WO2018117668A1 - 공작 기계용 공구 홀더 - Google Patents

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WO2018117668A1
WO2018117668A1 PCT/KR2017/015200 KR2017015200W WO2018117668A1 WO 2018117668 A1 WO2018117668 A1 WO 2018117668A1 KR 2017015200 W KR2017015200 W KR 2017015200W WO 2018117668 A1 WO2018117668 A1 WO 2018117668A1
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WO
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body member
gripping member
gripping
protrusion
hollow
Prior art date
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PCT/KR2017/015200
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English (en)
French (fr)
Inventor
박광오
남궁충
조병훈
이재영
Original Assignee
주식회사 다인정공
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23G—THREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
    • B23G1/00—Thread cutting; Automatic machines specially designed therefor
    • B23G1/16—Thread cutting; Automatic machines specially designed therefor in holes of workpieces by taps
    • B23G1/18—Machines with one working spindle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23G—THREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
    • B23G1/00—Thread cutting; Automatic machines specially designed therefor
    • B23G1/44—Equipment or accessories specially designed for machines or devices for thread cutting
    • B23G1/46—Equipment or accessories specially designed for machines or devices for thread cutting for holding the threading tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/12—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine for securing to a spindle in general

Definitions

  • the present invention relates to a tool holder for a machine tool, and more particularly, to a tool holder for a machine tool that can be installed in a machine tool and used to join a tool for processing an object.
  • a machine tool means a device for processing a workpiece using a tool.
  • Such machine tools may be coupled with a holder, such as a sidelock arbor, through which the tool may be connected with the spindle of the machine tool.
  • a tab is coupled to the spindle, and the thread is formed in the hole while the tab rotates.
  • the thread may not be broken if the spindle is stably rotated according to the design.
  • the spindle may not rotate stably for a certain time. At this time, a stress is generated between the tab and the thread, and the thread may be damaged while a load is applied to both the tab and the thread. In addition, the life of the tab can also be reduced.
  • One embodiment of the present invention is to provide a tool holder for a machine tool that can prevent damage to the thread formed in the hole of the object.
  • an embodiment of the present invention is to provide a tool holder for a machine tool that can prevent a reduction in the life of the tool.
  • Tool holder for a machine tool is a hollow member is formed along the longitudinal direction, one side of the through-hole body member is formed, is inserted into the hollow of the body member, and includes a protrusion projecting from a portion of the circumferential surface And a portion corresponding to the through hole of the body member on a circumferential surface thereof, the gripping member including an inlet portion formed to be pulled along a longitudinal direction, and positioned on an inner side of the body member, and formed to surround the protrusion of the gripping member.
  • At least one elastic deformation member for restoring the gripping member to an initial position and the gripping member are positioned in the through-hole of the body member while being inserted into the hollow of the body member.
  • a part includes a locking member inserted into the inlet portion of the holding member.
  • Tool holder for a machine tool is a body member having a hollow upper and lower cross-section in the longitudinal direction, the upper and lower cross-section is made of a polygon to be inserted into the hollow, protruding from a portion of the circumferential surface
  • At least one gripping member including a protrusion and positioned on an inner side of the body member, and formed to surround the protrusion of the gripping member so that the gripping member is restored to an initial position when an external force applied to the gripping member is removed. It includes an elastic deformation member.
  • two fixing grooves are formed on the inner side of the body member adjacent to the protruding portion of the gripping member spaced apart from each other with the protrusion interposed therebetween, and the elastic deforming member is formed of an elastically deformable material to the fixing groove.
  • the shape of the vertical cross section of the protrusion of the gripping member may be any one selected from triangular, semi-circular and trapezoidal.
  • the length of the inlet portion of the holding member may be formed larger than the inner diameter of the through hole of the body member.
  • the length of the inlet portion of the gripping member is a length that allows the free end of the projection to be movable between the two O-rings as the gripping member is moved in the longitudinal direction from the hollow of the body member by an external force Can be.
  • the locking member may be a metal ball.
  • the body member may further include a departure prevention portion protruding from a portion of the inner surface of the through hole.
  • the body member may protrude in a direction away from the peripheral surface of one end, it may further include an eccentric portion formed eccentrically.
  • the gripping member when a load is generated between the tool and the thread, the gripping member is moved finely along the axial direction of the body member, and the elastic deformation member absorbs the load, thereby reducing the load between the tool and the object.
  • the load can be reduced.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a tool holder for a machine tool according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the tool holder for the machine tool of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of the tool holder for the machine tool of FIG.
  • FIG. 4 is a view showing a state in which the holding member is moved in the A direction.
