KR20200065443A

KR20200065443A - 씽크볼 및 이의 제조장치

Info

Publication number: KR20200065443A
Application number: KR1020180151923A
Authority: KR
Inventors: 정한용; 유일상; 김상석; 민현웅
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2018-11-30
Filing date: 2018-11-30
Publication date: 2020-06-09
Anticipated expiration: 2038-11-30
Also published as: KR102153188B1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 크랙 씽크볼은 꼭지점 부분이 라운드진 사각형 형상의 바닥부, 상기 바닥부의 둘레 방향 직선 변에 결합되는 복수의 측벽부 및 상기 바닥부의 꼭지점 부분에 결합되되, 양측에 상기 측벽부가 결합되어 상기 측벽부 사이를 연결하는 에지부를 포함하며, 상기 에지부는, 양측의 측벽부와 이격되어 제1곡률반경으로 곡면을 형성하는 기준곡면부 및 상기 측벽부는 외접하고, 상기 제1곡률반경으로 형성되는 가상 원은 내접하는 가상 원을 형성하는 제2곡률반경으로 곡면을 형성하여, 상기 기준곡면부와 상기 측벽부를 연결하는 연결곡면부를 포함할 수 있다.

Description

씽크볼 및 이의 제조장치{Sinkbowl and apparatus for manufacturing thereof}

본 발명은 씽크볼 및 이의 제조장치에 관한 것이다.

기존 일반씽크 성형공정은 보통 3공정이며 1공정은 드로잉공정, 2공정은 드로잉공정에서 발생한 주름을 제거하는 스트래칭공정, 3공정은 플랜지부를 제거하는 트리밍공정으로 구성되어 있다.

한편, 코너 에지부의 곡률반경이 작은 명품씽크의 경우에는 위의 공정에서 드로잉공정 후 중간 열처리를 하여 소재의 성형성을 회복하고, 다음 공정인 스트레칭으로 넘어간다.

이와 같이, 에지부의 곡률반경이 작은 명품 씽크볼의 제작시에 드로잉공정 후 스트레칭 공정 전에 열처리 공정이 필요한 단점이 있다.

여기서, 열처리 공정을 생략하고 에지부의 곡률반경이 작은 씽크볼의 제작하게 되면, 스트레칭 공정에서의 주름을 제거할 수 있을 정도의 성형량을 가해야 하며, 이러한 경우에는 또 다른 문제로 크랙이 쉽게 발생하는 문제가 있다.

따라서, 상기 문제 내지 단점을 개선하기 위한 씽크볼 및 이의 제조장치에 대한 연구가 필요하게 되었다.

일본 출원 번호 제2010-070923호

본 발명은 에지부의 곡률반경이 작게 성형하면서도 주름 발생이나 크랙 발생을 저감시킬 수 있는 씽크볼 및 이의 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 크랙 씽크볼은 상기 연결곡면부는, 상기 바닥부의 중심을 중심점(O)으로 하는 XY 좌표 평면에서, 상기 바닥부의 X축 방향 길이(Lx), Y축 방향 길이(Ly) 및 상기 제1곡률반경(Rd)이 상수로 고정되되, 상기 바닥부의 X축 방향 직선 변과 Y축 방향 직선 변의 교차점에서 상기 바닥부의 X축 방향 직선 변의 단부까지의 길이(Ix), 상기 교차점에서 상기 바닥부의 Y축 방향 직선 변의 단부까지의 길이(Iy)가 상수로 고정되고, 상기 제1곡률반경(Rd)이 형성하는 가상 원의 상기 XY 좌표 평면 상의 위치의 좌표(Xd, Yd)가 상수로 고정되면, 아래의 수식에 의해서, 상기 제2곡률반경(Rc)이 형성하는 가상 원의 상기 XY 좌표 평면 상의 위치의 좌표(Xc, Yc)와 상기 제2곡률반경(Rc)이 결정되는 것을 특징으로 할 수 있다.

(a) Yc는 아래의 식에 의해서 결정된다.

Yc = Ly/2 - Iy

(b) Xc는 아래의 세 식을 연립하여 나오는 식에 의해서 결정된다.

(X1 - Xd)^2 + (Y1 - Yd)^2 = Rd^2

(X1 - Xd)/(Y1 - Yd) = (X1 - Xc)/(Y1 - Ly/2 + Iy)

(X1 - Xc)^2 + (Y1 - Ly/2 + Iy)^2 = (Lx/2 - Xc)^2

여기서, 상기 X1, Y1은 상기 제1곡률반경이 형성하는 가상 원과 상기 제2곡률반경이 형성하는 가상 원의 접점의 상기 XY 좌표 평면 상의 위치의 좌표(X1, Y1)이다.

(c) Xc가 상기 식에 의해서 결정되면, Rc는 아래의 두 식을 연립하여 나오는 식에 의해서 결정된다.

Rc > Rd

Rc = |Lx/2 - Xc|

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 크랙 씽크볼의 상기 제1곡률반경(Rd)은, 15mm 이상이고, 30mm 이하인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 크랙 씽크볼 제조장치는 컵 형태의 소재가 안착되는 성형홈이 형성된 하부다이 및 상기 소재를 상기 성형홈의 내측벽 방향으로 가압하면서 상기 씽크볼을 성형하는 드로잉유닛을 포함할 수 있다.

