KR20190048615A - 구면 연마장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수평부(13)를 포함하는 본체(10); 상단이 상기 본체(10)의 수평부(13)에 회전가능하게 설치되며, 중간부에는 측방돌출부(21)가 구비된 수직회전축부재(20); 이 수직회전축부재(20)의 직하방에 구비되며, 상면에는 구면이 형성된 피가공물(1)이 구면이 상측으로 볼록하게 배치되도록 고정되는 다이(30); 상면 중앙부가 상기 수직회전축부재(20)의 하단에 상하로 신축되는 신축부재(22)에 의해 연결되고, 저면에는 피가공물(1)의 구면에 접촉되어 수직회전축부재(20)의 회전에 따라 회전되면서 피가공물(1)의 구면을 연마하는 음각연마면(51)이 형성된 연마하우징(40); 및 상기 수직회전축부재(20)의 측방돌출부(21)에서 하향 연장되며, 피가공물(1)의 구면에 올려진 연마하우징(40)이 일측으로 하향 경사지도록 연마하우징(40)의 상면 일측 가장자리를 눌러주는 수직가압봉(70);을 포함하며, 상기 수직가압봉(70)에 의해 일측이 눌린 연마하우징(40)의 중심이 피가공물(1)의 구면중심에서 편심되어, 연마하우징(40)이 수직회전축부재(20)에 의해 편심회전되면서 피가공물(1)의 구면을 연마하는 것을 특징으로 하는 구면 연마장치가 제공된다.

Description

구면 연마장치{A grinder for grinding surface of a sphere}
본 발명은 구면 연마장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구면이 형성된 피가공물의 구면을 연마하는 구면 연마장치에 관한 것이다.
일반적으로 볼 밸브의 밸브바디에 설치되어 유체의 유량을 조절하고 유로를 차단 및 개방시키는 볼은 주물로 제작되어 그 표면이 돌기나 기포에 의해 불규칙하므로, 밸브바디의 내경에 긴밀하게 밀착되도록 하기 위해서는 볼의 표면을 매끄럽게 처리하여야 한다. 종래에는 작업자가 연마패드를 이용하여 볼의 표면을 수작업으로 연마하였지만, 생산성이 저하되고 숙련자가 아니면 볼의 표면이 균일하게 연마되지 못하는 문제가 있고, 이로 인해 볼이 밸브바디의 유로를 정밀하게 폐쇄하지 못하여 누수가 발생되므로 볼을 자주 교체하게 되어 비용이 증가되는 문제가 있었다.
이에 따라, 볼의 표면을 연마하는 연마장치가 제안되었는데, 그 중 하나가 실용 제20-0229289호에 개시되었다. 이러한 연마장치는 볼을 척으로 고정시키고 원판으로 이루어진 연마부재의 외주면이 볼의 표면과 접촉되도록 한 후 연마부재를 회전시켜 볼의 표면을 연마하였다. 하지만, 원형으로 이루어진 연마부재의 외주면이 구형으로 이루어진 볼의 표면 일부에만 접촉되고 볼의 표면의 넓은 면에 동시에 접촉되지 않기 때문에, 볼의 표면에 따라 연마된 정도의 편차가 생겨 볼의 표면이 정밀하게 연마되지 못하는 문제가 있어, 상기와 같이 수작업에 의해 발생되는 문제가 여전히 해결되지 않고 있다. 또한 연마부재가 볼을 표면 일부만 접촉되므로 볼 또는 연마부재를 이동시켜야 하므로 장치가 복잡해진다. 그리고 볼 밸브 뿐 아니라 구면이 형성된 피가공물의 구면을 연마할 때에도 상기와 같은 문제가 발생된다.
