KR101918586B1

KR101918586B1 - 공구홀더용 콜릿너트

Info

Publication number: KR101918586B1
Application number: KR1020150101488A
Authority: KR
Inventors: 박중한; 박차기
Original assignee: 이더블유에스코리아 주식회사
Priority date: 2015-07-17
Filing date: 2015-07-17
Publication date: 2018-11-14
Also published as: KR20170009437A

Abstract

본 발명은 공작물을 가공하기 위한 공구를 고정하는데 사용하는 콜릿너트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공구홀더의 일측에 콜릿너트를 구성하여 상기 콜릿너트가 어댑터나 스핀들에 깊이 결합될수록 어댑터나 스핀들 내에 삽입되어 절삭공구를 고정해주는 콜릿을 죄어 절삭공구의 고정력을 향상시키는 공구홀더용 콜릿너트로써, 상기 콜릿너트를 어댑터나 스핀들에 착탈하는 동작만으로 절삭공구를 장착 및 분리할 수 있어 사용자가 편리하게 사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

공구홀더용 콜릿너트{collet nut for tool holder}

본 발명은 공작물을 가공하기 위한 공구를 고정하는데 사용하는 콜릿너트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공구홀더의 일측에 콜릿너트를 구성하여 상기 콜릿너트가 어댑터나 스핀들에 깊이 결합될수록 어댑터나 스핀들 내에 삽입되어 절삭공구를 고정해주는 콜릿을 죄어 절삭공구의 고정력을 향상시키는 공구홀더용 콜릿너트이다.

일반적으로 공구홀더는 드릴, 바이트 및 보링바 등의 절삭공구를 장착하기 위해 사용되는 홀더로써, 공작기계에 장착되어 공작물을 가공하는데 사용되어 진다.

이러한 공구홀더는 공구의 착탈을 위해 주로 콜릿이 사용되며, 상기 콜릿의 외경을 변화시켜 공구를 장착하거나 분리해주게 된다.

종래의 공구홀더로서는 본 출원인이 선출원한 특허 제10-1229465호에 제안되어 있는 힌지핀을 이용한 어댑터 교환형 공구홀더가 있다.

상기 특허에는 스핀들로 회전력을 전달받아 회전공구로 전달하는 공구홀더에 있어서, 상기 공구홀더는 바디와, 상기 바디 내부에 형성된 스핀들과, 상기 스핀들에 삽입되는 어댑터를 포함하여 구성되며, 상기 어댑터는 일측에 하나 이상의 체결홈이 형성되고, 상기 스핀들에는 힌지핀을 중심으로 회동 가능한 블록과, 상기 블록에 형성된 볼트체결홀에 체결되는 볼트를 포함하여 구성되되, 상기 볼트가 어댑터의 체결홈에 끼워진 상태에서 블록에 형성된 볼트체결홀에 깊이 체결될수록 어댑터를 스핀들에 밀착 고정할 수 있는 것이 특징인 힌지핀을 이용한 어댑터 교환형 공구홀더가 제안되어 있는데, 절삭공구를 고정해주는 콜릿이 삽입되어 있는 어댑터를 스핀들 내에 결합하기 위해 어댑터를 볼트로써 죄는 방식으로서, 절삭공구를 분리할 때에는 볼트를 풀어 어댑터를 분리한 후 사전에 절삭공구가 장착된 또 다른 어댑터로 교환하는 방식으로서, 공구를 분리할 때에는 먼저 볼트를 풀어야 하고 이후 어댑터의 원주면상에 형성된 홀에 후크스패너나 스패너를 끼워서 재차 돌려야만 분리가 가능하므로 공구의 착탈이 번거로운 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 공구홀더의 일측에 콜릿너트를 부가 구성하여 상기 콜릿너트가 어댑터나 스핀들에 깊이 결합될수록 어댑터나 스핀들 내에 삽입되어 절삭공구를 고정해주는 콜릿을 죄어 절삭공구의 고정력을 향상시킬 수 있는 공구홀더용 콜릿너트를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 상기 콜릿너트를 어댑터나 스핀들에 착탈하는 동작만으로 절삭공구를 장착 및 분리할 수 있는 공구홀더용 콜릿너트를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명에 의한 공구홀더용 콜릿너트는 공구홀더에 사용되는 콜릿너트에 있어서, 상기 콜릿너트는 외면에 나사가 형성되고 내부에 경사면이 형성된 너트몸체와, 상기 너트몸체와 일체로 형성되어 있으며 내부가 중공된 육각형의 단면을 가지는 돌출부로 구성된 것이 특징이다.

