KR101146065B1

KR101146065B1 - 자동 스크류 머신용 고정밀 스핀들 조립체

Info

Publication number: KR101146065B1
Application number: KR1020077003642A
Authority: KR
Inventors: 지. 벨판노 산드로
Original assignee: 브링크만 프로덕츠, 인크.
Priority date: 2004-07-20
Filing date: 2005-07-19
Publication date: 2012-05-14
Also published as: EP1789686A1; CN100549445C; AU2005274778A1; CA2576675A1; US7036991B2; EP1789686A4; US20060018580A1; WO2006020259A1; CA2576675C; KR20070035080A; ATE480718T1; ES2352073T3; CN101027498A; DE602005023496D1; EP1789686B1; AU2005274778B2

Abstract

다-스핀들 자동 스크류 머신의 회전 가능한 헤드(21) 상에 장착될 개선된 스핀들 조립체(20)는, 일체형 외측 스핀들(38), 밀봉 부재(39), 전방 베어링조립체(40A,40B,40C), 상기 밀봉 부재와 함께 구불구불한 통로(85)를 형성하는 전방 베어링 보유 너트(41), 두 개의 부분의 스페이서(37), 후방 베어링 조립체(44A,44B), 및 후방 베어링 보유 너트(45)를 포함한다.

Description

자동 스크류 머신용 고정밀 스핀들 조립체{HIGH-PRECISION SPINDLE ASSEMBLY FOR AN AUTOMATIC SCREW MACHINE}

본 발명은 자동 스크류 머신에 관한 것으로, 더 구체적으로 다-스핀들 자동 스크류 머신의 회전 가능한 헤드 상에 장착될 개선된 고정밀 스핀들 조립체에 관한 것이다.

자동 스크류 머신은, 작업물을 해제 가능하게 보유하여, 공구에 대해 작업물을 회전시키도록 스핀들이 배열되어 있는 장치이다. 다-스핀들 자동 스크류 머신은 내부에 상기한 5개의 스핀들이 배열되어 있는 회전 헤드를 가진다. 상기 헤드는 여러 가지 공구들에 대해 5개의 스핀들을 여러 가지 위치들로 각을 이루어 인덱스하도록 그의 긴 축을 중심으로 선택적으로 회전될 수 있다. 상기 헤드가 특정 각 위치에 있을 때, 그 내부의 각 스핀들은 특정 스테이션에 배열된다. 상기한 바와 같이, 여러 가지 스테이션들의 작업물 상에 기계 기공 작동들이 실행되도록 스핀들이 상기 헤드에 대해 회전하도록 배열된다.

다-스핀들 자동 스크류 머신들은 수년 동안 종래 기술로 존재하고 있었다. 상기 머신들은 특히 내구성 및 적응성이 있는 설계로 되어 있고, 수시로 개선 및 업데이트 되어 왔다. 이 장치들 중 다수가 오늘 날에도 아직껏 사용되고 있다.

때때로, 상기한 스크류 머신 상의 스핀들 조립체들을 대체할 필요가 있게 된다. 종래 기술의 스핀들의 예들이 미국 특허 제4,014,558호 및 계류 중인 미국 특허 출원 제10/411,888호에 도시되어 기재되어 있으며, 양쪽의 기술들은 본 발명에 참조되어 포함되어 있다.

본 발명은 더 높은 정확도의 요구로부터 발전되었다. 실제로, 본 명세서에 개시된 본 발명의 스핀들에서, 목표 정확도는 종래 기술의 실시예들에서의 목표 정확도 약 0.003인치에 비해, 약 0.0003-0.0005인치 정도로 된다. 따라서, 개선된 스핀들은 정밀성 및 정확도에서의 현저한 개선을 제공하게 된다. 또한, 상기 개선된 스핀들은 더 긴 수명을 가진다. 마모에 대해 더욱 강해지게 됨으로써, 더욱 빠른 회전 속도를 가능하게 하여, 작업물에서의 더욱 적극적인 기계가공 절단을 허용하며, 개선된 열 소산 및 윤활 능력도 제공한다.

개시된 실시예의 여러 부품들, 부분들 및 표면들에 대한 참조에 있어서는, 단지 설명의 목적이며 제한하려는 것은 아니고, 본 발명은 다-스핀들 자동 스크류 머신의 회전 헤드(21) 상에 장착될 개선된 스핀들 조립체(20)를 제공한다.

상기 개선된 헤드는 전방으로 향한 접촉 면(31)을 가진다.

