KR101841101B1

KR101841101B1 - 초음파 커터 및 연마기

Info

Publication number: KR101841101B1
Application number: KR1020160099567A
Authority: KR
Inventors: 이승철
Original assignee: 주식회사동일기연
Priority date: 2016-08-04
Filing date: 2016-08-04
Publication date: 2018-03-22
Also published as: KR20180015937A

Abstract

본 발명에 따른 초음파 커터 및 연마기는, 컨트롤박스와, 상기 컨트롤박스에 의하여 작동되는 핸드피스를 포함하는 초음파 커터 및 연마기에 있어서, 상기 핸드피스는, 진동이 발생되는 세라믹 트랜스듀서와, 상기 세라믹 트랜스듀서에 일단이 고정되어 진동되며 타단에는 컨넥터가 고정되는 고정부가 설치된 혼과, 상기 혼의 고정부에 착탈가능하게 고정되는 컨넥터와, 상기 컨넥터에 고정되는 교환체를 포함하고, 상기 교환체는 절단용으로 사용되는 커터나 금형의 연마용으로 사용되는 연마봉이 서로 교환가능하게 고정되어, 초음파 진동을 이용하여 제품의 절단이나 연마에 사용되는 것으로서 컨넥터상에 커터와 연마봉과 같은 교환체를 교환가능하게 설치하고 상기 컨넥터상에서 교환체가 요동이 없이 설치되어 안전하게 커팅작업이나 연마작업을 수행할 수가 있으며 교환체의 종류를 커터 또는 연마봉으로 임의로 교환하여 사용하는 것이 가능하게 된다.

Description

초음파 커터 및 연마기{ A ultrasonic waves cutter }

본 발명은 초음파 커터 및 연마기에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 초음파 진동을 이용하여 제품의 절단이나 연마에 사용되는 것으로서 컨넥터상에 커터와 연마봉과 같은 교환체를 교환가능하게 설치하고 상기 컨넥터상에서 교환체가 요동이 없이 설치되어 안전하게 커팅작업이나 연마작업을 수행할 수가 있으며 교환체의 종류를 커터 또는 연마봉으로 임의로 교환하여 사용하는 것이 가능하게 되어 사용효율이 제고되는 초음파 커터 및 연마기에 관한 것이다.

일반적으로 초음파 커터는 초음파 진동에 의한 절삭을 수행하는 커터로 진동부에 결합된 공구와 상대적인 매체의 순간적 충돌에 의해 대상물을 미세하게 절삭하는 가공장치를 말하는 것이며, 근원은 파동에너지의 한 분류인 음파(음성에너지)중 사람의 감청 범위 밖의 주파수인 초음파의 특성을 이용해 제작되는 것으로 범위를 세분화하면 초음파의 정보적인면과 동력적인면 중 동력적인 부분을 이용 제작된 것이 초음파 커터이며, 이와 같은 초음파 커터는 초음파의 발생에 의해 정지된 물체 또는 매질이 진동을 하게되면 운동 에너지와 분자력에 의해 위치 에너지가 존재하게 되며, I∝A2F2 에서와 같이, 에너지(I)는 파동의 진폭(A),주파수(F)에 각각 제곱에 비례하고 진폭이 크거나 진동수가 많을수록 에너지의 크기도 비례하며, 매질 성분과 파워가 클수록 전달 범위도 비례하게 된다.

