KR20100132285A - 보링 스핀들의 클램프 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보링 스핀들의 클램프 장치에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 보링 스핀들의 클램프 장치는, 베어링 그룹(320)에 의해 보링 머신 바디(300)에 회전 가능하게 설치되고 비압축성 유체(L)가 채워지도록 메인 유로(312)가 형성된 밀링 스핀들(310), 밀링 스핀들(310)의 내부에 배치되어 회전 또는 축선(W)방향으로 선형 운동되는 보링 스핀들(330), 보링 머신 바디(300)에 한쪽이 배치되어 메인 유로(312)에 체적을 변화시켜 유체(L)에 압력을 발생시키는 구동부(100) 및 밀링 스핀들(310)의 내경부에 배치되고 압력에 의해 수축 변형되면서 보링 스핀들(330)의 외경부를 가압 면접촉하여 클램핑 하는 클램프 부(200)를 포함한다.

보링 머신, 보링 스핀들, 밀링 스핀들, 클램핑, 언클램핑

Description

보링 스핀들의 클램프 장치 {Clamp device of a boring spindle}

본 발명은 보링 스핀들의 클램프 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보링 머신(boring machine)에서 돌출된 상태의 보링 스핀들(boring spindle)을 흔들림 없이 붙잡아 강성(剛性)을 향상시키도록 하는 보링 스핀들의 클램프 장치에 관한 것이다.

일반적으로 보링 머신은 구멍의 내경을 가공하기 위한 장치이고, 구조적인 특징으로 보링 스핀들을 축선 방향으로 돌출시켜 가공하는 경우가 많다.

좀 더 상세하게는, 밀링 스핀들의 내부에 보링 스핀들이 배치되고, 밀링 스핀들은 축선 방향(W축 방향)으로 멈춰있지만, 보링 스핀들은 축선 방향(W축 방향)으로 활주 이동하여 돌출되는 구조이며, 특히 보링 스핀들은 고속으로 회전한다.

따라서 보링 스핀들의 활주 이동을 위하여 반드시 밀링 스핀들과 보링 스핀들의 사이에는 틈새를 갖는다.

그러나 상술한 틈새로 인하여 밀링 스핀들과 보링 스핀들이 분리된 상태로서 견고하게 지지되지 못하고, 특히 보링 스핀들의 돌출량이 많을 때에는 보링 스핀들 이 외팔보의 형태로서 불안정한 형태가 되고 이로써 절삭부하에 의한 떨림이 발생하며 결국 절삭능력이 저하되어 절삭면 조도가 저하되거나 정밀하지 못한 가공을 하는 문제점이 있다.

상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 알려진 기술로서, 일본국 공개특허 제1992-176504호 '공작기계의 주축 클램핑 장치'가 있다.

상술한 주축 클램핑 장치는 첨부도면 도 1을 참조하여 설명한다.

첨부도면 도 1은 종래의 클램핑 장치를 설명하기 위한 예시도면이다.

도 1에 나타낸 바와 같이 머신 바디(10)의 내부에는 밀링 스핀들(20)이 베어링 그룹(30)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 밀링 스핀들(20)의 내부에는 보링 스핀들(40)이 배치되며, 밀링 스핀들(20)의 선단부에는 클램핑 장치(50)가 배치되어 보링 스핀들(40)을 붙잡는 구성이다.

또한, 상술한 보링 스핀들(40)은 W축선방향으로 이동이 가능하게 설치되는 것으로, 보링 스핀들(40)의 외경과 밀링 스핀들(20)의 내경에 미세한 틈새가 존재한다.

또한, 상술한 밀링 스핀들(20)의 한쪽에는 유압 공급부(60)가 구비되고, 유압 공급부(60)에서 공급되는 유압에 의해 상술한 클램핑 장치(50)가 작동된다.

상술한 클램핑 장치(50)는 첨부도면 도 2를 참조하여 좀 더 상세하게 설명한다.

첨부도면 도 2는 도 1의 클램핑 장치의 작용을 설명하기 위한 상세도면이다.

도 2에 나타낸 바와 같이 밀링 스핀들(20)에는 메인 유로(62)가 형성되고, 상술한 클램핑 장치(50)의 양측에 위치되도록 제1, 제2 서브 유로(64)(66)가 형성되며, 제1, 제2 서브 유로(64)(66)는 상술한 메인 유로(62)와 관통된다.

또한, 상술한 밀링 스핀들(20)의 단부에는 원통형상의 실린더(56)가 형성되고, 실린더(56)의 내측에는 제1 챔버(57)가 더 형성되며, 제1 챔버(57)는 상술한 제1 서브 유로(64)와 통한다.

