KR101960479B1 - 허니컴 코어구조 벤딩장치 및 이를 이용하여 제조된 허니컴 코어구조를 갖는 복합패널 - Google Patents

허니컴 코어구조 벤딩장치 및 이를 이용하여 제조된 허니컴 코어구조를 갖는 복합패널 Download PDF

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Abstract

본 발명은 허니컴 코어구조 벤딩장치 및 이를 이용하여 제조된 허니컴 코어구조를 갖는 복합패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건설산업 현장에서 사용되는 복합패널의 경량성, 단열성, 내후성 및 불연성을 향상시키면서 고강도를 유지할 수 있도록 허니컴 코어구조의 코어부재로 이루어진 복합패널과, 이를 제조하기 위한 벤딩장치에 관한 것이다.

Description

허니컴 코어구조 벤딩장치 및 이를 이용하여 제조된 허니컴 코어구조를 갖는 복합패널{Bending system for honeycomb core structure and the honeycomb core structure complex panel made from Bending system for honeycomb core structure}
본 발명은 허니컴 코어구조 벤딩장치 및 이를 이용하여 제조된 허니컴 코어구조를 갖는 복합패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건설산업 현장에서 사용되는 복합패널의 경량성, 단열성, 내후성 및 불연성을 향상시키면서 고강도를 유지할 수 있도록 허니컴 코어구조의 코어부재로 이루어진 복합패널과, 이를 제조하기 위한 벤딩장치에 관한 것이다.
일반적으로 허니컴구조(벌집구조)는 고강성 및 고내구성을 갖는 구조로서, 다양한 산업현장에서 사용되고 있다.
종래의 허니컴구조의 제조공정에서는 판재를 육각형상의 한변에 접합재를 투입하여 일정하게 여러장을 접합하여 확장(벌림)하여 붙어있는 부분의 한변을 기준으로 육각 공간을 형성하는 방식이 보편적이며, 접합재를 사용하지 않고 일체형으로 몰딩하거나 또는 비교적 대형의 허니컴구조를 제조하는 경우에는 금형에서 부분적으로 벤딩하여 용접하여 허니컴구조를 완성한다.
이러한 종래의 허니컴구조의 대표적인 제조방식은 성형재료를 선접한 후 확장하는 방식으로, 이러한 방식은 판재료를 사용하는데 6각형의 한변에 해당하는 폭을 한피치씩 건너띄어 그부분을 접착하는 방식이다.
이와 같이 여러장을 접착하여 건조하고 적층된 여러장의 판재로 된 판 뭉치를 가로방향으로 허니컴 두께만큼 쇼잉(SAWING) 한 후, 쇼잉된 허니컴용 블록을 접착력에의해 붙어있는 부분이 접착제가 붙어있지 않은 부분을 별려서 허니컴구조를 성형하였으나, 이러한 방식은 접착제로 붙혀저 있는 블록을 허니컴화하기위해 벌렸을 때 탄성과 판재형상으로 되돌아가려는 스프링백(SPRING BACK) 현상으로 일정한 허니컴이 형성되지 않으며 확장하는 크기의 제약과 접착부 이탈의 문제점,전체적인 허니컴구조 크기의 제약 허니컴부재의 두께에 대한 제약으로 재료파손과 같은 문제점이 발생되었다.
또한, 종래의 허니컴구조는 허니컴의 두께(높이)의 제약이 따르는데, 일체형의 금형에서 완성된 허니컴을 만들기 위한 이 방법 또한 금형의 높이에 대한 제약이 있으며 이러한 문제를 위해 추가로 보완하려는 여러 다수의 공정이 수반되는 문제점이 있었다.
