KR20090080472A - 볼 체인 및 이 볼 체인을 제조하는 방법 - Google Patents

Abstract

문제점: 얇은 벽 두께를 갖는 금속 볼들을 구비하며 커다란 인장하중을 견딜 수 있는 볼 체인 및 이 볼 체인을 제조하는 방법이 제공된다.

해결책: 회전축 대칭체(22)들을 형성하기 위하여 금속 편을 라운딩(rounding)처리하고, 각각 양쪽 단부에 연결 헤드를 갖는 연결축들과 체인유사(chain-like) 방식으로 상기 회전축 대칭체(22)들을 연결함으로써 얻어지는 볼 체인으로서, 회전축 대칭체(22)들의 각각은 회전축 대칭체의 회전축 방향으로의 버트 심(24)과 그리고 이 버트 심(24)의 적어도 한 부분에 용접부(25)를 갖는다.

회전축 대칭체, 금속볼, 연결축 와이어, 금속 테이프, 버트 심, 용접

Description

볼 체인 및 이 볼 체인을 제조하는 방법 {A ball chain and method of manufacturing the same}

본 발명은 볼 체인 및 이 볼 체인을 제조하는 방법에 관한 것으로, 볼 체인은 각각 양쪽 단부에 연결 헤드를 갖는 연결축에 체인유사 방식으로 연결된 속이 빈 금속 볼로서 구비된다.

도 5는 종래의 볼 체인의 부분 단면도이다.

종래의 볼 체인(31)은 다수의 속이 빈 금속 볼(32)을 갖고 체인유사 방식으로 연결축을 연결하여 구비되되, 도 5에 도시된 바와 같이 각각의 연결축(33)은 양쪽 단부에 연결 헤드(33a)를 갖는다.

각각 금속 볼(32)은 속이 빈 구형상으로 형성하기 위해 금속 편을 라운딩(rounding)처리되어 있고 금속 편의 버트 심(34;butt seam)을 갖는다.

버트 심(34)은 상단부와 하단부에 개구를 구비한다.

연결축(33)의 축 부분은 각각 개구를 통해 삽입되고, 연결축(33)의 양쪽 단 부에 연결 헤드(33a)는 개구의 내경보다 큰 직경을 갖는 볼록하게 형성되어 있다.

연결축(33)의 연결 헤드(33a)와 금속 볼(32)의 개구가 결합되어 연결축(33)이 개구로부터 제거되지 않는다.

이러한 구조를 연속적으로 형성함으로써, 각각 금속 볼(32)이 체인유사 방식으로 연결축(33)에 연결된다.

참고문헌

일본특허 1:

일본 특허공보 제2003-25041호

일본특허 2:

일본 특허공보 제2005-192838호

종래의 볼 체인에서, 얇은 벽 두께를 갖는 금속 테이프가 연결축의 전술된 연결 헤드를 간단하게 구형상 내로 수용할 수 있도록 형성되기 때문에, 금속 볼의 심(seam)이 종종 개방되어 커다란 인장하중이 작용될 경우 연결 헤드가 빠질 수 있다.

아마도, 두꺼운 벽 두께를 갖는 금속 테이프가 커다란 인장하중을 견딜 수 있게 금속 볼의 형태로 제작될 수 있으나, 공정이 어렵고 볼 체인의 총 질량이 증가하며, 또한 더 많은 재료가 필요로 될 것이다.

이 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 볼 체인과 이 볼 체인을 제조하는 방법에 관한 것으로, 볼 체인은 얇은 벽 두께를 갖는 금속 볼로서 구비되고 커다란 인장하중을 견딜 수 있다.

만약 볼 체인의 금속 볼의 심이 접착수단 혹은 용접기법으로 결합될 수 있다면, 얻어질 볼 체인은 얇은 벽 두께를 갖는 금속 볼로 되어 있고 커다란 인장하중을 견딜 수 있을 것이다.

하지만, 접착은 신뢰성이 결여되고, 용접은 용접 입열량이 통상적으로 높기 때문에 얇은 벽 두께를 갖는 금속 사이의 결합용으로 예전에는 사용되지 않았다.

한편, 레이저 용접기법이 최근 몇년 동안 개발되었고, 입열량이 낮기 때문에 주지되었듯이 이러한 레이저 용접이 금속 사이의 제한된 부분의 용접과 얇은 벽을 갖는 금속 사이의 용접용으로 바람직하다.

레이저 용접이 금속 사이의 제한된 부분의 용접용으로 바람직하나, 레이저 용접의 특징은 용접 영역에 정밀한 레이저 조사를 필요로 한다.

