KR20040049777A

KR20040049777A - 기체 분사 노즐장치를 갖는 프레셔 풋

Info

Publication number: KR20040049777A
Application number: KR1020030048515A
Authority: KR
Inventors: 윤재영
Original assignee: 주식회사 영테크
Priority date: 2003-07-16
Filing date: 2003-07-16
Publication date: 2004-06-12
Also published as: KR100544341B1

Abstract

공작물의 가공시 공작물을 고정하며 가공 칩 등을 제거하기 위한 프레셔 풋이 개시된다. 본 발명의 프레셔 풋은 가공부위 상측에 위치하며 내측에 기체 유동통로가 형성된 원통형 몸체, 상기 원통형 몸체의 가장자리를 따라 하방으로 연장되어 상기 공작물을 가압하는 외부 브러시, 상기 외부 브러시로부터 상기 원통형 몸체의 반경방향 내측으로 이격된 위치에서 상기 원통형 몸체로부터 하방으로 연장되어 상기 공작물을 가압하는 내부 브러시, 그리고 상기 외부 브러시와 상기 내부 브러시 사이의 상기 원통형 몸체에 위치되고, 상기 가공부위를 향하여 가압된 공기를 분사하는 복수의 노즐장치를 포함한다.

Description

기체 분사 노즐장치를 갖는 프레셔 풋{PRESSURE FOOT HAVING GAS NOZZLES}

본 발명은 공작물 가공시 공작물을 고정하며 발생하는 가공 칩 혹은 분진 등을 소정의 통로를 통해 제거하는 프레셔 풋에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 공작물 가공시 공작물을 고정하면서, 가공 칩 및 분진 등을 공작물 혹은 가공 툴로부터 분리 및 제거하기 위해 가압된 기체를 분사하는 노즐장치를 갖는 프레셔 풋에 관한 것이다.

인쇄회로기판(PCB)에 라우터(router)를 이용하여 부품 실장용 구멍 혹은 PCB 고정용 구멍 등을 가공하는 경우, 프레셔 풋(pressure foot)이 사용된다. 제조업자들 사이에서는 흔히 "압력발"로도 불리우는 프레셔 풋은 라우터와 같은 공작기계를 이용하여 공작물을 가공할 때, 공작물을 지지하는 역할과 함께, 가공시 발생하는 공작물의 가공 칩을 소정의 통로를 통해 제거하는 기능을 한다.

도 1a 및 도 도 1b에는 종래기술에 따른 프레셔 풋의 일예가 도시되어 있다.

도시된 프레셔 풋(10)은 그 내부를 통해 공기 유동통로(12)가 관통 형성된 원통형 몸체(11), 플랜지(12), 그리고 플랜지(12) 하면으로부터 하방으로 연장된 브러시(14)를 포함한다. 공기 유동통로(12)는 공작기계(도시되지 않음)에 구비된 흡입압력 제공원에 연결되어 있어서, 원통형 몸체(11)의 하면에서는 흡입력이 작용한다. 브러시(14)는 공작물의 상면을 가압하여 공작물이 상기 유동통로(12)를 통해 작용하는 흡입력에 의해 들뜨는 것을 방지하는 기능을 한다. 공작물의 표면이 브러시(14)에 의해 손상되는 것을 방지하기 위해 브러시는 통상적으로 나일론 재질로 되어 있다.

도 2는 도 1a에 도시된 프레셔 풋이 인쇄회로기판을 가공하는 라우터에 사용된 동작예를 보여주고 있다. 도시된 바와 같이, 적층된 다수의 인쇄회로기판(16) 상측에 프레셔 풋(10)이 위치되어 있고, 원통형 몸체(11)를 관통하는 공기 유동통로(12)를 통해 흡입력이 작용하는 상태에서, 브러시(14)가 인쇄회로기판(16)을 상측으로부터 가압하여 인쇄회로기판(16)을 지지하고 있다. 라우터(도시되지 않음)의 가공 툴(17)은 공기 유동통로(12)를 지나 인쇄회로기판(16)에 가공을 하게 된다.

이와 같은 상태에서, 가공 툴(17)에 의한 가공이 시작되어 가공 칩 혹은 분진등이 발생하면, 공기 유동통로(12)를 통해 화살표 방향으로 작용하는 흡입력은 이들을 흡입하여 원통형 몸체(11) 상부를 통해 외부로 배출시키게 된다.

그러나, 도시된 종래 기술에 따른 프레셔 풋은 다음과 같은 단점을 갖는다. 먼저, 공기 유동통로(12)를 통해 작용하는 흡입력은 도 2에 화살표로 도시된 바와 같은 공기 유동을 형성하기 때문에, 가공부위 근처의 영역(A)에서는 큰 유동압력이 형성되지 않는다. 이러한 이유로, 영역(A) 근처의 인쇄회로기판에 존재하는 칩 등은 잘 배출되지 못하게 된다.

