KR101671696B1 - 프레스 기계의 에너지 인출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터(20)와 구동접속된 플라이휠(30)과, 이 플라이휠(30)에 축결된 휠축(40)과, 이 휠축(40)에 구동접속되어 승강되는 승강부재(50)를 포함하여 구성된 프레스 기계(1)의 상기 플라이휠(30)에서 발생되는 에너지를 인출하는 장치로서, 상기 플라이휠(30)의 일면 또는 둘레면에 부착되며 N극과 S극이 플라이휠(30)의 반경방향을 따라 대칭 배치된 자석부재(60); 상기 자석부재(60)를 감싸거나 또는 자석부재(60)를 중심으로 플라이휠(30)과 대향 배치된 철심(71)과, 이 철심(71)에 감겨진 코일(72)로 이루어진 도체(70); 및 상기 플라이휠(30)의 회전에 따라 코일에 유도된 전기가 저장되는 축전지(80);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 프레스 기계의 에너지 인출장치이다.

Description

프레스 기계의 에너지 인출장치{A apparatus for extracting energy from pressing machine}

본 발명은 프레스 기계의 에너지 인출장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프레스 기계 작동시 발생될 수 있는 에너지를 인출하는 프레스 기계의 에너지 인출장치에 관한 것이다.

일반적으로 프레스 기계는 모터의 구동력을 전달받아 승강되는 슬라이드가 구비되고, 이 슬라이드의 하면에 소정의 제품을 제조하는 금형의 상형이 고정되며, 이 상형의 하측 베드의 상면에 금형의 하형이 고정되어, 이 하형에 금속 등의 소재를 놓은 후 슬라이드를 승강하여, 상형과 하형 사이의 소재를 압축 또는 절단시키면서 원하는 모양과 치수를 갖는 제품을 제조한다.

도 1은 이러한 일반적인 프레스 기계를 도시한 것으로, 이 프레스 기계(1)는 모터(3), 플라이휠(4), 휠축(5), 기어(6), 크랭크축(7)을 포함하는 구동부(2)와, 이 구동부(2)의 회전을 단속하는 단속부(8)와, 중간에는 상기 구동부(2)와 연결되어 승강되는 승강부(9)와, 하측에는 프레스기계를 운전하는 조작부(10)로 구성된다.

이와 같은 프레스 기계는 모터(3)의 구동에 의해 플라이휠(4)이 회전되고 이 플라이휠(4)에 축결된 크랭크축(7)의 회전된다. 그리고 크랭크축(7)에 커넥팅로드(11)가 연결되어 크랭크축(7)의 회전운동이 승강운동으로 변환되어 승강부(9)가 승강된다.

그런데 종래 프레스 기계는 모터(3)에 공급되는 에너지 중 각 부속품들간의 구동접속수단의 작동에 의해 손실되는 비율이 다른 기계장치에 비해 상대적으로 커서 에너지 효율성이 떨어진다. 이때, 프레스 기계의 플라이휠(4)이 회전됨에 따라 에너지가 발생되는데 이 에너지는 프레스 작동과정에서 사용되지 않고 그대로 소진된다. 최근 다양해진 전자제품 등이 사용되면서 에너지 소모량이 많아지고 있는 실정에서 에너지 낭비가 아닐 수 없다.

