KR100858058B1

KR100858058B1 - 공작기계

Info

Publication number: KR100858058B1
Application number: KR1020080025921A
Authority: KR
Inventors: 김정수
Original assignee: 김정수; 에이스산업(주)
Priority date: 2008-03-20
Filing date: 2008-03-20
Publication date: 2008-09-10
Also published as: WO2009116725A3; WO2009116725A2

Abstract

본 발명은 공작기계에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공작물에 대한 접근성이 우수하여 특히 운반하기 어려운 공작물이나 구조적으로 복잡한 공작물의 가공 작업에서 유리하여 가공속도는 물론이고 작업능률까지 크게 향상시킬 수 있는 공작기계에 관한 것이다.

본 발명의 공작기계에 의하면, 스핀들헤드는 베이스부재를 매개로 좌우 슬라이딩되는 본체와, 상기 본체 상부에서 상하 방향으로 슬라이딩되는 승하강수단 및 상기 승하강수단 상부에서 전후 방향으로 슬라이딩되는 전후진수단으로 인해 공작물에 대한 접근성이 우수하여 특히 운반이 어려운 공작물의 가공 작업시 유리하여 가공 속도는 물론이고 작업능률까지 크게 향상시킬 수 있는 장점을 지닌다.

또한, 스핀들헤드는 경사슬라이딩판을 매개로 경사지게 부착될 수 있으므로 구조적으로 복잡한 공작물도 쉽게 접근할 수 있는 효과를 나타낸다.

공작기계, 스핀들헤드, 공구, 다축감속기, 회동체, 건드릴

Description

공작기계{A machine tools}

일반적으로, 공작기계는 공작물에 소정의 형상을 가지는 홀을 가공하거나 부분을 절삭하는데 사용되는 것으로 다양한 산업분야에 널리 사용되고 있다. 즉, 도 1은 종래의 공작기계를 도시한 개략적 측면도이다.

도면을 참조로 하면, 종래의 공작기계(10)는 크게 지주(12)와, 상기 지주(12)에 상하 슬라이딩 가능하게 장착되는 스핀들헤드(20) 및 상기 스핀들헤드(20)를 승하강 시키는 승하강수단(30)을 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 지주(12)는 지면에 설치되는 것으로, 소정의 높이를 가진다.

다음으로, 상기 스핀들헤드(20)는 상기 지주(12)에 상하 슬라이딩 가능하게 장착되는 스핀들박스(22)와, 상기 스핀들박스(22) 전방으로 돌출되는 스핀들부재(24)와, 상기 스핀들부재(24)에 구비되는 공구고정구(26) 및 상기 스핀들박 스(22) 일면에 구비되어 스핀들부재(24)를 회동시키는 구동모터(28)를 포함하여 구성된다. 이렇게 구성된 스핀들헤드(20)의 스핀들부재(24) 끝단에 구비된 공구고정구(26)에는 공구가 장착되며, 일면에 구비된 구동모터(28)의 작동에 의해 스핀들부재(24)와 공구가 함께 회동되면서 공작물에 홀을 가공하게 되는 것으로. 이러한 상기 스핀들헤드(20)의 구성은 대한민국특허공개번호 제1998-00607801호 및 제2006-0076885호 등을 통해 이미 공개되어 있을 뿐만 아니라 널리 사용되고 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

다음으로, 상기 승하강수단(30)은 상기 스핀들박스(22)의 일측면에 부착되는 너트(32)와, 상기 지주(12)상에 설치되어 너트(32)에 결합되는 볼트봉(34) 및 상기 지주(12)에 고정되어져 상기 볼트봉(34)을 회동시키는 회동모터(36)를 포함하여 구성된다.

즉, 상기 회동모터(36)가 작동되어 볼트봉(34)을 회동시키면 이에 결합된 너트(32)와 너트에 부착된 스핀들헤드(20)는 볼트봉(34)의 회동방향에 따라 승하강 작동된다.

이렇게 구성된 종래의 공작기계는 승하강수단(30)에 의해 스핀들헤드(20)가 수직방향으로 승하강되므로 공작물에 높이가 다른 홀을 천공할 수 있는 장점이 있으나 공작물을 반드시 스핀들헤드(20)에 근접시켜야만 가공 작업이 가능한 단점이 있었으며, 또한 홀이 형성될 위치와 스핀들부재(24)의 중심을 동일 수평선상에서 맞추기 위해서는 공작물을 이동시키거나 공작물의 이동이 불가능할 때에는 공작기 계(10) 자체를 이동시켜서 맞추어야만 되는 단점이 있었다.

