등록특허 10-0342319

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(51) 。Int. Cl.6
B23Q 3/155
(45) 공고일자
(11) 등록번호
(24) 등록일자
2002년06월27일
10-0342319
2002년06월17일
(21) 출원번호 10-1999-0046172 (65) 공개번호 특2001-0038263
(22) 출원일자 1999년10월23일 (43) 공개일자 2001년05월15일
(73) 특허권자 김현철
대구 달서구 월암동 1044번지
(72) 발명자 김현철
대구 달서구 월암동 1044번지
(74) 대리인 이병일
심사관 : 백온기
(54) 공작기계용 공구 교환장치의 공구 교환홀더 개폐장치
요약

본 발명은 수치제어 공작기계의 공구 교환 장치에 관한 것으로 보다 구체적으로는, 여러 종류의 공구를 수납하고 이 공
구들을 공작기계의 헤드(60) 부분에 장착시키기위해 스프링(52)으로 탄설된 공구교환홀더(50)를 방사형으로 설치한
공구매거진(70)을 공작기계의 헤드 전방에 설치하여 헤드의 승강운동을 캠과 같은 연동장치를 이용해 공구교환홀더(
50)로 전달하여 공구교환홀더가 회동하게 하므로서 공구매거진에 수납된 공구(53)가 헤드 하단의 공구홀더에 착탈되
게하는 공작기계용 공구교환장치에 있어서, 공구메거진(70)의 중심부에 외통체(10)를 설치하여 양측 단부가 노출되도
록 작동간(20)을 외통체(10) 내부에 설치하되, 작동간(20)의 일측 외주에 형성된 걸림판(21)과 외통체덮개(30) 안
쪽으로 코일스프링(22)을 끼우고 공구메거진(70) 내측으로 노출된 작동간(20)의 단부에는 로울러(23)를 설치하여
경사면(61)과 수직면(62)으로 이루어진 헤드(60) 전면에 밀착되게하며, 외통체덮개(30)의 외부로 노출된 작동간(2
0)의 단부는 밀대(40)와 핀 결합하되 상기 밀대(40)의 상단부는 외통체덮개(30)의 상부에 형성된 지지대(31)에 회
전축(41)으로 결합하고 하단의 가압부(42)가 공구메거진(70)에 스프링(52)으로 탄설된 공구교환홀더(50)의 돌부(
51)에 밀착되게 하므로서 공구교환홀더와 헤드간의 직접적인 접촉을 방지하여 공구교환홀더의 파손이나 마모를 방지
하고, 공구의 교환속도를 향상시킬 뿐 만 아니라 개폐장치의 구조가 단순하여 유지, 보수가 용이하게된다.

대표도
도 1
색인어
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공작기계, 공구매거진, 공구교환홀더, 밀대, 작동간
명세서
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 구성을 나타낸 요부 단면 예시도
도 2는 본 발명의 헤드에 공구가 장착되는 상태를 나타낸 단면 예시도
도 3은 본 발명의 헤드에 공구가 장착된 상태를 나타낸 단면 예시도
도 4는 본 발명의 공구매거진 중앙에 설치된 밀대를 나타낸 예시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명10 : 외통체 20 : 작동간
21 : 걸림판 22 : 코일스프링
23 : 로울러 30 : 외통체덮개
31 : 지지대 40 : 밀대
41 : 회전축 42 : 가압부
50 : 공구교환홀더 51 : 돌부
52 : 스프링 53 : 공구60 : 헤드 61 : 경사면 62 : 수직면 63 : 공구홀더70 : 공구메거진
발명의 상세한 설명
발명의 목적
발명이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술
본 발명은 공작기계용 공구 교환장치의 공구 교환홀더 개폐장치에 관한 것으로 보다 구체적으로는 공작기계에서 사용
되는 공구 교환장치의 공구매거진 중앙부에 밀대를 설치하여 밀대를 이용해 공구매거진의 공구교환홀더를 개폐시킬 수
있게 하므로서 단순한 구조로서 보다 효율적인 공구교환홀더의 개폐작동이 이루어질 수 있게 한 것이다.

