KR200493199Y1 - 튜브 벤딩 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 벤딩 과정에서 벤딩되는 튜브의 내측 부위 및 외측 부위가 변형되어 손상되는 것을 방지할 수 있고, 고속 벤딩이 가능하여 생산성을 높일 수 있는 튜브 벤딩 장치를 제공함에 있다. 이를 위한 본 고안은 튜브를 고정 지지하는 튜브 홀딩부 및 튜브를 벤딩시키는 튜브 벤딩부를 포함하되, 상기 튜브 벤딩부는, 상기 튜브의 일측 외주면이 접촉 지지되는 제1 지지홈이 외주면에 구비되는 고정금형과, 상기 튜브의 타측 외주면이 접촉 지지되는 제2 지지홈이 구비되는 이동금형과, 상기 고정금형의 중심선과 일치되는 회전축을 중심으로 회전 가능하게 설치되며 상기 고정금형을 중심으로 상기 이동금형을 회전시키는 회전블록, 및 상기 회전블록 상에서 상기 고정금형의 반경 방향으로 이동 가능하게 설치되며 상기 제1 지지홈과 상기 제2 지지홈 사이에 상기 튜브가 접촉 지지되도록 상기 고정금형을 향해 상기 이동금형을 이동시키는 가압블록을 포함하고, 상기 이동금형은, 상기 가압블록 상에서 상기 고정금형의 반경 방향에 직교하는 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 벤딩을 위한 상기 회전블록의 회전 시 상기 제2 지지홈에 접촉 지지된 상기 튜브와의 마찰로 인하여 상기 회전블록의 각속도보다 느린 각속도로 회전되도록 한 특징을 개시한다.

Description

튜브 벤딩 장치{TUBE BENDING APPARATUS}

본 고안은 튜브 벤딩 장치에 관한 것으로, 상세하게는 벤딩되는 튜브의 내측 부위 및 외측 부위가 변형되어 손상되는 것을 방지하고 고속의 벤딩 작업이 가능한 튜브 벤딩 장치에 관한 것이다.

튜브나 파이프는 기체 또는 액체 등과 같은 유체 수송에 사용될 수 있으며, 생활용 시설 또는 공업용 시설 등에 널리 사용되고 있다. 이러한 튜브나 파이프는 방향을 변경하거나, 설치되는 장소의 제약 등으로 인하여 다양한 각도로 벤딩되어 사용될 수 있다.

일반적으로 튜브 벤딩 장치는, 벤딩하고자 하는 직선의 튜브를 고정 지지하기 위한 고정테이블 및 상기 고정테이블의 일측에 배치되어 튜브를 벤딩시키기 위한 벤딩다이를 포함하며, 상기 벤딩다이는 튜브의 내측 외주면이 밀착되는 내측다이 및 튜브의 외측 외주면이 밀착되는 외측다이를 포함한다.

즉, 내측다이와 외측다이를 서로 밀착시켜 그 사이에 튜브를 클램핑한 상태에서, 상기 내측다이는 중심축을 중심으로 회전되고, 상기 외측다이는 내측다이의 중심축을 중심으로 내측다이와 함께 회전하게 되면서 튜브를 벤딩하게 된다.

이와 같이 내측다이와 외측다이 사이에 클램핑된 튜브는, 벤딩 과정에서 내측다이와 외측다이의 회전에 따라 당겨지면서 벤딩되기 때문에, 벤딩 부분에서 변형이나 손상이 발생될 수 있다.

예를 들면, 벤딩된 튜브의 내측 부위는 수축되어 주름이 발생될 수 있고, 벤딩된 튜브의 외측 부위는 신장되어 튜브의 두께가 얇아지거나 스크래치 등의 손상이 발생될 수 있다.

이와 같이 튜브의 벤딩된 부위에서 발생되는 변형은 튜브의 내부를 흐르는 유체의 흐름을 방해할 뿐만 아니라 사용 중 쉽게 손상되는 문제가 발생된다.

한편 열 교환기로 사용되는 튜브와 같이 열전도성이 우수한 소재로 제작되는 특정 소재의 튜브는, 벤딩 과정에서 벤딩 부위의 온도가 상승되는 현상이 발생될 수 있는데, 만약 고속의 벤딩 작업을 반복하여 수행할 경우에는 그 속도에 비례하여 벤딩 부위의 온도가 상승하게 되고, 이처럼 벤딩되는 부분에서 온도가 상대적으로 상승할 시에는 벤딩 과정에서 전술한 변형이나 손상이 더욱 심각한 수준에 이르는 문제가 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0658510호(2006.12.19. 공고)

본 고안의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안은 벤딩 과정에서 벤딩되는 튜브의 내측 부위 및 외측 부위가 변형되어 손상되는 것을 방지할 수 있고, 고속 벤딩이 가능하여 생산성을 높일 수 있는 튜브 벤딩 장치를 제공함에 있다.

