KR20150056138A - 실습 기자재용 클램핑장치 - Google Patents

Abstract

개시한 실습 기자재용 클램핑장치는 실습판의 홈을 출입할 수 있는 제1자세와 그 양단이 걸리는 제2자세로 회전 조작되고 동시에 승강 작동하여, 그 회전하는 동안 실습판과의 마찰을 피하고, 제2자세에서 실습판을 가압 고정하는 훅(21)을 구비한다. 즉, 반복되는 조작에도 훅(21)이 실습판과 마찰하지 않아 마모되지 않으며, 따라서 수명을 연장시키는 효과를 제공한다.

Description

실습 기자재용 클램핑장치{CLAMPING APPARATUS FOR PRACTICAL TRAINING MATERIALS}

이 발명은 실습이나 실험에 필요한 기자재들을 실습판 위에 배치하고 연결하여 실연해 볼 수 있도록 각 기자재에 일체적으로 부착 고정되고 실습판에 대해 고정 또는 분리 조작할 수 있는 클램핑장치에 관한 것으로서, 특히 반복되는 고정 분리 조작시 클램핑 요소가 마모되지 않게 하는 구성을 위한 것이다.

각종 기술분야의 학술적 연구나 기술개발을 위한 실험은 물론, 학생들을 대상으로 하는 실습교육에 있어서 다양한 실험 실습 기자재가 사용되고 있다. 예컨대 생산 장비나 구조물의 자동화시스템 구현을 위한 실험 실습 기자재로서 액추에이터, 밸브, 계기 등 다양한 공압 또는 유압장비와 함께 전기전자 제어장비가 사용되며, 과제에 따라 선택된 기자재들을 이리저리 배치 및 연결하여 과제 시스템을 구현하고 그것을 실제와 같은 조건으로 동작시켜 보는 것이다.

이와 같이 실험 실습 기자재들을 배치 및 실연하기 위해서는 기자재들의 각 위치와 상호 간 연결 상태가 안정적으로 유지되어야 하는데, 기자재들을 원시적으로 고정하는 것은 시간이 너무 많이 걸리고, 그 배치를 변경하기가 용이하지 않으므로 한정된 시간 내에 실험 실습을 마치는데 장애가 된다. 따라서 효율적인 실험 실습을 위해 각 기자재를 손쉽게 고정 또는 분리시킬 수 있는 본 발명의 주제와 같은 클램핑장치가 필요한 것이다.

본 발명의 주제와 관련한 종래기술의 한 형태로서 하기 특허문헌 1(대한민국 등록특허 10-0316595)에는 고정홈이 일정 간격마다 형성된 고정프레임에 실험 실습 기자재를 탈착시킬 수 있는 고정장치가 개시돼 있다. 그 고정장치는 일측에 달린 레버로 90°회전 조작할 수 있고 밑면 중심에 돌출한 걸림편이 있는 회전체를 구비한 구성이다. 걸림편은 가로와 세로 길이가 다른데, 그 가로 길이는 고정프레임의 고정홈 개구 폭보다 작고, 그 길이는 그 개구 폭보다 크다. 즉, 회전체의 회전에 따라 걸림편이 고정홈을 출입할 수 있는 자세로 또는 그 고정홈 안쪽에서 그 양단이 걸려 고정되는 자세로 전환됨으로써 그 고정장치와 함께 실험 실습용 기자재를 고정프레임에 탈착시킬 수 있는 것이다.

하기 특허문헌 2(대한민국 등록특허 10-0459291)에 개시된 클램핑장치는 전술한 특허문헌 1의 걸림편과 같은 형태인 클램핑 요소를 회전 조작하기 위해 기어트레인을 구비한 구성이다. 기어트레인은 기어비에 따라 손잡이(레버)의 그 회전조작 각도를 좁힐 수 있고 또 작은 힘으로도 조작할 수 있는 이점이 있다.

하기 특허문헌 3(대한민국 등록특허 10-0664976)에 개시된 클램핑장치는 전술한 특허문헌 1의 걸림편과 같은 형태인 클램프 부재를 회전 조작하기 위해 전술한 특허문헌 2의 기어트레인과는 다른 형태인 2개의 래크(rack)를 교호로 눌러 고정하거나 해제하는 구성이다. 이러한 구성은 좁은 공간에서도 조작할 수 있는 이점이 있다.

