KR20180080296A

KR20180080296A - 펀칭 장치

Info

Publication number: KR20180080296A
Application number: KR1020187015822A
Authority: KR
Inventors: 히로츠구 나가이
Original assignee: 에스엠시 가부시키가이샤
Priority date: 2015-11-04
Filing date: 2016-10-24
Publication date: 2018-07-11
Also published as: EP3370895B1; JP2017087223A; BR112018008943A2; RU2689042C9; CN108348979A; TWI628012B; JP6524587B2; US20180297099A1; CN108348979B; TW201718124A; MX2018005442A; WO2017077693A1; BR112018008943A8; EP3370895A1; KR102043163B1; RU2689042C1

Abstract

펀칭 장치(10)는 바디(12), 바디(12)의 상측부에 연결된 구동 유닛(18), 및 구동 유닛(18)의 구동 작동 하에 바디(12)의 내부에서 수평 방향으로 이동되는 캠 블록(76)을 포함한다. 로드(16)에 연결되는 제2 회전 롤러(108)는 캠 블록(76)의 제2 캠 그루브(96)에 삽입된다. 제2 캠 그루브(96)는, 로드(16)가 하측으로 피공작물(W)을 향해서 하강할 때, 제2 회전 롤러(108)가 제2 그루브 부분(100)으로부터 더 작은 경사각을 갖는 제1 그루브 부분(98)으로 이동되어, 로드(16)에 전달되는 구동력이 파워에서 부스팅되도록, 캠 블록(76)의 이동 방향에 대해서 미리결정된 각도로 경사지는 제1 및 제2 그루브 부분(98, 100)을 포함한다.

Description

펀칭 장치

본 발명은 구동 유닛의 구동 작동 하에 피공작물을 향해서 축선 방향으로 로드를 밀어 내고 홀을 펀칭하는 펀칭 장치에 관한 것이다.

일본 공개 특허 공보 제2014-205151호에 개시되는 바와 같이, 본 출원인은 처리될 시트 형상 물체에 대해서 펀치를 밀어 냄으로써 펀칭 프로세스에 의해 홀을 형성하기 위한 펀칭 장치를 제안했다. 이 펀칭 장치에서, 캠 블록은 바디의 내부에 슬라이딩가능하게 마련되고, 바디의 측부 상에 제공되는 구동 유닛의 샤프트는 캠 블록에 연결된다. 또한, 캠 그루브가 캠 블록에 형성되고, 수직 방향으로 이동가능한 로드의 단부 상에 제공되는 회전 롤러가 캠 그루브 안에 삽입된다. 또한, 구동 유닛의 구동 작동 하에 캠 블록을 이동시킴으로써, 회전 롤러는 캠 그루브를 따라서 하측으로 이동되고, 이와 함께 로드를 수직방향 하측으로 이동시킴으로써, 홀 형성 프로세스가 로드 상에 장착된 펀치에 의헤서 처리될 물체 상에 행해진다.

본 발명의 전반적인 목적은 아웃풋을 향상시키면서도 장치의 사이즈를 감소시킬 수 있는 펀칭 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은, 펀칭 장치로서, 바디; 축선 방향으로 변위되고 상기 바디 내에 마련되는 구동 샤프트를 갖는 구동 유닛; 상기 구동 샤프트가 변위되는 방향과 평행하게 마련되고, 상기 바디에 대해서 변위가능하게 마련되는 로드; 및 상기 구동 샤프트의 변위 방향에 실질적으로 수직인 방향으로 변위가능한 슬라이더를 갖고 상기 구동 유닛에 의해 출력되는 구동력을 상기 슬라이더를 통해서 상기 로드에 전달하는 구동력 전달 메커니즘을 포함하며, 상기 슬라이더는, 상기 구동 샤프트의 일단부가 결합되고, 상기 구동 샤프트의 변위 방향에 대해서 경사진 제1 경사부; 및 상기 로드의 일단부가 결합되고 변위 방향에 대해서 경사지는, 제2 경사부를 포함하며, 상기 펀칭 장치는, 상기 제1 경사부에 의해서 실질적으로 수직인 방향으로 상기 구동력의 전달 방향을 변환시키고, 상기 구동력을 상기 슬라이더에 전달하고, 이와 함께 상기 슬라이더의 변위 작동 하에서 상기 제2 경사부에 의해서 상기 로드를 가압하여, 상기 로드가 상기 구동력을 부스팅(boosting)시키면서 상기 축선 방향으로 변위되는, 힘 부스팅 메커니즘(force boosting mechanism)을 더 포함하는, 펀칭 장치에 의해서 특징지워진다.

본 발명에 따르면, 상기 펀칭 장치의 상기 구동력 전달 메커니즘에, 상기 구동 샤프트의 변위 방향에 실질적으로 수직인 방향으로 변위가능한 상기 슬라이더가 포함되고, 상기 구동 샤프트의 상기 변위 방향에 대해서 경사지고 상기 구동 샤프트의 일단부와 결합되는 제1 경사부 및, 상기 변위 방향에 대해서 경사지고 상기 로드의 일단이 결합되는 제2 경사부가 제공된다. 상기 구동력 전달 메커니즘은 상기 제1 경사부에 의해서 실질적으로 수직인 방향으로 상기 구동력의 전달 방향을 변환시키고, 상기 구동력을 상기 슬라이더에 전달하고, 이와 함께 상기 슬라이더의 변위 작동 하에서 상기 제2 경사부에 의해서 상기 로드를 가압하여, 상기 로드가 상기 구동력을 부스팅시키면서 상기 축선 방향으로 변위되는, 힘 부스팅 메커니즘을 더 포함한다.

