KR100824952B1 - 복합형 터렛공구대의 기어박스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복합형 터렛공구대의 기어박스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 회전공구에 구동력을 전달하기 위해 모터의 동력이 샤프트를 거쳐 드라이브샤프트로 전달되고 상기 드라이브샤프트에 전달된 동력이 공구구동샤프트로 전달되는 구조를 세레이션을 이용하여 보다 안정적으로 전달되도록 형성한 복합형 터렛공구대의 기어박스이다.

Description

복합형 터렛공구대의 기어박스{Gearbox of tool turret}

도 1은 종래 터렛공구대의 개략적인 구성도

도 2는 본 발명의 일부구성예시도

도 3은 도 2의 일부분 확대도

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1. 클러치샤프트 2. 드라이브샤프트 3. 보스부

4. 볼트 5, 5a, 5b. 베어링 6. 공구구동샤프트

7. 로드 8a, 8b. 베벨기어 9. 씰

10. 스플라인 11. 세레이션 12. 유로1

13. 유로2

(종래 기술)

100. 모터 101. 샤프트 102, 103. 베벨기어

104. 볼트 105. 드라이브샤프트 106. 키

107. 공구구동샤프트 108. 회전공구 109. 디스크

110. 커플링 111. 인덱싱모터

본 발명은 복합형 터렛공구대의 기어박스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 회전공구에 구동력을 전달하기 위해 모터의 동력이 샤프트를 거쳐 드라이브샤프트로 전달되고 상기 드라이브샤프트에 전달된 동력이 공구구동샤프트로 전달되는 구조를 세레이션을 이용하여 보다 안정적으로 전달되도록 형성한 복합형 터렛공구대의 기어박스이다.

종래의 터렛공구대는 도 1에 도시된 바와 같이 모터(100)의 동력이 커플링(110)으로 결합된 샤프트(101)로 전달되고, 상기 샤프트(101)로 전달된 동력이 한 쌍의 베벨기어(102, 103)를 통해 중실봉 형태의 드라이브샤프트(105)로 전달되는데, 상기 드라이브샤프트(105)의 일측에는 키홈이 형성되어 있어서 상기 키홈에 공구구동샤프트(107)의 키(106)가 치합되어 결국 모터(100)의 동력이 회전공구(108)로 전달되게 된다.

이때 상기 드라이브샤프트(105)가 정확한 위치에 놓여야만 공구교환을 위한 인덱싱 즉, 디스크(109)가 회전할 때 키(106)가 간섭없이 키홈에서 빠질 수 있게 되므로 공구교환시에는 드라이브샤프트(105)의 위치 확인을 위한 별도의 센서가 필요하게 된다.

만약, 드라이브샤프트(105)의 회전량이 다른 이유에 의해 소망하는 회전량보 다 가감되어 회전되었다면 상기 드라이브샤프트(105)에 형성된 키홈의 개구부와 공구구동샤프트의 키(106)가 디스크(109)의 회전시 부딪히게 되어 키(106)를 파손시킬 위험이 있다. 이를 방지하기 위해 상기 위치 확인용 센서가 드라이브샤프트(105)의 회전량을 일일이 체킹하여야 하므로 공구교환을 위한 준비(드라이브샤프트의 정위치를 맞추는 준비)에 소요되는 별도의 시간이 발생하므로 결국 제품의 생산성을 떨어뜨리게 된다.

또한, 본 출원인이 선출원한 특허 제10-2007-0033184호에 개시되어 있는 바와 같이 상기 키(106)가 구성상의 이유로 편심, 편각이 발생하여 키홈에 정확히 결합되지 못하고 대칭도 계통의 결함이 발생하여 틈이 생기게 되면 그 틈으로 인해 고속회전시 키가 키홈에 계속적으로 충돌함으로써 공구구동샤프트(107)를 떨게 하고 소음을 발생시킬 우려가 있다.

