KR100226718B1 - 공작기계의 스핀들헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작기계의 스핀들헤드에 관한 것이다. 본 발명에 따른 공작기계의 스핀들헤드는 스핀들모터의 출력축에 결합된 제1스핀들과 이 제1스핀들에 대해 소정각도를 이루도록 배치되어 제1스핀들의 회전에 연동하여 회전되는 제2스핀들을 구비하여, 가공물의 가공방향의 변경을 위한 작업이 매우 신속하고 용이하게 이루어질 수 있으며, 별도의 복잡한 기구적장치를 필요로 하지 않으므로 비용이 절감될 수 있다.

Description

공작기계의 스핀들헤드

본 발명은 공작기계의 스핀들헤드에 관한 것이다.

각종 기계요소를 가공하는 공작기계는 본체와 이 본체에 설치되어 공구를 지지함과 동시에 그 공구를 회전시키는 스핀들헤드를 구비하고 있다. 도 1에는 상술한 스핀들헤드의 일 예로서 밀링머신의 스핀들헤드가 개략적으로 도시되어 있다. 이 스핀들헤드(10)는 밀링머신의 본체(1)에 가이드(2)를 따라 승강 가능하게 설치된 스핀들박스(11)와, 스핀들박스(11)에 설치된 스핀들모터(12) 및 스핀들(13)을 구비하고 있다. 스핀들(13)은 상기 스핀들박스(11)에 베어링(14)들에 의해 회전 가능하게 결합되어 있으며, 상단부가 스핀들모터(12)의 출력축에 고정되어 그 스핀들모터(12)에 의해 회전되게 된다. 스핀들(13)의 하단부에는 공구고정부(13a)가 마련되어 있으며, 이 공구고정부(13a)에는 공작물에 가공을 행하는 공구(3)가 나사(19) 등에 의해 고정되게 된다.

이러한 스핀들헤드(10)에 있어서, 공구(3)를 스핀들(13)의 공구고정부(13a)에 고정하고 스핀들모터(12)를 회전시키면 그 회전력이 스핀들(13)을 통해 공구(3)에 전달되어 공구(3)가 회전되고, 회전되는 공구(3)에 의해 가공물의 밀링가공이 행해지게 된다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같은 구성의 종래 스핀들헤드(10)에 있어서는, 수직으로 배치된 스핀들(13)을 구비하고 있으며 공구(3)는 그 스핀들(13)의 중심축선을 기준으로 하여 회전되므로, 수직방향의 밀링작업은 가능하나 수평방향의 밀링작업 즉, 공구(3)가 상기 수직으로 배치된 스핀들(13)과 직각을 이루는 가상선을 중심으로 회전되어야 하는 밀링작업은 수행할 수 없다. 만일 상술한 바와 같이 수직으로 배치된 스핀들헤드를 가지는 공작기계로 수직방향의 밀링작업을 행하는 도중에 수평방향의 밀링작업으로 변경하고자 하는 경우에는, 스핀들에 결합된 공구를 분리하고 그 자리에 소위 앵글헤드라 불리우는 복잡한 기구적 장치 즉, 수평으로 배치된 회전축을 가지는 별도의 복잡한 기구적 장치를 설치한 후, 그 회전축에 공구를 결합하여 사용하여야 한다.

그런데, 상술한 앵글헤드는 가격이 상당히 비쌀 뿐만 아니라, 그 앵글헤드의 설치 및 분리 작업이 매우 힘들고 시간도 많이 걸리게 되며, 스핀들헤드와 앵글헤드와의 결합부위에서 동력의 손실이 발생되어 강력한 가공작업을 행하기가 쉽지 않다는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 별도의 복잡한 기구적 장치를 결합시키지 않더라도 수평 및 수직방향의 가공이 가능하도록 개선된 공작기계의 스핀들헤드를 제공함에 목적이 있다.

