KR20150013762A - 클램프 장치 - Google Patents

Abstract

하우징(12)에 상하 방향으로 요동 가능하게 지지된 클램프 아암(14)의 좌단부에, 출력부(14c)가 마련된다. 하우징(12)의 좌단부에는, 스프링 장착용 제 1 구멍(22)이 출력부(14c)를 향해 비스듬히 위로 향해 개구된다. 상기 클램프 아암(14)의 좌단 근처부에, 클램프 아암(14)의 상면과 하면을 연통하는 관통 구멍(24)이, 비스듬히 위로 향해 형성된다. 그 관통 구멍(24)에는, 스프링 장착용 제 2 구멍(24a)과 암나사 구멍(24b)이 위로 향해 이 순서로 형성된다. 상기 제 1 구멍(22)과 상기 제 2 구멍(24a)에 걸쳐 장착된 복귀 스프링(26)이 상기 출력부(14c)를 위쪽으로 부세한다. 상기 암나사 구멍(24b)에 상측으로부터 나사결합된 누름 볼트(28)가 상기 복귀 스프링(26)을 압축한다.

Description

클램프 장치{CLAMP DEVICE}

본 발명은, 금형이나 워크피스 등의 피고정물을 테이블 등의 지지대에 고정하는 클램프 장치에 관한 것으로, 더 상세히 말하면, 클램프 아암의 길이 방향 도중부를 요동 가능하게 지지한 형식의 클램프 장치에 관한 것이다.

이 종류의 클램프 장치에는, 종래에는, 특허문헌 1(일본국 특개 평 8-177814호 공보)에 기재된 것이 있다. 그 종래 기술의 클램프 장치는, 다음과 같이 구성되어 있다.

하우징(클램프 아암 받침대)에, 클램프 아암의 길이 방향 도중부가, 지점축(支點軸)을 통해서 상하 방향으로 요동 가능하게 장착된다. 그 클램프 아암의 선단부에, 피고정물을 압압(押壓)하는 출력부(작용점)가 마련됨과 아울러, 상기 클램프 아암의 후단부에, 피스톤으로 밀어 올려지는 입력부(힘점)가 마련된다.

상기 하우징의 선단측에는, 스프링 장착용 제 1 구멍이 상기 클램프 아암의 선단 근처부를 향해 비스듬히 위로 향해 개구된다. 또한, 상기 클램프 아암의 선단측에는, 스프링 장착용 제 2 구멍이 상기 제 1 구멍을 향해 비스듬히 아래로 향해 개구된다. 그리고 상기 제 1 구멍과 제 2 구멍에는, 상기 클램프 아암을 복귀시키기 위한 복귀 스프링이 조립된다.

이 종래의 클램프 장치로 피고정물을 고정할 때에는, 피스톤 하측에 배치된 작동실에 압력 유체를 공급한다. 그리하면, 상기 클램프 아암의 입력부가 상기 피스톤으로 밀어 올려져 해당 클램프 아암이 요동하고, 그 출력부가 피고정물을 압압한다. 이 로크(lock) 상태에서는, 상기 복귀 스프링은 상기 하우징과 상기 클램프 아암 사이에서 압축된다.

클램프 장치를 상기 로크 상태로부터 릴리스 상태로 복귀 구동시킬 때에는, 상기 작동실의 압력 액체를 배출한다. 그리하면, 상기 복귀 스프링의 부세력(付勢力)에 의해, 상기 클램프 아암의 출력부가 밀어 올려짐과 아울러, 상기 클램프 아암의 입력부가 피스톤을 압하(押下)한다. 이에 의해, 피고정물의 상기 로크 상태가 해제된다.

특허문헌 1: 일본 특개 평 8-177814호 공보

상기 종래 기술은, 클램프 아암 복귀용의 복귀 스프링을 경사지게 하여 조립한 것에 의해, 해당 복귀 스프링의 부세력이 클램프 아암에 작용하는 개소와 상기 지점축 사이의 팔 길이를 크게 할 수 있다. 이에 의해, 복귀 스프링은, 클램프 아암에 대한 회전력을 높이고, 클램프 아암을 빠르게 복귀시킬 수 있다. 그러나 이 종래의 클램프 장치에서는, 조립이나 메인터넌스 시에 다음과 같은 개선의 여지가 남아 있었다.

