KR100736655B1 - 소형 케이스의 프레스성형방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자부품 등에 사용되는 소형 케이스의 프레스성형방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 케이스 측면에 다수의 노치가 가공되는 소형케이스를 프레스 금형을 이용하여 가공하는 소형 케이스의 프레스성형방법에 관한 것이다.

본 발명은 금속밴드가 프레스성형장치 내에서 한 스텝씩 순차적으로 이동하면서 이루어지는 프레스성형방법에 있어서, 연속적인 다수의 금형 및 프레스성형장치에 의하여 케이스를 성형하는 드로잉단계; 상기 드로잉단계에서 성형된 케이스의 측면에 다수의

형 슬릿을 가공하는 슬릿가공단계; 및 상기 슬릿가공단계에서 가공되지 않은 케이스의 측면에 다수의

형 슬릿을 가공하여 케이스를 상기 금속밴드로부터 분리시키는 커팅단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 의하여 소형 케이스를 더욱 정밀하게 가공할 수 있으며, 생산성이 향상되는 효과가 있다.

소형 케이스, 프레스, 캠

Description

소형 케이스의 프레스성형방법{Process for press forming small case}

도1은 전자부품 등에 사용되는 소형 케이스의 사시도,

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 케이스의 프레스성형장치의 단면도,

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 케이스의 프레스성형장치에서 케이스를 가공하는 상태도,

도4는 도3의 A부분의 확대도,

도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 케이스의 프레스성형방법에 의한 가공순서를 도시한 개략도,

도6a는 슬릿가공단계를 거친 케이스와 금속밴드를 도시한 개략도,

도6b, 6c는 커팅단계를 거친 케이스와 금속밴드를 도시한 개략도,

도7은 가공폭이 서로 동일한 경우의 가공순서를 도시한 개략도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10: 상형 플레이트 20: 캠드라이브

30: 높이조정핀 40: 캠슬라이드

50: 상형 60: 하형

100: 케이스 200: 홀더

본 발명은 전자부품 등에 사용되는 소형 케이스의 프레스성형방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 케이스 측면에 다수의 노치가 가공되어 있는 소형 케이스를 프레스 금형을 이용하여 가공하는 소형 케이스의 프레스성형방법에 관한 것이다.

전자부품 등에 사용되는 일반적인 소형 케이스의 사시도가 도1에 도시되어 있다.

도1을 참조하면, 전자부품용 소형 케이스(100)는 소형이라는 특징 외에 각종 전선 또는 컨넥터 등의 통과를 위하여 케이스 측면(1)에 노치(2a, 2b, 2c)가 가공되어있는 특징이 있다. 예를 들어, 핸드폰 등에 사용되는 진동모터의 케이스가 도1에 도시된 것과 같은 형상을 하고 있다.

각종 전자제품의 소형화는 세계적인 추세이며, 따라서 전자제품에 사용되는 부품의 소형화도 필수적인 상황이다. 또한, 제품생산 속도도 과거에 비하여 매우 빠르게 변하여, 초당 수개의 제품이 생산되고 있다. 따라서, 최근의 전자부품용 소형 케이스의 생산에는 몇 가지 조건이 요구되는데, 첫째, 부품이 소형화됨에 따라 치수의 정밀도가 요구되며, 둘째, 생산성 향상을 위하여 빠른 가공속도가 요구된다.

즉, 정밀도와 생산성 향상이라는 두 가지 목표를 만족하여야 하는 어려움을 겪고 있다.

종래의 소형케이스 제작기술로는 케이스 본체의 성형과 노치 가공이 동시에 이루어지기 힘들었다. 따라서, 드로잉 공정을 통하여 케이스를 제작한 다음, 별도의 노치 가공 공정을 통하여서 제품을 완성하는 방법이 일반적이었다. 즉, 프로그레시브 금형 방식이 아닌 단발형 금형으로 이루어지는 구조이므로, 생산성이 떨어지는 문제점이 있었으며, 본체의 성형과 노치 가공이 별도의 장비에 의하여 이루어지므로, 본체와 노치의 치수 및 위치 정밀도가 소비자의 수준을 만족시키지 못하는 한계가 발생하였다.

