KR20050063073A - 조작반의 임의 회전각도 조절을 위한 힌지어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작기계의 각종 장치를 제어하는 조작반의 힌지 구조에 적용되는 힌지어셈블리에 관한 것으로, 공작기계에 설치되는 조작반을 임의의 회전 각도에서 고정시킬 수 있도록 하는데 사용되는 힌지어셈블리에 있어서, 회전축상에 맞대응하게 배치되어 서로 면접촉하는 마찰면을 갖는 한쌍의 힌지 하우징과; 상기 한쌍의 힌지 하우징을 연결함과 동시에 일측에 나사 체결되어 체결방향에 따라 한쌍의 힌지 하우징을 서로 당김시키는 힘을 발생시키는 조임축과; 상기 조임축의 조임력에 탄성 반발하여 상기 한쌍의 힌지 하우징측 마찰면의 회전 저항을 일정하게 유지하기 위한 스프링수단; 및 상기 조임축에 삽입되어 상대적으로 회전되는 어느 한쪽의 힌지 하우징의 원활한 회전을 지지하기 위한 베어링수단을 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

조작반의 임의 회전각도 조절을 위한 힌지어셈블리{Hinge assembly for adjusting rotate angle of control box}

본 발명은 공작기계의 각종 장치를 제어하는 조작반의 힌지 구조에 관한 것으로, 특히 임의의 원하는 각도에서 조작반의 회전 방향을 조절할 수 있도록 한 조작반의 임의 회전각도 조절을 위한 힌지어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로 공작기계(머시닝센터, 터닝센터, 선반, 복합가공기 등)에는 각종 전기적 제어장치를 한 곳에 모아놓은 조작반(CONTROL BOX)을 갖는다. 이 조작반은 표시장치, 수치입력버튼, 각종 제어용 온/오프 스위치가 설치된다.

조작반은 공작기계의 본체에 설치되는데 작업자가 그 위치나 자세를 작업자의 편리대로 이동시킬 수 있도록 되어 있다. 따라서 조작반은 위치나 자세를 변경하기 위해 어느 한 기준축을 두고 회전이 가능하게 설치된다.

종래, 일례로 공작기계에 설치된 조작반(10)의 설치상태도가 도 1 및 도 2에 도시되어 있다.

즉, 조작반(10)은 그 회전축(Z)상에 상,하부로 배치된 힌지핀(12)(13)을 중심으로 회전 가능하도록 되어 있고, 상부 힌지핀(12)은 본체(5)에 볼트(9)로 장착된 힌지플레이트(11)와 조작반(10)측에 볼트(8)로 장착된 힌지플레이트(7)에 삽입되어 있다. 힌지 플레이트(7)에는 볼 플런저(16)가 위치되어 있고, 이 볼 플런저(16)의 볼(15)은 힌지플레이트(11)의 저면에 힌지핀(12)을 중심으로 일정 반경의 원주상에 등간격으로 다수 형성된 걸림홈(11a)의 어느 하나에 스프링(14)력으로 맞닿아져 있는 구조를 갖는다.

따라서 조작반(10)을 회전시키면 볼 플런저(16)가 힌지핀(12)을 중심으로 회전하고 이때 볼 플런저(16)측 볼(15)이 해당하는 걸림홈(11a)에 들어가 걸릴때마다 조작반(10)이 멈출수 있도록 되어 있다.

즉, 종래의 조작반(10)은 걸림홈(11a)이 위치된 15도의 설정 각도마다 정지위치를 찾게 되어 있다. 다시 말해 볼(15)과 해당하는 걸림홈(11a)의 걸림 안착으로 조작반(10)의 자세를 결정하는 각도를 유지하게 되어 있다.

이같이 종래의 조작반(10)을 회전시키면 볼 플런저(16)측 볼(15)과 힌지 플레이트(11)측 걸림홈(11a)과의 정확한 위치 결정이 이루어져야만 회전 각도의 자세가 고정 유지된다. 이는 볼(15)과 해당 걸림홈(11a)이 정확하게 일치하지 않을 경우 조작반(10)의 위치 결정이 확정되지 아니하여 자세가 불안정해지게 된다. 즉, 볼(15)과 홈(11a)이 정확하게 일치하지 않을 경우 자력으로 위치 결정이 이루어지지 않는다.

