KR101674498B1

KR101674498B1 - 진공 척

Info

Publication number: KR101674498B1
Application number: KR1020160002383A
Authority: KR
Inventors: 김문수
Original assignee: 김문수
Priority date: 2016-01-08
Filing date: 2016-01-08
Publication date: 2016-11-09

Abstract

본 발명은 진공척에 관련되며, 이때 진공척은 피가공물과 대응하는 영역의 진공 척킹력이 피가공물 접촉하중에 의해 원터치방식으로 정밀하게 자동 활성화되면서 압력누수가 방지되고, 특히 경량 접촉하중에도 진공 척킹력이 신속하게 활성화되어 얇은 판형태의 경량물 척킹용으로 적용범위가 확대되도록 하기 위해 척바디(10), 기밀레일면(20), 개폐블록(30), 밀편(40)을 포함하여 주요구성으로 이루어진다.

Description

진공 척{Vacuum chuck}

본 발명은 진공척에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피가공물과 대응하는 영역의 진공 척킹력이 피가공물 접촉하중에 의해 원터치방식으로 정밀하게 자동 활성화되면서 이물질 끼임에 의한 압력누설이 방지되고, 특히 경량 접촉하중에도 진공 척킹력이 신속하게 활성화되어 얇은 판형태의 경량물 척킹용으로 적용범위가 확대되는 진공척에 관한 것이다.

일반적으로 진공척은 바이스나 마그네틱척으로 고정시킬 수 없는 피가공물을 고정시키기 위한 것으로, 특히 아크릴, 플라스틱, 스테인레스, 알루미늄 등 비철금속 및 얇은 판형 피가공물을 진공압력만으로 흡착고정하게 된다.

예컨데, 통상의 진공척은 피가공물이 안착되는 상면에 복수의 흡입홀이 형성되는 척본체와, 척본체에 연결되어 흡입홀을 통하여 공기를 흡입하는 진공펌프로 구성되고, 피가공물의 형상에 따라 흡입홀을 마감볼트로 개폐함은 물론 패킹을 사용하여 흡입영역을 일일이 설정 변경해야 하는 번거로운 문제점이 따랐다.

이에 종래에 개시된 특허공개번호 10-2010-107368호에서, 가동 트리거는 흡입구 내에 조립되고, 가동 트리거는 접촉면으로부터 돌출된 하나의 접촉부 및 흡입구와 진공실이 연결되어 통하는 것을 차단하는 하나의 차단부를 구비하여, 평판재가 가동 트리거의 접촉부를 미는 동작을 통하여 흡입구내에 있는 가동트리거의 상태를 변화시켜, 진공흡착 범위가 자동으로 조절되는 기술이 선공개된바 있다.

그러나 상기 종래의 진공척은 가동 트리거가 돌기를 피봇으로 이용하여 회전하기 때문에 구조가 복잡하여 초기 제작에 많은 시간과 비용이 소요되고, 구조적 특성상 가동 트리거의 피봇 위치가 가변될 경우 가동크리거가 관통구를 정위치에서 폐쇄하지 못하여 압력누수가 심각한 문제점이 따랐다.

또한, 가동 트리거의 차단부가 상부에서 하방향으로 이동하여 관통구가 개폐되는 구조를 가짐에 따라 관통구를 통하여 강한 진공압력이 작용시 트리거의 차단부가 흡입력에 의해 하방향으로 강제 이동하여 관통구를 막으면서 작동불량으로 이어지고, 특히 얇은 판형의 경량물을 흡착시에는 가동 트리거의 접촉부를 누르는 힘이 약해져 가동 트리거가 관통구를 개방하지 못하는 폐단이 따랐다.

