KR20060037336A

KR20060037336A - 클램프 장치

Info

Publication number: KR20060037336A
Application number: KR1020067000586A
Authority: KR
Inventors: 케이타로 요네자와; 가쿠 요시무라; 요스케 하루나; 히로노리 야마다
Original assignee: 가부시키가이샤 코스멕
Priority date: 2003-07-25
Filing date: 2004-07-09
Publication date: 2006-05-03
Also published as: CN1829584A; EP1649973B1; ATE441497T1; US20060226591A1; JPWO2005009676A1; DE602004022948D1; WO2005009676A1; CN100413642C; JP4619950B2; EP1649973A4; TWI334372B; TW200514648A; EP1649973A1

Abstract

하우징(8)에 구동 피스톤(11)을 상하 이동가능하게 삽입한다. 상기 하우징(8)의 지지면(S)보다 위쪽으로 풀 로드(18)를 상기 피스톤(11)에 반경방향으로 이동가능하게 연결한다. 상기 풀 로드(18)의 외주에 내측 결합구(38)를 상하로 이동가능하게 지지한다. 그 내측 결합구(38)를 상기 하우징(8)에 대하여 반경방향으로 이동가능하게 구성함과 아울러, 상기 내측 결합구(38)를 접시 스프링(41)에 의해 위쪽으로 진출시킨다. 워크 팔레트(2)의 결합구멍(3)에 삽입되는 복수의 외측 결합구(39)를 상기 내측 결합구(38)의 외주에 배치한다. 그 내측 결합구(38)에 상기 복수의 외측 결합구(39)를 위쪽으로부터 쐐기결합시킨다. 이들의 외측 결합구(39)에 상기 풀 로드(18)의 상부를 연결한다. 상기 복수의 외측 결합구(39)를 링형상의 판 스프링(44)에 의해 반경방향의 안쪽으로 밀어붙인다.

클래프 장치, 공작기계, 워크 팔레트, 쐐기결합, 스프링, 피스톤

Description

클램프 장치{CLAMP DEVICE}

본 발명은 공작기계 테이블(Table) 등의 제1 블럭(Block)에 워크 팔레트(Work Pallet) 또는 워크 피스(Work Piece) 등의 제2 블럭을 클램핑(Clamping)하는 장치에 관한 것이다.

이 종류 클램프 장치에는, 종래로는 특허문헌1에 기재된 것이 있다. 이 종래기술은 다음과 같이 구성되어 있다.

테이블로부터 돌출시킨 플러그(Plug)의 테이퍼진(Tapered) 외주면에 워크 팔레트의 테이퍼진 내주면을 결합시킴으로써 수평방향의 중심 어긋남을 흡수한다. 또한, 상기 플러그에 삽입한 풀 로드(Pull Rod)가 복수의 강구(鋼球)를 통하여 상기 워크 팔레트를 상기 테이블로 인장(引張)하여 고정한다.

특허문헌1 : 일본 특개2003-97519호 공보

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

상기 종래기술은 중심 어긋남의 흡수기구와 클램핑 기구를 개별적으로 설치하였으므로, 구성이 복잡하다는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 상기 문제점을 해소할 수 있는 클램프 장치를 제공하는 데에 있다.

과제를 해결하기 위한 수단 및 효과

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 예컨대, 도 1A에서 도 4B, 도 5A와 도 5B, 도 6A와 도 6B, 도 7A와 도 7B, 도 8, 도 10, 또는 도 11에 각각 도시하는 바와 같이, 클램프 장치를 다음과 같이 구성하였다.

제1 블럭(1)에, 제2 블럭(2)의 피지지면(被支持面, 2a)을 지지하는 지지면(S)을 설치한다. 상기 제1 블럭(1)에 구동부재(11)를 축심(軸芯)방향으로 이동가능하게 삽입한다. 상기 제1 블럭(1)의 상기 지지면(S)보다 선단방향으로 풀 로드(18)를 돌출시켜, 그 풀 로드(18)를 상기 구동부재(11)에 연결한다. 상기 풀 로드(18)의 외주에 내측 결합구(38)를 축심방향으로 이동가능하게 배치한다. 그 내측 결합구(38)를 상기 제1 블럭(1)에 대하여 반경방향으로 이동가능하게 구성함과 아울러, 상기 내측 결합구(38)를 압압(押壓)수단(41)에 의해 선단(先端)방향으로 진출가능하게 구성한다. 상기 제2 블럭(2)의 결합구멍(3)에 삽입되는 복수의 외측 결합구(39)를 상기 내측 결합구(38)의 외주에 배치한다. 그 내측 결합구(38)에 상기 복수의 외측 결합구(39)를 선단측으로부터 쐐기결합이 가능하게 구성한다. 이들의 외측 결합구(39)에 상기 풀 로드(18)의 출력부(46)를 연결한다. 상기 복수의 외측 결합구(39)를 복귀수단(44)에 의해 반경방향의 안쪽으로 이동가능하게 구성한다.

한편, 상기 복수의 외측 결합구(39)는 상기 내측 결합구(38)에 직접적으로 결합하는 경우와 간접적으로 결합하는 경우가 고려된다.

상기 압압수단(41)으로서는 스프링 또는 고무 등의 탄성체와, 유체압 피스톤과, 이들 탄성체 및 유체압 피스톤의 조합구조가 고려된다.

본 발명은 예컨대, 도 1A에서 도 4B에 도시하는 바와 같이 다음과 같이 작용한다.

상기 도 1A(및 도 2와 도 4A)의 릴리스(Release) 상태에서는, 상기 구동부재(11)가 상기 풀 로드(18)를 선단(先端)방향으로 이동시키고, 상기 외측 결합구(39)가 선단방향으로 축경(縮徑)이동하고 있다.

