KR100956072B1 - 클램핑 장치 - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다양한 제품의 조립 라인 또는 용접 작업을 위한 클램핑 지그(clamping jig)상에 설치되거나 또는 공작기계(machine tool)용 물품을 지지하는 테이블의 윗면에 설치되어, 소정 위치에서 물품을 클램프(clamp)하는 클램핑 장치에 관한 것이다.
종래 기술로서, 일본 공개실용신안공보 제63-136838호에 토글 클램프(toggle clamp)가 개시되어 있다. 상기 공보상의 토글은, 브래킷, 물품 프레싱 아암, 및 핸들을 포함하고 있으며, 압착력 조절 기구를 가지고 있다. 물품 프레싱 아암 및 핸들은 토글 기구를 통해 협력하여 동작하도록 고안되어 있다. 물품 프레싱 아암은 한 쌍의 스트립 모양의 아암 플레이트로 형성되어서 베이스 브래킷의 수직 핀 수신기를 샌드위치시킨다. 각 아암 플레이트에 슬릿이 아암 플레이트의 하부 둘레에 나란한 길이 방향으로 연장되어 있다.
이 슬릿은 플레이트 너트 단부를 수용하여 플레이트 너트가 자유롭게 미끄러지게 한다. 플레이트 너트에는 회전 제한 계단이 포함되어 있는데, 이 계단 각각은 대응하는 슬릿의 둘레와 결합하여 움직인다. 더욱이, 아암 플레이트의 하부 둘레에 고정된 U 형상의 와셔(washer)에는, 조절 볼트가 삽입되어 플레이트 너트와 나사결합되어서 조절 볼트상의 로크 너트가 와셔와 단단히 조여지는 중앙 구멍이 있다.
상기 토글 클램프의 압착력 조절 기구는 플레이트 너트가 슬릿을 따라 이동하는 것에 의해 클램프 위치를 조정한다. 그러나, 조절 볼트의 높이를 조절한 후에 로크 너트에 의해 조절 볼트를 고정하기 때문에, 물품이 잡혀있는 동안에는 압착력을 쉽게 조절할 수 없다.
즉, 조절 볼트의 높이는, 베이스 브래킷, 아암 플레이트 및 물품으로 둘러싸인 좁은 공간에서 로크 너트를 푸는 것에 의해 조절된다. 따라서, 물품에 가해지는 압착력의 조절이 매우 곤란하다.
그러므로, 본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하고, 클램프 될 부재를 실제로 물품이 조여져 있는 동안에 압착력을 미세하고 쉽게 조절하는 클램핑 장치를 제공하는 것이다.
상기 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 클램프 장치는, 소정의 위치에서 클램프 될 부재를 지지하는 지지 부재, 상기 지지 부재에 부착되는 마운팅 부재, 상기 마운팅 부재에 부착되어 상기 마운팅 부재에 대해 왕복운동할 수 있는 클램프 아암, 상기 마운팅 부재와 상기 클램프 아암 사이에 위치하여 상기 클램프 아암에 압력을 가하는 가압 기구, 및 상기 클램프 아암에 위치하여 상기 클램프 볼트와 상기 지지 부재 사이에서 클램프 될 상기 부재를 클램프 하는 클램프 볼트를 포함하고 있다. 또한, 바깥에 숫나사부가 있고 안쪽에 암나사부가 있는 나사 실린더가 상기 클램프 아암에 부착되어 있어서 상기 나사 실린더의 높이가 상기 숫나사부를 사용하여 조절 가능하다. 상기 클램프 볼트는 상기 나사 실린더의 숫나사부에 나사결합된다. 클램프 될 부재가 상기 클램프 볼트와 상기 지지 부재 사이에서 클램프되는 상태에서 상기 클램프 볼트를 회전하기 위한 조작부가 제공된다.
따라서, 클램프 될 부재에 인가되는 힘은 클램프 될 부재가 실제로 클램프 되는 동안 상기 조작부에 의해 적절히 조절된다.
