WO2021251552A1 - 분리방지수단이 결합된 코터핀 및 그의 제조방법 - Google Patents

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WO2021251552A1
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WO
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forming
hole
preform
cotter pin
prevention means
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박춘현
유대훈
박정현
박건태
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주식회사 에이치엠
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Definitions

  • the present invention relates to a cotter pin combined with a separation preventing means and a method for manufacturing the same,
  • a cotter pin combined with a separation prevention means capable of improving the strength and productivity of a cotter pin used to connect a suspension insulator in a transmission/distribution line, and a method for manufacturing the same
  • cotter pins applied to suspension insulators of high-altitude transmission/distribution lines are made of mild steel and have a pin shape with an extended head at one end. It is fitted to pass through the overlapping hole, and the split pin is fastened in a direction intersecting the fitting direction of the cotter pin mounted as described above so that the fixed state can be maintained.
  • the 'cotter pin shaft manufacturing method' and the 'cotter pin manufacturing method combined with the separation prevention means' are manufactured through cold forging in which the cotter pin and the separation prevention pin are manufactured, and the separation prevention pin is formed integrally with the cotter pin and can be used immediately. has a configuration Therefore, when connecting the suspension insulator, insert the cotter pin at high altitude and rotate the separation prevention pin so that the cotter pin can be easily fixed to the suspension insulator.
  • such a cotter pin is a structure for connecting high-voltage lines and needs to be formed so as to maintain a stable support structure for a long period of time.
  • the cotter pin fitted in a state in which the suspension insulator and the transmission/distribution wire are overlapped has a structure in which one side is shielded by the head part and the other side is fixed by the separation prevention pin.
  • Another object of the present invention is to form a dome-shaped head at both ends of a preform in a hot forging method to manufacture a double-head molded body, and cut it to form a split molded body, so that two cotter pins can be manufactured in one preform forming process. It is to provide a cotter pin equipped with a separation preventing means and a manufacturing method thereof.
  • the present invention includes a cylindrical body portion, a dome-shaped head portion formed by heating the body portion, and press-forming one end of the heated body portion in a press forging method, and the The lower surface of the body part is cold-formed on both sides of the body part by a cold forging method, and the lower surface of the body part is formed so that the lower end of the body part opposite to the dome-shaped head part is recessed to a predetermined depth toward the head part, and the lower ends of the side grooves are connected to each other.
  • a lower groove formed by molding in a forging method a through hole formed through the body portion so that the side grooves formed on both sides of the body portion are connected to each other, and fitted to the through hole, it has an open portion, an elastic portion and an expanded portion,
  • a separation prevention means coupled with a separation prevention means, characterized in that it includes a separation prevention means that is fitted in the through hole and changed into a locked and unlocked state by rotating by a user operation while maintaining the coupled state do it with
  • a material cutting step in which a preform is formed by cutting the cylindrical material to a set length (R); a heating step of heating the preform; a first forming step of forming a double-headed body using press forging so that domed heads are formed on both ends of the heated preform; A cutting step of cutting the double-head molded body to form two divided molded bodies having a predetermined length (r); a second molding step of forming side grooves of a predetermined length starting from the lower end toward the head of each divided molding on both sides of the divided molding; a third forming step of forming a lower surface groove through forging molding on a lower surface so that the lower ends of the side grooves formed on both sides of the divided molded body are connected to each other; A through-hole forming step of forming a through-hole so as to penetrate the side grooves formed on both sides of the divided molded body; includes, having an open portion, an elastic portion, and an extended portion, and is fitted in the through-hole and maintained
  • the present invention is a material cutting step in which a preform is formed by cutting the cylindrical material to a set length (R); a heating step of heating the preform; a first forming step of forming a double-headed body using press forging so that domed heads are formed on both ends of the heated preform; A cutting step of cutting the double-head molded body to form two divided molded bodies having a predetermined length (r); a fourth forming step of forming a "U"-shaped groove connecting the side and lower surfaces of the divided molded body; A through-hole forming step of forming a through-hole from one side to the other side of the divided molding so as to penetrate both ends of the "U"-shaped groove, and having an open part, an elastic part, and an extended part, and is fitted into the through-hole Separation prevention means coupling step, characterized in that it includes; separation prevention means fastening step of fitting the separation prevention means variable in the locked and unlocked state to the through hole by rotating by the user's
  • the cut preform is disposed spaced apart on the upper rail
  • the present invention promotes the densification of the tissue by the hot forging method and then performs the forming for fixing and moving the separation preventing means by the cold forging method, thereby increasing the formability and improving the product precision.
  • the strength of the product can be improved, thereby increasing the degree of perfection of the product.
  • the present invention can improve productivity by forming a double-head molded body having two heads formed during one forging press molding, and cutting it to form two divided molded bodies.
  • 1 is a cotter pin coupled with a separation preventing means according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a view for showing the configuration of the separation preventing means according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a block diagram of a cotter pin manufacturing method combined with a separation preventing means according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a block diagram of a cotter pin manufacturing method combined with a separation preventing means according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart of a method for manufacturing a cotter pin coupled with a separation prevention means according to an embodiment of the present invention as shown in FIG.
  • FIG. 6 is a flowchart of a method for manufacturing a cotter pin coupled with a separation prevention means according to an embodiment of the present invention as shown in FIG.
  • FIG. 7 is a view showing an embodiment of a configuration of an apparatus for heating a preform, which is a configuration of a main part of the present invention.
  • FIG. 8 is a view for showing a first forming step according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view for showing a second forming step according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view for showing a third forming step according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a view for showing a fourth forming step according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a view for showing the configuration of a suspension insulator according to the present invention.
  • the cotter pin 100 has a shape consisting of a body portion 110 and a dome-shaped head portion 120 formed on one side of the body portion 110 as shown in FIG. 1 .
  • Separation prevention means 200 for fixing and releasing the cotter pin 100 is fitted and rotatable in the body portion 110, and for this purpose, the body portion 110 has a “U”-shaped groove 111 . and a through hole 112 is formed.