상기 제1 블럭(1)에 상기 제2 블럭(2)을 고정할 때에는 상기 결합구멍(3)을 상기 외측 결합구(39)에 외측으로 끼우고, 그 후, 상기 구동부재(11)에 의해 풀 로드(18)를 기단(基端)방향으로 이동시켜, 상기 내측 결합구(38)에 상기 외측 결합구(39)를 쐐기결합시켜 간다.

그러면, 먼저, 상기 압압수단(41)에 의해 거의 진출위치에 유지된 상기 내측 결합구(38)를 통하여 상기 복수의 외측 결합구(39)가 확경(擴徑)되고, 이들 외측 결합구(39)가 상기 결합구멍(3)에 접촉된다. 이어서, 상기 외측 결합구(39)가 상기 내측 결합구(38)를 통하여 상기 압압수단(41)을 기단방향으로 후퇴시키면서 확경하여 상기 결합구멍(3)에 밀착됨과 아울러, 상기 외측 결합구(39)가 상기 압압수단(41)에 저항하여 상기 내측 결합구(38)를 기단방향으로 후퇴시켜 간다. 계속하여, 상기 내측 결합구(38)가 상기 제1 블럭(1)에 직접 또는 간접적으로 받쳐져, 상기 외측 결합구(39)의 기단방향으로의 이동이 저지되었을 때에, 상기 내측 결합구(38)에 상기 외측 결합구(39)가 강력하게 쐐기결합하여 확경되어, 그 외측 결합구(39)가 상기 결합구멍(3)에 강력하게 밀착한다. 이에 의해, 상기 풀 로드(18)가 상기 강력하게 밀착한 외측 결합구(39)를 통하여 상기 제2 블럭(2)의 피지지면(2a) 을 상기 제1 블럭(1)의 지지면(S)에 강력하게 압압한다.

상기 로크(Lock) 작동시에 있어서, 상기 결합구멍(3)의 축심과 상기 풀 로드(18)의 축심이 중심 어긋나고 있는 경우에는, 상기 각 외측 결합구(39)의 확경시에 상기 결합구멍(3)으로부터 각 외측 결합구(39)에 반력(反力)이 작용하여, 그 반력이 상기 내측 결합구(38)를 상기 제1 블럭(1)에 대하여 반경방향으로 이동시킨다. 이에 의해, 상기 중심 어긋남을 자동적으로 해소할 수 있다.

따라서, 본 발명은 중심 어긋남의 흡수기구와 클램핑 기구를 겸비한 간단한 구성의 클램프 장치를 제공할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 예컨대, 도 2, 도 5A, 도 6A, 도 7A에 각각 도시하는 바와 같이, 상기 복수의 외측 결합구(39)를 선단측으로부터 덮는 커버부재(31)를 상기 풀 로드(18)의 선단부에 설치하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 풀 로드에 설치한 커버부재에 의해 상기 외측 결합구의 선단면을 덮을 수 있으므로, 그 외측 결합구와 상기 내측 결합구와의 사이에 이물이 침입하는 것을 방지할 수 있다. 이것 때문에, 상기 외측 결합구가 장기간에 걸쳐 원활하게 작동한다.

한편, 상기 커버부재는 상기 풀 로드와 일체로 형성하는 경우와 별체에 형성하는 경우가 생각된다. 그 별체식의 커버부재는 상기 풀 로드에 고정하는 경우와 상기 풀 로드에 지지하는 경우를 고려할 수 있다.

또한, 본 발명은 예컨대, 전술한 각 도면에 도시하는 바와 같이, 상기 커버부재(31)의 외주에 선단방향으로 좁아지는 가이드면(36)을 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 가이드면에 의해 상기 결합구멍을 원활하게 안내할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 예컨대, 전술한 각 도면에 도시하는 바와 같이, 상기 커버부재(31)와 상기 복수의 외측 결합구(39)를 반경방향으로 상대이동이 가능하면서도 축심방향으로 동행(同行)이동이 가능하게 연결하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 도 6A 또는 도 7A에 도시하는 바와 같이, 상기 커버부재(31)의 주벽(周壁, 31a)에 상기 복수의 외측 결합구(39)를 반경방향으로 이동가능하게 지지하여도 좋다.

또한, 본 발명은 하기의 클램프 장치를 포함한다.

예컨대, 도 1A와 도 1B 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 상기 제1 블럭(1)에 상기 지지면(S)을 원주방향으로 간격을 두고 복수 설치하고, 이웃하는 상기 외측 결합구(39, 39)의 이격된 틈에 의해 클리닝(Cleaning) 유체의 토출구(51)를 구성하고, 각 토출구(51)를 상기 각 지지면(S)으로 방향을 정하는 것이다. 이 경우, 상기 특정한 지지면을 강력하게 청소할 수 있으므로, 제2 블럭을 제1 블럭에 확실하면서 고정밀도로 착좌시키는 것이 가능하다.

또한, 본 발명에서는, 상기 풀 로드(18)를 밸런스(Balance)용 탄성체(27)에 의해 선단방향으로 밀어붙이는 것이 바람직하다. 이에 의해, 상기 풀 로드를 반경방향으로 원활하면서도 확실하게 이동시키는 것이 가능하다.

본 발명에 있어서는, 예컨대, 도 1A와 도 2에 도시하는 바와 같이, 상기 구동부재(11)에 상기 풀 로드(18)를 반경방향으로 이동가능하게 연결하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 풀 로드의 반경방향의 이동량을 큰 값으로 설정함으로써, 그 풀 로드의 출력부에 연결한 외측 결합구의 반경방향의 이동량도 크게 할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서는, 예컨대, 도 11에 도시하는 바와 같이, 상기 풀 로드(18)에 대하여 상기 내측 결합구(38)를 반경방향으로 이동가능하게 배치하여도 좋다. 이 경우, 상기 내측 결합구에 결합한 상기 외측 결합구를 반경방향으로 이동시키는 구조가 간단해진다.

