KR101475784B1 - 공작물 팔레트 위치결정 고정장치 - Google Patents
공작물 팔레트 위치결정 고정장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 위치결정 고정장치(2)는, 공작물 팔레트(1)를 링 부재(4)를 통해 베이스 부재(6)에 대하여 연직방향과 수평방향으로 위치결정하며 또한 연직 축심 둘레의 회전을 구속한다. 베이스부재(6)는, 링부재(4)의 하단 기준면(9)을 받아 연직방향으로 위치결정할 수 있는 Z기준면(10)과, 수평 단면이 외측으로 볼록한 복수의 원호형상 모서리부(11a)와 복수의 변 부분(11b)을 갖는 정다각형으로 형성되고 또한 상방으로 갈수록 지름이 작아지는 테이퍼 걸림결합 수형부(11)를 구비한다. 링부재(4)는, 하단 기준면이 Z기준면에 맞닿은 상태가 되도록 테이퍼 걸림결합 수형부(11)에 걸림결합될 수 있는 테이퍼 걸림결합 암형부(13)를 구비한다. 베이스 부재(6)에 링부재(4)를 고정하기 위한 클램프 기구(18)를 설치하여, 테이퍼 걸림결합 암형부와 테이퍼 걸림결합 수형부 중 적어도 한쪽의 변 부분이, 탄성변형을 통해 다른 쪽에 밀착상태로 결림결합될 수 있도록 구성되어 있다.
Description
본 발명은, 공작물 팔레트 위치결정 고정장치에 관한 것으로서, 공작물 팔레트에 설치된 링 부재와, 상기 링 부재를 걸림결합시켜 위치결정함으로써 회전구속하는 베이스부재를 포함하는 1세트의 장치에 의해, 공작물 팔레트를 3차원적으로 위치결정하며, 또한 연직 축심 둘레의 회전을 구속하도록 구성한 것에 관한 것이다.
종래, 머시닝 센터(machining center) 등의 공작기계에 있어서, 기계가공에 제공되는 공작물(workpiece)은, 공작물 팔레트에 고정된 상태에서 공작기계에 투입된다. 상기 공작물 팔레트를 공작기계의 테이블에 양호한 정밀도로 위치결정하여 고정하기 위해, 테이블측에 공작물 팔레트를 위치결정하는 기능이 있는 복수의 클램프 기구가 장비된다.
특허문헌 1에 따른 팔레트의 클램프 장치에 있어서는, 공작물 팔레트(20) 하면의 4곳에 테이퍼 구멍(25) 또는 오목부(32)가 형성된 암형(雌)측 테이퍼 부시(34)가 고정되어 있다. 테이블측에는 4개의 암형측 테이퍼 부시(34)에 걸림결합되어 볼 로크기구에 의해 클램프하는 4세트의 클램프 기구(30,31)가 설치되어 있다. 팔레트(20)의 중심을 사이에 낀 대각관계에 있는 2세트의 암형측 테이퍼 부시(34) 및 클램프 기구(30)는, 공작물 팔레트(20)를 연직방향과 수평방향으로 위치결정하여 클램프할 수 있다. 나머지 2세트의 암형측 테이퍼 부시(34) 및 클램프 기구(31)는, 공작물 팔레트(20)를 연직방향으로 위치결정하여 클램프할 수 있다.
특허문헌 2의 데이텀(datum) 기능을 구비한 클램프 장치에 있어서는, 공작물 팔레트(3)를 위치결정하여 고정하기 위한 4세트의 클램프 기구(4a,5a,6a·6a)가 베이스부재(2)에 설치되어 있다. 공작물 팔레트(3)의 하부에 4세트의 클램프 기구(4a,5a,6a·6a)에 대응하는 4개의 걸림결합 링 부재(4b,5b,6b·6b)가 설치되어 있다. 대각관계에 있는 2세트의 클램프 기구(4a,5a)와 2개의 걸림결합 링 부재(4b,5b)에 의해, 공작물 팔레트(3)를 연직방향과 수평방향으로 위치결정하여 클램프할 수 있도록 구성하고, 나머지 2세트의 클램프 기구(6a·6a)와 2개의 걸림결합 링 부재(6b·6b)에 의해 공작물 팔레트(3)를 클램프할 수 있도록 구성되어 있다.
이러한 특허문헌 1, 2에 기재된 장치에서는 적어도, 4세트의 클램프 기구와, 2세트의 연직방향 및 수평방향의 위치결정기구를 설치하기 때문에, 공작물 팔레트를 위치결정하여 고정하는 장치를 구성하는 전체의 부품 수가 많고 구조도 복잡해지며 설치공간도 커지고 제작가격도 고가화된다.
더욱이, 공작물 팔레트의 4곳을 지지하여 고정하는 구조가 되기 때문에, 공작물 팔레트의 중앙부를 강고하게 지지하기가 어렵고 공작물 팔레트의 탄성변형이 발생하기 쉽다.
소형 공작물 팔레트의 경우, 4세트의 클램프 기구를 설치하기 위한 공간을 확보하는 측면에서도 어려움이 따른다.
특허문헌 3에 기재된 공작물 유지 시스템에서는, 베이스측의 수용체(1)와, 공작물 팔레트에 고정되는 어댑터(74)가 설치되어 있다. 수용체(1)의 중간 단부(段部)의 외주 부근 부분에, 링형상의 수형(雄) 다각형 부재(25)가 볼트로 고정되어 있다. 수형 다각형 부재(25)에 상방을 향해 지름이 작아지는 테이퍼 외주면이 형성되고, 상기 테이퍼 외주면은 평면에서 볼 때 삼각형과 같은 형상으로 형성되어 있다.
어댑터(74)에는, 수형 다각형 부재(25)의 테이퍼 외주면에 걸림결합되는 테이퍼 내주면을 갖는 암형 다각형 부재(87)가 볼트로 고정되며, 또한, 수형 다각형 부재(25)의 상단면에 맞닿는 마모 링 부재(90)가 볼트로 고정되어 있다. 공작물 팔레트를 수용체(1)의 상방으로부터 하강시켜가며, 공작물 팔레트측의 암형 다각형 부재(87)의 테이퍼 내주면을 수형 다각형 부재(25)의 테이퍼 외주면에 걸림결합시킴으로써, 마모 링 부재(90)를 수형 다각형 부재(25)의 상단면에 맞닿게 한다. 이와 같이 함으로써, 공작물 팔레트가 연직방향과 수평방향으로 위치결정되는 동시에, 연직 축심 둘레로 상대회전하지 않도록 구속되어, 수용체(1)에 설치된 공기 실린더와 압축 스프링을 포함하는 볼 로크기구에 의해 수용체(1)에 고정된다.
특허문헌 4에 기재된 공구 조립품에 있어서는, 공구(12)의 기단(基端)부에 단면이 비(非)원형인 테이퍼형상 돌기(15)를 형성하고, 홀더(11)에 상기 테이퍼형상 돌기(15)가 끼움결합될 수 있는 테이퍼형상 오목부(25)를 형성하여, 테이퍼형상 돌기(15)를 테이퍼형상 오목부(25)에 끼움결합시켜 볼트로 고정하도록 구성되어 있다.
[특허문헌 1] : 일본 특허공개공보 H7-314270호
[특허문헌 2] : 일본 특허공개공보 제2001-38564호
[특허문헌 3] : 미국특허공보 제5,370,378호
[특허문헌 4] : 일본특허공보 제2536899호
특허문헌 3의 공작물 유지 시스템에 있어서는, 수형 다각형 부재(25)가 링형상 부재로 구성되어 복수의 볼트에 의해 수용체(1)에 고정되는 구조이기 때문에, 수형 다각형 부재(25)와 수용체(1) 사이의 틈, 수형 다각형 부재(25)와 볼트 사이의 미소한 틈 등으로 인해, 테이퍼 외주면의 형상정밀도가 저하되기 쉬워진다. 암형 다각형 부재(87)도 링형상 부재로 구성되어 복수의 볼트에 의해 어댑터(74)에 고정되는 구조이기 때문에, 상기와 마찬가지로 테이퍼 내주면의 형상정밀도가 저하되기 쉬워진다. 그 결과, 수용체(1)에 대한 공작물 팔레트의 위치결정 정밀도를 예컨대 2, 3㎛까지 높이기가 어려워진다.
수형 다각형 부재(25)의 테이퍼 외주면에 암형 다각형 부재(87)의 테이퍼 내주면을 밀착상태로 걸림결합시키기 위해서는, 마모 링(90)의 두께를 미세조절해야만 하며, 이러한 미세조절에 다대한 노동력과 시간이 소요된다. 더욱이, 공작물 팔레트를 반입하여 고정할 때, 테이퍼 외주면과 테이퍼 내주면의 연직 축심 둘레의 회전 위상에 어긋남이 있을 경우에는, 테이퍼 외주면과 테이퍼 내주면이 손상될 우려가 있다.
볼 로크기구에 있어서, 공기 실린더의 피스톤 로드를 큰 지름으로 형성하고, 그 피스톤 로드의 외주면부에 볼 구동용 경사부 및 볼 퇴피용 오목부를 형성하기 때문에, 피스톤 로드의 지름이 커져 공기 실린더가 대형화되고 제작가격이 고가화된다.
본 발명의 목적은, 테이퍼 걸림결합 수형부 및 암형부의 형상정밀도를 높이는 동시에 고정밀도의 2면 구속 및 회전구속이 가능한 공작물 팔레트 위치결정 고정장치를 제공하는 것 등이다.
본 발명의 공작물 팔레트 위치결정 고정장치에 따르면, 공작물 팔레트에 설치된 링 부재와, 상기 링 부재가 상방으로부터 걸림결합될 수 있는 베이스부재를 가지며, 링 부재를 베이스부재에 대해 연직방향과 수평방향으로 위치결정하고 또한 링 부재의 베이스부재에 대한 연직 축심 둘레의 회전을 구속하는 공작물 팔레트 위치결정 고정장치로서, 상기 베이스부재는, 연직의 축심과, 링 부재의 하단기준면을 받아 연직방향으로 위치결정할 수 있는 Z기준면과, 수평단면이 외측으로 볼록한 복수의 원호형상 모서리부와 복수의 변(邊) 부분을 갖는 정다각형으로 형성되며 또한 상방으로 갈수록 지름이 작아지는 테이퍼 걸림결합 수형부(雄部)를 구비하고, 상기 테이퍼 걸림결합 수형부는 베이스부재에 일체적으로 형성되며, 상기 링 부재는, 연직의 축심과, 상기 하단기준면이 Z기준면에 맞닿은 상태가 되도록 상기 테이퍼 걸림결합 수형부에 걸림결합가능하며 또한 수평 단면(斷面)이 외측으로 볼록한 복수의 원호형상 모서리부와 복수의 변 부분을 갖는 정다각형으로 형성된 테이퍼 걸림결합 암형부(雌部)를 구비하고, 상기 테이퍼 걸림결합 암형부는 링 부재에 일체적으로 형성되어 상기 베이스부재에 링 부재를 고정하기 위한 클램프 기구가 설치되며, 상기 테이퍼 걸림결합 암형부의 외주 측벽부와 테이퍼 걸림결합 수형부의 내주측벽부 중 적어도 한쪽의 지름방향으로의 탄성변형을 통해, 상기 테이퍼 걸림결합 암형부가 테이퍼 걸림결합 수형부에 밀착상태로 걸림결합되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
공작물 팔레트를 베이스부재에 걸림결합시켜 위치결정할 때, 공작물 팔레트에 설치된 링 부재의 테이퍼 걸림결합 암형부를 베이스부재의 테이퍼 걸림결합 수형부에 걸림결합시키고, 링 부재의 하단기준면을 베이스부재의 Z기준면에서 받음으로써, 수평방향과 연직방향으로 위치결정할 수 있다. 이 상태에서 클램프 기구에 의해 공작물 팔레트를 베이스부재에 고정할 수 있다. 테이퍼 걸림결합 수형부는 수평단면이 외측으로 볼록한 복수의 원호형상 모서리부와 복수의 변 부분을 갖는 정다각형으로 형성되어 있기 때문에, 테이퍼 걸림결합 수형부에 대하여 복수의 원호형상 모서리부와 복수의 변 부분을 갖는 테이퍼 걸림결합 암형부가 연직의 축심 둘레로 상대회전하는 일이 없다.
본 발명에 따르면, 베이스부재의 테이퍼 걸림결합 수형부가 베이스부재에 일체적으로 형성되어 있기 때문에, 테이퍼 걸림결합 수형부의 제작 오차가 발생하는 요인을 적게 하여 테이퍼 걸림결합 수형부의 형상정밀도를 높일 수가 있다. 마찬가지로, 링 부재의 테이퍼 걸림결합 암형부가 링 부재에 일체적으로 형성되어 있기 때문에, 테이퍼 걸림결합 암형부의 제작 오차가 발생하는 요인을 적게 하여 테이퍼 걸림결합 암형부의 형상정밀도를 높일 수가 있다.
링 부재의 테이퍼 걸림결합 암형부는, 하단기준면을 Z기준면에 맞닿게 한 상태로 하여 테이퍼 걸림결합 수형부에 걸림결합될 수 있으며, 테이퍼 걸림결합 암형부의 외주 측벽부와 테이퍼 걸림결합 수형부의 내주측벽부 중 적어도 한쪽의 지름방향으로의 탄성변형을 통해, 테이퍼 걸림결합 암형부가 테이퍼 걸림결합 수형부에 밀착상태로 걸림결합되는 구성으로 되어 있기 때문에, 이러한 탄성변형을 통해 2면 구속을 달성할 수 있다. 이에 따라, 하단기준면 또는 Z기준면의 높이방향 위치를 미세조절하는 일없이, 또한, 테이퍼 걸림결합 수형부와 테이퍼 걸림결합 암형부 중 어느 하나에 별도의 부재를 이용하는 일없이, 2면 구속을 확실하게 달성할 수가 있다.
테이퍼 걸림결합 수형부가, 수평단면이 외측으로 볼록한 복수의 원호형상 모서리부와 복수의 변 부분을 갖는 정다각형으로 형성되며 또한 상방으로 갈수록 지름이 작아지는 구조로 되어 있기 때문에, 테이퍼 걸림결합 수형부와 테이퍼 걸림결합 암형부의 걸림결합을 통해, 베이스부재에 대하여 공작물 팔레트를 확실하게 회전구속할 수 있다.
본 발명의 상기 구성에 추가하여, 다음과 같은 다양한 구성을 채용하여도 무방하다.
(1) 상기 클램프 기구는, 클램프용 유압 실린더와, 베이스부재와 링 부재에 설치된 볼 로크기구를 갖는다. 이러한 구성에 따르면, 베이스부재의 Z기준면과 링 부재의 하단기준면, 테이퍼 걸림결합 수형부와 테이퍼 걸림결합 암형부에 의해 2면 구속하여, 테이퍼 걸림결합 수형부와 테이퍼 걸림결합 암형부를 통해 회전구속하는 동시에 베이스부재에 링 부재를 강력하게 고정할 수가 있다.
