KR20130139021A - 냉장고용 도어, 도어의 제조방법, 금속 용기 및 그의 제조방법, 금속 판재의 가공방법, 금속 판재의 가공 장치 - Google Patents

Abstract

본 명세서는 냉장고용 도어에 관한 것이다. 일 측면에 따른 냉장고용 도어는, 금속 판재를 가압 변형함으로써 제작되며, 제1면과, 상기 제1면에서 연장되는 제2면 내지 제5면과, 상기 제2면 내지 제5면에서 연장되는 다수의 플랜지를 포함하고, 상기 금속 판재의 가압 변형 시 상기 제1면 내지 제5면은 일체로 가공되는 아웃 도어; 상기 아웃 도어의 다수의 플랜지에 외주면이 결합되는 도어 라이너; 및 상기 도어 라이너와 상기 아웃 도어 사이에 의해서 형성되는 공간에 내재되는 단열재를 포함한다.

Description

냉장고용 도어, 도어의 제조방법, 금속 용기 및 그의 제조방법, 금속 판재의 가공방법, 금속 판재의 가공 장치{Door for a refrigerator and method for manufacturing a door, metal container and method for manufacturing the same, method for processing a metal sheet, and apparatus for processing a metal sheet}

본 발명은 냉장고용 도어, 도어의 제조방법, 금속 용기 및 그의 제조방법, 금속 판재의 가공방법, 및 금속 판재의 가공 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 금속 판재를 프레스 금형을 이용하여 가압하여 가공할 수 있다. 그러나, 금속 판재를 일 예로 네 개의 모서리를 가지도록 가공하고자 하는 경우, 프레스 금형의 네 코너의 반경이 작은 경우 금속 판재의 가공 과정에서 금속 판재가 찢어지는 문제가 있다.

한편, 종래의 금속 판재를 이용하여 일 예로 냉장고용 도어를 제조하는 경우, 금속 판재의 네 코너를 모따기 한 후에 네 부분을 수직하게 절곡하여 측면부를 형성한다. 그 다음, 네 측면부를 용접하여 네 측면부를 연결하게 된다. 그리고, 다시 네 측면부의 경계부를 모따기 한 후에 네 측면부의 일부를 내측으로 접어 플랜지부를 형성함으로서 아웃 도어가 제조된다. 이러한 종래의 가공 방법에 의하면, 냉장고용 도어의 네 측면부가 용접에 의해서 결합되기 때문에, 용접이 되지 않은 부분이 있는 경우 발포제가 누설되는 문제가 있다. 또한, 작업자가 네 측면부를 용접하여야 하므로, 도어 제조 시 많은 시간이 소요되는 문제가 발생하게 된다.

또한, 위와 같이 제조된 아웃 도어에 발포제를 주입하게 된다. 종래의 제조방법의 경우, 아웃 도어의 네 측면부가 용접 결합되기 때문에, 발포제의 주입 후 발포제가 팽창되는 과정에서 아웃 도어의 변형이 발생될 수 있다. 따라서, 상기 아웃 도어의 전체면이 발포 지그에 안착되도록 하여 발포 지그에 의해서 아웃 도어의 변형이 방지되도록 한다.

그런데, 종래의 경우, 아웃 도어의 전체면을 발포지그에 안착시킨 상태에서 발포제를 주입하므로, 발포지그에 오물이 존재하는 경우, 아웃 도어에 오물과 대응되는 형상이 형성됨에 따라, 아웃 도어의 외관이 손상되는 문제가 있다.

종래의 냉장고용 도어를 제조하는 다른 예로서, 아웃 도어를 전면과 마주보는 두 측면을 일체로 형성한 후에 상측면 및 하측면을 형성하기 위하여 별도의 데코 부재를 상기 아웃 도어에 결합시킨다. 그리고, 아웃 도어에 발포제를 주입하게 된다. 그런데, 이와 같은 도어의 제조방법에 의하면, 상기 아웃 도어에 주입된 발포제가 팽창하는 과정에서 발포 압력에 의해서 데코 부재와 아웃 도어의 사이에 틈새가 발생하여 발포제가 누설되거나 미감이 저하되는 문제가 발생하게 된다.

본 발명의 목적은, 코너부의 반경이 작으면서 작업 공정 및 시간이 줄어드는 냉장고용 도어 및 그의 제조방법, 금속 판재의 가공방법, 금속 용기 및 그의 제조방법을 제공하는 것에 있다.

일 측면에 따른 냉장고용 도어는, 금속 판재를 가압 변형함으로써 제작되며, 제1면과, 상기 제1면에서 연장되는 제2면 내지 제5면과, 상기 제2면 내지 제5면에서 연장되는 다수의 플랜지를 포함하고, 상기 금속 판재의 가압 변형 시 상기 제1면 내지 제5면은 일체로 가공되는 아웃 도어; 상기 아웃 도어의 다수의 플랜지에 외주면이 결합되는 도어 라이너; 및 상기 도어 라이너와 상기 아웃 도어 사이에 의해서 형성되는 공간에 내재되는 단열재를 포함한다.

상기 제1면은 전면이고, 상기 제2면 및 상기 제2면과 마주보는 제3면은 측면이고, 상기 제4면은 하면이며, 상기 제4면과 마주보는 제5면은 상면일 수 있다.

상기 아웃 도어는 상기 금속 판재를 하이드로 포밍 공법으로 가공함에 따라 형성될 수 있다.

상기 제2면 내지 제5면은, 상기 아웃 도어를 가공하기 위한 금형 틀에 구비된 액체에 의해서 가압 변형될 수 있다.

