KR20220039454A

KR20220039454A - 모세관 자동 확관장치

Info

Publication number: KR20220039454A
Application number: KR1020200122557A
Authority: KR
Inventors: 신동훈
Original assignee: 태성전기(주)
Priority date: 2020-09-22
Filing date: 2020-09-22
Publication date: 2022-03-29

Abstract

본 발명은 모세관을 직경에 따라 확관핀을 간편하게 교체하여 자동으로 확관할 수 있어 작업 효율 및 제품의 품질을 최대화할 수 있는 모세관 자동 확관장치에 관한 것으로, 테이블 형상으로 이루어진 지지부의 상면에 설치되어 모세관을 공급하는 모세관 공급부와, 상기 모세관 공급부의 정면 하부에 구비되어 공급되는 모세관을 이동시키는 이동부와, 상기 이동부의 측면에 구비되어 이동된 모세관을 고정시키는 고정부와, 상기 지지부 상의 고정부 측면에 설치되어 구동모터에 의해 회전하면서 모세관의 내부로 진입하여 모세관의 내경을 설정된 직경과 길이로 확관시키는 모세관 확관부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

모세관 자동 확관장치{AUTOMATIC EXPANSION APPARATUS FOR CAPILLARY TUBE}

본 발명은 모세관 자동 확관장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모세관을 직경에 따라 확관핀을 간편하게 교체하여 자동으로 확관할 수 있어 작업 효율 및 제품의 품질을 최대화할 수 있는 모세관 자동 확관장치에 관한 것이다.

일반적으로 모세관을 서로 연결할 때에는 부싱을 이용해 용접하는 방식으로 접합하였으나, 이러한 방식은 모세관의 양 끝이 동일 선상에 위치하도록 고정시켜야 함은 물론 부싱이 접합부위에 정확히 위치시킨 상태로 용접이 이루어져야 함에 따라 작업시간이 많이 소요되었고, 용접 간 접합부위가 정확히 고정되지 않을 경우 용접부위에서 결함이 발생되는 문제가 있었다.

이에 모세관을 연결하는데 소요되는 작업시간을 단축시키고, 연결부위가 기밀성을 유지한 상태로 견고하게 접합할 수 있도록 하기 위해서 모세관의 일측에 내경을 확장시킨 확관부를 형성하여 이 확관부에 다른 모세관을 삽입한 상태로 용접하는 방식이 사용되고 있다.

그러나, 모세관은 내경이 1㎜ 미만으로 매우 작에 형성되어 있기 때문에, 이러한 모세관의 내경을 인위적으로 확대하기 위해서는 매우 정밀하고 조심스럽게 작업이 이루어져야 한다. 이로 인해 모세관의 확관 작업에 많은 시간이 소요되어 작업의 효율성과 생산성이 떨어지는 문제가 있었다.

이에 종래에는 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0012574호(이하, '특허문헌 1' 이라 함)와 같이 베이스의 일측에는 파이프를 고정시킬 수 있는 고정부를 설치하고, 타측에는 파이프의 내경을 확관시키기 위해 고정된 확관봉을 회전시킬 수 있는 공구대와 이 공구대가 고정부에 고정된 파이프의 끝단부를 향행 진퇴시킬 수 있는 이송부를 설치하여 회전하는 상태의 확관봉을 파이프의 끝단부에 삽입시키며 내경이 확관되도록 한 동파이프 확관장치가 제안되었다.

그러나, 상기 특허문헌 1의 확관장치는 확관봉의 회전력과 파이프 측으로 이송되는 힘에 의해 확관되도록 한 것임에 따라 회전하는 상태의 확관봉이 파이프의 내주면에 접촉하였을 때 마찰열에 의한 파이프의 변형은 물론, 마찰열을 감소시키고자 파이프의 끝단부 내면이나 확관봉의 외주면에 윤활제를 공급한 상태에서 확관을 하더라도 확관봉의 외주면이 파이프의 내주면에 모두 접촉된 상태에서 파이프 측으로 강제로 삽입되는 것이기 때문에 파이프의 끝단부가 찢어지거나 갈라지는 등의 손상이 발생하는 문제가 있다.

또한, 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0125236호(이하, '특허문헌 2' 라 함)에는 확관되는 파이프의 열변형을 감소시키기 위해 확관샤프트의 축 방향을 따라 오일관로를 형성하고, 이 오일관로를 통해 파이프의 내측으로 오일을 공급하는 오일공급부를 구비한 파이프 확관장치가 제안되었다.

