KR101293975B1 - 프레스금형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프레스금형장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 랙기어의 구동에 의해 동작하는 평기어가 메인 롤러의 회전축에 고정 결합되어, 패널의 성형공정에서 상기 메인 롤러가 자동으로 구동되도록 구성된 프레스금형장치에 관한 것으로, 이로 인하여 랙기어를 구동시키면 메인 롤러가 자동으로 동작되어 패널이 최종 성형 전에 프레스금형으로 강제 유입되면서, 성형깊이가 깊게 형성되는 부분도 패널의 파단 없이 성형 완료된다.

차체, 패널, 센터필러, 프레스, 성형, 다이 페이스, 롤러

Description

프레스금형장치{Device for press die}

본 발명은 프레스금형장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 랙기어의 구동에 의해 동작하는 평기어가 메인 롤러의 회전축에 고정 결합되어, 패널의 성형공정에서 상기 랙기어가 구동되면 상기 메인 롤러가 자동으로 동작하도록 구성된 프레스금형장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 제조업체에서 자동차를 생산하기까지는 2 내지 3만여 개의 부품을 수십 차례의 조립공정을 통하여 이루어진다.

특히, 차체는 자동차 제조과정의 첫 단계로서, 여러 종류의 프레스 장치를 통하여 제품을 생산한 후, 차체공장으로 옮겨와서 제품의 각 부분을 조립하여 화이트 보디(B.I.W) 상태의 차체를 이루게 된다.

이렇게 조립되는 대부분의 부품들은 강판으로 이루어져 있고, 완성된 제품의 품질은 대부분 프레스가공의 성형공정인 드로잉(drawing) 공정에서 결정된다.

이 드로잉 공정은 상형 다이(die)와 하형 펀치(punch)에 의해 투입된 패널을 블랭크 홀더(blank holder)에 안착시켜 패널의 유입에 의한 소성가공으로 이루어진다.

첨부한 도 8은 종래의 차체 사이드 아우터와 그 일부를 확대하여 도시한 사시도이고, 도 9는 종래 차체 패널의 일부를 도시한 사시도이며, 도 10은 종래에 최종 성형된 차체 패널을 도시한 사시도이다.

이러한 가공으로 성형되는 자동차의 차체 패널은, 첨부한 도 8과 같은 차체의 사이드 아우터를 가공하는데 여러 가지 문제점을 가진다.

그 중 센터필러(1) 하단부는 도 8과 도 9에 도시된 바와 같이, 승차 편의성을 위해 개구부(R)가 작게 형성되고, 도어 인너(미도시)와 간섭을 피하기 위해 성형깊이(H)가 깊게 형성되는 성형이 어려운 부분이라 T/O시 문제점을 해결하여도 생산라인 변경 등의 이유로 성형조건이 바뀔 때마다 파단(crack)(a)이 발생하게 되는 문제점이 있다.

이와 같이 성형깊이가 깊게 형성되는 부분은 그 구조적 형상으로 인해 프레스금형으로 패널을 유입하는 것이 원활하게 이루어지기 어렵다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 성형깊이가 깊게 형성되는 차체의 사이드 아우터를 성형하기 위하여, 패널을 성형하는 공정에서 자동으로 구동되는 메인 롤러를 포함 장착하여 패널의 유입이 원활하도록 구성되는 프레스금형장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 상부에 상형 다이와 하부에 하형 펀치가 구성되고, 이 상형 다이와 하형 펀치 사이에 패널이 유입되어 홀딩되는 블랭크 홀더를 포함하여 구성되는 프레스금형장치에 있어서,

회전축이 구비된 메인 롤러가 상기 블랭크 홀더에 구성되고, 상기 메인 롤러의 회전축에 평기어가 고정 결합되며, 이 평기어와 치합 구성된 랙기어가 구성되어, 상기 하형 펀치의 상승에 의해 상기 랙기어가 상승되어 상기 메인 롤러가 회전되는 것을 특징으로 하는 프레스금형장치를 제공한다.

