KR20060115854A - 공구의 인터페이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 암 테이퍼를 갖는 시트로서 작용하고, 그 중심축과 동일축으로 위치하는 제 1 도관 구역을 갖는 제 1 부품; 리세스로 도입될 수 있는 중공 샤프트 테이퍼를 갖고, 그 중심축과 동일축으로 위치하는 제 2 도관 구역을 가짐으로써, 제 1 부품과 중심축이 정렬되는 제 2 부품 및; 2개의 척 조를 갖고, 척 조와 협력하고 발동 요소에 의해 발동될 수 있는 발동 장치를 갖는 콜릿 척을 포함하는 공구의 인터페이스와 관련된다. 본 발명은 발동 장치(43)가 2개의 작동 위치로 변위될 수 있고 중심 통로(71)를 갖는 케이징 요소(47)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이 통로는 제 1 및 제 2 부품(3, 5)의 중심축이 두 작동 위치에서 통로를 통하여 연장되도록 배치되어 있다.

공구, 인터페이스

Description

공구의 인터페이스{INTERFACE OF A TOOL}

본 발명은 청구항 1의 전문에 따른 공구의 인터페이스와 관련된다.

여기에 언급된 타입의 인터페이스는 잘 알려진 것이다. 인터페이스라는 용어는 축(spindle) 장치와 공구, 축 장치와 어댑터, 어댑터와 공구 등 사이의 연결 부위; 일반적으로 공구 시스템의 두 요소 사이의 연결 부위를 말한다. 여기 언급되는 공구의 경우, 보통 회전 운동으로 세팅된 공구를 가지고 기하학적으로 정의된 커터에 의해 공작물로부터 절단물을 제거하는 것들이다. 인터페이스의 제 1 부품은 시트(seat)로 작용하고, 인터페이스의 제 2 부품의 중공 생크(shank) 테이퍼가 삽입될 수 있는 암 테이퍼를 갖는다. 제 2 부품의 중공 생크 테이퍼는 클램핑 고정장치에 의해 제 1 부품의 암 테이퍼로 끌려들어가고, 그 결과 제 1 및 제 2 부품 상의 통상적으로 원형인 평탄한 표면은 서로 밀착한다. 또한, 중공 생크 테이퍼는 바람직하게는 약간 확장되어 시트 내의 암 테이퍼의 내부 표면을 지지하도록 한다. 결과는, 첫째가 인터페이스의 두 부품의 정확한 얼라인먼트, 그리고 둘째로 매우 고도의 강성률(rigidity)이다. 클램핑 고정장치는 발동 장치에 의해 방사상 방향으로 운동하는, 즉 공구의 회전 축에 수직인, 두 개의 조(jaw)가 있는 콜릿 척(collet chuck)을 갖는다. 콜릿 척은 제 1 부품에 고착되어 있어 어떠한 축 변위도 방지된 다. 조(jaw)는 중공 샤프트 테이퍼 상의 클램핑 숄더와 협력하여 후자는 암 테이퍼로 끌려 들어간다. 조(jaw)의 변위는 발동기를 통해 작동될 수 있는 발동 장치에 의해 시행된다. 공지의 인터페이스는 발동 장치로서 작용하고 반대편 나사선이 있는 두 구역을 갖는 클램핑 스크류를 갖는다. 이들은 척 조(chuck jaw)와 협력하고 클램핑 스크류의 회전 방향에 따라 상기 조를 방사상 바깥쪽 및 안쪽으로 몬다. 예를 들어, 발동 장치로서 작용하는 알렌 렌치(Allen wrench)는 상기 스크류를 우측으로 또는 좌측으로 회전시키도록 클램핑 스크류 안의 매칭 리세스로 삽입될 수 있다.

최소량 윤활은 공작품 가공시 바람직하게 사용되는데, 여기에서 공기/오일 혼합물이 유제 대신 냉각재 및 윤활재로서 사용된다. 오일은 공기 중에 부유하고, 필요시 모든 안내로와, 공작품이 가공되는 동안 공구의 커터를 적시는 일종의 안개를 형성하는 극히 미세하게 분포되는 미세방울로 존재한다. 공기/오일 혼합물을 공급하는 데 있어서, 굴곡 영역에 분리와 고임이 일어나기 때문에 공급 도관 내에 직선 주로로부터의 이탈을 의미하는 방향의 변화가 가능한 적게 존재하는 것이 결정적으로 중요하다. 여기에 논의되는 공지의 인터페이스, 즉 발동 장치로서 클램핑 스크류를 사용하는 경우, 클램핑 스크류가 콜릿 척의 몸체를 통해 수직으로 달리기 때문에 최소량 윤활을 위해 공급 통로의 직선 주로는 가능하지 않다.

