KR100723281B1 - 작업편을 유지하기 위한 고정 디바이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 작업편을 유지하기 위한 고정 디바이스에 관한 것으로, 유도 경화 장치에 의해 가공되는 작업편을 유지하기 위한 고정 디바이스는 작업편 둘레의 위치로, 그리고, 상기 작업편 둘레로부터 멀어지는 위치로 이동될 수 있는 유도 코일 서브조립체에 부착되도록 구성 및 배열된 제 1 서브조립체(subassembly)를 포함한다. 상기 제 1 서브조립체와 실질적으로 동일한 구성의 제 2 서브조립체는 제 1 서브조립체와 대면하도록 상기 유도 코일 조립체에 부착되며, 상기 두 개의 서브조립체는 서로 대면하면서, 그 사이에 작업편 수용 영역을 형성하도록 서로 이격 배치되어 있다. 각 서브조립체는 한 다리(leg)가 유도 코일 조립체에 부착되도록 구성되어 있고, 다른 다리가 유지 블록에 대한 부착을 위한 커넥팅 로드를 구비하도록 구성되어 있는 L형 브라켓을 포함한다. 세 개의 커넥팅 로드가 있으며, 두 개는 원통형 핀 형태이고, 하나는 중심 커넥팅 로드이며, L형 브라켓에 유지 블록을 연결하기 위해 외부 나사가 형성되어 있다. 두 개의 원통형 핀은 스프링이 유지 블록을 바이어싱하도록 코일 스프링을 수용한다. 나사형 커넥팅 로드는 L형 브라켓을 향한 그 이동에 관해 유지 블록의 초기 스프링 인장을 설정하기 위해 육각 너트를 수용한다. 유도 경화 장치에 의해 가공될 작업편은 상부 센터와 하부 센터 사이에 위치된다. 상기 고정 디바이스의 사용 절차는 하부 센터상에 작업편을 배치하고, 그후, 두 개의 유지 블록 사이에 작업편의 상부를 밀어넣어 작업편이 정확히 정렬될 때 까지 이들 블록이 각 서브 조립체내의 코일 스프링을 압축하여 부가적인 간격으로 서로 이격되도록 하고, 이지점에서, 상부 센터가 정위치로 하강된다.

유지 블록, 커넥팅 로드, 고정 디바이스, 서브 조립체, 원호형 부분

Description

작업편을 유지하기 위한 고정 디바이스{A fixturing device for holding a workpiece}

도 1은 본 발명의 일반적인 실시예에 따른 작업편 유지용 고정 디바이스의 사시도.

도 2는 도 1의 고정 디바이스의 상부 평면도.

도 3은 도 1의 고정 디바이스의 정면도.

도 4는 본 발명에 따른 도 1의 고정 디바이스의 일부인 L형 브라켓의 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 도 1의 고정 디바이스의 일부인 유지 블록의 상부 평면도.

도 6은 도 5의 유지 블록의 정면도.

도 7은 본 발명에 따른 도 5의 유지 블록내로 조립된 복수개의 커넥팅 로드의 상부 평면도.

도 8은 본 발명에 따른 선택적인 고정 디바이스의 실시예의 상부 평면도.

도 9는 도 8의 고정 디바이스의 일부인 유지 클립의 사시도.

*도면의 주요 부분에 대한 간단한 부호의 설명*

20 : 고정 디바이스 21 : 유도 경화 장치

27 : 제 1 서브 조립체 28 : 제 2 서브 조립체

38 : 상부 센터링 샤프트 40 : 하부 센터링 샤프트

82 : 제 1 경사부 83 : 원호형 부분

84 : 제 2 경사부

본 발명은 일반적으로, 기계가공 스테이션, 기계 가공 툴, 프로세싱 장치 및 작업편과 연계된 유지 및 고정 디바이스에 관한 것이다. 보다 명확하게 말하면, 본 발명은 유도 경화 장치내로 로딩되어 상부 및 하부 지지 센터사이에서 유지되는 상태로 유도 경화 장치에 의해 가공되는 작업편을 유지하기 위한 고정 디바이스에 관한 것이다. 본 발명은 유도 경화 장치와, 상부 및 하부 센터(즉, 단부 지지 샤프트) 사이에 장착된 작업편과 관련하여 설명한다. 그러나, 본 발명의 고정 디바이스는 다양한 종류의 작업편과, 다양한 종류의 머시닝 센터(machining center), 기계가공 툴 및 프로세싱 장치에 광범위하게 적용될 수 있다.

작업편을 취급하는데 한가지 고려 사항은 기계 작업자의 안전성이다. 작업편이 장치내로 로딩되고, 장치로부터 언로딩될 때, 기계 기능이 정지되는 것이 중요하다. 작업편의 로딩이나 언로딩이 완료되었을 때, 그후, 기계 기능이 재가동되므로, 작업자, 특히, 작업자의 손이 위험하지 않게 된다.

