KR900005797Y1 - 합성수지제 나선관용 천공기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

합성수지제 나선관용 천공기

제1도는 본 고안의 실시예에 의한 천공기의 정면도.

제2도는 제1도의 V방향에서 본 측면도.

제3도는 감속 모터와 척, 원판축의 평면접속상태도.

제4도는 조절구의 상세도.

제5도는 헤드, 지지대와 승강대의 결합상태를 나타낸 상세도.

제6도는 천공상태의 설명도.

제7도는 제어박스의 내부구조도.

제8도는 회전원판의 측면도.

제9도는 다공 내막체를 이용한 나선관의 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

A : 이송장치 B : 천공장치

3 : 척 5 : 제어박스

12 : 구동기어 13 : 종동기어

15 : 회전축 16 : 회전원판

17 : 반사테이프 18, 19 : 센서

21 : 관받침대 22 : 헤드

23 : 승강대 26 : 조절구

28, 28' : 아암 31 : 나사봉

33 : 지지대 35 : 드릴척

38, 46 : 실린더 43 : 안내바퀴

본 고안은 합성수지제 파형관, 특히 나선관에 그 골을 따라 구멍길이, 구멍사이의 간격, 피치간격등을 일정하게 설정하여 설계 칫수대로 구멍을 뚫는데 적합한 천공기의 개량에 관한 것이다.

합성수지제 파형관에는 환상 융기부가 소정의 간격을 두고 연속해 형성되는 것과, 융기부가 일정한 피치를 이루며 나선상으로 된 것등 2종이 있다.

이러한 파형관에 구멍을 내는 이유는, 이 관을 지하매설용 등으로 사용할 때 뱅수가 원활하게 이뤄지도록 하는데 있으며, 이러한 목적의 구멍은 골부분에 뚫는 것이 통상적이다.

이처럼 파형관에 구멍을 뚫는데 쓰이는 장치로서 이제까지 알려진 것으로는 프레스식 천공기와 회전 컷터방식의 천공기 등 두가지가 있다.

그러나 상기 종래의 천공기는 골의 방향이 관측 방향에 대하여 직각으로 늘어선 파형관에 적합하도록 된 것이어서 골이 나선상으로 된 관에는 적용할 수가 없는 공통점을 지니고 있다.

특히, 프레스식 천공기는 천공기의 충격이 커 가공소음이 클 뿐만 아니라 재질이 경성을 띄거나 골의 두께가 두터운 합성수지관일 경우에는 구멍 주위에 균열이 생긴다든지 혹은 제대로 구멍이 뚫리지 않고 깨지는 수가 많고, 천공시 관의 중심방향으로 찌그러드는 것을 방지하기 위하여 목재, 발포수지 같은 코어를 끼워 넣어야 하는 것이어서 작업속도도 느리고 코오 부재의 추가 준비에 따르는 여러 문제도 수반 되었다.

또, 회전컷터 방식의 천공기에 있어서는 구멍의 안쪽에 칩이 제거되지 않은 채 늘어 붙어 있는 경향(연질 합성수지관인 경우에는 특히 심하다)이 나타나 매끄럽지 못한데다가 이러한 잔류 칩이 구멍을 막아 배수를 방해할 우려도 있었다.

부연하건대, 그 밖의 구멍 형성 수단으로서는 제9도에서 보듯이 외막체(가)를 그 수평부 사이에 소정의 간극(라)이 남도록 내막체(나)와 접합하고 그 내막체(나)를 상기 간극이 위칭하는 부위를 따라 미리 구멍(다)를 뚫은 것을 사용하는 것이다. 그러나 이 방법에서는 간극(라) 부분에서의 내압강도가 다른 부위에 현저히 저하되어 이 부분이 취약한 단점을 갖고 있다. 이 때문에, 이 방법은 상기의 천공방법에 비해 그 활용도면에서 대단히 열세에 놓여 있다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 합성수지제 파형관에 배수공 등이 구멍을 뚫는 천공기의 단점을 해결한 것으로서, 이하 바람직한 실시예를 토대로 작성한 첨부도면에 따라 구체적으로 설명한다.

