KR101209417B1 - 1축형 플로팅 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 1축형 플로팅 장치에 관한 것으로, 그 목적은 크랭크 암 등과 같이 곡률을 가지는 소재에 발생된 가공버를 제거시 소재의 좌우측면을 가공하는 디버링 툴의 회전 없이 1축상에서 툴의 좌우측으로 위치변동만으로 가공토록 하되, 소재와 접촉하는 툴의 좌우측 면압력이 동일함과 동시에 일정하게 제어되면서 가공할 수 있는 1축형 플로팅장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 구성은 곡률을 가지는 소재에 형성된 버를 제거하는 장치에 있어서, 좌우 대칭의 공압실린더가 실린더 길이방향을 마주보게 면접되어 설치된 공압실린더부(1)와; 이 공압실린더부(1) 상부에 설치된 곡면 디버링용 툴부(2);로 구성한 1축형 플로팅 장치를 발명의 특징으로 한다.

1축플로팅, 공압실린더, 면압, 디버링장치, 반력장치

Description

1축형 플로팅 장치{Floating unit with 1 axis}

본 발명은 1축형 플로팅 장치에 관한 것으로, 자세하게는 크랭크 샤프트 등의 회전체에서 크랭크암등의 모서리에 발생한 가공버 등을 제거시 접촉면과 일정한 면압력을 가지게 하여 1축방향의 좌우 위치변화에 대응하고, 플로팅 반력을 임의 조정가능하도록 구성된 장치에 관한 것이다.

크랭크샤프트는 크랭크라고도 부르는데, 가솔린기관이나 디젤기관과 같은 내연기관에서 피스톤의 왕복운동을 회전운동으로 바꾸는 곳에 널리 사용되는 장치이다.

크랭크샤프트의 구조는 도 6에 도시된 것처럼 중심축으로서 저널베어링에 의해 지지되는 크랭크축(저널, 91)과 크랭크암(93)에 의해 중심축인 크랭크축과 일정거리 이격되어 연결된 크랭크핀(92)으로 구성된다. 이와 같은 구조의 크랭크축은 연소기관의 실린더하부에 설치된 피스톤의 왕복운동은 연접봉(連接棒)으로 크랭크핀에 전해지고, 크랭크핀은 크랭크암의 길이를 반지름으로 하는 원운동을 하여 크 랭크축을 회전시켜 이와 결합된 플라이휠을 회전시켜 구동력을 발생시킨다.

상기 크랭크 샤프트의 크랭크와 같은 회전체(동력전달용 원형 기어 등)는 가공시 소재가 일측방향으로 밀림으로써 곡면의 모서리부에 가공버가 생기게 되는데, 이러한 크랭크 암 등의 모서리 부분에 형성된 가공버는 보통 전용 가공기를 사용하여 둘레 부분을 가공하면서 버 등을 제거하게 된다. 하지만 전용가공기가 사용하기에 협소한 부분등은 전용가공기로 가공하기가 어려워 소형의 툴을 가진 디버링 플로팅장치를 사용하여 챔퍼를 가공하여 제거하게 된다.

상기와 같이 전용가공기가 가공하기 임든 부분의 버를 제거하는 디버링 툴 장치가 도 7과 8에 도시되어 있다.

도 7은 종래 디버링 툴용 플로팅 장치의 구성도를 도시하고 있고, 도 8은 종래의 플로팅 장치에 의해 고정된 디버링 툴을 이용한 작업상태를 나타낸 상태도를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 종래의 플로팅 장치는 고정프레임(10)과 힌지 결합된 회동프레임(20)에 디버링 툴(30)이 설치되어 디버링 툴이 일축방향으로 회동가능한 구조를 갖으며, 고정프레임(10)과 회동프레임(20)의 사이에는 스프링(40)이 설치되어 회동프레임(20)이 디버링 툴(30)을 탄력적으로 지지하도록 구성되어 있다

상기와 같이 플로팅 장치에 의해 지지된 디버링 툴은 버어의 제거를 위해 소재(50)와 접촉하게 되면, 스프링(40)이 압축되면서 디버링 툴(30) 및 회동프레임(20)이 회동함으로써, 디버링 툴(30) 및 소재(50)의 접촉시 발생되는 충격에 의한 툴(30) 및 소재(50)의 손상을 방지함과 더불어 일정한 압력으로 디버링 툴(30) 을 가압할 수 있도록 하였다.

