KR101281092B1 - 탭핑머신용 탭핑헤드 승강장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안전하고 효율적으로 탭핑할 수 있도록 한 탭핑머신용 탭핑헤드 승강장치에 관한 것으로서;
탭핑머신의 상부에 구비되는 메인플레이트에 방사상으로 설치되는 가이드에 결합되는 가이드바의 하단과 연결되는 탭핑플레이트와, 동력을 전달받기 위한 구동기어와 구동기어의 동력을 하단에 장착된 탭으로 전달하는 조인터를 내장하여 교환 가능하게 탭핑플레이트에 장착되는 탭핑헤드와, 상기 가이드바의 상단부와 연결하여 동시에 하강과 상승되도록 하는 가이드플레이트와, 상기 메인플레이트의 중앙에 설치하여 탭핑머신에 장착되는 구동수단의 동력을 전달받아 탭핑헤드로 전달하기 위한 탭핑샤프트와, 상기 메인플레이트에 장착되어 탭핑샤프트를 결합하여 탭핑샤프트의 회전과 더불어 상,하 운동이 가능하게 하는 로터리볼스플라인과, 상기 로터리볼스플라인에 고정하여 구동수단의 동력을 전달받을 수 있도록 하는 타이밍풀리와, 상기 탭핑샤프트의 하단에 설치하여 탭핑헤드의 구동기어와 맞물려 탭을 정,역회전시키는 원동기어와, 상기 탭핑샤프트의 상부에 연결하여 탭핑샤프트를 하강하고 상승할 수 있도록 하는 승강수단으로 구성하는 것이 특징이다.

Description

탭핑머신용 탭핑헤드 승강장치{UP DOWN DEVICE OF TAPPING HEAD FOR TAPPING MACHINE}

본 발명은 탭핑머신용 탭핑툴 승강장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 피 가공물에 형성된 홀에 암나사를 형성하는 탭핑머신에 적용하여 탭을 장착한 탭핑헤드를 탭의 피치에 맞게 하강 또는 상승시킬 수 있도록 한 새로운 형태의 승강장치의 제공에 관한 것이다.

공작기계는 모든 산업의 초석이고 산업발달과 공작기계는 밀접한 관계에 있으며, 이러한 공작기계의 고속화, 경량화는 기술진보와 산업발달을 위한 중요한 지표이고, 이러한 많은 공작기계 중 탭핑머신은 공정특성상 고속화가 가장 중요시되는 공작기계이다.

상기와 같은 탭핑머신은 구멍가공과 나사가공을 주목적으로 개발된 전용공작기계로서, 자동차산업, 전자산업, IT산업 및 기타 기계산업 등 대량생산품인 동시에 정밀부품의 가공에 사용되는 핵심 공작기계이다.

각종의 산업용 기계와 장비 또는 설비를 생산하는데 수천 개의 구멍가공이 필요하고 이와 같이 형성된 구멍에 나사를 형성하는 것이 필요하게 되며, 일반적으로 밀링머신 등을 이용하는 것에 비하여 속도와 정밀도가 현저하게 빠르기 때문에 탭핑머신을 많이 사용되고 있다.

이러한 탭핑머신은 다양한 종류가 개발되어 탭이 수직방향으로 하강하고 상승하는 수직형 탭핑머신과 탭이 수평방향으로 출입하는 수평형 탭핑머신 등이 있으며, 산업현장에서는 대체적으로 수직형 탭핑머신이 많이 사용되고 있으며, 대표적인 예를 도 6을 통하여 살펴보면 다음과 같다.

종래 기술이 적용되는 탭핑머신(1)은 프레임을 구성하는 베이스플레이트(2)의 상면에 드라이브 샤프트홀을 중앙에 형성한 메인플레이트(3)를 설치하고, 상기 드라이브샤프트홀을 관통하여 드라이브샤프트(4)를 설치한다.

상기 드라이브샤프트(4)의 하단부에 메인기어(5)를 결합하여 모터를 통하여 구동력을 제공받도록 하고, 상기 메인플레이트(3)의 내면과 수직으로 서포트핀(6)을 설치한다.