(2) 상기 볼 로크기구는, 상기 베이스부재의 상단부분에 형성되어 링 부재의 원형 개구에 삽입되는 통(筒)부와, 상기 통부에 형성된 복수의 볼 유지홀(孔)과, 이들 복수의 볼 유지홀에 지름방향으로 움직일 수 있도록 각각 유지된 복수의 볼과, 상기 링 부재의 상단부의 내주(內周)부에 복수의 볼 유지홀에 대응하도록 형성된 복수의 볼 수용홈과, 유압 실린더의 피스톤 로드의 상단부에 설치되며 통부에 상하로 슬라이딩 가능하도록 설치된 원판부재와, 상기 원판부재의 외주(外周)부에 복수의 볼 유지홀에 대응하도록 형성된 복수의 볼 구동용 경사부 및 복수의 볼 퇴피용 오목부를 갖는다. 이러한 구성에 따르면, 상기 볼 로크기구가, 링 부재의 상단부의 내주부에 복수의 볼 유지홀에 대응하도록 형성된 복수의 볼 수용홈을 구비하고 있기 때문에, 볼 수용홈에 볼이 점접촉이 아닌 선접촉으로 맞닿게 됨에 따라, 볼에 의한 압흔(壓痕)이 생기기 어려워 내구성이 향상된다. 상기 유압 실린더의 피스톤 로드의 상단부에 원판부재를 설치하고, 상기 원판부재를 통형상부의 내측에 상하로 슬라이딩 가능하도록 설치하며, 상기 원판부재의 외주부에 복수의 볼 유지홀에 대응하도록 형성된 복수의 볼 구동용 경사부 및 복수의 볼 퇴피용 오목부를 형성하였기 때문에, 피스톤 로드의 대부분을 작은 지름으로 할 수 있어 유압 실린더의 소형화를 꾀할 수가 있다.
(3) 상기 테이퍼 걸림결합 수형부는, 상기 복수의 볼과 Z기준면의 지름방향 중앙을 연결하는 원추(圓錐)면보다 내주측에 위치되어 있다. 이러한 구성에 따르면, 공작물 팔레트를 베이스부재에 걸림결합시켜 클램프할 때, 테이퍼 걸림결합 암형부를 내주측으로 누르는 힘이 작용하므로, 테이퍼 걸림결합 암형부의 복수의 변 부분과 테이퍼 걸림결합 수형부의 복수의 변 부분 중 적어도 하나의 탄성변형을 촉진하여, 테이퍼 걸림결합 수형부에 테이퍼 걸림결합 암형부를 밀착상태로 걸림결합시킬 수 있다.
(4) 상기 베이스부재의 통부에 형성된 상기 복수의 볼 유지홀과 복수의 볼은, 상기 테이퍼 걸림결합 수형부의 복수의 변 부분의 중앙부에 대응하도록 위치되어 있다. 이러한 구성에 따르면, 복수의 볼 로크기구에 의해 클램프할 때, 테이퍼 걸림결합 암형부의 복수의 변 부분을 테이퍼 걸림결합 수형부의 복수의 변 부분으로 가압하여, 테이퍼 걸림결합 암형부를 테이퍼 걸림결합 수형부에 밀착시킬 수가 있다.
(5) 상기 베이스부재와 원판부재의 사이에 형성되며 가압공기가 공급되는 링형상의 공기챔버와, 상기 통부에 상기 공기챔버와 연통상태로 형성된 복수의 공기노즐과, 상기 하단기준면과 Z기준면의 사이에 공기를 블로잉하기 위한 복수의 수평공기노즐과, 상기 복수의 수평공기노즐에 상기 공기챔버로부터 가압공기를 공급하는 복수의 공기통로가 설치되어 있다. 이러한 구성에 따르면, 링 부재를 베이스부재에 걸림결합시켜 클램프할 때, 공기챔버에 가압공기를 공급하고, 복수의 수평공기노즐로부터 가압공기를 분출하여 하단기준면과 Z기준면에 공기를 블로잉하기 때문에, 이들의 사이에 절삭가루 등의 이물이 혼입되는 일이 없다. 마찬가지로, 복수의 공기노즐로부터 가압공기를 분출시켜, 테이퍼 걸림결합 수형부와 테이퍼 걸림결합 암형부에 공기를 블로잉하기 때문에, 테이퍼 걸림결합 수형부와 테이퍼 걸림결합 암형부의 사이에 절삭가루 등의 이물이 혼입되는 일이 없다. 수평공기노즐로부터, Z기준면의 전역(全域)을 향해 넓은 각도로 공기를 블로잉하기 때문에, 공기 블로잉 작용을 향상시킬 수 있다.
(6) 상기 링 부재는, 상기 테이퍼 걸림결합 수형부에 밀착상태로 걸림결합될 때의 지름확대방향으로의 탄성변형을 촉진하는 탄성변형 촉진부를 갖는다. 이러한 구성에 따르면, 상기 탄성변형 촉진부에 의해, 링 부재의 테이퍼 걸림결합 암형부의 탄성변형을 촉진할 수가 있다.
(7) 상기 탄성변형 촉진부는, 상기 테이퍼 걸림결합 암형부를 에워싸는 벽부에 하단이 개방되는 형상으로 형성된 평면에서 볼 때 원호형상인 복수의 원호 홈을 구비하고 있다. 이러한 구성에 따르면, 상기 탄성변형 촉진부는, 테이퍼 걸림결합 암형부의 벽부에 하단이 개방되는 형상으로 형성된 평면에서 볼 때 원호형상인 복수의 원호 홈을 구비하였기 때문에, 간단한 구조의 탄성변형 촉진부가 된다.
(8) 상기 탄성변형 촉진부는, 상기 테이퍼 걸림결합 암형부를 에워싸는 벽부에 상단이 개방되는 형상으로 형성된 평면에서 볼 때 원호형상인 복수의 원호 홈을 구비하고 있다. 이러한 구성에 따르면, 상기 탄성변형 촉진부는, 테이퍼 걸림결합 암형부의 벽부에 상단이 개방되는 형상으로 형성된 평면에서 볼 때 원호형상인 복수의 원호 홈을 구비하였기 때문에, 간단한 구조의 탄성변형 촉진부가 된다.
(9) 상기 탄성변형 촉진부는, 상기 테이퍼 걸림결합 암형부를 에워싸는 벽부에 하단이 개방되는 형상으로 형성된 링형상 홈을 구비하고 있다. 이러한 구성에 따르면, 상기 탄성변형 촉진부는, 테이퍼 걸림결합 암형부의 벽부에 형성된 하단이 개방되는 형상의 링형상 홈을 구비하였기 때문에, 간단한 구조의 탄성변형 촉진부가 된다.
(10) 상기 탄성변형 촉진부는, 상기 링형상 홈보다 내주측인 링형상 벽에 둘레방향으로 적당한 간격을 두고 지름방향을 향하는 복수의 슬릿을 구비하고 있다. 이러한 구성에 따르면, 상기 탄성변형 촉진부는, 링형상 홈보다 내주측인 링형상 벽에 둘레방향으로 적당한 간격을 두고 지름방향을 향하는 복수의 슬릿을 구비하였기 때문에, 한층 탄성변형되기 쉬워진다.
(11) 상기 탄성변형 촉진부는, 상기 링형상 홈보다 내주측인 링형상 벽과 링형상 홈의 상방 근방부에 상하방향으로 편평하게 형성된 링형상 홈을 구비하고 있다. 이러한 구성에 따르면, 상기 탄성변형 촉진부는, 링형상 홈보다 내주측인 링형상 벽과 링형상 홈의 상방 근방부에 상하방향으로 편평하게 형성된 링형상 홈을 구비하였기 때문에, 탄성변형이 한층 촉진된다.
(12) 상기 탄성변형 촉진부는, 상기 테이퍼 걸림결합 암형부를 에워싸는 벽부에 둘레방향으로 적당한 간격을 두고 형성된 지름방향을 향하는 복수의 슬릿을 구비하고 있다. 이러한 구성에 따르면, 상기 탄성변형 촉진부는, 테이퍼 걸림결합 암형부의 벽부에 둘레방향으로 적당한 간격을 두고 형성된 지름방향을 향하는 복수의 슬릿을 구비하였기 때문에, 테이퍼 걸림결합 암형부의 벽부가 둘레방향으로 탄성변형되기 쉬워져, 지름확대방향으로 탄성변형되기 쉬워진다.
(13) 상기 베이스부재에 연직방향의 복수의 위치결정 핀을 설치하고, 상기 링 부재에 이들 위치결정 핀이 삽입되는 복수의 핀 구멍이 형성되어 있다. 이러한 구성에 따르면, 링 부재를 베이스부재에 걸림결합시킬 때, 상기 위치결정 핀과 핀 구멍에 의해, 상기 링 부재와 베이스부재의 연직의 축심 둘레의 위상각을 일치시킨 상태로 하여, 테이퍼 걸림결합 수형부에 테이퍼 걸림결합 암형부를 걸림결합시킬 수 있기 때문에, 테이퍼 걸림결합 수형부와 테이퍼 걸림결합 암형부의 손상을 확실하게 방지할 수 있다.
(14) 상기 베이스부재에 연직방향을 향하는 복수의 위치결정 핀을 설치하고, 상기 공작물 팔레트에 이들 위치결정 핀이 삽입되는 복수의 핀 구멍 또는 절결(切缺)구멍이 형성되어 있다. 이러한 구성에 따르면, 공작물 팔레트를 베이스부재에 걸림결합시킬 때, 상기 위치결정 핀과 핀 구멍 또는 절결구멍에 의해, 연직의 축심 둘레의 위상각을 일치시킨 상태로 하여, 테이퍼 걸림결합 수형부에 테이퍼 걸림결합 암형부를 걸림결합시킬 수 있기 때문에, 테이퍼 걸림결합 수형부와 테이퍼 걸림결합 암형부의 손상을 확실하게 방지할 수 있다.
(15) 상기 테이퍼 걸림결합 수형부의 수평단면의 정다각형은, 8개의 원호형상 모서리부와 8개의 변 부분을 갖는 정팔각형이다. 이러한 구성에 따르면, 상기 테이퍼 걸림결합 수형부의 수평단면의 정다각형은, 8개의 원호형상 모서리부와 8개의 변 부분을 갖는 정팔각형이지만, 이 팔각형은 원형에 가까운 형태이기 때문에, 테이퍼 걸림결합 수형부의 벽부에 낭비가 발생하기 어려워져, 소형화함에 있어서 유리하다.
(16) 상기 테이퍼 걸림결합 수형부의 수평단면의 정다각형은, 6개의 원호형상 모서리부와 6개의 변 부분을 갖는 정육각형이다. 이러한 구성에 따르면, 상기 테이퍼 걸림결합 수형부의 수평단면의 정다각형은, 6개의 원호형상 모서리부와 6개의 변 부분을 갖는 정육각형이지만, 이 육각형은 원형에 가까운 형태이기 때문에, 테이퍼 걸림결합 수형부의 벽부에 낭비가 발생하기 어려워져, 소형화함에 있어서 유리하다.
(17) 상기 유압 실린더는, 상기 볼 로크기구를 클램프 구동하기 위한 접시 스프링 적층체를 구비하고 있다. 이러한 구성에 따르면, 접시 스프링(BELLEVILLE SPRING) 적층체의 탄성력에 의해 볼 수용홈에 볼을 맞닿게 하여 클램프할 수 있다.
(18) 상기 유압 실린더는, 상기 볼 로크기구를 언클램프 구동하기 위한 유압이 공급되는 유압작동챔버를 갖는다. 이러한 구성에 따르면, 유압에 의해 볼을 볼 유지홀로 이동시켜 클램프를 해제할 수 있다.
(19) 상기 볼 로크기구는, 상기 베이스부재의 상단부분에 형성되어 링 부재의 원형 개구에 삽입되는 통부와, 상기 통부에 형성된 복수의 볼 유지홀과, 이들 복수의 볼 유지홀에 지름방향으로 움직일 수 있도록 각각 유지된 복수의 볼과, 상기 링 부재의 상단부의 내주부에 복수의 볼 유지홀에 대응하도록 형성된 복수의 볼 수용 홈과, 상기 유압 실린더의 링형상 피스톤부재와, 상기 링형상 피스톤부재의 링형상 피스톤 로드의 외주부에 복수의 볼 유지홀에 대응하도록 형성된 복수의 볼 구동용 경사부 및 복수의 볼 퇴피용 오목부를 갖는다. 이러한 구성에 따르면, 상기 볼 로크기구가, 링 부재 상단부의 내주부에 복수의 볼 유지홀에 대응하도록 형성된 복수의 볼 수용홈을 구비하고 있기 때문에, 볼 수용홈에 볼이 점접촉이 아닌 선접촉적으로 맞닿게 되어, 볼에 의한 압흔(壓痕)이 발생하기 어려워짐에 따라 내구성이 향상된다. 상기 유압 실린더는 링형상 피스톤부재를 가지며, 상기 링형상 피스톤부재의 링형상 피스톤 로드의 외주부에 복수의 볼 유지홀에 대응하도록 형성된 복수의 볼 구동부 및 복수의 볼 퇴피부를 설치하였기 때문에, 링형상 피스톤 부재의 축심 근방부에 관통구멍을 형성할 수 있다.
(20) 상기 링형상 피스톤부재의 피스톤부에 삽입되며 중심에 관통구멍을 갖는 중심 통부와, 상기 중심 통부와 일체적으로 형성된 바닥커버부재로서 유압작동챔버의 바닥부를 막으며 베이스부재에 고정된 바닥커버부재가 설치되어 있다. 이러한 구성에 따르면, 상기 관통구멍을 이용하여 호스나 전기신호 케이블 등을 관통삽입시킬 수 있어 공간을 유효하게 활용할 수 있다.
(21) 상기 테이퍼 걸림결합 수형부의 상기 수평단면에 있어서의 복수의 변 부분의 각각이, 외측으로 약간 부푼 원호형상으로 형성되어 있다. 이러한 구성에 따르면, 테이퍼 걸림결합 수형부와 테이퍼 걸림결합 암형부가 밀착상태로 걸림결합될 때, 테이퍼 걸림결합 수형부의 변 부분과 테이퍼 걸림결합 암형부의 변 부분의 접촉면적이 증가되어 고정밀도로 링 부재를 센터링할 수 있어 구심성(求心性)을 향상시킬 수 있다.
(22) 상기 테이퍼 걸림결합 수형부의 상기 수평단면에서의 복수의 변 부분 각각이, 직선형상으로 형성되어 있다. 이러한 구성에 따르면, 테이퍼 걸림결합 수형부와 테이퍼 걸림결합 암형부가 밀착상태로 걸림결합될 때, 복수의 변 부분 각각의 직선형상의 형상에 의해 회전 구속력을 향상시킬 수 있다.
(23) 상기 테이퍼 걸림결합 암형부의 상기 수평단면에서의 복수의 변 부분 각각은, 그 중앙부에 형성된 릴리프 오목부와, 상기 릴리프 오목부의 양측에 형성된 한 쌍의 걸림결합 밀착부를 갖는다. 이러한 구성에 따르면, 테이퍼 걸림결합 수형부와 테이퍼 걸림결합 암형부가 밀착상태로 걸림결합될 때, 한 쌍의 걸림결합 밀착부에 의해 밀착부위의 수가 2배가 되어 수평방향으로의 위치결정 정밀도와 회전 구속력이 향상된다. 또한, 변 부분에 릴리프 오목부를 형성함으로써 한 쌍의 걸림결합 밀착부의 압축응력이 증대하므로 지름확대방향으로의 탄성변형을 촉진하여 밀착성을 향상시킬 수가 있다. 더욱이, 릴리프 오목부의 표면을 연마가공할 필요가 없으므로, 연마가공비용을 저감시킬 수 있다.