생산성을 향상시키기 위하여, 2차원 평면의 금속밴드 상에 노치에 해당하는 부분을 미리 가공하고, 드로잉 공정을 통하여 제품을 완성하는 방식이 사용되기도 하였다. 이 경우, 생산성 측면에서는 종래의 방법에 비하여 진보가 있었으나, 3차원 형상인 노치를 2차원으로 가공한 후에, 최종적으로 3차원 형상으로 드로잉하게 되므로 정해진 치수공차 정밀도를 만족시키지 못하는 현상이 발생할 여지가 남아있다.

특히, 케이스 측면 상부(3)의 마무리가 깔끔하게 이루어지지 못하여서 측면(1)의 높이가 정확하지 않은 경우가 종종 발생하고 있다.

본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 케이스의 치수 정밀도가 우 수한 소형 케이스의 프레스성형방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 생산성이 향상된 소형 케이스의 프레스성형방법을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 금속밴드가 프레스성형장치 내에서 한 스텝씩 순차적으로 이동하면서 이루어지는 프레스성형방법에 있어서, 연속적인 다수의 금형 및 프레스성형장치에 의하여 케이스 본체를 성형하는 드로잉단계; 상기 드로잉단계에서 성형된 케이스의 측면에 다수의

형 슬릿을 가공하는 슬릿가공단계; 및, 상기 슬릿가공단계에서 가공되지 않은 케이스의 측면에 다수의

형 슬릿을 가공하여 케이스를 상기 금속밴드로부터 분리시키는 커팅단계를 포함한다.

여기서, 상기 슬릿가공단계는 가공폭이 넓은 부분을 먼저 가공하고, 상기 커팅단계는 나머지 부분을 가공하며; 동일한 폭의 경우, 상기 슬릿가공단계는 깊이가 깊은 노치를 먼저 가공하고, 상기 커팅단계는 나머지 부분을 가공한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 케이스의 프레스성형장치의 단면도이다.

도2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소형케이스의 프레스성형장치는 상하운동하는 홀더(200), 상기 홀더(200)에 장착되어 홀더(200)와 함께 상하운동하는 상형(50), 상기 상형(50)과 쌍을 이루어 케이스(100)의 형상을 완성하는 하 형(60)을 포함하고, 상기 상형(50)은 상형 플레이트(10), 캠드라이브(20), 높이조정핀(30), 캠슬라이드(40)를 포함한다.

상기 상형(50)과 하형(60)으로 이루어진 프레스 금형은 일종의 프로그레시브 금형으로 다수의 공정을 연속적으로 실시하여 최종제품을 완성하게 된다. 일반적인 프로그레시브 금형은 하나의 금형에서 모든 공정을 처리하는데 반하여 본 발명의 프레스 금형은 각각 별도로 분리된 상형에 의하여 가공을 실시한다. 이와 같이 상형을 공정별로 분리하면, 파손 또는 마모된 일부 공정의 금형 만을 교체함으로써 금형의 유지보수가 편리해지는 장점이 있다.

상형 플레이트(10)는 캠드라이브(20), 높이조정핀(30), 캠슬라이드(40)가 장착되는 기본프레임에 해당하는 것으로, 상형 플레이트(10) 자신은 상하운동하는 홀더(200)에 제1 탄성부재(11)에 의하여 하향탄성지지된다.

상기 제1 탄성부재(11)는 1차적으로 완충재의 역할을 해준다. 즉, 가공과정에서 돌발상황에 의하여 가공이 잘못되는 경우, 예를 들어, 피가공재 사이에 이물질이 삽입되어 가공이 이루어지지 않고 상형(50)의 하강이 방해받는 경우, 또는 홀더(200)가 정해진 스트로크보다 과도하게 하강한 경우에도, 상형에 전달되는 충격 및 위치상의 불일치를 상기 제1 탄성부재(11)가 흡수하여서 다른 상형(50) 및 프레스 장치에는 충격이 없도록 한다. 또한, 상기 제1 탄성부재(11)는 상형(50)이 피가공재에 밀착되도록 하여서 가공성을 향상시키는 역할을 한다. 최종적으로는 가공이 완료되고 홀더(200)가 상승하는 경우에 상형 플레이트(10)를 원 상태로 복원시키는 기능을 한다.

