KR101888928B1 - 축 가공물 검사용 지지 센터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축 가공물의 중심축을 정확하게 지지할 수 있는 축 가공물 검사용 지지 센터에 관한 것으로, 홀더의 선단에 장착되는 결합바디와, 상기 결합바디의 선단에 설치되며, 선단으로 갈수록 직경이 점차 감소하는 테이퍼형 구조를 가짐과 더불어 둘레면에는 검사하고자 하는 축 가공물에 접촉되는 복수의 지지볼이 구름 가능하게 설치된 볼헤드와, 상기 볼헤드의 선단으로부터 상기 볼헤드를 관통하여 상기 결합바디의 내부까지 삽입됨으로써, 상기 결합바디와 볼헤드를 결합시키는 체결핀을 포함하여 구성됨됨을 제시하며, 이를 통해 축 가공물의 중심축을 간편하면서도 정확하게 지지할 수 있어, 축 가공물의 형상 공차를 보다 정밀하게 검사할 수 있게 된다.

Description

축 가공물 검사용 지지 센터{THE CENTERING DEVICE FOR TUBULAR PARTS}

본 발명은 축 가공물 검사용 지지 센터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 축 가공물의 형상 공차를 보다 정밀하게 측정할 수 있도록 축 가공물의 중심축을 정확하게 지지할 수 있게 한 새로운 형태에 따른 축 가공물 검사용 지지 센터에 관한 것이다.

일반적으로 가공된 축의 공차 또는 치수를 측정함에 있어서는 프로브 또는 기타 게이지가 이용된다.

특히, 중공 축의 형상 공차를 측정하는 방법으로는 중공 축을 회전시키면서 프로브 등의 측정 장치를 이동시켜 진원도, 원통도, 동심도, 동축도 등을 측정하고 있다.

한국 등록실용신안공보 제0429308호에 기재된 바와 같은 종래 축 가공물 형상 공차 측정장치에서는 축 가공물의 일측을 주축으로 고정하고, 타측을 심압대에 설치된 센터로 지지한 상태에서 주축대로 상기 축 가공물을 회전시키는 구조가 나타나 있으며, 이러한 축 가공물의 고정을 위한 센터에 관련하여는 한국 등록실용신안공보 제0219066호, 한국 등록실용신안공보 제0453482호, 한국 등록실용신안공보 제0169103호에서와 같이 다양하게 제공되고 있다.

하지만, 전술된 종래 기술에 따른 축 가공물의 지지를 위한 센터는 단순히 축 가공물의 가공시 회전을 지지하는 센터로 사용되는 구성일 뿐 가공된 축 가공물을 검사하는 용도로의 사용에는 적합하지 않다는 문제점이 있다.

즉, 전술된 종래 기술들에 제공되는 센터는 축 가공물을 지지하는 테이퍼형의 헤드 부위가 전체적으로 회전되도록 이루어진 라이브 센터(live center)로 구성이기 때문에 이러한 헤드 부위의 동심도와 상기 축 가공물의 동심도가 정확히 일치되기란 극히 어렵고, 이렇게 헤드 부위의 동심도와 축 가공물의 동심도가 일치되지 않음에 따른 축 가공물의 편심 회전에 의해 허용 오차 범위 이내로 가공되었음에도 오차 범위를 벗어난 것으로 판단될 우려가 있을 뿐 아니라 오차 범위를 벗어나게 가공되었음에도 오차 범위 이내인 것으로 판단될 우려가 있는 것이다.

이를 고려할 때 상기 축 가공물의 검사를 위해 해당 축 가공물을 지지하는 센터의 경우에는 헤드가 회전되지 않는 데드 센터(dead center)로 구성하여야만 한다.

그러나, 이러한 데드 센터의 경우는 축 가공물에의 면접촉에 따른 마찰로 인해 사실상 축 가공물이 회전되지 못하여 사실상 정밀 검사를 수행할 수가 없다는 문제점을 가지고 있다.

