KR102456976B1

KR102456976B1 - 부직포 가공용 무베어링 니들펀칭기

Info

Publication number: KR102456976B1
Application number: KR1020210096302A
Authority: KR
Inventors: 김건우
Original assignee: 김건우
Priority date: 2021-07-22
Filing date: 2021-07-22
Publication date: 2022-10-19

Abstract

본 발명은 부직포(1)를 가공하기 위해 다수개의 니들이 설치되는 니들베드(2)를 상하 왕복 운동이 가능하도록 하는 무베어링 니들펀칭기에 관련되며, 그 구성의 특징으로서, 모터(3)와 서로 연동되게 설치되어 회전되는 크랭크축(11)을 구비하는 본체(10); 상기 본체(10)의 크랭크축(11) 상에 일측 끝단이 장착되면서 타측 끝단에 니들베드(2)에 장착되고, 상기 니들베드(2)가 크랭크축(11)의 회전운동을 수직방향의 상하 왕복운동이 가능하게 구비하는 작동수단(20); 상기 본체(10)의 크랭크축(11) 상에서 작동수단(20)의 왕복운동으로부터 발생되는 반동(反動)으로 가해지는 압력을 줄이면서 균형을 유지하기 위해 작동수단(20)과 서로 교차되게 왕복 운동하는 부가중량체(30); 상기 본체(10)의 크랭크축(11) 상에 함께 회전되도록 설치되어 크랭크축(11)의 회전력에 의한 관성(慣性)에 의해 회전력을 유지하는 플라이휠(40); 및 상기 본체(10)의 크랭크축(11) 상에 작동수단(20)과 부가중량체(30)로 윤활유를 공급하여 작동이 원활하도록 오일공급로(53)와 오일공급라인(55)을 구비하는 오일순환부(50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 발명은, 무베어링 시스템과 함께 오일 순환시스템의 구조를 구축함에 따라, 베어링을 사용하지 않기 때문에 장비의 고장과 수리에 대한 비용을 절감은 물론 가동률의 향상을 가져오고, 베어링에 의한 유격이 발생하지 않으면서도 커넥팅로드의 경량화로 구동부하와 소음 및 진동이 적으며 정격전력이 많이 필요치 않아 하이스피드(High speed)에서도 유리하여 생산속도의 향상은 물론 크랭크샤프트의 원활한 운동성으로 안전성을 확보할 수 있으며, 부직포를 제조 시 기존 니들펀칭기 보다 가동부하가 낮아져 전류량에 있어서도 약 30%의 전력부하 감소가 가능하여 전력 효율이 우수하고, 니들의 이동 거리를 향상하면서도 고속회전에 의한 펀칭속도 향상을 통해 부직포 가공이 원활하고 생산되는 부직포의 치밀도가 향상되는 동시에 고품질의 부직포를 생산할 수 있는 등 월등한 기기의 성능을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Description

부직포 가공용 무베어링 니들펀칭기{Non Bearing Needle Punching Machine for woven Fabric Processing}

본 발명은 부직포 가공용 무베어링 니들펀칭기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 무베어링 시스템과 함께 오일 순환시스템의 구조를 구축함에 따라, 베어링을 사용하지 않기 때문에 장비의 고장과 수리에 대한 비용을 절감은 물론 가동률의 향상을 가져오고, 베어링에 의한 유격이 발생하지 않아 생산속도의 향상은 물론 진동과 소음이 감소하면서 크랭크샤프트의 원활한 운동성으로 안전성을 확보할 수 있으며, 부직포를 제조 시 니들의 이동 거리를 향상하면서도 고속회전에 의한 펀칭속도 향상을 통해 부직포 가공이 원활하고 생산되는 부직포의 치밀도가 향상되는 동시에 고품질의 부직포를 생산할 수 있는 등 월등한 기기의 성능을 확보할 수 있는 부직포 가공용 무베어링 니들펀칭기에 관한 것이다.

