KR100637276B1

KR100637276B1 - 데이텀기능을 부착한 클램프장치

Info

Publication number: KR100637276B1
Application number: KR1020000041253A
Authority: KR
Inventors: 요네자와케이타로; 시라카와츠토무
Original assignee: 가부시키가이샤 코스멕
Priority date: 1999-08-03
Filing date: 2000-07-19
Publication date: 2006-10-23
Also published as: JP3338669B2; TW478993B; DE60001028D1; DE60001028T2; KR20010049813A; EP1078713A1; JP2001038564A; EP1078713B1; US6527266B1

Abstract

본 발명은 데이텀기능을 부착한 클램프장치에 관한 것으로서, 기준부재에 가동부재를 원활하게 장착하는 동시에, 이들 양부재의 중심맞춤을 정밀하게 행하도록 하는 것을 목적으로 한다. 그 주요구성을 기술하면 이하와 같다.

머시닝센터의 테이블(1)에, 기준부재(R)인 클램프팔렛(clamp pallet, 2)을 고정한다. 가동부재(M)인 워크팔렛(work pallet, 3)의 하면에 개구시킨 소켓(socket)구멍(11)에, 위치결정구멍(12)과 걸림구멍(13)을 하측(下側)으로부터 차례로 형성한다. 상기 클램프팔렛(2)의 커버블록(16)으로부터 위쪽으로 돌출설치한 환상(環狀)의 플러그부분(plug部分, 21)에, 직경방향으로 확대ㆍ축소되는 셔틀부재(23)를 상하 이동이 자유롭게 바깥에서 끼우고, 그 셔틀부재(shuttle部材, 23)를 탄성부재(24)에 의해 위쪽으로 힘을 더하며, 상기 셔틀부재(23)를 상기 위치결정구멍(12)에 테이퍼(taper) 계합(係合, 걸어맞춤)할 수 있게 구성한다. 상기 플러그부분(21)의 원통형 구멍(21a)에 풀로드(full rod,31)를 축심방향으로 이동이 자유롭게 삽입하여, 그 풀로드(31)에 의해 계합수단(34)을 반경방향의 바깥쪽으로 누를 수 있게 구성한다.

머시닝센터, 클램프장치, 데이텀, 기준부재, 셔틀부재, 플러그부분, 풀로드

Description

데이텀기능을 부착한 클램프장치{CLAMPING APPARATUS WITH DATUM FUNCTION}

도 1a는 본 발명을 이용한 클램프시스템의 측단면도,

도 1b는 상기 도 1a중의 1B-1B 화살표 방향에서 본 단면도,

도 1c는 상기 도 1a중의 1C-1C 화살표 방향에서 본 단면도,

도 1d는 상기 도 1b 중의 화살표가 가리키는 1D부분의 요부 확대단면도,

도 2는 상기 클램프시스템에 설치한 클램프장치의 제1실시형태를 도시한 것으로서, 기준부재에 가동부재를 장착하기 시작한 상태의 측단면도,

도 3은 상기 기준부재에 상기 가동부재를 장착한 상태를 도시한 것으로서, 상기 도 2에 상당하는 도면,

도 4는 상기 기준부재에 상기 가동부재를 고정한 상태를 도시한 것으로서, 상기 도 2에 상당하는 도면,

도 5는 상기 클램프장치의 제2실시형태를 도시한 것으로서, 상기 도 4에 상당하는 도면.

<도면부호의 설명>

11... 소켓(socket)구멍 11a... 천정벽

12... 위치결정구멍 13... 걸림구멍

21... 플러그부분(plug部分) 23... 셔틀부재(shuttle部材)

24... 탄성부재(접시스프링) 27... 스트레이트면(straight 面)

28... 테이퍼면(taper面) 31... 풀로드(full rod)

34... 계합수단(係合ball) 36... 출력부(누름면)

41... 클리닝유체(압축공기) 42... 클리닝유체(압축공기)의 분출구

44... 유로(종유로(縱流路)) α... 계합간격

β... 맞닿음간격 D... 구동수단

M... 가동부재(워크팔렛,3) R...기준부재(클램프팔렛, 2)

S... 기준부재(R)의 지지면 T...가동부재(M)의 피(被)지지면

X... 계합위치 Y...계합해제위치

본 발명은, 데이텀기능을 부착한 클램프장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 머시닝센터(machining center) 테이블(table) 등의 기준부재에 워크팔렛(work pallet) 등의 가동부재를 정밀하게 정렬시킨 상태에서 고정하는 장치에 관한 것이다.

이런 종류의 클램프장치로는, 종래에는, 특개평 11-10468호 공보에 기재된 것이 있다. 그 종래기술은 다음과 같이 구성되어 있다.

