KR101394031B1 - 프레스 장치 - Google Patents

Abstract

프레스 장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 프레스 장치는 제품패널의 하단면 형상을 갖는 하형펀치가 하부의 볼스터에 장착되고, 이 하형펀치의 외측으로 상기 볼스터에 쿠션핀을 통하여 블랭크 홀더가 장착되며, 상기 하형펀치의 상부에서 제품패널의 상단면 형상을 갖는 상형이 상부의 슬라이더에 장착되어 하형펀치와의 사이에 투입되는 소재패널을 가압하여 제품패널로 성형하는 프레스 장치에 있어서, 돌출 형상이 성형될 위치에서 소재패널의 일측을 상형에 홀딩한 상태로 성형을 진행하여 성형깊이 차이를 상쇄하도록 상기 블랭크 홀더의 사이에서 상기 하형펀치의 내부에 장착되는 서브 블랭크 홀더유닛; 및 돌출 형상이 성형될 위치에서 홀딩된 상기 소재패널의 일단부를 냉각시켜 소재패널의 발열을 방지하도록 상기 상형과 블랭크 홀더에 각각 구비되어 냉각유체를 공급하는 냉각유닛을 포함한다.

Description

프레스 장치{PRESS SYSTEM}

본 발명은 프레스 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소재패널의 성형 시, 돌출 형상에 의한 성형깊이 차이로 인해 소재패널이 유입되면서 금형과의 마찰로 소재패널에 열이 발생하는 것을 방지하여 성형이 완료된 제품패널의 터짐 또는 찢어짐 문제 발생을 방지하도록 하는 프레스 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 메이커에서 자동차를 생산하기까지는 2 내지 3만여 개의 부품을 수 차례의 조립공정을 통하여 이루어진다.

특히, 차체는 자동차 제조과정의 첫 단계로서, 여러 종류의 프레스 장치를 통하여 제품패널을 생산한 후, 차체공장으로 옮겨와서 제품패널의 각 부분이 조립되어 화이트 보디(B.I.W) 상태의 차체를 이루게 되는 것이다.

이와 같이 소재패널을 제품패널로 성형하기 위해서는 드로우 성형공정, 트리밍 및 피어싱 성형공정, 컷팅 및 피어싱 성형공정 그리고 플랜징 및 피어싱 성형공정으로 이루어지는 평균 4공정의 프레스 성형공정을 거치게 되는데, 상기 드로우 성형공정은 제품 데이터대로 소재를 소성 가공하는 공정으로 패널부품의 품질을 90%이상 결정하는 주요공정이다.

이러한 드로우 성형공정에 적용되는 일반적인 프레스 장치는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 제품패널의 하단면 형상을 갖는 하형펀치(101)가 하부의 볼스터(103)에 장착되고, 이 하형펀치(101)의 외측으로는 블랭크 홀더(107)가 상기 볼스터(103)에 쿠션핀(105)을 통하여 장착된다.

그리고 상기 하형펀치(101)의 상부에서 제품패널의 상단면 형상을 갖는 상형(111)이 상부의 슬라이더(109)에 장착되어 상기 하형펀치(101)와의 사이에, 소재패널(113)을 상기 블랭크 홀더(107)에 걸친 상태에서 상부에서 가압하여 제품패널을 성형 가공하게 된다.

즉, 도 1의 (S1)에서와 같이, 먼저 상기 상형(111)과 블랭크 홀더(107)는 상승 작동을 함과 동시에, 이 상형(111)과 상기 하형펀치(101) 사이에는 패널(113)이 투입되어 블랭크 홀더(107)에 패널(113)을 걸쳐두게 된다.

이때, 상기 상형(111)은, 도 1의 (S2)에서와 같이, 하강 작동을 진행하여 상형(111)의 다이 페이스면과 블랭크 홀더(107)의 다이 페이스면에 의해 패널(113)은 그 가장자리가 홀딩되면서, 도 1의 (S3)에서와 같이, 상기 상형(111)과 블랭크 홀더(107)는 함께, 하강 작동을 하여, 도 1의 (S4)에서와 같이, 제품패널로 가압 성형에 의해 소성 가공된다.

그러나 상기와 같은 종래의 프레스 장치는 소재패널에 돌출 형상과 같은 성형깊이가 깊은 형상에 대한 성형 과정에서 소재패널이 제품형상에 맞게 유입될 때, 소재패널이 금형과의 마찰로 인해 마찰열이 발생하게 되는 바, 온도가 상승된 소재의 유입이 원활하게 이루어지지 못하고, 동시에 성형깊이 차이로 인해 제품패널이 터지거나 찢어져 크랙이 발생하는 문제점이 있다.

