KR101033683B1 - 압전 부하 센서가 장착된 고속 스핀들 장치 - Google Patents

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김창호
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Abstract

본 발명은 공작기계의 스핀들 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스핀들에 작용하는 축 방향 부하를 실시간으로 감지하여 스핀들의 회전속도 및 스핀들에 작용하는 축 방향 부하를 조절함으로써 스핀들 및 베어링에 작용하는 과부하를 방지할 수 있는 압전 부하 센서가 장착된 고속 스핀들 장치에 관한 것이다.

Description

압전 부하 센서가 장착된 고속 스핀들 장치{high speed spindle apparatus having load sensor of piezoelectric}
본 발명은 공작기계의 스핀들 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스핀들에 작용하는 축 방향 부하를 실시간으로 감지하여 스핀들의 회전속도 및 스핀들에 작용하는 축 방향 부하를 조절함으로써 스핀들 및 베어링에 작용하는 과부하를 방지할 수 있는 압전 부하 센서가 장착된 고속 스핀들 장치에 관한 것이다.
공작기계의 스핀들 장치는 스핀들의 회전력을 이용하여 공작물을 절삭 가공하는 장치로서, 스핀들, 베어링, 하우징, 칼러(collar) 등을 포함하여 구성된다.
공작기계의 스핀들 장치에 구비되는 베어링은 내륜과 외륜을 포함하는데, 내륜이 스핀들의 외주면에 결합되고 외륜이 하우징에 고정 설치됨으로써 스핀들이 베어링에 회전 가능하도록 지지된다.
일반적으로 고속 절삭을 실행시키기 위해서는 스핀들을 지지하는 베어링의 피치원 직경이 85mm 일때 스핀들 회전수가 12,000 rpm 이상인 스핀들 장치가 요구된다. 현재의 기술수준에서는 DmN 값이 1,000,000 이상인 스핀들 장치를 고속 스핀들 장치라고 할 수 있다.
고속 스핀들 장치의 경우 스핀들에 큰 축 방향 부하가 작용하게 되고, 이에 따라 스핀들 또는 베어링에 과부하가 작용하여 스핀들 장치가 파손되거나, 스핀들 장치의 변형으로 인하여 공작물의 정밀한 가공이 어려운 단점이 있다.
따라서, 고속 스핀들 장치의 경우 스핀들에 작용하는 축 방향 부하를 실시간으로 감지하여 상기 축 방향 부하를 조절함으로써 스핀들 및 베어링에 작용하는 과부하를 방지할 필요성이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 스핀들에 작용하는 축 방향 부하를 실시간으로 감지하여 스핀들의 회전속도 및 스핀들에 작용하는 축 방향 부하를 조절함으로써 스핀들 및 베어링에 작용하는 과부하를 방지할 수 있는 압전 부하 센서가 장착된 고속 스핀들 장치를 제공하고자 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 압전 부하 센서가 장착된 고속 스핀들 장치는,
스핀들(100); 상기 스핀들(100)이 회전 가능하도록 내륜(210)이 상기 스핀들(100)의 외주면에 결합되는 베어링(200); 상기 베어링(200)의 외륜(220)이 고정 설치되는 베어링하우징(300); 상기 베어링하우징(300)이 삽입되어 결합되는 스핀들하우징(700); 및 상기 베어링하우징(300)의 베어링하우징 플랜지(310)와 상기 스핀들하우징(700) 사이에 구성되며 수개의 체결수단(800)에 의해 결합되어 축 방향 부하 작용시 부하를 지지하는 센서 링(500); 상기 스핀들(210)에 작용하는 축 방향 부하를 감지하도록 상기 센서 링(500)의 내부에 장착되는 압전 부하 센서(600); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센서 링(500)은, 상면이 상기 베어링하우징(300)과 접촉하며 하면이 상기 압전 부하 센서(600)의 상면과 접촉하는 상부 플레이트(510); 및 상면이 상기 압전 부하 센서(600)의 하면과 접촉하며 상기 상부 플레이트(510)에 체결되는 하부 플레이트(520); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하부 