KR100192090B1 - 에어햄머 - Google Patents

Abstract

본 발명은 형성된 제품의 불필요한 잔여물을 매우 신속하고 큰 타격력으로 제거하기 위한 에어햄머를 제공한다. 이 에어햄머(10)는 펀칭 프레스기에 장착되는 헤드커버(20)와, 상기 헤드커버(20)에 장착되고 내부에 공기 저장공간(34) 및 그 공기 저장공간의 압축공기를 토출시키기 위한 메인게이트(32)가 형성되며 파일럿 밸브(40)가 형성된 어큐물레이터(30)와, 상기 어큐물레이터(30) 및 파일럿 밸브(40)로부터 공급되는 공기압에 의해 하방작동되는 피스톤(51)을 내장한 실린더(50)와, 성형물의 잔여물을 타격하기 위한 핀(62)이 왕복동가능하게 내장된 핀커버(60)를 포함하는 에어햄머에 있어서, 상기 어큐물레이터(30)의 메인게이트(36)를 개폐할 수 있도록 상기 피스톤(51)의 상단부에 형성된 홈(56)에 고정되는 피스톤 캡(52)과, 상기 파일럿 밸브(40)의 개방에 의해 파일럿압력이 공급되어 상기 피스톤(51)의 상단 및 피스톤 캡(52)을 가압하도록 상기 실린더(50)의 내측상부와 파일럿 밸브(40)의 하단 사이에 형성되는 파일럿압 수용공간(58)과, 상기 피스톤(51)의 하방이동 및 상기 핀(62)의 상방이동을 제한하기 위해 상기 핀커버(60)의 상단에 형성되는 핀 블레이트(66)를 더 포함하여 구성된다.

Description

에어햄머

제1도는 본 발명에 따른 에어햄머의 전체형상을 개략적으로 보여주는 사시도.

제2도는 제1도의 에어햄머의 정면도.

제3도는 본 발명에 따른 에어햄머의 내부구조를 상세히 보여주는 부분 절취단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 에어햄머 20 : 헤드커버

30 : 어큐물레이터(accumulator) 32 : 메인포트

40 : 파일럿 밸브(pilot valve) 42 : 파일럿 포트

43 : 스풀(spool) 45 : 파일럿 라인

50 : 실린더 51 : 피스톤

52 : 피스톤 캡 53 : 피스톤 스프링

60 : 핀커버 61 : 핀 튜브

62 : 핀 67 : 핀 스프링

본 발명은 에어햄머(air hammer), 특히, 제한적이지는 않지만 다이캐스팅(die casting) 기계와 같은 제조기로부터 취출된 성형품 또는 주조물과 같은 제품에 탕도(runner) 또는 주입구(gate)에 의해 발생된 불필요한 테두리 또는 핀(fin)과 같은 잔여물을 타격하여 제거하기 위해 펀칭 프레스(punching press)기에 사용되는 공압식 에어햄머에 관한 것이다.

다이캐스팅 머신과 같은 제조기계에서 주조물 또는 성형품과 같은 제품을 제조하는데 있어서, 예컨대 다이캐스팅 기계에서 제품을 주조 또는 성형하기 위해서는 그 기계에 제공된 주형(mould)에 용융물을 주입해야 한다. 이와 같이 주형에 대한 용융물의 주입은 그 주형에 연통하는 탕도 또는 주입구를 통해 이루어진다. 물론 그 주형에는 그 내부에서 발생되는 가스를 외부로 배출하기 위한 배출공간 및 배출통로가 제공되어 있다. 그러나 이와 같은 주형을 이용하여 성형된 완성제품의 주변에는 테두리 또는 핀(fin)이라 칭하는 불필요한 잔여물이 일체로 형성되게 된다. 이와 같은 불필요한 잔여물의 존재는 물론 탕도, 주입구 또는 가스 배출부에 의해 형성되는 것으로 알려져 있다. 이와 같이 최종제품에 일체로 형성된 잔여물은 그 제품의 제품성에 심각한 영향을 미치므로 제품형성후 이 부분들을 제거해야만 한다.

이와 같은 불필요한 잔여물을 제거하기 위한 종래의 방식으로는 작업자가 직접 고무 또는 나무와 같은 햄머로 이를 타격하여 제거하여 왔으며, 최근에는 트리밍 프레스(trimming press) 또는 푸쉬(push)식 전용 프레스를 이용하여 기계적으로 제거하는 방식을 취하고 있다.

