KR102183684B1 - 더블유형 실링장치의 제조방법 - Google Patents

더블유형 실링장치의 제조방법 Download PDF

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KR102183684B1
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변삼섭
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최정환
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터보파워텍(주)
최정환
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Abstract

실링성능이 개선되도록, 본 발명은 기설정된 폭을 갖도록 구비되되 전후방향을 따라 연장되고 평판 형상으로 구비되는 금속 재질의 모재가 준비되는 제1단계; 상기 모재의 중앙부가 위로 볼록한 볼록부로 성형되고, 상기 볼록부의 폭방향 양측 하단에 일체로 연결되어 아래로 오목한 한쌍의 오목부가 성형되며, 상기 오목부의 폭방향 양측에 일체로 연결되되 폭방향 양측으로 갈수록 상향 경사지게 연장되는 한쌍의 외곽부가 성형되어 상기 모재가 굴곡부재로 1차 소성 변형되는 제2단계; 및 상기 굴곡부재가 폭방향 내측으로 가압되어 각 상기 오목부의 하면접촉부가 상호 밀착 접촉되되 각 상기 오목부의 내측단이 상측으로 갈수록 폭방향 외측으로 확장 변형되며, 상기 볼록부의 하단이 상기 오목부의 내측단과 연속적으로 연결되되 하단으로 갈수록 폭방향 내측으로 협소화되며 변형되고, 상기 볼록부의 하부에 공간이 형성되어 전후방향으로 연통되되 상기 공간의 하부가 상호 밀착되어 대면 접촉된 각 상기 오목부의 각 하면접촉부에 의해 밀폐 형성된 상태로 2차 이상으로 다단 소성 변형된 더블유형 실링장치가 최종 제조되는 제3단계를 포함하는 더블유형 실링장치의 제조방법을 제공한다.

Description

더블유형 실링장치의 제조방법{method for manufacturing w-type sealing apparatus}
본 발명은 더블유형 실링장치의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실링성능이 개선되는 더블유형 실링장치의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 시일은 기계요소의 연결부에 개재되어 기밀을 유지하도록 구비되는 장치이다. 이러한 시일은 대개 재질이나 형상에 의해 기밀효과를 발휘하도록 된다. 예컨대, 메탈시일은 그 재질의 특성상 고온이나 화학적으로 활성화된 발전설비나 밸브장치 등에서 통상적으로 사용된다.
이러한 메탈시일의 경우에도 잦은 온도변화나 화학적 반응 등으로 인한 기계적 응력 감소에 의해 실링효과가 저하되어 누설을 야기할 수 있을 뿐만 아니라 이로 인해 설비나 기계요소의 고장을 초래할 수 있으므로 메탈시일 자체의 재질 선정이나 다양한 형상의 개발이 요구되고 있다.
한편, 종래에는 상술된 바와 같은 메탈시일의 실링효과를 개선하기 위한 대략적으로 C형이나 U형 또는 더블유형 등과 같은 단면형상을 갖는 시일을 제조하고 있으나, 이는 탄성적으로 면접촉되지 못함으로 인해 실링 포인트가 부정확할 뿐만 아니라 이로 인한 기밀효과를 극대화하는 데에 한계가 있는 것이며, 또한 급격한 온도나 압력변화 또는 반복하중에 대한 내구성과 탄성복원 특성이 약하여 확실한 기밀효과를 발휘하는 데에 한계가 있다.
또한, 이러한 종래의 메탈시일은 상호 다른 부재를 각각 롤포밍과 라운드 벤딩한 후에 접선 부위를 용접하는 방법에 의해 제조됨에 따라 제조공정이 매우 복잡할 뿐만 아니라 용접으로 인한 용접부위의 변형이나 크랙이 발생될 수 있는 문제점이 있었다.
특히, 더블유형 메탈시일의 경우 하부 중앙측에 형성된 공간을 두고 한쌍의 하단부가 상호 이격된 상태로 구비되어 사용시 과도한 외력에 의해 폭방향 내측으로 가압됨에 따라 변형되면 폭방향 양측부가 과도하게 수축되며 탄성복원력이 저하되는 문제점이 있었다.
