KR20040008272A

KR20040008272A - 광학렌즈용 구심연마기의 연마부 구조

Info

Publication number: KR20040008272A
Application number: KR1020020041856A
Authority: KR
Inventors: 김명현
Original assignee: 주식회사 환웅 오티에스
Priority date: 2002-07-18
Filing date: 2002-07-18
Publication date: 2004-01-31

Abstract

본 발명은 광학렌즈용 구심연마기의 연마부 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연마부를 구성하는 스핀들부재와 에어실린더 및 피스톤로드부재가 구비되어 광학렌즈를 가공하도록 된 구심연마기에 있어서,

상기 스핀들부재(15)는 상부 베어링(8)의 상단에 제2스러스트 베어링(6)을 연설하고, 이의 내주연측에는 외주연에 칼라부(62)를 갖는 제2샤프트(10)를 결합시켜 구성되도록 하고,

상기 피스톤로드부재(36)는 수직의 제1샤프트(130)의 외측에 중공부를 갖는 제1하우징(102)을 결합시킨 후 그 내측의 제1샤프트(130)의 하단에 축설된 하부 베어링(110)의 하부에 베어링커버(120)를 씌우고, 그 하부에 제1스러스트베어링(140)을 연설시켜 이루어짐으로써, 축방향으로 가해지는 하중을 견딜 수 있게 하고, 방수구조로 이루어져 제1 및 제2하우징 내측으로의 침수현상이 방지되도록 하여 연마부의 내구성을 증대시킬 수 있어 양질의 렌즈를 제공할 수 있고 불량품 발생률을 저하시켜 작업능률을 향상시킬 수 있는 것이다.

Description

광학렌즈용 구심연마기의 연마부 구조 { a lens grinder's grinding parts structure }

본 발명은 광학렌즈용 구심연마기의 연마부 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광학렌즈용 구심연마기에서 재치된 렌즈를 직접 연마 가공하기 위해 스핀들부재과 센터축으로 구성되는 연마부의 구조를 개선하여 침수폐해을 방지하고 축설된 베어링의 내구성을 향상시켜 작업능률을 증대시키도록 한 광학렌즈용 구심연마기의 연마부 구조에 관한 것이다.

일반적으로 카메라, CD드라이버(Compact Disk Driver), 팩시밀리(Facsimile) 및 조준경, 내시경, 망원경 등 광학기기에 사용되는 광학렌즈(Lens)는 통상 소정 크기의 재료를 황삭(荒削; Rough-cut)가공을 하고 그 표면을 보다 정밀하게 다듬질 하는 연삭(硏削)의 공정을 거쳐 완성하게 된다.

이와 같은 광학렌즈의 가공은 도 9에 도시된 바와 같은 구심연마기에 의해 이루어지는 데 이를 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

작업대(70')의 하부에는 스핀들부재(15')에 회전동력을 제공하는 스핀들모터(23')가 설치되고, 스핀들(15')을 수용하는 스핀들 박스(21')에는 연마유커버(13')가 고정되며 이 연마유커버(13')는 작업대(70')의 상부로 돌출된다.

상기 스핀들 박스(21')는 양측이 축지되어 있으며, 일측에 설치된 모터(17') 및 감속기로부터 동력을 전달받아 소정범위로 틸팅(tilting)되도록 구성된다.

또한 상기 작업대(70')의 상부에는 센터축(3')이 구비되는 데, 이 센터축(3')은 상기 작업대(70')의 후방부에 입설된 축하우징(31') 내측으로 연결되어 상하 거동되는 가이드블럭(33')과 이 가이드블럭(33')에 수직방향으로 축설된 에어실린더(35')를 구비한다. 상기 에어실린더(35')는 그 선단에 피봇핀(360')이 형성된 피스톤로드부재(36')를 구비하며, 이러한 피스톤로드부재(36')는 항상 상기 스핀들부재(15') 상부에 위치되고 도시되지 않은 가압용 홀더 등을 장착하게 된다. 이와 같이 구성된 센터축(3')에는 시그널게이지, 마이크로미터, 압력조절플레이트 등이 구비되고, 일측에는 콘트롤박스(50') 및 작동스위치(4')가 설치된다.

