배럴형 코일 스프링의 제작 장치 및 방법

배럴형 코일 스프링의 제작 장치 및 방법{Apparatus for manufacturing barrel type coil spring and it's manufacturing method thereof}

본 발명은 배럴형 코일 스프링의 제작 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스프링 소재의 양측 끝단부를 동시에 코일링 할 수 있도록 하여 제작 공정을 대폭 단축시킬 수 있도록 함으로써 배럴형 코일 스프링을 제작하는데 소요되는 제작기간을 대폭 단축시켜 생산성을 대폭 향상시킬 수 있도록 하는 배럴형 코일 스프링의 제작 장치 및 방법에 관한 것이다.

이하, 배경기술에 대하여 설명한다.

도 1은 통상적인 배럴형 코일 스프링의 정면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 양측 끝단부의 코일경이 중앙부의 코일경 보다 작게 형성되는 미니블록 스프링이나, 중앙부에서 양측 끝단부로 갈수록 코일경이 점차적으로 줄어드는 사이드 로드 코일 스프링 등과 같은 배럴형 코일 스프링(1)은 양측 끝단부의 코일경이 중앙부의 코일경보다 작게 형성됨으로써 코일러에 스프링 재료를 일측 끝단부에서 타측 끝단부 방향으로 한번에 코일링 할 경우에는 상기 코일러로부터 분리할 수가 없으므로 코일러를 사용하여 스프링 재료의 일측 끝단부에서 중앙부 방향으로 한번 스프링 재료를 코일링 한 다음, 일측이 코일링된 스프링 재료의 타측 끝단부에서부터 중앙부 방향으로 다시 한번 스프링 재료를 코일링 한 후 스프링 재료의 중앙부를 벤딩 프레스로 가압하여 제작하였다.

상기와 같은 배러형 코일 스프링의 제작과정을 도 2를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 종래의 배럴형 코일 스프링의 제작과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이 스프링 소재(2)의 일측 끝단부를 코일러(3)를 사용하여 일측 끝단부에서 스프링 소재(2)의 중앙부 방향으로 스프링 소재(2)의 일측을 먼저 코일링 한다.

상기와 같이 스프링 소재(2)의 일측을 먼저 코일링 한 후, 코일러(3)로부터 스프링 소재(2)를 분리한 후 먼저 코일링된 스프링 소재(2)의 일측과 반대 방향으로 코일링되도록 상기 스프링 소재(2)의 타측 끝단부를 코일러(3)를 사용하여 스프링 소재(2)의 타측 끝단부에서 중앙부 방향으로 스프링 소재(2)의 타측을 다시 한번 코일링 한다.

상기와 같이 스프링 소재(2)의 양측을 그 방향이 서로 반대가 되도록 코일링 한 다음에는, 상기 코일러(3)로부터 스프링 소재(2)를 분리한 후 코일링 되지 않은 스프링 소재(2)의 중앙부를 벤딩 프레스(4)를 사용하여 가압함으로써 원하는 형태 의 배럴형 코일 스프링(1)을 제작할 수 있다.

그러나 상기와 같은 방법으로 배럴형 코일 스프링(1)을 제작하게 되면, 스프링 소재(2)의 양측 끝단부를 두 번에 나누어 코일링을 해야 함으로써 작업공정이 길어져 배럴형 코일 스프링(1)을 제작하는데 소요되는 제작기간이 매우 오래 걸려 생산성이 대폭 저감된다는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은, 스프링 소재의 양측 끝단부를 동시에 코일링 할 수 있도록 하여 제작 공정을 대폭 단축시킬 수 있도록 함으로써 배럴형 코일 스프링을 제작하는데 소요되는 제작기간을 대폭 단축시켜 생산성을 대폭 향상시킬 수 있도록 하는 배럴형 코일 스프링의 제작 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 베이스 프레임의 상부면 후방부 일측단과 전방부 타측단에 설치되는 상부면 양측단에 LM 가이드를 구비하는 한 쌍의 머신 프레임; 상기 한 쌍의 머신 프레임의 상부면 양측단에 설치된 LM 가이드의 상부면에 일측이 연결되도록 상기 한 쌍의 머신 프레임 상부면에 설치되어 일측이 상기 LM 가이드를 따라 이동되는 한 쌍의 전후 이동 유니트; 상기 한 쌍의 전후 이동 유니트의 상단부에 설치되어 상기 LM 가이드를 따라 이동되는 한 쌍의 전후 이동 유니트의 일측과 연동되어 상기 베이스 프레임의 전, 후방부에서부터 중앙부 방향으로 이동함과 동시에, 베이스 프레임의 일측에서 타측 또는 타측에서 일측 방향으로 이동하면서 회전되어 스프링 소재의 양측을 동시에 코일링 하는 한 쌍의 코일러; 및 상기 한 쌍의 코일러의 일측 옆에 위치하도록 상기 한 쌍의 전후 이동 유니트의 상부면에 설치되어 상기 한 쌍의 코일러와 연동되어 이동하면서 상기 한 쌍의 코일러에 의해 코일링 되는 스프링 소재의 피치와 스프링 직경을 조절함과 동시에 상기 스프링 소재의 하부면을 지지하는 한 쌍의 가이더;를 포함하여 구성된 배럴형 코일 스프링의 제작 장치를 제공하는 것이다.

