KR200443111Y1 - 부스바 벤딩장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 부스바 벤딩장치에 관한 것으로, 구체적으로는 벤딩장치에 별도의 각도측정수단을 더 구비시켜 부스바의 원하는 1단절곡각도를 정확히 맞출 수 있음으로써, 벤딩각도 설정에 따른 작업의 지연이나 제품의 불량발생를 방지할 수 있는 부스바 벤딩장치에 관한 것이다.

이를 위해 본 고안은 구동수단이 구비된 본체와,

상기 본체에 설치되어 구동수단에 의해 상하 이동되는 가압부와,

상기 사압부에 설치되는 상부금형 및 본체상에 설치되는 하부금형과,

상기 가압부에 설치되어 부스바의 절곡각도를 측정할 수 있는 절곡각도 측정수단을 포함한 것을 구성적 특징으로 한다.

부스바, 벤딩, 각도측정

Description

부스바 벤딩장치{Bending machine for Bus bar}

도 1 은 일반적인 벤딩가공장치에서 상하부 금형의 설치상태를 나타낸 개략도

도 2a와 도 2b는 일반적인 벤딩가공장치 중 3단절곡과 1단절곡 상태를 나타낸 개략도

도 3 은 본 고안 중 벤딩가공장치에 절곡각도 측정수단이 결합되는 상태를 나타낸 일부 분해사시도

도 4 는 본 고안 중 절곡각도 측정수단이 가압부에 설치된 상태를 나타낸 측면개략도

도 5 는 본 고안 중 절곡각도 측정수단을 통해 부스바의 1단절곡 시 절곡 각도를 측정하는 과정을 나타낸 측면 개략도

도 6 및 도 7 은 본 고안 중 3단절곡을 위해 절곡각도 측정수단을 분리시키고 그 자리에 3단절곡용 금형을 설치한 상태를 나타낸 측면 개략도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 작업대 본체 200 : 구동수단

300 : 가압부 310 : 이동판

320 : 설치대 330 : 회동축

500 : 상부금형 600 : 하부금형

700 : 절곡각도 측정수단 710 : 각도표시판

720 : 결합편

일반적으로 배전반이나 분전반, 제어반 등에는 단자와 단자 사이를 접속하기 위해 동판이나 알루미늄 등의 두꺼운 판재로 이루어진 부스바(Bus bar)를 사용한다.

상기 부스바는 설치 전 설치될 곳의 구조에 맞게 형태를 변형하는 가공과정을 거치는데, 이때 시행되는 가공은 크게 부스바를 일정길이로 절단하는 커팅가공과 부스바 끼리의 체결을 위해 체결공을 형성시키는 펀칭가공, 부스바 중간중간을 특정 각도로 절곡시키는 벤딩가공 등이 있다.

이러한 부스바의 각 가공은 별도로 해당 가공장치를 통해서 이루어지는데, 그 중에서 상기 벤딩가공을 위한 벤딩가공장치는 기본적으로 [도 1]에 도시된 것처럼 작업대본체(100)내에 설치되는 유압실린더(200)와,

상기 유압실린더(200)에 연결되어 상하 이동되는 이동판과(300)과,

상기 이동판(300)에 자체 회동 가능하도록 설치되 설치대(400)와,

상기 설치대(400)에 탈 부착되는 상부금형(500) 및 본체 상에 설치되어 부스바(B)가 안착되는 하부금형(600)으로 구성된다.

이러한 구성으로 이루어진 일반적인 벤딩장치는 부스바의 벤딩형태에 따라 상·하부금형을 선택적으로 적용하는데, [도 1]처럼 설치대(400)의 각 면에 3단절곡용 상부금형(510)과 1단절곡용 상부금형(520)이 설치된 상태로 설치대(400)를 회전시켜 원하는 절곡형태에 맞는 상부금형을 가압위치에 배치시키고 이와 동시에 하부금형(600)도 상부금형과 짝을 이루도록 교체 설치한다.

