KR20130013025A

KR20130013025A - 소구경의 파이프 내경사상장치

Info

Publication number: KR20130013025A
Application number: KR1020110074402A
Authority: KR
Inventors: 유완기
Original assignee: 유완기
Priority date: 2011-07-27
Filing date: 2011-07-27
Publication date: 2013-02-06
Also published as: KR101283471B1

Abstract

본 발명은 기존의 연마지석과 스프링장력을 이용한 호닝머신이나 호닝헤드, 벨트샌더의 구조는 부피가 커져 직경 10mm이하인 소구경 파이프의 내경을 사상하는 것이 불가능하고, 브러쉬는 긴 파이프를 관통하면서 급격히 마모되어 수명이 짧고, 브러쉬를 연결하는 중심부재의 직경이 작고 가늘어 휨과 처짐으로 인해 파이프내경과 마찰을 유발하여 내면이 손상될 수 있는 문제점을 개선하고자, 파이프의 내경보다 직경이 작고 길이가 긴 중심선재의 외경에 연마재를 직접 접착하거나, 나사선 형태로 샌드페이퍼를 접착하고, 중심선재가 파이프의 내면에 마주보는 형태로 삽입되어 회전운동과 직선왕복운동을 통해 파이프의 내경을 사상하도록 구성되어, 소구경을 이루는 파이프내경의 표면거칠기를 다양한 입도를 가지는 샌드페이퍼를 이용하여 원하는 표면거칠기로 개선하고, 파이프가 중심선재와 마주보는 형태로 역방향으로 회전하여 파이프 내경의 사상효과를 극대화하여 사상하는 시간을 단축할 수 있고, 파이프의 내경에 삽입된 중심선재를 길이방향으로 왕복이송하여 편측사상을 방지하고 길이가 긴 파이프도 균일한 표면조도를 얻을 수 있는 좋은 효과가 있다.

Description

소구경의 파이프 내경사상장치 {Inside diameter trim device of small diameter pipe}

본 발명은 가늘고 긴 파이프내경의 표면거칠기를 개선하여 파이프 내부에 흐르는 유체의 흐름을 원활히 하고 마찰저항을 줄일 수 있는 소구경의 파이프 내경사상장치에 관한 것이다.

현대 산업의 고도화 추세에 따라 산업분야에 사용되는 파이프 제품은 고정밀도와 고청정도가 요구되고 있다. 특히, 식음료와 같은 식품재료를 이송하는 위생용 파이프의 경우 유체가 이송되는 내면이 가급적 광택면에 가까운 표면조도를 형성하도록 하여 마찰저항을 최소화하여 이송효율을 높이고, 식음료의 찌꺼기가 쌓이거나 미생물이 서식할 수 있는 환경을 억제할 수 있어야 한다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 벨트샌더를 통한 외경사상방법, 스프링장력을 이용하여 연마지석을 밀어주는 호닝헤드를 이용한 사상벙법, 연마재가 함유된 브러쉬를 이용한 방법이 있으나, 연마지석과 스프링장력을 이용한 호닝머신이나 호닝헤드, 벨트샌더의 구조는 부피가 커 직경 10mm이하인 소구경 파이프의 내경을 사상하는 것이 불가능하고, 브러쉬는 긴 파이프를 관통하면서 급격히 마모되어 수명이 짧고, 브러쉬를 연결하는 중심부재의 직경이 작고 가늘어 휨과 처짐으로 인해 파이프내경과 마찰을 유발하여 내면이 손상될 수 있는 문제점이 있었다.

