KR20230031680A - 빌렛 가열 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 전후방향으로 연장되어 중심축에 중심이 위치하는 원주방향을 따라 서로 이격되어 배치되는 복수의 빌렛; 상기 중심축 상에 배치되는 고정부; 상기 중심축에 중심이 위치하는 원주방향을 따라 서로 이격되어 배치되는 복수의 제1 영구자석; 상기 고정부에 배치되고, 상기 고정부의 측에서 상기 중심축에 중심이 위치하는 원주방향을 따라 서로 이격되어 배치되는 복수의 제2 영구자석; 및 상기 복수의 빌렛을 상기 중심축을 중심으로 공전시키고, 상기 복수의 빌렛 각각의 중심인 빌렛축을 중심으로 자전시키는 회전모듈을 포함하고, 상기 복수의 빌렛은 상기 회전모듈에 의해 회전될 경우, 상기 제1 영구자석 및 상기 제2 영구자석에 의해 내부에 와전류가 발생되어 가열되는, 빌렛 가열 장치가 제공될 수 있다.

Description

빌렛 가열 장치{BILLET HEATING APPRATUS}
본 발명은 빌렛 가열 장치에 대한 발명이다.
일반적으로, 전기 전도성 재료로 이루어진 빌렛(billet)은 전기 유도에 의해 가열될 수 있다. 예컨대, 빌렛 유도가열은 전기 코일의 안쪽에 빌렛을 놓고 코일에 공급된 교류 전류(AC)가 빌렛을 통과하는 자기장을 발생시킬 수 있고, 이때, 발생된 자기장은 빌렛의 내부에 와전류(eddy current)를 유도하여 빌렛을 가열시킬 수 있다.
이와 관련하여 한국전기연구원의 특허공개공보 10-2019-0006782"자가발전 무선온도 및 위치 진단 기능을 갖는 영구자석 금속 빌렛 유도가열 장치"(특허문헌 1)에는 종래 영구자석 금속 빌렛 유도가열 장치는, 빌렛이 내부에 삽입되는 본체와, N극 및 S극이 한 쌍으로 이루어져 상기 빌렛 주위를 둘러싸도록 빌렛과 본체 사이에 배치되는 복수 개의 영구자석을 포함하는 빌렛 가열 장치가 개시되어 있다.
그런데 특허문헌 1에는 누설자기를 줄이고 차폐에 대한 구성이 없어, 누설자기에 대한 시스템의 외부 자기력에 의한 운영의 문제가 발생할 수 있고, 효율이 떨어질 수 있다.
또한, 특허문헌 1에는 영구자석의 회적에 대한 메커니즘이 구체적으로 개시되어 있지 아니하고, 빌렛의 로딩 및 언로딩(Loading & Unloading)에 대한 구성이 없어, 시스템 구성에 있어 빌렛 입출시 간섭 문제가 야기될 수 있다.
또한, 특허문헌 1의 온도센서 및 위치센서가 노출됨에 따라, 빌렛과 자석의 공극이 크게 되어 효율이 떨어질 수 있고, 영구자석의 고정 방법 등에 대한 구체적 방법이 없고, 영구자석과 영구자석 사이의 공간이 있으므로, 영구자석의 착좌의 정확도가 떨어져 편향된 자기장 형성으로 인한 회전력 편심과 불균일한 온도가 발생될 수 있다.
또한, 특허문헌 1에는 영구자석의 적층 배열에 있어서, 자극을 계속적으로 일렬로 적층되므로, 효율이 떨어질 수 있고, 관성이 큰 영구자석 조립체의 회전과 회전 가능하게 지지하기 위한 베어링 구조는 모듈단위 각각에서 필요하므로, 관성에 의한 회전 토크 및 마찰에 의한 에너지 손실이 증가될 수 있다.
한국 공개특허공보 10-2019-0006782(2019. 01. 21 공개)
본 발명의 실시예들은 상기와 같은 배경에 착안하여 발명된 것으로서, 영구자석과 기계적인 운동을 이용하여 영구자석의 자기장이 빌렛 방향으로 자속 밀도를 높게 형성하여 빌렛을 효율적으로 가열할 수 있는 영구자석을 이용한 빌렛 가열 장치를 제공하고자 한다.
또한, 복수의 빌렛을 한번에 가열할 수 있는 빌렛 가열 장치를 제공하고자 한다.