즉, 기준부재의 지지면(支持面)에 형성된 끼워맞춤용 스트레이트(straight) 구멍에, 가동부재에 고정된 인입(引入) 니플(nipple)의 플랜지(flange)를 끼워넣음으로써, 상기 스트레이트 구멍의 축심(軸心)과 상기 인입 니플의 축심을 합치시킨 후, 상기 인입 니플을 인장(引張)하여 상기 기준부재에 가동부재를 고정하게 되어 있다.

그러나, 상기 종래기술에서는 다음의 문제가 있었다. 즉, 상기 기준부재에 상기 가동부재를 원활하게(smoothly) 장착하기 위해서는, 상기 끼워맞춤용 스트레이트 구멍과 상기 플랜지 사이에 직경방향의 끼워맞춤간격이 요구되므로, 그 끼워맞춤간격의 존재에 의해 상기 양(兩) 부재의 줌심맞춤의 정도(精度)가 낮아지는 것이다.

본 발명의 목적은, 기준부재에 가동부재를 원활하게 장착할 수 있음과 동시에 이들 양 부재의 중심맞춤을 정밀하게 하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 예컨대, 도 1내지 도 4, 또는 도 5에 도시한 바와 같이, 데이텀기능을 부착한 클램프장치를 다음과 같이 구성하였다.

즉, 기준부재(R)에 가동부재(M)를 중심맞춤하여 상기 기준부재(R)의 지지면(S)에 상기 가동부재(M)의 피지지면(被支持面)(T)을 고정하도록 한 데이텀기능을 부착한 클램프장치에 있어서,

상기 가동부재(M)의 상기 피지지면(T)에 소켓 구멍(socket bore, 11)을 개구(開口)시키고, 그 소켓구멍(11)에 위치결정구멍(12)과 걸림구멍(13)을 개구단(開口端)으로부터 차례로 형성하며,

상기 소켓구멍(11)에 삽입되는 환상 플러그부분(環狀 plug部分, 21)을 상기 기준부재(R)로부터 튀어나오게 설치하고,

상기 플러그부분(21)과 상기 위치결정구멍(12) 사이에, 직경방향으로 확대 및 축소되는 셔틀부재(shuttle部材, 23)를 배치하며, 그 셔틀부재(23)를, 상기 플러그부분(21)과 상기 위치결정구멍(12)의 양자 중 한 쪽21(12)에 축심방향으로 소정범위 내에서 이동이 자유롭게 지지하는 동시에 다른 쪽 12(21)으로 테이퍼(taper) 계합(걸어맞춤)할 수 있게 구성하고, 그 셔틀부재(23)의 테이퍼면(28)을 상기 걸림구멍(13)을 향하여 차츰 좁아지게 형성하여, 상기 셔틀부재(23)를 탄성부재(24)에 의해 상기 테이퍼 계합을 긴밀히 하는 방향으로 힘을 더하며,

상기 플러그부분(21)의 원통형 구멍(21a)에 풀로드(pull rod, 31)를 축심방향으로 이동이 자유롭게 삽입하여, 그 풀로드(31)의 외주(外周) 공간에, 반경방향의 바깥쪽 계합위치(X)와 반경방향 안쪽의 계합해제위치(Y)로 이동되는 계합부재(34)를 배치하고,

상기 기준부재(R)에 설치된 구동수단(D)에 의해 상기 풀로드(31)를 기초단부(基礎端部) 방향으로 클램프 구동함으로써, 그 풀로드(31)의 출력부(36)가 상기 계합부재(34) 상기 계합위치(X)로 절환(切換)하여 상기 걸림구멍(13)에 계합하고, 상기 가동부재(M)를 상기 기준부재(R)로 향해 이동시키며,

상기 구동수단(D)에 의해 상기 풀로드(31)를 선단방향으로 언클램프(unclamp) 구동함으로써, 상기 계합부재(34)가 계합해제위치(Y)로 절환하는 것을 허용하는 것이다.

상기한 발명은 다음의 작용효과를 나타낸다.

기준부재에 가동부재를 클램프 할 때에는, 우선, 셔틀부재 테이퍼면의 가이드작용에 의해 상기 가동부재가 자동적으로 조심(調心) 이동되어, 그 가동부재의 위치결정구멍의 축심이 상기 기준부재의 플러그부분의 축심에 정밀하게 합치한다. 이어서, 상기 셔틀부재가 탄성부재를 압축하여 축심방향으로 이동하고, 상기 가동부재의 피지지면이 상기 기준부재의 지지면에 의해 받아진다. 이 때문에, 상기 가동부재는, 상기 셔틀부재의 테이퍼면을 통해 플러그부분에 의해 구속되는 동시에 상기 지지면에 의해서도 구속된다. 그 결과, 그 가동부재를 기준부재에 정밀하고도 강력하게 위치결정하여 고정할 수 있다.