한국 등록특허 제10-1174797호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 실링성능이 개선되는 더블유형 실링장치의 제조방법을 제공하는 것을 해결과제로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 기설정된 폭을 갖도록 구비되되 전후방향을 따라 연장되고 평판 형상으로 구비되는 금속 재질의 모재가 준비되는 제1단계; 상기 모재의 중앙부가 위로 볼록한 볼록부로 성형되고, 상기 볼록부의 폭방향 양측 하단에 일체로 연결되어 아래로 오목한 한쌍의 오목부가 성형되며, 상기 오목부의 폭방향 양측에 일체로 연결되되 폭방향 양측으로 갈수록 상향 경사지게 연장되는 한쌍의 외곽부가 성형되어 상기 모재가 굴곡부재로 1차 소성 변형되는 제2단계; 및 상기 굴곡부재가 폭방향 내측으로 가압되어 각 상기 오목부의 하면접촉부가 상호 밀착 접촉되되 각 상기 오목부의 내측단이 상측으로 갈수록 폭방향 외측으로 확장 변형되며, 상기 볼록부의 하단이 상기 오목부의 내측단과 연속적으로 연결되되 하단으로 갈수록 폭방향 내측으로 협소화되며 변형되고, 상기 볼록부의 하부에 공간이 형성되어 전후방향으로 연통되되 상기 공간의 하부가 상호 밀착되어 대면 접촉된 각 상기 오목부의 각 하면접촉부에 의해 밀폐 형성된 상태로 2차 이상으로 다단 소성 변형된 더블유형 실링장치가 최종 제조되는 제3단계를 포함하되, 상기 제2단계에서, 상기 모재가 제1하부다이와 제1상부다이 사이에서 가압되어 상기 굴곡부재로 1차 소성 변형되고, 상기 제3단계에서, 상기 모재가 1차 소성 변형된 상기 굴곡부재가 제2하부다이와 제2상부다이 사이에서 가압되되, 상기 제2상부다이의 하단으로부터 돌출된 제2돌출부 하단에 상향 함몰된 가압홈에 상기 볼록부가 삽입되어 상기 볼록부의 상측이 하향 가압되며, 각 상기 외곽부의 폭방향 외측이 상기 제2하부다이의 상면에 하향 함몰되되 하측으로 갈수록 내면이 폭방향 내측으로 경사지게 협소화되는 제2금형홈에 감싸여지며 폭방향 내측으로 가압되어 2차 이상으로 다단 소성 변형됨을 특징으로 하는 더블유형 실링장치의 제조방법을 제공한다.
한편, 본 발명은 기설정된 폭을 갖도록 구비되되 전후방향을 따라 연장되고 평판 형상으로 구비되는 금속 재질의 모재가 준비되는 제1단계; 상기 모재의 중앙부가 위로 볼록한 볼록부로 성형되고, 상기 볼록부의 폭방향 양측 하단에 일체로 연결되어 아래로 오목한 한쌍의 오목부가 성형되며, 상기 오목부의 폭방향 양측에 일체로 연결되되 폭방향 양측으로 갈수록 상향 경사지게 연장되는 한쌍의 외곽부가 성형되어 상기 모재가 굴곡부재로 1차 소성 변형되는 제2단계; 및 상기 굴곡부재가 폭방향 내측으로 가압되어 각 상기 오목부의 하면접촉부가 상호 밀착 접촉되되 각 상기 오목부의 내측단이 상측으로 갈수록 폭방향 외측으로 확장 변형되며, 상기 볼록부의 하단이 상기 오목부의 내측단과 연속적으로 연결되되 하단으로 갈수록 폭방향 내측으로 협소화되며 변형되고, 상기 볼록부의 하부에 공간이 형성되어 전후방향으로 연통되되 상기 공간의 하부가 상호 밀착되어 대면 접촉된 각 상기 오목부의 각 하면접촉부에 의해 밀폐 형성된 상태로 2차 이상으로 다단 소성 변형된 더블유형 실링장치가 최종 제조되는 제3단계를 포함하되, 상기 제3단계에서, 1차 소성 변형된 상태의 상기 오목부 상면에 하측으로 갈수록 폭방향 내측으로 경사지게 구비되는 한쌍의 경사롤포밍장치가 각각 폭방향 내측방향으로 가압되어 각 상기 오목부의 하면접촉부가 상호 밀착 접촉된 상태로 2차 이상으로 다단 소성 변형됨을 특징으로 하는 더블유형 실링장치의 제조방법을 제공한다.
상기의 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 평판 형태의 모재가 볼록부와 그의 양측에 연결되는 한쌍의 오목부 및 외곽부로 1차 소성 변형된 후 각 오목부의 하면접촉부가 상호 접촉된 상태에서 2차 이상으로 다단 소성 변형되므로 터빈발전장치에 적용시 발생하는 진동에도 균일한 탄성력 및 실링성능을 지속적으로 제공하여 적용되는 제품의 내구성이 현저히 개선될 수 있다.
둘째, 하단으로 갈수록 폭방향 내측으로 협소화되는 볼록부와, 내측단이 상측으로 갈수록 폭방향 외측으로 확장되며 상기 볼록부의 하단에 연결되는 오목부에 의해 볼록부의 하부에 공간이 형성되되 공간의 하부가 상호 밀착되어 대면 접촉된 각 오목부의 하면접촉부에 밀폐 형성되므로 장기간 사용시에도 소성 변형이 방지되어 탄성력 저하가 최소화됨에 따라 실링성능이 현저히 개선될 수 있다.
셋째, 더블유형 실링장치의 볼록부의 하단이 폭방향 내측으로 협소화되며 오목부의 내측단에 연속적으로 연결되며, 한쌍의 하면접촉부가 상호 밀착되어 대면 접촉된 상태로 제조되므로 폭방향 양측으로부터 외력의 작용시 오목부 및 볼록부가 고정된 상태에서 외곽부가 가압 변형되어 탄성복원됨에 따라 안정적인 실링성능을 제공할 수 있다.
넷째, 모재가 제1하부다이의 성형돌기에 가압되어 제1상부다이에 상향 함몰된 모재유동홈에 유동 삽입되어 볼록부로 1차 소성 변형됨과 동시에, 제1하부다이의 상면에 함몰된 제1금형홈에 삽입되어 오목부 및 외곽부를 포함하는 굴곡부재로 1차 소성 변형되는 2차 이상으로 다단 소성 변형을 위한 모재의 1차 소성 변형 단계를 포함하여 최종 제조 제품의 형상이 정밀하게 제조될 수 있다.
