WO2017047903A1

WO2017047903A1 - 부하에 대한 자동조절 기능이 내장된 버 제거용 툴유닛

Info

Publication number: WO2017047903A1
Application number: PCT/KR2016/005231
Authority: WO
Inventors: 이상동
Original assignee: 이상동
Priority date: 2015-09-18
Filing date: 2016-05-18
Publication date: 2017-03-23
Also published as: KR101572008B1

Abstract

본 발명은 부하에 대한 자동조절 기능이 내장된 버 제거용 툴유닛에 관한 것이다. 즉, 본 발명은 구동모터(20)로부터 출력된 동력에 의해 회전하는 원동축(110)을 포함하고 내부에는 탄성 스프링(120)이 내장된 회전홀더(100); 상기 회전홀더(100) 내에 안착된 탄성 스프링(120)의 하부에 구성되는 피동 샤프트(200); 상기 피동 샤프트(200)의 상부에 결합되고 원주의 외곽 둘레에는 일정한 정도의 유격을 허용하면서 회전동력이 용이하게 연결이 되도록 다수의 유격생성홈(310)이 일정한 등각도 간격으로 형성되어 있는 유격생성용 동력전달링크(300); 상기 유격생성용 동력전달링크(300)의 각 유격생성홈(310)과 대응하는 외측에 각각 구성되고 상기 유격생성홈(310)과 서로 맞물림에 의해 걸림이 이루어질 때 일정한 정도의 유격이 허용될 수 있도록 상기 유격생성홈(310) 보다 작은 크기로 돌출된 다수개의 유격생성돌기(400); 상기 유격생성돌기(400)가 내주면 둘레에 각각 돌출되어 있고 상기 회전홀더(100)와는 볼트로 체결되어 회전홀더(100)의 동작에 따라 동시 회전되는 하우징(500)이 설치된 것이다.

Description

부하에 대한 자동조절 기능이 내장된 버 제거용 툴유닛

본 발명은 가공물의 내, 외곽 모서리에 형성될 수 있는 버(burr)를 제거할 때, 마찰에 대한 저항 및 부하가 기준이상으로 크게 작용할 경우 유연하고 탄력적으로 자동화 회피가 가능하여 툴(공구)과 제품의 손상을 최소화할 수 있도록 하되,전동 툴유닛의 내부에 일체화로 내장이 가능하여 그 사용성이 더욱 편리한 새로운 장치에 관한 것이다.

통상 절삭, 면취, 홈파기 등과 같은 금속가공을 실시하면, 그 가공된 부위의 모서리에는 원하지 않지만 어쩔 수 없이 날카로운 버(burr)들이 필연적으로 발생하게 된다.

버(burr)는 제품을 작업자가 취급하는 과정에서 안전사고를 일으킬 우려가 클 뿐 아니라 제품의 기능과 품질에도 악영향을 끼치는 요소임으로 가공작업의 마무리 단계에서 깔끔하게 제거하는 것이 필수로 요구된다.

한편, 버를 제거하는 기존 장치에는 아주 다양한 것들이 이용되고 있으나, 자동화 생산시스템이 보편화되어 있는 최근에는, 버 제거용 툴과 그 툴의 끝단이 끼워지는 팁(11a)(원뿔 형태로 만들어진 연마석, 절삭날 등)이 버(burr)가 형성되어 있는 가공 부위를 따라 자동으로 움직이면서 정밀하게 제거할 수 있도록 하는 자동화 버제거용 툴장치를 이용하는 업체들이 늘고 있다.

그러나 자동으로 동작되는 종래의 버제거장치는, 버 제거용 툴이 가공(버 제거)이 필요한 부위를 자동으로 따라 움직이면서 버에 대한 정밀한 제거작업을 수행할 때, 기준 이상의 충격 또는 부하가 갑자기 걸리는 상황이 발생하면, 버 제거용 툴과 그 툴에 꽂혀 있는 팁(11a) 사이의 목부가 쉽게 부러지면서 튕겨져나가는 등 큰 손실을 야기시키고, 제품에도 흠집을 일으키며 안전사고의 위험성까지 내포하고 있는 등 상당한 문제점이 있었다.