상기 금속 판재가 1차적으로 프레스 가공된 후에, 2차적으로 프레스 가공됨에 따라, 상기 제1면 내지 제5면이 완성될 수 있다.

상기 다수의 플랜지 각각은, 상기 제2면 내지 제4면으로부터 상기 아웃 도어의 내측 방향으로 절곡될 수 있다.

상기 다수의 플랜지는 4개이며, 4개의 플랜지 각각이 상기 제2면 내지 제4면에서 연장될 수 있다.

상기 다수의 플랜지 중에서 인접하는 두 플랜지 사이에는 발포제의 누설을 방지하기 위한 패킹이 구비될 수 있다.

상기 도어 라이너의 테두리부에는 실링을 위한 가스켓이 구비될 수 있다.

다른 측면에 따른 도어의 제조방법은, 금속 판재를 가압 변형하여, 전면과 양측면, 상면 및 하면이 일체로 형성되는 아웃 도어를 제조하는 단계; 상기 아웃 도어의 제조 시 필요한 금형 고정부를 제거하는 단계; 상기 아웃 도어의 가장 자리를 절곡하여 플랜지를 형성하는 단계; 및 상기 아웃 도어에 의해서 형성되는 공간에 발포제를 주입하는 단계를 포함한다.

상기 발포제를 주입한 후에 상기 아웃 도어에 도어 라이너를 결합시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 도어 라이너에 냉기 누설 방지용 가스켓을 결합시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 발포제 주입 전에, 상기 다수의 플랜지 중 인접하는 두 플랜지 사이 공간에 발포제 누설 방지를 위한 패킹을 설치하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 발포제를 주입하기 전에 도어 라이너가 상기 아웃 도어에 결합되고, 상기 도어 라이너의 홀을 통하여 상기 발포제가 상기 아웃 도어와 상기 도어 라이너 사이에 형성되는 공간으로 주입될 수 있다.

상기 플랜지를 형성하는 단계는, 상기 아웃 도어의 양측면, 상면 및 하면의 경계부 일측을 모따기 하는 단계와, 각 면의 일부를 내측으로 절곡시키는 단계를 포함할 수 있다.

하이드로 포밍 공법에 의해서 상기 금속 판재가 가압 변형될 수 있다.

다른 측면에 따른 금속 용기는, 금속 판재를 금형 가압함으로써 형성되는 바닥부와, 상기 금형 가압과 동시에 액체 가압에 의해서 상기 금속 판재의 일부가 절곡 변형됨에 따라 형성되는 둘레부를 포함할 수 있다.

상기 둘레부는, 상기 바닥부에서 절곡되어 연장되는 다수의 면을 포함할 수 있다.

상기 바닥부는 제1면이고, 상기 둘레부는, 상기 제1면과 일체로 형성되며, 상기 바닥부에서 절곡된 제2면 내지 제4면을 포함할 수 있다.

다른 측면에 따른 금속 용기의 제조방법은, 프레스 금형이 인입 또는 인출되도록, 금형 틀 상에 액체가 수용되는 공간과, 금속 판재가 접촉할 수 있는 카운터 금형을 구성하고, 상기 금형 틀에 상기 금속 판재를 대응시켜, 프레스 금형으로 상기 금속 판재를 가압하여, 상기 액체와 상기 프레스 금형 및 상기 카운터 금형이 동시에 금속 판재를 소성 변형시킴을 특징으로 한다.

다른 측면에 따른 금속 판재의 가공 방법은, 액체가 충전될 수 있는 공간을 가진 금형 틀에 금속 판재를 배치시키는 단계; 프레스 금형과 카운터 금형이 상기 금속 판재를 변형하기 위하여 이동 완료되기 전에 상기 공간으로 액체를 주입하는 단계; 및 상기 프레스 금형, 상기 카운터 금형 및 상기 액체의 가압에 의해서 상기 금속 판재가 소성 변형되는 단계를 포함한다.

상기 카운터 금형과 상기 금속 판재가 접촉하는 면적 보다 상기 액체와 상기 금속 판재가 접촉하는 면적이 작을 수 있다.

상기 금속 판재의 소성 변형 시 상기 금속 판재는 절곡되고, 상기 액체는 상기 금속 판재의 절곡 부위에서 상기 금속 판재로 압력을 가할 수 있다.

상기 액체는, 상기 카운터 금형에 구비되는 오링의 외측 영역에서 상기 금속 판재로 압력을 가할 수 있다.

소성 변형된 금속 판재를 상기 프레스 금형과 다른 형태의 프레스 금형을 이용하여 상기 금속 판재를 재차 소성 변형시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

1차적인 프레스 금형의 코너부의 반경 보다, 상기 다른 형태의 프레스 금형의 코너부의 반경이 작을 수 있다.

상기 소성 변형되는 단계 후에, 상기 프레스 금형을 상기 금형 틀에서 분리시키는 단계를 더 포함하고, 상기 프레스 금형이 상기 금형 틀에서 분리되는 과정에서 상기 프레스 금형과 상기 금속 판재 사이로 공기가 공급될 수 있다.

다른 측면에 따른 금속 판재의 가공 장치는, 액체가 충전될 수 있는 공간을 가지는 금형 틀; 상기 금형 틀에 놓이는 금속 판재를 가압하기 위한 프레스 금형; 및 상기 금속 판재의 반대편에서 상기 금속 판재를 가압하기 위한 카운터 금형을 포함하고, 상기 프레스 금형에는 상기 금속 판재와 상기 프레스 금형 사이로 공기를 공급하기 위한 하나 이상의 공기 유로가 형성될 수 있다.

