KR20160071536A - 파이프용 지그 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파이프용 지그에 관한 것으로, 이는 파이프 내에서 파이프의 내측을 지지하는 지그로서, 파이프의 길이방향으로 연장가능한 액츄에이터; 및 이 액츄에이터의 양단에 각각 고정되며, 파이프의 방사상 방향으로 확장하여 파이프의 내측과 접촉하는 한 쌍의 확장유닛을 포함하여서, 길이가 긴 파이프의 가공시 파이프의 내측을 지지하여 공구의 절삭력을 충분히 지탱할 수 있게 됨으로써, 파이프의 편심 내지 휨을 방지하여 불량율을 저감시키고 가공성을 현저히 향상시킬 수 있는 효과가 있게 된다.

Description

파이프용 지그 {Jig for pipe}

본 발명은 파이프용 지그에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 길이가 긴 파이프를 예컨대 선반 등과 같은 공작기계를 사용하여 가공하는 경우에 파이프의 편심 내지 휨을 방지할 수 있는 파이프용 지그에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아님을 밝혀둔다.

도 1에는 일반적인 선반의 사시도가 도시되어 있는바, 선반은 크게 주축대(10), 베드(20), 왕복대(30), 심압대(40) 및 부속장치로 구성된다. 주축대(10)는 전동기의 동력을 전달받아 회전하는 주축과, 이 주축의 나사부에 가공물을 고정하는 척(11)이 있으며, 가공물의 회전수가 되는 주축의 회전수는 변속기어장치에 의해 조정된다.

심압대(40)는 스핀들에 센터를 체결한 후에 가공물을 지지하기 위해 사용되며, 센터 대신에 드릴을 고정하여 드릴링 작업을 할 수도 있다. 이와 같이 구성된 선반은 주축대(10)의 척(11)과 심압대(40) 사이에 가공물을 고정한 후에 각종 절삭작업을 수행할 수가 있다.

통상, 척(11)은 중공축의 형태로 그 내부가 뚫려 있어서, 길이가 긴 파이프의 경우에는 파이프가 척의 내부를 관통하여 선반의 바깥으로 연장할 수 있게 되어 있다. 이렇게 길이가 긴 파이프를 가공하는 경우에 파이프의 일부가 척으로부터 예컨대 50cm 이상으로 연장하게 되면 심압대(40)를 사용하여 파이프의 일단을 지지할 수 있다.

하지만, 파이프의 내주면에 나사가공을 할 때에는 척(11)과 심압대(40) 사이에 공구대(33) 또는 공구터릿이 존재하게 되므로, 파이프의 일부가 척으로부터 예컨대 50cm 미만으로 연장하게 되고, 이에 따라 심압대가 사용될 수 없어 결국 파이프가 외팔보의 형태로 척에 의해 지지된다.

파이프는 내부가 중공이므로, 척이 너무 강한 힘으로 파이프를 조일 수 없다. 이때, 공구의 절삭력이 작용하게 되면 회전하는 파이프에 편심이 발생하여 진동 또는 떨림 현상이 초래된다. 특히, 파이프가 내마모강 등과 같은 난삭재로 형성된 경우에 과도한 절삭력이 가해져 파이프에 휨 또는 굴절이 생기고, 이 상태에서 가공을 하게 되므로 가공 불량, 파이프의 변형 등이 심화되는 문제가 있었다.

이에 본 발명은 길이가 긴 파이프의 가공시 발생하는 파이프의 편심 내지 휨을 방지하여 불량율을 저감시키고 가공성을 향상시킬 수 있는 파이프용 지그를 제공하는 데에 그 주된 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 지그는, 파이프 내에서 상기 파이프의 내측을 지지하는 지그로서, 상기 파이프의 길이방향으로 연장가능한 액츄에이터; 및 상기 액츄에이터의 양단에 각각 고정되며, 상기 파이프의 방사상 방향으로 확장하여 상기 파이프의 내측과 접촉하는 한 쌍의 확장유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 길이가 긴 파이프의 가공시 지그가 파이프의 내측을 지지하여 공구의 절삭력을 충분히 지탱할 수 있게 됨으로써, 파이프의 편심 내지 휨을 방지하여 불량율을 저감시키고 가공성을 현저히 향상시킬 수 있는 효과를 얻게 된다.

도 1은 일반적인 선반의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 지그의 정면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 확장유닛의 정면도와 일측면도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 지그의 사용상태도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 지그의 정면도이다.

이하, 본 발명이 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명된다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 지그의 정면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 확장유닛의 정면도와 일측면도이며, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 지그의 사용상태도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 지그(100)는 파이프(1) 내에서 파이프의 내측을 지지하는 지그로서, 파이프의 길이방향으로 연장가능한 액츄에이터(110); 및 이 액츄에이터의 양단에 각각 고정되며, 파이프의 방사상 방향으로 확장하여 파이프의 내측과 접촉하는 한 쌍의 확장유닛(120)을 포함하고 있다.