플레이트(520)의 상면에는 상기 압전 부하 센서(600)가 탑재되는 센서 안치홈(521-1, 521-2) 및 상기 압전 부하 센서(600)의 센서 라인이 안치되도록 상기 센서 안치홈(521-1, 521-2)에 연결되는 센서 라인 안치홈(522-1, 522-2)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하부 플레이트(520)의 하면에는 가장자리를 따라 하부 돌출부(524)가 돌출 형성되고, 상기 하부 플레이트(520)에는 상기 압전 부하 센서(600)의 센서 라인이 통과하도록 상단 개구가 상기 센서 라인 안치홈(522-1, 522-2)에 연통되고 하단 개구가 상기 하부 플레이트(520)의 하면에 위치하는 제1 센서 라인 안내공(523-1, 523-2)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하부 플레이트(520)의 하부 돌출부(524)에는 상기 제1 센서 라인 안내공(523-1, 523-2)을 통하여 인출된 상기 압전 부하 센서(600)의 센서 라인이 통과되도록 내측면과 외측면을 관통하는 제2 센서 라인 안내공(524-1)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센서 안치홈(521-1, 521-2)은 상호 이격되어 형성되는 제1 센서 안치홈(521-1); 및 제2 센서 안치홈(521-2)을 포함하고,
상기 센서 라인 안치홈(522-1, 522-2)은 일단이 상기 제1 센서 안치홈(521-1)에 연결되고 타단이 상기 제2 센서 안치홈(521-2) 방향으로 연장되어 상기 하부 플레이트(520)의 상면 외측 가장자리에 형성되는 제1 센서 라인 안치홈(522-1); 및 일단이 상기 제2 센서 안치홈(521-2)에 연결되고 타단이 상기 제1 센서 안치홈(521-1) 방향으로 연장되어 상기 하부 플레이트(520)의 상면 내측 가장자리에 형성되는 제2 센서 라인 안치홈(522-2)을 포함하고,
상기 제1 센서 라인 안내공(523-1, 523-2)은 상기 제1 센서 라인 안치홈(521-1)으로부터 상기 하부 플레이트(520)의 하면을 향하도록 상기 하부 플레이트(520)의 상하 방향으로 경사지게 형성되는 제1-1 센서 라인 안내공(523-1); 및 상기 제2 센서 라인 안치홈(522-2)으로부터 상기 하부 플레이트(520)의 하면을 향하도록 상기 하부 플레이트(520)의 상하 방향으로 수직하게 형성되는 제1-2 센서 라인 안내공(523-2)을 포함하고,
상기 압전 부하 센서(600)는 상기 제1 센서 안치홈(521-1)에 안치되는 제1 압전 부하 센서(610); 및 상기 제2 센서 안치홈(521-2)에 안치되는 제2 압전 부하 센서(620)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 베어링하우징 플랜지와 스핀들하우징 사이에 설치되어 축 방향 부하를 지지하도록 하는 센서 링 및 센서 링에 설치되는 압전 부하 센서를 구비함으로써 스핀들에 작용하는 축 방향 부하를 실시간으로 감지할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 센서 링 및 압전 부하 센서를 구비하여 스핀들에 작용하는 축 방향 부하를 실시간으로 감지하고, 이를 바탕으로 스핀들의 회전속도 및 스핀들에 작용하는 축 방향 부하를 조절함으로써 스핀들 및 베어링에 작용하는 과부하를 방지할 수 있는 장점이 있다.
도1은 본 발명에 따른 압전 부하 센서가 장착된 고속 스핀들 장치의 구성도.
도2는 도1의 주요부의 구성도.
도3은 도2에 도시된 센서 링의 사시도.
도4는 도3의 센서 링의 상부 플레이트의 사시도.
도5는 도3의 센서 링의 하부 플레이트의 사시도.
도6은 도3의 하부 플레이트의 배면 사시도.
도7은 도3의 하부 플레이트의 상측 평면도.
도8은 도7의 AA'의 단면도.
도9는 도7의 BB'의 단면도.
도10은 도7의 CC'의 단면도.
도11은 도7의 DD'의 단면도.
도12는 도3의 하부 플레이트에 압전 부하 센서가 장착된 상태도.
도13은 도3의 센서 링에 압전 부하 센서가 장착된 상태도.
이하, 도면을 참조하며 본 발명에 의한 압전 부하 센서가 장착된 고속 스핀들 장치에 대하여 상세히 설명한다.
