KR101207713B1

KR101207713B1 - 스핀들

Info

Publication number: KR101207713B1
Application number: KR1020100088095A
Authority: KR
Inventors: 주재호; 이성명; 전병호; 이병욱
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2010-09-08
Filing date: 2010-09-08
Publication date: 2012-12-03
Also published as: KR20120025910A

Abstract

피구동원에서 발생되는 충격을 흡수하면서 구동원의 회전력을 피구동원에 전달하며 가공이 용이하고 기계정밀도를 유지할 수 있는 스핀들을 개시한다.
본 발명의 일실시예에 따른 스핀들은 구동원에 연결되는 구동원에 연결되는 스핀들몸체(200); 상기 스핀들몸체(200)에 연결되는 축부재(300); 및 상기 축부재(300)와 피구동원에 연결되며 충격을 흡수하면서 상기 피구동원에 회전력을 전달하도록 구성된 충격흡수수단(400); 을 포함하여 구성될 수 있다.
상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 피구동원에서 발생되는 충격을 흡수하면서 구동원의 회전력을 피구동원에 전달할 수 있고 가공이 용이할 수 있으며, 구동원과 피구동원에의 연결과 구성부품과의 연결이 견고하면서도 연결부 또는 연결홈의 가공이 용이할 수 있고, 연결부 또는 연결홈의 열처리에 의한 변형의 발생을 방지할 수 있으며 이에 따라 연결부 또는 연결홈의 기계정밀도를 유지할 수 있으며, 연결부 또는 연결홈에 윤활유를 공급하는 윤활설비 등이 필요하지 않으며, 윤활유의 누유에 의한 화재가 발생하지 않을 수 있다.

Description

스핀들{SPINDLE}

본 발명은 피구동원에서 발생되는 충격을 흡수하면서 구동원의 회전력을 피구동원에 전달하며 가공이 용이하고 기계정밀도를 유지할 수 있는 스핀들에 관한 것이다.

스핀들은 구동원과 피구동원에 사이를 연결하여 구동원의 회전력을 피구동원에 전달하는 장치이다.

이러한 스핀들은 예컨대, 구동원인 압연기의 구동모터와 피구동원인 압연기의 압연롤 사이에 연결된다. 이에 따라, 구동원인 압연기의 구동모터의 구동에 의해서 피구동원인 압연롤이 회전된다. 그리고, 이와 같이 회전되는 한 쌍의 압연롤 사이에 소재가 인입되어 압연된다.

한편, 전술한 바와 같이 피구동원인 압연롤 사이에 소재가 인입되는 초기에는 소재의 인입충격에 의해서 각 압연롤의 회전방향으로 압연롤에 충격이 발생하게 된다. 그리고, 이러한 충격은 스핀들을 거쳐 구동원인 압연기의 구동모터에까지 전달되게 된다. 이에 따라, 스핀들이나 압연롤을 회전시키기 위한 구성품이 파손된다는 문제점이 있다.

또한, 스핀들을 구동원과 피구동원에 연결시키거나 스핀들을 구성하는 구성품들의 연결은 스플라인 형상의 키와 키가 삽입될 수 있는 스플라인 형상의 키 홈에 의해서 이루어지도록 구성되어 있다. 그러나, 이러한 스플라인 형상의 키나 키 홈은 가공이 어렵하다는 문제점이 있다. 또한, 열처리시 변형이 발생되어 기계정밀도를 유지하기 어렵다는 문제점이 있다. 그리고, 윤활유를 공급해야만 한다는 문제점이 있다. 이에 따라, 윤활설비가 필요하다는 문제점이 있다. 또한, 윤활유의 누유에 의한 화재가 발생할 수 있다는 문제점이 있다.

또한, 스플라인의 구성품을 일체로 제작하는 경우 이에 알맞는 길이의 소재를 구하기가 어렵다는 문제점이 있다. 그리고, 형상이 복잡하여 가공이 어렵다는 문제점이 있고, 이러한 경우에도 열처리시 변형이 발생하여 기계정밀도를 유지하기가 어렵다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 스핀들에서 발생하는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.

본 발명의 일 목적은 피구동원에서 발생되는 충격을 흡수하면서 구동원의 회전력을 피구동원에 전달할 수 있으며 가공이 용이하도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은 구동원과 피구동원에의 연결과 구성부품과의 연결이 견고하면서도 연결부 또는 연결홈의 가공이 용이하도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 일 목적은 연결부 또는 연결홈의 열처리에 의한 변형의 발생을 방지할 수 있으며 이에 따라 연결부 또는 연결홈의 기계정밀도를 유지하도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 일 목적은 연결부 또는 연결홈에 윤활유를 공급하는 윤활설비 등이 필요하지 않으며, 윤활유의 누유에 의한 화재가 발생하지 않도록 하는 것이다.

