KR100994914B1

KR100994914B1 - 각도조절이 이루어지는 공구대

Info

Publication number: KR100994914B1
Application number: KR1020090126194A
Authority: KR
Inventors: 정세현
Original assignee: 정세현
Priority date: 2009-12-17
Filing date: 2009-12-17
Publication date: 2010-11-16

Abstract

본 발명은 각도조절이 이루어지는 공구대에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공작기계의 공구대에 끼워지는 하우징과, 상기 하우징의 일측에 바디를 형성하며 상기 하우징과 바디의 내부에는 베벨기어로서 동력이 전달되는 샤프트 및 수평샤프트를 형성하되, 상기 바디는 하우징을 중심으로 공작물의 폭방향(B축 방향)으로 선회될 수 있어 공작물의 중심축에 대해 경사져 있는 홀 가공이나 테이퍼면 가공, 또는 다양한 형태의 슬롯가공 등을 수행할 수 있는 각도조절이 이루어지는 공구대이다.

앵글헤드, 베벨기어,

Description

각도조절이 이루어지는 공구대{Tool holder to adjust angle}

일반적으로 자동선반 등의 공작기계에 사용되는 공구대는 공작물의 축과 평행하거나 수직한 방향으로 공구가 장착되는 경우가 많고 공작물의 중심축에 대해 경사져 있는 홀 가공을 위해서는 별도의 각도조절용 공구홀더를 사용한다.

종래의 각도조절용 공구홀더로서 대표적인 것으로서는 앵글헤드(angle head) 라 불리는 것이 있으며 등록특허 제859349호에 개시되어 있는 형태의 것이 있으며 도 1에 도시되어 있다.

위 등록특허에 개시되어 있는 앵글헤드의 경우 종래 앵글헤드가 회전할 수 있는 각도가 90° 수준이었던 것을 180°로 구성한 것이며, 이로 인해 다양한 피가공물을 가공할 수 있다는 장점이 있다.

그러나, 위 종래의 앵글헤드의 경우 정밀한 각도의 조절이 어려운 단점이 있는데, 앵글바디(140)에 대해 스핀들이 180°의 범위 내에서 움직이므로 미세한 각도의 조절이 어렵고 각도조절을 정밀하게 맞추어둔 상태에서도 각도조절볼트(190)를 사용하여 앵글바디(140)와 스핀들지지부(150)를 고정해주어야 하나 상기 각도조절볼트는 한번 체결된 자리를 찾아가려는 습성으로 인해 미세하게 맞추어놓은 각이 변할 수 있는 우려가 높다.

부연하면, 공작물의 중심축에 대해 8.5° 경사져있는 홀을 형성하여야 한다면 사용자는 8.5°를 맞추기 위해 스핀들지지부를 돌리고 각도조절볼트를 사용하여 그 위치를 고정해주어야 하는데 이때 8.5°를 정확히 맞추었다 하더라도 각도조절볼트로서 고정해줄 때 스핀들지지부의 각도가 달라지는 문제가 있다.

또한, 8.5°의 작업후 8.6°의 작업이 이루어질 경우 스핀들의 위치를 8.6°에 정확히 맞추기도 어려울 뿐만 아니라 설사 8.6°에 정확이 맞추었다 하더라도 상술한 각도조절볼트의 자리찾기 습성으로 인해 스핀들지지부의 고정위치가 달라지게 된다.

본 발명은 종래 앵글헤드가 가지고 있던 기능을 개선하여 각도조절을 위한 바디의 회전을 직접적으로 행하지 않고 웜샤프트와 웜휠을 통하여 함으로써 정밀한 각도조절이 가능한 각도조절이 이루어지는 공구대를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 상기 웜샤프트의 일측에 손잡이를 형성하되 상기 손잡이가 분할하여 회전될 수 있도록 형성하여 정밀한 각도 분할이 가능하며, 손잡이의 회전 후 별도의 스토퍼에 의해 그 위치가 고정될 수 있어 체결볼트로 체결시 임의로 회전되는 것을 방지한 각도조절이 이루어지는 공구대를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명에 의한 각도조절이 이루어지는 공구대는 공작기계의 공구대에 체결되는 하우징과, 상기 하우징 내에 형성되어 모터의 동력이 전달되는 샤프트와, 상기 샤프트의 일단에 결합되어 있는 베벨기어와, 상기 샤프트와 수직하는 방향으로 형성되며 샤프트에 형성된 베벨기어와 치합되는 베벨기어가 형성된 수평샤프트와, 상기 수평샤프트의 외부에 형성된 바디와, 상기 수평샤프트의 일측에 결합된 스퍼기어와, 상기 스퍼기어에 의해 동력을 전달받으며 내부에 절삭공구가 체결되는 공구구동샤프트를 포함하여 구성되며, 상기 바디는 하우징에 대해 베벨기어 간의 기어결합면을 따라 회전하여 고정될 수 있으며, 상기 바디의 일측에는 웜휠이 형성되고 상기 하우징의 일측에는 웜샤프트가 형성되어 웜샤프트의 회전에 따라 웜휠과 바디가 회전되도록 구성한다.