도 1A에서 도 4B는 본 발명의 제1 실시형태를 나타내고 있다.

도 1A는 클램프 장치의 릴리스 상태를 입면(立面)에서 바라본 단면도로서, 도 1B 중의 1A-1A선 화살표 방향에 상당하는 단면도이다.

도 1B는 상기 클램프 장치의 평면도이다.

도 2는 상기 도 1A의 부분 확대도이다.

도 3은 상기 클램프 장치 로크 상태를 나타내고, 상기 도 1A과 유사한 도면이다.

도 4A는 상기 도 1A 중의 4A-4A선 화살표 방향의 확대 단면도이다.

도 4B는 상기 도 3 중의 4B-4B선 화살표 방향의 확대 단면도이다.

도 5A와 도 5B는 본 발명의 제2 실시형태를 나타내고 있다.

도 5A는 상기 도 2와 유사한 도면이다.

도 5B는 상기 도 5A 중의 5B-5B선 화살표 방향의 단면도이다.

도 6A와 도 6B는 본 발명의 제3 실시형태를 나타내고 있다.

도 6A는 상기 도 2와 유사한 도면이다.

도 6B는 상기 도 6A 중의 6B-6B선 화살표 방향의 단면도이다.

도 7A와 도 7B는 본 발명의 제4 실시형태를 나타내고 있다.

도 7A는 상기 도 2와 유사한 도면이다.

도 7B는 상기 도 7A 중의 7B-7B선 화살표 방향의 단면도이다.

도 8은 본 발명의 제5 실시형태를 나타내고, 상기 도 1A와 유사한 도면이다.

도 9는 상기 제5 실시형태의 변형예를 나타내고, 상기 도 8의 부분 확대도에 상당하는 도면이다.

도 10은 본 발명의 제6 실시형태를 나타내고, 상기 도 1A와 유사한 도면이다.

도 11은 본 발명의 제7 실시형태를 나타내고, 상기 도 2와 유사한 도면이다.

부호의 설명

1 : 제1 블럭,

2 : 제2 블럭(워크 팔레트), 2a…피지지면,

3 : 결합구멍,

11 : 구동부재(구동 피스톤),

18 : 풀 로드,

27 : 밸러스용 탄성체,

31 : 커버부재, 31a…주벽,

36 : 가이드면,

38 : 내측 결합구,

39 : 외측 결합구,

41 : 압압수단(접시 스프링, 압상(押上) 피스톤),

44 : 복귀수단(스프링, 끼움맞춤 구조),

46 : 출력부,

51 : 토출구,

S : 지지면.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

도 1A에서 도 4B는 본 발명의 제1 실시형태를 나타내고 있다.

먼저, 도 1A와 도 1B에 의해 클램프 장치의 전체 구조를 설명한다. 도 1A는 클램프 장치의 릴리스 상태를 입면에서 바라본 단면도이며, 도 1B 중의 1A-1A선 방향에 상당하는 단면도이다. 도 1B는 상기 클램프 장치의 평면도이다.

이 제1 실시형태에서는, 공작기계 테이블에 제1 블럭(1)을 재치(載置)하고, 그 제1 블럭(1)에, 제2 블럭인 워크 팔레트(2)을 지지하여 고정하도록 구성하고 있다.

상기 워크 팔레트(2)의 피지지면(2a)에는 원형 직선(Straight)구멍으로 이루어지는 결합구멍(3)이 복수 개구된다. 한편, 여기에서는 상기 결합구멍(3)을 한 개만 나타내고 있다. 또한, 상기 제1 블럭(1)에는 상기 결합구멍(3)에 대응하는 플러그 수단(4)이 설치된다.

상기 제1 블럭(1)은 베이스 플레이트(Base Plate, 6)와, 그 베이스 플레이트(6)의 장착구멍(7)에 끼워 넣어진 하우징(Housing, 8)를 구비한다. 그 하우징(8)의 플랜지(Flange, 8a)가 복수의 체결볼트(9)에 의해 상기 베이스 플레이트(6)에 고정된다.

상기 플러그 수단(4)은 다음과 같이 구성되어 있다.

상기 하우징(8)에 통(筒)형상의 구동 피스톤(구동부재, 11)이 축심방향으로 이동가능하게 삽입된다. 여기에서는, 상기 피스톤(11)이 축심 주위로 회전하는 것을 제1의 회전저지핀(12)에 의해 저지하고 있다. 상기 구동 피스톤(11)의 위쪽에 로크 실(室, 13)이 형성되며, 상기 구동 피스톤(11)의 아래쪽에 릴리스 실(14)이 형성된다.

한편, 상기 하우징(8)의 하부에는, 수나사 통(15)이 높이조절이 가능하게 나사결합되어 있다. 상기 피스톤(11)의 통 구멍의 상반부에는, 상하방향으로 뻗는 로드(18)의 하반부에 설치한 입력부(19)가 반경방향으로 이동가능하고 축심방향으로의 이동을 저지한 상태로 삽입된다.

더 상세하게는, 상기 입력부(19)의 외주면과 상기 피스톤(11)과의 사이에 제1 고리모양 틈(21)이 형성된다. 또한, 상기 풀 로드(18)를 상기 반경방향으로 원활하게 이동시키기 위하여, 상기 피스톤(11)의 통 구멍의 하반부에 덮개 볼트(26)가 높이조절이 가능하게 나사결합되고, 그 덮개 볼트(26)와 상기 풀 로드(18)와의 사이에 밸러스용 스프링(탄성체, 27)이 장착된다. 그리고, 상기 스프링(27)의 상향력(上向力)과 상기 풀 로드(18) 등의 중량을 균형이 잡히도록 구성하고 있다.

