KR101346078B1

KR101346078B1 - 터보차저 하우징의 워크 홀딩장치

Info

Publication number: KR101346078B1
Application number: KR1020087002306A
Authority: KR
Inventors: 아츠노리 몬덴; 키미히로 킷가와; 타쿠미 하와시; 테루아키 타카하시; 야스오 스즈키
Original assignee: 가부시키가이샤 기타가와 뎃꼬쇼
Priority date: 2005-08-05
Filing date: 2006-08-07
Publication date: 2013-12-31
Also published as: US8220805B2; JP4913055B2; CN101232964B; US20100090419A1; GB0801841D0; WO2007018166A1; JPWO2007018166A1; DE112006002087T5; CN101232964A; GB2442671B; GB2442671A; US20120248804A1; KR20080055785A

Abstract

본 발명에 관한 터보차저 하우징의 워크 홀딩장치의 특징은, 원통상으로 형성되어 그 일단측이 워크 취부측으로 되어 있는 보디(body)와, 상기 보디의 내공에 상기 보디의 축방향을 따라 왕복 이동 가능하게 배치되어 있는 플런저(plunger)와, 워크를 홀딩하는 파지면을 구비하고 상기 보디의 워크 취부측의 단면에 상기 플런저에 연동하여 상기 보디의 축방향을 따라 왕복 이동 가능하게 배치되되 상기 워크 취부측에 방사형으로 둘 이상이 구비되는 조(jaw) 및 상기 플런저의 워크 취부측으로의 이동에 수반하여 워크를 상기 보디로부터 이격되는 방향으로 누르는 푸셔(pusher)를 구비하고, 상기 조에는 파지면의 상기 보디로부터 이격되는 끝 가장자리에 상기 보디의 중심축 외측으로 돌출하는 접촉면 상기 조의 개수에 대응되도록 마련되어 있으며, 상기 플런저의 워크 취부측으로의 이동에 수반하여, 워크를 상기 푸셔에 의해 상기 접촉면으로 누름과 동시에, 워크를 상기 파지면에 의해 내경 홀딩하도록 형성되어 있다.

Description

터보차저 하우징의 워크 홀딩장치{WORK HOLDING DEVICE OF HOLDING TURBOCHARGER HOUSING}

본 발명은 터보차저 하우징의 가공에 이용하기에 적합한 터보차저 하우징의 워크 홀딩장치에 관한 것이다.

종래부터, 자동차 등의 엔진 출력 증강 및 배기효율의 향상을 목적으로, 터보차저(turbocharger)를 엔진의 추가 장치로서 부가하는 것이 일반적으로 행해지고 있다. 이 터보차저는, 엔진으로부터의 배기가스에 의해 터빈을 회전시키고, 이 터빈과 동축의 컴프레서(compressor)를 구동하여 엔진에 흡기시킬 공기를 압축하여, 고밀도의 공기를 엔진으로 공급함으로써, 엔진의 출력 증강 및 배기효율의 향상을 수행하는 것이다.

종래의 터보차저 하우징의 일 예에 대하여 도 8 및 도 9로 설명한다.

도 8 및 도 9는, 종래의 터보차저 하우징을 나타내는 것으로, 도 8은 요부(main part)의 정면도, 도 9는 도 8의 A-A선에 따른 요부의 단면도이다.

도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 종래의 터보차저 하우징(W)은, 축심으로 부터 고둥처럼 소용돌이 형상으로 형성된 스크롤(23)을 포함하고 있으며, 이 스크롤(23)의 축심부에는, 대경공(large diameter hole, 22)과, 이 대경공(22)보다 소경인 소경공(small diameter hole, 25)이 스크롤(23)의 축방향을 따라 간격을 두고 대향하도록 배치되어 있다. 그리고, 스크롤(23)의 축심부에는, 도시하지 않은 터빈 로터(turbine rotor)가 수납되도록 되어 있다. 또, 소경공(25)에는, 축받이(bearing)를 통해 회전축(미도시)이 회전가능하게 지지되도록 되어 있으며, 이 회전축의 스크롤측에 위치하는 일단에 터빈 로터가 배치되도록 되어 있다. 또, 대경공(22)의 도 9 좌측에 도시한 외부로 노출되는 개구단은, 터빈 로터를 구동하는 유체(배기가스)의 토출구(26)로 되어 있으며, 스크롤(23)의 축심부와 반대의 개구단은, 터빈 로터를 구동하는 유체인 배기가스의 유입구(27)로 되어 있다.

이와 같은 종래의 터보차저 하우징(W)은, 스크롤(23)이 복잡한 형상을 하고 있기 때문에, 구상흑연주철(nodular cast iron) 등의 주물합금으로 주조된 후에, 절삭가공되어 제조되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

또, 종래의 가공에 제공되는 가공대상물로서의 워크가 되는 터보차저 하우징(W)은, 그 외형이 소용돌이 모양의 복잡한 형상을 하고 있기 때문에, 외형 홀딩이 곤란하며, 때문에, 소경공(25)을 가공하는 절삭사상 가공시에는, 대경공(22)을 내경 홀딩하여 가공되고 있다. 또한, 터보차저 하우징(W)의 소경공(25) 가공 개소의 일 예를 도 9에 이점 쇄선으로 나타낸다.

종래의 워크 홀딩장치에 의한 터보차저 하우징의 내경 홀딩 상태에 대하여 도 10으로 설명한다.

도 10은, 종래의 워크 홀딩장치에 의한 가공에 제공되는 터보차저 하우징의 내경 홀딩 상태의 요부를 나타내는 부분확대 단면도이다.