일 양태에서, 상기 개선된 조립체는 : 전방 단부(46), 좌측 후방 단부(54), 및 상기 전방 단부 근방의 후방으로 향한 접촉 면(61)을 가지는 일체형 외측 스핀들(38); 상기 외측 스핀들을 둘러싸며, 상기 후방으로 향한 접촉 면(61)에 접촉되도록 배열된 전방 단부면(64) 및 후방 단부면(63)을 가지는 밀봉 부재(39); 상기 외측 스핀들을 둘러싸는 적어도 하나의 전방 베어링(40A,40B,40C)으로서, 내측 레이스(72) 및 외측 레이스(73)를 가지며, 상기 전방 베어링의 내측 레이스의 전방 단부는 밀봉 부재의 후방 단부면에 접해 있도록 배열되며, 상기 전방 베어링의 외측 레이스의 후방 단부는 상기 헤드의 접촉 면에 접해 있도록 배열되며, 상기 전방 베어링의 외측 레이스는 상기 스크류 머신의 회전 헤드의 일 부분과 반경방향으로 결합하도록 배열되는 적어도 하나의 전방 베어링(40A,40B,40C); 상기 헤드와 대응하게 결합되며 상기 전방 베어링의 외측 레이스의 전방 단부에 접해 있는 후방 단부를 가지는 전방 베어링 보유 너트(41); 상기 외측 스핀들의 중간 부분을 둘러싸고 있으며 상기 전방 베어링 내측 레이스의 후방 단부와 접해 있게 되는 전방 단부(90), 및 후방 단부(95)를 가지는 스페이서(37); 상기 외측 스핀들을 둘러싸고 있는 적어도 하나의 후방 베어링(44A,44B)으로서, 내측 레이스(96) 및 외측 레이스(98)를 가지며, 상기 후방 베어링의 내측 레이스의 전방 단부는 스페이서의 후방 단부와 접해 있도록 배열되며, 상기 후방 베어링의 외측 레이스는 헤드의 다른 부분과 반경 방향으로 결합하도록 배열되는 적어도 하나의 후방 베어링(44A,44B); 및 외측 스핀들과 대응하게 결합되며 후방 베어링의 후방 단부에 접해 있도록 배열되는 후방 베어링 보유 너트(45)를 포함한다.

다른 양태에서, 상기 헤드는 후방으로 향한 접촉 면을 가지며, 상기 개선된 조립체는 : 전방 단부(46), 좌측 후방 단부(54), 및 상기 전방 단부 근방의 후방으로 향한 접촉 면(61)을 가지는 일체형 외측 스핀들(38); 상기 외측 스핀들을 둘러싸며, 상기 후방으로 향한 접촉 면(61)에 접촉되도록 배열된 전방 단부면(64) 및 후방 단부면(63)을 가지는 밀봉 부재(39); 상기 외측 스핀들을 둘러싸는 적어도 하나의 전방 베어링(40A,40B,40C)으로서, 내측 레이스(72) 및 외측 레이스(73)를 가지며, 상기 전방 베어링의 내측 레이스의 전방 단부는 밀봉 부재의 후방 단부에 접해 있도록 배열되며, 상기 전방 베어링의 외측 레이스의 전방 단부는 상기 헤드 접촉 면에 접해 있도록 배열되며, 상기 전방 베어링의 외측 레이스는 상기 스크류 머신의 회전 헤드의 일 부분과 반경방향으로 결합하도록 배열되는 적어도 하나의 전방 베어링(40A,40B,40C); 헤드와 대응하게 결합되며 상기 전방 베어링 외측 레이스의 전방 단부에 접해 있는 후방 단부를 가지는 전방 베어링 보유 너트(41); 상기 외측 스핀들의 중간 부분을 둘러싸고 있으며 상기 전방 베어링의 내측 레이스의 후방 단부와 접해 있게 되는 전방 단부(90), 및 후방 단부(95)를 가지는 스페이서(37); 상기 외측 스핀들을 둘러싸고 있는 적어도 하나의 후방 베어링(44A,44B)으로서, 내측 레이스(96) 및 외측 레이스(98)를 가지며, 상기 후방 베어링의 내측 레이스의 전방 단부는 스페이서의 후방 단부와 접해 있도록 배열되며, 상기 후방 베어링의 외측 레이스는 헤드의 다른 부분과 반경 방향으로 결합하도록 배열되는 적어도 하나의 후방 베어링(44A,44B); 및 외측 스핀들과 대응하게 결합되며 후방 베어링의 후방 단부에 접해 있도록 배열되는 후방 베어링 보유 너트(45)를 포함한다.

바람직한 실시예에서, 상기 전방 베어링 보유 너트는 상기 전방 베어링에서 대기 중으로 유체를 유동시킬 수 있는 구불구불한 통로(85)를 상기 밀봉 부재와 함께 형성한다.

앵귤러 컨택트 볼 베어링 등의, 다수의 전방 베어링 및 후방 베어링들이 있다. 각각의 베어링은 통상 축방향 및 회전 부하 양방을 견디도록 되어 있다.