이에 따라, 본 발명의 목적은 개선된 냉각재 공급을 특징으로 하는 인터페이스를 형성하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 제안된 인터페이스는 청구항 1에 기술된 특징을 갖는다. 본 인터페이스의 특징적 양상은 콜릿 척의 조(jaw)와 협력하는 발동 장치가, 냉각재/윤활재를 위한 중심 통로를 갖는, 두 작동 위치로 이동할 수 있는 케이징(caging) 요소로서 구성되는 것이다. 이 통로는 그 중심축이 제 1 및 제 2 부품의 중심축과 일치하도록 위치한다. 이 통로가 제 1 및 제 2 부품에서 도관 구역과 정렬되어 있기 때문에, 분리 및 고임이 일어날 수 있는 방향의 변화가 회피된다. 여기에 기술된 특징을 갖는 인터페이스는 어떠한 기술된 단점도 존재하지 않으면서 최소량 윤활을 허용한다.

본 인터페이스의 바람직한 태양에서, 발동 장치는 중공 샤프트 테이퍼 내의 제 1 방사상 리세스를 통하여, 그리고 제 1 리세스와 정렬되는 제 1 부품 내의 제 2 방사상 리세스를 통해 접근 가능하다. 발동 장치를 작동시키기 위한 발동기는 테이퍼 구역 내의 발동 장치와 맞물린다. 이는 인터페이스의 영역에서 전체 길이가 짧아지도록 허용하여, 결과적으로 제 위치에 클램핑된 공구의 커터의 동일중심성에 있어서 정확도를 높이게 된다.

본 인터페이스의 바람직한 태양에서, 케이징 요소는 척 조가 부착되는 두 개의 돌출부(lug)가 구비된다. 이들 돌출부의 두번째는 상응하는 척 조에 구비된 나사선과 협력하는 나사선을 갖는다. 외부 나사선은 캡 너트의 내부 나사선과 협력하는 제 2 돌출부의 외부에 구비된다. 이 캡 너트는 또한 상응하는 척 조의 내부 나사선과 협력하는 그의 외부 표면 상에 외부 나사선을 갖는다. 캡 너트가 발동기에 의해 회전할 때, 캡 너트 상에 위치한 척 조와 같이, 적절한 돌출부 상의 캡 너트는 한 회전 방향으로 방사상 외향 운동한다. 척 조는 중공 샤프트 테이퍼의 내부에 기대고 있어 케이징 요소에 부착된 반대 조 역시 중공 샤프트 테이퍼의 내부와 맞물리게 된다. 캡 너트가 발동될 때, 척 조 및 케이징 요소는 운동한다. 케이징 요소 내의 통로는 양쪽 작동 위치에서 인터페이스의 제 1 및 제 2 부품에서 도관 구역과 정렬되고 방향 변화가 없어 냉각재/윤활재에 부정적인 영향을 미치지 않도록 구성된다.

본 인터페이스의 특히 바람직한 태양에서, 소형 관은 케이징 요소 내의 통로를 통해, 그리고 인터페이스의 제 2 구역 내의 제 2 도관 구역을 통해 인도된다. 이는 본 인터페이스의 전체 길이에 걸쳐 냉각재/윤활재를 위해 연속된 평탄한 내부 표면이 항상 제공되는 것을 보장한다.

추가의 태양은 나머지 종속항으로부터 유도될 수 있다.

본 발명은 다음의 도면을 참고하여 보다 구체적으로 설명된다.

도 1은 클램핑되지 않은 상태에서 인터페이스의 종단면을 보여주고;

도 2는 도 1에서 보여준 인터페이스의 횡단면을 보여주고;

도 3은 클램핑된 상태에서 인터페이스의 종단면을 보여주고;

도 4는 도 3으로부터의 인터페이스의 횡단면을 보여주고;

도 5는 인터페이스의 케이징 요소의 확대된 측면도를 보여주고;

도 6은 도 5로부터의 케이징 요소의 평면도를 보여주고;

도 7은 인터페이스의 콜릿 척의 측면도를 보여주고;

도 8은 도 7로부터의 콜릿 척의 평면도를 보여준다.

도 1은 제 1 부품(3) 및 제 2 부품(5)을 갖는 인터페이스(1)의 종단면을 보여주는데, 보다 명확하도록 제 1 부품으로부터 절단하였다. 제 1 부품(3)은 제 2 부품의 시트로서 작용하고, 따라서 바람직하게는 제 2 부품(5) 내의 중공-형성된 테이퍼, 중공 샤프트 테이퍼(9)가 삽입되는 암 테이퍼(7)가 구비된다. 제 2 부품(5) 상의 제 2 평탄면(13)과 협력하는 환상의 표면으로서 구성된 제 1 평탄면(11)이 제 1 부품(3)의 면 위에 구비된다. 제 2 평탄면은 상기 테이퍼의 유리 말단(15) 대향의 중공 샤프트 테이퍼(9)의 말단 상에 위치한다.