본 발명에 의한 각도조절이 이루어지는 공구대는 종래 앵글헤드가 가지고 있던 기능을 개선하여 각도조절을 위한 바디의 회전을 직접적으로 행하지 않고 웜샤프트와 웜휠을 통하여 함으로써 정밀한 각도조절이 가능하다.

또한, 상기 웜샤프트의 일측에 손잡이를 형성하되 상기 손잡이가 분할하여 회전될 수 있도록 형성하여 정밀한 각도 분할이 가능하며, 손잡이의 회전 후 별도의 스토퍼에 의해 그 위치가 고정될 수 있어 체결볼트로 체결시 임의로 회전되는 것을 방지할 수 있다.

이하 첨부된 도면에 의해 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 구성예시도이고, 도 3은 도 2의 평면도이며, 도 4는 본 발명의 작동예시도로서, 본 발명에 의한 각도조절이 이루어지는 공구대는 공작기계의 공구대에 체결되는 하우징(1)과, 상기 하우징(1) 내에 형성되어 모터의 동력이 전달되는 샤프트(2)와, 상기 샤프트(2)의 일단에 결합되어 있는 베벨기어(3)와, 상기 샤프트(2)와 수직하는 방향으로 형성되며 샤프트(2)에 형성된 베벨기어(3)와 치합되는 베벨기어(5)가 형성된 수평샤프트(4)와, 상기 수평샤프트(4)의 외부에 형성된 바디(6)와, 상기 수평샤프트(4)의 일측에 결합된 스퍼기어(7)와, 상기 스퍼기어(7)에 의해 동력을 전달받으며 내부에 절삭공구(9)가 체결되는 공구구동샤프트(8)를 포함하여 구성되며, 상기 바디(6)는 하우징(1)에 대해 베벨기어(3, 5) 간의 기어결합면을 따라 회전하여 고정될 수 있으며, 상기 바디(6)의 일측에는 웜휠(11)이 형성되고 상기 하우징(1)의 일측에는 웜샤프트(10)가 형성되어 웜샤프트(10)의 회전에 따라 웜휠(11)과 바디(6)가 회전되는 것이 특징이다.

먼저, 하우징(1)은 공작기계의 공구대에 체결되며 이러한 공구대는 자동선반의 경우 모터의 동력이 전달되는 정면공구대, 배면공구대 및 크로스공구대 중 어느 곳에도 사용이 가능하고 머시닝센터나 밀링기 등의 공작기계에도 사용할 수 있다.

상기 하우징(1) 내에는 샤프트(2)가 형성되고 상기 샤프트(2)에는 모터의 회 전동력이 기어 등의 동력전달수단을 통해 전달되고, 상기 샤프트(2)의 일단에는 베벨기어(3)가 형성된다. 상기 샤프트(2)와 수직되는 방향으로 수평샤프트(4)가 형성되며 상기 수평샤프트(4)에는 샤프트에 결합되어 있는 베벨기어(3)와 치합되는 베벨기어(5)가 형성된다.

상기 수평샤프트(4)의 외부에는 바디(6)가 형성되고, 상기 수평샤프트(4)의 일측에는 스퍼기어(7)가 결합되며 스퍼기어(7)에 의해 동력을 전달받는 공구구동샤프트(8)가 형성된다.

또한, 상기 바디(6)는 하우징(1)에 대해 베벨기어(3, 5) 간의 기어결합면을 따라 회전할 수 있는데, 이는 상기 하우징(1) 일측에 형성된 웜샤프트(10)와 상기 바디(6) 일측에 형성된 웜휠(11)로서 이루어진다.

즉, 웜샤프트(10)가 웜샤프트(10)의 축방향 이동이 고정되어 있는 상태에서 회전시키게 되면 상기 웜샤프트(10)의 회전에 따라 웜휠(11)이 이동되며 바디(6) 역시 회전하여 결국 하우징(1)과 바디(6)의 중심축이 이루는 각이 변화될 수 있다.

상술한 실시예에서는 수평샤프트(4)의 일측에 스퍼기어(7)를 형성하고 상기 스퍼기어(7)에 의해 동력을 전달받는 공구구동샤프트(8)를 별개로 형성하였으나 경우에 따라 상기 수평샤프트(4)를 공구구동샤프트(8)의 형태 즉, 일반적인 공구홀더의 스핀들 형태로 형성하여 절삭공구(9)가 직접 체결될 수 있도록 형성할 수도 있다.

