KR101534261B1 - 선반용 척의 죠오장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선반용 척의 죠오장치에 관한 것으로서, 공작물의 외주에 밀접되는 소프트죠오와, 척바디에 설치되는 마스터죠오가 죠오너트와 캡스크류에 의해 상호 결합되는 선반용 척의 죠오장치에 있어서, 상호 접촉되는 상기 소프트죠오의 후면과 상기 마스터죠오의 전면에는 소트프죠오와 마스터죠오 상호간의 수평방향 결합위치를 세팅하는 수평위치세팅수단이 구비되는 구성으로 이루어진다.
이러한 본 발명에 따르면, 소프트죠오의 수평방향 위치를 항상 동일하게 세팅하여 마스터죠오와 결합시킬 수 있으며,이를 통해 소트트죠오의 교체결합에 따른 작업성과 공작물의 가공성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

선반용 척의 죠오장치 {Jaw device for lathe chuck}

본 발명은 선반용 척의 죠오장치에 관한 것으로서, 특히 마스터죠오와 소프트죠오의 결합시 수평방향의 결합위치를 항상 동일하게 세팅할 수 있는 선반용 척의 죠오장치에 관한 것이다.

일반적으로 CNC(Computer Numerical Control)선반은 컴퓨터의 수치제어에 의해서 원하는 공작물을 자동으로 가공하는 공작기계로서, 그 구성은 크게 볼 때 자동으로 기계를 동작시킬 수 있는 전자장치인 컨트롤러(controller)와, 기계본체로 이루어진다.

보다 세부적으로 보면, 상기 컨트롤러는 기계를 작동시킬 수 있는 CNC 시스템 프로그램, PLC 프로그램, 서보모터 등으로 구성되고, 기계본체는 주축대(Head Stock), 척(chuck), 공구대(turret), 심압대(Tail Stock), 베드(bed), 이송장치, 유압장치 등으로 구성되어 있다.

여기서, 상기 기계본체의 구성 중 척(chuck)은 센터로 지지할 수 없는 공작물을 죠오(Jaw)장치를 이용하여 견고하게 고정시키는 장치로서, 이러한 종래 선반용 척의 조요장치는 등록특허 제10-0385365호, 공개실용신안 제20-2012-0006866호에 개시된 것처럼, 공작물의 외주면에 밀착되는 원호부가 일단에 형성되어 공작물을 고정시키는 소프트죠오와, 상기 소프트죠오의 후면에 캡스크류로 결합되는 죠오너트와, 상기 죠오너트가 삽입되며, 척바디에 결합되는 마스터죠오로 구성된다.

그리고, 결합시 서로 접촉되는 소프트죠오의 후면과 마스터죠오의 전면에는 각각 나사부가 형성되며, 이러한 나사부의 결합을 통해 소트프죠오의 수직방향(공작물을 기준으로 보면 반경방향) 결합위치를 세팅하게 된다.

이러한 구성의 죠오장치는, 소프트죠오와 결합된 마스터죠오 3쌍이 120도 간격으로 척바디에 결합되고, 그에 따라 3쌍의 소프트죠오 각각의 원호부가 공작물의 외주에 120도 간격으로 세 지점에서 밀접함으로써 공작물의 중심을 맞춰 견고하게 고정시키게 되며, 고정대상인 공작물의 직경사이즈에 따라 적절한 원호부를 갖는 소프트죠오를 교체하여 마스터죠오에 결합시켜 사용하게 된다.

그런데, 상기한 종래 척의 죠오장치에 따르면, 공작물에 따라 소프트죠오를 교체하여 마스터죠오에 결합시킬 때, 나사부를 통해 소트프죠오의 수직방향 위치를 정확하게 세팅하는 것은 가능하지만, 소프트죠오의 수평방향 위치는 결합할 때마다 미세한 오차가 발생할 수 밖에 없는 구조이므로, 공작물의 중심을 맞춰 견고하게 고정시키는 것이 상당히 어려우며, 수평방향 위치의 오차발생에 따라 원호부를 공작물에 맞춰 새롭게 수정 가공을 하는 경우도 자주 발생하여 작업성이 현저히 저하되는 문제점이 있다.