상술한 본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 튜브 벤딩 장치는, 튜브를 고정 지지하는 튜브 홀딩부; 및 상기 튜브 홀딩부의 일측에 배치되며, 상기 튜브의 일측 외주면이 접촉 지지되는 제1 지지홈이 외주면에 구비되는 고정금형 및 상기 튜브의 타측 외주면이 접촉 지지되는 제2 지지홈이 구비되는 이동금형을 가지며, 상기 제1 지지홈 및 상기 제2 지지홈 사이에 상기 튜브를 접촉 지지한 채 상기 고정금형을 중심으로 상기 이동금형을 회전하면서 상기 튜브를 벤딩시키는 튜브 벤딩부;를 포함하되, 상기 튜브 벤딩부는, 상기 고정금형의 중심선과 일치되는 회전축을 중심으로 회전 가능하게 설치되며 상기 고정금형을 중심으로 상기 이동금형을 회전시키는 회전블록; 및 상기 회전블록 상에서 상기 고정금형의 반경 방향으로 이동 가능하게 설치되며 상기 제1 지지홈과 상기 제2 지지홈 사이에 상기 튜브가 접촉 지지되도록 상기 고정금형을 향해 상기 이동금형을 이동시키는 가압블록을 더 포함할 수 있으며, 이때 상기 이동금형은, 상기 가압블록 상에서 상기 고정금형의 반경 방향에 직교하는 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 벤딩을 위한 상기 회전블록의 회전 시 상기 제2 지지홈에 접촉 지지된 상기 튜브와의 마찰로 인하여 상기 회전블록의 각속도보다 느린 각속도로 회전되는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 제1 지지홈은, 벤딩되는 상기 튜브의 일측 외주면 영역의 변형을 수용하도록 오목 형성되는 제1 수용홈부를 포함할 수 있고, 상기 제2 지지홈은, 벤딩되는 상기 튜브의 타측 외주면 영역의 변형을 수용하도록 오목 형성되는 제2 수용홈부를 포함할 수 있다.

또한 상기 튜브 벤딩부는, 상기 가압블록과 이동금형을 연결하며, 상기 가압블록의 이동과 연동하여 상기 이동금형이 상기 튜브로부터 이격됨과 동시에 상기 이동금형을 초기 위치로 복귀시키는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.

또한 본 고안의 튜브 벤딩 장치에 있어서, 상기 튜브 홀딩부 및 상기 튜브 벤딩부를 향해 미리 설정된 간격으로 상기 튜브를 반복하여 이송하는 튜브 이송부를 더 포함할 수도 있다.

또한 본 고안의 튜브 벤딩 장치에 있어서, 상기 튜브 홀딩부는, 상기 튜브의 일측 외주면이 접촉 지지되는 제1 안착홈을 가지는 고정클램프; 상기 튜브의 타측 외주면이 접촉 지지되는 제2 안착홈을 가지며 상기 고정클램프를 향해 이동 가능하게 설치되는 이동클램프; 상기 고정클램프와 상기 이동클램프 사이에 배치되어 상기 고정클램프에 대해 상기 이동클램프를 이격시키는 이격부재; 및 상기 이동클램프와 연결되며, 상기 이격부재를 압축시키면서 상기 고정클램프를 향해 상기 이동클램프를 근접시키는 홀딩구동부를 포함할 수 있다.

또한 본 고안의 튜브 벤딩 장치에 있어서, 상기 고정금형의 둘레 일측에 배치되며, 상기 튜브 벤딩부를 통과한 상기 튜브가 일정 피치를 가지는 다각의 코일 형상으로 형성되도록, 상기 튜브의 하측 외주면과 접촉되는 경사안내부가 구비된 피치조정부를 더 포함할 수도 있다.

본 고안에 따른 튜브 벤딩 장치는 벤딩 시 튜브의 외측 부위에서 발생되는 신장력과 반대되는 방향으로 이동금형이 이동되도록 구성함으로서, 벤딩되는 튜브의 외측 부위에서 발생되는 신장력 및 마찰력을 상쇄시킬 수 있다.

또한 본 고안에 따른 튜브 벤딩 장치는 회전블록보다 이동금형의 각속도를 느리게 함으로서, 튜브의 벤딩 부위에서 온도가 급격히 상승되는 것을 방지할 수 있으며, 이로서 고속의 벤딩 작업이 가능하다.

또한 본 고안에 따른 튜브 벤딩 장치는 고정금형 및 이동금형에 튜브의 내측 부위 및 외측 부위에서 발생되는 변형을 유도하여 수용하는 수용홈부를 구비함으로서, 튜브의 벤딩되는 내측 부위에서 주름이 발생되거나 외측 부위의 두께가 얇아지는 문제를 예방할 수 있다.

또한 본 고안에 따른 튜브 벤딩 장치는 벤딩 후 이동금형의 위치를 신속히 복귀시킴으로서, 반복되는 벤딩 작업을 보다 신속하고 정확하게 수행할 수 있다.

도 1은 본 고안에 따른 벤딩 장치를 설명하기 위한 평면 예시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 튜브 이송부를 설명하기 위한 정면 예시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 튜브 홀딩부를 설명하기 위한 정면 예시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 튜브 벤딩부를 설명하기 위한 정면 예시도이다.
도 5는 본 고안에 따른 튜브 벤딩부의 제1 지지홈 및 제2 지지홈을 설명하기 위한 확대도이다.
도 6은 본 고안에 따른 튜브 벤딩부의 가압블록과 이동금형의 결합 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 고안에 따른 튜브 벤딩부의 작동 과정을 설명하기 위한 상태도이다.
도 8은 본 고안에 따른 피치조정부를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 고안에 따른 튜브 벤딩 장치를 통해 제작된 튜브를 나타낸 예시도이다.