상기 메인플레이트(3)와 평행하게 설치되며 상기 서포트핀(6)의 단부와 가이드플레이트(7)를 결합하고, 상기 메인기어(5)와 적어도 두 개 이상 치합되는 서브기어(8)와, 상기 서브기어(8)와 동일 축 상에 두 개 이상의 탭핑샤프트(9)를 연결한다.

상기 메인플레이트(3)의 내면에 고정되고 타측단은 각각 상기 가이드플레이트(7)를 관통하는 가이드핀(10)과, 상기 가이드플레이트(7)와 평행하게 설치되며, 상기 가이드핀(10)의 타측단과 각각 결합하고, 전후면을 관통하는 피가공물 장착홀을 가진 슬라이딩플레이트(11)를 구비하고, 상기 가이드핀(10)에 각각 삽입되어 가이드플레이트(7)와 슬라이딩플레이트(11)를 탄성 지지하는 가이드스프링(12)을 포함하여 구성하고 있다.

특허출원 제 10 - 2001 - 0044713 호 실용신안등록 제 20 - 0449868 - 0000 호 실용신안등록 제 20 - 0310969 - 0000 호 특허 제 10 - 0392205 - 0000 호

상기와 같은 종래 기술이 적용되는 탭핑머신은 탭핑상태를 수평상태에서 이루어지도록 함으로서 작업자가 탭핑상태를 용이하게 파악할 수 있도록 하고 있으나, 작업자가 탭핑하고자하는 대상물을 밀착시킨 상태에서 밀어야 하는 번거로움이 따르게 되므로 완전한 기계적인 작동에 의하여 탭핑작업이 이루어지는 것으로 보기 어렵게 된다.

특히, 작업자가 피가공물을 밀어야 하므로 작업자의 감각에 의하여 탭핑속도가 달라지는 형태가 되므로 작업자의 능력에 따라 탭핑속도나 탭핑상태가 달라지기 때문에 탭핑된 상태의 품질을 일정하게 유지하는 것이 어렵고, 탭핑과정에서 작업자의 감각이나 컨디션 등에 따라 과도하게 밀거나 표준보다 덜 밀게 되는 다양한 조건이 발생하기 때문에 작업성과 생산성 및 품질을 안정된 상태로 유지하는 것이 어렵다.

작업자에 의하여 피가공물을 미는 과정에서 미끄러짐이나 불확실한 고정상태에서 작업이 이루어질 경우 탭핑머신과 신체적인 접촉이 일어날 수 있고, 과도하게 밀게 됨으로 인하여 탭이 부러질 우려가 높고, 부러진 탭이 비산되면서 작업의 신체를 손상시키게 되는 안전사고의 우려가 높은 실정이다.

뿐만 아니라, 앞서 언급한 수평타입 외에 통상적으로 사용되고 있는 수직타입의 탭핑머신의 경우에도 동력을 전달받아 탭을 정,역회전시키는 탭핑헤드의 하강과 상승을 랙과 피니언으로 구성되는 승강자를 작업자가 손으로 하강 또는 상승시키는 타입과 실린더를 이용하여 하강 또는 상승시키는 타입으로 구성되고 있다.

이러한 경우에도 탭의 피치간 격에 관계없이 작업자의 감각에 의존하여 하강과 상승동작이 이루어지고, 실린더의 설정된 압력과 속도에 의하여 하강과 상승이 이루어지기 때문에 탭의 피치가 달라지더라도 하강과 상승속도는 변함이 없는 상태가 되므로 형성된 탭이 목적하는 형태로 완벽하게 형성되지 못하게 되는 문제가 발생한다.

