KR20150106350A - 조작기용 커플링 장치 - Google Patents

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KR20150106350A
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Abstract

커플링 장치(1)는 조작기에 고정 가능한 클램핑 고정구(2) 및 클램핑 고정구에 확실하게 클램핑 가능한 어댑터(40)를 포함한다. 클램핑 고정구(2) 및 어댑터(40) 모두는 실질적으로 직사각형으로 구성된다. 클램핑 고정구(2)는 측방향으로 이동 가능한 두 개의 로킹 요소(6, 7) 및 그 사이에 배치된 작동 부재(8)를 포함하는 로킹 기구(5)를 포함한다. 어댑터(40)를 클램핑 고정구(2)에 단단히 고정하기 위해, 로킹 요소(6, 7)는 작동 부재에 의해 로킹 개구(44)의 측부 확장부(45, 46)로 가압된다. 또한, 클램핑 고정구(2)에는 슬롯식 리세스(4)가 구비되고 어댑터(40)에는 세장형 기부(41)가 구비되고, 어댑터는 슬롯식 리세스(4)로 삽입 가능하다.

Description

조작기용 커플링 장치{COUPLING DEVICE FOR A MANIPULATOR}
본 발명은 조작기용 커플링 장치에 관한 것이다. 이러한 커플링 장치는 클램핑 고정구 및 이에 고정 가능한 어댑터를 포함한다. 클램핑 고정구는 보통 예컨대 로봇 장치와 같은 조작기에 고정되는 반면, 어댑터는 공구 또는 작업편-팔레트-에 고정되며, 공구 또는 작업편-팔레트는 반복적으로 정밀하게 위치되는 어댑터에 의해 클램핑 고정구에 확실하게 클램핑될 수 있다.
EP 1 707 307은 신속 클램핑 시스템으로 불리며 확실한 클램핑을 위해 핀 및 마운트를 포함하는 일반적인 클램핑 장치를 개시한다. 신속 클램핑 시스템은 중앙에 배열된 클램핑 장착부를 구비한 둥근 하우징을 포함한다. 핀을 확실하게 클램핑하기 위해 반경방향으로 이동가능한 스풀이 제공된다. 핀은 핀을 정해진 위치에 고정하기 위해 스풀 상에서 반경방향 내부에 배치된 러그와 맞물리는 원주방향 홈을 특징으로 한다. 핀은 스프링-부하식 피스톤에 의해 작동되고, 이를 위해 상기 피스톤 구성은, 피스톤의 축방향 이동으로 스풀이 반경방향으로 이동하도록 스풀의 불규칙한 가이드 외형에 의해 스큐 가이드와 맞물리는 원통형 핀 형태의 위치 결정부를 특징으로 한다. 이러한 신속 클램핑 시스템의 둥근 디자인으로 인해, 특히 높이 면에서 상대적으로 많은 공간을 차지하므로, 특히, 신속 클램핑 시스템은 높이면에서 보통 낮은 프로파일인 팔레트를 크게 초과하고 이는 팔레트에 클램핑된 작업편을 기계가공할 때 방해가 될 수 있다.
JP 3419543 B2는 기부 본체 및 이에 단단히 고정하기 위한 어댑터를 특징으로 하는 로봇 장치용 커플링 장치를 개시한다. 기부 본체에는 두 개의 측부 피스톤 및 핀을 작동시키기 위해 피스톤에 연결된 로드를 포함하는 클램핑 고정구가 구비된다. 핀은 리세스 내에서 안내된다. 이어서, 어댑터에는 두 개의 핀이 정해진 위치로 측방향으로 가압될 수 있는 리세스가 기계가공된 후크 형상 측부 핀이 구비된다. 또한, 기부 본체는 중앙 피스톤 및 이에 연결된 로드를 특징으로 한다. 로드의 단부에는 두 개의 레버에 의해 회전 가능한 작동 캠이 배열된다. 이어서, 레버는 캠의 회전에 의해 측방향으로 전후 이동될 수 있는 두 개의 핑거부와 캠에 의해 결합될 수 있다. 따라서 각각의 로킹 요소가 개별 작동 부재에 할당된다.
로봇 아암용 커플링 장치가 EP 1 970 170 A1에 공지되었다. 이 장치는 로봇 아암용 어댑터 및 팔레트용 어댑터를 포함한다. 로봇 아암용 어댑터는 원통형으로 구성된 볼 로크를 특징으로 하고, 볼 로크의 볼은 팔레트용 어댑터에 배열된 장착부와 맞물리고, 볼을 작동시키기 위해 실린더가 구비된다.
JP 3419543 B2는 기부 본체 및 이에 단단히 고정하기 위한 어댑터를 특징으로 하는 로봇 장치용 커플링 장치를 개시한다. 기부 본체에는 핀을 작동시키기 위해 두 개의 측부 피스톤 및 이에 연결된 로드를 포함한 클램핑 고정구가 구비된다. 핀은 리세스 내에 안내된다. 이어서, 어댑터에는 두 개의 핀이 정해진 위치로 측방향으로 가압될 수 있는 리세스가 기계가공된 후크 형상의 측부 피스톤이 구비된다. 또한, 기부 본체는 중앙 피스톤 및 이에 연결된 로드를 특징으로 한다. 이어서, 레버는 캠의 회전에 의해 측방향으로 전후 이동될 수 있는 두 개의 핑거부와 함께 캠에 의해 결합된다. 따라서 각각의 로킹 요소가 개별 작동 부재에 할당된다.
