KR100252354B1 - 자동클램프장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 공작물에 구멍 뚫기, 나사내기등의 가공작업을 할 때 견고하게 지지하여 주기 위한 자동 클램프장치에 관한 것이다.

본 발명은 주물작업등에 의하여 그 형체가 불규칙하게 제조된 공작물의 가공부 중심을 정확하게 잡아주면서 가공시 드릴 등의 공구가 누르는 압력에 의하여 떨림이 발생되지 않도록 함으로써 가공불량을 방지하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 자동 클램프장치를 구성하는 본체부(1)의 어느 한쪽 면 또는 각면의 상하, 좌우에 주클램핑장치(3)를 양쪽으로 설치하고, 상기 양측의 주클램핑장치(3) 사이에 보조클램핑장치(4)를 설치하여 형체가 불규칙한 제품(a)의 가공부(b)중심을 정확하게 잡아 클램핑하면서 가공시 떨림이 발생되지 않도록 지지가 되게 구성한 것이다.

또한 상기 보조클램핑장치(4)는 2개 1조의 클램프(14)(15)를 작동시키는 경사면(36)이 형성된 슬라이드바(20)(21)와 슬라이드바(20)(21)의 밑에 설치되어 클램프(14)(15)의 이동량을 가변시키기 위한 반달형태의 물림조절블럭(34) 및 조절보울트(17)등으로 구성되어 있다.

위와 같이 구성된 본 발명의 자동클램프장치는 주물작업등에 의하여 제조된 형체가 불규칙한 제품의 가공 중심부를 이동량이 가변되는 한쌍의 보조클램핑장치로 정확하게 잡아주면서 가공부를 지지하여 주므로 가공불량을 방지하면서 가공작업능률을 향상시키는 등의 효과가 있다.

[색인어]

주클램핑장치, 보조클램핑장치, 클램프, 슬라이드바, 물림조절블럭, 조절보울트

Description

자동 클램프장치

본 발명은 각종 공작물에 구멍뚫기, 나사내기등의 가공작업을 할 때 견고하게 지지하여 주기위한 자동 클램프장치에 관한 것이다.

일반적으로 각종 산업현장에서 공작물을 가공할 때 사용하는 클램핑장치는 다양한 형태가 있다.

특히 본 발명이 속하는 종래의 선행기술을 살펴보면; 자동차의 부품등과 같이 1차 제조된 공작물에 구멍뚫기나 나사내기등의 2차 가공시 클램핑장치를 구성하는 고정구에 2차 가공할 제품의 중심부에 형성된 구멍을 이용하여 끼운 다음 일측을 중심으로 재껴지도록 힌지가 결합된 누름구를 상기 고정구와 제품 위에 맞닿게 한 상태에서 고정구의 보울트와 누름구의 너트를 체결하여 고정시킨 다음 제품의 가공부에 드릴링이나 탭핑작업을 하였다(제3도 참조).

위와같은 클램핑장치의 경우 제품의 중심부만을 지지한 상태에서 외곽부의 가공부에 드릴이나 탭을 진행시켜 가공작업하기 때문에 곡욱가 가공부에 맞닿는 시점과 가공작업이 진행되는 동안 아무런 지지장치가 없어 가공응력에 의하여 떨림현상이 발생되고, 상기 떨림현상에 의하여 구멍뚫기나 나사내기작업을 정밀하게 이루어지지 않아 가공불량이 발생되는 단점이 있었다.

상기한 문제점을 해소하기 위해서는 선단에 조우가 결합된 한쌍의 클램프를 클램핑장치의 본체부에 적정 갯수 만큼 설치하여 제품의 각 가공부를 클램핑하여 지지하는 방법에 적용될 수 있으나 현재까지 적용된 바는 없으며, 상기 클램핑장치를 적용한다하더라도 위와 같은 클램핑장치는 마주보고 있는 한쌍의 클램프가 동시에 일정한 간격으로 이동되어 공작물을 고정하도록 구성되어 있으므로 클램핑장치의 본체부에 적정 갯수만큼 설치된 각 클램프에 의하여 제품의 가공부 위치(가공중심과 중심간의 거리)가 달라지게 되는 문제점이 있다.

