KR101294552B1 - 공작 기계의 멀티 헤드용 에어 브리더 장치 - Google Patents

공작 기계의 멀티 헤드용 에어 브리더 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공작 기계의 멀티 헤드용 에어 브리더 장치에 관한 것으로, 기어박스(5)에 체결되어 외부로 노출된 에어 브리더 장치(10)에 이중으로 절삭유 유입 차단 구조를 형성 즉, 공기 유입 통로에 다중의 필터 유니트(13)를 구비해 공기 통로를 통한 절삭유의 유입 차단과 더불어, 기어 박스(5)와 에어 브리더 장치(10)간 오링(17)을 통한 밀폐성 유지로 틈새를 통한 절삭유의 유입도 차단할 수 있는 특징이 있게 된다.

Description

공작 기계의 멀티 헤드용 에어 브리더 장치{Air breather device for multi head in machine tool}
도 1은 본 발명에 따른 에어 브리더 장치가 장착된 공작 기계의 멀티 헤드부위 부분 구성도
도 2(가),(나)는 본 발명에 따른 에어 브리더 장치의 구성도
도 3은 본 발명에 따른 에어 브리더 장치의 작동도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 이송 유니트 2 : 멀티 헤드
3 : 전동기 4 : 스핀들
5 : 기어 박스 6 : 지그
10 : 에어 브리더 장치 11 : 브리더 바디
11a : 고정 플랜지 11b,11c : 상·하 연장단
12 : 필터 캡 13 : 필터 유니트
14 : 메인 필터 14a : 에어 홀
15,16 : 제1·2 서브 필터
17 : 오링 18 : 고정부재
19 : 아우터 캡 20 : 조인트
21 : 스틸 매시
본 발명은 공작 기계의 멀티 헤드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공작 기계의 멀티 헤드용 에어 브리더 장치에 관한 것이다.
일반적으로 엔진과 변속기 가공라인에서 사용하는 공작기계는 멀티(Multi) 헤드를 이용하게 되고, 작동 시에는 별도의 급유 장치를 이용해 헤드 부위에 윤활유를 공급하는 방식을 이용하게 된다.
이와 같이 주입된 윤활유는 멀티 헤드가 회전됨에 의해 멀티 헤드 내부에서 발생되는 윤활유의 가스등이 배출되고 신선한 외부 공기가 유입될 수 있도록, 공기 통로를 형성하는 에어 브리더(Air Breather)장치가 형성되어진다.
이러한 에어 브리더 장치 중 특히, 자동차 라인의 엔진과 변속기 가공라인에 있는 공작기계의 멀티 헤드용으로 사용되는 경우 2가지 작용을 하게 되는데 즉, 소재(Work) 가공 시 기어 박스(Gear Box)의 내부 압력 상승 방지를 위한 외부 공기를 유입을 통한 대기압 상태로 유지 역할과 더불어, 기어 박스 내부로 윤활유를 주유하는 주유구로서 역할을 하게 된다.
이때, 상기 에어 브리더 장치는 기어 박스 내부로 절삭유가 유입되는 것을 차단하여야 하는데 이는, 소재 가공 시 사용되는 절삭유가 기어 박스 내부로 유입 되면 그 내부의 베어링(Bearing)과 기어(Gear)등의 마모와 수명에 치명적인 손상을 입히게 되고, 이로 인해 공작 기계의 가동 율과 장비 품질 저하를 가져오게 된다.
그러나, 공작 기계의 멀티 헤드는 생산성을 높이기 위해 스핀들 고속 회전 및 가공 소재의 난삭 성으로 인해 절삭유를 다량으로 사용 할 수밖에 없고, 이와 같은 다량의 절삭유 사용은 필연적으로 에어 브리더 장치 부위로 비산되는 절삭유 증가를 가져오게 되고, 이는 에어 브리더 장치나 그 결합 구조 측면에서 발생되는 결함으로 인해 에어 브리더 장치의 공기 통로를 통해 절삭유가 기어 박스 내부로 유입될 수밖에 없는 취약성이 있게 된다.
