KR102553705B1 - 엘보우 덕트 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘보우 덕트 제조 장치에 관한 것으로, 제1 방향으로 안착홈이 형성된 하우징, 상기 안착홈에 슬라이딩 가능하도록 안착되는 가이드부, 및 상기 가이드부의 일측에 결합되어 회전하면서 덕트를 절단하고 성형하는 절단성형유닛을 포함하는 헤드부; 상기 하우징을 회전시키는 제1 구동부 및 상기 가이드부가 왕복 운동을 하도록 구동하는 제2 구동부를 포함하고,
절단성형유닛은, 회전하면서 덕트를 절단하는 절단부; 및 상기 절단부 상부 및 하부에 배치되어 회전하면서 덕트의 절단된 부분을 성형하는 성형부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

엘보우 덕트 제조 장치 {APPARATUS FOR MANUFACTURING ELBOW DUCT }

본 발명은 엘보우 덕트 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 헤드부에 절단부와 성형부가 일체로 형성된 엘보우 덕트 제조 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 덕트란, 공공시설이나 거주지, 지하상가 등의 다중이용시설물을 이용하는 이용자가 미세먼지나 이산화탄소, 유해세균 등의 실내 오염물질로부터 호흡기를 보호하기 위하여 환기 및 공기의 순환을 위해 덕트 연결구로 만들어진 공기통으로서, 공조시설물의 구성 중 일부를 말한다.

이러한 상기 덕트는, 시설물의 편의성과 디자인을 고려한 설계로 인하여, 구조가 복잡해지고 다양해짐으로써 상기 덕트의 구조 또한 복잡해지고 다양해지고 있다.

상기와 같이 시설물의 복잡한 구조에 따라, 각각의 덕트 제조업체에서는 상기 덕트의 용도 및 사용위치, 크기 등을 고려하여 원형덕트, T형 덕트, Y형 덕트, 엘보형 덕트 등 다양하게 제작하고 있다.

특허문헌 1은 본체, 이동가이드부, 덕트플랜지성형부, 덕트플랜지결합부 및 회전구동부로 구성되고, 원통형의 덕트를 엘보형상에 맞춰 절삭하는 동시에 덕트플랜지를 성형한 후, 분리된 양측 덕트의 덕트플랜지를 서로 접합함으로써 원형 엘보형 덕트를 제작할 수 있는 엘보형덕트 제작장비에 관한 것이다.

이러한 종래의 엘보형덕트 제작장비는, 절삭롤러와 성형부의 돌출 및 복원을 위한 메인샤프트의 회전구동과, 절삭 및 성형부위를 이동시키기 위한 회전하우징의 회전구동이 하나의 동력원으로부터 동력을 전달받아 연동하도록 구성된다.

특허문헌 2는 이러한 문제를 해결하기 위해 회전하우징, 회전하우징에 회전 구동력을 인가하는 회전구동부 및 편시 제1방향으로 안착홈이 마련된 회전하우징; 양단부에 절삭롤러와 성형부가 마련되고 상기 안착홈 내에 슬라이딩 가능하도록 안착되는 편심하우징; 상기 회전하우징에 회전구동력을 인가하는 회전구동부; 및 상기 편심하우징을 왕복 이동시키기 위한 구동력을 인가하는 편심구동부;를 포함하며, 상기 편심구동부는 180도를 초과하지 않는 범위 내에서 양방향으로 회전하면서 상기 편심하우징을 왕복 이동시키는 구성을 개시하고 있다.

이러한 종래의 기술들에 의하면 절삭롤러와 성형롤러가 별도로 구비되어야 하고 서로 반대편에 위치하고 있어 부피가 커지고 절삭 후 성형을 위해서는 헤드를 다시 왕복/회전시켜야 하는 문제점이 있다.

(01) 대한민국 등록특허공보 10-1616041호, 엘보형덕트 제조장비, 등록일 : 2016.04.21 (02) 대한민국 등록특허공보 10-2054442호, 엘보우 덕트 제조장치용 덕트 절단 및 성형장치, 등록일 : 2019.12.04

본 발명은 헤드부를 소형화하여 공간 활용성이 뛰어나 보다 소구경의 제작도 가능한 원형 엘보우 덕트 제조 장치를 제공하고자 한다.