이렇게 적용된 상부금형의 가압에 따라 부스바(B)는 [도 2a]와 같이 'ㄷ'형태의 3단절곡이나 [도 2b]와 같은 'V'형태의 1단절곡으로 형태가 변형된다.

이렇게 정상적으로 절곡된 부스바(B)는 3단절곡 시 절국부위의 절곡각도가 모두 90°를 이루고, 1단절곡시에도 90°를 이루게 된다.

하지만 일반적으로 상기 3단절곡은 항시 동일한 절곡형태 및 절곡각도를 갖도록 가공되어 별도의 절곡각도조절이 필요없지만, 1단절곡은 설치장소에 따라 절곡각도가 다양하게 적용되기 때문에 벤딩과정에서 절곡각도의 조절이 필요하게 된다.

특히 하나의 배전반이나 분전반에는 많은 개수의 부스바가 설치되는데, 이러한 각 부스바의 설치위치에 따라 절곡각도가 제각각일 수밖에 없다.

물론 절곡각도를 90°로 가공고자 할 경우에는 상부금형을 끝까지 하강시키면 자연스럽게 이루어지게 되지만, 예를들어 100°나 120°와 같이 90°이상의 각도로 가공이 필요할 경우에는 별도의 각도조절과정을 거쳐야 한다.

그런데 이렇게 일반적인 벤딩장치를 이용해 부스바를 절곡시키는 과정에서 부스바의 절곡각도 조절은, 일단 눈짐작으로 원하는 각도만큼 절곡시킨 후 벤딩장치로부터 빼내어 별도의 각도기를 이용하여 절곡각도를 측정한 다음 다시 오차각도만큼 눈짐작으로 다시 절곡시키는 방식으로 이루어졌다.

따라서 정확한 각도의 절곡을 위해서는 상기와 같은 과정을 여러번 반복할 수밖에 없어 작업시간이 상당히 지연될 수밖에 없을 뿐만 아니라 이러한 과정을 반복하더라도 원하는 최종각도를 얻기 힘들어 가공불량발생율이 증가될 수밖에 없는 문제점이 있다.

더구나 원하는 각도, 예를들어 70°보다 더 절곡되어 60°로 절곡되었을 때에는 부스바를 반대로 다시 절곡시켜야 하기 때문에 특히 이 과정에 의해 가공불량이 많이 발생된다.

본 고안은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로,

벤딩과정에서 부스바의 절곡각도를 측정할 수 있도록 함으로써 한번의 가공만으로 원하는 각도로의 절곡이 가능하여 가공시간을 현저하게 단축할 수 있을 뿐만 아니라 가공불량 발생을 방지할 수 있는 부스바 벤딩장치의 제공을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안 부스바 벤딩장치는,

작업대 본체와,

상기 작업대 본체내에 설치되는 구동수단과,

상기 구동수단에 연결되어 상하 이동되는 가압부와,

상기 가압부에 설치되는 상부금형 및 본체상에 설치되어 부스바가 안착되는 하부금형을 포함한 것을 기본구성으로 한다.

그리고 상기 기본구성에서 별도의 절곡각도 측정수단이 더 구비된 것을 특징으로 한다.

이하 도면에 예시된 구성을 참조하여 본 고안의 구체적인 구성 및 작용에 대한 실시예를 설명하도록 한다.

본 고안 부스바 벤딩장치는 [도 3]과 [도 4]에 도시된 바와 같이 기본적으로 작업대본체(100)와 구동수단(200), 가압부(300), 상·하부금형(500)(600), 절곡각도 측정수단(700)으로 구성된다.

먼저 상기 작업대본체(100)는 본 고안의 모든 구성요소가 설치되는 곳으로, 도면에는 일부절개되어 도시되었지만 전체적으로 박스형태를 띠는 케이스본체(110) 상에 판재형태의 작업대(120)가 구비된 형태로 이루어져 있다.

더불어 도면에는 도시되지 않았지만 케이스본체(110)의 내부에는 기타 작업 도구 등의 수납을 위한 수납실이 구비되고, 상기 수납실의 개폐를 위한 개폐문 및 통풍구(130)가 형성되며, 더불어 여러 장치들의 전원공급을 위한 콘센트 등의 전원장치도 함께 구비된다.

