KR100578638B1 - 선반용 툴홀더 회전 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선반용 툴홀더 회전 방지장치에 관한 것으로서, 간단한 구성으로 대기상태에 있는 툴홀더의 회전을 방지하며, 각 툴홀더의 특성에 따른 편차발생을 방지하여 커플링을 위한 별도의 정렬 작업이 필요치 않으며, 툴홀더의 교체 작업이 신속하게 이루어질 수 있게 구성한 선반용 툴홀더 회전 방지장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 선반용 툴홀더 회전 방지장치는 공구대에 방사형으로 회전 가능하게 장착되며 상기 공구대의 안쪽을 향한 단부에는 평탄한 면을 갖는 커플러가 형성된 복수의 툴홀더와, 상기 복수의 툴홀더에 형성된 커플러의 평탄한 면과 면접촉하는 링 형태의 회전방지대와, 상기 회전방지대에 걸쳐 위치하며 상기 복수 개의 커플러가 간섭 없이 지나갈 수 있게 양측면이 개방된 홈이 단부에 형성된 구동축을 포함하여 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.

선반, 툴홀더, 커플링, 공구대, 회전방지대, 구동축

Description

선반용 툴홀더 회전 방지장치{Tool Holder Anti Rotary Apparatus for lathe}

도 1a은 종래의 기술에 따른 툴홀더와 구동축이 커플링된 상태를 나타낸 단면도이고,

도 1b는 도 1a에 도시된 툴홀더와 구동축이 분리된 상태를 나타낸 단면도이다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 선반용 툴홀더 회전 방지장치를 나타낸 개략도이고,

도 3a는 도 2에 도시된 선반용 툴홀더 회전 방지장치를 나타낸 정면도이고,

도 3b는 도 2에 도시된 선반용 툴홀더 회전 방지장치의 측단면도이고,

도 3c는 도 2에 도시된 선반용 툴홀더 회전 방지장치의 평면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 회전 방지장치 110 : 공구대

120 : 툴홀더 121 : 수컷 커플러

130 : 구동축 131 : 홈

140 : 회전방지대 143 : 테두리

145 : 반원 홈 149 : 볼트

본 발명은 선반용 툴홀더 회전 방지장치에 관한 것으로서, 특히, 간단한 구성으로 대기상태에 있는 툴홀더의 회전을 방지하며, 각 툴홀더의 특성에 따른 편차발생을 방지하여 커플링을 위한 별도의 정렬 작업이 필요치 않으며, 툴홀더의 교체 작업이 신속하게 이루어질 수 있게 구성한 것이다.

선반은 그 공구대에 다수 개의 공구가 장착되고, 구동축이 다수 개의 공구 중에 어느 한 공구와 체결되어 피가공물을 가공한다. 그리고 공구를 교체하기 위해서는 공구에서 구동축이 분리되고, 공구대가 회전하여 사용한 공구를 대기상태에 위치하며, 사용할 다른 공구를 구동축에 체결하여 피가공물을 가공한다.

도면에서, 도 1a는 종래의 기술에 따른 툴홀더와 구동축이 커플링된 상태를 나타낸 단면도이고, 도 1b는 도 1a에 도시된 툴홀더와 구동축이 분리된 상태를 나타낸 단면도이다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 툴홀더와 구동축의 구조는 미국특허(US)5332344호에 공지된 기술이다.

도 1a 및 도 1b에 보이듯이, 툴홀더(20)들이 구동력을 전달받을 필요가 있을 경우에 회전 가능하도록 공구대(10)에 장착된다. 그리고 공구대(10) 안쪽에 위치한 구동축(30)과 어느 한 툴홀더(20)가 커플링되면서, 구동축(30)의 동력을 툴홀더(20)에 전달한다.

아래에서는 구동축과 툴홀더의 커플링 관계에 대해 설명한다.

구동축(30)은 툴홀더(20)가 위치한 방향으로 직선 운동하면서, 툴홀더(20)의 후단에 형성된 수컷 커플러(21)가 구동축(30)의 선단에 형성된 암컷 커플러(31)에 정합 또는 분리된다.

