KR102461830B1 - 상수도관용 스파이크링 및 그 제조방법 - Google Patents

상수도관용 스파이크링 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내측면에 고정돌기(11)를 길이방향으로 형성하는 소재(10a)를 압출하는 소재 압출단계; 상기 소재(10a)를 일정길이를 갖도록 절단하는 소재 절단단계; 상기 절단한 소재(10a)의 중간은 반원형상이고 양단은 수직방향으로 돌출하도록 단조하는 1차 단조단계; 상기 1차 단조한 소재(10a)의 양단을 내측으로 절곡하는 소재 양단 절곡단계; 상기 소재(10a)를 원형의 스파이크링(10)으로 단조하는 2차 단조단계;를 포함하는 상수도관용 스파이크링 제조방법을 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 단조성형을 통해서 스파이크링의 강도 및 내구성을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 본 발명은 단조성형 후 발생할 수 있는 스프링 백을 최소화하여 생산품질을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Description

상수도관용 스파이크링 및 그 제조방법{Spike ring for water pipe and its manufacturing method}
본 발명은 상수도관용 스파이크링 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스프링 백을 최소화하고 단조 성형을 통해서 생산품질 및 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 상수도관용 스파이크링 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 상수도관용 스파이크링(신축링)은 상수도관과 상수도관 사이를 연결하는 연결장치 또는 연결소켓의 내부에 포함하여 상수도관의 외주면에 견고하게 고정하는 역할을 수행한다.
이러한 스파이크링(10)은 도 1에 도시한 바와 같이 내경에 상수도관의 외주면에 밀착하여 고정할 수 있도록 고정돌기(11)를 형성하고 일측에 절단부(12)를 형성하여 스파이크링(10)이 상수도관의 외주면에 밀착하는 과정에서 내측으로 휘어질 수 있도록 여유공간을 확보한다.
그러나 종래에는 스파이크링을 다이캐스팅 주조를 통해서 제조하므로 재질의 특성에 따라서 가스 기공이 발생하여 강도를 저하시키는 문제를 갖게 되었다.
또한, 상수도관의 외주면에 밀착할 수 있도록 휘어지는 연성이 부족하여 상수도관을 견고하게 고정할 수 없으므로 누수현상이 발생하는 문제를 갖게 되었다.
특히 다이캐스팅 주조후 절삭가공을 진행해야 하므로 단류선(Metal flow) 끓김 현상이 발생하여 내구성 및 사용수명을 저하시키는 문제를 갖게 되었다.
한국공개특허공보 제10-2001-0100707호(2001.11.14.) 한국공개특허공보 제10-2005-0026161호(2005.03.15.) 한국등록특허공보 제10-0721422호(2007.05.23.) 한국공개특허공보 제10-2011-0028725호(2011.03.22.) 한국공개특허공보 제10-2012-0026589호(2012.03.19.) 한국등록특허공보 제10-1313800호(2013.10.01.)
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해 안출한 것으로서,
본 발명은 압출 및 단조성형을 통해서 강도 및 내구성을 향상할 수 있는 상수도관용 스파이크링 및 그 제조방법을 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 단조성형에서 발생할 수 있는 스프링 백을 최소화할 수 있는 상수도관용 스파이크링 및 그 제조방법을 제공함에 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 상수도관용 스파이크링의 제조방법은,
내측면에 고정돌기(11)를 길이방향으로 형성하는 소재(10a)를 압출하는 소재 압출단계;
상기 소재(10a)를 일정길이를 갖도록 절단하는 소재 절단단계;
상기 절단한 소재(10a)의 중간은 반원형상이고 양단은 수직방향으로 돌출하도록 단조하는 1차 단조단계;
상기 1차 단조한 소재(10a)의 양단을 내측으로 절곡하는 소재 양단 절곡단계;
상기 소재(10a)를 원형의 스파이크링(10)으로 단조하는 2차 단조단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 1차 단조단계는 절단한 소재(10a)를 가압유닛(130)을 이용하여 1차 단조금형(120)의 1차 성형홈(121)의 내측으로 압입시켜 중간은 반원형상이고 양단은 수직방향으로 돌출하도록 단조하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 소재 양단 절곡단계는 소재(10a)를 2차 단조금형(140)의 2차 성형홈(141)에 삽입하고 소재(10a)의 내측에 지지구(151)를 위치하며 상기 2차 단조금형(140)의 양측에 위치하는 밀착유닛(160)의 작동으로 소재(10a)의 양단을 내측으로 휘어질 수 있도록 절곡하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 2차 단조단계는 단조유닛(170)의 작동으로 2차 단조금형(140)를 가압하여 지지구(151)의 외주면을 따라서 소재(10a)가 원형의 스파이크링(10)으로 단조하는 것을 특징으로 한다.