따라서, 본 발명은 드라이브샤프트 및 공구구동샤프트가 종래의 키로 결합되어 동력이 전달될 때의 불합리한 점을 개선하기 위해 상기 공구구동샤프트에는 축형 세레이션을 형성하고, 상기 드라이브샤프트에는 상기 축형 세레이션에 치합되는 보스부가 형성된 클러치샤프트를 형성하여 동력전달을 더욱 안정적으로 할 수 있는 터렛공구대를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 상기 드라이브샤프트와 클러치샤프트의 내외에는 서로 맞물리는 스플라인을 형성하여 상기 클러치샤프트가 드라이브샤프트에서 일정량 이동될 수 있도 록 형성하여 모터의 구동력이 회전공구로 전달될 시에는 상기 클러치샤프트와 드라이브샤프트가 세레이션으로 치합되고, 모터의 구동력이 전달될 필요가 없을 때나 공구교환을 위해 디스크가 회전되어야될 때에는 상기 클러치샤프트와 드라이브샤프트가 서로 간섭되지 않는 상태에 놓일 수 있는 터렛공구대를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명은 복합형 터렛공구대의 기어박스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 회전공구에 구동력을 전달하기 위해 모터의 동력이 샤프트를 거쳐 드라이브샤프트로 전달되고 상기 드라이브샤프트에 전달된 동력이 공구구동샤프트로 전달되는 구조를 세레이션을 이용하여 보다 안정적으로 전달되도록 형성한 복합형 터렛공구대의 기어박스이다.

일반적인 터렛공구대는 도 1과 같이 공구구동을 위한 구동모터와 공구교환을 위한 인덱싱모터가 따로 형성되어 있는 2모터 타입의 터렛공구대와, 상기 구동모터와 인덱싱모터가 별도로 형성되지 않고 하나의 모터로서 공구구동과 인덱싱을 선택적으로 실시하는 1모터 타입의 터렛공구대가 있다.

본 발명은 상술한 1모터 및 2모터 타입의 터렛공구대 중 2모터 타입의 터렛공구대에 대해 그 실시예를 설명하기로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 터렛공구대의 일부구성예시도이고, 도 3은 도 2의 일부분 확대도로서, 본 발명에 의한 복합형 터렛공구대의 기어박스는 다수의 공구 및 회전공구(108)가 장착되어 있는 디스크(109)와, 상기 회전공구(108)에 구동모터(100)의 구동력을 전달하기 위한 샤프트(101), 드라이브샤프트(2) 및 공구구동샤프트(6)가 형성되어 있는 터렛공구대에 있어서, 상기 드라이브샤프트(2)의 내부에는 중공홀(도면부호 없음)이 형성되고, 상기 중공홀을 따라 왕복운동이 가능한 로드(7)와, 상기 로드(7)의 일단에 결합되어 있으며 외면에 스플라인(10)이 형성되고 내부에는 공구구동샤프트(6)의 세레이션(11)와 치합되는 홈이 형성된 클러치샤프트(1)와, 상기 클러치샤프트(1)의 외면에 형성된 스플라인(10)과 치합되는 홈이 형성된 드라이브샤프트(2)의 보스부(3)를 포함하여 구성되어 있다.

먼저, 모터(100)의 동력은 샤프트(101)를 통해 드라이브샤프트(2)까지 전달되고, 상기 드라이브샤프트(2)에 전달된 동력을 클러치샤프트(1)를 통해 공구구동샤프트(6)로 전달되게 된다. 이때, 상기 클러치샤프트(1) 외면에는 스플라인(10)이 형성되고 상기 드라이브샤프트(2)의 내부홈에는 상기 스플라인(10)에 치합되는 홈이 형성되어 있어서, 상기 클러치샤프트(1)는 드라이브샤프트(2)의 스플라인(10)을 따라 도면의 좌우측으로 일정량 왕복운동이 가능하다. 또한, 드라이브샤프트(2)의 회전력을 클러치샤프트(1)에 그대로 전달하게 된다.

