KR100194277B1 - 클램프장치 - Google Patents

Abstract

클램프부재(7)는, 하우징(4)의 전방측에 배치한 피고정물(2)의 피클램프면(2a)에 대하여 비스듬히 상측으로부터 직진구동되고, 그 피클램프면(2a)과 거의 평행하게 형성한 클램프단면(22)을 구비한다.

활동용셔틀부재(21)는 상기한 피클램프면(2a)과 클램프단면(22)사이에 개재되어 클램프단면(22)에 전후방향으로 일정범위내에서 슬라이드 이동자재하게 지지된다.

Description

클램프장치

제1도 내지 제16도는 본 발명의 실시예를 표시하고 있다.

제1도 내지 제7도는 제1 실시예로,

제1도는 제2도의 I - I 선에서 본 유압클램프이 종단측면도.

제2도는 그 유압클램프의 평면도.

제3도는 제1도의 III - III선에서 본 도면.

제4도는 제1도의 IV - IV선에서 본 도면.

제5도는 제1도의 V - V선에서 본 도면.

제6도는 제1도의 부분확대도로서, 클램프과도 상태롤 표시하는 도면.

제7도는 제6도에 상당하는 도면으로서, 클램프 완료상태를 표시하는 도면.

제8도 내지 제15도는, 상기한 제1 실시예의 변형예을 표시하며,

제8도는 제1변형예를 표시하며, 제6도에 상당하는 도면.

제9도와 제10도는, 제2변형예를 표시하며,

제9도는 제8도에 상당하는 도면.

제10도는 제9도의 좌측면도.

제11도와 제12도는, 제3변형예를 표시하며,

제12도는 제11도의 저면도.

제13도 내지 제15도는, 제4변형예를 표시하며,

제13도는 제6도에 상당하는 도면.

제14도는 제13도의 XIV-XIV선에서 본 도면.

제15도는 제13도의 XV-XV선에서 본 단면도.

제16도는 제2실시예를 표시하는 유압클램프의 종단측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2, 52 : 피고정물 4, 54 : 하우징

4a, 54a : 하우징전방면 7, 36, 43, 46, 57, 67 : 클램프부재

21, 35, 41, 48, 61, 71 : 활동용서틀부재 22, 47, 62, 72 : 클램프단면

본발명은 사출성형기.복합공작기계(machining center) 등의 가공기계의 고정대에 금형.워크팰릿(work pallet) 등의 피고정물을 압압조작하는 클램프장치로서, 그 클램프장치의 정방축에 배치한 피고정물의 피클램프면에 대하여 클램프부재를 경사지게 상측으로부터 직진구동시키는 형식의 클램프장치에 관한다.

이 종류의 클램프장치에는, 종래에는 일본국 특공소 52-30371호 공보나, 일본국 실공소 55-1861호 공보에 기재된 것이 있다.

각 종래 기술에서는, 금형의 피클램프면에, 클램프부재의 클램프단면을 직접 맞닿게 하도록 되어 있다.

그런데, 상기한 종류의 클램프장치에서는, 클램프작동의 종말기에는, 금형의 피클램프면과 클램프공구의 클램프단면과의 양면사이에 작은 동마찰력이 작용하는 것에 대하여, 언클램프(unclamp)작동의 시작기에는, 그 양면사이에 큰 정마찰력이 작용한다.

상기한 커다란 정마찰력에 의하여 클래프장치가 언클램프 작동하지 않게 되는 것을 방지하기 위하여 종래에는 클램프장치의 언클램프용 조작력을 강력하게 할 필요가 있었고, 그결과, 클램프장치가 대형화하고 있었다.

본발명자들은, 클램프장치의 소형화를 도모하기 위하여, 본발명에 앞서 다음과 같은 사례를 고찰하였다.

즉, 클래프부재의 표면을 코팅이나 윤활제 등의 슬라이드 촉진재로 덮어, 금형의 피클램프면과 클램프단면 사이의 마찰계수를 작게 하여 언클램프용 조작력을 저감하는 것이다.