한편, 이 제1 실시형태에서는, 상기 풀 로드(18)가 축심 주위로 회전하는 것을 제2의 회전저지핀(29)에 의해 저지되고 있다. 이에 의해, 그 풀 로드(18)는 상기 회전저지핀(29)의 축심을 따라 반경방향으로 이동가능하게 된다.

상기 플러그 수단(4)의 상세한 구조를, 상기 도 1A와 도 1B을 참조하면서 도 2에서 도 4B에 의해 설명한다. 그 도 2는 상기 도 1A의 부분 확대도이다. 도 3은 상기 클램프 장치 로크 상태를 나타내며, 상기 도 1A와 유사한 도면이다. 도 4A는 상기 도 1A 중의 4A-4A선 화살표 방향의 확대 단면도이다. 도 4B는 상기 도 3 중의 4B-4B선 화살표 방향의 확대 단면도이다.

상기 풀 로드(18)의 외주에 통형상의 내측 결합구(38)가 상하 이동가능하게 지지되며, 그 내측 결합구(38)의 하반부의 외주면과 상기 하우징(8)의 관통구멍(8b)과의 사이에 제2 고리모양 틈(22)이 형성된다. 이에 의해, 그 내측 결합구(38)가 상기 하우징(8)에 대하여 반경방향으로 이동가능하게 된다. 상기 내측 결합구(38)가 축심 주위로 회전하는 것을 제3의 회전저지핀(30)에 의해 저지되어 있다. 한편, 이 제1 실시형태에서는 상기 풀 로드(18)의 상반부분을 횡단면에서 보아서 거의 정방형(正方形)으로 형성되어 있다. 이에 의해, 그 풀 로드(18)의 외주면과 상기 내측 결합구(38)의 내주면과의 사이에, 후술하는 클리닝용 압축공기의 종로(縱路, 56)을 형성하고 있다.

또한, 상기 내측 결합구(38)를 접시 스프링(압압수단, 4)1에 의해 윗쪽으로 진출시켜, 그 내측 결합구(38)의 소정량 이상의 상승을 스토퍼(Stopper, 42)에 의해 저지하고 있다. 그리고, 상기 접시 스프링(41)이 상기 하우징(8)의 관통구멍(8b)과 후술하는 세로구멍(縱孔, 60) 등의 개구부분을 위쪽으로부터 덮고 있다.

상기 워크 팔레트(2)의 결합구멍(3)에 삽입되는 네 개의 외측 결합구(39)가 상기 내측 결합구(38)의 외주에 원주방향으로 간격을 두고 배치된다. 그 내측 결합구(38)에 상기 복수의 외측 결합구(39)를 위쪽으로부터 쐐기결합이 가능하게 구성하고, 이들의 외측 결합구(39)에 상기 풀 로드(18)의 출력부(46)를 연결하고 있다.

더 상세하게는, 상기 풀 로드(18)의 상부에 캡 형태의 커버부재(31)가 볼트(32)에 의해 고정된다. 그리고, 상기 커버부재(31)의 상부와 상기 풀 로드(18)의 상부에 지지한 링(Ring, 33)과의 사이에, 상기 외측 결합구(39)의 상부 플랜지(40)가 반경방향으로 이동이 가능하여 상하방향의 상대이동을 저지한 상태로 삽입된다.

또한, 상기 내측 결합구(38)의 외주에서 가이드핀(guide pin, 43)을 돌출시켜, 그 핀 돌출부를, 이웃하는 외측 결합구(39·39)의 사이에 삽입하고 있다. 이에 의해, 상기 복수의 외측 결합구(39)가 상하방향으로 안내된다.

또한, 상기 복수의 외측 결합구(39)의 외주면에 링형상의 판 스프링(복귀 수단, 44)이 장착된다. 그 판 스프링(44)이 상기 각 외측 결합구(39)를 반경방향의 안쪽으로 밀어붙이고 있다.

한편, 상기 커버부재(31)의 상반부의 외주에는 윗쪽으로 좁아지는 테이퍼 가이드면(36)이 형성되어 있다.

상기 하우징(8)의 상면에는, 원주방향으로 간격을 두고 네 개의 지지로드(48)가 압입된다. 상기 각 지지로드(48)의 상면에 마련된 지지면(S)이 상기 워크 팔레트(2)의 상기 피지지면(2a)를 지지하도록 되어 있다. 여기에서는, 상기 각 지지로드(48)는 상기 가이드핀(43)의 돌출방향에 대응하는 위상(位相)으로 배치되어 있다. 그리고, 상기 풀 로드(18)는 상기 지지면(S)보다 윗쪽으로 돌출되어 있다.

상기 네 개의 지지로드(48) 중 임의의 지지로드(48)에, 착좌(着座) 확인용의 검출노즐구멍(49)을 개구하고, 그 검출노즐구멍(49)에 검출용의 압축공기를 공급가능하도록 구성하고 있다. 그리고, 상기 피지지면(2a)이 상기 지지면(S)에 접촉하면, 상기 검출노즐구멍(49) 안의 압력이 상승한다. 그 압력상승을 압력스위치 등으로 검출함으로써, 상기 워크 팔레트(2)가 상기 지지로드(48)에 착좌되었음을 확인할 수 있다.

또한, 상기 이웃하는 클램프 도구(39·39)의 이격 틈에 의해 클리닝용 압축공기(클리닝 유체)의 토출구(51)를 구성하고, 각 토출구(51)를 상기 각 지지면(S)으로 방향을 정하고 있다. 또한, 상기 커버부재(31)의 외주면에 상기 클리닝용의 압축공기의 다른 토출구(52)를 복수 개구하고 있다. 상기 베이스 플레이트(6)에는 상기 압축공기의 공급구(53)를 설치하고 있다.

