KR940006111B1 - 파워척(power chuck)의 자동급유장치 - Google Patents

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Description

파워척(power chuck)의 자동급유장치

제 1 도는 본원 발명의 자동급유장치의 일실시예가 설치된 파워척의 종단면을 나타내는 개략측면도로서, 개략도에 도시된 척에 압축공기중에 포함하는 오일미스트를 공급하는 장치의 일실시예를 나타낸 도면.

제 2 도는 본원 발명의 자동급유장치의 다른 실시예에 대한 종단면을 나타내는 개략측면도.

제 3 도는 본원 발명의 자동급유장치의 또다른 실시예에 대한 부분 종단면 측면도.

제 4 도는 제 3 도의 자동급유장치의 부분단면 측면도로서, 제 3 도와 다른 부분의 종단면도.

제 5 도는 본원 발명의 자동급유장치의 또다른 실시예에 대한 부분 종단면 측면도.

제 6 도는 본원 발명의 자동급유장치의 또다른 실시예에 대한 부분 종단면 측면도.

본원 발명은 공작물을 파지하기 위하여 공작기계의 스핀들위에 부착된 척(chuck)에 관한 것으로, 특히 공작물을 잡고 회전시키면서 작동하는 파워척의 자동급유장치에 관한 것이며, 윤활을 필요로 하는 척의 슬라이딩면 또는 마찰면에 확실하게 급유를 하고자 하는 급유장치에 관한 것이다.

공작기계에 척의 많은 종래의 급유장치가, 예를들면 일본국 실용신안공개 제1980-179,710호 및 제1981-2,306호 공보에 제안되어 있다. 상기 제안되어 있는 급유장치는 구성이 서로 다르지만, 각 장치는 급유를 위한 독립된 급유장치가 설치되며 급유를 위한 전용의 급유관로를 필요로 한다.

독립된 급유장치와 전용관로의 배설은 구성이 복잡해질 뿐만 아니라, 보수관리에 많은 손이 가서 만족할 만한 것이 되지 못하다.

본원 발명은 상기 종래 장치의 개량에 관한 것이며, 독립된 급유장치를 사용하지 않고서도 척의 웨지플런저의 피스톤을 작동시키는 압축공기를 웨지플런저의 슬라이딩챔버에 분출시키고, 압축공기중에 포함되는 오일미스트에 의해 척의 각 슬라이딩면이나 마찰면의 윤활을 하도록 구성되어 있다. 슬라이딩챔버내로 압축공기를 분사하므로 척 본체의 내부는 외부보다 높은 압력상태에 있으며, 이는 절삭분이나 절사액체가 척 본체로 침입하는 것을 방지하는 장점이 있다.

본원 발명에 대하여 요약하면, 피스턴·실린더 액츄에이터의 미는 쪽 및 당기는 쪽에 두개의 작동관을 통하여 압축공기원으로부터 공급되며 오일미스트를 포함하는 압축공기에 의하여, 공작물의 척죠를 가동시키기 위하여 척의 슬라이딩챔버에 미끄러져 이동할 수 있도록 배설된 플런저수단을 작동시키는 공작기계 파워척인 자동급유장치에 있어서, 자동급유장치가 액츄에이터의 미는 쪽 및 당기는 쪽에 각각 그 일단이 연통되는 한쌍의 급유로와, 그 일단이 상기 급유료의 타단에 접속되며, 그 타단이 슬라이딩챔버에 접속되는 공기분사로와, 압축공기가 공급되지 않도록 미는 쪽 및 당기는 쪽중 한쪽과 상기 공기분사로가 연통되는 것을 차단하며, 압축공기가 공급되도록 미는 쪽 및 당기는 쪽의 다른 한쪽과 상기 공기분사관이 연통되도록 하기 위해 급유로에 설치된 제어밸브수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

다음에, 본원 발명에 대하여 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.

제 1 도 및 제 2 도에는 본원 발명의 원리를 설명하는 한 실시예를 나타내며, 극히 생략된 것으로서 가공의 용이성, 조립부착 등의 것은 일체 고려하지 않았다.

