KR200314853Y1 - 초정밀 구심연마기용 스핀들 - Google Patents

Abstract

본 고안은 중앙부로 모터의 동력을 전달받아 회전하는 스핀들샤프트를 가지는 센터하우징과, 상기 센터하우징이 설치되는 고정브라켓으로 구성되어 상기 스핀들샤프트의 하부툴에 안착되어 있는 렌즈를 소정의 구동력으로 회전시키는 통상의 초정밀 구심연마기의 스핀들에 있어서, 상기 고정브라켓의 하단부에는 상기 센터하우징과, 핀들샤프트와, 하부툴을 승, 하강시키기 위한 조정슬리브가 나사식으로 체결되며, 상기 조정슬리브의 상단에는 상기 하부툴의 마모값 및 구심설정높이를 교정할 때 조정량을 확인할 수 있는 눈금게이지가 안착됨을 특징으로 하는 초정밀 구심연마기의 스핀들을 제안한다.

Description

초정밀 구심연마기용 스핀들{SPINDLE FOR PRECISION CENTRIPETAL GRINDER}

본 고안은 렌즈를 연마하는 초정밀 구심연마기에 관한 것으로서, 보다 상세히는 소형 광학렌즈의 표면을 정밀하게 연마하기 위하여 상기 렌즈를 소정의 구동력으로 회전시키는 장치인 초정밀 구심연마기의 스핀들에 관한 것이다.

통상적으로 카메라, CD 드라이버(compact disk driver), 팩시밀리 및 조준경, 내시경, 망원경 등의 광학기기에 사용되는 렌즈의 제조는 일정크기의 재료를 황삭(rough cut)가공을 하고 그 표면을 보다 매끄럽게 다듬질하는 연삭공정을 거쳐 완성하게 된다. 이때 상기 렌즈의 표면을 정밀하게 연삭하기 위하여 렌즈연마기(이하 "초정밀 구심연마기"라 칭함)가 사용되며, 이러한 초정밀 구심연마기는 크게 렌즈를 소정의 구동력으로 회전시키는 스핀들과, 상기 회전하는 렌즈의 표면에 접촉되어 렌즈를 연마하는 연마기 헤드로 크게 구성된다.

한편, 상기와 같이 구성된 초정밀 구심연마기에서 종래의 스핀들의 구성을 간략히 후술하면 다음과 같다.

우선 상기 스핀들은 모터의 구동력을 전달받아 회전하며 상부면에는 렌즈가 안착되는 하부툴을 구비한 스핀들샤프트가 중심부에 설치된 센터하우징과, 상기 센터하우징을 지지하는 고정브라켓과, 상기 고정브라켓의 일측단에 체결되어 한 몸체를 이루며 설정된 각도만큼 회전하는 요동샤프트와, 일측단은 상기 요동샤프트에 고정 설치되며 타측단은 소정의 구동력을 전달받아 작동하는 크랭크축에 연결핀으로 설치된 요동아암으로 구성되어 하부툴에 안착된 렌즈를 상기 모터의 구동력으로회전시키게 된다. 부가적으로 상기와 같이 구성된 초정밀 구심연마기의 스핀들의 상세구성은 본 출원인이 선 출원한 등록번호: 20-0300223("초정밀 구심연마기")호에 상세히 기술되어 있다.

한편, 상기 스핀들에 의해 회전하는 렌즈는 이후에 전술한 연마기 헤드에 부착되어 있는 상부툴과 접촉하여 렌즈의 구면 곡률형성 및 적정두께를 연마하게 된다. 하지만 상기와 같이 구성된 초정밀 구심연마기의 경우 렌즈연마시에 상부툴이 가공도중 렌즈뿐만아니라 상기 렌즈가 안착되어 있는 하부툴까지 마모시켜버림으로서 일정기간마다 하부툴의 구심설정값을 다시 세팅하거나 상기 하부툴을 새것으로 교체해야하는 번거로움이 있었다. 즉, 렌즈연마작업은 고도의 정밀성을 요구하는 것이며 이러한 정밀성을 충족시키기 위하여 하부툴에 약간의 마모가 발생하더라도 렌즈의 정밀한 연마를 위하여 새것으로 교체해야 하는 것이 일반적인 관례였다.

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은 조정슬리브를 설치하여 상기 하부툴이 결합되어 있는 스핀들샤프트가 승, 하강되도록 구성함으로서 상기 하부툴을 마모된 값만큼 용이하게 승, 하강시킬 수 있는 초정밀 구심연마기용 스핀들을 제공함에 있다.

본 고안의 다른 목적은 상기 조정슬리브의 상단부에 게이지를 설치함으로서 하부툴의 마모값을 정확히 설정할 수 있는 초정밀 구심연마기용 스핀들을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 중앙부로 모터의 동력을 전달받아 회전하는 스핀들샤프트를 가지는 센터하우징과, 상기 센터하우징이 설치되는 고정브라켓으로 구성되어 상기 스핀들샤프트의 하부툴에 안착되어 있는 렌즈를 소정의 구동력으로 회전시키는 통상의 초정밀 구심연마기의 스핀들에 있어서, 상기 고정브라켓의 하단부에는 상기 센터하우징과, 핀들샤프트와, 하부툴을 승, 하강시키기 위한 조정슬리브가 나사식으로 체결되며, 상기 조정슬리브의 상단에는 상기 하부툴의 마모값에 대한 조정량을 확인할 수 있는 눈금게이지가 안착됨을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안인 초정밀 구심연마기의 전체구성을 도시한 도면.

