KR102139731B1 - 이동 가능한 무전원 스프링 성형장치 및 이를 이용한 스프링 성형방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전원 공급 없이 이동 가능하며, 열처리를 필요로 하지 않는 이동식 무전원 스프링 성형장치 및 이를 이용한 성형방법에 관한 것으로, 직사각형 형태인 몸체부(100); 스프링을 회전하여 성형할 수 있는 손잡이부(110); 손잡이를 통한 회전을 전달할 수 있는 기어부(120); 몸체부와 인접하여 있고 기어부와 회전축(103)과 연결되어 있는 대형척(130) 및 소형척(140); 및 대형척(130) 또는 소형척(140)에 고정하여 스프링 권선 작업이 가능한 스프링 성형부(150)를 포함하여 성형장치를 구성할 수 있으며, 이를 이용하여 스프링 성형장치 준비단계(S10), 스프링 권선재 고정단계(S20), 스프링 성형단계(S30), 및 마무리단계(S40)을 거쳐서 스프링 성형이 수행된다.
이를 통하여 열처리 없이 강도 높은 스프링을 쉽게 제작할 수 있으며, 특히 선박 등 전력이 제한되고 협소한 공간에서도 스프링 성형이 가능한 신규 장치를 제공한다.

Description

이동 가능한 무전원 스프링 성형장치 및 이를 이용한 스프링 성형방법{Moveable non-power source spring winding device and spring forming method using the same}

본 발명은 강선재를 이용하여 스프링을 성형할 수 있는 무전원 수동장치 및 이를 이용한 스프링 성형방법에 관한 것으로, 특히 기존 전원을 공급하여 대량생산하는 스프링 성형장치 내 열처리 과정을 제외하여 스프링을 제작 가능함으로써 강도와 탄성 높은 스프링 성형장치를 제조하는 것에 관한 것이다.

선박 구조는 대부분 강철 및 합금 재질로 이루어져 있어 각 부품마다 높은 밀도와 질량을 가지므로, 이에 사용되는 보조 장비 또한 높은 강도가 요구된다.

스프링은 선박 출입문, 기관부에 특히 많이 요구되며, 높은 압력 부하 등으로 인하여 강도 높은 스프링이 필요하며, 잦은 교체를 필요로한다.

그러나 현재 사용되는 스프링 성형장치는 열간 성형 시에 강선재를 가열하는 과정을 필요로 하며, 가열된 강선재의 냉각 중에 강선재 위치별로 냉각 속도 차이로 냉각중 팽창 정도가 부분마다 달라 크랙이 발생 가능한 문제가 있어, 열간 성형시에 강선재의 강도 및 탄력이 저하되는 경우가 있다.

또한 현재 사용되는 스프링 성형장치는 연속적인 스프링 제조 장치로, 반드시 전원 공급을 필요로 하며 큰 부피를 차지하여 협소한 공간에서 사용이 제한된다.

장시간 항해 중에 선박은 전력이 제한될 수 있으며, 적재적소에 맞는 스프링을 제작해야 되며, 기관실 등의 선박 공간이 협소한바 기존 권선장치 사용에 큰 제한이 따른다.

스프링 성형 장치 및 성형 방법을 나타낸 특허공개공보 제10-2016-0071412호(2016.06.21. 공개, 스프링 성형 장치 및 성형방법, 이하 선행기술문헌 1이라함)에서는 강선재를 연속적인 이송 라인을 통하여 대량으로 스프링을 권선하는 방법에 대해 기재되어 있으나, 반드시 가열 과정을 필요로 하며, 이동 및 장소에 제약이 따른다.

선박의 협소한 환경에서도 쉽게 스프링을 권선하는 경우 가열 과정을 거치지 않고 수동으로 스프링을 성형할 수 있는 장치 및 이를 이용한 스프링 성형방법에 관한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 직사각형 형태이며, 바닥 부분에 평평한 면을 가지는 몸체부(100); 스프링을 회전하여 성형할 수 있는 손잡이부(110); 손잡이를 통한 회전을 전달할 수 있는 기어부(120); 몸체부와 인접하여 있고 기어부와 회전축(103)과 연결되어 있는 대형척(130) 및 소형척(140); 및 대형척(130) 또는 소형척(140)에 고정하여 스프링 권선 작업이 가능한 스프링 성형부(150)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 가능한 스프링 성형장치를 제공한다.

