KR100815790B1 - 코니컬 튜브 성형용 금형 및 그를 이용한 코니컬 튜브의제조 방법 - Google Patents

Abstract

코니컬 튜브 성형용 금형 및 그를 이용한 코니컬 튜브의 제조 방법이 개시된다.

개시되는 코니컬 튜브 성형용 금형은 길이 방향을 따라 폭이 변하면서, 그 양 측단부 사이가 소정 거리로 개방되도록 근접된 형태의 제 1 금형; 및 길이 방향을 따라 직경이 변하는 원형 단면 형태의 제 2 금형;을 포함한다.

개시되는 코니컬 튜브의 제조 방법은 블랭크의 길이 방향을 따라 그 폭이 변하면서, 그 양 측단부 사이가 소정 거리로 개방된 상태로 근접되도록, 제 1 금형을 이용하여 상기 블랭크를 굽히는 단계; 및 상기 굽혀진 블랭크가 그 길이 방향을 따라 직경이 변하는 원형 단면을 이루도록, 제 2 금형을 이용하여 상기 굽혀진 블랭크를 원형으로 성형하는 단계;를 포함한다.

개시되는 코니컬 튜브 성형용 금형 및 그를 이용한 코니컬 튜브의 제조 방법에 의하면, 코니컬 튜브의 제조가 원활하고 정확하게 이루어질 수 있고, 레이저 용접 공정이 원활하게 이루어지질 수 있는 장점이 있다.

코니컬 튜브, U형 성형 금형, O형 성형 금형, 레이저 용접

Description

코니컬 튜브 성형용 금형 및 그를 이용한 코니컬 튜브의 제조 방법{Mold for forming conical tube, and manufacturing method of conical tube using the same}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코니컬 튜브 성형용 금형을 이용한 코니컬 튜브의 제조 방법에서의 블랭크를 보이는 평면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코니컬 튜브 성형용 금형을 이용한 코니컬 튜브의 제조 방법에 의해 제조된 코니컬 튜브를 보이는 평면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코니컬 튜브의 제조 방법에서 이용되는 U형 성형 금형을 보이는 사시도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코니컬 튜브의 제조 방법에서 이용되는 U형 성형 금형이 맞추어진 모습을 보이는 수직 단면도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 코니컬 튜브의 제조 방법에서 이용되는 O형 성형 금형을 보이는 사시도.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 코니컬 튜브의 제조 방법에서 이용되는 O형 성형 금형이 분리된 모습을 보이는 수직 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 블랭크 20 : 코니컬 튜브

100 : U형 성형 금형 110 : U형 상부 금형

120 : U형 하부 금형 200 : O형 성형 금형

210 : O형 상부 금형 220 : O형 하부 금형

212 : 돌기

본 발명은 코니컬 튜브에 관한 것으로서, 상세히는, 코니컬 튜브 성형용 금형 및 그를 이용한 코니컬 튜브의 제조 방법에 관한 것이다.

코니컬 튜브(conical tube)는 그 단면의 직경이 그 길이 방향을 따라 변하는 깔대기 형상의 튜브를 말한다.

일반적으로 코니컬 튜브는 롤 성형(roll forming) 가공으로 먼저 적절한 폭으로 절단된 코일을 다단의 롤 가공기를 통과시키면서 연속적으로 원형 단면의 형태로 성형하고, 상기와 같이 성형된 튜브를 고주파 전기 저항 용접에 의해 연속 용접함으로써 제조된다.

종래의 롤 성형기에 의해 튜브를 제조하는 방법에 의하면, 요구되는 설비의 규모가 큰 반면에, 다양한 형태 또는 크기의 튜브를 제조할 수 없고, 연속 공정의 특성상 잉여의 소성 가공으로 인한 튜브 제품의 성형성 저하의 단점이 있다.

또한, 종래의 프레스에 의해 튜브를 제조하는 방법에 의하면, 요구되는 설비의 규모가 작고, 다양한 크기의 튜브를 제조할 수 있는 반면에, 그 제조 속도가 느 린 단점이 있다.

종래의 튜브를 제조하는 방법들에서는 공통적으로 그 길이 방향에 따라 단면이 변하는 코니컬 튜브를 용이하게 제조할 수 없는 단점이 있다.

