KR102409150B1 - 이중필터가 구비된 절삭유 배출캡 - Google Patents

이중필터가 구비된 절삭유 배출캡 Download PDF

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Abstract

개시된 내용은 NC선반이나 드릴링머신 등과 같은 공작기계에서 사용된 절삭유가 수집 및 배출되는 배출구 측에 구비되되, 별도의 장비가 아닌 공작기계의 배출구 측에 설치됨에 따라 설치비용이 저렴함과 동시에 유지관리가 용이하고, 제 1 필터와 제 2 필터에 의해 칩이 이중으로 필터링 될 수 있어 절삭유와 칩이 효과적으로 분리될 수 있도록 한 이중필터가 구비된 절삭유 배출캡에 관한 것이다.
개시된 내용의 일 실시 예에 따른 이중필터가 구비된 절삭유 배출캡은 내부에는 수용공간이 형성되고 하부에는 지지다리가 구비되며 공작기계의 절삭유 배출구 측에 설치되는 본체와, 상기 수용공간 내에 수용되며 배출구 주변의 칩이 자력에 의해 수집되게 하는 자성체와, 상기 지지다리의 외측에 링 형상으로 탈부착 가능하게 장착되고 내부에 필터망이 구비되어 절삭유는 배출되게 하되 절삭유에 포함된 칩이 1차로 필터링되게 하는 제 1 필터와, 상기 본체의 하부 내측에 구비되고 하부에서 상부로 갈수록 지름이 점차적으로 작아지며 일측이 서로 연결된 다수 개의 링으로 이루어지는 원뿔대 형상으로 형성되어 절삭유는 배출되게 하되 상기 제 1 필터에서 필터링되지 못한 칩이 2차로 필터링되게 하는 제 2 필터가 포함되는 것을 특징으로 한다.

Description

이중필터가 구비된 절삭유 배출캡{CUTTING OIL DRAIN CAP WITH DOUBLE FILTER}
개시된 내용은 NC선반이나 드릴링머신 등과 같은 공작기계에서 사용된 절삭유가 수집 및 배출되는 배출구 측에 설치되어 절삭유에 포함된 금속 칩이 필터링 되게 하는 절삭유 배출캡에 관련된다.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래기술이라고 인정되는 것은 아니다.
일반적으로 NC선반이나 드릴링머신 등과 같은 공작기계를 이용해 금속재료를 절삭 가공할 때 절삭에 사용되는 공구를 냉각시키고 윤활기능이 부여되게 함으로써 공구의 수명이 연장되게 하고 방청효과가 발휘되게 함과 동시에 가공면이 정교하게 가공되게 하기 위한 목적 등으로 절삭유(切削油, cutting fluid)가 사용된다.
이러한 절삭유는 재활용이 가능한데, 이를 위해 공작기계의 일측에는 사용된 절삭유가 배출되는 배출구가 마련되고, 이 배출구를 통해 특정 장소로 사용된 절삭유가 회수된다.
그런데, 공작기계를 통해 금속재료가 절삭 가공될 때 칩이 생성되는데 사용된 절삭유에는 칩이 포함되어 있어 회수된 절삭유를 재사용하기 위해서는 반드시 절삭유와 칩을 분리하는 작업이 선행되어야 한다.
종래에는 이러하 절삭유와 칩을 분리하기 위해서 다양한 방법이 사용되고 있는데, 대표적인 방법이 침전분리법이다. 침전분리법은 침전조로 회소 된 칩이 포하된 절삭유에서 상대적으로 비중이 가벼운 절삭유는 침전조 상부에 위치된 절삭유 배출구를 통해 배출 및 재사용되고, 상대적으로 비중이 무거운 칩은 침전조 하부에 위치된 스크랩퍼를 통해 분리배출 하게 된다.