상기 과제들 중 적어도 하나의 과제를 실현하기 위한 일실시 형태와 관련된 스핀들은 다음과 같은 특징을 포함할 수 있다.

본 발명은 기본적으로 피구동원에서 발생되는 충격을 흡수하면서 구동원의 회전력을 피구동원에 전달하며 가공이 용이하도록 하는 것을 기초로 한다.

본 발명의 일실시 형태에 따른 스핀들은 구동원에 연결되는 스핀들몸체; 스핀들몸체에 연결되는 축부재; 및 축부재와 피구동원에 연결되며 충격을 흡수하면서 피구동원에 회전력을 전달하도록 구성된 충격흡수수단; 을 포함하여 구성될 수 있다.

이 경우, 상기 축부재의 일측과 타측 단부에는 스핀들몸체와 충격흡수수단에 각각 연결되도록 각기둥 형상의 연결부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 스핀들몸체는 구동원에 연결되는 연결부재; 및 연결부재에 연결되며 축부재가 관통하여 연결부재에 연결되도록 중공인 지지부재; 를 포함하며, 연결부재의 일측에는 구동원에 연결되도록 각기둥 형상의 연결부가 형성되며 타측에는 축부재의 일측 단부에 형성된 각기둥 형상의 연결부가 삽입되어 연결되는 각기둥 형상의 연결홈이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 충격흡수수단은 축부재와 피구동원에 연결되며 복수개의 제1돌기가 형성된 충격흡수부재; 스핀들몸체에 포함되는 지지부재에 연결되며 충격흡수부재가 관통되고 복수개의 제1돌기 사이에 위치할 수 있도록 복수개의 제2돌기가 형성된 충격흡수보조부재; 및 축부재가 비틀어진 상태를 유지하여 피구동원에서 발생되는 충격을 흡수할 수 있도록 제1돌기와 제2돌기 사이에 끼워지는 간극부재; 를 포함할 수 있다.

또한, 상기 충격흡수부재의 일측에는 축부재의 타측에 형성된 각기둥 형상의 연결부가 삽입되어 연결되는 각기둥 형상의 연결홈이 형성되며, 타측에는 피구동원에 연결되도록 각기둥 형상의 연결부가 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제1돌기와 제2돌기는 충격흡수부재와 충격흡수보조부재에 각각 4개 형성될 수 있다.

또한, 미리 비틀어진 상기 축부재에 의해서 흡수될 수 있는 충격 이상의 충격이 피구동원에 발생되는 경우 축부재가 더 비틀어져서 충격을 흡수할 수 있도록 제1돌기와 제2돌기 사이에는 간극이 존재하도록 구성될 수 있다.

그리고, 상기 충격흡수수단은 간극의 크기를 조절할 수 있도록 제1돌기와 제2돌기 사이에 끼워지는 간극조절부재를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 축부재가 간극에 의해서 더 비틀어져서 흡수될 수 있는 충격 이상의 충격이 피구동원에 발생되는 경우 제1돌기가 제2돌기 또는 제1돌기와 제2돌기 사이에 끼워지는 간극조절부재에 닿아서 충격흡수보조부재를 통해 스핀들몸체에 포함되는 지지부재에 충격을 전달할 수 있다.

그리고, 상기 각기둥은 사각기둥일 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 피구동원에서 발생되는 충격을 흡수하면서 구동원의 회전력을 피구동원에 전달할 수 있으며 가공이 용이할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 구동원과 피구동원에의 연결과 구성부품과의 연결이 견고하면서도 연결부 또는 연결홈의 가공이 용이할 수 있다.

그리고 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 연결부 또는 연결홈의 열처리에 의한 변형의 발생을 방지할 수 있으며 이에 따라 연결부 또는 연결홈의 기계정밀도를 유지할 수 있다.

