KR102412105B1 - 롤 스탬핑 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 예를 들어 가변 단면의 곡률반경이나 높이 등에 의한 제한 없이 제품의 형상 범위를 확대할 수 있는 롤 스탬핑 장치에 관한 것으로, 서로 마주보면서 회전하고, 위치 및 각도가 고정되며, 진행하는 소재에 대해 경사진 제1 회전롤과 제2 회전롤을 포함한 경사 롤세트를 포함하고, 상기 제1 회전롤의 외면에는 상기 소재를 성형하는 제1 성형부가 형성되고, 상기 제1 성형부는 상기 제1 회전롤의 회전축에 대해 직각이 아닌 사선각으로 경사진 원주방향 제1 홈부를 포함하고, 상기 제2 회전롤의 외면에는 상기 소재를 성형하는 제2 성형부가 형성되고, 상기 제2 성형부는 상기 제2 회전롤의 회전축에 대해 직각이 아닌 사선각으로 경사진 원주방향 제1 돌출부를 포함하고, 상기 제1 성형부와 상기 제2 성형부는 서로 대응되어 형합되는 형상을 가질 수 있다.
Description
본 발명은, 제품의 형상 범위를 확대할 수 있는 롤 스탬핑 장치에 관한 것이다.
일반적인 롤 포밍(Roll Forming, RF) 공법은 길이방향으로 균일한 단면을 가진 부품만 성형 가능한 반면에, 가변 롤 포밍(Flexible Roll Forming, FRF) 공법은 회전하는 롤에 소재의 진행방향, 폭방향 또는 두께방향으로 직선 및 곡선 이동을 부여함으로써, 가변 단면을 가진 부품을 성형할 수 있다.
하지만, 가변 롤 포밍 공법은 가변 단면의 천이영역에서 소재의 진행방향으로 인장과 압축을 연속적으로 받음으로써, 소재의 하부와 측부에 휨이 발생하고 결국 제품의 하부와 측부에서 연속적으로 형상 오차가 생기게 되는 문제점이 있다. 또한, 가변 롤 포밍 공법은 회전하는 롤의 구름접촉이 직선 또는 곡선으로 이동하도록 하기 위해 복잡한 구성의 이동장치를 더 필요로 하는 문제점이 있다.
이를 해소하기 위해 본 출원인은 대한민국 공개특허공보 2013-0131872호에 기술된 바와 같은 롤 스탬핑 장치를 제안하였다. 이 롤 스탬핑 장치는 제품의 형상 오차를 줄일 수 있으며, 복잡한 장치 없이도 가변 단면 형상을 가진 부품을 성형할 수 있다.
다만, 전술한 롤 스탬핑 장치는 가변 단면 변화율의 범위에 한계가 있다. 예를 들어, 가변 단면의 곡률반경이 작거나 높이가 높은 경우에, 회전하는 한 쌍의 롤이 서로 간섭되어 겹치는 현상과, 롤 간의 간격이 소재의 두께보다 가까워져 한 쌍의 롤 사이에 소재가 끼이는 현상이 발생할 수 있다. 이러한 현상들이 발생하면 롤이 손상될 뿐 아니라 제품의 성형 또한 불가능하다.
본 발명은, 예를 들어 가변 단면의 곡률반경이나 높이 등에 의한 제한 없이 제품의 형상 범위를 확대할 수 있는 롤 스탬핑 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 롤 스탬핑 장치는, 서로 마주보면서 회전하고, 위치 및 각도가 고정되며, 진행하는 소재에 대해 경사진 제1 회전롤과 제2 회전롤을 포함한 경사 롤세트를 포함하고, 상기 제1 회전롤의 외면에는 상기 소재를 성형하는 제1 성형부가 형성되고, 상기 제1 성형부는 상기 제1 회전롤의 회전축에 대해 직각이 아닌 사선각으로 경사진 원주방향 제1 홈부를 포함하고, 상기 제2 회전롤의 외면에는 상기 소재를 성형하는 제2 성형부가 형성되고, 상기 제2 성형부는 상기 제2 회전롤의 회전축에 대해 직각이 아닌 사선각으로 경사진 원주방향 제1 돌출부를 포함하고, 상기 제1 성형부와 상기 제2 성형부는 서로 대응되어 형합되는 형상을 갖고, 상기 제1 회전롤이 갖는 회전축과 상기 제2 회전롤이 갖는 회전축은 서로 평행하면서, 상기 소재가 갖는 수평면과 평행하지 않고 수평면에 대해 소정의 경사각으로 경사지고, 상기 제1 성형부는, 상기 원주방향 제1 홈부에 인접하고서 상기 제1 회전롤의 회전축에 대해 소정의 각도를 가진 원주방향 제2 돌출부를 더 포함하고, 상기 제2 성형부는, 상기 원주방향 제1 돌출부에 인접하고서 상기 제2 회전롤의 회전축에 대해 소정의 각도를 가진 원주방향 제2 홈부를 더 포함하며, 상기 원주방향 제2 돌출부와 상기 원주방향 제2 홈부는 서로 대응되게 형성되고, 상기 경사 롤세트는 소재의 진행방향을 따라 서로 소정의 간격을 두고 복수로 배치되고, 상기 경사 롤세트가 복수로 배치될 때, 상기 경사 롤세트는 상기 소재의 폭방향 중심을 기준으로 양측에 엇갈려 지그재그 방식으로 서로 간섭되지 않게 배치될 수 있다.
본 발명에 의하면, 경사진 회전롤을 적용함에 따라 기존에 성형할 수 없던 가변 단면의 곡률반경이나 높이를 성형할 수 있고, 이에 따라 성형 가능한 제품의 형상 범위를 확대할 수 있음과 더불어, 성형의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻게 된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 롤 스탬핑 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 평면도이다.
도 3은 도 2의 I-I선 단면도이다.
도 4는 도 2의 II-II선 단면도이다.
도 5는 제1 회전롤과 제2 회전롤의 확대 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 롤 스탬핑 장치에 의해, 소재가 가변 단면 형상을 가진 제품으로 형성되는 과정을 나타낸 개략 단면도이다.
도 7은 종래기술과 본 발명의 롤 스탬핑 장치에서 롤 간의 간섭을 비교하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 롤 스탬핑 장치를 도시한 사시도이다.
도 9는 도 8의 정면도이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예와 제2 실시예에 있는 경사 롤세트를 비교하여 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 평면도이다.
도 3은 도 2의 I-I선 단면도이다.
도 4는 도 2의 II-II선 단면도이다.
도 5는 제1 회전롤과 제2 회전롤의 확대 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 롤 스탬핑 장치에 의해, 소재가 가변 단면 형상을 가진 제품으로 형성되는 과정을 나타낸 개략 단면도이다.
도 7은 종래기술과 본 발명의 롤 스탬핑 장치에서 롤 간의 간섭을 비교하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 롤 스탬핑 장치를 도시한 사시도이다.