로봇 아암용 커플링 장치가 EP 1 970 A1 에 공지되었다. 이 장치는 로봇 아암용 어댑터 및 팔레트용 어댑터를 포함한다. 로봇 아암용 어댑터는 원통형으로 구성된 볼 로크를 특징으로 하고 볼은 팔레트용 어댑터에 배열된 장착부와 맞물리고, 볼 로크의 볼을 작동시키기 위해 실린더가 구비된다. 따라서 이 문헌은 종래의 볼 로크를 개시한다.
본 발명의 목적은 상대적으로 낮은 프로파일을 갖지만 튼튼하고 무거운 하중을 취급할 수 있는, 위에서 인용된 기술 분야의 조작기용 커플링 장치를 형성하는 것이다.
이 목적을 달성할 수 있는 방법이 청구항 1의 특징부에 의해 규정된다. 본 발명에 따르면, 어댑터 및 커플링 장치는 세장형, 특히 직사각형 기본 형상을 특징으로 하고, 어댑터는 측부 확장부를 구비한 로킹 개구를 특징으로 하고, 로킹 기구는 측방향으로 이동 가능한 두 개의 로킹 요소 및 그 사이에 배치된 작동 부재를 갖고, 이에 의해 로킹 요소는 로킹 개구의 측부 확장부로 삽입 가능하여 어댑터가 클램핑 고정구에 단단히 고정될 수 있다.
이러한 커플링 장치는 예컨대 로봇 장치 등의 조작기에 피커(picker) 및 팔레트를 커플링/디커플링하는데 특히 적합하다. 측방향으로 이동 가능한 두 개의 로킹 요소와 맞물리는 측부 확장부를 갖는 로킹 개구를 포함하는 어댑터와 함께 클램핑 고정구의 세장형 디자인으로 인해, 이제 상대적으로 낮은 프로파일이면서도 무거운 하중을 처리할 수 있는 커플링 장치를 생성하는 기본 요건을 만족할 수 있다.
바람직하게는, 로킹 기구는 클램핑 고정구의 중간에 배열되고, 로킹 개구는 어댑터의 중간에 배열된다. 이러한 구성은 클램핑 고정구의 단순하고 대칭인 구성을 형성한다.
특히 바람직한 일 양태에서, 어댑터는 하나의 부재로 구성되고, 이는 기술자가 어댑터를 매우 튼튼하면서도 저가로 이용 가능하게 할 수 있다.
커플링 장치의 바람직한 다른 실시예에서, 로킹 기구는 클램핑 고정구의 슬롯식 리세스(slotted recess)에 중앙에 배열되고, 어댑터에는 로킹 개구가 기계가공되는 세장형 기부가 구비되고, 어댑터의 기부는 클램핑 고정구의 리세스로 삽입되도록 설계된다. 이러한 종류의 슬롯식 리세스는 어댑터 또는 어댑터의 기부를 장착하는 이상적 수단이다.
바람직한 추가 실시예에서, 클램핑 고정구의 슬롯식 리세스는 레지(ledge)에 의해 상부 및 저부가 형성되고, 레지 각각은 로킹 요소의 측방향 이동 안내를 위해 가이드 슬롯이 기계가공되고, 각각의 레지에 가이드 슬롯을 기계가공하는 것은 비교적 간단하다.
바람직한 또 다른 실시예에서, 클램핑 고정구 및 어댑터는 높이의 적어도 두 배인 폭을 갖고, 중심설정 핀은 로킹 기구의 각 측부에서 클램핑 고정구에 배열되고, 각 중심설정 핀은 어댑터의 기부에 대응하여 각각 하나의 개구와 협동하도록 설계된다. 이러한 구성에서, 중심설정 핀들은 상대적으로 멀리 이격되게 배열될 수 있어 안정성 및 위치설정 정밀도 모두에 대해 이점을 제공한다.
바람직한 다른 실시예에서, 어댑터는 실질적으로 T형 단면으로 구성되고, 기부로부터 직각으로 연장하는 두 개의 다리부를 포함한다. 이러한 어댑터는 안정적이고 제조면에서 비용 효율적이다.
바람직한 다른 실시예에서, 기부에 대향하는 각 다리부의 후방측은 클램핑될 때 어댑터를 클램핑 고정구의 고정구의 단부면에 접촉시키기 위한 접촉면을 형성한다. 이러한 구성으로, 어댑터의 다리부는 멈춤부로서 사용될 수 있고 이는 비용 효율적인 제조에 대해 유리하다.
바람직한 다른 실시예에서, 어댑터에는 기부로부터 각 다리부로의 천이부에 돌기가 구비되고, 이들 돌기는, 클램핑 고정구에 고정되게 클램핑될 때 어댑터가 슬롯식 리세스에 수직으로 정확하게 끼워져(neat fit)으로 장착되도록, 클램핑 고정구의 슬롯식 리세스에 정합된다. 이러한 구성은 어댑터에서 클램핑 고정구로 전달된 힘의 일부가 이들 돌기를 통해 전달될 수 있기 때문에 무거운 부하가 관련될 때 유리하다.