  • FIG 5 is a view showing a state in which the holding member is moved in the B direction.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a tool holder for a machine tool according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view showing a tool holder for a machine tool according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view illustrating a process in which a body member of a tool holder for a machine tool illustrated in FIG. 7 is coupled to a spindle.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a tool holder for a machine tool according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the tool holder for the machine tool of FIG. 9 taken along the line VII-VII.
  • the hollow is formed along the longitudinal direction, one side of the through-hole body member is formed, is inserted into the hollow of the body member, and includes a protrusion projecting from a portion of the circumferential surface,
  • the portion corresponding to the through-hole of the body member in the circumferential surface is a gripping member including an inlet portion formed to be pulled along the longitudinal direction, is located on the inner side of the body member, is formed to surround the projection of the gripping member is held
  • At least one elastically deformable member which causes the gripping member to be restored to its initial position when the external force acting on the member is removed and the gripping member is positioned in the through hole of the body member while being inserted into the hollow of the body member, And a locking member inserted into an inlet of the gripping member.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a tool holder for a machine tool according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the tool holder for the finishing machine tool of FIG. 1
  • FIG. 3 is a tool for the machine tool of FIG. 1. It is sectional drawing which took the holder along the III-III line
  • the spindle of the machine tool is not shown in FIG. 1, but the spindle is shown in FIG. 3 for convenience of description.
  • the tool holder 100 for a machine tool may include a body member 110, a gripping member 120, an elastic deformation member 130, and a locking member 140. ).
  • Body member 110 is a hollow 113 is formed along the longitudinal direction.
  • the through hole 111 is formed at one side of the body member 110.
  • the body member 110 may be mounted to the spindle 10 of the machine tool.
  • the body member 110 may be deformed into various shapes according to the shape of the spindle 10 of the machine tool, and is not limited thereto. That is, the coupling structure of the body member 110 and the spindle 10 may be variously changed according to the type of machine tool.
  • the gripping member 120 is inserted into the hollow 113 of the body member 110.
  • the holding member 120 may have a cylindrical shape, for example.
  • the gripping member 120 may include a protrusion 121.
  • the protrusion 121 protrudes from a portion of the circumferential surface of the gripping member 120.
  • the shape of the vertical cross section of the protrusion 121 may be, for example, any one selected from triangular, semicircular, and trapezoidal.
  • the holding member 120 is a portion to which a tool not shown is coupled.
  • the gripping member 120 may include an inlet 122.
  • the inlet 122 is formed so that the portion corresponding to the through hole 111 of the body member 110 in the circumferential surface of the gripping member 120 is drawn along the longitudinal direction of the gripping member 120.
  • the inlet 122 may have a length equal to the movement distance L in which the holding member 120 is moved by an external force along the rotation axis direction A of the spindle 10.
  • the width of the lead portion 122 may be formed in a size corresponding to the locking member 140 to be described later.
  • the length of the inlet portion 122 of the holding member 120 may be formed larger than the inner diameter of the through hole 111 of the body member 110.
  • the length of the inlet 122 of the gripping member 120 is moved along the length direction in the hollow 113 of the body member 110 by the external force by the gripping member 120.
  • the length of the free end of the protrusion 121 may be movable between the two O-rings.
  • the movement range of the gripping member 120 is limited by the inlet 122 and the locking member 140 to be described later, so that the gripping member 120 is finely moved in the hollow 113 of the body member 110.
  • the gripping member 120 is excessively moved in the process to prevent damage to the elastic deformation member 130 to be described later.
  • the elastic deformable member 130 is positioned on the inner side of the body member 110 to surround the protrusion 121 of the gripping member 120, and the initial position when the external force acting on the gripping member 120 is removed. To be restored.
  • the locking member 140 is positioned in the through hole 111 of the body member 110 while the gripping member 120 is inserted into the hollow 113 of the body member 110, and a part of the gripping member 120 is located in the gripping member ( It is inserted into the lead portion 122 of the 120. In this manner, a part of the locking member 140 is inserted into the inlet 122, thereby preventing the holding member 120 from moving beyond the moving distance.
  • the locking member 140 prevents the gripping member 120 from rotating relative to the body member 110.
  • the gripping member 120 may rotate together with the body member 110.
  • the locking member 140 for this may be a metal ball as an example.
  • the portion adjacent to the protrusion 121 of the gripping member 120 on the inner surface of the body member 110 Two fixing grooves 112 may be formed to be spaced apart from each other with the protrusion 121 therebetween.
