KR101221073B1 - 소재 파지 장치, 소재 가이드 장치 및 자동 선반 - Google Patents

Abstract

소재 파지 장치(10)는 개폐 동작 가능한 파지부(16)를 구비한 통 모양의 척(14)과, 파지부를 개폐 동작시키는 작동 부재(18)와, 작동 부재를 압압력 하에서 파지부에 피가공 소재(W)를 파지시키는 폐동작 위치와 압압력을 해제하여 파지부에 피가공 소재를 해방시키는 개동작 위치의 사이에서 이동시키는 구동 기구(20)를 구비한다. 구동 기구는 작동 부재를 개동작 위치로부터 폐동작 위치로 이동시키는 정방향 구동력(F1)과, 작동 부재를 폐동작 위치로부터 개동작 위치에 이동시키는 역방향 구동력(F2)을 택일적으로 작동 부재에 가하는 쌍방향 구동 부재(62)를 구비한다. 이것에 의하여, 정지형 척(14A)을 장착·구비하는 작동 부재 압출형의 구성과, 이동형 척(14B)을 장착·구비하는 작동 부재 인입형의 구성을 택일적으로 실현할 수 있다. 동일한 구성을 가지는 소재 가이드 장치(100)도 제공한다.

선반, 소재, 파지, 가이드, 척

Description

소재 파지 장치, 소재 가이드 장치 및 자동 선반 {RAW MATERIAL HOLDING DEVICE, RAW MATERIAL GUIDE DEVICE, AND AUTOMATIC LATHE}

본 발명은 공작 기계에 조립되어, 피가공 소재(즉, 공작물(work))를 파지(把持)하는 소재 파지 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 공작 기계에 구비되어 가공 중의 피가공 소재를 그 가공 부위 근방에서 지지하는 소재 가이드 장치에 관한 것이다. 나아가, 본 발명은 소재 파지 장치 또는 소재 가이드 장치를 구비한 자동 선반에 관한 것이다.

공작 기계에 있어서, 가공 공정 중에 피가공 소재를 고정적으로 유지하기 위하여, 개폐 동작 가능한 파지부를 가진 척과, 척의 파지부를 개폐 동작시키는 작동 기구를 가진 소재 파지 장치를 구비한 것은 알려져 있다. 예를 들면, NC 선반 등의 자동 선삭 가공을 실시할 수 있는 공작 기계(본 출원에서는 자동 선반이라고 총칭한다)에서는 중공 통상체에 탄성 변형 가능한 슬롯 구조의 파지부를 부설하여 이루어지는 척(일반적으로, 콜릿 척이라고 부른다)을 자동 선반의 주축의 내부 전단 영역에 동심상으로 설치하는 동시에, 구동부의 자동 제어 하에서 척의 파지부를 탄성 변형시키는 작동 기구를 동일한 주축에 조립하여 구비한 소재 파지 장치가 이미 알려져 있다.

자동 선반의 주축에 설치되는 종래의 소재 파지 장치에 있어서, 작동 기구는 일반적으로 주축에 축선 방향으로 이동 가능하게 설치되는 중공 통 모양의 작동 부재와, 구동부의 출력을 작동 부재에 축선 방향 추력으로서 전달하고, 작동 부재를 척의 파지부를 여는 개동작 위치로부터 척의 파지부를 닫는 폐동작 위치로 이동시키는 구동 기구와, 작동 부재를 폐동작 위치로부터 개동작 위치를 향하여 탄성적으로 지지하는 복귀 스프링을 구비하여 구성된다(예를 들면, 일본 특허 제2566570호 공보(JP-B-2566570) 참조).

이 구성에서는 주축의 후방으로부터 주축 및 작동 부재의 내부로 봉 모양의 피가공 소재를 송급(送給)한 상태로, 구동 기구의 구동에 의하여 작동 부재가 주축을 따라서 축선 방향으로 이동한다. 그것에 따라서, 척의 파지부가 그 외주에 설치한 원뿔대 모양의 압력 수용면에 압압력을 받아서, 내경 치수를 축소(즉, 축경(縮徑)하도록 탄성 변형(즉, 폐동작)되어, 피가공 소재를 강고하게 파지한다. 이 상태로부터, 구동 기구의 구동력을 반전 또는 해제하면, 복귀 스프링의 탄성 지지력에 의하여, 작동 부재가 주축을 따라서 역방향으로 이동한다. 그것에 따라서, 척의 파지부에 대한 압압력이 해제되고, 파지부가 내경 치수를 확대(즉, 확경(擴徑))하도록 탄성 복원(즉, 개동작)되어, 피가공 소재를 해방한다.

상기한 주축 내설형(內設型)의 소재 파지 장치에서는, 종래 주축 내에 정지 배치된 척에 대하여 작동 부재가 축선 방향으로 이동하는 구성과, 작동 부재가 척에 연결되어 척과 함께 주축 내에서 축선 방향으로 이동하는 구성 중 어느 하나가, 적절하게 채용되어 있다(예를 들면, 일본 공개 특허 공보 2000-246522호(JP-A- 2000-246522) 참조).

전자의 구성에서는 주축에 동심상으로 수용 지지된 작동 부재가 그 자체의 전단 영역에 척을 동심상으로 수용 지지하고, 척을 에워싸는 작동 부재의 전단 환상 부분에, 파지부 외주의 압력 수용면에 계합 가능한 원뿔대 모양의 작용면이 형성된다. 그리고, 피가공 소재를 파지할 때에, 작동 부재를 척에 대하여 주축으로부터 밀어내는 방향으로 변위시켜 작용면을 압력 수용면에 누름으로써, 파지력을 얻고 있다.

또한, 후자의 구성에서는 주축의 전단 영역에 척이 동심상으로 수용 지지되는 동시에 주축의 척 후방 영역에 작동 부재가 동심상으로 수용 지지되어, 척을 에워싸는 주축의 전단 환상 부분에, 파지부 외주의 압력 수용면에 계합 가능한 원뿔대 모양의 작용면이 형성된다. 또한, 피가공 소재를 파지할 때에, 작동 부재를 척과 함께 주축 내에 넣는 방향으로 변위시켜 압력 수용면을 작용면에 누름으로써 파지력을 얻고 있다.

또한, 본 출원에서는 작동 부재를 주축 내에서 압출 방향으로 변위시켜 척의 파지력을 얻는 형식을「작동 부재 압출형」이라 부르고, 작동 부재를 주축 내에서 밀어넣는 방향으로 변위시켜 척의 파지력을 얻는 형식을 「작동 부재 인입형」이라고 부른다.

상기한 작동 부재 압출형의 소재 파지 장치에서는, 척은 통상 그 축선 방향 전방 부분에, 주축의 전단에 설치한 캡에 접촉되는 접촉면을 가지고, 캡에 의하여, 작동 부재의 작용면으로부터 받는 압압력의 축선 방향 성분에 대항하여 주축 내에 서 정지 유지되게 되어 있다. 한편, 상기 작동 부재 인입형의 소재 파지 장치에서는, 척은 통상 그 축선 방향 후방 부분에 작동 부재의 전단에 탈리 가능하게 연결되는 연결 구조(예를 들면, 나사 구조)를 가진다.

이와 같이, 종래의 소재 파지 장치에서는 작동 부재의 동작 방식으로 따라서, 척의 구조도 자연히 다른 것으로 되어 있다. 본 출원에서는 작동 부재 압출형의 소재 파지 장치에 장착·구비되는 척을「정지형 척」이라고 부르고, 작동 부재 인입형의 소재 파지 장치에 장착·구비되는 척을「이동형 척」이라고 부른다.

그런데, 자동 선반에 있어서는, 공구에 의한 가공 작업 위치의 근방에서 선반기대(lathe table) 상에 설치되고, 주축의 소재 파지 장치에 파지된 봉 모양의 피가공 소재를, 그 선단의 가공 부위의 근방에서 지지하는 보조 지지 장치로서의 소재 가이드 장치를 구비한 것이 알려져 있다(예를 들면 특허 제2750356호 공보(JP-B-2750356) 참조). 소재 가이드 장치는 일반적으로, 개폐 동작 가능한 중공 통 모양의 소재 지지부를 가지는 통 모양의 가이드 부시와, 가이드 부시의 소재 지지부의 지름 방향 치수를 조정하는 조정 기구를 구비하여 구성된다.

종래의 소재 가이드 장치에서는 고속 회전하는 피가공 소재에 대하여 가이드 부시가 고정적으로 배치되는 고정형의 구성과 가이드 부시가 피가공 소재와 함께 고속 회전하는 회전형의 구성 중 어느 하나를 적당하게 채용하고 있다. 어느 구성에서도, 소재 가이드 장치는 가이드 부시의 소재 지지부에 의하여, 선삭 가공 중에 피가공 소재를 그 가공 부위에 흔들림이 생기지 않도록 지지하고, 그것에 의하여 제품을 고정밀도로 가공 성형하는 것을 가능하게 한다.

또한, 피가공 소재를 파지한 주축이 축선 방향 이송 동작할 수 있는 구성을 가지는 자동 선반에 있어서, 소재 가이드 장치는 고정형 및 회전형의 어느 구성에 있어서도, 가이드 부시의 소재 지지부에 피가공 소재를 심출 지지(즉, 피가공 소재 축선을 회전 축선에 합치시키도록 지지)한 상태로, 주축의 축선 방향 이동에 의하여 보내지는 피가공 소재를 축선 방향으로 정확하게 안내하면서 지지할 수 있게 되어 있다.

이런 종류의 소재 가이드 장치에 있어서는 피가공 소재의 심출 지지와 축선 방향 안내 지지 두 가지를 모두 소정의 요구 수준으로 달성할 수 있도록 하기 위하여, 피가공 소재를 가공 작업 개시 전에 가이드 부시에 삽입하고, 조정 기구를 조작함으로써, 가이드 부시의 소재 지지부를 탄성 변위시켜서 그 내경 치수를 피가공 소재(환봉, 각봉)의 외경 치수에 맞추어 조정하고 있다.

종래의 소재 가이드 장치에 있어서의 조정 기구로서는 일본 특허 공보 JP-B-2750356에 기재되어 있는 바와 같이, 전술한 소재 파지 장치의 작동 기구와 동일한 구성을 가진 것이 알려져 있다. 즉, 이 조정 기구는 가이드 부시의 소재 지지부를 개폐 동작시키는 작동 부재와 작동 부재를 개동작 위치로부터 폐동작 위치에 이동시키는 구동 기구와, 작동 부재를 폐동작 위치로부터 개동작 위치를 향하여 탄성적으로 지지하는 복귀 스프링을 구비하여 구성된다. 또한, 소재 파지 장치와 마찬가지로, 정지형 가이드 부시를 가진 작동 부재 압출형인 소재 가이드 장치(일본 특허 공보 JP-B-2750356 참조)와, 이동형 가이드 부시를 가지는 작동 부재 인입형인 소재 가이드 장치(일본 특허 공보 JP-B-2566570 참조)가 알려져 있다.

전술한 작동 부재 압출형의 소재 파지 장치는 척이 그 개폐 동작 중에 축선 방향으로 이동하지 않는 구성이기 때문에, 척에 파지되는 피가공 소재가 척의 파지부의 폐동작 동작에 끌려가서 축선 방향으로 이동하는 것도 확실하게 방지된다. 따라서 작동 부재 압출형의 소재 파지 장치를 구비한 자동 선반에서는 피가공 소재의 축선 방향으로 높은 수준의 가공 치수 정밀도가 확보된다. 그 결과, 예를 들면, 봉 모양의 피가공 소재의 절삭면(cutting-off surface)을 그대로 제품의 한 단면으로 할 수 있기 때문에, 단면 마무리 공정이 불필요하게 되어, 가공 공정의 사이클 타임을 단축시킬 수 있는 동시에, 피가공 소재의 절삭량을 삭감할 수 있다.

그 반면, 작동 부재 압출형의 소재 파지 장치를 자동 선반의 주축에 조립시킨 구성에서는 주축의 전단 영역에 작동 부재의 한 부분과 척이 상대 슬라이딩 가능하게 부시 형식으로 수용되므로, 슬라이딩용의 미소 틈새의 존재에 기인하여 주축 전단 영역에 있어서의 강성이 저하되는 경향이 있다. 그 결과, 주축의 회전 정밀도가 악화되어, 피가공 소재의 가공 정밀도가 저하될 우려가 있다. 또한, 소재 가이드 장치를 구비한 자동 선반의 주축에 작동 부재 압출형인 소재 파지 장치를 조립시킨 경우에는 주축의 강성이나 회전 정밀도가 피가공 소재의 가공 정밀도에 미치는 영향은 소재 가이드 장치에 의하여 배제된다.

한편, 전술한 작동 부재 인입형의 소재 파지 장치는 자동 선반의 주축에 조립시킨 경우에, 주축의 전단 영역에는 척만이 상대 슬라이딩 가능하게 수용되는 구성이기 때문에, 주축 전단 영역에 있어서의 강성을 확보하고, 회전 정밀도의 악화 및 그것에 수반되는 가공 정밀도의 저하를 방지할 수 있다. 그 반면에, 척이 그 개 폐 동작 중에 축선 방향으로 약간 이동하므로, 척에 파지되는 피가공 소재가 척의 파지부의 폐동작 동작에 끌려가 축선 방향으로 이동하게 되고, 결과적으로, 피가공 소재의 축선 방향으로의 가공 치수 정밀도가 저하되는 경향이 있다. 따라서, 작동 부재 인입형의 소재 파지 장치를 자동 선반의 주축에 조립시킨 구성에서는, 예를 들면 길이 방향의 치수 정밀도를 필요로 하는 경우에 봉 모양의 피가공 소재의 절삭면을 그대로 제품의 한 단면으로 하는 것은 문제가 있어서, 단면 마무리 공정이 필요하게 되고, 가공 공정의 사이클 타임 및 피가공 소재의 절삭량이 증가할 우려가 있다.

상기한 바와 같이, 종래의 소재 파지 장치는 작동 부재의 동작 방식(압출형 및 인입형)에 대응하는 각각의 장점 및 단점이 있고, 탑재되는 공작 기계(예를 들면 자동 선반)의 기계 구성, 가공 대상이 되는 피가공 소재의 재질, 요구되는 가공 정밀도 등을 감안하여, 미리 선택하고 싶은 어느 하나의 동작 방식이 채용되고 있다. 따라서, 종래 피가공 소재에 대하여 다른 조건 하에서 여러 가지의 가공을 하고자 하는 경우에는 작동 부재의 동작 방식이 다른 소재 파지 장치를 각각 탑재한 2대의 공작 기계를 준비하거나, 또는 1대의 공작 기계에 있어서, 소재 파지 장치를 조립시킨 기계 요소(예를 들면 자동 선반의 주축대)를 다른 방식의 소재 파지 장치를 조립시킨 다른 기계요소로 그대로 교환함으로써 대처하고 있다. 이러한 대처법에서는 공작 기계와 관련한 설비 비용이 증가하고, 또한, 기계요소의 교환과 관련하여 작업자의 부담이 증대될 우려가 있다.

