선 인발 장치(WIRE DRAWING UNIT)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2008년11월04일
(11) 등록번호 10-0867047
(24) 등록일자 2008년10월29일
(51) Int. Cl.

B21C 3/00 (2006.01) B21C 3/12 (2006.01)
B21C 3/02 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2007-0035598
(22) 출원일자 2007년04월11일
심사청구일자 2007년04월11일
(65) 공개번호 10-2007-0101784
(43) 공개일자 2007년10월17일
(30) 우선권주장
JP-P-2006-00110071 2006년04월12일 일본(JP)
(56) 선행기술조사문헌
JP13246415 A
(73) 특허권자
가부시키가이샤 고베 세이코쇼
일본 효고켄 고베시 쥬오쿠 와키노하마쵸 2쵸메
10반26고
(72) 발명자
고타카 마사키
일본 오사카후 이바라키시 히가시우노베쵸 2-19
가부시키가이샤고베 세이코쇼 이바라키 코죠 나이
(74) 대리인
김창세
전체 청구항 수 : 총 3 항 심사관 : 박종만
(54) 선 인발 장치
(57) 요 약
본 발명의 선 인발 장치는, 프레임체와, 축 내부에 냉각 매체 유로를 갖는 제 1, 제 2 편심축부를 가진
지지축과, 제 1 편심축부를 가진 지지축의 편심축부에 고정되고, 또한 한쪽의 롤러 다이스를 회전 가능하게 지지
하는 제 1 베어링과, 제 2 편심축부를 가진 지지축의 편심축부에 고정되고, 또한 다른쪽의 롤러 다이스를 회전
가능하게 지지하는 제 2 베어링과, 프레임체에 각 편심축부를 가진 지지축을, 각각 그 축방향으로 슬라이드 변위
가능하게 유지하기 위한 제 1, 제 2 롤러 다이스 축선방향 위치 조정 기구와, 프레임체에 각 편심축부를 가진 지
지축을, 각각 그 축선을 중심으로 회전 변위 가능하게 유지하기 위한 제 1, 제 2 롤러 다이스 직경방향 위치 조
정 기구를 구비한다. 이러한 구성에 의해, 한쌍의 롤러 다이스의 축선방향과 직경방향의 각 위치 조정을 용이하
게 실행할 수 있는 동시에, 발열원에 대한 냉각 효과가 우수하다.
대 표 도
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등록특허 10-0867047
특허청구의 범위
청구항 1
선재를 신선 가공하는 선 인발 장치에 있어서,
프레임체와,
외주에 금형 홈을 갖는 한쌍의 롤러 다이스로서, 상기 롤러 다이스에 의해 형성되는 금형 구멍에 선재를 통과시
킴으로써 상기 선재가 신선 가공되는, 상기 한쌍의 롤러 다이스와,
제 1 및 제 2 편심축부를 가진 지지축으로서, 상기 제 1 및 제 2 편심축부를 가진 지지축의 각각은 일단측
축부, 상기 일단측 축부와 서로 축선의 연장선이 일치하는 타단측 축부, 및 상기 일단측 축부와 상기 타단측 축
부 사이에 형성되고 상기 일단측 축부 및 상기 타단측 축부의 축심에 대하여 편심시킨 편심축부로 이루어지고,
그 내부에 냉각 매체 유로를 갖는, 상기 제 1 및 제 2 편심축부를 가진 지지축과,
상기 제 1 편심축부를 가진 지지축의 상기 편심축부에 고정되고, 또한 상기 한쌍의 롤러 다이스중 한쪽의 롤러
다이스가 외부 끼워맞춤 장착되고, 상기 한쪽의 롤러 다이스를 회전 가능하게 지지하는 제 1 베어링과,
상기 제 2 편심축부를 가진 지지축의 상기 편심축부에 고정되고, 또한 상기 한쌍의 롤러 다이스중 다른쪽의 롤
러 다이스가 외부 끼워맞춤 장착되고, 상기 다른쪽의 롤러 다이스를 회전 가능하게 지지하는 제 2 베어링과,
상기 제 1 및 제 2 편심축부를 가진 지지축을, 각각 그 축방향으로 슬라이드 변위 가능하도록 상기 프레임체에
유지하기 위한 제 1 및 제 2 롤러 다이스 축선방향 위치 조정 기구와,
상기 제 1 및 제 2 편심축부를 가진 지지축을, 각각 그 상기 일단측 축부와, 타단측 축부의 축선을 중심으로 회
전 변위 가능하도록 상기 프레임체에 유지하기 위한 제 1 및 제 2 롤러 다이스 직경방향 위치 조정 기구를 포함
하는
선 인발 장치.
청구항 2
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 롤러 다이스 축선방향 위치 조정 기구의 각각은, 그 선단부가 대응하는 상기 제 1 또는 제 2
편심축부를 가진 지지축의 상기 일단측 축부 및 타단측 축부에 형성된 단차부에 접촉하는 상태에서 상기 일단측
축부 및 타단측 축부에 각각 외부 끼워맞춰지고, 또한 그 외주에 상기 프레임체의 암나사부에 나사 결합하는 수
나사부를 갖는 일단측 조정 웨지 및 타단측 조정 웨지를 갖고, 상기 일단측 조정 웨지 및 상기 타단측 조정 웨
지를 회전시킴으로써 대응하는 상기 제 1 또는 제 2 편심축부를 가진 지지축을 그 축방향으로 슬라이드 변위 가
능하도록 구성되어 있는
선 인발 장치.
청구항 3
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 롤러 다이스 직경방향 위치 조정 기구의 각각은, 대응하는 상기 제 1 또는 제 2 편심축부를
가진 지지축의 일단부에 형성된 스패너 걸이부를 갖고, 이 스패너 걸이부에 공구를 걸어 돌림으로써 대응하는
상기 제 1 또는 제 2 편심축부를 가진 지지축을 회전 변위 가능하도록 구성되어 있는
선 인발 장치.