또한, 초음파의 경우 고체>액체(물)>기체>공기>진공 등의 순으로 전파속도가 뛰어나기 때문에 고체이며 같은 매질일 경우 초음파의 특성을 최대로 살려 활용 할 수 있으나, 종래의 초음파 커터는 30W에 40Khz를 사용함으로서 인쇄 기판의 패턴 수정, 공업용 하드 보드지 절곡 및 절단, 산업 미술용 커팅 작업, 산업 원단의 커팅 작업 등의 커팅(CUTTING)을 목적으로 하는 한정된 작업에 사용되어 왔으며, 혼을 알루미늄으로 제작함으로서 장시간 사용시 고열이 발생되고, 세라믹 소자의 수명을 단축시키며, 커팅효과의 균일한 출력에 대응력이 낮아지는 문제점이 있었으며, 또한, 상기와 같은 종래의 알루미늄 혼 경우 50W의 고출력을 사용하면 주파수의 전달력(傳達力), 장시간 사용시 열발생율(熱發生率), 혼의 내구성(耐久性), 발진부(拔進部)와의 접촉력(接觸力)등이 현저하게 저하되는 문제점을 나타내므로 커팅을 목적으로 하는 한정된 작업에 사용하게 되는 문제점이 있었던 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 한국 특허 제10-0396876호에는 '초음파 진동을 이용한 초음파 절단 및 연마장치'라는 명칭의 특허가 제안된 바가 있으나, 상기 특허는 위에 기술된 종래의 문제점을 해결하였으나, 상기의 핸드가공기는 중앙케이스(11)와 선단케이스(14) 및 후단케이스(15) 내에 지지바아(16)에 의해 연결되는 헤드혼(17)과 리어혼(19)을 고정구(29)로 고정하고, 그 헤드혼(17)과 리어혼(19) 사이에는 다수의 진동자(20)(21)(22)(23)와 전극판(24)(25)(26)(27)을 설치하여 케이블(6)의 전선(7)(8)을 전극판(24)(25)(26)(27)에 접속한 후, 상기 헤드혼(17)의 선단에는 툴헤드(32)가 나사(31)에 의해 착탈되는 연결구(30)를 착탈할 수 있도록 구성되어 있으므로, 상기 핸드가공기는 그 구성이 대단히 복잡하게 되고, 또한 툴헤드(32)가 티타늄으로 제조되어 제조가가 고가로 되는 문제점이 있었으며, 상기 툴헤드(32)가 커터나 연마봉과 같이 하나의 종류가 정해지면 다른 종류의 툴헤드(32)를 연결구(30)에 고정하여 사용할 수가 없게 되는 문제점이 있었다.

한국 특허 제10-0396876호

본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 초음파 진동을 이용하여 제품의 절단이나 연마에 사용되는 것으로서 컨넥터상에 커터와 연마봉과 같은 교환체를 교환가능하게 설치하고 상기 컨넥터상에서 교환체가 요동이 없이 설치되어 안전하게 커팅작업이나 연마작업을 수행할 수가 있으며 교환체의 종류를 커터 또는 연마봉으로 임의로 교환하여 사용하는 것이 가능하게 되어 사용효율이 제고되는 초음파 커터 및 연마기를 제공하는 것이다.

본 발명의 이러한 목적은, 파워스위치와 볼륨스위치 및 램프가 구비된 컨트롤박스와, 상기 컨트롤박스에 의하여 작동되는 핸드피스를 포함하는 초음파 커터 및 연마기에 있어서, 상기 핸드피스는, 진동이 발생되는 세라믹 트랜스듀서와, 상기 세라믹 트랜스듀서에 일단이 고정되어 진동되며 타단에는 컨넥터가 고정되는 고정부가 설치된 혼과, 상기 혼의 고정부에 착탈가능하게 고정되는 컨넥터와, 상기 컨넥터에 고정되는 교환체를 포함하고, 상기 교환체는 절단용으로 사용되는 커터나 금형의 연마용으로 사용되는 연마봉이 서로 교환가능하게 고정되는 본 발명에 따른 초음파 커터 및 연마기에 의하여 달성된다.

본 발명에 따른 초음파 커터 및 연마기는, 컨트롤박스와, 상기 컨트롤박스에 의하여 작동되는 핸드피스를 포함하는 초음파 커터 및 연마기에 있어서, 상기 핸드피스는, 진동이 발생되는 세라믹 트랜스듀서와, 상기 세라믹 트랜스듀서에 일단이 고정되어 진동되며 타단에는 컨넥터가 고정되는 고정부가 설치된 혼과, 상기 혼의 고정부에 착탈가능하게 고정되는 컨넥터와, 상기 컨넥터에 고정되는 교환체를 포함하고, 상기 교환체는 절단용으로 사용되는 커터나 금형의 연마용으로 사용되는 연마봉이 서로 교환가능하게 고정되어, 초음파 진동을 이용하여 제품의 절단이나 연마에 사용되는 것으로서 컨넥터상에 커터와 연마봉과 같은 교환체를 교환가능하게 설치하고 상기 컨넥터상에서 교환체가 요동이 없이 설치되어 안전하게 커팅작업이나 연마작업을 수행할 수가 있으며 교환체의 종류를 커터 또는 연마봉으로 임의로 교환하여 사용하는 것이 가능하게 되어 사용효율이 제고되는 우수한 효과를 갖는다.

