KR20240001912A - 프레스 금형장치의 칩 비산 방지기구 - Google Patents

프레스 금형장치의 칩 비산 방지기구 Download PDF

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    • B30B15/08—Accessory tools, e.g. knives; Mountings therefor

Abstract

본 발명에 따른 프레스 금형장치의 칩 비산 방지기구는 하금형과, 상기 하금형의 상방에 배치된 상금형, 및 상금형을 승강 프레임을 매개로 장착해서 승강시킴에 따라 하금형과 형분리 또는 형합시키는 승강기구를 포함하는 프레스 금형장치에 채용되는 것으로, 스크린과, 스크린 홀더, 및 브라켓 유닛을 포함한다. 스크린은 상금형과 하금형의 외부에서 회전단이 승강 프레임에 대응되어 수평축을 중심으로 회전함에 따라 상금형과 하금형 사이의 틈을 차단하거나 해제하는 위치로 전환된다. 스크린 홀더는 스크린의 회전단에 나란히 배치된 상태로 고정되어 스크린과 함께 회전한다. 브라켓 유닛은 승강 프레임에 장착되어 스크린 홀더를 회전 가능하게 지지함과 아울러 스크린을 차단 위치에서 유지시키도록 스크린 홀더를 구속한다.

Description

프레스 금형장치의 칩 비산 방지기구{Chip scattering prevention device of press mold apparatus}
본 발명은 프레스 금형장치의 칩 비산 방지기구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프레스 금형장치에 의한 성형 공정에서 발생되는 칩의 비산을 방지하는 기구에 관한 것이다.
차량 시트(seat)는 탑승자의 신체를 지지하여 차량 주행에 따른 피로감을 감소시키고 편안한 승차감을 제공하기 위해서 설치된다. 차량 시트는 탑승자의 엉덩이 부분을 지지하는 시트쿠션과, 시트쿠션의 후방 상부에 각도 조정이 가능하도록 결합되어 탑승자의 등 부분을 지지하는 시트백, 및 탑승자의 머리를 받치는 헤드레스트 등으로 이루어진다.
시트백은 시트쿠션과 리클라이너 등을 매개로 조립되며, 시트백의 내부에는 시트백의 기본 골격 역할을 하는 시트백 프레임과 충격흡수 및 안락감을 제공하는 패드 등이 구비된다.
한편, 시트백 프레임을 구성하는 사이드 프레임은 다양한 방식으로 제조되고 있다. 일 예로, 사이드 프레임은 고장력 강판을 프레스 금형장치로 성형하는 공정에 의해 제조된다. 여기서, 프레스 금형장치는 상금형을 승강기구에 의해 승강시킴에 따라 하금형에 대해 형분리 또는 형합시키도록 구성되며, 형분리된 상금형과 하금형 사이에 고장력 강판을 적재한 상태로 상금형과 하금형을 형합시켜 사이드 프레임을 성형하게 된다.
이와 같이, 프레스 금형장치에 의해 사이드 프레임을 성형하는 과정에서 칩이 발생되어 상금형과 하금형 사이의 틈을 통하여 외부로 비산될 수 있는데, 이로 인해 프레스 금형장치 주변의 작업자 등이 신체적 손상을 입게 되는 문제가 있었다.
등록특허공보 제10-2284175호(2021.07.30, 공고)
본 발명의 과제는 프레스 성형 공정 중 안정성을 확보할 수 있게 하고, 금형 교체시 작업 편의성을 향상시킬 수 있는 프레스 금형장치의 칩 비산 방지기구를 제공함에 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 프레스 금형장치의 칩 비산 방지기구는 하금형과, 하금형의 상방에 배치된 상금형, 및 상금형을 승강 프레임을 매개로 장착해서 승강시킴에 따라 하금형과 형분리 또는 형합시키는 승강기구를 포함하는 프레스 금형장치에 채용되는 것으로, 스크린과, 스크린 홀더, 및 브라켓 유닛을 포함한다. 스크린은 상금형과 하금형의 외부에서 회전단이 승강 프레임에 대응되어 수평축을 중심으로 회전함에 따라 상금형과 하금형 사이의 틈을 차단하거나 해제하는 위치로 전환된다. 스크린 홀더는 스크린의 회전단에 나란히 배치된 상태로 고정되어 스크린과 함께 회전한다. 브라켓 유닛은 승강 프레임에 장착되어 스크린 홀더를 회전 가능하게 지지함과 아울러 스크린을 차단 위치에서 유지시키도록 스크린 홀더를 구속한다.