본 발명의 변형예의 클램프 장치에 따르면, 상기 크랭크 아암상에 크랭크 볼트가 제공되어서 상기 크랭크 볼트의 위치가 상기 크랭크 아암을 따라 조절가능하다. 상기 클램프 아암 위의 상기 클램프 볼트상에는 조작부가 제공된다. 이 조작부는 클램프 될 부재가 상기 클램프 볼트와 상기 지지 부재 사이에 클램프 되는 상태에서 상기 클램프 볼트를 회전시키는데 사용된다. 그러므로, 클램프 될 부재에 가해지는 힘은 상기 클램프 볼트 위의 넓은 공간을 이용하여 상기 클램프 볼트에 의해 쉽게 조절된다.
도 1은 물품을 클램프하는 본 발명의 토글 클램프를 설명하는 정면도;
도 2는 도 1의 토글 클램프를 설명하는 평면도;
도 3은 도 1의 3-3 라인에 따른 단면의 확대도;
도 4는 본 발명의 변형 실시예에 따른 토글 클램프를 설명하는 정면도;
도 5는 도 4의 토글 클램프를 설명하는 길이방향 단면도;
도 6은 본 발명의 변형예예 따른 토글 클램프의 주요부를 설명하는 정면도;
도 7은 도 6의 토글 클램프를 설명하는 길이방향 단면도;
도 8은 본 발명의 변형예에 따른 토글 클램프의 주요부를 설명하는 길이방향 단면도;
도 9는 본 발명의 변형예에 따른 토글 클램프의 주요부를 설명하는 길이방향 단면도; 및
도 10은 본 발명의 더 다른 변형예에 따른 토글 클램프의 주요부를 설명하는 길이방향 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 토글 클램프를 도 1 내지 도 3을 참고하여 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는, 고정된 마운팅 플레이트(12)인 좌우 한 쌍의 마운팅 부재가 베이스 브래킷(11)인 지지부재의 상면에 배치되어 있다. 마운팅 플레이트(12)는 베이스 브래킷(11)을 통해 아래에서부터 위쪽으로 삽입되는 네 개의 볼트(13)로 소정 위치에 고정되고, 너트(14)가 볼트(13)와 나사결합한다. 본 실시에에서는 가압 기구로서 토글 기구(15)가 상기 마운팅 플레이트(12) 상단에 부착된다.
클램프 아암(17)은 충분히 수평으로 연장된다. 클램프 아암(17)의 거의 끝단이 결합핀(16)을 통해 마운팅 플레이트(12)의 상단에 회전 가능하게 결합된다. 따라서, 클램프 아암(17)의 선단부는 수직 방향으로 앞뒤로 회전할 수 있다. 한 쌍의 조작 레버(19)가 거의 수직 방향으로 연장되어 있다. 조작 레버(19)의 하단은 결합 핀(18)에 의해 마운팅 플레이트(12)의 상단의 바깥면과 결합되어서 조작 레버(19)가 앞뒤로 회전하며 그 회전 방향은 교대로 된다. 한 쌍의 조작 레버(19)의 상단에는 삽입 몰딩 처리에 의한 합성수지 손잡이(20)가 형성되어 있다. 클램프 아암(17)의 중간 부분과 각각의 조작 레버(19)의 중간 부분 사이에 토글 링크(21)가 있다. 각각의 토글 링크(21)는 결합핀(22A, 22B)을 통해 클램프 아암(17) 및 대응하는 조작 레버(19)에 결합된다.
클램프 아암(17)은, 도 2에 도시된 바와 암이, 좌우 한 쌍의 아암 부품(23)으로 분기되어 있다. 아암 부품(23) 사이에 안내홈(24)이 형성되어 아암 부품(23)에 길이 방향으로 뚫려있다. 아암 부품(23) 및 안내홈(24)을 사용하여 클램프 아암(17)에 클램프 볼트 유닛(25)이 부착된다. 클램프 볼트 유닛(25)에는 안내홈(24)을 통해 수직으로 삽입되는 나사 실린더(26)가 포함되어 있다. 제1 로크 너트(27) 및 제2 로크 너트(28)가 상기 나사 실린더(26)의 외주면상에 형성된 숫나사부(26a)에 나사결합된다.
