KR20140141750A - 환형 대상물용 내측 연마장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 환형(環形) 대상물의 표면을 더욱 용이하고 신속하게 연마할 수 있도록 한 연마장치에 관한 것이다.
본 발명에 의하면,
대상물의 내경과 상응하는 직경을 갖고, 대상물의 내측으로 진입하게 되는 상부 진입부; 상기 진입부에 방사상으로 배열되되, 각각 상기 진입부의 외주면에서 진입부의 내측으로 요입 형성된 둘 이상의 사포장착부; 및 상기 진입부의 하측에 하방 돌출 형성되고, 모터와의 연결을 위한 결합부;를 포함하는 내측 연마유닛과,
상방 개방되어 대상물이 진입하게 되는 내부 연마공간부와, 상기 연마공간부의 가장자리에서 하방 요입 형성된 사포장착부와, 모터와의 결합을 위한 하부 결합부를 갖는 회전체; 및 상기 회전체의 연마공간부에 배치되어 상기 대상물을 받치게 되고, 대상물과의 접촉시 상기 연마공간부에서 비(非)회전하게 되는 안착테이블;을 포함하는 외측 연마유닛이 제공된다.

Description

환형 대상물용 연마장치{Grinding device for circular objects}
본 발명은 환형(環形) 대상물용 연마장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 환형 대상물의 표면을 더욱 용이하고 신속하게 연마할 수 있도록 한 연마장치에 관한 것이다.
일반적으로 엔진피스톤에는 연소실 내의 폭발에 의해 가열된 피스톤의 헤드를 냉각시키기 위한 오일갤러리가 형성된다.
그리고 이러한 오일갤러리를 형성시키기 위하여 [대한민국 등록특허공보 제10-0685864호(2007.02.22.공개, 이하 '선행기술'이라고 함) "주조품질 향상을 위한 엔진피스톤의 오일갤러리 형성용 솔트코어"]에 개시된 바와 같이, 엔진피스톤의 제조시 주형 내부에 환형의 솔트코어가 삽입된다.
한편, 상기 선행기술에 개시된 바와 같이 상기 솔트코어는 염(鹽)을 소결하여 제작된 것으로서, 제작시 소결과정 및 표면 연마과정을 거치게 된다.
그런데 종래에는 연마를 위한 장치로써 소형 숫돌바퀴가 장착된 전동 드라이버나 에어 드라이버 등이 사용되었는데, 이에 따라 작업자가 솔트코어의 표면을 일일이 수작업으로 연마해야 했으므로, 생산성이 떨어질 뿐만 아니라, 양호하고 균일한 연마 품질을 기대하기 어려운 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,
상기 솔트코어와 같은 환형의 대상물 표면을 더욱 용이하고, 신속하게 연마할 수 있도록 한 연마장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 환형 대상물용 연마장치는,
대상물의 내경과 상응하는 직경을 갖고, 대상물의 내측으로 진입하게 되는 상부 진입부;
상기 진입부에 방사상으로 배열되되, 각각 상기 진입부의 외주면에서 진입부의 내측으로 요입 형성된 둘 이상의 사포장착부; 및
상기 진입부의 하측에 하방 돌출 형성되고, 모터와의 연결을 위한 결합부;
를 포함하는 내측 연마유닛을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 환형 대상물용 연마장치는,
상방 개방되어 대상물이 진입하게 되는 내부 연마공간부와, 상기 연마공간부의 가장자리에서 하방 요입 형성된 사포장착부와, 모터와의 결합을 위한 하부 결합부를 갖는 회전체; 및
상기 회전체의 연마공간부에 배치되어 상기 대상물을 받치게 되고, 대상물과의 접촉시 상기 연마공간부에서 비(非)회전하게 되는 안착테이블;
을 포함하는 외측 연마유닛을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 환형 대상물용 연마장치는,
내측 연마유닛 및 외측 연마유닛에 각각 사포를 장착하고, 환형 대상물의 내주면 또는 외주면을 회전하는 내측 연마유닛에 장착된 사포 또는 외측 연마유닛에 장착된 사포에 접촉시킴으로써, 환형 대상물의 표면을 더욱 용이하고 신속하게 연마할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 환형 대상물용 연마장치에서 내측 연마유닛의 사시도.
도 2는 도 1의 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 환형 대상물용 연마장치에서 외측 연마유닛의 사시도.
도 4는 도 3의 분해 사시도.
도 5는 도 3의 단면도.
도 6은 도 5에 도시된 안착테이블이 하강한 상태를 도시한 단면도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
'도 1' 내지 '도 6'에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 환형 대상물용 연마장치는 크게 내측 연마유닛(100) 및 외측 연마유닛(200)으로 나누어진다.
