KR101023769B1

KR101023769B1 - 선재 자동성형장치

Info

Publication number: KR101023769B1
Application number: KR1020080056370A
Authority: KR
Inventors: 노천래; 노상우
Original assignee: 노상우; 노천래
Priority date: 2008-04-30
Filing date: 2008-06-16
Publication date: 2011-03-21
Also published as: KR20090115024A

Abstract

본 발명은 차량용 시트의 내부에 설치되어 쿠션력을 보강해주는 역할을 하는 시트스프링을 사각요철형상으로 성형하기 위한 선재 자동성형장치에 관련한 것으로서, 선 출원된 관련특허에 비해 구성이 간단하면서 성형오류가 없도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 주요 특징은,

직선형 금속선재의 성형예정구간을 사각형 요철형상으로 밴딩성형하는 밴딩유닛을 구비하는 선재 자동성형장치로서, 상기 밴딩유닛과 연동하게 구성되어 상기 사각형 요철형상이 보다 정확하게 성형되도록 정형화하는 정형유닛을 포함하는 것이다.

선재 성형장치, 시트 스프링

Description

선재 자동성형장치{STEEL LINEER AUTOMATIC MOLDING APPARATUS}

본 발명은 차량용 시트의 내부에 설치되어 쿠션력을 보강해주는 역할을 하는 시트스프링을 사각요철형상으로 성형하기 위한 선재 자동성형장치에 관련한 것이다.

더 상세하게는 선출원된 관련특허에 비해 구성이 간단하면서 성형오류가 없는 선재 자동성형장치에 관한 것이다.

주지하듯이 차량용 시트의 내부에 설치되는 시트스프링(seat spring)은 원소재인 금속선재를 사각요철형상으로 밴딩 성형하여 탄성면을 갖도록 함으로써 소재를 절약하면서도 일반의 판스프링의 역할을 대신할 수 있도록 한 것이다.

금속선재를 성형함에 있어서 정확한 사각모양이 만들어져야만 균일한 탄성력을 얻을 수 있기 때문에 정밀성을 요한다. 이에, 본 출원인은 특허출원 제10-2006-22786호를 통해 차량용 시트스프링의 제조장치 및 이를 이용한 시트스프링의 제조방법(이하 "선출원1"이라 함)에 대해 제안한 바 있다.

그러나, 상기한 선출원1의 장치는 전체적으로 구성이 복잡하여 성형동작시 불량률이 높으며, 부분적으로 수작업이 필요하였기 때문에 작업속도가 더딘 문제점이 있었다.

이를 보완하기 위해서, 본 출원인은 특허출원 제10-2007-13306호(이하 "선출원2"라 함)를 통해 금속봉재 성형기 및 성형방법을 제안한 바 있다. 이 선출원2는 앞선 선출원1에 비해 구성이 간단하면서도 성형오류가 적고, 전 공정을 자동화함으로써 수작업이 필요 없어, 신속한 작업이 가능하다는 등의 개선효과를 얻을 수 있었다.

그러나, 상기한 선출원2는 여전히 구성의 복잡성을 해소하지 못하였고, 이로 인해 동작오류의 위험성을 내포하고 있어서 제품을 대량생산함에 있어서 불안요소로 작용되고 있었다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 주요 목적은 성형부분의 구성을 기존 대비 현저히 간소화하고, 자동제어기술을 접목하여 제품의 생산속도를 빠르고 정확하게 함으로써 제품의 양산효율을 높인 선재 자동성형장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

또한, 본 발명의 밴딩유닛은, 하형에 설치되어 상기 성형예정구간의 양쪽 사이드를 클램핑하는 사이드 클램프와, 상형에 설치되어 상기 성형예정구간의 중앙부를 하강력에 의해 사각형상으로 성형하는 프레셔로 구성하되, 상기 사이드 클램프는 상기 금속선재의 길이방향으로 이동 가능한 상태의 사이드 블록과, 상기 사이드 블록에 지지되되 사이드 블록의 이동방향에 대해 직각방향으로 이동가능한 상태로 지지되는 한 쌍의 클램핑 블록과, 상기 한 쌍의 클램핑 블록을 밀착 또는 이격시켜서 금속선재를 클램핑하거나 또는 언클램핑되도록 제어하는 클램핑 실린더로 구성 된다.