이에 따라, 소재패널의 성형 시, 돌출 형상 깊이의 제약이 발생하여 성형성 및 상품성이 저하되는 단점이 있으며, 돌출 형상 구현을 위해 별도의 추가 구조물 설치 및 소재패널과 금형과의 마찰로 인한 소재패널의 온도상승을 방지하도록 별도의 냉각장치가 요구됨에 따라, 원가가 상승되는 문제점도 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 소재패널의 프레스 성형 시, 돌출 형상에 의한 성형깊이 차이로 인해 소재패널이 유입되면서 금형과의 마찰로 소재패널에 열이 발생하는 것을 방지함으로써, 성형이 완료된 제품패널의 터짐 또는 찢어짐 문제 발생을 방지하여 제품패널의 성형성 및 상품성을 향상시키도록 하는 프레스 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 프레스 장치는 제품패널의 하단면 형상을 갖는 하형펀치가 하부의 볼스터에 장착되고, 이 하형펀치의 외측으로 상기 볼스터에 쿠션핀을 통하여 블랭크 홀더가 장착되며, 상기 하형펀치의 상부에서 제품패널의 상단면 형상을 갖는 상형이 상부의 슬라이더에 장착되어 하형펀치와의 사이에 투입되는 소재패널을 가압하여 제품패널로 성형하는 프레스 장치에 있어서, 돌출 형상이 성형될 위치에서 소재패널의 일측을 상형에 홀딩한 상태로 성형을 진행하여 성형깊이 차이를 상쇄하도록 상기 블랭크 홀더의 사이에서 상기 하형펀치의 내부에 장착되는 서브 블랭크 홀더유닛; 및 돌출 형상이 성형될 위치에서 홀딩된 상기 소재패널의 일단부를 냉각시켜 소재패널의 발열을 방지하도록 상기 상형과 블랭크 홀더에 각각 구비되어 냉각유체를 공급하는 냉각유닛을 포함하되, 상기 냉각유닛은 상기 소재패널과 접촉되는 위치에서 상기 상형에 장착되며, 내부에 냉각유로가 형성되는 상부 인서트 블록; 상기 상부 인서트 블록에 대응하여 상기 블랭크 홀더에 장착되며, 내부에 냉각유로가 형성되는 하부 인서트 블록; 및 컴프레서로부터 압축공기를 공급받아 상기 상부 인서트 블록과 하부 인서트 블록의 각 냉각유로의 내부로 냉공기를 공급하도록 상기 컴프레서와 상기 각 냉각유로를 상호 연결하여 설치되는 볼텍스 튜브로 이루어질 수 있다.

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상기 냉각유로는 상기 상부 인서트 블록과 하부 인서트 블록의 각 일측에 각각 형성되는 유입구; 상기 유입구와 이격된 위치에서 상기 상부 인서트 블록과 하부 인서트 블록에 각각 형성되는 배출구; 상기 유입구와 배출구에 각각 연결되며, 상기 상부 인서트 블록과 하부 인서트 블록의 길이방향을 따라 소정간격 이격된 상태로 평행하게 형성되는 냉각채널; 및 상기 냉각채널의 내부에 장착되는 배플부재를 포함할 수 있다.

상기 배플부재는 나선형 형상으로 형성되며, 상기 냉각채널의 내부로 삽입되어 상기 냉각채널의 내주면으로부터 상기 냉각채널의 내측을 향하여 돌출되게 장착될 수 있다.

상기 배플부재는 외주면이 편평한 평탄면으로 형성되며, 내주면은 상기 배플부재의 중심을 향하여 라운드지게 돌출되어 형성될 수 있다.

상기 서브 블랭크 홀더유닛은 상기 볼스터의 상부 일측에 장착되는 장착 플레이트; 상기 장착플레이트 상부에 배치되어 상기 하형펀치의 내부에서 슬라이드 이동 가능하게 설치되며, 상기 소재패널의 중앙을 홀딩하는 서브 블랭크 홀더; 및 상기 장착 플레이트와 서브 블랭크 홀더의 사이에 적어도 하나 이상이 구비되어 상기 서브 블랭크 홀더에 탄성력을 제공하는 탄성부재로 이루어질 수 있다.