즉, 버 제거용 툴(tool)은 입력된 프로그램의 제어동작에 따라 버가 형성되어 있는 가공 부위를 자동으로 따라서 움직이도록 자동화 이송수단에 설치된 고정수단(클램프 등)에 결합되어 있는데,

이때 종래에는 자동화 이동수단에 버 제거용 툴을 단순히 고정(임의로 탈락되거나 유동 되지 못하게) 하는 것 외에는 특별한 구조나 기술적 사상이 갖춰져 있지 않기 때문에,

버를 제거하는 도중에 툴에 기준 이상의 부하가 걸릴 경우(이동수단이 흔들려서 제품의 모서리에 닿는 버제거용 툴이 너무 깊게 마찰이 이루어지거나 또는 갑자기 급격히 꺾여진 부위와 만나서 부딪히거나, 버의 강도가 강하여 충격이 큰 경우 등)에는,

제품으로부터 튕기면서 목부가 부러지거나 또는 팁(11a)의 일부가 파손되어 날아가는 등 작업이 수시로 중단되는 것은 차치하더라도,

균일한 버 제거효율을 기대할 수 없을 뿐 아니라 특히 안전사고의 위험도가 높고, 제품에도 예상치 않은 큰 흠집이 남아 불량으로 이어지는 등 개선이 시급한 실정이다.

이를 극복하기 위한 방안으로 본원 출원인은 2014년경에 특허 제10-1353744호(부하에 대한 자동조절이 가능한 버 제거장치)를 등록한 바 있다.(이하, "선행기술" 이라함)

이 선행기술에 의하면, 버 제거가 필요한 가공물 내, 외곽 모서리를 따라 자동으로 이동이 가능한 자동화 이송수단(20)에는 고정 브라켓(100)이 결합되고, 상기 고정 브라켓(100)과 일정한 간격이 유지되는 상측에는 버 제거용 툴(10)을 고정하는 툴고정용 클램프(200)를 설치하되, 상기 고정 브라켓(100)과 툴고정용 클램프(200) 사이에는 일정한 각도로 젖혀지는 것에 대한 탄성과 상,하 직선운동에 대한 탄성 기능을 갖는 자동 젖힘 동작용 텐션장치(300) 및 직선동작용 텐션장치(400)를 각각 설치한 다음, 연결부재(500)와 중간블럭(600)을 통해 상호 결합 구성시킨 것과;

상기 직선동작용 텐션장치(400)는, 상기 툴고정용 클램프(200)의 상측에 일정한 유동간격(430)이 유지된 중간블럭(600)을 구성하되, 상기 툴고정용 클램프(200)와 중간블럭(600) 사이에는 일정한 길이를 갖는 고정볼트(410)가 체결되는 동시에, 상기 고정볼트(410)에는 일정한 탄성력을 갖는 스프링(420)을 끼워 구성시킨 것과;

상기 자동 젖힘 동작용 텐션장치(300)는, 상기 고정브라켓(100)에 형성되어 있는 판 형태인 고정판(130)의 상측에 일정한 간격을 두고 서로 맞대응하는 상측판(310)을 안착 후, 상기 고정판(130)과 상기 상측판(310) 사이에 합성고무재질의 완충부재(320)를 볼트(330)로 결합시키는 동시에, 상기 상측판(310)의 일측과 상기 중간블럭(600)의 일측 사이에는 연결부재(500)를 결합시킨 것을 그 요지로 하고 있는데,

이러한 구조의 선행기술은 위 자료를 확인하면 알 수 있듯, 버 제거시 부하에 대한 자동조절이 유효하게 작동되는 기능은 충분히 인정되지만,

버 제거용 전동 툴유닛 내에 일체로 내장되어 있는 것이 아니라 버 제거용 전동 툴유닛과 별도의 기구로 제작되는 것이고,

다만 상기 버 제거용 전동 툴유닛은 별도로 제작된 위 선행기술에 추가적으로 결합시켜서 사용하는 형태임으로,

부하에 대한 자동조절의 기능을 확보하기 위해서는 버 제거용 전동 툴유닛과 별매인 상기 선행기술이 포함된 별도의 장치를 추가로 구매하거나 또는 별도로 제작을 하여야 하는 등 상당한 비용적 손실이 불가피하였던 문제점이 있었다.