결과적으로, 상기 구동 유닛의 구동력의 전달 방향을 변환시키는 제1 경사부를 가짐으로써, 상기 구동 유닛이 상기 슬라이더의 상기 변위 방향에 실질적으로 수직으로 배열될 수 있기 때문에, 상기 슬라이더의 변위 방향으로 상기 펀칭 장치의 폭방향 또는 횡방향 치수가 사이즈에 있서 감소될 수 있고, 상기 로드에 가해지는 출력이 상기 파워(power) 부스팅 메커니즘에 의해서 향상될 수 있다.

본 발명의 위의 그리고 다른 목적, 특징 및 장점은 본 발명의 바람직한 실시형태가 예시적인 실시예의 방식으로 도시되는 첨부된 도면과 함께 고려될 때, 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 분명해 질 것이다.

[도 1] 도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 펀칭 장치의 전체 단면도이고;
[도 2] 도 2는 도 1에 도시된 펀칭 장치의 분해 사시도이고;
[도 3] 도 3은 도 1의 선 III-III에 따라 취해진 단면도이고; 그리고
[도 4] 도 4는 도 1의 펀칭 장치의 구동 유닛이 구동되고, 로드가 하측 방향으로 밀어 내지고, 기계가공이 피공작물 상에 실행되는 조건을 도시하는 전체적인 단면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시되는 바와 같이, 펀칭 장치(10)는 바디(12), 바디(12)의 관통 홀(14)을 따라서 변위가능하게 마련되는 로드(16), 로드(16)를 구동하는 구동 유닛(18), 및 구동 유닛(18)으로부터의 구동력을 증가시키고 상기 구동력을 로드(16)에 전달하는 구동력 전달 메커니즘(20)을 포함한다.

바디(12)는 단면이 직각사각형 형상을 갖는 블록 형상이고, 예를 들어, 펀칭 장치(10)가 장착되는 이송 경로에 고정되고, 제1 수용 홀(22)이 바디 안에 형성되며, 이 홀은 바디의 높이 방향을 따라서 실질적으로 중앙 부분에 수평 방향(화살표(A1, A2)에 의해서 지향되는 방향들)으로 연장된다. 제1 수용 홀(22)은 단면이 직각사각형 형상으로 형성되고, 이 홀의 개방된 양 단부는 바디(12)의 측 표면들 상에 장착되는 커버 부재들(24a, 24b)에 의해서 폐쇄된다.

또한, 단면이 직각사각형인 개구(26)는 바디(12)의 (화살표(A1)의 방향으로) 일단측 상의 상측부 상에 형성된다. 개구(26)는 제1 수용 홀(22)에 수직 하측 방향으로(화살표(B1)의 방향으로) 관통되는 방식으로 연장된다.

또한, 단면이 직각사각형 형상이고, 제1 수용 홀(22)에 수직되게 수직 방향으로(화살표(B1 및 B2) 방향으로) 연장되는 제2 수용 홀(28)이 바디(12)에 형성된다. 제2 수용 홀(28)은 제1 수용 홀(22)의 길이방향(화살표(A1 및 A2))을 따라서 중앙으로부터 타단측 상의 위치에 형성되고, 제1 수용 홀(22)과 교차되도록 형성되고, 그리고 이의 상단이 바디(12)의 상측 부분에서 개방된다.

또한, 제2 수용 홀(28)의 하측 단부는 바디(12) 내부의 위치로(제1 수용 홀(22)의 측부로) 바디(12)의 하측 부분으로부터 미리결정된 높이에서 연장되고, 이의 하측 단부 상에서, 바디(12)의 하측 부분에 연장되는 관통 홀(14)이 형성된다. 관통 홀(14)은 단면이 원형으로 형성되고, 제2 수용 홀(28)의 바닥으로부터 바디의 하측 부분으로 관통된다. 좀 더 구체적으로, 제2 수용 홀(28) 및 관통 홀(14)은 수직 방향(화살표(B1 및 B2)의 방향)을 따라서 직선 상에 형성된다.

또한, 구동력 전달 메커니즘(20) 등이 바디(12)의 내부에 수용되는 상태에서, 바디 커버들(30a, 30b)은 바디(12)의 바디 측 표면 상에 장착되어 측 표면들을 폐쇄한다(도 3 참조).

로드(16)는, 예를 들어 실질적으로 균일한 직경의 샤프트 바디로 형성되며, 이 샤프트 바디는 제2 수용 홀(28) 및 관통 홀(14)을 통해서 삽입되고, 관통 홀(14)의 내부에 제공되는 부시(32)에 의해서 축선 방향(화살표(B1 및 B2) 방향)으로 변위가능하게 마련된다.