그런데, 이러한 종래의 침전분리법의 경우 별도의 침전조와 스크래퍼를 설치해야 해 초기설치비용이 비싸고, 유지관리가 용이하지 않은 단점이 있었다. 또한, 스크래퍼를 통해 배출되는 칩에도 절삭유가 포함되어 있어 상당량의 절삭유가 재사용되지 못하고 폐기되는 단점이 있었다. 뿐만 아니라 절삭유가 포함된 칩의 경우 재활용하기 위해서는 절삭유를 제거해야 하는 문제가 있었고, 재활용하지 않고 폐기되는 경우에는 환경을 오염시킬 수 있는 문제가 있었다.
1. 대한민국 특허등록 제10-2201424호(2021.01.05) 2. 대한민국 특허등록 제10-1630010호(2016.06.07) 3. 대한민국 특허공개 제10-2009-0106961호(2009.10.12)
NC선반이나 드릴링머신 등과 같은 공작기계에서 사용된 절삭유가 수집 및 배출되는 배출구 측에 구비되되, 설치비용이 저렴하고 유지관리가 용이하며 절삭유와 칩이 효과적으로 분리될 수 있도록 한 이중필터가 구비된 절삭유 배출캡을 제공하고자 한다.
하나의 실시 예로서 개시된 내용은 내부에는 수용공간이 형성되고 하부에는 지지다리가 구비되며 공작기계의 절삭유 배출구 측에 설치되는 본체와, 상기 수용공간 내에 수용되며 배출구 주변의 칩이 자력에 의해 수집되게 하는 자성체와, 상기 지지다리의 외측에 링 형상으로 탈부착 가능하게 장착되고 내부에 필터망이 구비되어 절삭유는 배출되게 하되 절삭유에 포함된 칩이 1차로 필터링되게 하는 제 1 필터와, 상기 본체의 하부 내측에 구비되고 하부에서 상부로 갈수록 지름이 점차적으로 작아지며 일측이 서로 연결된 다수 개의 링으로 이루어지는 원뿔대 형상으로 형성되어 절삭유는 배출되게 하되 상기 제 1 필터에서 필터링되지 못한 칩이 2차로 필터링되게 하는 제 2 필터가 포함되는 것을 특징으로 하는 이중필터가 구비된 절삭유 배출캡에 대해 기술하고 있다.
이상에서와 같은 이중필터가 구비된 절삭유 배출캡에 의하면 NC선반이나 드릴링머신 등과 같은 공작기계에서 사용된 절삭유가 수집 및 배출되는 배출구 측에 구비되되, 별도의 장비가 아닌 공작기계의 배출구 측에 설치됨에 따라 설치비용이 저렴함과 동시에 유지관리가 용이하고, 제 1 필터와 제 2 필터에 의해 칩이 이중으로 필터링 될 수 있어 절삭유와 칩이 효과적으로 분리될 수 있는 탁월한 효과가 있다.
도 1은 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 이중필터가 구비된 절삭유 배출캡의 사시도.
도 2는 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 이중필터가 구비된 절삭유 배출캡의 분해사시도.
도 3은 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 이중필터가 구비된 절삭유 배출캡의 제 1 필터에 대한 작동도.
도 4는 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 이중필터가 구비된 절삭유 배출캡의 단면도.
도 5는 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 이중필터가 구비된 절삭유 배출캡의 사용상태도.
개시된 내용의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 개시된 내용은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 개시된 내용의 개시가 완전하도록 하고, 개시된 내용이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시된 내용의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 개시된 내용은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
개시된 내용의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 개시된 내용의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술 되는 용어들은 개시된 내용의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1 내지 도 5는 개시된 내용에 따른 하나의 실시 예를 도시하고 있다. 도 1은 사시도이고, 도 2는 분해사시도이며, 도 3은 작동도이고, 도 4는 단면도이며, 도 4는 사용상태도이다.
이하에는 도 1 내지 도 5를 참조하여 개시된 내용의 바람직한 일 실시 예에 따른 이중필터가 구비된 절삭유 배출캡(1)의 구성부재들과 그 연결관계에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.
