KR20170087477A - 진공 스크루 픽업 특징을 가진 스크루 드라이버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공 스크루 픽업 특징을 가진 전동식 스크루 드라이버에 관한 것으로서, 상기 전동식 스크루 드라이버는 진공원에 연결된 하우징(10), 모터 구동식 스크루 비트(13), 스크루 가이딩 노즐(15)을 가진 노즈 피스(14), 및 상기 노즈 피스(14)를 전방 정지 위치를 향해 편향시키도록 배열된 스프링(18)을 포함하되, 상기 하우징(10)에는 밸브 장치(23)가 제공되는데, 상기 밸브 장치(23)는 진공원에 의해 생성되고 노즈 피스(14)에 작용하는 흡입력을 조절하여, 노즈 피스(14)가 편향 스프링(18)을 지배하는 흡입력에 의해 철회되는 것을 방지할 수 있다.

Description

진공 스크루 픽업 특징을 가진 스크루 드라이버{SCREW DRIVER WITH VACUUM SCREW PICK-UP FEATURE}

본 발명은 진공 스크루 픽업 특징(vacuum screw pick-up feature)을 가진 전동식 스크루 드라이버에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 스크루 가이딩 노즐을 수용하며 진공원에 연결된 이동식 노즈 피스를 가지되, 상기 노즈 피스는 전방의 스크루 픽업 위치를 향해 편향된 스프링인 것을 특징으로 하는 진공 스크루 픽업 타입의 전동식 스크루 드라이버에 관한 것이다.

이러한 타입의 전동식 스크루 드라이버에 관한 문제점은, 노즈 피스 편향 스프링의 추력(thrust force)에 대해 노즈 피스에 아-대기압(sub-atmospheric pressure)을 적용하는 데 있다. 대부분의 경우, 진공 수위(vacuum level)은 너무 높아서, 노즈 피스가 편향 스프링(bias spring)의 작용에 대해 흡입력에 의해 철회될 수 있는 위험이 발생하게 되는데, 이 경우, 스크루 가이딩 노즐은 픽업된 스크루에 가이딩 효과(guiding effect)를 손실하게 되어 픽업된 스크루가 스크루 비트(screw bit)에 의해 노즐로부터 밀려나게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 노즐 피스 내의 진공 수위는 편향 스프링의 힘과 균형을 맞추도록 적용되어야 한다. 종래 기술에서, 이에 대한 예는 진공원으로부터 나온 출력(output)을 제한함으로써 간단히 제공된다. 하지만, 이는 또 다른 문제점을 야기할 수 있는데, 즉 다수의 스크루 드라이버가 동일한 진공원에 연결되는 경우가 발생한다. 이 경우, 진공력(vacuum force)은 각각의 개별 스크루 드라이버에 필요한 것에만 적용되지는 않는다. 상이한 스크루 드라이버 적용에 따라, 각각의 스크루 드라이버는 실제 대상(object)가 조립되는데 적합한 제공힘(application force)을 구현하기 위해 특정 흡입력(suction force)을 필요로 할 수 있다. 예를 들어, 낮은 진공 수위 즉 노즈 피스 내에서의 낮은 공기 압력은 편향 스프링의 힘이 흡입력을 지배하도록(dominate) 만들어, 나사 장착 작업(screw mounting operation)에서 운영자(operator)에 의해 높은 제공힘이 사용되게 할 것이다. 이는 나사 장착 작업에 의해 조립되어야 하는 몇몇 대상, 가령, 인쇄회로기판이 이러한 높은 제공힘을 견뎌내기에 충분히 견고하지 못하기 때문에 바람직하지 못하다.

특정 스크루 드라이버 제공을 위해 적합하거나 및/또는 필요한 수위에 진공 수위를 개별적으로 적용하기 위해 고려할 수 있는 한 방법은, 진공원에 각각의 스크루 드라이버를 연결하는 도관(conduit)에 조절식 공기 혼합 밸브(adjustable air mixing valve)를 제공하는 방법이다. 상기 해결책은, 앞에서 언급한 타입의 밸브를 포함하여 특별히 고안된 도관을 필요로 하며, 도관이 또 다른 도관으로 교체되거나 혹은 또 다른 스크루 드라이버가 스크루 드라이버 내의 진공 수위를 설정하는 특정 밸브를 가진 도관에 연결하는 것이 잘못되었다는 점에서 바람직하지 못하다. 또한, 이러한 해결책은 다소 곤란한 조절 과정을 야기하기도 한다. 공보 CH 404584는, 스크루 드라이버의 진공 유입부(vacuum inlet)에 제공된 밸브를 이용하여 진공이 조절될 수 있는 스크루 드라이버를 기술하고 있다.