즉, 가공할 제품의 단조작업이나 주물작업으로 1차 제조되었기 때무에 가공부와 클램프부분의 표면이 거칠거칠하면서 그 형체가 각각 상이하여 제품의 중심부를 클램핑한 상태에서 각 가공부를 일정한 간격으로 동시에 이동되는 한쌍의 클램프로 고정시키게 되면 가공시의 떨림현상은 방지되나, 클램핑장치를 구성하는 본체부에 다수개 설치된 각 클램프에 고정된 가공부간의 중심과 중심이 클램핑 압력과 제품의 형체에 의해 서로 달라지게 되어 가공불량이 발생되므로 각 클램프의 개별적으로 조정할 수 있도록 구성하여야 하고, 개별 조정에 따른 번거로움과 불편함 및 생산성 저하등의 제반 문제점을 감수해야 되는 것이다.

본 발명은 상기와 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제품의 중심부를 1차 클램핑한 상태에서 외곽에 위치한 가공부를 2차 클램핑하여 견고하게 지지하여 줌으로써 구멍뚫기나 나사내기작업을 할 때 발생되는 떨림을 방지하고, 가공부를 2차 클램핑하는 한쌍의 클램프는 이동중심이 가변되게 하여 제품의 형체와 무관하게 그 중심을 정확하게 잡아 줄 수 있도록 하여 가공불량을 방지하는데 소기의 목적하는 바가 있다.

제1도는 본 발명의 일실시예를 보인 자동 클램프장치 정면도.

제2도는 본 발명의 보조클램핑장치 설치상태를 보인 평면도.

제3도는 본 발명의 주클램핑장치 요부 구성을 발췌한 측면도.

제4도는 본 발명의 보조클램핑장치 구성을 발췌한 평면도.

제5도는 제4도는 A-A선 요부 단면도.

제6도는 제5도의 B-B선 단면도.

제7도는 제6도의 C방향에서 본 저면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

a : 제품 b : 가공부

1 : 본체부 3 : 주클램핑장치

4 : 보조클램핑장치 5 : 고정부

8 : 누름구 12 : 받침판

13 : 클램프고정구 14,15 : 클램프

16 : 너트 17 : 조절보울트

18 : 블럭 20,21 : 슬라이드 바

24 : 핀 28 : 안내핀

31 : 장방향 구멍 32 : 너트

34 : 물림조절블럭 36 : 경사면

본 발명의 자동 클램프장치에 관한 구성을 이하, 부수되는 도면과 관련하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 자동 클램프장치의 전체를 보인 정면도로써 공작기계에 설치하기 위한 고정판(2)과 본체부(1) 및 상기 본체부(1)에 결합되어 제품(a)을 잡아주기 위한 주클램핑장치(3)와 보조클램핑장치(4)로 크게 구성되어 있다.

제2도는 본 발명의 주클램핑장치(3)를 생략한 상태의 자동 클램핑장치 평면도로써 본체부(1)의 좌우에 제품(a)의 가공부(b)를 지지하기 위한 보조클램핑장치장치(4)가 구비되어 있음을 나타낸 것이며, 상기 보조클램핑장치(4)는 실시예에 따라 본체부(1)의 어느 한편 또는 각면 마다 결합할 수 있음을 밝혀 두는 바이다.

제3도는 본 발명의 주클램핑장치(3) 부분을 발췌한 측면도로써 주지된 바와 같이 제품(a)의 중심부를 클램핑하기 위하여 나사봉(6)이 형성된 고정구(5)가 본체부(1)에 결합되고, 상기 고정구(5)의 일측에 결합된 브라켓트(7)에는 누름구(8)가 결합된 지지구(9)가 힌지(10) 결합되어 고정구(5)의 상면에 놓여진 제품(a)을 고정토록 하였으며, 제품(a)의 고정시에는 누름구(8)의 상단에 형성된 보울트(11)를 돌리면 상기 보울트(11)와 결합된 너트(도시되지 않음)가 나사봉(6)에 체결되면서 고정구(5)와 누름구(8) 사이에 위치한 제품(a)을 견고하게 클램핑하게 되는 것이다.

