KR20180002316A - 센터 조절 기능을 갖는 선반 - Google Patents

Abstract

본 발명은 센터 조절 기능을 갖는 선반에 관한 것으로, 외관을 형성하는 본체와, 상기 본체의 상부에 구비되어 롤 또는 샤프트가 삽입되어 가공되는 가공 헤드와, 상기 본체의 양측에 구비되어 상기 가공 헤드를 가압해 상기 가공 헤드의 센터를 조절하는 센터 컨트롤 유닛을 포함한다.
본 발명에 따르면, 기어부재와 유압부재를 사용함으로써 롤 또는 샤프트의 외경 정삭 시 선반의 센터를 손쉽게 조정할 수 있어 작업자의 작업 효율이 향상되고 선반 작업의 준비시간이 단축되는 효과가 있다.

Description

센터 조절 기능을 갖는 선반{Lathe having adjusting function for center}

본 발명은 센터 조절 기능을 갖는 선반에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 롤 또는 샤프트의 외경 정삭 시 선반의 센터를 손쉽게 조정할 수 있는 센터 조절 기능을 갖는 선반에 관한 것이다.

선반(lathe)은 공작기계 중 가장 역사가 오래된 장치로, 각종 절삭 가공을 수행하는 장치이다. 선반은 바이트를 사용하는 작업을 사람의 손으로부터 기계로 할 수 있도록 한 장치로, 기계동력으로 선반을 운전하면서 변환기어 등을 사용해 나사 깎는 작업은 물론 각종 기계부품을 정밀하게 가공할 수 있게 한다.

주요 구성요소는 베드주축대심압대왕복대공구대 및 이송장치로 되어 있다. 주축대와 심압대 사이에 가공물을 고정시키고, 회전운동을 주축대로부터 받도록 설계되어 있다. 그러나 수직선반이나 터릿 선반처럼 심압대 없이 주축대만으로 가공품을 유지하는 것도 있다. 주축대의 단부에는 척(chuck)이 장착되어 공작물을 유지한다. 선반의 일 예가 한국특허등록 10-0929055호에 개시되어 있다.

전술한 바와 같은 자동 선반으로 롤 또는 샤프트의 외경을 정삭 연마하는 경우, 도면 공차에 맞게 외경부를 정삭하려면 선반 장비의 센터 조정이 필요하다.

일반적으로 선반 장비의 센터 조정은 작업자가 장비의 양측에 구비된 조정 볼트를 직접 풀고 조이는 작업을 반복함으로써 장비의 센터를 좌우로 조정하게 된다.

그러나 이러한 센터 조정 작업은 센터가 맞을 때까지 반복적으로 실시해야 하므로 가공을 위한 준비 시간이 길어지며, 작업자가 장비 양측의 대형 볼트를 수작업으로 조이거나 풀어야 하므로 작업자의 피로도가 높고 작업 효율이 저하되는 문제가 있다.

한국특허등록 10-0929055호 (등록일 2009.11.20)

본 발명의 목적은 롤 또는 샤프트의 외경 정삭 시 선반의 센터를 손쉽게 조정할 수 있는 센터 조절 기능을 갖는 선반을 제공하는 것이다.

본 발명의 센터 조절 기능을 갖는 선반은, 외관을 형성하는 본체와, 상기 본체의 상부에 구비되어 롤 또는 샤프트가 삽입되어 가공되는 가공 헤드와, 상기 본체의 양측에 구비되어 상기 가공 헤드를 가압해 상기 가공 헤드의 센터를 조절하는 센터 컨트롤 유닛을 포함한다.

상기 본체는 일 방향이 타 방향에 비해 긴 폭을 가지며, 길이 방향 양측이 상기 가공 헤드를 향해 상향 돌출된 결합부를 포함하고, 상기 가공 헤드는 상기 결합부에 대응되도록 상향 요입 형성된 단차부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 센터 컨트롤 유닛은 상기 결합부 상에 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 센터 컨트롤 유닛은 상기 가공 헤드의 일측 또는 양측에 장착되는 기어부재와, 상기 기어부재가 상기 가공 헤드의 일측에 장착될 때 상기 가공 헤드의 타측에 장착되는 유압부재를 포함한다.