도 9는 도 8의 정면도이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예와 제2 실시예에 있는 경사 롤세트를 비교하여 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명이 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명된다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 롤 스탬핑 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 평면도이다. 도 3은 도 2의 I-I선도이고, 도 4는 도 2의 II-II선도이다. 도 5는 제1 회전롤과 제2 회전롤의 확대 사시도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 롤 스탬핑 장치는 복수의 경사 롤세트(10)를 포함할 수 있다.
경사 롤세트(10)는 위치 및 각도가 고정된 제1 회전롤(11)과 제2 회전롤(12)을 포함할 수 있다.
여기서, 경사 롤세트(10)의 제1 회전롤(11)과 제2 회전롤(12)은, 가변 롤 포밍의 롤과 달리, 성형 중에는 소재(1)의 진행방향(x), 폭방향(y) 또는 두께방향(z)으로 이동하지 않으며, 소재의 진행방향(x)에 대해 수평으로 선회된 롤축의 각도 및 경사진 롤축의 각도가 변경되지 않는다. 따라서, 하나의 경사 롤세트에서 제1 회전롤과 제2 회전롤은 설치된 위치에서 설정된 자세 및 방향을 그대로 유지한다.
제1 회전롤(11)과 제2 회전롤(12)은 서로 평행한 회전축(13, 14)과, 외면에 형성된 성형부(예컨대 15, 16)를 포함할 수 있다.
경사 롤세트(10)를 구성하는 제1 회전롤(11)과 제2 회전롤(12)은 경사지게 배치될 수 있다. 즉, 경사 롤세트의 제1 회전롤과 제2 회전롤이 갖는 회전축(13, 14)은 서로 평행하면서, 소재(1)가 갖는 수평면과 평행하지 않고 소정의 경사각(α)으로 경사지게 된다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 제1 회전롤(11)의 외면이 갖는 모선(母線; L)은 제1 회전롤의 회전축(13)이 갖는 중심선(O)에 대해 평행하지 않고 전술한 경사각(α)으로 경사지게 형성된다. 경사각(α)은 회전축(13)이 갖는 중심선(O)과 모선(L) 사이의 각도이다.
제2 회전롤(12)의 외면이 갖는 모선(L)은 제2 회전롤의 회전축(14)이 갖는 중심선(O)에 대해 평행하지 않고 전술한 경사각(α)으로 경사지게 형성된다.
경사 롤세트(10)를 구성하는 제1 회전롤(11)과 제2 회전롤(12)은 대략 원뿔대 형상을 가질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 회전롤(11)과 제2 회전롤(12) 중 적어도 하나의 회전축(13, 14)에는 구동모터(미도시)가 연결될 수 있으며, 구동모터와 회전축 사이에는 기어나 벨트기구 등과 같은 전동(傳動)기구(미도시)가 개재될 수 있다. 회전축과 구동모터, 그리고 이들의 연결관계는 널리 알려져 있으므로, 본 명세서 및 도면에서는 그 구성 및 기능의 상세한 설명을 생략하기로 한다.
제1 회전롤(11)은 외면에 원주를 따라 가변 단면을 갖도록 형성된 제1 성형부(15)를 포함할 수 있다. 제2 회전롤(12)은, 제1 성형부와 대응되게, 외면에 원주를 따라 가변 단면을 갖도록 형성된 제2 성형부(16)를 포함할 수 있다.
제1 성형부(15)는 제1 회전롤(11)의 원주를 따라 그 내각 또는 깊이가 변화되게 형성되고, 제1 성형부는 제2 회전롤(12)의 제2 성형부(16)와 대응되어 형합되는 형상을 가질 수 있다.
예를 들어, 제1 성형부(15)는 제1 회전롤(11)의 회전축(13)이 갖는 중심선(O)에 대해 직각이 아닌 사선각(斜線角; β)으로 경사진 원주방향 제1 홈부(17)를 포함할 수 있다.
선택적으로, 제1 성형부(15)는 원주방향 제1 홈부(17)에 인접하고서 제1 회전롤(11)의 회전축(13)이 갖는 중심선(O)에 대해 소정의 각도를 가진 원주방향 제2 돌출부(21)를 포함할 수 있다.
제1 성형부(15)의 원주방향 제1 홈부(17)와 원주방향 제2 돌출부(21) 사이에는 경사면(23)이 형성될 수 있다.
또한, 제1 회전롤(11)의 일측에는 원주방향 제1 홈부(17) 또는 원주방향 제2 돌출부(21)를 이어주는 천이부(19)가 형성될 수 있다. 이러한 천이부는 예를 들어 제1 홈부가 제1 회전롤의 회전축(13)에 대해 경사지게 형성됨으로써, 제1 홈부의 일단이 1회전하고 나서 타단과 만나지 못하여 어긋난 부분을 매끄럽게 이어주는 부분이다. 도 5의 (a)에 제1 회전롤의 천이부가 예시되어 있다.
예를 들어, 제2 성형부(16)는 제2 회전롤(12)의 회전축(14)이 갖는 중심선(O)에 대해 직각이 아닌 사선각(β)으로 경사진 원주방향 제1 돌출부(18)를 포함할 수 있다. 원주방향 제1 돌출부는 제1 성형부(15)의 원주방향 제1 홈부(17)와 대응되게 형성되어 형상맞춤될 수 있다.
선택적으로, 제2 성형부(16)는 원주방향 제1 돌출부(18)에 인접하고서 제2 회전롤(12)의 회전축(14)이 갖는 중심선(O)에 대해 소정의 각도를 가진 원주방향 제2 홈부(22)를 포함할 수 있다. 원주방향 제2 홈부는 제1 성형부(15)의 원주방향 제2 돌출부(21)와 대응되게 형성되어 형상맞춤될 수 있다.
제2 성형부(16)의 원주방향 제1 돌출부(18)와 원주방향 제2 홈부(22) 사이에는 경사면(24)이 형성될 수 있다.
또한, 제2 회전롤(12)의 일측에는 원주방향 제1 돌출부(18) 또는 원주방향 제2 홈부(22)를 이어주는 천이부(19)가 형성될 수 있다. 이러한 천이부는 예를 들어 제1 돌출부가 제2 회전롤의 회전축(14)에 대해 경사지게 형성됨으로써, 제1 돌출부의 일단이 1회전하고 나서 타단과 만나지 못하여 어긋난 부분을 매끄럽게 이어주는 부분이다. 도 5의 (b)에 제2 회전롤의 천이부가 예시되어 있다.
이와 같이 구성된 제1 회전롤(11)과 제2 회전롤(12) 사이를 연속적으로 공급되는 판재 형상의 소재(1)가 통과하면, 제1 회전롤과 제2 회전롤이 서로 마주보면서 회전함과 동시에 제1 성형부(15)와 제2 성형부(16)가 소재의 양면을 압박하여 소재에 가변 단면 형상을 성형할 수 있다.
