KR100272032B1 - 최소의 이송힘을 갖는 공작물 지지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 작업자가 공작물의 끝단을 잡은 상태에서 심압대를 통해 공작물을 클램핑 할 경우에 있어서, 공작물의 끝단과 심압대 센터 사이에 손이 끼더라도 작업자가 이를 인지 한후, 신속히 손을 외부로 뺄 수 있도록 함에 따라 심압대 센터의 전진으로 인한 안전사고를 예방 할 수 있는 최소의 이송힘을 갖는 공작물 지지장치에 관한 것으로, 그 구성을 설명하면 다음과 같다.

통상의 심압대에 있어서; 상기 유체 공급수단을 이루는 공급라인의 중간에는 유체 체크밸브를 설치하고; 상기 유체 체크밸브를 지난 부분의 유체 공급라인에는 유체 공급라인과 연결되는 연결라인과, 상기 최초 심압대 센터의 초기 전진시 에어압을 통해 이동될 수 있도록 구비된 에어라인과, 다종의 밸브로 이루어진 에어 공급부와, 그리고 에어 엑츄에이터 및 유체실린더로 이루어진 이송유체 공급부로 이루어진 센터 이송수단이 장착됨을 특징으로 하는 것이다.

Description

최소의 이송힘을 갖는 공작물 지지장치(The tail stock needing minimum force for conveyance)

본 발명은 최소의 이송힘을 갖는 공작물 지지장치에 관한 것으로, 좀더 상세히 설명하면, 작업자가 공작물의 끝단을 잡은 상태에서 심압대를 통해 공작물을 클램핑 할 경우에 있어서, 공작물의 끝단과 심압대 센터 사이에 손이 끼더라도 작업자가 이를 인지 한후, 신속히 손을 외부로 뺄 수 있도록 함에 따라 심압대 센터의 전진으로 인한 안전사고를 예방 할 수 있는 최소의 이송힘을 갖는 공작물 지지장치에 관한 것이다.

일반적으로 선반은, 주축모터에 의해 구동되는 주축대와, 이 주축대 전방에 설치되는 베드와, 이 베드의 상측에 설치되어 절삭공구가 장착되는 공구대 및, 베드의 일측에 위치되어 긴 공작물의 일단을 클램핑 하는 심압대로 이루어진 것이다.

특히, 상기 심압대는 도 6에 도시된 바와 같이, 베드의 상부에 장착되어 있으며 상측에는 중공축 삽입부(11)가 구비된 프레임(1), 중공축 삽입부(11)에 설치되며 공작물의 끝단을 잡아주는 심압대 센터(2), 및 심압대 센터(2)의 후방에 장착되어 심압대 센터(2)를 전방으로 밀어줄수 있도록 구비된 유체공급부(3)와 유압 공급수단(4)으로 이루어진다.

상기 유압 공급부(3)는, 상기 중공축 삽입부(11)의 후방에 설치되는 것으로서, 유체 공급통로(31)와 유체 배출통로(32)가 구비되어 있으며, 전방에는 상기 유체 공급수단(4)을 통해 유입된 유체가 투입되는 유체실(33)이 구비된 것이다.

상기 유체 공급수단(4)은, 상기 유체 공급,배출통로(31,32)에 유체를 공급하는 것으로, 유체탱크(41)와 유체펌프(42) 및 각종 밸브가 장착된 유체 공급,배출라인(43,44)으로 이루어진다. 그리고 유체 공급,배출라인(43,44)에는 감압밸브(431), 체크밸브(432), 솔레노이드 밸브(433), 유량제어밸브(434) 등의 밸브가 장착되어 심압대 센터(2)를 전후진 시킬 수 있도록 유체를 공급하거나 배출하는 작용을 한다.

따라서, 상기와 같이 구성된 종래의 심압대를 이용하여 공작물의 일단을 클램핑 할 경우에 먼저 유체탱크(41)와 연결된 유체펌프(42)를 작동시키게 되면, 유체는 유체 공급라인(43)을 따라 유체공급부(3)의 유체 공급통로(31)로 유입되어 심압대 센터(2)의 후방에 유체실(33)로 유입되게 되므로서, 심압대 센터(2)가 전진됨에 따라 공작물(100)의 일단을 클램핑 하는 것이다.

