KR200311705Y1 - 초정밀 구심연마기의 연마기헤드 - Google Patents

Abstract

본 고안은 초정밀 구심연마기의 연마기용 헤드에 관한 것으로서, 센터하우징을 지지하는 헤드브라켓의 일측에는 렌즈의 연마두께를 설정하는 마이크로 헤드를 지지하기 위한 브라켓이 부착되며, 상기 마이크로 헤드의 로드에는 승강판이 부착되어 승, 하강하며, 상기 센터하우징의 상단부에는 플레이트가 안착되며, 상기 플레이트의 일측단에는 인디게이터가 설치되며, 상기 인디게이터의 로드관에는 상기 승강판에 접촉되는 감지로드가 설치되며, 상기 센터하우징의 내부에는 상, 하 수직이동하며 상기 플레이트를 승, 하강시키는 샤프트가 설치되며, 상기 샤프트의 둘레면에는 스프링의 텐션을 받는 스프링고정캡이 결합되며, 상기 샤프트의 선단부는 상기 플레이트를 관통하여 고정너트에 체결되며, 상기 고정너트의 상부면에는 압력봉이 접촉되며, 상기 압력봉은 프레임과 힌지체결되어 회동하는 회전아암에 부착되며, 상기 회전아암의 일측에는 스프링고정판이 부착되며, 상기 스프링고정판에는 상기 회전아암에 압력을 제공하기 위한 인장스프링의 일측단이 설치되며, 상기 인장스프링의 타측단은 고정판에 설치되며, 상기 고정판과 프레임은 상기 헤드브라켓의 후방부에 설치됨을 특징으로 한다.

Description

초정밀 구심연마기의 연마기헤드{GRINDER HEAD OF PRECISION CENTRIPETAL GRINDER}

본 고안은 렌즈 연마기에 관한 것으로서, 보다 상세히는 소형 광학렌즈의 표면을 정밀하게 연마할 수 있도록 구성한 초정밀 구심연마기의 연마기용 헤드에 관한 것이다.

통상적으로 카메라, CD 드라이버(compact disk driver), 팩시밀리 및 조준경, 내시경, 망원경 등의 광학기기에 사용되는 렌즈의 제조는 일정크기의 재료를 황삭(rough cut)가공을 하고 그 표면을 보다 매끄럽게 다듬질하는 연삭공정을 거쳐 완성하게 된다.

이때 상기 렌즈의 표면을 연삭하기 위하여 렌즈연마기(일반적으로"구심연마기"라고도 함)가 사용되는데, 이러한 렌즈연마기는 크게 2부분으로 구성된다. 즉, 상기 렌즈연마기는 연마공정을 수행하도록 연마할 렌즈를 고정시키고 회전하는 회전거치부와 상기 회전거치부가 회전하도록 하는 모터 및 렌즈를 연마하기 위한 연마부재가 부착된 실린더블록으로 구성되며, 이러한 렌즈연마기는 통상 수작업으로 그 동작이 이루어진다.

한편 이러한 렌즈 연마기에 관련된 광학산업분야에서 요구되는 주요조건은 렌즈표면의 곡률이 변화됨이 없이 렌즈의 표면 마무리를 개선할 수 있도록 하는 능력을 필요로 하고, 바람직하게는 렌즈 연마작업이 렌즈의 작은 홈이나 가공시 나타나는 흔적을 제거하고 규정된 곡률을 완벽하게 유지하는 것이다.

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은 정해진 곡률을 완벽하게 유지할 수 있도록 렌즈의 표면을 연마할 수 있는 초정밀 구심연마기의 연마기용 헤드를 제공함에 있다.