상기 상형 플레이트(10)에는 중앙에 관통구(12)가 구비되어 있는데, 상기 관통구(12)를 통하여 후술하는 캠드라이브(20)가 상하운동을 하게 된다.

캠드라이브(20)는 대략적으로 원통형을 하고 있으며, 전술한 바와 같이 상기 관통구(12)를 통하여 상하운동을 하면서, 캠슬라이드(40)와 높이조정핀(30) 사이의 틈새에 삽입되어 캠슬라이드(40)를 방사상으로 동작시키는 역할을 한다. 도2를 참조하면, 캠드라이브(20)의 선단부(23)는 경사면을 구비하고 있어서, 캠슬라이드(40)와 높이조정핀(30)사이의 틈새로 캠드라이브(20)가 용이하게 삽입된다.

높이조정핀(30)은 상기 캠드라이브(20)에 형성되어 있는 중공(22)에 삽입되는데, 도2에 도시된 바와 같이, 스프링(31)에 의하여 탄성지지되며, 상형(50) 아래로 돌출된다. 높이조정핀(30)은 피가공재와 직접 접촉하는 머리부(32), 상기 중공내에서 슬라이딩하는 몸통부(33), 그리고 높이조정핀(30)의 이탈을 방지하는 꼬리부(34)로 이루어진다.

높이조정핀(30)은 기본적으로 피가공재가 하형(60)에 밀착되도록 밀어주는 역할을 함으로써 가공과정에서 피가공재의 흔들림 등을 방지한다.

하지만, 높이조정핀(30)의 가장 중요한 역할은 높이조정핀의 머리부(32)를 이용하여 캠슬라이드(40)가 소형 케이스에서 노치(2a, 2b, 2c) 및 측면(1)의 높이를 정확하게 가공하도록 하는 것이다. 상기 머리부(32)의 아래쪽은 피가공재와 함께 하형(60)에 접촉되고, 위쪽에는 캠슬라이드(40)가 밀착되어 슬라이딩하게 된다. 따라서, 가공되는 케이스의 바닥면에서 상기 머리부(32)의 두께만큼 떨어진 위치에서 가공이 이루어는 것이다.

캠슬라이드(40)는 전술한 바와 같이, 캠드라이브(20)의 동작에 연동하여 슬라이딩 함으로써, 케이스 측면에

형 슬릿을 가공하는 역할을 한다.

캠슬라이드(40)는 다수의 캠슬라이드(40)가 세트를 이루어 동시에 작동하게 되며, 가공하고자 하는 노치의 높이에 따라 동일한 높이에 대하여 하나의 캠슬라이드(40) 세트를 구성하게 된다. 또한, 가공대상인 노치의 갯수에 따라 세트별로 작동되는 캠슬라이드(40)의 숫자가 결정되는데, 노치의 형상이 단순한

형이 아닌 경우에는 캠슬라이드(40)를 중첩적으로 적용하여 원하는 노치형상을 얻을 수 있다.

이때, 캠슬라이드(40)는 상기 상형 플레이트 아래쪽에 상기 관통구(12)와 동심을 이루는 가상의 원 위에 방사형으로 배열되어, 전체 캠슬라이드(40)의 설치위치를 하나의 평면상에 중첩적으로 배열하면 하나의 원을 이루게 된다.

또한, 캠슬라이드(40)는 상기 가상의 원의 중심 방향에 대하여 탄발력을 제공하는 제3 탄성부재에 의하여 수평으로 탄성지지되어 평상시에는 도2에 도시된 바와 같이, 상기 높이조정핀(30)의 몸통부에 밀착된다. 상기 캠슬라이드(40)의 하단에는 슬릿가공날이 구비되어 있는바, 상기 캠드라이브(20)가 하강하면서 캠슬라이드(40)와 높이조정핀(30) 사이에 삽입되면, 캠슬라이드(40)는 방사형으로 벌어져서 케이스 측면(1)에

형 슬릿을 가공하게 된다. 캠슬라이드(40)와 캠드라이브(20)가 접촉하는 부부은 상기 캠드라이브(20)의 경사면에 대응하는 경사진 가이드면(41)을 갖추고 있어서, 캠드라이브(20)의 삽입이 보다 용이하게 이루어진다.