본 발명에 의한 공구홀더용 콜릿너트는 공구홀더의 일측에 콜릿너트를 부가 구성하여 상기 콜릿너트가 어댑터나 스핀들에 깊이 결합될수록 어댑터나 스핀들 내에 삽입되어 절삭공구를 고정해주는 콜릿을 죄어 절삭공구의 고정력을 향상시킬 수 있는 효과가 있으며, 상기 콜릿너트를 어댑터나 스핀들에 착탈하는 동작만으로 절삭공구를 장착 및 분리할 수 있어 사용자가 편리하게 사용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 전체구성 사시도
도 2는 본 발명의 분리구성도
도 3은 본 발명의 일부분 구성도
도 4는 도 3의 단면도
도 5는 본 발명에 의한 콜릿너트와 어댑터의 구성도
도 6은 본 발명의 사용상태 예시도
도 7은 본 발명의 타실시 예시도
도 8은 본 발명의 타실시 사용상태 예시도

이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 전체구성 사시도이고, 도 2는 본 발명의 분리구성도이며, 도 3은 본 발명의 일부분 구성도이고, 도 4는 도 3의 단면도이며, 도 5는 본 발명에 의한 콜릿너트와 어댑터의 구성도이고, 도 6은 본 발명의 사용상태 예시도로써, 본 발명에 의한 공구홀더용 콜릿너트는 외면에 나사(8e)가 형성되고 내부에 경사면(8d)이 형성된 너트몸체(8a)와, 상기 너트몸체(8a)와 일체로 형성되어 있으며 내부가 중공된 육각형의 단면을 가지는 돌출부(8b)로 구성된 것이 특징이다.

먼저, 본 발명에 의한 콜릿너트가 사용될 수 있는 공구홀더의 구성을 살펴보면, 상기 공구홀더는 공작기계에 체결되는 생크(10)와, 상기 생크(10)와 결합되어 있는 바디(1)와, 상기 바디(1)에 결합되는 커버(9)와, 상기 바디(1)와 커버(9)에 회전이 가능하도록 고정 결합되는 스핀들(2)과, 상기 스핀들(2)에 고정 결합되는 어댑터(3)와, 상기 어댑터(3) 내에 삽입되며 절삭공구를 고정해주는 콜릿(7)을 포함하여 구성된다.

상기 어댑터(3)에는 외부 원주면에 나사가 형성된 콜릿너트(8)가 결합되며, 상기 어댑터(3)의 내부 원주면에는 상기 나사에 대응되는 나사가 형성되어, 상기 콜릿너트(8)가 어댑터(3)에 깊이 체결될수록 콜릿(7)의 절삭공구결합홈(7a)이 축소될 수 있다.

또한, 공구홀더 중 어댑터(3)가 없는 타입의 공구홀더에도 사용할 수 있는데, 이러한 공구홀더의 구성을 살펴보면, 상기 공구홀더는 공작기계에 체결되는 생크(10)와, 상기 생크(10)와 결합되어 있는 바디(1)와, 상기 바디(1)에 결합되는 커버(9)와, 상기 커버(9)에 고정 결합되는 스핀들(2)과, 상기 스핀들(2) 내에 삽입되며 절삭공구를 고정해주는 콜릿(7)을 포함하여 구성되며, 상기 스핀들(2)에는 외부 원주면에 나사가 형성된 콜릿너트(8)가 결합되며, 상기 스핀들(2)의 내부 원주면에는 상기 나사에 대응되는 나사가 형성되어, 상기 콜릿너트(8)가 스핀들(2)에 깊이 체결될수록 콜릿(7)의 절삭공구결합홈(7a)이 축소될 수 있다.

본 발명이 제안하는 콜릿너트를 사용할 수 있는 공구홀더는 회전동력이 스핀들(2)로 전달되는 모든 종류의 공작기계에 사용될 수 있는데, 특히 정밀성이 요구되는 공작기계 즉, 머시닝센터나 자동선반용 공구홀더로 사용할 수 있고 이러한 공작기계에 장착되어 사용되는 터렛공구대에도 사용될 수 있다.

