KR100563589B1

KR100563589B1 - 편심가공용 유압 콜렛척 조립체

Info

Publication number: KR100563589B1
Application number: KR1020030033209A
Authority: KR
Inventors: 박춘욱; 박태조
Original assignee: 박춘욱; 박태조
Priority date: 2003-05-24
Filing date: 2003-05-24
Publication date: 2006-03-23
Also published as: KR20040100753A

Abstract

본 발명은 선반의 콜렛척 조립체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가공 대상물을 고정된 위치에서 일정거리 편심된 축을 중심으로 회전할 수 있도록 스핀들에 고정할 수 있는 편심가공용 유압 콜렛척 조립체에 관한 것이다.

본 발명에 의한 편심가공용 유압 콜렛척 조립체는, 스핀들에 결합되기 위한 척본체와, 상기 척본체의 내부에 상기 척본체의 외주면의 중심으로 부터 일정거리 이격된 위치를 중심으로 축방향으로 이동가능하게 설치되고 축방향으로 테이퍼진 면을 구비한 콜렛과, 상기 척본체의 내부에 축방향으로 이동가능하게 설치되고 일단부가 상기 콜렛의 단부에 분리가능하게 결합되고 타단부에 외부의 실린더와 나사결합되기 위한 암나사가 형성된 체결너트와, 상기 척본체와 상기콜렛이 일체로 회전할 수 있도록 체결하기 위한 콜렛체결수단과, 상기 척본체와 상기 체결너트가 일체로 회전할 수 있도록 체결하기 위한 체결너트체결수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

콜렛척, 편심, 체결너트, 유압실린더

Description

편심가공용 유압 콜렛척 조립체{HYDRAULIC COLLET CHUCK ASSEMBLY FOR ECCENTRIC PART MACNINING}

도 1(a) 및 도1(b)는 본 발명에 의한 편심가공용 유압 콜렛척 조립체의 일실시예를 도시하는 조립단면도 및 우측면도

도 2는 본 발명에 의한 편심가공용 유압 콜렛척 조립체의 척본체의 단면도

도 3은 본 발명에 의한 편심가공용 유압 콜렛척 조립체의 콜렛의 사시도

도 4는 본 발명에 의한 편심가공용 유압 콜렛척 조립체의 체결너트의 사시도

도 5(a) 및 도5(b)는 도 4에 도시된 체결너트의 단면도 및 우측면도

도 6(a) 및 도6(b)는 본 발명에 의한 편심가공용 유압 콜렛척 조립체의 커버플랜지의 단면도 및 우측면도

도 7(a) 및 도7(b)는 본 발명에 의한 편심가공용 유압 콜렛척 조립체의 체결플랜지의 단면도 및 우측면도

<부호의 간단한 설명>

100 척본체 140 체결너트수용부

150 콜렛수용부 200 콜렛

220 스프라인축부 230 체결홈

240 콜렛고정장홈 300 체결너트

313 콜렛고정부 314 스프라인홈

400 커버플랜지 500 체결너트고정핀

600 콜렛고정핀 700 체결디스크

자동차등에 사용되는 진공펌프의 임펠러는 펌프의 하우징에 편심된 위치에서 지지되도록 되어 있다. 상기 임펠러를 편심되도록 지지하는 진공펌프의 사이드 프레임은 편심된 위치에 지지구멍이 형성되어 있다. 따라서 상기 사이드 프레임을 기계가공하기 위하여 선반등에 지지할 경우 편심된 지지구멍을 기준으로 사이드 프레임이 회전하도록 지지하는 것이 필요한다.

