KR100913442B1 - 버 제거장치 - Google Patents

Abstract

가공품(30)의 모서리(30B)로부터 버를 제거하는 장치는, 회전하는 축(16)과, 이 축(16)의 말단측 단부에 부착된 연마기구(18)와, 연마기구(18)의 말단측 단부에 장착된 비연마 칼라(20)를 포함한다. 비연마 칼라(20)는, 회전하는 연마기구(18)가 버를 제거하기 위한 위치로 전진하고 있는 동안, 가공품(30)의 벽(30A)을 의도하지 않게 연마되지 않도록 보호한다. 회전하는 축(16)의 기부측 단부는, 가공품(30)의 벽(30A)에 의해 장치에 횡력이 가해질 때, 축(16)이 절곡될 수 있도록 하는 가요성 체결부재(14)에 부착된다. 연마기구(18)의 단면 형태는, 버를 제거하고자 하는 모서리의 형태에 의존하여 곡선형 및/또는 다각형일 수 있다. 2개 이상의 서로 다른 연마기구 및/또는 비연마 칼라가 동시에 축에 부착될 수 있다.

버 제거장치, 연마, 다듬질, 연마기구, 비연마부재

Description

버 제거장치{Burr Removal Apparatus}

발명의 배경

본 발명은 금속 및 기타의 비교적 경질의 재료로부터 버(burr)와 이와 유사한 원치 않는 돌출부를 제거하는 기술에 관한 것이다.

금속 또는 기타의 비교적 경질의 재료 등의 표면으로부터 원치 않는 돌출부(본 명세서에서는 총괄적으로 "버(burr)"로 칭한다)의 제거는 금속 다듬질공정에서 매우 중요하다. 부품의 표면에 원치 않는 버가 존재하면, 예를 들면 액체의 흐름의 방해나 전하반송 라인의 배치의 어려움 등과 같은 여러 가지 문제점이 일어날 수 있다.

자동차 차량, 선박 및 항공 등의 차량 등의 제조사들은 튜브, 실린더 또는 다른 용기 및 하우징의 내면으로부터 버를 제거하는 것에 관해 큰 관심을 갖고 있다. 그러나, 일부의 경우에, 버를 포함하는 표면(본 명세서에서는 "버가 형성된 표면(burred surface)"로 칭한다)의 위치로 인해 버 제거가 매우 어려울 수 있다. 더구나, 버가 형성된 표면은 종종 현존하는 버 제거 도구를 사용한 버 제거를 매우 번거롭게 하고 시간이 걸리게 하는 불규칙한 형태를 갖는다. 예를 들면, 부품에 2개의 교차하는 개구들이 천공되었을 때, 제 1 개구 내부로의 제 2 개구의 통과는 편평하지 않고 타원의 형태를 갖는 버가 형성된 표면을 생성시킬 것이다. 이와 같은 버가 형성된 표면의 위치와 형태로 인해, 그 표면에 배치된 버는 종래의 버 제거 도구를 사용하여 용이하게 연마될 수 없게 된다.

또 다른 중대한 문제점은, 버가 형성된 표면을 향해 버를 전진시키는 동안 의도하지 않은 표면의 연마(scouring)나 패임(gouging)이 일어날 수 있다는 것이다. 예를 들면, 부품 내부에 위치한 버를 제거하기 위해 버 제거 도구가 개구를 통해 전진될 때, 도구가 개구를 통해 전진함에 따라 도구의 연마 표면이 우연히 개구의 벽과 접촉하여, 바람직하게는 원래의 상태로 유지되어야 하는 재료를 제거할 수 있다. 회전하는 연마 표면이 부품의 표면에 있는 버나 다른 울퉁불퉁한 부분에 끼어, 도구가 횡방향으로 점프하거나 또는 이와 달리 조절불가능하게 움직이도록 할 때에도, 손상이 일어날 수 있다.

버 제거에 대한 또 다른 문제점은, 한 개의 용기 또는 하우징의 작은 공간 내부에서 2개 이상의 서로 다른 버 제거 도구를 사용할 필요가 있을 때 발생한다. 보통, 이것은, 대략적인 버 제거 다음에 다듬질이 이어지고, 이들 각각의 공정이 서로 다른 버 제거 재료 또는 도구 형상을 필요로 할 때 발생하게 된다. 마찬가지로, 이러한 문제점은 용기가 2개 이상의 서로 다른 재료를 포함하고, 이들 각각이 그 자신의 버 제거 기구와 이와 관련된 재료를 필요로 하는 버가 형성된 표면을 갖는 경우에 일어난다.

발명의 요약

본 장치의 바람직한 실시태양은, 현재까지는 접근하기가 매우 곤란했던 가공품의 표면을 연마하도록 구성된 신규하고도 개량된 버 제거 도구를 제공한다. 또한, 바람직한 실시태양은, 도구가 제 위치로 전진하거나 및/또는 끼임 또는 미끄러짐으로 인해 횡방향으로 점프할 때, 가공품의 표면이 의도하지 않게 연마되거나 손상을 입는 것을 방지하는 장치를 제공함에 있다.

본 장치에 따른 버 제거 도구는 일반적으로 접근장치(access device)(예를 들면, 작동축), 연마 표면 및 비연마부재를 포함한다. 연마 표면은 접근장치보다 큰 횡단면을 갖는다. 비연마부재는 연마 표면보다 더 큰 횡단면을 갖는다. 비연마부재는 버 제거 도구가 버를 향해 진행함에 따라 연마 표면으로부터 가공품을 보호한다. 상기 비연마부재는 연마 표면이 우연히 가공품의 표면과 접촉하는 것을 방지하므로, 버 제거 도구를 작은 구멍(예를 들면, 개구)을 통해 진행시키거나 또는 상기 버 제거 도구를 정지된 위치에 유지하기가 곤란할 경우에 매우 유용하다. 버 제거 도구의 주요한 장점은 연마기구가 불규칙한 형태를 갖거나 가공품 내부의 연마하기 어려운 지역에 배치되는 표면을 선택적으로 연마할 수 있는 능력을 갖는다는 것이다. 본 장치에 따른 버 제거 도구는 버 제거에 관하여 기술하였음에도 불구하고, 아주 다양한 다른 표면을 연마하는데도 사용될 수 있을 것이다.

본 장치의 일면에 따르면, 일반적으로, 회전가능한 작동축과, 이 작동축의 말단에 장착된 연마기구와, 연마기구 상에 장착된 비연마부재를 포함하는 버 제거 도구를 제공한다. 연마기구는 대략 원주 대칭의 형태를 갖고, 바람직하게는, 최소한 약 5.5의 모스 경도(Mohs hardness)를 갖는, 노출된 연마 표면을 지닌다. 비연마부재는, 원치 않는 마모나 패임으로부터 표면을 보호하기 위해, 바람직하게는 5.5보다 훨씬 작은 모스 경도를 갖는, 상대적으로 비연마성인 재료로 제조된다. 본 장치의 변형된 형태로서, 비연마부재는 연마기구 또는 작동축상에 장착될 수 있다. 바람직한 일 실시태양에 있어서, 비연마부재는 연마기구의 말단부에 장착되고, 원형의 외주를 가진다. 이러한 비연마부재는 연마기구의 외부로부터 주변으로 연장되는 칼라(collar) 형태로 구비된다.

본 장치의 또 다른 일면에 따르면, 작동축은 절곡될 수 있으며, 이 축이 회전할 때 굴곡되거나 변형되거나 기울어져, 연마기구가 버가 형성된 표면으로 쉽게 노출되도록 한다. 일 실시태양에 있어서, 비교적 구부러지지 않는 작동축이 가요성(flexible) 체결부재에 부착된다. 가요성 체결부재는, 작동축이 절곡되도록 하여, 종래의 도구를 사용하여 도달하기 어렵거나 불가능한 부품 내부의 영역에의 접근을 용이하게 한다. 또한, 가요성 체결부재는, 연마기구에 편력(bias force)을 가하여, 버 제거 중에 버가 형성된 표면과의 부드럽고 지속적인 접촉을 증진시키며 보장하는데 사용될 수도 있다. 가요성 체결부재는 고무 등의 가요성 재료로 형성되거나, 가요성 스프링 또는 가요성 척(chuck) 등의 기계요소일 수 있다. 또 다른 실시태양에 있어서, 작동축의 적어도 일부분이 작동축의 말단부가 굴곡될 수 있도록 하는 가요성 재료를 사용하여 형성된다.

본 장치의 또 다른 일면에 있어서는, 버 제거 도구가 한 개의 작동축 상에 2개 이상의 서로 다른 연마기구를 포함한다. 이와 같은 구성은, 도구를 교체하지 않고 버 제거와 표면의 다듬질을 가능하게 한다.

