KR20210112022A - 마그네틱 칩 분리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마그네틱 칩 분리장치에 관한 것으로서, 특히 회전드럼의 회전에 따라 압착롤이 원활히 회전하여 절삭유와 마그네틱 칩의 분리성능을 향상시킬 수 있도록 롤 형태로 형성되고 내부에 자석이 구비되며 모터에 의해 회전하는 회전드럼과, 롤 형태로 형성되고 상기 회전드럼과 인접하게 나란히 구비되어 회전가능하게 설치되는 압착롤을 포함하며, 상기 압착롤은 회전드럼을 향해 탄력적인 유동이 가능하도록 구비되어, 절삭유에 포함된 마그네틱 칩을 분리하되, 상기 회전드럼의 일단 측에서 회전드럼과 함께 회전하는 제1 기어와, 상기 압착롤의 일단 측에서 상기 제1 기어와 맞물려 회전하여 압착롤을 회전시키는 제2 기어가 구비되어, 상기 회전드럼의 회전에 따라 압착롤이 원활히 회전하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 칩 분리장치에 관한 것이다.

Description

마그네틱 칩 분리장치{Apparatus for seperating magnetic chip}

본 발명은 마그네틱 칩 분리장치에 관한 것으로서, 특히 회전드럼의 회전에 따라 압착롤이 원활히 회전함으로써 분리성능을 향상시킬 수 있는 마그네틱 칩 분리장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동화된 CNC 등과 같은 공작기계에는 피가공물을 가공하기 위해 절삭유가 공급됨과 동시에 절삭공구가 구비되어 피가공물을 가공하게 되며, 이때 피가공물의 가공시 발생하는 열을 식혀주고 장비의 파손을 방지하기 위해 피공작물과 절삭공구에 절삭유를 분사하게 된다.

상기와 같은 공작기계에 사용되고 난 절삭유에는 금속성을 가진 마그네틱 칩이 포함되어 있는바, 절삭유를 재사용하기 위해서는 절삭유로부터 마그네틱 칩을 분리하는 작업을 수행하여야 한다.

마그네틱 칩과 마그네틱 칩을 분리할 수 있는 장치가 대한민국 등록실용신안 제20-0456399호(이하, '인용발명'이라 함)에 게시되어 있다. 인용발명은 도 1에 도시된 바와 같이 연삭액이 저장되는 탱크와, 상기 탱크에 저장되어 있는 연삭액을 통과시키는 유로와, 상기 유로에 회전 가능하게 설치되는 회전드럼과, 상기 회전드럼 내부에 고정 설치되는 고정자석과, 상기 회전드럼의 외주면에 접촉하는 압착롤 및 상기 탱크, 유로, 회전드럼, 고정자석, 압착롤이 설치될 수 있는 공간을 밀폐 구성하는 케이스를 포함한다.

이때, 압착롤은 양단부에 완충부재가 구비되어 압착롤의 상하유동이 탄력적으로 이루어지고, 회전드럼과 같이 별도의 모터에 의해 이루어지는 것이 아니라 회전드럼과의 접함에 따라 함께 회전하게 되는데, 슬립 현상이 발생되어 제대로 돌지 못하게 되는 문제가 발생됨에 따라 압축롤과 회전드럼 사이에 마그네틱 칩이 끼이게 된다.

1. 대한민국 등록실용신안 제20-0463969호 '마그네틱 칩 분리기' 2. 대한민국 등록실용신안 제20-0456399호 '연삭액 칩 분리장치'

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서 회전드럼의 회전에 따라 압착롤이 원활히 회전하여 절삭유와 마그네틱 칩의 분리성능을 향상시킬 수 있는 마그네틱 칩 분리장치를 제공함에 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명인 마그네틱 칩 분리장치는 롤 형태로 형성되고 내부에 자석이 구비되며 모터에 의해 회전하는 회전드럼과, 롤 형태로 형성되고 상기 회전드럼과 인접하게 나란히 구비되어 회전가능하게 설치되는 압착롤을 포함하며, 상기 압착롤은 회전드럼을 향해 탄력적인 유동이 가능하도록 구비되어, 절삭유에 포함된 마그네틱 칩을 분리하되, 상기 회전드럼의 일단 측에서 회전드럼과 함께 회전하는 제1 기어와, 상기 압착롤의 일단 측에서 상기 제1 기어와 맞물려 회전하여 압착롤을 회전시키는 제2 기어가 구비된다.

또한, 상기 제1 기어 및 제2 기어는 평기어일 수 있다.

또한, 상기 제1 기어는 피치원지름이 회전드럼의 직경과 동일하고, 상기 제2 기어는 피치원지름이 압착롤의 직경과 동일할 수 있다.