그러나, 상기 특허문헌 2에서도 확관샤프트의 외면이 파이프의 내면에 모두 접촉한 상태에서 전진 구동하는 확관샤프트의 압력으로 확관이 이루어짐에 따라 끝단부의 손상이 발생하는 문제가 있고, 확관샤프트의 오일관로를 통해 배출되는 오일이 넓게 분사되는 것이 아니라 확관샤프트의 축방향을 따라 배출되는 것이기 때문에 오일에 의한 마찰열을 감소시키지 못한 상태에서 불필요하게 오일이 낭비되는 문제가 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2009-0012574호 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0125236호

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 그 목적은 모세관 공급부를 통해 자동으로 공급되는 모세관의 확관 작업을 자동으로 수행함으로써 작업의 편리성 및 제품의 품질을 최대화할 수 있는 모세관 자동 확관장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 모세관 자동 확관장치는 테이블 형상으로 이루어진 지지부의 상면에 설치되어 모세관을 공급하는 모세관 공급부와, 상기 모세관 공급부의 정면 하부에 구비되어 공급되는 모세관을 이동시키는 이동부와, 상기 이동부의 측면에 구비되어 이동된 모세관을 고정시키는 고정부와, 상기 지지부 상의 고정부 측면에 설치되어 구동모터에 의해 회전하면서 모세관의 내부로 진입하여 모세관의 내경을 설정된 직경과 길이로 확관시키는 모세관 확관부를 포함할 수 있다.

상기 모세관 공급부는 지지부의 상부에 구비되어 모세관을 공급하는 공급호퍼와, 상기 공급호퍼의 정면 하부에 구비되어 공급호퍼에서 공급되는 모세관이 놓여지는 안착대를 포함할 수 있다.

상기 이동부는 모세관 공급부로 공급되는 모세관을 고정부로 밀어주는 이동바와, 상기 이동바를 전,후로 이동시킬 수 있도록 하는 실린더를 포함할 수 있다.

상기 고정부는 지지부의 상부에 구비되되 이동부의 측부에 연계되어 이동부를 통해 이동되는 모세관이 올려지는 하부고정척과, 상기 하부고정척의 상부에 실린더로 연결되어 실린더의 작동에 따라 하강하여 하부고정척과 밀착되면서 모세관을 고정시킬 수 있도록 하는 상부고정척을 포함할 수 있다.

상기 모세관 확관부는 고정부의 측부에 구비되어 고정부에 파지되는 모세관을 확관시키는 확관모듈과, 상기 확관모듈의 측부에 구비되어 확관모듈을 회전시키는 구동모터와, 상기 확관모듈에 연결되어 확관모듈을 이동시키는 실린더를 포함할 수 있다.

상기 확관모듈은 고정부에 고정된 모세관과 동일 축 상에 위치되게 설치되어 구동모터의 구동에 의해 축방향을 중심으로 회전하도록 형성된 확관샤프트와, 상기 확관샤프트의 끝단부에 설치되어 모세관의 확관을 위한 확관핀이 끼워져 고정되는 스핀들과, 상기 확관샤프트의 외면에 설치되어 확관핀에서 발생된 열이 확관샤프트에 전달되는 것을 방지하는 방열부재를 포함할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 모세관 자동 확관장치에 의하면, 모세관 공급부에서 공급되는 모세관을 고정부로 이동시키고 고정부로 고정시킨 다음 확관모듈이 회전되면서 확관핀에 의해 모세관을 확관시킴으로써 모세관을 항상 동일한 위치에서 고정되도록 함은 물론 균일한 크기로 신속하고 정확하게 확관 작업이 이루어질 수 있어 작업의 효율성 및 제품의 품질을 극대화할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 모세관 자동 확관장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 모세관 자동 확관장치를 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 모세관 자동 확관장치의 모세관 공급부와 이동부를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 모세관 자동 확관장치의 고정부를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 모세관 자동 확관장치의 확관모듈을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 모세관 자동 확관장치의 확관핀을 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 모세관 자동 확관장치의 모세관 확관상태를 도시한 정면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 모세관 자동 확관장치의 확관핀이 모세관에 삽입되어 확관되는 과정을 순차적으로 도시한 사시도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도면들에 있어서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니며 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 본 명세서에서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며, 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 권리 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.

