KR101212117B1

KR101212117B1 - 진동 연삭기

Info

Publication number: KR101212117B1
Application number: KR1020070018360A
Authority: KR
Inventors: 고란 호그런드
Original assignee: 오와이 케이더블유에이취 미르카 에이비
Priority date: 2006-02-23
Filing date: 2007-02-23
Publication date: 2012-12-14
Also published as: HK1106178A1; US20090124179A1; TWI418438B; JP5005379B2; CN100569447C; FI126233B; CN101024276A; JP2007223034A; US7540801B2; TW200800485A; US7789731B2; EP1825955B1; RU2421319C2; ATE399077T1; KR20070087521A; EP1825955A1; RU2007106812A; ES2308762T3; US20070224924A1; DE602007000026D1

Abstract

본 발명은, 특히 진동 연삭기에 관한 것이다. 개시된 연삭기는, 몸체에 의해 둘러싸인 구동모터(2)와, 상기 구동모터와 함께 구동되는 구동축(4)을 포함한다. 상기 구동축은 플렉서블 연삭숫돌(8)의 지지대 역할을 하는 연삭헤드(5)를 포함한다. 상기 구동축(4)은, 주축(11)과 편심축(10)을 포함한 두 개의 부재로 구성된다. 상기 편심축은 주축의 중심선(13)에 대해 각 (α)을 이루는 중심선(12)을 포함하고, 따라서, 연삭헤드(5)는 상기 주축(11)에 대하여 편심되게 설치된다. 상기 연삭헤드는, 상기 주축에 대하여 편심축의 편향 및 기울어짐과, 상기 주축의 회전에 의하여 생성되는 대략 구형 면에서 진동한다.

연삭기, 진동, 편심, 연삭면, 연삭판

Description

진동 연삭기{Oscillating Grinding Machine}

도 1은, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 진동 연삭기의 수직방향으로 절단한 계략단면도,

도 2는, 진동 연삭기의 구성요소인 구동모터의 측면도,

도 3은, 진동 연삭기의 구성요소인 구동모터의 다른 실시 예에 따른 측면도이다.

본 발명은 진동 연삭기(硏削機)에 관한 것으로서, 구형 진동을 발생시키며, 몸체에 의해 둘러싸인 구동모터와; 상기 구동축에 베어링 결합되어 상기 구동축 둘레를 회전하고 상기 플렉서블 연삭숫돌의 지지대 역할을 하는 연삭헤드를 구비하며, 상기 구동모터와 함께 구동되는 구동축을 포함하는 진동 연삭기에 관한 것이다. 본 발명의 연삭기는, 연삭 휠들 또는 소형 연삭 기구들을 구비하여, 주로 제품의 칼라나 래커도장에 있어서 작은 결점들을 제거하기 위한 것이지만, 오목한 또는 볼록한 캡 형상(cap form)의 표면을 갖는 제품들을 연삭하는 데 또한 사용될 수 있다.

일반적으로, 칼라 또는 래커도장의 결점을 수리하는 데는 다양한 타입의 진 동체들을 이용하여 작업한다. 이러한 수리작업은 종종 작은 면적에 대한 기계적인 작업이기 때문에, 손으로 잡고 쉽게 작동시킬 수 있는 연삭기들을 이용하는 것이 좋다. 이러한 작업을 위해, 예를 들어 연삭휠과 같은 연삭숫돌은, 진동체의 구성요소인 결합판의 상부 표면에 연결되어 있으며, 진동체를 편심 운동시킴으로써 연삭숫돌의 진동을 유발시킨다. 종래의 연삭기에서, 이러한 진동체는 대략 2차원적으로 유동된다.

연삭휠이 체결되는 원형 결합판을 구비한 연삭기들은 결합 슬리브를 포함한다. 이러한 슬리브는, 결합판이 그 축 둘레를 자유롭게 회전할 수 있을 뿐 아니라 또한 편심을 통해 진동을 유발시킬 수 있도록, 연삭기의 축에 베어링으로 설치된 것이 바람직하다. 따라서, 결합판에 연결된 연삭휠은 결합 슬리브에 연결된 축에 대하여 부분적으로는 대략 원형으로 진동하고 부분적으로는 자유회전을 한다. 결론적으로, 연삭작업 동안, 연삭휠의 운동은 결합판의 평면과 일치되는 단지 2차원 내에서 이루어진다.