여기서, 스크린 홀더는 스크린의 회전단에 고정되는 홀더 몸체와, 홀더 몸체의 양단으로부터 돌출된 홀더 축들을 포함할 수 있다.
브라켓 유닛은 스크린 홀더의 양측에 대응된 상태로 승강 프레임에 고정되는 베이스들과, 상하로 길게 연장된 형태로 해당 홀더 축을 끼워서 지지하는 축 지지홀과 스크린의 차단 위치에서 홀더 몸체를 걸어서 구속하는 걸림홀을 각각 구비해서 베이스들에 연결되는 브라켓들, 및 축 지지홀들에 대한 홀더 축들의 이탈을 방지하는 이탈방지부들을 포함할 수 있다.
각각의 이탈방지부는 해당 축 지지홀의 외측에 배치되어 해당 홀더 축을 끼우는 와셔, 및 와셔보다 외측에 배치되어 해당 홀더 축의 고정홀에 삽입되어 고정되는 분할 핀(split pin)을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 프레스 금형장치의 칩 비산 방지기구는 프레스 성형 공정 중 발생되는 칩이 외부에까지 비산하지 못하도록 방지하여 작업자 등의 안전성을 확보할 수 있게 한다.
또한, 본 발명에 따른 프레스 금형장치의 칩 비산 방지기구는 금형 교체시 별도의 탈거 작업을 거치지 않더라도 스크린을 차단 위치로부터 해제 위치로 회전시키는 작업만으로 금형 교체에 방해되지 않게 하므로, 작업 편의성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레스 금형장치의 칩 비산 방지기구가 프레스 금형장치에 채용된 상태를 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 칩 비산 방지기구에 대한 사시도이다.
도 3은 도 2에 대한 분해 사시도이다.
도 4는 칩 비산 방지기구가 프레스 성형 공정 중 칩 비산을 차단하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6은 금형 교체를 위해 스크린을 차단 위치로부터 해제 위치로 회전시키는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레스 금형장치의 칩 비산 방지기구가 프레스 금형장치에 채용된 상태를 나타낸 구성도이다. 도 2는 도 1에 도시된 칩 비산 방지기구에 대한 사시도이다. 도 3은 도 2에 대한 분해 사시도이다. 도 4는 칩 비산 방지기구가 프레스 성형 공정 중 칩 비산을 차단하는 상태를 나타낸 도면이다. 도 5 및 도 6은 금형 교체를 위해 스크린을 차단 위치로부터 해제 위치로 회전시키는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프레스 금형장치의 칩 비산 방지기구(100)는 하금형(11)과, 하금형(11)의 상방에 배치된 상금형(12), 및 상금형(12)을 승강 프레임(13)을 매개로 장착해서 승강시킴에 따라 하금형(11)과 형분리 또는 형합시키는 승강기구(14)를 포함하는 프레스 금형장치(10)에 채용되는 것으로, 스크린(110)과, 스크린 홀더(120), 및 브라켓 유닛(130)을 포함한다.
스크린(110)은 상금형(12)과 하금형(11)의 외부에서 회전단(111)이 승강 프레임(13)에 대응되어 수평축을 중심으로 회전함에 따라 상금형(12)과 하금형(11) 사이의 틈을 차단하거나 해제하는 위치로 전환된다.
