KR101615355B1 - 두께가 상이한 프레스물을 성형하기 위한 프레스 금형장치 및 이에 의해 성형된 프레스 성형물 - Google Patents

Abstract

두께가 상이한 프레스물을 성형하기 위한 프레스 금형장치 및 이에 의해 성형된 프레스 성형물이 개시된다. 본 발명의 두께가 상이한 프레스물을 성형하기 위한 프레스 금형장치는, 측면 두께가 상대적으로 큰 대퇴부와 측면 두께가 상대적으로 작은 소퇴부가 원주 방향을 따라 교대로 반복되게 마련되는 용기 형상의 프레스 성형물을 제조하기 위한 프레스 금형장치로서, 프레스 대상물을 드로잉 작업 가능하도록 드로잉 펀치를 구비하는 상측 금형부, 및 상기 상측 금형부의 하측에 마련되고 상기 드로잉 펀치에 의해 가압된 상기 프레스 대상물이 내측에 위치하도록 내부 관통홀이 마련되되, 상기 프레스 대상물이 진입 가능한 진입구 측의 상기 내부 관통홀인 진입 관통홀의 단면 형상은 원형 또는 타원 형상으로 마련되고, 드로잉 작업이 완료된 상기 프레스 성형물이 취출 가능한 취출구 측의 상기 내부 관통홀인 취출 관통홀의 단면 형상은 다각형 형상으로 마련되는 하부 다이를 구비하는 하측 금형부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

두께가 상이한 프레스물을 성형하기 위한 프레스 금형장치 및 이에 의해 성형된 프레스 성형물{PRESS MOLD APPARATUS FOR MANUFACTURING PRESS OBJECT WITH VARIOUS THICKNESS IN CIRCUMFERENTIAL DIRECTION AND PRESS OBJECT MANUFACTURED BY THE SAME}

본 발명은, 프레스 금형장치 및 이에 의해 성형된 프레스 성형물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 기존 주물 또는 단조 공정을 이용하여 제조되어 온 부품을 프레스 공정 중 드로잉 공정을 적용하여 제조 가능하도록 함으로써 제조 비용을 절감하고 단위 시간당 제조 수량을 증대시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 두께가 상이한 프레스물을 성형하기 위한 프레스 금형장치 및 이에 의해 성형된 프레스 성형물에 관한 것이다.

본 발명의 시작은 너트, 그 중에서도 너트의 제조와 관련한 제조방법을 고민하면서 부터였다. 일반적으로 너트는 주물 또는 단조 공정을 이용하여 기본 형태를 갖춘 후 나사산을 깎아 만들어지거나, 소형 너트의 경우 냉간 단조 공정을 이용하여 제조되기도 한다.

이러한 제조공정들은 너트의 수요가 급격히 팽창하고 종류도 다양화함에 따라 수백년간 당업자들의 노력으로 기술이 개발되고 발전하여 생산성은 물론 제품의 정교함에 있어서도 상당한 발전이 있어왔다.

하지만 그런 상당한 기술발전에도 불구하고 주물공정과 냉간 단조공정은 비교적 복잡한 공정들을 거쳐야 한다.

이런 측면에서 너트를 프레스 공정으로 생산한다는 것은 이 오래된 산업의 오랜 발전과정에서 누구도 구현해 내지 못한 획기적인 기술적 사상 또는 개념이 창작된 것이라 할 수 있다.

좀 더 프레스 공정을 살펴보면 다음과 같다.

일반적으로 금속 박판으로 이루어진 성형 부재를 원통 형상의 용기로 가공할 때 대부분 유압식 혹은 기계식 프레스 금형장치 등을 사용하고 있다.

이러한 프레스 금형장치는 고정된 하부금형의 상부에 성형 부재를 올려놓은 후 펀칭을 수행하는 상부금형을 하강시켜 서로 대응되는 가압면 사이에서 성형부재가 용기 형상으로 성형 되도록 한다. 즉, 상부금형과 하부금형의 대응되는 가압면의 형상에 따라 용기의 형상이 결정된다.

주물이나 단조 관련 기술은 개발된 지 대략 수백년 이상이 지난 상태이며, 전술한 기계 부품 제작업에 종사하는 작업자들은 정밀도를 향상시키거나 제조단가를 감소시키도록 주물 기술을 더욱 발전시켜 왔으나, 결국 너트를 주물 방식이 아닌 다른 기타 방식으로 변경할 수 있는 기술을 개발하지 못한 상태이다.

이에 본 출원인은 너트 등과 같은 부품을 프레스 공정 중 드로잉 공정을 적용하여 제조할 수 있는 기술을 개발하였으며 이를 제안하는 바이다. 본 발명은 전술한 배경 상황을 효율적으로 개선하고자 개발되었으며, 본 발명의 기술적 특징은 전술한 배경 상황과 비교하여 사후적 고찰을 통해 유사하게 판단되는 것이 방지되어야 할 것이다.

한국 공개특허공보 제2003-0005836호 (2003. 01. 23 공개)

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 기존 주물 또는 단조 공정을 이용하여 제조되어 온 부품을 프레스 공정 중 드로잉 공정을 적용하여 제조 가능하도록 함으로써 제조 비용을 절감하고 단위 시간당 제조 수량을 증대시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 두께가 상이한 프레스물을 성형하기 위한 프레스 금형장치 및 이에 의해 성형된 프레스 성형물을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 측면 두께가 상대적으로 큰 대퇴부와 측면 두께가 상대적으로 작은 소퇴부가 원주 방향을 따라 교대로 반복되게 마련되는 용기 형상의 프레스 성형물을 제조하기 위한 프레스 금형장치로서, 프레스 대상물을 드로잉 작업 가능하도록 드로잉 펀치를 구비하는 상측 금형부, 및 상기 상측 금형부의 하측에 마련되고 상기 드로잉 펀치에 의해 가압된 상기 프레스 대상물이 내측에 위치하도록 내부 관통홀이 마련되되, 상기 프레스 대상물이 진입 가능한 진입구 측의 상기 내부 관통홀인 진입 관통홀의 단면 형상은 원형 또는 타원 형상으로 마련되고, 드로잉 작업이 완료된 상기 프레스 성형물이 취출 가능한 취출구 측의 상기 내부 관통홀인 취출 관통홀의 단면 형상은 다각형 형상으로 마련되는 하부 다이를 구비하는 하측 금형부를 포함하는 측면 두께가 상이한 프레스물을 성형하기 위한 프레스 금형장치를 제공한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 측면 두께가 상이한 프레스물을 성형하기 위한 프레스 금형장치를 이용하여 제조된 측면 두께가 상대적으로 큰 대퇴부와 측면 두께가 상대적으로 작은 소퇴부가 원주 방향을 따라 교대로 반복되게 마련되는 용기 형상의 프레스 성형물을 제공한다.

상기에서 설명한 본 발명의 두께가 상이한 프레스물을 성형하기 위한 프레스 금형장치에 의하면, 기존 주물 또는 단조 공정을 이용하여 제조되어 온 부품을 프레스 공정 중 드로잉 공정을 적용하여 제조 가능하도록 함으로써 제조 비용을 절감하고 단위 시간당 제조 수량을 증대시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.

구체적으로, 프레스 대상물이 진입 가능한 진입구 측의 내부 관통홀인 진입 관통홀의 단면 형상이 원형, 타원, 다각형 중 어느 하나의 형상으로 마련되고, 드로잉 작업이 완료된 프레스 성형물이 취출 가능한 취출구 측의 내부 관통홀인 취출 관통홀의 단면 형상이 다각형 형상으로 마련되는 하부 다이를 구비하는 하측 금형부를 마련함으로써, 측면 두께가 상대적으로 큰 대퇴부와 측면 두께가 상대적으로 작은 소퇴부가 원주 방향을 따라 교대로 반복되게 마련되는 용기 형상의 프레스 성형물을 제조할 수 있다.

또한, 드로잉 펀치에 의해 드로잉 작업이 완료된 프레스 성형물을 하부 다이로부터 외부로 취출하기 하기 위한 성형물 취출수단을 마련함으로써, 성형 완료된 프레스 성형물을 드로잉 펀치, 하부 다이, 하부 지지대로부터 한층 용이하게 취출할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 두께가 상이한 프레스물을 성형하기 위한 프레스 금형장치를 이용하여 성형된 프레스 성형물을 나타내는 도면으로서, (a)는 평면도이고, (b)는 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 두께가 상이한 프레스물을 성형하기 위한 프레스 금형장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 두께가 상이한 프레스물을 성형하기 위한 프레스 금형장치를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 두께가 상이한 프레스물을 성형하기 위한 프레스 금형장치를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 두께가 상이한 프레스물을 성형하기 위한 프레스 금형장치를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 두께가 상이한 프레스물을 성형하기 위한 프레스 금형장치를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제6 실시예에 따른 두께가 상이한 프레스물을 성형하기 위한 프레스 금형장치를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제7 실시예에 따른 두께가 상이한 프레스물을 성형하기 위한 프레스 금형장치를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 9의 일부분을 나타내는 평면도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 제8 실시예에 따른 두께가 상이한 프레스물을 성형하기 위한 프레스 금형장치를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 두께가 상이한 프레스물을 성형하기 위한 프레스 금형장치에서 하부 다이가 복수로 이루어지고 드로잉 작업이 다수회 실시되는 경우를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 두께가 상이한 프레스물을 성형하기 위한 프레스 금형장치(이하, '프레스 금형장치'라 함)는, 용기 형상의 프레스물을 성형하되, 현재까지 주물 또는 단조 공정을 이용하여 제조되어 왔던 부품을 프레스 공정 중 드로잉(drawing) 공정을 사용하여 제조 가능하도록 이루어진다. 이와 같이, 본 발명에 따른 프레스 금형장치는, 기존의 주물 또는 단조공정을 적용하는 경우에 비해, 제조 단가를 더욱 하락시킬 수 있을 뿐만 아니라 단위시간당 생산 가능수량을 증대시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 부연하자면, 일반적으로 너트, 배관 이음쇠 등과 같은 부품은 주물 또는 단조 공정을 통해 제조되어 왔는데, 이러한 부품들을 프레스 공정을 이용하여 제조할 경우 전술한 바와 같은 상당한 효과가 유발 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 두께가 상이한 프레스물을 성형하기 위한 프레스 금형장치를 이용하여 성형된 프레스 성형물을 나타내는 도면으로서, (a)는 평면도이고, (b)는 측단면도이다.

먼저, 구체적인 실시예를 설명하기에 앞서, 본 발명의 실시예에 따른 프레스 금형장치에 의해 제조 가능한 프레스 성형물에 대해 간략하게 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 프레스 금형장치에 의해 제조 가능한 프레스 성형물(10)은, 측면 두께가 상대적으로 큰 대퇴부(11)와 측면 두께가 상대적으로 작은 소퇴부(12)가 원주 방향을 따라 교대로 반복되게 마련되는 용기 형상으로 이루어진다.

