KR20140072808A - 포터블식 천공장치용 클램프 장치 및 포터블식 클램프 장치가 구비된 에어 구동 드릴 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 장치의 소형화를 도모하고 조작성을 향상시킬 수 있는 포터블식 천공장치의 클램프 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 클램프 장치(1)는, 천공장치의 보디(2)의 앞 부분에 장착해서 워크(W)에 클램프 하는 장치이다. 클램프 장치(1)는, 보디(2)의 앞 부분에 고정된 고정 피스톤(81)과, 천공장치의 주축의 축 방향으로 이동 자유롭게 보디(2)의 앞 부분에 장착된 이동 실린더(82)와, 제 1의 압력실(82a) 및 제 2의 압력실(82b)과, 제 1의 압력실(82a) 및 제 2의 압력실(82b)에 압력 유체를 공급하고 이동 실린더(82)을 축 방향으로 이동시키는 유체 공급 장치(A)와, 일단이 이동 실린더(82)에 연결된 연결기구(7)와, 연결기구(7)의 타단에 연결되어 워크(W)의 소정 위치에 고정되는 클램프 수단(10)을 구비한다.

Description

포터블식 천공장치용 클램프 장치 및 포터블식 클램프 장치가 구비된 에어 구동 드릴 장치 {CLAMPING DEVICE FOR PORTABLE BORING MACHINE AND PORTABLE AIR-DRIVE-DRILLING MACHINE WITH CLAMPING DEVICE}

본 발명은, 워크에 홀(구멍)을 내는 천공장치를, 워크에 클램프 하는 포터블식 천공장치용 클램프 장치, 및 이 클램프 장치를 탑재한 포터블식 클램프 장치가 구비된 에어 구동 드릴 장치에 관한 것이다.

워크에 홀을 내는 포터블 타입의 천공장치에 있어서, 천공장치를 워크에 위치 결정 및 클램프 하여 가공 위치나 가공 자세를 안정시킨 상태에서 가공하는 기술이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1,2 참조). 특허문헌 1에는 리턴 스프링 및 에어 실린더에 의해 캠을 조작하여 헤드 및 콜릿의 확경(擴俓) 및 축경(縮俓)을 행하여, 장치 전체를 워크에 고정하는 천공장치가 개시되어 있다.

특허문헌 2에는 드릴 유닛에 연결되어 있는 클램프 수단(클램프 기구)을 축으로 모터 구동에 의한 수직 방향의 가압에 의해 클램프 기구의 콜릿의 직경을 확대 또는 축소하여 장치 전체를 워크에 고정하는 장치가 개시되어 있다.

미국특허 제3663115호 명세서(도 3) 미국특허 제5062746호 명세서(도 1)

그러나, 특허문헌 1에 기재된 천공장치는, 리턴 스프링 및 노즈피스와 평행하게 마련된 에어 실린더에 의해 캠을 조작하고 있기 때문에 에어 실린더에 의해 선단 주변의 구조가 복잡해져 장치가 대형화되기 때문에 조작성이 악화하고, 절삭 부스러기에 의해 막히기 쉬운 문제가 있었다.

그리고, 워크와 클램프 장치의 위치가 고정되어 있어서, 맨드릴의 고정 위치를 조정할 수 없었다.

특허문헌 2에 기재된 천공장치에서는, 노즈피스와 평행하게 설치된 전기 모터에 의해 클램프 기구를 구동하고 있어서 전기 모터에 의해 제어가 복잡해지면서 동시에 분진이나 미스트에 대한 방진 처리가 요구된다. 그래서, 선단 주변에서의 구조가 복잡해지고 장치가 대형화하는 문제가 있었다.

또한, 클램프 기구를 전기 제어하는 것은, 천공장치의 구동 장치에 에어 모터를 채용하면 제어계가 복잡해져 조작성이 나쁘고 동작의 타이밍을 맞추기 어려운 문제가 있었다.

본 발명은 이와 같은 배경을 감안하여 이루어진 것으로, 장치의 소형화를 도모하고 조작성을 향상시킬 수 있는 포터블식 천공장치용 클램프 장치, 및 포터블식 클램프 장치가 구비된 에어 구동 드릴 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명에 관한 포터블식 천공장치용 클램프 장치의 발명은, 포터블식 천공장치의 보디의 앞 부분에 장착해서 해당 천공장치를 워크에 클램프 하는 천공장치의 클램프 장치로서, 상기 보디의 앞 부분의 외주부에 고정된 고정 피스톤과, 이 고정 피스톤을 덮도록 상기 천공장치의 주축의 축 방향으로 이동 자유롭게 설치된 이동 실린더와, 이 이동 실린더의 내부에 상기 고정 피스톤을 칸막이로 해서, 해당 칸막이의 앞뒤 양쪽에 형성된 제 1 압력실 및 제 2 압력실과, 이 제 1 압력실 및 제 2 압력실에 압력 유체를 공급하여 상기 이동 실린더를 상기 축 방향으로 이동시키는 유체 공급 장치와, 일단부가 상기 이동 실린더에 연결된 연결 기구와, 이 연결 기구의 타단부에 연결되어 상기 워크의 소정 위치에 고정될 수 있는 클램프 수단을 구비하고, 상기 연결 기구는 상기 축 방향으로 상기 이동 실린더와 일체로 이동하도록 해당 이동 실린더와 상기 클램프 수단을 연결하고, 상기 클램프 장치는 상기 유체 공급 장치를 사용하여 상기 이동 실린더 및 상기 연결 기구를 통해 상기 클램프 수단을 한 방향으로 이동시켜서 클램프 하고, 역방향으로 이동시켜서 언클램프 하는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 따르면, 천공장치의 클램프 장치는, 이동 실린더가 구동하면, 이동 실린더와 일체로 이동하는 클램프 수단이 보디의 앞 부분의 외주부를 천공 장치의 주축을 따라 진퇴(進退)한다. 고정 피스톤이 보디의 앞 부분의 외주부에 고정되고, 이동 실린더가 고정 피스톤을 덮도록 이동 자유롭게 보디의 앞 부분에 장착되어서, 이동 실린더를 보디의 앞 부분과 동심축(同心軸) 상에 이동 자유롭게 배치하기 때문에 이동 실린더 및 클램프 수단을 보디의 앞 부분의 축심에 가까운 위치에 배치하여 보디의 앞 부분에서 균형적으로 워크를 지지하면서 동시에 장치 전체를 간소화하여 소형화할 수 있다. 따라서, 클램프 장치는 무게 중심의 위치를 보디의 앞 부분의 축심에 다가간 위치에 배치할 수 있어서, 작업자가 클램프 작업 및 천공작업을 할 때에 장치가 흔들거리지 않고 안정된 상태에서 조작할 수 있어서 조작성 및 작업성을 향상시킬 수 있다.

클램프 장치는 이동 실린더를 후퇴시켜서 클램프 수단을 워크의 미리 설정된 소정 위치에 고정한 클램프 상태로, 또한, 이동 실린더를 전진시킴으로써 클램프 수단을 워크의 소정위치로부터 이간시켜서 언클램프 상태로 함으로써 천공장치를 워크의 소정 위치에 용이하게 클램프 및 언클램프시킬 수 있다.

그러므로 본 발명에 관한 클램프 장치에 따르면, 연결 기구를 가짐으로써 클램프 수단을 소정 위치에 위치 결정한 상태를 유지하면서, 천공장치를 안정된 상태에서 이동시키고, 그리고 정확한 위치에 다른 홀의 천공작업을 행할 수 있다.

또한, 클램프 장치와 천공장치가 일체가 되어 있어서, 클램프 장치의 구동 계통과 천공장치의 구동계통을 연동시켜 총괄하여 제어할 수 있다. 그래서, 구동 계통을 간소화하여 소형화를 도모하여 조작성을 향상시키는 동시에 확실한 동작의 타이밍에서 클램프 할 수 있다.