이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 공작 기계의 멀티 헤드용 기어 박스에 장착된 에어 브리더 장치가 기어 박스 내 공기 유입 작용과 더불어, 주변으로 비산된 절삭유가 유입되더라도 기어 박스 내부로 흘러 들어가지 못하도록 다중의 차단성을 갖도록 함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공작 기계를 이루는 이송 유니트에 장착된 멀티 헤드에 지그에 위치된 소재가공용 공구들이 장착된 스핀들로 전동기의 동력을 증감하여 전달하는 기어 박스가 구비되고, 기어 박스로 외부 공기를 기어박스내부로 유입시키고 비산되는 절삭유의 유입을 차단하는 에어 브리더 장치가 장착되되,
상기 에어 브리더 장치는 기어박스에 고정부재를 매개로 체결되면서 기어박 스내부로 외부 공기를 유입시키는 통로를 형성한 브리더 바디와, 상기 브리더 바디의 상부로 체결된 상태에서 그 내부에 연통되도록 에어 홀이 뚫려진 필터 캡, 상기 필터 캡부위를 감싸면서 그 내부 공간으로 외부 공기를 유입시키도록 브리더 바디와 틈을 형성하는 아우터 캡, 상기 아우터 캡이 형성하는 내부 공간에서 필터 캡을 이용해 구비되어 유입 공기 내 불순물을 걸러주는 필터 유니트,
상기 브리더 바디의 하부부위에서 조인트를 매개로 체결되어져 기어박스내부 공간으로 위치된 스틸 매시 및
에어 브리더 장치를 이루는 구성 부품간 기밀을 형성하는 오링으로 구성되어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 브리더 바디는 고정부재를 매개로 기어박스에 체결되는 고정 플랜지를 동심 형상으로 형성하고,
상기 고정 플랜지를 기준으로 필터 캡이 나사 체결되면서 필터 유니트와 아우터 캡이 결합되는 상측 연장단이 기어박스의 외부로 위치되며,
그 반대 부위는 조인트와 스틸 매시가 기어 박스내부로 위치되도록 기어박스의 체결 홀로 삽입되는 하측 연장단이 형성되어진다.
그리고, 상기 필터 캡에는 브리더 바디의 중공 통로에 연통되는 에어 홀이 상부부위에서 다수개로 뚫려진다.
또한, 상기 필터 유니트는 브리더 바디의 상부부위를 감싼 아우터 캡의 내부에서 필터 캡의 측면 테두리를 감싸면서 안쪽으로 빈 공간을 이루는 메인 필터와, 브리더 바디와 아우터 캡간에 형성된 틈을 통해 유입되는 외부 공기의 불순물을 거 르도록 상기 메인 필터의 하부부위에서 필터 캡의 측면 부위로 위치된 제1·2 서브 필터로 구성되되,
상기 제1·2 서브 필터는 필터 캡의 확장된 동심 플랜지에 형성된 개구 부위로 끼워져 위치되되, 동심 플랜지에 끼워진 상태에서 각각 상단부에 위치된 제1 서브 필터와, 그 하단부로 위치된 제2 서브 필터를 형성하도록 서로간에 일정한 간격을 두고 위치되어진다.
그리고, 상기 오링은 브리더 바디에 나사 체결된 필터 캡의 안쪽으로 오링을 개재시키게 되고, 또한 기어 박스에 삽입된 브리더 바디부위로 오링을 개재시켜주게 된다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 에어 브리더가 장착된 공작 기계의 멀티 헤드부위 부분 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 공작 기계를 이루면서 지그(6)부위로 위치된 소재(W)를 가공하도록 이송 유니트(1)에 장착된 멀티 헤드(2)가, 회전력을 발생하는 전동기(3)와 소재(W)를 가공하는 공구들이 장착된 스핀들(4) 및 상기 전동기(3)의 회전력을 증감해 스핀들(4)을 회전시키는 기어 박스(5)를 갖추되,
상기 기어 박스(5)에는 소재(W) 가공 시 사용되는 절삭유가 유입되어 기어 박스(5)안으로 유입되지 못하도록 하면서, 기어 박스(5)내부로 외부의 신선한 공기를 유입시켜주는 에어 브리더 장치(10)가 장착되어진다.