또한, 상기 종래의 소재 파지 장치의 작동 기구와 동일한 구성을, 소재 가이 드 장치의 조정 기구에 적용한 경우에는 소재 파지 장치와 동일한 문제가 나타난다. 예를 들면, 특히, 회전형의 소재 가이드 장치에 작동 부재 압출형의 구성을 적용한 때에는 자동 선반의 주축에 상당하는 소재 가이드 장치의 통 모양 지지 부재의 강성이 저하되고, 가이드 부시의 심출 지지 정밀도가 악화될 염려가 있다. 또한, 작동 부재 인입형의 소재 가이드 장치에서는 가이드 부시의 개폐 동작시의 축선 방향 이동이 심출 지지 정밀도에 어떠한 영향을 미칠 우려도 있다. 또한, 두 가지 방식을 모두 구비한 동작 방식의 소재 가이드 장치를 준비하려고 하면, 공작 기계에 관한 설비 비용이 크게 상승하고, 또한, 기계 요소의 교환과 관련하여 작업자의 부담이 증대될 우려가 있다.

본 발명의 목적은 공작 기계에 조립시킨 소재 파지 장치에 있어서, 공작 기계의 기계 구성, 가공 대상이 되는 피가공 소재의 재질, 요구되는 가공 정밀도 등을 감안하여, 척 작동 기구의 구성을 적당하고 용이하게 변경할 수 있고, 설비 비용의 상승이나 작업자의 부담 증가를 방지할 수 있는 다용도형의 소재 파지 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 공작 기계에 조립시킨 소재 가이드 장치에 있어서, 공작 기계의 기계 구성, 가공 대상이 되는 피가공 소재의 재질, 요구되는 가공 정밀도 등을 감안하여, 가이드 부시 조정 기구의 구성을 적당하고 그리고 용이하게 변경할 수 있고, 설비 비용의 상승이나 작업자의 부담 증가를 방지할 수 있는 다용도형의 소재 가이드 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 소재 파지 장치 또는 소재 가이드 장치를 구비한 자동 선반에 있어서, 소재 파지 장치 또는 소재 가이드 장치의 개폐 동작 방식을 용이하게 변경할 수 있는 자동 선반을 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 소재 파지 장치로서, 개폐 동작 가능한 파지부를 가지는 통 모양의 척과, 상기 파지부를 개폐 동작시키는 제1 통 모양 요소를 구비한 작동 부재와, 상기 작동 부재를, 압압력 하에서 상기 파지부에 피가공 소재를 파지시키는 폐동작 위치와 상기 압압력을 해제하여 상기 파지부로부터 피가공 소재를 해방시키는 개동작 위치 사이에서 이동시키는 구동 기구를 구비하고, 상기 구동 기구는 상기 작동 부재를 상기 개동작 위치로부터 상기 폐동작 위치로 이동시키는 정방향 구동력과, 상기 작동 부재를 상기 폐동작 위치로부터 상기 개동작 위치로 이동시키는 역방향 구동력을 택일적으로 상기 작동 부재에 가하는 요동 가능한 쌍방향 구동 부재와, 상기 쌍방향 구동 부재에 대하여 직동 동작함으로써 상기 쌍방향 구동 부재에 상기 정방향 구동력과 상기 역방향 구동력을 택일적으로 발휘시키는 직동 부재와, 상기 제1 통 모양 요소에 고정되고, 상기 쌍방향 구동 부재에 계합하여 상기 정방향 구동력과 상기 역방향 구동력을 상기 제1 통 모양 요소에 전달하는 전달 부재를 구비하며, 상기 쌍방향 구동 부재는 양단에 역점을 형성하는 암과, 이 암의 중앙에서 일측방으로 돌출 설치되고, 한 쌍의 돌출단에 작용점을 형성하는 돌출부를 가지고, 상기 직동 부재는 상기 쌍방향 구동 부재의 상기 암의 적어도 일단에 슬라이딩 가능하게 배치되는 캠면을 가지고, 상기 전달 부재는 상기 쌍방향 구동 부재의 상기 돌출부가 변위 가능하게 수용되는 오목부를 가지며, 상기 직동 부재가 직동 동작하면, 상기 캠면과 상기 쌍방향 구동 부재의 상기 암의 상기 양단과의 계합 위치가 변위하여, 상기 쌍방향 구동 부재가 상기 직동 부재의 직동 동작을 요동 동작으로 변환시켜 상기 돌출부 중 어느 한 쪽의 상기 돌출 단을 상기 전달 부재의 상기 오목부의 벽면에 접촉시킴으로써, 지렛대의 작용에 의하여 상기 전달 부재에 상기 정방향 구동력과 상기 역방향 구동력을 택일적으로 가하도록 구성된 소재 파지 장치를 제공한다.

상기한 소재 파지 장치는 작동 부재가 개동작 위치로부터 폐동작 위치로 이동하는 동안에 정지하여 압압력을 파지부에 받는 정지형 척과, 작동 부재가 개동작 위치로부터 폐동작 위치로 이동하는 동안에 작동 부재와 함께 이동하여 압압력을 파지부에 받는 이동형 척을 서로 교환 가능하게 구비할 수 있다.

이 경우, 작동 부재는 구동 기구의 쌍방향 구동 부재로부터 정방향 구동력 및 역방향 구동력을 택일적으로 받는 제1 통 모양 요소로서, 이동형 척을 탈리 가능하게 설치할 수 있는 제1 통 모양 요소와; 이동형 척과 교환하여, 제1 통 모양 요소에 축선 방향으로 정렬하여 탈리 가능하게 설치할 수 있고, 정지형 척을 축선 방향 상대 이동이 가능하게 지지하는 제 2 통 모양 요소를 구비할 수 있다.

정지형 척의 파지부를 폐동작시키기 위한 구동 기구의 정방향 구동력과 이동형 척의 파지부를 폐동작시키기 위한 구동 기구의 정방향 구동력은 서로 반대 방향으로 작동 부재에 가하여지는 추력일 수 있다.

구동 기구는 작동 부재를 폐동작 위치와 개동작 위치 사이의 중간 위치에 위치 결정할 수 있고, 작동 부재가 중간 위치에 있을 때, 척의 파지부는 파지부에 피가공 소재를 파지시키는 압압력보다 작은 제2 압압력 하에서 피가공 소재를 유지하도록 구성할 수 있다.

또한, 구동 기구는 쌍방향 구동 부재에 대하여 직동(直動) 동작함으로써 쌍방향 구동 부재에 정방향 구동력과 역방향 구동력을 택일적으로 발휘시키는 직동 부재를 추가로 구비하고, 쌍방향 구동 부재는 직동 부재의 직동 동작을 요동 동작으로 변환하고, 레버의 작용에 의하여 작동 부재에 정방향 구동력과 역방향 구동력을 택일적으로 가하도록 구성할 수 있다.

본 발명은 또한 상기한 소재 파지 장치를 조립시킨 주축을 구비하는 자동 선반을 제공한다.

본 발명은 또한 소재 가이드 장치로서, 개폐 동작 가능한 소재 지지부를 가지는 통 모양의 가이드 부시와, 상기 소재 지지부를 개폐 동작시키는 제1 통 모양 요소를 구비한 작동 부재와, 상기 작동 부재를 압압력 하에서 상기 소재 지지부에 피가공 소재를 심출 지지시키는 폐동작 위치와 상기 압압력을 해제하여 상기 소재 지지부로부터 피가공 소재를 해방시키는 개동작 위치 사이에서 이동시키는 구동 기구를 구비하고, 상기 구동 기구는 상기 작동 부재를 상기 개동작 위치로부터 상기 폐동작 위치로 이동시키는 정방향 구동력과 상기 작동 부재를 상기 폐동작 위치로부터 상기 개동작 위치오 이동시키는 역방향 구동력을, 택일적으로 상기 작동 부재에 가하는 요동 가능한 쌍방향 구동 부재와, 상기 쌍방향 구동 부재에 대하여 직동 동작함으로써 상기 쌍방향 구동 부재에 상기 정방향 구동력과 상기 역방향 구동력을 택일적으로 발휘시키는 직동 부재와, 상기 제1 통 모양 요소에 고정되고, 상기 쌍방향 구동 부재에 계합하여 상기 정방향 구동력과 상기 역방향 구동력을 상기 제1 통 모양 요소에 전달하는 전달 부재를 구비하며, 상기 쌍방향 구동 부재는 양단에 역점을 형성하는 암과, 이 암의 중앙에서 일측방으로 돌출 설치되고, 한 쌍의 돌출단에 작용점을 형성하는 돌출부를 가지고, 상기 직동 부재는 상기 쌍방향 구동 부재의 상기 암의 적어도 일단에 슬라이딩 가능하게 배치되는 캠면을 가지고, 상기 전달 부재는 상기 쌍방향 구동 부재의 상기 돌출부가 변위 가능하게 수용되는 오목부를 가지며, 상기 직동 부재가 직동 동작하면, 상기 캠면과 상기 쌍방향 구동 부재의 상기 암의 상기 양단과의 계합 위치가 변위하여, 상기 쌍방향 구동 부재가 상기 직동 부재의 직동 동작을 요동 동작으로 변환시켜 상기 돌출부 중 어느 한 쪽의 상기 돌출 단을 상기 전달 부재의 상기 오목부의 벽면에 접촉시킴으로써, 지렛대의 작용에 의하여 상기 전달 부재에 상기 정방향 구동력과 상기 역방향 구동력을 택일적으로 가하도록 구성된 소재 가이드 장치를 제공한다.

본 발명은 또한 상기한 소재 가이드 장치를 피가공 소재의 가공 작업 위치 근방에 설치하여 이루어지는 자동 선반을 제공한다.

본 발명의 상기 목적 및 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부 도면에 관련한 이하의 적합한 실시 형태에 대한 설명에 의하여 한층 분명하게 될 것이다. 첨부한 도면에 있어서,

도 1은 정지형 척을 장착·구비한 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 소재 파지 장치를 자동 선반의 주축에 조립시켜 도시한 단면도로서, 작동 부재가 개동작 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이다.

도 2는 정지형 척을 장착·구비한 도 1의 소재 파지 장치의 단면도로서, 작동 부재가 폐동작 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이다.

도 3은 이동형 척을 장착·구비한 도 1의 소재 파지 장치의 단면도로서, 작동 부재가 개동작 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이다.

도 4는 이동형 척을 장착·구비한 도 1의 소재 파지 장치의 단면도로서, 작동 부재가 폐동작 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이다.

도 5A는 도 1의 소재 파지 장치에 장착·구비되는 정지형 척의 단면도이고, 도 5B는 도 1의 소재 파지 장치에 장착·구비되는 이동형 척의 단면도이다.

도 6은 정지형 척을 장착·구비한 도 1의 소재 파지 장치의 단면도로서, 작 동 부재가 중간 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이다.

도 7은 이동형 척을 장착·구비한 도 1의 소재 파지 장치의 단면도로서, 작동 부재가 중간 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이다.

도 8은 정지형 척을 장착·구비한 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 소재 파지 장치를 자동 선반의 주축에 조립해서 도시한 단면도로서, 작동 부재가 개동작 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이다.

도 9는 정지형 척을 장착·구비한 도 8의 소재 파지 장치의 단면도로서, 작동 부재가 폐동작 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이다.

도 10은 이동형 척을 장착·구비한 도 8의 소재 파지 장치의 단면도로서, 작동 부재가 개동작 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이다.

도 11은 이동형 척을 장착·구비한 도 8의 소재 파지 장치의 단면도로서, 작동 부재가 폐동작 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이다.

도 l2는 정지형 척을 장착·구비한 도 8의 소재 파지 장치의 단면도로서, 작동 부재가 중간 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이다.

도 13은 이동형 척을 장착·구비한 도 8의 소재 파지 장치의 단면도로서, 작동 부재가 중간 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이다.

도 14는 정지형 가이드 부시를 장착·구비한 본 발명의 일 실시 형태에 의한 소재 가이드 장치를 자동 선반의 주축에 조립해서 도시한 단면도로서, 작동 부재가 개동작 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이다.

도 15는 정지형 가이드 부시를 장착·구비한 도 14의 소재 가이드 장치의 단 면도로서, 작동 부재가 폐동작 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이다.

도 16은 이동형 가이드 부시를 장착·구비한 도 14의 소재 가이드 장치의 단면도로서, 작동 부재가 개동작 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이다.

도 17은 이동형 가이드 부시를 장착·구비한 도 14의 소재 가이드 장치의 단면도로서, 작동 부재가 폐동작 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이다.

도 18은 정지형 가이드 부시를 장착·구비한 도 14의 소재 가이드 장치의 단면도로서, 작동 부재가 제2 폐동작 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이다.

도 19는 이동형 가이드 부시를 장착·구비한 도 14의 소재 가이드 장치의 단면도로서, 작동 부재가 제2 폐동작 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시의 형태를 상세하게 설명한다.

도면에 있어서, 동일 또는 유사한 구성요소에는 공통의 도면 부호를 붙인다.

도면을 참조하면, 도 1 내지 도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 소재 파지 장치(10)를 자동 선반의 주축(1, 2)에 조립시킨 상태로 나타내는 도면이고, 도 1 및 도 2는 정지형 척(14A)을 장착·구비한 소재 파지 장치(10)를 나타내며, 도 3 및 도 4는 이동형 척(14B)을 장착·구비한 소재 파지 장치(10)를 나타낸다. 소재 파지 장치(10)는 개폐 동작 가능한 파지부(l6)를 가지는 통 모양의 척(14)[척(14A) 및 척(14B)을 총칭한다)와 척(14)의 파지부(l6)를 개폐 동작시키는 작동 부재(18)와, 작동 부재(18)를 압압력 하에서 파지부(l6)에 피가공 소재(W)를 파지시키는 폐동작 위치(도 2 및 도 4)와 압압력을 해제하여 파지부(16)에 피가공 소재(W)를 해방시키는 개동작 위치(도 1 및 도 3)와의 사이에서 이동시키는 구동 기구(20)를 구비하여 구성된다.

구동 기구(20)는 작동 부재(18)를 개동작 위치로부터 폐동작 위치로 이동시키는 정방향 구동력(F1)과, 작동 부재(18)를 폐동작 위치로부터 개동작 위치로 이동시키는 역방향 구동력(F2)의 쌍방을 생성할 수 있는 동시에, 정방향 구동력(F1)과 역방향 구동력(F2)의 어느 하나를 선택하여 작동 부재(18)에 가할 수 있게 되어 있다. 그것에 의하여, 소재 파지 장치(10)에서는, 작동 부재(18)가 개동작 위치로부터 폐동작 위치로 이동하는 동안에 정지하여 압압력을 파지부(16)에 받는 정지형 척(14A)(도 5A)과, 작동 부재(18)가 개동작 위치로부터 폐동작 위치로 이동하는 동안에 작동 부재(18)와 함께 이동하여 압압력을 파지부(16)에 받는 이동형 척(14B)(도 5B)을, 서로 교환 가능하게 구비할 수 있다. 구동 기구(20)의 구성 및 그것에 의한 척(14A, 14B)의 교환 가능성에 대하여는 추후에 상세하게 설명한다.