한편, 이와 같은 종래의 허니컴구조를 제조하는 장치는 대한민국 등록특허 제10-1307121호(패널 이송장치 및 허니컴 패널의 제조방법)에 개시되어 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 건설산업 현장에서 사용되는 복합패널의 경량성, 단열성, 내후성 및 불연성을 향상시키면서 고강도를 유지할 수 있도록 하기 위한 허니컴 코어구조 벤딩장치 및 이를 이용하여 제조된 허니컴 코어구조를 갖는 복합패널을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 기존의 방식인 판재를 미리접착하여 확장하는 방식이 아닌 벤딩장치에 의해 사다리꼴 형상의 코어구조를 제조한 후, 코어구조를 서로 대칭하여 접합하여 허니컴구조를 완성하도록 함으로써, 성형부재의 두께를 자유롭게 선택가능하며, 허니컴 형상의 두께, 높이를 균일하게 가공할 수 있는 허니컴 코어구조 벤딩장치 및 이를 이용하여 제조된 허니컴 코어구조를 갖는 복합패널을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 한번에 성형하는 프레스 방식이 아닌, 가압롤러에 의해 순차적으로 성형가공을 진행함으로써, 성형부재의 휨이나 두께의 불균형 등과 같은 변형을 최소화하여 안정적인 허니콤구조를 가공할 수 있는 허니컴 코어구조 벤딩장치 및 이를 이용하여 제조된 허니컴 코어구조를 갖는 복합패널을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따른 허니컴 코어구조 벤딩장치 는 연속적으로 공급되는 성형부재(10)를 진행방향에 대해 벤딩가공하도록 하기 위한 벤딩장치에 있어서,
언코일러(110)에 권취된 성형부재가 연속적으로 공급되도록 전, 후방이 개방된 하우징 형태로 이루어지되, 상기 성형부재를 이송 및 고정하기 위한 이송집게(120)가 구비된 베드부(130)가 형성되는 베이스본체(100); 상기 베이스본체의 베드부에 형성되며, 역사다리꼴 형상의 벤딩홈(210)이 일정간격마다 배치되는 하부금형(200); 상기 베이스본체의 양측면에 구비된 복수의 지지부재(310)에 의해 상기 하부금형의 상부방향에 배치되며, 상기 복수의 지지부재의 사이에 베드부의 길이방향으로 랙기어(320)가 형성되고, 상기 랙기어와 치합되어 이송바(330)와 연결되어 왕복운동을 하는 피니언기어(330)가 형성되며, 상기 피니언기어의 하부방향으로 결합되는 가압롤러(340)로 이루어진 가압부(300); 및 상기 가압부의 가압롤러와의 접촉에 의해 하강 및 승강되도록 하며, 상기 하부금형의 상부방향으로 이격되어 배치되는 상부금형(400); 및 상기 상부금형의 일측에 형성되며, 상기 가압롤러와의 접촉에 의해 상기 성형부재를 절단하는 절단부(500);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 상부금형은 상기 하부금형의 상부에 이격되어 형성되는 고정프레임(410)과; 상기 하부금형에 대응되도록 고정프레임의 길이방향으로 일정간격마다 배치되어, 상기 가압롤러와의 접촉에 의해 하강되어 상기 성형부재의 상부면을 가압하는 벤딩부재(420); 및 상기 벤딩부재가 최초상태로 승강되도록 하기 위한 스프링부재(430);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하부금형은 상기 벤딩홈의 저면에 흡기관(220)과 연결되는 흡착구(211)가 형성되고, 흡기관 내부의 공기를 흡입하여 성형부재를 고정시키기 위한 흡입수단(230)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 허니컴 코어구조를 갖는 복합패널은 상기 허니컴 코어구조 벤딩장치에 의해 제조되는 코어부재(610); 상기 코어부재를 복수개가 서로 대칭되도록 연속적으로 배치하여 마주보는 돌출부(611)의 접합가공에 의해 결합되는 허니컴부재(600); 및 상기 허니컴부재의 일측 또는 타측에 결합되는 외측패널(700);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명은 건설산업 현장에서 사용되는 복합패널의 경량성, 단열성, 내후성 및 불연성을 향상시키면서 고강도를 유지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 기존의 방식인 판재를 미리접착하여 확장하는 방식이 아닌 벤딩장치에 의해 사다리꼴 형상의 코어구조를 제조한 후, 코어구조를 서로 대칭하여 접합하여 허니컴구조를 완성하도록 함으로써, 성형부재의 두께를 자유롭게 선택가능하며, 허니컴 형상의 두께, 높이를 균일하게 가공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 한번에 성형하는 프레스 방식이 아닌, 가압롤러에 