공작물에 대하여 단일 기계로 여러가지 공정을 수행할 수 있는 머시닝센터(machining canter)로 통칭되는 수치제어
공작기계는 나사절삭이나 구멍뚫기등 수행작업의 특성에 따라 필요한 여러가지 공구를 사용하게 되는데 이러한 여러
공구들을 수납하고, 필요에 따라 공작물을 가공하는 헤드부분에 공구를 착탈시켜주기 위해 공작기계에는 주로 공구교환
장치를 설치하고 있다.이러한 공구교환장치의 작동과정을 간단히 설명하면, 공구교환장치의 공구매거진에는 여러 종류
의 공구를 수납할 뿐 만 아니라 이 공구들을 공작기계의 헤드 부분에 장착시키기위해 스프링으로 탄설된 공구교환홀더
가 방사형으로 설치되어 있어서, 공작기계의 헤드에 공구를 장착하기 위해서는 헤드가 승강할때 공구매거진의 공구교환
홀더를 개폐시키므로서 공구교환홀더에 수납된 공구가 헤드의 공구홀더에 착탈되게된다.그런데 종래에는 공구교환홀더
를 개폐시키는 방법으로서 공구를 장착하기 위해 하강하는 헤드의 저면이 공구교환홀더와 직접 접촉하여 외측으로 밀
어젖히는 방법을 주로 사용하므로서 중량체인 헤드와 공구교환홀더와의 잦은 접촉으로 인하여 공구교환홀더의 접촉부
에 심한 마모가 생길 뿐 만 아니라 이 마모가 지속될 경우 공구 교환을 위한 헤드와 공구교환홀더의 접속위치가 어긋나
는 문제점이 자주 발생하였다.그로 인해 근래에는 별도의 장치를 이용해 공구교환홀더를 개폐하는 방법으로 개발되었는
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데, 일예로서 일본 공개특허공보 소 63-267136호의 '공작기계의 자동공구 교환장치'와 같이 공구교환홀더의 내측에
캠플로워를 설치하고 헤드의 정면에는 캠체를 부설하여 헤드가 승강할때 공구교환홀더의 캠플로워가 헤드 정면에 부설
된 캠체에 밀착하여 개폐되게 하므로서 헤드와 공구교환홀더의 직접접촉에 의한 마모를 방지할 수 있게 한 것등이 있으
나, 이러한 장치들은 각각의 공구교환홀더마다 일일이 캠플로워를 설치해야 하므로서 공구교환홀더의 중량이 증가하기
때문에 공구매거진의 작동에 따른 에너지 사용량이 증가할 뿐 만 아니라, 복잡해진 구조로 인해 유지, 보수가 곤란하고
공구의 교환속도가 느려서 공작기계의 가공생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.

발명이 이루고자 하는 기술적 과제
본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 개발한 것으로 공구교환홀더가 방사형으로 설치된 공구메거진
의 중심부에 헤드에 의해 작동하는 작동간을 탄설하고 외부로 노출되는 작동간의 단부에는 밀대를 연결하여 헤드의 승
강에 따라 작동간이 전·후로 움직이면서 밀대를 작동시켜 밀대가 공구교환홀더를 개폐시킬 수 있게 한 것으로 이를 첨
부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
발명의 구성 및 작용

