KR101417785B1 - 포터블 터닝가공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포터블 터닝가공장치에 관한 것으로, 베이스(10); 상기 베이스(10)에 설치되는 회전바(20); 상기 회전바(20)를 회전시키는 회전부재(30); 상기 회전바(20)에 설치되는 가공유닛(40); 및 상기 가공유닛(40)을 상기 회전바(20)의 길이방향을 따라 이동시키는 이동부재(50)를 포함하고, 상기 회전부재(30)는, 상기 베이스(10) 상면에 고정되는 고정플레이트(32); 상기 고정플레이트(32) 상부에 위치되어 회전되는 회전플레이트(36); 및 상기 고정플레이트(32) 상면에 구비되는 마찰패드(38)를 포함하여 구성된다.
이에 따라, 진동발생이 최소화되며, 이로 인해 수평도의 편차를 최소화시켜 정교한 가공이 가능하다.

Description

포터블 터닝가공장치 {PORTABLE PROCESSING APPARATUS BY TURNNING}

본 발명은 포터블 터닝가공장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전바가 진동없이 안정적으로 회전하는 포터블 터닝가공장치에 관한 것이다.

포터블 가공 머신은 가공 대상물이 비대해 공장으로 운송이 어렵거나, 특정위치에 고정되어 있어 운송이 불가능한 경우 등 가공 대상물의 공장 가공이 어려울 시 현장에서 직접 가공 대상물을 가공하는 장치이다. 포터블 가공 머신은 위와 같은 경우 외에 공장에서 가공된 가공물이라도 가공 시 계측상 오차가 발생한 경우나 진원도 불량이 발생한 경우에 재가공이 필요할 시에도 현장에서 용이하게 사용된다.

이와 같은 포터블 가공 머신이 '특허문헌 1'에 개시되어 있다.

그러나 종래의 포터블 가공 머신은 볼베어링을 이용하여 회전축을 회전시킴으로써 가이드아암의 회전시 진동이 발생하는 문제가 있다. 이에 따라, 가이드아암의 수평도에 편차가 발생하여 가공면이 불규칙하게 가공되고, 매끄럽지 못한 문제가 발생한다.

KR 10-1157110 B1 2012. 6. 22.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 면접촉(面接觸)을 통한 회전방식의 회전부재가 구비되는 포터블 터닝가공장치를 제공하는 것이다.

위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 포터블 터닝가공장치는 베이스; 상기 베이스 상부에 수평으로 설치되는 회전바; 상기 베이스와 상기 회전바 사이에 설치되어 상기 회전바를 회전시키는 회전부재; 상기 회전바에 설치되는 가공유닛; 및 상기 가공유닛을 상기 회전바의 길이방향을 따라 이동시키는 이동부재를 포함하여 구성되고, 상기 회전부재는, 상기 베이스 상면에 고정되는 고정플레이트; 상기 고정플레이트 상부에 위치되어 상기 고정플레이트에 대해 회전되는 회전플레이트; 및 상기 고정플레이트와 상기 회전플레이트 사이에 구비되는 마찰패드를 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.

본 발명에 따른 포터블 터닝가공장치는 고정플레이트와 회전플레이트가 면접촉하고, 그 사이에 마찰패드가 구비되어 진동발생이 최소화되며, 이로 인해 수평도의 편차를 최소화시켜 정교한 가공이 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 포터블 터닝가공장치를 도시한 사시도
도 2는 도 1의 평면도
도 3은 받침대가 설치된 회전플레이트를 도시한 사시도
도 4는 익스텐션바가 부가된 것을 도시한 측면도
도 5는 도 1의 측면도
도 6은 고정플레이트 및 회전플레이트가 분리된 회전부재를 도시한 사시도
도 7은 회전부재의 분해사시도
도 8은 보조회전부재의 개념도

아래에서는 본 발명에 따른 포터블 터닝가공장치를 첨부된 도면을 통해 더욱 상세히 설명한다.

본 발명은 포터블 터닝가공장치에 관한 것으로, 도 1은 본 발명에 따른 포터블 터닝가공장치를 도시한 사시도 및 도 2는 도 1의 평면도이다.

본 발명에 따른 포터블 터닝가공장치는 베이스(10); 베이스(10) 상부에 수평으로 설치되는 회전바(20); 베이스(10)와 회전바(20)의 중심 사이에 설치되어 회전바(20)를 회전시키는 회전부재(30); 회전바(20)에 설치되는 가공유닛(40); 및 가공유닛(40)을 상기 회전바(20)의 길이방향을 따라 이동시키는 이동부재(50)를 포함하여 구성된다.

