KR0123685Y1 - 회전축부의 클램프장치 - Google Patents

Abstract

원격조정에 의하여 클램프, 언클램프 조작이 매우 쉽게 행할 수 있고, 또한 강력한 클램프력을 발휘할 수 있으며, 또 축심어긋남이 생기지 않는 회전축부의 클램프장치를 제공하는 것이고, 그 클램프장치는 직경방향으로 탄성변형가능한 고정슬리브(10)에 축부(7)가 회전이 자유롭게 피버팅되고, 상기 고정슬리브(10)의 피버팅부(11)와는 반대쪽의 둘레면이 테이퍼면(12)에 형성되며, 그 테이퍼면(12)에 축심에 대하여 경사지게 배치된 로울러(15)를 통하여 회전클램프부재(17)가 테이퍼에 끼워맞추어지고, 또한 상기 회전클램프부재(17)를 회전시키는 구동장치(23)가 설치되고 있다.

Description

회전축부의 클램프장치

제1도는 본 고안의 제1실시예를 도시한 주요부의 단면도.

제2도는 본 고안의 제2실시예를 도시한 주요부의 단면도.

제3도는 본 고안의 제3실시예를 도시한 주요부의 단면도.

제4도는 경사·회전테이블장치의 평면도.

제5도는 경사·회전테이블장치의정면도.

제6도는 종래의 로크장치를 도시한 구성도.

[기술분야]

본 고안은 회전축부의 클램프장치에 관한 것이다.

[배경기술]

본 고안은 회동축부의 클램프장치에 관한 것이다.

회동축부의 회전을 클램프하는 장치로서, 핸드브레이크, 디스크브레이크등의 각종 브레이크장치나 클러치장치는 널리 알려져 있다. 또, 축부를 테이퍼 슬리브를 사용하여 고정측에 클램프하는 장치도 널리 알려져 있다(예컨대 일본국 실공소 37-2711호 공보 참조).

이러한 클램프장치를 가진것으로서, 제6도에 도시한 바와같은 경사·회전테이블장치가 있다.

이 경사·회전테이블장치는 공작기계에 설치되어 공작물을 가공하는데 사용되는 것이다. 이 경사·회전테이블장치는 원형테이블회전축(60)과 원형테이블경사축(61)을 가지고 있다. 원형테이블(62)은 회전축용 서보모우터(63)나 워엄(64)등으로 된 원형테이블 회전구동장치(65)에 의하여 원형테이블회전축(60)둘레에 회전이 자유롭다.

상기 경사·회전테이블장치의 경사축(61)이나 회전축(60)의 회전을 클램프하는 클램프장치로서, 종래에는 경사축(61)끝부분에 설치된 경사축브레이크판(72)에 유압패드(73)를 누르거나, 원형테이블(62)의 둘레면에 유압패드(74)를 누르거나 하는 것이었다.

상기 경사·회전테이블장치에 있어서는 절삭가공시에 원형테이블경사축(61)에 큰 힘이 작용하여 이 절삭력이 클램프장치의 클램프력보다도 커지면, 워엄나사(68)와 워엄기어(69)의 맞물림부에 직접절삭력이 작용하여, 정밀분할을 행하는 워엄톱니면을 손상시킬 염려가 있었다.

그래서, 상기 종래의 클램프장치에서는 그 클램프력을 크게 하기 위하여, 유압력을 증대하고 있다. 그러나, 유압패드(73)의누르는 힘을 크게 하면, 그 강대한 패드누르는 힘에 의하여 경사축브레이크판(72)과 고정부(75)와의 마모가 커지고, 원형테이블경사축(61)이 축방향으로 이동하여, 원형테이블(62)의 원형테이블회전축(60)심이 어긋나거나, 또 원형테이블 누름패드(74)의 강대한 누르는 힘에 의하여, 회전축(60)이 휘거나 하여, 고정밀도의 분할이 불가능하게 될 염려가 있었다.

한편 상기 테이퍼슬리브를 사용한 클램프장치는, 그 죄는 힘이 크고, 또한 직경방향으로 작용하므로, 위엄톱니면을 손상시킬 염려와 축심이 어긋날 염려는 적다.

그러나 경사·회전테이블장치에 있어서는, 그 클램프 및 언클램프가 자주 행하여지는 것이고, 또한 원격조정에 의하여 행하여지는 것이며, 이러한 클램프장치에 테이퍼슬리브 방식을 채용하는 것은 극히 곤란하였다.