바람직한 추가 실시예에서, 작동 부재는 후퇴된 기본 위치와 전진된 활성 위치 사이에 이동 가능하고, 전진된 활성 위치에서, 로킹 요소가 측부 확장부를 부분적으로 형성하는 클램핑면과 포지티브 접촉 및/또는 비포지티브 접촉하도록, 두 개의 로킹 요소를 로킹 개구의 측부 확장부로 가압하도록 설계된다. 이러한 로킹 기구는 단순성 및 비용 효율성 모두를 달성한다.
바람직한 추가 실시예에서, 작동 부재는 원뿔형으로 테이퍼진 두 개의 측면을 특징으로 하는 쐐기 형상으로 구성되고, 각 로킹 요소에는 작동 부재에 대향하는 측에 작동 부재의 할당된 측면과 정합하는 편평한 압력면이 구비되고, 작동 부재의 두 개의 측면들 사이의 간격 및 각도는 작동 부재의 전진된 활성 위치에서 어댑터의 클램핑면과 접촉하는 로킹 요소와 작동 부재 사이에 자체-로킹 효과가 달성되도록 선택된다. 이러한 구성은 작동 부재의 전진 이후 로킹 기구가 정해진 위치에 로킹되기 때문에 높은 동작 안전성에 관해 특히 유리하고, 예컨대 공급기의 정전 또는 누전의 경우에도 클램핑 고정구에서 어댑터의 안전한 고정에 영향을 주지 않을 것이다.
바람직한 다른 실시예에서, 각각의 로킹 요소는 실질적으로 원통형으로 구성되고, 각각의 외피면에는 어댑터의 클램핑면과 정합하는 편평한 압력면이 구비된다. 여기서 다시, 이러한 로킹 요소는 단순하고 제조에 있어 비용 효율적이며, 강한 체결력을 처리할 수 있다.
바람직하게는, 클램핑 고정구의 각각의 로킹 요소에는, 각각의 로킹 요소가 작동 부재의 방향으로 편향되게 하는 적어도 하나의 스프링-부하 수단이 할당되고, 따라서 작동 부재의 후퇴 이후 각각의 로킹 요소는 초기에 위치된 집결된 기본 위치로 이동되어 어댑터가 클램핑 고정구로부터 제거될 수 있다.
로킹 기구는 작동 부재에 결합되어 압력 스프링의 작용에 의해 작동 부재를 활성 위치로 가압하는 스프링-부하식 클램핑 피스톤을 포함하는 것이 특히 바람직하다. 이는 가압 스프링이 작동 부재를 전진된 활성 위치의 방향으로 가압하기 때문에 클램핑 고정구에 대한 어댑터의 신뢰성있는 로킹을 보장한다.
바람직한 추가 실시예에서, 클램핑 피스톤은 개시 위치를 달성하기 위해 공압식, 전기식 또는 유압식 수단에 의해 스프링-부하력을 극복하도록 설계된다. 이들은 클램핑 피스톤을 개시 위치로 가압하는 바람직한 수단이고, 따라서 로킹 작동을 극복할 수 있다.
특히 바람직한 추가 실시예에서, 측부 확장부를 부분적으로 형성하는 어댑터의 클램핑면은 클램핑 고정구에 고정될 때 어댑터가 어댑터의 클램핑면과 접촉하는 로킹 요소에 의해 클램핑 고정구로 전진하도록 작동 부재의 이동 방향에 대해 각도를 형성한다. 이러한 구성에 의해 어댑터는 정해진 위치에 확실하게 클램핑될 때 정해진 위치에 고정될 뿐아니라 동시에 클램핑 고정구로 전진된다.
바람직한 다른 실시예에서, 어댑터의 클램핑면은 작동 부재가 이동되는 방향에 대해 30도 내지 60도, 특히 40도 내지 50도로 각도를 형성한다. 작동 부재의 축방향 이동을 이용하여 어댑터를 클램핑 고정구에 단단히 고정하기 위해 어댑터를 이동시키는 특정 장점을 가능하게 한다.
본 발명은 도면을 참조하여 상세히 설명될 것이다.
도 1은 클램핑 고정구 및 어댑터를 포함하는 커플링 장치의 사시도.
도 2는 클램핑 고정구 및 어댑터의 부분 분해도.
도 3은 클램핑 해제 상태에서 클램핑 고정구 및 어댑터의 단면도.
도 3a는 도 3의 상세 확대도.
도 4는 클램핑 고정구 및 이에 확실하게 클램핑된 어댑터의 단면도.
도 4a는 도 4의 상세 확대도.
도 5는 클램핑 고정구의 추가 단면도.
도 6은 클램핑 고정구 및 이에 확실하게 클램핑된 전방 부분 단면도.
도면에서 유사한 부분은 유사한 참조 번호에 의해 식별되는 점에 유의한다.