또한, 바디(12)의 하측부 상의 관통 홀(14)의 개구에, 커버(36)가 잠금 링(34)을 통해서 마련된다. 커버(36)의 내측 원주방향 표면 상에 마련된 패킹(38)은 로드(16)의 외측 원주방향 표면을 따라서 슬라이딩되어, 개구가 폐쇄되고 외부로부터의 먼지 등의 진입이 방지된다.

또한, 로드(16)의 원위 단부는 바디(12)의 하측 부분 및 커버(36)로부터 항상 미리결정된 길이를 하측으로(화살표(B1)의 방향으로) 돌출시키고, 후술되는 어태치먼트(42)가 장착되는 장착 홀(40)이 로드(16)의 중앙에 형성된다.

어태치먼트(42)는 이의 근위단측에(화살표(B2)의 방향으로) 형성되고 장착 홀(40)에 삽입되는 샤프트 부분(44), 및 이의 원위단측에(화살표(B1)의 방향으로) 형성되고 샤프트 부분(44)에 대해서 직경이 감소되는 단면이 원형인 형상을 갖고, 이의 단부에 블레이드 또는 절삭 부재를 갖는 가공부(46)를 포함한다. 또한, 어태치먼트(42)는, 샤프트 부분(44)이 장착 홀(40) 안에 삽입되고 가공부(46)가 하측으로 돌출된 상태로, 설정 스크류에 의해서 로드(16)의 원위 단부에 고정된다.

구동 유닛(18)은, 예를 들어, 압력 유체의 공급 하에서 구동되는 유체 압력 실린더이며, 이 실린더는 바디(12)의 상측 부분에 대해서 수직방향으로 상측으로(화살표(B2)의 방향으로) 연장되도록 마련된다. 구동 유닛(18)은 튜브 형상으로 형성되는 실린더 튜브(48), 실린더 튜브(48)의 내부에 변위가능하게 제공되는 피스톤(50), 및 피스톤(50)에 연결되고 구동력 전달 메커니즘(20)에 구동력을 전달하는 피스톤 로드(구동 샤프트)(52)를 포함한다.

실린더 튜브(48)는 축선 방향(화살표(B1, B2)의 방향)을 따라서 실린더 튜브(48)의 중앙을 통해서 관통하는 실린더 튜브에 형성되는 실린더 홀(54)을 갖는다. 도 2에 도시되는 바와 같이, 축선 방향으로 관통되는 볼트 홀(56)은 실린더 홀(54)의 외측 경계 측부 상의 4개의 코너 각각에 형성된다.

또한, 압력 유체를 공급하고 배출하기 위한 제1 및 제2 포트(58, 60)는 실린더 튜브(48)의 외측 경계부 상에 형성된다. 미-도시의 파이프가 제1 및 제2 포트(58, 60)에 연결되고, 실린더 홀(54)과 각각 연통된다. 제1 포트(58)는 실린더 튜브(48)의 일단측 상에(화살표(B2)의 방향으로) 마련되는 반면, 제2 포트(60)는 실린더 튜브(48)의 타단측 상에(화살표(B1)의 방향으로) 마련된다.

실린더 홀(54)을 폐쇄하도록, 헤드 커버(62)가 실린더 튜브(48)의 일단부 상에 장착되고, 로드 커버(64)가 실린더 튜브의 타단부에 장착된다. 또한, 실질적으로 직각사각형 플레이트로부터 형성되는 베이스 플레이트(66)가 실린더 튜브(48)의 타단부에 대해서 인접되는 상태에서, 실린더 튜브(48)의 일단측으로부터 볼트 홀(56)을 통해서 삽입되는 체결 볼트(68)가 베이스 플레이트(66)에 나사-결합되고 연결된다.

피스톤(50)은 헤드 커버(62)와 로드 커버(64) 사이의 실린더 홀(54)의 내부에 축선 방향(화살표(B1 및 B2)의 방향)으로 변위가능하게 마련된다. 피스톤 로드(52)의 일단부는 피스톤(50)의 중앙에 코킹(caulking)되고 연결된다.

또한, 피스톤 로드(52)의 타단측은, 실린더 튜브(48)의 타단부로부터 외부로 돌출되고, 후술되는 제1 변위가능한 바디(74)에 연결됨과 함께, 로드 커버(64)의 내부를 통해서 삽입됨으로써 축선 방향을 따라서 이동가능하게 지지된다.

예를 들어, 단면이 타원 형상인 관통 홀(70)이, 실질적으로 베이스 플레이트(66)의 중앙에 형성된다. 피스톤 로드(52)는, 후술되는 제1 변위가능한 바디(74)가 또한 이동가능하게 삽입됨과 함께, 관통 홀(70)의 내부를 통해서 이동가능하게 삽입된다.

또한, 베이스 플레이트(66)는 바디(12)의 상측 부분 상에서 개방되는 개구(26)에 대향하는 관계로 마련되고, 개구(26) 및 관통 홀(70)이 직선 상에 있는 위치에서, 베이스 플레이트(66)는 복수의 고정 볼트(72)에 의해서 바디(12)의 상측 부분에 대해서 고정된다(도 2 참조). 결과적으로, 관통 홀(70) 및 개구(26)는 서로 연통되는 상태로, 구동 유닛(18)은 베이스 플레이트(66)를 통해서 바디(12)의 상측 부분 상에 수직적인 방식으로 고정된다.

