 회전하도록 지지되는 회전축(50)이 구성된다. 또한, 상기 회전축(50)에 회전력을 공급하도록 프레임(10)에 고정된 구동모터(60)가 구성된다. 또한, 상기 새들(30)이 안내베드(20)를 따라 왕복할 수 있도록 프레임(10)에 장착되어 로드가 새들(30)에 고정된 유압실린더(70)가 구성된다.

상기 구성에 의한 작동례를 살펴보면, 도 2에서처럼 상기 성형지그(40)에 밴드 형상의 철판(P)을 통과시켜서 선단부(E)를 상기 회전축(50)에 고정 시킨다. 이때, 성형지그(40)를 통과한 철판(P)은 나선형으로 비틀린 상태가 된다.

이 상태에서, 도 3에서처럼 상기 회전축(50)을 회전시키면서 철판(P)을 인발하게 되고 유압실린더(70)의 작동에 의해서 로드가 새들(30)을 밀어내도록 한다. 그러면, 철판(P)이 성형지그를 통과하면서 나선형의 스크류플라이트(F)가 되어 회전축(50)의 둘레에 감기게 된다.

따라서, 상기 스크류플라이트(F)를 회전축(50)에서 분리하여, 도 1에서처럼 장축(L)에 용접하여 부착하므로 스크류축(S)을 완성할 수 있다.

상기 배경기술에 의하면 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 상기 스크류플라이트 제조장치(1)는 밴드 형상의 철판(P)을 성형지그(40)를 통과시키는 인발공법으로 성형하는 것으로서, 스크류플라이트(F)의 외경(D)이 100∼200mm이고 두께(T)가 3∼7mm 정도이며, 재질이 카본의 함량이 낮은 연강일 때는 성형이 가능하다. 그러나, 스크류플라이트(F)의 외경(D)이 1,000mm 이상이고 두께(T)가 7∼50mm이며, 재질이 카본을 함유한 스틸이거나 스테인리스(SUS305, SUS316)인 대형의 것이면 성형 불가능한 문제점이 있었다. 왜냐하면, 외경(D)이 1,000mm 이상이고 두께(T)가 7∼50mm이며 카본을 함유하고 강성을 구비한 대형 철판은 연성이 부족하므로 인발이 불가능하기 때문이다.

둘째, 상기 스크류플라이트 제조장치(1)를 대형으로 별도 제작하여 사용할 수는 있겠지만, 대량 생산이 아니고 소량 주문 생산이 대부분인 대형의 스크류플라이트(F)를 사이즈에 따라 스크류플라이트 제조장치(1)를 별도로 구비한다는 것은 현실성이 없다.

셋째, 상기 스크류플라이트(F)를 일체로 형성하므로 성형이 완료된 후에는 재질 자체의 탄성에 의해서 수축하게 되어 정확한 피치(P)를 얻을 수 없는 문제점이 있었다.

넷째, 상기 유압실린더(70)의 로드의 전진속도와 회전축의 회전속도에 의해서 피치(P)가 정해지는데, 일반적으로 유압실린더(70)의 특성상 로드를 일정한 속도로 전진시킬 수 없기 때문에 새들(30)의 이송속도가 불규칙하여 정확한 피치(P)를 조정할 수 없는 문제점이 있었다.

한국 특허등록 제10-0346425호 (2002년 07월 15일)

본 발명에 의한 스크류플라이트 포밍장치이 해결하고자 하는 과제는 다음과 같다.

첫째, 인발로 성형할 수 없는 대형의 스크류플라이트 즉, 카본을 함유한 스틸이거나 스테인리스 스틸(SUS305, SUS316)으로서 강성을 구비하고 외경이 1,000mm 이상이며 두께가 7∼50mm인 스크류플라이트를 용이하게 성형할 수 없는 문제점을 해결하고자 한다.

둘째, 한 대의 장치로서 다양한 사이즈의 스크류플라이트를 제작할 수 없는 문제점을 해결하고자 한다.

셋째, 유니트 별로 스크류플라이트를 제작하고 포밍 가공에 의해서 성형하므로 가공 후에 수축하여 피치가 변동되는 문제점을 해결하고자 한다.

넷째, 배경기술에서 유압실린더의 특성상 로드를 일정한 속도로 전진시킬 수 없기 때문에 새들의 이송속도가 불규칙하여 피치의 정도(精度)를 맞추기 어려운 문제점을 해결하고자 한다.

본 발명에 의한 스크류플라이트 포밍장치는 상기 과제를 해결하기 위해서 다음과 같이 구성된다.

