KR101434125B1

KR101434125B1 - 공작 기계에 있어서의 가공 대상물의 고정 장치 및 그 고정 장치를 구비한 공작 기계

Info

Publication number: KR101434125B1
Application number: KR1020137016855A
Authority: KR
Inventors: 요시노부 키시; 테츠야 타키세; 아키노부 칸다; 요시미 사루타
Original assignee: 시티즌홀딩스 코리미티드; 시티즌 마쉬나리 미야노 가부시키가이샤
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2011-11-14
Publication date: 2014-08-25
Also published as: CN103228384A; US20130249174A1; JP5674116B2; KR20130122762A; EP2647455A1; EP2647455B1; WO2012073683A1; TWI529016B; CN103228384B; ES2748006T3; JP2012115929A; EP2647455A4; TW201240753A; US9296047B2

Abstract

슬라이딩 부재의 축 회전의 특정 각도 위치(위상)의 부분에만 마찰이 생기는 것을 방지 내지 억제한다. 메인 축(90)과 함께 회전하고 척(chuck)부(20)를 개폐 동작시키도록 변위하는 척 작동조(40)와, 메인 축(90)과 함께 회전하는 고무 링(70)과, 메인 축(90)의 축 방향(MN)에 따른 제 1의 위치(P1)와 제 2의 위치(P2)와의 사이을 이동할 수 있게 마련되고, 제 1 위치(P1)에서 고무 링(70)에 접하여 고무 링(70)과 함께 회전하고, 제 2의 위치(P2)에서 척 작동조(40)에 접하여 척 작동조(40)를 변위시키면서 척 작동조(40)와 함께 회전하고, 제 1의 위치(P1)와 제 2의 위치(P2)와의 사이의 일부 범위에서는, 고무 링(70) 및 척 작동조(40) 중 어느 하나에도 접하지 않는 보빈(50)(슬라이딩 부재)을 구비한다.

Description

공작 기계에 있어서의 가공 대상물의 고정 장치 및 그 고정 장치를 구비한 공작 기계{DEVICE FOR FIXING WORKPIECE IN MACHINE TOOL, AND MACHINE TOOL COMPRISING FIXING DEVICE}

본 발명은, 공작 기계에서 가공 대상물의 고정 장치 및 그 고정 장치를 구비한 공작 기계에 관한 것으로, 구체적으로는 작동 레버와 슬라이딩 부재와의 접촉시의 상태의 개량에 관한 것이다.

종래, 선반 등의 공작 기계는, 환봉(丸棒) 등의 가공 대상물(이하, 워크라고 함.)을 메인 축에 고정하기 위한 고정 장치(이하, 처킹(chucking) 장치라고 함.)를 구비하고 있다.

이 처킹 장치는 메인 축과 함께 회전하며 폐쇄된 상태에서 워크를 고정하고, 개방된 상태에서 가공 대상물의 고정을 해제하는 고정부와, 메인 축과 함께 회전하여 고정부를 개폐 동작시키도록 변위하는 작동 레버와, 메인 축의 축 방향에 따른 제 1의 위치와 제 2의 위치와의 사이를 이동할 수 있게 마련되고, 이동할 수 있는 범위 중에서 제 2의 위치에는 작동 레버에 접하여 작동 레버를 변위시키면서 작동 레버와 함께 회전하고, 제 1의 위치에서는 작동 레버에 접하지 않는 슬라이딩 부재를 구비하고 있다.

그리고 슬라이딩 부재가 제 2의 위치에 있을 때는 고정부가 폐쇄되고, 슬라이딩 부재가 제 1의 위치에 있을 때는 고정부가 개방된다.

그런데 슬라이딩 부재는 작동 레버에 접하지 않을 때는 대부분 회전하지 않거나 또는 메인 축의 외주면과의 조그마한 접촉에 의한 드래그 토크(drag torque)로 회전하고 있는 정도이기 때문에, 메인 축과 함께 회전하고 있는 작동 레버와의 회전 차이는 커지고, 본 슬라이딩 부재가 작동 레버에 접촉할 때, 큰 회전 속도 차이에 따라 슬라이딩 부재가 회전 방향으로 마찰하는 문제가 있다.

그래서, 슬라이딩 부재와 메인 축 사이의 상대적인 움직임을 없애기 위해서는, 양자 간에 제동 부재를 개재시키고, 슬라이딩 부재를 항상 메인 축과 일체적으로 회전시키는 것이 제안된다(특허문헌 1).

이 기술에 의하면, 메인 축(특허문헌 1에 있어서 스핀들(spindle))과 슬라이딩 부재(특허문헌 1에 있어서 시프터(sifter))와의 사이의 개재된 제동 부재에 의해, 슬라이딩 부재와 메인 축이 항상 일체적으로 회전하고, 또한, 작동 레버(특허 문헌 1에 있어서 착조))도 메인 축과 항상 일체적으로 회전하고 있기 때문에, 슬라이딩 부재가 작동 레버에 접촉할 때 양자의 회전 속도는 일치하고 있으며, 속도 차이가 없기 때문에 회전 방향의 마찰을 방지 내지 억제할 수 있다.