제 2 평탄면(13)은 제 2 부품(5)의 본체(14)에 의하여 형성되는데, 보다 명확하도록 여기에 선택된 도면에서 이 부품으로부터 절단하였으며, 중공 샤프트 테이퍼(9) 보다 제 2 평탄면(13) 영역에서 더 큰 외경을 갖는다.

두 개의 평탄면(11 및 13) 각각은 인터페이스(1)의 중심축(17)과 수직으로 달리는 평면에 놓인다. 여기에 보여주는 도면에서는, 클램핑되지 않은 상태에서의 인터페이스(1)를 보여주는데, 두 개의 평탄면(11 및 13)은 서로 거리를 두고 있다.

구멍(19)-이 경우 원통형-은 콜릿 척(21)으로서 구성된 클램핑 고정장치를 위치시키도록 작용하는 중공 샤프트 테이퍼(9)로 도입된다. 중심축(17)에 대하여 바람직하게는 30° 각도로 달리는 클램핑 숄더(25)를 갖는 환상 홈(23)은 원통형 구멍(19)의 벽으로 도입된다.

콜릿 척(21)은, 도 1에 따른 도면에서 여기 보이지 않는 제 1 부품(3)의 제 1 도관 구역에서 좌측으로, 그리고 제 2 부품(5)으로 도입되는 제 2 도관 구역(29)에서 우측으로 연속되는 드릴 구멍(27)으로 바람직하게 구성되는 연속적인 중심 전-길이 개구를 갖는다. 후자의 도관 구역은, 예를 들어 제 2 부품(5)의 본체(14)에서 드릴 구멍으로 구비될 수 있다. 두 도관 구역과 드릴 구멍(27)의 중심축은 인터페이스(1)의 중심축(17)과 일치한다. 소형 튜브(31)는 바람직하게는 제 1 도관 구역으로, 드릴 구멍(27) 및 연속적이고 일정한 내경을 가지며 이에 따라 냉각재/윤활재 공급의 일부로 기능하는 제 2 도관 구역(29)으로 삽입된다.

두 개의 돌기(33)가 배요넷 자물쇠의 일부인 콜릿 척(21)의 외벽 상에 제공된다. 콜릿 척(21)은 이 자물쇠에 의해 제 1 부품(3)에 단단히 고착된다. 그 잠긴 위치는 튼튼한 맞춤핀(35)에 의해 보장된다.

두 개의 리세스(39, 39')가 척 조(41, 41')를 위치시키도록 작용하는 콜릿 척(21)의 본체(37)로 도입된다. 도 1에서 인터페이스(1)는 클램핑되지 않은 상태에서 보여지므로, 척 조(41, 41')는 중심축(17)으로부터 최소 거리에서 방사상 내향 위치에 있다. 척 조(41, 41')는 그들을 방사상 내향 및 외향으로 밀 수 있는 발동기(43)와 협력한다. 도 1은 척 조(41, 41')가 클램핑 숄더(25)와 협력하는 클램핑 표면(45, 45')을 그의 방사상으로 외측에 구비하는 것을 보여준다.

발동기(43)는 제 1 돌출부(49)가 중심축(17) 위에 구비되고 중심축 아래에 제 2 돌출부(51)가 구비되는 케이징 요소(47)를 포함한다. 제 1 척 조(41)는 상부 제 1 돌출부(49)에 장착되고 제 2 척 조(41')는 하부 제 2 돌출부에 장착되며, 여기서 제 1 척 조(41)는 잠금 핀(53)-여기서는 중심축(17)에 평행-에 의해 제 1 돌 출부(49)에 연결되고 제 2 척 조(41')는 나사선에 의해 제 2 돌출부(51)에 연결된다. 여기서 보여지는 태양의 경우, 캡 너트(55)가 제 2 돌출부(51)와 제 2 척 조(41')의 사이에 구비된다.

발동 장치(43)는 외부로부터 접근 가능하다. 이를 달성하기 위하여, 제 1 리세스(57)는 바람직하게는 중공 샤프트 테이퍼(9)에 도입되고 제 1 리세스와 정렬되는 제 2 리세스(59)는 제 1 부품(3)의 벽에 도입된다. 축 방향, 즉 중심축(17)의 방향으로 움직일 수 있는 환상 커버 링(61)은 제 2 리세스(59)에 걸쳐서 연장되고 이물질의 유입으로부터 제 2 리세스(59)를 보호한다. 여기서 보여지는 태양에서, 고무 요소(63)가 인터페이스(1)에 대향하여 커버 링(61)의 측면에 구비되어, 커버 링(61)의 위치를 확보하고 제 2 리세스(59)의 영역에서 밀봉 성능을 개선시킨다. 또한 커버 링(61)에 방사상 리세스를 제공하고 필요시에 이 리세스가 제 1 및 제 2 리세스(57, 59)와 정렬되어 발동 장치로의 접근을 허용하도록 링을 회전시키는 것도 가능하다.

