KR102005160B1

KR102005160B1 - 벨로우즈 성형장치의 어퍼다이 이동유닛

Info

Publication number: KR102005160B1
Application number: KR1020170172816A
Authority: KR
Inventors: 백남도
Original assignee: 백남도
Priority date: 2017-12-15
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2019-07-29
Also published as: KR20190071910A

Abstract

본 발명은 벨로우즈 성형시 어퍼-다이의 이동이 강제적으로 이루어지지 않도록 하는 벨로우즈 성형장치의 어퍼다이 이동유닛에 관한 것으로, 로우-다이의 상부에 승강 가능하게 설치된 승강블럭; 상기 승강블럭 하부의 아이들링-샤프트에 소정 간격으로 수평이동 가능하게 설치되며, 상기 원통형 소재관의 외면과 당접하는 복수개의 어퍼-다이; 상기 승강블럭과 상기 어퍼-다이 사이에 회전 가능하게 배치되며, 양측으로 방향을 달리하는 이송스크류가 형성된 복수개의 양방향샤프트; 및 상기 양방향샤프트의 양측으로 각각 이동 가능하게 나선결합되며, 상기 양방향샤프트의 회전시 양방향샤프트를 타고 상기 어퍼-다이를 이동시키는 복수개의 어퍼다이지지체;를 포함하여 구성된다.

Description

벨로우즈 성형장치의 어퍼다이 이동유닛{The upper die moving unit of the bellows forming device}

벨로우즈 성형장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 벨로우즈 성형시 어퍼-다이의 이동이 강제적으로 이루어지지 않도록 하는 벨로우즈 성형장치의 어퍼다이 이동유닛에 관한 것이다.

일반적으로 관이 열을 받거나 차가워지면 팽창 또는 수축을 하는데 이를 억제하면 압축, 인장응력이 발생하며 기계배관일 경우 기계의 진동 또는 내진, 지반침하 등으로 변위가 발생할 경우 관이 파손하게 된다.

이러한 팽창과 수축, 변위를 흡수하기 위하여 신축관(Expansion Joint)을 사용하게 된다.

벨로우즈는 신축관 이음의 가장 중요한 부품으로 고품질의 스테인리스 강판을 제관하여 접합부를 알곤 용접하고 롤성형(Roll-Forming) 또는 액압성형(Hydraulic-Forming)기에 의해 성형된다.

또한 용접부의 잔류응력과 성형 시 가공응력을 제거하기 위해 고용화열처리 및 산처리를 실시하기도 한다.

벨로우즈의 산 형상은 U형, S형, 멀티플라이(Multi-Ply)형 및 오메가(Omega)형으로 나눌 수 있는데, 그 중 U형이 가장널리 쓰이며 우수한 신축성을 가지고 있으나 압력에 대한 내력이 약하여 고압에 사용해야 할 경우에는 벨로우즈 곡부에 콘트롤 링(Control Ring)을 삽입한다.

그 중 U형의 벨로우즈 성형 방식들은 클램핑된 파이프 내부로 유압을 가하면서 슬라이드되는 금형을 이용하여 벨로우즈의 산과 골을 하나씩 성형하므로 복수개의 산을 형성하는데 많은 시간이 소요되고, 대량 생산이 어려운 문제가 있다.

위의 문제를 해결하기 위해 본 발명자에 의해 출원되고 등록된 국내등록특허 제10-1430919호에는, 승강블럭 상부에 회전 가능하게 축설치되는 로테이팅-샤프트; 상기 로테이팅-샤프트에 소정 간격으로 수평 이동 가능하게 설치되며, 원통형 소재관의 내면에 당접하는 복수개의 로우-다이; 상기 로테이팅-샤프트 상부의 승강수단에 자유회전 가능하게 축설치되는 아이들링-샤프트; 상기 아이들링-샤프트에 소정 간격으로 수평 이동 가능하게 설치되며, 상기 원통형 소재관의 외면에 당접하는 복수개의 어퍼-다이;를 구비하여, 상기 로우-다이에 길이방향으로 수평 결합된 상기 원통형 소재관이 어퍼-다이의 하강과, 상기 어퍼-다이와 상기 로우-다이의 좌우에서 중심방향으로의 수평이동에 의해 벨로우즈가 성형될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 벨로우즈 성형장치가 개시되었다.