특히, 가공하는 구멍의 직경이 작고 가공 툴의 길이가 길면 길수록 영역(A)에서의 칩 배출은 더욱 힘들어진다.

또한, 인쇄회로기판은 일반적으로 에폭시 수지로 되어 있으며, 이러한 에폭시 수지 성분의 가공 칩은 가공 툴(17)의 가공 동작에 의해 열이 발생하면 점성을갖게 되어 가공 툴 혹은 공작물 등에 융착된다. 그러나, 도시된 종래 기술에 따른 프레셔 풋의 공기 흡입력 만으로는 융착된 가공 칩 등이 거의 제거되지 않아서, 이들을 제거하기 위해서는 또 다른 작업공정이 요구된다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 인쇄회로기판과 같은 공작물의 가공 칩을 보다 원활하게 배출할 수 있는 프레셔 풋을 제공하는 것이다.

이와 같은 본 발명의 목적은 공작물의 가공시 공작물을 고정하며 가공 칩 등을 제거하기 위한 프레셔 풋으로서, 가공부위 상측에 위치하며 내측에 기체 유동통로가 형성된 원통형 몸체, 상기 원통형 몸체의 가장자리를 따라 하방으로 연장되어 상기 공작물을 가압하는 외부 브러시, 상기 외부 브러시로부터 상기 원통형 몸체의 반경방향 내측으로 이격된 위치에서 상기 원통형 몸체로부터 하방으로 연장되어 상기 공작물을 가압하는 내부 브러시, 그리고 상기 외부 브러시와 상기 내부 브러시 사이의 상기 원통형 몸체에 위치되고, 상기 가공부위를 향하여 가압된 공기를 분사하는 복수의 노즐장치를 포함하는 프레셔 풋을 제공하여 달성할 수 있다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 노즐장치는 방사상으로 3개의 노즐이 배치된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 노즐장치로부터는 2.5 ~ 3kgf/cm²의 크기의 가압된 기체가 분사된다.

본 발명의 프레셔 풋은 인쇄회로기판을 라우터를 이용하여 가공하는 경우 특히 적합하다.

도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 프레셔 풋의 정면도 및 저면도

도 2는 도 1a에 도시된 프레셔 풋의 동작을 보여주는 단면도.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 프레셔 풋의 정면도 및 저면도

도 5는 도 3에 도시된 프레셔 풋의 동작을 보여주는 단면도.

도 6은 본 발명의 프레셔 풋에 사용된 노즐장치에 사용된 노즐의 예를 보여주는 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20: 프레셔 풋

21: 원통형 몸체

22: 기체 유동통로

23: 플랜지

24: 삽입구

25: 노즐장치

26: 내부 브러시

27: 외부 브러시

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 3 및 도 4에는, 본 발명에 따른 프레셔 풋(20)이 도시되어 있다. 프레셔 풋(20)은 공작물 가공시 공작기계 등의 가공수단 인접 위치에 배치되어 공작물을 고정하는 기능을 하면서, 가공 칩 혹은 분진 등을 공작물 혹은 가공 툴로부터 분리 및 제거하기 위해 사용된다.

본 발명에 따른 프레셔 풋(20)은 기체 유동통로(22)가 내부를 통해 형성된 원통형 몸체(21), 원통형 몸체(21)의 하부에 형성된 플랜지(23), 플랜지 하부에 형성된 외부 브러시(27), 외부 브러시(27)로부터 반경방향 내측으로 이격되어 형성된 내부 브러시(26), 그리고 외부 브러시(27)와 내부 브러시(26) 사이에 위치된 복수의 노즐장치(25)를 포함한다.

원통형 몸체(21)는 공작기계(도시되지 않음) 등의 가공수단에 직접 고정되거나 혹은 인접 부위에 고정되며 내부에 기체 유동통로(22)가 형성되어 있어서 공작기계의 가공 툴을 둘러싸도록 배치된다. 원통형 몸체(21) 내부를 통해 형성된 기체 유동통로(22)에는 흡입력 제공장치(도시되지 않음)에 의해 상부로부터 흡입력이 제공되며, 기체 유동통로(22)는 작용된 흡입력이 가공부위 근처까지 작용할 수 있게 하는 통로 역할을 한다. 원통형 몸체(21)의 하부에는 플랜지(23)가 형성되어있다.