종래의 복수의 조(jaw)를 구비한 척을 이용하여 상기와 같은 공작물을 편심된 위치를 중심으로 회전하도록 고정하고자 할 경우에는 회전시키고자 하는 공작물의 편심된 위치가 척의 회전중심에 위치하도록 각각의 조(jaw)를 적당한 길이로 조절하여 공작물을 고정하여야 한다. 그러나 이러한 작업은 대단히 숙련된 작업자가 아니면 정확하게 편심된 위치를 조절하여 고정할 수 없으며, 많은 양의 공작물을 가공하여야 할 경우에는 생산성이 극히 낮아지게 된다. 이에 대한 대한으로 지그 를 제작하여 사용할 수도 있으나, 역시 공작물의 탈착에 많은 시간이 걸린다.

한편, 유압 콜렛척은 통상 공작기계의 스핀들에 결합되어 공작물을 간단하게 고정(클램핑)하기 위한 장치로서, 테이퍼면을 갖는 콜렛과, 상기 콜렛의 단부에 결합되어 콜렛을 축방향으로 이동시키기 위한 유압실린더로 구성된다. 콜렛척은 상기 실린더가 전진한 경우 척이 언클램핑 된 상태에 있고, 언클램핑된 상태에서 공작물을 콜렛의 고정구멍에 삽입하고 실린더를 후진시키면 공작물이 클램핑된다. 그러나 상기와 같은 유압콜렛척은 공작물의 탈착을 간단하게 할 수 있는 반면에, 가공하고자 하는 공작물을 편심된 위치를 중심으로 회전하도록 고정할 수가 없다.

본 발명은 진공펌프의 사이드 프레임과 같이, 편심된 위치를 중심으로 회전하도록 고정하고 가공할 필요가 있는 공작물을 편심된 위치를 중심으로 회전하도록 용이하게 고정할 수 있는 편심가공용 유압 콜렛척 조립체를 제공하는 것을 목적을로 한다.

또한 본 발명은 상기 콜렛에 가공시 발생하는 칩과 같은 이물질이 삽입되는 것을 방지하고, 공작물을 클램핑 할 경우 중심을 정확히 잡을 수 있도록 하여 가공의 정밀도를 향상시킬 수 있는 커버플랜지를 구비한 편심가공용 유압 콜렛척 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히 본 발명에 의한 편심가공용 유압 콜렛척 조립체의 상기 척본체는 대경부와 소경부를 구비한 원통형이고 관통구멍이 형성되어 있으며, 상기 관통구멍은 외주면과 동일한 중심을 갖는 너트수용부와 외주면의 중심에서 일정 간격 편심된 중심을 갖는 콜렛수용부로 구성되고, 상기 콜렛수용부는 직경이 증가하는 테이퍼진 원통면을 구비하고, 외주면에는 상기 너트수용부 및 콜렛수용부와 각각 연통하는 체결너트고정구멍 및 콜렛고정구멍이 형성되어 있고, 상기 대경부에는 공작기계의 스핀들에 고정시키기 위한 복수의 볼트구멍이 축방향으로 형성되어 있으며, 상기 콜렛은 상기 본체의 콜렛수용부에 삽입되어 있고 내부에 관통구멍이 형성되어 있으며, 일측의 외주면에는 스프라인축부가 형성되어 있고, 상기 스프라인축부가 끝나는 부분에는 일정한 깊이와 폭의 환상의 체결홈이 형성되어 있고, 상기 콜렛고정구멍과 대응되는 위치의 외주면에 축방향으로 길이가 긴 콜렛고정장홈이 형성되어 있으며, 타측에는 직경이 증가하도록 테이퍼진 형상의 복수의 조가 형성되어 있으며, 상기 체결너트는 상기 본체의 체결너트수용부에 삽입되어 있고 내부에 관통구멍이 형성된 원통형이고, 상기 체결너트고정구멍과 대응되는 위치의 외주면에 축방향으로 길이가 긴 체결너트고정장홈이 형성되어 있으며, 상기 관통구멍은 외주면과 동일한 중심을 갖는 피스톤고정부와 외주면의 중심에서 상기 콜렛수용부와 동일한 간격으로 편심된 중심을 갖고 길이가 상기 체결홈의 폭과 동일한 콜렛고정부로 구성되고, 상기 피스톤고정부의 단부에는 피스톤을 고정하기 위한 암나사가 형성되어 있고, 상기 콜렛고정부에는 상기 스프라인축부에 끼워지기 위한 복수의 스플라인홈이 형성되어 있으며, 상기 콜렛체결수단은 상기 콜렛고정구멍에 삽입되어 상기 콜렛고정장홈에 끼워진 콜렛고정핀이고, 상기 체결너트체결수단은 상기 체결너트고정구멍에 삽입되어 상기 체결너트고정장홈에 끼워진 체결너트고정핀인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 의한 편심가공용 유압 콜렛척 조립체는, 상기 본체의 소경부 측면에 체결된 커버디스크를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 의한 편심가공용 유압 콜렛척 조립체는, 상기 척본체의 체결너트가 삽입된 측면에 고정되어 체결너트의 축방향으로의 이동을 제한하기 위한 체결디스크를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명에 의한 편심가공용 유압 콜렛척 조립체의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 1(a) 및 도1(b)는 본 발명에 의한 편심가공용 유압 콜렛척 조립체의 일실시예를 도시하는 조립단면도 및 우측면도이다.

