KR100211744B1

KR100211744B1 - 자동식연동처크

Info

Publication number: KR100211744B1
Application number: KR1019970008297A
Authority: KR
Inventors: 김기현
Original assignee: 김기현
Priority date: 1997-03-12
Filing date: 1997-03-12
Publication date: 1999-08-02
Also published as: KR19980073152A

Abstract

본 발명은 선반(lathe)에 있어서, 처크작업(chuck work)에 사용되는 주축대(head-stock)에 형성된 자동식연동처크(Automatic universal chuck)에 관한 것으로 본 발명에 따르는 자동식연동처크는 소형선반뿐 아니라 대형선반에도 적용할 수 있도록 하고, 구조적으로 안정화를 도모하면서 죠오가 자동으로 공작물 클램핑하도록 하는데 그 특징이 있되 처크바디(2)의 각 죠오슬라이딩그루브(23)에 각각 죠오(3)를 조립하고, 각 죠오(3)의 워엄치면(31)에 각각 두부를 중심으로 향하도록하여 방사상으로 스크롤기어(4)의 워엄(42)을 치합하며, 각 스크롤기어(4)의 직선치베벨기어(41)는 모두 링상의 제롤기어(5)에 치합하도록 하며, 제롤기어(5)는 처크커버(20)의 안쪽에 형성된 안내링(21)에 제롤기어(5)의 내경을 삽입하여 조립하고 제롤기어(5)의 각 플랜지(51)에 각 실린더(C)의 피스톤로드의 단부를 회동 가능하게 조립하며, 실린더(5)를 처크커버(20)의 안쪽에 설치 고정하며 처크커버(20)의 뒤쪽으로 주축대에 설치된 유압공급부(6)에 회동 가능하게 조립하는데 유압공급부(6)의 2개의 돌기링(61, 61')이 처크커버(20)의 배면에 있는 두 개의 요홈링(22, 22')에 삽입하여 유압공급관(P)이 형성되도록 조립하고 처크바디(2)는 주축대의 주축(M)에 고정시키므로서 유압기에 의해 압유가 복수개의 실린더(C)를 작동시키면 제롤기어(5)가 좌우 회전하게 되고 이에따라 복수개의 스크롤기어(4)가 좌우 회전하면 복수개의 죠오(3)가 처크바디(2)의 각 죠오슬라이딩그루브(23)를 따라 방사상으로 모아졌다 멀어졌다 하므로서 공작물을 클램핑할 수 있도록 된 자동식연동처크임.

Description

자동식연동처크

제1도는 종래의 연동처크의 부분절개사시도.

제2도는 본 발명에 따른 자동식연동처크의 분해사시도.

제3도는 본 발명에 따른 자동식연동처크의 조립단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 처크바디 3 : 죠오

4 : 스크롤기어 5 : 제롤기어

6 : 유압공급부 C : 실린더

20 : 처크커버 21 : 안내링

22,22' : 요홈링 23 : 죠오조립슬라이딩그루브

31 : 워엄치면 41 : 직선치베벨기어

42 : 워엄 51 : 플랜지

61, 61' : 돌기링 62, 62' : 유압관

본 발명은 선반(lathe)에 있어서, 처크작업(chuck work)에 사용되는 주축대(head-stock)에 형성된 자동식연동처크(Automatic universal chuck)에 관한 것이다.

일반적으로 선반은 심압대(tail stock)와 주축대를 서로 대향되게 선반베드위에 형성시키고 주축대에 공작물을 고정시켜 회전시키고 전후좌우로 이동되는 공구대(too post)의 공구를 회전되는 공작물에 닿게하여 공작물에서 재료를 절삭하는 공작기계인데, 가공되는 공작물은 심압대와 주축대의 두센터 사이에 지지하거나 주축대의 면판(fak plate)에 고정하거나 혹은 죠오쳐크(jaw chuck) 또는 컬릿처크(collet chuck)에 고정한다.

주축대는 전동기의 회전력을 받아 주축을 다양한 속도로 회전시키는 변속치차 장치를 갖는 선반의 주요 부분의 하나인데 주축은 속이 비고 긴 봉재(棒材)를 주축에 물리거나 처크를 고정하도록 되어 있다. 따라서 주축의 자유단부(spindle nose)는 나사가 가공되어 면판(fack plate)또는 처크를 고정할수 있게 되어 있다.