공기/오일 혼합물 등의, 유체 윤활제의 유동이 전방 베어링에 공급된다. 이러한 유동의 대부분은 상기 전방 베어링에서 후방으로 배출되며, 상기 유동 중 소량이 상기 전방 베어링에서 전방으로 배출된다. 특정의 바람직한 실시예에서, 상기 유체 윤활제의 유동 중 약 20%가 상기 구불구불한 통로를 통과함에 의해 상기 전방 베어링에서 전방으로 배출되고, 상기 유동 중 약 80%가 상기 스페이서 및 헤드 사이로 통과함에 의해 상기 전방 베어링에서 후방으로 배출되도록, 구불구불한 통로가 구성되어 배열된다. 상기 윤활제는 공기/오일 혼합물이지만, 다른 타입의 유체 윤활제 및 혼합물도 사용될 수 있다.

바람직한 형태에서, 유체 윤활제의 유동이 후방 베어링으로 공급되고, 이러한 유동의 대부분은 후방 베어링에서 전방으로 배출되며 상기 유동 중 소량은 상기 후방 베어링에서 후방으로 배출된다. 바람직한 실시예에서, 상기 유동 중 약 20%는 후방 베어링에서 후방으로 배출되고 상기 유동 중 약 80%는 상기 후방 베어링에서 전방으로 배출된다. 또한, 상기 윤활제는 공기/오일 혼합물이지만, 다른 유체 윤활제도 그 목적으로 대체될 수 있다.

상기 스핀들 조립체는 약 0.0003-0.0005 인치의 타겟 정확도를 가진다. 기어 가 상기 스페이서의 일 부분을 둘러싸고 그 부분과 결합되어 스핀들을 헤드에 대해 선택적으로 회전시킨다. 상기 스페이서는 전방부 및 후방부를 가진다.

따라서, 본 발명의 목적은 다-스핀들 자동 스크류 머신의 회전 가능한 헤드 상에 장착될 개선된 스핀들 조립체를 제공하는 것이다.

다른 목적은 이러한 다-스핀들 자동 스크류 머신상에 사용될 개선된 고정밀 스핀들 조립체를 제공하는 것이다.

또 다른 목적은 개선된 열 소산 및 윤활을 위해 공기/오일 혼합물을 사용하고, 작업물에 더욱 적극적인 절삭이 행해지도록 허용하며, 스핀들이 개선된 내구성, 더욱 큰 강도, 더 빠른 각속도에서의 작업물의 회전 등의 바람직한 특성을 나타내는, 다-스핀들 자동 스크류 머신용의 개선된 고정밀 스핀들 조립체를 제공하는 것이다.

이 목적 및 다른 목적들 및 장점들은 이미 기재된 그리고 이하에 기재되는 명세서, 도면 및 특허청구의 범위로부터 더욱 명백하게 될 것이다.

도1은 12시 위치의 스테이션에 하나의 스핀들이 배치되는 형태로, 5개의 원주 방향으로 떨어져 있는 스테이션들에 스핀들이 장착될 수 있는, 다-스핀들 자동 스크류 머신에 사용될 회전 가능한 헤드의 정면도,

도2는 도1의 2-2선의 길이방향 단면도,

도3은 도2에 도시된 개선된 스핀들 조립체의 길이방향 단면도,

도4는 도3에 도시된 개선된 스핀들 조립체의 전방 부분의 더욱 확대된 단면도,

도4a는 도4에 도시된 밀봉 부재의 더욱 확대된 단면도,

도4b는 도4에 도시된 전방 베어링 보유 너트의 더욱 확대된 단면도,

도5는 도3에 도시된 개선된 스핀들 조립체의 중앙 부분의 더욱 확대된 단면도, 및

도6은 도3에 도시된 개선된 스핀들 조립체의 후방 부분의 더욱 확대된 단면도이다.

서두에, 유사한 참조 부호들은 여러 도면들을 통해 일관되게 동일한 구조적 요소들, 부분들 또는 표면들을 나타내도록 하고 있으며, 이러한 요소들, 부분들 또는 표면들은 기재된 전체 명세서에 의해 더욱 상세하게 설명될 것이고, 상기 명세서에서 이하의 상세한 설명이 필수적인 부분으로 되어 있다. 별도로 표시되지 않는다면, 도면들은 명세서와 함께 (예컨대, 횡으로 빗금친 부분, 부품들의 배열, 비율, 각도 등) 판독되도록 하고 있으며, 본 발명의 전체적으로 기재된 설명의 일 부분으로서 고려되고 있다. 이하의 설명에서 사용되는 바와 같이, 용어들 "수평", "수직", "좌측", "우측", "상부" 및 "하부", 및 그의 형용사 및 형용사 상당 어구 (예컨대, "수평으로", "우측으로", "상방으로", 등)는 단순하게 특정의 도면이 판독자를 향하는 상태에서의 도시된 구조물의 배향을 나타내는 것이다. 유사하게, 용어들 "안쪽으로" 및 "바깥쪽으로"는 일반적으로 그의 기다란 축, 또는 회전 축에 대한 표면의 방향에 관한 것이다.