또한, 복수의 빌렛이 회전될 수 있는 빌렛 가열 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전후방향으로 연장되어 중심축에 중심이 위치하는 원주방향을 따라 서로 이격되어 배치되는 복수의 빌렛; 상기 중심축 상에 배치되는 고정부; 상기 중심축에 중심이 위치하는 원주방향을 따라 서로 이격되어 배치되는 복수의 제1 영구자석; 상기 고정부에 배치되고, 상기 고정부의 측에서 상기 중심축에 중심이 위치하는 원주방향을 따라 서로 이격되어 배치되는 복수의 제2 영구자석; 및 상기 복수의 빌렛을 상기 중심축을 중심으로 공전시키고, 상기 복수의 빌렛 각각의 중심인 빌렛축을 중심으로 자전시키는 회전모듈을 포함하고, 상기 복수의 빌렛은 상기 회전모듈에 의해 회전될 경우, 상기 제1 영구자석 및 상기 제2 영구자석에 의해 내부에 와전류가 발생되어 가열되는, 빌렛 가열 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 복수의 빌렛과 상기 고정부가 삽입되는 삽입공간을 제공하는 바디; 및 상기 바디보다 전방에 배치되는 전방지지체를 더 포함하고, 상기 회전모듈은, 상기 복수의 빌렛을 회전시키기 위한 구동력을 제공하는 모터; 상기 구동력에 의해 회전되어 상기 복수의 빌렛을 회전시키는 기어유닛; 및 상기 기어유닛은, 상기 전방지지체에 삽입되는 링기어; 상기 링기어 내측에 배치되고, 상기 구동력에 의해 상기 중심축을 기준으로 회전되는 선기어; 및 상기 선기어와 링기어에 맞물고, 상기 선기어의 회전에 의해 상기 중심축을 중심으로 공전되고 상기 빌렛축을 중심으로 자전되는 복수의 유성기어를 포함하고, 상기 복수의 빌렛은 상기 복수의 유성기어에 의해 공전 및 자전되는, 빌렛 가열 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 회전모듈은, 상기 유성기어로부터 연장되어 상기 빌렛의 전방부를 지지하고, 상기 유성기어와 함께 공전 및 자전하는 전방물림척을 더 포함하는, 빌렛 가열 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 회전모듈은, 상기 복수의 유성기어 간의 간격이 유지되도록 상기 복수의 유성기어를 지지하고, 상기 구동력에 의해 회전되어 상기 복수의 유성기어를 상기 중심축을 중심으로 회전시키는 캐리어를 더 포함하는, 빌렛 가열 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 회전모듈은, 상기 중심축 상에 배치되어 상기 구동력에 의해 회전되어 전방지지핀을 더 포함하고, 상기 전방지지핀은 상기 중심축에 배치되도록 상기 선기어를 관통하여 상기 고정부의 전방부를 지지하는, 빌렛 가열 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 복수의 빌렛과 상기 고정부가 삽입되는 삽입공간을 제공하는 바디; 및 상기 바디의 후방에 배치되는 후방지지체를 더 포함하고, 상기 회전모듈은, 상기 중심축 상에 배치되고 상기 중심축을 중심으로 회전 가능하도록 상기 후방지지체에 지지되는 후방회전체; 및 상기 후방회전체로부터 연장되어 상기 빌렛의 후방부에 연결되는 지지스핀들을 더 포함하고, 상기 지지스핀들은 상기 빌렛과 함께 상기 중심축을 중심으로 회전되는, 빌렛 가열 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 전방지지체에 배치되어 상기 빌렛의 진동을 측정하는 진동센서; 상기 바디에 배치되어 상기 빌렛의 온도를 측정하는 온도센서; 및 상기 진동센서에서 측정된 상기 빌렛의 진동 및 상기 온도센서에서 측정된 상기 빌렛의 온도를 통해 상기 회전모듈을 제어하는 제어기를 더 포함하는, 빌렛 가열 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 복수의 빌렛과 상기 고정부가 삽입되는 삽입공간을 제공하는 바디; 및 상기 바디의 후방에 배치되는 후방지지체를 더 포함하고, 상기 회전모듈은, 상기 중심축 상에 배치되고 상기 중심축을 중심으로 회전 가능하도록 상기 후방지지체에 지지되는 후방회전체; 및 상기 후방회전체로부터 연장되어 상기 빌렛의 후방부를 지지하는 후방물림척을 더 포함하는, 빌렛 가열 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 후방물림척에는 상기 빌렛이 관통하도록 전후방향으로 연장되는 물림척홀이 형성되고, 상기 후방지지체에는 상기 빌렛이 관통하도록 전후방향으로 연장되는 지지체홀이 형성되고, 상기 물림척홀과 상기 지지체홀은 상기 후방회전체의 회전에 의해 서로 연통되고, 상기 빌렛은 상기 물림척홀과 상기 지지체홀을 통과하여 상기 삽입공간에 배치되거나 상기 삽입공간으로부터 이탈되는 빌렛 가열 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수 개의 빌렛을 한번에 가열할 수 있어 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 빌렛이 제1 영구자석 및 제2 영구자석 사이에 배치되어, 자기장이 복수 개의 빌렛으로 유도될 수 있으므로 빌렛이 가열되는 효율이 극대화할 수 있다.