아래에서는 각 구성요소에 대하여 상세히 설명한다.

베이스(10)는 가공대상면 상부에 설치되어 본 발명에 따른 포터블 터닝가공장치의 기초가 되는 구성요소로, 도 2에 도시된 바와 같이 대형관의 내부에서 고정될 수 있도록 둘레방향을 따라 방사상으로 고정부(12)가 형성된다. 베이스(10)는 육각 플레이트 형상으로 형성되나, 더욱 안정적인 지지를 위해 팔각 또는 그 이상으로 형성되어 다수 개의 고정부(12)가 형성될 수도 있다.

도 3은 받침대가 설치된 회전플레이트를 도시한 사시도 및 도 4는 익스텐션바가 부가된 것을 도시한 측면도이다.

회전바(20)는 길게 형성된 바(BAR) 형상으로 도 1에 도시된 바와 같이 베이스(10)의 상부에 수평으로 위치하고, 중심이 후술할 회전부재(30)와 연결되어 베이스(10)에 대해 회전된다. 그리고 회전바(20)의 저면, 즉 도 3에 도시된 바와 같이 후술할 회전플레이트(36)의 상면에 플레이트 형상의 받침대(22)가 설치된다.

한편, 회전바(20)의 양끝단에는 도 4에 도시된 바와 같이 익스텐션바(24)가 더 형성될 수 있다. 익스텐션바(24)는 후술할 가공유닛(40)이 이동할 수 있는 범위를 넓힘으로써 가공 가능한 면적을 증가시키는 역할을 한다.

도 5는 도 1의 측면도, 도 6은 고정플레이트 및 회전플레이트가 분리된 회전부재를 도시한 사시도 및 도 7은 회전부재의 분해사시도이다.

회전부재(30)는 베이스(10)와 회전바(20) 중심 사이에 설치되어 회전바(20)가 베이스(10)에 대해 회전되도록 하는 구성요소이다.

회전부재(30)는 도 5에 도시된 바와 같이 베이스(10) 상면에 고정되는 고정플레이트(32); 고정플레이트(32) 외면에 형성되는 원 형상의 고정기어(33); 고정플레이트(32) 상부에 위치되어 고정플레이트(32)에 대해 회전되는 회전플레이트(36); 고정플레이트(32) 상면에 고정되어 회전플레이트(36)와 대면되는 마찰패드(38); 및 회전플레이트(36)에 설치되고, 상기 고정기어(33)의 양옆에 각각 맞물리도록 설치되는 한 쌍의 제1 구동모터(39)로 구성된다.

고정플레이트(32)는 원판 형상으로 베이스(10) 상면에 고정되고, 상부 중앙에 삽입홀(31)이 형성된다. 고정플레이트(32)는 도 7에 도시된 바와 같이 상단(32a); 및 상단(32a)보다 지름이 넓은 하단(32b)으로 구성되고, 하단(32b)의 상부에는 둘레를 따라 복수 개의 리브(32c)가 형성된다. 리브(32c)는 고정플레이트(32)의 상단(32a)을 견고하게 지지하는 역할뿐만 아니라, 후술할 고정기어(33)가 고정플레이트(32)의 상단(32a)에 조립식으로 끼워지면, 고정기어(33)를 지지하는 역할도 한다.

고정기어(33)는 고정플레이트(32)의 상단(32a)에 끼움결합되고, 외주연에 복수 개의 톱니가 형성된다. 고정기어(33)는 회전바(20)의 회전을 정교하면서도 안정적으로 조절하기 위해 톱니가 헬리컬 기어 방식인 것이 바람직하다.

회전플레이트(36)는 고정플레이트(32) 상부에 위치되고, 저면 중앙에 회전기둥(35)이 형성되어 고정플레이트(32)의 삽입홀(31)에 삽입된다. 이로 인해 회전플레이트(36)가 고정플레이트(32)에 대해 안정적으로 회전될 수 있다.