그러나, 이와 같이 최근 널리 사용되고 있는 트리밍 프레스는 불필요한 잔여물이 제거될 제품과 일치하는 별도의 트리밍용 금형을 필요로 하는바, 이같은 트리밍용 금형의 제작은 용이하지 않을 뿐 아니라 그 비용이 과도하게 소요되므로 주로 단일품목 대량 생산제품에 한정적으로 사용되고 있으며, 또한 푸쉬식 전용 프레스는 필수적으로 제조된 제품특성에 적합한 전용시스템을 각각 형성해야 함은 물론 불필요한 잔여물 이외의 본체 부분에 과도한 힘이 가해질 수 있어 제품의 휨 또는 긁힘과 같은 손상을 초래할 수 있는 문제점이 있었다.

특히, 종래의 트리밍 프레스 또는 푸쉬(push)식 전용 프레스에 사용되는 일반적인 단동형 실린더는 공압 또는 유압이 공급됨과 동시에 피스톤이 초기 저속상태에서 고속상태로 점차적으로 완만하게 작동함으로써 순간적인 대량의 충격력 및 신속한 타격력을 제공하지 못하므로 작업성이 저하되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상술된 문제점들을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 다양한 형상의 제품에 형성된 테두리 또는 핀과 같은 불필요한 잔여물을 신속하고 용이하게 제거할 수 있는 펀칭 프레스, 특히 그 프레스장치에 핵심적으로 사용되는 에어햄머를 제공하는 데 있다.

이와 같은 목적은, 펀칭 프레스기에 장착되는 헤드커버와, 상기 헤드커버에 장착되고 내부에 공기 저장공간 및 그 공기 저장공간의 압축공기를 토출시키기 위한 메인포트가 형성되며 파일럿 밸브가 형성된 어큐물레이터와, 상기 어큐물레이터 및 파일럿 밸브로부터의 공기압에 의해 하방작동되는 피스톤을 내장한 실린더와, 성형물의 잔여물을 타격하기 위한 핀이 왕복동가능하게 내장된 핀커버를 포함하는 에어햄머에 있어서, 상기 어큐물레이터의 메인포트를 개폐할 수 있도록 상기 피스톤의 상단에 형성된 홈에 고정되는 피스톤 캡과, 상기 파일럿 밸브의 개방에 의해 파일럿 압력이 공급되어 상기 피스톤의 상단 및 피스톤캡을 가압하도록 상기 실린더의 내측상부와 파일럿 밸브의 하단 사이에 형성되는 파일럿압 수용공간과, 상기 피스톤의 하방이동 및 상기 핀의 상방이동을 제한하기 위해 상기 핀커버의 상단에 형성되는 핀플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어햄머에 의해 달성될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 에어햄머의 실시예를 예시하는 첨부도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도면을 참조하면, 제1도는 본 발명에 따른 에어햄머의 외부형상을 보여주며, 제2도는 제1도의 정면을 보여주는 정면도로서, 예컨대 펀칭 프레스와 같은 적용기계에 설치되는 에어햄머(10)는 기본적으로 펀칭 프레스에 장착될 수 있는 볼트(22)가 일체로 돌출형성된 헤드커버(20)와, 그 헤드커버 하부에 일체로 제공되는 어큐물레이터(30)와, 그 어큐물레이터의 일측에 제공되는 파일럿 밸브(40)와, 어큐물레이터의 하부에 일체로 제공되는 실린더(50)와, 그 실린더(50)의 하부에 일체로 제공되는 핀커버(60)를 포함한다. 여기서 상기 볼트(22)는 제품의 불필요한 잔여물을 제거하기 위한 펀칭 프레스의 소정의 위치에 에어햄머(10)를 장착하기 위한 것으로서, 제품의 불필요한 잔여물을 가장 효과적으로 제거할 수 있도록 에어햄머의 높이를 최적으로 조절할 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 에어햄머의 상기 각각의 구성요소를 제3도를 참조로 하여 상세히 설명하면, 가스켓(24)에 의해 헤드커버(20)에 기밀결합되는 어큐물레이터(30)는, 내부에서 상부는 원통형으로 되며 하부는 하방을 향해 직경이 작게 수렴하는 원추형으로 되는 공기 저장공간(34)을 지닌다. 그 어큐물레이터(30)의 측벽에는 도시되지 않은 공압 공급원으로부터 공압을 공급받기 위한 메인포트(32)가 형성되어 있으며 그 측벽과 90°의 각을 이루는 다른 하나의 측벽에는 파일럿 밸브(40)가 형성된다. 여기서 메인포트(32)는 상기 공기 저장공간(34)과 연통하며, 공압공급원에 연계되어 공압의 공급 및 배출을 제어할 수 있는 일반적인 3-포트밸브(도시되지 않음)를 통해 공기 저장공간(34)내로 공압을 공급하는 역할을 한다. 여기서 메인포트(32)를 통한 공압의 공급은 상기 공기 저장공간(34)내에 일명 설정압으로 지칭되는 소정의 공기압에 이를때까지 계속되는 것이 바람직하다. 본원의 예시적 실시예에서 그 설정압은 5∼6㎏/㎠으로 규정된다. 또한 어큐물레이터(30)의 하부에는 공기압이 상술된 설정압에 이를 때 공기를 토출시켜 후술되는 피스톤을 하방으로 강제시키기 위한 메인게이트(36)가 형성되어 있다.

