KR20050069073A - 자동공구교환장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동공구교환장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 캠을 회전하기 위한 전동경로를 짧게 하기 위해 피니언과 기어를 전동수단으로 채택하고 스플라인 축을 직선왕복운동시키기 위한 링크의 수를 감소시킴으로써 자동공구교환장치의 캠박스의 크기를 한층 감소시키도록 하는 자동공구교환장치에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동공구교환장치는 공구매거진을 장착하여 상하운동과 회전운동을 하는 자동공구교환장치에 있어서, 회전축에 피니언이 결합된 모터와; 상기 피니언에 맞물림하고 일면에 스플라인 경로 안내홈이 형성된 기어와; 상기 기어에 결합되고 둘레에 캠홈이 형성된 캠과; 상기 캠홈에 결합되는 복수의 캠홈결합롤러가 외주면에 설치되고 캠박스에 회전가능하게 설치된 스플라인 하우징과; 상기 스플라인 하우징에 결합되고 회전슬리브가 일측에 구비되며 단부에 상기 공구매거진이 장착되는 스플라인 축과; 상기 캠박스에 일측이 힌지고정되며, 상기 레버 안내홈에 삽입되는 경로안내롤러가 형성되고 일측이 상기 회전슬리브에 힌지고정되는 레버를 포함하여 구성된다.

Description

자동공구교환장치{AUTOMATIC TOOL CHANGER}

본 발명은 자동공구교환장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피니언과 기어를 직결하여 동력전달의 거리를 짧게하고 스플라인 축을 직선왕복운동시키기 위한 링크수를 감소시켜서 구성을 간단하게 하고 장치의 크기를 소형화시킨 자동공구교환장치에 관한 것이다.

자동공구장치의 공구매거진이 장착된 스플라인 축은 스핀들로의 진입과 후퇴를 위한 직선왕복운동과 동시에 공구를 선택하기 위한 회전운동을 모두 필요로 한다. 이러한 직선왕복운동은 그루브가 형성된 회전체에 연결된 링크를 통해 이루어지고, 회전운동은 원주상에 형성된 캠홈에 롤러를 통해 스프라인 축의 하우징을 연결 함으로써 이루어진다.

도 5는 종래의 자동공구교환장치를 나타낸 평면도이고, 도 6은 종래의 자동공구교환장치의 내부를 나타낸 평면도이다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 종래의 자동공구교환장치는 캠박스(45)에서 떨어진 곳에 위치한 모터(40)에 체인(41)을 연결하여 캠박스(45)내의 캠(42)에 동력을 전달하는 것이었고, 캠(42)의 상면에는 레버 경로홈(43)이 형성되고 외주면에는 스플라인 하우징(50)의 롤러(51)의 경로를 안내하는 캠홈(44)이 형성된 것이었다. 레버경로홈(43)에 연결된 제1레버(46)는 캠박스(45)의 일측에 힌지고정되고 레버 경로홈에 안내되는 롤러가 일측에 힌지고정되며, 타측에는 스플라인 축(55)과 연결된 제2레버(47)와 연결된 것이었다.

따라서 캠이 회전하면 제1레버와 제2레버가 스플라인 축을 직선왕복운동시키고, 캠홈에 결합되는 스플라인 하우징의 둘레에 설치된 6개의 롤러가 스프라인 하우징을 회전시켜서 스플라인 축을 회전운동시키는 것이었다.

그러나, 이러한 종래의 자동공구교환장치는 스플라인 축을 직선왕복운동시키기 위해 2개의 레버를 구비하기 때문에 캠박스의 크기도 커지고 부품의 수도 많아져서 제조원가가 상승하는 원인이 되었다.