상기 카운터 금형과 상기 프레스 금형이 상기 금속 판재와 동시에 접촉한 상태에서 상기 카운터 금형과 상기 프레스 금형이 움직여 상기 금속 판재를 변형시킬 수 있다.

상기 액체를 공급하며, 상기 공간 내에 액체의 압력을 조절하기 위한 액압조절유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 카운터 금형은 상기 액체가 상기 금속 판재와 카운터 금형 사이로 유입되는 것을 차단하기 위한 오링을 포함할 수 있다.

상기 액체는 상기 금속 판재의 코너부에서 상기 금속 판재로 압력을 가할 수 있다.

제안되는 발명에 의하면, 금속 판재를 가압변형함으로써, 아웃 도어가 제1면과, 제2면 내지 제5면이 일체로 형성됨에 따라서, 아웃 도어에 둘레부를 형성하기 위한 별도의 데코 부재를 조립하고 실링하는 작업이 불필요하고, 둘레부를 형성하는 면과 면이 일체로 형성되기 때문에 아웃 도어의 비틀림 강도가 향상되어, 아웃 도어에 발포제를 주입하여 팽창시키는 과정에서 아웃 도어의 변형이 방지되고, 강도를 향상시키기 위한 추가적인 보강재가 불필요한 장점이 있다.

뿐만 아니라, 별도의 데코 부재가 아웃 도어에 결합되지 않기 때문에, 면과 면 사이에 틈새가 발생하는 것이 방지될 수 있다.

또한, 금속 판재를 하이드로 포밍 공법으로 가공함에 따라, 많은 개수의 금형이 불필요하고 프레스 금형의 크기가 작아도 되므로, 시설 투자 비용이 줄어들 수 있고, 특히 도어와 같이 넓은 면을 가공하는 경우에 코너 부분이 얇아져 찢어지거나 변형되는 문제가 방지될 수 있다.

또한, 금속 판재의 변형 시, 금형 가압과 동시에 액체 가압에 의해서 상기 금속 판재의 일부가 절곡 변형됨에 따라 둘레부가 형성되도록 함으로써, 금속 판재에서 변형 부분에 대해만 액압에 작용함에 따라서, 금형 가압력이 작아도되고, 금형의 크기가 작아도 되므로, 금형 시설비를 절감할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 판재를 가공하기 위한 가공 장치를 보여주는 도면.
도 2는 제1프레스 금형에 의해서 금속 판재가 가압된 상태에서의 가공 장치를 보여주는 도면.
도 3 내지 도 5는 제2프레스 금형과 액체에 의해서 금속 판재가 성형되는 모습을 보여주는 도면.
도 6 및 도 7는 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 판재의 가공방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 금속 판재의 가공 방법을 설명하는 도면.
도 9는 하나의 프레스 금형을 이용할 때의 가공품과 다수의 프레스 금형을 이용할 때의 가공품을 비교하기 위한 도면.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가공품을 이용하여 냉장고용 도어를 구성하는 아웃 도어를 형성하는 과정을 보여주는 도면.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉장고용 도어의 제조방법을 설명하는 흐름도.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉장고용 도어의 분해 사시도.
도 13 및 도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 프레스 금형을 보여주는 도면.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

그리고, 본 명세서에서, 금속 판재가 가공 장치에 의해서 변경된 것을 가공품이라고 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 판재를 가공하기 위한 가공 장치를 보여주는 도면이고, 도 2는 제1프레스 금형에 의해서 금속 판재가 가압된 상태에서의 가공 장치를 보여주는 도면이며, 도 3 내지 도 5는 제2프레스 금형과 액체에 의해서 금속 판재가 성형되는 모습을 보여주는 도면이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가공 장치(1)는, 금속 판재(50)를 일정 형태로 가공하기 위한 금형 틀(10)을 포함할 수 있다. 상기 금형 틀(10)은 일정 형상을 가지는 공간(또는 홈)(102)을 포함한다. 상기 공간(102)의 형태는 가변될 수 있으며, 상기 공간(102)의 형태와 동일한 형태로 상기 금속 판재(50)가 가공될 수 있다.

상기 가공 장치(1)는 상기 금속 판재(50)를 가압하기 위한 제1프레스 금형(30)을 더 포함할 수 있다. 상기 제1프레스 금형(30)은 일 예로 상기 금속 판재(50)의 상방에서 하방으로 이동하면서 상기 금속 판재(30)를 하방으로 가압한다. 그리고, 상기 제1프레스 금형은 상기 공간(102)에 인입되고, 상기 공간(102)에서 인출될 수 있다.

상기 제1프레스 금형(30)은 공기가 유동하기 위한 하나 이상의 공기 유로(32)를 포함한다. 일 예로 상기 공기 유로(32)는 상기 제1프레스 금형(30)의 상하 방향으로 연장된다. 그리고, 상기 공기 유로(32)로 상의 공기는 상기 제1프레스 금형(30)이 상기 금속 판재(50)를 가압한 상태에서 상기 금속 판재(50)와 접촉할 수 있다.

상기 가공 장치(1)는 상기 금속 판재(50)를 가압하기 위한 카운터 금형(20)과, 상기 카운터 금형(20)을 상하 이동시키기 위한 구동부(22)를 더 포함할 수 있다. 상기 카운터 금형과 구동부에 대해서는 후술하기로 한다.