구동력 전달 메커니즘(20)은 피스톤 로드(52)의 타단부에 연결되는 제1 변위가능한 바디(74), 바디(12)의 제1 수용홀(22)에 이동가능하게 마련되는 캠 블록(슬라이더)(76), 및 로드(16)의 근위 단부에 연결되는 제2 변위가능한 바디(78)를 포함한다.

제1 변위가능한 바디(74)는, 바디(12)의 개구(26)를 통해서 제1 수용 홀(22)에 수용되고, 피스톤 로드(52)의 연결부(86)가 연결되는 가교 부분(80), 및 가교 부분(80)의 양 단부로부터 양분된 방식으로 하측으로 수직하게 돌출되는 요크 부분(82)을 포함한다. 단면이 직각사각형 형상이며 수평 방향으로 관통되는 그루브(84)가 가교 부분(80)에 포함되고, 그루브(84)에 대한 수평 방향으로 피스톤 로드(52)의 연결부(86)의 삽입에 의해서, 연결부(86)가 그루브(84)와 결합되고, 축선방향으로 상대적인 변위가 규제되는 연결된 상태가 초래된다.

또한, 요크 부분(82)은 피스톤 로드(52)로부터 멀어지는 방향으로, 즉 하측 방향(화살표(B1)의 방향)으로 연장되고, 캠 블록(76)의 일단측은 미리결정된 간격에 의해서 상호 분리되는 요크 부분들(82) 사이의 내측 영역을 통해서 삽입되고, 이와 함께 제1 회전 롤러(88)의 회전 샤프트(88a)가 요크 부분들(82)의 단부들에 형성되는 핀 홀에 대해서 선회가능하게 지지된다.

또한, 제1 회전 롤러(88)의 회전 샤프트(88a)의 단부들은 바디(12)의 양 측 표면 상에 장착되는 캠 커버들(89)의 슬릿(89a)을 통해서 각각 삽입되어, 제1 회전 롤러(88)가 수직 방향(화살표(B1 및 B2)의 방향)으로만 이동가능하도록 규제된다.

또한, 피스톤 로드(52)의 연결부(86)가 가교 부분(80)에 연결됨으로써, 제1 변위가능 바디(74)가 바디(12)의 개구(26) 및 제1 수용 홀(22) 내에서 피스톤 로드(52)와 일체적으로 수직 방향(화살표(B1 및 B2)의 방향)으로 자유롭게 이동가능하다.

캠 블록(76)은, 예를 들어, 단면이 실질적으로 세장형 형상인 블록-유사 형상으로 형성되며, 캠 블록의 일단부가 타단부보다 좀 더 얇게 형성된다. 제2 수용 홀(28)의 상측 부분 상에 회전가능하게 마련되는 지지 롤러(90)는 캠 블록(76)의 상측 표면에 대해서 인접되고, 캠 블록(76)이 수평 방향(화살표(A1 및 A2) 방향)으로 이동될 때 제1 수용 홀(22)을 따라서 캠 블록(76)을 가이드하는 역할을 한다.

또한, 제2 변위가능한 바디(78) 및 로드(16)가 하강되고 피공작물(W)의 가공(도 1 참조)이 실행될 때, 대항력이 제2 변위가능한 바디(78) 및 로드(16)에 대해서 수직 상측 방향으로(화살표(B2)의 방향으로) 피공작물(W)로부터 가해지고, 지지 롤러(90)는 캠 블록(76)이 이러한 대항력에 의해서 상측으로 가압되는 것을 방지할 수 있는 스토퍼로서 기능한다.

다른 한편으로, 얇은 플레이트-형상 베어링 부재(92)는 캠 블록(76)의 바닥 표면 상에 장착된다. 베어링 부재(92)는 제1 수용 홀(22)의 바닥 벽 표면에 대항해서 인접된다. 베어링 부재(92)는, 예를 들어, 낮은 마찰 계수를 갖는 재료에 의해서 형성되고, 베어링 부재의 표면 상에 윤활제로 코팅된다. 베어링 부재(92)는 제1 수용 홀(22)의 바닥 벽 표면을 따라서 부드럽게 캠 블록(76)을 가이드한다.

또한, 도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이, 캠 블록(76)에, 일단측 상에 직선 형상으로 형성되는 제1 캠 그루브(제1 경사부)(94) 및 캠 블록의 타단측 상의 단면이 실질적으로 V-형상으로 형성되는 제2 캠 그루브(제2 경사부)(96)가 포함된다. 제1 및 제2 캠 그루브(94, 96)는 두께 방향으로 관통되는 각각 일정한 폭으로 형성된다. 제1 캠 그루브(94)는 캠 블록(76)의 얇은 벽 영역 상에 마련되는 반면 제2 캠 그루브(96)는 캠 블록(76)의 두꺼운 벽 영역 상에 마련된다.

