KR102284411B1

KR102284411B1 - 원형파이프 가공장치

Info

Publication number: KR102284411B1
Application number: KR1020200005945A
Authority: KR
Inventors: 조수연
Original assignee: 조수연
Priority date: 2020-01-16
Filing date: 2020-01-16
Publication date: 2021-07-30
Also published as: KR20210092484A

Abstract

본 발명은 트러스 등의 구축을 위한 원형파이프를 절단 가공할 수 있고, 부가적으로 원형파이프의 용접단부를 용접하기 좋은 형상으로 성형할 수 있는, 원형파이프 가공장치(1)에 관한 것으로서, 바닥에 지지되는 지지대(10); 지지대(10) 위에 설치되는 가이드프레임(20); 가이드프레임(20)에, 상하이동 가능하게 설치되는 승강블록(30); 승강블록(30)의 상측에 연결되고, 가이드프레임(20)에 대해 승강블록(30)을 상하 이동시키는 동력을 제공하는 구동기구(40); 승강블록(30)의 하측에 연결되고, 승강블록(30)과 일체로 상하 이동하며, 원형파이프(2)를 절단하는 절단날부(51)가 하단에 형성된, 얇은 판상의 절단날판(50); 및 절단날판(50)의 상하 이동경로에 걸쳐서 절단날판(50)의 전후면에 나란하게 가이드프레임(20)에 각각 설치되고, 절단날판(50)의 상하 이동을 전후 유동 없이 안내하며, 원형파이프(2)의 삽입을 위한 원형파이프(2)에 대응하는 크기의 삽입공(61)이 전후로 관통 형성된 1쌍의 안내판(60);을 포함하고, 절단날판(50)의 절단날부(51)는, 절단날판(50)이 하강할 때, 삽입공(61)에 삽입된 원형파이프(2)의 상반원부(2a)의 중앙에 최초로 진입하여 원형파이프(2)에 상부구멍(2b)을 최초로 천공한 후에, 원형파이프(2)의 하반원부(2c)의 중앙에 하부구멍(2d)을 천공하는, 아래로 돌출된 첨단날부(51a); 및 첨단날부(51a)의 양측에 위로 볼록한 반원형으로 형성되되, 삽입된 원형파이프(2)를 양측에서 포위하는 크기로 형성되고, 첨단날부(51a)에 의해 천공된 상부구멍(2b)을 출발점으로 하여 하부구멍(2d) 까지 원형파이프(2)의 원주를 좌우로 절단하는 좌우 1쌍의 반원날부(51b);를 포함한다.

Description

원형파이프 가공장치{Device for Working Circular Pipe}

본 발명은 원형파이프 가공장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 원형파이프를 절단하고 성형 및 용접하여 트러스 등의 구조물을 구축함에 있어서, 시공 현장에 이동식으로 비치하여, 기본적으로 원형파이프를 절단하는 가공을 할 수 있고, 부가적으로 원형파이프의 용접단부를 용접하기 좋은 형상으로 성형하는 가공을 할 수 있는, 원형파이프 가공장치에 관한 것이다.

창고나 천막 등의 각종 구조물을, 원형파이프를 사용하여 예를 들어 트러스 구조로 구축하는 등과 같은 종류의 작업을 할 때에는, 도1에 예시적으로 도시한 바와 같이, 원형파이프(2)를 필요한 길이로 절단하는 작업과, 원형파이프(2)의 둘레에 다른 원형파이프(2)의 용접단부(3)를 보다 쉽고 견고하게 용접할 수 있는 형상(3a: 예, 오목한 반원추형 성형부)으로 원형파이프(2)의 용접단부(3)를 성형하는 작업을 계속적으로 실행하게 된다.

창고나 천막 등의 골격으로서 트러스 구조를 구축하는 것에 적용되는 이런 절단가공과 용접단부 성형가공은, 높은 정밀도를 필요로 하는 작업이라고는 할 수 없지만, 원형파이프의 의도하지 않은 변형을 최소화하면서도, 작업의 신속성이 중요시되는 특성이 있는 작업이라 할 수 있다.

전통적으로, 시공현장에서의 원형파이프 절단작업에는, 고속 회전하는 절삭날로 절단하는 그라인더 절단기가 널리 사용되어 왔고, 원형파이프 용접단부의 성형작업은, 망치로 용접단부를 직접 타격하여 오목하게 만드는 방법이 널리 사용되어 왔다.

이런 기술적 배경에서, 각종 파이프의 절단 및/또는 용접단부 성형을 위한 장치들이 개발되어 있으며, 관련된 선행기술로서는, 대한민국 특허 제10-0590226호의 "파이프 절단장치", 대한민국 공개특허 제10-2014-0014580호의 "파이프 절단장치", 및 대한민국 등록실용신안 제20-0472863호의 "절단과 누름기가 구비된 파이프 가공장치" 등이 있다.

그러나 종래의 장치들은, 원형파이프의 의도하지 않는 변형을 최소화하면서도 작업의 신속성까지를 동시에 만족하기에는 부족함이 있었으며, 본 발명은 이런 문제점을 개선하기 위한 발명이다.

