KR20060085556A - 유성기어기구를 이용한 이동장치 및 평면연마기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 이동장치는, 피이동체를 속도 0점을 갖지 않는 사변형 궤적에 따라서 이동할 수 있도록 하는 것으로서, 유성기어기구와 이 유성기어기구에 의해 구동되는 이동수단으로 이루어지며, 상기 유성기어기구가, 태양기어와, 이 태양기어와 동심상태로 배치된, 정지상태로 유지되는 내치기어와, 상기 태양기어와 내치기어 사이에 형성되는 공간 내에 이들과 맞물리도록 서로 원주방향으로 이격하여 배치된 복수개의 유성기어와, 이 유성기어중의 임의의 1개에 그 회전중심축으로부터 편심된 위치에 돌설된 구동핀으로 이루어지며, 상기 유성기어의 치 수(齒數)는 상기 태양기어의 치 수의 1/4이며, 상기 태양기어의 회전에 의해 상기 유성기어가 태양기어의 주위를 1회 공전하는 동안에 4회 자전되도록 되며, 상기 이동수단이 상기 구동핀에 결합되어 사변형의 궤적에 따라서 구동된다. 본 발명의 평면연마기는 상기 이동장치에 의해 구동되는 공작물과 이 공작물의 연마수단을 갖는다.

유성기어, 태양기어, 평면연마기, 랩핑머시인

Description

유성기어기구를 이용한 이동장치 및 평면연마기{Moving deviec and flat-surface grinding machine using planet gear mechanism}

도 1은 본 발명에 따른 평면연마기의 정면도.

도 2는 도 1에 도시한 평면연삭기의 평면도.

도 3은 도 1에 도시한 평면연삭기의 측면도.

도 4는 본 발명의 이동장치에 있어서의 구동수단의 요부의 평면도.

도 5는 도 4에 도시한 구동수단의 종단정면도.

도 6은 본 발명의 이동장치의 평면도.

도 7은 도 6에 도시한 이동장치의 종단면도.

도 8은 도 4에 도시한 구동수단의 동작설명도.

도 9는 도 4에 도시한 구동수단의 동작설명도.

도 10은 종래예의 호프만방식의 평면연마기를 나타내는 사시도.

도 11은 도 10에 도시한 평면연마기를 나타내는 평면도.

도 12는 도 10에 도시한 평면연마기에 의한 연마작동에 있어서의 공작물의 2점의 전체이동거리를 나타내는 설명도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 유성기어기구 2 : 구동핀

3 : 종동체 4 : 평행사변형 링크기구

5 : 원형궤적 6 : 사변형상의 궤적

29 : 캐리어플레이트 29a : 사각구멍

33 : 공작물 35 : 하측 랩핑머시인

36 : 상측 랩핑머시인 37 : 태양기어

38 : 유성기어 39 : 내치기어

40 : 사각구멍 41 : 하측 랩핑머시인

42 : 상측 랩핑머시인 43 : 베드

49 : 에어실린더 51 : 분배탱크

52 : 슬라이드베드 101 : 회전구동축

102 : 회전구동축 103 : 회전구동축

104 : 구동모터 109 : 유니버셜 죠인트

본 발명은 유성기어기구를 이용한 이동장치 및 평면연마기, 특히 사변형 궤적의 운동을 생성시킬 수 있는 이동장치 및 이 이동장치를 구비한 평면연마기에 관한 것이다.

일반적으로, 물체를 사변형 궤적을 따라서 이동시키기 위해서는, X, Y 2축 슬라이드기구에 의존하고 있거나, 더블캠에 의존한다. 그러나, 전자에 의존할 때 는 비용이 높아지고, 후자에 의존할 때는 정확한 사변형 궤적을 얻기 힘들다.

또한 롤러군을 장착한 단일 캠과, 이 캠이 롤러군을 통하여 내접하는 사각형내주면을 갖는 종동체를 구비하고, 캠의 회전에 의해 종동체가 정방형 궤적을 따라서 이동되는 구성의 연동기구가 알려져 있다(일본 특개2002-168316).

또한 종래의 평면연마기로서는, 도 10 및 도 11에 나타내는 바와 같은 호프만 방식의 것이 존재한다. 도 10은 그 사시도, 도 11은 그 평면도로서, 이들 도면에 있어서, 37은 회전구동축(101)을 중심으로 회전시키는 태양기어, 39는 태양기어(37)와 동심상태로 배치되어 정지상태로 유지되는 내치기어, 38은 태양기어(37)와 내치기어(39)에 맞물려진 4개의 유성기어이다. 각 유성기어(38)에는 사각형의 공작물(33)을 삽입하는 사각구멍(40)이 형성되어있다. 41은 상기 사각구멍(40)에 삽입된 공작물(33)의 하면을 지지한 상태에서 회전구동축(102)을 중심으로 회전되는 하측 랩핑머시인, 42는 상기 사각구멍(40)에 삽입된 공작물(33)의 상면을 가압한 상태에서 회전구동축(103)을 중심으로 회전되는 상측 랩핑머시인이다. 이 상측 랩핑머시인(42)은 상하이동조작 가능하게 하여, 유성기어(38)에 공작물(33)을 공급하고, 유성기어(38)로부터 공작물(33)을 꺼낼 수 있다.