명 세 서
발명의 상세한 설명
발명의 목적
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등록특허 10-0867047
발명이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술
본 발명은, 아크 용접용 와이어 등을 제조할 때에 사용되고, 외주에 금형 홈을 갖는 한쌍의 롤러 다이스에 의해<18>
형성되는 금형 구멍에 선재를 통과시켜서, 해당 선재를 신선 가공하는 선 인발 장치에 관한 것이다.
종래에, 이러한 종류의 선 인발 장치로서 일본 특허 공개 제 2005-34873 호 공보에 개시되어 있는 것과 같은 것<19>
이 있고, 이것을 도 7 내지 도 10을 이용하여 설명한다.
도 7은 종래의 선 인발 장치의 일 실시형태를 도시하는 정면도이다.<20>
도 7에 도시하는 바와 같이, 이러한 선 인발 장치(104a)는, 기본적으로 롤러 다이스(101), 베어링 박스(107a∼<21>
107d), 베어링 고정용 비임(108a, 108b), 및 일체형 프레임체를 구성하는 프레임체(109a∼109d) 등으로 구성되
어 있다.
롤러 다이스(101)는 한쌍의 롤러(102a, 102b)로 이루어진다. 각 롤러(102a, 102b)의 롤러축(샤프트)(106a,<22>
106b)은 베어링 박스(107a∼107d)내의 도시하지 않은 베어링(축받이)에 의해 각각 회전 가능하게 축지지되어 있
다. 베어링 박스(107a, 107c)는 베어링 고정용 비임(108a)에 결합, 고정되고, 이 베어링 고정용 비임(108a)을
거쳐서 일체형 프레임체의 프레임체(109d) 부분에 고정되어 있다. 또한, 베어링 박스(107b, 107d)는 베어링 고
정용 비임(108b)에 결합, 고정되고, 이 베어링 고정용 비임(108b)을 거쳐서 일체형 프레임체의 프레임체(109b)
부분에 고정되어 있다. 상기 베어링 고정용 비임(108a, 108b)은 각각 롤러 갭(롤러간 거리) 조정용 볼트를 거
쳐서 프레임체(109d, 109b)에 고정되어 있다.
도 7에 있어서, 참조부호(111a∼111d)는 롤러 다이스(101)의 롤러 축방향(도면에 있어서의 상하 방향)에 있어서<23>
의 위치를 조정하기 위한 롤러 축방향 위치 조정용 볼트이며, 참조부호(113a∼113d)는 롤러 다이스(101)의 직경
방향에 있어서의 위치를 조정하기 위한 롤러 갭 조정용 볼트이다. 이들 조정용 볼트는 누름 나사나 당김 나사
등으로 구성되어 있다.
도 8은 종래의 선 인발 장치의 다른 실시형태를 도시하는 정면도이다. 여기에서, 이 도 8에 있어서는 롤러<24>
(102a, 102b)를 도시 생략하고 있다.
롤러간 거리의 조정(롤러의 직경방향 위치의 조정)에 대해서 설명한다. 도 8에 있어서, 2개의 참조부호(113a),<25>
2개의 참조부호(113b)는, 로크너트(locknut)를 갖는 강제(鋼製) 누름 볼트로 이루어지는 롤러 갭 조정용 볼트이
며, 참조부호(112a, 112b)는 강제 당김 볼트로 이루어지는 롤러 갭 조정용 볼트이다. 볼트(113a, 113a, 112a)
는, 프레임체(109d)와 베어링 고정용 비임(108a)에 각각 형성된 암나사(125)를 거쳐서, 프레임체 외측으로부터
삽입되어, 베어링 고정용 비임(108a)에 결합되어 있다. 또, 볼트(113b, 113b, 112b)는, 프레임체(109b)와 베어
링 고정용 비임(108b)에 각각 형성된 암나사(125)를 거쳐서, 프레임체 외측으로부터 삽입되어, 베어링 고정용
비임(108b)에 결합되어 있다. 이들 누름 볼트와 당김 볼트로 이루어지는 롤러 갭 조정용 볼트를 회전하여 베어
링 고정용 비임(108a, 108b)을 접근·이격시킴으로써 롤러(102a, 102b)간 거리를 조정하도록 하고 있다.
도 9는 도 8의 주요부를 도시한 도면으로, (a)는 주요부 단면 정면도, (b)는 (a)의 주요부 확대도이다.<26>
롤러의 축방향 위치의 조정에 대해서 설명한다. 도 9의 (a)에 도시하는 바와 같이, 롤러(102a)의 롤러 회전축<27>
(106a, 106a)에는, 각각 축 직경을 변화시킴으로써 단차(126)가 마련되어 있다. 그리고, 이들 단차(126)에 의
해, 2개의 베어링(114)의 내륜(114a)을 각각 지지시키고 있다. 한편, 각 베어링(114)의 외륜(114b)측에는, 각
각 캡(117)이 접촉하고 있다. 도 9의 (a)에 있어서의 상측의 캡(117)은 프레임체(109a)에 형성된 암나사(125)
를 거쳐서 삽입된 롤러 축방향 위치 조정용 볼트(111a)의 선단부에 고정되어 있다. 또한, 도 9의 (a)에 있어서
의 하측의 캡(117)은 프레임체(109c)에 형성된 암나사(125)를 거쳐서 삽입된 롤러 축방향 위치 조정용 볼트
(111c)의 선단부에 고정되어 있다.
이렇게 구성함으로써, 롤러 축방향 위치 조정용 볼트(111a)를 예를 들어 전진시켜서, 캡(117)을 거쳐서 상측의<28>
베어링(114)의 외륜(114b)을 하방으로 누르고, 동시에 또 한쪽의 롤러 축방향 위치 조정용 볼트(111c)를 후퇴시
킴으로써, 롤러(102a)를 하측으로 이동시켜서 위치결정하도록 하고 있다. 또 한쪽의 롤러(102b)에 대해서도 마
찬가지로 하여, 롤러 축방향 위치를 조정하도록 하고 있다.
