KR100417047B1 - 배력장치 - Google Patents

Abstract

배력장치는 선회클램핑 아암운동과 이어지는 선형클램핑 아암운동을 채용하고 있다. 슬롯스윙아암과 슬롯구동링크는 상대적으로 고정된 몸체에 선회가능하게 그리고 미끄럼 가능하게 장착되어 있다. 피벗의 토글작용과 그리고 동시에 미끄럼 작용은 증대된 폐쇄력을 야기한다.

Description

배력장치

(발명의 배경과 개요)

본 발명은 일반적으로 클램프에 관한 것이고 더욱 상세히는 동력배력장치에 관한 것이다.

클램핑 및 박판금속 결합산업에서 박판재료를 잠정적으로 또는 영구히 체결하기 위한 클램핑기구가 알려져 있다. 전형적으로 이들 종래의 클램프는 클램핑 아암이 개방/후퇴 위치와 폐쇄/재료결합위치 사이에서 움직일때 선회운동, 선형운동 또는 선형 그리고 선회운동으로 제한된다.

종래의 회전방식으로의 클램핑 아암운동의 예들이, 미국특허 5,171,001호의 "밀봉 동력 클램프" , 동특허 5,165,670호의 "후퇴식 동력클램프" , 그리고 동특허 5,118,088호의 "동력클램프" 등에 개시되어 있는데, 이들 모두는 본 발명의 발명자에 의해 발명되었다.

다양한 선형운동 클램핑아암이 미국특허 4,574,473호의 "자기부착 파스너와 이것을 박판재료에 체결하는 장치" , 그리고 동특허 3,730,044호의 "유체로 작동되는 장치" 에 개시되어 있는데, 이들 모두는 본 발명의 발명자에 의해 발명되었다. 다른 클램핑 장치는 터크(Tucker)의 미국특허 5,193,789호의 "자동클램핑장치" ; 맥퍼슨(Mcpherson)의 동특허 4,723,767호의 "동력으로 작동되는 선형로타리 클램프" ; 블래트(Blatt)의 동특허 3,599,957호의 "가이드 아암과 함께 선회하는 캠웨지파워" ; 그리고 샌드오이카스(Sendoykas)의 동특허 3,482,830호의 "클램프" 등이다. 이들 대부분은 만족스러운 구조이지만, 더 작은 구동력으로 더큰 클램핑력을 달성하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따라서, 배력장치의 바람직한 실시예는 선회 클램핑 아암운동 그리고 이어서 선형클램핑 아암운동을 채용하고 있다. 본 발명의 다른 면에서, 슬롯 스윙아암과 슬롯 구동링크가 상대적으로 고정된 몸체에 선회가능하게 그리고 미끄럼 가능하게 장착되어 있다. 본 발명의 다른 면에서, 펀치가 다이와 함께 작동되기 위해 클램핑 아암의 끝섹션에 장착되어 이들 사이에 배치된 박판재료를 잡고 결합한다.

본 발명은 액추에이터 또는 구동력의 상응하는 증가없이 클램핑력을 상당히 증대 또는 증가시킬 수 있는 능력을 제공하기 때문에, 본 발명의 장치는 종래의 구조에 비하여 유리하다. 본 발명의 배력장치는 클램핑 아암의 최종 선형운동으로 인해 박판재료사이의 더욱 정밀하고 더욱 견고한 결합을 부가적으로 달성한다. 다른 장점으로서, 본 발명은 많은 종래의 구조와 비교하여 더욱 견고하고 덜 복잡한 부품을 채용하므로서 상당히 내구성이 있고 신뢰성이 있다. 본 발명의 부가적인 장점과 특징은 첨부 도면을 참조한 아래설명으로부터 나타날 것이다.

바람직한 실시예의 상세한 설명

제 1도 및 제 2도를 참조하면, 본 발명의 배력장치(21)의 바람직한 실시예가 완전폐쇄 또는 재료결합 위치에서 도시되어 있다. 장치(21)는 바람직하게 5톤 클린치타입(clinch type) 클램프이다. 장치(21)는 몸체(23), 한쌍의 스윙아암(25), 펀치(27), 한쌍의 캠 구동링크(29), 피스톤(31), 피스톤 실린더(33), 다이 지지대(35) 그리고 다이(37)를 포함하고 있다. 몸체(23)는 케이싱(51)과 커버(53)로 구성된 고정부재이다.