캠슬라이드(40)의 동작에 의하여 케이스가 가공되는 원리를 자세히 설명하면 다음과 같다.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 케이스의 프레스성형장치에서 케이스를 가공하는 상태도이고, 도4는 도3의 A부분의 확대도이다.

도3을 참조하면, 상기 캠슬라이드(40)는 하단에 슬릿가공날(43)이 구비되며, 상기 높이조정핀(30)에 의하여 가공위치가 결정된다.

상기 홀더(200)의 하강에 의하여 상기 높이조정핀(30)이 상기 하형에 안치된 피가공재에 도달하면, 상기 높이조정핀(30)이 정지된 상태에서 상기 캠드라이브(20)가 하강하여, 상기 캠슬라이드(40)와 상기 높이조정핀(30)이 밀착된 틈 사이로 상기 캠드라이브(20) 선단부(23)가 삽입되면서 상기 캠슬라이드(40)가 바깥방향으로 벌어지면서 가공이 이루어진다.

가공이 완료되면, 홀더가 상승하게 되는데, 상기 홀더가 상승하면 제1 탄성부재의 반발력에 상형 플레이트가 하강하면서 도2에 도시된 것과 같은 대기 상태에 도달하게 된다.

도4를 참조하면, 캠슬라이드(40) 하단에 구비된 슬릿가공날(43)은 바깥쪽으로 경사진 형태를 이루고 있으며, 상기 슬릿가공날(43)에 의하여 가공되는 케이스 측면(1)에 해당하는 피가공재가 완전히 절단되어 케이스 본체 부분으로부터 완전히 분리되는 것이 아니고,

형으로 가공되어 일부는 케이스 측면(1)에 부착된 상태로 남게 된다.

이와 같이, 케이스 측면에 부착된 상태로 남아있는 부분은 다음 공정에서 다른 캠슬라이드(40) 세트에 의하여 가공되는 과정에서 완전히 분리된다.

앞에서 서술한 바와 같은 구성을 가진 소형 케이스의 프레스 성형장치를 이 용하여 소형 케이스를 제조하는 과정을 첨부 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 케이스의 프레스성형방법에 의한 가공순서를 도시한 개략도이다.

도5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 케이스의 프레스성형방법은 금속밴드가 프레스성형장치 내에서 한 스텝씩 순차적으로 이동하면서 이루어지는 프레스성형방법에 있어서, 연속적인 다수의 금형 및 프레스성형장치에 의하여 케이스 본체를 성형하는 드로잉단계(S10); 상기 드로잉단계에서 성형된 케이스 본체의 측면에 다수의

형 슬릿을 가공하는 슬릿가공단계(S20); 및 상기 슬릿가공단계에서 가공된 케이스의 측면에 다수의

형 슬릿을 가공하여 케이스를 상기 금속밴드로부터 분리시키는 커팅단계(S30)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도면에 도시되지 않은 일반적인 금속밴드 공급장치에 의하여 모재인 금속밴드(5)가 프레스 성형장치 안으로 공급되면, 천공 단계 등을 거친 금속밴드는 드로잉단계를 통하여 최종제품인 소형 케이스의 대략적인 형상을 갖추게 된다.

도6a는 슬릿가공단계를 거친 케이스(100)와 금속밴드(5)를 도시한 개략도이고, 도6b와 도6c는 커팅단계를 거친 케이스(100)와 금속밴드(5)를 도시한 개략도이다.

상기 드로잉단계를 거친 소형 케이스(100)의 측면(1)부분은 상기 슬릿가공단계에서 프레스 성형장치의 캠슬라이드(40)에 구비된 슬릿가공날(43)에 의하여 소정의 높이에 해당하는 위치에

형 슬릿이 가공된다. 도6a를 참조하면,

형 슬릿(6) 이 가공되지 않은 연결부위(7)에 의하여 케이스(100)는 모재인 금속밴드(5)와 일체형으로 남아있게 되므로, 단발식이 아닌 프로그레시브 금형 방식의 가공이 가능하게 된다.