상기 각 탄성부재는 가스 실린더형 스프링으로 이루어질 수 있다.

상기 각 탄성부재는 상기 장착 플레이트와 서브 블랭크 홀더의 사이에 일정간격 이격되어 등간격으로 장착될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 프레스 장치에 의하면, 돌출 형상에 의한 성형깊이 차이로 인해 소재패널이 유입되면서 금형과의 마찰로 소재패널에 열이 발생하는 것을 상형과 블랭크 홀더에 설치되는 냉각유닛을 통해 방지함으로써, 소재패널의 발열을 미연에 차단하여 성형이 완료된 제품패널의 터짐 또는 찢어지는 것을 방지하는 효과가 있다.

또한, 냉각유닛의 냉각원으로 컴프레셔로부터 공급되는 압축공기 중 볼텍스 튜브를 통해 냉공기만 사용함으로써, 시스템 구성을 간소화하는 동시에, 냉각수 적용 시에 요구되는 냉각쿨러 및 냉각탱크 등의 장비를 추가하지 않아도 됨에 따라 투자비 및 원가상승을 방지할 수 있다.

또한, 냉각유닛을 통해 소재패널을 냉각하는 동시에, 하형펀치의 내부에 구성되는 서브 블랭크 홀더유닛을 통해 돌출 형상이 성형되는 소재패널의 일측을 상형에 홀딩함으로써, 소재 유입량을 조절한 상태로 성형을 진행하여 돌출 형상에 의한 성형깊이 차이를 상쇄해 성형성을 향상시키고, 성형이 완료된 제품패널의 상품성을 향상시키는 효과도 있다.

도 1은 일반적인 프레스 장치의 단계별 작동 상태도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프레스 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프레스 장치에 적용되는 냉각유닛의 투영 사시도이다.
도 4는 도 4의 B-B 선에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프레스 냉각장치에서 냉각유닛에 적용되는 배플부재의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 프레스 장치의 단계별 작동 상태도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프레스 장치의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프레스 장치에 적용되는 냉각유닛의 투영 사시도이며, 도 4는 도 4의 B-B 선에 따른 단면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프레스 냉각장치에서 냉각유닛에 적용되는 배플부재의 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 프레스 장치는 소재패널(P)의 프레스 성형 시, 돌출 형상에 의한 성형깊이 차이로 인해 소재패널(P)이 유입되면서 금형과의 마찰로 소재패널에 열이 발생하는 것을 방지함으로써, 성형이 완료된 제품패널의 터짐 또는 찢어짐 문제 발생을 방지하여 제품패널의 성형성 및 상품성을 향상시킬 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위해, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 프레스 장치는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 기본적으로, 제품패널의 하단면 형상을 갖는 하형펀치(1)가 하부의 볼스터(3)에 장착되고, 이 하형펀치(1)의 외측으로는 블랭크 홀더(7)가 상기 볼스터(3)에 쿠션핀(5)을 통하여 장착된다.

그리고 상기 하형펀치(1)의 상부에서 제품패널의 상단면 형상을 갖는 상형(11)이 상부의 슬라이더(9)에 장착되어 상기 하형펀치(1)와의 사이에, 소재패널(P)을 상기 블랭크 홀더(7)에 걸친 상태에서 상부에서 가압하여 제품패널을 성형하도록 이루어진다.

여기서, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 프레스 장치는 상기 하형펀치(1)의 내부에 장착되는 서브 블랭크 홀더유닛(20)을 포함하여 구성된다.

상기 서브 블랭크 홀더유닛(20)은 돌출 형상이 성형될 위치에서 소재패널(P)의 일측을 상형(11)에 홀딩한 상태로 성형을 진행하여 성형깊이 차이를 상쇄하도록 상기 블랭크 홀더(7)의 사이에서 상기 하형펀치(1)의 내부에 장착된다.

이러한 서브 블랭크 홀더유닛(20)은 상기 각 블랭크 홀더(7)가 소재패널(P)의 양측단을 홀딩 한 후, 돌출 형상이 성형되는 위치의 일측에서 상기 슬라이더(9)에 의해 하강되는 상형(11)에 상기 소재패널(P)을 홀딩한 상태로 성형을 진행하게 된다.