또한, 본 발명의 정형유닛은, 상기 각 사이드 블록의 외측면에 제1구배면이 형성된 것을 포함하며; 상기 상형의 양쪽에 설치되며, 상기 제1구배면에 대응하는 제2구배면이 형성된 푸쉬블록과; 상기 사이드 블록이 프레셔에 밀착되도록 푸쉬블록을 밀어주는 푸싱수단으로 구성된다.

또한, 본 발명의 푸싱수단은, 상기 푸쉬블록의 제2구배면 반대쪽에 제2구배면과 대응되는 각도의 제3구배면이 형성된 것을 포함하며; 상기 각 사이드 클램프의 차기 위치에 설치되며, 상기 제3구배면과 대응하는 제4구배면이 형성된 푸쉬가이드로 구성된다.

여기서, 상기 푸쉬블록은 일정각도 범위 내에서 회동되도록 상형에 핀 결합되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 밴딩유닛의 차기 위치에 금속선재의 밴딩부위를 재차 정형하기 위한 2차 정형유닛을 포함할 수 있다.

여기서, 2차 정형유닛은 바디와, 상기 바디에 수직상으로 동작되게 설치되는 정형용 실린더와, 상기 정형용 실린더의 로드에 설치되어 상기 금속선재의 요입부를 눌러서 정형하는 정형툴로 구성된다.

본 발명은 밴딩부분의 구성을 기존 대비 현저히 간소화하고, 자동제어기술을 접목하여 제품의 생산속도를 빠르고 정확하게 함으로써 제품의 양산효율을 높일 수 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해 질 것이다.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 선재 자동성형장치의 상형과 하형의 결합사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 선재 자동성형장치의 상형과 하형의 분리사시도이며, 도 3은 선재공급유닛의 상세구성도(초기상태)이고, 도 4는 선재공급유닛의 상세구성도(동작상태)이며, 도 5는 밴딩유닛의 상세 구성도(초기상태)이고, 도 6은 밴딩유닛의 상세 구성도(프레셔가 약간 하강하여 금속선재를 클램핑 상태)이며, 도 7은 밴딩유닛의 상세 구성도(프레셔가 더 하강하여 금속선재를 사다리꼴형으로 밴딩한 상태)이고, 도 8은 2차 정형유닛의 상세 구성도(초기상태)이며, 도 9는 2차 정형유닛의 상세 구성도(동작상태)이고, 도 10은 본 발명에 따른 선재 자동성형장치로서, 초기상태도이며, 도 11은 본 발명에 따른 선재 자동성형장치로서, 프레셔가 금속선재를 클램핑한 상태도이고, 도 12는 본 발명에 따른 선재 자동성형장치로서, 프레셔가 하강하여 금속선재를 사다리꼴형으로 밴딩한 상태도이며, 도 13은 본 발명에 따른 선재 자동성형장치로서, 사이드 클램프의 푸싱 바로 직전의 상태도이고, 도 14는 본 발명에 따른 선재 자동성형장치로서, 푸쉬블록 및 푸쉬가이드에 의해 사이드 클램프를 프레셔에 밀착되게 한 상태도이다.

본 발명의 선재 자동성형장치는, 도 1 및 도 2에서 보듯이, 2가닥으로 된 직선형의 금속선재(1)를 일정길이 만큼 공급하여 주는 선재 공급유닛(100)과, 상기 선재 공급유닛(100)에 의해 공급된 금속선재(1)의 성형예정구간(1a)을 사각 요철형상으로 밴딩 성형하는 밴딩유닛(200)을 기본적으로 갖추고 있다. 이에 더하여, 본 발명은 상기 밴딩유닛(200)과 연동하게 구성되어 상기 사각형 요철형상이 보다 정확하게 마무리 성형되도록 정형화하는 정형유닛(300)을 더 포함한다.

