KR100384749B1 - 스핀들 선단부의 이물질 차단장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전체인 스핀들 축과 그 축을 회전되게 지지하는 스핀들 하우징 사이의 틈새로부터 공기를 분사하여 침투되는 칩이나 비산하는 절삭유를 효과적으로 불어내도록 하는 스핀들 선단부의 이물질 차단장치에 관한 것이다.

이에 따른 본 발명은, 스핀들 하우징(11)과 베어링 캡(12)을 관통한 에어유로(14)를 통한 압축공기를 이용하여 스핀들 선단부의 스핀들 축(10)과 베어링 캡(12) 사이의 틈새로부터 침투하는 이물질을 차폐하는 스핀들 선단부의 이물질 차단장치에 있어서,

상기 스핀들 축(10)과 베어링 캡(12) 사이의 스핀들 선단부에 스핀들 축(10)에 간섭되지 않게 베어링 캡(12)의 내측면에 고정 압입되고, 상기 에어유로(14)와 연통하여 원주를 따라서 압축공기가 골고루 분포하여 분사될 수 있도록 등간격으로 다수의 노즐구멍(21)을 갖는 공기분배링(20)을 구성하였다.

Description

스핀들 선단부의 이물질 차단장치{Chip preventing apparatus of spindle head}

본 발명은 스핀들 선단부의 이물질 차단장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 회전체인 스핀들 축과 그 축을 회전되게 지지하는 스핀들 하우징 사이의 틈새로부터 침투되는 칩이나 비산하는 절삭유를 공기로 효과적으로 불어내도록 하는 스핀들 선단부의 이물질 차단장치에 관한 것이다.

최근 공작기계 특히 머시닝센터의 경우 생산성을 높이기 위해, 스핀들 축 속도의 고속화와 이에 맞추어 다량의 절삭유를 사용하는 쪽으로 방향을 잡아가면서 고속가공시 비산되는 절삭유와 절삭칩이 스핀들 축(100)과 스핀들 하우징(110)에 고정 설치된 베어링 캡(120)의 내측부에 통상의 비접촉 실링구조인 라비린스 구조(130)와, 스핀들 하우징(110)의 내부와 베어링 캡(120)의 내부를 관통한 에어유로(140)가 스핀들 선단부의 틈새부분을 향하도록 에어노즐(150)을 구비한 에어커튼장치가 설치되고 있다.

그러나, 종래의 에어커튼장치의 경우, 스핀들 하우징(110)의 내부와 베어링 캡(120)의 내부를 관통한 에어유로(140)를 통한 압축공기가 스핀들 축(100) 사이의 틈새를 통해 원주상으로 골고루 분포하여 공기압력에 의한 차폐막이 형성되어야 함이 바람직하나, 스핀들 축(100)과 베어링 캡(120) 사이의 틈새 형성이 적절하지 못할 경우, 에어노즐(150)을 통한 압축공기가 그 노즐(150)로부터 거리가 먼 반대측 부분까지 도달하지 못하거나, 도달하는 동안의 유출손실에 의해 설정압력에 못미치는 상태로 되어 일정한 압력의 차폐막을 형성하지 못하게 되는 문제점과,

상기 문제점을 해결하기 위해 에어노즐(150) 반대측 부분의 압력이 적절한 상태가 되도록 과다하게 공기의 압력을 상승시킬 경우 그 에어노즐(150) 근처에서의 압축공기가 상부의 베어링(160)에까지 도달되어 베어링(160) 내부에 주입되어있는 윤활제를 불어내는 역작용을 초래하는 또 다른 문제점이 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 제반문제를 해결하기 위해 창출된 것으로서, 그 목적은 회전체인 스핀들 축과 그 축을 회전되게 지지하는 스핀들 하우징 사이의 틈새로부터 침투되는 칩이나 비산하는 절삭유를 에어로 효과적으로 불어내도록 하는 스핀들 선단부의 이물질 차단장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 스핀들 하우징과 베어링 캡을 관통한 에어유로를 통한 압축공기를 이용하여 스핀들 선단부의 스핀들 축과 베어링 캡 사이의 틈새로부터 침투하는 이물질을 차폐하는 스핀들 선단부의 이물질 차단장치에 있어서,

원주를 따라서 압축공기가 골고루 분포하여 분사될 수 있도록 등간격으로 다수의 노즐구멍을 갖는 공기분배링을 구성하여 된 특징을 갖는다.

도 1 은 종래 스핀들 선단부의 이물질 차단장치를 도시한 요부 확대 단면도.

도 2 는 본 발명에 따른 스핀들 선단부의 이물질 차단장치를 도시한 요부 확대 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 스핀들 축 11 : 스핀들 하우징

12 : 베어링 캡 13 : 라비린스 구조

14 : 에어유로 16 : 베어링

17 : 노치홈 20 : 공기분배링

21 : 노즐구멍 22 : 에어포켓

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도 2 는 본 발명에 따른 스핀들 선단부의 이물질 차단장치를 도시한 요부 확대 단면도이다.