  • the "U"-shaped groove 111 is configured to include a side groove 111a and a lower surface groove 111b.
  • the side grooves 111a are formed on both sides of the body 110 by a cold forging method, and are recessed to a predetermined depth so that a part of the separation prevention means 200 can be accommodated when the separation prevention means 200 rotates.
  • the side groove 111a is formed with a predetermined length from the other lower surface of the body part 110 opposite to the dome-shaped head part 120 toward the head part 120 .
  • the length of the side groove 111a may be at least half the total length of the separation preventing means 200 so that the separation preventing pin 200 can be accommodated without interference when it rotates.
  • the lower surface groove 111b is formed by cold forging on the lower surface of the divided molded body d1 and d2 so that the lower ends of the pair of side grooves 111a are connected to each other.
  • the lower surface groove 111b forms a "U"-shaped groove 111 together with the side groove 111a to guide the movement path when the separation prevention pin 200 rotates, and is in a stable fixed state at the moved position. to be able to maintain
  • the through hole 112 is formed to penetrate a pair of side grooves to the place where the separation preventing means 200 is coupled. It is formed at a set point between the lower surface groove 111b and the dome-shaped head part 120 , and the set point is a point having a length less than or equal to the width B of the extension part of the separation preventing means 200 . Due to this, the separation preventing means 200 is pressed by elasticity in the rotated state so that the fixed state can be more firmly maintained.
  • the separation preventing means 200 is formed by bending one wire rod as shown in FIGS. 1 and 2 , and is divided into an open part 210 , an elastic part 220 , and an extended part 230 according to functional characteristics. .
  • the opening 210 is a configuration for inserting the separation preventing means 200 into the through hole 112, and is defined as a separation distance C between both ends of the wire rods positioned side by side.
  • the opening 210 can be widened or reduced while the user applies an external force, and when no external force is applied, the opening 210 is formed smaller than the diameter of the through hole 112 so that the separation preventing means 200 is fitted in the through hole 112 . to not be easily separated from
  • the elastic part 220 is a bending point at which the direction of the wire rod is changed at the other side of the open part 210, and may be bent once as in the present embodiment, and may be formed in a coil shape wound a number of times, which is required It can be changed depending on the size of the elasticity.
  • the extended part 230 is bent to have an outwardly extended shape between the open part 210 and the extended part 230 and may be formed only on either one side of both ends of the wire rods positioned side by side.
  • the extended portion 230 formed as described above is configured to change the fixing position of the separation preventing means 200 , and is fixed after the separation preventing means 200 is rotated while being fitted in the through hole 112 . to keep the position.
  • the extension 230 has a bent shape such that the width between the wire rods positioned side by side is formed as “B”, and the width “B” is the body in the through hole 112 . It corresponds to the distance to the bottom of the unit 110 .
  • the cotter pin 100 formed as described above can be stored with the separation prevention means 200 inserted in the through hole 112, and when used, clockwise or counterclockwise after inserting the cotter pin 100 into the fixed object. It is fixed by rotating it by 90°, and is released by rotating it by 90° counterclockwise or clockwise again.
  • the coupling and rotation of the separation prevention means 200 can be made more easily, and the separation prevention means 200 is maintained in a coupled state to the cotter pin 100 so that the risk of loss of the separation prevention means 200 is lowered. do.
  • a material cutting step for a method for manufacturing a cotter pin coupled with a separation preventing means according to an embodiment of the present invention, a material cutting step, a heating step, a first forming step, a cutting step, a second forming step, a third forming It is configured to include a step, a through-hole forming step, and a separation preventing means fastening step.
  • the material cutting step is a step of forming a preform (b) by cutting the cylindrical material (a) to a set length (R).
  • the set length (R) of the preform (b) has a length as shown in [Equation 1] below, which is determined in consideration of the length and processing allowance of the finally produced cotter pin.
  • R is the length of the preform (b), and r is the length of the divided molded body (d1, d2, d3, d4) formed by cutting.
  • the set length (R) is formed to be larger than the length of the two divided moldings (d1, d2, d3, d4) in consideration of the processing error. applied to the manufacture of
  • the heating step is a step of heating the preform (b) to make it easy to forge molding as shown in FIG. 7 .
  • a plurality of preforms (b) are arranged to be laid apart in the longitudinal direction on the upper part of the rail 10 and are automatically moved according to the operation of the moving rail so as to pass the heating means 20 .
  • the height of the rail 10 passing through the heating means 20 may vary according to the location of the heater of the heating means 20 . That is, when the heaters constituting the heating means 20 are respectively located in the upper and lower portions of the heating space, the rail 10 passes through the central portion of the heating means 20, thereby transferring the preform (10) along the rail (10). b) can be heated evenly.
  • the heating means 20 when the heating means 20 is provided only on the upper side or the lower side of the heating space, it is possible to evenly heat the preform (b) by rotating the preform (b) by adding a material rotation function to the rail (10).
  • the heated preform (b) may be automatically seated in the double-head double-head mold 30 , and may be picked up by an operator with tongs and seated in the double-head mold 30 .
  • heating conditions are set according to the material of the preform (b).
  • the aluminum preform (b) In the case of the aluminum preform (b) according to an embodiment of the present invention, it has a heating temperature of 1100° C. to 1200° C. and a heating time of 5 seconds to 15 seconds. In order to improve the mechanical properties of the material, the forging end temperature needs to be set higher than the recrystallization temperature of the used material. A heating time of seconds to 15 seconds is set as the heating condition.
  • the preform (b) processed through the heating conditions as described above has improved tissue density, and makes the subsequent molding process easier.
  • the first forming step is a step of forming the dome-shaped head part 120 on the heated preform (b) as shown in FIG. 8 .
  • the dome-shaped head part 120 is formed at both ends of the heated preform (b) by simultaneously pressing the upper and lower molds.
  • (c) is formed.
  • the double-head mold 30 is arranged in a direction in which the upper and lower molds face each other and allows the preform (b) heated by one press to be processed.