도 2는 도 1에서 도시한 초정밀 구심연마기에서 본 고안의 주요구성인 스핀들의 전체구성을 절개하여 도시한 도면.

도 3은 도 2에서 도시한 스핀들을 측면에서 도시한 도면.

도 4a와 도 4b는 본 고안인 스핀들의 작동상태를 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 센터하우징 12: 고정브라켓

16: 스핀들샤프트 20: 모터

32: 조정슬리브 36: 눈금게이지

38, 50: 스토퍼 42: 스프링

44: 스핀들커버 48: 요동샤프트

100: 스핀들 200: 연마기 헤드

300: 헤드구동부 500: 초정밀 구심연마기

이하 본 고안의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명을 한다. 우선, 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 동일한 부호가 사용되고 있음에 유이해야 한다. 그리고, 하기의 설명에서는 본 고안에 따른 동작을 이해하는 데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 고안의 요지를 흐트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의해야 한다.

도 1은 본 고안인 초정밀 구심연마기의 전체구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이 초정밀 구심연마기(500)는 렌즈(1)가 안착되는 하부툴(46)을 구비하여 모터(20)의 동력으로 상기 렌즈(1)를 회전시키는스핀들(100)과, 상기 스핀들(100)의 상부면에 위치하며 헤드구동부(300)의 동력으로 승, 하강하여 회전하는 렌즈(1)에 접촉되어 상기 렌즈(1)를 연마하는 연마기 헤드(200)로 크게 구성된다.

한편, 상기의 구성들중 본 고안에서 구현하고자 하는 스핀들(100)의 상세구성을 도 1내지 도 3을 참조하여 후술하면 다음과 같다.

우선 상기 스핀들(100)은 소정의 구동력을 발생하는 모터(20)를 구비하며, 이 모터(20)의 샤프트(24)에는 풀리(26)가 삽입되어 있다. 상기 풀리(26)는 평벨트(30)로 스핀들풀리(28)와 연결되어 있으며, 상기 스핀들풀리(28)는 상단부로 하부툴(46)이 설치되어 있는 스핀들샤프트(16)에 삽입되며, 상기 스핀들샤프트(16)의 상, 하부에는 앵귤러베어링(18)이 각각 삽입된다. 상기 앵귤러베어링(18)의 사이에는 내륜칼라(14)와 외륜칼라(15)가 위치하고 있으며, 상기 내, 외륜칼라(14, 15)들은 상기 스핀들샤프트(16)의 외주면을 감싸고 있다. 한편, 이러한 구성들 모두는 하단 외주면으로 걸림턱(32)을 구비한 센터하우징(10)의 내부에 삽입된다. 또한 상기 센터하우징(10)은 "L"자 형상의 고정브라켓(12)에 삽입된다. 이때 상기 고정브라켓(12)의 하단 일측에는 도 2에 도시한 바와 같이 가이드핀(50)이 내설되어 있으며, 상기 가이드핀(50)은 센터하우징(10)의 걸림턱(40)에 형성되어 있는 안내공(41)에 일부 삽입된다. 즉, 상기 고정브라켓(12)에 가이드핀(50)을 삽입한 것은 센터하우징(10)이 연마작업중에 회전하는 것을 방지토록 하기 위함이다. 또한 상기 고정브라켓(12)의 일측단에는 구동부(도면에 미 도시 함)의 동력에 의해 적정각도만큼 좌, 우로 회전하는 요동샤프트(48)가 볼트 체결된다. 상기 요동샤프트(48)를설치한 것은 스핀들(100)을 좌, 우로 회전시켜 렌즈(1)가 소정의 곡률을 가지도록 연마하기 위함이다.

한편, 상기 고정브라켓(12)의 하단부에는 본 고안의 주요구성인 조정슬리브(32)가 나사식으로 체결되어 있으며, 상기 조정슬리브(32)의 작동에 따라 고정브라켓(12)에 삽입되어 있는 센터하우징(10)은 승, 하강하게 된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 조정슬리브(32)에는 스러스트베어링(19)이 내설되며, 이 스러스크베어링(19)에 센터하우징(10)의 걸림턱(40)이 안착되어 지지되도록 구성함으로서 조정슬리브(32)의 작동에 따라 상기 센터하우징(10)은 위, 아래로 승, 하강하여 전술한 하부툴(46)을 마모된 값만큼 승강시킬 수 있게 되는 것이다. 또한 상기 조정슬리브(32)의 상단부에는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 원통의 둘레면을 따라 눈금바(37)가 새겨져 있는 눈금게이지(36)가 조립되며, 이 눈금게이지(36)에 의해 원하고자 하는 높이값(하부툴의 마모된 값)을 육안으로 확인하며 조정슬리브(32)를 작동시킬 수 있게 된다. 또한 상기 눈금게이지(36)의 일측에는 설정된 값이 작업중의 진동으로 인해 변동되는 것을 방지하기 위하여 스토퍼(34)가 끼워지게 된다.