통상, 부직포의 제조조건은 크게 습식과 건식으로 나뉘는데, 이를 제조방법 중에서 건식의 니들 펀칭법은 카드기 또는 에어레이(Air-Laid)법에 의해 형성된 웹을 Needle Loom을 통과시킬 때 니들이 붙은 침판을 상하 왕복으로 운동시켜, 2차원적인 랜덤한 섬유배열의 일부를 3차원적인 랜덤구조로 결합하는 방법으로 부직포가 생기기 이전부터 펠트의 제조에 사용되었던 방법이지만, 최근의 니들펀칭기술은 기존의 펠트제조에 사용되었던 설비보다 밀도가 높은 것이 사용되고 있고, 이와 관련된 선행기술로서는 대한민국 등록특허공보 제10-0198139호(선행문헌 1), 대한민국 등록특허공보 제10-0954185호(선행문헌 2) 등이 소개되고 있다.

선행문헌 1은, 부직포 제조용 니들펀칭기에 있어서, 기계 폭방향의 위치에 따라서 베드 플레이트(2)가 수평이 아니고 중앙부와 변부에서의 베드 플레이트(3)와 스트리퍼 플레이트(2)와의 간격이 다른 것을 특징으로 하는 부직포 제조용 니들펀칭기를 제시하고 있다.

그러나 상기 선행문헌 1에 의하면, 편심된 상태로 니들빔이 상하부로 이동하게 되지만 많은 유격을 통해 제품의 불량률이 높아질 수 있다.

선행문헌 2는 복수로 배열되는 바늘로 직물에 문양을 형성하는 니들펀치 기구에 있어서: 상기 적어도 일부의 바늘에 대한 높이 조절이 가능하도록 분할 구조로 형성되는 바늘판(10); 상기 바늘판(10)의 상측으로 연결되는 동시에 높이조절을 위한 나선축(22)을 수용하는 구동축(20); 및 상기 구동축(20)의 일측에 워엄휠(32)과 워엄기어(34)를 개재하여 연결되어 바늘판(10)을 설정 위치로 회전시키는 회전수단(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 니들펀치 기구를 제시하고 있다.

그러나 상기 선행문헌 2에 의하면, 워엄휠과 워엄기어의 형태로 바늘판을 상하로 이동되는 것으로 고속으로 작업이 불가능함에 따라 작업율은 현저하게 떨어질 수밖에 없어 문제가 발생될 수도 있다.

한편, 니들펀칭 부직포기에 있어서 "Stroke" 는 크랭크(Crank)가 상하로 움직이는 거리를 의미하는 것으로, "60mm Stroke"의 의미는 Main Drive에 연결되어 있는 크랭크샤프트(Crank shaft)가 상하로 움직이는 최대거리가 60mm라는 것을 의미한다.

이와 같은 구조적인 한계로 인하여 현존하는 니들펀칭 부직포기가 한 번에 부직포로 만들 수 있는 섬유의 최대양을 높이로 환산하면 60mm 이며, 60mm 이상의 섬유를 부직포로 만들기 위해서는 섬유를 1/2로 나눠서 각각 1회씩 부직포를 형성시키고 형성된 부직포를 합쳐서 다시 부직포 공정을 거쳐야 하는 번거로움이 있다.

현재 국내외 주요 니들펀칭 부직포기 제작사에서 생산 및 판매하고 있는 대부분의 장비는 60mm Stroke 조건에 최대속도 800rpm수준으로, Stroke의 길이를 더 길게 설계할 수 있으나, Stroke의 길이가 길어지면 부직포기의 운전속도가 떨어져서 생산효율과 최종 제품의 강도가 기존에 비해 현저하게 낮아지기 때문에 60mm Stroke 이상의 장비는 개발되어 시판되고 있는 사례가 없다.

특히, 니들펀칭 부직포기의 구동을 원활하게 하기 위하여 베어링이 많이 사용되는데, 장비가 고속으로 움직이게 되면 윤활유의 공급이 원활하지 않게 되면서 금속 소재끼리 마찰이 반복되면서 베어링의 표면이 긁히거나 깨지게 되는 현상이 발생하여 고속으로 장비를 가동할 수 없으며, 베어링의 수리와 보수에 막대한 비용과 시간이 소요되어 기업의 직접적인 손실로 연결된다.

또한, 기존 베어링 방식의 니들펀칭 부직포기는 자체에 미세한 유격이 있어, 강성이 있는 소재에 적용할 경우 니들이 삽입되는 방향이 틀어져 생산속도를 높이는데 문제가 있는 것은 물론, 니들이 쉽게 부러지는 원인이 되어 품질이 불균일하고 수리시간이 길어지는 등의 단점이 있다.