플랜지(23)의 하면에는 플랜지(23)의 가장자리를 따라 방사상으로 외부 브러시(27)가 부착되어 있다. 외부 브러시(27)는 도 5에 도시된 바와 같이, 공작물(16)을 상측으로부터 가압하여 공작물을 고정하는 기능을 하면서, 가공할 때 발생하는 가공 부스러기 혹은 칩(chip)이나 가공 분진등이 프레셔 풋(20) 외부로 빠져 나가는 것을 최소화하는 기능을 한다. 다시 도 3 및 도 4를 참조하면, 공작물을 가압하는 과정에서 공작물의 표면을 손상시키는 것을 최소화 하기 위하여, 외부 브러시(27)는 가요성을 갖는다. 본 발명에 따르면, 외부 브러시(27)는 나일론 재질로 하는 것이 바람직하다. 또한, 기체 유동통로(22)를 통해 흡입력이 작용할 때 프레셔 풋(20) 외부로부터 공기 등의 유체가 일정한 유량으로 외부 브러시(27)를 통해 유입된다.

외부 브러시(27)로부터 반경방향 내측으로 이격된 가공 부위 인접부에는 내부 브러시(26)가 플랜지(23) 하면에 부착되어 하방으로 연장되어 있다. 외부 브러시(27)와 함께 내부 브러시(26)는 공작물을 가압하여 고정하는 기능을 하며 가공 시 비산하는 가공 부스러기 혹은 가공 부위 인접부의 공기 중에 떠다니는 분진이 가공부위로부터 반경방향 외측으로 퍼져나가는 것을 최소화하는 기능을 한다. 또한, 내부 브러시(26)을 통해서도 일정량의 공기 등의 유체가 유동할 수 있으며, 내부 브러시(26)의 재질은 외부 브러시(27)와 동일한 것이 바람직하다.

노즐장치(25)는 외부 브러시(27)가 부착되어 있는 플랜지 부분과 내부 브러시(26)가 부착되어 있는 플랜지 부분 사이의 플랜지 부분에 공작물의 가공부위를향하도록 하여 설치된다. 본 발명의 프레셔 풋(20)에 사용되는 노즐장치(25c)는 가공 시 발생하는 가공 칩 등이 공작물 혹은 가공 툴에 융착되는 경우, 이를 공작물 혹은 가공 툴로부터 분리시키고, 가공 툴을 냉각시키는 기능을 한다. 즉, 가압된 기체를 가공 칩이 융착된 부분에 분사함으로써, 이들을 표면에서 분리시킴과 동시에 가공 툴을 냉각시켜서 가공 열에 의한 가공 칩의 융착을 줄이면서 가공 툴의 수명을 연장시킬 수 있다.

가공 칩이 공작물 혹은 공구 표면에 융착되는 현상은 많은 경우 가공 시 발생하는 열에 의해 공작물을 구성하는 재료가 변성되어 발생한다. 예를 들면, 에폭시 수지로 된 인쇄회로기판에 라우터(router)를 이용하여 구멍뚫기 가공을 하는 경우, 가공 툴에 융착된 가공 칩은 심한 경우 가공 툴의 수명을 단축시킬 뿐만 아니라 가공 자체를 불가능하게 만들 수 있다.

노즐장치(25)는 공압 등의 압력소스를 이용하여 공작물 가공 부위에 기체를 분사한다. 분사되는 기체 압력이 너무 큰 경우, 공작물(16), 예를 들면, 인쇄회로기판과 같은 공작물(16)은 휘어질 수 있고, 지나친 소음이 발생하므로, 이러한 기능을 위한 분사 기체 압력은 대략 2.5 ~ 3kgf/cm²정도가 바람직하다.

노즐장치(25)는 플랜지(23)의 원주방향을 따라 등 간격으로 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 노즐장치(25)의 수는 2 ~ 3개인 것이 바람직하며, 3개인 것이 가장 바람직하다. 노즐장치(25)를 플랜지(23)에 고정하기 위하여, 플랜지(23)에는 삽입구(24)가 형성된다.

한편, 노즐장치(25)는 노즐(25c), 제1 몸체(25b), 그리고 제2 몸체(25a)로 구성된다. 제1 몸체(25b)는 삽입구(24)에 삽입되는 부분으로서 말단에 노즐(25c)이 연결되어 있다. 제1 몸체(25b)와 연통하는 제2 몸체(25a)는 컴프레서(도시되지 않음) 등에 연결되어 있다. 본 발명에 따르면, 노즐장치(25)는 분사각도를 소정 범위 내에서 조절할 수 있다. 이러한 분사각의 조절은 도 6에 도시된 바와 같이 다양한 분사각도를 갖도록 된 서로 다른 노즐(25c)을 제1 몸체(25b)에 교체하여 연결함으로써 가능하다.

본 발명의 프레셔 풋(20)의 동작을 도 5를 참조하여 설명한다.

