KR20020060291A - 공기압식 회전 척장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기압식 회전 척장치에 관한 것으로서, 그 목적은 공기유입축과 그 외부에 회동 가능하게 설치된 코어와의 사이를 착탈시킬 수 있도록 브레이크를 마련하고, 코어의 외주측에 반경방향으로 이동 가능하도록 설치된 조오를 동작시킬 수 있도록 에어팩을 마련하며, 브레이크와 에어팩을 동작시킬 수 있는 유로를 각각 형성하여 물품과의 밀착 및 슬립이 용이한 공기압식 회전 척장치를 제공하는 것이며, 내부에 각기 다른 두 개의 유로(20)가 형성된 공기유입축(10)과, 상기 공기유입축(10)의 외부에 설치되며 외주면에는 조오(60)가 설치되는 코어(30)와, 상기 일측의 유로(20)와 연결되어 팽창시 상기 조오(60)를 외주측으로 이동시킬 수 있도록 마련된 에어팩(40)과, 상기 타측의 유로(20)와 연결되어 상기 공기유입축(10)과 코어(30) 사이를 착탈시킬 수 있도록 브레이크(80)가 구비되는 구성이다.

Description

공기압식 회전 척장치{AIR PRESSURE TYPE ROTATE CHUCK APPURTENANCE}

본 발명은 공기압식 회전 척장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기유입축과 그 외부에 회동 가능하게 설치된 코어와의 사이를 착탈시킬 수 있도록 마련된 브레이크와 코어의 외주측에 반경방향으로 이동 가능하도록 설치된 조오를 동작시키는 에어팩의 유로를 각각 형성한 공기압식 회전 척장치에 관한 것이다.

일반적으로 압력식 척장치는 압력에 의해 동작되는 조오를 이용하여 물품을 고정시킬 수 있도록 마련되는 것으로서, 공급되는 압력에 따라 유압식과 공기압식으로 구분되며, 물품을 고정하는 방법에 따라서, 물품의 외부에 설치되어 조오가 물품의 외부면과 밀착되도록 마련되는 수축형과, 물품의 내부에 삽입되어 조오가 물품의 내부면과 밀착될 수 있도록 마련되는 확장형으로 구별된다.

도 1은 이러한 종래의 확장형 공기압식 회전 척장치를 보인 분해사시도이고, 도 2는 결합된 상태를 보인 반경방향 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 공기압식 회전 척장치는, 공기압이 이동되도록 중공으로 형성되며 회전 가능하도록 설치되는 공기유입축(1)과, 이 공기유입축(1)의 외부에 설치되며 외주측에 조오(4,Jaw)가 설치되는 코어(2,Core)로 구비된다.

먼저, 공기유입축(1)은 중공의 내부가 미도시된 압축기와 연결되어 이로부터 발생되는 공기압을 코어(2)측에 전달하는 것으로서, 외주측에는 공기압을 배출할 수 있도록 배출공(1a)이 축방향으로 여러 개가 이격 형성된다.

다음, 공기유입축(1)의 외측으로 배치되는 중공의 코어(2)는 공기유입축(1)으로부터 공기압을 전달받을 수 있도록 마련되는데, 내부면에는 배출공(1a)의 축방향 전후방 외주면에 밀착되어 그 사이를 밀폐시킬 수 있도록 내부돌기(2a)가 마련된다.

그리고 내부돌기(2a)의 사이에는 공기유입축(1)의 배출공(1a)과 연통될 수 있도록 반경방향으로 관통 형성된 실린더(2b)가 마련되고, 이 실린더(2b)의 외측으로는 코어(2)의 외주면에 직사각형으로 함몰형성된 설치홈(2c)이 마련된다.

또, 내부돌기(2a)의 축방향 외부 양측으로는 공기유입축(1)과 코어(2) 사이로 공기가 유동되는 것을 방지할 수 있도록 "U"자 형상의 유패킹(3,U-Packing)이 설치된다.

한편, 설치홈(2c)에는 조오(4)가 설치되는데 그 내부에서 상,하측으로 슬라이딩 이동될 수 있도록 설치홈(2c)에 삽입되고, 코어(2)의 외측으로 배치되는 조오(4)의 외부면에는 밀착력을 향상시킬 수 있도록 조밀한 격자홈이 형성되며, 중심측에는 탭핑 가공되어 양측면을 관통하는 탭홀(4a)이 마련된다.

또한, 조오(4)를 반경방향 외측으로 이동시킬 수 있도록 조오(4)의 내측으로는 동작부(5)가 마련되는데, 이 동작부(5)는 실린더(2b)의 내부에 삽입되는 피스톤(5a)과 이 피스톤(5a)의 하부에 결합되어 내부돌기(2a) 사이에 배치되는 사각형의 탄성판(5b)으로 구비된다.