즉, 마스터죠오와 소프트죠오를 결합시키는 죠오너트는 마스터죠오에 삽입되어 수직방향으로 위치변경이 가능해야 하기 때문에 마스터죠오의 너트설치부와 죠오너트 사이에는 일정한 간극(clearance)이 주어질 수 밖에 없으며, 그에 따라 소프트죠오가 결합될 때마다 간극에 발생하는 유격에 의해 소프트죠오의 수평위치에 미세한 오차가 발생할 수 밖에 없는 것이다.

도 6의 (a)에 예시된 것처럼 3쌍의 소프트죠오(1)는 공작물(P)의 중심을 기준으로 공작물 외주에 각각의 원호부가 정확하게 밀접되면서 공작물을 견고하게 고정시키야만 하는데, 도 6의 (b)에 예시된 것처럼 마스터죠오에 결합된 소프트죠오의 수평방향 위치에 오차(e)가 발생하게 되면 공작물 외주에 원호부가 정확하게 밀접될 수 없어 공작물(P)을 견고하게 고정시키지 못하게 되며, 이 경우 결합된 소프트죠오(1)를 분리하여 위치가 정확해질 때까지 재조정하면서 결합시키거나, 아니면 결합시킨 상태에서 원호부 자체를 공작물의 외주에 밀접되도록 수정 가공을 해야만 하므로 작업성이 좋지 못한 문제점이 있는 것이다.

등록특허 제10-0385365호 (선반용 척의 죠오 가공을 위한 죠오 고정장치) 공개실용신안 제20-2012-0006866호 (선반용 유압 척의 죠오)

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안되는 것으로서, 본 발명의 목적은 상호 결합되는 마스터죠오와 소프트죠오 각각의 접촉면에 수평위치세팅부를 구성하여 간편하게 소프트죠오의 수평방향 위치를 항상 동일하게 세팅할 수 있으며, 이를 통해 소트트죠오의 교체결합에 따른 작업성과 공작물의 가공성을 향상시킬 수 있는 선반용 척의 죠오장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 과제해결수단으로서,

공작물의 외주에 밀접되는 소프트죠오와, 척바디에 설치되는 마스터죠오가 죠오너트와 캡스크류에 의해 상호 결합되는 선반용 척의 죠오장치에 있어서, 상호 접촉되는 상기 소프트죠오의 후면과 상기 마스터죠오의 전면에는 소트프죠오와 마스터죠오 상호간의 수평방향 결합위치를 세팅하는 수평위치세팅수단이 구비되는 선반용 척의 죠오장치가 개시된다.

여기서, 상기 수평위치세팅수단은, 상기 소프트죠오의 후면 일측에 요입 형성되는 세팅홈부와, 상기 세팅홈부에 삽입 가능하게 상기 마스터죠오의 전면 일측에 돌출 형성되되, 상기 세팅홈부에 대해 일정간격 편심된 위치에 형성되는 세팅돌부를 포함하며, 상기 세팅돌부에는 일정각도로 경사진 가압경사면이 형성되고, 상기 세팅홈부에는 상기 가압경사면과 동일각도로 경사진 유도경사면이 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 선반용 척의 죠오장치에 의하면,

상호 결합되는 마스터죠오와 소프트죠오 각각의 접촉면에 소프트죠오의 수평방향 결합위치를 간편하게 세팅하는 수평위치세팅부가 형성되어 있으므로 소프트죠오를 항상 마스터죠오에 동일한 수평위치에서 간편하게 결합시킬 수 있으며, 이에 따라 교체결합에 따른 작업을 용이하게 수행할 수 있음과 함께 공작물의 가공성과 정밀성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

아울러, 상기한 바와 같이 구체적으로 명시한 효과 이외에 본 발명의 특징적인 구성으로부터 용이하게 도출되고 기대될 수 있는 특유한 효과 또한 본 발명의 효과에 포함될 수 있음을 첨언한다.