즉, 바디(1)와 일체로 형성되거나 분할 형성된 생크(10)가 공작기계에 형성된 생크결합홈(도시하지 않음)에 체결되면 공작기계에 형성된 모터의 동력이 다양한 형태의 동력전달구성을 거쳐 스핀들(2)로 전달되고{도시된 실시예는 스핀들(2)에 키(11)가 결합되어 있는 형태로서 키(11)를 통해 동력이 전달된다} 전달된 동력은 스핀들(2)에 결합되어 있는 어댑터(3)와 콜릿너트(8)를 통해 콜릿(7)으로 전달되며, 이후 콜릿(7)에 결합되어 있는 절삭공구(12)로 전달되어 공작물을 가공하게 된다.

상기 바디(1)는 내부에 스핀들(2)이 내장되어 있으며 일측에 커버(9)가 형성되어 있는데, 본 발명에 의한 공구홀더는 상기 커버(9)는 바디(1)에 고정되어 있어 커버(9)와 바디(1)를 하나의 구성품으로 보아도 무방하다.

상기 스핀들(2)은 스핀들(2)의 일측 외주면에 형성된 베어링(도시하지 않음)에 의해 회전에 대한 간섭을 최소화하도록 지지받으며, 상기 스핀들(2)에는 테이퍼진 자루가 형성된 어댑터(3)가 삽입된다.

이때 상기 어댑터(3)는 도시된 바와 같이 내부에 콜릿(7)이 형성되어 있는데, 어댑터(3)가 없는 타입의 공구홀더 즉, 스핀들(2) 자체에 콜릿(7)이 수납되어 있는 경우 상기 스핀들(2)의 내면에 나사를 형성하여 본 발명에 의한 콜릿너트(8)를 스핀들(2)에 바로 결합하여 사용할 수도 있다.

도시된 공구홀더의 상기 어댑터(3)에는 일측에 하나 이상의 공구체결홈(4)이 형성되는데 도시된 실시예는 어댑터(3)의 원주면을 따라 총 6개의 공구체결홈(4)이 등간격으로 분할 형성되어 있으며, 상기 스핀들(2)에는 힌지핀(14)을 중심으로 회동가능한 블록(5)이 형성되고 상기 블록(5)에는 볼트(6)가 체결되어 있다.

이러한 기본적인 구성을 가지는 본 발명에 의한 공구홀더는 블록(5)의 회동에 의하여 어댑터(3)를 스핀들(2)에 결합 및 분리할 수 있는데, 어댑터(3)를 스핀들(2)에 결합할 때에는 어댑터(3)를 스핀들(2)에 끼우고 어댑터(3)와 스핀들(2)에 형성된 홈의 위치를 서로 맞춘 뒤 블록(5)을 회동시키며, 이후 볼트를 죔으로써 어댑터(3)와 스핀들(2)의 결합이 이루어지며, 어댑터(3)와 스핀들(2)을 분리할 때에는 볼트(6)를 풀고 블록(5)과 같이 회동시켜 어댑터(3)를 빼내게 된다.

상기 어댑터(3) 내에 삽입되어 있는 콜릿(7)은 외부에서 콜릿(7)의 중심축 방향으로 힘을 가하면 콜릿(7)의 중심부에 형성된 공구결합홈(7a)이 축소되어 공구를 잡아주게 되고, 이후 외력이 해제되면 콜릿(7) 자체의 탄성에 의해 공구결합홈(7a)의 원상태로 돌아오고 이로써 절삭공구를 분리할 수 있는데, 본 발명은 이러한 콜릿(7)의 작용을 콜릿너트(8)에 의해 행하게 된다.

즉, 상기 어댑터(3)의 일측에는 외부 원주면에 나사가 형성된 콜릿너트(8)가 결합되며, 상기 어댑터(3)의 내부 원주면에는 상기 나사에 대응되는 나사가 형성되어, 상기 콜릿너트(8)가 어댑터(3)에 깊이 체결될수록 콜릿(7)의 외경을 축소시킴으로써 콜릿(7)에 형성된 공구결합홈(7a)이 축소되어 절삭공구(12)의 체결력이 향상되게 된다.

상기 콜릿너트(8)는 외면에 나사(8e)가 형성되고 내부에 경사면(8d)이 형성된 너트몸체(8a)와, 상기 너트몸체(8a)와 일체로 형성되어 있으며 내부가 중공된 육각형의 단면을 가지는 돌출부(8b)로 구성되는데, 너트몸체(8a)와 돌출부(8b)는 하나의 소재를 이용해 절삭 가공하여 제작하여 일체로 형성하는 것이 바람직하며, 외면에 형성된 나사(8e)는 어댑터(3)와의 결합을 위해 형성되며, 내부에 형성된 경사면(8d)은 콜릿(7)의 경사면과 맞닿아 콜릿(7)에 외력을 가하게 된다.