그리고, 상기 에어 브리더 장치(10)는 기어박스(5)에 고정부재(18)를 매개로 체결되면서 기어박스(5)내부로 외부 공기를 유입시키는 통로를 형성한 브리더 바디(11)와, 상기 브리더 바디(11)의 상부로 체결된 상태에서 그 내부에 연통되도록 에어 홀(14a)이 뚫려진 필터 캡(12), 상기 필터 캡(12)부위를 감싸면서 그 내부 공간으로 외부 공기를 유입시키도록 브리더 바디(11)와 틈(Gap)을 형성하는 아우터 캡(19), 상기 아우터 캡(19)이 형성하는 내부 공간에서 필터 캡(12)을 이용해 구비되어 유입 공기내 불순물을 걸러주는 필터 유니트(13), 상기 브리더 바디(11)의 하부부위에서 조인트(20)를 매개로 체결되어져 기어박스(5)내부 공간으로 위치된 스틸 매시(21) 및 에어 브리더 장치를 이루는 구성 부품간 기밀을 형성하는 오링(17)으로 구성되어진다.
여기서, 상기 브리더 바디(11)는 고정부재(18)를 매개로 기어박스(5)에 체결되는 고정 플랜지(11a)를 동심 형상으로 형성하고, 상기 고정 플랜지(11a)를 기준으로 상측 연장단(11b)이 기어박스(5)의 외부로 위치되며, 그 반대 부위를 이루는 하측 연장단(11c)이 기어박스(5)의 체결 홀로 삽입되는 형상으로 이루어진다.
이때, 상기 상측 연장단(11b)에는 필터 캡(12)이 나사 체결되면서 필터 유니트(13)와 아우터 캡(19)이 결합되고, 상기 하측 연장단(11c)으로는 조인트(20)와 스틸 매시(21)가 결합되어진다.
이와 더불어, 상기 고정 플랜지(11a)는 고정부재(18)를 매개로 기어박스(5)에 체결될 때, 상기 고정부재(18)가 가하는 체결력으로 고정 플랜지(11a)부위의 변형이 방지될 정도의 두께를 형성하게 된다.
또한, 상기 필터 캡(12)은 브리더 바디(11)의 상단 부위를 감싸도록 나사 체결되면서 도 2(가),(나)에 도시된 바와 같이, 그 상부부위로 브리더 바디(11)의 중공 통로에 연통되는 에어 홀(14a)이 뚫려지되, 상기 에어 홀(14a)은 소정 직경으로 다수 개 형성되어진다.
그리고, 상기 필터 유니트(13)는 브리더 바디(11)의 상부부위를 감싼 아우터 캡(19)의 내부에서 필터 캡(12)의 측면 테두리를 감싸면서 안쪽으로 빈 공간을 이루는 메인 필터(14)와, 브리더 바디(11)와 아우터 캡(19)간에 형성된 틈(Gap)을 통해 유입되는 외부 공기의 불순물을 거르도록 상기 메인 필터(14)의 하부부위에서 필터 캡(12)의 측면 부위로 위치된 제1·2 서브 필터(15,16)로 구성되어진다.
여기서, 상기 제1·2 서브 필터(15,16)는 필터 캡(12)의 확장된 동심 플랜지에 형성된 개구 부위로 끼워져 위치되되, 동심 플랜지에 끼워진 상태에서 각각 상단부에 위치된 제1 서브 필터(15)와, 그 하단부로 위치된 제2 서브 필터(16)를 형성하도록 서로간에 일정한 간격을 두고 위치되어진다.
또한, 상기 오링(17)은 에어 브리더 장치(10)에 대한 기밀을 형성하게 되는데, 이를 위해 브리더 바디(11)에 나사 체결된 필터 캡(12)의 안쪽으로 오링(17)을 개재시키게 되고, 또한 기어 박스(5)에 삽입된 브리더 바디(11)부위로 오링(17)을 개재시키게 된다.
여기서, 상기 기어 박스(5)와 브리더 바디(11)간에 개재된 오링(17)은, 에어 브리더 장치(10)쪽으로 비산되는 절삭유가 기어박스(5)의 내부로 유입되지 못하도록 차단하는 기밀을 유지하기 위함이다.
그리고, 상기 고정부재(18)는 볼트나 스크류를 이용하며, 기어박스(5)의 내부로 위치된 스틸 매시(21)는 유입된 공기의 확산이 용이하도록 다수의 홀이 뚫린 형상으로 이루어진다.
이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
본 발명의 에어 브리더 장치(10)는 기어박스(5)내부로 외부 공기를 유입하는 근본적인 작용됨과 더불어, 공작 기계의 멀티 헤드(2)를 구성하는 스핀들(4)에 전동기(3)의 동력을 전달하는 기어박스(5)의 내부로 절삭유의 유입을 차단 즉, 소재 가공 시 공급되는 절삭유가 에어 브리더 장치(10)쪽으로 비산됨에 따라, 예기치 않게 절삭유가 에어 브리더 장치(10)를 통해 기어박스(5)내부로 유입되는 현상을 원천적으로 차단함에 그 특징이 있게 된다.