  • the upper and lower molds of the double head mold 30 are formed with a body part groove 31 on the center of the surface and a head part groove 32 on both ends.
  • the cutting step is a step of cutting the double-head molded body (c) to form two divided molded bodies (d1) having a predetermined length (r), and is performed after cooling the double-head molded body (c). That is, in the cutting step, the double-head molded body (c) is bisected to form two divided molded bodies (d1) having the same length, and for this, the length of the preform is determined as described above.
  • the second molding step is a step of forming the side grooves 111a in the divided molded body d1 cut as shown in FIG. 9 .
  • the side groove (111a) is a groove of a set length formed toward the dome-shaped head portion 120 from the lower end of the cut divided molded body (d1).
  • the side grooves 111a are formed on both sides of the divided molded body d1 through forging of the side groove mold 40 .
  • the side groove forming protrusions 41 corresponding to the pair of side grooves 111a are formed in the side groove mold 40.
  • the other side opposite to the dome-shaped head part 120 is fitted into the side groove mold 40, and a pair of side grooves 111a are recessed and molded through forging.
  • the third forming step is a step of forming a lower surface groove 111b at the lower end of the divided molded body d2 in which a pair of side grooves 111a are formed as shown in FIG. 10 .
  • the bottom groove 111b is a groove formed so that the lower ends of the pair of side grooves 111a formed in the divided molded body d2 are connected to each other.
  • the lower surface groove 111b is forged by the lower surface groove forming protrusion 51 formed on the lower surface groove mold 50 .
  • the through-hole forming step is a step of forming the through-hole 112 through the pair of side grooves in the divided molded body d3 in which the lower surface groove 111b is formed.
  • a processing method such as drilling or punching may be used.
  • the separation prevention means fastening step is a step of assembling the separation prevention means 200 so that the separation prevention means 200 is fitted to the cotter pin 100 in which the through hole is formed.
  • the separation preventing means 200 may be rotated and fixed by being inserted into the cotter pin 100 .
  • a material cutting step for a method for manufacturing a cotter pin coupled with a separation preventing means according to an embodiment of the present invention, a material cutting step, a heating step, a first forming step, a cutting step, a fourth forming step, a penetration It is configured to include a hole forming step, a separation preventing means fastening step.
  • the material cutting step, the heating step, the first forming step, and the cutting step are the same as the above-described material cutting step, the heating step, the first forming step, and the cutting step.
  • the fourth forming step is a step of forming a “U”-shaped groove 111 in the divided molded body d1 as shown in FIG. 11 .
  • the "U"-shaped groove 111 is formed of a “U”-shaped groove having a shape including the pair of side grooves 111a and the lower surface groove 111b.
  • the "U"-shaped groove mold 60 allows the "U"-shaped groove 111 to be formed at once through forging. That is, the fourth forming step is a step in which the above-described second forming step and the third forming step are simultaneously performed.
  • a “U”-shaped groove forming protrusion 61 is formed in the “U”-shaped groove mold 60 to form the “U”-shaped groove 111 .
  • the "U”-shaped groove forming protrusion 61 has a shape in which the side groove forming protrusion 41 and the lower surface groove forming protrusion 51 are combined.
  • the other side opposite to the dome-shaped head part 120 is fitted into the “U”-shaped groove mold 60, and the “U”-shaped groove 111 is depressed and forged through forging.
  • the through-hole forming step is a step of forming the through-holes 112 through both ends of the “U”-shaped groove in the divided molded body d4 in which the “U”-shaped groove 111 is formed.
  • the through hole 112 is formed from one side of the divided molded body to the other side.
  • a processing method such as drilling or punching may be used.
  • the separation prevention means fastening step is the same as the separation prevention means fastening step described above, and is a step of assembling the separation prevention means 200 so that the separation prevention means 200 is fitted into the cotter pin 100 in which the through hole is formed.
  • the separation preventing means 200 may be rotated and fixed by being inserted into the cotter pin 100 .
  • the user may use the separation prevention means ( 200) is rotated.
  • the separation prevention means 200 can be easily rotated along the side grooves 111a and the bottom grooves 111b. , the fixed position can be stably maintained even after the movement is completed.
  • the separation preventing means 200 is rotated to cross the body part 110 in the state as described above.
  • the separation distance (A) between the relatively narrow wire rods is extended in the course of rotation, the elastic part 220 is deformed, and the separation preventing means 200 is the body part.
  • the elastic part 220 is restored again, and the extension part 230 comes into stable contact with the lower end of the body part 110 .
  • the suspension insulator 2 is an insulator for transmission/distribution wires as shown in FIG. 12, and must be managed so that stable fixation can be maintained. Accordingly, the cotter pin 1 to which the separation prevention means according to the present invention is coupled is fixed to the eye-shaped bracket 2a of the suspension insulator 2 . This allows a worker who works at high altitude to work more easily than in the prior art. And the suspension insulator 2 may be fitted and fixed to a clevis bracket, a shackle, a clamp, etc. in addition to the eye-shaped bracket 2a.
  • the head portion is formed through hot forging.
  • productivity of the cotter pin can be improved by forming two head parts at a time in the process of forming the head part using hot forging and cutting them to form two divided molded bodies.
  • the strength can be improved by recrystallization, thereby allowing a more stable fixing structure of the suspension insulator to be maintained for a long time.

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Abstract

본 발명에 따른 분리방지수단이 결합된 코터핀 및 그의 제조방법은 소재 절단단계, 절단된 예비성형체를 가열하는 가열단계, 돔형 헤드부가 양단에 형성되는 제1성형단계, 절단하여 분할형성체를 형성하는 절단단계, 분할성형체의 하단에 형성하는 제2성형단계, 하면그루브를 형성하는 제3성형단계, 관통홀 형성단계, 분리방지수단 체결단계를 포함하는 구성으로 이루어져 분리방지수단과 코터핀을 일체화 하고, 1회 공정 사이클로 2개의 코터핀이 제조되도록 하여 작업 효율성과 생산성을 극대화시키고 경제적으로 절감되도록 하는 기술적 특징을 갖는다.