여러 종류의 공구를 수납하고 이 공구들을 공작기계의 헤드(60) 부분에 장착시키기위해 스프링(52)으로 탄설된 공구
교환홀더(50)를 방사형으로 설치한 공구매거진(70)을 공작기계의 헤드 전방에 설치하여 헤드의 승강운동을 캠과 같은
연동장치를 이용해 공구교환홀더(50)로 전달하여 공구교환홀더가 회동하게 하므로서 공구매거진에 수납된 공구(53)
가 헤드 하단의 공구홀더에 착탈되게하는 공작기계용 공구교환장치에 있어서, 공구메거진(70)의 중심부에 외통체(10)
를 설치하여 양측 단부가 노출되도록 작동간(20)을 외통체(10) 내부에 설치하되, 작동간(20)의 일측 외주에 형성된
걸림판(21)과 외통체덮개(30) 안쪽으로 코일스프링(22)을 끼우고 공구메거진(70) 내측으로 노출된 작동간(20)의
단부에는 로울러(23)를 설치하여 경사면(61)과 수직면(62)으로 이루어진 헤드(60) 전면에 밀착되게하며, 외통체덮
개(30)의 외부로 노출된 작동간(20)의 단부는 밀대(40)와 핀 결합하되 상기 밀대(40)의 상단부는 외통체덮개(30)의
상부에 형성된 지지대(31)에 회전축(41)으로 결합하고 하단의 가압부(42)가 공구메거진(70)에 스프링(52)으로 탄
설된 공구교환홀더(50)의 돌부(51)에 밀착되게 한 구성이다. 이와 같이 된 본 발명은 첨부도면 도 3과 같이 공작물의
가공에 필요한 공구(53)를 헤드(60) 하단의 공구홀더(63)에 장착하기 위하여 헤드가 하강하게되면, 헤드(60) 전면의
수직면(62)과 접촉되어 있던 작동간(20)의 로울러(23)는 헤드(60)의 계속적인 하강에 의해 헤드(60) 수직면(62)의
상부에 이어진 경사면(61)으로 접어들면서 작동간(20)은 점차 공구메거진(70) 내측으로 당겨지게 된다.


즉, 작동간(20)은 공구메거진(A)의 중심부에 설치된 외통체(10)의 내부에 코일스프링(22)으로 탄설되어 있기때문에
외통체(10) 내부에서 작동간(20) 외주에 형성된 걸림판(21)과 외통체덮개(30)간에 끼워진 코일스프링(22)의 복원
력에 의해 작동간(20)은 항상 공구메거진(70) 내측으로 이동하려는 힘이 작용하고 있으나 작동간(20) 일측 단부에 설
치된 로울러(23)가 헤드(60)의 수직면(62)에 밀착되어 있어 작동간(20)이 움직이지 못하였으나 헤드(60)의 하강에
의해 작동간(20) 단부의 로울러(23)와 접촉되어있던 수직면(62)이 점차 경사면(61)으로 바뀌면서 작동간(20)의 로
울러(23)에 작용하던 힘이 점점 약해지기 때문에 작동간(20)은 외통체(10) 내부의 코일스프링(22)의 복원력에 의해
공구메거진(70) 내측으로 이동하게 되는것이다.


