KR101781742B1 - 분사노즐 - Google Patents

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KR101781742B1
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KR1020160056951A
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조명우
하석재
조용규
송기혁
김기범
김병찬
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인하대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 공작물을 절삭하는 절삭공구에 장착되어 공작물의 절삭부위를 윤활하기 위해 오일미스트 및 냉각에어를 공급하는 분사노즐에 있어서, 상기 절삭공구에 의해 절삭되는 공작물의 절삭부위에 외부의 오일미스트저장부 및 냉각에어저장부에서 공급되는 오일미스트 및 냉각에어를 분사하는 노즐부; 상기 노즐부를 좌우로 이동시키는 좌우이동부재; 상기 노즐부를 상기 절삭공구의 일측에 지지하며, 상기 노즐부의 각도를 조정하는 각도조절부재; 및 작업자가 입력한 상기 절삭공구의 직경 및 길이에 따라 상기 좌우이동부재 및 상기 각도조절부재의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 노즐부는 상기 오일미스트저장부 및 냉각에어부와 연결되며 오일미스트가 공급되는 제1관로 및 냉각에어가 공급되는 제2관로가 이격되게 구비되는 공급관체와, 상기 공급관체의 일단에 구비되며 상기 공작물에 오일미스트 및 냉각에어를 분사하는 분사홀이 구비되는 노즐을 포함하며, 상기 공급관체가 상기 좌우이동부재 및 상기 각도조절부재와 연결되고, 상기 각도조절부재는 상기 공급관체의 일단에 연결되는 제1연결단과, 상기 제1연결단과 이격되게 상기 공급관체의 타단에 연결되는 제2연결단과, 상기 제1연결단과 연결되어 상기 공급관체를 지지하는 제1지지단과, 상기 제1지지단과 인접하게 위치하며 상기 제2연결단과 연결되어 상기 공급관체를 지지하는 제2지지단과, 상기 제1지지단 및 제2지지단에 힌지 결합되며 상기 제1지지단과 상기 제2지지단을 연결하는 지지단연결부재와, 상기 제1지지단을 상하로 이동시키는 제1실린더부재와, 상기 제2지지단을 상하로 이동시키는 제2실린더부재를 포함하며, 상기 제어부에 의해 상기 제1실린더부재와 상기 제2실린더부재가 동작하여 상기 제1지지단과 상기 제2지지단이 반대방향으로 이동하여 상기 노즐부의 각도를 조절하여 오일미스트 및 냉각에어를 가공위치에 근접하여 분사하는 것을 특징으로 하는 분사노즐을 제공한다.
따라서, 절삭공구에 의해 절삭되는 공작물의 절삭부위에 오일미스트 및 냉각에어를 분사하는 노즐부를 좌우이동부재 및 각도조절부재를 이용하여 좌우이동 및 상하로 회전시킬 수 있어 오일미스트 및 냉각에어를 가공위치에 근접하여 분사할 수 있고, 제어부가 절삭공구의 길이변화 및 직경변화에 대응하여 좌우이동부재 및 각도조절부재의 동작을 제어하여 작업자가 노즐부의 위치를 조절하지 않아도 됨으로써 편의성 및 정확성을 향상시킬 수 있다

Description

분사노즐{Injection nozzle}
본 발명은 분사노즐에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공작물을 절삭하는 절삭공구에 장착되어 공작물의 절삭부위를 윤활하기 위해 외부에서 공급되는 오일미스트 및 냉각에어를 절삭부위에 공급하는 분사노즐에 관한 것이다.
대한민국 공개특허 제2011-0104600호에 기재된 배경기술을 참조하면, 일반적으로 절삭조건을 향상시키기 위해서 기계가공면에 액체상태의 절삭유를 공급하게 된다. 절삭유는 절삭가공 시 절삭부를 윤활하여 공구와 절삭칩의 마찰을 최소화하면서 절삭유의 온도를 감소시킴으로써 절삭공구의 사용수명을 연장하면서 가공면의 가공성을 향상시킴과 동시에 절삭칩을 절삭부로부터 제거하는 역할을 하므로 절삭가공에서는 필수 불가결하게 사용하여야 하는 것인 바, 절삭가공 부위에 정확하게 공급하는 것이 첫 번째 중요한 것이며, 둘째로는 절삭공구가 회동하는 등 유동적인 동작을 함에 따라 적삭유의 비산으로 작업환경을 오염시키고 나아가서는 자연환경을 오염시키는 폐유를 발생하기 때문에 최소량의 절삭유를 적재적소에 공급하여 절삭유의 기능을 극대화하는 것이 중요한 문제로 대두되고 있다.