도1에 도시된 것과 같이, 본 실시예의 편심가공용 유압 콜렛척 조립체는 스 핀들(S)에 복수의 나사(710)로 체결된 체결디스크(700)와, 상기 체결디스크에 복수의 나사로 체결된 척본체(100)와, 상기 척본체(100)의 내부에 상기 척본체의 외주면의 중심으로부터 일정거리(e) 이격된 위치를 중심으로 축방향으로 이동가능하게 설치되고 축방향으로 테이퍼진 면을 구비한 콜렛(200)과, 상기 척본체(100)의 내부에 축방향으로 이동가능하게 설치되고 일단부가 상기 콜렛(200)의 단부에 분리가능하게 결합되고 타단부에 외부의 실린더와 나사결합되기 위한 암나사가 형성된 체결너트(300)와, 상기 척본체(100)와 상기 콜렛(200)이 일체로 회전할 수 있도록 체결하기 위한 콜렛체결수단(600)과, 상기 척본체(100)와 상기 체결너트(300)가 일체로 회전할 수 있도록 체결하기 위한 체결너트체결수단(500)과, 상기 척본체(100)의 측면에 나사(410)로 결합된 커버디스크(400)로 구성된다. 미설명 부호 W는 편심된 위치를 중심으로 가공하고자 하는 공작물이다.

도2에 도시된 것과 같이, 본 실시예의 척본체(100)는 대경부(120)와 소경부(130)를 구비한 원통형상을 하고 있다. 또한 척본체(100)의 내부에는 관통구멍이 형성되어 있으며, 상기 관통구멍은 외주면과 동일한 중심을 갖는 너트수용부(140)와 외주면의 중심에서 일정 간격(e) 편심된 중심을 갖는 콜렛수용부(150)로 구성된다. 상기 편심된 일정 간격(e)은 가공 대상물을 편심시켜서 회전시키고자 하는 편심량이다. 상기 너트수용부(140)의 직경은 상기 콜렛수용부(150)와 연통되는 부분의 직경보다 크게 되어 있다. 상기 콜렛수용부(150)는 직경이 증가하는 테이퍼진 원통면(151)을 구비하고 있다. 또한, 척본체의 외주면에는 상기 너트수용부(140) 및 콜렛수용부(150)와 각각 연통하는 체결너트고정구멍(131) 및 콜렛고정 구멍(132)이 형성되어 있다. 대경부(130)의 측면에는 커버디스크(400)가 체결되기 위한 복수의 볼트구멍(133)이 형성되어 있다. 또한, 상기 대경부(120)에는 공작기계의 스핀들(S)에 나사결합된 체결디스크(700)에 척본체(100)를 나사 결합시키기 위한 복수의 볼트구멍(121)이 축방향으로 형성되어 있다.

