KR20020015267A - 화강석 연마헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 석재가공용 기계장치에 관한 것으로 석재의 표면을 연마 가공하여 광택을 내도록 하는 연마기계장치의 부품 내구성을 높이고, 연마속도 및 광택효율을 향상시킨 화강석 연마헤드에 관한 것이다.

종래의 연마용 헤드는 덮개형 캠(엔드캠)으로 된 구성으로서 동일 규격의 외경범위 내에서 잔여 공간을 활용할 수 없는 구조이며, 특히 기계적으로 복잡한 구조로서 고장발생빈도가 많고, 장치의 내구성이 떨어지며, 연마지석의 유동각도에 있어서도 최대 한계각도에 대한 제한이 따랐다.

본 발명은 석재연마 가공용 연마헤드에 있어서, 다수의 홀더공(111)이 수평방향으로 천공되고, 상기 각각의 홀더공(111)에 다수의 연마지석(100)이 결합 설치되어 유동되도록 하는 유동장치부가 설치되며 내부에 오일이 담겨지는 하우징(110)과; 상기 하우징(110)의 중앙에 자유자재 회동 가능하게 설치되며, 중심부에는 메인샤프트(150)가 끼워지도록 하는 축공(133)이 천공되고, 원통면의 둘레에 캠홈(132)이 형성되며, 상부에는 캠기어(131)가 일체로 결합되고 오일통로를 갖는 원통형 캠(130)과; 상기 원통형 캠(130)의 상부 캠기어(131)에 하측내접기어(142)가 결합되고, 상측내접기어(141)는 메인샤프트(150)에 고정된 동력전달기어(151)와 결합되어 동력이 전달되면서, 상기 원통형 캠(130)의 회동속도와 하우징(110)의 회전속도가 상호 다르게 변속되도록 상. 하 각각의 피치경이 다른 구조로서 일체로 이루어진 이중내접기어(140)와; 연마 기계장치 본체에 고정되어 회동되지 않고 장치 이동에 따라 수평이동만 가능하며, 일 측으로 편심되게 내부홈(161)이 형성된 커버(160)로 구성된 것으로 동일 규격의 외경범위내에서 다수의 연마지석을 장착하도록 하며, 작동이 원활하고 연마지석의 마모를 방지하도록 하며, 장치의 내구성을 향상하도록 함을 특징으로 한다.

Description

화강석 연마헤드{Polishing Head for Granite and Ceramic Tiles}

본 발명은 석재가공용 기계장치에 관한 것으로 더욱 구체적으로는 절단된 천연 화강석이나 세라믹타일 등 석재의 표면을 연마 가공하여 광택을 내도록 하는 연마기계장치의 연마속도 및 광택효율을 향상시키고, 원심력에 의한 오일순환으로 내구성을 향상시킨 화강석 연마헤드에 관한 것이다.

화강석 또는 세라믹타일의 가공에 있어 표면의 광택을 위한 연마용 헤드는 연마지석을 연마기에 장착하여 모재의 표면 위에 물을 공급하면서 회전운동을 시켜 광택을 내도록 함이 일반적이다.

이와 같은 연마장치에 의한 광택을 내는 속도 즉 생산성은 통상적으로 연마장치의 헤드에 장착되는 연마지석의 수가 많을수록 효율이 높아져 속도가 빨라지며, 이에 사용되는 연마지석의 수명은 모재와의 접촉면적을 면접촉이 아닌 선접촉이 되도록 하여야 수명이 길어진다.

따라서 연마지석의 수명을 길게 하기 위하여 헤드가 회전하는 가운데 연마지석이 좌우로 유동운동을 하도록 하여야 하며, 이때 유동운동각을 크게 하여야만 연마지석의 수명이 길어지게 된다.

그런데 이와 같은 연마장치에 있어서 연마지석의 유동운동을 하도록 하는 기계적 구조는 전체장치의 작동에 연동하여 동시에 이루어지도록 하여야 하므로 구조가 매우 복잡한 구성을 하게 되므로 이와 같은 연마지석의 유동장치는 연마장치의 전체적인 기계적 성능을 결정하는 중요한 변수로 작용한다.

