KR101697187B1 - 더블식 너클프레스의 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 더블식 너클프레스의 구동장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 슬라이더에 가해지는 구동력의 인가 지점 사이의 간격이 좁아지도록 하고, 슬라이더의 상하행정 거리(Stroke)를 증가시킬 수 있어서 성형품질을 향상시킬 수 있고, 구조가 간결, 단순하고, 부피와 중량을 최소화함으로써 제조원가를 절감할 수 있으며, 제조, 운반, 취급, 및 유지보수성을 향상시킬 수 있는 더블식 너클프레스의 구동장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 더블식 너클프레스의 구동장치는 프레임에 슬라이더를 승강시키도록 구성된 너클기구, 및 전동기로부터 인가되는 구동력을 상기 너클기구에 전달하는 커넥팅로드가 구비된 동력전달기구를 포함하는 더블식 너클프레스의 구동장치에 있어서, 상기 너클기구는, 상기 커넥팅로드의 타단이 접속되는 제1 가동힌지축, 상기 제1 가동힌지축에 하측이 접속되는 제1 상부링크, 상기 제1 가동힌지축에 상측이 접속되고 하측이 제1 플런져에 접속되는 제1 하부링크가 구비된 제1 너클기구; 상기 제1 가동힌지축에 일측이 접속되는 연결링크; 및 상기 연결링크의 타측에 접속되는 제2 가동힌지축, 상기 제2 가동힌지축에 하측이 접속되는 제2 상부링크, 상기 제2 가동힌지축에 상측이 접속되고 하측이 제2 플런져에 접속되는 제2 하부링크가 구비된 제2 너클기구를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 더블식 너클프레스의 구동장치에 의하면, 단일의 동력전달기구에 의해 제1 너클기구와 제2 너클기구의 링크운동이 수행되는 구조이므로 제1 및 제2 플런저 사이의 이격거리를 좁힐 수 있는 독특한 구조적 특징을 갖게 되므로 슬라이더본체에 작용되는 구동력의 크기가 고르게 등분포 되는 작용효과가 발휘되는 장점이 있다. 이로 인해 슬라이더의 하강에 따른 타발시에 중앙 부분의 타발력이 상대적으로 낮아 성형품의 중앙 부분이 볼록하게 상향 돌출되는 디플렉션(Deflection) 현상을 방지할 수 있어서 성형불량이나 불량품이 발생되지 않고, 드로잉 가공이나 정밀한 가공과 평탄도가 요구되는 물품의 성형시 성형품질을 획기적으로 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

더블식 너클프레스의 구동장치{DOUBLE TYPE KNUCKLE PRESS APPATATUS}

본 발명은 더블식 너클프레스의 구동장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 슬라이더에 가해지는 구동력의 인가 지점 사이의 간격이 좁아지도록 하고, 슬라이더의 상하행정 거리(Stroke)를 증가시킬 수 있어서 성형품질을 향상시킬 수 있고, 구조가 간결, 단순하고, 부피와 중량을 최소화함으로써 제조원가를 절감할 수 있으며, 제조, 운반, 취급, 및 유지보수성을 향상시킬 수 있는 더블식 너클프레스의 구동장치에 관한 것이다.

일반적으로, 너클 프레스는 제품의 타발 성형시 상형이 하형에 부드럽게 장시간 접촉되므로 정밀 압축가공, 엠보싱, 압출, 단조 등을 위한 프레스로 널리 이용되고 있다.

그리고, 너클 프레스는 프레임, 이 프레임상에 승강 가능하게 설치되는 슬라이더, 및 슬라이더가 승강되도록 구동력을 생성, 인가하는 구동장치를 구비한다.

구동장치는 프레임에 설치되는 전동기, 전동기와 벨트로 연결되는 플라이휠, 프라이휠에 일단이 접속되는 커넥팅로드, 및 커넥팅로드의 타단이 접속되는 링크 기구를 구비한 것으로, 전동기로부터 인가되는 구동력에 의해 링크 기구가 회동되면서 슬라이더를 승강시키게 된다.

링크 기구는 대개 슬라이더의 상측에 해당되는 프레임 내부 공간에 슬라이더의 운동방향과 동축을 이루는 상방으로 설치되어 있고, 이 링크 기구의 상방향 또는 측방향에 전동기, 프라이휠, 등이 배치되어 있다.

그리고, 너클프레스는 프레스 가공시에 한 번에 다수의 성형품을 타발하거나 여러 공정을 한 번의 타발공정을 통해 수행할 수 있도록 슬라이더의 크기나 면적을 증가시킨 더블식 너클프레스가 개발되어 사용되고 있다.

예컨대 더블식 너클프레스는 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 제20-0237254호(등록일자: 2001. 03. 26)로 개시된 크랭크레스형 더블너클 프레스장치가 제안되어 있다.

상기한 크랭크레스형 더블너클 프레스장치는 도1에 도시된 바와 같이 메인 모터의 동력이 모터 풀리와 벨트에 의해 플라이휠(4)에 전달되고, 플라이휠(4)이 구동축 일단부에 고정되어, 구동축이 회전함에 따라 구동축의 중간부에 구비된 피니언(6)과 이에 맞물린 일측 메인기어(8)가 함께 회전하며, 일측 메인기어(8)가 회전하게 되면 기계의 중심선을 기준으로 서로 맞물리도록 타측 메인기어(8)가 함께 회전하도록 구성되어 있다.

