KR100921290B1

KR100921290B1 - 선회식 클램프

Info

Publication number: KR100921290B1
Application number: KR1020020069956A
Authority: KR
Inventors: 요네자와케이타로; 요코타히데아키; 하루나요스케
Original assignee: 가부시키가이샤 코스멕
Priority date: 2001-11-13
Filing date: 2002-11-12
Publication date: 2009-10-09
Also published as: DE60205563T2; KR20030040104A; DE60206349D1; US20030090046A1; DE60206348D1; EP1310329B1; EP1310330A3; CN101310920A; KR20030040105A; TW579316B; EP1310330B1; EP1310330A2; TW577781B; EP1310329A2; CN100402229C; CN1418757A; CN1418756A; DE60206348T2; ATE305364T1; EP1310329A3

Abstract

본 발명의 목적은 클램프 로드를 고정밀도로 가이드하도록 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 하우징(3)의 상단벽(3a)에 클램프 로드(5)의 상부 미끄럼부(11)를 상하방향으로 이동가능하게 지지함과 동시에, 상기 하우징(3)의 하단벽(3b)의 지지실린더(13)에 상기 클램프 로드(5)의 하부 미끄럼부(12)를 상하방향으로 이동가능하게 지지한다. 상기 상부 미끄럼부(11)와 상기 하부 미끄럼부(12) 사이에서 상기 클램프 로드(5)에 입력부(14)를 형성한다. 상기 입력부(14)에 연결된 클램프 스프링(20)에 의해 상기 클램프 로드(5)를 하향으로 클램핑구동한다. 상기 하부 미끄럼부(12)의 외주에, 나사형상의 선회홈(27)과 직진홈(28)을 상향으로 연이어 형성한다. 상기 선회홈(27) 및 직진홈(28)에 결합되는 결합볼(29)을 상기 지지실린더(13)의 내벽(13a)에 지지한다.

클램프, 선회식, 가이드, 선회홈, 직진홈

Description

선회식 클램프{Rotary Clamp}

도 1은, 본 발명의 제1 실시형태를 도시하고, 선회식 클램프가 세워져 있는 상태에서의 부분 단면도이다.

도 2는, 상기 클램프에 구비된 선회기구의 평단면도이다.

도 3은, 상기 도 1 중의 요부의 확대도로서, 상기 도 2 중의 IlI-IlI 선 화살표 방향에서 본 단면도에 상당하는 도면이다.

도 4는, 상기 클램프의 클램프 로드에 구비된 하부 미끄럼부의 확대 전개도이다.

도 5는, 상기 제1 실시형태의 제1 변형예를 도시하고 있고, 상기 도 4에 유사한 부분도이다.

도 6은, 상기 제1 실시형태의 제2 변형예를 도시하고 있고, 상기 도 4에 유사한 도면이다.

도 7은, 본 발명의 제2 실시형태의 클램프가 세워져 있는 상태에서의 부분 단면도이고, 상기의 도 1에 유사한 도면이다.

도 8은, 상기 제2 실시형태의 클램프에 구비된 선회기구의 평단면도이고, 상기 도 2에 유사한 도면이다.

도 9는, 상기 도 7 중의 요부의 확대도이고, 상기 도 8 중의 IX-IX 선 화살 표 방향에서 본 단면도에 상당한 도면이다.

도 10은, 상기 제2 실시형태의 클램프의 클램프 로드에 구비된 하부 미끄럼부의 확대 전개도이고, 상기 도 4에 유사한 도면이다.

도 11은, 본 발명의 제3 실시형태의 클램프를 도시하고, 상기 도 7에 유사한 도면이다.

도 12는, 상기 제3 실시형태의 제1 변형예를 도시하고 있고, 상기 도 11에 유사한 그림이다.

도 13은, 상기 제3 실시형태의 제2 변형예를 도시하고 있고, 상기 도 11에 유사한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

3...하우징, 3a...제1 단벽(상단벽),

3b...제2 단벽(하단벽), 5...클램프 로드,

11...제1 미끄럼부(상부 미끄럼부), 12...제2 미끄럼부(하부 미끄럼부),

14...입력부, 15...피스톤,

20...클램프 스프링, 21...클램프용 제1실,

22...클램프용 제2실, 24...레이디얼 베어링,

27...선회부분(선회홈), 28...직진부분(직진홈),

29...결합부재(결합볼), 31...관통구멍,

35...슬리브.

본 발명은, 클램프 로드(clamp rod)를 선회시키는 형식의 클램프에 관한 것이다.

이러한 종류의 선회식 클램프에는, 예를 들면, 미국특허 제5,820,118호에 개시된 바와 같이, 다음과 같이 구성된 것이 있다.

하우징 내에 클램프 로드를 끼우고, 상기 클램프 로드의 중간 높이부를 상기 하우징의 상벽에 상하이동 가능하게 지지하고, 상기 클램프 로드의 하단에 형성된 피스톤을 상기 하우징의 몸통부에 상하이동 가능하게 지지하는 것이다.

상기의 종래 기술에는 다음과 같은 문제가 있다.

상기 클램프 로드의 하부에 형성된 상기 피스톤의 외주면과 상기 하우징 몸통부 사이에 끼움간극이 존재하기 때문에, 상기 클램프 로드를 클램핑구동할 때에, 상기 끼움간극에 의해 상기 클램프 로드가 조금이지만 기울어지고, 상기 클램프 로드를 정밀도가 양호하게 가이드할 수 없다.

본 발명의 목적은 클램프 로드를 고정밀도로 가이드하도록 하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 제1 발명은, 예를 들면, 도 1 내지 도 4, 또는 도 7 내지 도 10, 또는, 도 11ㆍ도 12ㆍ도 13의 각 도면에 도시된 바와 같이, 선회식 클램프를 다음과 같이 구성하였다.