이제 도면들, 더 구체적으로, 도1 및 2를 참조하면, 본 발명은 다-스핀들 자동 스크류 머신(완전하게 도시 안됨)의 회전 가능한 헤드(21)에 장착되는, 개선된 고정밀 스핀들 조립체(20)를 제공한다. 도2에서, 헤드(21)는 전방 판(23) 및 후방 판(24)을 가진 채로 도시되어 있다. 상기 스핀들은 x-x 수평 축을 따라 기다란 형태로 되어 있다. 다수의 관들이 대응하는 다수의 스핀들 조립체들(20)을 수용하도록 상기 헤드를 통해 수평으로 연장된다. 도1에는, 5개의 관들이 제공되며, 약 72°의 등간격의 각도로 배열되어 있다. 도1에서, 개선된 스핀들 조립체(20)는 12:00 시 위치에 배열된 관에 있는 것으로서 도시되지만, 다른 구멍들(25)은 비어 있는 상태로 도시되어 있다.

이제 도3을 참조하면, 헤드(21)는, 적절한 부분에, 전방 부분(26) 및 후방 부분(27)을 가지는 것으로 도시되어 있다. 도4에 잘 도시된 바와 같이, 상기 전방 부분은, 적절한 부분에, 환형의 수직 우측 면(28), 환형의 수직 좌측 면(29), (도4의 좌측에서 우측으로) 상기 수직 좌측 면(29)의 내측 마진에서 우측으로 연장하는 내측으로 향한 수평의 원통형 면(30), 상기 원통형 면에서 반경방향 바깥쪽으로 연장하는 우측으로 향한 환형의 수직 면(31), 내측으로 향한 수평의 원통형 면(32) 및 상기 원통형 면에서 우측으로 계속되어 수직 우측 면(28)의 내측 마진에 결합되는 내측의 나사형 부분(33)을 연속으로 포함하는 내측면을 가진다. 환형의 수직 면(31)은 헤드 상에 전방으로 향한 접촉 면을 제공한다.

도6에 도시된 바와 같이, 헤드의 후방 부분(27)은 환형의 수직의 좌측 단부 면(34), 환형의 수직의 우측 단부 면(35), 및 상기 좌측 단부 면(34) 및 우측 단부 면(35)의 내측 마진들 사이로 연장하는 안쪽으로 향한 수평 원통형 면(36)을 포함한다.

도3을 참조하면, 상기 개선된 스핀들 조립체는 일체형 외측 스핀들(38), 밀봉 부재(39), 축방향으로 배치된 세 개의 전방 베어링(40), 개별적으로 "A", "B" 및 "C"를 각각 부기하여 나타냄, 전방 베어링 보유 너트(41), 전방부(42) 및 후방부(43)를 포함하는 스페이서(37), 두 개의 후방 베어링(44), 개별적으로 "A" 및 "B"를 각각 부기하여 나타냄, 및 외측 스핀들과 대응하게 결합되어 베어링의 후방 단부에 대해 접해 있도록 배열되는 후방 베어링 보유 너트(45)를 포함한다.

두 개의 피스로 된 내측 스핀들(47)은 외측 스핀들 내에 미끄럼 이동 가능하게 장착된다. 상기 내측 스핀들은 전방부(48) 및 후방부(49)를 가진다. 상기 전방부는 3개의 핑거형 콜릿(collet)을 형성하며, 상기 외측 스핀들 상의 내측 및 우측으로 향한 절두 원추형 면(51)과 결합하도록 배열된 바깥쪽으로 향한 절두 원추형 면(50)을 가진다. 상기 내측 스핀들의 전방부 및 후방부는 나사형 연결부(52)에 의해 대응하게 결합된다.

상기 내측 스핀들은 외측 스핀들 내에서 축방향으로 이동될 수 있다. 상기 내측 스핀들이 외측 스핀들에 대해 후방으로 이동되면, 상기 대향하는 절두 원추형 면들(50,51)이 서로 결합되어, 그들 사이에 작업물을 파지하도록 상기 콜릿 핑거들의 자유단 또는 전방을 반경방향 안쪽으로 이동시킨다. 반대로, 내측 스핀들이 외측 스핀들에 대해 우측으로 이동되면, 상기 콜릿 핑거들은 반경방향 바깥쪽으로 팽창하도록 허용됨으로써, 그들 사이에 가두어진 작업물을 해제하게 된다.