본 장치의 또 다른 일면에 따르면, 버 제거장치는, 작은 공간 또는 개구 내부에서 한가지 형태의 연마기구를 다른 연마기구로 신속하게 교체할 수 있도록 하는데 충분할 정도로 작고 다기능을 갖는 크기를 지닌다.

본 장치의 또 다른 일면에서는, 연마기구의 단면 형태가 가공품의 표면으로부터 인접한 재료의 원치 않는 제거를 최소화하도록 형성된다. 연마기구의 다양한 단면은 계란형, 사각형, 평행사변형 또는 다각형을 포함할 수 있다.

삭제

본 장치의 또 다른 일면에 따르면, 회전하는 작동축의 횡방향의 편위를 제어하거나 방지하기 위해 축 제한기(shaft restrictor)가 설치된다. 이와 같은 구성은, 연마기구가 점프하거나 흔들거리는 것을 방지하여, 가공품의 재료가 우연히 제거되는 것을 방지하고 연마기구의 원활한 이동을 보장한다.

본 장치의 또 다른 일면에 따르면, 축은 축에 대한 회전 구동기구의 전원이 꺼지거나 접속해제된 경우에도, 마찰력의 존재하에서 축의 각속도를 유지하도록 하는 추가적인 회전가능한 물체(예를 들면, 플라이휠)를 구비한다.

본 장치의 또 다른 일면에 따르면, 2개 이상의 대략적으로 원주 대칭의 연마기구가, 공간 또는 비연마 칼라(collar)에 의해 분리되며, 회전가능한 축에 부착된다. 선택적으로, 이러한 연마기구의 각각은, 서로 다른 연마재료, 또는 서로 다른 거칠기 또는 등급을 갖는 동일한 재료를 포함한다. 따라서, 연마기구를 교환하기 위해 버 제거장치를 분리하지 않고도, 서로 다른 표면 또는 재료에 동일한 버 제거장치가 적용될 수 있다.

본 장치의 또 다른 일면에 따르면, 연마기구는, 작동축에 부착되거나 작동축으로부터 반경방향으로 연장되는 1개 이상의 돌출부 또는 연마모(bristle)를 갖는 브러시를 포함한다. 이들 돌출부는 연마재료로 형성되거나, 이와 달리 각각의 돌 출부는 선단부에 연마 혹(nodule)을 갖도록 형성될 수 있다.

또한, 본 장치의 또 다른 일면에 따르면, 바람직한 실시태양은 안전하고, 신뢰할 수 있으며, 간편하게 사용될 수 있고, 경제적으로 제작할 수 있는 버 제거 도구를 제공한다. 본 장치의 또 다른 일면에 따르면, 가공품의 모서리(edge)로부터 버를 제거하는 방법이 제공된다. 이러한 방법은 말단부를 따라 진행하는 연마기구를 가지는 접근장치를 제공함을 포함한다. 연마기구는 가공품의 모서리를 연마할 수 있는 연마재료를 포함한다. 아울러, 비연마부재는 연마기구보다 더 큰 횡단면을 갖는 비연마기구가 제공된다. 상기 접근장치 및 연마 기구는 회전하며, 본 발명의 버 제거 도구는 가공품의 선택된 부위로 진행된다. 또한, 비연마부재는 연마기구가 가공품을 따라 선택된 부분으로 진행할 때 가공품의 벽과 맞닿도록 해준다. 비연마부재가 가공품의 모서리 너머로 진행됨에 따라, 마모기구와 가공품이 접촉하게 되고, 그리하여 버 또는 그로 인한 다른 물질이 제거된다. 본 방법의 변형된 형태로서, 그 위에 버가 형성된 표면을 가진 가공품은 접근장치 대신에, 또는 그와는 독립적으로, 가공품을 회전시킴으로써 버를 제거할 수 있다.

도 1a는 본 발명의 버 제거장치의 일 실시태양의 종단면도이다.

도 1b는 작동축이 구동축에 대해 절곡된 도 1a에 도시된 버 제거장치의 측면도이다.

도 2a는 연마기구가 가공품 내부로 전진하고 있는 도 1에 도시된 버 제거장치의 말단부의 측면도이다.

도 2b는 연마기구가 가공품의 모서리와 접촉하고 있는 도 1a에 도시된 버 제거장치의 말단부의 측면도이다.

도 3a-b는 가공품이 연마기구에 대해 회전된 본 발명의 일 실시태양을 사용한 버 제거방법을 개략적으로 도시한 것이다.

도 4a-b는 연마기구가 가공품이 대해 움직이는 본 발명의 일 실시태양을 사용한 버 제거방법을 개략적으로 도시한 것이다.

도 5a-b는 가공품이 연마기구에 대해 횡방향으로 움직이는 본 발명의 일 실시태양을 사용한 버 제거방법을 개략적으로 도시한 것이다.

도 6a-b는 가공품 상에서 사용하는 동안 고무 체결부재를 갖는 버 제거 도구 의 측면도이다.

도 7a-b는 작동축과 연마기구 사이에 배치된 코일 스프링부재를 가는 버 제거 도구의 측면도이다.

도 8a-b는 작동축의 기부측(proximal) 단부에 배치된 코일 스프링 체결부재를 갖는 버 제거 도구의 측면도이다.

도 9a-b는 가요성 작동축을 갖는 버 제거 도구의 측면도이다.

도 10은 보호용 칼라가 장착된 구형의 연마기구를 갖는 연마기구의 다른 실시태양을 도시한 것이다.

도 11a-b는 가공품 상에서 사용되는 동안의 도 10에 도시된 연마기구의 측면도이다.

도 12는 작동축의 말단부에 장착된 2개의 연마기구를 갖는 연마기구의 다른 실시태양의 측면도이다.

도 13은 연마 선단부들을 지닌 복수의 돌출부를 갖는 연마기구의 다른 실시태양에 대한 측면도이다.

도 14는 작동축의 말단부에 배치된 추가저인 연마 평탄화 부분을 갖는 연마기구의 또 다른 실시태양에 대한 측면도이다.

도 15a-c는 가공품 상에서 사용되는 동안 도 14의 연마기구의 측면도이다.

도 16a-b는 가공품 상에서 사용되는 동안 추가적인 연마 링을 갖는 연마기구의 또 다른 실시태양의 측면도이다.

도 17a-b는 작동축을 중심으로 선회될 수 있는 연마기구의 또 다른 실시태양 의 측면도이다.

도 17c는 연마기구와 작동축 사이의 체결을 나타내는 도 17a-b에 도시된 연마기구의 평면도이다.

도 18a는 작동축의 말단부에 부착된 구형 볼을 중심으로 선회될 수 있는 연마기구의 또 다른 실시태양의 측면도이다.

도 18b는 볼과 연마기구 사이의 체결을 나타내는 단면도이다.

도 19는 연마기구를 조종하는데 사용된 가요성 축의 단면도이다.

도 20은 본 발명에 따른 축 제한기의 일 실시태양을 나타낸 사시도이다.

도 21은 연마기구에 대한 한가지 바람직한 형태를 나타낸 측면도이다.

도 22a는 버 제거와 모서리 다듬질을 위한 다수의 도구를 수납할 수 있는 회전하는 받침대를 나타낸 단면도이다.

도 22b는 축 구동기구가 포함되지 않은 다수의 도구를 수납할 수 있는 또 다른 회전 받침대를 나타낸 단면도이다.

도 23은 도 22a에 도시된 회전 받침대와 함께 사용될 수 있는 플라이휠을 포함하는 버 제거 도구의 또 다른 실시태양에 대한 측면도이다.

도 24a-d는 2개의 개구가 가공품 내부에서 교차하는 위치로부터 버를 제거하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시태양의 사용을 순차적으로 나타낸 단면도이다.

도 25a는 가공품 내부에 삽입되는 원주형 브러시의 형태를 갖는 연마기구의 또 다른 실시태양의 측면도이다.

도 25b는 브러시 위의 연마 혹들이 가공품과 접촉하고 있는 도 25a에 도시된 실시태양의 측면도이다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 버 제거장치(10)의 바람직한 제 1 실시태양을 나타낸다. 이 장치(10)는, 구동축(12)과, 가요성 체결부재(14)와, 작동축(16)과, 작동축(16)의 말단부에 동심을 이루어 부착되는 대략 원주 대칭의 연마기구(18)와, 칼라(20)의 형태를 갖는 비연마부재를 포함한다. 전체 장치(10)는, 예를 들면, 구동축(12)의 기부측 단부에 체결되는 모터 등의 축 구동(회전)기구(21)를 사용하여 회전된다.

칼라(20)는, 연마기구(18)의 말단부에 장착되며, 가공품의 표면을 거의 연마하지 않는 비연마재료로 제조된다. 칼라(20)의 설치 목적은, 버 제거장치(10)가 가공품을 따라 또는 가공품을 통해 버가 형성된 표면으로 향해 전진할 때, 가공품의 표면이 우연히 연마되거나 패이는 것을 방지하는 것이다. 칼라(20)는, 예를 들면 브레이징(brazing), 용접 또는 기계적인 연결(예를 들면, 스냅 끼워맞춤(snap-in)) 등의 적절한 수단을 사용하여 연마기구(18)에 체결될 수 있다.