또한, 절삭유의 사용에 따라 이에 따른 여러 가지 문제점이 발생되는데 그 중 환경문제가 크게 대두되고 있으며, 이에 따라 최근에는 절삭유를 전혀 사용하지 않거나 절삭유 대신 냉각 에어 또는 극미량의 절삭유를 미스트화하여 공급하는 오일미스트 공급장치를 사용하여 가공하고 있는 실정이다.
기존 절삭유를 절삭부위에 공급하는 장치는 공작기계 주축 스핀들 헤드에 절삭유를 공급할 수 있는 공급라인이 형성되어 있고 라인 끝단 부분에 절삭가공 부위에 절삭유를 공급하는 분출장치가 설치되어 있지만 절삭유 공급노즐이 고정되어 다양한 절삭공구를 선택적으로 사용하는 CNC 공작기계에서는 절삭유를 공급하는 노즐의 본래 기능을 발휘하지 못하는 문제점이 발생하였다.
또한, 절삭유 대신 극미량의 오일미스트 형태로 분사하거나 냉각에어를 분사시키는 공급노즐에 대해서 기존 공작기계에서는 절삭공구의 직경과 길이에 따라 작업자가 분사노즐의 방향을 결정하고, 분사노즐의 위치를 결정해야 함으로써 작업자의 성향에 따라 방향 및 위치가 변경되는 문제점이 발생하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 절삭공구에 의해 절삭가공 시 절삭부위를 윤활, 냉각, 방청하기 위해 공급하는 오일미스트 및 냉각에어를 절삭공구의 길이변화 및 직경변화에 대응하여 상하로 회전 및 좌우로 이동하면서 가공위치에 근접하여 분사할 수 있는 분사노즐을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 공작물을 절삭하는 절삭공구에 장착되어 공작물의 절삭부위를 윤활하기 위해 오일미스트 및 냉각에어를 공급하는 분사노즐에 있어서, 상기 절삭공구에 의해 절삭되는 공작물의 절삭부위에 외부의 오일미스트저장부 및 냉각에어저장부에서 공급되는 오일미스트 및 냉각에어를 분사하는 노즐부; 상기 노즐부를 좌우로 이동시키는 좌우이동부재; 상기 노즐부를 상기 절삭공구의 일측에 지지하며, 상기 노즐부의 각도를 조정하는 각도조절부재; 및 작업자가 입력한 상기 절삭공구의 직경 및 길이에 따라 상기 좌우이동부재 및 상기 각도조절부재의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 노즐부는 상기 오일미스트저장부 및 냉각에어부와 연결되며 오일미스트가 공급되는 제1관로 및 냉각에어가 공급되는 제2관로가 이격되게 구비되는 공급관체와, 상기 공급관체의 일단에 구비되며 상기 공작물에 오일미스트 및 냉각에어를 분사하는 분사홀이 구비되는 노즐을 포함하며, 상기 공급관체가 상기 좌우이동부재 및 상기 각도조절부재와 연결되고, 상기 각도조절부재는 상기 공급관체의 일단에 연결되는 제1연결단과, 상기 제1연결단과 이격되게 상기 공급관체의 타단에 연결되는 제2연결단과, 상기 제1연결단과 연결되어 상기 공급관체를 지지하는 제1지지단과, 상기 제1지지단과 인접하게 위치하며 상기 제2연결단과 연결되어 상기 공급관체를 지지하는 제2지지단과, 상기 제1지지단 및 제2지지단에 힌지 결합되며 상기 제1지지단과 상기 제2지지단을 연결하는 지지단연결부재와, 상기 제1지지단을 상하로 이동시키는 제1실린더부재와, 상기 제2지지단을 상하로 이동시키는 제2실린더부재를 포함하며, 상기 제어부에 의해 상기 제1실린더부재와 상기 제2실린더부재가 동작하여 상기 제1지지단과 상기 제2지지단이 반대방향으로 이동하여 상기 노즐부의 각도를 조절하여 오일미스트 및 냉각에어를 가공위치에 근접하여 분사하는 것을 특징으로 하는 분사노즐을 제공한다.
본 발명에 따른 분사노즐에 있어서, 상기 분사홀은 상기 제1관로 및 제2관로와 연통될 수 있다.
상기 좌우이동부재는 상기 공급관체에 일단이 장착되는 장착단과, 상기 장착단의 타단에 연결되며 상기 장착단을 좌우로 이동시키는 실린더부재를 포함할 수 있다.
