KR20170077999A - 모터의 체결 방향을 선택적으로 가변할 수 있는 스프로킷 조립구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스프로킷 조립구조에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 자동 공구 교환 장치의 매거진 구동을 위한 스프로킷의 전방 또는 후방에 선택적으로 모터를 결합할 수 있어 설치 공간이나 사용 공구의 크기에 따라 운영자가 적절하게 모터의 체결 방향을 가변할 수 있는 스프로킷 조립구조에 관한 것이다.

Description

모터의 체결 방향을 선택적으로 가변할 수 있는 스프로킷 조립구조{Sprocket assembly for switchable motor fix}

본 발명은 스프로킷 조립구조에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 자동 공구 교환 장치의 매거진 구동을 위한 스프로킷의 전방 또는 후방에 선택적으로 모터를 결합할 수 있어 설치 공간이나 사용 공구의 크기에 따라 운영자가 적절하게 모터의 체결 방향을 가변할 수 있는 스프로킷 조립구조에 관한 것이다.

공작 기계란 절삭 또는 비절삭 가공방법으로 소정의 가공물을 적당한 공구를 이용하여 형상 및 치수로 가공하는 기계를 총칭하는 것으로 가공과정에서 칩이 발생하는 공작 기계를 절삭 공작 기계라고 하고 칩이 발생하지 않는 공작 기계를 금속 성형 기계라 한다.

절삭 공작 기계의 종류에는 선반(lathe), 밀링기, 머시닝센터(machining center), 드릴링기, 보링기, 연삭기, 기어가공기, 특수가공기 등이 있으며, 금속 성형 기계의 종류로는 기계식 프레스, 유압식 프레스, 절단절곡기, 단조기, 인발기 등이 있다

최근 공작 기계의 자동화 및 수치제어가 급속히 진전됨에 따라 공구교환을 자동으로 빠르게 수행할 수 있는 자동 공구 교환 장치(Automatic Tool Changer, ATC)가 부착된 공작기계가 출시되고 있다.

이 자동 공구 교환장치는 일반적으로 여러 개의 공구를 공구 매거진(Tool magazine)에 거치하고 공구 매거진을 회전시켜 공구가 교환위치로 오도록 한 뒤에 공구 교환암에 의하여 주축에서 사용하던 공구와 교환한다.

도 1은 일반적인 공구 매거진의 조립구조를 보여주는 것으로 일반적인 공구 매거진의 조립구조(10)는 공구가 장착되는 매거진 본체(1), 상기 메거진 본체(1)를 회전시킬 수 있는 체인(2), 상기 체인(2)와 체결되는 스프로킷(11), 상기 스프로킷(11)으로 동력을 제공하는 모터(13), 상기 스프로킷(11)의 내측에 삽입되어 상기 모터(13)의 동력을 적절한 속도 및 토크로 변환하여 상기 스프로킷(11)에 전달하는 감속기(12)를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 감속기(12)는 모터의 회전축(13a)과 키 결합 등으로 결합하는 입력 샤프트(12c), 상기 입력 샤프트(12c)의 회전력을 감속하여 출력하는 출력 샤프트(12b) 및 상기 출력 샤프트(12b)와 감속기어 등으로 연결되는 케이스(12a)를 포함한다.

또한, 상기 감속기(12)의 출력 샤프트(12b)와 케이스(12a)는 공작 기계의 고정 지지물인 서포터(3)에 선택적으로 고정될 수 있고, 상기 출력 샤프트(12b)가 고정될 경우, 상기 케이스(12a)가 상기 모터(13)의 동력을 상기 스프로킷(11)으로 전달할 수 있고, 상기 케이스(12a)가 고정될 경우에는 상기 출력 샤프트(12b)가 상기 모터(13)의 동력을 상기 스프로킷(11)으로 전달한다.

또한, 도 1은 상기 감속기(12)의 케이스(12a)가 상기 서포터(3)에 고정된 케이스 고정형의 스프로킷 조립구조를 보여주는데, 이 경우 상기 스프로킷(11)의 내측 공간 일측에는 상기 출력 샤프트(12b)와 체결될 수 있는 체결부(11a)가 일체로 형성된다.