또한 한 쌍의 양쪽 메인기어(8)가 회전하면 양쪽 메인기어(8)에 각각 연결된 양측 콘로드(9)가 연동되고, 이와 같은 양측 콘로드(9)의 구동력은 너클기구를 통해 하측측부에 설치된 한 쌍의 플런저(15)에 전달되어 이 양측 플런저(15)가 승강되며, 양측 플런저(15)의 하부에 결합된 슬라이더(10)가 함께 상하로 승강하도록 구성되어 있다.

전술한 크랭크레스형 더블너클 프레스장치에 의하면, 2개의 플런저가 구비되어 슬라이더의 면적을 크게 할 수 있어서 성형품의 생산성을 향상시킬 수 있지만, 이하와 같은 여러 가지 문제점을 수반하고 있다.

먼저, 종래 크랭크레스형 더블너클 프레스장치는 슬라이더에 승강력을 인가하는 플런저(15)가 슬라이더(10)의 양쪽 가장자리 부분에 접속되는 구조이므로 양쪽 접속 포인트 사이의 거리(도1의 D1 참조)가 지나치게 멀어서 슬라이더의 하강에 따른 타발시에 중앙 부분의 타발력이 상대적으로 낮으므로 성형품의 중앙 부분이 미세하게 볼록하게 상향 돌출되는 디플렉션(Deflection) 현상이 초래하여 성형불량이나 불량품이 다량으로 발생 되는 문제점이 있다. 특히 타발력이 불균일하게 분포하므로 드로잉 가공이나 정밀한 가공과 평탄도가 요구되는 물품의 성형작업시에는 불량품이 양산되는 단점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 슬라이드의 크기나 두께를 증대시키는 방안이 제안될 수 있지만, 슬라이드의 크기나 두께를 증가시키고자 하는 경우 전동기의 용량 증가는 물론이고 프레임, 컨넥팅로드, 링크기구 등의 크기를 증대시켜야 하므로 제작비용의 증가, 너클프레스의 크기 및 부피가 증가되는 등의 다양한 문제점을 수반하게 된다.

그리고, 종래 크랭크레스형 더블너클 프레스장치는 한정된 프레임(12)의 내부공간에 2개의 메인기어(8)가 설치되고, 이 메인기어(8)의 메인샤프트에 콘로드(9)가 결합된 구조로서 내부 공간이 협소하여 콘로드(9), 상부링크(13) 및 하부링크(14)의 길이를 길게 형성할 수 없으므로 슬라이더(10)의 상하행정 거리(Stroke)를 길게 할 수 없는 단점이 있다. 이와 같이 슬라이더의 상하행정 거리가 짧은 경우 슬라이더가 하사점에 머물 수 있는 시간 또한 짧아질 수밖에 없으므로 상형 및 하형 금형의 접촉시간이 길어서 다른 기계식 프레스에 비해 성형 품질이 뛰어난 너클프레스의 장점을 제대로 발휘할 수 없는 단점이 있다.

또한, 종래 크랭크레스형 더블너클 프레스장치는 메인기어(8), 콘로드(9), 등 대형의 구성부품을 복수 개로 구성하여야 하므로 원자재비용 및 가공비용의 상승으로 제작비용이 지나치게 비싸고, 구조가 복잡하고 장비의 부피와 중량이 커서 유지보수비용 및 설치비용이 상승 될 뿐만 아니라 설치시에 많은 점유공간이 요구되는 단점이 있다.

한국등록실용신안 등록번호 제20-0237254호 "크랭크레스형 더블너클 프레스장치" 한국등록특허 등록번호 제10-0368009호 "더블식 너클프레스장치" 한국등록실용신안 등록번호 제20-0435868호 "편심블럭 더블식 너클프레스장치"