그러나, 위 벨로우즈 성형장치는, 복수개의 산이 한번에 동시에 성형될 수 있도록 함으로써 대량 생산이 이루어질 수 있도록 하고 있으나, 다음과 같은 문제가 있다.

아이들링-샤프트의 어퍼-다이와 로테이팅-샤프트의 로우-다이를 이용하여 벨로우즈 성형시, 복수개의 어퍼-다이가 소재관과 접촉을 이룬상태로 하강 압력을 받으면서 강제적으로 아이들링-샤프트를 타고 이동하기 때문에, 어퍼-다이 외단부의 라운드 형상에 이동방향으로의 편마모가 발생하는 치명적인 문제가 있다.

또한, 어퍼-다이의 편마모로 인해 성형되는 벨로우즈의 U형상이 일정하게 성형되지 못하여 제품의 질이 떨어지는 문제가 있다.

국내등록특허 제10-1430919호 국내공개특허 제10-2004-0068676호

본 발명은 상기와 같은 문제점 및 기술적 편견을 해소하기 위해 안출된 것으로, 하강과 함께 이동하는 어퍼-다이가 별도의 동력에 의해 이동되도록 함으로써 어퍼-다이의 편마모를 방지하고, 양질의 벨로우즈를 성형할 수 있도록 하는 벨로우즈 성형장치의 어퍼다이 이동유닛을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 벨로우즈 성형장치의 어퍼다이 이동유닛은, 로우-다이의 상부에 승강 가능하게 설치된 승강블럭; 상기 승강블럭 하부의 아이들링-샤프트에 소정 간격으로 수평이동 가능하게 설치되며, 상기 원통형 소재관의 외면과 당접하는 복수개의 어퍼-다이; 상기 승강블럭과 상기 어퍼-다이 사이에 회전 가능하게 배치되며, 양측으로 방향을 달리하는 이송스크류가 형성된 복수개의 양방향샤프트; 및 상기 양방향샤프트의 양측으로 각각 이동 가능하게 나선결합되며, 상기 양방향샤프트의 회전시 양방향샤프트를 타고 상기 어퍼-다이를 이동시키는 복수개의 어퍼다이지지체;를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 어퍼다이지지체는, 상기 어퍼-다이와 인접되게 배치되며, 상기 양방향샤프트 회전시 상기 어퍼-다이를 밀면서 이동시키는 푸싱플레이트; 상기 푸싱플레이트에 결합되어 상기 어퍼-다이의 일면과 접촉하는 복수개의 볼베어링; 및 상기 푸싱플레이트의 상부를 관통한 상태로 상기 양방향샤프트를 타고 이동 가능하게 결합되며, 상기 각 양방향샤프트의 위치에 따라 상기 어퍼-다이와 인접되게 배치되도록 상기 푸싱플레이트의 회동상태를 고정시키는 고정부재;로 구성된 것이 바람직하다.

또한, 상기 고정부재는, 내주면에 상기 양방향샤프트에 결합되는 이송스크류가 형성된 고정볼트와, 상기 고정볼트와 결합되는 너트로 구성된 것이 바람직하다.

그리고, 상기 푸싱플레이트의 상부에는, 상기 고정부재가 관통하는 결합공을 분할시키는 분할편이 구비된 것이 바람직하다.

한편, 상기 푸싱플레이트와 인접한 상기 어퍼-다이의 타측에는 이동된 상기 어퍼-다이를 상기 양방향샤프트의 회전을 통해 원위치로 복귀시키기 위한 복귀플레이트가 더 구비된 것이 바람직하다.

더하여, 상기 양방향샤프트는 상기 어퍼-다이의 회전 중심으로부터 방사상으로 배열된 것이 바람직하다.