한편, 공구대(10)는 회전하며, 상기 공구대(10)에 장착된 다수 개의 툴홀더(20) 또한 공구대(10)를 따라 회전하게 된다. 따라서 툴홀더(20)는 위치에 따라 구동축(30)과 마주하여 커플링되는 체결 상태와 구동축(30)으로부터 분리된 대기 상태로 구분된다.

또한, 대기 상태의 툴홀더(20)가 체결 상태로 전환하기 위해서는, 툴홀더(20)가 구동축(30) 전방에 위치하여야 하며, 이 상태에서 구동축(30)이 전진하여 툴홀더(20)의 수컷 커플러(21)와 구동축(30)의 암컷 커플러(31)가 정합하게 된다.

만약, 수컷 커플러(21)와 암컷 커플러(31)의 정합이 불안전하면, 각 커플러(21, 31)가 파손되거나 동력전달이 원활하지 않게 된다.

따라서 툴홀더(20)의 수컷 커플러(21)와 구동축(30)의 암컷 커플러(31)는 정확하게 정합되어야 하는데, 여기에서, 구동축(30)은 회전 제어가 가능하기 때문에 암컷 커플러(31)의 정위치 제어가 가능하지만, 수컷 커플러(21)에는 툴홀더(20)의 회전을 제어하는 장치가 없다. 따라서 수컷 커플러(21)와 암컷 커플러(31)의 정합에 어려움이 있었다.

이와 같은 문제점을 보완하기 위해서, 도 1a 및 도 1b에 도시된 미국특허(US)5332344호의 기술에서는, 수컷 커플러(21)를 감싼 상태로 툴홀더(20)의 내부로 전후진하면서 툴홀더(20)의 회전을 잠금 또는 잠금 해제하는 부시(23)가 장착된다.

이와 같은 구성에 따르면, 구동축(30)이 전진하여 암컷 커플러(31)에 수컷 커플러(21)가 삽입되어 정합하면, 부시(23)는 구동축(30)의 암컷 커플러(31)에 밀러 들어가 툴홀더(20)의 회전 잠금을 해제하고, 반대로 구동축(30)이 후진하여 커플링이 해제되면 부시(23)는 툴홀더(20)에 내장된 탄성체에 의해 돌출되어 나오면서 툴홀더(20)의 회전을 잠금한다.

하지만, 이와 같은 종래의 선반용 툴홀더 회전 방지장치는 툴홀더에 연계되어 설치된 장치로서, 구성이 복잡하다는 단점이 있다.

또한, 종래의 선반용 툴홀더 회전 방지장치는 각각의 툴홀더에 개별적으로 장착되어 툴홀더의 회전을 잠금한다. 따라서 그 잠금에는 각각의 툴홀더마다 편차가 발생하게 되며, 그 편차가 큰 툴홀더의 경우에는 툴홀더와 구동축의 정렬상태가 불량해져, 커플링 상태가 불안전하게 된다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 대기상태에서는 회전하지 않도록 툴홀더의 수컷 커플링을 지지하며, 툴홀더가 구동축과 정렬됨과 동시에 커플링되도록 구성하여 공구교체 속도가 빠르며, 또한 각 툴홀더의 편차 발생을 방지하도록 구성한 선반용 툴홀더 회전 방지장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 선반용 툴홀더 회전 방지장치 는 공구대에 방사형으로 회전 가능하게 장착되며 상기 공구대의 안쪽을 향한 단부에는 평탄한 면을 갖는 커플러가 형성된 복수의 툴홀더와, 상기 복수의 툴홀더에 형성된 커플러의 평탄한 면과 면접촉하는 링 형태의 회전방지대와, 상기 회전방지대에 걸쳐 위치하며 상기 복수 개의 커플러가 간섭 없이 지나갈 수 있게 양측면이 개방된 홈이 단부에 형성된 구동축을 포함하여 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 회전방지대는 중공이 형성된 원판의 가장자리에 수직한 테두리가 원주를 따라 형성된 구조로서, 상기 테두리의 단면에 상기 커플러가 면접촉한다.

또한, 본 발명의 상기 테두리에는 상기 구동축의 직경보다 큰 반원 홈이 형성되며, 상기 반원 홈에 상기 구동축이 위치한다.

