KR20140131830A - 클램프 기구를 포함하는 지그 장치 - Google Patents

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KR20140131830A KR20130050944A KR20130050944A KR20140131830A KR 20140131830 A KR20140131830 A KR 20140131830A KR 20130050944 A KR20130050944 A KR 20130050944A KR 20130050944 A KR20130050944 A KR 20130050944A KR 20140131830 A KR20140131830 A KR 20140131830A
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Abstract

본 발명은 클램프 기구를 포함하는 지그 장치에 관한 것으로서, 피가공물에 대한 클램핑을 수행하고 난 뒤 구동샤프트에 결합되어 있던 스핀들이 분리되더라도 클램핑 기구의 클램핑 상태가 안정적으로 유지될 수 있는 지그 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 구동샤프트 및 구동베벨기어를 통해 회전력을 전달받는 피동베벨기어와, 상기 피동베벨기어에 나사 결합되어 피동베벨기어의 회전시 축방향으로 이동되면서 그리퍼가 피가공물을 클램핑하도록 테이퍼로드를 이동시키는 테이퍼로드를 갖는 클램프 기구를 포함하는 지그 장치에 있어서, 상기 피동베벨기어의 나사산과 결합되는 클램핑로드의 나사산에서 양쪽 두 경사면의 각도(β1,β2)가 서로 다른 각도로 형성됨으로써 클램핑로드의 나사산이 단면상 비대칭 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 클램프 기구를 포함하는 지그 장치를 제공한다.

Description

클램프 기구를 포함하는 지그 장치{JIG SYSTEM HAVING CLAMP DEVICE}
본 발명은 클램프 기구를 포함하는 지그 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 클램프 기구의 클램핑 유지 성능 및 신뢰성을 증대시킨 지그 장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이 머시닝 센터와 같은 공작기계를 이용하여 엔진블록 등의 제품(workpiece)을 가공할 때 그 제품(기계가공이 필요한 피가공물)은 지그(jig) 장치와 같은 고정용 장치에 고정되어 있어야 한다.
이러한 지그 장치는 제품(이하, 피가공물이라 칭함)을 고정하기 위한 수단인 클램프 기구를 포함하며, 특히 피가공물의 상부나 측면을 가공하고자 하는 경우 홀 클램프(hole clamp)로 불리는 클램프 기구가 널리 이용된다.
홀 클램프 타입의 클램프 기구는 상부나 측면을 고정할 수 없는 피가공물을 고정할 수 있도록 고안된 것으로, 피가공물의 하부에 형성된 클램핑홀에 결합되어 클램핑하는 구성을 가진다.
즉, 클램프 기구를 포함하는 지그 장치의 안착면에 피가공물이 올려지고 나면, 피가공물의 하부에 형성된 클램핑홀 내측으로 클램프 기구의 그리퍼(gripper)가 삽입된 뒤, 상기 그리퍼가 피가공물의 홀 내주면에 밀착됨으로써 피가공물을 고정하게 된다.
한편, 상기와 같은 클램프 기구에서는 그리퍼를 피가공물의 클램핑홀 내주면에 밀착시키기 위해 통상 유압을 사용하는데, 유압을 생성하고 공급하기 위해 복잡한 유압장치가 필요하다.
유압장치는 기본적으로 유압탱크, 유압펌프, 및 복잡한 오일경로를 형성하는 호스나 파이프 등의 배관, 유압 공급 및 제어를 위한 밸브 등의 복잡한 구성을 가지므로 유압식 클램프 기구를 적용한 지그의 경우 유압 사용시의 알려진 여러 문제점들을 그대로 가지게 된다.
즉, 유압장치의 적용으로 인해 복잡한 구성을 가지게 됨은 물론, 오일 리크(leak)로 인한 문제점, 예컨대 리크된 오일로 인해 작업환경이 오염될 수 있는 문제점 등을 가지며, 더불어 공정변화에 대응할 수 있는 유연성이 떨어지는 등 효율성 및 유연성 측면에서 불리한 점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 유압 클램프 방식 대신 전동 클램프 방식을 채용한 지그 장치가 개발된 바 있다.
