KR20190019239A

KR20190019239A - 파이프 천공장치

Info

Publication number: KR20190019239A
Application number: KR1020170103578A
Authority: KR
Inventors: 이상목; 이용재; 문기석
Original assignee: 주식회사 화승알앤에이
Priority date: 2017-08-16
Filing date: 2017-08-16
Publication date: 2019-02-27

Abstract

파이프가 안착될 수 있도록 일면에 파이프 형상에 대응하여 홈이 형성된 하부 형틀; 상기 하부 형틀에 접근하여 합형되고 이격되어 이형되며, 상기 하부 형틀과 마주하는 면에 상기 파이프가 안착될 수 있도록 파이프 형상에 대응하여 홈이 형성된 상부 형틀; 상기 상부 형틀의 홈에 형성되되, 상기 파이프 외주면의 일부분을 가압하도록 형성된 제1평면부; 상기 제1평면부를 수직으로 관통하는 제1가이드홀; 및 상기 제1가이드 홀을 따라 이동하며 상기 파이프 외주면에 홀을 형성하는 천공핀;을 포함하는 파이프 천공장치가 소개된다. 이 밖의 다른 실시예가 가능하다.

Description

파이프 천공장치 {PIPE PIERCING DEVICE}

열교환 파이프의 외주면에 홀을 형성하는 기계장치에 관한 것이다.

저온과 고온 사이의 열교환은 다양한 분야에서 요구되고 열 교환기와 같은 장치가 고온의 유체와 저온의 유체 사이의 열교환을 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어 자동차에 사용되는 공조장치의 경우 열교환을 위하여 고온의 냉매와 저온의 냉매가 동시에 흐르면서 열을 교환할 수 있도록 하는 이중관 구조가 사용되고 있다. 예를 들어 응축기와 증발기 사이의 냉매 라인을 증발기와 압축기 사이의 흡입 라인과 합하여 이중관으로 형성할 수 있다

위의 이중관과 같은 열교환 파이프는 내부를 흐르는 냉매가 고압의 상태를 유지하며 순환하는바 밀폐상태의 유지가 매우 중요하다. 따라서 열교환 파이프의 냉매를 주입을 위한 니플의 결합부위 또는 다른 부품과 결합부위의 밀폐성 유지를 연구 개발이 지속되고 있다.

열교환 파이프의 외주면에 홀을 형성함에 있어, 수치의 오차 및 형상적 오차를 줄일 수 있는 파이프 천공장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 천공장치는 파이프가 안착될 수 있도록 일면에 파이프 형상에 대응하여 홈이 형성된 하부 형틀; 상기 하부 형틀에 접근하여 합형되고 이격되어 이형되며, 상기 하부 형틀과 마주하는 면에 상기 파이프가 안착될 수 있도록 파이프 형상에 대응하여 홈이 형성된 상부 형틀; 상기 상부 형틀의 홈에 형성되되, 상기 파이프 외주면의 일부분을 가압하도록 형성된 제1평면부; 상기 제1평면부를 수직으로 관통하는 제1가이드홀; 및 상기 제1가이드 홀을 따라 이동하며 상기 파이프 외주면에 홀을 형성하는 천공핀;을 포함할 수 있다.

열교환 파이프에 천공된 홀에 발생하는 오차를 줄이고, 홀이 찌그러져 타원형상이 되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 천공장치의 사시도이다.
도 2 내지 도 3은 도 1의 A-A 선을 기준으로 절개한 단면을 기준으로 파이프 천공장치의 작동 전후 상태를 나타낸 단면도이다.

이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.

본 문서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 천공장치(100)의 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 천공장치(100)는 크게 하부 형틀(110), 상부 형틀(120) 및 천공핀(160)으로 구성될 수 있다.

하부 형틀(110)의 일면에는 파이프가 안착될 수 있도록 홈이 형성될 수 있다. 상부 형틀(120)은 하부 형틀(110)에 접근하여 합형되고 이격되어 이형되도록 동작하며, 하부 형틀(110)과 마주하는 면에 파이프가 안착될 수 있도록 홈이 형성될 수 있다. 상부 형틀(120)의 홈과 하부 형틀(110)의 홈은 상부 형틀(120)과 하부 형틀(110)이 합형되면 관 형상의 중공을 형성할 수 있다. 위와 같은 중공에 파이프가 삽입되면 흔들림 없이 고정됨으로써 파이프 천공시 흔들림을 방지할 수 있게 된다.