대한민국 등록실용신안공보 제0429308호 대한민국 등록실용신안공보 제0219066호 대한민국 등록실용신안공보 제0453482호 대한민국 등록실용신안공보 제0169103호

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 축 가공물의 형상 공차를 보다 정밀하게 측정할 수 있도록 축 가공물의 중심축을 정확하게 지지할 수 있게 한 새로운 형태에 따른 축 가공물 검사용 지지 센터를 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명에 따른 축 가공물 검사용 지지 센터는, 홀더의 선단에 장착되는 결합바디와; 상기 결합바디의 선단에 설치되며, 선단으로 갈수록 직경이 점차 감소하는 테이퍼형 구조를 가짐과 더불어 둘레면에는 검사하고자 하는 축 가공물에 접촉되는 복수의 지지볼이 구름 가능하게 설치된 볼헤드와; 상기 볼헤드의 선단으로부터 상기 볼헤드를 관통하여 상기 결합바디의 내부까지 삽입됨으로써, 상기 결합바디와 볼헤드를 결합시키는 체결핀을 포함하여 구성됨;을 특징으로 한다.

여기서, 상기 볼헤드는, 테이퍼형의 외면 및 내면으로 이루어진 테이퍼캡과; 상기 테이퍼캡의 내,외면을 관통한 홀로써, 상기 테이퍼캡의 둘레를 따라 동심원상에 배치되는 복수의 홀딩공과; 상기 홀딩공에 각각 마련되며, 상기 테이퍼캡 내에 보유되며 일부분이 상기 홀딩공을 통해 상기 테이퍼캡 외부로 노출되는 지지볼을 포함하여 이루어짐;을 특징으로 한다.

그리고 상기 결합바디의 선단에는, 상기 테이퍼캡의 내부로 삽입되며, 둘레가 오목한 곡면으로 이루어져 상기 지지볼을 지지하는 볼지지단이 전방으로 돌출 형성됨;을 특징으로 한다.

그리고 상기 결합바디는, 상기 홀더의 전방에 배치되는 원주형의 몸체와; 상기 몸체보다 작은 직경을 가지고, 상기 몸체의 종단으로부터 후방으로 돌출되며, 상기 홀더의 결합홀에 장착되는 결합축과; 상기 몸체의 선단으로부터 전방으로 갈수록 직경이 점차 감소하는 형태의 테이퍼선단을 포함하여 이루어지며; 상기 볼지지단은 상기 테이퍼선단의 최소 직경 보다도 작은 직경을 가지고, 상기 테이퍼선단의 선단으로부터 전방으로 돌출됨;을 특징으로 한다.

또한, 상기 테이퍼캡의 내면에는, 선단 및 종단 내측 테두리를 따라 각각 돌출 형성되어, 상기 지지볼의 이탈을 방지하는 지지턱이 구비됨;을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 축 가공물 검사용 지지 센터에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에서는 축 가공물의 관내로 삽입되어 상기 축 가공물의 내경 모서리를 지지하는 볼헤드가 구비되며, 본 발명에 따른 축 가공물 검사용 지지 센터로써 축 가공물을 지지하면, 축 가공물의 내경 모서리가 상기 볼헤드의 지지볼에 접촉된 상태로 지지된다.

따라서, 최초 축 가공물 검사용 지지 센터를 이용한 상기 축 가공물의 지지 작업 시에 상기 축 가공물 검사용 지지 센터와 상기 축 가공물의 축이 서로 편심지게 위치된다 하더라도 상기 축 가공물은 그 자체의 축 중심을 기준으로 회전될 수 있기 때문에 축 가공물의 형상 공차를 정밀하게 측정할 수 있게 된 효과가 있다.