도1 및 도2와 같이 본 발명에 따른 압전 부하 센서가 장착된 고속 스핀들 장치는,
스핀들(100); 상기 스핀들(100)이 회전 가능하도록 내륜(210)이 상기 스핀들(100)의 외주면에 결합되는 베어링(200); 상기 베어링(200)의 외륜(220)이 고정 설치되는 베어링하우징(300); 상기 베어링하우징(300)이 삽입되어 결합되는 스핀들하우징(700); 및 상기 베어링하우징(300)의 베어링하우징 플랜지(310)와 상기 스핀들하우징(700) 사이에 구성되며 수개의 체결수단(800)에 의해 결합되어 축 방향 부하 작용시 부하를 지지하는 센서 링(500); 상기 스핀들(210)에 작용하는 축 방향 부하를 감지하도록 상기 센서 링(500)의 내부에 장착되는 압전 부하 센서(600); 를 포함하여 이루어진다.
도2를 참조하면 상기 베어링(200)은 내륜(210)과 외륜(220)을 가진다.
그리고 상기 베어링(200)은 상기 스핀들(100)이 회전 가능하도록 상기 베어링(200)의 내륜(210)이 상기 스핀들(100)의 외주면에 결합되고 상기 베어링(200)의 외륜(220)이 상기 베어링하우징(300)에 고정 설치된다.
이때, 상기 베어링(200)과 베어링(200) 사이에 칼러(collar)(400)가 설치된다.
그리고 상기 베어링(200)과 베어링(200) 사이에 설치되는 상기 칼러(400)는 이너 칼러(inner collar)(410) 및 아우터 칼러(outer collar)(420)로 이루어진다.
상기 이너 칼러(410)는 상기 스핀들(100)의 외주면에 결합되어 상기 스핀들(100)과 함께 회전한다. 그리고 상기 아우터 칼러(420)는 상기 베어링하우징(300)에 고정 설치된다.
즉, 상기 칼러(400)는 상기 이너 칼러(410)과 아우터 칼러(420)으로 이루어지며, 상기 이너 칼러(410)는 상기 스핀들(100)과 베어링(200)의 내륜(210)에 접촉 결합되고 상기 아우터 칼러(420)는 상기 베어링하우징(300)과 베어링(200)의 외륜(220)에 접촉 결합되어 상기 한 쌍의 베어링(200)의 간격을 유지하는 동시에, 상기 한 쌍의 베어링(200)의 내륜(210)이 상기 스핀들(100)과 함께 회전하고 상기 베어링(200)의 외륜(220)이 상기 베어링하우징(300)에 고정될 수 있도록 하는 역할을 한다.
이때, 상기 아우터 칼러(420)에는 상기 베어링(300)의 윤활과 냉각을 위해 오일을 공급 및 회수할 수 있도록 양측으로 오일 주입부가 형성될 수 있다.
그리고 상기 센서 링(500)은 도2의 우측에서 좌측 방향으로 상기 베어링하우징(300)에 삽입되어 상기 베어링하우징 플랜지(310)에 접촉되도록 결합되고, 상기 센서 링(500)이 결합된 상기 베어링하우징(300)은 상기 스핀들하우징(700)에 삽입되어 상기 수개의 체결수단(800)에 의해 결합된다.
그리하여 상기 센서 링(500)은 상기 스핀들(100)에 축 방향 부하 작용시 상기 베어링(200)과 베어링하우징(300)을 통해 전달된 부하를 지지하는 역할을 한다.
이때, 도3 내지 도5와 같이 상기 센서 링(500)의 상부 플레이트(510) 및 하부 플레이트(520)는 상기 수개의 체결수단(800)이 관통되는 수개의 관통 구멍(513, 528)이 각각 형성된다. 그리고 상기 수개의 관통 구멍(513, 528)은 상기 베어링하우징 플랜지(310)의 고정구멍(320)에 대응되도록 형성되며, 상기 센서 링(500)의 상부 플레이트(510) 및 하부 플레이트(520)의 센서 안치홈(521-1, 521-2), 센서 라인 안치홈(522-1, 522-2), 센서 라인 안내공(523-1, 523-2, 524-1) 및 체결홈(527)에 간섭되지 않도록 상기 관통 구멍(513, 528)이 형성되어야 한다.
또한, 상기 센서 링(500)의 하부 플레이트(520)는 상면에 센서 안치홈(521-1, 521-2)이 형성되고 여기에 상기 압전 부하 센서(600)가 삽입되어 상기 하부 플레이트(500)의 상면으로 돌출 되도록 결합된다.