이에 따라 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안 된 것으로서, 본 발명은 피가공물과 대응하는 영역의 진공 척킹력이 피가공물 접촉하중에 의해 원터치방식으로 정밀하게 자동 활성화되면서 이물질 끼임에 의한 압력누설이 방지되고, 특히 경량 접촉하중에도 진공 척킹력이 신속하게 활성화되어 얇은 판형태의 경량물 척킹용으로 적용범위가 확대되는 진공척을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징은, 진공발생기(1)와 연결되는 흡입홀(12)을 통하여 피가공물(A)을 흡착하도록 복수의 흡착실(14)과 흡착면(16)이 구비되는 척바디(10); 상기 흡입홀(12)이 형성되는 흡착실(14) 바닥면에 구비되는 기밀레일면(20); 상기 기밀레일면(20)을 타고 이동하여 흡입홀(12)을 개폐작동하도록 저면에 가동기밀면(32)이 구비되는 개폐블록(30); 및 상기 개폐블록(30)과 경사작동면(42)으로 미끄럼운동되도록 면접되고, 피가공물(A) 하중에 의해 하강하여 개폐블록(30)을 개방하도록 구비되는 밀편(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 기밀레일면(20)은 흡입홀(12)측으로 갈수록 낮아지는 하향경사면(21)으로 형성되어 개폐블록(30)의 자중에 의해 흡입홀(12) 폐쇄력이 작용하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 경사작동면(42)은 개폐블록(30) 또는 밀편(40) 또는 개폐블록(30)과 밀편(40)에 구비되어, 상하이송력이 좌우이송력으로 전환되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 개폐블록(30)은 자석 또는 탄성체를 포함하는 폐쇄력유지부(31)에 의해 흡입홀(12) 폐쇄력이 작용하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 척바디(10)의 흡착면(16)에 음양각부(52)로 맞물려 연결되고, 흡착면(16)과 연통되는 멀티흡착면(56)을 가지는 멀티흡착블록(50)이 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 멀티흡착블록(50)은 적어도 2개의 흡착면(16)을 일체로 연결하는 ㅣ형, ㄴ형, T형, ㅁ형으로 확장되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 피가공물 하중에 의해 밀편이 개폐블록을 작동하여 피가공물과 대응하는 영역의 진공 척킹력이 피가공물 접촉하중에 의해 원터치방식으로 정밀하게 자동 활성화고, 개패블록의 가동기밀면이 기밀레일면을 타고 미끄럼운동되면서 흡입홀을 측방향에서 개폐함에 따라 이물질 끼임에 의한 압력누설이 방지되면서 경량 접촉하중에도 진공 척킹력이 신속하게 활성화되어 얇은 판형태의 경량물 척킹용으로 적용범위가 확대되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 진공 척을 전체적으로 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 진공 척의 내부구조를 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 진공 척의 수거홈을 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 진공 척의 경사작동면을 나타내는 구성도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 진공 척의 폐쇄력유지부를 나타내는 구성도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 진공 척의 멀티흡착블록을 나타내는 구성도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 진공 척의 멀티흡착블록 다양한 실시예를 나타내는 구성도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 진공 척의 기밀레일면이 분할형성된 상태를 나타내는 구성도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 척바디(10)는 진공발생기(1)와 연결되는 흡입홀(12)을 통하여 피가공물(A)을 흡착하도록 복수의 흡착실(14)과 흡착면(16)이 구비된다. 척바디(10)는 가공테이블에 설치되어 상면에 피가공물(A)이 흡착되도록 흡착면이 구비되고, 흡착면(16)은 흡착실(14) 및 흡입홀(12)과 연통되도록 연결된다. 도 1과 같이 척바디(10)는 내부에 빈 공간부가 형성되면서 상면에 후술하는 개폐블록(30)이 수용되도록 복수의 흡착실(14)이 형성되고, 공간부(11)와 흡착실(14)은 흡입홀(12)에 의해 연통되도록 연결되면서 척바디 일측에 연결되는 진공발생기(1)가 공간부(11) 내부 공기를 흡입하도록 연결된다.

