KR101577192B1 - 프레스 성형장치 - Google Patents

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KR101577192B1
KR101577192B1 KR1020140023307A KR20140023307A KR101577192B1 KR 101577192 B1 KR101577192 B1 KR 101577192B1 KR 1020140023307 A KR1020140023307 A KR 1020140023307A KR 20140023307 A KR20140023307 A KR 20140023307A KR 101577192 B1 KR101577192 B1 KR 101577192B1
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Abstract

본 발명은 성형부재를 성형하기 위한 상부금형; 상기 상부금형과 대응하여 위치하는 하부금형; 상기 상부금형을 이송시키기 위한 상부금형 제1이송장치; 일단은 상기 상부금형 제1이송장치와 연결되고, 타단은 상기 상부금형의 일측과 연결되는 상부금형 지지체; 일단은 상기 상부금형 지지체의 일정영역과 연결되고, 타단은 상기 상부금형의 타측과 연결되는 상부금형 제2이송장치를 포함하는 프레스 금형장치에 관한 것으로, 길이방향으로 일정 단면을 갖는 성형제품을 성형함에 있어서, 성형부재의 일부를 가열하고, 이후, 가열된 성형부재의 일부를 성형하며, 이후, 이송수단에 의해 성형부재를 이송시키고, 다시 성형부재의 다른 일부를 가열하고, 이후, 가열된 성형부재의 다른 일부를 성형하는 방식에 의해 성형제품을 성형할 수 있다.

Description

프레스 성형장치{A PRESS-FORMING DEVICE}
본 발명은 프레스 성형장치 및 이를 이용한 성형방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 길이방향으로 일정 단면을 갖는 성형제품을 성형할 수 있는 프레스 성형장치 및 이를 이용한 성형방법에 관한 것이다.
통상 프레스 성형제품은 한 개 부품의 경우, 전체를 넣을 수 있는 상부와 하부의 금형에 넣어 제작함으로 크기가 큰 부품의 경우 상대적으로 커다란 금형을 제작하여야 하는 것이 보통이다.
따라서 동일형상을 연속적으로 길게 갖는 프레스제품도 긴 대형의 금형을 제작하여 사용하거나, 고가의 NC 장비를 이용하여 프레스 작업을 하여야 하기 때문에 많은 비용이 소요되었다.
예를 들어 다공 피어싱(piercing) 또는 멀티 슬롯 제품의 경우 NC 펀칭기라 하는 고가의 장치에서 가공하였다. 이러한 장비는 가격도 고가이면서 소음도 심해서 전용의 작업을 하는 전용기로 활용될 뿐 타용도로는 사용하기가 곤란할 뿐아니라, 원하는 제품 크기만큼의 소재를 이용하여 한 번에 가공함으로써 사소한 불량으로 인해 크고 고가인 제품소재를 버리는 손실이 발생하는 경우가 많아 제작단가가 높아지는 등의 문제점이 되었다.
한국공개특허 10-2001-0015956
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 길이방향으로 일정 단면을 갖는 성형제품을 성형함에 있어서, 길이 제한없이 일정 단면의 성형을 가능하게 하는 프레스 성형장치 및 이를 이용한 성형방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 지적된 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 성형부재를 성형하기 위한 상부금형; 상기 상부금형과 대응하여 위치하는 하부금형; 상기 상부금형을 이송시키기 위한 상부금형 제1이송장치; 일단은 상기 상부금형 제1이송장치와 연결되고, 타단은 상기 상부금형의 일측과 연결되는 상부금형 지지체; 일단은 상기 상부금형 지지체의 일정영역과 연결되고, 타단은 상기 상부금형의 타측과 연결되는 상부금형 제2이송장치를 포함하는 프레스 금형장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 상부금형은 상부금형 가압면을 포함하고, 상기 상부금형 가압면은 곡면인 것을 특징으로 하는 프레스 금형장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 상부금형 지지체의 타단이 상기 상부금형의 일측과 연결됨에 있어서, 상기 상부금형 지지체의 타단과 상기 상부금형의 일측은 제1힌지축에 의해 힌지결합되는 프레스 금형장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 상부금형 제2이송장치의 일단이 상기 상부금형 지지체의 일정영역과 연결됨에 있어서, 상기 상부금형 제2이송장치의 일단과 상기 상부금형 지지체의 일정영역은 제2힌지축에 의해 힌지결합되는 프레스 금형장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 상부금형 제2이송장치의 타단이 상기 상부금형의 타측과 연결됨에 