JP2017530025A

JP2017530025A - 流体同時供給装置

Info

Publication number: JP2017530025A
Application number: JP2017537878A
Authority: JP
Inventors: ヒパク，キョン; ユンイ，ドン; ウイ，ソク; ゴンキム，テ
Original assignee: Korea Academy of Industrial Technology
Current assignee: Korea Academy of Industrial Technology
Priority date: 2014-10-02
Filing date: 2015-10-02
Publication date: 2017-10-12
Anticipated expiration: 2035-10-02
Also published as: KR101638324B1; JP6649391B2; US20180104786A1; KR20160040336A; WO2016053050A1

Abstract

本発明による流体同時供給装置は、第１流体が流動される第１流路、及び第２流体が流動される第２流路が形成され、貫通孔が形成された固定ユニット、前記固定ユニットを貫くように前記貫通孔に回転できるように備えられ、前端部に加工ツールが挿入固定される固定孔が形成され、前記第１流路及び前記固定孔を連通させる連通部が形成され、回転とともに前記加工ツールに前記第１流体を供給する回転ユニット及び一側が前記第２流路と連結され、他側には前記加工ツールによって加工が行われる加工部位に前記第２流体を噴射するノズルが形成された噴射流路が形成され、前記固定ユニットに備えられる噴射ユニットを含む。

Description

本発明は、流体を噴射する流体供給装置に係り、より詳しくは、第１流体及び第２流体を加工ツールに同時に供給する流体同時供給装置に関する。

一般に、金属などの対象物を加工する過程では高温の熱が発生し、これは加工物を変形及び損傷させる危険をもたらすことはもとより、加工を施す工具の摩耗、変形を引き起こす。したがって、これを防止するために、対象物の加工作業を行う場合には、冷却のための液体窒素などの極低温流体と、摩擦または工具の摩耗を低減させるための切削油などを加工領域に噴射する。

但し、従来の場合、前記極低温流体及び切削油を噴射するためのシステムは、それぞれ別途の装置として製作される。したがって、従来には極低温流体と切削油を各々の供給装置を通じて加工領域に噴射する。

このような場合、対象物を加工する際に、それぞれの装置が占める空間が大きくて空間の浪費がひどいし、各装置を同時に制御するためには複数の作業者が必要となって人力が無駄に使われる問題がある。

また、このとき、加工品質の向上のために極低温流体及び切削油の供給量を調和して調節する必要があるが、前記のように複数の作業者が各々の供給装置を担当するので、互いに息が合わない場合、加工品質を低下させる原因となる。

さらに、作業する際に、作業者が危険に晒される可能性が高くて、安全事故が発生する問題もある。

したがって、このような問題点を解決するための方法が要求される。

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するために案出された発明であって、複数の流体を加工ツールに同時に供給できるように形成されて加工品質を向上させるし、空間及び人力の無駄使いを防ぐことができる、流体同時供給装置を提供することを目的とする。

本発明の課題は、以上で言及した課題に制限されないし、言及されていない他の課題は、以下の記載から当業者に明確に理解されることができる。

前記目的を果たすための本発明の流体同時供給装置は、第１流体が流動される第１流路、及び第２流体が流動される第２流路が形成され、貫通孔が形成された固定ユニット、前記固定ユニットを貫くように前記貫通孔に回転できるように備えられ、前端部に加工ツールが挿入固定される固定孔が形成され、前記第１流路及び前記固定孔を連通させる連通部が形成され、回転とともに前記加工ツールに前記第１流体を供給する回転ユニット及び一側が前記第２流路と連結され、他側には前記加工ツールによって加工が行われる加工部位に前記第２流体を噴射するノズルが形成された噴射流路が形成され、前記固定ユニットに備えられる噴射ユニットを含む。

そして、前記固定ユニットは、前記第１流体を供給する第１流体供給装置と連結できるように形成され、前記第１流路に前記第１流体を供給する第１連結ポート、及び前記第２流体を供給する第２流体供給装置と連結できるように形成され、前記第２流路に前記第２流体を供給する第２連結ポートを含むことができる。

また、前記第１流路の他側は前記貫通孔に露出されてもよい。

そして、前記連通部は、前記回転ユニットの周りに沿って形成され、前記第１流路の他側と連通される連通流路、及び前記第１流路を通じて前記連通流路に伝達された前記第１流体を前記固定孔に伝達する伝達流路を含むことができる。

また、前記伝達流路は複数個が形成されてもよい。

そして、前記連通部は、前記固定孔の後方に形成されて前記固定孔と連通されるし、前記伝達流路を通じて伝達された前記第１流体を前記固定孔に供給する経由流路をさらに含んでもよい。

