KR20140005867U - 공작기계용 툴 클램핑장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 공작기계용 툴 클램핑장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제작이 용이하고, 공작기계의 툴에 대한 클램핑 동작 및 언클램핑 동작이 원활하게 이루어질 수 있도록 한 공작기계용 툴 클램핑장치에 관한 것이다.
그 구성은, 공작기계의 스핀들 내측에 진퇴 가능하게 설치되는 드로우바; 상기 드로우바의 전단부에 결합된 클램핑콘; 상기 클램핑콘의 외주면에 방사상으로 배열되는 다수의 그리퍼; 상기 각 그리퍼의 후단부에 끼워져 각 그리퍼를 상기 클램핑콘 측으로 가압 고정하는 탄성링; 및 상기 각 그리퍼의 후방에 배치되어 각 그리퍼의 간격을 유지시키는 스페이서;를 포함하되,
상기 스페이서는
상기 각 그리퍼의 후방에 배치되도록 상기 드로우바에 끼워진 원통형의 바디; 상기 바디의 전면에 방사상으로 배열된 다수의 삽입공; 그리고 일단부가 상기 각 삽입공에 분리 가능하게 결합되고, 타단부가 상기 각 그리퍼 사이의 틈으로 진입하게 되는 다수의 서포트;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성에 의하면, 스페이서의 각 서포트가 각 그리퍼 사이의 틈으로 진입하여 각 그리퍼의 간격을 유지시키게 되되, 탄성링이 각 그립퍼를 고정하여 클램핑콘 측으로 가압하게 되는 구조를 가짐으로써, 스페이서 및 그리퍼의 구조가 간단하여 제작이 용이하되, 공작기계의 툴에 대한 클램핑 동작 및 언클램핑 동작이 원활하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.

Description

공작기계용 툴 클램핑장치{Tool clamping device for machine tool}

본 고안은 공작기계용 툴 클램핑장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제작이 용이하고, 공작기계의 툴에 대한 클램핑 동작 및 언클램핑 동작이 원활하게 이루어질 수 있도록 한 공작기계용 툴 클램핑장치에 관한 것이다.

공작기계용 툴 클램핑장치에 관한 기술로는 [대한민국 등록특허공보 제10-1108644호(2012.02.06.공고, 이하 '선행기술'이라고 함) "공구 클램핑 장치"]가 제시되어 있다.

상기 선행기술은

"축방향을 따라 관통홀이 형성되며, 선단부에 공구섕크가 삽입되는 스핀들과;

상기 스핀들의 관통홀 내측에 축방향을 따라 이동 가능하게 설치되는 드로우바(drawbar)와;

상기 드로우바의 선단부에 고정되어 스핀들의 관통홀의 선단부에서 축방향으로 이동하는 클램핑콘과;

상기 클램핑콘의 외주부에 원주방향을 따라 배치되며, 선단부 외측면에 상기 공구섕크의 후단부에 해제가능하게 걸림 결합되는 공구결합부가 형성되고, 후단부 외측면에 상기 관통홀의 내측으로 돌출된 걸림턱부에 해제가능하게 걸림 결합되는 그리퍼지지부가 형성되고, 상기 클램핑콘의 축방향에 이동에 의해 관통홀의 반경방향으로 이동하되, 전방에서 후방으로 외측방향으로 기울어진 상태로 반경방향으로 이동하다가 마지막 구간에서 평행 상태가 되면서 공구섕크를 고정 또는 해제하는 복수개의 그리퍼와;

상기 그리퍼의 후방에서 그리퍼에 반경방향 내측으로 탄성력을 가하면서 지지하는 스페이서를 포함하며;

상기 스페이서는 중앙에 상기 드로우바가 관통하는 홀이 형성된 링형상의 몸체부와, 상기 몸체부의 외주면에 반경방향으로 이동 가능하게 결합되며 선단부에 상기 그리퍼의 후단부에 형성되는 경사면과 연접하는 가압경사부가 형성된 복수개의 스페이서바아와, 상기 몸체부에 대해 스페이서바아를 반경방향 내측으로 탄성력을 가하면서 지지하는 스프링을 포함하여 구성된 것을 특징"으로 하는 것으로서,

공구에 대한 클램핑 동작과 언클램핑 동작이 원활하게 이루어질 수 있도록 한 기술이다.