도 1은 종래의 핸드 가공기의 개략적인 종단면도
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 커터 및 연마기의 사시도
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 커터 및 연마기의 핸드피스의 개략적인 종단면도
도 4는 도 3의 핸드피스에 착탈가능하게 설치되는 컨넥터상에 교환체로서 커터가 설치되는 컨넥터의 사시도, 단면도, 결합사시도 및 커터의 사시도
도 5는 교환체가 설치되는 컨넥터와 커터의 다른 실시예가 도시된 컨넥터 사시도, 커터 사시도 및 컨넥터와 커터가 결합된 사시도
도 6은 교환체가 설치되는 컨넥터와 커터의 다른 실시예가 도시된 컨넥터 사시도, 고정 지그의 사시도, 커터 사시도, 커터 고정 지그 사시도 및 컨넥터와 커터가 결합된 사시도
도 7은 일실시예에 따른 핸드피스의 혼에 설치되는 컨넥터의 커터와 연마봉의 사시도

본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 커터 및 연마기(A)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 파워스위치(PS)와 볼륨스위치(VS) 및 램프(L)가 구비된 컨트롤박스(C)와, 상기 컨트롤박스(C)에 의하여 작동되는 핸드피스(A)를 포함하고 상기 핸드피스(A)에는 스위치가 설치되지 않았으므로 풋스위치(B)도 포함한다.

상기 핸드피스(A)에 스위치가 설치될 경우에는 풋스위치(B)가 필요가 없게 될 것이다.

상기 핸드피스(A)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 초당 2만 ~ 5만회의 진동이 발생되는 세라믹 트랜스듀서(51)와, 상기 세라믹 트랜스듀서(51)에 일단이 고정되어 진동되며 타단에는 컨넥터가 고정되는 고정부가 설치된 혼(52)과, 상기 혼(52)의 고정부에 착탈가능하게 고정되는 컨넥터(53)와, 상기 컨넥터(53)에 고정되는 교환체(54)를 포함한다. 미설명 부호 50은 상기 트랜스듀서(51)와 혼(52)을 고정시켜 주는 바디로서 케이스(56)의 내부에 고정된다.

상기 교환체(54)는 절단용으로 사용되는 커터(541)나 금형의 연마용으로 사용되는 연마봉(542)으로서, 일실시예로서 도 7에 도시되어 있으며, 본 발명에서는 커터(541)를 주로 하여 기술된다.

본 실시예에서, 상기 컨트롤박스(C)와 핸드피스(A)는 케이블(6)로 연결된 상태로 사용되고 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 케이블(6)이 사용되지 않고 핸드피스(A)와 컨트롤박스(C)가 무선으로 작동되어 아무런 장애요인이 없이 편리하게 사용할 수가 있게 되는 것이다.

본 실시예에서, 상기 컨넥터(53)에 고정되는 교환체(54)로는 커터(541)가 사용되며, 상기 컨넥터(53)는 중간에 수평으로 반분된 슬릿홈(530)이 형성되고, 상기 슬릿홈(530)의 중간에 상기 슬릿홈(530)보다도 더 깊게 형성된 고정홈(531)이 형성되어 있으며, 상기 커터(541)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 컨넥터(53)의 중간에 커터(541)가 정확하게 고정되게 커터(541)의 폭(W1)과 거의 동일한 폭(W1')으로 형성된 고정홈(531)의 내부로 삽입되어 고정된다.