지지 기능을 하는 베드와, 상기 베드에 안착되어 왕복하는 이송대와, 상기 베드에 장착되어 상기 이송대를 왕복시키는 구동부와, 상기 베드에 고정되어 상기 이송대를 대향하는 판상의 고정금형과, 상기 이송대에 장착되어 상기 고정금형을 대향하는 판상의 가동금형을 포함한다. 그리고 상기 고정금형과 가동금형의 상호 대향하는 압축면은, 링 형상이고 판상인, 블랭크를 나선형으로 비틀어지게 압축시킬 수 있게 형성된 것이다.

또한, 상기 고정금형과 가동금형은 폭이 상방을 향하여 점점 좁게 형성된 테이퍼(taper) 형으로서 다음과 같이 구성된다.

상기 고정금형을 먼저 살펴보면, 상기 베드에 부착된 배면은 평면이고, 어느 일측의 측면 두께가 하부에서 상방을 향하여 점점 두껍게 형성되고, 상대측의 측면 두께가 하부에서 상방을 향하여 점점 얇게 형성된 구배 형상이다. 다음으로, 상기 가동금형을 살펴보면, 상기 이송대에 부착된 배면은 평면이고, 상기 일측의 측면에 대응하는 측면의 두께는, 하부에서 상방을 향하여 점점 얇게 형성되고, 상기 측면의 상대측의 측면 두께는 하부에서 상방을 향하여 점점 두껍게 형성된 구배 형상이다. 또한, 상기 고정금형과 가동금형의 압축면은, 양측 측면의 전방 모서리에 연결되므로 비틀어지게 형성된다.

또한, 상기 고정금형은 양측 측면에 탈착되어 블랭크를 받치는 서포터를 포함한다.

이때, 상기 고정금형은 양측의 상기 측면에 상하방으로 나열된 탭홀을 포함하고, 상기 서포터는 상기 탭홀에 대응하는 볼트홀이 관통된 것으로서 상기 가동금형을 향하여 돌출되는 플레이트와, 상기 볼트홀을 통과하여 상기 탭홀에 체결되는 볼트를 포함한다.

상기 서포터의 다른 예로서, 상기 탭홀에 대응하는 볼트홀이 관통된 것으로서 상기 가동금형을 향하여 돌출되는 플레이트와, 상기 볼트홀을 통과하여 상기 탭홀에 체결되는 볼트와, 상기 플레이트의 하단에서 외측방으로 돌출된 후 상방으로 연장되는 L형의 외측커버와, 상기 플레이트와 외측커버 사이로 삽입되는 것으로서, 하방에 배치되는 하부바와, 상기 하부바의 양측 단부에서 상방으로 연장된 측부바가 형성된 프레임과, 양측의 상기 측부바에 지지되어 회전하는 롤러와, 상기 하부바에 형성된 볼트홀과, 상기 볼트홀의 양측에 형성되어 하방으로 연장된 안내핀과, 상기 볼트홀에 대응되도록 상기 외측커버의 하면에 관통된 탭홀과, 상기 안내핀이 통과하도록 상기 외측커버의 하면에 관통된 안내홀과, 상기 탭홀에 체결되어 상기 볼트홀에 삽입되는 볼트와, 상기 하부바의 상하면에 각각 배치되는 것으로서 상기 볼트에 결속되는 스냅링을 포함한다.

또한, 상기 베드의 구성을 살펴보면, 실내 바닥면에 안착되는 하판과, 상기 하판의 양측 단부에 세워진 측판과, 양측의 상기 측판에 연결되고 상기 하판의 상면에 연결되고 상면이 평면인 테이블과, 상기 테이블의 상면 일측에 상방으로 돌출되어 형성되므로 상기 고정금형이 부착되는 고정지지판과, 상기 테이블의 상면 상대측에 상방으로 돌출되어 상기 구동부가 수용되는 하우징과, 상기 테이블의 전후방에 배치되고 양측의 상기 측판에 고정되는 안내축을 포함한다.

또한, 상기 이송대의 구성을 살펴보면, 상기 테이블의 상면에 안착되는 것으로서 상기 테이블의 양측을 커버하도록 ∩형으로 형성된 커버와, 상기 커버에 형성되어 상기 고정 지지판에 대향하는 것으로서 상기 가동금형이 부착되는 가동지지판과, 상기 커버의 양측에 연결되어 상기 안내축이 통과하는 안내관을 포함하고, 상기 구동부는 유압실린더로서, 로드가 상기 하우징을 관통하여 상기 커버에 연결된 것이다.

본 발명에 의한 스크류플라이트 포밍장치의 효과를 살펴보면 다음과 같다.