그리고. 상기 흡착실(14)과 대응하는 척바디(10) 상측에는 피가공물(A)을 흡착하기 위한 흡착면(16)이 구비되는바, 여기서 흡착면(16)은 공기유로패턴(16a, 원형, 사각, X형, +형 및 이들의 조합)이 형성되고 공기유로패턴(16a)은 흡착실(14)과 연통된다.

이에 상기 진공발생기(1)가 작동시 척바디(10) 공간부(11) 압력이 낮아짐과 동시에 흡착홀(12) 및 흡착실(14)을 통하여 척바디(10) 상면의 흡착면(16)을 통하여 공기를 흡입하고, 이때 흡착면(16)에 안착된 피가공물(A)이 공기 흡입 압력에 의해 흡착면(16)에 긴밀하게 밀착 클램핑된다. 이때 흡착홀(12)은 후술하는 개폐블록(30) 및 밀편(40)에 의해 원터치방식으로 개폐작동되는바, 이에 따른 상세한 설명은 후술하는 내용을 참조한다.

이때, 본 발명에 따른 기밀레일면(20)은 흡입홀(12)이 형성되는 흡착실(14) 바닥면에 구비된다. 기밀레일면(20)은 높은 조도로 연마가공된 면으로서, 후술하는 개폐블록(30)의 가동기밀면(32)과 면접촉에 의해 흡입홀(12)을 개폐하도록 구비된다. 이때 흡입홀(12)은 도 2와 같이 흡착실(14) 바닥 일측에 형성되어 개폐블록(30)이 좌측으로 이동시 흡입홀(12)이 개방되고, 우측으로 이동시 흡입홀(12)이 폐쇄되는 구조를 가진다.

또한, 본 발명에 따른 개폐블록(30)은 기밀레일면(20)을 타고 이동하여 흡입홀(12)을 개폐작동하도록 저면에 가동기밀면(32)이 구비된다. 개폐블록(30)은 저면에 높은 조도로 연마 가공되는 가동기밀면(32)이 흡착실(14)의 기밀레일면에 긴밀하게 면접촉되어 미끄럼운동에 의해 흡입홀(12)을 개폐하도록 구비된다. 이에 흡착실(14) 내부로 이물질(예컨데, 피가공물을 절삭가공 중에 발생되는 칩)이 유입되더라도 개폐블록(30)이 기밀레일면(20)을 타고 이동하는 중에 밀어서 제거됨과 동시에 흡입홀(12)을 폐쇄하므로 이물질에 의한 개폐블록(30) 닫힘불량 및 이물질 끼임현상으로 인한 압력누설이 방지된다.

이때, 상기 흡입홀(12)과 대응하는 기밀레일면(20)과 개폐블록(30) 사이에는 패킹을 포함하는 기밀부재를 설치하는 구성도 가능하고, 특히 기밀레일면(20)은 도 8과 같이 척바디(10)와 별도로 형성되어 연마가공된 상태로 탈부착가능하게 설치되며, 이때 기밀레일면(20)은 기밀부재에 의해 흡착실 바닥면과 긴밀하게 밀착된다.

한편, 상기 개폐블록(30)이 폐쇄되는 측의 흡착실(14) 바닥면 일측에는 도 3와 같이 수거홈(14a)이 형성되어, 개폐블록(30)이 폐쇄작동되는 중에 밀려서 수거된 이물질이 반복적으로 저장되도록 구성하여 장기간 운전에도 이물질 끼임이나 막힘에 의한 작동불량이 방지되도록 한다.

