KR20100001228U - 파이프 내경 지지용 지그 - Google Patents

Abstract

본 고안은 파이프 내경 지지용 지그에 관한 것으로, 환형의 삽입부재(10)를 갖추어 상기 삽입부재(10)를 파이프의 척 물림부 내경에 삽입하여 내주면을 지지할 수 있게 됨으로써 척의 과도한 물림에 의한 파이프 변형을 방지할 수 있게 된다.

상기 삽입부재(10)는 다수로 분할되고, 나사봉(40)으로 연결되어 삽입부재(10)의 외경을 가변 조절함으로써 보다 다양한 내경을 가지는 파이프에 공용할 수 있다.

파이프 선반 가공, 척 물림 변형 방지, 변형 방지 지그

Description

파이프 내경 지지용 지그{jig for supporting the inside diameter of pipe}

본 고안은 파이프를 선반(lathe) 가공하여 요구되는 세부 형상 및 치수 조건을 갖춘 슬리브를 제작할 때 파이프의 내경을 지지하여 척의 조임력에 의한 파이프 변형을 방지할 수 있도록 된 파이프 내경 지지용 지그에 관한 것이다.

산업 현장의 설비 및 장치에는 많은 종류의 판재, 각재, 관재, 선재가 각각 요구되는 형상과 치수를 가지도록 가공되어 사용된다.

그 중 관재 즉, 파이프는 범용되는 기구 재료의 하나로서 그 기본 형상에 의하여 주로 유체 이송 통로를 구성하는 부품으로서 사용되기도 하지만, 추가 가공을 통해 다양한 세부 형상을 가지도록 가공하여 다양한 방식으로 사용되고 있다.

예를 들어, 제철공장의 냉각상(cooling bed ; 열간압연강재를 방치하여 공기중에서 냉각시키는 장치)의 고정 블레이드 프레임 슬리브 역시 적정 관경의 파이프를 선반 가공하여 제작하고 있다.

한편, 파이프를 선반 가공할 때는 도 1과 같이 파이프(P)의 일단을 선반 주축대에 장착된 척(chuck;1)에 물려 고정하게 되는데, 가공되는 파이프가 지름에 비해 두께가 얇은 경우 그 강도가 부족하여 척(1)이 과도하게 조여지면 죠오(jaw;1a) 의 가압력에 의해 파이프의 수축 변형이 발생하는 문제점이 있었다.

이 경우 원하는 최종 형상과 치수를 구현할 수 없어서 재료를 폐기해야 하므로 작업 효율이 떨어질 뿐만 아니라 재료비용의 불필요한 소모가 발생하게 된다.

이에 본 고안은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 척에 물리는 파이프의 내경을 지지하여 죠오의 가압력에 대항토록 함으로써 파이프의 변형을 방지할 수 있도록 된 파이프 내경 지지용 지그를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은,

가공 대상 파이프의 내경과 동일한 직경을 가지고, 외주면이 축방향으로 직선형인 단순 원주면으로 형성되며, 관통공이 형성된 환(環)형 삽입부재로 이루어진다.

또한 상기 삽입부재의 후면에 일체로 형성되고 상기 관통공과 연통되는 관통공이 형성된 메인바디와, 상기 메인바디의 후면에 형성된 손잡이를 더 포함할 수 있다.

또한 상기 삽입부재가 4등분할되고, 그 중 마주보는 한 쌍이 메인바디로부터 분리됨과 더불어 양단에 반대 방향의 나사산이 형성된 나사봉으로 연결되며, 상기 나사봉에는 웰드너트가 구비될 수 있다.

또한 상기 나사봉으로 연결되지 않은 분할된 삽입부재의 나머지 한 쌍의 부재가 상기 메인바디로부터 분리되고,

상기 나머지 한 쌍의 부재는, 상판에 상기 웰드너트 조작을 위한 공구홀이 형성되고 양측 벽에 원형의 장착홈이 형성된 연결부재와,

상기 장착홈에 일단의 플랜지가 삽입되어 고정링으로 고정되고 타단에 형성된 수나사부가 삽입부재의 나머지 분할 부분에 형성된 암나사홀에 나사 체결된 나사봉을 매개로 연결될 수 있다.

이상과 같은 구성의 본 고안을 이용하면, 파이프의 선반 가공시 척에 물리는 부분의 내경부에 상기 지그를 선 삽입하여 척의 죠오에 의한 가압력에 대항하여 파이프를 지지해 줄 수 있게 됨으로써 척의 과도 물림에 의한 파이프의 변형을 방지할 수 있게 되는 효과가 있다.

이에 따라 작업을 용이하게 진행(복원작업 필요 없음)할 수 있을 뿐만 아니라 파이프 변형에 의한 소재 및 비용의 낭비도 줄일 수 있게 된다.