또한, 상기 제1 기어 및 제2 기어의 모듈은 제1 기어의 피치원지름과 제2 기어의 피치원지름의 최대공약수로 결정될 수 있다.

또한, 상기 제1 기어 및 제2 기어의 이끝 틈새는, (제1 기어의 중심과 제2 기어의 중심 간 거리의 최대변화값)×(제1 기어 또는 제2 기어의 압력각도를 절반으로 나눈 값의 사인값)으로 결정될 수 있다.

본 발명에 따르면, 회전드럼과 함께 회전하는 제1 기어에 맞물려 제2 기어가 회전하여 압착롤을 회전시키므로 슬립 현상이 발생되지 않는바, 마그네틱 칩이 회전드럼과 압착롤 사이에 끼이지 않으면서 회전드럼의 회전에 따라 압착롤이 원활히 회전하게 되어, 절삭유와 마그네틱 칩의 분리성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래 마그네틱 칩 분리장치의 구조를 보여주는 도면,
도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 마그네틱 칩 분리장치의 전체 구조를 보여주는 도면,
도 4 및 도 5는 본 발명에 의한 마그네틱 칩 분리장치에 적용되는 제1 기어와 제2 기어의 구조를 보여주는 도면.

본 발명에서는 회전드럼의 회전에 따라 압착롤이 원활히 회전하여 절삭유와 마그네틱 칩의 분리성능을 향상시킬 수 있도록 롤 형태로 형성되고 내부에 자석이 구비되며 모터에 의해 회전하는 회전드럼과, 롤 형태로 형성되고 상기 회전드럼과 인접하게 나란히 구비되어 회전가능하게 설치되는 압착롤을 포함하며, 상기 압착롤은 회전드럼을 향해 탄력적인 유동이 가능하도록 구비되어, 절삭유에 포함된 마그네틱 칩을 분리하되, 상기 회전드럼의 일단 측에서 회전드럼과 함께 회전하는 제1 기어와, 상기 압착롤의 일단 측에서 상기 제1 기어와 맞물려 회전하여 압착롤을 회전시키는 제2 기어가 구비되어, 상기 회전드럼의 회전에 따라 압착롤이 원활히 회전하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 칩 분리장치를 제안한다.

본 발명의 권리범위는 이하에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.

이하, 본 발명인 마그네틱 칩 분리장치는 첨부된 도 2 내지 도 5를 참고로 상세하게 설명한다.

본 발명인 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 회전드럼(100), 압착롤(200)을 포함하며, 회전드럼(100)의 일단 측에 제1 기어(300)가 구비되고, 압착롤(200)의 일단 측에 제2 기어(400)가 구비된다.

회전드럼(100)은 롤 형태로 형성되고 내부에 자석이 구비되며 모터(500)에 의해 회전한다. 구체적으로, 모터(500)는 회전드럼(100)의 일단 또는 타단 측에 구비될 수 있으며, 후술할 제1 기어(300)가 회전드럼(100)의 일단 측에 구비되므로 모터(500)는 회전드럼(100)의 타단 측에 구비됨이 바람직하다. 또한, 회전드럼(100)은 길이방향을 따라 관통하며 모터(500)로부터 회전력을 전달받아 회전드럼(100)에 전달하는 제1 샤프트(110)가 구비될 수 있다.

회전드럼(100)의 후측 하방에서 마그네틱 칩이 포함된 절삭유가 회전드럼(100)으로 공급되면 회전드럼(100) 내부에 설치된 자석의 자력에 의해 절삭유에 포함된 마그네틱 칩이 회전드럼(100)의 외주면에 붙게 되고, 마그네틱 칩은 회전드럼(100)의 회전에 따라 회전드럼(100)과 함께 이동하며 압착롤(200)을 향해 이동하게 된다.

이후, 압착롤(200)을 지나 자석의 자력이 발생하지 않는 구간에 도달하면 회전드럼(100)에서 분리되어 회전드럼(100)의 전방에 구비되는 수거함으로 배출됨으로써 절삭액에 포함된 마그네틱 칩을 분리할 수 있다.

압착롤(200)은 롤 형태로 형성되고 상기 회전드럼(100)과 인접하게 나란히 구비되며 회전가능하게 설치된다. 이때, 압착롤(200)의 외주면은 다양한 소재로 이루어질 수 있으나, 고무 등과 같이 탄성을 가진 소재로 이루어져 회전드럼(100)과 압착롤(200) 사이를 통과하는 마그네틱 칩의 크기 및 형태에 유연하게 변형될 수 있도록 함이 바람직하다.