주축(12)은 중심 축선(12a)을 가진 중공 통상체이며, 자동 선반의 주축대(22)에 축받이 장치(24)를 사이에 두고 회전 가능하게 탑재되고, 써보 모터 등의 회전 구동원(도시하지 않음)에 접속된다(도 1, 도 3). 선삭 공정에 있어서 주축(12)의 후단(도면에서 오른쪽 단)으로부터 봉 모양의 피가공 소재(W)(이하, 봉재(W)라고 한다)가 주축 내부에 축선 방향으로 보내어져, 후술하는 작동 부재(18)의 작동에 의하여 척(14)에 봉재(W)를 강고하게 파지한 상태로, 주축(12)이 축선(12a)을 중심으로 회전 구동원에 위하여 회전 구동된다. 또한, 주축(12)은 소재 파지 장치(10)의 작동 부재(18)를 축선 방향 상대 이동 가능하게 수용하여 지지하 는 통 모양의 지지 부재(소재 파지 장치(10)의 하나의 구성 요소)로서 기능한다.

척(14)(14A 및 14B)은 주축(12)에 공급된 봉재(W)를 내부에 수용 가능한 중공 통상체이며, 중심 축선(26a)을 가지는 통 모양 몸체(26)와 통 모양 몸체(26)에 축선 방향으로 동일한 축 모양에 인접하여 설치되는 탄성 변형 가능한 파지부(16)를 일체로 구비한다(도 5A, 도 5B). 척(14)의 파지부(16)에는 그 축선 방향 전단면(16a)으로부터 소망하는 길이에 걸쳐서 축선 방향으로 뻗은 복수(도시한 실시 형태에서는 3개)의 슬릿(28)이 형성되고, 그것에 의하여 파지부(16)에 통 모양 몸체(26)의 중심 축선(26a)을 기준으로 하여 내경 치수를 탄성적으로 변경 가능한 슬롯 구조가 부여된다.

또한, 척(14)의 파지부(16)에는 슬롯 구조의 내주면으로서 통 모양 몸체(26)의 내주면보다 지름이 작은 대략 원통형의 봉재 파지면(30)이 형성되는 동시에, 슬롯 구조의 외주면으로서, 통 모양 몸체(26)의 외주면으로부터 서서히 확경하여 뻗은 원뿔대 모양의 압력 수용면(32)이 형성된다. 파지부(16)는 압력 수용면(32)에 동일하게 지름 방향 안쪽으로의 압압력을 받음으로써, 초기의 열림 위치로부터 탄성적으로 휘어 봉재 파지면(30)이 축경되고, 봉재 파지면(30)에 의하여 봉재(W)를 강고하게 안정적으로 파지한다. 압력 수용면(32)에 대한 압압력이 해제되면, 파지부(16)가 열림 위치로 탄성적으로 복원하여 봉재 파지면(30)이 확경되고, 봉재(W)가 파지부(16)로부터 해방된다.

정지형 척(14A)(도 5A)은 작동 부재(18)를 주축(12) 내에서 압출 방향(도 1에서 왼쪽)으로 변위시킴으로써 파지력을 발휘하는 것이고, 파지부(16)의 압력 수 용면(32)의 대경단(大徑端)(도면에서 왼쪽 단)에 인접하고, 통 모양 몸체(26)의 중심 축선(26a)에 대략 직교하여 환상으로 뻗은 접촉면(34)이 형성된다. 또한 척(14A)에는 접촉면(34)로부터 축선 방향으로 연장되는 연장 부분의 외주면을 따라서, 환상의 홈(36)이 오목하게 형성된다.

소재 파지 장치(10)에 정지형 척(14A)을 장착·구비할 때, 주축(12)의 전단(도 1에서 좌단)에, 척(14A)의 접촉면(34)에 계합 가능한 계지면(38)을 안쪽에 가지는 환상의 캡(40)이 탈착 가능하게 장착된다. 또한, 척(14A)은 환상 홈(36)에 끼워진 환상의 스톱퍼(42)를 사이에 두고, 캡(40)에 축선 방향으로 상대 이동 불가능하게 그리고 지름 방향으로 상대 이동 가능하게 연결된다.

후술하는 바와 같이, 주축(12)에 척(14A)을 적정하게 수용하여 캡(40)을 주축(12)의 전단에 설치하면, 척(14A)의 접촉면(34)과 캡(40)의 계지면(38)이 밀접하게 접촉되고, 그것에 의하여, 작동 부재(18)가 개동작 위치로부터 폐동작 위치로 이동하는 동안에, 척(14A)이 주축(12)으로부터 밀려나와 탈락하는 것이 방지된다. 또한, 환상의 스톱퍼(42)는 작동 부재(18)가 폐동작 위치로부터 개동작 위치로 이동하는 동안에, 척(14A)이 작동 부재(18)와 함께 주축(12) 내로 끌려들어가 개방 불량이 발생하는 것을 방지한다. 이와 같은 끌어들려가는 동작은 작동 부재(18)가 폐동작 위치에 있을 때, 척(14A)이 봉재(W)와 작동 부재(18)의 사이에서 마치 쐐기 모양으로 작용하고 있는 것에 기인하여 발생할 수 있는 것이며, 환상 스톱퍼(42)가 이 바람직하지 않은 끌려들어가는 동작을 확실하게 저지한다.

이동형 척(14B)(도 5B)은 작동 부재(18)를 주축(12) 내에서 인입 방향(도 3 에서 우측)으로 변위시킴으로써 파지력을 발휘하는 것으로, 통 모양 동체(26)의 축선 방향 후단(도면에서 오른쪽 단)의 개구에 인접하여, 외주면에 수나사(44)가 형성된다. 소재 파지 장치(10)에 이동형 척(14B)을 장착·구비할 때에는, 수나사(44)를 작동 부재(18)에 설치한 후술하는 암나사(46)(도 3)에 체결함으로써, 척(14B)이 작동 부재(l8)에 탈리 가능하게 설치된다. 후술하는 바와 같이, 척(14B)을 주축(12)에 적정하게 수용하여 작동 부재(18)에 연결하면, 척(14B)은 작동 부재(18)의 축선 방향 이동에 일체적으로 추종하여, 주축(12) 내에서 축선 방향으로 이동한다.

작동 부재(18)는 구동 기구(20)로부터 정방향 구동력(F1) 및 역방향 구동력(F2)을 택일적으로 받는 제1 통 모양 요소(48)를 구비한다(도 1, 도 3). 제1 통 모양 요소(48)는 주축(12)에 공급된 봉재(W)를 비접촉으로 수용 가능한 중공 통상체이며, 그 축선 방향 전단(도면에서 왼쪽 단)에 이동형 척(14B)의 수나사(44)에 체결 가능한 전술한 암나사(46)가 형성된다. 제1 통 모양 요소(48)는 주축(12)에 축선 방향 이동 가능하게 동심 배치로 수용되는 동시에, 축선 방향 후방(도면에서 오른쪽)의 소정 길이 부분(50)이 주축(12)의 후단 통로에서 외부로 돌출하여 배치된다.

작동 부재(18)는 또한 정지형 척(14A)을 축선 방향으로 상대 이동 가능하게 수용하여 지지하는 제2 통 모양 요소(52)를 구비한다(도 1). 제2 통 모양 요소(52)는 제1 통 모양 요소(48)에 수용된 봉재(W)를 마찬가지로 비접촉으로 수용 가능한 중공 통상체이며, 그 축선 방향 후단(도면에서 오른쪽 단)에, 제1 통 모양 요 소(48)의 암나사(46)에 체결 가능한 수나사(54)가 형성된다. 즉, 제2 통 모양 요소(52)의 수나사(54)는 이동형 척(14B)의 수나사(44)와 동일한 구성을 가진다. 이것에 의하여, 제2 통 모양 요소(52)는 이동형 척(14B)과 교환하여, 제1 통 모양 요소(48)에 축선 방향으로 정렬하여 탈리 가능하게 설치할 수 있다.

제2 통 모양 요소(52)는 그 축선 방향 전방(도면에서 왼쪽) 영역에, 정지형 척(14A)의 통 모양 몸체(26)를 축선 방향 슬라이딩 가능하게 동심 배치로 수용한다. 제2 통 모양 요소(52)의 전단 개구를 획정(劃定)하는 내주면의 환상 영역에는 척(14A)의 파지부(16)에 형성한 압력 수용면(32)에 결합 가능한 원뿔대 모양의 작용면(56)이 형성된다(도 1). 작용면(56)은 제2 통 모양 요소(52)의 전단으로부터 축선 방향 후방으로 서서히 축경하여 뻗는다. 작용면(56)의 대경단의 내경 치수는 척(14A)이 열린 상태의 파지부(16)에 있어서의 압력 수용면(32)의 대경단의 외경 치수보다 약간 작아져 있고, 그것에 의하여 작용면(56)은 압력 수용면(32)에 적어도 환상으로 접촉하여 가압면을 구성한다.

소재 파지 장치(10)에 정지형 척(14A)을 장착·구비할 때에는, 작동 부재(18)의 제1 통 모양 요소(48)에, 제2 통 모양 요소(52)를 수나사(54)를 암나사(46)에 체결함으로써 설치하고, 그 후에 환상 스토퍼(42)를 사이에 두고 캡(40)에 연결한 척(14A)의 통 모양 몸체(26)를 제2 통 모양 요소(52) 내강에 삽입한다. 또한, 캡(40)을, 예를 들면 주축(12)의 전단에 설치한 수나사(58)와 캡(40)의 후단에 설치한 암나사(59)의 체결(도 2)에 의하여, 주축(12)에 설치한다.

이와 같이 하여, 정지형 척(14A)이 소재 파지 장치(10)에 적정하게 장착된 상태에서는 척(14A) 및 작동 부재(18)(제1 통 모양 요소(48) 및 제2 통 모양 요소(52))가 주축(12)에 대하여 동심으로 배치되어 작동 부재(18)가 주축(12) 내에서 축선 방향 이동하는 동안, 척(14A)이 주축(12) 내에서 축선 방향에 정지 유지된다. 또한, 주축(12)과 제2 통 모양 요소(52)의 사이에 및 제2 통 모양 요소(52)와 척(14A)의 사이에는 주지 구조의 회전 방지 부재가 설치되어 척(14A) 및 작동 부재(18)가 주축(12)과 일체적으로 회전하게 되어 있다.

다른 한편, 소재 파지 장치(10)에 이동형 척(14B)을 장착·구비할 때에는, 작동 부재(18)의 제1 통 모양 요소(48)에, 척(14B)을 수나사(44)를 암나사(46)에 체결함으로써 설치하는 것만으로 좋다. 즉, 이동형 척(14B)을 장착·구비하는 경우에는 작동 부재(18)의 제2 통 모양 요소(52)를 사용하지 않고, 주축(즉, 지지 부재)(12)의 축선 방향 전방(도면에서 좌방) 영역에, 이동형 척(14B)의 통 모양 몸체(26)를 축선 방향으로 슬라이딩 가능하게 동심 배치로 수용한다.

또한, 주축(12)의 전단 개구를 획정하는 내주면의 환상 영역에는 척(14B)의 파지부(16)에 설치한 압력 수용면(32)에 계합 가능한 원뿔대 모양의 작용면(60)이 형성된다(도 3). 작용면(60)은 주축(12)의 전단으로부터 축선 방향 후방으로 서서히 축경하여 뻗는다. 작용면(60)의 대경단의 내경 치수는 척(14B)의 열린 상태의 파지부(16)에 있어서의 압력 수용면(32)의 대경단의 외경 치수보다 약간 작아져 있고, 그것에 의하여 작용면(60)은 압력 수용면(32)에 적어도 환상으로 접촉하는 가압면을 구성한다.

이와 같이 하여, 이동형 척(14B)이 소재 파지 장치(10)에 적정하게 장착된 상태에서는 척(14B) 및 작동 부재(18)(제1 통 모양 요소(48))가 주축(12)에 대하여 동심으로 배치되고, 작동 부재(18)가 주축(12) 내에서 축선 방향 이동하는 동안, 척(14B)도 작동 부재(18)와 함께 축선 방향으로 이동한다. 또한, 주축(12)과 척(14B)의 사이에는 주지 구조의 회전 방지가 설치되고, 척(14B) 및 작동 부재(18)가 주축(12)과 일체적으로 회전하게 되어 있다.

상기 작동 부재(18)의 구성에 의하여, 소재 파지 장치(10)는 정지형 척(14A)과 이동형 척(14B)을 적절하게 교환하여 장착·구비할 수 있다. 여기서, 전술한 바와 같이, 정지형 척(14A)은 작동 부재 압출형의 구성에 대응하는 것이고, 이동형 척(14B)은 작동 부재 인입형의 구성에 대응하는 것이다. 이것에 관하여, 예를 들면 전술한 일본 특허 공보 JP-B-2566570에 기재되어 있는 소재 파지 장치에 있어서의 척 작동 기구와 같이, 척을 열기 위한 작동 부재의 동작을 복귀 스프링의 탄성 지지력에 의하여 실현하는 구성을 채용한 경우에는, 척 작동 기구를 변경하지 않고 정지형 척과 이동형 척을 교환하였을 때에, 어느 한쪽의 척에 대하여 척을 닫기 위한 작동 부재의 구동력이 복귀 스프링의 탄성적 지지력에 의존하게 되어, 필요한 파지력을 안정적으로 얻는 것이 곤란하게 된다.

이에, 본 발명에 관련된 소재 파지 장치(10)에서는 전술한 바와 같이 구동 기구(20)를, 작동 부재(18)를 개동작 위치(즉, 척(14)에 의한 소재 파지 위치)로부터 폐동작 위치(즉, 척(14)에 의한 소재 해방 위치)로 이동시키는 정방향 구동력(F1)과 작동 부재(18)를 폐동작 위치로부터 개동작 위치로 이동시키는 역방향 구동력(F2)의 두 가지를 모두 생성할 수 있는 동시에, 정방향 구동력(F1)과 역방향 구동력(F2)의 어느 한쪽을 선택하여 작동 부재(18)에 가할 수 있도록 구성하고 있다.

즉, 한 방향으로의 구동력이 발생하고 있는 동안에, 상시 그 구동력에 저항하는 반력을 일으키는 복귀 스프링을 이용한 구동 기구와 달리, 정방향 구동력(F1)과 역방향 구동력(F2)을 작동 부재(18)에 택일적으로 가하는 구동 기구(20)는 정지형 척(14A)과 이동형 척(14B) 중 어느 것에 대하여도, 작동 부재(18)를 개동작 위치로부터 폐동작 위치로 이동시키는 정방향 구동력(F1)(척(14A, 14B)의 각각에 관하여 서로 역방향의 구동력이 된다)을 확실하게 발휘할 수 있다. 그 결과, 구동 기구(20)를 변경하지 않고, 척(14A, 14B)을 교환하였을 때에, 어느 척(14A, 14B)에 있어서도, 필요한 파지력을 안정적으로 얻을 수 있다.

다음으로, 도 1을 참조하여, 구동 기구(20)의 구성을 상세하게 설명한다.

구동 기구(20)는 작동 부재(18)의 제1 통상 요소(48)에 정방향 구동력(F1)과 역방향 구동력(F2)을 택일적으로 가하는 요동 가능한 쌍방향 구동 부재(62)와, 쌍방향 구동 부재(62)에 대하여 직동 동작함으로써 쌍방향 구동 부재(62)에 정방향 구동력(F1)과 역방향 구동력(F2)을 택일적으로 발휘시키는 직동(直動) 부재(64)와, 직동 부재(64)를 제1 통 모양 요소(48)의 축선(주축(12)의 축선(12a)에 합치)을 따른 방향으로 왕복 동작시키는 구동원(66)을 구비한다.