있어서, 상기 상부금형 제2이송장치의 타단과 상기 상부금형의 타측은 제3힌지축에 의해 힌지결합되는 프레스 금형장치를 제공한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 길이방향으로 일정 단면을 갖는 성형제품을 성형함에 있어서, 성형부재의 일부를 가열하고, 이후, 가열된 성형부재의 일부를 성형하며, 이후, 이송수단에 의해 성형부재를 이송시키고, 다시 성형부재의 다른 일부를 가열하고, 이후, 가열된 성형부재의 다른 일부를 성형하는 방식에 의해 성형제품을 성형할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 1차적으로 성형부재의 일부를 성형하고, 이후, 2차적으로 성형부재의 다른 일부를 성형하는 연속적인 성형방법에 의해 성형제품을 형성함으로써, 종래의 기 대형의 금형을 제작하여 사용하는 문제점, 그리고, 이로 인해 발생하는 문제점, 예를 들면, 원하는 제품 크기만큼의 소재를 이용하여 한 번에 가공함으로써 사소한 불량으로 인해 크고 고가인 제품소재를 버리는 손실이 발생하는 등의 문제점을 해결할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 프레스 성형장치를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 2 내지 6은 본 발명에 따른 프레스 성형장치를 이용한 성형방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 프레스 성형장치를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 프레스 성형장치(100)는 성형부재(10)를 성형하여, 길이방향으로 일정 단면을 갖는 성형제품을 성형하기 위한 상부금형(130) 및 상기 상부금형(130)과 대응하여 위치하는 하부금형(153)을 포함한다.
일반적인 프레스 성형장치는 고정된 하부금형의 상부에 성형부재를 올려놓은 후 펀칭을 수행하는 상부금형을 하강시켜 서로 대응되는 가압면 사이에서 성형부재가 일정 형상으로 성형되도록 하는 장치를 의미한다.
즉, 일반적인 프레스 성형장치는 상부금형과 하부금형의 대응되는 가압면의 형상에 따라 성형부재의 형상이 결정되며, 이는 당업계에서 자명한 사항이므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명에 따른 프레스 성형장치(100)는 상기 상부금형을 이송시키기 위한 상부금형 제1이송장치(110, 111)를 포함하며, 상기 상부금형 제1이송장치(110, 111)는 상기 상부금형을 하부금형의 방향으로 이송시킬 수 있다.
이때, 상기 상부금형 제1이송장치(110, 111)는 제1실린더(110)와 상기 제1실린더(110)의 내부에서 이동가능한 제1피스톤(111)으로 이루어질 수 있으며, 실린더와 피스톤을 통해 일정 부품을 이송시키는 것은 당업계에서 자명한 사항이므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 발명에서 실린더와 피스톤을 통해 이송장치를 구현하는 것은 하나의 실시예에 해당할 수 있으며, 본 발명에서는 상부금형 제1이송장치(110, 111)로 공지된 이송수단을 활용할 수 있으며, 따라서, 본 발명에서 상부금형 제1이송장치(110, 111)의 종류를 제한하는 것은 아니다.
계속해서 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 프레스 성형장치(100)는 일단은 상기 상부금형 제1이송장치(110, 111)와 연결되고, 타단은 상기 상부금형(130)의 일측과 연결되는 상부금형 지지체(120)를 포함한다.
즉, 상기 상부금형 지지체(120)는 상기 상부금형(130)과 연결되고, 또한, 상기 상부금형 지지체(120)는 상기 상부금형 제1이송장치(110, 111)와 연결됨으로써, 상기 상부금형 제1이송장치(110, 111)의 이송에 의해 상기 상부금형 지지체(120)가 이송되고, 이로써, 상기 상부금형(130)을 이송시킬 수 있다.
이때, 상기 상부금형 제1이송장치(110, 111)는 상기 상부금형 지지체(120)을 수직방향으로 이송시킬 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 수직의 의미는 설명의 편의를 위하여 방향성을 부여한 것으로, 상기 수직의 의미에 제한을 두는 것은 아니다.
한편, 상기 상부금형 지지체(120)의 타단이 상기 상부금형(130)의 일측과 연결됨에 있어서, 상기 상부금형 지지체(120)의 타단과 상기 상부금형(130)의 일측은 제1힌지축(131)에 의해 힌지결합될 수 있다.
상기 상부금형 지지체(120)의 타단과 상기 상부금형(130)의 일측이 상기 제1힌지축(131)에 의해 힌지결합되었다 함은, 상기 상부금형(130)의 일측이 상기 제1힌지축(131)에 의하여 상기 상부금형 지지체(120)의 타단을 기준으로 회전운동을 할 수 있음을 의미한다.
