WO2023146084A1 - 스파이럴 가스켓의 제조 장치 및 그의 제조 방법 - Google Patents

스파이럴 가스켓의 제조 장치 및 그의 제조 방법 Download PDF

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WO2023146084A1
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guide
spiral gasket
plate material
discharge hole
manufacturing
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PCT/KR2022/018166
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최현석
한상효
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주식회사 에스엠티
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Definitions

  • the present invention relates to a manufacturing apparatus for a spiral gasket and a method for manufacturing the same, and more particularly, the outer diameter of a spring is formed by a guide end portion of a plate material coming out between clamp units, the guide end portion of which is smaller than the inner diameter of the spiral gasket, and the guide tip portion It relates to an apparatus for manufacturing a spiral gasket by maintaining a gap between the roller head and a manufacturing method thereof.
  • a spiral spring gasket has excellent elasticity and flexibility by spiraling a thin plate material, and has a gasket function with a high shielding effect of electromagnetic waves and high frequencies.
  • Existing spiral spring gaskets have a structure in which a plurality of nodes are wound in a circle so as to have a constant pitch in one direction, and are designed to be easily inserted into grooves of semiconductor manufacturing equipment and communication boxes to be assembled.
  • Conventional spiral spring gaskets are mainly applied to semiconductor and LCD process facilities such as plasma cleaners and dry etching devices, relay boxes for communication, and connectors.
  • the quality for maintaining the outer diameter and pitch of the spring uniformly depends on the conditions of the supplied plate (for example, variations in thickness and hardness of the plate). Difficulties arise in the production of products with
  • the present invention is to solve the above problem, a spiral gasket manufacturing apparatus having a structure in which a guide portion of a guide unit and a roller head portion of a roller unit are rotated and formed into a complete outer diameter with the rotation of the roller head portion, and its It aims at providing a manufacturing method.
  • the cross section of the guide tip has a fan-shaped guide structure, the guide tip is located inside the plate member so that the plate rotates along the guide tip, and the spiral gasket is continuously manufactured while leaving the guide tip. It is an object of the present invention to provide a gasket manufacturing device and a manufacturing method thereof.
  • An apparatus for manufacturing a spiral gasket includes a clamp unit formed so that a plate material moves between an upper clamp and a lower clamp; a guide unit having a guide tip; A roller unit having a roller head unit is provided, and the plate material is discharged from discharge holes located at ends of the upper clamp and the lower clamp and is rotated to surround the front ends of the guide to manufacture a spiral gasket.
  • the roller head part is located in contact with or spaced apart from the front end of the guide, and the plate material is discharged from the discharge hole and passes between the roller head part and the front end of the guide in close contact.
  • the size of the cross section of the front end of the guide is smaller than the inner diameter of the spiral gasket.
  • the cross section of the front end of the guide uses any one selected from a fan shape, a circle, a triangle, a rectangle, and a polygon.
  • the guide When the center of the front end of the guide is lower than the discharge hole by the xyz-axis control unit provided in the guide unit, if the direction in which the spiral gasket is manufactured is defined as the right rotation direction, the guide is provided by the xyz-axis control unit. When the center of the front end is at a position higher than the discharge hole, the direction in which the spiral gasket is manufactured is defined as the left rotation direction.
  • the angle between the discharge line of the discharge hole and the central axis of the front end of the guide is defined as ⁇ 1, the pitch of the spiral gasket at this time is p1, the angle between the central axis of the front end of the guide is ⁇ 2, and the pitch of the spiral gasket at this time is defined as p2. Then, ⁇ 1 ⁇ ⁇ 2 satisfies p1 ⁇ p2.
  • the central axis of the front end of the guide and the central axis of the roller head are arranged parallel to each other.
  • a method for manufacturing a spiral gasket according to an embodiment of the present invention includes a first step of moving a plate material between an upper clamp and a lower clamp; A second step of discharging the plate material through the discharge holes located at the ends of the upper and lower clamps; A third step of passing the discharged plate between the front end of the guide and the roller head; A fourth step in which the plate is rotated at the front end of the guide; and a fifth step of manufacturing a spiral gasket while the plate material passes through the end of the front end of the guide.
  • the pitch of the spiral gasket is controlled through an xyz axis controller provided in the guide unit.
  • the guide tip is located inside the spiral gasket, smooth spiral rotation can be performed during rotation in a state in which the spiral spring is formed, and the cross-section of the guide tip Since the size is smaller than the diameter of the spiral gasket, the outer diameter and pitch of the spiral gasket are uniformly maintained, enabling the production of products with improved quality.
  • the spiral gasket can be formed perfectly by bringing the plate material into close contact between the roller head of the roller unit and the front end of the guide.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a manufacturing apparatus for a spiral gasket according to the present invention.
  • Figure 2 (a) shows a perspective view of the plate material is bent from the top to the bottom of the front end of the guide
  • Figure 2 (b) shows a side view of the plate material is bent from the top to the bottom of the guide front end.
  • Figure 3 (a) shows a perspective view of the plate material is bent from the bottom to the top of the front end of the guide
  • Fig. 3 (b) shows a side view of the plate material is bent from the bottom to the top of the guide front end.
  • FIG. 4 (a) shows a perspective view when the angle between the center of the guide tip and the discharge line of the discharge hole is small
  • FIG. 4 (b) shows a perspective view when the angle between the center of the guide tip and the discharge line of the discharge hole is large.
