KR20220085114A - 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 드릴본체 및 드릴본체의 하부에 결합되어 회전하는 드릴비트를 포함하고, 탄소섬유복합재를 드릴링 가공하는 드릴부 및 드릴비트의 내부에 형성되고 압축공기가 유동함에 따라 외부공기와 탄소섬유복합재를 드릴링 가공하면서 생성되는 칩이 유입되는 내부유로부를 포함하고, 내부유로부는 양단에서 중앙부로 갈수록 폭이 좁아지는 진공 이젝터 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구 및 시스템을 제공한다.

Description

진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구 및 시스템{A drilling tool and system for processing carbon fiber reinforced plastic with vacuum ejector structure}
본 발명은 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구 및 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진공 이젝터 구조로 내부유로부를 형성하여 외부공기와 칩의 흡입 효율 및 드릴비트의 냉각 효율을 극대화시키는 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구 및 시스템에 관한 것이다.
가공 장비에 구비되는 공구에는 가공 과정 중에 고열 고온이 불가피하게 발생하고, 가공의 종류에 따라 분진이 발생하여, 공구 자체 또는 가공 대상의 미세한 변형을 초래하거나, 분진에 의한 가공 품질 저하를 야기할 수 있다.
종래기술에서는, 공구에 대한 냉각 및 분진 제거를 수행하기 위하여, 공구의 상부에서 공구로 압축 공기를 공급하거나 공구의 끝단에서 압축 공기를 토출함으로써, 공구 주변의 분진을 확산시키고, 공구에 인접하여 설치된 흡입 장치가 분진을 흡입하도록 구성된다.
다만, 종래기술과 같이 가공 장비가 구성되는 경우, 압축 공기 공급과 흡입 장치가 구분되어, 분진이 흡입 장치로 흡입되는 효율이 저하되고, 압축 공기에 의한 공구에 대한 냉각이 용이하지 않다는 문제가 있다.
이와 관련하여 대한민국 공개특허 제10-2010-0021407호(발명의 명칭: 회전 구동이 가능한 절삭 공구)에서는, 여러 개의 칼날 또는 칼날 모서리와 절삭 슬롯들이 형성되어 있는 커팅 부분과, 상기 커팅 부분과는 반대방향으로 클램핑 부분이 형성된 섕크(shank)로 이루어지고, 클램핑 부분에는 절삭 슬롯 개수에 상응하는 개수의 냉각 및 윤활제 통로가 형성되어 있으며, 상기 냉각 및 윤활제 통로에는 축 방향으로 난 각각의 배출 구멍이 형성되는 절삭 공구가 개시되어 있다.
그러나, 상기한 종래기술은 절삭 슬롯 개수에 상응하는 개수의 냉각 및 윤활제 통로가 클램핑 부분에 형성되고 상기 냉각 및 윤활제 통로에는 축 방향으로 난 각각의 배출 구멍이 형성됨에 따라 가공공구의 강성이 떨어지는 문제점이 있었다.
(특허문헌 1) 공개특허공보 제10-2010-0021407호(2010.02.24.)
(특허문헌 2) 공개특허공보 제10-2020-0080609호(2020.07.07.)
