KR102475731B1 - 석영유리튜브 가공장치 - Google Patents
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Abstract
석영유리튜브 가공장치가 개시된다. 개시된 석영유리튜브 가공장치는 본체부; 구동모터에 의해 전동방식으로 회전되며, 상기 본체부의 일측부로 수평되게 설치되며, 말단부에 석영유리튜브의 고정장착이 이루어지는 튜브고정부가 구성된 튜브회전부; 상기 본체부의 타측부에 구성되는 상부에 전후방향 및 좌우방향으로 이동하는 이송테이블을 구비한 이송테이블 장치; 상기 이송테이블에 고정설치되며 말단부에 커팅휠 또는 연마휠을 각각 교체 장착하여 회전구동시킴으로써 상기 커팅휠을 통해 석영유리튜브의 길이커팅이 이루어지도록 하고, 상기 연마휠을 통해 석영유리튜브의 내주면 및 외주면을 그라인딩하여 타원형이 아닌 균일한 관두께를 갖는 완전한 원형관 형태로 가공하는 튜브치수 가공부; 상기 이송테이블에 고정설치되되, 상기 튜브치수 가공부와 전후로 나란히 배치되도록 구성되며, 말단부에 랩부재나 폴리싱패드가 교체 장착하도록 구성되어, 석영유리튜브의 내주면 및 외주면을 상기 랩부재나 폴리싱패드로 가압하고 석영유리튜브의 길이방향을 따라 좌우 왕복운동하면서 상기 석영유리튜브에 대한 래핑 가공 또는 폴리싱가공이 이루어지도록 하는 튜브표면 가공부; 상기 튜브표면 가공부의 래핑가공 또는 폴리싱가공에 따라 래핑액 또는 폴리싱액을 선택적으로 석영유리튜브에 주입하는 가공액 공급수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 석영유리튜브 가공장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 석영유리튜브를 회전시키면서 랩핑 및 폴리싱하여 표면조도를 최소화하여 광투과율을 크게 향상시키고 무결점 석영유리튜브를 생산할 수 있도록 한 석영유리튜브 가공장치에 관한 것이다.
광학, 반도체, 화학 산업 등에서 널리 이용되는 석영유리(silica glass or quartz glass)는 순수한 SiO2 만으로 이루어진 유리로서, 불순물 함량이 수백 ppm 이하인 정도를 말한다.
SiO2는 실리카(Silica)라고 불리며, 결정형태에 따라 다양한 종류로 나뉘나, 천연상태로 존재하는 대표적인 종류가 석영(quartz)이기 때문에, 고순도의 SiO2 유리를 석영유리라고 부른다.
석영유리는 제조방법에 따라 용융 석영유리(fused quartz glass)와 합성 석영유리(synthetic quartz glass)로 분류할 수 있다. 용융 석영유리는 천연 석영 내지 규사를 고온에서 용융하여 제조하는 반면, 합성 석영유리는 고순도인 염화규소(SiCl4)등 Si를 함유한 기체나 액체 상태의 화합물을 원료물질로 이용하여 화학기상증착법, 알콕사이드법 등으로 제조한다.
석영유리는 매우 낮은 열팽창계수(0.5 × 10-6/℃)를 갖으며, 화학적 내구성이 우수하고, 열팽창률이 매우 낮고, 열충격에 매우 강하여 내열성이 우수하므로 1100℃ 이상의 고온에서도 사용이 가능한 특성을 가지고 있을 뿐 아니라, 특히 자외선영역에서 높은 투과율을 보이는 특성을 가지고 있어서 반도체 공정에 있어서 매우 필수적인 소재이며, 반도체 공정은 물론 디스플레이, LED, 태양전지 등 다양한 분야에서 포토마스크, 블랭크 마스크, 노광 공정 등의 다양한 광학 소재로 사용되고 있다.
이러한 석영유리는 평탄도, 저결합도 등의 요구 스펙을 따르고 광투과율을 높이기 위해 석영유리 기판의 표면 랩핑 고정, 폴리싱 공정 등을 통해 석영 유리 기판의 평탄도 및 표면조도를 가공한다.
한편, 석영유리의 종류에는 기판 형태 이외에도 사용목적이나 설치 위치 및 형태에 따라 원형 관(드럼)형태로 이루어진 석영유리튜브가 있으며, 이러한 석영유리튜브는 제조된 원재료의 두께를 설계상 치수로 가공하고 내주면과 외주면의 표면조도를 마무리 가공하여 광 투과율을 높여주어야 하나, 기존의 판형 석영유리를 랩핑하고 폴리싱하는 장치로는 석영유리튜브를 효율적으로 가공하는 것이 어려웠다.
이에, 석영유리튜브 전용으로 랩핑 및 폴리싱하여 표면조도가공을 효과적으로 수행할 수 있는 석영유리튜브 가공장치의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 개발요구를 해결하고자 창안된 것으로서, 석영유리튜브를 장착하여 설계상 관길이 및 관두께로 커팅 및 그라인딩하고, 랩핑 및 폴리싱을 효과적으로 수행하여 표면조도를 최소화하여 광투과율을 향상시키고 무결점의 석영유리트뷰를 생산할 수 있는 석영유리튜브 가공장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 석영유리튜브를 회전축에 고정장착하여 회전시키면서 랩핑, 폴리싱을 수행하되, 석영유리튜브가 회전축에 편심회전을 방지하는 구조로 결합이 이루어지도록 함은 물론 그라이딩을 통해 석영유리튜브와 회전축의 동심도를 일치시켜 석영유리가 편심회전없이 고속회전되도록 하여 랩핑 및 폴리싱에 의한 표면조도의 향상이 효율적으로 이루어지도록 개선된 형태를 갖는 석영유리튜브 가공장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 랩핑을 위한 랩부재 및 폴리싱을 위한 폴리싱패드가 석영유리튜브의 외주면 및 내주면 전용으로 각각 구비되어 석영유리튜브의 내주면과 외주면의 효과적인 랩핑 및 폴리싱이 이루어지도록 할 뿐 아니라, 석영유리튜브의 길이와 무관한게 랩부재와 폴리싱패드가 석영유리튜브를 적절한 가압력으로 가압하고 좌우 왕복운동하면서 석영유리튜브의 전체표면을 균일하게 표면가공할 수 있도록 개선된 석영유리튜브 가공장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
다만, 본 발명의 목적은 이에만 제한되는 것은 아니며, 명시적으로 언급하지 않더라도 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 이에 포함됨은 물론이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 석영유리튜브 가공장치는, 본체부; 구동모터에 의해 전동방식으로 회전되며, 상기 본체부의 일측부로 수평되게 설치되며, 말단부에 석영유리튜브의 고정장착이 이루어지는 튜브고정부가 구성된 튜브회전장치; 상기 본체부의 타측부에 구성되는 상부에 전후방향 및 좌우방향으로 이동하는 이송테이블을 구비한 이송테이블 장치; 상기 이송테이블에 고정설치되며 말단부에 커팅휠 또는 연마휠을 각각 교체 장착하여 회전구동시킴으로써 상기 커팅휠을 통해 석영유리튜브의 길이커팅이 이루어지도록 하고, 상기 연마휠을 통해 석영유리튜브의 내주면 및 외주면을 그라인딩하여 타원형이 아닌 균일한 관두께를 갖는 완전한 원형관 형태로 가공하는 튜브치수 가공부; 상기 이송테이블에 고정설치되되, 상기 튜브치수 가공부와 전후로 나란히 배치되도록 구성되며, 말단부에 랩부재나 폴리싱패드가 교체 장착하도록 구성되어, 석영유리튜브의 내주면 및 외주면을 상기 랩부재나 폴리싱패드로 가압하고 석영유리튜브의 