KR102527991B1 - 파이프 품질을 향상시키는 파이프 벤딩 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파이프 벤딩 장치에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 프레스 타입의 파이프 벤딩 장치에 있어서, 볼유닛이 파이프를 2차 가압하는 과정에서 변곡지점에서의 파이프의 응력 집중을 분산하여 완성된 파이프의 품질을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

파이프 품질을 향상시키는 파이프 벤딩 장치{PIPE BENDING DEVICE TO IMPROVE PIPE QUALITY}

본 발명은 파이프 벤딩 장치에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 프레스 타입의 파이프 벤딩 장치에 있어서, 볼유닛이 파이프를 2차 가압하는 과정에서 변곡지점에서의 파이프의 응력 집중을 분산하여 완성된 파이프의 품질을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

일반적으로, 차량의 엔진에서 발생된 배기가스를 배출하는 배기관은 CNC 벤딩머신을 이용하여 금속파이프를 원하는 곡률로 벤딩하여 제작된다. 그러나, 이러한 벤딩머신은 한번의 작업으로 금속파이프의 한 부분만을 벤딩할 수 있어, 작업 시간이 다수 소요되는 문제점이 있었다.

또한, 이러한 벤딩머신은 홀더를 이용하여 금속파이프의 일단을 고정하여야 하는데, 제작할 배기관의 길이가 짧을 경우 금속파이프를 필요한 길이보다 길게 절단하여 홀더에 금속파이프를 고정할 수 있도록 하고, 금속파이프를 벤딩한 후, 금속파이프를 잘라 내어야 하였다. 따라서, 불필요하게 낭비되는 재료의 사용량이 증가되어, 제작비용이 상승되는 문제점이 있었다.

이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 대한민국 등록특허공보 제10-1410035호에서는 프레스 방식으로 이러한 문제점을 해결하고자 하였다.

도 1은 이러한 프레스 방식의 벤딩 장치를 도시한 것이고, 도 2는 대한민국 등록특허공보 제10-1410035호에서의 내부성형블록의 원리를 설명하기 위해 간략히 도시한 것이다.

상부금형(1)은 수직 방향으로 승하강이 가능하며, 하부금형(2)은 작업대 등에 놓여 져 있다. 하부금형(2)에 파이프(10)가 놓여 지면, 상부금형(1)이 하방향으로 가압하여 파이프(10)를 벤딩시키는 원리이다.

이때, 상부금형(1)을 기준으로, 일측과 타측은 수직 방향으로 높이차가 형성되며, 이로 인해 파이프(10)의 벤딩 형상을 부여할 수 있다.

이후, 파이프(10)가 벤딩되면, 구형상의 블록(3)과, 가동장치(4) 및 블록(3)과 가동장치(4)를 잇는 유니버셜 조인트 형태의 연결체(5)가 파이프(10) 내부로 삽입되며, 파이프(10) 내부를 관통하여 블록(3)이 일부 찌그러진 파이프(10)를 다시 외부로 펴는 작업을 진행하는 방식으로 벤딩 파이프의 품질을 향상시키고자 하였다.

그러나, 종래의 대한민국 등록특허공보 제10-1410035호에서는 금형의 수직 방향의 높이차로 인해 발생되는 변곡지점에서 블록(3)이 파이프(10)를 가압하는 과정에 있어서, 구조 상 직선 구간과 동일한 압력으로 파이프(10)를 가압하게 되므로 변곡지점에 위치된 파이프(10)는 직선 구간에 놓여 진 파이프(10)와 달리 뒤틀림이 발생되는 문제점이 있었다. 이는 변곡지점에 위치된 파이프(10)는 휘어지는 과정에서 압력에 의한 응력집중이 되고, 해당 상태에서 블록(3)으로 인한 2차 가압으로 인해 오히려 뒤틀려 품질이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 이러한 종래의 프레스 방식의 파이프 벤딩 장치에 있어서, 변곡지점에서의 뒤틀림을 방지할 수 있는 개선된 파이프 벤딩 장치의 개발이 필요한 실정이다.