그런데 처크(lathe chuck)는 양 센터 사이에 공작물을 쉽게 안치시킬수 없을 때 공작물을 처크에 물리고 보오링, 드릴링, 태핑, 리이밍 작업을 하는 것이다.

이와같은 처크의 종류에는 독립처크(independent chuck), 연동처크(universal chuck), 양용처크(combination chuck), 드릴처크(drill chuck), 압축공기처크(compressed air operated chuck) 및 드로오인 컬릿처크(draw-in collect chuck)가 있는데, 독립처크는 4개의 돌려 맞출수 있는 죠오(jaw)가 있고 죠오 하나하나는 개별적으로 조절되는 것인데 불규칙한 모양의 공작물을 가공하는데 사용되는 것이고, 연동(連動)처크는 원형 또는 육각형 단면을 가지는 공작물을 신속히 고정할 수 있는 처크인데 죠오는 3개가 있으며, 이들 3개의 죠오는 동시에 움직이도록 되어 있다.

제1도는 상기 연동처크의 종래 구조를 부분절개한 사시도이다.

제1도에 도시되어 있듯이 종래의 연동처크는 내부가 빈 원판상의 처크몸체(10)와 처크몸체(10) 상부면에 형성된 3개의 방사상 가이딩홈(101)에 조립되어 함께 연동하는 3개의 죠오(11), 그리고 처크몸체(10)의 내부에 원판상을 하고 상부면에 와류형으로 나선나사산(121)이 가공되어 죠오(11)의 저면에 가공된 나사(111)를 치합시켜 죠오(11)를 동시에 연동하게 하는 스크롤원판(12) 그리고 스크롤원판(12)의 저면 가장자리에 방사상으로 구동나사(122)가 형성되어 있고 여기에 스크롤기어(13)가 치합되어 있는 것이다.

따라서 스크롤기어(13)를 회전시키면 스크롤원판(12)이 회동되면 3개의 죠(11)가 동시에 움직이도록 되어 있는 것이다.

이와같은 종래의 연동처크는 주로 소형 공작물을 가공하는 소형선반에 사용되는데 부피가 크고 상당한 중량을 갖는 대형공작물을 가공하는 대형선반에는 연동처크보다는 독립처크를 사용하고 있는데 그 이유는 연동처크의 스크롤원판(12) 및 스크롤기어(13)에 의하도록 하고 있어 이를 대형구조로한 경우 조작이 힘들고, 더욱이 대형스크롤원단(12)을 가공하기가 어려워 대형선반에 적용할 수 없었기 때문이다.

그리고 대형 공작물을 가공하는 대형선반에 있어서 독립처크는 구조적으로 견실하나 4개의 죠오를 하나하나 개별적으로 조절하여야 하므로 작업이 까다롭고 번거로우며 소요시간이 많이 걸리기에 그만큼 비능률적이었다.

따라서 이와같이 종래의 대형선반에 있어서 처크의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 창안되었는데 본 발명에 따르는 자동식연동처크는 소형선반 뿐 아니라 대형선반에도 적용할 수 있도록 하고, 구조적으로 안정화를 도모하면서 죠오가 자동으로 공작물 클램핑하도록 하는데 그 특징이 있는 것이다.

이하, 본 발명에 따르는 자동식연동처크에 대하여 첨부도면과 함께 상세하게 설명하기로 한다.

제2도는 본 발명에 따른 자동식연동처크의 분해사시도인데, 제2도에 도시되어 있는바와 같이 본 발명에 따른 자동식연동처크는 대략 원기둥상의 처크바디(2)와 처크바디(2)의 정면인 원판면(21)에 조립되는 4개의 죠오(3) 그리고 상기 죠오(3)와 각각 치합 조립하여 죠오(3)를 구동시키는 스크롤기어(4) 그리고 스크롤기어(4)와 치합 조립되어 스크롤기어(4)를 구동시키는 링형상의 제롤기어(5), 상기 제롤기어(zerol gear)를 구동시키는 2개의 실린더(C) 및 처크바디(2)의 배면에 조립되는 처크커버(20) 그리고 링형상을 한 유압공급부(6)로 구성된다.