또한 상기 디버링 장치와 다른 장치로 크랭크 암등의 곡면 양측 모서리에 발생한 가공버를 제거하기 위하여 디버링툴 양측에 스프링을 장착하여 일정한 면압력을 주면서 버를 제거토록 구성한 디버링툴이 있다.

하지만 종래의 플로팅 장치는 디버링 툴이 일축의 한쪽 방향에 대해서만 회동가능한 구조를 가짐으로써, 도 8과 같은 상태를 유지하면서 홈이나 홀과 같이 작업방향이 일정하지 않은 소재를 작업하고자 할 경우, 작업방향에 따라 툴의 방향 및 위치를 동시에 제어해주어야만 하므로 제어에 많은 어려움이 따르는 문제점이 발생되었다.

또한 상기의 디버링 툴은 챔퍼 가공에 의해 가공버를 제거후에 칩등이 소재 표면에 붙어 있게 되는데 이를 또 다시 일일이 청소해야 하므로 기계작업에 의한 장점이 저감되는 문제점이 있게 된다.

또한 종래 디버링툴 양측에 스프링을 설치하여 소재의 좌우측면에 동일한 면압력을 주면서 가공버를 제거토록 구성한 장치는 가공버가 형성된 소재의 크기와 상관없이 디버링툴 양측에 고정된 스프링이 일정한 예압을 가지고 있어서 소재가 크거나 작을 경우 가공버 제거뿐만 아니라 소재가 깍이는 문제점이 발생된다는 문제점이 있다. 이와 같은 문제점은 디버링툴에 장치된 스프링은 면압력(가압력)의 임의 조정이 불가능하여 변위 변화에 대해 비례하는 가압력 변동이 생겨 가공위치가 공구측에 많이 붙게 정렬된 소재일 경우 소재의 가공버만 제거 되는 것이 아니고 모재까지 깎이게 될 수 있다는 구조적인 문제점이 있다

즉, 종래의 좌우 스프링을 구비한 디버링툴은 스프링을 교체하지 않는 한 면압력 조정이 불가능하다는 구조적인 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 크랭크 암 등과 같이 곡률을 가지는 소재에 발생된 가공버를 제거시 소재의 좌우측면을 가공하는 디버링 툴의 회전 없이 1축상에서 툴의 좌우측으로 위치변동만으로 가공토록 하되, 소재와 접촉하는 툴의 좌우측 면압력이 동일함과 동시에 일정하게 제어되면서 가공할 수 있는 1축형 플로팅장치를 제공하는 데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 크랭크 암 등과 같이 곡률을 가지는 소재에 발생된 가공버를 제거시 소재의 좌우측면을 가공하는 디버링 툴의 회전 없이 1축상에서 툴의 좌우측으로 위치변동만으로 가공토록 하되, 소재의 종류에 따라 소재와 접촉하는 툴의 면압력을 자유롭게 조절할 수 있는 장치를 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 곡률을 가지는 소재에 형성된 버를 제거하는 장치에 있어서,

좌우 대칭의 공압실린더가 실린더 길이방향을 마주보게 면접되어 설치된 공압실린더부와; 이 공압실린더부 상부에 설치된 곡면 디버링용 툴부로 구성한 것을 특징으로 하는 1축형 플로팅 장치를 제공함으로써 달성된다.

