KR101756347B1 - 면취 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 면취 장치에 관한 것으로, 본 실시 예에 따른 면취 장치(100)는 면취기 본체(110); 면취기 본체에 회전 가능하게 설치되는 회전축(120); 피가공물의 면취를 위해 회전축의 출력축에 고정되는 회전날 커터(140); 및 회전날 커터의 출력토크의 불균형을 줄이기 위해 회전축에 고정되는 플라이휠 부재(150)를 포함한다. 플라이휠 부재(150)는 회전 관성 모멘트가 큰 원판 형상의 플라이휠 몸체(152)와, 출력축의 동심도 확보를 위해 플라이휠 몸체(152)의 외주면에 원주 방향을 따라 일정 간격으로 형성된 복수의 탭홀(154)에 삽입되는 세트스크류(154)를 포함할 수 있다.

Description

면취 장치{CHAMFERING MACHINE}

본 발명은 면취 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 출력 불균형을 줄이고 출력축의 동심도를 일정하게 유지할 수 있는 모서리 면취 장치에 관한 것이다.

일반적으로 면취 장치는 피가공물의 모서리를 라운딩하거나 절단면의 모서리에 대하여 모따기 등의 가공을 하기 위한 공구이다. 예를 들어, 조선 또는 해양 구조물 제작 시 피가공물의 모서리 부위에 도장 등이 박리하는 현상을 방지하기 위해 면취 작업이 수행된다. 면취 작업의 품질은 선박이나 해양 구조물의 수명에도 영향을 미치기 때문에 매우 중요하며, 선박과 해양 구조물의 수명 증대를 위해 더욱 치밀한 면취 작업이 요구된다. 대한민국 공개특허공보 2000-0063385호에는 모서리 면취 장치가 개시되어 있다.

종래의 면취 장치를 이용하여 면취 작업을 수행시, 작업자에 의해 피가공물의 모서리면에 가해지는 로터리 커터(rotary cutter)의 힘이 불균일하거나 피가공물의 표면이 불균일한 등의 이유로 로터리 커터와 피가공물 사이의 반력이 변동하게 되면, 면취 장치의 출력토크(회전력)가 불균형한 상태가 되어 면취 작업 품질이 저하된다. 또한, 면취 장치의 출력축의 동심도에 오차가 있을 경우, 진동이 발생하게 되며, 이에 따라 작업면이 불균일해지고, 작업자에게 진동이나 충격이 가해져 작업자의 근골격계 질환을 유발하는 등의 문제가 생길 수 있다.

KR2000-0063385 공개특허공보(A)

본 발명은 출력 불균형을 줄이고, 출력축의 동심도를 일정하게 유지할 수 있는 면취 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 면취 장치는 면취기 본체; 상기 면취기 본체에 회전 가능하게 설치되는 회전축; 상기 회전축의 출력축에 고정되어 피가공물을 면취시키는 회전날 커터; 및 상기 회전축에 고정되어 상기 회전날 커터의 출력토크의 불균형을 감소시키는 플라이휠 부재를 포함한다.

상기 플라이휠 부재는, 상기 회전축에 고정되고, 외주면에 원주 방향을 따라 일정 간격으로 복수의 탭홀을 구비한 원판 형상의 플라이휠 몸체; 및 상기 복수의 탭홀에 삽입되는 세트스크류를 포함할 수 있다.

상기 탭홀은 상기 플라이휠 몸체의 반경 방향으로 형성되고, 상기 세트스크류는, 상기 탭홀에 나사결합되어 상기 탭홀을 따라 상기 플라이휠 몸체의 반경 방향으로 위치가 조절될 수 있다.

상기 면취 장치는 상기 회전축의 말단 측에 베어링으로 회전 가능하게 지지되는 가이드 롤러를 더 포함하고, 상기 가이드 롤러는 적어도 상기 가이드 롤러의 외주면에 완충 부재를 가질 수 있다.

