KR101845335B1 - 프레스 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프레스 장치에 관한 것으로, 마주하도록 서포터를 연장 형성함으로써 내측에 수용부를 구비하며 서포터 각각에 핀홀을 통공하는 플런저, 수용부에 수용되고 마주하는 핀홀과 일치되는 연통홀을 통공한 커넥팅로드, 핀홀과 연통홀에 삽입되어 커넥팅로드의 상하 이동시 플런저의 연동을 안내하는 구속핀, 및 커넥팅로드가 하강 작동시 구속핀에 의해 플런저에 누르는 힘이 전달되도록 하는 하부지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 종래 기술과 달리 프레스 장치의 커넥팅로드가 하강과 상승 작동시 구속핀이 플런저의 내부 상측에 접하여 하강 연동되거나, 또는 플런저에서 연장되는 서포터와 구속핀의 결속을 통해 상승 연동시 힘의 집중을 방지함으로써, 기존에 커넥팅로드가 접하여 힘을 전달하는 플런저의 내부 하측을 정밀 가공할 필요가 없고, 플런저의 내구성을 향상시킬 수 있다.

Description

프레스 장치{PRESS DEVICE}

본 발명은 프레스 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프레스 장치의 커넥팅로드가 하강과 상승 작동시 구속핀이 플런저의 내부 상측에 접하여 하강 연동되거나, 또는 플런저에서 연장되는 서포터와 구속핀의 결속을 통해 상승 연동시 힘의 집중을 방지함으로써, 기존에 커넥팅로드가 접하여 힘을 전달하는 플런저의 내부 하측을 정밀 가공할 필요가 없고, 플런저의 내구성을 향상시킬 수 있는 프레스 장치에 관한 것이다.

현재 공작기계 중 프레스 기계는 모든 기간산업에 널리 사용되는 판금가공기계로서 중요한 기계이다. 선반, 밀링 등 일반 공작기계는 정밀, 첨단, NC화 되고 가고 있지만 프레스는 그렇지 못하다. 그러나 다른 공작기계와는 달리 프레스는 타발을 하는 기계로서 타발시 진동과 가공 소음이 발생하게 된다. 또한 프레스 가공의 동향이 단발 금형가공에서 순차적 가공인 프로그래시브(Progressive)가공으로 변환되면서 가공시 소음은 더욱 커진다. 그래서, 현재 프레스업계에서는 프로그래시브가공으로 생산성을 높이면서도 소음 및 진동을 획기적으로 줄일 수 있는 방안을 모색해야 하는 것이 중요한 과제이다.

일반적으로 기계식 프레스의 종류를 보면 크랭크 프레스, 크랭크레스 프레스, 너클 프레스, 링크 프레스, 캠 프레스 등으로 분류가 되어 있는데 크랭크 프레스는 타발할 때에 제품을 순간적으로 타발하기 때문에 타발 소음이 크고, 너클 프레스는 냉간단조에 사용하는 프레스로 하사점에서 제품을 누르는 시간이 길어 코이닝, 압출작업에 적합하나 드로윙 작업에는 사용이 불가하고, 캠 프레스는 제품 타발 성형시 상형이 하형에 접촉할 때에 부드럽게 장시간 접촉하므로 프레스 금액이 상승하고 캠 프레스는 캠 선도에 따라서 제품 성형영역이 표시되기 때문에 제품이 바뀔 때 마다 캠을 다시 설계해야 하는 번거러움이 있으며, 캠 가공이 용이치 않아 많이 쓰이지 못하고 있다.

링크프레스는 구동부에 링크를 장착하여 슬라이드 모션을 상사점에서 일정구간 까지 빠르게 하강하다가 제품 성형구간에서는 서서히 작동하고 제품성형 후에는 상사점까지 급속 귀환이 가능하도록 구성되고 있어 링크프레스는 깊은 드로잉 작업이 가능하여 제품 성형시 상형 금형과 하형 금형이 부드럽게 닿게 때문에 타발 소음이 적고 금형 및 펀치의 내구성이 증대되는 장점이 있다.

