KR100671021B1 - 포터블 보링 머신 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경량의 에어 코너 드릴(Air Corner Drill)에 감속기를 장착하고, 이와 연결된 보링바(Boring Bar)에 큰 토크(Torque)를 발생시켜 보링작업을 수행할 수 있는 운반, 설치 및 작업이 용이한 경량의 포터블 보링 머신을 제공한다.

본 발명 포터블 보링 머신은 바이트가 장착된 보링바; 상기 보링바를 지지하는 베어링이 내장된 복수 개의 베어링 하우징(Bearing Housing); 가공물을 고정시키는 복수 개의 고정수단; 상기 보링바를 회전시키는 에어 코너 드릴; 상기 에어 코너 드릴과 연결되는 감속기(Reducer) 및 상기 감속기에서 감속된 상기 에어 코너 드릴의 회전이 상기 보링바에 전달되도록 상기 보링바와 상기 감속기를 연결하는 연결수단을 포함한다.

포터블 보링 머신(Portable Boring Machine), 에어 코너 드릴(Air Corner Drill), 감속기

Description

포터블 보링 머신{portable boring machine}

도 1은 종래 기술에 따른 보링 머신을 도시한 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 포터블 보링 머신의 일실시예를 도시한 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 포터블 보링 머신의 단면도이다.

도 4는 도 2에 도시된 화살표 A-A' 방향에서 본 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 포터블 보링 머신을 이용한 작업순서도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 에어 코너 드릴 110 : 감속기

112 : 입력축 114 : 출력축

120 : 이송장치 130 : 케이스

140 : 유니버셜 조인트 150 : 보링바

154 : 바이트 160, 160' : 보링 지그

170, 170' : 베어링 하우징 172 : 베어링

174 : 방진구 180, 180' : 가공물

본 발명은 포터블 보링 머신에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 에어 코너 드릴(Air Corner Drill)과 감속기를 이용하여 보링바(Boring Bar)에 큰 토크(Torque)를 발생시켜 보링작업을 수행할 수 있는 운반, 설치 및 작업이 용이한 경량의 포터블 보링 머신에 관한 것이다.

일반적으로, 보링 머신이란 드릴로 뚫은 구멍, 또는 단조에서 내부 구멍이 먼저 만들어져 있는 것의 구멍 내부를 완성 가공하든가, 또는 내부 구멍을 확대하는 작업을 수행하는 장치이다.

보링의 원리는 선반과 비슷하나, 일반적으로 공작물을 고정하여 이송운동을 하고, 보링 공구를 회전시켜 절삭하는 방식이 주로 사용된다.

종래 기술에 따른 보링 머신은 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 베드(5, Bed), 그 위에 종방향으로 이동 가능하게 장착되고 가공물(7)을 놓을 수 있는 테이블(6), 상기 테이블의 전후에 장착된 컬럼(1, Column), 상기 양 컬럼에서 각각 지지되는 주축(2), 바이트가 장착된 보링바(4, boring Bar) 및 상기 보링바(4)를 지지하는 보링바 지지대(3)를 포함하고 있다.

상기 두 개의 컬럼(1) 사이에서 상기 보링바(4)가 장착되는데, 상기 보링바(4)의 일단은 회전 구동력을 가진 주축(2)에 결합되고, 타단은 상기 보링바 지지대(3)에 의해 지지되는 구조를 가진다.

이때, 상기 주축(2)은 전동과 유압으로 회전력을 발생시킨다. 상기 주축(2)은 상기 보링바(4)와 연결되어 있으며, 상기 가공물(7)의 구멍(8)은 바이트를 장착한 상기 보링바(4)가 회전함으로 인해 보링가공이 행해진다.

또한, 상기 베드(5) 위에는 전후 방향으로 이동 가능한 테이블(6)이 있다. 이로 인하여, 상기 테이블(6)에 놓여진 상기 가공물(7)은 전, 후 방향으로 이동되면서 보링작업이 이루어진다.

이러한 보링 머신은 조선소, 건설현장, 및 각종 대형 기계의 보링작업에 많이 사용된다. 특히, 조선소에서는 구멍가공작업이 상당히 많이 수행되는데, 예를 들면, 선박에 들어가는 각종의 힌지와 각종의 구멍들, 락킹 홀(Locking Hole) 등이 그것이다. 또한 각종의 대형 크레인의 제작에도 이러한 힌지와 구멍의 가공작업이 반드시 필요하다.