그리고 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 연결부 또는 연결홈에 윤활유를 공급하는 윤활설비 등이 필요하지 않으며, 윤활유의 누유에 의한 화재가 발생하지 않을 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 스핀들의 일실시예의 사시도이다.
도2는 본 발명에 따른 스핀들의 일실시예의 분해사시도이다.
도3은 도1의 A-A'선에 따른 단면도이다.
도4는 본 발명에 따른 스핀들의 일실시예에 포함된 축부재를 미리 비트는 방법을 나타내는 도면이다.
도5는 본 발명에 따른 스핀들의 일실시예의 축부재가 피구동원에 발생되는 충격에 의해서 미리 비틀어진 것보다 더 비틀어지는 것을 나타내는 도면이다.
도6은 본 발명에 따른 스핀들의 일실시예의 축부재가 피구동원에 발생되는 충격에 의해서 미리 비틀어진 것보다 더 비틀어져서 지지부재에 피구동원의 충격이 전달되는 것을 나타내는 도면이다.

상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 스핀들에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 하겠다.

이하, 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적인 특징을 이해시키기에 가장 적합한 실시예들을 기초로 하여 설명될 것이며, 설명되는 실시예들에 의해 본 발명의 기술적인 특징이 제한되는 것이 아니라, 이하, 설명되는 실시예들과 같이 본 발명이 구현될 수 있다는 것을 예시하는 것이다. 따라서, 본 발명은 아래 설명된 실시예들을 통해 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시예는 본 발명의 기술 범위 내에 속한다 할 것이다. 그리고, 이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.

본 발명과 관련된 실시예들은 피구동원에서 발생되는 충격을 흡수하면서 구동원의 회전력을 피구동원에 전달하며 가공이 용이하도록 하는 것을 기초로 한다.

도1과 도2에 도시된 실시예와 같이 본 발명에 따른 스핀들(100)은 스핀들몸체(200)와, 축부재(300) 및, 충격흡수수단(400)을 포함하여 구성될 수 있다.

스핀들몸체(200)는 구동원에 연결될 수 있다. 스핀들몸체(200)가 연결되는 구동원(도시되지 않음)은 예컨대, 압연기(도시되지 않음)에 구비된 구동모터(도시되지 않음)일 수 있다. 그러나, 스핀들몸체(200)가 연결되는 구동원은 압연기에 구비된 구동모터에 한정되지 않고, 구동원이라면 예컨대 공작기계에 구비된 구동모터 등 어떠한 것이라도 가능하다.

이러한 스핀들몸체(200)는 도2에 도시된 실시예와 같이 연결부재(210)와 지지부재(220)를 포함할 수 있다.

연결부재(210)는 전술한 바와 같이 압연기에 구비된 구동모터와 같은 구동원에 연결될 수 있다. 이를 위해서, 연결부재(210)의 일측에는 도2에 도시된 실시예와 같이 각기둥 형상의 연결부(211)가 형성될 수 있다. 또한, 도시되지는 않았지만, 구동원에는 연결부재(210)의 각기둥 형상의 연결부(211)가 삽입되어 연결될 수 있는 각기둥 형상의 연결홈이 형성될 수 있다. 이와 같이, 각기둥 형상의 연결부(211)에 의해서 연결부재(210)의 일측이 구동원에 연결되도록 하면, 예컨대 스플라인 형상의 연결부에 의해서 연결부재(210)의 일측이 구동원에 연결되도록 하는 것보다 연결부(211)의 가공이 용이할 수 있다. 그리고, 열처리시 변형이 발생되지 않아서 기계정밀도를 유지할 수 있다. 이러한 각기둥은 가공의 용이성과 연결의 견고성을 위해서 사각각기둥이 바람직하다. 또한, 각기둥 형상의 연결부(211)는 윤활이 필요하지 않기 때문에 윤활설비를 구비할 필요가 없으며, 윤활유의 누유에 의한 화재가 발생하지 않을 수 있다.

또한, 연결부재(210)의 타측에는 도2에 도시된 실시예와 같이, 후술할 바와 같이 축부재(300)의 일측 단부에 형성된 각기둥 형상의 연결부(310)가 삽입되어 연결되는 각기둥 형상의 연결홈(212)이 형성될 수 있다. 따라서, 전술한 바와 같이 가공이 용이하며 연결이 견고하고 윤활설비를 구비할 필요가 없으며 윤활유의 누유에 의한 화재가 발생하지 않을 수 있다. 또한, 이러한 각기둥은 전술한 바와 같이 사각기둥이 바람직하다.

도2에 도시된 실시예와 같이 지지부재(220)는 일측이 연결부재(210)의 타측에 연결될 수 있다. 연결부재(210)의 타측은 지지부재(220)의 일측에 용접에 의해서 연결될 수 있다. 그러나, 연결부재(210)의 타측이 지지부재(220)의 일측에 연결되는 방법은 용접에 한정되지 않고, 연결부재(210)의 타측이 지지부재(220)의 일측에 연결되는 방법이라면 어떠한 방법이라도 가능하다.