기계 프레스에 관해서는 국내등록특허공보 제10-0758982호(발명의 명칭: 양측에 플라이휠이 구비된 프레스구조)에 제안되어 있다.

상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.

기존 기계 프레스는 커넥팅로드가 플런저에 삽입되어 미끄럼 접촉하는데, 힘의 전달이 커넥팅로드 하단부를 통해 플런저와의 접촉부에 힘이 가해짐에 따라, 커넥팅로드 하단부 및 플런저와의 접촉부의 가공은 기계가공 자체가 여러 공정으로 나누어 실시해야 하며, 최종 마무리는 기능을 보유한 사람이 직접 수작업으로 수행하여야 함으로써, 제품을 완성하는데 소요되는 비용이 높고, 시간이 많이 소요되어 제작 일정이 길어지는 문제점이 있다.

또한, 커넥팅로드 하단부 및 플런저와의 접촉부의 마무리 가공작업은 기능을 보유하거나 숙달된 작업자가 해야 하므로 인적 제한요소가 따르는 문제점이 있다.

따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 프레스 장치의 커넥팅로드가 하강 작동시, 구속핀이 플런저의 내부 상측에 접하여 하강 연동되도록 하여 기존에 커넥팅로드가 접하여 힘을 전달하는 플런저의 내부 하측을 정밀 가공할 필요가 없음으로써 커넥팅로드와 플런저를 제작하는 작업자의 정밀 숙련도에 제한되지 않도록 하고, 제작 시간을 단축시키고자 하는 프레스 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명은 커넥팅로드가 상승 작동시, 플런저에서 연장되는 서포터와 구속핀의 결속을 통해 힘의 집중을 방지함으로써, 플런저의 내구성을 향상시키고자 하는 프레스 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 프레스 장치는: 마주하도록 서포터를 연장 형성함으로써 내측에 수용부를 구비하며, 상기 서포터 각각에 핀홀을 통공하는 플런저; 상기 수용부에 수용되고, 마주하는 상기 핀홀과 일치되는 연통홀을 통공한 커넥팅로드; 상기 핀홀과 상기 연통홀에 삽입되어, 상기 커넥팅로드의 상하 이동시 상기 플런저의 연동을 안내하는 구속핀; 및 상기 커넥팅로드가 하강 작동시, 상기 구속핀에 의해 상기 플런저에 누르는 힘이 전달되도록 하는 하부지지부를 포함한다.

본 발명에 따른 프레스 장치는: 상기 커넥팅로드가 상승 작동시, 상기 구속핀과 상기 서포터에 작용하는 당기는 힘이 분산되도록 하는 상부지지부를 더 포함한다.

상기 하부지지부는, 상기 핀홀 각각의 내측에서 상기 수용부 방향으로 연장되어 상기 구속핀의 양측 하부를 접하여 지지하는 플랜지를 포함한다.

상기 상부지지부는, 상기 구속핀의 양측과 대응되는 서포터를 결속하는 키플레이트; 및 상기 구속핀에 대해 상기 커넥팅로드가 원주 방향으로 회전 가능하도록 상기 구속핀의 둘레면에 구비되는 핀부쉬를 포함한다.

상기 플랜지 사이에 삽입되는 상기 커넥팅로드의 하측의 너비는 상기 플랜지의 상측에 위치하는 상측의 너비보다 작게 형성되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 프레스 장치는 종래 기술과 달리 프레스 장치의 커넥팅로드가 하강 작동시, 구속핀이 플런저의 내부 상측에 접하여 하강 연동되도록 하여 기존에 커넥팅로드가 접하여 힘을 전달하는 플런저의 내부 하측을 정밀 가공할 필요가 없음으로써 커넥팅로드와 플런저를 제작하는 작업자의 정밀 숙련도에 제한되지 않을 수 있고, 제작 시간을 단축시킬 수 있다.

