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KR20180002294A - 선반용 보조 척 조 - Google Patents

선반용 보조 척 조 Download PDF

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KR20180002294A KR1020160081616A KR20160081616A KR20180002294A KR 20180002294 A KR20180002294 A KR 20180002294A KR 1020160081616 A KR1020160081616 A KR 1020160081616A KR 20160081616 A KR20160081616 A KR 20160081616A KR 20180002294 A KR20180002294 A KR 20180002294A
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Abstract

본 발명은 선반용 보조 척 조에 관한 것으로, 일측이 선반의 헤드 스톡 판면에 구비된 복수의 회전축을 따라 직선 운동하여 셋 업 위치로 이동하는 척 조에 결합되고, 타측이 상기 선반의 롤 또는 샤프트의 외주면에 접촉되어 상기 척 조와 상기 샤프트를 연결하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 선반용 보조 척 조는 샤프트와 척 조 사이를 연결함으로써 작업자의 피로도 및 작업 시간을 크게 감소시키는 효과가 있다.

Description

선반용 보조 척 조{Sub chuck jaw for lathe}
본 발명은 선반용 보조 척 조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 척 조의 체결 시 작업자의 피로도 및 체결 시간을 단축시킬 수 있는 선반용 보조 척 조에 관한 것이다.
선반(lathe)은 공작기계 중 가장 역사가 오래된 장치로, 각종 절삭 가공을 수행하는 장치이다. 선반은 바이트를 사용하는 작업을 사람의 손으로부터 기계로 할 수 있도록 한 장치로, 기계동력으로 선반을 운전하면서 변환기어 등을 사용해 나사 깎는 작업은 물론 각종 기계부품을 정밀하게 가공할 수 있게 한다.
주요 구성요소는 베드주축대심압대왕복대공구대 및 이송장치로 되어 있다. 주축대와 심압대 사이에 가공물을 고정시키고, 회전운동을 주축대로부터 받도록 설계되어 있다. 그러나 수직선반이나 터릿 선반처럼 심압대 없이 주축대만으로 가공품을 유지하는 것도 있다. 주축대의 단부에는 척(chuck)이 장착되어 공작물을 유지하며, 이러한 척의 일 예가 미국특허공개 2002-0096019에 개시되어 있다.
이러한 척에는 헤드 스톡(head stock) 방향의 판면에 제품 가공용 설비를 셋업(set up)하기 위한 복수의 조(jaw)가 구비된다. 조를 셋업 위치에 배치하기 위해서는 조에 구비된 축에 공구를 물리고 작업자가 해머로 공구를 내리쳐 축을 한바퀴씩 회전시켰다. 조의 축이 한바퀴씩 회전하면서 헤드 스톡의 판면 상에 구비된 회전축을 따라 조가 조금씩 직선 운동을 하여 셋업 위치로 이동하는 구조였다.
그런데 이러한 종래의 척 조는 작업자가 수작업으로 일일이 조의 회전축을 회전시켜 셋업 위치로 이동시켜야 하므로 척 조의 체결에 따른 준비시간이 과다함은 물론, 작업자의 피로도가 상당히 높아 생산성이 저하되는 문제가 있다. 또한, 해머의 사용으로 인해 설비의 파손이 종종 일어나는 문제가 있다.
미국특허공개 2002-0096019 (공개일 2002.07.25)
본 발명의 목적은 척 조의 체결 시 작업자의 피로도 및 체결 시간을 단축시킬 수 있는 선반용 보조 척 조를 제공하는 것이다.
본 발명의 선반용 보조 척 조는, 일측이 선반의 헤드 스톡 판면에 구비된 복수의 회전축을 따라 직선 운동하여 셋 업 위치로 이동하는 척 조에 결합되고, 타측이 상기 선반의 롤 또는 샤프트의 외주면에 접촉되어 상기 척 조와 상기 샤프트를 연결하는 것을 특징으로 한다.
상기 척 조의 일측에 연결되는 연결부와, 상기 연결부에 일체로 형성되되 그 단부가 상기 롤 또는 샤프트의 외주면에 접촉되는 연장부를 포함한다.
상기 연결부는 상기 척 조의 일면으로부터 사면체 형상으로 돌출된 삽입부가 관통 삽입되도록 상기 삽입부 형상에 대응하는 관통홀이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 연장부는 상기 연결부 쪽에서 상기 롤 또는 샤프트를 향하는 단부로 갈수록 그 폭이 좁아지는 형태인 것을 특징으로 한다.
상기 연장부는 단부에 일체로 형성되어 상기 롤 또는 샤프트의 외주면에 형성된 나사산에 맞물리는 나사홈이 형성된 맞물림부를 포함한다.
상기 맞물림부는 상기 롤 또는 샤프트의 외주면 곡률에 대응하는 형상으로 가공된 것을 특징으로 한다.
상기 맞물림부는 상기 연장부와 같은 재질로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 맞물림부는 상기 연장부와 다른 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 특징으로 한다.
상기 연결부를 관통해 삽입되되 상기 척 조의 상기 삽입부를 가압해 상기 연결부가 상기 척 조에 연결된 상태를 유지하는 복수의 체결부재를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 선반용 보조 척 조는 샤프트와 척 조 사이를 연결함으로써 작업자의 피로도 및 작업 시간을 크게 감소시키는 효과가 있다.
도 1은 선반용 척 조의 장착 상태를 도시한 정면도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 선반용 보조 척 조를 도시한 분해 사시도,
도 3은 도 2에 따른 선반용 보조 척 조의 작동 상태를 도시한 사시도이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 선반용 척 조의 이동 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 선반용 척 조의 장착 상태를 도시한 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 선반용 보조 척 조를 도시한 분해 사시도이며, 도 3은 도 2에 따른 선반용 보조 척 조의 작동 상태를 도시한 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 선반의 헤드 스톡(100) 판면에는 12시, 3시, 6시, 9시 방향에 각각 척 조(300)가 장착된다.