외측 스핀들(38)은 환형의 수직의 좌측 후방 단부(54), 환형의 수직의 우측 단부 면(55), 및 상기 절두 원추형 면(51)의 좌측 마진에서 좌측으로 연장하는 안쪽으로 향한 수평의 원통형 면(56)을 가진 수평 방향으로 기다란 관형 부재로서 도시되어 있다. 또한, 상기 외측 관은 (도4의 우측에서 좌측으로), 우측 단부면(55)의 외측 마진에서 좌측으로 연장하는 바깥쪽으로 향한 수평의 원통형 면(58), 좌측으로 향한 환형의 수직 면(59), 바깥쪽으로 향한 수평의 원통형 면(60), 좌측으로 향한 환형의 수직 면(61), 상기 수직 면에서 좌측으로 이어지는 바깥쪽으로 향한 수평의 원통형 면(62), 외측 나사형 부분, 및 좌측 후방 단부(54)와 결합되도록 상기 나사형 부분에서 좌측으로 이어지는 바깥쪽으로 향한 수평의 원통형 면을 가진다. 상기 면(61)은 그의 우측 전방 단부와 인접한 외측 스핀들 상의 후방으로 향한 접촉면을 구성한다.

도4a에 도시된 바와 같이, 밀봉 부재(39)는 좌측으로 향한 환형의 수직의 후방 단부면(63), 환형의 수직의 전방 단부면(64), 외측 관의 일부를 둘러싸도록 안쪽으로 향한 수평의 원통형 면(65), 및 상기 전방 단부면(64)의 외측 마진에서 좌측으로 연장하는 바깥쪽으로 향한 수평의 원통형 면(66), 좌측으로 향한 환형의 수직 면(68), 안쪽으로 향한 수평의 원통형 면(69), 좌측으로 향한 환형의 수직 면(70), 및 상기 수직의 후방 단부면(63)의 외측 마진과 결합하도록 상기 수직면에서 좌측으로 이어지는 바깥쪽으로 향한 수평의 원통형 면(71)을 연속적으로 포함하는 외측 면을 가진 특수한 형태로 된 환형 부재이다. 상기 밀봉 부재의 전방 단부면(64)은 후방으로 향한 접촉면(61)에 대해 접해 있도록 배열된다.

상기한 바와 같이, 개선된 스핀들은 서로 축방향으로 인접하도록 배열된 세개의 전방 베어링들을 포함한다. 각각의 베어링은 참조부호 40으로 나타내며, 개별적으로 "A", "B" 및 "C"를 각각 부기하여 나타내고 있다. 각 베어링은 내측 레이스(72), 외측 레이스(73) 및 그들 사이의 볼(74)을 가진다. 전방 베어링의 내측 레이스의 전방 단부(72C)는 밀봉 부재의 후방 단부면(63)에 대해 접해 있도록 배열된다. 전방 베어링의 외측 레이스의 후방 단부(73A)는 헤드 접촉면(31)에 대해 접해 있도록 배열된다. 전방 베어링들 각각의 외측 레이스는 헤드의 전방 부분(26)과 반경방향으로 결합하도록 배열된다.

상기 전방 베어링 보유 너트(41)는 환형의 수직 좌측 단부면(75), 환형의 수직 우측 단부면(76), 및 그들 사이로 연장하는 외측의 나사형 외측 면(78)을 가진 특수한 형태로 된 링형 부재로서 도시되어 있다. 또한, 상기 보유 너트는 상기 좌측 단부면(75)의 내측 마진으로부터 우측으로 연장하는 안쪽으로 향한 수평의 원통형 면(79), 및 우측으로 향하는 환형의 수직 면(80), 상기 수직 면으로부터 좌측으로 연장하는 외측으로 향하는 수평의 원통형 면(82), 우측으로 향하는 환형의 수직 면(83), 및 상기 우측 단부면(76)의 내측 마진과 결합되도록 상기 수직면으로부터 우측으로 이어지는 내측으로 향한 수평의 원통형 면(84)을 연속으로 포함하는 특정한 형태로 된 다른 면을 포함한다. 상기 전방 베어링의 보유 너트는 헤드와 대응하게 결합되며, 대기와 베어링들 사이의 공간과 소통하는 S형자의 구불구불한 통로(85)를 형성한다. 바람직한 실시예에서, 공기/오일 혼합물이 전방의 우측 베어링(40C) 및 상기 밀봉 및 베어링 리테이너 사이의 공간(86)으로 진입되도록 허용된다. 이 공간으로부터, 상기 공기/오일 혼합물이 베어링들을 통해 순환되어 배출된다. 상기 공기/오일 혼합물 중 대부분은 스페이서(42) 및 헤드 면(30) 사이에서 좌측으로 배출된다. 이 윤활제들의 소량이 상기 구불구불한 통로를 횡단하며 그 구불구불한 통로(85)를 형성하는 대향하는 면들 사이로 배출된다. 바람직한 실시예에서, 이러한 유체 윤활제의 제1 유동의 약 80%는 헤드 면(30) 및 스페이서 사이에서 후방으로 통과하며, 제1 유동중 작은 량, 20%는, 구불구불한 통로를 통해 유동하여 밀봉 부재 및 보유 너트 사이에서 배출된다.