상기 금형 틀(10)은 상기 공간(102)으로 액체를 공급하기 위한 액압조절유닛(40)과 연결될 수 있다. 상기 금형 틀(10)에는 액체가 유동할 수 있는 액체 유로(103)가 형성된다. 상기 액압조절유닛(40)은 상기 공간(102)으로 액체를 공급할 수 있고, 상기 공간(102)으로 공급된 액체를 회수할 수 있다. 또한, 상기 액압조절유닛(40)은 상기 금속 판재(50)의 가공 과정에서 상기 금속 판재(50)로 가해지는 액압(액체 압력)을 조절할 수 있다.

상기 금형 틀(10)은 상기 금속 판재(50)를 고정하기 위한 홀더(106)를 더 포함할 수 있다. 상기 홀더(106)는 상기 금형 틀(10)에서 분리될 수 있다.

상기 홀더(106)는 상기 금속 판재(50)의 단부를 고정하기 위한 고정부(107)를 포함한다. 따라서, 상기 금속 판재(50)의 단부가 일정 위치에 고정된 상태에서 상기 금속 판재(50)가 가압 변형될 수 있다.

이하에서는 상기 가공 장치(1)를 이용한 상기 금속 판재(50)의 가공방법에 대해서 설명하기로 한다.

도 6 및 도 7는 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 판재의 가공방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 6에는 일 예로 하나의 프레스 금형을 이용하여 금속 판재를 가공하는 방법이 설명되고, 도 7에는 다수의 프레스 금형을 이용하여 금속 판재를 가공하는 방법이 설명된다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 먼저, 일정 크기의 금속 판재(50)를 제작한다(S11).

그 다음, 상기 금속 판재(50)를 상기 금형 틀(10)에 배치시킨다(S12)(도 1참조). 그리고, 상기 홀더(106)를 이용하여 상기 금속 판재(50)를 상기 금형 틀(10)에 고정시킨다.

그 다음, 제1프레스 금형(31)을 상기 금속 판재(50)를 향하여 이동시켜, 상기 금속 판재(50)를 가압한다(S13)(도 2참조). 그리고, 상기 제1프레스 금형(14)을 상승시킨다(S14). 본 실시 예에서 상기 제1프레스 금형을 이용하여 금속 판재(50)를 1차 가공하는 과정에서는 액체가 상기 금형 틀(10)로 주입되지 않는다.

상기 공기 유로(32) 상에는 공기가 존재하고 있기 때문에 상기 제1프레스 금형(30)이 상승하여 가공 완료된 금속 판재(50)와 이격되면, 상기 공기 유로(32) 상의 공기가 상기 제1프레스 금형(30)과 상기 금속 판재(50) 사이로 공급된다.

단계 S11 내지 S14에 의해서 금속 판재(50)가 1차 성형된다.

그 다음, 상기 제2프레스 금형(31)을 상기 금속 판재(50)를 향하여 이동시킨다(S15). 그리고, 상기 제2프레스 금형(31)을 1차 성형된 금속 판재(50)의 상면에 밀착시킨다. 또한, 상기 구동부(22)가 움직여 상기 카운터 금형(20)을 상기 금속 판재(50)의 바닥부(51)에 밀착시킨다(도 3참조).

그리고, 상기 제2프레스 금형(31)과 상기 카운터 금형(20)이 함께 하강하면서 상기 금속 판재(50)를 가압한다(도 4참조).

그리고, 상기 제2프레스 금형(31) 및 카운터 금형(20)이 하강하는 과정에서 상기 금형 틀(10)에 액체가 주입된다(S16). 즉, 상기 액압조절유닛(40)에서 배출된 액체가 상기 액체 유로(103)를 통하여 상기 공간(102)으로 충전된다.

그 다음, 상기 제2프레스 금형(31)과, 카운터 금형(20) 및 액체의 가압에 의해서 상기 금속 판재(50)를 변형시킨다(S17).

상기 금속 판재(50)의 상기 제2프레스 금형(31) 및 상기 카운터 금형(20)으로부터 동시에 가압된다(F1 참조). 이와 동시에, 상기 금속 판재(50)의 바닥부(51) 주변의 액체가 상기 금속 판재(50)를 가압하게 되어(F2 및 F3 참조), 상기 금속 판재(50)가 절곡 변형되고, 상기 금속 판재(50)에서 둘레부(52)(테두리부 또는 측면부라고도 할 수 있음)가 완성된다.

이 때, 액체가 상기 카운터 금형(20)과 상기 금속 판재(50) 사이로 유입되는 것을 방지하기 위하여, 상기 카운터 금형(20)에는 오링(21)이 구비된다. 상기 오링(21)은 폐 루프 형상으로 형성된다. 따라서, 상기 액체의 가압력은 상기 오링(21)의 외측 방향에서 상기 금속 판재(50)로 작용할 수 있다.

즉, 본 실시 예에 의하면, 상기 금속 판재(50)는 상기 카운터 금형(20)과 제2프레스 금형(30)의 가압에 의해서 바닥부(51)가 완성되고, 상기 제2프레스 금형(20)과 액체의 동시 가압에 의해서 바닥부(51) 이외의 부분이 절곡되어 둘레부(52)가 완성된다.

그 다음, 상기 금형 틀(10) 내의 액체를 제거한다(S6). 그리고, 상기 제2프레스 금형(31)을 상승시킨다(S18). 이 때, 상기 공기 유로(32) 상에는 공기가 존재하고 있기 때문에 상기 제2프레스 금형(31)이 상승하여 가공 완료된 금속 판재(50)와 이격되면, 상기 공기 유로(32) 상의 공기가 상기 제2프레스 금형(31)과 상기 금속 판재(50) 사이로 공급된다.

그리고, 최종적으로, 상기 금형 틀(10)에서 가공 완료된 가공품을 분리시킨다(S19).