대한민국 등록특허공보 제10-1410035호

본 발명은 파이프 벤딩 장치에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 프레스 타입의 파이프 벤딩 장치에 있어서, 볼유닛이 파이프를 2차 가압하는 과정에서 변곡지점에서의 파이프의 응력 집중을 분산하여 완성된 파이프의 품질을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 파이프 벤딩 장치는 수직 방향으로 왕복 운동이 가능한 상금형유닛; 상기 상금형유닛과 맞닿을 수 있는 하금형유닛; 및 상기 하금형유닛에 놓여진 파이프를 상기 상금형유닛이 하방으로 가압하여 상기 파이프가 상기 상금형유닛 및 하금형유닛의 형상에 대응되어 벤딩될 때, 벤딩된 상기 파이프의 내측을 따라 관통하는 볼유닛;을 포함하고, 상기 상금형유닛의 하부는 일측과 타측이 수직 방향으로 높이차가 형성되고, 일측과 타측을 잇는 부분에는 변곡지점이 형성되고, 상기 하금형유닛은 상기 상금형유닛의 하부와 대응되는 형상으로 형성되고, 상기 상금형유닛 및 상기 하금형유닛의 상기 변곡지점에는 상금형 지지부 및 하금형 지지부가 형성되어 상기 볼유닛이 상기 변곡지점을 지나갈 때의 상기 파이프가 받는 압력을 일부 수용하여 상기 파이프의 뒤틀림을 방지한다.

또한, 본 발명에 따른 파이프 벤딩 장치의 상기 상금형유닛의 상기 변곡지점에는, 내측으로 함몰된 상부수용홈이 형성되고, 상기 상금형 지지부는, 상기 상부수용홈의 내부에 위치되는 상부패널부; 및 상기 상부패널부와 상기 상부수용홈의 바닥면을 잇는 상부탄성부;를 포함하고, 상기 상부패널부는 상기 파이프의 표면과 맞닿고, 상기 볼유닛이 상기 변곡지점을 지나갈 때, 상기 볼유닛이 상기 상부패널부를 상기 상부수용홈의 상기 바닥면 방향으로 가압하면, 상기 상부탄성부는 수축하여 상기 상부패널부가 상기 상부수용홈의 상기 바닥면 방향으로 함몰되고, 상기 볼유닛이 상기 변곡지점을 통과하면, 상기 상부탄성부의 탄성회복력으로 인해, 상기 상부패널부가 원복한다.

또한, 본 발명에 따른 파이프 벤딩 장치의 상기 하금형유닛의 상기 변곡지점에는 내측으로 함몰된 하부수용홈이 형성되고, 상기 하금형 지지부는, 상기 하부수용홈의 내부에 위치되는 하부패널부; 및 상기 하부패널부와 상기 하부수용홈의 바닥면을 잇는 하부탄성부;를 포함하고, 상기 하부패널부는 상기 파이프의 표면과 맞닿고, 상기 볼유닛이 상기 변곡지점을 지나갈 때, 상기 볼유닛이 상기 하부패널부를 상기 하부수용홈의 상기 바닥면 방향으로 가압하면, 상기 하부탄성부는 수축하여 상기 하부패널부가 상기 하부수용홈의 상기 바닥면 방향으로 함몰되고, 상기 볼유닛이 상기 변곡지점을 통과하면, 상기 하부탄성부의 탄성회복력으로 인해, 상기 하부패널부가 원복한다.

또한, 본 발명에 따른 파이프 벤딩 장치의 상기 상부탄성부은 스프링이다.

또한, 본 발명에 따른 파이프 벤딩 장치의 상기 하부탄성부은 스프링이다.

또한, 본 발명에 따른 파이프 벤딩 장치의 상기 상부탄성부는 한 쌍으로 형성된다.

또한, 본 발명에 따른 파이프 벤딩 장치의 상기 하부탄성부는 한 쌍으로 형성된다.

본 발명에 따르면, 파이프 벤딩 장치에서의 변곡 지점에서의 파이프의 뒤틀림을 방지할 수 있다.