연삭작업 중에, 연삭숫돌의 회전은 연삭숫돌과, 연삭숫돌과 직접적으로 접촉되는 연삭면 사이에서 발생되는 마찰력에 영향을 받는다. 또한, 연삭숫돌의 회전은 연삭숫돌의 연삭면에 대해 기울어진 각 및 압력에 의해서도 영향을 받는다.

작은 면적에 있는 흠집을 수리하기 위해, 도장되거나 래커코팅된 표면을 연삭하는 작업은 종종, 연삭되는 면과 그렇지 않은 면 사이의 경계에 원하지 않는 뾰족한 경계를 남기지 않도록, 연삭되는 면에 한정된다. 상술한 바와 같이, 2차원적인 평면운동을 하는 종래의 연삭기는, 연삭숫돌의 바깥 모서리 부분이 중간 부분 보다 훨씬 더 연삭이 잘 된다는 문제점이 알려져 있다. 이것은 상술한 바와 같은 표면 흠집(결점)을 수리하는 데 있어서 더 큰 어려움을 가져온다.

상술한 타입의 종래기술의 연삭기는 또한 종종 일정하지 않고 흔들리는 경향이 있다. 이것은 결합판의 진동이 연삭기를 연삭숫돌과 연삭면이 접촉되는 낮게 누운 접촉면으로 연삭기를 잡아당기기 때문이다. 높은 위치에서 손으로 연삭기를 파지하고 있는 사용자는 상당한 정도로 직선적으로 움직이는 연삭기의 흔들림을 억제하기 어렵다. 이렇게 사용자가 연삭기의 흔들림을 충분히 억제하지 못함으로 인해, 결합판과 연삭숫돌은 연삭면에 대하여 똑바로 항상 유지되지 못하는 결과를 가져온다.

이러한 불규칙한 연삭의 문제점들은, 연삭작업 시작 시점에, 연마면에 대하여 결합면을 완전하게 똑바로 위치시키기 어렵다는 점에서 더욱 문제점을 가중시킨다.

상술한 바와 같은 문제점들 및 결점들은, 마무리 흠집의 형태로 새로운 표면 결점이 종래의 진동체에 의한 연삭작업 도중에 종종 발생된다는 것이다. 마무리 흡집은 연삭면 모서리에서 발생되는 그레이터 모양의 홈들을 포함한다. 이런 그레이터 모양 홈들이 있는 부분의 연삭면은 더 깊게 패인 모서리부분을 포함하며, 중앙부분은 더 깊게 패인 모서리부분에 의해 둘러싸여 있다. 만약 작업 중에 진동체가 삐뚤어지게 위치된 경우에는, 반달모양의 그레이터들이 생성되는 대신에 작은 중앙부분을 더 깊은 주변부분이 부분적으로 둘러싼 흠집이 발생된다.

이러한 마무리 결점들은, 예를 들어 자동차의 도장 표면에 있는 작은 흠집을 제거하는 연삭작업 시에 특히 문제가 된다. 연삭작업의 목적은, 연삭작업 후 흡집난 부분에 추가적인 도장작업을 하지 않고, 도장 후에 나타난 작은 흠집들을 제거하는 것이다. 이런 목적을 달성하기 위해, 가능한 한 최소한의 면적을 연삭하면서, 새롭게 연삭되는 도장부분과 주변의 연삭되지 않는 부분간의 부드러운 경계부분을 만들어야한다.

또한, 종래의 진동 연삭기는 특허 DE 54 30 620 에 개시되어 있다. 개시된 연삭기는 소위 말하는 랩 다듬질(lapping), 즉 경한 재질의 저속 연삭에 사용되는 구조를 개시한다. 또한 상기 특허는 조절 가능한 구동축을 구비한 구조를 개시한다. 그러나, 이것은 균형을 잡기 어려울 뿐 아니라 작업수행이 어렵다. 이러한 구조는 고속으로 연삭작업하는 것을 불가능하게 하고, 이러한 구조의 연삭기는 또한 유연성이 없는(non-flexible) 연삭숫돌의 사용에 중점을 둔 것이다.

