KR20190114261A - 공구 홀더 - Google Patents

Abstract

공구 홀더에 관한 발명이 개시된다. 본 발명에 따른 공구 홀더는: 내측에 공구를 수용하는 홀더부; 홀더부의 고정부 수용부에 이동 가능하게 장착되고, 고정부 수용부에 유입되는 유체에 의해 상기 공구 측으로 이동되어 공구를 가압하는 고정부; 고정부 수용부로 유체 공급을 조절하는 유체조절부; 및 홀더부에 고정되고, 고정부 수용부를 폐쇄하는 커버부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

공구 홀더{TOOL HOLDER}

본 발명은 공구 홀더에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공구의 외면에 유압력을 작용하여 공구를 클램핑하는 공구 홀더에 관한 것이다.

일반적으로 CNC 등의 공작기계의 공구대는 주축에 물려 있는 공작물을 가공하는데 사용되는 장치이다. 공구대는 공작물에 형성시키고자 하는 가공 형태에 따라 다양한 공구가 장착되어 동작한다. 이때 공구는 공구 홀더를 통해 공구대의 터릿헤드에 장착된다.

종래기술에서 공구 홀더는 공구를 수용하는 내경 홀더와, 내경 홀더의 외측에서 공구를 고정하는 세트스크류를 포함한다. 이러한 구성으로 이루어지는 공구 홀더는 내경 홀더의 양쪽에서 세트스크류의 체결력에 의한 공구 클램핑이 이루어지는 것으로, 세트스크류의 체결력의 차이에 따라 공구 클램핑력이 상이할 수 있다. 또한 세트스크류의 체결력보다 공구의 가공력이 더 클 경우, 공구 떨림에 의한 진동이 발생할 수 있다. 공구 떨림에 의한 진동 발생시, 가공면 조도 저하 및 공구의 수명 저하 등의 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1149979호(2012.05.18 등록, 발명의 명칭: 공구대의 양면가공을 위한 클램프 수단이 구비된 공구 홀더)에 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 공구의 외면에 유압력을 작용하여 공구를 클램핑하는 공구 홀더를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 공구 홀더는: 내측에 공구를 수용하는 홀더부; 상기 홀더부의 고정부 수용부에 이동 가능하게 장착되고, 상기 고정부 수용부에 유입되는 유체에 의해 상기 공구 측으로 이동되어 상기 공구를 가압하는 고정부; 상기 고정부 수용부로 유체 공급을 조절하는 유체조절부; 및 상기 홀더부에 고정되고, 상기 고정부 수용부를 폐쇄하는 커버부를 포함한다.

본 발명에서 상기 유체조절부는, 상기 고정부 수용부의 일측에 유체를 공급하여 상기 고정부를 상기 공구 측으로 이동되게 하는 제1유체조절부; 상기 고정부 수용부의 타측에 유체를 공급하여 상기 고정부를 상기 공구에서 이격되게 하는 제2유체조절부; 및 상기 제1유체조절부와 상기 제2유체조절부로 유체를 선택적으로 공급하는 유체공급부를 포함한다.

본 발명에서 상기 고정부는, 상기 고정부 수용부에서 이동 가능하게 장착되는 고정몸체부; 및 상기 고정몸체부에서 상기 공구를 향해 연장 형성되고, 상기 유체조절부에서 공급되는 유체에 의해 상기 공구를 가압하는 가압부를 포함한다.

본 발명에서 상기 고정부 수용부에는 상기 고정몸체부의 이탈을 방지하는 스톱퍼부가 형성된다.

본 발명에서 상기 고정부의 외측면을 감싸고, 상기 고정부 수용부와 상기 고정부 사이로 유체가 유출되는 것을 차단하는 제1실링부를 더 포함한다.

본 발명에서 상기 제1실링부는, 상기 고정몸체부의 외측면에 형성된 제1홈부와, 상기 가압부의 외측면에 형성된 제2홈부에 장착된다.

본 발명에서 상기 커버부의 외측면을 감싸고, 상기 고정부 수용부와 상기 커버부 사이로 유체가 유출되는 것을 차단하는 제2실링부를 더 포함한다.