또한 조작반(10)은 일정한 회전각도마다 자세를 고정 유지할 수 있도록 되어 있어 작업자가 원하는 임의의 각도에서 위치고정 및 자세를 유지할 수 없는 문제가 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 임의의 원하는 어느 각도에서나 조작반의 회전 위치를 조정할 수 있도록 하여 작업자의 조작성을 높이고, 동시에 구성이 간단하여 제작원가를 절감할 수 있도록 한 조작반의 임의 회전각도 조절을 위한 힌지어셈블리를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은,

공작기계에 설치되는 조작반을 임의의 회전 각도에서 고정시킬 수 있도록 하는데 사용되는 힌지어셈블리에 있어서,

회전축상에 맞대응하게 배치되어 서로 면접촉하는 마찰면을 갖는 한쌍의 힌지 하우징과;

상기 한쌍의 힌지 하우징을 연결함과 동시에 일측에 나사 체결되어 체결방향에 따라 한쌍의 힌지 하우징을 서로 당김시키는 힘을 발생시키는 조임축과;

상기 조임축의 조임력에 탄성 반발하여 상기 한쌍의 힌지 하우징측 마찰면의 회전 저항을 일정하게 유지하기 위한 스프링수단; 및

상기 조임축에 삽입되어 상대적으로 회전되는 어느 한쪽의 힌지 하우징의 원활한 회전을 지지하기 위한 베어링수단을 포함한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 힌지어셈블리의 설치 상태도 및 부분 확대단면도이고, 도 4는 도 3의 A부 확대 단면도이고, 도 5는 도 3의 평면도이다.

본 실시예에서는 조작반(10)이 도 5와 같이 최대 90도까지 회전할 수 있도록 하였으나 힌지어셈블리(50)는 이러한 각도에 제한되어 작동되는 것은 아니다.

상기 힌지어셈블리(50)는 조작반(10)의 회전축(Z)상에 용접으로 고정 배치된 제1힌지 하우징(52)이 구비되고, 상기 제1힌지 하우징(52)의 내경부(52c)에는 베어링(54)이 삽입되어 있다.

상기 베어링(54)은 스러스트 형태의 베어링으로서 이는 조작반(10)을 회전 조작시 함께 회전하는 회전부와 상대적으로 회전되지 않는 고정부와의 접촉되는 부분에서 마찰력을 없애 접촉 부품간의 마모가 발생되지 않도록 하기 위함이다.

상기 베어링(54)에는 회전축상에 배치되는 조임축(56)이 삽입되어 있고, 이 조임축(56)에는 하부측에 기계본체(5)측에 용접으로 고정 설치된 제2힌지 하우징(60)이 나사 결합되어 있고, 제2힌지 하우징(60)은 제1힌지 하우징(52)의 원통부(52a)에 자유롭게 끼움되어 있고, 이들 힌지 하우징(52,60)은 서로 맞대응하여 면접촉되는 마찰면(52b,62b)을 갖고 있다.

따라서 조임축(56)을 조임하면 제2힌지 하우징(60)이 제1힌지 하우징(52)측으로 당김되어 마찰면(52b,62b)에서 밀착력(정지마찰력)이 형성되게 되어 있다. 따라서 밀착력은 조임축(56)의 조임력에 의해 증감된다.

상기 조임축(56)의 머리부와 베어링(54)의 사이에는 조임축(56)의 조임력에 따른 탄성반발력을 발휘하여 마찰면(52b,62b)에서의 회전저항을 일정하게 유지하기 위한 스프링수단(58)이 개재되어 있다. 스프링수단(58)은 디스크 스프링으로 1개 또는 2개 이상으로 복합적으로 구성된다.

등이 하나 이상으로 구성될 수 있다.

상기 조임축(56)에는 나사결합으로 연결된 제2힌지 하우징(60)이 설치되어 있고, 제2힌지 하우징(60)은 제1힌지 하우징(52)과 상호 면접촉하는 마찰면(52b,62b)으로 접촉되어 있고, 제1힌지 하우징(52)의 원통부(52a)가 마찰부재(60)의 내측 구멍(60a)측 내주면에 자유롭게 삽입되어 있다.

본 실시예에서 조임축(56)은 2중 나사 방식에 의해 풀림이 방지되어 있다. 즉, 조임축(56)은 제2힌지 하우징(60)의 나사구멍(61)에 나사결합됨과 동시에 너트(57)에 의해 풀림이 방지되어 있다.

이와 같이 구성된 힌지어셈블리(50)는 조작반(10)이 설치되는 회전축(Z)상에 설치된다. 이때 힌지어셈블리(50)는 조작반(10)의 상부나 하부 또는 양쪽에 모두 설치될 수 있다.

도 3은 조작반(10)의 하측에 힌지어셈블리(50)가 설치된 것으로 상부측에는 힌지핀(54)에 의해 지지되어 있고, 이 힌지핀(54)은 조작반(10)에 고정되어 본체(5)측에 볼트(67)로 장착된 힌지 플레이트(66)에 회전 자유롭게 삽입되어 있다.

도 3에는 힌지어셈블리(50)의 제1힌지 하우징(52)이 조작반(10)측에 용접으로 고정 설치되고, 제2힌지 하우징(60)이 기계본체(5)측에 용접으로 고정 설치한 구성이나 본 발명은 제1힌지 하우징(52)을 기계본체(5)측에 고정 설치하고, 제2힌지 하우징(60)을 조작반(10)측에 고정 설치하여도 동일한 작용효과를 얻을 수 있다.