상술한 실린더(56)의 외측에는 커버(55)가 배치되고, 커버(55)는 상술한 보링 스핀들(40)의 외경에 끼워져 설치된다.

또한, 커버(55)의 내측에는 제2 챔버(58)가 형성되고, 제2 챔버(58)와 상술한 제2 서브 유로(66)와 통하도록 서브 유로(55a)가 형성된다.

상술한 제1 챔버(57)에는 제1 피스톤(51a)이 배치되고, 제2 챔버(58)에는 제2 피스톤(51b)이 배치되며, 상술한 실린더(56)의 내부에는 중앙에 스프링(54)이 배치되며, 스프링(54)을 중심으로 양측에 제1, 제2 쐐기 외륜(52a)(52b) 및 제1, 제2 쐐기 내륜(53a)(53b)이 배치된다.

또한, 상술한 제1 쐐기 외륜(52a)은 단면이 실린더(56)의 실린더 단면(56a)에 닿게 배치되고, 상술한 제2 쐐기 외륜(52b)은 단면이 커버(55)의 커버 단면(55b)에 닿게 배치된다.

또한, 상술한 제1 쐐기 내륜(53a)은 단면이 제1 피스톤(51a)에 닿게 배치되고, 상술한 제2 쐐기 내륜(53b)은 단면이 제2 피스톤(51b)에 닿게 배치된다.

또한, 상술한 제1, 제2 쐐기 내륜(53a)(53b)의 내측 단면은 상술한 스프링(54)에 닿게 배치된다.

또한, 상술한 제1, 제2 피스톤(51a)(51b)과 상술한 제1, 제2 쐐기 외륜(52a)(52b)과 상술한 제1, 제2 쐐기 내륜(53a)(53b)은 상술한 보링 스핀들(40)의 외경에 끼워져 설치된다.

상술한 바와 같이 구성되는 종래의 클램핑 장치(50)는 다음과 같이 작용된다.

유압 공급부(60)를 통하여 유압이 전달되면 유압은 메인 유로(62)와 제1, 제2 서브유로(64)(66)를 통해 각각 제1, 제2 피스톤(51a)(51b)에 작용하여, 제1, 제2 피스톤(51a)(51b)이 모아지는 방향으로 이동된다.

이후 제1, 제2 피스톤(51a)(51b)은 스프링(54)의 장력을 극복하고 제1, 제2 쐐기 내륜(53a)(53b)을 이동시키며, 이때, 제1, 제2 쐐기 내륜(53a)(53b)은 제1, 제2 쐐기 외륜(52a)(52b)과 상호작용에 의해 넓은 공간으로 모아지면서 제1, 제2 쐐기 내륜(53a)(53b)과 보링 스핀들(40)사이에 밀착된 압력이 이완된다.

즉, 유압 공급부(60)에 유압이 가해지면 밀링 스핀들(20)과 보링 스핀들(40)사이가 이완되어 보링 스핀들(40)이 W축선 방향으로 자유롭게 이동될 수 있게 된다.

다른 한편으로, 유압공급부(60)에 가해진 유압을 해제하면, 메인 유로(62), 제1, 제2 서브 유로(64)(66) 및 서브유로(55a)내의 유압 압력은 소멸되고, 스프링(54)의 복원력이 작용하여 확장된다.

상술한 스프링(54)이 확장됨에 따라 제1, 제2 쐐기 내륜(53a)(53b)은 양쪽으로 벌려지고, 이때 제1, 제2 쐐기 내륜(53a)(53b)은 제1, 제2 쐐기 외륜(52a)(52b) 과 경사면으로 접해지므로 결국 제1, 제2 쐐기 내륜(53a)(53b)은 보링 스핀들(40)의 외경을 클램프 하게 된다.

그러나 상술한 종래의 클램핑 장치(50)는 다음과 같은 문제점이 지적된다.

밀링 스핀들(20)과 보링 스핀들(40)의 사이에 클램핑 장치(50)가 배치되는 것인데 이때, 보링 스핀들(40)의 외경에는 빈번하게 유동될 수 있는 부속이 삽입되어 있고, 그 유동되는 부속은 제1, 제2 피스톤(51a)(51b), 제1, 제2 쐐기 내륜(53a)(53b) 및 스프링(54)이 있고 이러한 5개의 부속이 반복적 유동됨에 따라 보링 스핀들(40)의 외경에 스크래치가 형성되거나 비정상적인 마모가 발생할 수 있고, 이러한 스크래치 또는 마모에 의해 보링 스핀들(40)의 외면이 손상되어 보링 스핀들(40)의 축선(W)방향운동이 원활하지 않게 되고 축선(W)방향의 위치결정 정밀도가 저하되는 문제점이 있다.