제 1도 내지 제 3도에 잘 도시된 바와같이, 스윙아암(25)은 실제로 L자형의 대칭형상 이어서 단지 하나만을 이하 상세히 설명한다. 스윙아암(25)은 길다란 선형아암슬롯(61)과 피벗구멍(63)을 갖추고 있다. 피벗 핀(65)의 원통형 중앙부분은 피벗구멍(63)을 통해 돌출한다. 제 1도, 제 2도 및 제 5도를 참조하면, 피벗핀(65)의 D자형 끝은 실제로 사각형인 피벗 슬라이드 블럭(67)내에 체결되어 있다. 피벗 슬라이드 블럭(67)은 몸체(23)의 길이방향으로 큰 수용기(69)내에서 길이방향 선형운동을 할 수 있다.

제 1도 내지 제 3도를 다시 참조하면 캠 슬라이드 핀(81)의 원통형 중앙부분은 그 주위에 4개의 중부하(heavy load)의 밀봉된 롤러 베어링 레이스(83)를 갖추고 있다. 이들 베어링 레이스(83)중 내부 2개는 아암(25)의 슬롯(61)내에 미끄럼가능하게 결합되어 있다.

제 1도, 제 2도 및 제 6도에서 볼 수 있는 바와같이, 캠 슬라이드 핀(81)의 D자형 끝은 캠 슬라이드 블럭(85)내에 체결되어 있다. 이들 캠 슬라이드 블럭(85)은 몸체(23)내에서 길이방향으로 향한 길다란 채널(87)을 따라 선형으로 미끄럼 가능하다.

제 1도, 제 2도 및 제 4도를 참조하면, 각각의 대칭의 캠 구동링크(29)는 피벗 핀(65)에 대하여 결합되기 위한 피벗구멍(91)을 포함하고 있다. 캠 구동링크(29)는 각도진 부분(97)에 결합된 길이방향으로 향한 선형부분(95)을 갖춘 캠 슬롯(93)을 더 포함하고 있다. 2개의 외부 베어링 레이스(83)는 캠 구동링크(29)의 캠 슬롯(93)내에서 이동가능하게 결합되어 있다. 제 2구멍(99)은 캠구동핀(101)과 결합되기 위해 캠 구동링크(29)의 코너내에 구비되어 있다. 한쌍의 중부하의 밀봉된 롤러 베어링 레이스(103)가 제 1도, 제 2도 및 제 8도내에서 캠구동핀(101)의 끝에 결합되어 도시되어 있다. 베어링 레이스(103)는 몸체(23)의 각각의 내부표면을 따라 배치된 한쌍의 평행한, 경화된 캠 플레이트 핑거(105)에 의해 형성된 트랙내에서 가로방향(피스톤 로드(113)의 운동에 수직)을 따라서 선형으로 움직일 수 있다. 수직 스톱 블럭(107)은 몸체(23)로 부터 가로방향으로 돌출하고 캠 구동링크(29)의 수직 한정을 위해서 작용한다. 수직 스톱 블럭(109)과 나사 세트스크류(110)의 대체 실시예가 제1a도에 도시되어 있다. 스크류(110)는 조절가능하다. 스크류(110)의 하부 끝은 베어링 레이스(103)에 대하여 접합한다.

제 1도, 제 2도 및 제 7도를 참조하면, 로드 아이(rod eye)(111)는 캠 슬라이드 핀(81)의 센터를 둘러싸는 통로를 갖추고 있다. 로드 아이(111)는 피스톤(31)으로 부터 돌출한 피스톤로드(113)의 먼끝에서 나사식으로 결합되어 있다. 피스톤(31), 피스톤로드(113) 그리고 로드 아이(111)는 스윙아암(25)을 작동시키기위한 구동부재로서 작용한다.

피스톤 실린더(33)는 82.5mm의 직경보어와 180mm의 행정을 갖춘 공압적으로 구동되는 종류이다. 엔드 캡(121)이 또한 구비되어 있다. 엔드 캡(121)은 AC/DC스위치와 후방에 장착된 5개핀의 마이크로 커넥터를 갖추고 있다. 몸체(23)는 부가적으로 스러스트 키(123)를 가지고 있다.