첫째, 인발로 성형할 수 없는 대형의 스크류플라이트 즉, 카본을 함유한 스틸이거나 스테인리스 스틸(SUS305, SUS316)으로서 강성을 구비하고 외경이 1,000mm 이상이며 두께가 7∼50mm인 스크류플라이트를 용이하게 성형할 수 있는 효과가 있다. 즉, 본 발명은 인발로 당겨서 성형하는 것이 아니고 포밍 기법으로 다수 회로 압축하여 성형하므로 다양한 사이즈의 스크류플라이트를 용이하게 성형할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 한 대의 장치로서 다양한 사이즈의 스크류플라이트를 제작할 수 있는 효과가 있다. 즉, 상기 고정금형과 가동금형을 다양한 사이즈의 것으로 교체할 수 있고, 서포터의 높이를 자유자재로 조정할 수 있기 때문에 다양한 크기 및 피치의 스크류플라이트를 용이하게 제작할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 블랭크를 제작하고 포밍 가공에 의해서 압축하여 가공하기 때문에 성형 후에 수축되어 피치가 줄어드는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

넷째, 포밍 작업에 의해서 다수 회로 압축하여 성형하기 때문에 배경기술에 비해서 피치의 정도(精度)가 향상되는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 스크류축으로서 축의 둘레에 스크류플라이트가 부착된 상태를 도시한 사시도.
도 2는 배경기술에 의한 스크류플라이트 제조장치로서 철판을 공급하여 작업을 시작하는 상태를 도시한 평면도.
도 3은 배경기술에 의한 스크류플라이트 제조장치로서 회전축의 둘레에 철판이 나선형으로 감긴 상태를 도시한 평면도.
도 4는 본 발명에 의한 스크류플라이트 포밍장치로서 가동금형이 후진한 상태에서 서포터에 블랭크가 안착된 상태를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명에 의한 스크류플라이트 포밍장치로서 가동금형이 전진하여 블랭크가 성형되고 있는 상태를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명에 의한 스크류플라이트 포밍장치가 분해된 것을 도시한 사시도.
도 7은 본 발명에 의한 스크류플라이트 포밍장치에 장착된 고정금형과 가동금형을 발췌해서 도시한 사시도.
도 8은 본 발명에 의한 스크류플라이트 포밍장치에 장착된 고정금형과 가동금형에 의해서 블랭크가 나선형으로 비틀어지는 과정을 도시한 사시도.
도 9는 도 8의 F-F'선을 따라 취한 단면도.
도 10은 본 발명에 의한 스크류플라이트 포밍장치에 의해서 블랭크가 다단으로 압축됨으로써 나선형으로 비틀어지는 과정을 도시한 예시도.
도 11은 본 발명에 의한 스크류플라이트 포밍장치에 의해서 블랭크가 나선형으로 비틀어진 것을 표현한 것으로서, (a)는 한 번의 압축으로 성형된 것이고, (b)는 (a)보다 서포터의 장착 위치를 올려서 여러 번 압축하여 성형된 것을 도시한 예시도.
도 12는 본 발명에 의한 스크류플라이트 포밍장치에 장착되는 고정금형과 가동금형의 가압면의 기울기에 의해서 스크류플라이트의 피치가 달라지는 것을 도시한 예시도.
도 13은 본 발명에 의한 스크류플라이트 포밍장치의 고정금형에 다른 실시예에 의한 서포터가 장착된 것을 도시한 사시도.
도 14는 도 13에서 제시한 서포터를 도시한 분해 사시도.
도 15는 도 13에서 제시한 서포터를 횡방향으로 절개하여 도시한 단면도.

이하, 첨부되는 도면과 함께 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예의 구성과 작동 과정을 살펴보면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 의한 스크류플라이트 포밍장치로서 가동금형이 후진한 상태에서 서포터에 블랭크가 안착된 상태를 도시한 사시도, 도 5는 본 발명에 의한 스크류플라이트 포밍장치로서 가동금형이 전진하여 블랭크가 성형되고 있는 상태를 도시한 사시도, 도 6은 본 발명에 의한 스크류플라이트 포밍장치가 분해된 것을 도시한 사시도로서, 본 발명에 의한 스크류플라이트 포밍장치의 구조를 살펴보면 다음과 같다.

지지 기능을 하는 베드(110)가 구성되고, 상기 베드(110)에 안착되어 왕복하는 이송대(120)가 구성되며, 상기 베드(110)에 장착되어 상기 이송대(120)를 왕복시키는 구동부(130)가 구성된다. 또한, 상기 베드(110)에 고정되어 상기 이송대(120)를 대향하는 판상의 고정금형(140)이 구성되고, 상기 이송대(120)에 장착되어 상기 고정금형(140)을 대향하는 판상의 가동금형(150)이 구성된다. 또한, 상기 고정금형(140)과 가동금형(150)의 상호 대향하는 압축면(141, 151)은, 링 형상이고 판상인, 블랭크(51)를 나선형으로 비틀어지게 압축시킬 수 있게 형성된 것이다.