상기 완충 부재는 상기 가이드 롤러의 외주연 방향으로 요입된 홈부에 삽입되는 완충 재질의 링부재를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의하면 모서리 면취 작업 시 면취 장치의 출력 불균형을 줄이고, 출력축의 동심도를 일정하게 유지함으로써, 면취 품질을 향상시키고, 면취 작업 시 진동으로 인한 작업 효율성 저하를 방지할 수 있다.

본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 면취 장치(100)를 보여주는 부분 절개 측면도이다.
도 2는 도 1의 'A'부를 확대하여 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 면취 장치를 구성하는 회전날 커터(140)의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 면취 장치를 구성하는 회전날 커터(140)의 횡단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 면취 장치를 구성하는 회전축(120)의 횡단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 면취 장치를 구성하는 플라이휠 부재를 보여주는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 면취 장치를 구성하는 플라이휠 부재를 보여주는 평면도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 면취 장치의 일부분을 보여주는 단면도이다.

본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 공지된 구성에 대한 일반적인 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 생략될 수 있다. 본 발명의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다. 본 발명의 이해를 돕기 위하여, 도면에서 일부 구성은 다소 과장되거나 축소되어 도시될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 면취 장치는 피가공물의 모서리를 면취하기 위한 장치로서, 면취기 본체; 면취기 본체에 회전 가능하게 설치되는 회전축; 피가공물의 면취를 위해 회전축의 출력축에 고정되는 회전날 커터; 및 회전날 커터의 출력토크의 불균형을 줄이기 위해 회전축에 고정되는 플라이휠 부재를 포함한다. 플라이휠 부재는 회전 관성 모멘트가 큰 부재로서, 회전축의 회전 시에 출력을 저장하였다가 방출하는 기능을 통해 출력토크의 불균형을 줄이는데 기여한다. 일 실시 예로, 플라이휠 부재는 외주면에 복수의 탭홀을 구비한 원판 형상의 플라이휠 몸체와, 출력축의 동심도 확보를 위해 복수의 탭홀에 삽입된 세트스크류를 포함할 수 있다. 세트스크류는 탭홀 내에서 플라이휠 몸체의 반경 방향으로 위치가 조절될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 면취 장치(100)를 보여주는 부분 절개 측면도이다. 면취 장치(100)는 피가공물(10)의 모서리 부분에 면접하여 이동하면서 피가공물(10)의 모서리를 면취하는 기능을 수행하도록 제공될 수 있다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 면취 장치(100)는 면취기 본체(110), 회전축(120), 구동부(130), 회전날 커터(140), 플라이휠 부재(150) 및 가이드 롤러(160)를 포함한다.

면취기 본체(110)는 내부에 비어있는 공간을 갖는 케이스로서, 면취기 본체(110)의 내부 공간에 회전축(120)과, 구동부(130)가 설치된다. 회전축(120)은 면취기 본체(110)의 내면에 베어링(122)을 매개로 회전 가능하게 설치된다. 구동부(130)는 면취기 본체(110) 내에 설치되어 회전축(120)을 회전 구동시킨다.

일 실시 예로, 구동부(130)는 베어링(미도시)에 의해 면취기 본체(110) 내에 회전 가능하게 지지되어 에어의 구동력으로 제1 방향(도시에서 수평 방향)의 축을 중심으로 회전하는 구동축(미도시)과, 구동축의 회전력을 제1 방향과 수직인 제2 방향(도시에서 상하 방향)으로 설치된 회전축(120)에 전달하여 회전축(120)을 구동축과 직교되게 회전시키는 기어 부재(미도시)를 포함할 수 있다. 기어 부재는 구동축과 회전축(120)을 치합하는 베벨 기어로 제공될 수 있다.

면취기 본체(110)의 단부에는 고정너트링(112)이 베어링(114)으로 회전 가능하게 설치된다. 고정너트링(112)에는 원판 상의 안내플랜지(116)를 갖는 회전캡(118)이 용접이나 나사, 볼트 등의 수단으로 고정된다. 안내플랜지(116)는 피가공물의 상면(12)에 접촉되어 면취 장치(100)가 피가공물의 모서리를 따라 이동하도록 안내하는 기능을 갖는다.