종래의 연마장치는 4지형 구조와 6지형 구조로 이루어져 사용되고 있다.

통상적으로 4지형 구조는 소형연마기에 적용되며, 6지형 구조는 대용량 연마기에 사용되고 있으며, 이러한 연마기는 정격출력과 외형상의 규격 즉, 연마용 헤드의 외경에 따라 제한을 받는다.

통상적으로 종래의 장치에서는 4지형은 정격출력이 10 내지 15마력으로 물리적인 외경이 350 내지 400mm이고, 6지형은 정격출력이 20마력으로 물리적 외경은 450mm 내외로 하여야만 가장 효율적이고, 장치에 무리가 가지 않는 적정한 규격이 된다.

종래의 연마지석 유동장치는 도 10내지 도 12에 도시된 바와 같이 개방형으로 된 덮개형 캠(10)을 사용하는 것이 제안되어 사용되고 있다.

상기 종래의 연마지석 유동장치는 하우징(60)에 유동 가능하게 설치되어 연마지석(50)이 좌우 유동운동을 하도록 설치된 홀더(40)와 상기 홀더(40)의 내측에 양쪽으로 연장되고 끝단에 로울러(43)가 설치된 팔(42)과 상기 홀더(40)의 유동운동을 하도록 상기 홀더의 팔(42)을 교대로 눌러 줄 수 있도록 하단에 누름날개부(11)와 상승날개부(12)가 일체로 형성된 덮개형 캠(10)과 상기 캠(10) 및 하우징(60)에 각각 회전동력을 전달하도록 하는 감속기어(30) 및 메인샤프트(20)로 구성된 것이다.

이와 같은 종래의 덮개형 캠으로 된 구성은 4분할 및 6분할 즉, 4지형 및 6지형(짝수개)에만 적용이 가능한 구조로서 동일 규격의 외경범위 내에서 잔여 공간을 활용할 수 있도록 하기 위한 5분할과 같은 홀수지석의 사용은 불가능한 구조이며, 특히 이와 같은 종래의 구조는 기계적으로 복잡하여 고장발생빈도가 많고, 장치의 내구성이 떨어지며, 연마지석의 유동각도에 있어서도 최대 한계각도에 대한제한이 따랐다.

특히 덮개형 캠(10)에 의한 작동은 힘의 분배에 있어 무리한 힘의 불균형현상이 발생하므로서 장치의 내구성이 현저하게 저하되는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 개선하기 위하여 안출된 본 발명에서는 동일 규격의 외경범위내에서 다수의 연마지석을 장착하도록 하며, 작동이 원활하고 연마지석의 마모를 방지하도록 하며, 장치의 내구성을 향상하도록 한 화강석 연마헤드를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 작동상태를 보인 정면도.

도 2는 본 발명의 내부 구성을 보인 결합상태 단면도.

도 3은 본 발명의 내부 구성을 보인 분해상태 단면도.

도 4는 본 발명의 요부인 원통형 캠의 구성을 보인 것으로서,

(a)는 사시도이고, (b)는 부분 단면도임.

도 5는 본 발명의 유동장치 요부를 보인 분리상태 사시도.

도 6은 본 발명의 일 실시예로서 유동장치의 결합상태 구성을 보인 평면도.

도 7은 본 발명의 다른 실시예로서 다수의 연마지석이 설치된 대용량 연마헤드의 구성을 보인 평면도.

도 8은 본 발명의 다른 실시예로서 오일순환통로를 갖는 원통형 캠의 구성을 보인 사시도 및 단면도.

도 9는 도 8의 구성요소에 의한 오일순환통로를 갖는 연마헤드의 내부 구성을 보인 결합상태 단면도.

도 10은 종래의 연마헤드 유동장치의 구성을 보인 단면도.

