KR100278636B1 - 다이아몬드 연마장치 - Google Patents

Abstract

다이아몬드를 이용한 연마장치에 관해 개시된다. 개시된 연마장치는 소정의 속도로 회전하는 연마원판과; 상기 연마원판을 가로지르는 방향으로 소정간격을 두고 위치하는 프레임과; 상기 연마원판에 대응하도록 상기 프레임에 설치되는 연마 대상물 홀더와; 상기 프레임을 연마원판에 대해 운동시키는 작동수단와; 상기 연마원판에 연마제를 공급하는 공급장치와; 상기 연마원판의 중심영역에 대응하는 상기 프레임의 중간부분에 설치되는 것으로, 상기 공급장치로 부터의 연마제가 주입되며, 주입된 연마제를 상기 연마원판의 중심영역으로 배출하는 깔때기와; 상기 공급장치는 상기 깔때기에 연마제를 공급하는 헤드와, 상기 헤드를 회전가능하게 지지하는 지지대를; 포함한다. 따라서, 연마제가 연마원판의 중앙으로부터 공급되므로 연마제가 연마원판에 오랫동안 머무르고 결과적으로 연마 효율이 올라가고, 연마 시간도 단축된다.

Description

다이아몬드 연마장치

본 발명은 다이아몬드 연마 장치에 관한 것으로서, 특히 연마제공급이 효과적으로 이루어지고 연마 능률이 증대된 다이아몬드 연마장치에 관한 것이다.

전자부품등과 같은 가공물을 고정도로 연마하고자 할 때 일반적으로 다이아몬드에 의한 연마법이 적용된다. 다이아몬드에 의한 연마법에는 습식법과 건식법이 있는데, 습식법은 다이아몬드가루가 분산되어 있는 소정의 연마액을 이용하며, 건식법은 분말상태의 다이아몬드가루를 그대로 연마제로 사용한다.

건식 연마법의 경우, 다이아몬드 가루의 안정된 공급이 가능하여야 한다. 대한민국 특허공개번호 97-33480는 본 출원인이 제안한 건식 연마법에 있어서, 다이아몬드 가루의 안정된 공급을 위한 분말공급장치에 대해 기술한다.

도 1은 종래 연마장치의 개략적 구성을 보인 평면도이며, 도 2는 연마 대상물이 장착되는 홀더 부위의 발췌 단면도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 액체 또는 분말 상태의 연마제가 공급관(11)을 통해 그 표면 일측으로부터 공급되는 연마원판(10)의 위에 소정간격을 둔 브리지형 프레임(20)이 수평상태로 가로 놓여 있다. 프레임(20)의 몸체에는 관통공(21)이 형성되고 있고 그 주위에 가이드 로울러(22)가 설치되어 있다. 상기 관통공(21)에는 그 저면에 연마 대상물이 장착되어 있는 홀더(23)가 위치한다. 이 홀더(23)는 상기 가이드 로울러(22)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있어서 연마 대상물(50)과 연마원판(10)의 마찰에 의해 회전된다. 한편 상기 프레임(20)의 일단부는 약간 만곡된 방향으로 선회운동력을 제공하는 수평방향의 지지로드(30)에 고착되어 있다. 그리고 상기 프레임(20)의 타단부 측에는 프레임(20)의 타단부를 하부에서 지지하는 지지대(40)가 위치해 있다. 상기 지지로드(30)는 양단이 보조로드(31)와 구동로드(32)에 피봇에 의해 결합되어 있다. 보조로드(31)는 일점을 중심으로 일정각도 범위 내에서의 회동이 가능하도록 회전축(31a)에 결합되어 있다. 그리고 구동로드(32)는 구동원으로서 모터 등의 회전축(32a)에 연결되어 있다.

이상과 같은 구조를 가지는 종래 연마장치는 전술한 바와 같이 상기 프레임(20)의 운동방향이 직선에 가까운 만곡된 경로를 왕복운동하는 형태를 갖는다. 이러한 형태는 구동로드, 지지로드 보조로드 등이 관절형태로 상호 링크되어 있기 때문인 것이다. 이러한 링크구조에 의한 직선적 운동에 의하면 연마 대상물에 대한 편마모 내지는 불균일한 연마가 일으날 가능성이 있다. 더욱이 전술한 바와 같이 연마제가 연마원판의 가장자리로부터 이루어 지기 때문에 연마원판의 회전에 따른 원심력에 의해 연마 대상물에 대한 연마작업에 기여하지 못하고 연마원판의 바깥측으로 빠져 나가게 된다. 따라서, 연마에 소요되는 시간이 연마에 기여하지 않은 공급된 연마제의 양에 상응하여 길어 지게 된다.