본 고안에 의한 천공기는 합성수지제 나선관의 한쪽끝을 고정하여 회전시키면서 피동적으로 이송되게 하는 이송장치(A)와, 아래를 지나는 나선관의 골부분에 전기적 신호에 따라 승강하면서 구멍을 뚫어주는 천공장치(B)로 대별된다.

이송장치(A)는, 베드(1)와 모터(2), 척(3) 및 제어박스(5)로 이뤄져 있다.

베드(1)의 상면에는 한쌍의 수평 안내봉(8)이 가설되어 있고, 감속모터(2)와 제어박스(5)는 상기 안내봉(8)에 헐겁게 끼워진 이송대(9)상에 얹혀 고정된다.

이송대(9)는 안내봉(8)을 타고 전후방향으로 미끄러지듯 움직일 수 있다.

척(3)은 합성수지제 나선관(P)의 한쪽 끝을 물어 고정하는 것으로서 이송대(9)상에 축받이(10)에 의해 회전가능한 형태로 지지되며, 그 뒷쪽에는 벨트차(11)와 구동기어(12)가 고정축끼움 되어 있다.

벨트차(11)는 감속모터(2)축의 벨트차(13)에 벨트로 접속되고, 구동기어(12)는 제어박스(5)측의 노출된 회전축 끝에 고정축끼움 되고 동일 회전비를 가진 종동기어(14)에 맞물린다.

제어박스(5)는 이후 설명하는 천공기 헤드를 승강작동시키는 실린더의 공압회로를 제어하는 것으로서, 그 내부에 위치한 회전축(15)상에는 비반사체이며 그 가장자리에 소정의 간격으로 점착성 알루미늄박등의 반사테이프(17)를 붙인 회전원판(16)이 고정축끼움되어 있고, 이 회전판(16)의 바깥원둘레 근처에 센서(18)가 고정설치 되어 있다.

상기 회전판(16)은 동축에 고정축끼움된 종동기어(14)가 척(3)의 구동기어(12)에 맞물려 돌때 함께 회전하게 되며, 센서(18)는 그 바로 아래를 지나는 반사테이프(17)에 빛을 쏘아 되돌아오는 반사광을 되받아 도시하지 아니한 공압회로상의 천공기 헤드 승강용 실린더(38)의 개폐밸브로 신호를 보내주는 것이다.

한편, 천공장치(B)는 베드(20), 관받침대(21), 천공기헤드(22) 및 승강대(23)로 구성되어 있다.

관받침대(21)는 윗끝에 로울러(27)가 달린 아암(28)(28')과 이들 간의 벌림각도를 조절하는 조절구(26)로 이뤄져 있다.

상기 아암(28)(28')은 상기 척(3)의 축중심의 연장선상에서 그 수직 하방의 베드(20)상면에 마주보게 세운 한쌍의 브래킷(24)에 헐겁게 축끼움된 하나의 지지축(25) 양끝에서 선회가능하도록 그 아래끝이 고정되어 있고, 좌우측의 아암(28)(28')끼리는 조절구(26)에 딸린 각 연결봉(29)에 의해 서로 이어져 있어 조절구(26)를 조작할 때 같이 움직이게 된다.

조절구(26)는, 상기 브래킷(24)의 중심 간을 잇는 선상에 맞춰 세운 브래킷(30)과 이것의 윗끝에 수평으로 설치한 나사봉(31)으로 되어 있다.

상기 나사봉(31)은 중앙에 평활부(31a)가 있고 그 양쪽에 방향이 대립하는 나사부(31b)(31c)를 갖고 있으며, 평활부(31a)는 상기 브래킷(30)에 헐겁게 축끼움 고정되는 부분이고, 각 나사부(31b)(31c)에는 상기 연결봉(29)(29')상에 헐겁게 끼워진 접속편(32)(32')의 하단이 나사 끼움되어 있다.

그리하여 나사봉(31)을 돌리는 방향에 따라서 접속편(32)(32')이 동시에 간격이 벌어지거나 좁혀지며, 이러한 광협이동에 의하여 아암(28)(28')의 벌림각도 달라진다.

