KR101302141B1 - 축간 거리 조절이 자유로운 다축드릴장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다축드릴장치에 관한 것으로서 구체적으로 종래와 비교하여 다축드릴의 축간 거리 조절이 자유롭고, 조절된 축간 거리 유지가 안정적이며, 피가공물에 드릴링 작업시 드릴에 의한 반력에 의하여 드릴기 헤드에 변형이 발생하는 것을 예방할 수 있도록 개선된 축간 거리 조절이 자유로운 다축드릴장치에 관한 것이다.
본 발명에서는, 외부의 구동모터로부터 동력을 전달받아 연동하는 다수의 기어가 내장되는 드릴기 헤드; 상기 드릴기 헤드의 하방에 결합하는 것으로서 판체의 원주단에서 판체의 중심 방향을 향하여 판체의 저면에 오목하게 형성되는 다수의 슬라이드홈이 방사형으로 배치되고, 상기 각 슬라이드홈에는 그 길이 방향을 따라 다수의 위치 고정 볼트 체결공이 형성되며, 상기 슬라이드홈을 피한 위치의 판면에는 다수의 모델 원판 체결공이 형성되는 슬라이드용 면판; 상기 슬라이드용 면판의 하방 중심부에 착탈 가능하게 결합하는 모델 원판; 및 상기 각 슬라이드홈에 슬라이드 가능하게 장착되며 위치 고정 볼트가 상기 위치 고정 볼트 체결공에 결합하도록 하기 위한 위치 조절 장공이 길이 방향으로 형성되는 제1몸체와, 상기 제1몸체에서 하향 절곡되어 하방에 드릴을 장착하기 위한 어댑터가 결합하는 제2몸체로 이루어지는 슬라이딩 공구 홀더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 축간 거리 조절이 자유로운 다축드릴장치가 제공된다.

Description

축간 거리 조절이 자유로운 다축드릴장치{A multi-axial drill machine having an adjustable means of drill axial distances}

본 발명은 다축드릴장치에 관한 것으로서 구체적으로 종래와 비교하여 다축드릴의 축간 거리 조절이 자유롭고, 조절된 축간 거리 유지가 안정적이며, 피가공물에 드릴링 작업시 드릴에 의한 반력에 의하여 드릴기 헤드에 변형이 발생하는 것을 예방할 수 있도록 개선된 축간 거리 조절이 자유로운 다축드릴장치에 관한 것이다.

다축드릴장치는 한 개의 드릴기 헤드 하방에 2~12개의 드릴축을 수직으로 장착하여 플랜지 등에 일거에 구멍 가공을 할 수 있는 장치를 말한다.

도5에 도시한 바와 같이 플랜지(10)는 배관 등에 사용되는 연결구의 일종으로서 용도에 따라 다양한 직경과 구멍의 개수를 가지게 된다. 도면에서는 직경이 서로 다르고 볼트 체결공이 각각 4개씩 형성된 것을 예로 들었으나 볼트 체결공의 갯수는 규격이나 상황에 따라 다양하게 조정될 수 있다.

이렇듯 볼트 체결공과 직경이 다른 다양한 종류의 플랜지(10)에 볼트 체결공을 드릴 가공하는 경우 한 개의 드릴기 헤드에 다수의 드릴이 장착된 다축드릴장치를 사용하는 것이 일반적이다.

그런데, 종래의 다축드릴장치는 플랜지의 규격이 달라지면 드릴기 헤드를 그에 맞는 것으로 통째로 교체하여 장착해야 하므로 비용과 시간이 많이 소요되었으며 그에 따라 작업 효율이 저하되는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하고자 다축의 드릴축 간의 거리를 조절할 수 있도록 한 다축드릴장치가 공개된 바 있다. 도6은 종래의 축간거리 조절 다축드릴장치의 단면 구조도이고, 도7은 도6의 저면도이다.

이러한 다축드릴장치는 외부의 구동모터로부터 동력을 전달받는 동력 연결구(1)에 의하여 구동기어(3), 아이들기어(4) 및 스핀들기어(5)를 거친 회전력이 유니버설 조인트(6,9), 조인트 홀더(7), 조인트 핀(8)을 거쳐 어댑터(13)에 장착되는 드릴에 전달되도록 한 것이다.

드릴이 장착되는 브라켓(10)에는 조절 장공(10a)이 형성되고, 상기 조절 장공(10a)을 통하여 한 쌍의 볼트(15a,15b)가 각각 드릴기 헤드(2)의 체결홈(2a)과 체결공(2b)에 나사 결합하도록 되어 있다.

