KR20090039672A

KR20090039672A - 선회식 클램프

Info

Publication number: KR20090039672A
Application number: KR1020087027325A
Authority: KR
Inventors: 케이타로 요네자와; 히데아키 요코타
Original assignee: 가부시키가이샤 코스멕
Priority date: 2006-06-13
Filing date: 2007-06-08
Publication date: 2009-04-22
Also published as: CN101466494A; US20090152784A1; WO2007145142A1; JPWO2007145142A1; EP2039462A1

Abstract

통 형상의 하우징(2)에 삽입한 피스톤(19))을 클램프로드(5)에 연결한다. 이 피스톤(19)의 상측에 잠금실(20)을 설치하고, 상기 클램프로드(5)가 삽입되는 로드공(18)의 주벽에 링 형상의 밸브실(41)을 형성한다. 상기 클램프로드(5)의 선회상승의 종기에는, 그 클램프로드(5)의 하부에 밖으로 끼워진 셔틀부재(42)가, 상기 밸브실(41)에 끼워맞춰지기 시작했을 때에 작용하는 압유의 차압력에 의해 상승하여 상기 밸브실(41)에 끼워맞춰진다. 이어서, 상기 잠금실(20)로부터 배출되는 압유의 유량을, 셔틀부재(42)와 클램프로드(5) 사이의 좁힘 간극에 의해 제어한다. 또한, 그 클램프로드(5)의 선회하강의 초기에는, 상기 잠금실(20)로 공급되는 압유의 유량을 밸브실(41)과 셔틀부재(42) 사이의 좁힘 간극에 의해 제어한다.

클램핑, 클램프로드, 파렛트, 유압, 밸브실, 피스톤, 셔틀부재, 실린더공, 로드공, 급배구, 선회식 클램프

Description

선회식 클램프{SWING-TYPE CLAMP}

본 발명은, 클램프로드(c1amp rod)를 선회(旋回)시켜 워크를 압압(押壓)하는 형식의 클램프에 관한 것으로, 더 자세하게 말하면, 통 형상의 하우징(housing)에 상기 클램프로드를 축심(軸心)방향으로 이동가능하면서 축심 둘레로 회전가능하게 지지하고, 그 클램프로드의 상부에 아암을 설치가능하게 구성한 형식의 클램프에 관한 것이다.

이런 종류의 선회식 클램프에는, 종래에는, 특허문헌1(일본국 공개특허 2005－329525호 공보)에 기재된 것이 있다. 그 종래기술은, 다음과 같이 구성되어 있다.

하우징 내에 실린더공(孔)과 로드(rod)공을 선단(先端)방향으로 순서대로 설치하고, 상기 실린더공에 삽입한 피스톤을 클램프로드에 연결한다. 상기 로드공의 주벽(周壁)에 좁힘(restriction)용의 끼워맞춤공을 동심(同心)형상으로 설치한다. 선회식 클램프의 릴리스 선회이동의 종기(終期)에 상기 끼워맞춤공에 링 형상의 좁힘 간극(restriction gap)을 두고 끼워넣어지는 끼워맞춤부를, 상기 클램프로드의 기단부에 설치한다. 그리고, 상기 릴리스 선회이동의 종기에는, 상기 잠금실의 압력유체를, 상기 링 형상의 좁힘 간극를 경유하여 급배구(給排口)로 배출한다.

특허문헌1: 일본 공개특허2005－329525호 공보

발명의시작

발명이 해결하려고 하는 과제

상기 종래기술은, 릴리스(re1ease) 작동시에 있어서, 그 작동시작시부터 릴리스 선회이동의 종기 직전까지는, 상기 잠금실의 압력유체가 상기 링 형상 유로를 지나 상기 급배구로 신속하게 배출되므로, 상기 클램프로드가 고속으로 이동한다. 이에 대해, 릴리스 선회이동의 종기가 되어 상기 끼워맞춤부가 선회하면서 상기 끼워맞춤공에 끼여들어가기 시작하면, 상기 잠금실의 압력유체가 상기 링 형상의 좁힘 간극를 지나 급배구로 배출되기 시작한다. 이 때문에, 그 좁힘 간극를 통과하는 압력유체에 부여되는 유동저항에 의해 상기 잠금실내에 소정의 배압력(back pressure)이 유지되어, 상기 클램프로드의 이동속도가 급속히 감속된다. 이 때문에, 상기 클램프로드(및 아암)가 천천히 정지한다.

상술한 바와 같이, 릴리스 작동시의 초기부터 릴리스 선회이동의 종기 직전까지는, 클램프로드를 고속으로 이동시켜, 릴리스 선회이동의 종기에 클램프로드를 감속하므로, 릴리스 작동시간을 단축할 수 있다. 더욱이, 상기 릴리스 선회이동의 종기에 클램프로드를 감속함으로써, 상기 클램프로드(및 아암)를 천천히 정지할 수 있으므로, 가이드홈이나 결합볼 등의 선회기구가 손상하는 것을 방지하여 선회정밀도를 양호한 상태로 유지할 수 있다.

이상에 나타내는 바와 같이, 상기 종래기술은, 릴리스 작동시간의 단축과 선회정밀도의 유지를 양립할 수 있는 점에서 뛰어나다. 그러나, 상기 로드공의 주벽 에 설치한 제한용의 끼워맞춤공과 상기 클램프로드에 설치한 끼워맞춤부를 정밀하게 끼워맞춰지게 하려면, 클램프로드의 축심과 하우징의 로드공의 축심의 중심어긋남을 설정범위 내로 억제할 필요가 있다. 이 때문에, 선회식 클램프는, 구성부품의 치수공차를 엄격하게 관리할 필요가 있으므로, 부품의 제작비용이 높아져, 그 점에서 개선의 여지가 남아 있다.