본 발명은 헤드부의 구동을 보다 정밀하게 제어하고 효율적으로 가공할 수 있는 엘보우 덕트 제조 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 엘보우 덕트 제조 장치는, 제1 방향으로 안착홈이 형성된 하우징, 상기 안착홈에 슬라이딩 가능하도록 안착되는 가이드부, 및 상기 가이드부의 일측에 결합되어 회전하면서 덕트를 절단하고 성형하는 절단성형유닛을 포함하는 헤드부; 상기 하우징을 회전시키는 제1 구동부 및 상기 가이드부가 왕복 운동을 하도록 구동하는 제2 구동부를 포함하고,

절단성형유닛은, 회전하면서 덕트를 절단하는 절단부; 및 상기 절단부의 상부 및 하부에 일체로 형성되어 회전하면서 덕트의 절단된 부분을 성형하는 성형부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 성형부는 절단부 상부에 배치된 제1 성형부 및 절단부 하부에 배치된 제2 성형부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제2 성형부는 하부가 직각 형상인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 가이드부는 슬롯 형태의 장공이 형성되며, 내부에 상기 제2 구동부에 의해 회전하는 피니언 기어 및 피니언 기어에 맞물려 움직이는 랙기어가 장착되고, 상기 랙기어의 움직임에 따라 왕복 운동을 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 가이드부는 측벽에 스프링 삽입홈이 형성된 제1 가이드부 및 제2 가이드부가 결합되어 형성되고, 상기 스프링 삽입홈에는 스프링이 삽입되어 절단 및 성형시 가해지는 충격을 흡수하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1구동부와 제2구동부는 회전비가 다르게 설정된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 성형부는 절단부보다 지름이 작게 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 절단부와 성형부를 일체로 형성함으로써 공간 활용성이 뛰어나 작은 사이즈로도 효과적으로 작업할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 덕트 절단 후 성형시 헤드를 반대편으로 이동시킬 필요없이 곧바로 성형이 가능하므로 공정시간을 단축할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 랙기어를 사용하여 헤드의 왕복 운동을 제어함으로써 헤드의 이동 속도 및 동작을 보다 정밀하게 제어할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엘보우 덕트 제조 장치의 사시도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 엘보우 덕트 제조 장치의 측단면도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 엘보우 덕트 제조 장치의 플랜지 성형부를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 엘보우 덕트 제조 장치의 플랜지 접합부를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 엘보우 덕트 제조 장치의 이동가이드부를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 엘보우 덕트 제조 장치의 헤드부 및 구동부를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 절단성형유닛의 정면을 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 덕트의 성형 과정을 나타낸 것이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.

또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

여기서, 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로서, 각 구성요소가 실제의 크기와 정확하게 일치하는 것은 아니다.

본 발명의 실시예에 따른 엘보우 덕트 제조 장치는 본체(10)의 상부에는 덕트의 플랜지를 성형하는 플랜지 성형부(20), 플랜지를 접합하는 플랜지 접합부(30), 및 덕트를 성형하는 헤드부(40)가 형성되고 본체(10)의 하부에는 이동가이드부(50) 및 및 상기 헤드부를 구동하는 구동부(60)를 포함할 수 있다.

상기 본체(10)에는 프레임(11) 및 받침부(12)가 경사지게 형성되어 있어, 덕트를 경사지게 절단하는데 용이하도록 할 수 있다.

상기 플랜지 성형부(20)는 덕트의 상하 플랜지의 형상을 제작하는 위한 것으로, 성형지그(21)로 구성되고, 성형지그(21)에는 'ㄷ'형상으로 내측으로 함몰된 함몰부(22)가 형성된다.

성형지그(21)는 중공(23)이 각각 반으로 나뉜 반원 형상의 반원부가 성형되어 서로 대칭되는 구성으로서, 각각 반대 방향으로 슬라이드 이동됨으로써 덕트의 상하 플랜지를 성형할 경우에는 결합되고 성형이 완료된 후에는 분리된다.

절삭롤러에 의해 절삭되는 덕트가 성형부(432)에 의해 함몰부(22)로 인입되어 가압됨으로써 상하 플랜지가 성형된다.

상기 플랜지 접합부(30)는 받침부(12) 상부에 회전 가능하게 결합되며 원형회전판(31), 덕트 고정부재(32), 플랜지 압착부재(33)로 구성될 수 있다.

원형회전판(31)은 중앙이 통공되어 형성된 링형상이고, 원형회전판(31)의 외주면은 톱니 모양으로 형성되고, 회전기어(미도시)에 의해 회전하는 연결톱니가 결합되어 원형회전판(31)을 회전시킨다.

덕트 고정부재(32)는 하나 이상 구비되고 유압 장치(미도시)에 의해 전, 후진하여 덕트를 고정 및 고정해제 한다. 덕트 고정유닛(32)은 덕트가 이동 가이드부를 따라 상하로 이동하는 경우 상방향으로 이동된 덕트를 양쪽에서 가압하여 덕트가 고정될 수 있도록 한다.

플랜지 압착부재(33)는 하나 이상 구비되고, 유압 장치(미도시)에 의해 전후진하며 덕트의 플랜지를 압착한다. 압착부재의 끝단에는 회전가능한 압착롤러(331)가 결합된다.

