KR101448237B1 - 다기능 건드릴머신용 주축대 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건드릴 뿐만 아니라 드릴(drill), 탭(tap), 밀링공구(milling tool), 보오링공구(boring tool), 페이싱공구(facing tool) 등과 같은 다양한 공구를 용이하게 교체하여 장착함에 따라 건드릴의 심공가공 뿐만 아니라 그외 드릴링(drilling), 탭핑(tapping), 밀링(milling), 보오링(boring), 페이싱(facing) 등과 같은 다양한 기능을 효과적으로 구현할 수 있는 다기능 건드릴머신용 주축대에 관한 것이다.
본 발명에 의한 다기능 건드릴머신용 주축대는, 하우징; 이 하우징 내에 회전가능하게 설치된 스핀들; 이 스핀들의 선단에 분리가능하게 결합되는 공구홀더; 및 이 공구홀더의 후방단부를 척킹 내지 언척킹하고 상기 스핀들의 내부에 길이방향으로 배치된 척킹기구;를 포함하고, 상기 하우징의 전방에는 전방 서포트가 결합되고, 상기 하우징의 후방에는 후방 서포트가 결합되며, 상기 스핀들의 전방측은 상기 전방 서포트의 중공부에서 제1회전지지부에 의해 회전지지되고, 상기 스핀들의 후방측은 상기 후방 서포트의 중공부에서 제2회전지지부에 의해 회전지지되며, 상기 제1 및 제2 회전지지부는 하나 이상의 베어링을 가지는 것을 특징으로 한다.

Description

다기능 건드릴머신용 주축대{MULTI-FUNCTIONAL SPINDLE HEAD OF GUNDRILL MACHINE}

본 발명은 다기능 건드릴머신용 주축대에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건드릴 뿐만 아니라 드릴(drill), 탭핑(taping), 밀링공구(milling tool), 보오링공구(boring tool), 페이싱공구(facing tool) 등과 같은 다양한 공구를 용이하게 교체하여 장착함에 따라 건드릴의 심공가공 뿐만 아니라 그외 드릴링(drilling), 태핑(tapping), 밀링(milling), 보오링(boring), 페이싱(facing) 등과 같은 다양한 기능을 효과적으로 구현할 수 있는 다기능 건드릴머신용 주축대에 관한 것이다.

공작기계는 각종 공구를 사용하여 금속의 절단, 절삭, 보링, 드릴링, 나사 절삭, 연삭 등 기타방법을 통해서 칩을 발생하면서 금속 및 기타의 재료를 가공하여 필요한 모양으로 만드는 기계를 말한다.

최근의 공작기계는 정확하고 신속하게 가공물을 가공하는 것을 그 목표로 하여 자동화, 고속화되어 가고 있는 추세로, 보오링머신(boring machine), 밀링머신(milling machine), 드릴링머신(drilling machine) 등이 있다. 그리고, 보오링머신, 밀링머신, 드릴링머신을 하나로 복합한 머시닝센터(machining center) 등이 있다.

한편, 드릴링머신은 핸드 드릴링머신, 직립 드릴링머신, 레이디얼 드릴링머신, 평드릴머신, 다축 드릴링머신, 이외에도 특수용도의 건드릴머신 등이 있다. 이 중에서 특수용도의 건드릴머신은 주축대의 홀더 측에 건드릴(gun drill)을 장착되어 심공(深孔)을 고효율 및 고정밀도로 가공하도록 구성되어 있다.

건드릴머신은 베드 상에서 주축대가 수평방향으로 이동가능하게 설치되고, 주축대의 내부에는 스핀들이 회전가능하게 설치되며, 이 스핀들의 단부에는 홀더가 구비되고, 홀더에는 건드릴이 분리가능하게 장착된다. 이렇게 홀더에 건드릴이 장착된 상태에서 스핀들이 회전하면서 주축대가 길이가 긴 베드를 따라 전진함에 따라 다양한 깊이의 심공을 가공할 수 있다.