이때, 가공품을 보호한다는 원하는 목적을 여전히 달성하면서, 칼라 대신에 다른 형태의 비연마부재들이 사용될 수 있다는 것은 자명하다. 비연마부재가 연마기구의 직경보다 큰 직경을 갖는 어떤 형태의 비연마부재도 충분하다. 또 다른 구성에서는, 비연마부재가 연마기구보다는 축에 장착될 수 있다. 또 다른 구성에서는, 비연마부재가 베어링부재를 통해 장치에 체결되어, 비연마부재가 연마기구와 함께 회전하지 않을 수도 있다.

다시 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 연마기구(18)는 가공품의 표면으로부터 버나 원치 않는 재료를 제거하도록 구성된 연마 표면을 포함한다. 도시된 실시태양에 있어서, 연마기구(18)는 가공품 내부의 2개의 원형 개구의 교차점에 배치되는 버를 제거하는데 매우 적합한 반구 형태를 갖는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 다른 형태 및 형상의 연마기구가 본 발명에 사용될 수 있다는 것은 자명하다.

가요성 체결부재(14)는, 예를 들면 고무 등의 적절한 재료를 사용하여 제조될 수 있다. 가요성 체결부재(14)의 목적은, 도 1b에 도시된 것과 같이, 작동축(16)에 구동축(12)에 대해 절곡될 수 있는 가능성을 제공하면서, 구동축(12)으로부터의 토오크를 작동축(16)에 전달할는 것이다. 도 1a에 도시된 가요성 체결부재(14)의 일 실시태양은 체결부재를 통해 길게 연장되는 중공형 코어(core)를 갖도록 형성된다. 작동축(16)의 기부측 단부를 수납하기 위해 코어(22)의 말단부에는 제 1 부싱(24)이 배치된다. 제 1 부싱(24) 내부에 작동축(16)을 유지하기 위해 제 1 고정 스크류(26)가 설치된다. 구동축(12)의 말단부를 수납하기 위해 코어(22)의 기부측 단부에는 제 2 부싱(28)이 배치된다. 제 2 고정 스크류(31)는 제 2 부싱(28) 내부에 구동축(12)을 유지하기 위해 설치된다. 고정 스크류들(26, 31)은 특정한 버 제거 응용을 위해 필요할 때 부품을 교체하기 위해 부싱(24, 28)으로부터 축들 중에서 한 개 또는 모두를 분리하기 위해 늦추어질 수 있다.

도 2a 및 도 2b는 비교적 접근하기 어려운 공간에 있는 버를 제거하기 위해 전술한 장치의 실시태양의 한가지 바람직한 사용을 예시한 것이다. 도 2a는 2개의 개구가 가공품(30) 내부에서 교차하는 위치에서 개구의 모서리(30B)에 있는 버를 제거하기 위해 개구 또는 구멍을 통해 작동축이 제 위치로 전진될 때의 작동축(16)을 도시한 것이다. 도 2a에 도시된 것과 같이, 비연마 칼라(20)는 회전하는 연마기구(18)가 진행중에 개구의 벽(30A)으로부터 재료를 연마하거나 홈을 파거나 다른 방식으로 재료를 제거하는 것을 방지한다. 작동축(16)은, 개구의 벽(30A)과 접촉에 의해 칼라(20)에 가해진 횡력으로 인해 벽(30A)에 대해 절곡된다.

도 2b에 도시된 것과 같이, 연마기구(18)가 원하는 위치로 전진하였을 때, 회전하는 연마기구(18)는 버를 포함하는 개구의 모서리(30B)와 접촉한다. 연마기구(18)는 모서리에 배치된 모든 버가 제거될 때까지 모서리(30B)를 따라 전진한다. 도 2a 및 도 2b에 있어서, 이와 같은 작업은 (하부 화살표로 표시된) 개구의 중심축 주위로 가공품을 회전시키는 동안 수행된다. 연마기구가 개구의 전체 모서리와 접촉하도록 가공품이 회전한다. 도시된 실시태양에서는, 연마기구(18)의 굴곡된 외표면이, 가공품이 회전할 때 모서리(30B)에 놓인 버가 완전히 연마되게 보장하도록 형성된 단면 형태를 갖는다.

또 다른 구성에서는, 연마기구가 대체로 원주 대칭이 될 필요가 없으며, 및/또는 작동축이 대체로 연마기구에 동축으로 부착될 필요가 없다. 이들 모든 변형된 구성에서는, 작동축이 회전할 때, 연마기구의 전부가 아닌 일부가 연마하고자 하는 표면과 접촉하게 된다. 또한, 작동축은 길다란 원주형 부재일 필요는 없다. 연마기구로 토오크를 전달할 수 있는 어떤 장치도 본 발명의 범주에 포함된다.

도 3a 내지 도 5b는 도 1a 및 도 1b를 참조하여 예시한 본 장치의 실시태양 들을 사용하여 가공품(32) 내부의 출구 구멍(34)의 모서리로부터 버를 제거하는 다양한 예시적인 방법을 나타낸 것이다. 이들 방법의 각각은 원형 출구 구멍(34)의 전체 내부 모서리를 연마한다는 원하는 결과를 얻는다.

도 3a 및 도 3b는 연마기구(18)가 정지상태의 축을 중심으로 고정된 위치에서 회전하는 제 1 방법을 나타낸 것이다. 연마기구(18)가 회전할 때, 가공품(32)도 연마기구(18)의 회전축으로부터 중심이 어긋난 축을 중심으로, 바람직하게는 반대 방향으로 회전한다. 도 3a는 가공품(32)에 대해 제 1 위치에 있는 연마기구(18)를 나타낸 것이다. 도 3b는 대략 45도 회전된 후의 가공품(32)을 나타낸 것이다. 가공품(32)이 이와 같은 새로운 위치에 있을 때, 연마기구(18)는 출구 구멍(34) 내부의 이와 다른 상대 위치에 배치된다. 가공품(32) 또는 도구, 또는 이들 양자를 용이하게 쥐고 회전시키기 위해 이 방법에서는 선반이 사용될 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 가공품(32) 내부의 출구 구멍(34)의 모서리의 버를 제거하는 제 2 방법을 예시한 것이다. 이와 같은 방법을 사용하여, 연마기구(18)의 회전축이 출구 구멍(34) 주위로 움직이는 동안, 가공품(32)이 정지상태로 유지된다. 도 4a는 출구 구멍(34)에 대해 제 1 위치에 있는 연마기구를 나타낸 것이다. 도 4b는 연마기구(18)가 이와 다른 위치로 이동하여, 출구 구멍(34)의 모서리의 다른 영역과 접촉한 후의 연마기구를 나타낸 것이다.

도 5a 및 도 5b는 가공품(32) 내부의 출구 구멍(34)의 모서리의 버를 제거하는 또 다른 방법을 나타낸 것이다. 이와 같은 방법을 사용하면, 연마기구(18)의 회전축은 정지상태에 있지만, 가공품은 예를 들면 밀링머신을 사용하여 X-Y 평면에서 횡방향으로 움직인다. 도 5a는 출구 구멍(34)에 대해 제 1 위치에 있는 연마기구(18)를 나타낸 것이다. 도 5b는 연마기구(18)가 출구 구멍(34)의 모서리의 이와 다른 영역과 접촉하도록 가공품이 X-Y 평면에서 새로운 위치로 이동한 후의 가공품(32)을 나타낸 것이다.