본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 슬라이더에 가해지는 구동력의 인가 지점 사이의 간격이 좁아지도록 함으로써 성형품질이 향상되도록 한 더블식 너클프레스의 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 슬라이더의 상하행정 거리(Stroke)가 증가 되도록 한 더블식 너클프레스의 구동장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 구조가 간결, 단순하고, 부피와 중량을 최소화함으로써 제조원가를 절감할 수 있고, 제조, 운반, 취급, 및 유지보수성을 향상시킬 수 있도록 한 더블식 너클프레스의 구동장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 더블식 너클프레스의 구동장치는 프레임에 슬라이더를 승강시키도록 구성된 너클기구, 및 전동기로부터 인가되는 구동력을 상기 너클기구에 전달하는 커넥팅로드가 구비된 동력전달기구를 포함하는 더블식 너클프레스의 구동장치에 있어서, 상기 너클기구는, 상기 커넥팅로드의 타단이 접속되는 제1 가동힌지축, 상기 제1 가동힌지축에 하측이 접속되는 제1 상부링크, 상기 제1 가동힌지축에 상측이 접속되고 하측이 제1 플런져에 접속되는 제1 하부링크가 구비된 제1 너클기구; 상기 제1 가동힌지축에 일측이 접속되는 연결링크; 및 상기 연결링크의 타측에 접속되는 제2 가동힌지축, 상기 제2 가동힌지축에 하측이 접속되는 제2 상부링크, 상기 제2 가동힌지축에 상측이 접속되고 하측이 제2 플런져에 접속되는 제2 하부링크가 구비된 제2 너클기구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 동력전달기구는, 상기 전동기로부터 인가되는 회전력에 의해 회전되는 플라이휠; 상기 플라이휠의 내부 중심에 결합되어 그 회전력에 의해 회전되는 구동축; 상기 구동축에 형성되는 소기어; 상기 소기어에 치합되는 대기어; 및 상기 대기어에 결합되고 상기 커넥팅로드의 일단이 접속되는 크랭크축을 포함하여 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 제1 상부링크 및 상기 제2 상부링크는 하방으로 한 쌍의 링크부가 돌출되고 상부가 제1 고정힌지축 및 제2 고정힌지축이 접속되는 '∩' 형상 구조로 형성되고, 상기 제1 하부링크 및 상기 제2 하부링크는 한 쌍의 상기 링크부와 근접하여 설치되는 한 쌍의 링크편으로 구성되며, 상기 연결링크는 상기 제1 및 제2 가동힌지축의 일측에 연결, 접속되는 제1 연결링크와, 상기 제1 및 제2 가동힌지축의 타측에 연결, 접속되는 제2 연결링크로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 연결링크는 판상링크몸체의 일측에 상기 제1 가동힌지축에 삽입되도록 관통된 제1 힌지공과, 상기 판상링크몸체의 타측에 상기 제2 가동힌지축에 삽입되도록 관통된 제2 힌지공에 형성되고, 상기 판상링크몸체의 중앙에 상기 크랭크축과의 간섭현상이 유발되지 않도록 링크간섭방지홀이 형성될 수 있다.

아울러, 상기 링크간섭방지홀은 상기 연결링크의 링크운동 궤적형상에 맞추어 호 형상으로 관통, 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 더블식 너클프레스의 구동장치에 의하면, 단일의 동력전달기구에 의해 제1 너클기구와 제2 너클기구의 링크운동이 수행되는 구조이므로 제1 및 제2 플런저 사이의 이격거리를 좁힐 수 있는 독특한 구조적 특징을 갖게 되므로 슬라이더본체에 작용되는 구동력의 크기가 고르게 등분포 되는 작용효과가 발휘되는 장점이 있다. 이로 인해 슬라이더의 하강에 따른 타발시에 중앙 부분의 타발력이 상대적으로 낮아 성형품의 중앙 부분이 볼록하게 상향 돌출되는 디플렉션(Deflection) 현상을 방지할 수 있어서 성형불량이나 불량품이 발생되지 않고, 드로잉 가공이나 정밀한 가공과 평탄도가 요구되는 물품의 성형시 성형품질을 획기적으로 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고, 제1 및 제2 플런저 사이의 이격거리(D2)가 좁아지게 되면 디플렉션(Deflection) 현상을 줄이기 위해 슬라이드의 크기나 두께를 불필요하게 증가시키지 않아도 되므로 원자재 절감과, 전동기의 용량감소, 프레임의 사이즈 축소, 동력전달계통의 구성품(너클기구 및 동력전달기구) 사이즈 축소 등이 가능하여 제조비용을 현저히 절감할 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 발명에 따른 더블식 너클프레스의 구동장치에 의하면, 단일의 커넥팅로드에 의해 제1 너클기구와 제2 너클기구가 작동되는 방식이므로 한정된 프레임의 내부공간에서도 작동공간을 확보할 수 있어서 커넥팅로드의 길이를 증대시킬 수 있어서 슬라이더의 상하행정 거리(Stroke)를 길게 구현할 수 있는 효과가 있다. 이로 인해 슬라이더의 상하행정 거리가 증가를 통해 슬라이더가 하사점에 머물 수 있는 시간 또한 길게 구현할 수 있으므로 상형 및 하형 금형의 접촉시간이 길어져서 성형 품질을 획기적으로 향상시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

그 외에도, 본 발명에 따른 더블식 너클프레스의 구동장치는 단일의 동력전달기구에 의해 2개의 너클기구가 작동되는 방식이므로 구동축, 소기어, 대기어, 크랭크축, 커넥팅로드 등의 대형 구성부품의 수량을 줄일 수 있으므로 원자재비용 및 가공비용의 절감으로 제작원가를 줄일 수 있고, 더블식 너클프레스의 구조가 간결, 단순해지고 부피와 중량이 작아져 유지보수비용 및 설치비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 설치시에 많은 점유공간이 요구되지 않아서 시설비를 절감할 수 있는 장점이 있다.

도1은 종래 더블식 너클프레스의 구동장치를 설명하기 위한 도면,
도2a 내지 도2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 더블식 너클프레스의 구동장치가 구비된 더블식 너클프레스를 나타낸 사시도,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 더블식 너클프레스의 구동장치를 나타낸 사시도,
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 더블식 너클프레스의 구동장치를 나타낸 분리사시도,
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 더블식 너클프레스의 구동장치에 적용되는 연결링크를 나타낸 사시도,
도6a 내지 도6d는 본 발명의 일 실시예에 따른 더블식 너클프레스의 구동장치의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.

