KR20200004537A - 심 가공 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다양한 직경, 두께의 심을 원하는 두께로 연마 가능한 심 가공 장치에 관한 것이다.

Description

심 가공 장치{Shim processing device}

본 발명은 심 가공 장치에 관한 것으로 특히, 다양한 직경, 두께의 심을 원하는 두께로 연마 가능한 심 가공 장치에 관한 것이다.

경유(Diesel)와 같이 고압 연료 분사가 필요한 엔진에는 인젝터가 장착되어 사용된다. 인젝터는 실린더 내부 공간에 높은 압력으로 연료를 분사한다. 이와 함께 인젝터는 연료분사량의 정확도가 요구된다.

인젝터는 연료분사 노즐이 구비되어 연료가 연무와 같은 형태로 분사되도록 함으로써 연료와 공기를 혼합하는 역할도 하게 된다.

이를 위해 인젝터의 내부에는 정확한 양의 연료가 높은 압력으로 분사되도록 하기 위한 에어갭 심(Air gap shim)이 복수로 구비된다.

이러한 에어갭 심의 두께는 연료의 분사량과 밀접한 관계가 있으며, 연료의 분사량과 압력을 조절하는 매우 중요한 구성요소이다. 에어갭 심은 두께가 미세하게 달라져도 실린더에 분사되는 연료의 양과 압력이 달라지게 되어, 교체나 수리시 정확하게 두께를 일치시키야만 한다.

일반적으로 인젝터를 수리하는 업자들은 다양한 직경, 두께의 심을 모두 구비하는 것이 용이하지 않기 때문에 심의 교체를 위해 직경이 같은 심 중 두께가 비슷한 심을 선택한 후 이를 연마하여 이용하는 것이 일반적이다. 심의 연마를 위해 기존에는 선반기계에 작은 크기의 심을 고정하기 위한 지그를 설치하는 복잡한 과정을 거쳐 연마하였다. 또는, 사용자가 연마지를 이용하여 임의로 연마를 한 후 두께를 측정하여 연마하거나, 연마된 심을 교체용품으로 이용하였다.

이로 인해, 기존의 심 교체시 연마를 위한 비용과 시간이 많이 소요되거나, 연마된 심의 두께가 불균일, 부적합하여 인젝터의 성능이 저하되는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허 10-2016-0120570(출원일 2015.04.08.) 인젝터용 밸브바디 재생장치.

따라서, 본 발명의 목적은 다양한 직경, 두께의 심을 원하는 두께로 연마 가능한 심 가공 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 선반과 같은 복잡한 장치에 설치하지 않고도 손쉽게 사용하여 심을 연마할 수 있도록 한 심 가공 장치를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 심 가공 장치는 내부에 공간이 마련되고, 외측면에 파지부가 형성되는 바디; 상기 공간에 수납되어 상기 바디의 내측면을 따라 일방향으로 이동하는 이동블럭; 및 상기 바디에 결합되고, 상기 이동블럭에 일측 종단이 결합되는 스핀들과 상기 스핀들의 인출 길이를 조절하는 다이얼이 마련되는 마이크로미터헤드;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 심 가공 장치는 다양한 직경, 두께의 심을 원하는 두께로 연마가 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 심 가공 장치는 선반과 같은 복잡한 장치에 설치하지 않고도 손쉽게 사용하여 심을 연마할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 심 가공장치를 도시한 사시도.
도 2는 심 가공장치의 핸드셋에 대한 배면사시도.
도 3은 심 가공장치의 구조를 설명하기 위한 예시도.
도 4는 핸드셋에 심이 삽입된 형태를 도시한 예시도.
도 5는 도 4의 심이 가공되기 전과 가공된 후의 상태를 도시한 예시도.
도 6 및 도 7은 심 가공 장치의 지그와 이의 사용예를 도시한 예시도들.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 심 가공장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 심 가공장치의 핸드셋에 대한 배면사시도이다. 도 3은 심 가공장치의 구조를 설명하기 위한 예시도이다.