작업편의 취급시 다른 고려 사항은 작업편의 무게와, 작업편을 정확하게 위치시켜 장치내에 고정하기 위해 작업편이 어떤 방식으로 조작되어야하는가와, 작업편을 하나씩 순서대로 로딩 및 언로딩하는 작업의 반복 특성이다. 손목 터널 부상이나, 적어도, 반복적 스트레스 동작으로 인한 손목 터널 관련 문제점들의 잠재적 유발 가능성에 관련하여, 기계 작업자에 대한 부상의 가능성을 감소시키기 위해 가능한 작업편의 취급을 단순하게 하는 것이 바람직하다.

특히, 샤프트형 작업편을 유지하도록 구성된 본 발명의 고정 디바이스는 유도 경화 장치에 사용된다. 이 특정 적용분야에서, 안전성 관련 관점을 주안점으로 하고 있으며, 작업편의 취급을 단순화하여 손목 터널 부상의 위험을 감소 또는 최소화한다. 작업편은 유도 경화 프로세스가 수행될 때, 궁극적으로 상부 및 하부 샤프트 센터 사이에서 지지된다. 그러나, 상부 센터가 정위치로 하강되기 이전과, 작업편과의 결합이 해제되어 상승된 이후에, 본 발명에 따른 상기 고정 디바이스는 작업편을 적절한 방향으로 유지하며, 그 종축을 벗어난 어떠한 방향으로도 경사지지 못하게 한다. 상기 고정 디바이스에 의해, 작업편이 적절한 방향으로 유지되므로, 상부 센터가 하강되었을 때, 자동으로 작업편과 정확히 정렬되게 된다.

적절한 고정 디바이스의 디자인에 대한 또다른 고려 사항은 상이한 크기의 작업편, 또는, 적어도, 작업편의 고정 디바이스에 의해 유지되는 부분의 크기가 상이한 경우에 대한 적용성이다. 후술될 바와 같이, 본 발명의 고정 디바이스는 실질적으로 작업편의 원통형 표면과 접촉하고, 그에 의해 작업편을 진정한 축 방향으로 유지하도록 한쌍의 대향한 유지 블록을 사용한다. 고정 디바이스가 작업편 둘레에서 전체면이 접촉할 필요가 없기 때문에, 고정 디바이스를 변화시킬 필요 없이 다양한 크기의 작업편이 취급될 수 있다. 부가적으로, 유지 블록은 스프링이 장착되어 있으며, 작업편이 삽입되었을 때 유지 블록이 효과적으로 개방되고 그후, 스프링 장력에 의해 작업편의 유지될 부분과 긴밀하게 접촉하게 되는 방식으로 작동될 수 있도록 구성되어 있다. 상기 고정 디바이스를 적절히 위치설정하고, 작업편의 각 측면상에 대칭 및 균형화되도록 함으로써, 작업편이 유지 블록과의 접촉에 의해 진정한 축방향으로 유지되므로, 상부 센터가 하강하여 유도 가열 및 경화 공정 동안 작업편의 지지부에 대한 작업편내의 단부 리세스에 맞춰질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른, 장치에 의해 가공될 작업편을 유지하기 위한 고정 디바이스는 장치의 가동부에 부착되도록 구성 및 배열된 제 1 서브 조립체와, 역시, 상기 가동부에 부착되도록 구성 및 배열된 제 2 서브조립체를 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 서브 조립체는 작업편 위치의 대향 측면상에 배열되어 있고, 각각 부착 부재와, 유지 블록과, 상기 유지 블록과 부착 부재 사이에 소정 간격을 둔 상태로 상기 유지 블록을 상기 부착 부재에 연결하는 연결 수단과, 상기 소정 간격에서 상기 유지 블록을 스프링 로딩시키기 위한 스프링 바이어싱(biasing) 수단을 포함한다. 상기 연결 수단과, 상기 스프링 바이어싱 수단 양자 모두는 상기 유지 블록의 상기 부착 부재를 향한 이동을 허용하도록 구성 및 배열된다. 본 발명의 고정 디바이스는 상기 제 1 서브조립체의 유지 블록과, 상기 제 2 서브조립체의 유지 블록이 서로를 향하면서, 서로 이격되어 그들 사이에 작업편 수용 공간을 형성하도록 상기 제 1 및 제 2 서브조립체가 상기 가동부에 부착되도록 구성 및 배열되어 있다.

본 발명의 목적은 작업편을 유지하기 위한 개선된 고정 디바이스를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적 및 다른 장점들을 하기의 상세한 설명을 통해 명확히 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 원리에 대한 이해를 돕기 위해서, 도면에 예시된 실시예를 참조하며, 동일한 부분에 대해서는 특정 용어를 사용하도록 한다. 그러나, 이는 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니며, 당업자들은 예시된 장치에 대한 부가적인 변경 및 변용과, 예시된 원리의 다른 적용 등을 용이하게 수행할 수 있을 것이라는 것을 인지하기 바란다.

도 1, 2 및 3을 참조하면, 작업편(22)을 위한 가공 장치(21)와 연계되어 장착되어 있는 고정 디바이스(20)가 예시되어 있다. 본 양호한 실시예에서, 가공 장치(21)는 유도 경화 장치이며, 작업편은 인접한 일단부에 구동 기어(23)를 가진 캠 샤프트이다. 유도 경화 장치(21)의 일부로서 가동성 유도 코일 조립체(24)가 포함되어 있다.

