KR101281424B1

KR101281424B1 - 피스톤 핀홀 형상 가공기

Info

Publication number: KR101281424B1
Application number: KR1020110072378A
Authority: KR
Inventors: 유기백; 고일남; 김재성; 이재국; 최선수
Original assignee: 동양피스톤 주식회사
Priority date: 2011-07-21
Filing date: 2011-07-21
Publication date: 2013-07-02
Also published as: KR20130011314A

Abstract

본 발명은 피스톤을 고정 장착하는 클램프장치; 상기 클램프장치에 고정 장착된 피스톤의 핀홀 내경에 인입되어 내경을 가공하는 보링바; 상기 보링바가 장착되는 틸팅장치; 일측에 직경은 일정하되 축방향과 일정각도 경사지게 삽입홈이 형성되고, 상기 삽입홈으로 상기 틸팅장치가 삽입되어 상기 틸팅장치와 연결되며, 전후로 이동하는 스핀들; 상기 틸팅장치와 상기 스핀들을 외측에서 감싸며 지지하는 바디; 상기 바디의 일측에 장착되며, 상기 바디를 회전시키는 회전장치; 및 상기 바디의 내측에 지지된 상기 스핀들과 연결되며, 상기 스핀들을 전후이동시키는 전후구동장치를 포함하며, 상기 삽입홈은 상기 스핀들 일측에 상기 스핀들의 축방향과 일정각도 경사지게 내측으로 삽입되게 형성되며, 상기 스핀들은 상기 틸팅장치가 삽입된 상태에서 전후로 슬라이딩 이동하는 피스톤 핀홀 형상 가공기를 제공한다.
따라서, 클램프이동유닛과 전후구동장치를 이용하여 회전하면서 전후로 이동하는 스핀들의 경사진 삽입홈에 의해 보링바가 회전함으로 인하여 핀홀을 타원 및 프로파일 형상으로 가공할 수 있으며, 보링바와 틸팅장치 및 스핀들을 지지하는 바디를 제1서보모터에 의해 회전시키고, 제2서보모터와 보정기를 통해 회전운동을 직선운동으로 변환하여 회전하며서 전후로 이동하는 스핀들과 보링바에 의해 피스톤의 핀홀을 가공함으로 인하여 가공장치 전체가 흔들리는 것을 방지할 수 있다.

Description

피스톤 핀홀 형상 가공기{Finishing machine for pinhole of piston}

본 발명은 피스톤 핀홀 형상 가공기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피스톤의 핀홀을 좌우, 상하 타원형으로 가공하거나 곡선의 프로파일을 갖도록 가공하는 피스톤 핀홀 형상 가공기에 관한 것이다.

일반적으로 실린더 내에 마련되는 피스톤은 엔진의 폭발행정 시 발생되는 고온고압의 가스에 의해 직선왕복운동을 하며, 그와 연결된 커넥팅 로드를 통하여 크랭크축을 회전시켜 동력을 발생시키는 부품이다.

도 1은 일반적인 피스톤의 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 피스톤에는 몸통부를 관통하여 그 내부가 원기둥의 형상을 갖는 핀홀(11)이 형성되어 있다.

상기 핀홀(11)의 내부로는 원기둥 형상의 보링바가 삽입되고, 삽입된 보링바가 회전하며 승하강함으로 인하여 상기 핀홀(11)이 타원형으로 가공된다. 상기 피스톤(10)의 핀홀(11)을 타원형으로 가공하는 상기 보링바를 승하강시키기 위해서는 상기 보링바가 장착되는 가공부(미도시) 전체를 승하강시켜야 한다.

상기 피스톤(10)의 핀홀(11)을 타원형으로 가공하기 위해 보링바가 장착되는 가공부(미도시) 전체를 승하강 시키게 되면, 상기 핀홀(11) 가공 시 많은 흔들림이 발생하고, 그로 인하여 핀홀(11)이 정밀하게 가공되지 않거나, 핀홀(11)에 삽입된 보링바의 승하강운동에 의해 핀홀(11)이 파손되는 문제점이 발생한다.

