KR100647537B1 - 선반의 원심보상 파워척 - Google Patents

Abstract

본 발명은 죠오와 발란스 웨이트를 구비하는 원심보상 척에 있어서,

상기 원심보상 척의 본체 외주에 결합되고, 내부 원형 테두리와 외부 원형테두리에 의해 환형의 공간부를 구비하는 하우징과, 상기 공간부에 축에 의해 회동가능토록 결합되며, 머리부와 꼬리부로 이루어지는 발란스 웨이트와, 상기 발란스 웨이트의 머리부는 죠오의 상단을 누를 수 있도록 구성되어진 선반 원심보상 파워척을 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 원심보상 척의 본체 외주에 환형의 공간부를 형성하고, 상기 공간부에 죠오의 갯수와 대응하는 갯수의 발란스 웨이트가 내장되도록 함으로써 척 부품의 효율적인 배치가 가능하게 되며, 또한 상기 발란스 웨이트는 죠오의 이동방향에 대해 수평으로 회동가능토록 장착된 구조여서 원심보상구조로 인해 늘어지는 척의 길이를 최소화할 수 있는 것이다.

또한 본 발명은 원심보상 척의 장시간 사용시 필연적으로 마모되는 발란스 웨이트의 머리부에 교체가능한 밀핀을 형성함으로써 마모에 따른 비용절감 효과를 가질 수 있도록 하는 매우 유용한 발명인 것이다.

선반, 원심보상, 파워척

Description

선반의 원심보상 파워척{A centrifugal compensating power-chuck for palletchanging device}

도 1 - 종래 원심보상 척의 정면도

도 2 - 도 1의 A-A선 단면도

도 3 - 본 발명 원심보상 파워척의 분해 사시도

도 4 - 본 발명 원심보상 파워척의 결합상태 사시도

도 5 - 도 4의 A-A선 확대 단면도

도 6 - 본 발명에 있어서 발란스 웨이트의 동작상태를 보이기 위한 참고도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 종래의 원심보상 척

2: 죠오(jaw) 3: 웨이트

10: 고정핀 20: 레버

100: 본 발명의 원심보상 파워척

101: 본체 102: 죠오

110: 웨이트 하우징(housing) 111: 내부 원형테두리

112: 외부 원형테두리 113: 공간부

120: 발란스 웨이트 121: 머리부(head-part)

122: 꼬리부(tail-part) 123: 축삽입공

124: 축 130: 밀핀(pushing pin)

131: 밀핀 삽입홈 140: 커버

141: 윤활유 주입공

본 발명은 선반의 원심보상 파워척에 관한 것으로, 특히 공작물을 물고 회전하는 죠오의 파악력이 척의 회전에 의해 발생하는 원심력때문에 약화되는 것을 방지하고, 척의 회전수 변화에도 최초의 클램핑 파워와 유사한 힘을 지속적으로 유지할 수 있도록 하기 위한 선반의 원심보상 파워척에 관한 것이다.

선반 척은 선반의 주축(主軸) 끝에 장치하여 공작물을 유지하기 위한 부속장치로, 스핀들 뒤쪽의 실린더에서 공급되는 힘이 쐐기형상의 웨지플런저를 축 방향으로 잡아당기게 되며, 이 쐐기각에 의하여 죠오를 원통의 바깥쪽에서 원 중심으로 향하여 공작물을 클램프하게 된다.

그러나 상기 죠오는 공작물을 클램프하는 방향이 원중심에서 바깥쪽으로 향해 있기 때문에 척의 회전시에 원심력의 영향을 받게 되며, 실제 공작물을 가공할 때는 척이 회전하고 있는 상태이므로 원심력의 영향을 받아 죠오가 벌어질려는 힘이 작용하게 되어 최초의 클램프하는 힘보다 적어진 힘으로 공작물을 클램프하여 가공하게 된다.