상기 기어부재는 상기 가공 헤드의 헤드 하부를 가압하는 회전축과, 상기 회전축의 일단에 결합되고 외주면에 복수의 기어 이가 형성된 판 기어와, 상기 판 기어에 맞물려 회전하는 렌치와, 상기 렌치에 연결되어 작업자의 손잡이 역할을 하는 가압부재를 포함한다.

상기 회전축은 일단이 상기 헤드 하부를 향하고 타단이 상기 결합부를 관통해 상기 본체의 외측으로 돌출되며, 외주면에 나사산이 형성되는 것이 특징이고, 상기 본체는 상기 회전축이 삽입된 내측에 상기 나사산에 대응하는 나사홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 렌치는 바(bar) 형태의 일단에 상기 회전축의 돌출된 단부가 삽입되는 제1 관통홈이 형성되고, 타단에 제2 관통홈이 형성되는 것이 특징이며, 상기 제2 관통홈에 삽입되되 일단에 상기 판 기어의 상기 기어 이에 치형 결합되는 기어 이가 형성되고 타단은 상기 제2 관통홈을 관통해 삽입되는 보조 기어부를 더 포함한다.

상기 보조 기어부의 타단은 육각 통 형상이며, 육각 너트가 결합되어 상기 렌치에 결합된 상태를 유지하는 것을 특징으로 한다.

상기 렌치의 길이 및 상기 제1 관통홈 및 제2 관통홈의 위치는 상기 회전축에서 상기 판 기어의 상기 기어 이까지의 거리에 대응하는 것을 특징으로 한다.

상기 판 기어가 상기 회전축의 단부에 결합되고, 상기 렌치의 상기 제1 관통홈에 상기 회전축의 단부가 결합된 상태에서 상기 보조 기어부의 상기 기어 이가 상기 판 기어의 상기 기어 이에 치형 결합되면, 상기 가압부재를 상기 보조 기어부의 타단에 결합해 회전시키는 것을 특징으로 한다.

상기 유압부재는 유압을 제공하는 유압 탱크와, 상기 헤드 하부를 가압하는 볼트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 기어부재의 작동 시 상기 헤드 하부는 상기 유압부재를 향해 이동하고, 상기 유압부재의 작동 시 상기 헤드 하부는 상기 기어부재를 향해 이동해 상기 가공 헤드의 센터가 조절되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 센터 조절 기능을 갖는 선반은 롤 또는 샤프트의 외경 정삭 시 선반의 센터를 손쉽게 조정할 수 있어 작업자의 작업 효율이 향상되고 선반 작업의 준비시간이 단축되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센터 조절 기능을 갖는 선반을 도시한 사시도,
도 2는 도 1에 따른 센터 조절 기능을 갖는 선반의 센터 조절 방법을 도시한 모식도이다.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 센터 조절 기능을 갖는 선반에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센터 조절 기능을 갖는 선반을 도시한 사시도, 도 2는 도 1에 따른 센터 조절 기능을 갖는 선반의 센터 조절 방법을 도시한 모식도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 센터 조절 기능을 갖는 선반(10)은 외관을 형성하는 본체(100)와, 롤 또는 샤프트(1)의 가공을 위한 가공 헤드(300)와, 가공 헤드(300)의 센터 조절을 위한 센터 컨트롤 유닛(500)을 포함하여 구성된다.

본체(100)는 대략 직육면체 형상이며, 가공 헤드(300) 내부의 공구 및 각종 부품들을 구동하는 구동부(미도시)가 수용된다. 본체(100)의 상부에는 가공 헤드(300)가 장착되고, 본체(100)의 길이 방향을 따라 양측이 가공 헤드(300)를 향해 돌출된 결합부(110)가 구비된다.

가공 헤드(300)는 길이 방향 일측에서 타측으로 롤 또는 샤프트(1)가 삽입되고, 가공 헤드(300)의 내부에서 각종 공구가 자동으로 작동해 롤 또는 샤프트(1)의 외경을 가공한다. 가공 헤드(300)는 길이 방향을 따라 내측 중앙에 롤 또는 샤프트(1)가 삽입되고, 길이 방향 양측을 따라 단차부(310)가 형성된다. 단차부(310)에 비해 상대적으로 본체(100) 쪽을 향해 돌출된 부분을 헤드 하부(330)로 지칭하기로 한다.