이를 위해, 헤드 스톡(100) 판면에는 12시, 3시, 6시, 9시 방향에 각각 반경 방향을 따라 홈(110)이 요입 형성되며, 요입된 홈(110)에는 외주면의 길이 방향을 따라 기어 이가 형성된 회전축(130)이 각각 구비된다.
척 조(300)는 직육면체 형상의 블록으로, 길이 방향을 따라 헤드 스톡(100)의 회전축(130)이 관통되는 형태로 헤드 스톡(100)에 장착된다. 척 조(300)의 외부 일측에는 후술할 보조 척 조(500)이 삽입되는 삽입부(302)가 돌출 형성된다. 척 조(300)는 내부에 회전축(130)의 기어 이에 맞물려 직선 운동하는 보조 기어(미도시)와, 보조 기어의 중앙에는 중심축(310)이 결합된다. 보조 기어는 중앙을 관통한 중심축(310)이 작업자에 의해 회전하면서, 보조 기어가 함께 회전한다. 보조 기어는 외주면이 회전축(130)에 치형 결합되어 있으므로, 보조 기어가 회전하면서 회전축(130)의 길이 방향을 따라 이동된다. 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
중심축(310)은 일단이 척 조(300)의 외부로 노출되며, 노출되는 방향은 헤드 스톡(100)의 외주 방향이다. 중심축(310)을 척 조(300)의 외부에서 회전시키면, 보조 기어가 회전하면서 회전축(130)에 형성된 기어 이를 따라 이동하게 된다. 여기서 회전축(130)은 랙 기어 역할을, 보조 기어는 피니언 기어의 역할을 하여 척 조(300)가 회전축(130)의 길이 방향을 따라 이동할 수 있게 된다. 이는 랙 기어 및 피니언 기어를 이용해 회전 운동을 직선 운동으로 변환시키는 것과 동일한 원리이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 척 조(300)를 보조하기 위한 보조 척 조(500)가 구비된다. 보조 척 조(500)는 척 조(300)와 선반에 체결되는 롤 또는 샤프트(10) 사이를 연결함으로써 롤 또는 샤프트(10)를 가공 위치에 세팅하는 역할을 한다. 기존에는 척 조(300)를 이동시켜 롤 또는 샤프트(10)를 가공 위치에 고정하는 방식이었으므로 척 조(300)를 샤프트(10) 접촉 위치까지 이동시켜야 했다(이하에서는 편의상 샤프트 정렬을 기준으로 설명함).
종래에는 척 조(300)를 샤프트(10) 접촉 위치까지 이동시키려면 척 조(300)의 중심축(310)에 기구를 결합시키고 작업자가 해머로 내리쳐 척 조(300)의 중심축(310)을 조금씩 회전시켜 척 조(300)를 샤프트(10)에 인접하도록 이동시켰다. 이러한 작업에 예를 들어 1시간 30분의 시간이 소요되었다면, 보조 척 조(500)를 척 조(300)와 샤프트(10) 사이에 결합시킴으로써 작업 시간이 약 30분 정도로 단축되는 효과가 있다. 즉, 척 조(300)를 보조 척 조(500)의 크기만큼 샤프트(10) 쪽으로 덜 이동시켜도 되므로 작업 시간이 단축되는 것이다.
전술한 효과를 가져오기 위해, 보조 척 조(500)는 척 조(300)에 연결되는 연결부(510)와, 선반에 체결되는 롤 또는 샤프트(10)에 접촉되는 연장부(530)와, 연결부(510)를 척 조(300)에 결합시키는 체결부재(550)로 구성된다.
연결부(510)는 사각의 프레임 형상으로, 소정의 두께를 갖는 판면에 척 조(300)의 돌출된 부분(이하 삽입부)이 삽입될 수 있도록 사각형으로 관통된 관통홈(510a)이 구비되어 척 조(300)에 삽입된다. 관통홈(510a)의 크기는 척 조(300)의 삽입부(300a) 크기에 대응하는 것이 바람직하다.
연장부(530)는 연결부(510)에 일체로 형성되되, 연결부(510) 쪽에서 샤프트(10)를 향하는 단부로 갈수록 그 폭이 좁아지는 형태를 갖는다. 즉, 연장부(530)는 사각형의 연결부(510)로부터 폭이 점차 좁아져 소정의 두께를 갖는 삼각형의 판 형태를 갖는다. 연장부(530)의 폭이 좁은 단부에는 샤프트(10)에 형성된 나사산 형태의 외주면에 맞물릴 수 있도록 대응되는 복수의 나사홈(532a)이 형성된다. 이렇게 나사홈(532a)이 형성된 단부를 맞물림부(532)라고 정의한다.
맞물림부(532)는 나사홈(532a)이 형성된 판면의 가장자리보다 중앙쪽의 판면 높이가 낮은 형태를 갖는다. 좀더 상세히 설명하면, 맞물림부(532)를 바닥면에 놓고 위에서 내려다 봤을 때 나사홈(532)이 형성된 판면의 가장자리로부터 중앙으로 갈수록 연결부(510)를 향해 'V'자 또는 유선형으로 요입된 구조를 이룬다. 즉, 맞물림부(532)의 형상이 샤프트(10)의 외주면 곡률에 대응하는 구조가 된다. 맞물림부(532)가 일자 형상이면 원통형의 샤프트(10) 외주면에 일부만 접촉하게 되나, 맞물림부(532)가 'V'자 형상으로 가공되면 원통형의 샤프트(10)에 맞물릴 때 접촉되는 면적이 커지므로 좀더 안정적으로 맞물릴 수 있게 된다. 맞물림부(532)는 보조 척 조(532)를 구성하는 재질과 같은 재질로 만들어질 수도 있고, 다른 재질로 만들어져 연장부(530)에 일체로 고정될 수도 있다.
예를 들어, 연결부(510) 및 연장부(530)는 듀랄루민(Duralumin)으로 구성되고, 맞물림부(532)는 강도 향상을 위해 열처리 스틸로 구성될 수 있다.
체결부재(550)는 복수의 볼트로 구성될 수 있다. 체결부재(550)가 연결부(510)의 일면 외측에서 내측을 향해 관통 삽입되고, 너트 대신 체결부재(550)가 삽입되는 관통홀 내주면에 볼트의 나사산에 대응하는 나사홈이 형성된다. 척 조(300)와 보조 척 조(500)의 체결력을 향상시킬 수 있다. 이때, 체결부재(550)의 헤드는 연결부(510)의 외측에 위치하고 체결부재(550)의 단부는 척 조(300)의 일면에 접촉하는 구조가 된다. 체결부재(550)를 조임으로써 체결부재(550)가 척 조(300)의 일면을 가압하여 척 조(300)와 보조 척 조(500)를 상호 결합시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 보조 척 조를 척 조에 결합하게 되면, 보조 척 조의 길이만큼 척 조를 선반의 샤프트까지 당기지 않아도 되므로 작업 시간이 단축되는 효과가 있다.
앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 일 실시 예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 권리범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경이 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한, 본 발명의 권리범위에 속하게 될 것이다.
100: 헤드 스톡 130: 회전축
300: 척 조 300a: 삽입부
500: 보조 척 조 510: 연결부
530: 연장부 532: 맞물림부
550: 체결부재