구체적으로, 프레스 성형물(10)의 내주면은 원형으로 이루어질 수 있으며, 외주면은 사각형, 육각형, 팔각형 등의 다각형 형상으로 이루어질 수 있다. 이러한 프레스 성형물(10)을 너트로 이용하고자 할 경우, 작업자는 프레스 성형물(10)의 단부를 연마하고 펀칭하거나, 내주면에 별도의 나사 피치를 성형함으로써 가능하게 된다. 이와 같이 프레스 성형물(10)로 성형되기 전 초기 재료로서의 프레스 대상물은 대략 원판 플레이트 형상으로 이루어질 수 있으며, 재질은 높은 강성을 요구하는 조임용 너트의 재료로 사용 가능한 스테인레스 계열, 고장력을 갖는 철 등으로 적용될 수 있으나, 이외에도 다양한 재질이 적용될 수 있음은 물론이다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하기에 앞서, 본 발명의 각 구성요소에 대한 설명과 각각의 설치 및 배치 관계와 변형예에 대해 설명한다. 이후 설명하는 내용 및 실시예는 일 예를 설명할 뿐 각각의 경우(구성)와 균등하게 적용할 수 있는 다른 경우가 있다면 이 또한 본 발명의 기술 사상에 속한다 할 것이다.

본 발명에 따른 프레스 금형장치는 일 예로, 측면 두께가 상대적으로 큰 대퇴부와 측면 두께가 상대적으로 작은 소퇴부가 원주 방향을 따라 교대로 반복되게 마련되는 용기 형상의 프레스 성형물을 제조하기 위한 프레스 금형장치로서, 프레스 대상물을 드로잉 작업 가능하도록 드로잉 펀치를 구비하는 상측 금형부, 및 상측 금형부의 하측에 마련되고 드로잉 펀치에 의해 가압된 프레스 대상물이 내측에 위치하도록 내부 관통홀이 마련되되, 프레스 대상물이 진입 가능한 진입구 측의 내부 관통홀인 진입 관통홀의 단면 형상은 원형 또는 타원 형상으로 마련되고, 드로잉 작업이 완료된 프레스 성형물이 취출 가능한 취출구 측의 내부 관통홀인 취출 관통홀의 단면 형상은 다각형 형상으로 마련되는 하부 다이를 구비하는 하측 금형부를 포함한다. 여기서, 프레스 대상물이 진입 가능한 진입구 측의 내부 관통홀인 진입 관통홀의 단면 형상은 다각형 형상으로 마련될 수도 있다.

또한, 본 발명에서, 하부 다이에는, 진입 관통홀과 취출 관통홀을 서로 연통시키도록 연통홀이 마련되는데, 일 예로 연통홀은 취출 관통홀로부터 진입 관통홀 방향으로 갈수록 점차 리니어하게 확장되도록 마련될 수 있다.

다른 예로, 연통홀은, 취출 관통홀과 연통되며 그 길이 방향을 따라 동일한 직경으로 마련되는 제1 연통홀과, 제1 연통홀과 진입 관통홀 사이를 연결하며 진입 관통홀 방향으로 갈수록 내면이 라운드지면서 직경이 증가하도록 마련되는 제2 연통홀을 포함할 수 있다.

또 다른 예로, 연통홀은, 진입 관통홀과 연통되며 동일한 직경으로 형성되는 제1 연통홀과, 제1 연통홀과 취출 관통홀 사이를 연결시키며 동일한 직경으로 형성되되, 제1 연통홀에 비해 상대적으로 작은 직경을 갖도록 형성되는 제2 연통홀을 포함할 수 있다.

본 발명은, 드로잉 펀치에 의해 드로잉 작업이 완료된 프레스 성형물을 하부 다이로부터 외부로 취출하기 하기 위한 성형물 취출수단이 더 마련되는데, 일 예로 성형물 취출수단은, 상측 금형부에 마련되는 것으로서, 드로잉 펀치를 고정하는 상측 고정부의 상측에 마련되는 상부 플레이트에 마련되는 액츄에이터와, 액츄에이터에 연결되도록 드로잉 펀치에 마련되며 액츄에이터의 구동에 의해 드로잉 작업이 완료된 프레스 성형물을 푸시 가능한 적어도 하나의 취출 푸셔를 포함할 수 있다.

다른 예로, 성형물 취출수단은, 하측 금형부에 마련되는 것으로서, 하부 다이에 내부 관통홀을 향하는 방향 또는 그 반대 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 마련되어 프레스 성형물의 하측 이동을 허용하면서 하측 이동한 상태에서 반대 방향으로의 이동을 제한하는 복수의 슬라이더와, 복수의 슬라이더를 각각 탄성 지지하는 복수의 탄성지지부를 포함할 수 있다.

또 다른 예로, 성형물 취출수단은 하측 금형부에 마련되는 것으로서, 하부 다이에 회전 가능하게 마련되어 프레스 성형물의 하측 이동을 허용하면서 하측 이동한 상태에서 반대 방향으로의 이동을 제한하는 복수의 회전캠과, 복수의 회전캠이 각각 탄성적으로 회전 또는 복원되도록 복수의 회전캠을 탄성적으로 지지하는 복수의 탄성지지부를 포함할 수 있다.

한편, 전술한 성형물 취출수단은 프레스 성형물을 하부 다이의 하측 방향으로 취출할 수도 있지만, 하부 다이의 상측 공간에서 취출할 수도 있다. 일 예로, 성형물 취출수단이 액츄에이터와 취출 푸셔를 포함하는 경우 상측 금형부를 하측 금형부에 대해 최대한 상측으로 이동시킨 상태에서 액츄에이터를 구동하여 프레스 성형물을 푸시하여 하부 다이의 상측에서 취출할 수도 있다.

이하, 다양한 실시예를 참조하여 본 발명을 설명한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 두께가 상이한 프레스물을 성형하기 위한 프레스 금형장치를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2의 다른 예를 나타내는 도면이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 프레스 금형장치(100)는, 프레스 대상물(20)을 이용하여 측면 두께가 상대적으로 큰 대퇴부(11)와 측면 두께가 상대적으로 작은 소퇴부(12)가 원주 방향을 따라 교대로 반복되게 마련되는 용기 형상의 프레스 성형물(10)을 제조하기 위한 것이다. 이하에서는 드로잉 공정의 진행 상태에 따라 경우에 따라서는 설명의 편의를 위해 프레스 대상물(20)과 프레스 성형물(10)을 동일하게 지칭할 수도 있다.

구체적으로, 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 프레스 금형장치(100)는, 프레스 대상물(20)을 드로잉 작업 가능하도록 드로잉 펀치(112)를 구비하는 상측 금형부(110)와, 상측 금형부(110)의 하측에 마련되고 드로잉 펀치(112)에 의해 가압된 프레스 대상물(20)이 드로잉 작업이 진행되는 동안 내측에 위치하도록 내부 관통홀(133)이 마련되는 하부 다이(131)를 구비하는 하측 금형부(130)를 포함한다.

먼저, 상측 금형부(110)는, 외부로부터의 가압력이 가해지는 상부 플레이트(111)와, 상부 플레이트(111)가 하측 금형부(130) 측으로 접근함에 따라 프레스 대상물(20)을 드로잉 하도록 마련되는 드로잉 펀치(112)와, 상부 플레이트(111)의 하부에 고정되어 드로잉 펀치(112)를 고정하는 상측 고정부(113)를 포함한다.

여기서, 상부 플레이트(111)는 프레스기의 별도 가압장치(미도시)에 연결되어 하부 다이(131) 측으로 접근 또는 이격되게 왕복 이동한다. 이와 같이 상부 플레이트(111)의 승강 이동시 상측 고정부(113)는 동시에 승강 이동이 가능하게 된다.

드로잉 펀치(112)는, 상부 플레이트(111)의 하부에 마련되어 상부 플레이트(111) 또는 상측 고정부(113)에 별도의 볼트 등을 통해 결합되며, 상부 플레이트(111)가 하부 다이(131) 측으로 접근함에 따라 프레스 대상물(20)을 푸시하여 드로잉 공정을 수행하게 된다. 여기서, 드로잉 펀치(112)는 일 예로 원기둥 형상으로 이루어질 수 있는데, 이에 한정되지 않으며 이외에도 다각형 기둥 형상으로 이루어질 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의상 드로잉 펀치(112)가 원기둥 형상으로 이루어지는 경우를 기준으로 설명한다.

이외에도 상측 금형부(110)는 하측 금형부(130)와의 정위치 결합을 위한 가이드 핀 등 다양한 공지의 부품을 포함하고 있으며, 이와 같이 통상적으로 적용되는 다른 부품에 대한 설명은 생략하기로 한다.

다음, 하측 금형부(130)는, 상측 금형부(110)의 하측에 마련되고 드로잉 펀치(112)에 의해 가압된 프레스 대상물(20)이 드로잉 작업이 진행되는 동안 내측에 위치하도록 내부 관통홀(133)이 마련되는 하부 다이(131)와, 하부 다이(131)의 하측에 마련되어 하부 다이(131)를 지지하는 하부 지지대(132)를 포함한다. 하부 다이(131)와 하부 지지대(132)는 일체로 형성될 수 있으나, 이하 설명의 편의상 구분하기로 한다.

여기서 하부 다이(131)는 프레스 대상물(20)이 일차적으로 안착되도록 그 상부면이 일종의 패드로서 기능하며, 내측에는 드로잉 펀치(112)에 의한 드로잉 공정 진행시에 프레스 대상물(20)이 위치하도록 내부 관통홀(133)이 마련된다. 부연하자면, 드로잉 펀치(112)의 하강 이동에 의해 실질적인 드로잉 작업이 진행되는 동안, 프레스 대상물(20)과 드로잉 펀치(112)는 동시에 내부 관통홀(133) 내에 위치하게 된다.

한편, 일반적으로 드로잉 작업용 프레스 장치에는 드로잉 작업이 완료된 프레스물을 외부로 취출하기 위한 별도의 취출수단, 예를 들면 스프링, 이젝트 핀 등과 같은 부품이 추가적으로 마련되는데, 본 발명은 드로잉 작업이 완료된 프레스 성형물(10)을 취출하는 구조가 이와는 상이하다. 구체적으로, 본 발명은, 프레스 대상물(20)이 하부 다이(131)에 마련된 내부 관통홀(133) 내측에서 실질적인 드로잉 작업이 이루어지고, 드로잉 작업이 완료되면 하부 지지대(132)에 마련된 취출홀(150)을 통해 하방으로 낙하시키는 방식을 채용하고 있다. 여기서, 내부 관통홀(133)과 취출홀(150)은 서로 연통된 상태를 가지며, 이러한 프레스 성형물(10) 취출 방식 및 취출 구조에 대해서는 아래에서 설명하기로 한다.