이러한 구심연마기는 전원을 연결한 상태에서 스핀들부재(15')의 상부에 소정의 제2치구(400)를 체결시킨 다음, 치구 위에 가공할 렌즈(300)를 올려놓고 작동스위치(4')를 작동시키면 스핀들 모터(23')의 회전력을 받아 스핀들부재(15')가 회전하게 되고, 상기 센터축 에어실린더(35')의 피스톤로드부재(36')가 하강하여 피봇핀(360')의 제1치구(200)가 렌즈를 고정가압함으로써, 회전되는 치구에 밀착시켜연마작업이 이루어지는 것이다.

그리고, 작업자가 작동스위치(4')를 오프(OFF)시키면 상기 피스톤로드부재(36')가 다시 상승하고 스핀들부재(15')의 회전은 정지된다.

이와 같이 구성되는 연마장치에 있어서 종래 스핀들부재(15')는 도 10에 도시된 바와 같이, 소정의 하우징(14') 내에 수직으로 샤프트(10')가 삽입되되, 샤프트(10')의 상부와 하부에는 각각 상부 베어링(8')과 하부 베어링(12')이 축설되고, 샤프트(10')의 하단에는 구동모터의 벨트와 연결되는 풀리(50')가 결합되며, 상부 베어링(8')의 상단에는 베어링을 고정시키기 위한 베어링너트(20')와 고정링(30')이 결합된다.

또한 상기 샤프트(10')는 상단 내측에는 치구고정홈(66')이 형성되고, 외주연에 단턱(102')이 형성되어 상부 베어링(8')의 내경에 끼워지는 한편, 상단 중앙에 통공(22')이 형성된 보호커버(2')가 상기 샤프트(10')의 상부로부터 씌워져 된 것이다.

이와 별도로 상기 센터축(3')의 에어실린더(35') 및 피스톤로드부재(36')의 구조를 보면 도 12에 도시된 바와 같이, 중공부를 가지며 하부가 개방되어 통체로 된 외부커버(112') 내측에 하단에는 피봇핀(360')이 결합되고, 그 상부와 하부 일측에는 상부 베어링(114')과 하부 베어링(110')이 축설된 샤프트(130')가 수직으로 끼워져 결합된다.

이후 외부커버(112')의 하단 개구부로부터 베어링 너트(118')와 오링(117') 및 고정캡(116')이 순차적으로 결합시켜 피스톤로드부재(36')를 구성하고, 이를 에어실린더(35')의 하부에 끼워 결합시키는 것이다.

이와 같이 구성되는 스핀들부재(15')와 피스톤로드부재(36')에는 공히 레이디얼 (radial)볼베어링이 사용되는 바 이러한 레이디얼 볼베어링은 내구력이 약하여 주로 축과 수직으로 하중이 걸리는 경우에 사용되는 것이다.

그러나, 상기 구심연마기의 연마부(A)를 구성하는 스핀들부재 및 피스톤로드부재는 항상 축방향으로 하중이 걸리게되므로 내구력이 약한 상기의 레이디얼 볼베어링이 쉽게 파손되어 축부재 전체부속품의 수명이 짧아지는 원인이 되며, 더불어 축의 흔들림에 의해 불량품이 발생되는 문제점이 있었다.

또한 종래의 스핀들부재와 피스톤로드부재는 방수구조가 미비하여 수용성의 절삭유가 하우징 내부로 유입됨으로써 베어링 및 하우징 내의 부품들에 부식현상이 생겨 부품의 수명이 짧아질 뿐 아니라 더 나아가 사용불능이 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 구심연마기의 연마부를 구성하는 스핀들부재와 피스톤로드부재에 축방향으로 가해지는 하중을 견딜 수 있도록 스러스트 베어링(thrust bearing)을 부가설치하고, 하우징 내부로 침수를 방지할 수 있도록 오링을 설치함으로써 장치의 내구성을 증대시킬 수 있으며, 더불어 불량품 발생률을 저하시켜 작업능률을 향상시킬 수 있는 광학렌즈용 구심연마기의 연마부 구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 광학렌즈용 구심연마기의 전체 구성을 개략적으로 보여주는 부분절개 정면도