하우징(3)의 제1 단벽(3a)에 클램프 로드(5)의 제1 미끄럼부(11)를 축방향으로 이동가능하게 지지함과 동시에, 상기 하우징(3)의 제2 단벽(3b)에 상기 클램프 로드(5)의 제2 미끄럼부(12)를 축방향으로 이동가능하게 지지하고,

상기 제1 미끄럼부(11)와 상기 제2 미끄럼부(12) 사이에 상기 클램프 로드(5)에 입력부(14)를 형성하고, 상기 입력부(14)는 상기 클램프 로드(5) 상기 제2 단벽(3b)을 향하여 클램핑구동하도록 구성하고,

상기 제2 미끄럼부(12)의 외주에, 선회부분(27)과 직진부분(28)을 상기 제2 단벽(3b)로부터 상기 제1 단벽(3a)을 향하여 연이어 형성하고, 상기 선회부분(27)과 직진부분(28)에 결합하는 결합부재(29)를 상기 제2 단벽(3b)에 구비하였다.

상기 제1 발명은 다음과 같은 작용ㆍ효과를 갖는다.

상기 입력부의 양단의 외측에서 상기 클램프 로드에 제1 및 제2의 두 개의 미끄럼부를 구비한 것이 되기 때문에, 이들 축방향으로 떨어져 있는 두 개의 미끄럼부에 의해 상기 클램프 로드를 강력히 지지할 수 있다. 그 결과, 상기 클램프 로드가 경사지는 것을 방지하고, 상기 클램프 로드를 상기 하우징에서 확실하고도 고정밀도로 가이드할 수 있다.

또한, 상기 선회부분과 결합부재로 이루어진 선회기구를, 상술한 가이드용의 강도를 구비한 제2 단벽과 제2 미끄럼부 사이에 구비한 것이기 때문에, 상기 선회기구가 선회 토오크(torque)에 충분히 견디는 것이 가능해지고, 선회기구의 수명은 연장된다. 더욱이, 상기 결합부재를 상기 제2 단벽에 구비하는 것에 의해, 상기 결 합부재의 설치개소와 상기 제2 미끄럼부의 지지개소를 병용하는 것이 가능하다. 그러므로, 상기 하우징의 높이를 줄이고, 선회식 클램프를 콤팩트하게 만들 수 있다.

제2 발명에 나타난 바와 같이, 상기 제1 발명에는 다음 구성을 부가하는 것이 좋다. 예를 들면, 도 1 또는 도 7 또는 도 11ㆍ도 12ㆍ도 13의 각 도면에 도시된 바와 같이, 상기 제2 미끄럼부(12)의 외경치수를 상기 제1 미끄럼부(11)의 외경치수보다도 작은 값으로 설정하였다.

상기 제2 발명은 다음과 같은 작용ㆍ효과를 갖는다.

상기 제2 미끄럼부의 외경치수를 작게 하는 것에 의해, 상기 제2 미끄럼부에 형성된 선회홈 등의 선회부분의 리드(lead)가 짧게되기 때문에, 상기 클램프 로드의 선회용 스트로크(stroke)가 짧게 된다. 그러므로, 선회식 클램프를 콤팩트하게 만들 수 있는 외에, 상기 입력부를 피스톤에 의해 구동하는 경우에 상기 피스톤 방향으로의 압축유의 공급량이 줄어들게 된다.

제3 발명에 나타난 바와 같이, 상기 제1 발명에는 다음 구성을 부가하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 클램프 로드(5)에 환형의 피스톤(15)을 축방향으로 이동가능하고 밀폐되게 바깥으로 끼우고, 상기 피스톤(15)을 상기 제1 단벽(3a)측으로부터 상기 입력부(14)에 대면시키고, 상기 피스톤(15)과 상기 제1 단벽(3a) 사이에, 클램프 스프링(20)이 장착된 제1실(21)을 구비하고, 상기 피스톤(15)과 상기 재2 단벽(3b) 사이에, 클램핑해제용 압축유가 공급되는 제2실(22)을 구비하였다.

상기 제3 발명은 다음의 작용ㆍ효과를 갖는다.

클램핑해제 시에는, 상기 제2실의 압축유로부터 상기 피스톤에 작용한 힘이 상기 클램프 로드에 가해지지 않기 때문에, 상기 선회부분과 상기 결합부재에 과대한 힘이 작용하지 않는다. 그러므로, 선회부분과 결합부재로 구성된 선회기구의 수명은 연장된다.

제4 발명에 나타난 바와 같이, 상기 제1 발명에는 다음 구성을 부가하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 도 7 또는 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 클램프 로드(5)에 환형의 피스톤(15)을 축방향으로 이동가능하고 밀폐되게 바깥으로 끼우고, 상기 피스톤(15)을 상기 제1 단벽(3a)측으로부터 상기 입력부(14)에 대면시키고, 상기 피스톤(15)과 상기 제1 단벽(3a) 사이에, 클램핑용 압축유가 공급되는 제1실(21)을 구비하고, 상기 피스톤(15)과 상기 제2 단부(3b) 사이에, 클램핑해제용 압축유가 공급되는 제2실(22)을 구비하였다.

상기 제4 발명도, 상기 제3 발명과 동일하게, 다음과 같은 작용ㆍ효과를 갖는다.

클램핑해제 시에는, 상기 제2실의 압축유로부터 상기 피스톤에 작용한 힘이 상기 클램프 로드에 가해지지 않기 때문에, 상기 선회부분과 상기 결합부재에 과대한 힘이 작용하지 않는다. 그러므로, 선회부분과 결합부재로 이루어진 선회기구의 수명은 연장된다.

제5 발명에 나타난 바와 같이(예를 들면, 도 1을 참조), 상기 피스톤(15)과 상기 입력부(14) 사이에 레이디얼 베어링(24)을 배치한 경우에는, 상기 클램프 로드는 원활하게 선회하는 효과를 갖는다.

제6 발명에 나타난 바와 같이(예를 들면, 도 1 내지 도 4를 참조), 상기 선회부분(27)과 상기 직진부분(28)을 홈에 의해 구성함과 동시에 상기 결합부재(29)를 볼에 의해 구성하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 상기 클램프 로드를 더욱 원활하게 선회시키는 것이 가능해짐과 동시에 선회기구의 수명이 연장된다.

제7 발명에 나타난 바와 같이, 상기 제6 발명에는 다음 구성을 부가하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 도 1 내지 도 4, 또는, 도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 홈으로 이루어진 선회부분(27)과 직진부분(28)을 상기 클램프 로드(5)의 둘레방향으로 복수 개 형성하고, 이들 복수 개의 선회부분(27)과 직진부분(28)에 결합되는 상기 결합볼(29)을 각각 상기 하우징(3)에 형성된 관통구멍(31)에 회전 가능하게 지지하고, 상기 복수 개의 볼(29)에 걸쳐 슬리브(35)를 회전 가능하게 바깥으로 끼운다.

