KR102279320B1 - 로토 프로식 랙 전조기의 다이스 장착 지그 - Google Patents

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KR102279320B1
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김종희
박재우
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김종희
경남정보대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은, 전조기의 전조 다이스를 용이하게 교체 및 장착할 수 있는 다이스 장착 지그에 관한 것으로, 로토 프로식 랙 전조기의 측면에 수직하게 조립되는 수직형 베이스 부재 ; 상기 수직형 베이스 부재에 마련되는 구동 모터 ; 상기 수직형 베이스 부재에 회전 가능하게 지지되면서 수직방향으로 연장되는 형태로 배치되며, 상기 구동 모터의 회전에 연동하여 회전되는 스크류 부재 ; 상기 수직형 베이스 부재에 마련되어 수직 방향의 이동을 안내하는 제1이동 안내 부재 ; 수직 방향으로 연장되는 판 형태인 수직판과, 상기 수직판에 마련되어 상기 스크류 부재와 볼스크류 결합되는 너트 부재와, 상기 수직판에 마련되어 상기 제1이동 안내 부재를 따라 수직 방향으로 이동하도록 상기 제1이동 안내 부재에 결합되는 제2이동 안내 부재를 포함하여 이루어지며, 상기 스크류 부재의 회전에 따라 상하로 이동되는 수직 이동 부재 ; 일단이 상기 수직판에 상단부에 결합되는 힌지 부재 ; 일단부가 상기 힌지 부재의 타단에 결합되어 상기 힌지 부재를 축으로 회동 가능하며, 상기 수직판에 대하여 직각을 이루는 수평 자세로 변환 가능하며, 상면에 서로 평행한 복수의 레일홈이 형성되는 회동형 수평 지지판 ; 일단부가 상기 회동형 수평 지지판의 복수의 레일홈에 삽입되어 상기 복수의 레일홈을 따라 이동 가능한 복수의 레일홈용 연장다리와, 상기 복수의 레일홈용 연장다리의 타단부를 연결하는 연결대를 포함하여 이루어지는 연장 지지대 ; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

로토 프로식 랙 전조기의 다이스 장착 지그{JIG FOR INSTALLING DIES OF ROTO FLO TYPE ROLL FORMING APPARATUS }
본 발명은 로토 프로식 랙 전조기의 다이스를 용이하게 장착하기 위한 지그에 관한 것이다.
전조가공(roll forming)이란 소성가공의 한 종류로서 금속 등을 절삭하지 않고 전조 다이스(rolling dies)를 이용하여 성형하는 가공 방법이다. 전조가공을 이용하면 가공 소재의 표면에 전조 다이스의 형상을 정밀하게 새겨 넣을 수 있다.
전조가공에 이용되는 전조 다이스는 크게 두 가지로 구분할 수 있다. 하나는 실린더형 전조 다이스(sylinderical dies)이고, 다른 하나는 평판형 전조 다이스(rack dies or flat dies)이다.
실린더형 전조 다이스는 가공소재를 전조 다이스의 사이에 위치시키고 전조 다이스를 목표한 가공 치수에 맞추어 가압한 상태로 전조 다이스를 회전시킴으로써 전조가공이 이루어진다. 실린더형 전조 다이스를 이용하면 긴 환봉 형태의 가공 소재를 길이방향을 따라서 연속적으로 전조가공할 수 있다.
평판형 전조 다이스는 마주보는 한 쌍의 전조 다이스 사이에 가공소재를 위치시키고 한 쌍의 전조 다이스를 길이방향을 따라서 서로 대향되게 이동시킴으로써 전조가공이 이루어진다. 평판형 전조 다이스를 이용하면 스크루(screw), 스플라인(spline), 세레이션(serration) 등을 정밀하게 가공할 수 있다.
실린더형 전조 다이스를 이용하는 전조기는 전조 다이스를 가압 이동시키는 장치를 이용하여 전조 다이스를 이동시키면서 전조가공이 이루어지나, 평판형 전조 다이스를 이용하는 전조기는 마주보는 전조 다이스의 간격이 고정된 상태에서 전조가공이 이루어진다. 따라서 가공 치수나 가공 공차 등을 조정하기 위해서는 마주보는 전조 다이스의 돌출 높이를 개별적으로 조정해야 한다.