또한 하나의 케이스본체(100)에는 후술할 벤딩수단 뿐만 아니라 펀칭장치 및 컷팅장치도 함께 구비될 수도 있다.

이러한 작업대본체(100)의 형태 및 구조는 이에 한정되는 것은 아니라 다양하게 구조변경되어 적용될 수 있다.

이러한 케이스본체(100)에는 벤딩수단(1000)이 설치되는데,

상기 벤딩수단(1000)은 다시 구동수단(200)과 가압부(300), 상·하부금형(500)(600)으로 구성된다.

상기 구동수단(200)은 일반적인 유압 또는 공압실린더 형태로 작업대본체(100) 내부나 외부에 설치되는데, 압력을 통해 부스바를 절곡시키기 위해서는 상대적으로 출력압이 높은 유압실린더를 적용하는 것이 바람직하다.

이렇게 설치된 구동수단(200)은 실린더로드(210)가 상부를 향하도록 설치되고, 상기 실린더로드(210)에는 가압부(300)가 연결된다.

상기 가압부(300)는 구동수단(200)의 구동에 의한 상하 이동을 통해 상부금형(500)을 이동시키기 위한 것으로, 다시 이동판(310), 설치대(320)로 나누어진다.

상기 이동판(310)은 하단부가 상기 구동수단(200)의 실린더로드(210)와 연결 되어 작업대본체(100) 상에 세워진 형태로 설치되되, 상호 일정간격을 두고 마주보도록 위치된다.

이렇게 설치된 각 이동판(310) 사이에 상기 설치대(320)가 위치되는데, 이때 설치대(320)에는 길이방향을 따라 회동축(330)이 관통하고 상기 회동축(330)의 양단부는 각 이동판(310)에 연결된다.

따라서 이렇게 회동축(330)을 통해 이동판(310)에 설치된 설치대(320)는 회동축(330)을 중심으로 회전가능하게 된다.

그리고 설치대(320)에는 상부금형(500)의 설치를 위한 설치홈(322)이 설치대의 길이방향을 따라 형성되되, 설치대(320)전면에는 제1설치홈(322a)이 형성되고 후면에는 제2설치홈(322b)가 형성된다.

상기 설치대(320)의 각 설치홈(322)에는 상부금형(500)이 설치되는데, [도 4]와 같이 1단절곡용 상부금형(510)은 상기 설치대(320)의 상하부에 일체로 구비되되, 상부에는 두께가 10mm이상의 부스바(B)를 절곡할 때 사용하는 제1상부금형(511)이 위치되고 하부에는 10mm이하의 부스바(B)를 절곡할 때 사용하는 제2상부금형(512)이 위치된다.

이때 상기 제1상부금형(511)중 절곡 시 부스바(B)와 맞닿는 부분(a)의 곡면 반지름은 약 18mm로 형성되고, 제2상부금형(512) 중 부스바(B)와 맞닿는 부분(b)의 곡면 반지름은 5mm로 형성된다.

이러한 제1상부금형(511)은 두께가 10mm이상의 부스바를 절곡할 때 사용되는 것이고, 제2상부금형(512)는 10mm이하의 부스바 절곡 시 사용되는 것인데,

이렇게 부스바(B)의 두께에 따라 상부금형을 구분한 이유는,

일반적으로 10mm이하의 부스바(B)를 절곡할 때 상부금형 중 부스바(B)와 맞닿는 부분(a)의 곡면 반지름은 제2상부금형(512)와 같이 약 5mm정도가 적당하다. 따라서 부스바(B)의 절곡부위 내부 곡면은 5mm의 반지름을 갖게 된다.

그러나 이렇게 곡면 반지름이 5mm인 상부금형을 이용하여 비교적 두꺼운 10mm이상의 부스바를 절곡할 경우 부스바의 강도 대비 응력집중면적이 상대적으로 좁기 때문에 지나친 응력집중에 의해 적곡 부위에 균열이 발생된다.

