KR20120107547A

KR20120107547A - 자동차 부품의 위치 고정용 전동 클램핑 장치

Info

Publication number: KR20120107547A
Application number: KR1020110025106A
Authority: KR
Inventors: 김연수; 김기동; 이혜미; 주영식
Original assignee: 대동모벨시스템 주식회사
Priority date: 2011-03-22
Filing date: 2011-03-22
Publication date: 2012-10-04
Also published as: KR101226037B1

Abstract

본 발명은 자동차 부품의 위치 고정용 전동 클램핑 장치에 관한 것으로, 구동 모터와; 상기 구동 모터에 의하여 회전 구동되는 워엄 샤프트와; 상기 워엄 샤프트에 맞물려 회전하는 워엄 휠과; 상기 워엄 휠과 결합하여 함께 회전하고, 클러치 돌기가 판면에 형성된 클러치 본체와; 상기 클러치 돌기와 맞물릴 수 있는 다수의 걸림부가 원주 방향을 따라 형성되고, 상기 클러치 돌기와 상기 걸림부가 맞물린 상태에서 상기 클러치 본체와 함께 회전하는 클러치 디스크와; 상기 클러치 디스크에 결합되어 상기 클러치 디스크와 함께 회전하는 회전축과; 상기 걸림부가 클러치 돌기와 맞물리는 방향으로 상기 회전축에 탄성력을 작용시키는 판스프링과; 상기 회전축의 회전에 연동하여 상기 자동차 부품을 가압하는 가압부를; 포함하여 구성되어, 콤팩트한 구조를 가지면서 보다 빠른 응답 속도로 자동차 부품을 클램핑 고정하는 공정을 행할 수 있게 되어 자동차의 생산 공정을 보다 효율적이고 정확하며 신속하게 구현할 수 있으며, 전원이 OFF된 상태에서도 간단한 조작으로 클램핑 고정 상태를 해제하는 것이 가능한 자동차 부품의 위치 고정용 전동 클램핑 장치를 제공한다.

Description

자동차 부품의 위치 고정용 전동 클램핑 장치{ELECTRICAL CLAMPING APPARATUS HAVING MANUAL RELEASE CLUTCH}

본 발명은 전동 클램핑 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차 샤시 등의 자동차 부품의 용접 가공 등을 위하여 자동차 부품의 위치를 고정하는 데 사용되는 것으로서 구조가 간단하고 공간을 적게 차지할 뿐만 아니라, 오작동 시에 수동으로 간단히 클램핑 상태를 해제시킬 수 있는 자동차 부품의 위치 고정용 전동 클램핑 장치에 관한 것이다.

자동차는 수많은 자동차 부품이 조합되어 제작된다. 그 중 자동차의 샤시 등을 제작하는 데에는 미리 정해진 위치에서 로봇에 의해 수많은 용접 작업이 이루어진다. 이 때, 샤시 등의 자동차 부품을 일정한 자세와 위치로 고정하는 것이 필요하다.

종래에는 도1에 도시된 바와 같이 유압 클램핑 장치(1)를 이용하여 자동차 차체 또는 그 일부를 고정한 상태에서 용접 등의 작업을 행하였다. 유압 클램핑 장치(1)는 실린더(10)에 왕복 이동하는 플런저(20)가 도면부호 20d로 표시된 왕복 이동하면, 플런저(20)의 끝단과 자동차 부품을 지지하는 지지대(40)에 각각 회전(30a) 가능하게 설치된 가압부(30)가 자동차 부품(88)의 일측을 가압하여 위치 고정하도록 구성된다.

그러나, 유압 클램핑 장치(1)는 그 자체로 높은 비용이 소요될 뿐만 아니라 응답 속도가 느려 공정이 지연되는 심각한 문제점이 있었다. 이 뿐만 아니라, 유압 클램핑 장치는 그 폭(w2)과 높이(h1)가 커서, 자동차 부품(88)의 생산 라인의 주변에 과도한 공간을 차지하는 문제점도 야기되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 자동차 샤시 등의 자동차 부품의 용접 등의 가공을 위하여 자동차 부품의 위치를 고정하는 클램핑 장치를 적은 공간을 차지하면서 유압 클램핑 장치에 비하여 보다 빠른 응답 속도를 구현함으로써, 자동차의 생산 공정을 보다 효율적이고 신속하게 행할 수 있도록 하는 자동차 부품의 위치 고정용 전동 클램핑 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