마지막으로, 상기 양방향샤프트의 양측은 승강블럭의 하부에 배치되는 지지편에 회전 가능하게 배치되고, 상기 양방향샤프트의 길이방향 중심에는 상기 양방향샤프트의 처짐을 방지하기 위한 보강편이 구비된 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 벨로우즈 성형장치의 어퍼다이 이동유닛에 의하면, 승강블럭의 하강과 어퍼-다이가 구동모터에 의해 양방향샤프트를 타고 이동되도록 함으로써, 벨로우즈 성형시 어퍼-다이의 강제 이동을 방지하여 어퍼-다이의 일 방향 편마모를 방지하는 탁월한 효과가 있다.

또한, 어퍼-다이의 편마모가 방지됨에 따라 양질의 벨로우즈를 성형할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 어퍼다이 이동유닛이 벨로우즈 성형장치에 설치된 상태를 보여주는 정면도이고,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 어퍼다이 이동유닛을 나타낸 사시도 및 정면도이며,
도 4는 어퍼다이 이동유닛의 구성중 어퍼다이지지체와 양방향샤프트를 보여주는 요부사시도이고,
도 5는 어퍼다이지지체를 분해한 분해사시도이며,
도 6은 도 5의 결합된 요부단면도이고,
도 7은 어퍼다이 이동유닛을 이용하여 벨로우즈가 성형되는 과정을 보여주는 공정도로서, 성형전 상태도이며,
도 8은 어퍼다이 이동유닛을 이용하여 벨로우즈가 성형되는 과정을 보여주는 공정도로서, 성형완료 상태도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1 내지 도 8에 나타낸 바와 같이 본 발명의 어퍼다이 이동유닛(50)은, 로우-다이(4)의 상부에 승강 가능하게 설치된 승강블럭(10); 상기 승강블럭(10) 하부의 아이들링-샤프트(21)에 소정 간격으로 수평이동 가능하게 설치되며, 상기 원통형 소재관(5)의 외면과 당접하는 복수개의 어퍼-다이(20); 상기 승강블럭(10)과 상기 어퍼-다이(20) 사이에 회전 가능하게 배치되며, 양측으로 방향을 달리하는 이송스크류가 형성된 복수개의 양방향샤프트(30); 및 상기 양방향샤프트(30)의 양측으로 각각 이동 가능하게 나선결합되며, 상기 양방향샤프트(30)의 회전시 양방향샤프트(30)를 타고 상기 어퍼-다이(20)를 이동시키는 복수개의 어퍼다이지지체(40);를 포함하여 구성된다.

본 발명의 어퍼다이 이동유닛(50)은 벨로우즈 성형장치(100)에 설치되어 벨로우즈(6) 성형시 원통형 소재관(5)의 외면과 당접한 상태로 이동하면서 벨로우즈(6)를 성형한다.

어퍼다이 이동유닛(50)은 도 1에 도시된 바와 같이, 대략적으로 사각의 형상을 이루는 프레임(1)의 상측에 배치되어 있으며, 도면상 상측 단부에 설치되는 실린더(11)의 구동에 의해 하측방향으로 승강하게 된다.

어퍼다이 이동유닛(50)의 승강은 원통형 소재관(5)의 성형시 하측방향으로 향하는 가압력을 제공하기 위함이다.

어퍼다이 이동유닛(50)에는 가변 이동하는 복수개의 어퍼-다이(20)가 구비되어 있다.

어퍼다이 이동유닛(50)의 하부에는 어퍼-다이(20)가 설치된 방향을 따라 설치되며, 일측에 구비된 구동수단(M)에 의해 회전하는 로테이팅-샤프트(3)가 설치되어 있다.

그리고 로테이팅-샤프트(3)에는 어퍼-다이(20)와 함께 로테이팅-샤프트(3)를 타고 이동하는 복수개의 로우-다이(4)가 설치되어 있다.

이때, 로우-다이(4)의 이동이 이루어질 수 있도록, 로테이팅-샤프트(3)의 외면과 로우-다이(4)의 내면에는 스플라인이 형성되어 있다.

본 실시예에서는 로우-다이(4)가 12개, 어퍼-다이(20)가 11개 인 것으로 도시하고 있으나, 성형되는 벨로우즈(6)의 규격에 따라 그 개수는 달라질 수 있음은 물론일 것이다.