상기한 전동 클램프 방식의 지그 장치는 인가된 회전력을 직선이동력으로 변환하여 직선이동력으로부터 클램핑력을 생성하는 기구 구성을 가지며, 특히 경사면을 가지는 쐐기형의 테이퍼로드가 직선 이동하면서 그리퍼를 피가공물의 클램핑홀에 밀착시키는 동작(피가공물 고정, 즉 클램핑)이 이루어진다.
여기서, 회전력은 나사 원리에 의해 클램핑로드의 축방향 직선이동력으로 변환되며, 클램핑로드와 일체로 상하 이동하도록 된 테이퍼로드가 직선 이동하게 되면, 쐐기형 테이퍼로드의 경사면에 맞물려 있는 그리퍼가 확장되면서 피가공물의 클램핑홀 내주면에 밀착되는 동작이 이루어진다.
이러한 전동 클램프 방식을 적용할 경우 복잡한 유압장치가 필요하지 않으면서 리크 오일로 인한 작업환경의 오염을 방지할 수 있는 친환경 지그 장치를 구성할 수 있다.
그러나, 전동식 클램프 방식의 지그 장치에서는 다음과 같은 문제점이 있다.
전동식 클램프 방식의 지그 장치에서는 클램프 기구의 클램핑 동작이 수행될 수 있도록 회전력을 인가하는 부분이 머시닝 센터 등 공작기계의 스핀들로, 공작기계의 스핀들이 지그 장치의 클램프 기구를 구동하는 구동원이 된다.
이 스핀들이 회전되면, 인가된 회전력이 구동샤프트, 구동베벨기어, 피동베벨기어를 통해 전달되어 클램핑로드에서 직선이동력으로 변환된다.
또한 쐐기형 테이퍼로드가 상승 또는 하강하면서 그리퍼가 수축 또는 확장을 하게 되는데, 테이퍼로드가 하강할 때 그리퍼가 확장되면서(즉, 벌어지면서) 피가공물에 대한 클램핑(clamping)이 이루어지며, 반면 테이퍼로드가 상승할 때는 그리퍼가 수축 가능하게 되면서 피가공물의 언클램핑(unclamping)이 이루어진다.
이때, 클램핑로드 및 테이퍼로드에 하방향으로 가해지는 힘은 그리퍼를 벌어지게 하는 힘으로 작용하므로 클램핑 동작이 이루어지도록 하는 힘이 된다.
또한 클램핑 후 클램핑로드가 상방향으로 이동하지 않도록 지지하는 힘은 클램핑 상태가 최대한 유지될 수 있도록 작용하는 힘이 된다.
반대로, 클램핑로드에 상방향으로 가해지는 힘은 테이퍼로드를 상방향으로 이동시켜 그리퍼를 수축 가능한 조건으로 만들어주게 되고, 이러한 힘이 작용할 때 언클램핑 동작이 이루어지게 된다.
그러나, 클램핑이 이루어진 상태에서 공작기계의 스핀들이 가공을 위해 구동샤프트로부터 분리되고 나면 구동샤프트에 가하고 있던 힘은 제거된다.
이 힘이 제거될 경우, 클램핑로드의 상승을 방지하는 피동베벨기어에 대한 구동샤프트 및 구동베벨기어의 지지력이 없어지면서, 피동베벨기어와 클램핑로드 간에 나사가 스스로 풀리는 것과 마찬가지로 피가공물에 대한 클램핑 상태가 풀릴 수 있다.
피동베벨기어의 원통부와 클램핑로드 간에는 나사산이 맞물린 나사 결합으로 결합되어 있고, 클램핑 상태가 유지되도록 하기 위해서는 클램핑로드가 상승하지 않도록 피동베벨기어의 원통부가 견고히 지지하고 있어야 한다.