본 발명의 구성은, 스핀들 하우징(11)과 베어링 캡(12)을 관통한 에어유로(14)를 통한 압축공기를 이용하여 스핀들 선단부의 스핀들 축(10)과 베어링 캡(12) 사이의 틈새로부터 침투하는 이물질을 차폐하는 스핀들 선단부의 이물질 차단장치에 있어서,

상기 스핀들 축(10)과 베어링 캡(12) 사이의 스핀들 선단부에 스핀들 축(10)에 간섭되지 않게 베어링 캡(12)의 내측면에 고정 압입되고, 상기 에어유로(14)와 연통하여 원주를 따라서 압축공기가 골고루 분포하여 분사될 수 있도록 등간격으로 다수의 노즐구멍(21)을 갖는 공기분배링(20)을 구성하였다.

또한 상기 공기분배링(20)과 면접하는 베어링 캡(12)의 내측부에는 압축공기의 고른 분포를 위해 일정 크기의 에어포켓(22)을 원주형상으로 형성하였다.

또한 상기 노즐구멍(21)과 대향되는 스핀들 축(10)의 외경에, 분사되는 공압이 와류에 따른 차폐막이 형성되어 질 수 있도록 일정 경사를 갖는 노치홈(17)을 형성였다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

가공작업시 스핀들 축(10)은 고속회전하고 다량의 절삭유와 절삭칩 등 오염물질이 스핀들 주위에 비산되면서 오염물질이 흡인력과 비산에너지에 의해 스핀들 축(10)의 외주면과 베어링 캡(12)과의 틈새 사이로 침투하여 그 상부의 베어링(16)에까지 도달하는 경우가 발생하게 된다.

이러한 현상을 차단하기 위하여 적절하게 압력, 유량 등이 조정되어진 상태의 압축공기가 공압원으로부터 공급되면 스핀들 하우징(11)과 베어링 캡(12)을 각각 관통하여 형성된 에어유로(14)를 통해 유도되어 에어포켓(22) 부위에 도달하게 된다.

도달된 압축공기는 그 포켓의 내벽을 형성하고 있는 공기분배링(20)의 노즐구멍(21)을 통해 스핀들 하우징(11)과 베어링 캡(12)과의 사이틈새 사이로 공기가분사된다. 이 때 상기 에어포켓(22)의 내부 단면적보다 스핀들 하우징(11)과 베어링 캡(12)과의 사이틈새가 현저하게 작기 때문에 포켓 전체가 균일한 압력상태로 유지하게 되면서 다수의 노즐구멍(21)을 통해 동일한 압력상태의 공기배출이 일어나게 된다.

이 압축공기는 노치홈(17) 부위에서 와류현상이 일어나 위상에 따른 압력차이가 없는 공기 차폐막이 형성되어 그 하부 틈새로부터 유입되는 오염물질이 상부의 베어링(16)에 도달되지 않게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상에서와 같은 본 발명을 적용하게 되면, 공기분배링의 노즐구멍과, 그 구멍을 통해 배출되는 스핀들 하우징과 베어링 캡과의 사이틈새가 상기 에어포켓의 내부 단면적보다 현저하게 작기 때문에 포켓 전체가 균일한 압력상태로 유지되고, 또한 일정 경사의 노치홈의 형성에 의한 와류현상에 의해 공기 차폐막이 형성되기 때문에 스핀들 선단으로부터 유입되는 오염물질이 상부의 베어링에 도달되지 않음은 물론 스핀들 선단부측과 베어링측의 압력상태가 동일하기 때문에 베어링의 윤활유가 밖으로 배출되는 현상을 방지할 수 있다.

Claims (3)

1. 스핀들 하우징(11)과 베어링 캡(12)을 관통한 에어유로(14)를 통한 압축공기를 이용하여 스핀들 선단부의 스핀들 축(10)과 베어링 캡(12) 사이의 틈새로부터 침투하는 이물질을 차폐하는 스핀들 선단부의 이물질 차단장치에 있어서,

   상기 스핀들 축(10)과 베어링 캡(12) 사이의 스핀들 선단부에 스핀들 축(10)에 간섭되지 않게, 상기 에어유로(14)와 연통하여 압축공기가 분사될 수 있도록 등간격으로 다수의 노즐구멍(21)을 갖는 공기분배링(20)을 구성함을 특징으로 하는 스핀들 선단부의 이물질 차단장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 공기분배링(20)과 면접하는 베어링 캡(12)의 내측부에는 압축공기의 고른 분포를 위해 일정 크기의 에어포켓(22)을 원주형상으로 형성함을 특징으로 하는 스핀들 선단부의 이물질 차단장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 노즐구멍(21)과 대향되는 스핀들 축(10)의 외경에, 분사되는 공압이 와류에 따른 차폐막이 형성되어 질 수 있도록 일정 경사를 갖는 노치홈(17)을 형성함을 특징으로 하는 스핀들 선단부의 이물질 차단장치.