길이방향을 따라 좌우 왕복운동하면서 상기 석영유리튜브에 대한 래핑 가공 또는 폴리싱가공이 이루어지도록 하는 튜브표면 가공부; 상기 튜브표면 가공부의 래핑가공 또는 폴리싱가공에 따라 래핑액 또는 폴리싱액을 선택적으로 석영유리튜브에 주입하는 가공액 공급수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 튜브표면 가공부는, 상기 이송테이블에 구성되어 좌우 이동되도록 구성되어 상기 랩부재 및 상기 폴리싱패드가 석영유리튜브의 길이방향을 따라 좌우 이동을 안내하는 이동가이드수단; 상기 이동가이드수단을 좌우 이동시켜 상기 랩부재 및 상기 폴리싱패드가 좌우 왕복운동이 이루어지도록 구동력을 제공하는 왕복운동 구동수단; 상기 이동가이드수단의 선단부에 상하 회전가능하도록 구성되고 말단부에 상기 랩부재 또는 상기 폴리싱패드를 선택적으로 끼움결합하도록 하는 장착핀이 구성되어, 상기 장착핀에 결합된 상기 랩부재 또는 상기 폴리싱패드를 석영유리튜브에 소정의 가압력으로 가압밀착하도록 하는 공구 장착 및 가압부;를 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 랩부재는 석영유리튜브의 외주면과 밀착되어 래핑가공하는 외주면용 랩부재와, 석영유리튜브의 내주면과 밀착되어 래핑가공하는 내주면용 랩부재를 포함하고, 상기 폴리싱패드는 석영유리튜브의 외주면과 밀착되어 폴리싱가공하는 외주면용 폴리싱패드와, 석영유리튜브의 내주면과 밀착되어 폴리싱가공하는 내주면용 폴리싱패드를 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 공구 장착 및 가압부는, 상기 이동가이드수단의 선단부 양측에 설치되는 한 쌍의 회전지지부 사이에 회전가능하게 설치되는 힌지바; 상기 힌지바에 연결되어 상기 이동가이드 수단에 대해 상하 회전가능하게 구성되는 회동패널; 상기 회동패널의 선단에 상하 높이조절가능하도록 직각되게 설치되며, 일단부에는 고정홀이 구성된 공구장착패널; 선단부에 상기 장착핀이 직각되게 고정설치되며 후단부가 상기 고정홀에 고정장착되어 상기 장착핀을 상기 공구장착패널과 소정거리로 나란히 배치되도록 하는 연장핀;을 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 공구장착패널은 상기 랩부재 또는 상기 폴리싱패드가 석영유리튜브의 외주면을 표면가공하는 경우, 상기 고정홀이 상부로 배치되는 제1자세로 설치되고, 상기 랩부재 또는 상기 폴리싱패드가 석영유리튜브의 내주면을 표면가공하는 경우, 상기 제1자세와는 상하 반전되게 상기 고정홀이 하부로 배치되는 제2자세로 설치되도록 구성될 수 있다.
상기 공구 장착 및 가압부는, 상기 랩부재 또는 상기 폴리싱패드가 석영유리튜브를 가압하는 가압력을 조절하여 제공하는 웨이트부;를 더 포함하고, 상기 웨이트부는 제1핀 끼움홀이 형성된 웨이트 받침부와, 상기 웨이트 받침부에 지지되어 소정 중량을 제공하며 제2핀 끼움홀이 형성된 웨이트 부재를 포함하며, 상기 공구장착패널이 상기 제1자세인 경우, 상기 웨이트부는 상기 장착핀의 상단으로 상기 웨이트 받침부와 상기 웨이트 부재가 순차적으로 끼움장착되어 구성되는 것이며, 상기 공구장착패널이 상기 제2자세인 경우, 상기 웨이트부는 상기 공구장착패널의 단부에 돌출구성되고 상기 제2자세에 의해 상부를 향하도록 반전 배치된 웨이트 결합핀에 상기 웨이트 받침부와 상기 웨이트 부재가 순차적으로 끼움장착되어 구성될 수 있다.
상기 튜브회전장치는 상기 석영유리튜브를 상기 튜브고정부에 접착 및 볼트결합방식으로 결합되도록 하는 장착디스크;를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 장착디스크는, 전단부 둘레에 상기 석영유리튜브의 단부 내측으로 억지끼움방식으로 끼움결합되는 결합단과, 후단부 둘레에는 상기 결합단의 후측으로 석영유리튜브와의 사이에 접착제가 충진되어 석영유리튜브와의 접착결합이 이루어지도록 하는 접착제 수용홈이 구성되고, 원주상으로 소정간격 이격되게 관통형성되며 상기 튜브고정부의 단면과 볼트결합이 이루어지도록 하는 복수의 볼트 결합홀이 구성되고, 상기 볼트결합홀의 둘레에는 상기 튜브고정부의 단부에 구성된 돌출부가 삽입결합되어 상기 장착디스크가 상기 튜브고정부의 외측으로 이동하지 않도록 하여 상기 석영유리튜브의 편심회전을 억제하는 편심방지홀이 구성될 수 있다.
상기한 바에 따르면, 본 발명은 석영유리튜브에 대한 커팅, 그라인딩, 랩핑, 폴리싱을 모두 수행하여 설계상의 치수를 적절하게 잘 맞추고 표면조도를 우수하게 가공하여 광투과율을 향상시킬 수 있는 기능을 수행함은 물론, 간단한 구조 및 구성품을 통해서도 모든 기능을 적절하게 모두 수행하도록 구성되어 있어 사용편의성의 우수한 효과가 있다.
아울러, 본 발명은 석영유리튜브를 회전축과 동심도를 완전히 일치시켜 회전시키면서 래핑이나 폴리싱 가공을 수행하므로 편심없이 고속회전 가능하고 이에 표면조도의 효율적으로 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 다양한 중량의 웨이트부재를 선택하여 적절한 가압력으로 석영유리튜브를 랩부재나 폴리싱패드가 가압하여 표면가공하고, 좌우 왕복운동하면서 석영유리튜브의 전체영역에 대한 균일한 표면가공을 할 수 있는 효과가 있다.
더불어, 본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 석영유리튜브 가공장치를 나타낸 정면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 석영유리튜브 가공장치를 개략적으로 나타낸 평면도이고,
도 3은 본 발명의 튜브고정부와 석영유리튜브의 장착의 위한 결합구조를 나타낸 단면도이고,
도 4는 도 3의 장착디스크를 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명의 튜브치수 가공부를 통한 석영유리튜브의 길이가공상태를 나타낸 도면이고,
도 6은 본 발명의 튜브치수 가공부를 통한 석영유리튜브의 관두께 가공상태를 나타낸 도면이고,
도 7은 튜브치수 가공부의 연마휠과 석영유리튜브의 회전관계를 나타낸 도면이고,
도 8은 본 발명의 튜브표면 가공부를 나타낸 도면이고,
도 9는 본 발명의 튜브표면 가공부를 통한 석영유리튜브의 외주면 랩핑가공상태를 나타낸 도면이고,
도 10은 본 발명의 튜브표면 가공부를 통한 석영유리튜브의 내주면 랩핑가공상태를 나타낸 도면이고,
도 11는 도 9의 공구장착패널을 측부에서 바라본 상태를 나타낸 도면이고,
도 12는 본 발명에서 회동패널과 힌지바의 결합상태를 나타낸 도면이고,
도 13은 본 발명의 튜브표면 가공부를 통한 석영유리튜브의 랩핑가공상태에서 석영유리튜브와 랩부재를 접촉상태를 나타낸 도면이고,
도 14는 본 발명의 랩부재를 나타낸 사시도로, (a)는 외주면용 랩부재, (b)는 내주면용 랩부재임.
도 15는 본 발명의 폴리싱패드를 나타낸 사시도로, (a)는 외주면용 폴리싱패드를 뒤집어서 나타낸 도면이고, (b)는 내주면용 폴리싱패드를 뒤집어서 나타낸 도면임.