특허 제2660898호 공보

그런데 작동 레버는 메인 축의 축 회전 특정의 각도 위치(위상)에 마련되어 있고, 또한, 상기 선행기술문헌 기재의 발명은 슬라이딩 부재도 메인 축과 일체적으로 구성되어 있기 때문에, 슬라이딩 부재의 작동 레버에 접촉하는 부분의 축 회전의 각도 위치(위상)는 항상 일정하므로, 그 작동 레버가 접촉하는 각도 위치의 부분만 접촉을 반복하게 되고, 그 특정한 위상의 부분에 축선 방향으로 연장되는 마찰이 생기기 쉽다.

본 발명은 상기 사정에 비추어 이루어진 것으로, 슬라이딩 부재의 회전 방향의 마찰을 방지 내지 억제하면서, 축 회전의 특정한 각도 위치(위상)의 부분에 축선 방향으로 연장되는 마찰이 생기는 것도 방지 내지 억제할 수 있다, 공작 기계에 있어서의 가공 대상물의 고정 장치 및 고정 장치를 구비한 공작 기계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 공작 기계에 있어서의 가공 대상물의 고정 장치는, 작동 레버에 접하는 슬라이딩 부재를 메인 축과 동기하여 회전시키면서 작동 레버에 접촉하는 근방의 범위에는 메인 축과 일체적으로 회전하지 않도록 하고, 슬라이딩 부재를 관성이나 드래그 토크로 회전시킨 상태에서 작동 레버에 접촉시킴으로써 회전 방향의 마찰을 방지 내지 억제하면서, 작동 레버에 접촉하는 슬라이딩 부재 부분의 메인 축의 축 회전의 각도 위치(위상)가 특정한 일정 위치가 되지 않도록 하고, 축 방향으로 연장되는 마찰을 방지 내지 억제한 것이다.

즉, 본 발명에 관한 공작 기계에 있어서의 가공 대상물의 고정 장치는, 메인 축과 함께 회전하고, 폐쇄된 상태에서 가공 대상물을 고정하고, 개방된 상태에서 상기 가공 대상물의 고정을 해제하는 고정부와, 상기 메인 축과 함께 회전하고 상기 고정부를 개폐 동작시키도록 변위하는 작동 레버와, 상기 메인 축의 축 방향에 따른 제 1의 위치와 제 2의 위치와의 사이를 이동할 수 있게 마련되고, 상기 이동 가능한 범위 중에서 상기 제 2의 위치에서 상기 작동 레버에 접하고 상기 작동 레버를 변위시키면서 상기 작동 레버와 함께 회전하는 슬라이딩 부재와, 상기 슬라이딩 부재의 이동 가능한 범위 중에서 상기 제 1의 위치에서 상기 슬라이딩 부재에 접하도록 배설된 상기 메인 축과 함께 회전하는 회전 전달 부재를 구비하고, 상기 슬라이딩 부재, 상기 회전 전달 부재 및 상기 작동 레버는 상기 슬라이딩 부재의 상기 제 1의 위치와 상기 제 2의 위치와의 사이의 범위의 적어도 일부 범위에서 상기 슬라이딩 부재가 상기 회전 전달 부재 및 상기 작동 레버 중 어느 하나에도 접하지 않도록 배치 또는 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관한 공작 기계는, 본 발명에 관한 고정 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 공작 기계에 있어서의 가공 대상물의 고정 장치에 의하면, 슬라이딩 부재의 회전 방향의 마찰을 방지 내지 억제하면서, 축 회전의 특정 각도 위치(위상)의 부분에 축선 방향으로 연장되는 마찰이 생기는 것을 방지 내지 억제 할 수 있다.

또, 본 발명에 관한 공작 기계에 의하면, 고정 장치에 있어서의 슬라이딩 부재의 회전 방향의 마찰을 방지 내지 억제하면서, 축 회전의 특정 각도 위치(위상)의 부분에 축선 방향으로 연장되는 마찰이 생기는 것을 방지 내지 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 공작 기계로서의 자동 선반의 메인 축 부분 및 그 고정 장치로서의 처킹 장치를 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1에 있어서의 고정 장치의 상세한 내용을 도시하는 단면도이고, 보빈이 제 1의 위치에 있는 상태를 나타낸다.
도 3은 도 1에 있어서의 고정 장치의 상세한 내용을 도시하는 단면도이고, 보빈이 제 2의 위치에 있는 상태를 나타낸다.
도 4는 도 1에 있어서의 고정 장치의 상세한 내용을 도시하는 단면도이고, 보빈이 제 1의 위치와 제 2의 위치와의 사이의 일부 범위에 있는 상태를 나타낸다.
도 5는 고무 링의 외주 외측에 외주 링을 피복한 변형예를 도시하는 단면도이다(그 중 1).
도 6은 고무 링의 외주 외측에 외주 링을 피복한 변형예를 도시하는 단면도이다(그 중 2).