여기서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 크랙 씽크볼 제조장치의 상기 드로잉유닛은, 상기 성형홈 내부로 진입되도록 상하 이동되는 중심블럭부, 상기 중심블럭부에 결합되며, 상기 성형홈의 내측벽 모서리 방향으로 전진되면서 상기 에지부를 성형하는 에지성형부 및 상기 중심블럭부에 결합되며, 상기 성형홈의 내측벽 모서리 사이 부분을 향하여 전진되면서 상기 측벽부를 성형하는 측벽성형부를 포함할 수 있다.

그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 크랙 씽크볼 제조장치의 상기 에지성형부는, 상기 중심블럭부에 결합되며, 상기 성형홈의 내측벽 모서리 방향으로 전후진되는 에지실린더 및 상기 에지실린더의 신축되는 단부에 결합되며, 상기 제1곡률반경에 대응되는 반경으로 형성된 파이프부재를 포함할 수 있다.

더하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 크랙 씽크볼 제조장치의 상기 파이프부재는, 상기 에지실린더의 신축되는 단부가 삽입되어 자력에 의해서 결합되는 결착홈이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 크랙 씽크볼 제조장치의 상기 측벽성형부는, 상기 중심블럭부에 결합되며, 상기 성형홈의 내측벽 모서리 사이 부분을 향하여 전후진되는 측벽실린더 및 상기 측벽실린더의 신축되는 단부에 결합되며, 상기 측벽실린더의 신축에 의해서 상기 소재에 밀착되되, 평평한 형태로 구비되는 평판부재를 포함할 수 있다.

여기서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 크랙 씽크볼 제조장치의 상기 평판부재는, 상기 측벽실린더의 신축되는 단부에 결합되는 기본판 및 상기 기본판의 양측단부 중 적어도 하나에 힌지 결합되는 제1확장판을 포함할 수 있다.

더하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 크랙 씽크볼 제조장치의 상기 제1확장판은, 상기 소재에 접하는 상기 기본판의 전방면의 반대면인 상기 기본판의 후방면에 힌지 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 크랙 씽크볼 제조장치의 상기 평판부재는, 상기 기본판에 힌지 결합되는 상기 제1확장판의 일단부의 반대단인 상기 제1확장판의 타단부에 힌지 결합되는 제2확장판을 포함할 수 있다.

본 발명의 씽크볼 및 이의 제조장치는 에지부의 곡률반경이 작게 성형하면서도 주름 발생이나 크랙 발생을 저감시킬 수 있는 이점이 있다.

즉, 에지부의 곡률반경이 작게 성형할 때 주름저항을 향상 시킬 수 있고, 이로 인해 생산시의 주름 및 크랙 발생의 불량을 저감시킬 수 있는 것이다.

다만, 본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 씽크볼을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 씽크볼에서 에지부 부분을 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 씽크볼에서 에지부의 제1곡률반경을 형성하는 가상 원과 제2곡률반경을 형성하는 가상 원의 부분을 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 씽크볼을 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 씽크볼 제조장치를 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 씽크볼 제조장치를 도시한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 씽크볼 제조장치의 에지성형부에서 파이프부재가 자력에 의해 에지실린더에 결합되는 실시예를 도시한 측면도이다.
도 8은 본 발명의 씽크볼 제조장치에서 측벽성형부의 평판부재가 확장되는 실시예를 도시한 평면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하며, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호 또는 유사한 방식으로 부여된 참조 부호는 동일 구성 요소 또는 대응하는 구성요소를 지칭하는 것으로 한다.

본 발명은 씽크볼(100) 및 이의 제조장치에 관한 것으로, 에지부(130)의 곡률반경이 작게 성형하면서도 주름 발생이나 크랙 발생을 저감시킬 수 있다. 즉, 에지부(130)의 곡률반경이 작게 성형할 때 주름저항을 향상 시킬 수 있고, 이로 인해 생산시의 주름 및 크랙 발생의 불량을 저감시킬 수 있는 것이다.

도면을 참조하여 설명하면, 도 1은 본 발명의 씽크볼(100)을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 씽크볼(100)에서 에지부(130) 부분을 도시한 평면도이며, 도 3은 본 발명의 씽크볼(100)에서 에지부(130)의 제1곡률반경(Rd)을 형성하는 가상 원(D)과 제2곡률반경(Rc)을 형성하는 가상 원(C)의 부분을 도시한 평면도이고, 도 4는 본 발명의 씽크볼(100)을 도시한 평면도이다.

상기 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 크랙 씽크볼(100)은 꼭지점 부분이 라운드진 사각형 형상의 바닥부(110), 상기 바닥부(110)의 둘레 방향 직선 변에 결합되는 복수의 측벽부(120) 및 상기 바닥부(110)의 꼭지점 부분에 결합되되, 양측에 상기 측벽부(120)가 결합되어 상기 측벽부(120) 사이를 연결하는 에지부(130)를 포함하며, 상기 에지부(130)는, 양측의 측벽부(120)와 이격되어 제1곡률반경(Rd)으로 곡면을 형성하는 기준곡면부(131) 및 상기 측벽부(120)는 외접하고, 상기 제1곡률반경(Rd)으로 형성되는 가상 원(D)은 내접하는 가상 원(C)을 형성하는 제2곡률반경(Rc)으로 곡면을 형성하여, 상기 기준곡면부(131)와 상기 측벽부(120)를 연결하는 연결곡면부(132)를 포함할 수 있다.