주축(12)의 후단에는 작동 부재(18)의 제1 통 모양 요소(48)의 돌출 길이 부분(50)을 에워싸도록 하고, 통 모양의 설치 부재(68)가 고정적으로 설치되며, 장착 부재(68)에, 쌍방향 구동 부재(62) 및 직동 부재(64)가 각각 요동 및 직동 가능하 게 담지된다. 또한, 작동 부재(l8)의 제1 통 모양 요소(48)의 돌출 길이 부분(50)에는 장착 부재(68)에 부분적으로 에워싸이는 위치에, 쌍방향 구동 부재(62)에 계합하여 그 구동력을 제1 통 모양 요소(48)에 전달하는 통 모양의 전달 부재(70)가 고정적으로 설치된다.

쌍방향 구동 부재(62)는 양단(72a, 72b)에 역점(力點)을 형성하는 암(72)과 암(72)의 대략 중앙에서 일측방으로 돌출 설치되고, 한 쌍의 돌출 단(74a, 74b)에 작용점을 형성하는 돌출부(74)를 가지는 대략 Y자 형상의 레버 요소이며, 암(72)의 중심에 설치되는 지축(76)을 지점으로 하여 장착 부재(68)에 회전 가능하게 장착된다. 주축(12)에 고정된 장착 부재(68)에는 지름 방향으로 관통하는 복수(도시 실시 형태에서는 2개)의 공동부(78)가 형성되고, 이들 공동부(78)의 각각에 1개씩 쌍방향 구동 부재(62)가 요동이 자유롭게 수용된다.

각 쌍방향 구동 부재(62)는 암(72)을 제1 통상 요소(48)의 축선(즉, 주축(12)의 축선(12a))에 평행하게 향하고, 또한 돌출부(74)를 제1 통 모양 요소(48)에 근접하는 쪽을 향하여 배치된다. 또한, 각 쌍방향 구동 부재(62)는 그 요동 동작에 따라서, 암(72)의 적어도 일단(72a, 72b)이 장착 부재(68)의 공동부(78)로부터 지름 방향 바깥쪽으로 돌출되는 동시에, 어느 일단(72a,72b)이 공동부(78)에 완전하게 끌려 들어가게 되어 있다.

또한, 제1 통 모양 요소(48)의 돌출 길이 부분(50)에 고정된 전달 부재(70)에는 장착 부재(68)의 공동부(78)에 대응하는 위치에, 지름 방향 바깥쪽으로 개구하는 오목부(80)가 각각 형성된다. 전달 부재(70)의 각 오목부(80)에는 대응하는 공동부(78)에 수용된 쌍방향 구동 부재(62)의 돌출부(74)가 변위 가능하게 수용된다. 쌍방향 구동 부재(62)가 공동부(78) 내에서 요동하면, 돌출부(74)의 어느 하나의 돌출 단(74a, 74b)이 전달 부재(70)의 오목부(80)의 벽면에 접촉하고, 그것에 의하여 전달 부재(70)에 요동력에 비례한 구동력(정방향 구동력(F1) 및 역방향 구동력(F2))이 주축(12)의 축선(12a)에 따른 방향으로 택일적으로 가하여진다.

직동 부재(64)는 장착 부재(68)의 외면을 따라서 축선 방향으로 왕복 이동이 자유롭게 지지를 받는 중공 통 모양 부재이며, 그 내주면에 축선 방향을 따라서 내경 치수를 변화시키는 통 모양의 캠면(82)이 형성된다. 즉, 캠면(82)에는 축선 방향 중간의 소정 길이에 걸쳐서 동일한 내경 치수를 유지하는 평활한 주면 부분(82a)과, 축선 방향 전단(도면에서 왼쪽 단)을 향하여 주면 부분(82a)로부터 서서히 확경하는 평활한 제1 테이퍼면 부분(82b)과 축선 방향 후단(도면에서 오른쪽 단)을 향하여 주면 부분(82a)으로부터 서서히 확경되는 평활한 제2 테이퍼면 부분(82c)을 가진다. 직동 부재(64)의 캠면(82)은 장착 부재(68)를 환상으로 에워싸는 모든 공동부(78)에 동일하게 대향하고, 개개의 쌍방향 구동 부재(62)의 암(72)의 적어도 일단(72a, 72b)에, 슬라이딩 계합 가능하게 배치된다.

직동 부재(64)는 축받이 장치(84)를 사이에 두고, 구동원(66)에 상대 회전 가능하게 접속된다. 구동원(66)은 유압 장치, 캠 장치, 써보 모터 등으로 구성되고, 도시하지 않는 제어장치의 제어 하에서, 직동 부재(64)를, 주축(12)에 고정한 장착 부재(68)의 외주면을 따라서, 소정의 왕복 이동 범위 내에서 축선 방향으로 이동시킨다.

직동 부재(64)가 장착 부재(68) 상에서 직동하면, 캠면(82)과 개개의 쌍방향 구동 부재(62)의 암(72)의 양단(72a, 72b)의 계합 위치가 축선 방향으로 변위되고, 그것에 의하여 각 쌍방향 구동 부재(62)는 직동 부재(64)의 직동 동작을 전술한 요동 동작으로 변환하고, 레버의 작용에 의하여 전달 부재(70)(즉 작동 부재(18))에 정방향 구동력(F1)과 역방향 구동력(F2)을 택일적으로 가한다. 또한, 상기 구성을 가지는 구동 기구(20)는 구동원(66)을 제외하고 주축(12)과 함께 고속 회전하기 때문에, 쌍방향 구동 부재(62), 직동 부재(64), 장착 부재(68) 및 전달 부재(70)는 주축(12)의 축선(12)을 중심으로 균형이 잘 잡히도록 배치되는 것이 바람직하다.

다음으로, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 상기 구성을 가지는 소재 파지 장치(10)의 봉재 파지/해방 조작을 설명한다.

소재 파지 장치(10)에 정지형 척(14A)을 장착·구비하고 있을 때에(도 1 및 도 2), 봉재(W)를 주축(12)에 공급하기 전에, 먼저, 구동 기구(20)의 직동 부재(64)를 장착 부재(68) 상에서 왕복 이동 범위의 전단(도면에서 왼쪽 단)에 배치한다. 이 상태로, 개개의 쌍방향 구동 부재(62)는 각각의 암(72)의 전단(72a)을 직동 부재(64)의 캠면(82)의 주면 부분(82a)에 계합시키는 동시에, 암(72)의 후단(72b)을 캠면(82)으로부터 후방으로 이격시켜서 배치된다(도 1).

이 요동 위치에서, 각 쌍방향 구동 부재(62)의 돌출부(74)는 그 후측의 돌출 단(74b)이 전달 부재(70)의 오목부(80)의 벽면에 접촉되고, 그것에 의하여 전달 부재(70)에 축선 방향 후방으로의 구동력(역방향 구동력(F2))을 가한다. 전달 부재(70)는 역방향 구동력(F2)을 작동 부재(18)의 제1 통 모양 요소(48)에 전달하고, 그것에 의하여, 제1 통 모양 요소(48)가 제2 통 모양 요소(52)와 일체적으로, 주축(12) 내에서 축선 방향 이동 범위의 후단에 배치된다. 그 결과, 작동 부재(18)가 개동작 위치에 배치되고, 척(14A)의 파지부(16)가 열린다.

척(14A)이 열린 상태(도 1)에서, 주축(12)의 후방으로부터 작동 부재(18)의 내부에 봉재(W)를 송급하고, 봉재(W)의 선단의 소망하는 길이를 척(14A)의 파지부(16)의 전단 개구로부터 돌출시킨다. 이 상태로부터, 구동 기구(20)의 구동원(66)을 기동하고, 직동 부재(64)를 장착 부재(68)의 외주면을 따라서 축선 방향 후방으로 이동시킨다. 그렇게 하면, 각 쌍방향 구동 부재(62)의 암(72)의 전단(72a)이 캠면(82)의 주면 부분(82a)으로부터 탈리하는 한편, 각 쌍방향 구동 부재(62)의 암(72)의 후단(72b)이 캠면(82)의 제2 테이퍼면 부분(82c)을 거쳐 주면 부분(82a)에 계합한다. 그것에 따라서, 개개의 쌍방향 구동 부재(62)는 서로 동기하고, 도 1의 요동 위치로부터, 암(72)의 후단(72b)이 장착 부재(68)의 공동부(78)에 끌려 들어가는 방향에 요동한다.

이 요동 동작에 의하여, 각 쌍방향 구동 부재(62)는 돌출부(74)의 전측의 돌출 단(74a)이 전달 부재(70)의 오목부(80)의 벽면에 접촉되고, 레버의 작용 하에서, 전달 부재(70)에 축선 방향 전방으로의 구동력(정방향 구동력(F1))을 가한다. 전달 부재(70)는 정방향 구동력(F1)을 작동 부재(18)의 제1 통 모양 요소(48)에 그대로 전달하고, 그것에 의하여, 제1 통 모양 요소(48)가 제2 통 모양 요소(52)와 일체적으로, 주축(12) 내에서 축선 방향 전방에 이동한다.

이와 같이 하여, 작동 부재(18)가 개동작 위치로부터 폐동작 위치를 향하여 이동하면, 척(14A)은 전술한 바와 같이 캡(40)에 의하여 주축(12)에 대하여 축선 방향으로 이동 불가능하게 배치되어 있으므로, 작동 부재(18)의 제2 통 모양 요소(52)의 작용면(56)이 척(14A)의 압력 수용면(32)에 정확하게 눌려져 소요되는 압압력이 압력 수용면(32)에 가하여진다. 그것에 의하여, 척(14A)의 파지부(16)가 전술한 바와 같이 탄성적으로 축경되고, 작동 부재(18)가 폐동작 위치에 도달한 시점에서, 척(14A)이 그 봉재 파지면(30)(도 5A)에 필요한 파지력에 의하여 봉재(W)를 강고하게 파지한다(도 2). 이 상태로, 주축(12)이 회전하고, 봉재(W)에 대한 소망하는 선삭 가공이 실시된다.

척(14A)을 열어 봉재(W)를 해방할 때에, 다시 구동원(66)을 기동하고, 직동 부재(64)를 장착 부재(68)의 외주면을 따라서 축선 방향 전방으로 이동시킨다. 그렇게 하면, 각 쌍방향 구동 부재(62)의 암(72)의 후단(72b)이 캠면(82)의 주면 부분(82a)으로부터 탈리하는 한편, 각 쌍방향 구동 부재(62)의 암(72)의 전단(72a)이 캠면(82)의 제1 테이퍼면 부분(82b)을 거쳐 주면 부분(82a)에 계합한다. 그것에 따라서, 개개의 쌍방향 구동 부재(62)는 서로 동기하고, 도 2의 요동 위치로부터 암(72)의 전단(72a)이 장착 부재(68)의 공동부(78)로 끌려 들어가는 방향으로 요동한다.

이 요동 동작에 의하여, 각 쌍방향 구동 부재(62)는 돌출부(74)의 뒤측의 돌출 단(74b)이 전달 부재(70)의 오목부(80)의 벽면에 접촉되고, 레버의 작용 하에서, 전달 부재(70)에 축선 방향 후방으로의 구동력(역방향 구동력(F2))을 가한다. 전달 부재(70)는 역방향 구동력(F2)을 작동 부재(18)의 제1 통 모양 요소(48)에 그 대로 전달하고, 그것에 의하여, 제1 통 모양 요소(48)가 제2 통 모양 요소(52)와 일체적으로 주축(12) 내에서 축선 방향 후방으로 이동한다.

이와 같이 하여, 작동 부재(18)가 폐동작 위치로부터 개동작 위치를 향하여 이동하면, 척(14A)은 전술한 바와 같이 캡(40)에 계합하는 환상 스톱퍼(42)에 의하여 주축(12)에 대하여 축선 방향으로 이동 불가능하게 배치되어 있으므로, 작동 부재(18)의 제2 통 모양 요소(52)의 작용면(56)이 척(14A)의 압력 수용면(32)으로부터 확실하게 탈리된다. 이것에 의하여, 작동 부재(18)의 작용면(56)으로부터 척(14A)의 압력 수용면(32)으로의 압압력이 해제되고, 척(14A)의 파지부(16)가 전술한 바와 같이 탄성적으로 확경하여, 작동 부재(18)가 개동작 위치에 도달한 시점에서, 척(14A)이 봉재(W)를 완전하게 해방한다(도 1).

한편, 소재 파지 장치(10)에 이동형 척(14B)을 장착·구비하고 있을 때에(도 3 및 도 4 참조), 봉재(W)를 주축(12)에 공급하기 전에, 먼저, 구동 기구(20)의 직동 부재(64)를 장착 부재(68) 상에서 왕복 이동 범위의 후단(도면에서 오른쪽 단)에 배치한다. 이 상태로, 개개의 쌍방향 구동 부재(62)는 각각의 암(72)의 후단(72b)을, 직동 부재(64)의 캠면(82)의 주면 부분(82a)에 계합시키는 동시에, 암(72)의 전단(72a)을 캠면(82)으로부터 전방으로 이격시켜서 배치한다(도 3).

이 요동 위치에서, 각 쌍방향 구동 부재(62)의 돌출부(74)는 그 전측의 돌출 단(74a)이 전달 부재(70)의 오목부(80)의 벽면에 접촉하여, 그것에 의하여 전달 부재(70)에 축선 방향 전방으로의 구동력(역방향 구동력(F2))을 가한다. 전달 부재(70)는 역방향 구동력(F2)을 작동 부재(18)의 제 1 통 모양 요소(48)에 전달하 고, 그것에 의하여, 제1 통 모양 요소(48)가 척(14B)과 일체적으로, 주축(12) 내에서 축선 방향 이동 범위의 전단에 배치된다. 그 결과, 작동 부재(18)가 개동작 위치에 배치되어 척(14B)의 파지부(16)가 열린다.

척(14B)이 열린 상태(도 3)에서, 주축(12)의 후방으로부터 주축(12) 및 작동 부재(18)의 내부에 봉재(W)를 송급하고, 봉재(W)의 선단의 소망하는 길이를 척(14B)의 파지부(16)의 전단 개구로부터 돌출시킨다. 이 상태에서 구동 기구(20)의 구동원(66)을 기동하고, 직동 부재(64)를 장착 부재(68)의 외주면을 따라서 축선 방향 전방으로 이동시킨다. 그렇게 하면, 각 쌍방향 구동 부재(62)의 암(72)의 후단(72b)이 캠면(82)의 주면 부분(82a)로부터 탈리하는 한편, 각 쌍방향 구동 부재(62)의 암(72)의 전단(72a)이 캠면(82)의 제1 테이퍼면 부분(82b)을 거쳐서 주면부분(82a)에 계합한다. 이것에 수반하여, 개개의 쌍방향 구동 부재(62)는 서로 동기하고, 도 3의 요동 위치로부터, 암(72)의 전단(72b)이 장착 부재(68)의 공동부(78)로 끌려 들어가는 방향으로 요동한다.

이 요동 동작에 의하여, 각 쌍방향 구동 부재(62)는 돌출부(74)의 뒤측의 돌출 단(74b)이 전달 부재(70)의 오목부(80)의 벽면에 접촉되고, 레버의 작용 하에서, 전달 부재(70)에 축선 방향 후방으로의 구동력(정방향 구동력(F1))을 가한다. 전달 부재(70)는 정방향 구동력(F1)을 작동 부재(18)의 제1 통 모양 요소(48)에 그대로 전달하고, 그것에 의하여, 제l통 모양 요소(48)가 척(14B)과 일체적으로, 주축(12) 내에서 축선 방향 후방에 이동한다.

