KR101276918B1 - 주축의 반경방향 강성 증가 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스피들을 이송슬라이드에 조립하였을 때 고정부와 멀리 떨어진 후단부 베어링 부분의 반경방향으로의 강성을 증가시키고 진동을 감쇄시킬 수 있도록 한 주축의 반경방향 강성 증가 장치를 제공하기 위한 것으로, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은, 스핀들에 고정된 로터와 스핀들 헤드 바디에 장착된 스테이터로 이루어진 내장형 모터를 가지고 이송슬라이드에 장착되는 주축 카트리지의 후단부 지지구조에 있어서, 상기 이송슬라이드에 삽입되어 상기 스핀들 헤드 바디의 후단면에 위치한 후단부 베어링 하우징을 구비하고, 상기 후단부 베어링 하우징의 외주면에 원주상으로 하나 이상의 오일홈을 형성하고, 상기 오일홈 내에 일정한 유압이 형성되도록 유압회로가 연결되어 주축 카트리지의 후단부를 이송슬라이드의 내벽에 반경방향으로 지지하는 것을 특징으로 한다.

스핀들, 오일홈, 후단부 베어링 하우징, 이송슬라이드, 내장형 모터

Description

주축의 반경방향 강성 증가 장치{Radius direction stiffness increasing device of spindle}

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 종래의 모터 내장형 주축 구조의 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 모터 내장형 주축 구조의 단면도.

도 3은 도 2에서 주축 카트리지 후부의 상세 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 모터 내장형 주축의 유압시스템 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11: 전단부 베어링 하우징

12: 스핀들

13: 전단부 베어링

14: 로터

18: 로테이터

22: 후단부 베어링

40: 후단부 베어링 하우징

41: 오일홈

42: 오링

본 발명은 공작기계 머시닝 센터의 주축 카트리지를 이송 슬라이드에 조립된 상태에서 주축 후부에서 반경방향으로의 힘을 지지할 수 있도록 한 주축의 반경방향 강성 증가 장치에 관한 것이다.

도 1은 종래 공작기계의 스핀들의 구조로써, 미리 조립된 플랜지 타입의 스핀들 카트리지(10)를 이송슬라이드(30)에 삽입하여 플랜지부에 볼트를 체결하여 최종 조립이 이루어진다.

이때, 조립의 용이성을 위해 이송슬라이드(30)와 스핀들 헤드 바디(16)의 사이에는 틈새를 가진다.

따라서 절삭 가공이 일어날 시에 스핀들(12)에 반경방향으로 힘이 가해졌을 경우 이러한 틈새의 존재로 인해 후단부를 지지해주는 곳이 없어서 강성이 매우 약해지고 후단부 베어링(22)에서의 진동이 발생할 시 이를 감쇄시켜주지 못하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 제반적인 사정을 감안하여 창출된 것으로, 스피들을 이송슬라이드에 조립하였을 때 고정부와 멀리 떨어진 후단부 베어링 부분의 반경방향으로의 강성을 증가시키고 진동을 감쇄시킬 수 있도록 한 주축의 반경방향 강성 증가 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은,

스핀들에 고정된 로터와 스핀들 헤드 바디에 장착된 스테이터로 이루어진 내장형 모터를 가지고 이송슬라이드에 장착되는 주축 카트리지의 후단부 지지구조에 있어서,

상기 이송슬라이드에 삽입되어 상기 스핀들 헤드 바디의 후단면에 위치한 후단부 베어링 하우징을 구비하고,

상기 후단부 베어링 하우징의 외주면에 원주상으로 하나 이상의 오일홈을 형성하고,

상기 오일홈 내에 일정한 유압이 형성되도록 유압회로가 연결되어 주축 카트리지의 후단부를 이송슬라이드의 내벽에 반경방향으로 지지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 오일홈의 양쪽에 오일 누출을 방지하기 위해 후단부 베어링 하우징 외주면에 오링이 더 조립되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 유압회로는,

상기 오일홈과 유로를 통해 연결되어 있는 체크밸브와;

상기 체크밸브와 연결되어 압유를 공급하는 유압펌프를 포함한 것을 특징으로 한다.

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

도 2는 본 발명에 따른 모터 내장형 주축 구조의 단면도이고, 도 3은 도 2에서 주축 카트리지 후부의 상세 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 모터 내장형 주축의 유압시스템 구성도이다.

본 발명은 도 2 내지 도 4에서와 같이 스핀들(12)에 고정된 로터(14)와 스핀들 헤드 바디(16)에 장착된 스테이터(18)로 이루어진 내장형 모터(20)가 구비된 스핀들 카트리지(10)가 구비된다.

상기 스핀들 카드리지(10)는 이송슬라이드(30)에 장착되어 있다. 따라서 스핀들 카트리지(10)는 이송슬라이드(30)의 운동방향을 따라 이동하게 되어 있다.