의해 순차적으로 성형가공을 진행함으로써, 성형부재의 휨이나 두께의 불균형 등과 같은 변형을 최소화하여 안정적인 허니콤구조를 가공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 성형부재가 상, 하부 금형에 의해 성형되는 과정에서 가압롤러에 의해 순차적인 성형가공으로 인해 성형부재의 길이방향으로 유동성을 확보하여 급격한 성형과정에 따른 성형부재의 변형을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 허니컴 코어구조 벤딩장치의 정면을 개략적으로 표현한 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 허니컴 코어구조 벤딩장치의 측면을 개략적으로 표현한 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상부금형의 분해사시도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 허니컴 코어구조를 갖는 복합패널의 벤딩과정을 표현한 도면,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 허니컴 코어구조를 갖는 복합패널의 분해사시도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다. 각 도면에 제시된 동일한 부호는 동일한 부재를 나타낸다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 허니컴 코어구조 벤딩장치의 정면을 개략적으로 표현한 도면, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 허니컴 코어구조 벤딩장치의 측면을 개략적으로 표현한 도면, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상부금형의 분해사시도, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 허니컴 코어구조를 갖는 복합패널의 벤딩과정을 표현한 도면, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 허니컴 코어구조를 갖는 복합패널의 분해사시도,
상술한 도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 허니컴 코어구조 벤딩장치는 크게 베이스본체(100), 하부금형(200), 가압부(300), 상부금형(400) 및 절단부(500)로 구성된다.
이에 상기 베이스본체는 언코일러(110)에 권취된 성형부재가 연속적으로 공급되도록 전, 후방이 개방된 하우징 형태로 이루어지되, 상기 성형부재를 이송 및 고정하기 위한 이송집게(120)가 구비된 베드부(130)가 형성된다.
이때, 상기 언코일러는 롤형태로 권취된 성형부재를 상기 베드부로 공급하기 위한 것으로, 바람직하게는 자동으로 이송될수 있도록 한다.
또한, 상기 이송집게는 상기 공급된 성형부재를 이송 및 고정하기 위한 것으로, 언코일러 방향(도 1기준 오른쪽)에서 성형부재를 집어 진행방향으로 이송시킨 후, 후술되는 상부 및 하부 금형에 의해 벤딩작업 중 성형부재가 유동되지 않도록 고정하고, 벤딩작업이 완료되면 다시 언코일러 방향으로 이동하여 성형부재를 이송시키도록 한다.
한편, 상기 하부금형은 상기 베이스본체의 베드부에 형성되며, 역사다리꼴 형상의 벤딩홈(210)이 일정간격마다 배치되어 이루어진다.
이때, 상기 벤딩홈은 바람직하게는 내주면을 이루는 3개의 면이 동일한 길이를 갖도록 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다.
또한, 상기 하부금형은 상기 벤딩홈의 저면에 흡기관(220)과 연결되는 흡착구(211)가 형성되고, 흡기관 내부의 공기를 흡입하여 성형부재를 고정시키기 위한 흡입수단(230)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
즉, 상기 하부금형은 벤딩작업이 완료된 후, 성형부재가 상부금형의 승강에 따라 상부방향으로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 하부금형은 바람직하게는 성형부재와 접촉되는 면의 모서리 부분을 라운딩(곡면)처리하여, 고속 성형 시에도 성형부재가 크랙과 같은 손상 또는 변형을 예방하도록 한다.
한편, 상기 가압부는 상기 베이스본체의 양측면에 구비된 복수의 지지부재(310)에 의해 상기 하부금형의 상부방향에 배치되며, 상기 복수의 지지부재의 사이에 베드부의 길이방향으로 랙기어(320)가 형성되고, 상기 랙기어와 치합되어 이송바(330)와 연결되어 왕복운동을 하는 피니언기어(330)가 형성되며, 상기 피니언기어의 하부방향으로 결합되는 가압롤러(340)로 이루어진다.