[고안의 개시]

본 고안은 원격조정에 의하여 클램프, 언클램프조작이 매우 용이하게 행할 수 있고, 또한 강력한 클램프력을 발휘할 수 있으며, 또 축심어긋남이 생기지 않는 회전축부의 클램프장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 다음의 수단을 강구하였다. 즉, 본 고안의 특징으로 하는 바는, 직경방향으로 탄성변형가능한 고정슬리브에 축부가 회전이 자유롭게 축지지되어 있고, 상기 고정슬리브의 축지지부와는 반대쪽의 둘레면이 테이퍼면으로 형성되고, 그 테이퍼면에 축심에 대하여 경사지게 배치된 로울러를 통하여 회전클램프부재가 테이퍼에 끼워 맞추어지고, 또한 상기 회전클램프부재를 회전시키는 구동장치가 설치되어 있는 점에 있다.

상기 본 고안에 의하면, 구동수단에 의하여 회전클램프부재를 1 방향으로 회전시키면, 이 회전클램프부재의 회전에 의하여 테이퍼면에 그 축심에 대하여 경사지게 배치된 로울러가 자전하고, 그 로울러는 테이퍼면상을 경사진방향으로 전동한다. 따라서, 회전클램프 부재는 로울러의 전동에 의한 나사작용에 의하여 회전하면서 축심방향으로 이동하여, 고정슬리브와의 테이퍼 끼워맞춤을 강하게 하거나, 또는 반대로 헐겁게 한다.

따라서, 상기 테이퍼끼워맞춤을 강하게 하는 방향으로 회전클램프부재를 회전시킴으로써 고정슬리브는 그 테이퍼끼워맞춤이 강하게 되어, 그 직경이 축지지부쪽으로 축경 또는 확경하여, 축부를 강하게 죄어, 그 축부의 회전을 방지한다 (클램프 상태).

이 클램프상태에 있어서, 고정슬리브는 축부를 직경방향으로 죄므로, 축부가 축방향으로 이동할 염려가 없다. 또, 고정슬리브의 죄는 힘은 테이퍼각도를 헐겁게 하면 할수록, 회전력에 비하여 커져서, 강력한 죔력이 얻어진다.

상기 회전클램프부재를 구동장치에 의하여 상기와는 반대방향으로 회전시킴으로써, 고정슬리브와 회전클램프부재와 테이퍼끼워맞춤이 헐거위져서, 고정슬리브의 축부를 죄는 힘이 해제되어 축부는 회전이 자유롭게 된다(언클램프상태).

그리고, 회전클램프부재를 테이퍼끼워맞춤이 강해지는 방향으로 가압하는 예압수단을 설치하면, 그 예압수단은 상기 회전클램프부재의 언클램프상태일때의 덜그럭거림을 방지하며, 또한 죄어넣을때의 회전클램프 부재의 축심흔들림을 방지한다.

이상 상술한 바와같이, 본 고안에 의하면 클램프, 언클램프 조작이 매우 쉽게 행할 수 있고, 그 원격조정도 가능하며, 또한 강력한 클램프력을 얻을 수 있고, 또 축심어긋남이 생기는 일이 없는 등의 뛰어난 효과를 발휘한다.

[고안을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하, 본 고안의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.

제4도 및 제5도에 도시한 것은 경사·회전테이블장치의 외관도이고, 그 경사·회전테이블장치는 베이스(1)와 베이스(1) 베이스(1)에 수평축심둘레에 회전이 자유롭게 설치된 경사대(2)와, 그 경사대(2)에 종축심둘레에 회전이 자유롭게 설치된 원형테이블(3)을 가지고 있다. 상기 경사대(2)에 상기 원형테이블(3)을 종축심둘레에 회전시키는 회전구동 장치(4)가 설치되어 있다. 또, 상기 베이스(1)에 상기 경사대(2)를 수평축심둘레에 회전시키는 경사구동장치(5)와, 경사대(2)의 회전을 방지하는 클램프장치(6)가 설치되어 있다.

제1도에 상기 클램프장치(6)의 상세가 도시되어 있다. 동도면에 있어서, 상기 경사대(2)의 끝부분에 축부(7)가 볼트(8)에 의하여 고정되어 있다. 이 축부(7)는 상기 베이스(1)에 복수의 베어링(9)을 통하여 회전이 자유롭게 지지되어 있다. 이 축부(7)의 축심이 상기 수평축심이고, 경사대(2)는 이 축부(7)의 축심둘레에 회전이 자유롭다.

상기 축부(7)는 상기 베어링(9)으로부터 더 축방향 바깥쪽으로 돌출하고 있는 돌출부를 가지고 있다. 이 돌출부는 베이스(1)에 고정된 고정슬리브(10)에 회전이 자유롭게 지지되어 있다.