본 발명에 따른 공구 홀더에 의하면, 공구를 유체의 유압력에 의해 고정함으로써, 공구를 견고하게 고정하는 클램핑력이 향상될 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 공구를 견고하게 고정함으로써 공구의 떨림 발생을 방지하여 공구의 가공력이 향상될 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 공구 떨림 발생을 방지하고 가공 대상물의 가공면의 조도가 향상되며, 공구의 사용 수명이 증대될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 홀더를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 홀더를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 홀더를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3의 "A"를 개략적으로 나타내는 부분 확대도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 홀더에서 공구를 클램핑하는 작동을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 홀더에서 공구를 언클램핑하는 작동을 개략적으로 나타내는 개념도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 공구 홀더의 일 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 홀더를 개략적으로 나타내는 사시도이다고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 홀더를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 홀더를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 4는 도 3의 "A"를 개략적으로 나타내는 부분 확대도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 홀더에서 공구를 클램핑하는 작동을 개략적으로 나타내는 개념도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 홀더에서 공구를 언클램핑하는 작동을 개략적으로 나타내는 개념도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 홀더는 홀더부(20), 고정부(30), 유체조절부(40), 커버부(50), 제1실링부(60), 제2실링부(70)를 포함한다.

홀더부(20)는 내측에 공구(10)를 수용하는 것으로, 홀더 몸체부(21), 공구 수용부(23), 고정부 수용부(25), 스톱퍼부(27)를 포함한다. 홀더 몸체부(21)는 공작 기계(미도시)에 장착되는 것으로, 내부에 공구(10)를 수용하고, 고정부(30), 유체조절부(40)의 제1유체조절관(42)과 제2유체조절관(46)이 장착되고, 커버(50)가 장착되는 공간을 제공한다.

공구 수용부(23)는 홀더 몸체부(21)의 중심부에 관통 형성되는 것으로, 공구(10)가 수용된다. 공구 수용부(23)의 내경은 수용되는 공구(10)의 외경보다 더 크게 형성된다.

고정부 수용부(25)는 홀더 몸체부(21)의 측면에 관통되어, 공구 수용부(23)와 연통되는 것으로, 내측에 고정부(30)가 이동 가능하게 장착된다. 고정부 수용부(25)에는 유체조절부(40)에서 공급되는 유체(오일)이 수용된다. 고정부 수용부(25)에 수용된 유체의 유압력에 의해 고정부(30)가 이동되며 공구(10)를 클램핑 또는 언클램핑한다. 고정부 수용부(25)는 커버부(50)에 의해 폐쇄된다. 커버부(50)에 의해 고정부 수용부(25)가 폐쇄되어 유체의 유출을 방지한다.

고정부 수용부(25)는 일측(도 3 기준 상측)에 제1유체조절부(41)의 제1유체조절관(42)과 연통되어 유체를 공급받고, 타측(도 3 기준 하측)에 제2유체조절부(45)의 제2유체조절관(46)과 연통되어 유체를 공급받는다.

제1유체조절관(42)을 통해 유입된 유체는 고정부(30)를 하측으로 이동시켜 고정부(30)가 공구(10)를 가압하여, 공구(10)가 홀더부(20)에 클램핑되게 한다. 제2유체조절관(46)을 통해 유입된 유체는 고정부(30)를 상측으로 이동시켜, 공구(10)를 가압하는 고정부(30)가 공구(10)에서 이격되어 하므로, 공구(10)가 홀더부(20)에 언클램핑된다.

스톱퍼부(27)는 고정부 수용부(25)에서 고정부 수용부(25)의 내경보다 더 좁게 단차지게 형성된다. 스톱퍼부(27)의 내경은 고정부(30)의 고정몸체부(31)의 폭(외경)보다 더 좁게 형성된다. 스톱퍼부(27)의 내경이 고정부(30)의 고정몸체부(31)의 폭(외경)보다 더 좁게 형성되어, 고정부(30)가 하측 방향으로 이동되어 고정부 수용부(25)에서 이탈되는 것을 방지한다.