도 1은 본 발명에 따른 선반용 척의 죠오장치를 예시한 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 선반용 척의 죠오장치의 분해구성을 예시한 도면이며,
도 3 내지 도 5는 수평위치세팅수단에 의해 수평위치가 세팅되면서 소프트죠오와 마스터죠오가 결합되는 과정을 각각 예시한 작동예시도이고,
도 6은 종래 죠오장치에 있어 소프트죠오의 수평위치 오차를 예시한 종래예시도이다.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 선반용 척의 죠오장치에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로서, 첨부된 도면에서의 요소의 형상, 크기, 요소간의 간격 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 축소되거나 과장되어 표현될 수 있음을 유의하여야 한다.

또한, 실시예를 설명하는데 있어서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “형성되어”있다거나 “결합되어”있다고 기재된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 형성되어 있거나 또는 결합되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다

아울러, 실시예를 설명하는데 있어서 원칙적으로 관련된 공지의 기능이나 공지의 구성과 같이 이미 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 기술적 특징을 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 1 내지 도 5에는 본 발명의 실시예에 따른 선반용 척의 죠오장치가 예시되어 있는 바, 상기한 도면들을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 선반용 척의 죠오장치(이하, “죠오장치”라 약칭함.)는 소프트죠오(10)와, 마스터죠오(20)와, 죠오너트(30)와, 캡스크류(40)로 이루어진 통상적인 죠오장치의 구성에 수평위치세팅수단(50)이 더 포함되는 구성으로 이루어짐을 알 수 있다.

먼저, 통상적인 죠오장치와 동일한 구성부분에 대해 간략하게 살펴본다.

상기 소프트죠오(10)는 공작물을 고정하는 요소로서, 소프트죠오(10)의 후면에는 상하방향을 따라 나사부(11)가 형성되고, 후면의 중앙에는 상기 죠오너트(30)의 단부가 삽입되는 너트삽입홈(12)이 형성된다.

또한, 상기 너트삽입홈(12)에는 상기 캡스크류(40)의 체결을 위한 관통공(13)이 형성되고, 하단에는 공작물의 외주에 밀접되는 원호부(14)가 형성된다.

상기 마스터죠오(20)는 상기 소프트죠오(10)와 결합되어 척바디에 설치되는 요소로서, 마스터죠오(20)의 전면에는 상기 소프트죠오(10)의 나사부(11)에 대응되는 나사부(21)가 상하방향을 따라 형성되고, 전면의 중앙에는 상기 죠오너트(30)의 헤드가 끼워져 설치되는 너트설치부(22)가 형성된다.

상기 죠오너트(30)는 상기 마스터죠오(20)의 너트설치부(22)에 헤드가 끼워져 설치되면서 단부는 상기 쇼프트죠오(10)의 너트삽입홈(12)에 삽입되며, 전면에는 상기 캡스크류(40)가 체결될 수 있게 체결공(31)이 형성된다.

상기 캡스크류(40)는 상기 마스터죠오(20)의 관통공(13)을 끼워져 상기 죠오너트(30)의 체결공(31)에 체결된다.

이러한 구성에 의해, 죠오너트(30)가 마스터죠오(20)에 설치되고 소프트죠오(10)와 마스터죠오(20) 각각의 나사부(11, 21)가 서로 맞물릴 수직위치를 세팅한 상태에서 소프트죠오(10)를 관통하여 죠오너트(30)에 캡스크류(40)를 체결시킴으로써 마스터죠오(20)에 소프트죠오(10)를 견고하게 결합시킬 수 있다.

다음으로, 본 발명의 특징구성인 수평위치세팅수단(50)에 대해 살펴본다.