또한, 복수의 개의 빌렛은 접촉되어 가열되는 것이 아닌 회전에 의해 가열될 수 있으므로, 복수 개의 빌렛이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 빌렛의 진동 및 온도를 측정하여 빌렛의 회전을 제어할 수 있으므로, 빌렛을 안정적으로 가열할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 빌렛 가열 장치의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시에에 따른 빌렛 가열 장치의 전방측 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시에에 따른 빌렛 가열 장치의 후방측 사시도이다.
도 4은 도 2의 빌렛 가열 장치를 C-C'를 따라 절개한 단면도이다.
도 5는 도 1의 빌렛 가열 장치를 A-A'를 따라 절개한 단면도이다.
도 6은 도 1의 빌렛 가열 장치를 B-B'를 따라 절개한 단면도이다.
도 7은 도 1의 빌렛 가열장치의 일측 분해사시도이다.
도 8은 도 1의 빌렛 가열장치의 타측 분해사시도이다,
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 빌렛 가열 장치의 측면도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 빌렛 가열 장치의 전방측 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 빌렛 가열 장치의 후방측 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 빌렛 가열 장치의 단면도이다.
도 13은 도 9의 빌렛 가열 장치의 분해사시도이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 빌렛 가열 장치의 단면도이다.
도 15는 도 14의 빌렛 가열 장치의 분해사시도이다.
도 16는 본 발명의 제4 실시예에 따른 빌렛 가열 장치의 단면도이다.
도 17는 도 16의 빌렛 가열 장치의 분해사시도이다.
이하에서는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
아울러 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '지지', '전달', '접촉'된다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 지지, 전달, 접촉될 수도 있지만 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 상측, 하측, 측면 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따라 빌렛 가열 장치(1)에 대하여 설명한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 빌렛 가열 장치(1)는 복수의 빌렛(200)을 수용하여 빌렛을 가열하는 장치이다. 이러한 빌렛 가열 장치(1)는 바디(100), 빌렛(200), 고정부(300), 제1 영구자석(400), 제2 영구자석(500), 회전모듈(600), 전방지지체(700), 후방지지체(800) 및 센서유닛(900)을 포함할 수 있다.
도 4 및 도 5를 더 참조하면, 바디(100)에는 전후방향으로 연장된 삽입공간(110)이 형성될 수 있다. 이러한 삽입공간(110)에는 복수의 빌렛(200)과 고정부(300)가 삽입될 수 있다. 또한, 바디(100)는 전방지지체(700)와 후방지지체(800) 사이에 배치될 수 있다.
빌렛(200)은 복수 개로 형성되어 삽입공간(110)에 삽입될 수 있다. 다시 말해, 복수 개의 빌렛(200)은 전후방향으로 연장되어 삽입공간(110)에 배치될 수 있다. 또한, 복수 개의 빌렛(200)은 삽입공간(110)의 중심축(Ax1)이 중심에 위치하도록 바디(100)의 내주면을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 다시 말해, 중심축(Ax1)이 중심에 위치하는 원주방향을 따라 복수 개의 빌렛(200) 서로 이격되어 배치될 수 있다. 이러한 복수 개의 빌렛(200)은 회전모듈(600)에 의해 중심축(Ax1)을 중심으로 회전될 수 있다. 또한, 회전모듈(600)에 의해 회전되는 복수 개의 빌렛(200)은 제1 영구자석(400) 및 제2 영구자석(500)에 의해 내부에 와전류가 발생되어 가열될 수 있다.
고정부(300)는 삽입공간(110)의 중심축(Ax1)에 배치되도록 삽입공간(110)에 삽입될 수 있다. 다시 말해, 고정부(300)와 바디(100) 사이에는 복수 개의 빌렛(200)이 배치될 수 있다. 이러한 고정부(300)는 후술할 회전모듈(600)의 전방지지핀(650)과 후방지지체(800)에 지지지될 수 있다.