도 16은 본 발명에서 왕복운동 구동수단의 캠부재와 제2연결축부의 다른 형태를 나타낸 도면이고,
도 17은 도 16에 제2연결축부가 캠부재에 설치되고 링크바가 연결된 상타를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 석영유리튜브 가공장치를 개략적으로 나타낸 평면도이고,
도 3은 본 발명의 튜브고정부와 석영유리튜브의 장착의 위한 결합구조를 나타낸 단면도이고,
도 4는 도 3의 장착디스크를 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명의 튜브치수 가공부를 통한 석영유리튜브의 길이가공상태를 나타낸 도면이고,
도 6은 본 발명의 튜브치수 가공부를 통한 석영유리튜브의 관두께 가공상태를 나타낸 도면이고,
도 7은 튜브치수 가공부의 연마휠과 석영유리튜브의 회전관계를 나타낸 도면이고,
도 8은 본 발명의 튜브표면 가공부를 나타낸 도면이고,
도 9는 본 발명의 튜브표면 가공부를 통한 석영유리튜브의 외주면 랩핑가공상태를 나타낸 도면이고,
도 10은 본 발명의 튜브표면 가공부를 통한 석영유리튜브의 내주면 랩핑가공상태를 나타낸 도면이고,
도 11는 도 9의 공구장착패널을 측부에서 바라본 상태를 나타낸 도면이고,
도 12는 본 발명에서 회동패널과 힌지바의 결합상태를 나타낸 도면이고,
도 13은 본 발명의 튜브표면 가공부를 통한 석영유리튜브의 랩핑가공상태에서 석영유리튜브와 랩부재를 접촉상태를 나타낸 도면이고,
도 14는 본 발명의 랩부재를 나타낸 사시도로, (a)는 외주면용 랩부재, (b)는 내주면용 랩부재임.
도 15는 본 발명의 폴리싱패드를 나타낸 사시도로, (a)는 외주면용 폴리싱패드를 뒤집어서 나타낸 도면이고, (b)는 내주면용 폴리싱패드를 뒤집어서 나타낸 도면임.
도 16은 본 발명에서 왕복운동 구동수단의 캠부재와 제2연결축부의 다른 형태를 나타낸 도면이고,
도 17은 도 16에 제2연결축부가 캠부재에 설치되고 링크바가 연결된 상타를 나타낸 도면이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시 예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성 요소들이 이 같은 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시 예들은 그것의 상보적인 실시 예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 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 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
아래의 특정 실시 예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만, 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 석영유리튜브 가공장치에 대해 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 석영유리튜브 가공장치(10)는 본체부(101), 튜브회전장치(100), 튜브치수 가공부(200), 튜브표면 가공부(300), 이송테이블 장치(400), 가공액 공급수단(500)을 포함하도록 구성된다.
본체부(101)는 튜브회전장치(100), 튜브치수 가공부(200), 튜브표면 가공부(300), 이송테이블 장치(400), 가공액 공급수단(500)의 결합설치를 지지하고, 전체 장치의 외형을 이루도록 하는 구성이다.
튜브회전장치(100)는 구동모터(121)에 의해 전동방식으로 회전되며, 본체부(101)의 일측부로 수평되게 설치되는 회전축(110)을 구비하며, 회전축(110)의 단부에는 석영유리튜브(p)의 고정장착이 이루어지는 튜브고정부(112)가 구비된다.
구체적으로 구동모터(121)는 벨트나 체인과 풀리 등의 연결방식으로 이루어진 동력전달부(122)에 의해 회전되는 회전축(110)이 구성되고, 회전축(110)의 단부에 튜브고정부(112)가 구성된다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에서 튜브회전장치(100)는 튜브고정부(112)와 석영유리튜브(p)를 접착 및 볼트결합식에 의해 서로 결합고정시키는 장착디스크(130)가 구성된다.
장착디스크(130)는 원형판 형태로 이루어지고, 전단부 둘레에는 석영유리튜브(p)의 단부 내측으로 억지끼움형태로 삽입되는 결합단(131)이 구성되고, 후단부 둘레에는 결합단(131)의 후측으로 석영유리튜브(p)와의 사이에 접착제가 충진 구성되는 접착제 수용홈(133)이 구성된다. 이 접착제 수용홈(133)에 접착제(135)제가 충진됨으로써 장착디스크(130)는 석영유리튜브(p)와 접착결합될 수 있다.
또한, 장착디스크(130)는 원주상으로 복수의 볼트결합홀(132)이 소정간격 이격되게 관통형성되며, 이 볼트 결합홀(132)의 내측으로 중심에 편심방지홀(131)이 구성된다.
튜브고정부(112)의 단부에는 중심에 돌출부(113)가 구성되고, 이 돌출부(113)의 둘레로 볼트체결홀(114)이 원주상으로 형성된다. 돌출부(113)는 편심방지홀(131)에 삽입결합되고, 볼트(b)가 볼트결합홀(132)를 통과하여 볼트체결홀(114)에 나사체결된다. 이처럼, 장착디스크(130)는 튜브고정부(112)에 볼트(b) 로 결합되고, 결합시, 돌출부(113)가 편심방지홀(131)에 삽입되어 있어, 장착디스크(130)가 회전축(110)의 고속회전시에도 튜브고정부(112)의 외측으로 이동하지 않고 정확히 회전축(110)의 중심과 동일축에 위치하도록 하여 석영유리튜브(p)가 편심회전되지 않고 안정적인 회전이 이루어져 양호한 가공효율을 얻을 수 있다.
튜브치수 가공부(200)는 커팅휠(201)이나 연마휠(202)을 교체장착하여 석영유리튜브(p)에 대한 길이커팅 또는 석영유리튜브의 내주면 및 외주면을 그라인딩 하여 관두께를 균일하게 하고 완전한 원형관형태로 가공하기 위한 구성이다.
본 발명에서 튜브치수 가공부(200)는 본체부(101)의 타측부에 구성되는 것으로, 본체부(101)의 좌측부에는 튜브회전장치(100)가 구성되고, 튜브회전장치(100)의 회전축(110)과 마주하는 본체부(101)의 우측부로 튜브치수 가공부(200)가 구성된다.
본체부(101)의 우측부에는 상부에 전후방향 및 좌우방향으로 이동하는 이송테이블(420)을 구비한 이송테이블장치(400)가 구성되고, 튜브치수 가공부(200)는 이송테이블(420)의 상단에 고정설치되도록 구성된다.
튜브치수 가공부(200)는 모터(210)와, 이 모터(210)를 전달하는 동력전달부(213)와, 이 동력전달부(213)와 연결되어 회전하는 스핀들(215)과, 이 스핀들(215)의 단부에 구성되어 커팅휠(201)이나 연마휠(202)와 결합이 이루어지는 고정척(220)을 포함하도록 구성된다.
도 5를 참조하면, 튜브치수 가공부(200)는 커팅휠(201)을 고정척(215)에 결합장착시킨 상태에서, 이송테이블장치(400)를 통해 좌우, 전후 이송되면서 커팅휠(201)이 회전하면서 석영유리튜브(p)에 밀착가압하여 석영유리튜브(p)를 설정된 길이대로 절단하도록 구성될 수 있다.
이때, 튜브회전장치(100)는 회전축(110)이 회전구동되지 않아 석영유리튜브( p)가 회전되지 않고 회전정지된 상태에서 튜브치수 가공부(200)만이 커팅휠(201)을 회전시키면서 석영유리튜브(p)를 길이커팅하도록 구성될 수도 있고, 석영유리트뷰(p)의 절단효율을 높이도록 튜브회전장치(100)의 구동에 의해 석영유리튜브(p)를 회전시키고, 튜브치수 가공부(200)의 구동에 의해 커팅휠(201)도 회전되게 하여 커팅가공이 이루어질 수 있다. 아울러, 석영유리튜브(p)와 커팅휠(201)은 같은 방향 즉, 시계방향이면 둘다 시계방향으로 회전하고, 반시계방향이면 둘다 반시계방향으로 회전하도록 구성될 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 튜브치수 가공부(200)는 연마휠(202)을 고정척(215)에 결합장착시킨 상태에서, 이송테이블장치(400)를 통해 좌우, 전후 이송시키면서 회전하는 커팅휠(201)이 석영유리튜브(p)의 외주면 및 내주면에 밀착접촉하여 그라이딩되게 하면서 석영유리튜브(p)를 전체적으로 동일한 관두께로 가공하여 완전한 원형관형태로 가공되도록 할 수 있다.
