KR19990037049A

KR19990037049A - 클램핑장치

Info

Publication number: KR19990037049A
Application number: KR1019980042730A
Authority: KR
Inventors: 게이타로오 요네자와
Original assignee: 게이타로오 요네자와; 가부시키가이샤 코스멕크
Priority date: 1997-10-31
Filing date: 1998-10-13
Publication date: 1999-05-25
Also published as: DE69821707D1; JP3954704B2; EP0913588B1; TW396083B; EP0913588A3; US6024354A; KR100528366B1; JPH11129136A; EP0913588A2; DE69821707T2

Abstract

피고정물 주위의 작업공간을 좁히지 않는 클램핑장치를 제공한다.

이를 위하여, 하우징(11)의 가이드구멍(15)에 고리모양의 구동부재(16)를 삽입하며, 그 구동부재(16)의 통구멍(16a)에 통모양의 풀로드(12)를 삽입한다. 풀로드(12)의 통구멍(12a)에 조작구(26)를 삽입함과 동시에, 상기 풀로드(12)의 선단부에 복수의 계합볼(13)을 배치한다. 클램핑시에는 상기 풀로드(12)에 작업물(1)의 단부구멍(2)을 끼워, 상기 구동부재(16)를 하강구동한다. 그러면 우선 상기 조작구(26)에 대하여 상기 풀로드(12)가 하강하며, 상기 계합볼(13)이 반경방향의 바깥쪽으로 돌출하며, 이어서 그 계합볼(13)이 단부구멍(2)의 하단부(8)에 닿는다. 이에 따라, 상기 구동부재(16)가 풀로드(12)와 계합볼(13)을 통해 작업물(1)을 지지면(S)으로 당겨 고정한다.

Description

클램핑장치

본 발명은 작업물(workpiece)나 금형 등의 피고정물을 워크팔레트(work pallet)나 테이블 등의 지지대에 당겨 고정하는 형식의 클램핑장치에 관한 것이다.

일반의 클램핑장치는 지지대에 놓은 피고정물의 주위에 클램핑구(具)를 배치하며, 그 클램핑구에 의하여 피고정물을 지지대에 누르도록 되어 있다.

상기 종래의 클램핑장치는 피고정물의 주위에 클램핑구를 배치하였기 때문에 피고정물 주위의 작업공간이 클램핑구에 의하여 좁아지는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 상기 문제점을 개선하기 위한 클램핑장치를 제안하는 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예를 나타내며, 클램핑장치가 클램핑되지 않은 상태의 종단면도,

도 2는 상기 클램핑장치가 클램핑된 상태의 종단면도,

도 3은 상기 클램핑장치의 풀로드를 후퇴시킨 상태의 종단면도,

도 4의 (a)는 상기 클램핑장치에 의해서 고정되는 작업물의 입면도, 도 4의 (b)는 상기 작업물을 상기 클램핑장치의 하우징에 놓기 시작하는 상태의 입면도,

도 5는 본 발명의 제2실시예를 나타내며, 금형용 클램핑장치의 작동 도중의 종단면도,

도 6의 (a) 내지 도 6의 (d)는 상기 제2실시예의 클램핑장치의 작동설명도,

도 7은 상기 제2실시예의 배력수단의 변형예를 나타내는 도면으로서, 도 7의 (a)는 도 7의 (b)의 7A-7A선 화살표의 단면도이며, 도 7의 (b)는 작동설명도로서 오른쪽 반의 도면은 쐐기부재의 누름이 해제된 상태를 나타내며 왼쪽 반의 도면은 쐐기부재가 눌린 상태를 나타내는 도면,

도 8의 (a)는 상기 배력수단의 다른 변형예를 나타내며, 도 8의 (b)의 8A-8A선 화살표의 단면도이며, 도 8의 (b)는 작동설명도로서 상기 도 7의 (b) 중 왼쪽 반의 도면에 상당하는 도면이며, 도 8의 (c)는 상기 쐐기부재의 또 다른 변형예를 나타내는 단면도,

도 9의 (a) 내지 도 9의 (d)는 본 발명의 제3실시예를 나타내는 작동설명도,

도 10은 본 발명의 제4실시예를 나타내며 상기 도 1에 상당하는 도면,

도 11은 본 발명의 제5실시예를 나타내며 상기 도 10에 상당하는 도면,

도 12는 본 발명의 제6실시예를 나타내며 상기 도 10에 상당하는 도면,

도 13은 본 발명의 제7실시예를 나타내며 상기 도 10에 상당하는 도면,

도 14는 본 발명의 제8실시예의 작동설명도로서, 오른쪽 반의 도면은 상기 도 1에 상당하는 도면이며, 왼쪽 반의 도면은 상기 도 2에 상당하는 도면,

도 15는 본 발명의 제9실시예의 작동설명도로서 상기 도 14에 상당하는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1... 피고정물(작업물, 금형) 2...단부(段付)구멍

11...하우징 12...풀로드(pull rod)

12a...통모양구멍 12c...입력부

13...계합구(係合具)(계합볼) 15...가이드구멍

16...구동부재 16a...통모양구멍

22...고리모양간격 26...조작구(操作具)

36...공급구(供給口) 37...분출구(噴出口)

38...연통로 40...별도의 분출구

59...배력수단 60...캠스페이스(cam space)

61...제1캠 62...제2캠

63...고리모양간격 65...쐐기공간

66...쐐기부재 68...경사면

69...퇴피면 α...가공여유(working allowance)

M...클램핑기구 S...지지면

X...돌출위치 Y...후퇴위치

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 예컨대 도 1 내지 도 4, 도 5 내지 도 8 또는 도 9 내지 도 15의 각 도면에 도시한 바와 같이, 클램핑장치를 다음과 같이 구성하였다.

