KR20170141881A - 사각관체 절곡을 위한 밴딩장치용 맨드릴 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단면이 사각 형상으로 형성되어 사각관체의 내측면을 온전히 받쳐주며 절곡부의 변형없이 사각관체가 절곡될 수 있도록 하는 맨드릴 본체를 형성하고,
상기 맨드릴 본체의 전단부를 중심으로 회전하며 절곡시 사각관체의 절곡부 내측면을 따라 구르며 내측면과의 마찰을 줄일 수 있도록 하여 매끄러운 라운드 형상의 절곡을 할 수 있도록 하는 롤러를 구비하며,
맨드릴 본체의 후단에 회전축을 따라 자유롭게 회전할 수 있도록 회전축을 내부로 수용하기 위한 회전축 수용홈을 형성하고,
상기 회전축 수용홈의 내측으로 이탈 방지판을 수용하기 위한 이탈 방지판 수용홈을 형성하되 맨드릴 본체의 후단에 회전하는 사각관체의 내측면과 충돌하지 않도록 길쭉한 환봉의 형상으로 형성된 맨드릴 지지대를 구비하고,
맨드릴 지지대의 전단에 회전축 수용홈의 내부로 수용되어 맨드릴 본체가 회전할 수 있는 중심이 되는 회전축을 형성하며,
상기 회전축의 끝단에 회전축의 직경보다 큰 원판의 형상을 가지며 이탈 방지판 수용홈의 내부로 수용되어 맨드릴 지지대에서 맨드릴 본체가 이탈하지 않도록 하는 이탈 방지판을 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

사각관체 절곡을 위한 밴딩장치용 맨드릴{Square pipe for banding device for offset the mandrill}

본 발명은 밴딩장치를 이용하여 사각관체를 변형없이 절곡할 수 있도록 하는 맨드릴에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차 시트프레임을 형성하기 위하여 밴딩장치에서 사각관체의 절곡시 사각관체의 절곡부위가 함몰되거나 일그러지는 변형이 발생하지 않고 절곡될 수 있도록 구성한 사각관체 절곡을 위한 밴딩장치용 맨드릴에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 자동차의 시트는 탑승자가 편안하게 앉아 있을 수 있도록 한 것으로, 시트의 형상을 유지하기 위한 시트프레임과 인체에 밀착되어 안락감을 주기 위한 쿠션으로 구성되어 있다.

종래의 자동차 시트프레임은 대부분 원형관체를 절곡하여 형성되고 있는데, 시트프레임이 원형관체로 이루어지는 이유는 밴딩장치에 원형관체를 절곡할 때 사용하는 맨드릴의 활용이 용이하기 때문이다.

즉, 원형관체를 소정의 형상으로 절곡하기 위하여 원형관체를 임의의 방향으로 회전시키면서 절곡할 때 맨드릴이 원형관체의 절곡부 내부에 적절하게 배치되는 데 용이하기 때문이다.

그러나, 원형관체로 형성된 차량의 시트프레임은 원형으로 형성된 원형관체의 형상에 의해 용접부위가 제대로 밀착되지 못한채 선접촉된 상태로 용접될 수 밖에 없어 작은 충격에도 용접부위가 떨어지게 되는 용접불량이 빈번하게 발생하는 문제점이 있었고, 사각관체로 형성된 시트프레임에 비해 강성이 약하여 큰 충격이 가해지면 시트프레임이 쉽게 휘어져 버리게 되는 문제점이 있었다.

상기한 이유로 사각관체의 변형없이 밴딩장치를 이용하여 사각관체를 절곡할 수 있도록 하는 맨드릴의 필요성이 점차 높아지고 있는 실정이다.

그런데, 사각관체에 사용되는 맨드릴의 본체 구성이 고정형으로 되어있기 때문에 맨드릴이 사각관체와 함께 회전하면서 절곡하는데 무리가 있는 관계로 사각관체를 소정의 형상으로 절곡하는 과정이 원활하지 못하여 작업성이 크게 떨어지는 단점이 있다.

또한, 맨드릴이 자유롭게 회전하지 못함으로써, 사각관체의 절곡 시 사각관체의 절곡부 내부를 완전히 받쳐주지 못하여 사각관체의 절곡부위가 함몰되거나 일그러져 돌출되는 형태의 변형이 발생하게 되어 시트프레임의 품질을 저하시키는 문제점이 있다.

