KR101167550B1 - 액추에이터, 이 액추에이터를 구비한 언클램프 장치 및 가공 장치 - Google Patents

Abstract

액추에이터는, 동력원 (10) 과, 동력원 (10) 으로부터의 동력에 의해 구동되는 캠 부재 (15) 와, 캠 부재 (15) 의 움직임에 연동되는 추종 부재 (19) 와, 작동 매체를 수용하는 수용실 (20a) 과, 추종 부재 (19) 에 의해 작동 매체에 전달된 동력을 출력하는 펀치 실린더 (14) 를 구비한다.

Description

액추에이터, 이 액추에이터를 구비한 언클램프 장치 및 가공 장치{ACTUATOR, AND UNCLAMP DEVICE AND PROCESSING DEVICE WITH ACTUATOR}

본 발명은, 액추에이터, 이 액추에이터를 구비한 언클램프 장치 및 가공 장치에 관한 것이다.

종래부터, 펀칭 머신 등의 가공 장치 등에 있어서는, 단시간 동안에 큰 구동력을 출력하는 할 수 있는 액추에이터가 탑재되어 있다.

이와 같은 액추에이터는, 예를 들어, 오일 탱크에 접속되고, 모터에 의해 구동되는 유압 펌프와, 유압 펌프의 토출측 관로에 접속된 서보 밸브와, 체크 밸브와, 릴리프 밸브와, 어큐뮬레이터 등을 구비한 유압 회로를 구비하고 있다. 그리고, 타격하여 펀칭 가공을 실시하는 피스톤 로드를 구비한 유압 실린더에는, 상기 서보 밸브가 접속되어 있고, 유압 펌프에 의해 토출된 유압은, 유압 실린더의 상실 (上室) 에 보내져, 피스톤 로드를 하강시킨다. 그리고, 피스톤 로드에 의해, 펀칭 가공이 실시된다.

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2000－312929호

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

그러나, 상기와 같이 구성된 액추에이터에 있어서는, 항상 유압 펌프를 구동할 필요가 있고, 또한 릴리프 밸브로부터 불필요한 압력을 방출할 필요가 있어, 불필요한 에너지가 커, 구동 효율이 나쁜 것이었다.

본 발명은, 상기와 같은 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 단시간 동안에 큰 구동력을 출력할 수 있음과 함께, 에너지 효율의 향상이 도모된 액추에이터, 이 액추에이터를 구비한 언클램프 장치 및 가공 장치를 제공하는 것이다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명에 관련된 액추에이터는 구동원과, 구동원으로부터의 동력으로 구동되는 캠과, 캠의 움직임에 연동하는 추종 부재와, 작동 매체를 수용하는 수용실과, 추종 부재에 의해 작동 매체에 전달된 동력을 출력하는 출력부를 구비한다. 바람직하게는, 상기 수용실과 출력부에 접속된 접속부를 추가로 구비한다. 바람직하게는, 상기 작동 매체는 액체상의 작동 매체가 되어, 출력 기구에 접속되고, 작동 매체 중의 기체를 분리할 수 있는 분리 기구를 추가로 구비한다. 바람직하게는, 상기 캠 부재에 보조 동력을 부여할 수 있는 보조 동력원을 추가로 구비한다. 바람직하게는, 상기 수용실 내에 외기를 공급하거나, 수용실 내의 기체를 배출하거나 하는 밸브를 추가로 구비한다.

본 발명에 관련된 언클램프 장치는, 상기 액추에이터를 구비한다. 본 발명에 관련된 가공 장치는, 상기 액추에이터를 구비한다.

발명의 효과

본 발명에 관련된 액추에이터, 언클램프 장치 및 가공 장치에 의하면, 단시간 동안에 큰 구동력을 출력할 수 있음과 함께, 구동 효율의 향상을 도모할 수 있다.

도 1 은, 본 실시형태 1 에 관련된 액추에이터를 구비한 펀칭 머신의 개략 구성을 나타내는 단면도이다.

도 2 는, 캠 부재의 측면도이다.

도 3 은, 본 실시형태에 관련된 액추에이터의 제 1 변형예를 나타내고, 일부를 단면 (斷面) 에서 본 측면도이다.

도 4 는 본 실시형태에 관련된 액추에이터의 제 2 변형예를 나타내는 모식도이다.

도 5 는, 본 실시형태에 관련된 액추에이터를 언클램프 장치에 적용한 예를 나타내는 단면도이다.

도 6 은, 도 5 에 나타내는 언클램프 장치에 언클램프 동작시의 구동력을 공급하는 액추에이터를 나타내는 단면도이다.

