KR101518044B1 - 대면적 박판형상의 흑연성형치구 가공용 공압지그 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대면적 박판형상의 흑연성형치구 가공용 공압지그에 관한 것으로, 보다 상세하게는 취성이 강해 깨지기 쉬운 대면적 박판(薄板) 형상의 흑연가공물을 흑연성형치구로 가공하기 위해 공기의 부압(흡인력)으로 고속가공기 등 공작기계에 신속하고 안전하게 고정시키는데 사용되는 공압지그에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 취성이 강하고 대면적 박판형상으로 인해 외부의 충격에 쉽게 깨지거나 균열이 발생할 수 있는 대면적 박판형상의 흑연가공물을 다수개의 흡입관통공이 형성되어 흡입판에 장착한 후 부압으로 용이하게 흡착 고정시킴으로써 대면적 박판형상의 흑연가공물을 공압지그에 설치하는 셋팅시간을 대폭 줄일 수 있으며, 취성이 강한 대면적 박판형상의 흑연가공물에 무리한 힘이 가해지지 않아 가공 시 흑연가공물의 균열 또는 파손이 감소하고 가공생산성이 개선되는 효과가 있다.

Description

대면적 박판형상의 흑연성형치구 가공용 공압지그{A PNEUMATIC JIG FOR WORKING GRAPHITE FORMING FIXTURE WITH THE SHAPE OF LARGE-AREA SHEET}

본 발명은 대면적 박판형상의 흑연성형치구 가공용 공압지그에 관한 것으로, 보다 상세하게는 취성이 강해 깨지기 쉬운 대면적 박판(薄板) 형상의 흑연가공물을 흑연성형치구로 가공하기 위해 공기의 부압(흡인력)으로 고속가공기 등 공작기계에 신속하고 안전하게 고정시키는데 사용되는 공압지그에 관한 것이다.

종래의 스마트폰은 전면부의 커버글라스에 평판형 유리(Flat Glass)를 사용하는 것이 대세였으나, 최근에는 휘어진 곡면 유리(Curved Glass)를 채용하기 시작했다. 또한, 차세대 모바일 기술로 예견되는 웨어러블 기기(Wearable Device)도 커버글라스에 곡면 유리를 탑재하기 시작했다. 이와 같은 곡면 커버글라스는 평판형 스마트폰이나 웨어러블 기기보다 미적 감각이나 착용감, 기능성 등 많은 장점을 지니고 있어 앞으로 점차 3D, 6D 곡면 형상의 스마트폰이나 웨어러블 기기로 대체될 전망이다.

그러나, 이와 같은 3D, 6D 곡면 형상의 스마트폰이나 웨어러블의 곡면 커버글라스를 가공하는 기술은 초기 단계의 기술로서 상용화된 기술은 일부에 불과한 실정이다.

그러한 기술 중 하나는 곡면 유리를 제조하기 위해 특수하게 제작된 치공구를 사용하여 고온 가열로에서 커버글라스를 연와시켜 자중으로 곡면 형상으로 가공하는 커버글라스의 곡면 가공방법으로 한국 등록특허 10-1260434호에 개시되어 있다.

한국 등록특허 10-1260434호에는 도 1에 도시된 바와 같이, 일정 면적을 갖는 평판형의 박막 커버 글라스가 안착되는 하부 베이스; 상기 하부 베이스에 안착된 커버 글라스의 상면을 자중에 의해 압착하는 상부 베이스; 상기 평판형의 박막 커버 글라스의 상하좌우측 일면 중, 어느 한쪽 이상의 일면을 커버 글라스가 용융되지 않고 적은 연성을 띄는 650~750℃ 사이의 고온상태에서 자중에 의해 리프레싱하여 곡면형상으로 성형하는 밴딩부를 포함하며, 상기 밴딩부의 저면 일부는 일정각도로 하향경사진 곡선면을 이루고, 상기 하부 베이스에서 상기 밴딩부가 안착되는 부위에는 상기 밴딩부의 곡선면과 대응되는 하향경사진 곡선면이 형성되되, 상기 밴딩부의 곡선면과, 하부 베이스의 곡선면 사이의 간격은 상기 커버 글라스의 두께와 동일하게 형성된 것을 특징으로 하는 리프레싱 공정에 의한 터치 패널용 3D 형상 커버 글라스의 제조금형이 개시되어 있으나, 상기 리프레싱 공정에 의한 터치 패널용 3D 형상 커버 글라스의 제조금형을 어떤 재질로, 어떤 가공기와 어떤 성형치구를 이용하여 가공하는지에 대해서는 아무런 기재가 없다.