이제 도 1을 참조하면, 클램핑 고정구(2) 및 어댑터(40)를 포함하는 조작기용 클램핑 장치(1)가 도시된다. 클램핑 고정구(2)는 보통 예컨대 로봇 장치 또는 로봇 아암 등의 조작기에 단단히 고정되고, 어댑터(40)는 예컨대 피커 또는 공구/작업편 팔레트 상에 배열된다. 어댑터(40)의 사용으로, 피커 또는 팔레트는 클램핑 고정구(2)에 대해 반복적으로 정밀하게 단단히 배치될 수 있다. 전면도로 도시된 어댑터(40)는 보통 후방면에 의해 팔레트 또는 피커에 고정된다. 클림핑 고정구(2) 및 어댑터(40) 모두는 기본적으로 세장형으로, 바람직하게는 실질적으로 직사각형으로 구성된다. 클램핑 고정구(2)의 세장형 기본 구성은 특히 둥근 클램핑 면에 비해 낮은 프로파일을 갖고 따라서 편평한 팔렛트에도 적절하다는 이점을 갖는다. 클램핑 고정구(2) 및 어댑터(40)는 바람직하게는 높이보다 적어도 2배 넓게, 특히 높이보다 적어도 2.5배 넓게 구성된다.
클램핑 고정구(2)는 슬롯식 리세스(4)가 전방면에 있는 기본 하우징(3)을 포함한다. 슬롯식 리세스(4)는 레지(17, 18)에 의해 상부 및 저부로 형성된다. 이러한 슬롯식 리세스(4) 내에, 측방향으로 이동가능한 두 개의 로킹 요소(6, 7) 및 그 사이에서 중앙에 배치된 작동 부재(도 1에 미도시)를 특징으로 하는 로킹 기구(5)가 배열된다. 이러한 구성에서, 로킹 기구(5)는 중앙, 즉 클램핑 고정구(2)의 중앙에 배열된다. 두 개의 로킹 요소(6, 7)는 기본 집결 위치로 도시된다. 클램핑 고정구(2)에 단단하게 클램핑되는 어댑터(40)를 위치설정하는 기능을 하는 두개의 중심설정 핀(24, 25)이 슬롯식 리세스(4) 내에 추가로 배열된다. 클램핑 고정구(2)로부터 어댑터(40)로 또는 연결된 팔레트로 신호 또는 매체를 전달하는 연결부(36)가 슬롯식 리세스(4)에 통합된다. 슬롯식 리세스(4) 내에 추가로, 좁은 어댑터 상에 배열된 원통형 핀에 대한 중심설정 구멍으로서 사용됨으로서 특히 좁은 어댑터(미도시)와 접촉시 사용되는 천공부(37)가 구비된다.
하나의 부재로 구성된 어댑터(40)는 기본적으로 T형 단면이고, 세장형 레지 타입의 기부(41) 및 이로부터 직각으로 연장하는 두개의 다리부(42a, 42b)를 갖는다. 어댑터의 기부(41)에는 형상 및 배치 면에서 클램핑 고정구(2)의 로킹 요소(6, 7)에 정합되는 두 개의 측부 확장부(45, 46)가 구비된 로킹 개구(44)가 기계가공된다. 로킹 개구(44)는 어댑터(4)의 중간에 배열된다. 집결된 기본 위치의 로킹 요소(6, 7)는 어댑터(40)의 로킹 개구(44)에 삽입될 수 있고, 삽입부에서 로킹 개구(44)의 폭(B)은 집결 조건에서 두 개의 로킹 요소(6, 7) 사이의 외부 간격보다 크다. 어댑터(40)에는 5개의 큰 천공부(49, 50, 58, 59, 60) 및 4개의 작은 천공부(57)가 구비된다. 5개의 큰 천공부(49, 50, 58, 59, 60)는 이에 의해 어댑터(40)가 팔레트(미도시)에 고정될 수 있는 나사(미도시)를 수용하는 역할을 한다. 또한, 두 개의 외부 천공부(49, 50)는 동시에 클램핑 고정구(2)의 중심설정 핀(24, 25)에 정합됨으로서 중심설정 구멍의 역할을 한다. 4개의 작은 천공부(57)는 조작기로부터 어댑터(40)에 연결된 팔레트로 그리고 그 역으로 압축 공기 등의 매체 또는 전기 배선을 안내하는 역할을 한다.
어뎁터(40)의 기부(41)에는 각각 편평면(51, 52)을 갖는 상부 및 저부가 구비되고, 상기 편평면(51, 52)은 서로 평행하게 배향된다. 각각의 다리부(42a, 42b)로의 각 편평면(51, 52)의 천이부에 힐(heel) 형태의 돌기(53, 54)가 구비된다. 슬롯식 리세스(4)에 안착되어 클램핑 고정구(2)에 단단히 고정된 이후의 어댑터(40)가 약 0.05 내지 0.3 mm 범위의 약간의 수직 간극을 갖도록 두 개의 돌기(53, 54) 사이의 수직 간격이 클램핑 고정구(2)의 슬롯식 리세스(4)의 높이에 대해 조정된다. 어댑터(40)는 매우 튼튼하게 형성 및 구성되고 상대적으로 낮은 비용으로 생산될 수 있다.