(24) 상기 테이퍼 걸림결합 수형부의 상기 수평단면에서의 복수의 변 부분 각각은, 그 중앙부에 형성된 릴리프 오목부와, 상기 릴리프 오목부의 양측에 형성된 한 쌍의 걸림결합 밀착부를 갖는다. 이러한 구성에 따르면, 테이퍼 걸림결합 수형부와 테이퍼 걸림결합 암형부가 밀착상태로 걸림결합될 때, 한 쌍의 걸림결합 밀착부에 의해 밀착부위의 수가 2배가 되어 수평방향으로의 위치결정 정밀도와 회전 구속력이 향상된다. 또한, 변 부분에 릴리프 오목부를 형성함으로써 한 쌍의 걸림결합 밀착부의 압축응력이 증대하므로 지름축소방향으로의 탄성변형을 촉진하여 밀착성을 향상시킬 수 있다. 더욱이, 릴리프 오목부의 표면을 연마가공할 필요가 없으므로, 연마가공비용을 저감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 위치결정 고정장치의 도 3의 I-I선 단면도이다.
도 2는 위치결정 고정장치의 도 3의 II-II선 단면도이다.
도 3은 위치결정 고정장치의 평면도이다.
도 4는 베이스측 유닛의 평면도이다.
도 5는 링 부재의 이면(裏面)측의 사시도이다.
도 6은 실시예 2에 따른 위치결정 고정장치의 단면도이다.
도 7은 실시예 3에 따른 위치결정 고정장치의 평면도이다.
도 8은 도 7의 VIII-VIII선 단면도이다.
도 9는 실시예 4에 따른 위치결정 고정장치와 공작물 팔레트의 평면도이다.
도 10은 도 9의 X-X선 단면도이다.
도 11은 실시예 5에 따른 위치결정 고정장치의 단면도이다.
도 12는 실시예 6에 따른 위치결정 고정장치의 평면도이다.
도 13은 도 12의 XIII-XIII선 단면도이다.
도 14는 실시예 7에 따른 위치결정 고정장치의 평면도이다.
도 15는 도 14의 XV-XV선 단면도이다.
도 16은 실시예 8에 따른 링 부재의 제 1 변형예의 단면도이다.
도 17은 링 부재의 제 2 변형예의 단면도이다.
도 18은 링 부재의 제 3 변형예의 단면도이다.
도 19는 링 부재의 제 4 변형예의 단면도이다.
도 20은 링 부재의 제 5 변형예의 단면도이다.
도 21은 링 부재의 제 6 변형예의 단면도이다.
도 22는 링 부재의 제 7 변형예의 단면도이다.
도 23은 링 부재의 제 8 변형예의 단면도이다.
도 24는 실시예 9에 따른 베이스부재의 제 1 변형예의 평면도이다.
도 25는 베이스부재의 제 2 변형예의 평면도이다.
도 26은 실시예 10에 따른 베이스부재의 제 1 변형예의 평면도이다.
도 27은 베이스부재의 제 2 변형예의 평면도이다.
도 28은 베이스부재의 제 3 변형예의 평면도이다.
도 29는 실시예 11에 따른 위치결정 고정장치와 공작물 팔레트의 단면도이다.
도 30은 실시예 12에 따른 위치결정 고정장치와 공작물 팔레트의 단면도이다.
도 31은 위치결정 고정장치의 평면도이다.
도 32는 실시예 13에 따른 위치결정 고정장치의 평면도이다.
도 33은 위치결정 고정장치의 측면도이다.
도 34는 링 부재의 사시도이다.
도 35는 링 부재의 평면도이다.
도 36은 링 부재의 단면도이다.
도 37은 테이퍼 걸림결합 수형부 및 테이퍼 걸림결합 암형부의 변 부분의 주요부 확대도이다.
도 38은 실시예 13의 변경형태에 관한 테이퍼 걸림결합 수형부 및 테이퍼 걸림결합 암형부의 변 부분의 제 1 변형예의 주요부 확대 단면도이다.
도 39는 테이퍼 걸림결합 수형부 및 테이퍼 걸림결합 암형부의 변 부분의 제 2 변형예의 주요부 확대 단면도이다.
도 40은 테이퍼 걸림결합 수형부 및 테이퍼 걸림결합 암형부의 변 부분의 제 3 변형예의 주요부 확대 단면도이다.
도 41은 테이퍼 걸림결합 수형부 및 테이퍼 걸림결합 암형부의 변 부분의 제 4 변형예의 주요부 확대 단면도이다.
도 42는 테이퍼 걸림결합 수형부 및 테이퍼 걸림결합 암형부의 변 부분의 제 5 변형예의 주요부 확대 단면도이다.
도 43은 테이퍼 걸림결합 수형부 및 테이퍼 걸림결합 암형부의 변 부분의 제 6 변형예의 주요부 확대 단면도이다.
도 44는 테이퍼 걸림결합 수형부 및 테이퍼 걸림결합 암형부의 변 부분의 제 7 변형예의 주요부 확대 단면도이다.
도 45는 테이퍼 걸림결합 수형부 및 테이퍼 걸림결합 암형부의 변 부분의 제 8 변형예의 주요부 확대 단면도이다.
도 46은 실시예 14에 따른 공작물 팔레트와 위치결정 고정장치의 단면도이다.
도 47은 실시예 15에 따른 공작물 팔레트와 위치결정 고정장치의 단면도이다.
도 48은 실시예 16에 따른 공작물 팔레트와 위치결정 고정장치의 단면도이다.
도 49는 실시예 17에 따른 공작물 팔레트와 위치결정 고정장치의 단면도이다.
도 50은 실시예 18에 따른 공작물 팔레트와 위치결정 고정장치의 단면도이다.
도 51은 실시예 19에 따른 공작물 팔레트와 위치결정 고정장치의 단면도이다.
도 52는 실시예 20에 따른 공작물 팔레트와 위치결정 고정장치의 단면도이다.
도 53은 공작물 팔레트의 이면측에서의 사시도이다.
도 2는 위치결정 고정장치의 도 3의 II-II선 단면도이다.
도 3은 위치결정 고정장치의 평면도이다.
도 4는 베이스측 유닛의 평면도이다.
도 5는 링 부재의 이면(裏面)측의 사시도이다.
도 6은 실시예 2에 따른 위치결정 고정장치의 단면도이다.
도 7은 실시예 3에 따른 위치결정 고정장치의 평면도이다.
도 8은 도 7의 VIII-VIII선 단면도이다.
도 9는 실시예 4에 따른 위치결정 고정장치와 공작물 팔레트의 평면도이다.
도 10은 도 9의 X-X선 단면도이다.
도 11은 실시예 5에 따른 위치결정 고정장치의 단면도이다.
도 12는 실시예 6에 따른 위치결정 고정장치의 평면도이다.
도 13은 도 12의 XIII-XIII선 단면도이다.
도 14는 실시예 7에 따른 위치결정 고정장치의 평면도이다.
도 15는 도 14의 XV-XV선 단면도이다.
도 16은 실시예 8에 따른 링 부재의 제 1 변형예의 단면도이다.
도 17은 링 부재의 제 2 변형예의 단면도이다.
도 18은 링 부재의 제 3 변형예의 단면도이다.
도 19는 링 부재의 제 4 변형예의 단면도이다.
도 20은 링 부재의 제 5 변형예의 단면도이다.
도 21은 링 부재의 제 6 변형예의 단면도이다.
도 22는 링 부재의 제 7 변형예의 단면도이다.
도 23은 링 부재의 제 8 변형예의 단면도이다.
도 24는 실시예 9에 따른 베이스부재의 제 1 변형예의 평면도이다.
도 25는 베이스부재의 제 2 변형예의 평면도이다.
도 26은 실시예 10에 따른 베이스부재의 제 1 변형예의 평면도이다.
도 27은 베이스부재의 제 2 변형예의 평면도이다.
도 28은 베이스부재의 제 3 변형예의 평면도이다.
도 29는 실시예 11에 따른 위치결정 고정장치와 공작물 팔레트의 단면도이다.
도 30은 실시예 12에 따른 위치결정 고정장치와 공작물 팔레트의 단면도이다.
도 31은 위치결정 고정장치의 평면도이다.
도 32는 실시예 13에 따른 위치결정 고정장치의 평면도이다.
도 33은 위치결정 고정장치의 측면도이다.
도 34는 링 부재의 사시도이다.
도 35는 링 부재의 평면도이다.
도 36은 링 부재의 단면도이다.
도 37은 테이퍼 걸림결합 수형부 및 테이퍼 걸림결합 암형부의 변 부분의 주요부 확대도이다.
도 38은 실시예 13의 변경형태에 관한 테이퍼 걸림결합 수형부 및 테이퍼 걸림결합 암형부의 변 부분의 제 1 변형예의 주요부 확대 단면도이다.
도 39는 테이퍼 걸림결합 수형부 및 테이퍼 걸림결합 암형부의 변 부분의 제 2 변형예의 주요부 확대 단면도이다.
도 40은 테이퍼 걸림결합 수형부 및 테이퍼 걸림결합 암형부의 변 부분의 제 3 변형예의 주요부 확대 단면도이다.
도 41은 테이퍼 걸림결합 수형부 및 테이퍼 걸림결합 암형부의 변 부분의 제 4 변형예의 주요부 확대 단면도이다.
도 42는 테이퍼 걸림결합 수형부 및 테이퍼 걸림결합 암형부의 변 부분의 제 5 변형예의 주요부 확대 단면도이다.
도 43은 테이퍼 걸림결합 수형부 및 테이퍼 걸림결합 암형부의 변 부분의 제 6 변형예의 주요부 확대 단면도이다.
도 44는 테이퍼 걸림결합 수형부 및 테이퍼 걸림결합 암형부의 변 부분의 제 7 변형예의 주요부 확대 단면도이다.
도 45는 테이퍼 걸림결합 수형부 및 테이퍼 걸림결합 암형부의 변 부분의 제 8 변형예의 주요부 확대 단면도이다.
도 46은 실시예 14에 따른 공작물 팔레트와 위치결정 고정장치의 단면도이다.
도 47은 실시예 15에 따른 공작물 팔레트와 위치결정 고정장치의 단면도이다.
도 48은 실시예 16에 따른 공작물 팔레트와 위치결정 고정장치의 단면도이다.
도 49는 실시예 17에 따른 공작물 팔레트와 위치결정 고정장치의 단면도이다.
도 50은 실시예 18에 따른 공작물 팔레트와 위치결정 고정장치의 단면도이다.
도 51은 실시예 19에 따른 공작물 팔레트와 위치결정 고정장치의 단면도이다.
도 52는 실시예 20에 따른 공작물 팔레트와 위치결정 고정장치의 단면도이다.
도 53은 공작물 팔레트의 이면측에서의 사시도이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태에 대해 실시예에 근거하여 설명한다.
[실시예 1]
우선, 공작물 팔레트(1)에 대해 설명한다.
도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 공작물 팔레트(1)는, 머시닝 센터(machining center) 등의 공작기계에 의한 기계가공에 제공되는 공작물을 고정하기 위한 것이다. 공작물 팔레트(1)는, 공작물 팔레트 위치결정 고정장치(2 ; 이하, '위치결정 고정장치(2)'라고 함)에 의해 공작기계 테이블(또는 테이블 상당부재)에 연직방향과 수평방향으로 위치결정되어 고정되는 동시에, 상기 테이블에 대한 연직 축심 둘레의 회전이 구속된다.
공작물 팔레트(1)는, 평면에서 볼 때 정방형인 강제(鋼製)의 판부재로 이루어지는 팔레트 본체(1a)와, 상기 팔레트 본체(1a)의 하부에 복수의 볼트(4a)로 고정된 링 부재(4)로 구성되어 있다. 링 부재(4)의 연직의 축심(4b)은, 팔레트 본체(1a)의 중심을 관통하고 있으며, 링 부재(4)의 외부지름은 팔레트 본체(1a)의 폭의 약 2/3~4/5 정도이다. 링 부재(4)에는, 그 직경의 약 0.5~0.6배의 지름을 갖는 원형 개구(4c)가 형성되어 있다(도 5 참조). 상기 원형 개구(4c)의 상방 근방에 있어서 팔레트 본체(1a)의 하면부에는, 원형 개구(4c)보다 약간 지름이 큰 원형 오목부(1b)가 형성되어 있다. 원형 오목부(1b)와 원형 개구(4c)는 하방으로 개구되어 있다.
다음으로, 위치결정 고정장치(2)의 전체 구성에 대해 도 1~도 5에 근거하여 설명한다.
위치결정 고정장치(2)는, 상기 테이블에 고정되는 베이스측 유닛(3)과, 공작물 팔레트(1)에 설치된 링 부재(4)를 구비하고 있다. 베이스측 유닛(3)은, 하부 베이스부재(5)와, 상기 하부 베이스부재(5)에 복수의 볼트(7)로 고정된 베이스부재(6)와, 상기 베이스부재(6)에 링 부재(4)를 고정해제가능하도록 고정하는 클램프 기구(8)를 구비하고 있다. 하부 베이스부재(5)가 복수의 볼트에 의해 공작기계의 테이블에 고정된다. 한편, 하부 베이스부재(5)와 테이블을 일체적으로 형성하여도 무방하다.
다음으로, 베이스부재(6)에 대해 설명한다.
도 1~도 4에 나타내는 바와 같이, 베이스부재(6)는, 연직의 축심(6a)과, 링 부재(4)의 하단기준면(9)을 받아 연직방향으로 위치결정할 수 있는 Z기준면(10)과, 수평단면이 외측으로 볼록한 복수의 원호형상 모서리부(11a)와 외측으로 약간 부푼 복수의 변 부분(11b)을 갖는 정다각형으로 형성되며 또한 상방으로 갈수록 지름이 작아지는 테이퍼 걸림결합 수형부(11)와, 링 부재(4)의 원형 개구(4c)에 삽입가능한 통부(6b)를 구비하고 있다. 상기 테이퍼 걸림결합 수형부(11)는 베이스부재(6)에 일체적으로 형성되어 있으며, 테이퍼 걸림결합 수형부(11)의 연직에 대한 경사각은 7°~12°정도가 바람직하다. 테이퍼 걸림결합 수형부(11)의 수평단면은, 외측으로 볼록한 8개의 원호형상 모서리부(11a)와 외측으로 약간 부푼 8개의 변 부분(11b)을 갖는 정팔각형으로 형성되어 있다. 8 개의 변 부분(11b)은, 외측을 향해 미소한 곡률의 원호형상으로 완만하게 둥글려져 있다. 테이퍼 걸림결합 수형부(11)는, 후술하는 8개의 볼 로크기구(15)의 볼(24)과 Z기준면(10)의 지름방향 중앙(폭방향 중심)을 연결하는 원추면보다 내주측에 위치하고 있다.