또한, 본 발명에 따른 밀편(40)은 개폐블록(30)과 경사작동면(42)으로 미끄럼운동되도록 면접되고, 피가공물(A) 하중에 의해 하강하여 개폐블록(30)을 개방하도록 구비된다. 밀편(40)은 흡착면과 대응하는 척바디 상면에 종방향으로 삽입되어 피가공물(A)을 로딩시 피가공물(A) 하중에 의해 가압되어 하강하도록 구비되고, 하강작동시 경사작동면(42)에 의한 미끄럼운동에 의해 종방향 이송력이 횡방향 이송력으로 전환된다. 즉, 상기 경사작동면(42)은 개폐블록(30) 또는 밀편(40) 또는 개폐블록(30)과 밀편(40)에 구비되어, 상하이송력이 좌우이송력으로 전환되는바, 도 4 (a)는 개폐블록(30)상에 경사작동면(42)이 형성되어, 밀편(40) 하단부와 미끄럼운동에 의해 개폐블록(30)을 횡방향으로 이송하도록 구비되고, 도 4 (b)는 밀편(40) 하단부에 경사작동면(42)이 형성되어 미끄럼운동에 의해 개폐블록(30)을 개폐하도록 구비되며, 도 4 (c)는 개폐블록(30)과 밀편(40)이 접촉되는 위치에 각각 경사작동면(42)이 구비되어 개폐블록(30)이 개폐작동되는 상태를 도시한다.

여기서, 상기 개폐블록(30)에 형성되는 경사작동면(42)은 도 4 (a) 및 (c)처럼 경사 홀타입으로 형성되거나, 도 4 (d)처럼 개폐블록(30) 단부에 형성되는 구성도 가능하다.

이때, 상기 기밀레일면(20)은 흡입홀(12)측으로 갈수록 낮아지는 하향경사면(21)으로 형성되어 개폐블록(30)의 자중에 의해 흡입홀(12) 폐쇄력이 작용하도록 구비된다. 도 2 (b)에서 기밀레일면(20)은 하향경사각으로 형성된 상태를 도시하는바, 이에 개폐블록(30)이 자중에 의해 기밀레일면(20)을 타고 흡입홀(12) 측으로 이동력이 발생되어, 밀편(40)상으로 피가공물(A)에 의한 하중이 미작용시에는 개폐블록(30)이 자중에 의해 항상 폐쇄된 상태를 유지된다. 따라서 탄성부재를 포함하는 별도의 부품을 적용하지 않는 간단한 구조에서 폐쇄력이 작용하여 초기 조립 및 유지보수에 따른 편의성이 제공되고, 고장을이 매운 낮은 이점이 있다.

또한, 상기 개폐블록(30)은 자석 또는 탄성체를 포함하는 폐쇄력유지부(31)에 의해 흡입홀(12) 폐쇄력이 작용하도록 구비된다. 도 5 (a)는 개폐블록(30) 단부에 탄성체 형태의 폐쇄력유지부(31)를 설치한 상태를 도시하고, 도 5(b)는 개폐블록(30)이 흡입홀(12)을 폐쇄하는 측 방향의 단부에 자석형태의 폐쇄력유지부(31)가 적용된 상태를 도시한다. 이에 밀편(40)상으로 종하중이 작용하지 않을 시 개폐블록(30)이 폐쇄력유지부(31)에 의해 흡입홀(12)이 항상 폐쇄된 상태로 긴밀하게 유지되어 압력누설이 방지되는바, 이때 폐쇄력유지부(31)는 도 5와 같이 기밀레일면(20)이 수평으로 형성된 구조에 적용되는 것이 바람직하고, 자석 및 탄성체형태의 폐쇄력유지부(31)를 복합적으로 적용하는 구성도 가능하다.

또한, 상기 척바디(10)의 흡착면(16)에 음양각부(52)로 맞물려 연결되고, 흡착면(16)과 연통되는 멀티흡착면(56)을 가지는 멀티흡착블록(50)이 구비된다. 멀티흡착블록(50)은 흡착면(16)을 상부로 연장함은 물론 피가공물(A)의 형상에 따라 원하는 위치에서 피가공물(A)을 흡착하도록 탈부착가능하게 구비된다. 도 6에서는 척바디(10) 상면에 양각부를 형성하고, 멀티흡착블록(50) 저면에 음각부를 구비하여 서로 맞물려 결합되도록 형성된 상태를 도시하는바, 이에 국하되지 않고 척바디(10) 상면에 음각부를 형성하고, 멀티흡착블록(50) 저면에 양각부를 구비하여 서로 맞물려 결합되는 구성도 가능하다.