본 발명은 상술한 종래기술의 연삭기들의 문제를 해결한다. 본 발명의 목적은, 높은 작업 신뢰성이 있고, 구형 진동체를 포함하며 용이하게 파지할 수 있는 진동 연삭기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 연삭기는 연삭면의 크기를 줄이고, 연삭면과 비연삭면 간의 경계를 더욱 부드럽게 만들 수 있는 진동 연삭기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 목적은, 몸체에 의해 둘러싸인 구동모터(2)와; 상기 구동축에 베어링 결합되어 상기 구동축 둘레를 회전하고 상기 플렉서블 연삭숫돌(8)의 지지대 역할을 하는 연삭헤드(5)를 구비하며, 상기 구동모터와 함께 구동되는 구동축(4)을 포함하는 진동 연삭기에 있어서, 상기 구동축(4)은, 주축(11)과 편심축(10)을 포함한 두 개의 부재로 구성되며, 상기 편심축은 주축의 중심선(13)에 대해 각 (α)을 이루는 중심선(12)을 포함하고, 상기 연삭헤드(5)는 상기 주축(11)에 대하여 편향되도록 상기 편심축(10)에 설치되며, 상기 연삭헤드는 상기 주축에 대하여 편심축의 편향 및 기울어짐과, 상기 주축의 회전에 의하여 생성되는 대략 구형면에서 진동하는 것을 특징으로 하는 진동 연삭기에 의해 달성된다. 청구범위의 종속항들은 더욱 향상된 작업을 할 수 있는 본 발명의 다양하고 개선된 형태를 기술한 것이다.

따라서, 본 발명은, 종래기술과는 달리, 주로 핸드헬드 연삭기가 대략 구형 진동을 하도록 구성한 것과 관련된다. 즉, 종래기술의 2차원적인 운동에 비하여 3차원적인 운동을 달성한 것이다.

본 발명에 따른 진동 연삭기의 바람직한 실시 예를, 상술한 도면들을 참조하여, 이하에서 설명한다. 각각의 구성요소들은 참조부호들이 명명되어 있다. 도면의 참조부호들은 아래 상세한 설명의 참조부호들과 일치한다.

도 1을 참조하면, 진동 연삭기는 몸체(3) 및 구동모터(2)로 둘러싸인 자루(1)를 포함한다. 구동모터(2)는 연삭헤드(5)를 동작시키는 구동축(4)을 제어한다. 진동 연삭기는 전기 또는 공압식 구동모터 중 하나를 구비할 수 있으며, 구동모터(2)는 구동축(4)을 적절한 속도로 제어한다. 구동축(4)은 통상 1,000 내지 1,200 rpm으로 회전한다. 구동축(4)은 구동모터(2)에 의해 직접 구동되는 것이 바람직하다. 매우 작은 부분의 연삭을 위해, 진동 연삭기는 작은 크기의 펜 형상으로 구성할 수 있으며, 따라서, 진동 연삭기는 쉽게 조작할 수 있다. 자루(1)는 몸체(3)에 분리 가능하게 결합될 수 있으며, 이로 인하여 자루(1)를 분리하고 다양하게 진동 연삭기를 위치시킬 수 있다.

연삭헤드(5)는, 구동축(4)과 연삭헤드(5) 사이에 설치된 하나 또는 여러 개의 베어링수단(6,7)에 의해 구동축(4) 및 몸체(3)에 대하여 자유롭게 회전되도록 설치된다. 플렉서블 연삭숫돌(8)은 알려진 바와 같이 기계적 연결수단에 의해 연삭헤드(5)의 구성요소인 결합판(9)에 배치된다.