한국 등록실용신안공보 제20-0229289호
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 간단한 구조로 이루어진 장치를 통해 구면을 갖는 피가공물을 움직이지 않고 고정시킨 상태로 피가공물의 구면의 넓은 면적에 동시에 접촉되어 연마함으로써 피가공물의 구면을 보다 용이하면서도 정밀하게 연마할 수 있고, 다양한 사이즈의 피가공물의 구면도 용이하면서도 정밀하게 연마할 수 있는 구면 연마장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따르면, 수직부(12)와, 이 수직부(12)의 상측에서 측방으로 돌출된 수평부(13)를 포함하는 본체(10); 상단이 상기 본체(10)의 수평부(13)에 회전가능하게 설치되며, 중간부에는 측방돌출부(21)가 구비된 수직회전축부재(20); 상기 수직회전축부재(20)의 직하방에 구비되며, 상면에는 구면이 형성된 피가공물(1)이 구면이 상측으로 볼록하게 배치되도록 고정되는 다이(30); 상면 중앙부가 상기 수직회전축부재(20)의 하단에 상하로 신축되는 신축부재(22)에 의해 연결되고, 저면에는 피가공물(1)의 구면에 접촉되어 수직회전축부재(20)의 회전에 따라 회전되면서 피가공물(1)의 구면을 연마하는 음각연마면(51)이 형성된 연마하우징(40); 및 상기 수직회전축부재(20)의 측방돌출부(21)에서 하향 연장되며, 피가공물(1)의 구면에 올려진 연마하우징(40)이 일측으로 하향 경사지도록 연마하우징(40)의 상면 일측 가장자리를 눌러주는 수직가압봉(70);을 포함하며, 상기 수직가압봉(70)에 의해 일측이 눌린 연마하우징(40)의 중심이 피가공물(1)의 구면중심에서 편심되어, 연마하우징(40)이 수직회전축부재(20)에 의해 편심회전되면서 피가공물(1)의 구면을 연마하는 것을 특징으로 하는 구면 연마장치가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 수직회전축부재(20)의 측방돌출부(21)에서 하향 연장되되 수직가압봉(70)과 대향 또는 이격 배치되어 상기 연마하우징(40)의 편심회전을 가이드하는 하나 이상의 가이드봉(80)이 더 구비되고, 상기 연마하우징(40)의 상면에는 수직회전축부재(20)에 연결 설치된 중앙부와 가이드봉(80) 사이에서 상향 돌출되어 연마하우징(40)이 편심회전될 때 가이드봉(80)에 걸려지는 가이드벽(61)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 구면 연마장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 연마하우징(40)은 저면에 음각연마면(51)이 형성되고 상면에 결합홈(52) 또는 결합돌기가 구비된 연마부(50)와, 저면에 상기 연마부(50)의 결합홈(52) 또는 결합돌기에 연결되는 결합돌기(62) 또는 결합홈이 형성되고 상면이 상기 수직회전축부재(20)에 신축부재(22)에 의해 연결되는 커넥터부(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 구면 연마장치가 제공된다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 구면이 형성된 피가공물(1)을 다이(30)의 상면에 구면이 상측으로 볼록하도록 고정시키고 음각연마면(51)이 형성된 연마하우징(40)을 수직회전축부재(20)를 통해 피가공물(1)의 구면에서 편심회전시켜 피가공물(1)의 구면을 연마한다. 이에 따라, 연마하우징(40)의 음각연마면(51)이 피가공물(1)의 구면의 보다 넓은 면적에 동시에 접촉되어 연마가 이루어지므로 피가공물(1)의 구면을 보다 정밀하게 가공할 수 있다. 또한 일부가 구면이 형성된 피가공물(1)의 경우 피가공물(1)을 이동시키지 않고도 피가공물(1)의 구면 전체를 연마할 수 있어 장치의 구조가 간단해진다. 그리고 연마하우징(40)의 일측이 하향 경사지도록 누르는 수직가압봉(70)과 대향 또는 이격된 가이드봉(80)이 연마하우징(40)의 편심회전을 가이드해주므로, 연마하우징(40)의 편심회전이 좀 더 안정적이다. 한편, 연마하우징(40)이 음각연마면(51)이 형성된 연마부(50)를 수직회전축부재(20)에 연결하는 커넥터부(60)로 이루어져서, 피가공물(1)의 다양한 사이즈에 맞게 연마부(50)를 교체할 수 있으므로, 다양한 사이즈의 피가공물(1)을 단일의 기계장치를 통해 연마할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 구면 연마장치의 일실시예를 도시한 측면도
도 2는 상기 실시예의 연마하우징의 내부를 보인 도면
도 3 및 도 4는 상기 실시예의 작동을 보인 도면
상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 구면 연마장치를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 구면 연마장치는 본체(10), 수직회전축부재(20), 다이(30), 연마하우징(40), 수직가압봉(70) 및 가이드봉(80)을 포함하여 구성된다. 이때, 이때, 피가공물(1)은 적어도 일측에 구면이 형성된 것으로, 도시된 실시예에서는 구체의 회전축을 중심으로 1/n로 분할된 형태의 볼밸브의 볼을 예시하였다.