한편, 종래의 건드릴머신용 주축대는 건드릴만이 장착될 수 있는 전용의 건드릴 홀더만을 척킹하는 구조로 구성됨에 따라, 심공가공 이외에 드릴링(drilling), 태핑(tapping), 밀링(milling), 보오링(boring), 페이싱(facing) 등과 같은 다양한 가공작업을 효율적으로 수행하지 못하는 단점이 있었다.

또한, 종래의 건드릴머신용 주축대는 복수의 베어링을 통해 스핀들을 회전지지하도록 구성되어 있지만, 스핀들의 회전작동 시에 외부의 이물질이 주축대의 베어링으로 유입됨에 따라 스핀들의 정밀하고 원활한 회전이 방해되는 단점이 있었다.

그리고, 종래의 건드릴머신용 주축대는 베드 상에서 LM 가이드를 장착한 수직가이드구조를 통해 그 전후진이 가이드되는 구조로 구성됨에 따라 주축대가 베드 상에서 전후진하는 도중에 모멘트 내지 좌굴 등이 발생하여 주축대와 베드 상에 미세한 이격이 쉽게 발생하고, 이로 인해 주축대의 정밀한 가이드가 원활하지 못하며, 또한 LM 가이드의 특성상 충격에 약하여 각종 가공작업 도중의 정밀도가 저하되는 단점과 함께 공구에 좋지 않은 영향을 끼치는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 건드릴 이외에 드릴, 탭, 밀링공구, 보오링공구, 페이싱공구 등과 같은 다양한 공구를 용이하게 장착할 수 있도록 공구홀더를 매우 간편하게 교체할 수 있는 다기능 건드릴머신용 주축대를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 스핀들의 회전작동 시에 외부의 이물질이 주축대 내의 베어링으로 유입됨을 확실하게 차단함으로써 스핀들의 정밀하고 원활한 회전을 효과적으로 구현할 수 있는 다기능 건드릴머신용 주축대를 제공하는 데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명에 따른 다기능 건드릴머신용 주축대는 고강성 미하나이트 주물을 사용함과 더불어, 주축대가 수평가이드구조를 통해 베드의 길이방향을 따라 그 전후진이 가이드되도록 함으로써 주축대의 모멘트 내지 좌굴 등의 발생을 미연에 방지하고, 가공 시 발생되는 충격력이 주물구조에 의하여 자체적으로 흡수되도록 하며, 특히 주축대의 정밀한 가이드를 원활하게 하여 가공의 정밀도를 대폭 향상시킬 수 있는 다기능 건드릴머신용 주축대를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 다기능 건드릴머신용 주축대는, 하우징; 이 하우징 내에 회전가능하게 설치된 스핀들; 이 스핀들의 선단에 분리가능하게 결합되는 공구홀더; 및 이 공구홀더의 후방단부를 척킹 내지 언척킹하고, 상기 스핀들의 내부에 길이방향으로 배치된 척킹기구;를 포함하고, 상기 하우징의 전방에는 전방 서포트가 결합되고, 상기 하우징의 후방에는 후방 서포트가 결합되며, 상기 스핀들의 전방측은 상기 전방 서포트의 중공부에서 제1회전지지부에 의해 회전지지되고, 상기 스핀들의 후방측은 상기 후방 서포트의 중공부에서 제2회전지지부에 의해 회전지지되며, 상기 제1 및 제2 회전지지부는 하나 이상의 베어링을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 전방 서포트의 내부에는 하나 이상의 에어통로가 형성되고, 상기 에어통로에는 에어 분사통로가 연결되며, 상기 에어 분사통로의 단부는 상기 스핀들의 전방단부를 향해 개방되는 것을 특징으로 한다.

상기 하우징의 하부에는 베이스가 설치되고, 상기 베이스는 수평가이드구조를 통해 건드릴머신의 베드를 따라 길이방향으로 전후진가능하게 설치되며, 상기 수평가이드구조는 상기 베이스의 저면에 길이방향으로 연장된 가이드홈, 상기 베드의 수평면 상에서 길이방향으로 연장된 가이드돌기로 이루어지며, 상기 베이스의 가이드홈은 상기 베드의 가이드돌기를 따라 가이드되는 것을 특징으로 한다.