제 1도에 잘 예시된 바와같이, 펀치(27)는 이 펀치와 함께 정렬되어 돌출된 나사 맨드렐 또는 조절 스크류(131)를 갖추고 있다. 아암(25)의 보어 섹션(133)은 한쌍의 아암(25)사이에서 맞물림 가능하게 벌어진 한쌍의 잠금 스크류가 조여질때 이들사이에서 다이(37)의 조절 스크류(131)를 견고하게 잡고 있다. 다이(37)는 펀치(27)가 완전 폐쇄위치에 배치될때 펀치(27)와 공동축선방향으로 정렬되어 있다. 다이(37)는 다이쪽에서 각도진 언더컷과 결합하는 스크류(141)의 헤드에 의해 다이 지지대(35)에 지지되어 있다.

펀치(27)와 다이(37)는 미국특허 5,267,383호의 "박판재료 결합장치" 그리고 동 특허 4,459,735호의 "박판금속의 결합" 에 개시된 타입인데, 양 특허는 본 발명의 발명자에 의해 발명되었다. 따라서, 박판재료는 도시된 바와같이 창모양 또는 버섯모양으로 그리고 누출방지된 방식으로 결합된다. 물론 다른 재료성형 부재가 스윙아암 또는 지지대에 부착될 수 있다. 더욱이, 다이는 분리된 고정 또는 가동구조에 고정될 수 있다는 것은 예견될 수 있다.

본 발명의 대체 실시예에서, 재료 파지 조오(gripping jaw)는 상기한 펀치 및 앤빌 대신에 스윙아암 및 지지대에 체결될 수 있다.

본 발명의 장치(21)의 작동은 제 1도, 제 9도 내지 제 12도를 참조하여 볼 수 있다. 제 9도는 완전개방 및 후퇴위치에서의 스윙아암(25)을 도시하고 있다. 스윙아암(25)이 제 9도의 위치로 부터 제10도의 위치로 움직이면서, 실린더(33)와 피스톤은 로드 아이(111), 캠 슬라이드 핀(81) 그리고 베어링 레이스(83)를 캠 구동링크(29)의 캠 슬롯(93)의 각도진 부분(97)을 따라 위로, 그리고 동시에 스윙아암(25)의 아암슬롯(61)을 따라 미끄러지게 미는 작용을 한다.

이것은 베어링 레이스(103)와 캠구동핀(101)을 가로방향을 따라 선형방식으로 움직이도록 작용하여 캠 구동링크(29)를 선회시킨다. 이러한 약간의 선형 피스톤 운동은 스윙아암(25)이 개방위치로 부터 상당히 멀리 선회하게 한다.

로드 아이(111), 캠 슬라이드 핀(81) 그리고 베어링 레이스(83)가 제10도와 제11도의 위치 사이에서 연속해서 움직이면서, 베어링 레이스(83)는 캠슬롯(93)의 각도진 부분(97)을 따라 더 미끄러지는 한편 아암슬롯(61)을 따라 나간다. 그러므로, 스윙아암(25)은 제 9도의 완전개방위치와 제11도에 도시된 뻗어 있는 회전의 끝위치 사이에서 80° 회전한다. 다음에, 제11도,제12도 및 제 1도 사이의 운동을 참조하면, 로드 아이(111), 캠 슬라이드 핀(81)그리고 베어링 레이스(83)의 연속운동은 스윙아암(25) 그리고 그 끝섹션에 장착된 펀치(27)가 로드 아이(111)와 피스톤(31)의 반대방향으로 선형방식으로 약 10mm정도 움직이게 한다. 이러한 운동의 부분으로서, 피벗 핀(65)과 피벗 슬라이드 블럭(67)은 스윙아암(25)과 함께 선형으로 움직인다. 베어링 레이스(103), 캠 구동링크(29)의 인접부분은 트랙 핑커(105)를 따라 가로방향으로 동시에 움직인다. 베어링 레이스(103)와 트랙 핑거(105)의상호작용은 캠 구동링크(29)와 아암(25)을 제한하고 선형으로 움직이게 하는 한편, 캠 구동링크(29)는 로드 아이(111)와 피스톤(31)의 운동에 대응하여 선회된다. 따라서 스윙아암(25)은 선회방식으로 먼저 움직이고 이어서 엄밀하게 선형방식으로 움직이며, 이것에 의해 구동력을 증대시켜 고정력 및 클램핑력을 상당히 증대시킨다. 공압 실린더 및 피스톤은 약 80psi를 발생시키는 한편 결과적인 클램핑력은 약 249000파운드 정도이다.

