KR102551107B1 - 다양한 내경 치수용 척킹 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본 발명은 피가공물의 내경만을 가압하는 형태로 상기 피가공물을 고정하는 다양한 내경 치수용 척킹 장치로서, 작업 테이블, 콜렛 척, 당김 부재 및 금속링을 포함한다. 작업 테이블은 상기 피가공물이 놓이는 작업면 및 상기 작업면으로부터 두께 방향으로 떨어져 위치하는 배면을 갖고, 상기 두께 방향으로 관통하는 관통홀도 갖는다. 콜렛 척은 상기 배면에 고정되는 고정 부위 및 상기 관통홀을 통과하여 상기 작업면보다 상기 두께 방향으로 더 돌출하도록 상기 고정 부위에 연결된 가압 부위를 갖고, 상기 두께 방향으로 연장하는 중공을 가지며, 외력을 받으면 외측으로 벌어지고 상기 외력이 제거되면 다시 오므라드는 복수의 척 죠를 상기 가압 부위에 갖고, 상기 복수의 척 죠가 형성하는 내경을 상기 고정 부위로부터 멀어지면서 벌어지는 테이퍼 내경으로 한다. 상기 당김 부재는 상기 콜렛 척의 중공에서 상기 배면 쪽으로 당겨지거나 반대로 밀리도록 마련되고, 상기 당김 시 상기 테이퍼 내경에 상기 외력을 가하고 상기 밀림 시 상기 테이퍼 내경에 대한 상기 외력을 해제하는 테이퍼 외경을 갖는다. 상기 금속링은 하나의 절단 부위에서 완전히 끊긴 링 형태로 마련되고, 상기 당김 부재가 당겨질 때 상기 복수의 척 죠에 의해 내경이 가압되어 상기 피가공물의 내경을 외경으로 가압하도록 설치된다.

Description

다양한 내경 치수용 척킹 장치{CHUCKING DEVICE FOR VARIOUS WORKS WITH DIFFERENT INNER DIAMETER EACH OTHER}

본 발명은 피가공물의 내경을 가압하는 형태로 피가공물을 고정하는 척킹 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서로 다른 내경 치수를 갖는 피가공물들을 고정할 수 있는 다양한 내경 치수용 척킹 장치에 관한 것이다.

척킹 장치는 피가공물을 견고하게 고정시키는 장치로서, 피가공물을 가공(홀, 절삭, 굽힘 등)하기 위한 각종 가공 설비에 적용되고 있다. 그리고 이러한 척킹 장치는 피가공물의 형태에 따라 피가공물의 외경을 가압하여 피가공물을 고정하도록 마련되기도 하고, 피가공물의 내경을 가압하여 피가공물을 고정하도록 마련되기도 한다.

피가공물의 외경을 가압하는 형태의 척킹 장치에서는 복수의 척 죠(chuck jaw)를 갖는 콜렛 척(collet chuck)이 고정 슬리브의 내부에 전후진 가능하게 위치한다. 전진 상태에 있는 콜렛 척이 후진하면, 복수의 척 죠가 오므라들어 콜렛 척이 피가공물의 외경을 가압하게 된다. 반대로, 후진 상태에 있는 콜렛 척이 전진하면, 복수의 척 죠가 다시 벌어져 피가공물의 외경에 대한 가압력이 해제된다. 이러한 척킹 장치의 일 예가 등록특허공보 제10-1620327호(CNC 선반용 공작물 척킹 장치)에 개시되어 있다.

피가공물의 내경을 가압하는 형태의 척킹 장치에서는 복수의 척 죠를 갖는 콜렛 척이 고정되어 있고, 콜렛 척의 내부에 당김 부재가 전후진 가능하게 위치한다. 전진 상태에 있는 당김 부재가 후진하면, 복수의 척 죠가 벌어져 콜렛 척이 피가공물의 내경을 가압하게 된다. 반대로, 후진 상태에 있는 당김 부재가 전진하면, 복수의 척 죠가 다시 오므라들어 피가공물의 내경에 대한 가압력이 해제된다. 이러한 척킹 장치의 일 예가 등록특허공보 제10-1533301호(클러치 드럼용 다축 홀 가공 장치)에 개시되어 있다.