이때 피스톤(5a)의 내부에는 탭홀(5c)이 관통 형성되어 조오(4)의 탭홀(4a)과의 사이에 볼트(미도시)를 설치하여 이들을 연결시킬수도 있다.

아울러, 각 코어(2)의 축방향 외부 양측에는 중공의 지지판(6)이 마련되는데, 이 지지판(6)의 내부에는 코어(2)의 내부로 삽입될 수 있도록 축방향으로 돌출되어 단차가 형성된다.

그리고, 각 지지판(6)의 사이에는 축방향 마찰력을 저감시킬 수 있도록 트러스트 베어링(7,Thrust Bearing)이 설치되어 공기유입축(1)의 외부에서 코어(2)가 원활히 회전되도록 한다.

이와 같이 구성된 종래의 공기압식 회전 척장치는, 공기유입축(1)의 외부에 코어(2)를 설치하고, 각 코어(2)의 사이에는 지지판(6)과 트러스트 베어링(7)을 설치한다.

그리고, 조오(4)를 동작시킬 때는 공기유입축(1)을 통해 압축기의 공기압을 공급하게 되는데, 이때 공기유입축(1)으로 전달된 공기압은 배출공(1a)을 통해 그 외부로 배출되어 코어(2)의 내측에 설치된 피스톤(5a)을 외주측으로 밀고, 이로 인해 피스톤(5a)이 조오(4)를 설치홈(2c)의 외부로 밀어 그 외측의 물품을 척킹하는 것이다.

또, 공기압이 계속적으로 공급될 때는 조오(4)와 물품이 밀착된 상태를 유지하고, 공기압의 전달이 중단되었을 때는 원형으로 마련된 코어(2)의 내측에 설치된 판상의 탄성판(5b)이 원형으로 복원되면서 피스톤(5a)을 내주측으로 이동시킴으로써 조오(4)를 지지하는 힘이 제거된다.

이로써, 공기유입축(1)에 고정되어 회전되는 코어(2)의 외주측에 지관을 개재하여 비닐 및 종이 등의 물품을 감게되는데, 이때 물품이 감기는 것이 느슨해지거나 필요 이상 팽팽해질 때 공기압의 조절로 물품과 조오(4) 사이의 밀착력을 조절하여 그 사이가 밀착되거나 슬립되도록 한다.

그러나 이와 같은 종래의 공기압식 회전 척장치는, 공기압이 유입되는 유로가 하나이고 별도의 브레이크 슬립제어장치가 없기 때문에 공기압을 높이면 척킹상태는 양호하나 코어 내부의 공기압이 높아져 공기유입축과 패킹 마모율이 높아짐은 물론 물품의 재질과 두께에 따라 적절히 필요한 슬립현상을 유지할 수가 없으며 공기압을 낮추면 슬립상태가 어느 정도 유지될 수 있지만 척킹상태가 느슨해져 물품이 코어에서 이탈될 우려가 있으며 물품의 감김상태로 일정하지 않은 문제점이 있었다.

그리고 물품이 필요 이상 팽팽하게 감길 때 공기압을 낮게하여 조오와 물품 사이에서 슬립이 발생되도록 하는데, 이때 조오에 의해 물품의 내부면이 긁혀 손상되는 문제점이 있었다.

또, 물품이 느슨하게 감길 때는 공기압을 높여 조오와 물품사이에 밀착력이 높아지도록 하는데, 이때 조오에 의해 물품의 내부면이 눌려 손상되는 문제점이 있었다.

한편, 이러한 손상을 방지하기 위해서는 코어를 축방향으로 압착하여 공기유입축에 고정시키는 너트를 풀고, 코어를 회전시켜 물품의 감기는 정도를 수작업으로 조절해야하는 불편한 문제점이 있었다.

그리고, 조오를 직접 동작시키도록 마련되는 동작부의 피스톤과 이 피스톤이 삽입되는 실린더의 사이로 공기압이 배출되지않도록 이들을 정밀가공해야하므로 피스톤과 실린더의 제작 및 설치가 불편한 문제점이 있었다.

또, 동작부의 피스톤이 내주측으로 이동되었을 때 조오는 지지력이 제거되어 물품과의 밀착력을 저하되지만 원위치로 돌아오는 별도의 부재가 없어 물품의 내부면과 마찰하게되는 문제점이 있었다.