즉, 상기 종래 기술에서는, 클램프 아암을 더 신속하게 복귀 구동시키기 위해서는, 강력한 부세력을 구비한 복귀 스프링이 필요하게 된다. 이러한 강력한 복귀 스프링을 채용한 경우에는, 클램프 장치의 조립이나 메인터넌스 시, 그 복귀 스프링을 스프링 장착용 제 1 구멍 및 제 2 구멍에 착탈하기 위해, 특수한 도구를 사용한 작업이 필요하게 된다. 이 때문에, 클램프 장치의 조립이나 메인터넌스에 품이 든다.

본 발명의 목적은, 클램프 아암의 복귀 스프링을, 강력한 것을 채용함과 아울러, 용이하게 착탈할 수 있도록 하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 예를 들면, 도 1 내지 도 5에 나타내는 바와 같이, 클램프 장치를 다음과 같이 구성했다.

하우징(12)을 따라 수평 방향으로 뻗은 클램프 아암(14)은, 상기 하우징(12)의 수평 방향의 도중부(途中部)에 요동 가능하게 지지되는 지점부(支點部)(14a)와, 상기 수평 방향의 기단(基端)에 마련된 입력부(14b)와, 상기 수평 방향의 선단에 마련된 출력부(14c)를 갖는다. 상기 입력부(14b)의 아래쪽에서는, 상기 하우징(12)의 상면에 개구된 실린더 구멍(16)이, 해당 하우징(12)에 있어서 상하 방향으로 형성된다. 그 실린더 구멍(16)에는, 상기 하우징(12)의 개구단(開口端)보다 위쪽으로 진출하여 상기 입력부(14b)를 위쪽으로 이동시키는 피스톤(18)이 삽입된다. 상기 실린더 구멍(16)의 저벽(底壁)(16a)과 상기 피스톤(18) 사이에, 압력 유체가 공급 및 배출되는 작동실(20)이 형성된다. 상기 하우징(12)의 선단부 근방에는, 스프링 장착용 제 1 구멍(22)이, 상기 클램프 아암(14)의 선단 근처부를 향해 비스듬히 위로 향해 개구된다. 상기 출력부(14c)와 상기 지점부(14a) 사이에, 상기 클램프 아암(14)의 상면과 하면을 연통하는 관통 구멍(24)을 비스듬히 위로 향해 마련한다. 그 관통 구멍(24)에는, 스프링 장착용 제 2 구멍(24a)과 암나사 구멍(24b)이 위로 향해 이 순서로 형성된다. 상기 제 1 구멍(22)과 상기 제 2 구멍(24a)에 걸쳐 복귀 스프링(26)이 장착되며, 그 복귀 스프링(26)이 상기 출력부(14c)를 위쪽으로 부세한다. 상기 암나사 구멍(24b)에 누름 볼트(28)가 상측으로부터 나사결합되어, 그 누름 볼트(28)가 상기 복귀 스프링(26)을 압축한다.

본 발명은, 다음의 작용 효과를 나타낸다.

클램프 장치의 조립 시에 있어서, 클램프 아암에 복귀 스프링을 장착할 때에는, 우선, 하우징의 제 1 구멍과 상기 클램프 아암의 제 2 구멍 사이에 자유 상태의 복귀 스프링을 배치한다. 이어서, 암나사 구멍에 누름 볼트를 상측에서부터 나사결합시키고, 그 누름 볼트를 조임 회전시켜 상기 복귀 스프링을 압축한다. 이에 의해, 상기 복귀 스프링의 장착이 완료된다. 또한, 클램프 장치의 분해 시에는, 암나사 구멍에 대해 누름 볼트를 풀림 회전시켜, 복귀 스프링을 상기 압축 상태로부터 자유 상태 또는 그에 가까운 상태로 되돌린다. 이에 의해, 복귀 스프링을 제 1 구멍 및 제 2 구멍으로부터 용이하게 떼어낼 수 있다.