Claims (9)

  1. 일측이 선반의 헤드 스톡 판면에 구비된 복수의 회전축을 따라 직선 운동하여 셋 업 위치로 이동하는 척 조에 결합되고, 타측이 상기 선반의 롤 또는 샤프트의 외주면에 접촉되어 상기 척 조와 상기 샤프트를 연결하는 것을 특징으로 하는 선반용 보조 척 조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 척 조의 일측에 연결되는 연결부와, 상기 연결부에 일체로 형성되되 그 단부가 상기 롤 또는 샤프트의 외주면에 접촉되는 연장부를 포함하는 선반용 보조 척 조.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 척 조의 일면으로부터 사면체 형상으로 돌출된 삽입부가 관통 삽입되도록 상기 삽입부 형상에 대응하는 관통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 선반용 보조 척 조.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 연장부는 상기 연결부 쪽에서 상기 롤 또는 샤프트를 향하는 단부로 갈수록 그 폭이 좁아지는 형태인 것을 특징으로 하는 선반용 보조 척 조.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 연장부는 단부에 일체로 형성되어 상기 롤 또는 샤프트의 외주면에 형성된 나사산에 맞물리는 나사홈이 형성된 맞물림부를 포함하는 선반용 보조 척 조.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 맞물림부는 상기 롤 또는 샤프트의 외주면 곡률에 대응하는 형상으로 가공된 것을 특징으로 하는 선반용 보조 척 조.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 맞물림부는 상기 연장부와 같은 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 선반용 보조 척 조.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 맞물림부는 상기 연장부와 다른 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 선반용 보조 척 조.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 연결부를 관통해 삽입되되 상기 척 조의 상기 삽입부를 가압해 상기 연결부가 상기 척 조에 연결된 상태를 유지하는 복수의 체결부재를 더 포함하는 선반용 보조 척 조.
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