또한, 지지볼이 베어링의 역할을 동시에 수행함으로써 종래의 센터보다 간단한 구조를 가지면서도 수직방향 추력 및 수평방향 추력을 상쇄할 수 있어, 유지 보수가 용이해지고 부품값의 감소를 이룰 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 축 가공물 검사용 지지 센터의 바람직한 실시 예의 구성을 나타낸 분해 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 축 가공물 검사용 지지 센터의 바람직한 실시 예의 구성을 나타낸 분해 정단면도.
도 3은 본 발명에 의한 축 가공물 검사용 지지 센터가 조립된 상태를 나타낸 외관 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 축 가공물 검사용 지지 센터가 조립된 상태를 나타낸 정단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예를 구성하는 볼헤드의 상세 구성을 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명에 의한 축 가공물 검사용 지지 센터의 사용상태 예를 개략적으로 나타낸 정면도.
도 7은 본 발명에 의한 축 가공물 검사용 지지 센터가 축 가공물을 지지한 상태를 나타낸 정단면 확대도.

이하 본 발명에 따른 축 가공물 검사용 지지 센터의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 1 내지 도 7에는 본 발명에 의한 축 가공물 검사용 지지 센터의 바람직한 실시 예의 전체적인 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 즉, 도 1 및 도 2에는 본 발명에 의한 축 가공물 검사용 지지 센터의 바람직한 실시 예의 구성을 나타낸 분해 사시도 및 정단면도가 각각 도시되어 있으며, 도 3 및 도 4에는 본 발명에 의한 축 가공물 검사용 지지 센터가 조립된 상태를 나타낸 외관 사시도 및 정단면도가 각각 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명의 일 실시예를 구성하는 볼헤드의 상세 구성을 나타낸 사시도가, 도 6에는 본 발명에 의한 축 가공물 검사용 지지 센터의 사용상태 예를 개략적으로 나타낸 정면도가, 도 7에는 본 발명에 의한 축 가공물 검사용 지지 센터가 축 가공물을 지지한 상태를 나타낸 정단면 확대도가 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 축 가공물 검사용 지지 센터는, 홀더(100)와, 홀더(100)의 선단에 결합되는 동축의 결합바디(200)와, 결합바디(200)의 선단에 설치되는 볼헤드(300)와, 볼헤드(300)를 결합바디(200)에 고정시키는 체결핀(400)을 포함하여 구성되며, 특히 상기 볼헤드(300)는 테이퍼형 구조를 가짐과 더불어 복수의 지지볼(320)이 동심원 상에 배치됨으로써 축 가공물(T)을 피벗(Pivot) 회전 가능하게 지지할 수 있도록 한 것이다.

이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하도록 한다.

먼저, 홀더(100)는 축 가공물 검사용 지지 센터 전체를 지탱하기 위한 베이스가 되는 것으로, 심압대에 탈착되는 부분이다.

이와 같은 홀더(100)는 원주형의 자루부(110)와, 상기 자루부(110)의 선단을 구성하며 상기 자루부(110) 보다 큰 직경으로 이루어지는 장착부(120)로 이루어지며, 상기 장착부(120)의 선단에는 축방향으로 관통된 결합홀(122)이 마련된다.

여기서, 상기 자루부(110)는 후단으로 갈수록 직경이 점차 작아지는 테이퍼형으로 이루어질 수 있다.

다음으로, 결합바디(200)는 상기 장착부(120)의 선단에 결합되며, 상기 홀더(100)의 전방에 배치되는 원주형의 몸체(210)와, 상기 몸체(210)의 후방으로 돌출되는 결합축(220)을 포함한다.

상기 결합축(220)은 상기 결합홀(122)의 내형에 대응되는 원주형상으로 이루어지며, 상기 몸체(210)는 상기 결합축(220)보다 큰 직경의 원주형상으로 이루어진다. 따라서, 상기 결합축(220)이 상기 결합홀(122) 내에 삽입, 장착되면, 상기 몸체(210)는 후면이 상기 장착부(120)의 전면에 접한 상태로 상기 홀더(100)의 전방에 위치한다.