이와 같이, 클램프 장치의 조립이나 분해 시 등에, 복귀 스프링을 자유 상태 또는 그에 가까운 상태로 하여, 그 부세력을 제로 또는 약하게 할 수 있다. 이 때문에, 상기 종래 기술과는 달리, 복귀 스프링을 착탈하기 위한 특수한 도구가 불필요하게 된다. 그 결과, 클램프 장치의 조립이나 메인터넌스 시에, 복귀 스프링의 착탈에 품이 들지 않는다. 게다가, 복귀 스프링으로서 강력한 스프링을 채용하는 것도 가능해진다.

본 발명에서는, 상기 실린더 구멍(16)의 적어도 상측 절반 부분을 상하 방향으로 스트레이트로 형성함과 아울러, 상기 피스톤(18)의 적어도 상측 절반 부분을 상하 방향으로 스트레이트로 형성하는 것이 바람직하다.

이 경우, 하우징의 실린더 구멍과 피스톤을, 효율적으로 제조할 수 있다.

또한, 상기 각 발명에서는, 상기 실린더 구멍(16)의 축심(軸心)(C1)에 대한 상기 제 1 구멍(22)의 축심(C2)의 경사 각도(θ)는, 30도 내지 45도 범위 내로 설정하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 35도 내지 45도 범위 내이다.

또, 본 발명은, 후술하는 실시형태에 기재된 특유의 구성을 부가하는 것이 바람직하다.

[도 1] 본 발명의 일 실시형태에 따른 클램프 장치에서의 릴리스 상태를 정면에서 본 단면도이다.
[도 2] 도 1에 나타내는 클램프 장치의 좌측면도이다.
[도 3] 도 1에 나타내는 클램프 장치의 우측면도이다.
[도 4] 도 1에 나타내는 클램프 장치의 평면도이다.
[도 5] 상기 클램프 장치의 로크 상태를 나타내는 정면에서 본 단면도이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태를 도 1 내지 도 5에 의해 설명한다. 우선, 피고정물을 고정하기 전의 릴리스 상태를 나타내는 도 1 내지 도 4에 기초하여, 클램프 장치(10)의 구조를 설명한다.

본 발명의 클램프 장치(10)는, 테이블 등의 지지대(1)에 장착하여 사용하는 것으로, 하우징(12)의 하부에 T다리(30)가 형성되며, 이 T다리(30)가, 지지대(1)에 형성된 T홈(32) 내에 수평 방향(도 1 중의 좌우 방향)으로 이동 가능하게 끼워 맞춰진다.

도 1 중의 하우징(12)의 좌단측(左端側)(선단측)에는, 도 2에 나타내는 바와 같이 좌우 한 쌍의 측벽(34a)이 세워지며, 그 측벽(34a, 34a) 사이에 측면에서 보아 U자 모양의 홈(34)이 형성된다. 상기 양측벽(34a, 34a)에는, 하우징(12)의 좌우 방향의 도중부 위치에, 피봇 지지 샤프트(36)가 가설되며, 그 피봇 지지 샤프트(36)에, 클램프 아암(14)의 길이 방향 도중부에 마련한 지점부(14a)가 회전 가능하게 지지된다. 상기 클램프 아암(14)은, 상기 지점부(14a)에 더해, 그 클램프 아암(14)의 우단측(기단측)에 마련된 입력부(14b)와, 좌단측(선단측)에 마련된 출력부(14c)를 갖는다.

한편, 도 1 중의 하우징(12)의 우단측(기단측)에는, 상기 입력부(14b)에 대응하는 위치에, 상기 하우징(12)의 상면에 개구된 실린더 구멍(16)이, 상하 방향 전체에 걸쳐 스트레이트로 형성된다. 이 실린더 구멍(16)에는, 피스톤(18)이 씰링 부재(38)를 개재하여 씰링 유지 상태로 삽입된다. 그 피스톤(18)은, 상하 방향 전체에 걸쳐 스트레이트로 형성되며, 상기 실린더 구멍(16)의 개구단보다 위쪽으로 진출하여 상기 입력부(14b)를 위쪽으로 이동시킨다. 또한, 실린더 구멍(16)의 개구 연부(緣部)에는, 스크레이퍼(40)가 장착되어 있다.