그리고, 구조적으로 복잡한 공작물의 경우에는 종래의 공작기계(10)로 가공하기에는 상당한 시간이 소요되었는데, 즉, 일예로 프로펠러(Propeller)의 보스부분에 홀을 가공하고자 하는 경우에는 보스부분에 형성된 날개 때문에 공작기계(10) 전체가 공작물에 근접되기가 어려워 공작기계(10)는 날개에 닿지 않는 부분에 위치해두고 스핀들부재(24)를 길게 연장시켜 가공하고 있는 실정이다. 그러면, 불필요하게 길게 연장되는 스핀들부재(24)에 의해서 가공 속도가 현저히 저하됨은 물론이고 그 정확성까지 다소 저하되는 단점이 있었다.

근래에는 이러한, 단점 즉, 공작물에 대한 접근성이 어려운 단점을 극복하기 위한 공작기계가 절실히 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 공작물에 대한 접근성이 우수하여 특히 운반하기 어려운 공작물이나 구조적으로 복잡한 공작물의 가공 작업에서 유리하여 가공속도는 물론이고 작업능률까지 크게 향상시킬 수 있는 공작기계를 제공하고자 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 공작기계에 있어서, 지면에 설치되는 베이스부재; 상기 베이스부재 상부에 결합되어져 좌우 슬라이딩되는 본체; 상기 본체 상부에 설치되어 상하방향으로 가변되는 것으로, 상기 본체의 상면 각 모서리 부분에 장착되어져 상하 방향으로 길이가 가변되는 승하강부재와, 상기 본체의 상면에 구비되는 다축감속기와, 상기 다축감속기와 승하강부재를 연결하여 승하강부재가 상하 방향으로 길이가 가변되도록 회동력을 전달하는 복수의 회전축과, 상기 다축감속기 일측면에서 다축감속기를 회동시키는 모터 및 상기 승하강부재 상면에 부착되는 판재로 이루어지는 승하강수단; 상기 승하강수단 상부에 설치되어 전후 슬라이딩되는 전후진수단; 및 상기 전후진수단 상부에 설치되는 스핀들헤드를 포함하여 구성된다.

바람직하게 상기 베이스부재는 지면에 설치되는 것으로, 상면에는 장착홈이 형성됨과 동시에 적어도 하나 이상의 레일턱이 형성되는 베이스판; 상기 장착홈에 구비되는 볼트봉; 상기 장착홈 내에서 상기 볼트봉의 끝단을 지지하는 베어링; 상기 볼트봉에 결합되는 너트; 및 상기 장착홈 일측에 구비되어져 상기 볼트봉을 회동시키는 회동모터를 포함하여 구성된다.

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바람직하게 상기 승하강부재는 상기 본체의 상면 각 모서리 부분에 고정 설치되며, 속이 빈 형상을 가지되 상하면에는 내부와 연통되는 삽입공이 각각 형성되고, 측면에는 회전축이 삽입되는 체결공이 형성된 하우징; 상기 하우징 내에 회동 가능하게 구비되는 것으로 내경을 가지는 관 형상을 가지되 외주연에는 외치기어가 형성되고, 내면에는 볼트부가 형성되는 회동체; 상기 회동체의 볼트부에 볼트 결합되는 볼트봉; 및 상기 회동체의 외주연에 구비된 외치기어와 치합되며, 상기 회전축과 일단이 결합되어져 회동체를 회동시키는 윔기어를 포함하여 구성된다.

바람직하게 상기 전후진수단은 상기 승하강수단의 상단에 부착되어져 전후진 방향으로 길이가 가변되는 프레임부재; 및 상기 프레임부재 상단에 결합되어 프레임부재의 작동으로 인해 전후방으로 슬라이딩되는 것으로, 상면에는 상기 스핀들헤드가 장착되는 슬라이딩판을 포함하여 구성된다.

바람직하게 상기 프레임부재는 상기 승하강수단의 상단에 부착되며 상면에는 제1장착홈이 형성되는 제1프레임과, 상기 제1장착홈에 장착되는 제1볼트봉과, 상기 제1볼트봉에 결합되는 제1너트와, 상기 제1장착홈 내에서 상기 제1볼트봉의 끝단을 지지하는 제1베어링 및 상기 제1장착홈 일측면에 구비되어 제1볼트봉을 회동시키는 제1회동모터를 포함하는 제1프레임부재; 및 상기 제1너트의 상면에 부착되며 상면에는 제2장착홈이 형성되는 제2프레임과, 상기 제2장착홈에 장착되는 제2볼트봉과, 상기 제2볼트봉에 결합되며 상면에는 상기 슬라이딩판이 부착되는 제2너트와, 상기 제2장착홈 내에서 상기 제2볼트봉의 끝단을 지지하는 제2베어링 및 상기 제2장착홈 일측면에 구비되어 제2볼트봉을 회동시키는 제2회동모터로 이루어지는 제2프레임부재를 포함하여 구성된다.