스크린(110)은 차단 위치에서 상금형(12)과 하금형(11)에 의한 프레스 성형 공정 중 발생되는 칩이 상금형(12)과 하금형(11) 사이의 틈으로부터 외부로 비산되는 것을 방지한다. 스크린(110)은 해제 위치에서 상금형(12)과 하금형(11)의 교체, 정비 등과 같은 작업이 이루어질 수 있게 한다. 작업 영역이 프레스 금형장치(10)의 전방에 마련되는 경우, 스크린(110)은 상금형(12)과 하금형(11)의 전방에서 승강 프레임(13)의 앞면에 대응되어 수평축을 중심으로 차단 위치와 해제 위치로 전환될 수 있다.
스크린(110)은 상금형(12)과 하금형(11)이 형합된 상태에서 상금형(12)과 하금형(11) 사이의 틈을 완전히 차단할 수 있는 크기로 이루어진다. 스크린(110)은 일정 두께를 갖는 사각 판상으로 이루어질 수 있다. 스크린(110)은 엔지니어링 플라스틱 등으로 이루어질 수 있다. 엔지니어링 플라스틱은 금속을 대체할 수 있는 고기능성 플라스틱으로서, 강도와 탄성이 좋고 100℃ 이상에도 견딜 수 있는 뛰어난 내열성을 지닌다.
일 예로, 스크린(110)은 폴리카보네이트(polycarbonate, PC)로 이루어질 수 있다. 폴리카보네이트는 철보다 가벼우나 일반 유리의 약 250배, 강화 유리의 약 150배 정도의 강도와 내구성을 지닌 엔지니어링 플라스틱이다.
이러한 스크린(110)은 우수한 강도와 내구성으로 장기간 사용될 수 있을 뿐 아니라, 가벼운 특성으로 작업자에 의해 손쉽게 위치 전환될 수 있다. 스크린(110)은 광투과성을 지님으로써, 차단 위치에서 상금형(12)과 하금형(11) 사이의 틈을 가린 상태에서도 작업자가 프레스 성형 공정을 육안으로 확인하게 할 수 있다.
스크린 홀더(120)는 스크린(110)의 회전단(111)에 나란히 배치된 상태로 고정되어 스크린(110)과 함께 회전한다. 스크린 홀더(120)는 브라켓 유닛(130)과의 사이에서 스크린(110)을 회전시킴과 아울러 스크린(110)을 차단 위치에서 유지시키도록 매개한다.
일 예로, 스크린 홀더(120)는 스크린(110)의 회전단(111)에 고정되는 홀더 몸체(121)와, 홀더 몸체(121)의 양단으로부터 돌출된 홀더 축(122)들을 포함할 수 있다. 홀더 몸체(121)는 사각 막대 형태로 이루어질 수 있다. 홀더 몸체(121)는 스크린(110)의 수평 길이보다 긴 수평 길이를 갖고 양단이 스크린(110)으로부터 동일한 길이로 인출된 상태로 스크린과 볼팅 등으로 결합될 수 있다. 홀더 몸체(121)의 인출된 양단 부위는 브라켓 유닛(130)과 상호 작용해서 스크린(110)을 차단 위치에서 유지시킬 수 있게 한다. 홀더 몸체(121)는 강건한 금속 재질 등으로 이루어질 수 있다.
홀더 축(122)들은 원기둥 형태로 이루어질 수 있다. 홀더 축(122)들은 강건한 금속 재질 등으로 이루어질 수 있다. 홀더 축(122)들은 홀더 몸체(121)와 별개로 이루어져 용접 등으로 접합되거나, 홀더 몸체(121)와 일체로 제조될 수 있다. 홀더 축(122)들은 브라켓 유닛(130)과 상호 작용해서 스크린(110)을 회전 가능하게 지지한다.