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 드릴비트의 내부에 진공 이젝터 구조를 적용하면서 나선형으로 제1 내지 제4 내부유로를 형성하고 제2, 3내부유로와 연통하는 흡입유로를 통하여 드릴링 가공 시 압축공기를 제1 내지 제4 내부유로로 유동시킴에 따라 외부공기 및 칩을 흡입하여 외부로 배출하는 과정에서 드릴비트를 냉각시키는 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 드릴본체 및 상기 드릴본체의 하부에 결합되어 회전하는 드릴비트를 포함하고, 탄소섬유복합재를 드릴링 가공하는 드릴부; 및 상기 드릴비트의 내부에 형성되고 압축공기가 유동함에 따라 외부공기와 상기 탄소섬유복합재를 드릴링 가공하면서 생성되는 칩이 유입되는 내부유로부;를 포함하고, 상기 내부유로부는 양단에서 중앙부로 갈수록 폭이 좁아지는 진공 이젝터 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 내부유로부는 상기 드릴비트의 중심축과 동일직선상에 위치하도록 상기 드릴비트의 내부에 형성되는 제1 내부유로;를 포함하고, 상기 드릴부는 상기 드릴본체와 인접한 상기 제1 내부유로의 일단에 형성되어 상기 압축공기가 유입되는 압축공기홀;을 더 포함하며, 상기 제1 내부유로는 상기 압축공기홀로 유입된 상기 압축공기를 상기 제1 내부유로의 타단까지 유동시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 내부유로부는, 상기 드릴비트의 내부에 위치하고 일단이 상기 제1 내부유로의 타단과 연통하며 적어도 2회 절곡되는 제2 내부유로; 상기 드릴비트의 내부에 위치하고 일단이 상기 제2 내부유로의 타단과 연통하는 제3 내부유로; 및 상기 드릴비트의 내부에 위치하고 일단이 상기 제3 내부유로의 타단과 연통하며 나선형으로 형성되는 제4 내부유로;를 더 포함하고, 상기 제1 내부유로를 통해 상기 제2 내부유로로 유입되는 상기 압축공기가 상기 제3 내부유로 및 상기 제4 내부유로를 따라 유동하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 내부유로부는 상기 드릴비트의 타단을 관통하고 상기 제2 내부유로 및 상기 제3 내부유로와 연통하면서 상기 드릴비트의 내부에 위치하는 한 쌍의 흡입유로;를 더 포함하고, 상기 드릴부는 상기 드릴비트의 타단 및 상기 한 쌍의 흡입유로의 일단에 형성되는 진공흡입홀;을 더 포함하며, 상기 내부유로부 중 상기 한 쌍의 흡입유로와 상기 제2, 3 내부유로가 연결되는 부분으로부터 상기 내부유로부의 양측으로 갈수록 폭이 커지는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 내부유로부 중 상기 한 쌍의 흡입유로와 상기 제3 내부유로가 연결되는 부분의 압력이 상기 한 쌍의 흡입유로 압력보다 낮아짐에 따라 상기 외부공기와 함께 상기 칩이 상기 진공흡입홀을 통해 상기 한 쌍의 흡입유로로 유입되어 상기 제3 내부유로로 유동하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 드릴부는 상기 제4 내부유로의 타단에 형성되는 배출홀을 더 포함하고, 상기 제4 내부유로는 상기 배출홀을 통하여 상기 압축공기, 상기 외부공기 및 상기 칩을 외부로 배출시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 드릴본체 및 상기 드릴본체의 하부에 결합되어 회전하는 드릴비트를 포함하고, 탄소섬유복합재를 드릴링 가공하는 드릴부; 및 상기 드릴비트의 외주부에 형성되어 외부공기와 상기 탄소섬유복합재를 드릴링 가공하면서 생성되는 칩을 배출시키는 외부유로;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 외부유로는 상기 드릴비트의 외주면으로부터 상기 드릴비트의 중심축을 향하여 함입되고 나선형으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 드릴부는 상기 외부유로보다 외측으로 돌출되고 상기 외부유로 사이에 위치하는 돌출외주면;을 포함하고, 상기 돌출외주면은 상기 외부유로와 동일한 피치의 나선형으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 전술한 바에 따른 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구; 및 상기 드릴본체와 연통하여 상기 내부유로부를 따라 이동하는 칩을 흡입하여 집진하는 집진장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구 시스템을 제공한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 전술한 바에 따른 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구; 및 상기 드릴본체와 연통하여 상기 외부유로를 따라 이동하는 칩을 흡입하여 집진하는 집진장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구 시스템을 제공한다.
상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 드릴비트의 내부에 진공 이젝터 구조를 적용하면서 나선형으로 제1 내지 제4 내부유로를 형성하고 제2, 3내부유로와 연통하는 흡입유로를 통하여 드릴링 가공 시 압축공기를 제1 내지 제4 내부유로로 유동시킴에 따라 외부공기 및 칩을 흡입하여 외부로 배출하는 과정에서 드릴비트를 냉각시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구를 나타낸 일 방향에서의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구에 구비된 드릴비트와 압축공기홀을 나타낸 일 방향에서의 평단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구에 구비된 드릴비트와 진공흡입홀을 나타낸 일 방향에서의 배면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구에 구비된 내부유로부를 펼쳤을 때의 진공 이젝터 구조를 나타낸 일 방향에서의 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구를 나타낸 일 방향에서의 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구에서 압축공기, 외부공기 및 칩의 흐름을 나타낸 일 방향에서의 측단면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구가 탄소섬유복합재를 드릴링 가공하는 것을 나타낸 일 방향에서의 측단면도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구를 나타낸 일 방향에서의 측면도이다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구에 구비된 드릴비트와 압축공기홀을 나타낸 일 방향에서의 평단면도이다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구에 구비된 드릴비트와 진공흡입홀을 나타낸 일 방향에서의 배면도이다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구에 구비된 내부유로부를 펼쳤을 때의 진공 이젝터 구조를 나타낸 일 방향에서의 측단면도이다.