이와 같이, 본 출원인은 종래의 베어링 방식의 니들펀칭 부직포기는 상기한 기계적인 문제점을 해결하기 위해 베어링을 사용하지 않고 크랭크샤프트가 원활하게 움직이게 할 수 있는 시스템이 개발될 경우, 니들펀칭 부직포기의 Stroke 길이를 기존에 비해 좀 더 길게 하면서도 최대속도를 높일 수 있을 것으로 확인하고는 본 발명의 개발을 완수하였다.

대한민국 등록특허공보 제10-0198139호 "부직포 제조용 니들펀칭기" 대한민국 등록특허공보 제10-0954185호 "니들펀치 기구"

상기와 같은 종래의 문제점들을 근본적으로 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 무베어링 시스템과 함께 오일 순환시스템의 구조를 구축함에 따라, 베어링을 사용하지 않기 때문에 장비의 고장과 수리에 대한 비용을 절감은 물론 가동률의 향상을 가져오고, 베어링에 의한 유격이 발생하지 않으면서도 커넥팅로드의 경량화로 구동부하와 소음 및 진동이 적으며 정격전력이 많이 필요치 않아 하이스피드(High speed)에서도 유리하여 생산속도의 향상은 물론 크랭크샤프트의 원활한 운동성으로 안전성을 확보할 수 있으며, 부직포를 제조 시 기존 니들펀칭기 보다 가동부하가 낮아져 전류량에 있어서도 약 30%의 전력부하 감소가 가능하여 전력 효율이 우수하고, 니들의 이동 거리를 향상하면서도 고속회전에 의한 펀칭속도 향상을 통해 부직포 가공이 원활하고 생산되는 부직포의 치밀도가 향상되는 동시에 고품질의 부직포를 생산할 수 있는 등 월등한 기기의 성능을 확보할 수 있는 부직포 가공용 무베어링 니들펀칭기를 제공하려는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 부직포를 가공하기 위해 다수개의 니들이 설치되는 니들베드를 상하 왕복 운동이 가능하도록 하는 무베어링 니들펀칭기에 있어서: 모터와 서로 연동되게 설치되어 회전되는 크랭크축을 구비하는 본체; 상기 본체의 크랭크축 상에 일측 끝단이 장착되면서 타측 끝단에 니들베드에 장착되고, 상기 니들베드가 크랭크축의 회전운동을 수직방향의 상하 왕복운동이 가능하게 구비하는 작동수단; 상기 본체의 크랭크축 상에서 작동수단의 왕복운동으로부터 발생되는 반동(反動)으로 가해지는 압력을 줄이면서 균형을 유지하기 위해 작동수단과 서로 교차되게 왕복 운동하는 부가중량체; 상기 본체의 크랭크축 상에 함께 회전되도록 설치되어 크랭크축의 회전력에 의한 관성(慣性)에 의해 회전력을 유지하는 플라이휠; 및 상기 본체의 크랭크축 상에 작동수단과 부가중량체로 윤활유를 공급하여 작동이 원활하도록 오일공급로와 오일공급라인을 구비하는 오일순환부;를 포함하여 이루어지되, 상기 작동수단은 크랭크축 상에 편심된 제1크랭크핀과, 제1크랭크핀 상에 회전 가능하게 설치되어 크랭크축의 회전운동을 상하 왕복 운동되게 구비하는 커넥팅로드와, 커넥팅로드 상에 장착되어 니들베드를 고정하게 고정부를 갖는 푸쉬로드를 구비하고, 상기 부가중량체는 크랭크축 상에 제1크랭크핀과는 서로 대응되게 반대방향으로 편심된 제2크랭크핀과, 제2크랭크핀 상에 회전 가능하게 설치되어 크랭크축의 회전운동을 상하 왕복 운동하여 작동수단의 왕복운동으로부터 발생되는 반동으로 크랭크축에 가해지는 압력을 줄이도록 연결로드 상에 장착되는 일정 하중을 가지는 이동체를 구비하며, 상기 오일순환부는 오일을 공급하는 공급펌프와, 공급펌프의 작동에 의해 크랭크축의 중심에 따라 윤활유를 공급하도록 연결되는 오일공급로와, 작동수단의 커넥팅로드와 푸쉬로드 및 부가중량체의 연결로드와 이동체 상으로 윤활유를 공급하는 오일공급라인을 구비하는 것을 특징으로 한다.