그리고 도4와 같이 상기 상부 플레이트(510)는 원호형의 제1 상부 플레이트(511) 및 제2 상부 플레이트(512)를 포함하여 이루어지며, 상기 상부 플레이트(510)는 상면이 상기 베어링하우징 플랜지(310)에 접하고 하면이 압전 부하 센서(600)의 상면과 접촉함으로써 스핀들(100)에 작용하는 축 방향 부하를 압전 부하 센서(600, 도12 참조)에 전달하게 된다.
그리고 상기 하부 플레이트(520)의 하면에는 가장자리를 따라 하부 돌출부(524)가 돌출되어 형성된다. 이때, 상기 하부 돌출부(524)는 소정 부위가 일부 단락된 형상일 수 있다.
또한, 상기 하부 플레이트(520)의 상면에는 센서 안치홈(521-1, 521-2)이 형성된다.
이때, 상기 센서 안치홈(521-1, 521-2)은 상호 이격되어 형성되는 제1 센서 안치홈(521-1) 및 제2 센서 안치홈(521-2)을 포함하며, 상기 센서 안치홈(521-1, 521-2)은 상기 하부 플레이트(520)의 상면에 상기 압전 부하 센서(600)를 안치시키기 위한 것이다.
도12를 참조하면 상기 압전 부하 센서(600)는 제1 압전 부하 센서(610) 및 제2 압전 부하 센서(620)를 포함한다. 그리고 상기 제1 압전 부하 센서(610) 및 제2 압전 부하 센서(620)는 동일한 부하 센서일 수 있다.
상기 제1 압전 부하 센서(610)는 상기 제1 센서 안치홈(521-1)에 안치되고, 상기 제2 압전 부하 센서(620)는 상기 제2 센서 안치홈(521-2)에 안치된다.
이때, 상기 제1 압전 부하 센서(610) 및 제2 압전 부하 센서(620)는 일반적으로 아주 평평한 압전 힘 센서인 SlimLine 센서라고 불리는 표준 센서일 수 있다.
도5를 참조하면 상기 하부 플레이트(520)의 상면에는 센서 라인 안치홈(522-1, 522-2)이 형성되며, 상기 센서 라인 안치홈(522-1, 522-2)은 제1 센서 라인 안치홈(522-1) 및 제2 센서 라인 안치홈(522-2)을 포함한다.
상기 제1 센서 라인 안치홈(522-1)은 일단이 상기 제1 센서 안치홈(521-1)에 연결되고 타단이 상기 제2 센서 안치홈(521-2) 방향으로 연장되어 상기 하부 플레이트(520)의 상면 외측 가장자리에 위치한다. 상기 제2 센서 라인 안치홈(522-2)은 일단이 상기 제2 센서 안치홈(521-2)에 연결되고 타단이 상기 제1 센서 안치홈(521-1) 방향으로 연장되어 상기 하부 플레이트(520)의 상면 내측 가장자리에 위치한다.
즉, 상기 센서 라인 안치홈(522-1, 522-2)은 상기 압전 부하 센서(600, 도12 참조)의 센서 라인을 안치시키기 위한 것이다.
도5 및 도12를 참조하면 상기 하부 플레이트(520)에는 제1 센서 라인 안내공(523-1, 523-2)이 형성된다. 상기 제1 센서 라인 안내공(523-1, 523-2)은 제1-1 센서 라인 안내공(523-1) 및 제1-2 센서 라인 안내공(523-2)을 포함한다. 상기 제1 센서 라인 안내공(523-1, 523-2)은 상기 압전 부하 센서(600)의 센서 라인을 통과시켜 상기 하부 플레이트(520)의 하면으로 인출시키기 위한 것으로, 상단 개구가 상기 센서 라인 안치홈(522-1, 522-2)에 연통되고 하단 개구가 상기 하부 플레이트(520)의 하면에 위치한다.
도5 및 도9를 참조하면 상기 제1-1 센서 라인 안내공(523-1)은 상기 제1 센서 라인 안치홈(521-1)으로부터 상기 하부 플레이트(520)의 하면을 향하도록 상기 하부 플레이트(520)의 상하 방향으로 경사지게 형성된다.
도7 및 도10을 참조하면 상기 제1-2 센서 라인 안내공(523-2)은 상기 제2 센서 라인 안치홈(522-2)으로부터 상기 하부 플레이트(520)의 하면을 향하도록 상기 하부 플레이트(520)의 상하 방향으로 수직하게 형성된다.
