KR100840843B1 - Main spindle including airbrake apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 주축장치의 단면을 나타낸 횡단면도,1 is a cross-sectional view showing a cross section of a conventional spindle device,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 에어브레이크장치를 구비한 주축장치의 단면을 나타낸 횡단면도,Figure 2 is a cross-sectional view showing a cross section of the spindle device having an air brake device according to an embodiment of the present invention,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 에어브레이크에 압축공기가 유입된 모습을 나타낸 단면도, 3 is a cross-sectional view showing a state in which compressed air flows into the air brake according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 에어브레이크에 압축공기의 유입이 중단된 모습을 나타낸 단면도이다. Figure 4 is a cross-sectional view showing a state in which the inflow of compressed air to the air brake in accordance with an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
1 : 하우징 3 : 로터1: housing 3: rotor
5 : 반경방향에어베어링 7 : 축방향에어베어링5: radial air bearing 7: axial air bearing
9 : 에어브레이크 9-1 : 링부9: air brake 9-1: ring portion
9-2 : 다이어프램 9-3 : 다이어프램하우징9-2: Diaphragm 9-3: Diaphragm Housing
11 : 동력발생부 13 : 밸브11
15 : 커넥터15: connector
본 발명은 주축장치에 관한 것으로서, 특히 주축장치를 조립상태로 운반시 진동 및 충격이 발생되거나 갑자기 압축공기의 유입이 중단되는 경우 에어브레이크가 로터를 클램핑하여 상기 로터와 에어베어링 간의 공극을 유지시킴으로써 모터의 오작동 및 오조작에 의한 회전토크 발생시 상기 로터와 상기 에어베어링이 손상되는 것을 방지할 수 있는 에어브레이크장치를 구비한 주축장치에 관한 것이다. The present invention relates to a spindle device, and in particular, when vibration and shock are generated when the spindle device is transported in an assembled state or suddenly the inflow of compressed air is stopped, the air brake clamps the rotor to maintain a gap between the rotor and the air bearing. The present invention relates to a spindle device having an air brake device capable of preventing damage to the rotor and the air bearing when a rotational torque is generated due to a malfunction of the motor and an incorrect operation.
공작기계는 공구(tool)를 이용하여 금속의 절단, 절삭, 보링, 드릴링, 나사 절삭 및 연삭전 작업을 수행하는 기계로서, 통상적으로 주축에 공구가 결합되어 그 공구가 회전되면서 각종 작업을 수행하게 된다.A machine tool is a machine that performs cutting, cutting, boring, drilling, screw cutting, and pre-grinding of a metal by using a tool. In general, a tool is coupled to a spindle to perform various operations while the tool is rotated. do.
도 1을 참조하면, 종래 주축장치의 구성은 내부부품을 고정시키는 하우징(1')과; 상기 하우징(1')의 내부에 마련되어 회전하는 로터(3')와; 상기 로터(3')가 반경방향으로 움직이는 것을 제한하는 반경방향에어베어링(5')과; 상기 로터(3')가 축방향으로 움직이는 것을 제한하는 축방향에어베어링(7')과; 상기 로터(3')를 회전시키기 위한 동력을 발생시키는 동력발생부(11')를 포함하여 이루어진다.Referring to Figure 1, the configuration of a conventional spindle device includes a housing (1 ') for fixing the internal parts; A rotor 3 'provided inside the housing 1' and rotating; Radial air bearings 5 'which restrict the radial movement of the rotor 3'; An axial air bearing (7 ') that restricts the rotor (3') from moving in the axial direction; And a power generator 11 'generating power for rotating the rotor 3'.
상기한 구성에 의한 종래의 주축장치는 조립된 주축장치의 운반시 진동 및 충격이 발생되거나 갑자기 압축공기의 유입이 중단된 상태에서 모터가 오작동되거나 오조작되어 회전토크가 발생하게 되면, 상기 로터(3')와 상기 에어베어링(5', 7') 간의 접촉으로 상기 로터(3')와 상기 에어베어링(5', 7')에 스크래치와 마모가 발생되고, 상기 로터(3')가 상기 에어베어링(5', 7')에 끼게 되어 손상되는 문제점이 있었다.In the conventional spindle device according to the above configuration, when the motor is malfunctioned or malfunctioned in a state in which vibration and shock are generated or suddenly the inflow of compressed air is stopped when the assembled spindle device is transported, the rotor ( 3 ') and scratches and abrasion occur on the rotor 3' and the air bearings 5 'and 7' by the contact between the air bearings 5 'and 7'. There was a problem that the air bearing (5 ', 7') is caught in the damage.
또한, 종래의 주축장치는 상기 로터(3')를 클램핑시키는 수단이 별도로 마련되지 않아 조립작업이 번거로운 문제점이 있었다.In addition, the conventional spindle device has a problem that the assembly work is cumbersome because the means for clamping the rotor (3 ') is not provided separately.