상기 클러치샤프트(1)의 일측은 로드(7)와 베어링(5)을 사이에 두고 결합되어 있는데 상기 로드(7)는 유압, 공압 및 전자식 엑츄에이터에 의해 드라이브샤프트(2)의 중공홀에서 이동되므로 상기 클러치샤프트(1) 역시 로드(7)와 같이 도면의 좌우측으로 이동되게 된다.

이때 상기 베어링(5)에 의해 클러치샤프트(1)가 회전하더라도 로드(7)는 회전하지 않고 그 위치를 유지하게 되나, 같이 어느 정도는 회전된다 하더라도 무방하다.

상기 로드(7)의 작동은 유압에 의해 작동되는 경우 유로1(12)로 유압이 인가되면 로드(7)가 공구구동샤프트(6) 쪽으로 전진하여 클러치샤프트(1)를 드라이브샤프트(2)의 외부로 밀어주게 되어 공구구동샤프트(6)의 세레이션(11)과 클러치샤프트(1)의 홈이 결합되게 되어 드라이브샤프트(2)의 회전력이 공구구동샤프트(6)로 전달되게 되며, 유로2(13)로 유압이 인가되면 로드(7)가 공구구동샤프트(6)와 멀어지는 쪽으로 후진하여 클러치샤프트(1)를 드라이브샤프트(2)의 내부로 들어가게 하여 상기 공구구동샤프트(6)의 세레이션(11)과 클러치샤프트(1)의 홈이 결합을 해제하게 되어 드라이브샤프트(2)의 동력이 공구구동샤프트(6)로 전달되는 것이 차단되게 된다.

상기 공구구동샤프트(6)의 세레이션(11)과 클러치샤프트(1)의 홈이 해제된 상태가 되면 비로소 인덱싱모터(111)가 구동하여 디스크(109)를 회전시키게 되고 공구교환이 이루어지게 된다.

상술한 실시예에서는 공구구동샤프트(6)의 일단에 축형 세레이션(11)을 형성하고 클러치샤프트(1)에 홈(보스)을 형성하였으나 이와는 반대로 공구구동샤프트(6)의 일단에 홈(보스)을 형성하고 클러치샤프트(1)에 축형 세레이션을 형성하여 상기 공구구동샤프트(6)의 홈(보스)과 클러치샤프트의 축형 세레이션의 결합 및 분리로 모터(100)의 동력을 회전공구(108)로 전달 또는 차단할 수 있다.

또한, 상기 클러치샤프트(1) 및 공구구동샤프트(6)의 치합구조를 세레이션(11) 대신 다양한 형태의 스플라인으로 형성할 수도 있으며, 경우에 따라 내외륜 기어 치합구조인 안기어[내치차(內齒車) 형식]로서 결합구조를 형성할 수도 있다.

즉, 상기 클러치샤프트(1)의 내면에 내치기어가 형성되고 상기 공구구동샤프트(6)에는 상기 내치기어와 치합되는 외치기어가 형성되어 상기 클러치샤프트(1)와 공구구동샤프트(6)가 결합하도록 형성할 수 있다. 단, 이때에는 내외치기어에 가이드 또는 테이퍼부를 형성하여 결합이 원활히 될 수 있도록 형성되어야만 한다.

상기 클러치샤프트(1)와 드라이브샤프트(2)의 보스부(3) 역시 스플라인(10) 대신 다양한 동력전달구조로 형성할 수 있는데, 예로서 클러치샤프트(1)의 외부에 스플라인(10)을 형성하는 대신 클러치샤프트(1)를 다각형의 축 형태로 형성하고, 상기 다각형의 축 형태인 클러치샤프트(1)에 치합되도록 드라이브샤프트 보스부(3)를 형성하여 상기 클러치샤프트(1)와 드라이브샤프트(2)가 다각형의 축과 보스로 치합되어 동력전달이 되도록 형성할 수도 있다.