무엇보다도, 본 발명은 자동차 부품의 위치를 고정한 상태에서 위치 고정 상태를 수동으로 해제할 필요성이 있는 경우에, 콤팩트한 구조를 가지면서 작동 측면에서도 자동차 부품의 클램핑 상태를 간단하게 상태를 해제시킬 수 있도록 하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 과제을 달성하기 위하여, 자동차 부품의 위치를 고정하는 클램핑 장치에 있어서, 구동 모터와; 상기 구동 모터에 의하여 회전 구동되는 워엄 샤프트와; 상기 워엄 샤프트에 맞물려 회전하는 워엄 휠과; 상기 워엄 휠과 결합하여 함께 회전하고, 클러치 돌기가 판면에 형성된 클러치 본체와; 상기 클러치 돌기와 맞물릴 수 있는 다수의 걸림부가 원주 방향을 따라 형성되고, 상기 클러치 돌기와 상기 걸림부가 맞물린 상태에서 상기 클러치 본체와 함께 회전하는 클러치 디스크와; 상기 클러치 디스크에 결합되어 상기 클러치 디스크와 함께 회전하는 회전축과; 상기 걸림부가 클러치 돌기와 맞물리는 방향으로 상기 회전축에 탄성력을 작용시키는 판스프링과; 상기 회전축의 회전에 연동하여 상기 자동차 부품을 가압하는 가압부를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차 부품의 위치 고정용 전동 클램핑 장치를 제공한다.

이는, 종래의 유압식 클램핑 장치를 이용하는 것과 달리 모터를 이용하여 자동차 부품을 가압하여 위치 고정하도록 구성됨에 따라, 적은 공간을 차지하면서 유압 클램핑 장치에 비하여 보다 빠른 응답 속도로 자동차 샤시 등의 자동차 부품을 위치 고정할 수 있도록 하기 위함이다. 이를 통해, 자동차의 생산 공정을 보다 효율적이고 정확하고 신속하게 진행할 수 있는 잇점을 얻을 수 있다.

한편, 자동차 부품의 위치를 고정한 상태에서 전원이 OFF되거나 급작스럽게 생산 라인이 중단된 상태에서, 종래의 유압식 클램핑 장치는 플런저를 밀어낸 공압이나 유압을 제거하는 공정에 의해서만, 위치 고정된 상태를 해제시킬 수 있었다. 이에 반하여, 본 발명에 따른 전동 클램핑 장치는, 자동차 부품의 위치를 고정한 상태에서 전원이 OFF되거나 급작스럽게 생산 라인이 중단된 상태에서도, 판 스프링의 탄성력을 이기는 힘으로 회전축을 밀어내는 것에 의하여 클러치 디스크와 클러치 본체의 맞물림 상태를 해제한 후, 가압부를 수동으로 해제하는 것이 가능해진다.

따라서, 본 발명에 따른 전동 클램핑 장치는 자동차 부품의 위치를 고정한 상태에서 위치 고정 상태를 수동으로 해제할 필요성이 있는 경우에, 콤팩트한 구조의 클러치 본체와 클러치 디스크의 맞물림 상태를 수동으로 간단히 해제할 수 있는 유리한 효과를 얻는다.

한편, 본 발명에 따르면, 워엄 휠과 일체로 회전하는 클러치 본체의 돌기와 맞물리도록 클러치 디스크에 구멍 또는 홈으로 형성되는 걸림부가 위치할 수도 있지만, 이와 반대로 워엄 휠과 일체로 회전하는 클러치 본체에 구멍 또는 홈으로 형성되는 걸림부가 형성되고 클러치 디스크에는 이와 맞물리는 돌기가 위치할 수도 있다.

그리고, 워엄 휠과 상기 클러치 본체 사이에는 완충재가 삽입 설치되어, 가압부가 자동차 부품의 위치를 고정하는 순간과 수동으로 클램핑 상태를 해제하는 과정에서 클러치 본체와 클러치 디스크가 서로 맞물리는 순간에 발생되는 충격이 워엄 휠에 전달되는 것을 방지하며, 작동 중에 발생되는 소음을 저감시킨다. 대체로 워엄 휠은 주철로 제조되므로 상대적으로 내충격성이 약하지만, 상기와 같이 클러치 본체와 워엄 휠 사이에 완충재가 삽입 설치됨에 따라 충분한 내구 수명을 보장할 수 있다.

