KR101351676B1 - 공작기계 칩 배출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칩을 이송시키는 스크류를 자석으로 제작하여 절삭유에 포함되어 있는 입자 크기가 작은 칩을 흡착 제거하여 절삭유의 필터링 효과를 함께 구현할 수 있는 공작기계 칩 배출장치를 제공한다.
이를 구현하기 위한 본 발명은 공작기계 아래에 설치되며 정육면체의 형태로 상단은 개방시켜 구성하며 그 상단 주연부는 위쪽에서 아래쪽으로 갈수록 폭이 좁혀지도록 경사지게 구성한 호퍼와, 상기 호퍼의 내부 바닥면에 위치하며 둘레면 상단에는 개방구가 형성되어 상기 공작기계에서 떨어지는 칩과 절삭유가 투입되어 지는 이송관과, 상기 이송관의 내부에 설치되며 일단은 상기 호퍼의 후방에 설치되어 있는 모터의 동력으로 회전하는 구동샤프트에 결합되어 상기 모터의 동력을 전달받아 회전하며 상기 이송관 내부로 투입된 칩을 이송시키는 스크류 및 상기 이송관의 출구에 연결되며 상기 스크류의 회전 동작으로 이송중인 칩을 외부로 배출하는 배출관을 포함하여 구성한 공작기계 칩 배출장치에 있어서, 상기 스크류는 자성을 띄는 자석으로 제작하여 상기 이송관 내부로 떨어지는 절삭유에 포함되어 있는 입자 크기가 작은 칩을 흡착시킨 상태로 이송시킬 수 있도록 함을 특징으로 한다.

Description

공작기계 칩 배출장치{The chip exhaust for machine}

본 발명은 공작기계 칩 배출장치에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 칩을 이송시키는 스크류를 자석으로 제작하여 절삭유에 포함되어 있는 입자 크기가 작은 칩을 흡착 제거하여 절삭유의 필터링 효과를 함께 구현할 수 있는 공작기계 칩 배출장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동화된 CNC 등의 공작기계에는 피가공물을 가공하기 위해 절삭유가 공급됨과 동시에 절삭공구가 구비되어 파가공물을 가공하게 되고, 이때 피가공물의 가공시 발생하는 열을 식혀주고 장비의 파손을 방지하기 위해 피공작물과 절삭공구에 절삭유를 분사하게 된다.

상기와 같이 공작기계가 작동함에 따라 공급되는 절삭유와 함께 피가공물의 가공시에 발생하는 가공 부산물인 칩은 공작기계 하측에 별도로 마련된 수거통으로 낙하한다.

지금까지 사용되고 있는 공작기계에는 피가공물을 가공하는 과정에서 발생하 는 칩은 공작기계 하부의 수거통에 모여지면 별도의 기구 등을 이용하여 인위적으로 배출하거나 자체에 설치된 컨베이어 등의 배출수단을 이용하여 자동으로 수거하고 있다.

전자의 기구 등을 이용하여 인위적으로 배출하는 경우는 작업자가 항상 공작기계의 근처에 대기해 있다가 칩의 수거량을 확인한 상태에서 인위적으로 배출해야 하기 때문에 작업의 능률성이 대단히 저조할 뿐만 아니라 자칫 작업자가 칩의 배출상태를 확인하지 못할 경우는 공작기계에 칩이 걸리게 되어 과부하가 발생하여 고장을 유발하기도 하며, 자동화장비의 최대 장점인 무인화에 걸맞지 않게 작업자가 항상 대기해야 하는 등의 불편함이 따랐으며, 이로 인해 고가(高價)의 장비로서의 기능을 제대로 하지 못하게 되는 등의 문제점이 수반되었다.

또한, 후자의 경우는 공작기계에서 가공되는 피가공물의 칩이 공작기계의 하부로 배출되면 별도 설치된 컨베이어 등의 배출수단이 구비되어 있어서 가공 부산물인 칩이 자동으로 배출되기는 하지만 배출수단 자체가 복작하고 가격이 고가(高價)하여 주로 영세업자들의 제조용으로 사용하는 공작기계의 선택사양으로서는 구비하기가 사실상 난점이 많은 실정이다.