본 발명의 목적은, 상기 폐해를 개선하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 청구항1의 발명은, 예를 들면, 도 1(a) 내지 도 4, 혹은 도 5, 또는 도 6에 나타내는 바와 같이, 선회식 클램프를 다음과 같이 구성하였다.

통 형상의 하우징(2)에 클램프로드(5)를 축심방향으로 이동가능하면서 축심 둘레로 회전가능하게 지지한다. 그 클램프로드(5)의 선단부에 클램핑용 아암(6)을 장착가능하게 구성한다. 상기 하우징(2)에 실린더공(17)과 로드공(18)을 선단방향으로 순서대로 설치한다. 상기 실린더공(17)에 삽입한 피스톤(19)을 상기 클램프로드(5)에 연결한다. 그 피스톤(19)의 선단측에, 압력유체가 공급 및 배출되는 잠금실(20)을 설치한다. 상기 잠금실(20)과 압력유체의 급배구(24) 사이에 상기 로드공(18)의 주벽에, 링 형상의 밸브실(41)을 상기 잠금실(20)과 대면하도록 형성한다. 상기 클램프로드(5) 좁힘 외주면(outer periphera1 surface for restriction of clamp rod)(5a)에 링 형상의 셔틀부재(42)의 내주면(內周面)을 내부좁힘 간극(44)을 두고 축심방향으로 이동가능하게 밖으로 끼운다. 상기 셔틀부재(42)의 외주면을 상기 밸브실(41)의 내주면에 축심방향으로 끼워맞춤가능하게 구성함과 아울러 그 끼워맞춤영역을 따라 외부좁힘 간극(45)을 둔다. 상기 잠금실(20)의 압력유체를 상기 밸브실(41)을 통해 상기 급배구(24)로 배출시키는 릴리스 작동시에는, 상기 클램프로드(5)를, 상기 선단방향으로 직진이동시킨 후에 선회기구를 통해 릴리스 선회시키면서 상기 선단방향으로 이동시키도록 구성한다. 상기 릴리스 선회이동의 종기(終期)에는, 상기 셔틀부재(42)가 상기 밸브실(41)의 내주면에 끼워맞추기 시작했을 때에 작용하는 압력유체의 차압력(差壓力)에 의해 상기 셔틀부재(42)를 선단방향으로 이동시켜 상기 밸브실(41)에 끼워맞춰지게 하는 동시에, 상기 잠금실(20)로부터 상기 급배구(24)로 배출되는 압력유체의 유량을 적어도 상기 내부좁힘 간극(44)에 의해 제어가능하게 구성한다. 이에 대해, 상기 급배구(24)의 압력유체를 상기 잠금실(20)로 공급하는 잠금작동시에 있어서의 잠금선회이동의 초기에는, 그 공급되는 압력유체의 유량을 적어도 상기 외부좁힘 간극(45)에 의해 제어가능하게 구성한다.

본 발명은, 다음의 작용효과를 가져온다.

릴리스 작동시에 있어서, 그 작동시작시부터 릴리스 선회이동의 종기 직전까지는, 잠금실의 압력유체가 상기 밸브실을 지나 상기 급배구로 신속하게 배출되므로, 클램프로드가 고속으로 이동한다. 이에 대해, 릴리스 선회이동의 종기가 되어 셔틀부재의 외주면이 상기 밸브실의 내주면에 끼워넣기 시작하면, 상기 셔틀부재는, 그 끼워넣기 시작했을 때에 작용하는 압력유체의 차압력에 의해 선단방향으로 이동하여, 상기 밸브실에 끼워맞춰진다. 이에 의해, 상기 잠금실의 압력유체는, 적어도 상기 내부좁힘 간극에 의해 유량제어되어 급배구로 배출되기 시작한다. 이 때문에, 그 내부좁힘 간극을 통과하는 압력유체에 부여되는 유동저항에 의해 잠금실내에 소정의 배압력이 유지되어, 상기 클램프로드의 선회상승속도가 감속되기 시작한다.

그리고, 상기 클램프로드가 선회이동하여 감에 따라, 상기 내부좁힘 간극의 축심방향의 길이가 크게 되어 상기 내부좁힘 간극에 의한 유동저항도 커진다. 이 때문에, 상기 클램프로드가 천천히 선회이동하여 릴리스 상태로 절환한다.

상술한 바와 같이, 릴리스 선회이동의 초기로부터 종기의 직전까지는, 클램프로드를 고속으로 이동시켜, 릴리스 선회이동의 종기에 상기 클램프로드를 감속하므로, 릴리스 작동시간을 단축할 수 있다. 더욱이, 상기 릴리스 선회이동의 종기에 클램프로드를 감속함으로써, 상기 클램프로드를 천천히 정지할 수 있으므로, 선회홈이나 결합볼 등으로 이루어지는 선회기구가 손상하는 것을 방지하여 선회정밀도를 양호한 상태로 유지할 수 있다.

따라서, 선회식 클램프는, 압력유체의 공급량을 많이 하여 릴리스 작동이 완료하는데 필요한 시간을 단축함과, 수명을 길게 함을 양립할 수 있다.

더욱이, 클램프로드와 셔틀부재 사이에 형성한 내부좁힘 간극에 의해 상기 효과를 달성할 수 있으므로, 클램프로드의 축심과 밸브실의 축심과의 중심어긋남에 의해 상기 효과가 저하하는 것을 방지할 수 있다. 이 때문에, 선회식 클램프는, 구성부품의 제작공차(製作公差)를 필요 이상으로 엄격하게 관리할 필요가 없어져, 제작비용을 저감할 수 있다.