도 11는 종래의 연마헤드 유동장치의 덮개형 캠의 구성을 보인 것으로서,

(a)는 평면도이고, (b)는 측단면도임.

도 12은 종래의 연마헤드 유동장치의 결합상태 평면 구성도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100: 연마지석 110: 하우징

111: 홀더공 112: 베어링

120: 홀더 121: 홀더축

122: 크랭크 123: 트랙롤러

130: 원통형 캠 131: 캠기어

132: 캠홈 133: 축공

134: 오일수집홈 135: 오일통로

140: 이중내접기어 141: 상측내접기어

142: 하측내접기어 150: 메인샤프트

151: 동력전달기어 160: 커버

161: 니들베어링 162: 베어링

163: 오일순환로 164: 오일주입마개

165: 유량조절나사

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 다수의 연마지석이 회전과 동시에 유동운동을 하도록 하면서 화강석이나 기타 석재의 표면을 매끄럽게 가공하여 광택을 내도록 하는 석재연마 가공용 연마헤드에 있어서,

다수의 홀더공이 수평방향으로 천공되고, 상기 홀더공에 다수의 연마지석이 결합 설치되어 유동되도록 하는 유동장치부가 설치되는 하우징과; 상기 하우징의 중앙에 자유자재 회동 가능하게 설치되며, 중심부에는 메인샤프트가 끼워지도록 하는 축공이 천공되고, 원통면의 둘레에 캠홈이 형성되며, 상부에는 캠기어가 일체로 결합되어 구성된 원통형 캠과; 상기 원통형 캠의 상부 캠기어에 하측내접기어가 결합되고, 상측내접기어는 메인샤프트에 고정된 동력전달기어와 결합되어 동력이 전달되면서, 상기 원통형 캠의 회동속도와 하우징의 회전속도가 상호 다르게 변속되도록 상. 하 각각의 피치경이 다른 구조로서 일체로 이루어진 이중내접기어와; 연마 기계장치 본체에 고정되어 회동되지 않고 장치 이동에 따라 수평이동만 가능하며, 일 측으로 편심되게 이중내접기어용 니들베어링 고정을 위한 내부홈이 형성된 커버로 구성되어 원통형 캠에 의한 원활한 유동작용과 동일한 규격의 하우징에 보다 많은 연마지석을 설치하여 작동 가능하도록 함을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 작동상태를 보여주는 정면도로서 동력을 전달하는 메인 샤프트(150)와 상기 메인 샤프트(150)의 동력에 의해 회동하며 다수의 홀더(120)가 유동 가능하게 설치된 하우징(110) 및 상부의 커버(160)로 구성된다.

상기 하우징(110)은 작동시 메인 샤프트(150)에 의해 회동되며, 아울러 상기 하우징(110)의 회동과 동시에 이에 설치된 홀더(120)는 좌우로 유동작용을 하면서 하단에 고정 설치된 연마지석(100)이 작업물(화강석) 표면에 항상 선접촉으로 접촉하면서 연마작업을 하도록 하는 것이다.

도 2는 본 발명의 주요부의 내부 구성을 보인 결합상태 단면도이고, 도 3은 각 부분을 분해한 분해상태 단면도를 도시한 것이다.

본 발명 작동부의 주요 구성은 하우징(110)과 상기 하우징(110)에 설치되어 유동하는 홀더(120)와 상기 홀더(120)를 유동시키도록 하는 원통형 캠(130) 및 변속을 위한 이중내접기어(140)와 메인샤프트(150)를 주요 구성요소로 한다.

상기 하우징(110)은 다수의 홀더공(111)이 수평방향으로 천공되고, 상기 홀더공(111)에 다수의 연마지석(100)이 결합 설치되어 유동되도록 하는 유동장치부가 설치되어 있다.

원통형 캠(130)은 도 4에 도시된 바와 같이 원통면의 둘레에 캠홈(132)이 형성되어 홀더(120)의 트랙롤러(123)가 상기 캠홈(132)에 끼어 회동하면서 캠작용을 하도록 하는 것이다.