본 고안의 다른 목적은 마이크로 헤드와 인디게이터를 이용하여 설정된 치수만큼 정확하게 렌즈 표면을 연마할 수 있는 초정밀 구심연마기의 연마기용 헤드를 제공함에 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 상, 하 이동하는 샤프트의 외주면에 스프링을 설치함으로서 상기 샤프트와 인디게이터가 부착된 플레이트의 무게를 용이하게 지지할 수 있는 초정밀 구심연마기의 연마기용 헤드를 제공함에 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 넓은 작업공간의 확보 및 작업의 편리성을 구현할 수 있도록 구성한 정밀 구심연마기의 연마기용 헤드를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 상, 하 수직 이동하면서하단부에 설치된 상부툴을 이용하여 렌즈의 표면을 연마하는 통상의 초정밀 구심연마기의 연마기용 헤드에 있어서, 센터하우징을 지지하는 헤드브라켓의 일측에는 렌즈의 연마두께를 설정하는 마이크로 헤드를 지지하기 위한 브라켓이 부착되며, 상기 마이크로 헤드의 로드에는 승강판이 부착되어 승, 하강하며, 상기 센터하우징의 상단부에는 플레이트가 안착되며, 상기 플레이트의 일측단에는 인디게이터가 설치되며, 상기 인디게이터의 로드관에는 상기 승강판에 접촉되는 감지로드가 설치되며, 상기 센터하우징의 내부에는 상, 하 수직이동하며 상기 플레이트를 승, 하강시키는 샤프트가 설치되며, 상기 샤프트의 둘레면에는 스프링의 텐션을 받는 스프링고정캡이 결합되며, 상기 샤프트의 선단부는 상기 플레이트를 관통하여 고정너트에 체결되며, 상기 고정너트의 상부면에는 압력봉이 접촉되며, 상기 압력봉은 프레임과 힌지체결되어 회동하는 회전아암에 부착되며, 상기 회전아암의 일측에는 스프링고정판이 부착되며, 상기 스프링고정판에는 상기 회전아암에 압력을 제공하기 위한 인장스프링의 일측단이 설치되며, 상기 인장스프링의 타측단은 고정판에 설치되며, 상기 고정판과 프레임은 상기 헤드브라켓의 후방부에 설치됨을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안의 바람직한 일 실시 예에 의한 초정밀 구심연마기의 전체구성을 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 도 1에서 도시한 초정밀 구심연마기의 주요구성인 연마기용 헤드의 상세구성을 도시한 도면.

도 3은 도 2에서 도시한 연마기용 헤드를 정면에서 도시한 도면.

도 4는 도 2에서 도시한 연마기용 헤드의 좌측면을 도시한 도면.

도 5a와 도 5b는 본 고안인 연마기용 헤드의 작동상태를 도시한 도면.

도 6a와 도 6b는 도 2에서 도시한 마이크로헤드의 작동상태를 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 센터하우징 12: 헤드브라켓

14: 플레이트 16: 인디게이터

20: 감지로드 24: 마이크로헤드

26: 승강판 30: 샤프트

34: 고정캡 36: 스프링

42: 회전아암 46: 압력봉

48: 스프링고정판 56: 인장스프링

66: 상부툴 100: 연마기용 헤드

200: 구동부 300: 스핀들 구동부

500: 초정밀 구심연마기

이하 본 고안의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명을 한다. 우선, 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 동일한 부호가 사용되고 있음에 유이해야 한다. 그리고, 하기의 설명에서는 본 고안에 따른 동작을 이해하는 데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 고안의 요지를 흐트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의해야 한다.

본 고안의 실시 예에 따라 앞에서 특징지워진 초정밀 구심연마기(500)의 구성은 도 1에서 나타내고 있는 바와 같다. 상기 도 1을 참조하면, 본 고안에서 구현하고자 하는 장치는 렌즈(1)의 표면을 정해진 치수만큼 정확하게 연마하는 장치로서 그 구성은 연마기용 헤드(100)와, 상기 연마기용 헤드(100)를 승, 하강시키는 구동부(200) 및 렌즈를 안착시켜 고속으로 회전시키는 스핀들구동부(300)로 크게 구성된다.

한편, 상기의 구성들중 본 고안의 주요구성인 연마기용 헤드(100)의 상세구성을 도 2내지 도 4를 참조하여 기술하기로 한다.