また、前記経由流路は前記回転ユニットの横断面を基準にして前記連通流路の中心に形成されてもよい。

そして、前記第１流路及び前記第２流路のうち、少なくともいずれか一つの周りには断熱のための真空部が形成されてもよい。また、前記真空部は筒状に形成されてもよい。

そして、前記噴射ユニットは前記回転ユニットの周りを包むように複数個が備えられ、前記固定ユニットは、前記第２流路及び前記複数個の噴射ユニットの各噴射流路を連通させる連結流路を含むことができる。

また、前記複数個の噴射ユニットは、前記回転ユニットの中心点を基準にして均一な距離に位置されてもよい。

そして、前記加工ツールには中空が形成され、前記固定孔側に伝達された前記第１流体は前記加工ツールの中空を通じて加工部位に供給されてもよい。

また、前記固定ユニット及び前記回転ユニットの間には、前記第１流体の漏れを防止するシール部材が備えられてもよい。

前記課題を解決するための本発明の流体同時供給装置は、次のような効果がある。

第一、一つの装置で複数の流体を加工ツールに同時に供給することができて、空間及び人力の無駄使いを防止することができる長所がある。

第二、一部の流体は加工ツールの後方から直接供給することで流体の使用を最小化できる長所がある。

第三、複数の流体供給量を容易に調節することができるので、対象物を加工する際に要求される加工条件に応じて効果的に対応できるという長所がある。

第四、工具の寿命を増加させることができる長所がある。

第五、作業時に作業者の安全を図り、作業環境を快適にすることができる長所がある。

本発明の効果は、以上で言及した効果に制限されず、言及されていない他の効果は請求範囲の記載から当業者に明確に理解されることができる。

本発明の一実施形態による流体同時供給装置の姿を示した斜視図。本発明の一実施形態による流体同時供給装置の縦方向の切断面を示した断面図。本発明の一実施形態による流体同時供給装置のＡ−Ａ切断面を示した断面図。本発明の一実施形態による流体同時供給装置のＢ−Ｂ切断面を示した断面図。本発明の一実施形態による流体同時供給装置において、流体の流動経路を示した断面図。本発明の他の実施形態による流体同時供給装置の第１流路の姿を示した断面図。

以下、本発明の目的を具体的に実現することができる本発明の望ましい実施形態を添付図面を参照して説明する。本実施形態を説明するにあたり、同じ構成に対しては、同じ名称及び同じ符号が使われるし、これによる付加的説明は省略する。

図１は本発明の一実施形態による流体同時供給装置の姿を示した斜視図で、図２は本発明の一実施形態による流体同時供給装置の縦方向の切断面を示した断面図である。

図１及び図２に図示されたように、本発明の一実施形態による流体同時供給装置は、固定ユニット１０と、回転ユニット２０と、噴射ユニット４１を含む。

前記固定ユニット１０は内側に貫通孔が形成され、また内部には第１流路３２及び第２流路４２が形成される。前記第１流路３２は第１流体が流動される経路を形成し、第２流路４２は第２流体が流動される経路を形成する。

前記第１流体及び前記第２流体は、加工時に加工部位に供給される多様な流体であってもよい。本実施形態の場合、前記第１流体は液体窒素などのように加工部位の加工熱を下げる極低温流体であるものにし、前記第２流体は加工時に潤滑作用をする切削油のものにした。

但し、前記第１流体及び前記第２流体は、本実施形態と異なる種類の流体であってもよいことは勿論、なお、前記第１流体が切削油、前記第２流体が極低温流体であってもよい。

一方、前述したように、本実施形態において前記固定ユニット１０は内部に第１流路３２及び第２流路４２が形成され、前記第１流路３２及び第２流路４２の一側には第１連結ポート３０と第２連結ポート４０がそれぞれ形成される。

前記第１連結ポート３０は第１流体を供給する第１流体供給装置と連結できるように形成される構成要素であって、前記第１流体供給装置とホースなどの連結口などで連結された状態で、前記第１流路３２に前記第１流体を供給する。

また、前記第２連結ポート４０は第２流体を供給する第２流体供給装置と連結できるように形成される構成要素であって、前記第２流路４２に前記第２流体を供給する。

このとき、前記第１流体供給装置及び前記第２流体供給装置は、第１流体及び第２流体が収容された収容タンクの形態であってもよく、これは本発明の流体同時供給装置と一体で形成されることもできる。また、前記第１流体供給装置及び前記第２流体供給装置は、前記第１流体及び前記第２流体を設定された圧力で供給させる圧力印加モジュールをさらに含んでもよい。