본 발명은 코니컬 튜브가 용이하게 제조될 수 있도록 하는 코니컬 튜브 성형용 금형 및 그를 이용한 코니컬 튜브의 제조 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 코니컬 튜브 성형용 금형은 길이 방향을 따라 폭이 변하면서, 그 양 측단부 사이가 소정 거리로 개방되도록 근접된 형태의 제 1 금형; 및 길이 방향을 따라 직경이 변하는 원형 단면 형태의 제 2 금형;을 포함한다.

본 발명의 일 측면에 따른 코니컬 튜브의 제조 방법은 블랭크의 길이 방향을 따라 그 폭이 변하면서, 그 양 측단부 사이가 소정 거리로 개방된 상태로 근접되도록, 제 1 금형을 이용하여 상기 블랭크를 굽히는 단계; 및 상기 굽혀진 블랭크가 그 길이 방향을 따라 직경이 변하는 원형 단면을 이루도록, 제 2 금형을 이용하여 상기 굽혀진 블랭크를 원형으로 성형하는 단계;를 포함한다.

본 발명에 따른 코니컬 튜브 성형용 금형 및 그를 이용한 코니컬 튜브의 제조 방법에 의하면, 블랭크가 U형 성형 금형에 의해 U형 형태로 성형된 후, O형 성형 금형에 의해 O형 형태로 성형된다. 이러한 공정에 의함으로써, 그 길이 방향에 따라 그 단면이 변하는 코니컬 튜브의 제조가 원활하고 정확하게 이루어질 수 있 다.

또한, 상기 코니컬 튜브 성형용 금형 및 그를 이용한 코니컬 튜브의 제조 방법에 의하면, O형 성형 금형에 돌기가 형성됨으로써, O형 성형 중 O형 성형 금형에 배치된 블랭크의 회전이 방지되어, O형 성형 공정이 원활하고 정확하게 이루어지고, O형 성형된 블랭크 사이의 틈이 일렬로 정렬되어, 후속 공정인 레이저 용접 공정이 원활하게 이루어지질 수 있다.

이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 코니컬 튜브 성형용 금형 및 그를 이용한 코니컬 튜브의 제조 방법에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코니컬 튜브 성형용 금형을 이용한 코니컬 튜브의 제조 방법에서의 블랭크를 보이는 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코니컬 튜브 성형용 금형을 이용한 코니컬 튜브의 제조 방법에 의해 제조된 코니컬 튜브를 보이는 평면도이다.

도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 방법에 의해 제조된 코니컬 튜브(20)는 그 길이 방향을 따라 직경이 변하는 단면 형상을 이룬다.

다시 말하면, 상기 코니컬 튜브(20)의 일 측(21)의 직경은 상기 코니컬 튜브(20)의 타 측(22)의 직경보다 소정 크기만큼 더 크게 형성되고, 그러한 직경의 변화는 소정 구배로 이루어진다.

상기와 같이 제조된 코니컬 튜브(20)는 도 1에 도시된 바와 같은 블랭크(10)로부터 형성된다. 상기 블랭크(10)는 그 일 측(11)의 폭이 그 타 측(12)의 폭보다 소정 크기만큼 더 크게 형성되는 평면 형상으로 이루어진다. 물론, 상기 블랭크(10)의 양 측의 폭의 변화는 그 길이 방향에 따라 소정의 구배로 이루어진다.

이러한 블랭크(10)는 이하에서 기술되는 제 1 금형인 U형 성형 금형(100)과, 제 2 금형인 O형 성형 금형(200)에 의해 순차적으로 성형되어, 상기 코니컬 튜브(20)로 제조될 수 있다. 이에 대하여 이하에서 상술하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코니컬 튜브의 제조 방법에서 이용되는 U형 성형 금형을 보이는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코니컬 튜브의 제조 방법에서 이용되는 U형 성형 금형이 맞추어진 모습을 보이는 수직 단면도이다.

도 3 및 도 4를 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 코니컬 튜브(20)의 제조에 이용되는 제 1 금형인 U형 성형 금형(100)이 도시되고 있다. 상기 U형 성형 금형(100)은 상기 블랭크(10)의 양 측단부가 소정 거리로 개방된 상태로 근접되도록 성형시킨다.

상기 U형 성형 금형(100)은 상하의 두 부분으로 구획되어, U형 상부 금형(110)과, U형 하부 금형(120)으로 이루어진다. 상기 U형 상부 금형(110)의 하단에 형성된 돌출부가 상기 U형 하부 금형(120)의 상단에 형성된 홈에 삽입됨으로써, 상기 U형 상부 금형(110) 및 상기 U형 하부 금형(120) 사이에 배치되는 블랭크(10)가 U형 형태로 성형될 수 있다.