볼 체인의 경우에, 볼 체인을 이루는 금속 볼은 대략적으로 구형상을 갖고 덧붙여서 금속 볼이 자유롭게 회전할 수 있기 때문에, 금속 볼의 버트 심의 위치선정이 불안정하고 결과적으로 금속 볼의 버트 심에 정밀한 레이저 조사가 거의 불가능하다. 볼 체인을 형성하는 형상 공정에서, 금속 테이프가 제1위치에서 튜브 형상으로 형성되고, 그런 후에 상기 금속 튜브는 중심축에 대해서 회전되고 금속 볼의 열 형상으로 점차 형성되도록 서로 맞물리도록 금속 몰드를 통과하며, 이 공정에서 금속 튜브 또는 금속 볼의 버트 심은 계속 움직이고, 결과적으로 버트 심에 정밀한 레이저 조사가 어렵게 된다.

비록 제어된 입열량을 갖는 용접기법이 최근에 개발되었을지라도 용접부, 아크 거리 제어 등의 정확한 배열이 요구되기 때문에 TIG 용접에도 전술된 상황들이 적용되고, 결과적으로 볼 체인의 금속 볼의 버트 심에 정확한 TIG 용접이 실행되기 어렵다.

문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 볼 체인과 이 볼 체인을 제조하는 방법에 관한 것으로, 볼 체인은 얇은 벽 두께를 갖는 금속 볼로 이루어지고 금속 튜브의 버트 심에 정밀한 레이저 용접 또는 TIG 용접을 실행하여서 커다란 인장하중을 견딜 수 있다.

속이 빈 금속 회전축 대칭체들을 형성하기 위하여 금속 편을 라운딩처리하고, 각각 양쪽 단부에 연결 헤드를 갖는 연결축들과 체인유사 방식으로 상기 회전축 대칭체들을 연결함으로써 얻어지는 볼 체인에서,

본 발명에 따른 볼 체인은, 회전축 대칭체들의 각각은 회전축 대칭체의 회전축 방향으로의 버트 심과 그리고 이 버트 심의 적어도 한부분에 용접부를 갖는 것을 특징으로 한다.

바람직하기로, 상기 회전축 대칭체들은 속이 빈 볼들로 되어 있다.

상기 버트 심의 용접부는 상기 연결축들이 삽입되는 상기 회전축 대칭체들의 각각의 개구 근방에 위치되게 제조될 수 있다.

본 발명에 따른 볼 체인을 제조하는 방법은,

연결축들이 선형으로 함께 결합되는 연결축 와이어의 형상을 형성하기 위하여 금속와이어를 연결축 금속몰드에 관통 삽입하는 단계;

상기 연결축 와이어의 투입 위치와 금속 테이프의 투입 위치 및 투입 각도의 위치선정을 결정하는 위치결정 수단을 갖는 인발 다이에 금속 테이프와 상기 연결축 와이어를 공급하는 단계;

상기 연결축 와이어에 대하여 일정 시간에 미리 결정된 각도만큼 상기 금속 테이프와 상기 연결축 와이어가 회전된 후 그 안에 상기 연결축 와이어가 포함된 상태로 금속 튜브를 형성하기 위하여 상기 인발 다이를 사용하여 상기 금속 테이프를 인발하는 단계;

상기 금속 튜브의 버트 심이 미리 결정된 위치로 회전되었을 때 상기 금속 튜브의 회전과 동기하여 상기 버트 심에 레이저를 조사하거나 TIG 용접을 수행하여 상기 금속 튜브의 버트 심을 용접하는 단계;

회전축 대칭체를 형성하는 금속 몰드에 상기 금속 튜브와 상기 연결축 와이어를 공급하고 상기 금속 튜브와 상기 연결축 와이어를 일정 시간에 미리 결정된 각도만큼 회전시킴으로써 복수의 회전축 대칭체가 선형으로 함께 결합되는 볼 체인 구조의 형상으로 상기 금속 튜브를 형성하되, 상기 회전축 대칭체들은 상기 연결축 와이어의 각 연결축의 연결 헤드들을 각각 포함하는, 금속 튜브를 형성하는 단계; 및

상기 볼 체인 구조의 각 회전축 대칭체의 접합부와 상기 연결축 와이어의 각 연결축의 접합부를 분리시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 레이저 조사 또는 TIG 용접의 타이밍과 상기 금속 튜브의 피치 및 공급 타이밍은, 상기 연결축이 삽입되는 각 회전축 대칭체의 개구 근방에서 상기 버트 심이 용접되도록 서로 동기화된다.

