KR101935323B1 - 클램핑 기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정렬작업이 미리 수행된 작업물-홀더유닛을 머시닝센터에 결합 고정하는 작업을 통해 작업물의 정렬상태를 확보하도록 한 클램핑 기구에 관한 것으로, 본 발명에서는, 지그에 고정된 척의 안착면에 작업물이 결합된 홀더가 안착 결합되어 작업물을 클램핑하는 기구로서, 척을 관통하여 각각 구비되고, 제공되는 회전력에 의해 회전이 되는 홀더고정수단 및 조임수단; 상기 홀더고정수단의 단부가 회전되면서 체결이 되도록 상기 척과 마주하는 홀더에 형성된 홀더고정부; 상기 홀더를 관통하여 구비되고, 일단이 상기 조임수단에서 제공되는 회전력에 의해 회전이 되는 작업물고정수단;을 포함하여 구성되는 클램핑 기구가 소개된다.

Description

클램핑 기구{CLAMP DEVICE}

본 발명은 머시닝센터에 작업물을 정렬시켜 고정하는 기술에 관한 것이다.

머시닝센터는 여러 종류(보링가공, 밀링가공, 드릴링가공 등)의 가공을 하나의 기계로 가공할 수 있는 복합공작기계로서, 머시닝센터를 이용하여 작업물(workpiece)을 가공하기 위해서는 머시닝센터에 대한 가공물의 정렬상태가 확보되어야 한다.

즉, 머시닝센터에 대한 작업물의 정렬상태가 확보되어야 머시닝센터의 공구가 해당 작업물을 원하는 형태로 자동적으로 가공할 수 있으므로, 머시닝센터를 사용한 작업물 가공에는 머시닝센터에 대한 작업물의 정렬이 필수적으로 선행되어야 한다.

종래 머시닝센터에 작업물을 정렬시켜서 고정하기 위해서는, 작업자가 머시닝센터의 작동을 중지한 상태에서 정밀계측장비 등을 사용하여 매 작업물이 교체될 때마다 반복적으로 작업물 정렬 작업을 수행하여야 하므로, 머시닝센터의 가동율이 현저히 저하되는 문제점이 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 10-1330602 B

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 머시닝센터 외부에 별도 마련된 지그를 이용하여 작업물과 홀더의 정렬작업을 미리 수행하고, 정렬작업이 완료된 작업물-홀더유닛을 머시닝센터에 결합 고정하는 작업만으로 작업물의 정렬상태를 확보하도록 함으로써, 머시닝센터의 가동율을 크게 향상시킬 수 있도록 한 클램핑 기구를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 지그에 고정된 척의 안착면에 작업물이 결합된 홀더가 안착 결합되어 작업물을 클램핑하는 기구로서, 척을 관통하여 각각 구비되고, 제공되는 회전력에 의해 회전이 되는 홀더고정수단 및 조임수단; 상기 홀더고정수단의 단부가 회전되면서 체결이 되도록 상기 척과 마주하는 홀더에 형성된 홀더고정부; 상기 홀더를 관통하여 구비되고, 일단이 상기 조임수단에서 제공되는 회전력에 의해 회전이 되는 작업물고정수단; 및 상기 작업물고정수단의 타단이 회전되면서 체결이 되도록 상기 홀더와 마주하는 작업물에 형성된 작업물고정부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 홀더고정수단으로서 홀더고정볼트가 적용되어 척의 중앙에 구비하되 상기 홀더고정수단의 일단에 나사부가 형성되고; 상기 홀더고정부로서 홀더볼팅홀이 적용되어 상기 홀더고정볼트의 나사부가 홀더볼팅홀에 볼팅 체결될 수 있다.

상기 조임수단으로 홀더체결렌치가 적용되어 홀더고정수단의 축을 중심으로 소정 반경위치에 구비하되 상기 조임수단의 일단에 볼트헤드부가 형성되고; 상기 작업물고정수단으로서 작업물고정볼트가 적용되되, 상기 작업물고정수단의 일단에 볼트소켓부가 형성되며; 상기 볼트헤드부가 볼트소켓부에 삽입되어 작업물고정볼트에 회전토크를 제공하고; 상기 작업물고정부로서 작업물볼팅홀이 적용되어 상기 작업물고정볼트 타단의 나사부가 작업물볼팅홀에 볼팅 체결될 수 있다.

지그에 제1노브 및 제2노브가 그 축을 중심으로 각각 회전 가능하게 구비되고; 상기 홀더고정수단이 상기 제1노브로부터 전달되는 회전력에 의해 회전이 되며; 상기 조임수단이 상기 제2노브로부터 전달되는 회전력에 의해 회전이 될 수 있다.

상기 제1노브는 샤프트 형상으로 형성되어 일단이 지그의 외부로 돌출되고 타단이 지그의 내부에 위치되며; 상기 홀더고정수단의 타단이 상기 지그의 내부에 위치되며; 상기 제1노브의 타단과 상기 홀더고정수단의 타단이 기어치합 구조에 의해 연결되어 상기 제1노브로부터 회전력이 전달될 수 있다.

상기 제2노브는 샤프트 형상으로 형성되어 일단이 지그의 외부로 돌출되고 타단이 지그의 내부에 위치되며; 상기 조임수단의 타단이 상기 지그의 내부에 위치되며; 상기 제2노브의 타단과 상기 조임수단의 타단이 기어치합 구조에 의해 연결되어 상기 제2노브로부터 회전력이 전달될 수 있다.