상기 워엄 휠과, 상기 클러치 본체와, 상기 클러치 디스크와, 상기 판스프링을 감싸는 하우징을 추가적으로 구비되고, 상기 판스프링은 절곡부가 구비되어 상기 절곡부가 상기 하우징의 요홈에 위치하는 것에 의하여 판스프링이 간단히 위치 고정된다.

용접 공정 등을 위하여 자동차 부품 등을 위치 고정시키는 공정은 자동차 부품의 이송 라인의 방향을 고려하여 가압부를 회전 운동시키면서 대상물을 클램핑 고정시키는 것이 유리하다. 그러나, 종래의 유압식 클램핑 장치는 플런저는 직선 왕복 운동을 함에 따라, 가압부의 회전 운동을 구현하기 위해서는 별도의 부품으로 링크 구성을 구현해야 하는 번거로움이 수반되었다. 이에 반하여, 본 발명은 구동 모터에 의한 회전력을 전달하여 가압부를 구동하므로 별도의 부품을 추가하지 않고서도 적은 부품수로도 가압부의 회전 운동을 구현하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

이 때, 상기 가압부는 상기 회전축으로부터 반경 방향으로 길게 연장되도록 상기 회전축에 고정 설치되어, 상기 회전축의 회전에 따라 연동되어 회전하는 것에 의하여 자동차 샤시 등의 위치 고정시킬 수 있다.

또는, 상기 가압부는 상기 회전축에 고정된 피니언과 맞물리는 피동 기어에 의하여 회전하는 제2회전축으로부터 반경 방향으로 길게 연장되도록 상기 제2회전축에 고정 설치되어, 상기 제2회전축의 회전에 따라 연동되어 회전하는 것에 의하여 자동차 샤시 등의 자동차 부품의 위치를 고정시킬 수도 있다. 이를 통해, 보다 낮은 속도로 가압부가 회전하면서 자동차 부품의 위치를 고정시킬 수 있다.

한편, 상기 가압부는 상기 회전축에 고정된 피니언과 맞물리는 랙으로 설치되어, 자동차 샤시 등의 부품의 위치를 직선 운동에 의하여 랙의 끝단부로 고정시킬 수도 있다.

이상에서 기재된 바와 같이, 본 발명은, 구동 모터와; 상기 구동 모터에 의하여 회전 구동되는 워엄 샤프트와; 상기 워엄 샤프트에 맞물려 회전하는 워엄 휠과; 상기 워엄 휠과 결합하여 함께 회전하고, 클러치 돌기가 판면에 형성된 클러치 본체와; 상기 클러치 돌기와 맞물릴 수 있는 다수의 걸림부가 원주 방향을 따라 형성되고, 상기 클러치 돌기와 상기 걸림부가 맞물린 상태에서 상기 클러치 본체와 함께 회전하는 클러치 디스크와; 상기 클러치 디스크에 결합되어 상기 클러치 디스크와 함께 회전하는 회전축과; 상기 걸림부가 클러치 돌기와 맞물리는 방향으로 상기 회전축에 탄성력을 작용시키는 판스프링과; 상기 회전축의 회전에 연동하여 상기 자동차 부품을 가압하는 가압부를; 포함하여 구성되어, 콤팩트한 구조를 가지면서 보다 빠른 응답 속도로 자동차 부품을 클램핑 고정하는 공정을 행할 수 있게 되어 자동차의 생산 공정을 보다 효율적이고 정확하며 신속하게 구현할 수 있는 자동차 부품의 위치 고정용 전동 클램핑 장치를 제공한다.

즉, 본 발명은, 종래의 유압식 클램핑 장치를 이용하는 것과 달리 모터를 이용하여 자동차 부품을 가압하여 위치 고정하도록 구성됨에 따라, 적은 공간을 차지하면서 유압 클램핑 장치에 비하여 보다 빠른 응답 속도로 자동차 샤시 등의 자동차 부품을 위치 고정할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