제1 영구자석(400)은 바디(100)에 구비될 수 있다. 또한, 제1 영구자석(400)은 복수 개로 형성되어, 바디(100)의 내주면을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다.
제2 영구자석(500)은 고정부(300)에 구비될 수 있다. 또한, 제2 영구자석(500)은 복수 개로 형성되어, 고정부(300)의 외주면을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 이러한 제2 영구자석(500)과 제1 영구자석(400) 사이에서 복수의 개의 빌렛(200)이 회전될 경우, 복수 개의 빌렛(200)의 내부에는 와전류가 발생할 수 있다.
회전모듈(600)은 복수 개의 빌렛(200)을 지지하며 중심축(Ax1)을 중심으로 공전시키고, 중심축(Ax1)과 복수 개의 빌렛(200) 각각의 중심인 빌렛축(Ax2)을 중심으로 자전시킬 수 있다. 이러한 회전모듈(600)은 모터(610), 기어유닛(620), 전방물림척(630), 캐리어(640), 전방지지핀(650), 지지스핀들(660) 및 후방회전체(670)를 포함할 수 있다.
모터(610)는 복수 개의 빌렛(200)을 회전시키기 위한 구동력을 제공할 수 있다. 이러한 모터(610)는 전방지지체(700)보다 전방에 배치될 수 있다.
기어유닛(620)은 모터(610)의 구동력에 의해 회전되어 복수 개의 빌렛(200)을 회전시킬 수 있다. 또한, 기어유닛(620)은 전방지지체(700)에 구비될 수 있다. 이러한 기어유닛(620)은 링기어(621), 선기어(622) 및 유성기어(623)를 포함할 수 있다.
도 6 내지 도 8을 더 참조하면, 링기어(621)는 전방지지체(700)에 삽입될 수 있다. 이러한 링기어(621)의 기어치는 내주면에 형성될 수 있다.
선기어(622)는 링기어(621) 내측에 배치되고, 중심축(Ax1) 상에 배치될 수 있다. 이러한 선기어(622)는 구동력에 의해 중심축(Ax1)을 중심으로 회전될 수 있다.
유성기어(623)는 링기어(621)와 선기어(622)에 맞물릴 수 있다. 다시 말해 유성기어(623)는 링기어(621)와 선기어(622) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 유성기어(623)는 복수 개로 형성되고 서로 이격되어 각 빌렛축(Ax2) 상에 배치될 수 있다. 이러한 복수 개의 유성기어(623)는 선기어의 회전에 의해 중심축(Ax1)을 중심으로 공전하고, 빌렛축(Ax2)을 중심으로 자전하여 복수 개의 빌렛(200)을 공전 및 자전시킬 수 있다.
전방물림척(630) 유성기어(623)로부터 연장되어 빌렛(200)의 전방부를 지지할 수 있다. 다시 말해, 전방물림척(630)의 일단은 유성기어(623)에 삽입되고, 일단의 반대편인 타측은 빌렛(200)의 전방부를 지지할 수 있다. 또한, 전방물림척(630)은 유성기어(623)의 함께 공전 및 자전할 수 있다. 이러한 전방물림척(630)에 의해 복수 개의 빌렛은 공전 및 자전할 수 있다. 또한, 전방물림척(630)은 전류의 흐름과 열을 차단하기 위한 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전방물림척(630)은 단열 및 전열이 될 수 있는 재질로 또는 코팅될 수 있다. 또한, 전방물림척(630)의 일단은 캐리어(640)와 전방베어링(631)을 통해 연결될 수 있다. 이러한 전방베어링(631)은 유성기어(623) 상에 배치될 수 있다.
캐리어(640)는 복수 개의 유성기어(623)간의 간격을 유지하기 위해 복수 개의 유성기어(623)에 연결될 수 있다. 또한, 캐리어(640)는 복수 개의 유성기어(623)가 링기어(621)와 선기어(622) 사이에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 캐리어(640)는 중심축(Ax1)에 배치되고 구동력에 의해 중심축(Ax1)을 중심으로 회전될 수 있다. 캐리어(640)와 전방물림척(630) 사이에 기어유닛(620)이 배치될 수 있다. 또한, 캐리어(640)의 일부는 유성기어(623)에 삽입되어 전방물림척(630)에 연결될 수 있다.