도 10에 도시한 바와 같이, 워크(work)로서의 가공에 제공되는 주물에 의해 형성된 터보차저 하우징(W)을 내경 홀딩하기 위해서는, 도시하지 않은 워크 홀딩장치로서의 척(chuck)의 조(jaw, 갈고랑이)(28)에 터보차저 하우징(W)의 대경공(22)을 끼워넣고, 소경공(25)의 단면에 있어 대경공(22)이 대향하는 단면(Z)이 조(28)의 선단부에 맞닿을(당접) 때까지, 터보차저 하우징(W)을 밀어 넣는다. 그리고, 당접할때까지 밀려 들어간 터보차저 하우징(W)은, 소경공(25)의 단면(Z)에 의해 축방향에서 위치결정되고, 그 위치에서 조(28)가 반경방향(radial direction) 외측으로 이동하여 조(28)의 파지면(holding face, 24)이 터보차저 하우징(W)의 대경공(22)을 내경 홀딩하도록 되어 있다. 따라서, 가공시의 축방향 홀딩 위치의 기준은, 척의 조(28)가 닿는 소경공(25) 단면(Z)의 위치가 된다. 즉, 가공시에 있어서, 소경공(25)의 단면에 있어 대경공(22)이 대향하는 단면(Z)을, 축방향에 있어서의 위치결정의 기준면으로 하여 터보차저 하우징(W)의 축방향 위치결정이 이루어지고 있다.

특허문헌 1 : 특개소63-306802호 공보

발명이 해결하고자 하는 과제

그러나, 종래의 주조로 제조되는 터보차저 하우징(W)의 절삭가공에서는, 이하에 기재하는 바와 같은 문제점이 있었다.

워크로서의 가공에 제공되는 터보차저 하우징(W)은, 주조시에, 도 9에 도시한 바와 같이, 대경공(22)의 내주면(X)과, 대경공(22)의 단면에 있어 소경공(25)이 대향하는 단면(Y)을 형상의 기준으로서 성형되고 있다.

여기서, 본 명세서에 있어서의 형상의 기준이란, 터보차저 하우징(W)을 주조할 때 이용하는 주형 형성시의 기준을 나타내는 것이다. 즉, 전술한 바와 같이, 터보차저 하우징(W)은, 내부에 대경공(22), 스크롤(23) 및 소경공(25) 등의 중공부분이 구비된다. 이와 같은 주물의 주형을 조형하기 위해서, 주물의 외형부분이 주형의 외측으로 형성되고, 내부공간이 코어(core)로 형성되도록 되어 있다. 따라서, 주형을 조형할 때, 코어를 배치함으로써 형상이 결정되므로, 코어 자체를 형성하는 기준이 주형, 즉 워크로서의 가공에 제공되는 주물에 의해 형성된 터보차저 하우징(W) 형상의 기준으로서 규정되고 있다.

또, 터보차저 하우징(W)은, 가공시에, 도 10에 도시한 바와 같이, 전술한 종래의 내경 홀딩에서는 소경공(25)의 단면(Z)에서 축방향에 있어서의 위치결정을 수행하고 있으므로, 척의 조(28)로 홀딩된 터보차저 하우징(W)은, 주조시 터보차저 하우징(W)의 축방향에 있어서의 기준(대경공(22)의 단면(Y))과는 다른 위치인 소경공(25)의 단면(Z)을 축방향의 기준으로서 홀딩되고 있다. 따라서, 터보차저 하우징(W)의 가공에 있어서는, 도 10에 도시한 바와 같이, 단면(Z)을 기준으로 하여 일정한 가공 치수를 얻을 수 있도록 이루어져 있다.

여기서, 주물에 의해 형성되어 있는 터보차저 하우징(W)은, 예를 들면 주조될 때 주형을 상하로 분할하고, 주형의 캐비티 내부의 소정위치에 내부형상을 얻기 위한 코어를 배치한 상태에서, 상부 주형과 하부 주형을 조합하여 캐비티를 형성하고, 그 캐비티에 용탕(溶湯)이 주탕(注湯)된다. 때문에, 상부 주형과 하부 주형을 조합할 때, 아무리 해도 미소한 차이가 발생하여, 주입된 터보차저 하우징(W) 자체에도 상부 주형 부분과 하부 주형 부분에 미소한 차이가 발생해 버린다. 즉, 상부 주형과 하부 주형의 파팅라인(parting line)에서 불일치가 발생한다.

이 상부 주형과 하부 주형과의 파팅라인에서 발생하는 차이는, 도 10에 과장하여 나타낸 바와 같이, 상부 주형 부분과 하부 주형 부분과의 성형 불일치로서, 터보차저 하우징(W)의 외형에 영향을 미친다. 따라서, 사상 가공시에, 이 성형 불일치가 고려되지 않으면 터보차저 하우징(W)의 대경공(22) 축심과의 불일치가 되어, 형상이 일정한 부품으로 가공할 수 없게 된다.

그런데, 종래의 워크 홀딩장치에서는, 주조시 형상의 기준(대경공(22)의 내주면(X) 및 대경공(22)의 단면(Y))과는 다른 위치를 가공의 기준(대경공(22)의 내주면(X) 및 소경공의 단면(Z))으로 하고 있기 때문에, 주조시의 성형 불일치에 대하여 정확히 가공을 수행할 수가 없다.

그래서, NC(수치제어)선반 등의 공작기계에 의한 가공시에 있어서는, 성형 불일치의 값만큼을 가공시에 보정하기 위해서, 우선 터보차저 하우징(W)의 형상 치수를 측정하여 성형 불일치에 의해 어긋난 수치를 산출하고, 산출한 어긋난 수치를 프로그램 입력하고, 프로그램으로 보정하면서 절삭가공을 수행하고 있다.

때문에, 가공에 이르기까지의 절차 공정, 즉 가공에 제공되는 터보차저 하우징(W)의 형상 치수를 측정하고, 성형 불일치를 산출하고, 프로그램 입력하는 것이 필요해지는 다대한 노력과 시간을 필요로 한다는 문제점이 있었다.

그래서, 가공에 제공되는 주물에 의해 형성된 터보차저 하우징을, 가공시에 내경 홀딩할 때 주조시 형상의 기준으로 정확히 홀딩할 수 있는 터보차저 하우징의 홀딩방법 및 워크 홀딩장치가 요구되고 있다.