미설명부호 (42)는 스프링을 칭한 것으로서, 상기 스프링(42)은 고정브라켓(12)과 센터하우징(10)의 걸림턱(40)사이에 다수개 설치되어 상기 고정브라켓(12)과 센터하우징(10)에 소정의 텐션력을 부여하게 된다.

이하, 상기와 같이 구성된 스핀들(200)을 승, 하강시키기 위한 작동상태를 도 1내지 도 4b를 참조하여 후술하면 다음과 같다.

연마작업중 렌즈(1)가 안착되어 있는 하부툴(46)은 연마과정에서 발생한 마모값으로 인하여 상기 하부툴을 적정높이까지 승강시키고자 할 경우 조정슬리브(32)와 눈금게이지(36)에 의해 하부툴(46)을 마모된 값만큼 정확히 승강시킬 수 있게 된다. 이를 보다 더 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선 도 3에 도시된 바와 같이 고정브라켓(12)에 부착되어 있는 포인트(13)에 눈금게이지(36)의 눈금바(37)중에서 제로점이 일치하도록 상기 눈금게이지(36)를 회전시킨 다음, 스토퍼(34)를 이용하여 상기 눈금게이지(36)를 조정슬리브(32)에 고정시킨다. 이후, 도 4a에 도시된 바와 같이 상기 조정슬리브(32)를 회전시키게 되면 조정슬리브(32)와 눈금게이지(36)는 위로 상승하게 된다. 이와 동시에 상기 조정슬리브(32)에 지지되어 있는 센터하우징(10)이 위로 승강하게 되며, 이에 따라 상기 센터하우징(10)에 내설되어 있는 스핀들샤프트(16)역시 위로 승강하게 됨으로서 하부툴(46)은 도 4b에 도시된 바와 같이 마모된 값만큼 위로 상승하여 위치하게 되는 것이다. 이때 상기 하부툴(46)은 조정슬리브(32)와 눈금게이지(36)에 의해 마모된 값만큼 정확히 상승할 수 있게 되며 이를 예를 들어 설명하면 다음과 같다. {예를 들어 하부툴(46)의 마모값이 1mm인 경우 게이지(36)의 눈금(1mm)이 전술한 포인트(13)와 일치할 때 까지 조정슬리브(32)를 회전시킴으로서 하부툴(46)의 마모값만큼 정확히 승강시킬 수 있게 되는 것이다.}

즉, 상술한 바와 같이 렌즈(1)가 안착되는 하부툴(46)을 승, 하강하도록 구성함으로서 상기 하부툴(46)의 마모발생시 새것으로 교체할 필요 없이 간편히 마모된 값만큼 승강시킴과 동시에 정밀한 구심설정을 할 수 있음으로서 경제적인 측면과 아울러 작업성의 향상을 기대할 수 있게 되는 것이다.

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 고안은 조정슬리브를 설치하여 상기 하부툴이 결합되어 있는 스핀들샤프트를 승, 하강하도록 구성하여 상기 하부툴을 마모된 값만큼 용이하게 승, 하강시킴으로서 경제성 및 작업성을 기대할 수 있는 장점이 있으며, 또한 상기 조정슬리브의 상단부에 눈금게이지를 설치함으로서 마모된 하부툴을 승, 하강시킬 경우 상기 하부툴의 마모값 및 구심설정값에 대한 조정량을 확인하며 설정할 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 중앙부로 모터(20)의 동력을 전달받아 회전하는 스핀들샤프트(16)를 가지는 센터하우징(10)과, 상기 센터하우징(10)이 설치되는 고정브라켓(12)으로 구성되어 상기 스핀들샤프트(16)의 하부툴(46)에 안착되어 있는 렌즈(1)를 소정의 구동력으로 회전시키는 통상의 초정밀 구심연마기의 스핀들에 있어서,

   상기 고정브라켓(12)의 하단부에는 상기 센터하우징(10)과, 스핀들샤프트(16)와, 하부툴(46)을 승, 하강시키기 위한 조정슬리브(32)가 나사식으로 체결되며, 상기 조정슬리브(32)의 상단에는 상기 하부툴(46)의 마모값에 대한 조정량을 확인할 수 있는 눈금게이지(36)가 안착됨을 특징으로 하는 초정밀 구심연마기용 스핀들.
2. 제 1항에 있어서, 상기 게이지(36)의 일측단에는 상기 게이지(36)를 고정시키기 위한 스토퍼(34)가 설치됨을 특징으로 하는 초정밀 구심연마기용 스핀들.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 센터하우징(10)의 하부면에는 일측으로 안내공(41)을 가지는 걸림턱(40)이 형성되며, 상기 안내공(41)에는 상기 고정브라켓(12)의 하단 일측에 설치되어 있는 가이드핀(50)이 삽입됨을 특징으로 하는 초정밀 구심연마기용 스핀들.