부호의 설명

10 동력원, 11 보조 동력 기구, 12 회전 축, 13 유압 펌프, 14 펀치 실린더, 15 캠 부재, 16, 17 캠부, 18 롤러 부재, 19 피스톤 로드, 20 실린더부, 20a 수용실, 21 가압실, 24 밸브, 26 저류실, 27 접속관, 30 펀치 로드, 40 기액 분리 탱 크, 50 동력 전달 기구, 100 액추에이터, 200 펀칭 머신, 300 언클램프 장치.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

도 1 내지 도 6 을 사용하여, 본 실시형태에 관련된 액추에이터 및 가공 장치에 대해 설명한다. 또한, 동일한 구성 및 상당하는 구성에는, 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략하는 경우가 있다.

도 1 은, 본 실시형태 1 에 관련된 액추에이터 (100) 를 구비한 펀칭 머신 (200) 의 개략 구성을 나타내는 단면도이다.

이 도 1 에 나타내는 바와 같이, 펀칭 머신 (가공 장치 ; 200) 은, 액추에이터 (100) 와, 예를 들어, 워크를 유지하는 워크 유지 기구 등을 구비하고 있다. 액추에이터 (100) 는, 모터, 클러치 기구나 위상차 기구를 구비한 동력원 (10) 과, 출력 기구로서의 펀치 실린더 (14) 와, 동력원 (10) 으로부터의 동력을 오일 (작동 매체) 을 통하여 펀치 실린더 (14) 에 전달하는 동력 전달 기구 (50) 를 구비하고 있다.

펀치 실린더 (14) 는, 동력 전달 기구 (50) 로부터 공급되는 오일의 압력에 의해 구동되고, 워크에 대해 펀치 가공 등을 실시하는 펀치 로드 (구동부 ; 30) 와, 이 펀치 로드 (30) 를 슬라이딩할 수 있도록 수용함과 함께, 동력 전달 기구 (50) 로부터의 오일을 수용하는 오일 수용실 (32) 이 규정된 실린더부 (31) 를 구비하고 있다.

또한, 이 펀치 실린더 (14) 는, 펀치 로드 (30) 를 탄성 지지하는 탄성 부재 (33) 를 추가로 구비하고 있고, 오일 수용실 (32) 내에 오일이 공급됨으로써, 펀치 로드 (30) 는, 탄성 부재 (33) 로부터의 탄성 지지력에 저항하여, 워크를 향하여 압출된다.

동력 전달 기구 (50) 는, 동력원 (10) 에 의해 회전 구동할 수 있는 회전 축 (구동축 ; 12) 과, 이 회전 축 (12) 에 형성된 캠 부재 (15) 와, 캠 부재 (15) 의 움직임에 추종하여, 오일을 가압, 토출하는 유압 펌프 (13) 를 구비하고 있다. 그리고, 유압 펌프 (13) 는, 캠 부재 (15) 의 움직임에 추종하는 피스톤 로드 (추종 부재 ; 19) 와, 이 피스톤 로드 (19) 를 슬라이딩할 수 있도록 지지하는 실린더부 (20) 를 구비하고 있다.

실린더부 (20) 는, 내부에 오일을 수용하는 수용실 (20a) 이 규정되어 있고, 피스톤 로드 (19) 가 슬라이딩함으로써, 그 용적이 변동된다. 여기에서, 수용실 (20a) 은, 피스톤 로드 (19) 의 직경보다 큰 직경으로 된 저류실 (26) 과, 저류실 (26) 의 하단부 (端部) 에 접속되고, 피스톤 로드 (19) 가 끼워넣어져, 오일이 피스톤 로드 (19) 에 의해 가압되는 가압실 (21) 을 구비하고 있다.

여기에서, 피스톤 로드 (19) 가 가압실 (21) 내에 끼워넣어지기 전의 상태에서는, 가압실 (21) 의 내벽면과, 저류실 (26) 의 내벽면과, 피스톤 로드 (19) 사이에는 간극이 형성되어, 저류실 (26) 과 가압실 (21) 은 연통된 상태로 되어 있다. 그리고, 저류실 (26) 은, 가압실 (21) 의 상방에 위치되어 있으므로, 가압실 (21) 내에 들어간 공기 등의 기체는 상방으로 변위하여, 저류실 (26) 내에 들어간다. 즉, 가압실 (21) 내의 기체는, 저류실 (26) 내로 배출되고, 저류실 (26) 에 배출된 공기 등의 기체는, 저류실 (26) 의 상단부측에 축적된다. 이와 같이 하여, 가압실 (21) 내의 공기는 분리되고, 가압실 (21) 내는 오일에 의해 채워진다. 여기에서, 가압실 (21) 의 내주면에는, 고리형의 시일 부재 (23) 가 형성되어 있다. 그리고, 피스톤 로드 (19) 의 하단부가 도 1 에 나타내는 바와 같이, 가압실 (21) 로부터 떨어진 상태에서, 가압실 (21) 을 향하여 변위되고, 나아가 시일 부재 (23) 에 도달하면, 가압실 (21) 과 저류실 (26) 이 분리된다. 그리고, 또한 피스톤 로드 (19) 가 하방으로 변위되어, 가압실 (21) 내에 들어가면, 가압실 (21) 내 오일의 가압이 개시된다. 여기에서, 상기와 같이, 가압실 (21) 내에 공기 등의 기체가 들어가는 것이 억제되어 있으므로, 피스톤 로드 (19) 가 오일을 양호하게 가압할 수 있다.