베이스부재(6)는, 복수의 볼트(7)에 의해 하부 베이스부재(5)에 고정되어 있다. Z기준면(10)은, 베이스부재(6)의 상면 중 테이퍼 걸림결합 수형부(11)보다 외측인 부분에, 평면에서 볼 때 개방각 45°의 원호형상으로 형성되어 있다. Z기준면(10)이 테이퍼 걸림결합 수형부(11)의 변 부분(11b)에 대응하도록 둘레방향으로 등간격으로 4곳에 형성되어 있다. 이들 Z기준면(10)보다 내측에는, 얕은 링형상의 오목홈(10a)이 형성되어 있다. 축심(6a)을 사이에 끼고 대향되는 한 쌍의 Z기준면(10)에, 가압공기를 분출하는 착좌(着座)확인노즐(12)이 형성되어 있다. 이들 착좌확인노즐(12)에 가압공기를 공급하는 공기통로(12a)가 베이스부재(6)와 하부 베이스부재(5)에 형성되어 있다. 상기 공기통로(12a)가 가압공기 공급원 및 압력 스위치에 접속되어, 압력 스위치에 의해 공기통로(12a)의 공기압의 변화를 검출하고, 그 공기압의 변화로부터 링 부재(4)의 하단기준면(9)이 4개의 Z기준면(10)에 착좌되었음을 확인한다.
다음으로, 링 부재(4)에 대해 설명한다.
도 1 ~ 도 3, 도 5에 나타내는 바와 같이, 링 부재(4)는, 연직의 축심(4b)과, 링형상의 하단기준면(9)과, 상기 하단기준면(9)이 베이스부재(6)의 Z기준면(10)에 맞닿은 상태가 되도록 테이퍼 걸림결합 수형부(11)에 상방으로부터 걸림결합될 수 있으며 또한 수평단면이 외측으로 볼록한 복수의 원호형상 모서리부(13a)와 복수의 변 부분(13b)을 갖는 정다각형으로 형성된 테이퍼 걸림결합 암형부(13)를 구비하고 있다. 테이퍼 걸림결합 암형부(13)가 테이퍼 걸림결합 암형부(13)의 외주 측벽부의 지름확대방향으로의 탄성변형을 통해 테이퍼 걸림결합 수형부(11)에 밀착상태로 걸림결합된다. 상기 테이퍼 걸림결합 암형부(13)는 링 부재(4)에 일체적으로 형성되어 있다. 상기 테이퍼 걸림결합 암형부(13)의 수평단면은, 외측으로 볼록한 8개의 원호형상 모서리부(13a)와 외측으로 약간 부푼 8개의 변 부분(13b)을 갖는 정팔각형으로 형성되어 있다. 테이퍼 걸림결합 암형부(13)는 상방으로 갈수록 지름이 작아진다(도 5 참조). 8개의 변 부분(13b)은, 외측을 향해 미소(微小) 곡률을 갖는 원호형상으로 완만하게 둥글려져 있다. 링 부재(4)는, 복수의 볼트(4a)에 의해 팔레트 본체(1a)에 고정되어 있다. 링 부재(4)의 하면부에는, 링형상의 하단기준면(9)의 내측에 얕은 링형상 오목부(9a)가 형성되어 있다. 한편, 테이퍼 걸림결합 수형부(11)가 테이퍼 걸림결합 암형부(13)에 밀착상태로 걸림결합할 때, 원호형상 모서리부(11a)가 원호형상 모서리부(13a)에 약간의 틈을 두고 걸림결합하는 구조로 하여도 무방하며, 밀착상태로 걸림결합하는 구조로 하여도 무방하다.
다음으로, 클램프 기구(8)에 대해 설명한다.
도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 클램프 기구(8)는 베이스부재(6)에 링 부재(4)를 사이에 두고 공작물 팔레트(1)를 고정시키기 위한 것이다. 상기 클램프 기구(8)는, 클램프용 유압 실린더(14)와, 베이스부재(6)와 링 부재(4)에 설치된 볼 로크기구(15)를 구비하고 있다. 클램프용 유압 실린더(14)는, 하부 베이스부재(5)와 베이스부재(6)에 형성된 실린더 보어(16)와, 상기 실린더 보어(16)에 상하방향으로 움직일 수 있도록 장착된 피스톤 부재(17)와, 클램프 해제용의 유압작동챔버(18)와, 외부의 유압공급원에 접속된 유압 공급로(19)와, 피스톤부재(17)와 베이스부재(6)에 형성된 링형상의 스프링 수용챔버(20)와, 상기 스프링 수용챔버(20)에 장착된 압축상태의 접시 스프링 적층체(21)를 구비하고 있다. 스프링 수용챔버(20)에 접속된 호흡용 공기통로(22)가 베이스부재(6)에 형성되어 있다.
다음으로, 볼 로크기구(15)에 대해 설명한다.
도 1, 도 4, 도 5에 나타내는 바와 같이, 볼 로크기구(15)는, 베이스부재(6)의 통부(6b)에 형성된 8개의 볼 유지홀(23)과, 이들 볼 유지홀(23)에 지름방향으로 움직일 수 있도록 장착된 8개의 볼(24; 강철구(鋼球))과, 링 부재(4) 상단부의 내주측 부분에 8개의 볼 유지홀(23)에 대응하도록 형성된 8개의 볼 수용홈(25)과, 피스톤부재(17)의 피스톤 로드(17a)의 상단부분에 설치되며 또한 통부(6b)에 상하방향으로 슬라이딩가능하게 내부삽입된 원판부재(26)와, 상기 원판부재(26)의 외주부에 8개의 볼 유지홀(23)에 대응하도록 형성된 8세트의 볼 구동용 경사부(27) 및 볼 퇴피용 오목부(28)를 구비하고 있다. 이들 8개의 볼 유지홀(23)과 8개의 볼(24)은, 테이퍼 걸림결합 수형부(11)의 8개의 변 부분(11b)의 중앙부에 대응하도록 위치하고 있다.
볼 수용홈(25)은, 볼(24)의 하단부를 수용할 수 있는 경사진 부분 원통홈으로 형성되어 있다. 원판부재(26)는, 피스톤 로드(17a)의 상단부분에, 8세트의 볼 구동용 경사부(27) 및 볼 퇴피용 오목부(28)를 8개의 볼 유지홀(23)에 대응시킨 상태로 하여, 너트부재(29)에 의해 고정되어 있다. 너트부재(29)는, 공구를 걸림결합시키기 위한 복수의 구멍(29a)을 갖는다.
유압작동챔버(18)에 유압을 공급하여 피스톤부재(17)를 상승위치에 유지하고, 8개의 볼(24)을 8개의 볼 퇴피용 오목부(28)로 부분적으로 퇴피시킨 상태에서, 공작물 팔레트(1)의 링 부재(4)를 베이스부재(6)에 상방으로부터 걸림결합시킨다. 다음으로, 유압작동챔버(18)의 유압을 드레인 압력으로 전환하면, 피스톤부재(17)가 접시 스프링 적층체(21)의 탄성력에 의해 하강구동된다. 이러한 하강구동시에, 도 1에 나타내는 바와 같이, 8개의 볼 구동용 경사부(27)에 의해 8개의 볼(24)이 지름방향 외측으로 구동되어 8개의 볼 수용홈(25)에 걸림결합됨에 따라 이들 볼 수용홈(25)을 하방으로 가압하기 때문에, 클램프 기구(8)에 의해 링 부재(4)가 베이스측 유닛(3)에 클램프된다. 클램프 해제시에는, 유압작동챔버(18)에 유압을 공급하면, 피스톤부재(17)가 상승하고, 8개의 볼(24)이 8개의 볼 퇴피용 오목부(28)로 부분적으로 퇴피하여 클램프 해제된다.
다음으로, 공기 블로잉 기구에 대해 설명한다.
도 1, 도 4에 나타내는 바와 같이, 베이스부재(6)와 원판부재(26)의 사이에 링형상의 공기챔버(30)가 형성되며, 상기 공기챔버(30)에 가압공기를 공급하는 공기 공급로(31)가 형성되어 있다. 상기 공기 공급로(31)가, 하부 베이스부재(5) 내에 형성된 공기통로(31a)를 통해 가압 공급원에 접속되어, 상기 공기챔버(30)에 가압공기가 공급된다.
하단기준면(9)과 Z기준면(10) 사이 및 하단기준면(9)과 베이스부재(6) 사이의 절삭으로 인한 가루 등의 이물(異物)을 공기로 블로잉하기 위하여, 공기챔버(30)로부터 가압공기가 공급되는 8개의 공기통로(32)와, 이들 공기통로(32)에 각각 이어지는 슬릿형상의 수평공기노즐(32a)이 형성되어 있다. 수평공기노즐(32a)은, Z기준면(10)의 전면(全面)으로 공기를 블로잉하도록 단면의 두께가 얇은 원호 형상으로 형성되어 있다.
테이퍼 걸림결합 수형부(11)와 테이퍼 걸림결합 암형부(13)의 사이로 공기를 블로잉하기 위하여, 통부(6b)의 하단부에는, 공기챔버(30)에 이어지는 8개의 공기노즐(33)이 형성되어 있다. 이들 공기노즐(33)로부터 가압공기를 분출시키면서, 링 부재(4)를 베이스부재(6)에 걸림결합시켜 가면, 테이퍼 걸림결합 수형부(11)와 테이퍼 걸림결합 암형부(13) 사이의 좁은 틈으로 공기가 강력하게 블로잉되어 절삭가루 등의 이물이 제거된다.
다음으로, 공작물 팔레트 위치결정 고정장치(2)의 작용, 효과에 대해 설명한다.
공작물이 고정된 공작물 팔레트(1)를 공작기계 테이블에 위치결정하여 고정할 때, 클램프 기구(8)의 유압작동챔버(18)에 유압을 공급한 상태에서, 링 부재(4)를 베이스부재(6)에 걸림결합시킨다. 이때, 공기챔버(30)에 가압공기를 공급하면서 실행한다.
이때, 링 부재(4)와 베이스부재(6)의 축심 둘레의 회전위상을 일치시킨 상태에서 걸림결합시켜, 테이퍼 걸림결합 암형부(13)를 테이퍼 걸림결합 수형부(11)에 가볍게 맞닿게 함으로써, 링 부재(4)의 하단기준면(9)을 8개의 Z기준면(10)에 가볍게 맞닿은 상태로 한다. 그 다음에, 유압작동챔버(18)의 유압을 드레인압력으로 전환하면, 상술한 바와 같이 링 부재(4)를 베이스측 유닛(3)에 클램프한 클램프 상태가 된다. 이때, 테이퍼 걸림결합 암형부(13)가, 그 테이퍼 걸림결합 암형부(13)의 외주 측벽부의 미소한 탄성변형을 통해 테이퍼 걸림결합 수형부(11)에 밀착된 상태가 되어, 하단기준면(9)이 Z기준면(10)에 밀착된 상태가 된다.
하단기준면(9)을 Z기준면(10)에 밀착시킴으로써, 공작물 팔레트(1)를 연직방향(Z방향)으로 고정밀도로 위치결정할 수 있다. 테이퍼 걸림결합 암형부(13)를 테이퍼 걸림결합 수형부(11)에 밀착시킴으로써, 공작물 팔레트(1)를 수평방향으로 고정밀도로 위치결정할 수 있다. 더욱이, 베이스부재(6)에 대한 공작물 팔레트(1)의 연직의 축심 둘레의 회전위상을 고정밀도로 위치결정할 수 있어, 베이스부재(6)에 대하여 공작물 팔레트(1)가 축심 둘레로 회전하지 않도록 구속할 수 있다. 이와 같이, 하단기준면(9) 또는 Z기준면(10)의 높이방향 위치를 미세조절하는 일없이, 또한, 테이퍼 걸림결합 수형부(11)와 테이퍼 걸림결합 암형부(13) 중 어느 하나에 별도의 부재를 이용하는 일없이, 2면 구속을 확실하게 달성할 수가 있다.
공작물 팔레트(1)는, 그 공작물 팔레트(1)에 고정되는 링 부재(4)를 가지며, 상기 링 부재(4)에 테이퍼 걸림결합 암형부(13)가 일체적으로 형성되었기 때문에, 공작물 팔레트(1)에 테이퍼 걸림결합 암형부(13)를 직접 형성하는 것보다 제작비용을 저감시킬 수 있다. 테이퍼 걸림결합 수형부(11)와 테이퍼 걸림결합 암형부(13)의 수평 단면이 8개의 원호형상 모서리부(11a,13a)와 8개의 변 부분(11b,13b)을 갖는 정팔각형이기 때문에, 비원형의 정다각형이면서 원형에 가까운 형상이 됨에 따라, 테이퍼 걸림결합 수형부(11)와 테이퍼 걸림결합 암형부(13)에서의 벽부의 낭비나 공간의 낭비가 매우 적어, 장치의 소형화에 유리하며 제작비용면에서도 유리하다.
테이퍼 걸림결합 수형부(11)의 8개의 변 부분(11b) 각각이, 외측으로 약간 부푼 원호형상으로 형성되고, 테이퍼 걸림결합 암형부(13)의 8개의 변 부분(13b) 각각이, 외측으로 약간 부푼 원호형상으로 형성되었기 때문에, 테이퍼 걸림결합 수형부(11)와 테이퍼 걸림결합 암형부(13)가 밀착상태로 걸림결합될 때, 변 부분(11b)과 변 부분(13b)의 접촉면적이 증가하여, 링 부재(4)를 고정밀도로 센터링할 수 있어 구심성을 향상시킬 수가 있다.
테이퍼 걸림결합 수형부(11)는, 복수의 볼(24)과 Z기준면(10)의 지름방향 중앙을 연결하는 원추면보다 내주측에 위치하고 있으므로, 링 부재(4)를 베이스부재(6)에 걸림결합시켜 클램프할 때, 테이퍼 걸림결합 암형부(13)의 8개의 변 부분(13b)을 내주측으로 가압하는 힘이 작용한다. 이 때문에, 테이퍼 걸림결합 암형부(13)의 8개의 변 부분(13b)의 외주측벽부의 지름확대방향으로의 탄성변형을 촉진하여, 8개의 변 부분(11b)에 8개의 변 부분(13b)을 밀착시킨 상태로 걸림결합시킬 수가 있다.
8개의 볼 유지홀(23)과 8개의 볼(24)은, 테이퍼 걸림결합 수형부(11)의 8개의 변 부분(11b)의 중앙부에 대응하도록 위치하고 있으므로, 볼 로크기구(15)에 의해 클램프될 때, 테이퍼 걸림결합 암형부(13)의 8개의 변 부분(13b)을 테이퍼 걸림결합 수형부(11)의 8개의 변 부분(11b)에 확실하게 가압한다. 이 때문에, 테이퍼 걸림결합 수형부(11)에 테이퍼 걸림결합 암형부(13)를 밀착시킬 수가 있다.
링 부재(4)를 베이스부재(6)에 걸림결합시켜 클램프 기구(8)에 의해 클램프할 때, 공기챔버(30)에 가압공기를 공급하고, 8개의 수평공기노즐(32a)로부터 가압공기를 분출함으로써 하단기준면(9)과 Z기준면(10)으로 공기를 블로잉하기 때문에, 이들 사이에 절삭가루 등의 이물이 혼입되는 일이 없다. 마찬가지로, 8개의 공기노즐(33)로부터 가압공기를 분출시켜, 테이퍼 걸림결합 수형부(11)와 테이퍼 걸림결합 암형부(13)로 공기를 블로잉하기 때문에, 테이퍼 걸림결합 수형부(11)와 테이퍼 걸림결합 암형부(13)의 사이에 절삭가루 등의 이물이 혼입되는 일이 없다. 수평공기노즐(32a)로부터, Z기준면(10)의 전역을 향해 넓은 각도로 공기를 블로잉하기 때문에, 공기 블로잉 작용을 향상시킬 수가 있다.