그러나, 상기한 슬라이드촉진재는, 교환되는 금형에 부착하여 없어지기 때문에 수명이 극단적으로 짧아 클램프장치의 언클램프 작동을 확실하게 실시하는 면에는 개선이 요망되고 있었다.

또, 금형의 피클램프면의 가공정밀도는, 교환되는 금형마다 다르다.

그 클램프면의 가공정밀도가 조악할 경우에는 상기한 슬라이드촉진재가 쉽게 파괴되어, 피클램프면과, 클램프단면의 양자가 국부 샌드버닝(sand burning)을 일으키기 쉽다.

그 결과, 이들 양자간의 마찰계수가 점차커져 끝내 클램프장치를 언클램작동할 수 없게 될 우려가 있었다.

또, 본발명이 대상으로 하는 클램프부재가 경사직동형(傾斜直動形) 클램프장치라고 하는 것은, 기본적인 구조가 다르지만, 언클램프용 조작력을 저감시키는 기술에는, 본발명자중의 한사람이 앞서 제안한 미국특허 4,932,640에 기재된 기술이 있다.

이것은, 쇄기배력형유압클램프의 하우징에 형성한 쐐기받침이면과 체결용쇄기의 슬라이드 접촉면 사이에 활동(滑動)부재를 개재시킨 것이다.

그러나, 이 쐐기배력형유압클램프는, 클램프공구를 요동구동하여 피고정물을 클램프하는 구조이므로, 그 피고정물과 클램프부재 사이의 마찰계수가 대단히 증대한다고 하는 폐해가 발생하고 있지 않았다.

본발명은, 클램프부재의 경사직동형의 클램프장치에 있어서 그장치를 소형으로 제조함과 아울러, 언클램프작동을 확실하게 할 수 있는 것을 목적으로 한다.

본발명은, 상기한 목적을 달성하기 위하여 클램프공구에 다음과 같은 개량을 가하였다.

피고정물(2)의 피클램프면(2a)(52a)과 클램프부재(7)(57)의 클램프단면(22)(72)을 거의 평행하게 형성하여, 이들 양면사이에 활동용 셔틀부재(21)(71)를 개재시킨다.

이 셔틀부재(21)(71)를 클램프단면(22)(72)에 전후방향으로 일정 범위내에서 슬라이드 이동자재하게 지지한다.

본발명은 다음과 같이 작용한다.

클램프작동시에 클램프부재가 전방면 하측으로 전진구동되면, 먼저 셔틀부재가 피고정물의 피클램프면에 비스듬히 상측으로부터 맞닿는다. 피클램프면과 셔틀부재와의 마찰계수가 대단히 클 경우에는, 셔틀부재가 피클램프면에 마찰고정된다.

이어서 셔틀부재를 뒤쪽에 남겨둔 상태로 클램프부재만 전방면 하측으로 활동하여, 클램프부재가 셔틀부재를 개재하여 피고정물을 고정대에 강력리 압압고정한다.

이에 대하여 상기한 클램프완료상태에서 언클램프 작동시킬 때는, 먼저 피클램프면에 마찰고정된 셔틀부재와 클램프부재와의 사이에 미끄럼이 발생하여 그 셔틀부재를 남겨둔 상태로 클램프부재만 후상측으로 구동된다.

이어서 후상향으로 후퇴구동되는 클램프부재와 동행하여 셔틀부재가 후퇴하여 피고정물을 언클램프상태로 절환하는 것이다.

상기한 셔틀부재와 클램프부재와의 양부재는, 금형등의 피고정물과는 다르게, 클램프장치의 구성부재이므로 사용재료, 가공정밀도, 표면처리 선택의 자유도가 크다.

그러므로, 양부재는 슬라이드작동면 끼리의 마차계수를 작게 하는 일이 쉽다.

따라서, 언클램프용 조작력이 작아도 되어, 클램프장치를 소형으로 만들 수 있다.

그밖에도, 상기한 양부재의 슬라이드작동면 끼리는, 코팅이나 윤활제 등의 슬라이드 작동촉진재가 피고정물에 의하여 제거되는 일이 없으므로 장기간에 걸쳐서 마찰계수를 작은 값으로 유지할 수 있다.