한편, 상기한 종래 기술은 커버 글라스를 제조하는 성형치구(금형)를 스테인레스계의 금속 재질을 사용하고 있다. 이러한 스테인레스계 금속 재질의 성형치구는 재질이 질기고 강해서 고속 가공이 불가능하여 가공 생산성이 낮을 뿐만 아니라, 커버 글라스를 밴딩시키기 위해 고온의 가열로에서 일정 시간 노출되므로 열수축에 의해 변형이 발생하거나 가열, 냉각을 반복하게 되어 산화 및 균열이 발생하는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 고온의 환경에서도 열변형, 산화 등이 일어나지 않고 성형성이 뛰어나 복잡한 형상도 용이하게 구현할 수 있는 재질인 흑연으로 제조된 성형치구(금형)가 필요한 실정이나 이러한 흑연성형치구는 흑연이 가진 강한 취성으로 인해 외부의 충격에 쉽게 깨지거나 균열이 일어날 수 있어 종래 볼트 또는 바이스로 피가공 흑연가공물을 고정시켜 고속가공기로 가공을 할 경우 균열 또는 파손으로 불량이 되거나 가공정밀도가 떨어져 흑연성형치구로 사용할 수 없는 등의 문제점이 있다.

또한, 최근에는 휴대폰 및 패드 등의 화면사이즈가 점점 대형화되고 있어 이러한 대면적의 커버 글라스를 밴딩시키기 위한 대면적 박판형상의 흑연성형치구가 요구되고 있으나, 이러한 대면적 박판형상의 흑연성형치구를 가공하기 위해 대면적 박판형상의 흑연가공물을 고정시키기 위한 지그로는 종래 볼트 또는 바이스에 불과하여 대면적 박판형상의 피가공 흑연가공물을 고속가공기 등 공작기계의 플레이트에 볼트 또는 바이스로 고정시켜 가공할 경우 많은 불량이 생기는 심각한 문제점이 있다.

1. 한국 등록특허 10-1260434호(2013년 05월 06일)

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 대면적 박판형상의 흑연성형치구를 성형가공하기 위해 대면적 박판형상으로 황삭 가공된 피가공 흑연가공물을 공기의 부압으로 흡착 고정시킴으로서 취성이 강한 흑연가공물이 볼트 또는 바이스 등과 같은 기구적인 장치와 접촉하지 않고 신속하게 밀착 고정되도록 하여 가공 시 흑연가공물이 균열 또는 파손되지 않도록 하고, 대면적 박판형상의 흑연가공물을 고속가공기 등 공작기계의 플레이트에 신속하고 안정되게 장착 고정시켜 정밀하게 가공할 수 있도록 하는 대면적 박판형상의 흑연성형치구 가공용 공압지그를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 본 발명의 목적은, 박판 형상을 가진 직육면체로서, 상기 직육면체의 외연부에 깊이 방향으로 결합체결공이 관통되어 형성되고, 상기 직육면체의 중앙 양측 하부면에는 상부쪽으로 함몰된 중앙부공간이 각각 형성되며, 상기 각 중앙부공간 사이에는 상기 중앙부공간을 서로 연통시키는 연결공간이 형성되며, 상기 각각의 중앙부공간 상부면과 상기 연결공간 상부면에는 깊이 방향으로 흡입관통공이 다수 형성된 흡입판이 위치하도록 구성된 상부플레이트와; 상기 상부플레이트와 체결볼트 조임으로 상호 일체로 결합되는 박판 형상을 가진 직육면체로서, 외연부에는 상기 상부플레이트에 형성된 결합체결공과 일치하는 위치에 체결나사부가 형성되며, 상기 상부플레이트의 각 중앙부공간과 연결공간에 대응하는 위치에는 하부쪽으로 함몰된 중앙부공간 및 연결공간이 형성된 하부플레이트와; 상기 상부플레이트와 하부플레이트의 어느 한쪽 일측면에 결합 고정되어 상기 각 중앙부공간 및 연결공간과 연통되어 외부 진공 발생 장치와 연결되는 적어도 하나 이상의 연결구로 이루어지는 대면적 박판형상의 흑연성형치구 가공용 공압지그에 의해 달성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명은, 취성이 강하고 대면적 박판형상으로 인해 외부의 충격에 쉽게 깨지거나 균열이 발생할 수 있는 대면적 박판형상의 흑연가공물을 다수개의 흡입관통공이 형성되어 흡입판에 장착한 후 부압으로 용이하게 흡착 고정시킴으로써 대면적 박판형상의 흑연가공물을 공압지그에 설치하는 셋팅시간을 대폭 줄일 수 있으며, 취성이 강한 대면적 박판형상의 흑연가공물에 무리한 힘이 가해지지 않아 가공 시 흑연가공물의 균열 또는 파손이 감소하고 가공생산성이 개선되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 곡면 유리 제조용 성형치구를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 대면적 박판형상의 흑연가공물을 고정시키는 공압지그를 나타낸 사시도(a) 및 절개 단면도(b), (c), (d).
도 3은 도 2에 대면적 박판형상의 흑연가공물이 장착 결합된 상태를 나타내는 사시도(a) 및 절단 단면도(b).
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 대면적 박판형상의 흑연가공물을 고정시키는 공압지그를 평면절개 단면도

