KR20130056031A - 캠 샤프트의 가공 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 캠 샤프트의 가공 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 캠 샤프트의 가공 장치는 캠 샤프트가 안착되는 트레이와, 상기 트레이의 일단에 형성되어 캠 샤프트를 상승시키는 승강기가 형성된 공급장치; 상기 상승된 캠 샤프트가 안착되어 다수의 롤러에 의해 지지된 채 가공부로 이송시키는 이송장치; 상기 가공부에서 드릴링 가공된 캠 샤프트를 배출하여 수거하는 배출장치;를 포함하고, 상기 가공부는, 이송된 캠 샤프트를 협지하여 고정시키는 고정장치; 상기 고정장치에 고정된 캠 샤프트의 측면을 천공시켜 다수의 천공구를 형성하는 드릴날을 갖는 드릴척이 다수개 장착된 지그; 상기 지그를 승강시키는 승강구동부; 상기 지그의 드릴척의 하부에 장착되며 선단에는 천공시 천공구에 잔존하는 버를 제거하는 소제용 비트; 상기 지그의 상부에 배치되어 상기 드릴과 접촉되어 드릴날의 유무를 감지하는 감지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 캠 샤프트에 대한 드릴링 작업에 의한 천공과 버 제거 공정이 이루어짐으로써 장치의 구조가 간결하고 작업이 간편하여 효율이 향상될 수 있고, 드릴날의 손상 여부를 체크하여 손상된 드릴날을 신속하게 교체할 수 있어 불량률을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Description

캠 샤프트의 가공 장치{CAM SHAFT MANUFACTURING APPARATUS}

본 발명은 캠 샤프트의 가공 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차용 캠 샤프트에 드릴링 공정 후 곧바로 버 제거 공정을 수행할 수 있어 작업 공정이 단축될 수 있으며, 또한 드릴링 작업 후 드릴날의 손상 여부를 체크하여 손상된 드릴날이 있는 경우 즉시 작업자에게 알려 교체될 수 있도록 함으로써 드릴링의 불량한 상태를 방지할 수 있어 작업의 정확도 및 작업 능률을 월등히 향상시킬 수 있도록 한 캠 샤프트의 가공 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 샤프트는 엔진의 구성요소인 실린더 블록과 실린더 헤드 사이에 설치된다.

상기 샤프트에는 밸브를 개폐시키기 위하여 밸브수와 같은 수의 캠이 배열되어 있으며, 엔진크랭크축의 회전운동을 로커암의 상하운동으로 변환시켜 흡기밸브와 배기밸브의 개폐를 조절하는 기능을 가지고 있는 엔진 핵심부품의 하나이다.

이러한 캠 샤프트는 주물 주조방식과 중공소결방식으로 생산되는 두가지 종류의 캠 샤프트가 공급되고 있다.

중공 소결방식으로 제작된 캠 샤프트는 캠 샤프트 가운데가 비어있어 캠 샤프트의 가운데가 채워진 상태로 제작되는 주철방식의 캠 샤프트에 비해 30~50% 이상 경량제작이 가능하고, 엔진 연비향상에 있어 엔진경량화의 중요성이 강조되고 있는만큼 자동차 메이커들도 중공소결 방식의 캠 샤프트를 선호하고 있는 추세에 있으며, 활용도가 지속적으로 증가되어 갈 추세에 있다.

이에 관련된 선행기술로는 국내 등록특허 10-0605473호의 "캠 샤프트의 가공방법 및 장치"가 개시된 바 있다.