이하 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 고안의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략된다.

도 1은 본 고안에 따른 벤딩 장치를 설명하기 위한 평면 예시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 튜브 이송부를 설명하기 위한 정면 예시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 튜브 홀딩부를 설명하기 위한 정면 예시도이며, 도 4는 도 1에 도시된 튜브 벤딩부를 설명하기 위한 정면 예시도이다.

본 고안에 따른 벤딩 장치는 테이블(100), 튜브 이송부(200), 튜브 홀딩부(300), 튜브 벤딩부(400)를 포함할 수 있다.

테이블(100)은 튜브 이송부(200), 튜브 홀딩부(300) 및 튜브 벤딩부(400)의 설치 및 튜브(10)가 벤딩되는 작업 공간을 제공할 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 튜브 이송부(200)는 벤딩 하고자 하는 직선의 튜브(10)를 튜브 벤딩부(400) 측으로 이송시키는 것으로, 이송유닛(210), 셔틀테이블(230), 고정유닛(250)을 포함할 수 있다.

이송유닛(210)은 테이블(100) 상에 놓인 셔틀테이블(230)을 직선 이송시키는 것으로, 미리 일정한 구동 스트로크를 가지도록 설정될 수 있으며, 이송유닛(210)의 설정된 스트로크 범위 내에서 셔틀테이블(230)은 전진 및 후진되며 왕복 이송될 수 있다.

이송유닛(210)은 볼스크류(211)를 조합한 직선이송 구조체가 적용될 수 있는데, 예를 들면 직선의 튜브(10)와 나란하게 배치되며 테이블(100) 상에서 회전 가능하게 설치되는 볼스크류(211), 셔틀테이블(230)에 구비되며 상기 볼스크류(211)와 나사 결합되는 너트블록(212), 및 상기 볼스크류(211)를 회전시키는 이송구동부(215)를 포함할 수 있다. 또 볼스크류(211)와 나란하게 테이블(100) 상에 설치되는 가이드레일(213), 및 셔틀테이블(230)에 구비되며 상기 가이드레일(213) 상에서 슬라이드 가능하게 결합되는 가이더(214)를 포함할 수 있다.

고정유닛(250)은 셔틀테이블(230) 상에 설치되어 셔틀테이블(230)과 연동하는 이동하며 튜브(10)를 선택적으로 고정 지지할 수 있다.

고정유닛(250)은 셔틀테이블(230) 상에 설치되며 튜브(10)를 사이에 두고 양측에 배치되는 한 쌍의 클램프를 포함할 수 있다.

구체적으로, 튜브(10)의 이송 방향에 직교하는 방향으로 이동 가능하게 설치되며 튜브(10)의 일측 외주면이 접촉 지지되는 제1 고정홈(251a)을 가지는 제1 클램프(251), 및 제1 클램프(251)와 마주하도록 튜브(10)의 이송 방향에 직교하는 방향으로 이동 가능하게 설치되며 튜브(10)의 타측 외주면이 접촉 지지되는 제2 고정홈(252a)을 가지는 제2 클램프(252)를 포함할 수 있다. 또한 제1 클램프(251)를 이동시키는 제1 클램프 구동부(253), 및 제2 클램프(252)를 이동시키는 제2 클램프 구동부(254)를 포함할 수 있다. 제1 클램프 구동부(253) 및 제2 클램프 구동부(254)는 공압 실린더일 수 있다.

도 1 및 3을 참조하면, 튜브 홀딩부(300)는 튜브 벤딩부(400)의 전방에 배치되어 벤딩 중인 튜브(10)를 고정 지지하는 것으로, 고정클램프(310), 이동클램프(320), 이격부재(330), 홀딩구동부(340)를 포함할 수 있다.

고정클램프(310)는 튜브(10)의 일측 외주면이 접촉 지지되는 제1 안착홈(311)이 구비될 수 있다.

이동클램프(320)는 튜브(10)의 타측 외주면이 접촉 지지되는 제2 안착홈(321)이 구비될 수 있으며, 테이블(100) 상에서 고정클램프(310)를 향해 이동 가능하게 설치될 수 있다.

이격부재(330)는 코일스프링일 수 있으며, 고정클램프(310)와 이동클램프(320) 사이에 긴장 상태로 배치될 수 있다. 이격부재(330)는 복원력에 의하여 고정클램프(310)로부터 이동클램프(320)를 이격시킬 수 있다.

고정클램프(310)는 후술되는 튜브 벤딩부(400)의 고정금형(410)과 튜브(10)의 길이 방향을 따라 나란하게 배치될 수 있다. 다시 말해, 고정클램프(310)는 튜브(10)의 길이 방향을 따라 고정금형(410)의 후방에서 접선 상에 배치될 수 있다.

따라서 직선 이송되는 튜브(10)는 고정금형(410)의 외주면에 형성된 제1 지지홈(411)에 정확히 안착될 수 있다.

한편 다양한 크기의 튜브(10) 혹은 벤딩 부위의 곡률 조건에 따라 다양한 크기(직경)를 가지는 고정금형(410)이 사용될 수 있는데, 이러한 고정금형(410)의 교체에 따라 고정클램프(310)의 위치도 함께 조정될 필요가 있다.