어퍼다이 이동유닛(50)은 도 2 내지 도 4와 같이, 프레임(1)의 상부에 설치되어 있으며, 승강블럭(10)과, 어퍼-다이(20)와, 양방향샤프트(30)와, 어퍼다이지지체(40)로 구성되어 있다.

승강블럭(10)은 대략적인 직사각의 형대를 유지하고 있으며, 하측으로는 양방향샤프트(30)와 아이들링-샤프트(21)를 순차적으로 지지한다.

승강블럭(10)은 프레임(1) 상측에 설치된 실린더(11)의 축(11a)과 결합되어 있으며, 실린더(11)의 구동에 의해 도면상 상하로 승강하게 된다.

이때, 승강블럭(10)의 양단은 도 1과 같이 프레임(1)의 양측에 구비된 가이드레일(2)에 승강 가능하게 결합되어 있으며, 실린더(11)의 구동에 의해 승강이 이루어질 때 가이드레일(2)의 안내를 받게된다.

따라서, 승강블럭(10)은 안정적인 승강을 이루게 된다.

어퍼-다이(20)는 도 2 내지 도 4와 같이, 승강블럭(10) 하부에 자유회전 가능하게 수평방향으로 설치된 아이들링-샤프트(21)에 소정 간격을 유지한 상태로 수평이동 가능하게 11개가 설치되어 있다.

이때, 아이들링-샤프트(21)는 승강블럭(10) 하부의 지지대(14)에 의해 회전 가능하게 지지된다.

상기 어퍼-다이(20)는 성형 대상이 되는 원통형 소재관(5)의 외면과 당접을 이루면서, 소재관(5)의 내면과 당접을 이루는 로우-다이(4)와 함께 벨로우즈(6)를 성형하게 된다.

여기서, 어퍼-다이(20)와 로우-다이(4)는 전체적으로 소정의 두께를 갖는 원판의 형태를 이루고, 외측 단부의 형상은 벨로우즈(6)를 성형하기 위한 "U"자 형상의 라운드로 이루어져 있으며, 형상 및 재질은 통상적인 사항임에 따라 자세한 설명은 생략하기로 한다.

양방향샤프트(30)는 도 2 내지 도 4와 같이, 승강블럭(10)과 어퍼-다이(20) 사이에 회전가능하게 일정한 간격을 두고 5개가 설치되어 있다.

이때, 양방향샤프트(30)의 양측은 승강블럭(10)의 하부에 배치된 지지편(12)에 회전 가능하게 배치되고, 양방향샤프트(30)의 길이방향 중심에는 상기 양방향샤프트(30)의 처짐을 방지하기 위한 보강편(13)이 구비되어 있다. 보강편(13) 역시 승강블럭(10)의 하부와 연결된 상태이다.

양방향샤프트(30)의 외면에는 양방향샤프트(30)의 길이방향 중심을 기준으로 방향을 달리하는 이송스크류가 형성되어 있다. 즉, 어느 일방향의 이송스크류 나선이 오른방향이면 반대하는 이송스크류 나선의 방향은 왼방향인 것이다.

이렇게 되면, 양방향샤프트(30)의 회전이 이루어지는 경우, 하나의 양방향샤프트(30)에서 두 개의 방향성을 갖는 이송스크류의 회전이 이루어지기 때문에, 후술하는 한 쌍의 어퍼다이지지체(40)가 양방향샤프트(30)의 수평방향 내외측으로 동시 이동이 이루어지게 된다.

더하여, 양방향샤프트(30)는 어퍼-다이(20)의 회전 중심으로부터 일정한 간격을 유지한 상태로 방사상으로 배열되는 것이 바람직하다.

이는, 복수개의 양방향샤프트(30)가 어퍼-다이(20)의 회전반경 즉 아이들링-샤프트(21)의 중심으로부터 일정 간격으로 배치되게 함으로써, 동일한 길이를 갖는 복수개의 어퍼다이지지체(40)가 양방향샤프트(30)에 설치될 수 있도록 하기 위함이다.

그리고, 양방향샤프트(30)의 양단은 승강블럭(10)의 하면에 결합된 지지편(12)에 의해 회전가능하게 지지된다.