등록특허공보 제10-1620327호(CNC 선반용 공작물 척킹 장치) 등록특허공보 제10-1533301호(클러치 드럼용 다축 홀 가공 장치)

위 등록특허공보 제10-1533301호에서는 미리 정해진 피가공물의 내경 치수에 맞추어 콜렛 척의 외경 치수가 정해지기 때문에, 척킹 장치가 상기 미리 정해진 피가공물만을 고정할 수 있을 뿐 내경 치수가 더 큰 다른 피가공물까지 고정할 수는 없다.

이러한 문제를 해결하기 위해 척킹 장치를 교체해 가면서 다양한 내경 치수의 피가공물을 고정하는 방법이 고려될 수 있으나, 이 경우에는 기 설치된 척킹 장치를 해체하는 작업, 새 척킹 장치를 설치하는 작업, 설치된 새 척킹 장치를 정밀하게 세팅하는 작업 등이 척킹 장치의 매 교체시마다 이루어져야 하기 때문에 매우 번거롭다.

따라서 본 발명은 다양한 내경 치수의 피가공물을 척킹 장치의 교체 없이 간편하게 고정할 수 있는 기술을 제공하고자 한다.

본 발명은 피가공물의 내경만을 가압하는 형태로 상기 피가공물을 고정하는 다양한 내경 치수용 척킹 장치로서, 작업 테이블, 콜렛 척, 당김 부재 및 금속링을 포함한다. 작업 테이블은 상기 피가공물이 놓이는 작업면 및 상기 작업면으로부터 두께 방향으로 떨어져 위치하는 배면을 갖고, 상기 두께 방향으로 관통하는 관통홀도 갖는다. 콜렛 척은 상기 배면에 고정되는 고정 부위 및 상기 관통홀을 통과하여 상기 작업면보다 상기 두께 방향으로 더 돌출하도록 상기 고정 부위에 연결된 가압 부위를 갖고, 상기 두께 방향으로 연장하는 중공을 가지며, 외력을 받으면 외측으로 벌어지고 상기 외력이 제거되면 다시 오므라드는 복수의 척 죠를 상기 가압 부위에 갖고, 상기 복수의 척 죠가 형성하는 내경을 상기 고정 부위로부터 멀어지면서 벌어지는 테이퍼 내경으로 한다. 상기 당김 부재는 상기 콜렛 척의 중공에서 상기 배면 쪽으로 당겨지거나 반대로 밀리도록 마련되고, 상기 당김 시 상기 테이퍼 내경에 상기 외력을 가하고 상기 밀림 시 상기 테이퍼 내경에 대한 상기 외력을 해제하는 테이퍼 외경을 갖는다. 상기 금속링은 하나의 절단 부위에서 완전히 끊긴 링 형태로 마련되고, 상기 당김 부재가 당겨질 때 상기 복수의 척 죠에 의해 내경이 가압되어 상기 피가공물의 내경을 외경으로 가압하도록 설치된다.

상기 금속링은 벌어진 상태로 상기 가압 부위의 외경에 끼이도록 설치되어, 상기 당김 부재의 당김 시 더 벌어졌다가 상기 당김 부재의 밀림 시 다시 오므라들 수 있다. 이와 달리, 상기 금속링은 오므라든 상태로 상기 피가공물의 내경에 끼이도록 설치될 수도 있다.

한편, 상기 금속링의 절단 부위는 사선 형태인 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 서로 다른 내경 치수를 갖는 다양한 피가공물들의 고정이 금속링의 교체만으로 간편하게 이루어질 수 있는 효과가 발생한다.

또한, 본 발명에 의하면, 금속링이 가압 부위의 외경에 끼이도록 설치되기 때문에, 동일 규격의 피가공물들을 고정할 때마다 금속링을 가압 부위의 외경에 설치할 필요가 없는 효과가 발생한다.