또한, 상기 클램프 수단을 상기 축 방향에 직교하는 직교 방향으로 이동 자유롭게 지지하는 가이드 부재를 더 구비하고, 상기 연결기구는 링크 기구로 이루어지며, 상기 이동 실린더에 대해서 상기 축 방향을 따르는 방향의 회동 축 둘레로 자유롭게 회동하는 것이 바람직하다.

이러한 구성에 따르면, 천공장치의 클램프 장치는 가이드 부재에 의해 클램프 수단을 축 방향에 직교하는 방향으로 이동 자유롭게 지지할 수 있어서, 워크의 소정 위치에 클램프 수단을 위치 결정, 및 고정하면, 천공장치를 그 소정 위치를 기준으로 직교방향으로 적절하게 이동시킬 수 있다. 그 결과, 천공장치로 직교방향의 위치에 복수의 홀을 천공 작업하는 경우, 정확한 위치에 쉽게 홀을 형성할 수 있다.

또한, 상기 클램프 수단은, 상기 천공장치에 의해 상기 워크에 가공된 가공 홀에 삽입해서 상기 워크에 위치 결정 지지되는 클램프 콜릿과, 이 클램프 콜릿에 슬라이드 이동 자유롭게 내측에 삽입되어, 상기 연결기구의 상기 타단부에 고정된 맨드릴과, 이 맨드릴에 대해서 상기 클램프 콜릿을 전진방향으로 힘을 더하는 스프링과, 상기 축 방향으로 이동 불가능하게 배치되고, 상기 클램프 콜릿을 상기 축 방향으로 슬라이드 이동 자유롭게 안내하면서, 그 클램프 콜릿의 상기 축방향의 이동을 소정의 위치에서 규제하는 콜릿 가이드를 구비하는 있는 것이 바람직하다.

이러한 구성에 따르면, 클램프 수단은, 워크에 형성된 가공 홀에 클램프 콜릿을 삽입하고, 맨드릴을 슬라이드 이동시켜서 클램프 콜릿의 직경을 확대 및 축소 시킴으로써 워크에 클램프 및 언클램프시킬 수 있다.

또한, 천공장치의 클램프 장치는, 상기 콜릿 가이드를 상기 가이드 부재에 의해 상기 직교방향으로 이동 자유롭게 지지하고 있는 것이 바람직하다.

이러한 구성에 따르면, 천공장치의 클램프 장치는, 콜릿 가이드가 가이드 부재에 의해 직교 방향으로 이동 자유롭게 지지되어 있어서 천공장치로 워크에 여러 개의 홀을 내기 위한 천공 작업을 할 때에 천공장치를 워크의 가공면을 따라서 이동하도록 안내시킬 수 있다. 이 때문에 워크의 소정위치에 쉽게 홀을 형성할 수 있어서 천공 작업의 효율화를 도모할 수 있다.

또한, 상기 클램프 장치와 상기 천공장치를 구비하고,

상기 천공장치는 압축 에어에 의해 구동되는 에어 구동 드릴 장치이며,

상기 압력 유체가 압축 에어이며,

상기 클램프 장치를 작동시켜서 클램프하는 클램프 버튼과, 상기 에어 구동 드릴 장치를 작동시켜서 천공 가공하는 스타트 버튼을 독립적으로 설치한 포터블식 클램프 장치가 구비된 에어 구동 드릴 장치를 제공한다.

이러한 구성에 따르면, 클램프 장치와 에어 구동 드릴 장치는, 모두 압축 에어로 구동되므로 클램프 장치와 천공장치(에어 구동 드릴 장치)의 구동 계통을 압축 에어로 총괄해서 장치 전체의 구조를 간소화하여 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 에어 구동 드릴 장치는 클램프 장치를 작동시키는 클램프 버튼과, 에어 구동 드릴 장치를 작동시켜서 천공 가공하는 스타트 버튼을 독립적으로 마련한다. 클램프 장치와 에어 구동 드릴 장치의 구동 타이밍을 조정할 수 있어서 클램프의 오작동이 없는 상태에서 천공 가공할 수 있다.

본 발명에 관련한 포터블식 천공장치의 클램프 장치 및 포터블식 클램프 장치가 구비된 에어 구동 드릴 장치는 장치의 소형화를 도모하고 조작성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태와 관련된 천공장치의 클램프 장치를 구비한 에어 구동 드릴 장치의 사용 상태를 나타내는 사시도이고,
도 2는 본 발명의 실시형태와 관련된 천공장치의 클램프 장치를 구비한 에어 구동 드릴 장치를 나타내는 좌측면도이고,
도 3은 본 발명의 실시형태와 관련한 천공장치의 클램프 장치를 구비한 에어 구동 드릴 장치를 나타내는 종단면도이고,
도 4는 본 발명의 실시형태와 관련한 천공장치의 클램프 장치를 구비한 에어 구동 드릴 장치의 커버 부재를 떼어냈을 때의 상태를 나타내는 요부 확대 측면도이고,
도 5는 오토 리턴 버튼의 일례를 나타내는 확대 단면도이고,
도 6은 본 발명의 실시형태와 관련된 천공장치의 파지 기구로 유지된 드릴의 조립 상태를 나타내는 요부 개략 단면도이고,
도 7은 본 발명의 실시형태와 관련된 천공장치의 클램프 장치의 언클램프시의 상태를 나타내고, 드릴의 도시를 생략한 요부 개략 단면도이고,
도 8은 본 발명의 실시형태와 관련된 천공장치의 클램프 장치의 클램프시 상태를 나타내는 요부 개략 단면도이고,
도 9의 (a)~(c)는 연결 기구의 움직임을 보이는 설명도이고,
도 10은 본 발명의 실시형태와 관련된 천공장치의 클램프 장치를 구비한 에어 구동 드릴 장치 앞쪽에서의 사시도이고,
도 11은 본 발명의 실시형태와 관련된 천공장치의 클램프 장치를 구비한 에어 구동 드릴 장치의 정면도이고,
도 12는 본 발명의 실시형태와 관련한 천공장치의 클램프 장치의 조립 상태를 나타내는 요부 개략 단면도이다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태와 관련된 포터블식 천공장치(에어 구동 드릴 장치(100))용 클램프 장치(1) 및 에어 구동 드릴 장치(100)를 설명한다. 이 클램프 장치(1)와 에어 구동 드릴 장치(100)를 합쳐서 포터블식 클램프 장치가 구비된 에어 구동 드릴 장치라고 칭한다.

또한, 클램프 장치(1)는, 예를 들면, 천공장치 자체와, 그 천공장치에 의해 가공되는 워크(W)를 클램프 하는 장치이다. 이하, 본 발명에 관련한 클램프 장치(1)의 실시형태의 일례로서 천공장치로서 에어 구동 드릴 장치(100)를 사용하는 경우를 예로 들어 설명하다.

≪에어 구동 드릴 장치의 구성≫

도 1에서와 같이 에어 구동 드릴 장치(100)(천공장치)는 공구를 회전시켜서 워크(W)를 가공하는 가공장치라면 좋고, 이하, 드릴(T) 등의 천공 공구를 갖는 드릴 장치를 예로 들어 설명한다. 에어 구동 드릴 장치(100)를 포함한 드릴 장치는 유압이나 공기압이나 전동 모터 등의 구동력을 이용해서 드릴(T)을 회전 및 진퇴(왕복 이동)하게 함으로써 워크(W)를 가공하는 장치이다. 그러나, 여기에서는, 이하, 압력 유체인 압축 에어를 동력원으로서 드릴(T)을 회전 및 왕복으로 움직이게 하는 에어 구동 드릴 장치를 예로 들어 설명한다.

또한, 편의상, 작업자가 그립(100a)을 잡은 상태를 기준으로, 드릴(T)이 장착되는 쪽을 앞쪽(선단 측), 그 반대 측을 뒤쪽, 그립(100a)이 고정된 쪽을 하측, 그 반대쪽을 상측, 작업자의 오른쪽을 우측, 반대쪽을 좌측으로 설명한다.