본 발명에 따른 볼 체인을 제조하는 방법은,

연결축들이 선형으로 함께 결합되는 연결축 와이어의 형상을 형성하기 위하여 금속와이어를 연결축 금속몰드에 관통 삽입하는 단계;

상기 연결축 와이어의 투입 위치와 금속 테이프의 투입 위치 및 투입 각도의 위치선정을 결정하는 위치결정 수단을 갖는 인발 다이에 금속 테이프와 상기 연결축 와이어를 공급하는 단계;

상기 연결축 와이어에 대하여 일정 시간에 미리 결정된 각도만큼 상기 금속 테이프와 상기 연결축 와이어가 회전된 후 그 안에 상기 연결축 와이어가 포함된 상태로 금속 튜브를 형성하기 위하여 상기 인발 다이를 사용하여 상기 금속 테이프를 인발하는 단계;

상기 인발 다이의 회전과 함게 회전하며 그리고 상기 인발다이에 대하여 일정한 위치로부터 용접을 수행하는, 레이저 용접 토치를 사용하거나 TIG 용접 토치를 사용하여 상기 금속 튜브의 버트 심을 용접하는 단계;

회전축 대칭체를 형성하는 금속 몰드에 상기 금속 튜브와 상기 연결축 와이어를 공급하고 상기 금속 튜브와 상기 연결축 와이어를 일정 시간에 미리 결정된 각도만큼 회전시킴으로써 복수의 회전축 대칭체가 선형으로 함께 결합되는 볼 체인 구조의 형상으로 상기 금속 튜브를 형성하되, 상기 회전축 대칭체들은 상기 연결축 와이어의 각 연결축의 연결 헤드들을 각각 포함하는, 금속 튜브를 형성하는 단계; 및

상기 볼 체인 구조의 각 회전축 대칭체의 접합부와 상기 연결축 와이어의 각 연결축의 접합부를 분리시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 금속 튜브의 버트 심은 연속으로 또는 간헐적으로 용접될 수 있다.

본 발명에 따른 볼 체인에서, 회전축 대칭체는 이 회전축 대칭체의 회전축 방향으로 형성된 버트 심(butt seam)과, 상기 버트 심의 적어도 한 지점에 형성된 용접부를 구비한다. 따라서 버트 심은 인장하중이 볼 체인에 작용하였을 때 상기 용접부 때문에 벌어지지 않게 되어, 연결축의 연결 헤드가 빠지지 않고, 회전축 대칭체의 형상을 형성하기 위해 단순히 금속 편을 라운딩 처리하여 형성한 볼 체인에 비해 커다란 인장하중을 버틸 수 있게 된다.

즉, 불가피한 인장하중에 대하여 볼 체인의 벽 두께를 얇게 할 수 있게 되어 처리가 용이하고 저렴한 비용의 볼 체인을 얻을 수 있게 된다.

특히, 연결축이 관통 삽입되는 회전축 대칭체의 개구 부근에 버트 심의 용접부를 배치하는 경우에, 적은 용접으로도 인장하중 효율이 효과적으로 증가될 수 있게 되어, 용이한 처리와 저렴한 비용의 볼 체인을 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 볼 체인을 제조하는 방법에 있어서는, 금속 테이프와 연결축 와이어가 인발 다이(die)에 전달되고, 금속 테이프와 연결축 와이어가 일정 시간에 미리 결정된 각도로 회전되며, 상기 인발 다이를 이용하여 금속 테이프가 인발되어 금속 튜브가 형성되면서 그 안에 연결축 와이어가 포함된다.

금속 튜브가 볼 체인의 구조로 형성되기 전에 그리고 금속 튜브가 인발 다이를 빠져나온 후에, 버트 심이 금속 튜브의 회전과 동시에 레이저 용접 또는 TIG 용접을 버트 심에 행함으로써 용접된다.

금속 튜브의 버트 심이 회전축 대칭체의 버트 심에 비해 반경방향으로 일정한 거리로 형성되기 때문에, 방사되는 레이저의 초점거리가 일정하고, 그리하여 레이저 에너지의 정확한 집중이 가능해진다. 또한 TIG 용접의 경우에, 금속 튜브의 버트 심의 용접 면적이 반경방향으로 일정한 거리에 놓여지기 때문에 TIG 용접 토치와 용접부 사이의 거리가 적절히 유지되고, 용접이 적절하게 수행될 수 있다.

더욱이, 본 발명에 따르면, 위치결정 수단이 연결축의 투입 위치와, 금속 튜브의 투입 위치 및 투입 각도를 인발 다이에 대하여 일정한 위치로 결정하기 때문에, 원주방향으로의 버트 심의 위치는 인발 다이와 금속 튜브의 회전에 대하여 정확하게 제어될 수 있다. 따라서, 인발 다이의 회전에 대하여 레이저 용접과 TIG용접의 타이밍을 일치시키는 경우, 레이저 용접과 TIG용접이 원주방향에서 버트 심의 위치에서 정확하게 수행될 수 있다.

따라서, 버트 심에서 단속적인 용접이 적절히 수행될 수 있다.