또한, 압착롤(200)은 길이방향을 따라 관통하는 제2 샤프트(220)가 구비될 수 있으며, 제2 샤프트(210)은 후술할 제2 기어(400)에 의해 회전력을 전달받아 압착롤(200)을 회전시킨다. 그리고, 압착롤(200)은 마그네틱 칩이 포함된 절삭유가 공급되는 부분의 위치를 고려하여 그 중심이 회전드럼(100)의 중심보다 상측에 위치하도록 구비됨이 바람직하다.

압착롤(200)은 회전드럼(100)을 향해 탄력적인 유동이 가능하도록 구비된다. 일 예로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 회전드럼(100)과 압착롤(200)의 양단에 완충부재(600)가 구비될 수 있으며, 완충부재(600)는 회전드럼(100)에 붙은 상태로 이동 중에 있는 마그네틱 칩을 압착롤(200)이 압착하는 과정에서 압착롤(200)이 회전드럼(100)을 향해 탄력적으로 지탱되도록 하는 역할을 한다.

완충부재(600)는 구체적으로 일 예로, 회전드럼(100)의 양단 측에서 회전드럼(100)의 회전에 영향을 받지 않도록 제1 샤프트(110) 상에 구비되는 구비되는 완충몸체와, 압착롤(200)의 양단 측에서 압착롤(200)의 회전에 영향을 받지 않도록 제2 샤프트(210) 상에 구비되며 압착롤(200)의 유동에 따라 회전드럼(100)을 향해 또는 그 반대방향으로 이동하는 슬라이더와, 상기 슬라이더를 수직으로 관통하며 슬라이더의 이동을 가이드하는 가이드봉과, 상기 가이드봉에 끼워지며 슬라이더의 이동을 탄력적으로 지지하는 완충스프링을 포함할 수 있다.

이러한 완충부재(600)는 회전드럼(100)에 붙은 상태로 이동 중에 있는 마그네틱 칩을 압착롤(200)이 압착하는 과정에서 상기 슬라이더가 상기 가이드봉을 타고 이동하게 되며, 이때 슬라이더는 완충스프링에 의해 탄력적으로 지지되며 압착롤(200)의 유동을 탄력적으로 지탱하게 되는바, 압착롤(200)의 파손을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명인 마그네틱 칩 분리장치는 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 회전드럼(100)의 일단 측에서 회전드럼(100)과 함께 회전하는 제1 기어(300)와, 압착롤(200)의 일단 측에서 제1 기어(300)와 맞물려 회전하여 압착롤(200)을 회전시키는 제2 기어(400)가 구비된다. 이는 종래 압착롤(200)이 회전드럼(100)과 접함에 따라 회전하게 되면서 발생되는 슬립 현상을 방지할 수 있는 것으로, 제1 기어(300)와 제2 기어(400)를 통해 압착롤(200)이 회전드럼(100)의 회전력을 전달받도록 한 것이다.

구체적으로, 제1 기어(300) 및 제2 기어(400)는 각각 제1 샤프트(110) 및 제2 샤프트(210)와 나란하게 톱니가 형성되고 회전방향이 서로 반대를 이루는 평 기어(spur gear)임이 바람직하며, 제1 기어(300)는 제1 샤프트(110)과 함께 회전이 가능하도록 구비되고, 제2 기어(400)는 제2 샤프트(210)와 함께 회전이 가능하도록 구비된다.

또한, 제1 기어(300)와 제2 기어(400)가 각각 회전드럼(100)과 압착롤(200)의 일단 측에서 직접 맞물리며 원활히 회전될 수 있도록 제1 기어(300)는 피치원지름(PCD)이 회전드럼(100)의 직경과 동일하고, 제2 기어(400)는 피치원지름(PCD)이 압착롤(200)의 직경과 동일하도록 형성됨이 바람직하다.

이때, 제1 기어(300) 및 제2 기어(400)의 모듈(M)은 제1 기어(300)의 피치원지름과 제2 기어(400)의 피치원지름의 최대공약수로 결정될 수 있다. 즉, 제1 기어(300) 및 제2 기어(400)의 모듈(M)은 회전드럼(100)의 직경과 압착롤(200)의 직경의 최대공약수로 결정될 수 있다. 일 예로, 제1 기어(300)의 피치원지름이

115이고, 제2 기어(400)의 피치원지름이

70 인 경우, 제1 기어(300) 및 제2 기어(400)의 모듈(M)은 115와 70의 최대공약수인 5로 결정된다. 평기어의 잇수(Z)는 피치원지름(PCD)을 모듈(M)로 나눈 값으로 결정되므로, 위 일 예에서 제1 기어(300)의 잇수(Z)는 23개로 결정되며, 제2 기어(400)의 잇수(Z)는 14개로 결정된다.