또한, 상기 한 쌍의 머신 프레임은, 상기 베이스 프레임의 상부면 중앙부에 돌출 형성된 한 쌍의 힌지에 일측면 끝단부가 연결되며, 타측 하부면은 상기 베이스 프레임의 상부면 양측에 설치된 다수개의 지지대의 상단부에 지지되어 상기 힌지를 중심으로 회전될 수 있다.

여기서, 상기 한 쌍의 머신 프레임은, 상기 베이스 프레임의 상부면 중앙부에 일측 끝단부가 연결되며, 타측 끝단부는 상기 머신 프레임의 하부면 중앙부에 연결된 머신 프레임 회전 유니트가 작동됨에 따라 상기 힌지를 중심으로 회전된다.

그리고, 상기 머신 프레임 회전 유니트는, 상기 베이스 프레임의 상부면 중앙부에 설치되는 고정블록; 상기 고정블록의 일측에 회전 가능하도록 힌지 연결되는 회전 모터; 상기 회전 모터와 일측 끝단부가 연결되어 상기 회전 모터가 작동됨에 따라 회전되는 볼 스크루; 및 상기 머신 프레임의 하부면 중앙부에 설치되어 상기 볼 스크루와 나사 체결되는 상기 볼 스크루를 따라 이동되는 이동블록;을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 한 쌍의 전후 이동 유니트는, 상기 한 쌍의 머신 프레임의 상부면 중앙부에 설치되는 전후 이동모터; 상기 전후 이동모터와 일측 끝단부가 연결되어 상기 전후 이동모터에 의해 회전되는 볼 스크루; 및 상기 볼 스크루의 타측 끝단부와 하단부 일측이 연결되도록 LM 가이드의 상부면에 설치되어 상기 볼 스크루가 회전됨에 따라 상기 LM 가이드를 따라 이동되는 전후 이동판;으로 구성된다.

또한, 상기 한 쌍의 코일러는, 상기 전후 이동 유니트의 상부면에 설치된 지지블록의 상단부에 회전 가능하도록 끼워지는 하부 볼 스플라인 샤프트; 상기 하부 볼 스플라인 샤프트의 일측 끝단부에 타측 끝단부가 끼워지는 맨드럴; 상기 하부 볼 스플라인 샤프트 상부에 위치하도록 케이스의 상단부에 설치된 고정블록의 중앙부에 슬라이딩 체결되는 상부 볼 스플라인 샤프트; 상기 지지블록의 하단부에 일측 끝단이 회전 가능하도록 끼워지고, 타측 끝단은 전후 이동 유니트의 상부면에 설치된 케이스의 외부면에 고정되며, 중앙부는 상기 하부 볼 스플라인 샤프트의 타측 끝단부와 연결되는 상기 피치 조절 유니트; 상기 전후 이동 유니트의 상부면에 설치되어 일측 끝단부가 상기 하부 볼 스플라인 샤프트의 중앙부와 연결되어 상기 하부 볼 스플라인 샤프트 및 맨드럴을 회전시키는 맨드럴 회전 유니트; 상기 상부 볼 스플라인 샤프트\의 일측 끝단부와 일측 끝단이 연결되며, 타측 끝단 하단부가 상기 맨드럴의 외주면 타측 끝단부와 연결되도록 상기 상부 스플라인 볼 샤프트에 타측단이 축설되는 맨드럴 간격 조절 유니트; 및 상기 맨드럴의 일측 끝단부가 삽입되어 연결되도록 상기 맨드럴 간격 조절 유니트의 일측 끝단부 하단에 설치되는 스프링 소재 고정 유니트;를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 피치 조절 유니트는, 상기 지지블록의 하단부에 일측 끝단이 회전 가능하도록 끼워지는 볼 스크루; 상기 볼 스크루의 타측 끝단부와 연결되어 상기 볼 스크루를 회전시키는 피치 조절 모터; 및 상기 볼 스크루와 하단부가 나사 연결되며, 상단부는 하부 볼 스플라인 샤프트의 타측 끝단부와 연결되어 상기 피치 조절 모터가 작동됨에 따라 상기 볼 스크루를 따라 이동되어 상기 상, 하부 볼 스 플라인 샤프트 및 맨드럴을 이동시키는 가이드 블록;으로 구성된다.

또한, 상기 맨드럴 회전 유니트는, 상기 하부 볼 스플라인 샤프트에 축설되는 타이밍 풀리; 및 상기 타이밍 풀리와 타이밍 벨트에 의해 연결되도록 전후 이동 유니트 상부면에 설치되어 상기 타이밍 풀리를 회전시켜 하부 볼 스플라인 샤프트 및 맨드럴을 회전시키는 스핀들 회전모터;를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 맨드럴 간격 조절 유니트는, 상기 상부 볼 스플라인 샤프트의 일측 끝단부에 설치되는 고정 블록; 상기 상부 볼 스플라인 샤프트에 좌우 이동 가능하도록 축설되되, 그 하단부는 맨드럴의 외주면 타측 끝단부와 연결되는 이동블록; 및 상기 고정 블록에 일측 끝단부가 연결되며, 타측 끝단부는 상기 이동블록과 연결되는 간격 조절 실린더;를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 고정 블록의 일측면에는 스프링 소재의 끝단부를 가압하여 성형하는 엔드 포밍 실린더가 더 장착될 수 있다.