본 발명은 일단에 보링바가 장착된 틸팅장치를 스핀들의 전후 이동에 의하여 회전시켜 피스톤의 핀홀을 좌우 및 상하로 경사진 타원형으로 가공하거나 곡선의 프로타일을 갖도록 가공하는 피스톤 핀홀 형상 가공기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 피스톤을 고정 장착하는 클램프장치와, 상기 클램프장치에 고정 장착된 피스톤의 핀홀 내경에 인입되어 내경을 가공하는 보링바와, 상기 보링바가 장착되는 틸팅장치와, 일측에 직경은 일정하되 축방향과 일정각도 경사지게 삽입홈이 형성되고, 상기 삽입홈으로 상기 틸팅장치가 삽입되어 상기 틸팅장치와 연결되며, 전후로 이동하는 스핀들과, 상기 틸팅장치와 상기 스핀들을 외측에서 감싸며 지지하는 바디와, 상기 바디의 일측에 장착되며, 상기 바디를 회전시키는 회전장치 및 상기 바디의 내측에 지지된 상기 스핀들과 연결되며, 상기 스핀들을 전후이동시키는 전후구동장치를 포함하며, 상기 삽입홈은 상기 스핀들 일측에 상기 스핀들의 축방향과 일정각도 경사지게 내측으로 삽입되게 형성되며, 상기 스핀들은 상기 틸팅장치가 삽입된 상태에서 전후로 슬라이딩 이동하는 피스톤 핀홀 형상 가공기를 제공한다.

본 발명에 따른 피스톤 핀홀 형상 가공기의 회전장치는 상기 바디의 일측에 장착되는 풀리와, 상기 바디를 회전시키는 회전력을 공급하는 제1서보모터와, 상기 풀리와 상기 제1서보모터를 연결하는 타이밍벨트를 포함할 수 있고, 상기 전후구동장치는, 상기 스핀들과 연결되는 커플링과, 상기 커플링과 연결된 스핀들을 전후로 이동시키는 동력을 공급하는 제2서보모터와, 상기 제2서보모터에서 발생되는 회전운동을 직선운동을 변환시키는 보정기를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 피스톤 핀홀 형상 가공기는 클램프장치를 지면과 수평 및 수직하게 이동시키는 클램프이동유닛을 더 포함할 수 있고, 클램프이동유닛은 상부에 상기 클램프장치가 장착되며, 상기 클램프장치를 상하로 이동시키는 X축슬라이드와, 상부에 상기 클램프장치가 장착되며, 상기 클램프장치를 좌우로 이동시키는 Y축 슬라이드를 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 피스톤 핀홀 형상 가공기의 상기 스핀들의 삽입홈에 삽입된 틸팅장치의 외경과 상기 삽입홈의 내경 사이에는 상기 스핀들의 마찰을 감소시키고 이동을 원활하게 하는 베어링이 구비될 수 있으며, 상기 바디에 삽입되는 틸팅장치와 상기 바디의 일측 사이에는 상기 틸팅장치와 상기 바디의 충격을 완화시키는 우레탄 재질의 충격완화부재가 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 피스톤 핀홀 형상 가공기는 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 클램프이동유닛과 전후구동장치를 이용하여 회전하면서 전후로 이동하는 스핀들에 의해 보링바가 타원형으로 회전함으로 인하여 핀홀을 타원 및 프로파일 형상으로 가공할 수 있다.

둘째, 보링바와 틸팅장치 및 스핀들을 지지하는 바디를 제1서보모터에 의해 회전시키고, 제2서보모터와 보정기를 통해 회전운동을 직선운동으로 변환하여 보링바에 의해 피스톤의 핀홀을 가공함으로 인하여 가공장치 전체가 흔들리는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 일반적인 피스톤의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 피스톤 핀홀 형상 가공기의 정면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 클램프장치와 바디 및 회전장치와 전후구동장치를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 바디를 확대하여 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 스핀들이 전후로 이동하는 상태를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 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 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 피스톤 핀홀 형상 가공기의 정면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 클램프장치와 바디 및 회전장치와 전후구동장치를 도시한 도면이며, 도 4는 도 3에 도시된 바디를 확대하여 도시한 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 스핀들이 전후로 이동하는 상태를 도시한 도면이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 피스톤 핀홀 형상 가공기(100)는, 클램프장치(110)와, 보링바(120)와, 틸팅장치(130)와, 스핀들(140)과, 바디(150)와, 회전장치(160)와, 전후구동장치(170)을 포함한다.