이러한 지지부재(220)는 후술할 바와 같이 축부재(300)가 관통하여 축부재(300)의 일측이 연결부재(210)의 타측에 연결되도록 중공일 수 있다.

축부재(300)는 도2에 도시된 실시예와 같이 스핀들몸체(200)에 연결될 수 있다. 이러한, 축부재(300)는 도시된 실시예와 같이 일측과 타측 단부에 각기둥 형상의 연결부(310,310')가 형성될 수 있다. 따라서, 전술한 바와 같이 가공이 용이하며 연결이 견고하고 윤활설비를 구비할 필요가 없으며 윤활유의 누유에 의한 화재가 발생하지 않을 수 있다. 또한, 이러한 각기둥은 전술한 바와 같이 사각기둥이 바람직하다.

이와 같이, 축부재(300)가 후술할 바와 같이 충격흡수수단(400)의 충격흡수부재(410)와 일체로 형성되지 않기 때문에, 축부재(300)를 가공할 수 있는 길이의 소재를 용이하게 구할 수 있다. 또한, 복잡한 형상의 충격흡수부재(410)를 함께 가공할 필요가 없기 때문에, 가공이 용이할 수 있다.

전술한 축부재(300)의 각기둥 형상의 연결부(310,310')에 의해서 축부재(300)가 스핀들몸체(200)와 충격흡수수단(400)에 각각 연결될 수 있다. 즉, 축부재(300)의 일측에 형성된 각기둥 형상의 연결부(310)는 중공인 지지부재(220)를 관통하여 전술한 바와 같이 연결부재(210)의 타측에 형성된 연결홈(212)에 삽입될 수 있다. 이에 따라, 축부재(300)가 연결부재(210)에 연결되어 스핀들몸체(200)에 연결될 수 있다. 또한, 축부재(300)의 타측에 형성된 각기둥 형상의 연결부(310')는 후술할 바와 같이 충격흡수수단(400)에 포함되는 충격흡수부재(410)의 일측에 형성된 각기둥 형상의 연결홈(412)에 삽입될 수 있다. 이에 따라, 축부재(300)가 충격흡수부재(410)에 연결되어 충격흡수수단(400)에 연결될 수 있다.

충격흡수수단(400)은 일측이 축부재(300)에 연결될 수 있고, 타측은 피구동원(도시되지 않음)에 연결될 수 있다. 충격흡수수단(400)이 연결되는 피구동원은 예컨대, 압연기(도시되지 않음)에 구비된 압연롤(도시되지 않음)일 수 있다. 그러나, 충격흡수수단(400)이 연결되는 피구동원은 압연롤에 한정되지 않고, 피구동이라면 예컨대 공작기계에 구비된 회전축 등 어떠한 것이라도 가능하다.

이러한, 충격흡수수단(400)은 충격을 흡수하면서 피구동원에 회전력을 전달할 수 있다. 즉, 충격흡수수단(400)은 스핀들몸체(200) 및 축부재(300)와 연계하여 피구동원에서 발생되는 충격을 흡수하면서 피구동원에 회전력을 전달할 수 있다. 이를 위해서, 충격흡수수단(400)은 도2와 도3에 도시된 실시예와 같이 충격흡수부재(410)와, 충격흡수보조부재(420) 및, 간극부재(430)를 포함할 수 있다.

도2에 도시된 실시예와 같이, 충격흡수부재(410)의 일측은 축부재(300)에 연결될 수 있다. 또한, 충격흡수부재(410)의 타측은 피구동원에 연결될 수 있다. 또한, 충격흡수부재(410)에는 도2와 도3에 도시된 실시예와 같이 복수개의 제1돌기(411)가 형성될 수 있다. 이러한 충격흡수부재(410)에 형성된 복수개의 제1돌기(411)의 개수는 강도유지와 조립의 용이를 위해서 4개가 바람직하다.