다시 말해, 상기 측벽부(120)의 길이가 정해지고, 에지부(130)에서 상기 기준곡면부(131)의 제1곡률반경(Rd)이 정해지면, 상기 연결곡면부(132)의 제2곡률반경(Rc)을 결정할 수 있게 되는데, 이러한 형상으로 씽크볼(100)을 성형하게 되면, 상기 에지부(130)의 성형시에 주름 발생, 크랙 발생 등의 문제를 저감할 수 있게 되는 것이다.

더 구체적으로, 상기 연결곡면부(132)의 제2곡률반경(Rc)이 형성하는 가상 원(C)은 상기 측벽부(120)가 외접하게 배치된다.

그런데 상기 측벽부(120)와 외접하는 원은 다소 존재할 수 있는데, 이러한 원들 중에서, 상기 기준곡면부(131)의 제1곡률반경(Rd)이 형성하는 가상 원(D)이 내접하는 원은 하나만 형성할 수 있다.

즉, 상기 연결곡면부(132)의 제2곡률반경(Rc)이 형성하는 가상 원(C)은 상기 측벽부(120)가 외접하게 배치되면서도, 상기 기준곡면부(131)의 제1곡률반경(Rd)이 형성하는 가상 원(D)은 내접하는 원으로 설정되는 것이다.

이에 따라 상기 연결곡면부(132)를 형성하는 가상 원(C)의 곡률반경인 제2곡률반경(Rc)과 그 위치를 정할 수 있게 되는 것이다.

이는 수식에 의해서 정해질 수도 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 크랙 씽크볼(100)은 상기 연결곡면부(132)는, 상기 바닥부(110)의 중심을 중심점(O)으로 하는 XY 좌표 평면에서, 상기 바닥부(110)의 X축 방향 길이(Lx), Y축 방향 길이(Ly) 및 상기 제1곡률반경(Rd)이 상수로 고정되되, 상기 바닥부(110)의 X축 방향 직선 변과 Y축 방향 직선 변의 교차점(P3)에서 상기 바닥부(110)의 X축 방향 직선 변의 단부까지의 길이(Ix), 상기 교차점(P3)에서 상기 바닥부(110)의 Y축 방향 직선 변의 단부까지의 길이(Iy)가 상수로 고정되고, 상기 제1곡률반경(Rd)이 형성하는 가상 원(D)의 상기 XY 좌표 평면 상의 위치의 좌표(Xd, Yd)가 상수로 고정되면, 아래의 수식에 의해서, 상기 제2곡률반경(Rc)이 형성하는 가상 원(C)의 상기 XY 좌표 평면 상의 위치의 좌표(Xc, Yc)와 상기 제2곡률반경(Rc)이 결정되는 것을 특징으로 할 수 있다.

(a) Yc는 아래의 식에 의해서 결정된다.

Yc = Ly/2 - Iy

(X1 - Xd)^2 + (Y1 - Yd)^2 = Rd^2

(X1 - Xd)/(Y1 - Yd) = (X1 - Xc)/(Y1 - Ly/2 + Iy)

(X1 - Xc)^2 + (Y1 - Ly/2 + Iy)^2 = (Lx/2 - Xc)^2

여기서, 상기 X1, Y1은 상기 제1곡률반경(Rd)이 형성하는 가상 원(D)과 상기 제2곡률반경(Rc)이 형성하는 가상 원(C)의 접점(P1)의 상기 XY 좌표 평면 상의 위치의 좌표(X1, Y1)이다.

Rc > Rd

Rc = |Lx/2 - Xc|

이러한 조건 식의 유도는 아래와 같다.

우선 수식에 사용될 기호들을 정리하면, 상기 바닥부(110)의 중심을 중심점(O)으로 하는 XY 좌표 평면을 기준으로 원의 위치 좌표 등이 결정된다.

상기 바닥부(110)의 X축 방향 길이는 Lx, Y축 방향 길이는 Ly로 정해지고, 상기 바닥부(110)의 X축 방향 직선 변과 Y축 방향 직선 변의 교차점(P3)에서 상기 바닥부(110)의 X축 방향 직선 변의 단부까지의 길이는 Ix, 상기 교차점(P3)에서 상기 바닥부(110)의 Y축 방향 직선 변의 단부까지의 길이는 Iy로 정의한다.

다음으로, 기준곡면부(131)를 형성하는 가상 원(D)의 곡률반경인 제1곡률반경(Rd)은 Rd, 그 위치 좌표는 Xd 및 Yd로 정의된다.

그리고, 연결곡면부(132)를 형성하는 가상 원(C)의 곡률반경인 제2곡률반경(Rc)은 Rc, 그 위치 좌표는 Xc 및 Yc로 정의된다.