먼저, 도 1을 참좋면 본체(10)가 구비된다. 이 본체(10)는 공작기계(100)의 절삭유 배출구(110) 측에 설치되며 추후에 설명될 구성부재들이 사용 가능하게 설치되게 하는 역할을 한다. 이러한 본체(10)는 그 내부에 수용공간(11)이 형성되고 하부에는 지지다리(12)가 구비된다.
이와 같은 본체(10)는 전체적으로 원통 형상으로 형성되며 배출구(110) 측에는 절삭유가 배출될 수 있도록 본체(10)는 배출구(110) 상측에 위치되고 지지다리(12) 부분이 삽입 위치된다. 그리고 전술한 수용공간(11)은 추후에 설명될 자성체(20)가 수용되게 하는 역할을 하는데 수용공간(11) 내에 자성체(20)가 선택적으로 수용될 수 있도록 개폐 가능하게 형성될 수 있다.
전술한 지지다리(12)는 추후에 설명될 제 1 필터(30) 및 제 2 필터(40)가 설치되게 하는 역할을 하는 것이다. 이러한 지지다리(12)는, 도 2에 도시되는 바와 같이, 본체(10)의 하부면 가장자리에서 수직방향으로 연장되는 다수 개의 수직부재(121)와, 수직부재(121)의 하단에 연결되되 링 형상으로 형성되는 링부재(122)로 이루어진다. 이때 추후에 설명될 제 1 필터(30)가 외측에 장착될 수 있도록 수직부재(121)는 본체(10)의 외주연보다 제 1 필터(30)의 가장자리 두께만큼 내측으로 인입 위치되고 링부재(122)는 본체(10)의 외주연과 동일한 수직선상에 위치되도록 수직부재(121)보다 돌출 위치된다. 따라서 제 1 필터(30)는 본체(10)의 하단과 수직부재(121) 그리고 링부재(122)에 의해 형성되는 지지다리(12)의 측면 홈 부분에 인입 설치될 수 있게 된다.
그리고 전술한 수직부재(121)는 총 네 개가 형성되는데 이 네 개의 수직부재(121)는 추후에 설명될 제 1 필터(30)가 링 형상으로 변형되어 장착되기 때문에 변형된 제 1 필터(30)가 밀착 위치될 수 있도록 전체적으로 본체(10)의 중심부를 동심으로 하는 호 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 전술한 수용공간(11) 내에는 자성체(20)가 구비된다. 이 자성체(20)는 배출구(110) 주변의 칩들이 자력에 의해 수집되게 하는 역할을 함과 동시에, 추후에 설명될 제 1 필터(30)를 통과해 제 2 필터(40)에 필터링 된 칩 들이 자력에 의해 본체(10)의 상측으로 모여질 수 있도록 함으로써 제 2 필터(40)가 칩에 의해 막히지 않도록 유도해 절삭유의 원활한 배출을 가능하게 하는 역할을 한다. 이러한 자성체(20)는 희토류 자석인 네오디뮴 자석(Neodymium Magnet)인 것으로 한다.
다음으로 도 3을 참조하면 전술한 본체(10)의 지지다리(12) 외측에는 제 1 필터(30)가 탈부착 가능하게 구비된다. 이 제 1 필터(30)는 절삭유는 배출되게 하되 절삭유에 포함된 칩이 1차로 필터링되게 하는 역할을 한다.