상기 각도조절부재는 상기 공급관체의 일단에 연결되는 제1연결단과, 상기 제1연결단과 이격되게 상기 공급관체의 타단에 연결되는 제2연결단과, 상기 제1연결단과 연결되어 상기 공급관체를 지지하는 제1지지단과, 상기 제1지지단과 인접하게 위치하며 상기 제2연결단과 연결되어 상기 공급관체를 지지하는 제2지지단과, 상기 제1지지단 및 제2지지단에 힌지 결합되며 상기 제1지지단과 상기 제2지지단을 연결하는 지지단연결부재와, 상기 제1지지단을 상하로 이동시키는 제1실린더부재와, 상기 제2지지단을 상하로 이동시키는 제2실린더부재를 포함할 수 있으며, 상기 제1지지단과 상기 제2지지단이 반대방향으로 이동할 수 있다.
상기 제어부는 상기 실린더부재와 상기 제1실린더부재 및 상기 제2실린더부재의 동작을 제어할 수 있으며, 상기 노즐부로 오일미스트 및 냉각에어를 선택적으로 공급할 수 있다.
본 발명에 따른 분사노즐을 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 절삭공구에 의해 절삭되는 공작물의 절삭부위에 오일미스트 및 냉각에어를 분사하는 노즐부를 좌우이동부재 및 각도조절부재를 이용하여 좌우이동 및 상하로 회전시킬 수 있어 오일미스트 및 냉각에어를 가공위치에 근접하여 분사할 수 있다.
둘째, 제어부가 절삭공구의 길이변화 및 직경변화에 대응하여 좌우이동부재 및 각도조절부재의 동작을 제어하여 작업자가 노즐부의 위치를 조절하지 않아도 됨으로써 편의성 및 정확성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 분사노즐의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 노즐부가 좌우이동부재에 의해 좌우로 이동하는 상태를 도시한 도면이다.
도 3과 도 4는 도 1에 도시된 노즐부가 각도조절부재에 의해 상하로 회전하는 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 노즐부의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 분사노즐(100)은 공작물(20)를 절삭가공하는 절삭공구(10)에 장착되어 공작물(20)의 절삭부위를 윤활하깅 위해 오일미스트 및 냉각에어를 공급하기 위한 것으로, 노즐부(110)와, 좌우이동부재(120)와, 각도조절부재(130)와, 제어부(140)를 포함한다.
상기 노즐부(110)는 상기 절삭공구(10)에 의해 절삭되는 공작물(20)의 절삭부위에 오일미스트 및 냉각에어를 분사하며, 상기 노즐부(110)로 오일미스트 및 냉각에어는 각각 외부의 오일미스트저장부(30) 및 냉각에어저장부(40)에서 공급한다.
상기 노즐부(110)는 공급관체(112)와 노즐(114)를 포함하고, 상기 공급관체(112)는 외부의 오일미스트저장부(30) 및 냉각에어부(40)와 호스 등과 같은 연결부재를 이용하여 연결되며, 상기 공급관체(112)에는 제1관로(112a)와 제2관로(112b)가 구비된다.
상기 제1관로(112a)와 상기 제2관로(112b)는 이격되게 구비되며, 상기 제1관로(112a)로는 상기 오일미스트저장부(30)에서 공급되는 오일미스트가 이동하고, 상기 제2관로(112b)로는 상기 냉각에어부(40)에서 공급되는 냉각에어가 이동한다.
상기 노즐(114)은 상기 공급관체(112)의 일단에 일체로 구비되며, 상기 노즐(114)에는 상기 공작물(20)에 외부에서 공급되어 상기 제1관로(112a) 및 제2관로(112b)를 이동한 오일미스트 및 냉각에어를 분사하는 분사홀(114a)이 구비되며, 상기 분사홀(114a)은 상기 제1관로(112a) 및 상기 제2관로(112b)와 연통되는 것이 바람직하다. 상기 공급관체(112)의 제1관로(112a)와 제2관로(112b)에는 상기 오일미스트저장부(30) 및 냉각에어부(40)와 일단이 연결된 호스 등과 같은 연결부재의 타단이 삽입됨으로써 상기 오일미스트저장부(30) 및 냉각에어부(40)에서 오일미스트 및 냉각에어가 상기 공급관체(112)로 공급되게 된다.
상기 노즐부(110)는 좌우이동부재(120)와 각도조절부재(130)에 의해 좌우로 이동되거나 상하로 회전하게 되며, 상기 노즐부(110)의 공급관체(112)가 상기 좌우이동부재(120) 및 각도조절부재(130)와 연결된다.