아암(28)(28')의 벌림각도 조절은 가공할 나선관의 외경에 따라 행해지는 것으로서, 예를들면 나선관의 외경이 작은 경우에는 벌림각도를 작게 조절하고 외경이 클 때에는 넓게 벌려준다.

이로써 나선관의 외경에 관계없이 가공완료시까지 안전하게 그리고 중심의 균형을 유지하는 것이 가능하다.

천공기 헤드(22)는 승강대(23) 정면에 설치되어 있는 것으로서 드릴(34)과 드릴척(35), 드릴척 구동용 고속모터(36), 이들을 수용하는 프레임(37) 및 프레임 승강용 실린더(38)로 구성되어 있다.

여기서, 드릴척(35)은 수직으로 설치되고 그 설치 중심은 상기 척(3)의 축중심 연장선상에 놓인다.

이것은 또한 상기 관받침대(21)에 있어서 그 아암(28)(28')의 설치 중심과도 일치한다.

따라서 드릴(34)은 그 밑을 지나게 될 나선관의 정점에 닿아 구멍을 뚫게 되는 것이다.

프레임(37)의 양쪽에는 수직 안내봉(39)이 있으며, 이것은 지지대(33)의 정면에 고정 부착된 슬리브(41)에 헐겁게 끼워져 지지된다.

그리고, 지지대(40)의 정면 윗끝에 실린더(38)가 수직방향으로 설치되어 있고, 그 피스톤 선단은 상기 프레임(37)의 상면판에 고정되어 있다.

이 실린더(38)의 작동에 의하여 프레임(37) 및 여기에 딸린 모든 요소가 수직으로 오르내리면서 드릴(34)로 하여금 그 밑을 지나는 나선관(P)에 구멍을 뚫게 된다.

본 고안에서 사용하는 드릴(34)로서는 합성수지제 나선관이 연질성 재질이므로 금속가공용보다는 목공용의 것이 바람직하다.

금속가공용 드릴은 날이 목공용 드릴에 비해 날카롭지 못하기 때문에 연성재질의 절삭용으론 적합하지 않다.

금속가공용 드릴로 합성수지 판재나 관에 구멍을 내보면 초기 절삭에 있어서 그대로 절삭되지 못하고 미끄러지는 경향이 두드러지는 것은 물론 이 때문에 절삭능률이 오르지 않고, 또한 일단 구멍을 뚫은 후에는 옆날로 계속 뚫고 나아가야 하는데 금속가공용 드릴은 이같은 목적의 옆날을 갖고 있지 않다.

그러므로, 연질 소재의 가공에 적합하고 옆날을 가진 것으로는 목공용으로 개발되어 홈파기에 쓰이는 것이 바람직한 것으로 시운전 결과 그렇게 나타났다.

한편, 지지대(33)는 제2도에서 보는바와 같이, 승강대(33)상에서 수직방향으로의 위치 조정이 가능한 형태로 결합된다.

예를들면, 도면에 표시는 없지만, 승강대(23)의 결합면에는 평면에서 볼때또는모양의 미끄럼홈이 있고 여기에또는모양의 돌출부를 지지대

(33)상에 형성하는 수단, 혹은 이와 유사한 구조를 갖는 것을 말한다.

그리고, 그것을 올리고 내리는 조작수단으로서는, 승강대(33)에 제자리 선회가능한 스터드 보울트(40)를 수직으로 부착하고 이 보울트(40)의 나사부를 지지대(33)상의 당해 부위에 마련해 둔 암나사공에 나사끼움하는 통상의 방법을 예로 들 수 있다.

상기 지지대(33)에 있어서, 제1,2도에서 보듯이, 그 아래끝에는 상기 드릴척(35)을 그 좌우에서 포위하듯 뻗혀나온 브래킷(42)이 부착되어 있고, 이 브래킷(42)의 앞끝에는 안내바퀴(43)가 설치되어 있다.