그리고, 상술한 바와 같이 심압대 센터가 전진되어 클램핑되는 순간에, 심압대 센터에서 발생되는 힘과 압력관계를 설면하면, 도 7에 표현된 바와 같이, 전진초기와 전진을 마친후(공작물의 일단을 클램핑한후) 까지의 힘과 압력이 일정하게 상승(D)됨을 알수 있다.

그러나, 작업자가 공작물의 일단을 잡은 상태에서 공작물의 심압대 센터를 통해 공작물을 클램핑하는 시점에서 공작물의 끝단과 심압대 센터(2) 사이에 손이 낄 경우에, 작업자가 손이 낀 것을 인지 하는 순간에도 상기 심압대 센터(2)에는 계속적으로 큰 유압 힘을 가지게 됨에 따라, 순간적으로 손을 뺄 수 없어 사고가 발생되는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 심압대를 이용하여 공작물의 끝단을 클램핑 함에 있어서, 초기 심압대 센터가 전진되는 시점부터 공작물의 일단에 접촉되는 순간 까지의 이송은 힘이 최소화된 공기압을 이용 함에 따라, 공작물을 클램핑 할 경우에 공작물의 끝단과 심압대 센터 사이에 손이 끼더라도 작업자가 이를 인지 한후, 신속히 외부로 뺄 수 있도록 하므로서, 심압대 센터의 전진으로 인한 안전사고를 예방 할 수 있는 최소의 이송힘을 갖는 공작물 지지장치를 제공함에 목적이 있는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 통상의 심압대에 있어서; 상기 유체 공급수단을 이루는 공급라인의 중간에는 유체 체크밸브를 설치하고; 상기 유체 체크밸브를 지난 부분의 유체 공급라인에는 유체공급라인과 연결된 연결라인과, 상기 최초 심압대 센터의 초기 전진시 에어압을 통해 이동 될 수 있도록 구비된 에어라인과, 다종의 밸브로 이루어진 에어 공급부와, 그리고 에어 엑츄에이터 및 유체실린더로 이루어진 이송유체 공급부로 이루어진 센터 이송수단이 장착됨을 특징으로 하는 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 심압대를 나타낸 개략도.

도 2는 본 발명의 심압대 센터의 전진전 상태를 나타낸 개략도.

도 3은 본 발명의 심압대 센터가 공작물을 고정하기 전 상태를 나타낸 개략 도.

도 4는 본 발명의 심압대 센터의 전방이 공작물의 일단과 접촉된 상태를 나 타낸 개략도.

도 5는 본 발명에 따른 공작물의 고정시 힘과 압력의 변화를 나타낸 그래프.

도 6은 종래의 심압대를 나타낸 개략도.

도 7은 종래의 심압대에 있어서, 공작물의 고정시 힘과 압력의 변화를 나타 낸 그래프.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 프레임

2 : 심압대 센터

3 : 유체공급부

31 : 유체 공급통로

32 : 유체 배출통로

33 : 유체실

4 : 유체 공급수단

41 : 유체탱크

42 : 유체펌프

43 : 유체 공급라인

44 : 유체 배출라인

5 : 에어 이동수단

51 : 연결라인

52 : 에어라인

53 : 에어 공급부

531 : 절환밸브, 532 : 에어압 조정 유니트, 533 : 압력스위치, 534 : 에어량 제어밸브, 535 : 풋밸브,

54 : 이송유체 공급부

541 : 에어 엑츄에이터, 542 : 유체실린더

6 : 유체 체크밸브

7 : 유체 전환밸브

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 심압대를 나타낸 것으로서, 베드(도시않됨)에 장착되어 있으며 상측에는 중공축 삽입부(11)가 구비된 프레임(1), 중공축 삽입부(11)에 설치되며 공작물의 끝단을 잡아주는 심압대 센터(2), 이 심압대 센터(2)의 후방에 장착되어 유체 공급통로(31)와 유체 배출통로(32)가 구비되며 전방에는 유체실(33)이 형성된 유체공급부(3), 및 이 유체공급부(3)의 유체실(33)로 유체를 공급하거나 배출시키는 유체탱크(41)와 유체펌프(42) 및 유체 전환밸브(7)가 장착된 유체공급,배출라인(43,44)으로 구성된 유체 공급수단(4)을 포함하는 통상의 심압대에 있어서;

상기 유체 공급수단(4)을 이루는 공급라인(43)의 중간에는 유체 체크밸브(6)를 설치하고; 상기 유체 체크밸브(6)를 지난 부분의 유체 공급라인(43)에는 유체 공급라인(43)과 연결된 연결라인(51)과, 상기 최초 심압대 센터(2)의 초기 전진시 에어압을 통해 이동 될 수 있도록 구비된 에어라인(52)과 다종의 밸브로 이루어진 에어 공급부(53)와, 그리고 에어 엑츄에이터(541) 및 유체실린더(542)로 이루어진 이송유체 공급부(54)로 이루어진 센터 이송수단(5)이 장착됨을 특징으로 하는 것이다.