즉, 상기 서브 블랭크 홀더유닛(20)은 돌출 형상이 성형될 위치에서 소재패널(P)을 홀딩시켜 소재의 유입량을 조절함으로써, 돌출 형상이 존재하는 제품패널에서 성형깊이가 깊은 부분과 낮은 부분의 깊이차이를 상쇄하게 된다.

이러한 상기 서브 블랭크 홀더유닛(20)은 장착 플레이트(21), 서브 블랭크 홀더(23), 및 탄성부재(25)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 장착 플레이트(21)는 상기 볼스터(3)의 상부 일측에 장착된다.

상기 서브 블랭크 홀더(23)는 상기 장착 플레이트(21) 상부에 배치되어 상기 하형펀치(1)의 내부에서 상, 하부로 슬라이드 이동 가능하게 설치되며, 상기 소재패널(P)의 중앙을 상기 상형(11)에 홀딩하게 된다.

그리고 상기 탄성부재(25)는 상기 장착 플레이트(21)와 서브 블랭크 홀더(23)의 사이에 적어도 하나 이상이 구비되어 상기 서브 블랭크 홀더(23)에 탄성력을 제공하게 된다.

여기서, 상기 각 탄성부재(25)는 가스 실린더형 스프링으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 각 탄성부재(25)는 상기 장착 플레이트(21)와 서브 블랭크 홀더(23)의 사이에 일정간격 이격되어 등간격으로 장착되며, 본 실시예에서는 등간격으로 3개가 장착된다.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 프레스 장치는 상기 상형(11)의 일측과 이에 대응하는 블랭크 홀더(7)에 각각 구비되는 냉각유닛(30)을 더 포함하여 구성된다.

상기 냉각유닛(30)은 돌출 형상이 성형될 위치에서 홀딩된 상기 소재패널(P)의 일단부를 냉각시켜 소재패널(P)의 발열을 방지하도록 상기 상형(11)과 블랭크 홀더(7)에 각각 구비되어 냉각유체를 공급하게 된다.

즉, 상기 냉각유닛(30)은 돌출 형상이 성형되는 위치에 대응하여 상형(11)과 블랭크 홀더(7)에서 소재패널(P)의 상, 하면에 근접하게 구성되며, 내부로 공급된 냉각유체를 통해 소재패널(P)을 냉각시킴으로써, 소재의 유입을 원활하게 하여 상기 서브 블랭크 홀더유닛(20)과 함께 돌출 형상이 존재하는 제품패널에서 성형깊이가 깊은 부분과 낮은 부분의 깊이차이를 상쇄하게 된다.

이러한 냉각유닛(30)은, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상부 인서트 블록(31), 하부 인서트 블록(32), 및 볼텍스 튜브(35)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 상부 인서트 블록(31)은 상기 소재패널(P)과 접촉되는 위치에서 상기 상형(11)에 장착되며, 내부에 냉각유로(33)가 형성된다.

그리고 상기 하부 인서트 블록(32)은 상기 상부 인서트 블록(31)에 대응하여 상기 블랭크 홀더(7)에 장착되며, 내부에 냉각유로(33)가 형성된다.

여기서, 상기 냉각유로(33)는 유입구(33a), 배출구(33b), 냉각채널(33c), 및 배플부재(33d)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 유입구(33a)는 상부 인서트 블록(31)과 하부 인서트 블록(32)의 각 일측에 각각 형성되고, 상기 배출구(33b)는 상기 유입구(33a)와 이격된 위치에서 상기 상부 인서트 블록(31)과 하부 인서트 블록(32)에 각각 형성된다.

본 실시예에서, 상기 냉각채널(33c)은 상기 유입구(33a)와 배출구(33b)에 각각 상호 연결되며, 상기 상부 인서트 블록(31)과 하부 인서트 블록(32)의 길이방향을 따라 각각 소정간격 이격된 상태로 평행하게 형성된다.

즉, 상기 유입구(33a)와 배출구(33b)는 냉각채널(33c)과 상부 및 하부 인서트 블록(31, 32)의 내부에서 상호 연결된다.

이에 따라, 냉각유체는 상기 유입구(33a)를 통해 유입되어 상부 및 하부 인서트 블록(31, 32)의 각 냉각채널(33c)을 통과한 상태로, 상기 배출구(33b)를 통해 외부로 배출됨을 반복함으로써, 상부 인서트 블록(31)과 하부 인서트 블록(32)이 냉각된 상태를 유지하도록 한다.

그리고 상기 배플부재(33d)는, 도 4와 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 냉각채널(33c)의 내부에 삽입된 상태로 장착된다.