여기서, 상기 U형 상부 금형(110)의 돌출부 일 측(111)의 폭은 그 돌출부 타 측(112)의 폭보다 소정 크기만큼 더 크게 형성된다. 이러한 U형 상부 금형(110)의 양 측(111)(112)의 폭 차이는 소정의 구배로 완만하게 형성될 수 있다. 이러한 형상으로 형성됨으로써, 상기 U형 성형 금형(100)은 그 길이 방향을 따라 폭이 다른 U형 형태의 금형이 된다.

또한, 상기 U형 하부 금형(120)의 홈의 일 측(121)의 폭은 그 홈의 타 측(122)의 폭보다 소정 크기만큼 더 크게 형성된다. 이러한 홈의 양 측(121)(122)의 폭 차이는 소정의 구배로 완만하게 형성될 수 있다. 그리고, 상기 U형 하부 금형(120)의 홈의 크기 및 형상은 상기 U형 상부 금형(110)의 돌출부의 크기 및 형상에 대응되도록 형성된다.

물론, 상기 U형 하부 금형(120)과, 상기 U형 상부 금형(110) 사이에 상기 블랭크(10)가 원활하게 배치될 수 있도록, 상기 U형 하부 금형(120)의 홈의 크기가 상기 U형 상부 금형(110)의 돌출부의 크기보다 더 크게 형성될 수 있다.

상기 U형 성형 금형(100)에 의해, 상기 블랭크(10)는 그 길이 전체에 대하여 동시에 성형되고, U형 단면의 폭은 상기 최종 코니컬 튜브(20)의 단면 폭의 대략 80% 정도가 되도록 제작한다. 그러면, 후속 공정인 O형 성형 공정이 용이하게 이루어질 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 코니컬 튜브의 제조 방법에서 이용되는 O형 성형 금형을 보이는 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 코니컬 튜브의 제조 방법에서 이용되는 O형 성형 금형이 분리된 모습을 보이는 수직 단면도이다.

도 5 및 도 6을 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 코니컬 튜 브(20)의 제조에 이용되는 제 2 금형인 O형 성형 금형(200)이 도시되고 있다. 상기 O형 성형 금형(200)은 상기 U형 성형 금형(100)에 의해 U형으로 굽혀진 블랭크(10)가 그 길이 방향을 따라 직경이 변하는 원형 단면을 이루도록 성형시킨다.

상기 O형 성형 금형(200)은 상하의 두 부분으로 구획되어, O형 상부 금형(210)과, O형 하부 금형(220)으로 이루어진다. 상기 O형 상부 금형(210)의 하단에 형성된 반원 형상의 홈(211)과, 상기 O형 하부 금형(220)의 상단에 형성된 반원 형상의 홈(221)이 맞추어짐으로써, 소정 직경의 원형 형상을 이루게 된다. 이러한 형상을 이룸으로써, 상기 O형 성형 금형(200)은 그 길이 방향을 따라 그 직경이 다른 O형 형태의 금형을 이룬다.

이러한 O형 성형 금형(200) 내의 원형 형상의 홈에 상기 U형 형태로 성형된 블랭크(10)가 배치되어, O형 형태로 성형될 수 있다.

여기서, 상기 O형 상부 금형(210) 및 상기 O형 하부 금형(220)의 각 홈(211)(221)의 일 측의 직경은 그 타 측의 직경보다 소정 크기만큼 더 크게 형성된다. 이러한 O형 상부 금형(210) 및 O형 하부 금형(220)의 양 측의 직경 차이는 소정의 구배로 완만하게 형성될 수 있다.

한편, 상기 O형 성형 금형(200)의 홈 내측에는 소정 길이로 돌출되는 돌기(212)가 형성된다. 상기 돌기(212)는 상기 O형 상부 금형(210) 또는 상기 O형 하부 금형(220) 중 어느 하나에 형성될 수 있는데, 본 실시예에서는 예시적으로 상기 O형 상부 금형(210)에 형성된다.

상기 돌기(212)는 상기 O형 상부 금형(210)의 길이 방향을 따라 그 길이에 대응되도록 형성될 수 있다.