또한, 클램핑 장치(50)는 스프링(54)의 확장되려는 복원력에 의존하는 것인데. 스프링(54)은 탄성을 갖고 있는 것으로서 보링 스핀들(40)이 고속으로 회전하거나 절삭 가공 중에는 스프링(54)이 탄성에 의해 밀리면서 진동형태로 유동될 수 있으며, 어떠한 형태로든 스프링(54)이 압축되면 제1, 제2 쐐기 내륜(53a)(53b)과 보링 스핀들(40)의 사이에 존재하는 압력이 약화되어 보링 스핀들(40)의 클램핑 하는 힘이 약화될 수 있고, 이로써 보링 스핀들(40)의 강성을 담보할 수 없게 되는 문제점이 있다.

또한, 제1, 제2 쐐기 내륜(53a)(53b)과 보링 스핀들(40)이 접하는 면적은 제1, 제2 쐐기 내륜(53a)(53b)의 내경 면적에 한정되므로 무척 좁고 이로써 보링 스 핀들(40)을 견고하게 붙잡기 위해서는 더욱 큰 압력이 작용되어야 하며, 이러한 큰 압력은 보링 스핀들(40)을 비정상적으로 휘거나 변형을 일으키는 문제점이 있다.

또한, 스프링(54)은 수축과 이완이 반복되면서 피로하중이 가해지는 경우에는 유지보수를 하여야 하는데, 이때 유지보수를 하기 위해서는 보링 스핀들(40)을 포함하여 전체를 분해하고 재조립하여야 하는 불편한 문제점이 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 보링스핀들을 밀링스핀들에 정교하게 클램핑 될 수 있도록 하여 보링스핀들이 밀링스핀들에서 돌출되어 외팔보 형태로 가공되더라도 보링스핀들의 안정성을 담보할 수 있도록 하는 보링 스핀들의 클램프 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 보링스핀들을 클램핑 할 때에 보링스핀들의 표면에 스크래치 등의 자국이 생기지 않도록 하여 보링스핀들의 원활한 축선(W)방향운동을 방해하지 않도록 하는 보링 스핀들의 클램프 장치를 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 보링 스핀들의 클램프 장치는, 베어링 그룹에 의해 보링 머신 바디에 회전 가능하게 설치되고 비압축성 유체가 채워지도록 메인 유로가 형성된 밀링 스핀들; 상기 밀링 스핀들의 내부에 배치되어 회전 또는 축선(W)방향으로 선형 운동되는 보링 스핀들; 상기 보링 머신 바디에 한쪽이 배치되어 상기 메인 유로에 체적을 변화시켜 상기 유체(L)에 압력을 발생시키는 구동부; 및 상기 밀링 스핀들의 내경부에 배치되고 상기 압력에 의해 수축 변형되면서 상기 보링 스핀들의 외경부를 가압 면접촉하여 클램핑 하는 클램프 부;를 포함한다.

또한, 상기 구동부는, 상기 밀링 스핀들의 외경에 상기 메인 유로와 관통되게 형성되는 설치 홀; 설치 홀에 출몰되게 설치되고 상기 메인 유로 내의 체적을 가변 시킴으로써 상기 메인 유로 내에 충진 된 상기 유체(L)를 유동시키는 플런저; 상기 메인 유로의 내부에 배치되어 상기 플런저가 외측방향으로 밀려나도록 힘을 가하는 스프링; 상기 밀링 스핀들의 외경에 끼워지고 내경부에는 상기 플런저의 외측단부가 닿으며 좌우 선형이동에 의해 상기 플런저를 출몰시키는 디스크 하우징; 및 상기 디스크 하우징의 양측에 배치되어 유압에 의해 상기 디스크 하우징을 이동시키는 제1, 제2 액추에이터;를 포함하여 구성되는 것일 수 있다.

또한, 상기 제1 액추에이터와 상기 제2 액추에이터는, 제1 액추에이터의 제1 인 포트와 제2 액추에이터의 제2 아웃포트가 연결되고, 제1 액추에이터의 제1 아웃포트와 제2 액추에이터의 제2 인 포트가 연결되어 제1 액추에이터의 제1 피스톤과 제2 액추에이터의 제2 피스톤이 동일한 방향으로 동시에 작동되는 것일 수 있다.