도5 및 도6을 참조하면 상기 하부 플레이트(520)의 하부 돌출부(524)에는 상기 하부 돌출부(524)의 내측면과 외측면을 관통하는 제2 센서 라인 안내공(524-1)이 형성된다. 상기 제2 센서 라인 안내공(524-1)은 상기 제1 센서 라인 안내공(523-1, 523-2)을 통하여 상기 하부 플레이트(520)의 하면으로 인출된 상기 압전 부하 센서(600)의 센서 라인을 상기 하부 플레이트(520) 외부로 통과시키기 위한 것이다.
도5를 참조하면 상기 하부 플레이트(520)의 상면에는 하부 플레이트 체결홈(527)이 형성된다. 그리고 상기 하부 플레이트 체결홈(527)의 둘레면에 암나사가 형성될 수 있으며, 도7 및 도8을 참조하면 상기 하부 플레이트 체결홈(527)은 상기 하부 플레이트(520)의 상면에서 일정 깊이 파임으로써 형성된다.
도5를 참조하면 상기 하부 플레이트(520)의 상면에는 서로 마주 보는 위치에 상부 돌출부(526)가 돌출 형성된다.
도4를 참조하면 상기 상부 플레이트(510)에는 상하면을 관통하는 상부 플레이트 체결공(517-1, 517-2)이 형성된다. 그리고 상기 상부 플레이트 체결공(517-1, 517-2)은 각각 제1 상부 플레이트(511) 및 제2 상부 플레이트(512)에 각각 형성된다.
도3 내지 도5를 참조하면 상기 제1 상부 플레이트(511)는 서로 마주 보는 상기 상부 돌출부(526)를 중심으로 상기 하부 플레이트(520)의 일측에 체결되고, 상기 제2 상부 플레이트(512)는 서로 마주 보는 상기 상부 돌출부(526)를 중심으로 상기 하부 플레이트(520)의 타측에 체결된다. 상기 제1 상부 플레이트(511)는 상기 상부 플레이트 체결공(517-1) 및 하부 플레이트 체결홈(527)을 통하여 상기 하부 플레이트(520)에 체결수단에 의해 결합되고, 상기 제2 상부 플레이트(512)는 상기 상부 플레이트 체결공(517-2) 및 하부 플레이트 체결홈(527)을 통하여 상기 하부 플레이트(520)에 체결수단에 의해 결합된다.
그리고 도13을 참조하면 상기 상부 플레이트(510)와 하부 플레이트(520)는 상기 상부 플레이트(510)의 하면과 상기 하부 플레이트(520)의 상면이 상호 이격되며 체결된다. 이는 상기 압전 부하 센서(610, 620)가 상부 플레이트(510)로부터 전달되는 축 방향 부하를 정확하게 감지하기 위한 것이다.
또한, 상기 상부 플레이트(510)는 상기 하부 플레이트(520)의 상부 돌출부(526) 보다 일정부분 돌출되도록 결합되다. 이는 상기 베어링하우징 플랜지(310)로 부터 전달되는 축 방향 부하를 상기 상부 플레이트(510)에서 전달받아 상기 압전 부하 센서(600)로 전달되는 축 방향 부하를 정확하게 감지하기 위한 것이다.
즉, 상기 하부 플레이트(520)의 상부 돌출부(526)로 힘이 전달되지 않도록 하기 위함이다.
도면에 도시되지 않았지만 본 발명의 실시예는 상기 센서 라인을 통하여 수신된 상기 스핀들(100)에 작용하는 축 방향 부하를 디스플레이하기 위한 모니터를 포함할 수 있다.
따라서, 상기 모니터를 통하여 상기 스핀들(100)에 작용하는 축 방향 부하를 인지하여 상기 축 방향 부하를 조절함으로써 상기 스핀들(100) 및 베어링(200)에 작용하는 과부하를 방지할 수 있다.
상기의 구성을 갖는 다른 실시예로, 상기 센서 링(500)을 도2에서 우측의 베어링(200)과 베어링하우징(300) 사이에 구성하고 상기 베어링하우징(300)에 상기 압전 부하 센서(600)의 센서 라인이 인출되도록 관통 구멍을 형성하여 구성할 수도 있다. 즉, 상기 베어링(200)의 외륜(220)에 접하여 상기 스핀들(100)의 축 방향 부하를 지지하도록 구성할 수 있다.