상기 제7 발명은 다음과 같은 작용ㆍ효과를 가진다.

상기 클램프 로드의 선회 시에 관하여, 상기 슬리브의 내주면과 상기 결합볼 사이에는, 대부분 구름마찰(rolling friction)만이 작용하고 미끄럼마찰(sliding friction)은 거의 작용하지 않기 때문에, 상기 슬리브로부터 상기 결합볼에 작용하는 저항은 작게 된다. 그러므로, 상기 결합볼로부터 상기 선회홈에 작용하는 마찰력은 작게 되고, 상기 클램프 로드는 작은 힘으로도 원활하게 선회한다.

(발명의 실시형태)

본 발명의 제1 실시형태를 도 1 내지 도 4에 의해서 설명한다. 우선, 도 1을 기초로 선회식 클램프의 전체 구조를 설명한다. 상기 도 1은 상기 클램프가 세워져 있는 상태에서의 부분 단면도이다.

워크 팔레트(work pallet)(1)에는 클램프(2)의 하우징(3)이 복수의 푸시볼트(push bolt)(미도시)에 의해서 고정된다. 상기 하우징(3)의 원통형 구멍(4) 내에 클램프 로드(5)가 삽입된다. 상기 클램프 로드(5)의 상단부에 아암(6)이 너트(7)에 의해서 소망의 선회위치에 고정되고, 상기 아암(6)의 선단부에 볼트(8)가 고정된다.

상기 하우징(3)의 상단벽(제1 단벽)(3a)에는, 상기 클램프 로드(5)의 로드본체(5a)에 형성된 상부 미끄럼부(제1 미끄럼부)(11)가 미끄럼운동 가능하고 밀폐되게 지지된다. 또한, 상기 하우징(3)의 하단벽(제2 단벽)(3b)의 일부를 구성하는 지지 실린더(13)에는, 상기 로드본체(5a)로부터 하향으로 돌출한 하부 미끄럼부(제2 미끄럼부)(12)를 미끄럼운동 가능하게 지지한다. 상기 상부 미끄럼부(11)와 하부 미끄럼부(12)는, 각각 상기 상단벽(3a)과 하단벽(3b)에 긴밀히 끼워지게 되어 있다.

또한, 상기 하부 미끄럼부(12)의 외경치수는, 상기 상부 미끄럼부(11)의 외경치수보다 작은 값으로 설정되어 있다.

상기 클램프 로드(5)를 구동하는 수단은 다음과 같이 구성되어 있다.

상기 상부 미끄럼부(11)와 하부 미끄럼부(12) 사이에 상기 클램프 로드(5)에 플랜지 모양의 입력부(14)가 형성된다. 또한, 상기 클램프 로드(5)에 환형 피스톤(15)이 실링부(sealing member)(16)를 개재하여 상하이동 가능하고 밀폐되도록 바깥에서 끼워지고, 상기 피스톤(15)은 상기 입력부(14)에 위쪽에서 대면한다. 그리고, 상기 피스톤(15)이 또 다른 실링부(15a)를 개재하여 상기의 원통형 구멍(4) 내에 밀폐되도록 삽입된다.

또한, 상기 입력부(14)와 상기 피스톤(15) 사이에 레이디얼 베어링(24)이 배치됨과 동시에, 스냅링(snap ring)(25)에 의해 상기 피스톤(15)이 빠지는 것을 방지한다. 또한, 상기 레이디얼 베어링(24)은, 여기에서는 다수의 금속제 볼로 구성되고, 반경 방향의 힘뿐만 아니라 상하방향의 추력도 받아내는 게 가능하도록 되어 있다.

상기 피스톤(15)과 상기 상단벽(3a) 사이에 클램핑용 제1실(chamber)(21)이 형성되고, 상기 제1실(21)에, 압축코일 스프링으로 만들어진 클램프 스프링(20)이 장착된다. 또한, 상기 피스톤(15)과 상기 하단벽(3b)의 사이에 클램핑해제용 제2실(22)이 형성되고, 상기 제2실(22)에는, 클램핑해제용의 압축유 공급 및 배출구(19)와 스로틀유로(throttle oil passage)(18)를 통해 압축유가 공급되고 배출된다.

또한, 상기 제2실(22)의 둘레벽(peripheral wall)과 상기 피스톤(15)의 외주면 사이의 끼움 간극(G)에 의해서, 상기 스로틀 유로(18)로부터 상기 제2실(22)로의 압축유의 공급량을 제한함과 동시에, 상기 제2실(22)로부터 상기 스로틀 유로(18)로의 압축유의 배출량을 제한하도록 되어 있다.

상기 클램프 로드(5)의 하부 미끄럼부(12)와 상기 지지 실린더(13)의 내벽(13a)의 상부에 걸쳐서 선회기구가 형성된다. 상기 선회기구는, 상기 도 1과 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 다음과 같이 구성되어 있다. 상기 도 2는, 상기 선회기구의 평단면도이다. 또한, 도 3은, 상기 도 1 중의 요부의 확대도로서, 상기 도 2 중의 IlI-IlI선 화살표 방향에서 본 단면도에 상당하는 도면이다. 도 4는, 상기 하부 미끄럼부(12)의 외주면의 확대전개도이다.