또한, 상기 공구 매거진(1)에 공구가 거치되는 방향을 전방이라고 정의할 때, 도 1은 상기 모터(13)가 후방에서 상기 감속기(12)에 결합되는 구조이다.

이러한, 모터 후방 결합형 스프로킷 조립구조는 상기 공구 매거진(1)에 거치되는 대경공구와 모터(13)가 서로 간섭될 우려가 없고 구조가 간단한 장점이 있으나 운영자가 모터(13)에 쉽게 접근이 어려워, 유지보수에 공간상 제약을 받을 수 있는 단점이 있다.

또한, 상기 모터(13)는 전방 결합형으로도 구비될 수 있는데 이 경우 모터 후방 결합형의 단점이 장점으로 작용하지만 상기 스프로킷(11)의 구조가 변화되어야 하므로 별도의 스프로킷이 필요한 단점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은 하나의 동일한 스프로킷의 전방 및 후방에 모터를 선택적으로 체결할 수 있어, 유지보수, 공간상 제약 또는 공구의 크기에 따라 작업자가 적절히 조립구조를 가변할 수 있는 스프로킷 조립구조를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 자동 공구 교환 장치(ATC:automatic tool changer)의 공구 매거진(Tool Magazine)을 회전시키기 위한 체인으로 동력을 전달하는 스프로킷의 조립구조로서, 회전축 방향으로 중앙부가 관통되어 개방되고, 개방된 내측 면 중앙부에 내주를 따라 회전축을 향해 소정길이 돌출된 체결틀을 갖는 스프로킷(sprocket); 입력 샤프트, 출력 샤프트 및 케이스를 포함하며, 상기 스프로킷의 중앙부에 삽입되어 상기 체결틀에 체결되되, 상기 출력 샤프트 또는 상기 케이스가 선택적으로 체결될 수 있는 감속기; 및 상기 스프로킷의 일 측 또는 타 측에서 선택적으로 상기 감속기의 입력 샤프트에 연결되며, 상기 입력 샤프트로 회전력을 제공하는 모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스프로킷 조립구조를 제공한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 모터가 상기 스프로킷의 일 측인 후방에서 상기 감속기에 연결될 때, 상기 스프로킷의 내측으로 삽입되어 상기 출력 사프트를 상기 체결틀에 고정하는 제1 체결 어댑터를 포함한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 자동 공구 교환 장치의 서포터(supporter)에 상기 감속기의 케이스를 고정하는 제2 체결 어댑터를 포함하며, 상기 모터의 동력은 상기 입력 샤프트와 상기 출력 샤프트를 거쳐 상기 스프로킷에 전달된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 모터와 상기 감속기 사이에는 상기 모터를 상기 감속기에 체결할 수 있도록 위치시키는 모터 체결용 플랜지가 구비된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 모터 체결용 플랜지를 상기 서포터에 고정하는 지지 커버를 포함한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 모터가 상기 스프로킷의 타 측인 전방에서 상기 감속기에 연결될 때, 상기 감속기의 케이스는 상기 체결틀에 직접 고정되며, 상기 서포터와 상기 출력 샤프트 사이에는 상기 출력 샤프트를 상기 서포터에 고정하기 서포터 체결용 플랜지가 포함되며, 상기 모터의 동력은 상기 입력 샤프트와 상기 케이스를 거쳐 상기 스프로킷에 전달된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 지지 커버는 상기 서포터 체결용 플랜지를 상기 서포터에 고정한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 서포터 체결용 플랜지와 상기 스프로킷의 내측 면 사이에는 상기 스프로킷의 하중을 지지하는 베어링이 구비된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 베어링의 내측 및 외측에는 누유 방지용 오링이 구비된다.

또한, 본 발명은 갖고 스프로킷 조립구조를 갖고 가공을 위한 공구들이 거치되는 공구 매거진을 더 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 공구 매거진에 의해 공구를 자동으로 교체할 수 있는 자동 공구 교환 장치를 더 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 자동 공구 교환 장치와 상기 자동 공구 교환 장치의 공구들을 교체하여 장착할 수 있는 주축을 갖는 공작 기계를 더 제공한다.

본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.