상기 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명은 원하는 직경의 스프링 성형부를 척에 체결하여 스프링 성형장치를 준비하는 단계(S10); 스프링 강선재를 스프링 성형부 고정체결부에 고정하는 단계(S20); 한 손으로는 손잡이를 회전하면서 다른 한손으로 스프링 강선재를 잡으면서 스프링을 성형하는 단계(S30); 및 스프링 성형작업이 완료된 스프링을 스프링 성형부에서 분리하고, 고정된 스프링 성형부를 척에서 분리하여 마무리하는 단계(S40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스프링 성형방법을 제공한다.

본 발명을 통하여 이동 가능하고 전력 공급을 필요로 하지 않으며, 특히 열처리 과정을 거치지 않고 다양한 형태의 스프링을 제작할 수 있으며, 선박 등 협소한 장소에서 특히 활용 용이하고 강도높은 스프링을 신속하게 성형 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 성형장치의 구성을 나타는 도면
도 2은 도 1에 도시된 성형장치의 상세 분해 도면
도 3은 도 1의 성형장치를 측면에서 바라본 사시 도면
도 4는 도 1에 도시된 스프링 체결부를 확대한 도면
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 성형장치의 실제 사진
도 6은 도 5에 도시된 실제 사진에서 정면을 바라본 사진
도 7은 도 5에 도시된 스프링 성형부의 다양한 형태를 나타낸 실제사진
도 8는 도 1에 도시된 성형장치를 사용하여 스프링 성형하는 순서 도면

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 스프링 성형장치 및 이를 이용한 스프링 성형방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들은 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위하여 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 출원에서 "포함한다" 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들의 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.

또한 단위 "Ø"는 스프링 성형부의 직경 단위를 나타내는 것으로, mm 단위로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여러 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사건에 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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 성형장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 스프링 성형장치의 내부 구성에 대하여 분해하여 나타낸 도면이며, 도 3은 도 1의 측면에서 바라본 도면이고, 도 4는 도 1에 도시된 스프링 성형부를 확대하여 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 성형장치의 실제 사진이고, 도 6은 도 5에 도시된 실제 성형장치의 정면부분 바라본 사진이며, 도 7은 도 5에 도시된 스프링 성형부의 다양한 형태를 보여주는 실제 사진이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 성형장치는 직사각형 형태로 구성되며, 바닥 부분에 평평한 면을 가지는 몸체부(100)를 가진다. 몸체부는 본 발명의 전체 형태를 지지하는 역할을 한다.

또한 본 발명은 몸체부 일측면에 손잡이부(110)을 구비한다. 손잡이부는 사람이 잡기 편하도록 세로로 구성된 핸들바에서 직각으로 손잡이 역할을 하는 구성을 추가한다.

기어부(120)는 손잡이부와 몸체부 사이에 위치하며, 손잡이부와 직접적으로 연결되어 있는 대형기어를 구비한 다음, 중형기어 및 소형기어로 구성할 수 있으나, 이의 종류나 기어수가 제한되는 것은 아니다.

손잡이부와 기어부 사이에 고정용 부싱(111)을 추가하여 구성할 수 있는데, 해당 구성은 손잡이와 기어축 사이를 고정시키는 역할을 한다.

대형기어는 손잡이부와 직접적으로 연결되어 있으며, 몸체부를 관통하는 회전축과 연결되어 동력을 전달하면서, 중형기어와 맞물리도록 구성되어 소형기어까지 손잡이로부터 전달되는 회전력을 제공하는 역할을 한다.

소형기어는 중형기어와 맞물리도록 구성되어 있으며, 몸체부를 관통하는 회전축에 동력을 전달하는 역할을 한다.