이와 같이 하여, 작동 부재(18)가 개동작 위치로부터 폐동작 위치를 향하여 이동하면, 척(14B)은 작동 부재(18)에 의하여 주축(12) 내로 끌려들어가 척(14B)의 압력 수용면(32)이 주축(12)의 작용면(60)에 정확하게 눌려져, 소요되는 압압력이 압력 수용면(32)에 가하여진다. 그것에 의하여, 척(14B)의 파지부(16)가 전술한 바와 같이 탄성적으로 축경되고, 작동 부재(18)가 폐동작 위치에 도달한 시점에서, 척(14B)이 그 봉재 파지면(30)(도 5B)에 필요한 파지력에 위하여 봉재(W)를 강고하게 파지한다(도 4). 이 상태로, 주축(12)이 회전하고, 봉재(W)에 대한 소망하는 선삭가공이 실시된다.

척(14B)을 열어 봉재(W)를 해방할 때에는, 다시 구동원(66)을 기동하고, 직동 부재(64)를 장착 부재(68)의 외주면을 따라서 축선 방향 후방으로 이동시킨다. 그렇게 하면, 각 쌍방향 구동 부재(62)의 암(72)의 전단(72a)이 캠면(82)의 주면 부분(82a)으로부터 탈리하는 한편, 각 쌍방향 구동 부재(62)의 암(72)의 후단(72b)이 캠면(82)의 제2 테이퍼면 부분(82c)을 거쳐 주면부분(82a)에 계합한다. 그것에 따라서, 개개의 쌍방향 구동 부재(62)는 서로 동기하여, 도 4의 요동 위치로부터 암(72)의 후단(72b)이 장착 부재(68)의 공동부(78)에 끌려 들어가는 방향으로 요동한다.

이 요동 동작에 의하여, 각 쌍방향 구동 부재(62)는 돌출부(74)의 전측의 돌출 단(74a)이 전달 부재(70)의 오목부(80)의 벽면에 접촉되고, 레버의 작용하에서, 전달 부재(70)에 축선 방향 전방으로의 구동력(역방향 구동력(F2))을 가한다. 전달 부재(70)는 역방향 구동력(F2)을 작동 부재(18)의 제1 통 모양 요소(48)에 그대로 전달하고, 그것에 의하여, 제1 통 모양 요소(48)가 척(14B)과 일체적으로, 주 축(12) 내에서 축선 방향 전방으로 이동한다.

이와 같이 하여, 작동 부재(18)가 폐동작 위치로부터 개동작 위치를 향하여 이동하면, 척(14B)은 작동 부재(18)에 의하여 주축(12)으로부터 밀려 나와, 척(14B)의 압력 수용면(32)이 주축(12)의 작용면(60)으로부터 확실히 탈리한다. 그것에 의하여, 주축(12)의 작용면(60)으로부터 척(14B)의 압력 수용면(32)으로의 압압력이 해제되고, 척(14B)의 파지부(16)이 전술한 바와 같이 탄성적으로 확경되고, 작동 부재(18)가 개동작 위치에 도달한 시점에서, 척(14B)이 봉재(W)를 완전하게 해방한다(도 3).

이와 같이, 소재 파지 장치(10)에 있어서는 정지형 척(14A)의 파지부(16)를 폐동작시키기 위한 구동 기구(20)의 정방향 구동력(F1)과, 이동형 척(14B)의 파지부(16)을 폐동작시키기 위한 구동 기구(20)의 정방향 구동력(F1)은 서로 반대의 방향으로 작동 부재(18)에 가하여지는 추력이다. 또한, 정지형 척(14A)의 파지부(16)를 폐동작시키기 위한 구동기구(20)의 정방향 구동력(F1)과, 이동형 척(14B)의 파지부(16)를 개동작시키기 위한 구동 기구(20)의 역방향 구동력(F2)이 서로 동일한 제1 방향(축선 방향 전방)으로 작동 부재(18)에 가하여지는 추력이며, 정지형 척(14A)의 파지부(16)을 개동작시키기 위한 구동 기구(20)의 역방향 구동력(F2)과, 이동형 척(14B)의 파지부(16)를 폐동작시키기 위한 구동 기구(20)의 정방향 구동력(F1)이 서로 동일한 제2 방향(축선 방향 후방)에 작동 부재(18)에 가하여지는 추력이다. 구동 기구(20)가 가진 이러한 쌍방향 구동 특성에 의하여, 소재 파지 장치(10)에 있어서는 정지형 척(14A) 및 이동형 척(14B)의 어느 것에 대하여도, 필요 한 파지력을 안정적으로 얻을 수 있다.

또한, 소재 파지 장치(10)에 있어서는 구동 기구(20)과 구동 기구(20)로부터의 구동력을 받는 작동 부재(18)의 제1 통 모양 요소(48)를 주축(12)에 설치한 상태로, 척(14A), 캡(40) 및 제2 통 모양 요소(52)와 척(14B)을 교체하는 것만으로도, 정지형 척(14A)을 사용하는 작동 부재 압출형의 구성과 이동형 척(14B)을 사용하는 작동 부재 인입형의 구성을 택일적으로 실현할 수 있다. 따라서, 소재 파지 장치(10)에서는 공작 기계(자동 선반)의 기계 구성, 가공 대상이 되는 피가공 소재(봉재(W))의 재질, 요구되는 가공 정밀도 등을 감안하여, 척 작동 기구의 구성을 적절하게, 용이하게 변경할 수 있고, 그 결과, 설비 비용의 상승이나 작업자의 부담 증가를 방지하면서, 소재 파지 장치(10)의 다용도화가 실현된다.

또한, 자동 선반에 탑재한 소재 파지 장치(10)를 정지형 척(14A)을 구비한 작동 부재 압출형의 구성으로 사용하는 경우에는, 전술한 바와 같이, 봉재(W)의 축선 방향으로 높은 수준의 가공 치수 정밀도가 확보되는 이점이 있다. 또한, 자동 선반에 탑재한 소재 파지 장치(10)를 이동형 척(14B)을 구비한 작동 부재 인입형의 구성으로 사용하는 경우에는, 전술한 바와 같이, 주축(12)의 전단 영역에 있어서의 강성을 확보하고, 회전 정밀도의 악화 및 그것에 따른 가공 정밀도의 저하를 방지할 수 있다는 이점이 있다.

본 발명에 관한 소재 파지 장치(10)에 있어서는 구동 기구(20)가 작동 부재(18)를 폐동작 위치와 개동작 위치 사이의 중간 위치에 위치 결정할 수 있도록 구성할 수 있다. 이 구성에서는 구동 기구(20)의 구동원(66)을 제어하고, 직동 부 재(64)를 장착 부재(68) 상에서 왕복 이동 범위의 적당한 중간 위치에 배치하고, 각 쌍방향 구동 부재(62)의 암(72)의 어느 일단(72a, 72b)을 직동 부재(64)의 캠면(82)의 제1 및 제2 테이퍼면 부분(82b, 82c)의 어느 한쪽에 계합시킴으로써, 작동 부재(18)의 중간 위치를 확보할 수 있다.

예를 들면, 소재 파지 장치(10)에 정지형 척(14A)을 장착·구비하고 있을 때에는 작동 부재(18)를 개동작 위치(도 1)로부터 폐동작 위치(도 2)로 이동시키는 동안에, 도 6에 나타내는 바와 같이, 직동 부재(64)는 각 쌍방향 구동 부재(62)의 암(72)의 전단(72a)이 캠면(82)으로부터 탈리하는 한편, 각 쌍방향 구동 부재(62)의 암(72)의 후단(72b)이 캠면(82)의 제2 테이퍼면 부분(82c)에 계합하는 위치를 지난다. 이에, 각 쌍방향 구동 부재(62)의 암(72)의 후단(72b)이 캠면(82)의 제2 테이퍼면 부분(82c) 위를 약간 슬라이딩하고, 개개의 쌍방향 구동 부재(62)가 서로 동기하여 약간 요동한 위치에, 직동 부재(64)를 유지한다.

이 약간의 요동 동작에 의하여, 각 쌍방향 구동 부재(62)는 전술한 레버의 작용하에서, 전달 부재(70)에 축선 방향 전방으로의 구동력을 가하고, 그것에 의하여 작동 부재(18)(제1 통 모양 요소(48) 및 제2 통 모양 요소(52))가 척(14A)에 대하여, 주축(12) 내에서 축선 방향 전방으로 약간 이동하여 중간 위치에 도달한다. 작동 부재(18)가 중간 위치에 있을 때는 제2 통 모양 요소(52)의 작용면(56)이 척(14A)의 압력 수용면(32)에 약간 가볍게 눌려지고, 그것에 의하여 척(14A)의 파지부(16)는 파지부(16)에 봉재(W)를 강고하게 파지시키기 위한 전술한 소요되는 압압력보다 작은 제2 압압력 하에서 봉재(W)를 유지한다.

상기 구성에 있어서는, 예를 들면 작동 부재(18)가 폐동작 위치에 있을 때의 압압력 하에서 척(14A)의 파지부(16)에 발생하는 파지력이 속이 찬 강성체로 이루어지는 봉재(W)를 강고하게 파지할 수 있는 한편, 중공의 관상체나 연질 소재로 이루어지는 봉재(W)를 변형시켜 버리는 정도의 힘일 때에, 작동 부재(18)를 중간 위치에 배치하고, 보다 작은 제2 압압력 하에서 척(14A)의 파지부(16)에 발생하는 파지력에 의하여 중공의 관상체나 연질 소재로 이루어지는 봉재(W)를 변형시키지 않고 파지할 수 있다.

이러한 작용 효과는 소재 파지 장치(10)에 이동형 척(14B)을 장착·구비하고 있을 때(도 7)에도 마찬가지이다. 이 경우에는 작동 부재(18)를 개동작 위치(도 3)로부터 폐동작 위치(도 4)로 이동시키는 동안에, 도 7에 나타내는 바와 같이, 직동 부재(64)는 각 쌍방향 구동 부재(62)의 암(72)의 후단(72b)이 캠면(82)으로부터 탈리하는 한편, 각 쌍방향 구동 부재(62)의 암(72)의 전단(72a)이 캠면(82)의 제1 테이퍼면 부분(82b)에 계합하는 위치를 지난다. 이에, 각 쌍방향 구동 부재(62)의 암(72)의 전단(72a)이 캠면(82)의 제1 테이퍼면 부분(82b) 위를 약간 슬라이딩하고, 개개의 쌍방향 구동 부재(62)가 서로 동기하여 약간 요동한 위치에, 직동 부재(64)를 유지한다.

이 약간의 요동 동작에 의하여, 각 쌍방향 구동 부재(62)는 전술한 레버의 작용 하에서, 전달 부재(70)에 축선 방향 후방으로의 구동력을 가하고, 이것에 의하여 작동 부재(18)(제1 통 모양 요소(48))가 척(14B)과 함께, 주축(12) 내에서 축선 방향 후방으로 약간 이동하여 중간 위치에 도달한다. 작동 부재(18)가 중간 위 치에 있을 때에는 척(14B)의 압력 수용면(32)이 주축(12)의 작용면(6)에 약간 가볍게 눌려지고, 이것에 의하여 척(14B)의 파지부(16)는 파지부(16)에 의하여 봉재(W)를 강고하게 파지시키도록 하기 위하여 전술한 소요되는 압압력 보다 작은 제2 압압력 하에서 봉재(W)를 유지한다.

도 8 내지 도 11은 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 소재 파지 장치(90)를 자동 선반의 주축(12)에 넣은 상태로 나타내는 도면인데, 도 8 및 도 9는 정지형 척(14A)을 장착·구비한 소재 파지 장치(90)를 도시하고, 도 10 및 도 11은 이동형 척(14B)을 장착·구비한 소재 파지 장치(90)를 나타낸다. 소재 파지 장치(90)는 정지형 척(14A)에 관련하여 설치되는 탄성 지지 부재와, 구동 기구(20)에 관련하여 설치되는 탄성 지지 부재를 추가로 구비한 점 이외에는 전술한 제1 실시 형태에 의한 소재 파지 장치(10)와 실질적으로 동일한 구성을 가진다. 따라서, 대응하는 구성요소에는 공통의 도면 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

소재 파지 장치(90)에서는 정지형 척(14A)을 장착·구비한 때에, 전술한 환상 스톱퍼(42) 대신에, 척(14A)과 작동 부재(18)의 제2 통상 요소(52)와의 쌍방을 전자의 압력 수용면(32)이 후자의 작용면(56)으로부터 탈리하도록 상호 탄성적으로 지지하는 탄성 지지 부재(92)가 설치된다. 탄성 지지 부재(92)는, 예를 들면 도시한 바와 같이, 척(14A)의 후단면과 제2 통 모양 요소(52)의 후단 벽의 사이에 개재하는 압축 코일 스프링으로 형성된다.

탄성 지지 부재(92)는 구동 기구(20)의 역방향 구동력(F2)에 의하여 작동 부재(18)(제1 통 모양 요소(48) 및 제2 통 모양 요소(52))를 폐동작 위치(도 9)로부 터 개동작 위치(도 8)로 이동시킬 때, 척(14A)이 제2 통 모양 요소(52)에 끌려가서 축선 방향 후방으로 이동하게 되는 것을 탄성 지지력에 의하여 저지하도록 작용한다. 이와 같은 끌어가는 동작은 작동 부재(18)가 폐동작 위치에 있을 때, 척(14A)이 봉재(W)와 제2 통 모양 요소(52)의 사이에 마치 쐐기 모양으로 작용하고 있는 것에 기인하여 일어날 수 있는 것이다. 이 바람직하지 않은 끌려가는 동작을 저지함으로써, 환상 스토퍼(42)를 이용하지 않고도, 제2 통 모양 요소(52)의 작용면(56)을 척(14A)의 압력 수용면(32)으로부터 확실하게 탈리시킬 수 있고, 이는 척(14A)의 개방 불량을 방지할 수 있다.

소재 파지 장치(90)에서는 또한 척(14A, 14B)의 구성에 관계없이, 구동 기구(20)에, 주축(12)에 고정한 장착 부재(68)에 대하여, 작동 부재(18)의 제1 통 모양 요소(48)에 고정한 전달 부재(70)를 축선 방향 후방(도면에서 오른쪽)으로 탄성적으로 지지하는 탄성 지지 부재(94)가 설치된다. 탄성 지지 부재(94)는, 예를 들면 도시한 바와 같이, 장착 부재(68)와 작동 부재(18)의 제1 통 모양 요소(48)의 사이에 형성되는 빈 공간 내에서 장착 부재(68)와 전달 부재(70)의 사이에 개재하는 압축 코일 스프링으로 형성할 수 있다.