도 1은 이러한 프레스 방식의 벤딩 장치를 도시한 것이다.
도 2는 대한민국 등록특허공보 제10-1410035호에서의 내부성형블록의 원리를 설명하기 위해 간략히 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 파이프 벤딩 장치를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 상금형유닛의 변곡지점을 확대하여 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 상금형 지지부를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 볼유닛의 본체부의 내부 구조를 도시한 것이다.

이하, 본 발명의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 통상의 실시자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

도 3은 본 발명에 따른 파이프 벤딩 장치를 도시한 것이다. 이하, 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 파이프 벤딩 장치의 구성을 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 파이프 벤딩 장치는 상금형유닛(100), 하금형유닛(200) 및 볼유닛(300)을 포함한다.

본 발명에 따른 상금형유닛(100)은 수직 방향으로 승강이 가능하며, 하금형유닛(200)과 맞닿아 합치될 수 있다. 상금형유닛(100)의 형상에 대응하여, 하금형유닛(200)의 형상이 형성된다.

상금형유닛(100)은 미도시 된 유압장치에 의해 승강이 가능하며, 하금형유닛(200)에 놓여 진 파이프(10)를 가압하여 파이프(10)를 벤딩시킬 수 있다. 이때, 하금형유닛(200)에는 파이프(10)가 놓여 지도록 함몰된 홈이 형성될 수 있으며, 이는 공지기술인 바, 상세한 설명은 생략하도록 한다.

상금형유닛(100)은 전술한 바와 같이, 일측과 타측이 수직 방향으로 높이차가 형성된다. 도 3을 기준으로, 일측이 우측이라고 하고, 타측이 좌측이라고 하면, 일측이 타측보다 지면으로부터 수직 방향의 높이가 높다. 따라서, 상금형유닛(100)의 일측과 타측의 직선구간을 연결하는 부분에 변곡지점이 형성된다.

이때, 본 발명의 상금형유닛(100)에 형성된 변곡지점에는 상부수용홈(101) 및 상금형 지지부(110)가 형성된다.

도 4는 본 발명에 따른 상금형유닛(100)의 변곡지점을 확대하여 도시한 것으로, 이하 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 상부수용홈 및 상금형 지지부를 설명하도록 한다.

상부수용홈(101)은 상금형유닛(100)의 하부에 형성된다. 좀 더 상세하게는, 상금형유닛(100)의 하단 표면을 기준으로, 내측으로 함몰되도록 형성된다. 상부수용홈(101)의 형상은 어느 하나에 국한되지 않으나, 상금형 지지부(110)가 수용되는 박스(box) 형상인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 상금형 지지부(110)는 상부탄성부(111) 및 상부패널부(112)를 포함한다.

상부패널부(112)는 수직 방향으로 소정의 두께를 지닌 패널(panel) 형상이며, 하부에 상부탄성부(111)와 연결된다. 이때, 상부탄성부(111)는 일단은 상부패널부(112)와 결합되고, 타단은 상부수용홈(101)의 바닥면과 결합되는 것이 바람직하다.

또한, 상부탄성부(111)는 탄성 재질을 지닌 것이 바람직하며, 일 예로 스프링일 수 있다.

이때, 상부패널부(112)는 상부탄성부(111)의 수축 전의 상태에서, 상부패널부(112)의 표면은 상부수용홈(101)이 형성되지 않은 상금형유닛(100)의 변곡지점 부근의 표면과 이어지는 형상인 것이 바람직하다. 이로 인해, 1차적으로 상금형유닛(100)이 하금형유닛(200)을 향해 하강하여 파이프(10)가 가압될 때, 변곡지점 부근의 파이프(10)의 품질이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 상부수용홈(101) 및 상금형 지지부(110)의 효과를 설명하기 위해, 먼저, 볼유닛(300)을 설명하도록 한다.

볼유닛(300)은 본체부(310), 블록부(320) 및 연결부(330)를 포함한다.