또한, 본 발명에 의하면, 금속링의 절단 부위가 사선 형태이기 때문에, 금속링이 피가공물의 내경에 가하는 가압력의 손실이 거의 발생하지 않는 효과가 발생한다.

도 1은 본 발명에 따른 다양한 내경 치수용 척킹 장치이다.
도 2는 도 1에 도시된 금속링이다.
도 3은 도 1에서 금속링을 제거한 모습이다.
도 4는 도 1에 도시된 콜렛 척 및 당김 부재를 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 피가공물의 일예이다.

이하, 본 발명에 따른 다양한 내경 치수용 척킹 장치의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야할 것이다.

본 발명에 따른 다양한 내경 치수용 척킹 장치(100)는 피가공물을 가공(홀, 절삭, 굽힘 등)하기 위한 각종 가공 설비(미도시)에 마련되는 것으로서, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 작업 테이블(110)과, 콜렛 척(130)과, 당김 부재(150)와, 금속링(170)을 포함한다.

작업 테이블(110)은 작업면(110a) 및 배면(미도시)을 갖는다. 작업면(110a)은 피가공물(10)이 놓이는 면이다. 예컨대, 도 5는 기어(10)의 사진인데, 피가공물(10)이 이러한 기어(10)인 경우에는 기어(10)의 상단 또는 하단이 작업면(110a)에 놓이게 된다.

상기 작업 테이블(110)의 배면은 작업면(110a)으로부터 작업 테이블(110)의 두께 방향으로 떨어져 위치하는 면이다. 또한, 작업 테이블(110)의 중앙에는 도 3에 도시된 바와 같이 두께 방향으로 관통하는 관통홀(112)이 형성되어 있다. 도면에는 작업 테이블(110)이 원 형태로 예시되어 있으나, 작업 테이블(110)의 형태는 이와 다른 형태(사각형 등)로 마련되어도 무방하다.

콜렛 척(130)은 도 4에 도시된 바와 같이 두께 방향으로 관통하는 중공(136)을 갖고, 고정 부위(132)와 가압 부위(134)를 포함한다. 고정 부위(132)는 작업 테이블(110)의 배면에 분리 가능하게 고정된다. 가압 부위(134)는 고정 부위(132)와 일체를 이루고, 고정 부위(132)로부터 작업 테이블(110)의 두께 방향을 따라 연장한다. 또한, 고정 부위(132)가 작업 테이블(110)의 배면에 고정되었을 때, 가압 부위(134)는 도 3에 도시된 바와 같이 작업 테이블(110)의 관통홀(112)을 통과하여 작업면(110a)보다 두께 방향으로 더 돌출하게 된다.

가압 부위(134)에는 원주 방향을 따라 나열된 복수의 척 죠(134a)가 마련되어 있다. 복수의 척 죠(134a)는 외력을 받으면 외측으로 벌어지고, 외력이 제거되면 다시 원래의 위치로 오므라든다. 그리고 복수의 척 죠(134a)가 형성하는 내경은 도 4에 도시된 바와 같이 고정 부위(132)로부터 멀어지면서 벌어지는 테이퍼 내경(134b)으로 이루어진다.

당김 부재(150)는 콜렛 척(130)의 중공(136)에 삽입되어 있고, 도 4에 도시된 바와 같이 유압 실린더(미도시)에 연결되는 일단(152)을 갖는다. 따라서 유압 실린더가 작동하면, 당김 부재(150)는 콜렛 척(130)의 중공(136)에서 작업 테이블(110)의 배면 쪽으로 당겨지거나, 반대로 작업 테이블(110)의 작업면(110a) 쪽으로 밀리게 된다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이 당김 부재(150)는 유압 실린더와 연결된 일단(152)의 반대단에 테이퍼 외경(154)을 갖는다. 테이퍼 외경(154)은 상기 일단(152)으로부터 멀어지면서 벌어지는 형태로 마련되어, 당김 부재(150)가 콜렛 척(130)의 중공(136)에 삽입되었을 때 콜렛 척(130)의 테이퍼 내경(134b)과 면접하게 된다. 따라서 당김 부재(150)가 당겨질 때 테이퍼 외경(154)은 테이퍼 내경(134b)에 외력을 가하게 되고, 이로 인해 콜렛 척(130)의 척 죠들(134a)이 외측으로 벌어진다. 반대로, 당김 부재(150)가 밀릴 때에는 테이퍼 외경(154)이 테이퍼 내경(134b)에 가한 외력이 해제되고, 이로 인해 척 죠들(134a)이 원래의 위치로 오므라든다.

