KR100730783B1 - 피스톤 핀홀 형상가공기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 피스톤 핀홀 형상가공기는 세 개의 피스톤을 각각 고정 장착하는 세 개의 클램프장치와; 세 개의 클램프장치에 각각 고정 장착된 세 개의 피스톤의 핀홀 내경에 각각 인입되어 내경을 가공하는 보링바가 회전 가능하도록 장착되는 세 개의 스핀들과; 세 개의 스핀들을 회전시키고 회전각도를 제어하는 C축서보모터와; 세 개의 피스톤이 각각 장착된 세 개의 클램프장치를 지면에 수평하게 동시에 이동시키는 피스톤이동유닛; 및 세 개의 스핀들을 지면에 수직한 방향으로 이동시키는 보링바이동유닛을 포함한다.

본 발명의 피스톤 핀홀 형상가공기에 따르면, 세 개의 피스톤을 동시에 가공할 수 있으며, X축슬라이더와 Y축슬라이더에 각각 리니어서보모터를 적용하여 타원과 프로파일 형상을 동시에 가공함으로써 생산성을 향상할 수 있는 효과가 있다.

핀홀, 피스톤, 형상가공, 리니어서보모터

Description

피스톤 핀홀 형상가공기{Finishing machine for pinhole of piston}

도 1은 일반적인 피스톤의 단면도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 피스톤 핀홀 형상가공기의 정면도,

도 3은 도 2의 피스톤 핀홀 형상가공기의 평면도,

도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 피스톤 핀홀 형상가공기의 단면도,

도 5a 내지 도 5d는 도 2의 피스톤 핀홀 형상가공기를 이용하여 제작한 피스톤의 핀홀 형상을 개념적으로 도시한 도면이다.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 피스톤 11 : 핀홀

20 : 보링바 100 : 피스톤 핀홀 형상가공기

110 : 클램프장치 120 : 스핀들

130 : C축서보모터 140 : 피스톤이동유닛

142 : X축슬라이드 144 : X축리니어서보모터

146 : Z축슬라이드 148 : Z축서보모터

150 : 보링바이동유닛 152 : Y축슬라이드

154 : Y축리니어서보모터

본 발명은 피스톤 핀홀 형상가공기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 피스톤의 핀홀을 좌우, 상하 타원형으로 가공하거나 곡선의 프로파일을 갖도록 가공하는 피스톤 핀홀 형상가공기에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 피스톤의 단면도이다.

도시된 바와 같이, 피스톤(10)의 몸통부를 관통하여 그 내부가 원기둥의 형상을 갖는 핀홀(11)이 형성되어있다. 이 핀홀(11) 내부로는 역시 원기둥 형상의 핀이 삽입되고, 이 핀홀(11)은 피스톤의 왕복운동 중에 내부에 삽입된 핀에 의하여 고압의 충격을 받게 된다.

최근에는 이를 완화하기 위하여 피스톤의 핀홀 형상을 부분적으로 변형하는 기술이 개발되고 있다.

그러나, 종래의 피스톤 핀홀 형상가공기는 최대 두 개의 피스톤을 동시에 진원과 직선 가공할 수 있는 정도이며, 타원 형상과 곡선의 프로파일을 동시에 가공하지 못하는 한계가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 다수 개의 클램프를 적용하고, 타원 형상과 프로파일을 동시에 가공함으로써 생산성을 향상하는 피스톤 핀홀 형상가공기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 피스톤 핀홀 형상가공기는, 세 개의 피스톤을 각각 고정 장착하는 세 개의 클램프장치와; 상기 세 개의 클램프장치에 각각 고정 장착된 상기 세 개의 피스톤의 핀홀 내경에 각각 인입되어 내경을 가공하는 보링바가 회전 가능하도록 장착되는 세 개의 스핀들과; 상기 세 개의 스핀들을 회전시키고 회전각도를 제어하는 C축서보모터와; 상기 세 개의 피스톤이 각각 장착된 상기 세 개의 클램프장치를 지면에 수평하게 동시에 이동시키는 피스톤이동유닛; 및 상기 세 개의 스핀들을 지면에 수직한 방향으로 이동시키는 보링바이동유닛을 포함한다.