본체부(310)는 제어에 의해 블록부(320)를 이동 가능하게 하며, 후술하겠지만, 파이프(10) 내에 유체(20)를 분사한다. 블록부(320)는 구 형상인 것이 바람직하며, 파이프(10)의 직경에 대응되는 단면의 지름을 지닌 것이 바람직하다. 연결부(330)는 본체부(310)와 블록부(320)를 잇는 것이며, 일 예로 유니버셜 조인트 구조가 형성되어 변곡지점에서 블록부(320)가 이동될 수 있는 구조를 제공한다.

종래의 기술에서도 설명한 바와 같이, 블록부(320)는 상금형유닛(100)의 일차 가압으로 인해 내부로 찌그러진 파이프(10)를 다시 반대 방향으로 2차 가압하여 펴는 역할이며, 이러한 역할 자체는 공지된 기술과 동일한 바, 중복 설명은 생략하도록 한다. 따라서, 본 발명에 따르면, 상금형유닛(100)의 1차 가압 이후에, 블록부(320)가 파이프(10) 내부로 유입되어 파이프(10)를 펴기 된다.

이때, 종래와는 달리, 본 발명에서는 블록부(320)가 변곡지점을 지나갈 때, 블록부(320)가 변곡지점에 놓여 진 파이프(10)와 맞닿은 상태에서, 블록부(320)가 파이프(10)를 상부패널부(112) 방향으로 가압하게 되고, 상부패널부(112)는 상부탄성부(111)의 수축 작용으로 인해, 일부 함몰되고, 이에 대응하여 변곡지점에 놓여 진 파이프(10)를 다른 직선구간보다 순간적으로 상금형유닛(100)의 내측 방향으로 함몰시킬 수 있게 된다(도 4 참조).

전술한 바와 같이, 변곡 지점에서는 다른 직선 구간에 비해 파이프(10)가 1차적으로 휘어진 상태이므로, 응력이 집중되어 있다. 이로 인해, 구형 블록이 2차로 가압하여 펴는 과정에서 파이프에 균열이 생기는 등 품질의 문제가 발생되었다.

이러한 문제는, 변곡 지점에서도 파이프(10)가 직선 구간과 같이 플랫하게 가압되어 순간적으로 블록이 가하는 압력을 견디지 못하는 것에서 비롯되는 것인데, 본 발명에서는 해당 변곡지점에 놓여진 파이프(10)를 블록부(320)가 가압할 때, 블록부(320)가 파이프(10)의 외측 방향으로 가하는 순간적 압력을 일부 수용하기 위해 이와 동일한 방향(본 발명에서 상부수용홈(101)의 방향)으로 일부 파이프(10)를 함몰시켜 응력 집중을 분산화 하는 효과가 있다. 이로 인해, 종래의 파이프 균열 문제 등을 해결할 수 있는 장점이 있으며, 제품 품질이 향상되게 된다.

또한, 본 발명에서는 상부탄성부(111)가 탄성 재질인 바, 블록부(320)가 변곡지점을 통과한 이후에는 다시 탄성회복력에 의해 상부패널부(112)가 원래의 위치로 원복되며, 이로 인해, 변곡지점에 놓여 진 파이프(10)가 순간적으로만 압력을 수용하여 파이프(10)의 외부 방향으로 돌출되도록 하고, 이내 원래의 파이프(10) 형상으로 원복할 수 있도록 하여 제품의 품질을 향상시킨다. 또한, 별도의 원복을 위한 장치가 구현할 필요가 없어 경제성 또한 향상되는 장점이 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 상금형 지지부(110)를 도시한 것으로, 날개부(113)를 더 포함한다. 날개부(113)는 상부패널부(112)의 양측부에서 형성되며, 날개부(113)의 일측은 상부패널부(112)와 연결되며, 타측은 상부수용홈(101)과 맞닿도록 형성된다.

일 실시 예에 따르면, 상부패널부(112)와 상부수용홈(101) 사이에 일부 간격이 발생되고, 해당 부분에서는 파이프(10)를 제대로 지지하고 있지 못해 품질 문제가 발생될 여지가 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시 예에서는, 날개부(113)가 간격을 보충하여 품질을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

하금형유닛(200)은 상금형유닛(100)과 대향하는 구조로 형성된다. 따라서, 하부수용홈(201) 및 하금형 지지부(210)를 포함하며, 상금형유닛(100)과 마찬가지로 하금형 지지부(210)는 하부패널부 및 하부탄성부를 포함한다.