즉, 본 명세서에서, 상기 금속 판재(50)는 하이드로 포밍 공법(Hydro forming)에 의해서 가공품으로 변형될 수 있다. 실질적으로는, 상기 금속 판재(50)는 부분적인 하이드로 포밍 공법(오링 외측 영역에서만 액압이 작용하기 때문임)에 의해서 가공품으로 변형될 수 있다.

여기서, 상기 카운터 금형(20)과 상기 금속 판재(50)의 접촉 면적은, 액체와 금속 판재의 접촉 면적 보다 크다.

본 실시 예에서, 상기 금형 틀(10) 내로 주입된 액체의 제거 시기는 제한이 없다. 예를 들어, 상기 제2프레스 금형(31)이 상승하는 중이거나, 상기 제2프레스 금형(31)의 상승 완료 후거나, 상기 금형 틀(10)에서 가공 완료된 가공품을 분리하는 중 또는 가공품을 분리 완료 한 후에 액체를 제거할 수 있다.

본 실시 예에 의하면, 상기 금속 판재(50)의 가공 과정에서, 액체의 가압력이 상기 금속 판재(50)의 바닥부(51) 전체에 작용하지 않고, 둘레부에만 또는 바닥부(51) 일부와 및 둘레부에 작용하기 때문에(오링의 외측 영역에 해당함), 상기 액체가 상기 금속 판재(50) 전체 면에 작용하는 경우에 비하여, 상기 금속 판재(50)의 상측에서 가압하는 제2프레스 금형(30)의 가압력이 작다. 따라서, 동일 크기의 금속 판재를 가공하기 위한 가공 장치의 크기가 줄어들 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 금속 판재(50)의 일부가 액체의 가압에 의해서 절곡되어 둘레부가 형성되므로, 인접하는 두 둘레부의 경계부의 반경이 최소화될 수 있다.

또한, 상기 금형 틀(10)에서 상기 제2프레스 금형(30)이 분리되는 과정에서, 상기 제2프레스 금형(30)의 공기 유로(32)를 통하여 공기가 상기 제2프레스 금형(30)과 상기 금속 판재(50) 사이로 공급되기 때문에, 가공 완료된 금속 판재의 형상이 그대로 유지될 수 있다.

만약, 상기 제2프레스 금형(30)에 공기 유로가 형성되지 않는 경우, 상기 제2프레스 금형(30)과 가공 완료된 금속 판재(50) 사이의 미세 공간이 진공 상태(또는 진공과 유사한 상태)가 되어, 가공 완료된 금속 판재(50)의 바닥부(51)의 일부가 상기 제2프레스 금형(30)을 따라 상승하게 되어 바닥부(51)가 변형되는 문제가 발생하게 된다.

또한, 상기 가공 장치(1)에 의해서, 금속 판재(50)가, 바닥부(51)와 네 개의 둘레부(또는 측면부)(52)로 가공되므로, 네 개의 측면부를 용접 가공하지 않아도 되는 장점이 있다.

다른 예로서, 도 7을 참조하면, 하나의 프레스 금형을 이용하여 금속 판재를 가공할 수 있다. 이 때, 가공품의 용도에 따라서 제1프레스 금형 또는 제2프레스 금형을 사용할 수 있다.

먼저, 일정 크기의 금속 판재(50)를 제작한다(S31). 그 다음, 상기 금속 판재(50)를 상기 금형 틀(10)에 배치시킨다(S32). 그리고, 상기 홀더(106)를 이용하여 상기 금속 판재(50)를 상기 금형 틀(10)에 고정시킨다. 그 다음, 상기 프레스 금형(30)(31)을 상기 금속 판재(50)를 향하여 이동시킨다(S33). 그리고, 카운터 금형(20)을 금속 판재(50)의 하측에 밀착시킨다.

그리고, 상기 프레스 금형(30)(31)과 카운터 금형(20)이 함께 하강하는 과정에서 상기 금형 틀(10)에 액체가 주입된다(S34).

그리고, 상기 금속 판재(50)는 상기 카운터 금형(20)과 프레스 금형(30)(31) 및 액체의 가압에 의해서 변형된다(S35).

그 다음, 상기 금형 틀(10) 내의 액체를 제거한다(S36). 그리고, 상기 프레스 금형(30)을 상승시킨다(S37). 이 때, 상기 공기 유로(32) 상에는 공기가 존재하고 있기 때문에 상기 프레스 금형(30)이 상승하여 가공 완료된 금속 판재(50)와 이격되면, 상기 공기 유로(32) 상의 공기가 상기 프레스 금형(30)과 상기 금속 판재(50) 사이로 공급된다.

그리고, 최종적으로, 상기 금형 틀(10)에서 가공 완료된 가공품을 분리시킨다(S38).

즉, 본 발명에 의하면, 가공품의 인접하는 두 둘레부의 경계부의 반경에 따라서, 도 6과 같이 다수의 프레스 금형을 이용하거나 도 7와 같이 하나의 프레스 금형을 이용할 수 있다. 다수의 프레스 금형을 이용하는 경우, 다수의 프레스 금형은 그 형태가 서로 다르다. 즉, 제2프레스 금형의 코너의 반경은 제1프레스 금형의 코너의 반경 보다 작을 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 금속 판재의 가공 방법을 설명하는 도면이다.

도 8은 다른 부분에 있어서는 도 5의 설명과 동일하고 다만, 금속 판재의 바닥면 전체를 액체가 가압하는 것이 있어서 차이가 있다. 따라서, 이하에서는 본 실시 예의 특징적인 부분에 대해서만 설명하기로 한다.