따라서 곡면반지름이 큰 제1상부금형(511)을 이용하게 되면 가압 시 부스바와의 접촉면적이 넓어져 부스바에 가해지는 응력이 상대적으로 넓게 분포되기 때문에 상기와 같은 균열현상이 일어나지 않기 때문이다.

그리고 이러한 1단절곡용 상부금형(510)외에 3단절곡용 상부금형(512)은 설치대(320)의 설치홈(322)에 탈부착 가능하도록 설치된다. 따라서 1단절곡을 할 때에는 3단절곡 상부금형(512)는 설치대(320)로부터 분리시킨 상태가 된다.

또한 이러한 상부금형(500)과 더불어 작업대본체(100) 중 해당 상부금형(510)의 아래쪽에는 사용하고자 할 상부금형(510)과 대응되는 형상을 갖는 하부금형(600)이 설치된다.

이와 같이 작업대본체(100)와 구동수단(200), 가압부(300), 상·하부금형(500)(600)를 포함하여 구성된 벤딩장치는 본 고안의 핵심구성인 절곡각도 측정수단(700)이 더 구비되는데,

상기 절곡각도 측정수단(700)은 부스바(B)의 벤딩과정에서 부스바의 절곡각 도 변화를 수치상으로 직접 확인할 수 있도록 하기 위한 것으로, 각도표시판(710)과 결합편(720)으로 구성된다.

상기 각도표시판(710)은 일정두께를 갖는 판재형태로 외각형상은 설치 시 하부금형(600)이나 작업대본체(100)에 걸리지 않도록 제작되며 양 표면상에는 각도가 치수별로 표시되어 있다.

이때 표시된 각도는 최대 45°까지만 표시되는데, 그 이유는 일반적으로 1단절곡 시 부스바(B)를 정상적으로 가압하면 절곡부위를 기준으로 부스바 양쪽이 각각 45°씩 기울어져 결국 90°의 최대 절곡각도를 갖게 된다.

따라서 각도표시판(710)에 표시된 각도는 절곡부위를 기준으로 한쪽 부스바의 각도만 측정하는 것이므로 한쪽 부스바가 45°까지 기울어질 경우 다른쪽도 함께 45°기울어져, 결국 총 90°의 절곡각도가 형성되는 것을 의미하기 때문이다.

물론 1단절곡 시 최대 절곡각도를 70이나 80°까지 되도록 상부금형과 하부금형을 제작한다면 각도표시판(710)의 표시각도 또한 45°이상 까지 표시 할 수도 있다.

상기와 같은 각도표시판(710)의 후면에는 설치대(320)와의 결합을 위한 결합편(720)이 구비되는데, 이때 [도 3]의 확대도와 같이 결합편(720)에는 설치대(320)의 설치홈(322)에 삽입되는 돌출편(722)이 상하 간격을 두고 구비된다.

이때 각 돌출편(722)간의 간격은 설치홈(322)의 상하폭과 동일하게 하여 삽입과 분리가 용이하도록 하고, 더불어 각 돌출편(722) 사이 공간에는 별도의 자석(M)이 설치되어 금속재인 설치대(320)와 각도표시판(710)과의 견고한 결합이 이 루어질 수 있도록 한다.

물론 상기 자석(M)은 선택사항일 뿐, 자석(M)외에 볼트결합과 같은 기타 다른 변형구조를 통해 얼마든지 견고한 결합을 구현할 수 있다.

이와 같이 돌출편(722)이 설치대(320)의 설치홈(322)에 삽입되고 자석(M)에 의해 결합력이 어느 정도 보장되기 때문에 절곡각도 측정수단(700)은 설치홈(322)을 따라 좌우 이동이 가능하게 된다.

또한 이렇게 설치된 절곡각도 측정수단(700)은 각도표시판(710)에 표시된 0°가 제2상부금형()의 최 하단부와 동일선상에 위치될 수 있도록 하여 상부금형이 부스바 표면에 닿았을 때 두께에 상관없이 항시 부스바의 상부면이 0°에 위치되도록 한다. 이에 따른 작용 시 발생되는 효과는 후술하는 작용설명부분에서 설명하도록 한다.