연삭헤드(5)는, 예를 들어, 플라스틱 금형에 주조될 수 있는 단순한 구조인 것이 바람직하다. 따라서, 진동 연삭기가 고속 회전으로 사용될 수 있도록 연삭헤드(5)는 가볍게 구성된다. 연삭헤드(5)는 플렉서블 연삭숫돌(8)에 대하여 적절한 형상의 결합판을 갖도록 플렉서블 연삭숫돌의 형상에 따라 적절하게 교체된다. 따라서, 연삭헤드(5)는 필요에 따라, 오목한 형상이거나 볼록한 형상일 수 있다.

본 실시 예에 따르면, 결합판(9)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 편심축(10)을 구비한 구동축(4)에 대하여 편심되게 연결되는 방식으로 설치되어 있고, 결합판(9)은 진동운동을 한다. 또한, 연삭헤드(5)가 편심축(10)에 대하여 자유롭게 회전될 수 있도록 연결되어 있기 때문에, 결합판(9)은 진동운동뿐만 아니라, 편심축(10)에 대하여 자유롭게 회전한다.

편심축(10)은 연삭기의 구동축(4)의 일 부분을 이루며, 편심축(10)은 구동축(4)의 구성요소인 주축(11)에 견고하게 연결되어 있다. 이러한 연결에 의해, 편심축(10)은 주축의 중심선(13)에 대해 예각 α를 이루는 중심선(12)을 갖는다. 이 와 같은 편심축(10)의 편심각에 의해, 연삭헤드(5)가 주축(11)에 대하여 필요한 만큼 편심되게 설치되고, 결합판(9)이 편심되게 운동한다.

본 실시 예의 진동 연삭기에 따르면, 중심선(12) 및 중심선(13)은 서로에 대하여 확산된다. 따라서, 결합판(9)에 연결된 플렉서블 연삭숫돌(8)에 의해 형성되는 연삭면에서, 양 중심선(12,13) 간의 거리는 결합판(9)의 진동 운동 반경이 된다. 연삭면에서 진동운동의 편심거리는, 1 내지 5mm, 특히 1 내지 2.5mm인 것이 바람직하지만, 편심되게 운동하는 진동운동의 크기는 제한이 없다. 도 2에 도시된 바와 같이, 중심선들(12,13)은 연삭면의 상부 지점에서 각 α로 서로 교차하기 때문에, 연삭면도 각 α만큼 편심된다.

도 3을 참조하면, 편심축(10) 및 주축(11)의 중심선들(12,13)은 연삭면의 하부 지점에서 각 α로 교차되도록 구성될 수 있다. 따라서, 연삭이 필요한 캡 형상의 오목하거나 볼록한 표면을 갖는 제품을 적절하게 연삭할 수 있도록 구형 연삭운동하는 진동연삭기를 제조할 수 있다.

연삭면의 외주 모서리부분에서 축방향 유동을 억제하기 위해, 결합판(9)은 대략 구형 결합표면을 갖도록 구성되는 것이 바람직하다. 여기에 플렉서블 연삭숫돌(8)이 연결된다. 이와 동시에 중심선들(12,13)은 연삭면의 상부 일정 높이에서 교차되는 것이 바람직하다. 이 높이는 결합판(9)의 구형 진동면의 반경에 해당될 것이고, 구형 진동면의 곡률반경에 해당되는 것이 바람직하다. 이 반경은 적절하게 20과 300mm 사이에서 선택될 수 있지만, 75와 150mm 사이인 것이 가장 바람직하다. 특별한 경우에, 상기 반경은 제품 표면의 곡선에 대응되도록 정해질 수 있으며, 이 경우 최적의 연삭결과를 가져온다.

구동축(4)을 교체할 수 있는 구성으로 인해, 연삭기의 보수유지가 편리할 뿐만 아니라, 다른 연삭이 필요할 경우에, 다른 크기의 결합판(9) 및 플렉서블 연삭숫돌(8)에 맞게 연삭헤드(5)의 진동운동을 변화시키는 것이 편리하다. 이러한 연삭운동을 적절한 변동함에 따라, 또는 구동축의 교체에 따라, 주축(11)의 중심선(13)에 대하여 편심축(10)의 중심선(12)이 이루는 각(α)이 교체 전의 각(α)과는 다르게 선택되거나, 주축 및 편심축의 중심선들(12,13)이 교체 전과는 다른 지점에서 서로 교차된다.