도 9의 (b)에 주요부를 확대하여 도시하는 바와 같이, 보다 상세하게는, 베어링(114)은, 예컨대 단열(單列) 원<29>
추 구름 베어링형 베어링(114c)과 외측 케이스(114d)를 구비하고, 베어링(114)의 외측 케이스(114d)는 베어링
(114)의 상기 외륜(114b)을 형성하고 있다. 따라서, 롤러 축방향 위치 조정용 볼트(111c)를 예컨대
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등록특허 10-0867047
전진시켜서, 캡(117)을 거쳐서 베어링(114)의 외측 케이스(114d)[외륜(114b)]를 상방으로 누르고, 동시에 또 한
쪽의 롤러 축방향 위치 조정용 볼트(111a)를 후퇴시킴으로써, 롤러(102a)를 상방으로 이동시켜서 위치결정하도
록 하고 있다.
도 10은 종래의 선 인발 장치의 냉각 구조를 설명하기 위한 도면이다.<30>
롤러(102a, 102b)가 온도 상승하여 팽창하면, 신선 가공된 선재는 그 선의 직경이 목표하는 선의 직경 범위보다<31>
가늘어져 버리고, 또한 그 진원도 맞춤이 나빠져 버리게 된다. 그 때문에, 신선 가공하여 얻어진 선재의 선의
직경·형상 정밀도의 저하를 방지하는 것을 목적으로 하여, 도 10의 (a) 내지 (e)에 도시하는 바와 같이, 베어
링 고정용 비임(108a) 내부, 베어링 고정용 비임(108a) 내부 및 베어링 박스(107a, 107c) 내부에 냉각 매체 유
로로서의 냉각수 유로(119)를 마련하고 있다. 이로써 발열원인 곳의, 롤러에 있어서의 선재와의 마찰면이나,
베어링의 온도 상승을 억제하도록 하고 있다.
그러나, 전술한 종래의 선 인발 장치에서는, 롤러(102a)의 축방향 위치를 조정함에 있어서, 롤러(102a)의 롤러<32>
회전축(106a, 106a)을 지지하는 베어링(114, 114)의 각 외륜(114b)을, 롤러 축방향 위치 조정용 볼트(111a,
111c)의 회전에 의해 진퇴하는 캡(117, 117)에 의해 가압하여 진퇴시키도록 한 것이기 때문에, 가압력의 걸림
상태에 의해 베어링(114, 114)의 회전 저항이 변동하여, 롤러(102a)의 회전에 악영향을 미칠 우려가 있었다.
또한, 상기 종래의 선 인발 장치에서는, 롤러(102a)의 직경방향 위치를 조정함에 있어서, 프레임체(109d)에 장<33>
착된 롤러 갭 조정용 볼트(113a, 113a, 112a)를 회전시킴으로써, 롤러(102a)를 간접적으로 지지하는 베어링 고
정용 비임(108a)을 진퇴시키도록 한 것이기 때문에, 이들 다수의 조정용 볼트를 회전 조작하고, 더욱이 2개의
롤러 갭 조정용 볼트(113a, 113a)를 동시에 회전 조작할 필요가 있어, 조정에 손이 많이 간다는 결점이 있었다.
또한, 상기 종래의 선 인발 장치에서는, 롤러(102a)를 간접적으로 지지하는 베어링 고정용 비임(108a) 내부에,<34>
또는 베어링 고정용 비임(108a) 내부 및 베어링 박스(107a, 107c) 내부에 냉각수 유로(119)를 마련한 간접 냉각
방식에 의한 것이기 때문에, 냉각수 유로(119)로부터 롤러(102a)에 있어서의 선재와의 마찰면(가장 큰 발열원)
까지 거리를 짧게 하는 것에 한계가 있어, 냉각 효과가 충분하지 않았다. 또, 상기 도 10의 (f)에는, 롤러
(102a) 및 그 롤러축(106a, 106a)의 축 중심을 통과하는 냉각수 유로(119)를 마련하도록 한 것이 도시되어 있지
만, 이러한 고속 회전체에 마련한 냉각수 유로로의 냉각수의 도입·도출을 가능하게 하는 냉각 구조는 그 실현
이 용이하지 않아 상당히 곤란한 것으로 생각된다.
발명이 이루고자 하는 기술적 과제
여기에서 본 발명의 과제는, 외주에 금형 홈을 갖는 한쌍의 롤러 다이스에 의해 형성되는 금형 구멍에 선재를<35>
통과시켜서, 해당 선재를 신선 가공함에 있어서, 롤러 다이스의 축선방향과 직경방향의 각 위치 조정을 용이하
게 단시간에 실행할 수 있는 동시에, 발열원에 대한 냉각 효과가 우수하고, 이로써 생산성이 양호하고, 또한 선
의 직경·형상 정밀도가 양호한 선재를 신선 가공할 수 있는 선 인발 장치를 제공하는 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에서는 다음의 기술적 수단을 강구하고 있다.<36>
즉, 본 발명은, 선재를 신선 가공하는 선 인발 장치로서, 프레임체와; 외주에 금형 홈을 갖는 한쌍의 롤러 다이<37>
스로서, 상기 롤러 다이스에 의해 형성되는 금형 구멍에 선재를 통과시킴으로써 해당 선재가 신선 가공되는, 상
기 한쌍의 롤러 다이스와; 제 1 및 제 2 편심축부를 가진 지지축으로서, 상기 제 1 및 제 2 편심축부를 가진 지
지축 각각은 일단측 축부, 상기 일단측 축부와 서로 축선의 연장선이 일치하는 타단측 축부, 및 상기 일단측 축
부와 상기 타단측 축부 사이에 형성되고 상기 일단측 축부 및 상기 타단측 축부의 축심에 대하여 편심시킨 편심
축부로 이루어지며, 그 내부에 냉각 매체 유로를 갖는, 상기 지지축과; 상기 제 1 편심축부를 가진 지지축의 상
기 편심축부에 고정되고, 또한 상기 한쌍의 롤러 다이스중 한쪽의 롤러 다이스가 외부 끼워맞춤 장착되어, 상기
한쪽의 롤러 다이스를 회전 가능하게 지지하는 제 1 베어링과; 상기 제 2 편심축부를 가진 지지축의 상기 편심
축부에 고정되고, 또한 상기 한쌍의 롤러 다이스중 다른쪽의 롤러 다이스가 외부 끼워맞춤 장착되어, 상기 다른
쪽의 롤러 다이스를 회전 가능하게 지지하는 제 2 베어링과; 상기 제 1 및 제 2 편심축부를 가진 지지축을, 각
각 그 축방향으로 슬라이드 변위 가능하도록 상기 프레임체에 유지하기 위한 제 1 및 제 2 롤러 다이스 축선방
향 위치 조정 기구와; 상기 제 1 및 제 2 편심축부를 가진 지지축을, 각각 그 상기 일단측 축부 및 타단측 축부
의 축선을 중심으로 회전 변위 가능하도록 상기 프레임체에 유지하기 위한 제 1 및 제 2 롤러 다이스 직경방향
위치 조정 기구를 포함한다.