  • FIG. 5 (a) shows a top view when the angle between the center of the guide tip and the discharge line of the discharge hole is small
  • FIG. 5 (b) shows a top view when the angle between the center of the guide tip and the discharge line of the discharge hole is large.
  • Figure 6 (a) shows a top view of a spiral gasket manufacturing apparatus having a roller unit when the angle between the center of the guide tip and the discharge line of the discharge hole is small
  • Figure 6 (b) is the center of the guide tip and the discharge hole of the discharge hole
  • a top view of a spiral gasket manufacturing apparatus having a roller unit when the angle of the line is large is shown.
  • Figure 7 shows the shape of the front end of the guide of various shapes, which is an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 shows a flow chart of the manufacturing method of the spiral gasket of the present invention of the present invention.
  • the apparatus for manufacturing a spiral gasket of the present invention includes a clamp unit 10 in which a plate 40 moves between an upper clamp 12 and a lower clamp 11; a guide unit 20 having a guide tip 22; A roller unit 30 having a roller head portion 31; is provided.
  • the plate material 40 is discharged from the discharge hole 13 located at the ends of the upper clamp 12 and the lower clamp 11 and is rotated to surround the guide tip 22 to manufacture the spiral gasket 41. do.
  • the clamp unit 10 is configured in such a way that the upper clamp 12 and the lower clamp 11 face each other, and a flow path for transporting sheet materials is provided on the contact surface of the upper clamp 12 and the lower clamp 11, , A discharge hole 13 for discharging the plate material 40 from the upper clamp 12 and the lower clamp 11 to the outside is provided at the end of the plate material transfer passage.
  • the guide unit 20 has a groove part 25 on one side, and the guide part 21 in the groove part 25 can be controlled in the xyz axis direction by the xyz axis controller 23, and the guide part 21 A guide tip 22 is provided at the end of the.
  • the guide tip 22 may be detachably installed from the guide part 21 . It is possible to control the pitch, outer diameter, etc. of the spiral gasket 41 by installing the cross section of the guide distal end 22 in a different size.
  • the guide connected to the guide portion 21 The front end 22 may be rotated and controlled on the xy plane around the z-axis by a guide front end rotation unit (not shown).
  • the roller unit 30 may include a roller body 32 and a roller head 31 connected to the roller body 32 .
  • the roller rotation unit 36 is provided on one surface of the roller body unit 32 to control the rotation angle of the roller head unit 31 so that it is positioned in a direction parallel to the center of the guide front end 22 .
  • a roller x-axis movement control unit 35 and a roller y-axis movement control unit 34 are provided on one surface of the roller body unit 32 to move the roller head unit 31 on the xy plane to move the roller head unit 31 and The distance of the guide tip 22 can be controlled.
  • Figure 2 (a) shows a perspective view of the plate material 40 is bent from the top to the bottom of the guide tip 22
  • Figure 2 (b) is a side view of the plate material 40 is bent from the top to the bottom of the guide tip (22) indicate
  • the plate material 40 is formed between the lower clamp 11 and the upper portion. It is discharged between the clamps 12 and moves from the top to the bottom of the guide tip 22.
  • the roller head part 31 of the roller unit 30 is rotated by the force of the plate material 40 being advanced, and the plate material 40 is formed with a constant outer diameter along with the rotation of the roller head part 31.
  • the direction in which the pitch of the spiral gasket 41 is formed in the right direction.
  • the direction in which the pitch is formed may be defined as clockwise rotation.
  • Figure 3 (a) shows a perspective view of the plate material 40 is bent from the bottom to the top of the guide tip 22
  • Figure 3 (b) is a side view of the plate material 40 is bent from the bottom to the top of the guide tip (22) indicate
  • the plate 40 is formed between the lower clamp 11 and the upper portion. It is discharged between the clamps 12 and moves from the bottom to the top of the guide tip 22.
  • the roller head part 31 of the roller unit 30 is rotated by the force of the plate material 40 being advanced, and the plate material 40 is formed with a constant outer diameter along with the rotation of the roller head part 31.
  • the direction in which the pitch of the spiral gasket 41 is formed in the left direction.
  • the direction in which the pitch is formed may be defined as rotating in a counterclockwise direction.
  • the roller head 31 rotates in opposite directions to each other. is formed, and the directions in which the pitches of the spiral gaskets 41 are formed are also formed in opposite directions.
  • the guide unit 20 is provided with a guide tip rotating part (not shown) for rotating around the central axis of the guide tip 22, so that the clamp unit and the guide tip 22 are rotated around the central axis of the guide tip 22.
  • the contact angle can be controlled.
  • FIG. 4 (a) shows a perspective view when the angle between the guide tip 22 and the discharge hole 13 is small
  • FIG. 4 (b) is a perspective view when the angle between the guide tip 22 and the discharge hole 13 is large.
  • 5 (a) shows a top view when the angle between the guide tip 22 and the discharge hole 13 is small
  • FIG. 5 (b) is a case where the angle between the guide tip 22 and the discharge hole 13 is large. shows the top view of As shown in FIGS. 4 and 5, in the inclined state of the guide tip 22 and the discharge hole 13, the plate 40 is discharged between the lower clamp 11 and the upper clamp 12 to the guide tip 22. It is formed into a spiral shape by the.
