KR101116558B1

KR101116558B1 - 볼스크류 냉각장치

Info

Publication number: KR101116558B1
Application number: KR1020040071536A
Authority: KR
Inventors: 이중권
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2004-09-08
Filing date: 2004-09-08
Publication date: 2012-02-28
Also published as: KR20060022790A

Abstract

본 발명은 예로, 머시닝센타의 구조물 이송용으로 사용되는 볼스크류(BALL SCREW)의 냉각(COOLING)장치에 관한 것으로, 구조물을 이송시키는 볼스크류를 냉각시키기 위한 장치에 있어서, 상기 볼스크류내에 길이 방향으로 관통된 중공에 삽입되어 일단이 볼스크류측에 회전 지지된 파이프와; 상기 파이프의 타단에 접속되어 볼스크류에 결합되고, 2포트를 갖는 더블 플로우형 로테이팅 유니온을 포함하여, 상기 로테이팅 유니온의 일측 포트에 공급된 냉각수가 파이프내의 유로와 파이프와 중공 사이의 원통형 유로를 거쳐서 타측 포트로 배출되도록 구성하여, 구조물의 이송시 발생되어지는 열변위가 최소화되어 가공의 정도가 높고, 볼스크류의 수명을 향상시킬 수 있다.

볼스크류, 이송구조물, 볼너트, 머시닝센터, 로테이팅 유니온, 서보모터

Description

볼스크류 냉각장치{Ball screw cooling device}

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.

도 1은 종래 머시닝센타의 볼스크류 냉각장치의 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 머시닝센타의 볼스크류 냉각장치의 구성도.

도 3은 도 2의 'A'부 확대 단면도.

도 4는 도 2의 'B'부 확대 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 볼스크류

60 : 파이프

61 : 냉각수 구멍

68 : 베어링

70 : 로테이팅 유니온

71,72 : 포트

본 발명은 예로, 머시닝센타의 구조물 이송용으로 사용되는 볼스크류(BALL SCREW)의 냉각(COOLING)장치에 관한 것으로, 구조물의 이송시 발생되어지는 열변위를 최소화하여 가공의 정도를 높이고 더불어 볼스크류의 수명을 향상시킬 수 있도록 한 볼스크류 냉각장치에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 실링 구조없이 냉매의 유로를 형성하여 냉매의 누출을 방지하고, 설치 구조가 단순 간단하며, 볼스크류의 수정 작업이 용이토록 한 볼스크류 냉각장치에 관한 것이다.

종래의 볼스크류 냉각장치는 도 1에서와 같이 볼스크류의 끝단에 드로우 플로우(THROUHG FLOW)형태의 로테이팅 유니온(ROTATING UNION)(10)을 부착하고 이를 통해서 중공을 갖는 볼스크류(12)의 내부로 냉매를 투입하고 반대편의 볼스크류 측면의 구멍(12a)을 통해서 냉매를 회수하는 구조로 되어 있다.

이때 로테이팅 실(ROTATING SEAL)(14)을 사용하여 냉매의 누출을 방지한다. 이런 구조에서는 로테이팅 실의 품질에 따라서 초기 냉매의 누출이 발생된다.

또한 초기 냉매 누출이 없다고 할지라도 서보모터(M)의 구동중 계속적인 회전 마찰로 인해 로테이팅 실(14)의 마모가 발생되어지며 이로 인해 냉매의 누출 양이 시간이 지나감에 따라 점점 많아지게 되고, 냉매의 보충(REFILL) 기간이 점점 짧아지게 된다.

또한 이런 구조에서는 볼스크류의 냉각장치에 문제가 발생될 경우 수정을 위 해서는 모터 브라켓(MOTOR BRACKET)을 완전히 분해해서 관련 부품을 수정 후 전체적인 볼스크류 어셈블리와 관련된 부분을 재조정한 후 조립을 하여야 한다.

또한 볼스크류(12)에 측면에 구멍(12a)을 추가적으로 가공을 하여야 하고, 별도로 로테이팅 실(14)의 마모를 방지하기 위한 방법이 없다. 또한 구조가 복잡하고 수정이 요구될 경우 시간 및 노력이 많이 소요된다. 아울러 고가의 로테이팅 실(14) 및 관련 부품이 소요됨으로서 많은 제조원가가 필요하다.

따라서 본 고안의 목적은 볼스크류의 냉각장치의 구조를 단순화하고 냉매의 누출을 근본적으로 방지하고, 수정이 필요할 경우 볼스크류와 관련된 부품에 영향을 주지 않고 빠른 시간내에 수정이 가능한 볼스크류 냉각장치를 제공하는데 있다. 이런 구조의 단순화는 제조원가 절감의 효과뿐만 아니라 추후 냉매 유출로 인한 고객의 불만을 최소화 시킬 수 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은,

구조물을 이송시키는 볼스크류를 냉각시키기 위한 장치에 있어서,

상기 볼스크류내에 길이 방향으로 관통된 중공에 삽입되어 일단이 볼스크류측에 회전 지지된 파이프와;

상기 파이프의 타단에 접속되어 볼스크류에 결합되고, 2포트를 갖는 더블 플로우형 로테이팅 유니온을 포함하여,

상기 로테이팅 유니온의 일측 포트에 공급된 냉각수가 파이프내의 유로와 파이프와 중공 사이의 원통형 유로를 거쳐서 타측 포트로 배출되도록 하여서 달성된 다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 파이프의 끝단에는 일정 구간에 상기 중공과 파이프의 사이로 냉각수 유로를 연결시키는 다수의 냉각수 구멍이 형성될 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 파이프의 끝단은 볼스크류의 내경에 삽입된 베어링에 의해 회전 지지되고, 상기 베어링은 볼스크류의 끝단에 나사 체결된 베어링 지지캡에 의해 고정된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 머시닝센타의 볼스크류 냉각장치의 구성도이고, 도 3은 도 2의 'A'부 확대 단면도이고, 도 4는 도 2의 'B'부 확대 단면도이다.

