KR20090012547A

KR20090012547A - 스파이럴 튜브 제조 장치

Info

Publication number: KR20090012547A
Application number: KR1020070076463A
Authority: KR
Inventors: 최석조; 유영배
Original assignee: (주)고려정관
Priority date: 2007-07-30
Filing date: 2007-07-30
Publication date: 2009-02-04
Also published as: KR100884809B1

Abstract

본 발명은 스파이럴 튜브 제조 장치에 관한 것으로써, 더욱 구체적으로는 상기 스파이럴 튜브의 원활한 제조가 가능하여 대량 생산이 가능한 새로운 형태의 스파이럴 튜브 제조 장치에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 외관을 이루는 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임의 하측 공간상에 회전 가능하게 설치되며, 서로 간의 사이로 스파이럴 튜브가 안착되는 한 쌍의 지지롤러; 상기 베이스 프레임의 상측 공간상인 상기 두 지지롤러 사이의 직상방에 회전 가능하게 위치되며, 외주면을 따라 나선형의 성형 돌부가 돌출 형성된 성형롤러; 그리고, 상기 성형롤러를 한 쌍의 지지롤러 사이로 승강시키는 승강부:가 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 스파이럴 튜브 제조 장치가 제공된다.

자동차용 EGR쿨러, 스파이럴 튜브, 제조 장치, 성형롤러

Description

스파이럴 튜브 제조 장치{manufacturing device for spiral tube}

본 발명은 스파이럴 튜브에 관한 것으로써, 더욱 구체적으로는 상기 스파이럴 튜브의 제조 장치에 관한 것이다.

일반적으로 스파이럴 튜브는 외주면을 따라 나선형의 요철이 형성된 튜브로써, 자동차 분야나 기타 열교환기 분야 등에 주로 사용된다.

통상, 자동차에 사용되는 배기가스 재순환장치(EGR;Exhaust Gas recirculation)는 질소산화물 등의 배출가스를 저감시키기 위한 구성 중의 하나로써, 배출가스 중 배기가스를 흡기계로 재순환시켜 실린더 내의 연소 온도를 낮춤으로써 질소산화물의 발생을 억제하는 장치이다.

이러한 배기가스 재순환장치의 구성 중 EGR 쿨러는 엔진 냉각수를 냉매로 하여 고온의 배기가스를 냉각하는 일종의 열교환기이며, 외부파이프 내에 다수의 스파이럴 튜브가 동심원 구조로 배열 설치되어 이루어진다.

이때, 상기 스파이럴 튜브의 외주면은 나선형의 요철이 형성되며, 이러한 요철에 의해 상기 스프이럴 튜브의 내주면에 형성되는 립은 상기 스파이럴 튜브의 내부를 흐르는 배기가스의 속도 변화를 유도하는 동시에 냉각수와의 접촉면적을 증대 시켜 냉각효율을 증대시키게 되고, 상기한 요철에 의해 상기 스파이럴 튜브의 외주면에 형성되는 요홈은 냉각수와의 접촉면적이 증대되도록 함으로써 냉각효율을 향상시키는 역할을 수행하게 된다.

상기한 스파이럴 튜브의 구조에 대하여는 국내공개특허공보 제10-2005-0035369호에 기재된 내용과 같다.

그러나, 기존의 스파이럴 튜브는 내부가 빈 튜브의 외주면에 나선형 요철을 형성하는 과정이 복잡하게 이루어졌고 이로 인해, 상기 나선형 요철을 형성하는 장치 또한 그 구조가 복잡하며, 상대적으로 고가가 될 수밖에 없었다.

즉, 튜브의 외주면을 따라 일정한 피치의 나선을 형성하기 위해서는 정밀한 작업의 진행을 위한 장비가 필요시 되었지만 현재로는 상기 스파이럴 튜브를 정밀하게 형성하기란 어렵고, 대량 생산도 이루어지지 못하였던 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 종래 기술이 갖는 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 스파이럴 튜브를 정밀하면서도 대량 생산이 가능한 제조 장치를 제공하고자 한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스파이럴 튜브 제조 장치는 외관을 이루는 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임의 하측 공간상에 회전 가능하게 설치되며, 서로 간의 사이로 스파이럴 튜브가 안착되는 한 쌍의 지지롤러; 상기 베이스 프레임의 상측 공간상인 상기 두 지지롤러 사이의 직상방에 회전 가능하게 위치되며, 외주면을 따라 나선형의 성형 돌부가 돌출 형성된 성형롤러; 그리고, 상기 성형롤러를 한 쌍의 지지롤러 사이로 승강시키는 승강부:가 포함되어 구성됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 승강부는 상기 성형롤러의 양단이 회전 가능하게 설치되는 설치 브라켓을 갖는 승강 프레임과, 상기 승강 프레임에 결합되면서 승강모터의 구동력에 의해 승강 프레임을 승강시키는 볼스크류로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 베이스 프레임의 하측 공간에는 상기 두 지지롤러의 양단이 회전 가능하게 설치되는 지지 브라켓이 구비되고, 상기 두 지지롤러 사이의 상측 중 어느 한 측 부위에는 상기 스파이럴 튜브가 다른 한 측에 위치되는 지지 브라켓에 접촉되도록 이동시키는 이동부가 구비됨을 특징으로 한다.