이처럼 죠오가 원심력의 영향을 받아서 손실되는 힘은 척의 회전속도가 높을수록 커지므로 고속회전시 파악력(클램프력)은 더욱더 줄어들게 되어 실가공시 공작물의 떨림이 발생하여서 제품의 가공품질에 영향을 미치게 되고, 심지어는 공작물의 이탈로 인한 작업자의 안전까지도 위협하는 문제점이 있었다.

따라서 종래에는 선반 척의 회전속도가 증가함에 따라 발생하는 원심력의 영향을 최소화하기 위해 종래의 선반 척에는 도 1 또는 도 2와 같은 구조의 레버(20)를 사용하여 원심보상에 활용하고 있는데, 상기 레버의 작용은 다음과 같다.

즉 공작물을 가공하기 위하여 스핀들이 회전하면 공작물을 클램프하고 있는 죠오(2)가 회전수의 증감에 따라 원심력에 의해 바깥쪽으로 벌어지게 되는데, 이때 원심력 보상구조인 웨이트(3)도 원심력에 의해 동시에 바깥쪽으로 벌어지게 된다. 따라서 이 두 부품 사이에 지렛대 역할을 하는 레버는 힘의 방향을 서로 반대가 되도록 작용함으로써 죠오(2)가 원심력에 의해 벌어지려는 것을 웨이트(3)에 의해 오므리려는 힘으로 보상하게 되는 것이다. 이때 오므리려는 힘의 효율을 높이기 위하여 지렛대 역할을 하는 레버의 중심점을 최대한 죠오쪽에 형성해 레버 중심점을 기준한 거리비로 파악력을 극대화할 수 있도록 하고 있다.

이처럼 레버를 이용한 선반 척의 원심보강 구조는 도 1내지 도2에 도시한 바와같이 죠오(2)와 웨이트(3)의 사이에서 지렛대역할을 하는 레버(20)의 중심에 핀 (10)을 고정하여 작동하도록 하는 방식 등이 사용되고 있으나, 이와 같은 경우는 레버(20)의 중간에 고정 핀(10)을 형성하기가 곤란하여 제작이 어렵고, 고정 핀 중심과 외경부의 동심의 어긋남 때문에 전달효율이 떨어지며 윤활구조가 없어 마모 및 걸림, 진동현상이 발생하여 공작물의 가공시 떨림이나 놓치는 등의 단점을 갖으며, 또한 선반 척의 고속회전시 죠오와 같은 선상에 웨이트가 위치함으로 원심력에 의한 파악력을 극대화함에 있어서 용이하지 못한 단점을 갖는다.

또한 선반 척을 장시간 사용시 레버 및 웨이트 등의 장비가 마모되었을 때, 상기 장비를 교체함에 있어서 작업의 번거로움과 장비 교체가 용이하지 못하고, 고가 장비인 레버, 웨이트의 잦은 교체에 따른 경제적인 부담감을 갖게 되는 것이다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 원심보상 척이 갖는 단점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 원심보상 척의 죠오 외측으로 공간부를 구비하는 웨이트 하우징이 형성되고, 상기 공간부에는 머리부와 꼬리부로 이루어지는 발란스 웨이트가 축에 의해 회동(廻動)가능토록 결합되어지되, 척의 회전에 의해 원심력이 발생하면 발란스 웨이트가 지렛대작용을 하여 발란스 웨이트의 머리부가 죠오를 눌러줌으로써 척의 고속회전에도 지속적인 클램핑 파워를 유지할 수 있도록 한 것이다.

또한 본 발명은 원심보상 척의 장시간 사용시 마모되는 밀핀을 교체가능토록 함으로써 마모로 인한 클램핑력의 약화를 방지하고, 발란스 웨이트 전체를 교체하 는 낭비적 요소를 줄일 수 있는 선반 원심보상 파워척을 제공하기 위한 것이다.

본 발명을 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 선반 원심보상 파워척의 분해 사시도를 도시한 것이다.