본 발명의 선 인발 장치는, 외주에 금형 홈을 갖는 한쌍의 롤러 다이스에 의해 형성되는 금형 구멍에 선재를 통<38>
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등록특허 10-0867047
과시켜서, 해당 선재를 신선 가공하는 선 인발 장치에 있어서, 제 1 편심축부를 가진 지지축의 편심축부에 한쪽
의 롤러 다이스를 회전 가능하게 지지한 제 1 베어링이 고정되어 있고, 제 1 롤러 다이스 축선방향 위치 조정
기구에 의해, 프레임체에 이 제 1 편심축부를 가진 지지축이 그 축방향으로 슬라이드 변위 가능하게 유지되어
있다. 또한, 제 2 편심축부를 가진 지지축의 편심축부에 다른쪽의 롤러 다이스를 회전 가능하게 지지한 제 2
베어링이 고정되어 있고, 제 2 롤러 다이스 축선방향 위치 조정 기구에 의해, 상기 프레임체에 이 제 2 편심축
부를 가진 지지축이 그 축방향으로 슬라이드 변위 가능하게 유지되어 있다. 따라서, 종래 장치와는 달리, 제
1, 제 2 편심축부를 가진 지지축을 축방향으로 슬라이드 변위시켜서 진퇴함으로써, 한쌍의 롤러 다이스의 금형
홈을 최적 위치로 위치결정할 수 있어, 한쌍의 롤러 다이스의 축선방향 위치의 조정을 용이하게 실행할 수
있다.
또한, 본 발명의 선 인발 장치는, 제 1 롤러 다이스 직경방향 위치 조정 기구에 의해 상기 제 1 편심축부를 가<39>
진 지지축이 상기 프레임체에 회전 변위 가능하게 유지되는 동시에, 제 2 롤러 다이스 직경방향 위치 조정 기구
에 의해 상기 제 2 편심축부를 가진 지지축이 상기 프레임체에 회전 변위 가능하게 유지되어 있다. 따라서, 종
래 장치와는 달리, 제 1, 제 2 편심축부를 가진 지지축을 회전 변위시켜서, 롤러 다이스가 장착된 베어링이 고
정되어 있는 편심축부를 편심, 회전 변위시킴으로써, 한쌍의 롤러 다이스의 금형 홈끼리를 접근·이격시켜서 최
적 위치로 위치결정할 수 있어, 한쌍의 롤러 다이스의 직경방향 위치의 조정을 용이하게 실행할 수 있다. 따라
서, 본 발명의 선 인발 장치는, 롤러 다이스의 축선방향과 직경방향의 각 위치 조정을 용이하게 단시간에 실행
할 수 있고, 롤러 다이스의 위치 조정에 손이 많이 가지 않아, 신선 가공의 생산성의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 선 인발 장치는, 상기 제 1, 제 2 편심축부를 가진 지지축의 내부에 냉각 매체 유로를 마련하<40>
고 있다. 따라서, 이 냉각 매체 유로로부터 롤러 다이스에 있어서의 선재와의 마찰면(가장 큰 발열원)까지 거
리가 종래 장치에서의 간접 냉각 방식에 비하여 짧아 냉각 효과가 높으므로, 한쌍의 롤러 다이스의 온도 상승에
의한 팽창을 억제할 수 있어, 선의 직경·형상 정밀도가 양호한 신선 가공품을 얻을 수 있다.
상기 구성의 선 인발 장치에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 롤러 다이스 축선방향 위치 조정 기구 각각은, 해당 편<41>
심축부를 가진 지지축의 상기 일단측 및 타단측 축부에 형성된 단차부에 선단부가 접촉하는 상태에서 해당 일단
측 및 타단측 축부에 각각 외부 끼워맞춰지고, 또한 외주에 상기 프레임체의 암나사부에 나사 결합하는 수나사
부를 갖는 일단측 및 타단측 조정 웨지를 갖고, 이들 조정 웨지를 회전시켜서 해당 편심축부를 가진 지지축을
그 축방향으로 슬라이드 변위시키도록 해도 좋다.
또한, 상기 구성의 선 인발 장치에 있어서, 상기 제 1, 제 2 롤러 다이스 직경방향 위치 조정 기구 각각은, 해<42>
당 편심축부를 가진 지지축의 일단부에 형성된 스패너(spanner) 걸이부를 갖고, 이 스패너 걸이부에 공구를 걸
러 회전시킴으로써 해당 편심축부를 가진 지지축을 회전 변위시키도록 해도 좋다.
