KR102295243B1 - 곡직 장치 - Google Patents

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Abstract

곡직 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 수평부, 상기 제1 수평부로부터 제1 수평방향으로 이격되도록 배치되는 제2 수평부, 및 상기 제1 수평부와 상기 제2 수평부로부터 상향 이격되도록 배치되는 제3 수평부를 포함하고, 상기 제1 수평부와 상기 제2 수평부 사이에는 이동통로가 형성되는 프레임; 상기 프레임에 결합되는 가열토치; 상기 제1 수평부와 상기 제3 수평부 사이에 배치되어, 상기 프레임에 상하방향의 회전축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 가압롤러; 상기 제2 수평부의 하측에 상하방향의 회전축을 중심으로 회전 가능하게 배치되는 주행롤러; 및 상기 프레임에 탑재되어 상기 주행롤러를 회전시키는 구동부를 포함하는 곡직 장치가 제공될 수 있다.

Description

곡직 장치{FAIRING APPARATUS}
본 발명은 곡직 장치에 관한 것이다.
선박 건조 중에는 용접 작업이 빈번하게 이루어질 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 것처럼 선체 외판(side shell)(1)의 내면에 상부 데크(upper deck)(2)를 연결할 때에도 용접 작업이 이루어질 수 있다. 이때, 선체 외판(1)의 상부 데크(2)와 만나는 부분, 즉 거널(gunwale)에서는 용접 작업 시 발생하는 열에 의한 굽힘 변형이 발생할 수 있다.
따라서, 용접 작업 후에는 선체 외판(1)을 평평하게 펴는 곡직 작업(fairing work)이 이루어지는 것이 일반적이다.
종래 곡직 작업은 토치(3)에 의해 선체 외판(1)의 외면을 가열하는 방식으로 이루어졌다.
하지만, 종래 곡직 작업은 단순 가열 작업뿐이어서 곡직 작업 후에도 열 변형의 일부가 복원되지 않은 채 남아 있어 곡직 작업을 수 차례 수행하여야 하는 문제가 있었고, 그로 인해 도장 손상 및 공정 지연이 발생하는 문제도 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2015-0056103호(2015.05.26, 곡직 작업용 자동 캐리지)
본 발명의 실시 예는 곡직 효율을 높일 수 있는 곡직 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 수평부, 상기 제1 수평부로부터 제1 수평방향으로 이격되도록 배치되는 제2 수평부, 및 상기 제1 수평부와 상기 제2 수평부로부터 상향 이격되도록 배치되는 제3 수평부를 포함하고, 상기 제1 수평부와 상기 제2 수평부 사이에는 이동통로가 형성되는 프레임; 상기 프레임에 결합되는 가열토치; 상기 제1 수평부와 상기 제3 수평부 사이에 배치되어, 상기 프레임에 상하방향의 회전축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 가압롤러; 상기 제2 수평부의 하측에 상하방향의 회전축을 중심으로 회전 가능하게 배치되는 주행롤러; 및 상기 프레임에 탑재되어 상기 주행롤러를 회전시키는 구동부를 포함하고, 상기 가압롤러 및 상기 주행롤러는 상기 이동통로에 삽입된 곡직대상물의 양면에 접촉하고, 상기 가열토치는 상기 곡직대상물을 가열하고, 상기 가압롤러 및 상기 주행롤러는 상호간에 상하 방향으로 이격되도록 배치되고, 상기 곡직 장치의 무게중심은 상기 이동통로로부터 상기 제1 수평방향으로 이격되도록 배치되어, 상기 곡직대상물의 타면이 상기 주행롤러에 의해 지지된 상태에서 상기 가압롤러가 상기 주행롤러의 상측에서 상기 곡직대상물의 일면을 상기 제1 수평방향으로 가압하는 곡직 장치가 제공될 수 있다.
상기 가압롤러 및 상기 주행롤러는 상기 이동통로에 삽입된 곡직대상물의 양면에 접촉하고, 상기 가열토치는 상기 곡직대상물을 가열할 수 있다.
상기 가압롤러의 직경은 상기 제1 수평부로부터 상하방향으로 멀어질수록 증가할 수 있다.
상기 제1 수평부에 상기 제1 수평방향의 회전축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 지지롤러를 포함하고, 상기 지지롤러는 상기 곡직대상물의 일면에 용접된 용접대상물 상에 안착될 수 있다.
상기 곡직 장치의 무게중심은 상기 이동통로로부터 상기 제1 수평방향으로 이격 배치될 수 있다.
상기 제2 수평부의 상기 제1 수평방향으로의 길이는 상기 제2 수평부의 상기 제1 수평방향으로의 길이보다 길고, 상기 가압롤러는 니들 롤러일 수 있다.