중심축(17)에 평행한 이젝터 핀(65)이 콜릿 척(21)의 본체로 삽입된다. 인터페이스(1)가 클램핑되지 않은 상태에 있을 때, 이 핀은 제 2 척 조(41')의 경사면(67)에 의해 축 방향으로 오른쪽으로 이동하고 원통형 구멍(19)의 바닥(69)에 대향하여 밀려나서, 제 1 인터페이스의 제 1 및 제 2 부품(3, 5)을 서로 밀어내어 제 2 부품(5)이 제 1 부품(3)으로부터 쉽게 제거되도록 허용한다.

도 2는 도 1의 인터페이스를 횡단면으로 보여준다. 도 1에 대한 설명이 참조되도록 동일한 부분에는 동일한 참조 번호가 부여된다.

도면은 두 부품(3, 5)이 하나가 다른 것의 내부에 동일축으로 놓여 있는 것을 보여준다. 또한 척 조(41, 41')가 오그라든 위치에 있음을 볼 수 있다. 캡 너트(55)는 제 2 돌출부(51)에 완전히 나사 결합되고, 따라서 중심축(17)으로부터 최소한의 거리에 위치한다. 소형 튜브(31)는 중심축과 동일축으로 놓여 있다.

또한, 도 2는 케이징 요소(47)와 이에 부착된 돌출부(49, 51)를 구비한 발동 장치(43)를 보여준다. 케이징 요소(47)는 도면의 평면에 수직이고 긴 구멍으로 구성되는 개구(71)를 구비한다. 이 개구는 소형 튜브(31)가 두 작동 위치, 여기서 보여지는 첫번째, 잠기지 않은 위치에서 개구를 관통할 수 있는 치수로 만들어져 있다.

처킹(chucking) 요소(21)는 그 중심축이 수직 직경 라인과 일치하고 케이징 요소(47)를 수용할 수 있도록 충분히 크게 선택된 리세스(73)를 구비한다. 리세스(73)의 측벽은 두 부품(3, 5)의 클램핑/탈클램핑(unclamping)을 야기하는 운동으로 케이징 요소(47)를 안내한다.

또한, 도 2는 캡 너트(55)는 발동 개구(75), 예를 들어 알렌 키(Allen key)로서 구성되는 발동 요소가 맞물릴 수 있는 육각형 리세스를 구비한다. 그러나, 리세스의 형상은 발동 장치의 작동과 무관하다.

도 3은 클랭핑된 위치에서 인터페이스(1)를 보여준다. 콜릿 척(21)의 모든 요소는 도 1 및 2에서 설명되고 기술된 것과 일치한다. 따라서 이 요소들에 대하여 더 이상 논의하지 않을 것이다.

발동 장치(43)는 인터페이스(1)의 두 부품(3, 5)을 클램핑하도록 작동된다. 발동 요소, 예를 들어 알렌 키에 의해, 캡 너트(55)의 발동 개구(75)가 제 1 및 제2 리세스(57, 59)를 통해 맞물리고 캡 너트는 회전한다. 제 1 방향으로의 회전으로 인하여, 캡 너트(55)는 중심축(17)으로부터 최소한의 거리에 위치하고 있는 도 1 및 2에서 보여지는 위치에서 방향이 바뀌고, 캡 너트(55)는 제 2 돌출부(51) 상에서 바깥으로 이동한다. 이 돌출부는 캡 너트의 내부 나사선과 맞물리는 외부 나사선을 구비한다. 캡 너트(55)는 그 일부에 대하여, 그 외부에 제 2 척 조(41')의 내부 나사선과 맞물리는 외부 나사선을 구비한다. 예를 들어 시계 반대 방향으로 캡 너트(55)의 회전으로 인하여, 캡 너트는 인터페이스(1)의 중심축에 대하여 바깥으로 이동한다. 케이징 요소(47)에 방사상 방향으로 압력이 미치도록 척 조(41') 또한 바깥으로 이동한다. 그 결과, 제 1 척 조(41) 또한 방사상으로 바깥으로 이동한다. 두 척 조는 중심축(17)에 대하여 반대 방향으로 이동하여 원주 홈(23)으로 이동한다. 그 결과, 척 조(41, 41')의 클램핑 표면(45, 45')은 클램핑 숄더(25)와 협력한다. 클램핑 표면과 클램핑 숄더의 면은 정렬되어, 평탄면(11, 13)이 서로 확고하게 접촉할 때까지 제 2 부품(5)이 중심축(17)을 향해 왼쪽으로 암 테이퍼(7)로 압박되도록 한다. 클램핑 숄더(25)와 함께, 척 조(41, 41')는 척 조가 방사상으로 바깥으로 밀려날 때 중공 샤프트 테이퍼(9)를 중심축(17)의 방향에서 왼쪽으로 전진시키도록 작용하는 웨지(wedge) 링을 구성한다.