상기 구성의 클램프 장치의 작동을, 주로 상기 도 1A와 도 3에 의해 설명한다.

상기 도 1A의 릴리스 상태에서는, 상기 로크 실(13)의 압유(壓油)를 배출함과 아울러 상기 릴리스 실(14)에 압유를 공급하고 있다. 이에 의해, 상기 구동 피 스톤(11)이 상기 풀 로드(18)를 상승시키고, 그 풀 로드(18)가 상기 커버부재(31) 및 상기 링(33)을 통하여 상기 외측 결합구(39)를 상승시켜, 그 외측 결합구(39)가 축경(縮徑)상태로 전환되어 있다. 상기 내측 결합구(38)는 상기 접시 스프링(41)에 의해 진출 행정(行程, stroke)만큼 상승하여, 상기 외측 결합구(39)에 가볍게 테이퍼 결합하거나, 또는 상기 외측 결합구(39)에 약간의 틈을 두고 대면(對面)하고 있다.

상기 제1 블럭(1)에 상기 워크 팔레트(2)를 고정할 때에는, 미리 클리닝 조작을 행한다. 즉, 도 1A와 도 1B에 도시하는 바와 같이, 상기 베이스 플레이트(6) 내의 상기 공급구(53)에 클리닝용의 압축공기를 공급하면, 그 압축공기는 상기 하우징(8) 안의 횡로(橫路, 55)와 상기 풀 로드(18)의 외주의 종로(56)를 순서대로 통하여, 상기 각 토출구(51)로부터 반경방향의 바깥쪽으로 기세 좋게 토출되며, 그 토출된 압축공기가 상기 네 개의 지지면(S)을 청소한다.

한편, 상기 클리닝용의 압축공기는 상기 하우징(8)의 관통구멍(8b)의 주벽에 설치한 세로구멍(60)에도 공급되어, 그 압축공기가 상기 접시 스프링(41)의 상단과 상기 내측 결합구(38)와의 틈, 또는 상기 접시 스프링(41)의 하단과 상기 하우징(8)과의 틈으로부터 수평방향으로 토출가능하도록 되어 있다.

그 후, 도 1A의 이점쇄선으로 도시하는 바와 같이, 상기 릴리스 상태에서 상기 워크 팔레트(2)를 하강시켜 상기 결합구멍(3)을 상기 복수의 외측 결합구(39)에 끼워맞춰나간다. 상기 워크 팔레트(2)의 하강 도중에는, 상기 다른 토출구(52)로부터 윗방향으로 비스듬하게 토출된 압축공기가 상기 결합구멍(3)을 충분히 클리닝 할 수 있게 되어 있다.

이어서, 상기 릴리스 실(14)의 압유를 배출함과 아울러 상기 로크 실(13)에 압유를 공급한다. 그러면, 상기 피스톤(11)이 상기 풀 로드(18)를 통하여 상기 외측 결합구(39)를 하강시켜, 상기 외측 결합구(39)의 테이퍼진 내주면이 상기 내측 결합구(38)의 테이퍼형 쐐기면(47)에 쐐기결합하여 간다.

그러면, 상기 접시 스프링(41)의 밀어붙이는 힘에 의해 거의 상승위치에 유지된 내측 결합구(38)를 통하여 상기 외측 결합구(39)가 확경하여 상기 결합구멍(3)에 접촉한다. 이어서, 그 외측 결합구(39)가 상기 내측 결합구(38)를 통하여 상기 접시 스프링(41)을 아랫쪽으로 압축하면서 확경하여 상기 결합구멍(3)에 밀착하고, 이와 동시에, 그 외측 결합구(39)가 상기 접시 스프링(41)의 밀어붙이는 힘에 저항하여 상기 내측 결합구(38)를 아랫쪽으로 후퇴시켜 간다. 계속하여, 도 3에 도시하는 바와 같이, 그 내측 결합구(38)가 상기 접시 스프링(41)을 통하여 상기 하우징(8)의 상부의 관통구멍(8b)의 주벽의 돌기(61)에 지지된다. 그러면, 그 지지된 내측 결합구(38)에 상기 외측 결합구(39)가 강력하게 쐐기결합하여 확경하고, 그 외측 결합구(39)가 상기 결합구멍(3)에 강력하게 밀착된다. 이에 의해, 상기 풀 로드(18)가 상기 강력하게 밀착한 외측 결합구(39)를 통하여 상기 워크 팔레트(2)의 피지지면(2a)를 상기 제1 블럭(1)의 지지면(S)에 강력하게 압압한다.

한편, 상기 로크 이동의 시작시에, 상기 제1 블럭(1)의 상기 지지면(S)과 상기 제2 블럭(2)의 상기 피지지면(2a)이 거의 완전히 접촉하고, 그 피지지면(2a)이 상기 지지면(S)에 지지되어 있는 경우에는, 그 로크 이동시에 상기 외측 결합구 (39)가 다음과 같이 작동한다. 상기 외측 결합구(39)는 상기 결합구멍(3)에 밀착한 후, 상기 접시 스프링(압압수단, 41)에 저항하여 상기 내측 결합구(38)를 아랫쪽으로 이동시킴으로써, 그 결합구멍(3)에 대하여 슬라이딩되면서 아랫쪽으로 이동하여 간다. 그리고, 전술한 바와 같이 상기 외측 결합구(39)의 아래쪽으로의 이동이 저지되었을 때에, 그 외측 결합구(39)가 상기 결합구멍(3)에 강력하게 밀착하여, 그 외측 결합구(39)가 상기 제2 블럭(2)을 상기 제1 블럭(1)에 강력하게 압압한다.