그리고, 상기 상형 다이에 회전축이 구비된 서브 롤러가 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 서브 롤러와 메인 롤러의 일부 외면이 각각 다이 페이스와 동일하게 위치되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 랙기어에 하강수단이 더 포함 장착된 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게, 상기 서브 롤러와 메인 롤러는 탄성과 강성을 지닌 소재로 마련된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 프레스금형장치는 패널을 성형하는 과정에서 자동으로 메인 롤러를 구동시켜 패널이 최종 성형 전에 강제로 유입되도록 함으로써, 성형깊이가 깊게 형성되는 부분으로 인한 패널의 파단 없이 성형을 완료하는 효과가 있다.

이에 따라, 차체 패널을 가공하는데 소요되는 비용을 절감하는 효과도 있다.

본 발명의 구현 예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 바람직한 일구현 예에 대하여 상세히 설명하고자 한다.

또한, 설명에 사용되는 도면에 있어서, 종래의 기술과 동일한 부분에 대하여 중복되는 설명은 생략되는 것도 있다.

바람직한 일구현 예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점을 더욱 잘 이해할 수 있게 되며, 이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 일구현 예를 상세하게 설명한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따라 바람직하게 일 구현된 프레스금형장치를 정면에서 바라본 개념도이고, 도 2는 도 1을 측면에서 바라본 개념도이며, 도 3 ~ 도 6은 본 발명에 따라 패널이 성형되는 공정을 도시한 개념도이고, 도 7은 패널이 성 형되는 공정을 나타내는 흐름도이다.

본 발명에 따라 바람직하게 실시되는 프레스금형장치는 패널(18)이 성형되는 과정에서 최종성형 전에 자동으로 메인 롤러(10)를 구동시켜, 상기 패널(18)의 프레스금형 내로의 유입을 원활하게 함으로써 성형이 어려운 차체의 사이드 아우터 성형시 패널의 터짐을 방지한다.

이를 위하여 먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 프레스금형장치는 상부에 상형 다이(16), 하부에 하형 펀치(17)가 구성되고, 이 상형 다이(16)와 하형 펀치(17) 사이에 블랭크 홀더(14)가 구비된다.

상기 블랭크 홀더(14) 상부에는 회전축(10a)이 구비된 메인 롤러(10)가 장착되고, 이 메인 롤러(10)는 탄성과 강성을 지닌 소재, 예를 들면 우레탄으로 마련되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 메인 롤러(10)의 구동으로 패널(18)이 강제 유입될 시, 이 패널(18)의 원활한 유입을 위하여 상형 다이(16)에도 회전축(15a)이 구비된 서브 롤러(15)를 장착하여 패널(18)의 유입에 따라 자연스럽게 회전하도록 하며, 이 서브 롤러(15)도 탄성과 강성을 지닌 소재로 바람직하게 마련한다.

이때, 상기 서브 롤러(15)와 메인 롤러(10)의 회전하는 외면 일부는 상형 다이(16)와 블랭크 홀더(14)의 다이 페이스(16a, 14a)로부터 돌출되지 않고, 도 2에 도시된 바와 같이, 상형 다이(16)와 블랭크 홀더(14)의 다이 페이스(16a, 14a)에 각각 동일한 위치로 구성된다.

이에 따라, 최종 성형 약 10~30㎜ 전에 패널(18)의 표면에 메인 롤러(10)와 서브 롤러(15)가 접하게 되고, 전술한 바와 같이 이 메인 롤러(10)가 구동됨에 따라 상기 패널(18)이 강제 유입되면서 서브 롤러(15)도 회전축(15a)을 중심으로 회전하게 된다.

그리고, 상기 메인 롤러의 회전축(10a) 일측에 톱니 모양의 외형으로 마련된 평기어(11)가 고정 결합되고, 이 평기어(11)와 치합될 수 있도록 상부가 톱니 모양으로 형성된 랙기어(12)가 구성된다.

또한, 상기 랙기어(12)의 상단부에는 메인 롤러(10)의 구동을 위해 상승된 랙기어(12)를 하강시키기 위한 수단으로 리턴용 스프링(13)이 장착된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 금형프레스장치의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 패널(18)을 블랭크 홀더(14)의 다이 페이스(14a) 상에 안착시키고(100), 상형 다이(16)를 하강하도록 구동시켜 상기 패널(18)을 상기 블랭크 홀더(14)와 상형 다이(16) 사이에 홀딩시킨다(110).