상기 원통형 캠(130)은 상기 하우징(110)의 중앙에 자유자재 회동 가능하게 설치되며, 중심부에는 메인샤프트(150)가 끼워지도록 하는 축공(133)이 천공되고, 상부에는 캠기어(131)가 일체로 결합되어 있다.

상기 원통형 캠(130)의 상부 캠기어(131)에는 하측내접기어(142)가 결합되고, 상측내접기어(141)는 메인샤프트(150)에 고정된 동력전달기어(151)와 결합되어 동력이 전달되면서, 상기 원통형 캠(130)의 회동속도와 하우징(110)의 회전속도가 상호 다르게 변속되도록 상. 하 각각의 피치경이 다른 구조로서 일체로 이루어진 이중내접기어(140)가 설치되어 하우징(110)의 회동운동과 더불어 홀더(120)의 유동운동이 이루어지도록 하는 것이다.

연마지석(100)을 유동시키는 유동장치부는 도 5에 도시된 바와 같이 하우징(110)의 홀더공(111)에 유동 가능하게 결합되는 홀더축(121)과 상기 홀더축(121)에 결합된 크랭크(122)와 상기 크랭크(122)의 끝단에 설치된 트랙롤러(123)가 원통형 캠(130)의 캠홈(132)에 끼워져 하우징(110)의 회전속도와 원통형 캠(130)의 회전속도 차이에 의한 캠작용으로 홀더(120)의 유동작동이 이루어지도록 구성된 것이다.

또한 상측부에는 연마 기계장치 본체에 고정되어 회동되지 않고 장치 이동에 따라 수평이동만 가능하며, 일 측으로 편심되게 이중내접기어용 니들베어링(161)의 고정을 위한 내부홈이 형성된 커버(160)로 구성된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예로서 유동장치의 결합상태 구성을 보인 평면도를 도시한 것으로서 5개의 홀더(120)가 하나의 하우징(110)에 설치된 상태를 도시한 것으로 종래의 장치규격에서 4지형에 대응하는 구조이다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예로서 보다 많은 다수의 연마지석이 설치된 대용량 연마헤드의 구성을 보인 평면도로서 상기 홀더(120)의 유동을 위한 크랭크(122)는 다수의 트랙롤러(123)가 원통형 캠(130)에 결합되어 작동될 수 있도록 하여 하나의 연마헤드에 다수의 연마지석(100)이 유동작용을 하면서 설치 가능하도록 중간부분이 절곡된 절곡부(122a)를 구비한 것이다.

상기 절곡부(122a)에 의하여 도면에 도시된 바와 같이 보다 많은 수의 홀더(120)가 설치되어 작동 가능하도록 하므로서 다수의 연마지석(100)을 동시에 작동하도록 하는 장치의 구성이 가능하도록 하는 것이다.

상기 메인샤프트(150)는 관형상으로서 상부의 장치로부터 계속적으로 물을 공급하여 주면서 연마가공이 이루어지도록 하므로서 마찰열을 방지하고 보다 메끄러운 가공면을 형성하도록 해준다.

이와 같이 구성된 본 발명 연마용 헤드가 석판연마가공기계에 장착된 상태에서 외부의 동력에 의해 메인샤프트(150)를 회동시키면 상기 메인샤프트(150)의 하부에 결합된 하우징(110)이 동일한 속도로 회전하면서 상기 하우징(110)의 둘레에설치된 홀더(120)와 상기 홀더(120)의 하부에 장착된 연마지석(100)을 유동시키게 된다.

동시에 상기 메인샤프트(150)에 결착된 동력전달기어(151)는 이중내접기어(140)의 상측내접기어(141)에 동력을 전달하며, 또한 상기 상측내접기어(141)와 일체로 구성된 하측내접기어(142)는 하부의 원통형 캠(130)의 상부에 있는 캠기어(131)에 동력을 전달하여 회전을 하도록 하는 것이다.