본 발명은, 드로잉 펀치(112)에 의해 일차적으로 드로잉(drawing) 작업이 이루어지고, 이후 아이러닝(ironing) 작업이 실시된다. 여기서, 아이러닝 작업은 드로잉된 제품의 내경을 균일하게 하기 위하여 반제품의 외경보다 작은 금형 내에 밀어넣어 벽 두께를 균일하게 하는 가공 방법으로서, 이러한 아이러닝 작업은 실질적으로 하부 다이(131)의 하부 영역(구간)에서 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 하부 지지대(132)를 통과하면서 이루어질 수도 있다.

본 발명의 제1 실시예에서, 하부 다이(131)의 내부 관통홀(133) 구조는 다음과 같다.

구체적으로, 도 2에 도시한 바와 같이, 프레스 대상물(20)이 진입 가능한 진입구 측의 내부 관통홀(133)인 진입 관통홀(134)의 단면 형상은 원형 또는 타원 형상으로 마련되고, 드로잉 작업이 완료된 프레스 성형물(10)이 취출 가능한 취출구 측의 내부 관통홀(133)인 취출 관통홀(135)의 단면 형상은 다각형 형상으로 마련된다.

본 발명은, 내주면이 원형으로 마련되고 외면이 사각, 육각, 팔각 등의 다각형 형상으로 각지게 마련되는 프레스 성형물(10)을 성형하고자 하는 것으로서, 이하에서는 설명의 편의를 위해 프레스 성형물(10)의 외면이 사각 형상으로 이루어지는 경우를 기준으로 설명한다.

이에 따라, 전술한 취출 관통홀(135)의 내면은 사각 형상으로 이루어진다. 한편, 관련 도면에서는 진입 관통홀(134)의 내면이 원형으로 이루어지는 경우가 도시되어 있는데, 이 또한 이에 한정되는 것은 아니며 설명의 편의를 위해 이와 같이 도시하였다.

본 발명에서, 프레스 대상물(20)은 드로잉 펀치(112)에 의해 가압되어 진입 관통홀(134) 주변에 위치하는 경우, 내주면은 원형 형상으로 이루어지고 외면 또한 대략 원형 형상으로 이루어지게 된다.

이후, 드로잉 펀치(112)의 하강 이동에 의해 드로잉 작업이 더욱 진행하게 되어 프레스 대상물(20)이 취출 관통홀(135) 주변에 위치하게 되는 경우, 프레스 대상물(20)의 내주면은 원형 형상으로 이루어지는데 반해 외면은 사각 형상으로 성형될 수 있다.

이와 같은 프레스 대상물(20)의 형상 변형 과정에 대해 좀 더 구체적으로 설명하면, 도 2에 도시한 바와 같이, 하부 다이(131)에는, 진입 관통홀(134)과 취출 관통홀(135)을 서로 연통시키도록 연통홀(136)이 마련된다.

본 발명의 제1 실시예에서, 연통홀(136)은 취출 관통홀(135)로부터 진입 관통홀(134) 방향으로 갈수록 점차 리니어하게 확장되도록 마련된다. 이러한 리니어한 확장이라함은, 취출 관통홀(135)로부터 진입 관통홀(134) 방향으로의 거리 이동 변화 정도에 따른 연통홀(136) 직경의 증가 정도가 일정하게 형성됨을 의미한다.

부연하자면, 진입 관통홀(134)은 대략 원형으로 마련되고 취출 관통홀(135)은 대략 사각 형상으로 마련되며, 진입 관통홀(134)에 상대적으로 가까운 위치인 'A' 지점의 연통홀(136)은 원형에서 사각형으로 일부 변형된 단면 형상을 갖게 되며, 취출 관통홀(135)에 상대적으로 가까운 위치인 'B' 지점의 연통홀(136)은 'A' 지점의 연통홀(136)에 비해 좀 더 사각형으로 변형된 단면 형상을 갖게 된다.

따라서, 프레스 대상물(20)은 드로잉 펀치(112)의 점차적인 하강에 의해 진입 관통홀(134) 주변에서는 내면 및 외면이 대략 원형 형상으로 이루어지다가 'A' 지점 주변에 위치한 상태에서는 내면은 원형으로 형성되고 외면은 원형에서 사각형으로 일부 변형된 형상을 갖게 된다. 이어서, 프레스 대상물(20)은 드로잉 펀치(112)의 점차적인 하강에 의해 'B' 지점 주변에 위치한 상태에서는 내면은 원형으로 형성되고 외면은 'A' 지점에 위치했을 때보다 좀 더 사각형으로 변형된 형상을 갖게 된다. 마지막으로, 프레스 대상물(20)은 드로잉 펀치(112)의 점차적인 하강에 의해 취출 관통홀(135)을 통과하는 상태에서는 내면은 원형으로 형성되고 외면은 일 예로 완전한 사각 형상으로 성형될 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에서, 연통홀(136)은 전술한 리니어한 확장 구조 이외에도, 도 3에 도시한 바와 같이, 취출 관통홀(135) 주변에 직경이 동일하게 형성되며 일정 이상의 길이(구간 거리)를 갖는 별도의 동일 직경 연통홀 구간(137)이 더 마련될 수도 있다.

이와 같이, 연통홀(136)이 동일한 직경을 갖는 동일 직경 연통홀 구간(137)을 포함함으로써, 프레스 성형물(10)이 최종적으로 외부로 취출되기 전 충분하게 외면의 형상을 성형할 수 있는 이점이 있다. 부연하자면, 프레스 성형물(10)은 동일 직경 연통홀 구간(137)을 통과하면서 외면이 그 바닥면 기준으로 충분하게 수직한 상태를 유지하도록 성형될 수 있게 된다. 즉, 동일 직경 연통홀 구간(137)은 프레스 성형물(10)의 외면의 수직 성형을 위한 충분한 작업 경로를 제공하게 된다. 만약, 이러한 동일 직경 연통홀 구간(137)이 마련되지 않더라도 최종 취출된 프레스 성형물(10)의 외면을 후가공하여 그 외면이 그 바닥면 기준으로 충분하게 수직한 상태를 유지하도록 성형할 수 있다.

전술한 구조를 통해, 본 발명의 제1 실시예에서, 프레스 대상물(20)은 연통홀(136)을 통과하면서 점차 하측 방향으로 이동하면서 외면이 점차적으로 사각 형상으로 변형하게 되며, 취출 관통홀(135)을 통과한 상태의 프레스 성형물(10)은 내면은 원형으로 이루어지고 외면은 사각형으로 이루어지는 용기 형상으로 이루어지게 된다.

이때, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 프레스 성형물(10)은 내면이 원형으로 이루어지고 외면이 사각 형상으로 이루어짐으로, 상측에서 바라 보았을때 측면 두께가 상대적으로 큰 대퇴부(11)와 측면 두께가 상대적으로 작은 소퇴부(12)가 원주 방향을 따라 교대로 반복되게 마련되는 용기 형상으로 이루어질 수 있다.

전술한 구조 및 방법을 통해, 본 발명의 제1 실시예에 따른 프레스 금형장치는, 종래 주물 또는 단조 공정을 이용하여 제조되어 왔던 부품을 드로잉(drawing) 공정을 사용하여 제조할 수 있으므로, 제조 단가를 더욱 하락시킬 수 있을 뿐만 아니라 단위시간당 생산 가능수량을 증대시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 두께가 상이한 프레스물을 성형하기 위한 프레스 금형장치를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 프레스 금형장치를 설명하며, 제1 실시예와 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하며 동일한 구성에 대해서는 200번대로 시작하는 도면번호를 사용하기로 한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 프레스 금형장치(200)는, 제1 실시예에 대비하여 연통홀(236)은 동일한 형상 및 구조로 이루어지지만, 진입 관통홀(234)의 단면 형상에 있어 차이가 있다.

본 발명의 제2 실시예에서, 하부 다이(231)의 내부 관통홀(233) 구조는 다음과 같다.

구체적으로, 도 4에 도시한 바와 같이, 프레스 대상물(20)이 진입 가능한 진입구 측의 내부 관통홀(233)인 진입 관통홀(234)의 단면 형상은 다각형 형상으로 마련되고, 드로잉 작업이 완료된 프레스 성형물(10)이 취출 가능한 취출구 측의 내부 관통홀(233)인 취출 관통홀(235)의 단면 형상도 다각형 형상으로 마련된다.

본 발명은, 내주면이 원형으로 마련되고 외면이 사각, 육각, 팔각 등의 다각형 형상으로 각지게 마련되는 프레스 성형물(20)을 성형하고자 하는 것으로서, 이하에서는 설명의 편의를 위해 프레스 성형물(20)의 외면이 사각 형상으로 이루어지는 경우를 기준으로 설명한다. 본 발명의 제2 실시예에서, 진입 관통홀(234)과 취출 관통홀(235)의 내면은 각각 사각 형상으로 이루어진다.

본 발명에서, 프레스 대상물(20)은 드로잉 펀치(212)에 의해 가압되어 진입 관통홀(234) 주변에 위치하는 경우, 내주면은 원형 형상으로 이루어지고 외면은 대략 사각형 형상으로 이루어지게 된다.

이후, 드로잉 펀치(212)의 하강 이동에 의해 드로잉 작업이 더욱 진행하게 되어 프레스 대상물(20)이 취출 관통홀(235) 주변에 위치하게 되는 경우, 프레스 대상물(20)의 내주면은 원형 형상으로 이루어지는데 반해 외면은 마찬가지로 사각 형상으로 성형될 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에서, 연통홀(236)의 직경은 제1 실시예와 마찬가지로 진입 관통홀(234)로부터 취출 관통홀(235) 방향으로 리니어하게 감소하게 마련됨으로써, 연통홀(236)의 어느 지점에서든지 연통홀(236)의 내면은 대략 사각형 형상을 갖게 된다.

즉, 본 발명의 제2 실시예에서, 프레스 대상물(20)은 연통홀(236)을 통과하면서 점차 하측 방향으로 이동하면서 외면이 사각 형상을 유지하되 직경이 점차 감소하도록 변형하게 되며, 취출 관통홀(235)을 통과한 상태의 프레스 성형물(20)은 내면은 원형으로 이루어지고 외면은 사각형상으로 이루어지는 용기 형상으로 이루어지게 된다.

이때, 프레스 성형물(20)은 내면이 원형으로 이루어지고 외면이 사각 형상으로 이루어짐으로, 상측에서 바라 보았을때 측면 두께가 상대적으로 큰 대퇴부(11)와 측면 두께가 상대적으로 작은 소퇴부(12)가 원주 방향을 따라 교대로 반복되게 마련되는 용기 형상으로 이루어질 수 있다.

