KR100509688B1

KR100509688B1 - 범프 캠

Info

Publication number: KR100509688B1
Application number: KR10-2001-7011255A
Authority: KR
Inventors: 디.핏지키윅 에리히
Original assignee: 래미너, 인코퍼레이티드
Priority date: 1999-03-17
Filing date: 2000-03-09
Publication date: 2005-08-24
Also published as: WO2000054942A1; AU3519600A; KR20010105372A; US6170375B1; WO2000054942A8

Abstract

범프캠(bump cam)은 드라이버(driver)(18)와 공구홀더(tool holder)(16)사이에 배치시켜 상기 공구홀더에 부동연결(浮動連結)시킨 희생력 전달블록(sacrificial force transmitting block)(42)을 구성함으로써, 상기 드라이버에 의해 상기 희생력 전달블록에 부가한 횡하중(lateral loading)이 상기 공구홀더에 전달되지 않도록 한다.

Description

범프 캠{BUMP CAM}

본 발명은 이 분야 업계에서 범프캠이라는 것을 이용하여 박판금(sheet metal)등을 셰이핑(shaping), 트리밍(trimming) 및 펀칭(punching)하는 장치에 관한 것이다.

종래의 범프캠에서는, 드라이버(driver)가 상부다이(upper die)에 의해 그 범프캠 하우징 내 하방으로 가압하였다. 그 드라이버에는 하나의 경사진 하단부(lower end)를 구비하여 그 하단부가 공구홀더(tool holder)의 상보기능을 하는 경사단부와 결착하였다. 그 드라이버가 하방으로 작동할 때, 경사면에 의해 그 공구홀더가 운반한 공구를 외측 방향으로 이동시켜, 예로서 박판가공품(sheet metal workpiece)내 구멍을 펀칭하였다. 그 다음으로, 공구홀더 상에서는 그 드라이버의 경사면에 의해 횡하중이 부가되어 그 공구홀더와 범프캠 사이에서는 베어링면의 마모가 발생되었으며, 그 공구홀더에 의해 운반은 공구가 중심에서 이탈되어 그 펀칭을 한 구멍이 적합한 위치에 설정되지 않았다.

또, 종래의 범프캠의 구조에 의해 범프캠 내 베어링 면에서 큰 단위의 하중이 발생하여 마모가 신속하게 진행되어 캠의 수명을 더 단축시켰다.

도 1은 본 발명에 의해 개량한 범프캠의 평면도이다.

도 2는 본 발명에 의해 개량한 범프캠의 측면도로서, 축소 위치에서 외측실선의 공구와 확대위치에서 가상파선을 나타낸다.

도 3은 본 발명에 의해 개량한 범프캠의 단면도(end view)이다.

도 4는 본 발명에 의해 개량한 범프캠을 축소 위치에서 나타낸 단면 측면도이다.

도 5는 도 4와 동일하나, 확대 위치에서의 공구를 나타낸다.

도 6은 희생력 전달블록과 공구홀더 사이의 연결상태를 나타낸 설명도이다.

본 발명은 공구홀더에 의해 파지(把持)한 공구의 중심이탈작동을 사전에 유도하는 드라이버에 의한 공구홀더의 남용(abuse)을 감축시키거나 실제로 제거시키는 범프캠을 제공하는데 그 목적이 있다. 또, 본 발명은 이와 같은 구성에 의해 공구홀더의 구성을 손상시킴이 없이 그 범프캠의 하중과 공구운동 속도를 변경하도록 하는 데 있다.

본 발명에 의한 바람직한 결과는,상기 공구홀더의 상보적 작용을 가진 면과 결착하는 상기 드라이버의 경사면에 의해 공구홀더 상에서 종래에 부가되었던 횡하중을 주로제거하는 상기 드라이버와 공구홀더 사이에서 희생력 전달블록(sacrificial force transmitting block)을 이용함으로써 얻어진다. 상기 희생력 전달블록의 한 부분(one-portion)에는 상기 드라이버 경사면을 보충하는 하나의 경사면을 구비하고, 또 상기 희생력 전달블록의 또 하나의 부분에는 상기 공구홀더와 자유롭게 작동할 수 있게 부동결합(floatingly engagement)(浮動結合)하여 그 공구홀더상에서 횡하중을 부가함이 없이 외측방향으로 그 공구홀더를 밀어낸다.그 결과, 본 발명에 의해 개량한 범프캠은 상기 공구홀더에 의해 운반한 공구가 가공품과 서로 대향하는 적합한 위치에서 횡방향으로 이동함이 없이 장기간에 걸쳐 작동할 수 있다.