예를 들면, 원주방향 제1 홈부(17)와 원주방향 제1 돌출부(18)는 소재(1)를 사이에 두고 형상맞춤되어 소재에 제1 절곡부(7)를 성형하거나 제1 절곡부의 각도를 변경할 수 있다. 또한, 원주방향 제2 돌출부(21)와 원주방향 제2 홈부(22)는 소재를 사이에 두고 형상맞춤되어 제1 절곡부(7)와 동시에 소재에 제2 절곡부(8)를 성형하거나 제2 절곡부의 각도를 변경할 수 있다.
이에 따라, 제1 성형부(15)와 제2 성형부(16)는 소재(1)를 폭방향(y) 양측에서 원하는 굽힘각도로 절곡부(7, 8)를 성형할 수 있다.
제1 회전롤(11)과 제2 회전롤(12)을 포함한 경사 롤세트(10)는 소재(1)의 진행방향(x)을 따라 서로 소정의 간격을 두고 복수로 배치될 수 있다.
일례로, 다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 복수의 경사 롤세트(10)는 소재(1)의 폭방향(y) 중심을 기준으로 양측에 엇갈려 지그재그 방식으로 서로 간섭되지 않게 배치될 수 있다. 복수의 경사 롤세트가 다단으로 그리고 서로 어긋나게 배치됨으로써, 소재의 양측에서 제품(2)의 오목부(3) 내 측벽(5)을 형성하는 부분은 다단의 경사 롤세트를 번갈아 통과하면서 조금씩 굽힘각도가 변경될 수 있다.
하지만, 경사 롤세트(10)의 배치는 반드시 이에 한정되지 않으며, 예를 들어 소재(1)의 폭이 비교적 넓은 경우에는 복수의 경사 롤세트가 소재의 폭방향(y) 중심을 기준으로 양측에 병렬로 그리고 소재의 진행방향(x)을 따라 경사 롤세트의 쌍이 소정의 간격을 두고 배치될 수 있다.
이때, 복수의 경사 롤세트(10)를 구성하는 복수의 제1 회전롤(11)과 복수의 제2 회전롤(12)은 동일한 경사각으로 경사질 수 있다. 하지만, 반드시 이에 한정되지 않으며, 예컨대 회전롤의 경사진 각도는 경사 롤세트마다 상이하게 될 수 있다.
또, 복수의 경사 롤세트(10)는 소재(1)의 진행방향(x)을 따라 일직선과 같은 선형으로 배열될 수 있다. 이로써, 롤 스탬핑 장치에 필요한 공간을 불필요하게 증가시키지 않고 공간을 효율적으로 이용할 수 있다.
일례로, 소재(1)의 진행방향(x) 중 좌측의 하류에 배치된 경사 롤세트(10) 중 제1 회전롤(11)의 제1 성형부(15)는, 다단의 경사 롤세트를 통과하는 소재가 순차적으로 가변 단면 형상을 갖도록, 좌측의 상류에 배치된 경사 롤세트의 제1 회전롤의 제1 성형부와는 상이한 단면 형상, 즉 제1 성형부의 변화된 내각 또는 깊이를 가질 수 있다.
이때, 제2 회전롤(12)의 제2 성형부(16)가 제1 회전롤(11)의 제1 성형부(15)와 대응되게 형합되는 단면 형상을 갖기 때문에, 좌측의 하류에 배치된 경사 롤세트 중 제2 회전롤의 제2 성형부는 좌측의 상류에 배치된 경사 롤세트의 제2 회전롤의 제2 성형부와는 상이한 단면 형상, 즉 변화된 돌출부 각도 또는 (동일 직경의 회전축으로부터의) 돌출길이를 가질 수 있다.
예를 들어, 제1 성형부(15)의 제1 홈부(17)와 제2 성형부(16)의 제1 돌출부(18)가 갖는 내각은 하류에 배치된 경사 롤세트(10)일수록 점점 더 작은 각도로 되고, 이에 따라 최종적으로는 원하는 각도로 소재(1)에서 제품(2)의 오목부(3) 내 측벽(5)을 형성하는 부분이 소재의 폭방향(y) 중심을 향해 구부려질 수 있다.
이와 같이 다단의 경사 롤세트(10)를 통과하면서 소재(1)는 점차적으로 가변 단면 형상을 가진 제품(2)으로 성형될 수 있다. 특히 고강도강 적용에 있어서 취약한 성형성으로 인해 소재가 성형 중 파단되는 것을 방지하면서 형상 오차 없이 정확하고 용이하게 성형되는 한편, 별도의 복잡한 회전롤 이동장치 없이도 가변 단면 형상을 가진 제품을 제조할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 롤 스탬핑 장치는 복수의 수평 롤세트(30)를 더 포함할 수 있다.
수평 롤세트(30)는 위치 및 각도가 고정된 제3 회전롤(31)과 제4 회전롤(32)을 포함할 수 있다.
여기서, 수평 롤세트(10)의 제3 회전롤(31)과 제4 회전롤(32)은, 가변 롤 포밍의 롤과 달리, 성형 중에는 소재의 진행방향(x), 폭방향(y) 또는 두께방향(z)으로 이동하지 않으며, 소재의 진행방향(x)에 대해 수평으로 선회된 롤축의 각도가 변경되지 않는다. 따라서, 하나의 수평 롤세트(10)에서 제3 회전롤(31)과 제4 회전롤(32)은 설치된 위치에서 설정된 자세 및 방향을 그대로 유지한다.
제3 회전롤(31)과 제4 회전롤(32)은 서로 평행한 회전축(33, 34)과, 외면에 형성된 성형부(예컨대 35, 36)를 포함할 수 있다.
수평 롤세트(30)를 구성하는 제3 회전롤(31)과 제4 회전롤(32)은 수평하게 배치될 수 있다. 즉, 수평 롤세트의 제3 회전롤과 제4 회전롤이 갖는 회전축(33, 34)은 서로 평행하면서, 소재(1)가 갖는 수평면과 평행하다.
제3 회전롤(31)과 제4 회전롤(32) 중 적어도 하나의 회전축(33, 34)에는 구동모터(미도시)가 연결될 수 있으며, 구동모터와 회전축 사이에는 기어나 벨트기구 등과 같은 전동기구(미도시)가 개재될 수 있다. 회전축과 구동모터, 그리고 이들의 연결관계는 널리 알려져 있으므로, 본 명세서 및 도면에서는 그 구성 및 기능의 상세한 설명을 생략하기로 한다.
제3 회전롤(31)은 외면에 원주를 따라 가변 단면을 갖도록 형성된 적어도 하나의 음각 성형부(35)를 포함할 수 있다. 제4 회전롤(32)은, 음각 성형부와 대응되게, 외면에 원주를 따라 가변 단면을 갖도록 형성된 적어도 하나의 양각 성형부(36)를 포함할 수 있다.