제1 캠 그루브(94)는 미리결정된 각도로 기우러진 경사진 배향으로 연장되어, 이의 일단부가 캠 블록(76)의 바닥 표면의 인근에 위치되고, 타단부가 캠 블록(76)의 상측 표면의 인근에 위치된다. 제1 변위가능한 바디(74)에 선회되게 지지되는 제1 회전 롤러(88)가 제1 캠 그루브(94)의 내부 안에 삽입된다.

달리 말하면, 제1 캠 그루브(94)가 캠 블록(76)의 일단부로부터 타단부로 그리고 하측 위치로부터 상측 위치로 직선 형상으로 형성된다.

제2 캠 그루브(96)는 이의 일단측 상에서(화살표(A1)의 방향으로) 바닥 표면측 상에 형성되는 제1 그루브 부분(98), 및 타단측을 향해서(화살표(A2)의 방향으로) 점진적으로 상측으로(화살표(B2)의 방향으로) 연장되고 제1 그루브 부분(98)에 접합되는 제2 그루브 부분(100)을 포함한다.

제1 그루브 부분(98)의 일단부는 제1 캠 그루브(94)의 일단부와 실질적으로 동일한 높이에 마련되고, 제1 그루브 부분(98)은 타단측을 향해서(화살표(A2)의 방향으로) 일단부로부터 제1 경사각(θ1)(도 1 참조)으로 상측으로(화살표(B2)의 방향으로) 기우러진다. 제2 그루브 부분(100)은 타단측을 향해서(화살표(A2)의 방향으로) 더욱 더 큰 제2 경사각(θ2)(도 1 참조)으로 제1 그루브 부분(98)에 대해서 상측으로(화살표(B2)의 방향으로) 경사진다. 제1 및 제2 경사각(θ1, θ2)은 , 캠 블록(76)의 변위 방향을 정의하는 수평 방향(화살표(A1 및 A2)의 방향)에 대한 경사각이다.

좀 더 구체적으로, 제2 캠 그루브(96)는 상이한 경사각을 갖는 제1 그루브 부분(98) 및 제2 그루브 부분(100)으로부터 단차진 형상으로 형성된다. 또한, 후술되는 제2 변위가능한 바디(78)에 선회되게 지지되는 제2 회전 롤러(108)가 제2 캠 그루브(96) 안으로 삽입된다.

제2 변위가능한 바디(78)는, 바디(12)의 제2 수용 홀(28)을 따라서 이동가능하게 수용되고 로드(16)의 근위 단부가 연결되는 가교 부분(102), 및 가교 부분(102)의 양 단부로부터 양분되는 방식으로 수직되게 상측으로(화살표(B2)의 방향으로) 돌출되는 요크 부분들(104)을 포함한다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 로드(16)가 나사-결합되고 축선 방향으로 연장되는 연결 홀(106)이 가교 부분(102)에 포함되고, 로드(16) 및 제2 변위가능한 바디(78)가 연결 홀(106)을 통해서 직선으로 연결된다.

또한, 요크 부분(104)은 로드(16)로부터 멀어지는 방향으로, 즉 상측 방향(화살표(B2)의 방향)으로 연장되고, 캠 블록(76)의 타단측은 미리결정된 간격에 의해서 상호 분리되는 요크 부분(104) 사이의 내측 영역을 통해서 삽입되고, 이와 함께 제2 회전 롤러(108)가 요크 부분(104)의 단부에 형성되는 핀 홀에 대해서 선회가능하게 지지된다. 제2 회전 롤러(108)은 요크 부분들(104) 사이에 삽입된 캠 블록(76)의 제2 캠 그루브(96) 안으로 삽입된다.

또한, 로드(16)의 근위 단부가 가교 부분(102)에 연결됨으로써, 제2 변위가능 바디(78)가 바디(12)의 제2 수용 홀(28)을 따라서 로드(16)와 일체적으로 수직 방향(화살표(B1 및 B2)의 방향)으로 자유롭게 이동가능하고, 이와 함께 로드(16)가 제2 수용 홀(28) 및 관통 홀(14) 내에서 자유롭게 이동가능하다.

본 발명의 실시형태에 따른 펀칭 장치(10)는 기본적으로 상술된 바와 같이 구성된다. 다음으로, 펀칭 장치(10)의 동작 및 효과가 설명될 것이다. 다음 설명에서, 구동 유닛(18)의 피스톤(50)이 헤드 커버(62)의 측으로(화살표(B2)의 방향으로) 이동되는 도 1에 도시되는 상태가 초기 위치로서 설명될 것이다. 또한, 홀-개구 프로세스가 로드(16) 상에 장착되는 어태치먼트(42)에 의해서 피공작물(W)의 미리결정된 위치에 행해지는 경우에 관해서 설명이 주어진다.

초기 위치에서, 피공작물(W)이 로드(16)에 장착된 어태치먼트(42)의 하측으로(화살표(B1)의 방향으로) 놓이고, 피공작물(W)이, 어태치먼트(42)와 직선 상의 위치에 홀-개구가 행해지길 바라는 기계가공 사이트에 위치되는 상태가 초래된다. 이 상태에서, 압력 유체는 미-도시의 압력 유체 공급 소스로부터 파이프를 통해서 제1 포트(58)에 공급된다. 결과적으로, 실린더 홀(54) 안으로 도입되는 압력 유체에 의해서, 피스톤(50)은 로드 커버(64)의 측(화살표(B1)의 방향)으로 실린더 튜브(48)를 따라서 이동되고, 피스톤 로드(52)가 제1 변위가능 바디(74)와 함께 하측으로 이동되는 것이 동반된다. 또한, 이 경우에, 제2 포트(60)는 대기에 개방된 상태에 놓인다.

