KR100395977B1 - 공구 클리닝 기능을 갖는 공작기계용 스핀들 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공구 클리닝(Cleaning)기능을 갖는 공작기계용 스핀들에 관한 것으로, 그 목적은 피스톤 구동관계를 단속하는 압축공기 발생수단에 의해 공구의 탈,부착 관계와 공구 결합부위의 청소작업을 병행되도록 하여, 개별형태로 부가 설치되는 공구 클리닝장치의 구성을 배제토록 함과 동시에 이와같은 공구 클리닝장치의 배제로서 공작기계용 스핀들의 구성을 간소화하여 제품제작에 따른 경제성을 향상시킬수 있도록 한 공구 클리닝(Cleaning)기능을 갖는 공작기계용 스핀들을 제공함에 있는 것이며, 또 다른 목적으로는, 상기와 같은 구성의 간소로서, 공작기계 구동관계 또한 간편화 되도록 함과 동시에 이와같은 간편화된 구동관계로서, 불필요한 전기적 에너지원의 소모를 절감되도록하여 사용에 따른 경제성 향상기능을 부가되도록 한 공구 클리닝(Cleaning)기능을 갖는 공작기계용 스핀들을 제공함에 있는 것이다.

이에, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단으로는;

압축공기 발생수단에 의해 승,하강 작동되는 피스톤과, 상기 피스톤 작동에 따라 공구의 탈,부착 관계를 유도,단속하는 압축공기 순환로를 갖는 회전축과, 상기 회전축과 연계되어, 공구를 탈,부착 가능하도록 한 공구 창작홀을 구비토록하여 형성된 공작기계용 스핀들에 있어서;

상기, 다단구조를 이루는 피스톤 연결축상에 직립 통공구조를 이루는 압축공기 유입공을 형성시키고, 이와같은 압축공기 유입공을 상기 회전축의 압축공기 순환로와 상호 연결되게하므로서 달성된다.

Description

공구 클리닝 기능을 갖는 공작기계용 스핀들{Spindle for Machine Tools}

본 발명은 공구 클리닝(Cleaning)기능을 갖는 공작기계용 스핀들에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 드릴 또는 엔드밀등과 같은 절삭공구를 장착하여 외부 동력에 의해 절삭가공작업을 행하도록한 공작기계에 있어, 절삭공구 회전기능을 행하는 스핀들내에 압축공기 제공수단을 부여하여 절삭공구의 탈,부착관계를 단속되도록 함과 동시에 공구 장착부위의 청소작업을 행할수 있도록 한 공구 클리닝(Cleaning)기능을 갖는 공작기계용 스핀들에 관한 것이다.

일반적으로 널리 이용되고 있는 절삭가공용 공작기계(드릴링 머신 또는 밀링머신 등)는, 외부동력에 의해 회전작용을 행하는 스핀들상에 가공에 필요한 각종 절삭공구(드릴, 엔드밀 등)를 선택적으로 장,탈착되게 하므로서 작업자가 요구하는각종 절삭 가공작업을 행하게 되는 것이다.

이에, 일반적으로 널리 이용되고 있는 종래의 공작기계용 스핀들은, 통상 소정의 길이를 갖는 직립구조로서, 내측 상부에 공기압에 의해 작동되는 피스톤을 내설하고, 이 피스톤의 승,하강 작용에 의해 절삭공구의 탈,부착을 단속하며 회전작용을 행하도록 한 직립구조의 회전축을 형성하고, 재차 이러한 회전축의 중심에 수직 통공구조의 압축공기 순환로를 형성하여, 이와같은 회전축의 압축공기 순환로를 스핀들 외측에 별도 형성된 공구 클리닝장치 즉, 절삭공구 결합부위의 청소를 위한 솔레노이드 밸브 및 압축공기발생 수단과 상호 연결되게 하므로서 형성한 것이다.

하지만, 전술한 바와같은 종래의 공작기계용 스핀들은 피스톤을 작동시키기위한 공기압 발생수단과, 공구결합부위 청소작업을 행하기위한 압축공기발생수단을 각각 개별적으로 구비, 설치해야 했던 것으로, 이에 공작기계용 스핀들 제작에 따른 불필요한 부품소모의 문제점을 주는 것이었을 뿐만 아니라, 이와같은 불필요한 부품의 소모로서 과다한 제조비용을 낭비되게 하는 매우 비효율적인 경제성 저하의 문제점 또한 주는 것이었다.

