KR101141454B1 - 페어싱 헤드의 결합구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 페어싱 헤드의 동작시 경사웹지를 이용한 쇄기타입 또는 랙과 피니언 타입의 기존 결합구조에 비해 백래시의 량을 현격히 줄일 수 있을 뿐 아니라 가공시 수반하는 추력의 확대로 정밀도와 기어의 수명연장에도 크게 기여할 수 있는 한편, 구조적으로도 매우 간단하고 설치적용에 따른 비용이나 공정 및 가공의 편의성 또한 크게 뛰어난 새로운 페어싱 헤드의 결합구조에 관한 것이다.
즉, 상부에는 하우징(100)이 구성되고, 상기 하우징(100)의 중심부에는 상?하 일정폭 동작되는 드로우바(110)가 내설되며. 하측 저면에는 절삭공구(120)가 결합된 하나 이상의 무빙슬라이드유닛(130)이 각각 설치되고, 하부 끝에는 슬라이드동작(전진 또는 후진)시키는 슬라이딩구동장치(140)가 설치된 통상의 페어싱 헤드에 있어서, 상기 슬라이딩 구동장치(140)는 상기 상하 수직으로 작동되는 드로우바(110) 하부에 랙바(200)를 형성한 다음, 그 랙바(200)의 일측면과 타측면에 일정한 경사각으로 비스듬히 기울어진 다수개의 경사형 랙기어(211)가 다 단으로 형성된 경사랙부(210)를 각각 구성시킨 것과; 상기 일측과 타측의 경사랙부(210)에는 서로 기어간 맞물림 대응되는 또 다른 경사랙부(310,320)를 형성시켜 상기 랙바(200)의 상?하 동작에 따라 수평으로 슬라이딩 동작(전진 또는 후진)되는 슬라이드블럭(300,300')을 각각 접설 구성시켜서 된 것이다.

Description

페어싱 헤드의 결합구조{The combination structure of piercing head}

본 발명은 페어싱 헤드의 동작시 경사웹지를 이용한 쇄기타입 또는 랙과 피니언 타입의 기존 결합구조에 비해 백래시의 량을 현격히 줄일 수 있을 뿐 아니라 가공시 수반하는 추력의 확대로 정밀도와 기어의 수명연장에도 크게 기여할 수 있는 한편, 구조적으로도 매우 간단하고 설치적용에 따른 비용이나 공정 및 가공의 편의성 또한 크게 뛰어난 새로운 페어싱 헤드의 결합구조에 관한 것이다.

통상 페어싱 헤드는 보링머신이나, 밀링(milling)머신, 드릴머신, 선반 등의 주축(主軸)에 장착하여, 보링이나 페이싱(Facing)은 물론 터닝(turning)과, 리셋팅(reseting), 이면절삭, 경사면 절삭 등을 가공할 때, 그 가공의 능률을 향상시키고자하는 공구장착유닛이라 할 수 있다.

한편, 종래 페어싱 헤드의 구동원리는 대부분 경사웹지를 이용한 쇄기타입과 랙과 피니언 타입이 대표적으로 사용되고 있는게,

그 중 쇄기타입은, 특허공개 제10-2010-0061086호로 공지되어 있는 바와 같이,

구동축(16)의 후단에 결합되어 페이싱 볼스크류 유니트와 구동축(16)의 중공부를 통하여 결합되고, 서보모터에 의하여 전?후진할 수 있는 헤드(11)에 내장되는 웨지바(15)의 선단에는 어느 한쪽으로 경사진 웨지(17)가 형성되어 있고, 웨지(17)의 경사진 상?하면은 각각 슬라이드블록(18)에 의하여 밀착되어 상호 쇄기형태로 결합되어 있는 동시에 상기 상?하 슬라이드블록(18)은 각각 무빙슬라이드(12)와 핀(19, 19')에 의하여 고정되며, 슬라이드블록(18)을 고정하는 핀(19, 19') 중 어느 하나는 편심된 핀(19')으로 구성되어 있음에 따라.

상기 웨지바(15)가 페이싱 볼스크류에 의하여 후퇴하면 웨지(17)와 접촉하는 슬라이드블록(18)이 웨지(17)의 경사진 방향으로 이동하면서 슬라이드블록(18)과 핀(19, 19')으로 결합된 무빙슬라이드(12)를 헤드(11)의 반경방향으로 이동시키며 웨지바(15)가 전진하면 무빙슬라이드(12)는 반경방향으로 후퇴하는 동작은 가능하도록 되어 있다.