그러나 이는 상기 스핀들(100)의 고속 회전시 상기 베어링(200)에서 발생하는 진동과 고열로 인해 상기 센서 링(500) 내부에 장착된 압전 부하 센서(600)에 영향을 미쳐 노이즈가 발생될 수 있다.
즉, 상기 압전 부하 센서(600)가 계측하는 값에 노이즈가 발생하여 축 방향 부하를 측정하는데 신뢰성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 센서 링(500) 및 압전 부하 센서(600)의 이상으로 인한 점검 및 교체시 상기 베어링(200)과 칼러(400)를 모두 분해해야 하므로 작업이 어렵고 상기 분해한 베어링(200)은 정도가 저하되어 다시 사용할 수 없으므로 교체해야 되는 단점이 있다.
상기 내용을 종합하면 본 발명의 구성을 갖는 압전 부하 센서가 장착된 고속 스핀들 장치는 상기 베어링하우징(300)의 베어링하우징 플랜지(310)와 스핀들하우징(700) 사이에 상기 압전 부하 센서(600)가 설치된 상기 센서 링(500)을 구성하여 상기 스핀들(100)에 작용하는 축 방향 부하를 실시간으로 감지하여 스핀들의 회전속도 및 상기 스핀들(100)에 작용하는 축 방향 부하를 조절함으로써 상기 스핀들(100) 및 베어링(200)에 작용하는 과부하를 방지할 수 있는 압전 부하 센서가 장착된 고속 스핀들 장치에 관한 것이다.
그리하여 본 발명에 따른 압전 부하 센서가 장착된 고속 스핀들 장치는, 상기 센서 링(500)을 상기 베어링하우징(300)의 외부인 상기 베어링하우징 플랜지(310)와 스핀들하우징(700) 사이에 구성하여 주축의 고속회전에 따른 상기 베어링(200)에서 발생하는 진동과 고열로 인한 노이즈가 상기 센서 링(500) 내부에 장착된 압전 부하 센서(600)에 영향을 미치지 않는 위치에 결합한 구성이다.
그러므로 상기 센서 링(500)의 설치 시 상기 베어링하우징(300)에 센서 링(500)을 삽입하고 상기 베어링하우징(300)을 스핀들하우징(700)에 삽입한 후 수개의 체결수단(800)으로 결합하므로 설치가 매우 용이하다는 장점이 있다.
또한, 상기 스핀들(100)에 작용하는 축 방향 부하를 받는데 있어서, 상기 베어링(200)의 외륜(220)에 접하는 부분보다 베어링하우징 플랜지(310)에 접하도록 상기 센서 링(500)을 설치하여 보다 정확한 축 방향 힘이 상기 압전 부하 센서(600)로 전달되도록 하며, 상기 압전 부하 센서(600)에 노이즈가 작용하지 않으므로 상기 압전 부하 센서(600)가 측정한 축 방향 부하 값의 신뢰성이 향상되는 장점이 있다.
또한, 상기의 구성을 갖는 압전 부하 센서가 장착된 스핀들 장치는 상기 센서 링(500) 및 압전 부하 센서(600)의 점검 및 교체 시, 상기 수개의 체결수단(800)을 제거하고 상기 베어링하우징(300)을 상기 스핀들하우징(700)에서 빼내면 상기 센서 링(500)을 분리할 수 있으므로 점검 및 교체 작업을 용이하게 할 수 있으며, 상기 베어링(200)을 분해하지 않으므로 상기 베어링(200)을 다시 교체하지 않아도 되는 장점이 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100:스핀들
200:베어링
210:내륜 220:외륜
300:베어링하우징
310:베어링하우징 플랜지 320:고정 구멍
400:칼러
410:이너 칼러 420:아우터 칼러
500:센서 링
510:상부 플레이트 511:제1 상부 플레이트
512:제2 상부 플레이트 513:관통 구멍
517-1:상부 플레이트 체결공 517-2:상부 플레이트 체결공
520:하부 플레이트 521-1:제1 센서 안치홈
521-2:제2 센서 안치홈 522-1:제1 센서 라인 안치홈
522-2:제2 센서 라인 안치홈 523-1:제1-1 센서 라인 안내공
523-2:제1-2 센서 라인 안내공
524:하부 돌출부 524-1:제2 센서 라인 안내공
526:상부 돌출부
527:체결홈 528:관통 구멍
600:압전 부하 센서 610:제1 압전 부하 센서
620:제2 압전 부하 센서
700:스핀들하우징 710:나사 구멍
800:체결수단

Claims (6)