도 1과 같이 에어 구동 드릴 장치(100)는 도시하지 않은 작업자가 그립(100a)을 잡고, 예를 들면 템플레이트(200)에 형성된 가이드 홀(210)에 에어 구동 드릴 장치(100)의 선단부(110)(도 2등 참조)를 삽입해서, 클램프 장치(1)에 의해 워크(W)에 대해서 에어 구동 드릴 장치(100)를 고정해서 천공 작업을 수행하는 핸드 툴이다.

도 1에 있어서, 드릴(T)은, 회전시켜짐에 따라 워크(W)에 홀(구멍)을 가공하는 가공 공구이다. 그리고, 클램프 장치(1)는, 이미 가공되어 위치 결정용으로서 사용되는 가공홀(Wa)에 후술되는 클램프 콜릿(12)의 직경을 줄여서 삽입한다. 그리고나서 맨드릴(13)을 후퇴시킴으로써 클램프 콜릿(12)의 직경을 확장하여 에어 구동 드릴 장치(100)를 워크(W)에 클램프 한다.

도 2에 나타내는 바와 같이 에어 구동 드릴 장치(100)는 드릴(T)(도 1, 도 3등 참조)의 칼끝에서 피가공부로 미스트 에어를 공급하는 미스트 에어 공급관(120)과, 드릴에 의한 절삭 가공시의 이송 속도를 조정하는 레귤레이터(R)를 구비하며, 미스트 에어를 피가공부에 공급하면서 드릴에 따른 천공 가공을 행하고, 천공 가공에 의한 절삭 부스러기는 집진 파이프(미도시)로 회수하면서 배출한다.

도 3에서와 같이, 에어 구동 드릴 장치(100)는 보디(2)의 주요 부위로서, 대략 실린더 형상의 하우징(21)과, 보디(2)(또는 하우징(21))에 진퇴 자유롭게, 즉 전후 이동 자유롭게 내장된 램(3)과, 램(3)의 뒷부분에 연장 설치된 센터 바(30)와, 센터 바(30) 내에 형성된 에어 모터 공기 유로(30a)와, 센터 바(30)의 뒷부분에 형성된 센터 바 후부 에어 룸(30b)과, 램(3) 및 드릴(T)의 전진을 조정하는 램 전진 추력 조정기구(4)와, 램(3) 내에 유지된 드릴(T)을 회전시키는 주축 에어 모터(5)와, 램(3)을 전진시키는 전진용 압력 유체(압축에어)가 유통하는 전진용 유로(L1), 주축 에어 모터(5)를 회전시키기 위한 모터용 유로(L2) 및 배기용 유로(L3)와, 램(3)을 후퇴시키는 후퇴용 압력 유체(압축 에어)가 유통하는 후퇴용 유로(L4)와, 각 유로(L1~L4)에 압축 에어를 공급하는 메인 에어 공급구(100b)와, 드릴(T)를 파지하여 램(3)과 일체로 후퇴하는 파지(把持)기구(50)와, 보디(2)의 앞 부분에 배설되고 드릴(T)을 덮는 어저스팅 스러스트 너트(26)와, 보디(2)의 앞 부분에 배설되고 피스톤 실린더 기구(8)(도 3, 7, 8, 12 참조)를 지지하는 노즈 피스(22)와, 드릴 작동을 위해 에어 구동 드릴 장치(100)를 작동시켜서 천공 가공한느 스타트 버튼(ST)과 스타트 락 버튼(STL)을 구비한다.

도 3은 드릴(T) 등과 일체로 앞뒤 이동하는 램(3)이 가장 후퇴한 위치를 나타내고 있다.

≪보디의 구성≫

보디(2)의 하우징(21)은 도 3에서와 같이 실린더 형상을 이루고, 램(3), 주축 에어 모터(5), 센터 바(30) 등을 내장한 케이스이다. 보디(2)는, 이 하우징(21)의 후부를 폐쇄하도록 나사 결합되어 있는 리어 캡(25)과 노즈피스(22)를 구비하고 있다.

보디(2)의 내주부에는 후퇴용 유로(L4)의 일부를 형성하는 오목부(21a)가 원주형태로 형성되고, 이 오목부(21a)를 덮도록 모터 하우징부(21b)가 내측에 끼워져 있다. 그리고, 모터 하우징부(21b)의 후단부에는 오목부(21a)와 연통하는 유통 홀(21c)이 형성되고, 모터 하우징부(21b)의 선단부에는 오목부(21a)와 연통하는 유통홀(21d)이 형성되어 있다.

하우징(21)에는, 메인 에어 공급구(100b)와, 보디(2)의 상부에 형성된 실린더 룸(42)을 연통하는 후퇴용 유로(L4)가 형성되어 있다.

보디(2)는 그 위쪽에 레귤레이터(R)가 장착되고, 하부에 램(3)의 외주부에 형성된 에어 압력실(미도시)과 연통하는 메인 에어 공급구(100b)를 가지는 그립 (100a)이 고정되어 있다.

도 3에서와 같이, 램(3)은 원통 형상을 이루고, 보디(2)의 내주부에 왕복 이동 자유롭게 내장되어 있다. 램(3)의 후단부에는 센터 바(30)가 밀어넣어져 일체로 연결되어 있다. 램(3)은 파지기구(50)를 사이에 두고 드릴(T)을 압축 에어에 의해 왕복 이동시키기 위한 대략 원통 모양의 부재이며, 보디(2)에 진퇴 자유롭게 내장되어 있다.

레귤레이터(R)는, 예를 들면, 램(3)의 전진 후퇴 속도를 조정하는 댐퍼를 보디(2)의 상부에 앞뒤 방향으로 연신하게 하여서 보디(2)에 나란히 설치한다.

도 3에서와 같이, 센터 바(30)는 램(3)의 후단부에 밀어 넣어져서, 램(3)의 후단부를 폐쇄하도록 해서 축 방향으로 연장 설치된 부재로 구성된다. 센터 바(30)에는 그 내부에 에어 모터 공기 유로(30a)가 형성되고, 그 뒤에 전진용 유로(L1)와 연통하는 센터 바 후부 에어실(30b)이 형성되어 있다.

피스톤(41)은 램(3)의 진퇴에 연동해서 전진 및 후퇴하는 부재이다. 이 피스톤(41)은 앞뒤 방향으로 연장된 피스톤 로드(44)에 일체로 형성되고, 피스톤 로드 (44)가 실린더 룸(42) 및 대기(大氣) 개방 공간(43)의 각 단부 벽에 형성된 축 구멍에 슬라이딩하여 앞뒤 방향으로 진퇴하도록 설치되어 있다. 이 피스톤(41)은 실린더 룸(42)으로 흘러드는 압력 유체(압축 에어)의 힘에 의해서 후방으로 이동하려고 한다. 따라서, 센터 바 후부 에어실(30b)의 횡단면적에서 실린더 룸(42)의 횡단면적을 뺀 값에 압력 유체의 압력을 가한 힘에 의해 램(3) 등의 전진 추진력이 발생해서 이동한다.

실린더 룸(42)은, 램(3)을 후퇴시키기 위한 압력실이며, 피스톤(41)의 앞쪽에 형성되어 있다. 실린더 룸(42)에는, 보디(2)에 형성된 후퇴용 유로(L4)로부터 압축 에어가 상시 공급된다.

대기 개방 공간(43)은, 램(3)의 외주부의 보디(2)의 상부 내에 형성되면서 피스톤(41) 뒤에 형성되어 대기 개방되어 있다.

도 3에서와 같이, 피스톤 로드(44)는, 중앙부에 배치된 피스톤(41)과, 전단부에 마련된 가이드 바 홀더(45) 및 가이드 바 링(46)과, 후단부에 마련된 레귤레이터 스토퍼(47) 및 스크류 서포터(48)(도4 참조)를 가지고 일체로 앞뒤 방향으로 이동한다.