본 명세서에서 '및/또는'이란 표현은 전후에 나열된 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용된다. 또한, '연결되는/결합되는'이란 표현은 다른 구성요소와 직접적으로 연결되거나 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결되는 것을 포함하는 의미로 사용된다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 '포함한다' 또는 '포함하는'으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및 소자의 존재 또는 추가를 의미한다.

실시 예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 측(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 모세관 자동 확관장치를 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 모세관 자동 확관장치를 도시한 정면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 모세관 자동 확관장치의 모세관 공급부와 이동부를 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 모세관 자동 확관장치의 고정부를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 모세관 자동 확관장치의 확관모듈을 도시한 사시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 모세관 자동 확관장치의 확관핀을 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 모세관 자동 확관장치의 모세관 확관상태를 도시한 정면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 모세관 자동 확관장치의 확관핀이 모세관에 삽입되어 확관되는 과정을 순차적으로 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 모세관 자동 확관장치는 지지부(100)와, 모세관 공급부(200)와, 이동부(300)와, 고정부(400)와, 모세관 확관부(500)를 포함할 수 있다.

상기 지지부(100)는 테이블 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 모세관 공급부(200)는 지지부(100)의 상부에 설치되어 모세관(10)을 공급할 수 있다.

도 1 및 도 3에서와 같이, 상기 모세관 공급부(200)는 공급호퍼(210)와, 안착대(220)를 포함할 수 있다.

상기 공급호퍼(210)는 지지부(100)의 상부에 구비되며, 내부에 확관하고자 하는 모세관(10)이 내장되어 하부 정면으로 하나씩 인출될 수 있다.

상기 안착대(220)는 공급호퍼(210)의 정면 하부에 구비되며, 상기 공급호퍼(210)에서 떨어지는 모세관(10)이 올려져 안착될 수 있다.

또한, 상기 안착대(220)의 중앙에는 공급호퍼(210)로부터 떨어지는 모세관(10)이 외부로 떨어지지 않고 안정적으로 안착될 수 있도록 요홈(221)이 형성될 수 있다.

상기 이동부(300)는 모세관 공급부(200)의 정면에 설치되어 공급호퍼(210)를 통해 안착대(220)의 요홈(221)에 안착되는 모세관(10)을 고정부(400) 방향으로 이동시킬 수 있다.

또한, 상기 이동부(300)는 모세관 공급부(200)의 안착대(220) 상에 구비되어 안착대(220)의 요홈(221)으로 공급되는 모세관(10)을 고정부(400) 방향으로 밀어주는 이동바(310)와, 상기 이동바(310)를 전,후로 이동시킬 수 있도록 하는 실린더(C)를 포함할 수 있다.

상기 고정부(400)는 안착대(220)의 측부에 구비되어 이동바(310)를 통해 이동되는 모세관(10)을 고정시킬 수 있다.

도 1 및 도 4에서와 같이, 상기 고정부(400)는 하부고정척(410)과, 상부고정척(420)을 포함할 수 있다.

상기 하부고정척(410)은 지지부(100)의 상부에 구비되되 안착대(220)의 측부에 연계되어 이동부(300)를 통해 이동되는 모세관(10)이 올려질 수 있다.

상기 상부고정척(420)은 하부고정척(410)의 상부에 실린더(C)로 연결되어 실린더(C)의 작동에 따라 하강하여 하부고정척(410)과 밀착되면서 하부고정척(410) 상에 올려진 모세관(10)을 고정시킬 수 있다.

상기 모세관 확관부(500)는 지지부(100) 상의 고정부(400) 측면에 설치되어 구동모터(M)에 의해 회전하면서 확관핀(540)이 모세관(10)의 내부로 진입하여 모세관(10)의 내경을 설정된 직경과 길이로 확관시킬 수 있다.

도 1 및 도 6에서와 같이, 상기 모세관 확관부(500)는 확관모듈(510)과, 구동모터(M)와, 실린더(C)를 포함할 수 있다.

상기 확관모듈(510)은 고정부(400)의 측부에 구비되어 고정부(400)에 고정되는 모세관(10)을 확관시킬 수 있다.