한편, 또 다르게 상기 종래의 공작기계용 스핀들은 공구결합부위의 청소작업을 위해 회전축의 압축공기 순환로와 연결되는 별도의 솔레노이드 밸브를 구비되도록하여 압축공기의 흐름을 단속토록한 구조로서, 이와같은 구성은 압축공기 단속라인의 연결 구조를 매우 복잡하게하므로 인해 스핀들의 제작관계를 매우 난해하게 하는 구조적 결함의 문제점을 주는 것이었을 뿐만 아니라, 솔레노이드 밸브 작동을 위한 불필요한 전기적 에너지의 소비로서 공작기계의 구동효율을 저하시키게 되는 상당한 사용상의 문제점 또한 항상 상존시키는 것이었다.

따라서, 본 발명은 종래 공구 클리닝(Cleaning)기능을 갖는 공작기계용 스핀들의 제반적인 문제점을 해결하고자 창안된 것으로;

본 발명의 목적은 피스톤 구동관계를 단속하는 압축공기 발생수단에 의해 공구의 탈,부착 관계와 공구 결합부위의 청소작업을 병행되도록 하여, 개별형태로 부가 설치되는 공구 클리닝장치의 구성을 배제토록 함과 동시에 이와같은 공구 클리닝장치의 배제로서 공작기계용 스핀들의 구성을 간소화하여 제품제작에 따른 경제성을 향상시킬수 있도록 한 공구 클리닝(Cleaning)기능을 갖는 공작기계용 스핀들을 제공함에 있는 것이다.

한편, 본 발명의 또 다른 목적으로는, 상기와 같은 구성의 간소로서, 공작기계 구동관계 또한 간편화 되도록 함과 동시에 이와같은 간편화된 구동관계로서, 불필요한 전기적 에너지원의 소모를 절감되도록하여 사용에 따른 경제성 향상기능을 부가되도록 한 공구 클리닝(Cleaning)기능을 갖는 공작기계용 스핀들을 제공함에 있는 것이다.

따라서, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단으로는;

압축공기 발생수단에 의해 승,하강 작동되는 피스톤과, 상기 피스톤 작동에 따라 공구의 탈,부착 관계를 유도,단속하는 압축공기 순환로를 갖는 회전축과, 상기 회전축과 연계되어, 공구를 탈,부착 가능하도록 한 공구 장착홀을 구비토록하여 형성된 공작기계용 스핀들에 있어서;

상기, 피스톤 연결축상에 직립 통공구조를 이루는 압축공기 유입공을 형성시키고, 이와같은 압축공기 유입공을 상기 회전축의 압축공기 순환로와 상호 연결되게하므로서 달성된다.

도 1은 본 발명에 따른 공구 클리닝(Cleaning)기능을 갖는 공작기계용 스핀

들의 구성 단면도

도 2는 본 발명에 따른 공구 클리닝(Cleaning)기능을 갖는 공작기계용 스핀

들의 작용상태 단면도로

< 도면 주요부위에 대한 부호의 설명 >

1 : 스핀들 본체 2 : 피스톤 3 : 회전축

4 : 공구 장착홀 11 : 실린더 12 : 회전축 설치홀

13 : 연결공 21 : 연결축 22 : 압축공기 유입공

31 : 단속구 32 : 압축공기 순환로 M : 압축공기 발생수단

이하, 본 발명에 따른 공구 클리닝(Cleaning)기능을 갖는 공작기계용 스핀들의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 공구 클리닝(Cleaning)기능을 갖는 공작기계용 스핀들의 구성 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 공구 클리닝(Cleaning)기능을 갖는공작기계용 스핀들의 작용상태 단면도로서 그 구성을 살펴보면;

스핀들본체(1) 내부로 압축공기 발생수단(M)에 의해 단속되는 피스톤(2)과, 공구(5)의 탈,부착 관계를 단속하는 회전축(3)과, 공구(5)를 장착되게 하는 공구 장착홀(4)을 구비되게 하므로서 구성되는 것이다.