클램프 기구(8)에 의한 클램프를 해제할 때에는, 앞서 기술한 바와 같이, 유압작동챔버(18)에 유압을 공급하여, 8개의 볼(24)이 볼 퇴피용 오목부(28)로 퇴피할 수 있게 하는 동시에, 피스톤 로드(17a)의 상단을 공작물 팔레트(1)의 원형 오목부(1b)의 상단벽면에 맞닿게 하여 상방으로 밀어 올린다. 이렇게 하면, 테이퍼 걸림결합 암형부(13)와 테이퍼 걸림결합 수형부(11)간의 걸림결합이 분리되어, 클램프해제가 가능해진다. 클램프상태일 때, 볼(24)은 볼 수용홈(25)에 의해 원호접촉상태에서 수용되기 때문에, 링 부재(4)에 볼(24)에 의한 압흔(壓痕)이 생기기 어려워 내구성이 향상된다. 더욱이, 8개의 볼 수용홈(25)에 걸림결합되어 있기 때문에, 이들에 의해서도, 베이스부재(6)에 대하여 공작물 팔레트(1)가 축심둘레로 회전하지 않도록 구속할 수 있다.
게다가, 클램프 기구(8)의 피스톤 로드(17a)의 상단부에 원판부재(26)를 설치하고, 이 원판부재(26)의 외주부에, 8개의 볼 구동용 경사부(27) 및 볼 퇴피용 오목부(28)를 형성하였기 때문에, 피스톤 로드(17a)의 대부분을 소(小)지름화할 수 있어 유압 실린더(14)를 소형경량화할 수 있다. 원판부재(26)를 유효하게 이용하여 공기챔버(30)를 형성하기 때문에, 공기를 블로잉하기 위한 공기 공급로의 구성을 간단하게 할 수 있다.
이하에서는, 상기 공작물 팔레트 위치결정 고정장치(2)를 부분적으로 변경한 각종 실시예 및 이들 실시예를 부분적으로 변경한 각종 실시예에 대해 설명하겠으며, 선행하는 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 그에 대한 설명은 생략하며 다른 구성요소에 대해서만 설명하기로 한다.
[실시예 2]
도 6에 나타내는 바와 같이, 테이퍼 걸림결합 수형부(11Z)는 축심방향의 길이가 작은 테이퍼 걸림결합 수형부(11Z)로서, 링 부재(4)의 하단부분에 대응하는 테이퍼 걸림결합 수형부(11Z)로 형성된다. 그 밖의 구성, 작용, 효과는 실시예 1과 같다.
[실시예 3]
도 7, 도 8에 나타내는 바와 같이, 베이스부재(6A)에는, 축심(6a)에 대하여 대칭으로 위치하는 연직(鉛直)의 한 쌍의 위치결정 핀(40)이 고정되어 있다. 링 부재(4A)에는 위치결정 핀(40)이 삽입되는 한 쌍의 핀 구멍(41)이 형성되어 있다. 위치결정 핀(40)의 상단부분에는 원추(cone)형상의 테이퍼부(40a)가 형성되어 있다. 이들 위치결정 핀(40)을 핀 구멍(41)에 끼움결합시킴으로써, 베이스부재(6A)에 대한 공작물 팔레트(1A)의 축심 둘레의 회전위상이 바르게 위치결정된다.
이에 따라, 테이퍼 걸림결합 암형부(13)를 테이퍼 걸림결합 수형부(11)에 걸림결합시킬 때, 테이퍼 걸림결합 암형부(13)의 복수의 원호형상 모서리부(13a)를 테이퍼 걸림결합 수형부(11)의 복수의 원호형상 모서리부(11a)에 일치시킨 상태로 회전위상을 맞출 수가 있다. 더욱이, 회전위상을 맞추지 않은 상태에서는, 테이퍼 걸림결합 암형부(13)를 테이퍼 걸림결합 수형부(11)에 걸림결합시킬 수 없기 때문에, 회전위상이 일치하지 않은 채 걸림결합시킴에 따라 발생하는 테이퍼 걸림결합 암형부(13)나 테이퍼 걸림결합 수형부(11)의 손상을 방지할 수가 있다. 그 밖의 구성, 작용, 효과는 실시예 1과 같다.
[실시예 4]
도 9, 도 10에 나타내는 바와 같이, 실시예 3과 동일한 목적을 위해, 베이스부재(6B)에 축심(6a)에 대하여 대칭으로 위치하는 연직의 한 쌍의 위치결정 핀(42)이 고정되어 있다. 링 부재(4B)는, 한 쌍의 위치결정 핀(42) 사이의 거리보다 작은 지름으로 형성되어 있다. 공작물 팔레트(1B)에는, 한 쌍의 위치결정 핀(42)이 걸림결합되는 한 쌍의 절결구멍(43)이 형성되어 있다. 위치결정 핀(42)의 상단부에는 테이퍼부(42a)가 형성되어 있다. 절결구멍(43)은, 공작물 팔레트(1B)의 상단까지 관통되어 있기 때문에, 한 쌍의 절결구멍(43)을 한 쌍의 위치결정 핀(42)에 대하여 위치를 맞추는 데 있어서 유리하다. 한편, 절결구멍(43) 대신에 핀 구멍을 형성하여도 무방하다. 그 밖의 구성, 작용, 효과는 실시예 1과 같다.
[실시예 5]
도 11에 나타내는 바와 같이, 공작물 팔레트(1C)를 ATC(자동 공구교환장치)의 아암부재에 의해 파지하기 위하여, 링 부재(4C)의 외주부에 단면이 사다리꼴인 파지(把持)홈(44)이 형성되어 있다. 그 밖의 구성, 작용, 효과는 실시예 1과 같다.
[실시예 6]
도 12, 도 13에 나타내는 바와 같이, 링 부재(4D)는, 테이퍼 걸림결합 암형부(13)가 테이퍼 걸림결합 수형부(11)에 밀착상태로 걸림결합될 때의 테이퍼 걸림결합 암형부(13)의 외주측벽부의 지름확대방향으로의 탄성변형을 촉진하는 탄성변형 촉진부(50)를 갖는다. 상기 탄성변형 촉진부(50)는, 테이퍼 걸림결합 암형부(13)를 에워싸는 벽부에 하단이 개방되는 형상으로 형성된 평면에서 볼 때 원호형상인 8개의 원호 홈(51)을 구비하고 있다. 원호 홈(51)과 인접하는 원호 홈(51)의 사이에는, 원호 홈(51)의 둘레방향 길이의 약 반이 되는 둘레방향 길이를 갖는 리브 벽(53)이 형성되어 있으며, 8개의 원호 홈(51)의 내측에는 어느 정도의 강성(剛性)을 갖는 링형상 벽(52)이 형성되어 있다.
테이퍼 걸림결합 암형부(13)가 테이퍼 걸림결합 수형부(11)에 밀착상태로 걸림결합될 때에는, 8개의 리브 벽(53)과 링형상 벽(52)의 지름확대방향으로의 탄성변형을 통해 밀착상태로 걸림결합되어, 수평방향으로 양호한 정밀도로 위치결정될 수 있게 되어 있다. 한편, 리브 벽(53)은, 수평단면에서의 정팔각형의 원호형상 모서리부에 대응하는 둘레방향 위치에 형성되어 있다. 원호 홈(51)의 수는 8개로 한정되지 않고, 8개 미만이어도 되며 9개 이상이어도 무방하다.
이와 같이, 탄성변형 촉진부(50)를 설치하였기 때문에, 테이퍼 걸림결합 암형부(13)가 테이퍼 걸림결합 수형부(11)에 밀착상태로 걸림결합될 때, 테이퍼 걸림결합 암형부(13)를 에워싸는 벽부의 지름확대방향으로의 탄성변형을 촉진할 수 있다. 더욱이, 전체 둘레에 대한 복수의 리브 벽(53)의 합계길이의 비율을 적절히 설정함으로써, 8개의 리브 벽(53) 및 링형상 벽(52)의 강성과 탄성 변형성을 적절하게 설정할 수 있기 때문에, 설계 자유도가 우수하다. 그 밖의 구성, 작용, 효과는 실시예 1과 같다.
[실시예 7]
도 14, 도 15에 나타내는 바와 같이, 링 부재(4E)는, 테이퍼 걸림결합 암형부(13)가 테이퍼 걸림결합 수형부(11)에 밀착상태로 걸림결합될 때의 테이퍼 걸림결합 암형부(13)의 외주측벽부의 탄성변형을 촉진하는 탄성변형 촉진부(50A)를 갖는다. 상기 탄성변형 촉진부(50A)는, 테이퍼 걸림결합 암형부(13)를 에워싸는 벽부에 상단이 개방되는 형상으로 형성된 평면에서 볼 때 원호형상인 8개의 원호 홈(54)을 구비하고 있다. 원호 홈(54)과 인접하는 원호 홈(54)의 사이에는, 원호 홈(54)의 둘레방향 길이의 약 반이 되는 둘레방향 길이를 갖는 리브 벽(55)이 형성되어 있다. 8개의 원호 홈(54)의 내측에는 어느 정도의 강성을 갖는 링형상 벽(69)이 형성되어 있다. 8개의 원호 홈(54)의 하측에는 링형상 벽(69)과 같은 정도의 두께를 갖는 하벽(56)이 형성되어 있다. 그 밖의 구성, 작용, 효과는 실시예 6과 같다.
다음으로, 탄성변형 촉진부(50,50A)의 다양한 변경형태를 도 16~도 23에 근거하여 설명하겠으며, 도 16~도 23에서는, 링 부재(4)만 도시하고, 상방을 공작물 팔레트(1)측으로 하고 하방을 베이스부재(6)측으로 하여 설명하도록 한다.
[실시예 8]
도 16에 도시된 제 1예의 링 부재(4F)에서는, 테이퍼 걸림결합 암형부(13)가 테이퍼 걸림결합 수형부(11)에 밀착상태로 걸림결합될 때의 테이퍼 걸림결합 암형부(13)의 외주측벽부의 탄성변형을 촉진하는 탄성변형 촉진부(50B)를 갖는다. 상기 탄성변형 촉진부(50B)는, 테이퍼 걸림결합 암형부(13)를 에워싸는 벽부에 형성된 하단 개방 형상의 링형상 홈(57)을 구비하고 있다. 상기 링형상 홈(57)의 단면형상은 지름방향의 폭이 작은 직사각형상이다. 테이퍼 걸림결합 암형부(13)와 링형상 홈(57)의 사이에는, 지름확대방향으로 탄성변형이 가능하며 또한 어느 정도의 강성을 갖는 링형상 벽(58)이 형성되어 있다. 링형상 벽(58)의 지름방향의 두께를 적절히 설정함으로써, 링형상 벽(58)의 강성과 탄성변형성을 적절히 설정할 수 있기 때문에, 설계 자유도가 우수하다.
도 17에 나타내는 바와 같이, 도 16에 도시된 탄성변형 촉진부를 부분적으로 변경한 탄성변형 촉진부(50C)로서, 제 2예의 링 부재(4G)에는, 링형상 홈(57)에 추가하여, 링형상 벽(58)에 형성된 복수(예컨대, 2개 또는 4개)의 절결부(59)가 형성되어 있다.
도 18에 나타내는 바와 같이, 도 16에 도시된 탄성변형 촉진부를 부분적으로 변경한 탄성변형 촉진부(50D)로서, 제 3예의 링 부재(4H)에는, 링형상 홈(57)에 추가하여, 링형상 벽(58)에 형성된 복수(예컨대, 8개)의 슬릿(60)이 형성되어 있다.
도 19에 나타내는 바와 같이, 도 16에 도시된 탄성변형 촉진부를 부분적으로 변경한 탄성변형 촉진부(50E)로서, 제 4예의 링 부재(4I)에는, 링형상 홈(57)에 추가하여, 상기 링형상 홈(57)보다 내주측인 링형상 벽(58)과 링형상 홈(57)의 상방 근방부에 상하방향으로 편평하게 형성된 링형상 홈(61)이 형성되어 있다. 링형상 홈(57) 상벽부인 링형상의 연결벽(58a)이 얇게 형성되어 있기 때문에, 링형상 벽(58)과 연결벽(58a)이 지름확대방향으로 탄성변형되기 쉽게 되어 있다.
도 20에 나타내는 바와 같이, 도 16에 도시된 탄성변형 촉진부를 부분적으로 변경한 탄성변형 촉진부(50F)로서, 제 5예의 링 부재(4J)에는, 링형상 홈(57)에 추가하여, 링형상 홈(57) 내주측의 링형상 벽(58)에 형성된 복수(예컨대, 8개)의 직사각형 개구홀(62)이 형성되어 있다.
도 21에 도시된 제 6예의 링 부재(4K)는, 테이퍼 걸림결합 암형부(13)가 테이퍼 걸림결합 수형부(11)에 밀착상태로 걸림결합될 때의 테이퍼 걸림결합 암형부(13)의 외주측벽부의 탄성변형을 촉진하는 탄성변형 촉진부(50G)를 갖는다. 상기 탄성변형 촉진부(50G)는, 테이퍼 걸림결합 암형부(13)를 에워싸는 벽부에 둘레방향으로 적당한 간격을 두고 형성된 지름방향을 향하는 복수(예컨대, 8개)의 슬릿(63)을 구비하고 있다.
도 22에 나타내는 바와 같이, 도 16에 도시된 탄성변형 촉진부를 부분적으로 변경한 탄성변형 촉진부(50H)로서, 제 7예의 링 부재(4O)에는, 단면이 삼각형상인 링형상 홈(64)이 형성되어 있다. 상기 링형상 홈(64)의 내측에는 링형상 벽(65)이 형성되어 있다. 한편, 링 부재(4O)의 상면부에는, 공작물 팔레트의 지름이 커진 원형 오목부에 끼움결합시키기 위한 끼움결합 통부(66)가 돌출형상으로 형성되어 있다.
도 23에 도시된 제 8예의 링 부재(4P)는, 테이퍼 걸림결합 암형부(13)가 테이퍼 걸림결합 수형부(11)에 밀착상태로 걸림결합될 때의 테이퍼 걸림결합 암형부(13)의 외주측벽부의 탄성변형을 촉진하는 탄성변형 촉진부(50I)를 갖는다. 상기 탄성변형 촉진부(50I)는, 테이퍼 걸림결합 암형부(13)를 에워싸는 벽부에 형성된 링형상 홈(67)을 구비하고 있다. 링형상 홈(67)의 하면측과 내주측에는 단면이 L형인 링형상 벽(68)이 형성되고, 링형상 홈(67)의 상단부가 내측으로 개구되어 있다.
[실시예 9]
도 24는 베이스부재(6C)의 평면도로서, 도 24에 도시된 제 1예의 베이스부재(6C)에서는, 베이스부재(6C)의 테이퍼 걸림결합 수형부(11A)가 상방으로 갈수록 지름이 작아지도록 구성되어 있다. 테이퍼 걸림결합 수형부(11A)의 수평 단면이 외측으로 볼록한 6개의 원호형상 모서리부(11aA)와 외측으로 약간 부푼 6개의 변 부분(11bA)을 갖는 정육각형으로 형성되어 있다. 상기 테이퍼 걸림결합 수형부(11A)는 베이스부재(6C)에 일체적으로 형성되어 있다. 링 부재의 테이퍼 걸림결합 암형부는, 링 부재의 지름확대방향으로의 탄성변형을 통해 테이퍼 걸림결합 수형부(11A)에 밀착상태로 걸림결합되는 형상으로 형성되어 있다.