이러한 돌기(212)가 형성됨으로써, 상기 U형 형태로 굽혀진 블랭크(10)가 상기 O형 성형 금형(200)에 의해 O형 형태로 굽혀질 때, 상기 블랭크(10)의 양 측단부 사이에 상기 돌기(212)가 개입될 수 있다. 그러면, 상기 블랭크(10)의 양 측단부가 소정 거리로 이격되면서 상기 U형 형태의 블랭크(10)가 O형, 즉 원형으로 성형된다. 따라서, 상기 O형 형태로 성형된 블랭크(10)의 이격된 양 측단 사이에는 틈이 형성되고, 상기 틈은 레이저 용접에 의해 용접될 수 있다.

상기와 같이, 상기 O형 성형 금형(200)에 돌기(212)가 형성됨으로써, 상기 O형 성형 중 상기 O형 성형 금형(200)에 배치된 블랭크(10)의 회전이 방지되어, 상기 O형 성형 공정이 원활하고 정확하게 이루어진다. 그리고, 상기 O형 성형된 상기 블랭크(10) 사이의 틈이 일렬로 정렬되어, 후속 공정인 레이저 용접 공정이 원활하게 이루어지도록 한다.

상기와 같은 공정을 거쳐, 그 길이 방향에 따라 그 단면이 변하는 코니컬 튜브(20)가 용이하게 성형될 수 있다.

본 발명에 따른 코니컬 튜브 성형용 금형 및 그를 이용한 코니컬 튜브의 제조 방법에 의하면, 블랭크가 U형 성형 금형에 의해 U형 형태로 성형된 후, O형 성형 금형에 의해 O형 형태로 성형된다. 이러한 공정에 의함으로써, 그 길이 방향에 따라 그 단면이 변하는 코니컬 튜브의 제조가 원활하고 정확하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 코니컬 튜브 성형용 금형 및 그를 이용한 코니컬 튜브의 제조 방법에 의하면, O형 성형 금형에 돌기가 형성됨으로써, O형 성형 중 O형 성형 금형에 배치된 블랭크의 회전이 방지되어, O형 성형 공정이 원활하고 정확하게 이루어지고, O형 성형된 블랭크 사이의 틈이 일렬로 정렬되어, 후속 공정인 레이저 용접 공정이 원활하게 이루어지질 수 있는 효과가 있다.

상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.

Claims (7)

1. 길이 방향을 따라 폭이 변하면서, 그 양 측단부 사이가 소정 거리로 개방되도록 근접된 형태의 제 1 금형; 및

   길이 방향을 따라 직경이 변하는 원형 단면 형태의 제 2 금형;을 포함하는 코니컬 튜브의 성형용 금형.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 금형에는 그 길이 방향을 따라 상기 원형 단면에서 돌출된 형상의 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 코니컬 튜브의 성형용 금형.
3. 블랭크의 길이 방향을 따라 그 폭이 변하면서, 그 양 측단부 사이가 소정 거리로 개방된 상태로 근접되도록, 제 1 금형을 이용하여 상기 블랭크를 굽히는 단계; 및

   상기 굽혀진 블랭크가 그 길이 방향을 따라 직경이 변하는 원형 단면을 이루도록, 제 2 금형을 이용하여 상기 굽혀진 블랭크를 원형으로 성형하는 단계;를 포함하는 코니컬 튜브의 제조 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 블랭크를 굽히는 단계는 그 길이 방향을 따라 폭이 다른 U형 형태의 상 기 제 1 금형을 이용하여, 상기 블랭크를 U형 형태로 굽히는 것을 특징으로 하는 코니컬 튜브의 제조 방법.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 블랭크를 원형으로 성형하는 단계는 그 길이 방향을 따라 그 직경이 다른 O형 형태의 상기 제 2 금형을 이용하여, 상기 굽혀진 블랭크를 O형 형태로 굽히는 것을 특징으로 하는 코니컬 튜브의 제조 방법.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 블랭크를 원형으로 성형하는 단계는 상기 제 2 금형의 길이 방향을 따라 돌출되어, 상기 굽혀진 블랭크의 양 측단부 사이에 개입되는 돌기에 의해, 상기 블랭크의 양 측단부가 소정 거리로 이격되면서 상기 블랭크가 원형으로 성형되는 것을 특징으로 하는 코니컬 튜브의 제조 방법.
7. 제 3 항에 있어서,

   상기 원형으로 성형된 블랭크의 양 측단부를 레이저 용접하는 단계를 더 포함하는 코니컬 튜브의 제조 방법.

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