이러한 제1 기어(300) 및 제2 기어(400)는 상호 끼임이 발생되지 않으면서 맞물려 원활히 회전될 수 있는 이끝 틈새(tip clearance, C)를 가져야 한다. 이에 따라, 상기 제1 기어(300) 및 제2 기어(400)의 이끝 틈새는, (제1 기어(300)의 중심과 제2 기어(400)의 중심 간 거리의 최대변화값)×(제1 기어(300) 또는 제2 기어(400)의 압력각도를 절반으로 나눈 값의 사인값)으로 결정된다.

즉, 이끝 틈새(C)는

으로 결정된다.

: 제1 기어(300)의 중심과 제2 기어(400)의 중심 간 거리의 최대변화값

: 제1 기어(300) 또는 제2 기어(400)의 압력각도

상기

는 압력롤(200)의 중심이 완충부재(600)에 의해 회전드럼(100)의 중심 과의 거리가 변화되는 것을 고려하여, 변화될 수 있는 최대값을 의미하며, 상기

는 평기어 형성시 고정되는 값이다. 일 예로,

값이 4mm이고,

값이 20인 경우, 이끝 틈새(C)는 약 0.69mm로 결정된다. 이처럼 결정된 이끝 틈새(C)는 제1 기어(300) 및 제2 기어(400)가 회전드럼(100)과 압착롤(200) 간의 중심거리 변화값을 탄력적으로 수용하면서도 상호 맞물려 원활히 회전할 수 있도록 한다.

상술한 바에 따라 형성된 제1 기어(300) 및 제2 기어(400)는 상호 끼임이 발생되지 않으면서 회전드럼(100)의 회전과 함께 압착롤(200)이 원활히 회전될 수 있도록 하므로 슬립 현상이 발생되지 않고 마그네틱 칩이 회전드럼(100)과 압착롤(200) 사이에 끼이지 않는바, 본 발명을 통해 절삭유와 마그네틱 칩을 효과적으로 분리할 수 있다.

한편, 제1 기어(300) 및 제2 기어(400)는 회전드럼(100)과 압착롤(200)의 외측에서 절삭유의 공급로와 배출로를 형성하는 케이스(700)의 내측에 위치하도록 구비됨이 바람직하며, 이로 인해 회전하는 제1 기어(300) 및 제2 기어(400)로부터 작업자가 안전사고를 당하는 위험을 현저히 줄일 수 있다.

100 : 회전드럼
110 : 제1 샤프트
200 : 압착롤
210 : 제2 샤프트
300 : 제1 기어
400 : 제2 기어
500 : 모터
600 : 완충부재
700 : 케이스

Claims (5)

1. 롤 형태로 형성되고 내부에 자석이 구비되며 모터(500)에 의해 회전하는 회전드럼(100)과, 롤 형태로 형성되고 상기 회전드럼(100)과 인접하게 나란히 구비되어 회전가능하게 설치되는 압착롤(200)을 포함하며, 상기 압착롤(200)은 회전드럼(100)을 향해 탄력적인 유동이 가능하도록 구비되어, 절삭유에 포함된 마그네틱 칩을 분리하되,
   상기 회전드럼(100)의 일단 측에서 회전드럼(100)과 함께 회전하는 제1 기어(300)와, 상기 압착롤(200)의 일단 측에서 상기 제1 기어(300)와 맞물려 회전하여 압착롤(200)을 회전시키는 제2 기어(400)가 구비되어, 상기 회전드럼(100)의 회전에 따라 압착롤(200)이 원활히 회전하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 칩 분리장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 기어(300) 및 제2 기어(400)는 평기어인 것을 특징으로 하는 마그네틱 칩 분리장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 기어(300)는 피치원지름이 회전드럼(100)의 직경과 동일하고,
   상기 제2 기어(400)는 피치원지름이 압착롤(200)의 직경과 동일한 것을 특징으로 하는 마그네틱 칩 분리장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 기어(300) 및 제2 기어(400)의 모듈은 제1 기어(300)의 피치원지름과 제2 기어(400)의 피치원지름의 최대공약수로 결정되는 것을 특징으로 하는 마그네틱 칩 분리장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 기어(300) 및 제2 기어(400)의 이끝 틈새는,
   (제1 기어(300)의 중심과 제2 기어(400)의 중심 간 거리의 최대변화값)×(제1 기어(300) 또는 제2 기어(400)의 압력각도를 절반으로 나눈 값의 사인값)
   으로 결정되는 것을 특징으로 하는 마그네틱 칩 분리장치.

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