KR101535958B1

KR101535958B1 - 드로우바조립체의 디스크 스프링 장력 측정장치

Info

Publication number: KR101535958B1
Application number: KR1020130130834A
Authority: KR
Inventors: 조기순
Original assignee: 조기순
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2015-07-10
Also published as: KR20150049811A

Abstract

본 발명은 콜렛결합단부와 자유단부를 갖는 긴 막대형상을 가진 드로우바와, 상기 드로우바의 길이방향을 따라 결합되는 다수의 디스크 스프링으로 이루어진 스프링 적층체와, 상기 스프링 적층체가 상기 드로우바에 대해 상기 자유단부 방향으로 이동하는 것을 멈춤유지하는 스프링 스톱퍼와, 상기 스프링 적층체를 상기 콜렛단부측에서 지지하는 스프링지지부를 갖는 드로우바조립체의 디스크 스프링 장력 측정장치에 있어서, 베이스와; 상기 베이스에 설치되어 상기 드로우바조립체의 콜렛결합단부 영역을 수용하며, 상기 드로우바 조립체가 출입하는 출입구 측 단부가 길이방향을 따라 상기 스프링지지부와 접촉하며, 타단부에 장력측정기가 삽입되는 원추형의 스핀들수용형상부를 갖는 홀더와; 상기 홀더에 삽입된 상기 드로우바조립체의 상기 드로우바를 축선방향을 따라 가압 및 가압해제하는 가압부와, 상기 베이스에 대해 상기 홀더를 지지하며, 상기 홀더의 상기 출입구 방향 변경이 가능하도록 상기 베이스에 대해 위치이동 가능한 홀더지지프레임을 포함하는 것을 기술적 요지로 한다. 이에 따라 사용자가 용이하게 스프링 적층체의 장력을 측정할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

드로우바조립체의 디스크 스프링 장력 측정장치 {DISK SPRING TEMSION MEASURING DEVICE FOR DRAWBAR ASSEMBLY}

본 발명은 드로우바조립체의 디스크 스프링 장력 측정장치에 관한 것이다.

공작기계 스핀들의 내부에는 축심을 따라 드로우바 조립체가 수용되어 있다. 드로우바 조립체는 긴 막대상의 드로우바와 그 일단부에 결합된 콜렛을 가지며, 이 콜렛에 가공용 공구가 결합되게 되는 공구홀더가 맞물린다. 드로우바의 외부에는 다수의 판스프링이 적층되어 그 장력으로 공구홀더가 스핀들에 탄성적으로 밀착되게 하며, 이 밀착에 의한 마찰력으로 스핀들의 회전력이 공구홀더 및 그에 장착된 공구에 전달된다. 또한 공구 및 작업물에서 역전달되는 과도한 저항이 판스프링의 장력을 초월할 경우 그 역전달 저항이 스핀들에 전달되는 것을 차단하여 전체 장비의 손상 위험을 방지한다.

이와 같이 드로우바 조립체에서 판스프링 적층체의 장력은 스핀들과 공구홀더 간의 동력전달 효율을 결정하는 동시에 사고의 위험을 예방하는 매우 중요한 요소이다.