따라서, 본 발명의 목적은, 주축장치를 조립상태로 운반시 진동 및 충격이 발생되거나 갑자기 압축공기의 유입이 중단되는 경우 에어브레이크가 로터를 클램핑하여 상기 로터와 반경방향에어베어링, 상기 로터와 축방향에어베어링 간의 공극을 유지시킴으로써 모터의 오작동 및 오조작에 의한 회전토크 발생시 상기 로터, 상기 반경방향에어베어링 및 상기 축방향에어베어링이 손상되는 것을 방지할 수 있고, 원하는 위치에서 주축장치의 조립작업이 가능하도록 압축공기의 유입만을 조절하여 상기 로터를 클램핑할 수 있어 작업을 용이하게 수행할 수 있는 에어브레이크장치를 구비한 주축장치에 관한 것이다. Therefore, an object of the present invention, the air brake clamping the rotor when the vibration and shock occurs when the main shaft device is transported in the assembled state or the inflow of compressed air suddenly stopped, the rotor and the radial air bearing, the rotor and the shaft By maintaining the gap between the directional air bearings, it is possible to prevent the rotor, the radial air bearing and the axial air bearing from being damaged in the event of a rotational torque caused by a malfunction of the motor or an operation of the motor, and assembling the spindle device at a desired position. The present invention relates to a spindle device having an air brake device that can clamp the rotor by adjusting only the inflow of compressed air so that the operation can be easily performed.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 본 발명의 구성은, 배관 및 배선이 지나갈 수 있는 통로가 형성되고, 내부부품을 고정시키는 하우징과; 상기 하우징의 내부에 마련되어 회전하는 로터와; 상기 로터가 반경방향으로 움직이는 것을 제한하는 반경방향에어베어링과; 상기 로터가 축방향으로 움직이는 것을 제한하는 축방향에어베어링과; 상기 로터와 상기 반경방향에어베어링 간의 공극을 유지시키고, 상기 로터와 상기 축방향에어베어링 간의 공극을 유지시켜 상기 로터, 상기 반경방향에어베어링 및 상기 축방향에어베어링의 손상을 방지하는 에어브레이크와; 상기 로터를 회전시키기 위한 동력을 발생시키는 동력발생부를 포함하여 이루어진다.As a means for achieving the above object, the configuration of the present invention includes a housing which is formed with a passage through which the pipes and wiring can pass, and fixes the internal parts; A rotor provided inside the housing and rotating; A radial air bearing for restricting the rotor from moving in the radial direction; An axial air bearing for restricting the rotor from moving in the axial direction; An air brake for maintaining a gap between the rotor and the radial air bearing and maintaining a gap between the rotor and the axial air bearing to prevent damage to the rotor, the radial air bearing and the axial air bearing; It includes a power generating unit for generating power for rotating the rotor.
여기서, 상기 반경방향에어베어링은 상기 로터와의 공극방향으로 압축공기를 분사할 수 있도록 노즐이 형성되고, 상기 노즐은 다수 개 형성되는 것을 특징으로 한다.Here, the radial air bearing is characterized in that the nozzle is formed so as to inject compressed air in the void direction with the rotor, characterized in that a plurality of the nozzle is formed.
상기 반경방향에어베어링은 다수 개가 마련되고, 상기 로터의 하중에 따라 다양한 크기로 마련될 수 있는 것을 특징으로 한다.The radial air bearing may be provided in plural numbers, and may be provided in various sizes according to the load of the rotor.
상기 축방향에어베어링은 상기 로터와의 공극방향으로 압축공기를 분사할 수 있도록 노즐이 형성되고, 상기 노즐은 다수 개 형성되는 것을 특징으로 한다.The axial air bearing is characterized in that the nozzle is formed so as to inject compressed air in the void direction with the rotor, characterized in that a plurality of the nozzle is formed.
상기 축방향에어베어링은 다수 개가 마련되고, 상기 로터의 하중에 따라 다양한 크기로 마련될 수 있는 것을 특징으로 한다.The axial air bearing is provided with a plurality, characterized in that it can be provided in various sizes according to the load of the rotor.
상기 에어브레이크는 상기 로터와 밀착되는 링부와; 상기 링부와 연결되어 상기 링부를 지지하고, 압축공기가 유입되는 다이어프램과; 압축공기의 유입시 상기 다이어프램이 팽창할 수 있는 공간을 확보하고, 상기 링부와 상기 다이어프램의 어셈블리를 상기 하우징에 고정시키는 다이어프램하우징을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The air brake is a ring portion in close contact with the rotor; A diaphragm connected to the ring part to support the ring part, and to receive compressed air; It is characterized in that it comprises a diaphragm housing to secure a space for the diaphragm to expand when the compressed air is introduced, and to fix the ring portion and the assembly of the diaphragm to the housing.