또한, 상기 스프링 소재 고정 유니트는, 상기 맨드럴 간격 조절 유니트의 고정블록의 하단부에 설치되는 몸체부; 상기 몸체부의 일측면에 회전 가능하도록 설치되어 그 타측면 중앙부에는 맨드럴의 일측 끝단부가 삽입 체결되는 체결 홈이 형성된 연결블록; 상기 연결블록의 하부면 중앙부에 일측 끝단부가 돌출되도록 상기 연결블록에 삽입 장착되는 척킹 실린더; 및 상기 척킹 실린더의 하단부에 장착되어 맨드럴과 연결블록 사이에 개재되는 스프링 소재의 끝단부를 고정시키는 척킹 죠;를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 연결블록의 외주면 일측에는 고정 홈이 더 형성되며, 상기 몸 체부의 하단부에는 일측 끝단부가 상기 고정 홈에 선택적으로 삽입되는 맨드럴 스토퍼 실린더가 더 장착될 수 있다.

또한, 상기 한 쌍의 가이더는, 상기 한 쌍의 코일러의 일측 옆에 위치하도록 상기 한 쌍의 전후 이동 유니트의 상부면에 설치되는 LM 가이드; 상기 LM 가이드 상부면에 설치되어 상기 LM 가이드를 따라 이동되는 이동판; 상기 이동판의 일측에 장착되는 스프링 소재 서포트; 상기 이동판의 하단 중앙부와 연결되도록 상기 전후 이동 유니트의 상부면에 설치되어 상기 이동판과 스프링 소재 서포트를 LM 가이드를 따라 이동시키는 스프링 소재 로딩 실린더; 상기 이동판의 상부면에 일측이 슬라이딩 체결되는 좌우 이동 블록; 상기 이동판의 중앙부 상단에 일측이 연결되며, 타측단은 상기 좌우 이동 블록의 타측에 연결되어 상기 좌우 이동 블록을 이동시키는 피치 조절 실린더; 상기 좌우 이동 블록의 타측 상단에 슬라이딩 체결되는 상하 이동블록; 상기 상하 이동블록에 회전 가능하도록 설치되는 제 1 회전축; 상기 제 1 회전축 상단부 일측에 회전 가능하도록 일측 방향으로 상향 경사지게 설치되는 제 2 회전축; 상기 제 2 회전축 상단부에 회전 가능하도록 설치되는 가이드 롤러; 및 상기 좌우 이동 블록의 타측 하단에 하단부가 연결되며 상단부는 상기 상하 이동블록의 하단부와 연결되는 스프링 지름 조절 실린더;를 포함하여 구성된다.

또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 가열된 스프링 소재를 로딩 장치에 의해 이동시켜 한 쌍의 가이더의 가이드 롤러와 스프링 소재 서포트 상단부에 로딩시키는 단계; 한 쌍의 전후 이동 유니트를 작동시켜 상기 한 쌍의 전후 이동 유니트 상부면에 설치된 한 쌍의 코일러와 가이더를 베이스 프레임 중앙부 방향 으로 이동시켜 한 쌍의 맨드럴과 스프링 소재 고정 유니트 사이에 상기 스프링 소재의 양측 끝단부가 삽입되도록 한 다음, 척킹 실린더를 작동시켜 척킹 죠가 상승되도록 하여 상기 스프링 소재의 양측 끝단부가 상기 한 쌍의 맨드럴과 스프링 소재 고정 유니트 사이에 고정되도록 하는 스프링 소재 고정단계; 상기 한 쌍의 전후 이동 유니트에 의해 상기 한 쌍의 코일러 및 가이더를 베이스 프레임의 중앙부 방향으로 더 이동시킴과 동시에, 제작될 스프링의 직경과 피치에 대응되도록 상기 한 쌍의 코일러 및 가이더를 작동시켜 스프링 소재의 양측을 동시에 한 쌍의 맨드럴에 권취시키는 코일링 단계; 및 간격 조절 실린더(137c)(137c') 및 피치 조절 모터(135b)(135b')를 작동시켜 상기 양측이 코일링된 스프링 소재로부터 한 쌍의 맨드럴이 빠져나오도록 한 다음, 상기 양측이 동시에 코일링된 스프링 소재의 중앙부를 벤딩 프레스로 가압하여 제작하고자 하는 스프링의 형상으로 가공하는 프레스 가공 단계;를 포함하여 구성된 배럴형 코일 스프링의 제작 방법을 제공한다.

여기서, 상기 코일링 단계에서는, 한 쌍의 머신 프레임 회전 유니트가 작동되어 머신 프레임이 힌지를 중심으로 일측 방향으로 회전됨으로써 코일러 및 가이더가 일측 방향으로 회전을 하면서 스프링 소재의 양측을 동시에 코일링 할 수 있다.