또한,

형 슬릿은 최종 완성제품인 소형 케이스(100)에서 노치 부분이 되는데, 이와 같이 노치 부분은 금속밴드(5)와 케이스(100)로부터 완전히 별개로 분리되는 것이 아니다. 도6b, 도6c를 참조하면, 최종적으로 케이스(100)가 모재인 금속밴드(5)에서 분리된 이후에도 노치에 해당하는 부분(77)이 금속밴드(5)에 붙어있으므로, 스크랩의 발생이 억제되는 효과가 있다. 따라서, 케이스를 완성한 후에 노치를 별도로 가공하는 종래의 방법에 비하여 스크랩 처리에 별도의 시간 및 장비가 필요하지 않으므로 생산성이 향상된다.

형 슬릿이 가공된 케이스(100)는 커팅단계(S30)를 통하여, 금속밴드(5)로부터 완전히 분리된다. 상기 커팅단계(S30)는 가공방법에 있어서는 전 공정인 슬릿가공단계(S20)와 동일한 방법에 의하여 이루어진다. 즉, 슬릿가공날(43)에 의하여 케이스 본체부분 중 모재인 금속밴드(5)에 연결되어 있던 부분(7)이

형으로 가공되면서 최종적으로 모재인 금속밴드(5)로부터 분리되는 것이다.

도6b 와 도6c를 참조하면, 슬릿가공된 케이스(100)를 금속밴드(5)로부터 분리시키는 커팅단계가 도시되어 있다. 원하는 노치의 형상에 따라, 도6b에 도시된 바와 같이, 슬릿가공단계에서 가공되고 남은 케이스와 금속밴드의 연결부위(7) 상부를 가공하거나, 또는 도6c에 도시된 바와 같이 하부를 가공할 수 있다.

*어떠한 형태로 가공을 하던지, 슬릿가공단계는 가공폭이 넓은 부분(8)을 먼저 가공하고, 상기 커팅단계는 나머지 부분(7)을 가공하는 것을 특징으로 한다. 이것은 커팅단계에서 가공하여야 하는 부위를 줄임으로써 가공부위의 정밀도를 높이기 위한 것이다.

도7에는 가공폭이 서로 동일한 경우의 가공순서가 도시되어 있다.

도7a에 도시된 바와 같이, 동일한 폭의 경우에는 슬릿가공단계에서 깊이가 깊은 노치(9n)를 먼저 가공하고, 커팅단계에서는 나머지 부분(9r)을 가공한다.

이것은 금속밴드에 가까운 부분을 나중에 가공함으로써 흔들림에 의한 가공정밀도의 저하를 최소화하여, 더욱 정밀한 제품을 얻기 위한 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 케이스의 프레스성형방법은 소형 케이스를 더욱 정밀하게 가공할 수 있다.

또한, 케이스의 완성과 노치의 가공을 하나의 공정기계에서 실시하므로, 생산성이 향상되는 효과가 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 반도체이송장비를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (2)

1. 금속밴드가 프레스성형장치 내에서 한 스텝씩 순차적으로 이동하면서 이루어지는 프레스성형방법에 있어서,

   연속적인 다수의 금형 및 프레스성형장치에 의하여 케이스를 성형하는 드로잉단계;

   상기 드로잉단계에서 성형된 케이스의 측면에 다수의

   

   형 슬릿을 가공하는 슬릿가공단계; 및,

   상기 슬릿가공단계에서 가공되지 않은 케이스의 측면에 다수의

   

   형 슬릿을 가공하여 케이스를 상기 금속밴드로부터 분리시키는 커팅단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 케이스의 프레스성형방법.
2. 제2항에 있어서,

   상기 슬릿가공단계는 가공폭이 넓은 부분을 먼저 가공하고, 상기 커팅단계는 나머지 부분을 가공하며;

   동일한 폭의 경우, 상기 슬릿가공단계는 깊이가 깊은 노치를 먼저 가공하고, 상기 커팅단계는 나머지 부분을 가공하는 것을 특징으로 하는 소형 케이스의 프레스성형방법.

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