상기 베드(110)의 구성을 살펴보면, 실내 작업장의 바닥면에 안착되는 하판(111)이 구성되고, 상기 하판(111)의 양측 단부에, 면이 상호 대향하도록 세워진, 측판(112)이 구성된다. 또한, 양측의 상기 측판(112)에 연결되고 상기 하판(111)의 상면에 연결되며 상면(114)이 평면인 테이블(113)이 구성된다. 그리고 상기 테이블(113)의 상면(114) 일측에 상방으로 돌출되어 형성되고 상기 이송대(120)를 대향하는 것으로서 상기 고정금형(140)이 부착되는 고정지지판(115)이 구성된다. 또한, 상기 테이블(113)의 상면(114)의 상대측 즉, 상기 고정지지판(115)의 상대측에 상방으로 돌출되어, 상기 구동부(130)가 수용되어 장착되는 하우징(116)이 구성된다. 그리고 상기 테이블(113)의 전후방에 배치되고 양측의 상기 측판(112)에 고정되는 안내축(117)이 구성된다.

상기 이송대(120)의 구성을 살펴보면, 상기 테이블(113)의 상면(114)에 말안장처럼 안착되는 것으로서, 상기 테이블(113)의 양측을 커버하도록 ∩형으로 형성된 커버(121)가 구성되고, 상기 커버(121)의 상부에 부착되어 상기 고정지지판(115)에 대향하는 것으로서 상기 가동금형(150)이 형성되는 가동지지판(123)이 구성된다. 또한, 상기 커버(121)의 양측에 연결되어 상기 안내축(117)이 통과하는 안내관(125)이 구성된다. 따라서, 이송대(120)는 테이블(113)의 상면에서 왕복 슬라이딩이 가능하고 안내관(125)이 안내축(117)을 따라 이송함으로써 이탈되지 않고 왕복이 안내된다.

상기 구동부(130)는 유압실린더(131)로서, 로드(133)가 상기 하우징(116)을 관통하여 상기 커버(121)에 연결된 것으로서, 상기 하우징(116)에 수용되어 장착된 것이다. 따라서, 로드(133)의 전후진에 따라서 이송대(120)는 테이블(113) 위를 왕복하게 된다.

상기 고정금형(140)과 가동금형(150)은 각각 배면(148, 158)에 탭홀(도시하지 않음)이 형성되고, 상기 탭홀(도시하지 않음)에 대응되는 볼트홀(도시하지 않음)이 각각의 고정지지판(115)과 가동지지판(123)에 관통되며, 상기 볼트홀(도시하지 않음)을 통과하여 상기 탭홀(도시하지 않음)에 체결되는 볼트(도시하지 않음)에 의해서, 고정금형(140)과 가동금형(150)을 각각의 고정지지판(115)과 가동지지판(123)에 부착시킬 수 있다.

도 7은 본 발명에 의한 스크류플라이트 포밍장치에 장착된 고정금형과 가동금형을 발췌해서 도시한 사시도로서, 본 발명의 고정금형(140)과 가동금형(150)에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

상기 고정금형(140)과 가동금형(150)은, 폭(V1, V2)이 상방을 향하여 점점 좁게 형성된 테이퍼(taper) 형이므로, 원형의 링 형상인 블랭크(51)에 대응할 수 있는 모양이 된다. 즉, 블랭크(51)의 내측홀(I)의 직경이 테두리(O)의 직경보다 작기 때문에 양측에 압축되는 부분은 부채꼴이 된다. 따라서, 상기 부채꼴에 부합하기 위해서 고정금형(140)과 가동금형(150)은 테이퍼 모양으로 형성되어야 한다.

상기 고정금형(140)은, 상기 베드(110)에 부착된 배면(148)은 평면이고, 어느 일측의 측면(143) 두께(T1)가 하부에서 상방을 향하여 점점 두껍게 형성되고, 상대측의 측면(144) 두께(T2)가 하부에서 상방을 향하여 점점 얇게 형성된 구배 형상이다. 이때, 일측의 측면(143)의 상단(a)의 두께(T1)와 상대측의 측면(144)의 하단(c)의 두께(T2)는 동일하고, 상기 측면(143)의 하단(b)의 두께(T1)와 상기 측면(144)의 상단(d)의 두께(T2)는 동일하다.

또한, 상기 가동금형(150)은, 상기 이송대(120)에 부착된 배면(158)은 평면이고, 상기 일측의 측면(143)에 대응하는 측면(153)의 두께(T3))는, 하부에서 상방을 향하여 점점 얇게 형성되고, 상기 측면(153)의 상대측의 측면(154) 두께(T4)는 하부에서 상방을 향하여 점점 두껍게 형성된 구배 형상이다. 이때, 일측의 상기 측면(153)의 상단(e)의 두께(T3)와 상대측의 측면(154)의 하단(g)의 두께(T4)는 동일하고, 상기 측면(153)의 하단(f)의 두께(T3)와 상기 측면(154)의 상단(h)의 두께(T4)는 동일하다.