또한, 상기 선회식 클램프의 잠금선회이동의 시작시에는, 급배구의 압력유체는, 적어도 상기 외부좁힘 간극에 의해 유량제어되어 잠금실로 공급되므로, 피스톤 및 클램프로드가 비교적 천천히 선회이동되기 시작한다. 그리고, 상기 피스톤 및 클램프로드가 더 이동하여, 상기 밸브실과 셔틀부재의 끼워맞춤이 해제된 후는, 급배구의 압력유체가 상기 밸브실을 지나 잠금실로 신속하게 공급되므로, 상기 클램프로드가 고속으로 이동한다.

상술한 바와 같이, 잠금작동의 시작시에는, 외부좁힘 간극의 작용에 의해 클램프로드를 비교적 저속으로 선회시키기 시작하는 것이 가능하다. 더욱이, 피스톤에 작용하는 추력(推力)은, 셔틀부재의 외경(外徑)면적에서, 클램프로드의 외주면에 있어서의 씰부의 외경면적을 뺀 링 형상 면적에 작용하는 압력으로 되므로, 그 추력도 작다. 이 때문에, 선회시작시에 선회기구에 과대한 부하가 걸리는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 선회식 클램프는, 압력유체의 공급량을 많이 하여 잠금작동이 완료하는데 필요한 시간을 단축함과 수명을 길게 함을 양립할 수 있다.

본 발명에는, 다음의 구성을 더 갖는 것이 바람직하다.

예를 들면, 도 1(a)로부터 도 4, 또는 도 5에 나타내는 바와 같이, 상기 피스톤(19)의 외경치수(D1)와, 상기 클램프로드(5)의 상기 좁힘 외주면(5a)의 외경치수(D2)와, 상기 하우징(2)에 지지된 클램프로드(5)의 슬라이딩부분(11)의 외경치수(D3)를, 순서대로 작은 값으로 설정한 것이다.

이 경우, 선회식 클램프를 상하반대의 자세 또는 비스듬한 자세로 배치했을 때에 상기 셔틀부재가 중력의 작용으로 밸브실에 상시 끼워맞춰져 있는 경우라도, 릴리스 시작시부터 릴리스 선회이동의 종기 직전까지의 기간에, 셔틀부재의 내주면과 클램프로드의 슬라이딩부분의 외주면 사이에 비교적 큰 간극을 확보할 수 있으므로, 클램프로드의 고속이동이 방해받지 않는다.

또한, 본 발명에는, 다음의 구성을 더 갖는 것이 바람직하다.

예를 들면, 도 2(c)와 도 3(a), 혹은 도 5, 또는 도 6에 나타내는 바와 같이, 상기 셔틀부재(42)에, 상기 밸브실(41)의 주위벽에 설치한 밸브시트(47)에 축심방향으로 대면하는 밸브부(48)를 배치한다. 상기 릴리스 선회이동의 종기에는, 상기 차압력에 의해 상기 셔틀부재(42)가 선단방향으로 이동되었을 때, 상기 밸브부(48)를 상기 밸브시트(47)에 맞닿게 하여 상기 외부좁힘 간극(45)을 닫도록 구성한다. 상기 잠금선회이동의 초기에는, 상기 셔틀부재(42)에 작용하는 압력유체에 의해 상기 밸브부(48)를 상기 밸브시트(47)로부터 이격시키도록 구성한 것이다.

이 경우, 릴리스 선회이동의 종기에 내부좁힘 간극만에 의해 압력유체의 유량을 제어하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에서는, 예를 들면, 도 2(c), 혹은 도 5, 또는 도 6에 나타내는 바와 같이, 상기 내부좁힘 간극(44)을 상기 외부좁힘 간극(45)보다 작은 값으로 설정하는 것이 바람직하다.

이 경우, 내부좁힘 간극을 작게 함으로써, 릴리스 선회이동의 종기에 클램프로드를 확실하게 감속할 수 있다. 더욱이, 내부좁힘 간극을 작게 하는 동시에 외부좁힘 간극을 크게 함으로써, 클램프로드의 축심과 밸브실의 축심의 중심어긋남을 흡수할 수 있으므로, 선회식 클램프는, 구성부품의 제작공차를 엄격하게 관리할 필요가 없어져, 제작비용을 더 저감할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 예를 들면, 도 2(c) 또는 도 6에 나타내는 바와 같이, 상기 밸브실(41)의 선단(先端)벽에 상기 밸브시트(47)를 설치하는 동시에 상기 셔틀부재(42)의 선단부에 상기 밸브부(48)를 설치하는 경우와, 예를 들면, 도 5에 나타내는 바와 같이, 상기 밸브실(41)의 기단부의 주벽에 상기 밸브시트(47)를 설치하는 동시에 상기 셔틀부재(42)의 기단부에 상기 밸브부(48)를 설치하는 경우를 생각할 수 있다.

후자의 경우는, 압력유체의 상기 급배구를 밸브실로 개구(開口)시키는 것이 가능하게 되므로, 그 밸브실과 급배구 사이에 밸브시트용의 벽을 설치할 필요가 있는 전자에 비해 선회식 클램프의 높이를 작게 할 수 있다.

더욱이, 본 발명에서는, 예를 들면, 도 2(c), 혹은 도 5, 또는 도 6에 나타내는 바와 같이, 상기 셔틀부재(42)의 기단부에, 상기 피스톤(19)의 선단면에 설치한 밸브시트(49)에 축심방향으로 대면하는 다른 밸브부(50)를 배치하는 것이 바람직하다.

이 경우, 잠금선회이동의 초기에, 내부좁힘 간극을 닫고, 외부좁힘 간극만에 의해 압력유체의 유량을 제어하는 것이 가능하게 된다.

도 1(a)와 도 1(b)는, 본 발명의 제1 실시 형태를 나타내고 있다. 도 1(a)는, 선회식 클램프의 잠금상태의 입면(立面)상의 단면도로서, 도 1(b)의 1A－1A선의 화살표 방향에서 본 도면이다. 도 1(b)는, 상기 도 1(a)의 평면도이다.