음각 성형부(35)는 제3 회전롤(31)의 원주를 따라 폭 또는 깊이가 변화되게 형성되고, 음각 성형부는 제4 회전롤(32)의 양각 성형부(36)와 대응되어 형합되는 형상을 가질 수 있다.
예를 들어, 수평 롤세트(30)의 제3 회전롤(31)에 형성된 음각 성형부(35)와 제4 회전롤(32)에 형성된 양각 성형부(36)는, 각 회전롤이 가진 회전축(33, 34)에 대해 직각이 아닌 각도로 경사지게 혹은 휘어지게 형성될 수 있다.
이 경우에, 제3 회전롤(31)의 일측에는 음각 성형부(35)를 이어주는 천이부(39)가 형성될 수 있다. 또한, 제4 회전롤(32)의 일측에는 양각 성형부(36)를 이어주는 천이부(39)가 형성될 수 있다.
이와 같이 구성된 제3 회전롤(31)과 제4 회전롤(32) 사이를 연속적으로 공급되는 판재 형상의 소재(1)가 통과하면, 제3 회전롤과 제4 회전롤이 서로 마주보면서 회전함과 동시에 음각 성형부(35)와 양각 성형부(36)가 소재의 양면을 압박하여 소재에 가변 단면 형상을 성형할 수 있다.
이에 따라, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 음각 성형부(35)와 양각 성형부(36)는 소재(1)에 가변 폭 또는 가변 깊이를 가진 오목부(3)를 형성할 수 있다.
선택적으로, 제3 회전롤(31)과 제4 회전롤(32)은 각각 음각 성형부와 양각 성형부가 조합된 성형부를 포함할 수 있다.
제3 회전롤(31)과 제4 회전롤(32)을 포함한 수평 롤세트(30)는 소재(1)의 진행방향(x)을 따라 서로 소정의 간격을 두고 복수로 배치될 수 있다. 복수의 수평 롤세트가 다단으로 배치됨으로써, 소재는 다단의 수평 롤세트를 통과하면서 조금씩 일부분이 구부려지고 성형될 수 있다.
소재(1)의 진행방향(x)의 하류에 배치된 수평 롤세트(30) 중 제3 회전롤(31)의 음각 성형부(35)는, 다단의 수평 롤세트를 통과하는 소재가 순차적으로 가변 단면 형상을 갖도록, 상류에 배치된 수평 롤세트의 제3 회전롤의 음각 성형부와는 상이한 단면 형상, 즉 내부 양측면(37)이 변화된 경사를 가질 수 있다.
이때, 제4 회전롤(32)의 양각 성형부(36)가 제3 회전롤(31)의 음각 성형부(35)와 대응되게 형합되는 단면 형상을 갖기 때문에, 하류에 배치된 수평 롤세트 중 제4 회전롤의 양각 성형부는 상류에 배치된 수평 롤세트의 제4 회전롤의 양각 성형부와는 상이한 단면 형상, 즉 외부 양측면(38)이 변화된 경사를 가질 수 있다.
예를 들어, 음각 성형부(35)의 내부 양측면(37)과 양각 성형부(36)의 외부 양측면(38)은 하류에 배치된 수평 롤세트(30)일수록 점점 더 급격하게 경사지게 되고, 이에 따라 최종적으로는 원하는 각도로 소재(1)에서 제품(2)의 오목부(3) 내 측벽(5)을 형성하는 부분이 소재의 중심을 향해 구부려질 수 있다.
복수의 수평 롤세트(30)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 소재(1)의 진행방향(x)에서 복수의 경사 롤세트(10)보다 상류에 배치될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 복수의 수평 롤세트(30)는 복수의 경사 롤세트(10)보다 하류에 배치되거나, 필요에 따라 수평 롤세트(30)와 경사 롤세트(10)는 소재의 진행방향(x)에서 번갈아 배치될 수도 있다.
혹은, 제품의 형상에 따라, 소재(1)의 폭방향(y) 중심을 기준으로 일측은 경사 롤세트가, 그리고 타측은 수평 롤세트가 병렬로 또는 엇갈려 배치될 수 있다.
따라서, 복수의 수평 롤세트와 복수의 경사 롤세트는 설계를 통해 적절히 배치하여 사용하게 되면 성형의 효율성이 더욱 높아질 수 있다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 롤 스탬핑 장치에 의해, 소재가 가변 단면 형상을 가진 제품으로 형성되는 과정을 나타낸 개략 단면도이다.
도 6을 참조하면, 복수의 수평 롤세트(30)가 소재(1)의 진행방향(x)에서 복수의 경사 롤세트(10)보다 상류에 배치된 경우에, 복수의 수평 롤세트가 다단으로 배치됨으로써, 소재는 다단의 수평 롤세트를 통과하면서 A부터 E에 이르기까지 조금씩 폭방향(y) 양측이 구부려지고 성형될 수 있다.
다단의 수평 롤세트(30)를 통과하는 소재(1)가 순차적으로 가변 단면 형상을 갖도록, 각 수평 롤세트 중 제3 회전롤(31)의 음각 성형부(35)는 상류의 수평 롤세트부터 하류의 수평 롤세트로 갈수록 내부 양측면(37)이 변화된 경사를 갖는다.
물론, 각 수평 롤세트(30) 중 제4 회전롤(32)의 양각 성형부(36)는 제3 회전롤(31)의 음각 성형부(35)와 대응되게 형합되는 단면 형상을 갖기 때문에, 각 수평 롤세트 중 제4 회전롤의 양각 성형부는 상류의 수평 롤세트부터 하류의 수평 롤세트로 갈수록 외부 양측면(38)이 변화된 경사를 갖는다.
예를 들어, 음각 성형부(35)의 내부 양측면(37)과 양각 성형부(36)의 외부 양측면(38)은 하류에 배치된 수평 롤세트(30)일수록 점점 더 급격하게 경사지게 되고, 이에 따라 소재(1)는 수평면에 대해 경사진 경사부(6)를 갖도록 성형될 수 있다.
이어서, 복수의 경사 롤세트(10)가 소재(1)의 폭방향(y) 중심을 기준으로 양측에 엇갈려 지그재그 방식으로 배치된 경우에, 복수의 경사 롤세트가 다단으로 그리고 서로 어긋나게 배치됨으로써, 소재의 양측에서 제품(2)의 오목부(3) 내 측벽(5)을 형성하는 경사부(6)는 다단의 경사 롤세트를 번갈아 통과하면서 F부터 I에 이르기까지 조금씩 굽힘각도가 변경될 수 있다.
다단의 경사 롤세트(10)를 통과하는 소재(1)가 순차적으로 가변 단면 형상을 갖도록, 소재의 진행방향(x)에서 좌측에 배치된 각 경사 롤세트의 제1 회전롤(11)의 제1 성형부(15)는 상류의 경사 롤세트부터 하류의 경사 롤세트로 갈수록 제1 홈부(17)가 변화된 내각 또는 깊이를 가질 수 있다.