하지만, 스핀들이 분리되면서 구동샤프트, 구동베벨기어, 및 이에 치합된 피동베벨기어에 클램핑로드의 유동이 방지되도록 지지하는 힘이 제거되어, 나사산 간의 자립 조건을 유지하기 위한 힘이 약화되면서, 클램핑로드가 위로 조금이나마 유동할 수 있고, 이로 인해 클램프 기구가 풀리는 문제점이 발생 가능하다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 피가공물에 대한 클램핑을 수행하고 난 뒤 구동샤프트에 결합되어 있던 스핀들이 분리되더라도 클램핑 기구의 클램핑 상태가 안정적으로 유지될 수 있는 지그 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 구동샤프트 및 구동베벨기어를 통해 회전력을 전달받는 피동베벨기어와, 상기 피동베벨기어에 나사 결합되어 피동베벨기어의 회전시 축방향으로 이동되면서 그리퍼가 피가공물을 클램핑하도록 테이퍼로드를 이동시키는 테이퍼로드를 갖는 클램프 기구를 포함하는 지그 장치에 있어서, 상기 클램핑로드의 나사산은 피동베벨기어에 대한 구동샤프트 및 구동베벨기어의 지지력이 제거된 상태에서도 피동베벨기어의 나사산과 결합된 상태에서 나사가 스스로 풀리지 않는 나사 자립 조건을 유지할 수 있는 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 클램프 기구를 포함하는 지그 장치를 제공한다.
여기서, 상기 나사 자립 조건의 유지를 위해 클램핑로드의 나사산에서 양쪽 두 경사면의 각도가 서로 다른 각도로 형성됨으로써 클램핑로드의 나사산이 단면상 비대칭 구조로 되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직한 실시예에서, 상기 클램핑로드의 나사산에서 양쪽 두 경사면 중, 클램프 기구의 클램핑 구동시에 회전되는 피동베벨기어의 나사산으로부터 힘을 받게 되는 경사면의 각도가, 반대쪽 경사면의 각도에 비해 작은 각도로 되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직한 실시예에서, 상기 피동베벨기어의 나사산 중에서, 상기 클램핑로드 나사산의 두 경사면 중 상대적으로 작은 각도의 경사면에 접촉하게 되는 경사면의 각도가, 반대쪽 경사면의 각도에 비해 큰 각도로 되어 있는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 지그 장치에서는 클램핑로드의 외주면 나사산에서 양쪽 두 경사면의 각도가 서로 다른 각도로 형성됨으로써 나사 결합된 피동베벨기어와 클램핑로드 간의 나사 자립 조건이 강화될 수 있고, 피가공물에 대한 클램핑을 수행하고 난 뒤 구동샤프트에 결합되어 있던 스핀들이 분리되더라도 클램핑 기구의 클램핑 상태가 안정적으로 유지될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 클램프 기구를 포함하는 지그 장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 나사의 자립 조건을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 지그 장치에서 클램프 기구의 나사산 형상을 나타내는 확대도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 전동 클램프 방식을 채용한 지그 장치에서 클램프 기구의 클램핑 상태가 해제될 수 있었던 종래의 문제점을 개선하고자 제공하는 것으로, 피가공물을 클램핑한 뒤 구동샤프트에 결합되어 있던 스핀들이 분리되더라도 클램핑 기구의 클램핑 상태를 안정적으로 유지할 수 있는 지그 장치를 제공하고자 하는 것이다.
이를 위해, 본 발명에서는 클램프 기구에서 나사 결합되어 있는 피동베벨기어와 클램핑로드 간의 나사 자립 조건을 강화시킬 수 있는 구조 개선을 통하여 클램핑의 신뢰성을 증대시킨다.