상기 돌출부(8b)는 도 3과 도 4에 나타나듯이, 내부가 중공된 육각형상의 파이프 최외단에 파이프의 외경보다 확장된 형상의 육각편(8f)이 돌출되어 있는 모양으로써, 이러한 형상은 콜릿너트(8)의 결합을 위해 사용하는 수공구(스패너)의 이탈을 방지하여 콜릿너트(8)를 죄고 푸는 작업을 용이하게 하기 위함이며, 보조적으로 전용스패너 이외의 규격화된 스패너 즉, 육각편(8f)의 크기를 규격화된 6각 나사의 크기로 만들어 일반적인 스패너를 이용하여 작업할 수 있도록 하기 위함이다.

즉, 도 6과 같이 스핀들(2)에 어댑터(3)를 고정할 때에는 어댑터(3)의 원주면에 형성된 공구체결홈(4)에 후크스패너(15)를 끼워서 스핀들(2)에 고정 결합된 어댑터(3)가 시계방향으로 돌지 않도록 고정되게 하며, 이후 어댑터(3) 내에 절삭공구(12)가 끼워져 있는 콜릿(7)을 죄기 위해서는 느슨하게 결합된 콜릿너트(8)의 반경방향에서 스패너(16a)를 끼워넣고 시계방향으로 힘을 가해 돌려줌으로써 콜릿너트(8)를 어댑터(3)에 견고하게 고정하게 되고 이로써 절삭공구(12)의 체결작업이 이루어진다. 상기 어댑터(3)에서 콜릿너트(8)를 분리하거나 느슨하게 할 때에는 상기의 작업순서와 반대로 작업을 하게 된다.

이러한 작업을 하는 사용자는 절삭공구(12)의 더욱 견고한 고정을 위해 힘을 가하다 보면 스패너(16a)가 콜릿너트(8)에서 콜릿너트(8)의 축방향으로 임의로 빠져 안전사고가 발생할 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 육각파이프 최외단에 육각편(8f)을 형성하여 육각파이프와 육각편(8f)이 서로 단차가 지도록 하여 스패너(16)의 분리를 방지하게 되고 이로써 안전사고를 방지할 수 있다. 또한 콜릿너트(8)의 체결작업을 위해 전용으로 사용하는 스패너(16a)가 분실 등으로 사용이 불가할 경우에는 규격으로 제작된 육각편(8f)에 규격품 스패너를 이용하여 작업할 수 있는 장점이 있다.

상기 너트몸체(8a)는 회전중심축에서 편심된 편심홀(8g)이 형성되어 있는데, 이는 콜릿(7)과 콜릿너트(8)의 결합을 유용하게 하기 위함이다. 즉, 멈춤링이 끼워진 콜릿(7)을 콜릿너트(8)의 편심홀(8g)을 이용하여 콜릿(7)을 효과적으로 착탈할 수 있다.

도 7은 본 발명의 타실시 예시도이고, 도 8은 본 발명의 타실시 사용상태 예시도로써, 상기 콜릿너트(8)는 일측에 둘 이상의 공구결합홈(8c)이 형성되어 콜릿너트(8)의 단면 쪽에서 스패너(16b)를 끼워서 죌 수 있는 형상이다.

즉, 상술한 실시예와 같이 콜릿너트(8)를 육각파이프와 육각편으로 형성된 형상이 아닌 콜릿너트(8)의 외부 원주면상에 복수의 공구결합홈(8c)을 형성하여 상기 공구결합홈(8c)의 형상과 대응되는 돌기가 형성된 스패너(16b)로써 콜릿너트(8)를 죄고 풀 수 있도록 만들 수도 있다. 이 경우는 규격으로 제작되어 공장에서 콜릿너트용으로 보유하고 있는 표준화된 스패너(16b)를 사용할 수 있다는 장점이 있다.

상술한 실시예들에서 사용하는 스패너들(16a, 16b)은 콜릿너트(8)와 직접적으로 닿는 머리부와, 손잡이부로 이루어지는데, 손잡이부는 일부가 절곡되어 있어 사용자의 손이 공구홀더에서 일정거리 떨어진 상태에서 콜릿너트(8)를 죄거나 풀 수 있도록 하여 작업의 효율성을 향상시키고 안전사고를 방지할 수 있다.