상기 도면들을 참조하면 원통의 형상을 가진 센터하우징(10)의 상부면에는 플레이트(14)가 안착되며, 상기 플레이트(14)의 일측단에는 지침에 의하여 계량과 계측을 하는 계기인 인디게이터(16)가 부착된다. 이때 상기 인디게이터(16)의 로드관(18)은 플레이트(14)에 관통되게 설치되며, 상기 로드관(18)에는 감지로드(20)가 일부 돌출되어 형성된다. 그리고 상기 인디게이터(16)의 후방부에는 렌즈(1)의 표면을 연마하기 위한 치수값을 설정하는 마이크로 헤드(24)가 위치하며, 상기 마이크로 헤드(24)는 전술한 센터하우징(10)을 지지하며 타측단이 구동부(200)에 고정되어 승, 하강하는 헤드브라켓(12)의 일측단과 볼트 체결되어 있는 브라켓(22)에 지지된다. 상기 마이크로 헤드(24)의 상단부에는 조절레버(25)가 설치되며, 상기 조절레버(25)의 작동에 따라 마이크로 헤드(26)의 로드(28)가 승, 하강하게 된다.또한 상기 로드(28)에는 승강판(26)이 결합되어 있으며, 상기 승강판(26)은 로드(28)의 작동에 따라 승, 하강하며 렌즈(1)의 연마값을 설정할 수 있게 된다. 즉, 마이크로 헤드(24)를 통해 상기 승강판(26)을 렌즈(1)를 연마할 적정치수만큼 승, 하강시킨 뒤, 렌즈연마작업이 수행되면 전술한 감지로드(20)가 렌즈(1)가 연마되는 치수만큼 하강하여 상기 승강판(26)에 접촉하여 작업이 완료되도록 구성함으로서 승강판(26)의 설정치수만큼 렌즈(1)의 두께를 정확히 연마할 수 있게 되며, 상기와 같은 작용은 후술할 연마기용 헤드(100)의 작동상태에서 보다 더 상세히 기술하기로 한다.

한편, 전술한 센터하우징(10)의 내부에는 상, 하 수직 이동하며 전술한 플레이트(14)를 승, 하강시키는 샤프트(30)가 설치되며, 상기 샤프트(30)의 선단부는 상기 플레이트(14)를 관통하여 고정너트(40)에 체결된다. 또한 상기 샤프트(30)의 둘레면에는 도 3에 도시된 바와 같이 스프링고정캡(34)이 결합되며, 상기 스프링 고정캡(34)과 상기 센터하우징(10)의 내부에 형성되어 있는 걸림턱(38)사이에는 스프링(36)이 끼워진다. 즉, 상기 스프링(36)의 텐션력이 스프링고정캡(34)에 작용하게 됨으로서, 샤프트(30)와 플레이트(14)가 가지는 하중을 지지할 수 있게 되며, 이는 렌즈(1)가공시에 상기 렌즈(1)에 전해지는 하중을 감소시켜 주기 위함이다. 그리고 상기 샤프트(30)의 하단부에는 압력핀 샤프트(65)가 삽입되어 있으며, 이 압력핀 샤프트(65)에는 압력핀(64)이 고정되며, 상기 압력핀(64)에는 렌즈(1)의 표면과 접촉하여 렌즈(1)를 연마하는 상부툴(66)이 끼워지게 된다. 한편, 렌즈(1)의 크기가 매우적은 극소형 렌즈의 경우 이송도중 파손의 위험을 방지하기 위하여 렌즈를 직접 연마기용 헤드(100)에 흡착시킨 후, 전술한 스핀들구동부(300)에 설치되어 있는 하부툴(68)에 직접 안착시켜 작업을 수행하게 된다. 즉, 상기의 동작을 수행하기 위하여 샤프트(30)의 일측 선단에는 도 3에 도시된 바와 같이 에어흡입관(33)이 체결되기 위한 니플(31)이 설치되어 있다. 또한 상기 샤프트(30)와 전술한 압력핀샤프트(65), 압력핀(64), 상부툴(66)의 내부에는 각각의 중공부(35a,35b,35c,35d)들이 형성되어 렌즈(1) 흡착시 상기 중공부(35a,35b,35c,35d)를 통해 에어가 흡입됨으로서 렌즈를 용이하게 흡착시킬 수 있게 된다. 즉, 극소형 렌즈의 이송시 우선 상기 에어흡입관(33)을 통해 에어가 흡입되면 샤프트(30)와 압력핀(64)과 상부툴(66)에 형성되어 있는 각각의 중공부(35a,35b,35c,35d)를 통해 에어가 흡입됨으로서 극소형렌즈는 상기 상부툴(66)에 흡착된 상태에서 렌즈연마를 위한 하부툴(68)로 용이하게 이송될 수 있는 것이다.