도 3에 도시된 것과 같이, 본 실시예의 콜렛은 내부에 관통구멍(210)이 형성되어 있으며, 일측의 외주면에는 스프라인축(220)이 형성되어 있다. 또한, 상기 스프라인축이 끝나는 부분에는 일정한 깊이와 폭의 환상의 체결홈(230)이 형성되어 있다. 상기 척본체(100)에 삽입되었을 때, 콜렛고정구멍(600)과 대응되는 위치의 외주면에 축방향으로 콜렛고정장홈(240)이 형성되어 있다. 상기 콜렛고정장홈 (240)은 콜렛고정구멍에 삽입된 콜렛고정핀(600)이 끼워져서 콜렛(200)이 척본체(100)와 동기되어 회전할 수 있도록 하며, 상기 콜렛고정구멍(132)의 직경보다 폭과 길이가 길다. 또한, 콜렛(200)의 타측에는 직경이 증가하도록 테이퍼진 형상의 복수의 조(250)가 형성되어 있다. 상기 복수의 조(jaw)는 상기 일정길이를 갖는 복수의 슬릿(260)을 외주에 대칭이 되도록 형성하여 만들어 진다. 상기 슬릿(260)은 테이퍼면이 끝나는 위치에서 폭이 넓어지도록 형성하여 조(250)가 원활하게 공작물을 클램핑 할 수 있도록 되어 있다.

도 4은 본 발명에 의한 편심가공용 유압 콜렛척 조립체의 체결너트의 사시도이고, 도 5(a) 및 도5(b)는 도 4에 도시된 체결너트의 단면도 및 우측면도이다.

본 실시예의 체결너트(300)는 상기 척본체(100)의 체결너트수용부(140)에 삽입될 수 있는 원통 형상을 하고 있으며, 내부에 관통구멍(310)이 형성되어 있다. 상기 관통구멍(310)은 외주면과 동일한 중심을 갖는 피스톤고정부(311)와 외주면의 중심에서 상기 콜렛수용부와 동일한 간격(e)으로 편심된 중심을 갖는 콜렛고정부 (313)로 구성된다. 상기 피스톤고정부(311)의 단부에는 유압 피스톤을 고정하기 위한 암나사(312)가 형성되어 있다. 상기 콜렛고정부(313)에는 상기 콜렛에 형성된 스프라인축(220)에 끼워지기 위한 복수의 스플라인홈(314)이 형성되어 있다. 특히 상기 콜렛고정부(313)의 길이(L)는 상기 콜렛의 체결홈의 폭(N)에 회전에 의하여 삽입되어 끼워질 수 있도록 약간 작게 되어 있다. 또한, 상기 척본체(100)의 체결너트고정구멍(131)과 대응되는 위치의 외주면에는 축방향으로 길이가 긴 체결너트고정장홈(315)이 형성되어 있다. 상기 체결너트고정장홈(240)은 체결너트고정구멍(131)에 삽입된 체결너트고정핀(500)이 끼워져서 체결너트(300)가 척본체(100)와 동기되어 회전할 수 있도록 하며, 상기 체결너트고정구멍(132)의 직경보다 폭과 길이가 길게 되어 있다.

도 6(a) 및 도6(b)에 도시된 것과 같이, 본 실시예의 커버플랜지(400)는 원통형이고 척본체(100)의 측면에 볼트(410)로 체결되기 위한 복수의 볼트구멍(430)이 형성되어 있고, 외주면으로 부터 일정거리(e) 편심된 위치에 콜렛(200)에 공작물을 클램핑 할 수 있도록 관통구멍(450)이 형성되어 있다. 미설명 부호 440은 커버플랜지를 척본체에 용이하게 고정하기 위하여 형성시킨 단부이다. 특히 상기 관통구멍은 콜렛의 관통구멍을 제외하고 콜렛의 주위를 덮을 수 있도록 되어 있어서, 공작물 가공시 발생하는 칩과 같은 이물질이 콜렛 내부로 삽입되는 것을 방지하여 가공의 정밀도를 높일 수 있는 역활을 한다. 또한 상기 거버플랜지(400)에는 도 1(b)에 도시된 것과 같이, 공작물(W)을 설치위치를 용이하게 자리잡을 수 있도록 위치지그(420)를 설치할 수 있다.