그리고, 본 발명은 커넥팅로드가 상승 작동시, 플런저에서 연장되는 서포터와 구속핀의 결속을 통해 힘의 집중을 방지함으로써 플런저의 내구성을 향상시키고, 구속핀을 견고하게 구속할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레스 장치의 플런저와 커넥팅로드의 결합 상태를 보인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레스 장치의 플런저와 커넥팅로드의 결합 상태를 보인 내부도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플런저와 커넥팅로드의 분해 사시도이다.
도 4는 도 1의 A-A선 단면도이다.
도 5는 도 1의 B-B선 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 프레스 장치의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레스 장치의 플런저와 커넥팅로드의 결합 상태를 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레스 장치의 플런저와 커넥팅로드의 결합 상태를 보인 내부도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플런저와 커넥팅로드의 분해 사시도이다.

도 4는 도 1의 A-A선 단면도이고, 도 5는 도 1의 B-B선 단면도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프레스 장치는 플런저(10), 커넥팅로드(20), 구속핀(30), 하부지지부(40) 및 상부지지부(50)를 포함한다.

플런저(10)는 상하 왕복 이동되며 직접적 또는 간접적으로 피성형품을 프레스 가공하는 설비로서, 다양한 형상으로 변형 가능하다.

편의상, 플런저(10)는 원통 형상인 것으로 도시한다.

아울러, 플런저(10)는 마주하도록 서포터(12)를 연장 형성한다. 이때, 서포터(12)는 플런저(10)의 상부 양측 가장자리에서 나란하게 연장 형성된다. 이에 따라, 마주하는 플런저(10) 사이에는 수용부(16)가 형성되고, 마주하는 서포터(12)에 의해 상부과 양쪽으로 개방된다.

특히, 서포터(12)를 연결하는 부위에 해당되는 플런저(10)의 상측면은 일부 함몰 형성됨으로써, 수용부(16)의 영역이 확대된다.

그리고, 서포터(12) 각각은 핀홀(14)을 통공한다. 이때, 서포터(12) 각각의 핀홀(14)은 일직선상에 배치된다.

또한, 커넥팅로드(20)는 플런저(10)의 상측 내부에 형성되는 수용부(16)에 수용되고, 링크 구조 등에 의해 상하 왕복 이동하게 된다.

여기서, 커넥팅로드(20)와 플런저(10)가 상하 방향으로 왕복 이동될 수도 있고, 좌우 방향으로 왕복 이동될 수도 있다. 편의상, 커넥팅로드(20)와 플런저(10)는 상하 방향으로 왕복 이동되는 것으로 도시한다.

이때, 커넥팅로드(20)는 수용부(16)에 수용시 양측의 핀홀(14)과 일치되는 연통홀(22)을 형성한다.

아울러, 구속핀(30)은 일측의 서포터(12)의 핀홀(14)과, 커넥팅로드(20)의 연통홀(22)과, 타측의 서포터(12)의 핀홀(14)에 순서대로 축 삽입된다.

따라서, 커넥팅로드(20)는 플런저(10)에 대해 양측으로 소정 각도 회동되면서 상하 이동되고, 플런저(10)는 커넥팅로드(20)에 연동되어 상하 이동된다.

한편, 하부지지부(40)는, 커넥팅로드(20)가 하강 작동시, 구속핀(30)에 의해 플런저(10)에 누르는 힘이 전달되도록 하는 역할을 한다.

상세히, 하부지지부(40)는 핀홀(14) 각각의 내측에서 수용부(16) 중앙 방향으로 연장 형성되는 플랜지(42)를 포함한다.

플랜지(42) 각각은 구속핀(30)의 양측 가장자리 하측을 접하여 지지하는 역할을 한다.