그런데 여기서 매우 중요한 기능을 하는 것은 상기 이중내접기어(140)의 상측내접기어(141)와 하측내접기어(142)의 피치경이 서로 다르므로 원통형 캠(130)의 회전속도와 하우징(110)의 회전속도가 서로 달라지게 된다.

따라서 원통형 캠(130)과 하우징(110)의 회전속도 차이에 의하여 하우징(110)에 설치된 홀더(120)와 상기 홀더(120)의 끝단부 트랙롤러(123)가 원통형 캠(130)의 캠홈(132)에 끼인 상태이므로 캠작용이 이루어지며, 크랭크(122)에 의해 홀더축(121)이 좌.우 유동하게 되므로 홀더(120) 및 이에 결합된 연마지석(200)이 회동과 동시에 좌.우로 유동하게 된다.

가공석판면에 접촉된 연마지석(200)은 항상 선접촉 상태에서 연마작업이 이루어지게 되므로 보다 효율적인 연마작업이 이루어지도록 하는 것이다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예인 오일순환통로를 갖는 원통형 캠의 구성을 보인 사시도 및 단면도로서 내부 중요부품인 이중내접기어(140)와 동력전달기어(151) 및 캠기어(131)에 오일공급에 따른 마모방지와 오일순환에 따른 냉각기능을 하도록 하여 부품의 내구성을 향상하도록 한 것이다.

원통형 캠(130)의 상부면에는 오일이 균일하게 배분되도록 하는 오일수집홈(134)이 형성되어 있고, 상기 원통형 캠(130)의 내면을 관통하는 오일통로(135)를 갖는다.

즉, 상기 오일수집홈(134)에는 오일유입구(136)가 형성되고, 측면에는 오일배출구(137)가 설치된 오일통로(135)에 의해 오일이 순환될 수 있도록 하는 것이다.

도 9는 도 8의 구성요소에 의한 오일순환통로를 갖는 연마헤드의 내부 구성을 보인 결합상태 단면도이다.

도시된 바와 같이 상기 오일통로(135)를 갖는 원통형 캠(130)이 설치되며, 상부의 커버(160)에는 별도의 오일순환로(163)이 형성되어 있고, 상기 오일순환로(163)을 제어하여 오일의 내압을 조절하도록 하는 유량조절나사(165)가 설치되어 있다.

또한 오일이 손실되어 보충 주입하기 위한 오일주입마개(164)가 설치되어 있다.

상기 오일의 순환은 연마용 헤드의 고속회전(400 ~ 800rpm)에 의해 발생하는 원심력으로 이루어지게 된다.

즉, 하우징(110)의 내부에 주입되어 있는 오일은 원심력에 의해 외측으로 쏠리면서 커버(160)의 오일순환로(163)을 통하여 상승하여 이중내접기어(140)과 동력전달기어(151)의 사이에 공급되며, 공급된 오일은 상기 이중내접기어(140)와 동력전달기어(151) 및 캠기어(131)의 마찰부에 공급되어 윤활작용 및 냉각기능을 수행하면서 하측으로 이동하게 된다.

상기 하측으로 이동된 오일은 원통형 캠(130)의 상부면에 형성된 오일수집홈(134)에 의해 모아지게 되며, 오일유입구(136)로 유입되어 오일통로(135)를 통하여 오일배출구(137)로 배출되어 다시 하우징(110)으로 모아져 연속적으로 순환하게 되는 것이다.

오일의 공급은 커버(160)에 구비된 유량주절나사(165)를 조작하여 오일순환로(163)를 제어하도록 하므로서 적정량의 오일이 연속적으로 순환되도록 하는 것이다.

장시간 사용시 소멸된 오일의 부족량은 오일주입마개(164)를 열고 보충 주입하므로서 항상 원활한 오일공급에 의한 주요부품의 마모를 방지하고, 마찰열을 제거하도록 하므로서 장치의 내구성을 향상하며, 작업 구동시 소음을 극소화 하도록 하는 것이다.