도 2(a)는 상기 선회식 클램프의 릴리스 이동의 종기에 있어서의 셔틀부재의 상승시작상태를 나타내고 있다. 도 2(b)는 상기 셔틀부재의 상승종료상태를 나타내고 있다. 도 2(c)는 상기 릴리스 이동을 종료한 상태를 나타내고 있다.

도 3(a)는 상기 선회식 클램프의 잠금이동의 시작상태를 나타내고 있다. 도 3(b)는 상기 잠금이동의 초기상태를 나타내고 있다.

도 4는 상기 선회식 클램프를 상하 반대로 배치했을 경우의 릴리스 시작상태를 나타내며, 상기 도 2(b)에 유사한 도면이다.

도 5는 상기 셔틀부재의 변형예를 나타내며, 상기 도 2(a)에 유사한 도면이다.

도 6은 본 발명의 제2 실시 형태의 선회클램프의 릴리스 상태를 나타내고 있다.

<부호의 설명>

2: 하우징 5: 클램프로드

5a: 좁힘 외주면 6: 아암

11: 클램프로드(5)의 슬라이딩부분 17: 실린더공

18: 로드공 19: 피스톤

20: 잠금실 24: 압력유체(압유)의 급배구

41: 밸브실 42: 셔틀부재

44: 내부좁힘 간극 45: 외부좁힘 간극

47: 밸브시트 48: 밸브부

49: 밸브시트 50: 다른 밸브부

D1: 피스톤(19)의 외경치수 D2: 좁힘 외주면(5a)의 외경치수

D3: 슬라이딩부분(11)의 외경치수

도 1(a)로부터 도 4는, 본 발명의 제1 실시 형태를 나타내고 있다. 먼저, 도 1(a)로부터 도 2(c)에 의해 선회식 클램프의 구조를 설명한다.

워크파렛트(P)에, 클램프(1)의 통 형상 하우징(2)의 플랜지(2a)가 복수의 볼트(3)에 의해 고정된다. 이 하우징(2)의 통공(筒孔)(4)에 클램프로드(5)가 삽입된다. 이 클램프로드(5)의 상단부(선단부)에, 반경방향의 바깥쪽으로 돌출하는 클램핑용 아암(6)이, 둘레고정핀(7) 및 너트(8)에 의해 소정의 선회위치에 고정된다. 상기 아암(6)의 돌출부에 고정한 누룸볼트(9)가 워크(W)를 상기 워크파렛트(P)의 상면에 압압(押壓)하도록 되어 있다.

상기 하우징(2)의 상단벽(2b)에 형성한 관통공(貫通孔)(10)에, 상기 클램프로드(5)의 상(上) 슬라이딩부분(11)이 상하이동가능하게 밀폐상태로 지지된다. 또한, 상기 하우징(2)의 하단벽(2c)의 일부를 구성하는 지지통(13)에, 상기 클램프로드(5)의 하(下) 슬라이딩부분(12)이 상하이동가능하게 지지된다.

상기 클램프로드(5)를 구동하는 수단은, 여기에서는, 이하에 나타내는 바와 같이, 유압복동(油壓複動)식으로 구성되어 있다.

상기 하우징(2)의 상기 통공(4)은, 대략 동심상에서 상향 순으로 형성한 실린더공(17)과 로드공(18)을 구비한다. 상기 실린더공(17)에 밀폐상태로 삽입한 피 스톤(19)이 상기 클램프로드(5)와 일체로 형성된다. 상기 피스톤(19)의 상측에 잠금실(20)이 설치되고, 상기 피스톤(19)의 하측에 릴리스실(21)이 설치된다.

상기 로드공(18)의 주벽(周壁)과, 상기 클램프로드(5)의 상기 상 슬라이딩부분(11)의 외주면 사이에 링 형상 유로(流路)(23)가 형성된다. 그 링 형상 유로(23)의 상부에 잠금급배구(24)가 연통된다.

또한, 상기 릴리스실(21)은, 상기 하우징(2)의 동벽(胴壁)(2d)에 형성한 종공(縱孔)(26)을 통해 릴리스 급배구(27)로 연통된다. 즉, 이 릴리스 급배구(27)로부터 상기 릴리스실(21)로 공급한 압유(壓油)와 상기 피스톤(19)에 의해 릴리스 구동수단(R)을 구성하고 있다.

상기 클램프로드(5)의 상기 하 슬라이딩부분(12)과 상기 지지통(13)의 상부에 걸쳐 선회기구가 설치된다. 그 선회기구는 다음과 같이 구성되어 있다.

상기 하 슬라이딩부분(12)의 외주면에 복수의 가이드홈(31)이 원주방향으로 등간격으로 설치된다. 상기 각 가이드홈(31)은, 나선 형상의 선회홈(32)과 상하방향으로 뻗는 직진홈(33)을 상향으로 늘어놓아 구성된다. 상기 각 가이드홈(31)에 결합볼(34)이 끼워넣어진다. 각 결합볼(34)이, 상기 지지통(13)의 상부에 설치한 횡공(35)에 회전가능하게 지지된다. 이들 복수의 결합볼(34)에 걸쳐 슬리브(sleeve)(36)가 축심 둘레로 회전가능하게 밖으로 끼워져 있다.

그리고, 상기 지지통(13)의 외주벽이, 상하방향으로 뻗는 위치결정핀(38)을 통해, 상기 하우징(2)의 상기 동벽(2d)에 돌지않게 고정되어 있다. 상기 지지통(13)은 링부재(39)에 의해 상기 동벽(2d)에 고정되어 있다.

더욱이, 상기 클램프로드(5)의 선회이동을 감속시키는 수단이 설치된다.