또한, 상기 클러치샤프트(1)의 외면에 외치기어를 형성하고 상기 드라이브샤 프트(2)의 보스부(3) 내면에는 상기 외치기어와 치합되는 내치기어가 형성되어 상기 클러치샤프트(1)와 드라이브샤프트(2)의 보스부(3)는 안기어(內齒車)로서도 결합되도록 형성할 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 터렛공구대는 드라이브샤프트 및 공구구동샤프트가 종래의 키로 결합되어 동력이 전달될 때의 불합리한 점을 개선하여 동력전달을 더욱 안정적으로 할 수 있다.

더욱이, 모터의 구동력이 전달될 필요가 없을 때나 공구교환을 위해 디스크가 회전되어야될 때에는 드라이브샤프트의 회전위치에 상관없이 상기 클러치샤프트와 드라이브샤프트가 서로 간섭되지 않는 상태에 놓일 수 있으므로, 공구교환을 위해 드라이브샤프가 일정한 위치에 있어야만 간섭이 되지 않는 종래의 키 결합구조에 비해 더욱 신속한 공구교환준비를 완료할 수 있으므로, 결국 공작기계의 효율을 높일 수 있다.

Claims (5)

1. 다수의 공구 및 회전공구(108)가 장착되어 있는 디스크(109)와, 상기 회전공구(108)에 구동모터(100)의 구동력을 전달하기 위한 샤프트(101), 드라이브샤프트(2) 및 공구구동샤프트(6)가 형성되어 있는 터렛공구대에 있어서,

   상기 드라이브샤프트(2)의 내부에는 중공홀이 형성되고, 상기 중공홀을 따라 왕복운동이 가능한 로드(7)와, 상기 로드(7)의 일단에 결합되어 있으며 외면에 스플라인(10)이 형성되고 내부에는 공구구동샤프트(6)의 세레이션(11)와 치합되는 홈이 형성된 클러치샤프트(1)와, 상기 클러치샤프트(1)의 외면에 형성된 스플라인(10)과 치합되는 홈이 형성된 드라이브샤프트(2)의 보스부(3)를 포함하여 구성되어 있는 것이 특징인 복합형 터렛공구대의 기어박스
2. 제 1항에 있어서,

   상기 로드(7)와 클러치샤프트(1) 사이에는 베어링(5)이 형성되어 있어 상기 로드(7)와 클러치샤프트(1)는 로드(7)의 축방향으로는 같이 이동되나 클러치샤프트(1)의 회전에 대해서는 상기 로드(7)가 자유로운 것이 특징인 복합형 터렛공구대의 기어박스
3. 제 1항에 있어서,

   상기 로드(7)는 유압, 공압 및 전자식 엑츄에이터 중 어느 하나에 의해 작동되는 것이 특징인 복합형 터렛공구대의 기어박스
4. 제 1항에 있어서,

   클러치샤프트(1)의 외부에 스플라인(10)을 형성하는 대신 클러치샤프트(1)를 다각형의 축 형태로 형성하고, 상기 다각형의 축 형태인 클러치샤프트(1)에 치합되도록 드라이브샤프트 보스부(3)를 형성하여 상기 클러치샤프트(1)와 드라이브샤프트(2)가 다각형의 축과 보스로 치합되어 동력전달이 되도록 형성되는 것이 특징인 복합형 터렛공구대의 기어박스
5. 제 1항에 있어서,

   상기 클러치샤프트(1)의 외면에 외치기어를 형성하고 상기 드라이브샤프트(2)의 보스부(3) 내면에는 상기 외치기어와 치합되는 내치기어가 형성되어 상기 클러치샤프트(1)와 드라이브샤프트(2)의 보스부(3)는 안기어(內齒車)로서 결합되도록 형성되는 것이 특징인 복합형 터렛공구대의 기어박스

Images