이하, 본 발명의 대면적 가공물을 고정시키는 공압지그의 바람직한 실시예를 첨부된 도 2 내지 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 대면적 박판형상의 흑연가공물(A)을 고정시키는 공압지그(00)를 나타낸 사시도 및 절개 단면도로서, 본 발명에 따른 공압지그(00)는 통상 고속가공기(미도시) 등 공작기계의 플레이트 상면에 볼트체결로 설치 고정된다. 따라서, 상기 공압지그(00)의 하부면은 기본적으로 평탄하며, 하부면의 일부에는 볼트체결을 위한 나사공이 형성될 수도 있다. 그리고, 본 발명의 공압지그(00)의 재질은 가공성이 뛰어나 복잡한 형상구현이 용이하고 온도변화에도 변형이 적고 재료비 및 가공비가 저렴한 흑연이나 내구성이 뛰어난 동이나 알루미늄 등의 금속재질로 제작되어도 무방하다.

본 발명의 실시예에 따른 공압지그(00)는 도 2의 (a)~(d)에 도시된 바와 같이, 상부플레이트(100)와 하부플레이트(200)가 서로 맞대어 일체로 결합되고, 연결구(300)는 상부플레이트(100)의 양측면에 결합된다.

상기 상부플레이트(100)는 박판 형상을 가진 직육면체로서, 직육면체의 상부면 외연부에는 깊이 방향으로 결합체결공(140)이 일정 간격으로 관통되어 형성되고, 상기 직육면체의 중앙 양측 하부면은 상부쪽으로 함몰되어 공기가 순환하는 중앙부공간(110)이 각각 형성된다. 그리고, 상기 각 중앙부공간 사이에는 상기 중앙부공간을 서로 연통시키는 연결공간(160)이 형성되어 상기 연결구(300)를 통해 양측의 중앙부공간의 공기가 흡입될 수 있도록 한다.

대면적 박판형상의 흑연가공물(A)이 안착되는 상기 양측 중앙부공간(110)의 상부면과 상기 연결공간 상부면에는 상기 흑연가공물을 흡입 고정시키는 흡입판(130)이 형성되는데, 이 흡입판(130)에는 깊이 방향으로 공기가 연통될 수 있도록 다수 개의 흡입관통공(120)이 형성된다.

상기 흡입판(130)에 형성된 흡입관통공(120)은 양측의 중앙부공간(110)과 연결공간(160)에 부압이 형성되면 상부에 밀착되는 대면적 박판형상의 흑연가공물(A)을 하방으로 흡인시켜 고정시킨다. 따라서, 흡입관통공(120)의 이격거리는 흡입판(130)의 강도를 약화시키지 않도록 흡입관통공(120)의 직경보다 큰 것이 바람직하며, 균일하게 흡인하중을 분산시키기 위하여 등간격으로 배치하는 것이 바람직하다. 또한, 흡입판(130)의 상부면은 대면적 박판형상의 흑연가공물(A)의 하부면과 완전하게 밀착될 수 있도록 수평면을 이루게 한다.

그리고, 과도한 흡인하중에 의해 대면적 박판형상의 흑연가공물(A) 및 흡입판(130)의 중앙부가 하방으로 처지지 않도록 도 2(a) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 중앙부공간(110)을 몸체 양측으로 분할하고 중앙부공간 사이를 중앙부공간(110)의 폭보다 좁은 연결공간(160)으로 연결하고 연결공간 측면부는 상부 및 하부플레이트가 맞물리도록 하여 대면적 박판형상의 흑연가공물(A) 및 흡입판(13)의 중앙부가 자체 하중 및 흡인하중으로 처지지 않도록 지지하도록 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 하부플레이트(200)는 상부플레이트(100)와 대칭의 형상, 즉 상기 상부플레이트의 각 중앙부공간(110) 및 연결공간(160)에 대응하는 위치에 하부쪽으로 함몰된 공간부가 형성되어 상기 상부플레이트(100)와 서로 맞물려 중앙부공간(110) 및 연결공간(160)을 형성한다. 상기 상부플레이트의 외연부와 접촉하여 맞물리는 하부플레이트(200)의 외연부에는 상부플레이트(100)에 형성된 결합체결공(140)과 일치하는 위치에 체결나사부(220)가 형성된다.