특히, 커넥팅로드(20)가 하강시, 커넥팅로드(20)에 구속된 구속핀(30)이 하강됨으로써, 구속핀(30)이 플랜지(42)를 누름에 따라, 플런저(10)가 하강하게 된다.

이때, 커넥팅로드(20)는 플런저(10)에 대해 호 궤적을 따라 왕복 회동 가능하도록 하측면이 하측으로 볼록하도록 곡률지게 형성된다. 이로 인해, 플랜지(42)는 커넥팅로드(20)의 하측면과 접촉면적을 증가시켜 안정적으로 지지하도록 곡면부(44)를 형성한다.

따라서, 커넥팅로드(20)가 하강시, 커넥팅로드(20)와 구속핀(30)으로부터 누르는 힘을 전달받는 플랜지(42)가 기존 대비 플런저(10)의 수용부(16) 내부에서 노출되는 상측에 형성됨으로써, 기존처럼 커넥팅로드(20)의 하측면과 플런저(10)의 내부 하측이 정밀 가공될 필요가 없고, 구속핀(30)과 접하도록 플런저(10)의 수용부(16) 내부 상측으로 노출되게 위치하는 플랜지(42)만이 정밀 가공되면 된다.

이때, 플랜지(42)는 플런저(10)에서 노출되는 위치에 형성됨에 따라, 작업자에 의한 정밀 가공 작업이 용이하고, 숙련도에 상관없이 작업자에 의한 정밀 가공이 가능할 수 있다.

또한, 상부지지부(50)는, 커넥팅로드(20)가 상승 작동시, 구속핀(30)과 서포터(12)에 작용하는 당기는 힘이 분산되도록 하는 역할을 한다.

즉, 상부지지부(50)는 키플레이트(52) 및 핀부쉬(54)를 포함한다.

키플레이트(52)는 구속핀(30)의 양측과 대응되는 서포터(12)를 상호 결속하는 역할을 한다. 즉, 키플레이트(52)는 구속핀(30)의 일측과 대응되는 서포터(12)에 동시에 접하게 되고, 체결부재(53)가 키플레이트(52)와 구속핀(30)을 체결함과 아울러 키플레이트(52)와 서포터(12)를 체결한다.

마찬가지로, 키플레이트(52)는 구속핀(30)의 타측과 대응되는 서포터(12)에 동시에 접하게 되고, 체결부재(53)가 키플레이트(52)와 구속핀(30)을 체결함과 아울러 키플레이트(52)와 서포터(12)를 체결한다.

그래서, 키플레이트(52)는 구속핀(30)이 임의적으로 회전되는 것을 방지하는 역할을 한다.

특히, 서포터(12) 각각은 키플레이트(52)의 상측 테두리를 지지하기 위해 함몰홈부(55)를 형성한다. 이로 인해, 플런저(10)는 키플레이트(52)에 지지되고, 구속핀(30)과 견고하게 체결된다.

여기서, 체결부재(53)는 볼트나 스크류 등 다양한 기계체결요소로 적용 할 수 있다.

그리고, 핀부쉬(54)는 구속핀(30)에 대해 커넥팅로드(20)가 원주 방향으로 회전 가능하도록 구속핀(30)의 둘레면에 구비된다.

따라서, 커넥팅로드(20)는 핀부쉬(54)에 의해 구속핀(30)에 대해 원주 방향으로 왕복 회동 가능하게 된다. 특히, 핀부쉬(54)는 볼베어링으로 대체할 수 있다.

결과적으로, 플런저(10)와 구속핀(30)이 상호 결속되어 있기 때문에, 커넥팅로드(20)가 상승 작동시, 플런저(10)와 구속핀(30)이 커넥팅로드(20)에 연동되어 동시에 상승함으로써, 커넥팅로드(20)에 의한 당기는 힘이 플런저(10)와 구속핀(30)에 동시에 전달되어 분산되기 때문에 효율적으로 작용할 수 있다.