도시된 바와 같이, 프레셔 풋(20)은 공작기계(도시되지 않음)의 가공 툴(15) 주위를 감싸는 상태로 공작물(16)을 소정의 압력으로 하측으로 가압하여 공작물(16)을 고정하도록 위치된다. 고정된 공작물(16) 위로 가공 툴(15)이 기체 유동통로(22)를 통해 내려와 공작물(16)의 가공이 시작되면, 기체 유동통로(22)를 통해 흡입력이 작용하고 노즐장치(25)를 통해 가압된 기체가 가공부위를 향해 분사되기 시작한다. 흡입력은 굵은 화살표(C)로 표시한 바와 같은 공기 유동을 형성시키고, 노즐장치(25)는 가는 화살표(B)와 같은 방향으로 가공 부위를 향해 가압된 기체를 분사한다. 이 때 가공 열에 의해 가공 툴(15) 혹은 공작물(16)에 융착된 가공 칩은 가압 기체의 분사에 의해 이들로부터 분리되어 가공에 의해 발생하는 가공 칩과 함께 일차적으로 내부 브러시(26)와 공작물(16)이 형성하는 내부 브러시 공간 영역에 머무르다 흡입력에 의해 프레셔 풋(20) 외부로 배출된다.

가압된 기체의 분사에 의해 내부 브러시 영역으로부터 반경방향 외측으로 벗어나는 부분적인 가공 칩 및 분진은 외부 브러시(27)에 의해 이차적으로 차단되어 외부로 유출되지 않게 된다. 이 때 외부 유출외부 브러시(27)와 공작물(16)이 형성하는 외부 브러시 영역에 갇혀있는 가공 칩 및 분진은 기체 유동통로(22)를 통한 지속적인 흡입력에 의한 공기 유동에 의해 기체 유동통로(22)를 통해 프레셔 풋(20) 외부로 배출된다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 프레셔 풋(20)은 특히 라우터를 이용하여 인쇄회로기판을 가공할 때 적합하도록 되어 있다. 특히, 노즐장치(25)에 의해 제공되는 기체의 분사에 의해, 가공 툴(15)의 냉각 효과가 높아지고, 이로 인해 열에 의한 가공 칩의 융착이 보다 즐어들게 된다.

본 발명의 프레셔 풋에 의하면, 에폭시 수지와 같이 열에 의해 가공 툴 혹은 공작물에 융착되기 쉬운 재료로 된 공작물의 가공 칩을 가공 툴 혹은 공작물로부터 효과적으로 분리하여 이들을 제거 및 배출할 수 있다.

또한, 가공하는 구멍의 직경이 작고 가공 툴의 길이가 긴 경우와 같이 칩 배출이 힘든 작업환경에서도 본 발명의 프레셔 풋은 우수한 칩 배출 성능을 갖는다.

특히, 노즐을 통한 가압된 기체의 분사는 가공 툴을 냉각함으로써, 가공 열에 의한 칩의 융착을 줄일 수 있고, 가공 툴 등에 융착된 가공 칩을 분리시켜 쉽게 제거할 수 있다.

또한, 본 발명이 제안하는 브러시 구성은 가공에 의해 발생되는 가공 칩 및 융착되어 있다 분리된 칩 혹은 분진 등을 내부 브러시를 이용하여 보다 좁은 공간내에 일차적으로 차단시킴으로써 흡입력의 작용 효과를 증가시켜 배출 효율을 상승시키고, 외브 브러시를 이용하여 가공 칩을 이차적으로 또한 차단함으로써, 가공 칩 등이 외부로 유출되는 것을 최소화하도록 되어 있다.

Claims

공작물의 가공시 공작물을 고정하며 가공 칩 등을 제거하기 위한 프레셔 풋으로서,

가공부위 상측에 위치하며 그 내부를 통해 기체 유동통로가 형성된 원통형 몸체,

상기 원통형 몸체의 가장자리에서 하방으로 연장되어 상기 공작물을 가압하는 외부 브러시,

상기 외부 브러시로부터 상기 원통형 몸체의 반경방향 내측으로 이격된 위치에서 상기 원통형 몸체로부터 하방으로 연장되어 상기 공작물을 가압하는 내부 브러시,

상기 외부 브러시와 상기 내부 브러시 사이의 상기 원통형 몸체에 위치되고, 상기 가공부위를 향하여 가압된 공기를 분사하는 복수의 노즐장치, 그리고

상기 기체 유동통로를 통해 흡입력을 제공하는 흡입력 제공수단을 포함하는 프레셔 풋.
제1항에 있어서, 상기 노즐장치는 분사각도를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 프레셔 풋.
제1항에 있어서, 상기 노즐장치는 방사상으로 3개의 노즐이 배치되는 것을특징으로 하는 프레셔 풋.
제1항에 있어서, 상기 노즐장치로부터는 2.5 ~ 3kgf/cm²의 가압된 기체가 분사되는 것을 특징으로 하는 프레셔 풋.
제1항에 있어서, 상기 공작물이 인쇄회로기판인 것을 특징으로 하는 프레셔 풋.
제1항에 있어서, 상기 가공은 라우터를 이용하는 가공인 것을 특징으로 하는 프레셔 풋.