또한, 실린더부 (20) 에는, 밸브 (24, 25) 가 형성되어 있고, 실린더부 (20) 내의 내압이 소정압 이상이 되면, 외부에 실린더부 (20) 내의 기체를 배출하거나, 실린더부 (20) 내가 소정압보다 낮아지면, 내부에 외기를 공급하거나 하여, 실린더부 (20) 내가 소정압이 되도록 유지되고 있다. 또한, 밸브 (24, 25) 는, 오일의 액면보다 상방에 위치하고 있다.

피스톤 로드 (19) 의 캠 부재 (15) 측의 단부에는, 롤러 부재 (18) 가 형성되어 있다. 이 롤러 부재 (18) 를 회전할 수 있도록 지지하는 축부 (18a) 는, 피스톤 로드 (19) 의 상단부측에 형성된 구멍부에 삽입되어 있다. 그리고, 롤러 부재 (18) 는, 캠 부재 (15) 의 외주면과 접촉하고 있다. 이 때문에, 캠 부재 (15) 가 회전함으로써, 캠 부재 (15) 의 움직임에 맞추어 롤러 부재 (18) 를 통 하여, 피스톤 로드 (19) 가 슬라이딩한다.

실린더부 (20) 내에 있어서 오일을 수용하는 수용 용적을 작게 하도록, 피스톤 로드 (19) 가 슬라이딩함으로써, 실린더부 (20) 내의 오일이 가압된다. 그리고, 실린더부 (20) 와 실린더부 (31) 에 접속된 접속관 (27) 이 형성되어 있고, 피스톤 로드 (19) 에 의해 가압된 오일이 접속관 (27) 을 통하여, 실린더부 (31) 의 오일 수용실 (32) 내에 공급된다. 이와 같이 하여, 피스톤 로드 (19) 에 의해 오일에 전달된 동력에 의해 펀치 로드 (30) 가 구동된다. 이와 같이, 이 액추에이터 (100) 에 있어서는, 캠 부재 (15) 의 형상에 의해, 펀치 실린더 (14) 에 공급되는 오일의 공급량을 제어할 수 있다.

도 2 는, 캠 부재 (15) 의 측면도이다. 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 캠 부재 (15) 는, 캠부 (16) 및 캠부 (17) 를 구비하고 있다. 그리고, 이 도 2 에 나타내는 상태에서는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 펀치 로드 (30) 는, 워크로부터 퇴피한 상태로 되어 있고, 피스톤 로드 (19) 는 상방으로 변위되어 있다.

그리고, 도 2 에 있어서, 회전 축 (12) 이 회전 중심선 O 를 중심으로 하여 회전하여, 캠 부재 (15) 가 회전되면, 롤러 부재 (18) 는, 서서히 하방으로 변위된다. 즉, 회전 축 (12) 이 회전을 개시할 때에, 롤러 부재 (18) 는, 캠부 (16) 의 둘레면 중, 회전 축 (12) 의 회전 중심선 O 로부터 가장 가까운 위치 P1 에서 접촉하고 있다.

그리고, 캠 부재 (15) 가 회전함에 따라, 롤러 부재 (18) 가 캠부 (16) 와 접촉하는 접촉점과 회전 중심선 O 의 거리는 커진다.

이 때문에, 도 1 에 있어서, 피스톤 로드 (19) 도 점차 하방으로 변위된다. 그리고, 도 1 에 있어서, 피스톤 로드 (19) 가 하방으로 변위됨으로써, 피스톤 로드 (19) 의 하단부가 가압실 (21) 에 들어가, 가압실 (21) 내의 오일이 가압되기 시작한다.

그리고, 접속관 (27) 을 통하여, 오일이 펀치 실린더 (14) 에 공급되고, 펀치 로드 (30) 가 움직이기 시작한다.