제4도는 본 발명의 보조클램핑장치(4)를 발췌한 평면도로써 받침판(12)의 좌우로 2개의 클램프고정구(13)를 대향되게 설치하여 맞물리는 한쌍의 클램프(14)(15)를 4조 결합한 것으로써 상기 각 클램프(14)(15)에 너트(16)와 결합된 조절보울트(17)에 의하여 제품(a)의 가공부(b)가 클램핑되도록 구성된 것이다.

제5도는 제4도의 A-A선 요부 발췌 단면도로 보조클램핑장치(4)의 상세한 구성을 나타낸 것이다.

즉, 본 발명의 핵심 기술구성인 보조클램핑장치(4)를 구성함에 있어서, 블럭(18)이 승하강하는데 간섭을 받지 않도록 구멍(19)이 뚫린 본체부(1)의 상면에는 슬라이드 바(20)(21)를 안내하는 부싱(22)과 왼나사가 형성된 너트(16)가 결합된 받침판(12)을 도시되지 않은 보울트로 고정하였다.

상기 받침판(12)의 상단에는 제5도의 B-B선 단면로서 맞물리는 한쌍의 클램프만을 요부 발췌한 제6도에서 보는 바와 같이 클램프(14)(15)와 슬라이드 바(20)(21)가 작동할 수 있는 공간부가 형성된 클램프고정구(13)가 결합되고, 상기 클램프고정구(13)의 공간부 양측으로는 선단에 조우(23)가 결합된 클램프(14)(15)를 끼워 핀(24)으로 결합하되 핀(24)을 중심으로 클램프(14)(15)가 자유롭게 재치될 수 있도록 구성하였다.

각 클램프(14)(15)의 하연과 클램프고정구(13) 하연에는 보울트구멍을 뚫어 압축스프링(25)과 보울트(26)를 체결하여 클램핑한 다음 언클램핑될 때 클램프(14)(15)가 압축스프링(25)의 탄성에 의하여 복귀되도록 구성하였다.

또한 받침판(12)의 저면 양측에 형성된 구멍(27)에는 비교적 길게 형성되어 블럭(18)의 승하강시 안내하여 주는 안내핀(28)의 일측 플랜지(29)가 맞닿게 일체로 형성된 지지핀(30)을 끼워 고정하였다.

블럭(18)은 제5도의 C방향에서 바라본 제7도의 저면도에서 보는 바와같이 아낸핀(28)이 결합되는 장방형 구멍(31)과 조절보울트(17)가 결합되는 오른나사가 형성된 구형태의 너트(32)가 구비되어 있으며, 상기 블럭(18)의 양단에 형성된 요입부(33)에는 반달형태의 물림조절블럭(34)을 요입시켜 커버(35)로 감싸되 경사면(36)이 형성된 슬라이드 바(20)(21) 2개 1조를 상기 각 물림조절블럭(34)에 얹어 커버(35)로 지지되게 구성하였다.

이상과 같이 구성된 블럭(18)을 본체부(1)의 구멍(19) 밑으로 끼워 결합하되 블럭(18)에 형성된 장방형 구멍(31)이 받침판(12)의 하부 양 안내핀(28)에 결합되게 하고, 상기 결합과정에서 반달형태의 물림조절블럭(34)에 2개 1조로 결합된 각 슬라이드 바(20)(21)는 받침판(12)에 형성된 부싱(22)에 지지되면서 상기 슬라이드바(20)(21)의 경사면(36)이 2개 1조로 결합된 각 클램프(14)(15)의 하단 모서리부(37)를 밀쳐 줄 수 있도록 결합하고, 받침판(12)의 너트(16)와 블럭(18)에 감싸진 구형태의 너트(32)에는 조절보울트(17)를 체결하여 보조클램핑장치(4)를 구성한 것이다.