한편, 조선소에서는 이러한 힌지와 구멍을 미리 보링 머신을 통해 가공하고, 이를 옥외 작업장으로 운반하여 작업한다. 그러나 이와 같이 미리 제작되어 나온 힌지나 구멍을 현장에서 결합시키는 경우, 현장의 실제 상황이나 가공 시 계측상의 오차 또는 가공물의 진원도 불량 등으로 인하여 재가공이 필요한 상황이 종종 발생한다.

이러한 경우 작업자들은 상기 불량의 힌지나 구멍을 재측정하고, 이를 다시 운반하여 재가공을 하는 방법이나, 적절한 보링 머신을 현장에 배치하여, 현장에서 직접 가공한 후, 보링 머신을 해체하는 방법 중 하나를 선택한다. 이때, 전자나 후자의 방법은 모두 다 번거롭지만, 보링작업을 해야 할 힌지나 구멍이 많은 경우에 는 후자의 방법이 보다 편리하다. 그런데 이러한 후자의 방법을 통해 보링작업을 하는 경우에도, 종래의 보링 머신은 그 부피와 무게가 상당하여 설치 및 해체가 쉽지 않다.

게다가 종래의 보링 머신은 대부분 대형의 구조를 가지고 있어, 작업장의 면적이 협소한 곳에서는 장비 자체의 설치가 불가능한 경우가 많다.

또한, 대형의 구조를 가진 종래의 보링 머신은 그 설치 및 해체에 많은 작업 인원과 설치 크레인 장비가 요구되므로, 이로 인한 많은 추가 비용이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 보링 머신은 가공물을 용접방식을 이용하여 고정시키므로, 이로 인해 제품 손상이 발생되어 주문을 의뢰한 선주의 신뢰도가 저하되는 문제점도 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 운반, 설치 및 작업이 용이한 경량의 포터블 보링 머신을 제공한다.

상술한 본 발명의 목적은 바이트가 장착된 보링바(Boring Bar); 상기 보링바를 지지하는 베어링이 내장된 복수 개의 베어링 하우징(Bearing Housing); 가공물을 고정시키는 복수 개의 고정수단; 상기 보링바를 회전시키는 에어 코너 드릴(Air Corner Drill); 상기 에어 코너 드릴과 연결되는 감속기(Reducer) 및 상기 감속기에서 감속된 상기 에어 코너 드릴의 회전이 상기 보링바에 전달되도록 상기 보링바와 상기 감속기를 연결하는 연결수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 포터블 보링 머신에 의해 달성된다.

또한, 상기 연결수단은 유니버셜 조인트(Universal Joint)인 것이 바람직하다. 이때, 유니버셜 조인트는 연결될 두 축 간의 위치 및 각도가 조금 이격되어 있는 경우에도 동력전달을 가능케 한다.

이때, 상기 복수 개의 베어링 하우징 사이에는 상기 보링바와의 접촉부분에 베어링을 내장하고 있는 방진구가 장착되어 있는 것이 바람직하다. 이는 상기 보링바를 지지해주는 복수 개의 베어링 하우징 간의 간격이 먼 경우, 상기 보링바가 회전을 하는 동안 진동이 발생될 수 있는데, 이를 방지하도록 장착한 것이다.

또한, 상기 에어 코너 드릴과 상기 감속기의 하부에는 이송장치가 장착된 케이스가 결합되며, 상기 케이스의 하부에는 이동수단이 장착되어 있는 것이 바람직하다. 이때, 상기 이송장치가 장착된 케이스로 인하여 보링 머신에 별도의 피딩(Feeding) 수단이 없어도, 상기 보링바의 전후 이송을 가능케 해준다. 또한, 상기 포터블 보링 머신은 가까운 거리의 또 다른 가공물로 손쉽게 이동할 수 있어, 연속적인 보링작업이 가능해진다.