한편, 각 양방향샤프트(30)의 어느 일측 즉 도면상 우측에는 양방향샤프트(30)를 회전시키기 위한 구동모터(31)가 각각 구비되어 있다.

이때, 구동모터(31)는 양방향샤프트(30)의 일정한 회전속도 및 회전비가 정교하게 조절될 수 있는 스텝모터인 것이 바람직하며, 별도의 제어장치(미도시)에 의해 회전수가 제어됨은 물론이다.

본 실시예에서는 양방향샤프트(30)가 5개 인 것으로 도시하고 있으나, 벨로우즈(6) 성형에 따른 어퍼다이지지체(40)의 개수에 따라 달라질 수 있기 때문에 개수를 한정하지는 않는다.

어퍼다이지지체(40)는 복수개로 이루어지며 도 2 내지 8과 같이, 어퍼-다이(20)와 양방향샤프트(30) 사이에 위치된 상태에서 상측이 양방향샤프트(30)의 양측으로 각각 이동 가능하게 나선결합되어 있으며, 하측이 어퍼-다이(20)의 일면과 인접하게 배치되어있다.

이러한 어퍼다이지지체(40)는 각 양방향샤프트(30)에 두개가 이동가능하게 설치되는데, 정확하게 양방향샤프트(30) 양측의 이송스크류에 각각 어퍼다이지지체(40)가 하나씩 나선결합 되는 것이다.

위와 같은 상태에서 어퍼다이지지체(40)는, 양방향샤프트(30)의 회전에 의해 이송스크류를 타고 이동하면서 이동하는 과정에서 인접한 어퍼-다이(20)를 이동시킨다(도 7 및 8 참조).

위와 같은 기능을 갖는 어퍼다이지지체(40)는, 푸싱플레이트(41)와, 볼(44a)베링 및 고정부재(45)로 구성된다.

푸싱플레이트(41)는 도 5와 같이, 소정의 면적을 갖는 판 상으로 하측방향으로 향할수록 점진적으로 넓어지는 사다리꼴 형대를 유지하고 있으며, 하측에 형성된 수용홈(41a)을 통해 아이들링-샤프트(21)의 일부를 수용한 상태로 어퍼-다이(20)와 인접하게 배치되어 양방향샤프트(30)의 회전시 양방향샤프트(30)의 이송스크류를 타고 이동하면서 어퍼-다이(20)를 도 7의 화살표방향으로 밀면서 이동시킨다.

볼베어링(44)은 도 5와 같이, 푸싱플레이트(41) 하측의 수용홈(41a)을 따라 3개가 결합되며, 결합된 상태에서 도 6의 확대도와 같이 볼베어링(44)의 선단으로 노출된 볼(44a)이 어퍼-다이(20)의 일면과 접촉을 이루게 된다.

볼(44a)을 접촉시키는 이유는, 벨로우즈(6) 성형시 회전하는 어퍼-다이(20)가 푸싱플레이트(41)에 의해 밀려 이동할 때, 볼(44a)이 어퍼-다이(20)의 일면을 지지한 상태로 어퍼-다이(20)를 이동시킴으로써, 어퍼-다이(20)의 회전에 간섭이 일지 않도록 하기 위함이다.

이때, 볼베어링(44)은 볼(44a)이 어퍼-다이(20) 방향으로 노출될 수 있도록 푸싱플레이트(41)에 관통하여 나사결합된다.

고정부재(45)는 도 4 내지 도 6과 같이, 푸싱플레이트(41)의 상부를 관통한 상태로 양방향샤프트(30)를 타고 이동 가능하게 결합되며, 각 양방향샤프트(30)의 위치에 따라 어퍼-다이(20)와 인접되게 배치되도록 푸싱플레이트(41)의 회동상태를 고정시킨다.

고정부재(45)는, 내주면에 양방향샤프트(30)에 결합되는 이송스크류가 형성된 고정볼(44a)트와, 상기 고정볼(44a)트와 결합되는 너트(47)로 구성된다.