어큐물레이터의 일측부에 일체로 제공된 파일럿 밸브(40)는 파일럿압을 공급하기 위한 파일럿 포트(42)와, 상기 공기 저장공간(34)과 연통하며 패킹(44)을 지니는 스풀(43) 및 그 스풀의 이동시 상기 파일럿 포트와 연통하고 또한 후술되는 실린더의 파일럿압 수용공간(58)과 연통하는 파일럿 라인(45)으로 구성된다. 파일럿 밸브(40)는 일명 일정압으로 지칭되는 소정의 압력으로 폐쇄상태를 유지하는 바, 본원의 예시적 실시예에서 그 일정압은 약 2∼2.5㎏/㎠로 설정된다. 역으로, 파일럿 밸브(40)는 공기 저장공간(34)의 공기압이 파일럿 밸브의 일정압을 초과하여 일명 규정합이라 칭하는 소정의 공기압에 이르면 스풀(43)이 이동되어 개방되는 바, 본원의 예시적 실시예에서 그 규정압은 약 3.5~4㎏/㎠로 설정된다. 이와 같이 파일럿 밸브(40)가 규정압에서 개방되면 파일럿 포트(42)를 통해 유입되는 파일럿압이 파일럿 라인(45)을 통해 파일럿압 수용공간(58)에 공급되어 후술되는 바와 같이 피스톤에 인가되는 것이다.

상기 스풀(22)은 알루미늄 합금으로 제조되며, 양측면 즉, 어큐물레이터의 공기 저장공간측과 파일럿 포트측에 가해지는 압력차에 의해 작동되어 파일럿 밸브를 개방 또는 폐쇄시키는 역할을 하는 것으로서, 예컨대, 어큐물레이터(30)의 공기 저장공간(34)의 공기압이 규정압보다 작을 때에는 실제로 그 공기 저장공간(34)내의 공기압과 파일럿 포트(42)로부터 공급되는 파일럿압과의 차이가 나지 않게 되어 스풀(43)이 소정의 일정압으로 정지상태를 유지하는 반면, 공기 저장공간(34)내의 압력이 규정압에 이르면 스풀(43)이 정지상태를 유지할 수 있는 일정압보다 현저히 크게되어 스풀(43)이 일측으로 이동됨과 동시에 파일럿 라인(45)이 개방되어 파일럿압이 상술된 바와 같이 파일럿압 수용공간(58)에 공급되는 것이다.

어큐물레이터(30)의 하부에는 가스켓(38)에 의해 기밀 접합되는 실린더(50)가 제공된다. 그 실린더(50)에는 패킹(54) 및 마모링(55)을 지니는 피스톤(51)이 왕복동식으로 활주가능하게 내장된다. 피스톤의 상단에는 홈(56)이 형성되며 그 홈(56)에는 상기 어큐물레이터(30)의 메인게이트(36)를 개폐하기 위해 예컨대 우레탄으로 형성된 피스톤 캡(52)이 교합되어 있어 정상상태, 즉, 피스톤(51)이 상부의 본래위치에 대기상태로 있는 경우 어큐물레이터(30)의 메인게이트(36)를 폐쇄하여 공기 저장공간(34)의 기밀을 유지하게 되는 것이다. 피스톤(51)의 하부둘레에는, 일단부가 그 피스톤의 절취부(57)를 지지하고 타단부가 후술되는 핀커버(60)의 홈(68)에 지지되는 피스톤 스프링(53)의 일부가 감겨져 있다. 그 피스톤 스프링(53)은 피스톤(51)의 하방행정 후 탄성력으로 그 피스톤을 초기위치로 복귀시켜 상술된 바와 같이 메인게이트(36)를 폐쇄하는 작용을 한다. 실린더(50)의 하부에는 또한 그 실린더의 내부와 연통하는 방출포트(59)가 제공되어 있어 피스톤의 하방 행정 작동시 실린더(50) 내의 공기를 외부로 방출시킨다.