한국 등록실용 제20-0050596호(파이프 밴딩작업기의 맨드릴) 한국 등록실용 제20-0236024호(파이프 자동 절곡장치)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 밴딩장치의 척에 물려 회전하는 사각관체의 내부로 사각관체의 절곡부 내측면을 완전히 받쳐줄 수 있도록 단면이 사각 형상을 갖는 맨드릴 본체를 삽입하고, 상기 맨드릴 본체가 사각관체와 함께 회전할 수 있도록 구성된 맨드릴을 제공하여, 밴딩장치에 장착하고 사각관체를 임의의 방향으로 회전시키면서 절곡시킬 때 맨드릴이 사각관체의 절곡부 내부에 정확하게 배치될 수 있게 하여 절곡부의 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 하는 사각관체 절곡을 위한 밴딩장치용 맨드릴을 제공하려는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 단면이 사각 형상으로 형성되어 사각관체의 내측면을 온전히 받쳐주며 절곡부의 변형없이 사각관체가 절곡될 수 있도록 하는 맨드릴 본체를 형성하고,

상기 맨드릴 본체의 전단부를 중심으로 회전하며 절곡시 사각관체의 절곡부 내측면을 따라 구르며 내측면과의 마찰을 줄일 수 있도록 하여 매끄러운 라운드 형상의 절곡을 할 수 있도록 하는 롤러를 구비하며,

맨드릴 본체의 후단에 회전축을 따라 자유롭게 회전할 수 있도록 회전축을 내부로 수용하기 위한 회전축 수용홈을 형성하고,

상기 회전축 수용홈의 내측으로 이탈 방지판을 수용하기 위한 이탈 방지판 수용홈을 형성하되 맨드릴 본체의 후단에 회전하는 사각관체의 내측면과 충돌하지 않도록 길쭉한 환봉의 형상으로 형성된 맨드릴 지지대를 구비하고,

맨드릴 지지대의 전단에 회전축 수용홈의 내부로 수용되어 맨드릴 본체가 회전할 수 있는 중심이 되는 회전축을 형성하며,

상기 회전축의 끝단에 회전축의 직경보다 큰 원판의 형상을 가지며 이탈 방지판 수용홈의 내부로 수용되어 맨드릴 지지대에서 맨드릴 본체가 이탈하지 않도록 하는 이탈 방지판을 형성하도록 구성할 수 있다.

본 발명은 사각관체의 내부로 삽입되어 사각관체의 절곡부 내측면을 받쳐주는 맨드릴 본체가 사각관체와 함께 회전할 수 있도록 구성함으로써, 밴드릴 본체의 형상을 사각관체의 내측면 형상과 동일한 사각 형상으로 형성할 수 있게 되어 절곡 시 사각관체의 절곡부에 변형이 발생하지 않아 강성이 높고 이음매가 매끄럽게 형성되는 자동차용 시트프레임을 제공할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 맨드릴 본체 내부로 수용되어 맨드릴 본체와 맨드릴 지지대의 결합이 분리되지 않도록 하는 이탈 방지판의 외주면에 위치결정홈을 형성하고, 맨드릴 본체 내측에 구비된 스프링에 의해 밀려나온 위치결정볼이 위치결정홈의 내측으로 삽입되어 외력을 가하지 않는 한 맨드릴 본체가 회전하지 않도록 고정함으로써, 맨드릴 본체의 외부로 사각관체를 빠르게 외삽할 수 있는 효과가 있고, 맨드릴 본체가 사각관체의 내부에 잘못된 방향으로 삽입되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 전체적인 모습을 나타낸 사시도
도 2는 본 발명의 분리된 상태를 단면화하여 나타낸 단면도
도 3은 본 발명의 맨드릴 본체의 회전에 따른 위치결정볼의 동작상태를 나타낸 참고도
도 4는 본 발명이 밴딩장치에 장착되어 사용되는 상태를 나타낸 사용상태도
도 5는 본 발명을 이용하여 사각관체의 변형없이 형성한 자동차 시트프레임

이하, 본 발명의 사각관체 절곡을 위한 밴딩장치용 맨드릴에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 사각관체(40)의 내측면을 온전히 받쳐줄 수 있도록 단면은 사각 형상을 가지면서, 사각관체(40)의 내부로 원활하게 삽입될 수 있도록 네 모서리가 챔퍼 또는 필렛 처리되는 맨드릴 본체(20)를 형성한다.

또한, 상기 맨드릴 본체(20)의 전단에는 맨드릴 본체(20)의 전단부를 중심으로 회전하며 절곡시 사각관체(40) 내측면과의 마찰을 줄여주어 절곡을 원활하게 할 수 있도록 하는 롤러(21)가 구비된다.

상기 맨드릴 본체(20)의 후단에는 맨드릴 지지대(30)에 형성된 원기둥 형상의 회전축(31)을 중심으로 맨드릴 본체(20)가 자유롭게 회전할 수 있도록 상기 회전축(31)을 수용하는 회전축 수용홈(22)을 형성한다.