본 발명은 연마시간을 단축할 수 있는 다이아몬드 연마장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 복합화된 운동구조에 의해 연마 대상물을 효율적으로 가공할 수 있는 다이아몬드 연마장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 연마 대상물을 정밀하고 균형적으로 연마할 수 있는 다이아몬드 연마장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 다이아몬드 연마장치의 개략적 구성을 보인 평면도,

도 2는 도 1에 도시된 종래 다이아몬드 연마장치의 요부 발췌 측면도,

도 3은 본 발명에 따른 다이아몬드 연마장치의 바람직한 실시예의 개략적 구성을 보인 사시도,

도 4는 도 3에 도시된 본 발명에 따른 다이아몬드 연마장치의 주요부분 발췌 측면도,

도 5는 도 3에 도시된 본 발명에 따른 다이아몬드 연마장치의 주요부 발췌 평면도,

도 6과 도 7은 도 3에 도시된 본 발명에 따른 다이아몬드 연마장치의 다른 주요부분의 발췌 사시도,

도 8은 도 3에 도시된 본 발명에 따른 다이아몬드 연마장치에 있어서 프레임 및 홀더 등의 운동방향을 기학적으로 도시한 궤적도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 100: 연마원판 20, 200: 프레임

21, 210: 관통공 22, 220: 가이드 로울러

23, 230: 홀더 30: 지지로드

31; 보조 로드 32: 구동로드

40: 지지대 50, 500: 연마대상물

300: 구동모터 310: 회전체

320: 회전축 410: 안내핀

600: 깔때기 700: 연마제 공급헤드

710: 지지대

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 소정의 속도로 회전하는 연마원판과; 상기 연마원판을 가로지르는 방향으로 소정간격을 두고 위치하는 프레임과; 상기 연마원판에 대응하도록 상기 프레임에 설치되는 연마 대상물 홀더와; 상기 프레임을 연마원판에 대해 운동시키는 작동수단와; 상기 연마원판에 연마제를 공급하는 공급장치와; 상기 연마원판의 중심영역에 대응하는 상기 프레임의 중간부분에 설치되는 것으로,상기 공급장치로 부터의 연마제가 주입되며, 주입된 연마제를 상기 연마원판의 중심영역으로 배출하는 깔때기를; 구비하며, 상기 공급장치는 상기 깔때기에 연마제를 공급하는 헤드와, 상기 헤드를 회전가능하게 지지하는 지지대를 구비하도록 된 다이아몬드 연마 장치가 제공된다.

본 발명에 있어서, 상기 작동수단은 상기 홀더의 임의점을 상기 연마원판에 대해 폐루우프상의 궤도따라 순환시키도록 구성되는 것이 바람직하며, 특히 상기 작동수단은, 상기 프레임의 일단은 구동원으로 부터의 회전력에 의해 회전되는 회전체에 회전가능하도록 결합되되, 회전체의 회전 중심으로부터 일정거리를 둔 부분에 결합되고, 상기 프레임의 타단은 상기 회전체의 회전에 의해 일어나는 상기 프레임의 일정거리의 직선왕복과 일정각도 내의 선회운동을 안내 및 지지하는 안내수단에 결합되도록 구성하는 것이 더욱 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 다이아몬드 연마장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 다이아몬드 연마장치의 바람직한 실시예의 개략적 사시도이며, 도 4는 그의 개략적 단면도이다. 그리고 도 5는 본 발명에 따른 다이아몬드 연마장치의 부분 발췌 평면도이다.

먼저 도 3도과 도 4를 참조하면, 원형의 베드(711)의 가장자리에 보호벽(712)이 소정높이로 형성되고, 베드(711) 상부의 보호벽(712)의 안쪽에는 소정의 속도로 회전하는 연마원판(100)이 설치되어 있고, 그 위에는 연마대상물(500)이 장착되어 있는 홀더(220)와 홀더들 중앙에 위치한 깔때기(600)가 설치된 프레임(200)이 가로지르는 방향으로 설치되어 있다. 한편, 상기 베드(711)의 상방에는 상기 깔때기(600)에 액체 또는 분말 상태의 연마제(111)를 공급하는 연마제 공급헤드(700)가 지지대(710)에 회동가능토록 설치되어 있다. 상기 깔때기(600)는 상기 헤드(700)로부터 연마제(111)를 공급받아 상기 연마원판(100)의 위의 중앙영역으로 배출한다. 여기에서 깔때기(600)의 직경은 후술하는 프레임의 동작범위에 따라 결정되어야 할 것인데, 프레임의 동작에 무관하게 상기 헤드(700)로 부터의 연마제(111)가 상기 깔때기(600)로 안전하게 주입될 수 있는 정도로 결정되어야 한다. 한편, 상기 헤드(600)는 회동가능하게 설치되어야 한다. 이는 프레임(200)에 대한 홀더(220)의 설치 및 분리작업시 방해요소가 되지 않도록 하지 않기 위해서이며, 그러나 이는 선택적이며, 바람직하게는 전술한 바와 같이 지지재(710)에 대해 회동가능하게 설치하는 것이 좋다.