  • the pitch of the spiral gasket 41 can be controlled by adjusting the angle ⁇ between the center line of the guide tip 22 and the discharge line 13a of the discharge hole 13 .
  • the guide tip is centered in the z-axis direction by the guide tip rotating part By rotating, it is possible to control the angle between the discharge line 13a of the discharge hole 13 and the central axis of the guide tip 22 . As shown in FIG.
  • the angle between the discharge line 13a of the discharge hole 13 and the central axis of the guide tip 22 is ⁇ 1, and the pitch of the spiral gasket 41 at this time is defined as p1.
  • the discharge hole 13 As the angle between the discharge line 13a of ) and the central axis of the guide tip 22 increases, the pitch increases. That is, Equation 1 as shown below is satisfied.
  • the discharge line (13a) means the side of the end of the discharge hole (13).
  • the extension of the discharge line 13a is marked as the discharge extension line 13a'.
  • the angle of the guide tip 22 is adjusted to adjust the discharge line 13a of the discharge hole 13. And the angle between the central axis of the guide tip 22 is adjusted.
  • the guide unit 20 may be achieved by moving the guide tip 22 connected to the guide unit 21 in the xyz axis by the xyz axis control unit 23.
  • Figure 6 (a) shows a top view of the manufacturing apparatus of the spiral gasket 41 having a roller unit 30 when the angle between the guide tip 22 and the discharge line 13a of the discharge hole 13 is small.
  • 6 (b) is a top view of a spiral gasket 41 manufacturing apparatus having a roller unit 30 when the angle between the guide tip 22 and the discharge line 13a of the discharge hole 13 is large.
  • the roller xyz axis controllers 34 and 35 are formed on one side of the roller body portion 32. , 37), the roller body part 32 can be controlled in the xyz axis, and the end surface of the roller head part 31 and the guide tip 22 are controlled in parallel by the roller rotation control unit 36 to control the guide tip 22 ) And the plate material 40 can be brought into close contact between the roller head portion 31.
  • Figure 7 shows the front end of the guide in various forms, which is an embodiment of the present invention.
  • the guide tip can use a variety of shapes. For example, a fan shape or a circular shape may be used for the cross section.
  • the size of the cross section of the guide tip 22 is smaller than the diameter of the spiral gasket 41, so that various shapes that do not cause problems in forming the spiral gasket 41 can be used. Accordingly, the forming process of the spiral gasket 41 can be stably performed while bringing one surface of the guide distal end 22 into contact with the clamp unit.
  • the manufacturing method of the spiral gasket of the present invention includes a first step of moving a plate member 40 between the upper clamp 12 and the lower clamp 11; A second step in which the plate material 40 is discharged through the discharge hole 13 located at the ends of the upper clamp 12 and the lower clamp 11; A third step in which the discharged plate material 40 passes between the guide tip 22 and the roller head 31; A fourth step in which the plate member 40 is rotated at the guide tip 22; A fifth step of manufacturing the spiral gasket 41 while the plate member 40 passes the end of the guide tip 22.
  • a flow path for conveying the plate material is provided on the contacting surfaces of the upper clamp 12 and the lower clamp 11, so that the plate material ( 40) is transported along the plate material transport passage.
  • the thin plate material 40 is disposed between the upper clamp and the lower clamp 11. After being stably transported from the discharge hole 13, it is discharged to the outside in an unsupported state.
  • the plate material 40 passes between the roller head part of the roller unit 30 and the guide front end 22
  • the pitch of the spiral gasket 41 can be adjusted by being controlled in the xyz-axis direction by the xyz-axis controller 23 provided in the guide unit 20 .
  • the spiral gasket 41 is manufactured while rotating in the direction of the pitch, for example, to the right, or the spiral gasket 41 is rotated to the left It can be produced while rotating with.
  • the step in which the plate material 40 is rotated on the guide tip 22 is a step in which the pitch, which is the gap between the spiral gaskets 41, is determined in the third step and rotated over a certain area of the guide tip 22. .
  • it may rotate 1 to 10 times on the guide tip 22.
  • the plate member 40 rotates at a specific number of times at the guide tip 22 in the fourth step. After that, it is a step that proceeds in a spiral form from the outside of the guide tip 22.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

본 발명은 스파이럴 가스켓의 제조 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 클램프 유닛 사이에 나오는 판재를 끝부분 일부가 부채꼴 모형의 가이드에 의해서 스프링의 외경을 형성하고, 부채꼴 모형의 가이드와 롤러 헤드부 사이의 간극을 유지하여 스파이럴 가스켓을 제조하는 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

스파이럴 가스켓의 제조 장치 및 그의 제조 방법
본 발명은 스파이럴 가스켓의 제조 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 클램프 유닛 사이에 나오는 판재를 끝부분 일부가 스파이럴 가스켓의 내경보다 작은 가이드 선단부에 의해서 스프링의 외경을 형성하고, 가이드 선단부와 롤러 헤드부 사이의 간극을 유지하여 스파이럴 가스켓을 제조하는 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 스파이럴 스프링 가스켓은 얇은 판재를 스파이럴화하여 탄성과 유연성이 우수하며, 전자파 고주파의 차폐효과가 높은 가스켓 기능을 갖는다. 기존 스파이럴 스프링 가스켓은 일방향으로 다수의 마디들이 일정 간격 피치를 갖도록 원형으로 감겨진 구조를 가지며, 반도체 제조설비 및 통신박스의 홈에 간편하게 끼워서 조립하도록 된 것이다. 종래 스파이럴 스프링 가스켓은 주로 플라즈마 세정기, 드라이에쳐 등의 반도체 및 LCD 공정 설비나 통신용 중계기 박스, 콘넥터 등에 적용되고 있다.