이하, 본 발명에 관한 공작 기계에 있어서의 가공 대상물(이하, 워크라고 함.)을 고정하는 고정 장치(이하, 처킹 장치라고 함.)의 실시형태 및 본 처킹 장치를 구비한 공작 기계에 대해서, 도면을 사용하여 설명한다.

(구성)

도 1은 공작 기계인 자동 선반의 회전하는 메인 축(90)에 워크(200)를 고정하는 처킹 장치(10)를 나타내는 단면도이다.

본 처킹 장치(10)는 콜릿 척에 의한 처킹 장치이고, 메인 축(90)과 함께 회전하고, 폐쇄된 상태에서 워크(200)를 고정하고, 개방된 상태에서 워크(200)의 고정을 해제하는 척부(20)(고정부)와 메인 축(90)과 함께 회전하고, 척부(20)를 개폐 동작시키도록 지점(C) 주변에 요동하는 척 작동조(40)(작동 레버)와, 메인 축(90)과 함께 회전하는 고무 링(70)(회전 전달 부재, 탄성 부재)과, 메인 축(90)의 축 방향에 따른 제 1의 위치(P1)(후술)와 제 2의 위치(P2)(후술)와의 사이를 이동할 수 있게 마련되고, 이동할 수 있는 범위 중에서 제 1의 위치(P1)에서 고무 링(70)에 접하여 고무 링(70)과 함께 회전하고, 이동할 수 있는 범위 중에서 제 2의 위치(P2)에서 척 작동조(40)에 접하여 척 작동조(40)를 변위시키면서 척 작동조(40)와 함께 회전하고, 제 1의 위치(P1)와 제 2의 위치(P2)의 근방과의 사이의 범위 중에서 적어도 일부 범위에서는, 고무 링(70) 및 척 작동조(40) 중 어느 하나에도 접하지 않는 보빈(50)(슬라이딩 부재)을 구비하고 있다.

여기서, 척부(20)의 구조는 공지이고, 메인 축(90)의 반지름 방향 내측으로 휘어져 폐쇄된 상태가 됨으로써 워크(200)의 외주면 외측에서 워크(200)를 단단히 죄어서 고정하는 콜릿(21)과, 이 콜릿(21)의 외주 외측에 마련되어 메인 축(90)의 축 방향(M)으로 변위 함으로써, 그 내주면에 형성된 테이퍼가 콜렛(21)의 외주면에 형성되어 있는 테이퍼를 타고 올라가서, 콜렛(21)을 전술한 바와 같이 휘게 하는 제 1 슬리브(22) 및 그 제 1 슬리브(22)를 축 방향(M)으로 누르는 제 2 슬리브(23)를 구비한다.

또한, 본 실시형태에는, 제 1 슬리브(22)와 제 2 슬리브(23)는 메인 축(90)의 축 방향(MN)에 따라 일직선 상으로 나란히 배열된 2체구성이지만, 이들 2개의 슬리브(22, 23)는 일체적으로 구성된 것이어도 좋다.

한편, 콜렛(21)은 코일 스프링(24)에 의해 메인 축(90)의 축 방향(M)으로 눌리는 부세력을 받고 있으며, 제 1 슬리브(22) 및 제 2 슬리브(23)가 축 방향(M)으로 변위하지 않을 때는 제 1 슬리브(22)의 테이퍼에서 받는 하중이 작아지기 때문에, 콜렛(21) 자체의 탄성 복원력에 의해 메인 축(90)의 반지름 방향 내측으로의 휘어짐이 없어져 개방되고, 워크(200)의 고정이 해제된다.

척 작동조(40)는 메인 축(90)과 일체적으로 회전하지만, 도 2에 도시하는 바와 같이, 메인 축(90)의 주방향에 따라 등간격으로 복수 마련되어 있고, 각각 지점(C) 주변에 요동하지만, 그 각각의 제 1 단부(41)는 메인 축(90)의 외주면(91) 측에 위치하고, 지점(C)을 사이에 두고 제 1 단부(41)와는 반대 측의 제 2 단부 (42)는 제 2 슬리브(23)의 후단면(23a)으로 마주하면서 항상 접하고 있다.

그리고 각 척 작동조(40)는, 그 제 1 단부(41)가 메인 축(90)의 외주면(91)에 접하도록 도시하지 않는 부세력에 의해 부세되어 있으며, 제 1 단부(41)가 메인 축(90)의 외주면(91)에 접하고 있는 상태에서는, 코일 스프링(24)에 의해 슬리브(22, 23)가 척 작동조(40)의 방향으로 이동하고 있으며, 제 2 단부(42)는 제 2 슬리브(23)의 후단면(23a)에 접한 상태가 되고, 한편, 제 1 단부(41)가 부세력에 저항하여 메인 축(90)의 외주면(91)에서 떨어지면 제 2 단부(42)가 제 2 슬리브(23)의 후단면(23a)을 메인 축(90)의 축 방향(M)으로 누르고, 제 2 슬리브(23)를 축 방향(M)으로 변위시킨다.

