KR20090060505A - 볼리테이너가 구비된 클램프장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수직 또는 수평형 머시닝 센터의 주축 하단에서 툴을 클램핑 또는 언클램핑하는 클램프장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 툴홀더의 클램핑 또는 언클램핑을 용이하게 하기 위하여 주축이 회전하지만 주축에 구비된 볼리테이너에 삽입된 볼이 툴홀더를 잡아주므로 드로우바는 회전하지 않고 전·후진만 하므로 짧은 스프링의 채택이 가능하며, 툴홀더를 잡아주는 볼리테이너에 삽입된 볼을 볼홈과 페이퍼가 구비된 콜렛과 연동하여 상·하운동하는 볼 타입으로 구비하여 간단한 구성으로 제작이 용이한 클램프장치를 제공한다.

머시닝 센터, 드로우바, 비회전, 볼리테이너, 볼

Description

볼리테이너가 구비된 클램프장치{The clamp equipment possess the ball retainer}

본 발명은 수직 또는 수평형 머시닝 센터의 주축 하단에서 툴을 클램핑 또는 언클램핑하는 클램프장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 볼 타입의 클램프구조에서 콜렛에 볼홈을 구비하고 볼이 상·하운동을 할 수 있도록 볼리테이너를 구비하여 볼이 전·후진운동은 하지 않고 상·하운동만 하면서 공구의 툴홀더를 용이하게 클램핑 또는 언클램핑이 가능하게 한 클램프장치에 관한 것이다.

일반적으로 머시닝 센터는 드릴링이나 앤드밀 또는 탭핑과 같은 다양한 작업을 실시할 수 있으며 작업의 종류에 따라서 용도에 부합되는 툴을 장착한 툴홀더를 선택하여 사용하게 되며, 머시닝 센터의 주축 하단에 툴홀더를 클램핑·언클램핑하기 위한 수단으로서는 툴홀더를 주축 하단에 끼운 다음 드로바를 상승시켜 원주방향으로 다수 분할된 콜렛이 오므라들게 함으로써 툴홀더가 고정되게 하고 분리시에는 드로바를 하강시켜 콜렛이 확개되어 툴홀더가 분리되게 구성된다.

종래기술로는 도 1에서 도시한 바와 같이 등록특허10-0628798호가 있는데, 머시닝 센터 주축 툴홀더 구조의 단면도로서 a)는 언클램핑 상태도이고 b)는 클램 핑 상태도이며, 구성을 살펴보면 주축(1)의 안쪽으로 피스톤 로드(20) 및 코일스프링(21)에 의해 승강되는 드로바(4)를 구비하고, 드로바(4) 상단에 탄지판(22)을 고정 설치하여 탄지판(22) 아래쪽에는 코일스프링(21)이 탄지되게 설치하고 위쪽에는 피스톤 로드(20)가 접촉되게 하며, 코일스프링(21)의 하단부는 지지판(23) 상에 위치되게 함으로써 드로바(4)가 코일스프링(21)의 탄지력에 의해 항상 위쪽으로 탄지되게 구성되고, 주축(1) 내에 위치한 드로바(4)의 하단부에는 콜렛 연결구(13)를 결합 구성하되 콜렛 연결구(13)의 하단에는 내측면에 걸림턱(11)이 구성된 콜렛(5)을 연결 구성하고, 콜렛(5) 외면에는 외향돌부(10)가 구성되게 하고 외향돌부(10)는 주축(1) 하단에 형성된 단턱(7)에 선택적으로 위치하면서 콜렛(5)이 오므라들거나 확개되게 구성하며, 주축(1) 하단부에는 툴홀더(8)가 끼워지는 삽입부(9)가 구성되며 삽입부(9)에 툴홀더(8)가 결합되면 툴홀더(8) 상단에 형성된 걸림돌기(6)가 콜렛(5)의 걸림턱(11)과 고정되는 구성이다.