도시된 바에 의하면, 상기 대상물(10)은 환형(環形)의 본체(11)와, 이 본체(11)에 결합된 중공핀(12)을 포함하여 이루어진 공지의 솔트코어가 적용되어있다.
그러나 본 발명의 대상물(10)은 도시된 솔트코어에 한정되지 아니하고, 연마작업이 요구되는 다양한 환형의 물품이 해당할 수 있을 것이다.
이하, '도 1' 및 '도 2'를 참조하여 내측 연마유닛(100)에 대해 설명한다.
내측 연마유닛(100)은 대상물(10)의 내측 표면을 연마하기 위한 것으로서,
대상물(10)의 내경과 상응하는 직경을 갖고, 대상물(10)의 내측으로 진입하게 되는 상부 진입부(110);
진입부(110)에 방사상으로 배열되되, 각각 진입부(110)의 외주면에서 진입부(110)의 내측으로 요입(凹入) 형성된 둘 이상의 사포장착부(120);
진입부(110)의 하측에 하방 돌출 형성된 결합부(130); 및
진입부(110)와 결합부(130) 사이에 형성되어, 진입부(110)에 끼워진 대상물(10)의 하면을 지지하게 되는 받침부(170);를 포함하여 이루어진다.
여기서 상기한 "상응하는 직경"이라 함은, 대상물(10)의 내경과 진입부(110)의 외경이 동일한 직경으로 이루어지는 것을 의미하는 것은 아니며, 진입부(110)가 대상물(10)의 내측에 진입한 상태에서 원활하게 회전할 수 있을 만큼의 직경을 갖는 것을 의미한다.
결국, 진입부(110)는 대상물(10)의 내경보다 다소 작은 직경을 갖는 것이 바람직하다.
결합부(130)는 내측 연마유닛(100)을 모터(미도시)와 연결하기 위한 것이다.
도시된 바에 의하면, 결합부(130)는 보스(boss) 형태로 이루어져 모터의 회전축에 직접 연결될 수 있도록 구현된다.
그러나 결합부(130)는 이에 한정되지 아니하고, 별도의 커플링 또는 척(chuck) 등을 이용하여 모터와 연결할 수 있도록 하는 등 다양한 형태로 구현될 수 있을 것이다.
사포장착부(120)는 대상물(10)의 연마를 위한 사포(砂布, 20)가 장착되는 공간을 제공하게 되는 곳으로서, 도시된 바에 의하면 진입부(110)의 중앙을 중심으로 세 군데의 사포장착부(120)가 방사상으로 배열된다.
도시된 바와 같이, 각 사포장착부(120)는 다수의 사포(20)가 겹쳐져 배치될 수 있을 정도의 폭을 갖는 것이 바람직하다.
그리고 각 사포장착부(120)는 호형(弧形)으로 이루어져 상호 스파이럴(spial) 형태를 이루며 배열되는데, 이에 따라 각 사포장착부(120)에 장착된 사포(20)는 진입부(110)의 회전 방향을 따라 휘어지게 배치됨으로써, 진입부(110)의 회전 동작시 대상물(10)의 내측 표면을 원활하게 연마할 수 있다.
또한, 도시된 바에 의하면 각 사포장착부(120)는 상방 개방된 구조로 이루어지고, 이에 따라 내측 연마유닛(100)에는 진입부(110)의 상측에 결합되어 각 사포장착부(120)를 덮는 커버(180)가 구비된다.
이와 같은 구조에 의하면, 진입부(110)에 사포장착부(120)를 용이하게 가공할 수 있을 뿐만 아니라, 각 사포장착부(120)에 사포(20)를 용이하게 장착할 수 있다.
받침부(170)는 진입부(110) 하측의 직경이 외향 확장된 구조로 이루어진다.
이에 의하여, 작업자는 대상물(10)의 하면을 받침부(170)의 상면에 접촉시키는 것으로서, 대상물(10)의 내측 표면 연마작업을 용이하게 실시할 수 있다.
한편, 내측 연마유닛(100)은 진입부(110)의 외주면에서 각 사포장착부(120)를 향해 관통 형성된 둘 이상의 체결공(140), 그리고 각 체결공(140)에 매립되어 각 사포장착부(120)에 삽입된 사포(20)를 가압 고정하게 되는 고정부재(150)를 더 포함하여 이루어진다.
여기서 체결공(140)에는 암나사가 형성되며, 고정부재(150)는 공지의 무두볼트(set screw)로 이루어져 체결공(140)에 나사결합되는데, 이에 의해 각 사포장착부(120)에 삽입된 사포(20)는 고정부재(150)에 의해 고정되어 진입부(110)의 회전 동작시 발생하는 원심력에 의해 각 사포장착부(120)에서 이탈되는 것이 방지된다.
