KR100422976B1 - 수직형 머시닝센터의 베어링 설치구조 - Google Patents

수직형 머시닝센터의 베어링 설치구조 Download PDF

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KR100422976B1 KR10-2001-0055801A KR20010055801A KR100422976B1 KR 100422976 B1 KR100422976 B1 KR 100422976B1 KR 20010055801 A KR20010055801 A KR 20010055801A KR 100422976 B1 KR100422976 B1 KR 100422976B1
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Abstract

본 발명은 수직형 머시닝센터의 베어링 설치구조에 관한 것이다. 본 발명은 스핀들모터(120)에서 동력이 제1스퍼기어(110), 제2스퍼기어(100), 스핀들기어(90)에 순차적으로 전달되어 스핀들(30)을 회전시키고, 상기 스핀들(30)의 측면에 헤드프레임(20)이 설치된 수직형 머시닝센터의 구조에 있어서, 상기 스핀들(30)의 연부측면에 형성된 롤러베어링(10)과, 상기 롤러베어링(10)의 연부측면에 형성되고 연부측면의 양가장자리가 대칭적으로 돌출된 형상을 갖는 칼라(50)와, 상기 칼라(50)와 외측면에 형성된 헤드프레임(20)의 결합부위에 형성된 일정한 부피를 갖는 중공부를 특징으로 한다. 이에 따라, 스핀들의 회전시 베어링의 발열에 의해 발생하는 머시닝센터 내의 소음, 소착, 재질변형 등으로 인한 부수기재 및 베어링의 파손을 최소화하여 작업능률을 향상시키고, 스핀들의 고속회전시 발생하는 열을 최소화하여 안정된 구동함으로써 고정도의 가공물을 산출하고 생산시 불량을 최소화하여 경제적인 이점을 획득할 수 있는 우수한 효과가 있다.