즉, 고정유닛(250)에는 고정클램프(310)의 위치를 미세 조정하기 위한 위치조정수단(350)을 더 포함할 수 있다.

위치조정수단(350)으로서, 고정클램프(310)는 테이블(100) 상에서 이동클램프(320)를 향해 이동 가능하게 설치될 수 있고, 일단에는 외주면에 나사가공부가 형성된 조절봉(352)이 구비될 수 있으며, 이러한 조절봉(352)은 조정너트(353) 및 테이블(100)에 결합된 기준블록(351)을 순차적으로 관통하며 나사 결합될 수 있다.

따라서 조정너트(353)의 회전 정도에 따라 고정클램프(310)는 튜브(10)의 이송 방향에 직교하는 방향으로 위치가 조정될 수 있다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 튜브 벤딩부(400)는 실질적으로 원하는 곡률로 튜브(10)를 벤딩하는 것으로, 고정금형(410), 이동금형(460), 회전블록(420), 제1 벤딩구동부(430), 가압블록(440), 제2 벤딩구동부(450)를 포함할 수 있다.

고정금형(410)은 테이블(100) 상에 고정 결합될 수 있으며, 튜브 홀딩부(300)에 고정 지지된 튜브(10)가 접선 상에 배치될 수 있다.

고정금형(410)은 벤딩되는 튜브(10)의 내측 부위를 성형하는 것으로, 벤딩되는 튜브(10)의 내측 부위의 반경과 상응하는 반경을 가지는 원통체 구조를 이룰 수 있다.

고정금형(410)은 튜브(10)의 일측 외주면이 접촉 지지되는 제1 지지홈(411)이 외주면에 구비될 수 있다.

제1 지지홈(411)은 튜브(10)의 절반에 해당하는 반단면 형상과 대응되는 형상으로 형성될 수 있으며, 튜브(10)의 단면이 원형인 경우 튜브(10)의 절반에 해당하는 반원 형상으로 형성될 수 있다.

도 5를 참조하면, 제1 지지홈(411)에는 벤딩되는 튜브(10)의 내측 외주면 영역의 변형을 수용하도록 오목 형성되는 제1 수용홈부(411a)가 구비될 수 있다.

제1 수용홈부(411a)는 제1 지지홈(411)의 중앙부에 형성될 수 있으며, 이는 벤딩되는 튜브(10)의 내측 부위 중에서 가장 많은 변형이 일어나는 부분일 수 있다. 즉, 주름이 가장 많이 형성되는 부분일 수 있다.

제1 지지홈(411)이 일정 반경을 가지는 반원 형상으로 형성되는 경우, 제1 수용홈부(411a)는 제1 지지홈(411)의 반경보다 작은 크기의 반경을 가지는 원호 형상으로 형성될 수 있다.

이러한 제1 수용홈부(411a)는 튜브(10)가 벤딩될 시 수축되는 튜브(10)의 내측 부위를 수용하여 주름이 생기는 것을 방지할 수 있다.

구체적으로, 튜브(10)가 벤딩될 시 튜브(10)의 일측 외주면 즉, 내측 부위의 대부분은 제1 지지홈(411)에 접촉되고, 가장 많은 변형이 발생되는 내측 부위의 나머지 부분은 제1 수용홈부(411a)에 의해 비접촉된 상태를 유지하게 된다. 따라서 튜브(10)의 벤딩 시 수축되려는 내측 부위는 비접촉 상태를 이루는 제1 수용홈부(411a) 측으로 돌출될 수 있다.

이로써 벤딩되는 튜브(10)의 내측 부위에서 주름이 생기는 것이 방지될 수 있고, 벤딩된 부분의 단면적이 축소되는 것도 예방할 수 있다.

이동금형(460)은 벤딩되는 튜브(10)의 외측 부위를 성형하는 것으로, 고정금형(410)의 반경 방향에 대해 직교하는 길이를 가지도록 형성될 수 있다.

이동금형(460)은 튜브(10)의 외측 부위 즉, 타측 외주면이 접촉 지지되는 제2 지지홈(461)이 구비될 수 있다.

제2 지지홈(461)은 튜브(10)의 절반에 해당하는 반단면 형상과 대응되는 형상으로 형성될 수 있으며, 튜브(10)의 단면이 원형인 경우 튜브(10)의 절반에 해당하는 반원 형상으로 형성될 수 있다.

도 5를 참조하면, 제2 지지홈(461)에는 벤딩되는 튜브(10)의 외측 외주면 영역의 변형을 수용하도록 오목 형성되는 제2 수용홈부(461a)가 구비될 수 있다.

제2 수용홈부(461a)는 제2 지지홈(461)의 중앙부에 형성될 수 있으며, 이는 벤딩되는 튜브(10)의 외측 부위 중에서 가장 많은 변형이 일어나는 부분일 수 있다.

제2 지지홈(461)이 일정 반경을 가지는 반원 형상으로 형성되는 경우, 제2 수용홈부(461a)는 제2 지지홈(461)의 반경보다 작은 크기의 반경을 가지는 원호 형상으로 형성될 수 있다.

이러한 제2 수용홈부(461a)는 튜브(10)가 벤딩될 시 신장되는 튜브(10)의 외측 부위에서 발생되는 변형을 유도하여 내측으로 수용함으로서, 벤딩되는 튜브(10)의 외측 부위의 두께가 얇아지거나 축소되는 것을 예방할 수 있다.