이러한 종래의 축간 거리 조절이 가능한 다축드릴장치의 경우 피가공물의 사이즈나 규격이 변화하면 그에 따라 브라켓(10)의 위치를 드릴기 헤드(2)의 반경 방향으로 변화시켜 볼트로 고정함으로써 축간 거리를 조절할 수 있다는 특징이 있다.

그러나 도시한 종래의 다축드릴장치의 경우 한 쌍의 볼트(15a,15b)로 브라켓(10)을 변경된 위치에 고정할 수는 있으나 피가공물에 구멍을 형성하는 과정에서 드릴의 반력과 진동으로 인하여 볼트(15a,15b)가 풀려 진동이 심해지거나 최악의 경우 드릴 등이 파손되는 문제가 있었다.

따라서 피가공물에 드릴 구멍을 형성하는 과정에서 드릴 반력이나 진동에 의한 영향력을 최소화하고 보다 안정적으로 다축 드릴 간의 축간거리를 조절할 수 있으며, 축간거리조절을 위한 교체 공정이 간단한 다축드릴장치를 개발할 필요가 생기게 되었다.

등록실용신안공보 실0137605 "목곡용 수직 다축 드릴링머신의 프레임셋트 결합장치" 실용신안공보 실1992-0008141 "다축 드릴링 머시인" 공개특허공보 제10-2009-0112964호 "다축드릴머신" 공개실용신안공보 실1999-004556 "전선 목드럼 좌판 및 와샤 다축드릴"

본 발명의 목적은 플랜지와 같은 피가공물에 드릴 구멍 가공을 함에 있어서 다양화되는 피가공물의 모델과 규격에 따라 다수의 드릴축들 간의 거리 조절이 자유롭고, 가공 과정에서 변화된 축간 거리 유지가 안정적이며, 드릴반력이나 진동에 따른 장치의 변형과 파손을 최소화할 수 있도록 개선된 다축드릴장치를 제공하는 것이다.

전술한 목적의 달성을 위하여 본 발명에서는, 외부의 구동모터로부터 동력을 전달받아 연동하는 다수의 기어가 내장되는 드릴기 헤드; 상기 드릴기 헤드의 하방에 결합하는 것으로서 판체의 원주단에서 판체의 중심 방향을 향하여 판체의 저면에 오목하게 형성되는 다수의 슬라이드홈이 방사형으로 배치되고, 상기 각 슬라이드홈에는 그 길이 방향을 따라 다수의 위치 고정 볼트 체결공이 형성되며, 상기 슬라이드홈을 피한 위치의 판면에는 다수의 모델 원판 체결공이 형성되는 슬라이드용 면판; 상기 슬라이드용 면판의 하방 중심부에 착탈 가능하게 결합하는 모델 원판; 및 상기 각 슬라이드홈에 슬라이드 가능하게 장착되며 위치 고정 볼트가 상기 위치 고정 볼트 체결공에 결합하도록 하기 위한 위치 조절 장공이 길이 방향으로 형성되는 제1몸체와, 상기 제1몸체에서 하향 절곡되어 하방에 드릴을 장착하기 위한 어댑터가 결합하는 제2몸체로 이루어지는 슬라이딩 공구 홀더;를 포함하여 구성되고, 상기 드릴기 헤드는 다수의 기어가 내장되는 드릴기 상부 헤드와, 상기 슬라이드용 면판이 결합하는 드릴기 하부 헤드와, 상기 드릴기 상부 헤드와 드릴기 하부 헤드를 연결하는 드릴기 중간 지지부로 이루어지며, 상기 드릴기 상부 헤드와 상기 드릴기 하부 헤드의 중심부에는 직립한 드릴 반력 저항구의 양측 선단부가 각각 결합하는 것을 특징으로 하는 축간 거리 조절이 자유로운 다축드릴장치를 제안한다.

한편, 상기 슬라이드용 면판의 외곽 테두리 부분에는 원주방향을 따라 다수의 체결공이 일정 간격으로 형성될 수 있다.

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본 발명에 의하면 한 번에 다수의 드릴 구멍을 일거에 가공함에 있어서 피가공물의 규격이 변화함에 따라 이에 대응하여 다수의 드릴축들 간의 축간 거리 조절이 용이할 뿐만 아니라 위치 고정된 드릴축들의 고정 상태가 매우 안정적이어서 피가공물이나 장비에 미치는 영향을 최소할 할 수 있으며 피가공물의 가공 품질이 향상된다.