또한, 제1 변위가능 바디(74) 상에 지지되는 제1 회전 롤러(88)가 제1 캠 그루브(94)를 따라서 하강됨으로써, 캠 블록(76)은 가압되고 바디(12)의 타단측을 향해서(화살표(A2)의 방향으로) 제1 수용 홀(22)을 따라서 이동되기 시작한다. 좀 더 구체적으로, 수직 하측 방향의 구동 유닛(18)의 추력(구동력)은 캠 블록(76)의 수평방향으로 지향되는 추력으로 변환되고, 캠 블록(76)에 전달된다.

이 때, 캠 블록(76)은 제1 수용 홀의 바닥 표면 상에 장착되는 베어링 부재(92)에 의해서 제1 수용 홀(22)의 바닥 벽 표면을 따라서 매우 정확하게 그리고 부드럽게 변위되고, 이와 함께 로드(16)는 로드(16)의 외측 원주방향 측에 마련되는 부시(32)에 의해서 수직 하측 방향(화살표(B1)의 방향)으로 매우 높은 정확도로 안내된다.

캠 블록(76)의 운동에 수반하여, 제2 캠 그루브(96)의 제2 그루브 부분(100)의 단부에 위치되는 제2 회전 롤러(108)는 하측으로 가압되고, 도 1에 도시되는 상태로부터 제2 회전 롤러(108) 및 로드(16)에 의해서 유지되는 제2 변위가능 바디(78)는 일체적 방식으로 하강하기 시작한다. 좀 더 구체적으로, 수평 방향(화살표(A2)의 방향)으로 캠 블록(76)에 가해지는 추력은 수직의 하측 방향으로(화살표(B1)의 방향으로) 다시 한번 변환되고, 제2 캠 그루브(96)와 결합된 제2 회전 롤러(108)에 의해서 제2 변위가능 바디(78) 및 로드(16)에 대해서 전달된다.

또한, 캠 블록(76)은 구동 유닛(18)의 구동 작동 하에 바디(12)의 타단측으로(화살표(A2)의 방향으로) 이동된다. 따라서, 제2 변위가능 바디(78) 및 로드(16)는 더 하강되고, 이 때 어태치먼트(42)의 가공부(46)는 피공작물(W)의 측부를 향해서 접근되고, 가공부(46)가 피공작물(W)의 표면에 대항하여 인접하게 된다. 이와 함께, 제2 회전 롤러(108)는 제2 그루브 부분(100)으로부터 제1 그루브 부분(98) 안으로 이동되고, 제1 그루브 부분(98)이 제2 그루브 부분(100)보다 더 작은 경사각(θ1 < θ2)을 갖기 때문에, 제2 변위가능 바디(78) 및 로드(16)에 가해지고 수직방향 하측(화살표(B1)의 방향)으로 전달되는 구동력(출력)은 값이 더 커진다. 좀 더 구체적으로, 제2 회전 롤러(108)가 제2 그루브 부분(100)과 결합되는 경우와 비교하여, 수직방향 하측으로 전달되는 구동력은 파워가 부스팅된다.

달리 말하면, 제2 캠 그루브(96)에 있어서, 제2 회전 롤러(108)가 이동되는 제1 그루브 부분(98)은 제2 변위가능 바디(78), 로드(16), 및 어태치먼트(42)에 가해지는 구동력을 부스팅하기 위한 파워 부스팅 메커니즘으로서 기능하는 한편, 또한 제1 그루브 부분(98)의 내부에서 제2 회전 롤러(108)의 이동 거리는 파워가 부스팅되는 파워 부스팅 범위를 획정한다.

또한, 구동 유닛의 구동력이 부스팅되는 상태로 구동 유닛(18)을 더 구동시킴으로써, 제2 회전 롤러(108)는 제1 그루브 부분(98)의 단부를 향해서 이동되고, 도 4에 도시되는 바와 같이, 로드(16)를 거쳐서 어태치먼트(42)의 가공부(46)가 피공작물(W)의 미리결정된 위치를 펀칭하고, 원형 단면 형상을 갖는 미리결정된 펀치 홀(Z)이 피공작물(W)에 형성된다.

피공작물(W)의 표면에 대항하여 어태치먼트(42)의 인접으로부터 펀칭이 발생될 때까지의 프로세스 동안, 대항력이 가압 방향에 반대 방향(화살표(B2)의 방향)으로 피공작물(W)로부터 어태치먼트(42)로 가해지고, 대항력이 로드(16) 및 제2 변위가능 바디(78)를 통해서 캠 블록(76)에 전달된다. 그러나, 캠 블록(76)의 상측방향 운동(화살표(B2)의 방향으로)은 캠 블록(76)의 상측 표면에 대항하여 인접되어 있는 지지 롤러(90)에 의해서 한정되기 때문에, 캠 블록(76)은 대항력에 의해서 이동되는 것 없이 미리결정된 위치에서 유지된다. 결과적으로, 이러한 대항력이 캠 블록(76)에 대해서 가해지는 경우라도, 캠 블록(76)은 제1 수용 홀(22)을 따라서 높은 정확도를 가지고 변위될 수 있다.