전술한 구조 및 방법을 통해, 본 발명의 제2 실시예에 따른 프레스 금형장치는, 종래 주물 또는 단조 공정을 이용하여 제조되어 왔던 부품을 드로잉(drawing) 공정을 사용하여 제조할 수 있으므로, 제조 단가를 더욱 하락시킬 수 있을 뿐만 아니라 단위시간당 생산 가능수량을 증대시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 두께가 상이한 프레스물을 성형하기 위한 프레스 금형장치를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 제3 실시예에 따른 프레스 금형장치를 설명하며, 제1 실시예와 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하며 동일한 구성에 대해서는 300번대로 시작하는 도면번호를 사용하기로 한다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 프레스 금형장치(300)는, 제1 실시예에 대비하여 연통홀(336)의 형상 및 구조에 있어 차이가 있으며, 진입 관통홀(334) 및 취출 관통홀(335)의 형상은 전술한 제1 실시예 또는 제2 실시예의 경우가 모두 적용 가능하다. 이하에서는, 설명의 편의 및 도시의 편의를 위해 진입 관통홀(334) 및 취출 관통홀(335)의 형상이 제1 실시예와 동일하게 적용되는 경우를 기준으로 설명하기로 한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에서, 하부 다이(331)에는, 진입 관통홀(334)과 취출 관통홀(335)을 서로 연통시키도록 연통홀(336)이 마련된다.

이러한 연통홀(336)은, 취출 관통홀(335)과 연통되며 그 길이 방향을 따라 동일한 직경으로 마련되는 제1 연통홀(338)과, 제1 연통홀(338)과 진입 관통홀(334) 사이를 연결하며 진입 관통홀(334) 방향으로 갈수록 내면이 라운드지면서 직경이 증가하도록 마련되는 제2 연통홀(339)을 포함한다. 여기서 라운드지는 직경 증가라함은, 제2 연통홀(339)의 내면이 일정 이상의 곡률을 갖도록 형성됨을 의미한다.

부연하자면, 진입 관통홀(334)은 대략 원형으로 마련되고 취출 관통홀(335)은 대략 사각 형상으로 마련되며, 진입 관통홀(334)에 상대적으로 가까운 위치인 'A' 지점의 연통홀(336), 즉 제2 연통홀(339)은 원형에서 각형으로 일부 변형된 단면 형상을 갖게 되며, 취출 관통홀(335)에 상대적으로 가까운 위치인 'B' 지점의 연통홀(336), 즉 제1 연통홀(338)은 'A' 지점의 제2 연통홀(339)에 비해 좀 더 각형으로 변형된 단면 형상을 갖게 된다.

따라서, 프레스 대상물(20)은 드로잉 펀치(312)의 점차적인 하강에 의해 진입 관통홀(334) 주변에서는 내면 및 외면이 대략 원형 형상으로 이루어지다가 제2 연통홀(339) 내부에 위치한 상태에서는 내면은 원형으로 형성되고 외면은 원형에서 각형으로 일부 변형된 형상을 갖게 된다. 이어서, 프레스 대상물(20)은 드로잉 펀치(312)의 점차적인 하강에 의해 제1 연통홀(338) 내에 위치한 상태에서는 내면은 원형으로 형성되고 외면은 제2 연통홀(339) 내에 위치했을 때보다 좀 더 각형으로 변형된 형상을 갖게 된다. 마지막으로, 프레스 대상물(20)은 드로잉 펀치(312)의 점차적인 하강에 의해 취출 관통홀(335)을 통과하는 상태에서는 내면은 원형으로 형성되고 외면은 일 예로 완전한 사각 형상으로 성형될 수 있다.

전술한 구조 및 방법을 통해, 본 발명의 제3 실시예에 따른 프레스 금형장치는, 종래 주물 또는 단조 공정을 이용하여 제조되어 왔던 부품을 드로잉(drawing) 공정을 사용하여 제조할 수 있으므로, 제조 단가를 더욱 하락시킬 수 있을 뿐만 아니라 단위시간당 생산 가능수량을 증대시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 연통홀(336)이 동일한 직경을 갖는 제1 연통홀(338)을 포함함으로써, 전술한 제1 실시예의 경우에 비해 프레스 성형물(10)이 최종적으로 외부로 취출되기 전 충분하게 외면의 형상을 성형할 수 있는 이점이 있다. 부연하자면, 프레스 성형물(10)은 제1 연통홀(338)을 통과하면서 외면이 그 바닥면 기준으로 충분하게 수직한 상태를 유지하도록 성형될 수 있게 된다. 즉, 제1 연통홀(338)은 프레스 성형물(10)의 외면의 수직 성형을 위한 충분한 작업 경로를 제공하게 된다.

또한, 본 발명의 제3 실시예에서는, 제2 연통홀(339)의 내면이 라운드진 구조로 마련됨으로써, 프레스 성형물(10)이 진입 관통홀(334)을 통해 점차 취출 관통홀(335) 측으로 이동하면서 외면 형상이 한층 용이하게 변형될 수 있는 이점이 있다. 즉, 원형 형태의 외면이 사각 형태로 보다 유연하게 변형될 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 두께가 상이한 프레스물을 성형하기 위한 프레스 금형장치를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 제4 실시예에 따른 프레스 금형장치를 설명하며, 제1 실시예와 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하며 동일한 구성에 대해서는 400번대로 시작하는 도면번호를 사용하기로 한다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 프레스 금형장치(400)는, 제1 실시예에 대비하여 연통홀(436)의 형상 및 구조에 있어 차이가 있으며, 진입 관통홀(434) 및 취출 관통홀(435)의 형상은 전술한 제1 실시예 또는 제2 실시예의 경우가 모두 적용 가능하다. 이하에서는, 설명의 편의 및 도시의 편의를 위해 진입 관통홀(434) 및 취출 관통홀(435)의 형상이 제1 실시예와 동일하게 적용되는 경우를 기준으로 설명하기로 한다.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에서, 하부 다이(431)에는, 진입 관통홀(434)과 취출 관통홀(435)을 서로 연통시키도록 연통홀(436)이 마련되는데 연통홀(436)은 제1 실시예와 달리 다단 구조로 이루어진다.

이러한 연통홀(436)은, 진입 관통홀(434)과 연통되며 동일한 직경으로 형성되는 제1 연통홀(438)과, 제1 연통홀(438)과 취출 관통홀(435) 사이를 연결시키며 동일한 직경으로 형성되되, 제1 연통홀(438)에 비해 상대적으로 작은 직경을 갖도록 형성되는 제2 연통홀(439)을 포함한다.

또한, 연통홀(436)은, 제2 연통홀(439)과 취출 관통홀(435) 사이에 개재되고 각각 동일한 직경으로 형성되되, 제2 연통홀(439)에 비해 상대적으로 작은 직경을 갖도록 형성되며 취출 관통홀(435) 측으로 갈수록 상대적으로 작은 직경으로 마련되는 적어도 하나의 서브 연통홀(440)을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 제4 실시예에서, 도 6에는, 연통홀(436)이 제1 연통홀(438), 제2 연통홀(439) 및 서브 연통홀(440)로 이루어지는 경우가 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며 서브 연통홀(440)과 취출 관통홀(435) 사이에 그 이상의 또 다른 연통홀이 추가적으로 마련될 수도 있다.

여기서, 제1 연통홀(438)과 제2 연통홀(439)의 연결 부분, 제2 연통홀(439)과 서브 연통홀(440)의 연결 부분에는 라운드진 라운드 모서리부(441)가 마련된다. 이에 따라, 드로잉 펀치(412)에 의한 프레스 대상물(20)의 드로잉 작업이 이루어지는 동안, 프레스 대상물(20)은 라운드 모서리부(441)에 의해 제1 연통홀(438) 내부 구간에서 제2 연통홀(439) 내부 구간으로 보다 원활하게 진입할 수 있게 되며, 마찬가지로 제2 연통홀(439) 내부 구간에서 서브 연통홀(440) 내부 구간으로 보다 원활하게 진입할 수 있게 된다. 부연하자면, 이러한 라운드 모서리부(441)가 마련되지 않는 경우에서, 프레스 대상물(20)이 제1 연통홀(438) 내부에서 제2 연통홀(439) 내부로 진입하거나 제2 연통홀(439) 내부에서 서브 연통홀(440) 내부로 진입하는 순간, 제1 연통홀(438) 및 제2 연통홀(439)의 연결부분, 제2 연통홀(439) 및 서브 연통홀(440)의 연결부분과 각각 접촉하게 되는 프레스 대상물(20)의 특정 부분은 급격한 형상 변형에 의해 찢어지거나 크랙이 발생하여 불량이 발생하게 된다.

도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 두께가 상이한 프레스물을 성형하기 위한 프레스 금형장치를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 제5 실시예에 따른 프레스 금형장치를 설명하며, 제1 실시예와 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하며 동일한 구성에 대해서는 500번대로 시작하는 도면번호를 사용하기로 한다.

도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제5 실시예에 따른 프레스 금형장치(500)는, 드로잉 펀치(512)를 통한 가압에 의해 하부 다이(531)의 내부 관통홀(533)을 거치면서 드로잉 작업이 완료된 프레스 성형물(10)을 드로잉 펀치(512) 및 하부 다이(531)로부터 용이하게 외부로 취출할 수 있는 별도의 성형물 취출수단(560)을 더 포함한다.

부연하자면, 드로잉 공정을 거치면서 드로잉 펀치(512)와의 사이에서 상호 발생하는 마찰에 의해 프레스 성형물(10)에는 대략 200도 이상의 고온이 형성된다. 프레스 성형물(10)에 형성된 전술한 고온에 의해 드로잉 작업이 완료된 프레스 성형물(10)은 드로잉 펀치(512)와 일정 이상 결합된 상태를 유지하게 되며, 일 예로 드로잉 펀치(512)가 드로잉 작업을 완료하고 다시 상측으로 위치 복원 이동할 때 프레스 성형물(10)도 드로잉 펀치(512)에 부착된 상태로 상측으로 이동하게 되는 문제가 발생할 수 있다.

이를 해결하고자, 본 발명의 제5 실시예에 따른 프레스 금형장치(500)는, 드로잉 펀치(512)에 의해 드로잉 작업이 완료된 프레스 성형물(10)을 하부 다이(531)로부터 외부로 취출하기 하기 위한 성형물 취출수단(560)을 포함한다. 이러한 성형물 취출수단(560)은 전술한 제1 실시예 내지 제4 실시예의 경우에 각각 적용 가능한데, 이하 설명의 편의 및 도시의 편의를 위해 일 예로 제1 실시예에 적용되는 경우를 기준으로 설명 및 도시하기로 한다.