이때, 제2 회전롤(12)의 제2 성형부(16)가 제1 회전롤(11)의 제1 성형부(15)와 대응되게 형합되는 단면 형상을 갖기 때문에, 좌측에 배치된 각 경사 롤세트(10) 중 제2 회전롤의 제2 성형부는 상류의 경사 롤세트부터 하류의 경사 롤세트로 갈수록 제1 돌출부(18)가 변화된 각도 또는 돌출길이를 가질 수 있다.
소재(1)의 진행방향(x)에서 우측에 배치된 각 경사 롤세트(10)의 제1 회전롤(11)의 제1 성형부(15)와 제2 회전롤(12)의 제2 성형부(16)도 마찬가지로 하류의 경사 롤세트로 갈수록 변화된 제1 홈부(17)의 내각 또는 깊이, 및 제1 돌출부(18)의 각도 또는 돌출길이를 가질 수 있다.
예를 들어, 제1 성형부(15)의 제1 홈부(17)와 제2 성형부(16)의 제1 돌출부(18)가 갖는 내각은 하류에 배치된 경사 롤세트(10)일수록 점점 더 작은 각도로 되고, 이에 따라 최종적으로는 소재(1)의 경사부(6)가 제품(2)의 오목부(3)에서 측벽(5)을 형성하도록 거의 직각으로 구부려질 수 있다.
이와 같이 다단의 수평 롤세트(30) 및 다단의 경사 롤세트(10)를 통과하면서 소재(1)는 점차적으로 휘어진 형상을 갖고서 오목부(3)가 가변 단면 형상을 가진 제품(2)으로 성형될 수 있다. 이로써, 소재가 형상오차 없이 정확하고 용이하게 성형될 뿐만 아니라, 별도의 복잡한 회전롤 이동장치 없이도 가변 단면 형상을 가진 제품을 제조할 수 있게 된다.
도 7은 종래기술과 본 발명의 롤 스탬핑 장치에서 롤 간의 간섭을 비교하기 위한 도면으로서, (a)는 종래기술의 롤 스탬핑 장치에서 롤 간의 간섭을 개략적으로 나타낸 모식도이고, (b)는 본 발명의 롤 스탬핑 장치 중 경사 롤세트(10)에서 롤 간의 간섭이 없음을 나타낸 모식도이다.
종래기술의 롤 스탬핑 장치는, 예를 들면 서로 마주보면서 회전하고 외면에 스탬핑을 위한 성형부가 적용된 한 쌍의 수평한 롤(R1, R2)을 포함하는 복수의 롤세트로 구성된 것이다. 이 경우에, 해당 롤의 회전축과 제품의 측벽 사이의 각도가 커질수록 롤들 간의 간섭 또는 롤과 소재 사이의 간섭이 발생할 우려가 높다.
휘어진 제품 형상(예컨대 도 1 및 도 2 참조)을 기준으로 할 때, 일례로 제품의 높이가 20mm이고 가변 단면의 곡률반경이 1,500mm인 경우에, 도 7의 (a)처럼 롤들(R1, R2) 간의 간섭 또는 롤과 소재 사이의 간섭이 발생한다.
다른 일례로, 제품의 높이가 40mm이고 가변 단면의 곡률반경이 3,000mm인 경우에도, 도 7의 (a)처럼 롤들(R1, R2) 간의 간섭 또는 롤과 소재 사이의 간섭이 발생한다.
도 7의 (a)에서는 롤들(R1, R2)이 접촉하여 서로 간섭되는 것을 볼 수 있다.
본 발명의 롤 스탬핑 장치는 복수의 수평 롤세트(30)에 덧붙여, 소재(1)가 갖는 수평면에 대해 제1 회전롤(11)과 제2 회전롤(12)이 경사지게 위치된 경사 롤세트(10)를 포함한다.
이와 같이 본 발명의 롤 스탬핑 장치는 경사진 제1 회전롤(11)과 제2 회전롤(12)을 포함함으로써, 즉 회전롤의 회전축(13, 14)을 기울여 배치함으로써, 회전롤의 회전축과, 소재(1)에서 제품(2)의 오목부(3) 내 측벽(5)을 형성하는 부분 사이의 각도를 작게 할 수 있다.
예를 들어, 제품의 높이가 20mm이고 가변 단면의 곡률반경이 1,500mm인 경우에, 경사각(α; 도 3 및 도 4 참조)을 30도로 하여 기울어진 제1 회전롤(11)과 제2 회전롤(12)을 적용하면, 도 7의 (b)처럼 회전롤들(11, 12) 간의 간섭 또는 회전롤과 소재 간의 간섭 없이 원활한 성형이 이루어질 수 있다.
마찬가지로, 제품의 높이가 40mm이고 가변 단면의 곡률반경이 3,000mm인 경우에도, 경사각(α; 도 3 및 도 4 참조)을 30도로 하여 기울어진 제1 회전롤(11)과 제2 회전롤(12)을 적용하면, 도 7의 (b)처럼 회전롤들(11, 12) 간의 간섭 또는 회전롤과 소재 간의 간섭이 해결되는 것을 확인할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 롤 스탬핑 장치에 의하면, 제1 회전롤(11)과 제2 회전롤(12)의 회전축(13, 14)을 기울여 회전축과 소재(1)에서 제품(2)의 오목부(3) 내 측벽을 형성하는 부분 사이의 각도를 작게 함으로써, 가변 단면의 곡률반경이 작거나 제품의 높이가 높은 경우에 발생하는 롤들 간의 간섭 또는 롤과 소재 사이의 간섭 없이, 소재를 상대적으로 복잡한 가변 단면 형상을 가진 제품으로 성형할 수 있게 되는 것이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 롤 스탬핑 장치를 도시한 사시도이고, 도 9는 도 8의 정면도이다.
여기서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 롤 스탬핑 장치는, 회전롤에 회피부(20, 40)가 형성된 점만 상이하고, 나머지 구성요소들은 전술한 본 발명의 제1 실시예에서 설명된 것과 동일하게 구성되어 사용될 수 있으므로, 나머지 구성요소들의 구성 및 작용의 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 롤 스탬핑 장치는 복수의 경사 롤세트(10)를 포함할 수 있다.
경사 롤세트(10)는 위치 및 각도가 고정된 제1 회전롤(11)과 제2 회전롤(12)을 포함할 수 있다. 제1 회전롤과 제2 회전롤은 서로 평행한 회전축(13, 14)과, 외면에 형성된 성형부(예컨대 15, 16)를 포함할 수 있다.
또한, 제1 회전롤(11)과 제2 회전롤(12)은 원주방향으로 소정의 길이만큼 형성된 회피부(20)를 포함할 수 있다.
제1 회전롤(11)과 제2 회전롤(12)을 포함한 경사 롤세트(10)는 소재(1)의 진행방향(x)을 따라 서로 소정의 간격을 두고 복수로 배치될 수 있다.