또 다른 종래기술로는 도 2에서 도시한 공개특허 10-2005-0070740호가 있는데, 스프링수단을 갖는 팰릿 클램프장치로서 a)는 언클램핑 상태도이고, b)는 클램핑 상태도이며, 구성을 살펴보면 팰릿의 클램프 동작이 유압이 아닌 스프링수단으로 이루어지도록 하여 작동의 신뢰성을 확보할 수 있도록 한 머시닝센터의 팰릿 클램프 장치에 관한 것으로, 공작물을 지지하는 팰릿(20)을 테이블(30)상의 해당 로케이팅 위치에서 클램핑/언클램핑시키기 위한 장치에 있어서, 상기 테이블(30)의 해당 로케이팅 위치에 형성되고 하나 이상의 언클램프 유압포트(41)를 갖는 원형의 실린더(40)와; 상기 팰릿(20)의 저면에 위치한 로케이팅 컵(22)이 안착되도록 상기 실린더(40)의 상부에 고정 장착되고, 관통된 풀 스터드 삽입구멍(64)에 환형의 볼홈(54)이 형성되어 있는 로케이팅 콘(50)과; 상기 로케이팅 콘(50)에 일축선상으로 슬라이딩 이동가능하게 결합됨과 동시에 상기 실린더(40)의 언클램프 유압포트(41)에 작용하는 유압에 의해 상승하고, 상승시 상기 볼홈(54)과 대응하는 원주상에 하나 이상의 볼구멍(62)을 구비하고 중심선 상에 관통된 풀스터드 삽입구멍(64)을 갖는 콜렛(60)과; 상기 콜렛(60)의 볼구멍(62)에 위치하여 콜렛(60)의 상승 및 하강 위치에 따라 원주상에 배열되어 상기 팰릿(20)측 풀스터드를 해제 및 고정하는 하나 이상의 볼(70)과; 상기 콜렛(60)과 로케이팅 콘(50)과의 사이에 개재되어 상기 언클램프 유압포트(41)에 유압이 해제되면 탄성 반발력에 의해 콜렛(60)을 하강시켜 상기 볼(70)을 풀스터드 삽입구멍(64) 내로 밀어내는 클램프용 스프링수단을 포함한 구성이 있었다.

상기의 종래기술인 도 1은 드로우바가 주축 내부에 길게 형성된 스프링력에 의하여 상·하강하면서 툴홀더를 클램핑 또는 언클램핑하는 구성으로 스프링이 길게 형성되어야 하기 때문에 제작비용이 상승하는 문제가 있었고, 드로우바가 주축과 함께 회전하는 구성으로 정밀가공이 되지 않으면 진동이 발생하므로 정밀가공이 필요하여 제작이 어렵고 긴 길이로 인하여 드로우바 제작비용이 상승한다는 문제점이 있었다.

또 다른 종래기술인 도 2는 짧은 스프링과 볼타입을 채택한 클램프장치이긴 하지만 볼이 상하좌우방향으로 이동하면서 툴홀더를 클램핑 또는 언클램핑하므로 볼의 위치변화가 많은 만큼 마찰력이나 구성이 복잡해지고 이로 인하여 제작이 어렵고 제작비용이 상승한다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 툴홀더의 클램핑 또는 언클램핑을 용이하게 하기 위하여 주축이 회전하지만 주축에 구비된 볼리테이너에 삽입된 볼이 툴홀더를 잡아주므로 드로우바는 회전하지 않고 전·후진만 하므로 짧은 스프링의 채택이 가능하며, 툴홀더를 잡아주는 볼리테이너에 삽입된 볼을 콜렛과 연동하여 상·하운동하는 볼 타입으로 구비하므로 간단한 구성으로 제작이 용이한 클램프장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 회전하는 주축에 구비된 볼리테이너에 삽입된 볼이 툴홀더를 잡아주는 구성을 구비하여, 드로우바가 회전하지 않고 전·후진만 하므로 정밀가공이 필요 없으며 짧은 스프링의 채택이 가능한 효과 있으며, 또한 드로우바가 비회전식이므로 진동이 없고 구동시 신뢰성이 확보되는 효과도 있고, 툴홀더를 잡아주는 볼리테이너에 삽입된 볼을 콜렛과 연동하여 상·하운동하는 볼 타입의 클램프장치를 구비하여 구성이 간단해지고 제작이 용이하며 제작비용이 절감되는 효과가 있다.