튜브치수 가공부(200)는 연마휠(202)을 회전구동시키기 전에 먼저 튜브회전장치(100)를 구동하여 석영유리튜브(p)를 회전시킨 후 연마휠(202)을 회전구동시켜 연마휠(202)을 도 6의 (a)와 같이, 석영유리튜브(p)의 외주면에 밀착접촉시키면서 이송테이블장치(400)를 통해 좌우로 움직이면서 석영유리튜브(p)의 외주면을 완전한 원형으로 가공하고, 도 6의 (b)와 같이 연마휠(202)을 석영유리튜브(p)의 내측으로 인입시켜 석영유리튜브(p)의 내주면에 밀착접촉시키면서 이송테이블장치(400)를 통해 좌우로 움직여서 석영유리튜브(p)의 내주면을 완전한 원형으로 가공하여 석영유리튜브(p)의 관두께를 균일하게 하고, 석영유리튜브(p)와 회전축(110)의 동심도를 일치시켜 석영유리튜브(p)에 대한 랩핑 가공 및 폴리싱가공의 가공효율을 높일 수 있다.
연마휠(202)을 통한 석영유리튜브(p)의 관두께 가공에 있어, 도 7과 같이 연마휠(202)로 석영유리트뷰(p)의 외주면을 그라이딩가공할 때는 석영유리튜브(p)와 연마휠(202)은 같은 방향 즉, 시계방향이면 둘다 시계방향으로 회전하고, 반시계방향이면 둘다 반시계방향으로 회전되는 것이 그라이딩효율에 좋으며, 도 7과 같이 연마휠(202)로 석영유리트뷰(p)의 내주면을 그라이딩가공할 때는 석영유리튜브(p)와 연마휠(202)은 서로 반대반향으로 회전하는 것이 좋다.
도 1, 도 2, 도 9 내지 도 14를 참조하면, 튜브표면 가공부(300)는, 이송테이블(420)의 상단에 고정설치되되, 튜브치수 가공부(200)와 전후로 나란히 배치되도록 설치되며, 말단부에 랩부재(301,302)나 폴리싱패드(303,304)가 교체 장착하도록 구성되어, 석영유리튜브(p)의 내주면 및 외주면을 랩부재나 폴리싱패드로 가압하고 석영유리튜브(p)의 길이방향을 따라 좌우 왕복운동하면서 석영유리튜브(p)에 대한 래핑(Lapping)가공 또는 폴리싱(Polighing)가공이 이루어지도록 하기 위한 구성이다.
본 발명에서는 가공액 공급수단(500)에 의해 석영유리튜브(p)에 랩핑액을 공급한 상태에서 튜브표면 가공부(300)가 랩부재(301,302)로 석영유리튜브(p)의 외주면 및 내주면을 습식 래핑 가공할 수 있고, 가공액 공급수단(500)에 의해 석영유리튜브(p)에 폴리싱액을 공급한 상태에서 튜브표면 가공부(300)가 폴리싱패드(303,304)로 석영유리튜브(p)의 외주면 및 내주면을 폴리싱 가공할 수 있다.
여기서, 래핑액은 경유, 석유, 광유, 물, 올리브유, 종유 등의 래핑유에 GC(녹색탄화규소, Green silicon Carbide), C(silicon Carbide), WA(White Alumina), A(Alumine) 등의 랩제를 혼합한 것이다.
튜브표면 가공부(300)는, 랩부재(301,302), 폴리싱패드(303,304), 내주면이동가이드수단(310), 공구장착 및 가압부(320), 왕복운동 구동수단(340)를 포함하도록 구성된다.
이동가이드수단(310)은, 이송테이블(420) 상에 구성되어 좌우 이동하면서 말단에 장착된 랩부재(301,302)나 폴리싱패드(303,304)가 석영유리튜브(p)의 길이방향을 따라 좌우 이동되도록 안내하는 구성이다.
이동가이드수단(310)은 도 8과 같이, 이송테이블(420) 상에 수직하게 구성되는 수직프레임(311a)과, 이 수직프레임(311a)의 상단에 수평설치되어 지지프레임(311b)이 구성된다.
이동가이드수단(310)은 지지프레임(311b)에 고정설치되며 안내바(313)를 구비한 이동지지패널(312)과, 이 이동지지패널(312)을 따라 좌우로 슬라이딩 이동되도록 구성된 좌우이동패널(314)을 포함하도록 구성된다. 이때, 좌우 이동패널(314)에는 서로 소정간격 이격되게 한 쌍으로 구성되는 회전지지부(315)가 구성된다.
공구장착 및 가압부(320)는 이동가이드수단(310)의 선단부에 상하 회전가능하도록 구성되고 말단부에 랩부재(301,302) 또는 폴리싱패드(303,304)를 선택적으로 끼움결합하도록 하는 장착핀(325)이 구성되어, 장착핀(325)에 결합된 랩부재(301,302) 또는 폴리싱패드(303,304)를 석영유리튜브(p)에 소정의 가압력으로 가압밀착하여 석영유리튜브(p)의 내외면에 대한 랩핑 가공, 폴리싱 가공이 이루어지도록 하기 위한 구성이다.
공구장착 및 가압부(320)는 한 쌍의 회전지지부(315) 사이에 회전가능하게 설치되는 힌지바(321)와, 이 힌지바(321)에 분리가능하게 볼팅결합이 이루어지는 회동패널(322)과, 회동패널(322)의 선단에 상하 높이조절가능하게 직각되게 설치되며 일단부에 고정홀(323a)이 구성된 공구장착패널(323)과, 공구장착패널(323)과 장착핀(325)을 연결하도록 선단부에 장착핀(325)이 직각되게 고정설치되며 후단부가 고정홀(323a)에 삽입 고정되어 장착핀(325)을 공구장착패널(323)에 소정거리로 나란히 배치되도록 하는 연장핀(324)과, 이 연장핀(324)의 선단에 설치되어 말단부에 랩부재(301,302) 또는 폴리싱패드(303,304)를 선택적으로 끼움장착시키는 장착핀(325)을 포함하도록 구성된다.
본 발명에서 공구장착 및 가압부(320)는 사용되지 않을 때는 도 8과 같이 가이드수단(310)에 대해 직각되게 세워지는 보관상태와, 도 9, 도 10과 같이 랩핑이나 폴리싱가공을 하기 위한 사용시에는 보관상태에서 90도 하향되게 회전시켜 가이드수단(310)에서 석영유리튜브(p)를 향해 연장된 사용상태로 위치자세 변경가능하도록 구성된다.
회동패널(322)은 도 12와 같이 힌지바(321)에 볼트(322b)에 의해 분리가능하게 결합되도록 구성되어, 도 12의 (a)와 같이 공구장착패널(323)과 결합이 이루어지는 결합블록(322a)이 하향되게 결합이 이루어지도록 구성될 수도 있고, 도 12의 (b)와 같이 결합블록(322a)이 상향되게 결합이 이루어지도록 구성될 수도 있다.
도 9 내지 도 11과 같이, 공구장착패널(322)의 일단부에 고정홀(323a)이 구성되고, 이 고정홀(323a)에 삽입된 연장핀(324)의 후단을 조임고정시키는 조임볼트(323c)가 구성될 수 있다. 아울러, 공구장착패널(322)에는 고정홀(323a)과 소정간격이격되며 소정길이를 갖는 장홀 형태로 이루어져 회동패널(322)과 공구장착패널(322)의 직각되게 높이조절하여 볼트 및 너트로 이루어진 체결부재(323d)에 의해 결합이 이루어지도록 하는 결합홀(323b)이 구성된다.
