KR20160048336A

KR20160048336A - 동심도 측정장치

Info

Publication number: KR20160048336A
Application number: KR1020140144655A
Authority: KR
Inventors: 송영정
Original assignee: 송영정
Priority date: 2014-10-24
Filing date: 2014-10-24
Publication date: 2016-05-04

Abstract

본 발명은 동심도 측정장치를 개시한다. 본 발명은, 지지부와, 상기 지지부에 회전 가능하도록 설치되며, 열처리된 단조품이 고정되는 제1 고정부와, 상기 지지부에 선형 운동 가능하도록 설치되는 선형운동부와, 상기 고정부와 대향하도록 배치되며, 상기 선형운동부에 회전 가능하도록 설치되어 상기 단조품을 고정시키는 제2 고정부와, 상기 지지부에 설치되어 상기 단조품의 동심도를 측정하는 동심도측정부를 포함한다.

Description

동심도 측정장치{CONCENTRICITY MEASURING DEVICE}

본 발명은 장치에 관한 것으로서, 동심도를 측정 가능한 동심도 측정장치에 관한 것이다.

차량용 부품의 경우 강도 등과 같은 물성을 확보하기 위하여 단조품을 사용할 수 있다. 특히 회전축과 같은 경우 강도 등을 확보하기 위하여 열간 단조품을 사용할 수 있다. 이때, 단조품은 후에 회전을 수행할 수 있어 이와 관련하여서 단조품의 불량여부의 판별은 상당히 중요한 문제이다. 특히 상기와 같은 단조품의 경우 공진 등으로 인한 치우침 등을 방지하기 위하여 동심도를 정밀하게 형성하는 것이 상당히 중요하다. 따라서 상기와 같은 단조품은 일반적으로 제조 공정 중에 동심도를 측정할 수 있다.

상기와 같은 동심도(concentricity, 同心度)란, 기준축심과 동일한 직선 위에 축심을 가져야 할 원통 부분에 있어서, 이 원통 부분의 축심과 기준축심의 오차 크기를 의미하는데, 기계나 장치에 사용되는 회전축의 축심이 기준축심으로부터 벗어나면 축이 편심운동을 하므로, 높은 회전 정밀도나 고속회전이 요구될 때에 지장을 초래하게 된다.

이러한 동심도를 측정하기 위하여 일반적으로 열간 단조품을 냉각시킨 후 동심도를 측정할 수 있다. 이때, 단조품의 동심도를 측정하기 위하여 상당한 시간이 소요되고, 이를 간결하고 신속하게 측정하는 것이 상당히 중요하다.

상기와 같이 동심도를 측정하는 발명과 관련하여서 한국등록특허 제1361307호(발명의 명칭: 인터널 기어 동심도 측정장치, 특허권자 : 주식회사다스)에 구체적으로 기재되어 있다.

본 발명의 실시예들은 동심도를 정확하고 신속하게 측정이 가능한 동심도 측정장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면은, 지지부와, 상기 지지부에 회전 가능하도록 설치되며, 열처리된 단조품이 고정되는 제1 고정부와, 상기 지지부에 선형 운동 가능하도록 설치되는 선형운동부와, 상기 고정부와 대향하도록 배치되며, 상기 선형운동부에 회전 가능하도록 설치되어 상기 단조품을 고정시키는 제2 고정부와, 상기 지지부에 설치되어 상기 단조품의 동심도를 측정하는 동심도측정부를 포함하는 동심도 측정장치를 제공할 수 있다.

또한, 상기 지지부와 상기 제1 고정부 사이에 설치되어 상기 제1 고정부를 상기 단조품 측으로 가력하는 제1 탄성부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 선형운동부의 외주면에 설치되어, 상기 제2 고정부 및 상기 선형운동부 중 적어도 하나를 상기 단조품 측으로 가력하는 제2 탄성부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 선형운동부와 연결되어 상기 선형운동부를 운동시키는 레버를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 동심도측정부는, 상기 지지부에 고정되는 게이지고정부와, 상기 게이지고정부에 회동 가능하도록 설치되며, 상기 단조품의 동심도를 측정하는 게이지부를 구비할 수 있다.

또한, 상기 제1 고정부와 상기 지지부 사이 및 상기 선형운동부와 상기 제2 고정부 사이 중 적어도 하나에 설치되는 베어링을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 단조품은 서로 다른 직경 부분이 형성되고, 상기 동심도측정부는 복수개 구비되어, 상기 복수개의 동심도측정부는 서로 이격되도록 배치되어 상기 단조품의 서로 다른 직경 부분의 동심도를 각각 측정할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 간단한 구조를 통하여 동심도를 측정할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 높은 온도의 단조품의 동심도를 간편하고 신속하게 측정할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 1차 고정인 단조 공정에서 불량제품을 선별할 수 있으므로 2차공정인 선반가공 시간 및 비용을 절감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동심도 측정장치를 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 동심도 측정장치를 보여주는 정면도이다.