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또한, 본 발명에 따르면 상기 플라이휠은 크랭크축의 중앙부를 중심으로 서로 대응되도록 한 쌍으로 함께 회전되도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

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한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상의 구성 및 작용에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 부직포 가공용 무베어링 니들펀칭기는 무베어링 시스템과 함께 오일 순환시스템의 구조를 구축함에 따라, 베어링을 사용하지 않기 때문에 장비의 고장과 수리에 대한 비용을 절감은 물론 가동률의 향상을 가져오고, 베어링에 의한 유격이 발생하지 않으면서도 커넥팅로드의 경량화로 구동부하와 소음 및 진동이 적으며 정격전력이 많이 필요치 않아 하이스피드(High speed)에서도 유리하여 생산속도의 향상은 물론 크랭크샤프트의 원활한 운동성으로 안전성을 확보할 수 있으며, 부직포를 제조 시 기존 니들펀칭기 보다 가동부하가 낮아져 전류량에 있어서도 약 30%의 전력부하 감소가 가능하여 전력 효율이 우수하고, 니들의 이동 거리를 향상하면서도 고속회전에 의한 펀칭속도 향상을 통해 부직포 가공이 원활하고 생산되는 부직포의 치밀도가 향상되는 동시에 고품질의 부직포를 생산할 수 있는 등 월등한 기기의 성능을 확보할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 부직포 가공용 무베어링 니들펀칭기의 본체를 나타내는 사시도.
도 2a와 2b는 본 발명에 따른 부직포 가공용 무베어링 니들펀칭기의 본체를 나타내는 단면도와 A-A'선단면도.
도 3a와 3b는 본 발명에 따른 부직포 가공용 무베어링 니들펀칭기의 본체를 나타내는 단면도와 B-B'선단면도.
도 4a와 4b는 본 발명에 따른 부직포 가공용 무베어링 니들펀칭기의 본체를 나타내는 사진.
도 5a와 5b는 본 발명에 따른 부직포 가공용 무베어링 니들펀칭기를 나타내는 사용상태도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명은 부직포(1)를 가공하기 위해 다수개의 니들이 설치되는 니들베드(2)를 상하 왕복 운동이 가능하도록 하는 무베어링 니들펀칭기에 관하여 제안한다. 특히 무베어링 시스템과 함께 오일 순환시스템의 구조를 구축함에 따라, 베어링을 사용하지 않기 때문에 장비의 고장과 수리에 대한 비용을 절감은 물론 가동률의 향상을 가져오면서 베어링에 의한 유격이 발생하지 않으면서도 커넥팅로드의 경량화로 구동부하와 소음 및 진동이 적으며 정격전력이 많이 필요치 않아 하이스피드(High speed)에서도 유리하여 생산속도의 향상은 물론 크랭크샤프트의 원활한 운동성으로 안전성을 확보할 수 있으며 특히, 부직포를 제조 시 기존 니들펀칭기 보다 가동부하가 낮아져 전류량에 있어서도 약 30%의 전력부하 감소가 가능하여 전력 효율이 우수하고, 고속회전에 의한 펀칭속도 향상을 통해 부직포 가공이 원활하고 생산되는 부직포의 치밀도가 향상되는 동시에 고품질의 부직포를 생산할 수 있는 부직포 가공용 무베어링 니들펀칭기에 관 한다.

이러한 본 발명의 부직포 가공용 무베어링 니들펀칭기는 본체(10), 작동수단(20), 부가중량체(30), 플라이휠(40), 오일순환부(50)를 주요 구성으로 한다.

본 발명에 따르면 본체(10)는 모터(3)와 서로 연동되게 설치되어 회전되는 크랭크축(11)을 구비한다. 본체(10)는 니들펀칭기의 구동을 위한 동력을 전달하는 주체로서, 별도의 케이스 형태로 커버를 형성하여 회전되는 크랭크축(11)으로부터 작업자를 보호 가능하도록 구성한다. 그리고 이러한 본체(10)의 내부에는 별도의 모터(3)와 서로 연동되어 회전되는 크랭크축(11)이 형성된다.