또한 가공 완성품의 정도(치수 정확도)가 향상되어 품질이 향상되는 효과가 있다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안의 일 실시예로서, 대략 척(chuck) 정도의 두께를 갖는 단순 환(環)형 삽입부재(10)로 이루어진다. 외주면은 파이프의 내주면에 밀착될 수 있도록 축방향으로 직선형인 단순 원주면이다.

상기 삽입부재(10)는 가공 대상이 되는 파이프(P)의 내경과 동일한 외경을 가지며, 통상적인 척의 조임력에 대항할 수 있는 강성을 가지도록 적절한 두께(외 경과 내경의 차)가 설정된다.

중앙에 형성된 통공은 삽입부재(10)의 중량을 감소시키는 역할을 함과 더불어 삽입부재(10)의 취급(들고, 운반하고, 파이프에 끼우는 일련의 행위)이 용이하도록 하는 역할을 수행한다.

도 3은 본 고안의 제2실시예로서, 상기 삽입부재(10)가 원형의 메인바디(20) 전면에 형성된 것을 특징으로 한다. 상기 메인바디(20)에는 삽입부재(10)의 관통공과 동일한 직경의 관통공이 형성될 수 있으며, 후면에는 손잡이(30)가 구비된다. 이때 상기 메인바디(20)의 두께와 손잡이(30)의 돌출 길이를 합친 길이는 삽입부재(10)를 파이프(P)에 끼운 상태에서 그 파이프(P)의 단부를 척에 물릴 수 있는 정도로 설정됨은 물론이다. 필요한 경우 상기 손잡이(30)는 제거될 수 있다.

상기 메인바디(20)는 삽입부재(10)보다 큰 직경을 가짐으로써 삽입부재(10)를 파이프(P)에 삽입하였을 때 외곽 부분이 파이프(P)의 단부에 닿아 삽입부재(10)의 삽입 깊이를 제한하는 스토퍼 역할을 하게 된다.

또한, 상기 삽입부재(10)가 메인바디(20)에 일체로 형성되어(또는 결합되어) 있는 상태이므로 척에 의해 가해지는 반경방향 하중에 대한 대항력이 향상되어 보다 얇은 두께로 필요 강도를 만족할 수 있게 된다.

상기와 같이 삽입부재(10)의 크기가 고정 타입으로 불변형인 경우에는 작업장에서 작업하는 파이프의 종류(관 내경에 따른 종류)에 따라서 각각 전용의 삽입부재(10)를 갖추어야 함은 물론이다.

이와 같은 점을 더욱 개선한 것이 도 4에 도시된 실시예이다.

도 4의 실시예는 도 3의 실시예에서 삽입부재(10)를 4등분할하고, 그 중 대칭되는 한 쌍의 부분을 이동 가능한 가압부재(12)로 구성한 것이다.

가압부재(12)를 제외한 나머지 대칭되는 한 쌍의 부분은 고정부재(11)로서 메인바디(30)에 일체화되어 이동할 수 없다.

도시된 바와 같이 상기 가압부재(12)는 나사봉(40)으로 연결되어 있는데, 상기 나사봉(40)의 양단에는 서로 반대 방향의 나사산을 가지는 수나사부(41)가 형성되고, 각 수나사부(41)는 각각 대응되는 가압부재(12)에 형성된 암나사홀(12a)에 나사 결합되어 있다.

그리고, 상기 나사봉(40)의 중간 부분에는 흔히 사용되는 공구인 스패너 등으로 회전시키기 용이하도록 육각의 웰드너트(42)가 구비된다.

따라서, 상기 웰드너트(42)를 회전시켜 나사봉(40)을 회전시키면 수나사부(41)와 암나사홀(12a)의 나사작용에 의하여 상기 가압부재(12)가 반경방향으로 이동할 수 있게 되므로 외측으로 팽창 이동시켜 보다 큰 파이프의 내경도 지지할 수 있도록 한다.

그리고, 상기 가압부재(12)의 이동 안정성을 향상시키고 메인바디(20)로부터 분리되지 않도록 하기 위하여 도 5에 도시된 바와 같이 상기 가압부재(12)의 메인바디(20)측 면에 T형 단면 형상의 걸림돌기(12b)를 형성하고, 상기 메인바디(20)의 대응면에는 동일한 형상의 가이드홈(21)을 반경방향으로 형성한다.

따라서 각 가압부재(12)의 걸림돌기(12b)를 가이드홈(21)의 반경 방향 내측 단부를 통하여 삽입하여 최대로 이격시킨 후 그 사이로 나사봉(40)을 배치하고 체 결시킴으로써 조립 완료한다.

한편, 상기 삽입부재(10)에서 가압부재(12)를 제외한 나머지 부분 즉, 고정부재(11)를 팽창 이동 가능하도록 구성한 실시예가 도 6에 도시되어 있다.