테이퍼 걸림결합 수형부(11A)의 수평 단면이 외측으로 볼록한 6개의 원호형상 모서리부(11aA)와 외측으로 약간 부푼 6개의 변 부분(11bA)을 갖는 정육각형이기 때문에, 정다각형이면서 원형에 가까운 형상이므로, 테이퍼 걸림결합 수형부(11A)와 테이퍼 걸림결합 암형부에 있어서의 벽부의 낭비나 공간의 낭비가 매우 적어, 장치를 소형화함에 있어서 유리하며 제작비용면에서도 유리하다. 테이퍼 걸림결합 수형부(11A)와 테이퍼 걸림결합 암형부가 밀착상태로 걸림결합될 때, 테이퍼 걸림결합 수형부(11A)의 변 부분(11bA)과 테이퍼 걸림결합 암형부의 변 부분의 접촉면적이 증가하여, 고정밀도로 링 부재를 센터링할 수 있어 구심성을 향상시킬 수 있다.
도 25는 베이스부재(6D)의 평면도로서, 도 25에 도시된 제 2예의 베이스부재(6D)에서, 베이스부재(6D)의 테이퍼 걸림결합 수형부(11B)는 상방으로 갈수록 지름이 작아지도록 구성되어 있다. 테이퍼 걸림결합 수형부(11B)의 수평단면이 외측으로 볼록한 4개의 원호형상 모서리부(11aB)와 외측으로 약간 부푼 4개의 변 부분(11bB)을 갖는 정사각형으로 형성되어 있다. 상기 테이퍼 걸림결합 수형부(11B)는 베이스부재(6D)에 일체적으로 형성되어 있다. 링 부재의 테이퍼 걸림결합 암형부는, 테이퍼 걸림결합 암형부의 외주측벽부의 지름확대방향으로의 탄성변형을 통해 테이퍼 걸림결합 수형부(11B)에 밀착상태로 걸림결합가능한 형상으로 형성되어 있다. 테이퍼 걸림결합 수형부(11B)와 테이퍼 걸림결합 암형부가 밀착상태로 걸림결합될 때, 테이퍼 걸림결합 수형부(11B)의 변 부분(11bB)과 테이퍼 걸림결합 암형부의 변 부분의 접촉면적이 증가하여, 링부재를 고정밀도로 중심을 맞추어 위치결정할 수 있게 된다. 그 밖의 구성, 작용, 효과는 실시예 1과 같다.
[실시예 10]
도 26은 베이스부재(6E)의 평면도로서, 도 26에 도시된 제 1예의 베이스부재(6E)에서는, 베이스부재(6E)의 테이퍼 걸림결합 수형부(11C)가 상방으로 갈수록 지름이 작아지도록 구성되어 있다. 테이퍼 걸림결합 수형부(11C)의 수평 단면이 외측으로 볼록한 8개의 원호형상 모서리부(11aC)와 8개의 변 부분(11bC)을 갖는 정팔각형으로 형성되며, 8개의 변 부분(11bC)의 각각이 직선형상으로 형성되어 있다. 상기 테이퍼 걸림결합 수형부(11C)는 베이스부재(6E)에 일체적으로 형성되어 있다. 링 부재의 테이퍼 걸림결합 암형부는, 테이퍼 걸림결합 암형부의 외주측벽부의 지름확대방향으로의 탄성변형을 통해 테이퍼 걸림결합 수형부(11C)에 밀착상태로 걸림결합 가능한 형상으로 형성되어 있다. 8개의 변 부분(11bC) 각각이 직선형상으로 형성되었기 때문에, 테이퍼 걸림결합 수형부(11C)와 테이퍼 걸림결합 암형부가 밀착상태로 걸림결합될 때, 8개의 변 부분(11bC)의 직선형상에 의해 회전 구속력을 향상시킬 수가 있다.
도 27은 베이스부재(6F)의 평면도로서, 도 27에 도시된 제 2예의 베이스부재(6F)에서는, 베이스부재(6F)의 테이퍼 걸림결합 수형부(11D)가 상방으로 갈수록 지름이 작아지도록 구성되어 있다. 테이퍼 걸림결합 수형부(11D)의 수평 단면이 외측으로 볼록한 6개의 원호형상 모서리부(11aD)와 6개의 변 부분(11bD)을 갖는 정육각형으로 형성되며, 6개의 변 부분(11bD)의 각각이 직선형상으로 형성되어 있다. 상기 테이퍼 걸림결합 수형부(11D)는 베이스부재(6F)에 일체적으로 형성되어 있다. 링 부재의 테이퍼 걸림결합 암형부는, 테이퍼 걸림결합 암형부의 외주측벽부의 지름확대방향으로의 탄성변형을 통해 테이퍼 걸림결합 수형부(11D)에 밀착상태로 걸림결합 가능한 형상으로 형성되어 있다. 6개의 변 부분(11bD) 각각이 직선형상으로 형성되었기 때문에, 테이퍼 걸림결합 수형부(11D)와 테이퍼 걸림결합 암형부가 밀착상태로 걸림결합될 때, 6개의 변 부분(11bD)의 직선형상에 의해 회전 구속력을 향상시킬 수가 있다.
도 28은 베이스부재(6G)의 평면도로서, 도 28에 나타내는 제 3예의 베이스부재(6G)에서는, 베이스부재(6G)의 테이퍼 걸림결합 수형부(11E)가 상방으로 갈수록 지름이 작아지도록 구성되어 있다. 테이퍼 걸림결합 수형부(11E)의 수평단면이 외측으로 볼록한 4개의 원호형상 모서리부(11aE)와 4개의 변 부분(11bE)을 갖는 정사각형으로 형성되어 있다. 4개의 변 부분(11bE) 각각이 직선형상으로 형성되어 있고, 상기 테이퍼 걸림결합 수형부(11E)는 베이스부재(6G)에 일체적으로 형성되어 있다. 링 부재의 테이퍼 걸림결합 암형부는, 테이퍼 걸림결합 암형부의 외주측벽부의 지름확대방향으로의 탄성변형을 통해 테이퍼 걸림결합 수형부(11E)에 밀착상태로 걸림결합될 수 있는 형상으로 형성되어 있다. 4개의 변 부분(11bE) 각각이 직선형상으로 형성되었기 때문에, 테이퍼 걸림결합 수형부(11E)와 테이퍼 걸림결합 암형부가 밀착상태로 걸림결합될 때, 4개의 변 부분(11bE)의 직선형상에 의해 회전 구속력을 향상시킬 수가 있다. 그 밖의 구성, 작용, 효과는 실시예 1과 같다.
[실시예 11]
도 29에 나타내는 바와 같이, 원판부재(26A)는, 통부(6b)의 내측에 상하로 슬라이딩 가능하도록 설치된 것으로서, 중심부로부터 하방으로 연장되는 로드부(26a)와 일체로 형성된 것이다. 원판부재(26A)의 외주부에는, 8개의 볼 유지홀(23)에 대응하도록 형성된 8세트의 볼 구동용 경사부(27) 및 볼 퇴피용 오목부(28)를 구비하고 있다. 상기 로드부(26a)의 하부는, 8세트의 볼 구동용 경사부(27) 및 볼 퇴피용 오목부(28)를 8개의 볼 유지홀(23)에 대응시킨 상태로 하여, 피스톤부재(17)의 중심부에 나사부착되어 있다. 상기 원판부재(26A)와 베이스부재(6)의 사이에 링형상의 공기챔버(30)가 형성되어 있다. 그 밖의 구성, 작용, 효과는 실시예 1과 같다.
[실시예 12]
여기서, 실시예 12에 따른 위치결정 고정장치(102)에 관해 설명하도록 한다.
도 30, 도 31에 나타내는 바와 같이, 공작물 팔레트(101)를 연직방향과 수평방향으로 위치결정하여 고정하기 위한 위치결정 고정장치(102)가 설치되어 있다. 상기 위치결정 고정장치(102)는, 베이스측 유닛(103)과, 공작물 팔레트(101)에 설치된 링 부재(104)를 구비하고 있다. 베이스측 유닛(103)은, 하부 베이스부재(105)와, 베이스부재(106)와, 클램프 기구(108)를 구비한다.
베이스부재(106)는, 링 부재(104)의 하단기준면(109)을 받아 연직방향으로 위치결정할 수 있는 Z기준면(110)과, 수평단면이 외측으로 볼록한 복수의 원호형상 모서리부(111a)와 복수의 변 부분(111b)을 갖는 정다각형으로 형성되며 또한 상방으로 갈수록 지름이 작아지는 테이퍼 걸림결합 수형부(111)와, 링 부재(104)의 개구부에 삽입가능한 통부(106a)를 구비하고 있다. 링 부재(104)는, 링형상의 하단기준면(109)과, 상기 하단기준면(109)이 베이스부재(106)의 Z기준면(110)에 맞닿은 상태가 되도록 테이퍼 걸림결합 수형부(111)에 상방으로부터 걸림결합될 수 있으며, 또한 수평단면이 외측으로 볼록한 복수의 원호형상 모서리부와 복수의 변 부분을 갖는 정다각형으로 형성된 테이퍼 걸림결합 암형부(113)를 구비하고 있다. 테이퍼 걸림결합 암형부(113)의 외주측벽부의 지름확대방향으로의 탄성변형을 통해, 테이퍼 걸림결합 암형부(113)가 테이퍼 걸림결합 수형부(111)에 밀착상태로 걸림결합된다. 한편, 상기 링 부재(104)의 반경방향의 두께는, 베이스부재(106)에 고정할 때 탄성변형되기 쉽도록 작게 제작하는 것이 바람직하다.
클램프 기구(108)는, 클램프용 유압 실린더(114)와, 볼 로크기구(115)를 구비하고 있다. 유압 실린더(114)는, 링형상 피스톤부재(117)와, 유압작동챔버(118)의 일부를 형성하는 바닥커버부재(131)를 갖는다. 링형상 피스톤부재(117)는, 링형상 피스톤부(117a)와, 상기 링형상 피스톤부(117a)로부터 상방으로 연장되는 링형상 피스톤 로드(117b)를 가지며, 링형상 피스톤 로드(117b)의 상부는 통부(106a)에 상하로 슬라이딩가능하도록 내부삽입되어 있다.
볼 로크기구(115)는, 통부(106a)에 형성된 복수의 볼 유지홀(123)과, 이들 볼 유지홀(123)에 지름방향으로 움직일 수 있도록 장착된 복수의 볼(124)과, 링 부재(104)의 상단부의 내주측 부분에 복수의 볼 유지홀(123)에 대응하도록 형성된 복수의 볼 수용홈(125)과, 링형상 피스톤 로드(117b)의 외주부에 복수의 볼(124)을 유지하는 복수의 볼 유지홀(123)에 대응하도록 형성된 복수의 볼 구동용 경사부(127) 및 복수의 볼 퇴피용 오목부(128)를 구비하고 있다.
바닥커버부재(131)는, 링형상 피스톤 부재(117)의 링형상 피스톤부(117a)에 삽입되며 중심에 관통구멍(135)을 갖는 중심 통부(131a)와, 유압작동챔버(118)의 바닥부를 막는 바닥벽부(131b)를 구비하고 있다. 중심 통부(131a)와 바닥벽부(131b)는 일체적으로 형성되며, 상기 바닥커버부재(131)는 베이스부재(106)에 고정되어 있다. 바닥커버부재(131)의 통부(131a)와 링형상 피스톤부재(117)와 링형상부재(126)의 사이에 링형상의 스프링 수용챔버(133)가 형성되며, 상기 스프링 수용챔버(133)에는, 링형상 피스톤부재(117)를 클램프 방향(하방)으로 탄성가압하기 위한 압축상태의 접시 스프링 적층체(120)가 수용되어 있다.
바닥커버부재(131)의 중심 통부(131a)의 상측 외주부에는, 스프링 수용챔버(133)의 상단을 막는 링형상 부재(126)가 설치되어 있다. 상기 링형상 부재(126)의 상방으로부터 너트부재(129)를 통부(131a)에 나사결합함으로써 링형상 부재(126)가 고정되어 있다. 바닥커버부재(131)와 링형상 피스톤부(117a)의 사이에 유압작동챔버(118)가 형성되어 있다. 바닥커버부재(131)의 중심 통부(131a)를 관통하는 관통구멍(135)의 상단부에는, 플러그부재(136)가 탈부착가능하게 장착되어 있다. 예컨대, 공작물 팔레트(1)에 센서나 스위치가 설치되어 있는 경우에는, 플러그 부재(136)가 빠지고, 하방으로부터 관통구멍으로 도입된 호스나 상기 케이블류를 공작물 팔레트로 유도한다.
베이스부재(106)의 상측 내주면과 링형상 피스톤 로드부(117b)의 외주면 사이의 틈에는 링형상 공간(140)이 형성되어 있다. 상기 링형상 공간(140)에 의해, 테이퍼 걸림결합 암형부(113)를 테이퍼 걸림결합 수형부(111)에 걸림결합시킬 때, 그 테이퍼 걸림결합 암형부(113)의 외주측벽부의 미소한 지름확대방향으로의 탄성변형과 함께 테이퍼 걸림결합 수형부(111)의 내주측벽부의 지름축소방향으로의 탄성변형을 통해, 테이퍼 걸림결합 암형부(113)가 테이퍼 걸림결합 수형부(111)에 밀착상태로 걸림결합된다. 한편, 상기 링형상 공간(140)의 상단부는 연장되어 볼 유지홀(123)로 연통되어도 무방하다.
이상에서 설명한 위치결정 고정장치(102)의 작용·효과에 대해 설명하도록 한다.
공작물이 고정된 공작물 팔레트(101)를 공작기계 테이블에 위치결정하여 고정할 때, 링 부재(104)와 베이스부재(106)의 축심 둘레의 회전위상을 일치시킨 상태에서 걸림결합시켜, 테이퍼 걸림결합 암형부(113)를 테이퍼 걸림결합 수형부(111)에 가볍게 맞닿게 하고, 링 부재(104)의 하단기준면(109)을 4개의 Z기준면(110)에 가볍게 맞닿게 한 상태로 한다. 다음으로, 유압작동챔버(118)의 유압을 드레인압력으로 전환하면, 링 부재(104)를 베이스측 유닛(103)에 클램프한 클램프 상태가 되어, 링 부재(104)가, 그 테이퍼 걸림결합 암형부(113)의 외주측벽부의 미소한 지름확대방향으로의 탄성변형과, 베이스부재(106)의 테이퍼 걸림결합 수형부(111)의 내주측벽부의 미소한 지름축소방향으로의 탄성변형을 통해, 베이스부재(106)에 밀착된 상태가 되어 하단기준면(109)이 Z기준면(110)에 밀착된 상태가 된다.