본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 동심도 측정장치(100)는 지지부(110), 제1 고정부(120), 선형운동부(130), 제2 고정부(140), 동심도측정부(150), 제1 탄성부(160), 제2 탄성부(170), 레버(180) 및 베어링(190)을 포함할 수 있다.

지지부(110)는 지면이나 구조물 등에 안착하는 안착플레이트(111)를 구비할 수 있다. 또한, 지지부(110)는 안착플레이트(111)에 일정각도로 설치되는 제1 고정플레이트(112) 및 제2 고정플레이트(113)를 구비할 수 있다. 이때, 제1 고정플레이트(112)와 제2 고정플레이트(113)는 안착플레이트(111)에 수직하게 설치될 수 있다. 또한, 제1 고정플레이트(112)와 제2 고정플레이트(113)는 서로 이격되도록 설치될 수 있다. 제1 고정플레이트(112)에는 제1 고정부(120)가 설치될 수 있다. 또한, 제2 고정플레이트(113)에는 선형운동부(130)가 선형 운동 가능하도록 설치될 수 있다.

제1 고정부(120)는 제1 고정플레이트(112)에 회전 가능하도록 설치될 수 있다. 이때, 제1 고정부(120)는 제1 고정플레이트(112)에 회전 가능하도록 삽입되는 제1 회전체(121), 제1 회전체(121)와 연결되며, 단조품(M)에 삽입되는 제1 삽입부(122)를 구비할 수 있다. 제1 삽입부(122)는 단조품(M)에 형성된 삽입홈(H)에 삽입될 수 있다. 제1 삽입부(122)의 단면적은 단조품(M)으로부터 제1 고정플레이트(112) 측으로 올수록 커지도록 형성될 수 있다. 뿐만 아니라 제1 삽입부(122)는 단조품(M)의 삽입홈(H)의 내면과 일부만 접촉함으로써 단조품(M)의 설치 시 간섭을 최소화할 수 있다.

선형운동부(130)는 제2 고정플레이트(113)에 선형 운동 가능하도록 설치되며, 일단이 레버(180)와 연결되는 연결부(131)와, 연결부(131)와 연결되어 제2 고정부(140)에 삽입되는 제2 삽입부(132)를 구비할 수 있다. 또한, 선형운동부(130)는 제2 고정부(140)에 삽입되며, 제2 삽입부(132)와 일정 각도를 형성하도록 제2 삽입부(132)에 설치되는 걸림부(133)를 구비할 수 있다. 걸림부(133)는 연결부(131)의 선형 운동 시 제2 고정부(140)를 가력하여 제2 고정부(140)를 운동시킬 수 있다.

한편, 제2 고정부(140)는 제2 삽입부(132)가 내부에 배치되는 하우징(141)을 구비할 수 있다. 또한, 제2 고정부(140)는 하우징(141)으로부터 돌출되어 형성되는 제2 회전체(142)를 구비할 수 있다. 상기와 같은 하우징(141)과 제2 회전체(142)는 널링(knurling)가공함으로써 단조품(M)이 설치되는 경우 단조품(M)의 위치가 어긋나는 것을 방지할 수 있다.

동심도측정부(150)는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 동심도측정부(150)는 안착플레이트(111)에 설치되어 단조품(M)의 동심도를 측정하는 게이지부(152)를 구비할 수 있다. 다른 실시예로써 동심도측정부(150)는 안착플레이트(111)로부터 일정 각도로 설치되는 게이지고정부(151)와, 게이지고정부(151)에 설치되어 단조품(M)의 동심도를 측정하는 게이지부(152)를 구비할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 동심도측정부(150)가 게이지고정부(151)와 게이지부(152)를 구비하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

게이지부(152)는 게이지고정부(151)에 회동 가능하도록 설치될 수 있다. 이때, 게이지부(152)는 단조품(M)의 동심도를 측정하는 다이어 게이지(Dial gage) 형태일 수 있다.

상기와 같은 동심도측정부(150)는 복수개 구비될 수 있다. 이때, 단조품(M)은 직경이 서로 상이한 부분이 형성될 수 있다. 복수개의 동심도측정부(150)는 서로 이격되도록 배치되어 직경이 서로 상이한 단조품(M)의 각 부분의 동심도를 측정할 수 있다.

