KR20150011321A - 클램핑 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 척(2) 안에 콜릿(3)이 위치해있고, 공작물을 조이기 위한 클램핑 장치에 관한 것이다. 공구 없이도 콜릿(3)을 척(2)에 체결하고 풀기 위한 총검형 체결구를 특징으로 한다.

Description

클램핑 장치{CLAMPING DEVICE}

본 발명은 청구항 1에서 설명한 클램핑 장치에 관한 것이다.

클램핑 장치는 공작물을 조이는데 사용되는 것이 일반적이다. 따라서, 클램핑 장치에서는 척 안에 콜릿이 위치하고, 콜릿이 공작물을 고정한다. 이를 위해, 구동장치의 도움으로 움직이는 견인로드를 이용해 콜릿을 작동시키는데, 이런 콜릿을 이루는 다수의 콜릿구간들을 조정하여 공작물을 조이거나 풀어준다.

클램핑 장치로 여러 종류의 공작물을 조이려면, 척의 콜릿을 교환해야만 한다. 기존의 클램핑 장치의 문제는, 이런 교환을 위해 척에서 콜릿을 풀어 빼낼 때 특수한 보조공구가 필요하다는데 있다. 이런 보조공구는 척 안에 새 콜릿을 고정하는데에도 사용된다.

보조공구의 사용은 클램핑 장치에 부수적인 추가 구조적 비용을 초래한다. 또다른 문제는, 보조공구가 별도의 저장공간을 요구한다는 것이다. 콜릿을 교환해야만 하는데 보조공구가 없으면, 보조공구를 검색해 조달해야 하는 추가 비용이 소요된다.

따라서, 본 발명의 목적은 구조적 비용이 낮고 고기능성을 갖는 클램핑 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 이런 목적은 청구항 1에 기재된 특징에 의해 해결된다. 본 발명의 특징은 종속항에 소개된 바와 같다.

본 발명의 클램핑 장치는 공작물을 조이는데 사용되고, 척 안에 콜릿이 위치한다. 공구 없이도 콜릿을 척에 체결하고 풀기 위한 총검형 체결구가 제공된다.

본 발명의 클램핑 장치의 장점은, 보조공구 없이도 콜릿을 척에 설치할 수 있고 필요할 때는 콜릿을 척에서 제거할 수도 있다는 데 있다. 콜릿을 총검형 체결구에 고정할 때, 조작자는 체결구를 손으로 조작하기만 하면 된다.

총검형 체결구는 클램핑 장치의 일부분을 형성하여 클램핑 장치에 영구적으로 부착된다. 조작자 한명이서 이 체결구를 신속용이하게 다룰 수 있으므로, 콜릿을 교환하는데 걸리는 시간을 크게 줄일 수 있다.

총검형 체결구가 수동으로 조작되는 작동 링과, 작동 링에 연결되어 콜릿을 척에 고정하는 경통을 포함하면 특히 유리하다.

총검형 체결구는 구조가 단순하다. 총검형 체결구가 클램핑 장치에 일체로 형성되므로, 장치의 크기가 크게 증가되지 않는다.

작동 링과 경통이 척에 동심으로 배열되고, 경통은 작동 링 안에 배치되된다. 작동 링의 내부로부터 반경방향으로 돌출하여 경통의 홈에 걸리는 핀이 있어서, 작동 링의 회전운동이 경통에 전달된다.

작동 링을 회전시키면 경통이 개폐위치 사이를 움직이고, 경통은 폐쇄위치에서는 척에 콜릿을 고정하며 개방위치에서는 척에서 콜릿을 풀어줄 수 있다.

작동 링은 클램핑 장치의 외부에 위치하므로, 조작자가 쉽게 작동할 수 있다. 작동 링의 회전운동이 핀을 통해 경통에 전달되면서, 콜릿을 제자리에 고정하거나 척에서 풀 수 있다. 그 결과, 총검형 체결구를 구조적으로 간단하면서도 튼튼하게 구현할 수 있다.

체결구를 조작하는 동안 콜릿의 위치는 변하지 않는데, 척 안에서 콜릿을 고정시키는 잠금기구에 의해 이루어진다.