또한, 도 2 에 있어서, 회전 축 (12) 이 회전하면, 롤러 부재 (18) 와 캠부 (16) 외주면의 접촉점은, 캠부 (16) 의 외주면 중, 가장 회전 중심선 O 로부터 이간된 위치 P2 에 가까워진다.

여기에서, 위치 P1 로부터 위치 P2 를 향하여, 캠부 (16) 의 둘레면의 곡률 반경은 커지도록 형성되어 있다. 그리고, 위치 P2 의 근방에 있어서의 곡률 반경의 변화율은, 위치 P1 근방에 있어서의 곡률 반경의 변화율보다 작다. 즉, 위치 P1 로부터 위치 P2 를 향하여, 캠부 (16) 의 둘레면과 회전 중심선 O 의 거리는 커지도록 형성되어 있고, 위치 P2 의 근방에 있어서의 변화율은, 위치 P1 근방의 변화율보다 작아지도록 형성되어 있다.

이 때문에, 롤러 부재 (18) 와 캠부 (16) 의 접촉 위치가, 위치 P1 로부터 위치 P2 로 향하기 시작하는 과정에 있어서는, 롤러 부재 (18) 의 변위 속도는 크고, 롤러 부재 (18) 와 캠부 (16) 의 접촉 위치가 위치 P2 에 가까워짐에 따라, 롤러 부재 (18) 의 변위 속도가 작아진다.

이와 같이, 롤러 부재 (18) 와 캠부 (16) 의 접촉 위치가 위치 P2 에 가까워짐에 따라, 롤러 부재 (18) 의 변위량이 저감되어 있기 때문에, 롤러 부재 (18) 로부터 큰 누름력이 가해진 상태에서도, 캠 부재 (15) 를 확실하게 회전시킬 수 있다. 이 때문에, 펀치 로드 (30) 가 워크에 대해 펀치 가공을 실시할 때와 같이, 큰 누름력이 롤러 부재 (18) 에 가해지고 있을 때에도, 캠 부재 (15) 는 회전 할 수 있어, 롤러 부재 (18) 를 변위시킬 수 있다. 이로써, 펀치 로드 (30) 가 확실하게 워크를 가공할 수 있다.

이와 같이, 캠 부재 (15) 의 캠부 (16) 의 형상에 의해, 펀치 로드 (30) 가 워크를 향하여 근접해 갈 때에는, 변위 속도를 높게 할 수 있음과 함께, 펀치 로드 (30) 가 워크를 가공할 때에는, 확실하게 큰 구동력을 발생시킬 수 있다.

또, 이 액추에이터 (100) 가 구동되는 기간은, 펀치 실린더 (14) 를 구동시킬 때로 한정되어 있다. 이 때문에, 항상, 동력원 (10) 이나 동력 전달 기구 (50) 가 구동되는 것이 억제되어 있고, 또한 오일을 오일 탱크 등에 릴리프시킬 필요도 없어, 불필요한 에너지 발생을 억제할 수 있고, 작동 효율의 향상도 도모할 수 있다.

또한, 캠 부재 (15) 의 형상을 다양하게 변경함으로써, 펀치 로드 (30) 의 구동을 다양하게 변경할 수 있어, 제품의 설계 변경에 대해서도 용이하게 대응할 수 있다.

그리고, 액체상의 오일이, 동력원 (10) 으로부터의 동력을 펀치 실린더 (14) 에 전달하고 있으므로, 접속관 (27) 의 배치 형성 위치를 적절히 변경함으로써, 펀 치 실린더 (14) 와 동력원 (10) 및 동력 전달 기구 (50) 의 레이아웃을 자유롭게 변경할 수 있다. 이 때문에, 가공 부품의 설계 변경에 수반되는 금형 변경에도 용이하게 대응할 수 있다.

여기에서, 본 실시형태에 관련된 액추에이터 (100) 에 있어서는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 캠 부재 (15) 에 보조 동력을 가할 수 있는 보조 동력 기구 (보조 동력원 ; 11) 가 형성되어 있다. 이 보조 동력 기구 (11) 로는, 예를 들어, 도 1 에 나타내는 바와 같은 코일 스프링 (탄성 부재 ; 38) 이나 가스 스프링 등이어도 된다.

이 보조 동력 기구 (11) 는, 코일 스프링 (38) 과, 이 코일 스프링 (38) 을 수용하는 수용 케이스 (39) 와, 캠 부재 (15) 의 캠부 (17) 의 둘레면에 맞닿는 롤러 부재 (35) 와, 이 롤러 부재 (35) 를 회전 가능하게 지지함과 함께, 코일 스프링 (38) 에 의해 캠 부재 (15) 를 향하여 탄성 지지된 지지 부재 (37) 를 구비하고 있다.