이하, 상기한 각 구성요소를 세부적으로 설명한다.

상기 선재 공급유닛(100)은 도 3 및 도 4에서 보듯이, 하형(20)의 선단부(금속선재가 진입되는 쪽을 선단으로 간주함)에 설치되는 프레임(110)과, 상기 프레임(110)의 내부에 프레임의 길이방향으로 이동 가능하게 설치되며 금속선재(1)를 클램핑하여 일정길이만큼 이송시켜주는 역할을 하는 이송피더(120)와, 상기 프레임(110)에 지지된 채 상기 이송피더(120)를 이동시켜주는 역할을 하는 실린더(C1)와, 상기 프레임(110)의 후위에 설치되어 상기 이송피더(120)가 원위치할 때 금속선재(1)를 잠시 동안 클램핑하는 역할을 하는 고정 클램프(130)로 구성된다.

상기 밴딩유닛(200)은 도 5 내지 도 7에서 보듯이, 하형(20)에 구비된 가이더(210)를 따라 하형의 길이방향으로 이동 가능하게 설치되어 상기 성형예정구간(1a)의 양쪽을 클램핑하는 사이드 클램프(220)와, 상형(10)에 설치되어 상기 성형예정구간(1a)의 중앙부를 하강력에 의해 눌러서 사각 요철형상으로 성형하는 프 레셔(230)로 구성된다.

여기서, 상기 사이드 클램프(220)는 상기 금속선재(1)의 길이방향으로 이동 가능한 상태의 사이드 블록(222)과, 상기 사이드 블록에 지지되되 사이드 블록의 이동방향에 대해 직각방향으로 이동가능한 상태로 지지되는 한 쌍의 클램핑 블록(224)과, 상기 한 쌍의 클램핑 블록을 밀착 또는 이격시켜서 금속선재(1)를 클램핑하거나 또는 언클램핑(unclamping)되도록 제어하는 클램핑 실린더(C2)로 구성된다.

상기 프레셔(230)는 도 5 내지 도 7에서 보듯이 상기 상형(10)에 고정되어 있는 고정블록(232)과, 상기 고정블록(232)의 하부 양쪽에 상기 금속선재(1)를 클램핑하거나 언클램핑하는 방향으로 이동 가능하게 설치되는 한 쌍의 클램핑 블록(234)과, 상기 한 쌍의 클램핑 블록(234)을 밀착 또는 이격시켜서 금속선재(1)를 클램핑 또는 언클램핑하도록 제어하는 실린더(C3)로 구성된다. 여기서 미설명부호 234a는 금속선재(1)를 오버밴딩(over banding)하기 위한 오버밴딩홈이 형성되어 있다. 이에 대한 쓰임새는 후술한다.

상기 정형유닛(300)은 도 10 내지 도 13에서 보듯이, 상기 각 사이드 블록(222)의 외측면에 제1구배면(222a)이 형성된 것을 포함한다. 이에 더하여 상기 제1구배면(222a)과 대면되는 각도의 제2구배면(312)이 형성된 푸쉬블록(310)과; 상기 사이드 블록(222)이 상기 프레셔(230)에 밀착되도록 푸쉬블록(310)을 밀어주는 푸싱수단(320)으로 구성된다.

상기한 푸싱수단(320)은 상기 푸쉬블록(310)의 제2구배면(312) 반대쪽에 제2구배면(312)과 대면되는 각도의 제3구배면(314)이 형성된 것을 포함하며, 이에 더하여 상기 각 사이드 클램프(220)의 차기 위치에 설치되며, 상기 제3구배면(314)과 대응하는 제4구배면(322a)이 형성된 푸쉬가이드(322)로 구성된다.

