KR200298165Y1 - 강판 접합용 코킹 공구 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동차산업,전자제품 및 사무기기 등에서 사용되는 두께가 다른 소재의 결합,재질이 다른 이종 소재의 결합,3겹 이상의 박판소재 및 금속박판 사이에 종이,섬유등의 이물질이 삽입되어 있는 경우에도 접합이 가능한 강판 접합용 코킹 공구에 관한 것으로 더욱 상세하게는 프레스 장치에 결합되어 2매 이상의 시트 메탈(Sheet Metal)을 소성변형시켜 접합시키는 펀치 툴(Punch Tool)과 다이 툴(Die Tool)을 각각 생크(Shank)에 의해 프레스에 용이하게 결합시킬 수 있게하고 펀치 툴의 스트리퍼 내부에 장착되는 펀치는 테이퍼지게 구성하고 다이 툴의 캡에 결합되는 생크는 나사 조립시켜서 접합시키므로 시트 메탈의 도장 및 도금이 변형되거나 깨지지 않아 후처리 공정이 요구되지 않는 것으로 프레스 장치(도시없음)에 결합되어 2매 이상의 시트 메탈(S)을 소성변형시켜 접합시키는 펀치 툴(P)과 다이 툴(D)에 있어서,상부에 생크(10)가 형성되어 프레스에 결합시키고 하부에 설치된 스트리퍼 (11)의 내부공(12)에 장착되는 펀치(13)는 테이퍼지게 구성한 펀치 툴(P)과;상부로 브레이드(20)가 설치된 캡(21)을 하부 생크(22)와 나사 결합시켜서 된 다이 툴(D)로 구성된 것을 특징으로 하는 강판 접합용 코킹 공구.

Description

강판 접합용 코킹 공구{Caulking tool of sheet metal for joining}

본 고안은 자동차산업,전자제품 및 사무기기 등에서 사용되는 두께가 다른 소재의 결합,재질이 다른 이종 소재의 결합,3겹 이상의 박판소재 및 금속박판 사이에 종이,섬유등의 이물질이 삽입되어 있는 경우에도 접합이 가능한 강판 접합용 코킹 공구에 관한 것으로 더욱 상세하게는 프레스 장치에 결합되어 2매 이상의 시트 메탈(Sheet Metal)을 소성변형시켜 접합시키는 펀치 툴(Punch Tool)과 다이 툴(Die Tool)을 각각 생크(Shank)에 의해 프레스에 용이하게 결합시킬 수 있게하고 펀치 툴의 스트리퍼 내부에 장착되는 펀치는 테이퍼지게 구성하고 다이 툴의 캡에 결합되는 생크는 나사 조립시켜서 접합시키므로 시트 메탈의 도장 및 도금이 변형되거나 깨지지 않아 후처리 공정이 요구되지 않는 것이다.

일반적으로 가전,전자제품의 케이싱 제작은 주로 냉연 컬러강판을 절곡하여 스폿 용접(Spot Welding)하여 접합하였으며 상기한 스폿 용접은 리베팅이나 볼트등에 비해 생산속도가 빠르고 신뢰성이 있고 자동화가 용이하였다.

그러나 자동차산업,가전제품 및 사무기기 등의 시트 메탈 관련 산업에서 사용자의 요구가 다양해지면서 원가절감 생산성 향상 등을 이유로 특수한 소재도 많이 사용되고 새로운 접합공법의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

상기의 스폿 용접은 접합면의 건전성을 위하여 접합할 부위의 도장을 제거해야 하고 스폿용접 후 용접된 부위가 주변 부위와 색상의 차이로 재도장을 해야하며 재도장 부위가 초기 소재의 색상과 달라서 제품의 품질이 저하될 뿐만아니라 재도장의 추가공정이 발생하여 인건비의 상승,소요시간의 증가,별도의 도장설비로 인한 시설비용의 증대 등으로 시스템의 자동화에 방해요인이 되었다.

종래에도 스폿용접의 문제점을 해결하기 위하여 다이 툴에 브레이드가 설치된 캡의 내부로 공차에 의한 생크를 억지박음 형태로 고정시키고 펀치 툴의 스트리퍼 내부공에 설치된 펀치가 내부공과 일직선으로 결합된 코킹 공구가 개발되었다.