상기 제1노브의 타단 및 제2노브의 타단에 제1구동기어 및 제2구동기어가 각각 결합되고; 상기 홀더고정수단의 타단 및 조임수단의 타단에 제1종동기어 및 제2종동기어가 각각 결합되며; 상기 제1구동기어 및 제1종동기어와, 제2구동기어 및 제2종동기어가 치합구조로 연결될 수 있다.

상기 조임수단이 홀더고정수단의 축을 중심으로 소정 반경위치에서 등간격을 이루어 복수 구비되고; 상기 각각의 조임수단의 타단에 제2종동기어가 구비되며; 상기 제2종동기어들 각각에 제2구동기어가 개별적으로 외접 치합되어 연결될 수 있다.

상기 조임수단이 홀더고정수단의 축을 중심으로 소정 반경위치에서 등간격을 이루어 복수 구비되고; 상기 각각의 조임수단의 타단에 제2종동기어가 구비되며; 상기 제2종동기어들에 링기어가 내접 치합 구조로 연결되고; 상기 링기어에 한 개의 제2구동기어가 외접 치합 구조로 연결될 수 있다.

상기 조임수단과 제2종동기어가 동축을 이루면서 상대 회전 가능하게 구비되고; 상기 조임수단과 제2종동기어는 스프링에 의해 탄성 지지될 수 있다.

상기 조임수단이 홀더고정수단의 축을 중심으로 소정 반경위치에서 등간격을 이루어 복수 구비되고;

상기 각각의 조임수단의 타단에 제2종동기어가 구비되며;

상기 제2종동기어들 중 일부에는 내접 치합되고 나머지 일부에는 외접 치합되는 섹터기어가 구비되고;

상기 섹터기어에 한 개의 제2구동기어가 외접 치합 구조로 연결될 수 있다.

상기 조임수단이 홀더고정수단의 축을 중심으로 일부는 상대적으로 작은 반경위치에 구비되고 나머지 일부는 상대적으로 큰 반경위치에 복수 구비되고;

상기 각각의 조임수단의 타단에 제2종동기어가 구비되며;

상기 제2종동기어들 중 상대적으로 큰 반경위치에 구비된 조임수단의 타단에 구비된 제2종동기어에는 링기어가 직접 내접 치합되고, 상대적으로 작은 반경위치에 구비된 조임수단의 타단에 구비된 제2종동기어에는 역전기어를 통하여 링기어가 치합되며;

상기 링기어에 한 개의 제2구동기어가 외접 치합 구조로 연결될 수 있다.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 미리 정렬 완료된 작업물-홀더유닛을 머시닝센터 내에 결합 및 고정함으로써, 머시닝센터의 가동을 중지하지 않고도 새로운 작업물을 교체할 수 있고, 이에 머시닝센터의 가동율을 높여 제품 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 클램핑 기구에 작업물이 클램핑된 상태를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 클램핑 기구에서 작업물-홀더유닛이 분리된 상태를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 척과 홀더의 체결구조를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 제1노브 및 제2노브로부터 회전력이 제공되는 기어치합 구조를 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 제1노브의 회전에 의해 척에 홀더가 체결되는 구성을 설명하기 위한 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 제2노브의 회전에 의해 홀더에 작업물이 체결되는 구성을 설명하기 위한 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 홀더체결렌치들이 제2노브의 단독 작동에 의해 동시에 체결되는 구조를 설명하기 위한 도면.
도 8은 도 7에 도시된 제2종동기어와 홀더체결렌치가 스프링에 의해 연결되는 구조를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 도면.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 클램핑 기구는, 크게 지그(100)와, 척(200)과, 홀더(300) 및 작업물(400)을 포함하여 구성이 되는 것으로, 홀더고정수단(210)에 의해 척(200)과 홀더(300)를 고정하고, 조임수단(220)에 의한 작업물고정수단(320)의 회전작동에 의해 홀더(300)와 작업물(400)을 고정함으로써, X, Y, Z축의 3축 방향 정렬작업이 완료된 작업물-홀더유닛(U)을 확보하게 된다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 구체적으로 살펴보면, 본 발명의 클램핑 기구는 머시닝센터 내의 지그장치가 아닌 별도의 지그(100)에 구성이 된다. 상기 지그(100) 위에 척(200)이 고정되고, 상기 척(200)의 상면에 형성된 안착면에 작업물(400)이 결합된 홀더(300)가 안착 결합된다.

그리고, 상기 지그(100)는 판 형상의 어퍼플레이트(100a)와 로워플레이트(100b)의 결합에 의해 구성이 되고, 상기 어퍼플레이트(100a)의 상면에는 육면체 형상의 척(200)이 결합된다.

아울러, 상기 척(200)에는 상하를 관통하여 홀더고정수단(210)이 구비되고, 상기 홀더고정수단(210)은 외부에서 제공되는 회전력에 의해 척(200) 내에서 회전 가능하게 구비된다.

그리고, 상기 척(200)에는 상기 홀더고정수단(210)과 나란하게 상하를 관통하여 조임수단(220)이 구비되고, 상기 조임수단(220)은 외부에서 제공되는 회전력에 의해 척(200) 내에서 회전 가능하게 구비된다.

또한, 상기 척(200)의 상면에는 그 중앙을 중심으로 하여 사방 위치에 위치결정돌기(230)가 돌출 형성된다.