그리고, 탭핑헤드의 하강과 상승 속도가 탭의 피치와 일치하지 않을 경우에는 탭과 피가공물이 부딛치면서 탭이 부러지는 등의 손상이 있을 수 있고, 탭으로부터 피가공물이 미처 분리되지 못하고 함께 상승하여 상측에서 의도치 않게 분리되는 과정에서 탭과 피가공물이 손상되는 문제를 야기하고, 이로 인하여 작업성과 생산성이 현저하게 저하되고 불량이 과다하게 발생하는 등 여러 문제점이 발생하고 있는 실정이다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 탭핑머신의 상부에 구비되는 메인플레이트에 방사상으로 설치되는 가이드에 결합되는 가이드바의 하단과 연결되는 탭핑플레이트와, 동력을 전달받기 위한 구동기어와 구동기어의 동력을 하단에 장착된 탭으로 전달하는 조인터를 내장하여 교환 가능하게 탭핑플레이트에 장착되는 탭핑헤드와, 상기 가이드바의 상단부와 연결하여 동시에 하강과 상승되도록 하는 가이드플레이트와, 상기 메인플레이트의 중앙에 설치하여 탭핑머신에 장착되는 구동수단의 동력을 전달받아 탭핑헤드로 전달하기 위한 탭핑샤프트와, 상기 메인플레이트에 장착되어 탭핑샤프트를 결합하여 탭핑샤프트의 회전과 더불어 상,하 운동이 가능하게 하는 로터리볼스플라인과, 상기 로터리볼스플라인에 고정하여 구동수단의 동력을 전달받을 수 있도록 하는 타이밍풀리와, 상기 탭핑샤프트의 하단에 설치하여 탭핑헤드의 구동기어와 맞물려 탭을 정,역회전시키는 원동기어와, 상기 탭핑샤프트의 상부에 연결하여 탭핑샤프트를 하강하고 상승할 수 있도록 하는 승강수단으로 구성하여;

피가공물에 나사를 형성할 때 또는 나사를 형성한 후 상승할 때 탭의 피치보다 빠르게 하강 및 상승하거나 과도한 힘이 전도되는 것을 방지하여 원활한 탭의 형성이 가능하고, 탭이나 피가공물의 손상을 방지하고, 불량발생과 안전사고의 우려를 배제할 수 있는 목적 달성이 가능하다.

본 발명은 탭을 장착한 탭핑헤드의 하강과 상승을 탭의 피치간격에 맞게 이루어지도록 함으로서 과부하로 인한 탭과 피가공물의 손상을 방지하여 생산성과 가공성을 높이면서 불량발생을 배제할 수 있고, 안전사고의 우려를 배제하여 쾌적한 작업환경을 유지할 수 있는 것은 물론, 탭의 피치 간격의 변화에 적극 대응할 수 있어 효율적으로 탭핑작업을 수행할 수 있는 등 다양한 효과를 가지는 발명이다.

도 1은 본 발명의 기술인 승강장치가 적용된 탭핑머신을 도시한 예시적인 구성도.
도 2는 본 발명의 기술이 적용된 탭핑머신용 탭핑툴 승강장치를 발췌하여 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 기술이 적용된 탭핑머신용 탭핑툴 승강장치를 도시한 단면 구성도.
도 4는 본 발명의 기술이 적용된 탭핑머신용 탭핑툴 승강장치의 A부위를 발췌한 파절사시도.
도 5는 본 발명의 기술이 적용된 탭핑머신용 탭핑툴 승강장치의 A부위를 발췌한 단면도.
도 6은 종래 기술이 적용된 탭핑머신을 도시한 구성도.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 기술인 승강장치가 적용된 탭핑머신을 도시한 예시적인 구성도, 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 탭핑머신용 탭핑툴 승강장치를 발췌하여 도시한 사시도, 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 탭핑머신용 탭핑툴 승강장치를 도시한 단면 구성도, 도 4는 본 발명의 기술이 적용된 탭핑머신용 탭핑툴 승강장치의 A부위를 발췌한 파절사시도, 도 5는 본 발명의 기술이 적용된 탭핑머신용 탭핑툴 승강장치의 A부위를 발췌한 단면도로서 함께 설명한다.

본 발명의 기술이 적용되는 탭핑머신용 탭핑헤드 승강장치(100)는, 탭핑머신(101)의 프레임(102) 상부에서 어느 한 방향으로 돌출되게 메인플레이트(103)를 설치하고, 상기 메인플레이트(103)의 하방에는 메인플레이트(103)에 방사상으로 설치되는 가이드(104)에 결합되는 가이드바(105)의 하단과 연결되는 탭핑플레이트(106)를 연결한다.