또한, 상기 희생력 전달블록이 그 베어링 면에서 마모가 충분하게 되어 상기 범프캠의 작동을 손상시킬 때 종래 기술의 범프캠에서 필요로 하는 것과 같이 상기 범프캠 전체의 대치보다 상당히 낮은 비용으로 그 범프캠 내에서 상기 희생력 전달블록을 간단하게 대치할 수 있다.

또, 본 발명에 의해 상기 장치의 크기에서 상당한 증대없이 범프캠의 적재 용적량을 증가하도록 한다. 이것은 상기 드라이버와 상기 희생력 전달블록 사이의 경사 인터페이스(inclined interface)에서 그 표면적을 증가시킴으로써 달성되어 상기 공구홀더를 방해하지 않는다.

본 발명에 의한 이들의 이점과 다른 이점은 다음의 구체적 설명에서 이 분야의 통상의 기술자에 의해 충분하게 이해할 수 있다.

본 발명을 도면에 따라 구체적으로 설명하는 범프캠(bump cam)은 한 쌍의 각을 이룬 교차 통로(12, 14)를 포함하여 각각 그 교차통로가 하우징을 통하여 일단부에서 외측방향으로 개구되어 있는 하나의 주물(casting)인 하우징(housing)(10)을 구성한다.상기 통로(12)는 직선 왕복운동을 정확하게 안내하는 공구홀더(tool holder)(16)를 수용하도록 하며, 또 하나의 통로(14)는 수직 왕복운동을 하는 드라이버(driver)(18)를 수용한다.도면에 나타낸 실시예에서, 이들의 통로(12, 14)는 서로간에 직각을 이룬다.

상기 공구홀더(16)는 하나의 펀칭 공구(또는 간단하게 펀치라 함)(20)를 운반하는 것을 도면에 나타내며, 그 펀치(20)는 상기 공구홀더(16)내 하나의 보어(bore)(27)에 수용되어 그 공구홀더 내에서 급속착탈기구(quick-release catch mechanism)에 의해 파지(把持)된다. 상기 급속탈착기구는 길이가 짧은 통로(24) 내에서 하나의 볼(ball)(22)로 구성되어 있다. 그 볼(22)은 코일 스프링(coil spring)(26)에 의해 공구 고정위치(tool-locking position)쪽으로 가압시킨다. 상기 공구홀더(16)에는 노치(notch)(28)를 구비하여 그 볼(22)을 코일 스프링(26)에 의해 노치(28)내로 가압시켜 밀어 넣는다. 상기 펀칭공구(20)의 장축(shank)(30)을 짧은 통로(24)내로 간단하게 삽입시켜 상기 펀칭공구(20)를 그 통로(24) 내에 고정시킨다. 상기 펀칭공구(20)를 이탈시키기 위하여 직경이 작은 로드(rod)(도시생략)를 통로(32)내에 삽입시켜 상기 볼(22)에 대하여 눌러(가압) 노치(28)에서 볼(22)을 분리시킨다. 이와 같이 볼(22)을 분리시키는 동안, 상기 펀칭공구(20)를 통로(27)에서 뽑아낼 수 있다.

첨부 도면에서는 펀치를 나타낸 바 있으나, 그 어떤 적합한 공구라도 상기 공구홀더 상에서 장착할 수 있다는 것을 알 수 있다. 또, 공구홀더라고 말하는 홀더에 장착한 공구를 나타내고 있으나, 첨부 도면에서 나타낸 공구홀더는 하나의 캐리어(carrier)를 구성할 수 있으며, 그 캐리어 상에서 하나의 공구홀더를 장착시켜 공구를 운반하도록 한다.