도 7(a) 및 도7(b)에 도시된 것과 같이, 본 실시예의 체결플랜지(500)는 디스크 형상이고, 일측면에는 스핀들(S)에 체결하기 위한 복수의 볼트구멍(730)과 척본체가 체결되기 위한 복수의 볼트구멍(720)이 형성되어 있다. 중심부에는 체결너트(300)의 나사에 체결되어 전후진 운동을 하는 유압실린터(미도시)가 관통되기 위한 관통구멍(750)이 형성되어 있으며, 상기 관통구멍의 내부에는 상기 체결너트의 이동을 제한하기 위한 환상의 돌출턱(740)이 형성되어 있다.

이하에서는 본 실시예에 의한 편심가공용 유압 콜렛척 조립체의 작용에 대하여 설명한다.

먼저 도1에 도시된 것과 같이, 가공물(W)에 콜렛(200)에 삽입된 상태에서 체결너트(300)의 나사(312)에 고정된 유압실린더(미도시)를 후진시키면, 후진하면서 콜렛(200)의 환상의 체결홈(230)에 끼워진 체결너트(300)의 콜렛고정부(313)가 콜렛(300)을 잡아당기게 된다. 이때, 콜렛(300)의 각각의 조(jaw)가 척본체(100)의 테이퍼진 원통면(151)에 의하여 가압되어 내부로 오므라지게 된다. 따라서 공작물을 클램핑할 수 있게 된다. 이때, 체결나사(300)의 콜렛고정부(313)와 척본체의 콜렛수용부(150)는 동일한 간격으로 스핀들의 중심(C)에 대하여 편심(e)되어 있으므로, 콜렛에 고정된 공작물(W)은 콜렛에 고정된 위치에서 상기 편심거리(e) 만큼 이격된 위치를 중심으로 회전하게 된다. 스핀들(S)에 고정된 척본체(100)가 회전할 때, 척본체(100)의 회전과 체결너트(300) 및 공작물(W)을 클램핑하고 있는 콜렛(200)의 회전을 동기화 시키기 위하여 체결너트고정핀(500) 및 콜렛고정핀(600)이 척본체(100)에 각각 삽입되어 체결너트고정장홈(315) 및 콜렛고정장홈(240)에 끼워져 있다. 특히 체결너트고정장홈(315) 및 콜렛고정장홈(240)은 축방향으로 길게 형성되어 있어서, 콜렛(200)으로 공작물을 클램핑 및 언클램핑할 때 축방향으로의 이동은 가능하도록 되어 있으나, 폭은 상기 각각의 고정핀의 직경과 실질적으로 동일하게 되어 있어서 원주방향으로의 이동은 제한하도록 되어 있다. 따라서, 편심된 위치를 중심으로 공작물을 회전시키면서 외부면이나 단면을 가공할 수 있게 된다. 또한 공작물의 클램핑은 유압 실린더를 사용하여 콜렛(300)을 전진 및 후진시키면서 용이하게 설치하고 가공이 끝나면 용이하게 제거할 수 있으므로 작업성이 향상된다. 특히, 상기 커버디스크(400)의 적당한 위치에 위치지그를 설치하면, 공작물의 생산성 및 가공의 정밀도를 보다 높게 할 수도 있다.