상기 피스톤(18)과 상기 실린더 구멍(16)의 저벽(16a) 사이에는 작동실(20)이 형성된다. 이 작동실(20)에는, 급배(給排) 포트(42)를 통해, 압력 유체로서의 압유가 공급 및 배출된다.

상기 하우징(12)의 좌단부 근방에, 클램프 아암(14)의 좌단 근처부를 향해 비스듬히 위로 향해 개구하도록 스프링 장착용 제 1 구멍(22)이 형성된다. 상기 실린더 구멍(16)의 축심(C1)에 대한 제 1 구멍(22)의 축심(C2)의 경사 각도(θ)는, 30도 내지 45도 범위 내로 설정하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 35도 내지 45도 범위 내이다. 상기 경사 각도(θ)를 이러한 범위로 설정함으로써, 후술하는 복귀 스프링(26)의 부세력이 클램프 아암(14)에 작용하는 개소와, 피봇 지지 샤프트(36)의 축심 사이의 팔 길이가 커진다. 이에 의해, 복귀 스프링(26)은, 클램프 아암(14)에 대한 회전력을 높일 수 있다. 그 결과, 상기 하우징(12)이나 복귀 스프링(26) 등을 대형화시키는 일없이, 클램프 아암(14)을 더 빠르게 복귀 구동시킬 수 있다.

한편, 상기 클램프 아암(14)에는, 상기 출력부(14c)와 상기 지점부(14a) 사이에, 그 클램프 아암(14)의 상면과 하면을 연통하는 관통 구멍(24)이 비스듬히 위로 향해 형성된다. 그 관통 구멍(24)은, 상기 릴리스 상태에서 상기 제 1 구멍(22)의 축심(C2)과 대략 동축(同軸)이 되도록 형성된다. 그 관통 구멍(24)에는, 스프링 장착용 제 2 구멍(24a)과 암나사 구멍(24b)이 위로 향해 이 순서로 형성된다. 그리고 후술하는 바와 같이, 상기 제 1 구멍(22)과 상기 제 2 구멍(24a)에 걸쳐 복귀 스프링(26)이 자유 상태로 장착되고, 암나사 구멍(24b)에 상측에서부터 나사결합시킨 누름 볼트(28)로 상기 복귀 스프링(26)을 압축하는 것에 의해, 상기 출력부(14c)를 위쪽으로 부세한다. 또, 누름 볼트(28)는, 풀림을 방지하기 위해, 완전히 조임 회전시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 클램프 아암(14)의 좌단측 하면에 형성한 볼록부(14d)와, 이 볼록부(14d)를 받치도록 상기 하우징(12)에 형성된 좌단측 상면(12a)은, 상기 피스톤(18)이 실린더 구멍(16)으로부터 빠져나가는 것을 방지하는 스토퍼로서 기능한다.

복귀 스프링(26)은, 큰 직경의 외측 스프링(26a)과, 상기 외측 스프링(26a) 내에 삽입된 작은 직경의 내측 스프링(26b)을 갖는다. 이들 외측 스프링(26a)과 내측 스프링(26b)은 압축 코일 스프링으로 구성되어 있다. 상기 복귀 스프링(26)의 하단부는, 상기 하우징(12) 제 1 구멍(22)의 저벽에 받쳐진다. 그 복귀 스프링(26)의 상단부는, 상기 클램프 아암(14)의 제 2 구멍(24a)에 삽입된 스프링 받침(44)을 통해 상기 누름 볼트(28)로 받쳐진다.

상기 구성의 클램프 장치(10)는, 도 1과 도 5에 나타내는 바와 같이, 다음과 같이 작동한다.

도 1의 릴리스 상태에서는, 작동실(20)의 압유가 배출되고, 복귀 스프링(26)의 부세력에 의해, 클램프 아암(14)의 출력부(14c)가 밀어 올려짐과 아울러, 입력부(14b)가 압하되어, 피스톤(18)이 하강되고 있다.

상기 클램프 장치(10)를 로크 구동할 때에는, 도 1의 릴리스 상태에서, 상기 작동실(20)에 압유를 공급한다.