도 2는 도 1의 'A'부를 확대하여 보여주는 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 회전날 커터(140)는 피가공물(10)의 모서리 면취를 위해 회전축(120)의 출력축(124)에 고정될 수 있다. 출력축(124)은 회전축(120)의 회전력이 회전날 커터(140)로 전달되는 회전축(120)의 부분으로서, 회전축(120)의 말단 측에 제공될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 면취 장치를 구성하는 회전날 커터(140)의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 면취 장치를 구성하는 회전날 커터(140)의 횡단면도이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 회전날 커터(140)는 외주면에 면취하고자 하는 라운드에 상응하는 곡면부(142)와, 톱니형 절삭부(144)를 가지며, 중심에는 회전축(120)의 삽입을 위한 축공(146)이 관통된다. 회전날 커터(140)는 이의 내주면에 형성된 단턱부를 고정볼트(128)의 돌출부(128a)에 의해 지지한 상태로 회전축(120)의 하부에 형성된 나사홈에 고정볼트(128)를 나사 체결함으로써 회전축(120)의 하단에 고정될 수 있다.

가이드 롤러(160)는 회전날 커터(140)의 하부에 위치하도록 회전축(120)의 말단 측, 예컨대 회전축(120)의 하단에 고정된 고정볼트(128)의 두부(128b) 외면에 베어링(162)으로 회전 가능하게 지지된다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 면취 장치를 구성하는 회전축(120)의 횡단면도이다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, 회전축(120)의 내부에는 에어가 유입되는 에어공(126)이 종방향으로 관통된다. 회전날 커터(140)의 톱니형 절삭부(144)에는 에어 배출홈(148)이 형성된다. 이에 따라, 회전축(120)의 에어공(126)을 통해 유입된 에어는 고정볼트(128)의 구멍(128c)과, 가이드 롤러(160)와 회전날 커터(140) 사이의 에어통로(164)를 통해 회전날 커터(140)의 에어 배출홈(148)으로 반사 배출된다.

상술한 구조를 갖는 면취 장치(100)는 면취기 본체(110)에 베어링(114)으로 회전되게 결합된 회전캡(118)의 안내플랜지(116)를 피가공물(10)의 상면(12)에 면접시키고, 안내플랜지(116)의 중심 구멍으로 돌출된 회전날 커터(140)의 곡면부(142)에 형성된 톱니형 절삭부(144)를 피가공물(10)의 모서리에 면접시키고, 회전날 커터(140)의 하부에 베어링(162)으로 설치된 가이드 롤러(160)를 피가공물(10)의 측면(14)에 면접시킨 상태로 모서리 면취를 수행하게 된다.

이때 안내플랜지(116)와 가이드 롤러(160)는 베어링(114,162)에 의해 회전되므로, 면취 장치(100)를 피가공물(10)의 모서리 부분에 긴밀히 면접시킨 상태로 피가공물(10)의 모서리를 따라 원활하게 이동시키면서 회전날 커터(140)를 회전시켜 모서리 면취 작업을 수행할 수 있다.

피가공물(10)의 모서리부 면취 작업시, 회전축(120)의 회전 작동을 위해 공급되는 에어의 일부는 회전축(120)에 관통된 에어공(126)와, 고정볼트(128)의 구멍(128c), 회전날 커터(140)와 가이드 롤러(160) 사이의 에어통로(164)를 통해 회전날 커터(140)의 에어 배출홈(148)으로 분사되면서 빠져나가게 된다. 이 과정에서 회전날 커터(140)가 압축 에어에 의해 공냉되고, 회전날 커터(140)와 면접된 피가공물(10)도 냉각되므로, 면취 장치(100)와 피가공물(10)의 과열을 방지할 수 있다. 또한, 회전날 커터(140)에 의해 절삭된 절삭칩이 압축에어에 의해 불어져 제거되므로, 절삭면이 잘 보이게 되고 칩에 의해 절삭작업이 방해되지 않게 된다.