계속해서, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 프레스 성형장치(100)는 일단은 상기 상부금형 지지체(120)의 일정영역과 연결되고, 타단은 상기 상부금형(130)의 타측과 연결되는 상부금형 제2이송장치(141, 142)를 포함하며, 상기 상부금형 제2이송장치(1410, 142)는 상기 상부금형을 하부금형의 방향으로 이송시킬 수 있다.
이때, 상기 상부금형 제2이송장치(141, 142)는 제2실린더(141)와 상기 제2실린더(141)의 내부에서 이동가능한 제2피스톤(142)으로 이루어질 수 있으며, 실린더와 피스톤을 통해 일정 부품을 이송시키는 것은 당업계에서 자명한 사항이므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 발명에서 실린더와 피스톤을 통해 이송장치를 구현하는 것은 하나의 실시예에 해당할 수 있으며, 본 발명에서는 상부금형 제2이송장치(141, 142)로 공지된 이송수단을 활용할 수 있으며, 따라서, 본 발명에서 상부금형 제2이송장치(141, 142)의 종류를 제한하는 것은 아니다.
이때, 상기 상부금형 제2이송장치(141, 142)의 일단이 상기 상부금형 지지체(120)의 일정영역과 연결됨에 있어서, 상기 상부금형 제2이송장치(141, 142)의 일단과 상기 상부금형 지지체(120)의 일정영역은 제2힌지축(121)에 의해 힌지결합될 수 있다.
상기 상부금형 제2이송장치(141, 142)의 일단과 상기 상부금형 지지체(120)의 일정영역이 제2힌지축(121)에 의해 힌지결합되었다 함은, 상기 상부금형 제2이송장치(141, 142)의 일단이 상기 제2힌지축(121)에 의하여 상기 상부금형 지지체(120)의 일정영역을 기준으로 회전운동을 할 수 있음을 의미한다.
또한, 상기 상부금형 제2이송장치(141, 142)의 타단이 상기 상부금형(130)의 타측과 연결됨에 있어서, 상기 상부금형 제2이송장치(141, 142)의 타단과 상기 상부금형(130)의 타측은 제3힌지축(132)에 의해 힌지결합될 수 있다.
상기 상부금형 제2이송장치(141, 142)의 타단과 상기 상부금형(130)의 타측이 제3힌지축(132)에 의해 힌지결합되었다 함은, 상기 상부금형(130)의 타측이 상기 제3힌지축(132)에 의하여 상기 상부금형 제2이송장치(141, 142)의 타단을 기준으로 회전운동을 할 수 있음을 의미한다.
계속해서, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 프레스 성형장치(100)는 상술한 바와 같이, 상부금형(130)을 포함하며, 상기 상부금형(130)은 상부금형 가압면(133)을 포함한다.
즉, 상기 상부금형 가압면(133)과 이와 대응되는 하부금형 가압면의 사이에 성형부재가 위치하여, 상기 성형부재를 일정 형상으로 성형시킬 수 있다.
이때, 본 발명에서 상기 상부금형 가압면(133)은 곡면인 것을 특징으로 하며, 상기 상부금형 가압면(133)의 곡면이 순차적으로 상기 성형부재를 가압함에 의하여 성형부재를 성형시킬 수 있다.
또한, 상기 상부금형 가압면의 곡면은 동일 크기의 곡률반경을 포함하며, 상기 동일크기의 곡률반경은 성형하고자 하는 성형제품의 크기 또는 형상에 따라 임의적으로 변경할 수 있으므로, 따라서, 본 발명에서 상기 동일크기의 곡률반경을 제한하는 것은 아니다.
한편, 본 발명에서 상기 상부금형 가압면(133)은 순차적으로 제1가압면(β), 제2가압면(α) 및 제3가압면(γ)을 포함할 수 있으며, 이에 대해서는 후술하기로 한다.
본 발명에 따른 프레스 성형장치(100)는 상술한 바와 같이, 하부금형(153)을 포함하며, 또한, 상기 하부금형(153)을 이송시키기 위한 하부금형 이송장치(151, 152)를 포함한다.
상기 하부금형 이송장치(151, 152)는 상기 하부금형을 일정 방향으로 이송시킬 수 있으며, 구체적으로, 상기 하부금형을 수평방향으로 이송시킬 수 있다. 다만, 본 발명에서 상기 수평의 의미는 설명의 편의를 위하여 방향성을 부여한 것으로, 상기 수평의 의미에 제한을 두는 것은 아니다.