상기 탭핑플레이트(106)에는 동력을 전달받기 위한 구동기어(107)와 구동기어(107)의 동력을 하단에 장착된 탭(108)으로 전달하여 정,역회전시키는 조인터(109)를 내장하고 교환 가능한 통상적인 탭핑헤드(110)를 연결한다.

상기 가이드바(105)의 상단부는 가이드플레이트(111)로 연결하여 하나 이상 설치되는 가이드바(105)가 동시에 하강 또는 상승할 수 있도록 함으로서 탭핑플레이트(106)가 어느 한 방향으로 편중되는 현상을 배제할 수 있도록 한다.

상기 메인플레이트(103)의 중앙에는 탭핑머신(101)의 프레임(102)에 장착되는 모터와 같은 구동수단(112)의 동력을 전달받아 탭핑헤드(110)로 동력을 전달하기 위한 탭핑샤프트(113)를 설치한다.

상기 탭핑샤프트(113)는 메인플레이트(103)에 장착되는 로터리볼스플라인(115)과 결합하여 탭핑샤프트(113)의 회전과 더불어 상,하 운동이 가능하도록 하고, 상기 로터리볼스플라인(115)에는 구동수단(112)의 동력을 전달받을 수 있도록 타이밍밸트와 연결되는 타이밍풀리(116)를 고정한다.

상기 탭핑샤프트(113)의 하단에는 원동기어(117)를 설치하여 탭핑헤드(110)의 구동기어(107)와 맞물려 탭(108)을 정,역회전시킬 수 있도록 하고, 상기 탭핑샤프트(113)의 상부는 승강수단(120)과 연결하여 탭핑샤프트(113)를 탭(108)과 동일한 피치로 하강하고 상승할 수 있도록 한다.

상기 승강수단(120)은, 메인플레이트(103)에 서포터(122)로 가이드플레이트(111)보다 높은 위치에 유지되는 승강플레이트(123)를 구비하고, 상기 승강플레이트(123)의 중앙에 고정되는 승강가이드(124)에 승강유니트(125)를 장착한다.

상기 승강플레이트(123)와 탭핑플레이트(106) 사이에는 스프링(126)을 연결하여 탭핑헤드(110)의 하중을 지탱하면서 하강 후 상승시 복귀를 용이하게 도울 수 있도록 하고, 상기 가이드(104)와 가이드바(105) 및 스프링(126)은 본 발명의 도면에서는 3개를 설치하는 것으로 도시하고 있으나 필요에 따라 3개 이상으로 설치하는 등 다양한 형태로의 실시가 가능할 것이므로 본 발명의 도면에 예시한 것으로 국한되지 않음은 당연할 것이다.

상기 승강유니트(125)는, 승강가이드(124)에 슬라이딩 결합되고 내경부에 암나사(127)를 형성한 소켓(128)과, 상기 소켓(128)에는 외경부에 숫나사(129)를 형성한 스템(130)을 나사 결합한다.

상기 스템(130)의 하단부는 조인트(131)로 탭핑샤프트(113)의 상단부와 연결하고, 상기 소켓(128)의 하단에 형성되는 플랜지(132)와 승강플레이트(123) 사이에는 완충스프링(135)을 개재하여 평소에는 승강유니트(125)가 상승하는 것을 방지하면서 탭핑헤드(110)로부터 충격 등이 전도될 경우 완충을 통하여 승강유니트(125)의 손상을 방지할 수 있도록 한다.

상기 소켓(128)과 스템(130)에 형성되는 암나사(127)와 숫나사(129)는 탭(108)과 동일한 피치를 가지도록 하고, 탭(108)의 종류에 맞게 교환하여 대응할 수 있도록 함과 아울러, 탭핑헤드(110)의 하강과 상승을 감지하여 구동수단(112)을 정,역회전시키기 위한 센서가 구비됨은 당연할 것이다.

상기와 같은 본 발명의 기술이 적용된 탭핑머신용 탭핑헤드 승강장치(100)의 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.

