KR102001727B1

KR102001727B1 - 구면 연마장치

Info

Publication number: KR102001727B1
Application number: KR1020170143709A
Authority: KR
Inventors: 최종묵
Original assignee: (주)디알밸브; 최종묵
Priority date: 2017-10-31
Filing date: 2017-10-31
Publication date: 2019-07-17
Also published as: KR20190048611A

Abstract

본 발명은 수직회전축(11)을 중심으로 회전되며, 상면에는 구면이 형성된 피가공물(1)이 수직회전축(11)과 정렬되게 고정되는 턴테이블(10); 이 턴테이블(10)의 상측에 위치된 피가공물(1)의 구면과 연마면(21)이 접촉되어 피가공물(1)의 구면을 연마하는 연마석(20); 및 일단이 상기 연마석(20)에 결합되고 타단이 턴테이블(10)의 측방으로 수평 연장된 축부재(40)와, 상기 턴테이블(10)의 측방에 구비되며 축부재(40)의 타단에 결합되어 연마석(20)의 연마면(21)이 피가공물(1)의 구면과 접촉된 상태로 상하로 이동되도록 축부재(40)를 원운동시키는 구동부로 이루어진 가이드유닛(30);을 포함하며, 상기 가이드유닛(30)의 구동부는 턴테이블(10)의 수직회전축(11)과 직교되도록 수평연장된 수평회전축(52)과, 하측으로 볼록하게 돌출되는 반원 형상으로 이루어지며 수평회전축(52)에 결합되어 함께 회전되는 웜휠(53)과, 이 웜휠(53)과 치합되며 모터(54a)에 의해 구동되는 웜(54)과, 상기 웜휠(53)의 상단에 구비되며 일측에 상기 축부재(40)가 수평회전축(52)과 편심되게 결합되는 축결합부(55,56,57)를 포함하는 것을 특징으로 하는 구면 연마장치이다.

Description

구면 연마장치{A grinder for grinding surface of a sphere}

본 발명은 구면 연마장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구면이 형성된 피가공물의 구면을 연마하는 구면 연마장치에 관한 것이다.

일반적으로 볼 밸브의 밸브바디에 설치되어 유체의 유량을 조절하고 유로를 차단 및 개방시키는 볼은 주물로 제작되어 그 표면이 돌기나 기포에 의해 불규칙하므로, 밸브바디의 내경에 긴밀하게 밀착되도록 하기 위해서는 볼의 표면을 매끄럽게 처리하여야 한다. 종래에는 작업자가 연마패드를 이용하여 볼의 표면을 수작업으로 연마하였지만, 생산성이 저하되고 숙련자가 아니면 볼의 표면이 균일하게 연마되지 못하는 문제가 있고, 이로 인해 볼이 밸브바디의 유로를 정밀하게 폐쇄하지 못하여 누수가 발생되므로 볼을 자주 교체하게 되어 비용이 증가되는 문제가 있었다.

이에 따라, 볼의 표면을 연마하는 연마장치가 제안되었는데, 그 중 하나가 공개실용신안 제20-1999-0042145호에 개시되었다. 이러한 연마장치는 볼을 척을 이용하여 고정한 상태에서 턴테이블에 설치된 연마석이 볼의 표면을 따라 소정각도 회동되면서 연마하게 된다. 하지만, 종래 연마장치는 볼이 고정된 상태에서 연마석이 볼의 표면을 따라 소정각도로 회동되면서 연마하므로, 연마과정에서 연마석이 볼과의 접촉에 의한 마찰압력의 힘이 연마석의 회전방향을 따라 일정하지 않기 때문에 볼의 표면을 정밀하게 연마하지 못하는 문제가 있다.