도 1은 종래 공작기계의 스핀들헤드 부위의 개략적 단면도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들헤드를 갖춘 공작기계의 주요부위의 개략적 단면도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20...스핀들헤드 21...스핀들박스

22...스핀들모터 23...제1스핀들

231...공구고정부 24...제2스핀들

241...공구고정부 27...제1베벨기어

28...제2베벨기어 3...공구

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 공작기계의 스핀들헤드는, 공작기계에 설치되며 공구를 회전 가능하게 지지하는 것에 있어서, 스핀들박스와, 상기 스핀들박스에 설치된 스핀들모터와, 상기 스핀들박스에 회전 가능하게 설치되어 상기 스핀들모터에 연결되며 공구의 고정을 위한 공구고정부를 가지는 제1스핀들과, 상기 스핀들박스에 상기 제1스핀들과 소정각도를 이루도록 설치되어 그 제1스핀들의 회전에 연동하여 회전되며 공구의 고정을 위한 공구고정부를 가지는 제2스핀들을 구비하여, 상기 제1스핀들과 상기 제2스핀들 중 적어도 하나에 공구를 고정할 수 있도록 구성된 점에 특징이 있다.

이러한 본 발명에 있어서, 상기 제2스핀들은 상기 제1스핀들에 대해 직각으로 설치되는 것이 바람직하며, 또한 상기 제2스핀들은, 그 제2스핀들과 상기 제1스핀들에 각각 결합되어 서로 맞물리는 베벨기어들을 통해, 제1스핀들의 회전에 연동되어 회전되도록 하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 스핀들헤드를 구비한 공작기계의 주요부위의 개략적 단면도이다.

도면을 참조하면, 공작기계로서의 밀링머신 본체(1)에는 본 발명에 따른 스핀들헤드(20)가 설치되어 있다. 이 스핀들헤드(20)는 스핀들박스(21)와, 스핀들모터(22)와, 제1스핀들(23)과, 제2스핀들(24)을 구비하고 있다.

상기 스핀들박스(21)는 밀링머신 본체(1)에 설치된 가이드(2)에 슬라이딩 가능하게 결합되어서 그 가이드(2)를 따라 승강될 수 있다. 상기 스핀들모터(22)는 스핀들박스(21)의 상단에 고정되어 있으며, 상기 제1스핀들(23)은 스핀들박스(21)에 베어링(25)들을 통해 회전 가능하게 지지되어 있다. 제1스핀들(23)의 상단부는 스핀들모터(22)의 출력축에 결합되어 있으며, 제1스핀들(23)의 하단부에는 밀링커터 등의 공구(3)가 볼트(231a) 등에 의해 고정될 수 있도록 공구고정부(231)가 마련되어 있다. 상기 제2스핀들(24)도 베어링(25)들에 의해 스핀들박스(21)에 회전 가능하게 설치되어 있으며, 상기 제1스핀들(23)과 90도 각도를 이루도록 배치되어 있다. 이 제2스핀들(24)의 일단부에는 상기 제1스핀들(23)과 마찬가지로 볼트(241a) 등에 의해 공구(3)가 고정될 수 있도록 공구고정부(241)가 마련되어 있다.

한편, 상기 제1스핀들(23)에는 제1베벨기어(27)가 동축적으로 결합되어 있으며, 제2스핀들(24)에는 제2베벨기어(28)가 그 제2스핀들(24)과 동축적으로 결합되어서 상기 제1베벨기어(27)와 맞물려 있다.

이러한 구성을 가지는 공작기계의 스핀들헤드(20)에 있어서, 스핀들모터(22)의 출력축이 회전되게 되면, 그 스핀들모터(22)에 연결된 제1스핀들(23)이 회전되고, 제1베벨기어(27) 및 제2베벨기어(28)를 통해 제1스핀들(23)과 연결된 제2스핀들(24)이 함께 회전된다. 따라서, 가공물에 수직방향으로의 가공을 행하고자 하는 경우에는 수직으로 배치된 제1스핀들(23)의 공구고정부(231)에 공구(3)를 결합하여 사용하면 되며, 가공물에 수평방향으로의 가공을 행하고자 하는 경우에는 수평으로 배치된 제2스핀들(24)의 공구고정부(241)에 공구(3)를 결합하여 사용하면 된다.