다섯째, 2차 이상으로 다단 소성 변형시 굴곡부재의 볼록부가 제2하부다이의 제2금형홈의 외측 테두리에 가안착된 제2상부다이의 가압홈에 삽입되어 하향 가압됨과 동시에, 외곽부가 제2금형홈에 감싸여지며 전방향에서 동시에 가압되므로 최종 제조되는 더블유형 실링장치의 하면접촉부가 상호 밀착된 상태로 정밀하게 소성 변형될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 더블유형 실링장치의 제조방법을 나타낸 름도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 더블유형 실링장치의 제조방법에서 모재가 제1하부다이와 제1상부다이 사이에 배치된 상태를 나타낸 단면예시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 더블유형 실링장치의 제조방법에서 모재가 굴곡부재로 1차 소성 변형되는 상태를 나타낸 단면예시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 더블유형 실링장치의 제조방법에서 굴곡부재가 제2하부다이와 제2상부다이 사이에 배치된 상태를 나타낸 단면예시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 더블유형 실링장치의 제조방법에서 굴곡부재가 2차 소성 변형되어 더블유형 실링장치가 최종 제조되는 상태를 나타낸 단면예시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 더블유형 실링장치를 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 더블유형 실링장치의 제조방법을 나타낸 단면예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 더블유형 실링장치 및 그의 제조방법을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 더블유형 실링장치의 제조방법을 나타낸 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 더블유형 실링장치의 제조방법에서 모재가 제1하부다이와 제1상부다이 사이에 배치된 상태를 나타낸 단면예시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 더블유형 실링장치의 제조방법에서 모재가 굴곡부재로 1차 소성 변형되는 상태를 나타낸 단면예시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 더블유형 실링장치의 제조방법에서 굴곡부재가 제2하부다이와 제2상부다이 사이에 배치된 상태를 나타낸 단면예시도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 더블유형 실링장치의 제조방법에서 굴곡부재가 2차 소성 변형되어 더블유형 실링장치가 최종 제조되는 상태를 나타낸 단면예시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 더블유형 실링장치를 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 6에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 더블유형 실링장치의 제조방법은 모재(100a) 준비(s10), 모재(100a)가 굴곡부재(100b)로 1차 소성 변형(s20), 굴곡부재(100b)가 2차 소성 변형된 더블유형 실링장치(100)가 최종 제조(s30)의 일련의 단계를 포함한다.
먼저, 기설정된 폭을 갖도록 구비되되 전후방향을 따라 연장된 금속 재질의 모재(100a)가 준비된다(s10). 이때, 상기 모재(100a)는 기설정된 폭 및 전후방향 길이를 가지며 기설정된 상하방향 두께를 갖는 평판 형상으로 구비됨이 바람직하다. 또한, 상기 모재(100a)는 전후방향 길이가 폭보다 크며, 폭이 상하방향 두께보다 크게 구비됨이 바람직하다.
그리고, 상기 모재(100a)는 전후방향을 따라 직선 형태로 구비될 수 있으며, 전후방향을 따라 폭방향 양측 중 어느 일측으로 라운드지게 연장될 수도 있다. 이때, 상기 모재(100a)가 전후방향을 따라 폭방향 양측 중 어느 일측으로 라운드지게 연장되는 경우 최종 제조되는 더블유형 실링장치(100) 전체 형상이 링형 또는 잘린 링형으로 형성될 수 있다. 이때, 본 발명의 일실시예에서 상기 모재(100a)가 전후방향을 따라 폭방향 양측 중 어느 일측으로 라운드지게 연장되는 경우를 예로써 도시 및 설명한다.
한편, 상기 모재(100a)가 굴곡부재(100b)로 1차 소성 변형되는 과정을 이하에서 설명한다.
여기서, 상기 모재(100a)의 폭방향 중앙부가 위로 볼록한 볼록부(10a)로 1차 성형된다(s20). 이와 동시에, 상기 모재(100a)의 폭방향 중앙으로부터의 외측이 위로 볼록한 상기 볼록부(10a)의 폭방향 양측 하단에 일체로 연결되어 아래로 오목한 한쌍의 오목부(20a)로 1차 성형된다(s20). 이와 동시에, 상기 모재(100a)의 폭방향 양측 테두리측이 상기 오목부(20a)의 폭방향 양측에 일체로 연결되되 폭방향 양측으로 갈수록 상향 경사지게 연장되는 한쌍의 외곽부(30a)로 1차 성형되어 상기 모재(100a)가 굴곡부재(100b)로 1차 소성 변형된다(s20).
이때, 상기 굴곡부재(100b)는 상호 일체로 연결된 상기 볼록부(10a), 상기 오목부(20a) 및 상기 외곽부(30a)를 포함하며, 상기 볼록부(10a), 상기 오목부(20a) 및 상기 외곽부(30a)는 평판 형상의 모재(100a)에서 1차 성형된 상태로 이해함이 바람직하다.