그리하면, 도 5에 나타내는 바와 같이, 그 작동실(20)의 압유가 상기 피스톤(18)을 상승시키고, 그 피스톤(18)이 상기 클램프 아암(14)의 입력부(14b)를 밀어 올림과 아울러, 복귀 스프링(26)에 대항해서 출력부(14c)가 밀려 내려간다. 이에 의해, 상기 출력부(14c)가 금형(D)을 지지대(1)의 상면에 압압한다.

상기 클램프 장치(10)를 도 5의 로크 상태로부터 도 1의 릴리스 상태로 전환할 때에는, 상기 도 5에서, 상기 작동실(20)의 압유를 배출한다.

그리하면, 복귀 스프링(26)의 부세력에 의해, 상기 클램프 아암(14)의 출력부(14c)가 밀어 올려지고, 상기 입력부(14b)가 피스톤(18)을 하강시켜, 도 1의 릴리스 상태로 되돌아간다. 이에 의해, 금형(D)의 고정이 해제된다.

상기 실시형태의 클램프 장치(10)는, 다음의 장점을 나타낸다.

클램프 장치(10)의 조립 시나 분해 시에 있어서, 하우징(12)의 홈(34)에 대해 클램프 아암(14)을 착탈할 때, 누름 볼트(28)를 풀림 회전시켜 복귀 스프링(26)의 부세력을 약하게 하는 것에 의해, 하우징(12)에 대해 피봇 지지 샤프트(36)를 용이하게 넣고 빼기 할 수 있다.

또한, 상기 피스톤(18)의 스토퍼를, 상기 클램프 아암(14)의 좌단측 하면에 마련한 볼록부(14d)와, 그 볼록부(14d)를 받치도록 형성된 상기 하우징(12)의 좌단측 상면(12a)으로 구성하는 것에 의해, 상기 실린더 구멍(16)의 상부에 스토퍼부를 마련할 필요가 없어진다. 이에 의해, 상기 실린더 구멍(16)이나 피스톤(18)의 구조를 간소화할 수 있다. 그 결과, 클램프 장치(10)는, 제조성과 메인터넌스성이 뛰어난 것이 된다.

덧붙여, 상기 클램프 아암(14)의 좌단측 하면의 볼록부(14d) 또는 상기 하우징(12)의 좌단측 상면(12a) 중 어느 한쪽의 가공 치수를 변경함으로써, 다양한 스트로크의 피스톤(18)에 대응할 수 있도록 이루어지기 때문에, 부품 공유화를 추진할 수 있다. 물론, 상기 클램프 아암(14)의 좌단측 하면의 볼록부(14d)와 상기 하우징(12)의 좌단측 상면(12a)의 양쪽 가공 치수를 변경하도록 해도 된다.

상기 실시형태는, 다음과 같이 변경 가능하다.

상기 작동실(20)에 공급 및 배출되는 압력 유체는, 예시한 압유(壓油)로 한정되는 것은 아니고, 압축 공기나 다른 압축 가스 등이어도 된다.

상기 클램프 장치(10)에는, 이동 수단과 위치 결정 수단 등이 부속되어 있지 않지만, 예를 들면 전동기나 유압 실린더 등의 액츄에이터에 의해, 클램프 장치(10)를 지지대(1) 위의 소정의 전진 위치 및 후퇴 위치 사이에서 왕복 이동시키도록 해도 된다.

상기 복귀 스프링(26)은, 외측 스프링(26a)과 내측 스프링(26b)으로 구성된 듀얼 스프링을 사용하는 경우를 나타냈지만, 예를 들면, 1개의 스프링으로 구성하도록 해도 된다.

또한, 복귀 스프링(26)의 상단에 스프링 받침(44)을 장착하는 경우를 나타냈지만, 누름 볼트(28)만으로 복귀 스프링(26)을 압축할 수 있도록 한 경우에는, 상기 스프링 받침(44)을 생략하는 것도 가능하다.

상기 클램프 장치(10)의 장착 자세로서, 상기 실시형태에서는, 상기 클램프 아암(14)의 길이 방향이 수평 방향을 향하는 경우를 나타내고 있지만, 이 클램프 아암(14)의 길이 방향 방면이 수직 방향이나 경사 방향을 향하도록 해도 된다.

