KR100440340B1 - 크랭크샤프트 저어널 래핑슈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 크랭크샤프트 저어널 래핑슈에 관한 것으로, 바디(11) 상부의 원통형 장착좌면(13)에 가압부재(14)들이 장착되되, 중앙에는 연삭스톤이나 세라믹과 같은 비압축성 재질의 가압부재(14a)가 장착되고, 양측부에는 러버나 우레탄과 같은 압축성 재질의 가압부재(14b)들이 장착되는 구조로 이루어진다.

따라서, 상기 비압축성 재질의 가압부재(14a)에 의해 정도관리가 유리하고, 파손이 적으며, 비용이 저가인 장점을 갖게 되고, 상기 압축성 재질의 가압부재(14b)에 의해 저어널의 진원도을 수정할 수 있게 되는 능력을 갖게 된다.

Description

크랭크샤프트 저어널 래핑슈{crank shaft journal lapping shoe}

본 발명은 엔진 크랭크샤프트의 저어널을 마무리 가공하는 래핑슈에 관한 것으로, 특히 안정성과 면조도 가공성이 우수하면서도 진원도의 수정능력이 있는 크랭크샤프트 저어널 래핑슈에 관한 것이다.

엔진의 크랭크샤프트는 피스톤에 가해지는 연료의 폭발력을 커넥팅로드를 통해 받아들여 회전된다.

따라서, 크랭크샤프트에는 상기 커넥팅로드들이 연결되는 부위와 실린더블럭의 메인베어링에 지지되는 부분에 저어널이 형성되며, 이 저어널은 메탈베어링에 접촉되어 고속 회전되므로 매우 정밀한 진원도 및 면조도를 갖도록 성형된다.

상기와 같이 저어널을 목표 정도로 정밀 가공하기 위해서, 먼저 연삭 가공된 저어널에 래핑(lapping)이라 불리우는 초정밀 다듬질 가공(super finishing)을 실시하여 진원도 5μ, 면조도 0.6Rz 이하의 정도를 갖도록 하고 있다.

도 1에는 상기 래핑을 실시하기 위한 래핑머신(100)이 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 래핑머신(100)은 바디(110)에 한 쌍의 래핑아암(120,121)을 구비하고 있으며, 이 래핑아암(120,121)에는 상호 마주보도록 래핑슈(130)가 설치되어 있다.

또한, 상기 바디(110)의 상부에는 연삭용 페이퍼(P)가 권취되어 있는 권취롤(140)이 설치되어 있다.

작업은, 상기 래핑아암(120,121) 중 하부 래핑아암(121)을 회동시켜 두 래핑슈(130)의 사이에 크랭크샤프트(C)의 저어널을 위치시킨뒤, 다시 하부 래핑아암(121)을 원위치시키되, 이때 상기 권취롤(140)로부터 풀려진 페이퍼(P)가 상기 저어널을 감싸는 상태로 준비된다.

이 상태에서 크랭크샤프트(C)를 고속회전시키고, 래핑아암(120,121)을 오므려 래핑슈우(130)로 하여금 페이퍼(P)에 압력을 가하도록 하면, 저어널이 연마되는 것이다.

작업중 상기 페이퍼(P)는 저속으로 계속 이동되며, 사용된 부분은 바디(110)의 한쪽에 마련된 버킷(150)으로 수납되도록 되어 있다.

한편, 상기 래핑슈(130)는 도 2에 도시된 바와 같이, 바디(131)의 상부에 중간부는 원통면이고 그 양단부는 수평면으로 이루어진 장착좌면(133)이 형성되고, 이 장착좌면(133)에 동일한 형상의 가압부재(134)가 장착된 구조로 되어 있다.(양측에 형성된 132는 래핑슈를 래핑아암에 고정하기 위한 보울트공이다.)

그런데, 상기 가압부재(134)는 압축성 재질인 러버(rubber)나 우레탄(uretane)으로 되어 있어서, 정도관리가 쉽고 파손이 적으며 가격이 저가라는 장점이 있으나, 피가공물(저어널)의 형상에 영향을 받는 상태에서 표면을 연마하게 됨으로써 진원도 수정능력이 미비하므로 고출력, 고성능화 되는 엔진의 크랭크샤프트의 저어널을 정밀 가공하는데는 한계가 있었다.(이러한 래핑슈를 소프트슈(soft shoe)라 한다.)

따라서, 도 3에 도시된 바와 같은 하드슈(hard shoe) 타입의 래핑슈(130')를 사용하게 되었는데, 이 래핑슈(130')는 바디(131')의 상부에 형성된 원통면 장착좌면(133')에 3조각으로 분할된 가압부재(134')가 장착(개별홈에 압입되어 있음)되어 있으며, 이 가압부재(134')의 재질은 연삭 스톤(stone)이나 세라믹(seramic)으로 되어 있다.(미설명 부호 132'는 래핑아암에 장착하기 위한 장착용 돌기이다.)