레귤레이터 스토퍼(47)는 피스톤 로드(44)가 미리 설정된 위치까지 전진했을 때 레귤레이터(R)를 눌러서 이송 속도를 조정할 수 있게 되어 있다.

도 4는, 보디(2)의 뒷부분에 마련된 커버(23)(도 1 참조)를 떼어낸 에어 구동 드릴 장치(100)의 후부를 나타내는 요부 확대 평면도이다. 도 4에서와 같이 피스톤 로드(44)의 후부에는 피스톤 로드(44)의 전진 이동의 전진단을 검출하기 위한 마이크로 어저스트 스크큐(49)를 구비한 상기 스크류 서포터(48)가 설치되어 있다.

마이크로 어저스트 스크류(49)는 피스톤 로드(44)의 전진 방향의 이동을 규제하는 전후 방향의 길이가 조절 가능한 조정부이다. 피스톤 로드(44) 및 스크류 서포터(48)와 함께 전진해서 미리 설정한 위치까지 이동하면, 오토 리턴 버튼(AR)을 누름 조작하도록 설치되어 있다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 오토 리턴 버튼(AR)은 램 전진 추력 조정 기구 (4)(도 3)의 일부 밸브이며, 피스톤 로드(44)의 전진 이동을 억제하게 하여, 메인 에어(MA)와 리턴 에어(RA)의 흐름을 바꿔서, 리턴 에어(RA)를 스풀 밸브(V2)에 넣음으로써 전진용 유로(L1)를 통해 센터 바 후부 에어실(30b)로 보내지는 압축 에어의 공급을 정지시킨다.

≪주축 에어 모터의 구성≫

도 3에서와 같이, 주축 에어 모터(5)는 파지기구(50)을 개재하여 드릴(T)을 회전시키는 모터이며, 예를 들면, 압축 에어 공급원(도 3에 미도시)으로부터 에어 모터실(도시생략)에 공급된 압축 에어에 의해 회전하는 에어 모터로 이루어진다. 주축 에어 모터(5)의 주축(5a)의 선단부는 드릴(T)을 파지하는 파지기구(50)에 의해 드릴(T)에 연결되어 있다. 주축 에어 모터(5)는 램(3)의 내부의 중앙부보다 약간 후방에 배치되어 있다. 모터용 유로(L2)에서 공급된 압축 에어에 의해 모터 축(5b)을 통해서 주축(5a)을 회전시키고, 주축(5a)에 장착된 드릴(T)에 의해 천공 가공을 하도록 이루어져 있다.

또한, 주축 에어 모터(5)는 드릴(T)를 회전 구동하는 것이라면 좋고, 전동 모터나 유압으로 구동하는 유압 모터라도 상관없다.

≪에어 유로의 구성≫

에어 유로(L)는, 압축 에어 공급원에서 공급된 압축 에어를 메인 에어 공급 구(100b), 스타트 버튼(ST), 스타트 락 버튼(STL), 스풀 밸브(V2), 주축 에어 모터 (5), 램 전진 추력 조정 기구(4) 등을 통해서 피스톤 실린더 기구(8)(도 7참조)에 공급하기 위한 유로이며, 각 유로(L1~L4)와 연통하는 에어 호스로 이루어진다. 주축 에어 모터(5) 및 피스톤 실린더 기구(8)는, 그 에어 유로(L)에서의 압축 에어에 의해 회전 또는 직선 구동되도록 이루어져 있다.

도 1에서 나타내는 바와 같이, 스타트 버튼(ST)(도 2, 3 참조) 및 스타트 락 버튼(STL)을 조작함으로써 미스트 탱크(130)에서 미스트 에어 공급관(120)을 통해 미스트 공급구(120a)에 공급된 미스트 에어가 드릴(T)에 분사되도록 되어 있다.

미스트 에어는 미스트 에어 공급관(120)에서 미스트 공급구(120a)를 지나 드릴(T)의 칼끝까지 형성된 관통홀(미도시)을 거쳐 가공부로 공급되게 되었다.

도 3에서 나타내는 바와 같이, 파지기구(50)는 드릴(T)을 착탈 자유롭게 파지하면서, 주축 에어 모터(5)의 회전을 드릴(T)에 전달하기 위한 연결 부재이다. 도 6에서와 같이 파지기구(50)는 드릴(T)을 파지하는 드릴용 콜릿(51)과, 이 드릴용 콜릿(51)이 내측에 끼워져서 주축(5a)의 선단부에 형성된 콜릿 홀더부(52)와, 드릴용 콜릿(51)을 콜릿 홀더부(52)에 고정하기 위한 콜릿 너트(53)와, 드릴(T)의 후단에 배치된 돌출 부분 조정 플러그(54)와, 이 돌출 부분 조정 플러그(54)를 개재하여서 드릴(T)의 후단면을 가압하여 드릴(T)의 돌출 여유(돌출길이)를 조정하는 세트 스크류(55)를 구비하여 구성되어 있다.

도 6에서와 같이 드릴용 콜릿(51)은 드릴(T)의 후단면 측이 장착되는 대략 원통형의 부재이며, 콜릿 홀더부(52)에 전방을 향해 확장하여 형성된 확장부(52a)에 내측에서 끼워지는 테이퍼 형태의 확경부(擴俓部)(51a)를 가진다. 드릴용 콜릿(51)에는 상기 확장부(51a)와 드릴(T)을 삽입 통과시키기 위한 드릴 유지홀(51b)과, 드릴용 콜릿(51)을 지름 방향으로 탄성 변형되기 쉽게 하기 위한 복수의 슬리팅(미도시)과, 환상의 홈으로 이루어지는 결합홈(51d)이 형성되어 있다.

콜릿 너트(53)는, 드릴용 콜릿(51)을 콜릿 홀더부(52)에 고정하기 위한 고정구이며, 드릴용 콜릿(51)의 머리부를 내측에서 끼워지게 한 상태에서 콜릿 홀더부(52)의 수나사부(52b)에 나사 결합하는 암나사부(53a)와, 드릴용 콜릿(51)의 외주부에 형성된 결합홈(51d)에 결합하는 걸림 볼록부(53b)를 갖는다.

콜릿 홀더부(52)는, 주축(5a)의 선단부에 형성된 대략 통 형상의 부재이며, 콜릿 너트(53)를 수나사부(52b)에 나사 결합시켰을 때에 드릴용 콜릿(51)의 확경부 (51a)를 축심 방향으로 눌러서 직경을 축소시켜 드릴용 콜릿(51)에 드릴(T)을 고정시키기 위한 확장부(52a)와 암나사부(53a)가 나사 결합함으로써, 콜릿 너트(53), 드릴용 콜릿(51) 및 드릴(T)을 주축(5a)에 일체화 고정시키기 위한 상기 수나사부(52b)를 구비한다.

도 6에서와 같이, 어저스팅 스러스트 너트(26)는, 보디(2)(도 3 참조)의 하우징(21)의 앞 부분에 배치되어서, 파지기구(50)의 후단부 측에 위치해서 주축(5a)을 덮는 커버 부재이다.

도 7에서와 같이, 노즈피스(22)의 선단부 내의 암나사부(22d)에는 에어 구동 드릴 장치(100)의 선단부(110)가 나사 장착되어 있다. 노즈피스(22)의 선단부 외주의 수나사부(22c)에는 연결용 너트(24)가 나사 장착되어 있다. 노즈피스(22)에는 그 외주부에 피스톤 실린더 기구(8)가 마련되고, 왼쪽에 링크 기구로 이루어진 연결 기구(7)가 마련되어 있다.