이 결합홀(323b)은 체결부재(323)의 볼트가 관통하여 결합블록(322a)과 너트에 의해 결합결합이 이루어지도록 하는 볼트통과레일(323bb)과, 이 볼트통과레일(323bb)과 연결되도록 구성되며 체결부재(323)의 볼트 헤더가 삽입되는 헤드안착레일(323ba)을 포함하도록 구성된다.
이와 같이, 공구장착패널(323)을 회동패널(322)의 선단에 직각되고, 상하 높이조절하여 설치가능하므로, 석영유리튜브(p)의 직경 사이즈에 따라 랩부재(301,302) 또는 폴리싱패드(303,304)이 석영유리튜브(p)에 안정적으로 밀착되는 높이를 조정할 수 있다.
공구장착패널(323)은 랩부재(301,302) 또는 폴리싱패드(303,304)가 석영유리튜브(p)의 외주면을 표면가공하는 경우, 고정홀(323a)이 상부로 배치되는 제1자세(도 9참조)로 설치되고, 랩부재(301,302) 또는 폴리싱패드(303,304)가 석영유리튜브(p)의 내주면을 표면가공하는 경우, 제1자세에 비해 상하반전되어 고정홀(323a)이 하부로 배치되는 제2자세로 설치되도록 구성된다.
공구장착 및 가압부(320)는 랩부재(301,302) 또는 폴리싱패드(303,304)가 석영유리튜브(p)를 가압하는 가압력을 조절하도록 하는 웨이트부(326)가 더 구성될 수 있다.
이 웨이트부(326)는 제1핀 끼움홀(h1)이 형성된 웨이트 받침부(326)와, 웨이트 받침부(326)에 지지되어 소정 중량을 제공하며 제2핀 끼움홀(h2)이 형성된 웨이트 부재(326b)를 포함하도록 구성된다.
웨이트부(326)는 도 9와 같이 공구장착패널(323)이 제1자세로 설치된 경우, 장착핀(325)의 상단으로 웨이트 받침대(326)를 끼움결합하고, 그 위로 웨이트부재(326b)를 끼움결합하여 구성된다. 반면, 웨이트부(326)는 도 10과 같이, 제2자세로 설치된 경우, 공구장착패널(323)의 단부에 돌출구성된 결합핀(323e)에 웨이트받침대(326)를 끼우고 그 위로 웨이트부재(326b)를 끼움결합하여 구성된다.
웨이트부(326)는 다양한 중량을 갖는 웨이트부재(326b)를 구비하여, 랩핑가공이나 폴리싱가공의 목적이나 원하는 다듬질면에 따라 그에 맞는 적절 중량의 웨이트부재(326b)를 선택 적용할 수 있다.
왕복운동구동수단(340)은, 이동가이드수단(340)을 좌우로 이동시켜 랩부재(301,302) 또는 폴리싱패드(303,304)를 좌우 왕복운동이 이루어지도록 구동력을 제공하기 위한 구성이다.
랩부재(301,302) 또는 폴리싱패드(303,304)는 가공할 대상인 석영유리튜브(p)의 길이에 비해 작도록 구성되는 것이며, 왕복운동구동수단(340)은 랩부재(301,302) 또는 폴리싱패드(303,304)가 회전하고 있는 석영유리튜브(p)에 접촉되면서 랩핑이나 폴리싱가공이 이루어질 때, 석영유리튜브(p)의 길이방향으로 따라 좌우로 왕복운동하도록 함으로써 석영유리튜브(p)의 전체표면에 대한 랩핑가공 또는 폴리싱가공이 이루어지도록 해준다.
왕복운동구동수단(340)은 지지프레임(311b)의 측부에 고정설치된 모터(342)의 회전축에 결합설치되어 회전구동되는 원형디스크 형태의 캠부재(343)와, 좌우이동패널(314)의 측부에 구성되는 제1연결축부(344)와, 캠부재(343)의 상단에 편심된 위치에 설치되는 제2연결축부(345)와, 양단부가 제1연결축부(344) 및 제2연결축부(345)에 각각 회전가능하게 연결구성되어 캠부재(343)의 회전에 따라 좌우이동패널(314)을 밀고 당겨서 좌우 왕복운동시키고 이에 따라 장착핀(325)에 장착된 랩부재(301,302) 또는 폴리싱패드(303,304)를 좌우 왕복운동시키면서 석영유리튜브(p)에 대한 랩핑 또는 폴리싱 가공이 이루어지도록 한다.
한편, 본 발명은 석영유리튜브(p)의 길이에 따라 랩부재(301,302) 또는 폴리싱패드(303,304)의 왕복운동거리를 조절하도록 구성될 수 있다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 캠부재(343)의 상면에는 랩부재(301,302) 또는 폴리싱패드(303,304)의 왕복운동거리를 조절하기 위해 제2연결축부(345)의 위치를 조정하는 축 위치조정 레일(347)을 포함하며, 축 위치조정레일(347)은 역T자 형태로 형성되고 캠부재(343)의 둘레로부터 중심을 향하도록 길게 형성된다. 이 경우, 제2연결축부(345)는 링크바(346)의 단부에 구성된 원형고리를 회전가능하게 연결하면서 축 위치조정레일(347) 상에 위치조절하여 고정설치하도록 구성된다.
제2연결축부(345)는 위치조정레일(347)에 삽입되어 위치조정레일(347)을 따라 위치이동가능하게 설치되는 역T자 형태로 이루어지며 수나사산(3452)을 구비하는 위치조정부재(3451)와, 너트로 이루어지며 수나사산(3452)에 나사체결하여 위치조정부재(3451)를 위치조정레일(347)의 소정위치에 고정시키는 체결수단(3453)과, 암나사부(3455)를 구비하여 하단부가 수나사산(3452)의 상단에 나사체결로 결합되며 암나사부(3455)가 링크바(346)의 단부에 형성된 원형고리에 삽입되어 링크바(346)를 회전가능하게 지지하는 회전지지핀(3454)와, 암나사부(3455)의 상단에 나사체결되며, 링크바(346)의 단부가 상기 암나사부(3455)에서 빠지는 것을 방지하는 빠짐방지부재(3456)를 포함하도록 구성될 수 있다.
상기한 구성으로, 제2연결축부(345)를 위치조정레일(347)을 따라 위치조정하여 제2연결축부(345)의 설치 위치를 캠부재(343)의 중심으로부터 거리조정함으로써 랩부재(301,302) 또는 폴리싱패드(303,304)의 좌우 왕복운동거리를 용이하게 조절할 수 있다.
이송테이블 장치(400)는 상단부에 전후로 튜브치수 가공부(200)와 튜브표면 가공부(300)가 나란히 설치되어, 튜브치수 가공부(200)와 튜브표면 가공부(300)를 전후방향 및 좌우방향으로 위치이동시키도록 구성되는 것이다.
이송테이블장치(400)는 본체부(101)에 좌우로 설치되는 좌우레일(411)을 다라 슬라이딩 이동되는 좌우이동프레임(410)과, 좌우이동프레임(410)의 상단에 설치된 전후 이동레일(421)을 따라 전후 슬라이딩 이동되는 이송 테이블(420)과, 좌우이동프레임(410)을 좌우이동시키는 좌우이동구동부(430)와, 이송테이블(420)을 전후 이동시키는 전후이동구동부(440)를 포함하도록 구성된다.
좌우이동구동부(430)는 모터(431)와, 이 모터(430)의 회전력을 전달하는 동력전달부(432)와, 동력전달부(432)에 의해 회전력을 전달받아 회전하는 외주면에 나사산이 형성된 좌우이동스크류(433)와, 좌우이동프레임(410)의 하단부에 구성되며 좌우이동스크류(433)가 관통형성되되 볼-스크류방식으로 연결되도록 구성되어 좌우이동스크류(433)의 회전에 따라 좌우이동프레임(410)을 좌우로 위치이동시키도록하는 안내블록(434)을 포함하도록 구성된다.