이때, 상기 하부금형 이송장치(151, 152)는 제3실린더(151)와 상기 제3실린더(151)의 내부에서 이동가능한 제3피스톤(152)으로 이루어질 수 있으며, 실린더와 피스톤을 통해 일정 부품을 이송시키는 것은 당업계에서 자명한 사항이므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 발명에서 실린더와 피스톤을 통해 이송장치를 구현하는 것은 하나의 실시예에 해당할 수 있으며, 본 발명에서는 하부금형 이송장치(151, 152)로 공지된 이송수단을 활용할 수 있으며, 따라서, 본 발명에서 하부금형 이송장치(151, 152)의 종류를 제한하는 것은 아니다.
계속해서, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 프레스 성형장치(100)는 상기 성형부재(10)를 일정 방향으로 이송시키기 위한 성형부재 이송수단(30a, 30b)을 포함할 수 있으며, 구체적으로, 상기 성형부재 이송수단(30a, 30b)은 상기 성형부재(10)를 수평방향으로 이송시킬 수 있다. 다만, 본 발명에서 상기 수평의 의미는 설명의 편의를 위하여 방향성을 부여한 것으로, 상기 수평의 의미에 제한을 두는 것은 아니나, 본 발명에서 상기 성형부재 이송수단(30a, 30b)에 의한 성형부재의 이동방향과, 상기 하부금형 이송장치(151, 152)에 의한 하부금형의 이동방향은 동일한 것이 바람직하다.
계속해서, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 프레스 성형장치(100)는 상기 상부금형 및 상기 하부금형의 전방에 위치하고, 상기 성형부재(10)의 일정 영역을 가열하기 위한 가열수단(20a, 20b)을 포함할 수 있다.
상기 가열수단(20a, 20b)은 상기 성형부재가 상기 상부금형 및 상기 하부금형에 의해 성형되기 전에, 미리 상기 성형부재를 열처리하기 위한 것으로, 상기 가열수단(20a, 20b)은 공지된 열처리 수단을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 본 발명에서는 고주파 가열장치를 사용할 수 있다.
즉, 상기 가열수단(20a, 20b)에 의하여, 상기 성형부재의 일정 영역이 가열되고, 가열된 성형부재는 상기 성형부재 이송수단(30a, 30b)에 의하여, 상기 상부금형 및 상기 하부금형이 위치하는 영역으로 이송되며, 따라서, 일정 영역이 가열된 성형부재의 일부를 상기 상부금형 및 상기 하부금형에 의해 성형을 실시할 수 있다.
이러한, 상기 상부금형 및 상기 하부금형에 의해 성형은 계속적인 공정에 의하여 실시될 수 있으며, 본 발명에서는 길이방향으로 일정 단면을 갖는 성형제품을 성형함에 있어서, 성형부재의 일부를 가열하고, 이후, 가열된 성형부재의 일부를 성형하며, 이후, 이송수단에 의해 성형부재를 이송시키고, 다시 성형부재의 다른 일부를 가열하고, 이후, 가열된 성형부재의 다른 일부를 성형하는 방식에 의해 성형제품을 성형할 수 있다.
상술한 바와 같이, 종래의 경우, 길이방향으로 일정 단면을 갖는 성형제품을 성형하기 위해서는 긴 대형의 금형을 제작하여 사용하거나, 고가의 NC 장비를 이용하여 프레스 작업을 하여야 하기 때문에 많은 비용이 소요되었다.
하지만, 본 발명에서는 성형부재의 일부를 성형하고, 이후, 성형부재의 다른 일부를 성형하는 연속적인 성형방법에 의해 성형제품을 형성함으로써, 종래의 기 대형의 금형을 제작하여 사용하는 문제점, 그리고, 이로 인해 발생하는 문제점, 예를 들면, 원하는 제품 크기만큼의 소재를 이용하여 한 번에 가공함으로써 사소한 불량으로 인해 크고 고가인 제품소재를 버리는 손실이 발생하는 등의 문제점을 해결할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 프레스 성형장치를 이용한 성형방법을 설명하기로 한다.
도 2 내지 6은 본 발명에 따른 프레스 성형장치를 이용한 성형방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 프레스 성형장치를 이용한 성형방법은 상기 성형부재 이송수단(30a, 30b)에 의해, 성형부재(10)를 상기 상부금형 및 상기 하부금형이 위치하는 영역으로 이송시키는 단계를 포함한다.