충격흡수부재(410)의 일측이 축부재(300)에 연결되도록 하기 위해서, 충격흡수부재(410)의 일측에는 도2에 도시된 실시예와 같이, 축부재(300)의 타측에 형성된 각기둥 형상의 연결부(310')가 삽입되는 각기둥 형상의 연결홈(412)이 형성될 수 있다. 또한, 충격흡수부재(410)의 타측이 피구동원에 연결되도록 하기 위해서 충격흡수부재(410)의 타측에는 도시된 실시예와 같이 각기둥 형상의 연결부(413)가 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 충격흡수부재(410)의 타측에 형성된 각기둥 형상의 연결부(413)는 피구동원에 형성된 각기둥 형상의 연결홈(도시되지 않음)에 삽입되어 충격흡수부재(410)의 타측이 피구동원에 연결될 수 있다. 따라서, 전술한 바와 같이 가공이 용이하며 연결이 견고하고 윤활설비를 구비할 필요가 없으며 윤활유의 누유에 의한 화재가 발생하지 않을 수 있다. 또한, 이러한 각기둥은 전술한 바와 같이 사각기둥이 바람직하다.

충격흡수보조부재(420)는 도2에 도시된 실시예와 같이, 전술한 스핀들몸체(200)의 지지부재(220)에 연결될 수 있다. 즉, 충격흡수보조부재(420)의 일측이 지지부재(220)의 타측에 연결될 수 있다. 이러한 충격흡수보조부재(420)의 일측의 지지부재(220)의 타측에의 연결은 예컨대, 용접에 의해서 연결될 수 있다. 그러나, 이러한 충격흡수보조부재(420)의 일측의 지지부재(220)의 타측에의 연결은 용접에 한정되지 않고, 충격흡수보조부재(420)의 일측이 지지부재(220)의 타측에 연결될 수 있는 방법이라면 어떠한 방법이라도 가능하다.

또한, 도2에 도시된 실시예와 같이, 일측이 축부재(300)에 연결된 충격흡수부재(410)의 타측은 충격흡수보조부재(420)를 관통할 수 있다. 그리고, 충격흡수보조부재(420)에는 도2와 도3에 도시된 실시예와 같이 전술한 충격흡수부재(410)의 복수개의 제1돌기(411) 사이에 위치할 수 있도록 복수개의 제2돌기(421)가 형성될 수 있다. 이러한 충격흡수보조부재(420)에 형성된 복수개의 제1돌기(421)의 개수 또한 강도유지와 조립의 용이를 위해서 4개가 바람직하다.

간극부재(430)는 도3에 도시된 실시예와 같이 충격흡수부재(410)의 제1돌기(411)와 충격흡수보조부재(420)의 제2돌기(421) 사이에 끼워질 수 있다. 이러한 간극부재(430)에 의해서 축부재(300)가 비틀어진 상태를 유지할 수 있다.

즉, 전술한 바와 같이 축부재(300)의 일측은 스핀들몸체(200)의 지지부재(220)를 관통하여 스핀들몸체(200)의 연결부재(210)의 타측에 연결되고 축부재(300)의 타측은 충격흡수수단(400)의 충격흡수부재(410)의 일측에 연결된 상태에서, 도4에 도시된 바와 같이 충격흡수부재(410)의 제1돌기(411)의 일측면이 충격흡수보조부재(420)의 제2돌기(421)의 타측면에 닿도록 충격흡수보조부재(420)의 일측을 스핀들몸체(200)의 지지부재(220)의 타측에 연결한다. 그리고, 유압잭(도시되지 않음)을 이용하여 도4에 도시된 바와 같은 화살표 방향으로 충격흡수부재(410)를 회전하면, 축부재(300)가 비틀려지게 되고, 도4에 도시된 바와 같이 제1돌기(411)의 일측면과 제2돌기(421)의 타측면 사이에는 간극(A)이 생기게 된다. 그리고, 제1돌기(411)의 일측면과 제2돌기(421)의 타측면 사이에 생긴 간극(A)에 간극부재(430)를 삽입하면, 축부재(300)가 탄성복원되지 않고 비틀어진 상태를 유지하게 된다. 따라서, 축부재(300)에는 탄성복원력이 작용하게 된다. 이와 같이, 축부재(300)가 비틀어진 상태를 유지한 채로 충격흡수부재(410)의 타측이 피구동원에 연결되면, 피구동원에 충격, 예컨대 피구동원이 압연롤이라면 압연롤 사이에 소재가 인입됨에 의한 충격이 발생하여도, 이러한 충격이 축부재(300)를 통해 구동원, 예컨대 압연기에 구비된 구동모터에 전달되지 않고, 축부재(300)가 이를 흡수할 수 있다. 즉, 피구동원에서 발생되는 충격의 충격력과 축부재(300)가 전술한 바와 같이 비틀어져서 축부재(300)에 작용하는 탄성복원력이 서로 상쇄되어, 피구동원에서 발생되는 충격이 축부재(300)에 의해서 흡수될 수 있다.