하단기준면(109)을 Z기준면(110)에 밀착시킴으로써, 공작물 팔레트(101)를 연직방향(Z방향)으로 고정밀도로 위치결정할 수 있다. 테이퍼 걸림결합 암형부(113)를 테이퍼 걸림결합 수형부(111)에 밀착시킴으로써, 공작물 팔레트(101)를 수평방향으로 고정밀도로 위치결정할 수가 있다. 더욱이, 베이스부재(106)에 대한 공작물 팔레트(101)의 연직의 축심 둘레의 회전위상을 고정밀도로 위치결정할 수 있어, 베이스부재(106)에 대하여 공작물 팔레트(101)가 축심 둘레로 회전하지 않도록 구속할 수 있다.
유압 실린더(114)의 링형상 피스톤 로드(117b)의 상부를 통부(131a)에 상하로 슬라이딩가능하도록 내부삽입하고, 상기 링형상 피스톤 로드(117b)의 외주부에 복수의 볼 유지홀(123)에 대응하도록 형성된 복수의 볼 구동 경사부(127) 및 복수의 볼 퇴피 오목부(128)를 형성하였기 때문에, 링형상 피스톤부재(117)의 축심 근방부에 관통 구멍(135)을 설치할 수 있으므로, 상기 관통 구멍(135)을 이용하여 호스나 전기신호 케이블 등을 관통삽입시킬 수 있어 공간을 유효하게 활용할 수가 있다. 그 밖의 작용 및 효과는, 실시예 1과 같으므로 설명은 생략한다.
[실시예 13]
다음으로, 실시예 13에 따른 위치결정 고정장치(2L)에 관하여, 도 32~도 37에 근거하여 설명하도록 한다.
본 위치결정 고정장치(2L)에 있어서, 도 32,도 33에 나타내는 바와 같이, 베이스부재(6L)에 형성된 테이퍼 걸림결합 수형부(11L)는, 수평단면이 외측으로 볼록한 8개의 원호형상 모서리부(11aL)와 8개의 변 부분(11bL)을 가지며, 이들 수평단면에 있어서의 변 부분(11bL) 각각은, 그 중앙부에 형성된 릴리프 오목부(35)와, 상기 릴리프 오목부(35)의 양측에 형성된 한 쌍의 걸림결합 밀착부(36)를 갖는다.
도 34~도 37에 나타내는 바와 같이, 링 부재(4L)에 형성된 테이퍼 걸림결합 암형부(13L)는, 수평단면이 외측으로 볼록한 8개의 원호형상 모서리부(13aL)와 8개의 변 부분(13bL)을 가지며, 이들 수평단면에 있어서의 변 부분(13bL) 각각은, 그 중앙부에 형성된 릴리프 오목부(38)와, 상기 릴리프 오목부(38)의 양측에 형성된 한 쌍의 걸림결합 밀착부(39)를 갖는다. 한편, 여기서 말하는 '변 부분'이란, 도 37에서의 범위 A 부분을 나타내는 것이며, '원호형상 모서리부'란, 도 37에서의 범위 B 부분을 나타내는 것이다.
테이퍼 걸림결합 수형부(11L)의 릴리프 오목부(35)는, 베이스부재(6L)의 테이퍼면에 상하방향을 따라 얕은 홈형상으로 형성되어 있다(도 33 참조). 테이퍼 걸림결합 암형부(13L)의 릴리프 오목부(38)는, 링 부재(4L)의 테이퍼면에 상하방향을 따라 얕은 홈형상으로 형성되어 있다(도 35 참조). 각각의 릴리프 오목부(35,38)는, 변 부분(11bL,13bL)의 약 1/2의 영역에 형성되어 있다. 한 쌍의 걸림결합 밀착부(36)와 이것에 대향되는 한 쌍의 걸림결합 밀착부(39)는 평행상태가 되도록 각각 형성되어 있다(도 37 참조).
상기 테이퍼 걸림결합 수형부(11L)가 테이퍼 걸림결합 암형부(13L)에 걸림결합될 때에는, 원호형상 모서리부(11aL)와 원호형상 모서리부(13aL)의 사이에 약간의 틈을 만들면서, 테이퍼 걸림결합 암형부(13L)의 외주측벽부의 탄성변형을 통해 밀착상태로 걸림결합된다. 이때, 한 쌍의 걸림결합 밀착부(36)와 한 쌍의 걸림결합 밀착부(39)가 밀착상태로 걸림결합됨에 따라 상기 실시예 1에 비해 밀착부위의 수가 2배가 되어 수평방향으로의 위치결정 정밀도와 회전 구속력이 향상된다.
또한, 변 부분(11bL)에 릴리프 오목부(35)를, 변 부분(13bL)에 릴리프 오목부(38)를 각각 형성함으로써 한 쌍의 걸림결합 밀착부(36,39)의 압축 응력이 증대하기 때문에, 테이퍼 걸림결합 암형부(13L)의 외주측벽부에서는 지름확대방향으로의 미소한 탄성변형을 촉진하고, 테이퍼 걸림결합 수형부(11L)의 내주측벽부에서는 지름축소방향으로의 미소한 탄성변형을 촉진하여 밀착성을 향상시킬 수가 있다. 더욱이, 테이퍼 걸림결합 수형부(11)와 테이퍼 걸림결합 암형부(13)의 테이퍼면 전체를 정밀하게 연마가공하는 것과 비교할 때, 본 실시예에서는 릴리프 오목부(35,38)의 표면을 연마가공할 필요가 없으므로, 연마가공비용을 저감시킬 수 있다. 그 밖의 구성, 작용, 효과는 상기 실시예 1과 같다.
다음으로, 본 실시예의 변 부분(11bL,13bL)의 부분적인 변경형태에 관해 설명한다.
도 38에 나타내는 바와 같이, 제 1예의 변 부분(11bM,13bM)에서는, 한 쌍의 걸림결합 밀착부(36A,39A)가, 릴리프 오목부(35,38)에 가까워질수록 상대측에 접근하도록 테이퍼형상으로 형성되어 있다.
도 39에 나타내는 바와 같이, 제 2예의 변 부분(11bN,13bN)에서는 한 쌍의 걸림결합 밀착부(36B,39B)가 릴리프 오목부(35,38)로부터 멀어질수록 상대측에 접근하는 테이퍼형상으로 형성되어 있다.
도 40에 나타내는 바와 같이, 제 3예의 변 부분(11bL)에서는, 릴리프 오목부(35)와 한 쌍의 걸림결합 밀착부(36)가, 테이퍼 걸림결합 수형부(11L)에만 형성되며, 한 쌍의 걸림결합밀착부(36)는 대향되는 테이퍼 걸림결합 암형부(13)의 직선형상의 변 부분(13b)과 평행이 되도록 형성되어 있다.
도 41에 나타내는 바와 같이, 제 4예의 변 부분(11bM)에서는, 릴리프 오목부(35)와 한 쌍의 걸림결합 밀착부(36A)가, 테이퍼 걸림결합 수형부(11M)에만 형성되며, 한 쌍의 걸림결합 밀착부(36A)는 릴리프 오목부(35)에 가까워질수록 상대측에 접근하도록 테이퍼형상으로 형성되어 있다.
도 42에 나타내는 바와 같이, 제 5예의 변 부분(11bN)에서는, 릴리프 오목부(35)와 한 쌍의 걸림결합 밀착부(36B)가, 테이퍼 걸림결합 수형부(11N)에만 형성되며, 한 쌍의 걸림결합 밀착부(36B)는 릴리프 오목부(35)로부터 멀어질수록 상대측에 접근하도록 테이퍼형상으로 형성되어 있다.
도 43에 나타내는 바와 같이, 제 6예의 변 부분(13bL)에서는, 릴리프 오목부(38)와 한 쌍의 걸림결합 밀착부(39)가, 테이퍼 걸림결합 암형부(13L)에만 형성되며, 한 쌍의 걸림결합 밀착부(39)는 대향되는 테이퍼 걸림결합 수형부(11)의 변 부분(11b)과 평행이 되도록 형성되어 있다.
도 44에 나타내는 바와 같이, 제 7예의 변 부분(13bM)에서는, 릴리프 오목부(38)와 한 쌍의 걸림결합 밀착부(39A)가, 테이퍼 걸림결합 암형부(13M)에만 형성되며, 한 쌍의 걸림결합 밀착부(39A)는 릴리프 오목부(38)에 가까워질수록 상대측에 접근하도록 테이퍼형상으로 형성되어 있다.
도 45에 나타내는 바와 같이, 제 8예의 변 부분(13bN)에서는, 릴리프 오목부(38)와 한 쌍의 걸림결합 밀착부(39B)가, 테이퍼 걸림결합 암형부(13N)에만 형성되며, 한 쌍의 걸림결합 밀착부(39B)는 릴리프 오목부(38)로부터 멀어질수록 상대측에 접근하도록 테이퍼형상으로 형성되어 있다.
[실시예 14]
상기 실시예 1의 클램프 기구(8) 대신에 적용할 수 있는 클램프 기구(8A)에 관해 설명하도록 한다. 도 46에 나타내는 바와 같이, 위치결정 고정장치(152A)의 클램프 기구(8A)는, 클램프용 유압 실린더(164A)와 볼 로크기구(165A)를 구비하고 있다. 공작물 팔레트(151A)의 공작물 팔레트 본체(151a)와 링 부재(154A)의 걸림고정부(154a)의 사이에는, 풀스터드(157)의 플랜지부(157a)가 끼움지지되어, 풀스터드(157)가 고정되어 있다. 로드부(167a)의 선단 통부(167b)에 형성된 복수의 볼 유지홀(173)에 복수의 볼(174)이 유지되며, 베이스 부재(156A)의 테이퍼 링형상부(156a)의 내주측 부분에는, 리세스(178)와 하방으로 갈수록 지름이 작아지는 테이퍼면(177)이 형성되어 있다.
클램프시에는, 오일챔버(168)의 유압을 드레인압력으로 전환하면 접시 스프링 적층체(171)의 탄성력에 의해 피스톤부재(167)가 하강구동되며, 테이퍼면(177)에 의해 복수의 볼(174)이 지름방향 내측으로 구동되어 풀스터드(157)의 헤드부에 걸림결합되어, 풀스터드(157)를 하방으로 가압한다(도 46의 좌반부 참조). 클램프 해제시에는, 오일챔버(168)에 유압을 공급하여 피스톤 부재(167)를 상승시키고, 복수의 볼(174)을 리세스(178)로 부분적으로 퇴피시켜, 클램프를 해제한다(도 46의 우반부 참조). 그 밖의 구성, 작용, 효과는 실시예 1과 같다.
[실시예 15]
상기 실시예 1의 클램프 기구(8) 대신에 적용할 수 있는 클램프 기구(8B)에 대해 설명하도록 한다. 도 47에 나타내는 바와 같이, 본 위치결정 고정장치(152B)의 클램프 기구(8B)에서는, 상기 베이스부재(156A)의 테이퍼 링형상부(156a)를 생략하고, 링 부재(154B)의 내주측 부분에 볼 로크기구(165B)의 리세스(178)와 테이퍼면(177)이 형성되어 있다. 클램프시에는, 클램프용 유압 실린더(164B)의 피스톤 부재(167)가 하강구동되면, 복수의 볼 유지홀(173)을 통해 복수의 볼(174)이 풀스터드(157)와 테이퍼면(177)을 하방으로 가압하여, 공작물 팔레트(151B)를 베이스 부재(156B)에 클램프한다(도 47의 좌반부 참조). 클램프 해제시에는, 피스톤 부재(167)를 상승시키고, 복수의 볼(174)을 리세스(178)로 부분적으로 퇴피시켜 클램프를 해제한다(도 47의 우반부 참조). 그 밖의 구성, 작용, 효과는 실시예 1과 같다.
[실시예 16]
상기 실시예 1의 클램프 기구(8) 대신에 적용할 수 있는 클램프 기구(8C)에 대해 설명하도록 한다. 도 48에 나타내는 바와 같이, 위치결정 고정장치(152C)의 클램프 기구(8C)는, 클램프용 유압 실린더(164C)와 볼 로크기구(165C)를 구비하고 있다. 피스톤부재(187)의 통형상 로드부(187a)의 선단 내주측에는 테이퍼면(187b)이 형성되어 있다. 베이스부재(156C)에 볼트로 고정된 볼 유지부재(166)는, 복수의 볼 유지홀(173)이 형성된 통부(166a)를 갖는다.
클램프시에는, 접시 스프링 적층체(171)에 의해 피스톤부재(187)가 상승구동되어, 테이퍼면(187b)이 복수의 볼(174)을 지름방향 내측으로 구동하고, 고정된 공작물 팔레트(151C)에 일체적으로 형성된 풀스터드(157C)의 헤드부에 걸림결합되어 공작물 팔레트(151C)를 링 부재(154C)를 통해 베이스부재(156C)에 클램프한다. 클램프 해제시에는, 링형상의 오일챔버(185)에 유압을 공급하여 피스톤부재(187)를 하강시키고, 복수의 볼(174)을 로드부(187a) 선단측의 링형상 공간(175)으로 퇴피가능하도록 하여 클램프를 해제한다. 그 밖의 구성, 작용, 효과는 실시예 1과 같다.
[실시예 17]
상기 실시예 1의 클램프 기구(8) 대신에 적용할 수 있는 클램프 기구(8D)에 대해 설명하도록 한다. 도 49에 나타내는 바와 같이, 위치결정 고정장치(152D)의 클램프 기구(8D)는, 클램프용 유압 실린더(164D)와 상기 복수의 볼(174) 대신에 복수의 걸림결합 핀(189)을 이용한 로크기구(188)를 구비하고 있다. 클램프시에는, 테이퍼면(187b)에 의해 복수의 걸림결합 핀(189)은 지름방향 내측으로 구동되어, 풀스터드(157D)의 헤드부에 걸림결합되고, 공작물 팔레트(151D)를 링 부재(154D)를 통해 베이스 부재(156D)에 클램프한다. 클램프 해제시에는, 피스톤 부재(187)가 하강하여 복수의 걸림결합 핀(189)을 링형상 공간(175)으로 퇴피가능하도록 하여 클램프를 해제한다. 그 밖의 구성, 작용, 효과는 실시예 1과 같다.
[실시예 18]
상기 실시예 1의 클램프 기구(8) 대신에 적용가능한 클램프 기구(8E)에 대하여 설명한다. 도 50에 나타내는 바와 같이, 위치결정 고정장치(152E)의 클램프 기구(8E)는, 클램프용 유압 실린더(164E)와 콜릿기구(190)를 구비하고 있다. 클램프시에는, 피스톤부재(192)의 로드부(192a)의 헤드부(192b)가 복수의 콜릿(191)의 베이스부(191a)를 하방으로 가압하고, 콜릿(191)의 선단부(191b)가 베이스 부재(156E)의 내주측벽부의 상단부에 의해 지름방향 내측으로 구동되며, 풀스터드(157E)의 헤드부에 걸림결합되어, 공작물 팔레트(151E)를 링 부재(154E)를 통해 베이스부재(156E)에 클램프한다. 클램프 해제시에는, 로드부(192a)가 베이스부(191a)를 상방으로 가압하여, 콜릿(191)의 릴리프 홈(191c)이 내주측벽부의 상단부에 걸림결합됨에 따라 클램프를 해제한다. 그 밖의 구성, 작용, 효과는 실시예 1과 같다.