KR P 10-0316595 B1 (2001.11.22) KR P 10-0459291 B1 (2004.11.22) KR P 10-0664976 B1 (2006.12.28)

전술한 종래기술의 걸림편 등 클램핑 요소를 회전시켜 고정된 자세로 두기 위해서는 그 플램핑 요소의 양단이 고정홈의 개구 안쪽 가장자리를 압박하는 상태로 유지되어야 하기 때문에, 그 회전시 마찰이 불가피하였다. 그런데, 클램핑 요소의 재질은 통상 합성수지이고, 고정홈이 있는 고정판은 금속이므로 그 클램핑 요소가 마찰에 의해 쉽게 마모되는 단점이 있다. 클램핑 요소가 마모되면 고정력이 약해져 결국 못쓰게 되는 등 그 수명이 짧은 문제점이 있는 것이다.

따라서 본 발명은 이러한 클램핑 요소의 마모 문제를 해결하여 수명이 긴 실습 기자재용 클램핑장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

상기 목적을 달성하는 이 발명에 따른 실습 기자재용 클램핑장치는, 일정한 간격마다 일정한 폭으로 개구되고 안쪽이 넓게 패인 홈이 있는 실습판에 실습 기자재들을 각각 탈착 가능하게 고정하기 위한 것으로서, 각 실습 기자재에 고정 부착되는 하우징, 이 하우징에 수용되어 회전 및 승강될 수 있고 그 하우징의 밑면 중심 밖으로 돌출하여 상기 실습판에 대해 회전 조작될 수 있고 그 회전에 따라 상기 홈을 출입할 수 있는 제1자세로 또는 그 홈 안에서 이탈되지 못하게 걸리는 제2자세로 전환되는 훅이 달린 클램프 작동체, 이 클램프 작동체를 회전과 동시에 승강시키는 조작수단을 구비하여, 상기 훅이 제1자세에서 상기 실습판의 홈 안으로 삽입된 후 제2자세로 회전하는 동안 승강하여 실습판과의 마찰을 피하고, 그 제2자세에서 실습판을 가압 고정하도록 구성된 것을 그 특징으로 한다.

상기 조작수단으로는, 상기 클램프 작동체에 스플라인 축 및 축 방향으로 변위하는 캠곡면이 있는 엔드캠이 상기 훅과 동축에 일체로 형성되거나 결합하고, 상기 하우징에 수용되어 회전가능하고 상기 스플라인 축이 끼워지는 스플라인 보스를 가지며 그 하우징 하우징의 일 측면 밖으로 인출되는 조작용 손잡이가 달려서 회전 조작할 수 있는 클램프 회전 조작체, 상기 엔드캠의 캠곡면을 접촉 지지하여 그 변위에 따라 클램프가 승강하게 하는 캠연동부가 있는 클램프 승강 지지판을 구비하여, 상기 훅이 상기 클램프 회전 조작체의 조작에 따라 회전되고 동시에 상기 캠곡면의 변위에 따라 승강하게 구성할 수 있다.

상기 클램프 승강 지지판은 상기 캠곡면에 대해 탄력적으로 지지하도록 탄성이 부여되는 것이 바람직하다.

상기한 이 발명의 클램핑장치에 있어서, 클램핑 요소인 상기 훅과 스플라인축 및 캠은 일체로서 함께 움직인다. 스플라인 축이 끼워진 스플라인 보스는 손잡이로 회전 조작가능하다. 스플라인 보스를 회전 조작하면, 스플라인 축이 회전되면서 훅과 캠도 함께 회전된다. 이 회전에 따라 훅은 실습판의 홈에 대해 출입가능한 제1자세와 그 양단이 홈 가장자리 안쪽에 걸려 그 이탈이 저지되는 제2자세로 전환될 수 있다. 엔드캠은 그 회전시 캠연동부와 접촉하는 캠곡면의 캠변위에 따라 축 방향으로 움직이는 힘을 받는데, 스플라인 축과 스플라인 보스의 결합에 의해 그 축 방향으로의 움직임이 허용된다. 이러한 캠 연동에 의하여 훅은 제1자세에서 제2자세로 전환될 때 상승하거나 하강후 상승하여 제2자세에서 실습판을 가압 고정하게 함으로써, 그 회전 조작되는 동안 실습판과 마찰하는 것을 피할 수 있다. 탄성이 부여된 캠연동부는 훅을 탄력적으로 지지하여 무리하게 가압되는 것을 방지한다.