상기한 바와 같이, 스페이서(37)는 전방 스페이서 부분(42) 및 후방 스페이서 부분(43)을 가진다. 이 부분들은 서로 축방향으로 접하는 관계로 배열된다. 더 구체적으로, 우측 스페이서 부분(42)의 우측 단부면(90)은 전방 베어링(40A)의 내측 레이스에 접해 있다. 후방 스페이서 부분(43)의 우측 단부(91)는 전방 스페이서 부분(42)의 좌측 단부(92)에 접해 있다. 필요하다면, 정렬하는 기어 조립체(93)가 너트(94)에 의해 후방 스페이서 부분에 고정될 수 있다.

후방 스페이서 부분(43)은 후방으로 향하는 환형의 수직 좌측 후방 단부면(95)을 가진다. 후방 베어링(44A,44B)은 내측 레이스(96), 외측 레이스(98) 및 중간 볼들(99)을 가진다. 후방 스페이서 부분(43)의 후방 단부면(95)은 상기 베어링(44B)의 내측 레이스에 접해 있다. 상기 후방 베어링(44A,44B)의 외측 레이스는 헤드의 안쪽으로 향한 수평 원통형 면(36)에 결합된다.

후방 베어링 보유 너트(45)는 전방부(100) 및 후방부(101)를 가진 특별한 형태로 된 부재로서 도시되어 있다. 상기 양쪽 부분들은 외측 스핀들 상의 나사형 부분들과 대응하여 결합된다. 상기 후방 베어링 너트는 울퉁불퉁한 단면 형상 또는 형태를 가진다. 전방부(100)의 환형의 수직 우측 단부면(102)은 상기 후방 베어링(44A)의 내측 레이스에 접해 있다. 상기 후방 베어링 보유 너트의 외측면(104) 및 헤드의 안쪽으로 향한 수평 원통형 면(36) 사이에 링형 플러그 또는 칩 밀봉부(103)가 작동적으로 배열된다.

공기/오일 혼합물은 쳄버(105)로 공급된다. 이 쳄버에서, 공기/오일 혼합물은 상기 양쪽의 후방 베어링들을 윤활하도록 유동하며, 스페이서(108) 및 헤드의 안쪽으로 향한 수평 원통형 면(36) 사이의 공간을 통해 배출될 수 있다. 이 윤활의 다른 부분은 상기 후방 보유 너트 및 스페이서(103) 사이에서 배출될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 대부분의 윤활제는 전방으로 유동하며, 소량은 후방으로 유동한다. 바람직한 실시예에서, 상기한 윤활제의 제2 유동의 약 80%는 전방으로 배출되고, 상기 제2 유동중 나머지 20%는 후방으로 배출된다.

상기 장치는 도시된 바와 같이 조립된다. 출원인의 경험상, 통합형 또는 일체형 외측 스핀들은, 다른 구조와 조합되어, 종래에 얻어진 것보다 한 단계 큰 정도의, 실질적으로 증가된 정밀도를 제공한다.

따라서, 본 발명은 다-스핀들 자동 스크류 머신의 회전 헤드(21) 상에 장착될 개선된 스핀들 조립체(20)를 제공한다.

일 양태에서, 상기 개선된 헤드는 전방으로 향한 접촉 면(31)을 가지며, 상기 개선된 스핀들 조립체는 : 전방 단부(46), 좌측 후방 단부(54), 및 상기 전방 단부 근방의 후방으로 향한 접촉 면(61)을 가지는 일체형 외측 스핀들(38); 상기 외측 스핀들을 둘러싸며, 상기 외측 스핀들 접촉 면(61)에 접촉되도록 배열된 전방 단부면(64) 및 후방 단부면(63)을 가지는 밀봉 부재(39); 상기 외측 스핀들을 둘러싸는 적어도 하나의 전방 베어링(40A,40B,40C)으로서, 내측 레이스(72) 및 외측 레이스(73)를 가지며, 상기 전방 베어링의 내측 레이스의 전방 단부는 밀봉 부재의 후방 단부에 접해 있도록 배열되며, 상기 전방 베어링의 외측 레이스의 후방 단부는 상기 헤드 접촉 면에 접해 있도록 배열되며, 상기 전방 베어링의 외측 레이스는 상기 스크류 머신의 회전 헤드의 일 부분과 반경방향으로 결합하도록 배열되는 적어도 하나의 전방 베어링(40A,40B,40C); 헤드와 대응하게 결합되며 상기 전방 베어링의 외측 레이스의 전방 단부에 접해 있는 후방 단부를 가지며, 상기 전방 베어링에서 대기로 유체를 유동시킬 수 있는 구불구불한 통로(85)를 상기 밀봉 부재와 함께 형성하는 전방 베어링 보유 너트(41); 상기 외측 스핀들의 중간 부분을 둘러싸고 있으며 상기 전방 베어링의 내측 레이스의 전방 단부와 접해 있게 되는 전방 단부(90), 및 후방 단부(95)를 가지는 스페이서(37); 상기 외측 스핀들을 둘러싸고 있는 적어도 하나의 후방 베어링(44A,44B)으로서, 내측 레이스(96) 및 외측 레이스(98)를 가지며, 상기 후방 베어링의 내측 레이스의 전방 단부는 스페이서의 후방 단부와 접해 있도록 배열되며, 상기 후방 베어링의 외측 레이스는 헤드의 다른 부분과 반경 방향으로 결합하도록 배열되는 적어도 하나의 후방 베어링(44A,44B); 및 외측 스핀들과 대응하게 결합되며 후방 베어링의 후방 단부에 접해 있도록 배열되는 후방 베어링 보유 너트(45)를 포함한다.