마찰패드(38)는 원판 형상으로 고정플레이트(32)의 상면에 구비되어 회전플레이트(36)의 저면과 맞닿는다. 이때, 마찰패드(38)는 고정플레이트(32)에 고정될 수도 있다. 마찰패드(38)는 중공이 형성되어 회전기둥(35)이 통과된다. 마찰패드(38)는 베이클라이트(BAKELITE) 재질로 이루어지는 것이 바람직한데, 베이클라이트는 내열성, 강도 및 절연성이 우수하여 회전플레이트(36)가 고정플레이트(32)에 대해 안정적이면서 연속적으로 회전된다. 이에 따라 회전바(20)가 회전되는 정도를 정교하게 조절할 수 있고, 진동이 최소화되어 수평도에 편차가 거의 없기 때문에 정교한 가공이 가능한 장점이 있다.

또한, 마찰패드(38)의 둘레방향을 따라 다수 개의 윤활유공급홀(37)이 형성된다. 윤활유공급홀(37)은 마찰패드(38)상에 윤활유가 공급되는 곳으로, 고정플레이트(32)에 형성된 홀과 연통되어 외부로부터 윤활유가 공급된다. 윤활유는 회전플레이트(36)와 마찰패드(38) 사이의 마찰을 줄여서 회전플레이트(36)가 원활하게 회전되도록 한다. 만약, 마찰패드(38)가 고정플레이트(32)에 고정되어 있지 않을 경우, 윤활유는 고정플레이트(32)와 마찰패드(38) 사이의 마찰 역시 감소시킨다.

이와 같이 본 발명은 마찰패드(38) 및 마찰패드(38)상의 윤활유가 구비되어 회전플레이트(36)를 회전시키기 때문에 안정적인 회전이 가능하다. 종래에는 베어링을 이용하기 때문에 금속과 금속 사이의 마찰로 인한 잔진동이 지속적으로 발생하여 가공면이 매끄럽지 못하고, 사이즈가 커질수록 베어링의 제작이 어려운 문제가 있다. 반면, 본 발명은 금속이 아닌 베이클라이트 재질의 마찰패드(38)를 이용하고, 마찰패드(38)상에 윤활유를 공급하기 때문에 잔진동의 발생이 거의 없다. 그리고 회전바(20)의 사이즈가 커져 중량이 많이 나가더라도 면접촉을 하기 때문에 안정적인 지지가 가능하고, 마찰패드(38)가 필요에 따라 분리된 형태로 형성될 수도 있기 때문에 대형 사이즈에도 적용이 가능하다.

제1 구동모터(39)는 회전플레이트(36)를 회전시키는 구성요소로서, 도 6에 도시된 바와 같이 한 쌍이 회전플레이트(36)의 양측에 체결되고, 고정기어(33)와 맞물리는 구동기어(39a)가 연결된다. 제1 구동모터(39)는 회전플레이트(36)의 중심을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 설치되는 것이 바람직한데, 이는 구동기어(39a)와 고정기어(33) 사이에 백래시가 발생하는 것을 최소화시키기 위함이다. 이로 인해 본 발명에 따른 포터블 터닝가공장치가 안정적으로 회전동작될 수 있다.

가공유닛(40)은 회전바(20)에 설치되어 가공대상면을 물리적으로 가공하는 구성요소로서, 한 쌍이 회전바(20)의 중심을 기준으로 회전바(20)의 양측에 각각 설치된다.

가공유닛(40)은 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이 회전바(20)가 관통되도록 중공이 형성되고, 내주면에 가이드레일(56)과 슬라이딩결합되는 슬라이딩홀더(43)가 설치되며, 스크류(52)와 나사결합되는 이동블록(42); 이동블록(42)에 설치되는 가공모터(44); 및 가공모터(44)와 연결되는 가공커터(46)로 구성된다.

이동블록(42)은 중공이 형성되는 박스형태로서, 내부에 회전바(20)가 관통되어 이동블록(42)이 회전바(20)의 길이방향을 따라 이동할 수 있다. 그리고 이동블록(42) 내주면에 슬라이딩홀더(43)가 설치된다.

가공모터(44)는 이동블록(42)에 설치되어 이동블록(42)의 이동에 연동된다.

가공커터(46)는 가공모터(44)와 연결되어 물리적인 가공을 수행하는 것으로, 이동블록(42)의 움직임에 따라 가공대상면을 가공한다. 가공커터(46)는 밀링커터와 같이 다양한 종류의 것이 사용될 수 있다.

이동부재(50)는 한 쌍의 가공유닛(40)과 연결되어 가공유닛(40)을 회전바(20)의 길이방향을 따라 이동시키는 구성요소이다. 이때, 이동부재(50)는 한 쌍의 가공유닛(40)이 회전바(20)의 중심을 기준으로 서로 대칭되게 이동된다. 이로 인해 가공유닛(40)이 회전바(20)의 길이방향을 따라 이동하여도 회전바(20)의 무게중심은 변하지 않고 유지된다.