상금형유닛(100) 및 하금형유닛(200)이 합치되는 구조로 인해, 변곡 지점이 상부 및 하부에 각각 2개가 형성되고, 본 발명에서는 각 변곡 지점에 모두 파이프(10)에 가해지는 응력 집중을 분산할 수 있는 구조가 형성되어, 더욱 품질이 향상되는 효과가 있다.

이때, 하부수용홈(201) 및 하금형 지지부(210)는 상부수용홈(101) 및 상금형 지지부(110)와 동일하되 대향되는 구조이며, 중복 설명을 방지하게 위해 상세한 설명은 생략하도록 한다.

도 6은 본 발명에 따른 볼유닛의 본체부의 내부 구조를 도시한 것이다. 이하, 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 볼유닛의 본체부의 구성 및 효과를 설명한다.

본 발명에 따른 볼유닛의 본체부(310)는 하우징부(311), 제1 유로부(312) 및 제2 유로부(313)를 포함한다.

하우징부(311) 내부에 제1 유로부(312) 및 제2 유로부(313)가 형성되며, 하우징부(311)의 일단에는 연결부(330)가 결합된다.

제1 유로부(312) 및 제2 유로부(313) 모두 일단은 하우징부(311)의 일단에서 개방되어 중공부가 형성되며, 타단은 미도시된 유체탱크에 결합되어 유체탱크로부터 유체(20)를 공급받는다.

본 발명에서는, 제1 유로부(312) 및 제2 유로부(313)에서 유체(20)가 분사되어 파이프(10)의 내측면에 분사된다. 블록부(320)가 파이프(10)를 2차 가압하는 과정에서, 블록부(320)와 파이프(10)의 마찰로 인해 마찰열이 발생된다. 이러한 마찰열은 파이프(10)의 뒤틀림을 야기하며 품질 저하의 문제가 발생된다. 그러나, 본 발명에 따르면, 블록부(320)가 파이프(10) 내부에서 이동함과 동시에, 연결부(330)를 통해 블록부(320)와 연결된 본체부(310)에서 유체(20)가 파이프(10) 내부로 분사되어 마찰열을 식혀주는 역할을 한다. 이로 인해, 파이프(10)의 뒤틀림을 방지하고 품질을 향상시킬 수 있다.

이때, 본 발명에서는, 유체(20)를 분사하기 위해서 제1 유로부(312) 및 제2 유로부(313)가 형성되는데,

제1 유로부(312) 및 제2 유로부(313)에 있어서, 분사 방향이 상호 멀어지는 방향으로 분사되되, 좀 더 상세하게는 제1 유로부(312)는 상금형유닛(100)을 향하여, 제2 유로부(313)는 하금형유닛(200)을 향하여 분사되는 것이 바람직하다. 이로 인해, 유체(20)를 파이프(10) 전체에 골고루 분사시켜, 일부분만 마찰열이 식혀지는 것을 방지하고, 이로 인해 파이프 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 제1 유로부(312) 및 제2 유로부(3130 모두 병목 구간이 형성되는 것이 바람직하다. 이를 제1 유로부(312)를 기준으로 설명하면,

제1 유로부(312)는 제1-1 유로부(3121), 제1-2 유로부(3122) 및 제1-3 유로부(3123)를 포함하며, 제1-3 유로부(3123)는 하우징부(311)의 표면과 관통되어 연결된다. 이때, 제1-1 유로부(3121)의 직경(d1)은 제1-2 유로부(3122)의 직경(d2)보다 큰 것이 바람직하며, 이로 인해, 유체(20)가 제1-1 유로부(3121)에서 제1-2 유로부(3122)로 이동되는 과정에서 유체(20)의 속력이 증대되어 냉각 효율이 더욱 증대되는 효과가 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 제1-3 유로부(3123)와 제2-3 유로부(3133)는 상호 멀어지는 방향으로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시 예로, 블록부(320)에는 부식 방지를 위한 코팅층이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이 유체 분사로 인해 부식 가능성이 있는 바, 이를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

상기 코팅층(미도시)은 코팅 조성물을 이용하여 코팅되는 것으로, 상기 코팅 조성물을 이용한 코팅층은 부식방지 효과를 나타낼 수 있다. 구체적으로, 상기 코팅층에 의해 블록부(320)의 표면에 코팅층을 형성하여, 블록부(320)의 외부 노출을 방지하고, 블록부(320)보다 이온화 경향이 높은 금속을 포함하고 있어, 블록부(320)의 부식을 방지할 수 있다.

