KR102412877B1 - 중공관용 충전모듈 및 이를 이용한 중공관 충전 방법 - Google Patents

중공관용 충전모듈 및 이를 이용한 중공관 충전 방법 Download PDF

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Abstract

중공관용 충전모듈이 개시된다. 본 발명의 중공관용 충전모듈은, 중공관에 다수개 삽입되어 충전되는 중공관용 충전모듈에 있어서, 상기 중공관에 삽입되고, 내부에 중공이 형성되는 충전관과, 내부에 중공이 형성되고, 상기 충전관의 내벽을 따라 배치되는 제1충전유닛 그리고 상기 제1충전유닛의 중공에 배치되는 제2충전유닛을 포함할 수 있다.

Description

중공관용 충전모듈 및 이를 이용한 중공관 충전 방법{FILLING MODULE AND FILLING METHOD THEREOF FOR PIPE}
본 발명은 중공관용 충전모듈에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 긴 중공관을 충전하기 위해 복수 개로 사용되는 충전모듈에 관한 것이다.
본 발명은 중공관용 충전모듈을 이용한 중공관 충전 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 긴 중공관을 충전하기 위해 복수 개의 충전모듈을 사용하는 중공관 충전 방법에 관한 것이다.
주조 공법을 사용하여 제품을 성형할 때, 중공관을 코어로 이용하면 내부에 중공이 형성된 제품을 만들 수 있다. 중공관을 코어로 이용할 때, 주조 과정시 중공관이 찌그러지지 않도록 중공관 내부에 충전재를 채워 넣는다. 그 후 중공관을 금형에 넣고, 금형에 용탕을 공급하면 내부에 중공이 형성된 제품이 만들어진다.
상술한 성형 방법이 '한국등록특허공보 제10-1826017호'에 제시되어 있다. '한국등록특허공보 제10-1826017호'의 코어를 이용한 중공제품 제조방법은 강관 내부에 충전재를 채워 넣을 때, 한 번에 강관 전체에 충전재를 채워넣어야한다. 이로 인해 강관이 길어질수록 강관 내부에 충전재를 고르게 채워넣기 힘들다는 문제점이 있다. 특히, 상기 강관의 길이가 1m를 넘어가면 상기 강관 내부에 충전재를 고르게 채워넣기 힘들어질 수 있다.
한국등록특허공보 제10-1826017호
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 중공관에 삽입할 수 있는 독립된 충전모듈을 제공하는 것을 다른(another) 목적으로 한다.
본 발명은 복수의 충전모듈을 구비하여, 중공관을 충전하는 방법을 제공하는 것을 다른(another) 목적으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 중공관에 다수개 삽입되어 충전되는 중공관용 충전모듈에 있어서, 상기 중공관에 삽입되고, 내부에 중공이 형성되는 충전관과, 내부에 중공이 형성되고, 상기 충전관의 내벽을 따라 배치되는 제1충전유닛 그리고 상기 제1충전유닛의 중공에 배치되는 제2충전유닛을 포함하는, 중공관용 충전모듈이 제공될 수 있다.
본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 중공관을 준비하는 단계(S110)와, 상기 중공관 내의 중공비율을 기준값과 대비하는 단계(S120)와, 상기 중공비율이 상기 기준값 이상이면, 상기 중공관에 충전모듈을 삽입하는 단계(S130) 그리고 상기 중공비율이 상기 기준값 보다 작으면, 상기 중공관의 외벽을 가압하는 단계(S140)를 포함하는, 중공관용 충전모듈을 이용한 중공관 충전 방법(S100)이 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 중공관용 충전모듈의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 중공관 내에 밀어넣기 쉬운 충전모듈이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 길이가 긴 중공관에 충전재가 고르게 채워지는 충전모듈이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 복수의 충전모듈을 구비하여, 중공관을 충전하는 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예를 따른 중공제품(10)을 나타낸 도면이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예를 따른 중공관(100)의 종단면을 나타낸 도면이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예를 따른 충전모듈(200)의 종단면을 나타낸 도면이다.
도 4는, 도 2의 중공관(100)의 내부를 도 3의 충전모듈(200)로 채운 모습을 나타낸 도면이다.
도 5(a)는, 도 4의 중공관(100) 및 충전모듈(200)의 횡단면을 나타낸 도면이다.
도 5(b)는, 본 발명의 다른 실시예를 따는 중공관(100) 및 충전모듈(200)의 횡단면을 나타낸 도면이다.