제 2 슬리브(23)의 축 방향(M)의 변위에 의해 제 1 슬리브(22)를 일체적으로 축 방향(M)으로 변위시키고, 콜렛(21)을 휘게 하여 워크(200)를 고정시킨다.

또한, 슬리브(22, 23)가 척 작동조(40)의 방향(축 방향(N))으로 이동하고 있는 상태일 때는, 콜렛(21)에 의한 워크(200)의 고정은 해제된 상태가 된다.

고무 링(70)은 메인 축(90)의 외주면(91)에 압접하여 보빈(50)을 사이에 두고, 척 작동조(40)와는 반대측으로 마련되어 있어, 메인 축(90)과 일체적으로 회전한다.

보빈(50)은 메인 축(90)의 외주면(91)에 메인 축(90)의 축 방향(MN)으로 슬라이딩할 수 있게 마련되어 있고, 그 축 방향(MN)에 따른 길이(L1)는 고무 링(70)의 척 작동조(40)에 가까운 측의 단면(71)(이하, 후단면(71)이라고 함.)과 척 작동조(40)의 제 1 단부(41)와의 사이의 길이(L0)보다도 다소 짧게 형성되어 있다(L1＜L0).

여기서, 도 1에 도시하는 구동원으로서의 실린더(61)는 외부로부터의 지령에 의해 그 축(62)을 축 방향(MN)에 따라 변위시키는 것으로, 본 축(62)에는 일단 측에서 회전 자재로 지지된 구동 레버(63)의 타단이 지지된다.

그리고 구동 레버(63)는 보빈(50)과 계합하고 있으며, 실린더(61)의 축(62)이 축 방향(MN)에 따라서 변위하는 것에 의해 구동 레버(63)가 보빈(50)을 메인 축(90)의 외주면(91)에 따라서 축 방향(MN)으로 슬라이딩시킨다.

또한, 보빈(50)은 메인 축(90)의 외주면(91)으로 느슨하게 감합되어 있지만, 후술하는 바와 같이 메인 축(90)과 동기하여 회전하는 상태로 되는 경우가 있기 때문에, 볼 베어링을 통해 메인 축(90)의 외주면에 근접한 내측 부분(53)과 외측 부분(54)이 상대적으로 회전할 수 있도록 되어 있고, 회전하지 않는 구동 레버(63)는 외측 부분(54)에 지지되어 있다.

보빈(50)의 내측 부분(53)은 그 척 작동조(40)에 가까운 측의 부분이 척 작동조(40)를 향해 돌출하여 형성되어 있고, 그 돌출한 부분의 외주면은 척 작동조(40)의 제 1 단부(41)에 접하는 상태로 되는 경우가 있는 캠면(51)으로 이루어져 있다.

그리고 캠면(51) 중에서 척 작동조(40)의 제 1 단부(41)에 가까운 측의 부분은, 제 1 단부(41)가 타고 올라가는 테이퍼면(51a)(단면도에 있어서 테이퍼면)으로 형성되고, 그 테이퍼면(51a)에 연속하여 제 1 단부(41)가 올라간 높이가 일정한 수평면(51b)(단면에 있어서 수평면)이 형성된다.

보빈(50)이 슬라이딩할 수 있는 범위는, 구동 레버(63)에 의해 이동되는 범위 내이지만, 축 방향(M)에 있어서 보빈(50)의 고무 링(70)에 가까운 측의 단면(52)(이하, 선단면(52)이라고 함.)이 고무 링(70)의 후단면(71)에 압접한 위치(고무 링(70)를 겨우 탄성 변형시키고, 그 탄성 변형에 따른 탄성력에 의해 보빈(50)의 선단면(52)과 고무 링(70)의 후단면(71)이 밀착하고, 탄성력에 기인한 마찰력에 의해 보빈(50)과 고무 링(70)의 사이에서 미끄럼이 생기지 않는 정도로 접한 위치: 이하, 제 1의 위치(P1)라고 함.)과, 축 방향(N)에 있어서, 도 3에 도시하는 바와 같이, 보빈(50)의 캠면(51) 중에서 수평면(51b)에 척 작동조(40)의 제 1 단부(41)가 타고 올라간 상태에 대응하는 위치(이하, 제 2의 위치(P2)라고 함.)와의 사이의 범위이다.