제 1 도는 척의 주요 구조로서, (2)는 척 본체이며, 척 본체(2)의 앞면 중앙에는 후술하는 웨지플런저(7)의 슬라이딩챔버(8)가 설치되고, 앞면의 이 슬라이딩챔버(8)를 포함한 개방부분은 앞쪽(우측)방향으로 열리며, 커버판(5)으로 폐쇄되어 있다. 또 척 본체(2)의 앞면부에는 앞면에 개방하여 하단부가 슬라이딩챔버(8)에 개방되어 있는 복수개의 클릭홈(12)이 등간격으로 방사상으로 설치되며, 이 클릭홈(12)의 각각에는 당해 기술분야에서 공지되어 있는 바와같이 그 하단면에 단면현상이 T자형을 이루고, 앞면쪽을 향해 경사져 있는 웨지부(14)를 갖는 마스터죠(master jaw) (13)가 미끄러져 움직일 수 있게 끼워 맞추어지며, 마스터죠(13)의 앞면에 부착한 톱죠(top jaw) (15)와의 양자에 의해, 이른바 척클릭(16)이 구성되어 있다.

척 본체(2)의 후면쪽에는 피스턴실(3)을 가진 에어실린더(17)가 수납되고, 피스턴(18)은 미끄러져 이동할 수 있도록 끼워 맞추어져 있으며, 피스턴실(3)을 미는 쪽 (4R)과 당기는 쪽(4F)으로 분할한다. 피스턴(18)의 앞면쪽에는 드로바(draw bar) (19)가 동축상에 돌출 설치되고, 이 드로바(19)는 앞쪽 및 척 본체(2) 중심에 뚫은 구멍(20)에서 슬라이딩챔버(8)내를 향하여 돌출되어 있다. 이 드로바(19)의 선단부는 미끄러져 이동할 수 있도록 슬라이딩챔버(8)에 끼워 맞추어져 있다.

웨지플런저(7)의 외부둘레에는 상기 T자형의 웨지부(14)가 끼워 맞추어진다. T자형의 웨지홈(21)이 각각의 마스터죠(13)에 대응하도록 구성되며, 웨지플런저(7)에 형성된 웨지홈(21)에 웨지부(14)가 미끄러져 움직일 수 있도록 끼워 맞추어져 있다.

또 피스턴(18)의 후면에 돌출 설치한 에이파이프(22)는 척 본체(2)의 뒷쪽에 설치한 구멍(23A)에서 후면쪽으로 돌출하며, 이 에어파이브(22)내에 설치한 2개의 작동관(23) , (24)의일단은 에어파이프(22)의 후단에 부착한 회전밸브(25)의 에어포트(air port) (P), (P1)에 각기 연통하고, 작동관(23)의 타단은 피스턴실(3)의 당기는 쪽(4F)에, 또 작동관(24)의 타단은 피스턴실(3)의 미는 쪽 (4R)에 각기 개방하며, 이상과 같이 공기식 파워척이 구성되어 있다.

그리고, 상기와 같이 구성된 파워척은 척 본체(2)와 회전밸브(25) 사이에 도시생략의 공작기의 스핀들이 부착되며, 회전밸브(25)를 제외한 척 및 스핀들의 전체가 회전하도록 되어 있다. 또 에어포트(P), (P1)에는 콤프레서와 같은 압축공기원(26)으로부터의 공기배관(27)이 접속되며, 전환밸브(28)에 의해 압축공기를 적절히 전환하여 작동관(23), (24)에 공급한다. 또한, 압축공기 공급배관(27)에는 급유장치 또는 탱크(29), 에어필터(30) 및 압력레귤레이터(31)와 같은 부속장치가 배설되며, 기름을 압축공기중에 공급하여 오일미스트로서 확산시킨다. (32)는 머플러를 나타낸다. 이들의 특징은 당해 기술분야에서 공지되어 있다.

본원 발명에 의하면, 상기 구성의 파워척과 부속장치에 다음에 기술하는 자동급유장치가 설치되어 있다. 도시된 실시예에 있어서, 척 본체(2)에는 피스턴실(3)의 당기는 쪽(4F)과 미는 쪽(4R)에 일단이 연통된 한쌍의 급유로(1F), (1R)가 내설되어 있다. 공기분사로(6)는 상기 급유로(1F), (1R)에서 분기되어 상기 웨지플런저(7)의 슬라이딩챔버(8)에 개구되어 있으며, 이 공기분사로(6)가 슬라이딩챔버(8)에 연통되는 척 본체(2)부에는 척의 축방향으로 공기분사홈(9)이 척 본체(2)에 형성되어 있다.