도 6은, 도 3의 충전모듈(200)을 이용한 도 2의 중공관(100) 충전 방법을 나타낸 플로우차트이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들의 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수도 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 중공제품(10)을 나타낸 도면이다. 중공제품(10)은 중공관(100)을 포함한 주조 제품으로 만들어질 수 있다. 중공제품(10)은 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 중공관(100)은 중공제품(10)의 상부에 배치되는 제1측(110)에서 중공제품(10) 내부로 연장되게 형성될 수 있다. 중공제품(10) 내부의 중공관(100)은, 중공제품(10)의 외벽의 안쪽을 따라 연장되게 형성될 수 있다. 중공제품(10) 내부의 중공관(100)은 코일 스프링 형상일 수 있다. 중공제품(10) 내부의 중공관(100)은 중공제품(10)의 하부에 배치되는 제2측(120)으로 연장되게 형성될 수 있다. 중공관(100)의 길이방향은, 중공관(100)이 제1측(110)에서 제2측(120)으로 연장되는 방향일 수 있다. 중공관(100)은 원형의 파이프 형태로 형성될 수 있다.
중공제품(10)을 만들기 위해서는, 금형(미도시) 내부에 중공관(100)을 설치한 후, 상기 금형에 용탕을 부어 중공제품(10)을 성형할 수 있다. 이 때, 중공관(100)이 상기 용탕의 압력에 의해 찌그러지는 형상을 방지하기 위해, 중공관(100) 내부에 충전모듈(200)을 삽입할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예를 따른 중공관(100)의 종단면을 나타낸 도면이다. 중공관(100)이 코일스프링 형상으로 형성될 경우, 중공관(100)에는 굴곡진 구간이 형성될 수 있다. 도 2에서는 설명의 편의를 위해 일직선의 형태로 도시하였다. 중공(150)은 중공관(100)의 내부에 형성될 수 있다. 중공(150)은 중공관(100)의 길이방향으로 형성될 수 있다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예를 따른 충전모듈(200)의 종단면을 나타낸 도면이다. 충전모듈(200)은 중공을 포함하는 충전관(210)과, 충전관(210) 내측에 충전되는 제1충전유닛(220)과, 제1충전유닛(220) 내측에 충전되는 제2충전유닛(230)을 포함할 수 있다.
충전관(210)은 원형의 파이프 형태로 형성될 수 있다. 즉, 충전관(210)의 내부에는 중공이 형성될 수 있다. 충전관(210)의 외측 지름은 중공관(100)의 내측 지름보다 작게 형성될 수 있다. 충전관(210)의 외측 지름과, 중공관(100)의 내측 지름의 길이 차이는 충전관(210)의 중공관(100) 간의 최소한의 조립 공차일 수 있다. 충전관(210)의 길이방향은 중공관(100)의 길이방향과 동일할 수 있다. 충전관(210)의 길이방향 길이는 1m 이하로 생성될 수 있다. 충전관(210)은 중공(150)에 중공관(100)의 길이방향으로 삽입될 수 있다.
충전관(210)의 재질과 중공관(100)의 재질은, 동일한 금속 또는 비철금속 재질일 수 있다. 충전관(210)의 재질과 중공관(100)의 재질은, 서로 금속 결합이 가능한, 금속 또는 비철금속 재질일 수 있다. 충전관(210)과 중공관(100) 사이의 마찰계수가 작아지면, 충전관(210)을 중공관(100) 내부에 밀어넣기 쉬워질 수 있다. 고압주조 과정에서 용탕의 고온에 의해, 중공관(100)의 내벽과, 충전관(210)의 외벽의 일부가 녹으면, 중공관(100)의 내벽과, 충전관(210)의 외벽이 결합될 수 있다.
제1충전유닛(220)은 충전관(210)의 내벽의 둘레를 따라 소정의 두께를 가지며 배치될 수 있다. 제1충전유닛(220)의 내측에는 중공이 형성될 수 있다.
제1충전유닛(220)의 재질은 수용성 분말일 수 있다. 상기 수용성 분말은 기공률 3% 이상일 수 있다. 제1충전유닛(220)의 재질은 수용성 입자일 수 있다. 상기 수용성 입자는 기공률이 3% 이상일 수 있다. 이로 인해 제1충전유닛(220)은 워터젯을 분사할 경우 쉽게 제거될 수 있다.
제2충전유닛(230)의 제1충전유닛(220)의 중공에 배치될 수 있다. 제2충전유닛(230)은 제1충전유닛(220)의 중공을 채울 수 있다.
제2충전유닛(230)의 재질은 무기물 분말 또는 금속 분말일 수 있다. 상기 무기물 분말 또는 상기 금속 분말은 기공률이 5% 이상이고, 50% 이하일 수 있다. 제2충전유닛(230)의 재질은 무기물 입자 또는 금속 입자일 수 있다. 상기 무기물 입자 또는 상기 금속 입자는 기공률이 5% 이상이고, 50% 이하일 수 있다. 제1충전유닛(220)을 워터젯으로 제거하면, 충전관(210)과 제2충전유닛(230) 사이에 간극이 형성되므로, 제2충전유닛(230)을 쉽게 제거할 수 있다.
중공관(100)의 내벽과 충전관(210) 외벽 사이에 조립 공차가 형성되고, 중공관(100) 및 충전관(210)이 금속 또는 비철금속 재질로 형성되기 때문에, 충전모듈(200)을 중공(150)에 설치하기 쉬워질 수 있다. 이로 인해, 중공관(100)의 길이방향 길이가 길더라도, 중공(150)을 복수의 충전모듈(200)로 채우기 쉬워지므로, 중공관(100) 내의 충전모듈(200)이 골고루 채워질 수 있다.