일례로, 도 8에 도시된 바와 같이, 복수의 경사 롤세트(10)는 소재(1)의 폭방향(y) 중심을 기준으로 양측에 엇갈려 지그재그 방식으로 서로 간섭되지 않게 배치될 수 있다. 하지만, 경사 롤세트(10)의 배치는 반드시 이에 한정되지 않는다.
경사 롤세트(10)를 구성하는 제1 회전롤(11)과 제2 회전롤(12)은 경사지게 배치될 수 있다. 즉, 경사 롤세트의 제1 회전롤과 제2 회전롤이 갖는 회전축(13, 14)은 서로 평행하면서, 소재(1)가 갖는 수평면과 평행하지 않고 소정의 경사각(α; 도 3 및 도 4 참조)으로 경사지게 된다.
제1 회전롤(11)은 외면에 원주를 따라 가변 단면을 갖도록 형성된 제1 성형부(15)를 포함할 수 있다. 제2 회전롤(12)은, 제1 성형부와 대응되게, 외면에 원주를 따라 가변 단면을 갖도록 형성된 제2 성형부(16)를 포함할 수 있다.
제1 성형부(15)는 제1 회전롤(11)의 원주를 따라 그 내각 또는 깊이가 변화되게 형성되고, 제1 성형부는 제2 회전롤(12)의 제2 성형부(16)와 대응되어 형합되는 형상을 가질 수 있다.
제1 회전롤(11)의 일측에는 제1 성형부(15)의 회전축(13)에 대해 경사진 예컨대 원주방향 제1 홈부(17) 또는 원주방향 제2 돌출부(21)를 이어주는 천이부(19)가 형성될 수 있다.
제2 회전롤(12)의 일측에는 제2 성형부(16)의 회전축(14)에 대해 경사진 예컨대 원주방향 제1 돌출부(18) 또는 원주방향 제2 홈부(22)를 이어주는 천이부(19)가 형성될 수 있다.
제1 회전롤(11)과 제2 회전롤(12)의 회피부(20)는 예를 들어 천이부(19)의 반대되는 쪽에 각 회전롤의 원주방향으로 소정의 길이만큼 형성될 수 있다.
회피부(20)에서는, 회전축(13, 14)의 중심선(C; 도 3 및 도 4 참조) 상에 있는 임의의 일 지점에서 이 중심선(O)으로부터 회전롤(11, 12)의 외면까지의 방사상 거리가, 해당 일 지점을 중심으로 한 회전롤의 고유 반경보다 짧다.
혹은, 도시되어 있지는 않지만, 회피부(20)는 회전롤(11, 12)의 외면으로부터 회전축(13, 14)을 향해 오목하게 형성될 수 있다.
이에 따라, 회피부(20)가 형성된 제1 회전롤(11)과 제2 회전롤(12)은 회피부에서 소재(1)와 접촉하지 않으며, 이러한 경사 롤세트(10)를 통과하는 소재는 어떠한 성형도 되지 않고 지나갈 수 있다.
다시 말해, 회피부(20)는 제1 회전롤(11)과 제2 회전롤(12)의 외주에서 원주방향으로 소정의 길이에 걸쳐 형성되기 때문에, 제1 회전롤과 제2 회전롤의 회피부를 지나갈 때 소재(1)는 일정 길이에 걸쳐 성형이 이루어지지 않게 된다.
제1 회전롤(11)의 회피부(20)와 제2 회전롤(12)의 회피부(20)는 서로 마주볼 수 있게 배치될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같이 구성된 제1 회전롤(11)과 제2 회전롤(12) 사이를 연속적으로 공급되는 판재 형상의 소재(1)가 통과하면, 제1 회전롤과 제2 회전롤이 서로 마주보면서 회전함과 동시에 제1 성형부(15)와 제2 성형부(16)가 소재의 양면을 압박하여 소재의 일부 구간에는 가변 단면 형상을 성형할 수 있다.
이에 따라, 제1 성형부(15)와 제2 성형부(16)는 소재(1)의 일부 구간을 폭방향(y) 양측에서 원하는 굽힘각도로 성형할 수 있다.
계속해서, 소재(1)가 제1 회전롤(11)과 제2 회전롤(12)의 회피부(20)들 사이를 통과할 때에는 소재가 제1 회전롤과 제2 회전롤에 접촉하지 않아 소재의 다른 일정 구간에서는 성형 없이 지나갈 수 있다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예와 제2 실시예에 있는 경사 롤세트를 비교하여 설명하기 위한 도면이다.
도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 실시예의 경사 롤세트(10)는 회피부가 없어 회전롤들이 1회전 하는 동안 제1 회전롤(11)의 제1 성형부(15)와 제2 회전롤의 제2 성형부(16)가 소재(1)의 양면을 압박하여 지속적으로 가변 단면 형상을 성형할 수 있다.
반면에, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, 제2 실시예의 경사 롤세트(10)는 서로 마주보는 회피부(20)로 인하여 소재(1)가 제1 회전롤(11)과 제2 회전롤(12)의 회피부들 사이를 통과할 때에 어느 회전롤에도 접촉하지 않아 소재는 일정 길이에 걸쳐 성형이 이루어지지 않는다.
이와 같이, 제1 회전롤(11)의 회피부(20)와 제2 회전롤(12)의 회피부(20)가 서로 마주볼 수 있게 배치된 경우에, 소재(1)가 제1 회전롤과 제2 회전롤에 모두 맞닿지 않기 때문에, 성형부들(15, 16)에 의해 성형되는 구간 사이의 간격이 변화되더라도 경사 롤세트(10)의 변경 없이 성형이 가능하고, 결국 다양한 길이를 가진 제품(2)을 성형할 수 있는 장점이 있게 된다.
보다 구체적으로, 우선 소재(1)의 진행속도(m/min)가 일정하면, 성형부들(15, 16)에 의한 소재의 일정 구간 성형시에 복수의 경사 롤세트(10)에 있는 제1 회전롤(11)과 제2 회전롤(12)의 회전속도(rev/min)는 일정하게 유지될 수 있다.
제1 회전롤(11)의 회피부(20)와 제2 회전롤(12)의 회피부(20)가 서로 마주볼 수 있게 배치되어 소재(1)의 다른 일정 구간에서 성형 없이 지나갈 때, 복수의 경사 롤세트(10)의 회전속도를 느리게(심지어 회전을 중지시키거나) 혹은 빠르게 조절함으로써, 소재에서 성형되지 않는 구간의 길이를 조절할 수 있다.
즉, 소재(1)의 진행속도를 일정하게 하고 성형시 경사 롤세트(10)의 회전속도와 비성형시 경사 롤세트의 회전속도를 상이하게 함으로써, 동일한 형상부를 가지면서 전체 길이가 상이한 제품(2)을 성형할 수 있게 되는 것이다.