전후이동구동부(440)는 좌우이동프레임(410)의 길이방향을 따라 배치되고 좌우이동프레임(410)에 회전가능하게 구성되며 이송테이블(420)과 볼-스크류방식으로 연결되도록 구성되어 회전에 따라 이송테이블(420)을 전후 이동시키는 전후이동스크류(441)와, 이 전후이동스크류(441)의 전단부에 구성되어 사용자가 전후이동스크류(441)를 수동으로 회전조작하여 이송테이블(420)을 전후 이동조작하기 위한 회전손잡이(443)를 포함하도록 구성된다.
가공액 공급수단(500)은 튜브표면 가공부(300)의 래핑가공 또는 폴리싱가공 동작시 래핑액 또는 폴리싱액을 선택적으로 석영유리튜브(p)에 주입하기 위한 구성이다.
가공액 공급수단(500)은 본체부(101)에 구성되며, 래핑액이 저장되는 래핑액저장부(512)와, 폴리싱액이 저장되는 폴리싱액 저장부(516)와, 래핑액 또는 폴리싱액을 선택적으로 석영유리튜브(p)에 배출 공급하는 가공액 공급유로부(520)를 포함하도록 구성된다.
본 발명에서 석영유리튜브(p)에 대한 랩핑은 1차랩핑, 2차랩핑, 3차랩핑으로 이루어지며, 단계별로 더 고운 입도의 랩제가 포함된 랩핑액을 공급하면서 랩핑가공이 이루어지도록 구성되는 것이며, 특히, 1차 랩핑에서는 #400 mesh 입도의 랩제를 포함하는 랩핑액이 사용되고, 2차 랩핑에서는 #600 mesh 입도의 랩제를 포함하는 랩핑액이 사용되며, 3차 랩핑에서는 #800 mesh 입도의 랩제를 포함하는 랩핑액이 사용된다.
이에, 랭피액저장부(512)는 #400 mesh 입도의 랩제를 포함하는 랩핑액을 저장하는 제1래핑액 저장부(513), #600 mesh 입도의 랩제를 포함하는 랩핑액을 저장하는 제2래핑액 저장부(514), #800 mesh 입도의 랩제를 포함하는 랩핑액을 저장하는 제3래핑액 저장부(515)을 포함하도록 구성되며, 가공액 공급유로부(520)는 제1래핑액저장부(513), 제2래핑액 저장부(514), 제3래핑액 저장부(515), 폴리싱액 저장부(516)에 저장된 제1래핑액, 제2래핑액, 제3래핑액, 폴리싱액 중 하나를 선택적으로 석영유리튜브(p)의 배출공급하도록 구성된다.
이를 위해, 가공액 공급유로부(520)는 말단부에 노즐(521a)을 구비한 가공액 배출유로(521)과, 제1래핑액 저장부(513), 제2래핑액 저장부(514), 제3래핑액 저장부(515), 폴리싱액 저장부(516) 각각을 가공액 배출유로(512)에 연결하는 복수의 공급연결유로(523)로 이루어진 공급유로(521), 복수의 공급연결유로(523)와 배출유로(521)를 연결하도록 구성되며, 공급유로(521) 상에 설치되어 이송펌프(525)와, 복수의 공급연결유로(523) 중 어느 하나를 배출유로(521)에 연결시키는 공급유로전환밸브(530)를 포함하도록 구성된다. 본 발명에서 가공액 배출유로(521)는 굽힘변형 가능한 플렉서블 파이프로 이루어져, 석영유리튜브(p)의 외주면에 대한 래핑이나 폴리싱가공시에는 노즐(521a)을 래핑액이나 폴리싱액을 석영유리튜브(p)의 외주면으로 배출되도록 위치조작할 수 있고, 석영유리튜브(p)의 내주면에 대한 래핑이나 폴리싱가공시에는 노즐(521a)을 래핑액이나 폴리싱액을 석영유리튜브(p)의 so주면으로 배출하도록 위치조작할 수 있다.
튜브표면 가공부(300)의 1차 랩핑 동작시, 제1래핑액이 노즐(521a)을 통해 석영유리튜브(p)로 배출공급되면서 1차 랩핑가공이 이루어지고, 2차 랩핑 동작시, 제2래핑액이 노즐(521a)을 통해 석영유리튜브(p)으로 배출공급되면서 2차 랩핑가공이 이루어지며, 3차 랩핑 동작시, 제3래핑액이 노즐(521a)을 통해 석영유리튜브(p)으로 배출공급되면서 3차 랩핑가공이 이루어질 수 있다. 또한, 튜브표면 가공부(400)의 폴리싱 동작시, 폴리싱액이 노즐(521a)을 통해 석영유리튜브(p)로 배출공급되며서 폴리싱 가공이 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명은 랩핑 가공, 폴리싱 가공을 위해 석영유리튜브(p)로 배출공급되는 랩핑액이나 폴리싱액은 회수되어 석영유리튜브(p)로 순환공급되도록 하는 가공액 회수부(540)를 더 포함하도록 구성된다.
가공액 회수부(540)는 회전축(112)에 장착된 석영유리튜브(p)의 하부에 배치되도록 설치되는 가공액 받이(541), 가공액 받이(541)를 통해 수집된 랩핑액 또는 폴리싱액이 배출되어 저장되는 회수탱크(543)와, 회수탱크(543)에 회수된 랩핑액 또는 폴리싱액이 래핑액저장부(512) 및 폴리싱액저장부(516) 측으로 이송되도록 하는 회수펌프(543)와, 제1래핑액저장부(513), 제2래핑액 저장부(514), 제3래핑액 저장부(515), 폴리싱액 저장부(516) 각각과 회수탱크(543)를 연결하도록 구성되는 회수유로부(545)와, 이 회수유로부(545) 상에 설치되어 제1래핑액저장부(513), 제2래핑액 저장부(514), 제3래핑액 저장부(515), 폴리싱액 저장부(516) 중 어느 하나와 회수탱크(543)를 선택적으로 연결하여 제1래핑액, 제2래핑액, 제3래핑액, 폴리싱액 중 하나가 원래 저장되어 있던 저장부로 회수되어 저장되도록 하는 회수유로전환부(544)를 포함하도록 구성된다.
즉, 1차 랩핑가공시 노즐(521a)을 통해 석영유리튜브(p)로 배출공급된 제1래핑액은 가공액 회수부(540)를 통해 제1래핑액저장부(513)로 회수되고 순환되면서 노즐(521a)을 통해 연속적으로 석영유리튜브(p)로 배출공급되면서 1차 랩핑가공이 이루어지고, 마찬가지로, 2차 랩핑가공시에는 석영유리튜브(p)로 배출공급된 제2래핑액이 제2래핑액저장부(514)로 회수되고 순환공급되어 2차 랩핑가공이 이루어지고, 3차 랩핑가공시에는 3차 래핑액이 제3래핑액저장부(515)로 회수 및 순환되면서 3차 래핑가공이 이루어진다. 또한, 폴리싱 가공시에는 석영유리튜브(p)로 배출공급된 폴리싱액이 폴리싱액저장부(516)로 회수되고 순환되어 지속적으로 석영유리튜브(p)의 배출공급되면서 폴리싱가공이 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 튜브표면 가공부(300)의 랩부재(301,302)는 외주면용 랩부재(301)와 내주면용 랩부재(302)를 포함하도록 구성되며, 폴리싱 패드(303,304)는 외주면용 폴리싱패드(303)와 내주면용 폴리싱 패드(304)를 포함하도록 구성되며,
도 9 내지 도 14를 참조하면, 외주면용 랩부재(301)와 내주면용 랩부재(302)는 금속재질로 이루어지며, 외주면용 랩부재(301)는 석영유리튜브(p)의 외주면에 밀착접촉되도록 곡면형상으로 이루어지고, 내주면용 랩부재(302)는 석영유리튜브(p)의 내주면에 밀착접촉되도록 곡면형상으로 이루어진다.j
이때, 외주면용 랩부재(301) 및 내주면용 랩부재(302) 각각에는 장착핀(325)의 말단이 끼움결합되는 결합홈(301b,302b)이 각각 구성되어, 장착핀(325)과 끼움결합이 이루어지도록 구성될 수 있다. 외주면용 랩부재(301) 및 내주면용 랩부재(302) 각각에는 좌우 양단에 폭방향을 따라 길게 장홀형태로 관통형성되어 래핑액 수용된 상태에서 회전하는 석영유리튜브(p)에 지속적으로 래핑액이 도포되도록 하는 래핑액 수용홀(301a,302a)이 형성된다. 한편, 결합홈(301b,302b)의 내측에는 장착핀(325)과 자력에 의해 결합될 수 있는 자석부재가 구성될 수도 있다.