소재 파지 장치(90)에 정지형 척(14A)을 장착·구비하였을 때(도 8, 도 9)에, 작동 부재(18)를 주축(12)에 대하여 축선 방향 후방으로 탄성 지지하는 탄성 지지 부재(94)는 구동 기구(20)에 의한 역방향 구동력(F2)을 보조하도록 작용한다. 이것에 대하여, 소재 파지 장치(90)에 이동형 척(14B)을 장착·구비하였을 때(도 10, 도 11)에는, 작동 부재(18)를 주축(12)에 대하여 축선 방향 후방으로 탄성 지 지하는 탄성 지지 부재(94)는 구동 기구(20)에 의한 정방향 구동력(F1)을 보조하도록 작용한다. 어느 경우에도, 종래의 소재 파지 장치에 설치된 복귀 스프링과는 달리, 탄성 지지 부재(94)는 그 탄성 지지력만으로 작동 부재(18)를 이동시키기 위한 것이 아니라, 구동 기구(20)에 있어서의 구성 부재 간의 흔들림을 배제하는(예를 들면 각 쌍방향 구동 부재(62)의 암(72)의 각 단(72a, 72b)을 캠면(82)에 따라서 안정적으로 슬라이딩시키는) 정도의 기능을 가지면 좋다.

소재 파지 장치(90)에 있어서, 구동 기구(20)가 작동 부재(18)를 폐동작 위치와 개동작 위치와의 사이의 중간 위치에 위치 결정될 수 있도록 구성하였을 경우에는 탄성 지지 부재(94)는 척(14A, 14B)의 형식에 따라 다른 기능을 가진다. 예를 들면, 소재 파지 장치(10)에 정지형 척(14A)을 장착·구비하고 있을 때는 작동 부재(18)를 개동작 위치(도 8)로부터 폐동작 위치(도 9)로 이동시키는 동안에, 탄성 지지 부재(94)의 탄성 지지력은 구동 기구(20)의 정방향 구동력(F1)에 대항하는 방향으로 작용한다. 따라서, 작동 부재(18)가 중간 위치에 있을 때에는, 각 쌍방향 구동 부재(62)의 암(72)의 후단(72b)이 캠면(82)의 제2 테이퍼면 부분(82c)에, 탄성 지지 부재(94)의 탄성 지지력 하에서 안정적으로 계합하고, 척(14A)의 파지부(16)가 제2 압압력 하에서 봉재(W)를 안정적으로 유지한다(도 12).

이것에 대하여, 소재 파지 장치(10)에 이동형 척(14B)을 장착·구비하고 있을 때에는 작동 부재(18)를 개동작 위치(도 10)로부터 폐동작 위치(도 11)로 이동시키는 동안에, 탄성 지지 부재(94)의 탄성 지지력은 구동 기구(20)의 정방향 구동력(F1)과 동일한 방향으로 작용한다. 따라서, 작동 부재(18)가 중간 위치에 있을 때, 척(14B)의 파지부(16)에 가하여지는 제2 압압력이 탄성 지지 부재(94)의 탄성 지지력에 의하여 발생하도록 구성할 수 있다.

구체적으로는 작동 부재(18)가 중간 위치에 있을 때, 척(14B)의 파지부(16)가 제2 압압력 하에서 봉재(W)를 유지하는 한편, 구동 기구(20)의 각 쌍방향 구동 부재(62)는 암(72)의 양단(72a, 72b)의 쌍방을, 직동 부재(64)의 캠면(82)으로부터 이격시킨 요동 위치에 배치된다(도 13). 이 상태에서는 척(14B)의 파지부(16)가 봉재(W)를 파지하는 파지력은 탄성 지지 부재(94)의 탄성 지지력에만 발생하고 있다.

이러한 구성에 의하면, 예를 들면, 봉재(W)(예를 들면, 가공 잔재)를 교환하기 위하여 주축(12)으로부터 꺼내고자 하는 경우에는, 소재 파지 장치(90)의 척(14B)을 완전하게는 열지 않고도, 작동 부재(18)를 중간 위치에 배치하고, 탄성 지지 부재(94)의 탄성 지지력 하에서 척(14B)에 봉재(W)를 탄성적으로 유지시켜 두면, 주축(12)을 회전시킨 상태로 봉재(W)를 주축(12)으로부터 밀어낼 수 있다. 그 결과, 주축(12)을 회전시킨 채로 척(14B)을 열어 봉재(W)를 꺼내는 경우에 생길 수 있는 유해한 진동이나 척(14B)의 편마모 등을 방지할 수 있는 동시에, 주축(12)을 정지시켜 봉재(W)를 꺼내는 경우의 주축(12)의 가감속에 필요한 시간을 단축할 수 있는 이점이 있다.

또한, 도시한 소재 파지 장치(90)는 정지형 척(14A)에 관련하여 설치되는 탄성 지지 부재(92)와 구동 기구(20)와 관련하여 설치되는 탄성 지지 부재(94)의 두 가지를 모두 구비하고 있는데, 어느 하나의 탄성 지지 부재(92, 94)를 생략할 수도 있다. 또한, 특히 구동 기구(20)와 관련하여 설치되는 탄성 지지 부재(94)에 대하 여는 압축 코일 스프링을 대신하여, 유압 장치 등의 다른 공지의 탄성 지지 수단을 사용할 수도 있다.

도 14 내지 도 17은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 소재 가이드 장치(100)를 자동 선반에 있어서의 봉재(W)의 가공 작업 위치 근방에 설치한 상태로 나타내는 도면이고, 도 14 및 도 15는 정지형 가이드 부시(102A)를 장착·구비한 소재 가이드 장치(100)를 나타내며, 도 16 및 도 17은 이동형 가이드 부시(102B)를 장착·구비한 소재 가이드 장치(100)를 나타낸다. 도시한 소재 가이드 장치(100)는 기본적으로 전술한 제2 실시 형태에 의한 소재 파지 장치(90)와 실질적 동일한 구성을 가진다. 따라서, 대응하는 구성요소에는 공통되는 도면 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

소재 가이드 장치(100)는 자동 선반에 있어서, 주축(12)의 척(14)에 파지된 봉재(W)를 그 선단의 가공 부재(공구(T)를 나타낸다)의 근방에서 심출 지지하는 보조 지지 장치이다. 또한, 소재 가이드 장치(100)는 자동 선반에서의 선삭 가공 공정 중에 주축(12)에 파지한 봉재(W)와 함께 가이드 부시(102)(가이드 부시(102A, 102B)를 총칭한다)가 고속 회전하는 회전형의 구성을 가진다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 아니하고, 고속 회전하는 봉재(W)에 대하여 기이드 부시(102)가 고정적으로 배치되는 고정형의 소재 가이드 장치에도 적용할 수 있는 것이다.

소재 가이드 장치(100)는 개폐 동작 가능한 중공 통상의 소재 지지부(104)를 가지는 통상의 가이드 부시(102)와, 가이드 부시(102)의 소재 지지부(104)의 지름 방향 치수를 조정하는 조정 기구를 구비한다. 이 조정 기구는 가이드 부시(102)의 소재 지지부(104)를 개폐 동작시키는 작동 부재(18)와, 작동 부재(18)을 압압력 하에서 소재 지지부(104)에 봉재(W)를 심출 지지시키는 폐동작 위치(도 15 및 도 17)와 압압력을 해제하여 소재 지지부(104)에 봉재(W)를 해방시키는 개동작 위치(도 14 및 도 16)의 사이에서 이동시키는 구동 기구(20)를 구비하여 구성된다.

작동 부재(18) 및 구동 기구(20)는 전술한 소재 파지 장치(10, 90)에 있어서의 작동 부재(10) 및 구동 부재(20)와 실질적으로 동일한 구성을 가진다. 즉, 구동 기구(20)는 작동 부재(18)를 개동작 위치로부터 폐동작 위치로 이동시키는 역방향 구동력(F2)을 작동 부재(18)에 가하는 쌍방향 구동 부재(62)를 구비한다. 이것에 의하여 소재 가이드 장치(100)에서는 작동 부재(18)가 개동작 위치로부터 폐동작 위치로 이동하는 동안에, 정지하여 압압력을 소재 지지부(104)에 받는 정지형 가이드 부시(102A)와, 작동 부재(18)가 개동작 위치로부터 폐동작 위치로 이동하는 동안에, 작동 부재(18)와 함께 이동하여 압압력을 소재 지지부(104)에 받는 이동형 가이드 부시(102B)를, 서로 교환 가능하게 구비할 수 있다.

소재 가이드 장치(100)는, 또한 작동 부재(18)를 축선 방향 상대 이동 가능하게 수용하여 지지하는 통 모양의 지지 부재(106)를 구비한다. 지지 부재(106)는 전술한 소재 파지 장치(10, 90)에 있어서 주축(12)과 같이, 중심 축선(106a)을 가지는 중공 통상체이며, 자동 선반의 추축(12)의 전방에 세워서 설치된 칼럼(108)에 축받이 장치(110)를 사이에 두고 회전 가능하게 탑재되고, 써보 모터 등의 회전 동력원(도시하지 않음)에 접속된다(도 14, 도 16).

가이드 부시(102)(102A 및 102B)는 전술한 소재 파지 장치(10, 90)에 있어서 척(14)(14A 및 14B)과 실질적으로 동일한 구성을 가진다. 즉, 가이드 부시(102)의 소재 지지부(104)는 슬롯 구조를 구비하고, 그 외주면에 원뿔대 모양의 압력 수용면(32)이 형성된다. 소재 지지부(104)는 압력 수용면(32)에 동일하게 지름 방향 안쪽으로의 압압력을 받음으로써, 초기의 열린 위치로부터 탄성적으로 휘어 축경되고, 봉재(W)를 심출 지지한다. 압력 수용면(32)의 압압력이 해제되면, 소재 지지부(104)가 열린 위치로 탄성적으로 복원되어 확경되고, 봉재(W)가 소재 지지부(104)로부터 해방된다. 이와 같이 가이드 부시(102)에서는 소재 지지부(104)에 가하여지는 외력을 조절함으로써, 소재 지지부(104)의 내경 치수를 조정할 수 있다.

정지형 가이드 부시(102A)는 작동 부재(18)(제1 통 모양 요소(48) 및 제2 통 모양 요소(52))를 지지 부재(106) 내에서 압출 방향(도 14에서 왼쪽)으로 변위시킴으로써, 소재 지지부(104)에 의한 심출 기능을 발휘하는 것이다. 또한, 이동형 가이드 부시(102B)는 작동 부재(18)(제1 통 모양 요소(48))를 지지 부재(106) 내에서 인입 방향(도 16에서 우측)으로 변위시킴으로써 소재 지지부(104)에 의한 심출 기능을 발휘하는 것이다.

소재 가이드 장치(100)에 정지형 가이드 부시(102A)를 장착·구비할 때 , 지지 부재(106)의 전단(도 14에서 왼쪽)에, 가이드 부시(102A)의 접촉면(34)에 계합 가능한 계지면(38)을 안쪽에 가지는 환상의 캡(40)이 탈착 가능하게 장착된다. 지지 부재(106)에 가이드 부시(102A)를 적정하게 수용하여 캡(40)을 지지 부재(106)의 전단에 설치하면, 탄성 지지 부재(92)의 탄성적 지지력 하에서, 가이드 부 시(102A)의 접촉면(34)과 캡(40)의 계지면(38)이 밀접하게 맞닿게 되고, 그것에 의하여, 작동 부재(18)가 개동작 위치로부터 폐동작 위치로 이동하는 동안에, 가이드 부시(102A)가 지지 부재(106)로부터 밀려 나와 탈락하는 것이 방지된다. 또한, 탄성 지지 부재(92)는 작동 부재(18)가 폐동작 위치로부터 개동작 위치에 이동하는 동안에, 가이드 부시(102A)가 작동 부재(18)와 함께 지지 부재(106) 내로 끌려 들어가서 개방 불량이 발생하는 것을 방지한다.

소재 가이드 장치(100)에 이동형 가이드 부시(102B)를 장착·구비할 때에, 가이드 부시(102B)의 후단의 수나사(44)를 제1 통 모양 요소(48)에 구비한 암나사(46)(도 16)에 체결함으로써, 가이드 부시(102B)가 작동 부재(18)에 탈리 가능하게 장착된다. 가이드 부시(102B)를 지지 부재(106)에 적정하게 수용하여 작동 부재(18)에 연결하면, 가이드 부시(102B)는 작동 부재(18)의 축선 방향 이동으로 일체적으로 추종하고, 지지 부재(106) 내에서 축선 방향으로 이동할 수 있다.

소재 가이드 장치(100)에 있어서, 정지형 가이드 부시(102A)를 이동형 가이드 부시(102B)와 교환할 때에, 캡(40)을 지지 부재(106)로부터 제거하고, 가이드 부시(102A)를 작동 부재(18)의 제2 통 모양 요소(52)로부터 꺼낸 후, 제2 통 모양 요소(52)를 제1 통 모양 요소(48)로부터 분리한다. 또한, 작동 부재(18)의 제1 통 모양 요소(48)에 가이드 부시(102B)를 장착하는 것만으로도 좋다.

다음으로, 상기 구성을 가지는 소재 가이드 장치(100)의 봉재 지지/해방 조작에 대하여 설명한다.

소재 가이드 장치(100)에 정지형 가이드 부시(102A)를 장착·구비하고 있을 때(도 14 및 도 15)에, 봉재(W)를 가이드 부시(102A)에 삽입하기 전에, 먼저, 구동 기구(20)의 직동 부재(64)를 장착 부재(68) 상에서 왕복 이동 범위의 전단(도면에서 좌단)에 배치한다. 이 상태로, 개개의 쌍방향 구동 부재(62)는 각각의 암(72)의 전단(72a)을 직동 부재(64)의 캠면(82)의 주면 부분(82a)에 계합시키는 동시에, 암(72)의 후단(72b)을 캠면(82)으로부터 후방으로 이격시켜서 배치된다(도 14).

이 요동 위치에서, 각 쌍방향 구동 부재(62)의 돌출부(74)는 그 후측의 돌출 단(74b)이 전달 부재(70)의 오목부(80)의 벽면에 접촉되고, 그것에 의하여 전달 부재(70)에 축선 방향 후방으로의 구동력(역방향 구동력(F2))을 가한다. 전달 부재(70)는 역방향 구동력(F2)을 작동 부재(18)의 제1 통 모양 요소(48)에 전달하고, 그것에 의하여, 제1 통 모양 요소(48)가 제2 통 모양 요소(52)와 일체적으로, 지지 부재(106) 내에서 축선 방향 이동 범위의 후단에 배치된다. 그 결과, 작동 부재(18)가 개동작 위치에 배치되고, 가이드 부시(102A)의 소재 지지부(104)가 열린다.

가이드 부시(102A)가 열린 상태(도 14)에서, 지지 부재(106)의 후방으로부터 작동 부재(18)의 내부에 봉재(W)를 송급하고, 봉재(W)의 선단의 소망하는 길이를 가이드 부시(102A)의 소재 지지부(104)의 전단 개구로부터 돌출시킨다. 이 상태로부터, 구동 기구(20)의 구동원(66)을 기동하고, 직동 부재(64)를 장착 부재(68)의 외주면을 따라서 축선 방향 후방으로 이동시킨다. 그렇게 하면, 각 쌍방향 구동 부재(62)의 암(72)의 전단(72a)이 캠면(82)의 주면 부분(82a)로부터 탈리하는 한편, 각 쌍방향 구동 부재(62)의 암(72)의 후단(72b)이 캠면(82)의 제2 테이퍼면 부 분(82c)에 계합한다. 그것에 따라서, 개개의 쌍방향 구동 부재(62)는 서로 동기하고, 도 14의 요동 위치로부터, 암(72)의 후단(72b)이 장착 부재(68)의 공동부(78)에 끌려 들어가는 방향으로 약간 요동한다.