특히, 후자의 자동화된 컨베이어 등의 배출수단은 무한궤도 타입의 컨베이어가 설치되어 있으므로 가공 부산물인 칩을 배출하기 위해 공작기계의 내부로부터 설치하여 외부로 완전히 배출하기 위해 공작기계로부터 떨어진 위치까지 연장하여 설치함으로써 공작기계 자체의 면적과 함께 배출수단의 설치에 의한 공간의 차지가 많이 소요되는 단점이 있었다.

한편, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 선행기술로는 대한민국특허청 등록실용신안공보 등록번호 제 20-0327636 호(명칭: 공작기계용 칩 배출장치)(이하, 선행기술이라 칭함)를 예로 들 수 있다.

상기 선행기술은 공작기계용 칩 배출장치를 구성함에 있어서, 대향으로 마주보는 경사면을 갖는 입방체의 케이스 일측에는 체인휠을 보호하는 체인박스가 구비되고, 타측 외부에는 배출관이 상향 경사지게 결합되며, 상기 케이스의 일측 하단에는 칩이 수거될 수 있는 개방부가 형성되고, 반원의 하단면에는 다수의 배출공이 형성된 이송관을 용착 고정하며, 상기 이송관의 내부에는 고정돌기가 형성된 와권형의 스크류를 설치하되, 케이스 외측의 체인박스 내부에 설치된 체인휠의 안쪽에 형성된 고정홈에 상기 스크류의 고정돌기를 결합한 상태로 고정판으로서 고정하고, 상기 이송관의 타측 케이스의 경사면 저면에는 체인휠이 선단에 결합된 축봉을 설치하여 모터의 동력을 커플러를 통해 직접 전달할 수 있게 하여 축봉과 스크류의 선단에 결합된 체인휠에 의해 동력이 전달되어 스크류를 구동하므로서 칩이 배출관을 통해 배출될 수 있게 구성한 것을 특징으로 한다.

그러나 공작기계용 칩 배출장치로는 가공과정에서 발생한 칩 뿐만 아니라 절삭유도 함께 낙하하게 되는 데, 이때 스크류를 이용하여 칩을 강제 이송시켜 외부로 배출시킨다고 하더라도 절삭유에는 스크류로 이송되지 않는 작은 입자크기의 칩 부산물이 포함될 수 밖에 없으며, 이러한 칩이 포함된 절삭유를 공작기계로 재공급할 경우에는 공구의 파손을 유발할 우려가 있다.

선행기술 문헌

문헌 : 대한민국특허청 등록실용신안공보 등록번호 제 20-0327636 호

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 칩을 이송시키는 스크류를 자석으로 제작하여 절삭유에 포함되어 있는 입자 크기가 작은 칩을 흡착 제거하여 절삭유의 필터링 효과를 함께 구현할 수 있는 공작기계 칩 배출장치를 제공함에 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 공작기계 아래에 설치되며 정육면체의 형태로 상단은 개방시켜 구성하며 그 상단 주연부는 위쪽에서 아래쪽으로 갈수록 폭이 좁혀지도록 경사지게 구성한 호퍼와, 상기 호퍼의 내부 바닥면에 위치하며 둘레면 상단에는 개방구가 형성되어 상기 공작기계에서 떨어지는 칩과 절삭유가 투입되어 지는 이송관과, 상기 이송관의 내부에 설치되며 일단은 상기 호퍼의 후방에 설치되어 있는 모터의 동력으로 회전하는 구동샤프트에 결합되어 상기 모터의 동력을 전달받아 회전하며 상기 이송관 내부로 투입된 칩을 이송시키는 스크류 및 상기 이송관의 출구에 연결되며 상기 스크류의 회전 동작으로 이송중인 칩을 외부로 배출하는 배출관을 포함하여 구성한 공작기계 칩 배출장치에 있어서, 상기 스크류는 자성을 띄는 자석으로 제작하여 상기 이송관 내부로 떨어지는 절삭유에 포함되어 있는 입자 크기가 작은 칩을 흡착시킨 상태로 이송시킬 수 있도록 함을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 공작기계 아래에 설치되며 정육면체의 형태로 상단은 개방시켜 구성하며 그 상단 주연부는 위쪽에서 아래쪽으로 갈수록 폭이 좁혀지도록 경사지게 구성한 호퍼와, 상기 호퍼의 내부 바닥면에 위치하며 둘레면 상단에는 개방구가 형성되어 상기 공작기계에서 떨어지는 칩과 절삭유가 투입되어 지는 이송관과, 상기 이송관의 내부에 설치되며 일단은 상기 호퍼의 후방에 설치되어 있는 모터의 동력으로 회전하는 구동샤프트에 결합되어 상기 모터의 동력을 전달받아 회전하며 상기 이송관 내부로 투입된 칩을 이송시키는 스크류 및 상기 이송관의 출구에 연결되며 상기 스크류의 회전 동작으로 이송중인 칩을 외부로 배출하는 배출관을 포함하여 구성한 공작기계 칩 배출장치에 있어서, 상기 이송관은 자성을 띄는 자석으로 제작하여 상기 이송관 내부로 떨어지는 절삭유에 포함되어 있는 입자 크기가 작은 칩을 흡착시킬 수 있도록 함을 특징으로 한다.