상기 선행기술은 몸체부, 다수의 스페이서바아 및 스프링을 포함하여 이루어진 스페이서를 구비함으로써, 공구에 대한 언클램핑 동작시 상기 스프링이 각 스페이서바아를 내측으로 가압하게 되고, 이에 따라 스페이서바아의 가압경사부와 연접하고 있는 그리퍼의 경사면이 스페이서바아에 의해 가압되어 각 그리퍼가 클램핑콘 측으로 원활하게 이동할 수 있도록 하고는 있으나,

스페이서의 형상 및 구성이 복잡하고, 각 그리퍼의 후단부에 스페이서바아의 진입을 위한 홈 및 스페이서바아의 가압경사부와 연접하는 경사면을 가공해야 함으로써, 제작이 불편한 문제가 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그리퍼 및 스페이서의 구성을 간소화함으로써, 원활한 클램핑 동작 및 언클램핑 동작이 가능하되, 제작이 용이한 공작기계용 툴 클램핑장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 해결 과제를 해결하기 위하여 본 고안에 의한 공작기계용 툴 클램핑장치는,

스핀들의 내측에 설치되어 공작기계의 툴을 고정하는 것으로서,

상기 스핀들의 내측에 진퇴 가능하게 설치되는 드로우바;

상기 드로우바의 전단부에 결합된 클램핑콘;

상기 클램핑콘의 외주면에 방사상으로 배열되는 다수의 그리퍼;

상기 각 그리퍼의 후단부에 끼워져 각 그리퍼를 상기 클램핑콘 측으로 가압 고정하는 탄성링; 및

상기 각 그리퍼의 후방에 배치되어 각 그리퍼의 간격을 유지시키는 스페이서;

를 포함하되,

상기 스페이서는

상기 각 그리퍼의 후방에 배치되도록 상기 드로우바에 끼워진 원통형의 바디;

상기 바디의 전면에 방사상으로 배열된 다수의 삽입공; 그리고

일단부가 상기 각 삽입공에 분리 가능하게 결합되고, 타단부가 상기 각 그리퍼 사이의 틈으로 진입하게 되는 다수의 서포트;

를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 고안에 의한 공작기계용 툴 클램핑장치는,

스페이서의 각 서포트가 각 그리퍼 사이의 틈으로 진입하여 각 그리퍼의 간격을 유지시키게 되되, 탄성링이 각 그립퍼를 고정하여 클램핑콘 측으로 가압하게 되는 구조를 가짐으로써, 스페이서 및 그리퍼의 구조가 간단하여 제작이 용이하되, 공작기계의 툴에 대한 클램핑 동작 및 언클램핑 동작이 원활하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 고안의 실시예에 의한 공작기계용 툴 클램핑장치의 사시도.
도 2는 본 고안의 실시예에 의한 공작기계용 툴 클램핑장치의 분해 사시도.
도 3은 본 고안의 실시예에 의한 공작기계용 툴 클램핑장치가 언클램핑 동작된 상태를 도시한 단면도.
도 4는 본 고안의 실시예에 의한 공작기계용 툴 클램핑장치가 클램핑 동작된 상태를 도시한 단면도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

'도 1' 내지 '도 4'에서와 같이, 본 고안의 실시예에 의한 공작기계용 툴 클램핑장치는 스핀들(10)의 내측에 설치되어 공작기계의 툴(20)을 고정하는 것으로서, 크게 드로우바(100), 클램핑콘(200), 그리퍼(300), 탄성링(400) 및 스페이서(500)로 이루어진다.

드로우바(100)는 스핀들(10)의 내측에 진퇴 가능하게 설치된다.

드로우바(100)의 전단부에는 클램핑콘(200)이 결합된다. 드로우바(100)의 후단부는 공작기계에 설치된 유압실린더와 연결되고, 이에 의해 클램핑콘(200)과 함께 진퇴 동작하게 된다.

클램핑콘(200)은 원통형으로 이루어지며, 드로우바(100)의 전단부에 나사 결합된다.