구체적으로 본 발명의 코팅 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 유기 용매, 금속 화합물 및 아민 화합물을 포함할 수 있다:

[화학식 1]

여기서 n은 1 내지 100의 정수이다.

본 발명의 코팅 조성물을 이용하여 블록부(320)의 표면에 코팅층을 형성하는 경우, 블록부(320)와의 접착력이 우수하여, 외력에 의해 쉽게 코팅층이 벗겨지지 않고, 블록부(320)보다 이온화 경향이 높은 금속 화합물을 포함함에 따라, 우수한 부식 방지 효과를 나타낼 수 있다.

구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 화합물이 포함하고 있는 특정 작용기 및 구조적 특성으로 인해 블록부(320)와의 우수한 접착력을 나타낼 수 있을 뿐만 아니라, 코팅 조성물의 점도를 일정 수준으로 유지하여 성형성을 높이고, 안정성을 높일 수 있다.

상기 금속 화합물은 수분, 염분 또는 산소와 접하는 것을 차단하는 침식 및 부식 억제제로서의 역할을 수행한다. 여기서, 금속 화합물은 침식 및 부식 억제제의 역할을 하기 위하여 철보다 이온화 경향이 높은 금속을 사용할 수 있다. 즉, 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 아연(Zn) 등의 금속 또는 합금을 이용할 수 있고, 주로 아연(Zn)이 많이 사용된다.

상기 금속 화합물의 입자 크기는 0.1 내지 10㎛일 수 있다. 금속화합물의 입자가 0.1㎛ 이상이면 금속화합물의 제조 비용을 감소시킬 수 있으며, 금속화합물의 입자가 10㎛ 이하이면 금속 입자가 균일하게 분산될 수 있다.

상기 유기 용매는 메틸에틸케톤(MEK), 톨루엔 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 메틸에틸케톤을 사용할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않는다.

상기 아민 화합물은 변성 지방족 아민 또는 제3급 아민류를 포함할 수 있고, 구체적으로 트리메틸아민 또는 아닐린을 사용할 수 있다. 상기 아민 화합물은 코팅 조성물 내 포함되어, 코팅막의 균열 또는 박리를 방지할 수 있다. 즉 코팅층의 접착력을 높여, 사용에 따른 코팅막의 균열 또는 박리를 방지하는 효과가 우수하다.

상기 코팅 조성물은 기타 첨가제로 안정화제를 추가로 포함할 수 있고, 상기 안정화제는 자외선 흡수제, 산화방지제 등을 포함할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않고 제한 없이 사용 가능하다.

상기 코팅층을 형성하기 위한, 코팅 조성물은 보다 구체적으로 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 유기 용매, 금속 화합물 및 아민 화합물를 포함할 수 있다.

상기 코팅 조성물은 유기용매 100 중량부에 대하여, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 30 내지 50 중량부, 금속 화합물 20 내지 40 중량부 및 아민 화합물 5 내지 15 중량부를 포함할 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 각 구성 성분의 상호 작용에 의한 발수 효과가 임계적 의의가 있는 정도의 상승효과가 발현되며, 상기 범위를 벗어나는 경우 상승효과가 급격히 저하되거나 거의 없게 된다.

보다 바람직하게, 상기 코팅 조성물의 점도는 1500 내지 1800cP이며, 상기 점도가 1500cP 미만인 경우에는 블록부(320) 표면에 도포하면, 흘러내려 코팅층의 형성이 용이하지 않은 문제가 있고, 1800cP를 초과하는 경우에는 균일한 코팅층의 형성이 용이하지 않은 문제가 있다.