추가로, 금속 튜브의 공급속도와 피치를 레이저 용접과 TIG용접의 타이밍과 일치시킴으로써, 버트 심이 원하는 위치에 용접될 수 있다.

특히, 금속 튜브의 공급 속도와 피치와, 레이저 용접과 TIG용접의 타이밍, 및 볼 체인 구조 형성하는 단계를 일치시킴으로써, 볼 체인 구조에 포함된 각 회전축 대칭체의 오목한 부분, 즉, 연결축가 관통 삽입되는 회전축 대칭체의 개구가 되는 부분 근처에서 레이저 용접과 TIG용접이 수행될 수 있다.

추가로, 본 발명에 따른 볼 체인을 제조하는 방법에서, 레이저 용접 토치 또는 TIG 용접 토치는 인발 다이에 대하여 일정한 위치에 고정되어 인발 다이의 회전과 함께 회전할 수 있게 된다.

이 제조방법에 따르면, 레이저 용접이나 TIG 용접에 있어서 버트 심으로 연속적인 방사 또는 조사가 적절히 수행될 수 있다.

즉, 위치결정 수단이 연결축의 투입 위치와, 금속 튜브의 투입 위치 및 투입 각도를 인발 다이에 대하여 일정한 위치로 결정하기 때문에, 그리고 레이저 용접 토치 또는 TIG 용접 토치가 인발 다이에 대하여 일정한 위치에 고정되기 때문에, 금속 튜브의 원주방향에서 버트 심의 위치에 레이저 용접이나 TIG 용접이 정확히 수행될 수 있고, 용접을 연속적으로 수행하는 경우에 금속 튜브의 원주방향에서 버트 심이 연속적으로 용접될 수 있다.

용접이 단속적으로 수행되게 함으로써 버트 심에 단속적으로 용접이 수행될 수 있도록 하는 것은 자명하다.

금속 테이프가 감겨있는 금속 테이프 릴로부터 풀려나오는 금속 테이프에 관해서는, 금속 테이프 릴이 제 위치에 고정되어 금속 테이프를 풀어내기 때문에, 위치조정 수단이 없다면, 인발 다이가 일정 시간에 미리 정해진 각도로 회전할 때 금속 테이프 릴이 앵커로서 작용을 하게 되어, 인발 다이에 대하여 금속 테이프의 공급 위치와 공급 각도를 변경하게 되고, 그리하여 인발 다이에 대하여, 인발 다이에 의해 인발되면서 형성되는 금속 튜브의 버트 심의 원주방향 위치를 변하게 된다. 그러한 경우에, 원주방향에서, 금속 튜브의 버트 심의 위치에 레이저 용접이나 TIG 용접이 정확하게 수행될 수 없다.

인발 다이에 대하여, 인발 다이에 의해 인발되면서 형성되는 금속 튜브의 버트 심의 원주방향 위치가 본 발명에서 항상 일정하게 유지하도록 하는 위치결정 수단이 있기 때문에, 원주방향에서, 금속 튜브의 버트 심의 위치에 레이저 용접이나 TIG 용접이, 상기한 바와 같이, 정확하게 수행될 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 볼 체인 및 그 제조 방법을 자세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 볼 체인을 제조하기 위한 장치의 전반적인 구조를 보여준다.

볼 체인을 제조하는 장치(1)는 와이어 공급기(2), 연결축 금속 몰드(3), 인발 다이(4), 회전축 대칭체 형성몰드(5) 및 레이저 용접 토치 또는 TIG용접 토치(6)를 구비한다.

레이저 용접 토치 또는 TIG용접 토치(6)는 이하에서는 대표적으로 레이저 용접 토치(6)로 언급하며, 레이저 조사를 예시하면서 설명할 것이나, 레이저 용접 토치는 TIG용접 토치로 대체될 수 있고, 레이저 조사는 TIG용접에 들어가는 에너지로 대체될 수 있음을 밝혀둔다.

도면부호 7은 볼 체인의 연결축를 형성하는 금속의 와이어를 나타내고, 이 와이어(7)는 공급방향(P)으로 공급된다.

상기 와이어 공급기(2)는 미리 정해진 피치로 와이어를 공급하도록 유지하고, 랙과 피니언(8, 9)을 통해 일정한 시간에 미리 정해진 각도로 회전방향(R)으로 회전할 수 있다.

와이어(7)는 와이어 공급기(2)에 의해 공급방향(P)으로 공급되고, 일정한 시간에 미리 정해진 각도로 회전되며, 연결축 금속 몰드(3)로 공급되며, 이 연결축 금속 몰드(3)의 반복적인 결합에 의해, 연결축가 직선 형태로 결합되게 되는 연결축 와이어(10)의 형상으로 성형된다. 여기서 연결축가 직선 형태로 결합된다고 하는 것은, 연결축이 연결 헤드가 서로 맞닿게 결합된다는 것을 나타낸다. 연결축 와 이어(10)는 벤딩과 같은 외부력이 작용하여 개별적인 연결축로 분리되어 인접한 연결 헤드 사이의 슬릿이 분리된다.