도 4는, 중공관(100)의 내부를 충전모듈(200)로 채운 모습을 나타낸 도면이다.
충전모듈(200)은 중공관(100) 내부에 삽입될 수 있다. 충전모듈(200)은 중공관(100) 내부에 2개 이상 삽입될 수 있다. 이로 인해 충전모듈(200)과 충전모듈(200) 사이에는 간격(G)이 형성될 수 있다. 주조 후, 제1충전유닛(220)과 제2충전유닛(230)을 제거 하고 나면, 중공관(100) 내부에는 충전관(210)이 남을 수 있다. 이 때, 충전관(210) 사이의 간격(G)으로 인해, 중공관(100)의 냉각 기능이 저해되지 않는다.
상술한 바와 달리, 충전모듈(200)을 삽입하기 전에 복수의 충전모듈(200)을 물리적으로 접착할 수 있다. 이 경우 주조 후, 제1충전유닛(220)과 제2충전유닛(230)을 제거하고 나면, 중공관(100) 내부에 남는 충전관(210) 사이에도 간격(G)이 발생하지 않을 수 있다.
도 5(a)는, 중공관(100) 및 충전모듈(200)의 횡단면을 나타낸 도면이다. 중공관(100)을 충전모듈(200)로 채우고 나면, 중공관(100)의 외벽에 압력을 가할 수 있다. 중공관(100)의 외벽에 압력이 가해지면, 중공관(100) 내벽과 충전관(210)의 외벽의 조립 공차를 줄일 수 있다. 즉, 중공관(100) 내벽과 충전관(210)의 외벽이 서로 맞닿을 수 있다. 이 때, 충전관(210) 내부는 제1충전유닛(220) 및 제2충전유닛(230)으로 채워져있으므로, 충전관(210)은 안쪽으로 찌그러지지 않을 수 있다.
이로 인해 충전모듈(200)이 중공관(100)에서 빠지기 어려워질 수 있다. 또한, 중공관(100)을 금형에 넣고 주조로 중공제품(10)을 제작할 때, 용탕의 압력에 의한 중공관(100)의 변형을 최소화할 수 있다.
도 5(b)는, 본 발명의 다른 실시예를 따른 중공관(100) 및 충전모듈(200)의 횡단면을 나타낸 도면이다. 상술한 바와 달리, 중공관(100) 및 충전관(210)은 사각형 파이프 형상일 수 있다. 제1충전유닛(220)은 충전관(210)의 형태를 따라 사각 형태일 수 있다. 제2충전유닛(230)은 원형의 형태일 수 있다.
상술한 바와 달리, 중공관(100), 충전관(210), 제1충전유닛(220) 또는 제2충전유닛(230)은, 삼각형, 사각형, 다각형, 반원 등의 형태일 수 있다.
도 6은, 충전모듈(200)을 이용한 중공관(100) 충전 방법(S100)을 나타낸 플로우차트이다. 도 6은, 도 2 내지 도 5와 함께 설명될 수 있다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 충전모듈(200)을 이용한 중공관(100) 충전 방법(S100)은, 중공관 준비 단계(S110)를 포함할 수 있다. 이 단계(S110)에서 내부에 중공(150)이 형성되는 중공관(100)이 마련될 수 있다.
충전모듈(200)을 이용한 중공관(100) 충전 방법(S100)은, 중공관 내 중공비율을 기준값과 비교하는 단계(S120)를 포함할 수 있다. 이 단계(S120)에서, 중공관(100) 내부의 중공(150)이 충전모듈(200)로 채워져있나를 판단할 수 있다. 중공관(100)의 중공(150)이 충전모듈(200)로 많이 채워져있을수록, 중공관(100) 내 중공비율은 낮아지게 된다.
상기 기준값은 0에 가까울 수 있다. 상기 중공비율이 상기 기준값보다 높으면, 중공(150)에 충전모듈(200)이 채워지지 않은 부분이 남아있다는 것을 알 수 있다. 상기 중공비율이 상기 기준값보다 낮아지게 되면, 중공(150)의 대부분이 충전모듈(200)로 채워졌음을 알 수 있다.
충전모듈(200)을 이용한 중공관(100) 충전 방법(S100)은, 충전모듈(200) 삽입 단계(S130)를 포함할 수 있다. 이 단계(S130)에서, 중공관(100) 내부의 중공(150)에 충전모듈(200)을 삽입할 수 있다. 전 단계(S120)에서 상기 중공비율이 상기 기준값 이상이면, 이 단계(S130)를 실시할 수 있다. 이 단계(S130)가 끝나면 다시 전 단계(S120)로 넘어갈 수 있다.
충전모듈(200)을 이용한 중공관(100) 충전 방법(S100)은, 중공관(100) 외벽 가압 단계(S140)를 포함할 수 있다. 이 단계(S140)에서, 충전모듈(200)로 채워진 중공관(100)의 외벽을 가압하여, 충전모듈(200)의 외벽과 중공관(100)의 내벽 사이의 간극을 좁힐 수 있다. 전 단계(S120)에서 상기 중공비율이 상기 기준값 미만이면, 전 단계(S120)를 종료하고 이 단계(S140)를 실시할 수 있다.
앞에서 설명된 본 발명의 어떤 실시예 또는 다른 실시예들은 서로 배타적이거나 구별되는 것은 아니다. 앞서 설명된 본 발명의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 각각의 구성 또는 기능이 병용되거나 조합될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음을 당업자에게 자명한다. 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
10: 중공제품
100: 중공관
150: 중공
200: 충전모듈
210: 충전관
220: 제1충전유닛
230: 제2충전유닛

