KR200485232Y1 - 분지형 파이프 성형 장치 및 이에 의하여 성형된 분지형 파이프 - Google Patents

Abstract

본 고안은 분지형 파이프 성형 장치 및 이에 의하여 성형된 분지형 파이프에 관한 것이다. 본 고안의 실시예에 의한 분지형 파이프 성형 장치의 일 양태는, 파이프의 일부를 소성 변형시키켜서 분지관을 형성하는 분지형 파이프 성형 장치에 있어서: 상기 성형 장치는, 하부 금형; 상기 하부 금형과 함께 상기 파이프가 안착되는 캐비티를 정의하고, 상기 캐비티와 연통되는 분지관 성형홀이 형성되는 상부 금형; 상기 캐비티의 내부에 안착된 상기 파이프의 양단을 가압하는 한쌍의 피딩 펀치; 상기 캐비티의 양단을 밀폐하는 한쌍의 홀더; 상기 캐비티의 내부에 안착된 상기 파이프의 내부로 기설정된 압력으로 유체를 공급하는 유체 공급부; 상기 분지관 성형홀의 내부로 돌출되는 상기 파이프의 일부의 선단에 관통공을 형성하는 카운터 펀치; 및 상기 분지관 성형홀의 내부로 돌출되는 상기 파이프의 일부를 가열하는 가열부; 를 포함한다.

Description

분지형 파이프 성형 장치 및 이에 의하여 성형된 분지형 파이프{APPARATUS OF MOLDING FOR BRANCH TYPE PIPE AND BRANCH TYPE THEREOF}

본 고안은 분지형 파이프 성형 장치 및 이에 의하여 성형된 분지형 파이프에 관한 것이다.

분지형 파이프란, 유체를 2 이상의 방향으로 분배하기 위한 것으로, T자나 Y자 형상으로 형성되는 경우가 많다. 일반적으로 T자나 Y자 형상의 분지형 파이프은, 하이드로포밍 공법에 의하여 제작된다. 하이드로포밍 공법에서는, 금형의 내부에 파이프가 장된한 후 파이프의 내부에 유체가 기설정된 압력으로 공급되면, 유체의 압력에 의하여 금형에 형성되는 성형홀의 형상으로 파이프의 일부가 분지관으로 소성 변형됨으로써 분지형 파이프이 제작된다.

그러나 이와 같은 종래 기술에서는, 파이프의 내부로 공급되는 유체의 압력에 의하여 파이프의 일부가 소성 변형되므로, 파이프의 재질의 강성이 큰 경우에는, 소성 변형을 위하여 제공되는 유체의 압력이 증가되어야 하거나, 소성 변형시 파이프의 국부적인 탄성 저하에 따른 손상이 우려될 수 있다. 또한 종래에는, 소성 변형되는 파이프의 일부에서의 가공 경화에 의하여, 충분한 소성 변형량이 확보되지 못하거나, 사용 과정에서 경도 증가에 따른 손상이 문제될 수 있다.

1. 선행특허문헌 1 대한민국 특허공개공보 제2013-0038635호(명칭: 하이드로포밍 공법을 이용한 T형 연결부 제조장치 및 이를 이용한 T형 연결부 제조방법) 2. 선행특허문헌 2 대한민국 특허공개공보 제2014-0134356호(명칭: 하이드로 성형방법을 활용한 에어컨 설치용 분지관 성형 방법 및 상기 방법으로 성형된 분지관)