본 발명의 상세한 설명은 첨부되는 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명 볼리테이너가 구비된 클램프장치의 클램핑·언클램핑 상태의 비교도이고, 도 4는 본 발명 클램프장치의 클램핑 상태도이며, 도 5는 본 발명 클램프장치의 언클램핑 상태도이다.

본 발명은 도 3에서 도시한 바와 같이 머시닝 센터 주축(100)의 내부에 드로우바(101)가 삽입되며, 드로우바(101)의 끝단에는 드로우바돌기(102)가 구비되고, 드로우바돌기(102)는 드로우바(101)가 후진시에 콜렛(104)의 단턱(105)과 접촉하여 콜렛(104)을 후진시키며, 콜렛(104)과 주축(100)에 구비된 스프링지지턱(108) 사이에는 스프링(103)이 삽입 구비되어 전진시에는 이완되면서 콜렛(104)을 전진시키고 후진시에는 압축되고, 단턱(105)이 구비된 콜렛(104)의 반대편에는 볼(111)과 접촉하면서 마찰력을 최대한 줄이고 용이하게 이동가능하도록 경사진 페이퍼(106)가 구비되며 콜렛(104)의 전·후진에 따라 볼(111)이 삽·탈되는 볼홈(107)이 구비되고, 콜렛(104)의 볼홈(107)의 끝단과 이격되어 주축(100)에 고정된 볼리테이너(109)가 구비되며 볼리테이너(109)에는 볼(111)이 상하운동하는 볼구멍(110)이 구비되고, 볼구멍(110)에는 볼(111)이 삽입되고, 툴홀더(112)의 끝단에는 걸림돌기(113)가 구비되어 볼(111)에 걸리도록 구성된다.

본 발명은 회전하는 주축(100)에 삽입된 드로우바(101)는 회전하지 않고 전·후진만 하고, 툴홀더(112)는 콜렛(104)과 연동하는 볼리테이너(109)에 삽입된 볼(111)이 잡아주기 때문에 드로우바는 전·후진만 하므로 큰 스프링력이 필요 없고 이로 인하여 짧은 스프링(103)을 구비하여도 작동에는 아무런 지장이 없는 구성이다.

도 4와 5를 참조하여 본 발명의 동작상태를 설명하기로 한다.

가) 클랭핑 상태의 동작설명 (도 4 참조)

스프링지지턱(108) 중 주축스프링지지턱(108')에 스프링(108)이 탄지되어 콜렛스프링지지턱(108'')을 밀어주면 콜렛(104)이 전진하고, 콜렛(104)이 전진하면 볼(111)의 상부가 삽입되어 있던 볼홈(107)이 전진함과 동시에 볼(111)은 경사진 페이퍼(106)도 전진하면서 볼(111)을 하강시켜 볼리테이너(109)의 볼구멍(110)에 삽입시키게 되면 툴홀더(112)가 전진하게 되면서 걸림돌기(113)에 볼(111)이 삽입되어 툴홀더(112)를 잡아주게 되고, 주축(100)이 회전하면서 툴홀더(112)와 일체로 연결된 공구를 구동한다.

여기서 주축(100)과 연결된 볼리테이너(109)는 회전하지만 주축(100) 내부의 드로우바(101)와 콜렛(104) 그리고 스프링(103)은 회전하지 않는다.