상기 클램프장치(110)는 피스톤을 고정 장착하는 장치이다. 상기 클램프장치(110)는 클램프이동유닛(180)에 의해서 지면과 수평방향 또는 수직방향으로 이동된다.

상기 클램프이동유닛(180)은 X축슬라이드(182)와 Y축슬라이드(184)로 이루어지며, 상기 클램프이동유닛(180)에는 상기 클램프장치(110)가 장착된다.

상기 X축슬라이드(182)는 상기 클램프장치(110)를 지면과 수직방향인 상/하로 이동시키는 역할을 하고, 상기 Y축슬라이드(184)는 상기 클램프장치(110)를 지면과 수평방향인 좌/우로 이동시키는 역할을 한다.

상기 X축슬라이드(182)와 상기 Y축슬라이드(184)는 각각의 구동수단(미도시)이 장착되어 상기 구동수단(미도시)에 의해 동작하는 것이 바람직하나, 하나의 구동수단(미도시)에 의해 상기 X축슬라이드(182)와 상기 Y축슬라이드(184)가 구동될 수 있다.

상기 보링바(120)는 상기 클램프장치(110)에 고정 장착된 피스톤의 내경을 가공하는 역할을 한다. 상기 보링바(120)는 상기 틸팅장치(130)에 장착되어 상기 클램프장치(110)에 고정 장착된 피스톤(200)의 핀홀(210) 내경에 인입되어 상기 피스톤(200)의 핀홀(210) 내경을 가공한다.

상기 보링바(120)가 장착된 상기 틸팅장치(130)는 스핀들(140)과 연결된다. 상기 스핀들(140)의 일측에는 직경은 일정하되 축방향과 일정각도 경사지게 삽입홈(142)이 형성되며, 상기 보링바(120)가 장착된 상기 틸팅장치(130)가 상기 삽입홈(142)으로 삽입됨으로 인하여 상기 틸팅장치(130)와 상기 스핀들(140)이 연결된다.

상기 스핀들(140)은 전후로 이동하면서 상기 보링장치(120)와 상기 틸팅장치(130)를 회전시키면서 전후로 이동시키는 역할을 하고, 상기 틸팅장치(130)가 고정된 상태에서 상기 스핀들(140)이 전후로 슬라이딩 이동함으로 인하여 상기 틸팅장치(130)에 장착된 상기 보링바(120)가 회전하면서 상기 피스톤(200)의 핀홀(210) 내경을 가공하게 된다.

상기 틸팅장치(130)가 삽입되는 삽입홈(142)의 내면은 상기 스핀들(140)의 일측에 직경은 일정하되 상기 스핀들(140)의 축방향과 일정각도 경사지게 형성된다. 상기 스핀들(140)의 삽입홈(142)이 상기 스핀들(140)의 축방향과 일정각도 경사지게 형성됨으로 인하여 후술되는 전후구동장치(170)에 의해 상기 스핀들(140)이 전후로 슬라이딩 이동하고 상기 보링바(120)가 상기 틸팅장치(130)와 후술되는 바디(150)에 의해 타원형으로 회전하면서 피스톤(200)의 핀홀(210)을 타원형으로 가공하게 된다.

상기 바디(150)는 상기 틸팅장치(130)와 상기 스핀들(140)을 외측에서 감싸며 지지하는 역할을 하며, 상기 바디(150)는 일측에 회전장치(160)가 장착되면서 상기 바디(150)의 스핀들(140)이 전후구동장치(170)와 연결된다.

상기 회전장치(160)는 상기 바디(150)의 일측에 장착되어 상기 바디(150)를 회전시키는 역할을 하며, 상기 회전장치(160)는 풀리(162)와, 제1서보모터(164)와 타이밍벨트(166)로 이루어진다.

상기 풀리(162)는 상기 바디(150)의 일측에 장착되고, 상기 제1서보모터(164)는 상기 바디(150)의 일측에 장착된 상기 풀리(162)를 회전시키는 회전력을 공급하며, 상기 타이밍벨트(166)는 상기 제1서보모터(164)의 회전력을 상기 풀리(162)로 전달하는 역할을 한다.

상기 바디(150)를 회전시키기 위한 동력을 공급하는 제1서보모터(164)의 회전력이 상기 타이밍벨트(166)를 이용하여 상기 바디(150)의 일측에 장착된 풀리(162)로 전달됨으로 인하여 상기 바디(150)가 회전하게 되고, 상기 바디(150)가 회전함으로 인하여 상기 바디(150)에 지지된 상기 보링바(120)와 상기 틸팅장치(130) 및 상기 스핀들(140)이 회전하게 된다.