도 8을 참조하면, 카운터 금형(20)이 금속 판재(50)와 이격된 상태에서, 상기 제2프레스 금형(31)이 상기 금속 판재(50)를 가압한다. 상기 제2프레스 금형(31)의 하강이 완료된 상태에서도 상기 카운터 금형(20)은 상기 금속 판재(50)와 이격된 상태가 된다. 따라서, 액체는 상기 금속 판재(50)의 바닥부(51) 전체 면을 가압하게 된다.

본 실시 예에 의하면, 가공품의 코너 반경이 크거나 가공품의 크기가 작은 경우에는 카운터 금형을 사용하지 않고도 액압과 프레스 금형의 압력에 의해서 금속 판재를 가공할 수 있다.

도 9는 하나의 프레스 금형을 이용할 때의 가공품과 다수의 프레스 금형을 이용할 때의 가공품을 비교하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 하나의 프레스 금형을 이용하는 경우, 가공품(60)은 하나의 가공 완료부(63)를 포함하고, 다수의 프레스 금형을 이용하는 경우, 가공품(61)은 다수의 가공 완료부(63, 64)를 포함하게 된다.

이 때, 제1가공 완료부(63)의 형태는 상기 제1프레스 금형(30)에 의해서 완성되고, 상기 제2가공 완료부(64)는 상기 제2프레스 금형(31)에 의해서 완성될 수 있다. 상기 제2가공 완료부(64)의 인접하는 두 둘레부의 반경은 상기 제1가공 완료부(63)의 인접하는 두 둘레부의 반경 보다 작다. 이는 상기 제2프레스 금형(31)과 상기 제1프레스 금형(30)의 형태가 다르기 때문이다.

다음으로, 상기 가공 장치에 의해서 가공된 가공품을 이용하여 냉장고용 도어를 제조하는 방법에 대해서 설명하기로 한다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가공품을 이용하여 냉장고용 도어를 구성하는 아웃 도어를 형성하는 과정을 보여주는 도면이고, 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉장고용 도어의 제조방법을 설명하는 흐름도이며, 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉장고용 도어의 분해 사시도이다.

도 10 내지 도 12를 참조하면, 냉장고용 도어(80)를 제조하기 위하여, 먼저 아웃 도어(81)를 제조한다(S21). 위에서 설명한 가공품(60)이 아웃 도어(81)로 사용된다.

상기 가공 장치(1)에 의해서 가공 완료된 가공품(60)은, 제1면(71)과, 상기 제1면(71)에서 수직하게 연장되는 다수의 둘레부(72 내지 75)와, 상기 다수의 둘레부(72 내지 75)에서 연장되는 금형 고정부(76)를 포함한다. 상기 다수의 둘레부(72 내지 75)는 일 예로 네 개의 둘레부를 포함한다.

상기 네 개의 둘레부는 제2면 내지 제5면을 포함한다. 상기 제1면(71)과 상기 제2면 내지 제5면 및 상기 금형 고정부(76)는 일체로 형성된다. 그리고, 상기 제1면과 상기 제2면 내지 제5면에 의해서 발포제가 주입될 수 있는 공간이 형성된다.

상기 가공품(60)을 아웃 도어(81)로 사용하는 경우, 제1면(71)을 전면, 제2면(72) 및 상기 제2면(72)과 마주보는 제3면(73)을 측면, 제4면(74)을 하면, 제5면(75)을 상면이라 이름할 수 있다.

그 다음, 상기 아웃 도어(81)에서 상기 금형 고정부(76)를 제거한다(S22). 그 다음, 인접하는 두 둘레부의 경계부를 모따기 한다(S23). 즉, 상기 아웃 도어(81)에서 네 부분을 모따기 한다. 그리고, 네 개의 둘레부의 일부를 내측으로 절곡하여 플랜지(77)를 형성한다(S24). 즉, 상기 플랜지(77)는 상기 네 개의 둘레부에서 연장되는 것으로 설명될 수 있다.

물론, 본 명세서에서는 가공품을 가공하여 냉장고용 도어를 구성하는 아웃 도어로 적용할 수 있으나, 그 적용 대상에는 제한이 없다. 본 명세서에서 가공품을 이용한 대상물을 금속 용기라고도 할 수 있다. 또한, 상기 가공품(60)은 냉장고용 도어 뿐만 아니라 다른 제품의 도어로도 제조될 수 있다.

그 다음 상기 아웃 도어(81)를 발포 지그에 설치한다. 이 때, 상기 발포 지그는 상기 아웃 도어(81)의 움직임을 방지하기 위하여 상기 아웃 도어(81)의 최소한의 지점과 접촉할 수 있다. 예시적으로 상기 발포 지그는 상기 아웃 도어(81)의 하면 일부를 지지하기 위한 제1지지부와, 측면을 지지하기 위한 다수의 제2지지부를 포함할 수 있다.

본 실시 예에 의하면, 상기 아웃 도어(81)의 제1면과, 제2면 내지 제5면이 일체로 형성되기 때문에, 발포제가 주입되어 팽창되는 과정에서 상기 아웃 도어(81)의 변형이 발생하지 않게 된다. 따라서, 상기 발포 지그와 상기 아웃 도어(81)의 접촉 면적을 최소한으로 할 수 있고, 이에 따라, 상기 아웃 도어의 발포제가 팽창되는 과정에서도 상기 아웃 도어가 상기 발포 지그의 오물의 영향을 받는 것이 최소화될 수 있게 된다.