먼저 탭핑플레이트(106)에 형성하고자 하는 탭홀에 맞는 탭(108)을 고정한 탭핑헤드(110)를 장착하고, 승강수단(120)을 구성하는 승강유니트(125)의 소켓(128)과 스템(130)의 암나사(127)와 숫나사(129) 또는 탭(108)의 피치와 동일한 피치를 가지는 것으로 장착한다.

이러한 상태에서 피가공물을 베이스에 고정시킨 후, 구동수단(112)을 작동시키면 구동수단(112)의 동력이 메인플레이트(103)에 장착되는 로터리볼스플라인(115)을 통하여 탭핑샤프트(113)로 전달되어 정방향으로 회전을 수행하고, 탭핑샤프트(113)의 동력은 원동기어(117)를 통하여 탭핑헤드(110)의 구동기어(107)와 조인터(109)를 통하여 탭(108)으로 전달되어 탭(108)을 정방향으로 회전시키게 된다.

동시에 탭핑샤프트(113)의 정방향 회전력은 탭핑샤프트(113)와 조인트(131)로 연결된 승강수단(120)으로 전달되어, 승강플레이트(123)에 고정되는 승강가이드(124)에 결합된 소켓(128)과 결합된 스템(130)이 회전하면서 하강하게 된다.

즉, 승강가이드(124)로 유지되는 소켓(128)에 형성된 암나사(127)와 숫나사(129)로 결합된 스템(130)이 회전하면서 승강플레이트(123)에 대하여 하강하게 되고, 동시에 탭핑샤프트(113)도 하강하게 된다.

그러면, 탭핑샤프트(113)의 하강으로 탭핑플레이트(106)도 하강하게 되므로 결국에는 탭핑플레이트(106)에 장착된 탭핑헤드(110)도 함께 하강하게 되며, 이 과정에서 탭핑샤프트(113)와 탭핑플레이트(106)는 가이드(104)와 가이드바(105)에 의하여 안정된 상태를 유지하게 되며, 승강플레이트(123)와 탭핑플레이트(106)를 연결하고 있던 스프링(126)은 인장되면서 탭핑헤드(110)의 무게를 지탱하는 역할을 수행하게 된다.

상기와 같이 구동수단(112)의 동력을 전달받아 탭핑샤프트(113)가 하강하는 힘의 전달은 로터리볼스플라인(115)에 의하여 이루어지게 되고, 탭핑샤프트(113)가 탭(108)과 동일한 피치로 회전과 하강할 수 있는 것은, 탭(108)과 동일한 피치로 형성한 소켓(128)과 스템(130)의 암나사(127)와 숫나사(129)에 의하여 이루어질 수 있게 되는 것이다.

그리고 상승할 경우에는 센서에 의하여 최대하강상태가 감지되면 구동수단(112)이 역회전을 수행하여 탭핑샤프트(113)로 그 동력을 전달하게 되고, 역방향에 대한 동력은 탭핑샤프트(113)를 통하여 탭핑헤드(110)에 장착된 탭(108)을 역회전시키므로 탭(108)이 피가공물로부터 벗어날 수 있게 된다.

이와 동시에 승강수단(120)을 구성하는 승강유니트(125)의 스템(130)이 탭핑샤프트(113)와 조인트(131)로 연결된 상태에 있으므로 스템(130)의 역회전으로 소켓(128)에 대하여 상승하게 되는 것이다.

상기와 같이 탭핑헤드(110)가 상승할 때에는 가이드(104)와 가이드바(105)에 의하여 안정된 상태를 유지함과 아울러, 인장 되었던 스프링(126)이 원래의 상태로 복귀하면서 탭핑헤드(110)의 상승을 도울 수 있게 되는 것이다.

또한, 승강수단(120)을 구성하는 승강유니트(125)의 소켓(128) 하단에 형성되는 플랜지(132)와 승강플레이트(123) 사이에 완충스프링(135)을 더 설치하여 평소에는 소켓(128)이 승강가이드(124)의 상방으로 슬라이딩 이동하는 것을 방지하도록 하면서 탭핑과정에서 충격이 전도될 경우에는 수축되면서 그 충격을 완화시켜 승강수단(120)이 손상 또는 손괴되는 것을 방지하게 되는 것이다.

