KR20190006249A - 튜브 확장 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 래칫 소켓 렌치의 이탈을 방지하며, 작업자가 안정적인 자세로 튜브 확장 공정을 수행할 수 있게 하는 튜브 확장 장치를 제공하기 위하여, 구동부의 회전력을 기반으로 튜브를 확관시키는 튜브 확장 장치에 있어서, 상기 튜브에 일단이 삽입되고, 후미 방향으로 상기 구동부와 연결되는 동력 전달부가 마련되어 상기 구동부로부터 제공되는 회전력을 기반으로 상기 튜브를 확장시키는 튜브 확장모듈 및 상기 튜브 확장모듈의 타단에서 상기 튜브 확장모듈의 타단 방향으로 돌출 형성되며 상기 동력 전달부가 관통되는 중공이 형성되는 고정 본체 및 상기 고정 본체에 장착되고, 상기 동력 전달부에 연결된 상기 구동부가 상기 튜브 확장모듈에 지지되도록 하는 고정 모듈을 포함한다.

Description

튜브 확장 장치{APPARATUS FOR EXPANDING TUBE}
본 발명은 튜브 확장 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 튜브를 확장시켜 튜브에 진원을 형성하는 튜브 확장 장치에 관한 것이다.
일반적으로 연료계통에 사용되는 튜브는 용접 시 오버랩(Overlap)을 위해 진원작업을 수행해야 된다. 즉, 튜브와 튜브 또는 튜브와 플랜지 등의 용접에서는 타원 형태로 마련되는 튜브에 의해, 튜브와 용접 대상물 간에 갭이 발생하게 된다. 이에, 튜브와 용접 대상물의 용접 공정에 앞서, 튜브에 진원을 형성하는 튜브 확장 공정을 진행하게 된다.
튜브 확장 공정을 살펴보면, 먼저, 작업자는 바이스(Vise)에 튜브 확장 장치를 고정시킨다. 그리고 작업자는 튜브 확장 장치에 해당 튜브를 지지시킨 상태에서 튜브 확장 장치에 래칫 소켓 렌치(Ratchet Socket Wrench)를 연결하게 된다.
여기서, 작업자는 한손으로 래칫 소켓 렌치를 튜브 확장 장치 방향으로 가압하며 래칫 소켓 렌치가 튜브 확장 장치로부터 탈거되지 않도록 한다. 그리고 작업자는 다른 한손으로 래칫 소켓 렌치를 회전시켜, 튜브의 확장 공정이 진행되도록 한다.
다만, 위와 같은 튜브 확장 공정에서는 작업자가 불안정적인 자세로 작업을 수행하게 되고, 반복 작업 시 작업자의 근골격계 질환을 유발시키는 문제점이 있었다. 이에, 개선된 튜브 확장 장치에 대한 요구가 지속되고 있으나, 최근까지 개선된 튜브 확장 장치에 대한 구조를 제시하지 못한 실정이었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1455515호(파이프 진원도 교정용 지그, 2014.10.21.)
본 발명의 목적은 래칫 소켓 렌치의 이탈을 방지하며, 작업자가 안정적인 자세로 튜브 확장 공정을 수행할 수 있게 하는 튜브 확장 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 튜브 확장 장치는 구동부의 회전력을 기반으로 튜브를 확관시키는 튜브 확장 장치에 있어서, 상기 튜브에 일단이 삽입되고, 후미 방향으로 상기 구동부와 연결되는 동력 전달부가 마련되어 상기 구동부로부터 제공되는 회전력을 기반으로 상기 튜브를 확장시키는 튜브 확장모듈 및 상기 튜브 확장모듈의 타단에서 상기 튜브 확장모듈의 타단 방향으로 돌출 형성되며 상기 동력 전달부가 관통되는 중공이 형성되는 고정 본체 및 상기 고정 본체에 장착되고, 상기 동력 전달부에 연결된 상기 구동부가 상기 튜브 확장모듈에 지지되도록 하는 고정 모듈을 포함한다.
상기 고정 본체는 원형 플레이트 형태로 마련되고, 상기 고정 모듈은 상기 고정 본체에 억지 끼움되는 접속부와, 상기 접속부로부터 이격 배치되며, 상기 동력 전달부에 연결된 상기 구동부가 상기 동력 전달부로부터 이탈되는 것을 저지하는 지지부와, 상기 접속부와 상기 지지부의 상단을 연결하는 연결부를 포함할 수 있다.