이 약간의 요동 동작에 의하여, 각 쌍방향 구동 부재(62)는 돌출부(74)의 전측의 돌출 단(74a)이 전달 부재(70)의 오목부(80)의 벽면에 접촉되고, 레버의 작용 하에서, 전달 부재(70)에 축선 방향 전방으로의 구동력(정방향 구동력(F1))을 가한다. 그것에 의하여, 작동 부재(18)(제1 통 모양 요소(48) 및 제2 통 모양 요소(52))는 가이드 부시(102A)에 대하여, 지지 부재(106) 내에서 축선 방향 전방으로 약간 이동하여 폐동작 위치에 도달한다.

작동 부재(18)가 폐동작 위치에 있을 때에는 제2 통 모양 요소(52)의 작용면(56)이 가이드 부시(102A)의 압력 수용면(32)에 정확하게 눌려져 필요한 압압력이 압력 수용면(32)에 가하여진다. 그것에 의하여, 가이드 부시(102A)의 소재 지지부(104)가, 전술한 바와 같이 탄성적으로 축경하여 필요한 내경 치수를 유지하면서, 봉재(W)를 축선 방향으로 안내 가능하게 심출 지지한다(도 15). 이와 같이 하여 소재 가이드 장치(100)가 봉재(W)를 심출 지지한 상태로, 자동 선반의 주축(12)과 동기하여 지지 부재(106)가 고속 회전하고, 공구(T)에 의하여 봉재(W)에 대한 소망하는 선삭 가공이 실시된다. 또한, 이전, 구동 기구(20)에 설치한 탄성 지지 부재(94)는 그 탄성 지지력에 의하여, 각 쌍방향 구동 부재(62)의 암(72)의 후단(72b)을 직동 부재(64)의 캠면(82)의 제2 테이퍼면 부분(82c)에 눌려지도록 작용하므로, 쌍방향 구동 부재(62)의 흔들림이 배제된다.

가이드 부시(102A)를 열어 봉재(W)를 해방할 때에, 다시 구동원(66)을 기동하고, 직동 부재(64)를 장착 부재(68)의 외주면을 따라서 축선 방향 전방으로 이동시킨다. 그렇게 하면, 각 쌍방향 구동 부재(62)의 암(72)의 후단(72b)이 캠면(82)의 제2 테이퍼면 부분(82c)으로부터 탈리하는 한편, 각 쌍방향 구동 부재(62)의 암(72)의 전단(72a)이 캠면(82)의 주면 부분(82a)에 계합한다. 그것에 따라서, 개개의 쌍방향 구동 부재(62)는 서로 동기하고, 도 15의 요동 위치로부터, 암(72)의 전단(72a)이 장착 부재(68)의 공동부(78)에 끌려 들어가는 방향으로 약간 요동한다.

이 약간의 요동 동작에 의하여, 각 쌍방향 구동 부재(62)는 돌출부(74)의 후측의 돌출 단(74b)이 전달 부재(70)의 오목부(80)의 벽면에 접촉되고, 레버의 작용하에서, 전달 부재(70)에 축선 방향 후방으로의 구동력(역방향 구동력(F2))을 가한다. 그것에 의하여, 작동 부재(18)(제1 통 모양 요소(48) 및 제2 통 모양 요소(52))는 가이드 부시(102A)에 대하여, 지지 부재(106) 내에서 축선 방향 후방으로 약간 이동하여 개동작 위치에 도달한다.

한편, 소재 가이드 장치(100)에 이동형 가이드 부시(102B)를 장착·구비하고 있을 때(도 16 및 도 17)에, 봉재(W)를 가이드 부시(102B)에 삽입하기 전에, 먼저, 구동 기구(20)의 직동 부재(64)를 장착 부재(68) 상에서 왕복 이동 범위의 후단(도로 우단)에 배치한다. 이 상태로, 개개의 쌍방향 구동 부재(62)는 각각의 암(72)의 후단(72b)을 직동 부재(64)의 캠면(82)의 주면 부분(82a)에 계합시키는 동시에, 암(72)의 전단(72a)을 캠면(82)으로부터 전방으로 이격시켜서 배치시킨다(도 16).

이 요동 위치에서, 각 쌍방향 구동 부재(62)의 돌출부(74)는 그 전측의 돌출 단(74a)이 전달 부재(70)의 오목부(80)의 벽면에 접촉되고, 이것에 의하여 전달 부재(70)에 축선 방향 전방으로의 구동력(역방향 구동력(F2))을 가한다. 전달 부재(70)는 역방향 구동력(F2)을 작동 부재(18)의 제1 통 모양 요소(48)에 전달하고, 그것에 의하여, 제1 통 모양 요소(48)가 가이드 부시(102B)와 일체적으로, 지지 부재(106) 내에서 축선 방향 이동 범위의 전단에 배치된다. 그 결과, 작동 부재(18)가 개동작 위치에 배치되어, 가이드 부시(102B)의 소재 지지부(104)가 열린다.

가이드 부시(102B)가 열린 상태(도 16)에서, 지지 부재(106)의 후방으로부터 작동 부재(18)의 내부에 봉재(W)를 송급하고, 봉재(W)의 선단의 소망하는 길이를 가이드 부시(102B)의 소재 지지부(104)의 전단 개구로부터 돌출시킨다. 이 상태에서 구동 기구(20)의 구동원(66)을 기동하고, 직동 부재(64)를 장착 부재(68)의 외주면을 따라서 축선 방향 전방으로 이동시킨다. 그리고, 각 쌍방향 구동 부재(62)의 암(72)의 후단(72b)이 캠면(82)의 주면 부분(82a)으로부터 탈리하는 동시에, 각 쌍방향 구동 부재(62)의 암(72)의 전단(72a)이나 캠면(82)에 계합하지 않는 위치에 직동 부재(64)를 배치한다.

이 위치에서는 구동 기구(20)의 정방향 구동력(F1)과 동일한 방향으로 작용하는 탄성 지지 부재(94)의 탄성 지지력에 의하여, 작동 부재(18)를 거쳐, 가이드 부시(102B)의 압력 수용면(32)이 지지 부재(106)의 작용면(60)에 정확하게 눌려지고, 소요되는 압압력이 압력 수용면(32)에 가하여진다. 즉, 이 때, 작동 부재(18)가 폐동작 위치에 배치된다.

이와 같이, 소재 가이드 장치(100)에 이동형 가이드 부시(102B)를 탑재하였을 경우에는 작동 부재(18)가 폐동작 위치에 있을 때, 탄성 지지 부재(94)의 탄성 지지력이 구동 기구(20)의 정방향 구동력(F1)으로서 작용하고, 가이드 부시(102B)의 소재 지지부(104)가, 전술한 바와 같이 탄성적으로 축경하여 봉재(W)를 축선 방향으로 안내 가능하게 심출 지지한다(도 17). 따라서, 예를 들면 인발재(引拔材)와 같은 외경 치수가 안정되지 않는 봉재(W)를 선삭 가공할 때에, 닫힘 위치에 있는 가이드 부시(102B)가 봉재(W)를 안내 지지하는 동안, 봉재의 축선 방향 이동에 따른 외경 치수의 변동에 대응하여, 가이드 부시(102B)의 소재 지지부(104)를 탄성 지지 부재(94)의 탄성 지지력 하에서 수동적으로 개폐시킬(즉 작동 부재(18)를 수동적으로 이동시킬) 수 있다.

가이드 부시(102B)를 열어 봉재(W)를 해방할 때에, 다시 구동원(66)을 기동하고, 직동 부재(64)를 장착 부재(68)의 외주면을 따라서 축선 방향 후방으로 이동시킨다. 그렇게 하면, 각 쌍방향 구동 부재(62)의 암(72)의 후단(72b)이 캠면(82)의 제2 테이퍼면 부분(82c)을 거쳐 주면 부분(82a)에 계합한다. 그것에 따라서, 개개의 쌍방향 구동 부재(62)는 서로 동기하고, 도 17의 요동 위치로부터, 암(72)의 후단(72b)이 장착 부재(68)의 공동부(78)에 끌려 들어가는 방향으로 약간 요동한다.

이 약간의 요동 동작에 의하여, 각 쌍방향 구동 부재(62)는 돌출부(74)의 전측의 돌출 단(74a)이 전달 부재(70)의 오목부(80)의 벽면에 접촉되고, 레버의 작용하에서, 전달 부재(70)에 축선 방향 전방으로의 구동력(역방향 구동력(F2))을 가한 다. 그것에 의하여, 작동 부재(18)(제1 통 모양 요소(48))는 가이드 부시(102B)와 일체적으로 탄성 지지 부재(94)의 탄성 지지력에 대항하여, 지지 부재(106) 내에서 축선 방향 전방으로 약간 이동하여 개동작 위치에 도달한다.

본 발명에 관한 소재 가이드 장치(100)에 있어서는 구동 기구(20)가 작동 부재(18)를 폐동작 위치보다 더 개동작 위치로부터 멀어진 제2 폐동작 위치에 위치 결정할 수 있도록 구성할 수도 있다. 이 구성에서는 구동 기구(20)의 구동원(66)을 제어하고, 직동 부재(64)를 장착 부재(68) 상에서 왕복 이동 범위의 타단 위치에 배치하여, 각 쌍방향 구동 부재(62)의 암(72)의 어느 한 단(72a, 72b)을 직동 부재(64)의 캠면(82)의 주면 부분(82a)에 계합시킴으로써, 작동 부재(18)의 제2 폐동작 위치를 확보할 수 있다.

예를 들면, 소재 가이드 장치(100)에 정지형 가이드 부시(102A)를 장착·구비하고 있을 때에는 작동 부재(18)를 개동작 위치(도 14)로부터 폐동작 위치(도 15)로 이동시킨 후, 도 18에 나타내는 바와 같이, 직동 부재(64)를 더 축선 방향 후방으로 이동시키고, 각 쌍방향 구동 부재(62)의 암(72)의 후단(72b)을 캠면(82)의 주면 부분(82a)에 계합시킨다. 이 때의 요동 동작에 의하여, 각 쌍방향 구동 부재(62)는 전술한 레버의 작용 하에서, 전달 부재(70)에 축선 방향 전방으로의 구동력을 가하고, 그것에 의하여 작동 부재(18)(제1 통 모양 요소(48) 및 제2 통 모양 요소(52)가 가이드 부시(102A)에 대하여, 지지 부재(106) 내에서 축선 방향 전방으로 이동하여 제2 폐동작 위치에 도달한다.

작동 부재(18)가 제2 폐동작 위치에 있을 때에는, 제2 통 모양 요소(52)의 작용면(56)이 가이드 부시(102A)의 압력 수용면(32)에 강하게 눌려지고, 그것에 의하여 가이드 부시(102A)의 소재 지지부(104)는 소재 지지부(104)에 봉재(W)를 심출 지지시키기 위한 전술한 소요되는 압압력보다 큰 제2 압압력 하에서, 봉재(W)를 고정적으로 파지한다.

상기 구성에 있어서는, 예를 들면 자동 선반에 의한 가공 작업 중에 봉재(W)를 축선 방향으로 이동시키는 대신에, 공구(T)를 동일한 방향에 이동시켜 봉재(W)를 가공하는 프로그램에 있어서, 주축(12)의 척(14)에 추가하여, 소재 가이드 장치(100)의 가이드 부시(102)가 봉재(W)를 강고하게 파지함으로써, 높은 정밀도로 가공을 실시할 수 있다. 다만 이 경우, 소재 가이드 장치(100)가 도시한 회전형인 것을 전제로 한다. 또한, 본 발명에 있어서는 작동 부재가 제2 폐동작 위치에 있을 때에도, 가이드 부시가 봉재를 파지하지 않고 심출 지지하도록 구성할 수도 있다.

이러한 작용 효과는 소재 가이드 장치(100)에 이동형 가이드 부시(102B)를 장착·구비하고 있을 때에도 동일하게 얻을 수 있다. 이 경우에는 작동 부재(18)를 개동작 위치(도 16)로부터 폐동작 위치(도 17)로 이동시킨 후에, 도 19에 도시하는 바와 같이, 직동 부재(64)를 더 축선 방향 전방으로 이동시키고, 각 쌍방향 구동 부재(62)의 암(72)의 전단(72a)을 캠면(82)의 주면 부분(82a)에 계합시킨다. 이 때의 요동 동작에 의하여, 각 쌍방향 구동 부재(62)는 전술한 레버의 작용 하에서, 전달 부재(70)에 축선 방향 후방으로의 구동력을 가하고, 그것에 의하여 작동 부재(18)(제1 통 모양 요소(48))가 가이드 부시(102B)와 함께, 지지 부재(106) 내에서 축선 방향 후방으로 이동하여 제2 폐동작 위치에 도달한다.

작동 부재(18)가 제2 폐동작 위치에 있을 때에는 가이드 부시(102B)의 압력 수용면(32)이 지지 부재(106)의 작용면(60)에 강하게 눌려지고, 그것에 의하여 가이드 부시(102B)의 소재 지지부(104)는 소재 지지부(104)에 봉재(W)를 심출 지지시키기 위한 전술한 소요되는 압압력보다 큰 제2 압압력 하에서, 봉재(W)를 고정적으로 파지한다.

상기한 소재 가이드 장치(100)는 정지형 가이드 부시(102A)에 관련하여 설치되는 탄성 지지 부재(92)와, 구동 기구(20)에 관련하여 설치되는 탄성 지지 부재(94)를 구비하고 있으나, 이들 탄성 지지 부재(92, 94)의 적어도 하나를 생략할 수도 있다. 두 가지 탄성 지지 부재(92, 94)를 구비하지 않은 소재 가이드 장치(100)는 전술한 소재 파지 장치(10)와 동일한 구성을 가지고, 동등한 작용 효과를 가지는 것이 된다.

이상, 본 발명의 몇 가지 매우 적합한 실시 형태를 설명하였지만, 본 발명은 청구의 범위의 기재 내에서 여러 가지 수정을 가할 수 있다. 예를 들면, 전술한 각 실시 형태에 있어서, 전달 부재(70)는 작동 부재(18)의 제1 통 모양 요소(48)에 대하여, 전달 부재(70)의 암나사와 제1 통 모양 요소(48)의 수나사와의 상호 체결 구조를 이용하여 장착될 수 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 제1 통 모양 요소(48) 상에서의 전달 부재(70)의 체결 위치를 적당하게 선택하고, 쌍방향 구동 부재(62)의 구동력 하에서의 척(14A, 14B) 또는 가이드 부시(102A, 102B)의 내경 치수를 소망하는 양만큼 미세 조정할 수 있다.

이상의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 관한 소재 파지 장치에 의하면, 척의 파지부를 닫기 위한 정방향 구동력과 척의 파지부를 열기 위한 역방향 구동력을 구동 기구에 의하여 택일적으로 얻을 수 있다. 따라서, 예를 들면 하나의 척에 있어서는 정방향 구동력이 되는 구동 기구의 구동력이 다른 하나의 척에 대하여는 역방향 구동력이 되는 2 종류의 척을, 서로 교환 가능하게 소재 파지 장치에 장착·구비할 수 있다. 따라서, 공작 기계의 기계 구성, 가공 대상이 되는 피가공 소재의 재질, 요구되는 가공 정밀도 등을 감안하여, 척 작동 기구의 구성을 적당하고, 용이하게 변경할 수 있고, 그 결과 설비 비용의 상승이나 작업자의 부담 증가를 방지하면서, 소재 파지 장치의 다용도화를 실현할 수 있다.