하우징(11) 내에 통모양의 풀로드(pull rod)(12)를 축심방향으로 이동이 자유롭게 삽입하며, 상기 풀로드(12)의 선단부를 피고정물(1)의 단부구멍(stepped hole)(2)에 끼워 넣을 수 있도록 구성하며,

상기 풀로드(12)의 선단부에 둘레방향으로 일정 간격을 두고 배치한 여러 개의 계합구(係合具)(13)를, 반경방향 바깥쪽의 돌출위치(X)와 반경방향 안쪽의 후퇴위치(Y)로 이동이 자유로운 상태로 상기 풀로드(12)에 지지하며,

상기 풀로드(12)의 통구멍(12a)에 삽입한 조작구(26)와 상기 풀로드(12)를 축심방향으로 상대적으로 이동시킴으로써, 상기 계합구(13)를 상기 후퇴위치(Y)로부터 상기 돌출위치(X)로 스위칭할 수 있도록 구성하며,

클램핑구동시에는 상기 풀로드(12)를 클램핑기구(M)로 기단부(基端部)를 향하여 당길 수 있게 구성한 것이다.

본 발명은 예컨대, 상기 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이 다음과 같이 작용한다.

도 1의 클램핑되지 않은 상태에서는 조작구(26)에 대하여 풀로드(12)가 상승되어 있으며 계합구(13)가 후퇴위치(Y)로 스위칭되어 있다.

클램핑시에는 우선 상기 풀로드(12)에 피고정물(1)의 단부구멍(2)을 끼워 넣고, 그후 풀로드(12)를 클램핑기구(M)(여기서는 구동부재(16)의 피스톤(17))에 의해서 하강시켜 간다.

그러면, 우선 상기 조작구(26)에 대하여 상기 풀로드(12)가 하강하며, 상기 계합구(13)를 반경방향의 바깥쪽으로 돌출시키고, 이어서 도 2에 도시된 바와 같이 그 돌출위치(X)의 계합구(13)가 단부구멍(2)의 하단부(8)에 닿는다. 이에 의해, 상기 클램핑기구(M)가 풀로드(12)와 계합구(13)를 차례로 통해 피고정물(1)을 아래로 당겨서, 피고정물(1)의 피고정면(R)을 지지면(S)에 고정한다.

상기 도 2의 클램핑 상태로부터 도 1의 클램핑되지 않은 상태로의 스위칭은 상기와 거의 반대순서로 이루어진다.

따라서 본 발명은 다음 효과를 가진다.

상기 클램핑 상태에서는, 피고정물(1)의 6면 중 피고정면(R)을 제외한 5면을 개방할 수 있다. 이 때문에, 피고정물이 작업물인 경우에는 상기 클램핑 상태로 상기 5면을 연속하여 가공할 수 있어 기계가공의 능률이 비약적으로 향상된다. 또한, 상기 피고정물이 금형인 경우에는 금형 주위의 공간이 좁아지지 않기 때문에 금형 교환시의 작업성이 향상된다.

상기 피고정물은 단부구멍을 형성하는 것만으로도 좋으며, 클램핑용 부착물(attachment)을 돌출시킬 필요가 없다. 이 때문에 피고정물의 취급이 용이하다.

또한 통모양의 풀로드 내에 조작구를 삽입하였기 때문에, 풀로드에 충분한 당기는 힘을 확보하는 것과 클램핑장치를 콤팩트하게 만드는 것을 양립시킬 수 있다.

게다가 상기 풀로드와 조작구의 상대이동에 의해 계합구의 위치를 스위칭할 수 있기 때문에 스위칭 구조가 간소하게 되어 클램핑장치를 더욱 콤팩트하게 만든다.

게다가 상기 풀로드의 선단부에 계합구를 지지하였기 때문에 계합구의 탈락을 방지하여 클램핑과 언클램핑(unclamping)을 확실하게 할 수 있다.

본 발명의 제1실시예를 도 1 내지 도 4에 의해서 설명한다. 우선 도 1 및 도 2와 도 4에 의해서, 상기 클램핑장치에 의해서 피고정물이 클램핑되는 순서를 설명한다. 도 1은 클램핑되지 않은 상태를 나타내며 도 2는 클램핑 상태를 나타내며, 도 4의 (a) 및 (b)는 작동설명용 모식도이다.

도 4의 (a)에서 부호 1은 복합공작기계에 의해 가공되도록 하는 작업물(피고정물)(1)이며, 작업물(1)의 전후상하좌우 6면 중의 상면에 미리 기준면(피고정면)(R)이 기계 가공된다. 이어서, 기준면(R)에 복수의 단부구멍(2) 및 가이드구멍(3)이 형성된다(여기서는 2개씩만 나타나 있다).

도 4의 (b)에서, 부호 4는 상기 작업물을 지지하기 위한 워크팔레트이다. 워크팔레트(4)에는 복수의 클램핑장치(5) 및 가이드핀(6)이 고정되어 있으며(여기서는 2개씩만 나타나 있다), 상기 클램핑장치(5) 하우징(11)의 상면에 의해서 상기 작업물(1)을 받는 지지면(S, S)을 구성하고 있다.

상기 팔레트(4)에 상기 작업물(1)을 고정할 때에는 상기 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 우선 도 4의 (a) 자세의 작업물을 상하 반대의 자세로 하고, 그 반대자세의 작업물을 하강시켜간다. 그러면 우선 상기 가이드구멍(3, 3)이 상기 가이드핀(6, 6)에 끼워지며, 이어서 상기 단부구멍(2, 2)이 상기 클램핑장치(5)의 풀로드(12, 12)에 끼워져 간다. 이에 의해, 도 4의 (b) 중의 2점쇄선도 및 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 작업물의 기준면(R)이 상기 지지면(S, S)에 의해서 받아진다.