이때, 상기 음양각부(52)를 통하여 멀티흡착블록(50)이 맞물려 결합되는 순간 밀편(40)이 눌려 흡입홀(12)을 개방하면서 흡착력을 활성화시키게 되고, 음양각부(52)사이에는 압력누설을 방지하는 기밀부재가 설치된다.

이에 멀티흡착블록(50)에 의해 피가공물(A)이 척바디(10) 상면에서 이격된 상태로 지지됨에 따라 피가공물(A)의 하단부 끝까지 가공하기 위해 절삭공구를 피가공물(A) 저면 아래까지 하강하더라도 척바디(10) 손상이 방지되고, 척바디(10)와 이격된 공간을 활용하여 피가공물(A) 저면가공이 가능한 이점이 있다.

이때, 상기 멀티흡착블록(50)은 도 7과 같이 적어도 2개의 흡착면(16)을 일체로 연결하는 ㅣ형, ㄴ형, T형, ㅁ형으로 확장되도록 구비되어, 조합에 의해 다양한 형상의 피가공물(A)을 원하는 위치에서 흡착지지되고, 다른 실시예로서 멀티흡착블록(50)은 저면 높낮이 편차가 있는 피가공물(A)에 대응하여 높이조절 가능하도록 다양한 사이즈를 규격별로 구비함은 물론 멀티흡착블록(50)을 2분할 후 나사결합으로 조립하여 정역회전방향에 따라 사용자가 높낮이를 원하는 위치로 조절가능하도록 하는 구성도 가능하다.

10: 척바디 20: 기밀레일면
30: 개폐블록 40: 밀편
50: 멀티흡착블록

Claims

진공발생기(1)와 연결되는 흡입홀(12)을 통하여 피가공물(A)을 흡착하도록 복수의 흡착실(14)과 흡착면(16)이 구비되는 척바디(10);
상기 흡입홀(12)이 형성되는 흡착실(14) 바닥면에 구비되는 기밀레일면(20);
상기 기밀레일면(20)을 타고 이동하여 흡입홀(12)을 개폐작동하도록 저면에 가동기밀면(32)이 구비되는 개폐블록(30);
상기 개폐블록(30)과 경사작동면(42)으로 미끄럼운동되도록 면접되고, 피가공물(A) 하중에 의해 하강하여 개폐블록(30)을 개방하도록 구비되는 밀편(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 척.
제 1항에 있어서,
상기 기밀레일면(20)은 흡입홀(12)측으로 갈수록 낮아지는 하향경사면(21)으로 형성되어 개폐블록(30)의 자중에 의해 흡입홀(12) 폐쇄력이 작용하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 진공 척.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 경사작동면(42)은 개폐블록(30) 또는 밀편(40) 또는 개폐블록(30)과 밀편(40)에 구비되어, 상하이송력이 좌우이송력으로 전환되는 것을 특징으로 하는 진공 척.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 개폐블록(30)은 자석 또는 탄성체를 포함하는 폐쇄력유지부(31)에 의해 흡입홀(12) 폐쇄력이 작용하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 진공 척.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 척바디(10)의 흡착면(16)에 음양각부(52)로 맞물려 연결되고, 흡착면(16)과 연통되는 멀티흡착면(56)을 가지는 멀티흡착블록(50)이 구비되는 것을 특징으로 하는 진공 척.
제 5항에 있어서,
상기 멀티흡착블록(50)은 적어도 2개의 흡착면(16)을 일체로 연결하는 ㅣ형, ㄴ형, T형, ㅁ형으로 확장되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 진공 척.