상기 공구홀더의 후방단부에는 생크부가 형성되고, 이 생크부의 후방단부에는 걸림단턱이 형성되며, 이 걸림단턱은 상기 록킹핑거가 걸림 내지 이탈됨에 따라 상기 공구홀더는 상기 스핀들의 전방 측에 척킹 내지 언척킹되는 것을 특징으로 한다.

상기 척킹기구는 상기 공구홀더의 걸림단턱을 척킹 내지 언척킹하는 복수의 록킹핑거(locking finger)를 포함하고, 이 록킹핑거는 하나 이상의 척킹바에 의해 전후진하면서 피벗팅하여 상기 공구홀더의 걸림단턱을 척킹 내지 언척킹하며, 상기 척킹바는 실린더유닛에 의해 스핀들의 중공부에서 길이방향으로 전후진하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 스핀들 내에 척킹기구를 배치하여 공구홀더를 매우 정밀하게 척킹 내지 언척킹함에 따라, 건드릴 이외에 드릴탭, 밀링공구, 보오링공구, 페이싱공구 등과 같은 다양한 공구를 용이하게 장착할 수 있도록 공구홀더를 간편하게 교체할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 에어커튼작용에 의해 스핀들의 회전작동 시에 외부의 이물질이 주축대 내의 베어링으로 유입됨을 확실하게 차단함으로써 스핀들의 내구성은 물론이고 보다 정밀하고 원활한 회전을 효과적으로 구현할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 본 발명에 따른 다기능 건드릴머신용 주축대는 고강성 미하나이트 주물을 사용함과 더불어 수평가이드구조에 의해 베드의 길이방향을 따라 그 전후진이 가이드되도록 함으로써 주축대의 모멘트 내지 좌굴 등의 발생을 미연에 방지하고, 가공 시 발생되는 충격력이 주물구조에 의하여 자체적으로 흡수되도록 하며, 특히 주축대의 정밀한 가이드를 원활하게 하여 가공의 정밀도를 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 건드릴머신용 주축대를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 건드릴머신용 주축대를 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2의 A-A선을 따라 도시한 측단면도이다.
도 4는 도 3의 화살표 B방향에서 바라본 배면도이다.
도 5는 도 3의 화살표 C부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 6은 도 3의 화살표 D부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 7은 도 5의 화살표 E부분을 확대하여 도시한 확대도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.

도 1 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 건드릴머신용 주축대를 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 다기능 건드릴머신용 주축대는 하우징(10), 이 하우징(10) 내에 회전가능하게 설치된 스핀들(20), 이 스핀들의 선단에 분리가능하게 결합된 공구홀더(30, tool holder), 및 이 공구홀더(30)를 척킹 내지 언척킹하는 척킹기구(40)를 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(10)은 직육면체 형상의 바디 구조로 구성되고, 하우징(10)의 상부에는 개구(11)가 형성되며, 이 개구(11)를 통해 스핀들(20) 또는 척킹기구(40)에 접속되는 유압라인(미도시) 또는 공압라인(미도시)이 설치될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 하우징(10)의 전방에는 전방 서포트(12)가 결합되고, 하우징(10)의 후방에는 후방 서포트(13)가 결합된다.

하우징(10)의 상부에는 도 3에 도시된 바와 같이 구동부(70)가 설치되고, 구동부(70)는 지지플레이트(71), 지지플레이트(71)의 상측에 안정적으로 설치된 구동모터(72), 구동모터(72)의 출력축에 결합된 구동풀리(73)를 가진다. 구동풀리(73)에는 전동벨트(74) 등이 연결되고, 이 전동벨트(74)가 구동풀리(73)와 후술하는 스핀들(20)의 종동풀리(75) 사이에 설치되며, 이러한 전동벨트(74)를 통해 구동모터(72)의 동력을 스핀들(20)측으로 전달함으로써 스핀들(20)을 회전시키도록 구성된다.

