KR101136512B1 - Apparatus for removing scratch on sealing face of mechanic component - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 모재와 상기 모재의 경도보다 낮은 경도를 가진 도금층으로 형성된 유체 밀봉면을 가진 기계 부품의 상기 유체 밀봉면에 발생한 스크래치를 제거하기 위한 장치에 있어서 : 상기 기계 부품을 지지하기 위하여 마련되는 지지대 ; 상기 지지대의 상부에 수직으로 마련되어, 상하로 이동가능하며 구동원에 의하여 축중심을 따라 회전가능하게 마련되는 스핀들 ; 상기 스핀들의 하단에 자전가능하게 마련되되, 상기 스핀들의 축중심과 직각을 이루는 자전중심을 가지며, 상기 스핀들의 축중심으로부터 이격되어 마련되어 상기 스핀들의 축중심과 일치하는 공전중심을 가지는 스크래치 제거용 롤러 ; 를 포함하여 이루어지며, 상기 회전하는 스핀들이 하부로 이동하여 상기 스크래치 제거용 롤러가 상기 기계 부품의 유체 밀봉면에 하방의 압력을 가하면, 상기 스크래치 제거용 롤러가 상기 기계 부품의 유체 밀봉면과 접한 상태에서 상기 스핀들의 회전에 의하여 상기 유체 밀봉면을 따라 공전 및 자전하여 상기 유체 밀봉면에 형성된 스크래치를 제거하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides an apparatus for removing scratches on the fluid sealing surface of a mechanical part having a fluid sealing surface formed of a base material and a plating layer having a hardness lower than the hardness of the base material. support fixture ; A spindle provided perpendicularly to an upper portion of the support and movable up and down and rotatably provided along a shaft center by a driving source; Scratch removal roller is provided on the lower end of the spindle rotatably, has a rotation center perpendicular to the axis center of the spindle, and is spaced apart from the axis center of the spindle and has a revolution center coinciding with the axis center of the spindle. ; And the rotating spindle is moved downward so that the scratch removing roller applies downward pressure to the fluid sealing surface of the mechanical part, and the scratch removing roller is in contact with the fluid sealing surface of the mechanical part. It is characterized in that by rotating the spindle in the state by rotating and rotating along the fluid sealing surface to remove the scratch formed on the fluid sealing surface.
Description
본 발명은 기계 부품의 스크래치를 제거하기 위한 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 유압 또는 공압 등의 유체를 밀봉하기 위한 유체 밀봉면을 가진 기계 부품에 스크래치가 발생할 때 그 스크래치를 제거하기 위한 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for removing scratches of a mechanical part, and more particularly, to an apparatus for removing scratches when a mechanical part has a fluid sealing surface for sealing a fluid such as hydraulic pressure or pneumatic pressure. will be.
유압 라인 또는 공압 라인 등을 구성하기 위하여는 다수의 기계 부품이 필요하며, 이때 기계 부품 중 일부는 유체를 밀봉하기 위한 유체 밀봉면을 가지는 것들이 있다.In order to construct a hydraulic line or a pneumatic line, a plurality of mechanical parts are required, and some of the mechanical parts have a fluid sealing surface for sealing a fluid.
예컨대 자동차의 브레이크 호스 어셈블리(BRAKE HOSE ASSEMBLY) 혹은 파워 스티어링 어셈블리(POWER STEERING ASSEMBLY) 등은 유압 라인을 구성하게 된다.For example, a brake hose assembly or a power steering assembly of a vehicle constitutes a hydraulic line.
통상적으로 기계 부품은 금속 모재로 이루어지는 것이 일반적이며, 금속 모재의 표면은 각종 기능 향상을 위하여 도금층을 형성하는 것 또한 일반적이다.In general, the mechanical part is generally made of a metal base material, the surface of the metal base material is also common to form a plating layer for improving various functions.
도금층의 대표적인 예로서 내식성 향상을 위하여 이루어지는 아연 도금층이 언급될 수 있다.As a representative example of the plating layer, a zinc plating layer made for improving corrosion resistance may be mentioned.
그러나 이러한 도금층은 통상 모재의 경도에 비하여 낮은 경도를 가진다.However, such a plating layer usually has a low hardness compared to the hardness of the base material.
이와 같이 모재의 경도에 비하여 낮은 경도를 가지는 도금층이 형성된 기계 부품의 경우 도금층 형성후 그 취급 내지 운반 과정에서 외부의 충격으로 인하여 스크래치가 발생할 수 있다.As such, in the case of a mechanical part having a plating layer having a lower hardness than that of the base metal, scratches may occur due to external impacts during the handling or transporting process after the plating layer is formed.