또한, 본 발명의 상기 구동축의 홈은 상기 테두리의 단면과 정렬되게 형성되며, 상기 테두리의 단면을 따라 회전하는 커플러는 상기 홈의 내측면과 면접촉한다.

또한, 본 발명의 상기 회전방지대의 원판에는 체결홀이 형성되어 상기 체결홀을 관통한 볼트가 프레임에 고정된다.

아래에서, 본 발명에 따른 선반용 툴홀더 회전 방지장치의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도면에서, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 선반용 툴홀더 회전 방지장치를 나타낸 개략도이고, 도 3a는 도 2에 도시된 선반용 툴홀더 회전 방지장치를 나타낸 정면도이고, 도 3b는 도 2에 도시된 선반용 툴홀더 회전 방지장치의 측단면도 이고, 도 3c는 도 2에 도시된 선반용 툴홀더 회전 방지장치의 평면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 선반용 툴홀더 회전 방지장치(100)는, 방사형으로 배치된 툴홀더(120)의 후단에 각각 고정된 수컷 커플러(121)와, 프레임(150)에 고정된 상태로 상기 툴홀더(120)의 수컷 커플러(121)와 면접촉하여 대기 상태에 있는 툴홀더(120)의 회전을 막는 회전방지대(140)와, 상기 회전방지대(140)의 안쪽에 위치한 상태로 상기 회전방지대(140)에 걸쳐 위치하며 상기 공구대(110)를 따라 회전하는 툴홀더(120)의 수컷 커플러(121)가 지나가도록 상기 수컷 커플러(121)와 간섭되지 않게 개방된 홈(131)이 형성된 구동축(130)을 포함한다.

아래에서는 이와 같이 구성된 선반용 툴홀더 회전 방지장치에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 방사형으로 배치된 다수 개의 툴홀더(120)는 공구대(110)에 회전 가능하게 장착된다. 그리고 각 툴홀더(120)의 후단에는 소정의 두께를 가지며 길이방향의 양측이 평편한 수컷 커플러(121)가 고정된다. 여기에서, 두 평편한 면은 평행하게 위치한다.

그리고 방사형으로 배치된 다수 개의 툴홀더(120)의 안쪽에는 링 형태의 회전방지대(140)가 위치하는데, 회전방지대(140)에 수컷 커플러(121)의 평편한 면이 면접촉되어 위치한다. 따라서 수컷 커플러(121)의 평편한 면(121P)이 회전방지대(140)에 면접촉한 상태로 상기 회전방지대(140)를 따라 이동하기 때문에, 이동 중에 툴홀더(120)는 회전하지 않는다.

한편, 회전방지대(140)는 중공이 형성된 원판(141)의 가장자리에 수직한 테 두리(143)가 원주를 따라 형성된 구조로서, 테두리(143)의 단면(143P)에 수컷 커플러(121)가 면접촉한 상태로 위치한다.

이와 같은 회전방지대(140)의 테두리(143)에는 구동축(130)이 위치하도록 상기 구동축(130)의 직경보다 큰 반원 홈(145)이 형성된다. 따라서 상기 회전방지대(140)의 안쪽에 위치한 구동축(130)은 상기 반원 홈(145)에 걸쳐진 상태로 구동축(130)의 선단은 회전방지대(140)의 외측을 향해 위치한다.

이와 같은 구동축(130)의 선단부에는 양측으로 관통한 개방된 홈(131)이 형성되는데, 구체적으로 상기 홈(131)은 회전방지대(140)의 테두리(143)를 따라 회전하는 수컷 커플러(121)가 지나갈 수 있도록 상기 수컷 커플러(121)의 두께와 동일한 폭을 가지며, 회전방지대(140)의 테두리(143) 단면(143P)과 정렬되어 형성된다. 따라서 회전방지대(140)의 테두리(143) 단면(143P)에 면접촉한 상태로, 테두리(143) 원주를 따라 회전하는 수컷 커플러(121)는 회전하면서 상기 구동축(130)의 홈(131) 내측면을 따라 면접촉한 상태로 간섭되지 않고 지나간다.