본 발명의 스프로킷 조립구조에 의하면 동일한 하나의 스프로킷을 이용하여 모터를 전방 또는 후방에서 선택적으로 체결할 수 있으므로 운영자가 유지보수, 공간상의 제약 또는 공구의 간섭을 감안하여 적절하게 가변하여 조립할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 스프로킷 조립구조에 의하면 최소한의 구성요소 추가로 모터를 전방 또는 후방에서 선택적으로 감속기에 결합할 수 있으므로 제작비용을 매우 절감할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 스프로킷 조립구조를 보여주는 도면,
도 2는 본 발명의 스프로킷 조립구조로써 모터 후방 결합형 스프로킷 조립구조를 보여주는 도면,
도 3은 본 발명의 스프로킷 조립구조로서 모터 전방 결합형 스프로킷 조립구조를 보여주는 도면이다.

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.

이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.

그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 스프로킷 조립구조를 보여주는 것으로 모터가 스프로킷의 후방에서 결합되는 모터 후방 결합형 스프로킷 조립구조를 보여주는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 후방 결합형 스프로킷 조립구조(100)는 자동 공구 교환 장치의 공구 매거진을 회전시키는 체인으로 동력을 전달하는 장치이다.

또한, 상기 스프로킷 조립구조(100)는 스프로킷(110), 감속기(120) 및 모터(130)를 포함하여 이루어진다.

상기 스프로킷(110)은 외 측에 체인이 체결될 수 있는 기어 이가 형성되며, 내측은 회전축 방향으로 중앙부가 관통되어 개방된 공간이 구비된다.

즉, 상기 스프로킷(110)은 중앙부가 관통된 원통 형상을 갖는다.

또한, 상기 스프로킷(110)의 관통된 내측 면 중앙부에는 내주를 따라 회전축을 향해 소정의 길이 돌출된 체결틀(111)이 형성된다.

다시 말해서, 상기 체결틀(111)은 링 형상으로 상기 스프로킷(110)의 내 측면에 중앙부에 구비된다.

또한, 상기 체결틀(111)은 상기 스프로킷(110)과 일체로 제작될 수 있다.

상기 감속기(120)는 아래에서 설명할 모터(130)의 회전력을 소정의 속도 및 토크로 변환하여 상기 스프로킷(110)에 전달한다.

또한, 상기 감속기(120)는 모터(130)의 회전축(131)과 키 결합 등으로 결합하여 회전력을 입력받는 입력 샤프트(121), 상기 입력 샤프트(121)의 회전력을 감속하여 출력하는 출력 샤프트(122) 및 상기 출력 샤프트(122)의 외측에서 감속기어 등으로 결합하는 케이스(123)를 포함한다.

또한, 상기 감속기(120)는 상기 케이스(123)가 고정될 경우, 상기 모터(130)의 회전력이 상기 출력 샤프트(122)로 전달되어 상기 출력 샤프트(122)가 회전하고, 상기 출력 샤프트(122)가 고정될 경우에는 상기 모터(130)의 회전력이 상기 케이스(123)로 전달되어 상기 케이스가 회전하게 된다.

또한, 상기 감속기(120)는 상기 스프로킷(110)의 관통된 내부공간으로 삽입되고, 상기 체결틀(111)에 체결된다.

또한, 도 2에서 보인 것과 같이 상기 모터(130)가 상기 스프로킷(110)의 후방(공구 매거진에 공구가 거치된 방향의 반대 방향)에서 결합할 경우, 상기 감속기(120)의 출력 샤프트(122)가 상기 체결틀(111)에 고정된다.

이 경우, 상기 출력 샤프트(122)와 상기 체결틀(111)을 서로 고정하기 위한 어댑터인 제1 체결 어댑터(140)가 구비되며, 상기 제1 체결 어댑터(140)는 상기 스프로킷(110)의 내측으로 삽입되어 상기 체결틀(111)과 상기 출력 샤프트(122)를 서로 체결한다.

상기 모터(130)는 상기 스프로킷(110)의 후방 또는 전방(공구 매거진에 공구가 거치된 방향)에서 상기 감속기(120)의 입력 샤프트(121)와 체결되어 상기 입력 샤프트(121)로 회전력을 제공한다.

또한, 상기 모터(130)는 서보 모터로 구비될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 모터(130)와 상기 감속기(120) 사이에는 상기 모터(130)의 회전축을 상기 감속기(120)의 입력 샤프트(121)에 체결하기 위해 위치시키는 모터 체결용 플랜지(160)가 구비된다.