척 조(41, 41')의 방사상 외향 이동의 결과로서, 중공 샤프트 테이퍼(9)는 확장되어, 그 외부 표면이 암 테이퍼(7)의 내부 표면과 확고하게 인접하여서, 그 결과 인터페이스(1)의 부품(3, 5)의 매우 정확한 클램핑과 큰 강성률을 유도한다. 발동 장치(43)가 중공 샤프트 테이퍼(9)의 영역에서 작동하기 때문에, 도 1 및 3에서 제 1 평탄면(11)의 왼쪽으로, 총괄 길이가 극히 짧고 결과적으로 인터페이스는 정밀하고 안정하다.

도 4는 클램핑된 위치에서 인터페이스(1)를 보여준다. 척 조(41, 41')가 방사상으로 바깥으로 변위되었음을 명확히 인식할 수 있다. 케이징 요소(47) 또한 변위되어 있다. 도 4로부터, 특히 도 2와 비교하여, 인터페이스가 클램핑될 때 케이징 요소(47)는 위로 이동함이 명백하다. 통로(71)가 긴 구멍으로 구성되기 때문에, 케이징 요소(47)가 그의 제 2 작동 위치로 방향을 바꿀 때에도 소형 튜브(31)는 인터페이스(1)의 중심축(17)과 동축으로 위치한 채 남아 있을 수 있다.

결국, 소형 튜브(31)가 클램핑된 그리고 클램핑되지 않은 상태 모두에서 통로(71)를 통하여 인터페이스를 통과할 수 있음이 명백하다. 결과적으로, 직선 냉각재/윤활재 공급이 방향의 전환없이 가능하여, 분리 및 고임이 명확하게 방지될 수 있다. 이것은 특히 소형 튜브(31)가 일정한 직경 및 전체 길이에 걸쳐서 부드러운 내부 벽을 가진 경우이다.

도 5는 케이징 요소(47)를 -다소 확대된- 측면도로 보여준다. 이 도면에서 인터페이스(1)의 중심축(17)과 수직인 제 1 돌출부가 케이징 요소(47)의 본체(77)의 일측에서 돌출됨이 명백하다. 도 5에서 2개의 평행한 도트-대시 라인을 볼 수 있는데, 이는 발동 요소(43)의 다른 작동 위치에서 인터페이스(1)의 중심축(17) 경로를 나타낸다. 인터페이스(1)가 클램핑되지 않을 때, 인터페이스(1)의 중심축(17)은 클램핑된 위치보다 높다. 도 2와 4의 비교는 이를 특히 명백하게 보여준다: 인 터페이스(1)의 클램핑되지 않은 상태에서, 중심축(17)과 함께 소형 튜브(31)는 통로(71) 내부에서 상단으로 달린다. 케이징 요소(47)가 인터페이스(1)를 클램핑하기 위해 위로 이동할 때, 중심축(17)은 통로(71)를 통해 아래로 달린다. 소형 튜브(31) 또한 도 4에서 볼 수 있듯이, 아래로 위치한다.

제 1 돌출부는 도 1 및 3에서 보여지는 잠금 핀(53)을 위치시키는 리세스(79)를 구비한다.

제 2 돌출부(51)는 제 1 돌출부(49)와 정반대에 위치한다. 제 2 돌출부가 여기서는 보이지 않지만, 캡 너트(55)의 내부 나사선과 맞물리는 외부 나사선을 가짐을 명백히 볼 수 있다. 캡 너트가 제 1 방향으로 회전하면, 제 2 돌출부는 중심축(17)을 향해 두 돌출부(49, 51)의 중심축(83) 방향으로 이동한다. 반대 방향으로의 회전으로 인하여, 제 2 돌출부는 케이징 요소(47)의 본체(77)로부터 바깥으로 이동한다. 이 위치는 도 4에서 보여지는데, 캡 너트(55)의 방사상 내향 위치는 도 2에서 재현된다.

도 6에서, 케이징 요소(47)는 90°로 회전되어 케이징 요소(47)의 본체(77)에서 통로(71)를 보는 것이 가능하다. 소형 튜브(31)의 외곽선은 원(83)으로 표시되어 있다. 통로(71)의 치수는 소형 튜브(31)가 발동 장치(43)의 두 작동 위치에서 통로(71)를 관통할 수 있도록 선택됨이 명백하다. 이러한 종류의 소형 튜브 없이도, 연속적인 직선 냉각재/윤활재 통로가 두 경우에서 실현될 수 있다.

도 6은 또한 반대 위치에 위치하는 돌출부(49, 51)를 보여준다. 여기서 잠금 핀(53)이 통과할 수 있는 리세스(79)가 평면도로 보여진다.

도 7은 설치된 부품이 없는 콜릿 척(21)을 보여준다. 전술한 도면에 대한 설명이 참조되도록 동일한 부분에는 동일한 참조 번호가 부여된다.