단차부(310)는 본체(100)의 결합부(110)에 대응하여 결합부(110)가 상향 돌출된 만큼 상향 요입된 형태를 갖는다. 본체(100)의 결합부(110)에 가공 헤드(300)의 단차부(310)가 맞물린 형태로 본체(100)와 가공 헤드(300)가 결합되며, 본체(100)의 결합부(110)에 센터 컨트롤 유닛(500)이 장착된다.

롤 또는 샤프트(1)가 가공 공차에 맞게 가공이 되기 위해, 가공 헤드(300)의 초기 구동 시 가공 헤드(300)의 센터를 정확하게 설정한 후 가공을 시작해야 한다. 이를 위해 센터 컨트롤 유닛(500)이 사용된다.

센터 컨트롤 유닛(500)은 가공 헤드(300)의 하부에 장착되되 결합부(110)에 장착되며, 가공 헤드(300)의 일측 또는 양측에 장착되는 기어부재(500')와, 가공 헤드(300)의 일측에 장착되는 유압부재(500'')를 포함하여 구성된다.

기어부재(500')는 헤드 하부(330)를 가압하는 역할을 하는 회전축(502)과, 상기 회전축(502)에 결합되는 판 기어(510)와, 판 기어(510)의 기어 이(514)에 맞물려 회전하는 렌치(530)와, 렌치(530)에 연결되어 작업자의 손잡이 역할을 하는 가압부재(550)를 포함할 수 있다.

회전축(502)은 일단이 헤드 하부(330)를 향하고 타단이 결합부(110)를 관통해 본체(100)의 외측으로 일부 돌출된다. 회전축(502)의 외주면에는 나사산이 형성되고, 회전축(502)이 삽입된 결합부(110)의 내주면에는 나사산에 대응되는 나사홈이 형성되어 회전축(502)의 회전 방향에 따라 가공 헤드(300)의 헤드 하부(330)를 밀거나 이격된다. 돌출된 회전축(502)의 단부에 판 기어(510)가 삽입되고, 돌출된 단부는 판 기어(510)를 관통해 판 기어(510)의 외측으로 돌출된다.

판 기어(510)는 원형의 판형 기어로, 외주 일부를 절단해 반원형에 가깝게 만든 형태로, 절단된 직선부(512) 쪽이 본체(100)를 향하도록 조립된다. 판 기어(510)의 외주에는 기어 이(514)가 형성되며, 기어 이(514)에 렌치(530)가 치합되어 회전한다.

렌치(530)는 바(bar) 형태의 일단에 회전축(502)의 돌출된 단부가 삽입되는 제1 관통홈(530a)이 관통 형성되고, 타단에 제2 관통홈(530b)이 관통 형성된다. 제2 관통홈(530b)에는 보조 기어부(532)가 삽입된다.

보조 기어부(532)의 일단은 판 기어(510)의 기어 이(514)에 치형 결합되는 기어 이(532a)가 형성되고, 타단은 육각 통 형상을 이룬다. 보조 기어부(532)의 타단은 제2 관통홈(530b)을 관통하여 삽입된다. 보조 기어부(532)의 타단이 제2 관통홈(530b)을 통해 돌출된 부분에 육각 너트(미도시)가 결합되어 보조 기어부(532)가 렌치(530)에 결합된 상태를 유지한다.

회전축(502)의 단부가 판 기어(510)의 외측으로 돌출된 부분에 렌치(530)의 제1 관통홈(530a)이 결합되며, 이와 동시에 렌치(530)에 결합된 보조 기어부(532)의 기어 이(532a)가 판 기어(510)의 기어 이(514)에 치형 결합된다. 이를 위해, 렌치(530)의 길이 및 제1 관통홈(530a) 및 제2 관통홈(530b)의 위치는 회전축(502)에서 판 기어(510)의 기어 이(514)까지의 거리에 대응하도록 설계되는 것이 바람직하다. 회전축(502)의 단부에 렌치(530)가 결합되고 나면, 작업자는 렌치(530)의 일측으로 돌출된 보조 기어부(532)의 육각 단부에 가압부재(550)를 결합시킨다.