여기서, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 장착부(120)와 이에 결합된 결합축(220)을 축방향과 수직하게 관통하는 결합볼트를 통해 상기 홀더(100)와 결합바디(200)를 고정할 수 있다.

그리고 상기 몸체(210)의 선단에는, 상기 몸체(210)의 선단으로부터 전방으로 갈수록 직경이 점차 감소하는 형태의 테이퍼선단(212)이 일체로 형성된다.

그리고 상기 테이퍼선단(212)의 전면에는 상기 볼헤드(300)의 지지볼(320)을 지지하면서 볼 궤도의 역할을 수행하기 위한 볼지지단(214)이 전방으로 돌출 형성되는데, 자세한 구조는 이후 볼헤드(300)를 구체적으로 먼저 설명한 후에 설명하도록 한다.

볼헤드(300)는 축 가공물(T)을 지지하기 위한 것으로, 상기 결합바디(200)의 선단에 설치되며 선단으로 갈수록 직경이 점차 감소하는 테이퍼형 구조를 가진다. 그리고 복수의 지지볼(320)이 축을 기준으로 동심원 상에 배치된다.

더욱 상세하게, 상기 볼헤드(300)는 테이퍼형의 외면 및 내면으로 이루어진 테이퍼캡(310)과, 상기 테이퍼캡(310)의 내,외면을 관통한 홀로써 상기 테이퍼캡(310)의 둘레를 따라 동심원상에 배치되는 복수의 홀딩공(312) 및 상기 홀딩공(312)에 각각 마련되는 지지볼(320)을 포함한다.

여기서, 상기 테이퍼캡(310)은 상기 테이퍼선단(212)으로부터 연장되는 경사를 가진다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 테이퍼선단(212)과 그 전방에 상기 테이퍼캡(310)이 결합된 상태에서 전체적으로 전방으로 갈수록 직경이 점차 감소하는 테이퍼형 구조를 이룬다.

그리고 상기 홀딩공(312)은 상기 테이퍼캡(310)의 내,외면을 관통한 홀로써, 복수가 동심원 상에 등간격으로 배치된다.

그리고 상기 지지볼(320)은 상기 홀딩공(312)에 각각 마련되며, 상기 테이퍼캡(310) 내측에 보유된 상태에서 일부분이 상기 홀딩공(312)을 통해 상기 테이퍼캡(310) 외부로 노출된다. 즉, 상기 지지볼(320)은 상기 상기 홀딩공(312)의 외부로 일부분이 볼록하게 돌출된다.

또한, 상기 지지볼(320)은 상기 홀딩공(312)의 직경보다 큰 직경으로 이루어져, 상기 홀딩공(312)을 통해 외부로 이탈되지 못한다. 여기에 더해, 상기 테이퍼캡(310)의 내면에는 선단 및 종단 내측 테두리를 따라 각각 돌출 형성되는 지지턱(314)이 형성되어 있어, 상기 지지볼(320)이 상기 테이퍼캡(310)의 전방 및 후방으로의 이동이 방지된다.

즉, 상기 양측 지지턱(314) 사이에 마련된 공간 내에 상기 지지볼(320)이 보유되며, 상기 지지볼(320)은 상기 홀딩공(312) 및 양측 지지턱(314)을 통해 지지된 상태로 제자리에서 자유롭게 롤링된다.

한편, 전술한 바와 같이 상기 테이퍼선단(212)의 전면에는 볼지지단(214)이 전방으로 돌출 형성된다.

상기 볼지지단(214)은 상기 테이퍼선단(212)의 최소 직경 보다도 작은 직경을 가지며, 복수의 상기 지지볼(320)의 원형 배열 내부로 삽입 가능한 직경으로 이루어진다.