그 다음, 상기 아웃 도어(81)에 발포제를 주입한다(S25). 다만, 상기 아웃 도어(81)에 발포제를 주입하기 전에는, 상기 아웃 도어(81)의 인접하는 두 플랜지(77) 사이 공간에 주입된 발포제가 누설되는 것을 방지하기 위한 패킹(78)이 결합될 수 있다.

그리고, 주입된 발포제를 경화시키면, 최종적으로 냉장고용 도어가 완성된다(S26). 경화된 발포제는 상기 냉장고용 도어(80)의 단열재(83) 역할을 하며, 상기 아웃 도어(81)와 도어 라이너(82)에 의해서 형성된 공간에 내재된다.

이 때, 상기 발포제는 상기 아웃 도어(81)의 플랜지(77)에 도어 라이너(82)의 외주면이 결합되기 전에 주입되거나, 상기 도어 라이너(82)가 상기 플랜지(77)에 결합된 후에 상기 도어 라이너(82)에 형성된 홀을 통하여 상기 도어 라이너(82)와 상기 아웃 도어(81) 사이 공간으로 주입될 수 있다.

이 때, 상기 도어 라이너(82)에는 냉기의 누설을 방지하기 위한 가스켓(84)이 구비될 수 있다.

물론, 상기 아웃 도어(81)의 플랜지(77)에 도어 라이너(82)의 외주면이 결합되기 전에 발포제가 상기 아웃 도어로 주입되는 경우에는, 상기 발포제의 주입 후에 상기 아웃 도어(81)의 플랜지(77)에 상기 도어 라이너(82)의 외주면이 결합될 수 있다.

도 13 및 도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 프레스 금형을 보여주는 도면이다. 이하에서 설명되는 프레스 금형은 제1프레스 금형에 대해서 설명하나 이는 제2프레스 금형에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 13을 참조하면, 제1프레스 금형(30)은 상하 방향으로 연장되는 수직 유로(32)와, 수평 방향으로 연장되는 수평 유로(33)를 포함할 수 있다. 상기 수평 유로(33)의 출구는 상기 제1프레스 금형(30)의 측면에 위치할 수 있다.

공기는 상기 수직 유로(32), 수평 유로(33)를 순차적으로 유동하여, 상기 프레스 금형과 금속 판재 사이 공간으로 공급될 수 있다.

도 14를 참조하면, 제1프레스 금형(30)은 상하 방향으로 연장되는 수직 유로(32)와, 수평 방향으로 연장되는 수평 유로(33)와, 상기 수평 유로(33)의 단부에서 상기 제1프레스 금형(30)의 하측 코너로 연장되는 단부 유로(34)를 포함할 수 있다.

80: 냉장고용 도어 81: 아웃 도어
82: 도어 라이너 83: 단열재

Claims (32)