상기 접속부는 상기 고정 본체의 접선 방향으로 배치되어 상기 고정모듈이 상기 접속부에 지지되도록 하는 한 쌍의 접속 프레임을 포함하며, 상기 지지부는 상기 접속부로부터 이격 배치되는 적어도 하나 이상의 지지프레임을 포함하고, 상기 구동부는 상기 접속 프레임과 상기 지지프레임 사이에서 상기 동력 전달부에 연결될 수 있다.
상기 한 쌍의 접속 프레임의 간격은 상기 고정 본체의 직경길이와 동일하거나, 상기 고정 본체의 직경길이보다 작을 수 있다.
상기 고정 본체는 상기 고정 본체의 일면으로부터 상기 튜브 확장모듈의 타단 방향으로 돌출 형성되고 상기 고정 본체의 외경보다 작은 외경을 갖도록 마련되는 고정 돌기와, 상기 고정 돌기의 일면에 장착되며, 상기 고정 돌기의 외경보다 큰 외경을 갖도록 마련되는 이탈 방지부재를 더 포함하고, 상기 접속부는 상기 고정 돌기와 상기 이탈 방지부재 사이에서 상기 고정 돌기에 억지 끼움될 수 있다.
본 발명에 따른 튜브 확장 장치는 작업자가 래칫 소켓 렌치의 회전 동작을 양손으로 수행할 수 있어 작업자가 보다 안정적인 자세로 튜브 확장 공정을 진행할 수 있는 바, 튜브 확장 공정에서 작업자의 피로도가 감소되며 작업자의 근골격계 질환 발생을 예방할 수 있는 효과가 있다.
이상과 같은 본 발명의 기술적 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 실시예에 따른 튜브 확장 장치를 나타낸 사시도이고,
도 2는 본 실시예에 따른 튜브 확장 장치를 나타낸 분리 사시도이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 튜브 확장 장치를 나타낸 분리 사시도이다.
도 4는 본 실시에에 따른 튜브 확장 공정을 나타낸 순서도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 실시예는 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장되게 표현된 부분이 있을 수 있으며, 도면 상에서 동일 부호로 표시된 요소는 동일 요소를 의미한다.
도 1은 제1 실시예에 따른 튜브 확장 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 제1 실시예에 따른 튜브 확장 장치를 나타낸 분리 사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 튜브 확장 장치(100)는 연료계통을 형성하는 튜브(10)의 용접 공정에 앞서 튜브(10)에 진원이 형성되도록 할 수 있다. 이러한 튜브 확장 장치(100)는 튜브 확장모듈(110)을 포함한다.
튜브 확장모듈(110)은 대략 원통형으로 마련될 수 있으며, 튜브(10)의 확장 공정에서 바이스(Vise)에 지지될 수 있다. 이러한 튜브 확장모듈(110)은 일단에 복수 개로 구획된 확장부재(111)가 마련된다. 복수 개의 확장부재(111)는 튜브 확장모듈(110)로 제공되는 동력에 따라, 튜브 확장모듈(110)의 외측 방향으로 펼쳐지거나 확장부재(111)의 중심축 방향으로 오므려질 수 있다.
이에, 튜브 확장모듈(110)은 튜브(10)의 확장공정에서 복수 개의 확장부재(111)가 오므려진 상태로 튜브(10)에 삽입될 수 있다. 그리고 외력이 제공될 때에 복수 개의 확장부재(111)가 튜브 확장모듈(110)의 외측 방향으로 상호 펼쳐지며 튜브(10)에 진원이 형성되도록 할 수 있다.
한편, 튜브 확장모듈(110)에는 동력 전달부(112)가 마련된다. 동력 전달부(112)는 튜브 확장모듈(110)의 타단 중심으로부터 외측 방향으로 연장된다. 동력 전달부(112)는 래칫 소켓 렌치(Ratchet Socket Wrench)와 같은 구동부(20)에 연결될 수 있다. 이러한 동력 전달부(112)는 구동부(20)로부터 제공되는 동력을 기반으로 확장부재(111)의 자세가 변화되도록 할 수 있다.