고정 디바이스(20)는 실질적으로 동일한 두 개의 서브조립체(27, 28)를 포함한다. 각 서브 조립체가 수평 중심선 평면(파선 29 및 30으로 도시됨)에 대해 상부 및 하부가 대칭적이기 때문에, 두 개의 서브조립체(27, 28)는 상호 교체되어 사용될 수 있다. 이들 두 개의 서브 조립체에 대하여 독립적으로 도면부호를 사용한 이유 중 하나는 좌측 서브조립체를 도면부호 27로서, 우측 서브조립체를 도면부호 28로서 보다 용이하게 지칭할 수 있기 때문이다. 부가적으로, 이들 두 부품은 서로 상호협력하여 작업편을 유지하기 때문에, 본 양호한 실시예에서, 한쌍의 서브조립체를 갖게 된다는 점이 중요하다. 장치에 의해 가공될 작업편의 특정 형태에 따라서, 그리고, 장치의 구성과, 존재할 수도 있는 다른 고정부의 구성에 따라서, 본 발명의 개념내에서, 하나의 서브조립체가 유지에 사용될 수도 있다.

서브조립체(27)는 유도 코일 조립체(24)의 좌측 지지판(32a, 32b)의 전면(31a, 31b)에 고정적으로 부착된다. 유사하게, 서브조립체(28)는 유도 코일 조립체(24)의 우측 지지판(35a, 35b)의 전면(34a, 34b)에 고정적으로 부착된다. 적소에 고정되고 나면, 두 개의 서브조립체(27, 28)는 서로 대면하도록 위치되고, 부품 수용 영역 또는 구역을 한정하도록 위치된다. 각 서브조립체의 중심부의 원호형 굴곡부로 인해서, 형성된 부품 수용 영역은 실질적으로 원통형이며, 그에 의해, 서브조립체(27, 28) 사이에 위치될 작업편의 일부의 형상에 대응한다.

장치(21)는 실질적으로 원추형인 뾰족한 팁(39)을 가진 축방향 가동성 상부 센터링 샤프트(38)를 포함한다. 또한, 하부 센터링 샤프트(40)는 실질적으로 원추형인 뾰족한 팁(41)을 포함한다. 상기 하부 센터링 샤프트(40)는 일반적으로 가동적이지 않고 고정되거나, 스프링이 장착된다. 그러나, 특정 가공 장치에서, 센터들 사이에서 지지된 작업편을 축방향으로 상승 및 하강시키는 것이 바람직할 수 있다. 이 경우에는, 하부 센터링 샤프트(40)가 가동적으로 구성될 수 있다. 사용시, 팁(41)은 단부(42)의 대응적으로 형성된 리세스내로 끼워진다. 상기 작업편(22)의 원통형 샤프트부(43)는 서브조립체(27, 28) 사이에 위치되며, 상부 센터링 샤프트(38)가 리세스를 구비한 단부(43)내에 위치되는 위치로 하강되어 작업편을 축방향 정렬된 센터 사이에 고정할 때까지 축방향 정렬 상태로 유지된다.

작업편을 유도 가열하거나, 적어도 작업편의 일부를 유도 가열하기 위해서, 유도 코일 조립체(24)의 유도 코일(46)은 작업편의 일부 둘레의 위치로 이동되어야만 한다. 코일(46)이 작업편을 향해 이동할 때, 서브조립체(27, 28)는 장치(21)의 나머지 부분으로부터 멀어지고, 작업편으로부터 멀어지는 화살표(48) 방향으로 외향으로 밀려진다. 이 이동이 발생할 때, 두 개의 스프링 바이어싱된 유지 블록(도 2의 블록(65) 참조)이 화살표(48) 방향에 실질적으로 직각인 방향으로 이동되어 이격된다. 가공의 이 단계에서, 작업편은 축방향 정렬된 센터링 샤프트(38, 40) 사이에서 고정된 상태로 유지되고, 정렬된 센터들 사이에 지지되었을 때, 작업편이 가공되는 일반적인 방식으로 가공될 수 있다. 작업편이 정렬된 센터들 사이에서 고정적으로 유지되기 때문에, 고정 디바이스(20)를 작업편 둘레에서 결합상태로부터 벗어나도록 미는 것이 작업편의 위치설정에 어떠한 변경이나 영향도 주지 않는다. 이는 통상적인 방식으로 유도 가열 및 경화 가공을 수행할 수 있게 해준다. 두 개의 서브조립체(27, 28)가 직립 방향으로 작업편을 일차적으로 수용 및 유지하도록 상호협력하고, 그후, 작업편과의 결합의 해제가 이루어지는 과정을 서브조립체(27, 28)의 구성에 대한 상세한 설명과 관련하여 하기에 설명한다.