본 발명의 목적은, 트러스 구조 등의 구축을 위해 원형파이프를 가공함에 있어서, 원형파이프의 의도하지 않는 변형은 최소화하면서 신속하고 편리하게 원형파이프를 절단(전단)할 수 있는 원형파이프 가공장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 하나의 장치로, 원형파이프의 절단가공은 물론, 원형파이프의 용접단부를 원형파이프의 둘레에 용접할 수 있는 형상으로 성형하는 가공도, 보다 쉽고 편리하게 실행할 수 있는, 원형파이프 가공장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명에 따라, 원형파이프 가공장치가 제공된다.

본 발명에 따른 원형파이프 가공장치는, 지지대, 가이드프레임, 승강블록, 구동기구, 절단날판, 1쌍의 안내판, 및 용접단부 성형기구을 포함한다.

상기 지지대는, 바닥에 지지되는 받침 프레임이다.

상기 가이드프레임은, 상기 지지대 위에 상하로 설치된다.

상기 승강블록은, 상기 가이드프레임에, 일정 범위의 행정거리 내에서, 상하이동 가능하게 설치된다.

상기 구동기구는, 상기 승강블록의 상측에 연결되고, 상기 가이드프레임에 대해 상기 승강블록을 상하 이동시키는 동력을 제공한다.

상기 절단난판은, 얇은 판상으로 형성되고, 상기 승강블록의 정배면 쪽을 향해 설치되되, 상기 승강블록의 하측에 연결되고, 상기 승강블록과 일체로 상하 이동하며, 원형파이프를 절단하는 절단날부가 형성되어 있다.

1쌍의 상기 안내판은, 상기 절단날판의 상하 이동경로에 걸쳐서 상기 절단날판의 전후면에 나란하게 상기 가이드프레임에 각각 설치되고, 상기 절단날판의 상하 이동을 전후 유동 없이 안내하며, 상기 원형파이프의 삽입을 위한 상기 원형파이프에 대응하는 크기의 삽입공이 전후로 관통 형성되어 있다.

상기 절단날판의 상기 절단날부는, 중앙의 첨단날부와 좌우 1쌍의 반원날부를 포함한다.

상기 첨단날부는, 아래로 돌출 형성되어 있으며, 상기 절단날판이 하강할 때, 상기 삽입공에 삽입된 상기 원형파이프의 상반원부의 중앙에 최초로 진입하여 상기 원형파이프에 상부구멍을 최초로 천공한 후에, 상기 원형파이프의 하반원부의 중앙에 하부구멍을 천공한다.

좌우 1쌍의 상기 반원날부는, 상기 첨단날부의 양측에 위로 볼록한 반원형으로 형성되되, 삽입된 상기 원형파이프를 양측에서 포위하는 크기로 형성되고, 상기 첨단날부에 의해 천공된 상기 상부구멍을 출발점으로 하여 상기 하부구멍까지 상기 원형파이프의 원주를 좌우로 절단한다.

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상기 용접단부 성형기구는, 상기 승강블록(30)의 측면 쪽에 형성되고, 상기 원형파이프(2)의 용접단부(3)를 성형한다.
상기 용접단부 성형기구는, 용접단부 장착대와 용접단부 성형체를 포함한다.

상기 용접단부 장착대는, 상기 승강블록의 측면에 상기 지지대에 설치된다.

상기 용접단부 장착대는, 안착요부를 포함하고, 멈춤핀 및 후퇴방치침을 포함를 포함할 수 있다.

상기 안착요부는, 상기 원형파이프의 직경에 대응하는 크기의 반원형상으로 오목하게 형성되고, 상기 원형파이프의 상기 용접단부가 올려진다.

상기 멈춤핀은, 상기 안착요부의 저부 내측에 형성되고, 상기 원형파이프의 진입위치를 설정한다.

상기 후퇴방지침은, 상기 안착요부의 저부 외측에 올려진 상기 원형파이프의 상기 하반원부를 향해 돌출 형성되고, 성형되는 상기 원형파이프의 후퇴를 방지한다.

상기 용접단부 성형체는, 상기 용접단부 장착대에 대응하는 위치의 상기 승강블록의 측면에 설치된다.

상기 용접단부 성형체는, 상기 용접단부 장착대에 대응하는 위치의 상기 승강블록의 측면에 설치되고, 상기 원형파이프의 직경에 대응하면서 상기 안착요부 내에 수용되는 크기의 원추형 성형체를 포함한다.

상기 용접단부 성형체는, 상기 승강블록과 일체로 상하 이동함으로써 상기 안착요부에 올려진 상기 원형파이프의 상기 용접단부에 위치하는 상기 상반원부에 오목한 반원추형 성형부를 형성한다.

상기 절단날판, 상기 안내판, 상기 용접단부 장착대 및 상기 용접단부 성형체는, 각각 대응하는 상기 승강블록, 상기 가이드프레임, 상기 지지대 및 상기 승강블록에 대해 분리 가능하게 조립할 수 있도록 형성할 수 있으며, 이로써 서로 다른 규격의 상기 절단날부, 상기 삽입공, 상기 안착요부 및 상기 원추형 성형체를 가지는 상기 절단날판, 상기 안내판, 상기 용접단부 장착대 및 상기 용접단부 성형체로 교환할 수 있다.

상기 구동기구로는, 복동 유압실린더를 적용할 수 있다.