이에 본 발명에서는 기존과 같이 별도로 제작할 필요 없이 버 제거용 전동 툴유닛의 내부에 일체화로 내장이 되어 있는 구조임으로, 버 제거용 전동 툴유닛 단독으로 사용하더라도 버를 제거하는 과정에서 나타나는 부하 또는 충격에 대하여 탄력적인 자동화 회피가 가능할 뿐 아니라, 일체화로 내장된 구조의 효율성으로 인하여 더욱 더 정밀하고 효과적인 기능 및 성능까지 얻을 수 있는 새로운 전동 툴유닛의 일체화 내장형 부하에 대한 자동조절이 가능한 버 제거장치를 제공함에 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 완성한 것이다.

위 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 구동모터(20)로부터 출력된 동력에 의해 회전하는 원동축(110)을 포함하고 내부에는 탄성 스프링(120)이 내장된 회전홀더(100); 상기 회전홀더(100) 내에 안착된 탄성 스프링(120)의 하부에 구성되는 피동 샤프트(200); 상기 피동 샤프트(200)의 상부에 결합되고 원주의 외곽 둘레에는 일정한 정도의 유격을 허용하면서 회전동력이 용이하게 연결이 되도록 다수의 유격생성홈(310)이 일정한 등각도 간격으로 형성되어 있는 유격생성용 동력전달링크(300); 상기 유격생성용 동력전달링크(300)의 각 유격생성홈(310)과 대응하는 그 외측에 각각 구성되고 상기 유격생성홈(310)과 서로 맞물림에 의해 걸림이 이루어질 때 일정한 정도의 유격이 허용될 수 있도록 상기 유격생성홈(310) 보다 작은 크기로 돌출된 다수개의 유격생성돌기(400); 상기 유격생성돌기(400)가 내주면 둘레에 각각 돌출되어 있고 상기 회전홀더(100)와는 볼트로 체결되어 회전홀더(100)의 동작에 따라 동시 회전되는 하우징(500)이 설치된 것이다.

본 발명의 부하에 대한 자동조절 기능이 내장된 버 제거용 툴유닛은 전술된 바와 같이 버 제거를 위한 가공작업 중 그 툴에 크고 작은 저항이나 외력이 걸릴 경우, 상방 및 좌,우방향에 대한 탄성이 적절하면서도 자동으로 조절되면서 그 충력을 완충 또는 회피가 가능하기 때문에, 버 제거 작업을 수행하는 과정에서 툴 및 절삭팁(11a)(11)의 파손방지에도 상당하게 기여할 수 있는 것은 물론이고, 탄성을 적절히 맞춰 설치하면 버 제거에 관한 품질(항시 균일한 버 제거효율) 증대에도 크게 일조할 수 있고, 나아가 구조가 기구적으로 아주 간단하게 구성되어 제작 및 설치에 따른 비용부담 또한 크게 저감될 수 있는 등 그 기대되는 바가 실로 다대한 발명이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 상태 사시도

도 2는 본 발명의 단면도

도 3은 본 발명의 부분 단면도

도 4은 본 발명의 분해도

도 5은 본 발명의 부분 분해도

도 6은 본 발명의 요부 확대 단면도 및 부분 작동 예시도

본 발명의 부하에 대한 자동조절 기능이 내장된 버 제거용 툴유닛은 첨부된 각 도면에 의거보다 상세히 설명하면 하기와 같다.