만약, 동력 전달부(112)와 구동부(20)가 연결될 상태에서 구동부(20)가 제1 방향으로 회전한다면, 동력 전달부(112)는 복수 개의 확장부재(111)가 중심을 향해 집중되도록 할 수 있다. 그리고 동력 전달부(112)와 구동부(20)가 연결될 상태에서 구동부(20)가 제2 방향으로 회전한다면, 동력 전달부(112)는 복수 개의 확장부재(111)가 튜브 확장모듈(110)의 외측 방향으로 상호 이격되도록 할 수 있다. 이에, 동력 전달부(112)는 연결된 구동부(20)의 회전 방향에 따라 복수 개의 확장부재(111)의 자세를 변화시켜 튜브(10)에 진원이 형성되도록 할 수 있다.
한편, 튜브 확장모듈(110)에는 고정부(120)가 마련된다. 고정부(120)는 튜브 확장모듈(110)의 타단에 장착될 수 있다.
고정부(120)는 고정 본체(121)를 포함한다.
고정 본체(121)는 원형 플레이트 형태로 마련될 수 있으며, 일면이 튜브 확장모듈(110)에 지지된 상태일 수 있다. 그리고 고정 본체(121)의 중심에는 중공이 형성될 수 있다. 여기서, 중공으로는 튜브 확장모듈(110)로부터 연장된 동력 전달부(112)가 관통될 수 있다.
그리고 고정 본체(121)의 타면에는 고정 돌기(122)가 형성된다. 고정 돌기(122)는 고정 본체(121)의 중공에 대응되는 중공을 갖도록 링 형태로 마련될 수 있다. 이때, 고정 돌기(122)의 외경 크기는 고정 본체(121)의 외경 크기보다 작게 마련될 수 있으나, 이를 한정하지는 않는다. 그리고 고정 돌기(122)의 외경에는 고정 모듈(130)이 장착될 수 있다.
고정 모듈(130)은 접속부(131), 지지부(132) 및 연결부(133)를 포함한다.
먼저, 접속부(131)는 제1 접속 프레임(131a), 제2 접속 프레임(131b), 및 제3 접속 프레임(131c)의 연결에 의해 형성될 수 있다. 여기서, 제1 접속 프레임(131a)과 제2 접속 프레임(131b)은 동일한 형태로 마련될 수 있으며, 제1 접속 프레임(131a)과 제2 접속 프레임(131b)은 상단에 연결된 제3 접속 프레임(131c)에 의해 상호 연결될 수 있다.
제1 접속 프레임(131a)과 제2 접속 프레임(131b)의 이격거리는 고정 돌기(122)의 직경 길이와 동일하거나 직경 길이보다 작게 형성될 수 있다. 이에, 제1 접속 프레임(131a)과 제2 접속 프레임(131b)은 접속부(131)가 고정 돌기(122)에 억지 끼움되도록 할 수 있으며, 이때, 고정 돌기(122)의 접선 방향으로 배치하게 된다. 그리고 제1 접속 프레임(131a)과 제2 접속 프레임(131b)을 연결하는 제3 접속 프레임(131c)의 저면은 고정 돌기(122)의 상측 원호에 대응되는 형태로 마련되어 고정 돌기(122)의 외경 상측에 밀착될 수 있다.
그리고 지지부(132)는 접속부(131)로부터 이격 배치된다. 지지부(132)는 제1 지지프레임(132a), 제2 지지프레임(132b), 및 제3 지지프레임(132c)의 연결에 의해 형성될 수 있다. 여기서, 제1 지지프레임(132a)은 제1 접속 프레임(131a)과 동일한 형태로 마련될 수 있고, 제2 지지프레임(132b)은 제2 접속 프레임(131b)과 동일한 형태로 마련될 수 있다. 그리고 제3 지지프레임(132c)은 제3 접속 프레임(131c)과 동일한 형태로 마련될 수 있다.
다만, 이는 본 실시예를 설명하기 위한 것으로 지지프레임의 형태는 접속프레임의 형태와 상이하게 마련될 수 있다.
그리고 연결부(133)는 상호 이격 배치된 접속부(131)와 지지부(132)가 연결되도록 한다. 연결부(133)는 제3 접속 프레임(131c)과 제3 지지프레임(132c)을 연결하는 적어도 하나의 연결 프레임(133a, 133a')을 포함할 수 있다.