상기 처크바디(2)는 제2도에 도시되어 있듯이 대략 원통상의 형상을 하는데 정면의 원판면(21) 중앙에 동심원의 소재삽입구(22)가 형성되어 있어 전체적으로 두꺼운 링형상을 하고, 소재삽입구(22)를 이루는 원기둥상의 측면과 처크바디(2)의 외주면 사이는 중공(中空)이 되어 있으며(제3도 참조), 원판면(21)에는 소재삽입구(22)를 중심으로 방사상 직선으로 된 요홈으로 된 4개의 죠오조립슬라이딩그루브(23)가 형성되어 있다.

상기 죠오(3)는 대략 육면체 형상을 하면서 하단측쪽으로 상기 죠오조립슬라이딩그루브(23)에 삽입 조립되어 슬라이딩이 될 수 있도록 그 저면측이 가공되어 있으며, 죠오(3)의 저면에는 제3도에 도시되어 있듯이 가로(짧은길이)로 평행하게 다수 나사산이 가공된 워엄치면(worm 齒面, 31)이 형성되어 있다.

그런데 죠오(3)의 형상은 제2도에 도시된바처럼 육면체 형상을 한 것만이 본 발명의 범위에 속하는 것이 아니고 제1도에 나타나는 죠오(11)와 같은 형상을 할 수도 있으며, 기타 필요에 따라 여러 가지 형상을 할 수 있는 것이다.

상기 스크롤기어(4)는 재2도에 도시된바처럼 대략 두꺼운 못 형상을 하고 있는데 두부(頭部)가 대략 원뿔형을 하고 몸체는 기둥형상을 취하고 있는데 원뿔형 두부는 직선치베벨기어(41)가 형성되며, 원기둥상의 몸체는 나선상의 나사가 가공된 워엄(42)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 제롤기어(5)는 제2도에 도시되어 있는바처럼 링형상으로 되어 있으며 정면측에 나사산이 방사상으로 가공되어 있으며 이 제롤기어(5)의 몸체 외측면에 직경으로 대향되게 조립연결구가 형성된 작은 판상의 플랜지(51) 한쌍이 형성되어 있다.

그리고 처크커버(20)는 제2도 및 제3도에 도시된바처럼 둥근 링 형상의 판상체로 되어 있는 정면에 4개의 작은 구멍(h)이 형성되어 있고 센서체 주축대의 주축 삽입구가 형성되어 있는데 정면쪽으로 주축 삽입구 주위에 약간 돌출되어 링이 형성되어 있는데 이것은 상기 제롤기어(5)가 끼워져 안내되는 안내링(21)인 것이고, 그리고 이 처크커버(20)의 배면에는 둥근 2개의 직경이 다른 요홈링(22, 22')이 형성되어 있는데, 이 요홈링(22, 22')은 후술하는 유압공급부(6)가 조립되어 압유가(壓油)가 흐르는 압유관(p, p')을 형성하는 것이다. 이 2개의 요홈링(22, 22')중 직경이 큰 것(22)은 출력압유관(p)을 형성하고 직경이 작은 것(22')은 입력압유관(p')을 형성한다.

상기 유압공급구(6)는 선반의 주축대에 고정 설치되는 것으로 제2도에 도시되어 있는바처럼 둥근링 형상을 하면서 중앙에 주축이 삽입되는 구멍이 형성되고, 정면에 돌기된 직경이 다른 2개의 돌기링(61, 61')이 형성되어 있는데, 이 돌기링(61, 61')은 상기 처크커버(20)의 요홈링(22)에 삽입되어 유압관(p, p')을 형성하는 것으로 유압관(p, p')의 커버를 형성한다.

그리고 이 돌기링(61, 61')에는 제2도에 도시되어 있는바와 같이 유압공급부(6)의 몸체를 관통하며 돌기링(61, 61')의 상부면으로 관통된 한쌍의 유압관(62, 62')이 각각 돌기링(61, 61')에 형성되어 있다.

제3도는 본 발명에 따른 자동식연동처크의 조립측단면도인데, 본 발명의 자동식연동처크의 조립상태를 살펴보면 다음과 같다.

처크바디(2)의 각 죠오조립슬라이딩그루브(23)에 각각 죠오(3)를 삽입 조립하는데 이때 죠오(3)의 워엄치면(31)이 처크바디의 몸체 내부로 향하도록하여 조립한다.