특히, 본 발명은 자동차 부품의 위치를 고정한 상태에서 전원이 OFF되거나 급작스럽게 생산 라인이 중단된 상태에서도, 판스프링에 의하여 클러치 디스크와 클러치 본체가 선택적으로 연동되는 콤팩트한 구성을 통하여, 작업자가 판 스프링의 탄성력을 이기는 힘으로 회전축을 밀어 회전시키는 간단한 공정을 통해 클램핑 상태를 수동으로 손쉽게 해제할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명은 워엄 휠에 회전력을 전달하는 클러치 본체가 워엄 휠과 접촉하는 영역에 완충재를 개재시키는 것에 의하여, 장시간 동안 클램핑 장치를 사용하더라도 워엄 휠의 기계적 강도가 저하되지 않고 충분한 내구 수명을 보장할 수 있는 잇점도 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 회전축의 회전을 이용하여 가압부가 자동차 부품의 위치를 고정하도록 구성되므로, 유압 클램핑 장치와 달리, 별도의 부품을 추가로 사용하지 않고서도 보다 적은 수의 부품으로도 가압부를 회전시켜 대상물을 클램핑 고정할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

도1은 종래의 유압식 클램핑 장치에 의한 자동차 부품의 클램핑 상태를 도시한 개략도
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 클램핑 장치에 의한 자동차 부품의 클램핑 상태를 도시한 개략도
도3은 가압부를 제외한 도2의 전동 클램핑 장치의 구성을 도시한 사시도
도4는 구동 모터를 제외한 도3의 종단면도
도5는 도4의 분해도
도6a는 도4의 클러치 디스크의 구성을 도시한 정면도
도6b는 도4의 푸쉬 너트의 구성을 도시한 단면도
도7 및 도8은 클램핑 상태를 수동으로 해제하는 원리를 도시한 도면
도9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동 클램핑 장치의 구성을 도시한 도면
도10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전동 클램핑 장치의 구성을 도시한 도면

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 클램핑 장치(100)를 상술한다.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 클램핑 장치에 의한 자동차 부품의 클램핑 상태를 도시한 개략도, 도3은 가압부를 제외한 도2의 전동 클램핑 장치의 구성을 도시한 사시도, 도4는 구동 모터를 제외한 도3의 종단면도, 도5는 도4의 분해도, 도6a는 도4의 클러치 디스크의 구성을 도시한 정면도, 도6b는 도4의 푸쉬 너트의 구성을 도시한 단면도, 도7 및 도8은 클램핑 상태를 수동으로 해제하는 원리를 도시한 도면, 도9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동 클램핑 장치의 구성을 도시한 도면, 도10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전동 클램핑 장치의 구성을 도시한 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 클램핑 장치(100)는, 전원을 공급받아 회전력을 발생시키는 구동 모터(130)와, 구동 모터(130)에 의하여 회전 구동되는 워엄 샤프트(130s)와, 워엄 샤프트(130s)의 워엄 기어와 맞물리는 나사산이 형성되어 워엄 샤프트(130s)에 맞물려 회전하는 워엄 휠(140)과, 워엄 휠(140)과 결합하여 함께 회전하고 클러치 돌기(151)가 판면에 형성된 클러치 본체(150)와, 클러치 돌기(151)와 맞물릴 수 있는 다수의 걸림부(161)가 판면을 관통하는 구멍 형태로 원주 방향을 따라 형성되어 클러치 돌기(151)와 걸림부(161)가 서로 맞물린 상태에서만 클러치 본체(150)와 함께 회전하는 클러치 디스크(160)와, 클러치 디스크(160)에 결합되어 클러치 디스크(160)와 함께 회전하는 회전축(110)과, 회전축(110)과 클러치 디스크(160)를 결합시키는 푸시 너트(180)와, 클러치 디스크(160)를 클러치 본체(150)를 향하여 이동하는 방향으로 탄성복원력을 작용시키는 판스프링(170)과, 워엄 휠(140)과 클러치 본체(150)의 사이에 개재(介在)되어 충격을 완충시키는 완충재(190)와, 이들(140-190)을 감싸는 하우징(120)과, 회전축(110)의 일단부에 고정되어 회전축(110)의 회전과 함께 자동차 샤시 등의 부품을 위치 고정시키는 가압부(110x)로 구성된다.

상기 가압부(110x)는 구동 모터(130)에 의해 회전 구동되는 회전축(110)의 회전에 의하여 회전(110r)하면서 그 끝단이 자동차 부품(88)을 가압하여 자동차 부품(88)의 위치를 고정시킨다.

상기 회전축(110)은 하우징 본체(120a)에 형성된 축공(120u)에 설치된 부시(110b)에 의하여 회전 가능하게 지지되며, 일단부에 가압부(110x)가 일체로 회전하도록 결합되고, 타단부는 나사산(110y)이 형성되어 회전력이 선택적으로 전달되는 클러치 디스크(160)에 푸시 너트(180)에 의해 일체로 고정된다.