발명의 구성 및 작용
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 선 인발<43>
장치를 도시하는 평면도, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도(정면도), 도 3은 도 2의 주요부 설명도, 도 4는 도 1의
화살표(B)에서 본 측면도, 도 5는 도 2에 있어서의 제 1, 제 2 편심축부를 가진 지지축을 설명하기 위한 정면도
이다.
도 1 내지 도 5에 있어서, 참조부호(10)는 프레임체이다. 프레임체(10)는, 사각기둥 형상을 갖는 2개의 장착용<44>
블록체(11, 11)와, 정면에서 보아 장방형 형상을 갖는 지지용 프레임체(12)로 이루어지고, 체결용 볼트(17)에
의해 지지용 프레임체(12)의 양 측면에 장착용 블록체(11, 11)가 각각 고정되어 있다. 지지용 프레임체(12)에
는, 후술하는 2개의 편심축부를 가진 지지축(20, 30)이 관통 상태로 끼워넣어지는 축 관통 구멍이 마련되어 있
다. 장착용 블록체(11, 11)의 네 코너에는, 복수개의 선 인발 장치를 적층하여 이루어지는 적층형 선 인발 장
치를 조립할 때에, 장척(長尺)의 적층 체결용 볼트가 관통 삽입되는 볼트 구멍(16)이 마련되어 있다. 또한, 지
지용 프레임체(12)의 내측으로부터 장착용 블록체(11, 11)의 외부로 연통하는 관통 구멍(15, 15)이 마련되어 있
다. 이 관통 구멍(15, 15)은, 후술하는 롤러 다이스(1A, 1B)에 의한 신선 가공시에 선재로부터의 기름 등의 비
산물을 장치 외부로 도출하기 위한 것이다.
참조부호(20)는 제 1 편심축부를 가진 지지축이다. 이 제 1 편심축부를 가진 지지축(20)은, 도 5에도 도시하는<45>
바와 같이, 일단측 축부(21), 이 일단측 축부(21)와 서로 축선의 연장선이 일치하는 타단측 축부(23), 및 이들
축부(21, 23) 사이에 형성되고 해당 축부(21, 23)의 축심에 대하여 편심시킨 편심축부(22)를 갖고서 구성되어
있다. 편심축부(22)는 상기 축부(21, 23)의 축심선에 대하여 예컨대 0.2㎜ 내지 0.4㎜ 정도의 범위중 일정값으
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로 편심되어 있다. 또한, 제 1 편심축부를 가진 지지축(20)의 내부에는, 냉각 매체 유로로서 길이방향으로 관
통하는 냉각수 유로(24)가 형성되어 있고, 제 1 편심축부를 가진 지지축(20)의 길이방향 양단부의 내측에는, 냉
각수를 흘리기 위한 접속용 이음매를 나사 결합 장착하기 위한 테이퍼 암나사부가 형성되어 있다.
또한, 일단측 축부(21)에 인접하는 편심축부(22)의 외경은 일단측 축부(21)의 외경보다 작게 되어 있고, 또한<46>
편심축부(22)에 인접하는 타단측 축부(23)의 외경은 편심축부(22)의 외경보다 작게 되어 있다. 그리고, 일단측
축부(21)에는, 편심축부(22)를 향하는 중간에 직경을 확대함으로써 단차부(21a)가 형성되어 있고, 마찬가지로
타단측 축부(23)에는, 편심축부(22)로부터 멀어지는 중간에 직경을 축소함으로써 단차부(23a)가 형성되어 있다.
또한, 일단측 축부(21)에는, 그 일단부에 스패너 걸이부(21b)가 형성되어 있다.
제 2 편심축부를 가진 지지축(30)도, 제 1 편심축부를 가진 지지축(20)과 동일한 구성이며, 일단측 축부(31),<47>
편심축부(32) 및 타단측 축부(33)를 갖는 동시에, 축 내부에 냉각수 유로(34)를 갖고 있다. 또한, 일단측 축부
(31)에는, 편심축부(32)를 향하는 중간에 직경을 확대함으로써 단차부(31a)가 형성되어 있고, 마찬가지로 타단
측 축부(33)에는, 편심축부(32)로부터 멀어지는 중간에 직경을 축소함으로써 단차부(33a)가 형성되어 있다. 또
한, 일단측 축부(31)에는, 그 일단부에 스패너 걸이부(31b)가 형성되어 있다.
이렇게 구성되는 제 1, 제 2 편심축부를 가진 지지축(20, 30)이 각각 지지용 프레임체(12)의 상기 축 관통 구멍<48>
에 끼워넣어지고, 편심축부(22, 32)에 롤러 다이스(1A, 1B)를 회전 가능하게 지지한 베어링(40, 50)이 고정된
상태에서, 후술하는 롤러 다이스 축선방향 위치 조정 기구와 롤러 다이스 직경방향 위치 조정 기구에 의해 프레
임체(10)에 유지되도록 되어 있다.
즉, 상기 제 1 편심축부를 가진 지지축(20)의 편심축부(22)에, 한쪽의 롤러 다이스(1A)를 회전 가능하게 지지한<49>
제 1 베어링(40)이 고정되어 있다. 이 제 1 베어링(40)은, 축선방향으로 베어링 단체를 2개 적층한 형태의 것
이고, 2개의 외륜(42)에 롤러 다이스(1A)가 외부 끼워맞춤 장착되어 있고, 베어링 고정용 너트(44)에 의한 체결
에 의해, 편심축부(22)로부터 일단측 축부(21)로의 경계에 형성된 단차부를 이용하여, 2개의 내륜(41)이 편심축
부(22)에 고정되도록 되어 있다. 제 1 베어링(40)은 2개의 방진용 칼라형 가드(43)를 갖고 있다. 또한, 롤러
다이스(1A)가 장착된 제 1 베어링(40)을 지지용 프레임체(12)의 내측 중공부에 위치시켜 두고, 도 2에 있어서의
상방으로부터 제 1 편심축부를 가진 지지축(20)을 전진시켜서 내륜(41, 41)의 내측에 편심축부(22)를 끼워넣어,
편심축부(22)에 제 1 베어링(40)을 장착하도록 하고 있다.