상기 공압실린더부와 곡면 디버링용 툴부는 고정부에 의해 볼트결합 또는 용접으로 곡면 디버링용 툴부가 공압실린더부의 가이드 상부에 고정 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 공압실린더부는,
중앙부 일지점에 피스톤홀이 관통형성되고 양측으로 피스톤로드의 직선운동을 가이드하는 가이드바가 고정설치되는, 각 공압실린더의 일측단에 형성된 가이드지지대와;

상기 가이드지지대 간을 연결하여 가이드의 이송을 안내하는 가이드바와;

상기 양측 가이드지지대의 피스톤홀을 관통하는 각각의 피스톤로드 및 피스로드 일측단에 형성된 각각의 피스톤헤드와;

내부에 실린더가 형성되어 삽입된 피스톤로드 및 피스톤헤드가 공압에 의해 왕복 직선운동함으로써, 대칭되게 면접된 상태로 함께 좌우 이송되고, 실린더 양측으로는 가이드바가 삽입되는 가이드바홀이 형성되어 가이드 이송시 안정적인 이송을 돕도록 하고, 상부에는 곡면 디버링용 툴부가 장치되는 가이드로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 각각의 실린더에는 공압이 공급되는 공급포트와 배출되는 배출포트가 형성되고, 공압이 제공되는 각각의 공급포트 라인에는 정밀 압력 제어형 레귤레이 터가 설치되어 설정압력 이상이 되면 내부 공기를 배출 포트를 통해 배출토록 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 가이드바 둘레에는 보조 스프링이 삽입되어 실린더가 내장된 가이드의 복원력을 보조토록 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 1축형 풀로팅장치는 크랭크 암 등과 같이 곡률을 가지는 소재에 발생된 가공버를 제거시 소재의 좌우측면을 가공하는 디버링 툴의 회전 없이 1축상에서 툴의 좌우측으로 위치변동만으로 가공토록 하되, 소재와 접촉하는 툴의 좌우측 면압력이 동일함과 동시에 일정하게 제어되면서 가공할 수 있다는 장점과,

또한 디버링 작업시 소재의 종류에 따라 임의로 소재와 접촉하는 툴의 면압력을 자유롭게 조절할 수 있다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.

이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 1축형 플로팅장치의 평면도이고, 도 2는 본 발명의 1축형 플로팅장치의 정면도이고, 도 3은 본 발명의 1축형 플로팅장치를 구성하는 공압실린더의 구성을 보인 예시도이고, 도 4는 본 발명의 1축형 플로팅장치를 구성하는 회로 구성도를 도시하고 있는데, 도시된 바와 같이 본 발명의 구성은 크게 좌우 대칭의 공압실린더가 실린더 길이방향을 마주보게 면접되어 설치된 공압실린더부(1)와; 이 공압실린더부(1) 상부에 설치된 곡면 디버링용 툴부(2);로 구성된다. 또한 공압실린더부(1)와 곡면 디버링용 툴부(2)는 고정부(3)에 의해 볼트결합 또는 용접 등의 체결수단으로 곡면 디버링용 툴부가 공압실린더부(1)의 가이드 상부에 고정 설치된다. 도 1의 (a)는 공압실린더부에 곡면디버링용 툴부가 장치된 모습이고, (b)는 제거된 상태이다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 공압실린더부(1)는 중앙부 일지점에 피스톤홀(1011, 1021)이 관통형성되고 양측으로 피스톤로드의 직선운동을 가이드하는 가이드바가 고정설치되는 가이드지지대(101, 102)가 양측에 설치된다.

가이드바(103, 104)는 가이드지지대(101, 102)간을 연결하는 2개의 바타입으로 형성되는데, 이 가이드바 둘레에는 필요에 따라 보조 스프링(105a,105b, 105c, 105d)이 삽입되어 공압실린더의 보조적인 복원력을 제공하게 된다.

상기 양측 가이드지지대(101, 102)의 피스톤홀(1011, 1021)을 관통하는 각각의 피스톤로드(106, 107) 일측단에 형성된 각각의 피스톤헤드(108, 109)가 각각의 가이드(120, 121) 내부에 형성된 실린더(122, 123)의 일측단부를 공압으로 밀어 가이드가 전후진하도록 구성된다.