  • the elastic deformation member 130 may be made of an elastically deformable material and may be two O-rings respectively installed in the fixing groove 112. That is, as the holding member 120 coupled with the tool is moved by an external force, the protrusion 121 of the holding member 120 may linearly reciprocate along the length direction of the body member 110 between two O-rings. .
  • FIG. 4 is a view showing a state in which the holding member is moved in the A direction.
  • the gripping member 120 is moved in the A direction as the tool processes the object. While the tool is processing the object, the gripping member 120 can be moved in the A direction by an external force. Here, as the elastic deformation member 130a is deformed, the load generated between the tool and the thread may be reduced.
  • FIG 5 is a view showing a state in which the holding member is moved in the B direction.
  • the tool may be removed from the object to incompletely control the spindle 10 in the machine tool.
  • a separate means for correcting this is mounted on the machine tool, but the error may not be corrected.
  • the gripping member 120 may be moved in the B direction in a situation in which a load may be applied to the tool.
  • the elastic deformation member 130b may be deformed while the protrusion 121 of the gripping member 120 presses the elastic deformation member 130b.
  • the gripping member 120 When a load is generated between the tool and the thread as described above, the gripping member 120 is finely moved along the axial direction of the body member 110, and the elastic deformation member 130 absorbs the load, thereby between the tool and the object. Can reduce the load. Therefore, not only the damage of the thread formed in the hole can be prevented, but also the reduction of the life of the tool can be prevented.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a tool holder for a machine tool according to a second embodiment of the present invention.
  • the body member 110 may further include a departure preventing unit 114.
  • the departure preventing part 114 protrudes from a part of the inner surface of the through hole 111.
  • the departure preventing part 114 may protrude from a portion adjacent to the lower end of the inner surface of the through hole 111.
  • the detachment preventing part 114 is in contact with the lower end of the locking member 140 and excessively moved toward the holding member 120 in a state where the locking member 140 is located in the through hole 111 of the body member 110. Limit what is happening. Therefore, even if the gripping member 120 is separated from the body member 110, the locking member 140 can be prevented from being separated from the body member 110.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view illustrating a tool holder for a machine tool according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a view illustrating a process in which a body member of the tool holder for a machine tool illustrated in FIG. 7 is coupled to a spindle. to be.
  • the body member 210 may further include an eccentric portion 115.
  • the eccentric 115 may protrude in a direction away from the circumferential surface of one end of the body member 210, and may be eccentrically formed. That is, the eccentric 115 may be eccentrically formed from the virtual center of the hollow 113 in the body member 210.
  • Tool holder 300 for a machine tool can be coupled to the spindle of the machine tool as described above, as an example of the coupling structure of the tool holder 300 and the spindle for the machine tool nut ( In the state in which the body member 210 is coupled to the nut 12, the nut 12 may be screwed to the spindle.
  • the eccentric portion 115 is in contact with the nut 12 and one side when the body member 210 is rotated in one direction in a state in which the body member 210 penetrates a hole formed in the nut 12. And nut 12 may be coupled to each other. The eccentric 115 may not only facilitate the fastening of the body member 210 and the nut 12, but also maintain the state in which the body member 210 and the nut 12 are stably coupled. .
  • FIG. 9 is a perspective view illustrating a tool holder 400 for a machine tool according to a fourth exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the tool holder 400 for the machine tool along FIG. .
  • the tool holder 400 for a machine tool according to the fourth embodiment of the present invention may include a body member 410, a gripping member 420, and an elastic deformation member 130.
  • the elastic deformation member 130 may be the same as the elastic deformation member 130 included in the tool holder 100 (see FIG. 3) for the machine tool according to the above-described embodiment, a description thereof will be omitted.
  • the body member 410 may be formed of a hollow having a polygonal upper and lower cross-section along the longitudinal direction.
  • the hollow cross section may have a shape selected from any one of a rectangle, a pentagon, and an octagon.
  • the holding member 420 may be formed in a polygonal upper and lower cross-section so as to be inserted into the hollow. At this time, the holding member 420 is formed in a shape corresponding to the hollow of the body member 410 may be rotated together with the body member 410.
  • the gripping member 420 may be the same size or slightly smaller than the hollow of the body member 410.
  • the gripping member 420 may include a protrusion that protrudes from a portion of the circumferential surface.
  • the tool holder 400 for a machine tool according to the fourth exemplary embodiment has a polygonal shape of the upper and lower end surfaces of the gripping member 420 and the hollow shape of the body member 410.