이때, 상기 지지 브라켓의 각 부위 중 상기 스파이럴 튜브가 접촉되는 부위에는 상기 스파이럴 튜브와 밀착되면서 함께 회전되도록 베어링에 의해 회전을 지지받는 회전축이 관통 설치됨을 특징으로 한다.

이와 함께, 상기 이동부는 상기 스파이럴 튜브의 인입 여부를 센싱하는 센서와, 상기 센서의 센싱 결과에 따라 상기 스파이럴 튜브를 상기 지지 브라켓으로 밀어 상기 지지 브라켓에 접촉시키는 가격단을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 베이스 프레임의 후방측에는 상기 두 지지롤러 사이로 스파이럴 튜브를 투입하기 위한 투입부가 더 포함되어 구성됨을 특징으로 한다.

이때, 상기 투입부는 다수의 스파이럴 튜브가 저장되는 저장챔버와, 상기 저장챔버에 저장된 스파이럴 튜브가 개별적으로 인출되도록 안내하는 안내 가이드와, 상기 안내 가이드로부터 인출된 스파이럴 튜브를 상기 두 지지롤러 사이로 인입하는 인입부가 포함되어 구성됨을 특징으로 하며, 상기 인입부는 액츄에이터에 의해 전진 혹은, 후진되면서 상기 스파이럴 튜브를 상기 두 지지롤러 사이로 미는 밀대를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 베이스 프레임에는 상기 두 지지롤러 사이에 있는 스파이럴 튜브를 배출하기 위한 배출부가 더 포함되어 구성됨을 특징으로 한다.

이때, 상기 배출부는 상기 두 지지롤러 사이의 저부에 승강 가능하게 설치되어 상기 스파이럴 튜브를 상부로 미는 취출핀과, 상기 두 지지롤러 사이의 상부에 설치되어 상기 스파이럴 튜브를 향해 공기를 분사하는 분사 노즐을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이상에서와 같은 본 발명에 따른 스파이럴 튜브 제조 장치는 스파이럴 튜브의 외주면에 나선형 홈을 형성하는 작업이 정확하면서도 간단히 이루어질 수 있다는 효과를 가진다.

또한, 본 발명에 따른 스파이럴 튜브 제조 장치는 전체적인 구조를 단순화함으로써 제조 단가가 저감될 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 스파이럴 튜브 제조 장치는 대량 생산이 가능하다는 효과 또한 있다.

이하, 본 발명의 스파이럴 튜브 제조 장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한다.

이때, 상기 스파이럴 튜브는 자동차용 EGR쿨러에 사용되는 스파이럴 튜브를 그 실시예로 설명하도록 한다.

우선, 첨부된 도 1과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스파이럴 튜브 제조 장치(이하, “튜브 제조 장치”라 함)는 크게 베이스 프레임(110)과, 한 쌍의 지지롤러(121,122)와, 성형롤러(130) 및 승강부(140)를 포함하여 구성된다.

이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 베이스 프레임(110)에 대하여 설명한다.

상기 베이스 프레임(110)은 본 발명의 실시예에 따른 튜브 제조 장치의 몸체를 이루면서 후술되는 각종 구성들의 설치를 위한 외관을 이루는 부위로써, 지면에 설치된다.

다음으로, 상기 한 쌍의 지지롤러(121,122)에 대하여 설명한다.

상기 한 쌍의 지지롤러(121,122)는 상기 베이스 프레임(110)의 각 부위 중 하측 공간상에 회전 가능하게 설치되며, 서로 간의 사이로는 스파이럴 튜브(10)가 안착되는 부위이다.

상기 베이스 프레임(110) 내의 하측 공간 양측에는 상기한 두 지지롤러(121,122)의 축이 관통된 상태로 회전 가능하게 설치되는 지지 브라켓(111,112)이 각각 구비되며, 상기 지지 브라켓(111,112)의 어느 일측에는 상기 지지 브라켓(111,112)을 관통하여 설치된 두 지지롤러(121,122)의 축과 연결된 상태로 상기 두 지지롤러(121,122)를 강제 회전시키도록 구동되는 제1구동모터(123)가 설치된다.