아울러, 상기 홀더(300)는 상기 척(200)의 상면에 안착 결합되는 것으로, 상기 척(200)과 마주하는 저면에 홀더고정부(310)가 형성되는바, 상기 홀더고정수단(210)이 회전되면서 그 단부가 상기 홀더고정부(310)에 체결이 된다.

또한, 상기 홀더고정부(310)를 중심으로 하여 그 사방 위치에는 상기 위치결정돌기(230)에 대응하여 위치결정홈(330)이 형성됨으로써, 상기 위치결정돌기(230)가 위치결정홈(330)에 삽입되고, 이에 상기 척(200)을 기준으로 홀더(300)의 X축과 Y축 정렬을 이루어 홀더(300)를 척(200)에 안착할 수 있게 된다. 물론, 상기와 같이 척(200) 위에 홀더(300)가 안착되면, 척(200)과 홀더(300)의 Z축 방향 정렬도 당연히 이루어지는 것이다.

상기 위치결정돌기(230) 및 위치결정홈(330)의 형상 및 끼움 구조는 공지된 기술로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

계속해서, 도 3과 같이 상기 홀더(300)에는 상하를 관통하여 작업물고정수단(320)이 구비되고, 상기 작업물고정수단(320)의 하단이 상기 조임수단(220)에서 제공되는 회전력을 제공받아 홀더(300) 내에서 회전 가능하게 구비된다.

그리고, 상기 홀더(300)의 상면에는 작업물(400)이 결합되는데, 상기 홀더(300)와 마주하는 작업물(400)의 저면에 작업물고정부(410)가 형성되고, 상기 작업물고정수단(320)이 회전되면서 상기 작업물고정수단(320)의 상단이 상기 작업물고정부(410)에 체결이 된다.

즉, 상기한 구성에 따르면, 홀더고정수단(210)에 의해 척(200) 위에 홀더(300)를 체결할 수 있고, 조임수단(220)을 통해 작업물고정수단(320)에 회전력을 인가함으로써, 작업물고정수단(320)에 의해 홀더(300) 위에 작업물(400)을 체결하여 홀더(300)와 작업물(400) 사이의 3차원상의 모든 방향의 위치관계를 고정할 수 있게 된다.

다시 말하면, 본 발명은 작업물(400)이 가체결된 홀더(300)를 척(200)에 체결한 상태에서 홀더(300)에 대한 작업물(400)의 X축 및 Y축 정렬작업을 수행하여 작업물(400)을 홀더(300)에 완전하게 체결하여 고정하게 되고, 이후 척(200)에 체결된 홀더(300)를 분리하면 홀더(300)와 함께 작업물(400)이 함께 분리가 되면서, 홀더(300)와 작업물(400) 사이에는 3차원상의 모든 방향의 정렬이 완료된 작업물-홀더유닛(U)을 미리 확보할 수 있게 된다.

따라서, 상기와 같은 방법으로 미리 상호간의 3차원상의 모든 방향에 대한 정렬이 완료된 작업물-홀더유닛(U)을 머시닝센터 내에 결합 고정하는 작업만으로, 작업물(400)의 머시닝센터에 대한 3차원상의 모든 방향에 대한 정렬을 완료하게 됨으로써, 머시닝센터에서는 별도의 작업물 정렬 작업을 수행할 필요없이, 바로 가공을 수행하면 되므로, 결과적으로 머시닝센터의 가동시간을 증대시켜 가동율을 증대시키게 되는 바, 제품 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

물론, 상기 머시닝센터에서 상기 작업물(400)을 원하는 형상으로 가공하고 난 후에는 상기 작업물-홀더유닛(U)을 머시닝센터로부터 분리한 후, 상기 작업물(400)과 홀더(300)를 분리하여, 작업물(400)은 필요한 후가공을 수행하고, 홀더(300)는 다시 상기 지그(100) 및 척(200)에서 새로운 작업물과의 정렬작업을 통해 머시닝센터로 투입된다.

따라서, 상기한 바와 같은 머시닝센터의 가동률 증대는 동일한 형상의 작업물 가공이 반복되는 경우에 그 효과가 매우 크게 증대될 수 있다. 즉, 본 발명의 클램핑 기구를 사용하여, 동일한 규격의 작업물들을 미리 홀더들에 정렬된 상태로 결합하여 다수의 작업물-홀더유닛(U)을 만들어 놓거나 만들면서, 머시닝센터에서는 상기 작업물-홀더유닛(U)을 장착하여 가공한 후, 다시 미리 정렬되어 준비된 새로운 작업물-홀더유닛(U)으로 교체하고 즉시 가공을 재개함으로써, 실질적으로는 작업물-홀더유닛(U)을 교체하는 시간 이외에는 계속해서 머시닝센터의 가동이 가능한 것이다.

참고로, 물론, 상기 머시닝센터에는 본 발명 클램핑 기구의 척과 동일한 규격 및 형상의 척이 구비되어 있어서, 상기 작업물-홀더유닛(U)의 홀더(300)를 상기 머시닝센터의 척에 결합하면, 상기 클램핑 기구에서 상기 클램핑 기구의 척(200)에 대해 정렬되었던 작업물(400)의 3차원상의 정렬상태는 그대로 상기 머시닝센터에 대해 정렬된 상태로 구현되는 것이다.