미설명 부호 '62'는 조임축(56)에 삽입되어 디스크 스프링(58)의 위치를 잡아주기 위한 '슬리이브'이다.

이같이 힌지어셈블리(50)가 설치된 경우에는 다음과 같은 작용효과를 얻는다.

먼저, 도 4와 같이 조립된 상태에서 조임축(56)을 회전시켜 제2힌지 하우징(60)을 제1힌지 하우징(52)측으로 당김시키면 디스크 스프링(58)의 탄성 반발력이 증가된다.

디스크 스프링(58)의 반발력은 조임축(56)을 상방으로 밀어올리게 되고, 조임축(56)에 연결된 제2힌지 하우징(60)은 제1힌지 하우징(52)측으로 더욱 밀어 붙여진다. 즉, 조임축(56)을 매개로 제1힌지 하우징(52)과 제2힌지 하우징(60)은 서로 당김되어 원판형의 마찰면(52b,62b)에서 일정한 면압이 발생한다.

따라서 조작반(10)을 최대 회전 범위내에서 어느 일방으로 회전시키면 조작반(10)과 일체로 제1힌지 하우징(52)이 회전하고, 상대적으로 고정된 제2힌지 하우징(60)과의 접촉면(52b,62b)에는 회전 저항에 대한 운동마찰력이 발생한다.

따라서 조작반(10)은 마찰 저항이 일어나면서 회전하게 된다. 따라서 회전되는 조작반(10)은 임의의 회전 각도에서 조작힘을 제거하게 되면 바로 그 자리에서 디스크 스프링(58)의 탄성 반발력에 의해 발생된 정지마찰력에 의해 정지 상태를 유지하게 된다.

따라서 조작반(10)은 회전축상에서 최대로 회전되는 90도 범위내에의 원하는 임의의 각도에서 조작반(10)을 자유롭게 위치시킬 수 있다.

여기서 회전 저항이 약해지면 조임축(56)을 적당한 힘으로 조여주면 다시 회전 저항이 유지된다.

한편, 조작반(10)이 회전되는 동안에는 베어링(54)의 볼은 원활하게 구름운동을 하면서 회전을 돕게 된다. 즉, 베어링(54)은 조작반(10)이 회전하게 되면 마찰력은 힌지하우징(52)(60)의 마찰면(52b,60b)에서만 작용하는 기능을 한다.

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 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 힌지어셈블리에 따르면, 임의의 원하는 어느 각도에서나 조작반의 회전 위치를 조정할 수 있어 작업자의 조작성이 향상되고, 동시에 구성이 간단하여 제작원가를 절감할 수 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.

도 1은 종래 조작반의 힌지 설치 상태를 나타낸 예시도 및 부분 확대단면도.

도 2는 도 1에 나타난 힌지어셈블리의 평면도.

도 3은 본 발명에 따른 힌지어셈블리의 설치 상태도 및 부분 확대단면도.

도 4는 도 3의 A부 확대 단면도.

도 5는 도 3의 평면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

52,60 : 힌지 하우징

54 : 베어링

56 : 조임축

58 : 스프링 와셔

Claims (4)

1. 공작기계에 설치되는 조작반(10)을 임의의 회전 각도에서 고정시킬 수 있도록 하는데 사용되는 힌지어셈블리에 있어서,

   회전축상에 맞대응하게 배치되어 서로 면접촉하는 마찰면을 갖는 한쌍의 힌지 하우징(52)(60)과;

   상기 힌지 하우징(52)(60)을 연결함과 동시에 일측에 나사 체결되어 힌지 하우징(52)(60)에 조임력을 발생시키는 조임축(56)과;

   상기 조임축(56)의 조임력에 탄성 반발하여 상기 힌지 하우징(52)(62)측 마찰면의 회전 저항을 일정하게 유지하기 위한 스프링수단; 및

   상기 조임축(56)에 삽입되어 상대적으로 회전되는 힌지 하우징(52 또는 60)의 원활한 회전을 지지하기 위한 베어링수단을 포함한 것을 특징으로 하는 조작반의 임의 회전 각도 조절을 위한 힌지어셈블리.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 베어링수단은 스러스트 베어링인 것을 특징으로 하는 조작반의 임의 회전 각도 조절을 위한 힌지어셈블리.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 스프링수단은 디스크 스프링인 것을 특징으로 하는 조작반의 임의 회전 각도 조절을 위한 힌지어셈블리.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 조임축(56)에 풀림을 방지하기 위한 너트(57)가 나사 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 조작반의 임의 회전 각도 조절을 위한 힌지어셈블리.