본 발명은 모터의 구동축에 일단이 결합된 상태에서 회전 동작하며 상부에서 떨어진 칩을 이송시키는 스크류를 자성을 띄는 자석으로 제작토록 함으로서 칩과 함께 떨어지는 절삭유에 포함되어 있는 입자 크기가 작은 칩을 효과적으로 흡착시켜 외부로 배출시킬 수 있도록 하여 칩 배출과 동시에 절삭유의 필터링 효과를 함께 구현할 수 있어 작업의 간소화 및 작업의 신속성을 구현할 수 있는 작용효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 공작기계 칩 배출장치의 구성을 입체적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1의 단면을 도시한 도면.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

본 발명은 모터의 구동축에 일단이 결합된 상태에서 회전 동작하며 상부에서 떨어진 칩을 이송시키는 스크류를 자성을 띄는 자석으로 제작토록 함으로서 칩과 함께 떨어지는 절삭유에 포함되어 있는 입자 크기가 작은 칩을 효과적으로 흡착시켜 외부로 배출시킬 수 있도록 하여 칩 배출과 동시에 절삭유의 필터링 효과를 함께 구현할 수 있도록 한 공작기계 칩 배출장치를 구현하고자 한다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 기술하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 공작기계 칩 배출장치의 구성을 입체적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 단면을 도시한 도면이다.

도 1과 도 2에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 공작기계 칩 배출장치(100)는 크게 호퍼(10)와, 이송관(20), 스크류(30) 및 배출관(40)을 포함하여 구성한다.

상기 호퍼(10)는 배출장치(100)의 외형을 구성하는 것으로서 정육면체의 형태로 상단은 개방시켜 구성하되, 그 상단 주연부는 위쪽에서 아래쪽으로 갈수록 폭이 좁혀지도록 경사(12)지게 구성한다.

상기 호퍼(10)의 후방에는 외부에서 인가된 전원으로 구동하는 모터(50)가 장착되고, 상기 모터(50)의 축(52)에는 구동샤프트(54)가 감속기어(미 도시 함)로 연결 구성되며, 상기 구동샤프트(54)는 이송관(20)의 내부에 설치되어 있는 스크류(30)와 결합되며 상기 모터(50)의 동력으로 상기 스크류(30)를 회전동작시키도록 한다.

상기 이송관(20)은 원통의 파이프 형태로 상기 호퍼(10)를 관통한 상태에서 상기 호퍼(10)의 내부 바닥면에 위치하는 관이다.

상기 호퍼(10) 내부 바닥면에 위치하는 상기 이송관(20)의 둘레면 상단은 절개시켜 개방구(22)가 형성되도록 하여 피가공물을 가공하는 과정에서 사용된 절삭유(2)와 가공과정에서 발생한 부산물인 칩(1)이 이송관 내부로 투입될 수 있도록 한다.