도 2는 본 발명에 따른 광학렌즈용 구심연마기의 연마부 구조에서 스핀들부재에 대한 분해사시도

도 3은 본 발명에 따른 광학렌즈용 구심연마기의 연마부 구조에서 스핀들부재의 실시예를 보여주는 단면도

도 4는 본 발명에 따른 광학렌즈용 구심연마기의 연마부 구조에서 센터축에 대한 분해사시도

도 5는 본 발명에 따른 광학렌즈용 구심연마기의 연마부 구조에서 센터축의 실시예를 보여주는 단면도

도 6은 본 발명에 따른 광학렌즈용 구심연마기의 연마부의 작동상태를 개략적으로 보여주는 측면도

도 7은 스핀들부재의 다른 실시예에 대한 분해사시도

도 8은 도 7에 대한 단면도

도 9는 종래 광학렌즈용 구심연마기의 전체 구성을 개략적으로 보여주는 부분절개 정면도

도 10은 종래 광학렌즈용 구심연마기의 스핀들부재에 대한 단면도

도 11은 종래 스핀들부재의 다른 실시예에 대한 단면도

도 12는 종래 광학렌즈용 구심연마기의 피스톤로드부재에 대한 단면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

2 : 커버 3 ; 센터축

4 : 스위치 6 : 제2스러스트 베어링

8 : 상부베어링 10 : 제2샤프트

12 : 하부베어링 13 : 연마유커버

14 : 하우징 15 : 스핀들부재

17 : 모터 21 : 스핀들박스

22 : 통공 23 : 스핀들모터

31 : 축하우징 33 : 가이드블럭

35 ; 에어실린더 36 ; 피스톤로드

50 ; 풀리 62 : 칼라부

64 : 요홈 66 ; 치구고정홈

68, 106, 268 : 오링 70 : 작업대

102 : 제1하우징 103 : 수용홈

104 : 관통공 110 : 하부베어링

120 : 베어링커버 130 : 제1샤프트

140 : 제1스러스트 베어링 200 : 치구

202 ; 커버 206 : 스러스트 베어링

208 : 상부베어링 210 : 샤프트

212 : 하부베어링 214 : 하우징

264 : 환형홈 300 : 렌즈

360 : 피봇핀 400 : 제2치구

402 : 연마재

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 연마부를 구성하는 스핀들부재와 에어실린더 및 피스톤로드부재가 구비되어 광학렌즈를 가공하도록 된 구심연마기에 있어서,

상기 스핀들부재는 상부 베어링의 상단에 스러스트 베어링을 연설하고, 이의 내주연측에는 외주연에 칼라를 갖는 스핀들을 결합시켜 구성되고,

상기 피스톤로드부재는 수직의 샤프트의 외측에 중공부를 갖는 하우징을 결합시킨 후 그 내측의 샤프트의 하단에 축설된 하부 베어링의 하부에 베어링커버를 씌우고, 그 하부에 스러스트베어링을 연설시켜 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바른 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 광학렌즈용 구심연마기의 전체 구성을 개략적으로 보여주는 부분절개 정면도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 광학렌즈용 구심연마기의 연마부 구조에서 스핀들에 대한 분해사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 광학렌즈용 구심연마기의 연마부 구조에서 스핀들의 실시예를 보여주는 단면도, 도 4는 본 발명에 따른 광학렌즈용 구심연마기의 연마부 구조에서 센터축에 대한 분해사시도, 도 5는 본 발명에 따른 광학렌즈용 구심연마기의 연마부 구조에서 센터축의 실시예를 보여주는 단면도, 도 6은 본 발명에 따른 광학렌즈용 구심연마기의 연마부의 작동상태를 개략적으로 보여주는 측면도, 도 7은 스핀들부재의 다른 실시예에 대한 분해사시도, 도 8은 도 7에 대한 단면도를 나타낸 것이다.

도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하면, 본 발명은 상단에는 치구고정홈(66')이 형성되고, 그 하부 외주연에 단턱(102')이 형성된 채 하우징(14') 내에 수직으로 삽입된 제2샤프트(10')의 상부와 하부 일측에는 상부 및 하부 베어링(8')(12')이 각각 축설되고, 상부 베어링(8')의 상단에는 베어링을 고정시키기 위한 베어링 너트(20')와 고정링(30')이 결합된 후 그 상부에 보호커버(2')가 씌워져서 이루어지는 스핀들부재와;

중공부를 가지며 하부가 개방되어 통체로 된 외부커버(112') 내측에 하단에는 피봇핀(360')이 결합되고, 상단 및 하부에 상부 베어링(114')과 하부 베어링(110')이 각각 축설된 제1샤프트(130')가 수직으로 끼워져 결합된 후 상기 외부커버(112')의 하단 개구부로부터 베어링 너트(118')와 오링(117') 및 고정캡(116')이 순차적으로 결합되어 된 피스톤로드부재로; 구성된 연마부(A')를 포함하여 된 통상의 광학렌즈용 구심연마기에 있어서,