본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 이루어진 것이며, 가공시 내경 홀딩할 때 주조시 형상의 기준으로 정확히 홀딩할 수 있는 터보차저 하우징의 워크 홀딩장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

삭제

본 발명에 관한 터보차저 하우징의 워크 홀딩장치의 특징은, 원통상으로 형성되어 그 일단측이 워크 취부측으로 되어 있는 보디(body)와, 상기 보디의 내공에 상기 보디의 축방향을 따라 왕복 이동 가능하게 배치되어 있는 플런저(plunger)와, 워크를 홀딩하는 파지면을 구비하고 상기 보디의 워크 취부측의 단면에 상기 플런저에 연동하여 상기 보디의 반경방향을 따라 왕복 이동 가능하게 배치되되 상기 워크 취부측에 방사형으로 둘 이상이 구비되는 조(jaw) 및 상기 플런저의 워크 취부측으로의 이동에 수반하여 워크를 상기 보디로부터 이격되는 방향으로 누르는 푸셔(pusher)를 구비하고, 상기 조에는 파지면의 상기 보디로부터 이격되는 끝 가장자리에 상기 보디의 반경방향 외측으로 돌출하는 접촉면이 상기 조의 개수에 대응되도록 마련되어 있으며, 상기 플런저의 워크 취부측으로의 이동에 수반하여, 워크를 상기 푸셔에 의해 상기 접촉면으로 누름과 동시에, 워크를 상기 파지면에 의해 내경 홀딩하도록 형성되어 있는 점에 있다.

상기 조는, 조 본체와, 이 조 본체에 착탈 가능하게 고정되는 톱 조로 분할되어 있으며, 상기 톱 조에 상기 접촉면 및 파지면이 마련되어 있는 것이 바람직하다.

상기 푸셔는, 상기 플런저에 상기 플런저의 이동 방향을 따라 이동 가능하게 배치됨과 동시에, 스프링의 탄성력에 의해 워크 취부측을 향해 탄성 지지되어 있는 것이 바람직하며, 또, 상기 푸셔는, 상기 플런저에 상기 플런저의 이동 방향을 따라 이동 가능하게 배치됨과 동시에, 상기 플런저의 이동과 더불어, 유체압에 의해 상기 플런저의 이동 방향을 따라 이동 가능하게 배치되어 있는 것이 바람직하며, 또한, 상기 푸셔를 동작시키는 유체의 공급 유로에, 상기 플런저의 동작에 상기 푸셔의 동작을 연동시키도록 유체를 공급하기 위한 스위치가 마련되어 있는 것이 바람직하다.

발명의 효과

본 발명에 관한 터보차저 하우징의 워크 홀딩장치에 따르면, 대경공과 소경공이 서로 대향되는 부분을 축방향에 있어서의 위치결정 기준면으로서 터보차저 하우징의 축 방향 위치결정을 수행하고, 그 후, 대경공을 내경 홀딩하는 것이 가능하므로, 가공시 내경 홀딩할 때 주조시 형상의 기준으로 정확히 홀딩할 수 있다. 그 결과, 가공의 기준과 주조시 형상의 기준이 같아져, 균일한 정밀도의 터보차저 하우징을 대량으로 생산할 수 있는 등의 우수한 효과를 가진다. 또, 주형의 상부 주형과 하부 주형의 불일치를 측정할 필요가 없으며, 가공시의 프로그램 보정을 하지않아도 되므로, 가공 전에 필요했던 절차 시간을 단축할 수 있어, 택 타임(Takt time)단축이 되어, 생산성의 향상을 실현할 수 있는 등의 우수한 효과를 가진다.

또, 본 발명에 관한 워크 홀딩장치에 따르면, 본 발명에 관한 터보차저 하우징의 홀딩방법을 확실하면서도 용이하게 실시할 수 있는 등의 우수한 효과를 가진다.

따라서, 본 발명에 관한 터보차저 하우징의 홀딩방법 및 워크 홀딩장치에 따르면, 가공시 내경 홀딩할 때 주조시 형상의 기준으로 정확히 홀딩할 수 있는 등의 매우 우수한 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에 관한 워크 홀딩장치의 실시형태의 요부를 나타내는 정면도이다.

도 2는 도 1의 워크 홀딩장치의 실시형태에 있어서의 터보차저 하우징을 홀딩시킨 워크 홀딩 상태에 있어서의 요부를 나타내는 확대 단면도이다.

도 3은 본 발명에 관한 터보차저 하우징 홀딩방법의 실시형태에 있어서의 워크 삽입 상태의 요부를 나타내는 확대 단면도이다.

도 4는 본 발명에 관한 터보차저 하우징 홀딩방법의 실시형태에 있어서의 워크 삽입 상태에 이어지는 걸림 상태의 요부를 나타내는 도 3과 동일한 도이다.

도 5는 본 발명에 관한 터보차저 하우징 홀딩방법의 실시형태에 있어서의 워크 걸림 상태에 이어지는 워크 당접 상태의 요부를 나타내는 도 3과 동일한 도이다.

도 6은 본 발명에 관한 터보차저 하우징 홀딩방법의 실시형태에 있어서의 워크 당접 상태에 이어지는 워크 축방향 위치결정 상태의 요부를 나타내는 도 3과 동일한 도이다.

도 7은 본 발명에 관한 터보차저 하우징 홀딩방법의 실시형태에 있어서의 워크 축방향 위치결정 상태에 이어지는 워크 홀딩 상태의 요부를 나타내는 확대 부분 단면도이다.

도 8은 워크로서의 터보차저 하우징의 외관도이다.

도 9는 도 8의 A-A선에 따른 단면도이다.

도 10은 종래의 워크 홀딩장치에 의한 터보차저 하우징의 내경 홀딩 상태를 나타내는 확대 부분 단면도이다.

이하, 본 발명을 도면에 도시한 실시형태로 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 관한 워크 홀딩장치의 실시형태를 나타내는 것으로, 도 1은 요부를 나타내는 정면도, 도 2는 터보차저 하우징을 홀딩시킨 워크 홀딩 상태에 있어서의 요부를 나타내는 확대 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시형태의 워크 홀딩장치로서의 척(chuck, 1)은, 거의 원통상으로 형성된 보디(body, 2)를 갖고 있다. 이 보디(2)는, 복수의 척 취부 볼트(8)(도 2에 하나만 도시)에 의해, 공작기계, 예를 들면 NC선반의 주축(9)에 취부되도록 되어있다. 또, 보디(2)의 도 2 우측에 도시한 일단측인 우단측은, 워크로서의 터보차저 하우징(W)이 취부되는 워크 취부측(WS)으로 되어있고, 보디(2)의 도 2 좌측에 도시한 타단측인 좌단측은, 주축(9)에 취부되는 주축 취부축(SS)으로 되어있다.