종래의 코킹 공구에서 다이 툴은 상온에서는 별다른 문제점이 발생하지 않으나 고온 또는 저온에서는 소재의 수축 및 팽창에 의해 조립부의 공차 변화가 발생하여 다이 툴의 파손 원인이 되며 불안전한 조건 속에서 공구의 수명을 단축시키는 문제가 있고 펀치 툴의 펀치가 스트리퍼의 내부공에 스트레이트로 장착되어 있는데 코킹 작업시 다이와 펀치간의 상호 동심도가 비교적 정밀한 조립공차가 요구되며 적정한 수준의 조립공차를 맞추지 못한 상태에서 작업시 제품에 손상을 주며 코킹 작업의 속도를 향상시키고자 할 경우에는 제품의 손상이 빈번하게 발생하는 등의 문제점이 있었다.

그리고 선행기술로서 1993년 특허등록출원 제1673호"클램프의 볼트와 너트,와셔의 자동조립과 코킹장치",1994년 특허등록출원 제14544호 "코너 보강편 삽입 코킹장치",1995년 특허등록출원 제30934호 "코킹장치",1997년 특허등록출원 제21636호 "자동차의 차축용 로킹너트 코킹장치" 등이 있다.

따라서 본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 목적으로 안출된 것으로 시트 메탈의 도장 및 도금한 강판을 성형하여도 두께는 얇게 되지만 피막이 변형되거나 깨지지 않아 별도의 재도장이 필요없어 후처리공정이 요구되지 않고 리벳작업 및 볼트작업과 비교해 부자재를 사용하지 않고 공정을 단순화시켜 제작단가를 저하시키며 재질이 다른 이종금속의 결합과 점용접이 불가능한 금속의 결합도 가능케하고 컬러강판의 결합에 적합하고 재도장공정의 생략으로 설비비용을 절감시키며 소성가공이 가능한 어떤 소재도 접합이 가능한 강판 접합용 코킹 공구 를 제공하기 위한 것이다.

상기한 코킹 공구를 제공하기 위하여 프레스 장치에 결합되어 2매 이상의 시트 메탈을 소성변형시켜 접합시키는 펀치 툴과 다이 툴에 있어서,상부에 생크가 형성되어 프레스에 결합시키고 하부에 설치된 스트리퍼 내부에 장착되는 펀치는 테이퍼지게 구성한 펀치 툴과 상부로 브레이드가 설치된 캡을 하부 생크와 나사 결합시켜서 된 다이 툴로 구성되어 있어 코킹 공구 주위의 온도변화에 거의 영향을 받지 않아 공구의 수명을 연장시키고 펀치에 형성된 테이퍼로 인하여 다이 툴과 펀치 툴 간의 조립공차 허용범위를 보다 크게 할 수 있어 코킹 공구의 설치를 용이하게 하였으며 종래의 코킹 공구에 비하여 코킹작업의 속도를 향상시킬 수 있는 코킹 공구 를 제공할 수 있는 것이다.

도 1 은 본 고안의 전체구조 사시도

도 2 는 본 고안의 상세구조도

도 3 은 본 고안의 작업상태를 도시한 사용상태도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(10) 상부 생크 (11) 스트리퍼

(12) 내부공 (13) 펀치

(20) 브레이드 (21) 캡

(22) 하부 생크 (S) 시트 메탈

(P) 펀치 툴 (D) 다이 툴

이하 고안의 요지를 첨부된 도면에 연계시켜 그 구성과 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 고안의 전체구조 사시도로서 코킹공구의 펀치 툴과 다이 툴의 구조를 도시하였으며,도 2 는 본 고안의 상세구조도로서 펀치 툴과 다이 툴의 각 부품의 결합상태를 상세히 도시하였고,도 3 은 본 고안의 작업상태를 도시한 사용상태도로서 본 고안 코킹공구에 의해 시트 메탈의 접합되는 수순을 도시한 것이다.

프레스 장치(도시없음)에 결합되어 2매 이상의 시트 메탈(S)을 소성변형시켜 접합시키는 펀치 툴(P)과 다이 툴(D)에 있어서,

상부에 생크(10)가 형성되어 프레스에 결합시키고 하부에 설치된 스트리퍼 (11)의 내부공(12)에 장착되는 펀치(13)는 테이퍼지게 구성한 펀치 툴(P)과;

상부로 브레이드(20)가 설치된 캡(21)을 하부 생크(22)와 나사 결합시켜서 된 다이 툴(D)로 구성된 것이다.