1. 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구(제1 실시예: 내부유로부만 포함)
본 발명의 제1 실시예에 따른 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구(100)는 드릴본체(111) 및 드릴본체(111)의 하부에 결합되어 회전하는 드릴비트(112)를 포함하고, 탄소섬유복합재(10)를 드릴링 가공하는 드릴부(110) 및 드릴비트(112)의 내부에 형성되고 압축공기가 유동함에 따라 외부공기와 탄소섬유복합재(10)를 드릴링 가공하면서 생성되는 칩이 유입되는 내부유로부(120)를 포함하고, 내부유로부(120)는 양단에서 중앙부로 갈수록 폭이 좁아지는 진공 이젝터 구조를 가진다.
2. 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구(제2 실시예: 외부유로만 포함)
본 발명의 제2 실시예에 따른 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구(100)는 드릴본체(112) 및 드릴본체(112)의 하부에 결합되어 회전하는 드릴비트(112)를 포함하고, 탄소섬유복합재(10)를 드릴링 가공하는 드릴부(110) 및 드릴비트(112)의 외주부에 형성되어 외부공기와 탄소섬유복합재(10)를 드릴링 가공하면서 생성되는 칩을 배출시키는 외부유로(114)를 포함한다.
드릴부(110)는 외부유로(114)보다 외측으로 돌출되고 외부유로(114) 사이에 위치하는 돌출외주면(113)을 포함한다.
상기한 돌출외주면(113)은 외부유로(114)와 동일한 피치의 나선형으로 형성된다.
외부유로(114)는 드릴비트(112)의 외주면으로부터 드릴비트(112)의 중심축을 향하여 함입되고 나선형으로 형성된다.
3. 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구(제3 실시예: 내부유로부와 외부유로 포함)
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구(100)는 드릴부(110) 및 내부유로부(120)를 포함한다.
드릴부(110)는 드릴본체(111), 드릴비트(112), 돌출외주면(113), 외부유로(114), 압축공기홀(115), 진공흡입홀(116) 및 배출홀(117)을 포함한다.
드릴본체(111)는 드릴비트(112)와 결합되고, 드릴비트(112)로 회전력을 전달하는 모터를 포함할 수 있다.
드릴비트(112)는 환형의 바(bar) 형상을 가진다. 구체적으로 드릴비트(112)의 상부는 드릴본체(111)에 구비된 모터와 결합되고, 드릴비트(112)의 하부는 폭이 좁아지는 원뿔형상을 가진다.
또한, 드릴비트(112)는 탄소섬유복합재(CFRP: carbon fiber reinforced plastic)를 드릴링 가공하는 툴(tool)로서, 다이아몬드, 텅스텐 등과 같이 강성이 높은 재질로 구성될 수 있다.
상기한 드릴비트(112)는 드릴본체(111)의 하부에 결합되어 모터의 동작에 의해 회전하면서 탄소섬유복합재를 드릴링 가공한다.
돌출외주면(113)은 외부유로(114)보다 외측으로 돌출되고 외부유로(114) 사이에 위치한다.
또한, 돌출외주면(113)은 외부유로(114)과 동일한 피치의 나선형으로 형성된다.
상기한 돌출외주면(113)은 드릴링 가공 시 회전하면서 탄소섬유복합재를 관통한다.
외부유로(114)은 드릴비트(112)의 외주면으로부터 드릴비트(112)의 중심축을 향하여 함입되고 나선형으로 형성된다.
이때, 외부유로(114)은 돌출외주면(113)과 동일한 피치의 나선형으로 형성됨에 따라 드릴링 가공 시 절삭되는 탄소섬유복합재가 외부로 배출될 수 있도록 가이드한다.