또한, 외주면용 폴리싱패드(303)와 내주면용 폴리싱 패드(304) 각각에도 결합홈이 구성되어 장착핀(325)과 끼움결합되도록 구성될 수 있으며, 폴리싱 가공을 위해 석영유리튜브(p)와 밀착접촉이 이루어지는 접촉면에는 폴리싱액이 이동되면서 폴리싱 가공효율을 향상시키기 위한 격자형태의 폴리싱액 유동홈(303a,304a)이 형성될 수 있다.
외주면용 폴리싱패드(303)와 내주면용 폴리싱 패드(304)의 재질은 양모, 면직물, 부직포, 스펀지 등 통상의 폴리싱 패드로 이루어질 수 있으며, 외주면용 폴리싱패드(303)와 내주면용 폴리싱 패드(304)는 이러한 통상의 폴리싱 패드의 외면으로 폴리싱패드의 곡면형상을 유지하고 장착핀(325)과 끼움결합이 이루어지도록 끼움홈이 형성되는 패드지지패널을 포함하도록 구성될 수 있다.
이하, 본 발명에서 래핑가공 및 폴리싱가공의 사용동작에 대해 설명한다.
석영유리튜브(p)의 외주면 래핑가공은, 도 9와 같이, 장착핀(325)의 말단에 외주면용 랩부재(301)를 끼움장착한 상태에서, 회전축(110)에 장착되고 회전동작하는 석영유리튜브(p)의 외주면에 밀착접촉시키면서 왕복운동구동수단(340)의 왕복운동동작에 따라 외주면용 랩부재(301)가 석영유리튜브(p)의 길이방향을 따라 좌우 왕복운동하며, 이때 가공액 공급수단(500)에 의해 래핑액이 노즐을 통해 석영유리튜브(p)를 덮고 있는 랩부재(301)를 배출되어 석영유리튜브(p)에 공급됨으로써 래핑가공이 이루어질 수 있다.
이때, 석영유리튜브(p)의 외주면 래핑가공은 제1래핑액이 공급되면서 진행되는 1차 래핑가공, 제2래핑액이 공급되면서 진행되는 2차 래핑가공, 제3래핑액이 공급되면서 진행되는 3차 래핑가공이 순차적으로 진행될 수 있다.
석영유리튜브(p)의 내주면 래핑가공은, 도 10과 같이, 도 9에 대해 공구장착패널(323)과 회동패널(322)을 힌지바(321)에 대해 반전되게 180도 뒤집어서 결합설치하고, 장착핀(325)의 말단에 내주면용 랩부재(302)를 끼움장착한 상태에서, 회전축(110)에 장착되고 회전동작하는 석영유리튜브(p)의 내주면에 밀착접촉시키면서 왕복운동구동수단(340)의 왕복운동동작에 따라 내주면용 랩부재(302)가 석영유리튜브(p)의 길이방향을 따라 좌우 왕복운동하며, 이때 가공액 공급수단(500)에 의해 래핑액이 노즐을 통해 석영유리튜브(p)의 내측으로 배출공급됨으로 래핑가공이 이루어질 수 있다.
이때, 석영유리튜브(p)의 내주면 래핑가공은 제1래핑액이 공급되면서 진행되는 1차 래핑가공, 제2래핑액이 공급되면서 진행되는 2차 래핑가공, 제3래핑액이 공급되면서 진행되는 3차 래핑가공이 순차적으로 진행될 수 있다.
석영유리튜브(p)의 외주면 폴리싱 가공은 도 9에서 장착핀(325)에 외주면용 랩부재(301)을 외주면용 폴리싱패드(303)로 교체장착하고 폴리싱액을 공급하면서 동일한 방법으로 폴리싱가공이 이루어질 수 있고, 석영유리튜브(p)의 내주면 폴리싱 가공은 도 10에서 장착핀(325)에 내주면용 랩부재(302)을 내주면용 폴리싱패드(304)로 교체장착하고 폴리싱액을 공급하면서 동일한 방법으로 폴리싱가공을 진행할 수 있다.
한편, 도시하지지는 않았지만, 본 발명에서 석영유리튜브(p)의 외주면에 대한 랩핑가공 또는 폴리싱 가공시, 래핑액이나 폴리싱액이 석영유리튜브(p)의 내부로 들어가지 않도록 석영유리튜브(p)의 개방단 단부에 밀봉테이프가 부착구성될 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직할 실시 예와 관련하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물도 본 발명의 범주에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
101...본체부
100...튜브회전장치
110...회전축
112...튜브고정부
113...돌출부
114...볼트체결홀
120...회전구동부
121...구동모터
130...장착디스크
131...결합단
132...볼트결합홀
133...접착제수용홈
135...접착제
136...편심방지홀
200...튜브치수 가공부
201...커팅휠
202...연마휠
20...모터
215...스핀들
220...고정척
301...외주면용 랩부재
302...내주면용 랩부재
303...외주면용 폴리싱패드
304...내주면용 폴리싱패드
310...이동가이드수단
312...이동지지패널
313...안내바
314...좌우이동패널
315...회전지지부
320...공구장착 및 가압부
321...힌지바
322...회동패널
323...공구장착패널
324...연장핀
325...장착핀
326...웨이트부
340...왕복운동구동수단
342...모터
343...캠부재
344...제1연결축부
345...제2연결축부
346...링크바
347...
400...이송테이블장치
410....좌우이동프레임
420...이송테이블
430...좌우이동구동부
431...모터
433...좌우이동스크류
434...안내블록
440...전후이동구동부
441...전후이동스크류
443...회전손잡이
500...가공액 공급수단
510...가공액저장부
512...래핑액 저장부
516...폴리싱액저장부
520...가공액 공급유로부
525...이송펌프
530...공급유로전환부
540...가공액 회수부
541...가공액받이
542...회수탱크
543...회수펌프
544...회수유로전환부
100...튜브회전장치
110...회전축
112...튜브고정부
113...돌출부
114...볼트체결홀
120...회전구동부
121...구동모터
130...장착디스크
131...결합단
132...볼트결합홀
133...접착제수용홈
135...접착제
136...편심방지홀
200...튜브치수 가공부
201...커팅휠
202...연마휠
20...모터
215...스핀들
220...고정척
301...외주면용 랩부재
302...내주면용 랩부재
303...외주면용 폴리싱패드
304...내주면용 폴리싱패드
310...이동가이드수단
312...이동지지패널
313...안내바
314...좌우이동패널
315...회전지지부
320...공구장착 및 가압부
321...힌지바
322...회동패널
323...공구장착패널
324...연장핀
325...장착핀
326...웨이트부
340...왕복운동구동수단
342...모터
343...캠부재
344...제1연결축부
345...제2연결축부
346...링크바
347...