본 발명의 장치의 바람직한 실시예가 설명되었지만, 본 발명을 벗어나지 않고 여러가지 수정이 가능하다. 예를들면, 로드 아이는 유압 또는 전기적 수단으로 피구동될 수 있다. 더욱이, 다양한 아치형 슬롯이 대안으로서 구비될 수 있다. 슬롯은 앞서 설명한 운동이 달성되는 한, 채널 또는 분리 링크수단 및 핀의 형태를 대신 취할 수 있다.

본 발명의 사상대에 있는 바람직한 실시예에서 임의의 다른 변경도 첨부된 청구범위내에 있는 것으로 간주한다.

제 1도는 완전폐쇄 또는 재료결합 위치에 배치된, 본 발명의 배력장치의 바람직한 실시예를 도시하는 측면도,

제1a도는 본 발명의 배력장치에 채용된 스톱의 대체 실시예를 도시하는 개략적인 측면도,

제 2도는 완전폐쇄 위치에 배치된, 본 발명의 장치의 바람직한 실시예의 저면도,

제 3도는 본 발명의 장치의 바람직한 실시예에서 채용된 스윙아암을 도시하는 측면도,

제 4도는 본 발명의 장치의 바람직한 실시예에서 채용된 캠구동링크를 도시하는 측면도,

제 5도는 본 발명의 장치의 바람직한 실시예에서 채용된 피벗 슬라이드 블럭을 도시하는 측면도,

제 6도는 본 발명의 장치의 바람직한 실시예에서 채용된 캠 슬라이드 블럭을 도시하는 측면도,

제 7도는 본 발명의 장치의 바람직한 실시예에서 채용된 로드 아이를 도시하는 측면도,

제 8도는 본 발명의 장치의 바람직한 실시예에서 채용된 밀봉된 롤러베어링을 도시하는 측면도,

제 9도 내지 제12도는 다른 작동위치에서 본 발명의 장치의 바람직한 실시예를 도시하는 일련의 측면도,

Claims (17)

1. 선형의 제 1방향으로 움직일 수 있는 구동부재:

   피벗을 갖추고 있으며, 상기 피벗으로 부터 오프셋된 부분을 더 갖추고 있는 피구동기구;

   결합을 생성하기 위하여 상기 피구동 기구와 함께 이동하는 결합 생성 부재; 그리고

   상기 오프셋 부분을 움직이고 상기 피구동 기구를 상기 피벗에 대하여 선회하게 하고 그리고 상기 피벗이 상기 제 1방향으로 부터 실제로 반대방향으로 선형으로 미끄러지게 하는 상기 구동부재; 로 구성된 것을 특징으로 하는 배력장치.
2. 제 1항에 있어서, 길다란 제 1표면을 갖춘 아암을 포함하고 있는 상기 피구동 기구;

   길다란 제 2캠 표면을 갖춘 구동링크;그리고

   상기 아암을 상기 구동링크에 작동적으로 연결하기 위해서 상기 제 1표면과 상기 제 2 표면에 가동적으로 결합되는 캠 슬라이드 부재; 로 더 구성되어 있으며, 상기 아암이 후퇴위치로 부터 전진위치로 움직이면서 상기 표면을 따른 상기 캠 슬라이드 부재의 운동은 상기 아암이 먼저 선회방식으로 그리고 이어서 선형방식으로 움직이도록 상기 표면이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 배력장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 구동링크와 여기에 선회가능하게 연결된 상기 아암을 갖춘 고정 몸체로 더 구성된 것을 특징으로 하는 배력장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 몸체에 고정되고 제 1방향으로 선형으로 뻗어 있는 트랙; 그리고