아암 부품(23)의 상면과 제1 로크 너트(27)의 하부면 사이에 상부 와셔(29)가 있다. 아암 부품(23)의 하부면과 제2 로크 너트(28)의 상면 사이에는 하부 와셔(30)가 있다. 하부 와셔(30)와 제2 로크 너트(28)는 용접 결합되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상부 와셔(립) 및 하부 와셔(30) 각각의 좌우양측부에는 회동규제 립(rib)(29a,30a)을 형성하게 굽어져 있어 아암 부품(23)의 상부 림 또는 하부 림과의 결합에 의한 상부 와셔(29) 또는 하부 와셔(30)의 회동을 제한 한다.
나사 실린더(26) 내부에는 중앙을 수직으로 관통하여 암나사부(26b)가 형성 되어 있다. 클램프 볼트(31)가 암나사부(26b)에 나사결합되어 클램프 볼트(31)의 수직 위치가 조절 가능하게 된다. 클램프 볼트(31)의 상단에는 헤드부(31a)가 형성되어 있다. 본 실시예에서, 연동 구멍(31b)인 육각형 조작부가 헤드부(31a)의 상면내에 형성되어 있다. 클램프 볼트(31)의 하단에는 구형부(31c)가 형성되어 있고 패드(32)와 결합하여 움직인다. 구형부(31c)와 패드(32)는 서로 회전 가능하다. 제3 로크 너트(33)가 클램프 볼트(31)의 와주에 나사결합된다. 제3 로크 너트(33)는 클램프 볼트(31)의 높이가 조절된 다음 나사 실린더(26)의 아랫면에 단단히 조여져서 클램프 볼트(31)가 나사 실린더(26)와 조여진다.
이 실시에에서, 클램프 아암(17)의 안내홈(24), 제1 로크 너트(27), 제2 로크 너트(28), 상부 와셔(29), 및 하부 와셔(30)는 나사 실린더(26)와 클램프 볼트(31)의 클램프 위치를 조절하는 위치조절수단을 구성한다.
지금부터 이러한 구조를 가지는 토글 클램프의 동작을 설명한다.
도 1에 실선으로 도시된 바와 같이, 토글 기구(15)의 조작 레버(19)를 결합핀(18)에 대해 시계방향으로 회전하면, 토글 기구(15)는 비운전 상태를 유지한다. 이 상태에서, 베이스 브래킷(11)의 윗면상의 소정 위치에 물품(W)을 놓는다.
클램프 위치는 클램프 볼트 유닛(25)을 안내홈(24)을 따라 이동시킴으로써 조정되며 제1 로크 너트(27)를 풀어서 물품(W)의 위치를 정합시킨다. 그런 다음에, 제1 로크 너트(27)를 회전시켜 클램프 아암(17)의 소정 위치에서 나사 실린더(26)를 조인다.
이 상태에서, 클램프 볼트(31)의 높이는 나사 실린더(26)를 회전시켜 대략 조절되며 클램프 볼트(31)의 하단에서 패드(32)가 물품(W)의 윗면과 접촉한다. 이 상태에서, 토글 기구(15)의 조작 레버(19)를 결합핀(18)에 대해 반시계방향으로 회전시켜 클램프 볼트(31)와 패드(32)가 물품(W)의 윗면을 누르게 한다. 따라서, 결합핀(18)의 중앙과 결합핀(22B)의 중앙을 연결하는 데드라인(L)의 약간 우측에 결합핀(22A)이 위치한다. 그러므로, 물품(W)은 소정의 압력으로 클램프 된다. 그러나, 토글 기구(15)를 회전시키는 것만으로는 원하는 압력을 얻지 못하는 경우가 있다. 따라서, 물품(W)이 실제로 클램프 되는 동안, 육각형 렌치의 끝을 클램프 볼트(31)의 헤드부(31a)의 연동구멍(31b)과 결합시킨다. 육각형 렌치를 돌리면, 클램프 볼트(31)가 회전하고, 압력이 적절한 레벨로 조절된다.