상기 스핀들부재(15)는 상부 베어링(8)의 상단에 제2스러스트 베어링(6)을 연설시키되, 상기 스러스트 베어링(6)의 내경측으로는 상부면에 오링(68)이 설치되고 상부 외주연에 칼라부(62)를 갖는 제2샤프트(10)를 밀착되게 결합시켜서 구성하고,

상기 피스톤로드부재(36)는 상단 개구부에 오링(106)이 구비되고 내측에 중공부를 갖는 원통체의 제1하우징(102)을 제1샤프트(130)의 하부에 끼워 결합시킨 후, 전기 제1샤프트(130)의 하단에 축설된 하부 베어링(120)의 하측에 상기 제1하우징(102)의 내주연에 내접하면서 하부 베어링(110)을 감싸는 베어링커버(120)를씌우고, 상기 베어링커버(120)의 하부에 제1스러스트 베어링(140)이 연접되게 축설되어 이루어진다.

이를 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 스핀들부재(15)는 제2샤프트(10)의 상부에 축설되어 축방향으로 가해지는 하중을 직접적으로 받는 상부 베어링(8)을 고정시키기 위해 결합되던 종래의 베어링 너트(20')를 배제시키는 대신에, 축방향으로 가해지는 하중을 견디면서 회전력을 보다 향상시키기 위해 상기 상부 베어링(8)의 직상부에 제2스러스트 베어링(6)을 연설시키는 한편 상기 스러스트 베어링(6)의 내륜(600)과 접하도록 상부 외주연 일측에 칼라부(62)가 형성된 제2샤프트(10)를 포함하여 구성된다.

또한 상기 제2샤프트(10)의 상부면에 환형의 요홈(64)을 형성하고 여기에 오링(68)을 삽입하여 상기 오링(68)이 커버(2) 개구부의 저면에 밀착됨으로써 제2하우징(14) 내의 침수현상이 방지되도록 하였다.

한편 상기 피스톤로드부재(36)는 제1샤프트(130)에 결합된 제1하우징(102) 내에 베어링커버(120)와 제1스러스트 베어링(140)이 축설되어 구성된다.

상기 제1하우징(102)은 상부면 중앙에 관통공(104)이 형성되고, 하단이 개구된 원통체로써, 상기 관통공(104)의 하부 내주연에는 오링(106)이 삽입될 수 있는 수용홈(103)을 제공하는 환턱(105)이 형성되어 제1샤프트(130)의 하부에 관통결합되어 있다.

이때 상기 수용홈(103)에 삽입된 오링(106)은 상기 제1하우징(102)의 관통공(104)의 저면에 밀착됨으로써 방수기능을 제공하도록 하였다.

상기 베어링커버(120)는 상단이 개구되고 하단부에 소정의 통공(도시되지 않음)이 형성된 원통체로써 상기 통공으로 제1샤프트(130)가 관통되어지고, 하부 베어링(110)을 감싸면서 외측벽이 제1하우징(102)의 내주연에 내접하도록 삽입되는 것이다.

상기 제1스러스트 베어링(140)은 제1샤프트(130)의 하단에 축설되되 상면이 상기 베어링커버(120)의 하단부에 연접하도록 설치된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

도 6에서 보이듯이, 먼저 렌즈(300)를 가공하기 위해서는 연마재(402)가 상부에 부착된 제2치구(400)를 상기 제2샤프트(10)의 치구고정홈(66)에 결합시킨 후 상기 연마재 상에 렌즈(300)를 안착시킨 상태에서 스핀들모터를 구동시키면 이에 연동된 풀리(50)와 제2샤프트(10)가 일정 속도로 회전하게 된다.

이와 병행하여 상기 피스톤로드부재(36)의 제1샤프트 하단에 형성된 피봇핀(360)에 별도의 제1치구(200)를 설치한 후 센터축(3)을 하강시켜 전기 제1치구(200)의 저면이 렌즈(300)의 상면에 일정 장력으로 접하게 하여 렌즈를 고정시킨다.

이후 상기 스핀들부재(15)의 회전에 의해 렌즈가 회전하면서 연마가 이루어지는데 이때 상기 렌즈의 회전력이 상기 제1치구(200)를 통해 상기 피스톤로드부재(36)에 직접 전달되더라도 하부 베어링(110)과 제1스러스트 베어링(140)에 의해 상기 제1샤프트(130)는 아이들링(idling) 상태가 되어 회전력을 흡수하게 되고 자연히 상기 스핀들부재(15)의 회전속도보다 피스톤로드부재(36)의 회전속도가 느려지므로 렌즈의 연마가 가능한 것이다.