한국 등록특허공보 제10-0473127호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 프레스 기계에서 발생되는 회전에너지를 인출하여 프레스 작동 또는 다른 용도로 사용할 수 있어 에너지의 효율적 생산 및 활용이 가능한 프레스 기계의 에너지 인출장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 특징에 따르면, 모터(20)와 구동접속된 플라이휠(30)과, 이 플라이휠(30)에 축결된 휠축(40)과, 이 휠축(40)에 구동접속되어 승강되는 승강부재(50)를 포함하여 구성된 프레스 기계(1)의 상기 플라이휠(30)에서 발생되는 에너지를 인출하는 장치로서, 상기 플라이휠(30)의 일면 또는 둘레면에 부착되며 N극과 S극이 플라이휠(30)의 반경방향을 따라 대칭 배치된 자석부재(60); 상기 자석부재(60)를 감싸거나 또는 자석부재(60)를 중심으로 플라이휠(30)과 대향배치된 철심(71)과, 이 철심(71)에 감겨진 코일(72)로 이루어진 도체(70); 및 상기 플라이휠(30)의 회전에 따라 코일에 유도된 전기가 저장되는 축전지(80);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 프레스 기계의 에너지 인출장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 프레스 기계(1) 또는 플라이휠(30)의 휠축(40)에 설치되어 상기 도체(70)를 자석부재(60)와 근접되거나 또는 멀어지도록 위치 이동시키는 위치이동수단(90); 상기 모터(20)의 구동시간 또는 플라이휠(30)의 회전수를 감지하는 감지센서(100); 및 상기 감지센서(100)로부터 감지신호를 수신하여 상기 도체(70)를 자석부재(60)에 근접되거나 또는 멀어지도록 이동시키는 위치이동수단(90)의 작동을 제어하는 제어수단(110);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 기계의 에너지 인출장치가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 자석부재(60)는 플라이휠(30)의 일면 또는 둘레면에 원주방향을 따라 N극과 S극이 연속적으로 교호 배치된 것을 특징으로 하는 프레스 기계의 에너지 인출장치가 제공된다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 프레스 기계의 플라이휠(30)에 자석부재(60)를 장착하고 이 자석부재(60)를 감싸는 도체(70)를 설치하여, 프레스 기계의 작동시 회전되는 플라이휠(30)에 의해 전기 에너지가 생산되며 축전지(80)에 저장된다. 이에 따라, 프레스 기계 작동시 그대로 소진되던 에너지를 생산할 수 있어 에너지 낭비를 막을 수 있고, 상기 생산된 에너지를 이용하여 정전 등으로 인해 프레스 기계에 전원공급이 중단될 경우 비상용 전원을 공급하거나 또는 다른 기기의 전원공급용으로 사용할 수 있어 에너지활용의 효율성이 향상된다. 그리고 자석부재(60)의 N극과 S극을 플라이휠(30)의 원주방향을 따라 연속적으로 교호배치하여 자기장의 변화율을 높임으로써 발전효율이 향상된다.

한편, 도체(70)를 자석부재(60)에 근접되거나 멀어지도록 이동시킴으로써, 플라이휠(30)의 회전력이 기준치 미만이어서 도체(70)와 자석부재(60)간의 자력에 의해 방해받음에 따라 모터(20)에 과부하가 발생되는 것을 방지할 수 있다. 이때, 상기 기준치를 감지센서(100) 및 제어수단(110)을 통해 감지하여 도체(70)를 자석부재(60)에 근접되거나 멀어지도록 이동시키는 위치이동수단(90)을 작동 제어함으로써, 보다 효과적이고 자동으로 모터(20)의 과부하를 방지할 수 있다.

도 1은 통상적인 프레스 기계를 도시한 단면도
도 2는 본 발명에 따른 프레스 기계의 에너지 인출장치의 설치를 보인 단면도
도 3은 상기 실시예의 요부를 보인 도면

상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 프레스 기계의 에너지 인출장치를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 프레스 기계의 에너지 인출장치는 모터(20)와 구동접속된 플라이휠(30)과, 이 플라이휠(30)에 축결된 휠축(40)과, 이 휠축(40)에 구동접속되어 승강되는 승강부재(50)를 포함하여 구성된 프레스 기계(1)의 상기 플라이휠(30)에서 발생되는 에너지를 인출하는 것이다. 한편, 상기 프레스 기계(1)에서 휠축(40)은 기어(41)를 통해 크랭크축(42)에 축결되고, 승강부재(50)의 커넥팅로드(51)에 의해 크랭크축(42)의 회전을 상하운동으로 변환되며, 조작부(52)를 통해 조작하는 것은 배경기술에서 언급한 바와 같다.

이와 같은 인출장치는 프레스 기계(1)의 상기 플라이휠(30)에 부착된 자석부재(60)와, 상기 플라이휠(30)과의 사이에 자석부재(60)가 위치되도록 배치된 도체(70)와, 상기 프레스 기계(1) 또는 플라이휠(30)에 설치되어 도체(70)를 위치 이동시키는 위치이동수단(90)과, 상기 모터(20) 또는 플라이휠(30)에 근접 설치된 감지센서(100)와, 이 감지센서(100)로부터 신호를 수신하여 위치이동수단(90)의 작동을 제어하는 제어수단(110)과, 상기 도체(60)에 유도된 전기가 저장되는 축전지(80)를 포함하여 구성된다.

상기 자석부재(60)는 플라이휠(30)의 일면 또는 둘레면에 부착되되 N극과 S극이 플라이휠(30)의 반경방향을 따라 대칭되도록 배치된다. 바람직하게는, 도 2에서와 같이 N극과 S극이 플라이휠(30)의 원주방향을 따라 연속적으로 교호배치된다.

상기 도체(70)는 자석부재(60)를 감싸거나 또는 자석부재(60)를 중심으로 플라이휠(30)과 대향배치된 철심(71)과, 이 철심(71)에 감겨진 코일(72)로 이루어진다.