고정부(30)는 홀더부(20)의 고정부 수용부(25)에 이동 가능하게 장착되고, 고정부 수용부(25)에 유입되는 유체에 의해 공구(10) 측으로 이동되어 공구(10)를 가압하여 홀더부(20)에 고정시킨다. 고정부(30)는 고정몸체부(31)와 가압부(33)를 포함한다.

고정몸체부(31)는 고정부 수용부(23)에서 이동 가능하게 장착되는 것으로, 고정몸체부(31)의 외경은 고정부 수용부(23)의 내경보다 작게 형성된다. 고정몸체부(31)의 외측면에는 제1실링부(60)가 장착될 수 있도록, 고정몸체부(31)에 환형으로 제1홈부(32)가 오목하게 형성된다. 고정몸체부(31)는 스톱퍼부(27)에 걸려 이동이 제한된다.

가압부(33)는 고정몸체부(31)에서 공구(10)를 향해 연장 형성되어, 유체조절부(40)에서 공급되는 유체에 의해 공구(10)를 가압한다. 가압부(33)의 외경은 고정몸체부(31)의 외경보다 작게 형성된다. 가압부(33)의 외측면에는 제1실링부(60)가 장착될 수 있도록, 가압부(33)에 환형으로 제2홈부(34)가 오목하게 형성된다.

유체조절부(40)는 고정부 수용부(25)로 유체 공급을 조절하는 것으로, 유체의 공급에 따라 고정부(30)가 이동되면서 공구(10)를 홀더부(20)에 클램핑 또는 언클램핑되게 한다.

유체조절부(40)는 제1유체조절부(41), 제2유체조절부(45), 유체공급부(49)를 포함한다. 제1유체조절부(41)는 고정부 수용부(25)의 일측(도 3 기준 상측)에 유체를 공급하여 고정부(30)를 공구(10) 측으로 이동되게 한다. 제1유체조절부(41)는 제1유체조절관(42)과 제1유체조절밸브(43)를 포함한다.

제1유체조절관(42)은 유체공급부(49)와 고정부 수용부(25)의 일측(도 3 기준 상측)를 연통하는 것으로, 유체공급부(49)로부터 공급받은 유체를 고정부 수용부(25)의 상측으로 유입되게 하고, 고정부(30)가 유체의 유압력에 의해 하측으로 이동되면서 공구(10)를 가압하여 공구(10)가 홀더부(20)에 클램핑되게 한다. 제1유체조절밸브(43)는 제1유체조절관(42)에 설치되어, 개폐되면서 제1유체조절관(42)으로 공급되는 유체를 조절한다.

제2유체조절부(45)는 고정부 수용부(25)의 타측(도 3 기준 하측)에 유체를 공급하여 고정부(30)를 공구(10)에서 이격되게 한다. 제2유체조절부(45)는 제2유체조절관(46)과 제2유체조절밸브(47)를 포함한다.

제2유체조절부(45)는 제2유체조절관(46)과 제2유체조절밸브(47)를 포함한다. 제2유체조절관(46)은 유체공급부(49)와 고정부 수용부(25)의 타측(도 3 기준 하측)를 연통하는 것으로, 유체공급부(49)로부터 공급받은 유체를 고정부 수용부(25)의 하측으로 유입되게 하고, 고정부(30)가 유체의 유압력에 의해 상측으로 이동되면서 공구(10)와 고정부(30)가 이격되게 하여 공구(10)가 홀더부(20)에 언클램핑되게 한다. 제2유체조절밸브(47)는 제2유체조절관(46)에 설치되어, 개폐되면서 제2유체조절관(47)으로 공급되는 유체를 조절한다.

유체공급부(49)는 제1유체조절부(41)와 제2유체조절부(45)로 유체를 선택적으로 공급한다. 즉, 유체공급부(49)에서 제1유체조절부(41)의 제1유체조절관(42)으로 유체를 공급할 때, 제2유체조절부(45)의 제2유체조절관(46)으로는 유체가 공급되지 않는다. 또한 유체공급부(49)에서 제2유체조절부(45)의 제2유체조절관(46)으로 유체를 공급할 때, 제1유체조절부(41)의 제1유체조절관(42)으로는 유체가 공급되지 않는다. 유체공급부(49)가 제1유체조절부(41)와 제2유체조절부(45)로 유체를 선택적으로 공급함으로써, 고정부(30)의 이동 방향이 다르게 되어, 고정부(30)가 공구(10)를 홀더부(20)에 클램핑 또는 언클램핑하게 된다.