Description

분리방지수단이 결합된 코터핀 및 그의 제조방법
본 발명은 분리방지수단이 결합된 코터핀 및 그의 제조방법에 관한 것으로,
특히, 송/배전 선로 등에서 현수애자 연결하는데 사용되는 코터핀의 강도 및 생산성을 향상시킬 수 있는 분리방지수단이 결합된 코터핀 및 그의 제조방법에 관한 것이
일반적으로 고공 송/배전 선로의 현수애자에 적용되는 코터 핀(cotter pin)은 연강 재질로 일단에 헤드부가 확장된 형태의 핀 형상으로 현수애자와 송/배전 전선에 형성된 홀을 서로 중첩시킨 상태에서 중첩된 홀을 관통하도록 끼움 장착되며, 상기와 같이 장착된 코터 핀의 끼움 방향과 교차되는 방향으로 분할핀이 체결되어 고정된 상태가 유지될 수 있도록 설치된다.
그리고, 상기와 같은 코터핀의 설치작업은 고압의 전류 이송 설비에 적용됨에 따라 작업자의 안전을 위해 보호용 절연장갑의 착용이 요구되고 있다. 하지만, 두꺼운 보호용 절연장갑을 착용한 경우 작업자의 감각이 무뎌짐에 따라 설치 작업에 어려움이 발생되며, 이로 인한 안전사고 발생 위험이 높은 실정이다.
또한, 고정볼트와 코터핀이 분리된 구조인 경우 작업자의 코터핀 분실 가능성이 높으며, 보수 작업을 위해 코터핀을 고정볼트에서 제거하는 경우에도 작업성이 저하되는 문제점을 가진다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 대한민국 등록특허공보 제10-1704932호 '코터핀 샤프트 제조 방법'과, 대한민국 등록특허공보 제10-1791385호 '분리방지수단이 결합된 코터핀 제조방법' 등이 게시된다.
상기 '코터핀 샤프트 제조 방법'과 '분리방지수단이 결합된 코터핀 제조방법'은 코터핀과 분리방지핀이 냉간단조를 통해 제조되고, 분리방지핀이 코터핀과 일체로 형성되어 바로 사용될 수 있는 구성을 가진다. 이에 현수애자 연결 작업 시, 고공에서 코터핀을 끼우고 분리 방지 핀을 회전시킴에 따라 코터핀을 현수애자 등에 쉽게 고정시킬 수 있도록 한다.
한편, 이러한 코터핀은 고압의 선로를 연결하는 구조물로 안정적인 지지구조를 장기간 유지할 수 있도록 형성될 필요성이 있다.
특히, 현수애자와 송/배전 전선을 중첩시킨 상태에서 끼움 장착되는 코터핀은 헤드부에 의해 일측이 차폐되고 분리방지핀에 의해 타측이 고정되는 구조를 가진다.
따라서, 일사광, 비, 바람, 기온변화 등의 환경변화로 인해 송/배전 전선의 상태가 가변될 때 상대적으로 헤드부와 분리방지핀에 가해지는 부하량이 증가하게 되고, 이로 인한 피로도가 누적될 수 있어 충분한 강도 및 내구성을 가질 필요가 있다.
본 발명의 목적은 열간단조 방식으로 조직의 치밀화를 촉진시킨 뒤 냉간단조 방식으로 분리방지수단의 고정 및 이동경로 형성을 위한 성형이 이루어지도록 하는 분리방지수단이 구비된 코터핀 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 열간단조 방식으로 예비성형체 양단에 돔형 헤드부를 형성하여 더블헤드성형체를 제조하고, 이를 절단하여 분할성형체를 형성함으로써 1회의 예비성형체 성형공정으로 2개의 코터핀을 제조할 수 있도록 하는 분리방지수단이 구비된 코터핀 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 원통형 몸체부와, 상기 몸체부를 가열하고, 가열된 상기 몸체부의 일단을 프레스 단조방식으로 가압 성형하여 형성되는 돔형 헤드부와, 상기 몸체부의 양측면에 냉간단조 방식으로 성형되며, 상기 돔형 헤드부와 대향되는 몸체부 하단에서 상기 헤드부를 향해 소정 깊이 함몰 형성되는 측면그루브와, 상기 측면그루브의 하단이 서로 연결되도록 상기 몸체부 하면을 냉간단조 방식으로 성형하여 형성되는 하면그루브와, 상기 몸체부 양측면에 형성된 측면그루브가 연결되도록 몸체부를 관통하여 형성되는 관통홀과, 상기 관통홀에 끼움 장착되고, 개방부와 탄성부 및 확장부를 가지며, 상기 관통홀에 끼움 장착되어 결합된 상태를 유지하면서 사용자 조작에 의해 회전하여 잠금및 잠금해지 상태로 가변되는 분리방지수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 분리방지수단이 결합된 코터핀을 기술적 요지로 한다.
그리고 또 다른 본 발명의 특징에 의하면, 원통형 소재를 설정 길이(R)로 절단하여 예비성형체가 형성되는 소재 절단단계; 상기 예비성형체를 가열하는 가열단계; 가열된 예비성형체의 양단에 돔형 헤드부가 형성되도록 프레스 단조를 이용하여 더블헤드성형체를 형성하는 제1성형단계; 상기 더블헤드성형체를 절단하여 소정 길이(r)를 가지는 두개의 분할성형체로 형성하는 절단단계; 상기 각 분할성형체의 헤드부를 향해 하단에서 시작되는 소정 길이의 측면그루브를 분할성형체 양측면에 형성하는 제2성형단계; 상기 분할성형체 양측면에 형성된 측면그루브 하단이 서로 연결되도록 하면에 단조 성형을 통하여 하면그루브를 형성하는 제3성형단계; 상기 분할성형체 양측면에 형성된 측면그루브를 관통하도록 관통홀을 형성하는 관통홀 형성단계;를 포함하며, 개방부와 탄성부 및 확장부를 가지며, 상기 관통홀에 끼움 장착되어 결합된 상태를 유지하면서 사용자 조작에 의해 회전하여 잠금 및 잠금해지 상태로 가변 가능한 분리방지수단을 상기 관통홀에 끼움 장착하는 분리방지수단 체결단계;가 포함되는 것을 특징으로 하는 분리방지수단이 결합된 코터핀 제조방법을 기술적 요지로 한다.