이와 같은 제 1 필터(30)는 일방향 길이를 갖는 직사각의 밴드 형상으로 형성되어 지지다리(12) 측에 장착될 시에 링 형상으로 변형되되, 제 1 필터(30)의 상, 하측 가장자리에 수평방향으로 위치되고 밴드 형상에서 링 형상으로 변형 가능하도록 유연한 재질로 제조되는 연결부재(31)와, 제 1 필터(30)의 좌, 우측 가장자리 중 일측에 수직방향으로 위치되고 자성체(20)에 대해 인력이 발휘되게 하는 금속재질로 제조되는 금속부재(32)와, 제 1 필터(30)의 좌, 우측 가장자리 중 금속부재(32)가 위치되지 않은 측에 수직방향으로 위치되고 제 1 필터(30)가 링 형상으로 변형될 시에 금속부재(32) 외측으로 겹쳐져 금속부재(32)와 자력에 의해 상호 탈부착 가능하게 고정되는 자석부재(33)와, 연결부재(31), 금속부재(32) 및 자석부재(33) 내측에 구비되며 절삭유는 배출되게 하되 절삭유에 포함된 칩이 1차로 필터링되게 하는 필터부재(34)로 이루어진다.
제 1 필터(30)는 지지다리(12) 외측에 장착될 시에 링 형상으로 변형되는데 이때 금속부재(32) 상에 자석부재(33)가 겹쳐지면서 변형된 링 형태로 고정됨과 동시에 지지다리(12) 측에 견고하게 고정될 수 있다. 이처럼 제 1 필터(30)가 본체(10) 측에서 분리될 수 있게 형성되는 것은 제 1 필터(30)에 필터링 되지 못하고 통과되어 제 2 필터(40)에 필터링 된 칩을 제거하기 위함이다.
그리고 필터부재(34)는 도면에 도시된 바와 같이 세로로 배치된 다수 개의 와이어로 이루어지는데 이를 통해 제 1 필터(30)가 밴드 형상에서 링 형상으로 용이하게 변형될 수 있게 된다. 개시된 내용에서는 필터부재(34)가 세로로 배치된 와이어에 의해 형성되는 것으로 하였으나 양측 사선방향으로 와이어가 교차 배치된 매쉬망 형상으로 형성될 수도 있음은 물론이다. 또한 전술한 자석부재(33) 단부에는 걸림돌기(331)가 돌출 형성되는데, 이는 금속부재(32)와 자력에 의해 고정된 자석부재(33)를 사용자가 용이하게 분리해 내기 위함이다.
한편, 도 4를 참조하면 전술한 본체(10)의 하부 내측에는 제 2 필터(40)가 구비된다. 이 제 2 필터(40)는 제 1 필터(30)를 통과한 절삭유는 배출구(110) 측으로 배출되게 하되 제 1 필터(30)의 필터부재(34)에 의해 필터링되지 못한 칩이 2차로 필터링되게 하는 역할을 한다. 이러한 제 2 필터(40)는 하부에서 상부로 갈수록 지름이 점차적으로 작아지며 일측이 서로 연결된 다수 개의 링으로 이루어지는 원뿔대 형상으로 형성된다. 이와 같은 제 2 필터(40)는 본체(10) 하부면에 고정 설치될 수도 있고, 전술한 지지다리(12)의 수직부재(121) 및 링부재(122) 측에 고정 설치될 수도 있으며, 탈부착 가능하게 설치될 수도 있다.
전술한 제 2 필터(40)가 원뿔대 형상으로 형성되는 것은, 도 5에 도시되는 바와 같이, 제 1 필터(30)의 필터부재(34)에서 필터링되지 못한 칩이 원뿔대 형상의 제 2 필터(40)를 타고 본체(10)의 상측으로 이동되게 유도함으로써 칩에 의해 제 2 필터(40)가 막혀 절삭유가 원활히 배출되지 못하는 것을 방지하게 된다. 아울러, 본체(10)의 수용공간(11) 내에 수용된 자성체(20)는 제 2 필터(40) 측으로 유입된 칩을 자력에 의해 본체(10) 상측으로 잡아당겨 줌으로써 절삭유의 원활한 배출을 유도할 수 있게 된다.