또, 본 발명에 따르면 작동수단(20)은 상기 본체(10)의 크랭크축(11) 상에 일측 끝단이 장착되면서 타측 끝단에 니들베드(2)에 장착되고, 상기 니들베드(2)가 크랭크축(11)의 회전운동을 수직방향의 상하 왕복운동이 가능하게 구비한다. 작동수단(20)은 상기한 본체(10)의 크랭크축(11)이 모터(3)의 회전력을 통해 함께 연동하여 회전하게 되면 크랭크축(11)에 일측 끝단이 연결되고, 타측 끝단이 니들베드(2)와 장착되어 회전되는 크랭크축(11)의 회전운동을 수직방향의 상하 왕복운동이 가능하도록 하는데, 이에 따른 상세한 구성은 후술하여 설명하도록 한다.

이때, 본 발명의 세부 구성에 따르면, 상기 작동수단(20)은 크랭크축(11) 상에 편심(偏心)된 제1크랭크핀(21)과, 제1크랭크핀(21) 상에 회전 가능하게 설치되어 크랭크축(11)의 회전운동을 상하 왕복 운동되게 구비하는 커넥팅로드(22)와, 커넥팅로드(22) 상에 장착되어 니들베드(2)를 고정하게 고정부(23)를 갖는 푸쉬로드(24)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이러한 작동수단(20)은 크랭크축(11)의 회전력을 통해 니들베드(2)가 수직방향의 상하 왕복운동이 가능하도록 하는 것으로 크랭크축(11) 상에 편심된 상태로 제1크랭크핀(21)이 형성되어 제1크랭크핀(21) 상에 커넥팅로드(22)가 회전 가능하게 장착하게 된다. 이로써, 크랭크축(11)이 회전하게 되면 편심된 제1크랭크핀(21)도 함께 회전하게 되고, 제1크랭크핀(21)이 돌출된 형태로 형성됨으로 크랭크축(11)의 회전보다 더 큰 회전 반경으로 회전되도록 구성하여 제1크랭크핀(21) 상에 회전 가능하게 장착되는 커넥팅로드(22)가 수직방향의 상하 왕복운동이 가능하도록 한다. 즉, 이러한 커넥팅로드(22)와 연결되는 푸쉬로드(24)에는 고정부(23)가 니들베드(2)와 서로 연결되어 니들베드(2)에 장착된 다수 개의 니들이 부직포(1)를 제조할 수 있도록 한다.

또, 본 발명에 따른 부가중량체(30)는 상기 본체(10)의 크랭크축(11) 상에서 작동수단(20)의 왕복운동으로부터 발생되는 반동(反動)으로 가해지는 압력을 줄이면서 균형을 유지하기 위해 작동수단(20)과 서로 교차되게 왕복 운동한다. 부가중량체(30)은 상술한 작동수단(20)의 크랭크축(11) 상에 제1크랭크핀(21)이 편심되게 형성되기 때문에 고속 회전 시에 크랭크축(11)은 왕복운동으로부터 발생되는 반동을 통해 휘어지거나 파손되는 문제가 발생될 수 있음으로 크랭크축(11)에 가해지는 압력을 줄이면서 균형을 유지하기 위해 작동수단(20)과 서로 교차되게 왕복운동하게 되는데, 이에 따른 상세한 구성은 후술하여 설명하도록 한다.