이에 대하여, 어떠한 원인에 의해, 상기 로크 이동의 시작시에 있어서 상기 제1 블럭(1)의 상기 지지면(S)과 상기 제2 블럭(2)의 상기 피지지면(2a)과의 사이에 틈이 존재하는 경우에는, 그 로크 이동시에 상기 외측 결합구(39)가 다음과 같이 작동한다. 상기 외측 결합구(39)가 상기 결합구멍(3)에 밀착한 후, 그 밀착 상태의 외측 결합구(39)가 상기 결합구멍(3)을 통하여 상기 제2 블럭(2)을 상기 제1 블럭(1)에 향하여 이동시킨다. 그리고, 전술한 바와 같이 상기 외측 결합구(39)의 아래쪽으로의 이동이 저지되었을 때에, 그 외측 결합구(39)가 상기 결합구멍(3)에 강력하게 밀착하여, 그 외측 결합구(39)가 상기 제2 블럭(2)을 상기 제1 블럭(1)에 강력하게 압압한다.

상기 로크 작동시에 있어서, 상기 결합구멍(3)의 축심과 상기 풀 로드(18)의 축심이 중심 어긋나고 있는 경우에는 상기 각 외측 결합구(39)의 확경시에 상기 결합구멍(3)으로부터 상기 외측 결합구(39)에 반력이 작용하여, 그 반력이 상기 풀 로드(18) 및 상기 내측 결합구(38)를 상기 구동 피스톤(11) 및 상기 하우징(8)에 대하여 반경방향으로 이동시킨다. 이에 의해, 상기 중심 어긋남을 자동적으로 해소할 수 있다.

상기 로크 상태로부터 상기 릴리스 상태로 전환할 때에는, 전술한 바와 같이 상기 로크 실(13)의 압유를 배출함과 아울러 상기 릴리스 실(14)에 압유를 공급하면 좋다. 이에 의해, 상기 구동 피스톤(11)이 상기 풀 로드(18)를 통하여 상기 외측 결합구(39)를 상승시켜, 그 외측 결합구(39)가 상기 판 스프링(44)에 의해 축경되므로, 상기 로크 상태가 해제된다.

상기 제1 실시형태는 다음과 같이 변경가능하다.

상기 지지면(S)은 원주방향으로 복수 설치하는 것에 대신하여, 상기 하우징(8)의 상기 플랜지(8a)의 상면에 평면에서 보아서 링형상으로 형성하여도 좋다. 또한, 상기 하나 또는 복수의 지지면(S)은 상기 하우징(8)에 설치하는 것에 대신하여, 상기 베이스 플레이트(6)에 설치하는 것도 가능하다. 그 베이스 플레이트(6)와 상기 하우징(8)은 별체로 형성하는 것에 대신하여, 일체로 형성하여도 좋다.

상기 밸러스용 스프링(27)은 상기 풀 로드(18)를 원활하게 수평 이동시키는데 있어서는 바람직하지만, 클램프 장치의 사용조건에 따라 생략가능하다.

상기 릴리스 상태에 있어서, 전술한 바와 같이 상기 접시 스프링(41)에 프리 로드(Free Rod)를 추가하지 않는 것이 바람직하지만, 이에 대신하여, 그 접시 스프링(41)에 작은 프리 로드를 작용시키도록 하여도 지장 없다. 또한, 상기 접시 스프링(41)은 압축 코일 스프링 또는 고무 등으로 대체가능하다.

도 5A와 도 5B, 도 6A와 도 6B, 도 7A와 도 7B, 도 8, 도 10, 도 11은 각각, 제2 실시형태에서 제7 실시형태를 나타내고 있다. 이들 다른 실시형태에서는, 상기 제1 실시형태의 구성부재와 유사한 부재에는 원칙으로서 동일한 부호를 붙이고 있다.

도 5A와 도 5B는 본 발명의 제2 실시형태를 나타내고 있다.

도 5A는 상기 도 2와 유사한 도면이다. 도 5B는 상기 도 5A 중의 5B-5B선 화살표 방향의 단면도이며, 상기 도 4A와 유사한 도면이다.

이 제2 실시형태는 상기 도 2 및 도 4A의 구조와 비교하여 다음 구조가 다르다.

상기 외측 결합구(39)의 상부로부터 반경방향의 바깥쪽으로 상부 플랜지(40)가 돌출된다. 그 상부 플랜지(40)가 상기 커버부재(31)에 반경방향으로 이동가능하고, 또한 상하방향으로의 이동을 저지한 상태로 지지된다.

또한, 상기 내측 결합구(38)은 수평단면에서 보아서 거의 정방형으로 형성되어 있고, 윗쪽으로 향함에 따라 축심에 가까워지는 네 개의 쐐기면(47)을 구비한다. 각 쐐기면(47)에 상기 외측 결합구(39)가 쐐기결합되어 있다.

그리고, 상기 네 개의 외측 결합구(39)가 고무제 0링(복귀수단, 44)에 의해 축경되어 있다.

도 6A와 도 6B는 본 발명의 제3 실시형태를 나타내고 있다. 도 6A는 상기 도 2와 유사한 도면이다. 도 6B는 상기 도 6A 중의 6B-6B선 화살표 방향의 단면도이며, 상기 도 4A와 유사한 도면이다.

이 제3 실시형태는 상기 도 2 및 도 4A의 구조와 비교하여 다음 구조가 다르 다.

상기 커버부재(31)의 주벽(31a)에는 원주방향으로 복수의 지지구멍(67)이 형성된다. 각 지지구멍(67)에 상기 각 외측 결합구(39)의 하반부가 반경방향으로 이동가능하게 삽입된다. 그리고, 상기 커버부재(31)의 안쪽공간에서 상기 복수의 외측 결합구(39)의 상반부에 상기 링형상의 판 스프링(복귀수단, 44)이 장착된다. 각 외측 결합구(39)의 외주면에는 톱날형상의 결합부(39a)가 형성되어 있다.