본 발명에 의하면, 편심가공용 유압 콜렛척 조립체를 제공하여, 진공펌프의 사이드 프레임과 같이, 편심된 위치를 중심으로 회전하도록 고정하고 가공할 필요가 있는 공작물을 편심된 위치를 중심으로 회전하도록 용이하게 고정할 수 있게되어 가공의 생산성을 높일 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 의하면, 커버플랜지를 구비한 편심가공용 유압 콜렛척 조립체를 제공하여 가공시 발생하는 칩과 같은 이물질이 콜렛에 삽입되는 것을 방지하여 가공의 정밀도를 높일 수 있게 된다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는, 본 발명을 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims

스핀들에 결합되기 위한 척본체와,

상기 척본체의 내부에 상기 척본체의 외주면의 중심으로 부터 일정거리 이격된 위치를 중심으로 축방향으로 이동가능하게 설치되고 축방향으로 테이퍼진 면을 구비한 콜렛과,

상기 척본체의 내부에 축방향으로 이동가능하게 설치되고 일단부가 상기 콜렛의 단부에 분리가능하게 결합되고 타단부에 외부의 실린더와 나사결합되기 위한 암나사가 형성된 체결너트와,

상기 척본체와 상기 콜렛이 일체로 회전할 수 있도록 체결하기 위한 콜렛체결수단과,

상기 척본체와 상기 체결너트가 일체로 회전할 수 있도록 체결하기 위한 체결너트체결수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 편심가공용 유압 콜렛척 조립체.
제1항에 있어서,

상기 척본체는 대경부와 소경부를 구비한 원통형이고 관통구멍이 형성되어 있으며, 상기 관통구멍은 외주면과 동일한 중심을 갖는 너트수용부와 외주면의 중심에서 일정 간격 편심된 중심을 갖는 콜렛수용부로 구성되고, 상기 콜렛수용부는 직경이 증가하는 테이퍼진 원통면을 구비하고, 외주면에는 상기 너트수용부 및 콜렛수용부와 각각 연통하는 체결너트고정구멍 및 콜렛고정구멍이 형성되어 있고, 상기 대경부에는 공작기계의 스핀들에 고정시키기 위한 복수의 볼트구멍이 축방향으로 형성되어 있으며,

상기 콜렛은 상기 척본체의 콜렛수용부에 삽입되어 있고 내부에 관통구멍이 형성되어 있으며, 일측의 외주면에는 스프라인축부가 형성되어 있고, 상기 스프라인축부가 끝나는 부분에는 일정한 깊이와 폭의 환상의 체결홈이 형성되어 있고, 상기 콜렛고정구멍과 대응되는 위치의 외주면에 축방향으로 길이가 긴 콜렛고정장홈이 형성되어 있으며, 타측에는 직경이 증가하도록 테이퍼진 형상의 복수의 조가 형성되어 있으며,

상기 체결너트는 상기 척본체의 체결너트수용부에 삽입되어 있고 내부에 관통구멍이 형성된 원통형이고, 상기 체결너트고정구멍과 대응되는 위치의 외주면에 축방향으로 길이가 긴 체결너트고정장홈이 형성되어 있으며, 상기 관통구멍은 외주면과 동일한 중심을 갖는 피스톤고정부와 외주면의 중심에서 상기 콜렛수용부와 동일한 간격으로 편심된 중심을 갖고 길이가 상기 체결홈의 폭보다 작은 콜렛고정부로 구성되고, 상기 피스톤고정부의 단부에는 피스톤을 고정하기 위한 암나사가 형성되어 있고, 상기 콜렛고정부에는 상기 스프라인축부에 끼워지기 위한 복수의 스플라인홈이 형성되어 있으며,

상기 콜렛체결수단은 상기 콜렛고정구멍에 삽입되어 상기 콜렛고정장홈에 끼워진 콜렛고정핀이고,

상기 체결너트체결수단은 상기 체결너트고정구멍에 삽입되어 상기 체결너트고정장홈에 끼워진 체결너트고정핀인 것을 특징으로 하는 편심가공용 유압 콜렛척 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 본체의 소경부 측면에 체결된 커버디스크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 편심가공용 유압 콜렛척 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 척본체의 체결너트가 삽입된 측면에 고정되어 체결너트의 축방향으로의 이동을 제한하기 위한 체결디스크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 편심가공용 유압 콜렛척 조립체.