또한 이동금형(460)에는 제1 지지홈(411)과 나란한 방향으로 형성되는 제1 레일결합부(462)가 구비될 수 있으며, 제1 레일결합부(462)에는 가압블록(440)이 결합될 수 있다.

회전블록(420)은 고정금형(410)을 중심으로 이동금형(460)을 회전시키기 위한 부재로서, 고정금형(410)의 중심선과 일치되는 회전축(422)을 중심으로 회전 가능하게 설치될 수 있다.

회전블록(420)의 회전축(422)은 고정금형(410)의 중심선과 일치되도록 테이블(100) 상에 회전 가능하도록 설치될 수 있다.

회전축(422)은 제1 벤딩구동부(430)에 의해 회전될 수 있으며, 제1 벤딩구동부(430)는 회전모터일 수 있다.

제1 벤딩구동부(430)의 출력축은 회전블록(420)의 회전축(422)과 직결될 수 있으며, 혹은 동력전달수단을 매개로 연결될 수도 있다. 동력전달수단은 풀리 및 벨트, 스프라켓 및 체인, 감속기어군 등이 적용될 수 있다.

회전블록(420)은 튜브 홀딩부(300)에 고정된 튜브(10)와 나란하게 배치되는 제1 위치(A, 도 7) 및 고정금형(410)을 중심으로 회전된 제2 위치(B, 도 7)를 유지할 수 있고, 제1 위치(A)와 제2 위치(B) 사이를 왕복 이동할 수 있다.

제1 위치(A)는 벤딩 이전의 초기 위치에 해당할 수 있고, 제2 위치(B)는 벤딩이 완료된 위치일 수 있다. 제1 위치(A) 및 제2 위치(B)가 이루는 각도는 튜브(10)의 벤딩 각도에 따라 다양한 범위로 설정될 수 있다. 실시예에 따르면, 회전블록(420)은 90도 회전될 수 있고, 이에 따라 튜브(10)는 90도 각도로 벤딩될 수 있다.

회전블록(420)에는 회전축(422)을 향하는 반경 방향을 따라 제3 레일결합부(424)가 구비될 수 있으며, 제3 레일결합부(424)에는 가압블록(440)이 결합될 수 있다.

가압블록(440)은 회전블록(420)과 이동금형(460)을 연결하며, 제1 지지홈(411)과 제2 지지홈(461) 사이에 튜브(10)가 접촉 지지되도록 고정금형(410)을 향해 이동금형(460)을 이동시킬 수 있다. 즉, 회전블록(420) 상에서 고정금형(410)의 반경 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다.

가압블록(440)의 일단에는 이동금형(460)의 제1 레일결합부(462)와 결합되는 제2 레일결합부(442)가 구비될 수 있고, 타단에는 회전블록(420)의 제3 레일결합부(424)와 결합되는 제4 레일결합부(444)가 구비될 수 있다.

결과적으로 이동금형(460)은 제1 벤딩구동부(430)의 작동에 따라 회전되는 회전블록(420)과 연동하면서 제1 위치(A, 도 7)에서 제2 위치(B, 도 7)로 회전되고, 이러한 벤딩 동작 중 가압블록(440)은 제2 벤딩구동부(450)의 작동에 따라 제1 지지홈(411)과 제2 지지홈(461) 사이에 튜브(10)를 일정한 압력으로 가압하게 된다.

이때 이동금형(460)은 제1 레일결합부(462) 및 제2 레일결합부(442)를 매개로 가압블록(440) 상에서 이동 가능하게 설치되어 있기 때문에, 튜브(10)의 벤딩 동작 중 고정금형(410)의 반경 방향에 직교하는 접선 방향으로 이동될 수 있다.

즉, 벤딩되는 튜브(10)의 외측 부위에는 신장력이 발생하게 되는데, 튜브(10)의 외측 부위에 접촉된 이동금형(460)은 튜브(10)와의 마찰로 인하여 가압블록(440) 상에서 회전블록(420)의 회전 방향과 반대되는 방향으로 서서히 이동된다.(도 7의 (b) 참조)

다시 말해, 벤딩 시 회전블록(420)의 각속도와 비교하여 이동금형(460)의 각속도는 느린 상태를 유지하게 된다.

이와 같이 회전블록(420)보다 이동금형(460)의 각속도를 느리게 함으로서, 벤딩되는 튜브(10)의 외측 부위에서 발생되는 신장력을 상쇄시킬 수 있고, 벤딩되는 튜브(10)의 외측 부위의 두께가 얇아지거나 축소 변형되는 것을 방지할 수 있다.

또한 회전블록(420)보다 이동금형(460)의 각속도를 느리게 함으로서, 이동금형(460)과 튜브(10)와의 마찰력을 상쇄시킬 수 있기 때문에, 벤딩 부위에서 발생되는 온도 상승을 방지할 수도 있다.

도 6은 본 고안에 따른 튜브 벤딩부의 가압블록과 이동금형의 결합 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 튜브 벤딩부(400)에는 가압블록(440)과 이동금형(460)을 연결하는 탄성부재(465)를 포함할 수 있다.

탄성부재(465)는 코일스프링으로 적용될 수 있으며, 제1 지지홈(411)과 나란하게 배치되며 일단은 가압블록(440)에 연결되고 타단은 이동금형(460)에 연결될 수 있다.