바람직하게 상기 슬라이딩판 대신에 스핀들헤드를 경사지게 장착할 수 있도록 경사면이 형성된 경사슬라이딩판이 구비된다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 공작기계를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 공작기계를 도시한 개략적 사시도이다.

도면을 참조로 하면, 본 발명의 공작기계(100)는 크게 지면에 설치되는 베이 스부재(110)와, 상기 베이스부재(110) 상부에 결합되는 본체(120)와, 상기 본체(120) 상부에 설치되는 승하강수단(130)과, 상기 승하강수단(130) 상부에 설치되는 전후진수단(150) 및 상기 전후진수단(150) 상부에 설치되는 스핀들헤드(20)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 베이스부재(110)는 지면에 설치되는 것으로 상부에 결합되는 본체(120)를 좌우 슬라이딩시킬 수 있도록 구성되는 것이고, 상기 승하강수단(130)은 상기 본체(120) 상면에 구비되어 있되 전후진수단(150)을 승하강시킬 수 있도록 구성되는 것이며, 상기 전후진수단(150)은 상기 승하강수단(130) 상면에 구비되어 있되 스핀들헤드(20)를 전후 방향으로 슬라이딩시킬 수 있도록 구성되는 것으로, 이들의 구성 및 작동관계는 하기에서 보다 상술토록 하겠다.

한편, 상기 스핀들헤드(20)는 상기 전후진수단(150)의 최상단에 결합되는 스핀들박스(22)와, 상기 스핀들박스(22) 전방으로 돌출되는 스핀들부재(24)와, 상기 스핀들부재(24)에 구비되는 공구고정구(26) 및 상기 스핀들박스(22) 후면에 구비되어 스핀들부재(24)를 회동시키는 구동모터(28)를 포함하여 구성된다. 이렇게 구성된 스핀들헤드(20)의 스핀들부재(24) 끝단에 구비된 공구고정구(26)에는 공구(200)가 장착되며, 후면에 구비된 구동모터(28)의 작동에 의해 스핀들부재(24)와 공구(200)가 함께 회동되면서 공작물에 홀을 가공하게 되는 것으로, 이는 종래기술에서 설명하였듯이 이미 공지되어 널리 사용되고 있으므로 종래와 동일한 부호를 사용함과 동시에 본 발명에서는 개략적으로 도시하여 간략하게 설명함을 인지하여야 된다.

그리고, 상기 전후진수단(150)의 상부 전방에는 길게 연장된 스핀들부재(24)의 회동 혹은 전후진 슬라이딩시 보다 안정적으로 작동될 수 있도록 스핀들부재(24)를 지지하는 가이드(170)가 구비되어 있음을 알 수 있다. 여기서, 상기 가이드(170)는 스핀들부재(24)가 길게 연장되는 경우에는 필요한데 그렇지 않은 경우에는 불필요한 경우도 있음을 인지하여야 된다.

이제, 하기에서는 상기에서 개략적으로 설명하였던 각 구성요소들의 상세한 구성과 작동관계를 살펴보도록 하겠다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 베이스부재의 사시도이다.

도면을 참조로 하면, 본 발명의 베이스부재(110)는 크게 베이스판(112), 볼트봉(116), 베어링(117), 너트(118) 및 회동모터(119)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 베이스판(112)은 지면에 설치되는 것으로, 상면에는 장착홈(114)이 형성됨과 동시에 적어도 하나 이상의 레일턱(113)이 형성되는데, 상기 레일턱(113)은 상부에 결합될 본체(120)의 안정적인 슬라이딩을 위해 상면 중앙과 양 측면에 각각 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 여기서는 미도시 되었지만 상기 베이스판(112)의 일측면에는 상기 장착홈(114)과 연통되는 연통공(115)이 형성된다.

다음으로, 상기 볼트봉(116)은 상기 장착홈(114)에 길이 방향대로 구비되는 것으로, 일단은 상기 장착홈(114)과 연통된 연통공(115)으로 삽입돼 후술할 회동모터(119)와 연결된다.

다음으로, 상기 베어링(117)은 상기 장착홈(114) 내에서 상기 볼트봉(116)의 끝단을 지지하여 회동을 돕도록 구비된다.

다음으로, 상기 너트(118)는 상기 볼트봉(116)에 결합되는 것으로, 상면은 본체(120)의 하면에 부착이 용이하도록 평탄하게 형성되는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 회동모터(119)는 상기 베이스판(112)의 일측면에 부착되어져 연통공(115)으로 삽입되는 상기 볼트봉(116)과 결합되어 회동시키게 된다.

도 4의 "가"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 본체의 사시도이고, "나"는 본체를 뒤집어서 도시한 일부 사시도이다.