추가로, 상기 기준곡면부(131)를 형성하는 가상 원(D)과 상기 연결곡면부(132)를 형성하는 가상 원(C)의 접점(P1)의 위치 좌표는 X1 및 Y1로 정의되고, 상기 측벽부(120)와 상기 연결곡면부(132)의 접점(P2)의 위치 좌표는 X2 및 Y2로 정의된다.

그리고, 초기 설계 수치로 주어지는 조건은 상기 Lx, Ly, Rd, Xd, Yd, Ix, Iy이다.

여기서, Xd, Yd는 상기 기준곡면부(131)가 형성하는 가상 원(D)과 상기 측벽부(120)의 X축, Y축 직선 이격 거리인 Ex, Ey에 의해서 정해질 수도 있다. 즉, "Xd = Lx/2 - Ex", "Yd = Ly/2 - Ey"로 정해질 수도 있는 것이다.

그리고, 최종적으로 구해야 하는 해는 상기 연결곡면부(132)를 형성하는 가상 원(C)의의 방정식이다. 즉, 상기 연결곡변부를 형성하는 가상 원(C)의 곡률반경인 제2곡률반경(Rc)과 그 위치 좌표인 Xc, Yc이다.

이러한 기호의 정리를 토대로 수식을 도출하면, 우선 상기 측벽부(120)와 기준곡면부(131)를 형성하는 제1곡률반경(Rd)의 가상 원(D)을 연결하는 원이 도 3에 도시한 바와 같이 두 개가 존재할 수 있는 점에서 시작된다.

이러한 두 개의 원 중에서 상기 연결곡면부(132)를 형성하는 가상 원(C)은 제1곡률반경(Rd)의 가상 원(D)이 내접하므로, 조건식 "Rc > Rd"(수식1)가 도출된다.

다음으로, 상기 기준곡면부(131)를 형성하는 가상 원(D)의 방정식은 "(X - Xd)^2 + (Y - Yd)^2 = Rd^2"으로 결정되고, 상기 연결곡면부(132)를 형성하는 가상 원(C)의 방정식은 "(X - Xc)^2 + (Y - Yc)^2 = Rc^2"으로 결정된다. 그리고, 상기 측벽부(120)의 방정식은 X = Lx/2으로 결정된다.

(1) 첫번째 기하학적 관계로서, 상기 연결곡면부(132)를 형성하는 가상 원(C)에 측벽부(120)가 외접하는 관계를 이용하여 일부 관계 식을 도출할 수 있다.

이 경우 상기 연결곡면부(132)를 형성하는 가상 원(C)에서 Y축 상의 접하는 측벽부(120)의 기울기는 무한대이므로 상기 연결곡면부(132)를 형성하는 가상 원(C)의 접선의 기울기 "-(X2 - Xc)/(Y2 - Yc)"에서 분모가 0이 되어야 하고, 따라서 "Y2 = Yc"가 된다. 이 때 상기 연결곡면부(132)를 형성하는 가상 원(C)과 측벽부(120)의 접점(P2)의 위치 좌표는 "X2 = Lx/2, Y2 = Ly/2 -Iy)" 이므로 "Yc = Ly/2-Iy"(수식2)가 되어 상기 연결곡면부(132)를 형성하는 가상 원(C)의 Y축 위치 좌표 Y가 결정된다.

또한 앞에서 도출된 "Yc = Ly/2-Iy"를 상기 연결곡면부(132)를 형성하는 가상 원(C)의 방정식인 "(X2 - Xc)^2 + (Y2 - Yc)^2 = Rc^2"에 대입하면, "Rc = |Lx/2 - Xc|"(수식3)라는 관계 식이 정해진다.

(2) 두번째 기하학적 관계로서, 상기 연결곡면부(132)를 형성하는 가상 원(C)에 상기 기준곡면부(131)가 형성하는 가상 원(D)이 내접하는 관계를 이용하여 나머지 관계 식을 도출할 수 있다.

이 경우에 상기 연결곡면부(132)를 형성하는 가상 원(C)과 상기 기준곡면부(131)를 형성하는 가상 원(D)의 접점(P1)에서의 접선 기울기는 같아야하므로 아래 식을 도출할 수 있다.

우선, 상기 기준곡면부(131)를 형성하는 가상 원(D)의 방정식은 "(X1 - Xd)^2 + (Y1 - Yd)^2 = Rd^2"(수식4)가 된다.

또한, 상기 연결곡면부(132)를 형성하는 가상 원(C)의 방정식은 "(X1 - Xc)^2 + (Y1 - Yc)^2 = Rc^2"되고, 여기에 앞서 도출된 "Rc = |Lx/2 - Xc|"를 대입하면, "(X1 - Xc)^2 + (Y1 - Yc)^2 = (Lx/2 - Xc)^2"(수식5)가 도출된다.

그리고, 두 가상 원(C, D)의 접점(P1)에서의 기울기는 동일하므므로, "(X1 - Xd)/(Y1 - Yd) = (X1 - Xc)/(Y1 - Yc)"가 도출된다. 더하여, 앞서 도출한 "Yc = Ly/2 - Iy"를 대입하면, "(X1 - Xd)/(Y1 - Yd) = (X1 - Xc)/(Y1 - Ly/2 + Iy)"(수식6)이 도출된다.