이때, 본 발명의 세부구성에 따르면, 상기 부가중량체(30)은 크랭크축(11) 상에 제1크랭크핀(21)과는 서로 대응되게 반대방향으로 편심(偏心)된 제2크랭크핀(31)과, 제2크랭크핀(31) 상에 회전 가능하게 설치되어 크랭크축(11)의 회전운동을 상하 왕복 운동하여 작동수단(20)의 왕복운동으로부터 발생되는 반동(反動)으로 크랭크축(11)에 가해지는 압력을 줄이도록 연결로드(32) 상에 장착되는 일정 하중을 가지는 이동체(33)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이러한, 부가중량체(30)는 크랭크축(11) 상에 제1크랭크핀(21)과는 서로 대응되게 반대방향으로 편심된 제2크랭크핀(31)이 형성되어 제2크랭크핀(31) 상에 장착되어 회전이 가능하게 설치되는 연결로드(32)가 이동체(33)를 지지하게 된다. 이렇게 설치된 부가중량체(30)는 크랭크축(11)이 회전 시 크랭크축(11)을 중심으로 서로 반대 방향으로 편심되는 제1크랭크핀(21)과 제2크랭크핀(31)이 형성되어 회전되는 압력이 서로 반대로 가압됨과 함께 균형이 유지될 수 있도록 크랭크축(11)이 고속으로 회전이 가능하도록 구성한다. 이러한 이동체(33)에 경우 작동수단(20)에 의해 니들베드(2)가 장착되기 때문에 이와 걸맞은 하중으로 형성되는 것이 적합하다할 것이다.

또, 본 발명에 따르면 플라이휠(40)은 상기 본체(10)의 크랭크축(11) 상에 함께 회전되도록 설치되어 크랭크축(11)의 회전력에 의한 관성(慣性)에 의해 회전력을 유지한다. 이러한 플라이휠(40)은 회전되는 크랭크축(11)과 함께 회전되어 크랭크축(11)의 고속 회전으로 인해 높은 회전 관성이 주어져 크랭크축(11)의 회전을 도와주는 역할을 수행한다. 그리고 이러한 플라이휠(40)은 상기 본체(10)의 크랭크축(11) 상에 함께 회전되도록 설치되어 크랭크축(11)의 고속 회전과 진동을 통해 가해지는 압력을 지속적인 원심력으로 안전성을 부여한다. 이러한 플라이휠(40)은 고속 회전과 진동을 통해 가해지는 압력을 지속적인 원심력으로 안전성을 부여할 수 있도록 하게 되는데, 이에 따른 상세한 설명은 후술하여 설명하도록 한다.

이때, 본 발명의 세부구성에 따르면 상기 플라이휠(40)은 크랭크축(11)의 중앙부를 중심으로 서로 대응되도록 한 쌍으로 함께 회전되도록 설치되는 것을 특징으로 한다. 이러한 플라이휠(40)은 크랭크축(11)의 중앙부를 중심으로 서로 대응되도록 한 쌍으로 형성하게 되는데 이러한 플라이휠(40)은 별도의 베어링 또는 베어링 하우징 등이 설치가 되지 않기 때문에 한 쌍의 플라이휠(40)이 장착될 수 있어 크랭크축(11)의 고속 회전이 가능하도록 함으로 생산성의 향상을 가져올 수 있도록 한다.

또, 본 발명에 따른 오일순환부(50)는 상기 본체(10)의 크랭크축(11) 상에 작동수단(20)과 부가중량체(30)로 윤활유를 공급하여 작동이 원활하도록 오일공급로(53)와 오일공급라인(55)을 구비한다. 오일순환부(50)는 본체(10)의 크랭크축(11) 상에 오일을 공급하여 원활한 회전이 가능하도록 오일공급로(53)와 오일공급라인(55)을 구비한다. 이러한 오일순환부(50)의 오일공급로(53)와 오일공급라인(55)은 크랭크축(11)의 원활한 회전 운동성을 확보하기 위하여 크랭크축(11)과 작동수단(20)과 부가중량체(30)로 윤활성을 가지는 별도의 오일을 공급펌프(51) 등을 통해 서로 연동되어 공급할 수 있도록 하는데, 이에 따른 상세한 구성은 후술하여 설명하도록 한다.