이때, 상기 스핀들 본체(1)는 소정의 길이를 갖는 직립구성체로서, 이와같은 스핀들 본체(1)는 도 1로 도시된 바와같이 그 내측 상부에 다수 공간으로 구획된 실린더(11)를 형성하고, 이와같은 실리더(11) 하단으로 회전축 설치홀(12)을 형성하며, 상기 다수공간으로 구획된 실린더(11)의 외측 상부로는, 별도의 압축공기 발생수단(M)과 연결되는 연결공(13)을 구비되도록 하여 형성함이 바람직하다.

또한 상기, 피스톤(2)은 전술한 압축공기 발생수단(M)에 의해 승,하강 작동되는 구성인바, 이와같은 피스톤(2)은 연결축(21)을 갖는 "T"자 형상으로 형성하여, 상기 연결축(21)에 의한 직립연결구조로서 도 1 또는 도 2로 도시된 바와같이 다수개로 연결 구성토록 함이 바람직한 것으로;

특히, 이때 상기 핀스톤(2)의 연결축(21) 내부중앙으로는 수직 통공구조를 이루는 압축공기 유입공(22)을 형성하며, 이와같은 압축공기 유입공(22)의 하단부는 도 1의 부분확대도록 도시된 바와같이 관 직경이 좁아지는 오리피스 구조로 형성함이 바람직하다.

또한, 상기 회전축(3)은 외부 모터(도시생략)동력에 의해 회전작용을 행함과 동시에 일정 범위의 승,강 작용에 따라 공구의 탈,부착 관계를 유도, 단속하는 구성인바, 이와같은 회전축(3)은 도 1 또는 도 2로 도시된 바와같이 소정의 길이를갖는 봉상체의 축 구조로서, 그 하단부에 회전축 승,하강 범위를 단속되게 하는 형태의 안내볼(B)을 갖는 단속구(31)를 형성하고, 이러한 회전축(3) 내부 중심으로는 수직통공구조를 이루는 압축공기 순환로(32)를 형성되게하여 구성함이 바람직하다.

또한, 상기 공구 장착홀(4)은 도 1또는 도 2로 도시된 바와같이 척(51)에 물림된 공구(5)(드릴 또는 엔드밀과 같은 절삭공구 등)를 장착되게 하는 수단으로서, 이와같은 공구 장착홀(4)은 전술한 스핀들 본체(1) 저면 중앙부에 테이퍼 형상을 취하는 요홈구조로 형성되게 함이 바람직하다.

따라서, 상기와 같은 구성을 갖는 공구 클리닝 (Cleaning) 기능을 갖는 공작기계용 스핀들의 상호 결합관계를 살펴보면;

먼저, 다수공간으로 구획된 스핀들 본체(1)의 각 실린더(11)내에 도 1로 도시된 바와같이 다수개의 피스톤(2)을 내설하고, 이와같이 내설된 피스톤(2)의 하단, 즉 스핀들 본체(1)의 회전축 설치홀(12)내에 회전축(3)을 직립구조로 설치한다.

이때, 상기와 같은 설치구조를 갖는 피스톤(2)과 회전축(3)은 상호 직립된 수직 연결구조로서 도 1도 도시된 바와같이 피스톤(2)의 압축공기 유입공(22)과, 회전축(3)의 압축공기 순환로(32)를 일치된 형태로 연결되게 하는 것으로서, 이와같은 구성결합에 따라 본 발명에 따른 공구 클리닝 (Cleaning) 기능을 갖는 공작기계용 스핀들을 형성하게 되는 것이다.

이에, 전술한 바와같은 결합구성을 갖는 본 발명에 따른 공작기계용 스핀들은 사용자의 선택에 따라 각종 공구(5)(드릴 또는 엔드밀과 같은 절삭공구)를 탈,부착하여 여러형태의 절삭가공작업을 행하게 되는 것으로서, 이와같은 사용관계 및 그에 따른 상호 작용을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 2로 도시된 바와같이 척(51)에 물림된 공구(5)를 공구 장착홀(4)에 삽입하여, 공구(5)의 삽입압력에 의해 회전축(3)을 밀착, 승강시킨 상태하에, 압축공기 발생수단(M)을 이용, 스핀들 본체(1)의 연결공(13)을 통해 고압의 흡입압력을 작용시키게 되면, 고압의 흡입압력은 상호 일치 연결된 피스톤(2)의 압축공기 유입공(22)과, 회전축(3)의 압축공기 순환로(32)를 통해 고압의 흡입력을 작용시키며, 그 흡입력에 의해 상기 공구(5)를 공구 장착홀(4)내에 고정되게 하는 것이다.