전술한 바와 같은 방법으로 비틀어진 축부재(300)의 비틀어진 정도는 예컨대, 구동원이 될 수 있는 구동모터의 정격토크에 상당할 수 있다. 이에 따라, 압연롤 등의 피구동원에 구동원인 구동모터의 정격토크에 상당하는 충격력이 발생되어도, 축부재(300)에 작용하는 탄성복원력과 충격력이 상쇄되어 구동모터의 정격토크게 상당하는 충격이 축부재(300)에 의해서 흡수될 수 있다.

한편, 충격흡수부재(410)의 제1돌기(411)와 충격흡수보조부재(420)의 제2돌기(421) 사이에는 간극(B)이 존재하도록 구성될 수 있다. 즉, 도3에 도시된 바와 같이 간극부재(430)가 삽입되지 않은, 충격흡수부재(410)의 제1돌기(411)의 타측면과 충격흡수보조부재(420)의 제2돌기(421)의 일측면 사이에 간극(B)이 존재하도록 할 수 있다. 이에 따라, 전술한 바와 같이 간극부재(430)에 의해서 미리 비틀어진 상태를 유지하는 축부재(300)에 의해서 흡수될 수 있는 충격, 예컨대 구동원인 구동모터의 정격토크 이상의 충격이 피구동원에서 발생되는 경우, 도5에 도시된 바와같이 충격흡수부재(410)가 간극(B)을 통해 더 회전되어 축부재(300)가 더 비틀어짐으로써, 충격을 흡수할 수 있다.

또한, 충격흡수수단(400)은 도2와 도3에 도시된 바와 같이 간극조절부재(440)를 더 포함할 수 있다. 이러한 간극조절부재(440)에 의해서 충격흡수부재(410)의 제1돌기(411)와 충격흡수보조부재(420)의 제2돌기(421) 사이의 간극(B)이 조절될 수 있다. 이에 따라, 전술한 바와 같이 축부재(300)가 미리 비틀어진 것보다 더 비틀려서 흡수될 수 있는 충격을 조절할 수 있다. 예컨대, 축부재(300)가 비틀림에 의해서 파단되지 않은 범위까지 비틀어질 수 있도록 간극조절부재(440)에 의해서 간극(B)이 조절될 수 있다.

그리고, 도6에 도시된 바와 같이 축부재(300)가 전술한 간극(B)에 의해서 미리 비틀어진 것보다 더 비틀어져서 흡수될 수 있는 충격 이상의 충격이 피구동원에 발생된 경우, 충격흡수부재(410)의 제1돌기(411), 즉 제1돌기(411)의 타측면이 충격흡수보조부재(420)의 제2돌기(421), 즉 제2돌기(421)의 일측면 또는 간극조절부재(440), 즉 간극조절부재(440)의 일측면에 닿아서 충격흡수보조부재(420)를 통해 스핀들몸체(200)의 지지부재(220)에 충격을 전달할 수 있다. 이에 따라, 축부재(300)가 전술한 간극(B)에 의해서 미리 비틀어진 것보다 더 비틀어져서 흡수될 수 있는 충격 이상의 충격이 피구동원에 발생된 경우 이를 흡수할 수 있다.

한편, 도1과 도2에 도시된 실시예와 같이, 고정부재(500)가 볼트 등에 의해서, 충격흡수보조부재(420)의 제2돌기(421)에 고정될 수 있다. 그리고, 간극부재(430)와 간극조절부재(440)도 볼트 등에 의해서 고정부재(500)에 고정될 수 있다.

이하, 도4 내지 도6을 참조로 하여 본 발명에 따른 스핀들(100)의 작동에 대하여 상세하게 설명한다.

먼저, 연결부재(210)에 지지부재(220)를 연결한다. 그리고, 축부재(300)의 일측을 지지부재(220)를 관통하여 연결부재(210)에 연결시킨다. 또한, 축부재(300)의 타측은 충격흡수부재(410)에 연결한다. 그리고, 도4에 도시된 바와 같이 충격흡수부재(410)의 제1돌기(411)의 일측면이 충격흡수보조부재(420)의 제2돌기(421)의 타측면에 닿도록 충격흡수보조부재(420)를 지지부재(220)에 연결한다.