공작물(33)을 가공할 때는, 상측 랩핑머시인(42)을 상승시켜서 각 유성기어(38)의 사각구멍(40) 내에 공작물(33)을 공급한 후, 이 상측 랩핑머시인(42)을 하강시켜서 각 공작물(33)의 상면을 적당한 압력으로 가압시킨다. 이 때, 각 공작물(33)은 하면을 하측 랩핑머시인(41)으로 동일 크기의 가압력으로 가압된 상태가 된다. 그 후, 태양기어(37)를 적당한 속도로 회전시킨다. 이 때, 상측 랩핑머시인 (42)과 하측랩핑머시인(41)은 가공상황에 따라서 적당한 방향으로 적당한 속도로 회전시킨다. 이에 따라서, 각 공작물(33)은 각 유성기어(38)의 자전변위와 공전변위에 따라서 이동 동일체형상으로 이동되며, 상하면이 상하 랩핑머시인(42, 41)으로 동시에 연마된다.

이 가공기는 공작물(33)의 임의의 2점의 각 랩핑머시인(41, 42)의 중심으로부터의 거리의 차이에 따른 전체이동거리의 차이를 자전변위와 공전변위를 동시에 시킴으로써 피하려고 하는 것으로서, 각 공작물(33)에 있어서의 모든 점의 전체이동거리를 동일하게 근접시켜서 고품질의 연마를 할 수 있는 것이다.

그러나, 상기 종래의 단일 캠을 사용한 것에서는 구조가 복잡하고 비용이 높아짐과 동시에, 각 코너점 근방에서 종동체가 일시 정지하게 되며, 사변형 궤적의 이동속도가 0으로부터 최고속도의 반복이 되어 진동을 발생하는 결점이 있었다.

또한, 상기 호프만방식의 것에서는 이하와 같은 결점이 있다.

도 12는 호프만방식의 평면연마기에 있어서, 상하측 랩핑머시인(42, 41)을 정지시켜서 태양기어(37)만을 180도 회전시켰을 때의 1장의 공작물(w)의 임의의 2점, 즉 대응하는 유성기어(38)의 회전중심에 합치한 점(Q)과 합치하지 않는 점(P)의 각각의 전체이동궤적을 나타내는 것이다. 이 도면으로부터 명백하듯이, 이들 두 개 의 점(P, Q)의 이동궤적은 일치하지 않고 다른 것이 된다. 즉 이 평면연마기에서는, 각 공작물(33)의 각 점의 이동거리는 동일하게 되지 않는다. 이 각 점의 이동거리의 차이는 공작물(33)이 작은 것이라면 실용상 무시할 수 있지만, 공작 물(33)이 커짐에 따라서 무시할 수 없게 된다. 즉, 이 차이는 공작물(33)의 상하면인 가공면의 연마량의 차이가 되며, 그 가공면을 평면상으로 마무리하는 것이 곤란해지는 것 외에, 상하측 랩핑머시인(42, 41)의 연마평면의 편마모도 발생시킨다.

또한 각 유성기어(38)는 하측 랩핑머시인(41)에 접촉하여 회전구동축(101)을 중심으로 회전하고 있기 때문에, 회전구동축(101)을 중심으로 하는 회전과, 하측 랩핑머시인(41)의 회전구동축(102)을 중심으로 하는 회전의 상대적인 회전방향과 관련하여 하측 랩핑머시인(41)의 반경방향의 내외 각 점의 이동거리가 여러 가지 다른 것이 되며, 이에 기인하여, 상황에 따라서는 하측 랩핑머시인(41)의 연마평면이 반경외측방향으로 향하여 그 마멸량이 점차 증대하는 것이 되거나 혹은 역으로 점차 감소하는 것이 되며, 각 공작물(33)의 하면을 적절하게 연마할 수 없게 된다.

또한 하측 랩핑머시인(41)의 연마평면의 평면도는 고품질의 연마에 있어서 중요한 것으로서, 상기와 같이 마멸량이 점차 변화하는 것이 된 연마평면은 지그에 의해 수정하는 것이 필요하게 된다. 그러나, 이 수정은 숙련을 요할 뿐만 아니라, 완전히는 하기 어렵다. 이와 같은 유성기어(38)와 하측 랩핑머시인(41)의 상대회전에 따른 문제는 대물공작물에서 한층 중요하게 된다.