다른 양태에서, 상기 헤드는 후방으로 향한 접촉 면을 가지며, 상기 개선된 스핀들 조립체는 : 전방 단부(46), 좌측 후방 단부(54), 및 상기 전방 단부 근방의 후방으로 향한 접촉 면(61)을 가지는 일체형 외측 스핀들(38); 상기 외측 스핀들을 둘러싸며, 상기 외측 스핀들 접촉 면(61)에 접촉되도록 배열된 전방 단부면(64) 및 후방 단부면(63)을 가지는 밀봉 부재(39); 상기 외측 스핀들을 둘러싸는 적어도 하나의 전방 베어링(40A,40B,40C)으로서, 내측 레이스(72) 및 외측 레이스(73)를 가지며, 상기 전방 베어링의 내측 레이스의 전방 단부는 밀봉 부재의 후방 단부에 접해 있도록 배열되며, 상기 전방 베어링의 외측 레이스의 전방 단부는 상기 헤드 접촉 면에 접해 있도록 배열되며, 상기 전방 베어링의 외측 레이스는 상기 스크류 머신의 회전 헤드의 일 부분과 반경방향으로 결합하도록 배열되는 적어도 하나의 전방 베어링(40A,40B,40C); 상기 헤드와 대응하게 결합되며 상기 전방 베어링의 외측 레이스의 전방 단부에 접해 있는 후방 단부를 가지는 전방 베어링 보유 너트(41); 상기 외측 스핀들의 중간 부분을 둘러싸고 있으며, 상기 전방 베어링의 내측 레이스의 후방 단부와 접해 있게 되는 전방 단부(90), 및 후방 단부(95)를 가지는 스페이서(37); 상기 외측 스핀들을 둘러싸고 있는 적어도 하나의 후방 베어링(44A,44B)으로서, 내측 레이스(96) 및 외측 레이스(98)를 가지며, 상기 후방 베어링의 내측 레이스의 전방 단부는 스페이서의 후방 단부와 접해 있도록 배열되며, 상기 후방 베어링의 외측 레이스는 헤드의 다른 부분과 반경 방향으로 결합하도록 배열되는 적어도 하나의 후방 베어링(44A,44B); 및 외측 스핀들과 대응하게 결합되며 후방 베어링의 후방 단부에 접해 있도록 배열되는 후방 베어링 보유 너트(45)를 포함한다.

변경들

본 발명에서 많은 변경들 및 변화들이 행해질 수 있음을 알 수 있다. 예컨대, 이 분야의 경험에 의해 여러 가지 부분들 및 부품들로부터 재료들이 선택되며, 이는 특히 중요한 것으로 간주되지 않는다. 여러 가지 부분들 및 부품들의 형상 및 형태들은, 그 효과들에 대한 제한이 나타나지 않는다면, 본 명세서에서 도시되어 설명된 것들로 제한되지 않는다. 상기 전방 및 후방 베어링들은 상업적으로 유용하며, 구입될 수 있다. 유사하게, 상기 후방 베어링 너트도 상업적으로 유용한 아이템이고 구입할 수 있다.

따라서, 개선된 스핀들 조립체의 현재의 바람직한 형태가 도시되어 설명되었지만, 여러 가지 변경들이 토의되었으며, 당업자들이라면 첨부된 특허청구의 범위에 의해 정의되어 차별화된 본 발명의 정신으로부터 벗어나지 않고 여러 가지 다른 변화들 및 변경들을 쉽게 이룩할 수 있을 것이다.