상기 링부와 상기 다이어프램은 탄성재질인 것을 특징으로 한다.The ring portion and the diaphragm are characterized in that the elastic material.
상기 에어브레이크는 하중에 따라 다수 개가 마련될 수 있고, 상기 하우징과 상기 로터의 간극에 따라 다양한 크기로 마련될 수 있는 것을 특징으로 한다.A plurality of air brakes may be provided according to a load, and may be provided in various sizes according to a gap between the housing and the rotor.
상기 에어브레이크는 압축공기가 유입되는 경우 상기 다이어프램에 압축공기가 채워지게 되고, 상기 링부의 내경이 늘어나게 되어 상기 로터를 언클램핑하게 되는 것을 특징으로 한다.When the compressed air is introduced into the air brake, the compressed air is filled in the diaphragm, and the inner diameter of the ring portion is increased to unclamp the rotor.
상기 에어브레이크는 압축공기의 유입이 중단되는 경우 상기 다이어프램으로부터 압축공기가 빠져나가면서 상기 링부의 내경이 줄어들게 되어 상기 로터를 클램핑하게 되는 것을 특징으로 한다.The air brake may be configured to clamp the rotor by reducing the inner diameter of the ring portion while the compressed air flows out from the diaphragm when the inflow of the compressed air is stopped.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 에어브레이크장치를 구비한 주축장치는 배관 및 배선이 지나갈 수 있는 통로가 형성되고, 내부부품을 고정시키는 하우징(1)과; 상기 하우징(1)의 내부에 마련되어 회전하는 로터(3)와; 상기 로터(3)가 반경방향으로 움직이는 것을 제한하는 반경방향에어베어링(5)과; 상기 로터(3)가 축방향으로 움직이는 것을 제한하는 축방향에어베어링(7)과; 상기 로터(3)와 상기 반경방향에어베어링(5) 간의 공극을 유지시키고, 상기 로터(3)와 상기 축방향에어베어링(7) 간의 공극을 유지시켜 상기 로터(3), 상기 반경방향에어베어링(5) 및 상기 축방향에어베어링(7)의 손상을 방지하는 에어브레이크(9)와; 상기 로터(3)를 회전시키기 위한 동력을 발생시키는 동력발생부(11)를 포함하여 이루어진다.2 to 4, the spindle device having an air brake device according to an embodiment of the present invention includes a housing (1) for forming a passage through which piping and wiring can pass, and to fix the internal parts; A rotor (3) provided inside the housing (1) and rotating; Radial air bearings (5) which restrict the radial movement of the rotor (3); An axial air bearing (7) for restricting the movement of the rotor (3) in the axial direction; The air gap between the
이하, 각 구성별로 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, each configuration will be described in detail.
상기 하우징(1)은 배관 및 배선이 지나갈 수 있는 통로가 형성되고, 상기 반경방향에어베어링(5), 상기 축방향에어베어링(7), 상기 에어브레이크(9) 및 상기 동력발생부(11)를 고정시키도록 마련된다.The housing 1 has a passage through which piping and wiring can pass, and the radial air bearing 5, the axial air bearing 7, the
상기 로터(3)는 상기 하우징(1)의 내부에 마련되어 회전하도록 마련되고, 상기 반경방향에어베어링(5)은 상기 로터(3)가 반경방향으로 움직이는 것을 제한하도록 마련된다.The
상기 반경방향에어베어링(5)은 상기 로터(3)와의 공극방향으로 압축공기를 분사할 수 있도록 노즐이 형성되고, 상기 노즐은 다수 개가 형성되는 것이 바람직하다.The radial air bearing (5) is formed with a nozzle so as to spray compressed air in the air gap with the rotor (3), it is preferable that a plurality of the nozzle is formed.
상기 반경방향에어베어링(5)은 다수 개가 마련되고, 상기 로터(3)의 하중에 따라 다양한 크기로 마련될 수 있다.The
상기 축방향에어베어링(7)은 상기 로터(3)가 축방향으로 움직이는 것을 제한하도록 마련되며, 상기 로터(3)와의 공극방향으로 압축공기를 분사할 수 있도록 노즐이 형성되고, 상기 노즐은 다수 개 형성되는 것이 바람직하다.The axial air bearing 7 is provided to restrict the movement of the
상기 축방향에어베어링(7)은 다수 개가 마련되고, 상기 로터(3)의 하중에 따라 다양한 크기로 마련될 수 있다.A plurality of
상기 에어브레이크(9)는 상기 로터(3)와 상기 반경방향에어베어링(5), 상기 로터(3)와 상기 축방향에어베어링(7) 간의 공극을 유지시켜 상기 로터(3), 상기 반경방향에어베어링(5) 및 상기 축방향에어베어링(7)의 손상을 방지하도록 마련되는데, 상기 에어브레이크(9)는 상기 로터(3)와 밀착되는 링부(9-1)와, 상기 링부(9-1)와 연결되어 상기 링부(9-1)를 지지하고, 압축공기가 유입되는 다이어프램(9-2)과, 압축공기의 유입시 상기 다이어프램(9-2)이 팽창할 수 있는 공간을 확보하고, 상기 링부(9-1)와 상기 다이어프램(9-2)의 어셈블리를 상기 하우징(1)에 고정시키는 다이어프램하우징(9-3)을 포함하여 구성된다.The
여기서, 상기 링부(9-1)와 상기 다이어프램(9-2)은 압축공기의 유입에 따라 팽창할 수 있도록 탄성재질인것이 바람직하다.Here, the ring portion 9-1 and the diaphragm 9-2 are preferably made of an elastic material so as to expand with the inflow of compressed air.
