KR101789248B1

KR101789248B1 - 툴체인저

Info

Publication number: KR101789248B1
Application number: KR1020170059324A
Authority: KR
Inventors: 정선호
Original assignee: (주)로파
Priority date: 2017-05-12
Filing date: 2017-05-12
Publication date: 2017-11-15
Also published as: WO2018207982A1

Abstract

툴체인저가 개시된다. 툴체인저는 하우징에 축선방향을 따라 연장되게 결합되며 로킹구동부를 회동가능하게 수용하는 작동내경부와 로킹볼들이 부분적으로 외향노출될 수 있도록 반경방향으로 관통형성되어 로킹구동축의 회동 위치에 따라 다수의 로킹볼이 외향노출된 로킹위치와 내측으로 이동가능한 해제위치간을 이동할 수 있도록 하는 볼출입공을 갖는 접속관에 공구가 삽입되면 일단부가 조작슬롯을 통해 로킹구동축에 결합되고 타단부가 조작슬롯 외부에 노출되어 로킹구동축을 회동조작할 수 있는 조작레버를 회동하여 로킹구동부의 로킹구동축에 연결된 볼작동파형부가 로킹볼을 로킹위치로 이동시켜 공구를 신속하게 신속하게 장착되게 할 수 있다. 이후 조작레버를 조작레버고정홈에 고정되게 하여 공구의 결합강도를 높일 수 있다.

Description

툴체인저{Tool Changer}

본 발명은 툴체인저에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 툴을 쉽게 착탈할 수 있는 툴체인저에 관한 것이다.

각종 성형설비와 가공설비 등의 생산설비에는 다양한 종류의 공구를 장착하여 다양한 작업을 수행한다. 예컨대 유압을 이용하는 생산설비에 절삭공구를 장착하여 제품의 절삭작업을 수행하다가 절삭작업이 완료된 후 제품의 이송작업을 수행하려고 하는 경우 절삭공구를 탈착하고 이송을 위한 그립공구를 장착하여 제품을 잡아 이송할 수 있다.

하지만, 이러한 공구의 교체작업은 볼트 혹은 연결핀 등을 삽입해제하고 공구와 장치를 분리한 후 새로운 공구를 장비에 장착하는 위치에 놓고 볼트 혹은 연결핀 등을 삽입하여 장착한 후 작업을 수행하여야 한다. 이에 공구의 교체시간이 많이 소요되므로 작업효율성이 떨어지는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 공구를 신속하게 교체할 수 있는 툴체인저를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 툴체인저는, 툴체인저에 있어서, 축선방향을 따른 회동축공과 상기 회동축공으로부터 반경방향으로 소정의 원주방향 각도 구간에 걸쳐 관통 형성된 조작슬롯을 갖는 하우징; 상기 회동축공 내에 회동가능하게 수용되는 로킹구동축와 상기 로킹구동축으로부터 축선방향을 따라 연장되며 원주방향을 따라 파형상으로 형성된 다수의 볼작동파형부를 가진 로킹구동부; 상기 볼작동파형부에 각각 수용되는 로킹볼; 상기 하우징에 축선방향을 따라 연장되게 결합되며 상기 로킹구동부를 회동가능하게 수용하는 작동내경부와, 상기 로킹볼들이 부분적으로 외향노출될 수 있도록 반경방향으로 관통형성되어 상기 로킹구동축의 회동 위치에 따라 상기 다수의 로킹볼이 외향노출된 로킹위치와 내측으로 이동가능한 해제위치간을 이동할 수 있도록 하는 볼출입공을 갖는 접속관; 및 일단부가 상기 조작슬롯을 통해 상기 로킹구동축에 결합되고 타단부가 상기 조작슬롯 외부에 노출되어 상기 로킹구동축을 회동조작할 수 있는 조작레버를 포함한다. 이에 의해 공구가 간단하고 신속하게 장착될 수 있다.

여기서, 상기 볼작동파형부의 단면은 내경이 점차 크게 감소한다. 이에 의해 로킹볼이 작동내경부의 외부로 노출되어 결합강도가 높게 고정될 수 있다.