본 발명에 따른 전동 클램프 방식의 지그 장치에 대해 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 전동식 클램프 기구를 포함하는 본 발명의 지그 장치를 도시한 단면도로서, 도면부호 225는 엔진블록(실린더블록)과 같은 피가공물을 나타낸다.
도시된 지그 장치의 전동식 클램프 기구는 토크렌치연결부(100), 구동샤프트(104), 구동샤프트하우징(103), 구동베벨기어(102), 피동베벨기어(107), 로드하우징(105), 및 클램핑로드(101,205), 쐐기형의 테이퍼로드(210), 그리퍼(220)를 포함한다.
여기서, 그리퍼(220)는 바깥쪽으로 벌어질 수 있는 구조로 되어 있고, 피가공물(225)의 고정시(클램핑시)에는 피가공물의 클램핑홀(235)에 삽입된 그리퍼(220)가 바깥쪽으로 벌어지면서 클램핑홀 내주면에 밀착되는바, 이때의 밀착력으로 피가공물이 고정된다.
전체적인 작동 상태를 설명하면, 먼저 클램프 기구의 클램핑 동작이 수행될 수 있도록 회전력을 인가하는 부분은 머시닝 센터 등 공작기계의 스핀들(240)로, 공작기계의 스핀들(240)이 지그 장치의 클램프 기구를 구동하는 구동원이 되며, 이 스핀들(240)에는 클램프 기구의 구동샤프트(104)와 연결될 수 있도록 별도로 구비되는 툴(tool), 즉 토크렌치(245)가 결합된다.
이에 공작기계의 스핀들(240)이 토크렌치(245) 및 토크렌치연결부(100)를 통해 구동샤프트(104)에 연결되고, 이때 스핀들(240)이 회전되면, 인가된 회전력에 의해 구동샤프트(104) 및 구동베벨기어(102), 이 구동베벨기어(102)에 치합된 피동베벨기어(107)가 동시에 회전된다.
더불어 피동베벨기어(107)가 회전되면, 내측으로 결합된 클램핑로드(101) 및 이 클램핑로드(101)의 상단부에 결합된 또 다른 클램핑로드(205)가 상하로 직선 이동하게 되면서, 회전력이 클램핑로드(101,205)의 축방향 직선이동력으로 변환된다.
이를 위해, 상기 클램핑로드(101)는 축방향 직선 이동(도면상 상하 이동)만 가능하고 회전은 방지되는 구조로 설치되는데, 클램핑로드(101)의 외주면과 피동베벨기어(107)의 원통부 내주면은 나사 결합된다.
이에 피동베벨기어(107)가 회전될 경우 나사 결합된 클램핑로드(101)가 상하로 직선 이동하게 되며, 이때 클램핑로드(205)의 상단부에 결합된 테이퍼로드(210)가 상하로 직선 이동하게 된다.
결국, 테이퍼로드(210)의 상하 이동에 따라 테이퍼로드의 경사면과 접촉하고 있는 그리퍼(220)가 바깥쪽으로 회전하여 확장되거나 안쪽으로 회전하여 수축될 수 있으며, 특히 테이퍼로드(210)가 클램핑로드(101,205)와 함께 일체로 하강할 때 경사면에 맞물린 그리퍼(220)를 바깥쪽으로 벌려주게 되고, 이에 그리퍼(220)가 피가공물(225)의 클램핑홀(235) 내주면에 밀착되면서 피가공물을 고정하는 클램핑이 이루어지게 된다.
다음으로, 나사의 자립 조건에 대해 설명하면, 도 2는 나사의 자립 조건을 설명하기 위한 알려진 도면으로, α는 리드각이며, 대문자 P는 나사의 회전력, 즉 나사를 죌 때 필요한 힘을 나타낸다.
나사를 죌 때 필요한 힘 P와 나사를 풀 때 필요한 힘 P'은 하기 식 (1), (2)와 같으며, 나사를 풀 때의 힘 P'의 방향은 죌 때의 힘 P의 방향과 반대이다.