여기서 현재 미지수는 X1, Y1, Xc 3개이고, 방정식은 상기 수식4 내지 수식6으로 세 개이므로 연립하여 X1, Y1, Xc를 도출할 수 있다.

이와 같이, 상기 연결곡면부(132)를 형성하는 가상 원(C) 중심의 X축 위치 좌표는 상기 수식4 내지 수식6에 의해서 도출되고, Y축 위치 좌표는 수식2에 의해서 도출되며, 상기 연결곡면부(132)를 형성하는 가상 원(C)의 곡률반경인 제2곡률반경(Rc)은 상기 가상 원(C) 중심의 X축 위치 좌표가 결정되면 상기 수식1 및 수식3에 의해서 결정되는 것이다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 크랙 씽크볼(100)의 상기 제1곡률반경(Rd)은, 15mm 이상이고, 30mm 이하인 것을 특징으로 할 수 있다. 이러한 수치범위는 기존의 씽크볼(100)의 에지부(130) 곡률반경 대비하여 작게 형성된 곡률반경이다.

도 5는 본 발명의 씽크볼 제조장치(200)를 도시한 평면도이며, 도 6은 본 발명의 씽크볼 제조장치(200)를 도시한 측면도이다.

상기 도면을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 크랙 씽크볼 제조장치(200)는 컵 형태의 소재(M)가 안착되는 성형홈(211)이 형성된 하부다이(210) 및 상기 소재(M)를 상기 성형홈(211)의 내측벽 방향으로 가압하면서 상기 씽크볼(100)을 성형하는 드로잉유닛(220)을 포함할 수 있다.

다시 말해, 전술한 본 발명의 씽크볼(100)을 제조하기 위해서, 컵 형태의 소재(M)를 상기 하부다이(210)에 안착시키고 상기 드로잉유닛(220)으로 성형하게 구성된 것이다.

상기 하부다이(210)에는 상기 소재(M)가 안착되는 성형홈(211)에 형성되고, 상기 소재(M)의 플랜지 부분을 고정하는 클램프 등이 구비되어 상기 소재(M)의 플랜지를 고정한 상태에서 상기 드로잉유닛(220)에 의해서 성형될 수도 있고, 상기 플랜지의 고정 없이 상기 드로잉유닛(220)에 의해서 성형될 수도 있다.

상기 드로잉유닛(220)은 컵 형태의 상기 소재(M) 내부로 진입 후에 확장되게 구동되면서 상기 소재(M)를 씽크볼(100) 형태로 성형하는 역할을 하게 된다.

이를 위해서, 상기 드로잉유닛(220)은 중심블럭부(230), 에지성형부(240), 측벽성형부(250)를 포함할 수 있다.

즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 크랙 씽크볼 제조장치(200)의 상기 드로잉유닛(220)은, 상기 성형홈(211) 내부로 진입되도록 상하 이동되는 중심블럭부(230), 상기 중심블럭부(230)에 결합되며, 상기 성형홈(211)의 내측벽 모서리 방향으로 전진되면서 상기 에지부(130)를 성형하는 에지성형부(240) 및 상기 중심블럭부(230)에 결합되며, 상기 성형홈(211)의 내측벽 모서리 사이 부분을 향하여 전진되면서 상기 측벽부(120)를 성형하는 측벽성형부(250)를 포함할 수 있다.

상기 중심블럭부(230)는 상기 에지성형부(240), 측벽성형부(250)를 컵 형태의 상기 소재(M) 내부로 이동시키는 역할을 하게 된다. 이를 위해서, 상기 중심블럭부(230)는 블럭실린더(231), 블럭부재(232) 등을 포함할 수 있다.

상기 블럭실린더(231)는 신축되는 단부에 상기 블럭부재(232)가 결합되어, 상기 블럭부재(232)를 컵 형태의 상기 소재(M) 내부로 이동시키는 구동력을 제공하게 된다.

그리고, 상기 블럭부재(232)는 상기 에지성형부(240), 측벽성형부(250)가 결합되며, 이에 따라 상기 블럭부재(232)의 상하 이동에 따라 상기 에지성형부(240), 측벽성형부(250)도 상하로 이동되면서 상기 소재(M) 내부로 이동되게 된다.

상기 에지성형부(240)는 상기 소재(M)로 전진되면서 상기 성형홈(211) 내측벽 모서리 방향으로 이동되며, 이에 따라 상기 에지부(130)를 성형하게 된다.

이때 상기 에지부(130)는 기준곡면부(131)를 포함하는데, 상기 에지성형부(240)는 이러한 기준곡면부(131)를 형성하는 제1곡률반경(Rd)에 대응되는 곡률반경으로 형성되어 상기 에지부(130)를 성형하게 된다.

이를 위해서, 상기 에지성형부(240)는 에지실린더(241), 파이프부재(242) 등을 포함할 수 있는데, 이에 대한 자세한 설명은 도 7을 참조하여 후술한다.

상기 측벽성형부(250)는 상기 소재(M)로 전진되면서 상기 성형홈(211) 내측벽 모서리 사이의 부분이 평탄벽 방향으로 이동되며, 이에 따라 상기 측벽부(120)를 성형하게 된다.