먼저, 도 2를 참조하면, 상기 모재(100a)를 상기 굴곡부재(100b)로 1차 소성 변형하기 위해 구비되는 제1하부다이(210)의 상면에 하향 함몰되되 하측으로 갈수록 내면이 폭방향 내측으로 경사지게 협소화되며 중앙부에 성형돌기(212)가 돌출된 제1금형홈(211)의 상측에 평판 형상의 상기 모재(100a)가 배치됨이 바람직하다.
상세히, 상기 제1하부다이(210)의 상면에는 상기 제1금형홈(211)이 하측으로 갈수록 내면이 폭방향 내측으로 경사지게 협소화되며 하향 함몰 형성됨이 바람직하다. 이때, 제1금형홈(211)의 폭방향 중앙 바닥면으로부터 상기 성형돌기(212)가 상향 돌설되되, 상기 성형돌기(212)는 상단부로 갈수록 폭방향 내측으로 테이퍼지게 협소화되며 돌설됨이 바람직하다.
그리고, 상기 제1금형홈(211)은 폭방향 내측으로 갈수록 하측으로 경사지게 협소화되며 형성됨이 바람직하다. 즉, 상기 제1금형홈(211)은 상기 성형돌기(212)의 하단 테두리로부터 폭방향 외측으로 갈수록 상향 경사지게 확장되며 형성됨이 바람직하다.
또한, 상기 제1하부다이(210)의 폭방향 외측 테두리에는 절곡경사부(211a)가 상기 제1금형홈(211) 내측의 경사각도와 상이한 경사각도로 절곡지게 형성됨이 바람직하다.
그리고, 상기 제1금형홈(211)의 폭방향 외측에는 상기 모재(100a)의 폭에 대응되는 폭을 갖는 안착홈(213)이 함몰 형성되되, 상기 안착홈(213)의 함몰 깊이는 상기 제1금형홈(211)의 함몰 깊이보다 작게 설정됨이 바람직하다. 또한, 상기 성형돌기(212)의 상단 높이는 상기 안착홈(213)의 바닥면 높이보다 낮게 설정됨이 바람직하다.
이에 따라, 상기 모재(100a)가 상기 제1금형홈(211)의 상측, 바람직하게는 상기 안착홈(213)에 안착되면, 상기 모재(100a)의 폭방향 중앙 하면이 상기 성형돌기(212)의 상단에 대향 정렬 배치되며, 상기 모재(100a)의 폭방향 외측 테두리가 상기 안착홈(213)의 내벽면에 정렬될 수 있다.
한편, 도 3을 참조하면, 상기 모재(100a)를 상기 굴곡부재(100b)로 1차 소성 변형하기 위해 구비되며 상기 제1하부다이(210)의 상측에 배치된 제1상부다이(220)가 상면에 상기 모재(100a)가 배치된 상기 제1하부다이(210)를 향하여 하향 가압됨이 바람직하다.
여기서, 상기 성형돌기(212)가 상기 모재(100a)의 폭방향 중앙부를 가압하여 상기 제1상부다이(220)의 하단으로부터 돌출된 제1돌출부(221) 하단에 상향 함몰된 모재유동홈(222)에 상기 모재(100a)의 폭방향 중앙부가 변형되며 유동 삽입되어 볼록부(10a)로 1차 소성 변형되고, 상기 제1금형홈(211)에 상기 모재(100a)가 삽입되어 상기 제1돌출부(221)에 의해 하향 가압됨에 따라 폭방향 외측이 상기 오목부(20a) 및 상기 외곽부(30a)로 1차 소성 변형되어 상기 모재(100a)가 상기 굴곡부재(100b)로 제조된다.
이때, 상기 제1상부다이(220)에는 상기 제1돌출부(221)가 하향 돌출되되, 상기 제1돌출부(211)의 하단 테두리는 제조하고자 하는 상기 굴곡부재(100b)의 윤곽에 대응되도록 상기 제1금형홈(211)의 경사각도에 대응되어 경사지게 형성될 수 있다. 또한, 상기 모재유동홈(222)은 상측으로 갈수록 폭방향 내측으로 경사지게 협소화되며 형성될 수 있으며, 협소화되는 경사각도가 상기 성형돌기(212)에 대응되어 형성됨이 바람직하다.
그리고, 상기 제1상부다이(220)가 상기 제1하부다이(210)를 향하여 가압됨에 따라 상기 굴곡부재(100b)의 외곽부(30a) 외측 테두리에는 절곡부(31a)가 소성 변형되어 형성될 수 있다.
이때, 본 발명의 일실시예에서, 상기 모재(100a)가 상기 제1상부다이(220) 및 상기 제1하부다이(210) 간의 가압 스탬핑에 의해 상기 굴곡부재(100b)로 형성되는 경우를 예로써 도시 및 설명하나, 경우에 따라 상기 모재(100a)가 다단 롤포밍 공정을 통해 상기 굴곡부재(100b)로 제조되는 경우도 가능하다. 즉, 상기 모재(100a)가 상기 굴곡부재(100b)로 1차 소성 변형되는 단계에서, 상기 모재(100a)가 길이방향을 따라 배열된 다단롤포밍장치에 의해 다단 롤 포밍되어 상기 굴곡부재로 1차 소성 변형될 수도 있다.