여기서, 상기 푸쉬블록(310)은 일정각도 범위 내에서 회동되도록 상기 상형(10)에 핀(pin:P) 결합되어 있다. 회동 가능하게 설치된 이유는 푸쉬블록(310)의 하강시 푸쉬블록의 제2구배면(312)과 사이드 블록(222)의 제1구배면(222a)이 맞닿았을 때 바로 미는 힘이 작용되지 않도록 하기 위한 것이다. 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.

한편, 본 발명은 도 8 및 도 9에서 보듯이, 상기 밴딩유닛(200)의 차기 위치에 금속선재(1)의 밴딩부위를 재차 정형하는 2차 정형유닛(400)을 더 구비하고 있다.

상기한 2차 정형유닛(400)은 상기 하형(20)에 고정되는 바디(410)와, 상기 바디에 수직상으로 동작되게 설치되는 정형용 실린더(C4)와, 상기 정형용 실린더의 로드에 설치되어 상기 금속선재(1)의 요입부(1b)를 눌러서 성형모양을 바로 잡아주는 정형툴(420)로 구성된다.

이하에서는 상기한 본 발명 장치에 대한 동작과정을 설명한다.

상기 장치에 의한 밴딩과정을 개괄하면, 직선형의 금속선재(1)가 선재 공급유닛(100)에 의해 일정길이만큼 공급되고, 공급되는 금속선재(1)를 밴딩유닛(200)에 의해 사다리꼴 요철형상으로 밴딩함과 동시에 정형유닛(300)에 의해 사다리꼴 요철형상을 사각형 요철형상을 교정하고, 2차 정형유닛(300)에 의해 밴딩부위를 재차 교정하는 과정을 거치게 된다.

우선, 선재 공급유닛(100)에 의해 금속선재(1)가 공급되는 과정을 살펴본다.

도 3 및 도 4에서 보듯이, 이송피더(120)가 도면상 프레임(110)의 우측에 위치한 상태에서 금속선재(1)를 실린더(C5)에 의해 클램핑 하여 프레임(110)의 좌측으로 전진함으로써 이송피더(120)가 이송된 길이만큼 금속선재(1)를 밴딩유닛(200)으로 공급하여 준다.

이송이 완료되면, 상기 이송피더(120)는 금속선재(1)의 클램핑을 해제한 후 원래의 위치로 후진한다. 이때, 상기 고정 클램프(130)는 금속선재(1)를 실린더(C6)에 의해 클램핑함으로써 금속선재(1)가 유동됨을 방지하되, 하기에서 설명될 금속선재(1)의 밴딩작업시에는 클램핑을 해제하여 밴딩작업이 원활히 이루어질 수 있도록 한다(도 3 및 도 4참조).

상기와 같이 선재 공급유닛(100)에 의해 밴딩유닛(200)으로 금속선재(1)가 공급되면, 밴딩유닛(200)에 의해 금속선재(1)의 성형예정구간(1a)을 사각 요철형상으로 밴딩하게 된다.

부연하면, 도 10 내지 도 12에서 보듯이, 밴딩유닛(200)으로 금속선재(1)의 성형예정구간(1a)이 이송되어오면, 성형예정구간(1a)의 양단부를 사이드 클램프(220)의 클램핑 블록(224)이 클램핑하고, 뒤이어 상기 상형(10)이 하강하면서 상형에 설치되어 있는 프레셔(230)의 클램핑 블록(234)이 성형예정구간(1a)의 중앙부분을 클램핑한다.

이 상태에서 상형(10) 및 프레셔(230)가 더 하강함에 따라 금속선재(1)는 프레셔의 누르는 힘에 의해 밴딩이 시작되고, 프레셔(230)가 완전히 내려가게 되면 프레셔(230)에 의해 눌려진 부분은 오목하게 변형되면서 대략 사다리꼴 형태로 밴딩 된다.