결국, 본 발명에 의한 공구홀더용 콜릿너트는 공구홀더의 일측에 콜릿너트(8)를 부가 구성하여 상기 콜릿너트(8)가 어댑터(3)나 스핀들(2)에 깊이 결합될수록 어댑터(3)나 스핀들(2) 내에 삽입되어 절삭공구(12)를 고정해주는 콜릿(7)을 죄어 절삭공구(12)의 고정력을 향상시킬 수 있는 효과가 있으며, 상기 콜릿너트(8)를 어댑터(3)나 스핀들(2)에 착탈하는 동작만으로 절삭공구(12)를 장착 및 분리할 수 있어 사용자가 편리하게 사용할 수 있는 효과가 있다.

1. 바디 2. 스핀들
3. 어댑터 4. 공구체결홈
5. 블록 6. 볼트
7. 콜릿 7a. 절삭공구결합홈
8; 콜릿너트
8a. 너트몸체 8b. 돌출부 8c. 공구결합홈
8d. 경사면 8e. 나사 8f. 육각편
8g. 편심홀
9. 커버 10. 생크
11. 키 12. 절삭공구
13. 절삭유 어댑터 14. 힌지핀
15. 후크스패너 16a, 16b. 스패너

Claims

공구홀더에 사용되는 콜릿너트에 있어서,
상기 콜릿너트(8)는 외면에 나사(8e)가 형성되고 내부에 경사면(8d)이 형성된 너트몸체(8a)와, 상기 너트몸체(8a)와 일체로 형성되어 있으며 내부가 중공된 육각형의 단면을 가지는 돌출부(8b)로 구성되며,
상기 공구홀더는 공작기계에 체결되는 생크(10)와, 상기 생크(10)와 결합되어 있는 바디(1)와, 상기 바디(1)에 결합되는 커버(9)와, 상기 바디(1)와 커버(9)에 회전이 가능하도록 고정 결합되는 스핀들(2)과, 상기 스핀들(2)에 고정 결합되는 어댑터(3)와, 상기 어댑터(3) 내에 삽입되며 절삭공구를 고정해주는 콜릿(7)을 포함하여 구성되며,
상기 어댑터(3)에는 외부 원주면에 나사가 형성된 콜릿너트(8)가 결합되며, 상기 어댑터(3)의 내부 원주면에는 상기 나사에 대응되는 나사가 형성되어, 상기 콜릿너트(8)가 어댑터(3)에 깊이 체결될수록 콜릿(7)의 절삭공구결합홈(7a)이 축소되는 것이 특징인 공구홀더용 콜릿너트.
삭제
제1항에 있어서,
상기 돌출부(8b)는 콜릿너트(8)의 결합을 위해 사용하는 스패너(16a)가 이탈되는 것을 방지하여 콜릿너트(8)의 죔을 용이하게 하며, 전용 스패너(16a)를 대신하여 규격화된 스패너를 사용할 수 있도록 단차가 져있는 것이 특징인 공구홀더용 콜릿너트.
제1항에 있어서,
상기 너트몸체(8a)는 회전중심축에서 편심된 편심홀(8g)이 형성되어 있는 것이 특징인 공구홀더용 콜릿너트.
제1항에 있어서,
상기 콜릿너트(8)는 일측에 둘 이상의 공구결합홈(8c)이 형성되어 콜릿너트(8)의 단면 쪽에서 스패너(16b)를 끼워서 죌 수 있는 것이 특징인 공구홀더용 콜릿너트.
제1항에 있어서,
상기 공구홀더는 공작기계에 체결되는 생크(10)와, 상기 생크(10)와 결합되어 있는 바디(1)와, 상기 바디(1)에 결합되는 커버(9)와, 상기 커버(9)에 고정 결합되는 스핀들(2)과, 상기 스핀들(2) 내에 삽입되며 절삭공구를 고정해주는 콜릿(7)을 포함하여 구성되며,
상기 스핀들(2)에는 외부 원주면에 나사가 형성된 콜릿너트(8)가 결합되며, 상기 스핀들(2)의 내부 원주면에는 상기 나사에 대응되는 나사가 형성되어, 상기 콜릿너트(8)가 스핀들(2)에 깊이 체결될수록 콜릿(7)의 절삭공구결합홈(7a)이 축소되는 것이 특징인 공구홀더용 콜릿너트.