상기 하부 미끄럼부(12)의 외주면에 3개의 가이드홈(26)이 둘레방향에 거의 등간격으로 형성된다. 상기 각 가이드홈(26)은, 단면이 궁형(arc)의 홈으로 이루어지고, 나선모양의 선회홈(27)과 직진홈(28)을 상향으로 연이어서 구성된다. 상기 복수의 선회홈(27)이 서로 평행하게 배치됨과 동시에, 상기 복수의 직진홈(28)도 서로 평행하게 배치되어 있다. 상기의 이웃하는 가이드홈(26·26) 중의 도 4의 오른쪽의 선회홈(27)의 하부와 왼쪽의 선회홈(27)의 상부 사이에서 격벽의 두께가 최소로 되어 있고, 상기 격벽의 최소 두께(M)가, 상기 가이드홈(26)의 홈폭(W)보다 작은 값으로 설정된다. 또한, 상기 선회홈(27)의 경사각도(A)가 약 11도 내지 25도의 범위 내의 작은 값으로 설정되어 있다. 또한, 예시한 스프링력(spring force)에 의한 클램프에 있어서, 선회 스트로크를 작게 하기 위해서, 상기 경사각도(A)를 약 11도 내지 20도의 범위 내로 하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 상기 나선모양의 선회홈(27)의 경사각도(A)를 작게 하였기 때문에, 상기 선회홈(27)의 리드(lead)가 대폭 짧게 된다. 이 때문에, 상기 클램프 로드(5)의 선회용 스트로크가 작게 된다.

상기 각 가이드홈(26)에 결합볼(29)이 끼워진다. 도 3 및 도 4 중의 참조부호 29a는, 상기 결합볼(29)의 끼움부를 표시하고 있다. 상기 결합볼(29)의 직경(D)(도 3 참조)은, 상기 인접한 선회홈(27ㆍ27)의 격벽의 상기 최소두께(M)보다 큰 값으로 되어 있다. 각 결합볼(29)이, 상기 지지실린더(13)의 내벽(13a)의 상부에 형성한 3개의 관통구멍(31)에 회전 가능하게 지지된다. 이들 3개의 결합볼(29)에 걸쳐 슬리브(35)가 축 주위로 회전 가능하게 바깥에서 끼워진다. 보다 자세히 말하면, 상기 슬리브(35)의 내주면에 V자 모양의 홈(36)이 형성되어, 상기 V자 모양의 홈(36)의 상하 2 점에서 결합볼(29)이 구를 수 있게 되어 있다.

상기 결합볼(29)은, 상기 슬리브(35)에 형성된 암나사 구멍(49)을 통해서 상기 관통구멍(31)에 삽입된다. 상기 암나사구멍(49)에 부착된 폐쇄 볼트(50)의 선단의 돌출부(50a)가 상기 결합볼(29)을 저지할 수 있게 되어 있다.

또한, 상기 선회홈(27)의 하단부에는, 상기 결합볼(29)의 상기 끼움부(29a)를 받아내는 스토퍼벽(45)이 형성된다. 상기 스토퍼벽(45)의 수용면(45a)은 상기 결합볼(29)에 끼워질 수 있게 되어 있다.

더욱이, 상기 가이드홈(26)의 개구 테두리부에는, 간섭방지용 절삭면(34)이 형성되어 있다. 이것에 의해, 상기 결합볼(29)의 면압에 의해서 상기 가이드홈 (26)의 개구 테두리부가 소성변형하여 융기(heap up)되더라도, 상기 융기된 부분과 상기 지지실린더(13)의 내벽(13a)과의 간섭을 방지할 수 있다. 그 결과, 상기 클램프 로드(5)가 장기간에 걸쳐 원활히 회전한다.

또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 지지실린더(13)의 외벽(13b)이 상하방 향으로 연장된 위치 결정핀(38)을 통해 상기 하우징(3)의 몸통부(3c)에 회전하지 못하도록 되어 있다. 이에 의해, 상기 하우징(3)에 대한 상기 클램프 로드(5)의 선회위상을 정확히 결정할 수 있게 된다. 또한, 상기 지지 실린더(13)는, 스냅링으로 이루어지는 잠금부재(39)에 의해 상기 하우징 몸통부(3c)에 고정되어 있다.

상기 선회식 클램프(2)는 다음과 같이 작동한다.

도 1의 상태에서는, 상기 클램핑해제용 제2실(22)로 압축유가 공급되어 있고, 이에 의해, 상기 클램프 로드(5)는 도시된 선회 후퇴위치로 상승되어 있다.

상기 클램프(2)를 클램핑 상태로 전환할 때에는, 상기 제2실(22)의 압축유를 배출하여, 상기 클램프 스프링(20)에 의해서 상기 클램프 로드(5)의 상기 입력부(14)를 밀어 내린다. 이렇게 하면, 상기 클램프 로드(5)는, 상기 선회홈(27)을 따라 평면에서 보아 시계방향으로 선회하면서 하강하고, 이어서 상기 직진홈(28)을 따라 똑 바르게 하강한다. 이에 의해, 상기 클램프 로드(5)가 클램프위치(미도시)로 전환된다.

도 2 중 화살표로 도시한 바와 같이, 상기 클램프 로드(5)가 평면에서 보아 시계방향으로 선회할 때에는, 상기 선회홈(27)에 끼워진 상기 각 결합볼(29)이 평면에서 보아 반시계방향으로 구름운동을 하며, 이와 동시에, 상기 각 결합볼(29)에 바깥으로 끼워진 상기 슬리브(35)가 반시계방향으로 자유롭게 회전한다. 이 때문에, 상기 슬리브(35)의 내주면과 상기 각 결합볼(29) 사이에는, 대개 구름마찰(rolling friction)만이 작용하고, 미끄럼마찰(sliding friction)은 거의 작용하지 않게 되어, 상기 슬리브(35)로부터 상기 각 결합볼(29)에 작용하는 저항 이 작게 된다. 그 결과, 상기 각 결합볼(29)로부터 상기 선회홈(27)에 작용하는 마찰력이 작게 되어, 상기 클램프 로드(5)가 작은 힘으로 원활히 선회한다.

또한, 여기서는, 상기 슬리브(35)의 내경치수는, 상기 클램프 로드(5)의 상기 하부 미끄럼부(12)의 외경치수의 약 1.5배의 값으로 설정되어 있다. 이 때문에, 상기 클램프 로드(5)를 90도 선회시키는 경우에는, 상기 슬리브(35)가 약 60도 회전하는 것이 된다.