一方、前記第１流路３２の他側は前記貫通孔に露出されるし、これによって前記第１流路３２は後述する回転ユニット２０の連通部と連通される。そして、前記第２流路４２の他側は、後述する噴射ユニット４１の噴射流路４６と連通される。

前記回転ユニット２０は、前記固定ユニット１０を貫くように前記固定ユニット１０の貫通孔に回転できるように備えられる。そして、前記回転ユニット２０の前端部２２には加工ツール５が挿入固定される固定孔２４が形成され、前述の固定ユニット１０の第１流路４３、及び前記固定孔２４を連通させる連通部が形成される。

本実施形態の場合、前記回転ユニット２０は前後方向に長く形成され、前記固定ユニット１０を貫いた状態で前後に突出されるように形成される。そして、前記回転ユニット２０は横断面の中心点を基準にして回転され、図示はされていないが、前記回転ユニット２０に回転駆動力を伝達する駆動部がさらに備えられてもよい。

また、前記固定ユニット１０には前記回転ユニット２０の円滑な回転のためにベアリング１２が備えられてもよく、前記固定ユニット１０と前記回転ユニット２０の間には流体の漏れを防止するシール部材がさらに備えられてもよい。

そして、前記回転ユニット２０の前端部２２に形成された前記固定孔２４には多様な加工ツール５が固定されてもよく、本実施形態では対象物の切削を行う切削用加工ツールが固定されることにした。また、前記加工ツール５には中空７が形成されて、これについては後述する。

一方、本実施形態における前記連通部は、連通流路５０と、伝達流路５２と、経由流路２６を含み、これに対する詳しい事項も後述する。

前記噴射ユニット４１は、一側が前記第２流路４２と連結され、他側には前記加工ツール５によって加工が行われる加工部位に前記第２流体を噴射するノズルが形成された噴射流路４６が形成される。

そして、本実施形態において、前記噴射ユニット４１は前記回転ユニット２０の周りを包むように複数個が前記固定ユニット１０に備えられた形態を持つ。また、前記噴射ユニット４１の他端部は所定の角度で折り曲げて形成し、第２流体の噴射が正確な位置に行われるようにした。このとき、各噴射ユニット４１の噴射流路４６は、連結流路４４によって互いに連通されることができる。

以下では、前記回転ユニット２０の連通部と、噴射ユニット４１の噴射流路４６、及び連結流路４４について詳しく説明する。

図３は本発明の一実施形態による流体同時供給装置のＡ−Ａ切断面を示した断面図である。図３に図示されたように、前記連通流路５０は前記回転ユニット２０の周りに沿って形成され、前記第１流路３２の他側と連通される。

そして、前記伝達流路５２は、前記第１流路３２を通じて前記連通流路５０に伝達された前記第１流体を前記固定孔２４側に伝達する。本実施形態の場合、前記固定孔２４と前記伝達流路５２の間には経由流路２６がさらに形成されるので、前記第１流体及び前記第２流体は、前記経由流路２６を経て前記固定孔２４側に伝達される。

前記経由流路２６は前記固定孔２４の後方に形成されて前記固定孔２４と連通されるし、前述したように前記伝達流路５２を通じて伝達された前記第１流体を前記固定孔２４に供給する。

このとき、本実施形態において、前記経由流路２６は前記回転ユニット２０の横断面を基準にして前記連通流路５０の中心に形成される。したがって、前記伝達流路５２は前記連通流路５０と前記経由流路２６を互いに連結する直線形態に形成されるし、特に、本実施形態で前記伝達流路５２は複数個が前記経由流路２６から放射状に形成される。

図４は本発明の一実施形態による流体同時供給装置のＢ−Ｂ切断面を示した断面図である。図４に図示されたように、第２流路４２を通じて流動された第２流体は前記固定ユニット１０に形成された連結流路４４に伝達され、これらは前述した各噴射ユニット４１側に伝達される。

このように、前記連結流路４４は回転ユニット２０を包み、中心点を共有する円形に形成されるので、前記噴射ユニット４１は前記回転ユニット２０の中心点を基準にして均一な距離に位置することができる。

図５は本発明の一実施形態による流体同時供給装置において、流体の流動経路を示した断面図である。図５に図示されたように、回転ユニット２０の連通部は周りに沿って円形に形成された連通流路５０を含むので、回転ユニット２０の回転角にかかわらず、前記第１流路３２から流動された第１流体が連通流路５０側に伝達される。

したがって、前記第１流体は連通部内を通過して、固定孔２４に固定された加工ツール５に伝達される。

このとき、前述したように、前記加工ツール５には中空７が形成されてもよく、これによって第１流体は加工ツール５の中空７に沿って加工部位に供給されてもよい。

また、第２流路４２を通じて流動された第２流体は前記固定ユニット１０に形成された連結流路４４に伝達され、次いで、各噴射ユニット４１の噴射流路４６に伝達される。以後、前記第２流体は前記噴射ユニット４１のノズルを通じて加工部位に供給されてもよい。