연삭헤드(5)가 편심축(10)에 대하여 회전하고, 주축(11)이 연삭기의 몸체(3)에 대하여 회전되며, 편심축(10)이 주축(11)에 대하여 경사져 있는, 개시된 연삭기의 구성으로 인해, 대략 구형으로 진동할 수 있고, 이러한 구형 진동으로 인해 흠이나 다른 불규칙한 부분이 없이 아주 고른 연삭을 할 수 있다. 이와 같은 특별한 진동운동의 장점은, 연삭기가 약간 경사져 있음에도 불구하고, 정확하게 플렉서블 연삭숫돌(8)과 연삭면 사이의 접촉지점에서의 연삭헤드의 진동운동이, 상기 경사가 결합면의 구형면에 포함되는 앵글 콘(angle cone)의 범위 내인 한, 결합면(14)의 평면에 유지되다는 것에 있다.

본 발명에 따른 진동 연삭기는 종래기술에 비하여 중요한 장점들이 있다. 예를 들어, 상기 진동 연삭기의 구동축은 구동모터에 직접 연결되어 있어, 간단하고 안정적인 구조를 가질 수 있으며, 구동축을 쉽게 교체할 수 있는 장점이 있다. 다 른 한편으로는, 상기 진동 연삭기의 연삭헤드가 가볍고 간단하게 구성되어 있어, 고속회전으로 연삭할 수 있는 장점이 있다.

개시된 진동 연삭기의 결합판의 결합면은 대략 구형 형상이며, 진동 연삭기는 약간의 경사를 갖지만, 이로 인해 접촉되는 면들 간의 접촉형상에 변화를 주지는 않는다. 따라서, 개시된 연삭기에서, 가공되지 않아야할 면들에 대하여, 결합면에 연결된 플렉서블 연삭숫돌이 약간 경사진다. 본 발명에 따른 핸드헬드 진동체는, 반드시 종래기술과 같은 똑같은 정확성으로 진동체를 연삭면에 위치시키지 않아도 되며, 이로 인하여 진동체를 이용한 작업이 한결 간단해진다. 더욱이, 상기 연삭기의 결합면은 알려진 플레서블 연삭숫돌들에 잘 적용될 수 있다.

상기 결합판의 결합면이 구형으로 구성되어 있기 때문에, 결합판의 접촉면 중앙부분에서 더욱 뚜렷하고 높은 압력을 가할 수 있다. 이러한 디자인으로 인해, 작업표면에서, 오직 흠집부분에만 집중하여 더욱 정확히 연삭 및 연마작업을 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 더 작은 연삭면적을 다룰 수 있으며, 연삭면 주위의 모서리부분이 잘 보이지 않도록 작업할 수 있을 뿐 아니라 연삭면과 비연삭면이 만나는 부분을 더욱 부드럽게 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 따른 새로운 구조의 연삭기에 의하면, 페인팅 또는 래커도장된 표면에 발생할 수 있는 반달모양의 또는 크레이터 모양의 연삭 결점들을 피할 수 있다.

본 발명에 따르면, 또한, 구형 연삭운동을 하는 연삭기를 제공함으로써, 캡 형상의 오목하거나 볼록한 형상의 표면을 갖는 제품들을 쉽게 연삭할 수 있다. 따라서, 필요하면, 상기 연삭기의 연삭헤드를 오목 또는 볼록한 형상의 연삭헤드로 쉽게 교체할 수 있다.

이상의 설명과 첨부된 도면은 오직 본 발명의 일 실시 예인 진동 연삭기의 구조를 도시하는 것이다. 따라서, 본 발명은 상술한 실시 예 또는 첨부된 청구항에 국한되지 않으며, 다양한 변형 실시 예가 첨부된 청구항들에 기재된 사상에 의해 가능할 것이다.