1. 등록특허공보 제10-0681492호(2007년 02월 05일) 2. 등록실용신안공보 제20-0258105호(2001년 12월 07일)

상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 가늘고 긴 내경이 10mm이하인 소구경을 이루는 파이프 내경의 표면거칠기를 다양한 입도를 가지는 연마재나 샌드페이퍼를 이용하여 원하는 표면거칠기로 개선하고, 파이프가 중심선재와 마주보는 형태로 역방향으로 회전하여 파이프 내경의 사상효과를 극대화하여 사상하는 시간을 단축할 수 있고, 파이프의 내경에 삽입된 중심선재를 길이방향으로 왕복이송하여 불균일한 처짐에 따라 발생되는 편측사상을 방지하도록 회전운동과 직선왕복운동을 통해 길이가 긴 파이프도 균일한 표면조도를 얻을 수 있는 소구경의 파이프 내경사상장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 소구경의 파이프 내경사상장치는

파이프의 내경보다 직경이 작고 길이가 긴 중심선재(100)와,

중심선재의 외경에 나사선 형태로 접착되어 파이프의 내면과 접촉하여 사상시키는 샌드페이퍼(200)와,

구동모터의 회전축과 중심선재 및 파이프의 사이에 연결되여 중심선재 및 파이프에 회전력을 전달하는 유니버셜 조인트(300)와,

마주보는 형태로 형성되어 회전력을 발생시켜 중심선재와 파이프를 역방향으로 회전시키는 구동모터(400)와,

편측사상을 방지하도록 중심선재를 직선왕복운동시키는 안내레일(500)이 포함되어 구성됨으로서 달성된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 가늘고 긴 내경이 10mm이하인 소구경을 이루는 파이프 내경의 표면거칠기를 다양한 입도를 가지는 연마재나 샌드페이퍼를 이용하여 원하는 표면거칠기로 개선하고, 파이프가 중심선재와 마주보는 형태로 역방향으로 회전하여 파이프 내경의 사상효과를 극대화하여 사상하는 시간을 단축할 수 있고, 파이프의 내경에 삽입된 중심선재를 길이방향으로 왕복이송하여 편측사상을 방지하고 길이가 긴 파이프도 균일한 표면조도를 얻을 수 있는 좋은 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 소구경의 파이프 내경사상장치를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 안내레일의 직선왕복운동을 통해 중심선재가 앞으로 전진하여 파이프에 삽입된 것을 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 샌드페이퍼 접착구조로 형성된 중심선재의 자유단이 처진 형태로 파이프 내경에 삽입된 것을 절단법으로 도시한 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 연마재 접착구조로 형성된 중심선재의 자유단이 처진 형태로 파이프 내경에 삽입된 것을 절단법으로 도시한 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 파이프 내부에서 샌드페이퍼가 감긴 중심선재가 회전되고, 파이프가 역회전되며 사상되는 것을 확대한 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 중심선재에 감긴 샌드페이퍼의 하단이 파이프 내면의 하단에 편심되어져 접촉되어진 것의 단면을 도시한 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 전동공구를 이용하여 수동으로 파이프의 내경을 사상하는 것을 나타낸 일실시예도.

본 발명을 설명하기에 앞서 중심선 평균거칠기(이하 Ra라 한다.)란 단면 곡선의 중심선 윗부분과 아랫부분의 면적을 더해서 측정길이로 나누어준 값을 의미한다.

여기서 Ra의 산출방법은 물체 표면의 일부를 저주파와 고주파 파형을 그린 후 중심선을 정하고 아래 영역을 중심선에 대해서 모두 대칭으로 위쪽 영역으로 옮긴 후 중심선 위쪽의 그래프를 적분한 값을 샘플 구간으로 나누어 주어서, 샘플 구간에서 거칠기 없이 평평하다고 가정하였을 때의 평균 높이를 의미하고 거칠기를 정도에 따라 마이크로미터(이하 μm라 한다.) 단위로 표시한다.

소구경의 파이프는 10mm이하의 내경을 가지는 파이프를 의미한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 소구경의 파이프 내경사상장치(10)를 도시한 사시도에 관한 것으로, 이는 중심선재(100), 샌드페이퍼(200), 유니버셜 조인트(300), 구동모터(400), 안내레일(500)로 구성된다.

먼저, 본 발명에 따른 중심선재(100)에 관해 설명한다.