그런데 상술한 면취 장치(100)를 이용하여 면취 작업 수행시, 작업자에 의해 피가공물(10)의 모서리면에 가해지는 회전날 커터(140)의 힘이 불균일하거나 피가공물(10)의 표면이 불균일한 등의 이유로 회전날 커터(140)와 피가공물(10) 사이의 반력이 변동하게 되면, 면취 장치(100)의 출력토크(회전력)가 불균형한 상태가 되어 면취 작업 품질이 저하된다. 또한, 면취 장치(100)의 출력축(124)의 동심도에 오차가 있을 경우, 진동이 발생하게 되며, 이에 따라 작업면이 불균일해지고, 작업자에게 진동이나 충격이 가해져 작업자의 근골격계 질환을 유발하는 등의 문제가 생길 수 있다. 이하에서 설명되는 실시 예는 출력토크의 불균형을 해소하고, 출력축의 동심도 오차를 줄여 면취 품질을 향상시키고, 작업자의 근골격계 질환을 방지할 수 있는 면취 장치를 제시한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 면취 장치를 구성하는 플라이휠 부재를 보여주는 사시도이다. 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 면취 장치를 구성하는 플라이휠 부재를 보여주는 평면도이다. 도 1, 도 2, 도 6 및 도 7을 참조하면, 플라이휠 부재(150)는 출력축(124)과 회전날 커터(140)의 출력토크의 불균형을 줄이기 위해, 회전날 커터(140) 상부 측의 회전축(120)에 고정된다.

플라이휠 부재(150)는 회전축(120) 및 회전날 커터(140)보다 큰 반경을 갖는 원통 형태의 부재로서, 회전 관성 모멘트가 크기 때문에, 회전축(120)의 회전 시에 출력을 저장하였다가 방출하는 기능을 통해 회전날 커터(140)의 출력토크 불균형을 줄이게 된다.

일 실시 예로, 플라이휠 부재(150)는 플라이휠 몸체(152)와, 세트스크류(156)를 포함할 수 있다. 플라이휠 몸체(152)는 원판 형상으로 이루어지고, 중심의 관통부(153)가 회전축(120)에 삽입되어, 용접, 볼트 등의 수단으로 고정된다. 플라이휠 몸체(152)의 외주면에는 원주 방향을 따라 일정 간격으로 복수의 탭홀(154)이 관통된다. 탭홀(154)은 플라이휠 몸체(152)의 반경 방향으로 형성될 수 있다.

세트스크류(156)는 출력축(124)의 동심도 확보를 위해 복수의 탭홀(154)에 삽입된다. 세트스크류(156)는 무두볼트로 제공될 수 있다. 세트스크류(156)는 탭홀(154)에 나사결합되어 탭홀(154)을 따라 플라이휠 몸체(152)의 반경 방향으로 위치가 조절될 수 있다. 각각의 탭홀(154) 내에서 세트스크류(156)의 위치를 조절함에 따라 플라이휠 부재(150)의 무게 중심이 조절되고, 이에 따라 면취 장치(100)의 출력축(124)의 동심도가 유지될 수 있다. 도시에서는 플라이휠 몸체(152)에 4개의 탭홀(154)을 가공하여 4개의 세트스크류(156)를 탭홀(154)에 삽입되어 있으나, 탭홀(154)과 세트스크류(156)의 개수 및 설치 위치는 다양하게 변형될 수 있다.

본 실시 예에 의하면, 출력토크(회전력)를 일정하게 유지하고, 출력축(124)의 동심도를 확보하여 피가공물의 모서리를 일정하게 가공하여 고품질의 표면 조도 및 작업 표면을 얻을 수 있으며, 작업 시 진동 저하로 작업자의 근골격계 질환을 예방하는 등 작업 효율을 높일 수 있다.