상기 에어브레이크(9)는 하중에 따라 다수 개가 마련되고, 상기 하우징(1)과 상기 로터(3)의 간극에 따라 다양한 크기로 마련될 수 있다.A plurality of
상기 동력발생부(11)는 상기 로터(3)를 회전시키기 위한 동력을 발생시키도록 마련되고, 빌트인모터(BUILT-IN MOTOR)로 마련될 수 있다.The
상기한 구성에 의한 본 발명의 일실시예에 따른 에어브레이크장치를 구비한 주축장치는 밸브(13)를 통해 압축공기가 유입되면 커넥터(15)를 통해 상기 압축공기가 상기 반경방향에어베어링(5) 및 상기 축방향에어베어링(7)으로 전달되어 상기 로터(3)를 반경방향과 축방향으로 부상시켜 공극을 유지시키게 되고, 상기 로터(3)의 부상이 완료된 후 상기 동력전달부(11)가 동력을 발생시켜 상기 로터(3)가 회전하게 된다.In the spindle device having the air brake device according to the embodiment of the present invention having the above-described configuration, when compressed air is introduced through the
이때, 상기 에어브레이크(9)의 상기 다이어프램(9-2)에도 압축공기가 채워지게 되고, 상기 링부(9-1)의 내경이 늘어나게 되면서 상기 에어브레이크(9)가 상기 로터(3)를 언클램핑하게 되어 상기 로터(3)의 회전이 가능하게 된다.At this time, the diaphragm (9-2) of the air brake (9) is also filled with compressed air, and the inner diameter of the ring portion (9-1) is increased, the air brake (9) freezes the rotor (3) Clamping allows rotation of the
한편, 압축공기의 유입이 중단되는 경우에는 상기 에어브레이크(9)의 상기 다이어프램(9-2)으로부터 압축공기가 빠져나가면서 상기 링부(9-1)의 내경이 줄어들게 되어 상기 에어브레이크(9)가 상기 로터(3)를 클램핑하게 됨으로써 조립된 주축의 운반시 진동 및 충격이 발생되거나 모터가 오작동되거나 오조작되어 회전토크가 발생하게 되더라도 상기 로터(3), 상기 반경방향에어베어링(5) 및 상기 축방향에어베어링(7)이 손상되지 않도록 한다.On the other hand, when the inflow of compressed air is stopped, the inner diameter of the ring portion 9-1 is reduced while the compressed air is discharged from the diaphragm 9-2 of the
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 에어브레이크장치를 구비한 주축장치는 주축장치를 조립상태로 운반시 진동 및 충격이 발생되거나 갑자기 압축공기의 유입이 중단되는 경우 에어브레이크가 로터를 클램핑하여 로터와 반경방향에어베어링, 로터와 축방향에어베어링 간의 공극을 유지시킴으로써 모터의 오작동 및 오조작에 의한 회전토크 발생시 상기 로터, 상기 반경방향에어베어링 및 상기 축방향에어베어링이 손상되는 것을 방지할 수 있고, 원하는 위치에서 주축장치의 조립작업이 가능하도록 압축공기의 유입만을 조절하여 상기 로터를 클램핑할 수 있어 작업을 용이하게 수행할 수 있다.As described above, the main shaft device having an air brake device according to the present invention, when vibration and shock is generated when the spindle device is transported in an assembled state or when the inflow of compressed air is abruptly stopped, the air brake clamps the rotor and By maintaining the air gap between the radial air bearing, the rotor and the axial air bearing, it is possible to prevent the rotor, the radial air bearing and the axial air bearing from being damaged in the event of rotational torque caused by motor malfunction and incorrect operation, The rotor can be clamped by adjusting only the inflow of compressed air so that the assembling work of the spindle device can be performed at a desired position, thereby facilitating the work.
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2007
- 2007-03-12 KR KR1020070023834A patent/KR100840843B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
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