Description

수직형 머시닝센터의 베어링 설치구조{installation structure of bearing about vertical macining center}
본 발명은 수직형 머시닝센터의 베어링 설치구조에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면 헤드프레임과 칼라 사이에 중공부를 형성하여 베어링이 고속회전시 발생하는 열을 차단하도록 하는 수직형 머시닝센터의 베어링 설치구조에 관한 것이다.
일반적으로, 종래의 수직형 머시닝센터의 베어링 설치구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 스핀들모터(9)의 회전력에 의해 순차적으로 스퍼기어(8,9)가 회전하고, 스핀들기어(6)에 회전동력을 전달하게 된다.
상기 스핀들기어(6)는 스핀들키(10)에 의해 스핀들(3)에 고정결합되어 전면에 공구가 삽입된 스핀들(3)을 회전시키도록 한다. 상기 스핀들(3)의 연부측면에는 앵귤러베어링(1)이 설치되는데, 이는 스핀들(3)의 회전이 동력의 손실없이 부드럽게 회전하도록 한다.
상기 앵귤러베어링(1)은 헤드프레임(2)에 고정되어 있으며, 상기 헤드프레임(2)은 스핀들(3)의 회전시 진동, 소음 등으로 부터 작업자를 보호하고, 스핀들(3)과 앵귤러베어링(1)을 지지하는 역할을 한다.
하지만, 스핀들의 회전시 앵귤러베어링에서 발생하는 열에 의해 머시닝센터 내의 부수기재들 재질 변형을 가지고 오며, 상기 부수기재들의 재질변형에 의해 가공물의 가공정도가 저하되며, 소음이 과다하게 발생하고, 베어링이 파손되는 문제점이 있었다. 또한, 현재 추세인 고속화, 고정도화에 있어서 적용이 불가능한 저 RPM구조, 즉 6000RPM이하로 사용할 시 안정적인 구동이 가능함으로 저속주행에만 국한되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 프레임헤드와 칼라 사이에 일정한 부피의 공간을 형성하여 베어링에서 발생하는 열을 방지할 수 있고, 고속회전시 외륜칼라와 내륜칼라가 안정되게 지지할 수 있는 수직형 머시닝센터의 베어링 설치구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 스핀들모터(120)에서 동력이 제1스퍼기어(110), 제2스퍼기어(100), 스핀들기어(90)에 순차적으로 전달되어 스핀들(30)을 회전시키고, 상기 스핀들(30)의 측면에 헤드프레임(20)이 설치된 수직형 머시닝센터의 구조에 있어서, 상기 스핀들(30)의 연부측면에 형성된 롤러베어링(10)과, 상기 롤러베어링(10)의 연부측면에 형성되고 연부측면의 양가장자리가 대칭적으로 돌출된 형상을 갖는 칼라(50)와, 상기 칼라(50)와 외측면에 형성된 헤드프레임(20)의 결합부위에 형성된 일정한 부피를 갖는 중공부에 의해 달성된다.
상기한 목적을 달성하기 위한 발명의 또 다른 형태에 따르면, 상기 롤러베어링(10)의 후면과 상기 스핀들(30)의 연부측면에 설치된 내륜칼라(40)와, 상기 내륜칼라(40)의 연부측면에 설치되어 헤드프레임(20), 칼라(50), 롤러베어링(10)을 지지하도록 입체적형상을 갖는 외륜칼라(60)를 포함한다.
도 1은 종래의 수직형 머시닝센터의 베어링 설치구조 단면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 수직형 머시닝센터의 베어링 설치구조 단면도이다.
-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-
10; 롤러베어링(roller bearing) 20; 헤드프레임(head frame)
30; 스핀들(spindle) 40; 내륜칼라(inner collar)
50; 칼라(collar) 60; 외륜칼라(outer collar)
70; 커버(cover) 80; 스핀들 키(spindle key)
90; 스핀들기어(spindle gear) 100; 제2스퍼기어(spur gear)
110; 제1스퍼기어(spur gear) 120; 스핀들모터(spindle motor)
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 수직형 머시닝센터의 베어링 설치구조의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 수직형 머시닝센터의 베어링 설치구조 단면도이다.
본 발명에 따른 수직형 머시닝센터의 베어링 설치구조는 도 2에 도시된 바와 같이, 전체적인 구성요소로써 롤러베어링(roller bearing)(10), 헤드프레임(headframe)(20), 스핀들(spindle)(30), 내륜칼라(inner collar)(40), 칼라(outer collar)(50), 외륜칼라(collar)(60), 커버(cover)(70), 스핀들 키(spindle key)(80), 스핀들기어(spindle gear)(90), 제1스퍼기어(spur gear)(110), 제2스퍼기어(spur gear)(100), 스핀들모터(spindle motor)(120)등으로 구성된다.
본 발명에 따른 머시닝센터의 동작은 스핀들모터(120)에서 발생된 회전동력을 제1스퍼기어와(110), 제 2스퍼기어(100), 스핀들기어(90)에 순차적으로 전달한다. 상기 스핀들기어(90)는 스핀들(30)에 스핀들키(80)로써 단단하게 고정된다.
상기 스핀들(30)은 도 2에 도시된 바와 같이, 좌측 끝단이 공구가 설치되는 부위이며, 그 연부측면에 부수기재가 설치되어 있다.
우선, 상기 롤러베어링(10)은 공구가 삽입되는 부분에 근접하도록 스핀들(30)의 연부측면에 설치되어 있으며, 상기 롤러베어링(10)의 연부측면에는 입체적형상의 칼라(50)가 설치된다.
또한, 상기 칼라(50)는 그 연부 외측면 양 가장자리가 동일한 형상으로 돌출되어 있으며, 상기 헤드프레임(20)과 결합할 시에 돌출된 부위에만 접촉하므로 중앙부에는 일정한 부피의 중공부가 형성된다.
상기 중공부는 스핀들(30)이 고속으로 회전시, 즉 8,000RPM에서 10,000RPM의 고속회전시 롤러베어링(10)에서 발생하는 열을 방어하는 공기층을 형성함으로써 머시닝센터 내부의 다른 부품들에 열전달로 인한 손실을 가하는 것을 방지하는 역할을 한다. 그리고, 상기 헤드프레임(20)이 칼라와 결합할 시에 중공부의 표면적을 넓히기 위해 내측면이 입체적으로 단차지게 형성된다.
상기 롤러베어링(10)의 후면, 즉 공구가 설치되는 부위의 반대방향으로는 비교적 사각형상의 내륜칼라(40)와 외륜칼라(60)가 각각 설치된다. 상기 내륜칼라(40)는 스핀들(30)의 연부측면과 결합되고, 상기 롤러베어링(10) 후면과 결합되어 있다.
상기 내륜칼라(40)의 역할은 상기 스핀들(30)을 견고하게 지지하고, 스핀들(30)의 고속회전시 발생하는 진동때문에 롤러베어링(10)이 이탈하는 것을 방지한다.
또한, 상기 내륜칼라(40)의 상부에는 외륜칼라(60)가 형성된다. 상기 외륜칼라(60)는 하면에 형성된 내륜칼라(40), 상면의 헤드프레임(20), 롤러베어링(10), 칼라(50) 사이에 설치되어 스핀들(30)에서 발생하는 진동 등인 불필요한 힘의 분산 역할과 헤드프레임(20)과 내륜칼라(40)를 지지하고 일정한 간격유지를 하도록 한다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명은 스핀들의 회전시 베어링의 발열에 의해 발생하는 머시닝센터 내의 소음, 소착, 재질변형 등으로 인한 부수기재 및 베어링의 파손을 최소화하여 작업능률을 향상시키고, 스핀들의 고속회전시 발생하는 열을 최소화하여 안정된 구동함으로써 고정도의 가공물을 산출하고 생산시 불량을 최소화하여 경제적인 이점을 획득할 수 있는 우수한 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 스핀들모터에서 동력이 제1스퍼기어, 제2스퍼기어, 스핀들기어에 순차적으로 전달되어 스핀들을 회전시키고, 상기 스핀들의 측면에 헤드프레임이 설치되며, 상기 스핀들의 연부측면에 롤러베어링을 구비한 수직형 머시닝센터의 구조에 있어서,
    상기 롤러베어링의 연부측면에 구비되어 상기 헤드프레임과 결합 시 양가장자리를 대칭적으로 돌출함으로써 방열을 위한 일정 면적의 중공부를 형성하는 칼라와;
    상기 롤러베어링의 후면과 상기 스핀들의 연부측면에 설치되어 상기 롤러베어링과 스핀들을 지지하는 내륜칼라와;
    상기 내륜칼라, 헤드프레임, 롤러베어링 및 칼라 사이에 설치되어 상기 스핀들의 작동력을 분산하고, 상기 헤드프레임 및 내륜칼라를 지지하는 외륜칼라로 이루어짐을 특징으로 하는 수직형 머시닝센터의 베어링 설치구조.
  2. 삭제
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Citations (4)

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