이때, 본 발명의 세부구성에 따르면 상기 오일순환부(50)는 오일을 공급하는 공급펌프(51)와, 공급펌프(51)의 작동에 의해 크랭크축(11)의 중심에 따라 윤활유를 공급하도록 연결되는 오일공급로(53)와, 작동수단(20)의 커넥팅로드(22)와 푸쉬로드(24) 및 부가중량체(30)의 연결로드(32)와 이동체(33) 상으로 윤활유를 공급하는 오일공급라인(55)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 오일순환부(50)는 니들펀칭기의 구동을 위한 동력을 전달하기 위해 무베어링 시스템을 구축할 경우, 크랭크축(11)의 원활한 운동성을 확보하기 위해 꼭 필요한 구성으로, 공급펌프(51), 오일공급로(53), 오일공급라인(55)으로 구성된다. 공급펌프(51)는 본체(10)의 상부에 위치하면서 윤활성을 가지는 별도의 오일을 오일공급로(53)와 오일공급라인(55)을 통하여 공급한다. 오일공급로(53)는 공급펌프(51)의 작동에 의해 크랭크축(11)의 중심에 따라 윤활유를 공급하도록 연결되고, 오일공급라인(55)는 작동수단(20)의 오일순환부(22)와 푸쉬로드(24) 및 부가중량체(30)의 연결로드(32)와 이동체(33) 상으로 윤활유를 공급한다.

이와 별도로, 본체(10)의 일측에는 배출홀(도면번호 미부여)이 형성되고, 순환된 오일이 배출홀을 통하여 별도의 오일탱크(도면번호 미부여)로 배출되게 연결된다.

상기 도 1 내지 5c를 이용하여 본 발명의 부직포 가공용 무베어링 니들펀칭기의 작동에 있어서, 본체(10) 상에 모터(3)와 서로 연동되어 회전되는 크랭크축(11)을 구비하고, 이러한 크랭크축(11)에는 작동수단(20)의 편심되게 형성된 제1크랭크핀(21)에 오일순환부(22)가 장착된 상태로 크랭크축(11)이 회전하게 되면 커넥팅로드(22)에 장착된 푸쉬로드(24)가 고정부(23)를 통해 니들베드(2)를 고정하여 크랭크축(11)의 회전운동을 푸쉬로드(24)가 니들베드(2)를 수직방향의 상하 왕복운동으로 변환시켜 부직포(1)를 가공할 수 있다.

이어서, 크랭크축(11)의 회전 시 작동수단(20)에 의해 제1크랭크핀(21)이 편심되게 형성되기 때문에 고속 회전 시에 크랭크축(11)은 왕복운동으로부터 발생되는 반동으로 휘어지거나 파손되는 문제가 발생될 수 있음으로 크랭크축(11) 상에 제1크랭크핀(21)과는 서로 대응되게 반대방향으로 편심된 제2크랭크핀(31) 상에 일정한 하중을 가지는 이동체(33)가 연결된 연결로드(32)가 연결되어 크랭크축(11)이 고속 회전이 용이하다.

이처럼 본 발명의 부직포 가공용 무베어링 니들펀칭기의 구동이 원활하면서 장비가 고속으로 움직이게 되면 윤활유의 공급이 원활하고 금속 소재끼리 마찰이 반복되면서 베어링으로 인한 표면이 긁히거나 깨지게 되는 현상이 발생되지 않아 고속으로 장비를 가동할 수 있으며, 특히 부직포를 제조 시 기존 니들펀칭기 설비에서 사용하던 40마력(30kw)의 모터를 30마력(22kw)의 모터로 대체가 가능한 동시에 가동부하가 60A에서 42A로 낮아져 전류량에 있어서도 약 30%의 전력부하 감소가 가능하여 전력 효율이 우수하고, 베어링의 수리와 보수에 막대한 비용과 시간이 소요되지 않아 기업의 이윤을 창출할 수 있게 된다. 또한, 베어링으로 인한 자체에 미세한 유격이 없어, 강성이 있는 소재에 적용할 경우 니들이 삽입되는 방향이 틀어지거나 이로 인한 생산속도를 높이는데 아무런 영향이 없을 뿐더러, 니들이 쉽게 부러지는 않아 균일한 품질을 생산할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명은 무베어링 시스템과 함께 오일 순환시스템의 구조를 구축함에 따라, 베어링을 사용하지 않기 때문에 장비의 고장과 수리에 대한 비용을 절감은 물론 가동률의 향상을 가져오고, 베어링에 의한 유격이 발생하지 않으면서도 커넥팅로드의 경량화로 구동부하와 소음 및 진동이 적으며 정격전력이 많이 필요치 않아 하이스피드(High speed)에서도 유리하여 생산속도의 향상은 물론 크랭크샤프트의 원활한 운동성으로 안전성을 확보할 수 있으며, 부직포를 제조 시 기존 니들펀칭기 보다 가동부하가 낮아져 전류량에 있어서도 약 30%의 전력부하 감소가 가능하여 전력 효율이 우수하고, 니들의 이동 거리를 향상하면서도 고속회전에 의한 펀칭속도 향상을 통해 부직포 가공이 원활하고 생산되는 부직포의 치밀도가 향상되는 동시에 고품질의 부직포를 생산할 수 있는 등 월등한 기기의 성능을 확보할 수 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