이때, 상기 제1구동모터(123)와 상기 두 지지롤러(121,122)의 각 축은 체인(124)에 의해 서로 연동되게 연결된다.

물론, 도시하지는 않았지만 상기 두 지지롤러(121,122)의 축에 메인 기어를 결합하고, 어는 한 지지 브라켓(111,112)의 외벽에는 상기 두 지지롤러(121,122)의 축에 결합된 메인 기어와 맞물려 연동되는 별도의 보조기어를 회전 가능하게 설치하며, 상기 제1구동모터(123)는 상기 보조기어와 체인으로 연결되도록 구성될 수도 있다.

특히, 어느 한 지지 브라켓(이하, “제1지지 브라켓”이라 함)(111)의 각 부위 중 상기 두 지지롤러(121,122) 사이에 안착된 스파이럴 튜브(10)의 위치와 대응 되는 부위에는 상기 스파이럴 튜브(10)와 밀착되면서 함께 회전되도록 베어링(125)에 의해 회전을 지지받는 회전축(126)이 관통 설치된다. 이러한 구성은 스파이럴 튜브(10)의 표면에 나선형 홈을 형성하는 도중에 상기 스파이럴 튜브(10)가 두 지지롤러(121,122)와 함께 회전되지 못한다면 원하는 형상의 나선이 형성될 수 없기 때문에 상기 스파이럴 튜브(10)가 정확한 위치에서 상기 두 지지롤러(121,122)와 함께 원활히 회전될 수 있도록 하기 위함이다.

이와 함께, 상기 두 지지롤러(121,122) 사이의 상측 중 다른 한 지지 브라켓(이하, “제2지지 브라켓”이라 함)(112)이 위치된 부위에는 상기 스파이럴 튜브(10)가 상기 제1지지 브라켓(111)의 회전축(126)에 접촉되도록 이동시키는 이동부가 구비된다.

이때, 상기 이동부는 상기 스파이럴 튜브(10)의 인입 여부를 센싱하는 센서(도시는 생략됨)와, 상기 센서의 센싱 결과에 따라 상기 스파이럴 튜브(10)를 상기 제1지지 브라켓(111)으로 밀어 상기 제1지지 브라켓(111)의 회전축(126)에 접촉시키는 가격단(113)을 포함하여 구성된다. 이때, 상기 가격단(113)은 상기 센서의 센싱 결과에 따라 제어받는 액츄에이터(114)에 의해 그 동작이 이루어지도록 구성된다.

다음으로, 상기 성형롤러(130)에 대하여 설명한다.

상기 성형롤러(130)는 상기 두 지지롤러(121,122) 사이에 안착된 스파이럴 튜브(10)의 외주면에 나선 홈이 형성되도록 가공하기 위한 일련의 구성이다.

상기한 성형롤러(130)는 상기 베이스 프레임(110)의 상측 공간상인 상기 두 지지롤러(121,122) 사이의 직상방에 회전 가능하게 설치되며, 외주면을 따라 나선형의 성형 돌부(131)가 돌출 형성되어 이루어진다.

이때, 상기 성형롤러(130) 중 성형 돌부(131)가 형성된 부위는 여타의 부위에 비해 직경이 크게 형성됨으로써 작업중 상기 성형롤러(130)의 여타 부위에 의한 간섭됨이 방지되도록 구성된다.

다음으로, 상기 승강부(140)에 대하여 설명한다.

상기 승강부(140)는 상기 성형롤러(130)를 상기 한 쌍의 지지롤러(121,122) 사이로 승강시키도록 구동되는 일련의 구성이다.

상기한 승강부(140)는 유압실린더를 이용하는 구조나 모터를 이용하는 구조 등 다양하게 이루어질 수 있는데, 본 발명의 실시예에서는 상기 승강부(140)가 모터를 이용하는 구조로 구성됨을 제시한다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 승강부(140)는 크게 승강 프레임(141)과 볼스크류(142) 및 상기 볼스크류(142)를 구동시키는 승강모터(143)를 포함하여 구성됨을 제시한다.

여기서, 상기 승강 프레임(141)은 그 양단이 상기 베이스 프레임(110)의 양측면을 따라 승강되도록 구성되고, 상기 승강 프레임(141)의 양측 하단에는 상기 성형롤러(130)의 양단이 회전 가능하게 설치되는 설치 브라켓(144)이 일체로 형성되며, 상기 승강 프레임(141)의 상면에는 상기 성형롤러(130)를 구동시키기 위한 제2구동모터(132)가 구비된다.