이 안내바퀴(43)는 브래킷(42)상에서 제자리 선회가능하게 부착되며, 지지대(33)와 함께 하강했을때는 제4도와 같이 드릴척(35)의 좌측에 있는 안내바퀴(43a)는 그 측면이 나선관(P)의 돌출부(Q₁)옆면 즉, 당해 돌출부(Q₁)의 진행방향쪽에 대해 그 반대쪽 옆면에 접촉하여 척(3)에 물린채 화살표(d₁)방향으로 도는 나선관(P)과는 반대방향으로 마치 맞물려 회전하듯이 돈다.

이때 그 안내바퀴(43a)는 나선관(P)에 대하여 암나사구실을 한다.

그러나, 이 안내바퀴(43a)는 상기한 바와같이 제자리에 머무르기 때문에 위치는 변동되지 않는다.

따라서, 나선관(P)은 암나사에 숫나사를 조여 박듯이(d₁) 방향으로의 자전과 동시에 관축방향(d₂)으로 직진이동을 하게 되는 것이다.

다른 하나의 안내바퀴(43b)는, 드릴척(35)의 우측에서 이보다 앞선 다른 위치의 돌출부(Q₂)의 진행방향쪽 옆면에 접촉하여 천공시의 진동, 충격 등으로 인해 관측방향(d₂)으로의 무단 이동을 방지하는 역할을 하는데, 보조성을 띈 이 안내바퀴(43b)는 그러나 실제로 절삭성이 좋은 목공용 드릴을 사용할 경우에는 절삭진 등, 충격 등이 극미하므로 배제할 수도 있다.

또, 상기한 안내바퀴(43)의 나선관 돌출부 옆면에 대한 접촉폭 조절을 앞에 말한 지지대(33)의 높낮이 조절로 이뤄진다.

승강대(23)는 베드(20)상에 세운 한쌍의 지주(44)에 헐겁게 끼워져 수직승강되도록 안내되고, 또한 그 밀판의 중앙은 베드(20)에 가로 설치된 횡판(45)상에 수직으로 고정 설치되어 있는 실린더(46)의 피스톤 선단에 고정되어 있어서 이 실린더(46)에 의해 수직승강된다.

또, 승강대(33)의 밑판 일측에는 수직으로 매단 보조막대(47)가 있고, 이 보조막대(47)의 직하방 베드(20)상에는 센서(19)가 위치해 있다.

상기 보조막대(47)는 베드(20)나 횡판(45)에 걸기적거리지 않도록 설치되고, 또한 승강대(33)가 최상위치에 있을 때는 센서(19)에 의해 감지되지 않고 도시하지 아니한 조작반의 수동조작에 의하여 조정 위치까지 내린 상태일 때 그 이래끝이 감지되도록 보조막대(47)의 길이를 결정한다.

그리고, 각 베드(1)(20)에 바퀴(4)와 높낮이 조절용 다리(6)를 부착하여 이동 및 수평유지에 편의를 제공할 수도 있으며, 상기 모든 실린더를 공압실린더이다.

다음은 본 고안의 작용에 대하여 설명한다.

먼저, 조작반(도시없음)의 수동조작으로 실린더(46)를 작동시켜 승강대(33)를 최상위치로 올려 놓고, 다음으로 관받침대(21)에 가공해야될 합성수지제 나선관(P)을 걸쳐 놓은 후에 한쪽끝을 척(3)에 물려서 고정한다.

이어서, 조절구(30)로 관받침대(21)위에 얹힌 나선관(P)의 수평을 맞춘다음 조작반의 수동조작으로 실린더(46)의 피스톤을 후퇴(하강)시켜 승강대(23)를 내린다.

이때 보조막대(47)도 승강대(19)와 함께 하강하여 그 하단이 센서(19)에 감지되는 순간 이것이 포착한 신호가 상기 실린더(46)의 밸브(도시없음)에 폐쇄신호로 전달되므로서 실린더(46)는 그 위치에서 하강을 멈춘다.

이 위치를 조정위치라고 한다.

조정위치에서 나선관(P)의 정점에 있는 골의 중앙에 드릴(34) 중심이 맞는가 어떤가, 또 안내바퀴(43)의 접촉상태가 완벽한가 어떤가를 육안으로 관찰하여 정상조업이 가능하도록 조정한다.