여기서, 상기 피스톤이동유닛은, 상부에 상기 세 개의 클램프장치가 장착되는 X축슬라이드와, 상기 C축서보모터에 의하여 동기제어되어 핀홀들의 길이방향과 수직하며 지면과 평행한 방향으로 자력을 이용하여 상기 X축슬라이드를 이동시키는 X축리니어서보모터와, 상부에 상기 X축슬라이드가 장착되는 Z축슬라이드, 및 상기 핀홀들의 길이방향과 평행하며 지면과 평행한 방향으로 스크류를 이용하여 Z축슬라이드를 이동시키는 Z축서보모터를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 보링바이동유닛은, 상기 세 개의 스핀들이 장착되는 Y축슬라이드, 및 상기 C축서보모터에 의하여 동기제어되어 지면과 수직한 방향으로 자력을 이용하여 상기 Y축슬라이드를 이동시키는 Y축리니어서보모터를 구비하는 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 피스톤 핀홀 형상가공기를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 피스톤 핀홀 형상가공기의 정면도이고, 도 3은 도 2의 피스톤 핀홀 형상가공기의 평면도이며, 도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 피스톤 핀홀 형상가공기의 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 피스톤 핀홀 형상가공기(100)는 세 개의 피스톤(10)을 각각 고정 장착하는 세 개의 클램프장치(110)와; 상기 세 개의 클램프장치(110)에 각각 고정 장착된 상기 세 개의 피스톤(10)의 핀홀(11) 내경에 각각 인 입되어 내경을 가공하는 보링바(20)가 회전 가능하도록 장착되는 세 개의 스핀들(120)과; 상기 세 개의 스핀들(120)을 회전시키고 회전각도를 제어하는 C축서보모터(130)와; 상기 세 개의 피스톤(10)이 각각 장착된 상기 세 개의 클램프장치(110)를 지면에 수평하게 동시에 이동시키는 피스톤이동유닛(140); 및 상기 세 개의 스핀들(120)을 지면에 수직한 방향으로 이동시키는 보링바이동유닛(150)을 포함한다.

여기서 상기 피스톤이동유닛(140)은, 상부에 상기 세 개의 클램프장치(110)가 장착되는 X축슬라이드(142)와, 상기 C축서보모터(130)에 의하여 동기제어되어 핀홀(11)들의 길이방향과 수직하며 지면과 평행한 방향으로 자력을 이용하여 상기 X축슬라이드(142)를 이동시키는 X축리니어서보모터(144)와, 상부에 상기 X축슬라이드(142)가 장착되는 Z축슬라이드(146), 및 상기 핀홀(11)들의 길이방향과 평행하며 지면과 평행한 방향으로 스크류를 이용하여 Z축슬라이드(146)를 이동시키는 Z축서보모터(148)를 구비한다.

그리고 상기 보링바이동유닛(150)은, 상기 세 개의 스핀들(120)이 장착되는 Y축슬라이드(152), 및 상기 C축서보모터(130)에 의하여 동기제어되어 지면과 수직한 방향으로 자력을 이용하여 상기 Y축슬라이드(152)를 이동시키는 Y축리니어서보모터(154)를 구비한다.

X축슬라이드(142)와 Y축슬라이드(152)에는 리니어서보모터가 사용되었는데, 이 리니어서보모터는 통상의 모션시스템이 회전형 모터와 벨트, 랙피니언, 볼스크류 등을 이용하여 직선 운동을 구현한 것과 달리, 직선적으로 직접 구동되는 모터 이다. 일렬로 배열된 자석 사이에 위치한 코일에 전류를 흐르게 함으로써 힘을 얻는 리니어서보모터는 직접 구동식이므로 회전형 모터를 적용한 운동 시스템에 비하여 구조가 간단하고 차지하는 공간이 적으며, 비접촉식이므로 소음 및 마모가 상대적으로 적다. 또한 성능면에서도 빠른 이동속도, 강한 추력 및 정밀한 위치제어가 가능하다는 등의 장점을 가진다.