≪클램프 장치의 구성≫

도 7등에서와 같이, 클램프 장치(1)는, 에어 구동 드릴 장치(100)의 노즈피스(22)에 장착해서, 템플레이트(200)를 사용하는 경우에는 이와 함께 에어 구동 드릴 장치(100)를 워크(W)에 지지시키는 장치이며, 에어 구동 드릴 장치(100)의 끝 부분에 배치되어 있다. 클램프 장치(1)는 클램프하는 경우, 우선 압축 에어가 피스톤 실린더 기구(8)에 공급됨에 따라 구동되어서, 연결기구(7)를 통해 클램프 수단(10)의 맨드릴(13)을 전진시킨다. 클램프 콜릿(12)을 워크(W)의 가공 완료된 가공홀(Wa)과 템플레이트(200)의 가이드홀(210)에 삽입하여서 언클램프 상태로 만든다. 그 뒤, 도 8에서와 같이 압축 에어의 공급을 클램프 상태로 해서 맨드릴(13)을 후퇴시켜 인입하고, 클램프 콜릿(12)의 직경을 확대시켜 워크(W)의 위치 결정용(고정용)의 가공홀(Wa)에 결합시키고, 워크(W)와 템플레이트(200)를 끼워 넣고 클램프한다.

도 7에서 나타내는 바와 같이, 이 클램프 장치(1)는, 보디(2)의 선단부 측에 마련된 피스톤 실린더 기구(8)와, 이 피스톤 실린더 기구(8)에 압축 에어를 공급하여 구동시키기 위한 유체 공급 장치(압축 에어 공급원)(A)와, 일단이 피스톤 실린더 기구(8)의 이동 실린더(82)에 연결된 연결 기구(7)와, 이 연결 기구(7)의 타단에 연결되어 워크(W)에 가공된 가공홀(Wa) 중의 고정용으로 사용하는 홀에 고정되는 클램프 수단(10)을 구비한다. 그 밖에 클램프 장치(1)를 작동시켜서 클램프시키기 위한 클램프 버튼(92)(도 1 참조)과, 클램프 버튼(92)을 언클램프 상태로 유지시키기 위한 언클램프 버튼(91)(도 1참조)도 구비하고 있다.

≪피스톤 실린더 기구의 구성≫

도 7에서와 같이 피스톤 실린더 기구(8)는 에어 구동 드릴 장치(100)에 장착해서 클램프 수단(10)을 진퇴(進退)하게 함으로써, 워크(W)를 클램프 및 언클램프 하는 에어 피스톤 실린더 기구로 이루어지며, 노즈피스(22)의 선단측 외주부에 설치되어 있다. 이 피스톤 실린더 기구(8)는 노즈피스(22)의 외주부에 고정된 고정 피스톤(81)과, 이 고정 피스톤(81)을 덮도록 에어 구동 드릴 장치(100)(천공장치)의 축 방향으로 이동 자유롭게 노즈피스(22)에 장착된 이동 실린더(82)와, 이 이동 실린더(82)의 내부에 고정 피스톤(81)의 피스톤부(81a)를 칸막이로 해서, 양쪽에 형성된 전방 압력실(82a) 및 후방 압력실(82b)과, 이 전방 압력실(82a)및 후방 압력실(82b)에 압력 유체를 공급하여 이동 실린더(82)를 축 방향으로 이동시키는 상기 유체 공급 장치(A)를 구비하고 있다

고정 피스톤(81)은, 둥근 고리모양의 피스톤부(81a)와, 이 피스톤부(81a)가 외주부에 일체 형성된 통부(筒部)(81b)로 형성되어 있다. 이 고정 피스톤(81)은 노즈피스(22)의 끝 부분에 형성된 단차가 있는 통 모양의 중경부(中俓部)(22a)에 외측에 끼워진다. 그리고, 선단의 소경부(小徑部)(22b)의 외주면에 형성된 수나사부(22c)에 연결용 너트(24)를 나사 장착함으로써 고정되어 있다.

이동 실린더(82)는, 고정 피스톤(81)의 외주측에 에어 구동 드릴 장치(100)의 축 방향으로 진퇴 자유롭게 외측에서 끼워지는 부재이며, 연결기구(7)를 개재하여 맨드릴(13)이 연결되어 있다. 이동 실린더(82)는, 고정 피스톤(81)을 칸막이의 일부로 하여서, 피스톤부(81a)의 전단(前端) 측에 형성된 전방 압력실(82a)(제 1의 압력실)과, 그 후단 측에 형성된 후방 압력실(82b)(제 2의 압력실)로 이루어지는 실린더 룸을 가진다. 이동실린더(82)는 피스톤부(81a)의 외주부에 진퇴 자유롭게 배치된 원통부(82e)와, 통부(81b)의 외주부 뒤쪽에 진퇴 자유롭게 배치되어서 원통부의 후단부 측을 폐쇄하여 후방 압력실(82b)을 형성하는 후단측 뚜껑부재(82c)와, 통부(81b)의 외주부 앞쪽에 진퇴 자유롭게 배치되어서 원통부의 전단부 측을 폐쇄하고 전방 압력실(82a)를 형성하는 전단측 뚜껑부재(82d)를 구비하여 구성되어 있다.

도 7에서 나타내는 바와 같이, 피스톤 실린더 기구(8)는, 전방 압력실(82a)에 압축 에어가 공급되면, 맨드릴(13)이 전진하면서 클램프 콜릿(12) 내에서 전진방향으로 이동해 클램프 콜릿(12)의 직경이 축소되어, 에어 구동 드릴 장치(100)와 워크(W)를 언클램프 한다.

도 8에서 나타내는 바와 같이, 유체 공급 장치(A)에서 후방 압력실(82b)에 압축 에어가 공급되면, 맨드릴(13)이 클램프 콜릿(12) 내에서 후퇴 방향으로 이동하여 클램프 콜릿(12)이 워크(W)의 가공홀(Wa) 내에서 직경이 확대하여 에어 구동 드릴 장치(100)를 워크(W)에 클램프 한다. 유체 공급 장치(A)와 후방 압력실(82b) 사이의 압축 에어 공급 유로에는, 후방 압력실(82b) 내로 보내어진 압축 에어의 역류를 방지하고 클램프 상태를 유지하기 위한 체크밸브(역지밸브)(V1)가 설치되어 있다. 체크밸브(V1)는 이 클램프 상태일 때에 전방 압력실(82a)에 압축 에어가 공급되더라도 후방 압력실(82b) 내의 압축 에어가 역류하는 것을 저지한다. 이 때문에 이동 실린더(82)가 언클램프 상태가 되는 것을 억제한다.

도 7에서 나타내는 바와와 같이, 전방 압력실(82a)과 후방 압력실(82b)은, 배관을 통해서 절환밸브(9)에 접속되어 있다. 절환밸브(9)는 클램프 상태와 언클램프 상태를 전환한다. 도 7에서는, 후방 압력실(82b)에서의 압축 에어를 대기 배기구(9a)로부터 배기시키는 동시에 유체 공급 장치(A)에서 공급된 압축 에어를 전방 압력실(82a)에 공급하도록 전환하여서 언클램프 상태로 한다.

또한, 본 실시형태에 있어서는 도시를 생략하지만, 공급되는 압축 에어의 압력을 조정하는 감압 밸브를 마련하여 클램프 능력을 조정할 수 있다. 워크(W)의 재질 등에 맞춰 클램프 능력을 조정함으로써 인입력이 너무 강해서 워크(W)를 손상시키거나 워크(W)가 얇아 워크(W)를 변형시키거나 하는 것을 방지할 수 있다.

≪연결 기구의 구성≫

연결 기구(7)는, 노즈피스(22)에 진퇴 자유롭게 마련된 이동 실린더(82)에 워크(W)에 착탈되는 클램프 수단(10)을 축 직교방향으로 이동 자유롭게 연결하기 위한 연결 부재이며, 링크 기구로 구성되어 있다. 연결 기구(7)는, 기단부(基端部) 측이 이동 실린더(82)에 회동 자유롭게 연결되는 제 3 클램프 아암(73)과, 기단부 측이 이 제 3 클램프 아암(73)의 선단부에 회동 자유롭게 연결된 제 2 클램프 아암(72)과, 기단부 측이 이 제 2 클램프 아암(72)의 선단부에 회동 자유롭게 연결되고, 선단부 측이 콜릿 어저스터(15)에 연결된 제 1 클램프 아암(71)과, 제 1 클램프 아암(71), 제 2 클램프 아암(72) 및 제 3 클램프 아암(73)을 각각 연결하는 복수의 클램프 볼트(74)를 구비하여서, 제 1 클램프 아암(71)에 직교하는 방향으로 연신 배치된 클램프 수단(10)을 축 직교 방향으로 이동시킨다.