또한, 상기 코일링 단계에서는, 상기 한 쌍의 코일러는 맨드럴 회전 유니트가 작동되어 하부 볼 스플라인 샤프트가 회전됨으로써 맨드럴이 회전되어 상기 맨드럴에 스프링 소재의 양측이 동시에 권취됨과 동시에, 한 쌍의 피치 조절 유니트가 작동되어 상, 하부 볼 스플라인 샤프트 및 스프링 소재 고정 유니트가 베이스 프레임의 타측 또는 일측 방향으로 이동되어 맨드럴에 권취되는 스프링 소재의 피치를 조절할 수 있도록 한다.

또한, 상기 코일링 단계에서는, 상기 한 쌍의 가이더는 피치 조절 실린더에 의해 좌우 이동 블록이 작동되어 스프링 소재의 하단부를 지지하는 가이드 롤러가 베이스 프레임의 타측 또는 일측 방향으로 이동되어 맨드럴에 권취되는 스프링 소재의 피치를 조절함과 동시에, 스프링 지름 조절 실린더가 작동되어 상기 가이드 롤러를 상, 하부로 이동시켜 맨드럴에 권취되는 스프링 소재의 지름을 조절할 수 있도록 한다.

이상, 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 배럴형 코일 스프링의 제작 장치 및 방법은, 스프링 소재의 일측 끝단부를 코일러를 사용하여 동시에 코일링 할 수 있도록 하여 배럴형 코일 스프링의 제작 공정과 시간을 대폭 단축시켜 생산성을 대폭 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있어 매우 유용한 발명인 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 일실시예에 의한 스프링 제작 장치의 정면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 일실시예에 의한 스프링 제작 장치의 평면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 일실시예에 의한 스프링 소재 고정 유니트와 맨드럴 간격 조절 유니트의 상세도이며, 도 6a는 본 발명에 따른 일실시예에 의한 가이더의 상세도이며, 도 6b는 도 6a의 측면도이다.

도 3 내지 도 6b를 참조하면, 본 발명에 따른 일실시예에 의한 배럴형 코일 스프링의 제작 장치(1)는, 한 쌍의 머신 프레임(11)(11'), 한 쌍의 전후 이동 유니트(12)(12'), 한 쌍의 코일러(13)(13'), 한 쌍의 가이더(14)(14')를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 일실시예에 의한 배럴형 코일 스프링의 제작 장치(1)의 한 쌍의 머신 프레임(11)(11')은, 베이스 프레임(10)의 상부면 후방부 일측단과 전방부 타측단에 설치되며, 그 상부면 양측단에는 LM 가이드(110)(110')가 설치된다.

상기 한 쌍의 전후 이동 유니트(12)(12')는, 상기 한 쌍의 머신 프레임(11)(11')의 상부면 양측단에 설치된 LM 가이드(110)(110')의 상부면에 일측이 연결되도록 상기 한 쌍의 머신 프레임(11)(11') 상부면에 설치되어 그 일측이 상기 LM 가이드(110)(110')를 따라 이동된다.

상기와 같은 한 쌍의 전후 이동 유니트(12)(12')는, 전후 이동모터(120)(120'), 볼 스크루(121)(121'), 전후 이동판(122)(122')으로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 한 쌍의 전후 이동 유니트(12)(12')의 좌우 이동 모터(120)(120')는, 한 쌍의 머신 프레임(11)(11')의 상부면 중앙부에 설치된다.

상기 볼 스크루(121)(121')는, 상기 전후 이동모터(120)(120')와 일측 끝단부가 연결되어 상기 전후 이동모터(120)(120')에 의해 회전된다.

상기 전후 이동판(122)(122')은, 상기 볼 스크루(121)(121')의 타측 끝단부와 하단부 일측이 연결되도록 LM 가이드(110)(110')의 상부면에 설치되어 상기 볼 스크루(121)(121')가 회전됨에 따라 상기 LM 가이드(110)(110')를 따라 이동된다.

상기 한 쌍의 코일러(13)(13')는, 상기 한 쌍의 전후 이동 유니트(12)(12')의 상단부에 설치되어 상기 LM 가이드(110)(110')를 따라 이동되는 한 쌍의 전후 이동 유니트(12)(12')의 일측과 연동되어 상기 베이스 프레임(10)의 전, 후방부에서부터 중앙부 방향으로 이동함과 동시에, 베이스 프레임(10)의 일측에서 타측 또는 타측에서 일측 방향으로 이동하면서 회전되어 스프링 소재(2)의 양측을 동시에 코일링 한다.

상기와 같은 한 쌍의 코일러(13)(13')는, 하부 볼 스플라인 샤프트(131)(131'), 맨드럴(132)(132'), 상부 볼 스플라인 샤프트(133)(133'), 피치 조절 유니트(135)(135'), 맨드럴 회전 유니트(136)(136'), 맨드럴 간격 조절 유니트(137)(137'), 스프링 소재 고정 유니트(138)(138')를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성되는 한 쌍의 코일러(13)(13')의 하부 볼 스플라인 샤프트(131)(131')는, 상기 전후 이동 유니트(12)(12')의 상부면에 설치된 지지블록(130)(130')의 상단부에 회전 가능하도록 끼워진다.