1: 부직포 2: 니들 베드
3: 모터 10: 본체
11: 크랭크축 20: 작동수단
21: 제1크랭크핀 22: 커넥팅로드
23: 고정부 24: 푸쉬로드
30: 부가중량체 31: 제2크랭크핀
32: 연결로드 33: 이동체
40: 플라이휠 50: 오일순환부
51: 공급펌프 53: 오일공급로
55: 오일공급라인

Claims

부직포(1)를 가공하기 위해 다수개의 니들이 설치되는 니들베드(2)를 상하 왕복 운동이 가능하도록 하는 무베어링 니들펀칭기에 있어서:
모터(3)와 서로 연동되게 설치되어 회전되는 크랭크축(11)을 구비하는 본체(10);
상기 본체(10)의 크랭크축(11) 상에 일측 끝단이 장착되면서 타측 끝단에 니들베드(2)에 장착되고, 상기 니들베드(2)가 크랭크축(11)의 회전운동을 수직방향의 상하 왕복운동이 가능하게 구비하는 작동수단(20);
상기 본체(10)의 크랭크축(11) 상에서 작동수단(20)의 왕복운동으로부터 발생되는 반동(反動)으로 가해지는 압력을 줄이면서 균형을 유지하기 위해 작동수단(20)과 서로 교차되게 왕복 운동하는 부가중량체(30);
상기 본체(10)의 크랭크축(11) 상에 함께 회전되도록 설치되어 크랭크축(11)의 회전력에 의한 관성(慣性)에 의해 회전력을 유지하는 플라이휠(40); 및
상기 본체(10)의 크랭크축(11) 상에 작동수단(20)과 부가중량체(30)로 윤활유를 공급하여 작동이 원활하도록 오일공급로(53)와 오일공급라인(55)을 구비하는 오일순환부(50);를 포함하여 이루어지되,
상기 작동수단(20)은 크랭크축(11) 상에 편심(偏心)된 제1크랭크핀(21)과, 제1크랭크핀(21) 상에 회전 가능하게 설치되어 크랭크축(11)의 회전운동을 상하 왕복 운동되게 구비하는 커넥팅로드(22)와, 커넥팅로드(22) 상에 장착되어 니들베드(2)를 고정하게 고정부(23)를 갖는 푸쉬로드(24)를 구비하고,
상기 부가중량체(30)는 크랭크축(11) 상에 제1크랭크핀(21)과는 서로 대응되게 반대방향으로 편심(偏心)된 제2크랭크핀(31)과, 제2크랭크핀(31) 상에 회전 가능하게 설치되어 크랭크축(11)의 회전운동을 상하 왕복운동하여 작동수단(20)의 왕복운동으로부터 발생되는 반동(反動)으로 크랭크축(11)에 가해지는 압력을 줄이도록 연결로드(32) 상에 장착되는 일정 하중을 가지는 이동체(33)를 구비하며,
상기 오일순환부(50)는 오일을 공급하는 공급펌프(51)와, 공급펌프(51)의 작동에 의해 크랭크축(11)의 중심에 따라 윤활유를 공급하도록 연결되는 오일공급로(53)와, 작동수단(20)의 커넥팅로드(22)와 푸쉬로드(24) 및 부가중량체(30)의 연결로드(32)와 이동체(33) 상으로 윤활유를 공급하는 오일공급라인(55)을 구비하는 것을 특징으로 하는 부직포 가공용 무베어링 니들펀칭기.
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제1항에 있어서,
상기 플라이휠(40)은 크랭크축(11)의 중앙부를 중심으로 서로 대응되도록 한 쌍으로 함께 회전되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 부직포 가공용 무베어링 니들펀칭기.
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