즉, 상기 잠금실(20)과 잠금급배구(24) 사이에 상기 링 형상 유로(23)의 하부를 확경(擴徑)하도록 상기 로드공(18)의 주벽에 링 형상의 밸브실(41)이 형성 되고, 이 밸브실(41)의 하면(下面)이 상기 잠금실(20)에 대면된다.

주로 도 2(c)에 나타내는 바와 같이, 상기 클램프로드(5) 하부의 좁힘 외주면(5a)에 링 형상의 셔틀부재(42)의 내주면이 내부좁힘 간극(44)을 두고 상하 방향(축심방향)으로 이동가능하게 밖으로 끼워진다. 그리고, 상기 피스톤(19)의 외경치수(D1)와, 상기 클램프로드(5) 좁힘 외주면(5a)의 외경치수(D2)와, 상기 상 슬라이딩부분(11)의 외경치수(D3)가, 순서대로 작은 값으로 설정되어 있다(도 2(a)를 참조). 또한, 상기 셔틀부재(42)의 외주면이 상기 밸브실(41)의 내주면에 축심방향으로 끼워맞춤가능하게 구성되는 동시에 그 끼워맞춤영역을 따라 외부좁힘 간극(45)이 마련된다. 이 실시 형태에서는, 상기 내부좁힘 간극(44)을 외부좁힘 간극(45)보다 작은 값으로 설정하고 있다.

상기 셔틀부재(42)의 상단부(선단부)에는, 상기 밸브실(41)의 상단벽(선단벽)에 설치한 밸브시트(47)에 상하방향으로 대면하는 밸브부(48)가 배치된다. 더욱이, 상기의 셔틀부재(42)의 하단부(기단부)에는, 상기 피스톤(19)의 상단면에 설치한 밸브시트(49)에 축심방향으로 대면하는 다른 밸브부(50)가 배치된다.

상기 구성의 선회식 클램프(1)의 작동에 대해, 상기 도 1(a) 내지 도 2(c)와 도 3(a) 및 도 3(b)에 의해 설명한다. 도 3(a)는, 상기 선회식 클램프의 잠금이동의 시작상태를 나타내고 있다. 도 3(b)는, 상기 잠금이동의 초기상태를 나타내고 있다.

도 1(a) 및 도 1(b)의 잠금상태에서는, 상기 릴리스실(21)로부터 압유를 배출하는 동시에 상기 잠금실(20)로 압유를 공급하고 있어, 이에 의해, 상기 클램프로드(5)는 잠금선회위치(X)로 하강하여, 상기 아암(6)이 상기 워크(W)를 상기 워크파렛트(P)에 압압하고 있다. 그리고, 이 제1 실시 형태에서는, 도 1(b)에 나타내는 바와 같이, 상기 클램프로드(5) 및 아암(6)은, 잠금선회위치(X)로부터 감속시작위치(도시 안함)를 거쳐 릴리스 선회위치(Z)까지의 전(全)선회각도(θ)를 약 90도로 설정하고 있다.

상기 잠금상태의 클램프를 릴리스 상태로 절환할 때에는, 상기 잠금급배구(24)를 유(油)탱크(도시 안함)로 연통시키는 동시에, 유압원(도시 안함)의 압유를 상기 릴리스 급배구(27)와 상기 종공(26)을 통해 상기 릴리스실(21)로 공급한다.

그러면, 상기 잠금실(20)의 압유가 상기 링 형상 유로(23)의 밸브실(41)을 지나 상기 잠금급배구(24)로 신속하게 배출된다. 이에 의해, 먼저, 상기 피스톤(19)이 상기 클램프로드(5)(및 아암(6))를 상기 직진홈(33)을 따라 곧게 고속상승시켜고, 이어서, 상기 클램프로드(5)가, 상기 선회홈(32)을 따라 평면에서 보아 반시계방향으로 고속으로 선회하면서 상승해 간다.

그리고, 상기 클램프로드(5)(및 아암(6))가 고속선회각도(여기서는 약 70도)의 영역을 선회했을 때, 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 상기 셔틀부재(42)의 외주면이 상기 밸브실(41)의 내주면에 끼워들어가기 시작한다. 그러면, 상기 셔틀부 재(42)는, 상하로 작용하는 압유의 차압력(差壓力)에 의해, 도 2(b)에 나타내는 바와 같이 상승하여, 상기 밸브실(41)에 끼워맞춰지는 동시에 상기 밸브부(48)를 상기 밸브시트(47)에 맞닿게 한다. 이 때문에, 상기 외부좁힘 간극(45)이 닫히고, 상기 잠금실(20)의 압유는, 상기 셔틀부재(42) 안쪽의 비교적 큰 간극(54)을 경유하여 잠금급배구(24)로 배출되기 시작한다.

이 클램프로드(5)의 선회상승의 초기에는, 상기 셔틀부재(42) 내주(內周)의 하부 중 테이퍼면(52)에 클램프로드(5) 외주의 하부의 외부테이퍼면(53)이 대면하고 있으므로, 감속을 천천히 행할 수 있다. 그리고, 도 2(b) 상태로부터 도 2(c)의 릴리스 종료상태에 이르기까지는, 상기 클램프로드(5)가 선회상승해 감에 따라, 상기 내부좁힘 간극(44)의 상하방향의 길이가 커져 상기 내부좁힘 간극(44)에 의한 유동저항도 커진다. 이 때문에, 상기 클램프로드(5)(및 아암(6))는, 감속선회각도(여기서는 약 20도)의 영역을 천천히 선회상승해 가서, 릴리스 선회위치(Z)(도 1(b) 참조)로 절환된다.