그리고, 상기 하우징은 상기 조작슬롯의 말단으로부터 상기 조작슬롯의 길이방향과는 다른 방향으로 함몰 형성된 조작레버고정홈을 가지며, 상기 조작레버는 상기 로킹구동축과 연결되어 상기 조작슬롯을 따라 회동시키는 회동레버, 상기 회동레버로부터 절곡되어 상기 조작레버고정홈에 수용되는 고정레버를 포함한다. 이에 의해 조작레버를 고정하여 장착된 공구를 견고하게 고정할 수 있다.

본 발명에 따르면 공구가 접속관을 수용하도록 위치시키고 조작레버를 회동시켜 로킹볼이 접속관에 형성된 볼출입공으로 이동되어 로킹위치에 위치하게 되어 공구가 쉽고 신속하게 장착되게 할 수 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 툴체인저를 나타내는 도면.
도 2는 툴체인저를 자세하게 나타내는 분해사시도.
도 3은 로킹구동축이 회동하면서 로킹볼이 로킹위치로 이동되는 것을 나타내는 도면.
도 4는 조작레버가 조작되는 것을 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 툴체이저(1)를 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 툴체인저(1)를 나타내는 도면이며, 도 2는 툴체인저(1)를 자세하게 나타내는 분해사시도이다. 툴체인저(1)는 하우징(10), 로킹구동부(20), 로킹볼(30), 접속관(40) 및 조작레버(50)를 포함한다. 작업공구는 접속관(40)에 연결되며 하우징(10)에 의해 지지된다.

하우징(10)은 축선방향을 따른 회동축공(11)과 회동축공(11)으로부터 반경방향으로 소정의 원주방향 각도 구간에 걸쳐 관통 형성된 조작슬롯(12)을 갖는다. 하우징(10)은 원기둥의 원통형상을 가지며, 원기둥의 상면에 회동축공(11)이 상하로 형성되어 있다. 회동축공(11)의 내측면에는 후술할 작동내경부(41)가 설치되기 위한 설치암나사산(11-1)이 형성되어 있다. 작동내경부(41)가 하우징(10)에 나사결합으로 결합되는 것을 예시하였지만 이에 한정되지 않으며 견고하게 결합되는 다양한 결합에 의해 결합될 수 있다. 하우징(10)의 측면에는 후술할 조작레버(50)가 관통되어 회동축공(11)의 회동축선을 중심으로 원주방향을 따라 회동되도록 하는 조작슬롯(12)이 형성되어 있다. 조작슬롯(12)의 길이는 후술할 로킹볼(30)의 크기 및 볼작동파형부(22)의 크기에 따라 결정될 수 있다. 조작슬롯(12)의 말단으로부터 조작슬롯의 길이방향과는 다른 방향으로 함몰 형성된 조작레버고정홈(13)을 가진다. 조작레버고정홈(13)은 조작레버(50)가 안착되는 홈으로 조작레버(50)가 물리거나 끼워지며 안착될 수 있게 함몰 시작영역으로부터 돌기가 형성되는 물림형상이나 끼움형상을 가질 수 있다.

로킹구동부(20)는 회동축공(11) 내에 회동가능하게 수용되는 로킹구동축(24)와 로킹구동축(24)으로부터 축선방향을 따라 연장되며 원주방향을 따라 파형상으로 형성된 다수의 볼작동파형부(22)를 가진다. 로킹구동부(20)는 작동내경부(41)의 회동수용공(42)에 복수의 로킹볼(30) 각각을 지지하는 복수의 볼지지부(21)를 가진다. 복수의 볼지지부(21)는 복수의 로킹볼(30)이 아래로 내려가지 않도록 지지하도록 받침역할을 한다. 로킹볼(30)이 로킹위치에서 해제위치 간을 이동할 때 로킹볼(30)이 작동내경부(41)의 내측면에 껴서 볼출입공(43)의 로킹위치에 제대로 위치하지 못하는 경우가 발생될 수도 있으므로 이를 방지하기 위하여 볼지지부(21)를 마련한다.