상기 맨드럴(132)(132')은, 상기 하부 볼 스플라인 샤프트(131)(131')의 일측 끝단부에 타측 끝단부가 끼워진다.

상기 상부 볼 스플라인 샤프트(133)(133')는, 상기 하부 볼 스플라인 샤프트(131)(131') 상부에 위치하도록 케이스(134)(134')의 상단부에 설치된 고정블록(139)(139')의 중앙부에 슬라이딩 체결된다.

상기 피치 조절 유니트(135)(135')는, 상기 지지블록(130)(130')의 하단부에 일측 끝단이 회전 가능하도록 끼워지고, 타측 끝단은 전후 이동 유니트(12)(12')의 상부면에 설치된 케이스(134)(134')의 외부면에 고정되며, 중앙부는 상기 하부 볼 스플라인 샤프트(131)(131')의 타측 끝단부와 연결된다.

상기와 같은 피치 조절 유니트(135)(135')는, 상기 지지블록(130)(130')의 하단부에 일측 끝단이 회전 가능하도록 끼워지는 볼 스크루(135a)(135a')와, 상기 볼 스크루(135a)(135a')의 타측 끝단부와 연결되어 상기 볼 스크루(135a)(135a')를 회전시키는 피치 조절 모터(135b)(135b')와, 상기 볼 스크루(135a)(135a')와 하단부가 나사 연결되며, 상단부는 하부 볼 스플라인 샤프트(131)(131')의 타측 끝단부와 연결되어 상기 피치 조절 모터(135b)(135b')가 작동됨에 따라 상기 볼 스크루(135a)(135a')를 따라 이동되어 상기 상, 하부 볼 스플라인 샤프트(133)(133')(131)(131') 및 맨드럴(132)(132')을 이동시키는 가이드 블록(135c)(135c')으로 구성된다.

상기 맨드럴 회전 유니트(136)(136')는, 상기 전후 이동 유니트(12)(12')의 상부면에 설치되어 일측 끝단부가 상기 하부 볼 스플라인 샤프트(131)(131')의 중 앙부와 연결되어 상기 하부 볼 스플라인 샤프트(131)(131') 및 맨드럴(132)(132')을 회전시킨다.

상기와 같은 맨드럴 회전 유니트(136)(136')는, 상기 하부 볼 스플라인 샤프트(131)(131')에 축설되는 타이밍 풀리(136a)(136a')와, 상기 타이밍 풀리(136a)(136a')와 타이밍 벨트(136b)(136b')에 의해 연결되도록 전후 이동 유니트(12)(12') 상부면에 설치되어 상기 타이밍 풀리(136a)(136a')를 회전시켜 하부 볼 스플라인 샤프트(131)(131') 및 맨드럴(132)(132')을 회전시키는 스핀들 회전모터(136c)(136c')를 포함하여 구성된다.

상기 맨드럴 간격 조절 유니트(137)(137')는, 상기 상부 볼 스플라인 샤프트(133)(133')의 일측 끝단부와 일측 끝단이 연결되며, 타측 끝단 하단부가 상기 맨드럴(132)(132')의 외주면 타측 끝단부와 연결되도록 상기 상부 스플라인 볼 샤프트(133)(133')에 타측단이 축설된다.

상기와 같은 맨드럴 간격 조절 유니트(137)(137')는, 상기 상부 볼 스플라인 샤프트(133)(133')의 일측 끝단부에 설치되는 고정 블록(137a)(137a')과, 상기 상부 볼 스플라인 샤프트(133)(133')에 좌우 이동 가능하도록 축설되되, 그 하단부는 맨드럴(132)(132')의 외주면 타측 끝단부와 연결되는 이동블록(137b)(137b') 및, 상기 고정 블록(137a)(137a')에 일측 끝단부가 연결되며, 타측 끝단부는 상기 이동블록(137b)(137b')과 연결되는 간격 조절 실린더(137c)(137c')를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 고정 블록(137a)(137a')의 일측면에는 스프링 소재(2)의 끝단부 를 가압하여 성형하는 엔드 포밍 실린더(137d)(137d')가 더 장착될 수 있다.

상기 스프링 소재 고정 유니트(138)(138')는, 상기 맨드럴(132)(132')의 일측 끝단부가 삽입되어 연결되도록 상기 맨드럴 간격 조절 유니트(137)(137')의 일측 끝단부 하단에 설치된다.

상기와 같은 스프링 소재 고정 유니트(138)(138')는, 상기 맨드럴 간격 조절 유니트(137)(137')의 고정블록(137a)(137a')의 하단부에 설치되는 몸체부(138a)(138a')와, 상기 몸체부(138a)(138a')의 일측면에 회전 가능하도록 설치되어 그 타측면 중앙부에는 맨드럴(132)(132')의 일측 끝단부가 삽입 체결되는 체결 홈(1380b)(1380b')이 형성된 연결블록(138b)(138b')과, 상기 연결블록(138b)(138b')의 하부면 중앙부에 일측 끝단부가 돌출되도록 상기 연결블록(138b)(138b')에 삽입 장착되는 척킹 실린더(138c)(138c') 및, 상기 척킹 실린더(138c)(138c')의 하단부에 장착되어 맨드럴(132)(132')과 연결블록(138b)(138b') 사이에 개재되는 스프링 소재(2)의 끝단부를 고정시키는 척킹 죠(138d)(138d');를 포함하여 구성된다.