상기 가이드(120, 121)는 좌우로 면접되게 설치되어 공압제어에 의해 좌우측으로 이송하게 되는데, 그 이송원리는 전술한 바와 같이 그 내부에 실린더(122, 123)가 형성되어 피스톤로드 및 피스톤헤드가 공압에 의해 움직이면서 가이드지지대(101,102)를 밀도록 구성되고, 가이드의 실린더 양측으로는 가이드바가 삽입되는 가이드바홀(1201, 1202, 1211, 1212)이 형성되어, 실린더의 피스톤로드(106,107)가 가이드지지대(101,102)를 미는 힘의 반력으로 공구가 부착된 가이드(120,121)가 가이드바(103,104)를 따라 안정적인 직선이송을 할 수 있도록 도와주게 된다.

또한 도 1내지 3에는 미도시되었지만 도 4에 도시된 바와 같이 공압실린더부를 구성하는 각각의 실린더(122, 123)에는 공압분배용 솔레노이드 밸브(124)를 통하여 디버링용 툴부(2)의 공구가 디버링할 면에 접촉하면서 받는 외력에 탄성적으로 저항하도록 일측의 실린더에만 압축공기를 공급할 수 있도록 각각의 실린더(122,123)에 에어 공급포트(1221, 1231)와 배출되는 배출포트(1222, 1232)가 형성되고, 공압이 제공되는 각각의 에어 공급포트 라인에는 정밀압력제어형 레귤레이터(1223, 1233)가 설치되어 설정압력 이상이 되면 실린더 내부 공기를 배출 포트(1221, 1231)를 통해 배출토록 제어 구성된다.

좀더 자세히 설명하면 도5에서 디버링면 "A"를 작업하는 경우에는 솔레노이드 밸브(124)를 이용 실린더(123)를 작동시키고, 디버링 작업을 실시하면 디버링용 툴부(2)의 공구가 디버링면에 접촉되는 량에 따라 실린더 123이 공기압축식 스프링 역할을 수행하며 공구가 디버링면의 물림율에 관계없이 정밀 압력제어형 레귤레이터(1233)에 설정된 압력값 범위내에서 디버링면 "A"에 항상 일정한 힘을 가하도록 하므로서 디버링 품질을 일정하게 얻을 수 있도록 작동된다.

반대로 디버링면 "B"를 작업하는 경우에는 실린더(122)에 에어를 공급하여 작동시키고, 실린더(122) 에어공급경로의 정밀 압력제어형 레귤레이터(1223)에 설정된 압력값 범위내에서 디버링면 "B"에 항상 일정한 힘을 가하도록 하므로서 디버링 품질을 일정하게 얻을 수 있도록 작동된다.

상기 곡면 디버링용 툴부(2)는 구동축 끝단(22)에 설치된 디버링용 툴(21)과, 이 구동축(22)을 회전시키는 모터(23)로 구성되는데, 면접되어 설치된 좌우 가이드의 좌우 이동에 의해 움직이는데, 이와 같이 움직이는 것은 크랭크 암 등의 곡면과 접촉하는 툴 간의 면압력에 의해 움직이도록 구성된다.

도 5는 본 발명의 1축형 플로팅장치가 크랭크 암의 국부적인 곡면을 디버링하는 예시도인데, 전용가공기에 선작업된 크랭크 암의 양측 곡면 부분을 제외한 가운데 부분에 형성된 가공버를 제거하는 작업을 도시하고 있다. 이와 같이 작업에 의해 중앙부에 형성된 가공버가 제거되어 크랭크 암등의 곡률부를 가진 소재의 전체적인 가공도가 개선되게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1은 본 발명의 1축형 플로팅장치의 평면도이고,