이상과 같은 본 발명은 유동장치의 작동이 매우 유연하게 이루어지면서 장치의 동력전달부에 오일순환 공급으로 윤활 및 냉각기능이 이루어져 내구성이 현저하게 향상되며, 아울러 연마지석의 보다 확실한 유동기능이 이루어져 연마의 효율을 높일 수 있다. 또한 본 발명은 동일한 규격의 하우징에 보다 많은 수의 홀더 즉 연마지석을 장착하여 작동되도록 하므로서 작업의 능률을 혁신적으로 향상할 수 있는 매우 유용한 기술인 것이다.

Claims (4)

1. 다수의 연마지석이 회전과 동시에 유동운동을 하도록 하면서 화강석이나 기타 석재의 표면을 매끄럽게 가공하여 광택을 내도록 하는 석재연마 가공용 연마헤드에 있어서,

   다수의 홀더공(111)이 수평방향으로 천공되고, 상기 각각의 홀더공(111)에 다수의 연마지석(100)이 결합 설치되어 유동되도록 하는 유동장치부가 설치되는 하우징(110)과;

   상기 하우징(110)의 중앙에 자유자재 회동 가능하게 설치되며, 중심부에는 메인샤프트(150)가 끼워지도록 하는 축공(133)이 천공되고, 원통면의 둘레에 캠홈(132)이 형성되며, 상부에는 캠기어(131)가 일체로 결합되어 구성된 원통형 캠(130)과;

   상기 원통형 캠(130)의 상부 캠기어(131)에 하측내접기어(142)가 결합되고, 상측내접기어(141)는 메인샤프트(150)에 고정된 동력전달기어(151)와 결합되어 동력이 전달되면서, 상기 원통형 캠(130)의 회동속도와 하우징(110)의 회전속도가 상호 다르게 변속되도록 상. 하 각각의 피치경이 다른 구조로서 일체로 이루어진 이중내접기어(140)와;

   연마 기계장치 본체에 고정되어 회동되지 않고 장치 이동에 따라 수평이동만 가능하며, 일 측으로 편심되게 이중내접기어용 니들베어링(161)의 고정을 위한 내부홈이 형성된 커버(160)로 구성됨을 특징으로 하는 화강석 연마헤드.
2. 제 1항에 있어서,

   연마지석(100)을 유동시키는 유동장치는

   하우징(110)의 홀더공(111)에 유동 가능하게 결합되는 홀더축(121)과 상기 홀더축(121)에 결합된 크랭크(122)와 상기 크랭크(122)의 끝단에 설치된 트랙롤러(123)가 원통형 캠(130)의 캠홈(132)에 끼워져 하우징(110)의 회전속도와 원통형 캠(130)의 회전속도 차이에 의한 캠작용으로 홀더(120)의 유동작동이 이루어지도록 함을 특징으로 하는 화강석 연마헤드.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 홀더(120)의 유동을 위한 크랭크(122)는

   다수의 트랙롤러(123)가 원통형 캠(130)에 결합되어 작동될 수 있도록 하여 하나의 연마헤드에 다수의 연마지석(100)이 유동작용을 하면서 설치 가능하도록 중간부분이 절곡된 절곡부(122a)를 구비함을 특징으로 하는 화강석 연마헤드.
4. 제 1항에 있어서,

   원통형 캠(130)의 상부면에는 오일이 균일하게 배분되도록 하는 오일수집홈(134)과 내면을 관통하는 오일통로(135)를 구비하며, 커버(160)에는 별도의 오일순환로(163)와 상기 오일순환로(163)을 제어하여 오일의 내압을 조절하도록 하는 유량조절나사(165)를 구비하며, 구동시 원심력에 의해 오일이 상승 순환되어 이중내접기어(140)와 동력전달기어(151) 및 캠기어(131)에 오일공급에 따른 마모방지와 오일순환에 따른 냉각기능을 하도록 함을 특징으로 하는 화강석 연마헤드.