한편, 상기 굴곡부재(100b)가 더블유형 실링장치(100)로 2차 이상으로 다단 소성 변형되어 최종 제조되는 과정을 이하에서 설명한다.
여기서, 상기 굴곡부재(100b)가 폭방향 내측으로 가압되어 각 상기 오목부(20a)의 하면접촉부가 상호 밀착되어 대면 접촉되되, 각 상기 오목부(20a)의 폭방향 내측단이 상측으로 갈수록 폭방향 외측으로 확장 변형된다(s30). 이와 동시에, 상기 볼록부(10a)의 하단이 상기 오목부(20a)의 내측단과 연속적으로 연결되되 하단으로 갈수록 폭방향 내측으로 협소화되며 변형된다(s30) 더불어, 상기 볼록부(10a)의 하부에 공간이 형성되어 전후방향으로 연통되되 상기 공간의 하부가 상호 밀착되어 대면 접촉된 각 상기 오목부(20a)의 각 하면접촉부에 의해 밀폐 형성된 상태로 2차 이상으로 다단 소성 변형된 더블유형 실링장치(100)가 최종 제조된다(s30).
먼저, 도 4를 참조하면, 상기 굴곡부재(100b)를 상기 더블유형 실링장치(100)로 2차 이상으로 다단 소성 변형하기 위해 상기 제1하부다이(210)와 개별적으로 구비된 제2하부다이(230)의 상면에 하향 함몰되되 하측으로 갈수록 내면이 폭방향 내측으로 경사지게 협소화되는 제2금형홈(231)의 외측 테두리에 형성된 가안착부(231a)에 상기 굴곡부재(100b)가 가안착될 수 있다.
상세히, 상기 제2하부다이(230)의 상면에는 상기 제2금형홈(231)이 하측으로 갈수록 내면이 폭방향 내측으로 경사지게 협소화되며 하향 함몰 형성됨이 바람직하다. 이때, 상기 제2금형홈(231)의 함몰 깊이(h2)는 제1금형홈(211)의 함몰 깊이(h1)보다 더 깊게 형성됨이 바람직하다. 또한, 상기 가안착부(231a)는 상기 절곡경사부(211a)에 대응되는 경사각도로 형성되며, 상기 제2금형홈(231) 내측의 경사각도와 상이한 경사각도로 절곡지게 형성됨이 바람직하다. 이에 따라, 상기 굴곡부재(100b)가 상기 가안착부(231a)에 가안착된 상태에서 하향 가압되면 상기 제2금형홈(231)의 경사면을 따라 폭방향 내측으로 가압될 수 있다.
한편, 도 5를 참조하면, 상기 굴곡부재(100b)를 상기 더블유형 실링장치(100)로 2차 이상으로 다단 소성 변형하기 위해 상기 제2하부다이(230)의 상측에 배치된 제2상부다이(240)의 하단으로부터 돌출된 제2돌출부(241) 하단에 상향 함몰된 가압홈(242)에 상기 볼록부(10a)가 삽입되어 상기 볼록부(10a)의 상측이 하향 가압된다.
이와 동시에, 각 상기 외곽부(30a)의 폭방향 외측이 상기 제2금형홈(231)의 내면 및 상기 제2돌출부(241)의 하단 테두리에 감싸여지며 폭방향 내측으로 가압된 상태에서 상기 볼록부(10a)를 향하는 방향으로 가압되어 상기 오목부(20a)의 하면접촉부가 상호 밀착 접촉된 상태로 2차 이상으로 다단 소성 변형된 상기 더블유형 실링장치(100)가 최종 제조된다. 이때, 본 발명의 일실시예에서 1차 소성 변형된 상기 굴곡부재(100b)가 2차 소성 변형되는 경우를 예로써 도시 및 설명하나, 상기 굴곡부재(100b)의 소성 변형 과정이 다단으로 복수회 반복 수행될 수도 있다.
이때, 상기 제2상부다이(240)에는 상기 제2돌출부(241)가 하향 돌출되되, 상기 제2돌출부(241)의 하단 테두리는 제조하고자 하는 상기 더블유형 실링장치(100)의 윤곽에 대응되도록 상기 제2금형홈(231)의 경사각도에 대응되어 경사지게 형성될 수 있다. 또한, 상기 가압홈(242)은 상측으로 갈수록 폭방향 내측으로 경사지게 협소화되며 형성될 수 있으며, 내면 윤곽이 제조하고자 하는 상기 더블유형 실링장치(100)의 윤곽에 대응되어 형성됨이 바람직하다.
더불어, 상기 제2돌출부(241)의 폭은 상기 제2금형홈(231)의 폭 이하로 설정될 수 있다. 그리고, 상기 제2금형홈(231)의 수평면을 기준으로 한 경사각도는 상기 제1금형홈(211)의 수평면을 기준으로 한 경사각도 이상으로 설정될 수 있다.
그리고, 본 발명의 일실시예에서 상기 제1하부다이(210), 상기 제1상부다이(220), 상기 제2하부다이(230) 및 상기 제2상부다이(240)는 제조하고자 하는 더블유형 실링장치(100)에 대응되어 구비된 모재(100a)의 형상에 대응되어 전후방향을 따라 각각 연장되는 형태로 구비됨이 바람직하다.