액츄에이터(110)는 예를 들어 유압 또는 공압 등을 사용하는 유체압 실린더이다. 본체(112)로부터 작동로드(114)가 신장 또는 수축하여 파이프(1) 내에 수용된 지그(100) 전체의 길이를 조절할 수 있게 된다. 본체에는 유압 또는 공압 등과 같은 유체압을 단속하기 위한 개폐밸브(116)가 설치될 수 있으며, 유체압 공급라인(미도시)과의 접속을 위한 커넥터도 구비할 수 있다.

확장유닛(120)은 관형상이면서 원주방향으로 서로 이격되어 형성된 복수의 관통공(121)을 구비한 고정부재(122)와, 이 고정부재에 결합되고 관통공을 통하여 일부분이 고정부재의 방사상으로 팽창 및 돌출할 수 있는 탄성재질의 팽창부재(124)를 포함하고 있다.

고정부재(122)는 예컨대 금속과 같이 견고한 재질로 만들어져 그 일측이 액츄에이터(110)에 고정될 수 있다.

팽창부재(124)는 예컨대 고무 등과 같은 탄성재질로 만들어지며, 구형상 또는 링형상으로 형성될 수 있다. 팽창부재의 외주면에는 관통공(121)의 위치와 상응한 곳에 소정의 돌출부를 가질 수도 있다. 이러한 팽창부재는, 팽창하여 고정부재(122)의 관통공 밖으로 돌출한 부분 또는 돌출부가 파이프(1)의 내측면과 면접촉하면서 그 팽창력에 의해 파이프의 내측면을 견고히 지지하게 된다.

이러한 팽창부재(124)는 유압 또는 공압 등과 같은 유체압을 인가하고 해제하기 위해, 그 일측에서 소정의 길이를 가진 연결튜브(125)와 연결되고, 이 연결튜브 상에 장착되는 개폐밸브(126)를 포함할 수 있다. 연결튜브의 단부에 유체압 공급라인과의 접속을 위한 커넥터가 구비될 수 있는데, 이러한 커넥터가 개폐밸브와 일체로 되어도 무방하다.

도 2 내지 도 4에 도시된 본 발명의 제1실시예에 따른 지그(100)는 단일한 작동로드(114)를 구비하여 한쪽으로만 신장 또는 수축할 수 있는 액츄에이터(110)가 구비되어 있다.

이러한 경우에, 한 쌍의 확장유닛(120) 중 하나는 액츄에이터(110)의 본체(112)에 고정되고 다른 하나는 작동로드(114)의 자유단에 고정되게 된다. 여기서 고정은 예컨대 나사 등과 같은 고정구를 체결하거나 용접 등과 같은 접합을 통해 이루어질 수 있다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 지그의 정면도로서, 이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 지그(200)는 액츄에이터(210)가 본체(212)에서 양측으로 신장 또는 수축할 수 있게 한 쌍의 작동로드(214)를 구비한 점만 제외하고, 나머지 구성요소들은 전술한 제1실시예의 구성요소들과 동일하다. 이에, 본 발명의 제2실시예에 따른 지그를 설명함에 있어, 제1실시예에 의한 지그와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하면서 그 구성 및 기능의 상세한 설명을 생략하기로 한다.

이러한 경우에, 액츄에이터(210)의 본체(212)는 그 일측에서 유압 또는 공압 등과 같은 유체압을 단속하는 개폐밸브(216)를 포함할 수 있다.

혹은, 액츄에이터(210)의 본체(212)는 일측에서 연결튜브(미도시)와 연결되고, 이 연결튜브 상에 유체압을 단속하는 개폐밸브(216)가 설치될 수도 있다.

또한, 한 쌍의 확장유닛(120) 중 하나는 일측 작동로드(214)의 자유단에 고정되고 다른 하나는 타측 작동로드(214)의 자유단에 고정되게 된다. 물론, 이러한 고정은 전술한 바와 같이 예컨대 나사 등과 같은 고정구를 체결하거나 용접등과 같은 접합을 통해 이루어질 수 있다.

이하 본 발명에 따른 지그의 작동에 대해 설명하기로 한다.

우선, 척(11)에 파이프(1)를 고정한다. 하지만, 척에 파이프를 고정하는 것이 지그의 설치보다 반드시 우선될 필요는 없다.