즉, 고정볼(44a)트와 너트(47)가 도 5와 같이 푸싱플레이트(41)를 사이에 두고 배치된 상태에서, 고정볼(44a)트의 결합부(46a)가 푸싱플레이트(41)의 상부에 형성된 결합공(43)을 관통하여 너트(47)와 결합되는 것이다.

그리고, 고정볼(44a)트의 결합부(46a) 내주면에는 양방향샤프트(30)의 이송스크류와 나선결합되는 이송스크류(암이송스크류)가 형성됨에 따라, 결합부(46a)의 이송스크류가 양방향샤프트(30)와 나선결합된다.

이렇게 되면, 고정부재(45)는 푸싱플레이트(41)의 양면을 가압한 상태로 양방향샤프트(30)에 나선결합된 상태이기 때문에, 푸싱플레이트(41)를 양방향샤프트(30)에 이동 가능하게 지지시킨다.

한편, 푸싱플레이트(41)의 상부에는 도 5와 같이 고정부재(45)가 관통하는 결합공(43)을 분할시키는 분할편(42)이 구비되는 것이 바람직하다.

즉, 결합공(43)의 일부는 푸싱플레이트(41)에 형성되도록 하고, 다른 일부는 분할편(42)에 형성되도록 함으로써, 분할편(42)의 상부 배치에 의해 푸싱플레이트(41)에 결합공(43)이 형성되도록 하는 것이다.

이는, 푸싱플레이트(41)가 고정부재(45)를 통해 각 양방향샤프트(30)에 지지될 수 있도록 조립 용이성을 보장하기 위한 것이다.

정확하게, 분할편(42)이 배치된 상태에서 결합공(43)을 관통하는 고정볼(44a)트와 너트(47)의 결합에 의해 분할편(42)이 압착되면서 푸싱플레이트(41)의 체결이 이루어지도록 하고, 반대로 고정부재(45)의 조임 해제를 통해 분할편(42)이 푸싱플레이트(41)와 분리되도록 하기 위함인 것이다.

여기서, 고정볼(44a)트, 너트(47) 및 분할편(42)은 양방향샤프트(30)에 관통된 상태에서 상호 결합을 이루게 됨은 물론이다.

한편, 푸싱플레이트(41)와 인접한 어퍼-다이(20)의 타측에는 도 6에 도시된 일점쇄선과 같이, 이동된 어퍼-다이(20)를 양방향샤프트(30)의 회전을 통해 원위치로 복귀시키기 위한 복귀플레이트(48)가 더 구비될 수도 있다.

복귀플레이트(48)는 어퍼-다이(20)의 타측면을 밀면서 이동할 수 있도록 분할편(42)의 일측과 연결되는 판 상의 형태를 이루는 것이 바람직하며, 양방향샤프트(30)의 설정된 역 회전량에 의해 이동하면서 어퍼-다이(20)를 최초의 위치로 밀어 복귀시킨다.

복귀플레이트(48)는 종래와 같이 어퍼-다이(20)와 로우-다이(4)의 위치를 셋팅하기 위한 간격조절지그(미도시)가 적용되지 않을 경우 어퍼-다이(20)와 로우-다이(4)의 자동 셋팅이 이루어지도록 한다.

이때, 복귀플레이트(48)의 복귀는 양방향샤프트(30)를 회전시키는 구동모터(31)의 역회전에 의해 이루어짐은 물론이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의해 벨로우즈(6)가 성형되는 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 복귀플레이트(48) 또는 간격조절지그를 이용하여 성형하고자 하는 벨로우즈(6)의 피치에 맞도록 로테이팅-샤프트(3)와 아이들링-샤프트(21)상에 결합된 복수의 로우-다이(4)와 어퍼-다이(20)를 간격 조절시킨다.

이후, 스테인리스 강판으로 제관된 원통형의 소재관(5)을 로테이팅-샤프트(3)에 안착시켜 소재관(5)의 내연부 상측이 로테이팅-샤프트(3)에 결합된 로우-다이(4) 상부에 연접지지되도록 한다.