또한, 상기 제1하부다이(210) 및 상기 제1상부다이(220), 그리고 상기 제2하부다이(230) 및 상기 제2상부다이(240)가 각각 상호 가압되어 상기 모재(100a) 및 상기 굴곡부재(100b)를 가압시 가열되는 상태에서 열간 가압될 수도 있으며, 경우에 따라 냉간 가압될 수도 있다.
한편, 도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따라 2차 이상으로 다단 소성 변형되어 최종 제조된 상기 더블유형 실링장치(100)는 상호 일체로 연결된 볼록부(10), 오목부(20) 및 외곽부(30)를 포함하여 구비됨이 바람직하다.
여기서, 상기 볼록부(10)는 상기 모재(100a)의 중앙부가 굴곡부재(100b)의 볼록부(10a)로 1차 소성 변형된 후 2차 이상으로 다단 소성 변형된 부재로서, 상기 굴곡부재(100b)의 볼록부(10a)와 상기 더블유형 실링장치(100)의 볼록부(10)는 동일한 부재가 제조공정에 따라 변형되는 것으로 이해함이 바람직하다. 또한, 상기 오목부(20)는 상기 모재(100a)의 중앙부 폭방향 외측이 굴곡부재(100b)의 오목부(20a)로 1차 소성 변형된 후 2차 이상으로 다단 소성 변형된 부재로서, 상기 굴곡부재(100b)의 오목부(20a)와 상기 더블유형 실링장치(100)의 오목부(20)는 동일한 부재가 제조공정에 따라 변형되는 것으로 이해함이 바람직하다. 더불어, 상기 외곽부(30)는 상기 모재(100a)의 외곽이 굴곡부재(100b)의 외곽부(30a)로 1차 소성 변형된 후 2차 이상으로 다단 소성 변형된 부재로서, 상기 굴곡부재(100b)의 외곽부(30a)와 상기 더블유형 실링장치(100)의 외곽부(30)는 동일한 부재가 제조공정에 따라 변형되는 것으로 이해함이 바람직하다.
상세히, 상기 볼록부(10)는 전후방향을 따라 연장되되 폭방향을 따라 위로 볼록하게 형성되며, 하단(11)으로 갈수록 폭방향 내측으로 협소화되며 형성되고, 하부에 전후방향으로 연통된 공간(40)이 형성된다.
그리고, 상기 오목부(20)는 상기 볼록부(10)의 폭방향 양측 하단(11)에 한쌍으로 일체로 연속적으로 연결되어 아래로 오목하게 형성되되, 내측단(21)이 상측으로 갈수록 폭방향 외측으로 확장되며 상기 볼록부의 하단(11)에 연결되고, 상호 밀착 접촉된 한쌍의 하면접촉부(22)에 의해 상기 공간(40)의 하부가 밀폐 형성된다.
여기서, 한쌍의 오목부의 하부가 상호 이격된 상태로 배치되던 종래와 달리, 상기 하면접촉부(22)는 2차 이상으로 다단 소성 변형시 상호 밀착되어 상호 대면 접촉된 상태로 소성 변형되어 형성됨이 바람직하다. 또한, 상기 공간(40)은 상기 볼록부(10a)의 하부에 형성되어 전후방향으로 연통되되 상기 공간(40)의 하부가 상호 밀착 접촉된 각 상기 하면접촉부(22)에 의해 밀폐 형성됨이 바람직하다.
더불어, 상기 외곽부(30)는 상기 오목부(20)의 폭방향 양측에 일체로 연결되되 폭방향 양측으로 갈수록 상향 경사지게 연장된다.
이처럼, 본 발명의 일실시예에 따른 더블유형 실링장치(100) 및 그의 제조방법은 상기 더블유형 실링장치(100)의 제조단계에서 평판 형태의 모재(100a)가 볼록부(10a)와 그의 양측에 연결되는 한쌍의 오목부(20a) 및 외곽부(30a)로 1차 소성 변형된 후 각 오목부(20a)의 하면접촉부가 상호 밀착 접촉된 상태에서 2차 이상으로 다단 소성 변형되므로 터빈발전장치에 적용시 발생하는 진동에도 균일한 탄성력 및 실링성능을 지속적으로 제공하여 적용되는 제품의 내구성이 현저히 개선될 수 있다.
또한, 하단(11)으로 갈수록 폭방향 내측으로 협소화되는 상기 볼록부(10)와, 내측단(21)이 상측으로 갈수록 폭방향 외측으로 확장되며 상기 볼록부(10)의 하단(11)에 연결되는 상기 오목부(20)에 의해 상기 볼록부(10)의 하부에 전후방향으로 연통된 공간(40)이 형성되되 상기 공간(40)의 하부가 상호 밀착 접촉된 각 상기 오목부(20)의 각 상기 하면접촉부(22)에 밀폐 형성되므로 장기간 사용시에도 소성 변형이 방지되어 탄성력 저하가 최소화됨에 따라 실링성능이 현저히 개선될 수 있다.
더불어, 상기 더블유형 실링장치(100)의 상기 볼록부(10) 하단(11)이 폭방향 내측으로 협소화되며 상기 오목부(20)의 내측단(21)에 연속적으로 연결되며, 한쌍의 상기 하면접촉부(22)가 상호 밀착되어 대면 접촉된 상태로 소성 변형되어 제조되므로 폭방향 양측으로부터 외력의 작용시 상기 오목부(20) 및 상기 볼록부(10)가 고정된 상태에서 상기 외곽부(30)가 가압 변형되어 탄성복원됨에 따라 안정적인 실링성능을 제공할 수 있다.