압착롤러(331)는 덕트의 상부 플랜지와 하부 플랜지에 안착된 상태에서, 플랜지 압착부재(33)가 전진하게 되면 압착롤러가 덕트의 하부 플랜지의 수직부분을 전진방향으로 밀어 누르게 되고 원형회전판(31)이 회전하게 되면 압착롤러가 덕트 하부 플랜지 수직부분을 누른 상태로 덕트 둘레를 회전하게 되어 덕트의 상부 플랜지와 하부 플랜지가 압착되어 상부 플랜지와 하부플랜지가 결합된다. 압착롤러는 복수개가 서로 대칭으로 설치되는 것이 바람직하다.

이동 가이드부(50)는 받침부(12) 하부에 설치되어 덕트가 상하로 이동 가능하도록 중공(53)이 형성된 원통 형상으로, 덕트가 이탈하는 것을 방지한다. 이동 가이드부(50)의 하부에는 덕트를 지지하는 단턱(51)이 형성되어 있으며 덕트를 고정하는 고정유닛(52)이 형성되어 있다.

상기 고정유닛은 유압실린더(521), 상기 유압실린더에 의해 동작하는 로드(522), 상기 로드에 연결되어 로드가 상승할 때 덕트를 가압하여 고정하는 고정부(523), 상기 고정부가 힌지 회전할 수 있도록 고정부에 삽입결합되는 회전축(524), 및 이동가이드부의 상단에 부착되어 상기 회전축을 고정하는 축고정부(525)를 포함한다.

본 실시예에서는 유압실린더와 고정부를 이용하여 덕트 바깥에서 덕트를 가압하여 고정하는 방식을 사용하였으나, 고정부를 덕트 내부에 배치하여 확장하면서 덕트를 고정하는 방식을 사용할 수도 있다.

상기 헤드부(40)는 피니언 기어(426) 및 랙기어(421)에 의해 왕복 운동을 하면서 덕트를 절단 및 성형한다.

상기 구동부(60)는 모터에 연결되어 구동되고, 상기 헤드부를 회전시킨다.

상기 구동부(60)는 모터의 회전을 전달하는 구동전달부(61) 및 상기 구동전달부의 구동력을 전달받아 헤드부(40)의 하우징(41)을 회전시키는 제1 구동부(62) 및 피니언 기어를 회전시키는 제2 구동부(63)를 포함한다.

상기 구동전달부(61)는 외주면에 제1 기어(611) 및 제2 기어(612)가 결합되어 있ekk.

상기 제1 구동부(62)는 외주면에 상기 제1 기어(611)에 대응하여 회전하는 제3 기어(621)가 결합되어 구동전달부(61)의 회전력을 전달받아 헤드부를 회전시킨다.

상기 제2 구동부(63)는 외주면에 상기 제2 기어(612)에 대응하여 회전하는 제4기어(632)가 결합되어 구동전달부(61)의 회전력을 전달받아 피니언 기어를 회전시킨다.

이때 상기 제3 기어(621)와 제4 기어(632)는 기어비가 서로 다르게 형성된다.

제1 기어(611)와 제2 기어(612)비는 동일하고, 제1기어(611)와 맞물려 회전하는 제3기어(621)의 기어비도 동일하다. 하지만, 제2 기어(612)와 맞물려 회전하는 제4기어(632)의 기어비는 서로 상이하다.

기어비의 차이로 제3 기어(621)에 의해 회전하는 하우징(41)과 제4 기어(632)에 의해 회전하는 피니언 기어(426)의 회전비 차이만큼 차이가 발생하고 랙기어(421)가 왕복 운동을 수행하게 된다.

본 실시예에서는 하나의 모터를 사용하여 제1 구동부(62)와 제2 구동부(63)를 회전시키되, 제1 구동부(62)와 제2 구동부(63)에 결합된 기어의 기어비를 다르게 설정하여 회전비를 달리하여 하우징(41)이 회전하는 동안 랙기어(421)가 왕복 운동을 수행하도록 하는 방식을 사용하였지만, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 제1 구동부(62)와 제2 구동부(63)를 별개의 모터로 구동되도록 하여 회전비를 달리 설정할 수도 있다.

상기 헤드부(40)는 하우징(41) 내부에 피니언 기어(426) 및 랙기어(421)가 장착되고, 랙기어(421)의 움직임에 따라 절단성형유닛(43)이 왕복운동을 하게 된다.

구체적으로, 상기 하우징(41)은 제1 방향으로 안착홈(411)이 형성되고, 상기 안착홈에는 랙기어(421)의 움직임에 따라 왕복 운동을 하는 가이드부(42)가 결합된다. 그리고 가이드부는 내부에 슬롯 형태의 중공이 형성되며 피니언 기어(426) 및 랙기어(421)가 장착된다.