또한, 플런저(10)의 수용부(16)는 플랜지(42)에 의해 커넥팅로드(20)의 너비 방향으로 기존 대비 협소해지게 된다. 이로 인해, 플랜지(42) 사이에 삽입되는 커넥팅로드(20)의 하측의 너비(L1)가 기존의 너비와 동일하거나 유사한 상측의 너비(L2) 대비 줄어들게 된다.

따라서, 커넥팅로드(20)가 하강 작동시 커넥팅로드(20)의 상측의 너비(L2) 측으로 힘이 전달되고, 그 힘을 플런져(10)의 플랜지(42)가 지지함으로써, 구속핀(30)의 휨모멘트를 줄일 수 있고, 구속핀(30)에 가해지는 전단력을 제거할 수 있으며, 휨모멘트를 줄일 수 있음에 따라 플런져(10)의 크기를 줄일 수 있기 때문에 재료비가 절감될 수 있다.

아울러, 플런저(10)는 플랜지(42)에서 연장되는 하부 단턱부(70)를 내측에 형성할 수 있다. 하부 단턱부(70)는 플런저(10)를 보강하는 역할을 할 수 있다.

특히, 플랜지(42) 사이에 삽입되는 커넥팅로드(20)의 하측의 너비(L1)가 플랜지(42)의 상측에 위치하는 상측의 너비(L2)보다 작게 형성됨에 따라, 커넥팅로드(20)는 상부 단턱부(60)를 형성한다.

이때, 초기 상태인 커넥팅로드(20)가 플런저(10)의 축 방향과 나란한 상태에서, 하부 단턱부(70)와 상부 단턱부(60)가 유격되도록 구비됨에 따라, 커넥팅로드(20)는 양측으로의 왕복 회동이 허용된다.

플랜지(42)는 동일 평면상에 위치하는 하부 단턱부(70)에서 하측 방향으로 연장 형성할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10: 플런저 12: 서포터
16: 수용부 20: 커넥팅로드
30: 구속핀 40: 하부지지부
42: 플랜지 44: 곡면부
50: 상부지지부 52: 키플레이트
53: 체결부재 54: 핀부쉬
60: 상부 단턱부 70: 하부 단턱부

Claims (5)

1. 마주하도록 서포터를 연장 형성함으로써 내측에 수용부를 구비하며, 상기 서포터 각각에 핀홀을 통공하는 플런저; 상기 수용부에 수용되고, 마주하는 상기 핀홀과 일치되는 연통홀을 통공한 커넥팅로드; 상기 핀홀과 상기 연통홀에 삽입되어, 상기 커넥팅로드의 상하 이동시 상기 플런저의 연동을 안내하는 구속핀; 및 상기 커넥팅로드가 하강 작동시, 상기 구속핀에 의해 상기 플런저에 누르는 힘이 전달되도록 하는 하부지지부를 포함하고,
   상기 하부지지부는, 상기 핀홀 각각의 내측에서 상기 수용부 방향으로 연장되어 상기 구속핀의 양측 하부를 접하여 지지하는 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 커넥팅로드가 상승 작동시, 상기 구속핀과 상기 서포터에 작용하는 당기는 힘이 분산되도록 하고 상기 구속핀을 상기 서포터에 구속하는 상부지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 장치.
   
3. 삭제
4. 제 2항에 있어서, 상기 상부지지부는,
   상기 구속핀의 양측과 대응되는 서포터를 결속하는 키플레이트; 및
   상기 구속핀에 대해 상기 커넥팅로드가 원주 방향으로 회전 가능하도록 상기 구속핀의 둘레면에 구비되는 핀부쉬를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 장치.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 플랜지 사이에 삽입되는 상기 커넥팅로드의 하측의 너비는 상기 플랜지의 상측에 위치하는 상측의 너비보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 프레스 장치.
   
   

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