이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 이송수단(5)을 이루는 에어공급부(53)는, 초기에 에어라인(52)으로 에어가 공급될 수 있도록 설치된 절환밸브(531)와, 유입된 압력을 일정압력으로 조정하는 에어압 조정유니트(532)와, 에어라인의 압력이 일정 이상으로 상승되면 상기 유체 공급라인(43)의 유체전환밸브(7)를 열어주는 압력스위치(533)와, 라인의 에어량을 조정하는 에어량 제어 밸브(534)와, 그리고 작업자의 조작에 의해 개폐되는 풋 밸브(535)가 에어라인에 순서적으로 장착되는 것이다.

상기 이송수단(5)을 이루는 이송유체 공급부(54)는, 상기 에어공급부(53)와 연결되어 에어공급부(53)의 동작에 의해 작동되는 에어 엑츄에이터(541)와, 그리고 에어 엑츄에이터(541)의 전진시 유체를 유체공급부(3)의 유체실(33)로 보내는 유체 실린더(542)로 이루어진 것이다.

특히, 상기 에어 엑츄에이터(541)의 작동에 의해 동작되는 유체 실린더(542)에는 에어 엑츄에이터(541)의 로드(541a) 및 피스톤(541b)이 장착되며, 전방에는 유체가 체워져 심압대 센터(2)의 이동시 필요한 유체를 상기 유체 공급라인(43)을 통해 유체공급부(3)의 유체실(33)로 보내는 역할을 수행하는 것이다. 또한, 유체실린더(542)의 후방에는 공기 배출홀(542a)이 구비되는 것이다.

이하 상기와 같이 구성된 본 발명의 작동관계를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 심압대 센터의 전진전 상태를 나타낸 것으로서, 심압대 센터(2)가 후진되어 있으며, 에어 공급수단을 이루는 유체실린더(542)의 전방에 유체가 체워진 상태를 나타내며, 이때 유체 공급라인(43)의 유체 체크밸브(6)가 닫힌 상태를 유지하는 것이다.

도 3은 심압대 센터가 공작물을 고정하기 전 상태, 즉 심압대 센터(2)가 이동하는 상태를 나타낸 것으로서, 그 작동을 설명하면 다음과 같다. 풋 밸브(535)를 작동시키게 되면, 에어 이동수단(5)의 절환밸브(531)가 개방되고 에어가 라인에 투입되며, 유입된 에어는 에어압 조정유니트(532)와 에어량 제어밸브(534)를 통과한후 에어 엑츄에이터(541)로 공급되어 피스톤(541b)이 전진동작을 수행하고, 이와 동시에 피스톤(541b)의 전방에 잔류된 유체가 연결라인(51)과 유체 공급라인(43) 통과하여 심압대 센터(2)의 후방에 위치된 유체실(33)로 유입되므로서 심압대 센터(2)가 에어압을 통해 이동되게 되는 것이다.

따라서 이때, 도 5의 그래프에 표현된 바와 같이 상기 초기 심압대의 전진동작은 유체 압력이 아닌 에어압을 통해 이동되며, 이때 발생되는 힘은 이동시 최초 상승(A) 과정을 지나 힘이 일정(B)하게 유지되며 압력만이 상승되는 상태를 나타낸다. 즉 심압대 센터의 이동시에는 힘(적은힘)의 변화가 일어나지 않고 압력 만이 상승되는 상태를 나타낸 것이다.