따라서, 이와같이 공구(5)가 장착되면, 외부 동력전달작용에 의해 상기 회전축(3)은 공구를 장착한 상태로 회전을 하게되고, 이러한 회전축(3)의 회전작용에 따라 사용자는 필요한 형태의 절삭가공작업을 행하게 되는 것이다.

한편, 또 다르게 상기와 같은 절삭가공작업을 행한후, 스핀들 본체(1)로 부터 공구(5)를 이탈시키고자 할 경우에 있어서는, 전술한 공구 장착과정과 반대로, 압축공기 발생수단(M)을 이용, 스핀들 본체(1)의 연결공(13)을 통해 고압의 압축공기를 분사시키게 되면, 고압의 분사압력은 실린더(11)내로 유입되어 피스톤(2)을 하강시키게 되고, 이와같이 하강되는 피스톤(2)은 연결축(21)에 의해 도 2로 도시된 바와같이 회전축(3)을 밀어내며, 공구 장착홀(4)로 부터 공구(5)를 이탈 시키게 되는 것이다.

특히, 이때 연결공(13)을 통해 실린더(11) 내로 유입된 압축공기 분사압력은 피스톤(2)의 연결축(21)으로 형성된 압축공기 유입공(22)과, 회전축(3)의 압축공기순환로(32)를 통해 유입되어, 공구 장착홀(4)내에 고압의 압축공기를 분사되게 하므로서, 절삭작업을 통해 발생된 잔류 이물질(절삭칩 또는 절삭유 등) 청소하게 되는 것으로서, 이에 단일구성을 갖는 공기압 발생수단(M)을 이용하여 공구(5)의 탈,부착 단속과 함께 공구장착부위의 청소 작업을 동시에 병행하게 하는 기능을 갖게 되는 것이다.

또한, 이때, 상기 피스톤(2)의 압축공기 유입공(22)은 도 1의 부분확대도로 도시된 바와같이 관 내경이 좁아지는 오리피스(Orifice) 구조를 취하게 되므로서, 압축공기 발생수단(M)으로 부터 제공되는 압축공기의 분사/흡입압력을 증폭되게 하는 기능을 행하게 되는 것이다.

이상, 본 발명에 따른 공구 클리닝 (Cleaning) 기능을 갖는 공작기계용 스핀들은 피스톤 구동관계를 단속하는 압축공기 발생수단에 의해 공구의 탈,부착 관계와 공구 결합부위의 청소작업을 병행되도록 하여, 개별형태로 부가 설치되는 공구 클리닝장치의 구성을 배제토록 한 구성으로서 공작기계용 스핀들 제작에 따른 경제성을 향상되도록 한 것일뿐만 아니라, 상기 클리닝장치 구성을 배제한 간소화된 구성으로서 공작기계 구동관계를 간편화 되도록 하여 불필요한 구동 에너지원의 소모를 예방되도록 한 것으로, 생산자 및 작업자 모두에게 매우 유용한 기대효과를 제공하게 되는 것이다.

Claims (2)

1. 압축공기 발생수단(M)에 의해 승,하강 작동되는 피스톤(2)과, 상기 피스톤 작동에 따라 공구의 탈,부착 관계를 유도,단속하는 압축공기 순환로(32)를 갖는 회전축(3)과, 상기 회전축(3)과 연계되어, 공구(5)를 탈,부착 가능하도록 한 공구 장착홀(4)을 구비토록하여 형성된 공작기계용 스핀들에 있어서;

   상기, 피스톤(2)의 연결축(21)상에 직립 통공구조를 이루는 압축공기 유입공(22)을 형성하고, 이와같은 압축공기 유입공(22)을 상기 회전축(3)의 압축공기 순환로(32)와 상호 연결되게하여, 상기 압축공기 발생수단(M)에 의해 공구(5)의 탈,부착관계와, 공구(5) 장착부위의 청소작용을 동시에 단속되도록 함을 특징으로 하는 공구 클리닝(Cleaning)기능을 갖는 공작기계용 스핀들.
2. 제 1항에 있어서, 상기 압축공기 유입공(22)을 오리피스(Orifice) 구조로 형성하여, 압축공기의 분사/흡입 압력을 증폭되도록 함을 특징으로 하는 공구 클리닝 (Cleaning) 기능을 갖는 공작기계용 스핀들.