이때 상기 측벽부(120)와 기준곡면부(131) 사이에 연결곡면부(132)를 포함하는데, 상기 측벽성형부(250)는 이러한 연결곡면부(132)의 성형도 고려하여, 상기 에지성형부(240)의 전진 거리와 조정을 통하여 상기 측벽부(120)의 성형과 동시에 상기 연결곡면부(132)의 성형도 유도하게 된다.

이를 위해서, 상기 측벽성형부(250)는 측벽실린더(251), 평판부재(252) 등을 포함할 수 있는데, 이에 대한 자세한 설명은 도 8을 참조하여 후술한다.

도 7은 본 발명의 씽크볼 제조장치(200)의 에지성형부(240)에서 파이프부재(242)가 자력에 의해 에지실린더(241)에 결합되는 실시예를 도시한 측면도로서, 상기 도면을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 크랙 씽크볼 제조장치(200)의 상기 에지성형부(240)는, 상기 중심블럭부(230)에 결합되며, 상기 성형홈(211)의 내측벽 모서리 방향으로 전후진되는 에지실린더(241) 및 상기 에지실린더(241)의 신축되는 단부에 결합되며, 상기 제1곡률반경(Rd)에 대응되는 반경으로 형성된 파이프부재(242)를 포함할 수 있다.

이와 같이, 상기 에지성형부(240)가 상기 파이프부재(242)를 상기 소재(M)로 전진시키면서 상기 성형홈(211) 내측벽 모서리 방향으로 인장되게 변형시켜 상기 에지부(130)를 성형하게 된다.

이때 상기 에지부(130)는 기준곡면부(131)를 포함하는데, 상기 파이프부재(242)는 이러한 기준곡면부(131)를 형성하는 제1곡률반경(Rd)에 대응되는 곡률반경으로 형성되어 상기 에지부(130)를 성형하게 된다.

여기서, 상기 에지실린더(241)는 상기 파이프부재(242)를 상기 성형홈(211)의 내측벽 모서리 방향으로 전진시켜, 상기 파이프부재(242)에 의해서 상기 소재(M)가 성형되는 구동력을 제공하게 된다.

이를 위해서, 상기 에지실린더(241)는 상기 중심블럭부(230)의 블럭부재(232)에 결합되며, 신축하는 단부에는 상기 파이프부재(242)가 결합되게 된다.

상기 파이프부재(242)는 제1곡률반경(Rd)으로 형성된 원기둥 형태의 부재로서, 상기 에지실린더(241)에 의해서 상기 소재(M) 방향으로 이동하면서, 씽크볼(100)의 에지부(130)를 성형하게 된다.

즉, 상기 소재(M) 방향으로 밀려지는 상기 파이프부재(242)에 상기 소재(M)가 밀착되면서 인장되어 상기 제1곡률반경(Rd)으로 성형될 수 있는 것이다.

그리고, 이러한 파이프부재(242)는 상기 에지실린더(241)에 착탈되게 구비됨에 의해서, 성형될 씽크볼(100)의 에지부(130)의 기준곡면부(131)의 곡률반경을 조정하여 성형할 수 있게 된다.

즉, 상기 기준곡면부(131)의 곡률반경인 제1곡률반경(Rd)이 변경되면, 이에 따라 변경된 곡률반경에 따른 파이프부재(242)로 교체한 후에 성형을 수행하게 되는 것이다.

이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 크랙 씽크볼 제조장치(200)의 상기 파이프부재(242)는, 상기 에지실린더(241)의 신축되는 단부가 삽입되어 자력에 의해서 결합되는 결착홈(242a)이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

여기서, 상기 파이프부재(242)의 교체를 용이하게 하기 위해서, 상기 파이프부재에는 결착홈(242a)이 형성되며, 이러한 결착홈(242a)은 자력에 의해서 상기 에지실린더(241)의 신축하는 단부가 결합될 수 있게 구성될 수 있다. 이에 따라 다양한 곡률반경의 파이프부재(242)의 교체를 용이하게 할 수 있게 된다.

도 8은 본 발명의 씽크볼 제조장치(200)에서 측벽성형부(250)의 평판부재(252)가 확장되는 실시예를 도시한 평면도로서, 상기 도면을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 크랙 씽크볼 제조장치(200)의 상기 측벽성형부(250)는, 상기 중심블럭부(230)에 결합되며, 상기 성형홈(211)의 내측벽 모서리 사이 부분을 향하여 전후진되는 측벽실린더(251) 및 상기 측벽실린더(251)의 신축되는 단부에 결합되며, 상기 측벽실린더(251)의 신축에 의해서 상기 소재(M)에 밀착되되, 평평한 형태로 구비되는 평판부재(252)를 포함할 수 있다.

즉, 상기 측벽성형부(250)는 상기 평판부재(252)를 상기 소재(M)로 전진시켜서, 상기 성형홈(211) 내측벽 모서리 사이의 부분이 평탄벽 방향으로 이동시켜 상기 측벽부(120)를 형성하게 되는 것이다.

여기서, 상기 측벽부(120)와 상기 기준곡면부(131) 사이에는 상기 연결곡면부(132)가 형성되는데, 이는 상기 연결곡면부(132)의 성형도 고려하여 상기 평판부재(252)가 상기 성형홈(211)의 내측벽 방향으로의 이동 거리를 조정하여 성형될 수 있다.