상기 실시형태는 다음과 같은 장점이 있다.
(1) 상기 실시형태에서, 클램프 아암(17)의 끝에 형성된 아암 부품(23)에 나사 실린더(26)가 부착되어 있어서 상기 나사 실린더(26)가 안내홈(24)을 따라 수평으로 조절 가능하다. 클램프 볼트(31)는 나사 실린더(26)의 중앙에 형성된 암나사부(26b)와 나사결합되어서 클램프 볼트(31)는 수직으로 조절 가능하다. 따라서, 클램프 볼트(31)의 헤드부(31a)의 연동 구멍(31b)에 육각형 렌치를 결합시켜 움직이게 하고 베이스 브래킷(11)과 패드(32) 사이의 토글 기구(15)에 의해 물품(W)이 클램프 되어 있는 동안 육각형 렌치를 회전시키는 것에 의해, 작업자는 자신의 손을 통해 실제 압력을 인식하면서 물품(W)을 적절한 압력으로 클램프 할 수 있다. 만일 클램프 볼트(31)를 회전시키기 위해 통상적인 육각형 렌치 대신에 토크 렌치를 사용하는 경우에는, 그 압력은 수치값으로 보다 정밀하게 검출된다.
(2) 상기 실시형태에서, 제1 로크 너트(27)와 제2 로크 너트(28)가 나사 실린더(26)와 나사결합되고, 안내홈(24)에서 움직인다. 그 다음에, 제1 로크 너트(27)를 나사 실린더(26)에 단단히 조인다. 따라서, 나사 실린더(26)의 클램프 위치가 간단한 구조로 쉽게 조절된다.
(3) 상기 실시형태에서, 패드(32)는 구형부(31c)를 통해 클램프 볼트(31)의 바깥 끝단에 제공되어 있다. 그러므로, 클램프 볼트(31)가 회전할 때 패드(32)는 물품(W)의 윗면에서 회전하지 않는다. 이것은 물품(W)의 윗면의 손상을 막아준다.
(4) 상기 실시형태에서, 제2 로크 너트(28)는 하부 와셔(30)의 아랫면과 용접 결합되고, 하부 와셔(30)의 회전규제 립(30a)은 아암 부품(23)의 하부 둘레와 결합되어 움직인다. 따라서, 나사 실린더(26)가 회전하는 동안, 예를 들어 손가락으로, 제2 로크 너트(28)의 회전을 막을 필요가 없다. 이것은 나사 실린더(26)의 높이 조절을 쉽게 한다.
(5) 상기 실시형태에서, 가압 기구로서 토글 기구가 사용되기 때문에, 물품(W)으로 쉽게 힘이 가해진다.
본 실시형태는 다음과 같이 변형될 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 변형예에서, 직사각형 단면을 갖는 관상체(41)가, 측 면 방향으로 미끄러지는 아암 부품(23)의 외주면에 장착된다. 관상체(41)의 측면 플레이트에 형성된 암나사부에 볼트(42)가 나사결합된다. 볼트(42)의 선단이 아암 부품(23)의 측면을 누르므로 관상체(41)가 아암 부품(23)의 측면에 조여진다. 관상체(41)의 상하 플레이트가 상부 와셔 및 하부 와셔(29,30) 기능을 한다. 기타 구조들은 상기 적절한 실시예와 동일하다.
이 변형예에서, 나사 실린더(26)와 클램프 볼트(31)의 클램프 위치는, 볼트(42)를 풀어서 관상체(41)를 아암 부품(23)을 따라 왕복운동 시킴으로써 조절된다. 즉, 나사 실린더(26)의 높이는 제1 로크 너트(27)를 풀어서 조절된다. 그러므로, 나사 실린더(26)의 높이는 안정적인 방식으로 조절된다. 다른 동작은 상기 적절한 실시예와 동일하다.