이제 도 2을 참조하면, 어댑터(40)의 후면도 및 클램핑 고정구(2)의 부분 분해도가 도시된다. 이 도면으로부터 특히 잘 알 수 있는 바와 같이 두 개의 로킹 요소(6, 7) 및 그 사이에 배치된 클램핑 고정구(2)의 작동 부재(8)가 있다. 작동 부재(8)에 의해, 두 개의 로킹 요소(6, 7)는 측방향으로 즉 클램핑 고정구(2)의 단부에 평행하게 이동 가능하다. 더 명확하게는, 두 개의 로킹 요소(6, 7)에 대해 슬롯식 가이드(19, 21)가 레지(17, 18) 내에 기계가공된다. 이러한 슬롯식 가이드(19, 21)는 각각 레지(17, 18)를 통해 연장하고 각 플레이트에 의해 상부 및 저부가 형성되며, 여기서는 상부 커버(20)만이 도시되었다. 두 개의 로킹 요소(6, 7)에는 로킹 요소(6, 7)가 슬롯식 가이드(19, 21)로 삽입될 때 다른 위치로 향하는 것을 방지하는 가이드로서 역할을 하는 편평부(23)를 갖는 상부 및 저부가 구비된다. 각각의 로킹 요소(6, 7)는 정반대로 대향되는 두 개의 평행한 상부 및 저부 편평부를 특징으로 하고, 여기서는 각 경우에서 전방 편평부(23)만이 도시된다. 또한 명백하게는, 기본 하우징(3)의 측부에 적용되는 커버 판(3a)이 위치한다.
또한 명백하게는, 두 개의 플런저(10a, 10b)가 각각의 레지(17, 18)에 기계가공된 대응하는 천공부(16a, 16b)에 삽입된다. 각각의 플런저(10a, 10b)는 압축 스프링(11a, 11b) 및 그러브 나사(12a, 12b)에 할당되고, 그러브 나사는 천공부(16a, 16b)의 단부에 기계가공된 태핑으로 나사결합되고 압축 스프링(11a, 11b)을 단단히 위치시키고 편향시키는 기능을 하도록 마련된다. 두 개의 플런저(10a, 10b), 대응하는 압축 스프링(11a, 11b) 및 그러브 나사(12a, 12b)에 의해, 본 도면의 우측에 도시된 제2 로킹 요소(7)는 작동 부재(8)의 방향에서 내향으로 편향된다. 또한, 클램핑 고정구(2)의 다른 측에는, 작동 부재(8)의 방향에서 내향으로 로킹 요소(6)를 편향시키기 위해 대응하는 플런저, 스프링 및 그러브 나사가 배열된다 - 본 도면에서 제1 로킹 요소(6)에 할당된 인용된 플런저, 스프링 및 그러브 나사는 미도시됨.
두 개의 로킹 요소(6, 7)는 슬롯식 가이드(19, 21)를 따라 측방향으로 이동가능하고, 두 개의 로킹 요소는 작동 부재(8)의 전방 이동에 의해 활성 위치로 멀리 이격되고, 작동 부재(8)가 후퇴함에 따라 할당된 플런저에 의해 다시 휴지 위치로 함께 이동될 수 있다.
이제 도 3을 참조하면, 비편향 상태의 커플링 장치(1) 즉 클램핑 고정구(2) 및 어댑터(40)가 도시된다. 어댑터(40)는 클램핑 고정구(2)의 슬롯식 리세스(4)로 삽입되고, 어댑터(40)가 정해진 위치에서 단단히 클램핑되도록 로킹 기구(5)는 개시 위치에 있다고 상정한다. 도시된 바와 같은 로킹 기구(5)의 개시 위치에서, 작동 부재(8)는 후퇴된 기본 위치에 있고 두 개의 로킹 요소(6, 7)는 집결된 기본 위치에 있다고 상정한다. 작동 부재(8)는 쐐기 형상으로 구성되고 원뿔형으로 테이퍼진 두 개의 측면을 특징으로 한다. 로킹 기구(5)는 가압 공간(29)에서 이동 가능하게 배열되며 작동 부재(8)에 기계적으로 연결되는 클램핑 피스톤(27)을 추가로 포함한다. 클램핑 피스톤(27)은 작동 부재(8)의 방향에서 전방으로 여러 개의 압축 스프링에 의해 편향되고, 본 도면에서는 하나의 스프링(28) 만이 도시된다. 클램핑 피스톤(27)을 스프링 힘에 극복하여 도시된 바와 같은 후퇴된 개시 위치로 가압하기 위해, 가압 공간(29)은 클램핑 피스톤(27)의 전방 단부에서 가압 매체, 예컨대, 압축 공기로 충전된다. 그 결과 작동 부재(8)와 함께 클램핑 피스톤(27)이 도시된 바와 같은 개시 위치로 후퇴된다. 또한 명백하게는, 클램핑 고정구(2)의 두 개의 중심설정 핀(24, 25)은 어댑터(40)의 하나의 중심설정 천공부(49, 50) 각각으로 연장한다.
작동 부재(8)가 후퇴된 기본 위치에 있고, 두 개의 로킹 요소(6, 7)가 집결된 개시 위치에 있는 본 도면에 도시된 바와 같은 상태에서, 어뎁터(40)를 클램핑 고정구(2)의 슬롯식 리세스(4)로 삽입할 때 이와 동시에 집결된 로킹 요소(6, 7)가 어댑터(40)의 로킹 개구(44)로 삽입될 수 있기 때문에, 어댑터(40)는 클램핑 고정구(2)의 슬롯식 리세스(4)로 삽입될 수 있다.