도 2를 참조하면, 압축공기홀(115)은 드릴본체(111)와 인접한 제1 내부유로(121)의 일단에 형성되어 압축공기가 유입된다. 이를 위한 드릴본체(111)는 압축공기를 공급하는 압축공기공급부(미도시)를 수용할 수 있으며, 압축공기공급부는 압축공기홀(115)과 연통함에 따라 압축공기를 제1 내부유로(121)로 공급한다.
도 3을 참조하면, 진공흡입홀(116)은 드릴비트(112)의 타단 및 한 쌍의 흡입유로(125)의 일단에 한 쌍으로 형성된다. 구체적으로 한 상의 진공흡입홀(116)은 드릴비트(112)의 중심축을 기준으로 대향하도록 위치한다.
상기한 진공흡입홀(116)은 드릴링 가공 시 외부공기 및 절삭된 칩(chip)이 유입된다.
도 4를 참조하면, 배출홀(117)은 제4 내부유로(124)의 타단에 형성되고 드릴비트(112)의 상부에 위치한 돌출외주면(113)에 형성된다. 상기한 배출홀(117)은 제4 내부유로(124)로 유입되는 압축공기, 외부공기 및 칩(chip)을 외부로 배출시키는 역할을 한다.
내부유로부(120)는 드릴비트(112)의 내부에 형성되고 압축공기가 유동함에 따라 외부공기와 탄소섬유복합재를 드릴링 가공하면서 생성되는 칩이 유입된다.
구체적으로 내부유로부(120)는 양단에서 중앙부로 갈수록 폭이 좁아지는 진공 이젝터 구조를 가짐에 따라 외부공기 및 드릴링 가공하면서 생성되는 칩(chip)을 유입시킨다.
상기한 내부유로부(120)는 제1 내부유로(121), 제2 내부유로(122), 제3 내부유로(123), 제4 내부유로(124) 및 흡입유로(125)를 포함한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구를 나타낸 일 방향에서의 측단면도이다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구에서 압축공기, 외부공기 및 칩의 흐름을 나타낸 일 방향에서의 측단면도이다. 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구가 탄소섬유복합재를 드릴링 가공하는 것을 나타낸 일 방향에서의 측단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 내부유로(121)는 드릴비트(112)의 중심축과 동일직선상에 위치하도록 드릴비트(112)의 내부에 형성된다. 구체적으로 제1 내부유로(121)는 드릴비트(112)의 상단부터 드릴비트(112)의 3/4지점까지 연장되도록 형성된다.
상기한 제1 내부유로(121)는 압축공기홀(115)로 유입된 압축공기를 제1 내부유로(121)의 타단까지 유동시킨다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제2 내부유로(122)는 드릴비트(112)의 내부에 위치하고 일단이 제1 내부유로(121)의 타단과 연통하며 적어도 2회 절곡된다. 구체적으로 제2 내부유로(122)는 돌출외주면(113)과 동일한 피치의 나선형으로 형성된다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제3 내부유로(123)는 드릴비트(112)의 내부에 위치하고 일단이 제2 내부유로(122)의 타단과 연통한다. 구체적으로 제3 내부유로(123)는 돌출외주면(113)과 동일한 피치의 나선형으로 형성된다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제4 내부유로(124)는 드릴비트(112)의 내부에 위치하고 일단이 제3 내부유로(123)의 타단과 연통하며 나선형으로 형성된다.
또한, 제4 내부유로(124)는 드릴비트(112)의 상부에 위치한 돌출외주면(113)과 연통하도록 형성되고, 제4 내부유로(124)의 타단에는 배출홀(117)이 형성된다.
흡입유로(125)는 드릴비트의 타단을 관통하고 제2 내부유로(122)와 제3 내부유로(123)에 연통하면서 드릴비트(112)의 내부에 위치하며 한 쌍으로 형성된다.
이때, 내부유로부(120) 중 한 쌍의 흡입유로(125)와 제2, 3 내부유로(122, 123)가 연결되는 부분(도 4 및 도 5에 도시된 S영역)으로부터 내부유로부(120)의 양측으로 갈수록 폭이 커진다.