도면을 참조로 하면, 본 발명의 본체(120) 상면 각 모서리 부분에는 후술할 승하강수단(130)의 승하강부재(132)가 장착될 장착공(122)이 형성되어 있고, 하면에는 전술한 베이스판(112)의 상면에 형성된 레일턱(113)에 결합되는 레일홈(124)이 형성되어 있음을 알 수 있다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 승하강수단의 사시도이며, 도 6의 "가"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 승하강부재의 일부 단면 사시도이고, "나"는 승하강부재의 작동을 도시한 "가"의 A-A선 단면도이다.

먼저, 도 5를 참조로 하면, 본 발명의 승하강수단(130)은 크게 승하강부재(132), 다축감속기(142), 회전축(144), 모터(146) 및 판재(148)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 승하강부재(132)는 상기 본체(120)의 상면 각 모서리 부분에 형성된 장착공(122)에 각각 장착되어져 상하 방향으로 길이가 가변되도록 구성된 것으로 이의 구성에 대해서는 하기에서 더욱 상술토록 하겠다.

다음으로, 상기 다축감속기(142)는 상기 본체(120)의 상면에 구비되어 상기 모터(146)의 회전력을 감속하여 전달토록 구비되는 것으로 좌우 두 군데에 구비되는 것이 바람직하다. 이러한, 다축감속기(142)는 이미 공지되어 있으므로 구조에 대해서는 별도의 상술은 생략하기로 한다.

다음으로, 상기 회전축(144)은 상기 다축감속기(142)와 승하강부재(132)를 연결하여 승하강부재(132)가 상하 방향으로 길이가 가변되도록 회동력을 전달하는 것으로, 복수개 구비되어 두 다축감속기(142)를 연결함과 동시에 각 다축감속기(142)에서 각 모서리 부분에 구비된 승하강부재(132)를 각각 연결하게 된다.

다음으로, 모터(146)는 상기 다축감속기(142) 일측면에서 다축감속기(142)를 회동시키도록 구비된다.

다음으로, 상기 판재(148)는 본체의 각 모서리 부분에 구비된 상기 승하강부재(132) 상면 즉, 각 승하강부재(132)의 볼트봉(140) 상면에 부착되는 판상의 형상으로 이의 상면에는 후술할 전후진수단(150)이 부착된다.

이제, 도 6의 "가"를 참조로 하여 상기 승하강부재(132)를 살펴보면 크게 하우징(133), 회동체(138), 볼트봉(140) 및 윔기어(139)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 하우징(133)은 상기 본체(120)의 상면 각 모서리 부분 즉, 장착공(122)의 외주연에 고정 설치되는 것으로 속이 빈 형상을 가지되 상하면에는 내부와 연통되는 삽입공(134)이 각각 형성되며, 여기서는 미도시 되었지만 "나"에 도시된 바와 같이 측면에는 전술한 회전축(144)이 삽입되어 후술할 윔기어(139)와 체결되는 체결공(135)이 형성되어 있다.

다음으로, 상기 회동체(138)는 내경을 가지는 관 형상을 가지되 외주연에는 외치기어(136)가 형성되고, 내면에는 볼트부(137)가 형성되어 상기 하우징(133) 내에 구비되는 것으로 상기 회동체(138)의 내경과 하우징(133)에 형성된 삽입공(134)의 중심이 동일 수직선상을 가지도록 구비된다.

다음으로, 상기 볼트봉(140)은 상기 회동체(138)의 볼트부(137)에 볼트 결합되는 것으로, 상면에는 전술한 판재(148)가 부착된다.

다음으로, 상기 윔기어(139)는 상기 회동체(138)의 외주연에 구비된 외치기어(136)와 치합되도록 구비되며, 상기 회전축(144)과 일단이 결합되어져 회동체(138)를 회동시키게 된다.

이렇게 구성된 상기 승하강부재(132)는 "나"에 도시된 바와 같이, 회전축(144)의 회전력을 전달받는 윔기어(139)가 회동하게 되면 회동체(138)는 이에 치합되어 있는 외치기어(136)를 매개로 회동하게 됨을 알 수 있다. 이렇게 회동되는 회동체(138)의 내부에 볼트 결합되어 있는 볼트봉(140)은 상면에 판재(148)가 부착되어 있으므로 같이 회동되지 못하는 것은 너무나 당연하며 대신에 상하 방향으로 슬라이딩되면서 높낮이가 조절되는 것이다.

도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전후진수단의 사시도이다.