상기 복동 유압실린더는, 상기 승강블록에 연결된 피스톤로드, 상기 승강블록에 설치되어 상기 승강블록과 일체로 상하 이동하는 접촉부를 구비한 스위칭로드, 및 상기 스위칭로드의 이동 경로에 상하 이격되어 설치된 2개의 리미트스위치를 포함할 수 있다. 이로써 하강하는 상기 스위칭로드의 상기 접촉부가 하측의 상기 리미트스위치에 작용하면 하강하던 상기 피스톤로드가 상승으로 전환되고, 상승하는 상기 스위칭로드의 상기 접촉부가 상측의 상기 리미트스위치에 작용하면 상기 피스톤로드가 상승을 중단한다.

본 발명에 따른 원형파이프 가공장치는, 트러스 구조 등의 구축을 위해 원형파이프를 가공함에 있어서, 상기 절단날판의 상기 절단날부에 형성된 중앙의 상기 첨단날부와 좌우 양측의 상기 반원날부의 유기적인 작용으로 원형파이프가 절단됨에 따라, 원형파이프의 의도하지 않는 변형은 최소화하면서 신속하고 편리하게 원형파이프를 절단(전단)할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 원형파이프 가공장치는, 원형파이프의 절단가공은 물론, 원형파이프의 용접단부를 원형파이프의 둘레에 보다 쉽고 견고하게 용접할 수 있는 형상으로 용이하고 편리하게 성형할 수 있는 효과도 있다.

도1은 트러스 구조의 구축에 사용되는 원형파이프와 그 용접단부의 개략도.
도2는 본 발명에 따른 예시적인 원형파이프 가공장치의 개략 사시도.
도3은 본 발명에 따른 예시적인 원형파이프 가공장치의 부분 개략 사시도.
도4는 본 발명에 따른 예시적인 원형파이프 가공장치의 요부 개략 사시도.
도5는 본 발명에 따른 예시적인 원형파이프 가공장치의 개략 정면도.
도6은 본 발명에 따른 원형파이프 가공장치에 적용되는 예시적인 절단날판 및 안내판의 개략도.
도7은 본 발명에 따른 원형파이프 가공장치에 의한 예시적인 원형파이프 절단가공 작동도.
도8은 본 발명에 따른 예시적인 원형파이프 가공장치의 개략 측면도.
도9는 본 발명에 따른 원형파이프 가공장치에 의한 예시적인 원형파이프 용접단부의 성형가공 작동도.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 원형파이프 가공장치를 상세히 설명한다. 이하의 구체예는 본 발명을 예시적으로 설명하는 것일 뿐, 본 발명을 제한하지 않는다.

도2 내지 도9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 원형파이프 가공장치(1)는, 기본적으로 지지대(10), 가이드프레임(20), 승강블록(30), 구동기구(40), 절단날판(50) 및 안내판(60)을 포함한다.

본 발명의 원형파이프 가공장치(1)는, 예를 들어 트러스 구축 등에 널리 사용되는 강재의 원형파이프(2)를 절단 가공하고, 부가적으로 용접단부(3)를 성형 가공하는 장치이므로, 이런 가공 하중을 견딜 수 있는 고강도의 강재로 형성된다.

상기 지지대(10)는, 본 발명의 원형파이프 가공장치(1)를 구성하는 요소들을 지면 등에 대해 지지하는 받침 프레임으로서, 도2 내지 도5 및 도8에 예시적으로 도시된 바와 같이, 예를 들어 사각형 형상 등으로 형성할 수 있다. 지지대(10)의 저면에는 시공현장 등에서 편리하게 이동할 수 있도록, 운반용 바퀴(11)를 설치할 수 있다.

상기 가이드프레임(20)은, 지지대(10) 위에 상하방향으로 설치되는 프레임으로서, 도2 내지 도5 및 도8에 예시적으로 도시된 바와 같이, 여기에는 승강블록(30)과 구동기구(40)가 설치되는 등, 장치(1)의 전체적인 기본 골격을 형성하며, 예를 들어 강재를 사각 기둥 형태로 용접하여 형성할 수 있다.

상기 승강블록(30)은, 도2와 도3 등에 도시된 바와 같이, 가이드프레임(20)에 일정 범위의 행정거리로 상하이동 가능하게 설치되는 부재이다. 즉, 승강블록(30)은 구동기구(40)의 구동력을 절단날판(50)에 전달하여 절단날판(50)이 원형파이프(2)를 절단할 수 있도록 하는 부재로서, 예를 들어 충분한 강도의 강재를 육면체의 블록 형태로 형성하여 적용할 수 있다.

가이드프레임(20)에 대한 승강블록(30)의 상하이동 구조는, 승강블록(30)이 전후좌우의 유격을 최소화하면서 가이드프레임(20)을 따라 상하로 자유롭게 승강할 수 있는 구조라면 특히 제한되지 않는다.

도2와 도3 등에 예시된 구체예는, 승강블록(30)을 가이드프레임(20) 내에 장착한 후에, 승강블록(30)의 좌우에 상하방향으로 가이드레일(21)을 설치하여 구속함으로써, 승강블록(30)이 전후좌우 유동은 제한되면서 상하방향으로는 자유로이 왕복 이동할 수 있도록 형성한 구조를 예시적으로 도시한 것이다.

상기 구동기구(40)는, 가이드프레임(20)에 대해 승강블록(30)을 상하이동 시키는 동력을 제공하는 동력기구로서, 예를 들어 가이드프레임(20)의 상부에 설치되고 승강블록(30)의 상측에 연결된다.

구동기구(40)로서는, 승강블록(30)을 필요로 하는 행정거리에 걸쳐 자유롭게 승강시킬 수 있는 기구라면, 유압기구나 전동기구 등 특히 제한되지 아니한다.