또한, 상기 확관모듈(510)은 이동부(300)에 의해 고정부(400)에 고정된 모세관(10)의 끝단부 측으로 전진하거나 또는 후진하도록 설치된 것으로, 상기 고정부(400) 측을 향하도록 결합된 확관핀(540)이 구동모터(M)에 의해 회전하면서 고정부(400)에 고정된 모세관(10)의 내부로 진입하여 모세관(10)의 끝단부 내경을 설정된 직경과 길이로 확관하도록 형성된다.

도 5에서와 같이, 상기 확관모듈(510)은 고정부(400)에 고정된 모세관(10)과 동일 축상에 위치되게 설치되어 구동모터(M)의 구동에 의해 축방향을 중심으로 회전하도록 형성된 확관샤프트(520)와, 상기 확관샤프트(520)의 끝단부에 설치되어 모세관(10)의 확관을 위한 확관핀(540)이 끼워져 고정되는 스핀들(530)과, 상기 확관샤프트(520)의 외면에 설치되어 확관핀(540)에서 발생된 열이 확관샤프트(520)에 전단되는 것을 방지하는 방열부재(550)를 포함할 수 있다.

상기에서 확관핀(540)은 도 6 및 도 8에서와 같이 모세관(10)에 삽입되는 측이 설정된 각도로 경사지게 형성된 테이퍼부(541)와, 상기 테이퍼부(541)와 연하는 외면이 길이방향으로 절각 가공된 커팅부(542)와, 상기 커팅부(542)의 후방에 일체를 이루며 상기 스핀들(530)에 고정되는 클램핑부(543)로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 커팅부(542)의 외경은 모세관(10)을 확관시킬 수 있도록 모세관(10)의 내경보다 큰 크기로 이루어짐이 바람직하다.

상기 구동모터(M)는 확관모듈(510)의 측부에 구비되어 확관모듈(510)을 회전시킬 수 있다.

상기 실린더(C)는 확관모듈(510)에 연결되어 확관모듈(510)을 좌,우로 이동시킬 수 있다.

상기 고정부(400)의 하부고정척(410)과 확관모듈(510) 사이에는 하부고정척(410)으로 이동되는 모세관(10)을 정해진 위치에서 정지할 수 있도록 승하강되는 위치조정로드(600)가 구비될 수 있다.

상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 모세관 자동 확관장치에 따른 작동상태를 살펴보면 아래와 같다.

상기 공급호퍼(210) 내에 확관하고자 하는 모세관(10)을 내장시키고 상기 공급호퍼(210) 내의 모세관(10)이 한 개씩 안착대(220)로 떨어져 요홈(221)에 안착되면 상기 실린더(C)의 작동으로 이동바(310)가 모세관(10)을 고정부(400)로 밀어주게 된다.

그리고, 상기 하부고정척(410) 상에 모세관(10)이 이동되면 상기 실린더(C)의 작동에 따라 상부고정척(420)이 하강하여 상기 하부고정척(410)과 상부고정척(420)이 서로 밀착되어 상기 하부고정척(410)과 상부고정척(420) 사이에 모세관(10)이 고정될 수 있다.

이와 함께, 상기 고정부(400)를 통해 모세관(10)이 고정되면 상기 구동모터(M)의 구동에 따라 확관모듈(510)이 회전되고 실린더(C)의 작동으로 확관모듈(510)이 모세관(10)이 위치된 방향으로 이동되면서 상기 확관핀(540)에 의해 모세관(10)이 확관될 수 있다.

또한, 도 8을 참고하여 상기 확관핀(540)에 의한 모세관(10)이 확관되는 과정을 순차적으로 살펴보면, (a)의 상태에서 확관핀(540)이 모세관(10)의 내부로 진입하는 초기에는 (b)와 같이 테이퍼부(541)에 의해 확관되기 시작하다가, 상기 테이퍼부(541)와 커팅부(542)가 이어지는 부분에서는 (c)와 같이 모세관(10)이 확관핀(540)에 형성된 커팅부(542)의 형상대로 변형되고, 이후 상기 커팅부(542)가 회전하면서 모세관(10)의 내부로 더 진입하게 되면 (d)와 같이 커팅부(542)가 형성되지 않은 부분에 의해 모세관(10)이 동일한 직경으로 확관될 수 잇다.