또한, 상기 스프로킷(110)의 케이스(123)는 자동 공구 교환 장치의 고정 지지물인 서포터(3)에 고정되며, 상기 케이스(123)와 상기 서포터(3) 사이에는 상기 케이스(123)를 상기 서포터(3)에 고정하기 위한 어댑터인 제2 체결 어댑터(150)가 구비된다.

즉, 도 2에 도시한 모터 후방 장착형 스프로킷 조립구조는 상기 모터(130)의 회전력이 상기 입력 샤프트(121)와 상기 출력 샤프트(122)를 거쳐 상기 제1 체결 어댑터(140)를 통해 상기 스프로킷(110)에 전달된다.

또한, 상기 모터 체결용 플렌지(160)와 상기 서포터(3)는 서로 지지 커버(170)에 의해 체결되며, 상기 모터(130)가 상기 서포터(3)에 고정된다.

도 3은 본 발명의 스프로킷 조립구조로써 상기 모터(130)가 상기 스프로킷(110)의 전방에서 상기 감속기(120)에 체결되는 모터 전방 고정형 스프로킷 조립구조(200)를 보여주는 것이다.

또한, 상기 스프로킷(110), 상기 감속기(120) 및 상기 모터(130)는 도 2에서 도시한 모터 후방 고정형 스프로킷 조립구조의 각 구성요소와 동일한 구성요소이며, 체결 형태만 서로 상이하다.

도 3을 참조하면, 모터 전방 고정형 스프로킷 조립구조(200)의 경우 상기 감속기(120)의 출력 샤프트(122)가 상기 체결틀(111)에 체결되는 것이 아니라, 상기 감속기(120)의 케이스(123)가 직접 상기 체결틀(111)에 체결된다.

이때, 상기 제1 체결 어댑터(140)는 제거된다.

또한, 상기 모터(130)는 상기 스프로킷(110)의 전방에서 상기 감속기(120)의 입력샤프트(121)와 연결되며, 상기 모터 체결용 플랜지(160)는 상기 모터(130)와 상기 감속기(120) 사이에서 상기 모터(130)를 상기 감속기(120)의 출력 샤프트(122)에 고정한다.

또한, 모터 후방 고정형 스프로킷 조립구조(100)에서 상기 감속기(120)의 후방에 위치하는 상기 모터 체결용 플랜지(160)는 상기 모터(130)를 고정하기 위해 전방으로 이동하고, 그 위치에 상기 감속기(120)의 출력 샤프트(122)를 상기 서포터(3)에 고정하기 위한 서포터 체결용 플랜지(210)가 구비된다.

또한, 상기 지지 커버(170)는 상기 서포터 체결용 플랜지(210)가 상기 서포터(3)에 고정되도록 체결한다.

즉, 모터 전방 고정형 스프로킷 조립구조는 모터의 회전력이 상기 감속기(120)의 입력 샤프트(121)와 케이스(123)를 거져 상기 체결틀(111)를 통해 상기 스프로킷(110)에 전달되는 형태이다.

또한, 모터 전방 고정형 스프로킷 조립구조의 경우 상기 서포터 체결용 플랜지(210)의 외측면과 상기 스프로킷(110)의 내측면 사이에 상기 스프로킷(110)의 하중을 지지하고 센터링을 유지할 수 있게 하는 베어링(110)이 더 구비될 수 있다.

또한, 상기 베어링(110)의 내측면 및 외측면에는 누유 방지를 위한 오링(230)이 더 구비될 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프로킷 조립구조는 동일한 하나의 스프로킷으로 모터를 전방 및 후방에 선택적으로 위치하도록 조립할 수 있으므로 공작 기계 운영자가 장치의 유지보수, 공간 제약 또는 공구와의 간섭을 고려하여 적절한 형태로 조립이 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명의 스프로킷 조립구조는 공구가 거치되는 매거진 본체와 상기 스프로킷 조립구조의 회전력을 상기 매거진 본체로 전달하는 체인과 함께 하나의 공구 매거진으로 제공될 수 있다.