한편, 상기 고정너트(40)의 상측에는 압력봉(46)이 접촉되며, 이 압력봉(46)은 전술한 헤드브라켓(12)의 후방부에 고정되어 있는 프레임(44)과 힌지(43) 체결되어 회동하는 회전아암(42)에 부착된다. 그리고 상기 회전아암(42)의 측면에는 스프링고정판(48)이 볼트 체결된다. 상기 스프링고정판(48)에는 장공(50)이 형성되어 있으며, 이 장공(50)에는 후술할 인장스프링(56)의 텐션력을 조절하기 위한 조정볼트(54)가 삽입되며, 상기 조정볼트(54)는 너트(52)에 체결되어 고정되어 진다. 즉, 상기 장공(50)에 결합되는 조정볼트(54)와 너트(52)의 높낮이를 조절함으로서 인장스프링(56)의 텐션력을 조절할 수 있게 되는 것이다. 그리고 상기 너트(52)의 하단부에는 고정핀(58)이 결합되어 있으며, 상기 고정핀(58)에는 인장스프링(56)의 일측단이 끼워지게 되며, 상기 인장스프링(56)의 타측단역시 또 다른 고정핀(60)에 끼워지게 된다. 이때 상기 고정핀(60)은 전술한 헤드브라켓(12)의 후방부에 고정되어 있는 고정판(62)에 체결되어 지지된다. 즉, 상기 인장스프링(56)의 텐션에 의해 스프링고정판(48)은 항시 아래로 당겨지는 힘이 작용하게 되며, 이에 따라 상기 스프링고정판(48)이 부착되어 있는 회전아암(42), 바람직하게는 상기 회전아암(42)에 부착되어 있는 압력봉(46)은 전술한 고정너트(40)에 항시 접촉된 채 소정의 압력으로 눌러주게 되는 것이다.

이하, 상기와 같이 구성된 초정밀 구심연마기의 연마기용 헤드의 작동상태를 도 1 내지 도 6b를 참조하여 후술하면 다음과 같다.

우선, 스핀들구동부(300)에 설치되어 있는 하부툴(68)에 연마하고자 하는 렌즈(1)를 안착시킨 후, 구동부(200)를 작동시키게 되면 상기 구동부(200)에 부착되어 있는 헤드브라켓(12)이 하강함으로서 본 고안인 연마기용 헤드(100)를 하강시켜 도 5a에 도시된 바와 같이 연마기용 헤드(100)의 상부툴(66)이 상기 렌즈(1)의 표면에 접촉하게 되며, 이때 상기 렌즈(1)에 접촉하며 발생한 충격에 의해 연마기용 헤드(100)의 샤프트(30)는 위로 승강하게 된다. 그리고 상기 샤프트(30)가 승강함에 따라 인디게이터(16)를 지지하는 플레이트(14)와 샤프트(30)의 선단부에 체결되어 있는 고정너트(40)가 승강하여 도 5b에 도시된 바와 같이 센터하우징(10)의 상부면에서 일정거리(G)만큼 승강된 상태를 유지하게 된다.

이후, 도 6a와 도 6b에 도시된 바와 같이 마이크로 헤드(24)에 설치되어 있는 조절레버(25)를 작동시켜 연마하고자 하는 두께값을 세팅한다. 즉, 보다 상세히는 우선, 상기 조절레버(25)를 작동시키면 마이크로 헤드(24)의 로드(28)가 상, 하 이동하게 되며, 이에 따라 상기 로드(28)에 결합된 승강판(26)이 승, 하강하여 도 6b에 도시된 바와 같이 인디게이터(16)에 설치되어 있는 감지로드(20)와 연마거리(T)만큼 근접하게 된다. 즉, 상기 마이크로 헤드(24)를 조절함으로서 렌즈(1)의 연마두께값을 정밀하게 세팅할 수 있게 되는 것이다.