このように、本発明は一つの装置で複数の流体を同時に加工ツール５に供給することができるので、空間及び人力の無駄使いを防止することができるし、一部の流体を加工ツール５の後方から直接供給して流体の使用を最小化できる長所がある。

図６は本発明の一実施形態による流体同時供給装置の第１流路３２の姿を示した断面図である。図６に図示されたように、第１流路３２の周りには真空部３４が形成されてもよい。

本実施形態の場合、前記第１流路３２に極低温流体が流動されるので、周辺の構成要素が結氷されるなどの現象が生じえるし、これを防止するために前記第１流路３２の周りに真空部３４を形成した。

本実施形態において、前記真空部３４は前記第１流路３２を包む筒状に形成されるし、これによって前記第１流路３２は全体的に二重筒の形態を持つことができる。そして、前記真空部３４の内側は真空状態に形成され、第１流路３２に流動される極低温流体の温度が外側へ伝導されることを防止することができる。

一方、本実施形態の場合、前記第１流路３２に真空部３４が形成されるようにしたが、これは一つの実施形態として前記第２流路４２にも真空部３４が形成できることは勿論である。

以上のように、本発明による望ましい実施形態を察してみたが、前述した実施形態の他にも本発明がその趣旨や範疇から脱することなく、他の特定形態に具体化されてもよいという事実は、当該技術における通常の知識を有する者には自明である。したがって、上述された実施形態は制限的ものではなく例示的ものとされるべきであり、これによって本発明は上述した説明に限定されずに、添付された請求項の範疇及びそれ同等の範囲内で変更されることもできる。

Claims

第１流体が流動される第１流路、及び第２流体が流動される第２流路が形成され、貫通孔が形成された固定ユニット；
前記固定ユニットを貫くように前記貫通孔に回転できるように備えられ、前端部に加工ツールが挿入固定される固定孔が形成され、前記第１流路及び前記固定孔を連通させる連通部が形成され、回転とともに前記加工ツールに前記第１流体を供給する回転ユニット；及び
一側が前記第２流路と連結され、他側には前記加工ツールによって加工が行われる加工部位に前記第２流体を噴射するノズルが形成された噴射流路が形成され、前記固定ユニットに備えられる噴射ユニット；
を含む流体同時供給装置。
前記固定ユニットは、
前記第１流体を供給する第１流体供給装置と連結できるように形成され、前記第１流路に前記第１流体を供給する第１連結ポート；及び
前記第２流体を供給する第２流体供給装置と連結できるように形成され、前記第２流路に前記第２流体を供給する第２連結ポート；
を含む、請求項１に記載の流体同時供給装置。
前記第１流路の他側は前記貫通孔に露出される、請求項１に記載の流体同時供給装置。
前記連通部は、
前記回転ユニットの周りに沿って形成され、前記第１流路の他側と連通される連通流路；及び
前記第１流路を通じて前記連通流路に伝達された前記第１流体を前記固定孔に伝達する伝達流路；
を含む、請求項３に記載の流体同時供給装置。
前記伝達流路は複数個が形成された、請求項４に記載の流体同時供給装置。
前記連通部は、
前記固定孔の後方に形成されて前記固定孔と連通されるし、前記伝達流路を通じて伝達された前記第１流体を前記固定孔に供給する経由流路をさらに含む、請求項４に記載の流体同時供給装置。
前記経由流路は前記回転ユニットの横断面を基準にして前記連通流路の中心に形成された、請求項６に記載の流体同時供給装置。
前記第１流路及び前記第２流路のうち、少なくともいずれか一つの周りには断熱のための真空部が形成された、請求項１に記載の流体同時供給装置。
前記真空部は筒状に形成される、請求項８に記載の流体同時供給装置。
前記噴射ユニットは前記回転ユニットの周りを包むように複数個が備えられ、
前記固定ユニットは、
前記第２流路及び前記複数個の噴射ユニットの各噴射流路を連通させる連結流路を含む、請求項１に記載の流体同時供給装置。
前記複数個の噴射ユニットは、前記回転ユニットの中心点を基準にして均一な距離に位置される、請求項１０に記載の流体同時供給装置。
前記加工ツールには中空が形成され、
前記固定孔側に伝達された前記第１流体は前記加工ツールの中空を通じて加工部位に供給される、請求項１に記載の流体同時供給装置。
前記固定ユニット及び前記回転ユニットの間には前記第１流体の漏れを防止するシール部材が備えられる、請求項１に記載の流体同時供給装置。