상부 형틀(120)의 홈에는 제1평면부(121)가 형성되어 상부 형틀(120)과 하부 형틀(110)이 합형되면, 중공에 삽입된 파이프의 외주면 일부를 가압하여 평평하게 만드는 역할을 할 수 있다. 제1가이드홀(123)은 상부 형틀(120)을 관통하되, 상기 제1평면부(121)를 수직으로 관통하도록 형성될 수 있다. 천공핀(160)은 제1가이드홀(123)을 따라 이동하며 파이프의 외주면에 홀을 형성하게 된다.

천공핀(160)에 의해 형성된 홀에는 다른 파이프의 결합 또는 냉매 주입을 위한 니플과 같은 부품이 결합될 수 있는데, 제1평면부(121)를 형성함으로써 니플과 같은 타 부품의 결합시 결합부분의 밀폐성을 향상시킬 수 있게 된다.

제1가이드로드(170)는 상부 형틀(120)과 하부 형틀(110)이 합형되거나 이형되는 경우 그 이동방향을 가이드 할 수 있다. 상부 형틀(120)의 홈과 하부 형틀(110)의 홈은 합형되어 파이프가 삽입될 수 있도록 관형상의 중공을 이룰 수 있어야 할 뿐만 아니라, 파이프의 일부 외주면을 가압하여 평면부를 형성해야 할 정도로 힘을 가해야 하는바, 상부 형틀(120) 및 하부 형틀(110) 상호간의 이동방향은 정확히 가이드될 필요가 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에서는 상부 형틀과 하부 형틀(110)을 관통하는 제1가이드로드(170)를 배치하여 상부 형틀(120)과 하부 형틀(110)의 이동방향을 정확히 가이드 하고 있다. 제1가이드로드(170)는 필요에서 따라 복수개가 배치될 수 있다.

지지부재(140)는 파이프의 내경 보다 작게 형성될 수 있고, 일부분이 파이프 내주면의 곡면을 따라 밀착 가능하게 형성될 수 있다. 또한, 제1평면부(121)의 형상 및 위치에 대응하여 제2평면부(141)가 형성될 수 있다. 또한, 제1가이드홀(123)이 형성된 방향을 따라 제2가이드홀(143)이 형성될 수 있으며, 제2가이드홀(143)은 파이프를 관통하여 돌출된 천공핀(160)의 단부가 손상되지 않도록 수용할 수 있다.

지지부재(140)는 상부 형틀(120)과 하부 형틀(110)이 합형하여 형성하는 관형 중공에 위치할 수 있다. 지지부재(140)는 천공핀(160)이 파이프의 외주면에 천공하는 과정에서 파이프가 내부로 함몰되어 찌그러지는 것을 방지하고, 파이프의 내면에 천공에 의한 버(burr)와 같은 찌꺼기가 형성되는 것을 방지할 수 있다.

상부 형틀(120)의 상부에는 가압 플레이트(130)가 배치될 수 있다. 가압 플레이트(130)의 일면은 천공핀(160)과 연결되어 천공핀(160)을 제1가이드 홀을 따라 가압하는 역할을 수행한다. 가압 플레이트(130)는 제2가이드로드(180)를 통해 상부 형틀(120)과 연결되며, 제2가이드로드(180)를 통해 상부 형틀(120)로 이동하는 방향이 정확히 안내됨으로써 천공핀(160)의 방향이 틀어지지 않고 정확히 제1가이드홀(123)을 통과하여 파이프의 외주면에 홀을 형성할 수 있도록 할 수 있다.

가압 플레이트(130)는 타면에 연결된 푸시로드를 통해 구동력을 제공받을 수 있다. 푸시로드는 유압 실립더 또는 공압 실린더와 같은 직선운동을 수행하는 장치일 수 있다. 탄성부재(190)는 제2가이드로드(180)에 삽입되어 상부 형틀(120)과 가압 플레이트(130) 사이에 탄성력을 제공할 수 있다. 또한 제1가이드로드(170)에 삽입되어 상부 형틀(120)과 하부 형틀(110) 사이에 탄성력을 제공할 수 있다.

가압 플레이트(130)와 상부 형틀(120) 사이에 탄성부재(190)를 배치함으로써 푸시로드를 통해 가압플레이트에만 구동력을 제공하더라도 그 구동력이 탄성부재(190)에 의해 상부 형틀(120)에 전달되어 상부 형틀(120)과 하부 형틀(110)을 합형시킬 수 있다.