이러한 기어박스(5)내 절삭유의 유입 차단은 에어 브리더 장치(10)에 기인하는 것으로 즉, 공작기계 작동 시 지그(6)쪽으로 멀티헤드(2)가 이송레일(1)을 따라 이동한 후 도 1에 도시된 바와 같이, 전동기(3)가 기어박스(5)를 매개로 스핀들(4)을 회전시켜 소재(W)를 가공할 때, 소재(W)쪽으로 다량 공급되는 절삭유가 기어박스(5)의 에어 브리더 장치(10)쪽으로 비산되더라도, 상기 에어 브리더 장치(10)의 공기 통로를 통해 걸러지거나 기어박스(5)의 체결 부위간 기밀 형성을 통해 유입 자체를 차단시켜 주게 된다.
이는, 도 3에 도시된 바와 같이, 기어박스(5)에 고정된 상태에서 공기 유입을 위해 외부로 노출된 부위를 형성하는 에어 브리더 장치(10)로 절삭유가 비산되 면, 상기 에어 브리더 장치(10)의 상단부위에 형성된 공기 통로상에 개재된 필터 유니트(13)가 함께 유입되는 절삭유를 거른 후 공기만을 통과시켜 주게 된다.
즉, 공기 통로를 이루는 아우터 캡(19)과 브리더 바디(11)의 상측 연장단(11b)사이의 틈(Gap)으로 공기와 함께 절삭유가 들어오게 되면, 상기 아우터 캡(19)의 안쪽에서 브리더 바디(11)에 나사 체결된 필터 캡(12)에 구비된 제2 서브 필터(16)와 제1 서브 필터(15) 및 메인 필터(14)를 순차적으로 거치게 되고, 이로 인해 유입된 공기는 상기 필터(16,15,14)를 통해 포함된 절삭유가 완전히 걸러진 상태에서 브리더 바디(11)의 상단부위 공간으로 유입되어진다.
이어, 상기 브리더 바디(11)의 상단부위 공간으로 유입된 공기는 필터 캡(12)에 뚫려진 에어 홀(14a)을 통해 브리더 바디(11)의 관통홀로 유입된 다음, 상기 브리더 바디(11)의 하단부를 이루면서 기어 박스(5)내부로 위치된 조인트(20)와 스틸 매시(21)를 통해 기어박스(5)안으로 공급되어진다.
이와 같은 공기 유입 통로를 통한 절삭유의 유입 차단 작용과 더불어, 에어 브리더 장치(10)가 체결된 기어박스(5)간 결합부위를 통한 절삭유 유입도 차단되는데, 이는 고정 플랜지(11a)를 관통하는 고정부재(18)를 매개로 기어박스(5)에 체결된 브리더 바디(11)에 구비된 오링(17)을 통해 이루어지게 된다.
즉, 상기 기어박스(5)의 체결 홀 안으로 삽입된 브리더 바디(11)의 하측 연장단(11c)부위에 오링(17)이 끼워짐에 따라, 상기 오링(17)이 기어박스(5)와 브리더 바디(11)간에 밀착되면서 기밀부위를 형성하므로, 만약 기어박스(5)와 브리더 바디(11)간 노출된 밀착 면을 통해 절삭유가 기어박스(5)의 체결 홀 안으로 스며드 는 경우라도, 상기 오링(17)을 통해 기어 박스(5)내부로의 유입이 차단되어진다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 공작 기계의 멀티헤드를 이루는 기어박스에 체결되어 외부로 노출된 에어 브리더 장치가, 외부 공기 유입 통로에 다중의 필터 유니트(13)를 구비해 공기 통로를 통한 절삭유의 유입 차단과 더불어, 기어 박스(5)와 에어 브리더 장치(10)간 오링(17)을 통한 밀폐성 유지로 틈새를 통한 절삭유의 유입도 차단할 수 있도록, 이중 절삭유 유입 차단 구조를 형성함에 따라, 기어 박스의 베어링(Bearing)과 기어(Gear)등의 마모와 수명에 치명적인 손상을 입히는 절삭유로 인한 손상 현상을 방지 할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (7)

  1. 공작 기계를 이루는 이송 유니트(1)에 장착된 멀티 헤드(2)에 지그(6)에 위치된 소재(W)가공용 공구들이 장착된 스핀들(4)로 전동기(3)의 동력을 증감하여 전달하는 기어 박스(5)가 구비되고, 기어 박스(5)로 외부 공기를 기어박스(5)내부로 유입시키고 비산되는 절삭유의 유입을 차단하는 에어 브리더 장치(10)가 장착되되,