상기 수평위치세팅수단(50)은 상기한 것처럼 캡스크류(40)를 죠오너트(30)에 체결하여 마스터죠오(20)에 소프트죠오(10)를 결합시킬 때, 소프트죠오(10)가 마스터죠오(20)에 대하여 항상 동일한 수평방향 위치에 결합되도록 수평방향 결합위치를 세팅하는 기능을 수행한다.

상기 죠오너트(30)는 마스터죠오(20)의 너트설치부(22)에 끼워져 설치되는데, 죠오너트(30)의 수직위치가 너트설치부(22)에서 조정이 가능해야 하므로, 죠어너트(30)와 너트설치부(22) 사이에는 간극(clearance)이 주어질 수 밖에 없고, 이러한 간극에 의해 소프트죠오(10)의 수평방향 결합위치는 결합시마다 미세하게 상이해지면서 오차가 발생할 수 밖에 없음을 배경기술에서 설명하였으며, 상기 수평위치세팅수단(50)은 이와 같은 간극에 의한 수평방향 결합위치의 오차가 발생하지 않도록 하는 수평방향 결합위치를 세팅하는 기능을 수행하는 것이다.

이를 위한 상기 수평방향위치세팅수단(50)은 소프트죠오(10)와 마스터죠오(20)의 접촉면에 각각 형성되는 세팅홈부(51)와 세팅돌부(52)로 구성될 수 있다.

상기 세팅홈부(51)는 상기 소프트죠오(10)의 후면 일측에 요입 형성되고, 상기 세팅돌부(52)는 상기 세팅홈부(51)에 삽입 가능하도록 상기 마스터죠오(20)의 전면 일측에 돌출 형성된다.

여기서, 세팅돌부(52)는 상기 세팅홈부(51)와 동일한 위치에 형성되지 않고, 세팅홈부(51)에 대해 일정간격(g) 편심된 위치에 형성되는데, 예컨대, 도 3에 예시된 것처럼 세팅돌부(52)가 세팅홈부(51)에 대하여 외측방향으로 일정간격(g) 편심된 위치에 형성되는 것이다.(세팅돌부(52)를 기준으로 보면 세팅홈부(51)가 중앙쪽으로 일정간격(g) 편심됨.)

또한, 상기 세팅돌부(52)에는 일정각도로 경사진 가압경사면(52a)이 형성되고, 세팅홈부(51)에는 상기 가압경사면(52a)과 동일각도로 경사진 유도경사면(51a)이 형성된다.

이렇게 상호 편심된 위치로 형성되면서 가압경사면(52a)과 유도경사면(51a)이 형성됨으로써, 상기 캡스크류(40)의 체결에 의해 세팅홈부(51)로 세팅돌부(52)가 삽입될 때 도 4에 예시된 것처럼 가압경사면(52a)과 유도경사면(51a)이 먼저 어긋난 상태로 만나면서 접촉이 되고, 계속적으로 캡스크류(40)가 체결됨에 따라 가압경사면(52a)의 가압을 받으면서 유도경사면(51a)이 가압경사면(52a)을 따라 외측방향으로 유도되며, 최종적으로 캡스크류(40)의 체결이 완료되면 도 5에 예시된 것처럼 세팅홈부(51)가 세팅돌부(52)와 위치가 완전히 일치된 상태로 삽입이 이루어지게 된다.

이와 같이 세팅홈부(51)가 외측방향으로 유도되면서 수평방향 위치가 조정되어 세팅돌부(52)에 밀착되므로 마스터죠오(20)에 결합되는 소프트죠오(10) 또한 죠오너트(30)의 유격에 관계없이 항상 동일한 수평방향 위치에서 마스터죠오(20)와 결합이 이루어질 수 있게 된다.