상기 전후구동장치(170)는 상기 바디(150)의 내측에 지지된 상기 스핀들(140)과 연결되어, 상기 바디(150)의 스핀들(140)을 전후로 이동시키는 역할을 한다.

상기 전후구동장치(170)는 커플링(172)과 제2서보모터(174)와 보정기(176)로 구성되며, 상기 커플링(172)은 상기 전후구동장치(170)을 상기 스핀들(140)과 연결시키는 역할을 하고, 상기 제2서보모터(174)는 상기 스핀들(140)을 전후로 이동시키는 동력을 공급하는 역할을 하며, 상기 보정기(176)는 상기 제2서보모터(174)에서 발생되는 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 역할을 한다.

상기 제2서보모터(174)의 회전력을 상기 보정기(176)가 직선운동으로 변환한 후 상기 스핀들(140)과 연결된 커플링(172)로 전달함으로 인하여 상기 바디(150)에 장착된 상기 스핀들(140)이 전후로 이동하게 된다.

상기 스핀들(140)이 상기 회전장치(160)와 상기 전후구동장치(170)에 의해 회전하면서 전후로 이동함으로 인하여 상기 스핀들(140)의 경사진 삽입홈(142)에 삽입된 상기 틸팅장치(130)가 회전하며, 상기 틸팅장치(130)에 장착된 보링바(120)가 상기 스핀들(140)의 경사진 삽입홈(142)에 의해 상하 및 좌우로 이동하면서 회전하게 된다.

즉, 상기 클램프장치(110)에 고정 장착된 피스톤(200)의 핀홀(210)을 가공하는 보링바(120)가 상기 회전수단(160)과 상기 바디(150) 및 상기 스핀들(130)에 의해 회전하면서 상기 전후구동장치(170)와 상기 스핀들(130)에 의해 전후로 이동하면서 상기 스핀들(130)의 일측에 직경은 일정하되 상기 스핀들(140)의 축방향과 일정각도 경사지게 형성된 상기 삽입홈(132)에 의해 타원으로 회전함으로 인하여 피스톤(200)의 핀홀(210)을 원형이 아닌 타원형으로 가공하게 된다..

상기 스핀들(140)의 삽입홈(142)에는 베어링(B)이 구비된다. 상기 베어링(B)는 상기 삽입홈(142)의 내경과 상기 스핀들(140)의 삽입홈(142)에 삽입된 상기 틸팅장치(130)의 외경 사이에 구비되어 상기 스핀들(140)과 상기 틸팅장치(130)의 마찰을 감소시키고 상기 스핀들(140)의 슬라이딩 이동을 원활하게 하는 역할을 한다.

또한, 상기 바디(150)의 일측 내측에는 충격완화부재(190)가 구비된다. 상기 충격완화부재(190)는 상기 바디(150)에 삽입되는 틸팅장치(130)와 상기 바디(150)의 충격을 완화시키는 역할 및 상기 틸팅장치(130)을 외측에서 감싸며 지지하는 역할을 한다. 상기 충격완화부재(190)는 우레탄 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 피스톤 핀홀 형상 가공기(100)을 이용하여 피스톤(200)의 핀홀(210)을 가공하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

핀홀(210)의 내경을 가공하기 위한 피스톤(200)을 클램프장치(110)에 고정 장착하고, 상기 피스톤(200)의 핀홀(210)과 상기 핀홀(210)의 내경을 가공하는 보링바(120)의 위치를 조정하기 위해 상기 클램프장치(110)를 클램프이동유닛(180)을 이용하여 수평 및 수직방향으로 이동시킨다.

회전장치(160)를 구동시켜 보링바(120)가 장착된 틸팅장치(130)와 스핀들(140)을 외측에서 감싸며 지지하는 바디(150)을 회전시키고, 전후구동장치(170)을 작동시켜 상기 스핀들(140)을 전후로 이동시킴으로 인하여, 상기 스핀들(140)의 경사진 삽입홈(142)에 삽입된 틸팅장치(130)에 장착된 보링바(120)가 타원형으로 회전함으로 인하여 상기 보링바(120)가 피스톤(200)의 핀홀(210)을 타원형으로 가공하게 된다.