도 6a 및 도 6b는 도 1a 및 도 1b를 참조하여 전술한 버 제거장치의 말단부를 더욱 상세히 나타낸 개략도이다. 작동축(16)은 비교적 가요성을 갖지 않고, 가요성 고무(또는 다른 변형가능한 재료의) 체결부재(14)의 말단부로부터 연장된다. 칼라(20)가 장착된 연마기구(18)는 축(16)의 말단부에 고정 부착된다. 가요성 체결부재(14)는, 도 6a에 도시된 것과 같이 가공품(30)의 벽(30A)이 칼라(20)에 대해 횡력을 가할 때, 작동축(16)이 절곡될 수 있도록 한다. 이러한 작동축(16)의 절곡은, 연마기구(14)가 버를 제거하고자 하는 가공품(30)의 부분(30B)과 접촉하는 것을 촉진하는데 추가적인 힘이 가해질 수 있도록 한다. 가요성 체결부재(14)는, 도 16b에 도시된 것과 같이, 연마기구(18)가 가공품(30)의 모서리(30B)를 따라 전진할 때 표면 접촉을 증가시키는 작용력을 가한다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시태양에 따른 작동축의 제 1 변형예를 나타낸 것이다. 본 실시태양은, 비교적 가요성을 갖지 않은 회전가능한 작동축 부분(38)과, 연마기구(18)와, 가요성을 갖지 않는 작동축 부분(38)과 연마기구(18) 사이에 배치되어 이들에 연결되는 가요성 축 부분(36)을 포함한다. 바람직하게는, 이 비가요성 축 부분(36)은, 도 7a에 도시된 것과 같이, 연마기구가 비가요성 축(38)에 대해 절곡될 수 있도록 하는 가요성 이음매 또는 스프링이다. 비연마 재료로 이루어진 칼라(20)는, 연마기구(18)를 지나 횡방향으로 뻗어, 연마기구(18)가 제 위치로 움직이거나 가공품(30)에 인접한 영역으로부터 분리될 때, 측벽(30A)이 연마되거나 패이는 것을 방지한다. 연마기구(18)가 가공품(30)의 모서리(30B)와 접촉할 때, 가요성 축 부분(36)은 도 7b에 도시된 것과 같이 모서리(30B)를 따라 연마기구(18)가 접촉하여 전진하도록 촉진하는 힘을 가한다.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 또 다른 실시태양에 따른 작동축의 제 2 변형예를 나타낸 것이다. 이와 같은 변형예에서, 회전가능한 비가요성 축 부분(40)은 가요성 축 부분(42)과, 칼라(20)가 장착된 연마기구(18) 사이에 배치될 수 있다. 도 8a는 연마기구(18)가 가공품(30)의 개구에 있는 측벽(30A)을 따라 전진할 때의 장치를 나타낸 것이다. 도 8b는 연마기구(18)가 가공품(30)의 모서리(30B)를 돌아 전진할 때의 장치를 나타낸 것이다.

도 7a, 도 7b, 도 8a 및 도 8b에 도시된 실시태양에 있어서, 축은 스프링의 일부 또는 전부를 둘러싸는 중공형 코어를 가질 수 있다. 축 코어는 한 개, 또는 한 개보다 많은, 스프링을 포함할 수 있다. 축 코어는 가요성 축부분 및 전체적인 비가요성 축 부분을 포함할 수도 있다. 본 명세서에 개시된 실시태양에 있어서, 비연마부재는 거의 환형의 디스크(즉, 칼라)이거나, 거의 속이 고형의 디스크(즉, 플레이트)일 수 있다.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시태양에 따른 작동축의 제 3 변형예를 나타낸 것이다. 이와 같은 변형예에 있어서는, 작동축(44)의 적어도 일부가 비교적 가요성을 갖는다. 이와 같은 바람직한 실시태양에 따르면, 축은, 예를 들면 철강제 케이블, 코일 스프링 및 경질 고무를 포함하는 임의의 적절한 재료로 구성될 수 있다.

도 9a 및 도 9b에 도시된 실시태양은 가공품(30) 내부의 개구로부터 버를 제어하는 또 다른 방법을 나타낸 것이다. 도 9a는 측벽(30A)을 갖는 개구를 지닌 가공품(30)을 나타낸 것이다. 이 가공품(30)은 제 1 각속도 1에서 개구의 중심선 주위로 회전하고 있다. 연마기구(18)와 칼라(20)를 갖는 회전가능한 축(44)은 가공품(30) 내부의 개구의 중심선을 따라 전진한다. 이 작동축(44)은 제 1 각속도 2에서 회전하고 있다. 바람직하게는, 가공품(30)과 연마기구(18)는 특정한 응용에 대해 특별히 선택된 각속도로 반대의 주면 방향(예를 들면, 각각 시계 방향과 반시계 방향)으로 회전한다. 이와 달리, 가공품(30)과 연마기구(18)는 서로 다른 각속도(1-2)로 동일한 방향으로 회전할 수 있다. 이들 모든 경우에, 가요성 작동축(44)이 각속도 2에서 회전하기 때문에, 작동축(44)의 말단부에 있는 연마기구(18)의 상당한 질량의 회전이 불가피하게 연마기구(18)의 회전 위치에 약간의 비대칭을 일으킨다. 이와 같은 비대칭은 작동축(44)의 말단부가 추의 기부측 단부에 대해 방향 및/또는 그것의 횡방향 위치가 달라지도록 한다. 그 결과, 연마기구가 회전할 때 연마기구(18)가 "흔들리게 되어(wobble)", 결국 가공품(30)의 측벽(30A)과 접촉하게 된다. 그후, 작동축(44)이 개구를 통해 더욱 더 전진하여, 연마기구(18)가 개구 내부의 구멍 주위에서 "흔들림"으로서 모서리(30B)를 따라 버를 제거한다.

도구의 변형

구형 형태의 연마기구

도 10은 본 발명의 또 다른 실시태양에 따른 버 제거장치의 말단부(100)를 나타낸 것이다. 바람직하게는 비가요성인 작동축(116)은 제 1의 대략 원주 대칭의 연마기구(118A)에 부착되고, 축 및/또는 제 1 연마기구는 제 2의 대략 원주 대칭의 기구(118B)에 부착 또는 연결된다. 제 1 및 제 2 연마기구 118A 및 118B는 필요한 경우에는 홈(114) 또는 비어있는 공간에 의해 이격된다. 비연마 칼라 또는 스냅 링(120)은 제 1 및 제 2 연마기구 118A 및 118B 사이에, 또는 이것에 인접하여 배치된다. 제 1 및 제 2 연마기구 118A 및 118B는 필요에 따라 동일한 연마재료 또는 서로 다른 연마재료를 사용하여 형성될 수 있다.

2개의 기구에 대한 연마 재료가 다르면, 제 1 연마기구(118A) 및 제 2 연마기구(118B)는 동일한 가공품에 대해 서로 다른 목적을 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 제 2 연마기구(118B)는 표면으로부터 대략적인 버 제거를 위해 사용될 수 있고, 제 1 연마기구(118A)는 동일하거나 다른 표면의 평활화 또는 다듬질을 위해 사용될 수 있다. 더구나, 제 2 연마기구(118B)는 다른 목적을 수행한다. 도구의 말단부(100)가 개구 또는 구멍 내부의 제 위치로 이동하고 있을 때, 측벽 또는 개구를 부분적으로 이루는 표면으로부터 횡방향으로 연장되는 1개 이상의 버에 의해 개구를 통한 도구의 통과가 봉쇄될 수 있다. 이와 같은 봉쇄가 일어날 때, 제 2 연마기구(118B)가 회전 및 전진하여 돌출부를 제거하거나 그것의 크기를 줄임으로써, 도구가 개구 내부의 원하는 위치로 이동할 수 있다. 제 1 연마기구(118A)는, 이 도구가 가공품을 통해 반대 방향으로 움직이고 있을 때 동일한 목적을 위해 사용될 수 있다.

이전에 예시한 실시태양을 참조하여 설명한 것과 같이, 제 1 및 제 2 연마기구 118A 및 118B 사이에 있는 칼라는 표면이 우연히 연마되거나 패이지 않도록 보호한다. 이와 같은 실시태양에 있어서, 칼라(120)는 또한 표면이 임의의 한 시점에 2개의 연마기구 주에서 최대 한 개의 연마기구 118A 또는 118B에 노출되도록 보장한다.

이 실시태양(100)의 한가지 바람직한 사용을 도 11a 및 도 11b에 도시하였다. 버 제거 도구의 말단부(100)는 개구 또는 구멍 내부에 삽입되어, 도 11b에 도시되고 화살표로 나타낸 것과 같이, 칼라(120)가 가공품(130)의 벽(130A)을 따라 전진한다. 칼라(120)가 모서리(103B)를 벗어나 전진하면, 제 1 연마기구(118A)가 모서리(130B)와 접촉하게 되어, 거기에 놓인 버를 제거한다.

이와 같은 장치에 독특한 특징에서는, 칼라(120)가 가공품(130)의 모서리(130C)의 말단부 측에 놓일 때까지 개구 내부로 더 전진할 수 있다. 그후, 도 11b에 도시되고 화살표로 나타낸 것과 같이, 이 장치는 칼라(102)가 가공품(130)의 벽(130D)을 따라 진행하도록 후퇴한다. 칼라(102)가 모서리(103C)의 기부측으로 후퇴하면, 제 2 연마기구(118B)가 모서리(103C)와 접촉하게 되어 거기에 놓인 버를 제거한다. 이때, 도구가 반대방향으로부터 삽입되지 않았다면, 제 2 연마기구(118b)가 없이는 모서리(130C)로부터의 버의 제거가 불가능하였을 것이다. 따라서, 본 발명의 이와 같은 실시태양은 양 방향으로부터 개구 내부로 들어감으로써 가공품의 버를 제거할 수 있도록 하는 이점을 갖는다.