그러나 상기 선출원인 쇄기타입의 구조는, 상기 경사진 웨지와 슬라이드블럭 사이의 마찰 대응시 접촉면적의 한계로 인해 마모율과 유격 및 백래시가 심하고 구동 정밀성 또한 크게 떨어질 뿐 아니라,

웨지의 경사면과 그 경사면에 마찰대응하는 슬라이드 블럭의 각도를 전용설비를 통해 정밀한 난이도 높은 고가의 연마가공이 요구됨으로 막대한 가공비가 소요되는 상당한 문제점이 있는 것으로 피악되고 있다.

상기 종래 페어싱구조 중 랙과 피니언 타입의 경우에는, 랙 기어와 피니언 기어가 물림 될 때 기본적으로 나타나는 누적 공차 및 유격에 의해 심한 백래시가 발생하여 정밀한 구동과 정도 높은 가공성 확보에 한계를 가질 수밖에 없을 뿐 아니라,

설계와 제작이 어려고 복잡하고 가공비 또한 큰 부담으로 작용하는 등 이 역시 시급한 개선이 요구되는 실정이다.

이에 본 발명에서는 페어싱 헤드 내부의 웨지바와 슬라이드블럭 사이의 유기적인 작동 및 결합구조를 대폭 개선하여, 경사면 간 슬라이딩 동작이 이루어지면서도 가공시 수반하는 추력에 대한 넓은 상쇄력(반침력)이 확보될 뿐 아니라 유격이나 백래시의 최소화와 함께 구동의 정밀도 향상에도 크게 기여할 수 있는 새로운 페어싱 헤드의 구동 및 그 결합구조를 제공함에 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 완성한 것이다.

위 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 상부에 하우징(100)이 구성되고, 상기 하우징(100)의 중심부에는 상?하 일정 폭 동작되는 드로우바(110)가 내설되며. 하측 저 면에는 절삭공구(120)가 결합된 하나 이상의 무빙슬라이드유닛(130)이 각각 설치되고, 하부 끝에는 슬라이드동작(전진 또는 후진)시키는 슬라이딩구동장치(140)가 설치된 통상의 페어싱 헤드에 있어서, 상기 슬라이딩 구동장치(140)는 상기 상하 수직으로 작동되는 드로우바(110) 하부에 랙바(200)를 형성한 다음, 그 랙바(200)의 일측면과 타 측면에 일정한 경사각으로 비스듬히 기울어진 다수개의 경사형 랙기어(211)가 다 단으로 형성된 경사랙부(210)를 각각 구성시킨 것과; 상기 일측과 타측의 경사랙부(210)에는 서로 기어간 맞물림 대응되는 또 다른 경사랙부(310,320)를 형성시켜 상기 랙바(200)의 상?하 동작에 따라 수평으로 슬라이딩 동작(전진 또는 후진)되는 슬라이드블럭(300,300')을 각각 접설 구성시켜서 된 것이다.

상기한 본 발명의 페어싱 헤드의 결합구조는 전술된 바와 같이 드로우바(110)의 상?하 유동에 따라 무빙슬라이드유닛(130)을 헤드의 회전반경방향으로 수평 슬라이드동작(전진 또는 후진)시키는 슬라이딩구동장치(140)의 동작이, 상기 드로우바(110) 하부 랙바(200)의 일 측면과 타 측면에 형성된 경사랙부( 일정한 경사각으로 비스듬히 기울어진 다수개의 경사형 랙기어가 다 단으로 형성된 것, 210)와, 그 경사랙부(210)에는 서로 기어간 맞물림 대응되는 또 다른 대칭의 경사랙부(310)간 완벽한 정밀 맞물림 조건하에서 슬라이드블럭(300,300')이 수평 슬라이드 동작되기 때문에, 목적하는 슬라이드블럭(300,300') 및 무빙슬라이드유닛(130)의 수평 슬라이드 동작시 백래시(정밀동작에 장애요소) 없는 정밀한 고효율 동작이 가능할 뿐 아니라, 가공시 발생되는 추력 또한 상기 랙바(200)에 형성된 경사랙부(210)와 슬라이드블럭(300,300')에 형성된 경사랙부(310)간 치면에 넓게 분포되는 동시에 다 단으로 확실한 걸림성을 가짐에 따라 동작 중 미세 유격이나 떨림, 진동 및 마모를 크게 줄일 수 있고 기어의 수명과 기기의 성능향상에 크게 기여할 수 있는 등 아주 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시 예를 보인 전제적인 개략 구성도
도 2는 본 발명의 바람직한 페어싱 헤드를 보인 사시도
도 3은 본 발명의 바람직한 페어싱 분해 조립예시도
도 4는 본 발명의 바람직한 페어싱 측 단면 예시도
도 5는 본 발명의 페어싱 헤드부 부분 확대 단면 예시도
도 6은 본 발명의 페어싱 헤드부 분해 조립 예시도
도 7은 본 발명의 페어싱 헤드부 사시도
도 8은 본 발명의 가이드아답타 작동 실시 상태를 나타낸 예시도
도 9는 본 발명의 저면 슬라이드블럭 작동 실시 상태를 나타낸 예시도
도 10은 본 발명의 측 단면 랙바 작동 실시 상태를 나타낸 예시도

본 발명의 페어싱 헤드의 결합구조는 첨부된 각 도면에 의거보다 상세히 설명하면 하기와 같다.