그리고 척 작동조(40)의 제 1 단부(41)가 보빈(50)의 캠면(51)에 타고 올라가면, 제 1 단부(41)는 메인 축(90)의 반지름 방향 외측으로 변위하고, 그것에 따라서 척 작동조(40)는 지점(C) 주변에 회전하고, 제 2 단부(42)가 제 2 슬리브(23)의 후단면(23a)을 누르고, 제 2 슬리브(23)를 축 방향(M)으로 변위시키지만, 그 변위량은 테이퍼면(51a)에 타고 올라가는 높이가 높아지는 것에 대응하여 커지고, 척 작동조(40)의 제 1 단부(41)가 보빈(50)의 수평면(51b)에 타고 올라간 상태에서 전술한 콜렛(21)에 의한 워크(200)의 고정 동작을 완료한다.

(작용)

이와 같이 구성된 실시형태의 처킹 장치(10)에 의하면, 실린더(61)에 대해 워크(200)의 고정을 해제시키는 지령이 이루어진 상태일 때는 슬라이딩 레버(63)가 축 방향(M)으로 이동하고, 이때 보빈(50)은 구동 레버(63)에 의해 제 1의 위치(P1)(도 2)에 위치한 상태가 된다.

보빈(50)은 제 1의 위치에 있어서는, 그 선단면(52)이 메인 축(90)과 일체적으로 회전하고 있는 고무 링(70)의 후단면(71)에 압접되어 있기 때문에, 그 내측 부분(53)이 고무 링(70)과 함께 즉, 메인 축(90)의 회전과 동기하여 회전한다.

그 후, 실린더(61)에 대해 워크(200)를 고정시키는 지령이 이루어졌을 때는, 구동 레버(63)가 축 방향(N)으로 이동하고, 보빈(50)은 구동 레버(63)에 의해 제 1의 위치(P1)에서 제 2의 위치(P2)(도 3)를 향해 변위하지만, 보빈(50)의 내측 부분(53)의 축 방향(MN)에 따른 길이(L1)는, 고무 링(70)의 후단면(71)과 척 작동조(40)의 제 1 단부(41)와의 사이의 길이(L0)보다도 조금 짧게(L1＜L0) 형성되어 있기 때문에, 도 4에 도시하는 바와 같이, 보빈(50)의 선단면(52)이 고무 링(70)의 후단면(71)에서 떨어진 직후의 위치에서 보빈(50)의 내측 부분(53)의 테이퍼면(51a)이 척 작동조(40)의 제 1 단부(41)에 접하는 위치까지의 범위(일부 범위: 제 1의 위치(P1)와 제 2의 위치(P2)와의 사이의 범위 중에서 제 1의 위치(P1)의 근방 위치에서 축 방향(N)에 따른 차이(L0-L1)(도 2 참조)까지의 범위)에는, 보빈(50)은 고무 링(70)에도 척 작동조(40)에도 접하지 않는 상태가 된다.

따라서, 보빈(50)을 회전시키는 구동력은 없어지고, 보빈(50)은 고무 링(70)과 동기하여 회전했을 때의 관성으로 회전하지만, 회전하는 메인 축(90)의 외주면(91)과의 느슨한 감합뿐이므로, 보빈(50)의 볼 베어링의 저항 등에 의해 회전 속도가 저하하고, 메인 축(90)의 회전 속도보다 근소하게 늦은 속도로 회전한 상태가 된다.

단, 보빈(50)은 제 1의 위치(P1)에 있어서 고무 링(70)과 압접하는 상태와 같이 메인축(90)과 완전히 동기한 회전이 아니기 때문에, 회전하는 메인 축(90)과는 위상이 어긋난다.

보빈(50)이 더 축 방향(N)으로 변위하고, 보빈(50)의 내측 부분(53)의 테이퍼면(51a)이 메인 축(90)과 동기하여 회전하는 척 작동조(40)의 제 1 단부(41)에 접하기 시작하면, 보빈(50)은 이 테이퍼면(51a)과 척 작동조(40)의 제 1 단부(41)와의 접촉에 의해 척 작동조(40)와 함께, 즉, 메인 축(90)의 회전과 재차 동기하여 회전한다.

여기서, 보빈(50)과 척 작동조(40)가 접촉하는 순간은, 보빈(50)의 회전 속도는 메인 축(90)의 회전 속도, 즉, 척 작동조(40)의 회전 속도보다는 느리지만, 그 속도 차이는 보빈(50)이 정지한 상태나 단순히 메인 축(90)으로 드래그 토크하는 상태에서 척 작동조(40)에 접하는 경우의 속도 차이보다도 각별히 작아지게 된다.

따라서, 보빈(50)과 척 작동조(40)와의 접촉부에서 생기는 회전 방향의 마찰을 보빈이 정지한 상태나 단순히 메인 축(90)으로 드래그 토크하는 상태에서 척 작동조에 접촉하는 것에 있어서의 회전 방향의 마찰보다도 현저하게 저감시킬 수 있다.