또한, 상기 클램프 부는, 상기 밀링 스핀들의 내경부에 상기 메인 유로와 연통되게 챔버가 형성되고, 상기 보링 스핀들의 외경에 끼워져 상기 챔버의 내에 배치되고 상기 메인 유로를 통해 가압되는 압력에 의해 수축되어 상기 보링 스핀들을 클램핑 하는 부시 부재;를 포함하여 구성되는 것일 수 있다.

또한, 상기 메인 유로의 한쪽에 배치되어 상기 메인 유로내의 가압하여 상기 클램프 부에 가해지는 압력을 미세 조절하도록 하는 압력 조절부;가 더 포함되고, 상기 압력 조절부는, 상기 메인 유로의 단부에 배치되는 패킹 부재; 상기 패킹 부재의 외측에 배치되고 상기 밀링 스핀들 또는 상기 밀링 스핀들 단면에 부착되어 있는 보조기어에 체결되어 상기 패킹 부재의 위치를 가변시키는 조절 볼트; 및 상기 조절 볼트의 외측에 체결되어 상기 조절 볼트의 위치를 고정시키는 고정 볼트;를 포함하여 구성되는 것일 수 있다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 보링 스핀들의 클램프 장치는 보링 스핀들을 클램핑 할 때에 보링 스핀들의 외경부와 광범위의 면접촉을 할 수 있고, 이로써 보링 스핀들을 더욱 견고하고 정교하게 클램핑 할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 보링 스핀들의 클램프 장치는 광범위의 면접촉을 함으로서 보링 스핀들의 표면에 흠집 또는 자국을 남기지 않을 수 있고 이로써 보링 스 핀들의 축선(W)방향 운동의 위치결정정밀도가 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 보링 스핀들의 클램프 장치는 보링 스핀들이 클램핑 될 때에 가해지는 압력을 미세 조절할 수 있어 적정한 압력을 유지하기 위한 유지보수가 편리한 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 보링 스핀들의 클램프 장치에 대해서 설명한다.

첨부도면 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보링 스핀들의 클램프 장치를 설명하기 위한 예시도면이다.

도 3에 나타낸 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 보링 스핀들의 클램프 장치는, 보링 머신 바디(300)에 밀링 스핀들(310)이 회전가능하게 배치되고, 그 밀링 스핀들(310)의 내측에 보링 스핀들(330)이 배치되며, 밀링 스핀들(310)의 외측에 구동부(100)가 설치되고, 밀링 스핀들(310)의 내측에 클램프 부(200)가 구성되며, 상술한 클램프 부(200)에 의해 보링 스핀들(330)이 밀링 스핀들(310)에 클램핑 되는 것이다.

상술한 밀링 스핀들(310)은 베어링 그룹(320)에 의해 보링 머신 바디(300)에 회전가능하게 설치되고 비압축성 유체(L)가 채워지도록 메인 유로(312)가 형성된다.

상술한 메인 유로(312)는 구체적으로 나타내지 않았으나, 밀링 스핀들(310)의 측단면에서 볼 때에 2개, 3개, 4개, 6개 또는 8개로 형성될 수 있고, 도 1에 나타낸 바와 같이 메인 유로(312)는 밀링 스핀들(310)을 관통하도록 형성될 수 있다.

또한, 도 3 및 도 5에 나타낸 바와 같이 메인 유로(312)의 한쪽에는 주입구(312a)가 형성될 수 있고, 주입구(312a)를 통해서 메인 유로(312)의 내부에 비압축성 유체(L)가 주입될 수 있으며, 비압축성 유체(L)가 주입된 후에는 막음 처리된다.

또한, 비압축성 유체(L)는 체적의 변화가 없는 특성을 가지는 것으로서 일례로 그리스(grease)일 수 있다.

상술한 보링 스핀들(330)은 상술한 밀링 스핀들(310)의 내부에 배치되어 회전되거나 또는 축선(W)방향으로 선형 운동되는 것이고, 보링 스핀들(330)의 회전 및 선형 운동은 알려진 기술에 이용하는 것으로 더욱 상세한 설명은 생략한다.

상술한 구동부(100)는 상술한 보링 스핀들(330)의 한 쪽에 배치되어 상기 메인 유로(312)에 체적을 변화시켜 압력을 발생시키는 것이다.

상술한 구동부(100)는 첨부도면 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.

첨부도면 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보링 스핀들의 클램프 장치에서 구동부(100)를 설명하기 위한 예시도면이다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 구동부(100)는 상술한 밀링 스핀들(310)의 외경에 상기 메인 유로(312)와 관통되게 설치 홀(112)이 형성되고, 그 설치 홀(112)에 출몰되도록 플런저(120)가 설치되며, 플런저(120)는 디스크 하우징(130)에 의해 출몰 이동될 수 있다.