한편, 본 발명은 상기 홀더고정수단(210)으로서 볼트 구조의 홀더고정볼트가 적용될 수 있고, 상기 홀더고정부(310)로서 암나사홀 구조의 홀더볼팅홀이 적용될 수 있다.

도 2 및 도 5를 참조하여 구체적으로 설명하면, 상기 홀더고정볼트(210)가 척(200)의 중앙에 관통하여 구비되고, 상기 홀더고정수단(210)의 상단에는 상면에 안착되는 홀더(300)를 향하여 수나사 형상의 나사부(214)가 돌출 형성되는 구조가 된다.

이에, 상기 홀더고정볼트(210)가 회전되면, 홀더고정볼트(210)의 나사부(214)가 홀더볼팅홀(310)에 볼팅 체결되면서, 홀더(300)가 척(200)을 향해 당겨지게 되는 바, 홀더(300)를 척(200) 위에 견고하게 안착 결합하게 된다.

아울러, 본 발명은 상기 조임수단(220)으로서 렌치 구조의 홀더체결렌치가 적용될 수 있고, 상기 작업물고정수단(320)으로서 볼트 구조의 작업물고정볼트가 적용될 수 있으며, 상기 작업물고정부(410)로서 암나사홀 구조의 작업물볼팅홀이 적용될 수 있다.

도 2 및 도 6을 참조하여 구체적으로 설명하면, 상기 홀더체결렌치(220)가 홀더고정수단(210)의 축을 중심으로 소정 반경위치에 구비되고, 상기 홀더체결렌치(220)의 상단에는 상면에 안착되는 홀더(300)를 향하여 육각볼트머리 형상의 볼트헤드부(224)가 돌출 형성되는 구조가 된다.

그리고, 상기 작업물고정볼트(320)의 하단에는 상기 볼트헤드부(224)에 대응하여 육각볼트홈 형상의 볼트소켓부(324)가 형성된다.

이에, 볼트헤드부(224)가 볼트소켓부(324)에 삽입된 상태에서 상기 홀더체결렌치(220)가 회전되면, 상기 작업물고정볼트(320)에 회전토크를 제공할 수 있게 된다.

그리고, 상기 작업물고정볼트(320)의 상단에는 수나사 형상의 나사부(322)가 형성됨으로써, 상기 작업물고정볼트(320)가 회전되면 작업물고정볼트(320)의 나사부(322)가 작업물볼팅홀(410)에 볼팅 체결되면서, 작업물(400)이 홀더(300)를 향해 당겨지게 되는바, 작업물(400)을 홀더(300) 위에 견고하게 안착 결합하게 된다.

한편, 본 발명은 상기 홀더고정수단(210) 및 조임수단(220)에 각각 회전력을 제공하도록 제1노브(110) 및 제2노브(120)를 더 포함하여 구성이 된다.

도 1을 참조하면, 상기 지그(100)에 제1노브(110)가 그 축을 중심으로 회전 가능하게 구비되고, 제2노브(120) 역시 그 축을 중심으로 상기 지그(100)에 회전 가능하게 구비된다.

그리고, 상기 홀더고정수단(210)이 상기 제1노브(110)와 기구적으로 연결되어 상기 제1노브(110)로부터 전달되는 회전력을 제공받아 회전이 되고, 상기 조임수단(220)이 상기 제2노브(120)와 기구적으로 연결되어 상기 제2노브(120)로부터 전달되는 회전력을 제공받아 회전이 되는 구조가 된다.

도 4 및 도 5에 의해 상기 홀더고정수단(210)에 회전력을 제공하는 구조에 대해 설명하면, 상기 제1노브(110)는 샤프트 형상으로 형성되어 상단이 지그(100)의 상단 외부로 돌출되고 하단이 지그(100)의 내부에 위치된다.

그리고, 상기 홀더고정수단(210)의 하단이 상기 지그(100)의 내부에 위치된다.

특히, 상기 제1노브(110)의 하단과 상기 홀더고정수단(210)의 하단이 기어치합 구조에 의해 연결되어 상기 제1노브(110)로부터 홀더고정수단(210)에 회전력이 전달이 된다.

상기 기어치합 구조에 대해 부연하면, 상기 제1노브(110)의 하단에 제1구동기어(112)가 결합되고, 상기 홀더고정수단(210)의 하단에 제1종동기어(212)가 결합되어, 상기 제1구동기어(112)와 제1종동기어(212)가 기어 치합구조로 연결된다.

따라서, 상기 제1노브(110)에서 제공되는 회전력에 의해 홀더고정수단(210)이 회전이 되는 구조가 된다.

물론, 상기 제1구동기어(112)와 제1종동기어(212) 사이에는 지그(100)의 크기를 고려하여 복수의 기어가 더 구비될 수 있다.

다음으로, 도 4 및 도 6에 의해 상기 조임수단(220)에 회전력을 제공하는 구조에 대해 설명하면, 상기 제2노브(120)는 샤프트 형상으로 형성되어 상단이 지그(100)의 상단 외부로 돌출되고 하단이 지그(100)의 내부에 위치된다.

그리고, 상기 조임수단(220)의 하단이 상기 지그(100)의 내부에 위치된다.

특히, 상기 제2노브(120)의 하단과 상기 조임수단(220)의 하단이 기어치합 구조에 의해 연결되어 상기 제2노브(120)로부터 조임수단(220)에 회전력이 전달이 된다.