    상기 에어 브리더 장치(10)는 기어박스(5)에 고정부재(18)를 매개로 체결되면서 기어박스(5)내부로 외부 공기를 유입시키는 통로를 형성한 브리더 바디(11)와, 상기 브리더 바디(11)의 상부로 체결된 상태에서 상기 브리더 바디(11)의 내부에 연통되도록 에어 홀(14a)이 뚫려진 필터 캡(12), 상기 필터 캡(12)부위를 감싸면서 상기 필터 캡(12)의 내부 공간으로 외부 공기를 유입시키도록 상기 브리더 바디(11)와 틈(Gap)을 형성하는 아우터 캡(19), 상기 아우터 캡(19)이 형성하는 내부 공간에서 필터 캡(12)을 이용해 구비되어 유입 공기내 불순물을 걸러주는 필터 유니트(13), 상기 브리더 바디(11)의 하부부위에서 조인트(20)를 매개로 체결되어져 기어박스(5)내부 공간으로 위치된 스틸 매시(21) 및 상기 브리더바디(11)와 상기 필터 캡(12), 상기 아우터 캡(19) 및 상기 필터 유니트(13)를 이루는 구성 부품간 기밀을 형성하는 오링(17)으로 구성되고;
    상기 브리더 바디(11)는 고정부재(18)를 매개로 기어박스(5)에 체결되는 고정 플랜지(11a)를 동심 형상으로 형성하고, 상기 고정 플랜지(11a)를 기준으로 필터 캡(12)이 나사 체결되면서 필터 유니트(13)와 아우터 캡(19)이 결합되는 상측 연장단(11b)이 기어박스(5)의 외부로 위치되며, 상기 상측 연장단(11b)의 반대 부위는 조인트(20)와 스틸 매시(21)가 기어 박스(5)내부로 위치되도록 기어박스(5)의 체결 홀로 삽입되는 하측 연장단(11c)이 형성되어진 것을 특징으로 하는 공작 기계의 멀티 헤드용 에어 브리더 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 필터 캡(12)에는 브리더 바디(11)의 중공 통로에 연통되는 에어 홀(14a)이 상부부위로 뚫려진 것을 특징으로 하는 공작 기계의 멀티 헤드용 에어 브리더 장치.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 에어 홀(14a)은 서로 간격을 두고 다수 개 로 형성되어진 것을 특징으로 하는 공작 기계의 멀티 헤드용 에어 브리더 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 필터 유니트(13)는 브리더 바디(11)의 상부부위를 감싼 아우터 캡(19)의 내부에서 필터 캡(12)의 측면 테두리를 감싸면서 안쪽으로 빈 공간을 이루는 메인 필터(14)와, 브리더 바디(11)와 아우터 캡(19)간에 형성된 틈을 통해 유입되는 외부 공기의 불순물을 거르도록 상기 메인 필터(14)의 하부부위에서 필터 캡(12)의 측면 부위로 위치된 제1·2 서브 필터(15,16)로 구성되어진 것을 특징으로 하는 공작 기계의 멀티 헤드용 에어 브리더 장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 제1·2 서브 필터(15,16)는 필터 캡(12)의 확장된 동심 플랜지에 형성된 개구 부위로 끼워져 위치되되, 동심 플랜지에 끼워진 상태에서 각각 상단부에 위치된 제1 서브 필터(15)와, 상기 제1 서브 필터(15)의 하단부로 위치된 제2 서브 필터(16)를 형성하도록 서로간에 일정한 간격을 두고 위치되어진 것을 특징으로 하는 공작 기계의 멀티 헤드용 에어 브리더 장치.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 오링(17)은 브리더 바디(11)에 나사 체결된 필터 캡(12)의 안쪽으로 오링(17)을 개재시키게 되고, 또한 기어 박스(5)에 삽입된 브리더 바디(11)부위로 오링(17)을 개재시킨 것을 특징으로 하는 공작 기계의 멀티 헤드용 에어 브리더 장치.
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