급유로(1F), (1R)에서 분기하고 있는 공기분사로(6)의 분기점에서 예를들면 볼(10a) 및 두개의 대향한 볼시트(10b)로 구성되는 셔틀밸브와 같은 제어밸브(10)가 설치되고, 압축공기가 작용하고 있는 쪽만을 개방하고 다른 곳은 폐쇄하도록 되어 있으므로, 어떤 경우라도 2개의 작동관(23), (24)이 연통하는 일이 없다. 또 제어밸브(10)와 공기분사홈(9) 사이의 공기분사로(6)에는 그 도중에 외부에서 조정할 수 있는 니들밸브와 같은 유랑조정밸브(11)가 설치되어, 공기분사로(6)를 통하여 분출하는 공기의 양을 적절히 조정할 수 있게 되어 있다.

압축공기원(26)에는 공급되는 압축공기를 전환밸브(28)에 의해 전환하고, 피스턴실(3)의 당기는 쪽(4F)과 미는 쪽(4R)에 교대로 공급하여 공작물을 파지하고 가공하며, 그후 파지한 것을 해방시키는 것은 공지의 척에 있어서와 같다.

작동관(23)에서 피스턴실(3)의 당기는 쪽(4F)에 압축공기를 공급하면, 웨지플런저(7)는 뒷쪽(제 1 도에 있어서 좌측)으로 당겨지며, 척클럭(16)은 척 본체(2)의 중심쪽으로 미끄러져 움직여서 공작물(도시되지 않음)을 파지하고, 동시에 압축공기는 급유관(1F)에 분출한다. 이것에 의해 제어밸브(10)의 볼(10a)은 도시한 바와 같이 우측 볼시트(10b)로 이동하며, 급유관(1R)의 미는 쪽(4R)을 폐쇄하므로, 압축공기는 공기분사로(6)에서 슬라이딩챔버(8)로 분출하고, 공기분사홈(9)에 의해 순식간에 슬라이딩챔버(8)내에 충만하여, 압축공기내에 포함되어 있는 오일미스트에 의해 각 슬라이딩부분을 윤활한다. 그리고 슬라이딩챔버(8)의 앞면쪽은 상기와 바와같이 커비판(5)으로 폐쇄되어 있으므로 분출한 압축공기와 오일미스트가 외부에 확산하는 일이 없고 효과적인 윤활이 행해진다.

또 작동관(24)에서 피스턴실(3)의 미는 쪽(4R)으로 압축공기가 공급되면 제어밸브(10)의 볼(10a)은 좌측 볼시트(10b)로 이동하며, 당기는 쪽 (4F)을 폐쇄하고 상기와 같이 슬라이딩챔버(8)내에 압축공기를 공급한다. 또한 유량조정밸브(11)는 척 보본래의 기능을 해치지 않고서도 충분한 윤활을 할 수 있는 압축공기가 공급되도록 슬라이딩챔버(8)로 분출하는 압축공기의 양을 적절히 조정한다.

다음에 제 2 도에 나타낸 본원 발명의 다른 실시예에 대해 설명한다. 이 실시예는 실린더(17)가 척 본체(2)와 일체가 아니고, 회전밸브(25)에 근접해서 설치되어 있으며, 웨지플런저(7)는 긴 드로바(draw bar) (19)에 의해 작동된다. 또, 급유로(1F), (1R)로부터 분기한 공기분사로(6)는 이 드로바(19)의 내부를 지나척 본체(2)의 슬라이딩챔버(8)에 개구되어 있다. 작동관(23), (24)의 개구위치가 상기 실시예와 다소 상이하지만 작용효과는 모두 상기와 같다.

제 3 도 및 제 4 도에 도시된 바와같이 본원 발명의 또다른 실시예에 있어서, 에어파이프(22)는 그 선단부의 드로바(19)에 고정된 3개의 동축의 파이프(34), (35) 및 (36)에 의해 형성되어 있다. 내부 및 중간파이프(36), (35)의 사이에는 작동관(23)을 형성하며, 중간 및 외부파이프(35), (34)의 사이에는 작동관(24)을 형성한다. 작동관(23)은 통로(37)을 통하여 피스턴실(3)의 당기는 쪽(4F)에 연통 접속되며, 작동관(24)는 통로(38)를 통해서 미는 쪽(4R)에 연통 접속된다.