상기 중심선재(100)는 유니버셜 조인트(300)에 고정되는 길이가 길고 직경이 7mm이하인 기다란 외팔보 형태의 봉으로 형성되어, 유니버셜 조인트(300)에 고정된 고정단을 기준으로 자유단이 자중에 의해 중력방향인 아래방향으로 포물선형태의 처짐이 발생되는데 이 처짐부위가 파이프 내경에 삽입되어졌을 때 처지는 힘만큼 누르는 효과가 있어 파이프의 내경 밑단과 접촉하게 되고 구동모터의 회전력에 의해 사상하게 되도록 유도하는 것으로, 이는 샌드페이퍼 접착구조와, 연마재 접착구조 중에 선택적으로 한 개의 구조로 구성되어 사용된다.

도 3에 도시한 바와 같이, 샌드페이퍼 접착구조란 종이나 천의 위에 연마재가 접착된 샌드페이퍼(200)를 중심선재(100)의 외경에 일정한 형태로 감아 접착하여 지지하는 구조로, 파이프 내경에 삽입되어졌을 때 외경에 감겨있는 샌드페이퍼(200)가 파이프의 내경과 맞닿아 회전을 통한 마찰력에 의해 사상된다.

도 4에 도시한 바와 같이, 연마재 접착구조란 중심선재(100)의 외경에 접착제를 도포하고 연마재(110)를 직접 접착하여 파이프 내경에 삽입되어졌을 때 외경에 직접접착된 연마재(110)가 파이프의 내경과 맞닿아 회전을 통한 마찰력에 의해 사상된다.

여기에서, 중심선재(100)의 휨이나 처짐이 없어 파이프의 내경과 동심이 될 경우 연마재(110) 및 샌드페이퍼(200)가 파이프의 내경과 이격되어 마찰이 없으므로 사상되지 않아 공회전하게 되고, 자중이 커져 힘이나 처짐이 커질수록 연마재(110) 및 샌드페이퍼(200)를 누르는 힘이 증가함으로 회전에 의한 마찰력이 증대되어 사상능력이 우수해진다.

다음으로, 본 발명에 따른 샌드페이퍼(200)에 관해 설명한다.

상기 샌드페이퍼(200)는 중심선재의 외경에 일정한 간격으로 감긴 나사선 형태로 파이프의 내경과 접촉되어 사상하는 것으로, 사상시 미끌림이나 떨어짐을 방지하기 위해 접착제를 사용하여 고정되고, 중심선재에 감겨진 샌드페이퍼의 외경은 사상되는 파이프의 내경보다 작아야 한다.

여기서, 샌드페이퍼(200)는 여러 등급의 산화알루미늄, 탄화규소(Silicon Carbide) 등을 종이나 천 등에 붙여 가공물의 표면을 갈고 다듬는데 쓰는 연마재로, 숫돌입자의 입도에 따라 샌드페이퍼(200) 표면의 거친 정도가 표시되는데, 표면이 거칠수록 표시되는 숫자가 작을수록 표면이 거칠고 숫자가 증가함에 따라 표면의 거칠기가 줄어드는 것으로 80~2000방까지 작업자가 원하는 표면조도에 따라 다양하게 사용하여 Ra값을 0.2 ~ 5μm까지 선택적으로 표면조도를 향상시킬 수 있다.

또한, 샌드페이퍼(200)가 접착되는 형태는 선재에 나사선형태로 감겨지는 형태에 국한되는 것이 아닌 중심선재(100)의 전체면에 접착하여 파이프(1)의 내경을 사상하는 형태로 사용될 수도 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 유니버셜 조인트(300)에 관해 설명한다.

상기 유니버셜 조인트(300)는 파이프(1), 중심선재(100)를 구동모터(400)의 회전축과 연결시켜 두 개의 축 사이에 회전력을 전달시키도록 하는 것으로, 주동축인 구동모터(400)와 종동축인 중심선재(100) 및 파이프(1)의 중심선이 일치하지 않고 각을 이루거나 평행한 거리에 떨어져 있을 경우에 두 개의 축 사이의 동력을 전달하는 장치로서, 비교적 큰 동력을 전달할 수 있고, 구동축에 대한 각도의 변화에도 동력을 전달할 수 있고, 신축자재이음을 병행하여 축간거리의 변화에도 대응할 수 있도록 중심선재(100)와 파이프(1)를 구동모터(400)와 연결해주는 제1유니버셜 조인트(310), 제2유니버셜 조인트(320)로 구성된다.