Claims

몸체(3)에 의해 둘러싸인 구동모터(2)와; 상기 구동모터(2)와 함께 구동되는 구동축(4)과; 상기 구동축(4)에 베어링 결합되어 상기 구동축(4) 둘레를 회전하고 플렉서블 연삭숫돌(8)의 지지대 역할을 하는 연삭헤드(5)를 포함하는 진동 연삭기에 있어서,

상기 구동축(4)은, 주축(11)과 편심축(10)을 포함한 두 개의 부재로 구성되며,

상기 편심축은 주축의 중심선(13)에 대해 각 (α)을 이루는 중심선(12)을 포함하고,

상기 연삭헤드(5)는 상기 주축(11)에 대하여 편향되도록 상기 편심축(10)에 설치되며,

상기 연삭헤드는, 상기 주축에 대하여 편심축의 편향 및 기울어짐과, 상기 주축의 회전에 의하여 생성되는 구형 표면에서 3차원 구형 진동하는 것을 특징으로 하는 진동 연삭기.
제 1 항에 있어서,

상기 연삭기에 설치된 플렉서블 연삭숫돌(8)에 의해 만들어지는 연삭면 상에서, 상기 주축의 중심선(13)과 상기 편심축(10)의 중심선(12) 간의 거리가 1mm 이상 5mm 이하가 되도록, 상기 주축의 중심선(13)과 상기 편심축(10)의 중심선(12)은 분기되는 것을 특징으로 하는 진동 연삭기.
제 2 항에 있어서,

상기 연삭면 상에서, 상기 주축의 중심선(13)과 상기 편심축(10)의 중심선(12) 간의 거리가 1mm 이상 2.5mm 이하가 되도록, 상기 주축의 중심선(13)과 상기 편심축(10)의 중심선(12)은 분기되는 것을 특징으로 하는 진동 연삭기.
삭제
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 주축의 중심선(13)과 상기 편심축(10)의 중심선(12)은, 연삭헤드(5)를 이루는 결합판(9)에 설치된 플렉서블 연삭숫돌(8) 상부 20과 300mm 사이의 지점에서 서로 교차하고, 이것에 의해 가공면의 오목한 곡률에 대응하는 구형 연삭 운동을 하도록 배치된 것을 특징으로 하는 진동 연삭기.
제 5 항에 있어서,

상기 주축의 중심선(13)과 상기 편심축(10)의 중심선(12)은, 상기 결합판(9)에 설치된 플렉서블 연삭숫돌(8) 상부 75과 150mm 사이의 지점에서 서로 교차하는 것을 특징으로 하는 진동 연삭기.
삭제
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 주축의 중심선(13)과 상기 편심축(10)의 중심선(12)은, 상기 플렉서블 연삭숫돌(8) 하부에서 서로 교차하고, 이것에 의해 가공면의 볼록한 곡률에 대응하는 구형 연삭 운동을 하도록 배치된 것을 특징으로 하는 진동 연삭기.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 연삭헤드(5)를 이루는 결합판(9)의 결합면(14)은, 연삭헤드(5)의 구형 진동면의 반경에 대응되는 곡률반경을 갖는 것을 특징으로 하는 진동 연삭기.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

연삭기의 구동축(4)은 교체 가능한 것을 특징으로 하는 진동 연삭기.
제 10 항에 있어서,

상기 편심축의 중심선(12)은, 상기 주축(11)의 중심선(13)과 교체 전의 각(α)과 다른 각(α)을 이루는 것을 특징으로 하는 진동 연삭기.
제 10 항에 있어서,

상기 편심축의 중심선(12)은, 교체 전의 지점과는 다른 지점에서 상기 주축(11)의 중심선(13)과 교차되는 것을 특징으로 하는 진동 연삭기.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 연삭헤드(5)는, 상기 플렉서블 연삭숫돌(8)을 수용하는 구형 결합면을 구비한 결합판(9)을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 연삭기.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 구동축(4)은 상기 구동모터(2)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 진동 연삭기.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 몸체(3)는, 자루(1)에 의해 둘러싸이도록 설치된 것을 특징으로 하는 진동 연삭기.