로킹구동부(20)의 단면은 원주방향의 소정 구간에서 내경이 점점 크게 감소하는 형상을 갖는다. 볼작동파형부(22)는 내경이 점점 크게 감소하는 형상을 갖는 부분이다. 로킹구동축(24)의 축선으로부터 직경을 갖는 볼작동파형부(22) 단면의 외측이 로킹되는 원주방향을 따라 완만히 감소하는 부분과 급격히 상승하는 부분을 갖는다. 로킹구동부(20)는 조작레버(50)가 결합되는 조작레버연결공(23)을 갖는다. 조작레버연결공(23)의 내측면에는 암나사산이 형성되어 있을 수도 있다. 조작레버연결공(23)은 로킹구동부(20)의 소정 부분으로부터 회동축선에 대하여 가로방향으로 확장된 로킹구동축(24)에 형성되어 있다. 로킹구동축(24)의 외경은 회동축공(11)의 내경보다는 작게 형성된다. 이는 회동축공(11)에 로킹구동부(20)의 로킹구동축(24)가 삽입되고 난 후 작동내경부(41)가 회동축공(11)에 설치되어 로킹구동부(20)가 작동내경부(41)의 설치방향 반대방향으로 해제되는 것을 방지하게 된다. 이렇게 로킹구동부(20)는 작동내경부(41)와 하우징(10)에 고정결합되지 않으므로 작동내경부(41)와 하우징(10)에 대하여 회동될 수 있다.

로킹볼(30)은 원형 구의 형상을 가지며 소재는 철소재로 이루어진다. 로킹볼(30)은 작동내경부(41)의 회동수용공(42)의 볼작동파형부(22)에 각각 수용된다.

접속관(40)는 하우징(10)에 축선방향을 따라 연장되게 결합되며 로킹구동부(24)를 회동가능하게 수용하는 작동내경부(41)와 로킹볼(30)들이 부분적으로 외향노출될 수 있도록 반경방향으로 관통형성되어 로킹구동축(24)의 회동위치에 따라 다수의 로킹볼(30)이 외향노출된 로킹위치와 내측으로 이동가능한 해제위치간을 이동할 수 있도록 하는 볼출입공(43)을 갖는다.

작동내경부(41)는 하우징(10)의 회동축공(11)에 삽입되어 설치되며, 회동축공(11)의 회동축선을 따라 회동수용공(42)이 형성되고 원주방향을 따라 볼출입공(43)이 형성된다. 작동내경부(41)는 하우징(10)의 회동축공(11)에 삽입되어 설치되기 위한 설치숫나사산(44)이 하측에 원주를 따라 형성되어 있다. 설치숫나사산(44)은 하우징(10)의 설치암나사산(11-1)에 나사결합되어 고정된다. 작동내경부(41)의 회동수용공(42)은 상면 중앙영역으로부터 하측으로 형성되어 로킹구동부(20)를 수용하는 수용공간을 갖는다. 작동내경부(41)의 볼출입공(43)은 작동내경부(41)의 원주방향을 따라 복수 개가 형성되며, 로킹볼(30)이 이동되어 안착하는 원형홈의 단면을 갖는다. 볼출입공(43)은 로킹볼(30)이 외부로 빠져나가지 않도록 로킹볼(30)의 지름보다 작게 형성된다.

조작레버(50)는 일단부가 조작슬롯(12)을 통해 로킹구동축(24)에 결합되고 타단부가 조작슬롯(12) 외부에 노출되어 로킹구동축(24)을 회동조작할 수 있다. 조작레버(50)는 로킹구동부(20)와 연결되어 조작슬롯(12)을 따라 회동되는 회동레버(51), 회동레버(51)로부터 회동되어 조작레버고정홈(13)에 수용되는 고정레버(52)를 포함한다.