또한, 내측 연마유닛(100)은 각 사포장착부(120)에 장착되는 판스프링(160)을 더 포함하여 이루어진다.
판스프링(160)은 각 사포장착부(120)의 내측 벽면에 배치되는데, 이에 따라 사포장착부(120)에 삽입된 사포(20)를 진입부(110)의 외측, 즉 대상물(10)의 내주면 측으로 가압하게 됨으로써, 사포(20)에게 대상물(10)의 내측 표면 연마를 위한 압력을 제공하게 된다.
이하, '도 3' 내지 '도 6'을 참조하여 외측 연마유닛(200)에 대해 설명한다.
외측 연마유닛(200)은 대상물(10)의 외측 표면을 연마하기 위한 것으로서,
상방 개방되어 대상물(10)이 진입하게 되는 내부 연마공간부(211)와, 연마공간부(211)의 가장자리에서 하방 요입 형성된 사포장착부(212)와, 모터와의 결합을 위한 하부 결합부(213)를 갖는 회전체(210); 및
회전체(210)의 연마공간부(211)에 배치되어 대상물(10)을 받치게 되고, 대상물(10)과의 접촉시 연마공간부(211)에서 비(非)회전하게 되는 안착테이블(220);을 포함하여 이루어진다.
여기서 회전체(210)는
외주면 상부에 요입 형성된 사포안착부(214)와, 하부에 돌출 형성된 상기 결합부(213)를 갖는 바디(215); 그리고
바디(215)의 외주면에 결합되어 바디(215)의 사포안착부(214)를 덮는 커버(216);를 포함하여 이루어진다.
사포안착부(214)는 바디(215)의 외주면을 따라 요입 형성되며, 커버(216)에 의해 바깥쪽이 덮이게 됨으로써 상기 사포장착부(212)를 이루게 된다.
이에 따라, 사포장착부(212)에는 '도 4'에 도시된 바와 같이 원통형으로 말린 사포(20)가 끼워지게 된다.
바디(215)의 결합부(213)는 내측 연마유닛(100)의 결합부(130)와 마찬가지로, 보스(boss) 형태로 이루어져 모터의 회전축에 직접 연결될 수 있도록 구현된다.
커버(216)는 상호 원통형을 이루게 되는 두 분체(分體)로 이루어지며, 볼트(218)에 의해 바디(215)의 외측에 결합되어 바디(215)의 사포안착부(214)에 놓인 사포(20)를 내측으로 가압 고정하게 된다.
그리고 커버(216)는 바디(215)에 결합된 상태에서 그 상단부가 바디(215)의 상측으로 돌출됨으로써, 바디(215)의 상측에 상기 연마공간부(211)를 형성시키게 된다.
안착테이블(220)은 회전체(210)에서 공전(空轉)되도록 바디(215)의 상부에 배치된다.
결국, 작업자가 대상물(10)을 파지하여 연마공간부(211)로 진입시키게 되면, 안착테이블(220)은 대상물(10)과 접하여 비(非)회전하며 대상물(10)을 지지하게 되고, 회전체(210) 및 이에 장착된 사포(20)는 회전하며 대상물(10)의 외측 표면을 연마하게 된다.
도시된 바와 같이, 안착테이블(220)의 상단부 가장자리에는 안착테이블(220)에 접촉된 대상물(10)이 일정 위치에 고정될 수 있도록 안착홈(223)이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 외측 연마유닛(200)은
회전체(210)의 바디(215)에 상방 개방된 내부 수용공간부(217)가 형성되고, 안착테이블(220)에는 수용공간부(217)에 승강 가능하게 삽입되는 삽입부(221)가 형성되며, 수용공간부(217)와 삽입부(221) 사이에 개재(介在)된 압축스프링(230)을 더 포함하여 이루어진다.
이에 의하여, 안착테이블(220)은 평상시 연마공간부(210)의 상측으로 노출되는 구조를 갖게 되는데, 이에 따라 작업자는 '도 5'에 도시된 바와 같이 대상물(10)을 연마공간부(210)의 상측으로 노출된 안착테이블(220)에 올려놓은 다음, '도 6'에 도시된 바와 같이 대상물(10) 및 안착테이블(220)을 하방 가압하여 연마공간부(211)에 배치함으로써, 대상물(10)의 외측 표면 연마작업을 용이하게 실시할 수 있다.