또한, 상기 하우징(1)에 웜샤프트(10)를 형성하고 바디(6)에 웜휠(11)을 형성하였으나 경우에 따라 하우징(1)에 웜휠(11)을 형성하고 바디(6)에 웜샤프트(10)를 형성하여 웜휠(11)이 움직이지 않는 상태에서 웜샤프트(10)를 회전시켜 상기 웜샤프트(10)와 바디(6)가 같이 회전하도록 구성할 수도 있다.

상기 웜샤프트(10)의 일단에는 웜샤프트(10)를 회전시키기 위한 손잡이(12)를 형성하는 것이 바람직하며 상기 손잡이(12)에는 도 3에 도시된 바와 같이 회전량을 표시하기 위한 눈금자(13)를 형성할 수 있다.

만약, 웜샤프트(10)의 1회전당 웜휠(11)이 움직이는 각도가 1°이고 웜샤프트(10)의 일단에 형성된 손잡이(12)에 10개의 홈이 일정한 각도로 분할 형성되어 있다면 홈과 홈 사이의 각도는 (360/10)°가 될 것이며 손잡이(12)의 1홈당 회전에 따른 웜휠(11)의 회전각도는 (1/10)° 즉, 0.1°가 될 것이다.

또한, 웜샤프트(10)의 1회전당 웜휠(11)의 회전각이 1°이고, 웜샤프트(10)의 일단에 형성된 손잡이(12)에 20개의 홈이 일정한 각도로 분할 형성되어 있다면 홈과 홈 사이의 각도는 (360/20)°가 될 것이며 손잡이(12)의 1홈당 회전에 따른 웜휠(11)의 회전각도는 (1/20)° 즉, 0.05°가 될 것이다.

만약, 웜샤프트(10)의 1회전당 웜휠(11)의 회전각이 일정한 상태에서 손잡이(12)의 크기를 크게 하고 홈(14)의 수를 더욱 늘리게 되면 0.1° 내지 0.05°인 상술한 실시예의 분할각도에 비해 웜휠(11)의 분할 각도 즉, 바디(6)의 분할각도를 더욱 세분화할 수 있다.

상기 손잡이(12)에 형성된 홈(14)은 손잡이(12) 위치가 유지될 수 있도록 도시된 바와 같이 손잡이(12)의 홈(14)에 끼워지도록 일측에 스토퍼(15)가 형성된 스토퍼어셈블리(17)를 부가 형성할 수도 있다.

즉, 상기 스토퍼(15)는 항상 손잡이(12) 쪽으로 밀어주는 압축스프링(16)으로 인해 손잡이(12)의 홈(14)에 끼워지게 되며 이로 인해 손잡이(12)의 위치를 고정시킬 수 있다. 물론, 이러한 압축스프링(16)의 힘은 사용자가 손으로 손잡이(12)를 돌릴 경우 무난히 돌아갈 수 있는 정도이어야 한다.

결국, 이러한 스토퍼(15)의 역할로 인하여 사용자는 소망하는 위치에 손잡이(12)로서 바디(6)를 회전시킨 상태에서 바디(6)와 하우징(1)을 체결볼트(18)로 고정시켜주면 바디(6)가 임의로 회전하지 않음으로써 최초 설정하고자하는 위치를 유지할 수 있다.

상기 공구구동샤프트(8)에는 하나의 절삭공구(9)가 체결될 수 있도록 체결홈(8a)을 형성할 수도 있고, 도 2에 도시된 바와 같이 양방향에서 절삭공구(9)가 체결될 수 있도록 체결홈(8a)을 형성할 수도 있다.

양방향으로 체결홈(8a)을 형성한 경우로서 주축(메인스핀들)과 서브축(서브스핀들)이 동시에 형성되어 있는 자동선반에 사용할 경우에는 공구구동샤프트(8)의 양쪽 체결홈 중 한쪽은 드릴을 체결하고 다른 한쪽은 탭을 체결하여 메인스핀들에 공작물이 척킹될 경우에는 드릴을 사용하여 홀을 뚫고 서브스핀들에 공작물이 척킹될 경우에는 드릴로서 뚫은 홀에 탭을 사용하여 나사를 형성할 수도 있다.

이러한 작업 이외에도 한쪽에는 드릴을 한쪽에는 리머를 체결하여 드릴링 후에 리이밍작업을 할 수도 있으며, 이러한 작업 이외에도 다양한 작업을 하나의 공구대로서 할 수 있다.

도 5는 본 발명의 타실시 예시도로서, 상술한 실시예에서는 바디(6)의 회전을 위해 웜샤프트와 웜휠을 사용하였으나, 상기 웜샤프트(10)와 웜휠(11) 대신 랙(21)과 피니언기어(20) 및 스크류샤프트(19)를 사용할 수 있다.