여기서, 상기 배플부재(33d)는 나선형 형상의 코일 스프링과 같은 형상으로 형성되며, 상기 냉각채널(33c)의 내부로 삽입되어 상기 냉각채널(33c)의 내주면으로부터 상기 냉각채널(33c)의 내측을 향하여 돌출되게 장착될 수 있다.

이러한 배플부재(33d)는 외주면이 상기 냉각채널(33c)의 내주면과 접촉된 상태로 기밀을 유지하도록 편평한 평탄면으로 형성되며, 내주면은 상기 배플부재(33d)의 중심을 향하여 라운드지게 돌출되어 반원형상으로 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 배플부재(33d)는 상기 유입구(33a)를 통해 유입된 냉각유체가 냉각채널(33c)의 내부에서 이동 시, 상기 배플부재(33d)를 따라 회전하면서 이동시킴으로써, 냉각유체의 와류 생성을 통해 냉각채널(33c) 내주면과의 접촉면적을 증대시켜 냉각효율을 향상시키는 기능을 하게 된다.

본 실시예에서, 상기 볼텍스 튜브(35)는 컴프레서(37)로부터 압축공기를 공급받아 상부 인서트 블록(31)과 하부 인서트 블록(32)의 각 냉각유로(33)의 내부로 냉공기를 공급하도록 상기 컴프레서(37)와 상기 각 냉각유로(33)를 상호 연결하여 설치된다.

여기서, 볼텍스 튜브(35)는 컴프레셔(37)로부터 공급된 압축공기 중, 따뜻한 온공기는 외부로 배출시키고, 차가운 냉공기만 상기 냉각유로(33)로 공급하는 기능을 하게 된다.

이러한 볼텍스 튜브(35)는 컴프레셔(37)로부터 공급되는 압축공기의 일상적인 흐름을 뜨거운 공기와 찬공기로 전환시켜주는 국부적인 냉각 장치로서, 당업계에서 널리 알려진 공지기술에 해당하므로 이하, 그 구성 및 구조의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

즉, 이와 같은 구성을 갖는 상기 냉각유닛(30)은 돌출 형상이 성형되는 위치의 일측에서 소재패널(P)의 상, 하부를 홀딩한 상태로 소재패널(P)의 프레스 성형 진행될 경우, 소재패널(P)의 유입 시, 블랭크 홀더(7)와 상형(11)과의 마찰 발생에 의한 소재패널(P)의 발열을 미연에 방지시키게 된다.

이러한 상태에서, 상기 서브 블랭크 홀더유닛(20)은 상기 각 블랭크 홀더(7)가 소재패널(P)의 양측단을 먼저 홀딩한 후, 소재패널(P)에서 돌출 형상이 성형되는 위치의 일측을 상기 슬라이더(9)에 의해 하강되는 상형(11)에 홀딩시킨 상태로 성형을 진행함으로써, 상기 냉각유닛(30)을 통해 냉각된 소재패널(P)로부터 소재의 유입을 원활하게 한 상태로 돌출 형상의 성형 시, 소재의 유입량 조절을 통해 제품패널의 터짐이나 찢어짐 현상의 발생을 방지하게 된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 프레스 장치의 작동 및 작용을 상세히 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 프레스 장치의 단계별 작동 상태도이다.

먼저, 도 6의 (S10)과 같이, 상기 상형(11)은 슬라이더(9)에 의해 상승되며, 상기 양측 블랭크 홀더(7)는 쿠션핀(9)에 의해 상기 하형펀치(1)로부터 상승된 상태가 된다.

이 때, 상기 서브 블랭크 홀더유닛(20)의 서브 블랭크 홀더(23)는 상기 탄성부재(25)에 의해 상기 각 블랭크 홀더(7)와 같이 상기 하형펀치(1)로부터 상승된 상태를 유지하게 된다.

이러한 상태에서, 상기 하형펀치(1)와 상형(11) 사이에는 소재패널(P)이 투입되어 상기 블랭크 홀더(7)와 서브 블랭크 홀더(23)에 걸쳐두게 된다.

그런 후, 상기 상형(11)은 상기 슬라이더(9)에 의해 하강 작동을 진행하게 되며, 이에 따라, 상기 소재패널(P)은, 도 6의 (S20)과 같이, 상형(11)의 다이 페이스면과 블랭크 홀더(7)의 다이 페이스면에 의해 그 양측 가장자리가 홀딩된다.