커버부(50)는 홀더부(20)에 고정되고, 개방된 고정부 수용부(25)를 폐쇄하는 것으로, 고정부 수용부(25)에 유입된 유체가 홀더부(20) 외부로 유출되는 것을 방지한다. 커버부(50)는 나사 또는 볼트 등으로 이루어지는 체결부(80)에 의해 홀더부(20)에 고정된다.

제1실링부(60)는 고정부(30)의 외측면을 감싸고, 고정부 수용부(25)와 고정부(30) 사이로 유체가 유출되는 것을 차단한다. 제1실링부(60)는 고정몸체부(31)의 외측면에 형성된 제1홈부(32)와, 가압부(32)의 외측면에 형성된 제2홈부(34)에 장착됨으로써, 고정부(30)가 고정부 수용부(25)에서 이동되면서, 고정부(30)와 고정부 수용부(25) 사이로 유체가 유출되는 것을 차단한다. 또한 제1실링부(60)가 고정몸체부(31)의 제1홈부(32)와, 가압부(32)의 제2홈부(34)에 복수개로 장착됨으로써, 제1실링부(60)가 한개 장착되는 경우에 비해 유체의 유출을 더 잘 차단할 수 있다.

제2실링부(70)는 커버부(50)의 외측면을 감싸고, 고정부 수용부(25)와 커버부(50) 사이로 유체가 유출되는 것을 차단한다. 제2실링부(70)는 커버부(70)의 외측면에 형성된 커버홈부(55)에 장착되어, 고정부 수용부(25)에 유입된 유체가 고정부 수용부(25)와 커버부(50) 사이로 유체가 유출되는 것을 차단한다.

제1실링부(60)와 제2실링부(70)는 단면이 원형으로 형성되고, 탄성 변형 가능한 재질을 포함하여 이루어진다.

본 발명의 일 실시예에서 고정부(30), 유체조절부(40), 커버부(50)는 홀더부(20)에 홀더부(20)의 길이 방향을 따라 복수 개로 설치될 수 있다. 고정부(30), 유체조절부(40), 커버부(50)가 홀더부(20)의 길이 방향을 따라 복수 개로 설치됨으로써, 공구(10)의 길이에 따라 조정 가능하다.

또는 고정부(30), 유체조절부(40), 커버부(50)는 홀더부(20)에 홀더부(20)의 원주 방향을 따라 복수 개로 설치될 수 있다. 고정부(30), 유체조절부(40), 커버부(50)가 홀더부(20)의 원주 방향을 따라 복수 개로 설치됨으로써, 공구(10)를 홀더부(20)에 더욱 안정적으로 고정할 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 홀더의 작동을 설명한다. 도 5를 참조하여, 공구(10)를 홀더부(20)에서 언클램핑하는 과정을 설명한다. 공구(10)를 홀더부(20)의 공구 수용부(23)에 삽입한다. 유체공급부(49)에서 제1유체조절부(41)로 유체를 공급한다. 제1유체조절밸브(43)가 개방되고, 제1유체조절관(42)을 통해 유체가 고정부 수용부(25)의 일측(도 5 기준 상측)으로 유입된다. 고정부 수용부(25)의 상측으로 유입된 유체에 의해 고정부(30)는 공구(10)를 향해 하측으로 이동된다. 고정부(30)의 가압부(33)가 유체의 유압력에 의해 공구(10)를 가압하여, 공구(10)는 홀더부(20)에 클램핑된다. 이때 고정부(30)의 이동은 고정몸체부(31)가 스톱퍼부(27)에 걸림으로써 제한된다. 공구(10)가 홀더부(20)에 클램핑된 상태에서 공작 대상물을 가공한다.