절단성형유닛(43)은 가이드부의 상부에 결합되어 상기 중공을 따라 왕복하면서 덕트를 절단 및 성형할 수 있다.

상기 절단성형유닛(43)은 회전하면서 덕트를 절단하는 절단부(431), 및 상기 절단부(431) 상부에 배치되고 절단부(431)보다 지름이 작게 형성되어 회전하면서 덕트의 절단된 부분을 성형하는 성형부(432)를 포함한다. 상기 절단부(431)와 성형부(432)는 원반 형상일 수 있으며, 절단부(431)의 지름이 더 크므로 절단부(431)가 돌출되어 있어 덕트를 먼저 절단하게 되고, 이후 성형부(432)가 절단된 부분을 성형하게 된다.

상기 성형부(432)는 절단부(431)의 상부에 형성된 제1 성형부(432-1)와 절단부의 하부에 형성된 제2 성형부(432-2)를 포함한다.

상기 제1 성형부(432-1)는 덕트의 절개된 부분의 상부를 절곡하여 상부 플랜지를 성형하고, 상기 제2 성형부(432-2)는 덕트의 절개된 부분의 하부를 절곡하여 하부 플랜지를 성형한다.

상기 제2 성형부는 제1 성형부 보다 지름은 더 작고 두께는 더 두껍게 형성될 수 있다.

상기 제2 성형부(432-2)의 하부는 직각 형상을 하고 있어 덕트의 하부 플랜지가 'ㄴ' 모양으로 절곡될 수 있다. 제2 성형부(432-2)의 두께에 따라 하부 플랜지의 절곡 부분 높이가 달라지므로 필요에 따라 제2 성형부의 두께를 조절할 수 있다.

본 실시예에서는 제1 성형부의 지름을 더 크게 해서 상부 플랜지가 먼저 성형되도록 하였으나, 필요에 따라 제2 성형부의 지름을 더 크게 할 수도 있다.

상기 성형부(432)는 절단부(431)보다 지름이 작고 절단부의 상하로 결합되어 있으므로 절단부가 덕트를 절단한 후 가이드부(42)가 더 전진하면 제1 성형부는 절단된 덕트의 상부를 밀어서 평평한 형태의 상부 플랜지를 성형하고, 제2 성형부는 절단된 덕트의 하부를 밀어서 절곡된 모양의 하부 플랜지를 성형한다.

이때 상기 함몰부(22)는 절단부 및 제1 성형부가 인입되는 부분이 더욱 깊게 파여 있으며 제2 성형부가 인입되는 부분은 돌출되어 하부 플렌지가 절곡된 형상으로 성형될 수 있다.

상기와 같은 구성에 의해 절단성형유닛(43)은 랙기어(421)를 따라 전진하고, 동시에 절단부(431)가 회전하면서 덕트를 절단하고, 덕트가 절단된 상태에서 더 전진하게 되면 성형부(432)가 덕트의 절단된 부분을 밀어서 꺽이도록 성형하게 된다.

상기 가이드부(42)는 측벽에 스프링 삽입홈(424)이 형성된 제1 가이드부(422) 및 제2 가이드부(423)가 결합되어 형성되고, 상기 스프링 삽입홈에는 스프링(425)이 삽입되어 절단 및 성형시 가해지는 충격을 흡수할 수 있다. 즉, 상기 가이드부(42)는 일체로 형성된 것이 아니라 제1 가이드(422)와 제2 가이드부(423) 각각 분리되어 있는 상태에서 스프링 삽입홈 스프링을 삽입한 후 일체로 결합할 수 있다.

종래의 캠운동 방식에 비해 기어 방식의 왕복 운동은 피니언 기어가 같은 방향으로 회전하는 동안은 가이드부가 계속 같은 방향으로 전진하게 되어 자칫 회전 방향을 바꾸어주지 않으면 헤드부(40) 및 덕트가 손상될 수 있다. 따라서 스프링(425)을 이용하여 완충작용을 하도록 할 수 있다.

또한, 덕트 제조시 접합부위는 소재가 두겹으로 겹쳐서 접합되므로 다른 부위보다 두껍게 형성된다. 따라서 절단시 더 강한 저항을 받게 되어 절단부가 뒤로 밀릴 수 있는데, 이때 스프링이 충격을 흡수할 수 있다.

본 실시예에서는 피니언 랙기어 방식으로 절단성형유닛(43)이 왕복 운동을 하는 방식을 사용하였으나, 종래의 캠 방식을 사용할 수도 있음은 물론이다.