도 9 (a)~(c)에서 나타내는 바와 같이, 제 3 클램프 아암(73)은 기단부 측을 볼트(74a)로 이동 실린더(82)와 일체화한 후단측 뚜껑부재(82c)와 전단측 뚜껑부재(82d)의 상측 단부에 연결되어 있다.

제 3 클램프 아암(73)과 제 2 클램프 아암(72)은, 볼트(74b)에 의해 연결되고, 제 2 클램프 아암(72)이 볼트(74b)를 중심으로 요동 가능하게 축 지지되어 있다.

제 2 클램프 아암(72)과 제 1 클램프 아암(71)은, 볼트(74c)에 의해 연결되고, 제 1 클램프 아암(71)이 볼트(74c)를 중심으로 요동 가능하게 축 지지되어 있다.

도 8과 도 10에서 나타내는 바와 같이, 제 1 클램프 아암(71)은, 그 선단 측에 슬라이드 지지기구(6)의 가이드부(61a)에 콜릿 어저스터(15)와 콜릿 가이드(11)를 통해서 슬라이드 이동 자유롭게 결합된 맨드릴(13)의 기단측에 형성한 수나사부(13a)에 나사 장착한 암나사부(71a)가 형성되어서, 콜릿 가이드(11)에 진퇴 자유롭게 내측에서 끼워진 콜릿 어저스터(15)가, 맨드릴(13)을 나사 장착시킴으로써 해당 제 1 클램프 아암(71)에 설치되어 있다.

도 10에서 나타내는 바와 같이 제 1 클램프 아암(71)에 콜릿 가이드(11) 및 맨드릴(13)이 마련되어 있고, 그에 의해 콜릿 가이드(11)가 슬라이드 지지기구(6)의 가이드부(61a)에 안내되어서 축 직교방향(화살표 a방향)으로 이동하면, 연결기구(7)의 링크 기구가 변위하게 된다. 또한, 연결 기구(7)는 이동 실린더(82)에 대해서 축 방향을 따른 방향의 회동 축 회전으로 회동 자유롭게 클램프 수단(10)을 지지한다.

≪클램프 수단의 구성≫

도 8에서 나타내는 바와 같이, 클램프 수단(10)은, 에어 구동 드릴 장치(100)의 선단 부위를 워크(W)의 소정위치에 착탈시키는 장치이다. 예를 들면, 연결 기구(7)를 통해서 이동 실린더(82)의 이동에 따른 구동에 의해 맨드릴(13)이 구동되어서 클램프 콜릿(12)을 후퇴 이동시키면서 지름을 확장시키고, 이에 따라 워크(W)에 가공되어서 형성된 가공홀(Wa)에 클램프하고, 클램프 콜릿(12)을 전진 이동시킴으로써 언클램프 하는 고정 장치로 구성된다.

클램프 수단(10)은, 워크(W)의 가공홀(Wa)에 삽입해서 워크(W)에 고정되는 클램프 콜릿(12)과, 이 클램프 콜릿(12)에 슬라이드 이동 자유롭게 내측에서 삽입된 연결기구(7)의 앞단부(타단)에 고정된 맨드릴(13)과, 이 맨드릴(13)에 대해서 클램프 콜릿(12)을 전진 방향으로 힘을 가세하는 스프링(14)과, 이 스프링(14)를 지지하여 제 1 클램프 아암(71)에 고정된 콜릿 어저스터(15)와, 축 방향으로 이동 불가능하게 배치되고, 클램프 콜릿(12)을 슬라이드 이동 자유롭게 가이드 하면서 동시에 소정 위치에서 축 방향의 이동을 규제하는 콜릿 가이드(11)를 구비한다.

또한, 클램프 수단(10)은, 적어도 에어 구동 드릴 장치(100)의 선단 부위를 워크(W)의 소정위치에 착탈 가능하게 고정할 수 있는 것이라면 좋다. 예를 들어, 자석식 등의 기타 방식이라도 상관없다.

도 8에서 나타내는 바와 같이, 콜릿 가이드(11)는 대경(大徑)부(11a)와 소경(小徑)부(11b)의 각 홀부를 가지는 원통형의 부재로 이루어지며, 그 외주면이, 후술되는 클램프 플레이트(61)의 가이드부(61a)에 결합되어서, 가이드부(61a) 내를 워크(W)의 표면을 따른 축 직교방향으로 이동 자유롭게 지지되어 있다. 콜릿 가이드(11)는 대경부(11a) 내에 콜릿 어저스터(15) 및 클램프 콜릿(12)의 베이스부(基部)인 걸림부(12a)가 앞뒤 방향으로 슬라이드 이동 자유롭게 삽입되고, 소경부(11b) 내에 클램프 콜릿(12)의 외주면이 슬라이드 이동 자유롭게 삽입되어 있다. 그리고 또한, 클램프 콜릿(12)이 전진했을 때에 걸림부(12a)가 걸리도록 이루어져 있다.

클램프 콜릿(12)은, 후단 외주부에 둥근 고리 모양으로 돌출 형성된 걸림부(12a)와, 축 방향을 따라 원주 방향으로 복수 배열된 직선 모양의 슬릿(12b)이 형성된 원통형의 부재로 구성된다. 클램프 콜릿(12)은 내삽(內揷)된 맨드릴(13)이 후퇴 방향으로 이동하면 지름이 확대되어서 에어 구동 드릴 장치(100)를 워크(W)에 클램프하고, 전진방향으로 이동하면 지름이 축소되어서 에어 구동 드릴 장치(100)와 워크(W)를 언클램프 한다. 클램프 콜릿(12)은 확경(擴俓) 및 축경(縮俓)이 원활하게 안정적으로 실현될 수 있도록 두께나 슬릿(12b)의 형상이 설정되어 있다.

도 8에서 나타내는 바와 같이, 맨드릴(13)은 클램프 콜릿(12)에 슬라이드 이동 자유롭게 내삽된 대략 원기둥 형상의 부재이며, 후단부에 형성된 수나사부(13a)와, 전단부에 형성된 앞이 넓어지는 테이퍼부(13b)가 형성되어 있다. 수나사부(13a)는 클램프 콜릿(12), 스프링(14) 및 콜릿 어저스터(15)를 따라서 제 1 클램프 아암(71)의 앞단부에 나사 장착된다. 테이퍼부(13b)는 이동실린더(82)가 후퇴한 클램프시에 슬릿(12b)이 존재하는 클램프 콜릿(12)을 외측으로 눌러서 지름을 확대시키는 부위이다.

스프링(14)은 클램프 콜릿(12)을 항상 앞 방향으로 힘을 가세하는 압축 코일 스프링으로 이루어지며 콜릿 어저스터(15) 내에 설치되어 있다.

콜릿 어저스터(15)는 축입(軸入)된 맨드릴(13)의 수나사부(13a)에 의해 제 1클램프 아암(71)에 고정된 단이 구비된 원통형의 부재이며, 그 단부(段部)가 스프링(14)의 스프링 받기의 기능도 한다. 콜릿 어저스터(15)에는 맨드릴(13)의 후단부 및 스프링(14)이 삽입되고, 콜릿 가이드(11)가 진퇴 자유롭게 외측에서 끼워진다.