이때, 상기 제2구동모터(132)와 상기 성형롤러(130)의 어느 한 끝단에는 체 인휠(133,134)이 각각 설치되고, 상기 두 체인휠(133,134)은 체인(135)에 의해 서로 연동되도록 연결된다. 물론, 도시하지는 않았지만 상기 제2구동모터(132)와 상기 성형롤러(130)는 기어에 의해 서로 직결된 상태로 연동되게 구성할 수도 있다.

또한, 상기 볼스크류(142)는 그 일단이 상기 승강 프레임(141)에 결합되면서 승강모터(143)의 구동력에 의해 상기 승강 프레임(141)을 승강시키는 일련의 구성이며, 이때 상기 승강모터(143)는 상기 베이스 프레임(110)의 상단에 고정 설치된다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 튜브 제조 장치는 스파이럴 튜브(10)를 상기 두 지지롤러(121,122) 사이로 투입하기 위한 투입부(150)와, 상기 두 지지롤러(121,122) 사이에 있는 스파이럴 튜브(10)를 배출하는 배출부(160)가 더 포함되어 구성됨을 제시한다.

이를, 각 구성별로 더욱 상세히 설명하도록 한다.

먼저, 상기 투입부(150)는 상기 베이스 프레임(110)의 후방측에 설치되며, 다수의 스파이럴 튜브(나선홈이 가공되기 전의 스파이럴 튜브)(10)가 저장되는 저장챔버(151)와, 상기 저장챔버(151)에 저장된 스파이럴 튜브(10)가 개별적으로 인출되도록 안내하는 안내 가이드(152)와, 상기 안내 가이드(152)로부터 인출된 스파이럴 튜브(10)를 상기 두 지지롤러(121,122) 사이로 인입하는 인입부를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 인입부는 상기 두 지지롤러(121,122) 사이를 향해 선택적으로 전진 혹은, 후진되면서 상기 안내 가이드(152)에 의해 인출된 스파이럴 튜브(10)를 상기 두 지지롤러(121,122) 사이로 미는 밀대(153) 및 상기 밀대(153)를 전진 및 후진시키도록 구동되는 액츄에이터(154)를 포함하여 구성된다.

다음으로, 상기 배출부(160)는 상기 두 지지롤러(121) 사이의 저부에 승강 가능하게 설치되어 상기 스파이럴 튜브(10)를 상부로 미는 취출핀(161)과, 상기 두 지지롤러(121,122) 사이의 상부에 설치되어 상기 스파이럴 튜브(10)를 향해 공기를 분사하는 분사 노즐(162)을 포함하여 구성된다.

하기에서는, 전술한 일련의 구조로 이루어지는 본 발명의 실시예에 따른 튜브 제조 장치로 스파이럴 튜브를 제조하는 과정에 대하여 첨부된 도 3 내지 도 6을 참조하여 설명한다.

먼저, 튜브 제조 장치의 동작이 이루어지면 첨부된 도 3과 같이 투입부(150)를 구성하는 액츄에이터(154)의 구동에 의해 밀대(153)가 전진하면서 안내 가이드(152)에 의해 인출된 스파이럴 튜브(가공 전의 스파이럴 튜브)(10)를 두 지지롤러(121,122) 사이로 위치시키게 된다.

그리고, 상기 스파이럴 튜브(10)가 상기 두 지지롤러(121,122) 사이에 위치되면 가격단(113)이 동작되면서 상기 스파이럴 튜브(10)를 제1지지 브라켓(111)의 회전축(126)에 밀착시키게 된다.

또한, 이때에는 제1구동모터(123)의 구동이 이루어지면서 두 지지롤러(121,122)가 회전됨과 더불어 제2구동모터(132)의 구동이 이루어지면서 성형롤러(130)가 회전된다. 이는, 첨부된 도4와 같다.

이후, 승강부(140)를 이루는 승강모터(143)의 구동에 의해 승강 프레임(141) 과 함께 상기 성형롤러(130)의 하향 이동이 이루어지게 되고, 이로 인해 상기 성형롤러(130)에 형성된 성형 돌부(131)가 상기 스파이럴 튜브(10)의 외주면을 가압함에 따라 상기 스파이럴 튜브(10)의 외주면에 나선형의 홈이 형성된다. 이는, 첨부된 도 5와 같다.