예를 들면, 복수개의 동심도측정부(150)는 단조품(M)의 제1 직경 부분의 동심도를 측정하는 제1 동심도측정부(150a)와, 단조품(M)의 제2 직경 부분의 동심도를 측정하는 제2 동심도측정부(150b)를 구비할 수 있다. 이때, 제1 동심도측정부(150a)와 제2 동심도측정부(150b)는 서로 상이한 단조품(M) 부분의 동심도를 측정함으로써 단조품(M)의 각 부분의 동심도를 정확하게 측정할 수 있다.

상기와 같은 제1 동심도측정부(150a)와 제2 동심도측정부(150b)는 서로 이격되도록 설치될 수 있다. 이때, 제1 동심도측정부(150a)와 제2 동심도측정부(150b) 사이의 거리는 조절 가능할 수 있다. 구체적으로 제1 동심도측정부(150a)와 제2 동심도측정부(150b) 중 적어도 하나는 안착플레이트(111)를 선형 운동 가능하도록 안착플레이트(111)에 설치될 수 있다. 따라서 제1 동심도측정부(150a)와 제2 동심도측정부(150b)는 단조품(M)의 다양한 부분의 동심도를 사용자 편의에 따라 다양하게 측정할 수 있다.

제1 탄성부(160)는 제1 고정플레이트(112)와 제1 고정부(120) 사이에 설치될 수 있다. 구체적으로 제1 탄성부(160)는 제1 회전체(121)의 외면에 설치되어 제1 고정부(120)를 단조품(M) 측으로 가력할 수 있다. 이때, 제1 탄성부(160)는 압축 스프링 형태일 수 있다.

제2 탄성부(170)는 제2 고정플레이트(113)와 제2 고정부(140) 사이에 설치될 수 있다. 이때, 제2 탄성부(170)는 연결부(131)의 외면에 설치될 수 있다. 특히 제2 탄성부(170)는 제2 고정부(140) 및 선형운동부(130) 중 적어도 하나를 단조품(M) 측으로 가력할 수 있다.

레버(180)는 제2 고정플레이트(113)에 회동 가능하도록 설치될 수 있다. 이때, 레버(180)는 연결부(131)와 연결될 수 있다. 특히 레버(180)는 선형운동부(130)를 선형 운동시킬 수 있다.

베어링(190)은 제1 고정부(120)와 제1 고정플레이트(112) 사이 및 선형운동부(130)와 제2 고정부(140) 사이 중 적어도 하나에 설치될 수 있다. 구체적으로 베어링(190)은 복수개 구비될 수 있으며, 복수개의 베어링(190)은 제1 고정부(120)와 제1 고정플레이트(112) 사이에 설치되는 제1 베어링(190a)과, 선형운동부(130)와 제2 고정부(140) 사이에 설치되는 제2 베어링(190b)을 포함할 수 있다.

제1 베어링(190a)은 제1 회전체(121)를 적어도 한곳 이상에서 지지할 수 있다. 또한, 제2 베어링(190b)은 제2 삽입부(132)를 적어도 한 곳 이상에서 지지할 수 있다. 이때, 제2 베어링(190b)은 걸림부(133)를 중심으로 서로 대향하도록 2개가 설치될 수 있다. 특히 2개의 제2 베어링(190b)은 걸림부(133)를 하우징(141) 내부에 고정시킴으로써 연결부(131)의 이동 시 하우징(141)을 이동시킬 수 있다.

한편, 상기와 같은 동심도 측정장치(100)의 작동을 살펴보면, 우선 단조품(M)은 높은 열에서 단조를 통하여 생성한 후 동심도 측정장치(100)를 통하여 동심도를 측정할 수 있다.

이때, 레버(180)를 제2 고정플레이트(113)를 통하여 회동시키면, 선형운동부(130)가 선형 운동할 수 있다. 구체적으로 레버(180)를 도 2의 시계방향으로 회전시키면, 레버(180)는 연결부(131)를 도 2의 오른쪽 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 연결부(131)는 제2 삽입부(132)와 걸림부(133)를 도 2의 오른쪽 방향으로 이동할 수 있다. 이때, 걸림부(133)는 제2 베어링(190b)을 통하여 하우징(141)을 가력하고, 하우징(141)은 선형운동부(130)의 이동 방향으로 같이 움직일 수 있다. 상기와 같은 경우 제2 탄성부(170)는 압축될 수 있다.

선형운동부(130)가 상기와 같이 이동하는 경우 제2 회전체(142)와 제1 삽입부(122) 사이의 거리가 초기 위치보가 크게 형성될 수 있다. 이때, 단조품(M)은 제1 삽입부(122)와 제2 회전체(142)에 배치될 수 있다. 특히 단조품(M)은 제1 삽입부(122)가 삽입홈(H)에 삽입되도록 배치될 수 있다.