이후, 도4에 도시된 바와 같이 충격흡수부재(410)를 유압잭(도시되지 않음)에 의해서 화살표 방향으로 회전시켜서, 충격흡수부재(410)에 연결된 축부재(300)가 비틀어지도록 한다. 이에 따라, 도시된 바와 같이 충격흡수부재(410)의 제1돌기(411)의 일측과 충격흡수보조부재(420)의 제2돌기(421)의 타측에 간극(A)이 생긴다. 그리고, 이러한 간극(A)에 간극부재(430)를 삽입한다. 이에 따라, 축부재(300)가 비틀어진 상태를 유지한다. 이와 같이, 축부재(300)가 미리 비틀어진 정도는 전술한 바와 같이 구동원이 될 수 있는 구동모터의 정격토크에 상당할 수 있다.

또한, 도4에 도시된 바와 같이 충격흡수부재(410)의 제1돌기(410)의 타측과 충격흡수보조부재(420)의 제2돌기(421)의 일측 사이에 간극조절부재(440)를 삽입한다. 이에 따라, 도3에 도시된 바와 같이 충격흡수부재(410)의 제1돌기(410)의 타측과 충격흡수보조부재(420)의 제2돌기(421)의 일측에 존재하는 간극(B)의 크기를 조절한다.

이와 같은 상태에서, 스핀들몸체(200)의 연결부재(210)의 연결부(211)를 구동원, 예컨대 압연기(도시되지 않음)에 구비된 구동모터(도시되지 않음)에 연결한다. 그리고, 충격흡수부재(410)의 연결부(413)를 피구동원, 예컨대 압연기에 구비된 압연롤(도시되지 않음)에 연결한다.

그리고, 구동원을 구동시키면, 구동원의 회전력이 연결부재(210)와 축부재(300) 및, 충격흡수부재(410)를 통해 피구동원으로 전달되어 피구동원이 회전될수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 스핀들(100)에 의해서 구동원의 회전력이 피구동원에 전달될 때, 피구동원, 예컨대 압연롤에 소재(도시되지 않음)가 인입되는 등의 원인에 의해서 피구동원에 충격이 발생될 수 있다.

이러한 충격이 축부재(300)가 미리 비틀어져서 흡수될 수 있는 정도, 예컨대 전술한 바와 같이 구동원이 될 수 있는 구동모터의 정격토크 정도이면, 미리 비틀어진 축부재(300)에 의해서 피구동원의 충격이 흡수될 수 있다. 따라서, 축부재(300)에 어떠한 변형도 발생되지 않고, 피구동원에서 발생되는 충격이 축부재(300)에 의해서 흡수되면서 구동원의 회전력이 피구동원에 전달될 수 있다.

그러나, 피구동원에 발생되는 충격이 축부재(300)가 미리 비틀어진 것에 의해서 흡수되지 않을 정도 이상이면, 도5에 도시된 바와 같이 간극(B)을 통해 충격흡수부재(410)가 회전되면서 축부재(300)가 더 비틀어지게 되어 피구동원의 충격을 흡수할 수 있다. 이에 따라, 피구동원에 충격이 발생되더라도, 전술한 바와 같이 축부재(300)가 미리 비틀어진 것보다 더 비틀어지는 것에 의해서 충격이 흡수되면서 구동원의 회전력이 피구동원으로 전달될 수 있다.

또한, 피구동원에서 발생되는 충격이 이보다 더 커지게 되면, 도6에 도시된 바와 같이, 충격흡수부재(410)의 제1돌기(411)가 충격흡수보조부재(420)의 제2돌기(421)에 닿게 되어, 피구동원의 충격이 스핀들몸체(200)의 지지부재(220)에 전달되어 흡수될 수 있다. 이에 따라, 피구동원에 충격이 발생되더라도, 지지부재(220)에 전달되어 지지부재(220)에 의해서 충격이 흡수되면서 구동원의 회전력이 피구동원으로 전달될 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 스핀들을 사용하면, 피구동원에서 발생되는 충격을 흡수하면서 구동원의 회전력을 피구동원에 전달할 수 있고 가공이 용이할 수 있으며, 구동원과 피구동원에의 연결과 구성부품과의 연결이 견고하면서도 연결부 또는 연결홈의 가공이 용이할 수 있고, 연결부 또는 연결홈의 열처리에 의한 변형의 발생을 방지할 수 있으며 이에 따라 연결부 또는 연결홈의 기계정밀도를 유지할 수 있으며, 연결부 또는 연결홈에 윤활유를 공급하는 윤활설비 등이 필요하지 않으며, 윤활유의 누유에 의한 화재가 발생하지 않을 수 있다.