그리고, 도 2(c)의 릴리스 종료상태에서는, 셔틀부재(42)의 하부에 설치한 상기 다른 밸브부(50)와 피스톤(19)의 밸브시트(49) 사이에는 맞댐간극이 형성되어 있다.

상술한 바와 같이, 상기 릴리스 선회이동의 종기에는 상기 클램프로드(5)(및 아암(6))의 속도가 감속되어 상기 피스톤(19)이 상기 하우징(2)의 상단벽(2b)에 천천히 맞닿는다. 이 때문에, 상기 선회홈(32)ㆍ결합볼(34)ㆍ둘레고정핀(7)ㆍ위치결정핀(38) 등에 작용하는 충격력이 작아진다.

그 결과, 상기 선회홈(32)이나 결합볼(34) 등의 선회기구의 소성변형이나 손상을 방지하여 선회각도를 양호한 상태로 유지할 수 있어, 클램프(1)의 수명도 길어진다. 또한, 충격이 작아지므로, 소음이나 진동도 작아져, 상기 클램프로드(5)에 아암(6)을 고정하는 상기 너트(8)의 나사 끼워맞춤이 느슨해지는 것을 방지할 수 있고, 상기 워크파렛트(P)나 워크(W)에도 악영향을 미치지 않는다. 따라서, 선회식 클램프는, 압유의 공급량을 많이 하여 릴리스 작동이 완료하는데 필요한 시간을 단축함과 수명을 길게 함을 양립할 수 있다.

상기 도 2(c)에 나타내는 릴리스 상태의 클램프(1)를 잠금상태로 절환할 때는, 상기 릴리스실(21)의 압유를 릴리스 급배구(27)로부터 배출하는 동시에 상기 잠금급배구(24)로 압유를 공급하면 좋다. 그러면, 잠금급배구(24)의 압유가 상기 셔틀부재(42)의 상면에 작용하여, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 셔틀부재(42)가 하강하고, 상기 밸브시트(47)로부터 상기 밸브부(48)가 이격하여 외부좁힘 간극(45)를 여는 동시에 상기 다른 밸브부(50)가 피스톤(19)의 밸브시트(49)에 맞닿아 상기 내부좁힘 간극(44)을 닫는다. 그러면, 잠금급배구(24)의 압유는, 상기 외부좁힘 간극(45)을 지나 잠금실(20)로 공급되므로, 피스톤(19)을 비교적 천천히 하강시켜 간다. 이에 의해, 상기 클램프로드(5)는, 먼저, 상기 선회홈(32)을 따라 평면에서 보아 시계방향으로 비교적 천천히 선회하면서 하강하고, 그 후, 상기 직진홈(33)을 따라 곧게 하강하여 상기 잠금상태로 절환된다(도 1(a) 및 도 1(b)를 참조).

상기 잠금작동의 시작시에는, 외부좁힘 간극(45)의 작용에 의해 클램프로 드(5)(및 아암(6))를 비교적 저속으로 선회시키기 시작할 수 있다. 더욱이, 도 3(a)의 상태에서는, 피스톤(19)에 작용하는 하강 추력은, 셔틀부재(42)의 외경면적에서 상 슬라이딩부분(11)의 외주면에 있어서의 씰부의 외경면적을 뺀 링 형상 면적에 작용하는 유압력으로 되므로, 그 추력도 작다. 이 때문에, 선회시작시에 선회기구에 과대한 부하가 걸리는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 선회식 클램프는, 압유의 공급량을 많이 하여 잠금작동이 완료하는데 필요한 시간을 단축함과 수명을 길게 함을 양립할 수 있다.

상기 실시 형태는, 다음의 장점을 더 가져온다.

릴리스 작동시의 제한을, 주로 내부좁힘 간극(44)으로 제어하는 동시에, 잠금작동시의 제한을, 주로 외부좁힘 간극(45)으로 제어하므로, 선회클램프의 릴리스 작동과 잠금작동에서 다른 제어를 실시가능하게 되었다.

상기 내부좁힘 간극(44)은, 축심 정밀도를 확보하기 쉬운 클램프로드(5)와 셔틀부재(42) 사이에 형성되므로, 치수 오차에 의한 영향을 받기 어렵다. 또한, 외부좁힘 간극(45)은, 상기 내부좁힘 간극(44)보다 큰 값으로 설정가능하므로, 축심 정밀도를 확보하기 어려운 상기 하우징(2)의 관통공(10)이나 상기 지지통(13)의 공(13a)의 치수오차에 의한 영향을 받기 어렵다. 이 때문에, 하우징(2)을 소정의 치수공차로 능률적으로 제작할 수 있다.

더욱이, 선회식 클램프의 조립시에 있어서, 상기 클램프로드(5)와 셔틀부재(42)의 2개의 부품을 서브어셈블리(sub-assemble)한 상태에서 제한효과를 미리 테스트할 수 있으므로, 최종조립 후에 제한효과를 테스트하는 경우에 비해 수고가 들지 않는다. 즉, 선회식 클램프의 최종조립 후에 제한효과를 테스트하지 않을 수 없는 구조의 경우에는, 불합격이 되었을 때, 그 클램프를 분해하여 해당 부품을 교환한 후에 재테스트할 필요가 있어, 이러한 시행착오의 테스트에는 지극히 수고가 든다.

도 4는, 상기 선회식 클램프를 상하 반대로 배치한 경우의 릴리스 시작상태를 나타내고, 상기 도 2(b)에 유사한 도면이다.