상기 기어치합 구조에 대해 부연하면, 상기 제2노브(120)의 하단에 제2구동기어(122)가 결합되고, 상기 조임수단(220)의 하단에 제2종동기어(222)가 결합되어, 상기 제2구동기어(122)와 제2종동기어(222)가 기어 치합구조로 연결된다.

따라서, 상기 제2노브(120)에서 제공되는 회전력에 의해 조임수단(220)이 회전이 되는 구조가 된다.

물론, 상기 제2구동기어(122)와 제2종동기어(222) 사이에는 지그(100)의 크기를 고려하여 복수의 기어가 더 구비될 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 조임수단(220)이 복수 구비되고, 복수의 조임수단(220)을 개별적으로 회전하거나, 동시에 회전시킬 수 있게 된다.

먼저, 복수의 조임수단(220)을 개별적으로 회전하기 위한 구성에 대해 설명하면, 도 2 및 도 4와 같이 상기 조임수단(220)이 홀더고정수단(210)의 축을 중심으로 소정 반경위치에서 등간격을 이루어 복수 구비될 수 있다. 예컨대, 상기 위치결정돌기(230)들 사이마다 조임수단(220)이 구비될 수 있다.

그리고, 상기 각각의 조임수단(220)의 하단에는 제2종동기어(222)가 구비되고, 상기 제2종동기어(222)들 각각에 제2구동기어(122)가 개별적으로 외접 치합되는 구조로 연결이 될 수 있다.

즉, 지그(100)의 네 개의 꼭지점 부분에 제2노브(120)가 각각 구비되고, 상기 제2노브(120) 각각에 조임수단(220)이 개별적으로 연결됨으로써, 제2노브(120) 각각의 개별적인 회전작동에 의해 각 조임수단(220)을 개별적으로 회전시키게 된다.

다음으로, 도 7 및 8을 참조하여, 복수의 조임수단(220)을 동시에 회전하기 위한 구성에 대해 설명하면, 상기 조임수단(220)이 홀더고정수단(210)의 축을 중심으로 소정 반경위치에서 등간격을 이루어 복수 구비될 수 있다.

그리고, 상기 각각의 조임수단(220)의 하단에는 제2종동기어(222)가 구비되고, 상기 제2종동기어(222)들에 링기어(240)가 치합되는 구조로 연결이 되며, 상기 링기어(240)에는 한 개의 제2구동기어(122)가 외접 치합 구조로 연결이 될 수 있다.

즉, 지그(100)에 한 개의 제2노브(120)가 구비되고, 상기 제2노브(120)에 구비된 제2구동기어(122)가 다수의 기어를 통해 링기어(240)에 연결됨으로써, 제2노브(120)의 회전작동에 의해 모든 조임수단(220)을 한번에 회전시키게 된다.

아울러, 상기 조임수단(220)과 제2종동기어(222)는 동축을 이루면서 상대 회전 가능하게 구비될 수 있다.

그리고, 상기 조임수단(220)과 제2종동기어(222)는 스프링(250)에 의해 탄성 지지될 수 있다.

예컨대, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 스프링(250)의 일단이 조임수단(220)의 외측으로 돌출된 돌기에 고정되고, 상기 스프링(250)의 타단이 제2종동기어(222)의 내측으로 돌출된 돌기에 고정되어 두 돌기 사이에 탄성력을 부여하는 것으로서, 상기 스프링(250)은 조임수단(220)에 그 회전이 가능한 회전여유분이 남아 있는 경우에는 제2종동기어(222)가 회전되면 조임수단(220)이 함께 회전이 되지만, 상기 조임수단(220)에 그 회전이 가능한 회전여유분이 남아 있지 않은 경우에는 압축이 되면서 조임수단(220)에 대한 제2종동기어(222)의 상대 회전을 허용하는 강성을 갖도록 구성이 된다.

즉, 하나의 제2노브(120)가 회전되어 링기어(240)를 회전시키면, 모든 제2종동기어(222)가 동시에 회전하게 되는데, 이때에 작업물고정볼트(320)가 작업물(400)에 체결된 정도에 따라 상기 제2종동기어(222)와 함께 회전하는 각각의 조임수단(220) 별로 작업물고정볼트(320)를 더 조일 수 있는 것도 있고, 더 이상 조일 수 없는 것이 있을 수 있다.

이에, 작업물고정볼트(320)를 더 조일 수 있는 회전여유분이 남아 있는 경우, 제2종동기어(222)가 스프링(250) 강성에 의해 조임수단(220)을 함께 회전되도록 하여 해당 작업물고정볼트(320)를 더 조이게 되고, 작업물고정볼트(320)를 더 이상 조일 수 있는 회전여유분이 남아 있지 않은 경우, 제2종동기어(222)가 스프링(250) 강성에 의해 상대 회전하게 되어 해당 작업물고정볼트(320)를 더 조이지 않게 되는바, 모든 작업물고정볼트(320)를 동시에 조일 수 있게 되고, 이에 작업속도 및 능률을 향상시키게 된다.

즉, 상기 스프링(250)은 상기 링기어(240)를 통해 입력되는 하나의 회전력에 대하여, 서로 다른 가체결 상태의 작업물고정볼트(320)들이 모두 일정한 수준의 체결토크로 작업물(400)에 체결될 수 있도록 해주는 역할을 하는 것이다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로서, 도 7과 비교할 때, 도 7의 링기어를 섹터기어(260)로 변경한 것이다.