이와 같은 이동부재(50)는 도 1에 도시된 바와 같이 회전바(20)의 길이방향을 따라 나란하게 배치되고, 가공유닛(40)과 나사결합되는 스크류(52); 회전바(20)에 설치되어 스크류(52)를 회전시키는 제2 구동모터(54); 및 회전바(20)의 양측면에 길이방향을 따라 형성되어 가공유닛(40)과 슬라이딩결합되는 가이드레일(56)로 구성된다.

스크류(52)는 길게 형성되어 회전바(20)의 상부에 위치하고, 회전바(20)의 길이방향을 따라 평행하게 배치된다. 그리고 스크류(52)는 가공유닛(40)의 이동블록(42)과 나사결합되고, 스크류(52)가 회전하면 이동블록(42)이 회전바(20)의 길이방향을 따라 직선운동한다.

또한, 스크류(52)는 익스텐션바(24)에 연장되어 이동블록(42)의 이동범위를 넓힐 수 있다.

한편, 스크류(52)는 회전바(20)의 중심을 기준으로 한쪽과 다른 한쪽의 나사방향이 반대로 형성된다. 바람직하게는 나사산 방향이 서로 다른 두 개의 스크류(52)가 커플링(C)을 통해 연결된다. 이에 따라, 한 쌍의 이동블록(42)이 스크류(52)의 회전에 따라 서로 반대 방향으로 직선운동을 하여 회전바(20)의 무게중심이 변하지 않고 유지된다.

제2 구동모터(54)는 회전바(20) 상부에 설치되고, 스크류(52)와 연결되어 스크류(52)를 회전시킨다. 제2 구동모터(54)는 스크류(52)와 직접 맞물리기보다는 감속기어를 통해 맞물림으로써 이동블록(42)을 안정적으로 이동시키는 것이 바람직하다.

가이드레일(56)은 회전바(20)의 양측면에 위치하고, 회전바(20)의 길이방향을 따라 길게 형성되며, 이동블록(42)의 내주면에 설치된 슬라이딩홀더(43)와 연결된다. 가이드레일(56)은 도 1에 도시된 바와 같이 상·하면에 홈이 형성되어 슬라이딩홀더(43)가 슬라이딩결합되면 이탈되지 않는다. 따라서 이동블록(42)이 스크류(52)의 회전에 따라 이동할 시 슬라이딩홀더(43)가 가이드레일(56)에 대해 슬라이딩됨으로써 이동블록(42)이 안정적으로 이동할 수 있다. 또한, 가이드레일(56)은 회전바(20)의 양측면에 두 개씩 구비되어 더욱 안정적으로 이동블록(42)을 지지한다. 그리고 가이드레일(56)은 익스텐션바(24)에도 연장되어 이동블록(42)을 지지한다.

위와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 포터블 터닝가공장치는 회전부재(30)로 인해 베이스(10)에 대해 회전바(20)가 회전되고, 이동부재(50)로 인해 가공유닛(40)이 회전바(20)상에서 이동함으로써 넓은 범위의 가공대상면을 가공할 수 있는 장점이 있다. 또한, 가공유닛(40) 한 쌍이 대칭되게 이동함으로써 효율적이면서 안정적인 가공이 가능한 장점이 있다.

한편, 본 발명은 회전바(20)의 저면에 보조회전부재(60)가 더 구비될 수 있다. 도 8은 보조회전부재의 개념도이다.

보조회전부재(60)는 회전바(20)의 회전을 정교하게 조절하는 부가적인 구성요소로, 본 발명에 따른 포터블 터닝가공장치가 비교적 큰 면적의 면을 가공할 시 사용된다. 즉, 넓은 면적을 가공하기 위해서 길이가 긴 회전바(20) 또는, 회전바(20)의 양끝단에 익스텐션바(24)가 추가적으로 구비되고, 이를 따라 가공유닛(40)이 이동하여 회전부재(30)로부터 멀어지게 되면, 회전부재(30)에 약간의 오차가 발생하더라도 가공유닛(40)의 위치 차이는 더욱 커진다. 보조회전부재(60)는 이와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 도 8에 도시된 바와 같이 회전바(20) 또는 익스텐션바(24)의 저면에 고정되는 원주 형상의 고정랙(62); 고정랙(62)과 맞물리는 피니언(63); 및 피니언(63)과 연결되는 보조구동모터(64)로 구성된다.