콜릿 척(21)의 좌단에 있는 돌기(33)는 동일할 수 있다. 이들은 콜릿 척이 인터페이스(1)의 제 1 부품(3)에 고착되는 것에 의해 배요넷 자물쇠의 일부를 형성한다. 척 조(41, 41')가 정지하게 되는 리세스(39, 39') 또한 동일할 수 있다. 또한 도 7은 콜릿 척의 본체(37)를 위로부터 아래로 가로지르고 케이징 요소(47)를 위치시키도록 작용하는 리세스(73)를 보여준다.

이젝터 핀(65)이 수용되는 구멍(85)을 보여주도록, 콜릿 척(21)의 오른쪽 전방부가 부분 단면도로 보여진다. 한편으로는, 이젝터 핀의 길이는 리세스(39')로 다소 연장되어 거기서 척 조(41')와 협력할 수 있도록 선택된다. 다른 한편으로는, 이젝터 핀(65)은 콜릿 척(21)의 면(87)을 넘어 오른쪽으로 돌출되어, 인터페이스(1)가 클램핑되지 않은 상태일 때 두 부품(3, 5)을 분리시키도록 작용하는 제 2 부품(5) 내의 원통형 구멍(19)의 바닥(69)에 압력을 가할 수 있도록 한다.

마지막으로, 도 8은 도 7에 도시된 콜릿 척(21)을 평면도로 보여준다. 동일한 부분에 대하여 동일한 참조 번호가 주어진다. 여기서, 리세스(39)의 직사각형 윤곽을 볼 수 있고 리세스(73)는 이 리세스의 바닥을 가로질러 케이징 요소(47)를 위치시키도록 작용한다.

다음에, 인터페이스의 작동이 다시 한번 상세하게 설명될 것이다.

인터페이스(1)는 축 장치를 구비한 기계 공구 및 공구 사이의 연결 부위 중 어떠한 형태일 수 있으며, 중간 요소, 즉 축 장치 및/또는 공구에 서로 연결되는 연장부 및 어댑터 사이의 연결 부위를 포함한다. 바람직하게는 여기에 보여지는 인터페이스(1)는 제 1 부품(3)을 나타내는 축 장치와 제 2 부품(5)을 나타내는 공구이다.

축 장치와 공구 사이의 연결은 제 1 부품(3)을 의미하는 축 장치로 삽입되는, 제 2 부품(5)을 의미하는, 공구에 의해 초기의 클램핑되지 않은 상태에서 일어나며, 여기서 중공 샤프트 테이퍼(9)가 암 테이퍼(7)와 맞물린다. 제 1 부품(3)의 평탄면(11)은 제 2 부품(5)의 제 2 평탄면(13)으로부터 가까운 거리에 있다. 척 조(41, 41')는 방사상 안쪽으로 오그라든 위치에서 회전축(17)으로부터 최소한의 거리에 놓인다. 이는 발동 장치, 예를 들어 알렌 키를 리세스(59, 57)를 통하여 캡 너트(55)의 발동 개구(75)에 삽입하고, 너트를 회전시켜서 발동 장치가 중심축(17)으로부터 최소한의 거리를 의미하는 최대한의 내향 위치에 위치하도록 함으로써 달성된다. 그 회전의 결과로서, 캡 너트(55)만이 중심축(17)의 방향으로 이동하지는 않는다. 캡 너트(55)와 협력하는 척 조(41')는 중심축(17)을 향해 이동한다. 척 조(41')는 콜릿 척(21)의 본체(37)에 부딪쳐 결국 정지하게 되므로, 반대편의 척 조(41)는 유사하게 안쪽으로 끌려간다. 바람직하게는 척 조(41, 41')는 방사상 방향으로 완전히 안쪽으로 이동할 때 그 외부 표면이 콜릿 척(21)의 원주 표면과 정렬되도록 구성된다.

여기서 설명하는 위치는 도 1 및 2에서 보이는데, 여기서 인터페이스(1)는 클램핑되지 않은 상태로 볼 수 있고 발동 장치(43)는 초기의 작동 위치, 즉 풀린 위치에 있다.

인터페이스(1)를 클램핑하기 위하여, 발동 장치(43)가 작동된다. 즉, 캡 너트(55)가 회전하여 제 2 돌출부(51) 상에서 바깥으로 이동하면서 대응하는 척 조(41')를 구동시켜 유사한 방식으로 바깥으로 이동시킨다. 그 일부에 대한 척 조(41')의 변위는 첫째로 캡 너트의 외향 이동에 기초하지만, 둘째로 이 경우에서, 캡 너트(55)가 척 조(41')의 내부 나사선과 협력하는 외부 나사선을 가지어, 캡 너트(55)와 척 조(41') 사이에 상대 운동이 일어난다는 사실에도 기초한다. 캡 너트(55)의 내부 및 외부 나사선은 척 조(41, 41')의 동일한 운동을 달성하기 위하여 동일한 피치를 가진다.