1. 금속 판재를 가압 변형함으로써 제작되며, 제1면과, 상기 제1면에서 연장되는 제2면 내지 제5면과, 상기 제2면 내지 제5면에서 연장되는 다수의 플랜지를 포함하고, 상기 금속 판재의 가압 변형 시 상기 제1면 내지 제5면은 일체로 가공되는 아웃 도어;
   상기 아웃 도어의 다수의 플랜지에 외주면이 결합되는 도어 라이너; 및
   상기 도어 라이너와 상기 아웃 도어 사이에 의해서 형성되는 공간에 내재되는 단열재를 포함하는 냉장고용 도어.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1면은 전면이고, 상기 제2면 및 상기 제2면과 마주보는 제3면은 측면이고, 상기 제4면은 하면이며, 상기 제4면과 마주보는 제5면은 상면인 냉장고용 도어.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 아웃 도어는 상기 금속 판재를 하이드로 포밍 공법으로 가공함에 따라 형성되는 냉장고용 도어.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2면 내지 제5면은, 상기 아웃 도어를 가공하기 위한 금형 틀에 구비된 액체에 의해서 가압 변형되는 냉장고용 도어.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 금속 판재가 1차적으로 프레스 가공된 후에, 2차적으로 프레스 가공됨에 따라, 상기 제1면 내지 제5면이 완성되는 냉장고용 도어.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 다수의 플랜지 각각은, 상기 제2면 내지 제4면으로부터 상기 아웃 도어의 내측 방향으로 절곡되는 냉장고용 도어.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 다수의 플랜지는 4개이며, 4개의 플랜지 각각이 상기 제2면 내지 제4면에서 연장되는 냉장고용 도어.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 다수의 플랜지 중에서 인접하는 두 플랜지 사이에는 발포제의 누설을 방지하기 위한 패킹이 구비되는 냉장고용 도어.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 도어 라이너의 테두리부에는 실링을 위한 가스켓이 구비되는 냉장고용 도어.
10. 금속 판재를 가압 변형하여, 전면과 양측면, 상면 및 하면이 일체로 형성되는 아웃 도어를 제조하는 단계;
    상기 아웃 도어의 제조 시 필요한 금형 고정부를 제거하는 단계;
    상기 아웃 도어의 가장 자리를 절곡하여 플랜지를 형성하는 단계; 및
    상기 아웃 도어에 의해서 형성되는 공간에 발포제를 주입하는 단계를 포함하는 도어의 제조방법.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 발포제를 주입한 후에 상기 아웃 도어에 도어 라이너를 결합시키는 단계를 더 포함하는 도어의 제조방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 도어 라이너에 냉기 누설 방지용 가스켓을 결합시키는 단계를 더 포함하는 도어의 제조방법.
13. 제 10 항에 있어서,
    상기 발포제 주입 전에, 상기 다수의 플랜지 중 인접하는 두 플랜지 사이 공간에 발포제 누설 방지를 위한 패킹을 설치하는 단계를 더 포함하는 도어의 제조방법.
14. 제 10 항에 있어서,
    상기 발포제를 주입하기 전에 도어 라이너가 상기 아웃 도어에 결합되고, 상기 도어 라이너의 홀을 통하여 상기 발포제가 상기 아웃 도어와 상기 도어 라이너 사이에 형성되는 공간으로 주입되는 도어의 제조방법.
15. 제 10 항에 있어서,
    상기 플랜지를 형성하는 단계는, 상기 아웃 도어의 양측면, 상면 및 하면의 경계부 일측을 모따기 하는 단계와,
    각 면의 일부를 내측으로 절곡시키는 단계를 포함하는 도어의 제조방법.
16. 제 10 항에 있어서,
    하이드로 포밍 공법에 의해서 상기 금속 판재가 가압 변형되는 도어의 제조방법.
17. 금속 판재를 금형 가압함으로써 형성되는 바닥부와,
    상기 금형 가압과 동시에 액체 가압에 의해서 상기 금속 판재의 일부가 절곡 변형됨에 따라 형성되는 둘레부를 포함하는 금속 용기.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 둘레부는, 상기 바닥부에서 절곡되어 연장되는 다수의 면을 포함하는 금속 용기.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 바닥부는 제1면이고,
    상기 둘레부는, 상기 제1면과 일체로 형성되며, 상기 바닥부에서 절곡된 제2면 내지 제4면을 포함하는 금속 용기.
20. 프레스 금형이 인입 또는 인출되도록, 금형 틀 상에 액체가 수용되는 공간과, 금속 판재가 접촉할 수 있는 카운터 금형을 구성하고,
    상기 금형 틀에 상기 금속 판재를 대응시켜, 프레스 금형으로 상기 금속 판재를 가압하여, 상기 액체와 상기 프레스 금형 및 상기 카운터 금형이 동시에 금속 판재를 소성 변형시킴을 특징으로 하는 금속 용기의 제조방법.
21. 액체가 충전될 수 있는 공간을 가진 금형 틀에 금속 판재를 배치시키는 단계;
    프레스 금형과 카운터 금형이 상기 금속 판재를 변형하기 위하여 이동 완료되기 전에 상기 공간으로 액체를 주입하는 단계; 및
    상기 프레스 금형, 상기 카운터 금형 및 상기 액체의 가압에 의해서 상기 금속 판재가 소성 변형되는 단계를 포함하는 금속 판재의 가공 방법.
22. 제 21 항에 있어서,
    상기 카운터 금형과 상기 금속 판재가 접촉하는 면적 보다 상기 액체와 상기 금속 판재가 접촉하는 면적이 작은 금속 판재의 가공 방법.
23. 제 21 항에 있어서,
    상기 금속 판재의 소성 변형 시 상기 금속 판재는 절곡되고,
    상기 액체는 상기 금속 판재의 절곡 부위에서 상기 금속 판재로 압력을 가하는 금속 판재의 가공 방법.
24. 제 21 항에 있어서,
    상기 액체는, 상기 카운터 금형에 구비되는 오링의 외측 영역에서 상기 금속 판재로 압력을 가하는 금속 판재의 가공 방법.
25. 제 21 항에 있어서,
    소성 변형된 금속 판재를 상기 프레스 금형과 다른 형태의 프레스 금형을 이용하여 상기 금속 판재를 재차 소성 변형시키는 단계를 더 포함하는 금속 판재의 가공 방법.
26. 제 25 항에 있어서,
    1차적인 프레스 금형의 코너부의 반경 보다, 상기 다른 형태의 프레스 금형의 코너부의 반경이 작은 금속 판재의 가공 방법.
27. 제 21 항에 있어서,
    상기 소성 변형되는 단계 후에, 상기 프레스 금형을 상기 금형 틀에서 분리시키는 단계를 더 포함하고,
    상기 프레스 금형이 상기 금형 틀에서 분리되는 과정에서 상기 프레스 금형과 상기 금속 판재 사이로 공기가 공급되는 금속 판재의 가공 방법.
28. 액체가 충전될 수 있는 공간을 가지는 금형 틀;
    상기 금형 틀에 놓이는 금속 판재를 가압하기 위한 프레스 금형; 및
    상기 금속 판재의 반대편에서 상기 금속 판재를 가압하기 위한 카운터 금형을 포함하고,
    상기 프레스 금형에는 상기 금속 판재와 상기 프레스 금형 사이로 공기를 공급하기 위한 하나 이상의 공기 유로가 형성되는 금속 판재의 가공 장치.
29. 제 28 항에 있어서,
    상기 카운터 금형과 상기 프레스 금형이 상기 금속 판재와 동시에 접촉한 상태에서 상기 카운터 금형과 상기 프레스 금형이 움직여 상기 금속 판재를 변형시키는 금속 판재의 가공 장치.
30. 제 28 항에 있어서,
    상기 액체를 공급하며, 상기 공간 내에 액체의 압력을 조절하기 위한 액압조절유닛을 더 포함하는 금속 판재의 가공 장치.
31. 제 28 항에 있어서,
    상기 카운터 금형은 상기 액체가 상기 금속 판재와 카운터 금형 사이로 유입되는 것을 차단하기 위한 오링을 포함하는 금속 판재의 가공 장치.
32. 제 28 항에 있어서,
    상기 액체는 상기 금속 판재의 코너부에서 상기 금속 판재로 압력을 가하는 금속 판재의 가공 장치.

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