전방지지핀(650)은 캐리어(640) 및 선기어(622)에 연결되어 모터(610)의 구동력을 선기어(622) 및 캐리어(640)에 전달할 수 있다. 다시 말해, 전방지지핀(650)은 모터(610)의 구동력에 의해 회전되어 선기어(622) 및 캐리어(640)를 회전시킬 수 있다. 이러한 전방지지핀(650)은 중심축(Ax1) 상에 배치되어 중심축(Ax1)을 중심으로 회전될 수 있다. 또한, 전방지지핀(650)의 후단은 고정부(300)에 연결되어 고정부(300)의 전방부를 지지할 수 있다.
지지스핀들(660)은 후방지지체(800)로부터 연장되어 빌렛(200)의 후방부를 지지할 수 있다. 이러한 지지스핀들(660)은 전류의 흐름과 열을 차단하기 위한 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 지지스핀들(660)은 단열 및 전열이 될 수 있는 재질로 또는 코팅될 수 있다. 또한, 지지스핀들(660)은 복수 개로 형성되어 각 빌렛축(Ax2) 상에 배치될 수 있다. 지지스핀들(660)은 빌렛(200)의 회전에 의해 중심축(Ax1)을 중심으로 회전될 수 있다. 이러한 지지스핀들(660)은 빌렛스핀들을 포함할 수 있다. 또한, 지지스핀들(660)은 빌렛(200)의 자전에 의해 빌렛축(Ax2)을 중심으로 회전될 수 있다.
후방회전체(670)는 후방지지체(800)에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 또한, 후방회전체(670)는 고정부(300)의 외주면을 둘러싸도록 후방지지체(800)에 지지될 수 있다. 후방회전체(670)는 복수 개의 지지스핀들(660)이 중심축(Ax1)을 중심으로 회전되도록 중심축(Ax1)을 중심으로 회전될 수 있다. 이러한 후방회전체(670)는 복수의 빌렛(200)의 회전에 의해 지지스핀들(660)이 회전될 경우, 회전될 수 있다. 후방회전체(670)가 회전되도록 후방회전체(670)와 고정부(300) 사이에는 베어링이 구비될 수 있다.
또한, 후방회전체(670)는 후방베어링(671)을 통해 빌렛스핀들과 연결될 수 있다. 이러한 후방베어링(671)에 의해 빌렛스핀들은 빌렛(200)과 함께 자전할 수 있다. 다시 말해, 빌렛스핀들은 빌렛(200)의 자전에 의해 빌렛축(Ax2)을 중심으로 자전할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 다시 참조하면, 전방지지체(700)는 바디(100)의 전방에 배치되어 기어유닛(620)을 지지할 수 있다. 이러한 전방지지체(700)에는 링기어(621)가 삽입될 수 있는 개구부가 형성될 수 있다.
후방지지체(800)는 바디(100)의 후방에 배치되고, 고정부(300)의 후방부와 연결될 수 있다. 이러한 후방지지체(800)와 고정부(300)는 일체로 형성될 수 있다.
센서유닛(900)은 진동센서(910) 및 온도센서(920)를 포함할 수 있다. 진동센서(910)는 바디(100), 전방지지체(700) 및 후방지지체(800) 중 하나 이상에 구비되어 빌렛(200)의 진동을 측정할 수 있다. 온도센서(920)는 바디(100), 전방지지체(700) 및 후방지지체(800) 중 하나 이상에 구비되어 빌렛(200)의 온도를 측정할 수 있다.
제어기(1000)는 빌렛 가열 장치(1)의 운전 상태를 분석하고 모터(610)를 제어할 수 있다. 제어기(1000)는 진동센서(910)에서 측정된 빌렛(200)의 진동을 통해 빌렛(200)의 궤적을 연산하고, 연산된 빌렛(200)의 궤적을 기 설정된 정상 궤적에 기초하여 빌렛(200)의 회전이 전상인지를 판단할 수 있다. 빌렛(200)이 정상 궤적에서 벗어나 비정상으로 판단될 경우, 제어기(1000)는 빌렛(200)의 회전이 정지되도록 모터(610)를 제어할 수 있다.
또한, 제어기(1000)는 온도센서(920)로부터 측정된 빌렛(200)의 온도가 기 설정된 적정 온도에 도달하였는지 여부를 판단할 수 있다. 빌렛(200)의 온도가 적정 온도에 도달할 경우, 제어기(1000)는 빌렛(200)의 회전이 정지되도록 모터(610)를 제어할 수 있다.
이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 빌렛 가열 장치(1)에 대한 작용 및 효과에 대하여 설명한다.