도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제5 실시예에서, 성형물 취출수단(560)은 상측 금형부(510)에 마련되는 것으로서, 드로잉 펀치(512)를 고정하는 상측 고정부(513)의 상측에 마련되는 상부 플레이트(511)에 마련되는 액츄에이터(561)와, 액츄에이터(561)에 연결되도록 드로잉 펀치(512)에 마련되며 액츄에이터(561)의 구동에 의해 드로잉 작업이 완료된 프레스 성형물(10)을 하측 방향으로 푸시 가능한 적어도 하나의 취출 푸셔(562)를 포함한다.

먼저, 액츄에이터(561)는 상부 플레이트(511) 내측의 액츄에이터 설치홈(564)에 설치될 수 있으며 예를 들어 공압 또는 유압 실린더로 적용 가능하다.

본 발명의 실시예에서, 성형물 취출수단(560)은, 액츄에이터(561) 즉 실린더의 로드 단부에 연결되며 원형 또는 다각형의 단면 형상을 갖는 연결 플레이트(565)와, 연결 플레이트(565)와 적어도 하나의 취출 푸셔(562)를 연결하는 적어도 하나의 연결부(566)를 더 포함한다. 따라서, 액츄에이터(561)로의 공압 또는 유압 공급에 의해 액츄에이터(561)가 구동하게 되면 연결 플레이트(565) 및 적어도 하나의 연결부(566)는 액츄에이터(561)의 로드 승강에 따라 동시에 승강 이동하게 된다.

이러한 연결 플레이트(565)의 승강 이동이 자유롭도록, 구체적으로 연결 플레이트(565)가 주변 구성에 의해 승강 이동이 구속되거나 제한되는 것을 방지하도록, 도 7에 도시한 바와 같이, 상측 고정부(513)에는, 액츄에이터(561) 구동에 따른 연결 플레이트(565)의 승하강이 가능하도록 연결 플레이트(565)가 배치되는 일정 이상의 수용 공간(567)이 마련된다. 따라서, 연결 플레이트(565)는 수용 공간(567) 내에서 원활하게 승강이 가능하게 되며, 도면상 수용 공간(567)의 높이는 실린더 로드의 행정 거리를 기준으로 적절하게 설정되는 것이 바람직하다. 또한, 상측 고정부(513)에는 적어도 하나의 연결부(566)가 각각 관통 삽입되도록 연결부 삽입홀(568)이 마련되는데, 적어도 하나의 연결부(566)는 연결부 삽입홀(568)에 각각 상하 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 삽입된다.

다음, 적어도 하나의 취출 푸셔(562)는, 액츄에이터(561)에 연결 플레이트(565) 및 적어도 하나의 연결부(566)를 통해 연결된다.

본 발명의 실시예에서, 이러한 적어도 하나의 취출 푸셔(562)는 드로잉 펀치(512)에 마련되어 액츄에이터(561)의 구동에 의해 드로잉 작업이 완료된 프레스 성형물(10)을 하측 방향으로 푸시하여 하부 다이(531) 및 하부 지지대(532)의 하측으로 낙하시켜 취출시키게 된다.

여기서, 도 7에 도시한 바와 같이, 적어도 하나의 취출 푸셔(562)는 드로잉 펀치(512)의 일부 영역을 둘레 방향으로 감싸도록 마련되는데, 드로잉 펀치(512)의 둘레 방향을 따라 연속적으로 마련될 수 있다. 즉, 적어도 하나의 취출 푸셔(562)는 하나로 이루어져 드로잉 펀치(512)를 감싸도록 양측이 관통된 일종의 관 형상으로 이루어질 수 있다. 이러한 취출 푸셔(562)의 상부에는 하나 이상의 연결부(566)가 일체로 연결되며, 연결부(566)의 승강 이동에 따라 취출 푸셔(562) 또한 승강 이동이 가능하게 된다.

그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 적어도 하나의 취출 푸셔(562)는 드로잉 펀치(512)를 둘레 방향으로 감싸도록 마련되되, 드로잉 펀치(512)의 원주 방향을 기준으로 서로 이격되게 복수로 마련될 수 있으며, 이때 복수의 연결부(566)는 복수의 취출 푸셔(562)의 상부에 각각 연결되도록 마련되는 것이 바람직하다.

한편, 액츄에이터(561)가 구동하여 연결부(566) 및 취출 푸셔(562)가 하측으로 최대 이동한 상태에서는, 경우에 따라 취출 푸셔(562)의 일부 영역이 하부 다이(531)의 상면 및 상측 모서리 영역에 접촉할 수도 있다. 이러한 상호 간의 접촉이 장기간에 걸쳐 다수회 반복하여 발생하게 되고 서로 접촉하게 되는 부분의 형상이 서로 불일치하게 되면 서로 접촉되는 부분에 마모 또는 파손이 더욱 쉽게 발생하게 된다.

본 발명은 이를 보완하도록, 액츄에이터(561) 구동에 의해 하부 다이(531)와 접촉 가능한 취출 푸셔(562)의 일측면에, 하부 다이(531)의 접촉 부위 형상과 대응하는 형상의 접촉면(563)이 마련된다. 일 예로, 취출 푸셔(562)와 인접하게 배치되는 하부 다이(531)의 상측 모서리 부분에 라운드진 곡면이 마련된다면, 취출 푸셔(562)에도 상기 라운드진 곡면에 대응하도록 라운드진 접촉면(563)이 마련된다. 따라서, 취출 푸셔(562)가 하강 이동하여 하부 다이(531)의 상부에 다수회 반복하여 접촉하더라도 상호 간에 대략 일치하는 형상으로 접촉되게 함으로써 접촉 부위에 마모 또는 파손이 쉽게 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다.

또한, 이러한 라운드진 접촉면(563)은 취출 푸셔(562)의 하강에 의해 프레스 성형물(10)을 강한 힘으로 푸시하는 순간. 접촉면(563) 형성 부위로 작용하는 응력을 분산하여 접촉면(563) 부위에 크랙이 발생하거나 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 8은 본 발명의 제6 실시예에 따른 두께가 상이한 프레스물을 성형하기 위한 프레스 금형장치를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 제6 실시예에 따른 프레스 금형장치를 설명하며, 제1 실시예와 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하며 동일한 구성에 대해서는 600번대로 시작하는 도면번호를 사용하기로 한다.

도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제6 실시예에 따른 프레스 금형장치(600)는, 전술한 제5 실시예와 유사하게 프레스 성형물(10)을 드로잉 펀치(612) 및 하부 다이(631)로부터 용이하게 외부로 취출할 수 있는 별도의 성형물 취출수단(660)을 더 포함하는데, 성형물 취출수단(660)의 구조 및 취출방법이 제5 실시예와 차별된다.

이러한 성형물 취출수단(660)은 전술한 제1 실시예 내지 제4 실시예의 경우에 각각 적용 가능한데, 이하 설명의 편의 및 도시의 편의를 위해 일 예로 제1 실시예에 적용되는 경우를 기준으로 설명 및 도시하기로 한다.

도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제6 실시예에서, 성형물 취출수단(660)은 하측 금형부(630)에 마련되는 것으로서, 하부 다이(631)에 내부 관통홀(633)을 향하는 방향 또는 그 반대 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 마련되는 복수의 슬라이더(661)와, 복수의 슬라이더(661)를 각각 탄성 지지하여 복수의 슬라이더(661)가 탄성적으로 이동 가능하게 하는 복수의 탄성지지부(665)를 포함한다.

먼저, 복수의 슬라이더(661)는 하부 다이(631)에 슬라이드 이동 가능하게 설치되는데, 하부 다이(631)에 마련된 슬라이더 이동홈(666) 내에 이동 가능하게 마련된다.

이러한 복수의 슬라이더(661)는, 드로잉 펀치(612)의 하강 이동에 의한 프레스 성형물(10)의 동시 하측 이동을 허용하면서 드로잉 펀치(612)가 다시 상측으로 이동할 때에는 프레스 성형물(10)이 상측으로 이동하는 것을 제한하게 된다.

부연하자면, 복수의 슬라이더(661)는 프레스 성형물(10)이 드로잉 펀치(612)에 의해 하측 방향으로 이동한 상태에서 다시 반대 방향으로 이동하는 것을 제한하게 되며, 이때 드로잉 펀치(612)와 프레스 성형물(10)의 상호 분리가 이루어지며 분리된 프레스 성형물(10)은 하측 방향으로 낙하하면서 외부로 취출된다.

본 발명의 실시예에서, 복수의 슬라이더(661)가 각각 하부 다이(631)의 내부 관통홀(633) 측으로 슬라이드 이동한 상태이고 드로잉 작업이 진행중인 프레스 성형물(10)이 슬라이더(661)보다 상측에 위치하는 현재 상태에서, 드로잉 펀치(612)의 하강 이동에 의해 프레스 성형물(10)이 하강 이동할 때 프레스 성형물(10)의 하부 영역은 복수의 슬라이더(661)의 상측 단부 영역에 접촉 가능하게 된다. 이러한 상태에서, 드로잉 펀치(612)가 더욱 하강 이동하여 프레스 성형물(10)이 슬라이더(661)를 거쳐 용이하게 하측 방향으로 이동하도록, 도 8에 도시한 바와 같이, 프레스 성형물(10)의 하부 영역과 접촉 가능한 복수의 슬라이더(661)의 단부 영역에는 라운드진 라운드부(662)가 마련된다. 따라서, 프레스 성형물(10)은 라운드부(662)와의 접촉에 의해 보다 용이하게 하측 방향으로 이동 가능하게 되며, 이때 복수의 슬라이더(661)는 각각 서로 이격되는 방향으로 이동하게 된다. 전술한 프레스 성형물(10) 취출에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.

다음, 복수의 탄성지지부(665)는 복수의 슬라이더(661)를 각각 탄성 지지하여 복수의 슬라이더(661)가 탄성적으로 이동 가능하게 하는 것으로서, 하부 지지대(632)에 마련된 탄성지지부 설치홈(669) 내에 마련된다. 본 발명의 실시예에서, 복수의 탄성지지부(665)는 일정 이상의 탄성력을 갖는 스프링, 고무 등으로 적용 가능한데, 이 중 일 예로 복수의 슬라이더(661)를 충분한 힘으로 탄성 이동시킬 수 있는 코일 스프링으로 적용 가능하다.

또한, 도 8에 도시한 바와 같이, 복수의 슬라이더(661)의 하부에는 복수의 탄성지지부(665)가 각각 일부 삽입 가능하도록 탄성지지부 삽입홈(664)이 마련된다. 여기서 복수의 탄성지지부(665)는 탄성지지부 설치홈(669) 내에 마련된 상태에서, 그 일단은 탄성지지부 설치홈(669)을 형성하는 일측 내벽에 지지되고 그 타단은 탄성지지부 삽입홈(664)을 형성하는 슬라이더(661)의 일측 내벽에 탄성 지지되어 복수의 슬라이더(661)가 서로 접근하는 방향으로 이동하도록 탄성적으로 지지하게 된다.