상기 축부(7)의 돌출부의 외주면은 스트레이트한 원통면에 형성되고, 상기 고정슬리브(10)의 내주면도 스트레이트한 원통면에 형성되어 축지지부(11)로 되어 있고, 양자는 회전이 자유롭게 미끄럼접촉하고 있다.

상기 고정슬리브(10)의 외주면은 선단쪽이 작은 직경이 되는 테이퍼면(12)으로 형성되어 있다. 그리고, 고정슬리브(10)의 기부쪽에 직경 바깥방향으로 볼록 나온 플랜지부(13)가 형성되고, 그 플랜지부(13)가 상기 베이스(1)에 볼트(14)로 고정되어 있다.

상기 고정슬리브(10)는 금속제이고, 따라서, 직경방향의 압출력에 대하여 그 직경을 축소하도록 탄성변형가능하다. 이 직경방향의 탄성변형을 용이하게 하기 위하여 상기 고정슬리브(10)의 돌출부의 내주면에 축방향에 따른 凹부를 설치하는 것이 좋다. 이 凹부는 둘레방향으로 소정간격을 두고 복수설치하는 것이 좋다. 이 凹부를 설치함으로써 고정슬리브(10)의 두께를 두껍게 하여, 슬리브의 강성을 높일 수 있다. 그리고, 상기 凹부는 축심을 따라 평행이 아니라도 좋고, 경사지거나 또는 나선형상이라도 좋으며, 또한 그 凹부는 외주면에까지 도달하는 슬릿형상이라도 좋다.

상기 고정슬리브(10)의 돌출부의 외주면의 테이퍼면(12)에 다수의 니들로울러(15)가 배치되어 있다. 이 니들로울러(15)는 고정슬리브(10)의 축심에 경사지게 배치되어 있고, 리테이너(16)에 의하여 일정방향으로 향하도록 지지되어 있다.

상기 니들로울러(15)를 통하여 상기 고정슬리브(10)의 테이퍼면(12)에 회전클램프부재(17)가 테이퍼끼워맞추어져 있다. 이 회전클램프부재(17)은 원통형상이고, 그내주면은 상기 고정슬리브(10)의 테이퍼면(12)과 동일한 테이퍼각도의 테이퍼면으로 형성되고, 상기 니들로울러(15)에 접하고 있다. 이 회전클램프부재(17)의 외주면은 스트레이트한 원통면에 형성되고 있다.

이 회전클램프부재(17)의 기부축(경사대(2)쪽)에 직경바깥방향으로 블록나온 플랜지부(18)가 형성되어 있다. 이 플랜지부(18)의 외단면(경사대(2) 쪽과는 반대쪽의 단면)에 슬러스트 베어링(19)이 맞닿아 있다. 이 베어링(19)의 외단면에 예압수단(20)이 맞닿아 있다. 이 예압수단(20)은 압축코일스프링으로 이루어진다.

이 압축코일스프링으로 된 예압수단(20)의 외단면은 상기 베이스(1)에 고정된 커버(21)에 맞닿아있다. 상기 커버(21)의 내주면은 상기 회전클램프부재(17)의 외주면을 회전이 자유롭게, 그리고 축방향으로 이동이 자유럽게 지지하고, 회전클램프부재(17)와 고정슬리브(10)를 동일축심에 지지하고 있다. 또, 이 커버(21)의 내주면과 회전클램프부재(17)의 외주면 사이에 0 링(22)이 개재되어 있고, 회전클램프부재(17)의 덜그럭거림을 방지하고 있다.

상기 회전클램프부재(17)는 구동장치(23)에 의하여 회전된다. 이 구동장치(23)는 다음의 구성으로 이루어진다.

즉, 회전클램프부재(17)의 외단면에 원반(24)이 고정되고, 그 원반(24)에 구동기어(25)가 고정되어 있다. 이 구동기어(25)의 축심과 상기 회전클램프부재(17)의 축심은 동일하게 되어 있다. 상기 구동기어(25)에 유전기어(26)가 맞물려있다. 이 유전기어(26)은 상기 커버(21)의 단면에 고정된 지지축(27)에 회전이 자유롭게 지지되어 있다. 이 유전기어(26)에 랙기어(28)가 맞물려 있다. 이 랙기어(28)는 유압직동실린더(29)에 의하여 왕복운동한다. 이 랙기어(28)의 배면은 로울러(30)에 의하여 지지되고 있다.