그리고, 상기 모재(100a) 중앙부가 상기 성형돌기(212)에 의해 가압되어 상기 모재유동홈(222)에 유동 삽입되어 상기 볼록부(10a)로 1차 소성 변형됨과 동시에, 상기 모재(100a)가 상기 제1금형홈(211)에 삽입되어 상기 오목부(20a) 및 상기 외곽부(30a)로 1차 소성 변형된 후 2차 이상으로 다단 소성 변형되므로 최종 제조되는 제품에 대한 제조정밀성이 현저히 개선될 수 있다. 즉, 상기 모재(100a)가 상기 볼록부(10a), 상기 오목부(20a) 및 상기 외곽부(30a)를 포함하는 상기 굴곡부재(100b)로 1차 소성 변형되는 2차 이상으로 다단 소성 변형을 위한 상기 모재(100a)의 1차 소성 변형 단계를 포함하여 최종 제조 제품의 형상이 정밀하게 제조될 수 있다.
또한, 상기 제2금형홈(231)의 외측 테두리에 형성된 상기 가안착부(231a)에 상기 굴곡부재(100b)가 가안착된 후 상기 가압홈(242)에 상기 볼록부(10a)가 삽입되어 하향 가압됨과 동시에, 상기 굴곡부재(100b)가 상기 제2돌출부(241)의 하단 및 상기 제2금형홈(231)에 감싸여지며 전방향에서 동시에 가압됨에 따라 최종 제조되는 더블유형 실링장치(100)의 오목부(20)의 하면접촉부(22)가 상호 밀착 접촉된 상태로 2차 이상으로 다단 소성 변형되어 정밀하게 제조될 수 있다.
한편, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 더블유형 실링장치의 제조방법을 나타낸 단면예시도이다. 본 실시예에서는 경사롤포밍장치(300)을 제외한 기본적인 구성은 상술한 일실시예와 동일하므로 동일한 구성에 대한 구체적인 설명은 생략하며, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면번호로 도시한다.
여기서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 더블유형 실링장치의 제조방법은 모재(100a) 준비, 모재(100a)가 굴곡부재(100b)로 1차 소성 변형, 굴곡부재(100b)가 2차 이상으로 다단 소성 변형된 더블유형 실링장치(100)가 최종 제조의 일련의 단계를 포함한다. 이때, 상기 모재(100a)가 준비되는 단계와, 상기 모재(100a)가 상기 굴곡부재(100b)로 1차 소성 변형되는 단계는 상술한 일실시예와 동일한 구성으로 이해함이 바람직하며 구체적인 설명은 생략한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 굴곡부재(100b)가 2차 이상으로 다단 소성 변형되어 상기 더블유형 실링장치(도 6의 100)로 최종 제조되는 단계에서, 1차 소성 변형된 상태의 굴곡부재(100b)의 오목부(20a) 상면에 하측으로 갈수록 폭방향 내측으로 경사지게 구비되는 한쌍의 경사롤포밍장치(300)가 각각 가압되어 각 상기 오목부(20a)의 하면접촉부가 상호 밀착 접촉된 상태로 2차 이상으로 다단 소성 변형될 수 있다.
여기서, 상기 경사롤포밍장치(300)의 가압력에 의해 상기 굴곡부재(100b)의 볼록부(10a) 양측이 기설정된 제1간격만큼 폭방향 내측으로 각각 가압되어 2차 이상으로 다단 소성 변형될 수 있다.
이와 동시에, 상기 굴곡부재(100b)의 오목부(20a)의 하면접촉부가 상기 제1간격의 두배에 대응되는 제2간격만큼 폭방향 내측으로 가압되어 각 상기 오목부(20a)의 하면접촉부가 상호 밀착 접촉된 상태로 2차 이상으로 다단 소성 변형될 수 있다.
따라서, 1차 소성 변형된 상태의 굴곡부재(100b)의 오목부(20a) 상면에 하측으로 갈수록 폭방향 내측으로 경사지게 구비되는 한쌍의 경사롤포밍장치(300)가 각각 가압되므로 최종 제조되는 더블유형 실링장치(도 6의 100)의 각 상기 오목부(도 6의 20)의 하면접촉부(도 6의 22)가 상호 밀착 접촉된 상태로 2차 이상으로 다단 소성 변형되어 정밀하게 제조되어 제조정밀성이 현저히 개선될 수 있다.
이때, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형 실시는 본 발명의 범위에 속한다.
