KR101901998B1

KR101901998B1 - 보링헤드

Info

Publication number: KR101901998B1
Application number: KR1020170114024A
Authority: KR
Inventors: 조종효; 이열; 성호철
Original assignee: 조종효; 이열; 주식회사 대경기공
Priority date: 2017-09-06
Filing date: 2017-09-06
Publication date: 2018-09-27

Abstract

본 발명은 보링헤드에 관한 것으로서, 내부에 장착공간이 형성되고 일 측에는 서보모터가 장착되는 케이스; 상기 케이스의 상부에 결합되고 중앙으로 상기 기계 조작부의 작동에 따라 회전 기기와 결합 또는 분리되는 기기 결합축이 구비된 기기 결합부가 장착되는 상부 케이스; 상기 케이스의 장착공간에 배치되고 상기 회전 기기의 회전력을 공급받아 회전작동하는 회전축; 상기 케이스의 하부에 장착되고 서보모터의 작동에 따라 회전력을 전달하는 구동전달부; 상기 회전축과 결합되고 상기 구동전달부의 작동에 따른 접촉시 공구 결합구의 각도를 조절하는 하부 회전축; 및 상기 하부 회전축에 결합되고 공작물을 가공하는 공구가 결합되는 공구 결합구;를 포함한다.
본 발명에 따르면, 서보모터의 회전력을 나선결합구조를 가지는 구동전달부를 통해 정확하게 전달하고, 공구 결합구의 각도를 용이하게 조절할 수 있을 뿐만 아니라 종래의 기어로 구성되는 구동전달부에서 발생하는 백래시 현상을 제거할 수 있으며 U축으로 작동하여 선반작업으로 가능한 Taper hole, 나사절삭, 면삭 홈파기 구면절삭을 수행할 수 있으며, 발란스추로서 고속가공시 흔들림을 방지할 수 있다.

Description

보링헤드{Boring head}

본 발명은 공작물의 내경이나 외경을 가공하되, 선반(lathe) 작업을 대신하기 위한(보링&면삭) 보링헤드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 Taper hole,Grooving, Facing, 구면가공, 나사가공이 가능한 보링헤드에 관한 것이다.

일반적으로 보링(boring)은 드릴로 뚫은 구멍을 크게 하거나 구멍의 내벽면이 매끄럽지 못한 경우 보링바(borning bar)를 이용해 절삭가공을 해줌으로써 구멍의 직경을 확장시키거나 내벽면의 조도를 높이는 절삭가공을 말한다.

일 예로, 등록특허 제10-1575567호의 보링바에는 공작물의 내경이나 외경을 가공하기 위한 보링바에 있어서, 상기 보링헤드는 공작기계의 주축스핀들에 장착되는 생크와 일체로 형성된 몸체와, 상기 몸체에 형성된 새들체결홈에 결합되며 공작물의 절삭가공을 위한 보링바가 체결되는 새들과, 상기 새들의 위치를 이동시켜주는 다이얼을 포함하여 구성되며, 상기 새들의 저면에는 보링바가 끼워질 수 있는 보링바체결홈이 형성되고, 상기 새들의 일측에는 나사산이 형성된 축볼트가 일체로 형성되며, 상기 축볼트는 다이얼의 보스부와 나사로 결합되며, 상기 보스부는 베어링에 의해 회전만 가능한 상태로 결합되어 있어 다이얼이 회전되면 보스부 역시 회전되고 이로써 몸체에 체결된 상태에서는 회전되지 못하는 새들은 축스쿠류의 (U축)회전중심축 방향으로 이동되는 것이 특징인 가공범위를 확장시킨 2축 개념의 보링&면삭 만능보링헤드가 제안되었다.