가압부재(550)는 소정의 길이를 갖는 지지대의 일종으로, 일단에는 보조 기어부(532)의 육각 단부에 대응하는 육각의 육각의 홈이 관통 형성되며, 이 육각의 홈에 보조 기어부(532)의 단부가 맞물리게 된다.

작업자가 가압부재(550)를 일방향으로 가압하며 회전시키면, 보조 기어부(532)가 판 기어(510)의 기어 이(514)에 치합된 상태에서 회전축(502)을 기준으로 가압 방향으로 회전하게 된다. 보조 기어부(532)의 기어 이(532a)가 형성된 부분의 직경은 판 기어(510)의 직경보다 작고, 기어 이의 수도 훨씬 적다. 판 기어(510)와 보조 기어부(532)의 기어비가 크고 회전축(502)이 지렛대의 중심점 역할을 하므로, 작업자가 직접 회전축(502)을 회전시킬 때보다 작은 힘으로 보조 기어부(532)를 회전시킬 수 있다. 보조 기어부(532)가 회전하면서 렌치(530)가 회전하고, 그에 따라 회전축(502)이 함께 회전하면서 회전축(502)이 도 2의 화살표 방향을 따라 직선운동을 하게 된다. 예를 들어, 판 기어(510)와 보조 기어부(532)의 기어비를 6:1로 설정하면, 작업자는 회전축(502)을 직접 회전시킬 때의 힘보다 1/6 작은 힘으로도 회전축(502)을 회전시킬 수 있게 된다.

한편, 유압부재(550'')는 나사산이 없는 대형 볼트(510'')와, 유압을 제공하는 유압 펌프(530'')로 구성되어 유압에 의해 작동된다. 유압부재(550'')는 유압이 공급되면 헤드 하부(330)를 가압하고, 유압 공급이 해제되면 헤드 하부(330)를 가압하는 힘이 풀려 볼트(510'')가 밀려나게 된다. 이러한 방법으로 헤드 하부(330)를 밀거나 밀지 않음으로써 센터를 조절할 수 있다. 필요에 따라 유압이 해제되어도 헤드 하부(330)를 가압하는 힘이 해제되지 않도록 볼트(510'')의 외측에 탈착식으로 볼트(510'')를 고정하는 고정부재(미도시)가 추가로 구비될 수 있다.

유압부재(500'')는 작업자가 가공 헤드(300)의 센터를 조절할 때 양쪽 다 힘을 가해 조절하는 경우 작업자의 피로도가 상승할 수 있으므로 이를 보조하기 위해 본체(100)의 적어도 일측에 구비되는 것이 바람직하다. 그러나 필요에 따라 유압부재(500'')를 생략하고 기어부재(500')만을 본체(100) 양측에 설치해 사용할 수도 있다. 기어부재(500')의 경우 작업자가 작업할 수 있는 소정의 공간이 필요하므로, 작업 공간이 협소한 경우에 일측에 유압부재(500'')를 구비하는 것이 작업의 효율성을 향상시킬 수 있다.

전술한 바와 같이, 기어부재와 유압부재를 사용함으로써 롤 또는 샤프트의 외경 정삭 시 선반의 센터를 손쉽게 조정할 수 있어 작업자의 작업 효율이 향상되고 선반 작업의 준비시간이 단축되는 효과가 있다.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 일 실시 예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 권리범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경이 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한, 본 발명의 권리범위에 속하게 될 것이다.