서브조립체(27; 서브조립체(28)도 실질적으로 동일함)는 판(32b)의 전면(31b)과, 판(32a)의 전면(31a)에 장착되는 제 1 부분(52)을 구비한 L형 브라켓(51; 도 4 참조)을 포함한다. 한쌍의 간극 구멍(53, 54)이 나사형 패스너나 다른 장착 부품의 수용을 위해 제 1 부분(52)에 제공된다. 고정 디바이스(20)를 예시하는 도 1에서, 서브조립체(27, 28)는 알렌 헤드 볼트(55; Allen head bolt)를 사용하여 유도 코일 조립체(24)의 지지판(32a, 32b; 35a, 35b)에 부착된다.

서브조립체(27)의 제 2 부분(58)은 유지 블록(65)을 제 2 부분(58)에 작동식으로 부착하기 위해 커넥팅 핀 또는 로드(62, 63, 64)를 수용하는 세 개의 간극 구멍(59, 60, 61)을 포함한다.

유지 블록(65; 도 5, 6, 7 참조)은 실질적으로 평탄한 제 1 표면(68)을 포함하고, 상기 제 1 표면내로 세 개의 막힌 구멍(69, 70, 71)이 천공되어 있다. 구멍(69 및 71) 각각은 커넥팅 로드(62, 64)를 위한 미소 공차의 수용 구멍이고, 상기 로드는 원통형 핀인 것이 바람직하다. 예시된 양호한 실시예에서, 커넥팅 로드(62, 64)는 직경이 약 0.25in이다. 로드(62)의 일 단부는 활주식으로 끼워질수 있도록 긴밀하게 치수설정된 막힌 구멍(69)내로 삽입되며, 제 2 부분(58)내의 간극 구멍(59)을 통해 연장된다. 로드(62)의 대향 단부는 제 2 부분(58)의 표면(72)을 초과하여 연장된다. 코일 스프링(74)이 제 2 부분(58)의 표면(73)과 유지 블록(65) 사이에 위치설정되어 로드(62)상에 조립되어 있다. 상기 코일 스프링(74)은 유지 블록(65)이 스프링 로딩(즉, 스프링 바이어싱)되어 상기 제 2 부분(58)으로부터 이격되어 그로부터 멀어지는 방향으로 밀려지도록 크기설정되어 있으므로, 홀딩 블록(65)이 코일 스프링(74)에 의해 성립되는 탄성력에 대해 작용함으로써 제 2 부분(58)의 방향으로 충분한 부하를 받아 이동할 수 있다.

유사한 방식으로, 로드(64)의 일 단부는 긴밀한 크기의 미끄럼 결합부(slip fit)를 구비한 막힌 구멍(71)내로 삽입되고 제 2 부분(58)내의 간극 구멍(61)을 통해 연장된다. 상기 로드(64)의 대향 단부는 표면(72)를 초과하여 연장된다. 코일 스프링(75)이 유지 블록(65)과 표면(73) 사이에 위치설정되어 로드(64)상에 조립되어 있다. 코일 스프링(75)은 유지 블록(65)이 스프링 로딩(즉, 바이어싱)되어 상기 제 2 부분(58)으로부터 이격되어 그로부터 멀어지는 방향으로 밀려지도록 크기설정되어 있고, 그래서, 유지 블록(65)이 제 2 부분(58)의 방향으로 충분한 부하를 받아 이동할 수 있다.

커넥팅 로드(63)는 실질적으로 외부나사가 형성된 로드이며, 막힌 구멍(70)은 본 발명의 양호한 실시예에 따라서, 내부 나사가 형성되어 있으므로, 나사 결합에 의해 로드(63)의 일단부를 고정적으로 수용할 수 있다. 이는 로드(63)가 유지 블록(65)에 고정적으로 연결 또는 부착될 수 있게 해준다. 로드(63)의 대향 단부는 간극 구멍(60)을 통해 제 2 부분의 표면(72)을 초과하여 연장된다. 한쌍의 육각 너트(79)가 로드(63)상에 나사결합되며, 스프링(74, 75)에 소요되는 초기 스프링 예비 부하에 기반하여 로드(63)상의 소정 위치로 나사식으로 전진된다. 로드(63)상의 육각 너트(79)의 위치가 언제든 조절 또는 재조절될 수 있기 때문에, 코일 스프링(74, 75)으로 인한 블록(65)상의 스프링 예비 부하는 선택적으로 제어될 수 있다. 상기 코일 스프링(74, 75)은 브라켓(51), 특히, 브라켓(65)의 제 2 부분(58)으로부터 멀어지는 방향으로 유지 블록(65)을 미는 경향을 가지고, 이 스프링(74, 75)에 의한 밀림은 육각 너트(79)가 제 2 부분(58)에 대해 접했을 때 종료된다. 부가적으로, 유지 블록(65)이 제 2 부분(58)에 인접하게 밀거나 당겨졌을 때, 그리고, 육각 너트가 제 2 부분(58)에 접하도록 전진되었을 때, 두 개의 코일 스프링(74, 75)상의 예비 부하가 증가된다. 이는 서브조립체(28)의 블록(65)과 서브 조립체(27)의 블록(65) 사이의 이격 거리를 증가시키도록 제 2 부분(58)에 근접하게 블록(65)을 이동시키기 위해 소요되는 블록(65)상의 필수 부하를 증가시킨다.