상기 연결블록(138b)(138b')의 외주면 일측에는 고정 홈(1381b)(1381b')이 더 형성되며, 상기 몸체부(138a)(138a')의 하단부에는 일측 끝단부가 상기 고정 홈(1381b)(1381b')에 선택적으로 삽입되는 맨드럴 스토퍼 실린더(138e)(138e')가 더 장착될 수 있다.

상기 한 쌍의 가이더(14)(14')는, 상기 한 쌍의 코일러(13)(13')의 일측 옆에 위치하도록 상기 한 쌍의 전후 이동 유니트(12)(12')의 상부면에 설치되어 상기 한 쌍의 코일러(13)(13')와 연동되어 이동하면서 상기 한 쌍의 코일러(13)(13')에 의해 코일링 되는 스프링 소재(2)의 피치와 스프링 직경을 조절함과 동시에 상기 스프링 소재(2)의 하부면을 지지한다.

상기와 같은 한 쌍의 가이더(14)(14')는, 상기 한 쌍의 코일러(13)(13')의 일측 옆에 위치하도록 상기 한 쌍의 전후 이동 유니트(12)(12')의 상부면에 설치되는 LM 가이드(140)(140')와, 상기 LM 가이드(140)(140') 상부면에 설치되어 상기 LM 가이드(140)(140')를 따라 이동되는 이동판(141)(141')과, 상기 이동판(141)(141')의 일측에 장착되는 스프링 소재 서포트(142)(142')와, 상기 이동판(141)(141')의 하단 중앙부와 연결되도록 상기 전후 이동 유니트(12)(12')의 상부면에 설치되어 상기 이동판(141)(141')과 스프링 소재 서포트(142)(142')를 LM 가이드(140)(140')를 따라 이동시키는 스프링 소재 로딩 실린더(142)(142')와, 상기 이동판(141)(141')의 상부면에 일측이 슬라이딩 체결되는 좌우 이동 블록(143)(143')과, 상기 이동판(141)(141')의 중앙부 상단에 일측이 연결되며, 타측단은 상기 좌우 이동 블록(143)(143')의 타측에 연결되어 상기 좌우 이동 블록(143)(143')을 이동시키는 피치 조절 실린더(144)(144')와, 상기 좌우 이동 블록(143)(143')의 타측 상단에 슬라이딩 체결되는 상하 이동블록(145)(145')과, 상기 상하 이동블록(145)(145')에 회전 가능하도록 설치되는 제 1 회전축(146)(146')과, 상기 제 1 회전축(146)(146') 상단부 일측에 회전 가능하도록 일측 방향으로 상향 경사지게 설치되는 제 2 회전축(147)(147')과, 상기 제 2 회전축(147)(147') 상단부에 회전 가능하도록 설치되는 가이드 롤러(148)(148') 및, 상기 좌우 이동 블록(143)(143')의 타측 하단에 하단부가 연결되며 상단부는 상기 상하 이동블록(145)(145')의 하단부와 연결되는 스프링 지름 조절 실린더(149)(149')를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 한 쌍의 머신 프레임(11)(11')은, 상기 베이스 프레임(10)의 상부면 중앙부에 돌출 형성된 한 쌍의 힌지(100)(100')에 일측면 끝단부가 연결되며, 타측 하부면은 상기 베이스 프레임(10)의 상부면 양측에 설치된 다수개의 지지대(101)(101')의 상단부에 지지되어 상기 힌지(100)(100')를 중심으로 될 수 있다.

여기서, 상기 한 쌍의 머신 프레임(11)(11')은, 상기 베이스 프레임(10)의 상부면 중앙부에 일측 끝단부가 연결되며, 타측 끝단부는 상기 머신 프레임(11)(11')의 하부면 중앙부에 연결된 머신 프레임 회전 유니트(15)(15')가 작동됨에 따라 상기 힌지(100)(100')를 중심으로 회전된다.

상기와 같이 한 쌍의 머신 프레임(11)(11')을 힌지(15)(15')를 중심으로 회전시키는 상기 머신 프레임 회전 유니트(15)(15')는, 상기 베이스 프레임의 상부면 중앙부에 설치되는 고정블록(150)(150')과, 상기 고정블록(150)(150')의 일측에 회전 가능하도록 힌지 연결되는 회전 모터(153)(153')와, 상기 회전 모터(153)(153')와 일측 끝단부가 연결되어 상기 회전 모터(153)(153')가 작동됨에 따라 회전되는 볼 스크루(151)(151') 및, 상기 머신 프레임(11)(11')의 하부면 중앙부에 설치되어 상기 볼 스크루(151)(151')와 나사 체결되는 상기 볼 스크루를 따라 이동되는 이동블록(152)(152')을 포함하여 구성된다.