그리고 또 다른 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 원통형 소재를 설정 길이(R)로 절단하여 예비성형체가 형성되는 소재 절단단계; 상기 예비성형체를 가열하는 가열단계; 가열된 예비성형체의 양단에 돔형 헤드부가 형성되도록 프레스 단조를 이용하여 더블헤드성형체를 형성하는 제1성형단계; 상기 더블헤드성형체를 절단하여 소정 길이(r)를 가지는 두개의 분할성형체로 형성하는 절단단계; 상기 각 분할성형체의 측면과 하면을 연결하는 "U"자형 그루브를 성형하는 제4성형단계; 상기 "U"자형 그루브의 양단을 관통하도록 분할성형체의 일측면에서 타측면으로 관통홀을 형성하는 관통홀 형성단계;를 포함하며, 개방부와 탄성부 및 확장부를 가지며, 상기 관통홀에 끼움 장착되어 결합된 상태를 유지하면서 사용자 조작에 의해 회전하여 잠금 및 잠금해지 상태로 가변 가능한 분리방지수단을 상기 관통홀에 끼움 장착하는 분리방지수단 체결단계;가 포함되는 것을 특징으로 하는 분리방지수단이 결합된 코터핀 제조방법을 기술적 요지로 한다.
그리고 상기 예비성형체의 길이는 아래 [수학식 1]을 만족하는 것을 특징으
로 하고,
[수학식 1]
R > 2r (단, R 및 r은 양수)
상기 가열단계는, 절단된 상기 예비성형체가 레일 상부에 이격 배치되어 연
속 이동하게 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 분리방지수단이 결합된 코터핀 및 그의 제조방법에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 열간단조 방식으로 조직의 치밀화를 촉진시킨 뒤 냉간단조 방식으로 분리방지수단의 고정 및 이동경로 형성을 위한 성형이 이루어지도록 하여 성형성을 높이고 제품 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한 조직의 치밀화를 촉진시킴에 따라 제품의 강도를 향상시켜 제품의 완성도를 높일 수 있다.
그리고 본 발명은 한번의 단조 프레스 성형 시 2개의 헤드부가 형성된 더블헤드 성형체를 형성하고, 이를 절단하여 2개의 분할 성형체로 형성함으로써 생산성을 향상시킬 수 있다.
이러한 본 발명에 의한 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 분리방지수단이 결합된 코터핀.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 분리방지수단의 구성을 보여주기 위한 도면.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 분리방지수단이 결합된 코터핀 제조방법의 블록도.
도 4은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 분리방지수단이 결합된 코터핀 제조방법의 블록도.
도 5는 도 3과 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 분리방지수단이 결합된 코터핀 제조방법 순서도.
도 6는 도 4과 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 분리방지수단이 결합된 코터핀 제조방법 순서도.
도 7은 본 발명의 주요부 구성인 예비성형체의 가열을 위한 장치 구성의 일 실시 예를 보인 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1성형단계를 보여주기 위한 도면.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2성형단계를 보여주기 위한 도면.
도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 제3성형단계를 보여주기 위한 도면.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제4성형단계를 보여주기 위한 도면.
도 12는 본 발명에 따른 현수애자의 구성을 보여주기 위한 도면.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 12에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 코터핀(100)은 도 1에서와 같이 몸체부(110)와 몸체부(110) 일측에 형성된 돔형 헤드부(120)로 이루어진 형상을 가진다. 상기 몸체부(110)에는 코터핀(100)의 고정 및 고정해지를 위한 분리방지수단(200)이 끼움 장착되어 회전 가능하며, 이를 위해 상기 몸체부(110)에는 "U"자형 그루브(111)와 관통홀(112)이 형성된다.
상기 "U"자형 그루브(111)는 측면그루브(111a), 하면그루브(111b)를 포함하여 구성된다.
상기 측면그루브(111a)는 몸체부(110) 양측면에 냉간단조 방식으로 형성되며, 상기 분리방지수단(200)의 회전 시 분리방지수단(200) 일부가 수용될 수 있도록 소정 깊이 함몰 형성된다.
또한, 상기 측면그루브(111a)는 상기 돔형 헤드부(120)와 대향되는 몸체부(110)의 타측 하면에서 상기 헤드부(120)를 향해 소정 길이로 형성된다.
이 때 상기 측면그루브(111a)의 길이는 상기 분리방지핀(200)이 회전할 경우 간섭없이 수용될 수 있도록 적어도 상기 분리방지수단(200)의 전체 길이 절반 이상으로 형성될 수 있다.
하면그루브(111b)는 전술한 한 쌍의 측면그루브(111a) 하단이 서로 연결되도록 분할성형체(d1,d2) 하면에 냉간단조 방식으로 형성된다.
즉, 상기 하면그루브(111b)는 상기 측면그루브(111a)와 함께 "U"자형 그루브(111)를 형성함으로써 상기 분리방지핀(200)의 회전 시 이동경로를 가이드하고 이동한 위치에서 안정적인 고정 상태를 유지할 수 있도록 한다.
상기 관통홀(112)은 상기 분리방지수단(200)이 결합되는 곳으로 한 쌍의 측면그루브를 관통하도록 형성된다. 하면그루브(111b)와 돔형 헤드부(120) 사이의 설정 지점에 형성되고, 설정지점은 분리방지수단(200)의 확장부 폭(B) 이하의 길이를 가지는 지점이다. 이로 인해 상기 분리방지수단(200)은 회전한 상태에서 탄성에 의해 가압함으로써 고정상태가 보다 견고하게 유지될 수 있도록 한다.