  • the tool holder 400 for a machine tool according to the fourth embodiment of the present invention is different from the tool holder 100 (see FIG. 3) for the machine tool according to the above-described embodiment, and the locking member 140 (see FIG. 3). Does not include
  • the tool holder 400 for the machine tool according to the fourth embodiment of the present invention may be simplified in the overall structure. Accordingly, the tool holder 400 for a machine tool according to the fourth embodiment of the present invention may be easily manufactured as compared with the tool holder 100 for the machine tool (see FIG. 3) according to the above-described embodiment.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Jigs For Machine Tools (AREA)

Abstract

본 기재의 공작 기계용 공구 홀더는 길이방향을 따라 중공이 형성되고, 일측에는 관통홀이 형성된 몸체 부재, 상기 몸체 부재의 중공에 삽입되며, 둘레면의 일부분으로부터 돌출된 돌출부를 포함하며, 둘레면에서 상기 몸체 부재의 관통홀과 대응되는 부분은 길이방향을 따라 인입되게 형성된 인입부를 포함하는 파지 부재, 상기 몸체 부재의 내측면에 위치되고, 상기 파지 부재의 돌출부를 감싸도록 형성되어 상기 파지 부재에 작용한 외력이 제거되면 상기 파지 부재가 초기 위치로 복원되게 하는 적어도 하나의 탄성 변형 부재 및 상기 파지 부재가 상기 몸체 부재의 중공에 삽입된 상태에서 상기 몸체 부재의 관통홀에 위치되면서 일부분이 상기 파지 부재의 인입부에 삽입되는 걸림 부재를 포함한다.

Description

공작 기계용 공구 홀더
본 발명은 공작 기계용 공구 홀더에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공작 기계에 설치되어 대상물을 가공하는 공구를 결합시키는데 사용될 수 있는 공작 기계용 공구 홀더에 관한 것이다.
일반적으로 공작 기계는 공구를 사용하여 공작물을 가공하는 장치를 의미한다. 이러한 공작 기계에는 사이드록 아버(sidelock arbor)와 같은 홀더가 결합될 수 있으며, 공구는 이 홀더를 통해 공작기계의 스핀들과 연결될 수 있다.
한편, 가공 대상물에 형성된 홀에 나사산을 형성하기 위해서는 스핀들에 탭(공구)을 결합시키고, 탭이 회전하면서 홀에 나사산을 형성한다. 여기서, 나사산의 형성이 완료된 이후 공구가 대상물로부터 분리되는 과정에서는 스핀들이 설계에 맞게 안정적으로 회전되어야 나사산이 파손되지 않을 수 있다.
그러나, 공작 기계의 동작 오류로 인하여 스핀들이 일정 시간 안정적으로 회전되지 못할 수 있다. 이때, 탭과 나사산 사이에 응력이 발생되고, 탭과 나사산 모두에 부하가 가해지면서 나사산이 손상될 수 있다. 또한, 탭의 수명도 감소될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 대상물의 홀에 형성된 나사산의 손상을 방지할 수 있는 공작 기계용 공구 홀더를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 공구의 수명 감소를 방지할 수 있는 공작 기계용 공구 홀더를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 공작 기계용 공구 홀더는 길이방향을 따라 중공이 형성되고, 일측에는 관통홀이 형성된 몸체 부재, 상기 몸체 부재의 중공에 삽입되며, 둘레면의 일부분으로부터 돌출된 돌출부를 포함하며, 둘레면에서 상기 몸체 부재의 관통홀과 대응되는 부분은 길이방향을 따라 인입되게 형성된 인입부를 포함하는 파지 부재, 상기 몸체 부재의 내측면에 위치되고, 상기 파지 부재의 돌출부를 감싸도록 형성되어 상기 파지 부재에 작용한 외력이 제거되면 상기 파지 부재가 초기 위치로 복원되게 하는 적어도 하나의 탄성 변형 부재 및 상기 파지 부재가 상기 몸체 부재의 중공에 삽입된 상태에서 상기 몸체 부재의 관통홀에 위치되면서 일부분이 상기 파지 부재의 인입부에 삽입되는 걸림 부재를 포함한다.
본 발명의 다른 일 측면에 따른 공작 기계용 공구 홀더는 길이방향을 따라 상하단면이 다각형인 중공이 형성된 몸체 부재, 상기 중공에 삽입 가능하도록 상하단면이 다각형으로 이루어지며, 둘레면의 일부분으로부터 돌출된 돌출부를 포함하는 파지 부재 및 상기 몸체 부재의 내측면에 위치되고, 상기 파지 부재의 돌출부를 감싸도록 형성되어 상기 파지 부재에 작용한 외력이 제거되면 상기 파지 부재가 초기 위치로 복원되게 하는 적어도 하나의 탄성 변형 부재를 포함한다.