도면을 참조로 하면, 본 발명의 전후진수단(150)은 크게 프레임부재(151) 및 슬라이딩판(165)을 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 프레임부재(151)는 상기 승하강수단(130)의 판재(148) 상단에 부착되어져 전후진 방향으로 길이가 가변되도록 구성된 것으로 크게 제1,2프레임부재(151a,151b)로 구성되는데, 상기 제1프레임부재(151a)는 상기 승하강수단(130)의 판재(148) 상단에 부착되며 상면에는 제1장착홈(153)이 형성되는 제1프레임(152)과, 상기 제1장착홈(153)에 장착되는 제1볼트봉(154)과, 상기 제1볼트봉(154)에 결합되는 제1너트(155)와, 상기 제1장착홈(153) 내에서 상기 제1볼트봉(154)의 끝단을 지지하는 제1베어링(156) 및 상기 제1장착홈(153) 일측면에 구비되어 제1볼트봉(154)을 회동시키는 제1회동모터(157)를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 제2프레임부재(151b)는 상기 제1너트(155)의 상면에 부착되며 상면에는 제2장착홈(159)이 형성되고, 하면 양 측면에는 상기 제1프레임(152)에 안정되게 결합될 제1결합턱(160)이 형성되는 제2프레임(158)과, 상기 제2장착홈(159)에 장착되는 제2볼트봉(161)과, 상기 제2볼트봉(161)에 결합되며 상면에는 상기 슬라이딩판(165)이 부착되는 제2너트(162)와, 상기 제2장착홈(159) 내에서 상기 제2볼트봉(161)의 끝단을 지지하는 제2베어링(163) 및 상기 제2장착홈(159) 일측면에 구비되어 제2볼트봉(161)을 회동시키는 제2회동모터(164)를 포함하여 구성된다.

한편, 미도시 되었지만 베이스부재(110)와 마찬가지로 상기 제1,2프레임(152,158)의 일측면에는 각 상면에 형성된 제1,2장착홈(153,159)과 연통되는 연통공이 형성되어 있어 이 연통공을 통해 제1,2회동모터(157,164)는 내부에 개재되는 제1,2볼트봉(154,161)과 각각 연결됨을 인지하여야 된다.

다음으로, 상기 슬라이딩판(165)은 상기 제2프레임부재(151b)의 제2너트(162)에 부착되어 제2프레임부재(151b)의 작동으로 인해 전후방으로 슬라이딩되 는 것으로, 하면 양측면에는 상기 제2프레임(158)에 안정되게 결합될 제2결합턱(166)이 형성되어 있다.

도 8은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 경사슬라이딩판을 도시한 개략적 사시도이다.

도면을 참조로 하면, 본 발명에서는 경사슬라이딩판(165')을 슬라이딩판(165) 대신에 구비할 수 있는데, 상기 경사슬라이딩판(165')은 상면에 부착되는 스핀들헤드(20)를 슬라이딩판(165)과 달리 경사지게 부착할 수 있도록 경사면(167)을 가지게 된다. 이는, 후술하겠지만 구조적으로 복잡한 프로펠러(Propeller)의 보스부분에 홀을 가공하고자 하는 경우에는 보스부분에 형성된 날개는 소정의 각도를 가지고 있으므로 이를 피해 근접시킬 수 있도록 구현된 것이다.

이제, 하기에서는 상기와 같이 구성된 베이스부재(110), 본체(120), 승하강수단(130) 및 전후진수단(150)의 작동관계에 대해서 살펴보기로 한다.

도 9의 "가"와 "나"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 베이스부재와 본체의 작동을 도시한 개략적 종단면도이다.

먼저, "가"를 참조로 하면, 베이스부재(110)의 상면에는 본체(120)가 안치되어 있되 상기 본체(120)는 볼트봉(116)에 결합되어 있는 너트(118)에 부착된다. 이때, 상기 본체(120)의 하면에 형성된 레일홈(124)과 베이스부재(110) 상면에 형성된 레일턱(113)이 서로 결합되어 있으므로 후술할 작동에 있어 보다 안정적일 것 이다. 이제, 회동모터(119)가 작동하여 볼트봉(116)을 회동시키게 되면 너트(118)와 이에 부착된 본체(120)는 "나"와 같이 볼트봉(116)을 따라 좌측으로 슬라이딩된다. 물론, 볼트봉(116)을 반대로 회동시키게 되면 좌측으로 슬라이딩되었던 본체(120)는 다시 우측으로 슬라이딩될 것은 너무나 당연하다.

도 10은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 승하강수단의 작동을 도시한 개략적 종단면도이다.

도면을 참조로 하면, 개략적으로 도시된 본체(120)의 상면 모서리 부분에는 승하강수단(130)이 장착되어 있는데 이의 작동을 살펴보면 하기와 같다.