회동레버(51)는 로킹구동부(20)와 연결되어 로킹구동부(20)를 회동시킨다. 회동레버(51)의 말단은 로킹구동부(20)의 조작레버연결공(23)의 내측에 형성된 암나사산에 회동하여 결합되는 로킹연결단(51-3)이 형성되어 있다. 로킹연결단(51-3)은 숫나사산일 수 있다. 로킹연결단(51-3)과 조작레버연결공(23)이 나사결합에 의해 결합되는 것으로 예시되어 있지만 앙카볼트결합, 리벳결합, 용접결합 등으로 결합되어 고정될 수도 있다. 회동레버(51)의 로킹연결단(51-3)이 형성된 타측에는 절곡삽입부(51-1)이 형성되어 있다. 절곡삽입부(51-1)는 길이방향으로 돌출된 형상이다.

고정레버(52)는 회동레버(51)로부터 절곡 회동되어 조작레버고정홈(13)에 삽입 수용된다. 고정레버(52)는 막대형상으로 마련되어 조작레버고정홈(13)의 물림형상이나 끼움형상에 물리거나 끼워져서 로킹구동부(20)가 물림방향의 역방향으로 회동되는 것을 방지한다.

고정레버(52)의 일측 말단에는 회동레버(51)의 절곡삽입부(51-1)를 수용하는 절곡삽입수용부(52-1)가 형성되어 있다.

회동레버(51)는 절곡삽입부(51-1)가 절곡삽입수용부(52-1)에 수용되어 있는 상태에서 상호 회동 가능하게 절곡연결핀(51-2)이 절곡삽입부(51-1)와 절곡삽입수용부(52-1)에 삽입되어 있다.

도 3은 작동내경부(41)가 회동하면서 로킹볼(30)이 물림위치로 이동되는 것을 나타내는 도면이다.

(a) 로킹구동부(20)가 작동내경부(41)의 회동수용공(42)에 수용되어 있으며, 로킹구동부(20)의 볼작동파형부(22)가 회동되기 전의 상태이다. 이에 로킹볼(30)이 작동내경부(41)의 볼출입공(43)에 안착되지 않고 작동내경부(41)의 회동수용공(42)의 수용공간인 해제위치에 위치해 있다.

(b) (a)의 상태에서 공구(2)는 작동내경부(41)를 수용하면서 위치한다. 공구(2)가 장착되는 위치에 놓이면 사용자는 조작레버(50)를 우측으로 회동시킨다. 이에 로킹구동부(20)가 시계반대방향으로 회동하면서 내경이 점차 크게 감소하는 형상을 갖는 볼작동파형부(22)에 의해 로킹볼(30)이 해제위치에서 볼출입공(43)에 안착되는 로킹위치로 밀려나면서 이동하게 된다. 이에 의해 볼작동파형부(22)는 로킹볼(30)과 물려 로킹된다.

도 4는 조작레버(50)가 조작되는 것을 나타내는 도면이다.

(a) 도 3의 (a)의 상태 즉, 로킹구동부(20)의 볼작동파형부(22)가 회동되기 전의 상태에서 로킹구동부(20)와 연결된 조작레버(50)는 조작슬롯(12)의 좌측 끝에 위치해 있다.

(b) 사용자는 조작슬롯(12)의 좌측 끝에 위치해 있던 조작레버(50)의 회동레버(51)를 우측으로 밀어서 로킹구동부(20)를 회동시켜 볼작동파형부(22)가 로킹볼(30)과 물리게 한다. 이후 사용자는 고정레버(52)를 회동레버(51)로부터 절곡 회동되게 위로 올리면 고정레버(52)가 절곡되면서 조작레버고정홈(13)의 물림형상이나 끼움형상에 물리거나 끼워져서 로킹구동부(20)가 물림방향의 역방향으로 회동되는 것을 방지한다.