이어서, 상기 각 클램핑장치(5)를 후술하는 클램핑기구(M)에 의해서 클램핑구동한다. 그러면, 도 2에 도시한 바와 같이 상기 풀로드(12)의 선단에 지지된 복수의 계합볼(계합구)(13)이 상기 단부구멍(2)의 하단부(8)에 계합되며, 상기 풀로드(12)와 계합볼(13)을 통해 상기 하단부(8)를 아래로 당기며, 이에 의해 상기 작업물(1)이 상기 지지면(S, S)에 고정된다.

이어서 상기 팔레트(4)를 복합공작기계 내로 반입하며, 그후 작업물(1)의 6면 중 기준면(R)을 제외한 5면을 상기 복합공작기계에 의해서 연속적으로 가공한다.

상기 가공이 완료되면, 우선 상기 복합공작기계로부터 워크팔레트(4)를 반출하며, 이어서 전술한 클램핑 상태를 해제하여 상기 팔레트(4)로부터 상기 작업물(1)을 분리하는 것이다.

다음에 도 1과 도 2에 의해서 상기 클램핑장치(5)의 상세한 구조를 설명한다. 상기 하우징(11)의 가이드구멍(15)에, 고리모양의 구동부재(16)가 상하이동이 자유롭게 삽입되며, 그 구동부재(16)의 피스톤(17)의 위쪽에 작동실(18)이 형성됨과 동시에 아래쪽에 용수철실(19)이 형성된다. 상기 구동부재(16)와 작동실(18)에 의해 클램핑기구(M)가 구성되어 있다. 부호 20은 복귀용수철이며 부호 21은 용수철받이 링이다.

상기 구동부재(16)의 통구멍(16a)에 고리모양간격(22)을 두고 상기 풀로드(12)가 상하이동이 자유롭게 삽입되며, 풀로드(12) 하부의 입력부(12c)가 상기 용수철받이 링(21)에 놓인다. 상기 풀로드(12) 통벽(筒壁)의 상부에는 상기 계합볼(13)이 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 지지된다. 각 볼(13)은, 반경방향 바깥쪽의 돌출위치(X)와 반경방향 안쪽의 후퇴위치(Y)로 이동이 자유로운 상태로 상기 풀로드(12)의 지지구멍(23)에 지지된다. 지지구멍(23)의 바깥쪽 끝부분의 축경부(縮徑部, 24)에 의해서 상기 볼(13)이 빠지지 않는다.

상기 풀로드(12)의 통구멍(12a)에 조작구(26)가 상하이동이 자유롭게 삽입된다. 조작구(26)는 돌출용 로드(27)와 높이조절용 볼트(28)를 갖추며, 진출용수철(29)에 의해서 밀어 올려져 있다. 부호 30은 용수철받이용 슬리브이다.

또한 상기 고리모양간격(22)의 상부에는 먼지실링용 슬리브(32)가 지름방향으로 이동이 자유롭게 장착되어 있다. 부호 33은 유지용수철이다.

상기 클램핑장치(5)는 다음과 같이 작동한다.

도 4의 (b)의 실선도에 도시한 바와 같이 작업물(1)을 하강시키기 시작할 때는 클램핑장치(5)는 도 1의 클램핑되지 않은 상태로 스위칭되어 있다.

즉 급배구(43)로부터 압유를 배출함으로써 상기 복귀용수철(20)에 의하여 구동부재(16) 및 풀로드(12)가 상한위치로 진출됨과 동시에 상기 진출용수철(29)에 의해서 조작구(26)가 상한위치로 진출되며, 상기 복수의 볼(13)이 후퇴위치(Y)로 스위칭되어 있다.

상기 도 1의 클램핑되지 않은 상태에서, 상기 하우징(11)의 클리닝유체용 공급구(36)에 클리닝용 압축공기를 공급한다. 그러면 그 압축공기는, 상기 고리모양간격(22)과 풀로드(12)의 관통구멍(12b)과 상기 돌출용 로드(27) 내의 유로(27a)를 차례로 통하여, 상기 풀로드(12) 상단의 복수의 분출구(37)(여기서는 2개만 도시하여 있는)로부터 토출된다. 즉 상기 고리모양간격(22)과 관통구멍(12b)과 유로(27a)를 따라 연통로(38)가 구성되어 있다.

상기 작업물(1)이 하강됨으로써, 작업물(1)의 단부구멍(2)에 부착되어 있는 먼지나 절삭칩 등의 이물질이 상기 분출구(37)로부터 토출되는 압축공기에 의해서 불어날려 청소된다. 이에 의해, 상기 풀로드(12)와 단부구멍(2)을 끼울 때 어긋남을 방지할 수 있다.

상기 작업물의 하강시에, 상기 단부구멍(2)의 축심과 풀로드(12)의 축심이 어긋나 있는 경우에는, 상기 고리모양간격(22)의 존재에 의해서 상기 풀로드(12) 및 먼지실링용 슬리브(32)가 수평방향으로 이동하여 상기 어긋남이 자동적으로 수정된다.

이에 따라, 상기 단부구멍(2)이 풀로드(12)에 부드럽게 끼워짐과 동시에 작업물(1)의 기준면(R)이 상기 하우징(11)의 상기 지지면(S)에 받아진다.

상기 기준면(R)이 상기 지지면(S)에 받아지기 직전에는 이들 양면(R·S) 사이의 간격이 좁혀지며, 그 간격을 별도의 분출구(40)로부터 토출된 압축공기가 세게 흐르기 때문에, 상기 양면(R·S)을 강력하게 청소할 수 있다. 이 때문에, 상기 하우징(11)에 대하여 작업물(1)을 높은 정밀도로 위치결정할 수 있다.