여기서는 미도시된 모터(146)가 작동하게 되면 다축감속기(142)를 통해 감속된 회동력이 회전축(144)을 통해 승하강부재(132)의 볼트봉(140)을 승하강시키게 되는 것이다. 이렇게 회전축(144)을 통해 작동되는 승하강부재(132)를 상세히 살펴보면 다음과 같다.

즉, 회전축(144)으로부터 회전력을 전달받은 윔기어(139)가 회동을 하게 되면 이에 외치기어(136)를 매개로 치합되어 있는 회동체(138)가 회동하게 되며, 상기 회동체(138)의 볼트부(137)에 결합되어 있는 볼트봉(140)은 상하 슬라이딩되는데, 즉 볼트봉(140)의 상면에는 각 모서리 부분에 구비된 볼트봉(140)들을 연결하는 판재(148)가 부착되어 있으므로 회동되지 않고 상하 방향으로 슬라이딩되는 것이다.

이때, 상기 본체(120)의 상면에 형성된 장착공(122)으로 볼트봉(140)이 내입 슬라이딩되므로 그 길이 변화가 크고 보다 원활할 것이나 상기 장착공(122)은 반드시 필요한 요소는 아니다. 왜냐하면 볼트봉(140)은 본체(120)의 장착공(122)으로 내입되지 않더라도 하우징(133)의 높이만큼 슬라이딩될 수 있기 때문이다.

도 11의 "가" 내지 "다"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전후진수단의 작동을 도시한 개략적 종단면도이다.

먼저, "가"를 참조로 하면, 제1프레임부재(151a) 상면에는 제2프레임부재(151b)와 슬라이딩판(165)이 순차적으로 안치되어 있음을 알 수 있다. 좀 더 상세히 설명하면, 제1프레임(152) 상면에는 제1너트(155)에 부착된 제2프레임(158)이 안치되어 있고, 상기 제2프레임(158) 상면에는 제2너트(162)에 부착된 슬라이딩판(165)이 안치되어 있는 것이다.

우선, 제1프레임부재(151a)의 제1회동모터(157)를 통해 제1볼트봉(154)을 회동시키게 되면 제1너트(155)에 부착되어 있는 제2프레임부재(151b)의 제2프레임(158)이 제1너트(155)와 함께 "나"에 도시된 바와 같이 전진하게 된다.

그리고, 제2프레임부재(151b)의 제2회동모터(164)를 통해 제2볼트봉(161)을 회동시키게 되면 제2너트(162)에 부착되어 있는 슬라이딩판(165)이 제2너트(162)와 함께 "다"에 도시된 바와 같이 전진하게 된다.

물론, 상기 제1,2회동모터(157,164)를 통해 제1,2볼트봉(154,161)을 반대로 회동시키게 되면 전진되었던 제2프레임(158) 및 슬라이딩판(165)은 다시 후진하게 됨은 너무나 당연하다.

이제, 하기에서는 상기와 같이 구성돼 작동되는 본 발명의 공작기계(100)의 작동에 대해서 살펴보도록 하겠다.

도 12의 "가" 내지 "다"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 공작기계의 작동을 도시한 개략도이다.

먼저, "가"를 참조로 하면, 공작기계(100)의 개략적 평면도이다. 즉, 스핀들헤드(20)의 공구고정구(26)에는 공구(200)가 장착되어 있음을 알 수 있으며, 공작기계(100)의 전방으로부터 소정의 거리 이격된 곳에 위치되어 있는 턴테이블(212)에는 공작물(210)이 놓여있다. 그러면, 이 공작물(210)에 홀을 가공하기 위해 가공부위와 공구(200)의 중심을 맞추게 되는데, 우선 베이스부재(110)의 회동모터(119)를 통해 볼트봉(116)을 회동시켜 본체(120)를 좌우 방향으로 슬라이딩시키게 된다.

그런 뒤, 공작물(210)의 가공부위와 공구(200)의 높이를 일치시키기 위해 "나"와 같이 승하강수단(130)의 모터(146)를 통해 승하강부재(132)의 볼트봉(140)을 상하 방향으로 슬라이딩시켜 높이를 맞추게 된다.

이렇게 하여 스핀들헤드(20)의 공구(200)와 공작물(210)의 가공부위가 일치하게 되는 것이다. 그러면, 공작물(210)을 가공하기 위해 공구(200)를 전후진수 단(150)을 매개로 공작물(210)이 근접시키게 되는데, "다"에 도시된 바와 같이 제1프레임부재(151a)의 제1회동모터(157)를 통해 제1볼트봉(154)을 회동시켜 제1너트(155)에 부착된 제2프레임(158)을 적정거리 전진시킨 후 제2프레임부재(151b)의 제2회동모터(164)를 통해 제2볼트봉(161)을 회동시켜 제2너트(162)에 부착된 슬라이딩판(165)을 전진시켜 공구(200)를 공작물(210)에 최대한 근접시키게 된다.