분리방지수단(200)은 도 1, 도 2에 도시된 바와 같이 하나의 선재를 절곡하여 형성되며, 기능적 특징에 따라 개방부(210)와 탄성부(220) 및 확장부(230)로 구분된다.
개방부(210)는 관통홀(112)에 분리방지수단(200)을 끼워넣기 위한 구성으로, 서로 나란히 위치되는 선재의 양단 사이 이격 거리(C)로 정의된다.
개방부(210)는 사용자가 외력을 가하면서 넓히거나 줄일 수 있으며, 외력이 가해지지 않을 경우 관통홀(112)의 직경보다 작게 형성되어 관통홀(112)에 분리방지수단(200)이 끼워진 상태에서 쉽게 분리되지 않도록 한다.
탄성부(220)는 개방부(210)의 타측에서 선재의 방향이 전환되는 절곡지점으로 본 실시예와 같이 1회 절곡된 형태일 수 있고 다수회 권선된 코일 형상으로 형성될 수 있으며, 이는 요구되는 탄성의 크기에 다라 가변될 수 있다.
확장부(230)는 개방부(210)와 확장부(230) 사이에서 외측으로 확장된 형태를 가지도록 절곡 형성되며 나란히 위치되는 선재의 양단 중 어느 일측에만 형성될 수 있다.
상기와 같이 형성되는 확장부(230)는 분리방지수단(200)의 고정 위치를 가변시키기 위한 구성으로, 분리방지수단(200)이 관통홀(112)에 끼움 장착된 상태에서 회전한 이후 고정된 위치를 유지할 수 있도록 한다.
이를 위해 확장부(230)는 도 2에 도시된 바와 같이 나란히 위치하는 선재 사이의 폭이 "B"와 같이 형성되도록 절곡된 형태를 가지되, 상기 폭 "B"는 관통홀(112)에서 몸체부(110) 하단까지의 거리와 대응된다.
상기와 같이 형성된 코터핀(100)은 관통홀(112)에 분리방지수단(200)을 끼운 상태로 보관 가능하며, 사용 시 코터핀(100)을 고정대상물에 삽입한 이 후 시계 또는 반시계 방향으로 90°회전시켜 고정되고, 다시 반시계 또는 시계 방향으로 90 ° 회전시켜 고정해제된다.
따라서, 분리방지수단(200)의 결합과 회전이 보다 쉽게 이루어질 수 있으며, 코터핀(100)에 분리방지수단(200)이 결합된 상태로 유지되어 분리방지수단(200)의 분실 위험이 낮아지게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분리방지수단이 결합된 코터핀 제조방법은 도 3 및 도 5를 참조하면 소재 절단단계, 가열단계, 제1성형단계, 절단단계, 제2성형단계, 제3성형단계, 관통홀 형성단계, 분리방지수단 체결단계을 포함하여 구성된다.
소재 절단단계는 원통형 소재(a)를 설정 길이(R)로 절단하여 예비성형체(b)를 형성하는 단계이다. 이 때 예비성형체(b)의 설정 길이(R)는 아래의 [수학식 1]과 같은 길이를 가지며, 이는 최종 생산되는 코터핀의 길이 및 가공여유를 고려하여 결정된다.
Figure PCTKR2020011669-appb-img-000001
(단, R 및 r은 양수)
여기서 R은 예비성형체(b)의 길이고, r은 절단되어 형성된 분할성형체(d1,d2,d3,d4)의 길이이다.
즉, 설정길이(R)는 가공오차를 고려하여 분할성형체(d1,d2,d3,d4) 2개의 길이 보다 크게 형성되며, 본 실시 예에서는 134~140mm 범위로 형성되어 68~69mm 길이의 코터핀의 제조에 적용된다.
가열단계는 도 7에서와 같이 예비성형체(b)를 가열하여 단조 성형하기 수월한 상태로 만드는 단계이다. 레일(10) 상부에 다수개의 예비성형체(b)가 길이 방향면으로 눕힘 이격 배치되고 움직이는 레일의 가동에 따라 자동 이동되어 가열수단(20)를 지나도록 한다.
여기서, 레일(10)은 가열수단(20)의 히터 위치에 따라 가열 수단(20)을 경유하는 높이가 달라질 수 있다. 즉, 가열수단(20)을 구성하는 히터가 가열공간 상부와 하부에 각각 위치할 경우 레일(10)은 가열수단(20)의 중앙 부분을 경유하도록 함으로써 레일(10)을 따라 이송되는 예비성형체(b)를 고르게 가열 할 수 있다.
또한, 가열수단(20)이 가열공간 상측 또는 하측에만 구비되는 경우에는 레일(10)에 소재회전 기능을 부가하여 예비성형체(b)를 회전시킴으로써 예비성형체(b)를 고르게 가열할 수 있다.
가열된 예비성형체(b)는 자동으로 더블헤드 더블헤드금형(30)내에 안착될 수 있고, 작업자가 집게로 집어 더블헤드금형(30) 내에 안착시킬 수 있다.
가열단계에서는 예비성형체(b)의 소재에 따라 가열조건이 설정된다.
본 발명의 실시 예에 따른 알루미늄 소재 예비성형체(b)의 경우 1100℃~1200℃의 가열온도와 5초~15초의 가열시간을 가진다. 소재의 기계적 성질을 향상시키기 위해서는 단조 종료 온도가 사용된 소재의 재결정 온도보다 높게 설정될 필요가 있으며, 본 실시 예에서는 단조용 고강도 알루미늄 합금을 소재로 적용하여 1100℃~1200℃의 가열온도와 5초~15초의 가열시간이 가열조건으로 설정된다.
상기와 같은 가열조건을 통해 가공되는 예비성형체(b)는 조직 치밀도가 향상되고, 이후 진행되는 성형공정이 보다 용이하게 이루어질 수 있도록 한다.