*

즉, 본 발명은 하부의 끝단부에는 버 제거용 툴(11)을 용이하게 끼워서 결속이 가능하도록 하는 툴결합용 잭(10)이 구성되고, 상기 툴결합용 잭(10)과 대응되는 상부에는 회전동력원인 구동모터(전기 또는 에어를 그 동력원으로 하는 전동모터 또는 에어모터 등, 20)가 설치되고, 상기 구동모터(20)와 툴결합용 잭(10) 사이에는, 부하에 대한 자동조절이 가능한 일체형 버 제거장치를 설치함에 있어서,

상기 구동모터(20)로부터 출력된 동력에 의해 회전하는 원동축(110)을 포함하고 하측 내부에는 탄성 스프링(120)이 내장된 회전홀더(100);

상기 회전홀더(100) 내에 안착된 탄성 스프링(120)과 조인된 상태에서 그 아래측으로 구성되고 반대측에는 하부 끝단의 툴결합용 잭(10)과 일체로 연결됨에 따라 탄성 스프링(120)의 탄성이 직접적으로 받게되는 피동 샤프트(200);

상기 피동 샤프트(200)의 상부에 결합되고 원주의 외곽 둘레에는 일정한 정도의 유격을 허용하면서 회전동력이 용이하게 연결이 되도록 다수의 유격생성홈(310)이 일정한 등각도 간격으로 형성되어 있는 유격생성 및 동력전달용 링크부재(300);

상기 유격생성 및 동력전달용 링크부재(300)의 각 유격생성홈(310)과 대응하는 그 외측에 각각 구성되고 상기 유격생성홈(310)과 서로 맞물림에 의해 걸림이 이루어질 때 일정한 정도의 유격이 허용될 수 있도록 상기 유격생성홈(310) 보다 작은 크기로 돌출된 다수개의 유격생성돌기(400);

상기 유격생성돌기(400)가 내주면 둘레에 각각 돌출되어 있고 상기 회전홀더(100)와는 볼트로 체결되어 회전홀더(100)의 동작에 따라 동시 회전되는 하우징(500); 이 설치된 것을 그 특징적 요지로 하였다.

상기 회전홀더(100)는, 그 상부에 상기 구동모터(20)와 연결되는 원동축(110)이 포함되어 있기 때문에 구동모터(20)에 의해 고속으로 회전하는 물체이며, 내부에는 코일형태의 탄성 스프링(120)이 내장되고, 상기 탄성 스프링(120)의 상,하측에는 스프링상부소켓(150)과 스프링하부소켓(160)을 추가로 더 구성시키면, 상호 맞물림에 의해 보다 안정적으로 결합이 이루어질 수 있다.

피동 샤프트(200)의 경우는, 상기 회전홀더(100) 내에 안착된 상기 탄성 스프링(120)의 하부와 서로 결합이 됨에 따라 상,하로 움직일 때 상기 탄성 스프링(120)에 의해 탄력적인 기능이 확보되는 부품으로,

상기 탄성 스프링(120)과 직접접으로 결속시켜도 무방 하지만, 전술된 바와 같이 상기 탄성 스프링(120)의 하부에 스프링하부소켓(160)을 끼운 다음 그 스프링하부소켓(160)의 하부에 나사로 결합을 시키면 좀더 안정적이고 용이하게 체결이 가능함으로 바람직하다.

또한, 상기 유격생성 및 동력전달용 링크부재(300)는, 상기 피동 샤프트(200) 상부에 결합되고, 그 원주의 외곽 둘레에는 일정한 깊이와 크기를 갖는 동시에 다수개가 일정한 등각도 간격을 갖는 유격생성홈(310) 다수개를 음각으로 형성되어 있으며, 링과 같은 형상으로 이루어지되 상기 피동 샤프트(200)와는 키이 등으로 걸림되어 동시에 회전이 되어지는 구성요소다.

