KR101485923B1 - 캠 샤프트 버 제거장치 및 방법 - Google Patents

캠 샤프트 버 제거장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

캠 샤프트 버 제거장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 캠 샤프트 버 제거장치는: 상호 대응되게 한 쌍으로 구비되고, 각각 회전가능하게 구비된 연삭롤러; 및, 캠 샤프트의 버를 제거할 수 있도록 상기 한 쌍의 연삭롤러 사이로 캠 샤프트를 왕복 이송시키는 캠 샤프트 이송부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 캠 샤프트의 버를 제거하는 작업이 자동화되도록 함으로써 작업시간이 감축되고, 인건비를 비롯한 작업 비용도 절감되며, 캠 샤프트로부터 버가 효과적으로 제거되도록 할 수 있다.

Description

캠 샤프트 버 제거장치 및 방법 {apparatus and method for removing burr from cam shaft}
본 발명은 캠 샤프트 버 제거장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 캠 샤프트의 성형과정 중에 생긴 버를 제거하기 위한 캠 샤프트 버 제거장치 및 방법에 관한 것이다.
캠 샤프트는 4 사이클 왕복형 엔진에서 흡기밸브와 배기밸브를 개폐하기 위한 캠이 설치되는 축으로서, 일반적으로 주조나 분말성형 가공 등을 통해 만들어지게 되는데, 이 성형과정에서 캠 샤프트의 외형을 형성하는 한 쌍의 캔의 개합으로 인해 캠 샤프트에서 돌출된 부위의 측면 중심부에는 버(burr)가 그대로 남게 된다.
이러한 캠 샤프트의 일 예가 대한민국 특허공개번호 제10-2004-0038087호(2004년05월08일자 공개, 이하 '특허문헌 1'이라 함) 등에 개시되어 있다.
그러나, 종래에는 캠 샤프트의 버를 제거하려면 사람이 직접 캠 샤프트의 표면을 문질러 버를 제거해야 하기 때문에 작업시간이 많이 소요되고, 작업에 따른 비용도 상승 되며, 버 제거가 효과적으로 이뤄지지 못할 수 있다는 문제점이 있다.
대한민국 특허공개번호 제10-2004-0038087호(2004년05월08일자 공개)
본 발명의 목적은, 캠 샤프트의 버를 제거하는 작업시간이 감축되고, 작업 비용도 절감되며, 작업 품질이 향상될 수 있는 캠 샤프트 버 제거장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따라, 캠 샤프트 버 제거장치는: 상호 대응되게 한 쌍으로 구비되고, 각각 회전가능하게 구비된 연삭롤러; 및, 캠 샤프트의 버를 제거할 수 있도록 상기 한 쌍의 연삭롤러 사이로 캠 샤프트를 왕복 이송시키는 캠 샤프트 이송부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 본 발명에 따른 캠 샤프트 버 제거장치는, 상기 연삭롤러의 회전을 구동하는 연삭 구동부와, 상기 캠 샤프트 이송부의 전후 왕복을 구동하는 이송 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 한 쌍의 연삭롤러는 본체 프레임에 상하로 구비되고, 상기 캠 샤프트 이송부는 중간에 캠 샤프트가 안착 되며 상기 한 쌍의 연삭롤러 사이로 상기 본체 프레임에 대해 슬라이딩 가능하게 구비된 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 캠 샤프트 버 제거장치는, 상기 한 쌍의 연삭롤러 간의 간격 및 위치를 조절할 수 있도록 상기 본체 프레임에 구비된 롤러 위치 조절부와, 상기 연삭롤러의 회전 및 상기 캠 샤프트 이송부의 전후 왕복을 제어할 수 있도록 상기 본체 프레임에 구비된 제어부를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 연삭롤러에는 회전시 캠 샤프트의 돌출된 부위 측면과 접촉되어 버를 제거하는 연삭 돌출부가 형성되며, 상기 연삭 돌출부는 단부가 오목하게 형성된 것이 바람직하다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따라, 캠 샤프트 버 제거방법은: 한 쌍의 연삭롤러 간의 간격 및 위치를 조절하는 단계; 상기 위치 조절된 한 쌍의 연삭롤러 사이로 슬라이딩 왕복되는 캠 샤프트 이송부에 캠 샤프트를 안착시키는 단계; 상기 캠 샤프트 안착 이후, 상기 한 쌍의 연삭롤러가 회전되게 상기 연삭롤러의 회전을 구동하는 단계; 및, 상기 연삭롤러가 회전되는 상태에서 캠 샤프트가 안착 된 상기 캠 샤프트 이송부가 상기 한 쌍의 연삭롤러 사이로 슬라이딩 왕복 되게 상기 캠 샤프트 이송부의 전후 왕복을 구동하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 캠 샤프트의 버를 제거하는 작업이 자동화되도록 함으로써 작업시간이 감축되고, 인건비를 비롯한 작업 비용도 절감되며, 캠 샤프트로부터 버가 효과적으로 제거되도록 할 수 있는 캠 샤프트 버 제거장치 및 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 캠 샤프트 버 제거장치를 전방에서 바라본 사시도,