즉, 상기 조임수단(220)이 홀더고정수단(210)의 축을 중심으로 소정 반경위치에서 등간격을 이루어 복수 구비되고; 상기 각각의 조임수단(220)의 타단에 제2종동기어(222)가 구비되며; 상기 제2종동기어(222)들 중 일부에는 내접 치합되고 나머지 일부에는 외접 치합되는 섹터기어(260)가 구비되고; 상기 섹터기어(260)에 한 개의 제2구동기어(122)가 외접 치합 구조로 연결된 것이다.

참고로, 상기 섹터기어(260)는 상기 홀더고정수단(210)을 중심으로 회전되도록 상기 지그(100)에 의해 적절히 가이드되도록 구성된다.

따라서, 제2노브(120)를 시계방향으로 회전시키면, 상기 섹터기어(260)가 회전하면서 상기 섹터기어(260) 내측에 치합된 2개의 제2종동기어(222)는 시계방향으로 회전되지만, 섹터기어(260) 외측에 치합된 2개의 제2종동기어(222)는 반시계방향으로 회전되게 된다.

즉, 하나의 제2노브(120)로부터 제공된 회전력을 상기 섹터기어(260)를 통해 4개의 제2종동기어(222)로 전달하되, 2개의 제2종동기어는 시계방향으로 나머지 2개는 반시계방향으로 회전되도록 구성한 것이다.

물론, 도면에 표시하지는 않았지만, 상기 반시계방향으로 회전하는 2개의 제2종동기어(222) 및 홀더체결렌치(220)를 통해 회전력을 전달받도록 상기 홀더(300)에 설치되는 2개의 작업물고정볼트(320)는 나머지 다른 두 작업물고정볼트와는 달리 반시계방향으로 회전되면서 작업물(400)에 체결되도록 나사산이 형성되며, 그에 따라 작업물에 형성되는 작업물볼팅홀(410)도 반시계방향으로 회전하는 작업물고정볼트(320)에 의해 체결되도록 나사산이 형성된다.

즉, 총 4개의 작업물고정볼트(320) 중 2개는 오른나사 방식으로 작업물(400)에 체결되어 고정되도록 구성하고, 나머지 2개는 왼나사 방식으로 작업물체 체결되어 고정되도록 구성하는 것이다.

이와 같이 구성하는 이유는, 상기 링기어(240)를 사용하여 4개의 작업물고정볼트(320)를 동시에 같은 방향으로 회전시키는 경우에, 상기 작업물고정볼트(320)들을 통해 작업물(400)에 제공되는 회전력에 의해, 작업물(400)이 작업물고정볼트(320)들의 회전방향을 따라 원하지 않는 회전이 약간 발생하여 홀더(300)와의 정렬상태가 흐트러질 염려가 있기 때문에, 상기와 같이 섹터기어(260)를 사용하여 2개의 작업물고정볼트(320)는 시계방향으로 회전되어 홀더(300)에 체결됨과 동시에 나머지 2개의 작업물고정볼트(320)는 반시계방향으로 회전되면서 홀더(300)에 체결되어, 상기 동시에 회전되는 다수의 작업물고정볼트(320)로부터 작업물(400)에 작용하는 회전력이 서로 상쇄되게 함으로써, 상기 홀더(300)에 대한 작업물(400)의 정렬상태가 흐트러지지 않도록 하기 위한 것이다.

상기 작업물(400)이 경량 소재이거나 중량 및 부피가 작은 경우에는 특히, 상기한 바와 같이 동시에 다수의 작업물고정볼트(320)가 체결되면서, 홀더(300)와의 정렬상태가 흐트러질 염려가 많은 바, 이러한 소재의 작업물과 홀더의 클램핑 작업 시, 높은 정밀도로 정렬상태를 안정되게 유지하는 데에 더욱 유용한 대응책이 될 수 있다.

여기서, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 다수의 작업물고정볼트(320)는, 섹터기어(260)의 둘레방향을 따라 인접한 작업물고정볼트(320)가 서로 교번하여 그 체결방향이 다르게 되도록 구성하는 것이 작업물고정볼트(320)로부터 작업물(400)로 전달되는 회전력의 상쇄에 더 바람직할 것이다.

도 10은 상기 도 9의 실시예와 동일한 기술적 취지로 구성한 본 발명의 다른 실시예로서, 상기 조임수단(220)이 홀더고정수단(210)의 축을 중심으로 일부는 상대적으로 작은 반경위치에 구비되고 나머지 일부는 상대적으로 큰 반경위치에 복수 구비되고; 상기 각각의 조임수단(220)의 타단에 제2종동기어(222)가 구비되며; 상기 제2종동기어(222)들 중 상대적으로 큰 반경위치에 구비된 조임수단(220)의 타단에 구비된 제2종동기어에는 링기어(240)가 직접 내접 치합되고, 상대적으로 작은 반경위치에 구비된 조임수단(220)의 타단에 구비된 제2종동기어에는 역전기어(270)를 통하여 상기 링기어(240)가 치합되며; 상기 링기어(240)에는 한 개의 제2구동기어(122)가 외접 치합 구조로 연결된 것이다.

즉, 상기 링기어(240)는 동일하게 구성하되, 4개의 제2종동기어(222)들 중, 링기어(240)의 중심을 기준으로 마주보는 2개의 제2종동기어는 나머지 2개의 제2종동기어들에 비해 상기 링기어(240)의 중심에 보다 가깝게 배치되면서, 외접기어인 역전기어(270)를 통해 상기 링기어(240)에 연결됨으로써, 상기 링기어(240)의 내측에 직접 치합된 2개의 제2종동기어와는 반대방향으로 회전되도록 구성한 것이다.