따라서, 상기 고정금형(140)과 가동금형(150)의 압축면(141, 151)은, 양측 측면(143, 144, 153, 154)의 전방 모서리(147, 157)에 연결되므로 스크류 모양으로 비틀어진 형상이 된다. 이로 인해서, 양측의 압축면(141, 151)에 의해서 블랭크(51)가 압축되면 스크류 모양으로 비틀어지게 된다.

또한, 상기 고정금형(140)은 양측 측면(143, 144)에 탈착되어 블랭크(50)를 받치는 서포터(160)가 구성된다.

상기 서포터(160)가 양측의 측면(143, 144)에 탈착되기 위해서, 상기 측면(143, 144)에 상하방으로 나열된 탭홀(145)이 형성된다. 그리고 상기 서포터(160)는 상기 탭홀(145)에 대응하는 볼트홀(163)이 관통된 것으로서 상기 가동금형(150)을 향하여 돌출되는 플레이트(161)와, 상기 볼트홀(163)을 통과하여 상기 탭홀(145)에 체결되는 볼트(165)가 구성된다. 양측의 측면(143, 144)에 형성된 탭홀(145)은 각각 동일 높이로 대응된다. 따라서, 양측의 측면(143, 144)에 서포터(160)를 동일 높이로 고정함으로써, 블랭크(51)를 지지할 수 있게 된다. 상기 블랭크(51)의 높이를 높일수록 블랭크(51)의 피치(P)가 길어지게 된다.

도 13은 본 발명에 의한 스크류플라이트 포밍장치의 고정금형에 다른 실시예에 의한 서포터가 장착된 것을 도시한 사시도, 도 14는 도 13에서 제시한 서포터를 도시한 분해 사시도, 도 15는 도 13에서 제시한 서포터를 횡방향으로 절개하여 도시한 단면도로서, 상기 서포터(160)의 다른 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

양측의 상기 측면(143, 144)에 상하방으로 나열된 탭홀(145)이 형성되고, 양 측면(143, 144)의 탭홀(145)이 동일 높이로 대응된 상태에서, 상기 탭홀(145)에 대응하는 볼트홀(1613)이 관통된 것으로서 상기 가동금형(150)을 향하여 돌출되는 플레이트(1610)가 구성된다. 또한, 상기 볼트홀(1613)을 통과하여 상기 탭홀(145)에 체결되는 볼트(165)가 구성되므로 고정금형(140)에 탈착 가능하게 된다. 또한, 상기 플레이트(1610)의 하단에서 외측방으로 돌출된 후 상방으로 연장되는 L형의 외측커버(1620)가 구성되고, 상기 플레이트(1610)와 외측커버(1620) 사이로 삽입되는 것으로서, 하방에 배치되는 하부바(1631)와, 상기 하부바(1631)의 양측 단부에서 상방으로 연장된 측부바(1635))가 형성된 프레임(1630)이 구성된다. 그리고 양측의 상기 측부바(1635)에 지지되어 회전하므로 블랭크(51)를 받칠 수 있는 롤러(1640)가 구성된다. 또한, 상기 하부바(1631)에 볼트홀(1633)이 형성되고, 상기 볼트홀(1633)의 양측에 형성되어 하방으로 안내핀(1637)이 연장된다. 또한, 상기 볼트홀(1633)에 대응되도록 상기 외측커버(1620)의 하면에 탭홀(1621)이 관통되고, 상기 안내핀(1637)이 통과하도록 상기 외측커버(1620)의 하면에 안내홀(1623)이 관통되어 구성된다. 또한, 상기 탭홀(1621)에 체결되어 상기 볼트홀(1633)에 볼트(1650)가 삽입되어 구성되고, 상기 하부바(1631)의 상하면에 각각 배치되는 것으로서 상기 볼트(1650)에 결속되는 스냅링(1653)에 의해서 볼트(1650)는 회동 가능하도록 하부바(1631)에 연결된 구조가 된다. 상기 볼트(1650)에 상기 스냅링(1653)이 삽입되도록 스냅링홈(도시하지 않음)이 형성됨은 물론이다.