즉, 본 발명은 상부에는 회전수단(서보모터 등)에 의해 회전되는 하우징(100)이 구성되고, 상기 하우징(100)의 중심부에는 구동수단(실린더 등)에 의해 상?하 일정 폭 동작되는 드로우바(110)가 내설되며. 하측 저 면에는 절삭공구(120)가 결합된 하나 이상의 무빙슬라이드유닛(130)이 일측과 타 측방 향으로 각각 설치되고, 상기 하우징(100) 및 드로우바(110)의 하측 끝단부와 무빙슬라이드유닛(130) 사이에는 드로우바(110)의 상?하 유동에 따라 무빙슬라이드유닛(130)을 헤드의 회전반경방향으로 슬라이드동작(전진 또는 후진)시키는 슬라이딩구동장치(140)가 설치된 통상의 페어싱 헤드에 있어서,

상기 슬라이딩 구동장치(140)는 상기 상하 수직으로 작동되는 드로우바(110) 하부에 랙바(200)를 형성한 다음,

그 랙바(200)의 일 측면과 타 측면에 일정한 경사각으로 비스듬히 기울어진 다수개의 경사형 랙기어(211)가 다단으로 형성된 경사랙부(210)를 각각 구성시킨 것과;

상기 일측과 타측의 경사랙부(210)에는 서로 기어간 맞물림 대응되는 또 다른 경사랙부(310,320)를 형성시켜 상기 랙바(200)의 상?하 동작에 따라 수평으로 슬라이딩 동작(전진 또는 후진)되는 슬라이드블럭(300,300')을 각각 접설 구성시켜서 된 것을 그 특징적 요지로 하였다.

상기한 구성 중 드로우바(110) 및 그 하부에 형성된 랙바(200)는 상측의 구동수단(실린더 등)에 의해 상?하 수직으로 일정폭 동작되는 반면,

상기 양측의 슬라이드블럭(300,300')은 상기 드로우바(110)의 상하 수직운동에 따라 각각 반대 방향으로 수평 슬라이딩(전진 또는 후진) 작동하는 부재임에 따라 가이드수단(400)에 의해 슬라이드 안내되고,

상기 가이드수단(400)은 상부 일단에 상기 슬라이드블럭(300,300')이 볼팅 결합되고, 내측과 외 측에는 내외 측 가이드홈(401, 401a)이 각각 형성되어 있는 가이드아답타(410,410')를 구성시킨 것과;

상기 가이드아답타(410,410')의 내측에는 상기 가이드아답타(410,410')의 내측 가이드홈(401)에 가이딩 대응되는 안내레일(421,421a)이 형성된 내측 가이드블럭(420)이 구성되는 한편,

상기 각 가이드아답타(410,410')의 외 측에는 상기 각 가이드아답타(410,410')의 외 측 가이드홈(401a)에 가이딩 대응되는 안내레일(431)이 형성된 외 측 가이드블럭(430,430')을 구성시킨 것과;

상기 슬라이드블럭(300,300')과 가이드수단(400)의 상단부에는 상부 가이드 원판 블럭(440)이 조립되는 동시에 상기 가이드수단 및 그 상부 가이드 원판 블럭은 회전되는 상측의 가이드 하우징(450)에 볼팅 결합되어서 이루어진다.

그리고 슬라이드블럭(300)이 결합되고, 각각의 반대방향으로 향하는 상기 각각의 가이드아답타(410,410') 저 면에는, 절삭공구(120)가 결합된 무빙슬라이드유닛(130)이 결합됨에 따라,

상기 무빙슬라이드유닛(130)은 그 슬라이드블럭(300)이 수평으로 슬라이드 동작(전진 또는 후진)에 따라 동시 이동하면서 목적하는 페어싱 구동과 절삭공구의 정밀 대응인 가능하기 된다.