본 발명에 따르면, 셔틀부재의 테이퍼면에 의해 가동부재를 조심(調心) 가이드 할 수 있으므로, 그 가동부재를 기준부재에 원활하게 장착할 수 있다. 또, 본 발명은, 상기 종래예와는 다르고, 연결되는 부재간에 직경방향의 끼워맞춤간격을 없앨 수 있으므로, 상기 기준부재와 가동부재를 고정밀도로 중심맞춤할 수 있다.

그 밖에, 구동수단을 설치한 기준부재에 플러그부분을 설치하므로, 그 기준부재에 소켓구멍을 설치한 경우에 비하면, 상기 구동수단에 칩(chip) 등의 이물이 침입하는 것을 방지할 수 있다. 이 때문에, 클램프장치를 장기간 계속해서 양호하게 사용할 수 있다.

삭제

또한, 본 발명은, 예컨대, 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 셔틀부재(23)의 내주면(內周面)을 스트레이트면(27)으로 구성하는 동시에 이 셔틀부재(23)의 외주면(外周面)을 테이퍼면(28)으로 구성하고, 상기 스트레이트면(27)을 상기 플러그부분(21)에서 축심방향으로 이동이 자유롭게 지지하며, 상기 테이퍼면(28)을 상기 위치결정구멍(12)에 테이퍼로 계합한 것이다.

이는, 기준부재에 셔틀부재를 장착했기 때문에, 1개의 기준부재에 대하여 다수의 가동부재를 착탈하는 경우에는, 그 셔틀부재의 장비수량이 적어져, 클램프 시스템을 간소하게 구성할 수 있다.

삭제

또한, 본 발명은, 예컨대, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 풀로드(31)를 언클램프 구동한 때에는, 그 풀로드(31)의 선단이 상기 소켓구멍(11)의 천정벽(天頂壁)을 누르고, 이에 의해, 상기 셔틀부재(23)의 테이퍼면(28) 상에 계합간격(α)을 형성하는 동시에, 상기 지지면(S)과 상기 피지지면(T) 사이에 맞닿음간격(β)을 형성한 것이다.

이는, 상기 계합간격과 맞닿음간격의 존재에 의해, 기준부재로부터 가동부재를 용이하게 뺄 수 있다는 효과를 나타낸다.

삭제

또한, 본 발명은, 상기 기준부재(R)에 클리닝유체(cleaning fluid)의 공급구(41)를 설치하는 동시에 상기 풀로드(31)의 선단부분에 클리닝유체의 분출구(42)를 설치하고, 상기 공급구(41)와 상기 분출구(42)를 상기 풀로드(31) 내부의 유로(44)에 의해 연통시킨 것이다.

이는, 기준부재와 가동부재 사이의 계합간격이나 맞닿음간격을 상기 분출구로부터 토출되는 클리닝유체에 의해 청소할 수 있기 때문에, 상기 양부재가 잘못 걸리는 것을 방지할 수 있다는 효과를 나타낸다.

도 1 내지 도 4는, 본 발명의 제1실시예를 나타내고 있다.

우선, 도 1a 내지 도 1d와 도 2에 의해, 본 발명의 데이텀기능 부착 클램프장치를 이용한 클램프 시스템을 설명한다. 도 1a는, 그 클램프 시스템의 측단면도이다. 도 1b는, 상기 도 1a 중 1B-1B선 화살표 방향의 도면이다. 도 1c는, 상기 도 1a 중의 1C-1C선 화살표 방향의 도면이다. 도 1d는, 상기 도 1b 중의 화살표 1D가 나타내는 부분의 요부확대도이다. 도 2는, 상기 데이텀기능 부착 클램프장치의 측단면도이다.

머시닝센터의 테이블(1) 상면에, 기준부재(R)인 클램프팔렛(2)이 고정설치된다. 그 클램프팔렛(2)에는, 가동부재(M)인 워크팔렛(3)이, 데이텀기능 부착 제1클램프장치(4) 및 제2클램프장치(5)와 데이텀기능이 없는 제3클램프장치(6ㆍ6)에 의해 고정되게 되어 있다. 또, 도시되지는 않지만, 상기 워크팔렛(3)의 상면에는 복수의 워크피스(workpiece)가 별개의 클램프장치에 의해 착탈가능하게 되어 있다.

상기 제1클램프장치(4)는, 상기 클램프팔렛(2)에 복수의 볼트(8)에 의해 고정한 제1데이텀클램프(4a)와, 상기 워크팔렛(3)에 복수의 볼트(9)에 의해 고정한 제1데이텀링(datum ring, 4b)을 구비한다. 그리고, 주로 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 제1데이텀클램프(4a)의 플러그부분(21)에 바깥에서 끼운 셔틀부재(23)의 테이퍼면(28)에 대하여 상기 제1데이텀링(4b)의 테이퍼 위치결정구멍(12)을 기준축심(G, 도 1b 참조) 상에서 정밀하게 끼워맞출 수 있게 되어 있다.