본 발명의 한 목적은, 각각의 스크루 드라이버를 위해 설정된 개별 진공 수위(vacuum level)를 제공하는 진공 조절 장치와 이동식 스프링-편향 노즈 피스를 가진, 개선된 진공 스크루 드라이버 픽업 타입의 전동식 스크루 드라이버를 제공하는 데 있다.

본 발명의 추가적인 목적은, 노즈 피스에서 진공 생성된 흡입력(suction force)을 노즈 피스 편향 스프링의 추력(thrust force)에 쉽게 개별적으로 적용하기 위한 조절 장치와 이동식 스프링-편향 노즈 피스를 가진, 진공 스크루 드라이버 픽업 타입의 전동식 스크루 드라이버를 제공하는 데 있다.

상기 본 발명의 목적들은 청구항에 기술된 것과 같이 진공 스크루 픽업 특징(vacuum screw pick-up feature)을 가진 전동식 스크루 드라이버를 제공함으로써 구현된다.

본 발명의 발명자들에 의해 인식되는 것과 같이, 제공된 진공을 조절함으로써 진공 수위를 조절하는 작업은 매우 어렵고, 진공 수위 측면에서 볼 때, 스크루 드라이버를 정밀하게 조절하는 과정도 매우 어렵다. 예를 들어, CH 404584에 따른 진공 조절 메커니즘이 사용될 때, 원하는 진공 수위를 정확하게 설정하는 것이 실제로는 매우 어렵다. 이는, 적어도 부분적으로는, 진공 유입부(vacuum inlet) 상의 밸브가 진공 공급원(vacuum supply)을 닫거나 개방하도록 작동하기 때문이다. 그 결과, 진공원의 진공 수위와 다른 임의의 그 밖의 진공 수위를 설정하거나 진공이 전혀 없도록 설정하는 것이 매우 어렵게 될 것이다. 본 발명의 발명자들은, 대기압(atmospheric pressure)에 연결된 공기-유입 채널(air-inlet channel)을 제공하고 공기-유입 채널 내의 공기를 조절하여 진공 수위를 조절함으로써, 이러한 문제가 해결될 수 있다는 사실을 밝혀냈다.

본 발명의 한 실시예에 따른 전동식 스크루 드라이버가 다음과 같이 제공된다. 상기 전동식 스크루 드라이버는 진공 스크루 픽업 특징(vacuum screw pick-up feature)을 가진 전동식 스크루 드라이버로서, 진공원(vacuum source)에 연결된 하우징을 포함한다. 상기 전동식 스크루 드라이버는 모터 구동식 스크루 비트(screw bit), 스크루 가이딩 노즐(screw guiding nozzle)을 가진 노즈 피스(nose piece)를 가진다. 상기 노즈 피스는 하우징 상에서 이동 가능하게 지지되며(movably supported) 진공원에 의해 생성된 흡입력(suction force)에 노출된다. 상기 노즈 피스를 연장된 위치(extended position)를 향해 편향시키도록 스프링이 배열된다. 상기 하우징에는 노즈 피스에 작용하는 흡입력을 조절하기 위한 밸브 장치(valve device)가 제공되는데, 상기 밸브 장치는 한 단부에서는 주변 대기와 소통되고(communicate) 맞은편 단부에서는 작동 챔버(activation chamber)와 소통되는 공기 유입 통로(air inlet passage)를 포함하고, 상기 공기 유입 통로를 통과하는 주변 대기의 흐름을 조절하여 작동 챔버 내의 진공 수위를 조절하도록 배열된 이동식 밸브 요소(movable valve element)를 포함한다. 이 때, 진공 수위는 정확하고 용이하게 조절될 수 있다. 이러한 조절은 미세하게 조정될 수 있으며 진공 수위를 조절하는 데 관련된 문제점으로 인해 진공 공급원을 직접 조절하는 데 어렵지 않다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 하우징은 진공원에 연결되고 부분적으로는 노즈 피스에 의해 형성된 작동 챔버로 형성되는데, 작동 챔버 내에 편향 스프링이 위치된다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 밸브 요소는 닫힌 위치(closed position)와 개방 위치(open position) 사이에서 연속으로 이동될 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 밸브 요소는 개방 위치에서는 유입 통로를 완전히 개방하고(uncover) 닫힌 위치에서는 유입 통로를 완전히 차단하도록 배열된 원호(circle segment) 형태의 랜드(land)로 형성된다.