롤러 부재 (35) 의 축부 (35a) 는, 지지 부재 (37) 에 형성된 관통공에 삽입되어 있다. 그리고, 이 롤러 부재 (35) 는, 지지 부재 (37) 를 통하여, 코일 스프링 (38) 으로부터의 탄성 지지력에 의해 캠부 (17) 의 둘레면에 눌려져 있다.

그리고, 도 2 에 있어서, 캠 부재 (15) 가 회전 방향 (P) 을 향하여 회전 운동하여, 롤러 부재 (18) 와 캠부 (16) 둘레면의 접촉 위치가 위치 P2 에 근접할 때에, 롤러 부재 (35) 가 캠부 (16) 의 둘레면에 가해지는 누름력의 분력은, 캠부 (17) 의 둘레면을 회전 방향 (P) 을 향하여 누른다.

즉, 롤러 부재 (18) 가 캠부 (16) 의 위치 P2 에 근접할 때에는, 롤러 부재 (35) 가 캠부 (17) 의 둘레면을 누르는 누름력은, 캠 부재 (15) 가 회전 방향 (P) 을 향하여 회전하는 것을 보조한다.

이 때문에, 롤러 부재 (18) 에는, 동력원 (10) 및 보조 동력 기구 (11) 로부터의 동력이 가해진다. 이 때문에, 예를 들어, 펀치 로드 (30) 가 워크를 가공할 때와 같이, 펀치 로드 (30) 에 큰 구동력을 가할 필요가 있을 때에, 동력원 (10) 으로부터의 출력이 과대가 되는 것을 억제할 수 있다.

이로써, 동력원 (10) 이 필요로 하는 최대 출력을 저감시킬 수 있어, 동력원 (10) 의 컴팩트화 및 저렴화를 도모할 수 있다.

또한, 펀치 로드 (30) 가 워크를 가공한 후에 워크로부터 퇴피할 때에는, 롤러 부재 (18) 와 캠부 (16) 둘레면의 접촉 위치는, 캠부 (16) 의 위치 P2 를 통과하여, 위치 P1 을 향하여 변위된다.

이 때, 롤러 부재 (35) 로부터 캠부 (17) 의 둘레면에 가해지는 누름력은, 캠 부재 (15) 를 회전 방향 (P) 과 반대 방향을 향하여 회전시키도록 작용하는 경우도 있지만, 보조 동력 기구 (11) 로부터의 출력보다, 동력원 (10) 으로부터의 출력이 크기 때문에, 캠 부재 (15) 는, 회전 방향 (P) 을 향하여 회전한다.

그리고, 롤러 부재 (18) 와 캠부 (16) 둘레면의 접촉 위치가 위치 P1 에 위치함으로써, 펀치 로드 (30) 는, 워크로부터 퇴피한 초기 위치로 돌아온다.

도 3 은, 본 실시형태에 관련된 액추에이터 (100) 의 제 1 변형예를 나타내 는 일부를 단면에서 본 측면도이다. 이 도 3 에 나타내는 바와 같이, 이 액추에이터 (100A) 에 있어서는, 실린더부 (20) 의 수용실 (20a) 내에는, 오일이 충전되어 있고, 이 수용실 (20a) 의 상단 (上端) 에는, 오일 내의 기체를 분리하는 기액 분리 탱크 (분리 기구 ; 40) 가 접속관 (41) 을 통하여 접속되어 있다.

이 기액 분리 탱크 (40) 는, 실린더부 (20) 보다 상방에 배치되어 있고, 이 기액 분리 탱크 (40) 에는, 오일의 액면이 위치하고 있고, 오일과 공기 (기체) 가 충전되어 있다.

여기에서, 피스톤 로드 (19) 가 도 3 에 나타내는 바와 같이, 가압실 (21) 로부터 이간된 상태에 있어서는, 가압실 (21) 과 저류실 (26) 은 연통 상태로 되어 있다. 또한, 저류실 (26) 에 접속된 접속관 (41) 을 통하여, 저류실 (26) 과 기액 분리 탱크 (40) 는 연통 상태로 되어 있고, 가압실 (21) 과 저류실 (26) 과 기액 분리 탱크 (40) 는 서로 연통되어 있다.

이 때문에, 가압실 (21) 내에 들어간 공기 등의 기체는, 저류실 (26), 접속관 (41) 을 통하여, 기액 분리 탱크 (40) 에 배출된다.