도2 내지 도5 및 도8에 예시적으로 도시한 구체예는, 구동기구(40)로서 단일 피스톤로드의 복동식 유압실린더(40a)를 적용한 예로서, 실린더(41)를 가이드프레임(20)의 상부에 세로 방향으로 고정 설치하여 상하방향으로 위치되는 피스톤로드(42: 도4)의 하단에 승강블록(30)을 연결하는 한편, 실린더(41)의 유압포트(41a)에 유압펌프(43)를 연결한 예이다.

따라서 제어패널(46)의 작동버튼(46a)의 조작으로 구동기구(40)의 유압펌프(43)를 작동하면, 피스톤로드(42)가 설정된 행정거리 사이를 상하로 이동하고, 이로써 승강블록(30)이 가이드프레임(20)을 따라 상하 이동할 수 있게 된다.

도시된 구체예의 경우, 승강블록(30)의 일측에, 승강블록(30)과 일체로 상하로 이동하는 스위칭로드(44)를 설치하는 한편, 스위칭로드(44)의 이동 경로에 2개의 리미트스위치(45)를 고정 설치함으로써, 작업자가 작동버튼(46a)을 1회 조작하면, 피스톤로드(42)가 하강을 시작하고, 이에 연동하여 하강하는 스위칭로드(44)의 접촉부(44a)가 하측의 리미트스위치(45)에 작용하면 하강하던 피스톤로드(42)가 상승으로 전환되고, 연동하여 상승하는 스위칭로드(44)의 접촉부(44a)가 상측의 리미트스위치(45)에 작용하면 피스톤로드(42)가 상승을 멈춤으로써 1회의 상하이동이 완성되도록 한 예이다. 리미트스위치(45)들은, 가이드프레임(20)에 설치한 설치대(45a)에 상하 위치 이동 가능하게 설치할 수 있다.

이때 스위칭로드(44)에서의 접촉부(44a)의 위치나 설치대(45a)에서의 리미트스위치(45)들의 위치를 상하 조절하면, 승강블록(30)의 상하 행정의 거리와 위치를, 필요에 맞게 조절할 수 있다. 즉, 스위칭로드(44)와 리미트스위치(45)를 적용하면, 다양한 사이즈의 원형파이프(2)들에 맞게 절단날판(50)의 상하이동 행정의 폭과 높이를 조절할 수 있고, 이로써 다양한 사이즈의 원형파이프(2)들을 정확에게 절단할 수 있다.

상기 절단날판(50)은, 트러스 구조 등에 흔히 사용되는 강재 원형파이프를, 절단(전단)할 수 있는 정도의 강도를 가지는 얇은 판상의 절단부재이다. 절단날판(50)은 승강블록(30)의 하측에 연결되어 승강블록(30)과 일체로 상하이동 함으로써, 하단에 형성된 절단날부(51)에 의하여, 원형파이프(2)를 직접적으로 절단한다.

본 발명에 따른 원형파이프 가공장치(1)는, 가이드프레임(20), 승강블록(30), 구동기구(40) 및 안내판(60)과 유기적으로 결합하여 작동하는 절단날판(50)에 있어서, 절단날판(50)의 하단에 형성된 절단날부(51)에 하나의 특징이 있는 바, 이에 관해서는 후술한다.

상기 안내판(60)은, 절단날판(50)의 상하이동을 안내하는 1쌍의 판상의 부재로서, 예를 들어 가이드프레임(20)에 설치된다. 안내판(60)은 절단날판(50)의 상하이동경로에 걸쳐서 절단날판(50)의 전후면에 평행하게 설치됨으로써, 2장의 평행한 안내판(60) 사이의 틈새가 절단날판(50)의 상하이동 경로가 된다.

따라서 1쌍의 전후 안내판(60)은, 그 사이에 삽입되는 절단날판(50)의 상하이동은 방해하지 않으면서 절단날판(50)의 전후 유동을 최소화할 수 있는, 절단날판(50)의 두께(예, 3mm)에 대응하는 간격을 두고, 전후 나란히 평행하게 설치된다.

전후 안내판(60)에는 서로 대응하는 위치에 전후로 삽입공(61)이 관통하여 형성되어 있고, 절단 가공을 위한 원형파이프(61)는 전후의 삽입공(61)에 걸쳐 삽입된다.

안내판(60)에 형성된 삽입공(61)의 크기는, 절단 가공되는 원형파이프(2)의 규격(직경)에 대응하는 크기로 형성되며, 예를 들어 원형파이프(2)의 직경보다 2-5mm 정도 큰 직경으로 형성함으로써, 원형파이프(2)를 삽입공(61) 안으로 쉽게 삽입할 수 있으면서도 원형파이프(2)의 외주와 삽입공(61)의 내주 사이에 틈새가 지나치게 크지 않도록 할 수 있다.

도6과 도7 등에 도시된 구체예에서 삽입공(61)을 상하방향으로 신장된 타원형으로 형성한 것은, 삽입공(61)에 원형파이프(2)를 삽입한 상태에서 원형파이프(2)의 위쪽에 남아 있게 되는 삽입공(61)의 틈새를 통해 절단날판(50)에 의한 원형파이프(2)의 절단 위치를 시각적으로 관찰할 수 있도록 하기 위한 것이며, 이에 제한되는 것은 아니다.