상기 프레임으로부터 상기 제1 수평방향으로 돌출되도록 결합되는 웨이트 바를 포함할 수 있다.
상기 프레임으로부터 상기 제1 수평방향으로 이격되도록 배치되는 중량체를 포함하고, 상기 웨이트 바는 상기 제1 수평방향을 따라 상호간에 이격되도록 배치되는 복수의 고리를 구비하고, 상기 중량체는 상기 복수의 고리 중 하나에 결합될 수 있다.
상기 프레임 상에 상기 제1 수평방향을 따라 연장되도록 결합되는 가이드 바; 및 상기 가열토치와 상기 가이드 바를 연결하는 링크 어셈블리를 포함할 수 있다.
상기 링크 어셈블리는 적어도 하나 이상의 관절을 통해 상호간에 연결되는 복수의 링크를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 곡직대상물을 가열토치에 의해 가열하면서 가압롤러에 의해 제1 수평방향으로 가압하여 펼 수 있어 곡직 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 곡직 작업을 설명하기 위한 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 곡직 장치의 사시도이고,
도 3은 도 2의 분해 사시도이고,
도 4는 도 2의 프레임을 도시한 정면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어는, 명백히 다른 의미로 정의되어 있지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 단지 특정 실시 예를 설명하기 위한 것으로 볼 것이지 본 발명을 제한하고자 하는 의도가 있는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 특별한 기재가 없는 한 복수형도 포함하는 것으로 볼 것이다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 기재된 경우, 해당 부분은 다른 구성요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미한다.
또한, 어떤 구성요소 "상"으로 기재된 경우, 해당 구성요소의 위 또는 아래를 의미하고, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결" 또는 "결합"된다고 기재된 경우, 해당 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 결합되는 경우뿐만 아니라, 해당 구성요소가 또 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결 또는 결합되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 어떤 구성요소를 설명하는데 있어서 제1, 제2 등의 용어를 사용할 수 있지만, 이러한 용어는 해당 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 곡직 장치의 사시도이고, 도 3은 도 2의 분해 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 곡직 장치(10)는 프레임(100), 가열토치(200), 가압롤러(300), 주행롤러(310) 및 구동부(400)를 포함할 수 있고, 지지롤러(320), 웨이트 바(500), 중량체(600), 가이드 바(700) 및/또는 링크 어셈블리(800)를 더 포함할 수도 있다.
도 4는 도 2의 프레임을 도시한 정면도이다.
도 4를 참조하면, 프레임(100)은 제1 수평부(110), 제2 수평부(120) 및 제3 수평부(130)를 포함할 수 있고, 제4 수평부(140), 제1 연결부(150), 제2 연결부(160) 및/또는 제3 연결부(170)를 더 포함할 수도 있다.
제1 수평부(110)의 X 방향의 후단 면은 제2 수평부(120)의 X 방향의 선단 면과 마주보게 배치될 수 있다.
제2 수평부(120)는 제1 수평부(110)로부터 X 방향으로 이격되도록 배치될 수 있다.
따라서, 제1 수평부(110)와 제2 수평부(120) 사이에는 Y 방향으로 연장되는 이동통로(180)가 형성될 수 있다. 이동통로(180)에는 곡직대상물, 예를 들어 선체 외판(1, 도 1 참조)이 삽입될 수 있다. 이때, 곡직대상물의 일면에 용접되는 용접대상물, 예를 들어 상부 데크(2, 도 1 참조)는 제1 수평부(110)의 하측에 배치될 수 있다.
제3 수평부(130)는 제1 수평부(110) 및 제2 수평부(120)로부터 Z 방향으로 이격되도록 배치될 수 있다.
제4 수평부(140)는 제2 수평부(120)로부터 Z 방향의 반대 방향으로 이격되도록 배치될 수 있다.
제1 연결부(150)는 제1 수평부(110)의 X 방향의 선단과 제3 수평부(130)의 X 방향의 선단을 연결할 수 있고, 제2 연결부(160)는 제2 수평부(120)의 X 방향의 후단과 제3 수평부(130)의 X 방향의 후단을 연결할 수 있으며, 제3 연결부(170)는 제2 수평부(120)의 중앙부와 제4 수평부(140)의 X 방향의 후단을 연결할 수 있다.