캡 너트(55)가 회전할 때, 서로 반대 위치로 안쪽 또는 바깥쪽으로 변위하는 척 조(41, 41') 뿐만 아니라, 케이징 요소(47)가 위 또는 아래로 이동한다: 인터페이스(1)의 클램핑되지 않은 위치에 도달하기 위하여, 케이징 요소(47)는 아래로 이동하고, 클램핑된 작동 위치에 도달하기 위하여 위로 이동한다.

두 부품(3, 5)이 서로 클램핑될 때, 척 조(41, 41')는 바깥쪽으로 이동한다. 상술한 클램핑 표면(45, 45')과 클램핑 숄더의 상호 작용을 통하여, 콜릿 척(21)이 배요넷 자물쇠에 의해 제 1 부품(3)에 단단히 고착되고 축 방향으로 변위될 수 없기 때문에, 중공 샤프트 테이퍼(9)는 왼쪽으로 암 테이퍼(7)의 내부로 당겨진다. 중공 샤프트 테이퍼는 확장되어 암 테이퍼(7)의 내부 벽을 가압한다. 동시에, 평탄면(11, 13)은 서로를 단단히 가압하여 인터페이스(1)의 최적 정렬이 극히 고도의 강성률과 함께 달성된다. 척 조(41')는 방사상 바깥쪽으로 이동하기 때문에, 이젝터 핀(65)은 왼쪽으로 리세스(39')의 내부로 변위될 수 있다. 척 조(41')의 반대편 이동으로 인하여, 중심축(17)과 일정한 각도로 직면하는 경사진 표면이 이젝터 핀(65)에 작용하여, 후자가 오른쪽으로 밀려나서 원통형 구멍(19)의 바닥(69)과 맞부딪친다. 척 조(41')의 내부로의 부수적인 이동으로 인하여, 이젝터 핀(65)이 오른쪽으로 힘을 받아 두 부품(3, 5)이 밀려나서 쉽게 분리될 수 있다.

발동 장치(43)로 발생될 수 있는 힘은 너무 커서, 부품(3, 5)의 안전한 클램핑이 공구를 수동으로 바꿀 때에도 가능하다. 유사하게, 이러한 큰 힘은 발동 장치(43)가 수동적으로 작동될 때 적용될 수 있어서, 두 부품(3, 5)이 이젝터 핀(65)에 의해 분리될 수 있다.

발동 장치(43)의 케이징 요소(47)에 의해 중심 냉각재 공급을 구현하는 것이 가능하다. 이를 위해, 제 1 부품(3) 내의 제 1 도관 구역이 케이징 요소(47) 내의 통로(71)와 정렬되고, 제 2 부품(5) 내의 제 2 도관 구역(29)과 정렬된다. 통로(71)는 긴 구멍으로 구성되기 때문에, 냉각재/윤활재용 중심 통로는 도 2 및 4에서 보여지는 두 작동 위치에서 구현될 수 있다. 최소량의 윤활재가 사용될 때 공기/오일 혼합물의 분리 및 고임을 촉진하는 냉각재/윤활재 공급 영역에서의 모든 단차와 에지를 피하기 위하여, 바람직하게는 소형 튜브(31)가 여기에 삽입된다.

여기에 보여지는 태양에서 발동 장치(43)의 작동이 중공 샤프트 테이퍼(9)의 영역, 즉 제 1 평탄면(11)의 왼쪽에서 구현되기 때문에, 최소량의 윤활재를 사용할 때에도 최적의 윤활을 확보함과 동시에, 매우 짧은 총괄 길이가 달성될 수 있으며, 그 결과 인터페이스(1) 내의 극히 높은 강성률과 매우 짧은 돌출로 인한 정확한 동일중심성을 얻는다.

더욱이, 콜릿 척(21)과 이의 발동 장치(43)는 매우 적은 부품을 요구하기 때문에, 인터페이스(1)는 구조상 극히 단순함을 볼 수 있다.

오염으로부터 인터페이스(1)를 보호하기 위하여, 작동 중에 발동 장치(43)에 대한 접근 부위를 덮고 필요시에 노출시키는 커버 링(61)이 구비된다. 접근을 제공하도록 인터페이스(1)의 축 방향으로 커버 링(61)을 이동시키거나, 발동 장치가 작동 중에 덮인 채로 있는 동안에 링을 회전시킴으로써 발동 장치에 접근 개구를 노출시킬 수 있는 방사상 리세스를 구비시키는 것을 생각할 수 있다.