상기 소재패널(P)의 양측 가장자리가 상기 블랭크 홀더(7)와 상형(11)에 의해 홀딩된 상태로, 상기 상형(11)은 계속해서 하강되는데, 여기서, 상기 서브 블랭크 홀더(23)는, 도 6의 (S30)과 같이, 돌출 형상의 일측에서 상기 소재패널(P)을 상형(11)에 홀딩시키게 된다.

이러한 상태에서, 상기 상형(11)과 블랭크 홀더(7)는 함께 하강 작동을 하여, 도 3의 (S40)과 같이, 상기 하형펀치(11)의 성형면에 소재패널(P)을 사이에 두고 결합된다.

여기서, 소재패널(P)은 프레스 성형 시, 돌출 형상이 성형되는 위치의 단부에서 상형(11)과 블랭크 홀더(7)와의 마찰 발생에 의해 발열되어 온도가 상승하게 된다.

이 때, 상기 블랭크 홀더(7)와 상형(11) 중에서 상기 소재패널(P)에 근접하여 설치되는 미도시된 열전대가 소재패널(P)의 발열에 의한 온도상승을 감지하여 그 신호를 제어기로 출력하고 제어기는 상기 냉각유닛(30)의 컴프레셔(37)를 작동시켜 상기 볼텍스 튜브(35)로 압축공기를 공급시키게 된다.

상기 볼텍스 튜브(35)는 공급된 압축공기 중, 차가운 냉공기만 상기 상부 인서트 블록(31)과 하부 인서트 블록(32)의 각 냉각유로(33)로 공급하게 된다.

그러면, 냉각유체인 냉공기는 상기 유입구(33a)로 유입되어 냉각채널(33c)을 통과하는데, 이 경우, 상기 배플부재(33d)에 의해 내부에서 회전되면서 냉각채널(33c)를 통과하게 되는 바, 냉공기에 와류 생성을 통해 냉각채널(33c)과의 접촉면적이 증대되면서 냉각효율이 향상된다.

이에 따라, 상기 소재패널(P)은 블랭크 홀더(7)와 상형(11)과의 마찰에 의한 발열로 상승된 온도가 상부 인서트 블록(31)과 하부 인서트 블록(32)의 냉각유로(33)를 통과하는 냉공기에 의해 냉각되면서 소재패널(P)의 발열이 억제되어 원활히 유입된다.

이에 따라, 소재패널(P)은, 도 3의 (S50)와 같이, 냉각유닛(30)의 작동을 통해 발열이 방지된 상태로 원활하게 유입되면서 제품패널로 가압 성형에 의해 소성 가공된다.

즉, 상기 블랭크 홀더(7)와 서브 블랭크 홀더(23)은 소재패널(P)을 순차적으로 상형(11)에 홀딩시킴으로써, 성형 개시 전에 소재 유입량을 조절하게 된다.

그리고 상기 냉각유닛(30)은 성형 개시 후, 작동되어 소재패널(P)에서 발생되는 마찰에 의한 발열을 방지하여 소재패널(P)을 원활하게 유입시킴에 따라, 소재패널(P)의 성형깊이 차이를 상쇄하고, 체적확보를 통해 성형성을 확보하게 된다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 프레스 장치를 적용하면, 돌출 형상에 의한 성형깊이 차이로 인해 소재패널(P)이 유입되면서 금형과의 마찰로 소재패널(P)에 열이 발생하는 것을 상형(11)과 블랭크 홀더(7)에 설치되는 냉각유닛(30)을 통해 방지함으로써, 소재패널(P)의 발열을 미연에 차단하여 성형이 완료된 제품패널의 터짐 또는 찢어지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 냉각유닛(30)의 냉각원으로 컴프레셔(37)로부터 공급되는 압축공기 중 볼텍스 튜브(35)를 통해 냉공기만 사용함으로써, 시스템 구성을 간소화하는 동시에, 냉각수 적용 시에 요구되는 냉각쿨러 및 냉각탱크 등의 장비를 추가하지 않아도 됨에 따라 투자비 및 원가상승을 방지할 수 있다.