상기 보디(2)의 내공(10)에는, 플런저(3)가 도 2의 좌우방향으로 도시한 축 방향을 따라 슬라이딩 가능하게 배치되어 있다. 이 플런저(3)는, 도시하지 않은 실린더 등의 액추에이터(actuator) 구동력에 의해, 보디(2)의 축방향을 따라 왕복이동 가능하게 배치되어 있다.

상기 보디(2)의 워크 취부측(WS) 단면인 도 2의 우측에 도시한 전면에는, 보디(2)의 반경방향을 따라 왕복이동 가능한 3개의 조(4)가 배치되어 있다. 이들 조(4)는 보디(2)의 축심으로부터 등거리 위치에서 인접위치의 2개의 조(4)의 중심간 거리가 동등하도록 등각도 배치되며, T자형 단면의 쐐기부재(12)가 마련되어 있다. 또, 플런저(3)에는, 3개소의 웨지(wedge)부(11)에 T자형 안내홈(13)이 마련되며, 안내홈(13)에 조(4)의 쐐기부재(12)가 맞물려, 플런저(3)와 조(4)가 쐐기작용을 이루어 계합(係合)되어 있다.

본 실시형태의 조(4)는, 쐐기부재(12)가 마련된 조 본체(4A)와, 터보차저 하우징(W)을 내경 홀딩하는 파지면(24)이 마련된 톱 조(top jaw, 4B)로 분할되어 있다. 그리고, 톱 조(4B)는, 복수의 고정 볼트(14)에 의해 조 본체(4A)의 워크 취부측(WS)에 위치하는 도 2의 우측에 나타낸 전면에 착탈 가능하게 고정되도록 되어있다.

상기 톱 조(4B)는, 조 본체(4A)에 고정 볼트(14)로 취부되는 1편(片)과, 도 2 우측에 나타내는 축 방향의 워크 취부측(WS)으로 연장되는 다른 1편에 의해 전체적으로 거의 L자형을 이루고 있으며, 축 방향의 워크 취부측(WS)으로 연장되는 1편측에는, 반경방향 외측을 향해 구비되는 파지면(24)과, 이 파지면(24)의 보디(2)로부터 이격되는 끝 가장자리인 우단연(右端緣)에서 보디(2)의 반경방향 외측으로 돌출하는 돌부(15)가 마련되어 있다. 그리고, 파지면(24)은, 터보차저 하우징(W)의 대경공(22) 내주면(X)과 당접하도록 이루어져 있다. 또, 돌부(15)의 도 2 좌우방향으로 나타낸 두께를, 대경공(22)의 단면(Y)과 소경공의 단면(Z)과의 간격보다 작게(얇게) 하는 것이, 후술하는 바와 같이, 대경공(22)의 단면(Y)과 소경공의 단면(Z)과의 사이에 돌부(15)를 위치시켜 접촉면(5)을 단면(Y)에 당접시키는 동작을 용이하면서 확실히 수행하는데 간요(肝要)하다.

상기 돌부(15)의 보디(2) 측에 위치하는 도 2의 좌측에 나타내는 축 방향의 주축 취부측(SS)의 후면에는, 가공에 제공되는 터보차저 하우징(W)을 홀딩하는 홀딩상태에서 터보차저 하우징(W)의 주조시 형상의 기준의 하나인 단면(Y)에 당접하는 접촉면(5)이 구비되어 있다. 즉, 톱 조(4B)에는, 파지면(24)의 보디(2)로부터 이격되는 끝 가장자리에 보디(2)의 반경방향 외측으로 돌출하는 접촉면(5)이 마련되어 있다.

상기 보디(2)의 워크 취부측(WS)에 위치하는 전면에는, 플런저(3)을 삽입하는 내공(10)을 막는 커버(16)가 마련되어 있다.

상기 플런저(3)에는, 터보차저 하우징(W)을 보디(2)의 도 2 우측에 나타내는 전면으로부터 이격하는 방향, 즉 터보차저 하우징(W)을 보디(2)로부터 이격하는 방향으로 누르기 위한 복수(본 실시형태에서는 3개)의 푸셔(6)가 도 2의 우측에 나타내는 워크 취부측(WS)에 돌출하여 마련되어있다. 이들 푸셔(6)는, 워크로서의 터보차저 하우징(W)을 도 2의 우측에 나타내는 워크 취부측(WS) 방향으로 누르기 위한 것이다. 이들 푸셔(6)는, 보디(2)의 축심으로부터 등거리 위치에서 등각도 배치되어 있다. 또, 푸셔(6)는, 터보차저 하우징(W)을 당접하는 푸셔 피스(pusher piece, 17)와, 푸셔 피스(17)를 볼트(20)로 전방 선단에 착탈 가능하게 취부하여 도 2의 좌우방향으로 나타내는 축 방향을 따라 슬라이딩 가능하게 배치된 샤프트(shaft, 18)와, 이 샤프트(18)를 축 방향을 따라 안내하는 가이드 샤프트(guide shaft, 19)와, 샤프트(18)를 도 2의 우측에 나타내는 워크 취부측(WS)을 향해 탄성지지하는 탄성지지 수단으로서의 스프링(7)으로 구성되어있다.

상기 가이드 샤프트(19)는, 플런저(3)에 축 방향으로 평행하게 워크 취부측(WS)으로 돌출하여 고착(固着)되어 있으며, 플런저(3)의 축 방향 이동과 연동하여 도 2의 좌우방향으로 이동하도록 형성되어 있다. 또, 가이드 샤프트(19)에 구비된 관통공(21)에 샤프트(18)를 삽입통과함으로써, 샤프트(18)가 플런저(3)의 축 방향을 따라 슬라이딩 가능하게 지지되어 있다.