경통으로 둘러싸인 공간을 향해 반경방향으로 뻗는 브래킷들이 경통의 정면에 배치되고, 이들 브래킷이 콜릿의 고정 수단을 형성한다. 또, 콜릿의 외면을 부분적으로 형성하는 다수의 웹이 링 모양으로 배열되고 웹 사이사이에 홈이 배치되며, 경통의 폐쇄위치에서는 브래킷이 웹에 맞닿아 콜릿을 척 내부에 고정하며 경통의 개방위치에서는 브래킷이 홈에 위치하여 콜릿을 척에서 풀 수 있다.

이런 웹과 홈은 콜릿의 정면에 인접하고, 이런 웹과 홈에 의해 콜릿이 척 안으로 삽입된다.

이런 식으로 아주 간단하면서도 신뢰도 높은 잠금기구가 구현되어, 콜릿을 척에 대해 잠그고 풀 수 있다.

콜릿은 다수의 동일한 콜릿구간들로 이루어지고, 인접한 콜릿구간들 사이사이에 콜릿의 축방향으로 뻗는 탄성요소가 배치된다.

이런 탄성요소는 보통 고무 혼합물로 이루어진다. 이런 탄성요소들은 각각의 콜릿구간의 상대적 운동을 가능케한다. 탄성요소들은 밀봉기능도 하여, 이중기능을 수행한다.

이런 구조이기 때문에, 총검형 체결구를 결합하는 동안, 콜릿구간이 모두 전체 길이에 걸쳐 반경방향으로 일정하게 움직이고, 이때 탄성요소도 전체 길이에 걸쳐 일정하게 압축된다.

본 발명은 보조공구의 도움으로 척에 대해 콜릿을 분해결합해야만 하는 기존의 클램핑 장치에 비해 큰 장점을 갖는다. 기존의 장치의 콜릿구간들은 콜릿을 설치하는 동안 틸팅운동을 하게되어, 콜릿구간들을 연결하는 탄성요소들이 일정하게 압축되지 못하고, 오히려 국부적으로 강하게 압축되곤 하여, 탄성요소가 국부적으로 극히 높은 응력을 받게 되므로, 탄성요소의 마모도가 극히 높아져 콜릿의 수명도 짧아지게 된다. 이런 문제를 본 발명에서는 총검형 체결구가 콜릿구간들을 반경방향으로 일정하게 움직이도록 하여 탄성요소에 일정한 압력이 가하도록 하는 구조로 피할 수 있다.

또, 본 발명의 클램핑 장치는 총검형 체결구가 콜릿을 척 안에 고정한 뒤에 총검형 체결구를 제자리에 고정하는 잠금기구를 더 포함할 수 있다.

이런 잠금기구는 경통이 잠금위치에 있은 뒤에 작동 링의 위치를 고정하는 수단을 포함한다.

잠금기구 때문에 클램핑 장치가 작동하는 동안 체결구가 부주의하게 풀리지 않는다. 이런 종류의 잠금기구는 클램핑 장치의 축방향으로 작동 링에 작용하는 스프링력을 일으키는 스프링 요소를 이용해 이루어질 수 있고, 이런 스프링력은 작동 링에 제공된 적어도 하나의 잠금요소를 척의 관련 수납부에 유지하도록 한다. 총검형 체결구를 작동시키려면, 먼저 작동 링을 축방향으로 움직인 다음 회전시키면 된다. 작동 링이 동작한 뒤에, 잠금 요소가 스프링력에 의해 관련 수납부에 자동으로 걸려, 체결구를 고정한다.

이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 자세히 설명한다.

도 1은 공작물의 클램핑에 사용되는 본 발명에 따른 클램핑 장치의 일례의 부분단면도;
도 2는 도 1의 클램핑 장치의 분리사시도;
도 3은 총검형 체결구가 개방위치에 있는 도 1의 클램핑 장치의 단면도;
도 4는 총검형 체결구가 폐쇄위치에 있는 도 1의 클램핑 장치의 단면도.

도 1은 공작물의 클램핑에 사용되는 본 발명에 따른 클램핑 장치(1)의 일례의 부분단면도로서, 척(2)과 콜릿(3)은 도시되었지만, 척(2) 안에 위치하면서 콜릿(3)을 움직여 공작물(도시 안됨)을 조이거나 풀어주는 수단은 도시되지 않았다. 이런 수단으로는 콜릿(3)을 작동시키는 견인봉의 선형 이동을 일으키는 구동장치 등이 있다. 도 1의 구성요소들이 도 2에 분리사시도로 표시되어 있다.