다른 한편으로, 면취 장치(100)를 정밀 가공 및 조립하더라도, 회전축(120)과 베어링(122) 사이에 약간의 유격이 발생할 수 있으며, 이로 인해 회전날 커터(140)의 회전 시 진동이 발생하게 된다. 이는 회전날 커터(140)와 피가공물(10)의 모서리 간에 진동을 유발하여 피가공물(10)의 가공 후 표면 조도와 면취 품질을 저하시키게 된다. 또한 피가공물(10)의 모서리가 일정하지 않은 경우, 진동에 의한 면취 품질 저하 문제가 발생할 수 있다. 이하에서, 회전날 커터(140)와 피가공물(10)의 모서리 간의 진동에 관계없이 고품질의 표면 조도 및 면취 품질을 얻을 수 있는 면취 장치의 실시 예에 대해 설명한다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 면취 장치의 일부분을 보여주는 단면도이다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 가이드 롤러(160)는 적어도 가이드 롤러의 외주면에 완충 부재(170,180)를 가질 수 있다. 완충 부재(170,180)는 가이드 롤러(160)의 외주연 방향으로 요입된 홈부(166,168)에 삽입되는 완충 재질의 링부재를 포함할 수 있다. 링부재는 오링(O-ring)(170), 고무나 우레탄 재질의 완충링(180) 등으로 제공될 수 있다.

본 실시 예에 의하면, 면취 작업 시 피가공물(10)의 모서리가 일정하지 않거나 회전축(120)이 진동하더라도, 회전축(120)의 진동이 직접 피가공물(10)의 측면(14)에 전달되지 않고 완충 부재(170,180)에 의해 완충되므로, 회전축(120)의 진동에 관계없이 일정한 면취 품질을 확보할 수 있다.

이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.

10: 피가공물 100: 면취 장치
110: 면취기 본체 112: 고정너트링
114: 베어링 116: 안내플랜지
118: 회전캡 120: 회전축
122: 베어링 124: 출력축
126: 에어공 128: 고정볼트
128a: 돌출부 128b: 두부
128c: 구멍 130: 구동부
140: 회전날 커터 142: 곡면부
144: 톱니형 절삭부 146: 축공
148: 에어 배출홈 150: 플라이휠 부재
152: 플라이휠 몸체 153: 관통부
154: 탭홀 156: 세트스크류
160: 가이드 롤러 162: 베어링
164: 에어통로 170,180: 완충 부재

Claims (5)

1. 면취기 본체;
   상기 면취기 본체에 회전 가능하게 설치되는 회전축;
   상기 회전축의 출력축에 고정되어 피가공물을 면취시키는 회전날 커터; 및
   상기 회전축에 고정되어 상기 회전날 커터의 출력토크의 불균형을 감소시키는 플라이휠 부재를 포함하며,
   상기 플라이휠 부재는,
   상기 회전축에 고정되고, 외주면에 원주 방향을 따라 일정 간격으로 복수의 탭홀을 구비한 원판 형상의 플라이휠 몸체; 및
   상기 복수의 탭홀에 삽입되는 세트스크류;를 포함하며,
   상기 탭홀은 상기 플라이휠 몸체의 반경 방향으로 형성되고,
   상기 세트스크류는, 상기 탭홀에 나사결합되며, 상기 출력축의 동심도가 확보되도록, 상기 탭홀을 따라 상기 플라이휠 몸체의 반경 방향으로 위치가 조절되어 상기 플라이휠 부재의 무게 중심을 조절하는 면취 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1 항에 있어서,
   상기 회전축의 말단 측에 베어링으로 회전 가능하게 지지되는 가이드 롤러를 더 포함하고,
   상기 가이드 롤러는 적어도 상기 가이드 롤러의 외주면에 완충 부재를 갖는 면취 장치.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 완충 부재는 상기 가이드 롤러의 외주연 방향으로 요입된 홈부에 삽입되는 완충 재질의 링부재를 포함하는 면취 장치.

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