이제, 스핀들헤드(20)의 구동모터(28)를 통해 스핀들부재(24)를 회동시켜 공작물(210)에 가공을 하게 된다. 이의 작동관계는 이미 공지되어 있으므로 별도의 상술은 생략하기로 한다.

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공작기계의 작동을 도시한 개략적 후면도이다.

도면을 참조로 하면, 스핀들헤드(20)가 경사슬라이딩판(165')에 장착되어져 있으므로 전술하였듯이 구조적으로 복잡한 프로펠러(Propeller)(220)의 보스(222)부분에 홀을 가공하고자 하는 경우 보스(222)부분에 경사지게 형성된 날개(224)를 피해 근접이 용이한 장점을 지니게 된다.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공작기계를 도시한 개략적 측면도이다.

도면을 참조로 하면, 스핀들헤드(20)에는 건드릴(230)이 추가로 개재되어 있 음을 알 수 있다. 즉, 스핀들박스(22) 내부에는 스핀들부재(24)의 작동과 별개로 건드릴(230)을 회동시킬 수 있는 구동모터(232)가 구비되고, 이에 연결부재(234)를 매개로 연결된 건드릴(230)은 가이드(170)에 지지된 채 전방으로 돌출되어 있다. 물론, 건드릴(230)을 사용하지 않을 때에는 건드릴(230)을 연결부재(234)로부터 분리시켜 스핀들의 작동에 방해되지 않도록 한다.

이렇듯이 스핀들헤드(20)에는 건드릴(230)이 추가로 개재되므로 필요시 스핀들과 병행하여 가공 작업을 수행할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 공작기계(100)에 의하면, 스핀들헤드(20)는 베이스부재(110)를 매개로 좌우 슬라이딩되는 본체(120)와, 상기 본체(120) 상부에서 상하 방향으로 슬라이딩되는 승하강수단(130) 및 상기 승하강수단(130) 상부에서 전후 방향으로 슬라이딩되는 전후진수단(150)으로 인해 공작물(210)에 대한 접근성이 우수하여 특히 운반이 어려운 공작물(210)의 가공 작업시 유리하여 가공 속도는 물론이고 작업능률까지 크게 향상시킬 수 있는 장점을 지닌다.

또한, 스핀들헤드(20)는 경사슬라이딩판(165')을 매개로 경사지게 부착될 수 있으므로 구조적으로 복잡한 공작물(210)도 쉽게 접근할 수 있는 장점이 있다.

전술한 내용은 후술할 발명의 특허청구범위를 보다 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다. 본 발명의 특허청구범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술될 것이다. 개시된 본 발명의 개 념과 특정 실시예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.

또한, 본 발명에서 개시된 발명의 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.

도 1은 종래의 공작기계를 도시한 개략적 측면도.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 공작기계를 도시한 개략적 사시도.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 베이스부재의 사시도.

도 4의 "가"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 본체의 사시도이고, "나"는 본체를 뒤집어서 도시한 일부 사시도.

도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 승하강수단의 사시도.

도 6의 "가"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 승하강부재의 일부 단면 사시도이고, "나"는 승하강부재의 작동을 도시한 "가"의 A-A선 단면도.

도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전후진수단의 사시도.

도 8은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 경사슬라이딩판을 도시한 개략적 사시도.

도 9의 "가"와 "나"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 베이스부재와 본체의 작동을 도시한 개략적 종단면도.

도 10은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 승하강수단의 작동을 도시한 개략적 종단면도.

도 11의 "가" 내지 "다"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전후진수단의 작동을 도시한 개략적 종단면도.

도 12의 "가" 내지 "다"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 공작기계의 작동을 도시한 개략도.

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공작기계의 작동을 도시한 개략적 후면도.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공작기계를 도시한 개략적 측면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 종래의 공작기계 12 : 지주