각 축에 대한 서보모터와 리니어서보모터의 유동과 관련된 기술은 당업계에서 널리 사용되는 주지 관용 기술이므로 본 상세한 설명에서는 그 설명을 생략한다.

또한, 이 피스톤 핀홀 가공기(100)는 컴퓨터(미도시)와 수치제어장치(미도시)를 통하여 가공하고자하는 핀홀(11)의 형상을 입력하고 각 장치에 지령을 보내는 방식으로 구동된다.

도 5a 내지 도 5d는 도 2의 피스톤 핀홀 형상가공기를 이용하여 제작한 피스톤의 핀홀 형상을 개념적으로 도시한 도면이다.

피스톤(10)을 클램프(110)에 장착하고 C축서보모터를 작동하여 스핀들(120)을 고속으로 회전시킴과 동시에 X축리니어서보모터(144)를 가동시켜 X축슬라이드(142)를 좌우로 이동시키면서 보링바(20)로 핀홀(11)을 가공하면, 도 5a에 도시된 바와 같은 횡방향으로 긴 타원 형상의 핀홀(11)이 형성된다.

이와 유사하게 피스톤(10)을 클램프(110)에 장착하고 C축서보모터를 작동하여 스핀들(120)을 고속으로 회전시킴과 동시에 Y축리니어서보모터(154)를 가동시켜 Y축슬라이드(152)를 상하로 이동시키면서 보링바(20)로 핀홀(11)을 가공하면, 도 5b에서와 같이 종방향으로 긴 타원형상의 핀홀(11)이 형성되는 것이다.

또한, Z축서보모터(148)를 이용하여 Z축슬라이드(146)를 이동시키면서 C축서보모터(130)로 도 5c 도시된 바와 같은 프로파일을 갖는 핀홀(11)을 형성시킬 수도 있다.

도 5d는 종방향과 횡방향으로 긴 타원형과 프로파일을 동시에 갖는 핀홀(11)을 형성시킨 도면이며, 도 5e는 종방향과 횡방향으로 긴 타원형과 곡선의 프로파일을 동시에 갖는 핀홀(11)을 형성시킨 것이다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 발명의 피스톤 핀홀 형상가공기에 따르면, 세 개의 피스톤을 동시에 가공할 수 있으며, X축슬라이더와 Y축슬라이더에 각각 리니어서보모터를 적용하여 타원과 프로파일 형상을 동시에 가공함으로써 생산성을 향상할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 세 개의 피스톤을 각각 고정 장착하는 세 개의 클램프장치와;

   상기 세 개의 클램프장치에 각각 고정 장착된 상기 세 개의 피스톤의 핀홀 내경에 각각 인입되어 내경을 가공하는 보링바가 회전 가능하도록 장착되는 세 개의 스핀들과;

   상기 세 개의 스핀들을 회전시키고 회전각도를 제어하는 C축서보모터와;

   상기 세 개의 피스톤이 각각 장착된 상기 세 개의 클램프장치를 지면에 수평하게 동시에 이동시키는 피스톤이동유닛; 및

   상기 세 개의 스핀들을 지면에 수직한 방향으로 이동시키는 보링바이동유닛을 포함하는 피스톤 핀홀 형상가공기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 피스톤이동유닛은,

   상부에 상기 세 개의 클램프장치가 장착되는 X축슬라이드와,

   상기 C축서보모터에 의하여 동기제어되어 핀홀들의 길이방향과 수직하며 지면과 평행한 방향으로 자력을 이용하여 상기 X축슬라이드를 이동시키는 X축리니어서보모터와,

   상부에 상기 X축슬라이드가 장착되는 Z축슬라이드, 및

   상기 핀홀들의 길이방향과 평행하며 지면과 평행한 방향으로 스크류를 이용 하여 Z축슬라이드를 이동시키는 Z축서보모터를 구비하는 피스톤 핀홀 형상가공기.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 보링바이동유닛은,

   상기 세 개의 스핀들이 장착되는 Y축슬라이드, 및

   상기 C축서보모터에 의하여 동기제어되어 지면과 수직한 방향으로 자력을 이용하여 상기 Y축슬라이드를 이동시키는 Y축리니어서보모터를 구비하는 피스톤 핀홀 형상가공기.

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