한편, 상기 몸체 부재의 내측면에서 상기 파지 부재의 돌출부와 인접한 부분에는 두 개의 고정홈이 상기 돌출부를 사이에 두고 서로 이격되게 형성되고, 상기 탄성 변형 부재는 탄성 변형 가능한 소재로 이루어져서 상기 고정홈에 각각 설치된 두 개의 오링(O-ring)일 수 있다.
한편, 상기 파지 부재의 돌출부의 수직 단면의 형상은 삼각형, 반원형 및 사다리꼴 중 선택된 어느 하나일 수 있다.
한편, 상기 파지 부재의 인입부의 길이는 상기 몸체 부재의 관통홀의 내경보다 보다 크게 형성될 수 있다.
한편, 상기 파지 부재의 인입부의 길이는 상기 파지 부재가 외력에 의해 상기 몸체 부재의 중공에서 길이 방향으로 따라 이동됨에 따라, 상기 돌출부의 자유단이 상기 두 개의 오링 사이에서 이동 가능할 수 있게 하는 길이일 수 있다.
한편, 상기 걸림 부재는 금속볼일 수 있다.
한편, 상기 몸체 부재는 관통홀의 내측면의 일부분으로부터 돌출 형성된 이탈 방지부를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 몸체 부재는 일단부의 둘레면으로부터 멀어지는 방향으로 돌출되되, 편심되게 형성된 편심부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 공작 기계용 공구 홀더는 공구와 나사산 사이에 부하가 발생되는 경우, 파지 부재가 몸체 부재의 축방향을 따라 미세하게 이동되고, 탄성 변형 부재가 부하를 흡수 함으로써, 공구와 대상물 사이의 부하를 감소시킬 수 있다.
따라서, 홀에 형성된 나사산의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 공구의 수명 감소도 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공작 기계용 공구 홀더를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 공작 기계용 공구 홀더의 분해사시도이다.
도 3은 도 1의 공작 기계용 공구 홀더를 Ⅲ-Ⅲ 라인을 따라 취한 단면도이다.
도 4는 파지 부재가 A방향으로 이동된 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 파지 부재가 B방향으로 이동된 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 공작 기계용 공구 홀더를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 공작 기계용 공구 홀더를 도시한 분해사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 공작 기계용 공구 홀더의 몸체 부재가 스핀들과 결합되는 과정을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 공작 기계용 공구 홀더를 도시한 사시도이다.
도 10은 도 9의 공작 기계용 공구 홀더를 Ⅹ-Ⅹ라인을 따라 취한 단면도이다.
본 발명에 따른 공작 기계용 공구 홀더는, 길이방향을 따라 중공이 형성되고, 일측에는 관통홀이 형성된 몸체 부재, 상기 몸체 부재의 중공에 삽입되며, 둘레면의 일부분으로부터 돌출된 돌출부를 포함하며, 둘레면에서 상기 몸체 부재의 관통홀과 대응되는 부분은 길이방향을 따라 인입되게 형성된 인입부를 포함하는 파지 부재, 상기 몸체 부재의 내측면에 위치되고, 상기 파지 부재의 돌출부를 감싸도록 형성되어 상기 파지 부재에 작용한 외력이 제거되면 상기 파지 부재가 초기 위치로 복원되게 하는 적어도 하나의 탄성 변형 부재 및 상기 파지 부재가 상기 몸체 부재의 중공에 삽입된 상태에서 상기 몸체 부재의 관통홀에 위치되면서 일부분이 상기 파지 부재의 인입부에 삽입되는 걸림 부재를 포함하여 이루어지도록 한다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적인 실시예에서만 설명하고, 그 외의 다른 실시예에서는 대표적인 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하는 것을 의미할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공작 기계용 공구 홀더를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 정삭 공작 기계용 공구 홀더의 분해사시도이며, 도 3은 도 1의 공작 기계용 공구 홀더를 Ⅲ-Ⅲ라인을 따라 취한 단면도이다. 여기서, 도 1에 공작 기계의 스핀들은 도시되어 있지 않으나, 설명의 편의를 위하여 도 3에는 스핀들을 도시하였다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 공작 기계용 공구 홀더(100)는 몸체 부재(110), 파지 부재(120), 탄성 변형 부재(130) 및 걸림 부재(140)를 포함한다.
몸체 부재(110)는 길이방향을 따라 중공(113)이 형성된다. 몸체 부재(110)의 일측에는 관통홀(111)이 형성된다. 몸체 부재(110)는 공작 기계의 스핀들(10)에 장착될 수 있다.