따라서, 상부플레이트(100)와 하부플레이트(200)의 외연부는 상기 결합체결공(140) 및 체결나사부(220)를 통하여 체결볼트(150)의 삽입 및 조임으로 상호 밀착되어 기밀이 유지되고 서로 일체로 결합된다.

또한, 상부플레이트(100)와 하부플레이트(200)의 어느 한쪽의 일측면에는 상기 각 중앙부공간(110) 및 연결공간(160)과 외부 진공 발생 장치를 연결시켜주는 연결구(300)가 결합 고정된다. 상기 연결구(300)를 나사고정시킬 수 있도록 상부 또는 하부플레이트(100, 200)의 어느 한쪽의 일측면에는 중앙부공간(110)과 연통되는 나사부가 형성된 결합구가 형성되어 있고, 이 결합구에 결합나사부(320)가 나사결합되어 연결구(300)가 고정된다.

상기 결합나사부(320)가 형성된 연결구(300) 쪽은 중앙부공간(110)과 연통되고, 다른 쪽은 진공호스와 커플링되는 퀵커넥터(330)로 이루어져 진공발생장치에 연결된다.

이와 같이 결합된 연결구(300)는 중앙부공간(110)을 부압(진공) 상태로 유지시키기 위하여 외부 진공 발생 장치(미도시)에 플렉시블한 진공 호스(미도시)로 연결된다. 진공 발생 장치는 필요한 부압을 발생할 수 있으면 압축공기로 작동되는 벤츄리 관이나 진공펌프 어느 것을 사용해도 무방하다.

이와 같이, 대면적 박판형상의 흑연성형치구로 사용되는 피가공 흑연가공물(A)은, 종래와 같이 볼트 또는 바이스로 고정을 하지 않고 공압에 의한 흡착방식으로 신속하고 용이하게 본 발명의 공압지그(00)에 밀착 고정되므로 대면적 박판형상의 흑연가공물을 지그에 셋팅하는 시간이 종래 방식에 비해 대폭 줄어들며, 취성이 강하고 대면적 박판형상의 흑연가공물(A)이 볼트 또는 바이스 등과 같은 기구적인 장치와 접촉하지 않고 밀착 고정되므로 흑연가공물이 균열 또는 파손되는 문제가 해소된다.

A: 대면적 박판형상의 흑연가공물
00: 공압지그
100: 상부플레이트 110: 중앙부공간
120: 흡입관통공 130: 흡입판
140: 결합체결공 150: 체결볼트
160: 연결공간
200: 하부플레이트 220: 체결나사부
300: 연결구 320: 결합나사부
330: 퀵커넥터

Claims (2)

1. 박판 형상을 가진 직육면체로서, 상기 직육면체의 외연부에 깊이 방향으로 결합체결공이 관통되어 형성되고, 상기 직육면체의 중앙 양측 하부면에는 상부쪽으로 함몰된 중앙부공간이 각각 형성되며, 상기 각 중앙부공간 사이에는 상기 중앙부공간을 서로 연통시키는 연결공간이 형성되며, 상기 각각의 중앙부공간 상부면과 상기 연결공간 상부면에는 깊이 방향으로 흡입관통공이 다수 형성된 흡입판이 위치하도록 구성된 상부플레이트와;
   상기 상부플레이트와 체결볼트 조임으로 상호 일체로 결합되는 박판 형상을 가진 직육면체로서, 외연부에는 상기 상부플레이트에 형성된 결합체결공과 일치하는 위치에 체결나사부가 형성되며, 상기 상부플레이트의 각 중앙부공간과 연결공간에 대응하는 위치에는 하부쪽으로 함몰된 중앙부공간 및 연결공간이 형성된 하부플레이트와;
   상기 상부플레이트와 하부플레이트의 어느 한쪽 일측면에 결합 고정되어 상기 각 중앙부공간 및 연결공간과 연통되어 외부 진공 발생 장치와 연결되는 적어도 하나 이상의 연결구;
   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대면적 박판형상의 흑연성형치구 가공용 공압지그.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 연결구의 한쪽은 상기 하부 또는 상부플레이트의 일측면에 결합되는 결합나사부를 가지며, 다른 쪽은 진공호스와 커플링되는 퀵커넥터인 것을 특징으로 하는 대면적 가공물을 고정시키는 공압지그.
   

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