이하, 첨부한 도 2 내지 도 5을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 포터블 보링 머신에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도면에서, 도 2는 본 발명에 따른 포터블 보링 머신의 일실시예를 도시한 사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 포터블 보링 머신은 에어 코너 드릴(100)과, 상기 에어 코너 드릴(100)에 연결되어 큰 토크를 발생시키는 감속기(110)와, 바이트를 결합시킨 보링바(150)와, 상기 감속기(110)와 상기 보링바(150)를 연결해주는 연결수단인 유니버셜 조인트(140, Universal Joint)와, 상기 보링바(150)가 삽입되어 회전하도록 베어링을 갖는 두 개의 베어링 하우징(Bearing Housing)과, 상기 베어링 하우징의 일측에 장착되어 가공물(180)을 고정하는 고정수단인 두 개의 보링 지그(160, 160', Boring Jig)와, 상기 보링바(150)를 전후방향으로 이송하는 이송장치(120)와, 상기 이송장치(120)를 장착한 케이스(130) 및 상기 두 개의 베어링 하우징 사이에 장착되는 방진구(174)를 포함하여 이루어진다.

도 3은 본 발명에 따른 포터블 보링 머신의 일실시예를 도시한 단면도이며, 도 4는 도 2에 도시된 화살표 A-A' 방향에서 본 단면도이다. 따라서 도 3과 도 4를 병행 참조하여 설명하도록 한다.

먼저, 보링바(150)의 회전력을 발생시키는 장치로는 에어 코너 드릴(100, Air Corner Drill)을 사용한다. 이는 공기유입호스(102)로 높은 공기압을 갖는 공기를 받아들여 드릴 척(104) 부분을 회전시키는 장치이다. 그런데 상기 에어 코너 드릴(100)은 경량의 장점을 가지고 있는 대신, 전동 유압식에 비해 비교적 작은 토크(Torque)를 출력하는 단점을 가진다. 따라서 이를 보완하기 위해서 감속기(110)를 추가적으로 장착한다.

상기 감속기(110)는 입력축(112)과 출력축(114)을 가지고 있으며, 내부에 복수 개의 기어열(116, 118))을 가진 장치로서, 상기 입력축(112)의 회전수를 감소시켜 상기 출력축(114)의 토크를 키워주는 장치이다. 예를 들어, 감속비가 1/4인 감속기를 사용하였을 경우, 상기 입력축(112)에서 1000rpm으로 구동되면 상기 출력축(114)에서는 250rpm으로 회전수가 감소되고, 상기 출력축(114)의 토크(Torque)는 상기 입력축(112)의 4배가 되는 것이다. 보링작업은 절삭가공의 한 형태로, 바이트(154)를 장착한 보링바(150)를 회전시켜 금속을 절삭하기 위해선 큰 토크가 요구된다. 이런 이유로, 상기 에어 코너 드릴(100)을 이용하는 경우에는 상기와 같은 감속기(110)의 기능은 매우 중요하다. 한편, 본 실시예에서는 상기 감속기(110)로 기어 박스(Gear Box)를 사용하였으나, 또 다른 실시예에서 유성 감속기나 웜 감속기 등을 사용하여도 무방하다.

이때, 상기 입력축(112)은 상기 에어 코너 드릴(100)의 척(104. Chuck)과 연결되는데, 이를 위해 상기 입력축(112)과 연결될 상기 에어 코너 드릴(100)에는 상기 척(104)의 물림과 풀림을 조절할 수 있는 핸드휠(106, Handwheel)이 장착되어 있다. 또한, 상기 출력축(114)은 이후에 상세히 설명할 유니버셜 조인트(140)에 연결된다.

이러한 상기 에어 코너 드릴(100)과 상기 감속기(110)는 이송장치(120)가 장착된 케이스(130)에 결합된다.

상기 이송장치(120)는 하부의 가이드판(124) 위에서 전후로 이동할 수 있다. 이때, 상기 이송장치(120)에 설치된 조작레버(122)를 시계 또는 반시계 방향으로 회전시키면, 상기 이송장치(120)는 전, 후 방향으로 이동한다. 이는 상기 조작레버(122)와 연결되어 있는 각 종의 기어들과 스크류에 의해서 전, 후 방향으로 이동되도록 되어 있는데, 통상의 밀링 바이스의 이송방식과 동일하다. 그러나 다른 실시예에서 전동 모터를 이용하여도 무방하다. 결과적으로, 상기 이송장치(120)는 상기 에어 코너 드릴(100)과 상기 감속기(110)를 전, 후 방향으로 이송시킴으로써, 실제적으로 절삭기능을 수행하는 상기 보링바(150)를 전, 후 방향으로 이송시킨다.