기존 스파이럴 스프링 가스켓과 관련된 종래 선행기술로는 한국 등록특허공보 제10-1458918호 "스파이럴 스프링 가스켓의 제조장치 및 그 제조방법"에 나타난 것처럼, 스파이럴 스프링 가스켓의 제조 공정중 코일링 공정시 감김 동작에 의한 마찰 저항을 최소화할 수 있도록 배출공을 통해 배출되는 판재와 접촉되어 회전 동작되면서 판재를 나선형 스프링 가스켓으로 성형 및 이송시키기 위한 베어링부재를 사용하고 있다.
또한, 스파이럴 와운딩 가스켓과 관련된 선행기술로는, 한국 실용신안공보 제20-2011-0004890호 "스파이럴형가스켓금형"에 나타난 것처럼, 금속을 3회 회전하여 감기 위한 금형을 만들어 과다한 작업공정으로 인한 비용을 줄이고, 산업재해의 예방을 하며 원자재의 로스와 원자재의 비용을 절감하며 생산성향상을 가져오는 스파이럴형 가스켓 금형을 사용하고 있다.
선행문헌의 제조장치는, 롤러와 지지블록에 의해서 Spring의 외경, 피치가 결정되기 때문에 외경의 제어(예를 들어 작은 외경, 대구경 등)와 같은 다양한 형태의 제품 생산과 Seting에 많은 어려움이 있다.
나아가, 양산 작업시 Seting된 롤러와 지지블록으로 작업되기 때문에 공급되는 판재의 조건(예를 들어, 판재의 두께, 경도 등의 편차)에 의해서, 스프링의 외경, 피치가 균일하게 유지되기 위한 품질을 갖는 제품 생산에 어려움이 발생되고 있다.
따라서, 스파이럴 가스켓의 외경, 피치가 제어되고, 또한 균일한 품질을 갖는 스파이럴 가스켓의 제조 장치에 대한 연구 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위한 것으로, 가이드 유닛의 가이드 부위와 롤러 유닛의 롤러 헤드부가 회전되며, 롤러 헤드부의 회전과 함께 완전한 외경으로 포밍(Forming) 되는 구조를 갖는 스파이럴 가스켓의 제조 장치 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
나아가, 본 발명은 가이드 선단부의 단면은 부채 형태의 가이드 구조를 가지며, 가이드 선단부가 판재의 내부에 위치하여 판재가 가이드 선단부를 따라 회전되며, 가이드 선단부를 벗어난 상태에서 계속적으로 스파이럴 가스켓은 제조되는 스파이럴 가스켓의 제조 장치 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시형태인 스파이럴 가스켓의 제조 장치는, 판재가 상부 클램프 및 하부 클램프 사이로 이동하게 형성된 클램프 유닛; 가이드 선단부를 구비하는 가이드 유닛; 롤러 헤드부를 구비하는 롤러 유닛;을 구비하며, 상기 판재는 상부 클램프 및 하부 클램프의 끝단에 위치한 배출홀에서 배출되어 상기 가이드 선단부를 감싸도록 회전하여 스파이럴 가스켓을 제조한다.
상기 롤러 헤드부는 상기 가이드 선단부와 접하거나 이격되게 위치하며, 상기 판재가 상기 배출홀에서 배출되고 상기 롤러 헤드부와 상기 가이드 선단부 사이를 밀착되어 통과한다.
상기 가이드 선단부의 단면의 크기는 상기 스파이럴 가스켓의 내경 보다 작다.
상기 가이드 선단부의 단면은 부채꼴, 원형, 삼각형, 사각형, 다각형에서 선택된 어느 하나를 사용한다.
상기 가이드 유닛에 구비된 xyz축 제어부에 의하여 상기 가이드 선단부의 중심이 상기 배출홀보다 낮은 위치에 있을 때 상기 스파이럴 가스켓의 제조되는 진행 방향을 오른쪽 회전 방향으로 정의하면, 상기 xyz축 제어부에 의하여 상기 가이드 선단부의 중심이 상기 배출홀보다 높은 위치에 있을 때 상기 스파이럴 가스켓의 제조되는 진행 방향을 왼쪽 회전 방향으로 정의된다.
상기 배출홀의 배출선과 상기 가이드 선단부의 중심축과의 각도를 θ1, 이때의 스파이럴 가스켓의 피치를 p1으로 하고, 상기 가이드 선단부의 중심축과의 각도를 θ2, 이때의 스파이럴 가스켓의 피치를 p2으로 정의하면, θ1 < θ2에서 p1 < p2 를 만족한다.
상기 배출홀의 배출선과 상기 가이드 선단부의 중심축과의 각도를 제어될 때, 상기 가이드 선단부의 중심축과 상기 롤러 헤드부의 중심축을 평행하도록 배치한다.