이에 따라 내부유로부(120) 중 한 쌍의 흡입유로(125)와 제2, 3 내부유로(122, 123)가 연결되는 부분(S영역)의 압력이 한 쌍의 흡입유로(125)의 압력보다 낮아짐에 따라 외부공기와 함께 칩(11)이 진공흡입홀(116)을 통해 한 쌍의 흡입유로(125)로 유입되어 제3 내부유로(123)로 유동한다.
상기한 내부유로부(120)의 구조에 따라 제4 내부유로(124)는 배출홀(117)을 통하여 압축공기, 외부공기 및 칩(11)을 외부로 배출시킨다.
추가적으로 본 발명은 전술한 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구(100) 및 드릴본체(111)와 연통하여 내부유로부(120) 및 외부유로(114)를 따라 이동하는 칩(11)을 흡입하여 집진하는 집진장치(미도시)를 포함하는 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구 시스템을 제공한다.
또한, 상술한 제3 실시예의 구성요소는 제1, 2 실시예와 동일하게 적용된다.
도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구에서 진공 이젝터 구조 및 유체의 흐름을 구체적으로 설명한다.
도 7을 참조하면, 드릴본체(111)에 구비된 모터가 회전하면, 드릴비트(112)도 회전하면서 탄소섬유복합재(10)를 드릴링 가공한다.
다음, 압축공기공급부가 동작하여 제1 내부유로(121)로 압축공기를 공급한다.
다음, 도 4를 참조하면, 제1 내부유로(121)는 제4 내부유로(124)와 동일한 직경을 가지도록 형성된다. 또한, 제2 내부유로(122)는 제1 내부유로(121)의 타단과 결합되고 제2 내부유로(122)의 일측에서 타측으로 갈수록 폭이 좁아지는 원뿔대 형상을 가지며 제3 내부유로(123)와 연통한다. 또한, 제3 내부유로(123)는 일단이 제2 내부유로(122)와 연통하고 제3 내부유로(123)의 일측에서 타측으로 갈수록 폭이 커지는 원뿔대 형상을 가진다.
전술한 제2 내부유로(122), 제3 내부유로(123) 및 제4 내부유로(124)의 적어도 일부는 돌출외주면(113)과 동일한 피치의 나선형으로 형성된다.
또한, 제1 내부유로(121)를 통해 제2 내부유로(122)로 유입되는 압축공기가 제3 내부유로(123) 및 제4 내부유로(124)를 따라 유동하고, 한 쌍의 흡입유로(125)와 제2, 3 내부유로(122, 123)가 연결되는 부분(S영역)의 압력이 한 쌍의 흡입유로(125)의 압력보다 낮아짐에 따라 외부공기 및 칩(11)이 한 쌍의 흡입유로(125)로 유입되어 압축공기로 합류된다.
압축공기에 합류된 외부공기 및 칩(11)은 제3, 4 내부유로(123, 124)를 따라 유동된 후 배출홀(117)을 통하여 외부로 배출된다.
4. 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구 시스템(제1 실시예)
본 발명의 제1 실시예에 따른 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구 시스템은 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구(100) 및 드릴본체(111)와 연통하여 내부유로부(120)를 따라 이동하는 칩을 흡입하여 집진하는 집진장치를 포함한다.
5. 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구 시스템(제2 실시예)
본 발명의 제1 실시예에 따른 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구 시스템은 제1 실시예에 따른 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구(100) 및 드릴본체(111)와 연통하여 외부유로(114)를 따라 이동하는 칩을 흡입하여 집진하는 집진장치를 포함한다.