Claims (12)

  1. 금형에 중공관을 넣고 주조로 중공제품을 제작할 때, 상기 중공관 내부에 삽입되는 충전모듈에 있어서,
    상기 중공관에 삽입되고, 내부에 중공이 형성되는 충전관;
    내부에 중공이 형성되고, 상기 충전관의 내벽을 따라 배치되는 제1충전유닛; 그리고
    상기 제1충전유닛의 중공에 배치되는 제2충전유닛을 포함하고,
    상기 충전모듈은, 복수 개가 구비되어 상기 중공관 내에 밀어 넣어지는,
    중공관용 충전모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충전관과 상기 중공관은,
    동일한 금속 재질로 형성되는,
    중공관용 충전모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중공관은 금속을 포함하고,
    상기 충전관은 상기 중공관에 결합 가능한 금속을 포함하는,
    중공관용 충전모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1충전유닛은,
    분말 또는 입자의 형태로 형성되는,
    중공관용 충전모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2충전유닛은,
    분말 또는 입자의 형태로 형성되는,
    중공관용 충전모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1충전유닛은 수용성 재질로 형성되고,
    상기 제2충전유닛은 무기물 또는 금속 재질로 형성되는,
    중공관용 충전모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1충전유닛은 기공률이 3% 이상이고,
    상기 제2충전유닛은 기공률이 5% 이상이고, 50% 이하인,
    중공관용 충전모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 중공관의 횡단면은 원형 또는 다각형 형태인,
    중공관용 충전모듈.
  9. 중공관을 준비하는 단계(S110);
    상기 중공관 내의 중공비율을 기준값과 대비하는 단계(S120);
    상기 중공비율이 상기 기준값 이상이면, 상기 중공관에 충전모듈을 삽입하는 단계(S130); 그리고
    상기 중공비율이 상기 기준값 보다 작으면, 상기 중공관의 외벽을 가압하는 단계(S140)를 포함하고,
    상기 충전모듈은, 복수 개가 구비되어 상기 중공관 내에 밀어 넣어지는,
    중공관용 충전모듈을 이용한 중공관 충전 방법(S100).
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 충전모듈 중에서 인접하는 양 충전모듈의 사이에 간극이 형성되는,
    중공관용 충전모듈을 이용한 중공관 충전 방법(S100).
  12. 제9항에 있어서,
    2개 이상의 상기 충전모듈은, 상기 중공관 내에 삽입되기 전 물리적으로 결합되는,
    중공관용 충전모듈을 이용한 중공관 충전 방법(S100).
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