본 발명은 평판형 전조 다이스의 다이스를 용이하게 장착 혹은 교환할 수 있는 장착용 지그에 관한 것이다.
한편 평판형 전조 다이스를 채택하는 전조기의 경우에도, 수직형 전조기인 카운터 플로 머신(Counter Flow Machine)과 수평형 전조기인 로토-플로 머신(Roto-Flo Machine)으로 구분될 수 있다.
본 발명은 특히 수평형 전조기인 로토-플로 머신(Roto-Flo Machine)에 장착되는 다이스 장착용 지그에 관한 것이다.
수평형 전조기에 있어서, 수평방향으로 연장되는 슬라이더 베드가 상하 방향으로 이격되어 배치되며, 상하 방향으로 이격된 한 쌍의 슬라이더 베드에 슬라이더가 각각 마련되며 슬라이더는 슬라이더 베드를 따라서 수평방향으로 이동 가능하며, 슬라이더에는 전조 다이스가 마련된 다이스 조립체가 고정되어 슬라이더와 함께 수평 방향으로 이동된다.
이때 하부의 전조 다이스를 상부를 향하며, 상부의 전조 다이스를 하부를 향한다.
한편 전조 다이스는 전조 가공하고자 하는 제품에 따라 수시로 교체되어야 한다. 즉 사용해오던 전조 다이스를 분리하고 새로운 전조 다이스를 장착할 필요가 수시로 있다.
이와 같은 전조 다이스 교체 과정에서 하부의 전조 다이스는 별론으로 하고, 상부의 전조 다이스는 하부로 낙하될 경우 인명 사고를 유발할 수 있다는 점에서 그 장착에 매우 큰 위험이 있다.
대한민국 공개특허공보 특2002-0037014호 "나사전조기의 다이스결합체"(2002.05.17. 공개) 대한민국 등록특허공보 제10-1799297호 "전조 다이스 조립체"(2017.11.14. 등록)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 로토 프로식 랙 전조기의 전조 다이스를 용이하게 교체 및 장착할 수 있는 다이스 장착 지그를 제공하고자 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 로토 프로식 랙 전조기의 측면에 수직하게 조립되는 수직형 베이스 부재 ; 상기 수직형 베이스 부재에 마련되는 구동 모터 ; 상기 수직형 베이스 부재에 회전 가능하게 지지되면서 수직방향으로 연장되는 형태로 배치되며, 상기 구동 모터의 회전에 연동하여 회전되는 스크류 부재 ; 상기 수직형 베이스 부재에 마련되어 수직 방향의 이동을 안내하는 제1이동 안내 부재 ; 수직 방향으로 연장되는 판 형태인 수직판과, 상기 수직판에 마련되어 상기 스크류 부재와 볼스크류 결합되는 너트 부재와, 상기 수직판에 마련되어 상기 제1이동 안내 부재를 따라 수직 방향으로 이동하도록 상기 제1이동 안내 부재에 결합되는 제2이동 안내 부재를 포함하여 이루어지며, 상기 스크류 부재의 회전에 따라 상하로 이동되는 수직 이동 부재 ; 일단이 상기 수직판에 상단부에 결합되는 힌지 부재 ; 일단부가 상기 힌지 부재의 타단에 결합되어 상기 힌지 부재를 축으로 회동 가능하며, 상기 수직판에 대하여 직각을 이루는 수평 자세로 변환 가능하며, 상면에 서로 평행한 복수의 레일홈이 형성되는 회동형 수평 지지판 ; 일단부가 상기 회동형 수평 지지판의 복수의 레일홈에 삽입되어 상기 복수의 레일홈을 따라 이동 가능한 복수의 레일홈용 연장다리와, 상기 복수의 레일홈용 연장다리의 타단부를 연결하는 연결대를 포함하여 이루어지는 연장 지지대 ; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 본 발명은, 로토 프로식 랙 전조기에 마련되어, 로토 프로식 랙 전조기의 전조 다이스를 용이하게 교체 및 장착할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 다이스 장착 지그가 마련된 로토 프로식 랙 전조기의 사시도,
도 2는 도 1에서 일부를 생략한 상태로 확대한 상태의 확대 사시도,
도 3은 도 1에서 다이스 장착 지그의 수직판이 상부로 이동한 상태를 하부 방향에서 바라본 사시도,
도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 다이스 장착 지그의 여러 상태를 표현한 개념 단면도,
도 8 및 도 9 본 발명의 일 실시예에 의한 다이스 장착 지그의 여러 상태를 표현한 개념 정면도,
도 10은 회동형 수평 지지판 및 연장 지지대의 사시도,
도 11은 도 11의 A-A 기준 단면도.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
먼저 본 발명에서 이용되는 로토 프로식 랙 전조기(100)를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 다이스 장착 지그가 마련된 로토 프로식 랙 전조기의 사시도이며, 도 2는 도 1에서 일부를 생략한 상태로 확대한 상태의 확대 사시도이며, 도 3은 도 1에서 다이스 장착 지그의 수직판이 상부로 이동한 상태를 하부 방향에서 바라본 사시도이다.