도 5, 6 및 7을 참조하면, 블록(65)의 작업편 접촉면(81)은 제 1 경사부(82)와, 원호형 부분(83)과, 제 2 경사부(84)로 형성되어 있다. 막힌 구멍(70) 및 커넥팅 로드(63)의 축방향 중심선(85)은 블록(65)의 중심선을 형성한다. 표면(81)은 중심선(85)의 각 측면상에서 대칭이다. 각 경사부는 실질적으로 평탄하며, 표면(68)의 평면과 이루는 각도(α)가 대략 15도가 되도록 제 1 표면(68)에 대해 경사진 방향을 지향하고 있다. 두 경사부(82, 84) 사이에 센터링된 원호형 부분(83)은 약 0.80in의 반경 치수를 갖는다. 표면(81)이 상기 부분(43)상에 실질적으로 클램핑되도록 구성될 수 있으며, 이 유지력의 정도는 필수적이지 않다. 이는 단지 축방향 정렬을 유지하는데 필요하다. 따라서, 스프링 인장력과, 대응하는 유지력은 작업편의 크기 및 중량에 따라 제어된다.

도 2에 도시된 바와 같은 고정 디바이스(20)의 형태를 참조하면, 유도 코일 조립체(24)에 장착될 때, 두 개의 서브조립체(27, 28)는 작업편을 정렬 및 위치설정하는데 사용된다. 서브조립체(27)의 원호형 부분(83)은 서브조립체(28)의 원호형 부분(83)을 향해 개방되어 대면한다. 서브조립체(27)의 중심선(85)을 서브 조립체(28)의 중심선(85)과 정렬하고, 두 개의 서브조립체(27, 28) 사이에 적절한 간격을 설정함으로써, 두 개의 원호형 부분(83)은 실질적인 원통형 영역(86)을 형성한다. 작업편의 원통형 샤프트 부분(43)을 수용하는 것은 이 원통형 영역이다. 상기 원호형 굴곡부(83)와 그 간격은 사전 설정되고, 두 개의 서브조립체(27, 28) 사이에서, 그에 의해 직립 방향으로 지향된 상태로 유지되도록 원통형 샤프트 부분(43)의 직경에 기반하여 선택되는 것이 바람직하다. 상기 부분(83)의 반경 치수를 적절하게 크기설정함으로써, 그리고, 두 개의 대면한 유지 블록(65)을 적절하게 간격설정함으로써, 형성된 영역(86)이 원통형이되고, 상기 부분(43)의 크기 및 형상에 실질적으로 부합되도록 설계될 수 있다.

고정 디바이스(20)를 사용하지 않고 상기 장치내에 작업편을 로딩하는 일 방법은 센터링 샤프트(40)상에 하부 단부(42)를 수동으로 위치시키고, 그후, 샤프트 부분(43)이 정확히 축방향을 지향하는 상태가 되도록 상부를 유지하고, 그후, 축방향으로 정렬된 센터들 사이에서 작업편(22)을 고정하도록 상기 부분(43)의 리세스가 형성된 단부내로 상부 센터링 샤프트(38)를 하강시키는 것이다. 이 방법은 가동부인 상부 센터링 샤프트(38)가 작업편의 단부를 향해 이동하고, 따라서, 작업편의 단부를 유지하는 작업자의 손을 향해서 이동하게되는 동안 작업자의 손으로 작업편의 상부를 정확한 축방향으로 유지해야만 하기 때문에, 기계 작업자에 대한 위험이 존재한다. 부상의 위험을 피하기 위해 작업자의 손 대신 로봇 아암이나 기계적 홀더 등의 소정 형태의 다른 수단을 사용할 수 있지만, 이런 형태의 장치를 취급하는 비용 및 시간이 작업의 전체 비용을 현저히 증가시키게되고, 취급의 편리성이 감소 되게 된다.

작업편을 장치내에 로딩시키는 다른 방법은 상부 센터링 샤프트(38)를 스프링으로 로딩하여, 그 정상적으로 신장된 위치가 작업편의 최종 유지 위치에 근접하도록하는 것이다. 작업편(22)의 삽입시, 작업자는 끝이 날카로운 팁(39)을 상기 부분(43)의 상부 단부내의 리세스와 결합시킬 필요가 있고, 그후, 하부 센터링 샤프트(40)와 작업편의 하부 단부 사이에 간극을 형성하도록 상부 센터링 샤프트(38)를 밀어 올린다. 이 간격이 형성되면, 그후, 하부 단부(42)가 센터링 샤프트(40)의 팁(41)상에 배치되고, 그후, 작업편이 배출된다. 상기 상부 센터링 샤프트(38)의 스프링 바이어싱 특성은 단순히 작업편을 배출함으로써, 상부 및 하부 센터링 샤프트의 최종 정렬을 유발한다. 불행히도, 스프링 바이어싱된 상부 센터링 샤프트를 들어올리는데 필요한 들어올리는 힘을 필요로하는 로딩 및 언로딩 동작의 반복성 때문에, 작업자의 손목 터널 부상이 초래된다.