몸체 부재(110)는 공작 기계의 스핀들(10) 형태에 따라 다양한 외형으로 변형될 수도 있으므로, 특정 형상으로 한정하지는 않는다. 즉, 몸체 부재(110)와 스핀들(10)의 결합 구조는 공작 기계의 종류에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
파지 부재(120)는 상기 몸체 부재(110)의 중공(113)에 삽입된다. 파지 부재(120)의 형상은 일례로 원통 형상일 수 있다. 파지 부재(120)는 돌출부(121)를 포함할 수 있다. 돌출부(121)는 파지 부재(120)의 둘레면의 일부분으로부터 돌출된다. 돌출부(121)의 수직 단면의 형상은 일례로 삼각형, 반원형 및 사다리꼴 중 선택된 어느 하나일 수 있다.
파지 부재(120)는 미도시된 공구가 결합되는 부분이다. 이러한 파지 부재(120)는 인입부(122)를 포함할 수 있다. 인입부(122)는 파지 부재(120)의 둘레면에서 상기 몸체 부재(110)의 관통홀(111)과 대응되는 부분은 파지 부재(120)의 길이방향을 따라 인입되게 형성된다. 더욱 상세하게 인입부(122)는 스핀들(10)의 회전축 방향(A)을 따라 파지 부재(120)가 외력에 의해 이동되는 이동 거리(L)와 동일한 길이를 갖도록 이루어질 수 있다. 그리고, 인입부(122)의 폭은 후술할 걸림 부재(140)에 대응하는 크기로 형성될 수도 있다.
한편, 상기 파지 부재(120)의 인입부(122)의 길이는 상기 몸체 부재(110)의 관통홀(111)의 내경보다 크게 형성될 수 있다. 더욱 상세하게 설명하면, 상기 파지 부재(120)의 인입부(122)의 길이는 상기 파지 부재(120)가 외력에 의해 상기 몸체 부재(110)의 중공(113)에서 길이 방향으로 따라 이동됨에 따라, 상기 돌출부(121)의 자유단이 상기 두 개의 오링 사이에서 이동 가능할 수 있게 하는 길이일 수 있다.
이와 같이 파지 부재(120)의 이동 범위가 인입부(122) 및 후술할 걸림 부재(140)에 의해 제한됨으로써, 파지 부재(120)가 몸체 부재(110)의 중공(113)에서 미세하게 이동되는 과정에서 파지 부재(120)가 과도하게 이동되어 후술할 탄성 변형 부재(130)를 파손시키는 것을 방지할 수 있다.
탄성 변형 부재(130)는 상기 몸체 부재(110)의 내측면에 위치되어 상기 파지 부재(120)의 돌출부(121)를 감싸도록 형성되어 상기 파지 부재(120)에 작용한 외력이 제거되면 초기 위치로 복원되게 한다.
걸림 부재(140)는 상기 파지 부재(120)가 상기 몸체 부재(110)의 중공(113)에 삽입된 상태에서 상기 몸체 부재(110)의 관통홀(111)에 위치되면서 일부분이 상기 파지 부재(120)의 인입부(122)에 삽입된다. 이와 같이, 걸림 부재(140)의 일부분이 인입부(122)에 삽입됨으로써, 파지 부재(120)가 이동 거리 이상으로 이동되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 걸림 부재(140)는 파지 부재(120)가 몸체 부재(110)에 대해 회전되는 것을 방지한다. 따라서, 스핀들(10)이 회전됨에 따라 파지 부재(120)는 몸체 부재(110)와 함께 회전될 수 있다. 이를 위한 걸림 부재(140)는 일례로 금속볼일 수 있다.
전술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 공작 기계용 공구 홀더(100)를 더욱 상세하게 설명하면, 상기 몸체 부재(110)의 내측면에서 상기 파지 부재(120)의 돌출부(121)와 인접한 부분에는 두 개의 고정홈(112)이 상기 돌출부(121)를 사이에 두고 서로 이격되게 형성될 수 있다. 그리고, 상기 탄성 변형 부재(130)는 탄성 변형 가능한 소재로 이루어져서 상기 고정홈(112)에 각각 설치된 두 개의 오링(O-ring)일 수 있다. 즉, 공구가 결합된 파지 부재(120)가 외력에 의해 이동됨에 따라 파지 부재(120)의 돌출부(121)는 두 개의 오링 사이에서 몸체 부재(110)의 길이 방향을 따라 직선 왕복 이동될 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 공작 기계용 공구 홀더(100)의 동작 과정을 설명하기로 한다.