Figure pat00001
(1)
Figure pat00002
(2)
여기서, Q는 축방향으로 미는 힘을 나타내고, ρ는 마찰각으로서, 이 마찰각(ρ)과 나사면 마찰계수(μ)의 관계식은
Figure pat00003
이 된다.
나사를 풀 때의 힘 P'은 나사의 자립 조건을 판단하는 기준이 되는 것으로, 외력이 없을 때 나사의 자립 조건(나사를 죄어 놓은 후 나사가 스스로 풀리지 않기 위한 조건)은 P'>0, 즉 ρ>α이 된다.
따라서, 외력을 고려하여 나사의 자립 조건을 강화하고자 한다면, 나사의 리드각 α를 줄이거나, α, p, d2 등의 형상 및 치수가 동일한 조건에서 마찰각 ρ를 크게 하는 것이 필요하다.
즉, 마찰계수 μ가 커질 수 있는 설계가 필요한데, 위의 수식은 사각 나사에 관한 것으로서, 삼각 나사의 경우 축방향 하중 Q에 대한 상당 마찰계수 μ'이 하기 식 (5)와 같이 정의된다.
Figure pat00004
(5)
여기서, ρ'은 상당 마찰각, μ는 나사면의 마찰계수, 그리고 β는 크랭크각(나사산각을 이루는 각이며, 통상의 경우 나사산각의 1/2임)을 나타낸다.
상술한 바와 같이 마찰계수 μ가 커진다는 것은 마찰각 ρ를 크게 하므로 자립 조건이 강화됨을 의미하는데, 상기 자립 조건의 μ를 크게 하기 위해서는 식 (5)에서 삼각 나사의 COSβ가 커져야 하고, COSβ가 커지기 위해서는 크랭크각(나사산 경사면의 각도) β가 작아져야 한다.
따라서, 본 발명에서는, 나사산으로 결합되어 있는 두 부품, 즉 피동베벨기어와 클램핑로드에서, 피동베벨기어의 원통부 내주면에 형성된 나사산과, 이에 결합되는 클램핑로드의 나사산을 설계함에 있어, 상기 크랭크각(나사산 경사면의 각도)을 작게 하여 자립 조건을 강화한다.
도 3은 본 발명에 따른 지그 장치에서 클램프 기구의 나사산 형상을 나타내는 확대도로서, 이는 도 1에서 'A' 부분을 확대하여 도시한 것이며, 좌측에는 나사 결합된 상태에서 각 부품의 나사산을 확대하여 도시하였다.
도 3에서 '클램프 방향'과 '언클램프 방향'은 각각 클램프 기구의 클램핑 구동시와 언클램핑 구동시에 클램핑로드(101)가 이동하는 방향을 나타내는 것이다.
상기 피동베벨기어(107)는 원통 형상을 가지는 원통부와, 상기 원통부 하단에 베벨기어 형상으로 형성된 기어부로 구성되며, 기어부는 구동베벨기어(102)의 기어부와 치합된다.
또한 피동베벨기어(107)의 원통부 내측으로는 상하 축방향으로 직선 이동하는 클램핑로드(101)가 결합되며, 회전이 방지된 클램핑로드(101)가 피동베벨기어(107)의 회전운동시 선형운동할 수 있도록 피동베벨기어(107)의 원통부 내주면과 클램핑로드(101)의 외주면은 나사 결합된다.
이때, 나사 결합을 위한 나사산을 도 3의 좌측에 도시한 것이다.
클램핑 구동시에는 피동베벨기어(107)가 회전되는 상태에서 클램핑로드(101)가 하강하게 되는데, 이때 클램핑로드(101)의 나사산에서 도면상 상측의 경사면이 피동베벨기어(107)의 나사산 중 도면상 하측의 경사면으로부터 힘을 받게 된다.