그 작동의 기본 이론은 어느 경우에서도 동일하다. 상기 하우징(10)은 상기 다이 기구(die mechanism)의 베이스(base) 부재(34)상에서 장착되도록 하여, 헤드(head)를 도면에서 부호 36으로 나타낸 파스너(fasteners)에 의해 그 베이스 부재(34)에 지지되어 있다. 하나의 키(key)(38)가 상기 베이스 부재(34)와 하우징(10)내에 수용되며, 상기 파스너로 범프캠을 그 베이스 부재(34)상에서 고정한다.하나의 베어링 플레이트(bearing plate)(40)가 상기 하우징(10)의 저부면 내에 있으며, 그 베어링 플레이트(40)에는 윤활 패드(lubricating pads)(도시 생략)를 구성한다. 그 윤활패드는 통로(12)와 통로(14) 사이의 교차점에서 배치시킨 희생력 전달블록(42)을 슬라이딩(sliding)할 수 있게 지지되어 있다. 그 희생력 전달블록(42)은 하나의 제 1부분(first portion)을 구비하여, 그 제 1부분은 상기 베어링 플레이트(40)내 윤활패드(도시 생략)와 동일한 윤활패드(46)를 형성한 하나의 각을 이루어 배치시킨 마모면(wear face)(44)을 구성한다. 그 각을 이루어 배치시킨 마모면(44)은 상기 드라이버(18) 상에서 동일하게 경사구동면(driving face)(48)과 접촉된다. 상기 각을 이루어 배치시킨 마모면(44)과 경사 구동면(48)은 상기 드라이버(18)와 희생력전달블록(42) 사이에서 하나의 경사인터페이스(inclined interface)를 구성한다. 상기 베어링 플레이트(40)상에서 지지되어 있는 희생력 전달블록(42)의 저부면(bottom face)(43)(도 6 참조)은 상기 윤활패드(46)와 동일한 윤활패드(도시생략)를 구성한다(도 6에서 부호 46 및 46'는 모두 윤활패드를 나타낸다).

상기 희생력 전달블록(42)은 또 하나의 부분을 구비하여 그 부분은 도 4, 도 5 및 도 6에서 구체적으로 나타낸 바와 같이 상기 공구홀더(16)에 부동결합(floatingly coupling)(浮動結合)되어 있다. 상기 드라이버(18)가 하강(deprssing)할 때, 상기 희생력 전달블록(42)은 도 4에서 나타낸 위치로부터 도 5에서 나타낸 위치까지 상기 공구홀더(16)를 상기 하우징(10)의 외측 방향으로 가압시켜 밀어내고, 또 상기 희생력 전달블록(42)은 상기 드라이버(18)가 상승할 때, 도 5의 위치로부터 도 4의 위치까지 상기 하우징(10)내로 공구홀더(16)를 되끌어들인다(draw back). 상기 희생력 전달블록(42)과 공구홀더(16)의 부동 연결(floating connection)(浮動連結)에는 상기 희생력 전달블록과 공구홀더의 인터피팅 부분(interfitting portions)(52, 54)이 구비되어 있다. 즉, 상기 희생력 전달블록(42)과 공구홀더(16)는 하나의 평면 인터페이스(flat interface)(50)(도 4 참조)에서 접촉되며, 그 평면 인터페이스(50)는 공구홀더(16)와 그 공구홀더(16)에 의해 운반한 펀칭공구(20)의 왕복운동 축에 수직방향으로 배치되어 있다. 상기 희생력 전달블록과 공구홀더의 인터피팅 부분(52, 54)은 상기 희생력 전달블록과 공구홀더 사이의 축분리 또는 상대 회전을 방지한다. 그러나, 상기 인터피팅 부분(52, 54)은 이들의평면 인터페이스(50)와 함께, 상기 공구홀더(16)의 직선운동에 수직방향으로 하고 상기 희생력 전달블록(42)과 공구홀더(16) 사이에서 상대운동을 하도록, 개구됨으로써, 상기 드라이버(18)에 의해 상기 희생력 전달블록(42)에 부가한 횡하중은 상기 공구홀더(16)에 전달되지 않는다는 것은 도면에서 나타낸 바와 같이 이해할 수 있다.

상기 희생력 전달블록(42)과 공구홀더(16)는 간격을 두고 분리된 분리면(spaced apart faces)(56, 58)(도 5 참조)과 대향하여 있어 상기 희생력 전달블록(42)과 공구홀더(16) 사이에서 전달되는 전달력이 분리면(56, 58)에서보다 오히려 평면 인터페이스(50)(도 4 참조)에 있도록 한다. 힘 복귀 기구(force returning mechanism)(60)(도 5 참조)는 상기 하우징(10)과 희생력 전달블록(42)사이에서 반작용을 하여 상기 공구가 가공품에 대한 공구의 행정(stroke)을 완료시켜 상부 다이(upper die)(도시 생략)가 상승한 후에 도 5의 위치에서 도 4의 위치로 상기 희생력 전달블록을 복귀시킨다. 이와 같은 메카니즘은 여러가지의 형태를 취할 수 있고, 여기서 도면에 나타낸 실시예의 구성은 상기 희생력 전달블록에서 적합한 리세스(64)내에 배치시키고 상기 공구홀더에서 리세스를 일직선 배열을 한 한 쌍의 압축 코일 스프링(62)을 구성하며, 후자(공구홀더)는 도 3 및 도 4에서 나타낸 플러그(68)에 의해 폐쇄 시킨다.