도 4는 파지 부재가 A방향으로 이동된 상태를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 공구가 대상물을 가공함에 따라 파지 부재(120)가 A방향으로 이동된 상태이다. 공구가 대상물을 가공 중인 상태에서, 파지 부재(120)가 외력에 의해 A방향으로 이동될 수 있다. 여기서, 탄성 변형 부재(130a)가 변형되면서 공구와 나사산 사이에서 발생되는 부하를 감소시킬 수 있다.
도 5는 파지 부재가 B방향으로 이동된 상태를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 대상물의 가공이 완료된 이후에 공구가 대상물로부터 빠지면서 공작 기계에서 스핀들(10)을 불완전하게 제어할 수 있다. 이를 보정하기 위한 별도의 수단이 공작 기계에 탑재되어 있으나, 오류가 보정되지 않을 수도 있다.
그러나, 본 발명의 제1 실시예에 따른 공작 기계용 공구 홀더(100)는 공구에 부하가 걸릴 수 있는 상황에서 파지 부재(120)가 B방향으로 이동될 수 있다. 이때, 파지 부재(120)의 돌출부(121)가 탄성 변형 부재(130b)를 압박하면서 탄성 변형 부재(130b)가 변형될 수 있다.
이와 같이 공구와 나사산 사이에 부하가 발생되는 경우, 파지 부재(120)가 몸체 부재(110)의 축방향을 따라 미세하게 이동되고, 탄성 변형 부재(130)가 부하를 흡수 함으로써, 공구와 대상물 사이의 부하를 감소시킬 수 있다. 따라서, 홀에 형성된 나사산의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 공구의 수명 감소도 방지될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 공작 기계용 공구 홀더를 도시한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 공작 기계용 공구 홀더(200)에서 상기 몸체 부재(110)는 이탈 방지부(114)를 더 포함할 수 있다. 이탈 방지부(114)는 관통홀(111)의 내측면의 일부분으로부터 돌출 형성된다. 더욱 상세하게 이탈 방지부(114)는 관통홀(111)의 내측면의 하단에 인접한 부분으로부터 돌출될 수 있다.
이러한 이탈 방지부(114)는 걸림 부재(140)의 하단에 접촉되어 걸림 부재(140)가 몸체 부재(110)의 관통홀(111)에 위치된 상태에서 파지 부재(120)를 향하여 과도하게 이동되는 것을 제한한다. 따라서, 파지 부재(120)가 몸체 부재(110)로부터 분리되더라도, 걸림 부재(140)가 몸체 부재(110)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 공작 기계용 공구 홀더를 도시한분해사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 공작 기계용 공구 홀더의 몸체 부재가 스핀들과 결합되는 과정을 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 공작 기계용 공구 홀더(300)에서 몸체 부재(210)는 편심부(115)를 더 포함할 수 있다. 편심부(115)는 상기 몸체 부재(210)의 일단부의 둘레면으로부터 멀어지는 방향으로 돌출되되, 편심되게 형성될 수 있다. 즉, 편심부(115)는 몸체 부재(210)에서 중공(113)의 가상의 중심으로부터 편심되게 형성될수 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 공작 기계용 공구 홀더(300)는 전술한 바와 같이 공작 기계의 스핀들에 결합될 수 있는데, 공작 기계용 공구 홀더(300)와 스핀들의 결합 구조의 일례로 너트(12)에 몸체 부재(210)를 결합시킨 상태에서 너트(12)가 스핀들에 나사 결합될 수 있다.
상기 편심부(115)는 몸체 부재(210)가 너트(12)에 형성된 홀을 관통한 상태에서 몸체 부재(210)가 일방향으로 회전되면 너트(12)와 일측면과 접촉되어 몸체 부재(210)와 너트(12)가 서로 결합될 수 있다. 이러한 편심부(115)는 몸체 부재(210)와 너트(12)의 체결을 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 몸체 부재(210)와 너트(12)가 안정적으로 결합된 상태를 유지하도록 할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 공작 기계용 공구 홀더(400)를 도시한 사시도이고, 도 10은 도 9의 공작 기계용 공구 홀더(400)를 Ⅹ-Ⅹ라인을 따라 취한 단면도이다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 공작 기계용 공구 홀더(400)는 몸체 부재(410), 파지 부재(420) 및 탄성 변형 부재(130)를 포함할 수 있다. 여기서, 탄성 변형 부재(130)는 전술한 실시예에 따른 공작 기계용 공구 홀더(100, 도 3 참조)에 포함된 탄성 변형 부재(130)와 동일할 수 있으므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
몸체 부재(410)는 길이방향을 따라 상하단면이 다각형인 중공이 형성될 수 있다. 중공의 단면의 형상은 사각형, 오각형 및 팔각형 중 선택된 어느 하나의 형상일 수 있다.