특히 아연 도금층의 경우 낮은 경도로 인하여 매우 쉽게 스크래치가 발생한다는 문제점이 있다.In particular, the galvanized layer has a problem that the scratch occurs very easily due to the low hardness.
이와 같이 조립전에 기계 부품에 발생한 스크래치는 통상의 경우는 문제가 되지 않으나, 다른 부품과 조립되어, 즉 다른 부품과 서로 접합되어 유체가 누설되는 것을 방지하여야 하는 유체 밀봉면을 가진 기계 부품의 경우 심각한 문제가 된다.As such, scratches on mechanical parts prior to assembly are not normally a problem, but are serious for mechanical parts with fluid sealing surfaces that must be assembled with other parts, ie, joined together with other parts to prevent fluid leakage. It is a problem.
자동차의 브레이크 호스 어셈블리에 사용되는 아이 조인트(EYE JOINT)는 유체 밀봉면을 가지는 기계 부품의 일종이며, 도 1은 아이 조인트의 사시도이다.The eye joint used for the brake hose assembly of an automobile is a kind of mechanical part having a fluid sealing surface, and FIG. 1 is a perspective view of the eye joint.
아이 조인트(10)의 경우 유체 밀봉면(11)을 가지는데, 유체 밀봉면(11)에 스크래치가 발생하는 경우 a와 같이 원주 방향으로 형성된 스크래치는 큰 문제가 되지 않으나 b와 같이 방사상 방향으로 형성된 스크래치는 그 스크래치를 통하여 기름이 누설되는 문제가 발생한다.In the case of the
유체 밀봉면에 형성된 스크래치의 형태는 도 2의 단면도에서 도시된 바와 같이 아연 도금층(11b)에만 형성되는 얕은 스크래치(c)일 수도 있으며, 혹은 아연 도금층(11b)은 물론이며 금속 모재(11a)까지 깊게 패인 스크래치(d)일 수도 있다.The shape of the scratch formed on the fluid sealing surface may be a shallow scratch (c) formed only on the galvanized
스크래치는 c 및 d와 같은 깊이의 문제보다는 a와 b와 같은 스크래치의 방향 이 더욱 문제가 된다.Scratches are more problematic in the direction of scratches such as a and b than in depth problems like c and d.
통상 아이 조인트(10)는 그 조립 전에 육안 검사를 통하여 스크래치를 검사하게 되는 데, 스크래치가 발생된 경우 폐기할 수 밖에 없는 상황이며, 폐기되는 양은 전체의 20~30%에 달한다.Normally, the
물론 이러한 스크래치는 도금 작업을 다시 수행함으로써 제거될 수 있지만 공정의 번잡함과 도금 품질 불량 등에 대한 문제로 폐기하는 것이 여러가지 면에서 유리하다.Of course, such scratches can be removed by performing the plating operation again, but it is advantageous in many ways to dispose of the scratches due to the trouble of the process and poor plating quality.
도금 작업을 재수행하지 않고 스크래치를 제거하는 방법은 현재로서는 알려진 바 없다.It is currently unknown how to remove scratches without redoing the plating operation.
일반적으로 금속 표면의 조도를 개선하기 위하여 연마 공정이 널리 이용되고 있지만, 도금층이 형성된 기계 부품의 경우 연마 공정을 채택하게 되면 도금층이 제거되어 오히려 품질 불량을 야기하게 된다.In general, the polishing process is widely used to improve the roughness of the metal surface, but in the case of mechanical parts with a plated layer, if the polishing process is adopted, the plated layer is removed, causing quality defects.