상기의 툴체인저(1)로 인하여, 회동축선방향으로 관통된 회동축공(11)이 형성된 하우징(10)에 접속관(40)이 설치된다. 접속관(40)은 회동축공(11)의 회동축선을 따라 회동수용공(42)이 형성되고 원주방향을 따라 볼출입공(43)이 형성된 작동내경부(41), 복수의 로킹볼(30), 복수의 로킹볼(30) 각각을 지지하는 복수의 볼지지부(21)를 가지고 회동수용공(42)에 수용되며 회동축선에 대하여 회동하여 로킹볼(30)이 볼출입공(43)을 막는 물림위치 및 해제위치 간을 이동하도록 하는 로킹구동부(20)를 갖는다. 작동내경부(41)에 연결 가능하게 형성된 공구가 작동내경부(41)를 수용하면서 위치시키고 조작레버(50)를 회동시켜 로킹볼(30)이 작동내경부(41) 외부로 이동되어 물림위치에 위치하게 되면서 공구가 접속관(40)에 쉽고 신속하게 장착되게 할 수 있다. 조작레버(50)를 조작레버고정홈(13)에 고정되게 하여 공구의 결합강도를 높일 수 있다.

1 : 툴체인저 2 : 공구
10 : 하우징 11 : 회동축공
11-1 : 설치암나사산 12 : 조작슬롯
13 : 조작레버고정홈 20 : 로킹구동부
21 : 볼지지부 22 : 볼작동파형부
23 : 조작레버연결공 24 : 로킹구동축
30 : 로킹볼 40 : 접속관
41 : 작동내경부 42 : 회동수용공
43 : 볼출입공 44 : 설치숫나사산
50 : 조작레버 51 : 회동레버
51-1 : 절곡삽입부 51-2 : 절곡연결핀 51-3 : 로킹연결단 52 : 고정레버
52-1 : 절곡삽입수용부

Claims

툴체인저에 있어서,
축선방향을 따른 회동축공과 상기 회동축공으로부터 반경방향으로 소정의 원주방향 각도 구간에 걸쳐 관통 형성된 조작슬롯을 갖는 하우징;
상기 회동축공 내에 회동가능하게 수용되는 로킹구동축와 상기 로킹구동축으로부터 축선방향을 따라 연장되며 원주방향을 따라 파형상으로 형성된 다수의 볼작동파형부를 가진 로킹구동부;
상기 볼작동파형부에 각각 수용되는 로킹볼;
상기 하우징에 축선방향을 따라 연장되게 결합되며 상기 로킹구동부를 회동가능하게 수용하는 작동내경부와, 상기 로킹볼들이 부분적으로 외향노출될 수 있도록 반경방향으로 관통형성되어 상기 로킹구동축의 회동 위치에 따라 상기 다수의 로킹볼이 외향노출된 로킹위치와 내측으로 이동가능한 해제위치간을 이동할 수 있도록 하는 볼출입공을 갖는 접속관; 및
일단부가 상기 조작슬롯을 통해 상기 로킹구동축에 결합되고 타단부가 상기 조작슬롯 외부에 노출되어 상기 로킹구동축을 회동조작할 수 있는 조작레버를 포함하며,
상기 로킹구동부가 회전하면 상기 볼작동파형부가 상기 로킹볼을 반경방향 외측으로 밀어내고, 상기 로킹볼은 상기 볼출입공을 통해 상기 접속관의 내벽면에 가압됨으로써 상기 볼작동파형부와 상기 로킹볼은 물림로킹되는 것을 특징으로 하는 툴체인저..
제 1 항에 있어서,
상기 볼작동파형부의 단면은 내경이 점차 감소하는 것을 특징으로 하는 툴체인저.
제 1 항에 있어서,
상기 하우징은 상기 조작슬롯의 말단으로부터 상기 조작슬롯의 길이방향과는 다른 방향으로 함몰 형성된 조작레버고정홈을 가지며,
상기 조작레버는 상기 로킹구동축과 연결되어 상기 조작슬롯을 따라 회동시키는 회동레버, 상기 회동레버로부터 절곡되어 상기 조작레버고정홈에 수용되는 고정레버를 포함하는 것을 특징으로 하는 툴체인저.