이러한, 고정 모듈(130)은 접속부(131)가 고정 돌기(122)로 억지 끼움되며 접속부(131)와 지지부(132) 사이에 구동부(20)의 헤드(21)가 배치되도록 할 수 있다. 이에, 구동부(20)가 접속부(131)와 지지부(132) 사이에서 동력 전달부(112)를 기준으로 축 회전될 때에 구동부(20)가 동력 전달부(112)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다른 실시예에 따른 튜브 확장 장치에 대하여 상세히 설명하도록 한다. 다만, 상술된 구성요소에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 동일한 참조부호를 부여하여 설명하도록 한다.
도 3은 제2 실시예에 따른 튜브 확장 장치를 나타낸 분리 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 튜브 확장 장치(100)의 고정부(120a)는 제1 실시예에 따른 튜브 확장 장치(100)의 고정부(120)와 다르게 마련될 수 있다.
보다 구체적으로, 제2 실시예에 따른 고정부(120a)는 고정 본체(121a)를 포함한다.
고정 본체(121a)는 원형 플레이트 형태로 마련될 수 있으며, 일면이 튜브 확장모듈(110)에 지지된 상태일 수 있다. 그리고 고정 본체(121a)의 중심에는 중공이 형성될 수 있다. 여기서, 중공으로는 튜브 확장모듈(110)로부터 연장된 동력 전달부(112)가 관통될 수 있다.
그리고 고정 본체(121a)의 타면에는 고정 돌기(122a)가 형성된다. 고정 돌기(122a)는 고정 본체(121a)의 중공에 대응되는 중공을 갖도록 링 형태로 마련될 수 있다. 이때, 고정 돌기(122a)의 외경은 고정 본체(121a)의 외경 크기보다 작게 마련될 수 있다.
그리고 고정 돌기(122a)의 일면에는 이탈 방지부재(123a)가 마련될 수 있다. 이탈 방지부재(123a)는 원형 플레이트 형태로 마련될 수 있으며, 고정 돌기(122a)의 중공에 대응되는 중공을 가질 수 있다. 이탈 방지부재(123a)는 고정 돌기(122a)의 외경 크기보다 크게 마련될 수 있다. 이러한 이탈 방지부재(123a)는 고정 돌기(122a)와 일체형으로 마련될 수 있으나, 상호 분리 가능하도록 마련되어 필요에 따라 고정 돌기(122a)에 체결될 수 있다.
이에, 고정부(120a)는 고정 모듈(130)과 연결될 때에 접속부(131)가 고정 본체(121a)와 이탈 방지부재(123a) 사이에서 고정 돌기(122a)의 외경에 밀착되도록 할 수 있다. 따라서 제2 실시예에 따른 고정부(120a)는 고정 모듈(130)이 고정부(120a)에 보다 견고하게 지지되도록 할 수 있다.
한편, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 제1 실시예에 따른 튜브 확장 공정에 대하여 상세히 설명하도록 한다. 다만, 상술된 구성요소에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 동일한 참조부호를 부여하여 설명하도록 한다.
도 4는 제1 실시예에 따른 튜브 확장 공정을 나타낸 순서도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 튜브 확장 공정에서는 작업자가 진원 공정을 요구로 하는 튜브(10)에 복수 개의 확장부재(111)를 삽입시킨다(S100). 이때, 튜브(10)의 외경은 타원형태일 수 있다.
이후, 튜브(10)와 튜브 확장모듈(110)이 연결되면, 작업자는 튜브 확장모듈(110)을 바이스에 지지시킨다. 그리고 작업자는 튜브 확장모듈(110) 후미로 연장된 동력 전달부(112)에 구동부(20)를 연결시킨다(S200).
이후, 작업자는 고정 모듈(130)을 고정 돌기(122)에 억지 끼움시켜 고정 모듈(130)이 튜브 확장모듈(110)에 견고히 지지되도록 한다. 이때, 구동부(20)는 헤드(21)가 접속부(131)와 지지부(132) 사이에 위치하게 됨에 따라 튜브 확장모듈(110)에 견고히 지지된다(S300). 따라서 작업자는 구동부(20)의 헤드(21)를 파지할 필요없이 양손으로 구동부(20)의 회전동작을 수행하며, 동력 전달부(112)로 동력을 전달한다.
종래의 경우에는 작업자가 구동부(20)의 헤드(21)를 파지하고 헤드(21)를 튜브 확장모듈(110) 방향으로 가압한 상태로, 다른 한 손을 이용하여 구동부(20)의 회전 동작을 수행하게 된다. 이에, 작업자는 불안정적인 자세로 회전 동작을 수행해야 하고, 이는 작업자의 근골격계 질환을 유발할 수 있는 문제점을 가지고 있었다.