또한, 상기 클램프 장치(10)를, T다리(30)와 T홈(32)으로 지지대(1)에 이동 가능하게 장착하는 경우를 나타냈지만, 이 클램프 장치(10)의 지지대(1)에의 장착 형태는 이에 한정되는 것은 아니고, 지지대(1)에 클램프 장치(10)를 볼트로 고정하도록 한 것이어도 된다.

상기 실린더 구멍(16) 및 상기 피스톤(18)이 둘 다 상하 방향 전체에 걸쳐 스트레이트로 형성된 경우를 나타냈지만, 이 실린더 구멍(16) 및 피스톤(18)은, 적어도 상측 절반 부분을 상하 방향으로 스트레이트로 형성해도 된다.

10:클램프 장치 12:하우징
14:클램프 아암 14a:클램프 아암(14)의 지점부
14b:클램프 아암(14)의 입력부 14c:클램프 아암(14)의 출력부
16:실린더 구멍 18:피스톤
20:작동실 22:제 1 구멍
24:관통 구멍 24a:제 2 구멍
24b:암나사 구멍 26:복귀 스프링
28:누름 볼트 C1:실린더 구멍(16)의 축심
C2:제 1 구멍(22)의 축심 θ:경사 각도

Claims (4)

1. 하우징(12)을 따라 수평 방향으로 뻗는 클램프 아암(14)으로서, 상기 하우징(12)의 수평 방향 도중부(途中部)에 요동 가능하게 지지되는 지점부(14a)와, 상기 수평 방향의 기단(基端)에 마련된 입력부(14b)와, 상기 수평 방향의 선단에 마련된 출력부(14c)를 갖는 클램프 아암(14)과,
   상기 입력부(14b)의 아래쪽에서 상기 하우징(12)에 상하 방향으로 형성됨과 아울러 해당 하우징(12)의 상면에 개구된 실린더 구멍(16)과,
   상기 실린더 구멍(16)에 삽입된 피스톤(18)으로서, 상기 하우징(12)의 개구단(開口端)보다 위쪽으로 진출하여 상기 입력부(14b)를 위쪽으로 이동시키는 피스톤(18)과,
   상기 실린더 구멍(16)의 저벽(底壁)(16a)과 상기 피스톤(18) 사이에 형성되어 압력 유체가 공급 및 배출되는 작동실(20)과,
   상기 클램프 아암(14)의 선단 근처부를 향해 비스듬히 위로 향해 개구하도록 상기 하우징(12)의 선단부 근방에 형성한 스프링 장착용 제 1 구멍(22)과,
   상기 출력부(14c)와 상기 지점부(14a) 사이에서 상기 클램프 아암(14)의 상면과 하면을 연통시키도록 비스듬히 위로 향해 형성한 관통 구멍(24)으로서, 스프링 장착용 제 2 구멍(24a)과 암나사 구멍(24b)을 위로 향해 형성한 관통 구멍(24)과,
   상기 제 1 구멍(22)과 상기 제 2 구멍(24a)에 걸쳐서 장착되어 상기 출력부(14c)를 위쪽으로 부세(付勢)하는 복귀 스프링(26)과,
   상기 암나사 구멍(24b)에 상측으로부터 나사결합되어 상기 복귀 스프링(26)을 압축하는 누름 볼트(28)를 구비하는 것을 특징으로 하는 클램프 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 실린더 구멍(16)의 적어도 상측 절반 부분을 상하 방향으로 스트레이트로 형성함과 아울러, 상기 피스톤(18)의 적어도 상측 절반 부분을 상하 방향으로 스트레이트로 형성한 것을 특징으로 하는 클램프 장치.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
   상기 실린더 구멍(16)의 축심(C1)에 대한 상기 제 1 구멍(22)의 축심(C2)의 경사 각도(θ)를 30도 내지 45도 범위 내로 설정한 것을 특징으로 하는 클램프 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 경사 각도(θ)를 35도 내지 45도 범위 내로 설정한 것을 특징으로 하는 클램프 장치.

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