상기 클램프(2)를 상기 클램핑 상태로부터 도 1의 선회 후퇴상태로 전환할 때에는, 상기 클램핑해제용 제2실(22)로 압축유를 공급한다. 이렇게 하면, 우선, 상기 피스톤(15)이, 그 환상 단면적에 작용하는 상향의 유압에 의해서 상승하며, 이와 동시에, 상기 클램프 로드(5)가, 상기 실링부재(16)의 내측 단면적에 작용하는 상향의 유압에 의해서 상기 직진홈(28)을 따라 똑 바르게 상승하여 간다. 이어서, 상기 클램프 로드(5)가, 상기 선회홈(27)을 따라 평면에서 보아 반시계방향으로 선회하면서 상승하여, 상기 클램프 로드(5) 및 상기 아암(6)이 도 1의 선회 후퇴 위치로 전환된다.

이 경우, 전술한 바와 같이, 상기 제2실(22)의 압축유로부터 상기 피스톤(15)에 작용하는 상향의 힘이 상기 클램프 로드(5)에 가해지지 않기 때문에, 상기 선회홈(27) 또는 상기 결합볼(29)에 과대한 힘이 작용하지 않는다.

또, 상기 선회 후퇴 시에는, 상기 클램프 로드(5)가 평면에서 보아 반시계방향으로 선회하면, 상기 각 결합볼(29)과 상기 슬리브(35)가 상기 도 2중의 화살표와는 반대방향으로 회전한다.

또한, 상기 선회 후퇴 시에는, 상기 도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 스토퍼벽(45)의 수용면(45a)이 상기 결합볼(29)의 끼움부(29a)에 끼워져 상기 클램프 로드(5)의 선회를 저지한다. 이 때문에, 상기 클램프 로드(5)의 선회정지 정밀도가 높다. 또한, 상기 스토퍼벽(45)을 상기 클램프 로드(5)에 형성하였기 때문에, 상기 스토퍼벽(45)을 상기 하우징(3)의 몸통부(3c)에 형성한 경우와 비교하면 다음의 장점이 얻어진다. 즉, 상기 하우징(3)의 원통형 구멍(4)은, 상기 스토퍼벽용의 단차부를 없애고 직선으로 만들 수 있다. 이 때문에, 상기 원통형 구멍(4)의 기계가공이 용이하게 되고, 또한 상기 클램프 스프링(20)을 대형으로 강력하게 할 수 있다.

또한, 상기의 제1 실시형태는 다음의 장점을 갖는다.

상기 클램프 로드(5)에 복수의 가이드홈(26)을 형성하여, 이들 가이드홈(26)에 각각 결합볼(29)을 끼워 넣었기 때문에, 상기 지지실린더(13)에 상기 복수의 결합볼(29)을 개재하여 상기 클램프 로드(5)를 둘레방향으로 거의 균등하게 지지하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 클램핑 및 클램핑해제 구동 때에 상기 클램프 로드(5)의 경사를 방지할 수 있다. 그 결과, 상기 아암(6)에 마련된 상기 푸시볼트(push bolt)(8)의 클램핑 위치 및 클램핑해제 위치의 위치결정 정밀도가 향상된다.

또한, 상기 이웃하는 가이드홈(26·26)의 격벽의 최소두께(T)를, 상기 가이드홈(26)의 홈폭(W)보다도 작은 값으로 설정하였기 때문에, 상기 클램프 로드(5)에 많은 가이드홈(26)을 형성하여 상기 클램프 로드(5)를 둘레방향에서 거의 균등하게 지지하는 것과, 상기 선회홈(27)의 경사각도(A)를 작게 하는 것을 양립할 수 있다. 이 때문에, 상기 클램프 로드(5)의 선회에 필요한 스트로크를 작게 하여, 선회식 클램프(2)를 콤팩트(compact)하게 만들 수 있다.

상기 클램프 로드(5)는 상기 피스톤(15)의 양단 방향의 외측에 상부 미끄럼부(제1 미끄럼부)(11)와 하부 미끄럼부(제2 미끄럼부)(12)를 구비하였기 때문에, 상기 피스톤(15)의 끼움 간극이 존재함에도 불구하고, 축방향으로 떨어진 2개의 미끄럼부(11, 12)에 의해서 상기 클램프 로드(5)가 경사지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 클램프 로드(5)를 상기 하우징(3)에 의해서 확실하고 고정밀도로 가이드할 수 있다.

또한, 상기 선회홈(27) 및 결합볼(29)로 이루어진 선회기구를, 전술한 가이드용의 강도를 갖춘 상기 지지실린더(13)와 하부 미끄럼부(12)의 사이에 형성하였기 때문에, 상기 선회기구가 선회토크에 충분히 견디는 것이 가능해져 선회기구의 수명이 길게 된다. 더욱이, 상기 결합볼(29)을 상기 지지실린더(13)에 형성하였기 때문에, 상기 결합볼(29)의 설치개소와 하부 미끄럼부(12)의 지지개소를 겸용할 수 있다. 이 때문에, 상기 하우징(3)의 높이를 낮게 하여, 선회식 클램프(2)를 콤팩트하게 만들 수 있다.

또한, 상기 하부 미끄럼부(12)의 외경치수를 상기 상부 미끄럼부(11)의 외경치수보다 작은 값으로 설정하였기 때문에, 상기 하부 미끄럼부(12)에 형성한 선회홈(27)의 리드(lead)가 짧게 된다. 이 때문에, 상기 클램프 로드(5)의 선회용 스트로크가 또한 짧게 된다. 이 때문에, 선회식 클램프(2)를 더욱 콤팩트하게 만들 수 있고, 상기 피스톤(15)을 구동하기 위한 압축유의 공급 및 방출량도 적어진다.

도 5는, 상기의 제1 실시형태의 제1 변형예를 도시하며, 상기 도 4에 유사한 부분도이다. 상기 도 5에서는, 이웃하는 선회홈(27·27)의 격벽의 최소두께(M)가 상기 도 4보다도 작은 값으로 설정되며, 상기 최소두께(M)의 부분에서 상기 이웃하는 절삭면(34·34)이 중첩되어 있다. 또한, 상기 도 5에서는, 상기 선회홈(27)의 경사각도(A)가, 상기 도 4보다도 작은 범위 내(약 11도 내지 약 15도)의 값으로 설정되어 있다.