위와 같이 구성된 본 발명의 자동 클램프장치에 따른 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도시되지 않은 공작기계의 테이블에 본 발명의 자동 클램프장치를 구성하는 고정판(2)을 이용하여 설치한 상태에서 주지된 바와 같이 단조작업이나 주물작업으로 1차 제조된 제품(a)의 가공부(b)에 구멍뚫기나 나사내기 등의 가공을 함에 앞서 먼서 제품(a)의 중심부를 먼저 견고하게 클램핑하여야 한다.

이때에는 제1도와 제3도에서 보는 바와 같이 먼저 가공할 제품(a)의 중심부가 주클램핑장치(3)를 구성하는 고정구(5)의 상면에 맞닿게 하면서 도시되지 않은 구멍이 고정구(5)의 나사봉(6)에 끼워지도록 얹은 상태에서 일측에 구비된 브라켓트(7)와 힌지(10) 결합된 지지구(9)를 눌러 상기 지지구(9)와 일체 형성된 누름구(8)가 고정구(5) 상면의 제품(a)과 맞닿게 한 상태에서 보울트(11)를 조여주면 상기 보울트(11)와 연결된 도시되지 않은 너트가 고정구(5)의 나사봉(6)과 체결되어 클램핑되는 것이다.

또한, 가공완료후 언클램핑시에는 클램핑시의 역순으로 보울트(11)를 풀어 주면 체결되었던 도시되지 않는 너트와 나사봉(6)이 서로 분리되면서 누름구(8)를 잡고 힌지(10)를 중심으로 들어서 제품(a)을 교환하게 되는 것이다.

이상과 같은 작용을 이용하여 주클램핑장치(3)로 제품(a)의 중심부만을 클램핑하게 되면 가공부(b)에는 아무런 지지장치가 없어 구멍뚫기나 나사내기등의 가공시 떨림현상이 발생되므로 본 발명은 각 가공부(b)에 한쌍의 맞물리는 가변클램프(14)(15)가 적정 수로 구성된 보조클램핑장치(4)를 이용하여 각 가공부(b)를 견고하게 지지하는 역할을 수행한다.

제품(a)의 가공부(b)를 본 발명의 보조클램핑장치(4)로 클램핑, 언클램핑하기 위한 작용을 좀더 구체적으로 서술하면 다음과 같다.

즉, 본체부(1)에 장착된 주클램핑장치(3)로 제품(a)의 중심부를 1차 클램핑한 상태에서 가공부(b)를 지지하기 위한 보조클램핑장치(4)의 작용을 살펴보면, 먼저 보조클램핑장치(4)를 구성하는 받침판(12)상에 돌출된 조절보울트(17)를 돌리게되면 상기 조절보울트(17)의 상연에 형성된 왼나사가 받침판(12)에 고정된 왼나사와 결합되어 있어 조절보울트(17)가 올라옴과 동시에 상기 조절보울트(17)의 하연에 형성된 오른나사와 블럭(18)에 구비된 구형태의 너트(32) 오른나사에 의하여 상기 블럭(18) 전체가 올라오게 되는데, 이때 조절보울트(17)는 왼나사와 오른나사로 구비되어 있어 행정거리가 1회전시 나사 피치(PITCH)보다 2배씩 움직이게 되는 작용을 한다.

이상과 같은 작용으로 블럭(18)은 받침판(12)의 하부에 결합된 양안내핀(28)을 따라 본체부(1)에 뚫린 구멍(19)내에서 승강하게 됨과 동시에 상기 블럭(18)의 양측 반달형태 물림조절블럭(34)에 2개 1조로 결합된 슬라이드바(20)(21)가 커버(35)와 받침판(12)에 결합된 부싱(22)의 안내를 받으면서 승가하다가 일측의 슬라이드 바(20) 경사면(36)이 먼저 클램프(14)의 모서리부(37)에 맞닿으면 그 힘에 의해 클램프고정구(13)에 핀(24)으로 지지된 상기 클램프(14)가 제품(a)의 가공부(b) 일측면에 먼저 맞닿게 된다.