도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명에 따른 심 가공 장치는 플레이트(1)와 핸드셋(100)을 포함하여 구성된다.

플레이트(1)는 핸드셋(100)에 장착된 심을 연마하는 패드로 이용된다. 이를 위해 플레이트(1)는 플레이트 본체(3)와 본체(3) 상에 탈부착되는 연마지(2), 연마지를 본체(3)에 결합시키기 위한 고정용 바(5) 및 고정용 바(5)를 본체(3)에 결합시키는 결합수단을 포함하여 구성된다.

본체(3)는 판 형태로 형성되고, 목재, 금속 또는 경질 합성수지를 이용하여 제조될 수 있다. 이 본체(3)의 상면에는 심의 표면을 연마하기 위한 연마지(2)와 같은 연마수단이 분리가능하게 부착된다. 이를 위해, 본체(3)는 고정용 바(5)와 결합수단(4)에 의해 결합되며, 결합수단(4)의 체결을 위한 나사홀이 형성될 수 있다.

연마지(2)는 사포와 같이 연마제를 발라 붙인 천 혹은 종이일 수 있다. 이러한 연마지(2)는 사용 후 교체가 가능하며, 고정용 바(5)에 의해 본체(3)에 결합된다.

고정용 바(5)는 결합수단(4)이 끼워지는 홀이 다수 형성되고, 이 홀을 관통하는 결합수단(4)에 의해 본체(3)에 결합된다. 이때, 고정용 바(5)는 연마지(2)를 본체(3)에 가압하여 고정하게 된다. 고정용 바(5)는 도 1에서는 일방향으로 긴 막대 형태로 형성된 예가 도시되어 있으나, 연마지(2)를 효율적으로 고정하고, 편리한 교체가 가능한 형태면 다양한 형태로 변형이 가능하다.

핸드셋(100)은 연마가 필요한 심을 사용자가 용이하게 연마지(2)에 문지를 수 있도록 심을 고정하는 역할을 한다. 이를 위해 핸드셋(100)은 마이크로미터 헤드(10), 바디(50) 및 이동블럭(80)을 포함하여 구성된다.

마이크로미터 헤드(10)는 가공된 심의 두께를 사용자가 설정할 수 있도록 하고, 설정된 두께만큼 이동블럭(80)을 이동시키는 역할을 한다. 좀 더 구체적으로, 사용자는 최종적으로 가공된 심의 두께를 마이크로미터 헤드(10)에 마련되는 다이얼(14)을 이용하여 설정하게 된다. 이를 위해, 마이크로미터 헤드(10)는 스핀들(22), 다이얼(14), 홀더(18)가 케이스(20)에 마련된다.

다이얼(14)은 케이스(20)에 회전 가능하게 결합되고, 회전에 의해 스핀들(22)을 일방향으로 이동시킨다. 이 다이얼(14)은 사용자의 파지를 위해 일방향으로 길게 형성되고, 파지감을 향상시킬 수 있도록 그립부(17)가 마련된다. 그립부(17)는 표면에 요철을 형성하여 미끄러짐을 방지하거나, 마찰력을 높이는 부재를 부착한 것일 수 있다. 다이얼(14)과 케이스(20)의 경계면에는 눈금(16)이 형성되며, 다이얼(14)에 형성되는 눈금(16)은 케이스(20)에 형성되는 눈금(12)과 대응되어 스핀들(22)의 정확한 이동거리를 설정하는 용도로 이용된다.

홀더(18)는 케이스(20)의 일측 종단에 구성되어 조임 및 풀림에 따라 다이얼(14)이 회전할 수 있는 상태가 되게 하거나, 다이얼(14)을 회전하지 못하도록 고정하는 역할을 한다.

케이스(20)는 바디(50)와 결합되며, 다이얼(14)이 마련된다. 케이스(20) 내부에는 다이얼(14)의 회전에 따라 케이스(20)의 일측으로 전진하거나 후퇴하는 스핀들(22)이 마련된다.