이 제3 실시형태에 따르면, 로크 작동시에, 상기 외측 결합구(39)의 상기 톱날형상의 결합부(39a)가 상기 결합구멍(여기서는 도시하지 않음)의 주벽에 소성변형 또는 탄성변형에 의해 파고 들어가서 내려가므로, 상기 워크 팔레트(도시하지 않음)를 강력하게 고정할 수 있다.

도 7A와 도 7B는 본 발명의 제4 실시형태를 나타내고 있다. 도 7A는 상기 도 2와 유사한 도면이다. 도 7B는 상기 도 7A 중의 7B-7B선 화살표 방향의 단면도이며, 상기 도 4A와 유사한 도면이다.

이 제4 실시형태는 상기 도 2 및 도 4A의 구조와 비교하여 다음 구조가 다르다.

상기 커버부재(31)의 주벽(31a)에는 원주방향으로 거의 등간격으로 네 개의 지지구멍(67)이 개구된다. 각 지지구멍(67)에 상기 각 외측 결합구(39)가 반경방향으로 이동가능하게 삽입된다.

또한, 상기 내측 결합구(38)의 외주에는 윗쪽을 향함에 따라 축심에 가까워지는 경사홈(69)이 원주방향으로 거의 등간격으로 네 개 설치된다. 각 경사홈(69) 은 횡단면에서 보아서 V자 형상으로 형성되어 있고, 그 바닥벽에 상기 쐐기면(47)을 형성하고 있다. 그리고, 상기 경사홈(69)의 주벽과 상기 외측 결합구(39)과의 끼움맞춤 구조에 의해 상기 복귀수단(44)을 구성하고 있다.

이 제5 실시형태는 상기 도 1A의 구조와 비교하여 다음 구조가 다르다.

상기 내측 결합구(38)의 하부 플랜지(72)가 상기 하우징(8)의 상부 내에 반경방향으로 이동가능하게 삽입된다. 또한, 상기 접시 스프링(압압수단, 41)과 스프링 받침대(73) 및 저지고리(74)가 상기 하우징(8) 안에 수용된다. 또한, 상기 내측 결합구(38)와 상기 하우징(8)과의 사이의 고리모양 틈을, 고무제의 가요성 커버(75)에 의해 덮고 있다. 이에 의해, 외부의 이물이 상기 하우징(8)의 내부로 침입되는 것을 확실하게 방지하고 있다.

도 9는 상기 제5 실시형태의 변형예를 나타내고, 상기 도 8의 부분 확대도에 상당하는 도이다.

이 경우, 상기 내측 결합구(38)와 상기 하우징(8)과의 사이의 고리모양 틈을, 합성 수지제의 립(Lip, 77)에 의해 덮고 있다. 또한, 상하방향으로 적층시킨 복수 개의 접시 스프링(41)에 의해 상기 압압수단을 구성하고 있다.

이 제6 실시형태는 상기 도 1A의 구조와 비교하여 다음 구조가 다르다.

상기 내측 결합구(38)의 하반부에 슬리브(Sleeve, 79)가 기밀형상으로 외측 에서 끼워져서, 그 슬리브(79)가 상기 하우징(8)에 대하여 반경방향으로 상대이동 가능하게 되어 있다. 상기 슬리브(79)의 상부 외주와 상기 하우징(8)의 표면과의 사이에 합성 수지제의 립(80)을 장착하고 있다.

또한, 상기 압압수단(41)이 다음과 같이 구성된다. 상기 하우징(8)의 상부와 상기 구동 피스톤(11)의 상부와의 사이에, 압상(押上) 피스톤(83)이 기밀형상으로 삽입된다. 상기 압상 피스톤(83)의 아래쪽의 작동실(84)에 상기 로크 실(13)이 연 통된다.

상기 로크 작동시에 상기 로크실(13)에 압유를 공급하면, 그 압유 공급의 시작시부터 전반기(前半期)에는 상기 작동실(84)로부터 상기 압상 피스톤(83)에 작용하는 상향(上向)의 유압력이 그 압상 피스톤(83)과 상기 슬리브(79)를 통하여 상기 내측 결합구(38)를 윗쪽의 진출위치에 유지시킨다. 그리고, 상기 압유 공급의 후반기(後半期)에는 상기 구동 피스톤(11)의 대면적에 작용하는 큰 유압력이 상기 압상 피스톤(83)에 작용하는 상향력에 저항하여, 상기 풀 로드(18)를 통하여 상기 복수의 외측 결합구(39)를 강력하게 확경 하강시키는 것이다.

한편, 이 제6 실시형태에서는 상기 내측 결합구(38)는 상기 슬리브(79)와 상기 압상 피스톤(83)과 상기 작동실(84)의 압유를 통하여 상기 하우징(8)에 지지되게 된다.

도 11은 본 발명의 제7 실시형태를 나타내고, 상기 제1 실시형태의 도 2와 유사한 도면이다.

그 도 11은 상기 도 1A 및 도 2과 비교하여 다음 구조가 다르다.

도 1A 및 도 2에서는 상기 풀 로드(18)의 하부의 외주면과 상기 구동 피스톤(11)과의 사이에 제1 고리모양 틈(21)을 형성하고, 그 피스톤(11)에 상기 풀 로드(18)를 반경방향으로 이동가능하게 연결하고 있다.