따라서 클램프장치의 언클램프작동을 장기간에 걸쳐 확실하게 실시할 수 있다.

또, 상기한 구성에 있어서, 셔틀부재의 표면경도는, 샌드버닝을 방지하는 측면에서, 피클램면이나 클램프 단면의 표면 경도 보다도 큰 값으로 설정하는 것이 바람직하다.

또, 상기한 셔틀부재는, 클램프부재에 대하여 스프링 등의 탄압장치(23)에 의하여 전방측으로 탄압해 두는 것이 바람직하다.

이와같이하면, 언클램프작동의 종기에 셔틀부재(21)를 탄압장치(23)에 의하여 전방측 위치로 복귀시킬 수가 있으며, 다음 클램프작동의 준비를 자동적으로 할 수 있다.

본발명은 상기와 같이 구성되어 작용하므로서 다음과 같은 효과를 나타낸다.

클램프장치는, 셔틀부재의 개재에 의하여 언클램프용 조작력이 작아도 되므로, 단동형 스프링 복귀식으로 구성한 경우에는 언클램프용 스프링을 소형화 할 수 있고, 유체압복귀식 스프링크램프 또는 복동식으로 구성했을 경우에는 언클램프용 유체압구동식의 단면적을 작게 할 수 있다.

그결과, 클램프장치를 소형으로 만들 수 있다.

또 상기한 셔틀부재와 클램프부재와의 슬라이드작동면 끼리는, 슬라이드촉진재가 제거되는 일이 일어나지 않으므로, 마찰계수가 작은 양호한 상태를 장기간에 걸쳐서 유지할 수 있어 언클램프작동을 장기간에 걸쳐서 확실히 행할 수 있다.

이상에 의하여 클램프장치는, 소형으로 만들면서도 클램프작동을 확실히 행할 수 있다.

그뿐아니라 상술한 바와 같이, 클램프작동의 종기에 있어서, 피고정물과 클램프부재 사이의 마차계수를 셔틀부재의 개재에 의하여 작은 값으로 유지할 수 있으므로, 피고정물이 어긋나서 움직이는 것을 반지할 수 있고, 사출성형기 등의 가공기계의 가공정밀도를 향상시킬 수 있다.

이하, 본발명의 실시예를 도면으로 설명한다.

[제1 실시예]

제1도 내지 제7도는 제1실시예를 표시하고 있다. 사출성형기의 고정대(1)에, 피고정물인금형(2)이 단독형 스프링복귀식의 유압클램프(3)에 의하여 고정된다.

이 유압클램프(3)는, 그 하우징(4)의 한쌍의 측벽(5),(5)이 2개의 볼트(6),(6)에 의해 고정대(1)에 고정되어 있고, 하우징(4)으로부터 진출시킨 클램프 부재(7)가 금형(2)의 피클램프면(2a)을 비스듬히 상측으로부터 압압하도록 되어 있다.

즉, 상기한 하우징(4)내에 실린더구멍(9)이 전방면이 내려오는 경사형상으로 성형된다.

실린더구멍(9)의 경사각도(θ)는, 여기에서는 40도로 설정되어있지만, 10도에서 45도의 범위이면 적당하다.

상기한 실린더구멍(9)에 피스톤(10)이 U패킹(11)을 개재하여 유밀상태(油密狀態)로 삽입 된다.

이 피스톤(10)의 후면을 향하여 클램프구동유실(12)이 형성된다.

클램프구동유실(12)에 급배유구(13)가 연통되어 있다.

또 실린더구멍(9)의 상주면부분(9a)이 하우징(4)의 전방면(4a)에 개구된다.

상기한 클램프부재(7)는, 피스톤(10)의 상부로부터 전방하측으로 향하여 직접 연출(連出)되어, 있고, 실린더구멍(9)의 상주면부분(9a)에 의하여 안내된다.

상기한 클램프부재(7)의 전면에서 뒤로 향하여 스프링수용구멍(15)이 형성된다.

이 스프링수용구멍(15)의 축심은 실린더구멍(9)의 축심보다도 하측으로 변위되어 있다.