설명으로부터, 발동 장치(43)는 여기서 기술된 기본 원리를 유지하면서 또한 다르게 고안될 수 있음이 명백하다. 예를 들어, 케이징 요소(47)의 본체(77)에서 회전가능하도록 제 2 돌출부(51)를 고착시키는 것이 가능하다. 돌출부가 제 2 척 조(41')의 내부 나사선과 맞물리는 외부 나사선을 가진다면, 후자는 제 2 돌출부(51)가 회전할 때 방사상 방향으로 안쪽 또는 바깥쪽으로 이동한다. 이는 인터페이스가 클램핑되거나 클램핑되지 않게 한다. 그러나, 척 조(41')의 큰 축 방향 이동이 캡 너트(55)의 회전 이동을 통하여 달성될 수 있기 때문에, 캡 너트(55)를 구비하는 여기에 기술한 태양이 바람직하다.

유사하게, 척 조(41') 내부 중심축에 방사상으로 이동할 수 없고 제 2 돌출부(51)의 외부 나사선과 협력하는 내부 나사선을 구비하는 슬리브(sleeve)를 제 2 척 조(41')에 회전가능하게 고착시키는 것도 생각할 수 있다. 그러나, 이것 또한 캡 너트(55)를 구비하는 여기에 보여지는 태양에 비하여 특정한 회전각으로 척 조의 작은 축 방향 변위를 초래한다.

케이징 요소(47)를 갖고, 중심 냉각재/윤활재 도관이 회전축(17)에 수직인 변위를 통하여 막히지 않도록 발동 장치(43)가 구현되는 것이 중요하다. 이것은 상술한 바와 같이, 케이징 요소(47) 내의 적절한 통로(71)에 의해 달성될 수 있다. 제 1 부품(3)과 콜릿 척(21) 사이 및 후자와 제 2 부품(5) 사이의 천이(transition), 에지 등이 소형 튜브(31)의 사용에 의해 회피될 수 있으며, 이는 위에서 상세하게 설명되었다. 더욱이, 이 소형 튜브는 또한 케이징 요소(47)에 대한 통로(71)의 영역에서 에지 및 천이를 제거한다. 이것은 또한 인터페이스(1)의 영역에서 문제가 일어나지 않는 냉각재/윤활재 공급을 허용한다.

더욱이, 매우 짧은 전체 형상이 달성되고, 이는 여기에 보이지는 않지만 제 1 부품(3)에 대응할 수 있는 축 장치의 베어링 부위에 매우 근접하게 위치하는 평탄면(11)에 의해 가능하다.

본 발명은 냉각재 공급이 개선된 인터페이스를 제공한다.

Claims (9)

1. 암 테이퍼를 갖는 시트(seat)로서 작용하고, 그 중심축과 동일축으로 위치하는 제 1 도관 구역을 갖는 제 1 부품;

   리세스로 도입될 수 있는 중공 샤프트 테이퍼를 갖고, 그 중심축과 동일축으로 위치하는 제 2 도관 구역을 가짐으로써, 제 1 부품과 중심축이 정렬되는 제 2 부품 및;

   2개의 척 조(chuck jaw)를 갖고, 척 조와 협력하고 발동 요소에 의해 발동될 수 있는 발동 장치를 갖는 콜릿(collet) 척을 포함하며,

   발동 장치(43)가 2개의 작동 위치로 변위될 수 있고 제 1 및 제 2 부품(3, 5)의 중심축이 관통하도록 위치하는 중심 통로(71)를 갖는 케이징 요소(47)를 구비하는 것을 특징으로 하는 공구의 인터페이스.
2. 제 1 항에 있어서, 발동 장치(43)가 중공 샤프트 테이퍼(9) 내의 제 1 방사상 리세스(57)를 통하여, 그리고 제 1 부품(3)에 구비되고 제 1 리세스와 정렬되는 제 2 방사상 리세스(59)를 통하여 접근 가능한 인터페이스.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 2개의 돌출부(49, 51)가 케이징 요소(47)에 구비되는 인터페이스.
4. 제 3 항에 있어서, 제 1 돌출부(49)가 제 1 척 조(41)에 연결되는 인터페이스.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 제 2 돌출부(51)가 제 2 척 조(41')와 협력하는 외부 나사선(81)을 갖는 인터페이스.
6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 2 돌출부(51)와 협력하는 내부 나사선을 갖고 제 2 척 조(41')와 협력하는 외부 나사선을 갖는 캡 너트(55)가 구비되는 인터페이스.
7. 제 6 항에 있어서, 캡 너트(55)가 제 2 돌출부(51)로부터 외면하는 쪽에, 바람직하게는 톱니 모양으로 구성되는 발동기용 발동 개구(75)를 구비하는 인터페이스.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 캡 너트(55)의 내부 나사선 및 외부 나사선이 동일한 피치를 갖는 인터페이스.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 제 1 부품(3) 내의 도관 구역의 영역, 케이징 요소(47) 내의 통로(71)의 영역을 통하여, 그리고 적어도 부분적으로 제 2 부품(5) 내의 제 2 도관 구역의 영역을 통하여 돌출되는 소형 튜브를 특징으로 하는 인터페이스.

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