이에 대하여, 도 11에서는 상기 하우징(8)에 상기 풀 로드(18)를 상하 이동 가능하면서도 반경방향으로의 이동을 저지한 상태로 지지하고, 그 풀 로드(18)를 상기 구동 피스톤(여기서는 도시하지 않음)과 일체로 형성하고 있다. 또한, 상기 풀 로드(18)의 외주면과 상기 내측 결합구(38)과의 사이에 고리모양 틈(90)을 형성하고, 이에 의해, 상기 풀 로드(18)에 대하여 상기 내측 결합구(38)를 반경방향으로 이동가능하게 배치하고 있다. 한편, 상기 클리닝 유체의 횡로(55)는 상기 고리모양 틈(90)을 경과하여 상기 토출구(51)에 연통되어 있다. 또한, 상기 풀 로드(18)의 상부의 수나사(출력부, 46)에 상기 커버부재(31)가 나사고정되어 있다.

상기 도 11의 구성은 도 1A 및 도 2과 비교하여, 상기 내측 결합구(38)에 결합된 상기 외측 결합구(39)를 반경방향으로 이동시키는 구조가 간단해진다.

상기 각 실시형태나 각 변형예는 다음과 같이 더 변경할 수 있다.

상기 외측 결합구(39)는 예시한 네 개로 구성하는 것에 대신하여, 두 개 또는 세 개, 또는 다섯 개 이상으로 구성하여도 좋다.

상기 내측 결합구(38)와 상기 외측 결합구(39)와의 사이의 쐐기공간(W)의 형상은 예시한 형상에 한정되지는 않으며, 당업자라면 각종의 변경을 가하는 일이 가능하다. 예컨대, 상기 내측 결합구(38)의 상기 쐐기면(47)과 상기 외측 결합구(39)과의 사이에 중간부재를 개재시켜도 좋다.

상기 구동 피스톤(구동부재, 11)을 구동하는 방식은 예시한 유압복동식에 대신하여 유압단동식이라도 좋다. 그 유압단동식의 경우에는 스프링 로크식의 경우와 스프링 릴리스식의 경우가 고려된다. 또한, 로크 또는 릴리스에 사용하는 압력유체는 압유에 대신하여, 압축공기 등의 가스이라도 좋다.

또한, 상기 클리닝용의 유체는 예시한 압축공기에 대신하여, 액체를 이용하여도 좋다.

상기 제1 블럭과 제2 블럭과의 조합은 예시한 베이스 플레이트(6)와 워크 팔레트(2)의 조합에 대신하여, 공작기계 테이블과 워크 팔레트의 조합, 워크 팔레트와 치구(治具) 베이스의 조합, 치구 베이스와 워크 피스의 조합, 용접치구 등의 작업용 치구와 워크 피스 등의 작업물의 조합이라도 좋다.

Claims

제1 블럭(1)에, 제2 블럭(2)의 피지지면(被支持面, 2a)을 지지하는 지지면(S)을 설치하고,

상기 제1 블럭(1)에 구동부재(11)를 축심(軸芯)방향으로 이동가능하게 삽입하고,

상기 제1 블럭(1)의 상기 지지면(S)보다 선단방향으로 풀 로드(Pull Rod, 18)를 돌출시켜, 그 풀 로드(18)를 상기 구동부재(11)에 연결하고,

상기 풀 로드(18)의 외주에 내측 결합구(38)를 축심방향으로 이동가능하게 배치하고,

그 내측 결합구(38)를 상기 제1 블럭(1)에 대하여 반경방향으로 이동가능하게 구성함과 아울러, 상기 내측 결합구(38)를 압압(押壓)수단(41)에 의해 선단(先端)방향으로 진출가능하게 구성하고,

상기 제2 블럭(2)의 결합구멍(3)에 삽입되는 복수의 외측 결합구(39)를 상기 내측 결합구(38)의 외주에 배치하며, 그 내측 결합구(38)에 상기 복수의 외측 결합구(39)를 선단측으로부터 쐐기결합이 가능하게 구성하여, 이들의 외측 결합구(39)에 상기 풀 로드(18)의 출력부(46)를 연결하며,

상기 복수의 외측 결합구(39)를 복귀수단(44)에 의해 반경방향의 안쪽으로 이동가능하게 구성한 것을 특징으로 하는 클램프 장치.
제1항에 있어서,

상기 복수의 외측 결합구(39)을 선단측에서 덮는 커버부재(31)를 상기 풀 로드(18)의 선단부에 설치한 것을 특징으로 하는 클램프 장치.
제2항에 있어서,

상기 커버부재(31)의 외주에, 선단방향으로 좁아지는 가이드면(36)을 형성한 것을 특징으로 하는 클램프 장치.
제2항에 있어서,

상기 커버부재(31)와 상기 복수의 외측 결합구(39)를 반경방향으로 상대이동 가능하면서도 축심방향으로 동행(同行) 이동가능하게 연결한 것을 특징으로 하는 클램프 장치.
제4항에 있어서,

상기 커버부재(31)의 주벽(31a)에 상기 복수의 외측 결합구(39)을 반경방향으로 이동가능하게 지지한 것을 특징으로 하는 클램프 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 블럭(1)에 상기 지지면 (S)을 원주방향으로 간격을 두고 복수 설치하고, 이웃하는 상기 외측 결합구(39, 39)의 이격 틈에 의해 클리닝 유체의 토출구 (51)를 구성하고, 각 토출구(51)를 상기 각 지지면(S)으로 방향을 정한 것을 특징으로 하는 클램프 장치.
제1항에 있어서,

상기 풀 로드(18)를 밸러스용 탄성체(27)에 의해 선단방향으로 밀어붙인 것을 특징으로 하는 클램프 장치.
제1항에 있어서,

상기 구동부재(11)에 상기 풀 로드(18)를 반경방향으로 이동가능하게 연결한 것을 특징으로 하는 클램프 장치.
제1항에 있어서,

상기 풀 로드(18)에 대하여 상기 내측 결합구(38)를 반경방향으로 이동가능하게 배치한 것을 특징으로 하는 클램프 장치.