제1 수평부(110), 제2 수평부(120), 제3 수평부(130) 및 제4 수평부(140)는 Z 방향에 수직한 플레이트 형상일 수 있고, 제1 연결부(150), 제2 연결부(160) 및 제3 연결부(170)는 X 방향에 수직한 플레이트 형상일 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. X 방향은 제1 수평방향일 수 있고, Y 방향은 제2 수평방향일 수 있으며, Z 방향은 상하방향일 수 있다. X 방향, Y 방향 및 Z 방향은 상호간에 수직으로 교차할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 가열토치(200)는 프레임(100)에 결합될 수 있고, 이동통로(180)에 삽입된 곡직대상물, 특히 용접 부위의 타면을 가열하도록 배치될 수 있다.
가압롤러(300)는 제1 수평부(110)와 제3 수평부(130) 사이에서 이동통로(180)에 삽입된 곡직대상물의 일면에 접촉하도록 배치될 수 있고, 주행롤러(310)는 제2 수평부(120)의 하측에서 이동통로(180)에 삽입된 곡직대상물의 타면에 접촉하도록 배치될 수 있다.
또한, 곡직 장치(10)의 무게중심은 이동통로(180)로부터 X 방향으로 이격되도록 배치될 수 있다.
따라서, 곡직대상물의 일면 상부에는 가압롤러(300)에 의한 X 방향으로의 하중이 가해질 수 있고, 곡직대상물의 타면 하부에는 주행롤러(310)에 의한 X 방향의 반대 방향으로의 하중이 가해질 수 있다.
특히, 가압롤러(300)의 직경은 제1 수평부(110)로부터 Z 방향으로 멀어질수록 증가할 수 있다. 이로 인해, 곡직 효율이 향상될 수 있다. 예를 들어, 가압롤러(300)의 상단 직경이 22mm인 경우에 가압롤러(300)의 하단 직경은 20mm일 수 있고, 가압롤러(300)의 외주면은 제1 수평부(110)의 상면과 경사지게 연장될 수 있다.
가압롤러(300)는 프레임(100)에 Z 방향의 회전축을 중심으로 회전 가능하게 결합될 수 있다.
예를 들어, 가압롤러(300)의 회전축은 제1 수평부(110) 및 제3 수평부(130)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
주행롤러(310)는 프레임(100)에 Z 방향의 회전축을 중심으로 회전 가능하게 결합될 수 있고, 프레임(100)에 탑재된 구동부(400), 예를 들어 모터에 의해 회전할 수 있다.
따라서, 곡직 장치(10)는 주행롤러(310)의 회전 운동에 의해 Y 방향으로 이동하면서 곡직대상물에 대한 곡직 작업을 연속적으로 수행할 수 있다.
예를 들어, 주행롤러(310)의 회전축은 제3 수평부(130) 상에 탑재되는 모터의 회전축일 수 있고, 제2 수평부(120), 제3 수평부(130) 및 제4 수평부(140)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
지지롤러(320)는 제1 수평부(110)에 X 방향의 회전축을 중심으로 회전 가능하게 결합되어 용접대상물 상에 안착될 수 있다. 예를 들어, 제1 수평부(110)에는 지지롤러(320)가 배치되는 관통 홀(110a)이 형성될 수 있고, 지지롤러(320)는 제1 수평부(110)의 하면보다 하향 돌출되도록 배치될 수 있다.
웨이트 바(weight bar)(500)는 프레임(100)에 결합될 수 있고, 프레임(100)으로부터 X 방향으로 돌출되도록 X 방향으로 연장될 수 있다. 따라서, 곡직 장치(10)의 무게중심은 이동통로(180)로부터 X 방향으로 이격되도록 배치될 수 있다.
그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 제2 수평부(120)의 X 방향으로의 길이를 제1 수평부(110)의 X 방향의 길이보다 길게 형성함으로써 이와 같은 효과를 대체 내지 향상시킬 수도 있다. 이 경우, 가압롤러(300) 및/또는 지지롤러(320)는 니들 롤러(needle roller)로 구성됨으로써 상대적으로 짧은 제1 수평부(110) 상의 공간 활용도를 높일 수도 있다.
웨이트 바(500)는 X 방향을 따라 상호간에 이격되도록 배치되는 복수의 고리(510)를 구비할 수 있다.
복수의 고리(510)는 프레임(100)으로부터 X 방향으로 이격되도록 배치될 수 있다.
중량체(600)는 복수의 고리(510) 중 하나에 결합될 수 있다. 따라서, 곡직대상물의 굽힘 변형 정도 등에 따라 중량체(600)의 결합 위치를 변경함으로써 곡직대상물에 가해지는 하중 내지 복원력의 크기를 조절할 수 있다.
가이드 바(700)는 프레임(100), 예를 들어 제3 수평부(130) 상에서 X 방향으로 연장되도록 프레임(100)에 결합될 수 있고, 링크 어셈블리(800)는 가열토치(200)와 가이드 바(700)를 연결할 수 있다.