또한, 캠을 회전시키기 위해 모터에 체인을 연결하였으므로, 일정기간 사용하면 체인의 장력이 감소하므로 체인의 장력을 조절하기 위한 별도의 장치를 필요로 하여 원가상승이 될 뿐만아니라 장력조절에 소요되는 시간적 손실 및 일정한 장력유지의 어려움으로 인해 작동이 원활하지 않게 되는 문제도 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 모터에서 캠까지의 동력전달을 피니언를 사용하여 단거리로 하고 스플라인 축의 직선왕복운동을 안내하는 링크를 하나의 레버로 구현함으로써 장치를 소형화하고 유지보수에 드는 수고도 경감시키는 자동공구교환장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적은 공구매거진을 장착하여 상하운동과 회전운동을 하는 자동공구교환장치에 있어서, 회전축에 피니언이 결합된 모터와; 상기 피니언에 맞물림하고 일면에 레버 안내홈이 형성된 기어와; 상기 기어에 결합되고 둘레에 캠홈이 형성된 캠과; 상기 캠홈에 결합되는 복수의 캠홈결합롤러가 외주면에 설치되고 캠박스에 회전가능하게 설치된 스플라인 하우징과; 상기 스플라인 하우징에 결합되고 회전슬리브가 일측에 구비되며 단부에 상기 공구매거진이 장착되는 스플라인 축과; 상기 캠박스에 일측이 힌지고정되며, 상기 레버 안내홈에 삽입되는 경로안내롤러가 형성되고 일측이 상기 회전슬리브에 힌지고정되는 레버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동공구교환장치에 의해 달성될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 상기 모터는 상기 캠박스에 직접 부착되는 것이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위해, 상기 기어와 상기 피니언의 회전축은 직교하는 것이 바람직하다.

본 발명의 그밖의 목적, 특정한 장점 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동공구교환장치의 구성에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동공구교환장치의 평면도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동공구교환장치의 측면도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동공구교환장치는 대략 피니언(3)이 결합된 모터(2), 캠(15)이 결합된 기어(10), 기어(10)의 회전운동을 직선운동으로 유도하는 레버(30), 캠(15)에 연결되어 회전이 가능한 스플라인 하우징(20)에 설치된 스플라인 축(25)으로 구성된다.

모터(2)는 캠박스(1)의 일측에 설치되고 회전축에 피니언(3)이 결합되어 있다.

기어(10)는 일면에 레버 안내홈(11)이 형성되고 타측면의 둘레에 상기 피니언(3)과 맞물림하는 치(미도시)가 형성되어 있고, 기어(10)의 회전축은 동시에 캠(15)과도 연결되어 있다. 캠(15)은 외주면에 스플라인 하우징(20)의 회전을 안내하는 캠홈(16)이 형성되어 있다.

스플라인 하우징(20)은 캠박스(1)의 일측에 베어링(23)을 통해 설치되며 내측에 스플라인 축(25)이 수용되고 외측에는 6개의 캠홈결합롤러(21)가 설치되어 있다. 스플라인 하우징(20)의 캠홈결합롤러(21)는 캠(15)에 형성된 캠홈(16)에 삽입된다.

레버(30)는 캠박스(1)의 일측에 일단이 힌지고정(31)되고, 중앙에 기어(10)의 레버 안내홈(11)에 삽입되는 레버안내롤러(32)가 설치되며, 타단은 스플라인 축(25)에 결합된 회전슬리브(26)에 힌지고정(33)된다.

스플라인 축(25)은 끝단에 공구매거진(60)이 장착되는 것이며, 중간에 스플라인 축(25)의 축방향의 회전은 자유롭고 전후이동은 제한되는 회전슬리브(26)가 설치된다.

이하에서는 상기한 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동공구교환장치의 작용효과에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동공구교환장치의 스플라인 축이 후퇴한 상태를 나타낸 일부 평면도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동공구교환장치의 스플라인 축이 전진한 상태를 나타낸 일부 평면도이다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동공구교환장치의 기어(10)가 회전하면 레버(30)의 레버안내롤러(32)가 기어(10)에 형성된 레버 안내홈(11)을 따라 움직이고, 레버(30)의 끝에서 회전슬리브(26)를 통해 연결된 스플라인 축(25)은 후퇴하게 된다. 기어(10)가 회전을 계속하여 레버 안내홈(11)이 회전하면, 레버 안내홈(11)에 종속된 레버안내롤러(32)에 의해 레버(30)가 전진하여 회전슬리브(26)를 전진시킴으로써 스플라인 축(25)이 전진한다. 이와 동시에 스플라인 하우징(20)에 설치된 캠홈결합롤러(21)가 기어(10)에 결합된 캠(15)의 캠홈(16)을 따라 운동하여 스플라인 하우징(20)을 회전시키면 스플라인 하우징(20)에 스플라인 결합된 스플라인 축(25)으로 회전이 전달된다. 이 때 스플라인 축(25)에 대해 회전이 자유로운 회전슬리브(26)는 스플라인 축(25)의 회전을 방해하지 않는다.