보다 자세히 말하면, 상기 별도의 분출구(40)는 상기 풀로드(12)의 외주면과 상기 하우징(11)의 상단부 사이에 형성되어 있다. 상기 공급구(36)는 상기 고리모양간격(22)과 상기 먼지실링용 슬리브(32)의 관통구멍(32a)을 지나서 상기 별도의 분출구(40)로 연통되어 있다.

이어서, 상기 급배구(43)로 압유(壓油)를 공급하고 상기 피스톤(17)에 작용하는 유압력에 의해서 풀로드(12)를 하강시켜 간다. 그러면 우선 상기 볼(13)이 상기 돌출용 로드(27)의 캠면(27b)에 의해 눌려서 돌출위치(X)로 스위칭되며, 이어서 도 2에 도시한 바와 같이 상기 볼(13)이 단부구멍(2)의 상기 하단부(8)에 닿는다. 이에 따라, 상기 피스톤(17)의 구동력이, 구동부재(16)의 출력부(16b)와 상기 풀로드(12)의 입력부(12c)와 상기 볼(13)을 지나서 작업물(1)로 전달되어, 작업물(1)이 팔레트(4)에 고정된다.

상기 클램핑 상태에서는 클리닝용 압축공기의 누출이 저지되어 상기 공급구(36)의 압력이 높아지기 때문에, 그 압력상승을 압력스위치(미도시)로 검출함으로써 클램핑 상태임을 판별할 수 있다.

상기 도 2의 클램핑 상태를 해제할 때는, 작동실(18)로부터 압유를 배출하면 된다. 그러면 상기 구동부재(16) 및 풀로드(12)가 복귀용수철(20)에 의해서 상승함과 동시에 조작구(26)도 진출용수철(29)에 의해서 상승하여 간다.

도 1에 도시한 바와 같이, 상기 용수철받이용 슬리브(30)에 의해서 상승이 저지된 조작구(26)에 대하여 상기 풀로드(12)가 상승함으로써, 상기 볼(13)이 자유롭게 된다(또 여기서는, 상기 볼(13)이 이미 후퇴위치(Y)로 스위칭된 상태를 나타내고 있다). 그후, 상기 작업물(1)을 위로 이동시킨다. 그러면 상기 단부구멍(2)이 상기 여러 개의 볼(13)을 상기 후퇴위치(Y)로 퇴피시키기 때문에, 그 작업물(1)이 부드럽게 분리된다.

또 워크팔레트(4)에 복수의 클램핑장치(5)를 설치한 뒤에는, 사용에 앞서 각 하우징(11)의 지지면(S)을 동일한 레벨로 절삭가공한다. 보다 자세히 말하면, 도 3에 도시한 바와 같이, 하우징(11)의 지지면(S)에는 소정치수의 가공여유(working allowance)(α)가 설정되어 있고, 그 가공여유(α)를 삭제할 때는 상기 급배구(43)로 압유를 공급한다. 그러면 상기 구동부재(16)가 하강하고, 풀로드(12)가 하우징(11) 내로 하강함과 동시에 높이조절용 볼트(28)가 용수철받이용 슬리브(30) 내로 하강하여, 상기 풀로드(12)의 선단면이 상기 가공여유(α)를 제거한 상태의 지지면(S)보다도 안쪽에 위치한다. 이에 따라, 상기 가공여유(α)를 용이하게 절삭가공할 수 있다.

상기 제1실시예에서 클램핑구동용 작동유체는 상기 압유에 대신하는 다른 종류의 액체여도 좋으며, 압축공기 등의 기체라도 좋다.

또한, 상기 클리닝유체용 연통로(38)는 상기 조작구(26) 내에 형성되는 것에 대신하여 또는 그에 더하여, 상기 풀로드(12)의 통구멍(12a)에 홈모양으로 형성되어도 좋다.

도 5 내지 도 8과, 도 9 내지 도 15의 각 도면은, 각각 별도의 실시예를 나타내고 있다. 이들 별도의 실시예에서는 상기 제1실시예와 같은 기능의 부재(部材)에는 원칙으로서 동일한 부호를 붙여 설명한다.

도 5와 도 6의 제2실시예는, 상기 제1실시예의 클램핑장치를 배력구동(倍力驅動)될 수 있도록 한 것으로서, 타이어성형용이나 사출성형용 금형(피고정물, 1)을 고정하는데 적당한 장치를 예시하고 있다. 도 5는 작동 도중의 상태를 나타내는 종단면도이며 도 6의 (a) 내지 도 6의 (d)는 작동설명도이다.

우선 도 5에 의해서 구체적인 구조를 설명한다.

지지대(50)에 놓이는 금형(1)의 피고정면(R)에는, 교체식 마우스피스(mouth piece)(51)가 나사로 고정되어 있고, 그 마우스피스(51)에 상기 단부구멍(2)이 형성되어 있다.

클램핑장치(5)는, 공압복동실린더기구에 의해서 구동된다. 즉 상기 하우징(11)은, 상부하우징(11a)과 하부하우징(11b)과 실린더배럴(11c)을 갖춘다. 상기 구동부재(16)의 피스톤(17)이 상기 실린더배럴(11c)에 삽입되며, 피스톤(17)의 아래쪽에 클램핑작동실(52)과 클램핑 상태 유지용수철(53)이 설치되고, 피스톤(17)의 위쪽에 클램핑되지 않은 작동실(54)이 설치된다. 부호 55는 용수철받이판이다.