도2a 내지 도2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 더블식 너클프레스의 구동장치가 구비된 더블식 너클프레스를 나타낸 사시도, 도2a는 전체 외관을 나타낸 사시도이고, 도2b는 구동장치 전면 부분이 두드러지게 나타나도록 표현한 사시도이며, 도2b는 구동장치 후면 부분이 두드러지게 나타나도록 표현한 사시도이다. 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 더블식 너클프레스의 구동장치를 나타낸 사시도, 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 더블식 너클프레스의 구동장치를 나타낸 분리사시도이다.

도2a 내지 도4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 더블식 너클프레스의 구동장치는 프레임(1)에 슬라이더(8)를 승강시키도록 구성된 너클기구(2), 전동기(미도시)로부터 인가되는 구동력을 너클기구(2)에 전달하는 동력전달기구(3)를 구비하되, 너클기구(2)는 슬라이더(8)에 가해지는 구동력의 인가 지점 사이의 간격이 좁아지도록 제1 너클기구(21)와 제2 너클기구(22)가 서로 인접하여 배치되고, 단일의 동력전달기구(3)에 의해 구동되도록 제1 및 제2 너클기구(21,22)가 연동되도록 연결링크(23)에 의해 연결되는 구조로 되어 있다.

제1 너클기구(21)는 후술되는 커넥팅로드(36)의 타단에 설치되는 제1 가동힌지축(211), 제1 가동힌지축(211)에 하측이 접속되는 제1 상부링크(212), 제1 가동힌지축(211)에 상측이 접속되고 하측이 제1 플런져(81)에 접속되는 제1 하부링크(213), 및 제1 상부링크(212)의 상측이 접속되는 제1 고정힌지축(214)이 구성되어 있다.

제1 가동힌지축(211)은 환봉 형상으로 형성된 것으로, 중심에 커넥팅로드(36)의 타단이 접속되고 커넥팅로드의 접속부와 접하여 양측에 제1 하부링크(213)의 상측이 접속되며, 이 제1 하부링크(213)의 접속부와 접하여 양측에 제1 상부링크(212)의 하측이 접속되는 한편 제1 상부링크(212)의 접속부와 접한 양측에 후술되는 제1 및 제2 연결링크(231,232)의 일측이 접속되어 있다.

제1 상부링크(212)는 하방으로 한 쌍의 링크부(212a)가 돌출된 '∩' 형상 구조로 형성된 것으로, 링크부(212a)의 하측에 제1 가동힌지축(211)의 삽입을 위한 가동축삽입홀(212b)이 천공되어 있고, 상부에 제1 고정힌지축(214)의 삽입을 위한 고정축삽입홀(212c)이 천공되어 있다.

제1 하부링크(213)는 제1 상부링크(212)의 양쪽 링크부(212a)와 접하여 설치되도록 한 쌍으로 구성된 것으로 대략 타원 형상을 갖는 판재의 상,하부에 링크홀(212a)이 천공된 구조로 되어 있다. 그리고, 제1 하부링크(213)는 제1 연결핀(216)에 의해 제1 플런저(81)의 상단에 접속된다.

제1 고정힌지축(214)은 환봉 형상으로 형성된 것으로, 프레임(1)의 일측에 전후방향으로 배치되어 고정되는 것으로 양쪽 단부에 프레임(1)에 고정되는 고정편(215)이 설치되어 있다.

한편, 제2 너클기구(22)는 제1 너클기구(21)와 마주보게 대칭되게 배치되는 구성요소로서, 연결링크(23)의 타측에 접속되는 제2 가동힌지축(221), 이 제2 가동힌지축(221)에 하측이 접속되는 제2 상부링크(222), 제2 가동힌지축(221)에 상측이 접속되고 하측이 제2 플런져(82)에 접속되는 제2 하부링크(223), 및 제2 상부링크(222)의 상측이 접속되는 제2 고정힌지축(224)이 구성되어 있다.

제2 가동힌지축(221)은 환봉 형상으로 형성된 것으로, 중앙에 간격조절부싱(227)이 삽입되고 이 간격조절부싱(227)의 양측에 제2 하부링크(223)의 상측 부분이 접속되며, 제2 하부링크(223)의 접속부와 접하여 제2 상부링크(222)가 접속되는 한편 제2 상부링크(222)의 접속부와 접한 양측에 후술되는 제1 및 제2 연결링크(231,232)의 타측이 접속되어 있다.

제2 상부링크(222)는 전술한 제1 상부링크(212)와 대칭 구조인 '∩' 형상 구조로 형성된 것으로, 링크부(222a)의 하측에 제2 가동힌지축(221)의 삽입을 위한 가동축삽입홀(222b)이 천공되어 있고, 상부에 제2 고정힌지축(224)의 삽입을 위한 고정축삽입홀(222c)이 천공되어 있다.

제2 하부링크(223)는 제2 상부링크(222)의 양쪽 링크부(222a)와 접하여 설치되도록 한 쌍으로 구성된 것으로 제1 상부링크(212)와 대칭 구조로 형성되어 있다. 그리고, 제2 하부링크(223)는 제2 연결핀(226)에 의해 제2 플런저(82)의 상단에 접속된다.