상기 구성의 축부(7)의 클램프장치(6)에 의하면, 구동장치(23)의 유압작동실린더(29)를 원격조정하여 랙기어(28)를 1방향으로 이동시키면, 유전기어(26)를 통하여 구동기어(25)가 회전하고, 회전클램프부재(17)가 회전한다. 이 회전클램프부재(17)는 경사배치된 니들로울러(15)를 회전시킨다. 이 니들로울러(15)는 테이퍼면(12)에 따라 둘레방향으로 전동하고, 또한 축방향으로 이동한다. 즉, 나사와 같이 나선운동을 한다. 따라서 회전클램프부재(17)도 나선이동하고, 축방향으로 이동하여 테이퍼끼워맞춤을 강하게 하거나, 또는 그 반대로 테이퍼끼워맞춤을 헐겁게 한다.

상기 회전클램프부재(17)의 테이퍼끼워맞춤이 헐거울때에는 고정슬리브(10)에 직경방향의 압축력이 작용하지 않으므로, 축부(7)는 고정슬리브(10)에 대하여 회전이 자유롭다.

이 상태가 언클램프의 상태이고, 경사대(2)는 축부(7)의 축심둘레에 회전이 자유롭고, 임의각도로 회전 할 수있다. 이 언클램프 상태일때, 회전클램프부재(17)는 예압수단(20)에 의하여 테이퍼 끼워맞춤이 강하게 되는 방향으로 가압되어 있으나, 이 가압력에 의해서는 고정슬리브(10)를 축경시킬 수는 없다.

상기 언클램프의 상태로부터 구동장치(23)에 의하여 회전클램프부재(17)를 회전시켜, 회전클램프부재(17)를 테이퍼끼워맞춤이 강하게 되는 방향으로 나사식으로 진행시키면 회전클램프부재(17)는 니들로울러(15)를 통하여 고정슬리브(10)를 직경방향 안쪽으로 압축한다. 이 압축력에 의하여 고정슬리브(10)가 축경하여 축부(7)를 클램프하여, 그 축부(7)의 회전을 방지한다.

이 클램프상태에 있어서, 고정슬리브(10)는 축부(7)를 직경방향으로 압축하므로, 축부(7)가 마모하여도 축부(7)의 축심어긋남은 생기지 않고, 또한 축부(7)가 축방향으로도 이동하는 일이 없으므로, 원형테이블(3)의 축심이 어긋나는 일도없다.

제2도에 도시한 것은, 본 고안의 다른 실시예이고, 회전클램프부재(17)와 구동장치(23)의 원반(24)이 유니버어설 조인트(31)를 통하여 결합되어 있는 점, 및 구동기어(25)가 베어링(32)으로 축지지되어 있는 점이 상기 실시예와 다르다.

즉, 회전클램프부재(17)를 죌때에, 그 클램프부재(17)가 구동기어(25)에 영향을 미치어 축흔들림이 생기지 않도록 직경방향이나 축방향으로 변형하는 유니버어설조인트(31)를 통하여 회전클램프부재(17)와 구동기어(25)가 결합되어 있다. 따라서, 이 실시예에서는 구동기어(25)는 축방향으로 이동하지 않는다.

상기 유니버어설 조인트(31)는 회전클램프부재(17)와 원반(24)에 고정되는 것이나, 양자를 걸고떼기가 자유롭게 결합할 수도 있다.

즉, 상기 회전클램프부재(17)의 외단면에 방사상의 걸어맞추는 凹부(33)를 형성하여, 그 걸어맞추는 凹부(33)에 원반(24)에 설치한 걸어맞추는 凹부를 미끄럼운동이 자유롭게 걸어맞춘다. 이 걸어맞추는 凹부(33)는 상기 회전클램프부재(17)의 직경방향 팽창변형을 허용하기 위하여 설치되어 있다. 즉, 상기 회전클램프부재(17)를 죄면, 그 클램프부재(17)가 축방향으로 이동하여도 걸어맞추는 凹부와의 걸어맞춤이 벗겨지지 않게 되어 있다. 그리고, 이 걸어맞추는 凹부(33)는 원반(24)쪽에 설치하여도 좋다.

제3도에 도시한 것은 본 고안의 다른 실시예이다.

이 실시예에 있어서는 축부(7)의 축심부에 선단면에 개구하는 구멍(34)이 형성되고 있다. 이 구멍(34)의 내주면은 스트레이트한 원통면으로 되어 있다.

상기 구멍(34)에 고정슬리브(10)가 끼워맞추어져 있다. 이 고정슬리브(10)의 외주면은 스트레이트한 원통면에 형성되고, 상기 축부(7)를 회전이 자유롭게 하는 축지지부(11)에 형성되어 있다. 이 고정슬리브(10)의 내주면은 경사대(2) 쪽이 끝이 가늘게 된 테이퍼면(12)으로 형성되어 있다. 이 테이퍼면(12)에 상기 실시예와 똑같은 경사배치된 니들로울러(15)를 통하여 회전클램프부재(17)가 테이퍼에 끼워맞추어져 있다.