로토 프로식 랙 전조기(100)에는 한 쌍의 슬라이더 베드가 마련된다.
각각의 슬라이더 베드는 수평방향으로 연장되는 형태이며, 한 쌍의 슬라이더 베드는 상하 방향으로 이격되어 배치된다.
각각의 슬라이더 베드에는 슬라이더(120)가 수평방향으로 이동 가능하게 마련된다.
슬라이더(120)의 이동을 위하여 각각의 슬라이더 베드의 상부에 스크류(130)가 마련되며, 스크류(130)의 일측에는 스크류(130)를 회전 구동하기 위한 스크류 구동 모터(140)가 마련된다.
따라서 슬라이더(120)는 스크류(130)에 볼스크류 결합되어, 스크류(130)의 회전에 따라 수평방향으로 이동 가능하다.
슬라이더(120)에는 전조 다이스(151)가 마련된 다이스 조립체(150)가 고정된다.
슬라이더(120)가 상부 및 하부에 각각 위치되는 것과 마찬가지로, 전조 다이스(151) 또한 상부에 위치한 상부 다이스와 하부에 위치한 하부 다이스로 구분된다.
하부에 위치한 하부 다이스(151)는 상부를 향하는 상태로 배치되며, 상부에 위치한 상부 다이스(151)는 하부를 향하는 상태로 배치된다.
이와 같은 상태에서 가공소재가 하부 다이스(151)와 상부 다이스(151) 사이에 위치된 후, 한 쌍의 전조 다이스(151)를 길이방향(즉 수평방향)을 따라서 서로 대향되게 이동시킴으로써(슬라이더(120) 및 다이스 조립체(150)와 함께 이동) 전조가공이 이루어진다.
본 발명은 이와 같은 하부 다이스(151)와 상부 다이스(151)를 장착하기 위하여 로토 프로식 랙 전조기(100)의 측면에 마련되는 다이스 장착 지그(200)에 관한 것이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 다이스 장착 지그의 여러 상태를 표현한 개념 단면도이며, 도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 다이스 장착 지그의 여러 상태를 표현한 개념 정면도이며, 도 10은 회동형 수평 지지판 및 연장 지지대의 사시도이며, 도 11은 도 11의 A-A 기준 단면도이다.
도 8은 도 5 및 도 6 기준의 개념 정면도이며, 도 9는 도 7 기준의 개념 정면도이다.
로토 프로식 랙 전조기(100)의 측면에 수직형 베이스 부재(210)가 수직하게 조립된다.
수직형 베이스 부재(210)에 구동 모터(211), 스크류 부재(212), 제1이동 안내 부재(213) 등이 마련된다.
구동 모터(211)는 모터 브라켓을 매개하여 수직형 베이스 부재(210)에 고정 마련되며, 스크류 부재(212)를 회전시키기 위한 회전력을 제공한다.
스크류 부재(212)는, 수직방향으로 연장되는 형태로 배치되며, 수직형 베이스 부재(210)에 회전가능하게 지지된다.
스크류 부재(212)는 구동 모터(211)에 모터축과 결합되어 구동 모터(211)의 회전에 연동하여 회전된다.
수직형 베이스 부재(210)에는 후술하는 수직판(221)의 수직 방향의 이동을 안내하는 제1이동 안내 부재(213)가 마련된다.
본 실시예에서 제1이동 안내 부재(212)는 한 쌍의 LM 가이드(212)이다.