도 6을 참조하여, 공구(10)를 홀더부(20)에서 언클램핑하는 과정을 설명한다. 유체공급부(49)에서 제2유체조절부(45)로 유체를 공급한다. 제2유체조절밸브(47)가 개방되고, 제2유체조절관(46)을 통해 유체가 고정부 수용부(25)의 타측(도 6 기준 하측)으로 유입된다. 고정부 수용부(25)의 하측으로 유입된 유체에 의해 고정부(30)는 공구(10)에서 이격되어 상측으로 이동된다. 이때 고정부 수용부(25)의 상측에 있는 유체는 제1유체조절부(41)의 제1유체조절관(42)을 통해 유체공급부(49)로 이동된다. 공구(10)가 홀더부(20)에서 이격됨으로써, 공구(10)는 홀더부(20)에서 언클램핑된다. 공구(10)가 홀더부(20)에 언클램핑된 상태에서 공구(10)를 홀더부(20)의 공구 수용부(23)에서 분리한다.

본 발명에 따른 공구 홀더에 의하면, 유체의 유압력에 고정부(30)가 이동되면서 공구(10)를 홀더부(10)에 고정(클램핑) 또는 분리(언클램핑)함으로써, 공구를 홀더부(10)에 견고하면서 간단하게 고정 또는 분리할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 공구(10)를 견고하게 고정함으로써 공구(10)의 떨림 발생을 방지하여 공구(10)의 가공력이 향상될 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 공구(10) 떨림 발생을 방지하고 가공 대상물의 가공면의 조도가 향상되며, 공구(10)의 사용 수명이 증대될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10: 공구 20: 홀더부
21: 홀더 몸체부 23: 공구 수용부
25: 고정부 수용부 27: 스톱퍼부
30: 고정부 31: 고정몸체부
32: 제1홈부 33: 가압부
34: 제2홈부 40: 유체조절부
41: 제1유체조절부 42: 제1유체조절관
43: 제1유체조절밸브 45: 제2유체조절부
46: 제2유체조절관 47: 제2유체조절밸브
49: 유체공급부 50: 커버부
55: 커버홈부 60: 제1실링부
70: 제2실링부 80: 체결부

Claims (7)

1. 내측에 공구를 수용하는 홀더부;
   상기 홀더부의 고정부 수용부에 이동 가능하게 장착되고, 상기 고정부 수용부에 유입되는 유체에 의해 상기 공구 측으로 이동되어 상기 공구를 가압하는 고정부;
   상기 고정부 수용부로 유체 공급을 조절하는 유체조절부; 및
   상기 홀더부에 고정되고, 상기 고정부 수용부를 폐쇄하는 커버부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 홀더.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 유체조절부는,
   상기 고정부 수용부의 일측에 유체를 공급하여 상기 고정부를 상기 공구 측으로 이동되게 하는 제1유체조절부;
   상기 고정부 수용부의 타측에 유체를 공급하여 상기 고정부를 상기 공구에서 이격되게 하는 제2유체조절부; 및
   상기 제1유체조절부와 상기 제2유체조절부로 유체를 선택적으로 공급하는 유체공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 홀더.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 고정부는,
   상기 고정부 수용부에서 이동 가능하게 장착되는 고정몸체부; 및
   상기 고정몸체부에서 상기 공구를 향해 연장 형성되고, 상기 유체조절부에서 공급되는 유체에 의해 상기 공구를 가압하는 가압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 홀더.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 고정부 수용부에는 상기 고정몸체부의 이탈을 방지하는 스톱퍼부가 형성되는 것을 특징으로 하는 공구 홀더.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 고정부의 외측면을 감싸고, 상기 고정부 수용부와 상기 고정부 사이로 유체가 유출되는 것을 차단하는 제1실링부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 홀더.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1실링부는, 상기 고정몸체부의 외측면에 형성된 제1홈부와, 상기 가압부의 외측면에 형성된 제2홈부에 장착되는 것을 특징으로 하는 공구 홀더.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 커버부의 외측면을 감싸고, 상기 고정부 수용부와 상기 커버부 사이로 유체가 유출되는 것을 차단하는 제2실링부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 홀더.
   

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