상기 하우징(120)은 회전축(110)을 회전 지지하는 축공(120u)이 형성되고 상기 부품들(140, 150, 160)을 수용하는 하우징 본체(120a)와, 판스프링(170)이 끼워지는 고정홈(170h)이 형성되어 하우징 본체(120a)에 결합하여 밀폐된 중공 공간을 형성하는 하우징 커버(120b)로 이루어진다. 하우징 본체(120a)와 하우징 커버(120b)의 사이에는 외기로부터 이물질이 침투하는 것을 방지하기 위한 오링(99)이 삽입 설치되며, 이들(120a, 120b)은 고정 볼트(128)에 의해 견고하게 결합된다.

상기 구동 모터(130)는 제어 회로로부터 신호와 전원이 공급되는 커넥터(130c)를 구비하여, 제어 신호에 따라 정, 역방향으로 회전 구동된다. 이에 의하여 구동 모터(130)에 의해 회전 구동되는 워엄 샤프트(130s)는 이에 대하여 90도만큼 틀어진 자세로 설치된 워엄 휠(140)을 회전 구동한다.

상기 워엄 휠(140)은 워엄 샤프트(130s)의 워엄 기어와 맞물리는 나사산(140g)이 외주면에 형성되어, 워엄 샤프트(130s)로부터 회전 구동력을 전달받아 회전 구동된다. 워엄 휠(140)은 하우징 본체(120a)의 지지부(1201)에 회전 가능하게 설치되며, 클러치 본체(150)에 회전력을 원활히 전달하기 위하여 클러치 본체(150)의 돌출부(152)가 삽입되는 홈(142)이 판면에 요입 형성된다.

상기 클러치 본체(150)는 일면에 형성된 돌출부(152)가 워엄 휠(140)의 홈(142)에 삽입된 상태로 외주 끝단이 워엄 휠(140)에 끼워 맞춤 방식에 의해 일체로 고정된다. 이 때, 워엄 휠(140)과 클러치 본체(150)는 체결 수단에 의해 결합될 수도 있다. 이에 따라, 워엄 휠(140)의 회전력은 클러치 본체(150)에 그대로 전달된다. 전동 모터(130)로부터 전달되는 회전력을 회전축(110)에 선택적으로 전달하기 위하여, 클러치 본체(150)의 타면에는 클러치 돌기(151)가 돌출 형성된다.

상기 클러치 디스크(160)는 도6a에 도시된 바와 같이 클러치 본체(150)의 타측에 위치하여 클러치 돌기(151)가 선택적으로 삽입되는 다수의 걸림 구멍(161)이 원주 방향을 따라 형성된다. 클러치 디스크(160)는 클러치 본체(150)로부터 멀리 떨어진 상태에서 상대 회전 운동을 하여, 클러치 디스크(160)의 걸림 구멍들(161) 중 어느 하나가 클러치 본체(150)의 클러치 돌기(151)와 맞물리게 된다. 도면에는 클러치 돌기(151)를 수용하는 걸림부로서 다수의 구멍(161)이 원주 방향을 따라 형성된 구성을 예로 들었지만, 클러치 디스크(160)에는 클러치 돌기(151)와 맞물리는 걸림부로서 다수의 홈이 원주 방향을 따라 형성될 수도 있다. 한편, 도면에는 클러치 본체(150)에 클러치 돌기(151)가 형성되고 클러치 디스크(160)에 걸림 구멍(161)이 형성된 구성을 예로 들었지만, 클러치 본체(150)에 다수의 걸림부로서 구멍이나 홈이 형성되고, 클러치 본체를 대향하는 클러치 디스크(160)에 클러치 돌기가 형성될 수도 있다.

상기 판 스프링(170)은 일단이 수직으로 절곡 형성되어 하우징 커버(120b)의 고정홈(170h)에 삽입됨으로써 위치 고정된다. 하우징 본체(120a)와 하우징 커버(120b)가 상호 결합된 상태에서, 판 스프링(170)은 가압부(110x)가 위치한 방향으로 가압하는 힘(F')을 클러치 디스크(160)와 회전축(110)에 작용하게 된다. 이에 따라, 클러치 디스크(160)는 클러치 본체(150)로 접근하려는 힘이 작용하여, 클러치 디스크(160)의 걸림 구멍(161)과 클러치 본체(150)의 클러치 돌기(151)의 맞물림 상태가 안정적으로 유지되어, 구동 모터(130)의 회전력이 클러치 본체(150)와 클러치 디스크(160)를 거쳐 회전축(110)에 전달된다. 판스프링(170)은 하나의 긴 스트립 형태로 형성되어 클러치 디스크(160)를 가압할 수도 있지만, 2개 이상의 스트립 형태로 형성되어 클러치 디스크(160)를 가압할 수도 있다.