도면 부호 11은 볼 체인에 포함되는 회전축 대칭체의 재료를 만드는 금속 테이프를 나타낸다.

와이어(7)가 연결축 와이어(10)의 형상으로 형성된 다음에, 금속 테이프(11)는 연결축 와이어(10)와 함께 인발 다이(4)로 전달된다.

연결축 와이어(10)와 금속 테이프(11)와 함께, 인발 다이(4)는, 랙과 피니어(12, 13)을 통해 일정 시간에 미리 정해진 각도만큼 회전방향(R)으로 회전할 수 있고, 금속 테이프(11)를 인발하여 금속 튜브(14)로 형성할 수 있다.

랙과 피니언(12, 13)의 회전은 랙과 피니언(8, 9)의 회전과 일치되어 있어서 동일한 각도와 방향으로 일정 시간에 미리 정해진 각도만큼 회전하게 된다.

이것은 금속 튜브(14)와 그 안에 배치된 연결축 와이어(10)가 동일한 각도와 방향으로 일정 시간에 미리 정해진 각도만큼 회전할 수 있게 하고, 회전축 대칭체 형성몰드(5)로 공급되게 하며, 회전축 대칭체 형성몰드(5)의 반복적인 결합에 의해, 회전축 대칭체가 직선 형태로 함께 결합되어 있는 볼 체인 구조물(15)의 형상으로 형성될 수 있도록 한다.

여기서 회전축 대칭체는 회전축에 대하여 대략 대칭이며, 내부가 공동이며, 회전체의 고체이며 폴리토프(polytope)를 구비하고 있다.

연결축 와이어(10)와 금속 튜브(14)를 공급함에 있어서, 서로 간의 상대위치와 공급 피치는, 회전축 대칭체 형성몰드(5)에서 형상화된 볼 체인 구조물(15)의 각각의 회전축 대칭체가 그 안에 연결축의 연결 헤드가 포함되는 방식으로 조절되게 된다.

인발 다이(4)는 그 안에, 연결축 와이어(10)의 공급 위치와 금속 테이프(11)의 공급 위치와 각도를 잡아주고 결정하기 위한 위치결정 수단을 구비한다.

상기 위치결정 수단과 인발부에 대해서는 도 2에 자세히 나타내어져 있다.

상기 위치결정 수단은 상부 초승달 부재(16)와 하부 초승달 부재(17)를 구비하고 있다.

인발 다이(4)의 본체는 원통형 부재를 구비하고, 상기 상부 초승달 부재(16)와 하부 초승달 부재(17)는 각각 인발 다이(4)의 본체의 원통형 부재의 내면에 고정되어 있다.

상기 초승달 부재(16)와 하부 초승달 부재(17) 사이에 금속 테이프(11)가 안내되는 내부공간(18)이 형성되어 있다.

금속 테이프(11)를 상기 내부공간(18)에 안내함으로써, 금속 테이프(11)의 공급 위치 즉, 인발 다이(4)에 대한 반경방향 위치와 금속 테이프(11)의 공급 각도가 결정된다.

공급 각도라는 용어는 공급 방향(P)에 수직인 단면에서의 금속 테이프(11)의 각도를 나타내는데, 바람직하게는 금속 테이프(11)는 인발 다이(4)의 중심에 대하여 이등변 삼각형의 밑변 쪽으로 공급되는 것이 좋다.

한편, 연결축 와이어(10)를 위한 가이드 튜브(19)는 상기 상부 초승달 부재(16)에 고정된다.

가이드 튜브(19)의 단부는 인발 다이(4)의 바깥쪽으로 돌출하는 트럼펫 형상부를 구비하여 연결축 와이어(10)가 쉽게 수용된다 (도 1 참고).

가이드 튜브(19)를 안내함에 의해, 연결축 와이어(10)의 공급 위치 즉, 인발 다이(4)에 대한 반경방향으로의 위치가 결정된다.

바람직하게는, 연결축 와이어(10)는 공급방향(P)에 수직인 단면에서 인발 다이(4)의 중심으로 공급되는 것이 좋다. 공급방향(P)에 대하여 상기 상부 초승달 부재(16)와 하부 초승달 부재(17)의 후면(하류)에, 인발부(20)가 구비되어 있다.

상기 인발부(20)의 내면은 굴뚝형상이고, 금속 테이프(11)는 이 내면으로 안내되어, 연결축 와이어(10)가 내부에 포함되는 상태로 금속 튜브(14)가 형성되도록 인발된다.