상기한 작용의 맞닿는 힘에 반발하여 먼저 승강되었던 슬라이드 바(20)는 부싱(22)의 안내를 받아 하강하면서 블럭(18)의 요입부(33)에 결합된 반달형태의 물림조절블럭(34)의 일측을 눌러주면 되고, 힘을 받은 물림조절블럭(34)의 일측은 내려가고 다른쪽은 비례적으로 올라가게 되면서 상대 슬라이드 바(21)를 다시 밀어올려 주게되어 경사면(36)이 또 다른 클램프(15)의 모서리부(37)를 밀면 핀(24)을 중심으로 클램프(15)가 가공부(b)의 다른쪽 면에 맞닿게 되므로 제품(a)을 1차 클램핑한 상태의 가공부(b) 위치에 변형을 주지 않고 그대로 2차 클램핑하는 작용을 한다.

위와 같은 작용은 보조클램핑장치(4)의 좌우측방향에 2개 1조로 구성된 한쌍의 클램프(14)(15)중 어느 한쪽이 먼저 가공부(b)에 맞닿으면 그 힘에 의하여 클램핑작용이 이루어짐과 동시에 타측의 클램프(14)(15)도 동일한 작용으로 또 다른 가공부(b)를 클램핑하게 된다.

이때 제품(a)의 중심부를 1차적으로 클램핑한 상태에서 가공부(b)와 또 다른 가공부의 중심을 변형시키지 않도록 블럭(18)에 감싸진 구형태의 너트(32)와 조절보울트(17)를 중심으로 상기 블럭(18)의 좌우측에 구비된 물림조절블럭(34)과 슬라이드 바(20)(21)의 위치가 가변되는 작용을 한다.

이를 좀더 상세히 설명하면 보조클램핑장치(4)의 일측에 형성된 2개 1조의 클램프(14)(15)가 슬라이드 바(20)(21)에 의하여 가공부(b)를 먼저 클램핑하게 되면 그 힘이 블럭(18)의 반달형태 물림조절블럭(34)에 전해지면서 누르게 되므로 구형태의 너트(32)를 중심으로 반대측에 구비된 반달형태의 물림조절블럭(34)이 승강하게 되면서 또 다른 슬라이드 바(20)(21)를 올려주게 되므로 제품(a)의 또 다른 가공부(b)를 클램핑하되 위치를 변형시키지 않게 되는 것이다.

즉, 블럭(18)의 양측에 구비된 2개의 물림조절블럭(34) 중 어느 일측의 물림조절블럭(34)에 먼저 힘이 가해질 경우 조절보울트(17)에 체결된 구형태의 너트(32)는 블럭(18)에 감싸져 구름운동을 하게 되므로 안내핀(28)과 장방형 구멍(31)에 의해 지지된 블럭(18)의 좌우측 위치가 클램핑시 받는 힘에 의해 가변되는 작용을 함으로써 2차 클램핑할 각 가공부(b)의 위치 변형시키지 않고 지지하게 되는 것이다.

상술한 2개 1조의 클램프(14)(15)가 반달형태의 물림조절블럭(34)과 슬라이드 바(20)(21)에 의하여 제품(a)의 가공부(b)를 개별적으로 클램핑하는 작용은 본 발명을 구성하는 보조클램핑장치(4)의 모든 클램프에 적용되며, 또한 2개 1조로 구성된 클램프(14)(15)가 보조클램핑장치(4)의 양측에 구비되어 조절보울트(17)와 구형태의 너트(32)가 형성된 블럭(18)에 의하여 제품(a)의 가공부(b)와 또 다른 가공부(b) 기존 위치를 변형시키지 않고 동시에 클램핑하는 작용은 본체부(1)에 설치되는 또 다른 각 보조클램핑장치(4)에도 적용된다.

이상과 같은 작용으로 제품(a)의 중심부를 1차 클램핑한 상태에서 가공부(b)를 2차 클램핑하여 도시되지 않은 주지의 공작기계에 장착된 공구로 가공부(b)에 구멍뚫기나 나사내기등의 작업을 완료한 다음에는 제품(a)의 중심부와 가공부(b)를 클램핑하였던 주클램핑장치(3)와 보조클램핑장치(4)를 언클램핑하여 제품을 교환하게 된다.