본 발명은 상기와 같이 도금층이 형성된 기계 부품에 스크래치가 발생할 경우 이를 제거하기 위한 새로운 장치를 제안하고자 한다.The present invention is to propose a new device for removing a scratch if a scratch occurs in the mechanical part is formed with a plating layer as described above.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 모재와 상기 모재의 경도보다 낮은 경도를 가진 도금층으로 형성된 유체 밀봉면을 가진 기계 부품의 상기 유체 밀봉면에 발생한 스크래치를 제거하기 위한 장치에 있어서 : 상기 기계 부품을 지지하기 위하여 마련되는 지지대 ; 상기 지지대의 상부에 수직으로 마련되어, 상하로 이동가능하며 구동원에 의하여 축중심을 따라 회전가능하게 마련되는 스핀들 ; 상기 스핀들의 하단에 자전가능하게 마련되되, 상기 스핀들의 축중심과 직각을 이루는 자전중심을 가지며, 상기 스핀들의 축중심으로부터 이격되어 마련되어 상기 스핀들의 축중심과 일치하는 공전중심을 가지는 스크래치 제거용 롤러 ; 를 포함하여 이루어지며, 상기 회전하는 스핀들이 하부로 이동하여 상기 스크래치 제거용 롤러가 상기 기계 부품의 유체 밀봉면에 하방의 압력을 가하면, 상기 스크래치 제거용 롤러가 상기 기계 부품의 유체 밀봉면과 접한 상태에서 상기 스핀들의 회전에 의하여 상기 유체 밀봉면을 따라 공전 및 자전하여 상기 유체 밀봉면에 형성된 스크래치를 제거하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention is a device for removing scratches on the fluid sealing surface of the mechanical component having a fluid sealing surface formed of a base material and a plating layer having a hardness lower than the hardness of the base material: A support provided to support the component; A spindle provided perpendicularly to an upper portion of the support and movable up and down and rotatably provided along a shaft center by a driving source; Scratch removal roller is provided on the lower end of the spindle rotatably, has a rotation center perpendicular to the axis center of the spindle, and is spaced apart from the axis center of the spindle and has a revolution center coinciding with the axis center of the spindle. ; And the rotating spindle is moved downward so that the scratch removing roller applies downward pressure to the fluid sealing surface of the mechanical part, and the scratch removing roller is in contact with the fluid sealing surface of the mechanical part. It is characterized in that by rotating the spindle in the state by rotating and rotating along the fluid sealing surface to remove the scratch formed on the fluid sealing surface.
상기에 있어서, 상기 스크래치 제거용 롤러의 폭은 상기 유체 밀봉면의 폭보 다 큰 것이 바람직하다.In the above, the width of the scratch removal roller is preferably larger than the width of the fluid sealing surface.
상기와 같이 본 발명은 도금층이 형성된 기계 부품에 스크래치가 발생할 경우 이를 매우 쉽게 제거하여 기계 부품이 스크래치 때문에 폐기되는 일이 없도록 하여 자원의 이용도를 높일 수 있으며, 또한 그 스크래치 제거 작업이 매우 간단하게 이루어진다.As described above, in the present invention, when a scratch occurs in a mechanical part on which a plating layer is formed, it is very easily removed so that the mechanical part is not discarded due to scratches, thereby increasing the utilization of resources, and the scratch removing operation is very simple. Is done.
이하 본 발명의 일 실시례에 따라 그 구성과 작용을 상세히 설명한다.Hereinafter will be described in detail the configuration and operation according to an embodiment of the present invention.
통상의 기계 부품은 금속 모재와 상기 모재의 표면의 형성되는 도금층으로 이루어진다.A typical mechanical part consists of a metal base material and a plating layer formed on the surface of the base material.
특히 유체 밀봉면을 가진 기계 부품의 경우 도금층은 금속 모재의 경도에 비하여 낮은 경도를 가진다. 이와 같이 낮은 경도를 가지는 도금층은 쉽게 스크래치가 발생한다는 문제점이 있다.In particular, in the case of a mechanical part having a fluid sealing surface, the plating layer has a low hardness compared to the hardness of the metal base material. Thus, the plating layer having a low hardness has a problem that the scratch easily occurs.
한편, 이와 같이 낮은 경도를 가지는 도금층은 금속 모재에 비하여 연성과 전성이 우수하다.On the other hand, the plating layer having such a low hardness is excellent in ductility and malleability compared to the metal base material.
본 발명은 이와 같이 우수한 연성과 전성을 가진 도금층의 특성을 활용한다면 쉽게 그 스크래치를 제거할 수 있다는 점에 착안하여 제안된다.The present invention focuses on the fact that the scratch can be easily removed by utilizing the characteristics of the plating layer having such excellent ductility and malleability.
즉, 도금층에 스크래치 제거용 롤러를 압력을 가하면서 굴려주면, 우수한 연성과 전성을 가진 도금층이 스크래치 제거용 롤러의 압력에 의하여 스크래치를 메워줌으로써 스크래치가 제거될 수 있다.That is, when the scratch removal roller is rolled while applying pressure to the plating layer, the plating layer having excellent ductility and malleability can be scratched by filling the scratch by the pressure of the scratch removal roller.
이때 스크래치 제거용 롤러의 표면의 이동거리는 스크래치 제거 작업이 수행된 도금층의 길이와 거의 동일하여야 한다. 만일 스크래치 제거용 롤러가 매우 빠른 속도로 강제 회전한다면 오히려 도금층의 파손을 불러 일으킬 수 있을 것이다.At this time, the movement distance of the surface of the scratch removal roller should be approximately equal to the length of the plating layer on which the scratch removal operation is performed. If the scratch removal roller is forcibly rotated at a very high speed, it may cause damage to the plating layer.
