KR101962794B1 - 대형 금속 구조물의 표면 연마 지그 - Google Patents

대형 금속 구조물의 표면 연마 지그 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 몸체부(12), 전면의 중앙 부위에서 내측 방향으로 일정 깊이를 가지며 각기 △t1의 폭으로써 상호 직교하며 형성되는 수평삽입홈(142) 및 수직삽입홈(144) 각각이 마련되어 몸체부(12)의 전방 부위에 구비되는 제1결합부(14), 몸체부(12)의 후단 부위에 마련되어 좌우 각각으로 일정 길이 돌출되는 이탈방지부(16)로 이루어지는 합성수지 재질의 지그본체(10); 전면 부위에 일정 곡률을 이루는 가압면(23)이 마련되는 가압부(22), 가압부(22)의 후면 부위에서 상호 간에 직교하며 △t2(△t2 〉△t1)의 폭으로써 돌출되어 형성되되 지그본체(10)의 수평삽입홈(142) 및 수직삽입홈(144) 각각에 삽입되는 수평삽입단(242) 및 수직삽입단(244)이 마련되는 제2결합부(24)가 구비되는 우레탄 재질의 연마지지체(20); 연마지지체(20)의 가압면(22)에 밀착 결합되는 연마시트(30);
Figure 112017124162042-pat00004
구조의 단면을 가지되 내면의 상측 좌우 각각에 지그본체(10)의 제1경사밀착면(122)에 대응되는 제2경사밀착면(42)이 형성되고, 상면에는 지그본체(10)의 체결홈(124)에 대응되는 복수 개의 체결공(44)이 형성되어, 지그본체(10)의 제1결합부(14) 및 이탈방지부(16) 사이의 상면 및 측면 부위 각각에 결합되는 금속 재질의 보호덮개(40);를 포함하는 대형 금속 구조물의 표면 연마 지그를 제공한다.

Description

대형 금속 구조물의 표면 연마 지그{Zig apparatus for grainding surface of heavy metal structure}
본 발명은 대형 금속 구조물의 표면을 연마하는 지그에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 홀더와의 결합이 반복되더라도 결합 부위의 손상에 따른 체결력 저하가 발생하지 않고 다양한 방향에 따라 장시간 매우 안정적인 연마 작업이 가능한 지그에 관한 것이다.
선박이나 발전을 위한 대형 엔진에 사용되는 크랭크 샤프트는 엔진의 실린더 내부에서 왕복 운동하는 피스톤의 직선 운동을 회전운동으로 변환시키기 위한 동력 변환축의 일종으로, 일정 길이를 가지는 환봉 형상의 소재 금속을 일정 온도로 가열한 다음 형단조, 절삭 등의 방법으로 제작하게 된다.
제작된 크랭크 샤프트는 형단조 및 절삭 가공 과정에서 발생되는 스크래치 등에 의해 그 표면이 매우 거칠다. 크랭크 샤프트에 있어 특히 크랭크 스로우는 피스톤과 연결되는 부위로서 크랭크 스로우의 표면 거칠기는 동력 전달 과정에서 마찰 요인으로 작용할 수 있어 일정 수준 이상의 표면 조도가 필요하다.
이로 인해, 크랭크 샤프트가 제작되면 별도의 연마기구를 이용하여 크랭크 샤프트의 표면에 대한 연마 작업을 수행하고 있는데, 종래 관련 업계에서 보편적으로 사용하는 방식은 막대 형상으로 이루어지는 합성수지 재질의 지그 일측에 연마시트를 결합하고, 체결볼트를 이용하여 지그 타측 부위를 홀더에 단순히 고정한 다음, 일정 속도로 회전하는 크랭크 샤프트의 표면에 연마시트 부위를 밀착시키는 것이었다.
하지만, 이러한 방식을 사용하기 위해서는 지그를 홀더에 매우 긴밀하게 구속할 필요가 있는데, 지그 자체가 합성수지 재질로 이루어진다는 점에서 체결볼트를 통한 지그와 홀더 상호 간의 결합에는 일정한 한계가 있었으며, 지그와 홀더 상호 간의 결합이 반복적으로 수행되다 보면 지그의 표면이 심하게 손상되어 결합력이 현저히 떨어지는 문제가 있었는데, 이러한 지그와 홀더 상호 간의 구속력 저하는 곧 바로 연마 작업의 질적 하락의 주요한 요인이 되고 있다.