[제조예 1: 코팅층의 제조]

1. 코팅 조성물의 제조

메틸에틸케톤에 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 아연 및 트리메틸아민를 혼합하여, 코팅 조성물을 제조하였다:

[화학식 1]

여기서 n은 1 내지 100의 정수이다.

상기 코팅 조성물의 보다 구체적인 조성은 하기 표 1과 같다.

	TX1	TX2	TX3	TX4	TX5
유기용매	100	100	100	100	100
화학식 1로 표시되는 화합물	25	30	40	50	55
금속 화합물	15	20	30	40	45
아민 화합물	1	5	10	15	20

2. 코팅층의 제조

대표적으로 부식이 쉽게 일어나는 금속 소재인 알루미늄을 블록부(320) 대신 사용하여 실험을 진행하였다.

10×10cm의 알루미늄 일면에 상기 TX1 내지 TX5의 코팅 조성물을 도포 후, 경화시켜 코팅층을 형성하였다.

실험예

1. 표면 외관에 대한 평가

코팅 조성물의 점도 차이로 인해, 코팅층을 제조한 이후, 균일한 표면이 형성되었는지 여부에 대해 관능 평가를 진행하였다. 균일한 코팅층을 형성하였는지 여부에 대한 평가를 진행하였고, 하기와 같은 기준에 의해 평가를 진행하였다.

○: 균일한 코팅층 형성

×: 불균일한 코팅층의 형성

	TX1	TX2	TX3	TX4	TX5
관능 평가	×	○	○	○	×

코팅층을 형성할 때, 일정 점도 미만인 경우에는 블록부(320)의 표면에서 흐름이 발생하여, 경화 공정 이후, 균일한 코팅층의 형성이 어려운 경우가 다수 발생하였다. 이에 따라, 생산 수율이 낮아지는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 점도가 너무 높은 경우에도, 조성물의 균일 도포가 어려워 균일한 코팅층의 형성이 불가하였다.

2. 부식 특성의 측정

부식 특성을 확인하기 위해, 대조군으로 코팅층이 형성되지 않은 알루미늄 판을 사용하고, TX1 내지 TX5의 코팅층이 형성된 알루미늄 판을 이용하여 내부식성 실험을 진행하였다.

10 중량%의 CuCl₂ 수용액이 담긴 비커에 상기 알루미늄 판을 담궈놓고, 시간의 경과에 따라 부식 정도를 확인하였다.

수소 기체의 발생이 육안으로 확인되는 경우, 부식이 발생함을 의미한다고 할 것이며, 24시간 경과 시까지 부식 발생 여부를 확인하였다.

○: 부식 발생

×: 부식 발생하지 않음

	TX1	TX2	TX3	TX4	TX5	대조군
부식 발생	○	×	×	×	×	○

상기 실험의 진행 결과, 대조군인 알루미늄판은 비커에 담고 얼마 지나지 않아 수소 기체가 발생하고, 1시간 미만으로 구리가 석출되는 것을 확인하였다. TX1의 경우 3시간 경과 시점에서 수소 기체가 발생하고, 6시간 경과 시점에 구리 석출이 확인되었다.

그 외의 코팅층의 경우에는 24시간 경과 시점에도 부식이 발생하지 않아, 부식 방지에 우수한 효과가 있음을 확인하였다.

설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 블록부(320)된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 블록부(320)된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

100 : 상금형유닛,
200 : 하금형유닛,
300 : 볼유닛.

Claims (7)