또, 상기 제2클램프장치(5)는, 상기 클램프팔렛(2)에 고정한 제2데이텀클램프(5a)와 상기 워크팔렛(3)에 고정한 제2데이텀링(5b)를 구비한다. 상기 제2데이텀클램프(5a)는 상기 제1데이텀클램프(4a)와 동일하게 구성되어 있다. 상기 제2데이텀링(5b)은, 도 1b 및 도 1d에 나타낸 바와 같이, 상기 테이퍼 위치결정구멍(12)에 한쌍의 여유면(14ㆍ14)을 오목하게 들어가도록 형성한 점에서 상기 제1데이텀링(4b)과는 다르다. 그리고, 상기 제2데이텀클램프(5a)의 플러그부분(21)에 밖에서 끼워맞춘 셔틀부재(23)의 테이퍼면(28)에 대하여 상기 제2데이텀링(5b)의 테이퍼 위치결정구멍(12)의 나머지 부분(12bㆍ12b)을 끼워맞춤으로써, 상기 워크팔렛(3)을 상기 기준축심(G)에 대하여 들레방향으로 정확히 위치결정하는 동시에, 상기 여유면(14ㆍ14)의 존재에 의해, 상기 기준축심(G)에 대한 반경방향의 오차를 흡수할 수 있게 되어 있다.

상기의 제3클램프장치(6)는, 클램핑기능만을 구비하고, 데이텀기능이 없는 클램프(6a)와 가이드링(guide ring, 6b)으로 구성된다. 보다 상세하게 말하면, 상기 클램프(6a)는, 상기 제1데이텀클램프(4a)로부터 상기 셔틀부재(23)(및 후술하는 접시스프링 24과 지지링 25)를 생략한 것이다. 또, 상기 가이드링(6b)은, 상기 제1데이텀링(4b)의 소켓구멍(11)으로부터 테이퍼 위치결정구멍(12)을 생략한 것이다.

또, 상기 제3클램프장치(6)는, 여기서 2세트 설치되어 있으나, 1세트라도 좋고, 더욱이 3세트 이상이라도 좋다.

이하, 상기 데이텀기능 부착 제1클램프장치(4)의 구체적인 구조를 상기 도 2 및 도 3과 도 4에 의해 설명한다. 그 도 2는, 상기 클램프팔렛(2)에 상기 워크팔렛(3)을 장착하기 시작한 상태를 나타내고 있다. 도 3은, 상기 클램프팔렛(2)에 상기 워크팔렛(3)을 장착한 상태를 나타내고 있다. 또, 도 4는, 상기 클램프팔렛(2)에 상기 워크팔렛(3)을 고정한 상태를 나타내고 있다.

상기 워크팔렛(3)의 하면(下面)에는 수평단면 방향 원형인 소켓구멍(11)이 하향으로 개구된다. 그 소켓구멍(11)은, 상기 제1데이텀링(4b)에 상기 테이퍼 위치결정구멍(12)와 테이퍼 걸림구멍(13)을 하측으로부터 차례로 형성하게 된다. 상기 테이퍼 위치결정구멍(12)은 상향으로 차츰 좁아지게 형성되고, 상기 테이퍼 걸림구멍(13)은 하향으로 차츰 좁아지게 형성되어 있다.

상기 제1데이텀링(4b)의 외주부분이 하향으로 튀어나오게 설치되고, 그 환상(環狀) 돌출설치부의 하면에 의해 피지지면(T)이 구성되어 있다.

상기 제1데이텀클램프(4a)는, 상기 복수의 볼트(8)에 의해 상기 클램프팔렛(2)에 고정한 커버블록(cover block, 16)과, 그 커버블록(16)과 상기 클램프팔렛(2) 사이에 밀폐상태로 삽입한 피스톤(17)과, 그 피스톤(17)의 하측에 형 성한 유압실(18), 상기 피스톤(17)과 상기 커버블록(16) 사이에 장착한 클램프스프링(19)을 구비한다. 그 클램프스프링(19)은, 여기서는, 상하방향으로 적층시킨 복수개의 접시스프링에 의해 구성하고 있으나, 압축코일스프링이라도 좋다.

상기 피스톤(17)과 유압실(18)과 클램프스프링(19)에 의해 구동수단(D)를 구성하고 있다.

상기 커버블록(16)의 외주집합부가 위쪽으로 돌출설치되고, 그 환상 돌출설치부의 상면에 의해 지지면(S)이 구성되어 있다. 또, 그 커버블록(16)의 중앙부로부터 환상의 플러그부분(21)이 위쪽으로 돌출설치되고, 그 플러그부분(21)이 상기 소켓구멍(11)으로 삽입되게 되어 있다.

상기 플러그부분(21)의 하부에 환상의 셔틀부재(23)가 밖에서 끼워지고, 그 셔틀부재(23)가, 1개의 접시스프링(탄성부재, 24)에 의해 위쪽으로 힘을 받음과 동시에 지지링(25)에 의해 받아지고 있다.