상기 스프링(7)은, 예를 들면 압축 코일 스프링으로 형성되어 있으며, 샤프트(18) 말단과 플런저(3)와의 사이에 구비되어, 스프링 하중을 탄성력으로 하여 샤프트(18)를 도 2의 우측에 도시된 전방, 즉 워크 취부측(WS)을 향해 탄성 지지하고 있다.

즉, 푸셔(6)는, 플런저(3)에 플런저(3)의 이동방향을 따라 이동 가능하게 배치됨과 동시에, 스프링(7)의 탄성력에 의해 워크 취부측(WS)을 향해 탄성 지지 되어 있다.

또한, 푸셔(6)는, 플런저(3)에 플런저(3)의 이동방향을 따라 이동 가능하게 설치되어 있으면 되며, 예를 들면 플런저(3)에 플런저(3) 이동방향을 따라 이동 가능하게 설치됨과 동시에, 플런저(3)의 이동과 더불어, 압축공기나 작동오일 등의 유체압에 의해 플런저(3)의 이동방향을 따라 이동 가능하게 설치하여도 좋다. 구체적인 예로는, 유체압에 의해 신축하는 피스톤 로드를 구비한 왕복동 액츄에이터(actuator)를 예시할 수 있다. 이 경우, 푸셔(6)를 동작시키는 유체의 공급유로에, 플런저(3)의 동작에 푸셔(6)의 동작을 연동시키도록 유체를 공급하기 위한 조작밸브 등으로 이루어진 스위치를 마련하면 좋다. 이에 따라, 후술하는 바와 같이, 푸셔(6)에 의해 터보차저 하우징(W)을 보디(2)로부터 이격하는 방향인 워크 취부측(WS)을 향해 누를 때의 누름력을, 스프링(7)의 탄성력을 이용하는 경우에 비교하여 확실히 얻을 수 있으며, 누름력의 변경이나 조절을 유체 공급측에서의 조작으로 용이하게 수행할 수 있다. 또, 플런저(3)의 이동에 수반하는 푸셔(6) 이동의 연동 동작은, 연산부로서의 CPU 및 프로그램이나 데이터 등이 기억되는 기억부로서의 메모리를 구비한 제어부로부터의 제어 지령에 의해 유체압을 조절밸브로 제어함으로써 용이하게 수행할 수 있다. 또한, 설계 컨셉 등의 필요에 따라서 유체압 대신에 전기력을 이용하여도 좋다.

그 밖의 구성에 대해서는, 종래 공지인 유압 척 등의 파워 척과 동일하므로, 그 상세 설명에 대해서는 생략한다.

다음으로, 전술한 구성으로 이루어지는 본 실시형태의 작용에 대하여 본 발명의 터보차저 하우징 홀딩방법의 실시형태와 함께 설명한다.

본 실시형태의 터보차저 하우징의 홀딩방법은, 전술한 도 8 및 도 9에 도시한 종래의 주물에 의해 형성된 터보차저 하우징(W)과, 전술한 도 1 및 도 2에 도시한 본 실시형태의 워크 홀딩장치로서의 척(chuck)을 이용하여 실시한다.

즉, 본 실시형태의 워크 홀딩장치로서의 척(1)을 이용하여, 터보차저 하우징(W)의 홀딩을 수행할 때는, 우선, 사람 손 또는 로봇에 의해, 터보차저 하우징(W)의 대경공(22)을 척(1)의 조(4), 본 실시형태에서는 톱 조(4B)에 삽입함으로써 개시된다.

이때, 척(1)은 도 2에 도시한 대기상태를 유지하고 있다. 이 대기상태에서는, 플런저(3)는 주축 취부측(SS)으로 후퇴되어 있으며, 플런저(3)에 연동하여 보디(2)의 반경방향을 따라 왕복 이동하는 조(4)는, 반경방향 내측으로 이동하여 각 톱 조(4B)의 돌부(15)를 연결하는 직경 사이즈가 대경공(22)의 직경 사이즈보다 소경이 되어, 톱 조(4B)의 파지면(24)과 대경공(22)과의 사이, 및 돌부(15)의 외주와 대경공(22)과의 사이 각각에, 터보차저 하우징(W)의 대경공(22)을 척(1)의 톱 조(4B)에 삽입하기 위해 필요한 극간(gap)이 형성되어 있다. 또, 플런저(3)의 이동에 수반하여 터보차저 하우징(W)을 보디(2)로부터 이격하는 방향으로 누르는 푸셔(6)는, 주축 취부측(SS)으로 후퇴되어 있으며, 플런저(3)로부터 워크 취부측(WS)으로 돌출되어 있는 푸셔 피스(17)의 선단은, 삽입되는 터보차저 하우징(W)으로부터 이격한 상태를 유지할 수 있도록 되어있다.

이어서, 톱 조(4B)의 돌부(15)가, 터보차저 하우징(W)의 주조시 형상의 기준 중 하나인 단면(Y)보다도 워크 취부측(WS)이 되는 위치까지 터보차저 하우징(W)의 삽입이 이루어져 워크 삽입 상태가 된다.

이때, 척(1)의 톱 조(4B)에 대한 터보차저 하우징(W)의 삽입은, 톱 조(4B) 돌부(15)의 도 1 우측에 도시한 선단면(4a)이 소경공(25)의 단면(Z)에 당접하는 것으로 규제되어 있다.

즉, 톱 조(4B) 돌부(15)의 선단면(4a)을 소경공(25)의 단면(Z)에 당접시킴으로써, 터보차저 하우징(W)의 삽입방향인 축 방향에서의 위치결정이 이루어지고 있다.

이때, 톱 조(4B) 돌부(15)의 접촉면(5)은, 대경공(22)의 단면(Y)보다 워크 취부측(WS)에 위치하여 이격되어 있다.