다음으로, 대형기어와 연결된 회전축은 대형척과 연결되어 구성할 수 있다. 대형척은 대형척 몸체를 포함하여 회전축과 대형척을 연결하는 대형척 부싱(133), 대형척 외측면에 연동척(132), 대형척 정면부분에 대형척 조임부(134)로 구성된다.

연동척(132)은 구멍 모양으로 구성되어 있으며, 상기 구멍을 통하여 삽입 가능하고, 십자 모양으로 구성되어 있는 핸들척(131)을 별도로 구성할 수 있다.

핸들척(131)은 대형척의 연동척(132) 부분을 통하여 조임부 내측면(134)을 조절할 수 있다. 보다 구체적으로, 반시계 방향으로 회전하면 대형척 조임부가 열려 조임부 내측면을 풀 수 있으며, 반대로 시계 방향으로 회전하면 조임부 내측면을 조일 수 있도록 구성되어 있다.

상기 기어부의 소형 기어의 일축인 회전축과 연결되는 소형척(140)을 포함하여 구성할 수 있다.

소형척 외측면에 드릴척(141)을, 소형척 정면에 소형척 조임부(142)를 각각 포함하여 구성된다.

소형척 외측면의 드릴척은 소형척 조임부의 조임 정도를 조절하는 것으로, 보다 구체적으로 반시계 방향 회전시 소형척 조임부 내부가 풀어지게 되고, 반대로 시계 방향 회전시 소형척 조임부 내부가 조여지게 된다.

상기 소형척 또는 대형척의 정면부분에 스프링 성형부(150)을 고정하여 연결할 수 있다.

스프링 성형부(150)는 일반적으로 직선 형태의 막대로 구성되나, 도 7에 도시된 바와 같이 다양한 직경과 형태의 스프링 성형부로 변경하여 구성할 수 있으며, 상기 도 7에 도시된 스프링 성형부 실시예들로 제한되는 것은 아니다.

또한 스프링 성형부(150)에 스프링 성형 과정 시 스프링 권선재료를 고정할 수 있는 스프링 고정체결부(151)를 추가로 구성할 수 있다.

또한 스프링 성형부는 직경에 따라 대형척 또는 소형척에 달리 고정하여 구성할 수 있는데, 대형척에는 직경 13Ø 초과 40Ø 이하인 스프링 성형부를 체결할 수 있고, 소형척에는 직경 13Ø 미만인 스프링 성형부를 체결할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이 스페어부(160)를 본 발명에 추가로 포함하여 구성할 수 있다. 스페어부(160)는 스프링 성형장치의 척을 추가로 설치할 수 있는 부분이며, 기어부의 중간기어와 일축인 회전축과 연결하여 중간 기어의 회전시 함께 회전 구동할 수 있다.

상기 기재된 내용을 바탕으로 본 발명을 구성할 수 있으나, 통상적인 지식을 가진 자가 구성을 용이하게 변경하거나, 통상적으로 추가되는 구성까지 포함하여 해석되어야 할 것이다.

또한 본 발명은 별도의 전원부를 구비하지 않아도 되며, 사람이 직접 수동으로 권선 작업을 수행하는바, 전원 공급을 필요로 하지 않고 이동 가능한 특징을 가져 선박 등 전력이 한정되고 협소한 장소에서도 쉽게 사용할 수 있다.

도 8은 본 발명을 사용하여 스프링을 성형하는 방법 단계를 나타낸 것으로,

원하는 직경의 스프링 성형부를 척에 체결하여 스프링 성형장치를 준비하는 단계(S10), 스프링 강선재를 스프링 성형부 고정체결부에 고정하는 단계(S20), 한 손으로는 손잡이를 회전하면서 다른 한손으로 스프링 강선재를 잡으면서 스프링을 성형하는 단계(S30), 및 스프링 성형작업이 완료된 스프링을 스프링 성형부에서 분리하고, 고정된 스프링 성형부를 척에서 분리하여 마무리하는 단계(S40)를 포함하는 단계로 수행된다.