어큐물레이터(30)의 하부에 제공된 4개의 타이로드(70)에 의해 볼트고정되고 실린더(50)의 하부에 접합되는 핀 커버(60)의 하부에는 핀 튜브(61)가 일체로 돌출형성되어 있다. 그 핀 튜브(61)에는 상기 피스톤(51)의 하방작동에 연계되어 왕복동되는 핀(62)이 내장되어 있다. 그리고 그 핀커버(60) 상부에는 피스톤(51)의 하방행정을 한정하며 또한 그와 같은 하방행정시 완충작용을 하도록 된 핀 블레이트(66)가 제공되어 있다. 그 핀 블레이트(66)는 또한 핀(62)의 상방이동을 제한하는 역할을 한다. 핀(62)의 상부는 3개의 단(段)부, 즉, 피스톤(51)이 하강되지 않는 정상상태에서 상기 핀 블레이트(66)에 접하여 지지되는 제1단부(63)와, 피스톤(51)의 하방작동 후 그 피스톤을 본래 위치로 복귀시키기 위한 핀 스프링(67)의 상단에 의해 지지되는 제2단부(64)와, 핀의 최대 하방행정을 제한하기 위한 제3단부(65)가 형성된다. 본 발명의 실시예에서 핀의 하방행정은 약 7㎜이다. 핀 스프링(67)은 물론 핀의 하방작동후 그 핀(62)을 초기위치로 복귀시키는 역할을 한다. 결국, 상기 핀 블레이트(66)는 피스톤(51)의 하방이동행정 및 핀(62)의 상방이동행정을 동시에 한정하는 역할을 하는 것이다.

본 발명의 에어햄머(10)는 예컨대, 볼트(22)를 이용하여 펀칭 프레스기의 소정의 위치에 고정한 후, 어큐물레이터(30)의 메인포트(32)를 3포트 밸브를 개재시켜 공기압 공급원에 연결하고, 파일럿 밸브(40)의 파일럿 포트(42)를 도시되지 않은 파일럿 공급원에 접속시킴으로써 에어햄머의 설치가 완료된다.

이와 같은 에어햄머의 설치상태에서 제품의 불필요한 잔여물을 제거하기 위해서는 우선적으로 어큐물레이터(30)에 제공된 메인포트(32)에 연결된 도시되지 않은 3포트 밸브를 작동시키다. 이와 같이 3포트 밸브가 작동되면 공기압이 메인포트(32)를 통해 공기 저장공간(34)내로 공급되어 축적된다. 이와 같은 공기압이 어큐물레이터(30)의 공기 저장공간(34)내로 공급되면 이와 같은 초기의 공기압 공급상태에서는 공기 저장공간(34)내의 공기압이 파일럿 밸브(40)의 일정압 예컨대, 2∼2.5㎏/㎠보다 작거나 같으므로써 파일럿 밸브(40)의 스풀(43)이 이동하지 않게되어 그 파일럿 밸브는 폐쇄상태를 유지하게 된다.

이후 계속적으로 공기 저장공간(34) 내로 공기압이 공급되어 그 공기 저장공간(34)내의 압력이 예컨대 3.5∼4㎏/㎠으로 규정된 규정압에 이르면 파일럿 밸브(40)의 일정압보다 현저히 크게되면, 동시에 스풀(43)이 일측으로 이동되어 파일럿 포트(42)와 파일럿라인(45)이 연통상태를 이루어 파일럿압이 실린더(50)의 수용공간(58)내로 공급된다. 이때도 물론 메인포트(32)를 통해 공기 저장공간(34)내로는 계속적으로 공기압이 공급된다.