빌렛 가열 장치(1)에는 복수 개의 빌렛(200)을 한번에 가열할 수 있으므로 생산성을 높일 수 있다. 또한, 복수의 개의 빌렛(200)은 제1 영구자석 및 제2 영구자석 사이에 배치되어, 자기장이 복수 개의 빌렛으로 유도될 수 있으므로 복수 개의 빌렛이 가열되는 효율이 극대화할 수 있다.
또한, 복수 빌렛(200)이 회전모듈(600)에 의해 공전 및 자선되어 빌렛 가열 장치(1)의 설치면적이 최소화될 수 있고, 영구자석 극변화의 가감을 효율적으로 높일 수 있다. 또한, 복수 빌렛(200)이 회전모듈(600)에 의해 회전되는 구성으로 소모성 부품이 없기 때문에 비용을 절감할 수 있다.
또한, 복수의 개의 빌렛(200)은 접촉되어 가열되는 것이 아닌 회전에 의해 가열될 수 있으므로, 복수 개의 빌렛(200)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 진동센서(910) 및 온도센서(920)를 통해 빌렛(200)의 진동 및 온도를 측정할 수 있으므로, 빌렛(200)을 안정적으로 가열할 수 있다.
이하, 도 8 내지 도 13을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 빌렛 가열 장치(1)에 대해 설명한다. 제2 실시예를 설명함에 있어서, 상술한 실시예들과 비교하였을 때, 빌렛 가열 장치(1)의 지지스핀들은 빌렛스핀들 대신 후방물림척(680)을 포함할 수 있다. 또한, 빌렛 가열 장치(1)는 지지부재(1100)를 더 포함할 수 있다.
후방물림척(680)은 후방회전체(670)에 연결되어 빌렛(200)의 후방부를 지지할 수 있다. 또한, 후방물림척(680)은 빌렛(200)과 함께 회전할 수 있다. 다시 말해, 후방물림척(680)은 중심축(Ax1)을 중심으로 공전하고, 빌렛축(Ax2)을 중심으로 자전할 수 있다.
지지부재(1100)는 바디(100), 전방지지체(700), 후방지지체(800) 및 제어기(1000)를 지지할 수 있다. 다시 말해, 바디(100). 전방지지체(700) 및 후방지지체(800)의 하측에 배치될 수 있다. 또한, 지지부재(1100)에는 가이드부(1110)가 형성될 수 있다.
가이드부(1110)는 지지부재(1100)의 상면으로부터 돌출되고, 전후방향으로 연장될 수 있다. 이러한 가이드부(1110)는 후방지지체(800)의 전후 이동을 가이드할 수 있다. 다시 말해, 후방지지체(800)는 가이드부(1110)에 의해 가이드되어 전후 방향으로 이동될 수 있다. 예를 들어, 가이드부(1110)는 가이드레일일 수 있다.
이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 빌렛 가열 장치(1)의 작용 및 효과에 대해 설명한다.
제2 실시예에 따른 빌렛 가열 장치(1)의 빌렛(200)은 전방물림척(630) 및 후방물림척(680)에 의해 지지될 수 있으므로, 빌렛(200)이 회전에 의해 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 후방지지체(800)는 가이드부(1110)에 의해 가이드되어 전후방으로 이동될 수 있다. 이러한 가이드부(1110)에 의해 사용자는 후방지지체(800)를 전후 방향으로 이동시킴에 따라 빌렛(200)을 바디(100)로부터 제거하거나 바디(100)에 수용할 수 있다.
이하, 도 14 및 도 15를 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 빌렛 가열 장치(1)에 대하여 설명한다. 제3 실시예를 설명함에 있어서, 상술한 실시예들과 비교하였을 때, 고정부(300)에는 지지축(310)이 형성되고, 후방지지체(800)에는 고정부스핀들(810)이 형성될 수 있다.
지지축(310)은 고정부(300)로부터 연장되어 선기어(622)에 연결되어 지지될 수 있다. 다시 말해, 고정부(300)는 상술한 제1 실시예의 전방지지핀(650) 대신 지지축(310)을 통해 선기어(622)에 지지될 수 있다. 또한, 선기어(622)가 회전되기 위해, 지지축(310)과 선기어(622)는 베어링을 통해 연결될 수 있다.
고정부스핀들(810)은 후방지지체(800)로부터 연장되어 고정부(300)의 후방부를 지지할 수 있다. 이러한 고정부스핀들(810)은 전방을 향할수록 직경이 작아지는 형상을 할 수 있으며, 고정부(300)의 후방부도 이에 대응한 형상을 가질 수 있다.
이하, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 빌렛 가열 장치(1)의 작용 및 효과에 대해 설명한다.