≪슬라이드 지지기구의 구성≫

도 10에서 나타내는 바와 같이, 슬라이드 지지기구(6)란, 콜릿 가이드(11)를 축 직교방향으로 이동 자유롭게 지지하는 장치이다. 슬라이드 지지기구(6)는, 콜릿 가이드(11)를 이동 자유롭게 가이드 하는 클램프 플레이트(61)와, 클램프 플레이트(61)에 연결되고 워크(W)의 표면, 또는 워크 표면에 템플레이트(200)가 존재할 경우, 그 표면에서의 후방으로의 거리(높이)를 조정하는 높이 조정 플레이트(62)와, 높이 조정용의 높이 조정 볼트(63)를 구비하고 있다. 클램프 플레이트(61)는 에어 구동 드릴 장치(100)의 선단 부분에 고정 상태에서 장착되어 있다.

클램프 플레이트(61)는, 삽입된 콜릿 가이드(11)를 에어 구동 드릴 장치(100)에 장착된 드릴(T)의 중심축 선에 직교하는 방향, 예를 들면, 수평방향으로 이동 자유롭게 지지하는 가이드부(61a)와, 높이 조정 볼트(63)가 삽입되는 절결홈(61b)이 형성되어 있다. 클램프 플레이트(61)는 수평 방향으로 연장되고, 우단부가 에어 구동 드릴 장치(100)의 노즈피스(22)의 선단부에 연결되고, 좌단부에 워크(W)의 표면에 맞닿아서 지지되는 높이 조정 플레이트(62)가 연결되어 있다. 클램프 플레이트(61)는 콜릿 가이드(11)가 가로방향으로 긴 긴홀(長空)로 이루어지는 가이드부(61a)에 슬라이드 이동 자유롭게 삽입 통과되기 때문에 맨드릴(13)을 가공홀(Wa)에 삽입할 때에 콜릿 가이드(11)를 워크(W)의 표면을 따라 이동시키고, 위치 결정의 미세조정이 가능하도록 되어 있다.

이 때문에 슬라이드 지지기구(6)에 의해 콜릿 가이드(11)를 워크(W)의 표면을 따라 이동 자유롭게 지지함으로써 에어 구동 드릴 장치(100)에 장착된 드릴(T)과 클램프 장치(1)의 클램프 콜릿(12)과의 거리를 자유롭게 조정할 수 있다.

도 11 및 도 12에서와 같이, 높이 조정 플레이트(62)는, 템플레이트(200) 또는 워크(W)(도 1 참조)에 맞닿게 해서 지지하는 어저스트 플레이트이며, 상하방향으로 세로로 길고 횡단면에서 보아 반원형의 부재로 이루어진다. 이 높이 조정 플레이트(62)는 조정 볼트(63)에 따라 절결홈(61b)의 적절한 위치에 고정되어 있다. 높이 조정 볼트(63)는 클램프 플레이트(61)의 워크(W)에서의 높이를 조정하고, 콜릿 가이드(11)를 워크(W)의 표면을 따라 평행하게 이동시킨다. 또한, 높이 조정 볼트(63)를 풀어서 클램프 플레이트(61)의 높이를 조정한다.

[작용]

이상과 같이 구성된 본 실시형태와 관련된 클램프 장치(1)의 동작을 에어 구동 드릴 장치(100)에 의한 천공 작업의 순서로 각 도면을 참조하면서 설명한다. 우선, 클램프 장치(1)의 클램프 수단(10)의 클램프 콜릿(12)에서 템플레이트(200)를 수반한 워크(W)를 유지하는 클램프 경우를 설명한다.

도 1과 같이 에어 구동 드릴 장치(100)로 워크(W)에 홀을 내는 경우, 준비 공정으로서, 워크(W)의 기준 홀이 되는 가공홀(Wa)을 형성한다. 워크(W)의 가공 완료된 가공홀(Wa)에 맞춰서 템플레이트(200)를 워크(W)에 위치 결정시킨 후에 나사 부재(도시생략)로 템플레이트(200)를 워크(W)에 고정한다.

이어서, 도 7에서와 같이, 워크(W)의 가공완료된 가공홀(Wa)에 이 가공홀(Wa)에 일치시킨 템플레이트(200)의 가이드 홀(210)을 통해서 클램프 콜릿(12) 및 맨드릴(13)을 삽입하는 삽입 공정을 행한다. 작업자는, 템플레이트(200)의 소정의 가이드홀(210)에 에어 구동 드릴 장치(100)의 선단부(110)를 삽입한다. 이때, 작업자는 워크(W)에 가공하는 홀의 피치에 맞춰서 슬라이드 지지기구(6)에 의해 콜릿 가이드(11)를 이동하여 드릴(T)과 클램프 콜릿(12)과의 거리를 조정해 둔다.

그 후, 도 1에 나타내는 그립(100a)의 상부에 배치된 클램프 버튼(92)을 누름 조작함으로써 도 8에 나타내는 유체 공급 장치(A)에서 압축 에어가 전방 압력실(82a)(제 1의 압력실) 내에 공급되어서 피스톤 실린더 기구(8)가 구동되는 피스톤 실린더 구동 공정이 이루어진다.

이어서, 후방 압력실(82b)에 압축 에어가 공급되면, 이동실린더(82)가 후측방향으로 가압되어 이동하고, 연결기구(7)를 통해 맨드릴(13)이 인입된다. 그 맨드릴(13)의 테이퍼부(13b)가 클램프 콜릿(12)의 직경을 확장시킨다. 클램프 콜릿(12)은 워크(W)의 가공홀(Wa)에 맞닿아서, 워크(W)와 템플레이트(200)를 끼워 넣다. 그래서 워크(W)에 클램프 콜릿(12)을 고정시키는 클램프 공정이 이루어진다.

이어서, 도 3에 나타내는 스타트 락 버튼(STL)을 눌러 조작한다. 그러면, 이 스타트 락 버튼(STL)을 통해서 스타트 버튼(ST)에 압축 에어가 공급되어서, 스타트 버튼(ST)의 조작이 가능해진다. 스타트 버튼(ST)을 눌러 조작하면, 에어 구동 드릴 장치(100)의 램(3), 드릴(T) 등이 도 3에서 나타내는 퇴피(退避) 위치에서 전진한다. 그리고, 미리 설정된 일정량 램(3)이 이동한 단계에서, 드릴(T)의 칼끝에서 미스트 에어가 분사된다. 또한, 주축 에어 모터(5)가 회전 구동해서 주축(5a), 드릴(T)의 회전이 시작된다. 그리고, 천공 가공이 개시되어서, 워크(W)에 드릴(T)로 복수의 홀을 천공 가공하는 천공 가공 공정이 실행된다.

에어 구동 드릴 장치(100)는, 램(3)이 전진하여, 도 4에 나타내는 마이크로 어저스트 스크류(49)가 오토 리턴 버튼(AR)을 누름으로써, 기술된 리턴 에어(RA)가 스풀 밸브(V2)로 들어가서(도 3 참조), 전진용 유로(L1)를 차단한다. 이에 따라, 램(3)의 전진 이동을 멈추고, 그리고 램(3)이 퇴피 위치까지 후퇴한다. 주축(5a)의 회전은 램(3)이 일정량 이동한 단계에서 멈춘다.

이동 실린더(82)의 전진 이동에 의해 연결기구(7)를 통해서 맨드릴(13) 및 콜릿 어저스터(15)가 전진하다. 그리고 또한, 콜릿 어저스터(15)가 스프링(14)을 통해서 클램프 콜릿(12)를 전진시키고, 그 클램프 콜릿(12)의 걸림부(12a)가 콜릿 가이드(11)에 부딪힌다. 이렇게 해서 클램프 콜릿(12)의 직경이 축소된 상태가 되고 클램프 콜릿(12)은 워크(W)의 가공홀(Wa)에 대해서 언클램프 상태가 된다.

그리고, 클램프 장치(1)를 후측으로 끌어서, 클램프 콜릿(12)과 맨드릴(13) 등을 템플레이트(200)의 위치 결정용이기도 한 기준 홀로서의 워크(W)의 가공홀(Wa)로부터 떼어냄으로써 천공 작업이 종료한다.