도 1에서 알 수 있듯이, 클램핑 장치(1)의 척(2)은 척플랜지(4)와 척바디(5)로 이루어진다(도 2 참조). 척플랜지(4)와 척바디(5)는 캡스크루(6)를 통해 연결되고, 척플랜지(4)와 척바디(5) 사이에 있는 스토퍼홀더(7)가 캡스크루(6)에 의해 척바디(5)에 조여진다.

척(2)의 내부에 위치하는 가역 스토퍼(8)는 잠금핀(9)에 의해 제자리에 고정된다. 가역 스토퍼(8)는 액시얼 스토퍼와 함께 콜릿(3)에 다양한 공작물을 장착할 수 있도록 하는 교환 기준요소 역할을 한다.

척바디(5)의 정면에는 원추형 접촉면(5a)을 이루는 개구부가 있고, 이곳에 콜릿(3)을 끼운다. 도 1에서는 개구부에 콜릿(3)을 끼운 상태이고, 콜릿의 뒷쪽 개구부 안에 밀봉링(10)이 설치된다. 밀봉링 때문에, 콜릿(3)이 척(2) 내부에 고정된 잠금지역 안으로 부스러기나 기타 오염물이 들어가지 못하도록 보호된다.

도 2에서 알 수 있듯이, 콜릿(3)은 동일한 형태의 6개의 콜릿구간(3a)으로 이루어지는데, 인접 콜릿구간들(3a)은 콜릿의 축방향으로 뻗은 탄성요소(11)를 통해 연결된다. 탄성요소(11)는 보통 고무 혼합물로 이루어져, 콜릿구간들(3a) 사이의 탄성결합부를 구성하며, 콜릿(3)의 외면에 압축력이 가해지면 탄성요소들이 압축되면서 콜릿구간들(3a)을 반경방향으로 좁힐 수 있다.

콜릿(3)은 척바디(5) 내부에 회전하지 않도록 위치한다. 회전 방지수단으로서, 콜릿(3) 외면에 축방향으로 홈(12)이 형성되는데, 본 실시예에서는 콜릿구간(3a)마다 홈(12)이 하나씩 형성된다. 척바디(5)에 있는 캡스크루(13)가 이들 홈(12)에 맞물려 콜릿(3)의 회전을 방지한다.

콜릿(3)은 아무런 보조공구 없이도 총검형 체결구로 척(2)에 고정될 수 있다. 총검형 체결구는 척바디(5) 외부에 위치하여 조작자가 회전시킬 수 있는 작동 링(14)과, 작동 링(14)에 동축으로 안쪽에 배치되어 콜릿(3)을 잠그거나 풀어주는 기능을 하는 경통(15)으로 이루어진다.

경통(15) 외면에 형성된 홈(16)에 작동 링(14)의 안쪽면에 돌출한 핀(17)이 하나씩 맞물려, 작동 링(14)의 회전운동이 경통(15)에 전달된다.

척(2) 안에 콜릿(3)을 고정하기 위해, 경통(15)의 전면에 브래킷(18)을 제공하는데, 이들 브래킷(18)은 경통(15) 내부 공간을 향해 방사상으로 뻗는다. 브래킷(18)은 모두 형상이 동일하고 일정 간격으로 떨어져 있다. 경통 사이의 간격이 동일하므로, 경통(15)의 원주방향을 따라 브래킷들이 등간격으로 떨어져있다.

경통(15)의 브래킷(18)에 대응하여 콜릿(3)의 배면에 척(2) 안으로 뻗는 웹(19)이 배치되는데, 이들 웹은 반경방향으로 보아 콜릿(3)의 외면의 일부를 이룬다. 본 실시예에서는 웹(19)의 갯수가 총 6개이고 웹 사이사이에 홈(20)이 형성된다. 웹(19)이 콜릿구간(3a)마다 하나씩 배치된다. 웹(19)은 모두 동일한 형상이고, 웹 사이의 홈(20)도 동일한 형상이며, 웹(19)은 콜릿(3)의 원주방향을 따라 등간격 배치된다. 웹(19)의 길이, 즉 원주방향의 길이는 경통(15)의 브래킷(18)의 길이에 맞춰진다.