또 하우징(4)의 양측벽(5),(5)의 전방하부에 핀삽입구멍(16),(16)이 횡단형상으로 형성된다.

스프링받침핀(17)은 클램프부재(7) 및 스프링수용구멍(15)을 횡단하여, 그 양단부가 한쌍의 핀 삽입구멍(19),(16)에 지지되어 있다.

이 스프링 받침핀(17)은, 양 볼트(6),(6)로 빠져나가는 것을 방지하고 있다.

그리고, 상기한 스프링수용구멍(15)의 깊숙한 안쪽부분과 스프링받침핀(17)사이에 언클램프용스프링(18)이 장착된다.

또, 클램프부재(7)는, 그 좌우 벽에 형성한 전방으로 향하여 개구한 형상의 유동홈(19),(19)에 의하여 스프링받침핀(17)과의 간섭이 방지되어 있다.

또 상기한 금형(2)의 피클램프면(2a)과 클램프부재(7)와의 사이에, 활동용(滑動用) 제1셔틀부재(21)가 전후방향으로 일정범위내에서 슬라이드 이동자재한 상태로 개재된다.

즉 클램프부재(7)의 전방부하면에 클램프단면인 셔틀용지지홈(22)이 하향개구 형상으로 형성된다(제4도참조).

이 지지홈(22)에 삽입한 제1셔틀부재(21)는, 탄압장치인 C자형상스프링(23)에 의하여 앞쪽으로 향하여 압압됨과 아울러, 소정량 이상의 전방 이동이 2개의 스톱퍼핀(24)에 의하여 저지된다.

제1셔틀부재(21)에는 각 스톱퍼핀(24)에 대응하여 유동구멍(25),(25)이 관통되어 있다.

상기한 제1셔틀부재(21)는, 금형(2)이나 클램프부재(7)보다도 경도가 큰 성분으로 제작되어 있다.

즉, 제1셔틀부재(21)는, 합금강에 열처리를 하거나 질화처리를 하여 경질의 재료로 구성되어 있다.

이 경우에, 제1셔틀부재(21)는 상면과 하면 또는 표면만의 경도가 피클램프면(2a)이나 셔틀용지지홈(22)의 표면경도보다도 크면 된다.

또 그 경질재료에 코팅이나 도금등의 표면처리를 하여 잘 미끄러지게 되어 있다.

또, 제1셔틀부재(21)와 클램프부재(7)와의 사이의 슬라이드작동을 더욱 원활하게 하기 위하여, 이들양자의 슬라이드면에는, 구리이스나 이황화물리브덴등의 윤활제를 도포하는 것이 바람직하다.

또 상기한 실린더구멍(9)의 상주면부분(9a)과 클램프부재(7)의 상주면부분과의 사이에는 활동용 셔틀부재(28)가 일정범위내에서 전후방향으로 슬라이드이동자재한 상태로 장착된다.

이 제2셔틀부재(28)는, 상기한 제1셔틀부재(21)와, 거의 똑같게 제작되어 있다.

또 하우징(4)에 형성한 제2셔틀용수용홈(29)에는 구리이스 충전구멍(30)이 개구되어 있다.

상기한 제2셔틀부재(28)를 설치하므로써, 클램프부재(7)와 하우징(4) 사이의 마찰계수가 작게되고, 그 결과 언클램프용 조작력이 한층 작아진다.

또, 하우징(4)의 측벽(5)에는 실린더구멍을 향하게 하여 클램프.언클램프상태 검출용 근점스위치(32)가 설치되어 있다.

제1도와 제6도 및 제7도에 있어서, 상기한 유압클램프의 작동을 설명한다.

제6도는 제1도의 부분확대도로서, 클램프 과도상태(過渡狀態)를 표시하고 있다.

제7도는 클램프완료상태를 표시하며, 제6도에 상당하는 도면이다.

언클램프상태에서 클램프상태로 절환할 때에는 클램프구동유실(12)내에 유압을 공급한다.

그렇게하면, 그 유압력으로 피스톤(10)이 진출구동되어, 클램프부재(7)가 전방면하부측으로 전진시켜 진다.