10: 선반 100: 본체
110: 결합부 300: 가공 헤드
310: 단차부 330: 헤드 하부
500: 센터 컨트롤 유닛 500': 기어부재
510: 판 기어 530: 렌치
550: 가압부재 500'': 유압부재

Claims (12)

1. 외관을 형성하는 본체와,
   상기 본체의 상부에 구비되어 롤 또는 샤프트가 삽입되어 가공되는 가공 헤드와,
   상기 본체의 양측에 구비되어 상기 가공 헤드를 가압해 상기 가공 헤드의 센터를 조절하는 센터 컨트롤 유닛을 포함하는 센터 조절 기능을 갖는 선반.
2. 제1항에 있어서,
   상기 본체는 일 방향이 타 방향에 비해 긴 폭을 가지며, 길이 방향 양측이 상기 가공 헤드를 향해 상향 돌출된 결합부를 포함하고, 상기 가공 헤드는 상기 결합부에 대응되도록 상향 요입 형성된 단차부를 포함하는 것을 특징으로 하는 센터 조절 기능을 갖는 선반.
3. 제2항에 있어서,
   상기 센터 컨트롤 유닛은 상기 결합부 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 센터 조절 기능을 갖는 선반.
4. 제3항에 있어서,
   상기 센터 컨트롤 유닛은 상기 가공 헤드의 일측 또는 양측에 장착되는 기어부재와, 상기 기어부재가 상기 가공 헤드의 일측에 장착될 때 상기 가공 헤드의 타측에 장착되는 유압부재를 포함하는 센터 조절 기능을 갖는 선반.
5. 제5항에 있어서,
   상기 기어부재는 상기 가공 헤드의 헤드 하부를 가압하는 회전축과, 상기 회전축의 일단에 결합되고 외주면에 복수의 기어 이가 형성된 판 기어와, 상기 판 기어에 맞물려 회전하는 렌치와, 상기 렌치에 연결되어 작업자의 손잡이 역할을 하는 가압부재를 포함하는 센터 조절 기능을 갖는 선반.
6. 제5항에 있어서,
   상기 회전축은 일단이 상기 헤드 하부를 향하고 타단이 상기 결합부를 관통해 상기 본체의 외측으로 돌출되며, 외주면에 나사산이 형성되는 것이 특징이고, 상기 본체는 상기 회전축이 삽입된 내측에 상기 나사산에 대응하는 나사홈이 형성된 것을 특징으로 하는 센터 조절 기능을 갖는 선반.
7. 제6항에 있어서,
   상기 렌치는 바(bar) 형태의 일단에 상기 회전축의 돌출된 단부가 삽입되는 제1 관통홈이 형성되고, 타단에 제2 관통홈이 형성되는 것이 특징이며, 상기 제2 관통홈에 삽입되되 일단에 상기 판 기어의 상기 기어 이에 치형 결합되는 기어 이가 형성되고 타단은 상기 제2 관통홈을 관통해 삽입되는 보조 기어부를 더 포함하는 센터 조절 기능을 갖는 선반.
8. 제7항에 있어서,
   상기 보조 기어부의 타단은 육각 통 형상이며, 육각 너트가 결합되어 상기 렌치에 결합된 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 센터 조절 기능을 갖는 선반.
9. 제8항에 있어서,
   상기 렌치의 길이 및 상기 제1 관통홈 및 제2 관통홈의 위치는 상기 회전축에서 상기 판 기어의 상기 기어 이까지의 거리에 대응하는 것을 특징으로 하는 센터 조절 기능을 갖는 선반.
10. 제9항에 있어서,
    상기 판 기어가 상기 회전축의 단부에 결합되고, 상기 렌치의 상기 제1 관통홈에 상기 회전축의 단부가 결합된 상태에서 상기 보조 기어부의 상기 기어 이가 상기 판 기어의 상기 기어 이에 치형 결합되면, 상기 가압부재를 상기 보조 기어부의 타단에 결합해 회전시키는 것을 특징으로 하는 센터 조절 기능을 갖는 선반.
11. 제10항에 있어서,
    상기 유압부재는 유압을 제공하는 유압 탱크와, 상기 헤드 하부를 가압하는 볼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 센터 조절 기능을 갖는 선반.
12. 제11항에 있어서,
    상기 기어부재의 작동 시 상기 헤드 하부는 상기 유압부재를 향해 이동하고, 상기 유압부재의 작동 시 상기 헤드 하부는 상기 기어부재를 향해 이동해 상기 가공 헤드의 센터가 조절되는 것을 특징으로 하는 센터 조절 기능을 갖는 선반.

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