이렇게 도면에서는 상기 절곡각도 측정수단(700)이 설치대(320)에 결합되는 것으로만 도시되었지만 설치위치는 이에 한정되는 것이 아니라 이동판(310)에도 설치홈을 형성시켜 설치할 수도 있다.

이하에서는 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 고안의 작용 및 그로 인한 효과를 설명하도록 한다.

먼저 두께가 10mm이하의 부스바를 1단절곡하는 과정을 설명한다.

이를 위해 설치대(320)를 회전시켜 제2상부금형(512)이 아래에 위치되도록 하고 이에 대응되는 하부금형을 작업대본체(100) 상에 설치시킨 후 하부금형 상에 가공할 부스바(B)를 안착시킨다.

그리고 설치대(320) 전면에 형성된 제1설치홈(322a)에는 벤딩각도측정수단(700)을 결합시키고, 결합 상태에서 부스바(B)의 절곡각도 측정이 용이한 지점까지 설치홈(322)을 따라 이동시킨다.

이 상태에서 구동수단(200)을 구동시킴에 따라 [도 5]에 도시된 것처럼 이동판(310)을 비롯한 설치대(320), 상부금형(510), 절곡각도 측정수단(700)이 함께 아래로 하강하여 제2상부금형(512)의 최 하단 곡면부(a)가 부스바(B) 상면을 가압한다.

이때 앞에서 설명한 것처럼 절곡각도 측정수단에 표시된 0°가 제2상부금형(512)최 하단부와 일치되어 있는 상태이기 때문에 제2상부금형(512)이 부스바와 맞닿는 순간 부스바(B) 상부면은 절곡각도 측정수단의 0°라인과 일치된다.

이 상태에서 제2상부금형(512)이 계속 하강함에 따라 부스바(B)의 가압지점이 하부금형(600)내로 함몰됨과 동시에 함몰부위를 중심으로 양측이 상측으로 젖혀지게 된다.

이때 작업자는 부스바(B)가 젖혀지는 과정에서 절곡각도 측정수단(700)을 통해 부스바(B)의 수치상 각도변화를 확인할 수 있게 되는데, 앞에서 설명한 것처럼 절곡되기 직전 부스바(B)가 절곡각도 측정수단(700)의 0°에 위치된 상태서 절곡이 시작되기 때문에 절곡과정에서 부스바(B)의 정확한 각도변화를 측정할 수 있게 되는 것이다.

이렇게 부스바(B)의 한쪽이 원하는 각도에 위치될 경우 부스바(B)의 가압을 정지시키게 되면 최초 원하던 부스바(B) 전체 절곡각도를 얻게 된다.

예를 들어 절곡부위를 기준으로 부스바(B) 양쪽간의 각도가 110°가 되도록 절곡하고자 할 경우에는 벤딩과정에서 부스바가 각도조절판(710) 상의 35° 지점에 일치될 때 가압을 정지시키면 부스바(B)의 다른쪽도 35°만큼 젖혀져 있는 상태가 되므로 총 110°의 절곡각도를 얻을 수 있게 된다.

이와 같이 절곡각도 측정수단(700)을 통해 벤딩과정에서 부스바(B)의 각도변화과정을 수치상으로 직접 확인할 수 있기 때문에 원하는 각도로의 절곡이 한번에 가능하게 되므로, 1차가공 후 별도의 수정가공이 반복되던 종래 벤딩방식과는 달리 한번의 가공만으로 원하는 절곡각도로 정확한 가공이 가능할 수 있는 것이 본 고안의 특징이다.

따라서 가공작업 시간이 종래에 비해 현저하게 단축될 뿐만 아니라 가공불량율도 더불어 낮출 수 있는 효과가 발생된다.