작동축 상의 다수의 연마기구

도 12는 본 발명의 또 다른 실시태양에 따른 버 제거장치의 말단부(200)를 나타낸 것이다. 이 장치는 제 1 축(202)과 제 2 축(204)을 포함하며, 이들 축 중에서 한 개 또는 이들 모두는 바람직하게는 비가요성을 갖고, 바람직하게는 대략 동심을 이룬다. 일 변형예에서, 제 1 및 제 2 축 202와 204는 한 개의 일체화된 축의 일부분이다. 축들 202 및 204 중에서 한 개 또는 이들 모두는 제 1 비연마 칼라(220A)를 갖는 제 1 연마기구(218A)에 부착 또는 연결된다. 제 2 축(204)은 제 1 연마기구(218A)에 인접하거나 그것으로부터 이격되며 제 2 비연마 칼라(220B)를 갖는 제 2 연마기구(218B)에 부착 또는 연결된다. 제 1 및 제 2 연마기구 220A 및 220B는 동일한 연마 재료를 갖거나 서로 다른 연마 재료를 가질 수 있다.

본 실시태양은 한 개의 도구 상에 2개의 서로 다른 연마 재료를 제공하는데 사용될 수 있다. 한 개의 두고 상에 2가지 형태의 연마 재료를 가짐으로써, 도구를 교체하지 않고, 예를 들면 버 제거와 연삭 등의 2가지 다른 형태의 연마가 수행될 수 있다. 또한, 본 실시태양은, 서로 다른 연마 재료를 각각 필요로 하는 가공품 상의 2가지 다른 형태의 표면을 연마하는데에도 사용될 수 있다.

연마 브러시 기구

도 13은 버 제거를 위해 연마 브러시가 사용되는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시태양에 따른 버 제거장치의 말단부(300)를 나타낸 것이다. 본 실시태양에 있어서, 회전가능한 축(302)은 축에 고정되고 이 축으로부터 수평하게 또는 대각선 방향으로 외부로 뻗는 복수의 횡방향으로 향하는 로드 또는 돌출부(304-1, 304-2, 304-3)를 구비한다. 각각의 돌출부(304-1, 304-2, 304-3)는 단부에 또는 단부 근처에 각각 장착된 연마 혹(306-1, 306-2, 306-3)을 갖는다. 축(302)이 회전함에 따라, 원심력에 의해 1개 이상의 연마 혹(306-1, 306-2, 306-3)이 바깥쪽으로 이동하여, 버가 형성된 표면과 접촉함으로써, 버가 형성된 표면으로부터 1개 이상의 버를 제거한다. 축 회전에 의해 혹들에 가해진 원심력이 1개 이상의 돌출부(304-1, 304-2, 304-3)를 굴곡시키기 때문에, 이와 같은 접촉이 일어날 수 있다. 원심력이 증가함에 따라, 각각의 돌출부가 축(302)에 대해 90도의 각도로 접근하여, 대응하는 혹들(306-1, 306-2, 306-3)이 축(302)으로부터 가능한한 멀리 움직인다.

보호 칼라(308)는 작동축(302)의 말단부에 설치되어, 말단부(30)가 가공품을 따라 또는 가공품을 통해 전진할 때, 연마 혹들(306-1, 306-2, 306-3)이 가공품의 표면에 접촉하지 않도록 한다. 도시된 실시태양에서, 연마 혹들(306-1, 306-2, 306-3)은, 칼라(306)가 가공품의 모서리를 지나 전진하여 이들 혹들이 가공품과 접촉하여 횡방향으로 움직일 수 있게 된 후에만 가공품에 접촉하도록 배치된다.

이 장치의 또 다른 실시태양에 있어서는, 연마 브러시가 선단부에 연마 혹들을 갖지 않는 돌출부를 갖도록 형성된다. 이 실시태양에 있어서는, 돌출부 자체가 연마기구이며, 예를 들면 스테인레스 스틸 또는 나일론 등의 적절한 재료를 사용하여 제조된다.

도 25a 및 도 25b는 원주형의 연마 브러시(2500)가 작동축(2502)의 말단부에 설치된 장치의 또 다른 실시태양을 나타낸 것이다. 이와 같은 형태의 브러시는 보통 "광폭(wide-face) 브러시" 또는 "실린더 브러시"로 불린다. 이 브러시(2500)는 작동축(2502)으로부터 반경방향의 바깥쪽으로 연장되는 복수의 돌출부(2504)를 포함한다. 이들 돌출부(2504) 각각은 바람직하게는 선단부에 연마 혹들(2506)을 갖도록 형성된다. 작동축(2502)의 말단부에는 브러시(2500)의 외경보다 큰 외경을 갖는 보호 칼라(2508)가 설치된다. 보호 칼라(2508)의 직경이 돌출부(2504)의 직경보다 크기 때문에, 도 25a에 도시된 것과 같이, 브러시(2500)가 개구를 통해 전진하는 동안, 연마 혹들(2506)이 가공품(2503)의 벽(2503A)과 접촉하지 않는다. 그러나, 도 25b에 도시된 것과 같이, 보호 칼라(2508)가 가공품(2503)의 모서리(2530B)를 지나 전진할 때, 연마 혹들(2506)이 가공품(2530)과 접촉하게 된다. 도시된 것과 같이, 일부의 연마 혹들은 모시리(2530B) 주위로 뻗어 벽(2530C)과 접촉함으로써, 모서리(2530B)의 영역에 배치된 모든 버를 제거한다. 이와 달리, 도 25a 및 도 25b에 도시된 브러시(2500)는 연마 혹들을 갖지 않고 형성될 수 있는데, 이때 돌출부는 연마기구 그 자체이다.

장치의 또 다른 실시태양에 있어서, 제 2 칼라(미도시)가 도 13, 도 25a 및 도 25b에 이전에 예시한 브러시의 돌출부의 기부측에 설치될 수 있다. 가공품에 대해 수행되는 연마를 제한하기 위해 제 2 칼라는 연마 혹들의 최외측 직경보다 직경이 작을 수 있다.

연마 평탄화 기구

도 14는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시태양에 따른 버 제거장치의 말단부(400)를 나타낸 것이다. 본 실시태양은, 연마기구(418)를 가지며, 평탄화 기구(422)를 추가로 포함한다. 평탄화 기구(422)는 바람직하게는 작동축(402)의 말단부에 있는 연마기구(418)의 말단부 측에 배치된다. 이 평탄화 기구(422)는 바람직하게는 연마기구(418)보다 직경이 크며, (전술한 일반적인 방법으로) 연마기구(418)를 사용하기 전에 큰 버를 평탄화 제거하는 수단을 제공한다. 도 14에 도시된 실시태양에 있어서, 평탄화 기구(422)는 제 1 보호 칼라(420)와 제 2 보호 칼라(424) 사이에 배치된다. 평탄화 기구(422)가 큰 버를 제거하는데 사용되기 때문에, 평탄화 부분(422)에 있는 연마 재료는 바람직하게는 연마기구(418) 상의 연마 재료보다 더 거칠다.

도 15a 내지 도 15c는 도 14를 참조하여 방금 전에 설명한 본 발명의 실시태양의 사용을 나타낸 것이다. 도 15a에 도시된 것과 같이, 제 2 보호 칼라(424)의 직경이 평탄화 부분(422)의 직경보다 약간 크기 때문에, 평탄화 부분(422)은 전진하는 동안 가공품(430)의 측벽(430A)과 접촉하지 않는다. 바람직하게는, 제 1 보호 칼라(420)의 직경은 평탄화 부분(422)의 직경과 대략 동일한 크기를 갖거나 약간 크다. 따라서, 도 15b에 도시된 것과 같이, 제 2 보호 칼라(424)이 모서리(430B)를 지나 전진할 때, 평탄화 부분(422)은 모서리(403B) 근처의 영역에서 측벽(430A)으로부터 원치 않는 돌기를 제거하는 수단을 제공한다. 평탄화 부분(422)이 큰 버 또는 다른 돌기들을 제거하는데 사용된 후에, 도 15c에 도시된 것과 같이, 모서리(430B)의 모를 제거하거나 이 모서리를 연삭하기 위해 연마기구(418)가 사용될 수 있다.

연마 링 기구

도 16a 및 도 16b는 본 발명의 또 다른 실시태양에 따른 버 제거장치의 말단부(500)를 나타낸 것이다. 본 실시태양에서, 회전가능한 축(502)은 그것의 일단에 제 1 연마기구(518)와, 칼라(502)와, 유한한 두께의 플레이트로서 또는 연마 돌출부의 집합체로서 횡방향으로 연장되는 제 2 연마기구(522)를 갖는다. 버 제거장치의 말단부(500)는 도 16a에 도시된 것과 같이 가공품(530)을 통해 전진하여, 칼라(520)가 벽(530A)을 따라 전진한다. 제 1 연마기구(518)가 가공품(530)의 모서리(530B)로부터 버를 제거한 후에, 도구는 도 16b에 도시된 제 2 위치로 전진한다. 이 위치에서, 제 2 연마기구(522)는 가공품(530)의 측벽(530A)과 모서리(530B)를 따라 연마 작용을 제공한다. 필요한 경우에는, 연마 링이 표면(530C) 상으로 뻗도록 배치될 수도 있다. 제 1 연마기구(518) 및 제 2 연마기 구(522)는, (예를 들면, 대략적인 버 제거와 모서리 다듬질 각각을 위해) 바람직하게는 서로 다른 연마 재료로 이루어질 수 있다. 따라서, 연마기구를 교체하거나, 가공품(530)으로부터 버 제거장치의 말단부(500)를 분리하지 않고도, 적어도 2가지의 서로 다른 버 제거 작업이 수행될 수 있다.