상기 도 6의 실시예는 상기 고정부재(11)도 메인바디(20)로부터 분리되고, 양측 고정부재(11)가 그 사이의 중앙에 배치되는 연결부재(50)와, 연결부재(50)의 양측면에 장착되는 한 쌍의 나사봉(60)을 매개로 연결된 것이다.(명칭의 일관성을 유지하기 위해 고정부재(11)라 계속 지칭하나 사실적으로는 이동 가능한 가압부재(12)가 두 쌍 구비되는 것이다.)

이 실시예에서는 동일 평면상에 위치하는 가압부재(12)와 고정부재(11)를 거동시키기 위한 각각의 나사봉(40,60)들이 상호 간섭되지 않도록 구성하는 것이 필요하다.

도시된 바와 같이 상기 연결부재(50)는 상판과 이에 수직으로 연결된 양측 벽으로 이루어진 것으로, 상기 상판에는 상기 웰드너트(42)를 조작하기 위한 공구홀(51)이 형성되고, 양측 벽의 외측면에는 원형의 장착홈(52)이 형성된다.

상기 장착홈(52)에는 상기 나사봉(60)의 일단이 삽입되는데, 그 단부에는 원형 플랜지(63)가 형성되고, 상기 장착홈(52)의 입구에 고정링(53)이 압입 고정됨으로써 장착홈(52)에서 나사봉(60)이 이탈되지 않으면서 회전 가능하도록 설치된다.

이와 같이, 상기 연결부재(50)의 양측 벽면 사이에 가압부재(12)의 나사봉(40)을 위치시키고, 양측 벽면 외측에 고정부재(11)의 나사봉(60)을 설치하는 것으로 두 나사봉(40,60)의 간섭 문제가 해결된다.

한편, 상기 나사봉(60)의 타단에는 수나사부(61)가 형성되고, 대응되는 위치의 고정부재(11)에는 암나사홀(11a)이 형성되어 상기 수나사부(61)가 삽입 체결됨으로써 연결부재(50)를 중심으로 양측에 고정부재(11)가 연결된다.

상기 나사봉(60)의 바디 중간에도 스패너로 회전 조작하기 용이하도록 웰드너트(63)가 구비된다.

또한, 도시하지 않았으나 상기 고정부재(11)와 이에 대응되는 메인바디(20)의 부분에도 각각 걸림돌기와 가이드홈이 형성되어 분리된 고정부재의 이탈을 방지하고 웰드너트(63) 조작에 따른 이동이 안정적이고 원활히 이루어지도록 되어 있다.

이제 상기의 구성을 갖는 본 고안의 작용을 설명한다.

도 2와 도 3에 도시된 실시예에서는 삽입부재(10)의 외경이 일정하게 정해져 있으므로 가공하고자 하는 파이프(P)의 내경에 맞는 삽입부재(10)가 구비되어 있어야만 한다.

그러한 조건을 만족한 경우, 파이프(P)의 내경에 상기 삽입부재(10)를 삽입하여 척의 죠오에 의한 가압부를 지지함으로써 관경이 내부로 수축 변형되는 현상을 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기 삽입부재(10)가 메인바디(20)에 형성되고, 메인바디(20)에 손잡이(30)가 구비된 경우는, 삽입부재(10)가 메인바디(20)에 일체화되어 있으므로 그 강도 확보가 유리하여 삽입부재(10)의 두께가 감소되므로 재료 및 중량 감소의 효과가 있으며, 손잡이(30)로 인해 그 취급이 한층 용이하다는 장점이 있다.

도 4 내지 5의 실시예에서 작업자는 스패너로 웰드너트(42)를 돌려 나사봉(40)과 가압부재(12) 간의 나사작용에 의해 가압부재(12)를 반경방향 외측으로 팽창시킬 수 있다.

따라서 삽입부재(10)가 가지는 직경 보다 큰 내경을 가지는 파이프(P)에도 적용하는 것이 가능하다. 즉, 적용하고자 하는 파이프의 내경과 유사한(다소 작은) 외주면간 거리를 가지도록 가압부재(12)를 외측으로 팽창시켜 삽입부재(10)를 파이프 단부에 삽입한 후, 상기 메인바디(20)의 관통공을 통해 후방에서 웰드너트(42)를 더 조작하여 가압부재(12)가 파이프 내경에 밀착 지지될 수 있도록 한다.

이때 가압부재(12)의 걸림부재(12b)가 메인바디(20)의 가이드홈(21)에 삽입되어 있으므로 메인바디(20)로부터 가압부재(12)의 이탈을 방지할 수 있으며, 더욱이 가이드홈(21)에 의해 경로가 안내되어지므로 웰드너트(42) 조작에 따른 가압부재(12)의 이동이 보다 안정적이고 원활히 이루어진다.