하우징(10)의 하부에는 도 3에 도시된 바와 같이 베이스(14)가 설치되고, 이 베이스(14)는 수평가이드구조(14a, 19)를 통해 건드릴머신의 베드(미도시)를 따라 길이방향으로 전후진가능하게 설치된다. 수평가이드구조(14a, 19)는 베이스(14)의 저면에 길이방향으로 연장된 가이드홈(14a), 이 베이스(14)의 가이드홈(14a)에 대응하는 가이드돌기(19)로 이루어진다. 가이드돌기(19)는 베드(미도시)의 수평면 상에서 길이방향으로 연장되고, 이에 베이스(14)의 가이드홈(14a)이 가이드돌기(19)를 통해 베드(미도시)의 수평면 상에서 길이방향을 따라 전후진할 때 안정적으로 가이드될 수 있다. 이와 같이 본 발명은 베이스(14)의 가이드홈(14a)과 베드의 가이드돌기(19)가 베이스(14) 및 베드(미도시)의 수평면 상에서 길이방향으로 연장된 수평가이드구조(14a, 19)로 구성됨으로써 하우징(10)의 전후진 가이드가 정밀하고 안정적으로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 하우징(10) 및 베이스(14)는 고강성 미하나이트 주물을 사용할 수 있고, 이에 가공 시에 발생하는 충격력이 주물구조에 의해 자체적으로 흡수될 수 있는 장점이 있다.

도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 전방 서포트(12)는 그 내부에 스핀들(20)의 전방측이 삽입되는 중공부(12a)가 형성되고, 이 중공부(12a) 내에서 스핀들(20)의 전방측 외주면이 제1회전지지부(50)에 의해 회전지지될 수 있다.

또한, 전방 서포트(12)의 전방단부에는 제1 및 제2 밀폐링(17, 18)이 설치되고, 제1밀폐링(17)은 체결구를 통해 전방 서포트(12)의 전방단면에 결합되며, 제2밀폐링(18)은 제1밀폐링(17)의 단면에 밀착된 후에 체결구를 통해 스핀들(20)의 일측 외주면에 결합된다. 특히, 제1밀폐링(17)의 전방단면에는 밀착돌기(17a)가 형성되고, 제2밀폐링(18)의 후방면에는 밀착홈(18a)이 형성되며, 이에 제1밀폐링(17)의밀착돌기(17a)가 제2밀폐링(18)의 밀착홈(18a)에 기밀하게 밀착되어 결합됨으로써 전방 서포트(12)의 전방단면이 기밀하게 밀폐될 수 있다.

그리고, 전방 서포트(12)의 내부에는 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 하나 이상의 에어통로(15)가 형성되고, 이 에어통로(15)의 단부에는 에어 분사통로(16)가 연결되며, 이 에어 분사통로(16)는 제1밀폐링(17) 측에 경사방향으로 형성된다. 에어 분사통로(16)의 단부는 스핀들(20)의 전방단부를 향해 개방되고, 환형의 분사홈(16a)이 전방 서포트(12)의 일측 내주면에 형성되며, 에어 분사통로(16)의 단부는 환형의 분사홈(16a)에 연통된다. 에어통로(15)의 입구포트(15a)에는 에어공급라인(미도시)이 연결되고, 에어공급라인을 통해 고압의 에어가 에어통로(15) 내로 유입되면 고압의 에어는 에어 분사통로(16)를 통해 분사홈(16a)측으로 분사되며, 이러한 에어 분사가 에어커튼(air curtain)의 역할을 함에 따라 외부의 이물질이 제1회전지지부(50) 측으로 유입됨을 확실하게 차단할 수 있다.