따라서, 클램프이동유닛과 전후구동장치를 이용하여 회전하면서 전후로 이동하는 스핀들의 경사진 삽입홈에 의해 보링바가 회전함으로 인하여 핀홀을 타원 및 프로파일 형상으로 가공할 수 있으며, 보링바와 틸팅장치 및 스핀들을 지지하는 바디를 제1서보모터에 의해 회전시키고, 제2서보모터와 보정기를 통해 회전운동을 직선운동으로 변환하여 회전하며서 전후로 이동하는 스핀들과 보링바에 의해 피스톤의 핀홀을 가공함으로 인하여 가공장치 전체가 흔들리는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100 : 피스톤 핀홀 형상 가공기 110 : 클램프장치
120 : 보링바 130 : 틸팅장치
140 : 스핀들 142 : 삽입홈
150 : 바디 160 : 회전장치
162 : 풀리 164 : 제1서보모터
166 : 타이밍벨트 170 : 전후구동장치
172 : 커플링 174 : 제2서보모터
176 : 보정기 180 : 클램프이동유닛
182 : X축 슬라이드 184 : Y축 슬라이드
190 : 충격완화부재 200 : 피스톤
210 : 핀홀

Claims

피스톤을 고정 장착하는 클램프장치;
상기 클램프장치에 고정 장착된 피스톤의 핀홀 내경에 인입되어 내경을 가공하는 보링바;
상기 보링바가 장착되는 틸팅장치;
일측에 직경은 일정하되 축방향과 일정각도 경사지게 삽입홈이 형성되고, 상기 삽입홈으로 상기 틸팅장치가 삽입되어 상기 틸팅장치와 연결되며, 전후로 이동하는 스핀들;
상기 틸팅장치와 상기 스핀들을 외측에서 감싸며 지지하는 바디;
상기 바디의 일측에 장착되며, 상기 바디를 회전시키는 회전장치; 및
상기 바디의 내측에 지지된 상기 스핀들과 연결되며, 상기 스핀들을 전후이동시키는 전후구동장치를 포함하며,
상기 삽입홈은 상기 스핀들 일측에 상기 스핀들의 축방향과 일정각도 경사지게 내측으로 삽입되게 형성되며, 상기 스핀들은 상기 틸팅장치가 삽입된 상태에서 전후로 슬라이딩 이동하는 피스톤 핀홀 형상 가공기.
청구항 1에 있어서,
상기 회전장치는,
상기 바디의 일측에 장착되는 풀리와,
상기 바디를 회전시키는 회전력을 공급하는 제1서보모터와,
상기 풀리와 상기 제1서보모터를 연결하는 타이밍벨트를 포함하는 피스톤 핀홀 형상 가공기.
청구항 1에 있어서,
상기 전후구동장치는,
상기 스핀들과 연결되는 커플링과,
상기 커플링과 연결된 스핀들을 전후로 이동시키는 동력을 공급하는 제2서보모터와,
상기 제2서보모터에서 발생되는 회전운동을 직선운동을 변환시키는 보정기를 포함하는 피스톤 핀홀 형상 가공기.
청구항 1에 있어서,
상기 클램프장치를 지면과 수평 및 수직하게 이동시키는 클램프이동유닛을 더 포함하는 피스톤 핀홀 형상 가공기.
청구항 4에 있어서,
상기 클램프이동유닛은,
상부에 상기 클램프장치가 장착되며, 상기 클램프장치를 상하로 이동시키는 X축슬라이드와,
상부에 상기 클램프장치가 장착되며, 상기 클램프장치를 좌우로 이동시키는 Y축 슬라이드를 구비하는 피스톤 핀홀 형상 가공기.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 스핀들의 삽입홈에 삽입된 스핀들의 외경과 상기 삽입홈의 내경 사이에는 상기 스핀들의 마찰을 감소시키고 이동을 원활하게 하는 베어링이 구비되는 피스톤 핀홀 형상 가공기.
청구항 1에 있어서,
상기 바디에 삽입되는 틸팅장치와 상기 바디의 일측 사이에는 상기 틸팅장치와 상기 바디의 충격을 완화시키는 우레탄 재질의 충격완화부재가 구비되는 피스톤 핀홀 형상 가공기.