이때, 본 발명에서 상기 성형부재(10)를 상기 상부금형 및 상기 하부금형이 위치하는 영역으로 이송시키는 단계의 이송속도는 일정 속도를 유지하는 것이 바람직하며, 이러한 일정 속도는 성형의 시작단계와 종료단계의 전반에 걸쳐 계속적으로 유지되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 성형부재(10)가 상기 상부금형 및 상기 하부금형이 위치하는 영역으로 이송되기 이전에, 상기 성형부재는 상기 가열수단(20a, 20b)에 의해 가열되는 것이 바람직하나, 다만, 본 발명에서 상기 가열수단(20a, 20b)의 유무를 제한하는 것은 아니다.
즉, 본 발명에서 상기 가열수단(20a, 20b)이 있는 경우는 열간성형을 할 수 있으며, 상기 가열수단(20a, 20b)이 없는 경우는 냉간성형을 할 수 있을 것이다.
또한, 도 2를 참조하면, 상기 상부금형 제1이송장치(110, 111)에 의하여, 상기 상부금형 지지체(120)를 최초위치에서 수직방향으로 이송시키는 단계를 포함한다.
이때, 상기 상부금형 지지체(120)의 최초위치라 함은 상기 상부금형 지지체(120)이 이동되기 전의 위치를 의미한다.
또한, 본 발명에서 상기 성형부재(10)를 상기 상부금형 및 상기 하부금형이 위치하는 영역으로 이송시키는 단계와 상기 상부금형 지지체(120)를 수직방향으로 이송시키는 단계는 순차적으로 이루어질 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 성형부재의 이송과 상기 상부금형 가압면(133)의 제1가압면(β)의 가압이 상기 성형부재(10)의 제1면(β면)에 이루어질 수 있도록 한다. 이때, 상기 상부금형 가압면(133)의 제1가압면(β)과 상기 성형부재(10)의 제1면(β면)은 동일한 길이에 해당한다.
즉, 본 발명에서, 상기 상부금형 가압면(133)의 제1가압면(β)의 가압이 상기 성형부재(10)의 제1면(β면)에 이루어지는 것은, 상기 상부금형 제1이송장치(110, 111)에 의하여, 상기 상부금형 지지체(120)가 수직방향으로 이송하고, 이에 의하여, 상기 상부금형이 수직방향으로 이송하여, 제1가압면(β)의 가압이 상기 성형부재(10)의 제1면(β면)에 이루어질 수 있다.
이때, 상기 성형부재(10)를 상기 상부금형 및 상기 하부금형이 위치하는 영역으로 이송시키는 단계와 상기 상부금형 지지체(120)를 수직방향으로 이송시키는 단계는 순차적으로 이루어지는 것은, 최초의 성형을 하는 경우에는, 상기 성형부재가 상기 상부금형 및 상기 하부금형이 위치하는 영역으로 이동하는 거리와 상기 상부금형 지지체(120)가 수직방향으로 이송되는 거리가 차이가 있기 때문에, 이들의 단계가 순차적으로 이루어질 수 있다.
다음으로, 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 프레스 성형장치를 이용한 성형방법은 상기 상부금형 제2이송장치(141, 142)에 의하여, 상기 상부금형(130)을 최초위치에서 수직방향으로 이송시키는 제1단계를 포함한다.
이때, 상기 상부금형(130)의 최초위치라 함은, 상기 상부금형 제1이송장치(110, 111)에 의하여, 상기 상부금형 지지체(120)를 최초위치에서 수직방향으로 이송시키는 단계가 종료된 이후의 위치를 의미한다.
한편, 상술한 바와 같이, 상기 상부금형 지지체(120)의 타단과 상기 상부금형(130)의 일측이 상기 제1힌지축(131)에 의해 힌지결합되어, 상기 상부금형(130)의 일측이 상기 제1힌지축(131)에 의하여 상기 상부금형 지지체(120)의 타단을 기준으로 회전운동을 할 수 있다.
또한, 상기 상부금형 제2이송장치(141, 142)의 일단과 상기 상부금형 지지체(120)의 일정영역이 제2힌지축(121)에 의해 힌지결합되어, 상기 상부금형 제2이송장치(141, 142)의 일단이 상기 제2힌지축(121)에 의하여 상기 상부금형 지지체(120)의 일정영역을 기준으로 회전운동을 할 수 있다.
또한, 상기 상부금형 제2이송장치(141, 142)의 타단과 상기 상부금형(130)의 타측이 제3힌지축(132)에 의해 힌지결합되어, 상기 상부금형(130)의 타측이 상기 제3힌지축(132)에 의하여 상기 상부금형 제2이송장치(141, 142)의 타단을 기준으로 회전운동을 할 수 있다.