상기 제1유니버셜 조인트(310)는 전면에 중심선재(100)를 결합하고, 후면이 제1구동모터(410)에 결합되어 제1구동모터의 회전력을 중심선재로 전달시켜 회전되도록 이루어진다.

상기 제2유니버셜 조인트(320)는 제1유니버셜 조인트(310)와 마주보게 형성되어 전면에 사상되어질 파이프(1)를 결합하고, 후면이 제2구동모터(420)에 결합되어 제2구동모터의 회전력을 파이프로 전달시켜 회전되도록 이루어진다.

다음으로 본 발명에 따른 구동모터(400)에 관해 설명한다.

상기 구동모터(400)는 샌드페이퍼(200)가 부착된 중심선재(100)와, 내경을 사상해야하는 파이프(1)에 회전력을 전달해주는 기구로서, 제1구동모터(410), 제2구동모터(420)로 이루어진다.

상기 제1구동모터(410)는 안내레일의 직선왕복운동에 따라 이동할 수 있도록 안내레일(500) 상단 일측에 고정되고, 전면에 형성된 회전축에 중심선재(100)와 연결되어 회전력을 전달하는 제1유니버셜 조인트(310)가 연결되어 이루어지는 것으로, 시계방향으로 회전되어 중심선재(100)에 시계방향의 회전력을 발생시키는 역할을 한다.

상기 제2구동모터(420)는 제1구동모터(410)와 마주보도록 형성되어 고정되고, 전면에 형성된 회전축에 파이프와 연결되어 회전력을 전달하는 제2유니버셜 조인트(320)가 연결되어 이루어지는 것으로, 제1구동모터(410)와 마주보는 시계방향으로 회전되도록 형성되어 제1구동모터의 방향에서 바라봤을 때 반시계방향으로 회전되어 파이프에 반시계방향의 회전력을 발생시키는 역할을 한다.

여기서 제2구동모터(420)에 고정된 파이프(1)와, 제1구동모터(410)에 고정된 중심선재(100)가 마주보도록 형성되어 서로 반대방향으로 회전되므로 자유단의 처짐이 발생한 부분에 감긴 샌드페이퍼(200)와 맞닿는 파이프의 내경에 마찰력이 증대되어 샌드페이퍼(200)의 접촉확률이 높아져 파이프(1)의 사상효과가 극대화된다.

또한, 수동으로 작업할 경우 제1구동모터(410), 제2구동모터(420) 대신 2개의 전동공구(600)를 사용하여 마주보도록 한 후 전면의 회전축에 각각 중심선재(100)가 고정된 제1유니버셜 조인트(310)와 파이프(1)가 고정된 제2유니버셜 조인트(320)를 연결하여 중심선재(100)가 파이프(1)의 내경에 삽입되어 회전운동과 직선왕복운동하여 사상할 수 있다.

다음으로 본 발명에 따른 안내레일(500)에 관해 설명한다.

상기 안내레일(500)은 컨베이어 형태로 제1구동모터(410)의 하단에 형성되어 제1구동모터와 연결된 중심선재(100)를 축방향으로 직선왕복운동이 이루어지는 역할을 하는 것으로, 중심선재(100)가 고정단으로부터 포물선형태로 처짐이 생겨 길이방향에 따라 불균일한 처짐으로 인해 발생되는 편측사상을 방지하고 파이프 내경의 사상효과를 극대화하도록 파이프의 내경에 삽입된 중심선재(100)를 길이방향으로 직선왕복운동하여 균일한 표면조도를 얻을 수 있도록 이루어진다.

또한, 상기 안내레일(500)은 길이가 긴 파이프의 내경도 왕복운동하여 균일한 표면조도를 얻을 수 있도록 길이가 길게 형성되어 사상되는 파이프(1)의 길이에 따라 왕복운동되는 거리를 조절할 있고, 상단의 일측부분에 왕복운동되는 중심선재를 받쳐주는 지지롤러(510)가 고정되어 형성된다.