도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 일실시예에 의한 배럴형 코일 스프링의 제작 장치를 사용하여 배럴형 코일 스프링을 제작하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

도 7은 본 발명에 따른 일실시예에 의한 배럴형 코일 스프링 제작 장치를 사용하여 배럴형 코일 스프링을 제작하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 3 내지 도 7를 참조하면, 먼저 가열된 스프링 소재(2)를 로딩 장치(3)에 의해 이동시켜 한 쌍의 가이더(14)(14')의 가이드 롤러(148)(148')와 스프링 소재 서포트(142)(142') 상단부에 로딩시킨다.

즉, 스프링 소재 로딩 실린더(142)(142')를 작동시켜 상기 가이드 롤러(148)(148')가 스프링 소재(2)의 하단부 양측 끝단부에 위치하도록 가이더(14)(14')를 이동시킨 후 로딩 장치(3)에 의해 이동된 스프링 소재(2)를 가이드 롤러(148)(148')와 스프링 소재 서포트(142)(142') 상단부에 로딩시킨다.

상기와 같이 스프링 소재(2)를 가이드 롤러(148)(148')와 스프링 소재 서포트(142)(142')의 상단부에 로딩시킨 다음에는, 한 쌍의 전후 이동 유니트(12)(12')를 작동시켜 상기 한 쌍의 전후 이동 유니트(12)(12') 상부면에 설치된 한 쌍의 코일러(13)(13')와 가이더(14)(14')를 베이스 프레임(10) 중앙부 방향으로 이동시켜 한 쌍의 맨드럴(132)(132')과 스프링 소재 고정 유니트(138)(138') 사이에 상기 스프링 소재(2)의 양측 끝단부가 삽입되도록 한 다음, 척킹 실린더(138c)(138c')를 작동시켜 척킹 죠(138d)(138d')가 상승되도록 하여 상기 스프링 소재(2)의 양측 끝단부가 상기 한 쌍의 맨드럴(132)(132')과 스프링 소재 고정 유니트(138)(138') 사 이에 고정되도록 한다.

상기와 같이 한 쌍의 맨드럴(132)과 스프링 소재 고정 유니트(138)(138') 사이에 스프링 소재(2)의 양측 끝단부를 고정시킨 다음에는, 상기 한 쌍의 전후 이동 유니트(12)(12')에 의해 상기 한 쌍의 코일러(13)(13') 및 가이더(14)(14')를 베이스 프레임(10)의 중앙부 방향으로 더 이동시킴과 동시에, 제작될 스프링의 직경과 피치에 대응되도록 상기 한 쌍의 코일러(13)(13') 및 가이더(14)(14')를 작동시켜 스프링 소재(2)의 양측을 동시에 한 쌍의 맨드럴(132)(132')에 권취시켜 코일링 한다.

즉, 한 쌍의 전후 이동 유니트(12)(12')의 전후 이동모터(120)(120')를 작동시켜 볼 스크루(121)(121')을 회전시킴으로써 상기 볼 스크루(121)(121')와 나사 체결된 전후 이동판(122)(122')이 상기 볼 스크루(121)(121')을 따라 베이스 프레임(10)의 중앙부 방향으로 더 이동됨으로써 상기 전후 이동판(122)(122')의 상부면에 설치된 한 쌍의 코일러(13)(13')와 가이더(14)(14')가 상기 전후 이동판(122)(122')과 연동되어 베이스 프레임(10)의 중앙부 방향으로 더 이동하게 된다.

상기와 같이 한 쌍의 코일러(13)(13')와 가이더(14)(14')가 상기 전후 이동판(122)(122')과 연동되어 베이스 프레임(10)의 중앙부 방향으로 더 이동함과 동시에, 상기 한 쌍의 코일러(13)(13')는 맨드럴 회전 유니트(136)(136')가 작동되어 하부 볼 스플라인 샤프트(131)(131')가 회전됨으로써 맨드럴(132)(132')이 회전되어 상기 맨드럴(132)(132')에 스프링 소재(2)의 양측이 동시에 권취됨과 동시에, 한 쌍의 피치 조절 유니트(135)(135')가 작동되어 상, 하부 볼 스플라인 샤프트(133)(133')(131)(131') 및 스프링 소재 고정 유니트(138)(138')가 베이스 프레임(10)의 타측 또는 일측 방향으로 이동되어 맨드럴(132)(132')에 권취되는 스프링 소재(2)의 피치를 조절한다.

즉, 맨드럴 회전 유니트(136)(136')의 스핀들 회전모터(136c)(136c')가 작동되어 타이밍 벨트(136b)(136b')을 통해 그 회전력이 타이밍 풀리(136a)(136a')에 전달되어 하부 볼 스플라인 샤프트(131)(131')가 회전되어 맨드럴(132)(132')이 회전됨으로써 상기 맨드럴(132)(132')에 스프링 소재(2)의 양측이 동시에 권취됨과 동시에, 한 쌍의 피치 조절 유니트(135)(135')의 피치 조절모터(135b)(135b')이 작동되어 볼 스크루(135a)(135a')를 회전시켜 가이드 블록(135c)(135c')이 상기 볼 스크루(135a)(135a')를 따라 베이스 프레임(10)의 타측 또는 일측 방향으로 이동되도록 함으로써 상기 가이드 블록(135c)(135c')의 상단부에 일측 끝단부가 고정된 하부 볼 스플라인 샤프트(133)(133')이 베이스 프레임(10)의 타측 또는 일측 방향으로 상기 가이드 블록(135c)(135c')과 연동되어 이동되며, 상기 하부 볼 스플라인 샤프트(133)(133')이 이동됨에 따라 상기 하부 볼 스플라인 샤프트(133)(133')에 의해 스프링 소재 고정 유니트(138)(138')과 고정블록(137a)(137a') 또한 이동됨으로써 상부 볼 스플라인 샤프트(133)(133') 또한 상기 하부 볼 스플라인 샤프트(133)(133')와 연동되어 베이스 프레임(10)의 타측 도는 일측 방향으로 이동하게 상기 맨드럴(132)(132')에 권취되는 스프링 소재(2)의 피치를 조절한다.