도 8은 본 발명에 의한 스크류플라이트 포밍장치에 장착된 고정금형과 가동금형에 의해서 블랭크가 나선형으로 비틀어지는 과정을 도시한 사시도, 도 9는 도 8의 F-F'선을 따라 취한 단면도, 도 10은 본 발명에 의한 스크류플라이트 포밍장치에 의해서 블랭크가 다단으로 압축됨으로써 나선형으로 비틀어지는 과정을 도시한 예시도, 도 11은 본 발명에 의한 스크류플라이트 포밍장치에 의해서 블랭크가 나선형으로 비틀어진 것을 표현한 것으로서, (a)는 한 번의 압축으로 성형된 것이고, (b)는 (a)보다 서포터의 장착 위치를 올려서 여러 번 압축하여 성형된 것을 도시한 예시도, 도 12는 본 발명에 의한 스크류플라이트 포밍장치에 장착되는 고정금형과 가동금형의 가압면의 기울기에 의해서 스크류플라이트의 피치가 달라지는 것을 도시한 예시도로서, 본 발명에 의한 스크류플라이트 포밍장치(100)의 작동과정을 살펴보면 다음과 같다.

상기 구동부(130)에 의해서 상기 이송대(120)가 후진하도록 하여 상기 가동금형(150)이 고정금형(140)에서 이탈되도록 한다.

그리고 도 7에서 도시한 서포터(160)가 고정금형(140)의 양측의 측면(143, 144)에 동일 높이(H)로 장착되도록 한다. 이때의 장착은 상기 볼트(165)가 서포터(160)의 볼트홀(163)을 관통하여 상기 탭홀(145)에 체결됨으로써 가능하다.

이 상태에서 원형의 내측홀(I)이 형성되고 테두리(O)가 원형이며 판상으로서 일측 단부와 상대측 단부(K)가 형성되도록 내측홀(I)에서 테두리(O)까지 절개된 블랭크(51)를 양측의 상기 서포터(160)에 올려놓는다.

그리고 상기 구동부(130)를 작동시켜서 이송대(120)가 전진하도록 하여 가동금형(150)이 블랭크(51)를 압축하도록 한다. 그리고 구동부(130)를 작동시켜서 이송대(120)가 후진하도록 하여 가동금형(150)이 블랭크(51)에서 이탈되도록 한다. 따라서, 도 8에서처럼, 블랭크(51)에서 압축된 부분은 스크류 모양으로 비틀어진 모양으로 성형된다. 이 상태에서 블랭크(51)를 서포터(160)에 안착시킨 상태에서 돌려서 성형되지 않은 부분이 양측의 압축면(141, 151)을 향하도록 한다. 이때, 압축된 부분이 상기 압축면(141, 151)에 일부 겹쳐도 무방하다. 다음으로, 다시 상기처럼 구동부(130)를 작동시켜서 가동금형(150)이 고정금형(140)에 의해서 블랭크(51)가 압축되도록 한다. 따라서, 도 9에서처럼, 블랭크(51)는 스크류 모양으로 비틀어지게 되어 양측 단부(K)는 피치(P)만큼 벌어진 상태가 되어, 스크류플라이트(61)의 성형이 완료된다.

이때, 스크류플라이트(61)의 피치(P)를 길게 하기 위해서는 상기 서포터(160)의 높이(H)를 높이므로 가능하다, 이렇게 높이(H)와 피치(P)가 비례하는 이유를 살펴보면, 도 11의 (a)에서처럼 F-G를 기점으로 한 번 비트는 것보다, 도 11의 (b)에서처럼, G-F, F-Q, Q-R를 기점으로 세 번 비틀게 됨으로써 피치(P)는 더 길어지게 된다. 즉, 압축되는 폭을 작게 하여 다수 회 압축하므로 피치(P)는 커지게 된다. 따라서, 상기 높이(H)가 낮을수록 압축면(141, 151)의 폭이 커지게 되어 압축되는 횟수가 줄어들게 되어 피치(P)는 작아지게 되고, 높이(H)가 높을수록 압축면(141, 151)의 폭은 작아지게 되므로 압축되는 횟수가 증가하게 되어 피치(P)는 커지게 된다.

또한, 도 12에서처럼, 상기 압축면(141, 151)의 기울기는 a〈 b인 상태에서 기울기 b의 경우에 블랭크(51)의 비틀림이 증가하기 때문에 피치도 P1〈 P2가 되는 것을 알 수 있다.

즉, 압축면(141, 151)의 기울기를 θ, 서포터(160)의 높이(H)를 δ라고 하고, 피치(P)를 λ라고 하면, θδ의 곱은 λ에 비례하게 된다. 따라서, 상수 α를 구하게 되면, θδα= λ의 공식을 도출할 수 있다. 물론, 이러한 공식은 블랭크(51)의 재질과 두께 및 외경과 내경에 따라서 달라질 수 있음은 물론이다.