이제 도 3a를 참조하면, 어댑터(40)의 로킹 개구(44)와 함께 클램핑 고정구의 로킹 기구(5)의 부분의 확대도가 도시된다. 로킹 요소(6, 7)의 편평부가 더 명백해지도록, 로킹 요소(6, 7)는 서로로부터 약간 이격된 것으로 도시된다. 제1 편평부(30, 31)-추진 편평부-및 외측면에 제2 편평부(32, 33)-접촉 편평부-를 갖는 각각의 로킹 요소(6, 7)가 작동 부재(8)를 향해 내측에 구비되는 방법이 명백해진다. 작동 부재(8)의 원뿔형으로 테이퍼진 측면(34, 35)은 로킹 요소(6, 7)의 대응 또는 대향하는 추진 편평부(30, 31)에 대해 맞춰진다. 작동 부재(8)의 측면(34, 35)과 유사하게 각각의 로킹 요소(6, 7)의 내측면의 두 개의 추진 편평부(30, 31)는 각각 커플링 장치(1) 및 클램핑 고정구(2)의 중앙선(M)에 대해 약 4도 내지 10도의 각도를 형성하고, 본 예에서 어댑터(40)는 약 6도의 각도로 표시된다. 이러한 구성은 이후 상세히 설명될 로킹 상태에서 작동 부재(8)와 로킹 요소(6, 7) 사이에 자체-로킹 효과를 달성한다. 또한 명백하게는 로킹 개구(44)의 측부 확장부(45, 46)에는 할당된 로킹 요소(6, 7)의 외측면 상에서 각각의 편평한 접촉면(32, 33)과 정합되는 테이퍼진 클램핑 면(47, 48)이 구비되어 각각의 로킹 요소(6, 7)는 이들과 함께 포지티브 및 비포지티브 접촉하게 된다. 작동 부재(8)는 중앙선(M)을 따라 이동가능하다.
이제 도 4를 참조하면, 도 3에 도시된 커플링 장치(1)의 클램핑 상태가 도시되고, 도 4a에서 어댑터(40)의 로킹 개구(44)와 함께 클램핑 고정구의 로킹 기구(5)의 일부의 확대도가 도시된다. 도 3에 도시된 개시 위치로부터 도 4 및 도 4a에 도시된 활성 위치로 로킹 기구(5)를 작동하기 위해, 가압 공간(29)이 가압되고, 그 결과 스프링(28)의 작용에 의해 도시된 바와 같이 클램핑 피스톤(27)이 활성 위치로 이동된다. 클램핑 피스톤(27)이 작동 부재(8)를 가압하는 전방 이동시 두 개의 로킹 요소(6, 7)를 이격되게 가압하는 작동 부재(8)의 원뿔형으로 테이퍼진 측면(34, 35)에 의해 두 개의 로킹 요소(6, 7)가 측방향 외측으로 시프트된다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 편평부(32, 33)는 로킹 개구(44)의 테이퍼진 클램핑면(47, 48)에서 로킹 요소(6, 7)의 외측면과 접촉하고, 어댑터의 두 개의 다리부가 클램핑 고정구(2)의 레지와 접촉할 때까지 어댑터(40)는 클램핑 고정구(2)를 향해 당겨진다. 클램핑 피스톤(27) 및 작동 부재(8) 각각 상에서 스프링(28)에 의해 작용되는 클램핑 고정구를 지원하기 위해, 공간(29a)은 바람직하게는 압축 공기 등의 매체로 클램핑 피스톤(27)의 후방측에서 가압될 수 있고, 이는 통상적으로 공간(29a)을 압축 공기로 단지 잠시 가압하는 것이 충분하고, 작동 부재(8)는 어댑터(40)를 클램핑 고정구(2)로 견인하면서 측방향 외향의 강한 힘으로 두 개의 로킹 요소(6, 7)를 가압한다. 각각의 로킹 요소(6, 7)의 내측의 추진 편평부(30, 31)와 작동 부재(8)의 두 개의 측면(34, 35) 사이의 각도를 정합시킴으로써, 클램핑 면(47, 48)과 접촉하는 로킹 요소(6, 7)와 작동 부재(8) 사이에 자체-로킹 작동이 달성되어 로킹 기구(5)는 로킹 상태가 된다. 이러한 로킹 상태를 해제하기 위해, 클램핑 피스톤(27)의 전방 단부의 가압 공간(29)은 매체, 바람직하게는 압축 공기에 의해 가압되어야 하고, 작동 부재(8)와 함께 클램핑 피스톤(27)이 후퇴된 개시 위치로 다시 이동될 때까지 이 압력은 증가된다.
이제 도 5를 참조하면, 작동 부재(8)가 두 개의 로킹 요소(6, 7)와 전체 네 개의 플런저(10a, 10b, 13a, 13b) 사이에 배치되는 방법이 명백해지도록 클램핑 고정구(2)의 추가 단면이 도시되고, 네 개의 플런저는 대응하는 압축 스프링(11a, 11b, 14a, 14b)에 의해 작동 부재(8)의 방향에서 내향으로 좌측의 로킹 요소(6) 및 우측의 로킹 요소(7)를 가압한다. 플런저(10a, 10b, 13a, 13b)는 작동 부재(8)가 기본 위치로 후퇴될 때 두 개의 로킹 요소(6, 7)가 집결된 기본 위치로 이동하는 것을 보장하도록 의도된다. 또한, 두 개의 커버(20, 22)는 로킹 요소(6, 7)의 측방향 안내부 역할을 하는 슬롯식 가이드(19, 21)의 상부 및 저부 한계부를 형성한다. 또한 명백하게는 압축 스프링(11a, 11b, 14a, 14b)이 로킹 요소(6, 7)의 방향으로 이에 의해 편향되는 그러브 나사(12a, 12b, 15a, 15b)가 있다.