따라서, 상기 링기어(240)이 시계방향으로 회전되는 경우, 상기 링기어(240)의 내측에 직접 치합된 제2종동기어들은 같이 시계방향으로 회전되지만, 상기 역전기어(270)를 통해 연결된 나머지 2개의 종동기어들은 반시계방향으로 회전되면서, 각각 상기 작업물고정볼트(320)를 회전시켜서, 상기 작업물고정볼트(320)들로부터 작업물(400)로 동시에 전달되는 회전력들의 방향을 서로 반대로 하여 상쇄되도록 함으로써, 상기 홀더(300)에 대한 작업물(400)의 정렬상태가 흐트러지지 않도록 하면서 정밀하고 신속하게 홀더(300)에 작업물(400)을 고정할 수 있도록 한다.

물론, 이 경우에도 2개의 작업물고정볼트는 시계방향으로 회전되면서 상기 작업물(400)에 체결되도록 구성하고 나머지 2개의 작업물고정볼트는 반시계방향으로 회전되면서 상기 작업물(400)에 체결되도록 그 나사산의 방향을 서로 반대로 하여 구성한다.

한편, 본 발명에 따른 클램핑 기구를 이용하여 정렬이 완료된 작업물-홀더유닛(U)을 미리 확보하는 과정에 대해 설명하면, 먼저 홀더(300)에 구비된 작업물고정볼트(320)의 수나사부(322)를 작업물(400) 저면에 형성된 작업물볼팅홀(410)에 볼팅 체결하되, 약간의 체결여유를 두고 가체결한다.

여기서, 상기 소정의 체결여유는 홀더와 작업물이 면접촉 상태를 유지하면서 약간의 상대적 변위만 형성할 수 있는 정도로서, 작업물고정볼트(320)가 한바퀴 미만으로 회전되는 것만으로도 홀더(300)와 작업물(400)의 결합이 완료될 수 있는 수준으로 설정되는 것이 바람직하다.

이어서, 상기 작업물(400)이 가체결된 홀더(300)를 척(200) 위에 안착시킨 후에, 공구를 이용하여 제1노브(110)를 회전시켜서 홀더고정볼트(210)의 수나사부(214)를 홀더(300) 저면에 형성된 홀더볼팅홀(310)에 볼팅 체결하여 척(200)에 홀더(300)를 고정시킨다.

이 상태에서, 홀더(300)에 대한 작업물(400)의 접촉 평면상에서 작업물(400)을 위치를 조정하여 X축 및 Y축의 2축 정렬을 수행한다. 참고로 상기 홀더(300)와 작업물(400)의 면접촉 상태 자체로 Z축 방향의 정렬은 확보되는 것이다.

상기와 같이 홀더(300)에 대한 작업물(400)의 정렬상태가 확보된 후, 공구를 이용하여 제2노브(120)를 회전시켜 홀더체결렌치(220)를 회전시키면, 작업물고정볼트(320)의 볼트소켓부(324)에 삽입된 홀더체결렌치(220)의 볼트헤드부(224)가 회전되고, 이에 작업물고정볼트(320)의 나사부(322)가 작업물볼팅홀(410)에 강하게 체결되면서 홀더(300)에 작업물(400)을 완전하게 고정시킬 수 있게 된다.

이어서, 제1노브(110)를 회전시켜서 홀더고정볼트(210)를 풀게 되면, 홀더(300)가 척(200)으로부터 이탈 가능한 상태가 되고, 이에 홀더(300)에 작업물(400)이 미리 정렬 완료된 작업물-홀더유닛(U)을 확보할 수 있게 된다.

이에, 미리 정렬 완료된 작업물-홀더유닛(U)을 머시닝센터 내에 결합 및 고정함으로써, 머시닝센터의 가동을 중지하지 않고도 새로운 작업물(400)을 교체할 수 있는 바, 머시닝센터의 가동율을 높여 제품 생산성을 향상시키게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

100 : 지그
100a : 어퍼플레이트
100b : 로워플레이트
110 : 제1노브
112 : 제1구동기어
120 : 제2노브
122 : 제2구동기어
200 : 척
210 : 홀더고정수단(홀더고정볼트)
212 : 제1종동기어
214 : 나사부
220 : 조임수단(홀더체결렌치)
222 : 제2종동기어
224 : 볼트헤드부
230 : 위치결정돌기
240 : 링기어
250 : 스프링
260 : 섹터기어
270 : 역전기어
300 : 홀더
310 : 홀더고정부(홀더볼팅홀)
320 : 작업물고정수단(작업물고정볼트)
322 : 나사부
324 : 볼트소켓부
330 : 위치결정홈
400 : 작업물
410 : 작업물고정부(작업물볼팅홀)
U : 작업물-홀더유닛

Claims (12)