즉, 랙(21)을 웜샤프트(10) 대신 사용하고 웜휠(11) 대신 피니언기어(20)를 직접 형성하여 사용할 수도 있고, 도 5에 도시된 바와 같이, 스크류샤프트(19)에는 나사를 형성하고, 상기 스크류샤프트(19)에 의해 관통되며 랙(21)의 내부에 스크류샤프트(19)에 혀성된 나사와 치합되는 나사를 형성하며, 상기 랙(21)의 일측에는 피니언기어(20)에 맞물리는 기어이를 형성하여 스크류샤프트(19)의 회전으로 랙(21)을 도면의 화살표방향으로 이동시키고 상기 랙(21)의 이동으로 피니언기어(20)를 선회시킬 수 있다.

물론, 이때에는 스크류샤프트(19)의 회전에 대해 랙(21)은 회전하지 않고 단지 스크류샤프트(19)의 축방향으로만 움직여야함은 당연하다.

도 1은 종래 앵글헤드의 구성예시도

도 2는 본 발명의 구성예시도

도 3은 도 1의 측면도

도 4는 본 발명의 작동예시도

도 5는 본 발명의 타실시 예시도

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1. 하우징 2. 샤프트

3. (샤프트)베벨기어 4. 수평샤프트

5. (수평샤프트)베벨기어 6. 바디

7. 스퍼기어 8. 공구구동샤프트 8a. 체결홈

9. 절삭공구 10. 웜샤프트

11. 웜휠 12. 손잡이

13. 눈금자 14. 홈

15. 스토퍼 16. 압축스프링

17. 스토퍼어셈블리 18. 체결볼트

19. 스크류샤프트 20. 피니언기어

21. 랙

Claims

공작기계의 공구대에 체결되는 하우징(1)과, 상기 하우징(1) 내에 형성되어 모터의 동력이 전달되는 샤프트(2)와, 상기 샤프트(2)의 일단에 결합되어 있는 베벨기어(3)와, 상기 샤프트(2)와 수직하는 방향으로 형성되며 샤프트(2)에 형성된 베벨기어(3)와 치합되는 베벨기어(5)가 형성된 수평샤프트(4)와, 상기 수평샤프트(4)의 외부에 형성된 바디(6)와, 상기 수평샤프트(4)의 일측에 결합된 스퍼기어(7)와, 상기 스퍼기어(7)에 의해 동력을 전달받으며 내부에 절삭공구(9)가 체결되는 공구구동샤프트(8)를 포함하여 구성되며,

상기 바디(6)는 하우징(1)에 대해 베벨기어(3, 5) 간의 기어결합면을 따라 회전하여 고정될 수 있으며, 상기 바디(6)의 일측에는 웜휠(11)이 형성되고 상기 하우징(1)의 일측에는 웜샤프트(10)가 형성되어 웜샤프트(10)의 회전에 따라 웜휠(11)과 바디(6)가 회전되며,

상기 웜샤프트(10)의 일단에는 손잡이(12)가 형성되고 상기 손잡이(12)에는 일정한 각도로 분할되어 있는 홈(14)이 형성되며 상기 손잡이(12)의 일측에는 손잡이(12)의 위치를 고정해주기 위해 압축스프링(16)에 의해 항상 손잡이(12) 쪽으로 미는 힘을 받는 스토퍼(15)가 형성되어 있는 것이 특징인 각도조절이 이루어지는 공구대
삭제
제1항에 있어서,

상기 웜샤프트(10)의 일단에는 웜샤프트(10)를 회전시키기 위한 손잡이(12)가 형성되고 상기 손잡이(12)에는 회전량을 표시하기 위한 눈금자(13)가 형성되어 있는 것이 특징인 각도조절이 이루어지는 공구대
삭제
제1항에 있어서,

상기 손잡이(12)가 1회전하면 바디(6)는 1° 선회되며, 손잡이(12)에는 10 내지 20개의 홈(14)이 형성되어 손잡이(12)가 1개홈 만큼 회전하면 몸체는 0.05~0.1° 회전되는 것이 특징인 각도조절이 이루어지는 공구대
제1항에 있어서,

상기 공구구동샤프트(8)에는 절삭공구(9)가 체결되는 체결홈(8a)이 양방향으로 형성되어 정면과 배면의 가공이 동시에 이루어질 수 있는 것이 특징인 각도조절이 이루어지는 공구대
제1항에 있어서,

상기 웜샤프트(10)와 웜휠(11) 대신 랙(21)과 피니언기어(20)를 사용한 것이 특징인 각도조절이 이루어지는 공구대
제7항에 있어서,

상기 랙(21)은 스크류샤프트(19)에 의해 스크류샤프트(19)의 축방향으로만 이동되는 것이 특징인 각도조절이 이루어지는 공구대