제1성형단계는 도 8에서와 같이 가열된 예비성형체(b)에 돔형 헤드부(120)를 형성하는 단계이다. 더블헤드금형(30) 내부에 가열된 예비성형체(b)를 배치한 후, 상형과 하형으로 동시에 프레스 하여 가열된 예비성형체(b)의 양단에 돔형상의 돔형 헤드부(120)가 만들어진 더블헤드성형체(c)가 형성된다. 더블헤드금형(30)은 상형과 하형이 서로 마주보는 방향으로 배치되며 1회 프레스로 가열된 예비성형체(b)가 가공되도록 한다. 더블헤드금형(30)의 상형과 하형은 표면의 중심부위에 몸체부 홈(31)과 양단 부위에 헤드부 홈(32)이 형성된다.
절단단계는 더블헤드성형체(c)를 절단하여 소정 길이(r)를 가지는 두개의 분할성형체(d1)로 형성하는 단계로, 더블헤드성형체(c)를 냉각시킨 후 진행된다. 즉, 절단단계에서는 더블헤드성형체(c)를 양분하여 동일 길이를 가지는 2개의 분할성형체(d1)가 형성되도록 하며, 이를 위해 전술한 바와 같이 예비성형체의 길이가 결정된다.
제2성형단계는 도 9에서와 같이 절단된 분할성형체(d1)에 측면그루브(111a)를 형성하는 단계이다. 측면그루브(111a)는 절단된 분할성형체(d1)의 하단에서 부터 돔형 헤드부(120)를 향해 형성된 설정 길이의 그루브이다. 측면그루브(111a)는 측면그루브금형(40)의 단조성형을 통해 분할성형체(d1)의 양측면에 형성된다. 측면그루브(111a)를 형성하기 위해 측면그루브금형(40)에는 한 쌍의 측면그루브(111a)에 대응하는 측면그루브 형성돌기(41)가 형성된다. 측면그루브금형(40)에 돔형 헤드부(120) 반대편 타측 부위가 끼움되고 단조를 통해 한 쌍의 측면그루브(111a)가 함몰 성형된다.
제3성형단계는 도 10에서와 같이 한 쌍의 측면그루브(111a)가 형성된 분할성형체(d2)의 하단에 하면그루브(111b)를 형성하는 단계이다. 하면그루브(111b)는 분할성형체(d2)에 형성된 한 쌍의 측면그루브(111a)의 하단이 서로 연결되도록 형성된 그루브이다. 하면그루브(111b)는 하면그루브금형(50)에 형성된 하면그루브 형성돌기(51)에 의해 단조 성형되도록 한다.
관통홀 형성단계는 하면그루브(111b)가 형성된 분할성형체(d3)에 한 쌍의 측면그루브를 관통하도록 관통홀(112)을 형성하는 단계이다. 관통홀(112)은 드릴가공, 펀칭가공등의 가공법이 사용될 수 있다.
분리방지수단 체결단계는 관통홀이 형성된 코터핀(100)에 분리방지수단(200)이 끼움되도록 조립하는 단계이다. 분리방지수단(200)은 코터핀(100)에 끼움되어 회전 및 고정될 수 있다.
또 다른 본 발명의 일 실시예에 따른 분리방지수단이 결합된 코터핀 제조방법은 도 4 및 도 6을 참조하면 소재 절단단계, 가열단계, 제1성형단계, 절단단계, 제4성형단계, 관통홀 형성단계, 분리방지수단 체결단계을 포함하여 구성된다.
소재 절단단계, 가열단계, 제1성형단계, 절단단계는 전술한 상기 소재 절단단계, 상기 가열단계, 상기 제1성형단계, 상기 절단단계와 동일하다.
제4성형단계는 도 11에서와 같이 분할성형체(d1)에 "U"자형 그루브(111)를 형성하는 단계이다. "U"자형 그루브(111)는 상기 한 쌍의 측면그루브(111a)와 하면그루브(111b)를 포함하는 형상인 "U"자형의 그루브로 이루어진다. "U"자형그루브금형(60)은 단조 성형을 통해 "U"자형 그루브(111)가 한번에 성형되도록 한다. 즉, 제4성형단계는 전술한 제2성형단계와 제3성형단계가 동시에 진행되는 효과를 나타내는 단계이다. "U"자형 그루브(111)를 형성하기 위해 "U"자형그루브금형(60)에는 "U"자형그루브 형성돌기(61)가 형성된다. "U"자형그루브 형성돌기(61)는 측면그루브 형성돌기(41)와 하면그루브 형성돌기(51)가 합쳐진 형상으로 이루어진다. "U"자형그루브금형(60)에 돔형 헤드부(120) 반대편 타측 부위가 끼움되고 단조를 통해 "U"자형 그루브(111)가 함몰, 단조 성형된다.
관통홀성형단계는 "U"자형 그루브(111)가 형성된 분할성형체(d4)에 "U"자형 그루브의 양단을 관통하도록 관통홀(112)을 형성하는 단계이다. 관통홀(112)은 분할성형체의 일측면에서 타측면으로 형성된다. 관통홀(112)은 드릴가공, 펀칭가공등의 가공법이 사용될 수 있다.
분리방지수단 체결단계는 전술된 분리방지수단 체결단계와 동일하며, 관통홀이 형성된 코터핀(100)에 분리방지수단(200)이 끼움되도록 조립하는 단계이다. 분리방지수단(200)은 코터핀(100)에 끼움되어 회전 및 고정될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 코터핀(100)을 현수애자(2)에 끼워 넣고자 할 경우에는 몸체부(110)의 축선과 동일선상에 분리방지수단(200)이 위치하도록 사용자가 분리방지수단(200)을 회전시킨다. 이때, 상기 선재 사이의 이격거리(A)는 관통홀(112)의 길이와 대응됨에 따라 분리방지수단(200)은 측면그루브(111a) 및 하면그루브(111b)를 따라 용이하게 회전이동될 수 있으며, 이동 완료된 이후에도 고정된 위치가 안정적으로 유지될 수 있다.