대한민국 공개실용신안 제84-322호
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 장시간 반복 사용하더라도 고정 수단으로서의 홀더와 일정한 체결력을 유지할 수 있는 연마 지그를 제공함에 있다.
본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위해, 일정 폭 및 일정 두께를 가지며 일정 길이로 연장되되 상면 좌우 모서리부위에 제1경사밀착면(122)이 형성되고 상면에는 복수 개의 체결홈(124)이 형성되는 몸체부(12), 전면의 중앙 부위에서 내측 방향으로 일정 깊이를 가지며 각기 △t1의 폭으로써 상호 직교하며 형성되는 수평삽입홈(142) 및 수직삽입홈(144)이 마련되어 몸체부(12)의 전방 부위에 구비되는 제1결합부(14), 몸체부(12)의 후단 부위에 마련되어 좌우 각각으로 일정 길이 돌출되는 이탈방지부(16)로 이루어지는 합성수지 재질의 지그본체(10); 전면 부위에 일정 곡률을 이루는 가압면(23)이 마련되는 가압부(22), 가압부(22)의 후면 부위에서 상호 간에 직교하며 각기 △t2(△t2 〉△t1)의 폭으로써 돌출되어 형성되되 지그본체(10)의 수평삽입홈(142) 및 수직삽입홈(144) 각각에 삽입되는 수평삽입단(242) 및 수직삽입단(244)이 마련되는 제2결합부(24)로 이루어지는 우레탄 재질의 연마지지체(20); 연마지지체(20)의 가압면(22)에 밀착 결합되는 연마시트(30);
Figure 112017124162042-pat00001
구조의 단면을 가지되 내면의 상측 좌우 각각에 지그본체(10)의 제1경사밀착면(122)에 대응되는 제2경사밀착면(42)이 형성되고, 상면에는 지그본체(10)의 체결홈(124)에 대응되는 복수 개의 체결공(44)이 형성되어, 지그본체(10)의 제1결합부(14) 및 이탈방지부(16) 사이의 상면 및 측면 부위 각각에 결합되는 금속 재질의 보호덮개(40);를 포함하여 이루어지는 기술적 특징이 있다.
본 발명은 연마시트가 결합되는 지그본체는 합성수지 재질로 구성하되 홀더와 직접적으로 결합되는 지그 본체의 상면 부위에는 금속 재질의 보호덮개를 마련함으로써 홀더와의 잦은 체결과정에서 지그본체가 손상되는 것을 원천적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 연마시트가 결합되는 연마지지체를 지그본체와 결합함에 있어 그 결합 부위가 서로 다른 각도로 결합할 수 있도록 구성함으로써 작업대상물의 다양한 표면에 대한 연마 작업을 매우 용이하게 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 연마 지그의 개략적인 결합 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 연마 지그가 홀더에 장착된 개략적인 구성도.
도 3a 및 도 3b 각각은 본 발명에 따른 연마 지그의 개략적인 사용 상태도.
본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명의 실시예를 상술함에 있어 본 발명의 기술적 특징과 직접적인 관련성이 없거나, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 연마 지그의 개략적인 결합 구성도로서, 본 발명은 지그본체(10), 연마지지체(20), 연마시트(30), 보호덮개(40)를 포함하여 이루어지는 특징이 있다. 이하 이들 각 구성을 구체적으로 살펴본다.
지그본체(10)는 일정 경도를 가지는 합성수지 재질로 이루어지며, 몸체부(12)와, 몸체부(12)의 전단 및 후단 각각에 마련되는 제1결합부(14) 및 이탈방지부(16)로 이루어질 수 있다.
몸체부(12)는 지그본체(10)의 중앙 부위에 형성되는 부분으로, 일정 폭 및 일정 두께를 가지며 일정 길이로 연장된다. 몸체부(12)의 상면 좌우 모서리부위에는 제1경사밀착면(122)이 형성되며, 그 상면에는 복수 개의 체결홈(124)이 형성된다.