상기 푸쉬 너트(180)는 회전축(110)의 타단에 형성된 나사부(110y)에 체결 고정되면서 회전축(110)과 클러치 디스크(160)를 일체로 결합시킨다. 푸쉬 너트(180)는 내주면에 회전축(110)의 나사부(110y)와 체결되는 암나사산이 형성되고, 반경 방향으로는 충분히 넓게 형성되어 클러치 디스크(160)와 보다 넓은 면적과 접촉한 상태로 설치된다. 이에 의하여, 푸쉬 너트(180)를 판 스프링(170)으로 가압하는 경우에, 판 스프링(170)의 힘을 클러치 디스크(160)에 보다 균일하게 분포된 힘으로 전달할 수 있다.

한편 발명의 다른 실시형태에 따르면, 푸쉬 너트(180)에는 판 스프링(170)이 관통하는 구멍(180a)이 형성되어, 판스프링(170)이 관통하도록 설치될 수 있다. 이에 의하여, 판스프링(170)이 클러치 디스크(160)의 정해진 위치에 일정한 힘(F')을 가하는 것이 가능해진다.

상기 완충재(190)는 워엄 휠(140)과 클러치 본체(150)의 사이에 개재되어, 가압부(110x)가 자동차 부품(88)의 위치를 고정하는 순간이나, 수동으로 클램핑 상태를 해제하기 위하여 클러치 본체(150)와 클러치 디스크(160)를 이격시켰다가 다시 서로 맞물리는 순간에 발생되는 충격이 워엄 휠(140)에 전달되는 것을 방지한다. 일반적으로, 워엄 휠(140)은 주철로 제작되므로 내충격성이 약하지만, 완충재(190)가 클러치 본체(150)와 워엄 휠(140) 사이에 삽입 설치됨에 따라 충분한 내구 수명을 보장할 수 있다.

도면 중 미설명 부호인 110z는 회전축(110)의 끝단에 고정되는 가압부(110x)가 장착되기 이전에 회전축(110)을 외기와 차단하도록 씌운 밀폐캡(110z)이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 클램핑 장치(100)는 다음과 같이 작동한다. 전동 모터(130)의 정, 역방향의 회전에 의하여 워엄 샤프트(130s)가 회전 구동되고, 워엄 샤프트(130s)의 워엄 기어와 맞물리는 나사산(140g)을 구비한 워엄 휠(140)은 워엄 샤프트(130s)의 속도보다 낮게 감속되어 회전 구동된다. 클러치 본체(150)는 워엄 휠(140)과 일체로 회전하도록 결합되므로, 워엄 휠(140)의 회전에 의하여 클러치 본체(150)는 회전 구동된다. 그리고, 클러치 본체(150)의 클러치 돌기(151)와 클러치 디스크(160)의 걸림 구멍(161)이 서로 맞물린 상태에서는, 클러치 본체(150)의 회전에 의하여 클러치 디스크(160)는 회전 구동되고, 클러치 디스크(160)와 일체로 결합된 회전축(110)도 정, 역방향으로 회전 구동된다. 따라서, 회전축(110)의 일단에 반경 방향으로 연장 고정된 가압부(110x)는 도2에 도시된 바와 같이 110r 방향으로 회전하면서 자동차 샤시 등의 부품을 선택적으로 클램핑 고정하게 된다.