이제 도 6을 참조하면, 클램핑 고정구(2) 및 이에 단단하게 클램핑되는 어댑터(40)의 전방 단부의 단면도가 도시된다. 본 도면에서 중심설정 핀(24)이 어댑터(40)의 중심설정 천공부(50)로 연장하는 것이 명백하고, 어댑터(40)의 기부(41)가 슬롯식 리세스(4)로 연장하는 방법 또한 명백하다. 어댑터(40)는 클램핑 고정구(2)에 데드 핏(dead fit) 상태로 단단히 클램핑된다. 첫째로, 각각의 다리부(42a, 42b)의 전방 단부는, 각각 정해진 위치에서 단단하게 클램핑될 때 어댑터(40)가 클램핑 고정구(2) 및 레지(17, 18)의 단부면과 접촉하게 되는 멈춤부를 형성하고, 둘째로, 클램핑 고정구(2)의 수직 방향에서 어댑터(40)를 지지할 때 슬롯식 리세스(4)의 내측에서 어댑터(40)의 기부(41)의 상부 및 저부에 배열된 돌기(53, 54)가 클램핑 고정구(2)의 레지(17, 18)과 접촉하게 되는 것이 달성된다. 적어도 비하중 상태에서 슬롯식 리세스(4)의 내측과 각각의 돌기(53, 54) 사이에는 약 0.05 내지 0.6mm 범위의 작은 간격이 형성되고, 클램핑 고정구(2)의 슬롯식 리세스(4)와 어댑터(40)의 기부(41) 사이에는 큰 간격(55)이 형성되며, 이는 예컨대 먼지 및 절삭 부스러기 등의 임의의 파편이 이 간격(55)에 수용될 수 있고 따라서 클램핑 고정구(2)에서 어댑터(40)의 위치설정 정밀도 및/또는 커플링 장치의 적절한 기능성에 영향을 미치지 않기 때문에 더렵혀지는 것에 덜 민감하다는 이점을 갖는다. 그럼에도 불구하고 이를 통해 커플링 장치의 노출된 구성요소가 제트 클리닝되도록 분출될 수 있는 에어 제트 오리피스가 제공될 수 있는 점이 이해될 수 있다.
상술한 바와 같은 방식으로 어댑터(40)의 로킹 개구와 맞물리는 로킹 기구와 함께 설명된 구성으로 인해, 어댑터(40)는 무거운 하중 및 높은 토크를 처리할 수 있는 점이 보증된다. 이에 대해 실행된 시험은 800mm 길이의 팔레트에 연결되고 500kg의 하중을 운반할 때 약 210mm의 길이 및 약 70mm의 높이의 클램핑 고정구(2)가 어댑터(40)를 반복적으로 정확하고 고정되게 단단히 클램핑할 수 있었고, 본 예에서 하중은 어댑터에 연결된 팔레트에 중앙으로 배열된 것으로 상정된다.
도면을 참조하여 상술한 예시적인 실시예는 임의의 방식으로 결코 최종적으로 이해되어서는 않되지만, 청구항에 규정된 보호 범위 내에서 설명된 예시적인 실시예로부터 변형된 실시예가 가능하다. 따라서, 예컨대, 두 개의 할당 로킹 개구와 각각 두 개의 작동 요소 및 두 개의 할당 로킹 요소를 구비한 이중 로킹 기구, 중심설정 요소의 개수 및/또는 배열에 관한 변형예 등의, 상술한 설명으로부터 변형된 로킹 요소의 실시예가 실행 가능하다.

Claims (18)

  1. 조작기에 고정되게 연결되는 클램핑 고정구(2) 및 클램핑 고정구에 고정되게 클램핑되는 어댑터(40)를 특징으로 하는 조작기용 커플링 장치(1)이며,
    클램핑 고정구(2)는 어댑터(40)의 돌기 또는 리세스와 맞물리도록 설계된 로킹 요소를 갖는 로킹 기구(5)를 포함하고,
    상기 클램핑 고정구(2) 및 어댑터(40)는 세장형, 특히 직사각형 기본 형상을 특징으로 하고, 어댑터(40)는 측부 확장부(45, 46)가 구비된 로킹 개구(44)를 특징으로 하고, 로킹 기구(5)는 측방향으로 이동 가능한 두 개의 로킹 요소(6, 7) 및 두 개의 로킹 요소 사이에 배치된 작동 부재(8)를 갖고, 어댑터(40)가 클램핑 고정구(2)에 단단히 고정 가능하도록 로킹 요소(6, 7)는 로킹 기구에 의해 로킹 개구(44)의 측부 확장부(45, 46)에 삽입 가능한 것을 특징으로 하는, 조작기용 커플링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로킹 기구(5)는 클램핑 고정구(2)의 중간에 배열되고 로킹 개구(44)는 어댑터(40)의 중간에 배열되는 것을 특징으로 하는, 조작기용 커플링 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 어댑터(40)는 하나의 부재로 구성되는 것을 특징으로 하는, 조작기용 커플링 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로킹 기구(5)는 클램핑 고정구(2)의 슬롯식 리세스(4)에 중앙에 배열되고, 어댑터(40)에는 그 내부로 상기 로킹 개구(44)가 기계가공되는 세장형, 레지-타입 기부(41)가 구비되고, 어댑터(40)의 기부는 클램핑 고정구(2)의 상기 리세스(4)로 삽입되도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 조작기용 커플링 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    클램핑 고정구(2)의 상기 슬롯식 리세스(4)는 레지(17, 18)에 의해 상부 및 저부가 형성되고, 레지 각각은 로킹 요소(6, 7)의 측방향 이동 안내를 위해 가이드 슬롯(19, 21)이 기계가공되는 것을 특징으로 하는, 조작기용 커플링 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 클램핑 고정구(2) 및 어댑터(40)는 폭이 높이의 적어도 두 배이고, 중심설정 핀(24, 25)이 로킹 기구(5)의 각각의 측부에서 클램핑 고정구(2)에 배열되고, 각각의 중심설정 핀(24, 25)은 어댑터(40)의 기부(41)에 대응하여 기계가공되는 중심설정 개구(49, 50)의 하나와 각각 협동하도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 