소재관(5)이 안착되면 로테이팅-샤프트(3)는 구동수단(M)에 의해 회전하게 되고, 승강블럭(10)은 실린더(11)의 구동을 통해 도 7의 화살표방향과 같이 하강하면서 아이들링-샤프트(21)에 결합된 복수의 어퍼-다이(20) 하단부를 도 7과 같이 소재관(5)의 상부 외연부에 연접시킨다.

위와 같은 상태에서, 승강블럭(10)은 계속적으로 하강하게 되고, 동시에 복수개의 구동모터(31)가 함께 구동하면서 복수개의 양방향샤프트(30)를 동시에 회전시키면서 어퍼-다이(20)들을 수평방향(도 7의 화살표)으로 이동시킨다.

이렇게 되면, 어퍼-다이(20)가 하강하면서 로테이팅-샤프트(3)의 로우-다이(4)와 함께 소재관(5)의 상하를 압박하게 되고, 소재관(5)은 상하 압박에 의해 소성변형을 일으키게 된다.

계속되는 어퍼-다이(20)의 하강에 의해 소재관(5)의 외연부는 중심부로 변형되면서 환형의 요입부로 이루어지는 골이 성형되고, 로우-다이(4)는 로테이팅-샤프트(3)에서 회전하면서 상대적으로 환형의 돌출부로 이루어지는 산을 성형하게 된다.

이 과정에서, 어퍼-다이(20)는 하강과 동시에 양방향샤프트(30)의 회전에 의해 아이들링-샤프트(21)의 중간부위를 향해 이동하게 되고, 이 과정에서 소재관(5)의 변형과 동시에 로우-다이(4)도 함께 로테이팅-샤프트(3)를 타고 슬라이드 이동하게 된다.

이때, 승강블럭(10)은 제어장치의 제어에 의해 사전에 설정된 하강 스트로크 만큼 하강하게 되고, 동시에 어퍼-다이(20)의 이동과 하강에 의해 로우-다이(4)의 이동이 함께 이루어지면서 원하는 피치를 가진 복수의 산과 골들을 도 8과 같이 동시에 성형하여 벨로우즈(6)를 완성한다.

한편, 어퍼-다이(20)는 회전하는 양방향샤프트(30)에 의해 이동됨에 따라 종래와 같이 하강압력을 받으면서 강제적인 이동이 이루어지지 않기 때문에 일 방향으로의 편마모가 방지된다.

이후, 벨로우즈(6) 성형이 완료되면, 로테이팅-샤프트(3)는 회전 정지되고, 승강블럭(10)은 초기위치로 복귀하게 된다.

이때, 어퍼-다이(20)와 로우-다이(4)의 초기위치 복귀는 간격조절지그(미도시)를 이용하여 이루어지게 되고, 만일 어퍼-다이(20)에 복귀플레이트(48)가 적용되는 경우 구동모터(31)의 역회전에 의해 어퍼-다이(20)만 자동으로 초기위치로 셋팅될 수 있다.

지금까지 서술된 바와 같이 본 발명의 벨로우즈 성형장치의 어퍼다이 이동유닛은, 승강블럭의 하강과 어퍼-다이가 구동모터에 의해 양방향샤프트를 타고 이동되도록 함으로써, 벨로우즈 성형시 어퍼-다이의 강제 이동을 방지하여 어퍼-다이의 일 방향 편마모를 방지하는 탁월한 효과가 있다.

이상, 본 발명의 벨로우즈 성형장치의 어퍼다이 이동유닛을 바람직한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 설명하였으나, 이는 발명의 이해를 돕고자 하는 것일 뿐 발명의 기술적 범위를 이에 한정하고자 함이 아님은 물론이다.

즉, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않고도 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형이나 개조가 가능함은 물론이고, 그와 같은 변경이나 개조는 청구범위의 해석상 본 발명의 기술적 범위 내에 있음은 말할 나위가 없다.