케이스(20)는 일측 종단은 바디(20)와 결합된다. 더 구체적으로 케이스920)의 스핀들(22)의 출구에 해당되는 부분이 바디(50)에 형성되는 홀에 삽입된 형태로 결합되어, 스핀들(22)이 바디(50)의 내부 공간(56)에 노출된다.

스핀들(22)은 다이얼(14)의 회전에 따라 바디(50)의 내부공간으로 돌출되는 길이가 조절되고, 이를 통해 이동블럭(80)을 바디(50)의 내부공간(56)에서 이동시킨다. 이를 위해 스핀들(22)은 이동블럭(80)과 결합된다. 이러한, 스핀들(22)은 다이얼(14)의 회전에 따라 회전하여 이동하는 방식과, 회전하지 않고 이동하는 방식이 있다. 이 중 본 발명에서는 회전하지 않고 이동하는 스핀들(22)을 가지는 마이크로미터 헤드(10)를 이용하여 구성된다. 스핀들(22)이 회전하면서 전진 및 후퇴하는 방식은 스핀들(22)의 회전 각에 따라 이동블럭(80)의 심접촉면(85)이 기울어지게 되어, 심의 가공시 두께가 불균일해지게 된다. 반면, 스핀들(22)이 회전하지 않는 방식은 이동블럭(80)의 심접촉면(85)이 전진 및 후퇴시에도 기울어지지 않아 정확한 가공이 가능하다. 이 스핀들(22)은 마이크로미터 헤드(10)의 종류에 따라 1마이크로미터(㎛) 단위로 심의 두께를 조절할 수 있으나, 이로써만 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

바디(50)는 내부 공간에 이동블럭(80)을 이동 가능하게 수납하고, 심의 가공시 사용자가 파지할 수 있는 파지부의 역할을 한다. 이를 위해, 바디(50)는 내부 공간의 단면 형상이 이동블럭(80)의 단면형상과 대응되게 마련된다. 일반적으로 심이 원형 링의 형상을 가지기 때문에, 이동블럭(80)은 원통기둥 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 맞춰 바디(50)에 형성되는 내부공간(86)도 원통형상으로 형성될 수 있다. 때문에, 바디(50)는 속이 빈 파이프 형상으로 형성된다. 이러한 바디(50)는 일측 종단에서 내부공간(56)에 스핀들(22)이 노출되게 마이크로미터 헤드(10)와 결합된다. 이를 위해, 바디(50)의 일측 종단은 마이크로미터 헤드(10)의 케이스(20)와 결합된다. 바디(50)는 마이크로미터 헤드(10)와의 결합을 위해 일측 종단이 폐쇄된 면을 이루고, 중앙에 홀이 형성되어, 홀에 마이크로미터 헤드(10)가 결합된다.

바디(50)의 외면에는 파지부(54)가 형성된다. 파지부(54)는 판상으로 외면으로부터 수직방향으로 신장되어 형성된다. 이러한 파지부(54)는 심의 연마시 사용자가 파지부(54)를 누루면서 가장자리를 잡을 수 있도록 원형의 판상으로 형성된다.

한편, 바디(50)의 개구부(59)와 인접한 부분에는 접촉부(58)가 형성된다. 접촉부(58)는 심의 가공시 연마시 플레이트(1)의 연마지(2)에 접촉된다. 이 접촉부(58)는 플레이트(1)의 면과 평행하게 접촉면(57)이 형성되며, 이를 통해 심의 가공시 심이 평평하게 연마되도록 하는 역할을 한다. 이를 위해 접촉면(57)은 이동블럭(80)의 심 접촉면(85)과 평행하게 마련된다. 특히, 이 접촉부(58)는 연마지(2)에 비해 높은 경도를 가지는 초경질 합금을 이용하여 형성된다. 이를 위해 접촉부(58)는 코발트(Co), 텅스텐(W), 티타늄(Ti)와 같은 금속의 합금으로 구성될 수 있다. 이러한 접촉부(58)는 초경질 합금(Hard metal)을 개구부(59)의 직경에 대응되는 링형상으로 형성한 뒤 바디(50)에 결합시켜 구성될 수 있다.