그리고, 피스톤 로드 (19) 의 하단부가 가압실 (21) 내에 들어가, 시일 부재 (23) 에 도달하면, 가압실 (21) 의 개구부가 피스톤 로드 (19) 에 의해 폐색되어, 가압실 (21) 과 저류실 (26) 이 분리된다. 그리고, 피스톤 로드 (19) 가 가압실 (21) 내에 더욱 들어감으로써, 가압실 (21) 내의 오일이 가압된다. 이 때, 가압실 (21) 내의 공기는, 이미 기액 분리 탱크 (40) 에 배출되어 있으므로, 피스톤 로드 (19) 는, 양호하게 오일을 가압할 수 있고, 펀치 로드 (30) 에 동력을 양 호하게 전달할 수 있다.

도 4 는, 본 실시형태에 관련된 액추에이터의 제 2 변형예를 나타내는 모식도이다. 이 도 4 에 나타내는 예와 같이, 단면 캠 (end cam, bell cam ; 115) 을 통하여, 동력원 (10) 으로부터의 동력을 유압 펌프 (13) 에 동력을 공급해도 된다.

도 5 는, 본 실시형태에 관련된 액추에이터를 언클램프 장치 (300) 에 적용한 예를 나타내는 단면도이고, 도 6 은, 도 5 에 나타내는 언클램프 장치 (300) 에 언클램프 동작시의 구동력을 공급하는 액추에이터 (500) 를 나타내는 단면도이다.

도 5 에 있어서, 언클램프 장치 (300) 는, 케이싱 (151) 과, 케이싱 (151) 에 회전 가능하게 지지된 주축 (152) 과, 이 주축 (152) 의 하단부에 형성되고, 공구 (170) 가 장착되는 장착부 (154) 와, 주축 (152) 을 회전시키는 모터 등의 구동원 (400) 을 구비하고 있다. 그리고, 장착부 (154) 에 공구 (170) 를 장착한 상태에서 주축 (152) 이 회전함으로써, 도시하지 않는 워크가 가공된다. 또한, 주축 (152) 은, 복수의 베어링 (156, 157) 에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.

또한, 언클램프 장치 (300) 는 주축 (152) 에 형성되고, 축 방향으로 연장되는 관통공 (152a) 내에 삽입된 드로우 바 (153) 와, 관통공 (152a) 내에 수용되고, 드로우 바 (153) 를 장착부 (154) 로부터 떨어진 방향으로 탄성 지지하는 접시 스프링 등의 탄성 부재 (155) 와, 드로우 바 (153) 를 장착부 (154) 를 향하여 누를 수 있는 언클램프 기구 (114) 와, 콜릿 (파지부 ; 161) 을 구비하고 있다.

콜릿 (161) 은, 관통공 (152a) 내에 수용되어 있고, 장착부 (154) 에 장착된 공구 (170) 의 상단부와, 드로우 바 (153) 의 하단부의 양쪽 모두에 걸어맞춤되어 있다. 그리고, 공구 (170) 가 장착부 (154) 에 장착되어 있을 때에는, 드로우 바 (153) 는, 탄성 부재 (155) 에 의해 상방을 향하여 탄성 지지되어 있고, 콜릿 (161) 도 상방을 향하여 탄성 지지되어 있다.

이 때문에, 공구 (170) 는, 콜릿 (161) 에 의해, 주축 (152) 을 향하여 끌어 당겨지고, 장착부 (154) 에 공구 (170) 가 끼워넣어져 있다.

그리고, 이 언클램프 장치 (300) 는, 도 5 및 도 6 에 나타내는 바와 같이, 장착부 (154) 에 장착 (클램프) 된 공구 (170) 를 언클램프 상태로 하기 위한 액추에이터 (500) 를 구비하고 있다.

이 액추에이터 (500) 는, 상기 도 1 에 나타내는 액추에이터 (100) 와 동일하게 구성되어 있다. 이 액추에이터 (500) 는, 동력원 (10) 과, 도 5 에 나타내는 출력부로서의 언클램프 기구 (114) 와, 동력원 (10) 으로부터의 동력을 언클램프 기구 (114) 에 전달하는 동력 전달 기구 (50) 를 구비하고 있다.

여기에서, 동력 전달 기구 (50) 와 언클램프 기구 (114) 사이에는, 오일이 유통되는 접속관 (27) 이 접속되어 있다. 이 때문에, 접속관 (27) 의 루팅 (routing) 방법을 변경함으로써, 동력원 (10) 및 동력 전달 기구 (50) 등을 언클램프 장치 본체로부터 떨어진 위치에 배치할 수 있다. 또한, 언클램프 장치 (300) 의 설치 조건에 맞추어, 액추에이터 (500) 의 위치를 적절히 변경할 수 있다.