나아가, 본 발명은 상기 공구 매거진과 상기 공구 매거진의 공구를 교체위치로 위치시킬 수 있는 공구 교환암과 함께 주축에 공구를 자동으로 교환해 줄 수 있는 자동 공구 교환 장치로 제공될 수 있다.

또한, 상기 자동 공구 교환 장치는 공구를 장착하여 가공물을 가공할 수 있는 주축과 함께 하나의 완성된 공작기계로 제공될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

100:모터 후방 결합형 스프로킷 조립구조
110:스프로킷 111:체결틀
120:감속기 121:입력 샤프트
122:출력 샤프트 123:케이스
130:모터 140:제1 체결 어댑터
150:제2 체결 어댑터 160:모터 체결용 플랜지
170:지지 커버
200:모터 전방 결합형 스프로킷 조립구조
210:서포터 체결용 플랜지 220:베어링
230:오링

Claims (12)

1. 자동 공구 교환 장치(ATC:automatic tool changer)의 공구 매거진(Tool Magazine)을 회전시키기 위한 체인으로 동력을 전달하는 스프로킷의 조립구조로서,
   회전축 방향으로 중앙부가 관통되어 개방되고, 개방된 내측 면 중앙부에 내주를 따라 회전축을 향해 소정길이 돌출된 체결틀을 갖는 스프로킷(sprocket);
   입력 샤프트, 출력 샤프트 및 케이스를 포함하며, 상기 스프로킷의 중앙부에 삽입되어 상기 체결틀에 체결되되, 상기 출력 샤프트 또는 상기 케이스가 선택적으로 체결될 수 있는 감속기; 및
   상기 스프로킷의 일 측 또는 타 측에서 선택적으로 상기 감속기의 입력 샤프트에 연결되며, 상기 입력 샤프트로 회전력을 제공하는 모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스프로킷 조립구조.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 모터가 상기 스프로킷의 일 측인 후방에서 상기 감속기에 연결될 때, 상기 스프로킷의 내측으로 삽입되어 상기 출력 사프트를 상기 체결틀에 고정하는 제1 체결 어댑터를 포함하는 것을 특징으로 하는 스프로킷 조립구조.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 자동 공구 교환 장치의 서포터(supporter)에 상기 감속기의 케이스를 고정하는 제2 체결 어댑터를 포함하며,
   상기 모터의 동력은 상기 입력 샤프트와 상기 출력 샤프트를 거쳐 상기 스프로킷에 전달되는 것을 특징으로 하는 스프로킷 조립구조.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 모터와 상기 감속기 사이에는 상기 모터를 상기 감속기에 체결할 수 있도록 위치시키는 모터 체결용 플랜지가 구비되는 것을 특징으로 하는 스프로킷 조립구조.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 모터 체결용 플랜지를 상기 서포터에 고정하는 지지 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 스프로킷 조립구조.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 모터가 상기 스프로킷의 타 측인 전방에서 상기 감속기에 연결될 때, 상기 감속기의 케이스는 상기 체결틀에 직접 고정되며, 상기 서포터와 상기 출력 샤프트 사이에는 상기 출력 샤프트를 상기 서포터에 고정하기 서포터 체결용 플랜지가 포함되며,
   상기 모터의 동력은 상기 입력 샤프트와 상기 케이스를 거쳐 상기 스프로킷에 전달되는 것을 특징으로 하는 스프로킷 조립구조.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 지지 커버는 상기 서포터 체결용 플랜지를 상기 서포터에 고정하는 것을 특징으로 하는 스프로킷 조립구조.
   
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 서포터 체결용 플랜지와 상기 스프로킷의 내측 면 사이에는 상기 스프로킷의 하중을 지지하는 베어링이 구비되는 것을 특징으로 하는 스프로킷 조립구조.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 베어링의 내측 및 외측에는 누유 방지용 오링이 구비되는 것을 특징으로 하는 스프로킷 조립구조.
   
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 스프로킷 조립구조를 갖고 가공을 위한 공구들이 거치되는 공구 매거진.
    
11. 제 10 항의 공구 매거진에 의해 공구를 자동으로 교체할 수 있는 자동 공구 교환 장치.
    
12. 제 11 항의 자동 공구 교환 장치와 상기 자동 공구 교환 장치의 공구들을 교체하여 장착할 수 있는 주축을 포함하며 가공물을 가공하는 공작 기계.

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