조작기용 커플링 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 어댑터(40)는 실질적으로 T 형 단면으로 구성되고, 기부(41)로부터 직각으로 연장하는 두 개의 다리부(42a, 42b)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 조작기용 커플링 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    기부(41)에 대향하는 각 다리부(42a, 42b)의 전방측은 클램핑될 때 어댑터(40)를 클램핑 고정구(2)의 단부면에 접촉시키기 위한 접촉면을 형성하는 것을 특징으로 하는, 조작기용 커플링 장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 어댑터(40)에는 기부(41)로부터 각 다리부(42a, 42b)로의 천이부에 돌기(53, 54)가 구비되고, 이들 돌기(53, 54)는, 클램핑 고정구(2)에 고정되게 클램핑될 때 어댑터(40)가 슬롯식 리세스(4)에 수직으로 정확하게 끼워져 장착되도록, 클램핑 고정구(2)의 슬롯식 리세스(4)에 정합되는 것을 특징으로 하는, 조작기용 커플링 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작동 부재(8)는 후퇴된 기본 위치와 전진된 활성 위치 사이에서 이동 가능하고, 전진된 활성 위치에서 작동 부재는, 로킹 요소(6, 7)가 측부 확장부(45, 46)를 부분적으로 형성하는 클램핑면과 포지티브 접촉 및/또는 비-포지티브 접촉하도록, 두 개의 로킹 요소(6, 7)를 로킹 개구(44)의 측부 확장부(45, 46)로 가압하도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 조작기용 커플링 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 작동 부재(8)는, 작동 부재(8)의 활성 위치에서 어댑터(40)의 클램핑 면(47, 48)과 접촉하는 로킹 요소(6, 7)와 작동 부재(8) 사이에 자체-로킹 효과가 달성되도록, 두 개의 로킹 요소(6, 7)와 정합되게 구성되는 것을 특징으로 하는, 조작기용 커플링 장치.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 작동 부재(8)는 원뿔형으로 테이퍼진 두 개의 측면(34, 35)을 특징으로 하는 쐐기 형상으로 구성되고, 각 로킹 요소(6, 7)에는 작동 부재(8)에 대향하는 측에 작동 부재(8)의 할당된 측면(34, 35)과 정합하는 편평한 압력면(30, 31)이 구비되고, 작동 부재(8)의 두 개의 측면(34, 35)들 사이의 간격 및 각도는, 작동 부재(8)의 전진된 활성 위치에서 어댑터(40)의 클램핑면(47, 48)과 접촉하는 로킹 요소(6, 7)와 작동 부재(8) 사이에 자체-로킹 효과가 달성되도록 선택되는 것을 특징으로 하는, 조작기용 커플링 장치.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 로킹 요소(6, 7)는 실질적으로 원통형으로 구성되고, 각각의 외피면에는 어댑터(40)의 클램핑면(47, 48)과 정합하는 편평한 압력면(32, 33)이 구비되는 것을 특징으로 하는, 조작기용 커플링 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 클램핑 고정구(2)의 각각의 로킹 요소(6, 7)는, 각각의 로킹 요소(6, 7)가 작동 부재(8)의 방향으로 편향되게 하는 적어도 하나의 스프링-부하 수단이 할당되는 것을 특징으로 하는, 조작기용 커플링 장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로킹 기구(5)는 압력 스프링(28)의 작용에 의해 작동 부재를 활성 위치로 가압할 때 작동 부재(8)에 결합되는 스프링 부하식 클램핑 피스톤(27)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 조작기용 커플링 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 클램핑 피스톤(27)은 개시 위치를 달성하기 위해 공압식, 전기식 또는 유압식 수단에 의해 스프링-부하력을 극복하도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 조작기용 커플링 장치.
  17. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    측부 확장부(45, 46)를 부분적으로 형성하는 어댑터(40)의 상기 클램핑면(47, 48)은, 클램핑 고정구(2)에 고정될 때 어댑터(40)가 어댑터(40)의 클램핑면(47, 48)과 접촉하는 로킹 요소(6, 7)에 의해 클램핑 고정구(2)로 전진하도록, 작동 부재(8)의 이동 방향에 대해 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는, 조작기용 커플링 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    어댑터(40)의 상기 클램핑면(47, 48)은 작동 부재(8)가 이동되는 방향에 대해 30도 내지 60도, 특히 40도 내지 50도로 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는, 조작기용 커플링 장치.
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