도 10에 도시된 바와 같이 상기 선행기술을 살펴보면, 중앙부에 피삭물 파지수단(1)과 일측에 제1가공수단(2), 그 타측에 제2가공수단(3) 및 후방 중간측에 제3가공수단(4)이 상호 조합구성되어 제어수단(5)의 제어동작에 따라 상호 연동가능하게 이루어지되, 상기 피삭물 파지수단(1)은 전용가공기를 이루는 본체의 중앙부에 회전이 자유로우면서 상부에 파지부(11)가 캠(12) 작동에 의해 연동가능하게 이루어지고, 상기 제 1 가공수단(2)은 상기 피삭물 파지수단(1)의 일측에 전후, 좌우 및 상하이동가능하게 구성되어 중앙부를 향해 하나의 치공구가 일직선상으로 배치되도록 다수개의 치공구가 각각 회전가능하게 구비된 가공부(21)가 일정 각도로 기울어져 회전자재롭게 장착되고, 상기 제 2 가공수단(3)은 상기 피삭물 파지수단(1)의 타측에 전후, 좌우이동가능하게 구성되어 중앙부를 향해 하나의 치공구가 일직선상으로 배치되도록 다수개의 치공구가 각각 회전가능하게 구비된 가공부(31)가 일정 각도로 기울어져 회전 자재롭게 장착되며, 상기 제 3 가공수단(4)은 상기 피삭물 파지수단(1)의 후방측에 전후, 좌우 및 상하이동가능하게 구성되어 중앙부를 향해 하나의 치공구가 일직선상으로 배치되도록 다수개의 치공구가 각각 회전가능하게 구비된 가공부(41)가 일정 각도로 기울어져 회전자재롭게 장착되어 이루어진다.

이때 상기 제 1 및 제 2 가공수단(2),(3)의 가공부(21),(31)에는 센터설정수단(22),(32)이 각각 장착 배치되어 구성된것을 포함한다.

그러나 상기 종래 기술은 드릴가공 후 드릴날이 손상되는 경우가 종종 발생되는 이를 즉시 인지하지 못하여 손상된 드릴날을 교체하지 않을 경우가 있어 드릴링이 불량한 상태로 작업이 진행되는 문제점이 있었다.

또한 종래 기술은 드릴링 공정 후 캠 샤프를 버 제거 작업대로 이송하여 버 제거 작업을 수행하여야 하므로 공정 간의 연속성이 낮아 작업 능률이 저하되고 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 캠 샤프트에 드릴링 공정 후 곧바로 버 제거 공정을 수행할 수 있어 작업 공정이 단축될 수 있으며, 또한 드릴링 작업 후 드릴날의 손상 여부를 체크하여 손상된 드릴날이 있는 경우 즉시 작업자에게 알려 교체될 수 있도록 함으로써 드릴링의 불량한 상태를 방지할 수 있어 작업의 정확도 및 작업 능률을 월등히 향상시킬 수 있도록 한 캠 샤프트의 가공 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적은, 캠 샤프트가 안착되는 트레이와, 상기 트레이의 일단에 형성되어 캠 샤프트를 상승시키는 승강기가 형성된 공급장치; 상기 상승된 캠 샤프트가 안착되어 다수의 롤러에 의해 지지된 채 가공부로 이송시키는 이송장치; 상기 가공부에서 드릴링 가공된 캠 샤프트를 배출하여 수거하는 배출장치;를 포함하고, 상기 가공부는, 이송된 캠 샤프트를 협지하여 고정시키는 고정장치; 상기 고정장치에 고정된 캠 샤프트의 측면을 천공시켜 다수의 천공구를 형성하는 드릴날을 갖는 드릴척이 다수개 장착된 지그; 상기 지그를 승강시키는 승강구동부; 상기 지그의 드릴척의 하부에 장착되며 선단에는 천공시 천공구에 잔존하는 버를 제거하는 소제용 비트; 상기 지그의 상부에 배치되어 상기 드릴과 접촉되어 드릴날의 유무를 감지하는 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 캠 샤프트의 가공 장치에 의해 달성될 수 있다.

상기 감지부는 상기 드릴날에 대응되는 접지편이 부착된 브라켓; 상기 브라켓이 결합된 프레임; 상기 프레임이 결합된 로드가 구비되어 수직으로 승강작동되는 승강실린더; 상기 접지편과 드릴날의 접지 유무 신호를 수신하여 에러 발생을 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 소제용 비트는 모터에 연결되어 회전되는 샤프트의 선단을 절개하여 2개의 편체로 형성되어 회전시 벌어지도록 하고, 상기 2개의 편체 중 어느 하나에 돌기가 형성된 것 중 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.