이와 같이, 종래의 유압식 클램핑 장치와 달리, 전동식 구동 모터(130)에 의하여 자동차 부품(88)의 위치를 고정함에 따라, 훨씬 더 작은 높이(H)와 폭(W2)을 차지할 뿐이어서 자동차의 생산 라인에서 차지하는 공간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 유압식에 비하여 훨씬 빠른 응답 특성을 가지므로 자동차 부품(88)이 지지대(40)상에 거치되면 신속하게 자동차 부품(88)을 클램핑 고정하여 용접 등의 가공을 보다 짧은 시간 내에 행할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

더욱이, 자동차의 생산 라인은 부품(88)이 직선 라인을 따라 이동하도록 구성되므로, 도1의 종래의 유압식 클램핑 장치(1)는 부품(88)의 이송 경로와 간섭되지 않기 위하여 플런저(20)의 직선 운동을 회전 운동(30a)으로 변환하기 위해서는 별도의 부품을 추가하여야 했지만, 본 발명에 따른 전동 클램핑 장치(100)는 구동 모터(130)로부터의 회전력을 그대로 가압부(110x)에 전달하므로, 부품(88)의 이송 경로와 간섭되지 않는 회전 운동으로 가압부(110x)를 구동시키는 것이 훨씬 용이해진다.

한편, 자동차 부품(88)의 위치를 고정한 상태에서 전원이 OFF되거나 급작스럽게 생산 라인이 중단된 상태에서, 종래의 유압식 클램핑 장치는 플런저를 밀어낸 공압이나 유압을 제거하는 공정에 의해서만, 위치 고정된 상태를 해제시킬 수 있었다. 그러나, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 클램핑 장치(100)는 가압부(110x)의 끝단이 자동차 부품의 위치를 고정하는 클램핑력이 작용하는 상태에서 전원이 OFF되거나 급작스럽게 생산 라인이 중단된 상태에서도, 도8에 도시된 바와 같이, 작업자가 회전축(110)을 판 스프링의 탄성복원력(F')을 이기는 힘으로 회전축(110)을 소정의 힘(F)으로 밀어내면, 클러치 디스크(160)가 y로 표시된 방향으로 이동하게 되고, 이에 따라 클러치 디스크(160)의 걸림 구멍(161)과 클러치 본체(150)의 클러치 돌기(151)의 맞물림 상태를 해제되면, 가압부(110x)를 수동으로 회전시켜 부품(88)의 클램핑 상태를 간단히 해제시킬 수 있다.

그리고 나서, 작업자가 가했던 소정의 힘(F)을 제거하면, 클러치 디스크(160)의 걸림 구멍(161) 중 다른 하나와 클러치 본체(150)의 클러치 돌기(151)가 다시 맞물리면서, 구동 모터(130)에 의한 회전력이 다시 회전축(110)으로 전달되는 상태로 된다.

한편, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 클램핑 장치(100)는 가압부(110x)가 회전 운동에 의하여 자동차 부품(88)을 클램핑 고정시키는 장점이 있는데, 필요에 따라서는 자동차 부품(88)의 이송 경로와 간섭되지 않아 직선 운동에 의하여 자동차 부품(88)을 클램핑 고정하고자 할 경우도 있다. 이 경우에는, 도9에 도시된 바와 같이, 회전축(110)의 끝단에 피니언(110g)을 장착하고, 피니언(110g)과 맞물리는 나사산을 갖는 랙(210r)을 구비한 전동 클램핑 장치(200)로 변경하여 사용할 수 있다. 이를 통해, 종래의 유압식 클램핑 장치(1)와 마찬가지로 직선 운동으로 클램핑 고정 공정을 실현할 수 있을 뿐만 아니라, 보다 빠른 응답 속도로 클램핑 공정을 행할 수 있는 잇점을 얻을 수 있다.

또 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 클램핑 장치(100)는 구동 모터(130)의 회전 속도를 워엄 샤프트(130s)와 워엄 휠(140)의 감속비만큼 감속하여 가압부(110x)를 회전시키도록 구성되는데, 가압부(110x)의 회전 속도를 보다 낮추고자 하는 경우에는, 도10에 도시된 바와 같이, 회전축(110)의 끝단에 피니언(110g)을 장착하고, 피니언(110g)과 맞물리는 나사산을 갖는 피동 기어(310g)로 제2회전축을 회전시키고, 제2회전축에 가압부를 설치 고정한 전동 클램핑 장치(300)로 변경하여 사용할 수 있다. 이를 통해, 가압부의 회전 이동 속도를 생산 현장의 여건에 맞게 자유 자재로 조절할 수 있는 유리한 효과가 얻어진다.