상기 구동부재(16)의 통구멍(16a)에 삽입된 풀로드(12)는 상승용수철(56)에 의해서 위로 힘을 받고, 풀로드(12)의 통구멍(12a)에 삽입된 조작구(26)는 복귀용수철(57)에 의해서 위로 힘을 받는다. 조작구(26)의 하부를 하부하우징(11b) 밖으로 돌출시키고 있으며, 그 돌출부의 높이를 센서(미도시)에 의해서 검출함으로써, 클램핑 상태와 클램핑되지 않은 상태를 판별할 수 있게 되어 있다.

상기 구동부재(16)의 통구멍(16a)에 삽입한 풀로드(12)와 상기 구동부재(16) 사이에, 그 구동부재(16)의 클램핑구동력을 상기 풀로드(12)가 당기는 힘으로 배력변환시키는 배력수단(59)이 개재된다. 배력수단(59)은 다음과 같이 구성되어 있다.

상기 구동부재(16)와 상기 풀로드(12) 사이에 고리모양의 캠스페이스(60)를 형성하며, 캠스페이스(60)에 제1캠(61)과 제2캠(62)이 상하로 삽입되어 있다. 상기 제1캠(61)은 상부하우징(11a)의 윗벽으로 받아지고, 상기 제2캠(62)은 상기 풀로드(12) 하단의 입력부(12c)로 받아진다. 상기 풀로드(12)의 외주면과 상기 제1캠(61) 및 제2캠(62) 사이에는 중심일치용 고리모양간격(63)이 설치되어 있다.

상기 제1캠(61)과 제2캠(62) 사이에 반경방향의 안쪽으로 향하여 좁아지는 고리모양의 쐐기공간(65)이 형성되며, 고리모양의 쐐기공간(65)에 둘레방향으로 일정한 간격을 두고 복수의 쐐기부재(66)가 삽입되어 있다. 쐐기부재(66)는 여기서는 볼에 의하여 구성되어 있다. 게다가 상기 구동부재(16)의 통구멍(16a)에는 상기 쐐기부재(66)를 반경방향 안쪽으로 누르는 경사면(68)과 그 누름을 해제하는 퇴피면(69)이 상하방향으로 이어져 설치된다.

상기 클램핑장치(5)는 도 6에 도시한 바와 같이 다음과 같이 작동한다.

도 6의 (a)의 클램핑되지 않은 상태에서는 클램핑작동실(52)로부터 압축공기가 배출됨과 동시에 클램핑되지 않은 작동실(54)로 압축공기가 공급되어 있다. 이에 따라, 구동부재(16)가 양 캠(61, 62)과 쐐기부재(66)를 통해 풀로드(12)를 하강시킴과 동시에 상기 용수철받이판(55)이 조작구(26)를 하강시키고 있다. 이에 따라, 상기 풀로드(12)의 상단이 지지대(50) 내에 수납된다.

도 6의 (a)의 클램핑되지 않은 상태로부터 도 6의 (d)의 클램핑 상태로 스위칭될 때는 상기 클램핑되지 않은 작동실(54)로부터 압축공기를 배출함과 동시에 클램핑작동실(52)로 압축공기를 공급한다.

그러면 우선 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 상기 구동부재(16)가 상승되며 이와 동시에 풀로드(12)와 조작구(26)가 상기 각 용수철(56, 57)이 미는 힘에 의해 상승된다. 상기 도 6의 (b)에 나타난 바와 같이, 상기 구동부재(16)가 스트로크 S₁만큼 상승하여 상기 제1캠(61)이 하우징(11)에 받아지면, 풀로드(12)의 상승이 저지된다.

이어서, 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이, 상승이 저지된 풀로드(12)에 대하여 구동부재(16) 및 조작구(26)가 더욱 스트로크 S₂만큼 상승함으로써 풀로드(12) 선단의 계합볼(13)이 조작구(26)에 의해서 돌출위치(X)로 눌린다.

이어서, 도 6의 (d)에 도시한 바와 같이, 상기 구동부재(16)가 더욱 스트로크 S₃만큼 상승하면, 상기 경사면(68)에 의하여 쐐기부재(66)를 반경방향의 안쪽으로 강력하게 눌러가고, 그 쐐기부재(66)의 쐐기작용에 의해서 제1캠(61)과 제2캠(62)을 상하방향으로 강력하게 분리시키며, 그 분리력에 의해서 상기 풀로드(12)를 스트로크 S₄만큼 강력하게 하강시킨다. 이에 따라, 상기 풀로드(12)가 복수의 계합볼(13)을 통해 금형(1)을 지지대(50)로 당겨 고정한다. 부호 S₅는 여유 스트로크이다.

상기 도 6의 (d)의 클램핑 상태로부터 도 6의 (a)의 클램핑되지 않은 상태로 스위칭될 때는, 상기 클램핑작동실(52)로부터 압축공기를 배출함과 동시에 클램핑되지 않은 작동실(54)로 압축공기를 공급하면 된다.

이에 따라, 우선 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이, 구동부재(16)가 하강하여 퇴피면(69)이 쐐기부재(66)에 대면할 때에 상기 쐐기부재(66)의 반경방향 바깥쪽 이동이 허용되기 때문에 풀로드(12)가 상승용수철(56)에 의해서 상승된다.

이어서, 상기 구동부재(16)의 용수철받이판(55)이 조작구(26)를 하강시킴으로써 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이 계합볼(13)이 후퇴위치(Y)로 이동하도록 허용된다. 그후, 구동부재(16)가 풀로드(12)를 하강시키고, 이에 따라 도 6의 (a)의 클램핑되지 않은 상태가 얻어진다.

상기 제2실시예는 다음 장점을 가진다.