예컨대, 성형되는 구간은 일정하지만 그 길이가 다양한 차량용 비임부재와 같은 제품(2)이 하나의 롤 스탬핑 장치에 의해 성형 및 제조되어 제공될 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 롤 스탬핑 장치는 복수의 수평 롤세트(30)를 더 포함할 수 있다.
수평 롤세트(30)는 위치 및 자세가 고정된 제3 회전롤(31)과 제4 회전롤(32)을 포함할 수 있다. 제3 회전롤과 제4 회전롤은 서로 평행한 회전축(33, 34)과, 외면에 형성된 성형부(예컨대 35, 36)를 포함할 수 있다.
또한, 제3 회전롤(31)과 제4 회전롤(32)은 원주방향으로 소정의 길이만큼 형성된 회피부(40)를 포함할 수 있다.
제3 회전롤(31)과 제4 회전롤(32)을 포함한 수평 롤세트(30)는 소재(1)의 진행방향(x)을 따라 서로 소정의 간격을 두고 복수로 배치될 수 있다.
수평 롤세트(30)를 구성하는 제3 회전롤(31)과 제4 회전롤(32)은 수평하게 배치될 수 있다. 즉, 수평 롤세트의 제3 회전롤과 제4 회전롤이 갖는 회전축(33, 34)은 서로 평행하면서, 소재(1)가 갖는 수평면과 평행하다.
제3 회전롤(31)은 외면에 원주를 따라 가변 단면을 갖도록 형성된 적어도 하나의 음각 성형부(35)를 포함할 수 있다. 제4 회전롤(32)은, 음각 성형부와 대응되게, 외면에 원주를 따라 가변 단면을 갖도록 형성된 적어도 하나의 양각 성형부(36)를 포함할 수 있다.
음각 성형부(35)는 제3 회전롤(31)의 원주를 따라 폭 또는 깊이가 변화되게 형성되고, 음각 성형부는 제4 회전롤(32)의 양각 성형부(36)와 대응되어 형합되는 형상을 가질 수 있다.
예를 들어, 수평 롤세트(30)의 제3 회전롤(31)에 형성된 음각 성형부(35)와 제4 회전롤(32)에 형성된 양각 성형부(36)는, 각 회전롤이 가진 회전축(33, 34)에 대해 직각이 아닌 각도로 경사지게 혹은 휘어지게 형성될 수 있다.
선택적으로, 제3 회전롤(31)과 제4 회전롤(32)은 각각 도 8처럼 음각 성형부와 양각 성형부가 조합된 성형부를 포함할 수 있다.
제3 회전롤(31)과 제4 회전롤(32)의 회피부(40)는 예를 들어 성형부(35, 36)의 반대되는 쪽에 각 회전롤의 원주방향으로 소정의 길이만큼 형성될 수 있다.
회피부(40)는, 회전축(33, 34)의 중심선 상에 있는 임의의 위치에서 이 중심선으로부터 외면까지의 방사상 거리가, 해당 위치를 중심으로 하여 회전롤(31, 32)이 갖는 반경보다 짧다.
혹은, 도시되어 있지는 않지만, 회피부(40)는 회전롤(31, 32)의 외면으로부터 회전축(33, 34)을 향해 오목하게 형성될 수 있다.
이에 따라, 회피부(40)가 형성된 제3 회전롤(31)과 제4 회전롤(32)은 회피부에서 소재(1)와 접촉하지 않으며, 이러한 수평 롤세트(30)를 통과하는 소재는 어떠한 성형도 되지 않고 지나갈 수 있다.
다시 말해, 회피부(40)는 제3 회전롤(31)과 제4 회전롤(32)의 외주에서 원주방향으로 소정의 길이에 걸쳐 형성되기 때문에, 제3 회전롤과 제4 회전롤의 회피부를 지나갈 때 소재(1)는 일정 길이에 걸쳐 성형이 이루어지지 않게 된다.
제3 회전롤(31)의 회피부(40)와 제4 회전롤(32)의 회피부(40)는 서로 마주볼 수 있게 배치될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같이 구성된 제3 회전롤(31)과 제4 회전롤(32) 사이를 연속적으로 공급되는 판재 형상의 소재(1)가 통과하면, 제3 회전롤과 제4 회전롤이 서로 마주보면서 회전함과 동시에 음각 성형부(35)와 양각 성형부(36)가 소재의 양면을 압박하여 소재에 가변 단면 형상을 성형할 수 있다.
이에 따라, 음각 성형부(35)와 양각 성형부(36)는 소재(1)에 가변 폭 또는 가변 깊이를 가진 오목부(3)를 형성할 수 있다.
계속해서, 소재(1)가 제3 회전롤(31)과 제4 회전롤(32)의 회피부(40)들 사이를 통과할 때에는 소재가 제3 회전롤과 제4 회전롤에 접촉하지 않아 소재의 다른 일정 구간에서는 성형 없이 지나갈 수 있다.
예를 들어, 제3 회전롤(31)의 회피부(40)와 제4 회전롤(32)의 회피부(40)가 서로 마주볼 수 있게 배치된 경우에, 소재(1)가 제3 회전롤과 제4 회전롤에 모두 맞닿지 않기 때문에, 성형부들(35, 36)에 의해 성형되는 구간 사이의 간격이 변화되더라도 수평 롤세트(30)의 변경 없이 성형이 가능하고, 결국 다양한 길이를 가진 제품(2)을 성형할 수 있다.
보다 구체적으로, 우선 소재(1)의 진행속도(m/min)가 일정하면, 성형부들(35, 36)에 의한 소재의 일정 구간 성형시에 복수의 수평 롤세트(30)에 있는 제3 회전롤(31)과 제4 회전롤(32)의 회전속도(rev/min)는 일정하게 유지될 수 있다.
제3 회전롤(31)의 회피부(40)와 제4 회전롤(32)의 회피부(40)가 서로 마주볼 수 있게 배치되어 소재(1)의 다른 일정 구간에서 성형 없이 지나갈 때, 복수의 수평 롤세트(30)의 회전속도를 느리게(심지어 회전을 중지시키거나) 혹은 빠르게 조절함으로써, 성형되지 않는 구간의 길이를 조절할 수 있다.
즉, 소재(1)의 진행속도를 일정하게 하고 성형시 수평 롤세트(30)의 회전속도와 비성형시 수평 롤세트의 회전속도를 상이하게 함으로써, 동일한 형상부를 가지면서 전체 길이가 상이한 제품(2)을 성형할 수 있게 되는 것이다.
복수의 수평 롤세트(30)가 갖는 회피부(40)와 복수의 경사 롤세트(10)가 갖는 회피부(20)는 연동될 수 있으며, 회전하는 회피부들(20, 40)이 예를 들어 소재의 동일한 부분에서 소재를 향해 인접하게 위치되어 소재를 통과시킬 수 있다.