한국 공개실용신안공보 제20-1999-0042145호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 구면을 갖는 피가공물을 장치를 이용하여 구면중심을 기준으로 회전시키면서 연마가 이루어져서 피가공물을 보다 용이하면서도 정밀하게 연마할 수 있도록 한 구면 연마장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 따르면, 수직회전축(11)을 중심으로 회전되며, 상면에는 구면이 형성된 피가공물(1)이 구면이 상측으로 볼록하되 구면중심이 상기 수직회전축(11)과 정렬되게 고정되는 턴테이블(10); 상기 턴테이블(10)의 상측에 위치된 피가공물(1)의 구면과 연마면(21)이 접촉되어 피가공물(1)의 구면을 연마하는 연마석(20); 및 일단이 상기 연마석(20)에 결합되고 타단이 턴테이블(10)의 측방으로 수평 연장된 축부재(40)와, 상기 턴테이블(10)의 측방에 구비되며 상기 축부재(40)의 타단에 결합되어 상기 연마석(20)의 연마면(21)이 피가공물(1)의 구면과 접촉된 상태로 상하로 이동되도록 축부재(40)를 원운동시키는 구동부로 이루어진 가이드유닛(30);을 포함하며, 상기 가이드유닛(30)의 구동부는 턴테이블(10)의 수직회전축(11)과 직교되도록 수평연장된 수평회전축(52)과, 하측으로 볼록하게 돌출되는 반원 형상으로 이루어지며 수평회전축(52)에 결합되어 수평회전축(52)과 함께 회전되는 웜휠(53)과, 이 웜휠(53)과 치합되며 모터(54a)에 의해 구동되는 웜(54)과, 상기 웜휠(53)의 상단에 구비되며 일측에 상기 축부재(40)가 수평회전축(52)과 편심되게 결합되는 축결합부(55,56,57)를 포함하는 것을 특징으로 하는 구면 연마장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 가이드유닛(30)의 축결합부(55,56,57)는 웜휠(53)의 상단에 결합되는 회동플레이트(55)와, 이 회동플레이트(55)에서 상하로 연장 설치된 승강레일(56)과, 이 승강레일(56)을 따라 승강되며 상기 가이드유닛(30)의 축부재(40)가 결합되는 승강가이더(57)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구면 연마장치가 제공된다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 구면이 형성된 피가공물(1)을 턴테이블(10)의 상면에 구면이 상측으로 볼록하도록 고정시키고 피가공물(1)의 구면과 접촉된 연마석(20)을 피가공물(1)의 구면을 따라 상하로 이동되도록 원운동시켜 피가공물(1)의 구면을 연마하므로, 종래와 같이 연마석(20)이 피가공물(1)을 소정각도 회전하면서 연마됨에 따라 마찰압력의 힘이 회전방향을 따라 일정하지 못한 문제점이 해결되어 피가공물(1)의 구면을 보다 용이하고 정밀하게 연마할 수 있다. 특히, 피가공물(1)이 완전구체가 아니라 일부만 구면이 형성될 경우 턴테이블(10)에 구면이 상측으로 볼록하도록 고정시키고 연마할 수 있으므로, 완전구체가 아닌 피가공물(1)의 구면도 용이하게 연마할 수 있다. 그리고 피가공물(1)의 사이즈에 따라 연마석(20)을 승강시켜 위치를 조절할 수 있으므로, 다양한 사이즈의 피가공물(1)도 용이하게 연마할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 구면 연마장치의 일실시예를 도시한 측면도
도 2는 상기 실시예의 정면도
도 3 및 도 4는 상기 실시예의 작동상태도

상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 구면 연마장치를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 구면 연마장치는 구면이 형성된 피가공물(1)이 상면에 고정되는 턴테이블(10)과, 상기 피가공물(1)의 구면을 연마하는 연마석(20)과, 이 연마석(20)을 피가공물(1)의 구면을 따라 원운동시키는 가이드유닛(30)을 포함하여 구성된다. 이때, 피가공물(1)은 구면이 형성된 것으로, 도시된 실시예에서는 구체의 회전축을 중심으로 1/n로 분할된 형태의 볼밸브의 볼을 예시하였다.