따라서 연마작업시 렌즈(300)를 고정시키기 위해 스핀들부재(15)의 상부에서 피스톤로드부재(36)가 일정한 힘으로 하중을 가하게 되더라도 상기 제1 및 제2스러스트 베어링(140)(6)이 하중을 지지해주므로 내구성이 증대되고, 제1 및 제2샤프트(130)(10)의 회전력을 더욱 향상시켜 정밀한 가공이 이루어질 수 있는 것이다.

또한 상기 스핀들부재(15)의 커버(2)와 피스톤로드부재(36)의 제1하우징(102)에 각각 오링(68)(106)이 설치된 방수구조를 형성함으로써 작업중에 수용성 절삭유의 침입이 차단되어 부식피해를 방지할 수 있다.

한편 도 7과 도 8은 본 발명에서 스핀들부재(B)의 다른 실시예를 보여주는 것으로, 도 11에 도시된 바와 같이 샤프트(210')의 상부에 복수의 상부 베어링(208')을 인접되게 축설하되 상기 베어링(208')이 하우징(212')의 상단에 매립되게 설치한 후 상기 하우징(212')의 상부에 커버(202')를 씌워 결합시켜 된 종래 스핀들부재(B')에서, 상부 베어링(208)의 하부에 연접되게 스러스트 베어링(206)을 축설시키고, 커버(202)의 통공(203) 내측에 환형홈(264)을 형성시켜 이 환형홈(264)에 오링(268)이 삽입되도록 하여 축방향으로 가해지는 하중을 지지하도록 하고, 방수구조를 이루도록 한 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면 구심연마기를 이용한 렌즈의 연마작업시 연마부를 구성하는 스핀들부재와 피스톤로드부재에 스러스트 베어링을 축설함으로써 축방향으로 가해지는 하중을 견딜 수 있게 하고, 방수구조로 이루어져 제1 및 제2하우징 내측으로 침수현상이 방지되도록 함으로써 연마부의 내구성을 증대시킬 수 있어 양질의 렌즈를 제공할 수 있고 불량품 발생률을 저하시켜 작업능률을 향상시킬 수 있는 유용한 효과가 제공된다.

Claims

상단 중앙에 치구고정홈이 형성되고, 그 하부 외주연에 단턱이 형성된 채 하우징 내에 수직으로 삽입된 제2샤프트의 상부와 하부 일측에는 상부 및 하부 베어링이 각각 축설되고, 상부 베어링의 상단에는 베어링을 고정시키기 위한 베어링 너트와 고정링이 결합된 후 그 상부에 보호커버가 씌워져서 이루어지는 스핀들부재와;

내측에 중공부를 가지며 하부가 개방되어 통체로 된 외부커버 내측에 하단에는 피봇핀이 결합되고, 상단 및 하부에 상부 베어링과 하부 베어링이 각각 축설된 제1샤프트가 수직으로 끼워져 결합된 후 상기 외부커버의 하단 개구부로부터 베어링 너트와 오링 및 고정캡이 순차적으로 결합되어 된 피스톤로드부재로; 구성된 연마부를 포함하여 된 통상의 광학렌즈용 구심연마기에 있어서,

상기 스핀들부재(15)는 상부 베어링(8)의 상단에 제2스러스트 베어링(6)을 연설시키되, 상기 제2스러스트 베어링(6)의 내경측으로는 상부면에 오링(68)이 설치되고 상부 외주연에 칼라부(62)를 갖는 제2샤프트(10)를 끼워넣어 제2스러스트 베어링의 내륜(600)에 칼라부(62)가 밀착되게 결합시켜서 구성되고,

상기 피스톤로드부재(36)는 상단 개구부에 오링(106)이 구비되고 내측에 중공부를 갖는 원통체의 제1하우징(102)을 제1샤프트(130)의 하부에 끼워 결합시킨 후, 상기 제1샤프트(130)의 하단에 축설된 하부 베어링(120)의 하측에 상기 제1하우징(102)의 내주연에 내접하면서 하부 베어링(110)을 감싸는 베어링커버(120)를끼워 넣고, 상기 베어링커버(120)의 하부에 제1스러스트 베어링(140)이 연접되게 축설되어 이루어짐을 특징으로 하는 광학렌즈용 구심연마기의 연마부 구조.