파지 부재(420)는 상기 중공에 삽입 가능하도록 상하단면이 다각형으로 이루어질 수 있다. 이때, 파지 부재(420)는 몸체 부재(410)의 중공에 대응되는 형상으로 이루어져서 몸체 부재(410)와 함께 회전될 수 있다. 파지 부재(420)는 몸체 부재(410)의 중공과 동일하거나 약간 작은 크기일 수 있다. 파지 부재(420)는 둘레면의 일부분으로부터 돌출된 돌출부를 포함할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 제4 실시예에 따른 공작 기계용 공구 홀더(400)는 파지 부재(420)의 상하단면의 형상 및 몸체 부재(410)의 중공의 형상이 다각형이다. 그리고, 본 발명의 제4 실시예에 따른 공작 기계용 공구 홀더(400)는 전술한 실시예에 따른 공작 기계용 공구 홀더(100, 도 3 참조)와 다르게, 걸림 부재(140, 도 3 참조)를 포함하지 않는다.
따라서, 본 발명의 제4 실시예에 따른 공작 기계용 공구 홀더(400)는 전체적인 구조가 간소화 될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제4 실시예에 따른 공작 기계용 공구 홀더(400)는 전술한 실시예에 따른 공작 기계용 공구 홀더(100, 도 3 참조)와 비교하여 제조가 용이하게 이루어질 수 있다.
이상에서 본 발명의 여러 실시예에 대하여 설명하였으나, 지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 길이방향을 따라 중공이 형성되고, 일측에는 관통홀이 형성된 몸체 부재;
    상기 몸체 부재의 중공에 삽입되며, 둘레면의 일부분으로부터 돌출된 돌출부를 포함하며, 둘레면에서 상기 몸체 부재의 관통홀과 대응되는 부분은 길이방향을 따라 인입되게 형성된 인입부를 포함하는 파지 부재;
    상기 몸체 부재의 내측면에 위치되고, 상기 파지 부재의 돌출부를 감싸도록 형성되어 상기 파지 부재에 작용한 외력이 제거되면 상기 파지 부재가 초기 위치로 복원되게 하는 적어도 하나의 탄성 변형 부재; 및
    상기 파지 부재가 상기 몸체 부재의 중공에 삽입된 상태에서 상기 몸체 부재의 관통홀에 위치되면서 일부분이 상기 파지 부재의 인입부에 삽입되는 걸림 부재;를 포함하는 공작 기계용 공구 홀더.
  2. 길이방향을 따라 상하단면이 다각형인 중공이 형성된 몸체 부재;
    상기 중공에 삽입 가능하도록 상하단면이 다각형으로 이루어지며, 둘레면의 일부분으로부터 돌출된 돌출부를 포함하는 파지 부재; 및
    상기 몸체 부재의 내측면에 위치되고, 상기 파지 부재의 돌출부를 감싸도록 형성되어 상기 파지 부재에 작용한 외력이 제거되면 상기 파지 부재가 초기 위치로 복원되게 하는 적어도 하나의 탄성 변형 부재;를 포함하는 공작 기계용 공구 홀더.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 몸체 부재의 내측면에서 상기 파지 부재의 돌출부와 인접한 부분에는 두 개의 고정홈이 상기 돌출부를 사이에 두고 서로 이격되게 형성되고,
    상기 탄성 변형 부재는 탄성 변형 가능한 소재로 이루어져서 상기 고정홈에 각각 설치된 두 개의 오링(O-ring)인 공작 기계용 공구 홀더.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 파지 부재의 돌출부의 수직 단면의 형상은 삼각형, 반원형 및 사다리꼴 중 선택된 어느 하나인 공작 기계용 공구 홀더.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 파지 부재의 인입부의 길이는 상기 몸체 부재의 관통홀의 내경보다 보다 크게 형성된 공작 기계용 공구 홀더.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 파지 부재의 인입부의 길이는 상기 파지 부재가 외력에 의해 상기 몸체 부재의 중공에서 길이 방향으로 따라 이동됨에 따라, 상기 돌출부의 자유단이 상기 두 개의 오링 사이에서 이동 가능할 수 있게 하는 길이인 공작 기계용 공구 홀더.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 걸림 부재는 금속볼인 공작 기계용 공구 홀더.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 몸체 부재는 관통홀의 내측면의 일부분으로부터 돌출 형성된 이탈 방지부를 더 포함하는 공작 기계용 공구 홀더.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 몸체 부재는 일단부의 둘레면으로부터 멀어지는 방향으로 돌출되되, 편심되게 형성된 편심부를 더 포함하는 공작 기계용 공구 홀더.
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