그리고, 전술한 바와 같은 일련의 과정에 의해 스파이럴 튜브(10)의 외주면에 나선형 홈의 형성이 완료되면 승강부(140)를 이루는 승강모터(143)의 구동에 의해 승강 프레임(141)과 함께 상기 성형롤러(130)의 상향 이동이 이루어진다.

또한, 이때에는 배출부(160)를 이루는 취출핀(161)의 상향 이동이 이루어지면서 상기 두 지지롤러(121,122) 사이에 안착되어 있던 스파이럴 튜브(10)를 상부로 밀어올리게 되고, 이와 동시에 상기 두 지지롤러(121,122) 사이의 상부에 설치된 분사 노즐(162)을 통해 공기의 분사가 이루어지면서 상기 스파이럴 튜브(10)를 베이스 프레임(110)의 전방측으로 배출하게 된다. 이는, 첨부된 도 6과 같다.

이후, 전술된 일련의 각 과정들이 순차적으로 반복되면서 각 스파이럴 튜브(10)의 연속적인 성형이 이루어지게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스파이럴 튜브 제조 장치를 나타낸 상태도

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스파이럴 튜브 제조 장치의 성형롤러와 두 지지롤러 간의 관계를 설명하기 위해 나타낸 요부 사시도

도 3 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스파이럴 튜브 제조 장치의 동작 과정을 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 구성도

Claims

외관을 이루는 베이스 프레임;

상기 베이스 프레임의 하측 공간상에 회전 가능하게 설치되며, 서로 간의 사이로 스파이럴 튜브가 안착되는 한 쌍의 지지롤러;

상기 베이스 프레임의 상측 공간상인 상기 두 지지롤러 사이의 직상방에 회전 가능하게 위치되며, 외주면을 따라 나선형의 성형 돌부가 돌출 형성된 성형롤러; 그리고,

상기 성형롤러를 한 쌍의 지지롤러 사이로 승강시키는 승강부:가 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 스파이럴 튜브 제조 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 승강부는

상기 성형롤러의 양단이 회전 가능하게 설치되는 설치 브라켓을 갖는 승강 프레임과,

상기 승강 프레임에 결합되면서 승강모터의 구동력에 의해 승강 프레임을 승강시키는 볼스크류로 구성됨을 특징으로 하는 스파이럴 튜브 제조 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 베이스 프레임의 하측 공간에는 상기 두 지지롤러의 양단이 회전 가능 하게 설치되는 지지 브라켓이 구비되고,

상기 두 지지롤러 사이의 상측 중 어느 한 측 부위에는 상기 스파이럴 튜브가 다른 한 측에 위치되는 지지 브라켓에 접촉되도록 이동시키는 이동부가 구비됨을 특징으로 하는 스파이럴 튜브 제조 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 지지 브라켓의 각 부위 중 상기 스파이럴 튜브가 접촉되는 부위에는 상기 스파이럴 튜브와 밀착되면서 함께 회전되도록 베어링에 의해 회전을 지지받는 회전축이 관통 설치됨을 특징으로 하는 스파이럴 튜브 제조 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 이동부는

상기 스파이럴 튜브의 인입 여부를 센싱하는 센서와,

상기 센서의 센싱 결과에 따라 상기 스파이럴 튜브를 상기 지지 브라켓으로 밀어 상기 지지 브라켓에 접촉시키는 가격단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 스파이럴 튜브 제조 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 베이스 프레임의 후방측에는 상기 두 지지롤러 사이로 스파이럴 튜브를 투입하기 위한 투입부가 더 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 스파이럴 튜브 제조 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 투입부는

다수의 스파이럴 튜브가 저장되는 저장챔버와,

상기 저장챔버에 저장된 스파이럴 튜브가 개별적으로 인출되도록 안내하는 안내 가이드와,

상기 안내 가이드로부터 인출된 스파이럴 튜브를 상기 두 지지롤러 사이로 인입하는 인입부가 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 스파이럴 튜브 제조 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 인입부는

액츄에이터에 의해 전진 혹은, 후진되면서 상기 스파이럴 튜브를 상기 두 지지롤러 사이로 미는 밀대를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 스파이럴 튜브 제조 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 베이스 프레임에는 상기 두 지지롤러 사이에 있는 스파이럴 튜브를 배출하기 위한 배출부가 더 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 스파이럴 튜브 제조 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 배출부는

상기 두 지지롤러 사이의 저부에 승강 가능하게 설치되어 상기 스파이럴 튜브를 상부로 미는 취출핀과,

상기 두 지지롤러 사이의 상부에 설치되어 상기 스파이럴 튜브를 향해 공기를 분사하는 분사 노즐을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 스파이럴 튜브 제조 장치.