도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 벤딩 초기 시점에는 이동금형(460)이 가압블록(440)과 함께 제1 위치(A)를 유지할 수 있고, 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이, 벤딩 완료 시점에는 이동금형(460)이 제2 위치(B)를 유지하는 가압블록(440)과 어긋나면서 제3 위치(B")를 유지할 수 있다.

이와 같이 탄성부재(465)는 벤딩되는 튜브(10)와의 마찰로 인하여 가압블록(440) 상에서 이동되는 이동금형(460)의 균일한 이동을 허용할 수 있고, 벤딩 완료 후 가압블록(440)이 튜브(10)로부터 이격되는 것과 동시에 이동금형(460)을 초기 위치로 신속히 복귀시킬 수 있다.

이러한 탄성부재(465)는 벤딩 시 가압블록(440) 상에서 이동되는 이동금형(460)의 이동 거리를 균일하게 유지함으로서, 튜브의 벤딩 부위를 균일하게 형성할 수 있다.

또한 탄성부재(465)는 벤딩 완료와 동시에 가압블록(440) 상에서 이동금형(460)을 초기 위치로 신속히 복귀함으로서, 이후 반복되는 벤딩 작업을 보다 신속하게 수행할 수 있다.

이하 본 고안에 따른 튜브 벤딩 장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.

먼저 도 1 내지 도 4를 참조하면, 셔틀테이블(230)이 튜브 홀딩부(300)에서 멀리 후진된 상태에서 고정유닛(250)은 튜브(10)를 고정한다. 즉, 제1 클램프 구동부(253) 및 제2 클램프 구동부(254)를 작동하여 제1 클램프(251) 및 제2 클램프(252)를 서로 마주하여 이동시키며 제1 고정홈(251a) 및 제2 고정홈(252a) 사이에 튜브(10)를 고정한다.

이처럼 고정유닛(250)에 튜브(10)가 고정된 상태에서 튜브 홀딩부(300)는 튜브(10)로부터 분리된 상태를 유지한다.

이후 이송유닛(210)을 작동하여 튜브 홀딩부(300) 측으로 튜브(10)를 일정 거리 이송한다. 즉, 이송구동부(215)의 정 방향 회전과 연동하여 볼스크류(211)가 정 방향 회전함에 따라, 셔틀테이블(230)은 가이드레일(213) 및 가이더(214)의 안내를 받으면서 튜브 홀딩부(300) 측으로 전진된다. 결국 고정유닛(250)에 고정된 튜브(10)의 일부분은 튜브 홀딩부(300)를 통과하게 된다.

튜브(10)의 이송이 완료되면, 튜브 홀딩부(300)가 튜브(10)를 고정한다. 즉, 홀딩구동부(340)를 작동하여 고정클램프(310)를 향해 이동클램프(320)를 근접하여 이동시키며 제1 안착홈(311) 및 제2 안착홈(321) 사이에 튜브(10)를 고정한다.

이처럼 튜브 홀딩부(300)에 튜브(10)가 고정됨과 동시에, 튜브 이송부(200)는 튜브(10)로부터 분리되고 초기 위치로 이동될 수 있다. 즉, 회전모터의 역 방향 회전과 연동하여 볼스크류(211)가 역 방향 회전함에 따라, 셔틀테이블(230)은 동일한 작용으로 튜브 홀딩부(300)에서 멀어지며 초기 위치로 후진된다.

또한 튜브 홀딩부(300)에 튜브(10)가 고정됨과 동시에, 튜브 벤딩부(400)를 통하여 튜브(10)는 벤딩이 이루어질 수 있다.

이와 같이 튜브 이송부(200)의 고정유닛(250)과 튜브 홀딩부(300)는 서로 번갈아가며 튜브(10)를 고정 지지할 수 있고, 튜브 이송부(200)의 이송유닛(210)은 미리 설정된 간격(스트로크)으로 튜브(10)를 반복하여 계속해서 전진 이동시킬 수 있다.

이를 통해 튜브 벤딩부(400)에서는 튜브(10)의 벤딩을 반복적으로 수행할 수 있다.

한편 튜브 홀딩부(300)에 튜브(10)가 고정 지지되는 것과 동시에 튜브 벤딩부(400)를 통하여 벤딩을 수행하게 된다.

먼저 제2 벤딩구동부(450)를 작동하여 고정금형(410)을 향해 가압블록(440)을 이동시키며, 고정금형(410)의 제1 지지홈(411) 및 이동금형(460)의 제2 지지홈(461) 사이에 튜브(10)를 접촉 지지한다.

이후 제1 벤딩구동부(430)를 작동하여 고정금형(410)을 중심으로 이동금형(460)을 회전시키며, 튜브(10)를 벤딩한다.

구체적으로, 도 7 (b)(c)를 참조하면, 제1 벤딩구동부(430)를 작동하여 회전축(422)을 중심으로 회전블록(420)을 회전시키면, 가압블록(440) 및 이동금형(460)은 회전블록(420)과 연동하여 회전되며, 이러한 회전 동작 중 벤딩되는 튜브(10)의 외측 부위의 신장력에 반대되는 반력 작용에 따라, 이동금형(460)은 가압블록(440) 상에서 회전블록(420)의 회전방향과 반대되는 방향으로 이동된다.