특히, 금속 테이프(11)의 공급 각도의 위치가 상기 인발부(20) 직전에서 위치결정 수단의 내부공간(18)에 의해 결정되기 때문에, 인발부(20)를 빠져나온 금속 튜브(14)의 버트 심은 금속 튜브(14)의 원주방향에서 일정한 위치에 위치된다.

전술한 바와 같이, 인발 다이(4)가 일정 시간에 미리 정해진 각도만큼 회전하더라도, 금속 테이프(11)으 공급 위치와 공급 각도는 인발 다이(4)에 대하여 고정되고, 그리하여 금속 튜브(14)의 버트 심이 인발 다이(4)에 대하여 일정한 위치로부터 인발된다.

본 발명에 있어서, 금속 튜브(14)가 회전축 대칭체 형성 몰드(5)에 들어가기 전에 그리고 인발 다이(4)를 빠져나온 후에, 금속 튜브(14)의 버트 심에 레이저 용접이 실행된다.

TIG 용접 토치가 구비된 경우에는 TIG 용접이 수행된다.

도1에 도시된 바와 같이, 레이저 용접 토치(6)가 인발 다이(4)와 회전축대칭체를 형성하는 금속 몰드(5) 사이에 제공되며, 본 실시예에서는 지상이나 받침대에 대하여 일정한 위치에 고정되어 인발 다이(4)에서 인발된 금속 튜브(14)에 대하여 레이저를 조사하도록 구축되어 있다.

레이저 용접 토치(6)는, 금속 튜브(14)의 버트 심(butt seam)이 미리 결정된 위치로 회전될 때, 금속 튜브(14)의 버트 심에 레이저를 조사하여 버트 심을 용접하기 위하여 금속 튜브(14)의 회전, 즉 인발 다이(4)의 회전과 동기되도록 구성된다.

동기 제어가 도면에 명확히 도시되지는 않았지만, 이 제어는 당업자에 의해 적절히 제공될 수 있으며 와이어(7)의 공급, 금속 테이프(11)의 공급, 인발다이(4)와 와이어 공급기(2)의 회전, 레이저 조사, 연결축 금속 몰드(3)와 회전축 대칭체를 형성하는 금속 몰드(5)의 맞물림 동작을 활성화시키는 장치에 대해 전체적인 제어를 수행하는 제어장치에 의해 행해질 수 있다. 이 제어는 소프트웨어 타입의 제어로 모든 메카니즘의 각각에 대하여 반드시 개별적으로 수행될 수 있을 뿐만 아니라 와이어(7)나 금속 테이프(11)의 공급에 대한 메카니즘, 인발 다이(4)와 와이어 공급기(2)의 회전 메카니즘을 위한 기계적인 인터록(interlock) 및 레이저 용접 토 치 또는 TIG 용접 토치를 위한 동력(dynamic force) 입력을 제어하는 소프트웨어 타입의 인터록의 조합에 대하여 수행될 수도 있다.

본 실시예에서는, 레이저 용접 토치(6)에 의한 레이저 조사는 바람직하게는 간헐적으로 수행된다.

도3과 도4는 레이저로 용접하는 예를 나타낸다.

도3과 도4에서, 참조번호 21, 22 및 23은 각각 볼 체인, 회전축 대칭체 및 연결축을 나타낸다.

참조번호 24는 회전축 대칭체(22)의 버트 심을 나타낸다.

참조번호 25와 26은 레이저 용접에 의한 용접부들을 나타낸다.

도3의 예에서는, 금속 튜브(14)의 단에서, 후에 서로 인접하게 될 2개의 회전축 대칭체(22)의 접합부가 될 지점의 양쪽에서 서로 떨어져 2개의 용접부(25)가 제공되고, 그 후 회전축 대칭체(2)가 형성된다.

도4의 예에서는, 금속 튜브(14)의 단에서, 어느 정도 기다란 용접부(26)가 후에 서로 인접하게 될 2개의 회전축 대칭체(22)의 접합부 위로 연장되도록 제공되고, 그 후 회전축 대칭체(22)들이 형성되고, 이어서 용접부(26)가 회전축 대칭체(22)의 접합부에서 나누어져 서로 인접한 2개의 회전축 대칭체(22)의 연결축(23)을 위한 개구들 근방에서 용접부들을 제공한다.

도1에 도시된 바와 같이, 인발 다이(4)와 회전축 대칭체를 형성하는 금속 몰드(5) 사이의 금속 튜브(14)의 버트 심에 레이저가 조사되도록 함으로써, 금속 튜브(14)의 버트 심이 반경방향으로 일정 거리를 두고 제공되기 때문에 레이저 에너 지를 정확하게 집중시키는 것이 가능하여, 조사된 레이저의 초점 거리가 일정해진다.