도 2는 도 1의 캠 샤프트 버 제거장치를 후방에서 바라본 사시도,
도 3은 도 1의 연삭롤러를 확대 도시한 사시도,
도 4는 도 1의 캠 샤프트 이송부에 캠 샤프트가 안착되어 한 쌍의 연삭롤러 사이로 들어가기 전 상태를 도시한 사시도,
도 5는 도 4의 캠 샤프트가 한 쌍의 연삭롤러 사이를 통과하며 연삭되는 상태를 후방에서 바라본 사시도,
도 6은 도 5의 연삭롤러의 연삭 돌출부의 단부를 도시한 도면,
도 7은 도 3의 캠 샤프트 버 제거장치의 롤러 위치 조절부 및 제어부를 도시한 사시도,
도 8은 도 3의 캠 샤프트 버 제거장치의 본체 프레임에 연삭 구동부가 구비된 상태를 도시한 사시도,
도 9는 도 8의 롤러 위치 조절부의 구성을 도시한 측면도,
도 10은 본 발명에 따른 캠 샤프트 버 제거방법을 나타낸 공정 흐름도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 캠 샤프트 버 제거장치(10)는, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 장치의 전체적인 형상을 이루도록 구비된 본체 프레임(11)과, 본체 프레임(11)에 상하로 상호 대응되게 한 쌍으로 구비되고 각각 회전가능하게 구비된 연삭롤러(20)와, 캠 샤프트(1)의 버(burr)를 제거할 수 있도록 상기 한 쌍의 연삭롤러(20) 사이로 캠 샤프트(1)를 왕복 이송시키는 캠 샤프트 이송부(30)를 포함한다.
이에 따라, 캠 샤프트(1)의 버를 제거하는 작업이 자동화되도록 함으로써 작업시간이 감축되고, 인건비를 비롯한 작업 비용도 절감되며, 캠 샤프트(1)로부터 버가 효과적으로 제거되도록 할 수 있는 캠 샤프트 버 제거장치(10)를 제공할 수 있다.
캠 샤프트(1)의 돌출된 부위 측면 중심부에는 성형과정에서 캠 샤프트(1)의 외형을 형성하는 한 쌍의 캔(can)의 개합으로 인해 생긴 버가 그대로 남게 된다.
본 발명의 일실시예로서, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 연삭롤러(20)에는 회전시 캠 샤프트(1)의 돌출된 부위 측면과 접촉되어 버를 제거하는 연삭 돌출부(21)가 형성되며, 상하 연삭롤러(20)의 사이로 캠 샤프트(1)가 진입되어 연삭 돌출부(21)의 단부에 캠 샤프트(1)의 돌출되지 않은 부분이 접촉되더라도 캠 샤프트(1)의 파손을 방지하도록 연삭 돌출부(21)는 단부가 오목하게 형성된 것이 바람직하다.
이에 따라, 연삭롤러(20)의 연삭 돌출부(21)가 캠 샤프트(1)의 돌출되지 않은 부분으로 들어가 연삭롤러(20)의 회전에 의해 회전되며 캠 샤프트(1)의 돌출된 부위의 측면에 접촉하더라도 캠 샤프트(1)의 파손을 방지하며 돌출된 부위의 버 만을 효과적으로 제거할 수 있다.
캠 샤프트 이송부(30)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 중간에 캠 샤프트(1)가 안착 되며 한 쌍의 연삭롤러(20) 사이로 본체 프레임(11)에 대해 슬라이딩 되며 캠 샤프트(1)를 왕복 이송 가능하게 구비된다.
좀더 구체적으로, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 캠 샤프트 이송부(30)는 본체 프레임(11)에서 한 쌍의 연삭롤러(20)를 중심으로 좌우 대칭되게 구비되고, 중심부에는 캠 샤프트(1)가 안착 되도록 캠 샤프트 안착부(31)가 구비된다.
캠 샤프트 안착부(31)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 캠 샤프트 이송부(30)의 전후 왕복 방향에 가로방향으로 좌우 대칭되게 구비된 한 쌍의 안착 아암(33)을 갖는다. 캠 샤프트 안착부(31)에는 캠 샤프트(1)가 정위치(양단부의 측면 상 비대칭 되는 부분이 수직으로 세워지는 위치)에서 세팅된 후 안착 아암(33)의 가압에 의해 캠 샤프트(1)의 양단부가 캠 샤프트 이송부(30)에 고정되게 지지 되도록 안착 구동부(35)가 연결된다.