클램핑콘(200)의 전단부에는 직경이 확장된 헤드부(220)가 형성되고, 이 헤드부(220)의 후단부에는 그리퍼(300)의 벌림 및 좁힘 동작을 위한 경사면(230)이 형성된다.

그리퍼(300)는 다수가 구비되어 클램핑콘(200)의 외주면에 방사상으로 배열된다.

각 그리퍼(300)의 전단부 내측에는 클램핑콘(200)의 경사면(230)과 접하게 되는 대응경사면(320)이 형성되고, 각 그리퍼(300)의 전단부 외측에는 외향 돌출된 걸림부(330)가 형성된다. 그리고 각 그리퍼(300)의 후단부 외측에는 외주면을 따라 삽입홈(340)이 형성된다.

이에 따라, '도 3'에 도시된 바와 같이 드로우바(100) 및 클램핑콘(200)의 전진 동작시 상호 좁혀진 상태로 배치되어 있던 각 그리퍼(300)는, '도 4'에 도시된 바와 같이 드로우바(100) 및 클램핑콘(200)의 후퇴 동작시 대응경사면(320)이 클램핑콘(200)의 경사면(230)을 타고 활주하는 것에 의해 외측으로 벌어지게 되고, 이에 의해 각 그리퍼(300)의 걸림부(330)가 스핀들(10)의 전단부 내측으로 진입한 툴(20)의 섕크 내주면을 가압하게 됨으로써 툴(20)에 대한 클램핑이 동작이 이루어지게 된다.

탄성링(400)은 링(ring) 형태의 코일스프링이나 고무링 등 탄성력을 갖는 링으로 이루어져 각 그리퍼(300)의 삽입홈(340)에 끼워진다.

결국, 탄성링(400)은 각 그리퍼(300)의 후단부에 끼워져 각 그리퍼(300)를 클램핑콘(200) 측으로 가압 고정하게 된다.

이에 따라 탄성링(400)은 드로우바(100) 및 클램핑콘(200)의 전진 동작시 각 그리퍼(300)가 원활하게 좁혀질 수 있게 할 뿐만 아니라, 드로우바(100) 및 클램핑콘(200)의 전진 동작한 상태에서 클램핑콘(200)의 하측에 배치된 그리퍼(300)가 자중에 의해 벌어지는 것을 방지함으로써, 툴(20)에 대한 클램핑 동작 및 언클램핑 동작이 원활하게 이루질 수 있게 한다.

스페이서(500)는 각 그리퍼(300)의 후방에 배치되는 것으로서, 각 그리퍼(300)의 후방에 배치되도록 드로우바(100)에 끼워진 원통형의 바디(510)와; 바디(510)의 전면에 방사상으로 배열된 다수의 삽입공(520)과; 일단부가 각 삽입공(520)에 분리 가능하게 결합되고, 타단부가 각 그리퍼(300) 사이의 틈으로 진입하게 되는 다수의 서포트(530)를 포함하여 이루어진다.

그리고 '도 3' 및 '도 4'에 도시된 바와 같이, 스페이서(500)의 전면은 내측 후방을 향해 경사지게 형성되고, 스페이서(500)의 후방에는 스페이서(500)와 스핀들(10) 사이에 개재되도록 드로우바(100)에 끼워진 압축스프링(600)이 배치된다.

이에 따라, 스페이서(500)는 각 그리퍼(300)의 전단부가 내측으로 좁혀질 수 있도록 각 그리퍼(300)를 가압하게 되고, 이때 스페이서(500)의 각 서포트(530)는 각 그리퍼(300) 사이의 틈에 배치되어 각 그리퍼(300)의 간격을 유지시키게 된다.

그리고 각 서포트(530)는 길이방향을 따라 형성된 슬릿(531)을 갖는 중공핀(hollow pin)으로 이루어진다.

즉, 각 서포트(530)는 공지의 스프링핀(spring pin)과 같은 구조로 이루어지며, 이에 따라 각 서포트(530)는 그 직경이 축소되도록 가압한 후 각 삽입공(520)에 끼워넣음으로써, 삽입공(520)에 견고하게 결합할 수 있다.