여기서, 상기 지지롤러(510)는 일측 상단에 양쪽으로 고정된 지지롤러 고정바(520)의 중앙부분의 양쪽으로 형성된 지지롤러 이동방지판(530) 사이에 형성되어 중심선재(100)의 하단을 받쳐주며 중심선재가 길어질 경우 필요이상의 처짐을 방지하여 파이프(1)에 용이하게 삽입되도록 하고, 중심선재가 직선왕복운동 될 때 이동되는 속도에 따라 회전되며 자연스러운 이송을 돕는 역할을 한다.

이에 따른 본 발명은 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 당업자의 의도 및 실시방법에 따라 상술된 구성 이외에 적어도 하나 이상의 정보가 상기 상품제조사 정보에 포함될 수 있음을 명백하게 이해할 것이며, 이에 의해 본 발명이 한정되지 아니한다.

이하, 본 발명에 따른 소구경의 파이프 내경사상장치(10)의 구체적인 동작과정에 관해 설명한다.

먼저, 파이프(1)의 내경보다 작은 외경을 가지고 길이방향의 길이가 조금 더 긴 중심선재(100)에 접착제를 사용하여 연마재를 직접 접착시키거나, 샌드페이퍼(200)를 나사선 형태로 감는 형태 중에서 선택적으로 1개의 형태로 고정시킨다.

다음으로, 안내레일(500)에 고정된 제1구동모터(410)의 회전축에 제1유니버셜 조인트(310)의 후면을 고정시키고, 제1유니버셜 조인트의 전면에 연마재(110)가 직접 접착되거나, 샌드페이퍼(200)가 감긴 중심선재(100)를 고정시킨다.

여기서, 안내레일(500)의 끝단 상단에 형성된 지지롤러(510)에 중심선재(100)를 올려놓고 파이프의 길이만큼 중심선재가 직선왕복운동 하도록 왕복거리를 설정한다.

이어서, 제1구동모터(410)와 마주보도록 형성된 제2구동모터(420)의 회전축에 제2유니버셜 조인트(320)의 후단을 고정시키고, 제2유니버셜 조인트의 전면에 내경을 사상할 파이프(1)를 고정시킨다.

이어서, 제1구동모터(410)와 마주보도록 형성된 제2구동모터(420)를 시계방향으로 회전시켜 중심선재(100)와 파이프(1)가 역방향으로 회전운동 되도록 한다.

끝으로, 설정된 파이프(1)의 길이만큼 왕복운동되는 안내레일(500)을 통해 연마재가 접착되거나, 샌드페이퍼가 감겨진 중심선재(100)가 파이프의 내경에 삽입되어 회전운동과 직선왕복운동이 동시에 이루어져 내경을 사상한다.

100 : 중심선재 200 : 샌드페이퍼
300 : 유니버셜 조인트 310 : 제1유니버셜 조인트
320 : 제2유니버셜 조인트 400 : 구동모터
410 : 제1구동모터 420 : 제2구동모터
500 : 안내레일 510 : 지지롤러