도시된 구체예는, 안내판(60)의 대략 중앙에 하나의 삽입공(61)이 형성된 예가 도시되어 있으나, 예를 들어 서로 다른 규격(예, 직경)의 2개의 삽입공(61)을 안내판(60)에 좌우 나란히 형성함으로써, 전후 1쌍의 안내판(60)을, 교환 없이 사용하면서, 2가지 서로 다른 규격(직경)의 원형파이프(2)를 절단할 수 있도록 할 수도 있다.

본 발명에 따른 원형파이프 가공장치(1)의 하나의 특징에 따라, 상기 절단날판(50)의 절단날부(51)는, 도6과 도7에 예시적으로 도시된 바와 같이, 첨단날부(51a)와 좌우 1쌍의 반원날부(51b)를 포함한다.

상기 첨단날부(51a)는, 전체의 절단날부(51) 중에서 중앙에 위치하면서 아래로 돌출 형성된 날 부분이다.

원형파이프(2)의 절단을 위해 절단날판(50)이 하강할 때(도7의 A), 첨단날부(51a)는 안내판(60)의 삽입공(61)에 삽입된 원형파이프(2)의 가장 높은 부분인 상반원부(2a)의 중앙에 최초로 진입하여 원형파이프(2)에 상부구멍(2b)을 최초로 천공하게 되고(도7의 B), 이후 계속 하강하여 원형파이프(2)의 가장 낮은 부분인 하반원부(2c)의 중앙에 하부구멍(2d)을 천공하게 된다(도7의 C 및 D).

상기 반원날부(51b)는, 전체의 절단날부(51) 중에서, 첨단날부(51a)를 중앙에 두고 좌우 양측에 대칭적으로 반원형상으로 형성된 날 부분이다.

반원날부(51b)는, 첨단날부(51a)의 양측에 위로 볼록한 반원형으로 형성된다.

본 발명에 있어서, 반원날부(51b)가 "반원형"이라고 하는 것은, 수학적으로 완전한 형태의 반원인 것만을 의미하는 것은 아니며, 반원 및 반원에 근접한 형상임을 의미한다.

반원날부(51b)는, 삽입된 원형파이프(2)를 양측에서 포위하는 크기의 반원형상으로 형성된다. 예를 들어 직경 38mm의 원형파이프(2)를 절단할 경우, 좌우 양측 반원날부(51b)는 각각 대략 22mm 정도의 직경을 가지는 위로 볼록한 반원형으로 형성할 수 있으며, 이로써 2개의 반원날부(51b)는 전체의 크기(직경)가 44mm가 됨으로써, 38mm 직경의 원형파이프(2)를 양측에서 반원 형태로 감싸서 포위하게 된다.

절단날판(50)으로 원형파이프(2)를 절단할 때, 첨단날부(51a)가 원형파이프(2)에 상부구멍(2b)을 천공한 후(도7의 B), 양측의 반원날부(51b)는 각각 상부구멍(2b)에서 시작하여 원형파이프(2)를 좌우에서 포위한 상태로 하강함에 따라, 원형파이프(2)의 원주를 좌우 양측에서 위에서 아래로 순차적으로 절단하게 되며(도7의 C 및 D), 양측 반원날부(51a)에 의한 원형파이프(2)의 절단은, 첨단날부(51a)에 의해 천공된 하부구멍(2d)에 이르기까지 계속되어서(도7의 D 및 E), 하부구멍(2d)에서 원형파이프(2)의 절단이 완료된다(도7의 F).

회전하는 절삭날이 아닌 절단날(전단날)로 가압하는 방식으로 원형파이프를 잘라내는 종래 원형파이프 절단장치들은, 절단 과정에서 원형파이프의 변형이 과도하게 발생하는 문제가 있었던바, 본 발명자는 이런 문제를 해결하고자 여러 가지로 연구한 끝에, 절단날판(50)의 절단날부(51)의 형상을, 앞서 설명하고 도6 및 도7에 예시된 바와 같은, 중앙의 첨단날부(51a)와 좌우 양측의 반원날부(51b)의 형상으로 형성한 결과, 원형파이프(2)의 변형을 수용할 수 있는 범위 내로 최소화하면서도 원형파이프를 매우 신속하고 정확하게 절단할 수 있음을 발견하게 되었다.

절단날판(50)과 안내판(60)은, 각각 승강블록(30)과 가이드프레임(20)에 대해 분리 가능하게 조립할 수 있는 교환식으로 형성할 수 있다. 즉, 서로 다른 규격(직경)의 절단날부(51)와 삽입공(61)이 각각 형성된 절단날판(50)과 안내판(60)의 세트를 다수 구비해 두고, 가공하고자 하는 원형파이프(2)의 규격(직경)에 맞는 세트의 절단날판(50)과 안내판(60)을 선택하여 조립식으로 설치할 수 있도록 함으로써, 본 발명에 따른 하나의 원형파이프 가공장치(1)로, 다양한 규격(직경)의 원형파이프(2)를 절단 가공할 수 있도록 할 수 있다.

승강블록(30)과 가이드프레임(20)에 대한 절단날판(50)과 안내판(60)의 분리 가능한 조립 구조는 특히 제한되지 아니하며, 예를 들어 볼트로 분리 가능하게 조립할 수 있다.