  1. 스핀들(100); 상기 스핀들(100)이 회전 가능하도록 내륜(210)이 상기 스핀들(100)의 외주면에 결합되는 베어링(200); 상기 베어링(200)의 외륜(220)이 고정 설치되는 베어링하우징(300); 상기 베어링하우징(300)이 삽입되어 결합되는 스핀들하우징(700); 및 상기 베어링하우징(300)의 베어링하우징 플랜지(310)와 상기 스핀들하우징(700) 사이에 구성되며 수개의 체결수단(800)에 의해 결합되어 축 방향 부하 작용시 부하를 지지하는 센서 링(500); 상기 스핀들(100)에 작용하는 축 방향 부하를 감지하도록 상기 센서 링(500)의 내부에 장착되는 압전 부하 센서(600); 를 포함하여 이루어지되,
    상기 센서 링(500)은, 상면이 상기 베어링하우징(300)과 접촉하며 하면이 상기 압전 부하 센서(600)의 상면과 접촉하는 상부 플레이트(510); 및 상면이 상기 압전 부하 센서(600)의 하면과 접촉하며 상기 상부 플레이트(510)에 체결되는 하부 플레이트(520); 를 포함하여 이루어지고,
    상기 하부 플레이트(520)의 상면에는 상기 압전 부하 센서(600)가 탑재되는 센서 안치홈(521-1, 521-2) 및 상기 압전 부하 센서(600)의 센서 라인이 안치되도록 상기 센서 안치홈(521-1, 521-2)에 연결되는 센서 라인 안치홈(522-1, 522-2)이 형성되며,
    상기 하부 플레이트(520)의 하면에는 가장자리를 따라 하부 돌출부(524)가 돌출 형성되고, 상기 하부 플레이트(520)에는 상기 압전 부하 센서(600)의 센서 라인이 통과하도록 상단 개구가 상기 센서 라인 안치홈(522-1, 522-2)에 연통되고 하단 개구가 상기 하부 플레이트(520)의 하면에 위치하는 제1 센서 라인 안내공(523-1, 523-2)이 형성되는 것을 특징으로 하는 압전 부하 센서가 장착된 고속 스핀들 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하부 플레이트(520)의 하부 돌출부(524)에는 상기 제1 센서 라인 안내공(523-1, 523-2)을 통하여 인출된 상기 압전 부하 센서(600)의 센서 라인이 통과되도록 내측면과 외측면을 관통하는 제2 센서 라인 안내공(524-1)이 형성되는 것을 특징으로 하는 압전 부하 센서가 장착된 고속 스핀들 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 센서 안치홈(521-1, 521-2)은 상호 이격되어 형성되는 제1 센서 안치홈(521-1); 및 제2 센서 안치홈(521-2)을 포함하고,
    상기 센서 라인 안치홈(522-1, 522-2)은 일단이 상기 제1 센서 안치홈(521-1)에 연결되고 타단이 상기 제2 센서 안치홈(521-2) 방향으로 연장되어 상기 하부 플레이트(520)의 상면 외측 가장자리에 형성되는 제1 센서 라인 안치홈(522-1); 및 일단이 상기 제2 센서 안치홈(521-2)에 연결되고 타단이 상기 제1 센서 안치홈(521-1) 방향으로 연장되어 상기 하부 플레이트(520)의 상면 내측 가장자리에 형성되는 제2 센서 라인 안치홈(522-2)을 포함하고,
    상기 제1 센서 라인 안내공(523-1, 523-2)은 상기 제1 센서 라인 안치홈(521-1)으로부터 상기 하부 플레이트(520)의 하면을 향하도록 상기 하부 플레이트(520)의 상하 방향으로 경사지게 형성되는 제1-1 센서 라인 안내공(523-1); 및 상기 제2 센서 라인 안치홈(522-2)으로부터 상기 하부 플레이트(520)의 하면을 향하도록 상기 하부 플레이트(520)의 상하 방향으로 수직하게 형성되는 제1-2 센서 라인 안내공(523-2)을 포함하고,
    상기 압전 부하 센서(600)는 상기 제1 센서 안치홈(521-1)에 안치되는 제1 압전 부하 센서(610); 및 상기 제2 센서 안치홈(521-2)에 안치되는 제2 압전 부하 센서(620)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 부하 센서가 장착된 고속 스핀들 장치.
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