1. 수직 방향으로 왕복 운동이 가능한 상금형유닛;
   상기 상금형유닛과 맞닿을 수 있는 하금형유닛; 및
   상기 하금형유닛에 놓여진 파이프를 상기 상금형유닛이 하방으로 가압하여 상기 파이프가 상기 상금형유닛 및 하금형유닛의 형상에 대응되어 벤딩될 때, 벤딩된 상기 파이프의 내측을 따라 관통하는 볼유닛;을 포함하고,
   상기 상금형유닛의 하부는 일측과 타측이 수직 방향으로 높이차가 형성되고, 일측과 타측을 잇는 부분에는 변곡지점이 형성되고,
   상기 하금형유닛은 상기 상금형유닛의 하부와 대응되는 형상으로 형성되고,
   상기 상금형유닛 및 상기 하금형유닛의 상기 변곡지점에는 상금형 지지부 및 하금형 지지부가 형성되어 상기 볼유닛이 상기 변곡지점을 지나갈 때의 상기 파이프가 받는 압력을 일부 수용하여 상기 파이프의 뒤틀림을 방지하고,
   상기 상금형유닛의 상기 변곡지점에는,
   내측으로 함몰된 상부수용홈이 형성되고,
   상기 상금형 지지부는,
   상기 상부수용홈의 내부에 위치되는 상부패널부; 및
   상기 상부패널부와 상기 상부수용홈의 바닥면을 잇는 상부탄성부;를 포함하고,
   상기 상부패널부는 상기 파이프의 표면과 맞닿고,
   상기 볼유닛이 상기 변곡지점을 지나갈 때,
   상기 볼유닛이 상기 상부패널부를 상기 상부수용홈의 상기 바닥면 방향으로 가압하면, 상기 상부탄성부는 수축하여 상기 상부패널부가 상기 상부수용홈의 상기 바닥면 방향으로 함몰되고,
   상기 볼유닛이 상기 변곡지점을 통과하면,
   상기 상부탄성부의 탄성회복력으로 인해, 상기 상부패널부가 원복하고,
   상기 하금형유닛의 상기 변곡지점에는,
   내측으로 함몰된 하부수용홈이 형성되고,
   상기 하금형 지지부는,
   상기 하부수용홈의 내부에 위치되는 하부패널부; 및
   상기 하부패널부와 상기 하부수용홈의 바닥면을 잇는 하부탄성부;를 포함하고,
   상기 하부패널부는 상기 파이프의 표면과 맞닿고,
   상기 볼유닛이 상기 변곡지점을 지나갈 때,
   상기 볼유닛이 상기 하부패널부를 상기 하부수용홈의 상기 바닥면 방향으로 가압하면, 상기 하부탄성부는 수축하여 상기 하부패널부가 상기 하부수용홈의 상기 바닥면 방향으로 함몰되고,
   상기 볼유닛이 상기 변곡지점을 통과하면,
   상기 하부탄성부의 탄성회복력으로 인해, 상기 하부패널부가 원복하고,
   상기 상부탄성부은 스프링이고,
   상기 하부탄성부은 스프링이고,
   상기 상부탄성부는 한 쌍으로 형성되고,
   상기 하부탄성부는 한 쌍으로 형성되고,
   상기 볼유닛은,
   상기 파이프의 내부에 삽입되는 블록부; 및
   상기 블록부와 결합되어 형성되는 본체부;를 포함하고,
   상기 본체부는,
   하우징부;
   상기 하우징부의 상부에 형성되되, 상기 상금형유닛을 향해 유체가 분사되는 제1 유로부; 및
   상기 하우징부의 하부에 형성되되, 상기 하금형유닛을 향해 유체가 분사되는 제2 유로부;를 포함하고,
   상기 제1 유로부는,
   제1-1 유로부;
   상기 제1-1 유로부의 일단에 형성되는 제1-2 유로부; 및
   상기 제1-2 유로부의 일단에 형성되는 제1-3 유로부;를 포함하고,
   상기 제1-1 유로부의 직경은 상기 제1-2 유로부의 직경보다 크고, 상기 제1-1 유로부에서 상기 제1-3 유로부로 이동하는 과정에서 상기 유체의 속력이 증대되어 냉각 효율이 증대되고,
   상기 블록부의 전체 표면에는 코팅층이 형성되고,
   상기 코팅층은 코팅 조성물을 이용하여 형성되는 것으로, 부식 방지 효과를 나타내며,
   상기 코팅 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물; 유기용매; 금속 화합물; 및 아민 화합물;을 포함하는
   파이프 품질을 향상시키는 파이프 벤딩 장치:
   [화학식 1]
   

   

   
   여기서, n은 1 내지 100의 정수이다.
   
   
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