이 도 4에 나타난 릴리스 시작시에는, 셔틀부재(42)는, 중력에 의해 피스톤(19)에 선행해서 하강하여 밸브실(41)에 끼워맞춰져 있다. 그리고, 전술한 바와 같이, 피스톤(19)의 외경치수(D1)와 클램프로드(5)의 좁힘 외주면(5a)의 외경치수(D2)와 클램프로드(5)의 상 슬라이딩부분(11)의 외경치수(D3)가 순서대로 작은 값으로 설정되어 있으므로, 릴리스 작동의 초기에서 종기까지는 셔틀부재(42)의 내주면과 상 슬라이딩부분(11)의 외주면 사이의 큰 간극(54)을 압유가 신속하게 배출되어, 피스톤(19) 및 클램프로드(5)가 급속히 하강한다. 그리고, 이 클램프로드(5) 좁힘 외주면(5a)이 셔틀부재(42)의 내주면에 끼워맞춰지기 시작한 후는, 상기 도 2(b)에서 도 2(c)에 이르기까지의 작동과 마찬가지로, 내부좁힘 간극(44)이 제한작용을 행하는 것이다.

따라서, 본 발명은, 상하반대의 자세나 비스듬한 자세로 배치해도 전술한 각종의 장점을 가져온다.

도 5는, 상기 제1 실시 형태의 변형예를 나타내고, 상기 도 2(a)에 유사한 도면이다. 이 변형예(및 후술의 제2 실시 형태)에 있어서는, 상기 제1 실시 형태의 구성부재와 유사한 부재에는 원칙적으로 동일한 부호를 부여하여 설명한다.

이 도 5의 변형예는, 상기 제1 실시 형태와는 다음과 같은 점에서 상이하다.

상기 링 형상 유로(23)의 대략 전체에 상기 밸브실(41)이 형성되고, 그 밸브실(41)의 상반부의 소경공(小徑孔)(56)에 상기 잠금급배구(24)가 개구되어 있다. 상기 소경공(56)에, 상기 셔틀부재(42)의 상반부가 끼워맞춤가능하게 되어 있다. 이 셔틀부재(42)의 상반부의 외주면과 소경공(56)의 내주면 사이에 상기 외부좁힘 간극(도시 안함)이 형성가능하게 되어 있다.

밸브실(41) 하부의 대경공(57)에 셔틀부재(42)의 플랜지부(58)가 삽입가능하게 되어 있다. 이 대경공(57)의 정벽(頂壁)(밸브실(41)의 기단부의 주벽)에 상기 밸브시트(47)가 형성되고, 플랜지부(58)의 상면에 상기 밸브부(48)이 형성된다.

밸브실(41)의 하단부(기단부)의 주벽에 밸브시트(47)를 설치하고, 셔틀부재(42)의 하단부(기단부)에 밸브부(48)을 설치하였으므로, 그 밸브실(41)의 상부에 잠금급배구(24)를 개구시킴이 가능하게 되었다. 이 때문에, 링 형상 유로(23)의 축심방향의 길이가 짧아져, 선회클램프의 높이를 낮게 할 수 있다.

그리고, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 상기 셔틀부재(42)의 하단부(기단부)에는, 상기 피스톤(19)의 상단면에 설치한 밸브시트(49)에 축심방향으로 대면하는 다른 밸브부(50)가 배치된다.

또한, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 상기 피스톤(19)의 외경치수(D1)와, 클램프로드(5) 좁힘 외주면(5a)의 외경치수(D2)와, 클램프로드(5)의 상기 상 슬라이딩부분(11)의 외경치수(D3)가, 순서대로 작은 값으로 설정되어 있다.

상기 변형예는, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로 작동한다.

도 6은, 본 발명의 제2 실시 형태의 선회 클램프의 릴리스 상태를 나타내고 있다.

이 제2 실시 형태는, 상기 제1 실시 형태와는 다음과 같은 점에서 상이하다.

선회식 클램프(1)는, 유압잠금이고 스프링릴리스식으로 구성되어 있다. 즉, 상기 피스톤(19)으로부터 상기 클램프로드(5)가 상향으로 돌출된다. 이 클램프로드(5)는, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 상기 피스톤(19)의 상측에 형성한 잠금실(20)의 압유에 의해 하강구동되지만, 이 피스톤(19)의 하측의 릴리스실(21)에 장착한 복귀스프링(60)에 의해 상승구동된다. 이 복귀스프링(60)이 릴리스 구동수단(R)을 구성하고 있다.

또한, 상기 로드공(18)은, 상기 도 1(a)의 제1 실시 형태에 비해, 상하방향으로 길게 형성된다. 그리고, 상기 클램프로드(5)의 하부에 상기 복수의 가이드홈(31)이 형성된다. 각 가이드홈(31)에 끼워넣은 상기 결합볼(34)은, 상기 하우징(2)의 상기 동벽(2d)에 지지되어 있다. 그리고, 상기 가이드홈(31)의 선회홈(32)의 나사진행방향은, 상기 제1 실시 형태와는 역방향으로 형성되어 있다. 상기 잠금용 급배구(24)는, 상기 로드공(18)의 상단부에 개구되어 있다.

상기 로드공(18)의 하부에 상기 밸브실(41)이 형성된다. 상기 클램프로드(5)의 하부 좁힘 외주면(5a)과 상기 셔틀부재(42)의 내주면 사이에 상기 내부좁힘 간극(44)이 형성되어 있다. 또한, 상기 셔틀부재(42)의 외주면과 밸브실(41)의 내주면 사이에 외부좁힘 간극(45)이 형성되어 있다.

상기 셔틀부재(42)는 스톱퍼링(61)에 의해 상방이동이 규제되어 있다. 그리고, 내부좁힘 간극(44)을 통과하는 유압유는, 상기 스톱퍼링(61)의 슬릿 또는 장착간극을 지나 흐르도록 되어 있다. 밸브시트(47ㆍ49)와 밸브부(48ㆍ50)는 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로 배치되어 있다.

그리고, 상기 제2 실시 형태의 클램프(1)는, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로 작동한다.

상기 스톱퍼링(61) 등의 이동규제부재는, 제1 실시 형태나 변형예에 설치해도 좋다.