상기와 같이 상, 하부 볼 스플라인 샤프트(133)(133')(131)(131') 및 스프링 소재 고정 유니트(138)(138')가 베이스 프레임(10)의 타측 또는 일측 방향으로 이동되어 맨드럴(132)(132')에 권취되는 스프링 소재(2)의 피치를 조절함과 동시에, 상기 한 쌍의 가이더(14)(14')는 피치 조절 실린더(144)(144')에 의해 좌우 이동 블록(143)(143')이 작동되어 스프링 소재(2)의 하단부를 지지하는 가이드 롤러(148)(148')가 베이스 프레임(10)의 타측 또는 일측 방향으로 이동되어 맨드럴(132)(132')에 권취되는 스프링 소재(2)의 피치를 조절함과 동시에, 스프링 지름 조절 실린더(149)(149')가 작동되어 상기 가이드 롤러(148)(148')를 상, 하부로 이동시켜 맨드럴(132)(132')에 권취되는 스프링 소재(2)의 지름을 조절한다.

이때, 제작될 스프링의 형상이 양측이 일측 방향으로 휘어진 형태일 경우에는, 상술한 바와 같이 코일러(13)(13')와 가이더(14)(14')가 작동되어 스프링 소재의 양측을 동시에 코일링함과 동시에 한 쌍의 머신 프레임 회전 유니트(15)(15')가 작동되어 머신 프레임(11)(11')이 힌지(100)(100')를 중심으로 일측 방향으로 회전됨으로써 코일러(13)(13') 및 가이더(14)(14')가 일측 방향으로 회전을 하면서 스프링 소재(2)의 양측을 동시에 코일링 할 수도 있다.

즉, 한 쌍의 머신 프레임 회전 유니트(15)(15')의 회전모터(153)(153')이 작동되어 볼 스크루(151)(151')를 회전시켜 이동 블록(152)(152')이 상기 볼 스크루(151)(151')를 따라 이동함으로써 머신 프레임(11)(11')을 힌지(100)(100')를 중심으로 일측 방향으로 회전시킴으로써 코일러(13)(13') 및 가이더(14)(14')가 일측 방향으로 회전을 하면서 스프링 소재(2)의 양측을 동시에 코일링 할 수 있도록 한다.

상기와 같이 제작될 스프링의 직경과 피치에 대응되도록 상기 한 쌍의 코일러(13)(13') 및 가이더(14)(14')를 작동시켜 스프링 소재(2)의 양측을 동시에 한 쌍의 맨드럴(132)(132')에 권취시켜 코일링 한 다음에는, 맨드럴 간격 조절 유니트(137)(137')의 간격 조절 실린더(137c)(137c') 및 피치 조절 모터(135b)(135b')을 작동시켜 상기 양측이 코일링된 스프링 소재(2)로부터 한 쌍의 맨드럴(132)(132')이 빠져나오도록 한 다음, 상기 양측이 동시에 코일링된 스프링 소재(2)의 중앙부를 벤딩 프레스(4)로 가압하여 제작하고자 하는 스프링의 형상으로 가공한다.

상기와 같이 가공된 스프링은 스프링 이동 장치(5)에 의해 상승된 후 엔드 포밍 실린더(137d)(137d')에 의해 양측 끝단부가 가압 성형됨으로써 배럴형 코일 스프링의 제작이 완료된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1은 통상적인 배럴형 코일 스프링의 정면도.

도 2는 종래의 배럴형 코일 스프링의 제작과정을 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 일실시예에 의한 스프링 제작 장치의 정면도.

도 4는 본 발명에 따른 일실시예에 의한 스프링 제작 장치의 평면도.

도 5는 본 발명에 따른 일실시예에 의한 스프링 소재 고정 유니트와 맨드럴 간격 조절 유니트의 상세도.

도 6a는 본 발명에 따른 일실시예에 의한 가이더의 상세도.

도 6b는 도 6a의 측면도.

도 7은 본 발명에 따른 일실시예에 의한 배럴형 코일 스프링 제작 장치를 사용하여 배럴형 코일 스프링을 제작하는 과정을 설명하기 위한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 배럴형 코일 스프링의 제작장치 (10) : 베이스 프레임

(11)(11') : 머신 프레임 (12)(12') : 전후 이동 유니트

(13)(13') : 코일러 (14)(14') : 한 쌍의 가이더

(15)(15') : 머신 프레임 회전 유니트