단조품(M)의 배치가 완료되면, 레버(180)에 가했던 힘을 제거할 수 있다. 이때, 제2 탄성부(170)는 복원됨으로써 제2 고정부(140)를 단조품(M) 측으로 가력하고, 제2 고정부(140)의 이동에 따라 선형운동부(130) 및 레버(180)를 순차적으로 초기 상태로 이동시킬 수 있다.

상기와 같이 안착되면, 제2 고정부(140)는 단조품(M)을 제1 고정부(120) 측으로 가력할 수 있다. 이때, 제2 탄성부(170)는 약간 압축된 상태일 수 있으므로 지속적으로 제2 고정부(140) 및 선형운동부(130) 중 적어도 하나를 단조품(M)으로 가력할 수 있다.

상기와 같이 단조품(M)이 안착되면, 제1 탄성부(160)는 제1 삽입부(122)를 제2 고정부(140) 측으로 가력함으로써 단조품(M)이 제1 고정부(120)와 제2 고정부(140) 사이에서 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

상기와 같이 단조품의 설치가 완료되면, 게이지부(152)를 단조품(M)의 표면에 접촉시킨 후 동심도를 측정할 수 있다. 이때, 게이지부(152)는 안착플레이트(111)에 수직한 상태에서 수직한 상태로 변경함으로써 단조품(M)의 표면에 접촉할 수 있다.

상기와 같이 단조품(M)의 동심도를 측정하는 동안 단조품(M)은 회전할 수 있다. 이때, 제1 고정부(120) 및 제2 고정부(140) 중 적어도 하나는 회전할 수 있다. 예를 들면, 하우징(141)을 회전시키면서 게이지부(152)를 통하여 단조품(M)의 동심도를 측정할 수 있다. 또한, 제1 삽입부(122)를 회전시킴으로써 게이지부(152)를 통하여 단조품(M)의 동심도를 측정할 수 있다. 특히 단조품(M)은 높은 온도에서 성형된 후 별도의 냉각 공정을 거치지 않고 상기와 같은 작업을 수행할 수 있다.

상기와 같이 동심도가 측정된 단조품(M)은 선반 가공 등과 같은 2차 가공을 하기 위하여 외부로 반출되거나 선반 기기 등으로 이송될 수 있다.

따라서 동심도 측정장치(100)는 간단한 구조를 통하여 동심도를 측정있으며, 높은 온도의 단조품의 동심도를 간편하고 신속하게 측정할 수 있다.

또한, 동심도 측정장치(100)는 1차 고정인 단조 공정에서 불량제품을 선별할 수 있으므로 2차공정인 선반가공 시간 및 비용을 절감시킬 수 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

100: 동심도 측정장치
110: 지지부
120: 제1 고정부
130: 선형운동부
140: 제2 고정부
150: 동심도측정부
160: 제1 탄성부
170: 제2 탄성부
180: 레버
190: 베어링

Claims

지지부;
상기 지지부에 회전 가능하도록 설치되며, 열처리된 단조품이 고정되는 제1 고정부;
상기 지지부에 선형 운동 가능하도록 설치되는 선형운동부;
상기 고정부와 대향하도록 배치되며, 상기 선형운동부에 회전 가능하도록 설치되어 상기 단조품을 고정시키는 제2 고정부; 및
상기 지지부에 설치되어 상기 단조품의 동심도를 측정하는 동심도측정부;를 포함하는 동심도 측정장치.
제 1 항에 있어서,
상기 지지부와 상기 제1 고정부 사이에 설치되어 상기 제1 고정부를 상기 단조품 측으로 가력하는 제1 탄성부;를 더 포함하는 측정장치.
제 1 항에 있어서,
상기 선형운동부의 외주면에 설치되어, 상기 제2 고정부 및 상기 선형운동부 중 적어도 하나를 상기 단조품 측으로 가력하는 제2 탄성부;를 더 포함하는 동심도 측정장치.
제 1 항에 있어서,
상기 선형운동부와 연결되어 상기 선형운동부를 운동시키는 레버;를 더 포함하는 동심도 측정장치.
제 1 항에 있어서,
상기 동심도측정부는,
상기 지지부에 고정되는 게이지고정부; 및
상기 게이지고정부에 회동 가능하도록 설치되며, 상기 단조품의 동심도를 측정하는 게이지부;를 구비하는 동심도 측정장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 고정부와 상기 지지부 사이 및 상기 선형운동부와 상기 제2 고정부 사이 중 적어도 하나에 설치되는 베어링;을 더 포함하는 동심도 측정장치.
제 1 항에 있어서,
상기 단조품은 서로 다른 직경 부분이 형성되고,
상기 동심도측정부는 복수개 구비되어,
상기 복수개의 동심도측정부는 서로 이격되도록 배치되어 상기 단조품의 서로 다른 직경 부분의 동심도를 각각 측정하는 동심도 측정장치.