먼저 보조클램핑장치(4)의 언클래핑작용을 살펴보면 조절보울트(17)를 클램핑시와 반대 방향으로 돌려주게 되면 받침판(12)에 결합된 너트(16)의 왼나사와 조절보울트(17)의 상부에 형성된 왼나사가 맞물리고, 블럭(18)에 감싸진 구형태의 너트(32) 오른나사와 상기 조절보울트(17)의 하부에 형성된 오른나사가 맞물려 회전하면서 내려가므로 블럭(18) 전체가 안내핀(28)에 안내되어 하강하게 되는 것이다.

상기 블럭(18)의 하강으로 인하여 각 클램프(14)(15)의 모서리부(37)를 밀고 있던 슬라이드 바(20)(21)가 부싱(22)에 안내되어 자연 하강하면서 외력이 제거되면 클램핑시 클램프고정구(13)와 클램프(14)(15) 사이에 장착되어 압축되었던 압축스프링(25)의 힘에 의하여 제품(a)의 가공부(b) 양측면을 잡고 있던 클램프(14)(15)가 핀(24)을 중심으로 벌려지면서 언클램핑이 되는 것이다.

이상과 같이 제품(a)의 가공부(b)가 언클램핑되고 나면, 주지된 바와 같이 주클램핑장치(3)를 구성하는 누름구(8)의 보울트(11)를 풀어주면 상기 보울트(11)와 연결된 도시되지 않은 너트가 고정구(5)의 나사봉(6)에서 풀리게 되며 이때 누름구(8)를 들어주면 누름구(8)와 결합된 지지구(9)가 브라켓트(7)와 힌지(10)로 결합되어 있어 상부로 재껴져 언클램핑되는 작용함으로써 고정구(5)에 얹힌 제품(a)을 교환할 수 있게 되는 것이다.

위와 같은 본 발명은 단조작업이나 주물작업으로 1차 제조된 제품의 가공부에 구멍뚫기나 나사내기등의 가공함에 있어 제품의 중심부와 가공부를 동시에 클램핑하여 가공부의 떨림현상에 의한 가공 불량을 방지하는 효과가 있다.

또한 가공부를 클램핑함에 있어 2개 1조로 구성된 클램프의 이동량이 가변될 수 있도록 하여 1차 클램핑된 제품의 가공부 위치가 변하지 않도록 유지함으로써 클램핑의 압력이나 가공되지 않은 제품의 측면 형체에 따라 가공부와 가공부간의 가공치수(중심거리 등)가 달라지는 등의 불량 요인을 해소하는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 주물작업이나 단조작업으로 1차 제조된 제품(a)의 중심부를 본체부(1)에 형성된 고정구(5) 상면에 얹은 다음 브라켓트(7)와 힌지(10)로 결합된 지지구(9)의 일측 누름구(8)로 클램핑하여 가공부(b)에 구멍뚫기나 나사내기등의 가공작업을 하는 주지의 클램핑장치에 있어서;

   본체부(1)의 어느 한쪽 면 또는 각 면에 상하, 좌우로 설치되는 주클램핑장치(3) 사이에 보조클램핑장치(4)를 구비시켜 제품(a)의 가공부(b)를 클래밍하는 수단;

   상기 각 보조클램핑장치(4)는 구멍(19)이 형성된 본체부(1)의 상부에 결합된 받침판(12)의 중심부 너트(16)와 블럭(18)의 중심부에 감싸진 구형태의 너트(32)에는 왼나사와 오른나사가 형성된 조절보울트(17)를 결합하여 블럭(18)이 안내핀(28)에 지지되어 이동되게하는 수단과, 블럭(18)의 양측에 형성된 반달형태의 물림조절블럭(34) 상면과 받침판(12)의 부싱(22) 사이에는 경사면(36)이 구비된 슬라이드 바(20)(21)가 결합되어 승하강하면서 상기 받침판(12)의 상부에 대향되게 설치된 클램프고정구(13)에 핀(24)으로 지지된 2개 1조의 각 클램프(14)(15)를 작동시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 자동 클램프장치.

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