상기한 바에 따른 본 발명은 드릴비트의 내부에 진공 이젝터 구조를 적용하여 드릴링 가공시 발생하는 칩을 회수함과 동시에 외부공기를 내부유로부로 유입시켜 드릴비트를 냉각시킴에 따라 탄소섬유복합재에 대한 드릴링 가공결함을 최소화함으로써 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 탄소섬유복합재
100: 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구
110: 드릴부
111: 드릴본체
112: 드릴비트
113: 돌출외주면
114: 외부유로
115: 압축공기홀
116: 진공흡입홀
117: 배출홀
120: 내부유로부
121: 제1 내부유로
122: 제2 내부유로
123: 제3 내부유로
124: 제4 내부유로
125: 흡입유로

Claims (11)

  1. 드릴본체 및 상기 드릴본체의 하부에 결합되어 회전하는 드릴비트를 포함하고, 탄소섬유복합재를 드릴링 가공하는 드릴부; 및
    상기 드릴비트의 내부에 형성되고 압축공기가 유동함에 따라 외부공기와 상기 탄소섬유복합재를 드릴링 가공하면서 생성되는 칩이 유입되는 내부유로부;를 포함하고,
    상기 내부유로부는 양단에서 중앙부로 갈수록 폭이 좁아지는 진공 이젝터 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 내부유로부는 상기 드릴비트의 중심축과 동일직선상에 위치하도록 상기 드릴비트의 내부에 형성되는 제1 내부유로;를 포함하고,
    상기 드릴부는 상기 드릴본체와 인접한 상기 제1 내부유로의 일단에 형성되어 상기 압축공기가 유입되는 압축공기홀;을 더 포함하며,
    상기 제1 내부유로는 상기 압축공기홀로 유입된 상기 압축공기를 상기 제1 내부유로의 타단까지 유동시키는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 내부유로부는,
    상기 드릴비트의 내부에 위치하고 일단이 상기 제1 내부유로의 타단과 연통하며 적어도 2회 절곡되는 제2 내부유로;
    상기 드릴비트의 내부에 위치하고 일단이 상기 제2 내부유로의 타단과 연통하는 제3 내부유로; 및
    상기 드릴비트의 내부에 위치하고 일단이 상기 제3 내부유로의 타단과 연통하며 나선형으로 형성되는 제4 내부유로;를 더 포함하고,
    상기 제1 내부유로를 통해 상기 제2 내부유로로 유입되는 상기 압축공기가 상기 제3 내부유로 및 상기 제4 내부유로를 따라 유동하는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 내부유로부는 상기 드릴비트의 타단을 관통하고 상기 제2 내부유로 및 상기 제3 내부유로와 연통하면서 상기 드릴비트의 내부에 위치하는 한 쌍의 흡입유로;를 더 포함하고,
    상기 드릴부는 상기 드릴비트의 타단 및 상기 한 쌍의 흡입유로의 일단에 형성되는 진공흡입홀;을 더 포함하며,
    상기 내부유로부 중 상기 한 쌍의 흡입유로와 상기 제2, 3 내부유로가 연결되는 부분으로부터 상기 내부유로부의 양측으로 갈수록 폭이 커지는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 내부유로부 중 상기 한 쌍의 흡입유로와 상기 제3 내부유로가 연결되는 부분의 압력이 상기 한 쌍의 흡입유로 압력보다 낮아짐에 따라 상기 외부공기와 함께 상기 칩이 상기 진공흡입홀을 통해 상기 한 쌍의 흡입유로로 유입되어 상기 제3 내부유로로 유동하는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 드릴부는 상기 제4 내부유로의 타단에 형성되는 배출홀을 더 포함하고,
    상기 제4 내부유로는 상기 배출홀을 통하여 상기 압축공기, 상기 외부공기 및 상기 칩을 외부로 배출시키는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구.
  7. 드릴본체 및 상기 드릴본체의 하부에 결합되어 회전하는 드릴비트를 포함하고, 탄소섬유복합재를 드릴링 가공하는 드릴부; 및
    상기 드릴비트의 외주부에 형성되어 외부공기와 상기 탄소섬유복합재를 드릴링 가공하면서 생성되는 칩을 배출시키는 외부유로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 외부유로는 상기 드릴비트의 외주면으로부터 상기 드릴비트의 중심축을 향하여 함입되고 나선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 드릴부는 상기 외부유로보다 외측으로 돌출되고 상기 외부유로 사이에 위치하는 돌출외주면;을 포함하고,
    상기 돌출외주면은 상기 외부유로와 동일한 피치의 나선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구.
  10. 제1 항에 따른 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구; 및
    상기 드릴본체와 연통하여 상기 내부유로부를 따라 이동하는 칩을 흡입하여 집진하는 집진장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구 시스템.

  11. 제7 항에 따른 진공 이젝터 구조를 적용한 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구; 및
    상기 드릴본체와 연통하여 상기 외부유로를 따라 이동하는 칩을 흡입하여 집진하는 집진장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유복합재 가공용 드릴링공구 시스템.
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