또한, 냉각유닛(30)을 통해 소재패널(P)을 냉각하는 동시에, 하형펀치(1)의 내부에 구성되는 서브 블랭크 홀더유닛(20)을 통해 돌출 형상이 성형되는 소재패널(P)의 일측을 상형에 홀딩함으로써, 소재 유입량을 조절한 상태로 성형을 진행하여 돌출 형상에 의한 성형깊이 차이를 상쇄해 성형성을 향상시키고, 성형이 완료된 제품패널의 상품성을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

1 : 하형펀치 3 : 볼스터
5 : 쿠션핀 7 : 블랭크 홀더
9 : 슬라이더 11 : 상형
20 : 서브 블랭크 홀더유닛 21 : 장착 플레이트
23 : 서브 블랭크 홀더 25 : 탄성부재
30 : 냉각유닛 31 : 상부 인서트 블록
32 : 하부 인서트 블록 33 : 냉각유로
33a : 유입구 33b : 배출구
33c : 냉각채널 33d : 배플부재
35 : 볼텍스 튜브 37 : 컴프레셔
P : 소재패널

Claims (8)

1. 제품패널의 하단면 형상을 갖는 하형펀치가 하부의 볼스터에 장착되고, 이 하형펀치의 외측으로 상기 볼스터에 쿠션핀을 통하여 블랭크 홀더가 장착되며, 상기 하형펀치의 상부에서 제품패널의 상단면 형상을 갖는 상형이 상부의 슬라이더에 장착되어 하형펀치와의 사이에 투입되는 소재패널을 가압하여 제품패널로 성형하는 프레스 장치에 있어서,
   돌출 형상이 성형될 위치에서 소재패널의 일측을 상형에 홀딩한 상태로 성형을 진행하여 성형깊이 차이를 상쇄하도록 상기 블랭크 홀더의 사이에서 상기 하형펀치의 내부에 장착되는 서브 블랭크 홀더유닛; 및
   돌출 형상이 성형될 위치에서 홀딩된 상기 소재패널의 일단부를 냉각시켜 소재패널의 발열을 방지하도록 상기 상형과 블랭크 홀더에 각각 구비되어 냉각유체를 공급하는 냉각유닛;을 포함하되,
   상기 냉각유닛은
   상기 소재패널과 접촉되는 위치에서 상기 상형에 장착되며, 내부에 냉각유로가 형성되는 상부 인서트 블록;
   상기 상부 인서트 블록에 대응하여 상기 블랭크 홀더에 장착되며, 내부에 냉각유로가 형성되는 하부 인서트 블록; 및
   컴프레서로부터 압축공기를 공급받아 상기 상부 인서트 블록과 하부 인서트 블록의 각 냉각유로의 내부로 냉공기를 공급하도록 상기 컴프레서와 상기 각 냉각유로를 상호 연결하여 설치되는 볼텍스 튜브;
   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프레스 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 냉각유로는
   상기 상부 인서트 블록과 하부 인서트 블록의 각 일측에 각각 형성되는 유입구;
   상기 유입구와 이격된 위치에서 상기 상부 인서트 블록과 하부 인서트 블록에 각각 형성되는 배출구;
   상기 유입구와 배출구에 각각 연결되며, 상기 상부 인서트 블록과 하부 인서트 블록의 길이방향을 따라 소정간격 이격된 상태로 평행하게 형성되는 냉각채널; 및
   상기 냉각채널의 내부에 장착되는 배플부재;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 배플부재는
   나선형 형상으로 형성되며, 상기 냉각채널의 내부로 삽입되어 상기 냉각채널의 내주면으로부터 상기 냉각채널의 내측을 향하여 돌출되게 장착되는 것을 특징으로 하는 프레스 장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 배플부재는
   외주면이 편평한 평탄면으로 형성되며, 내주면은 상기 배플부재의 중심을 향하여 라운드지게 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 하는 프레스 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 서브 블랭크 홀더유닛은
   상기 볼스터의 상부 일측에 장착되는 장착 플레이트;
   상기 장착플레이트 상부에 배치되어 상기 하형펀치의 내부에서 슬라이드 이동 가능하게 설치되며, 상기 소재패널의 중앙을 홀딩하는 서브 블랭크 홀더; 및
   상기 장착 플레이트와 서브 블랭크 홀더의 사이에 적어도 하나 이상이 구비되어 상기 서브 블랭크 홀더에 탄성력을 제공하는 탄성부재;
   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프레스 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 각 탄성부재는
   가스 실린더형 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프레스 장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 각 탄성부재는
   상기 장착 플레이트와 서브 블랭크 홀더의 사이에 일정간격 이격되어 등간격으로 장착되는 것을 특징으로 하는 프레스 장치.

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