제1결합부(14)는 도면과 같이 육면체 구조를 가지며 몸체부(12)의 전단 부위에 몸체부(12)와 일체형으로 이루어진다. 제1결합부(14)에는 전면 중앙 부위에 내측으로 일정 깊이를 가지며 형성되는 수평삽입홈(142)과, 수평삽입홈(142)과 직교하며 전면 중앙 부위에 내측으로 일정 깊이를 가지며 형성되는 수직삽입홈(144)이 형성된다. 수평삽입홈(142) 및 수직삽입홈(144) 각각의 폭은 △t1으로 이루어진다.
이탈방지부(16)는 몸체부(12)의 후단 부위에서 몸체부(12)와 일체형으로 이루어지며, 도면과 같이 좌우 각각으로 일정 길이 돌출되는 형상으로 형성된다. 이탈방지부(16)는 보호덮개(40)가 후방으로 분리되는 것을 방지하는 수단이다.
연마지지체(20)는 연마 작업시 일정한 밀착력을 제공하는 수단으로, 탄성력을 가지는 우레탄 재질로 이루어진다. 연마지지체(20)에는 가압부(22) 및 제2결합부(24)가 구비된다.
가압부(22)는 연마지지체(20)에 있어 전방에 형성되며, 그 전면 부위에는 가압면(23)이 마련된다. 가압면(23)은 도면에 개시된 것과 같이 일정 곡률을 이루는 형상으로 이루어지는 것이 바람직하며, 특히 내측으로 오목하게 만곡된 곡률을 이루는 것이 바람직하다.
제2결합부(24)는 가압부(22)의 후면 부위에 형성되며, 수평삽입단(242) 및 수직삽입단(244)이 마련된다. 수평삽입단(242) 및 수직삽입단(244) 각각은 지그본체(10)의 수평삽입홈(142) 및 수직삽입홈(144) 각각에 대응되는 부분으로, 제2결합부(24) 후면에서 상호 간에 직교하며 돌출되어 형성된다.
이때, 수평삽입단(242) 및 수직삽입단(244) 각각의 폭 △t2는 수평삽입홈(142) 및 수직삽입홈(144) 각각의 폭 △t1 보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 이는, 탄성체인 우레탄 재질로 이루어지는 연마지지체(20)의 각 삽입단을 일정 경도를 가지는 합성수지 재질의 지그본체(10)의 각 삽입홈에 강제 삽입하기 위함이다.
즉, 상대적으로 큰 폭을 가지는 연마지지체의 각 삽입단을 상대적으로 작은 폭을 가지는 지그본체의 각 삽입홈에 강제 삽입함으로써, 연마지지체와 지그본체 사이의 체결력을 증진시키는 것이다. △t2 와 △t1 사이의 폭은 지그본체 및 연마지지체의 재질에 따라 적절하게 변경될 수 있다.
연마시트(30)는 작업대상물의 표면과 접하며 연마 작업을 수행하는 부분으로, 연마지지체(20)의 가압면(22)에 밀착 결합된다. 연마시트(30)는 통상적인 샌드페이퍼로 이루어질 수 있다. 탄성체인 연마지지체(20)에 연마시트(30)가 결합된 상태에서 연마지지체(20)가 일정 힘으로 작업대상물의 표면에 밀착되면, 연마시트(30)는 연마지지체(20) 자체의 의한 복원력에 지지되면서 작업대상물 표면에 대한 연마 작업을 수행하게 된다.
보호덮개(40)는 본 발명이 홀더에 고정될 때 지그본체(10)를 보호하는 수단으로, 금속 재질로 이루어지며 도면과 같이
Figure 112017124162042-pat00002
구조의 단면을 가진다. 보호덮개(40)에 있어 내면의 상측 좌우 각각에는 지그본체(10)의 제1경사밀착면(122)에 대응되는 제2경사밀착면(42)이 일정 길이로 형성된다.