그러나 본 실시예에 따른 튜브 확장 장치(100)는 고정부(120)와 고정 모듈(130)의 결합에 의해 구동부(20)의 헤드(21)가 튜브 확장 장치(100)로부터 이탈되는 것이 방지되는 바, 작업자는 보다 용이하게 구동부(20)의 회전 동작을 수행할 수 있다.
이에, 동력 전달부(112)로 전달되는 동력에 따라, 복수 개의 확장부재(111)는 튜브(10) 외측 방향을 향해 펼쳐지며 튜브(10)에 진원이 형성되도록 할 수 있다(S400).
이와 같이, 본 발명에 따른 튜브 확장 장치는 작업자가 래칫 소켓 렌치의 회전 동작을 양손으로 수행할 수 있어 작업자가 보다 안정적인 자세로 튜브 확장 공정을 진행할 수 있는 바, 튜브 확장 공정에서 작업자의 피로도가 감소되며 작업자의 근골격계 질환 발생을 예방할 수 있는 효과가 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
10 : 튜브
20 : 구동부
100 : 튜브 확장 장치
110 : 튜브 확장모듈
120 : 고정부
130 : 고정모듈

Claims (5)

  1. 구동부의 회전력을 기반으로 튜브를 확관시키는 튜브 확장 장치에 있어서,
    상기 튜브에 일단이 삽입되고, 후미 방향으로 상기 구동부와 연결되는 동력 전달부가 마련되어 상기 구동부로부터 제공되는 회전력을 기반으로 상기 튜브를 확장시키는 튜브 확장모듈;
    상기 튜브 확장모듈의 타단에서 상기 튜브 확장모듈의 타단 방향으로 돌출 형성되며 상기 동력 전달부가 관통되는 중공이 형성되는 고정 본체; 및
    상기 고정 본체에 장착되고, 상기 동력 전달부에 연결된 상기 구동부가 상기 튜브 확장모듈에 지지되도록 하는 고정 모듈을 포함하는 튜브 확장 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 고정 본체는 원형 플레이트 형태로 마련되고,
    상기 고정 모듈은
    상기 고정 본체에 억지 끼움되는 접속부와,
    상기 접속부로부터 이격 배치되며, 상기 동력 전달부에 연결된 상기 구동부가 상기 동력 전달부로부터 이탈되는 것을 저지하는 지지부와,
    상기 접속부와 상기 지지부의 상단을 연결하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브 확장 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 접속부는 상기 고정 본체의 접선 방향으로 배치되어 상기 고정모듈이 상기 접속부에 지지되도록 하는 한 쌍의 접속 프레임을 포함하며,
    상기 지지부는 상기 접속부로부터 이격 배치되는 적어도 하나 이상의 지지프레임을 포함하고,
    상기 구동부는 상기 접속 프레임과 상기 지지프레임 사이에서 상기 동력 전달부에 연결되는 것을 특징으로 하는 튜브 확장 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 접속 프레임의 간격은
    상기 고정 본체의 직경길이와 동일하거나, 상기 고정 본체의 직경길이보다 작은 것을 특징으로 하는 튜브 확장 장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 고정 본체는
    상기 고정 본체의 일면으로부터 상기 튜브 확장모듈의 타단 방향으로 돌출 형성되고 상기 고정 본체의 외경보다 작은 외경을 갖도록 마련되는 고정 돌기와,
    상기 고정 돌기의 일면에 장착되며, 상기 고정 돌기의 외경보다 큰 외경을 갖도록 마련되는 이탈 방지부재를 더 포함하고,
    상기 접속부는
    상기 고정 돌기와 상기 이탈 방지부재 사이에서 상기 고정 돌기에 억지 끼움되는 것을 특징으로 하는 튜브 확장 장치.
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JP2001129627A (ja) * 1999-10-29 2001-05-15 Hidaka Seiki Kk 拡管ビレット及びチューブの拡管方法
JP2007061889A (ja) * 2005-09-02 2007-03-15 Sugino Mach Ltd 拡管工具
KR101455515B1 (ko) 2013-02-27 2014-10-27 현대제철 주식회사 파이프 진원도 교정용 지그

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