다음, 도 4는 상기 심압대 센터(2)의 전방이 공작물의 일단과 접촉되는 상태를 나타낸 것으로서, 상기 심압대 센터(2)의 전방이 공작물의 일단과 접촉되면, 에어라인(52)의 에어 압력이 상승됨에 따라, 에어 공급라인에 설치된 압력스위치(533)가 개방됨과 동시에 유체 공급라인(43)에 장착된 유체전환밸브(7)가 개방됨으로서, 유체는 유체 공급라인(43)을 따라 유체 체크밸브(6)를 지나 에어 이동수단(5)을 이루는 유체실린더(542)의 전방으로 이동되므로서 에어 엑츄에이터(541)의 피스톤(541b)을 후방으로 후퇴시키게 된다. 그후 피스톤(541b)이 완전히 후퇴되게 되면, 상기 유체 체크밸브(6)를 통과한 유체는 유체 공급라인(43)을 통해 유체공급부의 유체실(33)로 유입되어 심압대 센터(2)의 압축 압력을 상승시키는 동작을 통해 공작물의 일단을 클램핑 하는 것이다.

따라서 이때, 도 5의 그래프에 표현된 바와 같이 상기 공작물과 심압대 센터가 접촉된 시점에서 클램핑이 마감된 시점까지는 유체압이 작동되어 압력과 힘이 동시에 상승(C)되는 상태를 보여준다. 그러므로 공작물에 대한 충분한 클램프력을 갖게 되는 것이다.

반대로 공작물을 해제 시킬경우에는 유체공급수단의 솔레노이드 밸브를 절환하여 유체가 배출통로 및 배출라인을 통해 유체탱크로 회수되도록 하여 심압대 센터를 후진 시키는 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 작업자가 공작물의 끝단을 잡은 상태에서 심대를 통해 공작물을 클램핑 할 경우에 있어서, 공작물의 끝단과 심압대 센터 사이에 손이 끼더라도 작업자가 이를 인지 한후, 신속히 외부로 뺄 수 있도록 함에 따라 심압대 센터의 전진으로 인한 안전사고를 예방 할 수 있는 효과가 있는 것이다.

본 발명은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명 되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (3)

1. 베드에 장착되어 있으며 상측에는 중공축 삽입부(11)가 구비된 프레임(1)과, 중공축 삽입부(11)에 설치되며 공작물의 끝단을 잡아주는 심압대 센터(2)와, 이 심압대 센터(2)의 후방에 장착되어 유체 공급통로(31)와 유체 배출통로(32)가 구비되며 전방에는 유체실(33)이 형성된 유체공급부(3)와, 그리고 이 유체공급부(3)의 유체실(33)로 유체를 공급하거나 배출하는 유체탱크(41),유체펌프(42) 및 유체전환밸브(7)가 장착된 유체공급,배출라인(43,44)으로 구성된 유체 공급수단(4)을 포함하는 통상의 심압대에 있어서;

   상기 유체 공급수단(4)을 이루는 공급라인(43)의 중간에는 유체 체크밸브(6)를 설치하고;

   상기 유체 체크밸브(6)를 지난 부분의 유체 공급라인(43)에는, 유체 공급라인(43)과 연결되는 연결라인(51)과, 상기 최초 심압대 센터(2)의 초기 전진시 에어압을 통해 이동 될 수 있도록 구비된 에어라인(52)과, 다종의 밸브로 이루어진 에어 공급부(53)와, 그리고 에어 엑츄에이터(541) 및 유체실린더(542)로 이루어진 이송유체 공급부(54)로 이루어진 센터 이송수단(5)이 장착됨을 특징으로 하는 최소의 이송힘을 갖는 공작물 지지장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 이송수단(5)을 이루는 에어공급부(53)는, 초기에 에어라인(52)으로 에어가 공급될 수 있도록 설치된 절환밸브(531)와, 유입된 압력을 일정압력으로 조정하는 에어압 조정유니트(532)와, 에어라인의 압력이 일정 이상으로 상승되면 상기 유체공급라인(43)의 유체전환밸브(7)를 열어주는 압력스위치(533)와, 라인의 에어량을 조정하는 에어량 제어 밸브(534)와, 그리고 작업자의 조작에 의해 개폐되는 풋 밸브(535)가 에어라인(52)에 순서적으로 장착됨을 특징으로 하는 최소의 이송힘을 갖는 공작물 지지장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 이송수단(5)을 이루는 이송유체 공급부(54)는, 상기 에어공급부(53)와 연결되어 에어공급부(53)의 동작에 의해 작동되는 에어 엑츄에이터(541)와; 그리고 내부에는 에어 엑츄에이터(541)의 로드(541a) 및 피스톤(541b)이 장착되어 있으며 후방에는 공기 배출홀(542a)이 구비된 유체실린더(542)로 이루어짐을 특징으로 하는 최소의 이송힘을 갖는 공작물 지지장치.