상기 희생력 전달블록(42)은 평행한 평면 측면을 구비하여 그 중 하나의 평면측면을 도 6에서 부호 45로 나타내며, 이들의 평면측면(45)은 하우징(10)내에서 대향벽(opposed walls)과 결착한다. 상기 희생력 전달블록(42)의 상부(47)는 도 5에서 나타낸 바와 같이 상기 통로(12)의 상부와 결착한다. 상기 베어링 플레이트(40)상에 설정되어 있는 희생력 전달블록(42)의 하부면(43)과 함께 가진 결착 평면상 측면(45)(하우징 10 내에서 대향벽을 가짐)과, 상기 통로(12)의 상부(47)와 결착하고 희생력 전달블록(42)의 상부(47)는 상기 하우징(10)내에서 상기 희생력 전달블록(42)의 회전을 방지한다. 즉, 상기 희생력 전달블록과 공구홀더 사이의 인터피팅 부분(52, 54)은 상기 하우징 내에서 공구홀더의 회전을 방지한다.

상기 상부 다이(도시 생략)가 하방으로 이동하여 상기 드라이버(18)를 충격(striking)시킬 때, 상기 상부 다이는 하우징 내에서 상기 드라이버를 하방으로 밀어내어 도 4와 도 5에서 나타낸 바와 같이 상기 희생력 전달블록을 우측으로 이동시킨다. 상기 우측 이동으로, 상기 펀칭공구(20)를 우측으로 돌출시켜 가공품의 펀칭작용 또는 다른 처리를 실시한다(도시 생략). 상기 상부다이를 상승시킬 때, 즉시 상기 희생력 전달블록은 좌측으로 이동하여, 모두 상기 힘 복귀 기구(60)의 가압에 의해 상기 펀치를 복귀시키고 상기 드라이버를 상승시킨다.

이와 같은 구성과 배치에 의해, 상기 드라이버가 하강할 때 상기 드라이버에 의해 희생력 전달블록(42)에 가하는 횡하중, 즉 상기 드라이버(18)의 운동방향에 평행하고 상기 공구홀더(16)의 운동방향에 수직으로 작용하는 상기 희생력 구성 성분은 상기 공구홀더(16)에 전달되지 않으나, 희생력 전달블록(42)과, 상기 희생적 전달블록과 상기 드라이버 각각의 경사면(44, 48)에 의해 구성된 인터페이스 바로 아래에 위치된 마모패드(wear pad)(40)에 의해 전달되는 것으로 이해할 필요가 있다. 상기 공구홀더(16)의 직선운동에 수직인 상기 드라이버(18)의 하방향 운동에서 얻은 일체의 힘은 공구홀더의 경사면(44)에 대하여 진행되어, 그 결과 상기 공구홀더(16)와 희생력 전달블록(42)의 운동방향에 수직인 인터페이스(50)를 통하여 작용하는 상기 희생력 전달블록(42)에서 얻어진다. 따라서, 상기 드라이버(18)와 평행하게, 그리고 상기 공구홀더(16)와 수직으로 작용하는 일체의 힘(force) 중 어느것이라도 상기 공구홀더(16)에 주로부가 되지 않는다. 이와 같이, 상기 공구홀더의 유용한 수명은 연장될 뿐만 아니라, 상기 공구의 작동의 정확도를 반복해서 확실하게 보장받을 수 있다.

상기 공구홀더 상에서의 속도와 하중은 상기 공구홀더의 방해없이 경사면(44, 48)이 서로 다른 상기 희생력 전달블록과 드라이버를 서로 다르게 간단히 구성시켜 변형시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.

본 발명의 실시예를 도면에 따라 구체적으로 설명하였으나, 이와 같은 설명은 본 발명의 가능성있는 일체의 형태를 구체적으로 도시하여 설명한 것은 아니다. 본 발명의 명세서에서 사용되는 용어는 한정한 것보다 서술한 용어이며, 본 발명의 정신과 범위에서 벗어남이 없이 여러가지로 변형시킬 수 있다.

본 발명에 의해, 종래의 범프캠에서 발생하는 결점으로, 특히 공구홀더 상에서 축 방향 하중이 드라이버의 경사면에 의해 부가되어 공구홀더와 범프캠 사이에서 베어링면의 마모가 발생되고, 공구홀더의 공구가 중심에서 이탈되어 펀칭한 구멍이 적합한 위치에 설정되지 않으며, 범프캠 내 베어링면에 큰 하중의 발생에 의해 마모의 신속한 진행으로 캠의 수명을 더 단축시키는 결점을 제거한 범프캠을 얻을 수 있다. 또, 본 발명에 의한 범프캠을 이용하여 박판의 셰이핑, 트리밍 및 펀칭 등을 하는 장치를 효과적으로 얻을 수 있다.