여기서, 본 실시형태의 처킹 장치(10)는 선행기술문헌 기재의 발명과 같이, 보빈과 메인 축과의 사이에 양자의 상대적인 회전을 저지하는 제동 부재를 개재시키고, 보빈과 메인 축을 항상 일체로 회전시키도록 한 것과는 다르게 보빈(50)과 척 작동조(40)와의 접촉시에 양자 간의 속도 차이가 전혀 없는 것은 아니고, 양자의 접촉시에 있어서 양자의 속도 차이는 근소하게 존재하지만, 그 속도 차이는 매우 작기 때문에, 그 근소한 속도 차이에 의해 마찰을 극히 작게 할 수 있다.

또한, 보빈(50)이 고무 링(70)에서 떨어지고, 그 후에 보빈(50)이 척 작동조(40)로 접촉하기 시작할 때까지의 범위에는 보빈(50)은 메인 축(90)과 독립하여 비동기로 회전하기 때문에, 보빈(50)이 척 작동조(40)에 접촉하는 테이퍼면(51a)의 위치(축 주변의 각도 위치)는 그 접촉할 때마다 변화한다.

따라서, 본 실시형태의 처킹 장치(10)는 선행기술과 같이 보빈과 메인 축과의 사이에 양자의 상대적인 회전을 저지하는 제동 부재를 개재시키고, 보빈과 메인 축을 항상 일체로 회전시키도록한 것과 다르게, 보빈(50)과 척 작동조(40)가 접촉할 때의 척 작동조(40)의 제 1 단부(41)가 접촉하는 테이퍼면(51a)에서의 위치(축 주변의 각도 위치(위상))가 일정하지 않으며, 따라서, 그 특정한 부분만이 집중적으로 마찰하는 것을 방지 내지 억제할 수 있다.

또한, 보빈(50)은 메인 축(90)과 일체적으로 회전하고 구동 레버(63)에 의해 더 축 방향(N)으로 이동되며, 각 척 작동조(40)의 제 1 단부(41)의 접촉 위치는 보빈(50)의 테이퍼면(51a)에서 수평면(51b)으로 이행하고, 보빈(50)은 사전에 설정된 제 2의 위치(P2)에서 축 방향(N)으로의 이동이 정지되며(도 3), 워크(200)의 고정 동작이 완료한다.

워크(200)의 고정 동작이 완료한 후에, 실린더(61)에 대해 워크(200)의 고정을 해제시키는 지령이 이루어졌을 때는, 구동 레버(63)가 축 방향(M)으로 이동하고, 이때 보빈(50)은 구동 레버(63)에 의해 제 2의 위치(P2)에서 제 1의 위치(P1)를 향해 축 방향(M)으로 변위된다.

이때, 보빈(50)은 상술한 제 1의 위치(P1)에서 제 2의 위치(P2)를 향해 축 방향(N)으로 변위한 동작과 반대 동작으로 변위하고, 보빈(50)의 테이퍼면(51a)이 척 작동조(40)의 제 1의 단부(41)에서 떨어졌을 때(도 4), 보빈(50)은 메인 축(90)의 회전과 비동기가 되고, 보빈(50)의 선단면(52)이 고무 링(70)의 후단면(71)에 접하면, 고무 링(70)과의 마찰력에 의해 고무 링(70)과 일체적으로 회전하고, 메인 축(90)과 재차 동기하여 회전한다.

또한, 보빈(50)의 선단면(52)이 고무 링(70)의 후단면(71)에 접할 때, 보빈(50)과 고무 링(70)과의 사이에는 근소한 속도 차이가 존재하고, 탄성 부재인 고무 링(70)은 보빈(50)과 접한 순간 그 속도 차이에 의해 탄성 변형하지만, 고무 링(70)이 이와 같이 탄성 변형하는 것에 따라 양자 간의 속도 차이에 의한 접속시의 충격을 완화할 수 있다.

그리고 보빈(50)은 제 1의 위치(P1)까지 진행하며, 축 방향(M)으로의 이동은 정지되고(도 2), 워크(200)의 고정 해제의 동작이 완료한다.

이와 같이, 본 실시형태의 처킹 장치(10)에 의하면, 보빈(50)의 척 작동조(40)에 접하는 부분에서의 마찰을 저감할 수 있는 것과 동시에, 척 작동조(40)가 접촉하는 보빈(50)의 부분이 일정한 부분으로 집중하지 않도록 척 작동조의 접촉 부분을 분산 시킬 수 있고, 특정한 부분만 집중적으로 마찰하는 것을 방지 내지 억제할 수 있다.

본 실시형태의 처킹 장치(10)는 메인 축(90)과 함께 회전하고, 제 1의 위치(P1)에서 보빈(50)으로 메인 축(90)의 회전을 전달하는 회전 전달 부재로서 탄성 부재인 고무 링(70)을 적용한 것이지만, 본 발명의 고정 장치에 있어서는 메인 축의 회전을 제 1의 위치에서 슬라이딩 부재(보빈(50))로 전달하는 작용을 발휘하는 것이라면 고무 링(70)으로 한정된 것이 아니고, 고무 이외의 탄성 부재로 형성된 탄성 부재이어도 좋고, 탄성 재료 이외의 재료로 형성된 부재이어도 좋다.