작동 링(14)이 30°회전하면, 경통(15)이 개폐위치 사이를 움직인다. 척(2)에 콜릿(3)이 삽입되는 동안, 경통(15)은 개방위치에 있다. 콜릿(3)이 척(2) 안으로 원하는 위치까지 삽입되자마자, 경통(15)은 개방위치에 있기 때문에 경통(15)의 브래킷(18)은 홈(20) 안에 위치한다. 척(2) 안에 콜릿(3)을 고정하려면, 경통(15)이 잠길 때까지 작동 링(14)을 30°돌린다. 잠긴 위치에서, 경통(15)의 브래킷(18)이 콜릿(3)의 웹(18)의 위에 있어, 콜릿(3)을 척(2)에서 분리할 수 없게된다. 콜릿(3)을 척(2)에서 빼내려면, 경통(15)을 개방위치로 움직이면 된다. 콜릿(3)의 제거는 스프링이나 스프링 기구의 도움을 받을 수 있다.

도 3~4는 경통(15)이 개방위치와 폐쇄위치에 있을 때의 단면도이다. 도 3에서 보듯이, 경통(15)의 브래킷(18)은 개방위치에 있고, 콜릿(3)의 웹(19) 사이의 홈(20)이 탄성요소(11)의 일부를 덥는다. 도 4의 폐쇄위치에서는, 브래킷(18)이 웹(19)의 앞쪽으로 밀려나가 더이상 도면에서는 보이지 않고, 탄성요소(11)가 노출된다.

Claims (12)

1. 척(2) 안에 콜릿(3)이 위치해있고, 공작물을 조이기 위한 클램핑 장치에 있어서:
   공구 없이도 콜릿(3)을 척(2)에 체결하고 풀기 위한 총검형 체결구가 제공되는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 총검형 체결구가 수동으로 조작되는 작동 링(14)과, 작동 링(14)에 연결되어 콜릿(3)을 척(2)에 고정하는 경통(15)을 포함하는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 작동 링(14)과 경통(15)이 척(2)에 동심으로 배열되고, 경통(15)은 작동 링(14) 안에 배치되는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 작동 링(14)을 회전시키면 경통(15)이 개폐위치 사이를 움직이고, 경통은 폐쇄위치에서는 척(2)에 콜릿(3)을 고정하며 개방위치에서는 척(2)에서 콜릿(3)을 풀어주는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
5. 제4항에 있어서, 작동 링(14)의 내부로부터 반경방향으로 돌출하여 경통(15)의 홈(16)에 걸리는 핀(17)이 있어서, 작동 링(14)의 회전운동이 경통(15)에 전달되는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
6. 제2항 내지 제5항 중의 어느 하나에 있어서, 경통(15)으로 둘러싸인 공간을 향해 반경방향으로 뻗는 브래킷들(18)이 경통(15)의 정면에 배치되고, 이들 브래킷이 콜릿(3)의 고정 수단을 형성하는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
7. 제6항에 있어서, 콜릿(3)의 외면을 부분적으로 형성하는 다수의 웹(18)이 링 모양으로 배열되고 웹 사이사이에 홈(20)이 배치되며, 경통(15)의 폐쇄위치에서는 브래킷(18)이 웹(19)에 맞닿아 콜릿(3)을 척(2) 내부에 고정하며 경통의 개방위치에서는 브래킷(18)이 홈(20)에 위치하여 콜릿(3)을 척(2)에서 풀 수 있는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 웹(19)과 홈(20)이 콜릿(3)의 정면에 인접하고, 이런 웹과 홈에 의해 콜릿(3)이 척(2) 안으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
9. 제1항 내지 제8항 중의 어느 하나에 있어서, 상기 콜릿(3)이 다수의 동일한 콜릿구간(3a)으로 이루어지고, 인접한 콜릿구간들(3a) 사이사이에 콜릿(3)의 축방향으로 뻗는 탄성요소(11)가 배치되는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
10. 제9항에 있어서, 총검형 체결구를 결합하는 동안, 콜릿구간(3a)이 모두 전체 길이에 걸쳐 반경방향으로 일정하게 움직이고, 이때 탄성요소(11)도 전체 길이에 걸쳐 일정하게 압축되는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
11. 제1항 내지 제10항 중의 어느 하나에 있어서, 총검형 체결구가 콜릿(3)을 척(2) 안에 고정한 뒤에 총검형 체결구를 제자리에 고정하는 잠금기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 잠금기구가 경통(15)이 잠금위치에 있은 뒤에 작동 링(14)의 위치를 고정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
    

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