이때 상기 지지구(151)의 외주면 일측에 형성하는 삽입홈(151b)의 내측으로 소재(10a)의 양단이 내측으로 휘어지도록 단조하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명 상수도관용 스파이크링은 상기의 상수도관용 스파이크링 제조방법에 의하여 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 단조성형을 통해서 스파이크링의 강도 및 내구성을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 단조성형 후 발생할 수 있는 스프링 백을 최소화하여 생산품질을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 일반적인 스파이크링의 형태 및 구성을 나타내기 위한 사시도.
도 2 및 도 3은 본 발명 상수도관용 스파이크링 제조방법을 나타내기 위한 순서도.
도 4는 본 발명에서 사용하는 스파이크링 제조장치의 구성을 나타내기 위한 개념도.
도 5는 본 발명에서 사용하는 지지구의 구성을 개략적으로 나타내기 위한 개념도.
도 6 및 도 7은 본 발명에서 사용하는 스파이크링 제조장치의 작동상태를 나타내기 위한 순서도.
상기한 바와 같이 본 발명의 구성을 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2 및 도 3은 본 발명 상수도관용 스파이크링 제조방법을 나타내기 위한 순서도이고, 도 4는 본 발명에서 사용하는 스파이크링 제조장치의 구성을 나타내기 위한 개념도이며, 도 5는 본 발명에서 사용하는 지지구의 구성을 개략적으로 나타내기 위한 개념도이고, 도 6 및 도 7은 본 발명에서 사용하는 스파이크링 제조장치의 작동상태를 나타내기 위한 순서도를 도시한 것이다.
본 발명 상수도관용 스파이크링 제조방법은,
내측면에 고정돌기(11)를 길이방향으로 형성하는 소재(10a)를 압출하는 소재 압출단계;
상기 소재(10a)를 일정길이를 갖도록 절단하는 소재 절단단계;
상기 절단한 소재(10a)의 중간은 반원형상이고 양단은 수직방향으로 돌출하도록 단조하는 1차 단조단계;
상기 1차 단조한 소재(10a)의 양단을 내측으로 절곡하는 소재 양단 절곡단계;
상기 소재(10a)를 원형의 스파이크링(10)으로 단조하는 2차 단조단계;를 포함한다.
1) 이하 상기 소재 압출단계를 설명한다.
본 발명에서 상기 소재 압출단계는 알루미늄합금 등을 재료를 사용하여 압출기 및 압출금형을 통해서 연속적으로 생산한다.
여기서 상기 압출하는 소재(10a)는 내측면에 고정돌기(11)를 길이방향으로 형성하여 원형의 스파이크링(10)을 단조함으로써 상수도관의 외주면에 밀착하여 고정할 수 있다.
2) 이하 상기 소재 절단단계를 설명한다.
본 발명에서 상기 소재 절단단계는 스파이크링(10)의 규격(지름)에 따라서 소재(10a)를 원형으로 단조할 수 있는 일정길이로 절단한다.
이때 상기 소재(10a)를 절단할 수 있도록 형성하는 절단유닛(110)을 사용한다.
이러한 상기 절단유닛(110)은 소재(10a)를 절단할 수 있도록 형성하는 절단날(111); 상기 절단날(111)을 회전시킬 수 있도록 형성하는 구동수단(112);을 포함한다.
특히 상기 절단날(111)은 내측에서 외측으로 갈수록 점차 폭이 중간을 향해서 기울어지는 형상으로 형성하여 상기 소재(10a)의 절단면이 일측으로 기울어지도록 절단함으로써 원형으로 단조하는 소재(10a)의 양끝단 간격이 서로 일정하도록 유도할 수 있다.
또한, 상기 구동수단(112)은 감속기 또는 모터 등을 포함하여 원활한 회전속도를 확보할 수 있다.
3) 이하 상기 1차 단조단계를 설명한다.
본 발명에서 상기 1차 단조단계는 일정길이로 절단한 소재(10a)를 원형으로 단조하기전에 사전에 일정형태로 단조한다.
이때 상기 소재(10a)는 1차 단조단계를 통해서 중간은 반원형상이고 양단은 수직방향으로 돌출하는 형상으로 단조한다.