도 8은 본 발명의 실시예에서 따른 엘보우 덕트 제조 과정을 나타낸 것으로, 도 8의 (a)는 절단성형유닛이 덕트(1)를 절단하기 전의 상태를 나타낸 것이고, (b)는 절단부(431)가 덕트(1)를 절단한 상태를 나타낸 것이고, (c)는 성형부(432)가 함몰부(22)까지 전진하여 절단 부위를 성형하는 상태를 나타낸 것이고, (d)는 성형지그(21)가 후퇴한 상태를 나타낸 것이다.

엘보우 덕트 제작을 위해서는 원통형의 덕트가 안착되어 있는 이동가이드부(50)를 소정의 설정범위만큼 상방향으로 이동시킨다.

이때 성형지그(21)는 덕트가 서로 이격된 상태를 유지하다가 덕트가 성형을 위해 중공을 통과하여 정지하게 되면 성형지그(21)는 내측방향으로 슬라이드 전진시켜 덕트를 고정시킨다.

덕트가 고정되면 구동부(60)에 의해 헤드부(40)가 회전하면서 전진하게 된다.

헤드부가 전진하면서 도 8의 (b)에 도시된 것과 같이 절단부(431)가 덕트를 절단하게 되고, 이 상태에서 더 전진하게 되면 성형부(432)가 절단된 덕트를 함몰부(22)로 밀어 넣어 가압하여 덕트의 절단부위가 꺽이면서 상부 플랜지와 하부 플랜지를 성형하게 된다.

덕트의 절단 및 성형이 완료되면 덕트고정부재에 의해 덕트는 고정된 상태에서 성형지그(21)를 후진시켜 덕트의 고정을 해제시킨다.

이후 덕트를 상부로 이동하여 하부 플랜지의 수평부가 성형지그(21)의 상부에 접촉되어 안착될 수 있도록 이동시키고 성형지그(21)를 다시 전진시켜 덕트롤 고정하고, 덕트고정부재를 후진시켜 고정을 해제한다.

이 상태에서 압착롤러를 이용하여 덕트의 하부 플랜지의 수직부를 가압하는 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.

또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

여기서, 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로서, 각 구성요소가 실제의 크기와 정확하게 일치하는 것은 아니다.

본 발명의 실시예에 따른 엘보우 덕트 제조 장치는 본체(10)의 상부에는 덕트의 플랜지를 성형하는 플랜지 성형부(20), 플랜지를 접합하는 플랜지 접합부(30), 및 덕트를 성형하는 헤드부(40)가 형성되고 본체(10)의 하부에는 이동가이드부(50) 및 및 상기 헤드부를 구동하는 구동부(60)를 포함할 수 있다.

상기 본체(10)에는 프레임(11) 및 받침부(12)가 경사지게 형성되어 있어, 덕트를 경사지게 절단하는데 용이하도록 할 수 있다.

상기 플랜지 성형부(20)는 덕트의 상하 플랜지의 형상을 제작하는 위한 것으로, 성형지그(21)로 구성되고, 성형지그(21)에는 'ㄷ'형상으로 내측으로 함몰된 함몰부(22)가 형성된다.

성형지그(21)는 중공(23)이 각각 반으로 나뉜 반원 형상의 반원부가 성형되어 서로 대칭되는 구성으로서, 각각 반대 방향으로 슬라이드 이동됨으로써 덕트의 상하 플랜지를 성형할 경우에는 결합되고 성형이 완료된 후에는 분리된다.

절삭롤러에 의해 절삭되는 덕트가 성형부(432)에 의해 함몰부(22)로 인입되어 가압됨으로써 상하 플랜지가 성형된다.

상기 플랜지 접합부(30)는 받침부(12) 상부에 회전 가능하게 결합되며 원형회전판(31), 덕트 고정부재(32), 플랜지 압착부재(33)로 구성될 수 있다.

원형회전판(31)은 중앙이 통공되어 형성된 링형상이고, 원형회전판(31)의 외주면은 톱니 모양으로 형성되고, 회전기어(미도시)에 의해 회전하는 연결톱니가 결합되어 원형회전판(31)을 회전시킨다.

덕트 고정부재(32)는 하나 이상 구비되고 유압 장치(미도시)에 의해 전, 후진하여 덕트를 고정 및 고정해제 한다. 덕트 고정유닛(32)은 덕트가 이동 가이드부를 따라 상하로 이동하는 경우 상방향으로 이동된 덕트를 양쪽에서 가압하여 덕트가 고정될 수 있도록 한다.

플랜지 압착부재(33)는 하나 이상 구비되고, 유압 장치(미도시)에 의해 전후진하며 덕트의 플랜지를 압착한다. 압착부재의 끝단에는 회전가능한 압착롤러(331)가 결합된다.