도 6 및 도 7에 도시된 변형예에서, 도 1 내지 도 4에 도시된 실시형태의 두 개의 로크 너트(27,28)의 모양은 디스크 형태로 변형되어 있으며, 그 지름은 도 1의 실시예의 로크 너트 지름에 비해 더 크다. 각각의 로크 너트의 외주면상에는 미끄러짐 방지를 위한 돌기가 형성되어 있다. 또한, 클램프 볼트(31)의 상단에는 회전 조작을 위한 조작봉(31d)이 일체로 또는 별체로 형성되어 있다. 또한, 제3 로크 너트(33)가 지름이 큰 디스크로서 형성되어 있기도 하며 그 외주면상에 돌기가 형성되어 제3 로크 너트를 조작할 수 있게 한다. 제2 로크 너트(28) 및 하부 와셔(30)는 별체로 형성된다.
이 변형예에서, 제1 로크 너트(27), 제2 로크 너트(28), 클램프 볼트(31) 및 제3 로크 너트(33)가 쉽게 회전한다.
도 8에 도시된 변형예에서, 나사 실린더(26)의 하부에 암나사부(26b)가 형성되어 있으며 나사 실린더(26)의 상부에는 원통형 수용 구멍(26c)이 형성되어 있다. 클램프 볼트(31)의 상부에 형성된 헤드부(31a)가 수용 구멍(26c)에 수용된다. 이 변형예에서, 헤드부(31a)가 나사 실린더(26) 밖으로 노출되지 않기 때문에, 외관이 깔끔해진다.
도 9에 도시된 변형예에서, 클램프 아암(17)의 선단부에 형성된 암나사부(17a)에 나사 실린더(26)가 나사결합된다. 제1 로크 너트(27)가 나사 실린더(26)의 숫나사부(26a)에 나사결합된다. 조작부(26d)가 나사 실린더(26)의 상단에 나사결합되어 있고 나사 실린더(26)와 용접되어 결합된다. 나사 실린더(26)와 조작부(26d)는 서로 일체로 형성되기도 한다.
이 변형예에서, 제1 로크 너트(27)를 풀어서 나사 실린더(26)의 상단에 형성된 조작부(26d)를 회전시켜 나사 실린더(26)의 높이를 조절함으로써 클램프 힘을 대략 조절한다. 그리고 나서, 물품(W)이 클램프되어 있는 동안 클램프 볼트(31)의 상단에 형성된 연동 구멍(31b)을 통해 클램프 볼트(31)를 회전시켜 클램프 힘을 미세 조절한다.
도 1에 도시된 실시형태 또는 도 4 및 도 6에 도시된 변형예에서, 나사 실린 더(26)의 상단부에 회전조작용 봉(도시하지 않음)을 형성할 수도 있다. 이 경우, 나사 실린더(26)의 높이는 쉽게 조절된다.
도 10에 도시된 변형예는, 속이 비어있는 나사 실린더(26)와 지름이 작은 클램프 볼트(31)의 조합 대신 속이 차있는 클램프 볼트(26a)가 제공되어 있다는 점에서 도 1의 실시형태와 다르다. 상기 실시형태와 동일한 패드(32)가 구형부(31c)를 통해 클램프 볼트(26a)의 하단에 부착된다.
또한, 클램프 볼트(26a)의 상단은 아암 부품(23) 위에 위치한다. 육각형 렌치의 선단부와 결합하기 위한 육각형 연동구멍(31b)이 클램프 볼트(26)의 상단면 내에 형성되어 있다. 상기 연동구멍(31b)은 조작부로서 기능한다.