본 발명의 일 실시형태인 스파이럴 가스켓의 제조방법은 상부 클램프 및 하부 클램프 사이로 판재를 이동하는 제1 단계; 상기 상부 클램프 및 하부 클램프의 끝단에 위치한 배출홀로 판재가 배출되는 제2 단계; 상기 배출된 판재가 가이드 선단부와 롤러 헤드부 사이를 통과하는 제3 단계; 상기 판재가 상기 가이드 선단부에서 회전되는 제4 단계; 상기 판재가 가이드 선단부의 단부를 지나며 진행하면서 스파이럴 가스켓을 제조하는 제5 단계;를 포함한다.
상기 가이드 유닛에 구비된 xyz축 제어부를 통하여 스파이럴 가스켓의 피치를 제어한다.
본 발명의 스파이럴 가스켓의 제조 장치 및 그의 제조 방법에 의하면, 가이드 선단부가 스파이럴 가스켓의 내부에 위치하므로 스파이럴 스피링이 포밍된 상태에서 회전시에 원할한 스파이럴 회전을 할 수 있으며, 가이드 선단부의 단면의 크기는 스파이럴 가스켓의 직경보다도 작게 형성되어 스파이럴 가스켓의 외경, 피치가 균일하게 유지되기 때문에 향상된 품질을 갖는 제품 생산을 가능하게 한다.
나아가, 본 발명의 스파이럴 가스켓의 제조 장치 및 그의 제조 방법에 의하면, 롤러 유닛의 롤러 헤드부와 가이드 선단부 사이에 판재가 밀착되어 스파이럴 가스켓의 포밍(Forming)은 완벽하게 될 수 있다.
도 1은 본 발명의 스파이럴 가스켓의 제조 장치의 사시도를 나타낸다.
도 2(a)는 가이드 선단부의 상부에서 하부로 판재가 휘어지는 사시도를 나타내며, 도 2(b)는 가이드 선단부의 상부에서 하부로 판재가 휘어지는 측면도를 나타낸다.
도 3(a)는 가이드 선단부의 하부에서 상부로 판재가 휘어지는 사시도를 나타내며, 도 3(b)는 가이드 선단부의 하부에서 상부로 판재가 휘어지는 측면도를 나타낸다.
도 4(a)는 가이드 선단부의 중심과 배출홀의 배출선의 각도가 작은 경우의 사시도를 나타내며, 도 4(b)는 가이드 선단부의 중심과 배출홀의 배출선의 각도가 큰 경우의 사시도를 나타낸다.
도 5(a)는 가이드 선단부의 중심과 배출홀의 배출선의 각도가 작은 경우의 상면도를 나타내며, 도 5(b)는 가이드 선단부의 중심과 배출홀의 배출선의 각도가 큰 경우의 상면도를 나타낸다.
도 6(a)는 가이드 선단부의 중심과 배출홀의 배출선의 각도가 작은 경우에 롤러 유닛을 구비한 스파이럴 가스켓의 제조 장치의 상면도를 나타내며, 도 6(b)는 가이드 선단부의 중심과 배출홀의 배출선의 각도가 큰 경우에 롤러 유닛을 구비한 스파이럴 가스켓의 제조 장치의 상면도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예인 다양한 형태의 가이드 선단부의 형태를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 본 발명의 스파이럴 가스켓의 제조 방법에 대한 플로우 차트를 나타낸다.
하기에 나타난 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예로부터 다양한 변형이 가능하다. 이하에서, 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 스파이럴 가스켓의 제조 장치의 사시도를 나타낸다. 도 1에 나타난 것처럼, 본 발명의 스파이럴 가스켓의 제조 장치는 판재(40)가 상부 클램프(12) 및 하부 클램프(11) 사이로 이동하는 클램프 유닛(10); 가이드 선단부(22)를 구비하는 가이드 유닛(20); 롤러 헤드부(31)를 구비하는 롤러 유닛(30);을 구비한다. 여기서, 상기 판재(40)는 상부 클램프(12) 및 하부 클램프(11)의 끝단에 위치한 배출홀(13)에서 배출되어 상기 가이드 선단부(22)를 감싸도록 회전하여 스파이럴 가스켓(41)을 제조가능하다.
상기 클램프 유닛(10)은 상부 클램프(12) 및 하부 클램프(11)가 서로 마주보는 형태로 구성되고, 상기 상부 클램프(12) 및 하부 클램프(11)의 접하는 면에 판재 이송용 유로가 구비되고, 상기 판재 이송용 유로의 끝단에는 판재(40)를 상기 상부 클램프(12) 및 하부 클램프(11)에서 외부로 배출하기 위한 배출홀(13)을 구비한다.
상기 가이드 유닛(20)은 일측에 홈부(25)를 구비하여 상기 홈부(25) 내에 가이드부(21)가 xyz축 제어부(23)에 의하여 xyz축 방향으로 제어가능하며, 상기 가이드부(21)의 끝단에 가이드 선단부(22)가 구비된다. 상기 가이드 선단부(22)는 가이드부(21)에서 착탈 가능하게 설치될 수 있다. 가이드 선단부(22)의 단면의 크기를 달리하여 설치하여 스파이럴 가스켓(41)의 피치, 외경 등을 제어할 수 있다. 또한, 이송용 유로 내에서 판재의 일면과 평행하며 서로 수직인 방향을 x축방향, y축방향, 판재의 일면과 수직인 방향을 z축 방향으로 정의하면, 상기 가이드부(21)에 연결된 가이드 선단부(22)는 가이드 선단 회전부(미도시)에 의하여 z축을 중심으로 xy평면상에서 회전되어 제어될 수 있다.