상기 도 6의 (d)의 클램핑 상태에서, 어떠한 원인으로 클램핑작동실(52)의 압력이 저하되거나 소실된 경우라도, 상기 클램핑 상태 유지용수철(53)의 미는 힘에 의해서 상기 배력수단(59)의 캠(61, 62) 등에 큰 미끄럼저항을 부여할 수 있기 때문에 클램핑 상태를 확실하게 유지할 수 있다.

또한, 상기 피스톤(17)에 작용하는 유체압력을 상기 배력수단(59)으로 배력변환하여 풀로드(12)로 전달할 수 있기 때문에, 압축공기 등 저압의 작동유체를 사용할 수 있다.

또 상기 작동유체로서 고압유를 이용한 경우에는 상기 배력수단(59)에 의해서 더욱 강력하게 클램핑구동할 수 있다.

상기 배력수단(59)은 예시한 쐐기부재(66)를 이용한 것을 대신하여 레버기구 등을 이용할 수도 있다. 이 제2실시예의 클램핑장치(5)에는, 상기 제1실시예와 같은 클리닝유체의 공급구조를 설치하는 것이 바람직하다.

도 7의 (a)와 도 7의 (b)는, 상기 배력수단(59)의 변형예를 나타내고 있다. 도 7의 (a)는, 도 7의 (b)의 7A-7A선 화살표의 단면도이다. 도 7의 (b)는, 작동설명도이고 오른쪽 반의 도면은 상기 쐐기부재(66)의 누름이 해제된 상태를 나타내며, 왼쪽 반의 도면은 상기 쐐기부재(66)가 눌린 상태를 나타내고 있다.

상기 쐐기부재(66)는, 중앙부의 원주면부분(71)과 양 단부의 구면부분(72·72)에 의하여 구성되어 있다. 게다가, 인접하는 쐐기부재(66, 66)의 사이에 정렬용수철(73)을 장착함과 동시에, 제2캠(62)과 풀로드(12) 하부 사이에 되돌림용수철(74)이 장착되어 있다.

상기 롤러형 쐐기부재(66)는, 전술한 볼형의 것과 비교하면 상기 구동부재(16)의 경사면(68)에 거의 균등하게 닿는다. 이 때문에, 경사면(68)으로부터 눌릴 때의 면압(面壓)이 대폭 감소되어 배력수단(59)의 수명이 길게 된다.

또 상기 롤러형 쐐기부재(66)는 전체를 구면부분(72)에 의해서 구성할 수도 있다.

도 8의 (a) 및 도 8의 (b)는, 상기 배력수단(59)의 다른 변형예를 나타내며, 쐐기부재(66)를 다른 롤러형으로 구성한 것이다. 도 8의 (a)는, 도 8의 (b)의 8A-8A선 화살표의 단면도이다. 도 8의 (b)는 작동설명도로서, 상기 도 7의 (b) 중의 왼쪽 반의 도면에 상당하는 도면이다.

상기 쐐기부재(66)는, 핀(76)과 중앙롤러(77)와 단부(端部)롤러(78, 78)에 의하여 구성되어 있다. 상기 중앙롤러(77)는, 그 롤러외주면의 중앙부가 아크모양으로 오목하게 들어가 있다. 이에 따라, 상기 제2캠(62)의 경사주면(傾斜周面)(62a)에 대하여 상기 아크모양의 롤러외주면 전체가 균등하게 닿아 중앙롤러(77)가 작은 면압으로 구르도록 되어 있다.

상기 단부롤러(78)는 원주면부분(78a)과 구면부분(78b)을 갖춘다. 상기 원주면부분(78a)이 상기 제1캠(61)의 하평면(61a)에 닿아 작은 면압으로 구르며, 상기 구면부분(78b)이 상기 구동부재(16)의 경사면(68)에 균등하게 닿아 작은 면압으로 눌리게 되어 있다.

상기 다른 롤러형 쐐기부재(66)는, 클램핑구동시의 마찰저항을 대폭 줄일 수 있다. 이 때문에, 클램핑력을 증대시킬 수 있고, 더욱이 접촉부분이 눌어붙는 것을 방지하여 배력수단(59)의 수명이 길게 된다.

도 8의 (c)는 상기 쐐기부재(66)의 또 다른 변형예를 나타내는 단면도이다.

쐐기부재(66)는 상기 도 15 중 볼형의 것을 개량한 것이며, 상기 경사면에 닿는 구면부분(81)과 상기 제1캠에 닿는 위경사면부분(82)과 상기 제2캠에 닿는 아래경사면부분(83)을 가진다.

도 9의 (a) 내지 도 9의 (d)는 본 발명의 제3실시예를 나타내며, 상기 도 1 내지 도 4의 제1실시예의 장치를 다음과 같이 개량한 것이다. 또 이 제3실시예에서도 상기 제1실시예와 같은 기능의 부재에는 동일한 부호를 붙였다.

상기 구동부재(16)의 하부 내에 돌출용 피스톤(85)을 밀봉하여 삽입하며, 구동부재(16)의 피스톤(17)과 상기 돌출용 피스톤(85)의 수압(受壓)면적의 차에 의해서 클램핑장치(5)를 차례로 작동시키도록 하고 있다.

보다 상세하게, 도 9의 (a)의 클램핑되지 않은 상태에서는 작동실(18)로부터 압유를 배출하고 있으며, 이에 따라 구동부재(16)가 복귀용수철(29)에 의해서 상승됨과 동시에 풀로드(12), 조작구(26), 돌출용 피스톤(85)이 대응하는 용수철의 미는 힘에 의해서 하강되어 있다.