또한, 회전축 수용홈(22)의 내측으로는 맨드릴 지지대(30)에서 맨드릴 본체(20)가 이탈하는 것을 방지할 수 있도록, 회전축(31)의 앞쪽 끝단에 상기 회전축(31)의 직경보다 큰 직경을 가지며 원판 형상으로 형성된 이탈 방지판(32)을 내부로 수용하는 이탈 방지판 수용홈(25)를 형성한다.

상기 이탈 방지판(32)의 측면에는 원주면을 따라 호의 형상으로 함몰되는 형태의 위치결정홈(33)이 복수개 형성되는데, 이탈 방지판 수용홈(25)의 내부에는 스프링(23)의 탄성을 이용하여 밀려나도록 구성된 위치결정볼(24)이 복수개 구비되어 있어 위치결정홈(33)의 내측면으로 위치결정볼(24)이 밀착되면서 외력이 가해지지 않는 이상 맨드릴 본체(20)가 회전할 수 없도록 구성하여 상기 맨드릴 본체(20)가 사각관체(40)의 내부에 잘못된 방향으로 삽입되는 것을 방지할 수 있도록 한다.

또한, 상기 위치결정볼(24)은 사각관체(40)의 회전에 의해 맨드릴 본체(20)가 회전하는 경우, 위치결정홈(33)의 내측면 형상을 따라 회전하며 스프링(23)을 압축시키다가 위치결정홈(33)을 벗어나면 이탈 방지판(32)의 외측면을 따라 회전할 수 있도록 하고, 맨드릴 본체(20)가 180도 각도로 회전이 완료되면 타측에 위치한 위치결정홈(33)의 내측면에 밀착하여 외력이 가해지지 않으면 맨드릴 본체(20)가 회전하지 않도록 한다.

상기와 같이 결합된 맨드릴은 밴딩장치(10)에 구비된 맨드릴 결합부(11)의 내부로 맨드릴 지지대(30)의 후단이 견고하게 결합되면서, 사각관체(40)를 앞·뒤로 이송하여 사각관체(40)의 절곡위치를 결정하는 관체이송부(12)를 관통하는 형태로 돌출되고, 상기 맨드릴 결합부(11)의 동작에 의해 맨드릴 지지대(30)가 앞·뒤로 이송되며 맨드릴 본체(20)가 사각관체(40)의 내부로 삽입되거나 사각관체(40)의 외부로 빠져나올 수 있도록 설치된다.

상기 관체이송부(12)의 전면에는 사각관체(40)를 고정하여 이탈되는 것을 방지하는 척(13)이 구비되어 있고, 상기 척(13)은 사각관체(40)를 붙잡은 상태에서 회전하여 사각관체(40)를 회전시킬 수 있도록 구성된다.

상기 사각관체(40)는 맨드릴 본체(20)와 함께 맨드릴 지지대(30)에 형성된 회전축(31)을 중심으로 회전하게 되는데, 회전시 사각관체(40)의 내측면이 맨드릴 지지대(30)의 외측면과 충돌하지 않도록 상기 맨드릴 지지대(30)의 형상을 모서리가 형성되지 않는 환봉의 형태로 형성하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 사각관체 절곡을 위한 밴딩장치용 맨드릴의 작용에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 밴딩장치(10)에 구비된 맨드릴 결합부(11)에 맨드릴 지지대(30)의 후단을 견고하게 고정하고, 맨드릴 지지대(30)의 전단부에 결합된 맨드릴 본체(20)의 외부로 사각관체(40)를 외삽한다.

상기 외삽된 사각관체(40)를 척(13)에 물리면 사각관체(40)를 절곡하여 자동차 시트프레임(50)을 형성할 준비가 완료되는데, 사각관체(40)의 내부로 삽입된 맨드릴 본체(20)는 도 4와 같이 사각관체(40) 절곡시 절곡부에 가해지는 압력에 의해 사각관체(40)의 절곡부가 함몰되거나 일그러지지 않도록 사각관체(40)의 내측면을 받쳐주게 되어 사각관체(40)를 변형없이 절곡할 수 있도록 하고, 맨드릴 본체(20)에 구비된 롤러(21)는 사각관체(40) 절곡부 내측면을 따라 구르며 내측면과의 마찰을 줄여주어 원활하게 부드러운 형태의 라운드를 형성할 수 있도록 한다.

한편, 사각관체(40)를 절곡하여 임의 형상을 갖는 자동차 시트프레임(50)의 형성 중 도 5에 도시된 바와 같이 일측방향으로 절곡부(R)를 형성하는 도중에 타측방향으로 절곡된 시트프레임(50)의 절곡부(R')를 형성하기 위해서는 한쪽방향으로만 절곡이 가능한 밴딩기(10)의 특성상 척(13)을 이용하여 사각관체(40)를 회전해야 하는 경우가 발생하는데, 이때, 사각관체(40)의 회전과 함께 내측으로 삽입되어 있던 맨드릴 본체(20)가 회전축(31)을 중심으로 자유롭게 회전할 수 있도록 형성된 회전축 수용홈(22)을 이용하여 사각관체(40)와 함께 회전하게 된다.