상기한 수평위치세팅수단(50)의 구성에 있어, 세팅홈부(51)가 소프트죠오(10)에 형성되고, 세팅돌부(52)가 마스터죠오(20)에 형성되는 구성만을 설명하였으나, 세팅홈부(51)가 마스터죠오(20)에 형성되고 세팅돌부(52)가 소프트죠오(10)에 형성되어도 동일한 기능을 수행할 수 있으므로 상기한 바와 반대로 형성되는 것도 가능함은 당연하다.

이상에서 살펴본 본 발명의 죠오장치는, 종래와 같이 나사부(11, 21)의 맞물림 위치조정을 통해 소프트죠오(10)와 마스터죠오(20)의 수직방향 위치를 용이하게 조정할 수 있으면서, 동시에 캡스크류(40)를 죠오너트(30)에 체결하여 소프트죠오(10)와 마스터죠오(20)를 상호 결합하게 되면, 접촉면에 형성된 상기 수평위치세팅수단(50)에 의해 자동으로 소프트죠오(10)와 마스터죠오(20)의 수평방향 결합위치가 세팅되면서 항상 동일한 수평방향 위치에서 결합이 이루어질 수 있음을 알 수 있다.

그에 따라 다양한 사이즈의 공작물을 가공함에 있어 이에 대응하여 다양한 소프트죠오(10)를 교체 결합하는 작업이 매우 간편해짐과 함께 숙련된 기술이 없어도 누구나 항상 동일한 위치에서 소프트죠오(10)를 교체 결합시킬 수 있으므로 작업성이 크게 향상되고, 죠오장치의 오차에 따른 가공불량이 발생하지 않아 가공품질 또한 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.

아울러, 종래 죠오장치의 구성을 크게 변경하게 되면, 비록 수평위치의 용이한 세팅이라는 기술적 목적은 달성한다 하더라도, 구조변경에 따른 제조비용의 지나친 증가로 인하여 그러한 기술개발의 전체적인 효율성이 떨어질 수 밖에 없는 문제점이 발생할 수 있는데, 본 발명은 다른 구성의 변경없이 비교적 간단한 구조개선에 의한 것이므로, 작업성 향상이라는 기술적 효과를 달성함과 동시에 구조개선에 따른 죠오장치의 제조비용 인상은 최소화할 수 있어 전체적인 기술개발의 효율성이 매우 높음을 알 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였는데, 본 발명의 기술적 범위는 상술한 실시예 및 도면들에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 수정 또는 변경된 등가의 구성은 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 것이라 할 것이다.

첨부된 도면들의 주요부위에 대한 부호를 설명하면 다음과 같다.
10: 소프트죠오 20: 마스터죠오
30: 죠오너트 40: 캡스크류
50: 수평위치세팅수단 51: 세팅홈부
52: 세팅돌부 51a: 유도경사면
52a: 가압경사면

Claims (2)

1. 공작물의 외주에 밀접되는 소프트죠오(10)와, 척바디에 설치되는 마스터죠오(20)가 죠오너트(30)와 캡스크류(40)에 의해 상호 결합되는 선반용 척의 죠오장치에 있어서,
   상호 접촉되는 상기 소프트죠오(10)의 후면과 상기 마스터죠오(20)의 전면에는 소트프죠오(10)와 마스터죠오(20) 상호간의 수평방향 결합위치를 세팅하는 수평위치세팅수단(50)이 구비되며,
   상기 수평위치세팅수단(50)은,
   상기 소프트죠오(10)의 후면 일측에 요입 형성되는 세팅홈부(51)와, 상기 세팅홈부(51)에 삽입 가능하게 상기 마스터죠오(20)의 전면 일측에 돌출 형성되되, 상기 세팅홈부(51)에 대해 일정간격(g) 편심된 위치에 형성되는 세팅돌부(52)를 포함하며, 상기 세팅돌부(52)에는 일정각도로 경사진 가압경사면(52a)이 형성되고, 상기 세팅홈부(51)에는 상기 가압경사면(52a)과 동일각도로 경사진 유도경사면(51a)이 형성되는 선반용 척의 죠오장치.
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