상기 본체(10)는 베이스(11)와, 이 베이스(11)의 일단에서 직립된 수직부(12)와, 이 수직부(12)의 상단에서 베이스(11)의 타단쪽으로 수평 돌출된 수평부(13)를 포함한다. 수평부(13)에는 상기 수직회전축부재(20)를 회전시키는 도시안된 구동수단이 구비되고, 본체(10)에는 상기 수직회전축부재(20)를 승강시키는 도시안된 승강수단이 구비된다. 이때, 상기 구동수단은 수평부(13)에 설치된 모터(14)와 도시안된 풀리, 벨트로 이루어진다.
상기 수직회전축부재(20)는 상단이 본체(10)의 수평부(13)에 회전가능하게 설치된다. 그리고 수직회전축부재(20)의 중간부에는 수직회전축부재(20)와 함께 회전되는 측방돌출부(21)가 구비된다. 도시된 실시예에서, 측방돌출부(21)는 수직회전축부재(20)를 관통하는 수평바인 것을 예시하였고, 수직회전축부재(20)에서 측방돌출부(21)의 일단까지의 거리가 타단까지의 거리보다 길게 형성된다.
상기 다이(30)는 본체(10)의 베이스(11)에 구비되며 수직회전축부재(20)의 직하방에 위치된다. 다이(30)의 상면에는 피가공물(1)이 고정볼트(2)에 의해 고정되는데, 피가공물(1)이 구면이 상측으로 볼록하게 배치되도록 고정된다. 또한 피가공물(1)의 구면 중심축이 수직회전축부재(20)와 정렬된다.
상기 연마하우징(40)은 수직회전축부재(20)의 하단에 상하로 신축되는 신축부재(22)에 의해 결합되어 피가공물(1)의 구면을 연마한다. 이때, 신축부재(22)는 압축코일스프링인 것을 예시하였다. 이러한 연마하우징(40)은 피가공물(1)의 구면을 연마하는 연마부(50)와, 이 연마부(50)를 수직회전축부재(20)에 연결하는 커넥터부(60)를 포함한다.
그리고 연마부(50)는 상하면이 상대적으로 넓은 원통체 형상으로 이루어지며, 저면에는 피가공물(1)의 구면에 접촉되도록 오목한 음각연마면(51)이 형성되고 상면에는 결합홈(52) 또는 결합돌기가 형성된다. 이때, 음각연마면(51)에는 샌드페이퍼가 교체가능하게 부착되거나 또는 연마지립이 구비될 수 있으며, 샌드페이퍼는 피가공물(1)의 구면이 비교적 강도가 약한 재질의 경우 사용하는 것이 바람직하다. 커넥터부(60)는 원판 형상으로 이루어지며, 저면에 연마부(50)의 결합홈(52) 또는 결합돌기가 결합되는 결합돌기(62) 또는 결합홈이 형성되고, 상면 중앙부에는 수직회전축부재(20)에 결합된 신축부재(22)의 하단이 볼(23)에 의해 회전가능하게 설치된다. 또한 커넥터부(60)의 상면에는 중앙부와 상기 가이드봉(80) 사이에서 상향 돌출되어 가이드봉(80)에 걸려지는 가이드벽(61)가 구비된다. 한편, 연마부(50)는 피가공물(1)의 다양한 사이즈에 맞게 음각연마면(51)이 다양한 사이즈로 이루어져서 커넥터부(60)에 교체할 수 있다.
상기 수직가압봉(70)은 수직회전축부재(20)의 측방돌출부(21)의 일단에서 하향 연장되되 하단이 연마하우징(40)의 상면 일측 가장자리를 눌러준다. 이에 따라, 연마하우징(40)은 일측이 하향 경사지게 기울어지며, 신축부재(22)가 일측으로 휘어지면서 신장된다. 따라서 수직회전축부재(20)가 연마하우징(40)의 중심에서 편심되고 연마하우징(40)의 중심이 피가공물(1)의 구면중심에서 편심된다. 이와 같이 연마하우징(40)이 수직회전축부재(20)의 작동에 따라 피가공물(1)의 구면에서 편심회전된다. 한편, 수직가압봉(70)의 하단에는 연마하우징(40)이 편심회전되더라도 연마하우징(40)의 상면을 계속적으로 누를 수 있도록 반구 형상의 캡(71)이 구비된다.