홀더 축(122)들은 스크린(110)의 폐쇄 위치에서 브라켓 유닛(130)의 축 지지홀(133)들의 하측 끝들에 각각 놓인 상태로 홀더 몸체(121)가 브라켓 유닛(130)의 걸림홀(134)들에 걸릴 수 있게 구성된다. 한편, 도시하고 있지 않지만, 홀더 몸체(121)는 스크린(110)이 해제 위치로 수직으로 세워진 상태에서 브라켓 유닛(130)의 걸림홀(134)들에 걸려 구속되게 구성될 수도 있다.
브라켓 유닛(130)은 승강 프레임(13)에 장착되어 스크린 홀더(120)를 회전 가능하게 지지함과 아울러 스크린(110)을 차단 위치에서 유지시키도록 스크린 홀더(120)를 구속한다. 일 예로, 브라켓 유닛(130)은 베이스(131)들과, 브라켓(132)들, 및 이탈방지부(135)들을 포함할 수 있다.
베이스(131)들은 스크린 홀더(120)의 양측에 대응된 상태로 승강 프레임(13)에 고정된다. 베이스(131)들은 쌍을 이룰 수 있다. 베이스(131)들은 일정한 두께를 갖는 사각 판상으로 이루어질 수 있다. 베이스(131)들은 강건한 금속 재질 등으로 이루어질 수 있다. 베이스(131)들은 승강 프레임(13)에 볼팅 등으로 결합될 수 있다. 스크린(110)이 상금형(12)과 하금형(11)의 전방에 배치되는 경우, 베이스(131)들은 승강 프레임(13)의 앞면에 결합될 수 있다.
브라켓(132)들은 상하로 길게 연장된 형태로 해당 홀더 축(122)을 끼워서 지지하는 축 지지홀(133)과, 스크린(110)의 차단 위치에서 홀더 몸체(121)를 걸어서 구속하는 걸림홀(134)을 각각 구비해서 베이스(131)들에 연결된다.
각각의 브라켓(132)은 수평판부(132a)와, 수평판부(132a)의 한쪽 단으로부터 상방으로 수직 연장된 상측 수직판부(132b)와, 수평판부(132a)의 다른 쪽 단으로부터 하방으로 수직 연장된 하측 수직판부(132c)로 이루어질 수 있다. 브라켓(132)은 강건한 금속 재질 등으로 이루어질 수 있다.
브라켓(132)은 금속 재질의 판상 부재가 수평판부(132a)와 상,하측 수직판부(132b, 132c)를 갖도록 굽힘 가공되어 제조될 수 있다. 브라켓(132)은 수평판부(132a)와 상,하측 수직판부(132b, 132c)의 한쪽 옆면이 해당 베이스(131)에 용접 등으로 접합될 수 있다. 물론, 브라켓(132)은 베이스(131)와 일체로 제조될 수도 있다.
축 지지홀(133)은 브라켓(132)의 상측 수직판부(132b)에 형성될 수 있다. 축 지지홀(133)은 홀더 축(122)을 끼운 상태로 상하로 이동 가능하게 지지함으로써, 홀더 몸체(121)가 걸림홀(134)에 분리되거나 삽입될 수 있게 한다.
걸림홀(134)은 수평판부(132a)와 하측 수직판부(132c)에 걸쳐 형성될 수 있다. 걸림홀(134)은 스크린(110)이 차단 위치로 회전하여 수직으로 세워진 상태에서 홀더 몸체(121)를 끼워서 구속하거나 홀더 몸체(121)를 분리시켜 해제함으로써, 스크린(110)을 차단 위치에서 유지시킬 수 있다.
걸림홀(134)은 하측 수직판부(132c)에 위치한 하측 끝 부위에 홀더 몸체(121)를 얹어서 지지할 수 있다. 걸림홀(134)은 스크린(110)이 수직으로 세워진 상태에서 홀더 몸체(121)와 헐거운 끼워맞춤하는 폭을 가짐으로써, 홀더 몸체(121)를 원활히 출입시킬 수 있다.