안착 구동부(35)는 유압 실린더나 전동 실린더로 구비될 수 있다.
이에 따라, 안착 아암(33)의 가압에 의해 캠 샤프트(1)가 캠 샤프트 이송부(30)에서 지지 되어 캠 샤프트 이송부(30)가 본체 프레임(11)에서 전후로 왕복 이송됨에 따라 상하로 구비되어 연삭을 위해 회전되는 한 쌍의 연삭롤러(20) 사이로 캠 샤프트(1)가 왕복 이송되도록 할 수 있다.
본 발명의 일실시예로서, 안착 아암(33)이 캠 샤프트(1)의 양단부를 지지하도록 좌우 한 쌍으로 대칭되게 구비된 것으로 설명하지만, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 안착 아암(33)이 캠 샤프트(1)를 길이방향의 중심부에서 가압하여 지지하도록 안착 아암(33)은 캠 샤프트 안착부(31)에서 중심부에 하나만 구비되도록 할 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 캠 샤프트 버 제거장치(10)는, 도 1 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 한 쌍의 연삭롤러(20)의 회전을 구동하는 연삭 구동부(40)와, 캠 샤프트 이송부(30)의 전후 왕복을 구동하는 이송 구동부(60)를 더 포함할 수 있다.
이에 따라, 연삭 구동부(40)와 이송 구동부(60)의 작동에 의해 한 쌍의 연삭롤러(20)의 회전과 캠 샤프트 이송부(30)의 왕복 이송이 구동됨으로써 캠 샤프트(1)의 버를 제거하는 작업이 자동화되도록 할 수 있다.
연삭 구동부(40)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 상하로 구비된 연삭롤러(20)의 회전을 각각 구동하도록 본체 프레임(11)에 두 개의 모터로 각각 구비되고, 각각의 연삭 구동부(40)와 연삭롤러(20)의 사이에는 벨트(belt)와 풀리(pulley)의 전동 구조로 된 연삭 전동부(50)가 구비된다.
이송 구동부(60)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 캠 샤프트 이송부(30)에 연결되게 본체 프레임(11)에 구비된 유압 실린더나 전동 실린더로 마련될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 캠 샤프트 버 제거장치(10)는, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 한 쌍의 연삭롤러(20) 간의 간격 및 위치를 조절할 수 있도록 본체 프레임(11)에 구비된 롤러 위치 조절부(70)와, 연삭롤러(20)의 회전 및 캠 샤프트 이송부(30)의 전후 왕복을 제어할 수 있도록 본체 프레임(11)에 구비된 제어부(80)를 더 포함할 수 있다.
롤러 위치 조절부(70)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 본체 프레임(11)의 일측에서 한 쌍의 연삭롤러(20)에 각각 대응되게 기어 스크류 전동 구조로 연결된 한 쌍의 핸들 형태로 구비되어 상하 연삭롤러(20) 간의 이격된 간격을 미세하게 조절하고 연삭롤러(20)의 수평 위치를 미세하게 조절한다.
좀더 구체적으로, 롤러 위치 조절부(70)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 상부에 한 쌍으로 구비되어 어느 하나는 상부의 연삭롤러(20)에 연계되고 다른 하나는 하부의 연삭롤러(20)에 연계된 조절 핸들(71)과, 한 쌍의 조절 핸들(71) 각각의 하부에 수직한 길이방향을 갖도록 구비되고 외주면에 나사산이 형성된 한 쌍의 조절봉(73)과, 한 쌍의 조절봉(73) 각각에 결합되어 상하로 승강 가능하게 구비되고 상하 연삭롤러(20) 각각의 높이가 고정되게 구비된 지지블록(75)과, 한 쌍의 조절봉(73) 및 조절 핸들(71)의 수평위치를 좌우로 변경 가능하도록 본체 프레임(11)의 하부에 볼트 너트 체결 구조로 된 수평 고정부(77)를 포함한다.
제어부(80)는, 도 3 및 도 7에 도시된 바와 같이, 안착 구동부(35), 연삭 구동부(40) 및 이송 구동부(60)에 전기적으로 연결되게 본체 프레임(11)의 일측에 구비된다.
연삭 구동부(40), 이송 구동부(60), 안착 구동부(35) 및 제어부(80)에 전원을 공급하는 전원부는 본체 프레임(11)과는 별도로 구비될 수 있다.
이에 따라, 롤러 위치 조절부(70)에 의해 상기 한 쌍의 연삭롤러(20) 간의 간격 및 위치가 미세하게 조절되도록 함으로써 캠 샤프트(1)의 버 제거시 캠 샤프트(1)가 뒤틀리게 되는 등의 오차를 미리 보정 할 수 있고, 제어부(80)에 의해 안착 구동부(35), 연삭 구동부(40) 및 이송 구동부(60)의 작동이 제어됨으로써 캠 샤프트(1)의 버를 제거하는 작업이 자동화되도록 할 수 있다.