상기 좌우이동부재(120)는 장착단(122)과 실린더부재(124)를 포함한다. 상기 장착단(122)의 일단은 상기 공급관체(112)와 연결되고, 상기 장착단(122)의 타단에 상기 실린더부재(124)가 연결되며, 상기 장착단(122)은 상기 실린더부재(124)의 구동에 의해 좌우로 이동하게 된다. 상기 장착단(122)의 일단은 상기 공급관체(112)를 감싸는 형상을 가지며, 상기 실린더부재(124)의 일단은 상기 장착단(122)의 타단에 힌지결합됨으로써 상기 실린더부재(124)의 동작에 의해 상기 공급관체(112)가 좌우로 이동하게 된다.
상기 각도조절부재(130)는 상기 노즐부(110)를 상기 절삭공구(10)의 일측에서 지지하며, 상기 절삭공구(10)에 의해 절삭되는 공작물(20)의 절삭부위로 오일미스트 및 냉각에어를 분사하는 노즐부(110)의 각도를 조절하는 역할을 한다.
상기 각도조절부재(130)는 제1연결단(131), 제2연결단(132), 제1지지단(133), 제2지지단(134), 지지단연결부재(135), 제1실린더부재(136) 및 제2실린더부재(137)를 포함한다.
상기 제1연결단(131)은 상기 공급관체(112)의 일단에 장착되어 연결되고, 상기 제2연결단(132)는 상기 제1연결단(131)과 이격되게 상기 공급관체(112)의 타단에 장착되어 연결된다. 상기 제1연결단(131)과 상기 제2연결단(132)은 상기 공급관체(112)의 둘레면을 감싸는 형상을 가지는 것이 바람직하며, 상기 공급관체(112)는 상기 제1연결단(131)과 제2연결단(132)의 사이에서 상기 좌우이동부재(120)에 의해 이동되는 것이 바람직하다.
상기 제1연결단(131)은 상기 제1지지단(133)과 연결되고, 상기 제2연결단(132)는 상기 제2지지단(134)과 연결되며, 상기 제1지지단(133)과 상기 제2지지단(134)는 이격되게 위치하고, 상기 제1연결단(131)과 상기 제1지지단(133) 및 상기 제2연결단(132)과 상기 제2지지단(134)은 각각 힌지결합되는 것이 바람직하다.
이격되게 위치하는 상기 제1지지단(133)과 상기 제2지지단(134)는 지지단연결부재(135)에 의해 연결되며, 상기 지지단연결부재(135)와 상기 제1지지단(133), 상기 제2지지단(134)은 힌지결합된다.
상기 지지단연결부재(135)와 상기 제1지지단(133) 및 상기 제2지지단(134)이 힌지결합되고, 상기 제1연결단(131)과 상기 제1지지단(133) 및 상기 제2연결단(132)과 상기 제2지지단(134)이 힌지결합됨으로써 상기 제1지지단(133)과 상기 제2지지단(134)이 교차되게 상하로 이동 시 상기 제1연결단(131) 및 제2연결단(132)에 의해 상기 제1지지단(133)과 상기 제2지지단(134)에 연결된 상기 공급관체(112)가 상하로 회전하게 된다.
상기 제1연결단(131)과 일단이 연결된 상기 제1지지단(133)의 타단은 제1실린더부재(136)와 연결되어 상기 제1실린더부재(136)의 동작에 의해 상하로 이동하게 되고, 상기 제2연결단(132)과 일단이 연결된 상기 제2지지단(134)의 타단은 제2실린더부재(137)와 연결되어 상기 제2실린더부재(137)의 동작에 의해 상하로 이동하게 된다. 상기 제1실린더부재(136), 제2실린더부재(137) 및 상기 좌우이동부재(120)의 실린더부재(124)는 일반적으로 유압에 의해 축을 승하강시키는 것으로, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 제1실린더부재(136)과 상기 제2실린더부재(137)은 후술되는 제어부(140)에 의해 반대방향으로 동작하는 것이 바람직하며, 상기 제1지지단(133)과 상기 제2지지단(134)는 제어부(140)에 의해 반대방향으로 이동하는 것이 바람직하다.
상기 제어부(140)는 작업자가 입력한 절삭공구(10)의 직경 및 길이에 따라 상기 좌우이동부재(120) 및 상기 각도조절부재(130)의 동작을 제어하는 역할 및 상기 노즐부(110)를 통해 공작물(20)의 절삭부위에 오일미스트 및 냉각에어를 선택적으로 공급하는 역할을 한다.