즉, 도 7 (c)에 도시된 바와 같이, 벤딩 완료된 상태에서는 제2 위치(B)를 유지하는 회전블록(420) 및 가압블록(440)과 달리, 이동금형(460)은 제3 위치(B")를 유지하게 된다.

결과적으로 회전블록(420)의 각속도에 비하여 이동금형(460)의 각속도가 느리게 설정된다.

이와 같이 회전블록(420)과 이동금형(460)의 각속도 차이는 벤딩되는 튜브(10)의 외측 부위에서 발생되는 신장력을 상쇄시킬 수 있다.

또한 회전블록(420)과 이동금형(460)의 각속도 차이는 튜브(10)의 벤딩되는 부위에서 발생되는 온도 상승을 방지할 수 있다.

만약 빠른 속도로 튜브(10)의 벤딩 동작이 구현되는 경우 튜브(10)의 벤딩 부위에서 온도가 상승되기 때문에 벤딩 부위의 온도 상승에 비례하여 많은 변형이 발생될 수 있다.

하지만 튜브(10)의 벤딩 부위와 직접적으로 접촉하는 이동금형(460)의 각속도를 상대적으로 느리게 함으로서, 튜브(10)의 벤딩 부위에서 온도가 급격히 상승하는 것을 방지할 수 있고, 결국 튜브(10)의 벤딩 부위에서 지속적으로 낮은 온도를 유지할 수 있기 때문에, 반복되는 튜브(10)의 벤딩 동작을 보다 빠르게 수행할 수 있다.

벤딩이 완료된 다음에는 제2 벤딩구동부(450)를 반대로 작동하여 가압블록(440)을 튜브(10) 및 고정금형(410)으로 이격시키며 초기 위치로 복귀시킨다.

이때 가압블록(440)이 튜브(10) 및 고정금형(410)으로 이격되는 것과 동시에 이동금형(460) 역시 탄성부재(465)의 복원력에 의하여 초기 위치로 복귀된다. 즉, 도 7의 (c)에 도시된 제3 위치(B")에서 제2 위치(B)로 복귀된다.

이후 제1 벤딩구동부(430)를 반대로 작동하여 회전블록(420)은 초기 위치로 복귀되고, 전술한 벤딩 동작을 계속해서 반복 수행할 수 있다.

이상에서와 같이 본 고안에 따른 튜브 벤딩 장치는 벤딩 시 튜브의 외측 부위에서 발생되는 신장력과 반대되는 방향으로 이동금형(460)이 이동되도록 구성함으로서, 벤딩되는 튜브(10)의 외측 부위에서 발생되는 신장력 및 마찰력을 상쇄시킬 수 있으며, 이로서 벤딩되는 튜브(10)의 외측 외주면 부위의 두께가 얇아지거나 스크래치가 발생하는 등의 변형을 방지할 수 있다.

또한 본 고안에 따른 튜브 벤딩 장치는 회전블록(420)보다 이동금형(460)의 각속도를 느리게 함으로서, 튜브(10)의 벤딩 부위에서 온도가 급격히 상승되는 것을 방지할 수 있으며, 이로서 고속의 벤딩 작업이 가능함으로서 생산성을 높일 수 있다.

또한 본 고안에 따른 튜브 벤딩 장치는 고정금형(410) 및 이동금형(460)에 튜브(10)의 내측 부위 및 외측 부위에서 발생되는 변형을 유도하여 수용하는 수용홈부를 구비함으로서, 튜브(10)의 벤딩되는 내측 부위에서는 주름이 발생되는 등의 변형을 방지할 수 있고, 튜브의 외측 부위에서는 두께가 얇아지는 등의 문제를 예방할 수 있다.

또한 본 고안에 따른 튜브 벤딩 장치는 벤딩 동작 중 탄성부재(465)를 통하여 튜브(10)의 신장력에 반대되는 방향으로 이동되는 이동금형(460)의 이동 거리를 균일하게 유지함으로서, 튜브(10)의 벤딩부를 균일하게 형성할 수 있다.

또한 본 고안에 따른 튜브 벤딩 장치는 탄성부재(465)를 통하여 벤딩이 완료되는 것과 동시에 가압블록(440) 상에서 이동금형(460)의 위치를 신속하게 복귀함으로서, 이후 반복되는 벤딩 작업을 신속하게 수행할 수 있다.

한편 도 8은 본 고안에 따른 피치조정부를 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 본 고안에 따른 튜브 벤딩 장치를 통해 제작된 튜브를 나타낸 예시도이다.

먼저 도 9에 도시된 바와 같이, 전술한 벤딩 동작을 반복하여 수행함으로서, 일정 피치(P)를 가지는 다각 코일(10A) 형상의 튜브(10)를 제작할 수 있다.

이러한 일정 피치(P)를 가지는 다각 코일(10A) 형상의 튜브(10)를 제작하기 위해 본 고안에 따른 튜브 벤딩 장치는 피치조정부(500)를 더 포함할 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 피치조정부(500)는 고정금형(410)의 둘레 일측에 배치될 수 있으며, 고정금형(410)의 둘레 일측에 배치된 고정클램프(310) 상에 설치 구성될 수 있다.

피치조정부(500)에는 고정금형(410)의 제1 지지홈(411)으로부터 일정 높이를 유지하는 경사안내부(501)가 구비될 수 있다.