또한, 상술한 메인 유로(312)의 내부에 상술한 플런저(120)가 외측방향으로 밀려나도록 힘을 가하는 스프링(122)이 배치될 수 있다.

이때, 스프링(122)이 임으로 자리를 이탈하지 않도록 메인 유로(312)에는 설치 시트(114)가 형성될 수 있고, 스프링(122)의 일부는 플런저(120)에 삽입되게 배치될 수 있다.

즉, 상술한 플런저(120)가 출몰될 수 있게 구성되는 것이고, 이때, 플런저(120)가 메인 유로(312)쪽으로 이동되면 비압축성 유체(L)에 압력이 높아지는 것이고, 플런저(120)가 반대로 외측방향으로 이동되면 비압축성 유체(L)의 압력이 낮아지는 것이다.

또한, 상술한 디스크 하우징(130)은 상술한 밀링 스핀들(310)의 외경에 끼워지고 내경부에는 상기 플런저(120)의 외측단부가 닿게 배치되며 좌우 선형이동에 의해 상기 플런저(120)를 출몰시키게 된다.

또한, 디스크 하우징(130)은 도 4에 나타낸 바와 같이 내경에 대경부(132), 경사부(134) 및 소경부(136)가 순차로 형성되고, 플런저(120)가 대경부(132) 또는 소경부(136) 중에 어느 한쪽에 닿게 됨에 따라 플런저(120)의 위치가 결정되게 된다.

또한, 상술한 디스크 하우징(130)의 대경부(132)의 외측에는 커버(140)가 배치되어 디스크 하우징(130)의 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지한다.

또한, 상술한 디스크 하우징(130)의 양측에는 각각 제1 액추에이터(150)와 제2 액추에이터(160)가 배치된다.

또한, 상술한 제1, 제2 액추에이터(150)(160)는 제1, 제2 실린더 바디(152)(162)에 끼워져 있고, 구체적으로 나타내지 않았으나 보링 머신 바디(300)의 한쪽에 고정설치 될 수 있고, 제1, 제2 액추에이터(150)(160)의 구동에 의해 상술한 디스크 하우징(130)을 이동시키는 것이다.

또한, 제1, 제2 액추에이터(150)(160)는 복동 실린더로서 유압 또는 공압이 입출 되는 인 포트와 아웃포트가 구비되고, 이때, 제1 액추에이터(150)의 제1 인 포트(156)와 제2 액추에이터(160)의 제2 아웃포트(168)가 연결되며, 제1 액추에이터(150)의 제1 아웃포트(158)와 제2 액추에이터(160)의 제2 인 포트(166)가 연결되어 제1 액추에이터(150)의 제1 피스톤(154)과 제2 액추에이터(160)의 제2 피스톤(164)이 동일한 방향으로 동시에 작동될 수 있다.

좀 더 상세하게는 제1 액추에이터(150)의 피스톤(154)은 디스크 하우징(130)의 소경부(136)가 형성되는 외측에 배치될 수 있고, 제2 액추에이터(160)의 피스톤(164)은 디스크 하우징(130)의 대경부(132)가 형성되는 외측에 배치될 수 있다.

따라서 유압라인의 방향 전환 밸브(170)가 작동하여 상술한 제1 액추에이터(150)의 제1 인 포트(156)에 유압이 공급되면, 그 유압은 동시에 제2 액추에이터(160)의 제2 아웃포트(168)에 공급되고 이로써 제1 피스톤(154)과 제2 피스 톤(164)은 도 4를 기준으로 볼 때에 오른쪽으로 이동되면서 디스크 하우징(130)을 이동시키게 된다.

반대로, 유압라인의 방향 전환 밸브(170)가 역으로 작동하여 상술한 제1 액추에이터(150)의 제1 아웃포트(158)에 유압이 공급되면, 그 유압은 동시에 제2 액추에이터(160)의 제2 인 포트(166)에 공급되고 이로써 제1 피스톤(154)과 제2 피스톤(164)은 도 4를 기준으로 볼 때에 왼쪽으로 이동되면서 디스크 하우징(130)을 이동시키게 된다.