그러나 종래의 보링헤드는 기어식으로 축과축 사이에 백래시가 발생할 경우, 다이얼의 회전에도 기어 및 축과축 사이 백래시 및 변형에의하여 이동되지 않거나 정확한 위치로 축볼트가 이동되어도 백래시로 인해 가공중 새들이 이동되어 상기 새들에 고정 결합되어 있는 보링헤드의 위치가 변함으로써 가공정밀도가 떨어지는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-0621752호 대한민국 실용신안공고 제20-1996-0006482호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 서보모터의 회전력을 나선결합구조를 가지는 구동전달부를 통해 정확하게 전달하고, 공구 결합구의 각도를 용이하게 조절할 수 있는 보링헤드를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 구동전달부의 동력전달구조를 단순화하여 조립 및 분해는 용이하면서도 비용은 절감할 수 있는 보링헤드를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명인 보링헤드는 내부에 장착공간이 형성되고 일 측에는 구동전달부와 결합되는 서보모터가 장착되는 케이스; 상기 케이스의 상부에 결합되고 중앙에는 상기 서보모터의 작동시 구동전달부를 통해 전달되는 회전력을 이용하여 승강 또는 하강작동하여 회전 기기와 결합 또는 분리되는 기기 결합축이 구비된 기기 결합부가 장착되는 상부 케이스; 상기 케이스의 장착공간에 배치되고 상기 회전 기기의 회전력을 공급받아 회전작동하는 회전축; 상기 케이스의 하부에 장착되고, 상기 서보모터의 작동에 따라 기기 결합부에 회전력을 전달할 수 있도록 상기 서보모터에 결합되는 수직 베벨기어, 상기 수직 베벨기어와 치합되는 수평 베벨기어, 상기 수평 베벨기어의 내부에 고정결합되는 중공형상의 회전 전달구, 상기 회전 전달구의 내부에 결합되고 상기 회전 전달구의 회전작동에 따라 승하강작동하는 승하강 작동구로 구성되는 구동전달부; 상기 회전축과 결합되고 상기 구동전달부의 작동에 따른 접촉시 공구 결합구의 각도를 조절하는 하부 회전축; 및 상기 하부 회전축에 결합되고 공작물을 가공하는 공구가 결합되는 공구 결합구;를 포함하고,
상기 상부 케이스의 일 측에는 케이스의 상부에 장착되는 기기 분리기와 결합되고, 전후진 작동에 따라 상기 기기 분리기를 승강 또는 하강 작동시키는 기계 조작부가 장착되며,
상기 구동전달부를 구성하는 회전 전달구와 승하강 작동구는 나선 결합되고, 상기 승하강 작동구의 하부에는 회전 전달구의 작동시 상기 승하강 작동구의 공회전을 방지할 수 있도록 승하강 고정핀 장착된다.

삭제

또한, 상기 공구 결합구는 상기 하부 회전축을 구성하는 하부 장착홈에 장착되고 내부에는 작동구 홈이 형성되는 경사 작동구; 상기 하부 회전축과 경사 작동구를 결합하고 작동구 홈을 따라 이동하는 작동핀; 및 상기 경사 작동구의 하부에 장착되고 하부에는 공구 결합홈이 형성되는 공구 결합구;를 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명에 따르면, 서보모터의 회전력을 나선결합구조를 가지는 구동전달부를 통해 정확하게 전달하고, 공구 결합구의 각도를 용이하게 조절할 수 있을 뿐만 아니라 종래의 기어로 구성되는 구동전달부에서 발생하는 백래시 현상을 제거할 수 있으며 U축으로 작동하여 선반작업으로 가능한 Taper hole, 나사절삭, 면삭 홈파기 구면절삭을 수행할 수 있으며, 발란스추로서 고속가공시 흔들림을 방지할 수 있다.

또한, 구동전달부의 동력전달구조를 단순화하여 조립 및 분해는 용이하면서도 비용은 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 보링헤드를 나타낸 측면도.
도 2는 본 발명에 따른 보링헤드를 나타낸 정단면도.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

이하, 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 참조로 설명하면, 1은 본 발명에 따른 보링헤드를 나타낸 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 보링헤드를 나타낸 정단면도이다.

본원발명인 보링헤드(100)는 케이스(200), 상부 케이스(300), 회전축(400), 구동전달부(500), 하부 회전축(600), 공구 결합구(700)를 포함한다.

상기 케이스(200)는 소정의 지름과 높이를 가지며 내부에 장착공간(220)이 형성된다.

여기서, 상기 케이스(200)는 원통 형상 이외에도 사각형이나 타원형 등의 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

그리고 상기 케이스(200)의 일 측에는 구동전달부(500)의 회전작동을 위하여 서보모터(820)가 장착된다.