도 5를참조하면, 프레임(200)의 몸체 양측에 형성된 관통공(210)의 주위에 가이드 로울러(220)가 설치되어 있다. 그리고 상기 관통공(210)의 중간에는 깔때기(600)이 설치되어 있다. 상기 관통공(210)에는 그 저면에 연마 대상물이 장착되어 있는 홀더(230)가 위치한다. 이 홀더(230)는 상기 가이드 로울러(220)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있어서 연마 대상물과 연마원판(100)의 마찰에 의해 회전된다.

상기 프레임(200)의 일단부는 도 6에 도시된 바와 같이 구동모터(300)의 회전축(320)에 결합된 회전체(310)의 일측에 회동가능하게 결합된다. 이러한 구조는 회전-왕복운동 변환기구에서 크랭크와 크랭크 샤프트의 구조와 관계있다. 즉, 상기 회전체는 크랭크, 그리고 상기 프레임(200)은 크랭크 샤프트와 연관지을 수 있다. 이러한 구조는 통상의 기술에 비추어, 회전-왕복운동기구로서 직선운동하는 프레임에 일정각도 범위 내의 회전운동력을 부여하여 다양한 형태로의 변경이 가능하다. 본 실시예에서는 구동모터(300)의 회전축(320)에 고정된 회전체에 홀더(230)가 결합된 프레임(200)이 직접 결합되도록 되어 있으나, 운동력의 전달이 가능한 범위 내에서 다른 부가적요소의 추가가 가능하다.

한편, 상기 프레임(200)의 타단은 도 7에 도시된 바와 같이 상기 회전체(310)의 회전운동에 따른 프레임(200)의 직선적 왕복운동 및 선회운동을 안내 및 지지하는 안내수단으로서의 안내핀(410)에 꿰어져 있다. 상기 안내핀(410)은 일정 높이의 지지대(400)의 정상부분에 설치되어 있고, 상기 프레임(200)에는 상기 안내핀(410)이 꿰어져 있는 장공(240)이 형성되어 있다. 위의 구조에서 프레임(200)에 형성된 장공(240), 상기 안내핀(410)은 단지 상기 프레임(200)이 일정한 범위 내에서 직선적 왕복 운동 및 일정각도 범위의 선회 운동이 가능하도록 하는 안내수단의 요소들로서 통상의 기술에 의해서 그 외에 다양한 형태로의 변경이 가능할 것이다.

도 8은 전술한 구조의 연마장치에 있어서 프레임 및 홀더 등의 운동방향을 기학적으로 도시한 궤적을 보이다.

도 8에서 A1-A8을 포함하는 원은 회전체의 회전축(330)의 회전궤적이며, C1-C8을 포함하는 비대칭성 타원은 장공(240)이 형성된 프레임의 일단부측의 임의점의 회전궤적이며, 그리고, B1-B8을 포함하는 비대칭성 타원은 프레임(200)의 중간에 마련된 홀더(230)의 임의점의 회전궤적으로서, 홀더(230)의 자전이 고려되지 않은 궤적이다. 그리고 점F 는 프레임(200)의 운동을 안내 및 지지하는 안내핀(410)의 위치이다.

도 8을 통해 알수 있듯이 A1-A8로 이루어 지는 궤적을 따라 회전하는 회전체(310)의 회전축(330)의 의해 프레임(200)이 회전 및 요동운동을 하게된다. 이에 따라 프레임(200)에 지지되어 있는 홀더(230)는 B1-B8로 이루어지는 비대칭 타원궤도를 따라 이동하게 된다. 이와 같이 비대칭 타원궤도를 따라 회전되는 홀더(230)는 연마원판(100)과의 마찰에 의해 자전을 하게 된다. 따라서, 홀더(230)에 설치되어 연마원판(100)에 접촉된 채 연마되는 홀더의 비대칭성 타원 궤도상의 공전 및 마찰력에 의한 자전에 의해 복합운동을 하게 된다.