본 발명은 죠오와 원심력 보상 웨이트를 구비하는 선반 원심보상 척에 있어서, 상기 원심보상 척(100)의 본체(101) 외주, 즉 죠오(102) 외측으로 공간부(113)를 구비하는 웨이트 하우징(110)이 형성되고, 상기 공간부(113)에는 머리부(121)와 꼬리부(122)로 이루어지는 발란스 웨이트(120)가 축(124)에 의해 회동(廻動)가능토록 결합되어 지되, 척(100)의 회전에 의해 원심력이 발생하면 발란스 웨이트(120)가 지렛대작용을 하여 발란스 웨이트(120)의 머리부(121)가 죠오(102)를 눌러주도록 함으로써 척의 고속회전에도 지속적인 클램핑 파워를 유지할 수 있도록 한 것이다.

상기 공간부(113)는 웨이트 하우징(110)의 가장자리에 형성되는 내부 원형 테두리(111)와 외부 원형테두리(112)에 의해 형성될 수도 있으며, 이때 공간부(113)는 환형(環形)의 오목 홈 형상을 갖는다. 이때 상기 내부 원형테두리(111)와 외부 원형테두리(112)는 발란스 웨이트(120)의 회동범위를 한정하기 위한 구성으로, 만일 내부 원형테두리(111)가 구비될 경우에는 죠오(102)를 밀어주기 위한 밀핀(130)이 관통되기 위한 통공이 형성되어야 함은 당연하다.

상기 공간부(113)는 발란스 웨이트(120)가 축(124)에 의해 지렛대작용을 할 수 있는 충분한 너비가 확보되어야 하며, 내부에 윤활유의 충진 및 이물질 등의 유입을 방지하기 위한 커버(140)을 조립하여 구성함이 바람직하다. 이때 상기 커버(140)에는 윤활유를 주입하기 위한 윤활유 주입공(141)이 천공되어진다.

상기 발란스 웨이트(120)는 머리부(121)와 꼬리부(122)로 구성되어지되, 상기 머리부(121)의 중간 일측에는 축삽입공(123)이 형성되도록 하며, 저면(底面)에는 밀핀 삽입홈(131)이 형성되도록 구성되어진다. 이때 축삽입공(123)을 중심으로 전방, 즉 머리부(121)보다 후방, 즉 꼬리부(122)의 길이가 훨씬 더 길게 구성하는데, 이는 척(100)의 회전시 발생하는 원심력에 의해 축(124)을 중심으로 지렛대 작용을 하게 되고, 따라서 꼬리부(122)가 위로 들리면서 머리부(121)는 아래로 눌려지게 된다. 이때 상기 축(124)의 끝단은 나사선이 형성되어 웨이트 하우징(110)의 일측에 나사결합될 수 있도록 함이 바람직하다.

결국 상기 발란스 웨이트(120)의 머리부(121)는 머리부(121) 끝단에 위치하고 있는 죠오(102)를 누르게 되며, 이로인해 척(100)이 고속회전하면 할수록 더 큰 압력으로 죠오(102)를 눌러 최초의 클램핑 파워와 유사한 힘을 지속적으로 유지할 수 있게 되는 것이다.

그러나 상기 발란스 웨이트(120)의 머리부(121)가 직접 죠오(102)를 누르게 되는 경우 필연적으로 마모가 생기게 되며, 이 경우 마모 정도만큼 또 오차가 생기기 마련 이어서 발란스 웨이트(120) 전체를 교체해 주어야 한다.

이는 매우 낭비적인 요소여서 상기 발란스 웨이트(120)의 머리부(121) 저면에 밀핀 삽입홈(131)를 형성하고, 상기 밀핀 삽입홈(131)에 밀핀(130)을 삽입시켜 죠오(102)를 누를 수 있도록 구성함이 바람직할 것이다.

즉 상기 죠오(102)를 직접 압력하는 것은 밀핀(130)이 되고, 상기 밀핀(130)은 교체가 용이하므로 발란스 웨이트(120) 전체를 교체해 주어야 하는 낭비적인 요소를 제거할 수 있게 되는 것이다.