가이드 바(700)는 한 쌍으로 이루어질 수 있고, 한 쌍의 가이드 바(700)는 제3 수평부(130)의 Y 방향으로의 양단에 각각 배치될 수 있다. 따라서, 곡직 장치(10)의 주행 방향에 따라 링크 어셈블리(800)가 결합되는 가이드 바(700)를 변경할 수도 있다.
링크 어셈블리(800)는 가이드 바(700)에 결합되는 클램프(810), 가열토치(200)가 결합되는 토치홀더(820), 및 클램프(810)와 토치홀더(820)를 연결하고 적어도 하나 이상의 관절(830)을 통해 상호간에 연결되는 복수의 링크(840)를 포함할 수 있다.
클램프(810)의 결합 위치는 가이드 바(700)의 길이 방향을 따라 조절될 수 있다.
토치홀더(820), 및 토치홀더(820)에 결합되는 가열토치(200)의 위치는 관절(830)을 통해 복수의 링크(840) 상호간의 각도를 변경함으로써 자유롭게 조절될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 기술사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 실시 예를 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
1: 선체 외판 2: 상부 데크
10: 곡직 장치 100: 프레임
110: 제1 수평부 110a: 관통 홀
120: 제2 수평부 130: 제3 수평부
140: 제4 수평부 150: 제1 연결부
160: 제2 연결부 170: 제3 연결부
180: 이동통로 200: 가열토치
300: 가압롤러 310: 주행롤러
320: 지지롤러 400: 구동부
500: 웨이트 바 510: 고리
600: 중량체 700: 가이드 바
800: 링크 어셈블리 810: 클램프
820: 토치홀더 830: 관절
840: 링크

Claims (5)

  1. 제1 수평부, 상기 제1 수평부로부터 제1 수평방향으로 이격되도록 배치되는 제2 수평부, 및 상기 제1 수평부와 상기 제2 수평부로부터 상향 이격되도록 배치되는 제3 수평부를 포함하고, 상기 제1 수평부와 상기 제2 수평부 사이에는 이동통로가 형성되는 프레임;
    상기 프레임에 결합되는 가열토치;
    상기 제1 수평부와 상기 제3 수평부 사이에 배치되어, 상기 프레임에 상하방향의 회전축을 중심으로 회전 가능하게 결합되며, 상기 제1 수평부로부터 상하방향으로 멀어질수록 직경이 증가하는 가압롤러;
    상기 제2 수평부의 하측에 상하방향의 회전축을 중심으로 회전 가능하게 배치되는 주행롤러; 및
    상기 프레임에 탑재되어 상기 주행롤러를 회전시키는 구동부를 포함하고,
    상기 가압롤러 및 상기 주행롤러는 상기 이동통로에 삽입된 곡직대상물의 양면에 접촉하고,
    상기 가열토치는 상기 곡직대상물을 가열하고,
    상기 가압롤러 및 상기 주행롤러는 상호간에 상하 방향으로 이격되도록 배치되고, 상기 곡직 장치의 무게중심은 상기 이동통로로부터 상기 제1 수평방향으로 이격되도록 배치되어, 상기 곡직대상물의 타면이 상기 주행롤러에 의해 지지된 상태에서 상기 가압롤러가 상기 주행롤러의 상측에서 상기 곡직대상물의 일면을 상기 제1 수평방향으로 가압하는 곡직 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수평부에 상기 제1 수평방향의 회전축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 지지롤러를 포함하고,
    상기 지지롤러는 상기 곡직대상물의 일면에 용접된 용접대상물 상에 안착되는 곡직 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 수평부의 상기 제1 수평방향으로의 길이는 상기 제1 수평부의 상기 제1 수평방향으로의 길이보다 길고,
    상기 가압롤러는 니들 롤러인 곡직 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프레임으로부터 상기 제1 수평방향으로 돌출되도록 결합되는 웨이트 바; 및
    상기 프레임으로부터 상기 제1 수평방향으로 이격되도록 배치되는 중량체를 포함하고,
    상기 웨이트 바는 상기 제1 수평방향을 따라 상호간에 이격되도록 배치되는 복수의 고리를 구비하고,
    상기 중량체는 상기 복수의 고리 중 하나에 결합되는 곡직 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 상에 상기 제1 수평방향을 따라 연장되도록 결합되는 가이드 바; 및
    상기 가열토치와 상기 가이드 바를 연결하는 링크 어셈블리를 더 포함하고,
    상기 링크 어셈블리는 적어도 하나 이상의 관절을 통해 상호간에 연결되는 복수의 링크를 포함하는 곡직 장치.
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