상기와 같이 설명된 스핀들은 상기 설명된 실시예의 구성이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

100 : 스핀들 200 : 스핀들몸체
210 : 연결부재 211,310,310',413 : 연결부
212,412 : 연결홈 220 : 지지부재
300 : 축부재 400 : 충격흡수수단
410 : 충격흡수부재 411 : 제1돌기
420 : 충격흡수보조부재 421 : 제2돌기
430 : 간극부재 440 : 간극조절부재
500 : 고정부재 A,B : 간극

Claims

구동원에 연결되는 스핀들몸체(200); 상기 스핀들몸체(200)에 연결되는 축부재(300); 및 상기 축부재(300)와 피구동원에 연결되며 충격을 흡수하면서 상기 피구동원에 회전력을 전달하도록 구성된 충격흡수수단(400);을 포함하여 구성되며,
상기 충격흡수수단(400)은 상기 축부재(300)와 피구동원에 연결되는 별도의 구성으로서 복수개의 제1돌기(411)가 형성된 충격흡수부재(410)를 구비하며,
상기 충격흡수부재(410)의 일측에는 상기 축부재(300)의 타측에 형성된 각기둥 형상의 연결부(310')가 삽입되어 연결되는 각기둥 형상의 연결홈(412)이 형성되며, 타측에는 상기 피구동원에 연결되도록 각기둥 형상의 연결부(413)가 형성된 것을 특징으로 하는 스핀들.
제1항에 있어서, 상기 축부재(300)의 일측과 타측 단부에는 상기 스핀들몸체(200)와 상기 충격흡수수단(400)에 각각 연결되도록 각기둥 형상의 연결부(310,310')가 형성된 것을 특징으로 하는 스핀들.
제1항에 있어서, 상기 스핀들몸체(200)는
상기 구동원에 연결되는 연결부재(210); 및
상기 연결부재(210)에 연결되며 상기 축부재(300)가 관통하여 상기 연결부재(210)에 연결되도록 중공인 지지부재(220); 를 포함하며,
상기 연결부재(210)의 일측에는 상기 구동원에 연결되도록 각기둥 형상의 연결부(211)가 형성되며 타측에는 상기 축부재(300)의 일측 단부에 형성된 각기둥 형상의 연결부(310)가 삽입되어 연결되는 각기둥 형상의 연결홈(212)이 형성된 것을 특징으로 하는 스핀들.
제1항에 있어서, 상기 충격흡수수단(400)은
상기 스핀들몸체(200)에 포함되는 지지부재(220)에 연결되며 상기 충격흡수부재(410)가 관통되고 상기 복수개의 제1돌기(411) 사이에 위치되도록 복수개의 제2돌기(421)가 형성된 충격흡수보조부재(420); 및
상기 축부재(300)가 비틀어진 상태를 유지하여 상기 피구동원에서 발생되는 충격을 흡수할 수 있도록 상기 제1돌기(411)와 상기 제2돌기(421) 사이에 끼워지는 간극부재(430); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들.
삭제
제4항에 있어서, 상기 제1돌기(411)와 상기 제2돌기(421)는 상기 충격흡수부재(410)와 상기 충격흡수보조부재(420)에 각각 4개 형성된 것을 특징으로 하는 스핀들.
제4항에 있어서, 미리 비틀어진 상기 축부재(300)에 의해서 흡수될 수 있는 충격 이상의 충격이 상기 피구동원에 발생되는 경우 상기 축부재(300)가 더 비틀어져서 충격을 흡수할 수 있도록 상기 제1돌기(411)와 상기 제2돌기(421) 사이에는 간극(B)이 존재하도록 구성된 것을 특징으로 하는 스핀들.
제7항에 있어서, 상기 충격흡수수단(400)은 상기 간극(B)의 크기를 조절할 수 있도록 상기 제1돌기(411)와 상기 제2돌기(421) 사이에 끼워지는 간극조절부재(440)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들.
제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 축부재(300)가 상기 간극(B)에 의해서 더 비틀어져서 흡수될 수 있는 충격 이상의 충격이 상기 피구동원에 발생되는 경우 상기 제1돌기(411)가 상기 제2돌기(421) 또는 상기 제1돌기(411)와 상기 제2돌기(421) 사이에 끼워지는 간극조절부재(440)에 닿아서 상기 충격흡수보조부재(420)를 통해 상기 스핀들몸체(200)에 포함되는 지지부재(220)에 충격을 전달하는 것을 특징으로 하는 스핀들.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각기둥은 사각기둥인 것을 특징으로 하는 스핀들.