또한 걸림돌기(113)는 볼(111)이 용이하게 삽·탈하도록 경사지게 구성되어 있다.

나) 언클램핑 상태의 동작설명 (도 5 참조)

구동하는 툴홀더(112)를 주축(100)에서 분리하기 위해서는 언클램핑 작업이 필요한데, 드로우바(101)를 후진시키면, 드로우바(101) 끝단에 구비된 드로우바돌기(102)가 후진하면서 콜렛(104)의 단턱(105)을 후진시키면 콜렛(104)이 후진하게 되고, 콜렛(104)이 후진하면 콜렛(104)과 일체로 구성된 페이퍼(106)와 볼홈(107)도 후진하는데, 이때 볼(111)은 경사진 테이퍼(106)를 따라 상승하게 되어 후진하는 볼홈(107)에 볼(111)의 상부가 삽입되고, 볼리테이너(109)의 볼구멍(110)에서 볼(111)의 일부만 남고 빠져나가게 되면, 툴홀더(112)의 걸림돌기(113)에서 볼(111)이 빠지게 되고 툴홀더(112)를 주축(100)에서 분리할 수 있는 언클램핑 상태가 되며, 스프링(103)은 압축된다.

본 발명의 스프링(103)은 클램핑 시 콜렛(104)을 전진시키는 역할만 하므로 큰 스프링력이 필요 없게 되어 짧은 스프링(103)을 채택할 수 있는 구성이며, 드로우바(101)는 주축과 함께 회전하지 않으므로 진동이 없고 정밀가공이 필요 없기 때문에 제작이 용이하고 제작비용이 절감되는 구성이다.

그리고 종래 볼 타입의 클램프장치에서는 볼이 상하좌우방향으로 이동하였으므로 볼의 위치변화가 많았지만 본 발명은 상하방향으로만 이동하는 볼 타입의 클램프장치이므로 구조가 간단하고 마착력이나 고장이 적다는 장점이 있다.

도 1은 종래 머시닝 센터 주축 툴홀더 구조의 단면도로서 a)는 언클램핑 상태도이고, b)는 클램핑 상태도

도 2는 종래 스프링수단을 갖는 팰릿 클램프장치로서 a)는 언클램핑 상태도이고, b)는 클램핑 상태도

도 3은 본 발명 볼리테이너가 구비된 클램프장치의 클램핑·언클램핑 상태의 비교도

도 4는 본 발명 클램프장치의 클램핑 상태도

도 5는 본 발명 클램프장치의 언클램핑 상태도

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100. 주축 101. 드로우바

102. 드로우바돌기 103. 스프링

104. 콜렛 105. 단턱

106. 테이퍼 107. 볼홈

108. 스프링지지턱 109. 볼리테이너

110. 볼구멍 111. 볼

112. 툴홀더 113. 걸림돌기

Claims (1)

1. 머시닝 센터 주축(100)의 내부에 삽입된 드로우바(101)와 콜렛(104)이 전·후진하면서 클램핑 또는 언클램핑하는 클램프장치에 있어서,

   주축(100)에 삽입되어 비회전하는 드로우바(101)의 끝단에는 드로우바돌기(102)가 구비되고, 드로우바돌기(102)는 드로우바가 후진시에 경사진 페이퍼(106)와 볼(111)이 삽·탈되는 볼홈(107)을 갖춘 콜렛(104)의 단턱(105)과 접촉하여 콜렛(104)을 후진시키며, 콜렛과 주축에 구비된 스프링지지턱(108) 사이에는 스프링(103)이 구비되어 콜렛(104)을 전진시키고, 콜렛의 볼홈 끝단과 이격된 위치에 볼(111)이 삽입하여 상하운동하는 볼구멍(110)이 구비된 볼리테이너(109)가 주축에 고정되어 회전하는 것을 특징으로 하는 볼리테이너가 구비된 클램프장치.

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