본 고안은 상술한 바와 같은 종래 기술에 의한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은, 보다 효율적으로 분지형 파이프을 제작할 수 있도록 구성되는 분지형 파이프 성형 장치 및 성형 방법을 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은, 성형 과정에서의 가공 경화를 방지할 수 있도록 구성되는 분지형 파이프 성형 장치 및 성형 방법을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 실시예에 의한 분지형 파이프 성형 장치의 일 양태는, 파이프의 일부를 소성 변형시키켜서 분지관을 형성하는 분지형 파이프 성형 장치에 있어서: 상기 성형 장치는, 하부 금형; 상기 하부 금형과 함께 상기 파이프가 안착되는 캐비티를 정의하고, 상기 캐비티와 연통되는 분지관 성형홀이 형성되는 상부 금형; 상기 캐비티의 내부에 안착된 상기 파이프의 양단을 가압하는 한쌍의 피딩 펀치; 상기 캐비티의 양단을 밀폐하는 한쌍의 홀더; 상기 캐비티의 내부에 안착된 상기 파이프의 내부로 기설정된 압력으로 유체를 공급하는 유체 공급부; 상기 분지관 성형홀의 내부로 돌출되는 상기 파이프의 일부의 선단에 관통공을 형성하는 카운터 펀치; 상기 분지관 성형홀의 내부로 돌출되는 상기 파이프의 일부를 가열하는 가열부; 및 상기 가열부에 의하여 상기 분지관 성형홀의 내부로 돌출되는 상기 파이프의 일부가 유도 가열되는 과정에서의 열을 차단하는 열 차단부; 를 포함한다.

본 고안의 실시예에 의한 분지형 파이프 성형 장치의 일 양태에서, 상기 가열부는, 전류를 공급받아서 상기 분지관 성형홀의 내부로 돌출되는 상기 파이프의 일부를 유도 가열한다.

본 고안의 실시예에 의한 분지형 파이프 성형 장치의 일 양태에서, 상기 유체 공급부에 의하여 상기 파이프의 내부에 유체가 공급되기 전 또는 이와 동시에 상기 가열부에 전류가 공급된다.

본 고안의 실시예에 의한 분지형 파이프 성형 장치의 일 양태에서, 상기 가열부에 공급되는 전류는, 상기 파이프의 재질에 따라서 그 주파수가 가변된다.

본 고안의 실시예에 의한 분지형 파이프 성형 방법의 일 양태는, 제 1 항의 분지형 파이프 성형 장치를 사용하여 분지형 파이프를 성형하는 방법에 있어서: 상기 파이프가, 상기 캐비티의 내부에 안착되는 파이프 안착 단계(S10); 상기 피딩 펀치 및 유체 공급부가, 상기 파이프의 일부가 소성 변형되어 상기 분지관 성형홀의 내부로 돌출되도록, 상기 파이프의 양단을 가압하고 상기 파이프의 내부로 유체를 공급하는 파이프 변형 단계(S20); 및 상기 카운터 펀치가, 상기 분지관 성형홀의 내부로 돌출되는 상기 파이프의 선단에 관통공을 형성하는 천공 단계(S30); 를 포함하고, 상기 파이프 변형 단계(S20)에서, 상기 가열부가 상기 분지관 성형홀의 내부로 돌출되는 상기 파이프의 일부를 가열한다.

본 고안의 실시예에 의한 분지형 파이프 성형 방법의 일 양태에서, 상기 가열부는, 적어도 상기 파이프 변형 단계(S20)의 개시 전 또는 상기 파이프 변형 단계(S20)와 동시에 전류를 인가받아서 상기 분지관 성형홀의 내부로 돌출되는 상기 파이프의 일부를 유도 가열한다.

본 고안의 실시예에 의한 분지형 파이프 성형 방법의 다른 양태는, 제 1 항의 분지형 파이프 성형 장치를 사용하여 분지형 파이프를 성형하는 방법에 있어서: 상기 파이프가, 상기 캐비티의 내부에 안착되는 파이프 안착 단계(S10); 상기 가열부가, 전류를 인가받는 가열부 전원 인가 단계(S21); 상기 피딩 펀치가, 상기 파이프의 양단을 가압하는 파이프 가압 단계(S22); 상기 유체 공급부가, 상기 파이프의 내부로 기설정된 압력으로 유체를 공급하는 유체 공급 단계(S23); 및 상기 카운터 펀치가, 상기 피딩 펀치에 의한 가압 및 상기 유체 공급부에 의하여 공급되는 유체에 의하여 상기 분지관 성형홀의 내부로 돌출되는 상기 파이프의 선단에 관통공을 형성하는 천공 단계(S30); 를 포함하고, 상기 분지관 성형홀의 내부로 돌출되는 상기 파이프의 일부는, 상기 가열부에 의하여 유도 가열된다.

본 고안의 실시예에 의한 분지형 파이프 성형 방법의 다른 양태에서, 상기 가열부 전원 인가 단계(S21)는, 상기 파이프 가압 단계(S22) 및 유체 공급 단계(S23) 이전 또는 상기 파이프 가압 단계(S22) 및 유체 공급 단계(S23)와 동시에 개시된다.