이하, 작동 관계에 대해 설명한다.

먼저, 드로잉 펀치(612) 및 드로잉 펀치(612)에 의해 가압되는 프레스 성형물(10)이 내부 관통홀(633) 기준으로 복수의 슬라이더(661) 상측에 위치하는 경우, 복수의 슬라이더(661)는 각각 복수의 탄성지지부(665)에 의해 탄성적으로 가압되어 슬라이더 이동홈(666) 내에서 서로 접근하는 방향으로 이동하게 된다.

이후, 드로잉 펀치(612)의 하강 이동에 의해 프레스 성형물(10)의 하부 영역이 복수의 슬라이더(661)의 상면, 구체적으로 라운드진 라운드부(662)에 접촉하게 되면 라운드부(662)의 형상에 의해 프레스 성형물(10)은 복수의 슬라이더(661)를 외측으로 푸시한 후 하측 방향으로 이동하게 된다. 이때, 복수의 슬라이더(661)는 프레스 성형물(10)과의 접촉에 의해 순간적으로 서로 이격되는 방향으로 이동하게 된다.

이어서, 드로잉 펀치(612)가 더욱 하강 이동하여 프레스 성형물(10)의 상부 영역이 복수의 슬라이더(661)의 하부 영역을 통과하게 되면, 복수의 슬라이더(661)는 탄성지지부(665)에 의해 다시 탄성적으로 가압되어 서로 접근하는 방향으로 이동하게 된다.

다음, 드로잉 펀치(612)가 새로운 자재의 드로잉 작업을 위해 상측의 초기 위치로 상승 이동하게 되면, 드로잉 펀치(612)의 외면에 부착되어 있던 프레스 성형물(10)은 복수의 슬라이더(661)의 하면에 걸려 드로잉 펀치(612)와 같이 상측 방향으로의 이동이 제한된다. 즉, 이때 드로잉 펀치(612)와 프레스 성형물(10)의 결합 상태가 분리된다. 이에 따라, 드로잉 펀치(612)는 상측으로 이동하되, 프레스 성형물(10)은 하부 지지대(632)의 취출홀(650)을 통해 하측으로 낙하하여 외부로 취출된다. 여기서, 복수의 슬라이더(661)가 서로 가장 접근한 상태에서, 드로잉 펀치(612)가 슬라이더(661)에 의해 간섭받지 않고 승강 이동 가능하도록 복수의 슬라이더(661)와 드로잉 펀치(612) 사이에는 일정 이상의 간격이 마련되는 것이 바람직하다.

도 9는 본 발명의 제7 실시예에 따른 두께가 상이한 프레스물을 성형하기 위한 프레스 금형장치를 나타내는 도면이고, 도 10은 도 9의 일부분을 나타내는 평면도이다.

이하, 본 발명의 제7 실시예에 따른 프레스 금형장치를 설명하며, 제1 실시예와 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하며 동일한 구성에 대해서는 700번대로 시작하는 도면번호를 사용하기로 한다.

도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제7 실시예에 따른 프레스 금형장치(700)는, 전술한 제5 실시예 및 제6 실시예와 유사하게 프레스 성형물(10)을 드로잉 펀치(712) 및 하부 다이(731)로부터 용이하게 외부로 취출할 수 있는 별도의 성형물 취출수단(760)을 더 포함하는데, 성형물 취출수단(760)의 구조 및 취출방법이 제6 실시예와 차별된다.

이러한 성형물 취출수단(760)은 전술한 제1 실시예 내지 제4 실시예의 경우에 각각 적용 가능한데, 이하 설명의 편의 및 도시의 편의를 위해 일 예로 제1 실시예에 적용되는 경우를 기준으로 설명 및 도시하기로 한다.

도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제7 실시예에서, 성형물 취출수단(760)은 하측 금형부(730)에 마련되는 것으로서, 하부 다이(731)에 내부 관통홀(733)을 향하는 방향 또는 그 반대 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 마련되는 복수의 슬라이더(761)와, 복수의 슬라이더(761)를 각각 탄성 지지하여 복수의 슬라이더(761)가 탄성적으로 이동 가능하게 하는 복수의 탄성지지부(765)를 포함한다.

먼저, 복수의 슬라이더(761)는 하부 다이(731) 및 하부 지지대(732)에 슬라이드 이동 가능하게 설치되는데, 하부 다이(731)에 마련된 슬라이더 이동홈(766) 및 하부 지지대(732)에 마련된 슬라이드홈(767) 내에 이동 가능하게 마련된다. 여기서, 슬라이더 이동홈(766) 및 슬라이드홈(767)은 서로 연통되게 마련되어 슬라이더(761)의 슬라이드 이동을 위한 통로 역할을 한다. 또한, 슬라이더 이동홈(766) 내에는 복수의 슬라이더(761)의 상부 영역이 마련되고 슬라이드홈(767) 내에는 슬라이더(761)의 하부 영역이 마련된다.

이러한 복수의 슬라이더(761)는, 드로잉 펀치(712)의 하강 이동에 의한 프레스 성형물(10)의 동시 하측 이동을 허용하면서 드로잉 펀치(712)가 다시 상측으로 이동할 때에는 프레스 성형물(10)이 상측으로 이동하는 것을 제한하게 된다.

부연하자면, 복수의 슬라이더(761)는 프레스 성형물(10)이 드로잉 펀치(712)에 의해 하측 방향으로 이동한 상태에서 다시 반대 방향으로 이동하는 것을 제한하게 되며, 이때 드로잉 펀치(712)와 프레스 성형물(10)의 상호 분리가 이루어지며 분리된 프레스 성형물(10)은 하측 방향으로 낙하하면서 외부로 취출된다.

본 발명의 실시예에서, 복수의 슬라이더(761)가 각각 하부 다이(731)의 내부 관통홀(733) 측으로 슬라이드 이동한 상태이고 드로잉 작업이 진행중인 프레스 성형물(10)이 슬라이더(761)보다 상측에 위치하는 현재 상태에서, 드로잉 펀치(712)의 하강 이동에 의해 프레스 성형물(10)이 하강 이동할 때 프레스 성형물(10)의 하부 영역은 복수의 슬라이더(761)의 상측 단부 영역에 접촉 가능하게 된다. 이러한 상태에서, 드로잉 펀치(712)가 더욱 하강 이동하여 프레스 성형물(10)이 슬라이더(761)를 거쳐 용이하게 하측 방향으로 이동하도록, 도 에 도시한 바와 같이, 프레스 성형물(10)의 하부 영역과 접촉 가능한 복수의 슬라이더(761)의 단부 영역에는 라운드진 라운드부(762)가 마련된다. 따라서, 프레스 성형물(10)은 라운드부(762)와의 접촉에 의해 보다 용이하게 하측 방향으로 이동 가능하게 되며, 이때 복수의 슬라이더(761)는 각각 서로 이격되는 방향으로 이동하게 된다. 전술한 프레스 성형물(10) 취출에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.

한편, 본 발명의 제7 실시예에서는, 복수의 슬라이더(761)의 도면상 좌우 방향 왕복 이동 거리를 설정하도록 별도의 구성이 추가된다.

구체적으로, 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 복수의 슬라이더(761)에는 각각 장공의 슬라이드홀(763)이 마련되며, 슬라이드홈(767) 내에는 슬라이드홀(763)을 관통하면서 그 양단이 슬라이드홈(767)을 형성하는 양측 내벽에 각각 고정되도록 슬라이드 가이드봉(768)이 마련된다. 여기서, 슬라이드홀(763)은 복수의 슬라이더(761)의 왕복 이동 방향을 따라 길게 형성된다.

따라서, 복수의 슬라이더(761)는 각각 복수의 탄성지지부(765)에 의해 슬라이드 왕복 이동하게 되는데, 이때 장공의 슬라이드홀(763) 및 슬라이드 가이드봉(768) 구조에 의해 슬라이드 이동 거리가 제한 가능하게 된다. 덧붙이자면, 슬라이드 가이드봉(768)은 고정되게 마련되므로 슬라이더(761)가 일측으로 이동할 때 슬라이드 가이드봉(768)과 슬라이드홀(763)의 내벽과 접촉하여 더 이상의 이동을 방지하게 되고, 반대 방향으로 이동하는 경우에도 마찬가지로 적용된다.

또한, 슬라이드 가이드봉(768)과 슬라이드홀(763) 구조를 통해 복수의 슬라이더(761)는 서로 접근하거나 이격하는 방향으로 이동할 때 최대한 직진성을 가지면서 이동할 수 있게 된다. 여기서, 직진성이라 함은 복수의 슬라이더(761)가 이동할 때 좌우 또는 상하 방향으로 미세하게 흔들리면서 이동하는 것을 방지한다는 의미이며, 이를 더욱 가능하게 하기 위해 슬라이드홀(763) 내에 슬라이드 가이드봉(768)이 이동 가능하면서 슬라이드 가이드봉(768)의 단부가 최대한 타이트한 상태로 삽입되는 것이 바람직하다.

다음, 복수의 탄성지지부(765)는 복수의 슬라이더(761)를 각각 탄성 지지하여 복수의 슬라이더(761)가 탄성적으로 이동 가능하게 하는 것으로서, 하부 지지대(732)에 마련된 탄성지지부 설치홈(769) 내에 마련된다. 본 발명의 실시예에서, 복수의 탄성지지부(765)는 일정 이상의 탄성력을 갖는 스프링, 고무 등으로 적용 가능한데, 이 중 일 예로 복수의 슬라이더(761)를 충분한 힘으로 탄성 이동시킬 수 있는 코일 스프링으로 적용 가능하다.

또한, 도 9에 도시한 바와 같이, 복수의 슬라이더(761)의 일측에는 복수의 탄성지지부(765)가 각각 삽입 가능하도록 탄성지지부 설치홈(769)이 마련된다. 여기서 복수의 탄성지지부(765)는 탄성지지부 설치홈(769) 내에 마련된 상태에서, 그 일단은 탄성지지부 설치홈(769)을 형성하는 일측 내벽에 지지되고 그 타단은 슬라이더(761)의 후방 단부에 탄성 지지되어 복수의 슬라이더(761)가 서로 접근하는 방향으로 이동하도록 탄성적으로 지지하게 된다.

이하, 작동 관계에 대해 설명한다.

먼저, 드로잉 펀치(712) 및 드로잉 펀치(712)에 의해 가압되는 프레스 성형물(10)이 내부 관통홀(733) 기준으로 복수의 슬라이더(761) 상측에 위치하는 경우, 복수의 슬라이더(761)는 각각 복수의 탄성지지부(765)에 의해 탄성적으로 가압되어 슬라이더 이동홈(766) 내에서 서로 접근하는 방향으로 이동하게 된다.

