KR200143682Y1 - 밀링머어신의 공구 자동 교환장치 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 고안이 속한 기술분야

본 고안은 범용밀링머어신(Milling Machine)에 사용되는 절삭 공구를 자동으로 교환할 수 있도록 하는 밀링머어신의 공구 자동 교환 장치에 관한 것.

2. 고안이 해결하려고 하는 기술적 과제

절삭공구의 교환시 스핀들을 상부로 이송시켜야 하는 문제점과 솔레노이드의 잦은 오동작으로 교환이 용이하게 이루어지지 않는 점.

3. 고안의 해결 방법의 요지

스핀들의 위치에 관계없이 교환이 가능하게 스플라인축을 스핀들의 이송 범위 만큼 길게 형성하며 기계식 클러치로 구성하여 오동작 및 파손을 방지하게 되고 정삭공구의 이탈을 용이하게 하기 위하여 볼트캡을 스플라인축에 삽입시켜 구성되는 것.

4. 고안의 중요한 용도

범용 밀링머어신의 절삭공구를 자동으로 교환시키는데 적용됨.

Description

밀링머어신의 공구 자동 교환장치

제1도는 본 고안 일 실시에의 설치 상태도.

제2도는 본 고안의 일부를 분해한 사시도.

제3도는 본 고안의 단면도.

제4도는 본 고안을 일부 절개한 동작상태 단면도.

제5도는 본 고안을 일부 절개한 동작 상태도.

제6도는 본 고안 일실시 예의 동작 상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

4 : 모터축 5 : 상부커버

6 : 본체 7 : 아이들기어

8 : 기어축 9 : 고정클러치

9a : 돌출부 10 : 이송클러치

10a : 돌출부 11 : 돌기

12 : 회전클러치 13 : 돌기

14 : 스플라인홈 20 : 이송복귀수단

21 : 이송판 22 : 스프링

23 : 핀 30 : 스플라인축

31 : 고정볼트 35 : 볼트캡

36 : 스핀들 40 : 절삭공구

본 고안은 범용 밀링머어신(Milling Machine)에 사용되는 절삭공구를 자동으로 교환할 수 있도록 하는 밀링머어신의 공구 자동 교환장치에 관한 것이다.

범용 밀링머어신은 평면가공이나 곡면가공 및 홈가공을 하기에 용이하므로 가공도중에 다수의 공구들을 교환하는 일이 발생하게 된다.

그러나 종래 사용되고 있는 밀링머어신은 스패너나 렌치 등을 이용하여 작업자가 손으로 사용되는 다수의 공구들을 사용목적에 따라 교환해야 하므로 교환시간이 오래 걸리게 되고 가공 도중 교환작업이 번거롭게 되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기의 이러한 문제점들을 해소시키기 위하여 본인이 선 출원하여 등록된 실용신안 등록 제79051호의 개량고안으로서 먼저 선 등록된 밀링머어신의 공구 교환장치는 모터의 동력을 전달시키는 모터축의 하단에서 양쪽으로 동력을 분리시키는 축기어와 양쪽에서 치합된 후 내접기어와 치환되며 핀과 너트에 의해 링에 나사식 고정되는 한쌍의 기어와, 상기 기어가 내접되어 결합되며 스플라인과 결합되는 스플라인축을 갖는 내점기어와 상기 스플라인의 외측으로 압축스프링과 솔레노이드에 의해 상·하로 이송되는 칼라로 구성되어 절삭공구의 결합시 솔레노이드 동작에 의해 스플라인축을 하강시켜 스플라인 보울트와 스플라인이 이맞물리되 절삭공구가 축에 결합되도록 하며 가공시에는 솔레노이드에 전원을 차단시켜 압축 스프링의 탄성력으로 스플라인이 원상복귀된 스플라인축이 이탈되어 가공작업이 이루어지는 것이다.

그러나 상기 밀링머어신의 공규 교환장치는 절삭공구의 교환시 스풀라인축이 스풀라인에 결합되는 위치에 오도록 밀링머어신의 스핀들을 상단으로 이송시킨 후 절삭공구를 교환해야 하므로 작업도중 스핀들을 상단으로 이송시켜야 하는 번거로운 점과 또한 교환 후 가공위치까지 스핀들을 이송시켜야 하는 번거로운 문제점이 발생하여 가공시간이 오래 걸리게 되는 것이며 또한 솔레노이드로 동력을 전달 및 차단시키는 구조로 이루어져 솔레노이드의 잦은 오동작으로 절삭공구가 교환이 되지 않는 문제점이 있게 되는 것이다.