도 2에서와 같이 구조물을 이송시키기 위한 볼스크류(50)에 있어서, 상기 볼스크류(50)는 내부에 길이방향으로 관통된 중공(52)이 형성되어 있다.

상기 중공(52)에는 중공(52)의 직경보다 작은 직경을 갖는 파이프(60)가 삽입되어 있다. 따라서 파이프(60)와 중공(52)과의 사이에는 길이방향으로 원통형 공간틈새(S)를 갖는 유로(56)가 형성되어 있다.

상기 파이프(60)의 일단은 베어링(68)을 통해 볼스크류(50)의 일단에 회전가능하게 지지되고, 파이프(60)의 타단은 볼스크류(50)의 타단에 결합된 2포트(71,72)를 갖는 더블 플로우형 로테이팅 유니온(70)에 연결되어 회전 가능하게 지지되어 있다.

한편, 파이프(60)의 끝단부에는 냉각수를 리턴시키기 위한 리턴구멍(61)이 형성되어 있다. 상기 베어링(68)은 볼스크류(50)의 끝단에 나사 체결된 베어링 지지캡(80)에 의해 고정되어 있다.

상기 베어링 지지캡(80)이 연결되는 볼스크류(50)의 단부에는 통상의 커플링(도시안됨)을 통해 서보 모터(M)가 연결되어 있다.

이와 같이 구성된 볼스크류(50)는 서보 모터(M)의 회전 방향에 따라 볼 너트(52a)가 직선 이송 운동하면서 이송구조물(도시안됨)을 축방향으로 이송시킨다.

이때 볼스크류(50)의 냉각은 로테이팅 유니온(70)의 어느 포트(71 또는 72)를 냉각수 공급 포트로 선택하느냐에 따라 흐름방향이 다르게 나타난다.

예로, 로테이팅 유니온(70)의 일측 포트(71)로 냉각수를 공급하게 되면, 파이프(60)내의 화살표(100) 방향의 유로(56)를 경유하여 리턴구멍(61)을 빠져나와서 파이프(60)의 외주면과 볼스크류(50)의 중공(52)과의 사이에 형성된 원통형 유로(56)를 통해 화살표(102) 방향으로 리턴되어 타측 포트(72)로 배출된다.

이와 반대로, 로테이팅 유니온(70)의 타측 포트(72)로 냉각수를 공급하게 되면, 파이프(60)의 외주면과 볼스크류(50)의 중공(52)과의 사이에 형성된 원통형 유로(56)를 경유한 후 리턴구멍(61)을 통해 파이프(60)내의 유로를 통해 리턴되어 일측 포트(71)로 배출된다.

이같이 본 발명은 냉각수의 공급포트(71 또는 72)를 어느 것을 선택하든지 볼스크류(50)의 일측단에서 투입되어 타측단까지 간 후 다시 공급위치측에서 회수되는 긴 구조를 갖기 때문에 냉각효율이 좋아진다. 따라서 볼스크류의 열변위가 최 소화되어 가공 정도를 높일 수 있고, 볼스크류의 수명을 향상시킬 수 있다.

더욱이 냉각수가 흐르는 유로에 종래의 로테이팅 실(rotating seal)이 제거되므로서 냉각수의 유출문제는 발생되지 않는다. 따라서 종래와 같이 냉각수를 보충해야 하는 문제도 발생되지 않는다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 볼스크류 냉각장치에 따르면, 볼스크류의 끝단과 연결되어진 로테이팅 유니온의 어느 한쪽 포트를 통해 파이프내의 유로와 파이프 외부의 중공 유로를 통해 냉매를 회수하는 구조로서 냉매의 투입과 회수를 로테이션 유니온을 통해서 동시에 수행한다.

따라서 종래와 같이 로테이팅 실 및 관련 부품이 제거되어 구조가 단순화되고 제조원가 절감의 효과가 있고, 냉매의 누출을 원천적으로 방지할 수 있고, 추가적으로 설치시 기존 장비 및 부품의 수정없이 간단하게 설치가 가능하다. 볼스크류의 재정열 및 재조정이 요구될 시 장비 이송와 관련된 부품에 영향을 주지 않고 수정 가능하다.

Claims

구조물을 이송시키는 볼스크류(50)를 냉각시키기 위한 장치에 있어서,

상기 볼스크류(50) 내에 길이방향으로 관통된 중공(52)에 삽입되어 일단이 볼스크류(50)측에 회전 지지되고, 일정 구간에 상기 중공(52)과 파이프(60) 사이로 냉각수 유로를 연결시키는 다수의 냉각수 구멍(61)이 끝단에 형성된 파이프(60); 및

상기 파이프(60)의 타단에 접속되어 볼스크류(50)에 결합되고, 2포트(71,72)를 갖는 더블 플로우형 로테이팅 유니온(70);을 포함하고,

상기 로테이팅 유니온(70)의 일측 포트(71)에 공급된 냉각수가 파이프(60) 내의 유로와 파이프(60)와 중공(52) 사이의 유통형 유로를 거쳐서 타측 포트(72)로 배출되고,

상기 파이프(60)의 끝단은 볼스크류(50)의 내경에 삽입된 베어링(68)에 의해 회전 지지되고, 상기 베어링(68)은 볼스크류(50)의 끝단에 나사 체결된 베어링 지지캡(80)에 의해 고정된 것을 특징으로 하는 볼스크류 냉각장치.
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