이와 같이 공기 저장공간(34)내로의 계속적인 공급에 의해 그 내부의 공기압이 예컨대, 5∼6㎏/㎠으로 규정된 설정압에 이르면 그 내부의 공기압이 최대 포화상태를 이루고 또한 피스톤(51)이 상부에 인가되는 파일럿압에 의해 메인게이트(36)가 개방됨과 동시에 이를 통해 공기압이 급속토출되어 피스톤(51)의 상단에 제공된 피스톤 캡(52)을 강제함과 동시에 실린더(50)의 파일럿압 수용공간(58)에 공급된 파일럿압이 피스톤(51)의 상단을 강제함으로써, 결국 메인게이트(36)로부터의 공기압에 파일럿 밸브(40)로부터의 파일럿압이 더해지는 승압에 의해 피스톤(51)이 순간적으로 강하게 하방으로 이동된다.

피스톤(51)이 실린더(50)내에서 하강되면 그 피스톤(51)의 하단부가 핀(62)의 상단부를 타격함에 따라 그 핀이 핀 튜브(61)를 따라 하방으로 이동되며 그 핀(62)의 하단은 핀 튜브(61)의 하단 개구부를 통해 토출되어 소정의 제품에 형성된 불필요한 잔여물을 타격하여 제거하는 것이다. 물론 이와 같은 피스톤(51)의 하강시 실린더(50)에 발생되는 배압은 배기포트(59)를 통해 배출되고 또한 피스톤(51)의 하강운동은 핀 블레이트(66)에 의해 제한되는 것이다.

이후 그 피스톤(51)은 피스톤 스프링(53)에 의해 초기위치로 복귀되며, 이어서 핀(62) 또한 핀 스프링(67)에 의해 초기 위치로 복귀되는 바, 이때 핀(62)의 상방이동은 또한 핀 블레이트(66)에 의해 한정된다. 물론 이 경우 공기 저장공간(34)내의 압력은 모두 소진상태를 유지하거나 도시되지 않은 3포트 밸브에 의해 배출되어 초기상태를 유지함으로써 파일럿 밸브(40)는 다시 일정압으로 폐쇄상태를 이루게되며, 이후 상술된 동작이 자동으로 반복되어 다른 후속 제품의 불필요한 잔여물을 반복적으로 제거할 수 있는 것이다.

이에 따라, 압축공기의 방출시 토출력 모두가 피스톤에 직접 전달됨으로써, 동력 및 에너지의 손실이 없을 뿐 아니라 공압방식에 비해 그 구조가 간단하고 제조비용이 절감되는 한편 모든 작동을 자동제어할 수 있다.

결과적으로 본 발명에 따른 에어햄머에 의하면 신속한 연속 반복적 작동에 의해 제품의 불필요한 잔여물을 제품 본체에 손상을 주지 않고 신속하게 제거할 수 있어 작업성 및 제품성이 향상되는 효과가 있는 것이다.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하였으나, 본 기술분야의 당업자라면 첨부된 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 수정예 및 변형예들을 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

Claims (1)

1. 펀칭 프레스기에 장착되는 헤드커버(20)와, 상기 헤드커버(20)에 장착되고 내부에 공기 저장공간(34) 및 그 공기 저장공간의 압축공기를 토출시키기 위한 메인게이트(32)가 형성되며 파일럿 밸브(40)가 형성된 어큐물레이터(30)와, 상기 어큐물레이터(30) 및 파일럿 밸브(40)로부터 공급되는 공기압에 의해 하방작동되는 피스톤(51)을 내장한 실린더(50)와, 성형물의 잔여물을 타격하기 위한 핀(62)이 왕복동가능하게 내장된 핀커버(60)를 포함하는 에어햄머에 있어서, 상기 어큐물레이터(30)의 메인게이트(32)를 개폐할 수 있도록 상기 피스톤(51)의 상단부에 형성된 홈(56)에 고정되는 피스톤 캡(52)과, 상기 파일럿 밸브(40)의 개방에 의해 파일럿압력이 공급되어 상기 피스톤(51)의 상단 및 피스톤 캡(52)을 가압하도록 상기 실린더(50)의 내측상부와 파일럿 밸브(40)의 하단 사이에 형성되는 파일럿압 수용공간(58)과, 상기 피스톤(51)의 하방이동 및 상기 핀(62)의 상방이동을 제한하기 위해 상기 핀커버(60)의 상단에 형성되는 핀 블레이트(66)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어햄머.