또한 상기 이송관(20)의 둘레면 하단에는 적어도 하나 이상의 배출구멍(34)들이 관통 형성되며, 상기 배출구멍(34)으로는 상기 이송관(20) 내부로 투입된 절삭유를 호퍼(10) 아래에 설치되어 있는 절삭유 수거탱크(60)로 배출시키게 된다.

상기 스크류(30)는 코일 형상으로 성형되어 상기 이송관(20)의 내부에 설치되는 것으로서 일단은 전술한 구동샤프트(54)에 결합되어 모터(50)의 동력으로 회전하며 상기 이송관(20) 내부로 떨어진 칩을 이송시키게 된다.

한편, 상기 스크류(30)는 자성을 띄는 자석을 이용하여 코일 형상으로 성형함에 특징이 있으며, 이는 상기 스크류(30)가 모터(50)의 동력으로 회전하며 이송관(20) 내부로 떨어진 칩을 이송시키는 과정에서 상기 이송관(20) 내부에 떨어진 절삭유에 포함되어 있는 입자 크기가 작은 칩을 효과적으로 흡착시킨 상태에서 이를 함께 이송시킬 수 있도록 하여 칩의 배출효율을 높임은 물론 절삭유의 필터링 효과까지 함께 구현할 수 있도록 하기 위함이다.

즉, 이송관(20) 내부로 투입되는 절삭유(2)에는 입자 크기가 작은 칩(1a)이 포함되어 있는 데, 이와 같이 절삭유(2)에 포함되어 있는 입자 크기가 작은 칩(1a)은 절삭유(2)의 점착력과 또한 그 크기로 인해 스크류(30)가 회전하더라도 쉽게 이송되지 않게 되는 바, 상기 스크류(30)를 자성을 띄는 자석으로 제작하게 되면 입자 크기가 작다고 하더라도 절삭유(2)에 포함되어 있는 칩(1a)을 효과적으로 흡착할 수 있으며, 따라서 절삭유(2)를 별도의 필터링 과정을 거칠 필요없이 칩(1a)의 이송과 함께 절삭유(2)의 필터링 작업을 동시에 구현할 수 있는 것이다. 이때 상기 스크류(30)에 흡착된 입자 크기가 작은 칩(1a)은 상기 스크류(30)의 회전으로 이송중에 있는 상대적으로 큰 입자 크기를 가진 칩(1)들이 부딧치며 함께 끌고가며 이송시키게 된다.

상기 배출관(40)은 상기 이송관(20)의 출구에 연결되어 상기 스크류(30)의 회전 동작으로 이송된 칩을 외부로 배출시키게 된다.

한편, 본 발명의 실시 예에서는 상기 스크류(30)를 자석으로 제작한 것으로 대표하여 기술하였으나, 필요에 따라서는 상기 스크류(30)는 일반적인 금속으로 제작하고, 상기 이송관(20)을 자성을 띄는 자석으로 대체하여 구성할 수 있으며, 이와 같이 이송관(20)을 자석으로 제작하더라도 스크류(30)를 자석으로 제작한 것과 같은 동일한 효과 즉, 절삭유(2)에 포함되어 있는 입자 크기가 작은 칩(1a)을 흡착시킨 상태에서 상기 스크류(30)의 회전으로 이송중에 있는 상대적으로 큰 입자 크기를 가진 칩(1)들이 부딧치며 함께 끌고 가며 이송시킬 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 따른 공작기계 칩 배출장치의 작용을 첨부된 도 1과 도 2를 참조하여 기술하기로 한다.

먼저, 자동화된 CNC 등의 공작기계 아래에 본 발명의 칩 배출장치(100)를 설치한 다음, 피가공물을 상기 공작기계로 가공하게 되면 절삭유(2)와 함께 다량의 칩(1)이 칩 배출장치, 바람직하게는 칩 배출장치(100)를 구성하는 호퍼(10)로 투입된 후, 이송관(20)의 개방구(22)를 통해 상기 이송관(20) 내부로 투입되어 진다.