Claims

다-스핀들 자동 스크류 머신의 회전 헤드(21) 상에 장착될 스핀들 조립체(20)로서, 상기 헤드는 전방으로 향한 접촉 면을 가지며, 상기 조립체는 :

전방 단부(46), 좌측 후방 단부(54), 및 상기 전방 단부 근방의 후방으로 향한 접촉 면(61)을 가진 일체형 외측 스핀들(38);

상기 외측 스핀들을 둘러싸며, 상기 후방으로 향한 접촉 면(61)에 접해 있도록 배열된 전방 단부면(64) 및 후방 단부면(63)를 가지는 밀봉 부재(39);

상기 외측 스핀들을 둘러싸는 적어도 하나의 전방 베어링(40A,40B,40C)으로서, 내측 레이스(72) 및 외측 레이스(73)를 가지며, 상기 전방 베어링의 내측 레이스의 전방 단부는 상기 밀봉 부재의 후방 단부에 접해 있도록 배열되며, 상기 전방 베어링의 외측 레이스의 후방 단부는 상기 헤드의 접촉 면에 접해 있도록 배열되며, 상기 전방 베어링(40A,40B,40C)의 외측 레이스는 상기 헤드의 일 부분과 반경방향으로 결합하도록 배열되는 적어도 하나의 전방 베어링(40A,40B,40C);

상기 헤드와 대응하게 결합되며 상기 전방 베어링의 외측 레이스의 전방 단부에 접해 있는 후방 단부를 가지는 전방 베어링 보유 너트(41);

상기 외측 스핀들의 중간 부분을 둘러싸고 있으며, 상기 전방 베어링의 내측 레이스의 후방 단부와 접해 있게 되는 전방 단부(90), 및 후방 단부(95)를 가지는 스페이서(37);

상기 외측 스핀들을 둘러싸고 있는 적어도 하나의 후방 베어링(44A,44B)으로서, 내측 레이스(96) 및 외측 레이스(98)를 가지며, 상기 후방 베어링의 내측 레이스의 전방 단부는 상기 스페이서의 후방 단부와 접해 있도록 배열되며, 상기 후방 베어링의 외측 레이스는 상기 헤드의 다른 부분과 반경 방향으로 결합하도록 배열되는 적어도 하나의 후방 베어링(44A,44B); 및

상기 외측 스핀들과 대응하게 결합되며 상기 후방 베어링의 후방 단부에 접해 있도록 배열된 후방 베어링 보유 너트(45)를 포함하는 스핀들 조립체.
제1항에 있어서, 상기 전방 베어링 보유 너트는 상기 전방 베어링에서 대기 중으로 유체를 유동시킬 수 있는 구불구불한 통로(85)를 상기 밀봉 부재와 함께 형성하는 스핀들 조립체.
제1항에 있어서, 각 베어링은 축방향 및 회전 부하들에 견디도록 되어 있는 스핀들 조립체.
제1항에 있어서, 상기 헤드는 세 개의 전방 베어링들(40A,40B,40C)을 가지는 스핀들 조립체.
제1항에 있어서, 상기 헤드는 두 개의 후방 베어링들(44A,44B)을 가지는 스핀들 조립체.
제1항에 있어서, 유체 윤활제의 제1 유동은 상기 전방 베어링에 공급되고, 이러한 제1 유동의 대부분은 상기 전방 베어링에서 후방으로 배출되며 상기 제1 유동 중 소량이 상기 전방 베어링에서 전방으로 배출되는 스핀들 조립체.
제6항에 있어서, 상기 제1 유동 중 20%가 상기 구불구불한 통로를 통과함에 의해 상기 전방 베어링에서 전방으로 배출되는 스핀들 조립체.
제6항에 있어서, 상기 제1 유동 중 80%가 상기 스페이서 및 헤드 사이로 통과함에 의해 상기 전방 베어링에서 후방으로 배출되는 스핀들 조립체.
제6항에 있어서, 상기 유체 윤활제는 공기/오일 혼합물인 스핀들 조립체.
제1항에 있어서, 유체 윤활제의 제2 유동은 상기 후방 베어링으로 공급되고, 이러한 제2 유동의 대부분은 상기 후방 베어링에서 전방으로 배출되며 상기 제2 유동 중 소량이 상기 후방 베어링에서 후방으로 배출되는 스핀들 조립체.
제10항에 있어서, 상기 제2 유동 중 20%가 상기 후방 베어링에서 후방으로 배출되는 스핀들 조립체.
제10항에 있어서, 상기 제2 유동 중 80%가 상기 후방 베어링에서 전방으로 배출되는 스핀들 조립체.
제10항에 있어서, 상기 유체 윤활제는 공기/오일 혼합물인 스핀들 조립체.
제1항에 있어서, 상기 스핀들 조립체는 0.0003-0.0005 인치의 타겟 정확도를 가지는 스핀들 조립체.
제1항에 있어서, 기어 조립체(93)가 상기 스페이서의 일 부분을 둘러싸고 상기 스페이서와 결합되는 스핀들 조립체.
제1항에 있어서, 상기 스페이서는 전방 스페이서 부분(42) 및 후방 스페이서 부분(43)을 가지는 스핀들 조립체.
제1항에 있어서, 각각의 전방 베어링은 앵귤러 컨택트 볼 베어링인 스핀들 조립체.
제1항에 있어서, 각각의 후방 베어링은 앵귤러 컨택트 볼 베어링인 스핀들 조립체.
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