도 4에 도시되는 바와 같이, 펀치 홀(Z)이 피공작물(W)의 미리결정된 위치에 형성된 후에, 미-도시된 스위칭 장치의 스위칭 작동 하에, 제1 포트(58)에 공급되었던 압력 유체가 제2 포트(60)에 대신 공급된다. 또한, 이 경우에, 제1 포트(58)는 대기로 개방되는 상태에 놓인다.

결과적으로, 압력 유체는 피스톤(50)과 로드 커버(64) 사이에 공급되고, 이 때 피스톤(50)은 헤드 커버(62)의 측을 향해서(화살표(B2)의 방향으로) 가압된다. 이와 함께, 피스톤 로드(52) 및 제1 변위가능 바디(74)가 상측 방향으로 이동되고, 제1 회전 롤러(88)가 제1 캠 그루브(94)를 따라서 상측으로 잡아당겨지는 것에 의해서, 캠 블록(76)은 바디(12)의 일단측을 향해서(화살표(A1)의 방향으로) 제1 수용 홀(22)을 따라서 이동된다.

동시에, 제2 캠 그루브(96)를 통해서 삽입되는 제2 회전 롤러(108)는 제1 그루브 부분(98)으로부터 제2 그루브 부분(100) 안으로 이동되고, 이때 제2 변위가능 바디(78) 및 로드(16)는 상측방향으로(화살표(B2)의 방향으로) 당겨지고, 이와 함께, 어태지먼트(42)가 피공작물(W)의 펀치 홀(Z)로부터 상측으로 외부로 당겨진다. 구동 유닛(18)의 구동 동작 하에서 캠 블록(76)이 바디(12)의 일단측으로(화살표(A1)의 방향으로) 이동됨으로써, 제2 회전 롤러(108)가 제2 그루브 부분(100)의 단부로이동되고, 도 1에 도시되는 바와 같은, 제1 및 제2 변위가능 바디(74, 78) 및 로드(16)가 상측방향으로(화살표(B2)의 방향으로) 이동되는 초기 위치가 회복된다.

위에서 설명된 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 구동 유닛(18)은 펀칭 장치(10)를 구성하는 바디(12)의 상측 부분 상에 제공되고, 이와 함께 바디(12)의 제1 수용 홀(22)을 따라서 수평으로 이동되는 캠 블록(76)이 제공되고, 구동 유닛(18)의 피스톤 로드(52)에 연결되는 제1 변위가능 바디(74)에 지지되는 제1 회전 롤러(88)가 경사진 방향으로 연장되는 캠 블록(76)의 제1 캠 그루브(94)와 결합된다. 따라서, 구동 유닛(18)의 구동력은 캠 블록(76)의 수평 방향의 추력으로 변환되고 캠 블록(76)에 전달된다.

이 방식으로, 바디(12)의 상측 부분 상에 구동 유닛(18)을 제공함으로써, 구동 유닛이 바디의 일단부에 마련되는 종래의 펀칭 장치에 비교하여, 바디(12)의 길이 방향(횡 방향)은 사이즈가 감소될 수 있다. 따라서, 펀칭 장치(10)를 위한 장착 환경에서 길이 방향으로 이용가능한 공간이 한정된 경우에도, 펀칭 장치(10)가 용이하게 장착될 수 있다.

또한, 캠 블록(76)의 운동 방향(화살표(A1 및 A2)의 방향)에 대해서 작은 제1 경사각(θ1)을 갖는 제1 그루브 부분(98), 및 더 큰 제2 경사각(θ2)을 갖는 제2 그루브 부분(100)으로 캠 블록(76)의 제2 캠 그루브(96)를 구성함으로써, 로드(16)에 연결되는 제2 변위가능 바디(78)의 제2 회전 롤러(108)가 제2 캠 그루브(96)와 결합된 상태에서, 제2 회전 롤러(108)가 구동 유닛(18)의 구동 작동 하에서 제2 그루브 부분(100)으로부터 제1 그루브 부분(98) 안으로 이동됨으로써, 제2 변위가능 바디(78) 및 로드(16)에 대해서 수직 하측 방향(화살표(B1)의 방향)으로, 즉 피공작물(W)의 측부를 향해서 부여되는 출력이 파워에 있어 부스팅될 수 있다. 결과로서, 구동 유닛(18)에 의해서 출력되는 구동력은 구동력 전달 메커니즘(20)에 의해서 파워에 있어 부스팅되고, 피공작물(W)의 기계가공은 로드(16)에 부스팅된 구동력을 전달함으로써 실행될 수 있다.