(변형예)

도 5에 도시한 처킹 장치(10)는 상술한 실시형태의 처킹 장치(10)의 변형예이고, 이 변형예도 본 발명의 고정 장치의 일실시형태이다.

본 변형예의 처킹 장치(10)는, 상술한 실시형태의 처킹 장치(10)에 있어서 고무 링(70)의 외주 외측으로 고무 링(70)의 외측의 탄성 변형을 저지 또는 억제하는 외주 링(81)(환상 부재)이 추가된 것이다.

상술한 바와 같이, 회전 전달 부재로서는 고무 링(70) 이외의 것을 적용할 수 있지만, 실시형태와 같이 고무 링(70)을 적용한 것, 특히, 그 반지름 방향의 두께가 얇고, 그 내경이 메인 축(90)의 외주면(91)의 반지름보다 근소하게 작은 경우, 메인 축(90)의 회전이 고속으로 되면 고무 링(70)은 반지름 방향 외측을 향해 작용하는 원심력의 영향을 받아서 주방향에 따라 연장되고, 이 결과, 고무 링(70)의 내주면과 메인 축(90)의 외주면(91)과의 접촉 압력이 저감하고, 고무 링(70)은 메인 축(90)의 회전을 보빈(50)으로 적절하게 전달할 수 없게 될 우려가 있다.

하지만, 도 5에 도시한 변형예의 처킹 장치(10)는 고무 링(70)의 외주 외측으로 마련된 외주 링(81)이, 고무 링(70)의 외측으로의 탄성 변형을 저지 내지 억제하기 때문에, 메인 축(90)이 고속으로 회전한 경우라고 해도 고무 링(70)의 내주면과 메인 축(90)의 외주면(91)과의 접촉 압력이 저감하는 것을 방지 내지 억제할 수 있고, 이 결과, 고무 링(70)은 메인 축(90)의 회전을 보빈(50)으로 적절하게 전달할 수 있다.

또한, 외주 링(81)으로서는, 메인 축(90)의 회전 속도에 의해 작용하는 원심력 정도에는 용이하게 변형하지 않는 재료로 형성된 것이면 좋고, 대표적으로는 금속제나 수지제, 카본 파이버(carbon fiber)로 보강된 FRP 등, 여러 가지로 적용할 수 있다.

또, 외주 링(81)은, 그 내주면에 원심력이 작용하지 않는 상태에서 고무 링(70)의 외주면과 접하는 것이 바람직하다. 외주 링(81)의 내주면과 고무 링(70)의 외주면과의 사이에 틈이 존재하는 것이라면, 고무 링(70)이 그 틈 부분만큼 반지름 방향의 외측으로 피하기 때문에, 고무 링(70)과 메인 축(90)과의 사이의 접촉 압력이 저감하지만, 외주 링(81)의 내주면이 원심력의 작용하지 않는 고무 링(70)의 외주면에 접하는 것이라면, 원심력이 작용해도 고무 링(70)은 반지름 방향의 외측으로 피할 수 없기 때문에, 고무 링(70)과 메인 축(90)과의 사이의 접촉 압력이 저감하는 것을 방지할 수 있기 때문이다.

또한, 외주 링(81)의 축 방향(MN)에 따라 길이 범위 중에서 고무 링(70)의 후단면(71) 측의 단연(端緣)(81a)은, 고무 링(70)의 후단면(71)보다도 돌출하지 않도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.

즉, 외주 링(81)의 단연(81a)이 고무 링(70)의 후단면(71)보다도 돌출되어 있으면, 보빈(50)을 축 방향(M)으로 변위시켰을 때, 그 돌출되어 있는 단연(81a)이 고무 링(70)이나 후단면(71)보다도 먼저 보빈(50)의 선단면(52)으로 충돌하기 때문에, 고무 링(70)에 의한 접촉시의 충격의 완화 작용을 발휘할 수 없을 뿐만 아니라, 보빈(50)을 그 이상 축 방향(M)으로 변위할 수 없게 되고, 고무 링(70)과 보빈(50)과의 압착력(접촉 압력)이 충분히 확보할 수 없게 된다.

하지만, 외주 링(81)의 단연(81a)이 고무 링(70)의 후단면(71)보다도 움푹 들어가 있는 상태(도 5; 단연(81a)이 후단면(71)보다도 축 방향(M) 측에 위치하고 있는 상태)라면, 보빈(50)의 선단면(52)이 고무 링(70)의 후단면(71)에 접촉한 후에도 고무 링(70)의 탄성 변형 범위에서 더 보빈(50)을 축 방향(M) 측으로 변위시켜서 제 1의 위치(P1)에 도달시킴으로써, 고무 링(70)과 보빈(50)과의 압착력(접촉 압력)을 충분히 확보할 수 있다.