이동블럭(80)은 가공되는 심의 두께를 결정하고, 심의 가공시 바디(50)와 함께 심을 고정 및 지지하는 역할을 한다. 이를 위해 이동블럭(80)은 바디(50)의 내부공간(56)에서 왕복하여 심의 끼워지는 공간을 형성한다. 이러한 이동블럭(80)은 인단이 스핀들(22)에 결합되어, 마이크로미터 헤드(10)에 의해 정해지는 값만큼 후퇴한다. 이를 통해, 이동블럭(80)은 심의 연마될 부분이 내부공간(56)에 수납되지 않고 노출되게 하여, 연마지(2)에 의해 연마되게 한다.

이를 위해 이동블럭(80)은 제1블럭(84)과 제2블럭(82)을 포함하여 구성된다. 제2블럭(82)은 제1블럭(84)이 일측에 결합되고, 타측에 스핀들(22)이 결합된다. 이를 통해, 제2블럭(82)은 제1블럭(84)과 마이크로미터 헤드(10)를 연결하는 역할을 한다. 이 제2블럭(82)의 개구부(59)를 향하는 일면에 제1블럭(84)이 결합된다.

제1블럭(84)은 제2블럭(84)의 개구부(59)를 향하는 일면에 결합된다. 이 제1블럭(84)은 심과 접촉하며, 바디(50)와 함께 심을 고정 및 지지하는 역할을 한다. 이러한 제1블럭(84)은 제2블럭(82)과 다른 재질의 금속으로 형성될 수 있다. 제2블럭(82)은 가공의 편의성을 위해 탄소강, 알루미늄 합금과 같은 금속 또는 이들의 합금 또는 경질의 합성수지를 이용하여 형성될 수 있다. 반면, 제1블럭(84)은 접촉부(58)와 마찬가지로 초경질 합금으로 형성될 수 있다.

도 4 및 도 5는 심 가공장치를 이용하여 심을 가공하는 방법을 설명하기 위한 예시도들로써, 도 4는 핸드셋에 심이 삽입된 형태를 도시한 예시도이고, 도 5는 도 4의 심이 가공되기 전과 가공된 후의 상태를 도시한 예시도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 심(101)의 가공을 위해 심(101)이 핸드셋(100)에 삽입된다. 이를 위해, 이동블럭(80)은 마이크로미터 헤드(10)의 조절을 통해 내부공간에 이동하여(도면에서 하강) 내부공간 일부가 개구부(59) 측에 마련된다. 그리고 이 내부공간(56) 일부에 심(101)이 삽입된다.

심(101)을 핸드셋에 삽입한 단면 형태가 도 5에 도시되어 있다. 도 4에서와 같이 가공전의 심(101)을 핸드셋에 삽입하면, 도 5의 (a) 나타낸 바와 같이 심(101a)이 제1블럭의 심접촉면(85)에 접촉하고, 연마가 필요한 부분인 접촉부(58)의 접촉면(57) 면에 비해 돌출된 형태로 끼워지게 된다.

이와 같이 심(101a) 고정되면, 사용자는 핸드셋(100)을 플레이트(1)이 접촉시켜 왕복시킴으로써 심(101b)을 연마하게 된다. 이때, 사용자는 전술한 파지부(54)를 가압한 상태에서 핸드셋(100)을 왕복하게 된다.

심(101b)이 연마되어 사용자가 원하는 두께로 연마되면 심(101b)과 연마지(2)의 마찰이 줄어들고 개구부(59)에 마련된 접촉부(58)가 연마지와 접촉하게 된다. 이 접촉부(58)는 전술한 바와 같이 연마지(2)에 비해 높은 경도를 가지는 금속에 의해 형성된다. 때문에, 사용자의 연마과정에 의해 접촉부(58)가 연마되지 않고 유지되며, 이를 통해 심(101b)이 사용자가 원하는 두께에서 더 얇아지지 않게 된다. 이 상태의 심(101b)이 가공이 완료되어 사용자가 원하는 두께를 가지게 된다.