상기 작동실(18)로 압유를 공급하여 가면, 우선 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 돌출용 피스톤(85)이 스트로크 S₀만큼 상승하여 풀로드(12) 및 조작구(26)를 상승시킨다. 이어서, 도 9의 (c)에 도시한 바와 같이, 상기 돌출용 피스톤(85)이 더욱 스트로크 S₁만큼 상승함으로써 풀로드(12)에 대하여 조작구(26)를 상승시켜 계합볼(13)을 돌출위치(X)로 스위칭한다.

상기 작동실(18)의 유압력이 설정압력 이상으로 상승하면, 도 9의 (d)에 나타난 바와 같이 상기 구동부재(16)의 피스톤(17)에 작용하는 유압력이 상기 복귀용수철(20)을 이겨내어 구동부재(16)를 스트로크 S₁₂만큼 하강시킨다. 이에 따라, 그 구동부재(16)가 풀로드(12)와 계합볼(13)을 통해 작업물(1)을 하우징(11)으로 당겨 고정한다. 부호 S₁₃은 여유 스트로크이다.

또 상기 도 9의 (d)의 클램핑 상태로부터 도 9의 (a)의 클램핑되지 않은 상태로의 스위칭은 상기와 반대의 순서로 이루어진다.

도 10은 본 발명의 제4실시예를 나타내며, 상기 도 1의 실시예와 비교하면 다음이 다르다.

즉 상기 구동부재(16)에 대하여 풀로드(12)를 상하방향으로 이동할 수 없도록 지지하며, 그 풀로드(12)에 삽입된 조작구(26)를 돌출용 피스톤(86)에 의해서 상승시키도록 구성한 것이다.

도시한 클램핑되지 않은 상태에서, 급배구(43)로 압유를 공급하면, 우선 상기 돌출용 피스톤(86)이 조작구(26)를 상승시켜 계합볼(13)을 후퇴위치(Y)에서 돌출위치로 스위칭한다. 그리고, 작동실(18)의 유압력이 설정압력 이상으로 상승하면 상기 구동부재(16)의 피스톤(17)에 작용하는 유압력이 상기 복귀용수철(20)을 이겨내어 구동부재(16)를 하강시키는 것이다.

도 11은 본 발명의 제5실시예를 나타내며, 상기 도 10에 상당하는 도면이다. 이 경우, 돌출용 피스톤(86)이 하우징(11) 내에 설치되어 있다.

도시한 클램핑되지 않은 상태에서 급배구(43)로 압유를 공급하면, 우선 상기 돌출용 피스톤(86)이 조작구(26) 및 풀로드(12)를 동시에 상승시키고, 이어서 구동부재(16)로 받아낸 풀로드(12)에 대하여 조작구(26)가 상승하여 계합볼(13)을 돌출위치로 스위칭한다. 작동실(18)의 유압력이 설정압력 이상으로 상승하면 상기 구동부재(16)의 피스톤(17)에 작용하는 유압력이 상기 복귀용수철(20)을 이겨내어 구동부재(16)를 하강시키는 것이다.

또 전술한 바와 같이 1개의 회로에 의해서 2개의 피스톤(17, 86)을 조작하는 것에 대신하여, 다른 급배구(87)(2점쇄선도 참조)를 설치하여 상기 2개의 피스톤(17, 86)을 별도의 회로로 조작할 수도 있다.

도 12는 본 발명의 제6실시예를 나타내며, 상기 도 10에 상당하는 도면이다. 도시한 클램핑되지 않은 상태에서 급배구(43)로 압유를 공급하여 구동부재(16)를 하강시켜 가면, 우선 지지용 피스톤(88)에 지지된 조작구(26)에 대하여 풀로드(12)가 하강하여 계합볼(13)이 돌출위치로 스위칭되고, 이어서 상기 구동부재(16)에 의해서 풀로드(12) 및 조작구(26)가 하강되도록 되어 있다.

도 13은 본 발명의 제7실시예를 나타내며, 상기 도 10에 상당하는 도면이다.

도시한 클램핑되지 않은 상태에서 별도의 급배구(87)에 압축공기를 공급하면, 우선 돌출용 피스톤(86)에 의해서 조작구(26)와 풀로드(12)가 동시에 상승된다. 이어서 그 풀로드(12)가 구동부재(16)로 받아지면, 상기 풀로드(12)에 대하여 조작구(26)가 상승하여 계합볼(13)을 돌출위치로 스위칭한다. 그후 급배구(43)로 압유를 공급하고 구동부재(16)에 의해서 풀로드(12)를 강력하게 하강시킨다.

도 14는 본 발명의 제8실시예의 작동설명도이고, 상기 도 1 내지 도 4의 제1실시예의 장치를 간소화한 것이다. 도 14 중 오른쪽 반의 도면은 도 1에 상당하는 도면이며, 왼쪽 반의 도면은 도 2에 상당하는 도면이다.

이 제8실시예에서는, 조작구(26)를 하우징(11)의 하부에 의해서 받고 있다. 오른쪽 반의 도면의 클램핑되지 않은 상태에서 급배구(43)로부터 압유를 공급하면 구동부재(16)가 풀로드(12)를 하강시켜 간다. 그러면 우선 계합볼(13)이 후퇴위치(Y)에서 돌출위치(X)로 스위칭되고, 이어서 상기 구동부재(16)가 풀로드(12)와 계합볼(13)을 통해 작업물(1)을 지지면(S)으로 당겨 고정하는 것이다.

도 15는 본 발명의 제9실시예를 나타내며, 상기 도 14의 장치를 더욱 간소화한 것이다. 이 도 15의 장치는 구동부재(16)의 상부에 풀로드(12)가 일체로 형성되어 있으며 상기 도 14의 장치와 같이 작동한다.