즉, 상기 고정홈(531)상에 커터(541)가 삽입되고 조임나사(532)에 의하여 조여서 상기 커터(541)가 고정홈(531)내에서 움직이지 않고 타이트하게 고정되게 되므로, 상기 커터(541)의 절단이 수행된다고 하여도 상방이나 하방으로 커터(541)가 이동되지 않고 안정적인 절단이 수행될 수가 있게 되는 것이다. 이와 같은 기능은 동일한 폭을 갖는 연마봉(542)에도 적용될 수가 있음은 물론이라고 할 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 컨넥터와 커터의 다른 실시예가 도시된 것으로서, 컨넥터(53)의 중간에서 횡방향으로 슬릿홈(530)이 형성되고, 커터(541)의 폭(W2)은 슬릿홈(530)의 폭(W2')과 동일하고, 상기 커터(541)의 양측면에는 상기 슬릿홈(530)의 절개된 크기보다 넓은 폭(W2")을 갖는 고정날개(541a)가 부착되어 상기 커터(541)를 슬릿홈(530)내에 삽입시키고 조임나사(532)로 조여서 커터(541)를 컨넥터(53)의 슬릿홈(530)상에 움직이지 않고 단단하게 고정시키면, 상기 커터(541)의 절단이 수행된다고 하여도 커터(541)의 양측면에 고정된 고정날개(541a)가 슬릿홈(530')에 타이트하게 접하게 되어 있으므로, 커터(541)가 고정날게(541a)에 의하여 고정되어 있으므로 상방이나 하방으로 커터(541)가 이동되지 않고 안정적인 절단이 수행될 수가 있게 되는 것이다. 이와 같은 기능은 동일한 구조를 갖는 연마봉(542)에도 적용될 수가 있음은 물론이라고 할 것이다.

도 6은 본 발명에 따른 컨넥터와 커터의 다른 실시예가 도시된 것으로서, 커터홈(551)이 형성된 가이드(550)상에 러버(552)가 커터홈(551)의 양측에 고정된 고정 지그(55)를 사용하여 커터(541)를 고정시키는 것으로서, 커터(541)가 고정 지그(55)의 커터홈(551)에 삽입된 상태에서(도 6(d)에 도시됨), 상기 컨넥터(53)의 슬릿홈(530)으로 고정 지그(55)가 삽입되고, 조임나사(532)로 조여서 상기 고정 지그(55)를 컨넥터(53)상에 고정시키면(도 6(e)에 도시됨), 상기 커터(541)의 절단이 수행된다고 하여도 상방이나 하방으로 커터(541)가 이동되지 않고 안정적인 절단이 수행될 수가 있게 되는 것이다. 이와 같은 기능은 동일한 구조를 갖는 연마봉(542)에도 적용될 수가 있음은 물론이라고 할 것이다.

위의 실시예들에서는 교환체(54)로서 커터(541)만을 사용하여 기술되었으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 도 7에 도시된 연마봉(542)의 사용도 가능하다고 할 것이다.

본 발명에 따른 초음파 커터 및 연마기는, 일반적인 초음파 커터 및 연마기의 제조산업에서 동일한 제품을 반복적으로 제조하는 것이 가능하다고 할 것이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이라고 할 것이다.

51. 세라믹 트랜스듀서 52. 혼
53. 컨넥터 54. 교환체

Claims

파워스위치(PS)와 볼륨스위치(VS) 및 램프(L)가 구비된 컨트롤박스(C)와, 상기 컨트롤박스(C)에 의하여 작동되는 핸드피스(A)를 포함하는 초음파 커터 및 연마기(A)에 있어서,
상기 핸드피스(A)는, 진동이 발생되는 세라믹 트랜스듀서(51)와, 상기 세라믹 트랜스듀서(51)에 일단이 고정되어 진동되며 타단에는 컨넥터가 고정되는 고정부가 설치된 혼(52)과, 상기 혼(52)의 고정부에 착탈가능하게 고정되는 컨넥터(53)와, 상기 컨넥터(53)에 고정되는 교환체(54)를 포함하고,
상기 교환체(54)는 절단용으로 사용되는 커터(541)나 금형의 연마용으로 사용되는 연마봉(542)이 서로 교환가능하게 고정되고,
상기 컨넥터(53)의 중간에서 횡방향으로 슬릿홈(530)이 형성되고,
커터홈(551)이 형성된 가이드(550)상에 러버(552)가 커터홈(551)의 양측에 고정된 고정 지그(55)의 상기 커터홈(551)상에 교환체(54)의 단부가 배치되고,
상기 교환체(54)의 일단부가 고정 지그(55)의 커터홈(551)에 삽입된 상태에서 상기 컨넥터(53)의 슬릿홈(530)으로 고정 지그(55)가 삽입되고, 조임나사(532)로 조여서 상기 고정 지그(55)가 컨넥터(53)상에 고정되는 것을 특징으로 하는 초음파 커터 및 연마기
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