또한, 제 2 편심축부를 가진 지지축(30)의 편심축부(32)에, 전술한 제 1 편심축부를 가진 지지축(20)에 의한 경<50>
우와 동일한 구성에 의해, 다른쪽의 롤러 다이스(1B)를 회전 가능하게 지지한 제 2 베어링(50)이 고정되어
있다. 도 2, 도 3에 있어서, 참조부호(51)는 제 2 베어링(50)의 내륜, 참조부호(52)는 제 2 베어링(50)의
외륜, 참조부호(53)는 제 2 베어링(50)의 방진용 칼라형 가드, 참조부호(54)는 베어링 고정용 너트이다.
다음에, 제 1 롤러 다이스 축선방향 위치 조정 기구에 대해서 설명한다(도 2, 도 3 참조). 참조부호(60)는 일<51>
단측 조정 웨지이고, 이 일단측 조정 웨지(60)는 제 1 편심축부를 가진 지지축(20)의 일단측 축부(21)의 소직경
부에 외부 끼워맞춰지고, 또한 외주에 형성된 수나사부에 의해 지지용 프레임체(12)의 암나사부(13a)에 나사 결
합하고 있다. 참조부호(61)는 지지용 프레임체(12)에 접촉 가능하고, 일단측 조정 웨지(60)의 상기 수나사부에
나사 결합하는 조정 웨지 고정용 너트이다.
또한, 참조부호(62)는 타단측 조정 웨지이고, 이 타단측 조정 웨지(62)는, 제 1 편심축부를 가진 지지축(20)의<52>
타단측 축부(23)의 소직경부에 외부 끼워맞춰지고, 또한 외주에 형성된 수나사부에 의해 지지용 프레임체(12)의
암나사부(13b)에 나사 결합하고 있다. 참조부호(63)는 지지용 프레임체(12)에 접촉 가능하고, 타단측 조정 웨
지(62)의 상기 수나사부에 나사 결합하는 조정 웨지 고정용 너트이다. 상기 조정 웨지(60, 62) 및 상기 조정
웨지 고정용 너트(61, 63)는 프레임체(10)에 제 1 편심축부를 가진 지지축(20)을 그 축방향으로 슬라이드 변위
가능하게 유지하기 위한 제 1 롤러 다이스 축선방향 위치 조정 기구를 구성하고 있다.
그리고, 프레임체(10)에 제 2 편심축부를 가진 지지축(30)을 그 축방향으로 슬라이드 변위 가능하게 유지하기<53>
위한 제 2 롤러 다이스 축선방향 위치 조정 기구는 전술한 제 1 롤러 다이스 축선방향 위치 조정 기구와 동일한
구성이고, 도 2, 도 3에 도시하는 바와 같이, 일단측 조정 웨지(70), 타단측 조정 웨지(72), 및 조정 웨지 고정
용 너트(71, 73)에 의해 구성되어 있다.
다음에, 제 1 롤러 다이스 직경방향 위치 조정 기구에 대해서 설명한다(도 3, 도 5 참조). 참조부호(80)는 제<54>
1 편심축부를 가진 지지축(20)의 일단측 축부(21)에 형성된 수나사부(21c)에 나사 결합 장착되고, 상기 일단측
조정 웨지(60)에 접촉 가능한 고정용 너트이다. 이 고정용 너트(80) 및 일단측 축부(21)에 형성된 상기 스패너
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걸이부(21b)는, 프레임체(10)에 제 1 편심축부를 가진 지지축(20)을, 그 일단측 및 타단측 축부(21, 23)의 축선
을 중심으로 회전 변위 가능하게 유지하기 위한 제 1 롤러 다이스 직경방향 위치 조정 기구를 구성하고 있다.
또한, 프레임체(10)에 제 2 편심축부를 가진 지지축(30)을, 그 일단측 및 타단측 축부(31, 33)의 축선을 중심으<55>
로 회전 변위 가능하게 유지하기 위한 제 2 롤러 다이스 직경방향 위치 조정 기구는, 전술한 제 1 롤러 다이스
직경방향 위치 조정 기구와 동일한 구성이고, 도 3, 도 5에 도시하는 바와 같이, 고정용 너트(90) 및 일단측 축
부(31)에 형성된 스패너 걸이부(31b)에 의해 구성되어 있다.
다음에, 이렇게 구성되는 선 인발 장치에 있어서, 신선 개시에 앞서 실행되는 롤러 다이스(1A, 1B)의 위치 조정<56>
에 대해서 도 2를 참조하여 설명한다.
직경방향 위치 조정보다도 앞서, 롤러 다이스(1A, 1B)의 축선방향 위치의 조정이 실행된다. 예를 들면, 롤러<57>
다이스(1A)를 도 2에 있어서의 하방으로 이동시키는 경우, 고정용 너트(80)를 느슨하게 한 상태에서, 우선 조정
웨지 고정용 너트(63)를 느슨하게 하여 타단측 조정 웨지(62)를 후퇴시켜 두고, 다음에 조정 웨지 고정용 너트
(61)를 느슨하게 하여 일단측 조정 웨지(60)를 시계방향으로 회전시킨다. 그 결과, 일단측 조정 웨지(60)가,
그 일단측 조정 웨지(60)의 선단부가 일단측 축부(21)의 단차부(21a)에 접촉한 상태로 전진함으로써, 제 1 편심
축부를 가진 지지축(20)이 하방으로 슬라이드 변위되어서, 롤러 다이스(1A)의 금형 홈이 선재 주행 라인의 높이
위치에 위치결정된다. 위치결정후, 조정 웨지 고정용 너트(61)에 의해 일단측 조정 웨지(60)를 고정하는 한편,
후퇴시키고 있던 타단측 조정 웨지(62)를 그 타단측 조정 웨지(62)의 선단부가 타단측 축부(23)의 단차부(23a)
에 접촉할 때까지 전진시키고 나서, 조정 웨지 고정용 너트(63)에 의해 이 타단측 조정 웨지(62)를 고정한다.