즉, 상기 케이스(200)의 일 측에 장착되는 서보모터(820)는 구동전달부(500)에 정방향 또는 역방향의 회전력을 전달하여 상기 공구 결합구(700)의 각도를 조절하게 된다.

상기 상부 케이스(300)는 케이스(200)의 상부에 볼트 또는 나사 등의 체결구를 통해 결합되고 중앙에는 케이스 삽입공(320)이 형성된다.

여기서, 상기 상부 케이스(300)는 판재 형상으로 중앙에 케이스 삽입공(320)이 형성되고 하부에는 상기 케이스(200)와 고정 및 위치 안내를 위하여 케이스 위치돌기(340)가 형성된다.
또한, 상기 상부 케이스(300)에는 회전 기기(미도시)와 결합 또는 분리를 위하여 기계 조작부(840)가 장착된다.

그리고 상기 케이스 삽입공(320)에는 상기 기계 조작부(840)의 작동에 따라 회전 기기와 결합 또는 분리되는 기기 결합축(362)이 구비된 기기 결합부(360)가 장착된다.
즉, 상기 기계 조작부(840)는 상기 기기 결합축(362)이 형성된 기기 결합부(360)가 회전 기기와 결합 또는 분리하게 되고, 상기 기기 분리기(240)를 승강 또는 하강 작동시키게 된다.

삭제

상기 회전축(400)은 케이스(200)의 장착공간(220)에 배치된다.

그리고 상기 회전축(400)은 회전 기기의 회전력을 공급받아 회전작동하게 된다.

여기서, 상기 회전축(400)의 외면에는 원활한 회전작동 및 이동과 롤러, 링, 씰링 등의 단독 또는 조합하여 장착된다.

즉, 상기 회전축(400)은 회전 기기를 구성하는 연결축과 결합되어 상기 회전 기기의 작동시 회전력을 공급받아 공구 결합구(700)를 회전작동시키게 된다.

상기 구동전달부(500)는 상기 케이스(200)의 하부에 장착되고 서보모터(820)의 작동에 따라 회전력을 전달하게 된다.

그리고 상기 구동전달부(500)는 서보모터(820)에 결합되는 수직 베벨기어(510), 상기 수직 베벨기어(510)와 치합되는 수평 베벨기어(520), 상기 수평 베벨기어(520)의 내부에 고정결합되는 중공형상의 회전 전달구(530), 상기 회전 전달구(530)의 내부에 결합되고 상기 회전 전달구(530)의 회전작동에 따라 승하강작동하는 승하강 작동구(540)로 구성된다.

즉, 상기 구동전달부(500)는 서보모터(820)의 작동시 회전력이 수직 베벨기어(510)를 통해 수평 베벨기어(520)에 전달되고, 상기 수평 베벨기어(520)는 고정결합된 회전 전달구(530)를 회전작동시키며, 상기 회전 전달구(530)는 승하강 작동구(540)를 회전작동시켜 승하강 작동시키게 된다.

이때, 상기 회전 전달구(530)와 승하강 작동구(540)는 원활한 승하강 작동시 및 기어로 형성시 백래시의 문제점을 해결할 수 있도록 나선 결합된다.

또한, 상기 승하강 작동구(540)의 하부에는 회전 전달구(530)의 작동시 상기 승하강 작동구(540)의 공회전을 방지할 수 있도록 승하강 고정핀(550)이 장착된다.

상기 하부 회전축(600)은 회전축(400)의 하부에 결합된다.

그리고 상기 하부 회전축(600)은 구동전달부(500)의 작동에 따른 접촉시 하부에 결합되는 공구 결합구(700)의 각도를 조절하게 된다.

이를 위해, 상기 하부 회전축(600)를 상부에 상부 돌출부(620)가 형성되고, 하부에는 공구 결합구(700)와 결합을 위한 하부 장착홈(640)이 형성된다.

상기 공구 결합구(700)는 하부 회전축(600)에 결합되고 공작물의 외경 또는 내경을 가공하는 공구가 하부에 결합된다.