상기 회전클램프부재(17)의 선단면의 중심부에 凹부(35)가 형성되고, 그 凹부(35)바닥에 슬러스트 베어링(19)이 설치되고, 그 베어링(19)은 압축코일스프링으로 된 예압수단(20)에 의하여 눌려 있다.

상기 회전클램프부재(17)의 선단부의 외주면에 구동기어(25)가 형성되어있다. 이 구동기어(25)에 유전기어(26)가 맞물려 있는 것은 상기 실시예와 같다.

이 제3도의 실시예에 의하면, 회전클램프부재(17)를 구동장치(23)로 회전시키면, 니들로울러(15)의 나사작용에 의하여 회전클램프부재(17)는 밀려 들어가서 테이퍼 끼워맞춤이 강하게 된다. 이에 의하여 고정슬리브(10)는 직경방향으로 눌려, 그 직경을 확경하고, 축부(7)의 구멍(34)내주면을 눌러서 축부(7)를 클램프한다.

그리고, 본 고안의 클램프장치는 상기 각 실시예에 한정되는 것은, 아니고, 원형테이블의 회전축에도 채용할 수 있다. 또, 경사·회전테이블 장치 이외의 것에도 적용할 수 있다. 또, 회전클램프부재를 회전시키는 구동장치는 유압실린더를 사용한 것에 한정되는 것은 아니다.

[산업상의 이용분야]

이상과 같이 본 고안은 공작기계등에 부착되는 회전테이블장치의 회전축의 클램프장치로서 이용할 수 있다.

Claims (9)

1. 베이스(1) 쪽에 고정되고, 또한 직경방향으로 탄성변형가능하고, 또한 축부(7)를 회전이 자유롭게 축지지하고, 또 그 축지지부(11)와는 반대쪽의 둘레면이 테이퍼면(12)으로 형성된 고정슬리브(10)와, 그 고정슬리브(10)의 테이퍼면(12)위에 슬리브(10)의 축선에 대하여 경사지게 배치된 다수의 니들로울러(15)와, 상기 고정슬리브(10)의 테이퍼면(12)과 동일한 테이퍼각도의 테이퍼면을 가지며, 또한 상기 니들로울러(15)를 통하여 상기 고정슬리브(10)의 테이퍼면(12)에 회전이 자유롭게 끼워맞추고, 또 축방향 이동가능하게 설치된 회전 회전클램프부재(17)와, 상기 회전클램프부재(17)를 회전시키는 구동장치(23)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전축부의 클램프장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 회전축부의 클램프장치는 다시 항기 회전 클램프 부재(17)를 상기 테이퍼끼워맞춤이 강하게 되는 방향으로 가압하는 예압수단(20)을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 회전축부의 클램프장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 고정슬리브(10)의 내주면에 상기 축부(7)가 회전이 자유롭게 축지지되고, 그 고정슬리브(10)의 외주면이 테이퍼면(12)으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전축부의 클램프장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 고정슬리브(10)의 외주면에 상기 축부(7)가 회전이 자유롭게 축지지되고, 그 고정슬리브(10)의 내주면이 테이퍼면(12)의 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전축부의 클램프장치.
5. 제1항에 있어서, 회전클램프부재(17)와 구동장치(23)는 기어기구(25,26,28)를 통하여 연동연결되어 있는 것을 특징으로 하는 회전축부의 클램프장치.
6. 제6항에 있어서, 상기 기어(25)와 회전클램프부재(17)는 직경방향 및 축방향으로 변형가능한 유니버어설조인트(31)를 통하여 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 회전축부의 클램프장치.
7. 제2항에 있어서, 상기 예압수단(20)은 압축스프링인 것을 특징으로 하는 회전축부의 클램프장치.
8. 제8항에 있어서, 상기 압축스프링(20)과 회전클램프부재(17)는 슬러스트 베어링(19)을 통하여 맞닿아 있는 것을 특징으로 하는 회전축부의 클램프장치.
9. 제1항에 있어서, 축부를 상기 본체에서 지지하기 위한 복수의 베어링을 더 포함하고 있으며, 축부는 이 베어링으로부터 축방향 바깥쪽으로 돌출하고 있는 돌출부를 가지고 있으며, 이 돌출부는 상기 고정슬리브에 의해서 회전이 자유롭게 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 회전축부의 클램프장치.