선회가능하게 장착된 연마기구

도 17a 및 도 17b는 본 발명의 또 다른 실시태양에 따른 버 제거장치의 말단부(600)를 도시한 것이다. 본 실시태양에 있어서, 회전가능한 동작축(602)으로부터 횡방향으로 뻗는 연마기구(618)는 축(602)에 대해 임의의 각도로 회전할 수 있다. 이와 같은 특징은, 동작축(602)과 연마기구(618)가 회전하고 있을 때, 도 17b에 도시된 것과 같이, 연마기구(618)가 작동축(602)에 대해 기울어질 수 있도록 하는 이점을 갖는다.

연마기구(618)의 단면 형상은 바람직하게는 오목하며, 적어도 1개의 선형 선분을 갖고(즉, 다각형이고), 연마기구(618)가 도 17b에 도시된 것과 같이 가파른 각도를 갖는 다각형의 모서리(630B)(예를 들면, 직각의 모서리)에 있는 버를 제거할 수 있도록 하는 기하 파라미터를 갖는다. 연마기구의 표면은, 대략적인 버 제거를 위해 비교적 경질의 연마제이거나, 표면 다듬질을 위해 비교적 연질의 연마제일 수 있다. 바람직하게는, 이 장치는, 도 7a에 도시된 것과 같이 연마기구(618)가 제 위치로 이동하거나 가공품(630)으로부터 분리될 때, 측벽(630A)을 보호하기 위해, 1개, 2개 또는 그 이상의 비연마 칼라(620A, 620B)를 포함한다.

도 17c는 연마기구(618)가 동작축(502)에 대해 선회할 수 있도록 동작축(602)이 연마기구(618)에 체결된 일 실시태양을 나타낸 연마기구(618)의 평면도이다. 작동축(602)은 연마기구(618)를 통해 연장되는 유사한 형태의 구멍(604)을 통해 끼워맞추어지는 X자 형태의 단면을 갖는다. 구멍(604)이 작동축(602)보다 크므로, 연마기구(618)는 제한된 범위에서 축(602)을 중심으로 선회하게 된다.

다시 도 17a 및 도 17b를 참조하면, 연마기구(618)가 작동축(602)으로부터 미끌어져 빠져나가는 것을 방지하는 바닥판(606)이 작동축(602)의 말단에 부착된다. 코일 스프링(608)은 축 위에 끼워맞추어 진다. 이 스프링(608)의 상단은 상판(610)에 의해 축(602) 상에 유지된다. 스트링(608)의 하단은 연마기구(618)의 상단과 맞물려, 바닥판(606)에 대해 연마기구(618)를 민다. 축(602)이 그것의 중심축을 중심으로 회전함에 따라, 연마기구(618)도 회전하여 표면을 연마한다. 도 17b에 도시된 것과 같이, 체결기구로 인해, 연마기구(618)는 언제나 가공품(630)의 모서리(630B)와 일정한 맞물림을 유지할 수 있도록 기울어질 수 있다.

도 18a 및 도 18b는 본 발명의 또 다른 실시태양에 따른 버 제거장치의 말단부(700)를 나타낸 것이다. 본 실시태양에 있어서, 구형의 볼(704)은 작동축(702)의 말단에 고정되게 부착되며, 연마기구(718)는 볼(704)에 이동가능하게 체결된다. 도시된 실시태양에서, 연마기구(718)는 제 1 및 제 2 보호 칼라 720A 및 720B 사이에 배치된 디스크 형태의 부재로서 형성된다. 구멍(710)은 연마기구(718)와 칼라 들(720A, 720B)을 통해 연장된다. 구멍(710)은 볼(704)의 표면에 일치하도록 성형된다. 볼(604)의 중앙(이때, 직경이 최대가 된다)은 연마기구(718)의 중심 내부에 배치되므로, 볼(704)이 연마기구(718) 내부에 가두어진다. 그러나, 연마기구(718)가 볼(704)에 대해 자유롭게 선회하거나 기울어지므로, 도 18a에 도시된 것과 같이 연마기구(718)의 중심축이 작동축(702)의 축과 다르게 된다.

연마기구(718)가 작동축(702)과 함께 회전할 수 있도록 보장하기 위해, 볼의 외부에는 도 18b에 도시된 것과 같이 연마기구(718) 내부의 구멍(710)을 따라 형성된 슬롯(714) 내부에 끼워맞추어지는 키(712)를 구비한다. 슬롯(714) 내부에 있는 키(712)에 의해, 연마기구(718)가 작동축(702)과 함께 회전하며, 이와 동시에 연마기구(718)의 모서리가 자유롭게 상하로 기울어지게 된다. 따라서, 도 18a에 도시된 것과 같이 작동축(702)이 회전할 때, 연마기구의 모서리가 가공품(730)의 모서리(730B)와 접촉을 유지할 수 있다. 도시된 실시태양에서는, 가공품(730) 상의 둥근 모서리(730B)를 더욱 용이하게 연마하기 위해, 연마기구(718)의 단면 형태가 곡선이거나 오목하게 형성된다.

안내 슬리브(guide sleeve)

도 19는 가공품 내부의 접근하기 어려운 영역 내부로 연마기구(818)를 전진시키는 것을 돕도록 작동축(802)이 조종되는 본 발명의 또 다른 실시태양을 나타낸 것이다. 본 실시태양에서, 작동축(802)은 원호 형태로 쉽게 굴곡되는 초탄성 코어(804)를 포함한다. 또한, 이 축(802)은, 축 코어(804)의 거의 대부분을 덮으며 이 축 코어와 함께 회전될 수 있지만 반드시 회전될 필요는 없는 부분적으로 가요성을 갖는 축 안내 슬리브(806); 및 축 안내 슬리브(806)의 일부를 덮으며 회전하지 않는 비가요성의 안내 슬리브(808)를 포함한다.

진동방지 기구(축 제한기)

도 20은 본 발명의 전술한 실시태양들 중 어느 하나와 유리하게 사용될 수 있는 진동방지 기구(900)를 도시한 것이다. 진동방지 기구(900)는 원치 않은 진동을 줄이고 작동(918)의 이동을 제한함으로써 가공품의 표면 다듬질을 향상시키는 수단을 구비한다. 축 제한기(906)는, 축(916)이 회전하여 연마기구(918)가 기계적인 저항에 부딪칠 때, 작동축(916)의 원치 않는 횡방향 운동을 제한하도록 구성된다. 구동축(912)은 브라켓(910)의 후방벽(930) 상에 있는 제 1 개구(904)를 통해 연장된다. 바람직하게는, 후방 벽(930)은 제 2 플레이트 또는 앵커(934)에 의해 축 구동기구(940)(예를 들면, 모터) 또는 다른 비교적 강성을 갖는 장치에 연결되거나 고정 부착된다. 이와 같은 연결은, 구동축(912)이 회전할 때, 후방 벽(930)이 축 구동기구(940)에 대해 움직이지 않도록 보장한다. 바람직하게는, 제 1 개구(404)의 직경은 구동축(912)의 직경보다 약간 크며, 구동축(912)의 회전에 의해 발생된 마찰력을 최소화하기 위해 부싱을 포함할 수 있다.

브라켓(910)의 전방 벽(932)은 한가지 횡방향(x)으로 축(916)의 운동을 허용 하는 한편, 제 2 횡방향(y)으로의 축의 이동을 금지하는 개구(906)를 포함한다. 축 제한기의 본 실시태양은, 연마기구(918)와 축(916)이 버를 제거하고자 하는 가공품의 윤곽을 따르도록 한가지 횡방향으로 움직여야만 하는 경우에 매우 유용하다. 가요성 체결부재(914)는 구동축(912)이 작동축(916)에 대해 절곡될 수 있도록 한다.

축 제한기의 일 실시태양에 있어서, 전방 벽에 있는 개구는 작동축(916)의 모든 횡방향 운동을 제한하는 원형 구멍일 수 있다. 이격된 위치에 있는 2개의 정렬된 개구가 존재함으로써, 구동축과 작동축이 회전할 때 이 구동축(912) 및 작동축(916)이 정렬되어 기껏해야 최소의 횡방향 거리에서 움직이는 것이 보장된다. 본 명세서에서는 축 제한기의 단지 한가지 실시태양이 예시되었지만, 동일한 결과를 달성할 수 있는 임의의 다른 축 제한기가 본 발명의 범주에 포함되도록 의도된다.