또한 다양한 규격에 따라 일일이 드릴기 헤드 전체를 구비하여 교체할 필요가 없으므로 다품종 소량 생산에도 적합하며 비용 절감의 효과가 있다.

아울러, 피가공물에 대한 드릴 반력이나 진동이 최소화되므로 작업이 안정적이며 생산성이 향상된다.

도1은 본 발명에 따른 다축드릴장치의 개략적인 단면 구조도.
도2는 본 발명에 따른 슬라이드용 면판의 개략적인 저면도.
도3은 본 발명에 따른 모델 원판의 평면도.
도4는 본 발명에 따른 슬라이딩 공구 홀더를 하방에서 관찰한 외관 사시도.
도5는 피가공물인 다양한 사이즈의 플랜지의 외관 사시도.
도6은 종래의 축간거리 조절 다축드릴장치의 단면 구조도.
도7은 도6의 저면도.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구성과 작동원리에 관하여 상술한다.

도1은 본 발명에 따른 다축드릴장치의 개략적인 단면 구조도이다. 도시한 바와 같이 본 발명의 축간 거리 조절이 자유로운 다축드릴장치(100, 이하 설명의 편의를 위하여 간략히 다축드릴장치라고 약칭한다) 크게 드릴기 헤드(101), 상기 드릴기 헤드(101)의 하방에 결합하는 슬라이드용 면판(120), 상기 슬라이드용 면판(120)의 중심부 하방에 결합하는 모델 원판(140) 및 상기 슬라이드용 면판(120)에 슬라이드 가능하게 결합하는 다수의 슬라이딩 공구 홀더(130)를 포함하여 이루어진다.

상기 드릴기 헤드(101)는 그게 세 부분으로 구성될 수 있는데 외부의 구동모터로부터 동력을 전달받아 회전하는 다수의 기어들을 내장하는 드릴기 상부 헤드(101a)와 하방의 드릴기 하부 헤드(101b) 및 이 둘 간을 연결하는 드릴기 중간 지지부(101c)로 구성된다.

상기 드릴기 상부 헤드(101a)에는 외부의 구동모터에 의하여 회전하는 회전축이 결합하는 동력 연결구(102)가 형성되고, 그 하방에 다수의 기어군이 치합하여 회전 가능하게 배치된다.

즉 상기 회전축에 의하여 회전하는 구동기어(103)가 중앙에 배치되고, 상기 구동기어(103)에는 아이들 기어(104)가 치합하며, 상기 아디들 기어(104)에는 스핀들 기어(105)가 치합한다.

상기 스핀들 기어(105)에는 유니버설 조인트(111), 조인트 홀더(112), 조인트 핀(113), 유니버설 조인트(114)를 통하여 스핀들(115)이 동력 연결되어 회전한다.

상기 스핀들(115)의 하방에는 드릴(117)을 장착하기 위한 어댑터(133)가 마련된다.

상기 드릴기 하부 헤드(101b)의 저면에는 전체적으로 원형의 판상으로된 슬라이드용 면판(120)이 체결볼트(106)에 의하여 결합한다.

상기 슬라이드용 면판(120)의 중심부 직하방 저면에는 모델 원판(140)이 체결볼트(143)에 의하여 결합한다.

상기 슬라이드용 면판(120)의 후술할 슬라이드홈(122)에는 어댑터(133)와 드릴(117)이 장착되는 슬라이딩 공구 홀더(130)가 슬라이드용 면판(120)의 반경 반향으로 슬라이드 가능하게 결합하여 위치 고정 볼트(131b,131c)에 의하여 고정된다.

도2는 본 발명에 따른 슬라이드용 면판의 개략적인 저면도이고, 도3은 본 발명에 따른 모델 원판의 평면도이다.

상기 슬라이드용 면판(120)은 판체(121)의 저면에 다수의 슬라이드홈(122)이 오목하게 형성되어 방사형으로 배치된 것으로서 상기 각 슬라이드홈(122)은 판체(121)의 원주단에서 중심을 향하여 직선으로 형성된다.

도면에서 미설명부호 122a는 슬라이드홈(122)과 판체(121)의 판면이 이루는 경계 부분인 단턱부를 나타낸다. 후술할 슬라이딩 공구 홀더(130)를 상기 슬라이드홈(120)에 장착하여 판체(121)의 중심을 향하여 슬라이딩시키면 상기 단턱부((122a)에 의하여 슬라이딩 공구 홀더(130)의 직선 이동이 안내된다.