압착롤러(331)는 덕트의 상부 플랜지와 하부 플랜지에 안착된 상태에서, 플랜지 압착부재(33)가 전진하게 되면 압착롤러가 덕트의 하부 플랜지의 수직부분을 전진방향으로 밀어 누르게 되고 원형회전판(31)이 회전하게 되면 압착롤러가 덕트 하부 플랜지 수직부분을 누른 상태로 덕트 둘레를 회전하게 되어 덕트의 상부 플랜지와 하부 플랜지가 압착되어 상부 플랜지와 하부플랜지가 결합된다. 압착롤러는 복수개가 서로 대칭으로 설치되는 것이 바람직하다.

이동 가이드부(50)는 받침부(12) 하부에 설치되어 덕트가 상하로 이동 가능하도록 중공(53)이 형성된 원통 형상으로, 덕트가 이탈하는 것을 방지한다. 이동 가이드부(50)의 하부에는 덕트를 지지하는 단턱(51)이 형성되어 있으며 덕트를 고정하는 고정유닛(52)이 형성되어 있다.

상기 고정유닛은 유압실린더(521), 상기 유압실린더에 의해 동작하는 로드(522), 상기 로드에 연결되어 로드가 상승할 때 덕트를 가압하여 고정하는 고정부(523), 상기 고정부가 힌지 회전할 수 있도록 고정부에 삽입결합되는 회전축(524), 및 이동가이드부의 상단에 부착되어 상기 회전축을 고정하는 축고정부(525)를 포함한다.

본 실시예에서는 유압실린더와 고정부를 이용하여 덕트 바깥에서 덕트를 가압하여 고정하는 방식을 사용하였으나, 고정부를 덕트 내부에 배치하여 확장하면서 덕트를 고정하는 방식을 사용할 수도 있다.

상기 헤드부(40)는 피니언 기어(426) 및 랙기어(421)에 의해 왕복 운동을 하면서 덕트를 절단 및 성형한다.

상기 구동부(60)는 모터에 연결되어 구동되고, 상기 헤드부를 회전시킨다.

상기 구동부(60)는 모터의 회전을 전달하는 구동전달부(61) 및 상기 구동전달부의 구동력을 전달받아 헤드부(40)의 하우징(41)을 회전시키는 제1 구동부(62) 및 피니언 기어를 회전시키는 제2 구동부(63)를 포함한다.

상기 구동전달부(61)는 외주면에 제1 기어(611) 및 제2 기어(612)가 결합되어 있ekk.

상기 제1 구동부(62)는 외주면에 상기 제1 기어(611)에 대응하여 회전하는 제3 기어(621)가 결합되어 구동전달부(61)의 회전력을 전달받아 헤드부를 회전시킨다.

상기 제2 구동부(63)는 외주면에 상기 제2 기어(612)에 대응하여 회전하는 제4기어(632)가 결합되어 구동전달부(61)의 회전력을 전달받아 피니언 기어를 회전시킨다.

이때 상기 제3 기어(621)와 제4 기어(632)는 기어비가 서로 다르게 형성된다.

제1 기어(611)와 제2 기어(612)비는 동일하고, 제1기어(611)와 맞물려 회전하는 제3기어(621)의 기어비도 동일하다. 하지만, 제2 기어(612)와 맞물려 회전하는 제4기어(632)의 기어비는 서로 상이하다.

기어비의 차이로 제3 기어(621)에 의해 회전하는 하우징(41)과 제4 기어(632)에 의해 회전하는 피니언 기어(426)의 회전비 차이만큼 차이가 발생하고 랙기어(421)가 왕복 운동을 수행하게 된다.

본 실시예에서는 하나의 모터를 사용하여 제1 구동부(62)와 제2 구동부(63)를 회전시키되, 제1 구동부(62)와 제2 구동부(63)에 결합된 기어의 기어비를 다르게 설정하여 회전비를 달리하여 하우징(41)이 회전하는 동안 랙기어(421)가 왕복 운동을 수행하도록 하는 방식을 사용하였지만, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 제1 구동부(62)와 제2 구동부(63)를 별개의 모터로 구동되도록 하여 회전비를 달리 설정할 수도 있다.

상기 헤드부(40)는 하우징(41) 내부에 피니언 기어(426) 및 랙기어(421)가 장착되고, 랙기어(421)의 움직임에 따라 절단성형유닛(43)이 왕복운동을 하게 된다.

구체적으로, 상기 하우징(41)은 제1 방향으로 안착홈(411)이 형성되고, 상기 안착홈에는 랙기어(421)의 움직임에 따라 왕복 운동을 하는 가이드부(42)가 결합된다. 그리고 가이드부는 내부에 슬롯 형태의 중공이 형성되며 피니언 기어(426) 및 랙기어(421)가 장착된다.