다음, 도 4에 도시된 바와 같이, 하형 펀치(17)를 상승하도록 구동시키면, 상기 블랭크 홀더(14)와 상형 다이(16) 사이에 홀딩된 패널(18)이 상형 다이(16)와 하형 펀치(17)의 형상에 따라 성형된다(120).

이때, 상기 패널(18)이 최종 성형되기 전, 예를 들면 약 10~30㎜ 전에 랙기어(12) 하부가 상승된 하형 펀치(17)와 접하게 되어 랙기어(12)를 상승하도록 구동시킨다(130).

그럼, 도 5에 도시된 바와 같이, 리턴용 스프링(13)이 압축되면서 상기 랙기 어(12)가 평기어(11)와 치합된 상태로 상승하고 이 평기어(11)를 회전시키게 된다(140).

이에 따라, 상기 평기어(11)와 고정 결합된 회전축(10a)이 회전하면서 패널(18)의 일면과 접한 메인 롤러(10)를 회전시켜 상기 패널(18)을 강제로 유입시킨다(150).

그리고, 강제로 유입되는 패널(18)의 타면에 접한 서브 롤러(15)도 회전축(15a)을 중심으로 자연스럽게 회전하며 상기 패널(18)의 유입을 원활하게 한다.

그러면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 패널(18)이 원활하게 유입되어 성형깊이가 깊게 형성되는 부분을 패널(18)의 터짐 없이 성형 완료하게 되고, 상형 다이(16)와 하형 펀치(17)는 각각 상승, 하강하도록 구동한다(160).

이에 따라, 랙기어(12) 하단을 밀어올리던 하형 펀치(17)가 이 랙기어(12)에서 떨어지고, 리턴용 스프링(13)의 복원에 의해 상기 랙기어(12)는 하강하면서 패널(18) 성형 전 위치로 복원된다(170).

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 구현 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 구현 예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 구현 예들을 모두 포함한다.

도 1은 본 발명에 따라 바람직하게 일 구현된 프레스금형장치를 정면에서 바라본 개념도,

도 2는 도 1을 측면에서 바라본 개념도,

도 3 ~ 도 6은 본 발명에 따라 패널이 성형되는 공정을 도시한 개념도,

도 7은 본 발명에 따라 패널이 성형되는 공정을 나타내는 흐름도,

도 8은 종래의 차체 사이드 아우터와 그 일부를 확대하여 도시한 사시도,

도 9는 종래 차체 패널의 일부를 도시한 사시도,

도 10은 종래에 최종 성형된 차체 패널을 도시한 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 메인 롤러 10a : 회전축

11 : 평기어 12 : 랙기어

13 : 리턴용 스프링 14 : 블랭크 홀더

14a : 다이 페이스 15 : 서브 롤러

15a : 회전축 16 : 상형 다이

16a : 다이 페이스 17 : 하형 펀치

18 : 패널

Claims (5)

1. 상부에 상형 다이와 하부에 하형 펀치가 구성되고, 이 상형 다이와 하형 펀치 사이에 패널이 유입되어 홀딩되는 블랭크 홀더를 포함하여 구성되는 프레스금형장치에 있어서,

   회전축이 구비된 메인 롤러가 상기 블랭크 홀더에 구성되고, 상기 메인 롤러의 회전축에 평기어가 고정 결합되며, 이 평기어와 치합 구성된 랙기어가 구성되어, 상기 하형 펀치의 상승에 의해 상기 랙기어가 상승되어 상기 메인 롤러가 회전되는 것을 특징으로 하는 프레스금형장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 상형 다이에 회전축이 구비된 서브 롤러가 구성되는 것을 특징으로 하는 프레스금형장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 메인 롤러와 서브 롤러는 패널의 일면과 타면에 각각 접하면서 회전할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 프레스금형장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 랙기어에 하강수단이 더 포함 장착된 것을 특징으로 하는 프레스금형장치.
5. 청구항 3에 있어서,

   상기 서브 롤러와 메인 롤러는 탄성과 강성을 지닌 소재로 마련된 것을 특징으로 하는 프레스금형장치.

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