이로 인해, 상기 제1힌지축(131)의 중심(C1)과 상기 제2힌지축(132)이 중심(C2)의 관계는 상기 제2힌지축(132)이 중심 C2가 C3로 이동하면서, 상기 상부금형(130)은 상기 상부금형 가압면(133)의 곡면을 따라 이동할 수 있다.
상기 상부금형(130)이 상기 상부금형 가압면(133)의 곡면을 따라 이동함에 의하여, 상기 상부금형 가압면(133)의 제2가압면(α)의 가압이 상기 성형부재(10)의 제2면(α면)에 이루어질 수 있다. 이때, 상기 상부금형 가압면(133)의 제2가압면(α)과 상기 성형부재(10)의 제2면(α면)은 동일한 길이에 해당한다.
이때에도 상기 성형부재 이송수단(30a, 30b)에 의해, 상기 성형부재(10)는 상기 상부금형 및 상기 하부금형이 위치하는 영역으로 계속적으로 이동하게 된다.
한편, 본 발명에서는 상기 상부금형 제2이송장치(141, 142)에 의하여, 상기 상부금형을 수직방향으로 이송시키는 제1단계와 동시에 상기 하부금형 이송장치(151, 152)는 상기 하부금형을 일정 방향으로 이송시킬 수 있으며, 구체적으로, 상기 하부금형을 수평방향으로 이송시킬 수 있다.
도 3에서의 D1은 하부금형의 이송에 따른 성형부재(10)의 이동길이를 나타내고 있다.
이로써, 성형부재(10)의 일부 영역, 즉, 상기 성형부재(10)의 제1면(β면) 및 제2면(α면)을 1차적으로 성형할 수 있다.
다음으로, 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 프레스 성형장치를 이용한 성형방법은 상기 상부금형 제2이송장치(141, 142)에 의하여, 상기 상부금형을 수직방향으로 이송시키는 제2단계를 포함할 수 있다.
다만, 본 제2단계는 필요에 의해 구성할 수 있는 것으로, 즉, 본 제2단계는 생략할 수 있다.
본 제2단계를 생략할 수 있다 함은, 상술한 도 2의 상기 상부금형 가압면(133)이 순차적으로 제1가압면(β), 제2가압면(α) 및 제3가압면(γ)을 포함하는 구성에서, 상기 제3가압면(γ)이 없는 경우를 고려하면 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 상술한 제1단계와 동일하게, 본 제2단계에서도 상기 제1힌지축(131)의 중심(C1)과 상기 제2힌지축(132)이 중심(C2)의 관계는 상기 제2힌지축(132)이 중심 C2가 C3로 이동하면서, 상기 상부금형(130)은 상기 상부금형 가압면(133)의 곡면을 따라 이동할 수 있다.
상기 상부금형(130)이 상기 상부금형 가압면(133)의 곡면을 따라 이동함에 의하여, 상기 상부금형 가압면(133)의 제3가압면(γ)의 가압이 상기 성형부재(10)의 제2면(β'면)에 이루어질 수 있다. 이때, 상기 상부금형 가압면(133)의 제3가압면(γ)과 상기 성형부재(10)의 제2면(β'면)은 동일한 길이이거나, 상기 상부금형 가압면(133)의 제3가압면(γ)의 길이가 상기 성형부재(10)의 제2면(β'면)보다 짧을 수 있다.
상술한 바와 같이, 도 3의 제1단계를 통해, 성형부재(10)의 일부 영역, 즉, 상기 성형부재(10)의 제1면(β면) 및 제2면(α면)을 1차적으로 성형할 수 있다.
또한, 후술할 바와 같이, 도 6의 2차적 성형을 통해, 성형부재(10)의 다른 일부 영역, 즉, 상기 성형부재(10)의 제1면(β'면) 및 제2면(α'면)을 2차적으로 성형할 수 있다.
이때, 본 발명에서는 도 6의 제2단계를 통해, 성형부재(10)의 다른 일부 영역, 즉, 상기 성형부재(10)의 제1면(β'면) 및 제2면(α'면)을 2차적으로 성형하기 전에, 도 4의 상기 제2단계를 통해, 상기 상부금형 가압면(133)의 제3가압면(γ)의 가압이 상기 성형부재(10)의 제2면(β'면)에 이루어지게 함으로써, 도 6의 2차적 성형에 의해 형성되는 상기 성형부재(10)의 제1면(β'면)의 일정 영역을 추가적으로 성형함으로써, 연속적인 성형에 의해 성형불량이 나는 것을 방지할 수 있다.