1 : 프레임 2 : 가이드레일
3 : 로테이팅-샤프트 4 :로우-다이
5 : 소재관 6 : 벨로우즈
10 : 승강블럭 11 : 실린더
11a : 축 12 : 지지편
13 : 보강편 14 : 지지대
20 : 어퍼-다이 21 : 아이들링-샤프트
30 : 양방향샤프트 31 : 구동모터
40 : 어퍼다이지지체 41 : 푸싱플레이트
41a : 수용홈 42 : 분할편
43 : 결합공 44 : 볼베어링
44a : 볼 45 : 고정부재
46 : 고정볼트 46a : 결합부
47 : 너트 48 : 복귀플레이트
50 : 어퍼다이 이동유닛 100 : 벨로우즈 성형장치

Claims

벨로우즈 성형장치(100)에 설치되며, 벨로우즈(6) 성형시 원통형 소재관(5)의 외면과 당접한 상태로 이동하면서 벨로우즈(6)를 성형하는 벨로우즈 성형장치(100)의 어퍼다이 이동유닛(50)에 있어서,
로우-다이(4)의 상부에 승강 가능하게 설치된 승강블럭(10);
상기 승강블럭(10) 하부의 아이들링-샤프트(21)에 소정 간격으로 수평이동 가능하게 설치되며, 상기 원통형 소재관(5)의 외면과 당접하는 복수개의 어퍼-다이(20);
상기 승강블럭(10)과 상기 어퍼-다이(20) 사이에 회전 가능하게 배치되며, 양측으로 방향을 달리하는 이송스크류가 형성된 복수개의 양방향샤프트(30); 및
상기 양방향샤프트(30)의 양측으로 각각 이동 가능하게 나선결합되며, 상기 양방향샤프트(30)의 회전시 양방향샤프트(30)를 타고 상기 어퍼-다이(20)를 이동시키는 복수개의 어퍼다이지지체(40);를 포함하며,
상기 어퍼다이지지체(40)는, 상기 어퍼-다이(20)와 인접되게 배치되며, 상기 양방향샤프트(30) 회전시 상기 어퍼-다이(20)를 밀면서 이동시키는 푸싱플레이트(41); 상기 푸싱플레이트(41)에 결합되어 상기 어퍼-다이(20)의 일면과 접촉하는 복수개의 볼베어링(44); 및 상기 푸싱플레이트(41)의 상부를 관통한 상태로 상기 양방향샤프트(30)를 타고 이동 가능하게 결합되며, 상기 각 양방향샤프트(30)의 위치에 따라 상기 어퍼-다이(20)와 인접되게 배치되도록 상기 푸싱플레이트(41)의 회동상태를 고정시키는 고정부재(45);로 구성된 것을 특징으로 하는 벨로우즈 성형장치의 어퍼다이 이동유닛.
삭제
제1항에 있어서,
상기 고정부재(45)는, 내주면에 상기 양방향샤프트(30)에 결합되는 이송스크류가 형성된 고정볼(44a)트와, 상기 고정볼(44a)트와 결합되는 너트(47)로 구성된 것을 특징으로 하는 벨로우즈 성형장치의 어퍼다이 이동유닛.
제1항에 있어서,
상기 푸싱플레이트(41)의 상부에는, 상기 고정부재(45)가 관통하는 결합공(43)을 분할시키는 분할편(42)이 구비된 것을 특징으로 하는 벨로우즈 성형장치의 어퍼다이 이동유닛.
제1항에 있어서,
상기 푸싱플레이트(41)와 인접한 상기 어퍼-다이(20)의 타측에는 이동된 상기 어퍼-다이(20)를 상기 양방향샤프트(30)의 회전을 통해 원위치로 복귀시키기 위한 복귀플레이트(48)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 벨로우즈 성형장치의 어퍼다이 이동유닛.
제1항에 있어서,
상기 양방향샤프트(30)는 상기 어퍼-다이(20)의 회전 중심으로부터 방사상으로 배열된 것을 특징으로 하는 벨로우즈 성형장치의 어퍼다이 이동유닛.
제1항에 있어서,
상기 양방향샤프트(30)의 양측은 승강블럭(10)의 하부에 배치되는 지지편(12)에 회전 가능하게 배치되고,
상기 양방향샤프트(30)의 길이방향 중심에는 상기 양방향샤프트(30)의 처짐을 방지하기 위한 보강편(13)이 구비된 것을 특징으로 하는 벨로우즈 성형장치의 어퍼다이 이동유닛.