특히 상기 소재(10a)를 1차 단조할 수 있도록 중간 내측에 반원형상의 1차 성형홈(121)을 형성하는 1차 단조금형(120); 상기 1차 단조금형(120)에 안착한 소재(10a)를 상기 가압유닛(130)의 작동으로 상기 1차 성형홈(121)의 내측으로 가압함으써여 소재(10a)의 중간은 상기 1차 성형홈(121)의 내측에 가압하면서 반원형상으로 단조하고 양단은 수직방향으로 돌출한 형태로 성형할 수 있다.
여기서 상기 가압유닛(130)은 상기 1차 성형홈(121)의 내측에 삽입할 수 있도록 형성하는 원통형상의 가압롤(131); 상기 가압롤(131)을 상하방향으로 이동시킬 수 있도록 형성하는 승하강수단(132);을 포함한다.
한편, 상기 가압롤(131)은 상기 1차 성형홈(121)의 내측으로 삽입하여 소재(10a)를 반원형상으로 성형하기 위한 구성으로, 상기 1차 성형홈(121)의 지름보다 더 작게 형성하여 소재(10a)의 두께에 따라서 원활하게 성형할 수 있다.
특히 상기 승하강수단(132)은 실린더 등을 사용하여 상기 가압롤(131)을 일정한 압력으로 가압시켜 소재(10a)를 성형할 수 있다.
4) 이하 상기 소재 양단 절곡단계를 설명한다.
본 발명에서 상기 소재 양단 절곡단계는 상기 1차 단조단계를 통해서 중간은 반원형상이고 양단은 수직방향으로 돌출하도록 단조한 소재(10a)의 양단을 내측으로 절곡함으로써 2차 단조단계를 진행하는 과정에서 소재(10a)의 양단이 자연스럽게 내측으로 휘어질 수 있도록 유도한다.
여기서 상기 소재 양단 절곡단계는 소재(10a)를 2차 단조금형(140)의 2차 성형홈(141)에 삽입하고 소재(10a)의 내측에 지지구(151)를 위치하며 상기 2차 단조금형(140)의 양측에 위치하는 밀착유닛(160)의 작동으로 소재(10a)의 양단을 내측으로 휘어질 수 있도록 절곡한다.
이때 상기 2차 성형홈(141)은 반원형상으로 내측에 소재(10a)를 삽입 및 지지할 수 있도록 형성한다.
또한, 상기 지지구(151)는 원통형상으로 상기 2차 성형홈(141)의 내부에 삽입한 소재(10a)의 내측을 지지하여 소재(10a)가 원형으로 단조할 수 있도록 유도하는 역할을 수행한다.
특히 상기 지지구(151)는 실린더(152)를 이용하여 상기 2차 성형홈(141)의 내측 또는 외측으로 이동시킬 수 있다.
아울러 상기 지지구(151)의 외주면에는 소재(10a)의 내측면에 형성하는 고정돌기(12)와 맞물리도록 고정홈(151a)을 구비하여 소재(10a)를 원형으로 단조 성형하는 과정에서 지정위치에 고정할 수 있다.
그리고 상기 밀착유닛(160)은 상기 2차 성형홈(141)의 내부에 위치한 소재(10a)의 양단을 내측으로 밀어서 단조유닛(170)과 소재(10a)의 양단이 맞닿을 경우 부하를 최소화하면서 원형으로 단조성형할 수 있도록 유도한다.
즉, 상기 2차 성형홈(141)의 내부에 위치한 소재(10a)의 중간은 반원형상이고 양단은 수직방향으로 세워진 상태에서 소재(10a)의 양단이 상기 단조유닛(170)가 맞닿은 경우 부하 및 변형이 발생할 수 있으므로 사전에 소재(10a)의 양단을 내측으로 밀어서 단조유닛(170)과 맞닿아 자연스럽게 원형의 단조성형을 유도할 수 있다.
이러한 상기 밀착유닛(160)은 전방에 소재(10a)의 측면과 맞닿을 수 있도록 형성하는 밀착구(161); 상기 밀착구(161)를 내측 또는 외측으로 이동시킬 수 있도록 형성하는 이동수단(162);을 포함한다.
여기서 상기 밀착구(161)는 소재(10a)의 측면과 맞닿는 과정에서 마찰을 최소화할 수 있도록 합성수지재질로 형성할 수 있다.
특히 상기 이동수단(162)은 실린더 등을 적용할 수 있다.
5) 이하 상기 2차 단조단계를 설명한다.