즉, 상기 파이프부재(242)의 전진 거리와 상기 평판부재(252)의 전지 거리의 조정을 통하여 상기 측벽부(120)의 성형과 동시에 상기 연결곡면부(132)의 성형도 유도하게 되는 것이다.

여기서, 상기 측벽실린더(251)는 상기 평판부재(252)를 상기 성형홈(211)의 내측벽 모서리 사이의 평탄벽 방향으로 전진시켜, 상기 평판부재(252)에 의해서 상기 소재(M)가 성형되는 구동력을 제공하게 된다.

이를 위해서, 상기 측벽실린더(251)는 상기 중심블럭부(230)의 블럭부재(232)에 결합되며, 신축하는 단부에는 상기 평판부재(252)가 결합되게 된다.

상기 평판부재(252)는 평평한 형태의 부재로서, 상기 측벽실린더(251)에 의해서 상기 소재(M) 방향으로 이동하면서, 씽크볼(100)의 측벽부(120)를 성형하게 된다.

즉, 상기 소재(M) 방향으로 밀려지는 상기 평판부재(252)에 상기 소재(M)가 밀착되면서 인장되어 상기 측벽부(120)로 성형될 수 있는 것이다.

그리고, 이러한 평판부재(252)는 측단으로 돌출된 길이를 조정하게 구비됨에 의해서, 전술한 상기 바닥부(110)의 X축 방향 길이(Lx)에서 교차점(P3)에서 상기 바닥부(110)의 X축 방향 직선 변의 단부까지의 길이(Ix)를 뺀 길이(Lx - Ix), 또는 상기 바닥부(110)의 Y축 방향 길이(Ly)에서 교차점(P3)에서 상기 바닥부(110)의 Y축 방향 직선 변의 단부까지의 길이(Iy)를 뺀 길이(Ly - Iy)를 조정할 수 있게 된다.

즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 크랙 씽크볼 제조장치(200)의 상기 평판부재(252)는, 상기 측벽실린더(251)의 신축되는 단부에 결합되는 기본판(252a) 및 상기 기본판(252a)의 양측단부 중 적어도 하나에 힌지 결합되는 제1확장판(252b)을 포함할 수 있다.

이와 같은 제1확장판(252b)이 상기 기본판(252a)의 측단부에 결합 또는 탈락됨에 의해서 전체 길이를 조정할 수 있게 된다.

이때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 크랙 씽크볼 제조장치(200)의 상기 제1확장판(252b)은, 상기 소재(M)에 접하는 상기 기본판(252a)의 전방면의 반대면인 상기 기본판(252a)의 후방면에 힌지 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

이는 상기 소재(M)로 가압되는 상기 기본판(252a)의 전방면에 힌지 결합을 위한 경첩 등의 구성이 돌출되게 구비됨에 의해서 소재(M)에 흠이 발생하는 것을 방지하기 위한 것이다.

그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 크랙 씽크볼 제조장치(200)의 상기 평판부재(252)는, 상기 기본판(252a)에 힌지 결합되는 상기 제1확장판(252b)의 일단부의 반대단인 상기 제1확장판(252b)의 타단부에 힌지 결합되는 제2확장판(252c)을 포함할 수 있다.

이와 같은 제2확장판(252c)은 상기 평판부재(252)의 전체 길이 조정을 다단계로 수행하기 위한 것이다. 따라서 이러한 제2확장판(252c)은 단수일 수도 있고 복수로 구비될 수도 있다.

여기서, 상기 제1확장판(252b)과 상기 기본판(252a)이 연결되는 부분, 또는 상기 제1확장판(252b)과 상기 제2확장판(252c)이 연결되는 부분에는 암형홈(252e), 수형탭(252d)이 형성되어, 그 결합을 더욱 안정적으로 수행할 있게 구성될 수 있다.

일례로, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 기본판(252a)의 측단부에 암형홈(252e)이 형성되고, 상기 기본판(252a)이 접하는 상기 제1확장판(252b)의 측단부에는 수형탭(252d)이 형성되어 결합시에 안정적으로 안착되어 결합되게 구성된 것입니다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

100: 씽크볼 110: 바닥부
120: 측벽부 130: 에지부
131: 기준곡면부 132: 연결곡면부
200: 씽크볼 제조장치 210: 하부다이
211: 성형홈 220: 드로잉유닛
230: 중심블럭부 231: 블럭실린더
232: 블럭부재 240: 에지성형부
241: 에지실린더 242: 파이프부재
250: 측벽성형부 251: 측벽실린더
252: 평판부재