도 3은 본 발명에 의한 스크래치 제거 방법의 개념도이다.3 is a conceptual diagram of a scratch removal method according to the present invention.
유체 밀봉면(11)이 금속 모재(11a)와 금속 모재(11a)의 상부에 형성되는 아연 도금층(11b)으로 이루어져 있다.The
유체 밀봉면(11)을 따라 스크래치 제거용 롤러(110)을 아래로 압력을 가하면서 우측으로 밀어주면, 스크래치 제거용 롤러(110)는 유체 밀봉면(11)을 따라 회전하면서(즉 굴러가면서) 우측으로 이동하게 된다. 이때 스크래치 제거용 롤러(110)는 다른 구동원에 의하여 굴러가는 것이 아니라 유체 밀봉면(11)과의 접지압에 의하여 굴러간다는 점이 중요하다.When the
이때 스크래치 제거용 롤러(110)의 표면의 이동 거리는 스크래치 제거 작업이 수행된 유체 밀봉면(11)의 길이와 거의 동일하다.At this time, the movement distance of the surface of the
즉, 스크래치 제거용 롤러(110)를 우측 하방으로 밀어주어 스크래치 제거용 롤러(110)가 1회전하였다면 스크래치 제거용 롤러(110)는 유체 밀봉면(11)을 따라 약 3.14 x D(이때 D는 스크래치 제거용 롤러의 직경)만큼 이동하게 된다.That is, if the
이와 같이 스크래치 제거용 롤러(110)를 아연 도금층(11b) 상부에서 수차례 압력을 가하면서 굴려주면 아연 도금층(11b)이 그 연성과 전성에 의하여 스크래치를 메워줌으로써 스크래치가 제거될 수 있다.When the
도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 스크래치 제거 장치의 개념 단면도이며, 도 5는 도 4의 작동 상태를 보이는 개념 단면도이다.4 is a conceptual cross-sectional view of the scratch removing device according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a conceptual cross-sectional view showing an operating state of FIG.
본 스크래치 제거 장치는 크게 지지대(200)와 스핀들(100)로 이루어진다.The scratch removing device is composed of a
지지대(200)는 아이조인트 등의 기계 부품을 지지하기 위한 것이다.The
스핀들(100)은 지지대(200)의 상부에 수직으로 마련된다. 스핀들(100)은 모터 등의 구동원에 의하여 그 축중심을 따라 회전가능하게 마련된다. 또한 스핀들(100)은 모터 등의 구동원 혹은 핸들 등의 수조작에 의하여 상하로 이동가능하게 마련된다.The
이러한 지지대(200)와 스핀들(100)의 구성은 통상의 기계 가공 장치와 거의 유사하다. 일반적인 드릴 가공 장치는 지지대(200)와 스핀들(100)을 모두 구비하고 있으며, 본 장치는 이러한 일반적인 기계 가공 장치의 구성을 그대로 이용하였다.The configuration of the
다만, 본 장치는 스핀들(100)의 하단에 스크래치 제거용 롤러(110)가 마련된다.However, the device is provided with a
스크래치 제거용 롤러(110)는 스핀들(100)의 하단에 자전 가능하게 마련된다. 이를 위하여 스핀들(100)의 하단에 롤러 회전축(111)이 고정 마련되며, 상기 롤러 회전축(111)에 스크래치 제거용 롤러(110)가 회전 가능하게 마련된다.The
본 실시례에서 롤러 회전축(111)은 스핀들(100)의 축중심과 직각을 이루므로 스크래치 제거용 롤러(110)의 자전 중심은 스핀들(100)의 축중심과 직각을 이룬다.In this embodiment, since the
또한 스크래치 제거용 롤러(110)는 스핀들(100)의 축중심으로부터 이격되어 마련된다. 따라서 스크래치 제거용 롤러(110)는 스핀들(100)의 축중심을 따라 공전하게 된다. 즉 스크래치 제거용 롤러(110)의 공전 중심은 스핀들(100)의 축중심과 일치하게 된다.In addition, the
도 4는 스핀들(100)이 회전하고 있으며, 이에 따라 스크래치 제거용 롤러(110) 또한 스핀들(100)의 축중심을 따라 공전하고 있는 상태를 도시하고 있다. 이때 스크래치 제거용 롤러(110)는 자전하지는 않고 있는 상태이다.4 illustrates a state in which the
도 5는 스크래치 제거 작업을 수행할 때의 도 4의 변화 상태이다.5 is a change state of FIG. 4 when the scratch removal operation is performed.