이 실시예에 있어서, 축방향으로 설치된 원통형부재(40)는 피스턴(18)에 형성된 구멍을 관통한다. 이 원통형부재(40)는 척 본체(2)를 형성하며, 그 사이에 피스턴실(3)을 형성하도록 그 후단부가 후방 척 본체부(2b)에 형성된 홈과 단단히 끼워 맞추어지며, 볼트(39)에 의하여 전방 척 본체부(2a)와 후방 척 본체부(2b)가 고정된다. 이러한 원통형부재(40)를 설치함으로써 피스턴축의 동작중, 피스턴(18)이 중심선축 주위를 각도변위하는 것을 방지할 수 있다.

원통형부재(40)에는 제어밸브(10)가 내설되어 있다. 원통형부재(40)는 내부구멍의 내단에 제어밸브(10)에 대한 스페이스를 형성하도록 원통형부재(40)의 확대된 내부구멍내에 삽입된 내부 파이프부재(41)를 가지고 있다. 내부구멍의 내단은 한쪽 볼시트로서 사용되며, 파이프부재(41)의 내단은 다른 쪽 볼시트로서 사용된다. 볼(10a)은 볼시트 사이에서 왕복운동하도록 대향하는 볼시트 사이에 배설되어 있다.

원통형부재(40)는 볼(10a)의 뒷쪽에 미는 쪽(4R)의 피스턴실(3)과 연통 접속된 급유로(42)가 내설되어 있다. 볼(10a)의 앞쪽에는 제 4 도와 같이 급유로(44), (45), (46)에 의하여 피스턴실(3)의 당기는 쪽(4F)에 연통 접속되는 내부통로(43)를 갖춘 파이프부재(41)가 배설되어있다.

원통형부재(40)와 파이프부재(41) 사이에는 제 4 도와 같이 일단은 제어밸브(10)에 연통 접속되고 타단은 슬라이딩챔버(8)로 통하는 공기분사로(6)가 연통 접속된 축방향 통로(47)가 형성되어 있다. 상기 실시예에 있어서, 유량조정밸브(11)는 공기분사로(6)에 배설되어 있다.

압축공기가 작동관(23)을 통하여 피스턴실(3)의 당기는 쪽(4F)에 공급될 때, 척클릭을 공작물을 파지하기 위하여 방사내측으로 미끄러져 움직인다. 동시에 압축공기는 급유로(46), (45), (44) 및 (43)로 분출된다. 그 결과, 제어밸브(10)의 볼(10a)은 제 3 도와같이 좌측 볼시트쪽으로 이동한다. 그리고, 통로(47), (6)를 통해서 슬라이딩챔버(8)로 공기를 분출함과 동시에 미는 쪽(4R)을 닫는다.

압축공기가 작동관(24)를 통해서 피스턴실(3)의 미는 쪽(4R)에 공급될 때, 척클릭은 공작물의 파지를 해방하기 위하여 방사외측으로 미끄러져 움직인다. 동시에 압축공기는 통로(47), (6)통해서 슬라이딩챔버(8)로 공기를 분출함과 동시에 우측 볼시트쪽으로 볼(10a)이 이동하여 당기는 쪽(4F)을 닫도록 급유로(42)로 압축공기가 분출된다.

제 5 도의 본원 발명의 또다른 실시예에 있어서, 유량조정밸브(11)는 볼(10a)에 대하여 하나의 볼시트를 형성한다. 제어밸브(10)의 좌측은 척 본체(2)에 형성된 급유로(51)와 유량조정밸브(11)에 형성된 통로(52)에 의하여 피스턴실(3)의 미는 쪽(4R)에 연통 접속되어 있다. 이 실시예에 의하면 사용되는 구성품의 수를 감소할 수 있다는 장점이 있다.

제 6 도는 제어밸브(10)가 급유로 (1F), (1R)에 배설된 한쌍의 체크밸브(10c), (10d)로 구성된 본원 발명의 실시예를 나타낸다. 이들 체크밸브(10c); (10d)는 공기분사로(6)를 향한 방향으로만 열린다. 압축공기가 당기는 쪽(4F)으로 들어갈 때, 밸브(10c)는 열리고 밸브(10d)는 닫히며, 압축공기가 미는 쪽(4R)으로 들어갈 때 밸브(10d)는 열리고 밸브(10c)는 닫힌다.