20 : 스핀들헤드 22 : 스핀들박스

24 : 스핀들부재 26 : 공구고정구

28 : 구동모터 30 : 승하강수단

32 : 너트 34 : 볼트봉

36 : 회동모터 100 : 본 발명의 공작기계

110 : 베이스부재 112 : 베이스판

113 : 레일턱 114 : 장착홈

116 : 볼트봉 117 : 베어링

118 : 너트 119 : 회동모터

120 : 본체 122 : 장착공

124 : 레일홈 130 : 승하강수단

132 : 승하강부재 133 : 하우징

134 : 삽입공 135 : 체결공

136 : 외치기어 137 : 볼트부

138 : 회동체 139 : 윔기어

140 : 볼트봉 142 : 다축감속기

144 : 회전축 146 : 모터

148 : 판재 150 : 전후진수단

151 : 프레임부재 151a : 제1프레임부재

151b : 제2프레임부재 152 : 제1프레임

153 : 제1장착홈 154 : 제1볼트봉

155 : 제1너트 156 : 제1베어링

157 : 제1회동모터 158 : 제2프레임

159 : 제2장착홈 160 : 제1결합턱

161 : 제2볼트봉 162 : 제2너트

163 : 제2베어링 164 : 제2회동모터

165 : 슬라이딩판 165' : 경사슬라이딩판

166 : 제2결합턱 167 : 경사면

170 : 가이드 200 : 공구

210 : 공작물 212 : 턴테이블

220 : 프로펠러 222 : 보스

224 : 날개 230 : 건드릴

232 : 구동모터 234 : 연결부재

Claims

공작기계에 있어서,

지면에 설치되는 베이스부재;

상기 베이스부재 상부에 결합되어져 좌우 슬라이딩되는 본체;

상기 본체 상부에 설치되어 상하방향으로 가변되는 것으로, 상기 본체의 상면 각 모서리 부분에 장착되어져 상하 방향으로 길이가 가변되는 승하강부재와, 상기 본체의 상면에 구비되는 다축감속기와, 상기 다축감속기와 승하강부재를 연결하여 승하강부재가 상하 방향으로 길이가 가변되도록 회동력을 전달하는 복수의 회전축과, 상기 다축감속기 일측면에서 다축감속기를 회동시키는 모터 및 상기 승하강부재 상면에 부착되는 판재로 이루어지는 승하강수단;

상기 승하강수단 상부에 설치되어 전후 슬라이딩되는 전후진수단; 및

상기 전후진수단 상부에 설치되는 스핀들헤드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공작기계.
제 1항에 있어서,

상기 베이스부재는

지면에 설치되는 것으로, 상면에는 장착홈이 형성됨과 동시에 적어도 하나 이상의 레일턱이 형성되는 베이스판;

상기 장착홈에 구비되는 볼트봉;

상기 장착홈 내에서 상기 볼트봉의 끝단을 지지하는 베어링;

상기 볼트봉에 결합되는 너트; 및

상기 장착홈 일측에 구비되어져 상기 볼트봉을 회동시키는 회동모터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공작기계.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 승하강부재는

상기 본체의 상면 각 모서리 부분에 고정 설치되며, 속이 빈 형상을 가지되 상하면에는 내부와 연통되는 삽입공이 각각 형성되고, 측면에는 회전축이 삽입되는 체결공이 형성된 하우징;

상기 하우징 내에 회동 가능하게 구비되는 것으로 내경을 가지는 관 형상을 가지되 외주연에는 외치기어가 형성되고, 내면에는 볼트부가 형성되는 회동체;

상기 회동체의 볼트부에 볼트 결합되는 볼트봉; 및

상기 회동체의 외주연에 구비된 외치기어와 치합되며, 상기 회전축과 일단이 결합되어져 회동체를 회동시키는 윔기어를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공작기계.
제 1항에 있어서,

상기 전후진수단은

상기 승하강수단의 상단에 부착되어져 전후진 방향으로 길이가 가변되는 프레임부재; 및

상기 프레임부재 상단에 결합되어 프레임부재의 작동으로 인해 전후방으로 슬라이딩되는 것으로, 상면에는 상기 스핀들헤드가 장착되는 슬라이딩판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공작기계.
제 5항에 있어서,

상기 프레임부재는

상기 승하강수단의 상단에 부착되며 상면에는 제1장착홈이 형성되는 제1프레임과, 상기 제1장착홈에 장착되는 제1볼트봉과, 상기 제1볼트봉에 결합되는 제1너트와, 상기 제1장착홈 내에서 상기 제1볼트봉의 끝단을 지지하는 제1베어링 및 상기 제1장착홈 일측면에 구비되어 제1볼트봉을 회동시키는 제1회동모터를 포함하는 제1프레임부재; 및

상기 제1너트의 상면에 부착되며 상면에는 제2장착홈이 형성되는 제2프레임과, 상기 제2장착홈에 장착되는 제2볼트봉과, 상기 제2볼트봉에 결합되며 상면에는 상기 슬라이딩판이 부착되는 제2너트와, 상기 제2장착홈 내에서 상기 제2볼트봉의 끝단을 지지하는 제2베어링 및 상기 제2장착홈 일측면에 구비되어 제2볼트봉을 회동시키는 제2회동모터로 이루어지는 제2프레임부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공작기계.
제 5항에 있어서,

상기 슬라이딩판 대신에 스핀들헤드를 경사지게 장착할 수 있도록 경사면이 형성된 경사 슬라이딩판이 구비되는 것을 특징으로 하는 공작기계.