이와 같이 이 발명은 클램핑장치의 클램핑 요소인 훅이 실습판과의 마찰없이 조작될 수 있게 함으로써, 그 마모 문제를 해결하여 클램핑장치의 장수명을 꾀하는데 효과적이며, 아울러 실습판에 대한 안정적인 고정 상태를 유지하여 실습 교육의 효과를 높이는 데에도 기여하게 될 것이다.

도 1은 이 발명의 실시에 따른 클램핑장치의 외형을 보인 사시도.
도 2는 이 발명의 실시에 따른 클램핑장치를 밑에서 본 사시도.
도 3은 이 발명의 실시에 따른 클램핑장치를 분해한 사시도.
도 4는 이 발명의 실시에 따른 클램핑장치의 저면도로, 실습판에 대한 배치한 상태를 보인다.
도 5는 이 발명의 실시에 따른 클램핑장치의 하우징 일부를 제거하고 주요부를 절단하여 그 회전 조작을 위한 구성을 보인 평면도.
도 6은 이 발명의 실시에 따른 클램핑장치의 하우징 일부를 제거하여 회전 조작에 따른 승강 작동을 위한 구성을 보인 평면도.
도 7은 이 발명의 실시에 따른 클램핑장치가 실습판에 삽입되는 과정을 보인 단면도.
도 8은 이 발명의 실시에 따른 클램핑장치가 실습판에 삽입된 후 반 회전 조작 상태를 나타낸 단면도.
도 9는 이 발명의 실시에 따른 클램핑장치가 실습판에 삽입된 후 회전 조작 완료된 상태를 보인 단면도.

이하, 도면을 참조하여 이 발명의 바람직한 실시의 한 형태를 설명한다. 첨부된 도면은 어디까지나 이 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 일부 구성요소가 생략되거나 과장되는 등 실제와는 차이가 있을 수 있으며, 또한 이 발명의 기술 사상을 한정하는 것도 아니다.

도 1에 있어서, 부호 10은 이 발명에 따른 클램핑장치의 하우징이다. 하우징(10)의 전면에는 개구(11)가 있고, 개구(11)를 통해 조작용 손잡이(32)가 인출된다. 하우징(10)의 밑면에는 도 2에 나타난 바와 같이 그 중심에 구멍(12)이 있고, 구멍(12) 밖으로는 훅(21)이 돌출한다. 하우징(10)의 밑면에는 또한 훅(6)의 전후좌우에 배치된 4개의 돌기(13)가 있는데, 이것들은 하우징(10)을 실습판 위에 배치할 때 그 위치를 안내하고, 또 손잡이(32) 조작시 하우징(10)이 유동하지 않게 잡아준다(도 4, 도 7 내지 9 참조). 하우징(10)의 네 모퉁이를 상하로 관통하는 4개의 구멍들(14)은 도시하지 않은 실험 실습 기자재 밑에 고정 부착하기 위해 볼트 요소를 체결하기 위한 것이다.

도 3을 참조하면, 하우징(10)은 합성수지 성형물로서 상부 하우징(10a)과 하부 하우징(10b)으로 조립되는 형태로, 상부 하우징(10a)에 형성된 보스(15a)를 하부 하우징(10b)에 형성된 구멍(15b)에 끼운 후 밑에서 별도의 볼트 요소를 체결하여 조립할 수 있다. 여기서 보스(15a)와 구멍(15b)은 그 위치가 맞 바뀌어도 된다. 상부 하우징(10a)의 안쪽 면 중심에 형성된 원통부(16)는 후술하는 클램프 작동체(20)의 엔드캠(23)을 수용하여 회전 및 승강할 수 있게 지지한다. 하부 하우징(10b)의 안쪽 면 중심에는 전술한 구멍(12) 주위에 형성되고 전술한 개구(11)에 트인 형태인 원통부(17)가 있는데, 이것은 후술하는 클램프 회전 조작체(30)를 회전가능하게 지지하기 위한 것이다. 상부 하우징(10a)과 하부 하우징(10b)에는 또한 그 사이에 후술하는 클램프 승강 지지판(40)을 안정적으로 끼우기 위해 그 한쪽에는 끼움구멍(18a)이, 다른 쪽에는 그 끼움구멍(18a)에 꼭 끼워지는 끼움돌기(18b)가 각각의 네 모퉁이에 형성되었다.

클램프 작동체(20)는 훅(21)과 스플라인 축(22) 및 엔드캠(33)으로 이뤄진다. 그 훅(21)과 스플라인 축(22) 및 엔드캠(23)은 일체로 형성되거나 별개로서 조립될 수 있다.