그리고 이렇게 각 죠오(3)를 조립한후 각각에 스크롤기어(4)를 치합 조립하는데 스크롤기어(4)의 몸체에 형성된 워엄(42)과 죠오(3)의 워엄치면(31)과 치합되게 조립하므로서 전체적으로 워엄기어(worm gear)를 형성하도록 각각 조립하는데, 각 스크롤기어(4)의 두부가 중앙으로 향하도록하여 제롤기어(5)에 끼워 조립하고, 처크커버(20)의 안내링(21)에 링상의 제롤기어(5)를 내경쪽으로 끼워 조립하고, 처크커버(20)에 조립고정한 2개의 실린더(C)의 피스톤로드와 제롤기어(5)의 2개의 플랜지(51)와 각각 결합시키므로서 실린더(C)의 작동에 따라 제롤기어(5)가 좌우 회전하도록 되어 있다.

그리고 제롤기어(5)는 상기 4개의 스크롤기어(4)의 원뿔형 두부에 형성된 직선치베벨기어(41)와 치합되도록 조립한다.

이와같은 방법으로 처크바디(2)내에 각 구성부품을 조립한후 선반의 주축이 삽입 관통 회동 가능하게하여 주축대에 유압공급부(6)를 고정 설치한후 처크커버(20)가 조립된 처크바디(2)를 주축에 고정 설치하여 주축의 회동에 따라 처크바디(2)가 함께 회전하도록 한다.

이상에서 설명한바와 같이 조립된 본 발명의 자동식연동식처크의 작동 상태를 살펴보면 먼저 유압기(도시생략)를 작동시켜 두 실린더(C)로 하여금 제롤기어(5)를 좌우회전시키면 4개의 스크롤기어(4)가 동시에 회전되며, 스크롤기어(4)의 회전력은 죠오(3)에 전달되어 4개의 죠오(3)가 처크바디(2)의 죠오슬라이딩그루브(23)에서 슬라이딩되면서 동시에 왕복 직선운동을 하게 되는 것이다.

즉, 실린더(C)의 작동에 따라 제롤기어(5)가 좌우 회전하면 4개의 죠오(3)가 동시에 자동식연동되어 처크바디(2)의 중앙쪽으로 모여지거나 또는 방사상으로 후퇴하는 거동을 하면서 공작물(도시생략)을 4개의 죠오가 물거나(클램핑하거나), 풀게되는 것이다.

그리고 상술한 본 발명에 따른 자동식연동식처크의 실시예는 4개의 죠오(3)를 자동연동하도록 되어 있는데, 필요에 따라 3개의 죠오 또는 4개 이상의 죠오를 자동연동할 수 있도록 3개의 스크롤기어 또는 4개 이상의 스크롤기어를 설치할 수 있고 또한 제롤기어(5)외 좌우회전력을 부여하는 실린더(C)도 2개이상 필요에 따라 설치할수 있는데, 이 또한 본 발명의 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

그리고, 본 명세서에 첨부된 도면에 도시된 각 죠오(3)위에 또다른 제2의 독립식 죠오가 설치될 수 있는데(도시생략), 부정형(不定形)의 공작물을 본 발명에 따른 연동식 처크로서 클랭핑하고자하면 복수개의 죠오(3)가 일정한 거리만큼 떨어져 있는 관계로 복수개인 죠오의 일부는 공작물에 닿지 못하는 경우가 발생할수 있을 것이다. 이때 죠오(3)위에 독립거동하는 독립식 죠오를 수동조작하여 공작물에 독립식 죠오가 밀착되도록 할 수 있는 것이다.

이상에서 상술한 바와 같은 구성 및 작용을 갖는 본 발명에 따른 자동식연동처크는 죠오의 자동연동을 유압기를 사용한 실린더로서 구동하여 연동 조절할 수 있는 점이 종래의 연동처크 및 독립 처크와 크게 다른 점이라 할 것인데 죠오의 연동거동을 자동식으로 제어하므로서 부피와 무거운 공작물을 처크로서 클램핑하도록 하는 작업이 그만큼 용이하고 편리해졌다 할 것이며, 기구적으로도 종래의 연동처크와 달리 베벨기어와 웜기어가 함께 형성된 독특한 스크롤기어를 사용하므로서 역학적으로 안정되고 효율적인 동력전달 체계를 이루고 있다할 것이다. 따라서 본 발명에 따른 자동식연동처크는 소형선반에는 물론이고 대형선반에도 적용되는 범용 자동식연동처크라 할 것이다.