또, 상기 유격생성돌기(400)는, 상기 유격생성 및 동력전달용 링크부재(300)의 각 유격생성홈(310)에 각각 끼워져 서로 걸림이 이루어지도록 하는 돌기형 부재로서,

기본적으로 상기 유격생성홈(310)과 모양은 동일하게 형성되되, 그 돌출된 높이와 폭(=직경)은 유격생성홈(310)의 깊이와 폭에 비해 약간 작게 형성함에 따라,

서로 접하는 부위에 상하방향유격공간(L) 및 좌우방향유격공간(L-1) 이 나타남에 따라 서로 맞물림으로 대응시켰을 때 일정한 유격이 발생될 수 있는 구조적인 특징을 갖는다.

이때 상기 유격생성돌기(400)는 수나사가 형성된 셋트스크류(410)의 끝단부에 일체로 형성되어, 나사홈에 용이하게 체결이 가능할 수 있도록 하고, 필요한 경우 나사 조임 및 풀림의 조절로 체결되는 깊이 및 돌출되는 높이의 용이한 조절도 가능할 수 있도록 하였다.

또 상기 하우징(500)은, 상기 회전홀더(100)의 하부에 볼트로 체결됨에 따라 상기 회전홀더(100)와 동시에 회전되는 부품이며,

특히 상기 유격생성돌기(400) 및 셋트스크류(410)가 나사에 의한 결합으로 삽입될 수 있도록 암사사산을 포함하는 돌기체결홈(510)이 형성되어 있고,

상기 돌기체결홈(510)은 상기 유격생성돌기(400)와 동일하게 일정한 등간도 간격으로 다수개가 뚫려있고.

이렇게 결합되면, 결국 상기 하우징(500)의 내벽면의 둘레에 상기 유격생성돌기(400)가 일정한 높이로 각각 돌출되어 있는 형태가 된다.

이때 상기 다수개의 돌기체결홈(510)와 유격생성돌기(400)의 형상은 다양한 구성으로 이루어질 수 있지만 도면과 같이 원추 또는 원뿔형으로 형성시키는 것이 보다 바람직하다.

이러한 구성으로 된 상태에서 버 제거작업을 위해 구동모터를 구동하면, 상기 구동모터와 연결된 원동축(110)이 포함된 상기 회전홀더(100)와 상기 회전홀더(100)와 볼트로 결합된 상기 하우징(500)이 회전하게 되는 동시에, 상기 하우징(500)와 서로 다수개의 돌기체결홈(510) 및 유격생성돌기(400)로 걸림된 상기 동력전달용 링크부재(300) 그리고 상기 동력전달용 링크부재(300) 와 키이로 결합된 상기 피동 샤프트(200) 및 툴결합용 잭(10)이 모두 동시에 회전함으로써 버 제거 작업이 가능하게 되는데,

이때 상기 버제거용 툴의 절삭팁(11a)에 충격이 가해질 경우 상기 피동 샤프트(200)의 상측에 구비하는 탄성 스프링(120)으로 인해 상,하 미세한 쿠션역할(직선방향에 대한 완충작용) 작용이 가능할 뿐 아니라,

상기 하우징(500)와 동력전달용 링크부재(300) 사이에 구비하는 다수개의 돌기체결홈(510)와 유격생성돌기(400)간 유격이 생성되는 가운데 걸림이 이루어진 특이한 구성으로 인하여,

좌,우로도 탄력적으로 젖힘 쿠션역할(좌,우 양방향에 대한 완충작용)이 가능한 동시에,

사방으로 허용되는 유격으로 인하여 동력전달용 링크부재(300)의 원주방향으로 미세한 역방향 움직임(회전방향으로 미세한 역회전의 백 움직임이 허용됨)이 가능하기 때문에,

결과적으로 상,하 직선방향과 좌우 양방향은 물론 회전방향 등 어떠한 방향으로든 확실한 완충 및 부하에 대한 자동화 회피조절이 되는 등 아주 유용한 발명이 아닐 수 없다.