상기 위치이동수단(90)은 프레스 기계(1)에 설치되어 도체(70)를 자석부재(60)에 근접되거나 또는 멀어지도록 위치 이동시킨다. 도시된 실시예에서, 위치이동수단(90)은 프레스 기계(1)의 프레임(1a)에 슬라이드 가능하게 설치된 적재대(91)와, 이 적재대(91)를 왕복이동시키는 실린더(92)로 이루어진 것을 예시하였다. 이때, 적재대(91)에는 도체(70)가 설치된다. 한편, 위치이동수단(90)의 적재대(91)는 휠축(40)에 베어링을 통해 직접 결합될 수도 있을 것이다.

상기 감지센서(100)는 모터(20) 또는 플라이휠(30)에 근접 설치되어 모터(20)의 구동시간이나 플라이휠(30)의 회전수 등을 감지하여 감지된 신호를 상기 제어수단(110)으로 송신한다.

상기 제어수단(110)은 감지센서(100)로부터 수신된 신호를 통해 위치이동수단(100)의 작동을 제어한다. 이때, 모터(20)의 초기작동시 즉, 모터(20)의 구동시간이 짧고 플라이휠(30)의 회전수가 작을 경우에는 플라이휠(30)의 회전력이 기준치 미만이 된다. 여기서, 상기 기준치는 도체(70)와 자석부재(60)간의 자력에 의해 플라이휠(30)의 회전을 방해함에 따라 모터(20)에 과부하가 발생할 수 있는 수치를 말한다. 또한, 기준치 이상이면 플라이휠(30)의 회전력이 상기 자력에 의해 거의 방해받지 않을 정도가 된다. 여기서, 플라이휠(30)의 회전력의 기준치는 반복적인 실험을 통해 제어수단(110)에 입력된다.

이에 따라, 제어수단(110)은 플라이휠(30)의 회전력이 기준치 이상이면 도체(70)가 자석부재(60)와 근접되도록 위치이동수단(90)의 작동을 제어하고, 기준치 미만이면 도체(70)가 자석부재(60)와 멀어지도록 위치이동수단(90)을 제어한다.

그리고 프레스 기계(1)의 모터(20) 구동에 의해 플라이휠(30)이 회전하여 기준치 이상이 되면 감지센서(100) 및 제어수단(110)을 통해 위치이동수단(90)이 도체(70)를 자석부재(60)와 근접되게 이동시킨다. 이에 따라, 전자기 유도 현상에 의해 도체(60)의 코일(62)에 전기 에너지가 발생된다.

상기 축전지(80)는 도체(70)에 연결 설치되어 상기와 같이 발생된 전기 에너지가 저장된다. 그리고 축전지(80)에 저장된 에너지는 다양하게 활용될 수 있다. 예를 들면, 도시하진 않았지만, 축전지(80)를 프레스 기계(1)의 모터(20)에 예비적으로 연결 설치하여 모터(20)에 공급되는 전원이 정전 등의 이유로 차단될 때 예비전원을 공급하도록 구성되거나 또는 다른 기기에 연결 설치되어 전원을 공급할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

Claims (3)

1. 모터(20)와 구동접속된 플라이휠(30)과, 이 플라이휠(30)에 축결된 휠축(40)과, 이 휠축(40)에 구동접속되어 승강되는 승강부재(50)를 포함하여 구성된 프레스 기계(1)가 상기 모터(20)에 의해 구동될 때 상기 플라이휠(30)이 기준치 이상 회전됨에 따라 축적되는 에너지를 인출하는 장치로서,
   상기 플라이휠(30)의 일면 또는 둘레면에 부착되며 N극과 S극이 플라이휠(30)의 반경방향을 따라 대칭 배치된 자석부재(60);
   상기 자석부재(60)를 감싸거나 또는 자석부재(60)를 중심으로 플라이휠(30)과 대향 배치된 철심(71)과, 이 철심(71)에 감겨진 코일(72)로 이루어진 도체(70);
   상기 플라이휠(30)의 회전에 따라 코일에 유도된 전기가 저장되는 축전지(80);
   상기 프레스 기계(1) 또는 플라이휠(30)의 휠축(40)에 설치되어 상기 도체(70)를 자석부재(60)와 근접되거나 또는 멀어지도록 위치 이동시키는 위치이동수단(90);
   상기 모터(20)의 구동시간 또는 플라이휠(30)의 회전수를 감지하는 감지센서(100); 및
   상기 감지센서(100)로부터 감지신호를 수신하여 상기 도체(70)를 자석부재(60)에 근접되거나 또는 멀어지도록 이동시키는 위치이동수단(90)의 작동을 제어하는 제어수단(110);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 기계의 에너지 인출장치.
   
   
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 자석부재(60)는 플라이휠(30)의 일면 또는 둘레면에 원주방향을 따라 N극과 S극이 연속적으로 교호 배치된 것을 특징으로 하는 프레스 기계의 에너지 인출장치.

Images