반면, 본 발명에 따른 코터핀(100)을 잠금 상태로 고정시키고자 할 경우에는 상기와 같은 상태에서 몸체부(110)를 가로지르도록 분리방지수단(200)을 회전시킨다.
사용자가 분리방지수단(200)을 회전시키게 되면, 회전 과정에서 상대적으로 폭이 좁은 선재 사이의 이격거리(A)가 확장되며 탄성부(220)가 변형되고, 분리방지수단(200)이 몸체부(110)와 교차되는 위치로 이동하게 되면, 탄성부(220)가 다시 복원되면서 상기 확장부(230)가 몸체부(110) 하단과 안정적으로 접하게 된다.
현수애자(2)는 도 12에 도시된 바와 같이 송/배전 전선용 애자이며, 안정적인 고정이 유지될 수 있도록 관리되어야 한다. 따라서, 현수애자(2)의 아이형 금구(2a)에는 본 발명에 따른 분리방지수단이 결합된 코터핀(1)이 끼움 고정된다. 이는 고공에서 작업하는 작업자가 종래보다 수월하게 작업할 수 있도록 한다. 그리고 현수애자(2)는 아이형 금구(2a) 외에 클레비스 금구, 쇄클, 클램프 등에도 끼움 고정될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 일체형 코터핀(100)은 헤드부의 성형이 열간단조를 통해 이루어진다. 또한, 열간단조를 이용하여 헤드부를 성형하는 과정에서 한번에 2개의 헤드부를 성형하고, 이를 절단하여 2개의 분할성형체를 형성함에 따라 코터핀의 생산성이 향상될 수 있다.
또한, 상기와 같이 헤드부가 성형된 분할성형체의 경우 재결정에 의해 강도가 향상될 수 있으며, 이로 인해 보다 안정적인 현수애자의 고정구조가 장기간 유지될 수 있도록 한다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 실시예에 따른 분리방지수단이 결합된 코터핀 및 그의 제조방법을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

Claims (4)

  1. 원통형 몸체부;
    상기 몸체부를 가열하고, 가열된 상기 몸체부의 일단을 프레스 단조방식으로 가압 성형하여 형성되는 돔형 헤드부;
    상기 몸체부의 양측면에 냉간단조 방식으로 성형되며, 상기 돔형 헤드부와 대향되는 몸체부 하단에서 상기 헤드부를 향해 소정 깊이 함몰 형성되는 측면그루브;
    상기 측면그루브의 하단이 서로 연결되도록 상기 몸체부 하면을 냉간단조 방식으로 성형하여 형성되는 하면그루브;
    상기 몸체부 양측면에 형성된 측면그루브가 연결되도록 몸체부를 관통하여 형성되는 관통홀;
    상기 관통홀에 끼움 장착되고, 개방부와 탄성부 및 확장부를 가지며, 상기 관통홀에 끼움 장착되어 결합된 상태를 유지하면서 사용자 조작에 의해 회전하여 잠금 및 잠금해지 상태로 가변되는 분리방지수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 분리방지수단이 결합된 코터핀.
  2. 원통형 소재를 설정 길이(R)로 절단하여 예비성형체가 형성되는 소재 절단단계;
    상기 예비성형체를 가열하는 가열단계;
    가열된 예비성형체의 양단에 돔형 헤드부가 형성되도록 프레스 단조를 이용하여 더블헤드성형체를 형성하는 제1성형단계;
    상기 더블헤드성형체를 절단하여 소정 길이(r)를 가지는 두개의 분할성형체로 형성하는 절단단계;
    상기 각 분할성형체의 헤드부를 향해 하단에서 시작되는 소정 길이의 측면그루브를 분할성형체 양측면에 형성하는 제2성형단계;
    상기 분할성형체 양측면에 형성된 측면그루브 하단이 서로 연결되도록 하면에 단조 성형을 통하여 하면그루브를 형성하는 제3성형단계;
    상기 분할성형체 양측면에 형성된 측면그루브를 관통하도록 관통홀을 형성하는 관통홀 형성단계;를 포함하며,
    개방부와 탄성부 및 확장부를 가지며, 상기 관통홀에 끼움 장착되어 결합된 상태를 유지하면서 사용자 조작에 의해 회전하여 잠금 및 잠금해지 상태로 가변 가능한 분리방지수단을 상기 관통홀에 끼움 장착하는 분리방지수단 체결단계;가 포함되는 것을 특징으로 하는 분리방지수단이 결합된 코터핀 제조방법.
  3. 원통형 소재를 설정 길이(R)로 절단하여 예비성형체가 형성되는 소재 절단단계;
    상기 예비성형체를 가열하는 가열단계;
    가열된 예비성형체의 양단에 돔형 헤드부가 형성되도록 프레스 단조를 이용하여 더블헤드성형체를 형성하는 제1성형단계;
    상기 더블헤드성형체를 절단하여 소정 길이(r)를 가지는 두개의 분할성형체로 형성하는 절단단계;
    상기 각 분할성형체의 측면과 하면을 연결하는 "U"자형 그루브를 성형하는 제4성형단계;
    상기 "U"자형 그루브의 양단을 관통하도록 분할성형체의 일측면에서 타측면으로 관통홀을 형성하는 관통홀 형성단계;를 포함하며,
    개방부와 탄성부 및 확장부를 가지며, 상기 관통홀에 끼움 장착되어 결합된 상태를 유지하면서 사용자 조작에 의해 회전하여 잠금 및 잠금해지 상태로 가변 가능한 분리방지수단을 상기 관통홀에 끼움 장착하는 분리방지수단 체결단계;가 포함되는 것을 특징으로 하는 분리방지수단이 결합된 코터핀 제조방법.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 예비성형체의 길이는 아래 [수학식 1]을 만족하는 것을 특징으로 하고,
    [수학식 1]
    R > 2r (단, R 및 r은 양수)
    상기 가열단계는,
    절단된 상기 예비성형체가 레일 상부에 이격 배치되어 연속 이동하게 되는 것을 특징으로 하는 분리방지수단이 결합된 코터핀 제조방법.
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