이와 같은 본 발명은 탭과 동일한 피치를 가지는 승강수단에 의하여 탭핑샤프트가 하강하고 상승하게 되므로 피가공물에 나사를 형성할 때 또는 나사를 형성한 후 상승할 때 탭의 피치보다 빠르게 하강 및 상승하거나 과도한 힘이 전도되는 것을 방지하여 과부하를 방지하면서 밸런스를 유지하게 되므로 원활한 탭의 형성이 가능하고, 탭이나 피가공물의 손상을 방지하고, 불량발생을 배제하면서 안전사고의 우려를 불식시킬 수 있게 되는 것이다.

100; 탭핑헤드 승강장치
106; 탭핑플레이트
110; 탭핑헤드
113; 탭핑샤프트
115; 로터리볼스플라인
120; 승강수단
123; 승강플레이트
125; 승강유니트
127; 암나사
128; 소켓
129; 숫나사
130; 스템
135; 완충스프링

Claims (4)

1. 탭핑머신의 상부에 구비되는 메인플레이트에 방사상으로 설치되는 가이드에 결합되는 가이드바의 하단과 연결되는 탭핑플레이트와;
   동력을 전달받기 위한 구동기어와 구동기어의 동력을 하단에 장착된 탭으로 전달하는 조인터를 내장하여 교환 가능하게 탭핑플레이트에 장착되는 탭핑헤드와;
   상기 가이드바의 상단부와 연결하여 동시에 하강과 상승되도록 하는 가이드플레이트와;
   상기 메인플레이트의 중앙에 설치하여 탭핑머신에 장착되는 구동수단의 동력을 전달받아 탭핑헤드로 전달하기 위한 탭핑샤프트와;
   상기 메인플레이트에 장착되어 탭핑샤프트를 결합하여 탭핑샤프트의 회전과 더불어 상,하 운동이 가능하게 하는 로터리볼스플라인과;
   상기 로터리볼스플라인에 고정하여 구동수단의 동력을 전달받을 수 있도록 하는 타이밍풀리와;
   상기 탭핑샤프트의 하단에 설치하여 탭핑헤드의 구동기어와 맞물려 탭을 정,역회전시키는 원동기어와;
   상기 탭핑샤프트의 상부에 연결하여 탭핑샤프트를 하강하고 상승할 수 있도록 하는 승강수단으로 구성하는 것을 특징으로 하는 탭핑머신용 탭핑헤드 승강장치.
2. 제 1 항에 있어서;
   상기 승강수단은, 메인플레이트에 서포터로 유지되는 승강플레이트와;
   상기 승강플레이트의 중앙에 고정되는 승강가이드와;
   상기 승강가이드에 장착되는 승강유니트와;
   상기 승강플레이트와 탭핑플레이트 사이를 연결하여 탭핑헤드의 하중을 지탱하면서 복귀를 도우는 스프링으로 구성하고;
   상기 승강유니트는, 승강가이드에 슬라이딩 결합되고 내경부에 암나사를 형성한 소켓과;
   외경부에 숫나사를 형성하여 소켓과 나사 결합하는 스템과;
   상기 스템의 하단부와 탭핑샤프트의 상단부를 연결하는 조인트를 포함하는 것을 특징으로 하는 탭핑머신용 탭핑헤드 승강장치.
3. 제 2 항에 있어서;
   상기 소켓의 하단에 형성되는 플랜지와 승강플레이트 사이에는 승강유니트가 상승하는 것을 방지하면서 탭핑헤드로부터 충격 등이 전도되는 것을 완충시키는 완충스프링을 더 개재하는 것을 특징으로 하는 탭핑머신용 탭핑헤드 승강장치.
4. 제 2 항에 있어서;
   상기 소켓과 스템에 형성되는 암나사와 숫나사는 탭과 동일한 피치를 가지도록 하고, 탭의 종류에 맞게 교환하여 대응할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 탭핑머신용 탭핑헤드 승강장치.

Images