본 발명의 추가적인 목적과 이점들은 하기 발명의 상세한 설명과 청구항들로부터 자명해질 것이다.

이제, 본 발명은 첨부도면들을 참조하여 기술될 것이다:
도 1은 본 발명에 따른 전동식 스크루 드라이버의 투시도;
도 2는 진공 도관 연결부를 포함하는 도 1의 스크루 드라이버의 전방 단부를 따라 절단한 단면의 확대도;
도 3은 도 2와는 약간 다른 단면도로서, 완전히 개방된 위치에 있는 진공 조절 장치를 예시하고;
도 4는 도 3과 똑같은 단면도로서, 닫힌 위치에 있는 진공 조절 장치를 예시한다.

도면에 도시된 전동식 스크루 드라이버는 케이블 연결부(11)로 전력을 공급받고 스크루 비트(13)에 구동 연결되는 전기 모터를 가진 하우징(10)을 포함하는데, 전기 모터는 예시되지는 않는다. 전방 단부에서, 하우징(10)에는 스크루 가이딩 노즐(15)을 수용하고 스크루 비트(13)를 둘러싸고 있는 노즈 피스(14)가 제공된다. 노즈 피스(14)는 하우징(10)에 대해 종방향으로 이동 가능하고(longitudinally movable) 도관(conduit) 및 도관 연결부(17)에 의해 예시되지 않은 진공원(vacuum source)에 연결된 작동 챔버(16)의 한 부분을 형성한다. 노즈 피스(14)를 하우징(10)에 대하여 연장된 위치(extended position)을 향해 이동시키기 위해, 작동 챔버(16)에는 노즈 피스(14)에서 전방으로 향하는 편향력(bias force)을 제공하도록 배열된 스프링(18)이 제공된다. 진공 도관 연결부(17)는 횡방향 서비스 블록(20)에 위치되고 하우징(10) 내에서 외주방향 홈(22)에 의해 작동 챔버(16)와 소통된다(communicate).

도 1에서 볼 수 있듯이, 작동 챔버(16) 내에서 진공 수위(vacuum level)을 조절하기 위하여 도관 연결부(17)에 인접한 서비스 블록(20) 상에 밸브 장치(23)가 제공된다. 밸브 장치(23)는 주변 대기(ambient atmosphere)와 소통되는 공기 유입 통로(25)와 밸브 요소(24)를 포함한다. 밸브 요소(24)는 서비스 블록(20)에서 개방 위치(도 3)와 닫힌 위치(도 4) 간에 회전될 수 있다. 이를 위하여, 밸브 요소(24)에는 스크루 드라이버와 결합하기 위한 외부 슬롯(27)이 제공된다. 내측 단부에서, 밸브 요소(24)는 원호(circle segment) 형태로 형성되고 밸브 요소(24)의 닫힌 위치에서 공기 유입 통로(25)를 차단하도록 배열된 랜드(land)(28)로 형성된다. 도 4를 참조하라.

작동 시에, 전동식 스크루 드라이버는 도관 연결부(17)에 의해 하우징(10)에 연결된 도관을 통해 진공원에 연결되며, 작동 챔버(16) 내부의 압력은 내려가고 작동 챔버(16)와 홈(22)에 의해 스크루 가이딩 노즐(15)과 노즈 피스(14)에 전파된다(propagate). 노즐(15) 내의 초-대기압(sup-atmospheric pressure)으로 인해, 흡입(suction)에 의해 스크루(30)를 픽업(pick up)할 수 있고 스크루 비트(13)와 접촉하게 할 수 있다. 그러면, 스크루 드라이버는 스크루 장착 작동(screw mounting operation)을 시작할 준비가 된다.