또한, 상기 볼지지단(214)은 둘레가 오목한 곡면으로 이루어져 상기 지지볼(320)을 지지한다. 여기서, 상기 볼지지단(214)의 곡면은 상기 지지볼(320)의 외면 곡률에 대응되게 형성된다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 지지볼(320)은 상기 테이퍼캡(310) 외측의 홀더(100), 내측의 볼지지단(214) 및 전, 후단 양측 내부의 지지턱(314)에 의해 모든 면이 감싸진 구조로 지지되며, 특히 상기 볼지지단(214)의 경우 상기 지지볼(320)을 지지하면서 상기 지지볼(320)의 구름 경로로 제공되는 볼 궤도의 역할을 함에 따라 상기 지지볼(320)에 지지되는 축 가공물(T)은 편심 회전되지 않고 해당 축 가공물(T)의 축 중심을 기준으로 정확히 회전될 수 있게 된다.

다음으로, 체결핀(400)은 상기 볼헤드(300)를 상기 결합바디(200)에 고정시키기 위한 것으로, 상기 볼헤드(300)의 선단에 걸리는 핀헤드(410)와, 상기 핀헤드(410)의 후면에서 후방으로 돌출되는 삽입단(420)을 포함한다.

상기 핀헤드(410)는 후단이 상기 테이퍼캡(310) 전면을 관통한 관통홀(316) 보다 큰 직경을 가지며, 상기 후단으로부터 선단으로 갈수록 직경이 점차 작아지는 테이퍼형 구조를 가진다.

여기서, 상기 핀헤드(410)는 상기 테이퍼캡(310)으로부터 연장되는 경사를 가진다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 체결핀(400)과 그 전방에 상기 볼헤드(300)가 결합된 상태에서, 상기 테이퍼캡(310)과 핀헤드(410)가 전체적으로 전방으로 갈수록 직경이 점차 감소하는 테이퍼형 구조를 이룬다.

그리고 상기 삽입단(420)은 상기 테이퍼캡(310)을 관통하여 상기 결합바디(200)의 선단에 형성된 삽입홀(216) 내에 삽입됨으로써, 상기 결합바디(200)와 볼헤드(300)를 결합시킨다.

또한, 상기 결합바디(200)를 축방향과 수직하게 관통하는 고정키(510)에 의해 상기 장착부(120)와 이에 결합된 결합축(220)이 고정된다. 이에 상기 삽입단(420) 일측에는 상기 고정키(510)에 대응하는 위치에 키홈(512)이 형성된다.

이하에서는 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 축 가공물 검사용 지지 센터의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

먼저, 본 발명에 따른 축 가공물 검사용 지지 센터로써 축 가공물(T)을 지지하기 위해서는, 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 축 가공물 검사용 지지 센터(10)를 심압대(20)에 설치한 후, 축 가공물(T) 일단을 주축(30)에 고정하고, 상기 심압대(20)를 축 가공물(T) 측으로 이동시켜 상기 축 가공물(T) 일단을 상기 축 가공물 검사용 지지 센터(10)로써 지지함으로써 고정한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 축 가공물 검사용 지지 센터(10)로써 축 가공물(T)을 지지하면, 상기 축 가공물 검사용 지지 센터(10)의 종단을 구성하는 체결핀(400) 및 볼헤드(300)가 상기 축 가공물(T)의 관내로 삽입된다.

이때 상기 축 가공물(T)이 지지 된 상태를 보면, 상기 축 가공물(T)의 내경 모서리가 상기 볼헤드(300)의 지지볼(320)에 접촉된 상태를 보인다.

따라서, 최초 축 가공물 검사용 지지 센터(10)를 이용한 상기 축 가공물(T)의 검사 작업 시에 상기 축 가공물 검사용 지지 센터와 상기 축 가공물(T)이 서로 편심지게 위치된다 하더라도 상기 축 가공물(T)은 그 자체의 축 중심을 기준으로 회전될 수 있기 때문에 축 가공물(T)의 형상 공차를 정밀하게 측정할 수 있게 된다.

또한, 이러한 상태에서 상기 주축(30)을 회전시켜 상기 축 가공물(T)이 회전하면, 상기 지지볼(320)은 상기 축 가공물(T)의 일단을 회전 지지한다. 더불어, 상기 지지볼(320)이 자유롭게 롤링 됨으로써, 상기 축 가공물(T)이 회전 시에 진동으로 인해 축이 어긋나는 형상이 억제된다.