또한 교환시 절삭공구가 고정축과 이탈된 후 스핀들의 테이퍼진홈에 밀착되어 빠지지 않아 타공구로 절삭공구를 타격해 이탈시켜 교환하여야 하는 문제점이 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 절삭공구의 교환시 스핀들의 이송이 필요치 않고 교환이 가능하며 동력의 전달 및 차단을 기계식 클러치로 구성하여 오동작 및 파손을 방지해 반영구적으로 사용이 가능한 밀링머어신의 공구 자동 교환장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 범용 밀링머어신에 사용되는 절삭공구를 자동으로 교환할 수 있도록 하는 밀링머어신의 공구 교환장치에 있어서, 모터의 동력이 전달되는 모터축의 하단에서 일측으로 위치하여 모터의 회전을 감속 전달시키는 아이들 기어와, 상기 아이들기어와 치합되는 기어가 상측으로 형성되며 중앙에 중공홈이 형성된 기어축과, 상기 기어축의 외주에 삽입 고정되며 하부에 기어 이빨형태의 경사면으로 돌출부를 구비하는 고정 클러치와 상기 고정 클러치의 돌출부와 치합되는 경사면으로 돌출부가 상부에 형성되고 하부에는 동력전달을 위한 돌기가 형성되며 기어축의 외주에 삽입되 상,하 이송이 가능한 이송 클러치와, 상기 이송 클러치의 이송을 원위치시키기 위한 이송 복귀 수단과 상기 이송 클러치의 돌기와 이맞물림 되도록 상부에 돌기가 형성되고 중앙에 스플라인홈이 형성된 회전 클러치와 상기 회전 클러치의 스플라인 홈에 삽입되고 절삭공구가 결합되는 고정볼트와 일체로 형성되며 스핀들의 이송범위 만큼 길게 형성되는 스플라인 축과, 상기 스플라인 축에 삽입되어 스핀들의 상부에 고정되 절삭공구의 교환시 절삭공구를 시핀들척에서 이탈시키기 위한 볼트캡으로 구성되는 것을 구조적 특징으로 하는 것이다.

이러한 본 고안은 작업도중 절삭공구의 교환을 위해 밀링머어신의 스핀들을 상부로 이송 할 필요없이 어느 위치에서나 교환이 가능하게 되고 스핀들척에 끼워진 절삭공구를 밀어내게 되므로 절삭공구의 교환이 용이하게 이루어질 수 있게 되는 것이다.

이하 본 고안의 일 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 고안의 설치 상태도로서 밀링머어신(1)의 상측에 공구 자동 교환장치(2)가 수직되게 고정되어 하측의 스핀들척(37)에서 절삭공구(40)가 착탈되도록 하여 자동으로 교환이 가능하게 구성된 것이다.

제2도는 본 고안의 일부 분해 사시도로서 공구 자동 교환장치(2)의 내측으로 절삭공구(40)가 결합되는 고정볼트(31)와 일체로 형성된 스플라인축(30)이 볼트캡(35)에 삽입되 끼워져 절삭공구(40)를 착탈 가능케 하는 것이다.

제3도 내지 제6도는 본 고안 일실시예의 단면도 및 작동 상태로도서 일측에 전원 공급박스(3)가 부착된 모터(M)가 상측에 위치하게 되고 모터(M)의 회전동력을 베어링(B1,B2)에 끼워진 모터축(4)이 전달받게 되며 모터축(4)의 하측에 동력전달을 위한 기어(4a)가 형성되며 중앙에 중공홈(4b)를 형성시켜 구성된다.

모터(M)는 베어링(B2)이 고정된 상부커버(5)에 부착되어 본체(6)에 고정볼트(6a)로서 고정되고 모터축(4)의 하측에 형성된 기어(4a)의 일측으로 모터(M)의 회전을 감속 전달하기 위한 아이들기어(7)가 베어링(B3)과 고정핀(7a)에 의해 본체(6)의 일측과 상부커버(5)의 일측에 고정 부착된다.

상기 아이들기어(7)는 상,하로 기어를 형성시키되 회전을 감속전달하기 위하여 상부기어보다 하부기어의 이빨수를 적게 구성한다.

상기 아이들기어(7)의 하부기어와 치합되 동력전달이 가능하게 상부에 기어(8a)가 형성되며 중앙에 모터축(4)의 중공홈(4b)과 같은 크기의 중공홈(8b)이 형성된 기어축(8)을 베어링(B4,B5)으로서 본체(6)가 내측에 회전 가능케 고정시킨다.