상기 각 실시예는 다음과 같이 변경할 수 있다.

상기 계합구(13)는 구(球) 모양의 것을 대신하여 원주모양 또는 원뿔대모양 등의 다른 형상으로 만들 수도 있다.

상기 단부구멍(2)은 돌출위치(X)의 계합구(13)를 받는 구조로 되어있으면 되며, 예시한 오목형상의 구멍을 대신하는 관통구멍이라도 좋다.

전술한 클램핑기구(M)는 상기 풀로드(12)를 당기는 것이면 되며, 예시한 기구에 한정되지 않음은 물론이다.

상기 클리닝유체는 압축공기를 대신하여 질소가스 등 다른 종류의 기체라도 좋으며, 또한 액체라도 좋다.

상기 피고정물은 복수의 클램핑장치에 의해서 고정되는 것을 대신하여 1개의 클램핑장치에 의해서 고정되는 것이어도 좋다.

상기 피고정물과 클램핑장치의 연결 및 연결해제 방향은 예시한 상하방향을 대신하여 수평방향 또는 경사방향이라도 좋다.

이상 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면 피고정물 주위의 작업공간이 확보되어 작업성이 확보된다.

Claims

하우징(11) 내에 통모양의 풀로드(12)를 축심방향으로 이동이 자유롭게 삽입하며, 상기 풀로드(12)의 선단부를 피고정물(1)의 단부구멍(2)에 끼워 넣을 수 있도록 구성하며,

상기 풀로드(12)의 선단부에 둘레방향으로 일정 간격을 두고 배치한 여러 개의 계합구(係合具)(13)를, 반경방향 바깥쪽의 돌출위치(X)와 반경방향 안쪽의 후퇴위치(Y)로 이동이 자유로운 상태로 상기 풀로드(12)에 지지하며,

상기 풀로드(12)의 통구멍(12a)에 삽입한 조작구(26)와 상기 풀로드(12)를 축심방향으로 상대적으로 이동시킴으로써, 상기 계합구(13)를 상기 후퇴위치(Y)로부터 상기 돌출위치(X)로 스위칭할 수 있도록 구성하며,

클램핑구동시에는 상기 풀로드(12)를 클램핑기구(M)에 의해서 기단부(基端部)를 향하여 당길 수 있게 구성한 것을 특징으로 하는 클램핑장치.
제1항에 있어서,

상기 클램핑기구(M)가, 상기 하우징(11)의 가이드구멍(15)에 축심방향으로 이동이 자유롭게 삽입된 고리모양 구동부재(16)를 갖추며, 상기 구동부재(16)의 통구멍(16a)에 고리모양 간극(22)을 두어 상기 풀로드(12)를 삽입한 것을 특징으로 하는 클램핑장치.
제2항에 있어서,

상기 하우징(11) 내에 상기 조작구(26)를 축심방향으로 이동할 수 있게 삽입하며,

상기 피고정물(1)을 받는 지지면(S)에 가공여유(α)를 설정하며, 상기 풀로드(12)를 기단 쪽으로 후퇴시킬 때에는, 상기 풀로드(12)의 선단면이 상기 가공여유(α)를 제거한 상태의 상기 지지면(S)보다도 안쪽에 위치할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 클램핑장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 하우징(11)에 클리닝유체의 공급구(36)를 설치함과 동시에 상기 풀로드(12)의 선단부에 분출구(37)를 설치하며, 상기 공급구(36)와 상기 분출구(37)를 연통시키는 연통로(38)를, 상기 풀로드(12)의 통구멍(12a)과 상기 조작구(26)의 적어도 한쪽에 설치한 것을 특징으로 하는 클램핑장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 풀로드(12)의 외주면과 상기 하우징(11)의 선단부 사이에 별도의 분출구(40)를 설치하며, 그 별도의 분출구(40)로 클리닝유체의 공급구(36)를 연통시킨 것을 특징으로 하는 클램핑장치.
제1항에 있어서,

상기 클램핑기구(M)가, 상기 하우징(11)의 가이드구멍(15)에 축심방향으로 이동이 자유롭게 삽입된 고리모양의 구동부재(16)를 갖추고 있으며,

상기 구동부재(16)의 통구멍(6a)에 상기 풀로드(12)를 삽입하며, 그 풀로드(12)와 상기 구동부재(16) 사이에, 그 구동부재(16)의 클램핑구동력을 상기 풀로드(12)가 당기는 힘으로 배력변환(倍力變換)시키는 배력수단(59)을 개재시킨 것을 특징으로 하는 클램핑장치.
제6항에 있어서,

상기 배력수단(59)은, 상기 구동부재(16)와 상기 풀로드(12) 사이에 형성된 캠스페이스(60)를 갖추고 있으며,

상기 캠스페이스(60)에, 상기 하우징(11)에 받아지는 제1캠(61)과 상기 풀로드(12)의 입력부(12c)에 받아지는 제2캠(62)을 축심방향으로 나란하게 삽입하며,

상기 제1캠(61)과 제2캠(62) 사이에 반경방향의 안쪽방향을 향하여 좁아지는 고리모양의 쐐기공간(65)을 형성하며, 그 고리모양의 쐐기공간(65)에 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 복수의 쐐기부재(66)를 삽입하며,

상기 쐐기부재(66)를 반경방향의 안쪽으로 누르는 경사면(68)과 그 누름을 해제하는 퇴피면(69)을 상기 구동부재(16)에 설치한 것을 특징으로 하는 클램핑장치.
제7항에 있어서,

상기 풀로드(12)의 외주면과 상기 제1캠(61) 및 제2캠(62) 사이에 고리모양간극(63)을 설치한 것을 특징으로 하는 클램핑장치.