본 발명은 작업편 로딩 문제를 고정 디바이스(20)를 사용하는 신규한 방식으로 해결한다. 고정 디바이스(20)는 두 개의 서브조립체(27, 28)의 원호형 부분(83)이 샤프트 부분(43)을 위한 수용 위치를 한정하도록 장치(21)에 대해 위치설정 및 조립된다. 상기 작업편이 하부 센터링 샤프트(40)에 의해 지지되기 때문에, 두 개의 서브조립체(27, 28)의 유지력은 최소화될 수 있다. 이들 두 개의 서브조립체는 상기 중심 센터링 샤프트가 상기 부분(43)의 단부 리세스에 위치되도록 하강될때까지 축방향 정렬 상태로부터 작업편이 경사지지 않도록 유지하기만 한다. 따라서, 스프링 인장은 상대적으로 경감될 수 있고, 그에 의해, 상기 샤프트부를 블록(65)의 두 개의 원호형 부분(83) 사이의 실질적인 원통형 영역(86)내로 매우 용이하게 스냅결합할 수 있다. 제 1 경사부(82)의 표면은 작업편의 샤프트 부분(43)을 위한 도입의 용이함을 제공한다. 이 제 1 경사부(82)의 표면의 특성은 작업편을 영역(86)내로 수동으로 안내하는 것을 돕는 테이퍼형 또는 웨지형 삽입 공간을 제공한다. 작업편이 삽입될 때, 상기 블록(65)은 그 각 브라켓(51)을 향해 이동될 수 있고, 그에 의해, 에지(88) 사이의 간격을 증가시키며, 영역(86)내로의 상기 부분(43)의 통로를 허용한다. 유지 블록(65)과 제 2 부분(58) 사이의 간격 및 스프링 특성에 기반한 코일 스프링(74, 75)에 의해 성립된 비교적 경미한 스프링 인장으로 인해, 작업편의 삽입은 최소의 미는힘을 필요로 하는 상태로 용이하고 효과적으로 수행된다. 상기 유지 블록(65)은 제 2 부분(58)을 향해 용이하게 이동될 수 있고, 그에 의해 상기 에지(88) 사이에 부가적인 간격을 제공하며, 작업편의 통로를 허용한다.

유도 코일 조립체가 작업편 둘레의 위치로 이동할 때, 유도 코일 조립체(24)는 외향으로 이동하고, 이는 두 개의 서브조립체(27, 28)를 전방으로 밀어 작업편과의 결합이 해제되게 된다. 두 개의 서브조립체(27, 28)의 전향 이동은 실제로 작업편으로부터 외향으로 멀어지는 방향이고, 가공 장치의 잔여부로부터 멀어지는 방향이다. 작업편은 작업편이 수동으로 영역(86)내로 삽입될때와 동일한 방식으로 각 블록(65)의 대향 단부에서 영역(86)으로부터 용이하게 배출될 수 있다. 그 각 브라켓(51)을 향한 스프링 바이어싱된 블록(65)의 이동은 작업편 배출을 위해 블록들 사이의 간격을 개방한다. 상기 유도 가열 가공이 완료되고나면, 유도 코일 조립체(24)는 그 원래 위치로 돌아가고, 이때, 두 개의 서브조립체(27, 28)는 작업편과의 결합상태로 당겨진다. 가공된 작업편을 배출할 때, 상부 센터링 샤프트가 수축(즉, 상승)되고, 상기 작업편이 두 개의 서브조립체(27, 28)의 대면한 블록(65) 사이의 스프링 로딩된 위치로부터 용이하게 당겨진다. 작업편 가공 이전의 단계는 작업편 가공 이후의 순서의 역방향으로 수행된다.

이 작업편 제거 절차에 대안으로서, 작업편을 그 온도가 매우 높을 때 제거하는 것이 필요할 때, 안전한 취급을 위해서, 다른 취급 또는 배출 기구를 사용하는 것도 가능하다. 선택적인 취급 및 제거 기구가 사용되는 경우에, 그후, 두 개의 서브조립체(27, 28)는 단순히 작업편으로부터 분리된 그 전방 위치에 남아있고, 작업편이 독립적으로 장치로부터 제거되게 될 수 있다. 이때, 모든 것들이 원래 또는 시작 위치로 복귀되므로, 새로운 작업편이 수동으로 고정 디바이스(20)내에 로딩될 수 있다.

본 발명의 대안적인 실시예가 도 8 및 도 9에 도시되어 있다. 도 8 및 도 9에 도시된 고정 디바이스(95)는 한쌍의 스프링 클립 유지 밴드(96, 97)를 포함하고, 이는 실질적으로 원통형인 작업편 수용 영역 또는 구역(98)을 형성하도록 배열되어 있다. 밴드(96, 97)는 수평 중심선(99) 둘레에서 대칭이며 서로 실질적으로 동일하다. 이 대칭성으로 인하여, 밴드(96; 또는 밴드 97)는 각각에 대하여 또는 양 밴드에 대하여 사용될 수 있다.