보다 상세하게 말하면, 상기 환상의 셔틀부재(23)는, 그 내주면을 스트레이트면(27)에 의해 구성하는 동시에 외주면을 테이퍼면(28)에 의해 구성하고 있고, 그 환상벽에 슬릿(slit)을 설치한다든지 또는 내주면에 홈을 설치한다든지 함으로써(어느 것도 도시되지 않음), 상기 테이퍼면(28) 및 스트레이트면(27)이 직경방향으로 확대 및 축소 가능하게 되어 있다. 또, 상기 스트레이트면(27)을 상기 플러그부분(21)의 외주면에 축심방향으로 이동이 자유롭게 지지하고 있다. 상기 테이퍼면(28)은, 상기 테이퍼 위치결정구멍(12)에 테이퍼로 계합하도록 위쪽으로 차츰 줄어들게 구성되어 있다. 그 테이퍼면(28)의 테이퍼각도는, 약 4도 내지 약 20도 의 범위가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 약 6도 내지 15도의 범위인데, 여기서는, 약 10도로 설정되어 있다.

또, 상기 플러그부분(21)의 원통형 구멍(21a)에 풀로드(31)가 축심방향으로 이동이 자유롭게 삽입된다. 상기 플러그부재(21)의 중간 높이 부분에 둘레방향으로 소정간격을 이격하여 복수의 관통구멍(33)이 형성되고, 각 관통구멍(33)에 계합볼(계합수단, 34)이 반경방향 바깥쪽의 계합위치(X)(도 4참조)와 반경방향의 안쪽 계합해제위치(Y)(도 2참조)에 이동이 가능하게 지지된다. 또, 그 볼(34)이 튀어나가는 것은 상기 관통홀(33)의 외단(外端)의 직경축소부(33a)에 의해 저지된다.

상기 플로드(31)의 외주면 상부에는, 상기 각 볼(34)에 대응시켜서, 누름면(출력부)(36)과 후퇴홈(37)을 상하로 연속하여 형성하고 있다. 또, 상기 풀로드(31)의 하부를 체결볼트(39)에 의해 상기 피스톤(17)에 고정하고 있다.

더욱이, 상기 제1클램프장치(4)의 상호 끼워맞춤면을 클리닝(cleaning)하는 수단이 설치되어 있다. 즉, 상기 클램프팔렛(2)에 압축공기(클리닝유체)의 공급구(41)가 설치되어 있는 동시에 상기 풀로드(31)의 상단부분에 분출구(42)가 경사 윗방향으로 설치되어 있다. 상기 공급구(41)와 상기 분출구(42)가, 상기 커버블록(16) 내의 횡유로(橫流路,43)와 상기 풀로드 내부의 종유로(縱流路,44)에 의해 연통되어 있다. 그 종유로(44)는 상하의 O-링(45ㆍ46)에 의해 밀폐되어 있다.

상기 분출구(42)는, 1개소 만으로도 지장이 없으나, 둘레방향으로 소정의 간격을 내어 복수 개소 설치하는 것이 바람직하다.

또, 상기 클리닝수단은, 상기 제1클램프장치(4)와 마찬가지로, 상기 제2클램 프장치(5)와 제3클램프장치(6ㆍ6)에도 설치되어 있다.

상기 제1클램프장치(4)는, 도 2 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 다음과 같이 작동한다.

도 2의 상태에서는, 유압공급배출로(48)를 통해 상기 유압실(18)로 유압을 공급하고 있다. 이에 의해, 그 유압실(18)의 유압력에 의해 상기 피스톤(17)이 상기 클램프스프링(19)에 저항하여 상기 풀로드(31)를 상승시키고, 상기 각 볼(34)이 후퇴홈(37)에 대면하여 도시한 계합해제위치(Y)로 이동이 가능하게 되어 있다. 또, 상기 셔틀부재(23)가 상기 접시스프링(23)에 의해 상승위치에 유지되어 있다.

그리고, 상기 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 클램프팔렛(2)에 대하여 상기 워크팔렛(3)이 하강한 때에는, 상기 소켓구멍(11)의 테이퍼 가이드구멍(11b)이 상기 플러그부분(21)의 테이퍼 가이드면(21b)에 의해 안내되기 때문에, 상기 소켓구멍(11)의 축심이 상기 플러그부분(21)의 축심과 거의 일치한다.

상기 도 2의 상태에서 상기 공급구(41)로 클리닝용 압축공기를 공급하면, 그 압축공기가 상기 분출구(42)로부터 격렬하게 토출된다. 그 토출된 압축공기가, 상기 소켓구멍(11)의 천정면 및 둘레면을 클리닝한 후, 밑으로 배출된다.