본 발명의 지그를 파이프 내에 삽입하고서, 보다 깊숙하게, 바람직하기로는 척에 상응하게 위치한 일측 확장유닛(120)에 유체압 공급라인(미도시)을 연결하여 유체압을 인가한다. 연결튜브(125)를 통해 유체압이 가해지면 확장유닛의 고정부재(122)는 고정되어 있고 팽창부재(124)가 팽창하여 고정부재의 관통공(121)으로부터 확장되고 돌출하게 된다. 일측 확장유닛이 파이프에 대해 고정되면, 해당 개폐밸브(126)를 폐쇄하여 그 팽창력을 유지한 채로 유체압 공급라인을 분리한다.

다음으로, 액츄에이터(110, 210)의 본체(112, 212)에 유체압 공급라인을 연결하여 유체압을 인가한다. 이에 따라 작동로드(114, 214)가 본체로부터 신장되어 지그 전체의 길이를 조절할 수 있게 된다. 타측 확장유닛(120)이 파이프의 끝단부에 위치할 때까지 작동로드가 신장되는 것이 바람직하다. 그 후에 액츄에이터의 본체에 마련된 개폐밸브(116, 216)를 폐쇄하여 액츄에이터의 길이를 고정한 상태로 유체압 공급라인을 분리한다.

끝으로, 파이프의 끝단부를 내부에서 지지하는 타측 확장유닛(120)에 유체압 공급라인을 연결하여 유체압을 인가한다. 유체압이 가해지면 마찬가지로 확장유닛의 고정부재는 고정되어 있고 팽창부재가 팽창하여 고정부재의 관통공으로부터 확장되고 돌출하게 된다. 타측 확장유닛이 파이프에 대해 고정되면, 해당 개폐밸브를 폐쇄하여 그 팽창력을 유지한 채로 유체압 공급라인을 분리한다.

이로써, 본 발명에 따른 지그의 장착이 완료되며, 척 및 파이프의 회전에 영향을 받는 부속물 없이 지그를 파이프 내에 고정할 있게 된다.

액츄에이터는 파이프의 길이에 맞추어 확장유닛들의 간격을 유지하면서, 수평한 파이프에 대해 작용하는 수직방향의 힘을 지탱하여 수직방향으로의 편심 내지 휨을 방지할 수 있게 한다.

또한, 확장유닛은 다양한 직경을 갖는 파이프의 내측면을 지지할 수 있도록 구성되어, 파이프의 외부에서 척이 보다 강하게 조이더라도 파이프가 그 조임력을 견딜 수 있게 지지하여 척과 함께 파이프를 고정할 수 있을 뿐 아니라, 진동 등이 유발되지 않아 정밀한 가공을 가능하게 한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

예를 들면, 본 명세서에서는 본 발명에 따른 지그가 파이프의 가공시 사용되는 경우에 대해 기술하고 있지만, 파이프의 내부에 본 발명의 지그를 장착하여 보관함으로써, 파이프의 장기간 보관시 파이프의 일부에 생기는 처짐 등에 의한 변형을 방지하는 데에도 사용되어 우수한 효과를 발휘할 수 있다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100, 200: 지그 110, 210: 액츄에이터
112, 212: 본체 114, 214: 작동로드
120: 확장유닛 122: 고정부재
124: 팽창부재

Claims (8)

1. 파이프 내에서 상기 파이프의 내측을 지지하는 지그로서,
   상기 파이프의 길이방향으로 연장가능한 액츄에이터; 및
   상기 액츄에이터의 양단에 각각 고정되며, 상기 파이프의 방사상 방향으로 확장하여 상기 파이프의 내측과 접촉하는 한 쌍의 확장유닛
   을 포함하는 지그.
2. 제1항에 있어서,
   상기 액츄에이터는 본체로부터 작동로드가 신장 또는 수축하는 유체압 실린더인 것을 특징으로 하는 지그.
3. 제2항에 있어서,
   상기 액츄에이터는 단일한 작동로드를 구비하는 것을 특징으로 하는 지그.
4. 제3항에 있어서,
   상기 액츄에이터의 본체에는 유체압을 단속하기 위한 개폐밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 지그.
5. 제2항에 있어서,
   상기 액츄에이터는 한 쌍의 작동로드를 구비하는 것을 특징으로 하는 지그.
6. 제5항에 있어서,
   상기 액츄에이터의 본체는 일측에서 연결튜브와 연결되고,
   상기 연결튜브 상에 유체압을 단속하는 개폐밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 지그.
7. 제1항에 있어서,
   성가 확장유닛은, 관형상이면서 원주방향으로 서로 이격되어 형성된 복수의 관통공을 구비한 고정부재와, 상기 고정부재에 결합되고 상기 관통공을 통하여 일부분이 상기 고정부재의 방사상으로 팽창 및 돌출할 수 있는 탄성재질의 팽창부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 지그.
8. 제7항에 있어서,
   상기 팽창부재는 유체압을 인가하고 해제하기 위해 일측에서 연결튜브와 연결되고,
   상기 연결튜브 상에 개폐밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 지그.
   
   

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