제2 고정힌지축(224)은 제1 고정힌지축(214)과 마주보도록 프레임(1)의 타측에 전후방향으로 배치되어 고정되는 것으로 제1 고정힌지축(214)과 대칭 구조로 형성되어 있다.

한편, 연결링크(23)는 제1 가동힌지축(211)에 일측이 접속되고 타측이 제2 가동힌지축(221)에 접속되는 구성요소로서, 커넥팅로드(36)를 통해 제1 너클기구(21)에 전달된 동력이 제2 너클기구(22)에 전달되어 연동되도록 하는 기능을 수행한다.

그리고, 연결링크(23)는 제1 및 제2 가동힌지축(211,221)의 일측에 접속되는 제1 연결링크(231)와, 제1 및 제2 가동힌지축(211,221)의 타측에 접속되는 제2 연결링크(232)로 구성되어 있다.

첨부도면, 도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 더블식 너클프레스의 구동장치에 적용되는 연결링크를 나타낸 사시도이다.

도4 및 도5를 참조하면 제1 및 제2 연결링크(231,232)는 대칭 구조로 형성되는 것으로, 판상링크몸체(231a,232a)의 일측에 제1 가동힌지축(211)에 삽입되도록 관통된 제1 힌지공(231b,231b)과, 타측에 제2 가동힌지축(221)에 삽입되도록 관통된 제2 힌지공(231c,232c)에 형성되고, 판상링크몸체의 중앙에 크랭크축(35)과의 간섭현상이 유발되지 않도록 천공되는 링크간섭방지홀(231d,232d)이 형성되어 있다. 그리고, 판상링크몸체(231a,232a)에는 연결링크의 중량을 줄여 구동에너지를 절감하는 한편 금속소재의 사용량을 감소하여 제작비를 절약할 수 있도록 복수의 중량감소용개구홀(231e,232e)이 형성되어 있다.

한편, 링크간섭방지홀(231d,232d)은 연결링크(23)의 링크운동 궤적형상에 맞추어 관통, 형성되는 중요하다. 보다 구체적으로 설명하면, 연결링크(23)는 도6a 내지 도6d에 도시된 바와 같이 대략 대각방향으로 호 형상을 그리며 승강되는 형태로 이동되므로 호 형상으로 형성되어 있다. 이때, 링크간섭방지홀(231d,232d)은 연결링크의 이동시에 크랭크축(35)과 접촉되어 간섭되지 않도록 여유공간을 갖도록 천공되어 있다.

한편, 동력전달기구(3)는 전동기의 동력을 너클기구에 효과적으로 전달할 수 있는 메커니즘을 갖는 구조라면 여러 가지 구조로 형성될 수 있지만, 본 실시예에서는 구조가 간결, 단순하면서도 제1 너클기구(21)와 제2 너클기구(22)를 구동시킬 수 있도록 이하에서 구체적으로 설명하는 바와 같이 플라이휠(31), 구동축(32), 소기어(33), 대기어(34), 크랭크축(35), 및 커넥팅로드(36)가 단일 구조로 구성되어 있다.

플라이휠(31)은 프레임(1)의 상부에 설치된 전동기(미도시,프레임의 상부에 설치되고 전동기에 설치된 구동풀리(미도시)와 플라이휠(미도시)이 서로 동일 수직선상에 있도록 설치됨)와 벨트(미도시)에 의해 연결되어 회전되는 고중량의 구성요소로, 직경이 큰 원반형 몸체의 외주면에 벨트홈(311)이 형성된 구조로 되고, 벨트홈에 일측이 걸림되고 전동기측 풀리에 타측이 걸림되는 벨트(미도시)를 매개로 동력을 전달받아 회전된다.

그리고, 플라이휠(31)에는 동력의 전달을 단속할 수 있는 클러치장치(37)가 구비되어 있다. 이 클러치장치(37)는 너클프레스와 같은 프레스에 기본적으로 적용되는 구성으로 플라이휠(31)의 회전력을 구동축(32)으로 전달 또는 차단되도록 하는 기능을 수행한다.

구동축(32)은 일측이 플라이휠(31)의 중심에 접속되어 회전되는 구성으로, 도4에 나타난 바와 같이 복수의 단턱을 갖는 환봉 형상으로 형성되어 프레임(1)의 전후방향으로 배치되어 있다.

소기어(33)는 구동축(32)의 타측에 형성되는 구성요소로서, 구동축에 일체로 형성되거나 별도로 가공, 제작된 후 구동축에 결합되는 형태로 구성될 수 있다.

대기어(34)는 소기어(33)와 치합되도록 마주보게 배치되는 구성으로 소기어(33)로부터 회전력이 전달되는 과정에서 감속작업이 수행되도록 소기어와 비교하여 직경이 크게 형성되어 있다.

크랭크축(35)은 대기어의 회전운동을 왕복운동으로 변환하는 기능을 수행하는 구성요소로서, 대기어(34)의 중심에 일측이 결합되어 회전되는 샤프트(351)와 이 샤프트(351)의 중앙에 한 쌍의 크랭크암(352)이 돌출되고 이 크랭크암(352)에 커넥팅로드(36)의 일측이 접속되는 크랭크핀(353)이 형성되어 있다.