도 6은, 상기 제1 실시형태의 제2 변형예를 도시하며, 상기 도 4에 유사한 도면이다. 이 경우, 상기 클램프 로드(5)의 하부 미끄럼부(12)에 4개의 가이드홈(26)이 형성된다. 이웃하는 한 쌍의 가이드홈(26·26) 및 대응하는 결합볼(29)을 상기 클램프 로드(5)의 둘레방향 뿐만 아니라 축방향으로도 변위시키고 있다. 그리고, 이웃하는 한 쌍의 선회홈(27·27)의 격벽의 최소두께(M)를 상기 홈폭(W)보다 작은 값으로 설정함과 동시에, 이웃하는 한 쌍의 직진홈(28·28)의 격벽의 최소두께(N)를 상기의 홈폭(W)보다도 작은 값으로 설정하고, 더욱이, 후자의 최소두께(N)는 전자의 최소두께(M)보다도 작은 값으로 설정되어 있다. 이에 의해, 이웃하는 한 쌍의 가이드홈(26·26)의 격벽의 최소두께(T)가, 상기 홈폭(W) 및 상기 결합볼(29)의 지름보다도 작은 값으로 설정되어 있다.

상기의 제1 실시형태와 변형예는 다음과 같이 변경 가능하다.

상기 결합볼(29)을 회전 가능하게 지지하는 상기 관통구멍(31)은, 예시한 지지 실린더(13)에 형성하는 대신에, 상기 하우징(3)의 몸통부(3c)의 하부에 형성하 는 것도 가능하다.

상기 슬리브(35)의 내주면은, 예시한 V자 모양의 홈(36)을 구비하는 대신에, U자 모양의 홈 또는 원호 모양의 홈을 구비하고 있어도 좋고, 더욱이, 직선 내주면이더라도 좋다. 또, 상기 직선 내주면의 경우에는, 상기 결합볼(29)에 대하여 상기 슬리브(35)가 상하 이동하는 것을 저지하기 위해서, 상기 지지실린더(13)의 내벽(13a)과 상기 슬리브(35)와의 사이에 스냅링 등의 스토퍼를 형성하는 것이 고려된다.

또한, 상기 나선모양으로 형성한 선회홈(27)의 경사각도(A)는, 10도 내지 30도의 범위 내인 것이 바람직하고, 11도 내지 20도의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다.

도 7 내지 도 10은 본 발명의 제2 실시형태를 도시하고, 도 11 내지 도 13은 본 발명의 제3 실시형태를 도시하고 있다. 이러한 별도의 실시형태에 있어서는, 상기 제1 실시형태의 구성부재와 유사한 부재에는 원칙적으로 동일한 부호가 붙여 있다.

도 7 내지 도 10의 제2 실시형태에 있어서, 도 7은, 선회식 클램프(2)가 세워져 있는 상태에서의 부분 단면도로서, 상기 도 1에 유사한 도면이다. 도 8은, 상기 클램프(2)에 형성된 선회기구의 평단면도로서, 상기 도 2에 유사한 도면이다. 도 9는, 상기의 도 7 중의 요부의 확대도로서, 상기 도 8 중의 IX-IX선 화살표 방향에서 본 단면도에 상당하는 도면이다. 도 10은, 상기 클램프(2)의 클램프 로드(5)에 형성된 하부 미끄럼부(12)의 확대 전개도이다.

상기 제2 실시형태는, 상기 제1 실시형태와는 다음 점에서 다르다.

상기 클램프 로드(5)의 구동수단이 복동식으로 구성된다. 즉, 상기 피스톤(15)의 위쪽에 형성된 상기 제1실(21)에는, 클램핑용의 압축유 공급 및 배출구(17)를 통해 클램핑용의 압축유가 공급 및 배출된다. 또한, 상기 피스톤(15)의 아래쪽에 형성된 상기 제2실(22)에도, 클램핑해제용의 압축유 공급 및 배출구(미도시)와 유로(18)를 통해 클램핑해제용의 압축유가 공급 및 배출된다.

상기 피스톤(15)의 외주에 끼워서 부착된 상기 각 실링부(15a)의 상하의 양 외측에서는, 상기 피스톤(15)의 외주면과 상기 원통형 구멍(4)과의 사이에 비교적으로 큰 끼움 간극이 형성되어 있다. 이에 의해, 상기 클램프 로드(5)는 상기 상부 미끄럼부(11)와 하부 미끄럼부(12)의 상하의 2개소에서 상기 하우징(3)에 원활하고 정밀도가 양호하게 지지된다.

상기 하부 미끄럼부(12)의 외주면에 4개의 가이드홈(26)이 둘레방향으로 거의 등간격으로 형성된다. 제1 실시형태와 같이, 각 가이드홈(26)은, 나선모양의 선회홈(27)과 직진홈(28)을 상향으로 연이어 구성되어 있지만, 상기 선회홈(27)의 하부는 상하방향으로 연장되는 홈(참조부호 없음)을 개재하여 상기 클램프로드(5)의 하면에 개방되어 있다. 상기 결합볼(29)은 상기 개구부를 통해서 상기 가이드홈(26)에 삽입 가능하게 되어 있다.

또, 상기 제1 실시형태와 같이, 상기 이웃하는 가이드홈(26·26) 중의 도 10 중의 오른쪽 선회홈(27)의 하부와 왼쪽 선회홈(27)의 상부와의 사이에서 격벽의 두께가 최소가 되어 있고, 상기 격벽의 최소두께(M)가, 상기 가이드홈(26)의 홈폭(W) 및 상기 결합볼(29)의 지름보다도 작은 값으로 설정되어 있다.

상기 각 가이드홈(26)에 끼운 결합볼(29)이, 상기 지지실린더(13)의 내벽(13a)의 상부에 형성한 4개의 관통구멍(31)에 회전 가능하게 지지된다. 이들 4개의 결합볼(29)에 걸쳐 슬리브(35)가 축 주위로 회전 가능하게 바깥으로 끼워진다. 상기 선회홈(27)에는 원호 모양의 오목부(37)가 형성되어 있고, 상기 오목부(37)의 상하 외측의 2개소에서 결합볼(29)이 선회홈(27)에서 구름운동 가능하게 되어 있다.