만약, 나선관(P)이 너무 높게 올라가 있다든지 혹은 수평이하로 처져 있는 경우에는 1차로 조절구(26)로 아암(28)(28')를 벌리거나 오므려서 수평을 맞추고, 조절 보울트(40)를 트는 방향에 따라 지지대(33)가 오르내리므로 이렇게 하여 안내바퀴(43)가 나선관(P)의 돌출부(Q₁)(Q₂)의 당해 측면에 대하여 적절하게 접촉되도록 한다.

지지대(33)에 프레임(37)이 설치되어 있으므로 여기에 딸린 드릴(34)의 위치도 이때 함께 조정되는 것은 물론이다.

조정위치에서의 준비조작이 완료된 후에 전원스위치를 켜면 감속모터(2)와 고속모터(36)가 동시에 가동되며, 이에 따라 척(3)과 여기에 물려 있는 나선관(P)은 저속 그리고 드릴척(35)과 이에 물려 있는 드릴(34)은 고속으로 동시에 회전된다.

이때 나선관(P)은 일반적으로 오른쪽 나선을 갖고 있으므로 그 방향으로 회전되어야 한다.

만약 나선관(P)이 왼쪽 나선형일 경우에는 척(3)이 천공장치(B)에 근접한 위치에서 출발해야 한다. 위의 나선관(P) 회전 조건에 따라야 하기 때문이다. 그렇게 하지 않으면 천공장치(B)로 향해야 할 것이 이송장치(A)의 우측(제1도)으로 움직여 미가공부분이 생기게 되고(오른쪽 나선형인 것을 역나선방향으로 회전시켰을때), 이송장치(A)의 우측으로 움직여야 될 것이 천공장치(B)쪽으로 움직여(왼쪽 나선형인 것을 그 반대방향으로 회전시켰을때)같은 결과가 나올뿐만 아니라 척(3)이 천공장치(B)에 부딪혀 파손될 우려가 생긴다.

이하 여기서의 나선관(P)은 설명편의상 오른쪽 나선형으로, 그 회전방향은 d₁으로 상정한다.

나선관(P)이 d₁방향으로 회전되는 것과 동시에 앞서말한 안내바퀴(43)의 안내작용으로 천공장치(B)를 향해 직진이동한다.

이동속도는 제품의 규격 및 천공의 형태에 따라 조절이 가능하다.

한편, 척(3)의 구동기어(12)에 맞물려 도는 종동기어(14)의 회전축(15)에 고정축끼움된 회전원판(16)도 척(3)과 동일속도로 회전한다.

이때, 반사테이프(17)에 의해 센서(18)에서 발사되어 되돌아오는 반사광은 이것에 의해 감지된다.

센서(18)에 의해 감지된 신호가 공압회로상의 다른 밸브(도시없음)에 순간적으로 개방신호로 바뀌어 전달되므로 천공기 헤드(22)측 실린더(38)의 피스톤이 전진하여 프레임(37)을 내리고 이에 따라 드릴(34)은 그 위치에 있는 나선관(P)의 골부분에 접촉하여 구멍을 뚫게 된다.

이같은 천공작업은 상기 하나의 테이프(17)가 센서(18)를 통과할 때까지 계속되고, 또 각 반사테이프가 센서(18)를 지날때마다 반복된다.

이때, 뚫리는 구멍은 나선관(P)이 나선방향으로 돌면서 동시에 축방향으로 이동하기 때문에 나선방향을 따라 긴 장공으로되며, 그 길이는 반사테이프(17)의 원주방향 길이에 비례하고, 구멍간격은 반사테이프(17)의 간격에 비례한다.

따라서, 반사테이프(17)의 길이와 간격, 설치수로써 피치당 구멍수, 구멍길이의 결정은 물론, 예를들면 매피치당 혹은 격피치당 어느정도 크기로 몇 구멍을 뚫는가 하는 것 등의 천공작업 설정도 가능해 지는 것이다.

한편, 센서(18)밑을 하나의 반사테이프(17)가 통과하고 나면 통과종료와 동시에 이것에 의한 반사관 수광량이 미미하거나 전혀 없으므로 실린더(38)에 딸린 밸브를 개방신호가 끊겨서 자동 폐쇄 된다.