본 고안의 실시예에 의한 분지형 파이프의 일 양태는, 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 분지형 파이프 성형 방법에 의하여 성형된다.

본 고안의 실시예에 의한 분지형 파이프 성형 장치 및 이에 의하여 성형된 분지형 파이프에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있게 된다.

먼저 본 고안의 실시예에서는, 분지관 성형홀의 내부로 소성 변형되는 파이프의 일부가 가열부에 의하여 가열된다. 따라서 본 고안의 실시예에서는, 상대적으로 강성이 높은 재질의 파이프의 경우에도 보다 용이하게 성형할 수 있게 된다.

또한 본 고안의 실시예에서는, 가열부에 의한 가열에 의하여 성형 과정에서 파이프의 가공 경화가 방지된다. 따라서 본 고안의 실시예에 의하면, 파이프의 충분한 소성 변형량을 확보할 수 있고, 파이프의 경도 증가에 따른 문제점도 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 고안의 제1실시예에 의한 분지형 파이프 성형 장치를 보인 구성도.
도 2는 본 고안의 제2실시예에 의한 분지형 파이프 성형 장치를 보인 구성도.
도 3은 본 고안의 실시예에 의한 분지형 파이프 성형 방법에 따라서 분지형 파이프을 성형하는 단계를 보인 작업 흐름도.
도 4 내지 도 6은 본 고안의 실시예에 의하여 분지형 파이프을 성형하는 과정을 보인 작업 상태도.

이하에서는 본 고안의 제1실시예에 의한 분지형 파이프 성형 장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안의 제1실시예에 의한 분지형 파이프 성형 장치를 보인 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 분지형 파이프 성형 장치(1)는, 파이프(10)(도 5 및 도 6 참조)의 일부를 소성 변형시키켜서 분지관(11)(도 6 참조)을 형성한다. 상기 분지형 파이프 성형 장치(1)는, 하부 금형(100), 상부 금형(200), 한쌍의 피딩 펀치(300), 한쌍의 홀더(400), 유체 공급부(500), 카운터 펀치(600) 및 가열부(700)를 포함한다.

보다 상세하게는, 하부 금형(100) 및 상부 금형(200)은, 상기 파이프(10)가 안착되는 캐비티(C)를 정의한다. 실질적으로 상기 캐비티(C)의 내부에 상기 파이프(10)가 안착될 수 있도록 상기 상부 금형(200)이 상기 하부 금형(100)에 대하여 상하로 이동 가능하게 설치될 수 있다. 또한 상기 상부 금형(200)에는, 분지관 성형홀(210)이 형성된다. 상기 분지관 성형홀(210)은, 상기 캐비티(C)와 연통되도록 상기 상부 금형(200)을 관통하여 형성될 수 있다.

그리고 상기 피딩 펀치(300)는, 상기 캐비티(C)의 내부에 안착된 상기 파이프(10)의 양단을 가압한다. 이를 위하여 도시되지는 않았으나, 상기 피딩 펀치(300)를 구동하기 위한 구동부가 구비될 것이다.

상기 홀더(400)는, 상기 캐비티(C)의 양단을 차폐하는 역할을 한다. 예를 들면, 상기 홀더(400)는, 상기 피딩 펀치(300)와 별개로 성형되어 상기 피딩 펀치(300)에 각각 고정되거나, 상기 피딩 펀치(300)와 각각 일체로 성형될 수 있을 것이다.

한편 상기 유체 공급부(500)는, 상기 캐비티(C)의 내부에 안착된 상기 파이프(10)의 내부로 기설정된 압력으로 유체를 공급한다. 실질적으로 상기 유체 공급부(500)는, 상기 피딩 펀치(300) 및 홀더(400)를 관통하는 유체 공급관(510)을 통하여 상기 캐비티(C)의 내부에 안착된 상기 파이프(10)의 내부로 유체를 공급할 수 있다.