절단성형유닛(43)은 가이드부의 상부에 결합되어 상기 중공을 따라 왕복하면서 덕트를 절단 및 성형할 수 있다.

상기 절단성형유닛(43)은 회전하면서 덕트를 절단하는 절단부(431), 및 상기 절단부(431) 상부에 배치되고 절단부(431)보다 지름이 작게 형성되어 회전하면서 덕트의 절단된 부분을 성형하는 성형부(432)를 포함한다. 상기 절단부(431)와 성형부(432)는 원반 형상일 수 있으며, 절단부(431)의 지름이 더 크므로 절단부(431)가 돌출되어 있어 덕트를 먼저 절단하게 되고, 이후 성형부(432)가 절단된 부분을 성형하게 된다.

상기 성형부(432)는 절단부(431)의 상부에 형성된 제1 성형부(432-1)와 절단부의 하부에 형성된 제2 성형부(432-2)를 포함한다.
제1 성형부(432-1)는 상기 절단부(431)의 회전축 방향의 상부에 형성되고, 제2 성형부(432-2)는 상기 절단부(431)의 회전축 방향의 하부에 형성되어, 절단부(431)와 성형부(432)는 동일 회전축으로 회전하면서 덕트의 절단된 부분이 절곡되도록 성형할 수 있다.

상기 제1 성형부(432-1)는 덕트의 절개된 부분의 상부를 절곡하여 상부 플랜지를 성형하고, 상기 제2 성형부(432-2)는 덕트의 절개된 부분의 하부를 절곡하여 하부 플랜지를 성형한다.

상기 제2 성형부는 제1 성형부 보다 지름은 더 작고 두께는 더 두껍게 형성될 수 있다.

상기 제2 성형부(432-2)의 하부는 직각 형상을 하고 있어 덕트의 하부 플랜지가 'ㄴ' 모양으로 절곡될 수 있다. 제2 성형부(432-2)의 두께에 따라 하부 플랜지의 절곡 부분 높이가 달라지므로 필요에 따라 제2 성형부의 두께를 조절할 수 있다.

본 실시예에서는 제1 성형부의 지름을 더 크게 해서 상부 플랜지가 먼저 성형되도록 하였으나, 필요에 따라 제2 성형부의 지름을 더 크게 할 수도 있다.

상기 성형부(432)는 절단부(431)보다 지름이 작고 절단부의 상하로 결합되어 있으므로 절단부가 덕트를 절단한 후 가이드부(42)가 더 전진하면 제1 성형부는 절단된 덕트의 상부를 밀어서 평평한 형태의 상부 플랜지를 성형하고, 제2 성형부는 절단된 덕트의 하부를 밀어서 절곡된 모양의 하부 플랜지를 성형한다.

이때 상기 함몰부(22)는 절단부 및 제1 성형부가 인입되는 부분이 더욱 깊게 파여 있으며 제2 성형부가 인입되는 부분은 돌출되어 하부 플렌지가 절곡된 형상으로 성형될 수 있다.

상기와 같은 구성에 의해 절단성형유닛(43)은 랙기어(421)를 따라 전진하고, 동시에 절단부(431)가 회전하면서 덕트를 절단하고, 덕트가 절단된 상태에서 더 전진하게 되면 성형부(432)가 덕트의 절단된 부분을 밀어서 꺽이도록 성형하게 된다.

상기 가이드부(42)는 측벽에 스프링 삽입홈(424)이 형성된 제1 가이드부(422) 및 제2 가이드부(423)가 결합되어 형성되고, 상기 스프링 삽입홈에는 스프링(425)이 삽입되어 절단 및 성형시 가해지는 충격을 흡수할 수 있다. 즉, 상기 가이드부(42)는 일체로 형성된 것이 아니라 제1 가이드(422)와 제2 가이드부(423) 각각 분리되어 있는 상태에서 스프링 삽입홈 스프링을 삽입한 후 일체로 결합할 수 있다.

종래의 캠운동 방식에 비해 기어 방식의 왕복 운동은 피니언 기어가 같은 방향으로 회전하는 동안은 가이드부가 계속 같은 방향으로 전진하게 되어 자칫 회전 방향을 바꾸어주지 않으면 헤드부(40) 및 덕트가 손상될 수 있다. 따라서 스프링(425)을 이용하여 완충작용을 하도록 할 수 있다.

또한, 덕트 제조시 접합부위는 소재가 두겹으로 겹쳐서 접합되므로 다른 부위보다 두껍게 형성된다. 따라서 절단시 더 강한 저항을 받게 되어 절단부가 뒤로 밀릴 수 있는데, 이때 스프링이 충격을 흡수할 수 있다.