아울러, 상기 하우징(500)의 하부에는 베어링 받침턱(550)을 추가로 더 구성한 다음 상기 베어링 받침턱(550)과 동력전달용 링크부재(300) 저면 사이에는 동력전달용 링크부재(300)가 아래로 처지는 것을 방지하는 동시에 상기 동력전달용 링크부재(300)에 간흘적으로 필요한 미세간격 회전작용을 대비하여 수평베어링(수평방향으로 회전이 원활 할 수 있도록 하는 베어링, 560)을 추가로 더 구성시키면 보다 바람직하다.

참고로, 도면부호 570과 580 및 590은 상측 커버, 하부커버임.

10:툴결합용 잭 11:버 제거용 툴

20:구동모터 100:회전홀더

110:원동축 120:스프링

200:피동 샤프트 300:유격생성 및 동력전달용 링크부재

310:유격생성홈 400:유격생성돌기

500:하우징

Claims

하부의 끝단부에는 버 제거용 툴(11)을 용이하게 끼워서 결속이 가능하도록 하는 툴결합용 잭(10)이 구성되고, 상기 툴결합용 잭(10)과 대응되는 상부에는 회전동력원인 구동모터(전기 또는 에어를 동력원으로 하는 전동모터 또는 에어모터, 20)가 설치되고, 상기 구동모터(20)와 툴결합용 잭(10) 사이에는, 부하에 대한 자동조절이 가능한 일체형 버 제거장치를 설치함에 있어서,

상기 구동모터(20)로부터 출력된 동력에 의해 회전하는 원동축(110)을 포함하고 하측 내부에는 탄성 스프링(120)이 내장된 회전홀더(100);

상기 회전홀더(100) 내에 안착된 탄성 스프링(120)과 조인된 상태에서 아래측으로 구성되고 반대측에는 하부 끝단의 툴결합용 잭(10)과 일체로 연결됨에 따라 탄성 스프링(120)의 탄성이 직접적으로 받게되는 피동 샤프트(200);

상기 피동 샤프트(200)의 상부에 결합되고 원주의 외곽 둘레에는 일정한 정도의 유격을 허용하면서 회전동력이 용이하게 연결이 되도록 다수의 유격생성홈(310)이 일정한 등각도 간격으로 형성되어 있는 유격생성 및 동력전달용 링크부재(300);

상기 유격생성 및 동력전달용 링크부재(300)의 각 유격생성홈(310)과 대응하는 외측에 각각 구성되고 상기 유격생성홈(310)과 서로 맞물림에 의해 걸림이 이루어질 때 일정한 정도의 유격이 허용될 수 있도록 상기 유격생성홈(310) 보다 작은 크기로 돌출된 다수개의 유격생성돌기(400);

상기 유격생성돌기(400)가 내주면 둘레에 각각 돌출되어 있고 상기 회전홀더(100)와는 볼트로 체결되어 회전홀더(100)의 동작에 따라 동시 회전되는 하우징(500)으로 이루어지되,

상기 회전홀더(100)의 내부에 구성된 탄성 스프링(120)의 상,하측에는 스프링상부소켓(150)과 스프링하부소켓(160)을 구성시킨 것과;

상기 유격생성돌기(400)는 상기 유격생성 및 동력전달용 링크부재(300)의 각 유격생성홈(310)과 대비하여 작은 크기로 형성된 것과;

상기 다수개의 돌기체결홈(510)와 유격생성돌기(400)의 형상은 원추 또는 원뿔형으로 형성되고,

상기 유격생성돌기(400)는 수나사가 형성된 셋트스크류(410)의 끝단부에 일체로 형성되는 것으로 이루어진 것을 특징으로 한 부하에 대한 자동조절 기능이 내장된 버 제거용 툴유닛.
제 1항에 있어서,

상기 하우징(500)에는 암사사산을 포함하는 돌기체결홈(510)이 일정한 등각도 간격으로 형성되고,

상기 돌기체결홈(510)에는 상기 유격생성돌기(400) 및 셋트스크류(410)가 각각 나사에 의한 결합되는 것을 특징으로 한 부하에 대한 자동조절 기능이 내장된 버 제거용 툴유닛.