커넥팅로드(36)는 크랭크축(35)에 접속되어 왕복운동을 수행하는 구성요소로서, 일단에 형성된 빅앤드(Big end) 부분이 크랭크축(35)의 크랭크핀(353) 부분에 접속되고 타단에 형성된 스몰앤드(Small end) 부분이 제1 가동힌지축(211)에 접속되어 있다.

프레임(1)은 후판에 의해 대략 직육면체 형상으로 형성된 것으로, 금형(미도시)이 올려지는 다이(11), 작동시 안전성을 확보하기 위한 안전장치(미도시), 및 콘트롤박스(12) 등이 구비되어 있다.

한편, 슬라이더(8)는 제1 너클기구(21)와 제2 너클기구(22)의 작동에 따라 승강운동을 수행하는 구성요소로서, 전술한 제1 하부링크(213) 및 제2 하부링크(223)에 결합되는 제1 플런저(81) 및 제2 플런저(82)와, 이 플런저(81)에 연결되고 성형작업을 수행하는 금형이 설치되는 슬라이더본체(83)로 구성되어 있다.

그리고, 슬라이더(8)의 양쪽에는 안정적인 승강운동을 안내해주는 통상의 공기주입식 발란스장치(9)가 구비되어 슬라이더본체(83)에 형성된 연결브라켓(831)에 로드(91)가 접속되어 있다.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 더블식 너클프레스의 구동장치의 작용을 설명한다.

도6a 내지 도6d는 본 발명의 일 실시예에 따른 더블식 너클프레스의 구동장치의 작용을 설명하기 위한 도면이다. 도6a는 크랭크축의 크랭크암이 0°도의 각도에 위치하여 슬라이더가 하사점에 도달된 상태를 나타낸 도면, 도6b는 크랭크축의 크랭크암이 반시계방향으로 90°도 회전하여 슬라이더가 하사점에서 상승을 시작하는 상태를 나타낸 도면, 도6c는 크랭크축의 크랭크암이 반시계방향으로 180°도 회전하여 슬라이더가 상사점에 도달된 상태를 나타낸 도면, 도6d는 크랭크축의 크랭크암이 반시계방향으로 270°도 회전하여 슬라이더가 상사점에서 하강을 시작하는 상태를 나타낸 도면이다.

도2a 내지 도6d에 도시된 바와 같이, 벨트를 매개로 전동기(미도시)로부터 전달되는 회전력에 의해 플라이휠(31)이 회전되고, 클러치장치(37)의 클러칭 동작으로 구동축(32)이 회전되면, 이 구동축(32)에 결합된 소기어(33)가 회전되고, 이 소기어와 치합된 대기어(35)가 회전운동을 수행하게 된다.

대기어(4)의 회전운동이 시작되면, 크랭크축(35)이 연동되어 회전되고 이에 접속된 커넥팅로드(35)는 왕복운동을 수행하게 되어 제1 가동힌지축(211)을 밀어내는 작동과 당기는 작동이 수반되고 이에 제1 너클기구(21)의 링크운동이 수행되고, 연이어 연결링크(23)를 매개로 제2 너클기구(22)가 연동되어 링크운동을 수행하면서 슬라이더(8)를 승강시키게 된다.

보다 구체적으로 설명하면, 먼저 도6a에 도시된 바와 같이 크랭크축(35)의 크랭크암(353)이 0°도의 각도에 위치한 상태에서는 커넥팅로드(36)가 제1 가동힌지축(211)를 밀어내는 동작을 수행하게 되므로 제1 상부링크(212) 및 제1 하부링크(213)이 일자형으로 펼쳐지게 된다. 연이어 제1 및 제2 연결링크(231,232)를 매개로 연결된 제2 가동힌지축(221)이 당겨지게 되면서 제2 상부링크(222) 및 제2 하부링크(223) 또한 일자형으로 펼치게 된다. 이와 같이 제1 상부링크(212) 및 제1 하부링크(213)와, 제2 상부링크(222) 및 제2 하부링크(223)가 일자형으로 펼쳐지게 되면 제1 하부링크(213)에 접속된 제1 플런저(81)과, 제2 하부링크(223)에 접속된 제2 플런저(82)가 동시에 하방으로 이동되므로 슬라이더본체(83)가 연동되어 하사점에 있게 된다.

이러한 상태에서 도6b에 도시된 바와 같이 크랭크축(35)의 반시계방향 회전으로 크랭크암(353)이 90°위치로 회전하게 되면 커넥팅로드(36)가 제1 가동힌지축(211)을 일측(도6b에서는 왼쪽방향) 방향으로 당기게 되고 이에 제1 상부링크(212) 및 제1 하부링크(213)의 접혀지는 동작이 시작된다. 연이어, 제1 및 제2 연결링크(231,232)는 크랭크축(35)이 링크간섭방지홀(231d,232d)의 중앙 부분에 위치하는 지점까지 완만한 호 형상을 그리며 왼쪽으로 이동되므로 이 제1 및 제2 연결링크(231,232)에 연결된 제2 가동힌지축(221)에 밀어내는 힘이 작용되면서 제2 상부링크(222) 및 제2 하부링크(223) 또한 대칭되는 형상으로 접혀지게 된다. 이에 따라 제1 하부링크(213)에 접속된 제1 플런저(81)과, 제2 하부링크(223)에 접속된 제2 플런저(82)가 상방으로 이동되므로 슬라이더(8)가 하사점에서 상승을 시작하게 된다.