또한 상기 카운터 펀치(600)는, 상기 피딩 펀치(300)의 가압 및 상기 유체 공급부(500)에 의하여 기설정된 압력으로 공급되는 유체에 의하여 상기 분지관 성형홀(210)의 내부로 돌출되는 상기 파이프(10)의 일부의 선단에 관통공을 형성한다. 이를 위하여 상기 카운터 펀치(600)는, 상기 분지관 성형홀(210)의 내부에 이동 가능하게 설치될 수 있다.

본 실시예에서는, 상기 가열부(700)가 상기 분지관 성형홀(210)의 내부로 돌출되는 상기 파이프(10)의 일부를 가열하는 역할을 한다. 이는, 상기 파이프(10)의 일부가 소성 변형하여 상기 분지관 성형홀(210)의 내부로 돌출되는 과정에서의 가공성을 증진시키기 위함이다. 특히, 본 실시예에서는, 상기 가열부(700)가, 전류를 공급받아서 상기 분지관 성형홀(210)의 내부로 돌출되는 상기 파이프(10)의 일부를 유도 가열한다. 이때 상기 가열부(700)는, 상기 유체 공급부(500)에 의하여 상기 파이프(10)의 내부에 유체가 공급되기 전 또는 적어도 이와 동시에 전류를 공급받는다. 또한 상기 가열부(700)에 공급되는 전류는, 상기 파이프(10)의 재질에 따라서 상기 파이프(10)의 유도 가열이 이루어지도록 그 주파수가 가변될 것이다.

이하에서는 본 고안의 제2실시예에 의한 분지형 파이프 성형 장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 고안의 제2실시예에 의한 분지형 파이프 성형 장치를 보인 구성도이다. 본 실시예의 구성 요소 중 상술한 본 고안의 제1실시예의 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대해서는 도 1의 도면 부호를 원용하고, 이에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 의한 분지형 파이프 성형 장치(2)는 열 차단부(800)를 더 포함한다. 상기 열 차단부(800)는, 가열부(700)에 의하여 분지관 성형홀(210)의 내부로 돌출되는 파이프(10)의 일부가 유도 가열되는 과정에서의 발생되는 열을 차단하는 역할을 한다. 이는 상기 가열부(700)에 의하여 상기 파이프(10)의 일부가 유도 가열되어 발생되는 열이, 상부 금형(200)을 통하여 상기 파이프(10)의 다른 부분이나 다른 부품으로 전달되는 현상을 방지하기 위함이다.

이하에서는 본 고안의 실시예에 의한 분지형 파이프 성형 방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 본 고안의 실시예에 의한 분지형 파이프 성형 방법에 따라서 분지형 파이프을 성형하는 단계를 보인 작업 흐름도이다. 도 4 내지 도 6은 본 고안의 실시예에 의하여 분지형 파이프을 성형하는 과정을 보인 작업 상태도이다.

도 3을 참조하면, 본 실시예는, 파이프 안착 단계(S10), 파이프 변형 단계(S20) 및 천공 단계(S30)에 의하여 분지형 파이프가 성형된다.

보다 상세하게는, 도 4에 도시된 바와 같이, 파이프 안착 단계(S10)에서는 파이프(10)가, 캐비티(C)의 내부에 안착된다. 실질적으로 상부 캐비티(C)가 하부 캐비티(C)에 대하여 상방으로 이동하여 캐비티(C)가 개방된 상태에서, 상기 파이프(10)가 상기 캐비티(C)의 내부에 안착될 수 있다.

그리고 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 파이프 변형 단계(S20)에서는, 상기 캐비티(C)의 내부에 안착된 상기 파이프(10)의 소성 변형이 이루어짐으로써, 실질적으로 분지관(11)이 형성된다. 본 실시예에서는, 상기 파이프 변형 단계(S20)가, 가열부 전원 인가 단계(S21), 파이프 가압 단계(S22) 및 유체 공급 단계(S23)를 포함한다. 상기 가열부 전원 인가 단계(S21)에서는, 가열부(700)가 전류를 인가받는다. 그리고 상기 파이프 가압 단계(S22) 및 유체 공급 단계(S23)는, 피딩 펀치(300)에 의한 상기 파이프(10)의 양단의 가압 및 유체 공급부(500)에 의한 상기 파이프(10)의 내부로 기설정된 압력으로의 유체의 공급이 이루어짐으로써, 분지관 성형홀(210)의 내부로 상기 파이프(10)의 일부가 돌출되어 분지관(11)이 성형된다.