상기 메인바디(20)의 후방에 손잡이(30)가 존재하나, 상기 손잡이(30)와 메인바디(20)의 관통공 내벽면 사이에는 스패너를 삽입할 만한 충분한 공간이 확보되어 있으므로 이를 통해 스패너를 삽입하여 웰드너트(42)를 회전 조작하는 것에는 문제가 없다.

상기 실시예의 경우 가압부재(12)에 의해 파이프의 내주면 전체가 지지되고 있지 못한데, 이는 도 6의 실시예에 의해 개선된다.

전술한 바와 같이 도 6의 실시예는 상기 가압부재(12) 뿐만 아니라 상기 고정부재(11)가 메인바디(20)로부터 분리되어 있다.

따라서, 가압부재(12)용 웰드너트(42)를 조작하여 가압부재(12)를 목적하는 위치까지 이동시킨 후, 이어 고정부재(11)용 웰드너트(63)를 조작하여 이의 나사봉(60)과 고정부재(11)간 나사작용에 의해 양쪽 고정부재(11)가 상기 가압부재(12)와 동일한 반경 거리에 위치하도록 이동시킨다.

이때 상기 연결부재(50)의 공구홀(51)을 통해 스패너를 삽입하여 상기 웰드너트(42)를 간편하게 조작할 수 있다. 이 경우에도 1차적으로 삽입부재(10) 전체의 직경을 파이프의 내경보다 다소 작은 상태로 조작하고, 파이프 단부에 삽입한 후, 메인바디(20)의 배면에서 관통공을 통해 상기 웰드너트(42,63)들을 조작하여 4개의 부재(고정부재 2개, 가압부재 2개)가 모두 파이프의 내주면에 밀착된 상태에서 지지할 수 있도록 할 수 있다.

따라서, 척 죠오의 가압력에 대항하여 보다 확실하게 파이프의 변형을 방지할 수 있게 된다.

도 1은 선반 척과 이에 고정되는 파이프의 예시도,

도 2는 본 고안의 제1실시예로서, 단순 환형의 삽입부재를 도시한 도면,

도 3은 본 고안의 제2실시예로서, 메인바디와 손잡이가 더 구비된 지그의 사시도와 측면도,

도 4는 본 고안의 제3실시예로서, 삽입부재가 분할되고, 그 중 마주보는 한 쌍이 나사봉으로 연결된 구조를 도시한 사시도,

도 5는 도 4의 종단면도 및 걸림돌기와 가이드홈의 결합 상태 단면도,

도 6은 본 고안의 제4실시예로서, 서로 다른 분할 부재 쌍을 연결하는 나사봉 간의 간섭을 회피한 실시예의 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 삽입부재 11 : 고정부재

11a,12a : 암나사홀 12 : 이동부재

12b : 걸림돌기 20 : 메인바디

21 : 가이드홈 30 : 손잡이

40, 60 : 나사봉 41,61 : 수나사부

42, 63 : 웰드너트 50 : 연결부재

51 : 공구홀 52 : 장착홈

53 : 고정링

Claims (4)

1. 가공 대상 파이프(P)의 내경과 동일한 직경을 가지고, 외주면이 축방향으로 직선형인 단순 원주면으로 형성되며, 관통공이 형성된 환(環)형 삽입부재(10)로 이루어진 것을 특징으로 하는 파이프 내경 지지용 지그.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 삽입부재(10)의 후면에 일체로 형성되고 상기 관통공과 연통되는 관통공이 형성된 메인바디(20)와,

   상기 메인바디(20)의 후면에 형성된 손잡이(30)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 내경 지지용 지그.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 삽입부재(10)가 4등분할되고, 그 중 마주보는 한 쌍이 메인바디(20)로부터 분리됨과 더불어 양단에 반대 방향의 나사산이 형성된 나사봉(40)으로 연결되며, 상기 나사봉(40)에는 웰드너트(42)가 구비된 것을 특징으로 하는 파이프 내경 지지용 지그.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 나사봉(40)으로 연결되지 않은 분할된 삽입부재(10)의 나머지 한 쌍의 부재가 상기 메인바디(20)로부터 분리되고,

   상기 나머지 한 쌍의 부재는, 상판에 상기 웰드너트(42) 조작을 위한 공구홀(51)이 형성되고 양측 벽에 원형의 장착홈(52)이 형성된 연결부재(50)와,

   상기 장착홈(52)에 일단의 플랜지(63)가 삽입되어 고정링(53)으로 고정되고 타단에 형성된 수나사부(61)가 삽입부재(10)의 나머지 분할 부분에 형성된 암나사홀(11a)에 나사 체결된 나사봉(60),

   을 매개로 연결된 것을 특징으로 하는 파이프 내경 지지용 지그.

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