그리하여 작동간(20)이 공작기계의 헤드(60)쪽으로 당겨지게되면, 작동간(20)의 바깥쪽 단부에 설치된 밀대(40)는
외통체덮개(30)의 상부에 형성된 지지대(31)에 회전축(41)으로 상단부가 결합되어있기때문에 이 회전축(41)을 축으
로하여 헤드(60)쪽으로 당겨지면서 밀대(40) 하단의 가압부(42)가 공구교환홀더(50)의 돌부(51)를 가압하게 되며
돌부(51)가 가압된 공구교환홀더(50)는 추지축(54)를 중심으로 바깥쪽으로 회동하여 첨부도면 도 와 같이 공구(53)
의 장착이 이루어진 헤드(60)의 바깥쪽으로 전개되므로서 헤드(60)가 소재를 가공하기 위한 공간이 헤드 하부에 마련
되어 헤드의 소재 가공작업이 이루어질 수 있게된다.한편, 헤드(60)의 공구홀더(63)에 장착된 공구(53)를 다른 공구
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로 교체하거나, 사용이 끝난 공구를 다시 공구매거진(70)에 수납할때에는 헤드가 원래 위치로 다시 상승할때 공구메거
진(70)의 내측으로 돌출된 작동간(20) 단부의 로울러(23)가 상승하는 헤드(60) 정면의 경사면(61)을 지나 수직면(
62)에 밀착되면서 작동간(20)이 공구메거진(70)의 바깥쪽으로 밀려나 작동간(20)의 타측 단부에 핀 결합된 밀대(4
0)를 밀게되는데 이 밀대(40)은 상기에서 설명한 바와 같이 그 상단부가 외통체덮개(30)의 상부에 형성된 지지대(31)
에 회전축(41)으로 결합되어 있기때문에 작동간(20)에 의해 밀려난 밀대(40)는 회전축(41)을 중심으로 바깥쪽으로
밀려나므로서, 하단의 가압부(42)가 공구메거진(70)에 설치된 공구교환홀더(50)의 돌부(51)에 가하던 압력이 점차
적으로 약해지게되며, 그로인해 공구메거진(70)에 스프링(52)으로 탄설된 공구교환홀더(50)는 스프링(52)의 복원력
에 의해 수납위치로 복귀하면서, 상승중인 헤드의 공구홀더(63)에 장착되어있는 공구(53)를 공구홀더에서 이탈시켜
공구교환홀더(50)에 이전되게한 후 공구매거진(70)에 수납되므로서 공구의 수납이 완료되게된다.

발명의 효과
따라서 본 발명은 공작기계의 공구교환홀더를 헤드로 직접 가압하여 개폐시키지않고 헤드에 의해 작동되는 작동간과
밀대를 이용하여 공구교환홀더가 개폐되게 하므로서 공구교환홀더와 헤드간의 직접적인 접촉을 방지하여 공구교환홀더
의 파손이나 마모를 방지하고, 개폐장치의 구조가 단순하여 유지, 보수가 용이할 뿐 만 아니라, 간단한 작동구조로서 공
구의 착탈속도를 향상시킬 수 있으므로, 공작기계의 가공생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
(57) 청구의 범위
청구항 1.
(삭제)
청구항 2.

(정정) 여러 종류의 공구를 수납하고 이 공구들을 공작기계의 헤드(60) 부분에 장착시키기위해 스프링(52)으로 탄설
된 공구교환홀더(50)를 방사형으로 설치한 공구매거진(70)을 공작기계의 헤드 전방에 설치하여 헤드의 승강운동을 캠
과 같은 연동장치를 이용해 공구교환홀더(50)로 전달하여 공구교환홀더가 회동하게 하므로서 공구매거진에 수납된 공
구(53)가 헤드 하단의 공구홀더에 착탈되게하는 공작기계용 공구교환장치에 있어서, 공구메거진(70)의 중심부에 외통
체(10)를 설치하여 양측 단부가 노출되도록 작동간(20)을 외통체(10) 내부에 설치하되, 작동간(20)의 일측 외주에
형성된 걸림판(21)과 외통체덮개(30) 안쪽으로 코일스프링(22)을 끼우고 공구메거진(70) 내측으로 노출된 작동간(
20)의 단부에는 로울러(23)를 설치하여 경사면(61)과 수직면(62)으로 이루어진 헤드(60) 전면에 밀착되게하며, 외
통체덮개(30)의 외부로 노출된 작동간(20)의 단부는 밀대(40)와 핀 결합하되 상기 밀대(40)의 상단부는 외통체덮개
(30)의 상부에 형성된 지지대(31)에 회전축(41)으로 결합하고 하단의 가압부(42)가 공구메거진(70)에 스프링(52)
으로 탄설된 공구교환홀더(50)의 돌부(51)에 밀착되게 한 공작기계용 공구 교환장치의 공구 교환홀더 개폐장치

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도면
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도면 2
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도면 3
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도면 4
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