이후, 드로잉 펀치(712)의 하강 이동에 의해 프레스 성형물(10)의 하부 영역이 복수의 슬라이더(761)의 상면, 구체적으로 라운드진 라운드부(762)에 접촉하게 되면 라운드부(762)의 형상에 의해 프레스 성형물(10)은 복수의 슬라이더(761)를 외측으로 푸시한 후 하측 방향으로 이동하게 된다. 이때, 복수의 슬라이더(761)는 프레스 성형물(10)과의 접촉에 의해 순간적으로 서로 이격되는 방향으로 이동하게 된다.

이어서, 드로잉 펀치(712)가 더욱 하강 이동하여 프레스 성형물(10)의 상부 영역이 복수의 슬라이더(761)의 하부 영역을 통과하게 되면, 복수의 슬라이더(761)는 탄성지지부(765)에 의해 다시 탄성적으로 가압되어 서로 접근하는 방향으로 이동하게 된다.

다음, 드로잉 펀치(712)가 새로운 자재의 드로잉 작업을 위해 상측의 초기 위치로 상승 이동하게 되면, 드로잉 펀치(712)의 외면에 부착되어 있던 프레스 성형물(10)은 복수의 슬라이더(761)의 하면, 구체적으로 복수의 슬라이더(761)에 마련된 걸림부(770)에 걸려 드로잉 펀치(712)와 같이 상측 방향으로의 이동이 제한된다. 즉, 이때 드로잉 펀치(712)와 프레스 성형물(10)의 결합 상태가 분리된다. 이에 따라, 드로잉 펀치(712)는 상측으로 이동하되, 프레스 성형물(10)은 하부 지지대(732)의 취출홀(750)을 통해 하측으로 낙하하여 외부로 취출된다. 여기서, 복수의 슬라이더(761)가 서로 가장 접근한 상태에서, 드로잉 펀치(712)가 슬라이더(761)에 의해 간섭받지 않고 승강 이동 가능하도록 복수의 슬라이더(761)와 드로잉 펀치(712) 사이에는 일정 이상의 간격이 마련되는 것이 바람직하다.

도 11 및 도 12는 본 발명의 제8 실시예에 따른 두께가 상이한 프레스물을 성형하기 위한 프레스 금형장치를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 제8 실시예에 따른 프레스 금형장치를 설명하며, 제1 실시예와 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하며 동일한 구성에 대해서는 800번대로 시작하는 도면번호를 사용하기로 한다.

도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제8 실시예에 따른 프레스 금형장치(800)는, 전술한 제5 실시예 내지 제7 실시예와 유사하게 프레스 성형물(10)을 드로잉 펀치(812) 및 하부 다이(831)로부터 용이하게 외부로 취출할 수 있는 별도의 성형물 취출수단(860)을 더 포함하는데, 성형물 취출수단(860)의 구조 및 취출방법이 차별된다.

이러한 성형물 취출수단(860)은 전술한 제1 실시예 내지 제4 실시예의 경우에 각각 적용 가능한데, 이하 설명의 편의 및 도시의 편의를 위해 일 예로 제1 실시예에 적용되는 경우를 기준으로 설명 및 도시하기로 한다.

도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제8 실시예에서, 성형물 취출수단(860)은, 하측 금형부(830)에 마련되는 것으로서, 하부 다이(831)에 회전 가능하게 마련되어 프레스 성형물(10)의 하측 이동을 허용하면서 하측 이동한 상태에서 반대 방향으로의 이동을 제한하는 복수의 회전캠(861)과, 복수의 회전캠(861)이 각각 탄성적으로 회전 또는 복원되도록 복수의 회전캠(861)을 탄성적으로 지지하는 복수의 탄성지지부(865)를 포함한다.

먼저, 복수의 회전캠(861)은 하부 다이(831)에 편심 회전 가능하게 설치된다. 구체적으로 하부 다이(831)에는 복수의 회전캠(861)이 설치 가능하도록 설치홈(866)이 마련되며 하부 지지대(832)에는 복수의 회전캠(861)이 각각 설치 가능하도록 회전캠 설치홈(867)이 마련된다. 이러한 복수의 회전캠(861)은 설치홈(866) 및 회전캠 설치홈(867) 내에 탄성지지부(865)의 탄성력에 의해 회전 가능하게 설치된다.

이러한 복수의 회전캠(861)은, 드로잉 펀치(812)의 하강 이동에 의한 프레스 성형물(10)의 동시 하측 이동을 허용하면서 드로잉 펀치(812)가 다시 상측으로 이동할 때에는 프레스 성형물(10)이 상측으로 이동하는 것을 제한하게 된다.

부연하자면, 복수의 회전캠(861)은 프레스 성형물(10)이 드로잉 펀치(812)에 의해 하측 방향으로 이동한 상태에서 다시 반대 방향으로 이동하는 것을 제한하게 되며, 이때 드로잉 펀치(812)와 프레스 성형물(10)의 상호 분리가 이루어지며 분리된 프레스 성형물(10)은 하측 방향으로 낙하하면서 외부로 취출된다.

본 발명의 실시예에서, 복수의 회전캠(861)이 각각 하부 다이(831)의 내부 관통홀(833) 측으로 슬라이드 이동한 상태이고 드로잉 작업이 진행중인 프레스 성형물(10)이 회전캠(861)보다 상측에 위치하는 현재 상태에서, 드로잉 펀치(812)의 하강 이동에 의해 프레스 성형물(10)이 하강 이동할 때 프레스 성형물(10)의 하부 영역은 복수의 회전캠(861)의 일측 단부 영역에 접촉 가능하게 된다. 이러한 상태에서, 드로잉 펀치(812)가 더욱 하강 이동하여 프레스 성형물(10)이 복수의 회전캠(861)의 사이 공간을 거쳐 용이하게 하측 방향으로 이동하도록, 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 프레스 성형물(10)의 하부 영역과 접촉 가능한 복수의 회전캠(861)의 단부 영역에는 라운드진 라운드부(862)가 마련된다. 따라서, 프레스 성형물(10)은 라운드부(862)와의 접촉에 의해 보다 용이하게 하측 방향으로 이동 가능하게 되며, 이때 복수의 회전캠(861)은 각각 후술하는 회전축을 중심으로 각각 회전하게 된다. 전술한 프레스 성형물(10) 취출에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.

본 발명의 실시예에서, 복수의 회전캠(861)에는 각각 편심된 회전축(863)이 마련되며, 회전축(863)은 그 양단이 각각 회전캠 설치홈(867)을 형성하는 양측 내벽에 각각 고정되게 마련된다. 따라서, 복수의 회전캠(861)은 각각 회전축(863)을 중심으로 편심되게 회전 가능하게 된다.

여기서, 복수의 회전캠(861)은 회전축(863)을 기준으로 회전한 각도에 따라 다양한 배치 상태를 가질 수 있는데, 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 하부 지지대(832)에는 복수의 회전캠(861)의 회전 상태에 따라 복수의 회전캠(861)의 일부 영역이 삽입 가능하도록 회전캠 삽입홈(868)이 마련된다. 따라서, 회전캠(861)이 도면 기준으로 시계 방향으로 회전할 경우(도면상 좌측에 도시된 회전캠을 기준으로 설명한 것이며 후술하는 시계 방향, 시계 방향 회전도 마찬가지로 좌측 회전캠을 기준으로 설명함. 마주보는 우측 캠은 좌측 캠과 반대 방향으로 회전) 회전캠(861)의 일부 영역은 회전캠 삽입홈(868) 내에 삽입된다.

또한, 아래에서 다시 설명하겠지만, 드로잉 펀치(812)로부터 프레스 성형물(10)을 분리하여 취출할 때, 즉 드로잉 펀치(812)와 프레스 성형물(10)의 상호 분리 순간에 회전캠(861)이 회전하지 않고 설정된 자세를 유지하도록 하기 위한 구조가 더 마련된다. 부연하자면, 복수의 회전캠(861)의 일방향 회전은 가능하게 하면서 타방향 회전은 제한하기 위한 구조가 마련되는데, 이러한 구조는, 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 회전캠(861)의 일부 영역에 직선 구조가 마련되는 접촉면(864)과, 접촉면(864)과 면접촉 가능하도록 하부 다이(831)에 마련되는 회전방지면(869)이 포함된다. 따라서, 회전캠(861)은 접촉면(864)이 회전방지면(869)에 서로 면접촉한 상태에서는 시계 반대 방향으로의 회전이 제한된다.

다음, 복수의 탄성지지부(865)는 복수의 회전캠(861)이 각각 탄성적으로 회전 또는 회전복원되도록 복수의 회전캠(861)을 각각 탄성적으로 지지하는 것이다. 본 발명의 실시예에서, 복수의 탄성지지부(865)는 일정 이상의 탄성력을 갖는 스프링으로 적용 가능한데, 일 예로 복수의 회전캠(861)을 충분한 힘으로 회전 또는 회전 복원시킬 수 있는 토션 스프링으로 적용 가능하다.

본 발명의 실시예에서, 탄성지지부(865), 즉 토션 스프링은 일부 영역이 회전캠(861)의 회전축을 감싸도록 마련되며, 그 양단은 하부 다이(831) 및 하부 지지대(832)에 각각 마련된 스프링 삽입홈(870)에 각각 삽입되어 고정된다. 따라서, 토션 스프링은 그 양단이 각각 스프링 삽입홈(870)에 삽입된 상태에서 회전캠(861)을 탄성적으로 회전 지지하게 된다.

이하, 작동 관계에 대해 설명한다.

먼저, 드로잉 펀치(812)에 의해 가압되는 프레스 성형물(10)이 내부 관통홀(833) 기준으로 복수의 회전캠(861) 상측에 위치하는 경우, 복수의 회전캠(861)은 각각 복수의 탄성지지부(865)에 의해 탄성적으로 회전 지지되어 도 11에 도시한 바와 같이, 회전캠(861)의 접촉면(864)이 하부 다이(831)의 회전방지면(869)에 면접촉하여 시계 반대 방향으로의 회전이 제한된다.

이후, 드로잉 펀치(812)의 하강 이동에 의해 프레스 성형물(10)의 하부 영역이 복수의 회전캠(861)의 상면, 구체적으로 라운드진 라운드부(862)에 접촉하게 되면 라운드부(862)의 형상에 의해 프레스 성형물(10)은 복수의 회전캠(861)을 시계 방향으로 회전시키면서 하측 방향으로 이동하게 된다. 이때, 복수의 회전캠(861)은 시계 방향으로 회전하여 일부 영역이 회전캠 삽입홈(868)내에 삽입된 상태가 되며, 회전캠(861)의 일부가 회전캠 삽입홈(868)에 삽입됨과 더불어 탄성지지부(865)의 탄성 허용 범위를 초과하지 않도록 복수의 회전캠(861)의 더 이상의 시계 방향으로 회전이 제한 가능하게 된다.