그리고, 도6c에 도시된 바와 같이 크랭크축(35)의 크랭크암(353)이 180°위치로 회전하게 되면 커넥팅로드(36)에 의한 제1 가동힌지축(211)의 당김 동작이 더 진행되어 제1 상부링크(212) 및 제1 하부링크(213)는 완전하게 접혀지게 되고, 제1 및 제2 연결링크(231,232)가 연동되어 크랭크축(35)이 링크간섭방지홀(231d,232d)의 하측 부분에 위치하는 지점까지 완만한 호 형상을 그리며 왼쪽으로 상승된다. 이에 제1 및 제2 연결링크(231,232)에 연결된 제2 가동힌지축(221)이 더 밀어내어져 제2 상부링크(222) 및 제2 하부링크(223)가 완전하게 접혀지게 되면서 제1 하부링크(213)에 접속된 제1 플런저(81)와, 제2 하부링크(223)에 접속된 제2 플런저(82)가 동시에 상방으로 이동되므로 슬라이더본체(83)가 연동되어 상사점 위치까지 상승하게 된다.

이후, 도6d에 도시된 바와 같이 크랭크축(35)이 270°위치로 회전하게 되면 커넥팅로드(36)가 제1 가동힌지축(211)을 타측(도6d에서는 오른쪽방향) 방향으로 당기게 되고 이에 제1 상부링크(212) 및 제1 하부링크(213)가 반대방향으로 접혀지는 동작이 시작된다. 연이어, 제1 및 제2 연결링크(231,232)는 크랭크축(35)이 링크간섭방지홀(231d,232d)의 중앙 부분에 위치하는 지점까지 완만한 호 형상을 그리며 오른쪽으로 이동되므로 이 제1 및 제2 연결링크(231,232)에 연결된 제2 가동힌지축(221)을 반대 방향으로 당기는 힘이 작용되면서 제2 상부링크(222) 및 제2 하부링크(223) 또한 대칭되는 형상으로 접혀지게 된다. 이에 따라 제1 하부링크(213)에 접속된 제1 플런저(81)과, 제2 하부링크(223)에 접속된 제2 플런저(82)가 하방으로 이동되므로 슬라이더(8)가 상사점에서 하강을 시작하게 된다.

연이어, 크랭크축(35)이 반시계방향 회전운동이 계속 진행되어 도6a에 도시된 바와 같이 하사점 위치인 0°위치로 회전하게 되면 슬라이더(8)가 다시 하사점 위치로 이동되면서 하나의 사이클을 완료하게 되는데, 이러한 슬라이더의 승하강 사이클을 반복 수행하면서 타발 공정을 수행하게 된다.

아울러, 본 발명에 따른 더블식 너클프레스의 구동장치는 플라이휠(31), 구동축(32), 소기어(33), 대기어(34), 크랭크축(35), 커넥팅로드(36)를 포함하는 단일의 동력전달기구(3)에 의해 제1 너클기구(21)와 제2 너클기구(22)의 링크운동이 수행되는 구조이므로 가로 및 세로방향의 길이와 높이가 정해진 프레임(1)의 한정된 공간에서도 도6a에 도시된 바와 같이 양쪽 제1 및 제2 플런저(81,82) 사이의 이격거리(D2)를 좁힐 수 있는 독특한 구조적 특징을 갖게 된다. 이와 같이 제1 및 제2 플런저(81,82) 사이의 이격거리(D2)가 좁아지게 되면 플런저가 슬라이더본체의 가장자리에 접속되는 종래 더블식 너클프레스에 비해 슬라이더본체(83)에 작용되는 구동력이 등분포되어 인가되는 독특한 작용효과가 발휘된다. 이로 인해 슬라이더의 하강에 따른 타발시에 중앙 부분의 타발력이 상대적으로 낮아 성형품의 중앙 부분이 볼록하게 상향 돌출되는 디플렉션(Deflection) 현상을 방지할 수 있어서 성형불량이나 불량품이 발생되지 않고, 드로잉 가공이나 정밀한 가공과 평탄도가 요구되는 물품의 성형시 성형품질을 획기적으로 향상시킬 수 있다.

그리고, 제1 및 제2 플런저(81,82) 사이의 이격거리(D2)가 좁아지게 되면 디플렉션(Deflection) 현상을 줄이기 위해 슬라이드의 크기나 두께를 불필요하게 증가시키지 않아도 되므로 원자재 절감과, 전동기의 용량감소, 프레임 및 동력전달계통의 구성품(너클기구 및 동력전달기구) 사이즈 축소 등이 가능하여 제조비용을 현저히 절감할 수 있다.