금속링(170)은 도 2에 도시된 바와 같이 절단 부위(172)에서 끊긴 링 형태로 마련된다. 또한, 금속링(170)은 외력에 의해 벌어진 상태에서 그 외력이 제거되면 원래의 형태로 복귀하는 탄성력을 갖는 금속(철 등)을 재질로 한다.

이러한 금속링(170)은 도 1에 도시된 바와 같이 약간 벌어진 상태로 가압 부위(134)의 외경, 보다 구체적으로는 척 죠들(134a)의 외경에 끼이도록 설치될 수 있다. 그리고 이 상태에서 피가공물(10)이 작업 테이블(110)의 작업면(110a)에 놓이면, 피가공물(10)의 내경이 금속링(170)의 외측에 위치하게 된다. 피가공물(10)이 도 5에 도시된 바와 같은 기어(10)인 경우, 기어(10)의 내경이 금속링(170)의 외측에 위치하게 된다.

금속링(170)이 가압 부위(134)의 외경에 끼이도록 설치된 상태에서 피가공물(10)이 작업 테이블(110)의 작업면(110a)에 놓이면 유압 실린더가 작동하여 당김 부재(150)가 당겨지는데, 그러면 벌어지는 척 죠들(134a)에 의해 금속링(170)의 내경이 가압되어 금속링(170)이 더 벌어지고, 이와 동시에 금속링(170)의 외경이 피가공물(10)의 내경을 가압하여 피가공물(10)이 고정된다.

피가공물(10)이 위와 같이 고정된 상태에서 피가공물(10)의 가공이 이루어지고 나면 다시 유압 실린더가 작동하여 당김 부재(150)가 밀려지는데, 그러면 척 죠들(134a) 및 금속링(170)이 원래의 형태로 오므라들고, 이로 인해 피가공물(10)의 내경에 대한 가압이 해제되어 피가공물(10)이 작업 테이블(110)로부터 분리될 수 있다. 이때, 금속링(170)은 가압 부위(134)의 외경에 끼인 상태를 그대로 유지한다.

이상 설명한 본 발명에 의하면, 서로 다른 내경 치수를 갖는 다양한 피가공물들(10)의 고정이 금속링(170)의 교체만으로 간편하게 이루어질 수 있는 효과가 발생한다.

또한, 금속링(170)이 가압 부위(134)의 외경에 끼이도록 설치되기 때문에, 피가공물(10)의 매 고정시마다 금속링(170)을 가압 부위(134)의 외경에 설치하지 않아도 되는 편리함이 있다.

한편, 상기 금속링(170)의 절단 부위(172)는 도 2에 도시된 바와 같이 사선 형태일 수도 있고, 도시되어 있지 않으나 상하로 수직하게 연장하는 수직선 형태일 수도 있다. 그러나 절단 부위(172)가 수직선 형태일 경우에는, 금속링(170)이 피가공물(10)의 내경을 가압할 수 없는 구간의 원주 방향 위치가 모든 상하 방향 위치에서 동일하기 때문에, 금속링(170)이 피가공물(10)의 내경에 가하는 가압력의 손실이 발생하는 문제가 생긴다. 반면, 절단 부위(172)가 사선 형태일 경우에는 금속링(170)이 피가공물(10)의 내경을 가압할 수 없는 구간의 원주 방향 위치가 상하 방향 위치에 따라 다르기 때문에, 금속링(170)이 피가공물(10)의 내경에 가하는 가압력의 손실이 거의 발생하지 않는다. 따라서 금속링(170)의 절단 부위(172)는 사선 형태인 것이 바람직하다.