본 발명에 있어 상기 발란스 웨이트(120)의 머리부(121)의 두께보다 꼬리부(122)의 두께는 보다 얇게 형성되어지는데, 이는 머리부(121)보다 꼬리부(122)의 길이가 훨씬 더 길어 머리부(121)보다 꼬리부(122)의 회전반경이 더 크기 때문으로 공간부(113)의 폭은 한정될 수 밖에 구조이기 때문에 결국 회전반경의 크기를 감안하여 머리부(121)의 두께보다 꼬리부(122)의 두께를 더 얇게 형성할 수 밖에 없는 것이다.

또한 상기 발란스 웨이트(120)를 측면에서 보았을 때 호(弧)형상을 가지는데, 이는 상기 발란스 웨이트(120)가 내장되어지는 공간부(113)가 환형의 오목 홈 형상이기 때문이다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명 선반 원심보상 파워척(100)의 작용상태를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명 선반 원심보상 파워척(100)은 스핀들 뒤쪽의 실린더에서 공급되는 힘이 쐐기형상의 웨지플런저를 축 방향으로 잡아당기면, 이 쐐기각에 의하여 죠오(102)를 원통의 바깥쪽에서 원 중심으로 향하여 공작물을 클램프하게 되고, 상기 클램핑된 공작물을 가공하기 위하여 척이 회전하게 되면 죠오(102)는 원심력에 의 해 바깥쪽으로 벌어지는 힘이 작용하게 된다.

이때 본 발명에 있어 원심력 보강구조인 발란스 웨이트(120)의 꼬리부(122)가 원심력에 의해 바깥쪽으로 벌어지게 되고, 결국 축(124)에 의해 지렛대작용을 하면서 발란스 웨이트(120)의 머리부(121), 즉 밀핀(130)이 공작물을 클램프하고 있는 상태의 죠오(102)를 공작물 쪽으로 밀게 되면서 원심력에 의한 손실을 보상하게 되는 것이다.

이처럼 본 발명은 원심보상 척의 본체 외주에 환형의 공간부를 형성하고, 상기 공간부에 죠오의 갯수와 대응하는 갯수의 발란스 웨이트가 내장되도록 함으로써 척 부품의 효율적인 배치가 가능하게 되며, 또한 상기 발란스 웨이트는 죠오의 이동방향에 대해 수평으로 회동가능토록 장착된 구조여서 원심보상구조로 인해 늘어지는 척의 길이를 최소화할 수 있는 것이다.

또한 최적구조의 발란스 웨이트에 의해 좁은 공간부 내에서도 효과적인 원심보상작용을 가능하도록 하여 척의 고속회전에도 죠오의 최초 파악력을 유지할 수 있도록 하고, 이로인해 공작물의 정밀가공이 가능하게 된다.

또 본 발명은 원심보상 척의 장시간 사용시 필연적으로 마모되는 발란스 웨이트의 머리부에 교체가능한 밀핀을 형성함으로써 마모에 따른 비용절감 효과를 가질 수 있도록 하는 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (3)

1. 죠오와 발란스 웨이트를 구비하는 원심보상 척에 있어서,

   상기 원심보상 척의 본체 외주에 결합되고, 내부 원형 테두리와 외부 원형테두리에 의해 환형의 공간부를 구비하는 하우징과, 상기 공간부에 축에 의해 회동가능토록 결합되며, 머리부와 꼬리부로 이루어지는 발란스 웨이트와, 상기 발란스 웨이트의 머리부는 죠오의 상단을 누를 수 있도록 구성되어짐을 특징으로 하는 선반 원심보상 파워척.
2. 제1항에 있어서, 상기 발란스 웨이트의 머리부 저면에는 밀핀 삽입홈이 형성되고, 상기 밀핀 삽입홈에는 교체가능한 밀핀이 삽입되어 상기 밀핀에 의해 죠오가 눌러질 수 있도록 구성되어짐을 특징으로 하는 선반 원심보상 파워척.
3. 제1항에 있어서, 상기 발란스 웨이트는 호형상을 가지며, 머리부의 중간 일측에 축삽입공이 형성되어지되, 머리부의 두께보다 꼬리부의 두께가 더 얇게 형성되도록 구성되어짐을 특징으로 하는 선반 원심보상 파워척.

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