또한 하측으로 기어이빨 형태의 경사면(9b)이 구비된 다수의 돌출부(9a)가 형성된 고정클러치(9)를 고정키(9c)로서 베어링(B5)의 하측과 접하도록 기어축(8)의 외주에 고정시키며 상기 고정클러치(9)의 돌출부(9a)와 치합되어 동력전달이 가능하게 상부에 고정클러치(9)의 돌출부(9a)와 대응하는 기어이빨 형태의 경사면(10b)이 구비된 다수의 돌출부(10a)가 형성되며 또한 하부안쪽에 동력전달이 가능하도록 다수의 돌기(11)을 형성시켜 이송클러치(10)를 구성한다.

이송클러치(10)는 고정클러치(9)의 동력을 전달 받을 수 있도록 기어축(8)의 외주로 상,하이송 가능케 삽입된다.

또한 상기 이송클러치(10)의 돌기(11)와 맞물려 회전되도록 상부에 이송클러치(10)의 돌기(11)와 대응하는 돌기(13)가 다수개 형성되고 중앙에는 스플라인홈(14)이 형성된 회전클러치(12)가 본체(6)에 고정볼트(6b)로 부착된 하부커버(15)의 베어링(B6)에 회전가능케 삽입 고정된다.

상기 기어축(8)에 삽입되어 상,하 이송되는 이송클러치(10)를 원위치시키기 위하여 이송복귀수단(20)을 이송클러치(10)의 외측으로 본체(6)내에 구성시킨다.

이송복귀수단(20)은 이송판(21)의 하부면이 얹혀지는 환형형태의 이송판(21)에 탄성력이 강한 스프링(22)이 핀(23)이 다수개소에 끼워져 본체(6)와 하부커버(15)에 고정되 이송클러치(10)가 하측으로 이송된 후 스프링(22)의 탄성력에 의해 이송판(21)이 이송클러치(10)를 상측으로 밀어 올려 원위치 되도록 하는 것이다.

또한 제4도에서 보는 바와 같이 스핀들(36) 하단의 스핀들척(37)에 이르는 정삭공구(40)의 고정볼트(31)와 스핀들(36)의 이송범위 만큼 길게 형성된 스플라인축(30)이 경계턱(32)을 사이에 두고 일체로 형성되며 경계턱(32)의 상,하에는 상부칼라(33)와 하부칼라(34)가 끼워진다.

경계턱(32)이 삽입될 수 있는 내부공간(35a)을 구비하며 하단에 스핀들(36)의 상측에 형성된 볼트(36a)를 구비하며 하단에 스핀들(36)의 상측에 형성된 볼트(36a)와 체결되는 너트(35b)를 형성하여 볼트캡(35)을 구성시키며 스플라인축(30)에 끼워 경계턱(32)을 삽입시킨 후 스핀들(36)의 상측에 결합 고정시킨다.

스플라인축(30)은 회전클러치(12)의 스플라인홈(14)에 끼워져 기어축(8)이 중공홈(4b)과 모터축(4)의 중공홈(4b)에 걸쳐 삽입되게 한다.

이상과 같이 구성되는 본 고안은 절삭공구(40)를 결합시 절삭공구(40)를 스핀들척(37)에 끼우고 모터(M)에 전원을 공급하게 되면 모터축(4)이 회전함에 따라 이와 치합된 아이들기어(7)가 회전하여 기어축(8)에 회전력을 전달하게 된다.

또한 기어축(8)의 회전으로 고정키(9c)로서 결합된 고정클러치(9)가 회전하게 되며 고정클러치(9)의 경사면(9b)이 형성된 돌출부(9a)와 치합된 이송클러치(10)는 고정클러치(9)의 회전시 경사면(9b)과 경사면(10b)에 미끄럼 마찰이 일어나면 이송클러치(10)가 기어축(8)에 삽입된 상태에서 하측으로 이송이 되면 회전된다.

회전시 고정클러치(9)의 돌출부(9a)와 이송클러치(10)의 돌출부(10a)는 서로 이탈되지 않는 상태를 유지한다.

또한 이송클러치(10)가 하측으로 이송되어 회전하게 되면 하부에 형성된 돌기(11)와 회전클러치(12)의 상부에 형성된 돌기(13)가 이맞물림 되어 회전클러치(12)가 회전이 되며 스플라인홈(14)에 끼워진 스플라인축(30)을 회전시켜 고정볼트(31)에 절삭공구(40)가 체결되도록 하는 것이다.

절삭공구(40)가 고정볼트(31)에 체결된 상태에서 스플라인축(30)이 회전하여 고정볼트(31)가 회전하면 경계턱(32) 및 스플라인축(30)과 고정볼트(31)가 하강하여 경계턱(32)의 하부칼라(34)와 스핀들(36)의 상부가 접합되어 절삭공구(40)가 스핀들척(37)에 견고히 부착되는 것이다.