   상기 구동링크의 인접부분이 상기 제 1방향으로 선형으로 움직이도록 그리고 상기 구동 링크의 제 2부분이 상기 제 1방향과 실제로 수직인 제 2방향으로 선형으로 움직이도록 상기 트랙과 결합을 위해 상기 구동링크에 연결된 베어링;으로 더 구성된 것을 특징으로 하는 배력장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 제 2방향으로 선형으로 가동되는 피벗 슬라이드 블록으로 더 구성되어 있고, 상기 피벗슬라이드 블럭은 상기 구동링크와 상기 아암을 위한 공통 피벗으로 작용하는 것을 특징으로 하는 배력장치.
6. 제 2항에 있어서, 상기 구동링크의 상기 캠슬롯은 제 1선형 섹션과 상기 제 1섹션으로부터 대각선으로 뻗어 있는 제 2선형섹션을 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 배력장치.
7. 제 2항에 있어서, 상기 결합 생성 부재는 상기 아암상에 장착된 재료성형 펀치인 것을 특징으로 하는 배력장치.
8. 제 2항에 있어서, 상기 아암은 L자형 형상을 갖추고 있고 상기 아암슬롯은 길다란, 실제로 선형모양을 갖춘 것을 특징으로 하는 배력장치.
9. 제 1항에 있어서, 상기 피구동 기구는 상기 피벗과 실제로 반대방향으로 움직이는 것을 특징으로 하는 배력장치.
10. 제 1항에 있어서, 상기 구동부재는 단지 선형방향으로 움직이는 것을 특징으로 하는 배력장치.
11. 후퇴위치로 부터 전진위치로 배력장치를 작동시키는 방법에 있어서,

    (a)재료성형부재를 아암상에 장착하는 단계;

    (b)아암을 자동적으로 선회시키는 단계;

    (c)단계(b)후에 상기 아암과 상기 재료성형부재를 재료결합위치쪽으로 선형으로 움직이는 단계; 로 구성된 것을 특징으로 하는 배력장치의 작동방법.
12. 제11항에 있어서, (a)아암내에서 아암슬롯을 따라 제 1부재를 미끄러지게 하는 단계;

    (b)상기 후퇴위치와 상기 전진위치 사이에서 상기 아암을 선회시키는 단계;

    (c)단계(b)와 동시에 구동링크를 선회시키는 단계;

    (d)단계(a)와 동시에 상기 구동링크내에서 캠슬롯을 따라 상기 제 1부재를 미끄러지게 하는 단계; 그리고

    (e)상기 전진위치와 재료쉬트결합 위치사이에서 선형방식으로 상기 아암을 움직이는 단계; 로 더 구성된 것을 특징으로 하는 배력장치의 작동방법.
13. 제12항에 있어서, 선형방식으로 상기 아암을 움직이는 단계동안에 선형방식으로 상기 아암의 피벗을 미끄러지게 하는 단계로 더 구성된 것을 특징으로 하는 배력장치의 작동방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 구동링크와 상기 아암을 위한 공통피벗을 구비하는 단계로 더 구성된 것을 특징으로 하는 배력장치의 작동방법.
15. 제12항에 있어서, 제 1선형방향으로 상기 구동링크의 피벗을 움직이면서 동시에 제 2 선형방향으로 상기 구동링크의 다른 부분을 움직이는 단계로 더 구성된 것을 특징으로 하는 배력장치의 작동방법.
16. 제12항에 있어서, 상기 제 1부재가 상기 구동링크의 상기 캠슬롯의 각도진 부분을 따라 미끄러지고 그리고 상기 제 1부재가 상기 구동링크의 상기 캠슬롯의 실제 선형부분을 따라 미끄러지는 단계로 더 구성되어 있으며, 상기 선형부분을 따른 운동은 선형 방식으로 상기 아암이 움직이는 단계와 동시에 일어나는 것을 특징으로 하는 배력장치의 작동방법.
17. 제12항에 있어서, 공기압력을 피스톤 실린더에 공급하여 여기에 결합된 상기 제 1부재를 움직이는 단계로 더 구성된 것을 특징으로 하는 배력장치의 작동방법.