밴드(96, 97)는 구조 및 기능면에서 서로 실질적으로 동일하며, 밴드(96)는 적절한 장착 부품에 의한 지지판(32a, 32b)에 대한 부착을 위한 한쌍의 장착 구멍(103, 104)을 형성하는 제 1 부분(102)을 포함한다. 구멍(103)의 위치는 판(32a)의 전면(31a)과 부합된다. 구멍(104)의 위치는 판(32b)의 전면(31b)과 부합된다. 각 밴드(96, 97)를 그 대응 지지판에 고정하기 위해 알렌 헤드 볼트(55)가 사용된다.

밴드(96, 97)가 일원화된 구조를 가지지만, 다양한 굴곡부들과, 곡선부 및 평탄부와 직선부를 가지고 있다. 단부(107)로부터 시작하여 단부(108)로 진행하면서, 밴드(96, 97)의 구조는 평탄부(102)에서 시작하며, 이는 대응 밴드를 대응 지지판에 장착하기 위해 사용되는 것이다. 이 부분 다음에는 굴곡부 및 그후의 평탄부(109), 다른 굴곡부 및 그후의 평탄부(110), 다른 굴곡부 및 원호형 부분(111), 다른 굴곡부 및 평탄부(112), 그리고, 마지막으로 코일형 부분(113)이 있다. 대향 배치된 또는 대면하는 밴드(96, 97)의 배열로 인해서, 그리고, 장치 중심선(116) 둘레에서의 그 측면대 측면 대칭성으로 인해서, 두 개의 원호형 부분(111)은 실질적으로 원통형인 작업편 수용 영역(98)을 형성한다.

각 밴드(96, 97)는 상대적으로 뻣뻣한 탄성 강철로 제조되므로, 그 제조 형태로 유지되고, 탄성적으로 굴곡되며, 충분한 힘이나 부하에 응답하여 이동하게된다. 부하가 제거되면, 밴드는 도 8에 도시된 바와 같은 "정상(normal)" 위치로 복귀 또는 탄성 복귀된다. 작업편이 원호형 부분(111) 사이에 위치되었을 때, 밴드(96, 97)는 단지 작업편과의 접촉이 형성되는 위치로 복귀되며, 이는 작업편을 수직방향 지향 상태로 유지한다.

두 개(대면한)의 원호형 부분(111) 사이에 포획될 작업편의 원통형 부분의 직경 크기의 일부에 기반하여 굴곡 각도가 선택되고, 장착위치가 결정된다. 이해될 수 있는 바와 같이, 상기 형성된 영역(98)의 크기는 유지될 작업편의 샤프트 직경보다 작은 것이 바람직하다. 이 방식으로, 작업편은 형성된 영역이 원호형 부분(111) 사이에 배치된 작업편의 부분 보다 직경이 큰 경우에도 축방향을 벗어나 경사지지 않는다. 작업편의 삽입시, 각 밴드(96, 97)는 그 대응 선회점(117) 둘레에서 굴곡되어 원호형 부분(111) 사이의 이격 거리를 증가시키고, 그에 의해, 유지될 작업편의 샤프트 부분을 수용할 수 있다.

도 1 내지 도 3과 연관된 절차 및 작업 순서 단계와, 고정 디바이스(20)의 사용 방법과 동일하게, 작업편이 영역(98)내로 밀려들어간다. 대면한 부분(112)은 작업편의 안내를 돕고, 형성된 영역(98)의 크기에 비해 유지될 샤프트 부분의 직경이 다소 크기 때문에, 밴드(96)는 탄성적으로 벌어지거나(spring out), 시계방향으로 선회점(117) 둘레에서 선회되게 된다. 밴드(97)는 탄성적으로 벌어지거나, 그 대응 선회점(117) 둘레에서 반시계방향으로 선회된다. 그후, 밴드가 탄성 복귀하여 작업편을 포획한다.

유도 경화 코일이 작업편 둘레의 위치로 이동될 때, 밴드는 전방으로 밀려 작업편의 유지된 샤프트 부분이 대면한 부분(110)을 경유하여 형성된 영역(98)을 벗어나게 한다. 가공의 이 지점에서, 상부 센터링 샤프트가 가공 위치로 이동되고, 그에 의해 작업편을 유지하며, 밴드(96, 97)가 실질적으로 작업편으로부터 분리된다.

작업편의 가공이 완료되었을때, 코일이 복귀되고, 상기 단계들이 역방향으로 진행된다. 작업편은 대면한 부분(110) 사이의 좁은 개구를 통해 밀려짐으로써 영역(98)으로 복귀된다. 작업편은 대면한 부분(112)을 경유하여 상기 영역(98) 외측으로 당겨짐으로써 언로딩될 수 있다. 상기 영역(98)내로의 또는 외측으로의 작업편의 이동은 밴드(96, 97)를 굴곡시키고, 이동시킨다. 밴드 재료의 탄성강 특성, 밴드의 형상 및 밴드들 사이의 간격은 상부 센터링 샤프트(38)가 적소로 하강될때까지 적절한 축방향 정렬 상태로 작업편을 유지하기 위한 충분한 유지력을 제공한다.