도 4 및 도 5는 심(101 : 101a, 101b)의 외경이 내부공간의 직경과 동일한 경우를 나타낸다. 그러나, 심(101)은 다양한 직경, 두께가 시용되기 때문에 이들 각각에 맞춰 핸드셋(100)을 제조하는 것은 곤란하다.

때문에, 직경이 다른 심(101)의 가공을 위한 수단이 필요하다. 이러한 수단이 도 6 및 도7에 도시되어 있다.

도 6 및 도 7은 심 가공 장치의 지그와 이의 사용예를 도시한 예시도들이다.

이를 위해 본 발명의 심 가공 장치는 심(101)을 핸드셋에 고정하기 위한 지그를 더 포함하여 구성된다.

지그(104)는 외경이 핸드셋(100)의 내부 공간 직경과 같게 형성되고, 심(101)이 결합되는 하나 이상의 홀이 형성된다.

이 지그(104)는 판상으로 형성되어, 핸드셋(100)의 내부공간(56) 직경보다 작은 심(101c, 101d, 101e)을 가공할 수 있도록 하는 용도로 이용된다. 이 지그(104)는 가공하고자 하는 심(101c, 101d, 101e)보다 얇은 두께로 형성된다. 이를 통해, 가공하고자 하는 심(101c, 101d, 101e)과 함께 핸드셋에 결합되어 연마되는 경우 심(101c, 101d, 101e)만 핸드셋에 의해 가압되고, 지그(104)는 가압되지 않도록 하여 지그(104)의 연마를 방지할 수 있게 된다.

이러한 지그(104)는 심(101c, 101d, 101e)이 결합되는 홀이 하나(a) 형성될 수도 있고, 복수(b)로 형성될 수도 있다.

지그(104)는 철(Fe), 알루미늄(Al)의 합금, 스테인레스 스틸과 같은 금속을 이용하여 형성될 수 있으나, 경질 합성수지를 이용하여 형성될 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 심 가공 장치는 선반과 같은 장치의 사용을 하지 않고도 심을 1/1000마이크로 미터 단위로 정밀 가공하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 심 가공 장치는 다양한 직경의 심을 가공하는 것이 가능하다.

또한, 작은 크기와 적은 비용으로 정밀 가공 장치를 구현할 수 있어 사용자가 이를 구입하여 사용하는 것이 용이해진다.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여려가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.

1: 플레이트 2: 연마지
3: 본체 4: 고정바
10: 마이크로미터 헤드 18: 홀더
12, 16: 눈금 14: 다이얼
20: 케이스 22: 스핀들
50: 바디 54: 파지부
56: 내부공간 58: 접촉부
80: 이동블럭 84: 제1블럭
82: 제2블럭

Claims (5)

1. 내부에 공간이 마련되고, 외측면에 파지부가 형성되는 바디;
   상기 공간에 수납되어 상기 바디의 내측면을 따라 일방향으로 이동하는 이동블럭; 및
   상기 바디에 결합되고, 상기 이동블럭에 일측 종단이 결합되는 스핀들과 상기 스핀들의 인출 길이를 조절하는 다이얼이 마련되는 마이크로미터헤드:를 구비하는 심 가공 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 이동블럭은
   제1블럭;
   상기 제1블럭가 상기 스핀들의 상기 종단을 연결하는 제2블럭;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 심 가공 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 바디는
   일측 종단에 접촉부가 형성되며,
   상기 접촉부는 상기 바디의 다른 부분과 경도가 다른 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 심 가공 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제1블럭은 상기 접촉부와 동일한 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 심 가공 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 이동블럭이 이동하여 형성되는 상기 공간에 수납되고, 심 안착홀이 형성되는 지그;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 심 가공장치.
   

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