Claims

처크바디(2)와 복수개의 죠오(3) 그리고 죠오(3)와 동일 개수의 스크롤기어(4) 링형상의 제롤기어(5) 및 2개 이상의 실린더(C) 및 처크바디(2)의 배면에 조립되는 처크커버(20) 그리고 유압공급부(6)로 구성되는 것으로, 처크바디(2)는 대략 링 형태를 취하는 원통 형상으로 하고, 그 내부는 중공되며 중앙을 둥근 관통구인 소재삽입구(22)가 형성되며, 처크바디(2)의 정면에는 소재삽입구(22)를 중심으로 방사상으로 길게 요홈으로 형성된 죠오조립슬라이딩구루브(23)가 형성되며, 죠오조립슬라이딩구루브(23)의 저면 단면모양은 죠오(3)의 단면과 유사한 모양으로 되며, 죠오조립슬라이딩그루브(23)의 개수는 죠오(3) 개수와 같고 죠오(3)는 저면측의 단면이 죠오조립슬라이딩그루브(23)에 조립되어 죠오(3)가 슬라이딩할 수 있을 정도로 가공되며, 죠오(3)의 저면에는 수평으로 워엄치면(31)이 형성되고, 죠오(3)의 개수와 동일한 스크롤기어(4)는 각각 원뿔형 두부에 직선치베벨기어(41)가 형성되고 몸체에는 나선상의 나사로 된 워엄(42)이 형성되고, 제롤기어(5)는 링형태로 형성되는데 그 정면에 방사상으로 나사산이 가공되며 몸체의 외측면으로 복수개의 플랜지(51)가 형성되고, 실린더(C)는 플랜지(51)의 개수만큼 처크커버(20)에 부착 설치되어 각 실린더(C)의 피스톤로드가 각각 플랜지(51)와 각각 힌지 조립되며, 처크커버(20)는 판상체의 링 형상을 하고 중앙의 주축이 삽입되는 구멍 주위로 정면에 돌기된 링상의 안내링(21)이 형성되며, 배면으로 직경이 다른 2개의 요홈링(22, 22')이 형성되며, 이 요홈링(22, 22')이 형성된 부분에서 실린더(C)에 압유를 공급하거나 배출하는 연결파이프가 조립되는 구멍(h)이 필요한 만큼 형성되며, 유압공급부(6)는 둥근링상을 하고, 중앙에 주축이 삽입되는 구멍이 형성되고 처크바디(20)이 요홈링(22, 22')에 각각 조립되는 정면에 직경이 다른 2개의 돌기링(61, 61')이 형성되고, 이 돌기링(61, 61')에는 유압공급부(6)의 몸체에 관통되어 형성된 2개의 유압관(62, 62')이 연장되어 형성되어 있는 자동식연동처크.
제1항에 있어서, 처크바디(2)의 각 죠오슬라이딩그루브(23)에 각각 죠오(3)를 조립하고, 각 죠오(3)의 워엄치면(31)에 각각 두부를 중심으로 향하도록하여 방사상으로 스크롤기어(4)의 워엄(42)을 치합하며, 각 스크롤기어(4)의 직선치베벨기어(41)는 모두 링상의 제롤기어(5)에 치합하도록 하며, 제롤기어(5)는 처크커버(20)의 안쪽에 형성된 안내링(21)에 제롤기어(5)의 내경을 삽입하여 조립하고 제롤기어(5)의 각 플랜지(51)에 각 실린더(C)의 피스톤로드의 단부를 회동 가능하게 조립하며, 실린더(5)를 처크커버(20)의 안쪽에 설치 고정하며 처크커버(20)의 뒤쪽으로 주축대에 설치된 유압공급부(6)에 회동 가능하게 조립하는데 유압공급부(6)의 2개의 돌기링(61, 61')이 처크커버(20)의 배면에 있는 두 개의 요홈링(22, 22')에 삽입하여 유압공급관(P)이 형성되도록 조립하고 처크바디(2)는 주축대의 주축(M)에 고정시키므로서 유압기에 의해 압유가 복수개의 실린더(C)를 작동시키면 제롤기어(5)가 좌우 회전하게 되고 이에따라 복수개의 스크롤기어(4)가 좌우 회전하면 복수개의 죠오(3)가 처크바디(2)의 각 죠오슬라이딩그루브(23)를 따라 방사상으로 모아졌다 멀어졌다 하므로서 공작물을 클램핑할 수 있도록 된 자동식연동처크.