또한, 구동 기구는 정지형 척과 이동형 척의 어느 것에 대하여도, 각각의 척에 관하여 서로 역방향의 구동력이 되는 정방향 구동력을 확실히 발휘할 수 있다. 그 결과, 그 척들을 서로 교환하였을 때에, 어느 척에 있어서도, 필요한 파지력을 안정적으로 얻을 수 있다.

또한, 구동 기구와 구동 기구로부터의 구동력을 받는 작동 부재의 제1 통 모양 요소를 남긴 상태로, 정지형 척 및 제2 통 모양 요소와, 이동형 척을 바꿔 넣는 것만으로도, 정지형 척을 사용하는 작동 부재 압출형의 구성과 이동형 척을 사용하는 작동 부재 인입형의 구성을 택일적으로 실현할 수 있다.

또한, 정지형 및 이동형 각각의 척의 파지부를 폐동작시키기 위한 구동 기구의 정방향 구동력을 서로 반대 방향으로 작동 부재에 가하여지는 추력으로 함으로써 구동 기구의 쌍방향 구동 부재의 구성을 간략화할 수 있다.

또한, 구동 기구가 작동 부재를 폐동작 위치와 개동작 위치와의 사이의 중간 위치에 위치 결정할 수 있도록 구성함으로써, 척에 가이드 부시와 같은 안내 지지 기능이 부가된다.

본 발명에 관한 소재 가이드 장치에 있어서도, 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 예를 들면, 하나의 가이드 부시에 있어서는 정방향 구동력이 되는 구동 기구의 구동력이 다른 하나의 가이드 부시에 있어서는 역방향 구동력이 되는 2 종류의 가이드 부시를, 서로 교환 가능하게 소재 가이드 장치에 장착·구비할 수 있다. 따라서, 공작 기계의 기계 구성, 가공 대상이 되는 피가공 소재의 재질, 요구되는 가공 정밀도 등을 감안하여, 가이드 부시 작동 기구의 구성을 적당하고, 용이하게 변경할 수 있고, 그 결과, 설비 비용의 상승이나 작업자의 부담 증가를 방지하면서, 소재 가이드 장치의 다용도화가 실현된다.

또한, 본 발명에 의하면, 자동 선반에 있어서의 소재 파지 장치 또는 소재 가이드 장치의 개폐 동작 방식을 용이하게 변경할 수 있다.

이상, 본 발명을 매우 적합한 실시 형태와 관련하여 설명하였지만, 후술하는 청구의 범위의 개시로부터 일탈하지 않으면서 여러 가지 수정 및 변경을 할 수 있다는 것은 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.

Claims (18)

1. 소재 파지 장치로서,

   개폐 동작 가능한 파지부를 가지는 통 모양의 척과,

   상기 파지부를 개폐 동작시키는 제1 통 모양 요소를 구비한 작동 부재와,

   상기 작동 부재를, 압압력 하에서 상기 파지부에 피가공 소재를 파지시키는 폐동작 위치와 상기 압압력을 해제하여 상기 파지부로부터 피가공 소재를 해방시키는 개동작 위치 사이에서 이동시키는 구동 기구를 구비하고,

   상기 구동 기구는 상기 작동 부재를 상기 개동작 위치로부터 상기 폐동작 위치로 이동시키는 정방향 구동력과, 상기 작동 부재를 상기 폐동작 위치로부터 상기 개동작 위치로 이동시키는 역방향 구동력을 택일적으로 상기 작동 부재에 가하는 요동 가능한 쌍방향 구동 부재와,

   상기 쌍방향 구동 부재에 대하여 직동 동작함으로써 상기 쌍방향 구동 부재에 상기 정방향 구동력과 상기 역방향 구동력을 택일적으로 발휘시키는 직동 부재와,

   상기 제1 통 모양 요소에 고정되고, 상기 쌍방향 구동 부재에 계합하여 상기 정방향 구동력과 상기 역방향 구동력을 상기 제1 통 모양 요소에 전달하는 전달 부재를 구비하며,

   상기 쌍방향 구동 부재는 양단에 역점을 형성하는 암과, 이 암의 중앙에서 일측방으로 돌출 설치되고, 한 쌍의 돌출단에 작용점을 형성하는 돌출부를 가지고,

   상기 직동 부재는 상기 쌍방향 구동 부재의 상기 암의 적어도 일단에 슬라이딩 가능하게 배치되는 캠면을 가지고,

   상기 전달 부재는 상기 쌍방향 구동 부재의 상기 돌출부가 변위 가능하게 수용되는 오목부를 가지며,

   상기 직동 부재가 직동 동작하면, 상기 캠면과 상기 쌍방향 구동 부재의 상기 암의 상기 양단과의 계합 위치가 변위하여, 상기 쌍방향 구동 부재가 상기 직동 부재의 직동 동작을 요동 동작으로 변환시켜 상기 돌출부 중 어느 한 쪽의 상기 돌출 단을 상기 전달 부재의 상기 오목부의 벽면에 접촉시킴으로써, 지렛대의 작용에 의하여 상기 전달 부재에 상기 정방향 구동력과 상기 역방향 구동력을 택일적으로 가하는 것을 특징으로 하는 소재 파지 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 작동 부재가 상기 개동작 위치로부터 상기 폐동작 위치로 이동하는 동안에, 정지하여 상기 압압력을 상기 파지부에 받는 정지형 상기 척과; 상기 작동 부재가 상기 개동작 위치로부터 상기 폐동작 위치로 이동하는 동안에, 상기 작동 부재와 함께 이동하여 상기 압압력을 상기 파지부에 받는 이동형 상기 척을, 상호 교환 가능하게 구비하는 것을 특징으로 하는 소재 파지 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 작동 부재는 상기 구동 기구의 상기 쌍방향 구동 부재로부터 상기 정방향 구동력 및 상기 역방향 구동력을 택일적으로 받는 상기 제1 통 모양 요소로서, 상기 이동형 척을 탈리 가능하게 설치할 수 있는 상기 제1 통 모양 요소와; 상기 이동형 척과 교환하여, 상기 제 1 통 모양 요소에 축선 방향으로 정렬하여 탈리 가능하게 설치할 수 있고, 상기 정지형 척을 축선 방향 상대 이동 가능하게 지지하는 제2 통 모양 요소를 구비하는 것을 특징으로 하는 소재 파지 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 작동 부재를 축선 방향 상대 이동 가능하게 수용하여 지지하는 통 모양의 지지 부재를 더 구비하고;

   상기 이동형 척을 상기 제1 통 모양 요소에 설치한 때에, 상기 정방향 구동력 하에서 상기 제1 통 모양 요소와 상기 이동형 척이 일체적으로 상기 지지 부재에 대하여 축선 방향 이동함으로써, 상기 이동형 척의 상기 파지부가 상기 지지 부재로부터 상기 압압력을 받고;

   상기 정지형 척을 지지한 상기 제 2 통 모양 요소를 상기 제1 통 모양 요소에 설치하였을 때에, 상기 정방향 구동력 하에서 상기 제1 통 모양 요소와 상기 제2 통 모양 요소가 일체적으로 상기 정지형 척에 대하여 축선 방향 이동함으로써, 상기 정지형 척의 상기 파지부가 상기 지지 부재에 동심 지지된 상기 제2 통 모양 요소로부터 상기 압압력을 받는 것을 특징으로 하는 소재 파지 장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 정지형 척의 상기 파지부를 폐동작시키기 위한 상기 구동 기구의 상기 정방향 구동력과, 상기 이동형 척의 상기 파지부를 폐동작시키기 위한 상기 구동 기구의 상기 정방향 구동력은, 서로 반대 방향으로 상기 작동 부재에 가하여지는 추력인 것을 특징으로 하는 소재 파지 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 구동 기구는 상기 작동 부재를 상기 폐동작 위치와 상기 개동작 위치와의 사이의 중간 위치에 위치 결정할 수 있고; 상기 작동 부재가 상기 중간 위치에 있을 때에 상기 척의 상기 파지부는 그 파지부에 피가공 소재를 파지시키는 상기 압압력보다 작은 제2 압압력 하에서 피가공 소재를 유지하는 것을 특징으로 하는 소재 파지 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 작동 부재를 상기 폐동작 위치를 향하여 탄성적으로 탄성 지지하는 탄성 지지 부재를 더 구비하고, 상기 작동 부재가 상기 중간 위치에 있을 때에 상기 탄성 지지 부재의 탄성 지지력에 의하여 상기 제2 압압력이 발생하는 것을 특징으로 하는 소재 파지 장치.
8. 삭제
9. 제1항에 기재된 소재 파지 장치와, 상기 소재 파지 장치가 조립된 주축을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 선반.
10. 소재 가이드 장치로서,

    개폐 동작 가능한 소재 지지부를 가지는 통 모양의 가이드 부시와,

    상기 소재 지지부를 개폐 동작시키는 제1 통 모양 요소를 구비한 작동 부재와,

    상기 작동 부재를 압압력 하에서 상기 소재 지지부에 피가공 소재를 심출 지지시키는 폐동작 위치와 상기 압압력을 해제하여 상기 소재 지지부로부터 피가공 소재를 해방시키는 개동작 위치 사이에서 이동시키는 구동 기구를 구비하고,

    상기 구동 기구는 상기 작동 부재를 상기 개동작 위치로부터 상기 폐동작 위치로 이동시키는 정방향 구동력과 상기 작동 부재를 상기 폐동작 위치로부터 상기 개동작 위치오 이동시키는 역방향 구동력을, 택일적으로 상기 작동 부재에 가하는 요동 가능한 쌍방향 구동 부재와,

    상기 쌍방향 구동 부재에 대하여 직동 동작함으로써 상기 쌍방향 구동 부재에 상기 정방향 구동력과 상기 역방향 구동력을 택일적으로 발휘시키는 직동 부재와,

    상기 제1 통 모양 요소에 고정되고, 상기 쌍방향 구동 부재에 계합하여 상기 정방향 구동력과 상기 역방향 구동력을 상기 제1 통 모양 요소에 전달하는 전달 부재를 구비하며,

    상기 쌍방향 구동 부재는 양단에 역점을 형성하는 암과, 이 암의 중앙에서 일측방으로 돌출 설치되고, 한 쌍의 돌출단에 작용점을 형성하는 돌출부를 가지고,

    상기 직동 부재는 상기 쌍방향 구동 부재의 상기 암의 적어도 일단에 슬라이딩 가능하게 배치되는 캠면을 가지고,

    상기 전달 부재는 상기 쌍방향 구동 부재의 상기 돌출부가 변위 가능하게 수용되는 오목부를 가지며,

    상기 직동 부재가 직동 동작하면, 상기 캠면과 상기 쌍방향 구동 부재의 상기 암의 상기 양단과의 계합 위치가 변위하여, 상기 쌍방향 구동 부재가 상기 직동 부재의 직동 동작을 요동 동작으로 변환시켜 상기 돌출부 중 어느 한 쪽의 상기 돌출 단을 상기 전달 부재의 상기 오목부의 벽면에 접촉시킴으로써, 지렛대의 작용에 의하여 상기 전달 부재에 상기 정방향 구동력과 상기 역방향 구동력을 택일적으로 가하는 것을 특징으로 하는 소재 가이드 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 작동 부재가 상기 개동작 위치로부터 상기 폐동작 위치로 이동하는 동안에, 정지하여 상기 압압력을 상기 소재 지지부에 받는 정지형 상기 가이드 부시와; 상기 작동 부재가 상기 개동작 위치로부터 상기 폐동작 위치로 이동하는 동안에, 상기 작동 부재와 함께 이동하여 상기 압압력을 상기 소재 지지부에 받는 이동형 상기 가이드 부시를, 상호 교환 가능하게 구비하는 것을 특징 으로 하는 소재 가이드 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 작동 부재는 상기 구동 기구의 상기 쌍방향 구동 부재로부터 상기 정방향 구동력 및 상기 역방향 구동력을 택일적으로 받는 상기 제1 통 모양 요소로서, 상기 이동형 가이드 부시를 탈리 가능하게 설치할 수 있는 상기 제1 통 모양 요소와; 상기 이동형 가이드 부시와 교환하여, 상기 제1 통 모양 요소에 축선 방향으로 정렬하여 탈리 가능하게 설치할 수 있고, 상기 정지형 가이드 부시를 축선 방향 상대 이동 가능하게 지지하는 제2 통 모양 요소를 구비하는 것을 특징으로 하는 소재 가이드 장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 작동 부재를 축선 방향 상대 이동 가능하게 수용하여 지지하는 통 모양의 지지 부재를 더 구비하고;

    상기 이동형 가이드 부시를 상기 제 1 통 모양 요소에 설치하였을 때에, 상기 정방향 구동력 하에서 상기 제1 통 모양 요소와 상기 이동형 가이드 부시가 일체적으로 상기 지지 부재에 대하여 축선 방향 이동함으로써, 상기 이동형 가이드 부시의 상기 소재 지지부가 상기 지지 부재로부터 상기 압압력을 받고;

    상기 정지형 가이드 부시를 지지한 상기 제2 통 모양 요소를 상기 제1 통 모양 요소에 설치한 때에, 상기 정방향 구동력 하에서 상기 제1 통 모양 요소와 상기 제2 통 모양 요소가 일체적으로 상기 정지형 가이드 부시에 대하여 축선 방향으로 이동함으로써, 상기 정지형 가이드 부시의 상기 소재 지지부가 상기 지지 부재에 동심 지지를 받은 상기 제2 통 모양 요소로부터 상기 압압력을 받는 것을 특징으로 하는 소재 가이드 장치.
14. 제11항에 있어서, 상기 정지형 가이드 부시의 상기 소재 지지부를 폐동작시키기 위한 상기 구동 기구의 상기 정방향 구동력과, 상기 이동형 가이드 부시의 상기 소재 지지부를 폐동작시키기 위한 상기 구동 기구의 상기 정방향 구동력은, 상호 반대 방향으로 상기 작동 부재에 가하여지는 추력인 것을 특징으로 하는 소재 가이드 장치.
15. 제10항에 있어서, 상기 구동 기구는 상기 작동 부재를 상기 폐동작 위치보다도 더 상기 개동작 위치로부터 떨어진 제2 폐동작 위치에 위치 결정할 수 있고; 상기 작동 부재가 상기 제2 폐동작 위치에 있을 때에, 상기 가이드 부시의 상기 소재 지지부는 이 소재 지지부에 피가공 소재를 심출 지지시키는 상기 압압력보다도 큰 제2 압압력 하에서 피가공 소재를 고정적으로 파지하는 것을 특징으로 하는 소재 가이드 장치.
16. 제10항에 있어서, 상기 작동 부재를 상기 폐동작 위치를 향하여 탄성적으로 탄성 지지하는 탄성 지지 부재를 더 구비하고; 상기 작동 부재가 상기 폐동작 위치에 있을 때에, 상기 탄성 지지 부재의 탄성 지지력에 의하여 상기 압압력이 발생하는 것을 특징으로 하는 소재 가이드 장치.
17. 삭제
18. 제10항에 기재된 소재 가이드 장치를 구비하고, 상기 소재 가이드 장치를 피가공 소재의 가공 작업 위치 근방에 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 선반.

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