그리하여 실린더(38)은 역작동하여 그 피스톤을 후퇴(상승)시키고 이에 따라 프레임(37)과 여기에 설치된 드릴척(35), 드릴(34)도 함께 상승된다.

이렇게 상승되었을 때에는 드릴(34)이 나선관(P)의 어느 부위든지 일체 접촉되지 않으므로 절삭작업은 이뤄지지 않으며, 다음 반사 테이프가 다가가 센서(18)를 감응시킬 때까지 이러한 비절삭상태로 있게 된다.

상기 절삭과정을 요약하면, 반사테이프(17)에 의한 센서(18)감응→공압회로상의 밸브 개방상태로의 반전→실린더(38)작동→피스톤 하강→드릴(34)하강, 절삭→반사테이프(17)의 통과로 센서(18)미감용회로의 반전→공압회로상의 밸브 폐쇄상태로의 반전→피스톤 상승→드릴(34)상승이 된다.

그 이후 다음 반사테이프가 센서(18) 밑을 통과할 경우에도 이같은 동작이 되풀이 된다.

하나의 나선관에 대하여 설계대로 구멍뚫기 작업이 완료된 시점에서는 수동조작으로 조직반의 모터스위치를 꺼 감속모터(2)를 정지시킨다.

감속모터(2)가 정지되면, 이것에 의해 연달아 움직이던 척(3)과 제어박스(5)내의 회전축(15) 및 이에 설치된 회전원판(16)도 모두 정지된다.

척(3) 그리고 제어반의 수동조작으로써 실린더(46)에 공압을 가해 그 피스톤으로 하여금 승강대(23)를 최상위치까지 상승시킨 후 척(3)을 풀어 가공완료된 나선관(P)을 들어내고, 천공장치(B)쪽으로 다가간 이송대(9)를 출발전 위치로 되돌린 다음 새로운 나선관을 재장전하고 앞서 말한바와 같은 조작수준을 밟아 작업을 하면 되는 것이다.

이상 설명한 대로 본 고안에 의하면, 소정의 피치를 가진 합성수지제 나선관에, 예를들면 지하매설 배수용 파이프 등으로 사용하기 적합하도록, 특히 나선방향을 따라 구멍길이, 간격을 임의로 설정하여 정연하고 매끈하며 신속하게 뚫을 수가 있고, 천공시의 소음 진동이 훨씬 줄어 불량품 발생요인의 근절과 함께 소음개선에도 도움되는 바 크다.

Claims (4)

1. 구동장치에 의해 구동되며 나선관의 한쪽끝을 고정하여 회전시키는 척(3)과, 이것에 맞물려 회전하고 원주방향에 소정의 간격으로 반사테이프(17)를 붙인 회전원판(16)과, 이 반사테이프로 부터의 반사광에 감응하여 그 신호를 실린더(38)에 개폐신호로 보내는 센서(18)로 되는 제어박스(5)를 탑재하여 왕복이동 가능하게 구성된 이송장치(A)와 조절구(26)에 의해 아암(28)(28')의 벌림과 조절이 가능한 관받침대(21)와, 드릴척(35)과 그 고속모터를 탑재한 프레임(37)이 실린더(38)에 의해 승강되는 헤드(22), 나선관(P)의 돌출부에 접촉하여 안내하는 안내바퀴(43)를 부착한 지지대(33) 및 지지대가 설치되고 이것이 실린더(46)에 의해 오르내리는 승강대(23) 그리고 승강대의 조정위치를 감지하는 센서(19)로 이뤄진 천공장치(B)로 구성되는 것을 특징으로 한 합성수지제 나선관용 천공기.
2. 제1항에 있어서, 회전원판(16)이 비반사체인 합성수지제 나선관용 천공기.
3. 제1항에 있어서, 반사테이프(17)이 점착성 알루미늄박 테이프인 합성수지제 나선관용 천공기.
4. 제1항에 있어서, 드릴척(35)에 사용하는 드릴이 목공용 드릴인 합성수지제 나선관용 천공기.