또한, 단일의 커넥팅로드(36)에 의해 제1 너클기구(21)와 제2 너클기구(22)가 작동되는 방식이므로 한정된 프레임(1)의 내부공간에서도 작동공간을 확보할 수 있으므로 커넥팅로드의 길이를 증대시킬 수 있어서 슬라이더의 상하행정 거리(Stroke)를 길게 구현할 수 있는 구조적 특징을 갖게 된다. 이와 같이 슬라이더의 상하행정 거리가 증가되면 슬라이더(8)가 하사점에 머물 수 있는 시간 또한 길게 구현할 수 있으므로 상형 및 하형 금형의 접촉시간이 길어져서 성형 품질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

아울러, 본 발명에 따른 더블식 너클프레스의 구동장치는 단일의 동력전달기구(3)에 의해 제1 너클기구(21)와 제2 너클기구(22)의 링크운동이 수행되는 구조이므로 구동축(32), 소기어(33), 대기어(34), 크랭크축(35), 커넥팅로드(36) 등의 대형 구성부품이 단일 수량으로 배치됨에 따라 원자재비용 및 가공비용의 절감으로 제작원가를 줄일 수 있고, 더블식 너클프레스의 구조가 간결, 단순해지고 부피와 중량이 작아져 유지보수비용 및 설치비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 설치시에 많은 점유공간이 요구되지 않아서 시설비를 절감할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 더블식 너클프레스의 구동장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.

상기한 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

1:프레임 2:너클기구
21:제1 너클기구 211:제1 가동힌지축
212:제1 상부링크 213:제1 하부링크
214:제1 고정힌지축 215:고정편
216:제1 연결핀 22:제2 너클기구
221:제2 가동힌지축 222:제2 상부링크
223:제2 하부링크 224:제2 고정힌지축
225:고정편 23:연결링크
231:제1 연결링크 231a,232a:판상링크몸체
231b,231b:제1 힌지공 231c,232c:제2 힌지공
231d,232d:링크간섭방지홀 231e,232e:중량감소용개구홀
232:제2 연결링크 3:동력전달기구
31:플라이휠 32:구동축
33:소기어 34:대기어
35:크랭크축 36:커넥팅로드
8:슬라이더 81:제1 플런저
82:제2 플런저 83:슬라이더본체
9:발란스장치

Claims (5)

1. 프레임에 슬라이더를 승강시키도록 구성된 너클기구, 및 전동기로부터 인가되는 구동력을 상기 너클기구에 전달하는 커넥팅로드가 구비된 동력전달기구를 포함하는 더블식 너클프레스의 구동장치에 있어서,
   상기 너클기구는,
   상기 커넥팅로드의 타단이 접속되는 제1 가동힌지축, 상기 제1 가동힌지축에 하측이 접속되는 제1 상부링크, 상기 제1 가동힌지축에 상측이 접속되고 하측이 제1 플런져에 접속되는 제1 하부링크가 구비된 제1 너클기구;
   상기 제1 가동힌지축에 일측이 접속되는 연결링크; 및
   상기 연결링크의 타측에 접속되는 제2 가동힌지축, 상기 제2 가동힌지축에 하측이 접속되는 제2 상부링크, 상기 제2 가동힌지축에 상측이 접속되고 하측이 제2 플런져에 접속되는 제2 하부링크가 구비된 제2 너클기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 더블식 너클프레스의 구동장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 동력전달기구는,
   상기 전동기로부터 인가되는 회전력에 의해 회전되는 플라이휠;
   상기 플라이휠의 내부 중심에 결합되어 그 회전력에 의해 회전되는 구동축;
   상기 구동축에 형성되는 소기어;
   상기 소기어에 치합되는 대기어; 및
   상기 대기어에 결합되고 상기 커넥팅로드의 일단이 접속되는 크랭크축을 포함하는 것을 특징으로 하는 더블식 너클프레스의 구동장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 상부링크 및 상기 제2 상부링크는 하방으로 한 쌍의 링크부가 돌출되고 상부가 제1 고정힌지축 및 제2 고정힌지축이 접속되는 '∩' 형상 구조로 형성되고,
   상기 제1 하부링크 및 상기 제2 하부링크는 한 쌍의 상기 링크부와 근접하여 설치되는 한 쌍의 링크편으로 구성되며,
   상기 연결링크는 상기 제1 및 제2 가동힌지축의 일측에 연결, 접속되는 제1 연결링크와, 상기 제1 및 제2 가동힌지축의 타측에 연결, 접속되는 제2 연결링크로 구성된 것을 특징으로 하는 더블식 너클프레스의 구동장치.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 연결링크는 판상링크몸체의 일측에 상기 제1 가동힌지축에 삽입되도록 관통된 제1 힌지공과, 상기 판상링크몸체의 타측에 상기 제2 가동힌지축에 삽입되도록 관통된 제2 힌지공에 형성되고, 상기 판상링크몸체의 중앙에 상기 크랭크축과의 간섭현상이 유발되지 않도록 링크간섭방지홀이 형성된 것을 특징으로 하는 더블식 너클프레스의 구동장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 링크간섭방지홀은 상기 연결링크의 링크운동 궤적형상에 맞추어 호 형상으로 관통, 형성된 것을 특징으로 하는 더블식 너클프레스의 구동장치.

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