이어서, 드로잉 펀치(812)가 더욱 하강 이동하여 프레스 성형물(10)의 상부 영역이 복수의 회전캠(861)의 사이 공간을 통과하게 되면, 회전캠(861)은 탄성지지부(865)에 의해 다시 탄성적으로 시계 반대 방향으로 회전하게 된다.

이때, 회전캠(861)은 접촉면(864)이 회전방지면(869)에 서로 면접촉한 상태가 되므로 더 이상의 시계 반대 방향으로의 회전이 제한된다.

다음, 드로잉 펀치(812)가 새로운 자재의 드로잉 작업을 위해 상측의 초기 위치로 상승 이동하게 되면, 드로잉 펀치(812)의 외면에 부착되어 있던 프레스 성형물(10)은 복수의 회전캠(861)의 일부 단부 영역(라운드부와 인접하는 부분)에 걸려 드로잉 펀치(812)와 같이 상측 방향으로의 이동이 제한된다. 즉, 이때 드로잉 펀치(812)와 프레스 성형물(10)의 결합 상태가 분리된다. 이에 따라, 드로잉 펀치(812)는 상측으로 이동하되, 프레스 성형물(10)은 하부 지지대(832)의 취출홀(850)을 통해 하측으로 낙하하여 외부로 취출된다. 여기서, 복수의 회전캠(861)의 단부가 서로 가장 접근한 상태에서, 드로잉 펀치(812)가 복수의 회전캠(861)에 의해 간섭받지 않고 승강 이동 가능하도록 복수의 회전캠(861)과 드로잉 펀치(812) 사이에는 일정 이상의 간격이 마련되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 제9 실시예에 따른 프레스 금형장치를 설명한다.

본 발명의 제9 실시예에 따른 프레스 금형장치는, 전술한 제5 실시예 내지 제8 실시예와 유사하게 프레스 성형물을 드로잉 펀치 및 하부 다이로부터 용이하게 외부로 취출할 수 있는 별도의 성형물 취출수단을 더 포함하는데, 성형물 취출수단의 구조 및 취출방법이 차별된다.

이러한 성형물 취출수단은 전술한 제1 실시예 내지 제4 실시예의 경우에 각각 적용 가능하다.

도면에 구체적으로 도시하지는 않았지만, 본 발명의 제9 실시예에서, 성형물 취출수단은, 하부 다이의 하측에 마련되어 프레스 성형물을 진공 흡착 가능한 진공 흡착부를 포함한다.

여기서, 진공 흡착부는, 프레스 성형물과 접촉 가능하여 프레스 성형물을 진공 흡착하여 고정 가능한 진공흡착패드와, 진공흡착패드로 진공압을 제공 가능한 진공 제공부를 포함한다. 진공 제공부는 진공압을 제공하는 진공 펌프와 진공 펌프와 진공흡착패드를 연결하는 배관과, 배관 상에 마련되어 진공압을 조절하는 진공조절밸브 등을 포함할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예에 따른 프레스 금형장치의 다양한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다른 구조가 적용될 수 있다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 프레스 금형장치에서 하부 다이가 복수로 이루어지고 드로잉 작업이 다수회 실시되는 경우를 나타내는 도면이다.

예를 들면, 도 13에 도시한 바와 같이, 하부 다이(901,902,903)는 하나로 마련되지 않고 2개 이상의 복수로 이루어지고, 각각의 하부 다이(901,902,903)에는 서로 다른 형상의 내부 성형홈 또는 취출홀이 마련될 수 있다. 관련 도면에는 하부 다이가 3개로 마련되는 경우를 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며 하부 다이는 2개로 마련될 수 있고, 4개 이상으로 마련될 수도 있다. 또한, 각각의 하부 다이는 별도의 위치에 별개로 마련된다.

여기서, 복수의 하부 다이(901,902,903)에 마련된 내부 성형홈 또는 취출홀은 작업 진행 방향상 후방의 하부 다이(901,902,903) 측으로 갈수록 점차 사각형상으로 변형될 수 있다.

프레스 성형물 성형 과정을 설명하면, 먼저 작업 진행 방향상 전방에 위치하는 하부 다이(901)는 프레스물 성형을 위한 성형홈이 마련되는데, 이러한 성형홈(904)의 개구된 입구는 일 예로 원형으로 이루어질 수 있으며, 성형홈(904)의 바닥측은 원형에서 일부 사각 형상으로 변형된 형상을 갖는다. 여기서, 성형홈(904)은 관통된 홀 형태의 취출홀로 적용될 수도 있다.

다음, 전술한 하부 다이(901)에서 성형이 일차 완료된 성형물은 다음 2차 하부 다이(902) 측으로 별도의 로봇암, 작업자 등에 의해 이송된다.

2차 측 하부 다이(902)는 마찬가지로 프레스물 성형을 위한 성형홈(905)이 마련되는데, 이러한 성형홈(905)의 개구된 입구는 1차 측 하부 다이(901)의 성형홈(904)의 바닥측 형상과 동일 및 유사한 형상을 가질 수 있으며, 성형홈(905)의 바닥측은 더욱 사각 형상으로 변형된 형상을 갖는다. 여기서, 성형홈(905)은 관통된 홀 형태의 취출홀로 적용될 수도 있다.

다음, 3차 측 하부 다이(903)는 프레스물 성형 및 취출을 위한 취출홀(906)이 마련되는데, 이러한 취출홀(906)의 개구된 입구는 2차 측 하부 다이(902)의 성형홈(905)의 바닥측 형상과 동일 및 유사한 형상을 가질 수 있으며, 취출홀(906)의 바닥측 개구는 최종적으로 원하는 사각 형상으로 이루어지게 된다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

10: 프레스 성형물 11: 대퇴부
12: 소퇴부 20: 프레스 대상물
100,200,300,400,500,600,700,800: 프레스 금형장치
110: 상측 금형부 111: 상부 플레이트
112: 드로잉 펀치 113: 상측 고정부
130: 하측 금형부 131: 하부 다이
132: 하부 지지대 133: 내부 관통홀
134: 진입 관통홀 135: 취출 관통홀
136: 연통홀 137: 동일직경 연통홀 구간
150: 취출홀 238,338: 제1 연통홀
239,339: 제2 연통홀 340: 서브 연통홀
3421: 라운드 모서리부
560,660,760,860: 성형물 취출수단
561: 액츄에이터 562: 취출 푸셔
563: 접촉면 565: 연결 플레이트
566: 연결부 567: 수용 공간
568: 연결부 삽입홀 661,761: 슬라이더
662,762: 라운드부 665,765,865: 탄성지지부
666,766: 슬라이더 이동홈 669,769: 탄성지지부 설치홈
768: 슬라이드 가이드봉 861: 회전캠
862: 라운드부 864: 접촉면
867: 회전캠 설치홈 868: 회전캠 삽입홈
869: 회전방지면 870: 스프링 삽입홈

Claims (29)

1. 측면 두께가 상대적으로 큰 대퇴부와 측면 두께가 상대적으로 작은 소퇴부가 원주 방향을 따라 교대로 반복되게 마련되는 용기 형상의 프레스 성형물을 제조하기 위한 프레스 금형장치로서,
   프레스 대상물을 드로잉 작업 가능하도록 드로잉 펀치를 구비하는 상측 금형부; 및
   상기 상측 금형부의 하측에 마련되고 상기 드로잉 펀치에 의해 가압된 상기 프레스 대상물이 내측에 위치하도록 내부 관통홀이 마련되되, 상기 프레스 대상물이 진입 가능한 진입구 측의 상기 내부 관통홀인 진입 관통홀의 단면 형상은 원형, 타원 또는 다각형 형상 중 어느하나의 형상으로 마련되고, 드로잉 작업이 완료된 상기 프레스 성형물이 취출 가능한 취출구 측의 상기 내부 관통홀인 취출 관통홀의 단면 형상은 다각형 형상으로 마련되는 하부 다이를 구비하는 하측 금형부;를 포함하고,
   상기 하부 다이에는, 상기 진입 관통홀과 상기 취출 관통홀을 서로 연통시키도록 다단 구조의 연통홀이 마련되며,
   상기 연통홀은,
   상기 진입 관통홀과 연통되며 동일한 직경으로 형성되는 제1 연통홀; 및
   상기 제1 연통홀과 상기 취출 관통홀 사이를 연결시키며 동일한 직경으로 형성되되, 상기 제1 연통홀에 비해 상대적으로 작은 직경을 갖도록 형성되는 제2 연통홀;을 포함하고,
   상기 제1 연통홀과 제2 연통홀의 연결 부분 및 제2 연통홀과 서브 연통홀의 연결 부분에는 라운드진 라운드 모서리부가 마련된며,
   상기 연통홀은,
   상기 제2 연통홀과 상기 취출 관통홀 사이에 개재되고 각각 동일한 직경으로 형성되되, 상기 제2 연통홀에 비해 상대적으로 작은 직경을 갖도록 형성되며 상기 취출 관통홀 측으로 갈수록 상대적으로 작은 직경으로 마련되는 적어도 하나의 서브 연통홀;을 더 포함하고,
   상기 드로잉 펀치에 의해 드로잉 작업이 완료된 상기 프레스 성형물을 상기 하부 다이로부터 외부로 취출하기 하기 위한 성형물 취출수단이 더 마련되며,
   상기 성형물 취출수단은 상기 상측 금형부에 마련되는 것으로서,
   상기 드로잉 펀치를 고정하는 상부 다이의 상측에 마련되는 상부 플레이트에 마련되는 액츄에이터; 및
   상기 액츄에이터에 연결되도록 상기 드로잉 펀치에 마련되며 상기 액츄에이터의 구동에 의해 드로잉 작업이 완료된 상기 프레스 성형물을 푸시 가능한 적어도 하나의 취출 푸셔;를 포함하고,
   상기 성형물 취출수단은, 상기 하부 다이의 하측에 마련되어 상기 프레스 성형물을 진공 흡착 가능한 진공 흡착부를 포함하고,
   상기 진공 흡착부는,
   상기 프레스 성형물과 접촉 가능하여 상기 프레스 성형물을 진공 흡착하여 고정 가능한 진공흡착패드; 및
   상기 진공흡착패드로 진공압을 제공 가능한 진공 제공부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 두께가 상이한 프레스물을 성형하기 위한 프레스 금형장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 삭제
23. 삭제
24. 삭제
25. 삭제
26. 삭제
27. 삭제
28. 삭제
29. 삭제

Images