아울러, 코어의 축방향 외주양측에는 트러스트 베어링을 설치하기 위한 별도의 지지판이 필요하게 되어 부품수의 증가로 인한 조립성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 공기유입축과 그 외부에 회동 가능하게 설치된 코어와의 사이를 착탈시킬 수 있도록 브레이크를 마련하고, 코어의 외주측에 반경방향으로 이동 가능하도록 설치된 조오를 동작시킬 수 있도록 에어팩을 마련하며, 브레이크와 에어팩을 동작시킬 수 있는 유로를 각각 형성하여 물품과의 밀착 및 슬립이 용이한 공기압식 회전 척장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 공기압식 회전 척장치를 보인 부분절개 분해사시도이다.

도 2는 종래의 공기압식 회전 척장치를 보인 반경방향 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 공기압식 회전 척장치를 보인 축방향 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 공기압식 회전 척장치를 보인 반경방향 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 조오와 에어팩을 보인 사시도이다.

도 6은 본 발명에 따른 브레이크를 보인 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10:공기유입축20:유로

21:내부유로25:외부유로

30:코어31:유입구

32:외부유입공33:설치홈

34:고정홀35:고정핀

38:돌출부40:에어팩

60:조오61:외주홈

70:복원스프링80:브레이크

81:피스톤85:라이닝패드

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내부에 각기 다른 두 개의 유로가 형성된 공기유입축과, 상기 공기유입축의 외부에 설치되며 외주면에는 조오가 설치되는 코어와, 상기 일측의 유로와 연결되어 팽창시 상기 조오를 외주측으로 이동시킬 수 있도록 마련된 에어팩과, 상기 타측의 유로와 연결되어 상기 공기유입축과 코어 사이를 착탈시킬 수 있도록 브레이크가 구비된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 공기압식 회전 척장치를 보인 축방향 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 중공으로 마련된 공기유입축(10)과 코어(30)가 결합되어 설치된다.

공기유입축(10)은 미도시된 압축기와 연결되어 이로부터 발생되는 공기압을 코어(30)측으로 전달하는 것으로서, 본 발명에서는 공기유입축(10)의 내,외측으로 두 개의 유로(20)가 각각 형성되어 각각의 밸브(미도시)에 의해 유입되는 공기압이 조절된다.

이중에 외측에 마련되는 외부유로(25)는 공기유입축(10)의 외주측 내부에 마련되는 가느다란 유로(20)로서 공기유입축(10)의 외부면에 축방향으로 하나씩 외부배출공(26)이 이격 형성된다.

그리고 내측에 마련되는 내부유로(21)는 중공으로 형성된 공기유입축(10)의 내부에 마련되는 것으로서, 공기유입축(10)의 외부면에 서로 대칭되도록 같은 원주상에 세 개의 실린더(22)가 형성되며, 축방향으로 여러 줄이 마련된다.

한편, 코어(30)는 외부유로(25)의 외부배출공(26) 외측으로는 설치되는데, 외부배출공(26)과 대응되도록 내부측에는 원주형으로 마련되어 항상 외부유로(25)와 연통되는 유입구(31)가 형성되고 이 유입구(31)에는 하나의 외부유입공(32)이 형성된다.

이 유입구(31)의 축방향 양측으로는 패킹홈(36)이 마련되고, 그 내부에는 공기유입축(10)의 외부면과 밀착될 수 있도록 코어패킹(37)이 설치된다.

그리고 외부유입공(32)의 외주측으로는 코어(30)의 외주면을 따라 원주형으로 형성되는 설치홈(33)이 마련된다. 이 설치홈(33)은 사각단면으로 마련되며 외주측은 개구되어있고 내주측은 외부유입공(32)과 연통되어 외부유로(25)의 공기압이 전달될 수 있도록 마련된다.

또, 설치홈(33)의 내부에는 고무재로 마련되어 팽창 및 수축 가능하도록 에어팩(40)이 마련된다. 이 에어팩(40)은 설치홈(33)을 따라 삽입설치될 수 있도록 원주형으로 형성되는 것으로서, 대략 타이어와 유사한 형상을 가지며, 그 내부면이 설치홈(33)의 바닥면과 밀착되도록 설치되되, 외부유입공(32)과 연통되도록 개구형성된다.

아울러, 코어(30)의 내부 축방향 양측에는 돌출부(38)가 마련되어 각 코어(30)가 밀착될 때 돌출부(38)가 서로 밀착되며 그 외주측으로는 트러스트 베어링(50)이 설치되고, 이 트러스트 베어링(50)의 외주측에는 베어링커버(51)가 설치된다.