본 발명은 상기의 결점을 제거하도록 한 것이다.

본 발명의 유성기어기구를 이용한 이동장치는, 유성기어기구와 이 유성기어기구에 의해 구동되는 이동수단으로 이루어지며, 상기 유성기어기구가, 태양기어와, 이 태양기어와 동심상태로 배치된, 정지상태로 유지되는 내치기어와, 상기 태 양기어와 내치기어 사이에 형성되는 공간 내에 이들과 맞물리도록 서로 원주방향으로 이격하여 배치된 복수개의 유성기어와, 이 유성기어중의 임의의 1개에 그 회전중심축으로부터 편심된 위치에 돌설된 구동핀으로 이루어지며, 상기 유성기어의 치 수(齒數)는 상기 태양기어의 치 수의 1/4이며, 상기 태양기어의 회전에 의해 상기 유성기어가 태양기어의 주위를 1회 공전하는 동안에 4회 자전되도록 되며, 상기 이동수단이 상기 구동핀에 결합되어 사변형의 궤적에 따라서 구동되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 평면연마기는, 유성기어기구와 이 유성기어기구에 의해 구동되는 연마할 공작물의 이동수단과, 평면연마수단으로 이루어지며, 상기 유성기어기구가, 태양기어와, 이 태양기어와 동심상태로 배치된, 정지상태로 유지되는 내치기어와, 상기 태양기어와 내치기어 사이에 형성되는 공간 내에 이들과 맞물리도록 서로 원주방향으로 이격하여 배치된 복수개의 유성기어와, 이 유성기어중의 임의의 1개에 그 회전중심축으로부터 편심된 위치에 돌설된 구동핀으로 이루어지며, 상기 유성기어의 치 수(齒數)는 상기 태양기어의 치 수의 1/4이며, 상기 태양기어의 회전에 의해 상기 유성기어가 태양기어의 주위를 1회 공전하는 동안에 4회 자전되도록 되며, 상기 이동수단이 상기 구동핀에 결합되어 사변형의 궤적에 따라서 구동되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 평면연마기에 따르면 극히 간단한 구성에 의해 공작물을 사변형 궤적을 거쳐 이동시킴으로써 고정도의 평면연마를 할 수 있으며, 또한 유성기어기구의 직경을 크게 하여 사변형 궤적의 1변의 길이를 크게 하면 큰 공작물의 평면연 마를 할 수 있고, 게다가 공작물을 고속으로 이동시켜서 능률적인 평면연마를 할 수 있게 된다.

이하 도면에 따라서 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 1 - 도 3은 본 발명에 따른 평면연마기에 관한 것으로서, 도 1은 정면도, 도 2는 평면도, 도 3은 측면도이다. 본 발명의 평면연마기는 베드(43)를 구비하고 있고, 이 베드(43) 상에는 하측 랩핑머시인(35)을 수평상태로 고정하고, 하측 랩핑머시인(35)의 상측근방에 캐리어 플레이트(29)를 배치하고, 도 1에 나타내는 바와 같이, 이 캐리어 플레이트(29)의 우측에 종동체(3)를 배치하였다. 또한, 베드(43)에 구동모터(104)를 고정함과 함께, 이 구동모터(104)의 출력축에 의해 구동되는 태양기어(37)를 갖는 유성기어기구(1)를 상기 종동체(3)의 상측위치에 마련한다.

베드(43)의 상방에는 랩핑제의 분배탱크(51)와 에어실린더(49)를 배치하고, 이 에어실린더(49)의 출력축에 접속된 슬라이드베드(52)의 하단에 유니버셜 죠인트(109)를 통하여 상측 랩핑머시인(36)을 고정한다.

상기 유성기어기구(1)는, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 구동모터(104)에 의해 회전되는 태양기어(37)와, 이 태양기어(37)와 동심상태로 배치된, 정지상태로 유지되는 내치기어(39)와, 상기 태양기어(37)와 내치기어(39) 사이에 형성되는 공간 내에 이들과 맞물리도록 원주방향으로 서로 120ㅀ 이격되어 배치된 3개의 유성기어(38)와, 이 유성기어(38) 중의 임의의 1개에 그 회전중심축으로부터 편심된 위치에서 돌설된 구동핀(2)을 가지며, 상기 유성기어(38)의 치 수(직경)는 상기 태양기어(37)의 치 수(직경)의 1/4로 하고, 상기 태양기어(37)의 회전에 의해 상기 유성기어(38)가 태양기어(37)의 주위를 1회 공전하는 동안에 4회전되도록 한다.