그러나 각 서포트(530)와 각 삽입공(520)은 결합구조는 이에 한정되지아니하고, 상호 나사결합 또는 억지 끼워 맞춤하는 등 상호 분리 가능하게 결합될 수 있는 범위 내에서 다양한 구조로 구현될 수 있을 것이다.

한편, 도시된 바에 의하면 각 그리퍼(300)의 후단부에는 클램핑콘(200)을 향해 돌출된 가이드돌기(310)가 형성되고, 클램핑콘(200)의 후단부에는 방사상으로 배열되어 각 가이드돌기(310)와 접하게 되는 다수의 가이드홈(210)이 형성된다.

각 가이드홈(210)은 클램핌콘(200)의 후단부에 길이방향을 따라 요입 형성되어, 드로우바(100)에 의한 클램핑콘(200)의 진퇴 동작시 각 가이드돌기(310)가 진입하여 활주하게 되는데, 이에 따라 클램핑콘(200)이 더욱 원활하게 진퇴 동작할 수 있으며, 각 그리퍼(300)의 간격이 더욱 안정적으로 유지될 수 있다.

결국, 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 고안의 공작기계용 툴 클램핑장치에 의하면, 스페이서(500)의 각 서포트(530)가 각 그리퍼(300) 사이의 틈으로 진입하여 각 그리퍼(300)의 간격을 유지시키게 되되, 탄성링(400)이 각 그립퍼(300)를 고정하여 클램핑콘(200) 측으로 가압하게 되는 구조를 가짐으로써, 스페이서(500) 및 그리퍼(300)의 구조가 간단하여 제작이 용이하되, 공작기계의 툴(20)에 대한 클램핑 동작 및 언클램핑 동작이 원활하게 이루어질 수 있다.

이상에서 본 고안을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 "공작기계용 툴 클램핑장치"를 위주로 설명하였으나 본 고안은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 고안의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

10 ; 스핀들
20 ; 툴
100 ; 드로우바
200 ; 클램핑콘
210 ; 가이드홈
220 ; 헤드부
230 ; 경사면
300 ; 그리퍼
310 ; 가이드돌기
320 ; 대응경사면
330 ; 걸림부
340 ; 삽입홈
400 ; 탄성링
500 ; 스페이서
510 ; 바디
520 ; 삽입공
530 ; 서포트
531 ; 슬릿
600 ; 압축스프링

Claims (3)

1. 스핀들(10)의 내측에 설치되어 공작기계의 툴(20)을 고정하는 것으로서,
   상기 스핀들(10)의 내측에 진퇴 가능하게 설치되는 드로우바(100);
   상기 드로우바(100)의 전단부에 결합된 클램핑콘(200);
   상기 클램핑콘(200)의 외주면에 방사상으로 배열되는 다수의 그리퍼(300);
   상기 각 그리퍼(300)의 후단부에 끼워져 각 그리퍼(300)를 상기 클램핑콘(200) 측으로 가압 고정하는 탄성링(400); 및
   상기 각 그리퍼(300)의 후방에 배치되어 각 그리퍼(300)의 간격을 유지시키는 스페이서(500);
   를 포함하되,
   상기 스페이서(500)는
   상기 각 그리퍼(300)의 후방에 배치되도록 상기 드로우바(100)에 끼워진 원통형의 바디(510);
   상기 바디(510)의 전면에 방사상으로 배열된 다수의 삽입공(520); 그리고
   일단부가 상기 각 삽입공(520)에 분리 가능하게 결합되고, 타단부가 상기 각 그리퍼(300) 사이의 틈으로 진입하게 되는 다수의 서포트(530);
   를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 공작기계용 툴 클램핑장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 각 서포트(530)는 길이방향을 따라 형성된 슬릿(531)을 갖는 중공핀으로 이루어진 것을 특징으로 하는 공작기계용 툴 클램핑장치.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 각 그리퍼(300)의 후단부에는 상기 클램핑콘(200)을 향해 돌출된 가이드돌기(310)가 형성되고,
   상기 클램핑콘(200)의 후단부에는 상기 드로우바(100)에 의한 진퇴 동작시 상기 각 가이드돌기(310)가 진입하여 활주하게 되는 다수의 가이드홈(210)이 형성된 것을 특징으로 하는 공작기계용 툴 클램핑장치.
   

Images