상기 승강기는 트레이의 일측에 상하 직선운동하는 실린더부재가 부착되고, 상기 실린더부재의 피스톤로드에는 캠 샤프트를 이동시키는 작동부재가 연결설치되며, 상기 작동부재는 높낮이가 서로 다른 플레이트로 형성된 고정부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 지그는 상기 고정장치의 양측에 대칭되게 각기 배치되며, 각 지그에는 드릴척을 회전시키는 회전구동부가 형성되고, 전후진 되도록 전후 구동부가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 캠 샤프트에 대한 드릴링 작업에 의한 천공과 버 제거 공정이 이루어짐으로써 장치의 구조가 간결하고 작업이 간편하여 효율이 향상될 수 있는 효과가 있다.

또 드릴날의 손상 여부를 체크하여 손상된 드릴날을 신속하게 교체할 수 있어 불량률을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 캠 샤프트의 가공 장치의 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 캠 샤프트의 가공 장치의 정면도,
도 3은 본 발명에 따른 캠 샤프트의 가공 장치의 전체 구성을 나타낸 도면 대용 사진,
도 4는 본 발명에 따른 캠 샤프트의 가공 장치의 '공급장치'를 나타낸 도면 대용 사진,
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 캠 샤프트의 가공 장치의 '공급장치의 승강기'를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명에 따른 캠 샤프트의 가공 장치의 '이송장치'를 나타낸 도면 대용 사진,
도 7은 본 발명에 따른 캠 샤프트의 가공 장치의 '가공부'를 나타낸 도면 대용 사진,
도 8은 본 발명에 따른 캠 샤프트의 가공 장치의 '지그'를 나타낸 도면 대용 사진,
도 9는 본 발명에 따른 캠 샤프트의 가공 장치의 '소제용 비트'를 나타낸 도면 대용 사진,
도 10은 종래 기술을 나타낸 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 캠 샤프트의 가공 장치의 평면도, 도 2는 본 발명에 따른 캠 샤프트의 가공 장치의 정면도, 도 3은 본 발명에 따른 캠 샤프트의 가공 장치의 전체 구성을 나타낸 도면 대용 사진, 도 4는 본 발명에 따른 캠 샤프트의 가공 장치의 '공급장치'를 나타낸 도면 대용 사진, 도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 캠 샤프트의 가공 장치의 '공급장치의 승강기'를 나타낸 도면, 도 6은 본 발명에 따른 캠 샤프트의 가공 장치의 '이송장치'를 나타낸 도면 대용 사진, 도 7은 본 발명에 따른 캠 샤프트의 가공 장치의 '가공부'를 나타낸 도면 대용 사진, 도 8은 본 발명에 따른 캠 샤프트의 가공 장치의 '지그'를 나타낸 도면 대용 사진, 도 9는 본 발명에 따른 캠 샤프트의 가공 장치의 '소제용 비트'를 나타낸 도면 대용 사진이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 캠 샤프트의 가공 장치는

캠 샤프트(100)가 안착되는 트레이(11)와, 상기 트레이(11)의 일단에 형성되어 캠 샤프트(100)를 상승시키는 승강기가 형성된 공급장치(1);

상승된 캠 샤프트(100)가 안착되어 다수의 롤러(24)에 의해 지지된 채 가공부(3)로 이송시키는 이송장치(2);

가공부(3)에서 드릴링 가공된 캠 샤프트(100)를 배출하여 수거하는 배출장치(9);를 포함하여 구성된다.

공급장치(1)는 캠 샤프트(100)를 다수개로 올려놓을 수 있는 트레이(11)가 형성되고, 이 트레이(11)의 전단 하부에 승강기(10)가 수직되게 장착되어 전단의 캠 샤프트(100)를 한개씩 상승시키도록 한다.