본 발명에 따른 자동공구교환장치에서는 모터(2)를 캠박스(1)에 직접 설치하고 피니언(3)을 통해 기어(10)에 동력을 전달하는 것이므로, 회전이 정속도로 유지되고 유지보수의 횟수를 줄일 수 있고 장치 전체를 소형화 할 수 있다.

레버(30)의 수를 하나로 감소시켰기 때문에 부품의 수가 줄어들어 원가가 절감되고, 링크의 작동시에 발생하는 소음도 훨씬 감소된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 레버(30)의 형상을 직선형으로 하였으나, 본 발명은 이에 한하지 않고, 캠박스(1)의 형상에 따라 크기를 최소화 하기 위해 레버(30)가 굽어진 형상을 채택하는 것도 가능하다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 기어(10)와 캠(15)을 별도로 구성하여 결합시켰으나, 본 발명은 이에 한하지 않고, 기어(10)와 캠(15)을 일체로 형성하는 것도 가능하다.

상기한 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동공구교환장치에 의하면 동력전달을 위해 피니언과 기어를 사용하였으므로 정숙한 운전이 얻어지고 회전속도가 일정하게 유지되며 장치의 크기도 소형화되는 효과가 있다.

캠박스 하나에 모터가 장착되고 캠박스내에 설치되는 레버의 수를 감소시켰기 때문에 장치의 구조가 간단해지고 이에 따라 원가가 절감되는 효과가 있다.

기어의 회전에 종속하여 운동하는 레버의 수가 감소됨에 따라 링크의 수가 감소하여 보다 정숙한 운전이 얻어지는 효과가 있다.

본 발명에 따른 자동공구교환장치는 모터에 피니언을 설치하여 기어와 직교하도록 하였으므로 모터와 기어가 수평선상에 설치되어 캠박스를 슬림화하는 효과가 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동공구교환장치의 평면도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동공구교환장치의 측면도,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동공구교환장치의 스플라인 축이 후퇴한 상태를 나타낸 일부 평면도,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동공구교환장치의 스플라인 축이 전진한 상태를 나타낸 일부 평면도,

도 5는 종래의 자동공구교환장치를 나타낸 평면도,

도 6은 종래의 자동공구교환장치의 내부를 나타낸 평면도이다.

* 주요 도면 부호의 설명 *

1: 캠박스 2: 모터

3: 피니언 10: 기어

11: 레버안내홈 15: 캠

20: 스플라인 하우징 21: 캠홈결합롤러

25: 스플라인 축 26: 회전슬리브

30: 레버 32: 레버안내롤러

Claims (3)

1. 공구매거진(60)을 장착하여 상하운동과 회전운동을 하는 자동공구교환장치에 있어서,

   회전축에 피니언(3)이 결합된 모터(2)와;

   상기 피니언(3)에 맞물림하고 일면에 레버 안내홈(11)이 형성된 기어(10)와;

   상기 기어(10)에 결합되고 둘레에 캠홈(16)이 형성된 캠(15)과;

   상기 캠홈(16)에 결합되는 복수의 캠홈결합롤러(21)가 외주면에 설치되고 캠박스(1)에 회전가능하게 설치된 스플라인 하우징(20)과;

   상기 스플라인 하우징(20)에 결합되고 회전슬리브(26)가 일측에 구비되며 단부에 상기 공구매거진(60)이 장착되는 스플라인 축(25)과;

   상기 캠박스(1)에 일측이 힌지고정되며, 상기 레버 안내홈(11)에 삽입되는 레버안내롤러(32)가 형성되고 일측이 상기 회전슬리브(26)에 힌지고정되는 레버(30);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동공구교환장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 모터(2)는 상기 캠박스(1)에 직접 부착되는 것을 특징으로 하는 자동공구교환장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 기어(10)와 상기 피니언(3)의 회전축은 직교하는 것을 특징으로 하는 자동공구교환장치.