본 발명에 따른 원형파이프 가공장치(1)에서 가이드프레임(20)과 승강블록(30)은, 전후 대칭하여 형성할 수 있는 바, 절단날판(50)과 안내판(60)은 가이드프레임(20)과 승강블록(30)의 전면 쪽에만 장착하도록 구성할 수도 있고, 전후 양측면 모두에서 장착하도록 구성함으로써 앞쪽과 뒤쪽 모두를 사용하도록 할 수도 있다.

도2에 예시적으로 도시된 구체예에서 구동기구(40)의 예로 유압실린더(40a)를 적용함에 있어서, 유압펌프(43)를 실린더(41)와 함께 지지대(10)에 설치하지 아니하고, 바퀴(11a)가 장착된 별도의 지지대(10a)에 설치한 것은, 유압펌프(43) 까지 지지대(10)에 모두 설치할 경우 하중이 과도하여 인력만으로는 운반(예, 차량 적재)에 어려움이 있을 수 있기에, 시공 현장으로의 운반 편이성을 위해 분리 구성한 것뿐이며, 하나의 지지대(10)에 모두 설치하는 것도 배제되지 않는다. 유압펌프(43)를 별도의 지지대(10a)에 설치한 경우, 본 발명의 장치(1)를 사용하고자 할 때, 유압펌프(43)를 실린더(41)에 연결하면 된다.

앞서 언급한 바와 같이, 원형파이프로 트러스 구조를 구축함에 있어서는, 원형파이프의 절단 공정과 함께 용접단부의 성형 공정이 필수적으로 수반되는 바, 전술한 등록실용신안 제20-0472863호의 경우와 같이, 종래의 장치에서는, 용접단부의 성형작업을 위해서 "절단날"을 "누름날"로 교체하여야 하는 등의 불편이 있어 연속적인 작업이 불가능하였다.

이런 문제점을 해소하기 위해, 본 발명에 따른 원형파이프 가공장치(1)는, 도2 내지 5, 도8 및 도9 등에 도시된 바와 같이, 절단날판(50)과는 다른 위치에 설치되는 용접단부 성형기구(100)를 더 포함한다.

본 발명에 따른 가공장치(1)에서 원형파이프(2)를 절단하는 절단날판(50)은, 승강블록(30)의 정면 또는 정배면의 공간을 이용하도록 승강블록(30)의 정면 또는 정배면 방향에 설치되어 있으므로, 용접단부(3)의 성형작업이 절단작업과 간섭되지 않도록, 용접단부 성형기구(100)는 승강블록(30)의 양쪽 측면공간을 이용하도록 승강블록(30)의 측면에 설치할 수 있다.

용접단부 성형기구(100)는, 도2 내지 도4, 도8 및 도9에 예시적으로 도시된 바와 같이, 용접단부 장착대(110)와 용접단부 성형체(120)를 포함할 수 있다.

상기 용접단부 장착대(110)는, 승강블록(30)의 측면에 지지대(10) 위에 설치할 수 있고, 안착요부(111), 멈춤핀(112) 및 후퇴방지침(113)을 포함할 수 있다.

상기 안착요부(111)는, 원형파이프(2)의 규격(직경)에 대응하는 크기의 대략 반원형상으로 오목하게 형성되어 있으며, 안착요부(111)에는 성형가공을 위한 원형파이프(2)의 용접단부(3)가 올려 진다. 안착요부(111)의 "반원형상"도, 수학적으로 완전한 형태의 반원인 것만을 의미하는 것은 아니며, 반원 및 반원에 근접한 형상임을 의미한다.

상기 멈춤핀(112)은, 안착요부(111)의 저부 내측에 형성되며, 안착요부(111)에 원형파이프(2)의 용접단부(3)를 올려놓을 때, 용접단부(3)의 끝단이 걸리도록 함으로써, 원형파이프(2)의 진입 위치(깊이)를 정확하게 설정(세팅)하는 작용을 한다. 즉, 용접단부(3)를 성형하기 위해 원형파이프(2)의 용접단부(3)를 안착요부(111) 위에 올려놓을 때, 용접단부(3)의 끝단이 멈춤핀(112)에 걸리는 상태로 올려놓고 성형을 하면, 용접단부(3)의 정확한 위치를 성형할 수 있다.

도시된 구체예는, 안착요부(111)의 저부 내측에 일정 간격으로 2개의 장착홀(112a)을 형성해 두고(도4), 필요에 맞는 장착홀(112a)을 선택하여 멈춤핀(112)을 분리 가능하게 설치(삽입)할 수 있도록 형성한 예이며, 이로써 안착요부(111)에 대한 원형파이프(2)의 진입 위치(깊이)를 2가지로 선택하여 세팅할 수 있다.

상기 후퇴방지침(113)은, 안착요부(111)의 저부 외측에 원형파이프(2)의 하반원부(2c)의 대략 중앙을 향해 돌출 형성된 뾰족한 침 형상의 부재이다.

후퇴방지침(113)은, 용접단부(3)를 성형할 때, 용접단부 성형체(120)의 가압력으로 인하여 원형파이프(2)가 뒤로 후퇴하는 것을 방지함으로써, 성형 과정에서 원형파이프가 후퇴함으로써 성형이 불완전하게 되는 것을 방지하는 작용을 한다.

즉, 성형과정에서 후퇴방지침(113)이 용접단부(3)에 침습하여 용접단부를 고정한 상태에서 용접단부 성형체(120)에 의한 성형이 이루어짐으로써, 용접단부(3)를 후퇴시키는 쪽으로 가해지게 되는 용접단부 성형체(120)의 가압력에도 불구하고, 용접단부(3)는 후퇴하지 않고 제자리를 유지한 상태에서 성형이 된다.