상기 이송장치(120)의 하부에는 케이스(130)가 있다.

상기 케이스(130)는 각 모서리의 하부에 각각 하나씩의 롤러(134)를 가지고 있는데, 이로 인하여 상기 포터블 보링 머신을 전, 후, 좌, 우로 손쉽게 이동시킬 수 있어, 가공물 상에서 위치를 바꾸어 연속적인 보링작업을 수행할 수 있다.

또한, 상기 케이스(130)의 각 모서리에는 복수 개의 체결장치(132)가 구비되어 있는데, 이를 이용하여 상기 케이스(130)와 상기 케이스가 장착될 바닥 면을 결합시켜 고정되도록 한다. 이로 인하여, 보링작업시 상기 보링바(150)의 회전에 의해 발생되는 진동을 막아 가공오차를 줄일 수 있다.

다음으로, 상기 감속기(110)의 출력축(114)과 상기 보링바(150)의 끝단(152)을 연결하는 연결수단으로 유니버셜 조인트(140)가 있다.

상기 감속기(110)의 출력축(114)으로부터 나온 회전력은 상기 보링바(150)의 끝단(152)으로 전달되어져야 한다. 그런데 이 둘의 위치가 일직선상에서 배치되기가 어렵다. 왜냐하면, 보링작업과정 중 상기 보링바(150)의 세팅작업이 먼저 이루어지므로, 이미 세팅된 상기 보링바(150)의 위치에 맞추어 상기 출력축(114)이 연 결되어져야 하는데, 구조적인 배치관계상 어려움이 있기 때문이다.

이와 같은 이유로, 상기 유니버셜 조인트(140)를 상기 출력축(114)과 상기 보링바(150)의 사이에 결합시킨다. 이로 인하여, 상기 출력축(114)과 상기 보링바(150)의 위치 및 각도가 조금 불일치 되는 경우에도, 서로 간에 회전력의 전달이 가능해진다.

다음으로, 보링바(150)와, 상기 보링바(150)가 삽입되어 회전하도록 지지하는 베어링 하우징(170)과, 상기 베어링 하우징(170)의 일측에 장착되어 가공물(180, 180')을 고정하는 고정수단(160, 160')을 살펴보도록 한다.

상기 보링바(150)는 바이트(154)를 장착하고 있다. 따라서 이를 회전시켜 상기 가공물(180, 180')의 내부 구멍(182, 182')를 가공하게 된다. 그런데 상기 보링바(150)는 긴 봉의 형상을 가지므로, 일측의 끝단(152)에서 회전시키면 타측의 끝단에선 원심력으로 인해 상기 보링바(150)가 흔들리게 된다. 이로 인해 보링작업에 있어서 오차가 발생하게 되고 가공정밀도가 떨어지게 된다. 이러한 이유로, 상기 보링바(150)가 삽입되어 회전할 수 있도록, 상기 보링바(150)와의 접촉부분에 베어링(172)을 내장한 베어링 하우징(170) 두 개를 장착시키고, 상기 가공물(180, 180')을 고정하는 고정수단으로 두 개의 보링 지그(160, 160', Boring Jig)를 장착시킨다. 이때, 상기 보링 지그(160, 160')는 상기 가공물(180, 180')의 둘레를 고정하여 결합된다. 즉, 상기 가공물(180, 180')을 중간에 두고, 상기 가공물(180, 180')의 둘레에서 고정볼트(164, 164')와 상기 고정볼트(164, 164')에 대응하는 홈을 가진 고정판(162, 162')을 체결하여 결합시킨다. 이로 인하여 상기 가공물(180, 180')은 보링작업 중에 흔들리지 않게 된다.