상기 워크팔렛(3)이 더욱 하강하면, 상기 테이퍼 위치결정구멍(12)이 상기 셔틀부재(23)의 테이퍼면(28)에 의해 안내되어 가고, 계속해서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 소켓구멍(11)의 천정벽(11a)이 상기 풀로드(31)의 상면에 맞닿아, 그 풀로드(31)에 의해 상기 워크팔렛(3)이 받아진다.

상기 도 3의 상태에서는, 분출구(42)로부터 토출된 압축공기는, 상기 걸림구 멍(13)의 표면과, 상기 셔틀부재(23)의 테이퍼면(28)과 상기 테이퍼 위치결정구멍(12) 사이의 계합간격(α)과, 상기 지지면(S)와 상기 피지지면(T) 사이의 맞닿음간격(β)을 차례로 클리닝한 후, 외부로 배출된다. 또, 상기 테이퍼 위치결정구멍(12)에는, 둘레방향으로 소정의 간격을 두어 복수의 블로홈(blow groove,12a)을 형성하는 것이 바람직하다.

상기 도 3의 상태에서 상기 유압실(18)의 압력유를 상기 공급배출로(48)로부터 배출하면, 상기 클램프스프링(19)이 피스톤(17)을 통해 풀로드(31)를 강력히 하강시켜간다. 그러면, 우선, 상기 풀로드(31)의 하강에 추종하여 상기 워크팔렛(3)이 자중으로 하강하여 가고, 상기 테이퍼 위치결정구멍(12)이 상기 셔틀부재(23)의 테이퍼면(28)에 맞닿는다. 이에 의해, 상기 워크팔렛(3)이 상기 셔틀부재(23)을 통해 상기 접시스프링(24)을 약간 압축하는 동시에, 상기 테이퍼 위치결정구멍(12)이 조심(調心) 이동되어, 그 축심이 상기 플러그부분(21)의 축심에 합치한다.

이와 거의 동시에, 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 풀로드(31)의 각 누름면(36)이 상기 각 볼(34)을 반경방향 바깥쪽의 계합위치(X)로 누르고, 그 반경방향의 압력이 상기 테이퍼 걸림구멍(13)을 통해 아래방향의 힘으로 변환되어, 그 아래방향의 힘에 의해 상기 워크팔렛(3)을 강력히 하강시킨다.

그러면, 상기 테이퍼 위치결정구멍(12)이 상기 셔틀부재(23)의 테이퍼면(28)에 강력히 테이퍼 계합하여 조심(調心) 이동되고, 그 테이퍼 위치결정구멍(12)의 축심이 상기 플러그부분(21)의 축심에 정밀하게 합치하는 동시에, 상기 접시스프링에 저항하여 상기 셔틀부재(23)이 더욱 하강되고, 상기 피지지면(T)이 상기 지지면(S)에 의해 받아진다. 이에 의해, 상기 워크팔렛(3)은, 상기 셔틀부재(23)의 테이퍼면(28)을 통해 플러그부분(21)에 의해 수평방향으로 구속되는 동시에 상기 지지면(S)에 의해 상하방향으로 구속되게 되고, 그 결과, 상기 워크팔렛(3)을 상기 클램프팔렛(2)에 정밀하고도 강력하게 위치결정하여 고정할 수 있다.

상기 도 4에서 나타낸 클램프 완료 후에는, 상기 도 3중의 맞닿음간격(β)이 없게 되어 상기 지지면(S)과 피지지면(T) 사이가 기밀상태로 밀폐되기 때문에, 상기 클리닝용 압축공기의 배출로가 없어져, 상기 공급구(41)의 압력이 상승한다. 그 압력상승을 압력스위치(미도시)에 의해 검출함으로써, 상기 클램프 완료를 자동적으로 확인할 수 있다.

또, 상기 클램프 완료를 확인하는 때에는, 압축공기의 압력을 상기 클리닝용 압력보다 낮은 압력으로 저하시켜서, 그 저압의 압축공기의 상승압력을 검출하는 것이 바람직하다.

상기 도 4의 클램프상태로부터 도 3의 언클램프상태로 절환하는 때에는, 그 도 4의 상태에서 상기 유압실(18)로 압력유를 공급하면 된다. 그러면, 도 3에 나타낸 바와 같이, 그 압력실(18)의 유압력에 의해 상기 피스톤(17)이 상기 풀로드(31)를 상승시키고, 상기 각 볼(34)이 상기 후퇴홈(37)에 대면하여 계합해제위치(Y)로 절환하는 것이 허용되는 동시에(이 도 3에서는 이미 절환한 상태를 나타내고 있다), 상기 풀로드(31)가 상기 소켓구멍(11)의 천정벽(11a)에 맞닿아서 워크팔렛(3)을 압상(押上)한다. 이 때문에, 그 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 셔틀부재(23)의 상측에 상기 계합간격(α)이 형성되는 동시에 상기 지지면(S)의 상측에 맞닿음간격(β)이 형성된다. 이에 의해, 상기 워크팔렛(3)을 상기 클램프팔렛(2)으로부터 용이하게 제거할 수 있다.