전술한 본 발명에 의한 축 가공물 검사용 지지 센터의 바람직한 실시 예에서는 가공물 형상 공차 측정 장치를 예로 들었으나, 발명의 배경이 되는 기술에서 언급한 바와 같이 본 발명에 의한 축 가공물 검사용 지지 센터는 공작기계에서 가공물을 지지하기 위한 구조에도 적용될 수도 있다.

즉, 본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

축 가공물 검사용 지지 센터 : 10 심압대 : 20
주축 : 30 홀더 : 100
자루부 : 110 장착부 : 120
결합홀 : 122 결합바디 : 200
몸체 : 210 테이퍼선단 : 212
볼지지단 : 214 삽입홀 : 216
결합축 : 220 볼헤드 : 300
테이퍼캡 : 310 홀딩공 : 312
지지턱 : 314 관통홀 : 316
지지볼 : 320 체결핀 : 400
핀헤드 : 410 삽입단 : 420
고정키 : 510 키홈 : 512
축 가공물 : T

Claims (5)

1. 홀더(100)의 선단에 형성된 결합홀(122)에 분리 가능하게 장착되는 결합바디(200)와;
   상기 결합바디(200)의 선단에 분리 가능하게 설치되면서 둘레면은 선단으로 갈수록 직경이 감소하는 테이퍼형 구조로 형성되고, 상기 테이퍼형 구조의 둘레면에는 복수의 홀딩공(312)이 관통 형성됨과 더불어 이 홀딩공(312)으로 축 가공물에 접촉되는 복수의 지지볼(320)이 일부 노출되면서 구름 가능하게 설치된 볼헤드(300)와;
   상기 볼헤드(300)의 선단으로부터 볼헤드(300)를 관통하여 결합바디(200)에 삽입되면서 결합바디(200)와 볼헤드(300)를 결합시키는 체결핀(400)을 포함하고,
   상기 결합바디(200)의 선단에는 상기 볼헤드(300)의 내부로 삽입됨과 더불어 둘레가 오목한 곡면으로 이루어지면서 상기 지지볼(320)의 구름 경로로 제공되는 볼지지단(214)이 돌출 형성되고,
   상기 결합바디(200)는 상기 홀더(100)의 전방에 배치되는 원주형의 몸체(210)와, 상기 몸체(210)보다 작은 직경을 가짐과 더불어 상기 몸체(210)의 후방으로 돌출되면서 홀더(100)의 결합홀(122)에 장착되는 결합축(220)과, 상기 몸체(210)의 선단으로부터 전방으로 갈수록 직경이 점차 감소하도록 형성된 테이퍼선단(212)을 포함하며,
   상기 볼지지단(214)은 상기 테이퍼선단(212)의 최소 직경 보다도 작은 직경을 가지고, 상기 테이퍼선단(212)의 선단으로부터 전방으로 돌출됨;을 특징으로 하는 축 가공물 검사용 지지 센터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 볼헤드(300)는,
   테이퍼형의 외면 및 내면으로 이루어짐과 더불어 둘레를 따라 복수의 홀딩공(312)이 관통 형성된 테이퍼캡(310)과;
   상기 테이퍼캡(310) 내에 구름 가능하게 설치됨과 더불어 그 일부는 상기 테이퍼캡(310)의 각 홀딩공(312)을 관통하여 외부로 노출되도록 이루어진 지지볼(320)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 축 가공물 검사용 지지 센터.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 2 항에 있어서, 상기 테이퍼캡(310)에는,
   선단 및 종단 내측 테두리를 따라 각각 돌출 형성되어, 상기 지지볼(320)의 이탈을 방지하는 지지턱(314)이 구비됨;을 특징으로 하는 축 가공물 검사용 지지 센터.

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