고정랙(62)은 원주 형상으로 굽어지게 형성되는 랙(RACK)으로서, 내주연을 따라 톱니가 형성된다. 톱니는 필요에 따라 외주연에 형성되거나, 저면에 형성되어도 무방하다.

피니언(63)은 고정랙(62)의 톱니와 맞물리도록 위치하여 회전됨에 따라 고정랙(62)이 좌우 이동된다.

보조구동모터(64)는 베이스(10) 또는 가공대상면 상부에 설치되어 피니언(63)을 회전시킨다.

따라서 보조회전부재(60)는 회전바(20)의 회전을 정교하게 조절함으로써 가공유닛(40)의 위치를 정확하게 제어할 수 있는 장점이 있다.

한편, 제1 구동모터(39) 및 제2 구동모터(54)와 같이 회전동작되면서 전력이 필요한 구성요소에는 슬립링(S)이 설치되어 외부로부터 원활하게 전력을 공급하도록 할 수 있다.

C: 커플링 S: 슬립링
10: 베이스 12: 고정부
20: 회전바 22: 받침대
24: 익스텐션바 30: 회전부재
31: 삽입홀 32: 고정플레이트
32a: 상단 32b: 하단
32c: 리브 33: 고정기어
35: 회전기둥 36: 회전플레이트
37: 윤활유공급홀 38: 마찰패드
39: 제1 구동모터 39a: 구동기어
40: 가공유닛 42: 이동블록
43: 슬라이딩홀더 44: 가공모터
46: 가공커터 50: 이동부재
52: 스크류 54: 제2 구동모터
56: 가이드레일 60: 보조회전부재
62: 고정랙 63: 피니언
64: 보조구동모터

Claims (7)

1. 베이스(10);
   상기 베이스(10) 상부에 수평으로 설치되는 회전바(20);
   상기 베이스(10)와 상기 회전바(20) 사이에 설치되어 상기 회전바(20)를 회전시키는 회전부재(30);
   상기 회전바(20)에 설치되는 가공유닛(40) 및
   상기 가공유닛(40)을 상기 회전바(20)의 길이방향을 따라 이동시키는 이동부재(50)를 포함하여 구성되고,
   상기 회전부재(30)는,
   상기 베이스(10) 상면에 고정되는 고정플레이트(32);
   상기 고정플레이트(32) 상부에 위치되어 상기 고정플레이트(32)에 대해 회전되는 회전플레이트(36) 및
   상기 고정플레이트(32)와 상기 회전플레이트(36) 사이에 구비되고, 베이클라이트로 이루어지는 마찰패드(38)를 포함하여 구성되고,
   상기 마찰패드(38)의 둘레방향을 따라 다수 개의 윤활유공급홀(37)이 더 형성되어 상기 마찰패드(38)상에 윤활유가 공급되는 것을 특징으로 하는 포터블 터닝가공장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 회전부재(30)는,
   상기 고정플레이트(32) 외면에 설치되는 원 형상의 고정기어(33) 및
   상기 회전플레이트(36)에 설치되고, 상기 고정기어(33)의 양옆에 각각 맞물리도록 설치되는 한 쌍의 제1 구동모터(39)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 포터블 터닝가공장치.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 가공유닛(40)은 한 쌍이 구비되어 상기 회전바(20)의 중심을 기준으로 상기 회전바(20)의 양측에 각각 설치되고,
   상기 이동부재(50)는 상기 한 쌍의 가공유닛(40)을 상기 회전바(20)의 중심에 대칭되도록 이동시키는 것을 특징으로 하는 포터블 터닝가공장치.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 이동부재(50)는,
   상기 회전바(20)와 평행하게 배치되고, 상기 가공유닛(40)과 나사결합되는 스크류(52);
   상기 회전바(20)에 설치되어 상기 스크류(52)를 회전시키는 제2 구동모터(54) 및
   상기 회전바(20)의 양측면에 길이방향을 따라 형성되어 상기 가공유닛(40)과 슬라이딩결합되는 가이드레일(56)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 포터블 터닝가공장치.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 스크류(52)는 상기 회전바(20)의 중심을 기준으로 한쪽과 다른 한쪽의 나사방향이 서로 반대로 형성되는 것을 특징으로 하는 포터블 터닝가공장치.
   

Images