상술한 클램프 부(200)는, 상술한 밀링 스핀들(310)의 내경부에 배치되고 상술한 구동부(100)에서 발생시키는 압력에 의해 수축 변형되어 면접촉하면서 상술한 보링 스핀들(330)의 외경부를 클램핑 하는 것이고 이를 첨부도면 도 5를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

첨부도면 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보링 스핀들의 클램프 장치에서 클램프 부(200)를 설명하기 위한 예시도면이다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 클램프 부(200)는, 기 상술한 밀링 스핀들(310)의 내경부에 챔버(230)가 형성되고, 그 챔버(230)의 내에 부시 부재(202)가 배치되며, 상술한 부시 부재(202)는 상술한 보링 스핀들(330)의 외경에 끼워진다.

또한 상술한 메인 유로(312)와 챔버(230)가 연통되도록 밀링 스핀들(310)의 한쪽에 서브 유로(314)가 형성될 수 있다.

또한, 부시 부재(202)는 외경부(204)의 외측에 오목하게 소외경부(222)가 형 성되고, 그 소외경부(222)는 상술한 챔버(230)와 연통되어 공간을 형성하게 된다.

또한, 부시 부재(202)의 내경부(210)는 상술한 보링 스핀들(330)의 외경과 밀착될 수 있다.

따라서 메인 유로(312)를 통해 유압이 전달되면, 그 유압은 상술한 챔버(230)의 내부에 전해지고, 그 압력에 의해 부시 부재(202)는 직경방향으로 수축되면서 보링 스핀들(330)을 클램핑 하는 것이다.

또한, 상술한 메인 유로(312)의 한쪽에 배치되고 메인 유로(312)내의 가압하여 상기 클램프 부(200)에 가해지는 압력을 미세 조절하도록 하는 압력 조절부(400)가 더 배치될 수 있고, 이 압력 조절부(400)는 첨부도면 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.

첨부도면 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 보링 스핀들의 클램프 장치에서 압력 조절부(400)를 설명하기 위한 예시도면이다.

압력 조절부(400)는 상기 메인 유로(312)의 단부에 패킹 부재(410)가 배치되고, 패킹 부재(410)의 외측에는 조절 볼트(440)와 고정 볼트(450)가 체결될 수 있다.

또한, 패킹 부재(410)는 진퇴가 가능하도록 전후방에 여유 공간이 형성될 수 있다.

또한, 구체적으로 나타내지 않았으나 밀링 스핀들 보조기어(420)에 암나사가 형성되고 그 암나사에 조절 볼트(440)와 고정 볼트(450)가 순차적으로 체결될 수 있다.

다른 한편으로 도 6에 나타낸 바와 같이 밀링 스핀들(310)의 외측에는 밀링 스핀들(310)의 회전위치를 감지하기 위한 다른 부속장치용의 보조기어(420)에 체결될 수 있고, 그 보조기어(420)에 암나사(430)가 형성될 수 있으며, 그 암나사(430)에 상술한 조절 볼트(440)와 고정 볼트(450)가 순차적으로 체결될 수 있다.

상술한 조절 볼트(440)를 조이면 상술한 패킹 부재(410)가 전진하는 것으로써 메인유로(312)의 내부 압력을 높일 수 있고, 조절 볼트(440)를 푸는 방향으로 조절하면 메인유로(312)의 내부 압력을 낮출 수 있으며, 보링 스핀들(330)이 클램핑 될 때에 보링 스핀들(330)에 가해지는 압력을 조절하는 것이다.

상술한 고정 볼트(450)는 상술한 조절 볼트(440)의 외측에 체결되는 것으로서 상술한 조절볼트(440)를 조절한 후에 최종위치를 고정시키는 것으로서, 고정 볼트(450)를 조이면 조절볼트(440)의 외측단부에 밀착되어 조절 볼트(440)가 임의로 풀리는 것을 방지하게 된다.

상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 보링 스핀들의 클램프 장치는 다음과 같이 작용된다.

밀링 스핀들(310)의 내부에서 보링 스핀들(330)이 자유롭게 이동될 때에는 구동부(100)에서 디스크 하우징(130)이 대경부(132)가 플런저(120)에 위치되고, 이로써, 플런저(120)는 외측으로 돌출된 상태로서 비압축성 액체(L)에는 무부하상태일 수 있다.

따라서 부시 부재(202)에는 외력이 가해지지 않으므로 변형되지 않고, 이로써 보링 스핀들(330)은 아이들(Idle)상태가 되는 것이다.

반면에, 밀링 스핀들(310)에 보링 스핀들(330)을 고정시키고자 할 때에는 구동부(100)에서 제1, 제2 액추에이터(150)(160)를 작동시켜 디스크 하우징(130)을 이동시킨다.