빌렛(200)이 삽입공간에 배치하거나 삽입공간으로부터 이탈되기 위해 후방지지체(800)는 이동 가이드부(1110)를 따라 후방으로 이동될 수 있으므로, 구조적인 안정성을 확보할 수 있다.
또한, 고정부스핀들(810)과 고정부(300)의 후방부는 서로 대응한 형상을 가질 수 있으므로, 후방지지체(800)가 전방으로 이동될 때, 서로 원활하게 정렬될 수 있다.
이하, 도 16 및 도 17을 참조하여, 본 발명의 제4 실시예에 따른 빌렛 가열 장치(1)에 대해 설명한다. 제4 실시예를 설명함에 있어서, 상술한 실시예들과 비교하였을 때, 빌렛 가열 장치(1)의 후방물림척(680)에는 물림척홀(681)이 형성되고, 후방지지체(800)에는 지지체홀(820)이 형성될 수 있다.
물림척홀(681)은 빌렛(200)이 후방물림척(680)을 관통하도록 전후방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 후방물림척(680)은 중공형척일 수 있다. 또한, 물림척홀(681)에는 빌렛(200)이 삽입공간에 배치될 때, 빌렛(200)의 후방부가 삽입될 수 있다. 다시 말해, 빌렛(200)의 후방부는 물림척홀(681)에 삽입되어 후방물림척(680)에 의해 지지될 수 있다.
지지체홀(820)은 빌렛(200)이 후방지지체(800)를 관통하도록 전후 방향으로 연장될 수 있다. 또한, 지지체홀(820)은 복수 개로 형성되어 중심축(Ax1)이 중심에 위치하는 원주방향을 따라 서로 이격되어 나열될 수 있다. 지지체홀(820)은 후방물림척(680)의 회전에 의해 물림척홀(681)과 연통될 수 있다. 이러한 지지체홀(820)과 물림척홀(681)이 연통하면, 빌렛(200)은 전후방향으로 이동되어 지지체홀(820)과 물림척홀(681)을 동시에 관통할 수 있다. 다시 말해, 빌렛(200)은 지지체홀(820)과 물림척홀(681)을 통과하여 전방으로 이동되면, 삽입공간에 배치될 수 있다. 또한, 빌렛(200)은 지지체홀(820)과 물림척홀(681)을 통과하여 후방으로 이동되면, 삽입공간으로부터 이탈될 수 있다.
이하, 본 발명의 제4 실시예에 따른 빌렛 가열 장치(1)의 작용 및 효과에 대해 설명한다.
물림척홀(681)과 지지체홀(820)이 연통될 경우, 빌렛(200)은 물림척홀(681)과 지지체홀(820)을 관통할 수 있다. 다시 말해, 후방지지체(800)가 전후방향으로 이동되지 않더라도, 빌렛(200)은 물림척홀(681)과 지지체홀(820)을 통해 삽입공간에 배치되거나 삽입공간으로부터 이탈될 수 있다.
이상 본 발명의 실시예들을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기술적 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
1: 빌렛 가열 장치 100: 바디
110: 삽입공간 200: 빌렛
300: 고정부 310: 지지축
400: 제1 영구자석
500: 제2 영구자석 600: 회전모듈
610: 모터 620: 기어유닛
621: 링기어 622: 선기어
623: 유성기어 630: 전방물림척
631: 전방베어링
640: 캐리어 650: 전방지지핀
660: 지지스핀들 680: 후방물림척
681: 물림척홀
670: 후방회전체 671: 후방베어링
700: 전방지지체 800: 후방지지체
810: 고정부스핀들 820: 지지체홀
900: 센서유닛 910: 진동센서
920: 온도센서 1000: 제어기
1100: 지지부재 1110: 가이드부

Claims (10)

  1. 전후방향으로 연장되어 중심축에 중심이 위치하는 원주방향을 따라 서로 이격되어 배치되는 복수의 빌렛;
    상기 중심축 상에 배치되는 고정부;
    상기 중심축에 중심이 위치하는 원주방향을 따라 서로 이격되어 배치되는 복수의 제1 영구자석;
    상기 고정부에 배치되고, 상기 고정부의 측에서 상기 중심축에 중심이 위치하는 원주방향을 따라 서로 이격되어 배치되는 복수의 제2 영구자석; 및
    상기 복수의 빌렛을 상기 중심축을 중심으로 공전시키고, 상기 복수의 빌렛 각각의 중심인 빌렛축을 중심으로 자전시키는 회전모듈을 포함하고,
    상기 복수의 빌렛은 상기 회전모듈에 의해 회전될 경우, 상기 제1 영구자석 및 상기 제2 영구자석에 의해 내부에 와전류가 발생되어 가열되는,
    빌렛 가열 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 빌렛과 상기 고정부가 삽입되는 삽입공간을 제공하는 바디; 및