특히, 드로우바(110)의 상?하 유동에 따라 무빙슬라이드유닛(130)을 헤드의 회전반경방향으로 수평 슬라이드동작(전진 또는 후진)시키는 슬라이딩구동장치(140)의 동작이,

상기 드로우바(110) 하부 랙바(200)의 일 측면과 타 측면에 형성된 경사랙부( 일정한 경사각으로 비스듬히 기울어진 다수개의 경사형 랙기어가 다 단으로 형성된 것, 210)와,

그 경사랙부(210)에는 서로 기어간 맞물림 대응되는 또 다른 대칭의 경사랙부(310)간 완벽한 정밀 맞물림 조건하에서 슬라이드블럭(300,300')이 수평 슬라이드 동작되기 때문에,

목적하는 슬라이드블럭(300,300') 및 무빙슬라이드유닛(130)의 수평 슬라이드 동작시 백래시(정밀동작에 장애요소) 없는 정밀한 고효율 동작이 가능할 뿐 아니라,

가공시 발생되는 추력 또한 상기 랙바(200)에 형성된 경사랙부(210)와 슬라이드블럭(300,300')에 형성된 경사랙부(310)간 치면에 넓게 분포되는 동시에 다 단으로 확실한 걸림 성을 가짐에 따라 동작 중 미세 유격이나 떨림, 진동 및 마모률을 크게 줄일 수 있고 기어의 수명과 기기의 성능향상에 크게 기여할 수 있다.

나아나, 상기 랙바(200)의 양면과 그 양면에 각각 접설 대응하는 상기 슬라이드블럭(300)에 형성된 경사랙부(210, 310)는,

일정한 경사각으로 비스듬히 기울어져 있는 것만 빼면 기기분야의 일반적인 랙기어의 형상과 모양이 별반 차이 없이 동일하기 때문에,

통상적으로 널리 알려진 기어 표준치가공방법에 의해 가공하면 되므로 기존과 같이 전용설비 등을 통해 많은 시간 동안 어렵게 가공했던 것과는 달리,

아주 쉽고 간단한 방법으로도 정밀한 가공이 가능한 이점까지 더불어 제공되는 등 유용한 발명이다.

100: 하우징 110: 드로우바
120: 절삭공구 130: 무빙슬라이드유닛
140: 슬라이딩구동장치 200: 랙바
211: 랙기어 210: 경사랙부
310,320: 경사랙부 300,300': 슬라이드블럭
400: 가이드수단 401, 401a: 가이드홈
410,410': 가이드아답타 421,421a: 안내레일
420: 가이드블럭 430,430': 가이드블럭
431: 안내레일

Claims (2)

1. 상부에는 회전수단에 의해 회전되는 하우징(100)이 구성되고, 상기 하우징(100)의 중심부에는 구동수단에 의해 상?하 일정폭 동작되는 드로우바(110)가 내설되며, 상기 드로우바(110)의 하측 저면에는 절삭공구(120)가 결합된 하나 이상의 무빙슬라이드유닛(130)이 일측과 타측 방향으로 각각 설치되고, 상기 하우징(100) 및 드로우바(110)의 하측 끝단부와 무빙슬라이드유닛(130) 사이에는 드로우바(110)의 상?하 유동에 따라 무빙슬라이드유닛(130)을 헤드의 회전반경방향으로 슬라이드동작(전진 또는 후진)시키는 슬라이딩구동장치(140)가 설치된 통상의 페어싱 헤드의 결합구조에 있어서,
   
   상기 슬라이딩구동장치(140)는 상기 상하 수직으로 작동되는 드로우바(110) 하부에 랙바(200)를 형성한 다음,
   그 랙바(200)의 일 측면과 타 측면에 일정한 경사각으로 비스듬히 기울어진 다수개의 경사형 랙기어(211)가 다 단으로 형성된 경사랙부(210)를 각각 구성시킨 것과;
   상기 일측과 타측의 경사랙부(210)에는 서로 기어간 맞물림 대응되는 또 다른 경사랙부(310,320)를 형성시켜 상기 랙바(200)의 상?하 동작에 따라 수평으로 슬라이딩 동작(전진 또는 후진)되는 슬라이드블럭(300,300')을 각각 접설 구성시킨 것과;
   상기 슬라이드블럭(300,300')은 상기 드로우바(110)의 상하 수직운동에 따라 각각 반대 방향으로 수평 슬라이딩(전진 또는 후진) 작동할 수 있도록 하는 가이드수단(400)이 결합된 것과;
   상기 가이드수단(400)은 상부 일단에 상기 슬라이드블럭(300,300')이 볼팅 결합 되고, 내측과 외측에는 내외측 가이드홈(401, 401a)이 각각 형성되어 있는 가이드아답타(410,410')를 구성시킨 것과;
   상기 가이드아답타(410,410')의 내측에는 상기 가이드아답타(410,410')의 내측 가이드홈(401,401a)에 가이딩 대응되는 안내레일(421,421a)이 형성된 내측 가이드블럭(420)이 구성되는 것과;
   상기 각각의 가이드아답타(410,410') 외측에는 상기 가이드아답타(410,410')각각의 외측 가이드홈(401a)에 가이딩 대응되는 안내레일(431)이 형성된 외측 가이드블럭(430,430')이 구성된 것을 포함하는 페어싱 헤드의 결합구조.
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