한편, 다수 개의 툴홀더(120) 중에서 어느 한 툴홀더의 수컷 커플러(121)가 상기 구동축(130)의 개방된 홈(131) 내에 위치한 상태에서, 구동축(130)이 회전하면 수컷 커플러(121)가 홈(131)에 끼워진 상태로서 구동축(130)의 동력이 툴홀더(120)로 전달된다.

이와 같이 툴홀더(120)가 회전하면서 툴홀더(120)에 장착된 공구로 피가공물을 가공한다. 그리고 공구를 교체하고자 할 경우에는 구동축(130)의 회전을 멈추는데, 이때 구동축(130)에 형성된 홈(131)이 회전방지대(140)의 테두리(143) 단면 (143P)과 정렬된 상태로 멈출 수 있게 구동축(130)의 회전을 제어한다. 이와 같이 구동축(130)의 홈(131)과 회전방지대(140)의 테두리(143) 단면(143P)이 정렬된 상태에서 공구대(110)를 회전하면, 홈(131) 내에 위치한 수컷 커플러(121)는 홈(131)에서 이탈하게 되고, 다른 수컷 커플러가 홈(131) 내부로 진입해 들어온다.

따라서 다음 교체할 툴홀더(120)의 수컷 커플러(121)가 홈(131) 내에 위치하면, 공구대(110)의 회전을 정지하고, 구동축(130)을 회전시킨다.

한편, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 회전방지대(140)의 원판(141)에는 다수 개의 체결홀(147)이 형성되고, 상기 체결홀(147)을 관통한 볼트(149)가 프레임(150)에 체결되어 고정된다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 선반용 툴홀더 회전 방지장치는 그 구성요소로서, 툴홀더에 형성된 수컷 커플러를 지지하는 회전방지대와, 수컷 커플러와 구동축 단부의 홈의 구조를 개선한 것으로서, 구성이 간단하는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 선반용 툴홀더 회전 방지장치는 한 구성요소인 회전방지대에 다수 개의 수컷 커플러가 지지된 상태로 회전하기 때문에, 수컷 커플러의 편차가 없어 구동축에 수컷 커플러가 정합함에 있어 편차를 보상하는 정렬 작업이 필요치 않다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 선반용 툴홀더 회전 방지장치는 공구를 교체하기 위한 작업으로서, 공구대만 회전시키면 되기 때문에, 공구 교체작업이 간편하며, 소요시간이 짧다는 장점이 있다. 따라서 작업성이 우수하다.

이상에서 본 발명의 선반용 툴홀더 회전 방지장치에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

Claims (5)

1. 공구대에 방사형으로 회전 가능하게 장착되며 상기 공구대의 안쪽을 향한 단부에는 평탄한 면을 갖는 커플러가 형성된 복수의 툴홀더와,

   상기 복수의 툴홀더에 형성된 커플러의 평탄한 면과 면접촉하는 링 형태의 회전방지대와,

   상기 회전방지대에 걸쳐 위치하며 상기 복수 개의 커플러가 간섭 없이 지나갈 수 있게 양측면이 개방된 홈이 단부에 형성된 구동축을 포함하는 선반용 툴홀더 회전 방지장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 회전방지대는 중공이 형성된 원판의 가장자리에 수직한 테두리가 원주를 따라 형성된 구조로서, 상기 테두리의 단면에 상기 커플러가 면접촉되는 것을 특징으로 하는 선반용 툴홀더 회전 방지장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 테두리에는 상기 구동축의 직경보다 큰 반원 홈이 형성되며, 상기 반원 홈에 상기 구동축이 위치하는 것을 특징으로 하는 선반용 툴홀더 회전 방지장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 구동축의 홈은 상기 테두리의 단면과 정렬되게 형성되며, 상기 테두리의 단면을 따라 회전하는 커플러는 상기 홈의 내측면과 면접촉하는 것을 특징으로 하는 선반용 툴홀더 회전 방지장치.
5. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 회전방지대의 원판에는 체결홀이 형성되어 상기 체결홀을 관통한 볼트가 프레임에 고정된 것을 특징으로 하는 선반용 툴홀더 회전 방지장치.

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