브라켓(132)들은 스크린 홀더(120)를 사이에 두고 하측 수직판부(132c)들이 상측 수직판부(132b)들보다 홀더 몸체(121)에 가깝게 좌우 대칭되게 배치된다. 브라켓(132)들은 홀더 축(122)들이 축 지지홀(133)들에 원활히 조립될 수 있을 정도로 해당 걸림홀(134)들의 상측 끝 부위들이 홀더 몸체(121)의 양단과 간격을 두게 배치될 수 있다.
이탈방지부(135)들은 축 지지홀(133)들에 대한 홀더 축(122)들의 이탈을 방지한다. 일 예로, 각각의 이탈방지부(135)는 와셔(136), 및 분할 핀(split pin, 137)을 포함할 수 있다.
와셔(136)는 해당 축 지지홀(133)의 외측에 배치되어 해당 홀더 축(122)을 끼운다. 와셔(136)는 한쪽 면이 축 지지홀(133)의 외측 주변에 맞닿고 다른 쪽 면이 분할 핀(137)에 맞닿아 분할 핀(137)의 부하를 분산시킬 수 있게 한다. 와셔(136)는 강건한 금속 재질 등으로 이루어질 수 있다.
분할 핀(137)은 와셔(136)보다 외측에 배치되어 해당 홀더 축(122)의 고정홀(122a)에 삽입되어 고정된다. 분할 핀(137)은 헤드로부터 2개의 가지들로 갈라진 형태이다. 분할 핀(137)은 홀더 축(122)의 고정홀(122a)에 삽입된 후 고정홀(122a)로부터 인출되는 가지들이 구부러져 홀더 축(122)에 고정됨으로써, 축 지지홀(133)에 대한 홀더 축(122)의 이탈을 방지한다. 분할 핀(137)은 강건한 금속 재질 등으로 이루어질 수 있다.
다른 예로, 도시하고 있지 않지만, 이탈방지부는 홀더 축(122)의 끝 부위에 형성된 나사에 체결되는 너트와 와셔를 포함하여 구성될 수 있으므로, 예시된 바에 한정되지 않고 다양하게 구성될 수 있다.
전술한 프레스 금형장치의 칩 비산 방지기구(100)의 작용 예에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 프레스 성형 공정 전에 상금형(12)이 하금형(11)으로부터 상방으로 형분리된 상태에서, 스크린(110)은 수직 자세로 승강 프레임(13)에 스크린 홀더(120)와 브라켓 유닛(130)을 매개로 지지되어 상금형(12)을 가리도록 대기한다. 이때, 스크린 홀더(120)는 홀더 몸체(121)에 스크린(110)을 장착한 상태로 홀더 몸체(121)의 양단이 브라켓(132)들의 걸림홀(134)들에 끼워져 스크린(110)을 차단 위치에서 수직 자세로 유지시킨다.
이 상태에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상금형(12)이 프레스 성형 공정을 위해 승강기구(14)에 의해 하강해서 하금형(11)과 형합되면, 스크린(110)은 승강 프레임(13)을 매개로 상금형(12)과 함께 하강하면서 상금형(12)과 하금형(11) 사이의 틈을 가리게 된다. 그에 따라, 프레스 성형 공정 중 발생되는 칩은 스크린(110)에 의해 차단되어 외부에까지 비산하지 못하게 방지될 수 있다.
한편, 스크린(110)이 도 1에 도시된 바와 같이 상금형(12)을 가린 상태에서 상금형(12)과 하금형(11)의 교체 등과 같은 작업이 필요할 경우, 작업자는 도 5에 도시된 바와 같이 스크린 홀더(120)를 상승시킨다. 이때, 스크린 홀더(120)의 홀더 축(122)들이 축 지지홀(133)들을 따라 상승하면서 홀더 몸체(121)의 양단이 브라켓(132)들의 걸림홀(134)들로부터 분리될 수 있게 한다.