그리고 상기 공구 결합구(700)는 하부 장착홈(640)에 장착되고 내부에는 작동구 홈(722)이 형성되는 경사 작동구(720), 상기 하부 회전축(600)과 경사 작동구(720)를 결합하고 작동구 홈(722)을 따라 이동하는 작동핀(740), 상기 경사 작동구(720)의 하부에 장착되고 하부에는 공구 결합홈(762)이 형성되는 공구 결합부재(760)로 이루어진다.

즉, 상기 공구 결합구(700)는 경사 작동구(720)의 상부에 하부 회전축(600)을 결합하고, 하부에 공구 결합부재(760)를 장착하여, 하부 회전축(600)의 승하강에 작동에 따라 경사지게 작동하고, 상기 회전축(400)의 전달시 회전작동하게 된다.

이때, 상기 공구 결합구(700)의 내부에는 고속가공시 흔들림을 방지할 수 있도록 발란스추(770)가 장착된다.

상기와 같이 구성되는 보링헤드의 실시 예를 참조로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 소정의 지름과 높이를 가지며 내부에 장착공간(220)이 형성되고 일 측에는 구동전달부(500)의 회전작동을 위하여 서보모터(820)가 장착되는 케이스(200)를 형성한다.

먼저, 소정의 지름과 높이를 가지며 내부에 장착공간(220)이 형성되는 케이스(200)를 형성한다.
이때, 상기 케이스(200)의 일 측에는 구동전달부(500)의 회전작동을 위하여 서보모터(820)를 장착한다.

그리고 상기 케이스(200)의 상부에 판재 형상으로 중앙에 케이스 삽입공(320)이 형성되고, 하부에는 케이스(200)와 고정 및 위치 안내를 위하여 케이스 위치돌기(340)가 형성되며, 상기 케이스 삽입공(320)에는 기기 결합축(362)이 구비된 기기 결합부(360)가 장착되는 상부 케이스(300)를 장착한다.
이때, 상기 기기 결합부(360)는 기계 조작부(840)의 작동에 따라 연동작동하는 기기 분리기(240)의 승강 또는 하강 작동에 따라 회전 기기와 결합 또는 분리할 수 있게 된다.

다음으로, 상기 케이스(200)의 장착공간(220)으로 회전축(400)을 장착한 후, 상기 케이스(200)의 하부에 서보모터(820)에 결합되는 수직 베벨기어(510), 상기 수직 베벨기어(510)와 치합되는 수평 베벨기어(520), 상기 수평 베벨기어(520)의 내부에 고정결합되는 중공형상의 회전 전달구(530), 상기 회전 전달구(530)의 내부에 결합되고 상기 회전 전달구(530)의 회전작동에 따라 승하강작동하는 승하강 작동구(540), 상기 승하강 작동구(540)의 하부에 장착되고 회전 전달구(530)의 작동시 상기 승하강 작동구(540)의 공회전을 방지하는 승하강 고정핀(550)을 구성되는 구동전달부(500)를 장착한다.

그리고 상기 회전축(400)의 하부로 상부에 상부 돌출부(620)가 형성되고, 하부에는 공구 결합구(700)와 결합을 위한 하부 장착홈(640)이 형성되는 하부 회전축(600)을 장착한다.

다음으로, 상기 하부 회전축(600)의 하부로 하부 장착홈(640)에 장착되고 내부에는 작동구 홈(722)이 형성되는 경사 작동구(720), 상기 하부 회전축(600)과 경사 작동구(720)를 결합하고 작동구 홈(722)을 따라 이동하는 작동핀(740), 상기 경사 작동구(720)의 하부에 장착되고 하부에는 공구 결합홈(762)이 형성되는 공구 결합부재(760)로 이루어진 공구 결합구(700)를 장착하면 보링헤드(100)의 조립은 완료된다.

여기서 상기 보링헤드의 조립 순서는 상기와 다르게 구성될 수 있음을 밝힌다.

상기와 같이 구성되는 보링헤드의 사용상태를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 보링헤드(100)를 구성하는 공구 결합구(700)의 각도를 조절하고자 할 경우에는, 상기 서보모터(820)를 회전작동시킨다.

이후, 상기 구동전달부(500)는 서보모터(820)의 회전력을 수직 베벨기어(510)를 통해 수평 베벨기어(520)에 전달하고, 상기 수평 베벨기어(520)는 고정결합된 회전 전달구(530)를 회전작동시키며, 상기 회전 전달구(530)는 승하강 작동구(540)를 회전작동시켜 하강 작동시키게 된다.