Claims

꼭지점 부분이 라운드진 사각형 형상의 바닥부;
상기 바닥부의 둘레 방향 직선 변에 결합되는 복수의 측벽부; 및
상기 바닥부의 꼭지점 부분에 결합되되, 양측에 상기 측벽부가 결합되어 상기 측벽부 사이를 연결하는 에지부;
를 포함하며,
상기 에지부는,
양측의 측벽부와 이격되어 제1곡률반경으로 곡면을 형성하는 기준곡면부; 및
상기 측벽부는 외접하고, 상기 제1곡률반경으로 형성되는 가상 원은 내접하는 가상 원을 형성하는 제2곡률반경으로 곡면을 형성하여, 상기 기준곡면부와 상기 측벽부를 연결하는 연결곡면부;
를 포함하는 씽크볼.
제1항에 있어서,
상기 연결곡면부는,
상기 바닥부의 중심을 중심점(O)으로 하는 XY 좌표 평면에서,
상기 바닥부의 X축 방향 길이(Lx), Y축 방향 길이(Ly) 및 상기 제1곡률반경(Rd)이 상수로 고정되되,
상기 바닥부의 X축 방향 직선 변과 Y축 방향 직선 변의 교차점에서 상기 바닥부의 X축 방향 직선 변의 단부까지의 길이(Ix), 상기 교차점에서 상기 바닥부의 Y축 방향 직선 변의 단부까지의 길이(Iy)가 상수로 고정되고,
상기 제1곡률반경(Rd)이 형성하는 가상 원의 상기 XY 좌표 평면 상의 위치의 좌표(Xd, Yd)가 상수로 고정되면,
아래의 수식에 의해서, 상기 제2곡률반경(Rc)이 형성하는 가상 원의 상기 XY 좌표 평면 상의 위치의 좌표(Xc, Yc)와 상기 제2곡률반경(Rc)이 결정되는 것을 특징으로 하는 씽크볼.
(a) Yc는 아래의 식에 의해서 결정된다.
Yc = Ly/2 - Iy
(b) Xc는 아래의 세 식을 연립하여 나오는 식에 의해서 결정된다.
(X1 - Xd)^2 + (Y1 - Yd)^2 = Rd^2
(X1 - Xd)/(Y1 - Yd) = (X1 - Xc)/(Y1 - Ly/2 + Iy)
(X1 - Xc)^2 + (Y1 - Ly/2 + Iy)^2 = (Lx/2 - Xc)^2
여기서, 상기 X1, Y1은 상기 제1곡률반경이 형성하는 가상 원과 상기 제2곡률반경이 형성하는 가상 원의 접점의 상기 XY 좌표 평면 상의 위치의 좌표(X1, Y1)이다.
(c) Xc가 상기 식에 의해서 결정되면, Rc는 아래의 두 식을 연립하여 나오는 식에 의해서 결정된다.
Rc > Rd
Rc = |Lx/2 - Xc|
제2항에 있어서,
상기 제1곡률반경(Rd)은, 15mm 이상이고, 30mm 이하인 것을 특징으로 하는 씽크볼.
컵 형태의 소재가 안착되는 성형홈이 형성된 하부다이; 및
상기 소재를 상기 성형홈의 내측벽 방향으로 가압하면서 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 씽크볼을 성형하는 드로잉유닛;
을 포함하는 씽크볼 제조장치.
제4항에 있어서,
상기 드로잉유닛은,
상기 성형홈 내부로 진입되도록 상하 이동되는 중심블럭부;
상기 중심블럭부에 결합되며, 상기 성형홈의 내측벽 모서리 방향으로 전진되면서 상기 에지부를 성형하는 에지성형부; 및
상기 중심블럭부에 결합되며, 상기 성형홈의 내측벽 모서리 사이 부분을 향하여 전진되면서 상기 측벽부를 성형하는 측벽성형부;
를 포함하는 씽크볼 제조장치.
제5항에 있어서,
상기 에지성형부는,
상기 중심블럭부에 결합되며, 상기 성형홈의 내측벽 모서리 방향으로 전후진되는 에지실린더; 및
상기 에지실린더의 신축되는 단부에 결합되며, 상기 제1곡률반경에 대응되는 반경으로 형성된 파이프부재;
를 포함하는 씽크볼 제조장치.
제6항에 있어서,
상기 파이프부재는, 상기 에지실린더의 신축되는 단부가 삽입되어 자력에 의해서 결합되는 결착홈이 형성된 것을 특징으로 하는 씽크볼 제조장치.
제5항에 있어서,
상기 측벽성형부는,
상기 중심블럭부에 결합되며, 상기 성형홈의 내측벽 모서리 사이 부분을 향하여 전후진되는 측벽실린더; 및
상기 측벽실린더의 신축되는 단부에 결합되며, 상기 측벽실린더의 신축에 의해서 상기 소재에 밀착되되, 평평한 형태로 구비되는 평판부재;
를 포함하는 씽크볼 제조장치.
제8항에 있어서,
상기 평판부재는,
상기 측벽실린더의 신축되는 단부에 결합되는 기본판; 및
상기 기본판의 양측단부 중 적어도 하나에 힌지 결합되는 제1확장판;
을 포함하는 씽크볼 제조장치.
제9항에 있어서,
상기 제1확장판은, 상기 소재에 접하는 상기 기본판의 전방면의 반대면인 상기 기본판의 후방면에 힌지 결합되는 것을 특징으로 하는 씽크볼 제조장치.
제9항에 있어서,
상기 평판부재는,
상기 기본판에 힌지 결합되는 상기 제1확장판의 일단부의 반대단인 상기 제1확장판의 타단부에 힌지 결합되는 제2확장판;
을 포함하는 씽크볼 제조장치.