연마기구의 바람직한 형태

연마기구의 바람직한 형태는 버를 제거하고자 하는 표면의 형상에 크게 의존한다. 다양한 바람직한 단면은 계란형, 사각형, 평행사변형 또는 다각형을 포함할 수 있다. 도 21은 한가지 바람직한 형태를 갖는 연마기구(1018)를 지닌 버 제거 도구의 말단부(1000)를 나타낸 것이다. 도시된 형태는 가공품 내부의 모서리 위치로부터 버와 원치 않는 재료를 제거하는데 매우 적합하다. 연마기구(1018)의 측면(1018A)과 상부(1018B) 사이의 각도 차이는, 연마기구가 가공품의 모서리 주위를 움직일 때, 사용자가 장치의 횡방향 및 종방향의 이동을 양호하게 제어할 수 있도록 한다. 도 21에 도시된 것과 같이, 연마기구(1018)의 상부(1018B)는 작동축(1016)에 거의 수직하다. 이와 같은 구성은 장치가 모서리 깊숙이 뻗어나갈 수 있도록 하여, 버 제거가 완료될 수 있도록 보장한다. 연마기구(1018)의 길이 L은, 원하는 용도와, 장치가 사용되는 공간의 크기에 따라 변할 수 있다.

전술한 것과 같이, 본 발명의 중요한 특징은, 연마기구(1018)의 직경 D₁보다 큰 직경 D₂를 갖는 보호 칼라(1020)를 포함한다는 것이다. 이와 같은 특징은, 도구가 버를 제거하고자 하는 위치를 향해 전진할 때, 연마기구(1018)가 뜻하지 않게 부품을 손상시키지 않도록 보장한다. 이 장치가 2개의 관통공의 교차점에 있는 모서리에서 버를 제거하기 위해 사용되는 경우에, D₁ 및 D₂의 직경차가 연마기구(1018)에 의해 접촉되는 재료의 양에 영향을 미친다는 것은 자명하다.

회전하는 받침재 상의 다수의 도구

도 22a 및 도 22b는, 개량 장치로서 본 발명의 특징부의 일부를 밀링머신 또는 선반에 도입시킨 장치를 예시한 일측에서 본 도면이다. 도 22a는 종방향의 중심축(113)을 갖고, 회전가능한 받침대(1102) 내부에 형성된 1개 이상의 개구(1104-j)를 갖는 회전가능한 받침대(1102)를 나타낸 것이다. 1개 이상의 개구는 이 개구 내부에 배치되어 작동 선단부(예를 들면, 연마기구)를 갖는 작동축(1106-j)의 독립적인 회전을 제공하는 보조 회전기구(1105-j)를 구비한다. 보조 회전기구(1105-j)는 (도 1a 및 도 1b에 21로 도시된 축 구동기구와 유사하게) 버 제거 시스템에 대한 축 구동기구로서의 역할을 할 수 있다. 예를 들면, 회전가능한 받침대(1102)는 그것의 축(1103)을 중심으로 시계방향으로 회전할 수 있으며, 보조 회전기구(1105-j)는 도 22a에 도시된 것과 같이 축(1106-j)을 시계 또는 반시계 방향으로 독립적으로 회전시킬 수 있다. 이와 같은 특징은, 광범위한 버 제거 및 모서리 다듬질 도구가 한 개의 기구에 동시에 포함될 수 있도록 하는 "터릿(turret)" 기구를 제공한다. 터릿의 회전은 사용자가 신속하고 용이하게 도구들을 선택하고 교체할 수 있도록 한다.

이와 달리, 개구들 각각은 도 22b에 도시된 것과 같이 축 구동기구가 없이 제공될 수 있다. 본 실시태양에 있어서는, 축(1106-j)의 회전이, 예를 들면 유압 펌프나 작동축들의 각각에 동력을 제공하는 전기모터 등의 외부 공급원에 의해 제공될 수 있다.

도 23은 도 22a에 도시된 회전가능한 받침대(1102)의 개구 내부에 배치될 수 있는 보조 회전기구(1105)를 나타낸 측면도이다. 이와 같은 보조 회전기구(1105)는 회전가능한 작동축(1106)을 통해 연마기구(117)와 관련된 칼라(1108)에 연결된다. 바람직하게는, 축(1106)은 종방향으로 이동하여, 가공품(미도시)에 대해 연마기구(1107)를 위치시킬 수 있다. 도 23에 도시된 실시태양에 있어서, 축(1106)은 회전 관성력 저장기구를 제공하는 플라이휠(1110)(또는 이와 유사한 회전가능한 물 체)을 추가로 포함한다. 보조 회전기구(1105)는 축(1106)의 회전속도를 증가시키도록 동력이 공급된다. 일단 축(1106)이 적절한 각속도에 도달하면, 연마기구(1107)가 버를 제거하고자 하는 가공 표면의 일부와 맞물릴 때까지, 축이 축(1106)의 중심축을 따라 종방향으로 움직인다. 보조 회전기구(1105)는 그 자신의 동력이 공급된 상태에서 계속 동작하여 축(1106)과 연마기구(1107)를 회전시킨다.

이와 달리, 보조 회전기구(1105)는 동력이 끊기거나 전원이 끊길 수 있다. 본 실시태양에서는, 축(1106), 연마기구(1107)와 관련된 칼라(1108)가, 내부 마찰과, 1개 이상의 버가 제거될 때 연마기구(1107)가 겪게 되는 마찰로 인해 서서히 감소하는 각속도에서 계속 회전하게 된다. 축(1106)에 회전가능한 물체(1110)를 포함시킴으로써, 마찰의 존재하에서 각속도를 유지하도록 돕는 추가적인 회전 관성력(I·ω², 이때 I는 회전가능한 물체만의 관성 모멘트이다)이 생긴다. 회전가능한 물체(1110)는 버 제거 도구가 전원이 존재하지 않는 상당한 기간 동안 사용될 수 있도록 한다.

바람직한 재료

상기한 연마기구에 사용된 연마재료는, 예를 들면 고탄소강, 알루미나 또는 질화 붕소 또는 탄화 붕소 또는 다이아몬드 단편이 주입된 금속, 티타늄, 텅스텐, 와이어 털(wire bristle), 연마 재료가 주입된 플라스틱 털, 연마석, 또는 대부분의 금속의 모스 경도보다 큰 모스 경도(즉, 최소한 약 5.5)를 갖는 임의의 다른 적정한 버 제거 재료 등과 같은 1개 이상의 재료를 포함할 수 있다. 금속을 연마하는데 사용될 때, 연마기구는 탄화 텅스텐으로 제조하는 것이 바람직하다.

보호용 칼라에 사용되는 비연마 재료는, 플라스틱 또는 기타의 희생(sacrificial) 재료이거나, 버를 제거하고자 하는 금속의 모스 경도보다 작지만 그 근처의 값을 갖는 모스 경로를 지닌 물질일 수 있다. 대다수의 금속들이 약 5.5의 모스 경도를 가지므로, 3-5 범위의 모스 경도수를 갖는 비연마 재료가 적절할 수 있다. 보호용 칼라에 사용될 수 있는 비연마 재료로는, 나무, 플라스틱, 고무, 연마된 금속 또는 5.5보다 작은 모스 경도를 갖는 임의의 다른 재료를 들 수 있다.

동작

도 24a 내지 도 24d는 2개의 개구가 교차하여 "T자 형태의" 구멍을 형성하는 위치에 있는 버를 제거하기 위해 본 발명을 사용한 예를 나타낸 금속제 가공품의 내부의 단면도이다. 제 1 개구(4) 내부로의 제 2 개구(2)에 대한 천공 구멍의 돌파에 의해, 금속 버(6)를 포함할 수 있는 타원 형태의 모서리가 생성된다. 이와 같은 타원을 따라 배치된 버(6)는 가공품 내부의 그들의 위치로 인해 보통 제거하기가 매우 곤란하다. 더구나, 교차하는 구멍들의 기하구조로 인해 타원형 모서리 가 편평하지 않기 때문에, 종래의 버 제거 도구는 이와 같은 목적에 적합하지 않다. 그러나, 본 발명의 버 제거 도구는 이와 같은 가공품으로부터 버를 제거하는데 적합하다. 버 제거 도구의 동작을 도 1a 및 도 1b에서 설명한 본 발명의 실시태양을 참조하여 설명한다.

도 24a에서, 가공품(8)이 개구의 중심축 A-A를 중심으로 회전하고 있을 때, 회전하는 도구(10)가 가공품 내부의 개구를 통해 종방향으로 전진한다. 도구(10)는 가공품(8)의 회전축에 평행한 경로를 따라 전진한다. 가공품(8) 내부로의 이와 같은 초기의 전진과정 동안, 도구(10)는 개구의 벽과 접촉하지 않고 개구(4)를 관통하여 이동한다.