본 실시예에서는 피니언 랙기어 방식으로 절단성형유닛(43)이 왕복 운동을 하는 방식을 사용하였으나, 종래의 캠 방식을 사용할 수도 있음은 물론이다.

도 8은 본 발명의 실시예에서 따른 엘보우 덕트 제조 과정을 나타낸 것으로, 도 8의 (a)는 절단성형유닛이 덕트(1)를 절단하기 전의 상태를 나타낸 것이고, (b)는 절단부(431)가 덕트(1)를 절단한 상태를 나타낸 것이고, (c)는 성형부(432)가 함몰부(22)까지 전진하여 절단 부위를 성형하는 상태를 나타낸 것이고, (d)는 성형지그(21)가 후퇴한 상태를 나타낸 것이다.

엘보우 덕트 제작을 위해서는 원통형의 덕트가 안착되어 있는 이동가이드부(50)를 소정의 설정범위만큼 상방향으로 이동시킨다.

이때 성형지그(21)는 덕트가 서로 이격된 상태를 유지하다가 덕트가 성형을 위해 중공을 통과하여 정지하게 되면 성형지그(21)는 내측방향으로 슬라이드 전진시켜 덕트를 고정시킨다.

덕트가 고정되면 구동부(60)에 의해 헤드부(40)가 회전하면서 전진하게 된다.

헤드부가 전진하면서 도 8의 (b)에 도시된 것과 같이 절단부(431)가 덕트를 절단하게 되고, 이 상태에서 더 전진하게 되면 성형부(432)가 절단된 덕트를 함몰부(22)로 밀어 넣어 가압하여 덕트의 절단부위가 꺽이면서 상부 플랜지와 하부 플랜지를 성형하게 된다.

덕트의 절단 및 성형이 완료되면 덕트고정부재에 의해 덕트는 고정된 상태에서 성형지그(21)를 후진시켜 덕트의 고정을 해제시킨다.

이후 덕트를 상부로 이동하여 하부 플랜지의 수평부가 성형지그(21)의 상부에 접촉되어 안착될 수 있도록 이동시키고 성형지그(21)를 다시 전진시켜 덕트롤 고정하고, 덕트고정부재를 후진시켜 고정을 해제한다.

이 상태에서 압착롤러를 이용하여 덕트의 하부 플랜지의 수직부를 가압하는 동시에 원형회전판(31)을 회전시켜 덕트 둘레에 형성되어 있는 덕트의 하부 플랜지 수직부를 가압하여 눌러줌으로써 절삭된 덕트가 일체로 형성되도록 한다.

덕트의 고정 및 압착롤러를 이용한 공정한 종래 특허문헌 1의 공정과 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 본체 20 : 플랜지 성형부
30 : 플랜지 접합부 40 : 헤드부
50 : 이동가이드부 60 : 구동부

Claims (7)

1. 제1 방향으로 안착홈이 형성된 하우징, 상기 안착홈에 슬라이딩 가능하도록 안착되는 가이드부, 및 상기 가이드부의 일측에 결합되어 회전하면서 덕트를 절단하고 성형하는 절단성형유닛을 포함하는 헤드부;
   상기 하우징을 회전시키는 제1 구동부 및
   상기 가이드부가 왕복 운동을 하도록 구동하는 제2 구동부를 포함하고,
   절단성형유닛은,
   회전하면서 덕트를 절단하는 절단부; 및
   상기 절단부의 회전축 방향의 상부 및 하부에 일체로 형성되어, 동일 회전축으로 회전하면서 덕트의 절단된 부분이 절곡되도록 성형하는 성형부를 포함하고,
   상기 가이드부는
   측벽에 스프링 삽입홈이 형성된 제1 가이드부 및 제2 가이드부가 결합되어 형성되고,
   상기 스프링 삽입홈에는 스프링이 삽입되어 절단 및 성형시 가해지는 충격을 흡수하는 것을 특징으로 하는 엘보우 덕트 제조 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 성형부는 절단부 상부에 배치된 제1 성형부 및 절단부 하부에 배치된 제2 성형부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘보우 덕트 제조 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 제2 성형부는 하부가 직각 형상인 것을 특징으로 하는 엘보우 덕트 제조 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 가이드부는 슬롯 형태의 장공이 형성되며, 내부에 상기 제2 구동부에 의해 회전하는 피니언 기어 및 피니언 기어에 맞물려 움직이는 랙기어가 장착되고, 상기 랙기어의 움직임에 따라 왕복 운동을 하는 것을 특징으로 하는 엘보우 덕트 제조 장치.
   
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 성형부는 절단부보다 지름이 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 엘보우 덕트 제조 장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 제1구동부와 제2구동부는 회전비가 다르게 설정된 것을 특징으로 하는 엘보우 덕트 제조 장치.

Images