도 2는 본 발명의 1축형 플로팅장치의 정면도이고,

도 3은 본 발명의 1축형 플로팅장치를 구성하는 공압실린더의 구성을 보인 예시도이고,

도 4는 본 발명의 1축형 플로팅장치를 구성하는 회로 구성도이고,

도 5는 본 발명의 1축형 플로팅장치가 크랭크 암의 국부적인 곡면을 디버링하는 예시도이고,

도 6은 일반적인 크랭크샤프트를 보인 예시도이고,

도 7은 종래 디버링 툴용 플로팅 장치의 구성도이고,

도 8은 종래의 플로팅 장치에 의해 고정된 디버링 툴을 이용한 작업상태를 나타낸 상태도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 공압실린더부

(2) : 곡면 디버링용 툴부

(3) : 고정부

(101, 102) :가이드지지대

(103, 104) : 가이드바

(105a,105b, 105c, 105d) : 보조 스프링

(106, 107) : 피스톤로드

(108, 109) : 피스톤헤드

(120, 121) : 가이드

(122, 123) : 실린더

(124) : 솔레노이드밸브

(1011, 1021) : 피스톤홀

(1201, 1202, 1211, 1212) : 가이드바홀

(1221, 1231) : 공급포트

(1222, 1232) : 배출포트

(1223, 1233) : 정밀 압력제어형 레귤레이터

Claims (4)

1. 곡률을 가지는 소재에 형성된 버를 제거하는 장치에 있어서,

   좌우 대칭의 공압실린더가 실린더 길이방향을 마주보게 면접되어 설치된 공압실린더부(1)와; 이 공압실린더부(1) 상부에 설치된 곡면 디버링용 툴부(2);로 구성한 것을 특징으로 하는 1축형 플로팅 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 공압실린더부(1)와 곡면 디버링용 툴부(2)는 고정부(3)에 의해 볼트결합 또는 용접으로 곡면 디버링용 툴부가 공압실린더부(1)의 가이드 상부에 고정 설치된 것을 특징으로 하는 1축형 플로팅 장치.
3. 제 1항 또는 2항에 있어서,

   상기 공압실린더부(1)는,

   중앙부 일지점에 피스톤홀(1011, 1021)이 관통형성되고 양측으로 피스톤로드의 직선운동을 가이드하는 가이드바가 고정설치되는, 각 공압실린더의 바깥 측단에 형성된 가이드지지대(101, 102)와;

   상기 가이드지지대(101, 102) 간을 연결하여 가이드의 이송을 안내하는 가이드바(103, 104)와;

   상기 양측 가이드지지대(101, 102)의 피스톤홀(1011, 1021)을 관통하는 각각의 피스톤로드(106, 107) 및 피스로드 일측단에 형성된 각각의 피스톤헤드(108, 109)와;

   내부에 실린더(122, 123)가 형성되어 삽입된 피스톤로드(106, 107) 및 피스톤헤드(108, 109)가 공압에 의해 왕복 직선운동함으로써, 대칭되게 면접된 상태로 함께 좌우 이송되고, 실린더 양측으로는 가이드바가 삽입되는 가이드바홀(1201, 1202, 1211, 1212)이 형성되어 가이드 이송시 안정적인 이송을 돕도록 하고, 상부에는 곡면 디버링용 툴부(2)가 장치되는 가이드(120, 121)로 구성된 것을 특징으로 하는 1축형 플로팅 장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 각각의 실린더(122, 123)에는 공압분배용 솔레노이드밸브(124)를 통하여 디버링용 툴부(2)의 공구가 디버링할 면에 접촉하면서 받는 외력에 탄성적으로 저항하도록 일측실린더에만 공기를 공급할 수 있도록 각각의 실린더(122,123)에 공압이 공급되는 공급포트(1221, 1231)와 배출되는 배출포트(1222, 1232)가 형성되고, 공압이 제공되는 각각의 공급포트 라인에는 정밀 압력제어형 레귤레이터(1223, 1233)가 설치되어 설정압력 이상이 되면 내부 공기를 배출 포트(1221, 1231)를 통해 배출토록 구성한 것을 특징으로 하는 1축형 플로팅 장치.

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