상기 롤러 유닛(30)은 롤러 본체부(32), 상기 롤러 본체부(32)에 연결된 롤러 헤드부(31)를 구비할 수 있다. 여기서, 상기 롤러 본체부(32)의 일면에 롤러 회전부(36)를 구비하여 롤러 헤드부(31)의 회전각도를 제어하여 가이드 선단부(22) 중심과 평행한 방향으로 위치하게 할 수 있다. 상기 롤러 본체부(32)의 일면에 롤러 x축 이동제어부(35) 및 롤러 y축 이동제어부(34)를 구비하여 롤러 헤드부(31)를 xy 평면 상에 이동하여 롤러 헤드부(31)와 가이드 선단부(22)의 거리를 제어할 수 있다.
하기에서 스파이럴 가스켓(41)의 회전 방향, 즉 피치의 회전 방향을 제어하는 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2(a)는 가이드 선단부(22)의 상부에서 하부로 판재(40)가 휘어지는 사시도를 나타내며, 도 2(b)는 가이드 선단부(22)의 상부에서 하부로 판재(40)가 휘어지는 측면도를 나타낸다. 도 2에 나타난 것처럼, 가이드 선단부(22)와 배출홀(13)은 경사진 상태에서 가이드 선단부(22)가 배출홀(13)보다 낮게 위치하면, 판재(40)는 하부 클램프(11)와 상부 클램프(12) 사이에서 배출되어 가이드 선단부(22)의 상부에서 하부로 이동하게 된다. 여기서, 진행되는 판재(40)의 힘으로 롤러 유닛(30)의 롤러 헤드부(31)가 회전되며, 롤러 헤드부(31)의 회전과 함께 일정한 외경으로 판재(40)가 포밍(Forming)된다. 가이드 선단부(22)의 중심이 배출홀(13)보다 낮은 위치에 있을 때 상기 스파이럴 가스켓(41)의 피치가 형성되는 방향은 오른쪽 방향으로 형성된다. 여기서, 피치가 형성되는 방향은 시계 방향으로 회전하는 것으로 정의할 수 있다.
도 3(a)는 가이드 선단부(22)의 하부에서 상부로 판재(40)가 휘어지는 사시도를 나타내며, 도 3(b)는 가이드 선단부(22)의 하부에서 상부로 판재(40)가 휘어지는 측면도를 나타낸다. 도 3에 나타난 것처럼, 가이드 선단부(22)와 배출홀(13)은 경사진 상태에서 가이드 선단부(22)가 배출홀(13)보다 높게 위치하면, 판재(40)는 하부 클램프(11)와 상부 클램프(12) 사이에서 배출되어 가이드 선단부(22)의 하부에서 상부로 이동하게 된다. 여기서, 진행되는 판재(40)의 힘으로 롤러 유닛(30)의 롤러 헤드부(31)가 회전되며, 롤러 헤드부(31)의 회전과 함께 일정한 외경으로 판재(40)가 포밍(Forming)된다. 가이드 선단부(22)의 중심이 배출홀(13)보다 높은 위치에 있을 때 상기 스파이럴 가스켓(41)의 피치가 형성되는 방향은 왼쪽 방향으로 형성된다. 여기서, 피치가 형성되는 방향은 반시계 방향으로 회전하는 것으로 정의할 수 있다.
즉, 가이드 선단부(22)가 배출홀(13)보다 낮게 위치하는 경우와 가이드 선단부(22)가 배출홀(13)보다 높게 위치하는 경우에서 롤러 헤드부(31)가 회전되는 방향은 서로 반대 방향을 형성되고, 스파이럴 가스켓(41)의 피치가 형성되는 방향도 서로 반대 방향으로 형성된다. 또한, 가이드 유닛(20)에 가이드 선단부(22)의 중심축을 중심으로 회전하기 위한 가이드 선단 회전부(미도시)를 구비하여 가이드 선단부(22)의 중심축을 중심으로 클램프 유닛과 가이드 선단부(22)의 접촉 각도를 제어할 수 있다.