이는 회전축 대칭체를 형성하는 금속몰드(5) 다음에 레이저를 조사하는 경우와 비교함으로써 판명될 것이다.

즉, 회전축 대칭체를 형성하는 금속몰드(5) 다음에, 반경방향으로 레이저 조사될 영역의 위치는 회전축 대칭체의 오목부에 의해 변경되며 따라서 레이저의 에너지는 정확히 집중되기 어렵다.

그리고, 본 발명에 따르면, 위치결정 수단의 윗쪽 반원통 부재(16)와 아래쪽 반원통 부재(17)는 인발 다이(4)에 대한 금속 테이프(11)의 투입 위치와 투입 각도 및 연결축 와이어(10)의 투입 위치의 연속적인 위치선정을 결정하며, 원주방향으로 인발 다이(4)에서 인발된 금속 튜브(14)의 버트 심의 위치는 인발다이(4)에 대하여 항상 일정하다.

즉, 원주방향으로 버트 심의 위치는 금속 튜브(14)의 비틀림에 기인하여 잘못 정렬되지 않을 것이다.

인발 다이(4)의 회전을 동기화시킴으로써, 즉 레이저 용접 토치(6)에 의한 레이저 조사와 함께 금속 튜브(14)의 회전을 동기화시킴으로써, 레이저는 금속 튜브(14)의 원주방향으로 버트 심의 위치에 정확히 조사될 수 있다.

도3과 도4에 도시된 바와 같이, 금속 튜브(14)의 공급 타이밍과 레이저 조사의 타이밍을 동기시킴으로써, 레이저에 의해 용접된 용접부(25, 26)는 연결축(23)들이 삽입되는 회전축 대칭체(22)의 개구들의 근방에 제공될 수 있다.

레이저에 의해 용접된 용접부(25, 26)들이 도3과 도4에 도시된 바와 같이 연결축(23)들이 삽입되는 회전축 대칭체(22)의 개구들 근방에 제공되는 상태로, 작은 벽 두께를 갖는 금속 테이프에 의해 볼 체인이 형성되더라도 용접에 의해 인장하중이 효과적으로 증가될 수 있고, 용이한 공정과 합리적인 비용으로 볼 체인을 얻을 수 있다.

도1의 예에서, 레이저 용접 토치(6)는 땅이나 받침대에 대하여 일정한 위치에 고정되도록 그리고 금속 튜브(14)의 버트 심이 미리 결정된 위치로 회전될 때 레이저를 조사하기 위하여 인발 다이(4)의 회전과 동기되도록 제조되지만, 레이저 용접 토치(6)는 인발 다이(4)에 고정되어 인발 다이(4)와 함께 회전될 수도 있다.

이 경우에, 레이저가 인발다이(4)에서 인발된 금속 튜브(14)의 버트 심에 조사되도록 레이저 용접 토치(6)는 인발다이(4)에 고정된다.

본 실시예에 따르면, 레이저는 간헐적으로 또는 연속으로 버트 심에 조사될 수 있다. 레이저 용접 토치(6)가 용접을 연속으로 수행하게 함으로써, 용접부는 금속 튜브(4)의 버트 심의 길이 전체에 걸쳐 제공될 수도 있다.

금속 튜브(14)의 버트 심의 전체 길이에 대하여 용접이 수행되도록 함으로써, 더 강한 볼 체인이 얻어질 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 제조방법의 실행을 위한 볼 체인 제조장치의 전반적인 구조를 나타내는 구조적 다이아그램이며,

도 2는 본 발명에 따른 볼 체인 제조장치의 인발 다이와 인발부의 위치결정 수단을 보여주는 확대된 개략 다이아그램이고,

도3은 본 발명에 따른 레이저 용접을 예시하는 볼 체인 부분을 나타내는 개략적인 다이아그램이고,

도 4는 본 발명에 따른 다른 레이저 용접을 예시하는 볼 체인 부분을 나타내는 개략적인 다이아그램이며,

도 5는 종래의 볼 체인 부분을 나타내는 개략적인 다이아그램이다.