이 과정에서 상기 사이드 클램프(220)는 금속선재(1)의 성형되는 길이만큼 사이드 클램프(220)도 프레셔(230)를 향해 자율적으로 모이게 된다. 이렇게 사이드 클램프(220)가 금속선재(1)의 변형에 맞춰서 이동되게끔 한 이유는, 만약 사이드 클램프(220)가 금속선재(1)를 클램핑 한 채 움직이지 않는다면 금속선재(1)의 성형부위가 파단되거나 직경이 얇아지는 성형불량을 초래하게 되기 때문이다.

한편, 금속선재(1)의 최종 밴딩의 형태는 사다리꼴이 아니고 사각형상이기 때문에 추가적인 밴딩이 이루어져야 한다. 이는 후술될 정형유닛(300)에 의해 이루어진다.

정형과정은, 상기 밴딩과정과 거의 동시에 이루어진다.

즉, 도 13에서 보듯이, 밴딩을 위해 상형(10)이 하강할 때 그 양쪽에 설치되어 있는 푸쉬블록(310)도 함께 하강하게 되고, 어느 정도 하강할 때쯤에는 사이드 블록(222)의 제1구배면(222a)에 푸쉬블록(310)의 제2구배면(312)이 접촉된다. 그런데, 상기 푸쉬블록(310)은 소정각도만큼 회전되도록(까딱까닥되는 정도) 설치되어 있으므로 접촉과 동시에 사이드 블록(222)을 밀어주지 않고 단순 접촉상태로만 하강하게 된다.

이후, 도 14에서 보듯이, 하강되는 푸쉬블록(310)의 제3구배면(314)이 푸쉬가이드(322)의 제4구배면(322a)에 접촉되면서 비로소 푸쉬블록(310)이 사이드 블록(222)을 프레셔(230)를 향해 밀어주게 된다. 이렇게 밀린 사이드 블록(222)은 프레셔(230)에 밀착되면서 금속선재(1)의 수직요소(1c)를 수직하게 교정해주게 된다.

이때, 상기 금속선재(1)의 수직요소(1c)는 사이드 블록(222)과 프레셔(230)의 대접면에 각각 형성되는 오버밴딩홈(234a)에 인입되면서 비스듬한 형태로 과성형 되지만, 실제로 성형이 완료되면 금속선재가 자체적으로 가지고 있는 복원력에 의해 정수직 상태가 만들어지게 된다.

이렇게 밴딩 및 1차 정형작업이 완료되면, 상기 사이드 블록(222)과 프레셔(230)가 금속선재(1)에 대한 클램핑을 해제한 후 상형(10)은 상승하게 되고, 사이드 블록(222)은 복원스프링(240)에 의해 원래의 위치로 벌어지게 된다. 즉, 도 10과 같이 초기상태로 되돌아 가는 것이다.

다음, 1차 정형작업이 완료된 금속선재(1)는 2차 정형유닛(400)을 거치면서 재차 정형되므로 완전한 형태로서의 제품으로 완성되는 것이다.

즉, 도 8 및 도 9에서 보듯이, 상기 1차 정형된 금속선재(1)가 2차 정형유닛(400)으로 이송되어 오면 정형용 실린더(C4)의 작동에 따라 정형툴(420)이 하강하여 금속선재(1)의 요입부(1b)를 눌러줌으로써 성형모양을 재차 바로잡아주게 된다.

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.

도 1은 본 발명에 따른 선재 자동성형장치의 상형과 하형의 결합사시도

도 2는 본 발명에 따른 선재 자동성형장치의 상형과 하형의 분리사시도

도 3은 선재공급유닛의 상세구성도(초기상태)

도 4는 선재공급유닛의 상세구성도(동작상태)

도 5는 밴딩유닛의 상세 구성도(초기상태)

도 6은 밴딩유닛의 상세 구성도(프레셔가 약간 하강하여 금속선재를 클램핑 상태)

도 7은 밴딩유닛의 상세 구성도(프레셔가 더 하강하여 금속선재를 사다리꼴형으로 밴딩한 상태)