먼저 지지대(200)에 아이조인트(10)를 위치시킨다.First, the
다음으로 스핀들(100)을 아래로 강제로 이동시킨다. 따라서 스크래치 제거용 롤러(110)가 아이조인트(10)의 유체 밀봉면(11)과 접하게 된다.Next, the
이때 스크래치 제거용 롤러(110)는 아이조인트(10)의 유체 밀봉면(11)에 하방의 압력을 가하면서 접하는 상태가 된다.At this time, the
이러한 상태에서 스핀들(100)의 회전에 의하여 스크래치 제거용 롤러(110)와 유체 밀봉면(11)의 상대 이동이 발생하게 된다. 즉, 스크래치 제거용 롤러(110)가 유체 밀봉면(11)을 따라 공전 및 자전하면서 굴러가게 되는 것이다.In this state, rotation of the
한편 이때 스크래치 제거용 롤러(110)의 폭(W1)은 유체 밀봉면(11)의 폭(W2)보다 큰 것이 바람직하다. 이는 도금층 폭방향 전체에 균일한 압력을 가하기 위한 것이다.Meanwhile, the width W1 of the
도 5와 같은 상태로 잠시동안 유지하면 스크래치 제거용 롤러(110)는 유체 밀봉면(11)을 수회 이상 압력을 가하면서 굴러가는 과정을 반복하게 되며, 이에 의하여 아이조인트(10)와 같은 기계 부품의 유체 밀봉면(11)의 스크래치가 제거된다.If it is maintained for a while in the state as shown in Figure 5, the
즉, 스크래치 제거용 롤러(110)는 스핀들(110)의 회전수만큼 유체 밀봉면(11)에 압력을 가하면서 굴러가는 동작을 반복하게 되어 스크래치를 제거하게 된다.That is, the
스크래치가 발생된 아이조인트(10)에 대하여 상기와 같은 장치에서 스크래치를 제거하는 과정을 거친 후 기밀테스트를 수행한 결과 품질 요구 조건을 만족하는 것으로 확인되었다. 즉 상기와 같은 과정을 거친 아이조인트는 스크래치가 제거된 것으로 확인되었다. 물론 육안상으로도 스크래치가 제거된 것을 쉽게 확인할 수 있었다.As a result of performing the airtight test after the process of removing the scratch in the device as described above for the scratched eye joint 10, it was confirmed that the quality requirements are satisfied. That is, the eye joint that went through the above process was confirmed that the scratch is removed. Of course, it was easy to see that the scratch was removed even with the naked eye.
상기와 같이 아이조인트에 대한 스크래치 제거 장치를 설명하였지만, 다른 기계 부품 또한 이러한 방식으로 그 스크래치가 제거될 수 있다.Although the scratch removal device for the eye joint has been described as above, other mechanical parts can also be removed in this manner.
상기의 실시례는 본 발명의 바람직한 실시례일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상은 당업자에 의하여 다양하게 변형 내지 조정될 수 있다. 이러한 변형 내지 조정이 본 발명의 기술적 사상을 이용한다면 이는 본 발명의 범위에 속하는 것이다.The above embodiments are merely preferred embodiments of the present invention, and the technical spirit of the present invention may be variously modified or adjusted by those skilled in the art. Such modifications and adjustments fall within the scope of the present invention if they use the technical idea of the present invention.
본 발명은 기계 부품의 유체 밀봉면에 발생한 스크래치를 제거하기 위한 장치로 이용될 수 있다.The present invention can be used as an apparatus for removing scratches generated on the fluid sealing surface of a mechanical part.
도 1은 아이 조인트의 사시도,1 is a perspective view of an eye joint,
도 2는 도 1의 유체 밀봉면의 단면도,2 is a cross-sectional view of the fluid sealing surface of FIG.
도 3은 본 발명에 의한 스크래치 제거 방법의 개념도,3 is a conceptual diagram of a scratch removal method according to the present invention,
도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 스크래치 제거 장치의 개념 단면도, 4 is a conceptual cross-sectional view of the scratch removal apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 5는 도 4의 작동 상태를 보이는 개념 단면도.5 is a conceptual cross-sectional view showing the operating state of FIG.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10 : 아이조인트 11 : 유체 밀봉면10: eye joint 11: fluid sealing surface
11a : 모재 11b : 아연 도금층11a:
100 : 스핀들 110 : 스크래치 제거용 롤러100: spindle 110: scratch removal roller
111 : 롤러 회전축 200 : 지지대111: roller rotation shaft 200: support
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