이와 같이 된 본 고안은 도 1 에 도시된 바와 같이 펀치 툴(P)의 상부에 돌출,설치된 생크(10)와 다이 툴(D)의 하부로 돌출,설치된 생크(22)를 각각 프레스에 장착할 때 별도의 공구없이 용이하게 원터치로 장착이 가능하다.

도 2 에서 펀치 툴(P)은 프레스에 결합된 생크(10)의 하단에 합성수지재 스트리퍼(11)가 설치되고 그 스트리퍼(11)의 내부로 내부공(12)을 천공하여 그 사이에 테이퍼진 펀치(13)를 장착시켜 펀치 툴(P)을 구성한다.

그리고 프레스의 작동으로 펀치(13)가 가압시 시트 메탈(S)이 소성변형되어 수납되는 공간을 형성하는 상부에 브레이드(20)가 설치된 캡(21)을 프레스에 결합되는 하부 생크(22)와 나사 결합시켜서 된 다이 툴(D)로 구성된다.

상기한 코킹 공구는 도 3 의 사용상태도에서와 같이 2매 또는 그 이상의 시트메탈(S)을 겹쳐서 접합하고자 하는 부위에 펀치 툴(P)과 다이 툴(D)을 이용하여 프레스 장치로 펀치(13)를 하강시켜 브레이드(20)에서 시트 메탈(S)을 소성변형시켜 접합시키는 것으로 구체적인 작동 상태는 다음과 같다.

먼저 2매의 시트 메탈(S)을 겹친 상태의 강판을 다이 툴(D)의 브레이드(20)상에 고정시키고 상부 펀치 툴(P)을프레스 장치에 의해 펀치(13)를 하강하여 시트 메탈(S)을 가압한다.

그 후 펀치 툴(P)의 합성수지재 스트리퍼(11)가 시트 메탈(S)을 누르면서 스트리퍼(11)의 내부공(12)에 장착된 펀치(13)가 계속 하강하여 시트 메탈(S)을 소성변현 시킨다.

그리고 펀치 툴(P)의 테이퍼진 펀치(13)가 조금 더 하강하여 하부 다이 툴(D)의 브레이드(20)를 누르고 시트 메탈(S)을 압착시키면 소재가 늘어나면서 360°외경방향으로 퍼지게 되고 이 때 테이퍼진 펀치(13)의 가압력에 의해 다이 툴(D)의 브레이드(20)가 벌어짐으로 시트 메탈(S)의 소재 늘어난 형상 만큼의 공간을 마련주는 메카니즘으로 2매의 시트 메탈(S) 소재가 옆으로 퍼져 삽입이 완료되므로 빠지지 않고 소성변형에 의한 접합이 완료되는 것이다.

본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

그러므로 본 고안은 종래의 이종재질의 접합이 불가능한 점과 생산단가가 높은 문제점을 해결한 것으로 2매 이상의 소재를 겹쳐 놓고 펀치를 이용하여 다이 내부로 소재를 가압,삽입시키는 작동으로 펀치의 가압력으로 소재를 다이의 측면으로 확산시켜 압착하므로 전단강도와 인장강도에 대한 강력한 결합력을 얻게 되며,소재가 다이 내로 함입되도록 링 그루브(Ring Groove)를 형성하여 줌으로써 가능한 것이다.

상기의 단순 공정으로 향상된 접합효과가 발생하며 그 결과 버(Burr)나 세이프 에지(Shape Edge)가 없이 접합부위의 외관이 미려하고 양호한 접합을 이루게하며 다양한 용도와 공정의 싸이클 타임을 줄여 작업능률의 극대화를 이룰 수 있는 등의 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 프레스 장치(도시없음)에 결합되어 2매 이상의 시트 메탈(S)을 소성변형시켜 접합시키는 펀치 툴(P)과 다이 툴(D)에 있어서,

   상부에 생크(10)가 형성되어 프레스에 결합시키고 하부에 설치된 스트리퍼 (11)의 내부공(12)에 장착되는 펀치(13)는 테이퍼지게 구성한 펀치 툴(P)과;

   상부로 브레이드(20)가 설치된 캡(21)을 하부 생크(22)와 나사 결합시켜서 된 다이 툴(D)로 구성된 것을 특징으로 하는 강판 접합용 코킹 공구.