그러나 종래의 드로우바 조립체 제조공정에서는 판스프링의 개별 장력만을 측정하고 평가하여 드로우바에 조립하고, 완성 조립된 드로우바 조립체에서 나타나는 판스프링 적층체의 장력은 실제 공작기계에 설치한 상태에서 평가하였다. 조립완료된 드로우바 조립체에서 나타나는 판스프링 적층체의 장력 편차가 비교적 크기 때문에 적정 장력 범위를 벗어난 드로우바 조립체의 비율이 높다는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 사용자가 용이하게 스프링 적층체의 장력을 측정할 수 있는 드로우바조립체의 디스크 스프링 장력 측정장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적은 본 발명에 따라, 콜렛결합단부와 자유단부를 갖는 긴 막대형상을 가진 드로우바와, 상기 드로우바의 길이방향을 따라 결합되는 다수의 디스크 스프링으로 이루어진 스프링 적층체와, 상기 스프링 적층체가 상기 드로우바에 대해 상기 자유단부 방향으로 이동하는 것을 멈춤유지하는 스프링 스톱퍼와, 상기 스프링 적층체를 상기 콜렛단부측에서 지지하는 스프링지지부를 갖는 드로우바조립체의 디스크 스프링 장력 측정장치에 있어서, 베이스와; 상기 베이스에 설치되어 상기 드로우바조립체의 콜렛결합단부 영역을 수용하며, 상기 드로우바 조립체가 출입하는 출입구 측 단부가 길이방향을 따라 상기 스프링지지부와 접촉하며, 타단부에 장력측정기가 삽입되는 원추형의 스핀들수용형상부를 갖는 홀더와; 상기 홀더에 삽입된 상기 드로우바조립체의 상기 드로우바를 축선방향을 따라 가압 및 가압해제하는 가압부와, 상기 베이스에 대해 상기 홀더를 지지하며, 상기 홀더의 상기 출입구 방향 변경이 가능하도록 상기 베이스에 대해 위치이동 가능한 홀더 지지프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 드로우바조립체의 디스크 스프링 장력 측정장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 홀더지지프레임의 일측을 상기 베이스에 승강회동 가능하게 연결하는 회동지지부와, 상기 회동지지부의 회동축에 대해 상기 홀더지지프레임을 승강회동시키는 승강액츄에이터를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가압부는 상기 드로우바를 가압하는 푸셔를 가지고, 상기 푸셔의 전진 및 후퇴 위치를 제한하기 위한 한 쌍의 리미트스위치를 더 포함하며, 상기 가압부는 상기 푸셔의 이동방향을 변경하기 위한 가압부이동부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상술한 본 발명의 구성에 따르면, 사용자가 용이하게 스프링 적층체의 장력을 측정할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 드로우바 조립체의 디스크 스프링 장력 측정장치의 정면도이고,
도 2a 및 도 2b는 드로우바 조립체와 홀더의 분해상태 및 조립상태 단면도이고,
도 3은 스프링 적층체의 압축해제 동작을 설명하기 위한 단면도이고,
도 4는 제1실시예에 따른 홀더지지프레임의 승강 동작을 설명하기 위한 정면도이고,
도 5는 제2실시예에 따른 홀더지지프레임의 승강 동작을 설명하기 위한 정면도이고,
도 6은 제3실시예에 따른 홀더지지프레임의 회동 동작을 설명하기 위한 평면도이다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 드로우바조립체(100)의 디스크 스프링(111) 장력 측정장치는 도 1에 도시된 바와 같이 베이스(200)와, 베이스(200)에 설치되는 홀더(300)와, 드로우바(120)를 가압하는 가압부(400)로 이루어진다.

장력 측정대상인 드로우바조립체(100)는 도 2a에 도시된 바와 같이 긴 막대형상을 가진 드로우바(120)를 포함한다. 드로우바(120)는 일단이 콜렛결합단부(121)로 이루어지며 타단은 자유단부(122)로 이루어져 있다. 콜렛결합단부(121)에는 머시닝 센터용 툴 및 툴 홀더를 지지하는 콜렛(130)이 결합된다.

드로우바(120)에는 길이방향을 따라 다수의 디스크 스프링(111)이 적층되어 이루어진 스프링 적층체(110)가 결합된다. 디스크 스프링(111)은 도넛 형상의 판 스프링으로 이러한 디스크 스프링(111)이 드로우바(120)에 적층되어있다.

자유단부(122)와 가까운 스프링 적층체(110)의 단부 영역에는 스프링 적층체(110)가 드로우바(120)에 대해 자유단부(122) 방향으로 이동하는 것을 정지시키는 스프링 스톱퍼(140)가 형성되어 있다. 가압부(400)에 의해 자유단부(122)가 가압되면 자유단부(122)가 콜렛결합단부(121) 방향으로 이동하게 되는데 이 경우 스프링 적층체(110)가 자유단부(122) 방향으로 빠져나가지 않도록 스프링 스톱퍼(140)는 드로우바(120)에 고정되어 있다.