그러나 제1이동 안내 부재(212)는 수직 방향의 이동을 안내할 수 있다면 환봉 등이 채택되거나 혹은 레일 형태가 채택될 수도 있다.
또한 수직형 베이스 부재(210)에는 서로 다른 높이에 한 쌍의 근접센서(214)가 마련된다.
이와 같은 수직형 베이스 부재(210)를 따라 수직 이동 부재가 수직 방향으로 이동 가능하게 마련된다.
수직 이동 부재는 수직판(221)과 너트 부재(222)와 제2이동 안내 부재(223) 등을 포함하여 이루어진다.
수직판(221)은 수직 방향으로 연장되는 판 형태이다.
수직판(221)의 상단부 배면에는 수평 지지용 앵글(224)이 마련되어 있다.
수직판(221)에 너트 부재(222)가 마련되며, 너트 부재(222)는 스크류 부재(212)와 볼스크류 결합되어, 스크류 부재(212)의 회전을 수직판(221)의 상하방향 이동으로 전환시킨다.
수직판(221)에 제2이동 안내 부재(223)가 마련되며, 제2이동 안내 부재(223)는 제1이동 안내 부재(213)에 결합되어 제1이동 안내 부재(213)를 따라 수직 방향으로 이동한다.
제2이동 안내 부재(223)는 LM 가이드 결합구이거나 혹은 환봉과 결합되는 환봉 결합구이거나 레일과 결합되는 레일홈 결합구 형태일 수 있다.
이와 같은 구조에 의하여 스크류 부재(212)의 회전에 따라 수직 이동 부재는 상하 방향으로 이동할 수 있다.
수직판(221)의 상단부에 힌지 부재(230)의 일단(231)이 결합되며, 힌지 부재(230)의 타단(232)에 회동형 수평 지지판(240)의 일단부가 결합된다.
회동형 수평 지지판(240)은 전조 다이스(151)를 지지하기 위한 것이다.
회동형 수평 지지판(240)은 일단부가 힌지 부재(230)의 타단(232)에 결합되어 수직판(221)의 힌지 부재(230)를 축으로 회동 가능하다.
결과적으로 회동형 수평 지지판(240)은 수직판(221)의 상단부를 축으로 회동 가능한 상태이다.
또한 회동형 수평 지지판(240)는 수직판에 대하여 직각을 이루는 수평 자세로 변환 가능하다.
본 실시예와 같이 회동형 수평 지지판(240)이 로토 프로식 랙 전조기의 내측으로 회동되면 회동형 수평 지지판(240)은 수직판(221) 및 수평 지지용 앵글(224)의 상단에 지지되면서 수평 자세를 유지하게 된다.
회동형 수평 지지판(240)의 상면에는 서로 평행한 복수의 레일홈(241)이 형성되어 있다.
회동형 수평 지지판(240)에는 연장 지지대(250)가 결합된다.
연장 지지대(250)는 복수의 레일홈용 연장다리(251)와 이들을 연결하는 연결대(252)를 포함하여 이루어진다.
레일홈용 연장다리(251) 각각은 일단부가 회동형 수평 지지판(240)의 레일홈(241)에 삽입되어 레일홈(241)을 따라 이동 가능하다.
복수의 레일홈용 연장다리(251) 각각의 타단부는 하나의 연결대(252)에 결합된다.
따라서 연장 지지대(250)는 회동형 수평 지지판(240)으로부터 수평 방향으로 출몰될 수 있다.
한편 회동형 수평 지지판(240)의 측면에는 레일홈(241)과 연통되는 암나사 구멍이 형성되며, 이 암나사 구멍에는 연장다리 고정볼트(242)가 결합되어 있다.
연장다리 고정볼트(242)를 죄거나 풀어서 레일홈(241)을 따라 이동하는 레일홈용 연장다리(251)의 위치를 고정하거나 그 고정을 해제할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 작용을 설명한다.
본 다이스 장착 지그(200)를 사용하지 않을 경우 회동형 수평 지지판(240)은 도 4와 같이 수직판(221)과 평행한 상태로 배치되어, 즉 전조기(100)의 작업 공간 밖으로 위치되어 전조기(100)의 가공 작업을 방해하지 않는다.