하기에서 스파이럴 가스켓의 피치를 제어하는 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 4(a)는 가이드 선단부(22)와 배출홀(13)의 각도가 작은 경우의 사시도를 나타내며, 도 4(b)는 가이드 선단부(22)와 배출홀(13)의 각도가 큰 경우의 사시도를 나타낸다. 도 5(a)는 가이드 선단부(22)와 배출홀(13)의 각도가 작은 경우의 상면도를 나타내며, 도 5(b)는 가이드 선단부(22)와 배출홀(13)의 각도가 큰 경우의 상면도를 나타낸다. 도 4 및 5에 나타난 것처럼, 가이드 선단부(22)와 배출홀(13)의 경사진 상태에서 판재(40)는 하부 클램프(11)와 상부 클램프(12) 사이에서 배출되어 가이드 선단부(22)에 의하여 스파이럴 형태로 포밍되게 된다. 여기서, 가이드 선단부(22)의 중심선과 배출홀(13)의 배출선(13a)의 이루는 각도(θ)를 조절하게 되면 스파이럴 가스켓(41)의 피치를 제어할 수 있다. 예를 들어, 클램프 유닛의 일면과 평행하며 서로 수직인 x축 방향, y축 방향, 클램프 유닛의 일면과 수직인 z축 방향으로 정의하면, 가이드 선단부를 가이드 선단부 회전부에 의하여 z축 방향을 중심으로 회전하여 상기 배출홀(13)의 배출선(13a)과 상기 가이드 선단부(22)의 중심축과의 각도를 제어할 수 있다. 도 4(a)에 나타난 것처럼, 상기 배출홀(13)의 배출선(13a)과 상기 가이드 선단부(22)의 중심축과의 각도를 θ1, 이때의 스파이럴 가스켓(41)의 피치를 p1으로 정의하고, 상기 배출홀(13)의 배출선(13a)과 상기 가이드 선단부(22)의 중심축과의 각도를 θ2, 이때의 스파이럴 가스켓(41)의 피치를 p2으로 정의하면, 상기 배출홀(13)의 배출선(13a)과 상기 가이드 선단부(22)의 중심축과의 각도가 커질수록 피치는 커지게 된다. 즉, 하기와 같은 식 1을 만족한다. 여기서, 배출선(13a)은 상기 배출홀(13)의 끝단의 변을 의미한다. 배출선(13a)의 연장선은 배출연장선(13a')으로 표기하였다.
θ1 < θ2 및 p1 < p2 (식 1)
상부 클램프(12) 및 하부 클램프(11)가 고정되어서 배출홀(13)의 배출선(13a)은 고정되어 있으므로 가이드 선단부(22)의 각도를 조절하여 배출홀(13)의 배출선(13a)과 가이드 선단부(22)의 중심축과의 각도를 조절하게 된다. 예를 들어, 가이드 유닛(20)은 xyz축 제어부(23)에 의하여 가이드부(21)에 연결된 가이드 선단부(22)를 xyz축으로 이동하여 달성될 수 있다.
도 6(a)는 가이드 선단부(22)와 배출홀(13)의 배출선(13a)의 각도가 작은 경우에 롤러 유닛(30)을 구비한 스파이럴 가스켓(41)의 제조 장치의 상면도를 나타내며, 도 6(b)는 가이드 선단부(22)와 배출홀(13)의 배출선(13a)의 각도가 큰 경우에 롤러 유닛(30)을 구비한 스파이럴 가스켓(41)의 제조 장치의 상면도를 나타낸다. 도 6에 나타난 것처럼, 스파이럴 스프링의 간극인 피치를 제어하기 위하여 xyz축 제어부(23)를 사용하여 가이드 선단부(22)를 xyz축 방향으로 이동하여 배출홀(13)의 배출선(13a)과 가이드 선단부(22)의 중심축은 평행하게 조절할 수 있다. 그러나, 가이드 선단부(22)와 롤러 헤드부(31)의 사이는 판재(40)가 밀착되어야 판 스프링 포밍을 완벽하게 형성되므로 상기 롤러 본체부(32)의 일면에 롤러 xyz축 제어부(34,35,37)에 의하여 롤러 본체부(32)를 xyz축으로 제어가능하며, 롤러 회전제어부(36)에 의하여 롤러 헤드부(31)의 단면과 가이드 선단부(22)가 평행하게 제어하여 가이드 선단부(22)와 롤러 헤드부(31)의 사이에서 판재(40)가 밀착되게 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예인 다양한 형태의 가이드 선단부를 나타낸다. 도 7에 나타난 것처럼, 가이드 선단부는 다양한 형태를 사용할 수 있다. 예를 들어, 단면은 부채꼴, 원형 등을 사용할 수 있다. 가이드 선단부(22)의 단면의 크기는 스파이럴 가스켓(41)의 직경보다 작게하여 스파이럴 가스켓(41)의 포밍에 문제되지 않을 다양한 형태를 사용할 수 있다. 따라서, 가이드 선단부(22)의 일면을 클램프 유닛에 접하도록 하면서 안정적으로 스파이럴 가스켓(41)의 포밍 공정을 진행할 수 있다.
하기에서 스파이럴 가스켓(41)의 제조방법에 대하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 본 발명의 스파이럴 가스켓의 제조 방법에 대한 플로우 차트를 나타낸다. 도 8에 나타난 것처럼, 본 발명의 스파이럴 가스켓의 제조 방법은 상부 클램프(12) 및 하부 클램프(11) 사이로 판재(40)를 이동하는 제1 단계; 상기 상부 클램프(12) 및 하부 클램프(11)의 끝단에 위치한 배출홀(13)로 판재(40)가 배출되는 제2 단계; 상기 배출된 판재(40)가 가이드 선단부(22)와 롤러 헤드부(31) 사이를 통과하는 제3 단계; 상기 판재(40)가 상기 가이드 선단부(22)에서 회전되는 제4 단계; 상기 판재(40)가 가이드 선단부(22)의 단부를 지나며 진행하면서 스파이럴 가스켓(41)을 제조하는 제5 단계;를 포함한다.
상기 제1 단계에서 상부 클램프(12) 및 하부 클램프(11) 사이로 판재(40)를 이동하는 단계는 상부 클램프(12) 및 하부 클램프(11)의 접하는 면에 판재 이송용 유로가 구비되어 판재(40)가 판재 이송용 유로를 따라서 이송된다.