작업자가 공작물(20)를 절삭가공하는 절삭공구(10)의 직경 및 길이를 입력하면 상기 제어부(140)는 상기 좌우이동부재(120)의 실린더부재(124), 상기 각도조절부재(130)의 제1실린더부재(136) 및 제2실린더부재(137)를 동작시켜 상기 노즐부(110)를 좌우이동 및 상하로 회전시켜 상기 노즐부(110)를 통해 외부에서 공급되는 오일미스트 및 냉각에어를 가공위치에 근접하여 분사할 수 있게 된다.
따라서, 절삭공구(10)에 의해 절삭되는 가공물(20)의 절삭부위에 오일미스트 및 냉각에어를 분사하는 노즐부(110)를 좌우이동부재(120) 및 각도조절부재(130)를 이용하여 좌우이동 및 상하로 회전시킬 수 있어 오일미스트 및 냉각에어를 가공위치에 근접하여 분사할 수 있고, 제어부(140)가 절삭공구(10)의 길이변화 및 직경변화에 대응하여 좌우이동부재(120) 및 각도조절부재(130)의 동작을 제어하여 작업자가 노즐부(110)의 위치를 조절하지 않아도 됨으로써 편의성 및 정확성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100 : 분사노즐 110 : 노즐부
112 : 공급관체 114 : 노즐
120 : 좌우이동부재 122 : 장착단
124 : 실린더부재 130 : 각도조절부재
131 : 제1연결단 132 : 제2연결단
133 : 제1지지단 134 : 제2지지단
135 : 지지단연결부재 136 : 제1실린더부재
137 : 제2실린더부재 140 : 제어부

Claims (6)

  1. 공작물을 절삭하는 절삭공구에 장착되어 공작물의 절삭부위를 윤활하기 위해 오일미스트 및 냉각에어를 공급하는 분사노즐에 있어서,
    상기 절삭공구에 의해 절삭되는 공작물의 절삭부위에 외부의 오일미스트저장부 및 냉각에어저장부에서 공급되는 오일미스트 및 냉각에어를 분사하는 노즐부;
    상기 노즐부를 좌우로 이동시키는 좌우이동부재;
    상기 노즐부를 상기 절삭공구의 일측에 지지하며, 상기 노즐부의 각도를 조정하는 각도조절부재; 및
    작업자가 입력한 상기 절삭공구의 직경 및 길이에 따라 상기 좌우이동부재 및 상기 각도조절부재의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 노즐부는,
    상기 오일미스트저장부 및 냉각에어부와 연결되며 오일미스트가 공급되는 제1관로 및 냉각에어가 공급되는 제2관로가 이격되게 구비되는 공급관체와,
    상기 공급관체의 일단에 구비되며 상기 공작물에 오일미스트 및 냉각에어를 분사하는 분사홀이 구비되는 노즐을 포함하며,
    상기 공급관체가 상기 좌우이동부재 및 상기 각도조절부재와 연결되고,
    상기 각도조절부재는,
    상기 공급관체의 일단에 연결되는 제1연결단과,
    상기 제1연결단과 이격되게 상기 공급관체의 타단에 연결되는 제2연결단과,
    상기 제1연결단과 연결되어 상기 공급관체를 지지하는 제1지지단과,
    상기 제1지지단과 인접하게 위치하며 상기 제2연결단과 연결되어 상기 공급관체를 지지하는 제2지지단과,
    상기 제1지지단 및 제2지지단에 힌지 결합되며 상기 제1지지단과 상기 제2지지단을 연결하는 지지단연결부재와,
    상기 제1지지단을 상하로 이동시키는 제1실린더부재와,
    상기 제2지지단을 상하로 이동시키는 제2실린더부재를 포함하며,
    상기 제어부에 의해 상기 제1실린더부재와 상기 제2실린더부재가 동작하여 상기 제1지지단과 상기 제2지지단이 반대방향으로 이동하여 상기 노즐부의 각도를 조절하여 오일미스트 및 냉각에어를 가공위치에 근접하여 분사하는 것을 특징으로 하는 분사노즐.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 분사홀은 상기 제1관로 및 제2관로와 연통되는 것을 특징으로 하는 분사노즐.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 좌우이동부재는,
    상기 공급관체에 일단이 장착되는 장착단과,
    상기 장착단의 타단에 연결되며 상기 장착단을 좌우로 이동시키는 실린더부재를 포함하는 분사노즐.
  5. 삭제
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어부는 상기 실린더부재와 상기 제1실린더부재 및 상기 제2실린더부재의 동작을 제어하며, 상기 노즐부로 오일미스트 및 냉각에어를 선택적으로 공급하는 것을 특징으로 하는 분사노즐.
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