새로운 전조 다이스(151)를 교체하거나 장착할 필요가 있을 경우 도 5와 같이 회동형 수평 지지판(240)을 회동시켜 회동형 수평 지지판(240)이 전조기(100)의 작업 공간 내부로 위치되도록 하며, 아울러 도 5 이후에 도 6과 같이 연장 지지대(250)를 외측으로 빼내어 폭넓은 전조 다이스 장착 지지 공간을 형성한다.
만일 연장 지지대(250)가 없다면 회동형 수평 지지판(240)의 폭이 매우 넓어져야 하나, 이 경우 회동형 수평 지지판(240)의 회동시 전조기(100)와 간섭될 우려가 있다.
도 6은 하부에 위치한 전조 다이스(151)를 장착할 필요가 있는 경우의 상태이다.
도 7은 구동 모터(211)의 구동에 의하여 스크류 부재(211)가 회전하고 그 회전에 의하여 볼스크류 결합된 너트부재(222)를 매개하여 수직판(221)이 상부로 이동한 경우이다.
도 7은 상부에 위치한 전조 다이스(151)를 장착할 필요가 있는 경우의 상태이다.
아울러 도 8은 도 5 및 도 6 기준의 개념 정면도이며, 도 9는 도 7 기준의 개념 정면도이다.
수직판(221)의 상하 이동은 근접 센서(214)에 의하여 감지되며, 근접 센서(214)의 감지값에 의하여 구동 모터(211)가 자동 제어된다.
본 다이스 장착 지그(200)에 의한 전조 다이스(151) 장착이 완료되면, 다이스 장착 지그(200)는 다시 도 4의 상태로 전환된다.
상기와 같이 본 발명에 의하여 전조 다이스(151)의 교체 내지 장착이 매우 편리하고 안전하게 이루어질 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
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.
100 : 로토 프로식 랙 전조기
120 : 슬라이더 130 : 스크류
140 : 스크류 구동 모터
150 : 다이스 조립체 151 : 전조 다이스
200 : 다이스 장착 지그
210 : 수직형 베이스 부재 211 : 구동 모터
212 : 스크류 부재 213 : 제1이동 안내 부재
214 : 근접 센서
221 : 수직판 222 : 너트 부재
223 : 제2이동 안내 부재 224 : 수평 지지용 앵글
230 : 힌지 부재 231 : 일단
232 : 타단
240 : 회동형 수평 지지판 241 : 레일홈
242 : 연장다리 고정볼트
250 : 연장 지지대 251 : 레일홈용 연장다리
252 : 연결대

Claims (1)

  1. 로토 프로식 랙 전조기의 측면에 수직하게 조립되는 수직형 베이스 부재 ;
    상기 수직형 베이스 부재에 마련되는 구동 모터 ;
    상기 수직형 베이스 부재에 회전 가능하게 지지되면서 수직방향으로 연장되는 형태로 배치되며, 상기 구동 모터의 회전에 연동하여 회전되는 스크류 부재 ;
    상기 수직형 베이스 부재에 마련되어 수직 방향의 이동을 안내하는 제1이동 안내 부재 ;
    수직 방향으로 연장되는 판 형태인 수직판과, 상기 수직판에 마련되어 상기 스크류 부재와 볼스크류 결합되는 너트 부재와, 상기 수직판에 마련되어 상기 제1이동 안내 부재를 따라 수직 방향으로 이동하도록 상기 제1이동 안내 부재에 결합되는 제2이동 안내 부재를 포함하여 이루어지며, 상기 스크류 부재의 회전에 따라 상하로 이동되는 수직 이동 부재 ;
    일단이 상기 수직판에 상단부에 결합되는 힌지 부재 ;
    일단부가 상기 힌지 부재의 타단에 결합되어 상기 힌지 부재를 축으로 회동 가능하며, 상기 수직판에 대하여 직각을 이루는 수평 자세로 변환 가능하며, 상면에 서로 평행한 복수의 레일홈이 형성되는 회동형 수평 지지판 ;
    일단부가 상기 회동형 수평 지지판의 복수의 레일홈에 삽입되어 상기 복수의 레일홈을 따라 이동 가능한 복수의 레일홈용 연장다리와, 상기 복수의 레일홈용 연장다리의 타단부를 연결하는 연결대를 포함하여 이루어지는 연장 지지대 ;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 로토 프로식 랙 전조기의 다이스 장착 지그.
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