상기 제1실시형태에서는, 하측의 클램프팔렛(2)에 플러그부분(21)을 설치하는 동시에 상측의 워크팔렛(3)에 소켓구멍(11)을 설치했기 때문에, 머시닝센터의 가공시의 칩(chip) 등의 이물이 클램프장치에 침입하는 것을 방지할 수 있다.

또, 상기 셔틀부재(23)의 하측공간을 상기 접시스프링(24)에 의해 덮였기 때문에, 그 하측공간으로의 이물의 침입을 방지하여, 그 셔틀부재(23)를 원활하게 승강할 수 있다. 또, 상기 접시스프링(24)은, 예시한 1개 대신에, 복수개를 적층시킨 것이라도 좋고, 더욱이, 압축코일스프링 등의 다른 종류의 스프링에 의해 대체할 수 있다.

또, 상기 클램프스프링(19)의 수용(收容) 공간은, 호흡통로(呼吸通路)를 통해 외부로 연통되어 있다. 그 호흡통로(49)는, 도시하지는 않았지만, 역지(逆止) 밸브시트와 역지밸브실을 내측으로부터 차례로 설치하여, 그 역지밸브실로 삽입한 역지부재를 약한 스프링에 의해 상기의 역지밸브시트에 힘을 더하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 분위기중의 먼지나 절삭유 등의 이물이 클램프장치 내로 침입하는 것을 방지할 수 있다.

도 5는, 본 발명의 제2실시형태를 나타내고, 상기 도 4에 상당하는 도면이다. 이 제2실시형태에 있어서는, 상기 제1실시형태와 동일구성의 부재에는 원칙적으로 동일부호를 부여하고 있고, 그 제1실시형태와는 다른 구성에 관해서만 설명한다.

상기 클램프팔렛(2)의 상면에 클램프블록(51)이 복수의 누름장치 및 볼트(53)에 의해 고정된다. 상기 클램프블록(51) 내에 상기 피스톤(17)이 밀폐상태로 삽입된다.

또, 상기 워크팔렛(3)에 형성한 상기 소켓구멍(11)의 위치결정구멍(12)은 스트레이트로 형성되어 있다. 그 스트레이트 위치결정구멍(12)에, 상기 셔틀부재(23) 외주의 스트레이트면(27)이 상하 이동이 자유롭게 지지된다. 상기 셔틀부재(23)가 고무제의 탄성부재(24)에 의해 밑으로 힘을 받고, 그 셔틀부재(23)의 하강은, 상기 위치결정구멍(12)의 하부에 끼워져 설치한 지지링(25)에 의해 저지되어 있다.

상기 셔틀부재(23)의 내면에 형성한 테이퍼면(28)이 상기 플러그부분(21)의 외주면에 테이퍼 계합하고 있다. 상기 테이퍼면(28)은, 위쪽으로 차츰 좁아지게 형성되어 있다.

상기 각 실시형태는 다음과 같이 변경가능하다.

상기 기준부재(R)는, 예시한 클램프팔렛(2) 대신에 머시닝센터나 각종 기계의 테이블이라도 좋다. 또, 상기 가동부재(M)는, 예시한 워크팔렛(3) 대신에 워크피스라도 좋다. 예시한 상하방향으로 연결하는 것 대신에, 수평방향 또는 경사방향으로 연결하는 것도 좋다.

또, 본 발명의 테이텀기능 부착 클램프장치는, 워크팔렛이나 워크피스의 클램핑 용도에 한정되는 것은 아니고, 금형(金型)이나 어태치먼트(attachment) 등의 클램핑에도 이용할 수 있는 것은 물론이다. 그 데이텀기능 부착 클램프장치는, 복 수세트에 한정되는 것은 아니고, 1세트 만으로도 이용가능하다.

더욱이, 상기 클램프장치의 상기 셔틀부재(23)는, 예시한 환상체에 한정되지 않고, 복수의 분할체를 환상으로 나란하게 한 것이라도 좋다.

또, 상기 클램프장치의 계합수단(34)은, 예시한 테이퍼 걸림구멍에 대하여 계합하는 볼(ball) 대신에, 스트레이트 걸림구멍에 대하여 마찰력이나 소성(塑性) 변형력에 의해 계합하는 콜릿(collet)이라도 좋다. 또, 그 클램프장치는, 스프링력에 의해 클램프구동하는 대신에, 유압력이나 공압력 등의 유체압력에 의해 클램프구동하는 것도 가능하다.

상기한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면,

가동부재는, 셔틀부재의 테이퍼면을 통해 플러그부분에 의해 구속되는 동시에 상기 지지면에 의해서도 구속되므로 그 가동부재를 기준부재에 정밀하고도 강력하게 위치결정하여 고정할 수 있는 이점이 있다.