또한, 롤러 다이스(1A)를 도 2에 있어서의 상방으로 이동시킬 경우, 고정용 너트(80)를 느슨하게 한 상태에서,<58>
우선 조정 웨지 고정용 너트(61)를 느슨하게 하여 일단측 조정 웨지(60)를 후퇴시켜 두고, 다음에 조정 웨지 고
정용 너트(63)를 느슨하게 하여 타단측 조정 웨지(62)를 시계방향으로 회전시킨다. 그 결과, 타단측 조정 웨지
(62)가, 그 선단부가 타단측 축부(23)의 단차부(23a)에 접촉한 상태로 전진함으로써, 제 1 편심축부를 가진 지
지축(20)이 상방으로 슬라이드 변위되어서, 롤러 다이스(1A)의 금형 홈이 선재 주행 라인의 높이 위치에 위치결
정된다. 위치결정후, 조정 웨지 고정용 너트(63)에 의해 타단측 조정 웨지(62)를 고정하는 한편, 후퇴시키고
있던 일단측 조정 웨지(60)를 그 선단부가 일단측 축부(21)의 단차부(21a)에 접촉할 때까지 전진시키고 나서,
조정 웨지 고정용 너트(61)에 의해 이 일단측 조정 웨지(60)를 고정한다.
이상과 같이 해서 롤러 다이스(1A)의 축선방향 위치의 조정이 실행된다. 또 한쪽의 롤러 다이스(1B)의 축선방<59>
향 위치의 조정 순서에 대해서는, 전술한 롤러 다이스(1A)의 경우의 순서와 동일하므로 그 설명을 생략한다.
이와 같이, 제 1 편심축부를 가진 지지축(20)의 편심축부(22)에, 한쪽의 롤러 다이스(1A)를 회전 가능하게 지지<60>
한 제 1 베어링(40)이 고정되어 있고, 조정 웨지(60, 62) 및 조정 웨지 고정용 너트(61, 63)에 의해 구성되는
제 1 롤러 다이스 축선방향 위치 조정 기구에 의해, 프레임체(10)에 이 제 1 편심축부를 가진 지지축(20)이 그
축방향으로 슬라이드 변위 가능하게 유지되어 있다. 또한, 제 2 편심축부를 가진 지지축(30)의
편심축부(32)에, 다른쪽의 롤러 다이스(1B)를 회전 가능하게 지지한 제 2 베어링(50)이 고정되어 있고, 조정 웨
지(70, 72) 및 조정 웨지 고정용 너트(71, 73)에 의해 구성되는 제 2 롤러 다이스 축선방향 위치 조정 기구에
의해, 프레임체(10)에 이 제 2 편심축부를 가진 지지축(30)이 그 축방향으로 슬라이드 변위 가능하게 유지되어
있다.
따라서, 종래 장치와는 달리, 제 1, 제 2 편심축부를 가진 지지축(20, 30)을 축방향으로 슬라이드 변위시켜서<61>
진퇴함으로써, 한쌍의 롤러 다이스(1A, 1B)의 금형 홈을 최적 위치에 위치결정할 수 있고, 한쌍의 롤러 다이스
(1A, 1B)의 축선방향 위치의 조정을 용이하게 단시간에 실행할 수 있다.
다음에, 전술한 롤러 다이스(1A, 1B)의 축선방향 위치의 조정후에, 롤러 다이스(1A, 1B)의 직경방향 위치의 조<62>
정이 실행된다. 그 일례에 대해서 설명한다. 우선, 고정용 너트(90)를 느슨하게 한 상태에서, 스패너 걸이부
(31b)에 공구를 걸어 돌리는 것에 의해 제 2 편심축부를 가진 지지축(30)을 회전 변위시킴으로써, 롤러 다이스
(1A)의 금형 홈에 대하여, 편심축부(32)에 장착되어 있는 롤러 다이스(1B)의 금형 홈을 선재 주행 라인의 높이
위치를 유지한 상태로 이격시켜 둔다. 이어서, 고정용 너트(80)를 느슨하게 한 상태에서, 스패너 걸이부(21b)
에 공구를 걸어 돌리는 것에 의해 제 1 편심축부를 가진 지지축(20)을 회전 변위시킴으로써, 편심축부(22)에 장
착되어 있는 롤러 다이스(1A)의 금형 홈을 선재 주행 라인의 위치에 위치결정한다.
이어서, 스패너 걸이부(31b)에 공구를 걸어 돌리는 것에 의해 제 2 편심축부를 가진 지지축(30)을 회전 변위시<63>
킴으로써, 롤러 다이스(1A)에 대하여 롤러 다이스(1B)를 접근시켜서, 롤러 다이스(1B)의 금형 홈을 선재 주행
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라인의 위치에 위치결정하고, 롤러 다이스(1A, 1B)의 금형 홈에 의해 선재 주행 라인에 금형 구멍을 형성하도록
한다. 그리고, 정확하게 위치결정할 수 있는 것을 확인하고 나서, 일단측 조정 웨지(60)에 고정용 너트(80)를
조여서, 프레임체(10)[지지용 프레임체(12)]에 제 1 편심축부를 가진 지지축(20)을 고정하는 동시에, 일단측 조
정 웨지(70)에 고정용 너트(90)를 조여서, 프레임체(10)[지지용 프레임체(12)]에 제 2 편심축부를 가진 지지축
(30)을 고정한다.