한편, 상기 스핀들(12)은 전단부가 전단부 베어링 하우징(11)의 내경부에 조립된 전단부 베어링(13)에 의해 회전 지지되어 있다. 또한 스핀들(12)은 후단부가 후단부 베어링 하우징(40)내에 조립된 후단부 베어링(22)에 회전 지지되어 있다.

이때 후단부 베어링(22)는 상기 Z축 이송슬라이드(30)에 삽입되어 상기 스핀들 헤드 바디(16)의 후단면에 위치되어 있다.

따라서 상기 스핀들(12)은 양단이 내장형 모터(20)의 구동력에 의해 전단부 베어링(13)과 후단부 베어링(22)에 의해 회전 지지를 받는다.

이때 본 발명은 스핀들(12)의 후단부가 후단부 베어링(22)이 설치된 후단부 베어링 하우징(40)을 통해 반경방향으로의 지지력을 받을 수 있도록 되어 있다.

이를 위해 도 2 및 도 3과 같이 상기 후단부 베어링 하우징(40)의 외주면에 원주상으로 하나 이상의 오일홈(41)이 형성된다.

상기 오일홈(41) 내에 일정한 유압이 형성되도록 오일홈(41)에 유압회로가 연결된다.

상기 유압회로는 상기 오일홈(41)과 유로를 통해 연결되어 있는 체크밸브(52)와, 상기 체크밸브(52)와 연결되어 압유를 공급하는 유압펌프(54)를 포함한다. 이때 체크밸브(52)와 유압펌프(54)의 출구 사이에는 유압을 측정하기 위한 압력게이지(56)가 더 설치될 수 있다.

따라서 유압펌프(54)에서 공급된 압유는 체크밸브(52)를 통해 역류가 방지되고, 체크밸브(52)를 통과한 압유는 이송슬라이드(30)의 오일공급포트(30a)를 통해 오일홈(41)으로 공급된다.

오일홈(41)으로 공급된 압유는 유압을 발생시켜 후단부 베어링 하우징(40)을 정압으로 반경방향으로 지지력을 발생시키게 된다.

이때 본 발명은 상기 오일홈(41)의 양쪽에 압유의 오일 누출을 방지하기 위해 후단부 베어링 하우징(40) 외주면에 오링(42)이 조립됨이 바람직하다.

이같이 본 발명은 후단부 베어링 하우징(40)를 유압을 사용하여 반경방향으로 지지함으로써 지지 강성을 높이고 진동에 대한 감쇄 능력이 증가되는 것이다.

이같이 본 발명은 후단부 베어링 하우징(40)의 외주면에 오일홈(41)을 형성하고, 후단부 베어링 하우징(40) 외주면과 이송슬라이드(30) 내주면 사이의 오일 홈(41)에 유압 펌프(54)에서 발생된 유압을 가하여 일정 압력을 유지함으로써 스핀 들(12)의 후단부에서의 반경방향으로의 지지력을 높이게 된다.

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 주축의 반경방향 강성 증가 장치에 따르면, 플랜지 타입의 주축 유닛을 이송슬라이드에 그대로 삽입하여 조립할 수 있도록 하여 조립시간 축소 및 애프터서비스의 편리함에 대한 장점을 가지고, 후단부 베어링 하우징에 형성된 오일홈에 유압을 가하여 유압의 힘이 스핀들 후단부를 지지함으로써 스핀들 변형을 줄이고, 후단부 베어링에서 발생하는 진동을 감쇄시켜주는 이점을 갖는다.

Claims (3)

1. 스핀들(12)에 고정된 로터(14)와 스핀들 헤드 바디(16)에 장착된 스테이터(18)로 이루어진 내장형 모터(20)를 가지고 이송슬라이드(30)에 장착되는 주축 카트리지(10)의 후단부를 지지하는 강성 증가 장치로서,

   상기 이송슬라이드(30)에 삽입되어 상기 스핀들 헤드 바디(16)의 후단면에 위치한 후단부 베어링 하우징(40)을 구비하고,

   상기 후단부 베어링 하우징(40)의 외주면에 원주상으로 오일홈(41)을 형성하고,

   상기 오일홈(41) 내에 일정한 유압이 형성되도록 유압회로가 연결되어 주축 카트리지의 후단부를 이송슬라이드(30)의 내벽에 반경방향으로 지지하는 것을 특징으로 하는 주축의 반경방향 강성 증가 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 오일홈(41)의 양쪽에 오일 누출을 방지하기 위해 후단부 베어링 하우징(40) 외주면에 오링(42)이 더 조립되어 있는 것을 특징으로 하는 주축의 반경방향 강성 증가 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 유압회로는,

   상기 오일홈(41)과 유로를 통해 연결되어 있는 체크밸브(52)와;

   상기 체크밸브(52)와 연결되어 압유를 공급하는 유압펌프(54)를 포함한 것을 특징으로 하는 주축의 반경방향 강성 증가 장치.

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