상기와 같은 과정을 통해 10mm이하 두께의 부스바 가공이 완료된 후 10mm이상의 부스바를 가공하고자 할 경우에는, [도 6]과 같이 설치대(320)으로부터 절곡각도 측정수단(700)을 분리시킨 후, 설치대를 180°회전시켜 제1상부금형(511)이 설치대 하단에 위치되도록 한다.

따라서 설치대(320)후면에 형성되어 있던 제2설치홈(322b)가 설치대 전면에 위치되고, 이러한 제2설치홈(322b)에 절곡각도 측정수단(700)을 다시 설치한 후, 앞에서 설명한 것과 동일한 과정을 통해 원하는 각도로 부스바를 절곡시킨다.

이때에도 상기 절곡각도 측정수단(700)에 표시된 0°와 제1상부금형(511)의 최하단부(a)가 일치되도록 설치되기 때문에 제1상부금형(511)이 부스바와 맞닿게됨과 동시에 부스바의 상면은 0°위치와 일치된다.

따라서 앞의 10mm이하 부스바를 가공할 때나 10mm이상의 부스바를 가공할 때 모두 절곡 직전 부스바의 상면이 0°상에 위치되므로 부스바의 두께에 상관없이 정확한 각도측정이 가능하게 된다.

이렇게 1단절곡 외에 3단절곡을 실시하고자 할 경우에는 [도 7]과 같이 설치대(320)에서 절곡각도 측정수단(700)을 분리시키고 3단절곡용 상부금형(520)을 설치대 전면에 위치한 설치홈(322)에 결합시킨 후 회동축(330)을 중심으로 설치대(320)를 회전시켜 3단절곡용 상부금형(520)이 설치대(320) 하부에 위치되도록 한다.

그리고 상기 상부금형(520)에 대응되는 하부금형을 교체설치한 뒤 앞에서 설명한 것과 같은 과정을 통해 부스바(B)를 절곡시킨다.

물론 이때에는 별도의 각도 설정이 필요없으므로 절곡각도 측정수단(700)은 설치되지 않는다.

이상 앞에서 설명한 본 고안 부스바 벤딩장치의 특징은 당업자에 의하여 다양하게 변형되고 조합되어 실시될 수 있지만, 이러한 변형 및 조합들이 부스바의 절곡각도 변화과정을 수치상으로 확인 가능할 수 있는 구조를 더 부가함으로써 부스바의 가공시간을 단축함과 동시에 불량발생율을 낮출 수 있도록 한 구성 및 목적과 관련이 있을 경우에는 본 고안의 보호범위에 속하는 것으로 판단하여야 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 부스바 벤딩장치는,절곡각도 측정수단을 통해 벤딩과정에서 부스바의 절곡각도 변화과정을 치수상으로 확인 할 수 있으므로, 일일이 눈대중으로 각도를 설정하는 기존 기술과는 달리 정확한 가공이 가능할 뿐만 아니라 별도의 수정가공없이 한번의 가공만으로 가능하여 작업속도가 현저하게 향상되는 장점이 있다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 구동수단이 구비된 작업대 본체와,

   상기 작업대 본체에 설치되어 구동수단에 의해 상하 이동되는 가압부와,

   상기 가압부에 설치되는 상부금형 및 상기 본체 상에 설치되고 부스바가 안착되는 하부금형을 포함하는 부스바 벤딩장치에 있어서,

   상기 가압부에 각도치수가 표시되어 있는 각도표시판 및 상기 각도표시판과 가압부를 연결하는 결합편으로 이루어진 부스바 절곡각도 측정수단이 더 구비된 것을 특징으로 하는 부스바 벤딩장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 가압부상에는 상부금형의 탈부착을 위한 설치홈이 형성되고,

   상기 절곡각도 측정수단의 연결편이 상기 설치홈에 탈부착 가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 부스바 벤딩장치.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 절곡각도 측정수단의 연결편 상에는 자석이 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 부스바 벤딩장치.
5. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 절곡각도 측정수단 중 각도조절판 상에 표시된 각도 중 0°지점이 상부금형의 최하단부와 동일선상에 위치되는 것을 특징으로 하는 부스바 벤딩장치.

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