스프링 적층체(110)의 콜렛결합단부(121) 측에는 디스크 스프링(111)이 콜렛결합단부(121) 방향으로 빠져나가지 않도록 지지하는 스프링지지부(150)가 형성되며, 가압부(400)가 드로우바(120)를 가압할 경우 스프링지지부(150)는 홀더(300)에 걸려서 제 위치를 유지하게 된다.

홀더(300)는 스핀들 형상으로 이루어지며 베이스(200)에 설치되어 드로우바조립체(100)의 콜렛결합단부(121) 영역을 수용하고 있다. 드로우바조립체(100)가 출입하는 홀더(300)의 출입구(310) 측 단부는 길이방향을 따라 스프링지지부(150)와 접촉하며 스프링지지부(150)를 지지하는 걸림턱 역할을 한다. 홀더(300)의 타단부에는 장력측정기(1)가 삽입되도록 원추형의 툴홀더형상부(320)를 가진다.

이러한 드로우바조립체(100) 및 홀더(300)는 도 2b에 도시된 바와 같이 홀더(300)의 출입구(310) 방향으로 드로우바조립체(100)가 삽입되며, 출입구(310)의 타단부는 장력측정장치(1)가 삽입되어 콜렛(130)에 물림결합된다. 또한, 드로우바조립체(100)는 홀더(300)에 의해 베이스(200)에 지지된다.

베이스(200)에는 홀더(300)를 지지하는 홀더지지프레임(500)이 결합되어 있다. 홀더지지프레임(500)은 홀더(300)의 출입구(310) 방향이 변경가능하도록 베이스(200)에 대해 위치이동 가능하게 구성되어 있다. 홀더지지프레임(500)을 통해 홀더(300)의 출입구(310) 방향을 변경하지 않을 경우 가압부(400)와 홀더(300) 간의 간격에 비해 드로우바조립체(100)의 길이가 길기 때문에 드로우바조립체(100)의 삽입이 불가능하다.

홀더(300)에 삽입된 드로우바조립체(100)의 드로우바(120)를 축선방향을 따라 가압하거나 가압해제하는 가압부(400)가 베이스(200)에 지지되어 있다. 가압부(400)는 드로우바조립체(100)와 동일한 축선 상에 위치하고 있으며 드로우바(120) 방향으로 향하는 단부에는 드로우바(120)를 가압하는 푸셔(410)를 가지고 있다.

푸셔(410)는 드로우바(120) 방향으로 전진하여 드로우바(120)를 가압하는 역할을 하는데 드로우바(120)를 가압하게 되면 도 3에 도시된 바와 같이 스프링 적층체(110)가 압축되고, 드로우바(120) 단부에 결합되어 홀더(300)에 의해 오므려져 있던 콜렛(130)이 드로우바(120)가 이동함에 따라 축선의 바깥 방향으로 벌어지게 된다. 스프링 적층체(110)가 압축되면 압축된 힘에 의해 장력이 생성되고 이러한 장력을 측정하기 위해 콜렛(130)이 벌어지면 벌어진 위치에 툴 홀더 형상을 가진 장력측정기(1)를 삽입시킨다. 장력측정기(1)를 삽입한 후 가압부(400)를 가압해제시켜 푸셔(410)가 후퇴하게 되면 드로우바(120) 역시 처음 위치로 되돌아가게 되고 드로우바(120) 단부의 콜렛(130)도 제 위치로 되돌아가게 된다. 이때 장력측정기(1)를 삽입하기 전과 삽입한 후의 스프링 적층체(110)의 압축 정도가 다르기 때문에 이에 의해 생성된 장력을 장력측정기(1)를 이용하여 측정할 수 있게 된다.