상기 턴테이블(10)은 모터(12) 등의 구동수단에 의해 회전되는 수직회전축(11)을 중심으로 회전되며 상면에는 피가공물(1)이 고정된다. 도 2와 같이 피가공물(1)은 구면이 상측으로 볼록하게 배치되도록 턴테이블(10)의 중앙부에 고정되는데, 피가공물(1)의 구면중심이 턴테이블(10)의 수직회전축(11)과 정렬되도록 볼트(2) 등의 고정수단에 의해 고정된다. 그리고 턴테이블(10)은 스크류, 웜, 웜휠, 모터, 승강가이드 등의 승강수단(13)에 의해 승강가능하게 구비되어, 피가공물(1)의 사이즈에 따라 턴테이블(10)을 소정높이 승강시킬 수 있다. 승강수단(13)은 핸들(14)로 미세하게 조절할 수 있다.

상기 연마석(20)은 턴테이블(10)의 상면에 고정된 피가공물(1)의 구면을 연마하는 것으로, 도시된 실시예에서는 링 형상인 것을 예시하였고, 외측면이 피가공물(1)의 구면과 접촉되는 연마면(21)을 형성한다. 연마면(21)은 피가공물(1)의 구면을 감싸도록 내측으로 오목한 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 연마석(20)은 연마구동부에 의해 회전되면서 피가공물(1)의 구면을 연마한다. 연마구동부는 연마석(20)의 내부 회전축(24)과 외부 회전축(25)을 연결하는 벨트(23)와, 상기 외부 회전축(25)을 회전시키는 구동모터(22)로 이루어진다.

상기 가이드유닛(30)은 연마석(20)의 연마면(21)이 피가공물(1)의 구면에 접촉된 상태로 상하로 이동되도록 연마석(20)을 원운동시켜주는 것으로, 축부재(40) 및 구동부를 포함한다. 축부재(40)는 일단이 연마석(20)에 결합되고 타단이 턴테이블(10)의 측방으로 수평연장된다. 구동부는 축부재(40)의 타단에 결합되어 축부재(40) 및 연마석(20)을 원운동시키는 것으로, 프레임(51), 수평회전축(52), 웜휠(53), 웜(54) 및 축결합부(55,56,57)를 포함한다. 프레임(51)은 턴테이블(10)의 측방에 위치되며 상단에는 상기 수평회전축(52)이 설치된다. 이 프레임(51)은 도 1과 같이 하단이 수평연장되며 연장된 부위에 턴테이블(10)이 설치된다. 도 1 및 도2와 같이 수평회전축(52)은 턴테이블(10)의 수직회전축(11)과 직교되되 턴테이블(10)의 상면보다 상측에 위치된다. 웜휠(53)은 상단이 평평하고 하측으로 볼록한 반원 형상으로 이루어지고 수평회전축(52)에 결합되어 수평회전축(52)과 함께 회동된다. 웜(54)은 웜휠(53)과 치합되어 모터(54a)의 구동에 의해 웜휠(53)을 구동시킨다.