도 24b에 도시된 것과 같이, 일단 도구(10)가 모서리 근처에 위치하면, 도구(10)가 개구에 대해 횡방향으로 이동하여, 칼라(20)가 개구의 벽과 접촉하게 된다. 이 칼라(20)는 연마기구(18)를 표면으로부터 멀리 떨어지게 유지함으로써 개구의 벽을 보호한다. 이와 같이 떨어지게 유지하는 것으로 인해, 연마기구(18)와 칼라(20)가 연결되는 작동축(16)이 가공품(8)의 인접하는 표면에 대해 제로값이 아닌 각도에 배치된다. 이와 같은 제로값이 아닌 각도는, (도 20을 참조하여 설명한) 구동기구와 축 유지기에 의해 지지되는 축(16)의 종축를 굴곡시키거나 다른 방식으로 재배향시키는 횡력 F_L를 가함으로써 달성된다.

그 후, 도 24c에 도시된 것과 같이, 도구는 가공품위 회전축에서 벗어나는 경로를 따라 개구를 관통하여 더 전진한다. 칼라(20)가 가공품의 모서리 C를 지나 전진할 때, 칼라(20)가 아래로 떨어져, 작동축(16)과 가공품의 인접한 표면 사이의 각도가 줄어든다. 그러나, 칼라(20)가 제 2 개구(2)의 측벽과 접촉하거나 이 측벽으로부터 떨어지기 때문에, 이와 같은 각도는 가공품(8)이 회전함에 따라 변한다. 도 24c는 도시된 도면에 수직한 방향에서 제 2 개구(2)를 갖는 가공품(8)을 나타낸 것이다. 이와 같은 위치에서, 칼라(20)는 개구의 측벽과 접촉한다.

이와 달리, 도 24는 90도의 각도만큼 회전된 제 2 개구(2)를 갖는 가공품(8)을 나타낸 것이다. 이와 같은 위치에서, 연마기구는 제 1 개구(4)가 제 2 개구(2)와 만다는 모서리 C와 접촉하게 된다. 따라서, 이와 같은 순차적인 도면에서 알 수 있는 것과 같이, 칼라의 두께는, 회전 사이클 중에 연마기구(18)가 개구의 모서리 C와 접촉하는 시간의 크기에 직접적으로 영향을 미친다. 따라서, 가공품으로부터 제거되는 물질의 양은, 연마기구의 직경에 대한 칼라의 직경을 조절함으로써 조정될 수 있다.

본 발명의 각각의 실시태양은 다음과 같은 특징부의 1개 이상을 포함한다: (1) 시스템이 1개 이상의 버를 제거하기 위한 위치로 이동할 때, 의도하지 않은 마모로부터 표면을 보호하기 위해, 인접한 연마기구와 결합된 비연마 칼라를 설치하는 것; (2) 1개 이상의 버를 제거하고자 하는 표면의 국부적인 형태에 대응하는 단면 형태를 갖는 연마기구를 설치하는 것; (3) 기계적으로 압력이 걸리거나 굴곡될 수 있는 축을 설치하여, 1개 이상의 버를 제거하고자 하는 표면에 대해 일정한 방향의 힘을 연마기구에 제공하는 것; (4) 연마기구가 회전하고 있을 때, 1개 이상의 횡방향으로의 축의 이동을 제한하는 축 제한기를 설치하는 것; 및 5) 축 구동기구 의 전원이 꺼지고 마찰력으로 인해 각속도가 서서히 감소한 후에, 축(들), 연마기구(들)와 칼라(들)의 회전을 유지하기 위해 회전 관성력 저장기구를 이용하는 것.

본 발명의 실시태양들과 응용예들을 예시하고 설명하였지만, 본 발명의 범주를 벗어나지 않으면서 본 발명이 속한 기술분야의 당업자에게 있어서 다양한 변형이 이루어질 수 있다는 것은 자명하다. 따라서, 첨부된 청구의 범주 내에서, 본 발명은 특정하게 기술된 것과 다르게 구현될 수 있다는 것은 자명하다.

Claims (28)

1. 기부 및 말단부를 가지고, 종축을 중심으로 회전가능한 접근장치;

   상기 접근장치의 말단부에 장착되고, 상기 접근장치보다 큰 첫 번째 횡단면을 가지며, 가공품의 선택된 부분을 연마할 수 있는 연마재료로 형성된 적어도 1개의 연마기구; 및,

   원하지 않은 마모로부터 상기 가공품을 보호하고, 상기 연마기구보다 큰 두 번째 횡단면을 가지며, 상기 연마기구가 상기 가공품을 따라 진행되면서 상기 가공품을 보호하도록 배치된 비연마부재를 포함하는

   버 제거장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 비연마부재는 상기 연마기구 상에 장착된 것을 특징으로 하는

   버 제거장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 비연마부재는 상기 접근장치 상에 장착된 것을 특징으로 하는

   버 제거장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 비연마부재는 상기 연마기구의 말단측에 장착된 것을 특징으로 하는

   버 제거장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 비연마부재는 원형의 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는

   버 제거장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 연마기구는 버를 제거하고자 하는 표면의 외주에 비해 비교적 작은 것을 특징으로 하는

   버 제거장치.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 비연마부재는 칼라인 것을 특징으로 하는

   버 제거장치.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 칼라는 상기 연마기구의 외부 주위로 연장된 것을 특징으로 하는

   버 제거장치.
9. 제 7항에 있어서,

   상기 연마기구는 반구 형태를 갖도록 형성되고, 상기 칼라는 상기 연마기구의 외부 주위로 연장된 것을 특징으로 하는

   버 제거장치.
10. 제 7항에 있어서,

    상기 연마기구는 구 형태를 갖도록 형성되고, 상기 칼라는 상기 연마기구의 외부 중앙부 주위로 연장된 것을 특징으로 하는

    버 제거장치.
11. 제 1항에 있어서,

    상기 접근장치는, 선택된 방향으로 상기 축에 가해진 힘에 응답하여 선택된 방향으로 절곡 또는 굴곡될 수 있는 것을 특징으로 하는

    버 제거장치.
12. 제 11항에 있어서,

    상기 접근장치의 상기 말단측 단부를 상기 연마기구에 체결하는 코일 스프링을 추가로 포함하는, 상기 코일 스프링은 상기 연마기구를 상기 접근장치에 대해 절곡할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는

    버 제거장치.
13. 제 1항에 있어서,

    상기 연마기구의 기부측 위치에 상기 접근장치에 체결되는 연마 링을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는

    버 제거장치.
14. 제 1항에 있어서,

    상기 연마기구는 상기 접근장치의 상기 말단측 단부에 선회가능하게 체결된 것을 특징으로 하는

    버 제거장치.
15. 제 1항에 있어서,

    상기 접근장치는 비연마 표면을 갖는 긴 작동축을 가지는 것을 특징으로 하는

    버 제거장치.
16. 제 15항에 있어서,

    기부 및 말단부를 가지는 단단한 구동축; 및, 상기 작동축을 상기 구동축에 대해 절곡할 수 있도록, 상기 구동축의 상기 말단부와 상기 작동축의 상기 기부단부(proximal end)를 체결하는 가요성(flexible) 체결부재를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는

    버 제거장치.
17. 제 1항에 있어서,

    상기 연마기구는 가공품의 모서리를 연마할 수 있는 형태인 것을 특징으로 하는

    버 제거장치.
18. 제 1항에 있어서,

    상기 비연마부재가 상기 가공품을 따라 진행되는 동안 상기 가공품의 벽과 맞닿도록 하는 것을 특징으로 하는

    버 제거장치.
19. 말단부를 갖는 긴 접근장치를 제공하는 단계;

    상기 접근장치의 상기 말단부를 따라 구비되고, 가공품의 모서리를 연마할 수 있는 연마재료를 포함하며, 상기 접근장치보다 더 큰 직경을 갖는 연마기구를 제공하는 단계;

    상기 가공품을 거의 연마하지 않는 접근장치의 말단부를 따라 장착되고, 상기 연마기구보다 더 큰 직경을 갖는 비연마부재를 제공하는 단계;

    상기 가공품에 대하여 상기 접근장치를 회전시키는 단계;

    상기 비연마부재가 상기 가공품의 모서리에서 멀어지도록 진행되어 상기 연마기구가 상기 모서리에 접촉할 때까지, 비연마부재가 벽에 맞닿도록 상기 가공품의 벽을 따라 버 제거 장치를 진행시키는 단계; 및,

    상기 연마기구와의 접촉을 통해 상기 모서리를 연마하여 적어도 1개의 버를 제거하는 단계를 포함하는,

    가공품의 모서리로부터 버를 제거하는 방법.
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