클램프 회전 조작체(30)는 중앙에 전술한 클램프 작동체(20)의 스플라인 축(22)이 끼워지는 스플라인 보스(31)가 형성되고, 일측에 조작용 손잡이(32)가 연결돼 있다. 손잡이(32)는 하우징(10) 전면의 개구(11) 밖으로 인출되어 손으로 잡아 조작할 수 있다.

클램프 승강 지지판(40)은 가운데에 상기 클램프 작동체(20)의 훅과 스플라인 축(22)이 통과하는 크기의 홀(51)이 있고, 홀(41)에서 안쪽으로 뻗은 캠 연동부(42)를 가진다. 캠 연동부(42)는 전술한 엔드캠(23)의 캠곡면(24)을 접촉 지지하며, 캠곡면(24)의 상사점(24a)과 하사점(24b)에 대응한 위치에 배치되어, 엔드캠(23)을 그 회전시 축 방향으로 연동시킨다. 클램프 승강 지지판(40)의 네 모퉁이에 뚫린 구멍(43)은 상부 및 하부 하우징(10a,10b) 사이에 조립할 때 그 하부 하우징(10b)에 있는 끼움돌기(18b)를 끼우기 위한 것이다.

전술한 클램프 작동체(20)에 있어서, 훅(21)은 클램핑 요소로서 구비된 것이고, 스플라인 축(22)과 엔드캠(23)은 후술하는 클램프 회전 조작체(30) 및 클램프 승강 지지판(40)과 함께 이 발명의 조작수단으로서 구비된 것이다.

클램프 작동체(20)의 훅(21)은 그 가로와 세로 길이가 다른데, 도 4에 나타난 바와 같이 그 가로가 하우징(10b)에 있는 훅 구멍(12)의 직경보다 약간 작은 동시에 실습판(50)에 있는 홈(51)의 폭보다는 길며, 그 세로가 홈(51)의 폭보다 약간 작다. 즉, 훅(31)은 도 4에 실선으로 도시한 제1자세에서 실습판(50)의 홈(51)과 나란하여 그 홈(51)을 출입할 수 있고(도 7 참조), 점선으로 도시한 제2자세에서는 그 양단(21a,21b)이 홈(51) 가장자리에 걸린다(도 9 참조). 이러한 훅(21)의 형태는 앞에 인용된 특허문헌들에 의해 이미 공지된 형태이다.

클램프 작동체(20)의 스플라인 축(22)은 도 5에 보인 바와 같이 클램프 회전 조작체(30)의 스플라인 보스(31)에 끼워져 회전방향으로 구속되어 손잡이(32) 조작에 따라 그 클램프 회전 조작체(30)와 함께 회전되며, 이동안도 축방향으로의 이동은 허용된다. 참고로, 손잡이(32)는 하우징(10) 전면의 개구(11) 내에서 90°범위로 회전조작될 수 있다. 즉, 손잡이(32)를 90°회전 조작하면, 클램프 회전 조작체(30)와 함께 클램프 작동체(20)가 회전되고, 따라서 훅(21)이 전술한 제1자세 또는 제2자세로 전환되는 것이다.

클램프 작동체(20)의 엔드캠(23) 밑면은 축방향으로 변위하는 캠곡면(34)으로 형성된다. 엔드캠(23)의 바람직한 형태는 상사점(24a)과 하사점(24b)이 90°간격으로 반복하고, 그 사이부분이 경사지게 한다. 도 6을 참조하면, 엔드캠(23)은 클램프 승강 지지판(40)의 위에 위치하며, 그 홀(41) 내에서 자유롭게 회전 및 승강될 수 있고, 캠곡면(34)이 클램프 승강 지지판(40)의 캠 연동부(42)에 연동가능한 상태로 접촉 지지된다. 즉, 엔드캠(23)은 그 회전시 캠 연동부(42)와 접촉하는 캠곡면(24)의 변위에 대응하여 상승 또는 하강한다. 이러한 연동 작용에 의하여, 상기 에 따라 클램프 작동체(20)는 그 회전과 동시에 승강하게 되는데, 엔드캠(23)의 상사점(24a)과 하사점(24b)이 90° 간격이고, 캠연동부(42)를 같은 간격으로 하였을 때, 훅(21)은 제1자세와 제2자세에서 상승해 있고, 제1자세에서 제2자세로 또는 제2자세에서 제1자세로 회전하면서 하강후 상승하게 되는 것이다.