튜브 벤딩부(400)를 통과하는 튜브(10)는 반복해서 벤딩됨에 따라 방향이 전환될 수 있는데, 이러한 방향 전환 과정에서 고정금형(410)의 둘레 일측에 배치되는 경사안내부(501)에 접촉될 수 있다. 결국 튜브(10)는 적어도 하측 외주면의 일부분이 경사안내부(501)에 접촉됨에 따라, 벤딩부를 중심으로 상방으로 경사지게 형성될 수 있다.

이와 같이 피치조정부(500)의 경사안내부(501)에 유도되는 튜브(10)는 도 9에 도시된 바와 같이, 일정 피치(P)를 가지는 다각의 코일(10A) 형상으로 형성될 수 있다.

이러한 피치조정부(500)는 서로 다른 높이의 경사안내부(501)를 가지는 복수의 피치조정부(500)들 중 임의의 피치조정부(500)가 선택적으로 적용될 수 있으며, 이에 따라 다각의 코일(10A) 형상으로 형성되는 튜브(10)의 피치(P)를 다양하게 설정할 수 있다.

상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.

100: 테이블
200: 튜브 이송부
300: 튜브 홀딩부
400: 튜브 벤딩부
410: 고정금형
411: 제1 지지홈
420: 회전블록
440: 가압블록
460: 이동금형
461: 제2 지지홈

Claims (5)

1. 튜브를 고정 지지하기 위해, 상기 튜브의 일측 외주면이 접촉 지지되는 제1 안착홈을 가지는 고정클램프와, 상기 튜브의 타측 외주면이 접촉 지지되는 제2 안착홈을 가지며 상기 고정클램프를 향해 이동 가능하게 설치되는 이동클램프와, 상기 고정클램프와 상기 이동클램프 사이에 배치되어 상기 고정클램프에 대해 상기 이동클램프를 이격시키는 이격부재 및 상기 이동클램프와 연결되며 상기 이격부재를 압축시키면서 상기 고정클램프를 향해 상기 이동클램프를 근접시키는 홀딩구동부를 구비하는 튜브 홀딩부; 및
   상기 튜브 홀딩부의 일측에 배치되며, 상기 튜브의 일측 외주면이 접촉 지지되는 제1 지지홈이 외주면에 구비되는 고정금형 및 상기 튜브의 타측 외주면이 접촉 지지되는 제2 지지홈이 구비되는 이동금형을 가지며, 상기 제1 지지홈 및 상기 제2 지지홈 사이에 상기 튜브를 접촉 지지한 채 상기 고정금형을 중심으로 상기 이동금형을 회전하면서 상기 튜브를 벤딩시키는 튜브 벤딩부;를 포함하며,
   상기 튜브 벤딩부는 상기 고정금형의 중심선과 일치되는 회전축을 중심으로 회전 가능하게 설치되며, 상기 고정금형을 중심으로 상기 이동금형을 회전시키는 회전블록; 및 상기 회전블록 상에서 상기 고정금형의 반경 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 제1 지지홈과 상기 제2 지지홈 사이에 상기 튜브가 접촉 지지되도록 상기 고정금형을 향해 상기 이동금형을 이동시키는 가압블록;을 더 포함하고,
   상기 이동금형은 상기 가압블록 상에서 상기 고정금형의 반경 방향에 직교하는 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 벤딩을 위한 상기 회전블록의 회전 시 상기 제2 지지홈에 접촉 지지된 상기 튜브와의 마찰로 인하여 상기 회전블록의 각속도보다 느린 각속도로 회전되며,
   상기 제1 지지홈은 벤딩되는 상기 튜브의 일측 외주면 영역의 변형을 수용하도록 오목 형성되는 제1 수용홈부를 포함하고,
   상기 제2 지지홈은 벤딩되는 상기 튜브의 타측 외주면 영역의 변형을 수용하도록 오목 형성되는 제2 수용홈부를 포함하며,
   상기 고정클램프는 테이블 상에서 상기 이동클램프를 향해 이동 가능하게 설치되되, 일단에 구비되는 조절봉이 상기 테이블에 결합된 기준블록의 조정너트와 나사 결합되고, 상기 조정너트의 회전에 따라 상기 튜브의 이송 방향에 직교하는 방향으로 위치가 조정되며,
   상기 튜브가 일정 피치를 가지는 다각의 코일 형상으로 형성되도록 하기 위해, 상기 고정금형의 둘레 일측에 배치된 상기 고정클램프 상에 설치되며, 상기 튜브 벤딩부를 통과하며 벤딩된 상기 튜브의 하측 외주면과 접촉되어 벤딩된 튜브가 방향 전환 도중에 상방으로 경사지게 형성되도록, 상기 제1 지지홈으로부터 일정 높이를 유지하는 경사안내부가 구비된 피치조정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브 벤딩 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 튜브 벤딩부는,
   상기 가압블록과 이동금형을 연결하며, 상기 가압블록의 이동과 연동하여 상기 이동금형이 상기 튜브로부터 이격됨과 동시에 상기 이동금형을 초기 위치로 복귀시키는 탄성부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브 벤딩 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 튜브 홀딩부를 향해 미리 설정된 간격으로 상기 튜브를 반복하여 이송하는 튜브 이송부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브 벤딩 장치.
4. 삭제
5. 삭제

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