상기 클램핑해제용의 제2실(22)의 둘레벽의 하부와 상기 지지실린더(13)의 상면과의 사이에는 원통모양의 스페이서(spacer)(32)가 장착되어 있다. 상기 스페이서(32)의 상면에 스로틀 홈(33)이 형성되며, 상기 스로틀 홈(33)에 의해서, 상기 유로(18)로부터 상기 제2실(22)로의 압축유의 공급량을 제어하도록 되어 있다. 또, 상기 홈(33) 대신에 관통구멍 등을 이용하는 것도 가능하다.

상기 지지실린더(13)는, 수나사 실린더로 이루어지는 잠금부재(39)에 의해서 상기 하우징 몸통부(3c)에 밀착되게 고정되어 있다.

또, 상기 제1 실시형태와 같이, 상기 상부 미끄럼부(11)의 외경치수보다도 상기 하부 미끄럼부(12)의 외경치수를 작은 값으로 설정하고 있다. 이 때문에, 상기 나선모양의 선회홈(27)의 리드가 짧게 되어, 상기 클램프 로드(5)의 선회용 스트로크가 작게 된다.

도 11은, 본 발명의 제3 실시형태를 나타내고 있다. 상기 도 11은, 선회식 클램프가 세워져 있는 상태에서의 부분 단면도이고, 상기 도 7에 유사한 도면이다.

상기 도 11의 제3 실시형태는, 상기의 도 7의 구조와는 다음의 점에서만 다르다.

상기 도 7 중의 슬리브(35)를 생략하고 있다. 그리고, 상기 스페이서(32)는 상기 지지실린더(13)의 내벽(13a)에 지지되는 상기 결합볼(29)이 빠지지 않도록 한다.

도 12는, 상기의 제3 실시형태의 제 1변형예를 도시하고, 상기의 도 11에 유사한 도면이다.

상기 도 12의 제 1변형예는, 상기의 도 11의 구조와는 다음 점에서 다르다.

상기 피스톤(15)은 상기 클램프 로드(5)와 일체로 형성된다. 상기 피스톤(15)과 상기 하단벽(3b)과의 사이에, 상기 제2실(22)과 수압(受壓) 배제용 실린더구멍(41)이 하방향으로 향하여 순차적으로 형성된다. 상기 실린더 구멍(41)은, 어댑터 실린더(adapter cylinder)(42)의 내주면에 의해서 형성되어 있고, 상기 실린더 구멍(41)에 상기 클램프 로드(5)의 봉입부(5b)가 실링부(43)에 의하여 밀폐되게 삽입된다.

상기의 구성에 의해, 클램핑해제 때에 상기 클램프 로드(5)에 작용하는 상향의 힘은, 상기의 제2실(22)의 횡단면적으로부터 상기 봉입부(enclosed portion)(5b)의 횡단면적을 뺀 환형의 단면적에 작용하는 유압력만이기 때문에, 상기 선회홈(27)이나 상기 결합볼(29)에 과대한 힘이 작용하지 않는다.

상기 봉입부(5b)의 지름은, 상기 제2실(22)의 지름보다 작은 값이면 좋고, 여기서는, 상기 클램프 로드(5)의 상부 미끄럼부(11)의 지름과 거의 같은 값으로 설정되어 있다.

또, 상기 봉입부(5b)의 지름을 상기 상부 미끄럼부(11)의 직경보다도 큰 값으로 설정하는 것이 바람직하다. 이 경우, 클램핑해제 때에 상기 클램프 로드(5)에 작용하는 상향의 힘을 더욱 작게 할 수 있기 때문에, 상기 선회홈(27)과 상기 결합볼(29)의 수명이 연장된다.

상기 도 11과 같이, 상기 피스톤(15)의 외주면과 상기 원통구멍(4)의 상반부 사이에 비교적으로 큰 끼움 간극이 형성되어 있다. 또한, 상기 클램프 로드(5)의 봉입부(5b)와 상기 실린더 구멍(41) 사이에도 비교적으로 큰 끼움 간극이 형성되어 있다.

상기 유로(18)의 하단면에 상기 스로틀 홈(33)이 형성되어 있다.

또한, 클램핑 상태와 클램핑해제 상태를 검출하기 위한 로드(46)가 상기 하부 미끄럼부(12)로부터 하향으로 돌출되어 있다. 상기 로드(46)에 형성된 나사구멍 (47)에 피검출부재(미도시)가 나사 결합되고, 상기 피검출부재에는 리미트 스위치(limit switch) 등의 센서(미도시)가 대면된다.

또한, 상기 지지실린더(13)의 하부에 플러그(51)가 밀폐되게 삽입되고, 상기 플러그(51) 내에 형성된 호흡통로(breathing passage)(52)에 의해서 상기 실린더 구멍(41)의 내부공간이 외부로 소통된다. 상기 호흡통로(52)에는, 모식도에 도시한 바와 같이, 스프링 형식의 체크밸브로 이루어지는 트랩밸브(trap valve)(53)가 형성된다.

상기 트랩밸브(53)는 다음과 같이 작용한다. 상기 클램프 로드(5)가 상승하 여 상기 실린더 구멍(41)의 내부공간이 확장된 때에는, 상기 트랩밸브(53)의 저지작용에 의해서, 외부의 대기 중의 절삭유 등이 상기 실린더 구멍(41)으로 침입하는 것을 방지한다. 또한, 상기 트랩밸브(53)는, 상기 클램프 로드(5)가 하강하여 상기 실린더 구멍(41)의 내부공간이 수축한 때에, 상기 제2실(22)로부터 상기 실린더 구멍(41)의 내부공간으로 침입한 압축유를 외부로 원활히 배출한다.

도 13은, 상기 제3 실시형태의 제2 변형예를 도시하며, 상기 도 11에 유사한 도면이다. 상기 도 13은, 단동 스프링 복귀형(single-acting and spring-return type)의 선회식 클램프(2)를 도시하고, 상기의 도 11의 구조와는 다음 점에서 다르다.

상기 피스톤(15)은 상기 클램프 로드(5)와 일체로 형성되어 있다. 또한, 상기 지지실린더(13)와 상기 피스톤(15)과의 사이에 형성된 제2실(22) 내에 클램핑해제용의 복원스프링(56)이 장착되고, 상기 복원스프링(56)에 의해서 상기 클램프 로드(5)가 상향으로 탄성력을 받는다. 여기서는, 상기 복원스프링(56)은, 압축코일 스프링으로 구성되어 있다. 그리고, 상기 복원스프링(56)의 하단이 상기 지지실린더(13)에 접촉되고, 상기 복원스프링(56)의 상단은 스러스트 볼 베어링(thrust ball bearing)(57)을 개재하여 상기 피스톤(15) 의하여 저지된다.