후퇴방지침(113)은 탄성부재(예, 스프링: 도시생략)를 매개하여 설치함으로써, 후퇴방지침(113)이 용접단부(3)에 탄성적으로 침습하도록 할 수도 있다.

성형된 용접단부(3)에는 후퇴방지침(113)의 침습 흔적이 남게 되지만, 이런 흔적은 트러스 등의 구축하는 것에는 실질적으로 영향을 거의 미치지 아니하므로, 침습 흔적은 문제가 되지 않는다.

상기 용접단부 성형체(120)는, 용접단부 장착대(110)에 대응하는 위치의 승강블록(30)에 설치된다.

용접단부 성형체(120)는, 용접단부(3)에 오목한 반원추형의 성형부(3a)를 형성할 수 있도록, 예를 들어 원추형(팽이형) 성형체(121)를 포함한다. 원추형 성형체(121)는, 원형파이프(2)의 직경에 대응하면서 안착요부(111) 내에 수용되는 크기의 대략 원추형으로 형성되어 있다.

용접단부 성형체(120)는, 승강블록(30)과 일체로 상하 이동함으로써 안착요부(111)에 올려진 용접단부(3)의 상반원부(2a)에 오목한 반원추형 성형부(3a)를 성형하게 된다.

즉, 도9에 예시적으로 도시된 바와 같이, 작동버튼(46a)의 작동으로 구동기구(40)가 가이드프레임(20)을 따라 승강블록(30)을 하강시키면, 이에 연동하여 용접단부 성형체(120)도 하강하여, 원추형 성형체(121)가 용접단부 장착대(110)에 올려진 용접단부(3)의 상반원부(2a)를 가압함으로써 상반원부(2a)에 오목한 반원추형 성형부(3a)를 성형하게 되고(도9의 A 내지 C), 이후 용접단부 성형체(120)는 승강블록(30)의 상승에 연동하여 상승하게 되며, 이로써 용접단부(3)의 성형이 완료된다(도9의 D).

용접단부 장착대(110)와 용접단부 성형체(120)는, 각각 지지대(10)와 승강블록(30)에 대해 분리 및 조립 가능한 교환식으로 설치할 수 있다. 즉, 서로 다른 규격의 안착요부(111)와 원추형 성형체(121)가 각각 형성된 용접단부 장착대(110)와 용접단부 성형체(120)의 세트를 다수 구비해 두고, 성형하고자 하는 원형파이프(2)의 규격(직경)에 맞는 용접단부 장착대(110)와 용접단부 성형체(120)를 선택하여 조립함으로써, 본 발명에 따른 하나의 원형파이프 가공장치(1)로, 다양한 규격(직경)의 원형파이프(2)에 대해 용접단부(3)를 성형할 수 있도록 할 수 있다.

용접단부 성형기구(100)는, 본 발명에 따른 장치(1)의 우측이나 좌측 일측에만 설치할 수도 있고, 도4 등에 예시적으로 도시된 바와 같이, 양측(우측 및 좌측) 모두에 설치함으로써, 어느 한쪽을 선택하여 성형 작업을 하거나, 양측 모두에서 성형 작업을 할 수 있도록 할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 원형파이프 가공장치(1)는, 트러스 구조 등의 구축할 때, 시공현장에 비치하여 현장에서 바로 원형파이프(2)를 가공하는 것에 편리하게 사용할 수 있으며, 특히 절단날판(50)의 절단날부(51)가, 중앙의 첨단날부(51a)와 그 좌우 양측의 반원날부(51b)를 구비하는 특징적인 구성을 가짐에 따라, 원형파이프(2)의 의도하지 않는 변형은 최소화하면서 신속하고 편리하게 원형파이프를 절단(전단)할 수 있다.

또한, 본 발명의 원형파이프 가공장치(1)에 용접단부 성형기구(100)를 추가함으로써, 원형파이프(2)의 절단가공에 간섭받지 않고 독립적으로 원형파이프(2)의 용접단부(3)를 용접하기 좋은 오목한 반원추형으로 쉽고 편리하고 신속하게 성형할 수 있다.

1: 본 발명의 원형파이프 가공장치 2: 원형파이프
2a: 상반원부 2b: 상부구멍
2c: 하반원부 2d: 하부구멍
3: 원형파이프의 용접단부 3a: 오목한 반원추형 성형부
10, 10a: 지지대 11, 11a: 바퀴
20: 가이드프레임 21: 가이드레일
30: 승강블록 40: 구동기구
40a: 유압실린더 41: 실린더
41a: 유압포트 42: 피스톤로드
43: 유압펌프 44: 스위칭로드
44a: 접촉부 45: 리미트스위치
46: 제어패널 46a: 작동버튼
50: 절단날판 51: 절단날부
51a: 첨단날부 51b: 반원날부
60: 안내판 61: 삽입공
100: 용접단부 성형기구 110: 용접단부 장착대
111: 안착요부 112: 멈춤핀
112a: 장착홀 113: 후퇴방지침
120: 용접단부 성형체 121: 원추형 성형체