또한, 도 5에 도시한 외주 링(81)은 내경이 일정하고 외경이 일정한 환상체이지만, 이 외주 링(81) 대신에, 예컨대, 도 6에 도시하는 내경 및 외경이 다른 단부의 환상체인 외주 링(81)을 적용할 수도 있다.

이와 같은 단부의 외주 링(82)은, 내경 및 외경이 상대적으로 큰 부분이 상술한 외주 링(81)과 같은 작용, 효과를 발휘하는 부분이 되고, 내경 및 외경이 상대적으로 작은 부분을 통해 외주 링(82)을 메인 축(90)으로 고정할 수 있고, 또한, 단부 부분은 고무 링(70)이 축 방향(M)으로 부주의하게 이동하는 것을 방지하는 벽으로서의 기능도 할 수 있다.

또한, 이 외주 링(82)에 있어서도 그 단연(82a)이 고무 링(70)의 후단면(71)보다도 들어가 있는 상태인 것이 바람직한 점은, 외주 링(81)의 경우도 동일하다.

또, 상술한 실시형태의 처킹 장치(10)는, 슬리브(22, 23)를 축 방향(M)으로 변위시킴으로써, 콜렛(21)이 폐쇄되는(워크(200)를 척한다) 구성의 콜렛 척이지만, 슬리브(22, 23) 대신에, 드로 바(draw bar)를 구비하고, 드로 바를 축 방향(N)으로 변위시킴으로써, 메인 축(90)이 콜렛을 폐쇄시키는(워크(200)를 척한다) 구성의 콜렛 척에도 적용할 수 있고, 또한, 콜렛 척이 아닌, 갈고리로 척하는 처킹 장치에도 적용할 수 있다.

[관련 출원의 상호 참조]

본 출원은, 2010년 11월 30일에 일본국 특허청으로 출원된 특원 2010-266375에 근거하여 우선권을 주장하고, 그 모든 개시는 완전히 본 명세서에서 참조로 넣었다.

10: 처킹 장치(고정 장치)
20: 척부(고정부)
21: 콜렛
22: 제 1 슬리브
23: 제 2 슬리브
40: 척 작동조(작동 레버)
41: 제 1 단부
42: 제 2 단부
50: 보빈(슬라이딩 부재)
51: 캠면
51a: 테이퍼면
51b: 수평면
52: 선단면
53: 내측 부분
54: 외측 부분
70: 고무 링(회전 전달 부재, 탄성)
71: 후단면
90: 메인 축
91: 외주면
200: 워크(가공 대상물)

Claims

메인 축과 함께 회전하고, 폐쇄된 상태에서 가공 대상물을 고정하고, 개방된 상태에서 상기 가공 대상물의 고정을 해제하는 고정부와,
상기 메인 축과 함께 회전하고, 상기 고정부를 개폐 동작시키도록 변위하는 작동 레버와,
상기 메인 축 방향에 따른 제 1의 위치와 제 2의 위치와의 사이를 이동할 수 있게 마련되고, 상기 이동할 수 있는 범위 중에서 상기 제 2의 위치에서 상기 작동 레버에 접하여 상기 작동 레버를 변위시키면서 상기 작동 레버와 함께 회전하는 슬라이딩 부재와,
상기 슬라이딩 부재의 이동할 수 있는 범위 중에서 제 1의 위치에서 상기 슬라이딩 부재에 접하도록 배설된 상기 메인 축과 함께 회전하는 회전 전달 부재를 구비하고,
상기 슬라이딩 부재, 상기 회전 전달 부재 및 상기 작동 레버는, 상기 슬라이딩 부재의 상기 제 1의 위치와 상기 제 2의 위치와의 사이의 범위의 적어도 일부 범위에서 상기 슬라이딩 부재가 상기 회전 전달 부재 및 상기 작동 레버 중 어느 것에도 접하지 않도록 배치 또는 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공작 기계에 있어서의 가공 대상물의 고정 장치.
제 1항에 있어서,
상기 회전 전달 부재는, 탄성 부재에 의해 형성되고, 상기 제 1의 위치에서 상기 슬라이딩 부재와의 접촉에 의해 탄성 변형하고, 그 탄성 변형에 따라 생긴 탄성력으로 기인한 마찰력에 의해, 상기 슬라이딩 부재를 회전시키는 것을 특징으로 하는 공작 기계에 있어서의 가공 대상물의 고정 장치.
제 2항에 있어서,
상기 회전 전달 부재는, 상기 메인 축의 외주면에 접하여 배설되고, 상기 회전 전달 부재의 외주 외측에는, 상기 회전 전달 부재의 외측으로의 탄성 변형을 저지 또는 억제하는 환상 부재가 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 공작 기계에 있어서의 가공 대상물의 고정 장치.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 기재된 고정 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 공작 기계.