[실시예 19]
상기 실시예 1의 클램프 기구(8) 대신에 적용할 수 있는 클램프 기구(8F)에 대해 설명한다. 도 51에 나타내는 바와 같이, 위치결정 고정장치(152F)의 클램프 기구(8F)는, 다이어프램 기구(195)를 구비하고 있다. 다이어프램(196)은, 두께 약 1mm 정도의 금속판으로 구성되며, 베이스 부재(156F)의 내부공간(156b)에 설치되고, 그 외주부가 베이스 부재(156F)에 고정되어 있다. 클램프시에는, 다이어프램(196) 상면의 중앙부에 등간격으로 설치된 복수의 걸림결합부재(197)가 풀스터드(157F)의 헤드부에 걸림결합되며, 공작물 팔레트(151F)를 링 부재(154F)를 통해 베이스부재(156F)에 클램프한다. 클램프 해제시에는, 공기챔버(198)에 가압공기를 공급하고, 다이어프램(196)이 상측으로 탄성변형함에 따라 복수의 걸림결합부재(197)의 선단부가 외측으로 이동하여 클램프가 해제된다. 그 밖의 구성, 작용, 효과는 실시예 1과 같다.
[실시예 20]
상기 링 부재를 공작물 팔레트에 일체적으로 형성한 공작물 팔레트(1D)에 대해 설명하도록 한다. 도 52, 도 53에 나타내는 바와 같이, 공작물 팔레트(1D)는, 상하방향의 두께가 큰 평면에서 볼 때 정방형인 강철제의 판부재로 이루어진다. 상기 공작물 팔레트(1D)에는, 링 부재(4Z)가 일체적으로 형성되어 있다. 링 부재(4Z)에는 원형 개구(4c)가 형성되어 있다. 상기 원형 개구(4c)의 상방 근방에 있어서, 공작물 팔레트(1D)에는 원형 오목부(1b)가 형성되어 있다. 링 부재(4Z)의 상단 부분에는 8개의 볼 수용홈(25)이 형성되며, 링 부재(4Z)의 내주 측 부분에는, 수평단면이 정팔각형으로 형성된 테이퍼 걸림결합 암형부(13)가 형성되어 있다. 링 부재(4Z)의 하단 부분에는, 개구부(4c)를 에워싸듯이 링형상의 하단기준면(9)이 형성되어 있다. 그 밖의 구성, 작용, 효과는 실시예 1과 같다.
다음으로, 상기 실시예를 부분적으로 변경한 변경예에 대해 설명한다.
[1] 공작물 팔레트(1)를 베이스부재(6)에 클램프할 때, 테이퍼 걸림결합 수형부(11)의 지름축소방향으로의 탄성변형을 통해 테이퍼 걸림결합 암형부(13)에 밀착상태로 걸림결합되도록 구성하여도 무방하며, 테이퍼 걸림결합 수형부(11)와 테이퍼 걸림결합 암형부(13)의 양방이 탄성변형하여 밀착상태로 걸림결합되도록 구성하여도 무방하다.
[2] 볼 로크기구(15)의 볼 유지홀(23), 볼(24), 볼 수용홈(25) 등의 수는, 테이퍼 걸림결합 수형부(11)의 정다각형의 형상에 따라서 그 수를 적당히 변경하여도 무방하다.
[3] 그 밖에, 당업자라면, 본 발명의 취지를 벗어나지 않으면서 상기 실시예에 각종 변경을 부가한 형태로 실시할 수 있으며, 본 발명은 그러한 변경형태도 포함하는 것이다.
(산업상의 이용가능성)
본 발명의 공작물 팔레트 위치결정 고정장치는, 머시닝 센터 등의 공작기계에 사용되는 공작물 팔레트를 3차원적으로 위치결정하고 또한 연직 축심 둘레의 회전을 구속하기 위해 이용할 수 있다.
1,1A~1D,101,151A~151F : 공작물 팔레트
2,2L,102,152A~152F : 위치결정 고정장치
4,4A~4L,4O,4P,4Z,154A~154F : 링 부재
5 : 하부 베이스 부재
6,6A~6G,6L,106,156A~156F : 베이스부재
8,8A~8F,108 : 클램프기구
9 : 하단 기준면
10 : Z기준면
11,11A~11E,11L~11N,11Z,111 : 테이퍼 걸림결합 수형부
11a,11aA~11aE,11aL : 원호형상 모서리부
11b,11bA~11bE,11bL~11bN : 변 부분
13,13L~13N,113 : 테이퍼 걸림결합 암형부
13a,13aL : 원호형상 모서리부
13b,13bL~13bN : 변 부분
14,114,164A~164E : 클램프용 유압 실린더
15,115,165A~165C : 볼 로크기구
17 : 피스톤부재
18 : 유압작동챔버
23 : 볼 유지홀
24 : 볼
25 : 볼 수용홈
26,26A : 원판부재
27 : 볼 구동용 경사부
28 : 볼 퇴피용 오목부
35,38 : 릴리프용 오목부
36,36A,36B,39,39A,39B : 걸림결합 밀착부
50,50A~50I : 탄성변형 촉진부
188 : 로크기구
190 : 콜릿(collet)기구
195 : 다이어프램기구
2,2L,102,152A~152F : 위치결정 고정장치
4,4A~4L,4O,4P,4Z,154A~154F : 링 부재
5 : 하부 베이스 부재
6,6A~6G,6L,106,156A~156F : 베이스부재
8,8A~8F,108 : 클램프기구
9 : 하단 기준면
10 : Z기준면
11,11A~11E,11L~11N,11Z,111 : 테이퍼 걸림결합 수형부
11a,11aA~11aE,11aL : 원호형상 모서리부
11b,11bA~11bE,11bL~11bN : 변 부분
13,13L~13N,113 : 테이퍼 걸림결합 암형부
13a,13aL : 원호형상 모서리부
13b,13bL~13bN : 변 부분
14,114,164A~164E : 클램프용 유압 실린더
15,115,165A~165C : 볼 로크기구
17 : 피스톤부재
18 : 유압작동챔버
23 : 볼 유지홀
24 : 볼
25 : 볼 수용홈
26,26A : 원판부재
27 : 볼 구동용 경사부
28 : 볼 퇴피용 오목부
35,38 : 릴리프용 오목부
36,36A,36B,39,39A,39B : 걸림결합 밀착부
50,50A~50I : 탄성변형 촉진부
188 : 로크기구
190 : 콜릿(collet)기구
195 : 다이어프램기구
Claims (25)
- 공작물 팔레트에 설치된 링 부재와, 상기 링 부재가 상방으로부터 걸림결합할 수 있는 베이스 부재를 가지고, 링 부재를 베이스 부재에 대하여 연직방향과 수평방향으로 위치결정하며 또한 링 부재의 베이스 부재에 대한 연직 축심 둘레의 회전을 구속하는 공작물 팔레트 위치결정 고정장치로서,
상기 베이스 부재는, 연직의 축심과, 링 부재의 하단기준면을 받아 연직방향으로 위치결정할 수 있는 Z기준면과, 수평단면이 외측으로 볼록한 복수의 원호형상 모서리부와 복수의 변 부분을 갖는 정다각형으로 형성되며 또한 상방으로 갈수록 지름이 작아지는 테이퍼 걸림결합 수형부를 구비하고, 상기 테이퍼 걸림결합 수형부는 베이스부재에 일체적으로 형성되며,
상기 링 부재는, 연직의 축심과, 상기 하단기준면이 Z기준면에 맞닿은 상태가 되도록 상기 테이퍼 걸림결합 수형부에 걸림결합가능하고 또한 수평단면이 외측으로 볼록한 복수의 원호형상 모서리부와 복수의 변 부분을 갖는 정다각형으로 형성된 테이퍼 걸림결합 암형부를 구비하며, 상기 테이퍼 걸림결합 암형부는 링 부재에 일체적으로 형성되고,
상기 베이스 부재에 링 부재를 고정하기 위한 클램프 기구를 설치하며,
상기 테이퍼 걸림결합 암형부의 외주측벽부와 테이퍼 걸림결합 수형부의 내주측벽부 중 적어도 한 쪽의 지름방향으로의 탄성변형을 통해, 상기 테이퍼 걸림결합 암형부가 테이퍼 걸림결합 수형부에 밀착상태로 걸림결합되도록 구성되며,
상기 클램프 기구는, 클램프용 유압 실린더와, 베이스부재와 링 부재에 설치된 볼 로크기구를 가지고,
상기 볼 로크기구는, 상기 베이스부재의 상단부분에 형성되어 링 부재의 원형 개구에 삽입되는 튜브부와, 상기 튜브부에 형성된 복수의 볼 유지홀과, 이들 복수의 볼 유지홀에 지름방향으로 움직일 수 있도록 각각 유지된 복수의 볼과, 상기 링 부재의 상단부의 내주부에 복수의 볼 유지홀에 대응하도록 형성된 복수의 볼 수용홈과, 유압 실린더의 피스톤 로드의 상단부에 설치되어 튜브부에 상하로 슬라이딩할 수 있도록 설치된 원판부재와, 상기 원판부재의 외주부에 복수의 볼 유지홀에 대응하도록 형성된 복수의 볼 구동용 경사부 및 복수의 볼 퇴피용 오목부를 가지며,
상기 테이퍼 걸림결합 수형부는, 상기 복수의 볼과 Z기준면의 지름방향 중앙을 연결하는 원추면보다 내주측에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 공작물 팔레트 위치결정 고정장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 베이스 부재의 튜브부에 설치된 상기 복수의 볼 유지홀과 복수의 볼은, 상기 테이퍼 걸림결합 수형부의 복수의 변 부분의 중앙부에 대응하도록 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 공작물 팔레트 위치결정 고정장치. - 제 1항 또는 제 5항에 있어서,
상기 베이스 부재와 원판 부재의 사이에 형성되어 가압공기가 공급되는 링형상의 공기챔버와,
상기 튜브부에 상기 공기챔버에 연통상태로 형성된 복수의 공기노즐과,
상기 하단기준면과 Z기준면의 사이에 공기를 블로잉하기 위한 복수의 수평 공기 노즐과,
상기 복수의 수평 공기 노즐에 상기 공기챔버로부터 가압공기를 공급하는 복수의 공기 통로를 설치한 것을 특징으로 하는 공작물 팔레트 위치결정 고정장치. - 제 1항에 있어서,
상기 링 부재는, 상기 테이퍼 걸림결합 암형부의 복수의 변 부분이 상기 테이퍼 걸림결합 수형부의 복수의 변 부분에 밀착상태로 걸림결합될 때의 지름확대방향으로의 탄성변형을 촉진하는 탄성변형 촉진부를 갖는 것을 특징으로 하는 공작물 팔레트 위치결정 고정장치. - 제 7항에 있어서,
상기 탄성변형 촉진부는, 상기 테이퍼 걸림결합 암형부를 에워싸는 벽부에 하단이 개방되는 형상으로 형성된 평면에서 볼 때 원호형상인 복수의 원호 홈을 구비한 것을 특징으로 하는 공작물 팔레트 위치결정 고정장치. - 제 7항에 있어서,
상기 탄성변형 촉진부는, 상기 테이퍼 걸림결합 암형부를 에워싸는 벽부에 상단이 개방되는 형상으로 형성된 평면에서 볼 때 원호형상인 복수의 원호 홈을 구비한 것을 특징으로 하는 공작물 팔레트 위치결정 고정장치. - 제 7항에 있어서,
상기 탄성변형 촉진부는, 상기 테이퍼 걸림결합 암형부를 에워싸는 벽부에 형성된 하단이 개방되는 형상의 링형상 홈을 구비한 것을 특징으로 하는 공작물 팔레트 위치결정 고정장치. - 제 10항에 있어서,
상기 링형상 홈보다 내주측인 링형상 벽에 둘레방향으로 일정한 간격을 두고 지름방향을 향하는 복수의 슬릿을 구비한 것을 특징으로 하는 공작물 팔레트 위치결정 고정장치. - 제 10항에 있어서,
상기 탄성변형 촉진부는, 상기 링형상 홈보다 내주측인 링형상 벽과 링형상 홈의 상방 근방부에 상하방향으로 편평하게 형성된 링형상 홈을 구비한 것을 특징으로 하는 공작물 팔레트 위치결정 고정장치. - 제 7항에 있어서,
상기 탄성변형 촉진부는, 상기 테이퍼 걸림결합 암형부를 에워싸는 벽부에 둘레방향으로 일정한 간격을 두고 형성된 지름방향을 향하는 복수의 슬릿을 구비한 것을 특징으로 하는 공작물 팔레트 위치결정 고정장치. - 제 1항에 있어서,
상기 베이스부재에 연직방향을 향하는 복수의 위치결정 핀을 설치하고, 상기 링 부재에 이들 위치결정 핀이 삽입되는 복수의 핀 구멍을 형성한 것을 특징으로 하는 공작물 팔레트 위치결정 고정장치. - 제 1항에 있어서,
상기 베이스부재에 연직방향을 향하는 복수의 위치결정 핀을 설치하고, 상기 공작물 팔레트에 이들 위치결정 핀이 삽입되는 복수의 핀 구멍 또는 절결구멍을 형성한 것을 특징으로 하는 공작물 팔레트 위치결정 고정장치. - 제 1항에 있어서,
상기 테이퍼 걸림결합 수형부의 수평단면의 정다각형은, 8개의 원호형상 모서리부와 8개의 변 부분을 갖는 정팔각형인 것을 특징으로 하는 공작물 팔레트 위치결정 고정장치. - 제 1항에 있어서,
상기 테이퍼 걸림결합 수형부의 수평단면의 정다각형은, 6개의 원호형상 모서리부와 6개의 변 부분을 갖는 정육각형인 것을 특징으로 하는 공작물 팔레트 위치결정 고정장치. - 제 1항에 있어서,
상기 유압 실린더는, 상기 볼 로크기구를 클램프 구동하기 위한 접시 스프링 적층체를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 공작물 팔레트 위치결정 고정장치. - 제 1항 또는 제 18항에 있어서,
상기 유압 실린더는, 상기 볼 로크기구를 언클램프 구동하기 위한 유압이 공급되는 유압작동챔버를 갖는 것을 특징으로 하는 공작물 팔레트 위치결정 고정장치. - 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 테이퍼 걸림결합 수형부의 상기 수평단면에서의 복수의 변 부분의 각각이, 외측으로 약간 부푼 원호형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 공작물 팔레트 위치결정 고정장치. - 제 1항에 있어서,
상기 테이퍼 걸림결합 수형부의 상기 수평단면에서의 복수의 변 부분의 각각이, 직선형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 공작물 팔레트 위치결정 고정장치. - 제 1항에 있어서,
상기 테이퍼 걸림결합 암형부의 상기 수평단면에서의 복수의 변 부분의 각각은, 그 중앙부에 형성된 릴리프 오목부와, 상기 릴리프 오목부의 양측에 형성된 한 쌍의 걸림결합 밀착부를 갖는 것을 특징으로 하는 공작물 팔레트 위치결정 고정장치. - 제 1항 또는 제 24항에 있어서,
상기 테이퍼 걸림결합 수형부의 상기 수평단면에서의 복수의 변 부분의 각각은, 그 중앙부에 형성된 릴리프 오목부와, 상기 릴리프 오목부의 양측에 형성된 한 쌍의 걸림결합 밀착부를 갖는 것을 특징으로 하는 공작물 팔레트 위치결정 고정장치.
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