이때, 상기 지지부재는 상기 베이스본체의 측면에 수직방향으로 부설되는 부재로서, 바람직하게는 별도의 체결수단에 의해 고정될 수 있다.
또한, 상기 베드부의 길이방향이라 함은 성형부재가 이송되는 방향을 말하며, 상기 피니언기어는 바람직하게는 별도의 컨트롤러에의해 수동 또는 자동으로 조작될 수 있다.
또한, 상기 가압롤러는 바람직하게는 소정의 탄성을 갖는 탄성부재로 형성되어 이송, 면마찰 및 회전 시 성형가공에 따른 소음을 감쇠하도록 한다.
한편, 상기 상부금형은 상기 가압부의 가압롤러와의 접촉에 의해 하강 및 승강되도록 하며, 상기 하부금형의 상부방향으로 이격되어 배치되도록 이루어진다.
이때, 상기 상부금형은 도 3에서 보는 바와 같이, 상기 하부금형의 상부에 이격되어 형성되는 고정프레임(410)과; 상기 하부금형에 대응되도록 고정프레임의 길이방향으로 일정간격마다 배치되어, 상기 가압롤러와의 접촉에 의해 하강되어 상기 성형부재의 상부면을 가압하는 벤딩부재(420); 및 상기 벤딩부재가 최초상태로 승강되도록 하기 위한 스프링부재(430);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
즉, 도 1을 기준으로 상기 가압부의 가압롤러가 이송바를 따라 좌측에서 우측으로 이동하면서 상기 상부금형의 상단부를 가압하고, 이에 상부금형의 하부에 위치한 성형부재가 하부금형의 내측방향으로 벤딩되도록 한다.
이때, 상기 가압롤러는 성형부재의 스프링백현상을 방지하기 위해 바람직하게는 적어도 1회 이상 왕복하도록 작동될 수 있다.
이와 같은 가압부는 일정간격마다 배치된 상부금형이 가압롤러에 의해 순차적으로 가압되도록 함으로써, 성형부재의 휨이나 변형을 방지할 수 있는 효과가 있다.
예컨대, 종래의 프레스 방식으로 벤딩작업을 하는 경우, 성형부재의 상부면을 동시에 가압하게 되므로, 가압되는 성형부재의 중앙부분은 휨이나 변형이 발생되어 단면 두께가 균일하게 형성될 수 없는 바, 가압롤러가 순차적으로 상부금형을 가압하도록 하여 이러한 문제점을 해결할 수 있는 것이다.
한편, 상기 절단부는 상기 상부금형의 일측에 형성되며, 상기 가압롤러와의 접촉에 의해 상기 성형부재를 절단하도록 이루어진다.
이때, 상기 절단부는 바람직하게는 상부금형과 마찬가지로 상기 가압롤러에 의해 작동될 수 있도록 한다.
한편, 본 발명에 따른 허니컴 코어구조를 갖는 복합패널은 도 4 내지 도 5에서 보는 바와 같이, 상기 허니컴 코어구조 벤딩장치에 의해 제조되는 코어부재(610); 상기 코어부재를 복수개가 서로 대칭되도록 연속적으로 배치하여 마주보는 돌출부(611)의 접합가공에 의해 결합되는 허니컴부재(600); 및 상기 허니컴부재의 일측 또는 타측에 결합되는 외측패널(700);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 접합가공은 바람직하게는 고분자 접착부재를 이용하여 접착시킬 수 있으며, 상대적으로 코어부재의 두께가 두꺼운 경우에는 레이저접합, 리베팅 또는 코킹으로 접합할 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다.
이러한 허니컴 코어구조를 갖는 복합패널은 경량성, 단열성, 내후성 및 불연성이 우수하며, 대형패널의 경우에도 평활도를 유지할 수 있는 장점이 있다.