특히, 본 실시예에서는, 상기 가열부 전원 인가 단계(S21)는, 상기 파이프 가압 단계(S22) 및 유체 공급 단계(S23) 이전 또는 상기 파이프 가압 단계(S22) 및 유체 공급 단계(S23)와 동시에 개시된다. 따라서 본 실시예에 의하면, 상기 가열부(700)에 의하여 상기 분지관 성형홀(210)의 내부로 돌출되는 상기 파이프(10)의 일부, 즉 상기 분지관(11)이 유도 가열될 수 있을 것이다. 그리고 이와 같은 상기 분지관(11)의 유도 가열에 의하여 상기 파이프(10)가 상대적으로 강성이 높은 재질로 성형되는 경우에도, 보다 용이하게 상기 분지관(11)을 성형할 수 있게 된다. 또한 동일한 상기 분지관(11)의 성형을 위하여 상기 파이프(10)의 내부로 공급되는 유체의 압력도 상대적으로 감소시킬 수 있게 된다. 뿐만 아니라, 상기 가열부(700)에 의한 가열에 의하여 성형 과정에서 상기 분지관(11)의 가공 경화가 방지될 수 있다.

한편 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 천공 단계(S30)에서는, 카운터 펀치(600)가 상기 분지관 성형홀(210)의 내부로 돌출되는 상기 파이프(10)의 선단에 관통공을 형성한다. 마지막으로 상기 캐비티(C)로부터 상기 파이프(10)를 분리한 후 상기 분지관(11)의 선단을 후가공함으로써, 분지형 파이프의 성형이 완료된다.

이와 같은 본 고안의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 고안의 권리범위는 첨부한 실용신안등록청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

100: 하부 금형 200: 상부 금형
210: 분지관 성형홀 300: 피딩 펀치
400: 홀더 500: 유체 공급부
600: 카운터 펀치 700: 가열부
800: 열 차단부

Claims (9)

1. 파이프(10)의 일부를 소성 변형시키켜서 분지관(11)을 형성하는 분지형 파이프 성형 장치에 있어서:
   상기 성형 장치는,
   하부 금형(100);
   상기 하부 금형(100)과 함께 상기 파이프(10)가 안착되는 캐비티(C)를 정의하고, 상기 캐비티(C)와 연통되는 분지관 성형홀(210)이 형성되는 상부 금형(200);
   상기 캐비티(C)의 내부에 안착된 상기 파이프(10)의 양단을 가압하는 한쌍의 피딩 펀치(300);
   상기 캐비티(C)의 양단을 밀폐하는 한쌍의 홀더(400);
   상기 캐비티(C)의 내부에 안착된 상기 파이프(10)의 내부로 기설정된 압력으로 유체를 공급하는 유체 공급부(500);
   상기 분지관 성형홀(210)의 내부로 돌출되는 상기 파이프(10)의 일부의 선단에 관통공을 형성하는 카운터 펀치(600);
   상기 분지관 성형홀(210)을 둘러싸도록 상기 상부 금형(200)의 내부에 설치되고, 상기 분지관 성형홀(210)의 내부로 돌출되는 상기 파이프(10)의 일부를 가열하는 가열부(700); 및
   상기 캐비티(C)와 가열부(700) 사이에 적어도 일부가 위치되도록 상기 상부 금형(200)의 내부에 설치되고, 상기 가열부(700)에 의하여 상기 분지관 성형홀(210)의 내부로 돌출되는 상기 파이프(10)의 일부가 유도 가열되는 과정에서 발생하는 열이 상기 캐비티(C)에 안착되는 상기 파이프(10)의 나머지로 전달되는 현상을 차단하는 열 차단부(800); 를 포함하는 분지형 파이프 성형 장치.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 유체 공급부(500)에 의하여 상기 파이프(10)의 내부에 유체가 공급되기 전 또는 이와 동시에 상기 가열부(700)에 전류가 공급되는 분지형 파이프 성형 장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 가열부(700)에 공급되는 전류는, 상기 파이프(10)의 재질에 따라서 그 주파수가 가변되는 분지형 파이프 성형 장치.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제

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