1. 지그에 고정된 척의 안착면에 작업물이 결합된 홀더가 안착 결합되어 작업물을 클램핑하는 기구로서,
   척을 관통하여 각각 구비되고, 제공되는 회전력에 의해 회전이 되는 홀더고정수단 및 조임수단;
   상기 홀더고정수단의 단부가 회전되면서 체결이 되도록 상기 척과 마주하는 홀더에 형성된 홀더고정부;
   상기 홀더를 관통하여 구비되고, 일단이 상기 조임수단에서 제공되는 회전력에 의해 회전이 되는 작업물고정수단; 을 포함하고,
   상기 조임수단으로 홀더체결렌치가 적용되어 홀더고정수단의 축을 중심으로 소정 반경위치에 구비하되 상기 조임수단의 일단에 볼트헤드부가 형성되고;
   상기 작업물고정수단으로서 작업물고정볼트가 적용되되, 상기 작업물고정수단의 일단에 볼트소켓부가 형성되며;
   상기 볼트헤드부가 볼트소켓부에 삽입되어 작업물고정볼트에 회전토크를 제공하고;
   상기 작업물에는 작업물볼팅홀이 형성되어 상기 작업물고정볼트 타단의 나사부가 작업물볼팅홀에 볼팅 체결되는 것을 특징으로 하는 클램핑 기구.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 홀더고정수단으로서 홀더고정볼트가 적용되어 척의 중앙에 구비하되 상기 홀더고정수단의 일단에 나사부가 형성되고;
   상기 홀더고정부로서 홀더볼팅홀이 적용되어 상기 홀더고정볼트의 나사부가 홀더볼팅홀에 볼팅 체결되는 것을 특징으로 하는 클램핑 기구.
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   지그에 제1노브 및 제2노브가 그 축을 중심으로 각각 회전 가능하게 구비되고;
   상기 홀더고정수단이 상기 제1노브로부터 전달되는 회전력에 의해 회전이 되며;
   상기 조임수단이 상기 제2노브로부터 전달되는 회전력에 의해 회전이 되는 것을 특징으로 하는 클램핑 기구.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제1노브는 샤프트 형상으로 형성되어 일단이 지그의 외부로 돌출되고 타단이 지그의 내부에 위치되며;
   상기 홀더고정수단의 타단이 상기 지그의 내부에 위치되며;
   상기 제1노브의 타단과 상기 홀더고정수단의 타단이 기어치합 구조에 의해 연결되어 상기 제1노브로부터 회전력이 전달되는 것을 특징으로 하는 클램핑 기구.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 제2노브는 샤프트 형상으로 형성되어 일단이 지그의 외부로 돌출되고 타단이 지그의 내부에 위치되며;
   상기 조임수단의 타단이 상기 지그의 내부에 위치되며;
   상기 제2노브의 타단과 상기 조임수단의 타단이 기어치합 구조에 의해 연결되어 상기 제2노브로부터 회전력이 전달되는 것을 특징으로 하는 클램핑 기구.
7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
   상기 제1노브의 타단 및 제2노브의 타단에 제1구동기어 및 제2구동기어가 각각 결합되고;
   상기 홀더고정수단의 타단 및 조임수단의 타단에 제1종동기어 및 제2종동기어가 각각 결합되며;
   상기 제1구동기어 및 제1종동기어와, 제2구동기어 및 제2종동기어가 치합구조로 연결되는 것을 특징으로 하는 클램핑 기구.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 조임수단이 홀더고정수단의 축을 중심으로 소정 반경위치에서 등간격을 이루어 복수 구비되고;
   상기 각각의 조임수단의 타단에 제2종동기어가 구비되며;
   상기 제2종동기어들 각각에 제2구동기어가 개별적으로 외접 치합되어 연결되는 것을 특징으로 하는 클램핑 기구.
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 조임수단이 홀더고정수단의 축을 중심으로 소정 반경위치에서 등간격을 이루어 복수 구비되고;
   상기 각각의 조임수단의 타단에 제2종동기어가 구비되며;
   상기 제2종동기어들에 링기어가 내접 치합 구조로 연결되고;
   상기 링기어에 한 개의 제2구동기어가 외접 치합 구조로 연결된 것을 특징으로 하는 클램핑 기구.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 조임수단과 제2종동기어가 동축을 이루면서 상대 회전 가능하게 구비되고;
    상기 조임수단과 제2종동기어는 스프링에 의해 탄성 지지되는 것을 특징으로 하는 클램핑 기구.
11. 청구항 7에 있어서,
    상기 조임수단이 홀더고정수단의 축을 중심으로 소정 반경위치에서 등간격을 이루어 복수 구비되고;
    상기 각각의 조임수단의 타단에 제2종동기어가 구비되며;
    상기 제2종동기어들 중 일부에는 내접 치합되고 나머지 일부에는 외접 치합되는 섹터기어가 구비되고;
    상기 섹터기어에 한 개의 제2구동기어가 외접 치합 구조로 연결된 것을 특징으로 하는 클램핑 기구.
12. 청구항 7에 있어서,
    상기 조임수단이 홀더고정수단의 축을 중심으로 일부는 상대적으로 작은 반경위치에 구비되고 나머지 일부는 상대적으로 큰 반경위치에 복수 구비되고;
    상기 각각의 조임수단의 타단에 제2종동기어가 구비되며;
    상기 제2종동기어들 중 상대적으로 큰 반경위치에 구비된 조임수단의 타단에 구비된 제2종동기어에는 링기어가 직접 내접 치합되고, 상대적으로 작은 반경위치에 구비된 조임수단의 타단에 구비된 제2종동기어에는 역전기어를 통하여 링기어가 치합되며;
    상기 링기어에 한 개의 제2구동기어가 외접 치합 구조로 연결된 것을 특징으로 하는 클램핑 기구.
    

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