이와 같이 본 발명은 건설산업 현장에서 사용되는 복합패널의 경량성, 단열성, 내후성 및 불연성을 향상시키면서 고강도를 유지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 기존의 방식인 판재를 미리접착하여 확장하는 방식이 아닌 벤딩장치에 의해 사다리꼴 형상의 코어구조를 제조한 후, 코어구조를 서로 대칭하여 접합하여 허니컴구조를 완성하도록 함으로써, 성형부재의 두께를 자유롭게 선택가능하며, 허니컴 형상의 두께, 높이를 균일하게 가공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 한번에 성형하는 프레스 방식이 아닌, 가압롤러에 의해 순차적으로 성형가공을 진행함으로써, 성형부재의 휨이나 두께의 불균형 등과 같은 변형을 최소화하여 안정적인 허니콤구조를 가공할 수 있는 효과가 있다.
도면과 명세서에서 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면, 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10 ... 성형부재
100 ... 베이스본체 110 ... 언코일러
120 ... 이송집게 130 ... 베드부
200 .. 하부금형 210 ... 벤딩홈
211 ... 흡착구 220 ... 흡기관
230 ... 흡입수단
300 ... 가압부 310 ... 지지부재
320 ... 랙기어 330 ... 피니언기어
340 ... 가압롤러
400 ... 상부금형 410 ... 고정프레임
420 ... 벤딩부재 430 ... 스프링부재
500 ... 절단부
600 ... 허니컴부재 610 ... 코어부재
611 ... 돌출부
700 ... 외측패널

Claims (4)

  1. 연속적으로 공급되는 성형부재(10)를 진행방향에 대해 벤딩가공하도록 하기 위한 벤딩장치에 있어서,
    언코일러(110)에 권취된 성형부재가 연속적으로 공급되도록 전, 후방이 개방된 하우징 형태로 이루어지되, 상기 성형부재를 이송 및 고정하기 위한 이송집게(120)가 구비된 베드부(130)가 형성되는 베이스본체(100);
    상기 베이스본체의 베드부에 형성되며, 역사다리꼴 형상의 벤딩홈(210)이 일정간격마다 배치되는 하부금형(200);
    상기 베이스본체의 양측면에 구비된 복수의 지지부재(310)에 의해 상기 하부금형의 상부방향에 배치되며, 상기 복수의 지지부재의 사이에 베드부의 길이방향으로 랙기어(320)가 형성되고, 상기 랙기어와 치합되어 이송바(330)와 연결되어 왕복운동을 하는 피니언기어(330)가 형성되며, 상기 피니언기어의 하부방향으로 결합되는 가압롤러(340)로 이루어진 가압부(300);
    상기 가압부의 가압롤러와의 접촉에 의해 하강 및 승강되도록 하며, 상기 하부금형의 상부방향으로 이격되어 배치되는 상부금형(400); 및
    상기 상부금형의 일측에 형성되며, 상기 가압롤러와의 접촉에 의해 상기 성형부재를 절단하는 절단부(500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 허니컴 코어구조 벤딩장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 상부금형은,
    상기 하부금형의 상부에 이격되어 형성되는 고정프레임(410)과;
    상기 하부금형에 대응되도록 고정프레임의 길이방향으로 일정간격마다 배치되어, 상기 가압롤러와의 접촉에 의해 하강되어 상기 성형부재의 상부면을 가압하는 벤딩부재(420); 및
    상기 벤딩부재가 최초상태로 승강되도록 하기 위한 스프링부재(430);를 포함하는 것을 특징으로 하는 하는 허니컴 코어구조 벤딩장치.
  3. ◈청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 2항에 있어서, 상기 하부금형은,
    상기 벤딩홈의 저면에 흡기관(220)과 연결되는 흡착구(211)가 형성되고, 흡기관 내부의 공기를 흡입하여 성형부재를 고정시키기 위한 흡입수단(230)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 허니컴 코어구조 벤딩장치.
  4. 삭제
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