400...이송테이블장치
410....좌우이동프레임
420...이송테이블
430...좌우이동구동부
431...모터
433...좌우이동스크류
434...안내블록
440...전후이동구동부
441...전후이동스크류
443...회전손잡이
500...가공액 공급수단
510...가공액저장부
512...래핑액 저장부
516...폴리싱액저장부
520...가공액 공급유로부
525...이송펌프
530...공급유로전환부
540...가공액 회수부
541...가공액받이
542...회수탱크
543...회수펌프
544...회수유로전환부
Claims (5)
- 본체부;
구동모터에 의해 전동방식으로 회전되며, 상기 본체부의 일측부로 수평되게 설치되며, 말단부에 석영유리튜브의 고정장착이 이루어지는 튜브고정부가 구성된 튜브회전장치;
상기 본체부의 타측부에 구성되는 상부에 전후방향 및 좌우방향으로 이동하는 이송테이블을 구비한 이송테이블 장치;
상기 이송테이블에 고정설치되며 말단부에 커팅휠 또는 연마휠을 각각 교체 장착하여 회전구동시킴으로써 상기 커팅휠을 통해 석영유리튜브의 길이커팅이 이루어지도록 하고, 상기 연마휠을 통해 석영유리튜브의 내주면 및 외주면을 그라인딩하여 타원형이 아닌 균일한 관두께를 갖는 완전한 원형관 형태로 가공하는 튜브치수 가공부;
상기 이송테이블에 고정설치되되, 상기 튜브치수 가공부와 전후로 나란히 배치되도록 구성되며, 말단부에 랩부재나 폴리싱패드가 교체 장착하도록 구성되어, 석영유리튜브의 내주면 및 외주면을 상기 랩부재나 폴리싱패드로 가압하고 석영유리튜브의 길이방향을 따라 좌우 왕복운동하면서 상기 석영유리튜브에 대한 래핑 가공 또는 폴리싱가공이 이루어지도록 하는 튜브표면 가공부;
상기 튜브표면 가공부의 래핑가공 또는 폴리싱가공에 따라 래핑액 또는 폴리싱액을 선택적으로 석영유리튜브에 주입하는 가공액 공급수단;을 포함하며,
상기 튜브표면 가공부는,
상기 이송테이블에 구성되어 좌우 이동되도록 구성되어 상기 랩부재 및 상기 폴리싱패드가 석영유리튜브의 길이방향을 따라 좌우 이동을 안내하는 이동가이드수단;
상기 이동가이드수단을 좌우 이동시켜 상기 랩부재 및 상기 폴리싱패드가 좌우 왕복운동이 이루어지도록 구동력을 제공하는 왕복운동 구동수단;
상기 이동가이드수단의 선단부에 상하 회전가능하도록 구성되고 말단부에 상기 랩부재 또는 상기 폴리싱패드를 선택적으로 끼움결합하도록 하는 장착핀이 구성되어, 상기 장착핀에 결합된 상기 랩부재 또는 상기 폴리싱패드를 석영유리튜브에 소정의 가압력으로 가압밀착하도록 하는 공구 장착 및 가압부;를 포함하며,
상기 랩부재는 석영유리튜브의 외주면과 밀착되어 래핑가공하는 외주면용 랩부재와, 석영유리튜브의 내주면과 밀착되어 래핑가공하는 내주면용 랩부재를 포함하고,
상기 폴리싱패드는 석영유리튜브의 외주면과 밀착되어 폴리싱가공하는 외주면용 폴리싱패드와, 석영유리튜브의 내주면과 밀착되어 폴리싱가공하는 내주면용 폴리싱패드를 포함하도록 구성되며,
상기 공구 장착 및 가압부는,
상기 이동가이드수단의 선단부 양측에 설치되는 한 쌍의 회전지지부 사이에 회전가능하게 설치되는 힌지바;
상기 힌지바에 연결되어 상기 이동가이드 수단에 대해 상하 회전가능하게 구성되는 회동패널;
상기 회동패널의 선단에 상하 높이조절가능하도록 직각되게 설치되며, 일단부에는 고정홀이 구성된 공구장착패널;
선단부에 상기 장착핀이 직각되게 고정설치되며 후단부가 상기 고정홀에 고정장착되어 상기 장착핀을 상기 공구장착패널과 소정거리로 나란히 배치되도록 하는 연장핀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 석영유리튜브 가공장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 공구장착패널은 상기 랩부재 또는 상기 폴리싱패드가 석영유리튜브의 외주면을 표면가공하는 경우, 상기 고정홀이 상부로 배치되는 제1자세로 설치되고, 상기 랩부재 또는 상기 폴리싱패드가 석영유리튜브의 내주면을 표면가공하는 경우, 상기 제1자세와는 상하 반전되게 상기 고정홀이 하부로 배치되는 제2자세로 설치되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 석영유리튜브 가공장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 공구 장착 및 가압부는,
상기 랩부재 또는 상기 폴리싱패드가 석영유리튜브를 가압하는 가압력을 조절하여 제공하는 웨이트부;를 더 포함하고,
상기 웨이트부는 제1핀 끼움홀이 형성된 웨이트 받침부와, 상기 웨이트 받침부에 지지되어 소정 중량을 제공하며 제2핀 끼움홀이 형성된 웨이트 부재를 포함하며,
상기 공구장착패널이 상기 제1자세인 경우, 상기 웨이트부는 상기 장착핀의 상단으로 상기 웨이트 받침부와 상기 웨이트 부재가 순차적으로 끼움장착되어 구성되는 것이며,
상기 공구장착패널이 상기 제2자세인 경우, 상기 웨이트부는 상기 공구장착패널의 단부에 돌출구성되고 상기 제2자세에 의해 상부를 향하도록 반전 배치된 웨이트 결합핀에 상기 웨이트 받침부와 상기 웨이트 부재가 순차적으로 끼움장착되어 구성되는 것을 특징으로 하는 석영유리튜브 가공장치.
- 제 3 항에 있어서,
상기 튜브회전장치는 상기 석영유리튜브를 상기 튜브고정부에 접착 및 볼트결합방식으로 결합되도록 하는 장착디스크;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 석영유리튜브 가공장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 장착디스크는,
전단부 둘레에 상기 석영유리튜브의 단부 내측으로 억지끼움방식으로 끼움결합되는 결합단과, 후단부 둘레에는 상기 결합단의 후측으로 석영유리튜브와의 사이에 접착제가 충진되어 석영유리튜브와의 접착결합이 이루어지도록 하는 접착제 수용홈이 구성되고,
원주상으로 소정간격 이격되게 관통형성되며 상기 튜브고정부의 단면과 볼트결합이 이루어지도록 하는 복수의 볼트 결합홀이 구성되고, 상기 볼트결합홀의 둘레에는 상기 튜브고정부의 단부에 구성된 돌출부가 삽입결합되어 상기 장착디스크가 상기 튜브고정부의 외측으로 이동하지 않도록 하여 상기 석영유리튜브의 편심회전을 억제하는 편심방지홀이 구성된 것을 특징으로 하는 석영유리튜브 가공장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220113506A KR102475731B1 (ko) | 2022-09-07 | 2022-09-07 | 석영유리튜브 가공장치 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020220113506A KR102475731B1 (ko) | 2022-09-07 | 2022-09-07 | 석영유리튜브 가공장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102475731B1 true KR102475731B1 (ko) | 2022-12-07 |
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ID=84441197
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020220113506A KR102475731B1 (ko) | 2022-09-07 | 2022-09-07 | 석영유리튜브 가공장치 |
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|---|---|
| KR (1) | KR102475731B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102511926B1 (ko) * | 2023-01-04 | 2023-03-20 | 주식회사 제이엔에스 | 석영튜브 열처리를 위한 회전 시스템 |
| CN117985947A (zh) * | 2024-04-02 | 2024-05-07 | 上海强华实业股份有限公司 | 一种石英玻璃板制造用定位装置 |
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| KR20140032297A (ko) * | 2012-09-06 | 2014-03-14 | 이순분 | 내외경 복합 연삭기기 |
| KR101977435B1 (ko) | 2014-01-20 | 2019-05-10 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 합성 석영 유리 기판의 제조 방법 |
| KR102419569B1 (ko) | 2021-11-25 | 2022-07-11 | 비씨엔씨 주식회사 | 증착면 온도 균일제어가 가능한 합성 석영유리 제조장치 |
-
2022
- 2022-09-07 KR KR1020220113506A patent/KR102475731B1/ko active IP Right Grant
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| CN117985947B (zh) * | 2024-04-02 | 2024-05-31 | 上海强华实业股份有限公司 | 一种石英玻璃板制造用定位装置 |
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