이 하드 타입의 래핑슈(130')는 가압부재(134')의 재질이 비압축성이므로 저어널의 돌출부를 갈아내는 연마작용을 하게 되며, 따라서 저어널의 진원도를 수정할수 있다는 장점이 있는 대신, 저어널과의 밀착성이 부족하여 면조도 가공성이 떨어지며, 절삭량이 상대적으로 증가되고, 경한 성질 때문에 파손이 자주 일어나며, 저어널의 오일홀부에 버어(burr)가 발생되고, 이에 의해 저어널 표면에 스크래치(scratched)홈이 발생하기도 하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로, 슈의 정도관리가 비교적 용이하고 파손도 적게 발생되며, 오일홀부에 버어가 발생되지 않고, 또한 진원도 수정능력과 충분한 면조도 가공능력을 동시에 갖춘 크랭크샤프트 저어널 래핑슈를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 크랭크샤프트 저어널 래핑머신의 구성도,

도 2는 종래 래핑슈중 소프트슈의 정면도,

도 3은 종래 래핑슈중 하드슈의 정면도,

도 4는 본 발명에 따른 래핑슈의 정면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 래핑슈, 11 : 바디,

12 : 장착돌기, 13 : 장착좌면,

14 : 가압부재, 14a : 비압축성 가압부재,

14b : 압축성 가압부재.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 바디에 형성된 원통형 장착좌면에 3개의 분할된 가압부재가 장착되되, 중앙에는 비압축성 재질의 가압부재가 장착되고, 양측부에는 압축성재질의 가압부재가 장착되는 구조로 이루어진다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 크랭크샤프트 저어널 래핑슈(10)로서, 바디(11)의 상부에 양측부는 수평면으로 이루어진 원통면 형상의 장착좌면(13)이 형성되고, 이 장착좌면(13)에 3개로 분할된 가압부재(14)들이 장착되는 구조로 이루어지는데, 이 가압부재(14)들 중 중앙에 장착되는 가압부재(14a)는 비압축성 재질인 연삭 스톤이나 세라믹으로 이루어져 있고, 양측부에 장착되는 가압부재(14b)들은 압축성 재질인 러버나 우레탄으로 이루어져 있다.(바디(11)의 양측부에 형성된 돌기(12)는 래핑아암에 고정하기 위한 장착돌기이다.)

즉, 상기 래핑슈(10)는 종래 소프트 타입의 래핑슈와 하드 타입의 래핑슈가 절충된 형태로 이루어져 있다.

따라서, 종래 두 종류의 래핑슈가 가지는 장점을 모두 보유하게 된다.

즉, 가압부재(14)의 전체 면적의 2/3 이상을 압축성 재질인 양측 가압부재(14b)가 차지하게 되므로, 하드 타입의 래핑슈에 비하여 정도관리가 용이하고, 파손이 잘 일어나지 않으며, 저가라는 장점이 있다.

또한, 중앙에 위치된 비압축성 재질의 가압부재(14a)에 의하여 크랭크샤프트(C)의 저어널 표면형상에 영향받지 않고, 이를 갈아내는 연마작용이 가능하게 되어 저어널의 진원도를 수정할 수 있게 된다.

또한, 비압축성 가압부재(14a)의 모서리부가 종래 하드 타입 래핑슈에 비하여 6개소에서 2개소로 줄어듦으로써 저어널의 오일홀 모서리에 버어(burr)를 발생시킬 확률이 줄어들며, 이에 따라 버어에 의한 스크래치현상도 줄어들게 된다.

한편, 상기 중앙의 비압축성 가압부재(14a)에 비하여 양측부의 압축성 가압부재(14b)들의 표면은 보다 높은 위치에 있도록 형성되는데, 이에 의하여 저어널을 가압할 때 상기 비압축성 가압부재(14b)가 먼저 저어널에 접촉되고, 이후 이들의 압축이 진행된 뒤 상기 비압축성 가압부재(14a)가 저어널에 접촉하게 되므로 경한 재질인 비압축성 가압부재(14a)에 전해지는 충격이 감소하여 이의 파손현상이 감소하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 중앙부의 비압축성 가압부재에 의하여 크랭크샤프트의 진원도를 수정할 수 있게 되고, 양측부의 압축성 가압부재에 의하여 페이퍼와 저어널면과의 충분한 밀착이 이루어짐으로써 충분한 면조도를 확보할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 슈의 파손이 감소되고, 오일홀부의 버어와 이에 의한 저어널면의 스크래치홈이 발생되지 않으며, 제작에 있어 비용 부담도 과도하지 않게 되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 바디(11)의 상부에 양측부는 수평면으로 이루어진 원통면 형상의 장착좌면(13)이 형성되고, 이 장착좌면(13)에 3개로 분할된 가압부재(14)들이 장착되며, 이중 중앙의 가압부재(14a)는 비압축성 재질로 제작되고, 양측부의 가압부재(14b)들은 압축성 재질로 제작된 구조로 이루어진 크랭크샤프트 저어널 래핑슈.
2. 제 1항에 있어서, 상기 중앙의 가압부재(14a)는 연삭 스톤이나 세라믹으로 제작된 것을 특징으로 하는 크랭크샤프트 저어널 래핑슈.
3. 제 1항에 있어서, 상기 양측의 가압부재(14b)들은 러버나 우레탄으로 제작된 것을 특징으로 하는 크랭크샤프트 저어널 래핑슈.
4. 제 1항에 있어서, 상기 중앙의 가압부재(14a)에 비하여 양측부의 가압부재(14b)들의 표면높이가 높게 형성된 것을 특징으로 하는 크랭크샤프트 저어널 래핑슈.