또, 셔틀부재의 테이퍼면에 의해 가동부재를 조심(調心) 가이드 할 수 있으므로, 그 가동부재를 기준부재에 원활하게 장착할 수 있으며 기준부재와 가동부재를 고정밀도로 중심맞춤할 수 있다는 다른 이점이 있다.

그 밖에, 구동수단을 설치한 기준부재에 플러그부분을 설치하므로, 상기 구동수단에 칩(chip) 등의 이물이 침입하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 클램프장치를 장기간 계속해서 양호하게 사용할 수 있다는 또 다른 이점이 있다.

Claims

기준부재(R)에 가동부재(M)를 중심맞춤하여 상기 기준부재(R)의 지지면(S)에 상기 가동부재(M)의 피지지면(T)을 고정하게 한 데이텀기능 부착 클램프장치에 있어서,

상기 가동부재(M)의 상기 피지지면(T)에 소켓구멍(11)을 개구시켜, 그 소켓구멍(11)에 위치결정구멍(12)과 걸림구멍(13)을 개구단(開口端)으로부터 차례로 형성하고,

상기 소켓구멍(11)에 삽입되는 환상(環狀)의 플러그부분(plug部分, 21)을 상기 기준부재(R)로부터 돌출 설치시키며,

상기 플러그부분(21)과 상기 위치결정구멍(12) 사이에, 직경방향으로 확대 및 축소되는 셔틀부재(shuttle部材, 23)를 배치하고, 그 셔틀부재(23)를, 상기 플러그부분(21)과 상기 위치결정구멍(12)의 양자중 한쪽(21,12)에 축심방향으로 소정범위내에서 이동이 자유롭게 지지하는 동시에 다른쪽(12,21)에 테이퍼 계합할 수 있게 구성하며, 그 셔틀부재(23)의 테이퍼면(28)을 상기 걸림구멍(13)을 향하여 차츰 줄어들게 형성하고, 상기 셔틀부재(23)를 탄성부재(24)에 의해 상기 테이퍼 계합을 긴밀히 하는 방향으로 힘을 더하고,

상기 플러그부분(21)의 원통형 구멍(21a)에 풀로드(full rod, 31)를 축심방향으로 이동이 자유롭게 삽입하여, 그 풀로드(31)의 외주공간에, 반경방향 바깥쪽의 계합위치(X)와 반경방향 안쪽의 계합해제위치(Y)로 이동되는 계합수단(34)을 배 치하며,

상기 기준부재(R)에 설치한 구동수단(D)에 의해 상기 풀로드(31)를 기초단부(基礎端部) 방향으로 클램프 구동함으로써, 그 풀로드(31)의 출력부(36)가 상기 계합수단(34)을 상기 계합위치(X)로 절환하여 상기 걸림구멍(13)에 계합시켜, 상기 가동부재(M)를 상기 기준부재(R)를 향해 이동시켜,

상기 구동수단(D)에 의해 상기 풀로드(31)를 선단방향으로 언클램프(unclamp) 구동함으로써, 상기 계합수단(34)이 계합해제위치(Y)로 절환하는 것을 허용하는 것을 특징으로 하는 데이텀기능을 부착한 클램프장치.
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제1항에 있어서,

상기 기준부재(R)가, 기계의 테이블 또는 클램프팔렛(clamp pallet, 2)으로 이루어지고, 상기 가동부재(M)가 워크팔렛(work pallet, 3)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 데이텀기능을 부착한 클램프장치.
제1항 또는 제5항에 있어서,

상기 풀로드(31)를 언클램프 구동한 때에는, 그 풀로드(31)의 선단이 상기 소켓구멍(11)의 천정벽(11a)을 누르고, 그 언클램프상태에서는, 상기 가동부재(M)를 상기 풀로드(31)를 통하여 상기 기준부재(R)에 받아지도록 구성한 것을 특징으로 하는 데이텀기능을 부착한 클램프장치.
제6항에 있어서,

상기 언클램프상태에서는 상기 셔틀부재(23)의 테이퍼면(28) 상에 계합간격(α)을 형성함과 함께, 상기 지지면(S)과 상기 피지지면(T)의 사이에 맞닿음간격(β)을 형성한 것을 특징으로 하는 데이텀기능을 부착한 클램프장치.
제7항에 있어서,

상기 언클램프상태에서는, 상기 계합간격(α) 및 상기 맞닿음간격(β)에 클리닝유체를 공급가능하게 구성한 것을 특징으로 하는 데이텀기능을 부착한 클램프장치.
제1항 또는 제5항에 있어서,

상기 기준부재(R)에 상기 가동부재(M)를 고정하는 복수의 클램프장치 중 적어도 한개로서 사용되는 것을 특징으로 하는 데이텀기능을 부착한 클램프장치.