또한, 상기 복수의 결합볼(29)에 걸쳐 상기 슬리브(35)가 회전 가능하게 바깥으로 끼워져 있다.

또한, 상기 트랩밸브(53)는, 상기 지지실린더(13)의 중앙부에 나사 결합한 볼트(58)에 장착되어 있다.

상기 각 실시형태 또는 각 변형예는, 또한 다음과 같이 변경 가능하다.

상기 클램프 로드(5)의 가이드홈(26)은, 3개 또는 4개를 형성하는 것이 바람직하지만, 2개를 형성한 것이어도 좋고, 나아가서는 5개 이상이라도 가능하다. 또한, 상기 가이드홈(26)은, 예시한 나선모양의 선회홈(27)을 구비하는 대신에, 캠(cam) 모양의 홈을 구비한 것이어도 좋다.

이웃하는 가이드홈(26·26)의 격벽의 상기 최소두께(T)는, 상기 결합볼(29)의 지름보다도 작은 값이라면 좋다. 따라서, 상기의 최소두께(T)를 상기 가이드홈(26)의 홈폭(W)보다도 큰 값으로 하는 것도 가능하다.

또한, 상기 가이드홈(26)에 끼워지는 결합부재는, 예시한 볼(20) 대신에 기둥 모양의 핀 등이더라도 좋다.

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상기 제1실(21) 또는 제2실(22)에 공급 또는 배출되는 압축유는, 예시한 압축유 대신에, 다른 종류의 액체 또는 공기 등의 기체여도 좋다.

상기 클램프 로드(5)는, 클램핑 작동 시에 평면에서 보아 시계방향으로 선회시킨다고 하였지만, 이 대신에, 상기 클램핑 작동 시에 평면에서 보아 반시계방향으로 선회시키더라도 좋다. 또한, 상기 클램프 로드(5)의 선회각도는, 예컨대 90도·60도·45도 등의 소망의 각도로 설정할 수 있는 것은 물론이다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 선회식 클램프에 대한 효과는 다음과 같다.

첫째, 클램프 로드가 경사지는 것을 방지하고, 상기 클램프 로드를 상기 하우징에서 확실하고도 고정밀도로 가이드할 수 있다. 또한, 선회기구가 선회 토오크(torque)에 충분히 견디는 것이 가능해지고, 선회기구의 수명은 연장된다. 더욱이, 상기 결합부재를 상기 제2 단벽에 구비하는 것에 의해, 상기 결합부재의 설치개소와 상기 제2 미끄럼부의 지지개소를 병용하는 것이 가능하다. 그러므로, 상기 하우징의 높이를 줄이고, 선회식 클램프를 콤팩트하게 만들 수 있다.

둘째, 선회식 클램프를 콤팩트하게 만들 수 있는 외에, 입력부를 피스톤에 의해 구동하는 경우에 상기 피스톤 방향으로의 압축유의 공급량이 줄어들게 된다.

셋째, 선회부분과 결합부재에 과대한 힘이 작용하지 않는다. 그러므로, 선회부분과 결합부재로 구성된 선회기구의 수명은 연장된다.

넷째, 결합볼로부터 선회홈에 작용하는 마찰력은 작게 되고, 클램프 로드는 작은 힘으로도 원활하게 선회한다.

Claims

하우징(3) 내에 축심 둘레로 회전가능하게 삽입되는 동시에 축심방향의 일단으로부터 타단으로의 클램프이동되는 클램프 로드(5)로서, 아암(6)을 고정하는 부분과, 상기 하우징(3)의 일단측의 제1 단벽(3a)에 긴밀히 끼워져 지지되도록 로드본체(5a)에 형성한 제1 미끄럼부(11)와, 상기 하우징(3)의 원통형 구멍(4)에 삽입된 피스톤(15)을 통해 구동되는 입력부(14)와, 상기 하우징(3)의 타단측의 제2 단벽(3b)에 긴밀히 끼워져 지지되도록 상기 로드본체(5a)로부터 타단방향으로 일체로 돌출되는 동시에 복수의 가이드홈(26)을 외주부에 형성한 제2 미끄럼부(12)를, 상기의 축심방향으로 차례로 형성한 클램프 로드(5)와,

상기 제2 미끄럼부(12)에 형성한 복수의 가이드홈(26)에 각각 끼워지도록 상기 하우징(3)에 지지된 복수의 결합부재(29)을 구비하고,

상기 복수의 가이드홈(26)은, 각각, 상기 축심방향의 타단으로부터 일단으로 연이어서 형성한 선회홈(27)과 직진홈(28)을 구비하며, 상기 복수의 선회홈(27)을 상호 평행형상으로 배치하는 동시에 상기 복수의 직진홈(28)을 상호 평행형상으로 배치하고,

상기 피스톤(15)의 양단 방향의 바깥쪽에 배치된 상기 제1 미끄럼부(11)와 제2 미끄럼부(12)의 2개소에서 상기 클램프 로드(5)를 상기 하우징(3)에 긴밀히 끼워져 지지하게 하여 상기 클램프 로드(5)가 기울어지는 것을 방지하도록 구성한 것을 특징으로 하는 선회식 클램프.
제1항에 있어서,

상기 가이드홈(26)을 3개 또는 4개 형성한 것을 특징으로 하는 선회식 클램프.
제1항에 있어서,

상기 선회홈(27)을 나선형상으로 형성하고, 상기 선회홈(27)의 경사도(A)를 10도 내지 30도의 범위내로 설정한 것을 특징으로 하는 선회식 클램프.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 복수의 결합부재(29)를 볼로서 구성하여, 상기 제2 단벽(3b)에 상기 결합볼(29)를 회전가능하게 지지하는 관통구멍(31)을, 상기 축심방향에 대해 직교하도록 형성하고, 상기 복수의 결합볼(29)에 걸쳐 슬리브(35)를 회전가능하게 바깥에서 끼워지는 것을 특징으로 하는 선회식 클램프.
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