상기 맨드릴 본체(20)가 회전하기 시작하면 이탈 방지판 수용홈(25)의 내부에서 스프링(23)의 탄성을 이용해 이탈 방지판(32)에 형성된 위치결정홈(33)의 내측면으로 접촉하여 맨드릴 본체(20)의 회전을 방지하고 있던 위치결정볼(24)이 회전축(31)을 중심으로 위치결정홈(33)의 내측면 형상을 따라 회전하며 스프링(23)을 압축시키게 되고, 위치결정홈(33)을 벗어난 위치결정볼(24)은 이탈 방지판(32)의 측면을 따라 회전하게 되며 타측에 위치한 위치결정홈(33)에 다다르면 탄성에 의한 스프링(23)의 복귀에 의해 위치결정홈(33)의 내측면에 밀착하여 외력 없이는 맨드릴 본체(20)가 회전할 수 없도록 한다.

상기와 같이 사각관체(40)의 절곡을 반복하여 시트프레임(50)이 형성을 완료하면, 형성된 시트프레임(50)을 제거하고 새로운 사각관체(40)를 맨드릴 본체(20)에 다시 외삽하게 되는데, 위치결정홈(33)의 내측면에 밀착된 위치결정볼(24)이 맨드릴 본체(20)가 회전하지 않도록 고정하고 있어 맨드릴 본체(20)가 잘못된 방향으로 사각관체(40)의 내부에 삽입되는 것을 방지할 수 있게 되어 작업자의 실수에 의한 맨드릴의 손상을 방지하고, 고정된 상태의 맨드릴 본체(20)의 외부로 사각관체(40)를 외삽하게 되어 쉽고 빠르게 사각관체(40)를 외삽할 수 있도록 한다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 밴딩장치 11 : 맨드릴 결합부
12 : 관체이송부 13 : 척
20 : 맨드릴 본체 21 : 롤러
22 : 회전축 수용홈 23 : 스프링
24 : 위치결정볼 25 : 이탈 방지판 수용홈
30 : 맨드릴 지지대 31 : 회전축
32 : 이탈 방지판 33 : 위치결정홈
40 : 사각관체

Claims (2)

1. 사각관체 절곡을 위한 밴딩장치용 맨드릴에 있어서,
   단면이 사각 형상으로 형성되어 사각관체(40)의 내측면을 온전히 받쳐주며 절곡부의 변형없이 사각관체(40)가 절곡될 수 있도록 하는 맨드릴 본체(20)를 형성하고,
   상기 맨드릴 본체(20)의 전단부를 중심으로 회전하며 절곡시 사각관체(40)의 절곡부 내측면을 따라 구르며 내측면과의 마찰을 줄일 수 있도록 하여 매끄러운 라운드 형상의 절곡을 할 수 있도록 하는 롤러(21)를 구비하며,
   맨드릴 본체(20)의 후단에 회전축(31)을 따라 자유롭게 회전할 수 있도록 회전축(31)을 내부로 수용하기 위한 회전축 수용홈(22)을 형성하고,
   상기 회전축 수용홈(22)의 내측으로 이탈 방지판(32)를 수용하기 위한 이탈 방지판 수용홈(25)을 형성하되 맨드릴 본체(20)의 후단에,
   회전하는 사각관체(40)의 내측면과 충돌하지 않도록 길쭉한 환봉의 형상으로 형성된 맨드릴 지지대(30)를 구비하고,
   맨드릴 지지대(30)의 전단에 회전축 수용홈(22)의 내부로 수용되어 맨드릴 본체(20)가 회전할 수 있는 중심이 되는 회전축(31)을 형성하며,
   상기 회전축(31)의 끝단에 회전축(31)의 직경보다 큰 원판의 형상을 가지며 이탈 방지판 수용홈(25)의 내부로 수용되어 맨드릴 지지대(30)에서 맨드릴 본체(20)가 이탈하지 않도록 하는 이탈 방지판(32)을 형성하는 것을 특징으로 하는 사각관체 절곡을 위한 밴딩장치용 맨드릴.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 이탈 방지판(32)은 측면의 원주면을 따라 호의 형상으로 함몰되는 형태의 위치결정홈(33)을 복수개 형성하고,
   이탈 방지판 수용홈(25)의 내부에 스프링(23)의 탄성을 이용하여 밀려나도록 구성된 위치결정볼(24)을 복수개 구비하여,
   위치결정홈(33)의 내측면으로 위치결정볼(24)이 밀착되면서 외력이 가해지지 않는 이상 맨드릴 본체(20)가 회전할 수 없도록 하는 구성을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사각관체 절곡을 위한 밴딩장치용 맨드릴.

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