그러므로, 이 변형예에서는, 베이스 브래킷(11)과 패드(32) 사이에서 토글 기구(15)에 의해 물품(W)이 클램프되는 동안에, 육각형 렌치를 클램프 볼트(26a)의 연동 구멍(31b)과 결합시켜 회전시킨다. 따라서, 클램프 볼트(26a)의 압력을 정밀하고 쉽게 조절하여 물품(W)이 적절한 압력으로 클램프 된다. 압력을 조절할 때 클램프 볼트(26a) 위쪽의 넓은 공간이 사용되므로, 조작은 쉽게 이루어진다.
상기 장점에 더하여, 도 1의 적절한 실시예와 동일한 장점이 제공된다. 게다가, 구조를 간단히 하기 위해 부품 수를 줄일 수 있다.
적절한 실시예에서, 제2 로크 너트(28)와 하부 와셔(30)는 서로 결합된다. 그러나, 제2 로크 너트(28)와 하부 와셔(30)는 서로 분리되어도 좋다.
공작기계에 의해 물품을 처리하는 대신에, 예를 들어, 높이 검출기를 클램프 될 부재로 하여도 좋다.
가압 기구를 토글 기구로 형성할 필요는 없으며, 캠 기구로 형성해도 좋다.
베이스 브래킷(11) 대신에, 공작기계를 위한 물품용 지지테이블을 지지 부재로서 사용해도 좋다.
클램핑 장치를 다양한 종류 제품의 조립 라인 또는 용접 작업을 위한 클램핑 지그(clamping jig)로 사용해도 좋다.
Claims (11)
- 소정의 위치에서 클램프 될 부재를 지지하는 지지 부재, 상기 지지 부재에 부착된 마운팅 부재, 상기 마운팅 부재에 대해 왕복운동이 가능하도록 상기 마운팅 부재에 장착된 클램프 아암, 상기 마운팅 부재와 상기 클램프 아암 사이에 설치되어 상기 클램프 아암에 압력을 가하는 가압 기구, 및 상기 클램프 아암에 설치되어 있고 클램프 될 부재를 상기 지지 부재와의 사이에서 클램프 하는 클램프 볼트를 구비하는 클램프 장치에 있어서,상기 클램프 아암에 안내홈이 형성되어 있고, 상기 안내홈에 위치조절이 가능하도록 상기 클램프 볼트가 장착되어 있으며,상기 클램프 볼트는 상기 안내홈에 삽입되고, 제1 로크 너트 및 제2 로크 너트가 상기 클램프 볼트에 나사결합되어 상기 클램프 아암을 위아래에서 샌드위치 시키고, 상기 클램프 볼트는 상기 제1 로크 너트 및 상기 제2 로크 너트를 상기 클램프 아암에 단단히 조임으로써 상기 클램프 아암의 소정 위치에 고정시키고,상기 클램프 아암 및 상기 제1 로크 너트 사이에 상부 와셔가 설치되고, 상기 클램프 아암 및 상기 제2 로크 너트 사이에 하부 와셔가 설치되며, 상기 상부 와셔 및 상기 하부 와셔 각각에는 회전규제 립이 있고, 상기 회전규제 립은 상기 클램프 아암의 상부 및 하부 림과 결합하여 상기 상부 와셔 및 상기 하부 와셔의 회전을 제한하고,상기 제2 로크 너트는 상기 하부 와셔의 하면에 고정되며, 그리고조작부가 상기 클램프 아암 위의 상기 클램프 볼트상에 제공되어 있으며, 상기 조작부는 클램프 될 부재가 상기 클램프 볼트와 상기 지지 부재 사이에 클램프되는 상태에서 상기 클램프 볼트를 회전시키는데 사용되는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
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- 제 1 항에 있어서,상기 클램프 볼트의 상단부에 결합 구멍이 형성되어 있고, 상기 결합 구멍은 렌치의 선단부와 결합되어 회전되는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
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- 제 1 항에 있어서,상기 가압 기구는 토글 기구인 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 클램프 볼트의 선단부에 패드가 위치해 있고, 상기 패드는 클램프 될 상기 부재의 윗면과 접해있고 상기 클램프 볼트가 상기 패드에 대해 회전하게 하는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
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