그리고 상기 축결합부(55,56,57)는 회동플레이트(55), 승강레일(56) 및 승강가이더(57)로 이루어진다. 회동플레이트(55)는 웜휠(53)의 상단에 결합된다. 승강레일(56)은 회동플레이트(55)에서 상하로 연장 설치되며 한 쌍의 레일블록(56a)에 각각 설치되는데, 한 쌍의 레일블록(56a)은 회동플레이트(55)에서 수평회전축(52)을 가로지르는 방향으로 이격된 것을 예시하였다. 승강가이더(57)는 승강레일(56)을 따라 승강되며 전면에는 축부재(40)가 결합된다. 이때, 승강가이더(57)는 승강레일(56)을 따라 설치된 스크류(58) 및 이 스크류(58)를 작동시키는 승강모터(59)에 의해 승강되는 구조로 이루어진다. 이에 따라, 도 3과 같이 웜(54) 및 웜휠(53)의 작동에 의해 축부재(40) 및 연마석(20)은 수평중심축을 갖는 원의 궤적을 따라 이동되므로, 연마석(20)의 연마면(21)이 피가공물(1)의 구면을 따라 이동된다. 그리고 도 4와 같이 승강가이더(57)를 승강시켜 축부재(40) 및 연마석(20)을 승강시킴으로써 다양한 사이즈의 피가공물(1)의 구면을 용이하게 연마할 수 있다. 한편, 축결합부(55,56,57)는 축부재(40)가 결합될 수 있는 다양한 형태로 이루어질 수 있는데, 예를 들면, 축결합부(55,56,57)가 회동플레이트(55)만으로도 이루어질 수 있으며 이때에는 회동플레이트(55)에 축부재(40)가 직접 결합된다. 그리고 도 2와 같이 회동플레이트(55)의 일단은 외측으로 연장되며 프레임(51)에는 회동플레이트(55)의 연장된 일단이 걸려지는 스토퍼(51a)가 구비되어, 축결합부(55,56,57)의 회동범위를 제한하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 연마석(20)을 회전시키는 연마구동부의 외부회전축(25) 및 구동모터(22)는 상기 승강가이더(57)에 장착된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 구면 연마장치는, 도 2와 같이 가이드유닛(30)을 작동시켜 연마석(20)이 피가공물(1)의 구면 상단부에 위치되도록 한 상태로 턴테이블(10) 및 연마석(20)을 회전시키면 피가공물(1)의 구면 상단부가 연마된다. 그리고 도 3과 같이 가이드유닛(30)을 작동시켜 연마석(20)이 피가공물(1)의 구면을 따라 하측으로 약간씩 이동시키면, 턴테이블(10)이 계속 회전되면서 피가공물(1)의 구면 전체가 연마된다. 반대로, 피가공물(1)의 구면 하측부터 상측부로 연마가 이루어지도록 할 수도 있다. 그리고 사이즈가 더 크거나 작은 피가공물(1)의 경우, 턴테이블(10)을 승강시켜 피가공물(1)의 중심과 가이드유닛(30)의 수평회전축(52)을 정렬시키고 도 4와 같이 가이드유닛(30)의 축결합부(55,56,57)의 승강가이더(57)를 적절히 승강시켜 연마석(20)의 위치를 조절함으로써 피가공물(1)의 구면을 연마할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

1 : 피가공물 10 : 턴테이블
11 : 수직회전축 20 ; 연마석
30 : 가이드유닛 40 : 축부재
52 : 수평회전축 53 : 웜휠
54 : 웜 56 : 승강레일
57 : 승강가이더

Claims

수직회전축(11)을 중심으로 회전되며, 상면에는 구면이 형성된 피가공물(1)이 구면이 상측으로 볼록하되 구면중심이 상기 수직회전축(11)과 정렬되게 고정되는 턴테이블(10);
상기 턴테이블(10)의 상측에 위치된 피가공물(1)의 구면과 연마면(21)이 접촉되어 피가공물(1)의 구면을 연마하는 연마석(20); 및
일단이 상기 연마석(20)에 결합되고 타단이 턴테이블(10)의 측방으로 수평 연장된 축부재(40)와, 상기 턴테이블(10)의 측방에 구비되며 상기 축부재(40)의 타단에 결합되어 상기 연마석(20)의 연마면(21)이 피가공물(1)의 구면과 접촉된 상태로 이동되도록 축부재(40)를 원운동시키는 구동부로 이루어진 가이드유닛(30);을 포함하며,
상기 가이드유닛(30)의 구동부는 턴테이블(10)의 수직회전축(11)과 직교되도록 수평연장된 수평회전축(52)과, 하측으로 볼록하게 돌출되는 반원 형상으로 이루어져서 수평회전축(52)에 결합되며 수평회전축(52)을 중심으로 회전되는 웜휠(53)과, 이 웜휠(53)과 치합되며 모터(54a)에 의해 구동되는 웜(54)과, 상기 웜휠(53)의 상단에 구비되며 일측에 상기 축부재(40)가 수평회전축(52)과 편심되게 결합되는 축결합부(55,56,57)를 포함하는 것을 특징으로 하는 구면 연마장치.
제1항에 있어서, 상기 가이드유닛(30)의 축결합부(55,56,57)는 웜휠(53)의 상단에 결합되는 회동플레이트(55)와, 이 회동플레이트(55)에서 상하로 연장 설치된 승강레일(56)과, 이 승강레일(56)을 따라 승강되며 상기 가이드유닛(30)의 축부재(40)가 결합되는 승강가이더(57)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구면 연마장치.