상부 형트과 하부 형틀(110) 사이의 탄성부재(190)는 상부 형틀(120)과 하부 형틀(110)이 이형되는 과정에서 탄성력을 제공하여 쉽게 이형될 수 있도록 할 수 있다.

도 2 내지 도 3은 도 1의 A-A 선을 기준으로 작동 전후 상태를 나타낸 단면도이다.

도 2는 상부 형틀(120)과 하부 형틀(110)이 이형된 상태에서 홈에 파이프가 삽입된 상태를 나타낸다. 이때 푸시로드에 의하여 가압 플레이트(130)가 구동되면 탄성부재(190)에 의해 상부 형틀(120)이 하부 형틀(110) 측으로 이동할 수 있다. 상부 형틀(120)과 하부 형틀(110)이 합형되는 과정에서 제1평면부(121)와 제2평면부(141)에 의해 파이프의 외주면에 평평한 면이 형성되고, 천공핀(160)이 전진하여 파이프의 평평한 면에 홀을 형성하게 된다.

파이프에 홀을 가공한 뒤 후가공으로 평평한 면을 형성하면 설계했던 홀의 크기와 비교하여 오차가 커지고, 홀의 형상이 타원형으로 변형될 수 있었다. 그러나 본 발명의 일실시예와 같이 평평한 면을 형성함과 동시에 홀을 가공함으로써, 파이프에 형성된 홀에 발생하는 오차를 줄이고 형상이 타원형으로 변형되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100 : 파이프 천공장치 110 : 하부 형틀
120 : 상부 형틀 121 : 제1평면부
123 : 제1가이드홀 130 : 가압 플레이트
140 : 지지부재 141 : 제2평면부
143 : 제2가이드홀 160 : 천공핀
170 : 제1가이드로드 180 : 제2가이드로드
190 : 탄성부재

Claims

파이프가 안착될 수 있도록 일면에 파이프 형상에 대응하여 홈이 형성된 하부 형틀;
상기 하부 형틀에 접근하여 합형되고 이격되어 이형되며, 상기 하부 형틀과 마주하는 면에 상기 파이프가 안착될 수 있도록 파이프 형상에 대응하여 홈이 형성된 상부 형틀;
상기 상부 형틀의 홈에 형성되되, 상기 파이프 외주면의 일부분을 가압하도록 형성된 제1평면부;
상기 제1평면부를 수직으로 관통하는 제1가이드홀; 및
상기 제1가이드 홀을 따라 이동하며 상기 파이프 외주면에 홀을 형성하는 천공핀;을 포함하는 파이프 천공장치.
제1항에 있어서,
상기 파이프의 내주면 형상에 대응하여 일부분이 밀착 가능하게 형성되고, 상기 제1평면부의 형상 및 위치에 대응하여 형성된 제2평면부를 포함하는 지지부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 천공장치.
제2항에 있어서,
상기 지지부재는 상기 파이프 내에 삽입 및 인출되도록 배치되고, 상기 제2평면부는 상기 파이프 내에 삽입시 상기 제1평면부의 형상 및 위치에 대응하도록 형성된 것을 특징으로 하는 파이프 천공장치.
제2항에 있어서,
상기 지지부재에는 상기 제1가이드홀이 형성된 방향을 따라 제2가이드홀;이 형성된 것을 특징으로 하는 파이프 천공장치.
제1항에 있어서,
상기 하부 형틀과 상기 상부 형틀의 접근 및 이격 방향을 안내하는 제1가이드로드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 천공장치.
제1항에 있어서,
상기 상부 형틀의 상부에 위치하여 상기 상부 형틀에 접근 또는 이격되도록 동작하며, 상기 천공핀과 연결된 가압 플레이트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 천공장치.
제6항에 있어서,
상기 가압 플레이트를 상기 상부 형틀 방향으로 접근 또는 이격시키는 푸시 로드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 천공장치
제6항에 있어서,
상기 상부 형틀과 상기 가압 플레이트의 접근 및 이격 방향을 안내하는 제2가이드로드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 천공장치.
제8항에 있어서,
상기 제2가이드로드에 삽입되어 상기 상부 형틀과 상기 가압 플레이트 사이에 탄성력을 제공하는 탄성부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 천공장치.