Claims (7)

1. 속이 빈 금속 회전축 대칭체들을 형성하기 위하여 금속 편을 라운딩(rounding)처리하고, 각각 양쪽 단부에 연결 헤드를 갖는 연결축들과 체인유사(chain-like) 방식으로 상기 회전축 대칭체들을 연결함으로써 얻어지는 볼 체인으로서,

   상기 회전축 대칭체들의 각각은 회전축 대칭체의 회전축 방향으로의 버트 심과 그리고 이 버트 심의 적어도 한부분에 용접부를 갖는 것을 특징으로 하는 볼 체인.
2. 제1항에 있어서, 상기 회전축 대칭체들은 속이 빈 볼들인 것을 특징으로 하는 볼 체인.
3. 제1항에 있어서, 상기 버트 심의 용접부는 상기 연결축들이 삽입되는 상기 회전축 대칭체들의 각각의 개구 근방에 위치되는 것을 특징으로 하는 볼 체인.
4. 볼 체인을 제조하는 방법으로서,

   연결축들이 선형으로 함께 결합되는 연결축 와이어의 형상을 형성하기 위하여 금속와이어를 연결축 금속몰드에 관통 삽입하는 단계;

   상기 연결축 와이어의 투입 위치와 금속 테이프의 투입 위치 및 투입 각도의 위치선정을 결정하는 위치결정 수단을 갖는 인발 다이에 금속 테이프와 상기 연결축 와이어를 공급하는 단계;

   상기 연결축 와이어에 대하여 일정 시간에 미리 결정된 각도만큼 상기 금속 테이프와 상기 연결축 와이어가 회전된 후 그 안에 상기 연결축 와이어가 포함된 상태로 금속 튜브를 형성하기 위하여 상기 인발 다이를 사용하여 상기 금속 테이프를 인발하는 단계;

   상기 금속 튜브의 버트 심이 미리 결정된 위치로 회전되었을 때 상기 금속 튜브의 회전과 동기하여 상기 버트 심에 레이저를 조사하거나 TIG 용접을 수행하여 상기 금속 튜브의 버트 심을 용접하는 단계;

   회전축 대칭체를 형성하는 금속 몰드에 상기 금속 튜브와 상기 연결축 와이어를 공급하고 상기 금속 튜브와 상기 연결축 와이어를 일정 시간에 미리 결정된 각도만큼 회전시킴으로써 복수의 회전축 대칭체가 선형으로 함께 결합되는 볼 체인 구조의 형상으로 상기 금속 튜브를 형성하되, 상기 회전축 대칭체들은 상기 연결축 와이어의 각 연결축의 연결 헤드들을 각각 포함하는, 금속 튜브를 형성하는 단계; 및

   상기 볼 체인 구조의 각 회전축 대칭체의 접합부와 상기 연결축 와이어의 각 연결축의 접합부를 분리시키는 단계;를 구비한 것을 특징으로 하는, 볼 체인을 제조하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 레이저 조사 또는 TIG 용접의 타이밍과 상기 금속 튜 브의 피치 및 공급 타이밍은, 상기 연결축이 삽입되는 각 회전축 대칭체의 개구 근방에서 상기 버트 심이 용접되도록 서로 동기화되는 것을 특징으로 하는, 볼 체인을 제조하는 방법.
6. 볼 체인을 제조하는 방법으로서,

   연결축들이 선형으로 함께 결합되는 연결축 와이어의 형상을 형성하기 위하여 금속와이어를 연결축 금속몰드에 관통 삽입하는 단계;

   상기 연결축 와이어의 투입 위치와 금속 테이프의 투입 위치 및 투입 각도의 위치선정을 결정하는 위치결정 수단을 갖는 인발 다이에 금속 테이프와 상기 연결축 와이어를 공급하는 단계;

   상기 연결축 와이어에 대하여 일정 시간에 미리 결정된 각도만큼 상기 금속 테이프와 상기 연결축 와이어가 회전된 후 그 안에 상기 연결축 와이어가 포함된 상태로 금속 튜브를 형성하기 위하여 상기 인발 다이를 사용하여 상기 금속 테이프를 인발하는 단계;

   상기 인발 다이의 회전과 함게 회전하며 그리고 상기 인발다이에 대하여 일정한 위치로부터 용접을 수행하는, 레이저 용접 토치를 사용하거나 TIG 용접 토치를 사용하여 상기 금속 튜브의 버트 심을 용접하는 단계;

   회전축 대칭체를 형성하는 금속 몰드에 상기 금속 튜브와 상기 연결축 와이어를 공급하고 상기 금속 튜브와 상기 연결축 와이어를 일정 시간에 미리 결정된 각도만큼 회전시킴으로써 복수의 회전축 대칭체가 선형으로 함께 결합되는 볼 체인 구조의 형상으로 상기 금속 튜브를 형성하되, 상기 회전축 대칭체들은 상기 연결축 와이어의 각 연결축의 연결 헤드들을 각각 포함하는, 금속 튜브를 형성하는 단계; 및

   상기 볼 체인 구조의 각 회전축 대칭체의 접합부와 상기 연결축 와이어의 각 연결축의 접합부를 분리시키는 단계;를 구비한 것을 특징으로 하는, 볼 체인을 제조하는 방법.
7. 제4항 또는 제6항에 있어서, 상기 금속 튜브의 버트 심은 연속으로 또는 간헐적으로 용접되는, 볼 체인을 제조하는 방법.

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