다음으로, 상기 승하강 작동구(540)는 하부 회전축(600)의 상부를 가압하여, 상기 하부 회전축(600)와 연결된 공구 결합구(700)의 각도를 변경하게 된다.

이후, 상기 공구 결합구(700)는 공구 결합부재(760)에 공작물의 외경 또는 내경 가공에 따른 공구를 결합한 후, 상기 상부 케이스(300)의 상부에 결합되는 회전 기기의 회전력을 공급받아 공작물을 가공하면 된다.

다음으로, 상기 공구를 변경하고자 할 경우에는, 상기 공구의 역순으로 진행한 후, 상기 공구 결합구(700)에 새로운 공구를 결합한 다음, 상기와 같은 순으로 작업을 진행하면 된다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 보링헤드를 설명함에 있어 특정형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 보링헤드 200 : 케이스
220 : 장착공간 240 : 기기 분리기
300 : 상부 케이스 320 : 케이스 삽입공
340 : 케이스 위치돌기 360 : 기기 결합부
362 : 기기 결합축 400 : 회전축
500 : 구동전달부 510 : 수직 베벨기어
520 : 수평 베벨기어 530 : 회전 전달구
540 : 승하강 작동구 550 : 승하강 고정핀
600 : 하부 회전축 620 : 상부 돌출부
640 : 하부 장착홈 700 : 공구 결합구
720 : 경사 작동구 740 : 작동핀
760 : 공구 결합부재 820 : 서보모터
840 : 기계 조작부

Claims

내부에 장착공간이 형성되고 일 측에는 구동전달부와 결합되는 서보모터가 장착되는 케이스;
상기 케이스의 상부에 결합되고, 중앙에는 상기 서보모터의 작동시 구동전달부를 통해 전달되는 회전력을 이용하여 승강 또는 하강작동하여 회전 기기와 결합 또는 분리되는 기기 결합축이 구비된 기기 결합부가 장착되며, 하부에는 상기 케이스와 고정 및 위치 안내를 위하여 케이스 위치돌기가 형성되는 상부 케이스;
상기 케이스의 장착공간에 배치되고 상기 회전 기기의 회전력을 공급받아 회전작동하는 회전축;
상기 케이스의 하부에 장착되고, 상기 서보모터의 작동에 따라 기기 결합부에 회전력을 전달할 수 있도록 상기 서보모터에 결합되는 수직 베벨기어, 상기 수직 베벨기어와 치합되는 수평 베벨기어, 상기 수평 베벨기어의 내부에 고정결합되는 중공형상의 회전 전달구, 상기 회전 전달구의 내부에 결합되고 상기 회전 전달구의 회전작동에 따라 승하강작동하는 승하강 작동구로 구성되는 구동전달부;
상기 회전축과 결합되고 상기 구동전달부의 작동에 따른 접촉시 공구 결합구의 각도를 조절하는 하부 회전축; 및
상기 하부 회전축에 결합되고 공작물을 가공하는 공구가 결합되는 공구 결합구;를 포함하고,
상기 상부 케이스의 일 측에는 케이스의 상부에 장착되는 기기 분리기와 결합되고, 상기 기기 분리기를 승강 또는 하강 작동시키는 기계 조작부가 장착되며,
상기 구동전달부를 구성하는 회전 전달구와 승하강 작동구는 나선 결합되고, 상기 승하강 작동구의 하부에는 회전 전달구의 작동시 상기 승하강 작동구의 공회전을 방지할 수 있도록 승하강 고정핀 장착되는 것인 보링헤드.
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청구항 1에 있어서, 상기 공구 결합구는,
상기 하부 회전축을 구성하는 하부 장착홈에 장착되고 내부에는 작동구 홈이 형성되는 경사 작동구;
상기 하부 회전축과 경사 작동구를 결합하고 작동구 홈을 따라 이동하는 작동핀; 및
상기 경사 작동구의 하부에 장착되고 하부에는 공구 결합홈이 형성되는 공구 결합구;를 포함하여 이루어지는 보링헤드.