도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 에어팩(40)의 외주측으로는 조오(60)가 마련된다. 이 조오(60)는 여섯 개로 분할 형성되어 결합시에는 링형상으로 마련되는데, 각각 분할 형성되어 그 내주측의 에어팩(40)이 팽창되었을 때 각각 독립적으로 동작하게 된다.

즉, 조오(60)는 중심측이 원형으로 절개된 다수개의 부채꼴 형상을 조합하여 마련한 것으로서, 코어(30)의 외측으로 배치되는 외부면에는 밀착력을 향상시킬 수있도록 조밀한 격자홈이 형성된다.

그리고, 조오(60)의 외부면에는 반경방향으로 서로 연결되도록 반원형 단면의 외주홈(61)이 형성되는데, 이 외주홈(61)에는 조오(60)의 동작 후 이를 탄성복원시킬 수 있도록 복원스프링(70)이 조오(60)의 외주측으로 돌출되지않도록 설치된다.

또, 조오(60)의 축방향 양측면에는 이를 관통하되, 내,외주측으로 길게 형성된 이동홀(62)이 마련되고, 이에 대응되는 조오(60)의 양측면에는 이동홀(62)의 중간측과 연통될 수 있도록 두 개의 고정홀(34)이 마련되어, 이동홀(62)과 고정홀(34)의 내부에는 고정핀(35)이 설치된다(도 3참조).

즉, 이동홀(62)이 형성된 조오(60)가 내,외주측으로 이동될 때 이동홀(62)의 내부측에 마련된 고정핀(35)의 안내를 받아 이동되는 것이다.

도 6은 본 발명에 따른 브레이크를 보인 사시도이다. 이에 도시된 바와 같이, 브레이크(80)는 피스톤(81)과 라이닝패드(85)로 이루어지는데, 피스톤(81)은 원통형으로 마련되며 외주 상,하측에는 원주홈(82)이 마련되어 그 내부에 피스톤패킹(83)이 설치된다.

그리고, 라이닝패드(85)는 피스톤패킹(83)의 일측 끝단에 밀착 설치되는데, 코어(30) 내부면의 돌출부(38)와 밀착될 수 있도록 그 내주를 따라 길게 형성되어 피스톤(81)과 결합시 "T"자 형상으로 마련되며, 결합을 위해 내부 중심측에는 패드홈(86)이 형성되어, 그 내부에 삽입된 볼트(87)가 라이닝패드(85)를 관통하여 피스톤(81)에 체결된다.

이러한, 브레이크(80)는 공기유입축(10)의 내부유로(21)와 연통되는 실린더(22)에 피스톤(81)이 삽입되고 라이닝패드(85)가 코어(30)측으로 배치되어 공기유입축(10)과 코어(30)를 고정시키는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 공기압식 회전 척장치는, 공기유입축(10)의 외부에 코어(30)를 설치하는데, 이때 외부유로(25)의 외부배출공(26)과 코어(30)의 유입구(31)가 마주할 수 있도록 배치하고, 각 코어(30) 사이의 돌출부(38)와 브레이크(80)의 라이닝패드(85)가 마주할 수 있도록 배치한다.

한편, 조오(60)를 동작시킬 때는 외부유로(25)를 통해 공기압을 공급하게 되는데, 이때 외부유로(25)를 통해 전달되는 공기압은 유입구(31)와 외부유입공(32)을 통해 에어팩(40)의 내부로 유입되어 에어팩(40)을 팽창시키게 된다.

그리고 에어팩(40)의 팽창으로 인해 그 외주측에 마련된 조오(60)가 외주측으로 이동되어 그 외주측의 물품을 척킹하게되는데, 이때 조오(60)는 그 내부의 이동홀(62)에 삽입되어있는 고정핀(35)의 안내를 받아 반경방향 외측으로 이동되는 것이다.

또, 물품과 조오(60)를 이격시키기 위해서는 외부유로(25)로 공급되는 공기압을 차단하고 이로 인해 조오(60)의 외주홈(61)에 설치된 복원스프링(70)이 수축되어 조오(60)를 내주측으로 복원시키게 된다.

또한, 코어(30)와 공기유입축(10)이 연동되기 위해서는 내부유로(21)의 내부로 공기압을 공급하여 이와 연통되는 실린더(22)에 설치된 피스톤(81)을 외주측으로 이동시켜 그 외주측에 연결된 라이닝패드(85)를 코어(30)의 돌출부(38)와 밀착시키게되고, 물품이 코어(30)의 외부에 필요 이상 팽팽하게 감길 때는 코어(30)와 공기유입축(10) 사이에 슬립이 발생되도록 내부유로(21)의 공기압을 낮추게 된다.