또한, 구동 유닛(18)에 의해서 출력되는 구동력이 작다고 하더라도, 피공작물(W)은 구동력 전달 메커니즘(20)을 통해서 구동력을 부스팅함으로써, 그리고 부시팅된 구동력을 로드(16)에 전달함으로써 원하는 출력에서 기계가공될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 큰 출력이 요구되는 경우라도, 이러한 필요성은 작은 출력을 갖는 구동 유닛(18)으로 다루어질 수 있고, 펀칭 장치(10)가 더욱 더 작은 스케일로 만들어질 수 있다.

또한, 구동 유닛(18)을 구성하는 유체 압력 실린더가 체결 볼트(68)를 나사-회전시킴으로써, 자유롭게 부착되고 탈착될 수 있기 때문에, 펀칭 장치(10)에 의해서 가공될 피공작물(W)의 형상 및 타입 등에 대응하는 원하는 출력이 구동 유닛(18)을 다른 구동 유닛(18)으로 간단히 교체함으로써 처리될 수 있다. 따라서, 구동 유닛(18)을 적합하게 교체함으로써, 상이한 출력을 갖는 구동 유닛들(18)를 구비하는 다수의 펀칭 장치를 준비할 필요 없이, 단일 펀칭 장치로 상이한 출력 조건을 요구하는 다양한 피공작물(W)의 가공을 행하는 것이 가능하다.

또한, 제2 캠 그루브(96)의 제1 그루브 부분(98)의 축선방향(화살표(A1 및 A2)의 방향)으로 길이 또는 제1 경사각( θ1)를 적절하게 변경함으로써, 파워 부스팅 범위 또는 부스팅의 정도가 자유롭게 설정될 수 있다.

또한, 상술된 펀칭 장치(10)로, 캠 블록(76)의 제1 캠 그루브(94)가 선형 형상으로 형성되는 경우의 설명이 주어졌다. 그러나, 예를 들어, 제2 캠 그루브(96)와 동일한 방식으로 단면이 실질적으로 V-형상을 갖는 제1 캠 그루브(94)를 형성함으로써, 캠 블록(76)의 수평 방향으로 제1 캠 그루브(94)를 통해서 얻어지는 추력이 파워에 있어서 부스팅될 수 있다. 결과로서, 구동 유닛(18)의 구동력이 제1 및 제2 캠 그루브(94, 96) 각각에 의해서 부스팅되는 것이 가능하기 때문에, 제2 캠 그루브(96)에 의해서만 부스팅되는 경우에 비교하여, 부스팅 정도가 더 커질 수 있고, 따라서 작은 출력 능력을 갖는 구동 유닛(18)과도 호환을 가능하게 하고, 장치가 스케일에 있어 더욱 더 작게될 수도 있다.

본 발명에 따른 펀칭 장치는 상술된 실시형태에 한정되지 않고, 다양한 변형되거나 또는 추가적인 구성이 첨부된 청구항에서 제공되는 본 발명의 필수적인 범위로부터 벗어나지 않으면서, 본 발명에 따른 펀칭 장치에 채택될 수도 있다.

Claims

펀칭 장치(punching device)로서,
바디(12);
축선 방향으로 변위되고 상기 바디(12) 내에 마련되는 구동 샤프트(52)를 갖는 구동 유닛(18);
상기 구동 샤프트(52)가 변위되는 방향과 평행하게 마련되고, 상기 바디(12)에 대해서 변위가능하게 마련되는 로드(16); 및
상기 구동 샤프트(52)의 변위 방향에 실질적으로 수직인 방향으로 변위가능한 슬라이더(76)를 갖고 상기 구동 유닛(18)에 의해 출력되는 구동력을 상기 슬라이더(76)를 통해서 상기 로드(16)에 전달하는 구동력 전달 메커니즘(20)을 포함하며,
상기 슬라이더(76)는,
상기 구동 샤프트(52)의 일단부가 결합되고, 상기 구동 샤프트(52)의 변위 방향에 대해서 경사진 제1 경사부(94); 및
상기 로드(16)의 일단부가 결합되고 상기 변위 방향에 대해서 경사진 제2 경사부(96)를 포함하며,
상기 펀칭 장치는, 상기 제1 경사부(94)에 의해서 실질적으로 수직인 방향으로 상기 구동력의 전달 방향을 변환시키고, 상기 구동력을 상기 슬라이더(76)에 전달하고, 이와 함께 상기 슬라이더(76)의 변위 작동 하에서 상기 제2 경사부(96)에 의해서 상기 로드(16)를 가압하여, 상기 로드(16)가 상기 구동력을 부스팅시키면서 상기 축선 방향으로 변위되는, 힘 부스팅 메커니즘을 더 포함하는, 펀칭 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 경사부(94) 및 상기 제 2 경사부(96)는 상기 슬라이더(76)에 형성되는 캠 그루브(cam groove)에 의해서 획정되고, 상기 캠 그루브 내에 롤러들(88, 108)이 삽입되며, 상기 제1 및 제2 경사부(94, 96) 중 적어도 하나는 상기 변위 방향에 대해서 경사진 제2 그루브 부분(100), 및 상기 제2 그루브 부분(100)에 접합되고 상기 제2 그루브 부분(100)보다 더 작은 경사각을 갖는 제1 그루브 부분(98)을 포함하는, 펀칭 장치.