Claims

일단부에서 하우징을 통하여 외측방향으로 각각 개방되어 있는 한 쌍의 각을 이룬 교차통로(angularly intersecting passageways)(12, 14)를 구비한 하우징(housing)(10)과,

하나의 통로(12)내에서 슬라이딩(sliding)할 수 있게 수용되고 각을 이루어 배치시킨 구동면(48)을 구비한 드라이버(driver)(18)와,

또 하나의 통로(14)내에서 슬라이딩 할 수 있게 수용되고 상기 통로 내에서 밀폐할 수 있게 지지시켜 직선운동을 정확하게 안내하는 공구홀더(tool holder)(16)와,

상기 교차통로(12, 14)의 교차점에서 상기 하우징 내에 수용되고,

상기 드라이버(18)의 경사 구동면(inclined driving face)(48)과 결착시킨 각을 이루어 배치한 마모면(44)을 이들의 면(44, 48) 사이의 경사 인터페이스(inclined interface)에 따라 구비한 희생력 전달 블록(sacrificial force transmitting block)(42)을 구성시켜,

상기 희생력 전달블록(42)과 상기 공구홀더(16)는 인터피팅 부분(interfitting portions)(52, 54)을 구비하여,

이들의 인터피팅 부분이 상기 공구홀더(16)의 직선운동에 수직 방향으로 형성되는 인터페이스(interface)(50)에 따라 상기 희생력 전달블록(42)과 상기 공구홀더(16) 사이에서 상대운동을 동시에 하는 상기 희생력 전달블록과 상기 공구홀더를 부동결합(浮動結合)(floatingly coupling)하여,

정확한 안내 운동을 하는 상기 공구홀더(16) 상에서 횡하중을 부가함이 없이 상기 드라이버(18)를 하강할 때 상기 하우징의 외측방향으로 상기 통로(12) 내에서 상기 공구홀더(16)을 이동시키는 것을 특징으로 하는 범프캠(bump cam).
제 1항에 있어서,

상기 공구홀더를 그 공구홀더의 통로 내에서 내측 방향으로 이동시켜 상기 드라이버를 상승시키는 상기 하우징 내에서는 하나의 힘 복귀 기구(force returning mechanism)를 배치시키는 것을 특징으로 하는 범프캠(bump cam).
제 2항에 있어서,

힘 복귀 기구는 상기 하우징과 상기 희생력 전달블록 사이에서 반작용(reaction)을 하는 것을 특징으로 하는 범프캠(bump cam).
제 1항에 있어서,

상기 드라이버와 대향하고 있는 상기 희생력 전달블록의 바로 아래에서는 하나의 자기 윤활성 베어링면(self-lubricating bearing surface)(40)을 배치시키는 것을 특징으로 하는 범프캠(bump cam).
제 1항에 있어서,

상기 경사 인터페이스(inclined interface)에서는 하나의 자기 윤활성 베어링면을 배치시키는 것을 특징으로 하는 범프캠(bump cam).
제 5항에 있어서,

하나의 자기 윤활성 베어링면은 상기 드라이버와 대향하고 있는 상기 희생력 전달블록의 바로 아래에서 배치시키는 것을 특징으로 하는 범프캠(bump cam).
제 1항에 있어서,

상기 공구홀더는 그 공구홀더 상에서 공구를 파지(把持)하는 하나의 급속 착탈 공구 리테이너(quick release tool retainer)를 구성하는 것을 특징으로 하는 범프캠(bump cam).
제 1항에 있어서,

상기 공구홀더를 수용하는 통로는 원통형상(cylindrical)이며,

상기 공구홀더는 그 공구홀더의 통로와 일치시켜 결착하는 원통형상 부분을 구비하고,

상기 희생력 전달블록과 하우징은 서로 대향하여 결착하며 대응하여 슬라이딩하는 평면상의 표면(12와 15, 40과 43)을 구비하여 상기 희생력 전달블록의 회전을 방지하며,

상기 희생력 전달블록과 공구홀더는 평면상의 인터피팅 부분(interfitting planar portions)을 구비하여 상기 희생력 전달블록과 공구홀더 사이에서 축분리(axial separation)와 상대 회전을 방지함으로써, 상기 공구홀더는 그 공구홀더의 통로 내에서의 회전을 방지하는 것을 특징으로 하는 범프캠(bump cam).