이로써, 공기유입축(10)에 고정되어 회전되는 코어(30)의 외주측에 지관을 개재하여 비닐 및 종이 등의 물품을 감게되는데, 이때 물품이 감기는 것이 느슨해지거나 필요 이상 팽팽해질 때 브레이크(80)로 인해 코어(30)와 공기유입축(10) 사이의 밀착력을 조절하여 그 사이가 밀착되거나 슬립되도록 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 공기압식 회전 척장치는, 간단한 구조의 에어팩으로 조오를 동작시킬 수 있도록 마련됨으로 인해 조오를 동작시키는 구조의 제작 및 설치가 용이한 이점이 있다.

그리고, 조오를 외주측으로 지지하는 힘이 제거될 때 조오가 원위치로 돌아올 수 있도록 복원스프링을 마련함으로써 물품과 조오와의 마찰로 인한 물품의 손상을 방지함과 동시에 제품의 코어의 외부에 용이하게 설치할 수 있는 이점이 있다.

또, 코어의 축방향 외주양측에는 트러스트 베어링을 설치하기 위한 구조가 코어와 일체로 마련되어 부품 수를 감소하여 조립성을 향상시키는 이점이 있다.

아울러, 조오가 동작되어 물품을 척킹하도록 에어팩을 팽창시키는 외부유로와, 브레이크를 동작시켜 공기유입축과 코어와의 사이를 착탈시키는 내부유로가 각각 구비됨과 동시에 별개로 동작됨으로 인해 물품과의 밀착 및 슬립이 용이하고 물품을 손상을 방지할 수 있어 제품의 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.

Claims (7)

1. 내부에 각기 다른 두 개의 유로(20)가 형성된 공기유입축(10)과, 상기 공기유입축(10)의 외부에 설치되며 외주면에는 조오(60)가 설치되는 코어(30)와, 상기 일측의 유로(20)와 연결되어 팽창시 상기 조오(60)를 외주측으로 이동시킬 수 있도록 마련된 에어팩(40)과, 상기 타측의 유로(20)와 연결되어 상기 공기유입축(10)과 코어(30) 사이를 착탈시킬 수 있도록 브레이크(80)가 구비된 것을 특징으로 하는 공기압식 회전 척장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 유로(20)는 상기 공기유입축(10)의 외주측 내부에 형성되어 상기 에어팩(40)을 팽창시킬 수 있도록 마련된 외부유로(25)와, 상기 공기유입축(10)의 내부 중심측에 형성되어 상기 브레이크(80)를 반경방향 외측으로 이동시켜 상기 코어(30)와 밀착시키는 내부유로(21)인 것을 특징으로 하는 공기압식 회전 척장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 에어팩(40)은 내주측이 개구된 원주형으로 마련되며, 상기 코어(30)의 내부에 원주를 따라 함몰형성되며 바닥면이 상기 외부유로(25)와 연통되는 설치홈(33)에 삽입되어 상기 외부유로(25)와 연통되는 것을 특징으로 하는 공기압식 회전 척장치.
4. 제 2항에 있어서, 상기 브레이크(80)는 상기 내부유로(21)와 연통되도록 상기 공기유입축(10)의 외주측에 관통 형성된 실린더(22)에 삽입되는 피스톤(81)과, 상기 공기유입축(10)의 외부로 연장되는 상기 피스톤(81)의 일단에 결합되어 상기 코어(30)와 착탈되는 라이닝패드(85)로 구비된 것을 특징으로 하는 공기압식 회전 척장치.
5. 제 3항에 있어서, 상기 조오(60)는 상기 에어팩(40)의 외주측을 감싸도록 다수개가 분할 형성되고, 상기 조오(60)의 측면에는 반경방향으로 길게 형성된 이동홀(62)이 마련되고 상기 이동홀(62)에 대응되는 상기 설치홈(33)의 양측에는 상기 이동홀(62)을 관통하는 고정핀(35)이 고정될 수 있도록 고정홀(34)이 마련된 것을 특징으로 하는 공기압식 회전 척장치.
6. 제 5항에 있어서, 상기 조오(60)의 외주면에는 원주를 따라 함몰형성되는 외주홈(61)이 마련되고, 상기 외주홈(61)의 내부에는 상기 조오(60)의 내주측으로 복원시킬 수 있도록 복원스프링(70)이 설치된 것을 특징으로 하는 공기압식 회전 척장치.
7. 제 1항에 있어서, 상기 코어(30)의 축방향 양측에는 다수개의 코어(30)가 적층될 때 서로 이격되어 그 사이에 트러스트 베어링(50)이 설치될 수 있도록 돌출부(38)가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 공기압식 회전 척장치.