즉, 본 발명은 1차적 성형 이후에 2차적 성형이 연속적으로 이루어지게 되는데, 2차적 성형이 최초 시행되는 상기 성형부재(10)의 제1면(β'면)의 일정 영역을 1차적 성형에서 중복적으로 시행해 줌으로써, 1차적 성형 이후에 2차적 성형이 연속적으로 시행되더라도, 1차적 성형이 끝나는 영역과 2차적 성형이 시작되는 영역에서의 성형불량을 방지할 수 있다.
이때에도 상기 성형부재 이송수단(30a, 30b)에 의해, 상기 성형부재(10)는 상기 상부금형 및 상기 하부금형이 위치하는 영역으로 계속적으로 이동하게 된다.
또한, 본 단계에서도 상기 상부금형 제2이송장치(141, 142)에 의하여, 상기 상부금형을 수직방향으로 이송시키는 단계와 동시에 상기 하부금형 이송장치(151, 152)는 상기 하부금형을 일정 방향으로 이송시킬 수 있으며, 구체적으로, 상기 하부금형을 수평방향으로 이송시킬 수 있다.
도 4에서의 D2는 제1단계와 제2단계의 하부금형의 이송에 따른 성형부재(10)의 이동길이를 나타내고 있다.
다음으로, 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 프레스 성형장치를 이용한 성형방법은 상기 상부금형 지지체(120) 및 상기 상부금형을 각각 최초위치로 복귀시키는 단계를 포함한다.
이때, 상술한 바와 같이, 상기 상부금형 지지체(120)의 최초위치라 함은, 상기 상부금형 지지체(120)이 이동되기 전의 위치를 의미하며, 이때, 상기 상부금형(130)의 최초위치라 함은, 상기 상부금형 제1이송장치(110, 111)에 의하여, 상기 상부금형 지지체(120)를 최초위치에서 수직방향으로 이송시키는 단계가 종료된 이후의 위치를 의미한다.
상기 상부금형 지지체(120) 및 상기 상부금형을 각각 최초위치로 복귀시키는 단계는 후술한 도 6의 2차적 성형을 위하여, 상기 성형부재를 이동시키기 위한 것으로, 즉, 본 단계에서도 상기 성형부재 이송수단(30a, 30b)에 의해, 상기 성형부재(10)는 상기 상부금형 및 상기 하부금형이 위치하는 영역으로 계속적으로 이동하게 된다.
한편, 본 단계에서는 상기 하부금형 이송장치(151, 152)에 의하여, 상기 하부금형이 최초의 위치로 복귀하여, 후술하는 도 6의 2차적 성형을 준비할 수 있다.
다음으로, 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 프레스 성형장치를 이용한 성형방법은 상기 성형부재 이송수단(30a, 30b)에 의해, 성형부재(10)를 상기 상부금형 및 상기 하부금형이 위치하는 영역으로 이송시키는 단계를 포함한다.
이때, 상술한 바와 같이, 본 발명에서 상기 성형부재(10)를 상기 상부금형 및 상기 하부금형이 위치하는 영역으로 이송시키는 단계의 이송속도는 일정 속도를 유지하는 것이 바람직하며, 이러한 일정 속도는 성형의 시작단계와 종료단계의 전반에 걸쳐 계속적으로 유지되는 것이 바람직하다.
또한, 도 6을 참조하면, 상기 상부금형 제1이송장치(110, 111)에 의하여, 상기 상부금형 지지체(120)를 최초위치에서 수직방향으로 이송시키는 단계를 포함한다.
이때, 상기 상부금형 지지체(120)의 최초위치라 함은 상기 상부금형 지지체(120)이 이동되기 전의 위치를 의미한다.
또한, 본 발명에서 상기 성형부재(10)를 상기 상부금형 및 상기 하부금형이 위치하는 영역으로 이송시키는 단계와 상기 상부금형 지지체(120)를 수직방향으로 이송시키는 단계는 동시에 이루어질 수 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 성형부재의 이송과 상기 상부금형 가압면(133)의 제1가압면(β)의 가압이 상기 성형부재(10)의 제1면(β'면)에 이루어질 수 있도록 한다. 이때, 상기 상부금형 가압면(133)의 제1가압면(β)과 상기 성형부재(10)의 제1면(β'면)은 동일한 길이에 해당한다.
즉, 본 발명에서, 상기 상부금형 가압면(133)의 제1가압면(β)의 가압이 상기 성형부재(10)의 제1면(β'면)에 이루어지는 것은, 상기 상부금형 제1이송장치(110, 111)에 의하여, 상기 상부금형 지지체(120)가 수직방향으로 이송하고, 이에 의하여, 상기 상부금형이 수직방향으로 이송하여, 제1가압면(β)의 가압이 상기 성형부재(10)의 제1면(β'면)에 이루어질 수 있다.