도 8은 2차 정형유닛의 상세 구성도(초기상태)

도 9는 2차 정형유닛의 상세 구성도(동작상태)

도 10은 본 발명에 따른 선재 자동성형장치로서, 초기상태도

도 11은 본 발명에 따른 선재 자동성형장치로서, 프레셔가 금속선재를 클램핑한 상태도

도 12는 본 발명에 따른 선재 자동성형장치로서, 프레셔가 하강하여 금속선재를 사다리꼴형으로 밴딩한 상태도

도 13은 본 발명에 따른 선재 자동성형장치로서, 사이드 클램프의 푸싱 바로 직전의 상태도

도 14는 본 발명에 따른 선재 자동성형장치로서, 푸쉬블록 및 푸쉬가이드에 의해 사이드 클램프를 프레셔에 밀착되게 한 상태도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 금속선재 10 : 상형

20 : 하형 100 : 선재공급유닛

200 : 밴딩유닛 300 : 정형유닛

222a : 제1구배면 310 : 푸쉬블록

312 : 제2구배면 320 : 푸싱수단

314 : 제3구배면 322 : 푸쉬가이드

322a : 제4구배면 400 : 2차 정형유닛

410 : 바디 420 : 정형툴

Claims

직선형 금속선재의 성형예정구간을 사각형 요철형상으로 밴딩성형하는 밴딩유닛을 구비하는 선재 자동성형장치로서,

상기 밴딩유닛과 연동하게 구성되어 상기 사각형 요철형상이 보다 정확하게 성형되도록 정형화하는 정형유닛을 포함하되,

상기 밴딩유닛은 하형에 설치되어 상기 성형예정구간의 양쪽 사이드를 클램핑하는 사이드 클램프와, 상형에 설치되어 상기 성형예정구간의 중앙부를 하강력에 의해 사각형상으로 성형하는 프레셔로 구성하고,

상기 사이드 클램프는 상기 금속선재의 길이방향으로 이동 가능한 상태의 사이드 블록과, 상기 사이드 블록에 지지되되 사이드 블록의 이동방향에 대해 직각방향으로 이동가능한 상태로 지지되는 한 쌍의 클램핑 블록과, 상기 한 쌍의 클램핑 블록을 밀착 또는 이격시켜서 금속선재를 클램핑하거나 또는 언클램핑되도록 제어하는 클램핑 실린더로 구성되며,

상기 정형유닛은, 상기 각 사이드 블록의 외측면에 제1구배면이 형성된 것을 포함하며; 상기 상형의 양쪽에 설치되며, 상기 제1구배면에 대응하는 제2구배면이 형성된 푸쉬블록과; 상기 사이드 블록이 프레셔에 밀착되도록 푸쉬블록을 밀어주는 푸싱수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 선재 자동성형장치.
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제1항에 있어서,

상기 푸싱수단은, 상기 푸쉬블록의 제2구배면 반대쪽에 제2구배면과 대응되는 각도의 제3구배면이 형성된 것을 포함하며; 상기 각 사이드 클램프의 차기 위치에 설치되며, 상기 제3구배면과 대응하는 제4구배면이 형성된 푸쉬가이드로 구성된 것을 특징으로 하는 선재 자동성형장치.
제1항에 있어서,

상기 푸쉬블록은 일정각도 범위 내에서 회동되도록 상기 상형에 핀 결합된 것을 특징으로 하는 선재 자동성형장치.
제1항에 있어서,

상기 밴딩유닛의 차기 위치에 설치되어 금속선재의 성형부위를 재차 정형하는 2차 정형유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선재 자동성형장치.
제6항에 있어서,

상기 2차 정형유닛은, 바디와, 상기 바디에 수직상으로 동작되게 설치되는 정형용 실린더와, 상기 정형용 실린더의 로드에 설치되어 상기 금속선재의 요입부를 눌러서 정형하는 정형툴로 구성된 것을 특징으로 하는 선재 자동성형장치.