이 상태에서, 작업자는 도 6에 도시된 바와 같이 스크린 홀더(120)를 후방으로 회전시켜 스크린(110)을 회전단(111)을 중심으로 상금형(12)으로부터 상방으로 회피시켜 젖힌 후, 스크린 홀더(120)를 하강시킨다. 이때, 스크린 홀더(120)의 홀더 축(122)들이 축 지지홀(133)들을 따라 하강하면서 축 지지홀(133)들의 하측 끝들에 안착되어 지지된다. 이 상태에서, 상금형(12)과 하금형(11)의 교체 등과 같은 작업이 편리하게 수행될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 프레스 금형장치의 칩 비산 방지기구(100)는 프레스 성형 공정 중 발생되는 칩이 외부에까지 비산하지 못하도록 방지하여 작업자 등의 안전성을 확보할 수 있게 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 프레스 금형장치의 칩 비산 방지기구(100)는 금형(11, 12) 교체시 별도의 탈거 작업을 거치지 않더라도 스크린(110)을 차단 위치로부터 해제 위치로 회전시키는 작업만으로 금형(11, 12) 교체에 방해되지 않게 하므로, 작업 편의성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10..프레스 금형장치
11..하금형 12..상금형
13..승강 프레임 14..승강 기구
100..칩 비산 방지 기구
110..스크린 111..회전단
120..스크린 홀더 121..홀더 몸체
122..홀더 축 122a..고정홀
130..브라켓 유닛 131..베이스
132..브라켓 132a..수평판부
132b..상측 수직판부 132c..하측 수직판부
133..축 지지홀 134..걸림홀
135..이탈방지부 136..와셔
137..분할 핀

Claims (3)

  1. 하금형과, 상기 하금형의 상방에 배치된 상금형, 및 상기 상금형을 승강 프레임을 매개로 장착해서 승강시킴에 따라 하금형과 형분리 또는 형합시키는 승강기구를 포함하는 프레스 금형장치에 채용되는 것으로,
    상기 상금형과 하금형의 외부에서 회전단이 상기 승강 프레임에 대응되어 수평축을 중심으로 회전함에 따라 상기 상금형과 하금형 사이의 틈을 차단하거나 해제하는 위치로 전환되는 스크린;
    상기 스크린의 회전단에 나란히 배치된 상태로 고정되어 상기 스크린과 함께 회전하는 스크린 홀더; 및
    상기 승강 프레임에 장착되어 상기 스크린 홀더를 회전 가능하게 지지함과 아울러 상기 스크린을 차단 위치에서 유지시키도록 상기 스크린 홀더를 구속하는 브라켓 유닛;
    을 포함하는 프레스 금형장치의 칩 비산 방지기구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스크린 홀더는,
    상기 스크린의 회전단에 고정되는 홀더 몸체와,
    상기 홀더 몸체의 양단으로부터 돌출된 홀더 축들을 포함하며;
    상기 브라켓 유닛은,
    상기 스크린 홀더의 양측에 대응된 상태로 상기 승강 프레임에 고정되는 베이스들과,
    상하로 길게 연장된 형태로 해당 홀더 축을 끼워서 지지하는 축 지지홀과 상기 스크린의 차단 위치에서 상기 홀더 몸체를 걸어서 구속하는 걸림홀을 각각 구비해서 상기 베이스들에 연결되는 브라켓들, 및
    상기 축 지지홀들에 대한 상기 홀더 축들의 이탈을 방지하는 이탈방지부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 금형장치의 칩 비산 방지기구.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 각각의 이탈방지부는,
    해당 축 지지홀의 외측에 배치되어 해당 홀더 축을 끼우는 와셔, 및
    상기 와셔보다 외측에 배치되어 해당 홀더 축의 고정홀에 삽입되어 고정되는 분할 핀(split pin)을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 금형장치의 칩 비산 방지기구.
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