상기 슬라이드홈(122)의 바닥면에는 내경에 나사산을 가지는 다수의 위치 고정 볼트 체결공(122b)이 형성된다.

상기 판체(121)의 중앙부에는 내경에 나사산을 가지는 다수의 모델 원판 체결공(121a)이 도시한 바와 같이 형성된다. 피가공물의 사이즈나 종류에 따라 모델 원판(140)의 규격 역시 도면에 점선으로 표시한 바와 같이 달라지므로 상기 모델 원판 체결공(121a) 역시 이에 대응하도록 다수 개가 반경 방향으로 형성되도록 한다. 도면에서 점선은 판체(121)에 장착되는 다양한 규격의 모델 원판(140)의 원주단의 결합 위치를 나타낸 것이다.

상기 슬라이드용 면판(120)의 외곽 테두리부에는 도시한 바와 같이 다수의 체결공(123)이 원주방향을 따라 이격하여 형성되고, 상기 체결공(123)과 체결볼트(106)에 의하여 상기 슬라이드용 면판(120)이 상기 드릴기 하부 헤드(101b)에 고정 결합한다.

도3에 도시한 모델 원판(140)은 원형의 모델 판체(141)에 다수의 볼트 체결공(142)이 형성된 것으로서 슬라이드홈(122)에 장착되어 위치 고정되는 슬라이딩 공구 홀더(130)의 위치 기준점을 설정하는 역할을 한다.

즉, 다축드릴장치(100)로 구멍 가공을 하고자 하는 플랜지의 규격을 변경할 필요가 있는 경우 우선 피가공물인 플랜지의 사이즈에 대응하는 일정한 직경을 가지는 모델 원판(140)을 구비한 후 상기 모델 원판(140)을 체결볼트(143)에 의하여 슬라이드용 면판(120)에 고정 결합한다.

다음으로 상기 슬라이드홈(120)에 판체(121)의 원주단 측에서부터 슬라이딩 공구 홀더(130)의 선단부를 삽입한 후 상기 모델 원판(140)의 외주면에 닿을 때까지 밀어 넣는다.

이후 위치 고정 볼트(131b,131c)에 의하여 상기 슬라이딩 공구 홀더(130)를 상기 슬라이드홈(122)의 위치 고정 볼트 체결공(122b)에 결합하면 되는 것이다.

도4는 본 발명에 따른 슬라이딩 공구 홀더를 하방에서 관찰한 외관 사시도이다. 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 슬라이딩 공구 홀더(130)는 상하를 관통하도록 위치 조절 장공(131a)이 길게 형성된 제1몸체(131)와 상기 제1몸체(131)에서 하향 절곡하여 연장되는 제2몸체(132)로 이루어지며, 상기 제2몸체(132)의 하단에는 어댑터(133)가 결합한다.

상기 위치 조절 장공(131a)에는 한 쌍의 위치 고정 볼트(131b,131c)가 삽입하여 상기 슬라이드홈(122)에 형성되는 다수의 위치 고정 볼트 체결공(122b)들 중에서 선택되는 어느 한 쌍의 체결공에 나사 결합한다.

이상과 같은 구조를 가지는 본 발명의 다축드릴장치(100)에 의하면, 플랜지 등의 피가공물의 규격이 변경되는 경우 그에 해당하는 사이즈를 가지는 모델 원판(140)을 슬라이드용 면판(120)의 중앙부에 부착하여 고정한 후 다수의 슬라이딩 공구 홀더(130)를 슬라이드홈(122)에서 반경 방향으로 이동시켜 위치 설정한 후 위치 고정 볼트(131b,131c)로 위치 고정하면 된다.

위의 실시예에서는 드릴이 4개 장착되는 4축드릴장치를 예로 들어 설명하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 드릴축의 개수는 필요에 따라 2~12개 또는 그 이상으로 얼마든지 변경하여 적용할 수 있을 것이며 본 발명에서는 이를 배제하지 않는다.

이와 같이 위치 조정된 드릴축들을 가지는 다축드릴장치(100)를 사용하여 플랜지 등의 피가공물(10)에 드릴 구멍 가공 작업 등을 하는 경우에 드릴로부터 상부로 가해지는 반력과 진동에 의하여 슬라이드용 면판(120)이나 드릴기 헤드(101)에 변형이 발생할 수 있다.