또한 클램핑이 이루어지고 난 뒤 클램핑 상태가 유지되도록 하기 위해서는 클램핑로드(101)가 상방향으로 움직이지 않도록 피동베벨기어(107) 나사산의 하측 경사면이 클램핑로드(101) 나사산의 상측 경사면을 충분한 힘으로 지지해야 한다.
그러나, 전술한 바와 같이 스핀들이 구동샤프트(104)에서 분리된 상태에서는 구동샤프트(104)와 구동베벨기어(102), 피동베벨기어(107)가 힘을 충분히 지지할 수 없기 때문에 초기 클램핑 상태를 유지할 수 있는 조건이 깨질 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 지그 장치에서, 클램핑로드(101)의 나사산은 피동베벨기어(107)에 대한 구동베벨기어(102)의 지지력이 제거된 상태에서도 피동베벨기어(107)의 나사산과 결합된 상태로 나사가 스스로 풀리지 않는 나사 자립 조건을 유지할 수 있는 형상으로 형성된다.
이때, 나사의 자립 조건을 강화시키고 클램핑 후 체결력 및 체결 유지시간을 증가시키기 위해 클램핑로드(101)의 나사산 경사면 각도(여기서, 경사면 각도는 나사산각을 이루는 각도임)를 작게 한다.
다만, 경사면 각도는 통상의 나사산에서는 나사산각의 1/2(상기 식 (5)에서 β가 경사면 각도임)이나, 본 발명에서는 클램핑로드(101)의 나사산에서 상하 양측 경사면의 각도(β1,β2)를 다르게 하여 이원화한다.
즉, 자립 조건의 강화를 위해 클램핑로드(101)의 나사산을 형성하는 경사면의 각도를 줄이되, 클램핑로드(101)의 나사산을 형성하는 양쪽 경사면의 각도를 모두 동일하게 하여 줄일 경우, 언클램핑 구동시 필요한 힘이 원치않게 커지게 될 것이므로, 자립 조건 강화를 위해서 반드시 필요한 경사면의 각도(β1)만 줄이는 것이다.
이 경우, 클램핑로드(101)의 나사산은 단면상에서 볼 때 좌우(도면상 상하) 형상이 비대칭인 구조가 된다.
바람직한 실시예에서, 클램핑로드(101)의 나사산에서 한쪽 경사면에 대해서만 경사면 각도(β1)를 줄이되, 클램핑 후 초기 클램핑 상태를 최대한 유지할 수 있도록 하면서(자립 조건이 강화될 수 있도록 하면서) 의도한 언클램 구동시 필요한 힘이 증가되지 않도록 도면상 상측 경사면의 각도(β1)를 하측 경사면의 각도(β2)에 비해 작게 한다.
여기서, 상측 경사면은 이에 접촉된 피동베벨기어(107)의 나사산 경사면(즉, 도면상 하측 경사면)으로부터 클램핑 구동시에 힘을 받는 경사면이며, 하측 경사면은 의도된 언클램핑 구동시에 피동베벨기어의 나사산 경사면(도면상 상측 경사면)으로부터 힘을 받는 경사면이다.
또한 클램핑로드(101)의 나사산 상측 경사면은 클램핑이 이루어진 상태에서 원치 않는 클램핑 해제시, 즉 원치않는 언클램핑이 이루어지려 할 때 피동베벨기어(107)의 나사산 경사면(도면상 하측 경사면)에 힘을 주게 되는 경사면이다.
그리고, 상기 피동베벨기어(107)의 나사산에 대해서도 나사산의 경사면 각도를 마찬가지로 이원화하는 것이 바람직하며, 클램핑로드(101)의 나사산 경사면 중 상대적으로 작은 각도(β1)의 경사면과 접촉하게 되는 피동베벨기어(107)의 나사산 경사면(도면상 하측 경사면)의 각도를 작게 하고, 클램핑로드(101)의 큰 각도(β2)의 경사면과 접촉하게 되는 피동베벨기어(107)의 나사산 경사면(도면상 상측 경사면)의 각도를 상대적으로 크게 한다.