이때, 상기 성형부재(10)를 상기 상부금형 및 상기 하부금형이 위치하는 영역으로 이송시키는 단계와 상기 상부금형 지지체(120)를 수직방향으로 이송시키는 단계가 동시에 이루어지는 것은, 상술한 도 2의 최초의 성형을 하는 경우와는 달리, 상기 성형부재가 상기 상부금형 및 상기 하부금형이 위치하는 영역으로 이동하는 거리와 상기 상부금형 지지체(120)가 수직방향으로 이송되는 거리가 차이가 없기 때문에, 이들의 단계가 동시에 이루어질 수 있다.
이후, 상술한 도 3 및 도 4의 단계를 거쳐, 성형부재(10)의 다른 일부 영역, 즉, 상기 성형부재(10)의 제1면(β'면) 및 제2면(α'면)을 2차적으로 성형할 수 있다.
또한, 이후, 도 5 및 도 6의 단계를 거치고, 이후, 상술한 도 3 및 도 4의 단계를 거쳐 상기 성형부재의 또 다른 일부영역을 3차적으로 성형할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에서는 상기 상부금형 및 상기 하부금형에 의해 성형은 계속적인 공정에 의하여 실시될 수 있으며, 본 발명에서는 길이방향으로 일정 단면을 갖는 성형제품을 성형함에 있어서, 성형부재의 일부를 가열하고, 이후, 가열된 성형부재의 일부를 성형하며, 이후, 이송수단에 의해 성형부재를 이송시키고, 다시 성형부재의 다른 일부를 가열하고, 이후, 가열된 성형부재의 다른 일부를 성형하는 방식에 의해 성형제품을 성형할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 1차적으로 성형부재의 일부를 성형하고, 이후, 2차적으로 성형부재의 다른 일부를 성형하는 연속적인 성형방법에 의해 성형제품을 형성함으로써, 종래의 기 대형의 금형을 제작하여 사용하는 문제점, 그리고, 이로 인해 발생하는 문제점, 예를 들면, 원하는 제품 크기만큼의 소재를 이용하여 한 번에 가공함으로써 사소한 불량으로 인해 크고 고가인 제품소재를 버리는 손실이 발생하는 등의 문제점을 해결할 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100 : 프레스 성형장치 130 : 상부금형
120 : 상부금형 지지체 153 : 하부금형
133 : 상부금형 가압면 10 : 성형부재
20a, 20b : 가열수단 30a, 30b : 성형부재 이송수단

Claims (8)

  1. 성형부재를 성형하기 위한 상부금형;
    상기 상부금형과 대응하여 위치하는 하부금형;
    상기 상부금형을 이송시키기 위한 상부금형 제1이송장치;
    일단은 상기 상부금형 제1이송장치와 연결되고, 타단은 상기 상부금형의 일측과 연결되는 상부금형 지지체;
    일단은 상기 상부금형 지지체의 일정영역과 연결되고, 타단은 상기 상부금형의 타측과 연결되는 상부금형 제2이송장치를 포함하고,
    상기 하부금형을 이송시키기 위한 하부금형 이송장치; 및 상기 성형부재를 일정 방향으로 이송시키기 위한 성형부재 이송수단을 더 포함하고,
    상기 상부금형 지지체의 타단이 상기 상부금형의 일측과 연결됨에 있어서, 상기 상부금형 지지체의 타단과 상기 상부금형의 일측은 제1힌지축에 의해 힌지결합되고,
    상기 상부금형 제2이송장치의 일단이 상기 상부금형 지지체의 일정영역과 연결됨에 있어서, 상기 상부금형 제2이송장치의 일단과 상기 상부금형 지지체의 일정영역은 제2힌지축에 의해 힌지결합되며,
    상기 상부금형 제2이송장치의 타단이 상기 상부금형의 타측과 연결됨에 있어서, 상기 상부금형 제2이송장치의 타단과 상기 상부금형의 타측은 제3힌지축에 의해 힌지결합되는 프레스 금형장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부금형은 상부금형 가압면을 포함하고, 상기 상부금형 가압면은 곡면인 것을 특징으로 하는 프레스 금형장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부금형 및 상기 하부금형의 전방에 위치하고, 상기 성형부재의 일정 영역을 가열하기 위한 가열수단을 더 포함하는 프레스 금형장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
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