이때, 디스크 하우징(130)은 소경부(136)가 플런저(120)에 위치되고, 플런저(120)는 메인 유로(312)의 내측방향으로 이동되며, 이로써 메인유로(312)의 내부에는 체적이 변화되어 압력이 발생하게 된다.

이때 발생하는 압력은 메인 유로(312)의 내부에서 비압축성 유체(L)를 유동시키게 되며, 결국 클램프 부(200)의 챔버(230)에 가해지고, 챔버(230)에서는 부시 부재(202)에 압력이 가해질 수 있으며, 이때가 가해지는 압력은 부시 부재(202)를 수축시키는 방향으로 변형시켜 보링 스핀들(330)을 클램프하게 된다.

다른 한편으로, 상술한 구동부(100)에서는 밀링 스핀들(310)이 회전하더라도 제1, 제2 액추에이터(150)(160)는 회전되지 않고 디스크 하우징(130)이 회전되는 것이고, 이때 디스크 하우징(130)은 축선(W)방향으로 이동되지 않으므로 플런저(120)가 밀려들어간 상태를 유지하게 된다.

따라서 보링 스핀들(330)이 축선(W)방향으로 이동되어 임의의 위치에서 멈추더라도 그 멈춘 위치가 어디이든 상관없이 견고하게 클램핑 할 수 있고, 특히 부시 부재(202)의 내경부(210)는 광폭으로 형성될 수 있으므로 면접촉을 하면서 클램핑하게 되어 보링 스핀들(330)의 외경에 어떠한 흠집이나 스크래치를 발생시키지 않 는 것이다.

또한, 상술한 바와 같이 보링 스핀들(330)의 외경에 흠집 또는 스크래치를 발생시키지 않음으로써 보링 스핀들(330)의 내구성이 약화되는 것을 방지할 수 있어서 정밀하게 래핑 처리된 보링 스핀들(330)의 외면이 초기 제작 상태로 장기간 유지 될 수 있게 된다.

다른 한편으로, 보링 스핀들(330)을 이동시키고자 할 때에는 구동부(100)에서 제1, 제2 액추에이터(150)(160)가 역으로 구동되어 디스크 하우징(130)을 이동시키고, 이때 디스크 하우징(130)의 대경부(132)가 플런저(120)의 외측에 위치되며, 이로써 플런저(120)는 스프링(122)의 복원력에 의해 밀려나게 된다.

상술한 바와 같이 플런저(120)가 밀려나면 메인유로(312)의 내부에 발생되었던 압력은 소멸되고 이로써 클램프 부(200)의 챔버(230)는 아이들(Idle)부하가 되며 부시 부재(202)는 보링 스핀들(330)을 언 클램핑 하게 된다.

또 다른 한편으로, 상술한 구동부(100)는 수치제어(NC) 공작기계에서 방향 전환 밸브(170)를 제어할 수 있으므로 보링 스핀들(330)의 클램프 또는 언 클램프로 전환할 때에 컴퓨터 프로그램에 의해 제어될 수 있어 더욱 편리하게 이용될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하 지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 보링 스핀들의 클램프 장치는 보링 머신에 설치되어 보링 스핀들을 클램핑 하는 곳에 이용될 수 있다.

도 1은 종래의 클램핑 장치를 설명하기 위한 예시도면이다.

도 2는 도 1의 클램핑 장치의 작용을 설명하기 위한 상세도면이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보링 스핀들의 클램프 장치를 설명하기 위한 예시도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보링 스핀들의 클램프 장치에서 구동부를 설명하기 위한 예시도면이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보링 스핀들의 클램프 장치에서 클램프 부를 설명하기 위한 예시도면이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 보링 스핀들의 클램프 장치에서 압력 조절부를 설명하기 위한 예시도면이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10: 머신 바디 20: 밀링 스핀들

30: 베어링 그룹 40: 보링 스핀들

50: 클램핑 장치 51a, 51b: 제1, 제2 피스톤

52a, 52b: 제1, 제2 쐐기 외륜 53a, 53b: 제1, 제2 쐐기 내륜

54: 스프링 55: 커버

55a: 서브 유로 55b: 커버 단부

56: 실린더 56a: 실린더 단부

57, 58: 제1, 제2 챔버 60: 유압 공급부

62: 메인 유로 64, 66: 제1, 제2 서브 유로

100: 구동부 112: 설치 홀

114: 설치 시트 120: 플런저

122: 스프링 130: 디스크 하우징

132: 대경부 134: 경사부

136: 소경부 140: 커버

150, 160: 제1, 제2 액추에이터 152, 162: 제1, 제2 실린더 바디

154, 164: 제1, 제2 피스톤 156, 166: 제1, 제2 인 포트

158, 168: 제1, 제2 아웃포트 170: 방향전환 밸브

200: 클램프 부 202: 부시 부재

204: 외경부 210: 내경부

222: 소외경부 230: 챔버

232: 챔버 단부 240: 메인 커버

300: 보링머신 바디 310: 밀링 스핀들

312: 메인 유로 312a: 주입구

314: 서브 유로 320: 베어링 그룹

330: 보링 스핀들 400: 압력 조절부

410: 패킹 부재 420: 밀링 스핀들 보조기어

430: 암나사 440: 조절 볼트

450: 고정 볼트

Claims (5)