본 발명에서 상기 2차 단조단계는 소재(10a)를 원형으로 단조성형하여 최종 스파이크링(10)을 제조한다.
여기서 상기 2차 단조단계는 단조유닛(170)의 작동으로 2차 단조금형(140)를 가압하여 지지구(151)의 외주면을 따라서 소재(10a)가 원형의 스파이크링(10)으로 단조한다.
이러한 상기 단조유닛(170)은 하부에 반원형상의 단조홈(171a)을 형성하는 단조금형(171); 상기 단조금형(171)을 상하방향으로 이동시킬 수 있도록 형성하는 승하강수단(172);을 포함한다.
이때 상기 단조홈(171a)은 상기 2차 성형홈(141)을 바라보는 방향으로 형성하여 상기 2차 단조금형(140)과 단조금형(171)이 서로 맞닿을 경우 반원형상의 2차 성형홈(141)과 단조홈(171a)의 내측에 위치하는 소재(10a)가 상기 지지구(151)의 외주면을 따라서 원형으로 단조성형할 수 있다.
특히 상기 승하강수단(172)은 실린더 등을 사용하여 상기 단조금형(171)을 일정한 압력으로 상기 2차 단조금형(140)과 맞닿도록 가압시키고 상하방향으로 원활하게 이동시킬 수 있다.
아울러 상기 지지구(151)는 도 5에 도시한 바와 같이 외주면 일측에 형성하는 삽입홈(151b)의 내측으로 소재(10a)의 양단이 내측으로 휘어지도록 단조하는 스파이크링(10)의 스프링 백을 최소화할 수 있다.
즉, 소재(10a)를 원형으로 단조성형할 경우 양끝단이 외측으로 벌려지려는 스프링 백이 발생하여 원형상태를 유지할 수 없으므로, 외측으로 벌려지는 각도를 미리 감안하여 소재(10a)의 양끝단이 상기 삽입홈(151b)의 내측으로 휘어지도록 유도하여 단조성형하는 소재(10a)의 스프링 백이 발생하더라도 최대한 원형으로 유지할 수 있다.
이처럼 상기와 같이 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 포함되는 것은 당연하다.
10: 스파이크링 10a: 소재
11: 고정돌기 12: 절단부
100: 상수도관용 스파이크링 제조장치
110: 절단유닛 111: 절단날
112: 구동수단
120: 1차 단조금형 121: 1차 성형홈
130: 가압유닛 131: 가압롤
132: 승하강수단
140: 2차 단조금형 141: 2차 성형홈
150: 지지유닛 151: 지지구
151a: 고정홈 151b: 삽입홈
160: 밀착유닛 161: 밀착구
162: 이동수단
170: 단조유닛 171: 단조금형
171a: 단조홈 172: 승하강수단

Claims (6)

  1. 내측면에 고정돌기(11)를 길이방향으로 형성하는 소재(10a)를 압출하는 소재 압출단계;
    상기 소재(10a)를 일정길이를 갖도록 절단하는 소재 절단단계;
    상기 절단한 소재(10a)의 중간은 반원형상이고 양단은 수직방향으로 돌출하도록 단조하는 1차 단조단계;
    상기 1차 단조한 소재(10a)의 양단을 내측으로 절곡하는 소재 양단 절곡단계;
    상기 소재(10a)를 원형의 스파이크링(10)으로 단조하는 2차 단조단계;를 포함하되,
    상기 2차 단조단계는 단조유닛(170)의 작동으로 2차 단조금형(140)를 가압하여 지지구(151)의 외주면 일측에 형성하는 삽입홈(151b)의 내측으로 소재(10a)의 양단이 내측으로 휘어져 원형의 스파이크링(10)으로 단조하는 것을 특징으로 하는 상수도관용 스파이크링 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 1차 단조단계는 절단한 소재(10a)를 가압유닛(130)을 이용하여 1차 단조금형(120)의 1차 성형홈(121)의 내측으로 압입시켜 중간은 반원형상이고 양단은 수직방향으로 돌출하도록 단조하는 것을 특징으로 하는 상수도관용 스파이크링 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 소재 양단 절곡단계는 소재(10a)를 2차 단조금형(140)의 2차 성형홈(141)에 삽입하고 소재(10a)의 내측에 지지구(151)를 위치하며 상기 2차 단조금형(140)의 양측에 위치하는 밀착유닛(160)의 작동으로 소재(10a)의 양단을 내측으로 휘어질 수 있도록 절곡하는 것을 특징으로 하는 상수도관용 스파이크링 제조방법.
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  5. 삭제
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