    상기 바디보다 전방에 배치되는 전방지지체를 더 포함하고,
    상기 회전모듈은,
    상기 복수의 빌렛을 회전시키기 위한 구동력을 제공하는 모터;
    상기 구동력에 의해 회전되어 상기 복수의 빌렛을 회전시키는 기어유닛; 및
    상기 기어유닛은,
    상기 전방지지체에 삽입되는 링기어;
    상기 링기어 내측에 배치되고, 상기 구동력에 의해 상기 중심축을 기준으로 회전되는 선기어; 및
    상기 선기어와 링기어에 맞물고, 상기 선기어의 회전에 의해 상기 중심축을 중심으로 공전되고 상기 빌렛축을 중심으로 자전되는 복수의 유성기어를 포함하고,
    상기 복수의 빌렛은 상기 복수의 유성기어에 의해 공전 및 자전되는,
    빌렛 가열 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 회전모듈은,
    상기 유성기어로부터 연장되어 상기 빌렛의 전방부를 지지하고, 상기 유성기어와 함께 공전 및 자전하는 전방물림척을 더 포함하는,
    빌렛 가열 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 회전모듈은,
    상기 복수의 유성기어 간의 간격이 유지되도록 상기 복수의 유성기어를 지지하고, 상기 구동력에 의해 회전되어 상기 복수의 유성기어를 상기 중심축을 중심으로 회전시키는 캐리어를 더 포함하는,
    빌렛 가열 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 회전모듈은,
    상기 중심축 상에 배치되어 상기 구동력에 의해 회전되어 전방지지핀을 더 포함하고,
    상기 전방지지핀은 상기 중심축에 배치되도록 상기 선기어를 관통하여 상기 고정부의 전방부를 지지하는,
    빌렛 가열 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 빌렛과 상기 고정부가 삽입되는 삽입공간을 제공하는 바디; 및
    상기 바디의 후방에 배치되는 후방지지체를 더 포함하고,
    상기 회전모듈은,
    상기 중심축 상에 배치되고 상기 중심축을 중심으로 회전 가능하도록 상기 후방지지체에 지지되는 후방회전체; 및
    상기 후방회전체로부터 연장되어 상기 빌렛의 후방부에 연결되는 지지스핀들을 더 포함하고,
    상기 지지스핀들은 상기 빌렛과 함께 상기 중심축을 중심으로 회전되는,
    빌렛 가열 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 전방지지체에 배치되어 상기 빌렛의 진동을 측정하는 진동센서;
    상기 바디에 배치되어 상기 빌렛의 온도를 측정하는 온도센서; 및
    상기 진동센서에서 측정된 상기 빌렛의 진동 및 상기 온도센서에서 측정된 상기 빌렛의 온도를 통해 상기 회전모듈을 제어하는 제어기를 더 포함하는,
    빌렛 가열 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 바디 및 상기 후방지지체를 지지하는 지지부재를 더 포함하고,
    상기 지지부재에는 상기 후방지지체의 전후방향의 이동을 가이드하는 가이드부가 형성되는,
    빌렛 가열 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 빌렛과 상기 고정부가 삽입되는 삽입공간을 제공하는 바디; 및
    상기 바디의 후방에 배치되는 후방지지체를 더 포함하고,
    상기 회전모듈은,
    상기 중심축 상에 배치되고 상기 중심축을 중심으로 회전 가능하도록 상기 후방지지체에 지지되는 후방회전체; 및
    상기 후방회전체로부터 연장되어 상기 빌렛의 후방부를 지지하는 후방물림척을 더 포함하는,
    빌렛 가열 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 후방물림척에는 상기 빌렛이 관통하도록 전후방향으로 연장되는 물림척홀이 형성되고,
    상기 후방지지체에는 상기 빌렛이 관통하도록 전후방향으로 연장되는 지지체홀이 형성되고,
    상기 물림척홀과 상기 지지체홀은 상기 후방회전체의 회전에 의해 서로 연통되고,
    상기 빌렛은 상기 물림척홀과 상기 지지체홀을 통과하여 상기 삽입공간에 배치되거나 상기 삽입공간으로부터 이탈되는,
    빌렛 가열 장치.
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