이러한 복합적 운동은 종래 연마장치와 비교된다. 종래 장치의 경우는 연마원판상을 홀더가 약간 만곡된 직선적 경로상을 단순 왕복운동하면서, 연마원판과의 마찰력에 의해 자전이 불규칙적으로 일어난다. 이러한 단순왕복운동과 자전에 의하면 연마대상물에 대한 연마가 불안정하고 불균일하게 일어난다. 반면에 본 발명에 있어서는, 홀더가 직선 경로가 아닌 폐루우프 상의 궤도, 특히 타원궤도상을 회전(공전)하기 때문에 연마 대상물에 대한 연마가 안정하고 균일하게 일어난다. 홀더의 타원궤도상의 큰 회전에 의하면 홀더의 자전이 보다 촉진되어 보다 효과적인 연마 대상물의 연마가 가능하게 된다. 또한 연마제가 종래와는 달리 연마원판의 중앙영역으로부터 공급되기 때문에 대부분의 연마제가 연마원판상에 오랫동안 존재하면서 연마대상물에 대한 연마에 기여함으로써 연마에 소요되는 시간이 종래 보다 짧다.

전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 홀더가 프레임에 의해 폐루우프 상의 궤도를 순환함과 아울러 자전하기 때문에 이들의 복합적운동에 의해 연마 대상물을 효과적으로 연마할 수 있고, 특히 연마부위를 고르게 연마할 수 있다. 또한 공급된 연마제의 대부분이 충분한 시간동안 연마에 기여하기 때문에 연마에 소요되는 시간도 짧아지게 되어 생산성이 향상되게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 한해서 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

1. 소정의 속도로 회전하는 연마원판과; 상기 연마원판을 가로지르는 방향으로 소정간격을 두고 위치하는 프레임과; 상기 연마원판에 대응하도록 상기 프레임에 설치되는 연마 대상물 홀더와; 상기 프레임을 연마원판에 대해 운동시키는 작동수단와; 상기 연마원판에 연마제를 공급하는 공급장치와; 상기 연마원판의 중심영역에 대응하는 상기 프레임의 중간부분에 설치되는 것으로, 상기 공급장치로 부터의 연마제가 주입되며, 주입된 연마제를 상기 연마원판의 중심영역으로 배출하는 깔때기를; 구비하며, 상기 공급장치는 상기 깔때기에 연마제를 공급하는 헤드와, 상기 헤드를 회전가능하게 지지하는 지지대를 포함하도록 된 것을 특징으로 하는 하는 다이아몬드 연마 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 작동수단은 상기 홀더의 임의점을 상기 연마원판에 대해 폐루우프상의 궤도따라 순환시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 연마장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 작동수단은: 상기 프레임의 일단은 구동원으로 부터의 회전력에 의해 회전되는 회전체에 회전가능하도록 결합되되, 회전체의 회전 중심으로부터 일정거리를 둔 부분에 결합되고, 상기 프레임의 타단은 상기 회전체의 회전에 의해 일어나는 상기 프레임의 일정거리의 직선왕복과 일정각도 내의 선회운동을 안내 및 지지하는 안내수단에 결합시켜서 된 것을 특징으로 하는 다이아몬드 연마장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 안내수단은: 상기 프레임의 타단에 길이방향으로 형성되는 장공과; 위치고정되어 있는 지지대에 설치되어 있는 안내핀을; 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 연마장치.
5. 연마원판과; 상기 연마원판을 가로지르는 방향으로 소정간격을 두고 위치하는 프레임과; 상기 연마원판에 대응하도록 상기 프레임에 설치되는 연마 대상물 홀더와; 상기 프레임을 연마원판에 대해 운동시키는 작동수단와; 상기 연마원판에 연마제를 공급하는 공급장치와; 상기 연마원판의 중심영역에 대응하는 상기 프레임의 중간부분에 설치되는 것으로,상기 공급장치로 부터의 연마제가 주입되며, 주입된 연마제를 상기 연마원판의 중심영역으로 배출하는 깔때기를; 구비하며, 상기 작동수단은 상기 홀더의 임의점을 상기 연마원판에 대해 폐루우프상의 궤도따라 순환시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 연마장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 공급장치는 상기 깔때기에 연마제를 공급하는 헤드와, 상기 헤드를 회전가능하게 지지하는 지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 연마장치.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 작동수단은: 상기 프레임의 일단은 구동원으로 부터의 회전력에 의해 회전되는 회전체에 회전가능하도록 결합되되, 회전체의 회전 중심으로부터 일정거리를 둔 부분에 결합되고, 상기 프레임의 타단은 상기 회전체의 회전에 의해 일어나는 상기 프레임의 일정거리의 직선왕복과 일정각도 내의 선회운동을 안내 및 지지하는 안내수단에 결합시켜서 된 것을 특징으로 하는 다이아몬드 연마장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 안내수단은: 상기 프레임의 타단에 길이방향으로 형성되는 장공과; 위치고정되어 있는 지지대에 설치되어 있는 안내핀을; 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 연마장치.

Images