이것에 의하여, 제1도와 제6도에 표시하듯이 제1셔틀부재(21)의 하면이 금형의 피클램프면(2a)에 비스듬히 상측으로부터 맞닿는다.

이어서, 피스톤(10)이 진출구동 되므로써 제7도에 표시하듯이 피클램프면(2a)에 마찰고정된 제1셔틀부재(21)와 클램프부재(7)의 클램프단면인 지지홈(22)의 사이에 미끄럼이 발생하여 그제1셔틀부재(21)를 후측에 남겨둔상태로 클램프부재(7)만 전방하측으로 구동된다.

이것에 의하여, 클램프부재(7)가 금형(2)을 고정대(1)에 강력히 압압고정하는 것이다.

이것에 대하여, 압압클램프(3)는, 상기한 제7도의 클램프완료 상태로부터 언클램프상태로의 절환시에는, 다음과 같이 작동한다.

클램프구동유실(12)로부터 유압을 배출하면, 언클램프용스프링(18)의 탄압력에 의하여 피스톤(10)이 후방상향으로 후퇴구동 된다.

그리하면, 제6도에 표시하듯이 먼저, 피클램프면(2a)에 마찰고정된 제1셔틀부재(21)와 지지홈(22)사이에 미끄럼이 발생하여 그 제1셔틀부재(21)를 남겨둔 상태로 클램프부재(7)만 후방상측으로 구동된다.

이어서, 후퇴구동되는 피스톤(10)에 하여, 클램프부재(7)와 제1셔틀부재(21)가 후방상향으로 언클램프구동되어, 금형(2)이 언클램프되는 것이다.

또 금형(20의 피클램프면(2a)의 높이치수가 높아져서 클램프두께가 커질경우에는 하우징(4)의 하면과 고정대(1)사이에 높이조절용 어댑터플레이트(도면표시않음)를 삽입하므로써 그 클램프두께의 변화에 쉽게 대응할 수 있다.

제8도 내지 제15도는 제1도내지 제4도의 변형예를 표시하고 있다.

[제1변형예]

제8도는 제1변형예를 표시하고 있다.

이것은 제1셔틀부재(35)의 후면에 대향시켜 클램프부재(36)에 스톱퍼벽(37)을 설치한 것이다.

스톱퍼벽(37)의 스톱퍼간극(A)은 제1셔틀부재(35)의 유동간극(B)보다도 작은 치수로 설정되어 있다.

이에따라 클램프부재(7)가 클램프과도 상태로부터 클램프완료상태로 절환될 때에 어떠한 원인으로 제1셔틀부재(35)에 대한 클래프부재(36)의 친출량이 커졌을 경우일 지라도 스톱퍼벽(37)이 스톱퍼 핀(38)보다도 먼저 제1셔틀부재(35)에 맞닿아 스토퍼핀(38)의 파손을 방지하는 것이다.

[제2변형예]

제9도와 제10도는 제2변형예를 표시하고 있다.

이 경우, 상기한 셔틀용지지홈을 생략하여, 제1셔틀부재(41)가 2개의 볼트(42)에 의하여 클램프부재(43)에 지지되어 있다.

부호 43a는 클램프 단면이다.

또 클램프부재(43)에 형성한 2개의 스프링수용구멍(44),(44)에 탄압장치로서 압축코일스프링(45),(45)이 삽입된다.

이들 압축코일스프링(45)에 의하여 제1셔틀부재(41)가 전방측으로 탄압된다.

[제3변형예]

제11도와 제12도는 제3변형예를 표시하고 있다.

이 경우, 클램프부재(46)의 하면에 클램프단면인 셔틀용지지홈(47)을 폭방향으로 형성함과 아울러 이 지지홈(47)에 제1셔틀부재(48)를 스톱퍼핀(49)을 개지하여 전후방향으로 슬라이드 이동자재하게 삽입하고 있다.

[제4변형예]

제13도 내지 제15도는 제4변형예를 표시하고 있다.

상기한 금형(2)의 피클램프면(2a)과 클램프부재(67)의 클램프단면(62)사이에, 제1셔틀부재(61)가 키이(64)에 의하여 전후방향으로 슬라이드 이동자재하게 개재시켜져 있다.