작동 챔버(16)에서 구현된 아-대기압(sub-atmospheric pressure)은 노즈 피스(14)에 내부 방향으로 안내되는 힘(inwardly directed force)을 제공하며, 스프링(18)에 의한 편향력 때문에, 노즈 피스(14)가 뒤로 이동하여 작동 챔버(16) 안으로 들어가는 것이 방지된다. 하지만, 스크루 드라이버가 조립되어야 하는 대상(object)와 결합되어 노즐(15)이 대상의 표면에 대해 가압될 때(pressed), 노즈 피스(14)는 편향 스프링(18)의 작동에 대해 반대로(against) 뒤로 작동하여 작동 챔버(16) 안으로 눌려진다. 그에 따라, 픽업 스크루(30)는 전방으로 밀려지고 장착을 위하여 스크루 비트(13)에 의해 회전된다. 나사(30)가 대상 위에 적절하게 장착되면, 전동식 스크루 드라이버 모터는 중지되고 공구(tool)는 대상으로부터 올라가며(lifted off), 노즈 피스(14)는 진공에 의해 작동 챔버(16)에 여전히 작용하는 흡입력에 대해 스프링(18)에 의해 전방 정지 또는 시작 위치로 복귀된다.

작동 챔버(16) 내의 진공 수위를 설정하고 조절하며 그에 따라 흡입력과 스프링(18)의 편향력 사이에 균형을 구현하기 위하여, 밸브 요소(24)는 회전되어 유입 통로(25)를 특정 수준만큼 개방시키고, 특정 양의 대기(atmospheric air)가 작동 챔버(16) 내에 유입된다. 이에 따라, 작동 챔버(16) 내의 진공 수위가 내려가고 노즈 피스(14)의 흡입력이 줄어든다. 이는 흡입력이 스프링(18)의 편향력을 지배하지(dominate) 않을 것임을 의미한다.

밸브 장치(23)를 설정하고 조절함으로써, 스프링(18)의 편향력에 대해 작동 챔버(16) 내에서 아-대기압의 균형을 맞출 수 있으며, 그에 따라 나사 장착 작업(screw mounting operation) 동안 대상에 제공되는 스크루 드라이버의 필요 압력을 최소화시킬 수 있는 동시에, 높은 진공 수위 때문에 노즈 피스(14)가 작동 챔버 안으로 철회되어야 하는 위험이 줄어든다.

본 발명의 실시예들이 본 명세서에 기술된 예에만 제한되지 않으며 하기 청구항들의 범위 내에서 자유롭게 변형될 수 있다는 사실을 이해해야 한다. 특히, 몇몇 기술된 요소들은 삭제될 수도 있다. 특정 실시예들에 따르면, 몇몇 요소들은 똑같은 목적을 수행하는 잘 알려진 요소들로 대체될 수도 있다.

Claims (4)

1. 진공 스크루 픽업 특징(vacuum screw pick-up feature)을 가진 전동식 스크루 드라이버로서, 상기 전동식 스크루 드라이버는 진공원에 연결된 하우징(10), 모터 구동식 스크루 비트(13), 스크루 가이딩 노즐(15)을 가진 노즈 피스(14), 및 상기 노즈 피스(14)를 연장된 위치를 향해 편향시키도록 배열된 스프링(18)을 포함하되, 상기 노즈 피스(14)는 하우징(10) 상에서 이동 가능하게 지지되며 진공원에 의해 생성된 흡입력에 노출되는, 전동식 스크루 드라이버에 있어서,
   상기 하우징(10)에는 노즈 피스(14)에 작용하는 흡입력을 조절하기 위한 밸브 장치(23)가 제공되는데, 상기 밸브 장치(23)는 한 단부에서는 주변 대기와 소통되고 맞은편 단부에서는 작동 챔버(16)와 소통되는 공기 유입 통로(25)를 포함하고, 공기 유입 통로(25)를 통과하는 주변 대기의 흐름을 조절하여 작동 챔버(16) 내의 진공 수위를 조절하도록 배열된 이동식 밸브 요소(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 스크루 드라이버.
2. 제1항에 있어서, 하우징(10)은 진공원에 연결되고 부분적으로는 노즈 피스(14)에 의해 형성된 작동 챔버(16)로 형성되는데, 작동 챔버(16) 내에 편향 스프링(18)이 위치되는 것을 특징으로 하는 전동식 스크루 드라이버.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 밸브 요소(24)는 닫힌 위치와 개방 위치 사이에서 연속으로 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 전동식 스크루 드라이버.
4. 제3항에 있어서, 밸브 요소(24)는 개방 위치에서는 유입 통로(25)를 완전히 개방하고(uncover) 닫힌 위치에서는 유입 통로(25)를 완전히 차단하도록 배열된 원호 형태의 랜드(28)로 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 스크루 드라이버.

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