도면 중 미설명 부호인 310z는 회전축(110)의 끝단에 고정되는 가압부가 장착되기 이전에 제2회전축을 외기와 차단하도록 씌운 밀폐캡(310z)이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

100: 전동 클램핑 장치 110: 회전축
120: 하우징 130: 구동 모터
130s: 워엄 샤프트 140: 워엄 휠
150: 클러치 본체 151: 클러치 돌기
160: 클러치 디스크 161: 걸림 구멍
170: 판 스프링 180: 푸쉬 너트
190: 완충재

Claims

자동차 부품의 위치를 고정하는 클램핑 장치에 있어서,
구동 모터와;
상기 구동 모터에 의하여 회전 구동되는 워엄 샤프트와;
상기 워엄 샤프트에 맞물려 회전하는 워엄 휠과;
상기 워엄 휠과 결합하여 함께 회전하고, 클러치 돌기가 판면에 형성된 클러치 본체와;
상기 클러치 돌기와 맞물릴 수 있는 다수의 걸림부가 원주 방향을 따라 형성되고, 상기 클러치 돌기와 상기 걸림부가 맞물린 상태에서 상기 클러치 본체와 함께 회전하는 클러치 디스크와;
상기 클러치 디스크에 결합되어 상기 클러치 디스크와 함께 회전하는 회전축과;
상기 걸림부가 클러치 돌기와 맞물리는 방향으로 상기 회전축에 탄성력을 작용시키는 판스프링과;
상기 회전축의 회전에 연동하여 상기 자동차 부품을 가압하는 가압부를;
포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차 부품의 위치 고정용 전동 클램핑 장치.
자동차 부품의 위치를 고정하는 클램핑 장치에 있어서,
구동 모터와;
상기 구동 모터에 의하여 회전 구동되는 워엄 샤프트와;
상기 워엄 샤프트에 맞물려 회전하는 워엄 휠과;
상기 워엄 휠과 결합하여 함께 회전하고, 다수의 걸림부가 원주 방향을 따라 판면에 형성된 클러치 본체와;
상기 클러치 걸림부와 맞물릴 수 있는 클러치 돌기가 원주 방향을 따라 형성되고, 상기 클러치 돌기와 상기 걸림부가 맞물린 상태에서 상기 클러치 본체와 함께 회전하는 클러치 디스크와;
상기 클러치 디스크에 결합되어 상기 클러치 디스크와 함께 회전하는 회전축과;
상기 걸림부가 클러치 돌기와 맞물리는 방향으로 상기 회전축에 탄성력을 작용시키는 판스프링과;
상기 회전축의 회전에 연동하여 상기 자동차 부품을 가압하는 가압부를;
포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차 부품의 위치 고정용 전동 클램핑 장치.
제 1항 또는 제2항에 있어서,
상기 걸림부는 판면을 관통하는 구멍 또는 홈으로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차 부품 고정용 전동 클램핑 장치.
제 1항 또는 제2항에 있어서,
상기 워엄 휠과 상기 클러치 본체 사이에는 완충재가 삽입 설치된 것을 특징으로 하는 자동차 부품 고정용 전동 클램핑 장치.
제 1항 또는 제2항에 있어서,
상기 워엄 휠과, 상기 클러치 본체와, 상기 클러치 디스크와, 상기 판스프링을 감싸는 하우징을 추가적으로 구비되고, 상기 판스프링은 절곡부가 구비되어 상기 절곡부가 상기 하우징의 요홈에 위치하는 것에 의하여 위치 고정되는 것을 특징으로 자동차 부품 고정용 전동 클램핑 장치.
제 1항 또는 제2항에 있어서,
상기 회전축은 상기 하우징에 부시에 의해 회전 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 자동차 부품 고정용 전동 클램핑 장치.
제 1항 또는 제2항에 있어서,
상기 가압부는 상기 회전축으로부터 반경 방향으로 길게 연장되도록 상기 회전축에 고정 설치되어, 상기 회전축의 회전에 따라 연동되어 회전하는 것을 특징으로 하는 자동차 부품 고정용 전동 클램핑 장치.
제 1항 또는 제2항에 있어서,
상기 가압부는 상기 회전축에 고정된 피니언과 맞물리는 피동 기어에 의하여 회전하는 제2회전축으로부터 반경 방향으로 길게 연장되도록 상기 제2회전축에 고정 설치되어, 상기 제2회전축의 회전에 따라 연동되어 회전하는 것을 특징으로 하는 자동차 부품 고정용 전동 클램핑 장치.
제 1항 또는 제2항에 있어서,
상기 가압부는 상기 회전축에 고정된 피니언과 맞물리는 랙으로 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차 부품 고정용 전동 클램핑 장치.