이렇게 성형된 다수의 블랭크(51)에 축(도시하지 않음)이 동시에 끼워지게 한 후, 용접으로 블랭크(51)들을 부착하면서 축(도시하지 않음)에도 부착하므로 스크류의 제작이 가능하다.

도 13 내지 도 15를 통해서 다른 실시예에 의한 서포터(160)의 사용례를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 플레이트(1610)를 고정금형(140)의 양쪽 측면(143, 144)에 볼트(165)로 부착시킨다. 이때, 양측의 서포터(160)는 동일 높이의 탭홀(146)에 고정되도록 한다.

다음으로, 상기 외측커버(1620)에 체결된 볼트(1650)를 정역 방향으로 돌리게 되면, 상기 프레임(1630)이 승강하게 되면서 상기 롤러(1640)의 높이를 조정할 수 있다. 이때, 상기 안내핀(1637)은 안내홀(1623)에 삽입된 상태에서 프레임(1630)이 회동하지 않고 승강하도록 안내하게 된다.

따라서, 상기 서포터(160)에 의하면, 서포터(160)의 높이(H)를 미세하게 제어할 수 있기 때문에 상기 피치(P)를 정교하게 조정할 수 있는 이점이 있다. 또한, 상기 롤러(1640)에 의해서 블랭크(51)를 용이하게 돌릴 수 있기 때문에 작업자의 작업이 간편한 이점이 있다.

상기 구성에 의한 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

인발로 성형할 수 없는 대형의 스크류플라이트(61) 즉, 카본을 함유한 스틸이거나 스테인리스 스틸(SUS305, SUS316)으로서 강성을 구비하고 외경이 1,000mm 이상이며 두께가 7∼50mm인 스크류플라이트(61)를 용이하게 성형할 수 있는 효과가 있다. 즉, 본 발명은 인발로 당겨서 성형하는 것이 아니고 포밍 기법으로 다수 회로 압축하여 성형하므로 다양한 사이즈의 스크류플라이트(61)를 용이하게 성형할 수 있는 효과가 있다.

또한, 한 대의 장치로서 다양한 사이즈의 스크류플라이트(61)를 제작할 수 있는 효과가 있다. 즉, 상기 고정금형(140)과 가동금형(150)을 다양한 사이즈의 것으로 교체할 수 있고, 서포터(160)의 높이(H)를 자유자재로 조정할 수 있기 때문에 다양한 크기 및 피치(P)의 스크류플라이트(61)를 용이하게 제작할 수 있는 효과가 있다.

또한, 블랭크(51)를 제작하고 포밍 가공에 의해서 압축하여 가공하기 때문에 성형 후에 수축되어 피치가 줄어드는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 포밍 작업에 의해서 다수 회로 압축하여 성형하기 때문에 배경기술에 비해서 피치(P)의 정도(精度)가 향상되는 효과가 있다.

본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형례와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 스크류플라이트 포밍장치 110: 베드
111: 하판 112: 측판
113: 테이블 114: 상면
115: 고정지지판 116: 하우징
117: 안내축 120: 이송대
121: 커버 123: 가동지지판
125: 안내관 130: 구동부
131: 유압실린더 133: 로드
140: 고정금형 141: 압축면
V1, V2: 폭 143: 측면
T1, T2, T3, T4: 두께 144: 측면
145: 탭홀 147: 전방모서리
150: 가동금형 151: 압축면
153: 측면 154: 측면
157: 전방모서리 158: 배면
160: 서포터 161: 플레이트
1610: 플레이트 1613: 볼트홀
1620: 외측커버 1621: 탭홀
1623: 안내홀 1630: 프레임
1631: 하부바 1633: 볼트홀
1635: 측부바 1637: 안내핀
1650: 볼트 1653: 스냅링