상기 각 실시 형태나 각 변형예는 다음과 같이 변경가능하다.

상기한 선회각도(θ)는, 예시의 값으로 한정되는 것이 아니고, 여러 가지의 소망치로 설정가능하다.

상기 제1 실시 형태(도 1(a) 내지 도 4)의 구조를, 제2 실시 형태(도 6)의 구조와 마찬가지로, 유압잠금이고 스프링 릴리스식으로 구성해도 좋다. 또한, 제2 실시 형태(도 6)의 구조를, 상기 제1 실시 형태(도 1(a) 내지 도 4)의 구조와 마찬가지로, 유압잠금이면서 유압릴리스식으로 구성하여도 좋다.

선회식 클램프(1)는, 예시한 상하방향의 배치를 대신하여, 경사방향이나 상하 반대로 배치하는 것도 가능하다.

압력유체는, 압유를 대신하여, 다른 종류의 액체나 압축공기 등의 기체라도 좋다.

Claims

통 형상의 하우징(2)에 클램프로드(clamp rod)(5)를 축심방향으로 이동가능하면서 축심 둘레로 회전가능하게 지지하고, 그 클램프로드(5)의 선단부(先端部)에 클램핑용 아암(arm)(6)을 설치가능하게 구성하며, 상기 하우징(2)에 실린더공(17)과 로드공(18)을 선단방향으로 순서대로 설치하고, 상기 실린더공(17)에 삽입한 피스톤(19)을 상기 클램프로드(5)에 연결하며, 그 피스톤(19)의 선단측에, 압력유체가 공급 및 배출되는 잠금실(20)을 설치한 선회(旋回)식 클램프로서,

상기 잠금실(20)과 압력유체의 급배구(給排口)(24) 사이에서 상기 로드공(18)의 주벽(周壁)에, 링 형상의 밸브실(41)을 상기 잠금실(20)에 대면하도록 형성하고,

상기 클램프로드(5)의 좁힘 외주면(outer peripheral surface for restriction of the clamp rod)(5a)에 링 형상의 셔틀부재(42)의 내주면(內周面)을 내부좁힘 간극(44)을 두고 축심방향으로 이동가능하게 밖으로 끼우고, 상기 셔틀부재(42)의 외주면을 상기 밸브실(41)의 내주면에 축심방향으로 끼워맞춤 가능하게 구성하는 동시에 그 끼워맞춤 영역을 따라 외부좁힘 간극(45)을 설치하며,

상기 잠금실(20)의 압력유체를 상기 밸브실(41)을 통해 상기 급배구(24)로 배출시키는 릴리스(release) 작동시에는, 상기 클램프로드(5)를, 상기 선단방향으로 직진이동시킨 다음에 선회기구를 통해 릴리스 선회시키면서 상기 선단방향으로 이동시키도록 구성하고,

상기 릴리스 선회이동의 종기(終期)에는, 상기 셔틀부재(42)가 상기 밸브실(41)의 내주면에 끼워맞춰지기 시작했을 때에 작용하는 압력유체의 차압력(差壓力)에 의해 상기 셔틀부재(42)를 선단방향으로 이동시켜 상기 밸브실(41)에 끼워맞춰지게 하는 동시에, 상기 잠금실(20)로부터 상기 급배구(24)로 배출되는 압력유체의 유량을 적어도 상기 내부좁힘 간극(44)에 의해 제어가능하게 구성하며,

이에 대해, 상기 급배구(24)의 압력유체를 상기 잠금실(20)로 공급하는 잠금작동시에 있어서의 잠금선회이동의 초기에는, 그 공급되는 압력유체의 유량을 적어도 상기 외부좁힘 간극(45)에 의해 제어가능하게 구성한 것을 특징으로 하는 선회식 클램프.
제1항에 있어서,

상기 피스톤(19)의 외경치수(D1)와, 상기 클램프로드(5)의 상기 좁힘 외주면(5a)의 외경치수(D2)와, 상기 하우징(2)에 지지된 클램프로드(5)의 슬라이딩부분(11)의 외경치수(D3)를, 순서대로 작은 값으로 설정한 것을 특징으로 하는 선회식 클램프.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 셔틀부재(42)에, 상기 밸브실(41)의 주위벽에 설치한 밸브시트(47)와 축심방향으로 대면하는 밸브부(48)를 배치하고,

상기 릴리스 선회이동의 종기에는, 상기 차압력에 의해 상기 셔틀부재(42)가 선단방향으로 이동되었을 때, 상기 밸브부(48)를 상기 밸브시트(47)에 맞닿게 하여 상기 외부좁힘 간극(45)을 닫도록 구성하며,

상기 잠금선회이동의 초기에는, 상기 셔틀부재(42)에 작용하는 압력유체에 의해 상기 밸브부(48)를 상기 밸브시트(47)로부터 이격시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 선회식 클램프.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 내부좁힘 간극(44)을 상기 외부좁힘 간극(45)보다 작은 값으로 설정한 것을 특징으로 하는 선회식 클램프.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 밸브실(41)의 선단벽에 상기 밸브시트(47)를 설치하고, 상기 셔틀부재(42)의 선단부에 상기 밸브부(48)를 설치한 것을 특징으로 하는 선회식 클램프.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 밸브실(41)의 기단부(基端部)의 주벽에 상기 밸브시트(47)를 설치하고, 상기 셔틀부재(42)의 기단부에 상기 밸브부(48)를 설치한 것을 특징으로 하는 선회식 클램프.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 셔틀부재(42)의 기단부에, 상기 피스톤(19)의 선단면에 설치한 밸브시트(49)와 축심방향으로 대면하는 다른 밸브부(50)를 배치한 것을 특징으로 하는 선회식 클램프.