이어서 모터(50)로 전원을 인가하면 상기 모터(50)의 축(52)에 연결되어 있는 구동샤프트(54)가 구동하며 상기 이송관(20) 내부에 설치되어 있는 스크류(30)를 회전시키게 되며, 이 과정에서 상기 이송관(20)으로 떨어진 칩(1)은 상기 스크류(30)의 회전 동작에 따라 앞쪽으로 이송되어 지고, 상기 이송관(20)으로 떨어진 절삭유(2)는 상기 이송관(20)의 둘레면 하단에 관통 형성되어 있는 배출구멍(24)을 통해 호퍼(10) 아래에 설치되어 있는 절삭유 수거탱크(60)로 수거되어 진다.

이때 상기 절삭유(2)에는 입자 크기가 작은 칩(1a)이 포함되어 있는 데, 상기 절삭유(2)에 포함되어 있는 입자 크기가 작은 칩(1a)은 절삭유(2)의 점착력과 또한 그 크기로 인해 스크류(30)가 회전하더라도 쉽게 이송되지 않게 되는 데, 본 발명은 상기 스크류(30)를 자성을 띄는 자석으로 제작하여 절삭유(2)에 포함되어 있는 칩(1a)을 스크류(30)에 흡착시킨 상태로 이송시키게 됨으로서 절삭유(2)에 포함되어 있는 미세한 칩(1a)까지 함께 이송시킬 수 있으며, 무엇보다도 절삭유(2)에 포함된 칩(1a) 제거를 통해 절삭유(2)의 필터링까지 함께 행할 수 있음으로서 작업의 간소화 및 작업의 신속성을 보장할 수 있게 된다.

10: 호퍼 20: 이송관
22: 개방구 24: 배출관
30: 스크류 40: 스크류
50: 모터 54: 구동샤프트

Claims (2)

1. 공작기계 칩 배출장치에 있어서,
   공작기계 아래에 설치되며 정육면체의 형태로 상단은 개방시켜 구성하며 그 상단 주연부는 위쪽에서 아래쪽으로 갈수록 폭이 좁혀지도록 경사(12)지게 구성한 호퍼(10)와;
   상기 호퍼(10)의 내부 바닥면에 위치하며 원통의 파이프 형태로 둘레면 상단에는 개방구(22)가 형성되어 상기 공작기계에서 떨어지는 칩(1)과 절삭유(2)가 투입되어 지는 이송관(20)과;
   상기 이송관(20)의 둘레면 하단에 형성되며 상기 이송관(20) 내부로 투입된 절삭유를 호퍼(10) 아래에 배출시키는 적어도 하나 이상의 배출구멍(34)과;
   상기 호퍼(10)의 아래에 설치되며 상기 배출구멍(34)을 통해 배출되는 절삭유를 수거하는 절삭유 수거탱크(60)와;
   상기 이송관(20)의 내부에 설치되며 일단은 상기 호퍼(10)의 후방에 설치되어 있는 모터(50)의 동력으로 회전하는 구동샤프트(54)에 결합되어 상기 모터(50)의 동력을 전달받아 회전하며 상기 이송관(20) 내부로 투입된 칩(1)을 이송시키는 스크류(30) 및;
   상기 이송관(20)의 출구에 연결되며 상기 스크류(30)의 회전 동작으로 이송중인 칩(1)을 외부로 배출하는 배출관(40)을 포함하며;
   상기 스크류(30)는 자성을 띄는 자석으로 제작하여 상기 이송관(20) 내부로 떨어지는 절삭유(2)에 포함되어 있는 입자 크기가 작은 칩(1a)을 흡착시키도록 하며;
   상기 스크류(30)에 흡착된 입자 크기가 작은 칩(1a)은 상기 스크류(30)의 회전에 따라 이송중에 있는 상대적으로 큰 입자 크기를 가진 칩(1)들이 부딧치며 함께 끌고 가며 상기 배출관을 통해 외부로 배출되어 짐을 특징으로 하는 공작기계 칩 배출장치.
   
   
   
   
   
   
   
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