이후, 스핀들 구동부(300)가 작동하여 렌즈(1)가 안착된 하부틀(68)을 고속으로 회전시키게 된다. 이때 도 4와 도 5b에 도시된 바와 같이 인장스프링(56)의 텐션을 받은 회전아암(42), 바람직하게는 상기 회전아암(42)에 부착되어 있는 압력봉(46)이 샤프트(30)의 상부면에 체결되어 있는 고정너트(40)에 접촉되어 지속적으로 압력을 가하여 밀어주게 됨으로서 상기 샤프트(30)는 전술한 인장스프링(56)의 텐션력으로 하강하게 된다. 즉, 상기 인장스프링(56)의 텐션으로 하강하는 샤프트(30)에 의해, 상기 샤프트(30)의 하단에 설치되어 있는 상부툴(66)은 렌즈(1)와 지속적으로 접촉하며 표면을 연마시키게 되는 것이다. 이때 상기 샤프트(30)가 하강함에 따라, 전술한 인디게이터(16)를 지지하는 플레이트(14)역시 하강하게 된다. 즉, 상기 플레이트(14)가 하강하게 되면 인디게이터(16)에 설치되어 있는 감지로드(20)가 하강하며 연마거리(T)만큼 근접해 있는 승강판(26)에 접촉하게 되며, 상기 감지로드(20)의 접촉과 동시에 본 고안인 연마기용 헤드(100)는 구동부(200)의 작동으로 승강하게 됨으로서 렌즈(1)의 연마작업이 완료되게 된다. 즉, 상기 감지로드가 승강판(26)에 접촉하게 되면 연마거리(T)만큼 렌즈(1)가 깍여나간 것을 의미하게 되며, 이러한 구성 및 작동으로 인해 렌즈(1)는 원하는 두께만큼 연마될 수 있게 되는 것이다.

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 고안은 다음과 같은 작용효과를 기대할 수 있게 된다.

먼저, 상기와 같은 구성으로 인해 정해진 곡률을 완벽하게 유지할 수 있도록 렌즈의 표면을 연마할 수 있는 장점이 있다.

또한 마이크로 헤드와 인디게이터를 이용함으로서 설정된 치수만큼 정확하게 렌즈 표면을 연마할 수 있다.

또한 상, 하 이동하는 샤프트의 외주면에 스프링을 설치함으로서 상기 샤프트와 인디게이터가 부착된 플레이트의 무게를 용이하게 지지함으로서 렌즈에 가해지는 하중을 줄여줄 수 있는 효과가 있다.

마지막으로 넓은 작업공간의 확보 및 작업의 편리성을 구현할 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 상, 하 수직 이동하면서 하단부에 설치된 상부툴(66)을 이용하여 렌즈(1)의 표면을 연마하는 통상의 초정밀 구심연마기의 연마기용 헤드에 있어서,

   센터하우징(10)을 지지하는 헤드브라켓(12)의 일측에는 렌즈(1)의 연마두께를 설정하는 마이크로 헤드(24)를 지지하기 위한 브라켓(22)이 부착되며, 상기 마이크로 헤드(24)의 로드(28)에는 승강판(26)이 부착되어 승, 하강하며;

   상기 센터하우징(10)의 상단부에는 플레이트(14)가 안착되며, 상기 플레이트(14)의 일측단에는 인디게이터(16)가 설치되며, 상기 인디게이터(16)의 로드관(18)에는 상기 승강판(26)에 접촉되는 감지로드(20)가 설치되며;

   상기 센터하우징(10)의 내부에는 상, 하 수직이동하며 상기 플레이트(14)를 승, 하강시키는 샤프트(30)가 설치되며, 상기 샤프트(30)의 둘레면에는 스프링(36)의 텐션을 받는 스프링고정캡(34)이 결합되며, 상기 샤프트(30)의 선단부는 상기 플레이트(14)를 관통하여 고정너트(40)에 체결되며;

   상기 고정너트(40)의 상부면에는 압력봉(46)이 접촉되며, 상기 압력봉(46)은 프레임(44)과 힌지(43)체결되어 회동하는 회전아암(42)에 부착되며, 상기 회전아암(42)의 일측에는 스프링고정판(48)이 부착되며, 상기 스프링고정판(48)에는 상기 회전아암(42)에 압력을 제공하기 위한 인장스프링(56)의 일측단이 설치되며, 상기 인장스프링(56)의 타측단은 고정판(62)에 설치되며, 상기 고정판(62)과 프레임(44)은 상기 헤드브라켓(12)의 후방부에 설치됨을 특징으로 하는 초정밀 구심연마기의 연마기용 헤드.
2. 제 1항에 있어서, 상기 스프링고정판(48)에는 장공(50)이 형성되며, 상기장공(50)에는 상기 인장스프링(56)의 텐션력을 조절하는 조정볼트(54)가 삽입되어 너트(52)로 체결됨을 특징으로 하는 초정밀 구심연마기의 연마기용 헤드.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 샤프트(30)의 내부에는 중공부(35a)가 형성되며 일측 선단에는 에어를 흡입하는 에어흡입관(33)이 체결되기 위한 니플(31)이 설치됨을 특징으로 하는 초정밀 구심연마기의 연마기용 헤드.