상기 제2 단계에서 상부 클램프(12) 및 하부 클램프(11)의 끝단에 위치한 배출홀(13)로 판재(40)가 배출되는 단계는 얇은 판재(40)가 상부 클램프 및 하부 클램프(11) 사이에서 안정되게 이송되다가 배출홀(13)에서 지지체에 의하여 지지되지 않은 상태로 외부로 배출된다.
상기 제3 단계에서 배출된 판재(40)가 가이드 선단부(22)와 롤러 헤드부(31) 사이를 통과하는 단계는 판재(40)가 롤러 유닛(30)의 롤러 헤드부와 가이드 선단부(22)에 밀착되어 통과되며, 가이드 선단부(22)와 배출홀(13)의 배출선(13a)의 각도에 의하여 스파이럴 스프링의 피치가 결정되는 단계이다. 여기서, 상기 가이드 유닛(20)에 구비된 xyz축 제어부(23)에 의하여 xyz축 방향으로 제어되어 스파이럴 가스켓(41)의 피치는 조절가능하다. 또한, 상기 가이드 유닛(20)에 구비된 xyz축 제어부(23)의 z축 방향을 제어하여 스파이럴 가스켓(41)은 피치의 방향, 예를 들어 오른쪽으로 회전하면서 제조되거나 스파이럴 가스켓(41)은 왼쪽으로 회전하면서 제조될 수 있다.
상기 제4 단계에서 판재(40)가 상기 가이드 선단부(22)에서 회전되는 단계는 제3 단계에서 스파이럴 가스켓(41)의 간극인 피치가 결정되고 가이드 선단부(22)의 일정 영역 위에서 회전되는 단계이다. 여기서, 가이드 선단부(22) 상에서 1회전 내지 10회전할 수 있다.
상기 제5 단계에서 판재(40)가 가이드 선단부(22)의 단부를 지나며 진행하면서 스파이럴 가스켓(41)을 제조하는 단계는 제4 단계에서 판재(40)가 가이드 선단부(22)에서 특정 회수로 회전한 후 가이드 선단부(22)의 외부에서 스파이럴 형태로 진행되는 단계이다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (9)

  1. 판재가 상부 클램프 및 하부 클램프 사이로 이동하게 형성된 클램프 유닛;
    가이드 선단부를 구비하는 가이드 유닛;
    롤러 헤드부를 구비하는 롤러 유닛;을 구비하며,
    상기 판재는 상부 클램프 및 하부 클램프의 끝단에 위치한 배출홀에서 배출되어 상기 가이드 선단부를 감싸도록 회전하여 스파이럴 가스켓을 제조하는 것을 특징으로 하는 스파이럴 가스켓의 제조 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 롤러 헤드부는 상기 가이드 선단부와 접하거나 이격되게 위치하며, 상기 판재가 상기 배출홀에서 배출되고 상기 롤러 헤드부와 상기 가이드 선단부 사이를 밀착되어 통과하는 것을 특징으로 하는 스파이럴 가스켓의 제조 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가이드 선단부의 단면의 크기는 상기 스파이럴 가스켓의 내경 보다 작은 것을 특징으로 하는 스파이럴 가스켓의 제조 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 가이드 선단부의 단면은 부채꼴, 원형, 삼각형, 사각형, 다각형에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 스파이럴 가스켓의 제조 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 가이드 유닛에 구비된 xyz축 제어부에 의하여 상기 가이드 선단부의 중심이 상기 배출홀보다 낮은 위치에 있을 때 상기 스파이럴 가스켓의 제조되는 진행 방향을 오른쪽 회전 방향으로 정의하면, 상기 xyz축 제어부에 의하여 상기 가이드 선단부의 중심이 상기 배출홀보다 높은 위치에 있을 때 상기 스파이럴 가스켓의 제조되는 진행 방향은 왼쪽 회전 방향으로 정의되는 것을 특징으로 하는 스파이럴 가스켓의 제조 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 배출홀의 배출선과 상기 가이드 선단부의 중심축과의 각도를 θ1, 이때의 스파이럴 가스켓의 피치를 p1으로 하고, 상기 가이드 선단부의 중심축과의 각도를 θ2, 이때의 스파이럴 가스켓의 피치를 p2으로 정의하면, θ1 < θ2에서 p1 < p2 를 만족하는 것을 특징으로 하는 스파이럴 가스켓의 제조 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 배출홀의 배출선과 상기 가이드 선단부의 중심축과의 각도가 제어될 때, 상기 가이드 선단부의 중심축과 상기 롤러 헤드부의 중심축을 평행하도록 배치하는 것을 특징으로 하는 스파이럴 가스켓의 제조 장치.
  8. 상부 클램프 및 하부 클램프 사이로 판재를 이동하는 제1 단계;
    상기 상부 클램프 및 하부 클램프의 끝단에 위치한 배출홀로 판재가 배출되는 제2 단계;
    상기 배출된 판재가 가이드 선단부와 롤러 헤드부 사이를 통과하는 제3 단계;
    상기 판재가 상기 가이드 선단부에서 회전되는 제4 단계;
    상기 판재가 가이드 선단부의 단부를 지나며 진행하면서 스파이럴 가스켓을 제조하는 제5 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스파이럴 가스켓의 제조방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 가이드 유닛에 구비된 xyz축 제어부를 통하여 스파이럴 가스켓의 피치를 조절하는 것을 특징으로 하는 스파이럴 가스켓의 제조방법.
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