이상에서와 같은 이중필터가 구비된 절삭유 배출캡에 의하면 NC선반이나 드릴링머신 등과 같은 공작기계에서 사용된 절삭유가 수집 및 배출되는 배출구 측에 구비되되, 별도의 장비가 아닌 공작기계의 배출구 측에 설치됨에 따라 설치비용이 저렴함과 동시에 유지관리가 용이하고, 제 1 필터와 제 2 필터에 의해 칩이 이중으로 필터링 될 수 있어 절삭유와 칩이 효과적으로 분리될 수 있다.
개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술자라면 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 않는다.
1 : 이중필터가 구비된 절삭유 배출캡
10 : 본체
11 : 수용공간
12 : 지지다리
121 : 수직부재
122 : 링부재
20 : 자성체
30 : 제 1 필터
31 : 연결부재
32 : 금속부재
33 : 자석부재
331 : 걸림돌기
34 : 필터부재
40 : 제 2 필터
100 : 공작기계
110 : 배출구

Claims (4)

  1. 내부에는 수용공간이 형성되고 하부에는 지지다리가 구비되며 공작기계의 절삭유 배출구 측에 설치되는 본체;
    상기 수용공간 내에 수용되며 배출구 주변의 칩이 자력에 의해 수집되게 하는 자성체;
    상기 지지다리의 외측에 링 형상으로 탈부착 가능하게 장착되고 내부에 필터망이 구비되어 절삭유는 배출되게 하되 절삭유에 포함된 칩이 1차로 필터링되게 하는 제 1 필터;
    상기 본체의 하부 내측에 구비되고 하부에서 상부로 갈수록 지름이 점차적으로 작아지며 일측이 서로 연결된 다수 개의 링으로 이루어지는 원뿔대 형상으로 형성되어 절삭유는 배출되게 하되 상기 제 1 필터에서 필터링되지 못한 칩이 2차로 필터링되게 하는 제 2 필터;가 포함되는 것을 특징으로 하는 이중필터가 구비된 절삭유 배출캡.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지다리는 상기 본체의 하부면 가장자리에서 수직방향으로 연장되는 다수 개의 수직부재와, 상기 수직부재의 하단에 연결되되 링 형상으로 형성되는 링부재로 이루어지되, 상기 제 1 필터가 외측에 장착될 수 있도록 상기 수직부재는 상기 본체의 외주연보다 상기 제 1 필터의 가장자리 두께만큼 내측으로 인입 위치되고 상기 링부재는 상기 본체의 외주연과 동일한 수직선상에 위치되도록 상기 수직부재보다 돌출 위치되는 것을 특징으로 하는 절삭유 배출캡.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제 1 필터는 일방향 길이를 갖는 직사각의 밴드 형상으로 형성되어 상기 지지다리 측에 장착될 시에 링 형상으로 변형되되, 상기 제 1 필터의 상, 하측 가장자리에 수평방향으로 위치되고 밴드 형상에서 링 형상으로 변형 가능하도록 유연한 재질로 제조되는 연결부재와, 상기 제 1 필터의 좌, 우측 가장자리 중 일측에 수직방향으로 위치되고 자성체에 대해 인력이 발휘되게 하는 금속재질로 제조되는 금속부재와, 상기 제 1 필터의 좌, 우측 가장자리 중 상기 금속부재가 위치되지 않은 측에 수직방향으로 위치되고 상기 제 1 필터가 링 형상으로 변형될 시에 상기 금속부재 외측으로 겹쳐져 상기 금속부재와 자력에 의해 상호 탈부착 가능하게 고정되는 자석부재와, 상기 연결부재, 금속부재 및 자석부재 내측에 구비되며 절삭유는 배출되게 하되 절삭유에 포함된 칩이 1차로 필터링되게 하는 필터부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중필터가 구비된 절삭유 배출캡.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 자석부재 단부에는 상기 금속부재와 자력에 의해 고정된 상태에서 분리가 용이하도록 걸림돌기가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 이중필터가 구비된 절삭유 배출캡.
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