Claims

바닥에 지지되는 지지대(10);
상기 지지대(10) 위에 상하로 설치되는 가이드프레임(20);
상기 가이드프레임(20)에, 일정 범위의 행정거리 내에서, 상하이동 가능하게 설치되는 승강블록(30);
상기 승강블록(30)의 상측에 연결되고, 상기 가이드프레임(20)에 대해 상기 승강블록(30)을 상하 이동시키는 동력을 제공하는 구동기구(40);
상기 승강블록(30)의 정배면 쪽을 향해 설치되되, 상기 승강블록(30)의 하측에 연결되고, 상기 승강블록(30)과 일체로 상하 이동하며, 원형파이프(2)를 절단하는 절단날부(51)가 하단에 형성된, 얇은 판상의 절단날판(50);
상기 절단날판(50)의 상하 이동경로에 걸쳐서 상기 절단날판(50)의 전후면에 나란하게 상기 가이드프레임(20)에 각각 설치되고, 상기 절단날판(50)의 상하 이동을 전후 유동 없이 안내하며, 상기 원형파이프(2)의 삽입을 위한 상기 원형파이프(2)에 대응하는 크기의 삽입공(61)이 전후로 관통 형성된 1쌍의 안내판(60); 및
상기 승강블록(30)의 측면 쪽에 형성되고, 상기 원형파이프(2)의 용접단부(3)를 성형하는 용접단부 성형기구(100)를 포함하고;
상기 절단날판(50)의 상기 절단날부(51)는,
상기 절단날판(50)이 하강할 때, 상기 삽입공(61)에 삽입된 상기 원형파이프(2)의 상반원부(2a)의 중앙에 최초로 진입하여 상기 원형파이프(2)에 상부구멍(2b)을 최초로 천공한 후에, 상기 원형파이프(2)의 하반원부(2c)의 중앙에 하부구멍(2d)을 천공하는, 아래로 돌출된 첨단날부(51a); 및
상기 첨단날부(51a)의 양측에 위로 볼록한 반원형으로 형성되되, 삽입된 상기 원형파이프(2)를 양측에서 포위하는 크기로 형성되고, 상기 첨단날부(51a)에 의해 천공된 상기 상부구멍(2b)을 출발점으로 하여 상기 하부구멍(2d)까지 상기 원형파이프(2)의 원주를 좌우로 절단하는 좌우 1쌍의 반원날부(51b);을 포함하고;
상기 용접단부 성형기구(100)는,
상기 원형파이프(2)의 직경에 대응하는 크기의 반원형상으로 오목하게 형성되고 상기 원형파이프(2)의 상기 용접단부(3)가 올려지는 안착요부(111)를 포함하고, 상기 승강블록(30)의 측면에 상기 지지대(10)에 설치되는 용접단부 장착대(110); 및
상기 용접단부 장착대(110)에 대응하는 위치의 상기 승강블록(30)의 측면에 설치되고, 상기 원형파이프(2)의 직경에 대응하면서 상기 안착요부(111) 내에 수용되는 크기의 원추형 성형체(121)를 포함하며, 상기 승강블록(30)과 일체로 상하 이동함으로써 상기 안착요부(111)에 올려진 상기 원형파이프(2)의 상기 용접단부(3)에 위치하는 상기 상반원부(2a)에 오목한 반원추형 성형부(3a)를 성형하는 용접단부 성형체(120);
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 원형파이프 가공장치.
제1항에 있어서,
상기 용접단부 장착대(110)는, 상기 안착요부(111)의 저부 내측에 형성되고 상기 원형파이프(2)의 진입 위치를 설정하는 멈춤핀(112), 및 상기 안착요부(111)의 저부 외측에 상기 원형파이프(2)의 상기 하반원부(2c)를 향해 돌출 형성되고 성형되는 상기 원형파이프(2)의 후퇴를 방지하는 후퇴방지침(113)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 원형파이프 가공장치.
제2항에 있어서,
각각 서로 다른 규격의 상기 절단날부(51), 상기 삽입공(61), 상기 안착요부(111) 및 상기 원추형 성형체(121)를 가지는 상기 절단날판(50), 상기 안내판(60), 상기 용접단부 장착대(110) 및 상기 용접단부 성형체(120)로 교환할 수 있도록, 상기 절단날판(50), 상기 안내판(60), 상기 용접단부 장착대(110) 및 상기 용접단부 성형체(120)는, 각각 대응하는 상기 승강블록(30), 상기 가이드프레임(20), 상기 지지대(10) 및 상기 승강블록(30)에 대해, 분리 가능하게 조립되는 것을 특징으로 하는, 원형파이프 가공장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동기구(40)는, 상기 승강블록(30)에 연결된 피스톤로드(42), 상기 승강블록(30)에 설치되어 상기 승강블록(30)과 일체로 상하 이동하는 접촉부(44a)를 구비한 스위칭로드(44), 및 상기 스위칭로드(44)의 이동 경로에 상하 이격되어 설치된 2개의 리미트스위치(45)를 포함함으로써, 하강하는 상기 스위칭로드(44)의 상기 접촉부(44a)가 하측의 상기 리미트스위치(45)에 작용하면 하강하던 상기 피스톤로드(42)가 상승으로 전환되고, 상승하는 상기 스위칭로드(44)의 상기 접촉부(44a)가 상측의 상기 리미트스위치(45)에 작용하면 상기 피스톤로드(42)가 상승을 중단하는, 복동 유압실린더(40a)인 것을 특징으로 하는, 원형파이프 가공장치.