그 셔틀부재(61)는 코일스프링(63)에 의하여 전방향으로 탄압된다.

또, 그 셔틀부재(61)의 소정량이상의 전방방향의 이동이 유동구멍(65),(65)에 삽통한 한쌍의 스토퍼볼트(66),(66)에 의하여 저지되어 있다.

부호 68은 서포터판이고, 부호 69는 슬리브이다.

[제2실시예]

제16도는 제2실시예를 표시하고 있다.

유압클램프(53)는 복동형으로 구성되어 있다.

그 하우징(54)내에 대경의 실린더구멍(76)과, 소경의 로드구멍(80)이 직렬로 형성되고, 이들구멍(79)(80)에 피스톤(60) 및 클램프부재(57)가 고정대(51)의 고정면과 평행하게 삽입된다.

금형(52)의 피클램프면(52a)은, 뒤로 내려가는 경사면으로 형성된다.

이것에 대응하여 클램프부재(57)의 전방하부도 뒤로 내려가는 경사면으로 구성된다.

상기한 경사면에 클램프단면인 셔틀용지지홈(72)이 형성된다.

그 지지홈(72)에 제1셔틀부재(71)가 전후방향으로 슬라이드이동자재하게 지지 된다.

제2셔틀부재(78)는, 고리형상으로 형성되고, 클램프부재(57) 전후방향의 도중부에 외감된다.

또, 이 제2셔틀부재(78)는 고리형상으로 만드는 대신에 로드구멍(80)의 상주면부분(80a)클램프부재(57)의 상주면부분 사이에 삽입한 것이라도 좋다.

상기한 각 실시예는 다음과 같이 변경할 수 있다.

클램프장치는 유압클램프 대신에 공기압클램프 등의 유체압클램프라도 좋다.

또, 클램프의 형식은, 스프링복귀식 유체압 클램프나 복동식클램프의에 유체압복귀식 스프링클램프를 적용할 수 잇다.

또 제2셔틀부재(28),(78)는 하우징(4),(54)에 수용하는 대신에 클램프부재(7)(57)에 수용해도 좋다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

Claims (4)

1. 클램프장치에 있어서, 하우징(4, 54)은, 전방면(4a, 54a)을 보유하고, 클램프부재(7, 36, 43, 46, 67, 57)는, 상기한 하우징 전방면(4a, 54a)의 전방측에 배치한 피고정물(2, 52)의 피클램프면(2a, 52a)에 대하여 비스듬히 상측으로부터 직진구동됨과 아울러, 그 피클램프면(2a, 52a)과 거의 평행한 클램프단면(22, 47, 62, 72)을 구비하고, 활동용셔틀부재(21, 35, 41, 48, 61, 71)는 피클램프면(2a, 52a)과 클램프단면(22, 47, 62, 72)의 사이에 개재되어, 그 클램프단면에 전후방향으로 일정범위내에서 슬라이드이동자재하게 지지되는 클램프장치.
2. 제1항에 있어서, 상기한 셔틀부재(21, 35, 41, 48, 61, 71)의 최소한 표면의 경도를 피클램프면(2a, 52a) 및 클램프단면(22, 47, 62, 72)의 각 표면경도보다도 큰 값으로 설정한 것을 특징으로 하는 클램프장치.
3. 제1항에 있어서, 상기한 클램프부재(7, 36, 43, 46, 67, 57)에 대하여 상기한 셔틀부재(21, 35, 41, 48, 61, 71)를 전방측으로 탄압하는 탄압장치(23, 43, 63)을 설치하는 것을 특징으로 하는 클램프장치.
4. 제1항에 있어서, 상기한 하우징(4, 54)은 클램프부재(7, 36, 43, 46, 67, 57)를 수용하는 구멍(9, 80)을 구비하고, 그 구멍(9, 80)의 외주면 중의 적어도 상주면부분(9a, 80a)과 클램프부재의 사이에 다른 셔틀부재(28, 78)를 전후방향으로 일정범위내에서 슬라이드 이동자재하게 설치한 것을 특징으로 하는 클램프장치.