1. 베어링 그룹(320)에 의해 보링 머신 바디(300)에 회전 가능하게 설치되고 비압축성 유체(L)가 채워지도록 메인 유로(312)가 형성된 밀링 스핀들(310);

   상기 밀링 스핀들(310)의 내부에 배치되어 회전 또는 축선(W)방향으로 선형 운동되는 보링 스핀들(330);

   상기 보링 머신 바디(300)에 한쪽이 배치되어 상기 메인 유로(312)에 체적을 변화시켜 상기 유체(L)에 압력을 발생시키는 구동부(100); 및

   상기 밀링 스핀들(310)의 내경부에 배치되고 상기 압력에 의해 수축 변형되면서 상기 보링 스핀들(330)의 외경부를 가압 면접촉하여 클램핑 하는 클램프 부(200);

   를 포함하는 보링 스핀들의 클램프 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 구동부(100)는,

   상기 밀링 스핀들(310)의 외경에 상기 메인 유로(312)와 관통되게 형성되는 설치 홀(112);

   상기 설치 홀(112)에 출몰되게 설치되고 상기 메인 유로(312)내의 체적을 가변 시킴으로써 상기 메인 유로(312)내에 충진된 상기 유체(L)를 유동시키는 플런 저(120);

   상기 메인 유로(312)의 내부에 배치되어 상기 플런저(120)가 외측방향으로 밀려나도록 힘을 가하는 스프링(122);

   상기 밀링 스핀들(310)의 외경에 끼워지고 내경부에는 상기 플런저(120)의 외측단부가 닿으며 좌우 선형이동에 의해 상기 플런저(120)를 출몰시키는 디스크 하우징(130); 및

   상기 디스크 하우징(130)의 양측에 배치되어 유압에 의해 상기 디스크 하우징(130)을 이동시키는 제1, 제2 액추에이터(150)(160);

   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보링 스핀들의 클램프 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 제1 액추에이터(150)와 상기 제2 액추에이터(160)는,

   제1 액추에이터(150)의 제1 인 포트(156)와 제2 액추에이터(160)의 제2 아웃포트(168)가 연결되고, 제1 액추에이터(150)의 제1 아웃포트(158)와 제2 액추에이터(160)의 제2 인 포트(166)가 연결되어 제1 액추에이터(150)의 제1 피스톤(154)과 제2 액추에이터(160)의 제2 피스톤(164)이 동일한 방향으로 동시에 작동되는 것

   을 특징으로 하는 보링 스핀들의 클램프 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 클램프 부(200)는,

   상기 밀링 스핀들(310)의 내경부에 상기 메인 유로(312)와 연통되게 챔버(230)가 형성되고,

   상기 보링 스핀들(330)의 외경에 끼워져 상기 챔버(230)의 내에 배치되고 상기 메인 유로(312)를 통해 가압되는 압력에 의해 수축되어 상기 보링 스핀들(330)을 클램핑 하는 부시 부재(202);

   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보링 스핀들의 클램프 장치.
5. 제 1항 내지 제 4항 중에 어느 한 항에 있어서,

   상기 메인 유로(312)의 한쪽에 배치되어 상기 메인 유로(312)내의 가압하여 상기 클램프 부(200)에 가해지는 압력을 미세 조절하도록 하는 압력 조절부(400);가 더 포함되고,

   상기 압력 조절부(400)는,

   상기 메인 유로(312)의 단부에 배치되는 패킹 부재(410);

   상기 패킹 부재(410)의 외측에 배치되고 상기 밀링 스핀들(310) 또는 상기 밀링 스핀들(310)의 단면에 고정되는 보조기어(420)에 체결되어 상기 패킹 부재(410)의 위치를 가변 시키는 조절 볼트(440); 및

   상기 조절 볼트(440)의 외측에 체결되어 상기 조절 볼트(440)의 위치를 고정시키는 고정 볼트(450);

   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보링 스핀들의 클램프 장치.

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