한편, 예를 들어 제1스핀들(23)의 공구고정부(231)에 공구(3)를 결합하여 사용하는 경우에는, 제2스핀들(24)의 공구고정부(241)에 보호부재를 씌워 안전사고의 방지 및 그 공구고정부의 보호를 행함이 바람직하다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이 본 실시예의 스핀들헤드(20)는 수직으로 배치된 제1스핀들(23)과 이 제1스핀들(23)에 대해 소정각도를 이루도록 배치된 제2스핀들을 구비하고 있으므로, 가공물의 가공방향의 변경을 위한 작업이 예를 들어 제1스핀들(23)에 고정되어 있는 공구(3)를 제2스핀들(24)에 고정하거나 또는 제2스핀들(24)에 고정되어 있는 공구(3)를 제1스핀들(23)에 고정하는 것만으로 완료되게 된다. 따라서, 가공물의 가공방향의 변경작업이 매우 신속하고 용이하게 이루어질 수 있으며, 종래 사용하던 앵글헤드 등과 같은 별도의 복잡한 기구적장치를 필요로 하지 않으므로 비용이 절감될 수 있다.

본 실시예를 설명함에 있어서는 밀링머신에 장착되는 스핀들헤드에 대해 설명하였으나 본 발명에 따른 스핀들헤드는 밀링머신 뿐만이 아니 기타 다른 공작기계에도 널리 적용될 수 있을 것이다.

그리고, 본 실시예에 있어서는 제2스핀들(24)이 제1스핀들(23)에 연동되어 회전될 수 있도록 하기 위하여 제1베벨기어(27)와 제2베벨기어(28)가 마련되어 있으나, 제1스핀들(23)의 회전력을 제2스핀들(24)에 전달하는 기구는 상술한 베벨기어들에 의한 것 이외에도 여러가지가 채용될 수 있을 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 공작기계의 스핀들헤드는 스핀들모터의 출력축에 결합된 제1스핀들과 이 제1스핀들에 대해 소정각도를 이루도록 배치되어 제1스핀들의 회전에 연동하여 회전되는 제2스핀들을 구비하여, 가공물의 가공방향의 변경을 위한 작업이 매우 신속하고 용이하게 이루어질 수 있으며, 별도의 복잡한 기구적장치를 필요로 하지 않으므로 비용이 절감될 수 있다.

Claims (3)

1. 공작기계에 설치되며 공구를 회전 가능하게 지지하는 공작기계의 스핀들헤드에 있어서,

   스핀들박스와,

   상기 스핀들박스에 설치된 스핀들모터와,

   상기 스핀들박스에 회전 가능하게 설치되어 상기 스핀들모터에 연결되며 공구의 고정을 위한 공구고정부를 가지는 제1스핀들과,

   상기 스핀들박스에 상기 제1스핀들과 소정각도를 이루도록 설치되어 그 제1스핀들의 회전에 연동하여 회전되며 공구의 고정을 위한 공구고정부를 가지는 제2스핀들을 구비하여,

   상기 제1스핀들과 상기 제2스핀들 중 적어도 하나에 공구를 고정할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 공작기계의 스핀들헤드.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제2스핀들은 상기 제1스핀들에 대해 직각으로 설치되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 스핀들헤드.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 제1스핀들에 동축적으로 결합되는 제1베벨기어와,

   상기 제2스핀들에 동축적으로 결합되며 상기 제1베벨기어와 맞물리는 제2베벨기어를 구비하여,

   상기 제2스핀들은 상기 제1베벨기어와 제2베벨기어를 통해 제1스핀들의 회전에 연동되어 회전되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 스핀들헤드.