이와 같이, 상기 확관핀(540)의 끝단부에 테이퍼부(541)를 형성함으로써 상기 확관핀(540)이 모세관(10)의 내부로 원활하게 진입할 수 있고, 상기 커팅부(542)를 테이퍼부(541)에 연이어지게 형성하게 되어 모세관(10)에 과도한 마찰열이 발생하는 것을 방지하여 마찰열에 의한 변형을 방지할 수 있음은 물론, 상기 커팅부(542)의 진입에 의해 모세관(10)이 점진적으로 확관되도록 하여 상기 모세관(10)의 끝단부가 찢어지거나 갈라지는 등의 손상을 방지할 수 있다.

따라서, 상기 모세관 공급부(200)를 통해 공급되는 모세관(10)을 고정부(400)로 고정한 상태에서 확관모듈(510)을 회전시켜 모세관(10)의 내부로 확관핀(540)이 진입되면서 상기 확관핀(540)의 외경만큼 모세관(10)의 내경이 확관되고, 이러한 과정을 반복적으로 자동 수행함으로써 작업이 편리하고 작업 효율을 높이고 불량없이 고품질의 모세관을 생산할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

10 : 모세관 100 : 지지부
200 : 모세관 공급부 210 : 공급호퍼
220 : 안착대 221 : 요홈
300 : 이동부 310 : 이동바
400 : 고정부 410 : 하부고정척
420 : 상부고정척 500 : 모세관 확관부
510 : 확관모듈 520 : 확관샤프트
530 : 스핀들 540 : 확관핀
541 : 테이퍼부 542 : 커팅부
543 : 클램핑부 550 : 방열부재
600 : 위치조정로드 M : 구동모터
C : 실린더

Claims

테이블 형상으로 이루어진 지지부의 상면에 설치되어 모세관을 공급하는 모세관 공급부;
상기 모세관 공급부의 정면 하부에 구비되어 공급되는 모세관을 이동시키는 이동부;
상기 이동부의 측면에 구비되어 이동된 모세관을 고정시키는 고정부; 및
상기 지지부 상의 고정부 측면에 설치되어 구동모터에 의해 회전하면서 모세관의 내부로 진입하여 모세관의 내경을 설정된 직경과 길이로 확관시키는 모세관 확관부;를 포함하는 모세관 자동 확관장치.
제 1 항에 있어서,
상기 모세관 공급부는,
상기 지지부의 상부에 구비되어 모세관을 공급하는 공급호퍼; 및
상기 공급호퍼의 정면 하부에 구비되어 공급호퍼에서 공급되는 모세관이 놓여지는 안착대;를 포함하는 모세관 자동 확관장치.
제 1 항에 있어서,
상기 이동부는,
상기 모세관 공급부로 공급되는 모세관을 고정부로 밀어주는 이동바; 및
상기 이동바를 전,후로 이동시킬 수 있도록 하는 실린더;를 포함하는 모세관 자동 확관장치.
제 1 항에 있어서,
상기 고정부는,
상기 지지부의 상부에 구비되되 이동부의 측부에 연계되어 이동부를 통해 이동되는 모세관이 올려지는 하부고정척; 및
상기 하부고정척의 상부에 실린더로 연결되어 실린더의 작동에 따라 하강하여 하부고정척과 밀착되면서 모세관을 고정시킬 수 있도록 하는 상부고정척;을 포함하는 모세관 자동 확관장치.
제 1 항에 있어서,
상기 모세관 확관부는,
상기 고정부의 측부에 구비되어 고정부에 파지되는 모세관을 확관시키는 확관모듈;
상기 확관모듈의 측부에 구비되어 확관모듈을 회전시키는 구동모터; 및
상기 확관모듈에 연결되어 확관모듈을 이동시키는 실린더;를 포함하는 모세관 자동 확관장치.
제 5 항에 있어서,
상기 확관모듈은,
상기 고정부에 고정된 모세관과 동일 축 상에 위치되게 설치되어 구동모터의 구동에 의해 축방향을 중심으로 회전하도록 형성된 확관샤프트;
상기 확관샤프트의 끝단부에 설치되어 모세관의 확관을 위한 확관핀이 끼워져 고정되는 스핀들; 및
상기 확관샤프트의 외면에 설치되어 확관핀에서 발생된 열이 확관샤프트에 전달되는 것을 방지하는 방열부재;를 포함하는 모세관 자동 확관장치.