이와 같이, 스패너 걸이부(21b) 및 고정용 너트(80)에 의해 구성되는 제 1 롤러 다이스 직경방향 위치 조정 기<64>
구에 의해, 제 1 편심축부를 가진 지지축(20)이 프레임체(10)에 회전 변위 가능하게 유지되는 동시에, 스패너
걸이부(31b) 및 고정용 너트(90)에 의해 구성되는 제 2 롤러 다이스 직경방향 위치 조정 기구에 의해, 제 2 편
심축부를 가진 지지축(30)이 프레임체(10)에 회전 변위 가능하게 유지되어 있다.
따라서, 종래 장치와는 달리, 제 1, 제 2 편심축부를 가진 지지축(20, 30)을 회전 변위시켜서, 롤러 다이스(1A,<65>
1B)가 장착된 베어링(40, 50)이 고정되어 있는 편심축부(22, 32)를 편심 회전 변위시킴으로써, 한쌍의 롤러 다
이스(1A, 1B)의 금형 홈끼리를 접근·이격시켜서 최적 위치에 위치결정할 수 있고, 한쌍의 롤러 다이스(1A, 1
B)의 직경방향 위치의 조정을 용이하게 단시간에 실행할 수 있다.
다음에, 이 선 인발 장치의 냉각 구조에 대해서 설명하면, 전술한 바와 같이, 제 1, 제 2 편심축부를 가진 지지<66>
축(20, 30)의 내부에는, 길이방향으로 관통하는 냉각수 유로(24, 34)가 형성되어 있다. 그리고, 예를 들어 냉
각수 공급원 → 제 2 편심축부를 가진 지지축(30)의 일단측 축부(31) → 제 2 편심축부를 가진 지지축(30)의 편
심축부(32) → 제 2 편심축부를 가진 지지축(30)의 타단측 축부(33) → 냉각수 유로(24, 34)끼리를 접속하는 외
부 관로 → 제 1 편심축부를 가진 지지축(20)의 타단측 축부(23) → 제 1 편심축부를 가진 지지축(20)의 편심축
부(22) → 제 1 편심축부를 가진 지지축(20)의 일단측 축부(21) → 냉각수 공급원으로 복귀하는 경로로 냉각수
가 유동된다.
따라서, 베어링 고정용 비임 내부에, 혹은 베어링 고정용 비임 내부 및 베어링 박스 내부에 냉각수 유로를 마련<67>
한 간접 냉각 방식인 종래 장치에 비하여, 냉각수 유로[24(34)]로부터 롤러 다이스[1A(1B)]에 있어서의 선재와
의 마찰면(가장 큰 발열원)까지 거리가 짧아 냉각 효과가 높으므로, 한쌍의 롤러 다이스(1A, 1B)의 온도 상승에
의한 팽창을 억제할 수 있어, 선의 직경·형상 정밀도가 양호한 신선 가공품을 얻을 수 있다.
도 6은 도 2에 도시하는 선 인발 장치를 복수개 적층하여 이루어지는 적층형 선 인발 장치를 도시하는 측면도이<68>
다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 한쌍의 롤러 다이스(1A, 1B)를 갖는 상기 선 인발 장치가, 이 예에서는 4개 적층되<69>
어서, 적층형 선 인발 장치가 구성되어 있다. 이 도 6에 도시하는 바와 같이, 인접하는 선 인발 장치는, 서로
각도를 90° 어긋나 배치되는 동시에, 선재의 비틀림을 방지하기 위해 인접하는 롤러 다이스끼리가 될 수 있는
한 근접하도록 되어 있다. 참조부호(200)는 L자형의 장착 기판이고, 4개의 적층 체결용 볼트(201)에 의해, 장
착 기판(200)에 4개의 선 인발 장치가 적층하여 체결된 상태로 고정되어 있다. 실제의 신선 가공에서는, 일반
적으로 적층형 선 인발 장치가 사용되고 있다.
발명의 효과
본 발명에 따르면, 외주에 금형 홈을 갖는 한쌍의 롤러 다이스에 의해 형성되는 금형 구멍에 선재를<70>
통과시켜서, 해당 선재를 신선 가공함에 있어서, 롤러 다이스의 축선방향과 직경방향의 각 위치 조정을 용이하
게 단시간에 실행할 수 있는 동시에, 발열원에 대한 냉각 효과가 우수하고, 이로써 생산성이 양호하고, 또한 선
의 직경·형상 정밀도가 양호한 선재를 신선 가공할 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 선 인발 장치를 도시하는 평면도,<1>
도 2는 도 1의 A-A선 단면도,<2>
도 3은 도 2의 주요부 설명도,<3>
도 4는 도 1의 화살표(B)에서 본 측면도,<4>
도 5는 도 2에 있어서의 제 1, 제 2 편심축부를 가진 지지축을 설명하기 위한 정면도,<5>
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도 6은 도 2에 도시하는 선 인발 장치를 복수개 적층하여 이루어지는 적층형 선 인발 장치를 도시하는 측면도,<6>
도 7은 종래의 선 인발 장치의 일 실시형태를 도시하는 정면도,<7>
도 8은 종래의 선 인발 장치의 다른 실시형태를 도시하는 정면도,<8>
도 9는 도 8의 주요부를 도시한 도면으로, (a)는 주요부 단면 정면도, (b)는 (a)의 주요부 확대도,<9>
도 10은 종래의 선 인발 장치의 냉각 구조를 설명하기 위한 도면.<10>
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명<11>
1A, 1B : 롤러 다이스 10 : 프레임체<12>
20, 30 : 편심축부를 가진 지지축 21, 31 : 일단측 축부<13>
21b, 31b : 스패너 걸이부 22, 32 : 편심축부<14>
23, 33 : 타단측 축부 24, 34 : 냉각수 유로<15>
40, 50 : 베어링 60, 62, 70, 72 : 조정 웨지<16>
80, 90 : 고정용 너트<17>
도면
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도면2
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도면3
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도면4
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도면5
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도면6
도면7
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도면8
도면9
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도면10
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