Claims

지지 기능을 하는 베드(110)와,
상기 베드(110)에 안착되어 왕복하는 이송대(120)와,
상기 베드(110)에 장착되어 상기 이송대(120)를 왕복시키는 구동부(130)와,
상기 베드(110)에 고정되어 상기 이송대(120)를 대향하는 판상의 고정금형(140)과,
상기 이송대(120)에 장착되어 상기 고정금형(140)을 대향하는 판상의 가동금형(150)을 포함하고,
상기 고정금형(140)과 가동금형(150)의 상호 대향하는 압축면(141, 151)은, 링 형상이고 판상인, 블랭크(51)를 나선형으로 비틀어지게 압축시킬 수 있게 형성되며,
상기 고정금형(140)과 가동금형(150)은, 폭(V1, V2)이 상방을 향하여 점점 좁게 형성된 테이퍼(taper) 형이고,
상기 고정금형(140)은,
상기 베드(110)에 부착된 배면(148)은 평면이고, 어느 일측의 측면(143) 두께(T1)가 하부에서 상방을 향하여 점점 두껍게 형성되고, 상대측의 측면(144) 두께(T2)가 하부에서 상방을 향하여 점점 얇게 형성된 구배 형상이고,
상기 가동금형(150)은,
상기 이송대(120)에 부착된 배면(158)은 평면이고, 상기 일측의 측면(143)에 대응하는 측면(153)의 두께(T3))는, 하부에서 상방을 향하여 점점 얇게 형성되고, 상기 측면(153)의 상대측의 측면(154) 두께(T4)는 하부에서 상방을 향하여 점점 두껍게 형성된 구배 형상이고,
상기 고정금형(140)과 가동금형(150)의 압축면(141, 151)은, 양측 측면(143, 144, 153, 154)의 전방 모서리(147, 157)에 연결되므로 비틀어지게 형성된 것을 특징으로 하는 스크류플라이트 포밍장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 고정금형(140)은,
양측 측면(143, 144)에 탈착되어 블랭크(50)를 받치는 서포터(160)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크류플라이트 포밍장치.
제3항에 있어서,
상기 고정금형(140)은 양측의 상기 측면(143, 144)에 상하방으로 나열된 탭홀(145)을 포함하고,
상기 서포터(160)는,
상기 탭홀(145)에 대응하는 볼트홀(도시하지 않음)이 관통된 것으로서 상기 가동금형(150)을 향하여 돌출되는 플레이트(161)와,
상기 볼트홀(도시하지 않음)을 통과하여 상기 탭홀(145)에 체결되는 볼트(165)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크류플라이트 포밍장치.
제3항에 있어서,
상기 고정금형(140)은 양측의 상기 측면(143, 144)에 상하방으로 나열된 탭홀(145)을 포함하고,
상기 서포터(160)는,
상기 탭홀(145)에 대응하는 볼트홀(1613)이 관통된 것으로서 상기 가동금형(150)을 향하여 돌출되는 플레이트(1610)와,
상기 볼트홀(1613)을 통과하여 상기 탭홀(145)에 체결되는 볼트(165)와,
상기 플레이트(1610)의 하단에서 외측방으로 돌출된 후 상방으로 연장되는 L형의 외측커버(1620)와,
상기 플레이트(1610)와 외측커버(1620) 사이로 삽입되는 것으로서, 하방에 배치되는 하부바(1631)와, 상기 하부바(1631)의 양측 단부에서 상방으로 연장된 측부바(1635))가 형성된 프레임(1630)과,
양측의 상기 측부바(1635)에 지지되어 회전하는 롤러(1640)와,
상기 하부바(1631)에 형성된 볼트홀(1633)과,
상기 볼트홀(1633)의 양측에 형성되어 하방으로 연장된 안내핀(1637)과,
상기 볼트홀(1633)에 대응되도록 상기 외측커버(1620)의 하면에 관통된 탭홀(1621)과,
상기 안내핀(1637)이 통과하도록 상기 외측커버(1620)의 하면에 관통된 안내홀(1623)과,
상기 탭홀(1621)에 체결되어 상기 볼트홀(1633)에 삽입되는 볼트(1650)와,
상기 하부바(1631)의 상하면에 각각 배치되는 것으로서 상기 볼트(1650)에 결속되는 스냅링(1653)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크류플라이트 포밍장치.
제1항, 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베드(110)는,
실내 바닥면에 안착되는 하판(111)과,
상기 하판(111)의 양측 단부에 세워진 측판(112)과,
양측의 상기 측판(112)에 연결되고 상기 하판(111)의 상면에 연결되고 상면(114)이 평면인 테이블(113)과,
상기 테이블(113)의 상면(114) 일측에 상방으로 돌출되어 형성되므로 상기 고정금형(140)이 부착되는 고정지지판(115)과,
상기 테이블(113)의 상면(114) 상대측에 상방으로 돌출되어 상기 구동부(130)가 수용되는 하우징(116)과,
상기 테이블(113)의 전후방에 배치되고 양측의 상기 측판(112)에 고정되는 안내축(117)을 포함하고,
상기 이송대(120)는,
상기 테이블(113)의 상면(114)에 안착되는 것으로서 상기 테이블(113)의 양측을 커버하도록 ∩형으로 형성된 커버(121)와,
상기 커버(121)에 형성되어 상기 고정지지판(115)에 대향하는 것으로서 상기 가동금형(150)이 부착되는 가동지지판(123)과,
상기 커버(121)의 양측에 연결되어 상기 안내축(117)이 통과하는 안내관(125)을 포함하고,
상기 구동부(130)는 유압실린더(131)로서, 로드(133)가 상기 하우징(116)을 관통하여 상기 커버(121)에 연결된 것을 특징으로 하는 스크류플라이트 포밍장치.