도 5 에 있어서, 언클램프 기구 (114) 는, 동력 전달 기구 (50) 로부터 공급 되는 유압에 의해 구동되는 언클램프 실린더 (160) 와, 언클램프 실린더 (160) 의 피스톤 로드 (130) 에 의해 눌리는 누름 부재 (150) 와, 이 누름 부재 (150) 및 드로우 바 (153) 에 걸어맞춰지는 핀 (133) 을 구비하고 있다. 클램프 상태에 있어서는, 핀 (133) 은, 누름 부재 (150) 에 고정되어 있고, 주축 (152) 의 둘레면에 형성된 관통공에 삽입되어, 드로우 바 (153) 의 상방에 위치하고 있다.

언클램프 실린더 (160) 는, 동력 전달 기구 (50) 로부터 공급되는 유압에 의해 슬라이딩하는 피스톤 로드 (130) 와, 피스톤 로드 (130) 를 슬라이딩할 수 있도록 지지하는 실린더부 (131) 와, 실린더부 (131) 내에 규정되고, 오일이 공급되는 오일 수용실 (132) 을 구비하고 있다.

그리고, 공구 (170) 를 언클램프 상태로 할 때에는, 먼저, 도 6 에 있어서, 동력원 (10) 이 기동하여, 캠 부재 (15) 가 회전한다.

여기에서, 캠 부재 (15) 는, 상기 도 2 에 나타내는 바와 같은 형상으로 되어 있고, 공구 (170) 가 클램프 된 상태에 있어서는, 롤러 부재 (18) 는, 캠부 (16) 의 위치 P1 에서 캠부 (16) 의 둘레면과 접촉하고 있다.

그리고, 캠 부재 (15) 가 회전하여, 롤러 부재 (18) 와 캠부 (16) 둘레면의 접촉 위치가 위치 P2 에 가까워짐에 따라, 회전 중심선 O 와 롤러 부재 (18) 와 캠부 (16) 접촉 위치 사이의 거리가 커진다.

이 때문에, 피스톤 로드 (19) 가 변위되어, 피스톤 로드 (19) 가 수용실 (20a) 의 용적을 좁힌다.

그리고, 가압실 (21) 내에 피스톤 로드 (19) 가 들어감으로써, 오일이 가압되어, 도 5 에 나타내는 오일 수용실 (132) 내에 오일이 공급된다. 이로써, 피스톤 로드 (130) 가 공구 (170) 를 향하여 변위되고, 누름 부재 (150) 및 핀 (133) 도 공구 (170) 를 향하여 변위된다. 핀 (133) 이 공구 (170) 를 향하여 변위됨으로써, 드로우 바 (153) 의 상단부에 맞닿아, 드로우 바 (153) 를 공구 (170) 를 향하여 누른다.

이 때문에, 탄성 부재 (155) 로부터의 탄성 지지력에 저항하여, 드로우 바 (153) 가 공구 (170) 를 향하여 변위되기 시작한다. 그리고, 드로우 바 (153) 가 소정의 위치로까지 하방으로 변위되면, 콜릿 (161) 이 변형되어, 콜릿 (161) 과 공구 (170) 의 걸어맞춤 상태가 해제된다.

그리고, 도 2 에 있어서, 롤러 부재 (18) 와 캠부 (16) 의 접촉 위치가 위치 P2 의 근방 및 위치 P2 에 이를 때에, 동력 전달 기구 (50) 로부터 큰 동력이, 언클램프 실린더 (160) 에 공급된다.

그리고, 피스톤 로드 (130), 누름 부재 (150) 및 핀 (133) 을 통하여, 동력 전달 기구 (50) 로부터의 큰 구동력이, 드로우 바 (153) 에 전달된다. 이로써, 공구 (170) 가 장착부 (154) 로부터 확실하게 벗겨진다. 이와 같이 하여, 공구의 언클램프 동작이 종료된다. 또한, 이 도 6 에 나타내는 예에 있어서도, 보조 동력 기구 (11) 가 형성되어 있고, 동력원 (10) 의 최고 출력의 저감이 도모된다.

또한, 언클램프 동작이 완료된 시점에서, 도 6 에 나타내는 동력원 (10) 의 구동이 정지되거나, 동력원 (10) 내의 클러치 기구에 의해, 회전 축 (12) 에 대한 동력의 전달이 단절된다. 이로써, 공구 (170) 의 언클램프 상태는 유지된다. 이와 같이, 공구를 언클램프한 후, 다른 공구를 장착할 때에는, 새로운 공구 (170) 를 장착부 (154) 내에 삽입한다.