푸셔(410)의 전진 및 후퇴 위치를 제한하기 위해 푸셔(410)의 이동 위치에 맞춰 한 쌍의 리미트스위치(420)를 포함하고 있다. 리미트스위치(420)는 푸셔(410)가 전진할 때 어느 정도의 위치에 도달하게 되면 더 이상 전진하지 않도록 가압부(400)를 제어하는 제어부로 신호를 보내며, 푸셔(410)가 후퇴할 경우도 마찬가지로 어느 정도의 위치에 도달하게 되면 더 이상 후퇴하지 않도록 가압부(400)를 제어하도록 신호를 보내는 역할을 한다.

도 4에 도시된 바와 같이 홀더지지프레임(500)의 일측에는 홀더지지프레임(500)이 베이스(200)에 대해 승강회동 가능하도록 회동지지부(600a)가 연결되어 있다. 또한 회동지지부(600a)의 회동축에 대해 홀더지지프레임(600a)을 승강회동시키는 승강액츄에이터(700a)가 회동지지부(600a)에 결합되어 있다. 승강액츄에이터(700a)를 구동시키면 콜렛결합단부(121) 측의 홀더지지프레임(500)은 하강하고 드로우바조립체(100)가 출입하는 출입구(310) 측은 상승하는 형태로 홀더지지프레임(500)이 기울어진다. 홀더(300)의 출입구(310) 측 단부가 가압부(400)와 동일한 축선 상에 있지 않고 경사각을 이루고 있기 때문에 홀더(300)에 긴 막대형상의 드로우바조립체(100)의 조립이 가능하다.

가압부(400)는 푸셔(410)의 이동방향을 변경하기 위한 가압부이동부를 포함할 수 있다. 상기 가압부이동부는 회동지지부(600a)와 마찬가지로 가압부(400)의 승강회동이 가능하도록 한다. 상기 가압부이동부가 승강회동하게 되면 가압부(400)가 홀더(300)의 축선방향과 다른 축선 상에 놓이게 되고 따라서 드로우바조립체(100)의 홀더(300) 삽입이 용이하게 된다.

도 5에 따른 제 2실시예는, 도 1의 제 1실시예처럼 베이스(200)와, 베이스(200)에 설치되며 드로우바조립체(100)와 결합되는 홀더(300)와, 홀더(300)를 지지하는 홀더지지프레임(500)과, 드로우바(120)를 가압하는 가압부(400)는 실질적으로 동일하지만 홀더지지프레임(500)의 구동 매커니즘에 있어서 차이가 있다. 제 1실시예와 달리 홀더지지프레임(500)에는 수직방향으로 승강 가능하도록 승강지지부(600b)가 결합되며, 승강지지부(600b)에는 홀더지지프레임(500)을 승강구동시키는 승강액츄에이터(700b)가 결합되어 있다. 승강액츄에이터(700b)가 수직방향으로 구동하게 되면 승강지지부(600b) 및 홀더지지프레임(500)이 수직방향으로 상승하게 되고 홀더(300)의 출입구(310) 측 단부가 가압부(400)와 다른 축선 상에 놓이게 된다. 이 상태에서 긴 막대형상의 드로우바조립체(100)를 홀더(300)에 결합시키고, 홀더(300)와 드로우바조립체(100)가 결합되면 승강액츄에이터(700b)를 구동시켜 승강지지부(600b) 및 홀더지지프레임(500)이 하강하게 되어 가압부(400)와 드로우바조립체(100)가 동일한 축선상에 놓이게 되며 이에 의해 가압부(400)의 푸셔(410)가 드로우바(120)를 가압하게 된다.