본원 발명의 한 실시예에 있어서는 척클릭(16)이 웨지플런저(7)에 의하여 작동하는 것이지만, 본원 발명은 척클릭(16)을 다른 방식으로 작동시키는 척에 대해서도 같은 효과를 가지고 본원 발명의 적용이 가능하다는 것을 알아야 한다.

본원 발명은 이상에 상세히 기술한 바와 같이 종래 기술에서와 같은 특별한 급유장치를 설치하지 않고 약간의 구멍가공을 할 뿐인 간단한 구성에 의한 자동급유장치를 제공하며, 이 급유장치로 압축공기중에 포함되는 오일미스트를 이용하여 자동적으로 척의 마찰부에 급유를 하는 것이므로 가공비가 염가일 뿐만 아니라 정비가 용이하다.

Claims (10)

1. 피스턴·실린더 액츄에이터(3, 18)의 미는 쪽 및 당기는 쪽(4R, 4F)에 두개의 작동관(23, 24)을 통하여 압축공기원(26)으로부터 공급되는 압축공기에 의하여 공작물의 척죠를 가동시키기 위하여 상기 척의 슬라이딩챔버(8)내에 미끄러져 이동할 수 있도록 배설된 플런저수단(7)을 작동시키는 공작기계 파워척의 자동급유장치에 있어서, 자동급유장치가 액츄에이터의 상기 미는 쪽 및 당기는 쪽(4R, 4F)에 각각 그 일단이 연통되는 한쌍의 급유로(1R, 1F ; 42, 43, 44, 45, 46 ; 50, 51, 52)와, 그 일단이 상기 급유로의 타단에 접속되며, 그 타단이 상기 슬라이딩챔버(8)에 접속되는 공기분사로(6)와, 압축공기가 공급되지 않도록 상기 미는 쪽 및 당기는 쪽중 한쪽과 상기 공기분사로(6)가 연통되는 것을 차단하며, 압축공기가 공급되도록 상기 미는 쪽 및 당기는 쪽의 다른 한쪽과 상기 공기분사로(6)로 연통되도록 하기 위해 상기 급유로에 설치된 제어밸브수단(10)과, 압축공기중에 오밀미스트를 혼합하여 급유를 하기 위한 수단(29)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파워척의 자동급유장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 급유로(1R, 1F ; 42, 43, 44, 45, 46 ; 50, 51, 52)와 공기분사로(6)가 상기 척(2)에 형성된 것을 특징으로 하는 파워척의 자동급유장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 공기분사로(6)가 상기 플런저수단(7)의 이동방향으로 슬라이딩챔버(8)의 벽에 형성된 공기분사홈(9)에 의하여 슬라이딩챔버에 접속되는 것을 특징으로 하는 파워척의 자동급유장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제어밸브수단(10)이 급유로의 일단에 배설되는 것을 특징으로 하는 파워척의 자동급유장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 제어밸브수단(10)이 셔틀밸브인 것을 특징으로 하는 파워척의 자동급유장치.
6. 제 5 항에 있어서, 셔틀밸브(10)가 한쌍을 대향하여 간격을 두고 배설된 볼시트(10b)와, 볼시트 사이에서 이동자재의 볼(10a)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파워척의 자동급유장치.
7. 제 1 항에 있어서, 척(2)에 고정된 원통형부재(40)가 피스턴의 각도변위를 방지하기 위해 상기 피스턴·실린더 액츄에이터의 피스턴(18)을 관통하여 축방향으로 미끄러져 이동할 수 있도록 배설되며, 상기 제어밸브수단(10)이 원통형부재(40)내에 배설되는 것을 특징으로 하는 파워척의 자동급유장치.
8. 제 1 항에 있어서, 또한 상기 공기분사로(6)에 배설되는 유량조정밸브(11)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파워척의 자동급유장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 유량조정밸브(11)는 상기 급유로중 하나의 공기분사로(6)에 인접하여 그 내부에 단부를 형성할 수 있도록 상기 척(2)에 설치되며, 상기 제어밸브수단(10)은 상기 유량조절밸브(11)내에 부분적으로 그리고 상기 단부에 인접해서 배설되는 것을 특징으로 하는 파워척의 자동급유장치.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 제어밸브수단(10)은 각각 상기 급유로(1F, 1R)에 배설된 한쌍의 체크밸브(10c, 10d)로 구성되어 있으며, 공기분사로(6)를 향한 방향으로만 압축공기가 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 파워척의 자동급유장치.

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