상기 가이드봉(80)은 수직회전축부재(20)의 측방돌출부(21)의 타단에서 하향 연장되어 연마하우징(40)의 편심회전을 가이드한다. 즉, 가이드봉(80)은 수직가압봉(70)과 대향 배치되어, 편심회전되는 연마하우징(40)의 가이드벽(61)가 가이드봉(80)에 걸려짐에 따라 연마하우징(40)의 편심회전반경이 줄어드는 것이 방지된다. 이때, 가이드봉(80)의 하단부에는 연마하우징(40)의 가이드벽(61)에 접촉되는 지지롤러(81)가 구비된다. 한편, 복수개의 가이드봉(80)이 수직가압봉(70)과 이격되어 연마하우징(40)의 편심회전을 가이드할 수도 있다. 그리고 한편, 수직가압봉(70) 및 가이드봉(80)은 수직회전축부재(20)의 측방돌출부(21)에 승강가능하게 결합되어, 하향 연장길이를 적절히 조절할 수 있으며 가이드봉(80)은 연마하우징(40)의 상면에서 이격된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 구면 연마장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.
도 2와 같이, 수직회전축부재(20)를 상승시키고 피가공물(1)을 다이(30)에 고정시키며 연마하우징(40)의 음각연마면(51)이 피가공물(1)의 구면을 감싸도록 배치한다. 그리고 수직회전축부재(20)를 하강시켜 연마하우징(40)의 연마부(50)를 커넥터부(60)에 결합한다. 이때, 상기와 같이 수직가압봉(70)이 연마하우징(40)을 눌러 연마하우징(40)이 일측이 하향 경사지게 기울어져서 연마하우징(40)이 피가공물(1)의 구면중심에서 편심배치된다. 그리고 도 3 및 도 4와 같이 수직회전축부재(20)를 회전시키면, 연마하우징(40)이 일측이 하향 경사진 상태로 수직회전축부재(20)에서 편심회전되면서 피가공물(1)의 구면을 연마하게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
1 : 피가공물 10 : 본체
20 : 수직회전축부재 30 : 다이
40 : 연마하우징 50 : 연마부
51 : 음각연마면 60 : 커넥터부
61 : 가이드벽 70 : 수직가압봉
80 : 가이드봉

Claims (3)

  1. 수직부(12)와, 이 수직부(12)의 상측에서 측방으로 돌출된 수평부(13)를 포함하는 본체(10);
    상단이 상기 본체(10)의 수평부(13)에 회전가능하게 설치되며, 중간부에는 측방돌출부(21)가 구비된 수직회전축부재(20);
    상기 수직회전축부재(20)의 직하방에 구비되며, 상면에는 구면이 형성된 피가공물(1)이 구면이 상측으로 볼록하게 배치되도록 고정되는 다이(30);
    상면 중앙부가 상기 수직회전축부재(20)의 하단에 상하로 신축되는 신축부재(22)에 의해 연결되고, 저면에는 피가공물(1)의 구면에 접촉되어 수직회전축부재(20)의 회전에 따라 회전되면서 피가공물(1)의 구면을 연마하는 음각연마면(51)이 형성된 연마하우징(40); 및
    상기 수직회전축부재(20)의 측방돌출부(21)에서 하향 연장되며, 피가공물(1)의 구면에 올려진 연마하우징(40)이 일측으로 하향 경사지도록 연마하우징(40)의 상면 일측 가장자리를 눌러주는 수직가압봉(70);을 포함하며,
    상기 수직가압봉(70)에 의해 일측이 눌린 연마하우징(40)의 중심이 피가공물(1)의 구면중심에서 편심되어, 연마하우징(40)이 수직회전축부재(20)에 의해 편심회전되면서 피가공물(1)의 구면을 연마하는 것을 특징으로 하는 구면 연마장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수직회전축부재(20)의 측방돌출부(21)에서 하향 연장되되 수직가압봉(70)과 대향 또는 이격 배치되어 상기 연마하우징(40)의 편심회전을 가이드하는 하나 이상의 가이드봉(80)이 더 구비되고, 상기 연마하우징(40)의 상면에는 수직회전축부재(20)에 연결 설치된 중앙부와 가이드봉(80) 사이에서 상향 돌출되어 연마하우징(40)이 편심회전될 때 가이드봉(80)에 걸려지는 가이드벽(61)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 구면 연마장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연마하우징(40)은 저면에 음각연마면(51)이 형성되고 상면에 결합홈(52) 또는 결합돌기가 구비된 연마부(50)와, 저면에 상기 연마부(50)의 결합홈(52) 또는 결합돌기에 연결되는 결합돌기(62) 또는 결합홈이 형성되고 상면이 상기 수직회전축부재(20)에 신축부재(22)에 의해 연결되는 커넥터부(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 구면 연마장치.
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