이러한 구성에 의해, 본 발명에 따라 캠 샤프트(1)의 성형과정 중에 생긴 버를 캠 샤프트(1)로부터 제거하는 방법을 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 롤러 위치 조절부(70)를 통해 본체 프레임(11)의 중간부에서 상하 한 쌍으로 구비된 연삭롤러(20) 간의 간격 및 위치를 조절한다(S10).
이때, 한 쌍의 연삭롤러(20) 간의 간격은 각각의 연삭 돌출부(21)의 단부가 캠 샤프트 이송부(30)에 의해 이송되어 온 캠 샤프트(1)의 돌출되지 않은 부분으로 들어가 회전시 연삭 돌출부(21)의 측면이 캠 샤프트(1)의 돌출된 부위 측면과 접촉될 수 있을 정도로 맞춰지는 것이 바람직하다.
다음에, 캠 샤프트 이송부(30)의 중간에 캠 샤프트(1)를 넣고 캠 샤프트(1)가 정위치로 세팅되도록 안착 구동부(35)를 작동시켜 캠 샤프트 안착부(31)의 안착 아암(33)이 캠 샤프트(1)의 양단부를 가압하도록 하여 캠 샤프트 이송부(30)에 캠 샤프트(1)를 안착시킨다(S20).
상기 캠 샤프트(1)의 안착 단계(S20) 이후에, 상기 위치 조절된 한 쌍의 연삭롤러(20)가 회전되게 제어부(80)를 통해 연삭 구동부(40)를 제어하여 연삭롤러(20)의 회전을 구동시킨다(S30).
그리고, 단계 30 이후에, 연삭롤러(20)가 회전되는 상태에서 캠 샤프트(1)가 안착 된 캠 샤프트 이송부(30)가 상기 위치 조절된 한 쌍의 연삭롤러(20) 사이로 슬라이딩 왕복 되게 제어부(80)를 통해 이송 구동부(60)를 제어하여 캠 샤프트 이송부(30)의 전후 왕복을 구동시킨다(S40).
이때, 캠 샤프트 이송부(30)에 의해 이송되는 캠 샤프트(1)가 한 쌍의 연삭롤러(20) 사이로 이송된 위치에서는 캠 샤프트 이송부(30)의 이송이 잠시 중단되도록 제어부(80)는 이송 구동부(60)를 제어할 수도 있다.
이에, 본 발명에 따르면, 캠 샤프트(1)의 버를 제거하는 작업이 자동화되도록 함으로써 작업시간이 감축되고, 인건비를 비롯한 작업 비용도 절감되며, 캠 샤프트(1)로부터 버가 효과적으로 제거되도록 할 수 있는 캠 샤프트 버 제거장치(10) 및 방법을 제공할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
11 : 본체 프레임 20 : 연삭롤러
21 : 연삭 돌출부 30 : 캠 샤프트 이송부
40 : 연삭 구동부 60 : 이송 구동부
70 : 롤러 위치 조절부 80 : 제어부

Claims (6)

  1. 상호 대응되게 한 쌍으로 구비되고, 각각 회전가능하게 구비된 연삭롤러(20); 및
    캠 샤프트(1)의 버를 제거할 수 있도록 상기 한 쌍의 연삭롤러(20) 사이로 캠 샤프트(1)를 왕복 이송시키는 캠 샤프트 이송부(30);를 포함하고,
    상기 연삭롤러(20)에는 회전시 캠 샤프트(1)의 돌출된 부위 측면과 접촉되어 버를 제거하는 연삭 돌출부(21)가 형성되며,
    상기 연삭 돌출부(21)는 단부가 오목하게 형성된 것을 특징으로 하는 캠 샤프트 버 제거장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연삭롤러(20)의 회전을 구동하는 연삭 구동부(40)와,
    상기 캠 샤프트 이송부(30)의 전후 왕복을 구동하는 이송 구동부(60)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캠 샤프트 버 제거장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 연삭롤러(20)는 본체 프레임(11)에 상하로 구비되고,
    상기 캠 샤프트 이송부(30)는 중간에 캠 샤프트(1)가 안착 되며 상기 한 쌍의 연삭롤러(20) 사이로 상기 본체 프레임(11)에 대해 슬라이딩 가능하게 구비된 것을 특징으로 하는 캠 샤프트 버 제거장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 한 쌍의 연삭롤러(20) 간의 간격 및 위치를 조절할 수 있도록 상기 본체 프레임(11)에 구비된 롤러 위치 조절부(70)와,
    상기 연삭롤러(20)의 회전 및 상기 캠 샤프트 이송부(30)의 전후 왕복을 제어할 수 있도록 상기 본체 프레임(11)에 구비된 제어부(80)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캠 샤프트 버 제거장치.
  5. 삭제
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