이상에 실시된 이 발명의 클램핑장치의 훅(21)은 제1자세로 있는 상태에서, 도 7과 같이 실습판(50)의 홈(51)으로 삽입될 수 있다. 이 상태에서 손잡이(32)를 회전 조작하면, 훅(21)은 약 45°회전시까지 도 8과 같이 하강하고, 이어 90°까지 제2자세로 회전하는 동안은 도 9와 같이 상승한다. 도 9와 같은 상태에서는 훅(21)의 양단(21a,21b)이 실습판(50) 홈(51) 안쪽 가장자리를 압박하여 고정된다. 이와 같이 훅(21)이 90°회전하는 동안 하강후 상승함으로써, 그 양단(21a,21b)이 실습판(50)과 마찰하는 것을 피할 수 있는 것이다. 도 9와 같이 실습판(50)에 고정된 이 발명의 클램핑장치는 손잡이(32)를 반대로 조작하면 마찬가지로 훅(21)이 하강후 상승하므로 실습판(50)과 마찰없이 그 고정상태를 해제하여 실습판(50)으로부터 분리시킬 수 있는 것이다.

전술한 클램프 승강 지지판(40)은 탄성이 부여되어, 충분한 탄력으로 엔드캠(23)을 지지하게 하는 것이 바람직하다. 그렇게 하면, 훅(21)이 상승하여 실습판(50)을 가압 고정할 때 무리한 조작으로 파손되는 것을 방지하고, 또한 외부의 어떤 충격에도 안정적인 고정력을 유지할 수 있다.

한편, 도면의 예시와는 다르게, 전술한 캠연동부(42)를 180° 간격으로 배치하면, 훅(21)이 제1자세로 회전될 때 하강하고, 제2자세로 회전될 때 상승하게 하여 그 마찰을 피하면서 고정상태에 이르게 하는 동일한 작용을 얻을 수 있다.

이와 같이 이 발명의 클램핑장치는 이상에 설명되고 도면에 예시된 실시 형태 외에도 여러 가지 다른 형태로의 실시가 가능할 것이다.

10;10a,10b: 하우징, 20: 클램프 작동체, 21: 훅, 22: 스플라인 축, 23: 엔드캠, 30: 클램프 회전 조작체, 31: 스플라인 보스, 32: 손잡이, 40: 클램프 승강 지지판, 42: 캠 연동부, 50: 실습판, 51: 홈

Claims (3)

1. 일정한 간격마다 일정한 폭으로 개구되고 안쪽이 넓게 패인 홈이 있는 실습판에 실습 기자재들을 각각 탈착 가능하게 고정하기 위한 것으로서, 각 실습 기자재에 고정 부착되는 하우징, 이 하우징에 수용되어 회전 및 승강될 수 있고 그 하우징의 밑면 중심 밖으로 돌출하여 상기 실습판에 대해 회전 조작될 수 있고 그 회전에 따라 상기 홈을 출입할 수 있는 제1자세로 또는 그 홈 안에서 이탈되지 못하게 걸리는 제2자세로 전환되는 훅이 달린 클램프 작동체, 이 클램프 작동체를 회전과 동시에 승강시키는 조작수단을 구비하여, 상기 훅이 제1자세에서 제2자세로 회전하는 동안 상승하거나 하강후 상승하여 실습판과의 마찰을 피하고, 그 제2자세에서 실습판을 가압 고정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 실습 기자재용 클램핑장치.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 조작수단으로, 상기 클램프 작동체가 스플라인 축 및 축 방향으로 변위하는 캠곡면이 있는 엔드캠이 상기 훅과 동축에 일체로 형성되거나 결합한 구성으로 되고, 상기 하우징에 수용되어 회전가능하고 상기 스플라인 축이 끼워지는 스플라인 보스를 가지며 그 하우징 하우징의 일 측면 밖으로 인출되는 조작용 손잡이가 달려서 회전 조작할 수 있는 클램프 회전 조작체, 상기 엔드캠의 캠곡면을 접촉 지지하여 그 변위에 따라 클램프가 승강하게 하는 캠연동부가 있는 클램프 승강 지지판을 구비하여, 상기 훅이 상기 클램프 회전 조작체의 조작에 따라 회전되고 동시에 상기 캠곡면의 변위에 따라 승강하게 구성된 것을 특징으로 하는 실습 기자재용 클램핑장치.
   
3. 청구항 2에 있어서, 상기 클램프 승강 지지판의 캠연동부가 상기 캠곡면에 대해 탄력적으로 지지하는 탄성이 부여된 것을 특징으로 하는 실습 기자재용 클램핑장치.

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