또한, 상기 베어링 하우징(170) 두 개의 사이에는 방진구(174)가 장착되어 있다. 상기 방진구(174)의 하단부는 상기 가공물(180, 180')의 바닥면 또는 상기 보링 머신이 장착될 바닥 면에 고정되고, 상기 방진구(174)의 상단부는 상기 보링바(150)가 삽입되어 회전하도록, 상기 보링바(150)의 접촉부분에 베어링(176)을 내장하고 있다. 이는 상기 베어링 하우징(170) 두 개의 간격이 먼 경우, 이들 사이에서 삽입되어 회전하는 상기 보링바(150)에 진동으로 인한 떨림이 발생될 수 있다. 따라서, 상기 방진구(174)를 상기 베어링 하우징(170) 두 개의 사이에 추가로 장착하여, 상기 보링바(150)에 발생되는 진동을 방진한다. 이로 인하여, 상기 보링바(150)는 마찰 없이 지지되어 회전하게 되고, 보링작업의 정밀도를 향상시킬 수 있게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 포터블 보링 머신의 일실시예의 작업순서도이다. 도시된 바와 같이, 먼저, 가공물의 보링작업지점에 마킹을 한다.(STEP12)

다음으로, 상기 가공물의 마킹한 지점에 베어링 하우징과 보링 지그를 장착한다.(STEP 14) 이로 인하여, 가공물을 고정하고, 정확한 보링작업지점의 세팅이 가능해진다.

다음으로, 상기 가공물과 상기 베어링 하우징과 상기 보링 지그의 구멍을 통해 보링바를 삽입한다.(STEP 16)

다음으로, 상기 보링바에 바이트를 장착한다.(STEP 18) 이때, 상기 보링바를 상기 가공물의 내부구멍으로부터 조금 밀어내어, 상기 바이트를 장착한 후, 다시 상기 보링바를 상기 가공물의 내부구멍에 삽입시킨다.

다음으로, 상기 보링 지그의 조정나사를 이용하여 상기 보링바의 정확한 위치를 세팅한다.(STEP 20) 상기 조정나사는 상기 보링 지그의 상부와 좌우측에 각각 하나씩 구비되어 있다. 이때, 상기 조정나사를 회전시키거나 역회전시키면, 상기 조정나사가 밀려들어가거나 빠져나오므로, 이를 통해 상기 보링 지그와 상기 보링바의 정밀한 세팅이 가능해진다.

다음으로, 상기 보링바와 감속기의 출력축에 유니버셜 조인트를 연결한다.(STEP 22) 이로 인하여, 상기 감속기의 출력축의 회전력을 상기 보링바에 전달하게 된다.

다음으로, 상기 감속기의 입력축에 에어 코너 드릴을 결합시킨다.(STPE 24) 이로 인하여, 상기 에어 코너 드릴의 회전력을 상기 감속기에 전달하게 된다.

마지막으로, 상기 에어 코너 드릴을 구동시켜 보링작업을 시작한다.(STEP 26) 이로 인하여, 상기 에어 코너 드릴에서 회전력이 발생하며, 이와 연결된 감속기가 회전력을 전달받는다. 그리고 유니버셜 조인트를 통해 상기 감속기의 회전력은 상기 보링바에 전달되어, 가공물의 구멍은 절삭되게 된다.

이상에서 본 발명에 의한 포터블 보링 머신에 대해 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다 는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 포터블 보링 머신은 구동수단으로 에어 코너 드릴(Air Corner Drill)과 감속기를 사용하여, 보링작업이 필요한 곳에서 운반, 설치 및 작업을 손쉽게 할 수 있는 경량의 포터블 머신을 제공하여, 작업인원 및 작업시수를 줄일 수 있으며, 이로 인한 소요경비 감소에 의해 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 바이트가 장착된 보링바(Boring Bar);

   상기 보링바를 지지하는 베어링이 내장된 복수 개의 베어링 하우징(Bearing Housing);

   가공물을 고정시키는 복수 개의 고정수단;

   상기 보링바를 회전시키는 에어 코너 드릴(Air Corner Drill);

   상기 에어 코너 드릴과 연결되는 감속기(Reducer); 및

   상기 감속기에서 감속된 상기 에어 코너 드릴의 회전이 상기 보링바에 전달되도록 상기 보링바와 상기 감속기를 연결하는 연결수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 포터블 보링 머신.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 연결수단은 유니버셜 조인트(Universal Joint)인 것을 특징으로 하는 포터블 보링 머신.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 복수 개의 베어링 하우징 사이에는 상기 보링바와의 접촉부분에 베어링 을 내장하는 방진구가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 포터블 보링 머신.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 에어 코너 드릴과 상기 감속기의 하부에는 이송장치가 장착된 케이스가 결합되며,

   상기 케이스의 하부에는 이동수단이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 포터블 보링 머신.

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