부착이 마무리되면 모터(M)의 전원을 차단시키게 되며 이송복귀수단(20)인 스프링(22)의 탄성에 의하여 이송판(21)이 이송클러치(10)를 밀어올려 회전클러치(12)와 이탈시킴과 동시에 고정클러치(9)와 치합되게 한다.

회전클러치(12)는 이송클러치(10)와 이탈된 상태에서 가공시 스핀들(36)의 회전에 스플라인축(30)과 함께 회전이 된다.

교환시에는 결합할때와 같은 동작이 되나 모터(M)의 회전방향이 역으로 되며 고정볼트(31)가 절삭공구(40)에서 이탈이 되는데, 절삭공구(40)가 스핀들척(37)에 견고히 부착된 상태에서 가공작업이 되면 스핀들척(37)의 테이퍼홈에 절삭공구(40)가 견고히 접합되어 잘빠지지 않게 된다.

상기의 이러한 원인으로 고정볼트(31)가 역으로 회전시 절삭공구(40)가 빠지지 않게 되며 고정볼트(31)가 상승하게 되는 것이며 고정볼트(31)이 상승으로 경계턱(32)의 상부칼라(33)가 볼트캡(35)의 내측 상부에 접촉이 되어 고정볼트(31)가 더 이상 상승을 못하고 절삭공구(40)를 하측으로 밀어 내게 되는 것이다.

작업시 밀링머어신(1)의 스핀들(36)을 상부로 이송할 필요없도록 스플라인축(30)이 스핀들(36)의 이송범위 만큼 길게 형성되어 작업도중 스핀들(36)이 어느 위치에 있어서도 절삭공구(40)의 교환이 가능하게 되는 것이다.

이상과 같은 본 고안은 범용 밀링머어신에 사용되는 절삭공구의 부착 및 이탈이 자동으로 간단히 이루어지게 되며 스핀들의 위치에 관계없이 교환이 가능해 작업성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 동력전달을 기계실 클러치 구조로 개량하여 오동작 및 파손을 방지해 반영구적으로 사용이 가능하게 되는 것이다.

Claims (2)

1. 범용 밀링머어신(1)에 사용되는 절삭공구(40)를 자동으로 교환할 수 있도록 하는 밀링머어신의 공구 교환장치에 있어서, 모터(M)의 동력이 전달되는 모터축(4)의 하단에서 일측으로 위치하여 모터(M)의 회전을 감속전달시키는 아이들기어(7)와, 상기 아이들기어(7)와 치합되는 기어(8a)가 상측에 형성되며 중앙에 중공홈(8b)이 형성된 기어축(8)과 상기 기어축(8)의 외주에 삽입 고정되며 하부에 기어 이빨 형태의 경사면(9b)으로 형성된 돌출부(9a)를 구비하는 고정클러치(9)와, 상기 고정클러치(9)와 돌출부(9a)와 치합되는 경사면(10b)으로 형성된 돌출부(10a)가 상부에 형성되고 하부에는 동력전달을 위한 돌기(11)가 형성되며 기어축(8)의 외주에 삽입되 상,하 이송이 가능한 이송클러치(10)와, 상기 이송클러치(10)의 이송을 원위치시키기 위한 이송복귀수단(20)과, 상기 이송클러치(10)의 돌기(11)와 이맞물림 되도록 상부에 돌기(13)가 형성되고 중앙에 스플라인 홈(14)이 형성된 회전클러치(12)와, 상기 회전클러치(12)의 스플라인홈(14)에 삽입되고 절삭공구(40)가 결합되는 고정볼트(31)와 일체로 형성되며 스핀들(36)의 이송범위만큼 길게 형성되는 스플라인축(30)과, 상기 스플라인축(30)에 삽입되어 스핀들(36)의 상부에 고정되 절삭공구(40)의 교환시 절삭공구(40)를 스핀들척(37)에서 이탈시키기 위한 볼트캡(35)으로 구성되는 것을 구조적 특징으로 하는 밀링머어신의 공구 자동 교환장치.
2. 제1항에 있어서, 이송클러치(10)의 이송을 원위치시키기 위한 이송복귀수단(20)은 이송클러치(10)의 하부가 얹혀지는 환형형태의 이송판(21)에 스프링(22)이 삽입된 핀(23)이 다수개소에 끼워져 본체(6)와 하부커버(15)에 고정되 이송클러치(10)가 하측으로 이송된 후 상측으로 원위치되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 밀링머어신의 공구자동 교환장치.