이에 피동베벨기어(17)의 나사산 역시 단면상에서 볼 때 좌우(도면상 상하) 형상이 비대칭인 구조가 된다.
상기와 같이 클램핑 구동시에 힘을 받게 되는 클램핑로드(101) 나사산 경사면의 각도(β1)(도면상 상측 경사면의 각도)를 상대적으로 작게 하여 클램핑 후 초기 클램핑 상태를 유지하는데 필요한 나사 자립이 용이해지도록 하고, 이로써 의도되지 않은 언클램핑 방향으로 클램핑로드(101)가 쉽게 움직이지 않도록 한다.
위에서 설명한 바대로, 클램핑로드(101)와 피동베벨기어(107)의 나사산 형상을 단면상 비대칭 구조가 되도록 설계할 경우, 클램핑 상태의 클램핑로드(101)가 언클램핑 방향으로 유동하려 할 때(즉, 상승하려 할 때), 상호 간 접촉하여 힘이 작용하게 되는 클램핑로드(101) 나사산과 피동베벨기어(107) 나사산의 접촉 경사면(클램핑로드 나사산의 상측 경사면과 피동베벨기어 나사산의 하측 경사면) 간에는, 도 3에서 알 수 있듯이, 접촉면적이 상대적으로 축소되어 있으므로 접촉압력도 커지게 된다.
이러한 접촉압력(면압) 증가 역시 클램핑 후 자립 상태 유지에 기여하게 된다.
물론, 의도된 언클램핑 구동시에는 반대쪽 경사면의 각도를 크게 하였으므로 쉽고 빠르게 언클램핑이 이루어지게 된다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
101 : 클램핑로드 102 : 구동베벨기어
104 : 구동샤프트 107 : 피동베벨기어
210 : 테이퍼로드 220 :그리퍼
240 : 스핀들 225 : 피가공물
235 : 클램핑홀

Claims (4)

  1. 구동샤프트 및 구동베벨기어를 통해 회전력을 전달받는 피동베벨기어와, 상기 피동베벨기어에 나사 결합되어 피동베벨기어의 회전시 축방향으로 이동되면서 그리퍼가 피가공물을 클램핑하도록 테이퍼로드를 이동시키는 테이퍼로드를 갖는 클램프 기구를 포함하는 지그 장치에 있어서,
    상기 클램핑로드의 나사산은 피동베벨기어에 대한 구동샤프트 및 구동베벨기어의 지지력이 제거된 상태에서도 피동베벨기어의 나사산과 결합된 상태에서 나사가 스스로 풀리지 않는 나사 자립 조건을 유지할 수 있는 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 클램프 기구를 포함하는 지그 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 나사 자립 조건의 유지를 위해 상기 클램핑로드의 나사산에서 양쪽 두 경사면의 각도(β1,β2)가 서로 다른 각도로 형성됨으로써 클램핑로드의 나사산이 단면상 비대칭 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 클램프 기구를 포함하는 지그 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 클램핑로드의 나사산에서 양쪽 두 경사면 중, 클램프 기구의 클램핑 구동시에 회전되는 피동베벨기어의 나사산으로부터 힘을 받게 되는 경사면의 각도(β1)가, 반대쪽 경사면의 각도(β2)에 비해 작은 각도로 되어 있는 것을 특징으로 하는 클램프 기구를 포함하는 지그 장치.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 피동베벨기어의 나사산 중에서, 상기 클램핑로드 나사산의 두 경사면 중 상대적으로 작은 각도(β1)의 경사면에 접촉하게 되는 경사면의 각도가, 반대쪽 경사면의 각도에 비해 큰 각도로 되어 있는 것을 특징으로 하는 클램프 기구를 포함하는 지그 장치.
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