도 6에 따른 제 3실시예는, 도 1의 제 1실시예처럼 베이스(200)와, 베이스(200)에 설치되며 드로우바조립체(100)와 결합되는 홀더(300)와, 홀더(300)를 지지하는 홀더지지프레임(500)과, 드로우바(120)를 가압하는 가압부(400)는 실질적으로 동일하지만 홀더지지프레임(500)의 구동 매커니즘에 있어서 차이가 있다. 제 1 및 2 실시예와 달리 홀더지지프레임(500)이 베이스(200) 상에서 홀더(300)의 중심축선에 대해 회전가능하도록 회전지지부(600c)에 지지되며, 회전지지부(600c)를 구동하도록 회전액츄에이터와 결합되어 있다. 여기서 홀더지지프레임(500)은 승강구동 하지 않고 수평방향으로만 구동된다. 상기 회전액츄에이터에 의해 소정각도로 수평회동되면 드로우바조립체(100)가 홀더에 용이하게 결합 가능하다. 드로우바조립체(100)를 결합한 후 상기 회전액츄에이터를 작동시켜 홀더지지프레임(500)을 원위치로 회동시키면 드로우바(120)와 푸셔(410)가 동일한 축선 상에 놓이게 된다. 경우에 따라서 홀더지지프레임(500)을 회전하는 방식이 아닌 수평 측방으로 이동하도록 구성할 수 있으며, 푸셔(410)와 동일한 축선상에서 홀더지지프레임(500)을 푸셔(410)와 이격되는 방향으로 후퇴하는 방식의 수평후방이동 형식으로 푸셔(410)와 홀더(300) 간의 간격을 조절하여 드로우바조립체(100)를 삽입할 수도 있다.

또한 제 1, 2 및 3 실시예를 조합하여 모든 방법으로 푸셔(410)의 축선방향과 홀더(300)의 축선 방향이 동일하지 않도록 구동 가능한 장력 측정장치를 구성할 수도 있다.

1: 장력측정장치 100: 드로우바조립체
110: 스프링 적층체 111: 디스크스프링
120: 드로우바 121: 콜렛결합단부
122: 자유단부 130: 콜렛
140: 스프링스톱퍼 150: 스프링지지부
200: 베이스 300: 홀더
310: 출입구 320: 툴홀더형상부
400: 가압부 410: 푸셔
420: 리미트스위치 500: 홀더지지프레임
600a: 회동지지부 600b: 승강지지부
600c: 회전지지부 700a, 700b: 승강액츄에이터

Claims

콜렛결합단부와 자유단부를 갖는 긴 막대형상을 가진 드로우바와, 상기 드로우바의 길이방향을 따라 결합되는 다수의 디스크 스프링으로 이루어진 스프링 적층체와, 상기 스프링 적층체가 상기 드로우바에 대해 상기 자유단부 방향으로 이동하는 것을 멈춤유지하는 스프링 스톱퍼와, 상기 스프링 적층체를 상기 콜렛결합단부측에서 지지하는 스프링지지부를 갖는 드로우바조립체의 디스크 스프링 장력 측정장치에 있어서,
베이스와;
상기 베이스에 설치되어 상기 드로우바조립체의 콜렛결합단부 영역을 수용하며, 상기 드로우바 조립체가 출입하는 출입구 측 단부가 길이방향을 따라 상기 스프링지지부와 접촉하며, 타단부에 장력측정기가 삽입되는 원추형의 스핀들수용형상부를 갖는 홀더와;
상기 홀더에 삽입된 상기 드로우바조립체의 상기 드로우바를 축선방향을 따라 가압 및 가압해제하는 가압부와;
상기 베이스에 대해 상기 홀더를 지지하며, 상기 홀더의 상기 출입구 방향 변경이 가능하도록 상기 베이스에 대해 위치이동 가능한 홀더지지프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 드로우바조립체의 디스크 스프링 장력 측정장치.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 홀더지지프레임의 일측을 상기 베이스에 승강회동 가능하게 연결하는 회동지지부와, 상기 회동지지부의 회동축에 대해 상기 홀더지지프레임을 승강회동시키는 승강액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 드로우바조립체의 디스크 스프링 장력 측정장치.
제 1항에 있어서,
상기 가압부는 상기 드로우바를 가압하는 푸셔를 가지고,
상기 푸셔의 전진 및 후퇴 위치를 제한하기 위한 한 쌍의 리미트스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드로우바 조립체의 디스크 스프링 장력 측정장치.
제 4항에 있어서,
상기 가압부는 상기 푸셔의 이동방향을 변경하기 위한 가압부이동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드로우바 조립체의 디스크 스프링 장력 측정장치.