상기 본 발명의 성형장치를 활용한 성형방법은, 열처리 과정을 별도로 거치지 않고 곧바로 스프링 권선작업 등의 성형과정을 수행하는바, 본 발명을 통해 강도 높은 스프링을 쉽게 제작할 수 있다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기서 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 범위에서 해석되어야 할 것이다.

100 몸체부 133 대형척 부싱
101 몸체부 부싱 134 대형척 조임부
102 베어링 140 소형척
103 회전축 141 드릴척
110 손잡이부 142 소형척 조임부
111 고정용 부싱 150 스프링 성형부
120 기어부 151 스프링 고정체결부
130 대형척 160 스페어부
131 핸들척
132 연동척
S10 원하는 직경의 스프링 성형부를 척에 체결하여 스프링 성형장치를 준비하는 단계
S20 스프링 강선재를 스프링 성형부 고정체결부에 고정하는 단계
S30 한 손으로는 손잡이를 회전하면서 다른 한손으로 스프링 강선재를 잡으면서 스프링을 성형하는 단계
S40 스프링 성형작업이 완료된 스프링을 스프링 성형부에서 분리하고, 고정된 스프링 성형부를 척에서 분리하여 마무리하는 단계

Claims (6)

1. 이동 가능한 스프링 성형장치에 있어서,
   직사각형 형태이며, 바닥 부분에 평평한 면을 가지는 몸체부(100);
   스프링을 회전하여 성형할 수 있는 손잡이부(110);
   손잡이를 통한 회전을 전달할 수 있는 기어부(120);
   몸체부와 인접하여 있고 기어부와 회전축(103)과 연결되어 있는 대형척(130) 및 소형척(140); 및 대형척(130) 또는 소형척(140)에 고정하여 스프링 권선 작업이 가능한 스프링 성형부(150)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 가능한 스프링 성형장치
2. 청구항 제1항에 있어서,
   스프링 성형부(150)의 표면에 스프링 고정체결부(151)을 추가로 구성할 수 있는 것을 특징으로 하는 스프링 성형장치
3. 청구항 제1항에 있어서,
   대형척(130)에는 직경 13Ø 초과 40Ø 이하인 스프링 성형부를 체결할 수 있고,
   소형척(140)에는 직경 13Ø 미만인 스프링 성형부를 체결할 수 있는 것을 특징으로 하는 스프링 성형장치
4. 청구항 제3항에 있어서,
   대형척(130) 측면에 연동척(132)를 포함할 수 있고,
   척과 인접한 부분에 대형척 조임부(134)를 추가로 구비할 수 있으며,
   상기 연동척(132)를 통하여 핸들척(131)을 사용하여 대형척 조임부(134)를 조절하여 스프링 성형부(150)를 고정 또는 분리할 수 있는 것을 특징으로 하는 스프링 성형장치
5. 청구항 제3항에 있어서,
   소형척(140)에 드릴척(141)을 포함할 수 있고,
   소형척(140)과 스프링 성형부 체결 부분에 소형척 조임부(142)를 포함하여 구성할 수 있으며,
   드릴척(141)을 시계방향으로 회전하면 소형척 조임부(142)가 내부로 조여 소형척에 체결되는 스프링 성형부를 고정할 수 있는 것을 특징으로 하는 스프링 성형장치
6. 청구항 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 스프링 성형장치를 사용하여 스프링을 성형하는 방법에 관한 것으로,
   (a) 원하는 직경의 스프링 성형부를 척에 체결하여 스프링 성형장치를 준비하는 단계(S10);
   (b) 스프링 강선재를 스프링 성형부 고정체결부에 고정하는 단계(S20);
   (c) 한 손으로는 손잡이를 회전하면서 다른 한손으로 스프링 강선재를 잡으면서 스프링을 성형하는 단계(S30); 및
   (d) 스프링 성형작업이 완료된 스프링을 스프링 성형부에서 분리하고, 고정된 스프링 성형부를 척에서 분리하여 마무리하는 단계(S40);
   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스프링 성형방법.
   
   
   

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