10,10a: 볼록부 20,20a: 오목부
22: 하면접촉부 30,30a: 외곽부
100: 더블유형 실링장치 100a: 모재
100b: 굴곡부재 210: 제1하부다이
211: 제1금형홈 212: 성형돌기
213: 안착홈 220: 제1상부다이
221: 제1돌출부 222: 모재유동홈
230: 제2하부다이 231: 제2금형홈
240: 제2상부다이 241: 제2돌출부
242: 가압홈 300: 경사롤포밍장치

Claims (5)

  1. 기설정된 폭을 갖도록 구비되되 전후방향을 따라 연장되고 평판 형상으로 구비되는 금속 재질의 모재가 준비되는 제1단계;
    상기 모재의 중앙부가 위로 볼록한 볼록부로 성형되고, 상기 볼록부의 폭방향 양측 하단에 일체로 연결되어 아래로 오목한 한쌍의 오목부가 성형되며, 상기 오목부의 폭방향 양측에 일체로 연결되되 폭방향 양측으로 갈수록 상향 경사지게 연장되는 한쌍의 외곽부가 성형되어 상기 모재가 굴곡부재로 1차 소성 변형되는 제2단계; 및
    상기 굴곡부재가 폭방향 내측으로 가압되어 각 상기 오목부의 하면접촉부가 상호 밀착 접촉되되 각 상기 오목부의 내측단이 상측으로 갈수록 폭방향 외측으로 확장 변형되며, 상기 볼록부의 하단이 상기 오목부의 내측단과 연속적으로 연결되되 하단으로 갈수록 폭방향 내측으로 협소화되며 변형되고, 상기 볼록부의 하부에 공간이 형성되어 전후방향으로 연통되되 상기 공간의 하부가 상호 밀착되어 대면 접촉된 각 상기 오목부의 각 하면접촉부에 의해 밀폐 형성된 상태로 2차 이상으로 다단 소성 변형된 더블유형 실링장치가 최종 제조되는 제3단계를 포함하되,
    상기 제2단계에서, 상기 모재가 제1하부다이와 제1상부다이 사이에서 가압되어 상기 굴곡부재로 1차 소성 변형되고,
    상기 제3단계에서, 상기 모재가 1차 소성 변형된 상기 굴곡부재가 제2하부다이와 제2상부다이 사이에서 가압되되,
    상기 제2상부다이의 하단으로부터 돌출된 제2돌출부 하단에 상향 함몰된 가압홈에 상기 볼록부가 삽입되어 상기 볼록부의 상측이 하향 가압되며, 각 상기 외곽부의 폭방향 외측이 상기 제2하부다이의 상면에 하향 함몰되되 하측으로 갈수록 내면이 폭방향 내측으로 경사지게 협소화되는 제2금형홈에 감싸여지며 폭방향 내측으로 가압되어 2차 이상으로 다단 소성 변형됨을 특징으로 하는 더블유형 실링장치의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2단계는, 상기 제1하부다이의 상면에 하향 함몰되되 하측으로 갈수록 내면이 폭방향 내측으로 경사지게 협소화되며 중앙부에 성형돌기가 돌출된 제1금형홈의 상측에 상기 모재가 배치되는 단계와,
    상기 제1상부다이가 하향 가압되되, 상기 제1상부다이의 하단으로부터 돌출된 제1돌출부 하단에 상향 함몰된 모재유동홈에 상기 모재가 상기 성형돌기에 의해 가압 유동 삽입되어 볼록부로 1차 소성 변형되고, 상기 제1금형홈에 상기 모재가 삽입되어 상기 오목부 및 상기 외곽부로 1차 소성 변형되어 상기 굴곡부재로 제조되는 단계를 더 포함하고,
    상기 제3단계는, 상기 제2금형홈의 외측 테두리에 상기 굴곡부재가 가안착되는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 더블유형 실링장치의 제조방법.
  4. 기설정된 폭을 갖도록 구비되되 전후방향을 따라 연장되고 평판 형상으로 구비되는 금속 재질의 모재가 준비되는 제1단계;
    상기 모재의 중앙부가 위로 볼록한 볼록부로 성형되고, 상기 볼록부의 폭방향 양측 하단에 일체로 연결되어 아래로 오목한 한쌍의 오목부가 성형되며, 상기 오목부의 폭방향 양측에 일체로 연결되되 폭방향 양측으로 갈수록 상향 경사지게 연장되는 한쌍의 외곽부가 성형되어 상기 모재가 굴곡부재로 1차 소성 변형되는 제2단계; 및
    상기 굴곡부재가 폭방향 내측으로 가압되어 각 상기 오목부의 하면접촉부가 상호 밀착 접촉되되 각 상기 오목부의 내측단이 상측으로 갈수록 폭방향 외측으로 확장 변형되며, 상기 볼록부의 하단이 상기 오목부의 내측단과 연속적으로 연결되되 하단으로 갈수록 폭방향 내측으로 협소화되며 변형되고, 상기 볼록부의 하부에 공간이 형성되어 전후방향으로 연통되되 상기 공간의 하부가 상호 밀착되어 대면 접촉된 각 상기 오목부의 각 하면접촉부에 의해 밀폐 형성된 상태로 2차 이상으로 다단 소성 변형된 더블유형 실링장치가 최종 제조되는 제3단계를 포함하되,
    상기 제3단계에서, 1차 소성 변형된 상태의 상기 오목부 상면에 하측으로 갈수록 폭방향 내측으로 경사지게 구비되는 한쌍의 경사롤포밍장치가 각각 폭방향 내측방향으로 가압되어 각 상기 오목부의 하면접촉부가 상호 밀착 접촉된 상태로 2차 이상으로 다단 소성 변형됨을 특징으로 하는 더블유형 실링장치의 제조방법.
  5. 삭제
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