따라서, 소경공(25)의 단면에 있어 대경공(22)이 대향하는 단면(Z)은, 대경공(22)을 톱 조(4B)의 파지면(24)으로 내경 홀딩하는데 앞서서 실시되는 터보차저 하우징(W)의 삽입방향인 축 방향에 있어서의 예비 위치결정의 기준면이 되고 있으며, 단면(Z)을축 방향에 있어서의 예비 위치결정의 기준면으로서 터보차저 하우징(W)의 축 방향 예비 위치결정을 수행함으로써, 척(1)의 톱 조(4B)에 대한 터보차저 하우징(W)의 삽입위치(삽입량)를 용이하게 제어할 수 있도록 되어있다.

즉, 본 실시형태의 터보차저 하우징(W)의 홀딩방법에 있어서는, 후술하는 대경공(22)의 단면에 있어 소경공(25)이 대향하는 단면(Y)을 축 방향의 기준면으로서 위치결정을 수행하기에 앞서, 소경공(25)의 단면에 있어 대경공(22)이 대향하는 단면(Z)을 축 방향에 있어서의 예비 위치결정의 기준면으로서 터보차저 하우징(W)의 축 방향의 예비 위치결정을 수행하도록 되어있다.

상기 터보차저 하우징(W)이 척(1)에 삽입된 워크 삽입 상태를 도 3에 도시한다. 이 도 3에 있어서, 부호 CA는 파지면(24)과 대경공(22)의 내주면(X)과의 사이의 반경방향의 극간(clearance)을 나타내며, 부호 CB는 돌부(15)의 외주와 대경공(22)의 내주면(X)과의 사이의 반경방향의 극간을 나타내며, 부호 CC는 접촉면(5)과 대경공(22)의 단면(Y)과의 축 방향의 극간을 나타내며, 부호 CD는 푸셔(6)의 푸셔 피스(17)의 선단과 터보차저 하우징(W)과의 축 방향의 극간을 나타내고 있다.

이어서, 터보차저 하우징(W)이 워크 삽입 상태가 되면, 척(1)의 톱 조(4B)의 돌부(15)로의 터보차저 하우징(W)의 대경공(22) 삽입을 종료하고, 조(4)에 의한 내경 홀딩을 이하와 같이 개시한다.

상기 터보차저 하우징(W)의 내경 홀딩은, 도시하지 않은 실린더 등의 구동원에 의해 플런저(3)를 도 2의 우측에 도시한 축 방향 전방, 즉 워크 취부측(WS)으로 이동함으로써 개시된다. 이 플런저(3)의 이동에 수반하여, 플런저(3)에 경사지게 마련된 웨지부(11)의 안내홈(13)에 계합된 조(4)의 쐐기부재(12)의 쐐기작용에 의해, 조(4)는, 반경방향 외측을 향해 이동을 개시한다. 이에 따라, 조(4)에 취부된 톱 조(4B)도 마찬가지로 반경방향 외측을 향해 이동을 개시한다. 또, 플런저(3)에 고착되어 있는 푸셔(6)가, 플런저(3)의 움직임에 연동하여 도 2의 우측에 도시한 축 방향 전방, 즉 워크 취부측(WS)을 향해 이동을 개시한다.

이어서, 플런저(3)의 워크 취부측(WS)으로의 이동에 의해, 톱 조(4B)의 선단에 구비된 돌부(15)가 경방향 외측으로 이동하여, 돌부(15)의 외주면 중심으로부터의 거리가 스크롤(23)의 내부에 있어서 대경공(22)의 반경을 넘으면 돌부(15)의 외주와 대경공(22)과의 사이의 극간 CB(도3)이 없어져, 워크 걸림 상태가 된다.

이때, 조(4)의 경방향 외측으로의 이동에 의해, 파지면(24)은, 대경공(22)에 근접하면서도 대경공(22)으로부터 이격되고 있다. 즉, 파지면(24)과 대경공(22)의 내주면(X)과의 사이의 극간 CA는 점차 감소한다. 또, 접촉면(5)과 대경공(22)의 단면(Y)과의 극간 CC는 변함없이 워크 삽입 상태를 유지하고 있다. 또한, 푸셔(6)의 푸셔 피스(17)의 선단은 터보차저 하우징(W)에 근접하면서도 터보차저 하우징(W)으로부터 이격되고 있다. 즉, 푸셔 피스(17)의 선단과 터보차저 하우징(W)과의 사이의 극간 CE는 점차 감소한다.

상기 톱 조(4B)의 선단에 구비된 돌부(15)가 경방향 외측으로 이동하여, 돌부(15)의 외주면 중심으로부터의 거리가 스크롤(23) 내부에서 대경공(22)의 반경을 초과한 워크 걸림 상태를 도 4에 도시한다.

이어서, 플런저(3)가 축방향 워크 취부측(WS)으로 더 이동함으로써, 푸셔 피스(17)의 선단이 터보차저 하우징(W)에 당접하여, 푸셔 피스(17)의 선단과 터보차저 하우징(W)과의 사이의 극간 CE는 없어져, 워크 당접 상태가 된다.

이때, 조(4)가 경방향 외측으로 더 이동함으로써, 파지면(24)은, 대경공(22)에 보다 근접하면서도 대경공(22)으로부터 이격하고 있다. 즉, 파지면(24)과 대경공(22)과의 사이의 극간 CA는 보다 감소한다. 또, 접촉면(5)과 대경공(22)의 단면 (Y)과의 극간 CC는 변함없이 워크 삽입 상태를 유지하고 있다.

상기 푸셔(6)가 터보차저 하우징(W)에 당접한 워크 당접 상태를 도 5에 도시한다.

이어서, 플런저(3)가 축방향 워크 취부측(WS)으로 한층 더 이동함으로써, 푸셔 피스(17)는 스프링(7)의 탄성력을 갖고 터보차저 하우징(W)을 도 2의 우측에 도시한 워크 취부측(WS)으로 누르고, 터보차저 하우징(W)은, 도 2의 우측에 도시한 보디(2)로부터 이격하는 방향으로 이동을 개시한다. 이 터보차저 하우징(W)의 이동에 의해, 대경공(22)의 단면(Y)이 톱 조(4B)의 돌부(15)에 마련된 접촉면(5)에 당접하여, 워크 축방향 위치결정 상태가 된다.