Claims

소구경의 파이프 내경의 유체의 흐름을 원활히 하고 마찰저항을 줄일 수 있도록 가늘고 긴 파이프내경의 표면거칠기를 개선할 수 있는 소구경 내경사상장치는 샌드페이퍼를 외경에 감아 지지하고 구동모터의 회전력을 받아 회전되는 중심선재(100)와,
중심선재의 외경에 나사선형태로 감겨 회전하여 파이프의 내면과 맞닿으며 마찰을 일으켜 사상하는 샌드페이퍼(200)와,
구동모터와 연결되어 회전력을 중심선재 및 파이프에 전달하는 유니버셜 조인트(300)와,
중심선재(100)와 파이프(1)가 회전할 수 있도록 회전력을 발생시키는 구동모터(400)와,
컨베이어 형태로 구동되어 중심선재(100)를 축방향으로 직선왕복운동되도록 이루어지는 안내레일(500)이 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 소구경의 파이프 내경사상장치.
제1항에 있어서, 상기 중심선재(100)는
유니버셜 조인트(300)에 고정되는 길이가 길고 직경이 7mm이하인 기다란 외팔보 형태의 봉으로 형성되어, 고정단을 기준으로 자유단이 자중에 의해 포물선형태의 처짐이 발생하여 처지는 힘만큼 파이프의 내경 밑단과 접촉하여 사상하게 되도록 유도하는 것으로, 샌드페이퍼(200)를 중심선재(100)의 외경에 일정한 형태로 감아 접착하여 지지하는 샌드페이퍼 접착구조와, 중심선재(100)의 외경에 접착제를 도포하고 연마재(110)를 직접 접착하는 연마재 접착구조 중에 선택적으로 한 개의 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 소구경의 파이프 내경사상장치.
제1항에 있어서, 상기 샌드페이퍼(200)는
중심선재(100)의 외경에 일정한 간격의 나사선 형태로 감겨 접착되어 이루어지고, 중심선재(100)의 외경에 감긴 지름이 파이프(1)의 내경보다 작도록 얇은 형태로 이루어져, 중심선재의 처짐에 의해 파이프의 내면과 접촉된 상태로 회전되어 사상되고, 숫돌입자의 입도에 따라 선택적으로 표면조도를 향상시키도록 형성되는 것을 특징으로 하는 소구경의 파이프 내경사상장치.
제1항에 있어서, 상기 유니버셜 조인트(300)는
주동축인 구동모터의 회전축과 종동축인 중심선재 및 파이프의 사이에 연결되어 축 사이의 회전력을 전달하는 장치로
중심선재와 제1구동모터의 두개의 축 사이에 연결되어 구동모터의 회전력을 중심선재로 전달시킬 수 있는 제1유니버셜 조인트(310)와,
제1유니버셜 조인트와 마주보게 형성되어 파이프와 제2구동모터의 두개의 축 사이에 연결되어 구동모터의 회전력을 파이프로 전달시킬 수 있는 제2유니버셜 조인트(320)가 형성되는 것을 특징으로 하는 소구경의 파이프 내경사상장치.
제1항에 있어서, 상기 구동모터(400)는
회전력을 발생시켜 중심선재(100)와, 파이프(1)를 회전시키는 것으로, 안내레일(500)의 상단 일측에 고정되어 직선왕복운동할 수 있고, 중심선재(100)가 연결된 제1유니버셜 조인트(310)와 연결되어 구성되는 제1구동모터(410)와,
파이프가 연결된 제2유니버셜 조인트(320)와 연결되어 구성되는 제2구동모터(420)가 마주보도록 형성되어 파이프(1)와 파이프의 내경에 삽입되는 중심선재(100)를 역방향으로 회전시킴으로 마찰력을 증가시켜 파이프의 사상효과를 높일 수 있는 것을 특징으로 하는 소구경의 파이프 내경사상장치.
제1항에 있어서, 상기 안내레일(500)은
제1구동모터의 하단에 컨베이어 형태로 형성되어 제1구동모터(410)와 연결된 중심선재(100)를 길이방향으로 직선왕복운동이 이루어지고, 중심선재(100)에 길이에 따라 불균일한 처짐으로 인해 발생되는 편측사상을 방지하고 균일한 사상효과를 얻을 수 있도록 중심선재(100)를 길이방향으로 직선왕복운동하고, 파이프의 길이에 따라 왕복운동되는 거리를 조절하여 균일한 표면조도를 얻을 수 있고, 중심선재(100)가 파이프에 용이하게 삽입되도록 지지롤러(510)가 형성되는 것을 특징으로 하는 소구경의 파이프 내경사상장치.
제6항에 있어서, 상기 지지롤러(510)는
안내레일 일측 상단에 중심선재를 평행하게 받칠 수 있는 위치에 형성되어 필요이상의 처짐을 방지하여 파이프에 용이하게 삽입되도록 중심선재의 하단을 받쳐주며 중심선재(100)가 파이프(1)의 내경에 삽입될 때 회전되며 자연스러운 이송을 돕는 것을 특징으로 하는 소구경의 파이프 내경사상장치.