앞서서는 금속링(170)이 약간 벌어진 상태로 가압 부위(134)의 외경에 끼이도록 설치된다고 설명하였으나, 상기 금속링(170)은 약간 오므라든 상태로 피가공물(10)의 내경에 끼이도록 설치될 수도 있고(미도시), 이때도 서로 다른 내경 치수를 갖는 다양한 피가공물들(10)의 고정이 금속링(170)의 교체만으로 간편하게 이루어질 수 있는 효과는 그대로 꾀할 수 있다.

금속링(170)이 피가공물(10)의 내경에 끼이도록 설치되는 경우에는, 금속링(170)이 피가공물(10)에 설치된 상태에서 피가공물(10)이 작업면(110a)에 놓이고, 이 상태에서 당김 부재(150)의 당김 시 벌어지는 척 죠들(134a)에 의해 금속링(170)의 내경이 가압되며, 이때 금속링(170)의 외경이 피가공물(10)의 내경을 가압하여 피가공물(10)이 고정된다.

그리고 피가공물(10)의 가공이 완료되면, 당김 부재(150)의 밀림으로 인해 피가공물(10)의 고정이 풀리고, 이후 피가공물(10)이 작업면(110a)으로부터 분리된 다음 금속링(170)이 피가공물(10)로부터 분리된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양하게 수정 및 변형될 수 있고, 상술한 실시예들이 다양하게 조합될 수 있음은 물론이다.

100 : 다양한 내경 치수용 척킹 장치
110 : 작업 테이블 110a : 작업면
112 : 관통홀 130 : 콜렛 척
132 : 고정 부위 134 : 가압 부위
134a : 척 죠 134b : 테이퍼 내경
136 : 중공 150 : 당김 부재
154 : 테이퍼 외경 170 : 금속링
172 : 절단 부위 10 : 피가공물(기어)

Claims (4)

1. 피가공물의 내경만을 가압하는 형태로 상기 피가공물을 고정하는 다양한 내경 치수용 척킹 장치로서,
   상기 피가공물이 놓이는 작업면 및 상기 작업면으로부터 두께 방향으로 떨어져 위치하는 배면을 갖고, 상기 두께 방향으로 관통하는 관통홀을 갖는 작업 테이블;
   상기 배면에 고정되는 고정 부위 및 상기 관통홀을 통과하여 상기 작업면보다 상기 두께 방향으로 더 돌출하도록 상기 고정 부위에 연결된 가압 부위를 갖고, 상기 두께 방향으로 연장하는 중공을 가지며, 외력을 받으면 외측으로 벌어지고 상기 외력이 제거되면 다시 오므라드는 복수의 척 죠를 상기 가압 부위에 갖고, 상기 복수의 척 죠가 형성하는 내경을 상기 고정 부위로부터 멀어지면서 벌어지는 테이퍼 내경으로 하는 콜렛 척;
   상기 콜렛 척의 중공에서 상기 배면 쪽으로 당겨지거나 반대로 밀리도록 마련되고, 상기 당김 시 상기 테이퍼 내경에 상기 외력을 가하고 상기 밀림 시 상기 테이퍼 내경에 대한 상기 외력을 해제하는 테이퍼 외경을 갖는 당김 부재; 및
   하나의 절단 부위에서 완전히 끊긴 링 형태로 마련되고, 상기 당김 부재가 당겨질 때 상기 복수의 척 죠에 의해 내경이 가압되어 상기 피가공물의 내경을 외경으로 가압하도록 설치되는 금속링;을 포함하는 다양한 내경 치수용 척킹 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 금속링은 벌어진 상태로 상기 가압 부위의 외경에 끼이도록 설치되어, 상기 당김 부재의 당김 시 더 벌어졌다가 상기 당김 부재의 밀림 시 다시 오므라드는 다양한 내경 치수용 척킹 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 금속링은 오므라든 상태로 상기 피가공물의 내경에 끼이도록 설치되는 다양한 내경 치수용 척킹 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 금속링의 절단 부위는 사선 형태인 다양한 내경 치수용 척킹 장치.
   

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