이때, 터보차저 하우징(W)의 보디(2)로부터 이격하는 방향으로의 이동은, 대경공(22)의 단면(Y)이 톱 조(4B)의 돌부(15)에 마련된 접촉면(5)에 당접하는 것으로 규제되고 있다.

즉, 톱 조(4B)의 돌부(15)에 마련된 접촉면(5)을 대경공(22)의 단면(Y)에 당접시킴으로써, 축 방향의 위치결정이 이루어지고 있다. 이에 따라, 접촉면(5)과 대경공(22)의 단면(Y)과의 사이의 극간 CC는 없어지며, 대신에 돌부(15)의 선단면과 단면(Z)과의 사이의 극간 CE가 형성되게 된다.

따라서, 대경공(22)의 단면에 있어 소경공(25)이 대향하는 단면(Y)을 가공할 때 하나의 기준으로서 이용할 수 있다.

이때, 조(4)의 경방향 외측으로의 더 많은 이동에 의해, 파지면(24)은, 대경공(22)에 더 근접하면서도 대경공(22)으로부터 이격된다. 즉, 파지면(24)과 대경공(22)과의 사이의 극간 CA는 더 감소한다. 또, 플런저(3)의 워크 취부측으로의 더 많은 이동에 의해, 조(4)는 경방향 외측으로 이동하고, 톱 조(4B)의 선단에 구비된 돌부(15)는, 스크롤(22)의 내부를 경방향 외측으로 더 이동한다.

따라서, 본 실시형태의 터보차저 하우징(W)의 홀딩방법에 있어서는, 대경공(22)의 단면에 있어 소경공(25)이 대향하는 단면(Y)을 축 방향에 있어서의 위치결정 기준면으로 하여 터보차저 하우징(W)의 축 방향 위치결정을 수행할 수 있도록 되어있다.

상기 대경공(22)의 단면(Y)이 톱 조(4B)의 돌부(15)에 마련된 접촉면(5)에 당접한 워크 축 방향 위치결정 상태를 도 6에 도시한다.

이어서, 플런저(3)가 축방향 워크 취부측(WS)으로 더 이동하면, 조(4)가 경방향 외측으로 이동하여, 톱 조(4B)에 마련된 파지면(24)이 터보차저 하우징(W)의 내주면(X)에 당접하여, 도 2에 도시한 워크 내경 홀딩 상태가 된다. 또한, 워크 내경 홀딩 상태에서의 요부를 확대하여 도 7에 도시한다.

따라서, 워크 내경 홀딩상태에서는, 대경공(22)의 내주면(X) 및 대경공(22)의 단면(Y)을 가공할 때의 기준으로서 이용할 수 있다.

이때, 푸셔 피스(17)는, 터보차저 하우징(W)을 워크 취부측(WS)을 향해 눌러, 돌부(15)의 접촉면(5)과 단면(Y)의 돌부(15)에 당접하고 있는 부분과의 사이에 과잉의 누름력을 부가하려고 하나, 이 과잉의 누름력은, 스프링(7)이 축방향으로 수축함으로써 흡수된다. 그 결과, 돌부(15) 및/또는 단면(Y)의 돌부(15)에 당접하고 있는 부분에 과잉의 누름력이 가해지지 않으므로, 플런저(3)의 워크 취부측(WS)으로의 이동에 의해, 돌부(15) 및/또는 단면(Y)의 돌부(15)에 당접하고 있는 부분이 손상 혹은 파손되는 것을 확실히 방지할 수 있다.

이와 같이 본 실시형태의 터보차저 하우징의 홀딩방법에 따르면, 터보차저 하우징(W)을 홀딩할 때, 플런저(3)의 워크 취부측(WS)으로의 이동에 수반하여, 푸셔(6)가 터보차저 하우징(W)을 보디(2)로부터 이격하는 방향으로 눌러, 톱 조(4B)의 접촉면(5)에 단면(Y)을 당접시켜 터보차저 하우징(W)의 축 방향에서의 위치 결정을 하고, 그리고, 톱 조(4B)에 마련된 파지면(24)이 터보차저 하우징(W)의 내주면(X)을 내경 홀딩함으로써 터보차저 하우징(W) 주조시 형상의 기준인 내주면(X) 및 대경공(22)의 단면(Y)을 기준으로서 홀딩하는 것을 가능하게 하는 것이다. 즉, 터보차저 하우징(W)의 가공에 있어서는, 도 7에 도시한 바와 같이, 단면(Y)을 기준으로서 일정한 가공 치수를 얻을 수 있도록 이루어져 있다.

따라서, 본 실시형태의 터보차저 하우징의 홀딩방법에 따르면, 터보차저 하우징(W)의 내주면(X) 및 대경공(22)의 단면(Y)을 기준으로서 홀딩함으로써, 도 7에 상세히 도시한 바와 같이, 가공시 축 방향에서의 치수가, 주조시의 기준인 내주면(X)으로부터 정확히 얻을 수 있으므로, 높은 가공 정밀도를 얻을 수 있다.

즉, 도 10에 도시되는 종래의 워크 홀딩 장치에서는, 터보차저 하우징(W)을 홀딩하는 기준이 내주면(X) 1면뿐이기 때문에, 터보차저 하우징(W)을 홀딩할 때, 심내기(centering)가 정확히는 수행되기 어려웠으나, 본 실시형태의 터보차저 하우징의 홀딩방법에서는, 대경공(22)의 단면에 있어 소경공(25)이 대향하는 단면(Y)을 축방향에서의 위치결정 기준면으로서 터보차저 하우징(W)의 축방향 위치결정을 수행하고, 그 후, 대경공(22)을 내경 홀딩하도록 구성되어있기 때문에, 가공에 필요한 터보차저 하우징(W)을 내주면(X) 및 대경공(22) 단면(Y)의 2개의 기준으로 홀딩하고, 게다가 이들 기준이, 주조시 형상의 기준이기 때문에, 보다 정확히 심내기를 수행할 수 있다.