또한, 그 상면에는 복수 개의 체결공(44)이 형성된다. 체결공(44)은 지그본체(10)의 체결홈(124)에 대응된다. 각 체결볼트(46)의 단부가 체결공(44)을 통해 체결홈(124)에 긴밀하게 삽입되면, 보호덮개(40)는 지그본체(10)의 제1결합부(14) 및 이탈방지부(16) 사이의 상면 및 측면 부위 각각을 덮어 밀폐하게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 연마 기구를 미도시한 척의 단부에 마련되는 홀더(1)에 고정한 상태를 보여준다. 도면과 같이, 홀더(1)와 본 발명은 복수 개의 홀더볼트(2)로서 결합되며, 홀더볼트(2)의 각 단부는 본 발명에 있어 보호덮개(40) 상면 부위를 강하게 가압하며 구속하게 된다.
하지만, 본 발명에 있어 합성수지 재질의 지그본체(10)는 금속 재질의 보호덮개(40)에 의해 보호되기 때문에, 본 발명과 홀더 상호 간의 체결이 반복되더라도 본 발명은 홀더에 긴밀하게 구속된 상태를 유지할 수 있으며, 연마시트(30)는 매우 안정적으로 장시간 연마 작업이 가능하다.
도 3a 및 도 3b 각각은 본 발명의 개략적인 사용 상태도로서, 구체적으로 도 3a는 본 발명을 이용하여 수평 방향으로 회전하는 크랭크 샤프트 또는 크랭크 스로우의 표면을 연마하는 상태를 보여주고, 도 3b는 본 발명을 이용하여 수직 방향으로 회전하는 크랭크 샤프트 또는 크랭크 스로우의 표면을 연마하는 상태를 보여준다.
이러한 작업 방식의 변경은 본 발명의 연마지지체(20)에 있어 수평삽입단(242)(또는 수직삽입단(244))을 지그본체(10)의 수평삽입홈(142) 또는 수직삽입홈(144) 중의 어느 부분과 결합하는지에 따라 매우 용이하게 이루어질 수 있음은 자명하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 한정하여 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양한 방법으로 변경되어 실시될 수 있으며, 나아가 개시된 기술적 사상에 기초하여 별도의 기술적 특징이 부가되어 실시될 수 있음은 자명하다 할 것이다.
1 : 홀더 1 : 홀더볼트
10 : 지그본체 20 : 연마지지체
30 : 연마시트 40 : 보호덮개

Claims (1)

  1. 일정 폭 및 일정 두께를 가지며 일정 길이로 연장되되 상면 좌우 모서리부위에 제1경사밀착면(122)이 형성되고 상면에는 복수 개의 체결홈(124)이 형성되는 몸체부(12), 전면의 중앙 부위에서 내측 방향으로 일정 깊이를 가지며 각기 △t1의 폭으로써 상호 직교하며 형성되는 수평삽입홈(142) 및 수직삽입홈(144)이 마련되어 몸체부(12)의 전방 부위에 구비되는 제1결합부(14), 몸체부(12)의 후단 부위에 마련되어 좌우 각각으로 일정 길이 돌출되는 이탈방지부(16)로 이루어지는 합성수지 재질의 지그본체(10);
    전면 부위에 일정 곡률을 이루는 가압면(23)이 마련되는 가압부(22), 가압부(22)의 후면 부위에서 상호 간에 직교하며 각기 △t2(△t2 〉△t1)의 폭으로써 돌출되어 형성되되 지그본체(10)의 수평삽입홈(142) 및 수직삽입홈(144) 각각에 삽입되는 수평삽입단(242) 및 수직삽입단(244)이 마련되는 제2결합부(24)로 이루어지는 우레탄 재질의 연마지지체(20);
    연마지지체(20)의 가압면(22)에 밀착 결합되는 연마시트(30);
    Figure 112017124162042-pat00003
    구조의 단면을 가지되 내면의 상측 좌우 각각에 지그본체(10)의 제1경사밀착면(122)에 대응되는 제2경사밀착면(42)이 형성되고, 상면에는 지그본체(10)의 체결홈(124)에 대응되는 복수 개의 체결공(44)이 형성되어, 지그본체(10)의 제1결합부(14) 및 이탈방지부(16) 사이의 상면 및 측면 부위 각각에 결합되는 금속 재질의 보호덮개(40);를
    포함하는 대형 금속 구조물의 표면 연마 지그.
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