이를 방지하기 위하여 본 발명에서는 드릴기 상부 헤드(101a)와 드릴기 하부 헤드(101b) 사이의 중앙부에 드릴 반력 저항구(150)를 고정하여 장착하고 있다.

구체적으로 본 실시예에서는 드릴기 하부 헤드(101b)의 중심에 원형의 센터블록(160)을 체결볼트(161)에 의하여 고정 결합하고, 직립의 드릴 반력 저항구(150)의 양측 선단부가 상기 드릴기 상부 헤드(101a)와 상기 센터블록(160)의 중심에 각각 결합하도록 하고 있다. 도면에서 미설명 부호 151은 막대 또는 봉 형상의 드릴 반력 저항구(150)의 하단부 외주면에 형성되는 나사부를 나타내며, 152는 너트를 나타낸다.

이와 같은 드릴 반력 저항구(150)에 의하면 피가공물과의 접촉으로 인하여 회전하는 드릴로부터 전해지는 상향 반력과 진동 및 편심력에 의하여 슬라이드용 면판(120) 등에 발생하는 변형을 방지할 수 있게 된다.

본 발명은 플랜지와 같은 피가공물의 드릴 구멍 가공, 구멍의 모서리 챔퍼 가공 등에 사용하기 위한 다축드릴장치에 관한 것으로서 피가공물의 규격 변화에 능동적으로 대처가 가능하고 다품종 소량생산의 경우에도 활용성이 높고 비용 경제적인 다축드릴장치에 관한 것이다. 따라서 피가공물에 다수의 구멍 가공을 일거에 수행하기 위한 제반 다축드릴장치에 적용하면 효과적일 것이다.

100: 다축드릴장치 101: 드릴기 헤드
101a: 드릴기 상부 헤드 101b: 드릴기 하부 헤드
101c: 드릴기 중간 지지부 102: 동력 연결구
103: 구동기어 104: 아이들 기어
105: 스핀들 기어 111,114: 유니버설 조인트
112: 조인트 홀더 113: 조인트 핀
115: 스핀들 117: 드릴
120: 슬라이드용 면판 121: 판체
122: 슬라이드홈 122b: 위치 고정 볼트 체결공
123: 체결공 130: 슬라이딩 공구 홀더
131: 제1몸체 131a: 위치 조절 장공
131b,131c: 위치 고정 볼트 132: 제2몸체
133: 어댑터 140: 모델 원판
141: 모델 판체 142: 볼트 체결공

Claims (3)

1. 외부의 구동모터로부터 동력을 전달받아 연동하는 다수의 기어가 내장되는 드릴기 헤드;
   상기 드릴기 헤드의 하방에 결합하는 것으로서 판체의 원주단에서 판체의 중심 방향을 향하여 판체의 저면에 오목하게 형성되는 다수의 슬라이드홈이 방사형으로 배치되고, 상기 각 슬라이드홈에는 그 길이 방향을 따라 다수의 위치 고정 볼트 체결공이 형성되며, 상기 슬라이드홈을 피한 위치의 판면에는 다수의 모델 원판 체결공이 형성되는 슬라이드용 면판;
   상기 슬라이드용 면판의 하방 중심부에 착탈 가능하게 결합하는 모델 원판; 및
   상기 각 슬라이드홈에 슬라이드 가능하게 장착되며 위치 고정 볼트가 상기 위치 고정 볼트 체결공에 결합하도록 하기 위한 위치 조절 장공이 길이 방향으로 형성되는 제1몸체와, 상기 제1몸체에서 하향 절곡되어 하방에 드릴을 장착하기 위한 어댑터가 결합하는 제2몸체로 이루어지는 슬라이딩 공구 홀더;를 포함하여 구성되고,
   상기 드릴기 헤드는 다수의 기어가 내장되는 드릴기 상부 헤드와, 상기 슬라이드용 면판이 결합하는 드릴기 하부 헤드와, 상기 드릴기 상부 헤드와 드릴기 하부 헤드를 연결하는 드릴기 중간 지지부로 이루어지며,
   상기 드릴기 상부 헤드와 상기 드릴기 하부 헤드의 중심부에는 직립한 드릴 반력 저항구의 양측 선단부가 각각 결합하는 것을 특징으로 하는 축간 거리 조절이 자유로운 다축드릴장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 슬라이드용 면판의 외곽 테두리 부분에는 원주방향을 따라 다수의 체결공이 일정 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 축간 거리 조절이 자유로운 다축드릴장치.

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