또한, 안착테이블(220)의 안정적인 승강 동작 및 공전(空轉)을 위하여,
바디(215)의 수용공간부(217) 하단부에는 베어링(240)이 장착되고,
삽입부(221)의 하면에는 안착테이블(220)의 하강시 베어링(240)의 내측으로 진입하게 되는 지지부(222)가 돌출 형성되는 것이 바람직하다.
이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 "환형 대상물용 연마장치"를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
100 ; 내측 연마유닛
110 ; 진입부 120 ; 사포장착부
130 ; 결합부 140 ; 체결공
150 ; 고정부재 160 ; 판스프링
170 ; 받침부 180 ; 커버
200 ; 외측 연마유닛
210 ; 회전체
211 ; 연마공간부 212 ; 사포장착부
213 ; 결합부 214 ; 사포안착부
215 ; 바디 216 ; 커버
217 ; 수용공간부 218 ; 볼트
220 ; 안착테이블
221 ; 삽입부 222 ; 지지부
223 ; 안착홈
230 ; 압축스프링
240 ; 베어링

Claims (10)

  1. 환형 대상물(10)의 표면을 연마하기 위한 것으로서,
    상기 대상물(10)의 내경과 상응하는 직경을 갖고, 대상물(10)의 내측으로 진입하게 되는 상부 진입부(110);
    상기 진입부(110)에 방사상으로 배열되되, 각각 상기 진입부(110)의 외주면에서 진입부(110)의 내측으로 요입 형성된 둘 이상의 사포장착부(120); 및
    상기 진입부(110)의 하측에 하방 돌출 형성되고, 모터와의 연결을 위한 결합부(130);
    를 포함하는 내측 연마유닛(100)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 환형 대상물용 연마장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각 사포장착부(120)는 호형으로 이루어져 상호 스파이럴 형태를 이루며 배열된 것을 특징으로 하는 환형 대상물용 연마장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 내측 연마유닛(100)은
    상기 진입부(110)의 외주면에서 상기 각 사포장착부(120)를 향해 관통 형성된 둘 이상의 체결공(140); 그리고
    상기 각 체결공(140)에 매립되어 상기 각 사포장착부(120)에 삽입된 사포(20)를 가압 고정하게 되는 고정부재(150);
    를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 환형 대상물용 연마장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 내측 연마유닛(100)은
    상기 각 사포장착부(120)에 장착되어, 사포장착부(120)에 삽입된 사포(20)를 상기 진입부(110)의 외측으로 가압하게 되는 판스프링(160)을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 환형 대상물용 연마장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 내측 연마유닛(100)은
    상기 진입부(110)와 상기 결합부(130) 사이에 형성되어, 상기 진입부(110)에 끼워진 상기 대상물(10)의 하면을 지지하게 되는 받침부(170)를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 환형 대상물용 연마장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 각 사포장착부(120)는 상방 개방된 구조로 이루어지고,
    상기 내측 연마유닛(100)은
    상기 진입부(110)의 상측에 결합되어 상기 각 사포장착부(120)를 덮는 커버(180)를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 환형 대상물용 연마장치.
  7. 환형 대상물(10)의 표면을 연마하기 위한 것으로서,
    상방 개방되어 상기 대상물(10)이 진입하게 되는 내부 연마공간부(211)와, 상기 연마공간부(211)의 가장자리에서 하방 요입 형성된 사포장착부(212)와, 모터와의 결합을 위한 하부 결합부(213)를 갖는 회전체(210); 및
    상기 회전체(210)의 연마공간부(211)에 배치되어 상기 대상물(10)을 받치게 되고, 대상물(10)과의 접촉시 상기 연마공간부(211)에서 비(非)회전하게 되는 안착테이블(220);
    을 포함하는 외측 연마유닛(200)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 환형 대상물용 연마장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 회전체(210)는
    외주면 상부에 요입 형성된 사포안착부(214)와, 하부에 돌출 형성된 상기 결합부(213)를 갖는 바디(215); 그리고
    상기 바디(215)의 외주면에 결합되어 상기 사포안착부(214)를 덮는 커버(216);
    를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 환형 대상물용 연마장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 바디(215)에는 상방 개방된 내부 수용공간부(217)가 형성되고,
    상기 안착테이블(220)에는 상기 수용공간부(217)에 승강 가능하게 삽입되는 삽입부(221)가 형성되며,
    상기 수용공간부(217)와 상기 삽입부(221) 사이에는 압축스프링(230)이 개재되는 것을 특징으로 하는 환형 대상물용 연마장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 바디(215)의 수용공간부(217) 하단부에는 베어링(240)이 장착되고,
    상기 삽입부(221)의 하면에는 상기 안착테이블(220)의 하강시 상기 베어링(240)의 내측으로 진입하게 되는 지지부(222)가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 환형 대상물용 연마장치.
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