또한, 상기 캐리어 플레이트(29)는, 도 6 및 도 7에 도시하는 바와 같이, 비교적 큰 수평사각틀판에 의해 형성되며, 이 캐리어 플레이트(29)에는 사각구멍(29a)을 형성하고, 이 사각구멍(29a) 내에 복수의 공작물(33)을 결합하는 공작물 캐리어(32)를 착탈할 수 있도록 하고, 이 캐리어 플레이트(29)의 일측을 종동체(3)에 결합하고, 이 종동체(3)에 형성한 구멍에 상기 유성기어(38)에 돌설된 구동핀(2)을 결합시킴과 함께, 상기 종동체(3)를 평행사변형 링크기구(4)에 의해 유지하고, 상기 캐리어 플레이트(29)와 종동체(3)를 수평면 내에서 X Y 방향으로 이동자재하게 한다.

본 발명의 평면연마기는 상기와 같은 구성이기 때문에 구동모터(104)에 의해 유성기어기구(1)의 태양기어(37)를 일정속도로 회전하면, 도 8에 나타내는 바와 같이, 상기 유성기어(38)가 태양기어(37)의 주위를 1회 공전하는 동안에 4회전하기 때문에 여기에 편심하여 마련한 구동핀(2)은 유성기어(38)의 회전중심의 원형궤적(5)과는 다른 사변형상의 궤적(6)이 된다.

또한, 상기 원형궤적(5)의 속도는 일정하지만, 상기 궤적(6)의 속도는 일정하지 않고, 예를 들어 상기 구동핀(2)이 유성기어(38)의 최외주에 있는 경우에는 구동핀(2)이 태양기어(37)로부터 가장 멀리 떨어진 점에서 도 9에 나타내는 바와 같이 속도가 0이 되며, 태양기어(37)에 가까워짐에 따라서 속도가 증가하고, 따라서 그 궤적(6)은 도 9에 나타내는 바와 같이 4개의 예각을 갖는 장구형상의 것이 된다.

그러나 상기 구동핀(2)의 중심으로부터의 편심도를 작게 하면 예를 들어 도 8에 나타내는 바와 같이 그 코너에서 속도가 0이 되지 않는(즉 예각이 되지 않는) 대략 사변형의 궤적(6)을 얻을 수 있게 된다.

상기와 같이, 본 발명의 평면연마기에 따르면, 극히 간단한 구성에 의해 공작물을 사변형 궤적을 거쳐 이동시킴으로써 고정도의 평면연마를 할 수 있으며, 또한 유성기어기구의 직경을 크게 하여 사변형 궤적의 1변의 길이를 크게 하면 큰 공작물의 평면연마를 할 수 있으며, 게다가 공작물을 고속으로 이동시켜서 능률적인 평면연마를 할 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 유성기어기구와 이 유성기어기구에 의해 구동되는 이동수단으로 이루어지며, 상기 유성기어기구가, 태양기어와, 이 태양기어와 동심상태로 배치된, 정지상태로 유지되는 내치기어와, 상기 태양기어와 내치기어 사이에 형성되는 공간 내에 이들과 맞물리도록 서로 원주방향으로 이격하여 배치된 복수개의 유성기어와, 이 유성기어중의 임의의 1개에 그 회전중심축으로부터 편심된 위치에 돌설된 구동핀으로 이루어지며, 상기 유성기어의 치 수(齒數)는 상기 태양기어의 치 수의 1/4이며, 상기 태양기어의 회전에 의해 상기 유성기어가 태양기어의 주위를 1회 공전하는 동안에 4회 자전되도록 되며, 상기 이동수단이 상기 구동핀에 결합되어 사변형의 궤적에 따라서 구동되는 것을 특징으로 하는 유성기어기구를 이용한 이동장치.
2. 유성기어기구와 이 유성기어기구에 의해 구동되는 연마할 공작물의 이동수단과, 평면연마수단으로 이루어지며, 상기 유성기어기구가, 태양기어와, 이 태양기어와 동심상태로 배치된, 정지상태로 유지되는 내치기어와, 상기 태양기어와 내치기어 사이에 형성되는 공간 내에 이들과 맞물리도록 서로 원주방향으로 이격하여 배치된 복수개의 유성기어와, 이 유성기어중의 임의의 1개에 그 회전중심축으로부터 편심된 위치에 돌설된 구동핀으로 이루어지며, 상기 유성기어의 치 수(齒數)는 상기 태양기어의 치 수의 1/4이며, 상기 태양기어의 회전에 의해 상기 유성기어가 태양기어의 주위를 1회 공전하는 동안에 4회 자전되도록 되며, 상기 이동수단이 상기 구동핀에 결합되어 사변형의 궤적에 따라서 구동되는 것을 특징으로 하는 평면연마기.

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