그 후, 삽입된 공구 (170) 를 클램프할 때에는, 도 6 에 나타내는 동력원 (10) 이 다시 기동하거나, 동력원 (10) 내의 클러치 기구에 의해, 회전 축 (12) 에 대한 동력의 전달이 접속된다.

이로써, 캠 부재 (15) 가 회전하기 시작한다. 이 때, 도 2 에 있어서, 롤러 부재 (18) 와 캠부 (16) 의 접촉 위치가, 위치 P2 로부터 위치 P1 을 향하여 변위된다.

이 때문에, 롤러 부재 (18) 와 캠부 (16) 의 접촉 위치와 회전 중심선 O 사이의 거리가 작아진다. 이로써, 도 6 에 있어서, 피스톤 로드 (19) 는 상방으로 변위되어, 유압이 저감됨과 함께, 실린더부 (20) 의 수용실 (20a) 내로 오일이 되돌아오기 시작한다.

그리고, 도 5 에 있어서, 피스톤 로드 (130) 도, 오일 수용실 (132) 의 용적이 작아지도록 변위되어, 장착부 (154) 로부터 떨어진 방향으로 변위되기 시작한다.

이와 같이, 언클램프 기구 (114) 로부터 드로우 바 (153) 에 가해지는 구동력이 저감되면, 탄성 부재 (155) 로부터의 탄성 지지력에 의해, 드로우 바 (153) 가 상방으로 변위되기 시작한다.

드로우 바 (153) 가 상방으로 변위됨으로써, 드로우 바 (153) 의 하단부에 형성된 콜릿 (161) 도, 장착부 (154) 로부터 이간하도록 변위된다.

이와 같이 콜릿 (161) 이 변위됨으로써, 개방되도록 변형되어 있던 콜릿 (161) 의 단부가 폐쇄되도록 변형되어, 공구 (170) 의 상단부와 걸어맞춰진다.

그리고, 또한 드로우 바 (153) 가 상방으로 변위됨으로써, 이 드로우 바 (153) 의 하단부와 걸어맞춰진 콜릿 (161) 과, 이 콜릿 (161) 에 걸어맞춰지는 공구 (170) 도 상방으로 변위된다.

이와 같이 하여, 새로운 공구 (170) 가 장착부 (154) 에 장착된다.

이상과 같이 본 발명의 실시형태에 대해 설명했지만, 이번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시로서, 제한적인 것은 아닌 것으로 생각되어야 할 것이다. 본 발명의 범위는 특허 청구의 범위에 의해 나타나고, 특허 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

본 발명은, 액추에이터, 액추에이터를 구비한 언클램프 장치 및 가공 장치에 바람직하다.

Claims (7)

1. 동력원 (10) 과,

   상기 동력원 (10) 으로부터의 구동에 의해 구동되는 캠 (15, 115) 과,

   상기 캠의 움직임에 연동되는 추종 부재 (19) 와,

   작동 매체를 수용하는 수용실 (20a) 과,

   상기 추종 부재 (19) 에 의해 상기 작동 매체에 전달된 동력을 출력하는 출력부 (14) 를 구비하고,

   상기 수용실 (20a) 은, 상기 작동 매체가 채워진 가압실 (21) 과, 상기 가압실 (21) 의 상방에 위치하고, 상기 추종 부재 (19) 의 직경보다 큰 직경으로 된 저류실 (26) 을 포함하고,

   상기 가압실 (21) 은, 상기 저류실 (26) 의 하단부에 접속되고,

   상기 추종 부재 (19) 가 상기 저류실 (26) 측으로부터 상기 가압실 (21) 을 향하여 이동하여, 상기 추종 부재 (19) 가 상기 가압실 (21) 내에 들어감으로써, 상기 가압실 (21) 과 상기 저류실 (26) 이 분리됨과 함께 상기 가압실 (21) 내의 상기 작동 매체가 가압되고,

   상기 추종 부재 (19) 가, 상기 가압실 (21) 로부터 떨어짐으로써, 상기 가압실 (21) 과 상기 저류실 (26) 이 연통하는 것을 특징으로 하는 액추에이터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 수용실 (20a) 과 상기 출력부 (14) 에 접속된 접속부 (27) 를 추가로 구비하는 액추에이터.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 캠에 보조 동력을 부여할 수 있는 보조 동력원 (11) 을 추가로 구비한 액추에이터.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 수용실 (20a) 내에 외기를 공급하거나, 상기 수용실 (20a) 내의 기체를 배출하거나 하는 밸브 (24, 25) 를 추가로 구비한 액추에이터.
6. 제 1 항에 기재된 액추에이터 (100) 를 구비한 언클램프 장치.
7. 제 1 항에 기재된 액추에이터 (100) 를 구비한 가공 장치.

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