승강기(10)는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 트레이(11)의 일측에 상하 직선운동하는 실린더부재(11')가 부착되고, 상기 실린더부재(11')의 피스톤로드에는 캠 샤프트(100)를 이동시키는 작동부재(12')가 연결설치되며, 상기 작동부재(12')는 높낮이가 서로 다른 플레이트로 형성된 고정부재(13')를 포함하여 이루어진다.

따라서 고정부재(13')에 캠 샤프트(100)가 안착된 후 실린더부재(11')가 구동되어 작동부재(12')가 수직 상승함으로써 캠 샤프트(100)를 상부로 이송하게 된다.

상부로 이송된 캠 샤프트(100)는 이송장치(2)를 통해 가공부(3)로 이송된다.

이송장치(2)는 승강기(10)에 의해 상승된 캠 샤프트(100)를 안내하는 수직 지지대(21)와, 이 수직 지지대(21)의 상단에 형성된 절곡편(22)과, 다수의 롤러(24)가 상부 양측에 형성되어 캠 샤프트(100)를 지지하도록 하여 횡방향으로 이동시키는 이송롤러부재(23)를 포함한다.

가공부(3)는 캠 샤프트(100)의 측면에 다수의 천공구를 동시에 형성할 수 있도록 드릴링 장비가 구비되고, 또 드릴링 후 잔존하는 버를 제거하기 위한 버 제거수단이 구비된다.

특히 승강작동되는 지그(4)의 일측 상부에 드릴날(5)을 장착하고, 그 하부에 버 소제용 비트(6)를 장착함으로써 드릴링 후 지그(4)를 상승시켜 곧바로 버 제거 작업이 수행될 수 있다.

이에 가공부(3)는 이송된 캠 샤프트(100)를 협지하여 고정시키는 고정장치; 고정장치에 고정된 캠 샤프트(100)의 측면을 천공시켜 다수의 천공구를 형성하는 드릴날(5)을 갖는 드릴척(52)이 다수개 장착된 지그(4); 지그(4)를 승강시키는 승강구동부; 지그(4)의 드릴척(52)의 하부에 장착되며 선단에는 천공시 천공구에 잔존하는 버를 제거하는 소제용 비트(6); 지그(4)의 상부에 배치되어 상기 드릴날(5)과 접촉되어 드릴날(5)의 유무를 감지하는 감지부를 포함하여 구성된다.

승강구동부는 통상의 유압실린더를 동력원으로 하나 반드시 이에 한정될 필요는 없고 전동모터 방식도 적용 가능할 것이다.

따라서 캠 샤프트(100)가 고정장치에 정위치되면, 제어부의 신호에 따라 지그(4)가 전진하면서, 동시에 드릴척(52)이 고속 회전되어 드릴날(5)이 캠 샤프트(100)의 측면을 천공시키는 드릴링이 실행된다.

캠 샤프트(100)의 양측에 각기 드릴날(5)이 동시에 천공함으로써 양측에 천공구가 형성된다.

이후 지그(4)가 후진되어 드릴날(5)이 천공구로부터 빠져나온다.

이후 지그(4)가 상승하여 소제용 비트(6)가 천공구와 일치되는 위치까지 상승된다. 이후 지그(4)가 전진하면서 소제용 비트(6)가 천공구로 삽입된 후 회전시켜 버를 제거토록 한다.

소제용 비트(6)는 도 9에 도시된 바와 같이, 모터에 연결되어 회전되는 샤프트의 선단을 절개하여 2개의 편체(62)로 형성되어 회전시 벌어지도록 하고, 상기 2개의 편체(62) 중 어느 하나에 돌기(64)가 형성된다.

따라서 소제용 비트(6)의 고속 회전시 원심력에 의해 편체(62)가 벌어져 부채꼴 형상의 궤적으로 회전되며, 돌기(64)가 천공구에 잔존하는 버를 깍아냄으로써 제거될 수 있다.

지그(4)는 고정장치의 양측에 대칭되게 각기 배치되며, 각 지그(4)에는 드릴척(52)을 회전시키는 회전구동부가 형성되고, 전후진 되도록 전후 구동부가 형성된다.