복수의 수평 롤세트(30)는 소재의 진행방향(x)에서 복수의 경사 롤세트(10)보다 상류에 배치될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 복수의 수평 롤세트와 복수의 경사 롤세트는 설계를 통해 적절히 배치하여 사용하게 되면 성형의 효율성이 더욱 높아질 수 있다.
이와 같이 다단의 수평 롤세트(30) 및 다단의 경사 롤세트(10)를 통과하면서 소재(1)는 점차적으로 가변 단면 형상을 가진 제품(2)으로 성형될 수 있다. 이로써, 소재가 형상오차 없이 정확하고 용이하게 성형될 뿐만 아니라, 별도의 복잡한 회전롤 이동장치 없이도 가변 단면 형상을 가진 제품을 제조할 수 있게 된다.
더구나, 회피부(20, 40)가 구비된 경우에는, 롤세트의 변경 없이 다양한 길이를 가진 제품(2)을 성형할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서 및 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 소재 2: 제품
10: 경사 롤세트 11: 제1 회전롤
12: 제2 회전롤 13, 14: 회전축
15: 제1 성형부 16: 제2 성형부
17: 제1 홈부 18: 제1 돌출부
19, 39: 천이부 20, 40: 회피부
21: 제2 돌출부 22: 제2 홈부
30: 수평 롤세트 31: 제3 회전롤
32: 제4 회전롤 33, 34: 회전축
35: 음각 성형부 36: 양각 성형부
37: 내부 양측면 38: 외부 양측면
10: 경사 롤세트 11: 제1 회전롤
12: 제2 회전롤 13, 14: 회전축
15: 제1 성형부 16: 제2 성형부
17: 제1 홈부 18: 제1 돌출부
19, 39: 천이부 20, 40: 회피부
21: 제2 돌출부 22: 제2 홈부
30: 수평 롤세트 31: 제3 회전롤
32: 제4 회전롤 33, 34: 회전축
35: 음각 성형부 36: 양각 성형부
37: 내부 양측면 38: 외부 양측면
Claims (13)
- 서로 마주보면서 회전하고, 위치 및 각도가 고정되며, 진행하는 소재에 대해 경사진 제1 회전롤과 제2 회전롤을 포함한 경사 롤세트를 포함하고,
상기 제1 회전롤의 외면에는 상기 소재를 성형하는 제1 성형부가 형성되고, 상기 제1 성형부는 상기 제1 회전롤의 회전축에 대해 직각이 아닌 사선각으로 경사진 원주방향 제1 홈부를 포함하고,
상기 제2 회전롤의 외면에는 상기 소재를 성형하는 제2 성형부가 형성되고, 상기 제2 성형부는 상기 제2 회전롤의 회전축에 대해 직각이 아닌 사선각으로 경사진 원주방향 제1 돌출부를 포함하고,
상기 제1 성형부와 상기 제2 성형부는 서로 대응되어 형합되는 형상을 갖고,
상기 제1 회전롤이 갖는 회전축과 상기 제2 회전롤이 갖는 회전축은 서로 평행하면서, 상기 소재가 갖는 수평면과 평행하지 않고 수평면에 대해 소정의 경사각으로 경사지고,
상기 제1 성형부는, 상기 원주방향 제1 홈부에 인접하고서 상기 제1 회전롤의 회전축에 대해 소정의 각도를 가진 원주방향 제2 돌출부를 더 포함하고,
상기 제2 성형부는, 상기 원주방향 제1 돌출부에 인접하고서 상기 제2 회전롤의 회전축에 대해 소정의 각도를 가진 원주방향 제2 홈부를 더 포함하며,
상기 원주방향 제2 돌출부와 상기 원주방향 제2 홈부는 서로 대응되게 형성되고,
상기 경사 롤세트는 소재의 진행방향을 따라 서로 소정의 간격을 두고 복수로 배치되고,
상기 경사 롤세트가 복수로 배치될 때, 상기 경사 롤세트는 상기 소재의 폭방향 중심을 기준으로 양측에 엇갈려 지그재그 방식으로 서로 간섭되지 않게 배치된 롤 스탬핑 장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1 회전롤의 외면이 갖는 모선(母線)은 상기 제1 회전롤의 회전축이 갖는 중심선에 대해 상기 경사각으로 경사지게 형성되고,
상기 제2 회전롤의 외면이 갖는 모선은 상기 제2 회전롤의 회전축이 갖는 중심선에 대해 상기 경사각으로 경사지게 형성된 롤 스탬핑 장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1 회전롤의 일측에는 상기 원주방향 제1 홈부를 이어주는 천이부가 형성되고,
상기 제2 회전롤의 일측에는 상기 원주방향 제1 돌출부를 이어주는 천이부가 형성된 롤 스탬핑 장치.
- 제5항에 있어서,
상기 제1 회전롤과 상기 제2 회전롤의 타측에는 상기 소재를 성형 없이 통과시키는 회피부를 더 포함하는 롤 스탬핑 장치.
- 제6항에 있어서,
상기 회피부는 상기 천이부의 반대되는 쪽에 상기 제1 회전롤 및 상기 제2 회전롤의 원주방향으로 소정의 길이만큼 형성된 롤 스탬핑 장치.
- 제6항에 있어서,
상기 회피부는, 상기 제1 회전롤이 갖는 회전축 또는 상기 제2 회전롤이 갖는 회전축의 중심선 상에 있는 일 지점에서 상기 중심선으로부터 회전롤의 외면까지의 방사상 거리가, 상기 일 지점을 중심으로 한 회전롤의 고유 반경보다 짧게 형성된 롤 스탬핑 장치.
- 제6항에 있어서,
상기 회피부는 상기 제1 회전롤 또는 상기 제2 회전롤의 외면으로부터 회전축을 향해 오목하게 형성된 롤 스탬핑 장치.
- 삭제
- 제1항 또는 제3항에 있어서,
서로 마주보면서 회전하고, 위치 및 각도가 고정되며, 수평하게 배치된 제3 회전롤과 제4 회전롤을 포함한 수평 롤세트를 더 포함하고,
상기 제3 회전롤은 외면에 원주를 따라 가변 단면을 갖도록 형성된 적어도 하나의 음각 성형부를 포함하고,
상기 제4 회전롤은, 상기 음각 성형부와 대응되게, 외면에 원주를 따라 가변 단면을 갖도록 형성된 적어도 하나의 양각 성형부를 포함하는 롤 스탬핑 장치.
- 제11항에 있어서,
상기 제3 회전롤과 상기 제4 회전롤은, 상기 소재를 성형 없이 통과시키도록 회전롤의 원주방향으로 소정의 길이만큼 형성된 회피부를 더 포함하는 롤 스탬핑 장치.
- 제11항에 있어서,
복수의 수평 롤세트는 상기 소재의 진행방향에서 복수의 경사 롤세트보다 상류에 배치된 롤 스탬핑 장치.
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AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) |