도면 및 상술한 설명을 바탕으로 본 발명을 예시 및 설명하였지만, 이들은 예시의 의미일뿐 본 발명의 특성을 제한하는 것이 아니며, 상술한 실시예 뿐만 아니라, 본 발명의 정신 내에서 이루어질 수 있는 모든 변화와 변용들이 모두 보호 범주에 포함된다.

본 발명의 고정 디바이스는 다양한 종류의 작업편과, 다양한 종류의 머시닝 센터, 기계가공 툴 및 프로세싱 장치에 광범위하게 적용될 수 있으며, 작업자의 안전성과, 작업성을 향상시킨다.

Claims (10)

1. 장치에 의해 가공되는 작업편(workpiece)을 유지하기 위한 고정 디바이스로서,

   상기 장치의 가동부에 부착되도록 구성 및 배열된 제 1 서브조립체와, 상기 가동부에 부착되도록 구성 및 배열된 제 2 서브 조립체를 포함하고,

   상기 제 1 서브조립체 및 제 2 서브 조립체는 부착 부재와, 유지 블록과, 상기 유지 블록과 상기 부착 부재 사이에 소정 간격을 둔 상태로 상기 유지 블록을 상기 부착 부재에 연결하는 연결 수단과, 상기 소정 간격에서 상기 유지 블록을 스프링 로딩시키기 위한 스프링 바이어싱 수단(spring biasing means)을 각각 포함하고,

   상기 연결 수단과, 상기 스프링 바이어싱 수단은 상기 유지 블록의 상기 부착 부재를 향한 이동을 허용하도록 구성 및 배열되고,

   상기 제 1 서브조립체의 유지 블록과, 상기 제 2 서브조립체의 유지 블록이 서로를 향하면서, 서로 이격되어 그들 사이에 작업편 수용 공간(workpiece-receibing region)을 형성하도록 상기 제 1 및 제 2 서브조립체가 상기 가동부에 부착되도록 구성 및 배열되어 있는 고정 디바이스.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 부착 부재는 상기 가동부에 대한 부착을 위한 제 1 장착 수단과, 상기 유지 블록에 대한 부착을 위한 제 2 장착 수단을 구비하는 L형 브라켓(bracket)인 고정 디바이스.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 유지 블록은 작업편 접촉면을 포함하고, 상기 제 1 서브조립체의 작업편 접촉면은 상기 제 2 서브조립체의 작업편 접촉면과 대면하여 상기 작업편 수용 영역을 형성하도록 배향되어 있는 고정 디바이스.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 연결 수단은 복수개의 커넥팅 로드(connecting rods)를 포함하고,

   상기 복수개의 커넥팅 로드 각각은 일단부가 상기 유지 블록에 의해 수용되고, 다른 부분이 상기 부착 부재에 의해 수용되며,

   상기 연결 수단은 상기 유지 블록에 부착되어 상기 부착 부재를 통해 연장되는 나사형 로드를 추가로 포함하는 고정 디바이스.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 스프링 바이어싱 수단은 제 1 코일 스프링과, 제 2 코일 스프링을 포함하고,

   상기 제 1 코일 스프링은 상기 복수개의 커넥팅 로드 중 하나상에 조립되고, 상기 제 2 코일 스프링은 상기 복수개의 커넥팅 로드 중 다른 커넥팅 로드 상에 조립되는 고정 디바이스.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 유지 블록은 작업편 접촉면을 포함하고, 상기 제 1 서브조립체의 작업편 접촉면은 상기 제 2 서브조립체의 작업편 접촉면과 대면하여 상기 작업편 수용 영역을 형성하도록 배향되어 있는 고정 디바이스.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 유지 블록의 상기 작업편 접촉면은 제 1 경사부와, 제 2 경사부와, 상기 제 1 경사부 및 제 2 경사부 사이의 원호형 부분을 포함하는 고정 디바이스.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 연결 수단은 복수개의 커넥팅 로드를 포함하고,

   상기 복수개의 커넥팅 로드 각각은 일단부가 상기 유지 블록에 의해 수용되고, 다른 부분이 상기 부착 부재에 의해 수용되며,

   상기 연결 수단은 상기 유지 블록에 부착되어 상기 부착 부재를 통해 연장되는 나사형 로드를 추가로 포함하는 고정 디바이스.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 복수개의 커넥팅 로드는 두 개의 원통형 핀을 포함하고,

   상기 두 개의 원통형 핀은 각각 상기 유지 블록내의 수용 구멍내로 결합되는 일 단부에 미끄럼 결합식 조립체를 구비하고, 대향 단부는 상기 브라켓내의 수용 구멍을 통해 그를 초과하여 연장되는 고정 디바이스.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 스프링 바이어싱 수단은 제 1 코일 스프링과, 제 2 코일 스프링을 포함하고,

    상기 제 1 코일 스프링은 상기 유지 블록과 상기 부착 부재 사이에 배치된 복수개의 커넥팅 로드 중 하나상에 조립되고, 상기 제 2 코일 스프링은 상기 복수 개의 커넥팅 로드 중 다른 커넥팅 로드상에 조립되는 고정 디바이스.

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