따라서, 본 실시형태의 터보차저 하우징의 홀딩방법에 따르면, 가공의 기준과 주조시 형상의 기준이 같아지게 되어, 균일한 정밀도의 터보차저 하우징(W)을 대량으로 생산할 수 있으며, 주형의 상부 주형과 하부 주형의 불일치를 측정할 필요가 없고, 가공시의 프로그램 보정을 하지않아도 되므로, 가공 전에 필요했던 절차 시간을 단축할 수 있어, 택 타임의 단축이 되어, 생산성 향상 및 저코스트화를 용이하면서도 확실히 실현할 수 있다.

또, 본 실시형태의 터보차저 하우징의 홀딩방법에 따르면, 대경공(22)의 단면에 있어 소경공(25)이 대향하는 단면(Y)을 축방향의 기준면으로서 위치결정을 수행하기에 앞서, 소경공(25)의 단면에 있어 대경공(22)이 대향하는 단면(Z)을 축방향에 있어서의 예비 위치결정 기준면으로서 터보차저 하우징(W)의 축방향 예비 위치결정을 수행할 수 있도록 구성되어 있으므로 척(1)의 톱 조(4B)에 대한 터보차저 하우징(W)의 삽입위치(삽입량)를 용이하게 제어할 수 있다.

또, 본 실시형태의 워크 홀딩 장치로서의 척(1)에 따르면, 원통상으로 형성되어 그 일단측이 워크 취부측(WS)으로 되어 있는 보디(2)와, 보디(2)의 내공(10)에 보디(2)의 축 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 배치되어 있는 플런저(3)와, 워크로서의 터보차저 하우징(W)을 홀딩하는 파지면(24)을 구비하고 보디(2)의 워크 취부측(WS)의 단면에 플런저(3)에 연동하여 보디(2)의 반경방향을 따라 왕복 이동 가능하게 배치되어 있는 조(4)와, 플런저(3)의 워크 취부측(WS)으로의 이동에 수반하여 터보차저 하우징(W)을 보디(2)로부터 이격하는 방향으로 누르는 푸셔(6)를 구비하며, 조(4)에는 파지면(24)의 보디(2)로부터 이격하는 끝 가장자리에 보디(2)의 반경방향 외측으로 돌출하는 접촉면(5)이 마련되어 있으며, 플런저(3)의 워크 취부측(WS)으로의 이동에 수반하여, 터보차저 하우징(W)을 푸셔(6)에 의해 접촉면(5)으로 누름과 동시에, 터보차저 하우징(W)을 파지면(24)에 의해 내경 홀딩하도록 형성되어 있으므로, 본 실시형태의 터보차저 하우징(W)의 홀딩방법을 용이하게 실시할 수 있다. 따라서, 터보차저 하우징(W)의 생산성 향상 및 저코스트화를 도모할 수 있다.

또, 본 실시형태의 워크 홀딩장치로서의 척(1)에 따르면, 조(4)가, 조 본 체(4A)와, 이 조 본체(4A)에 착탈 가능하게 고정되는 톱 조(4B)로 분할되어 있으며, 톱 조(4B)에 접촉면(5) 및 파지면(24)이 마련되어 있으므로, 톱 조(4B)를 미리 마련된 다른 것과 교환하는 간편한 방법에 의해, 대경공(22)의 사이즈나 스크롤(23)의 형상 및 사이즈가 다른 각종의 터보차저 하우징(W)의 내경 홀딩을 용이하게 수행할 수 있다. 즉, 범용성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 주물에 의해 형성된 터보차저 하우징에 한하지 않고, 성형 불일치가 발생하는 각종의 주조품을 내경 홀딩하여 가공하는 각종의 것에 이용할 수 있다.

또, 본 발명은 전술한 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 필요에 따라 다양한 변경이 가능하다.

Claims

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원통상으로 형성되어 그 일단측이 워크 취부측으로 되어 있는 보디(body);

상기 보디의 내공에 상기 보디의 축방향을 따라 왕복 이동 가능하게 배치되어 있는 플런저(plunger);

워크를 홀딩하는 파지면을 구비하고 상기 보디의 워크 취부측의 단면에 상기 플런저에 연동하여 상기 보디의 반경방향을 따라 왕복 이동 가능하게 배치되되 상기 워크 취부측에 방사형으로 둘 이상이 구비되는 조(jaw); 및

상기 플런저의 워크 취부측으로의 이동에 수반하여 워크를 상기 보디로부터 이격되는 방향으로 누르는 푸셔(pusher)를 구비하고,

상기 조에는 파지면의 상기 보디로부터 이격되는 끝 가장자리에 상기 보디의 반경방향 외측으로 돌출하는 접촉면이 상기 조의 개수에 대응되도록 마련되어 있으며,

상기 플런저의 워크 취부측으로의 이동에 수반하여, 워크를 상기 푸셔에 의해 상기 접촉면으로 누름과 동시에, 워크를 상기 파지면에 의해 내경 홀딩하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 워크 홀딩장치.
제 3항에 있어서,

상기 조는, 조 본체와, 이 조 본체에 착탈 가능하게 고정되는 톱 조(top jaw)로 분할되어 있으며, 상기 톱 조에 상기 접촉면 및 파지면이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 터보차저 하우징의 워크 홀딩장치.
제 3항 또는 4항에 있어서,

상기 푸셔는, 상기 플런저에 상기 플런저의 이동 방향을 따라 이동 가능하게 배치됨과 동시에, 스프링의 탄성력에 의해 워크 취부측을 향해 탄성 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 터보차저 하우징의 워크 홀딩장치.
제 3항 또는 4항에 있어서,

상기 푸셔는, 상기 플런저에 상기 플런저의 이동 방향을 따라 이동 가능하게 배치됨과 동시에, 상기 플런저의 이동과 더불어, 유체압에 의해 상기 플런저의 이동 방향을 따라 이동 가능하게 배치되어 있는 것을 특징으로 터보차저 하우징의 워크 홀딩장치.
제 6항에 있어서,

상기 푸셔를 동작시키는 유체의 공급 유로에, 상기 플런저의 동작에 상기 푸셔의 동작을 연동시키도록 유체를 공급하기 위한 스위치가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 터보차저 하우징의 워크 홀딩장치.