이와 같이 본 발명에 관한 클램프 장치(1)는, 도 7에서와 같이, 노즈피스(22)의 중경부(앞부분 외주부)에, 노즈피스(22)와 동일 축심 상을 이동 실린더(82)가 진퇴하도록 피스톤 실린더 기구(8)를 배치한다. 따라서, 피스톤 실린더 기구(8)를 노즈피스(22)의 축심 근방에 배치해서 장치 전체를 간소화하여 컴팩트하게 할 수 있다.

또한, 포터블식 클램프 장치가 구비된 에어 구동 드릴 장치는, 클램프 플레이트(61)의 가이드부(61a)에 결합시켜, 클램프 콜릿(12)을 진퇴 자유롭게 지지한 콜릿 가이드(11)를 피스톤 실린더 기구(8)의 이동 실린더(82)에 링크 기구로 이루어진 연결기구(7)를 통해서 연결함으로써, 축 직교 방향으로 이동 가능하게 할 수 있다. 이 때문에, 포터블식 클램프 장치가 구비된 에어 구동 드릴 장치 또는 에어 구동 드릴 장치(100)는, 워크(W)에 복수의 홀을 뚫는 경우에 정확하고 빠르게 홀을 형성할 수 있고, 천공 작업의 작업성 및 작업 효율을 향상시킬 수 있다.

워크(W)에 하나의 홀을 형성한 뒤, 템플레이트(200)를 사용하고 있는 경우에는 그 가이드 홀(210)에서 천공장치(에어 구동 드릴 장치(100))의 선단부(110)를 빼내기 위해 클램프 장치(1)와 함께 천공장치를 후방으로 빼내어, 클램프 수단(10)의 클램프 콜릿(12) 등을 가공이 완료된 적정한 가공홀, 예를 들면, 직전에 형성한 상기 홀에 삽입하고, 또한 천공장치의 선단부(110)를 템플레이트(200)의 다른 가이드 홀(210)에 삽입하고, 그 위치에서 새로운 홀을 가공할 수 있다.

한편, 템플레이트(200)를 사용하지 않는 경우는, 워크(W)에 하나의 홀을 가공한 뒤 천공공구(드릴 T)를 퇴피 위치까지 퇴피시키고, 클램프 콜릿(12)을 워크(W)의 가공홀(Wa)에 삽입 고정한 클램프 상태인 채로, 콜릿 가이드(11)와 가이드부(61a)를 상대 미끄러지게 함으로써 클램프 플레이트(61)가 부착된 천공장치를 워크(W)의 소망 위치로 이동시키고, 그 소정 위치에 새로운 홀을 가공할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 그 기술적 사상의 범위 내에서 여러 가지 개조 및 변경이 가능하며, 본 발명은 이들 개조 및 변경된 발명에도 미치는 것은 물론이다.

예를 들면, 본 실시형태에서, 천공장치로서 주축 에어 모터(5)로 구동하는 에어 구동 드릴 장치(100)를 사용했지만 이에 한정되는 것은 아니다. 유압식 모터, 전동 모터 등으로 구동하는 천공장치에 적용할 수도 있다.

또한, 클램프 장치의 발명에 관해서, 피스톤 실린더 기구(8)는 압축 에어에 의해 구동되는 것에 한정되지 않는다. 유압을 이용한 실린더 기구라도 좋다. 램 전진 추력 조정 기구(4)는 모터 기어 기구 등의 기타 기구를 사용한 것이라도 상관없다.

상기 실시형태에서는 공구의 일례로서 드릴(T)을 들어 설명했지만, 탭, 리마, 엔드 밀 등의 회전 공구를 회전 및 왕복 이동시켜서 워크(W)를 가공하는 것이라면, 적용할 수 있다.

1; 클램프 장치
2; 보디
6; 슬라이드 지지 기구
7; 연결 기구
8; 피스톤 실린더 기구
10; 클램프 수단
11; 콜릿 가이드
12; 클램프 콜릿
13; 맨드릴
14; 스프링
22; 노즈피스(보디의 앞 부분)
26; 어저스팅 스러스트 너트
61; 클램프 플레이트(가이드 부재)
81; 고정 피스톤
82; 이동 실린더
82a; 전방 압력실(제 1의 압력실)
82b; 후방 압력실(제 2의 압력실)
91; 언클램프 버튼
92; 클램프 버튼
100; 에어 구동 드릴 장치(천공장치)
ST; 스타트 버튼
T; 드릴(천공 공구)
W; 워크
Wa; 가공 홀

Claims (5)

1. 포터블식 천공장치의 보디의 앞 부분에 장착해서 해당 천공장치를 워크에 클램프 하는 천공장치의 클램프 장치로서,
   상기 보디의 앞 부분의 외주부에 고정된 고정 피스톤과,
   이 고정 피스톤을 덮도록 상기 천공장치의 주축의 축 방향으로 이동 자유롭게 마련된 이동 실린더와,
   이 이동 실린더의 내부에 상기 고정 피스톤을 칸막이로 해서, 그 칸막이의 앞뒤 양쪽에 형성된 제 1의 압력실 및 제 2의 압력실과,
   이 제 1의 압력실 및 제 2의 압력실에 압력 유체를 공급해서 상기 이동 실린더를 상기 축 방향으로 이동시키는 유체 공급 장치와,
   일단부가 상기 이동 실린더에 연결된 연결 기구와,
   이 연결 기구의 타단부에 연결되고, 상기 워크의 소정 위치에 고정되는 것이 가능한 클램프 수단을 구비하며,
   상기 연결 기구는, 상기 축 방향으로 상기 이동 실린더와 일체로 이동하도록 해당 이동 실린더와 상기 클램프 수단을 연결하고,
   상기 클램프 장치는 상기 유체 공급 장치를 사용하여 상기 이동 실린더 및 상기 연결 기구를 통해서 상기 클램프 수단을 한 방향으로 이동시켜 클램프 하고, 반대 방향으로 이동시켜서 언클램프 하는 것을 특징으로 하는 포터블식 천공장치용클램프 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 클램프 수단을 상기 축 방향에 직교하는 직교방향으로 이동 자유롭게 지지하는 가이드 부재를 더 구비하고,
   상기 연결기구는 링크 기구로 이루어지고, 상기 이동 실린더에 대해서 상기 축 방향을 따르는 방향의 회동 축 둘레로 회동 자유로운 것임을 특징으로 하는 포터블식 천공장치용 클램프 장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 클램프 수단은,
   상기 천공장치에 의해 상기 워크에 가공된 가공 홀에 삽입해서 상기 워크에 위치 결정 지지되는 클램프 콜릿과,
   이 클램프 콜릿에 슬라이드 이동 자유롭게 내측에 삽입되고, 상기 연결 기구의 타단부에 고정된 맨드릴과,
   이 맨드릴에 대해서 상기 클램프 콜릿을 전진 방향으로 힘을 가세하는 스프링과,
   상기 축 방향으로 이동 불가능하게 배치되어, 상기 클램프 콜릿을 상기 축 방향으로 슬라이드 이동 자유롭게 가이드 하면서, 그 클램프 콜릿의 상기 축 방향의 이동을 소정의 위치에서 규제하는 콜릿 가이드를 구비하는 것을 특징으로 하는 포터블식 천공장치용 클램프 장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 콜릿 가이드를 상기 가이드 부재에 의해 상기 직교 방향으로 이동 자유롭게 지지한 것을 특징으로 하는 포터블식 천공장치용 클램프 장치.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 기재된 클램프 장치와 상기 천공장치를 구비하고,
   상기 천공장치는 드릴이 압축 에어에 의해 구동되는 에어 구동 드릴 장치이며,
   상기 압력 유체가 압축 에어이며,
   상기 클램프 장치를 작동시켜서 클램프 하는 클램프 버튼과, 상기 에어 구동 드릴 장치를 작동시켜서 천공 가공하는 스타트 버튼을 독립적으로 마련한 것을 특징으로 하는 포터블식 클램프 장치가 구비된 에어 구동 드릴 장치.

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