회전구동부는 전동모터 또는 유압모터가 채용되며, 전후구동부는 유압실린더를 채용하였다.

한편 소제용 비트(6)가 드릴날(5)의 위치로 상승됨에 따라 드릴날(5)은 상방으로 상승하게 되어 감지부(7)와 접촉된다.

감지부(7)는 드릴날(5)의 손상 여부를 판단하는 것으로, 드릴날(5)에 대응되는 접지편(71)이 부착된 브라켓(72); 브라켓(72)이 결합된 프레임(73); 프레임(73)이 결합된 로드가 구비되어 수직으로 승강작동되는 승강실린더(74); 접지편(71)과 드릴날(5)의 접지 유무 신호를 수신하여 에러 발생을 판단하는 제어부를 포함하여 구성된다.

따라서 승강실린더(74)를 작동시켜 로드를 적정한 위치로 이동시킴으로써 브라켓(72)이 드릴날(5)과 접촉될 수 있는 적정 위치에 설정되도록 한다.

상술한 바와 같이 소제용 비트(6)가 버 제거 작업을 하는 동안 드릴날(5)이 접지편(71)에 닿도록 함으로써 드릴날(5)의 손상 유무를 판단할 수 있다.

버 제거가 완료된 캠 샤프트(100)는 가공부(3)의 배출측에 형성된 이송장치를 배출되어 배출장치(9)로 이송된다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

1 : 공급장치 2 : 이송장치 3 : 가공부 4 : 지그 5 : 드릴날 6 : 소제용 비트
7 : 감지부 71 : 접지편

Claims (5)

1. 캠 샤프트가 안착되는 트레이와, 상기 트레이의 일단에 형성되어 캠 샤프트를 상승시키는 승강기가 형성된 공급장치;
   상기 상승된 캠 샤프트가 안착되어 다수의 롤러에 의해 지지된 채 가공부로 이송시키는 이송장치;
   상기 가공부에서 드릴링 가공된 캠 샤프트를 배출하여 수거하는 배출장치;를 포함하고,
   상기 가공부는,
   이송된 캠 샤프트를 협지하여 고정시키는 고정장치;
   상기 고정장치에 고정된 캠 샤프트의 측면을 천공시키도록 다수의 드릴척과 상기 드릴척에 각기 형성된 드릴날이 장착된 지그;
   상기 지그를 승강시키는 승강구동부;
   상기 지그의 드릴날의 하부에 장착되어 천공 후 잔존하는 버를 제거하는 소제용 비트;
   상기 지그의 상부에 형성되어 상기 드릴척의 상승시 이에 접촉되어 드릴날의 유무를 감지하여 손상여부를 판단하는 감지부
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 캠 샤프트의 가공 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 감지부는
   상기 드릴날에 대응되는 접지편이 부착된 브라켓;
   상기 브라켓이 결합된 프레임;
   상기 프레임이 결합된 로드가 형성되어 승강작동되는 승강실린더;
   상기 접지편과 드릴날의 접지 유무 신호를 수신하여 에러 발생을 판단하는 제어부
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 캠 샤프트의 가공 장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 소제용 비트는
   모터에 연결되어 회전되는 샤프트의 선단을 절개하여 2개의 편체로 형성되어 회전시 벌어지도록 하고,
   상기 2개의 편체 중 어느 하나에 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 캠 샤프트의 가공 장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 승강기는
   트레이의 일측에 부착되어 상하 직선운동하는 실린더부재;
   상기 실린더부재의 피스톤로드에 연결설치되며 상기 캠 샤프트를 이동시키는 작동부재;
   상기 작동부재에 형성되며 높낮이가 서로 다른 플레이트로 형성된 고정부재
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 캠 샤프트의 가공 장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 지그는
   상기 고정장치의 양측에 대칭되게 각기 배치되며,
   각 지그에는 드릴척을 회전시키는 회전구동부와, 전후진시키는 전후 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 캠 샤프트의 가공 장치.

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