제1회전지지부(50)는 도 5에 도시된 바와 같이, 스핀들(20)의 전방측 외주면에 길이방향으로 배치된 복수의 베어링(51, 52)을 포함하고, 복수의 베어링(51, 52)은 한 쌍의 전방측 베어링(51) 및 한 쌍의 후방측 베어링(52)로 이루어지며, 전방측 베어링(51)들과 후방측 베어링(52)들은 일정간격으로 이격되고, 전방측 베어링(51)들과 후방측 베어링(52)들 사이에는 중간 리테이너(53)가 개재되며, 전방측 베어링(51)의 전방단에 전방측 리테이너(54)가 설치되고, 후방측 베어링(52)의 후방단에는 후방측 리테이너(55)가 설치된다. 전방측 리테이너(54) 및 후방측 리테이너(55)는 스핀들(20)에 형성된 단턱부(28a) 및 걸림스토퍼(28b) 등을 통해 그 이동이 규제되고, 이에 복수의 베어링(51, 52)은 스핀들(20)의 전방측 외주면에 안정적으로 설치될 수 있다.

특히, 전방측 베어링(51)들과 후방측 베어링(52)들은 중간 리테이너(53), 전방측 리테이너(54), 후방측 리테이너(55) 등을 통해 그리스가 충전된 그리스 충전타입으로 구성될 수 있다. 이에 스핀들(20)의 전방측 외주면에 제1회전지지부(50)에 의해 보다 원활하고 안정적으로 회전지지될 수 있다.

도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 후방 서포트(13)는 그 내부에 스핀들(20)의 후방측이 삽입되는 중공부(13a)가 형성되고, 이 후방 서포트(13)의 중공부(13a) 내에서 스핀들(20)의 후방측 외주면이 제2회전지지부(60)에 의해 회전지지될 수 있다.

제2회전지지부(60)는 도 6에 도시된 바와 같이, 스핀들(20)의 후방측 외주면에 배치된 하나 이상의 베어링(61)을 포함하고, 이 베어링(61)의 전방측에는 전방측 리테이너(62)가 설치되고, 베어링(61)의 후방측에는 후방측 리테이너(63)가 설치된다. 전방측 리테이너(62)는 스핀들(20)에 형성된 단턱부(29a)에 의해 지지되고, 후방측 리테이너(63)는 스핀들(20)에 형성된 걸림스토퍼(29b)에 의해 지지되어 후방측으로 이탈됨이 방지된다. 특히, 후방측 리테이너(63)는 스핀들(20)의 후방측 외주면에 끼워지는 제1리테이너부재(63a) 및 후방 서포트(13) 측에 체결되는 제2리테이너부재(63b)로 이루어지고, 제1 및 제2 리테이너부재(63a, 64b)들의 서로 접촉하는 부분에는 상호 대응하는 제1 및 제2 걸림후크(63b, 64b)가 각각 형성된다. 이에 제1 및 제2 리테이너부재(63a, 63b)은 제1 및 제2 걸림후크(63c, 63d)가 상호 대응되게 걸림결합됨에 따라 베어링(61)의 후방측으로 견고하게 지지할 수 있다.

스핀들(20)은 하우징(10)을 관통하여 전후방향으로 길이방향으로 배치되고, 스핀들(20)의 전방단부에는 공구홀더(30)를 수용하기 위한 소켓부(21)가 형성되며, 스핀들(20)의 후방단부에는 종동풀리(75)가 설치된다. 소켓부(21)는 테이퍼지게 형성되고, 이 소켓부(21)에는 공구홀더(30)의 테이퍼진 생크부(31)가 기밀하게 수용된다. 종동풀리(75)와 구동모터(71)의 구동풀리(73) 사이에는 전동벨트(74)가 설치되고, 이러한 구동풀리(73), 전동벨트(74), 종동풀리(75)를 통해 구동모터(71)의 동력이 스핀들(20) 측으로 전달되어 스핀들(20)이 회전구동한다.

스핀들(20)의 내부에는 중공부(25)가 형성되고, 이 중공부(25) 내에는 공구홀더(30)를 척킹 및 언척킹하는 척킹기구(40)가 설치된다.

공구홀더(30)는 건드릴(gun drill) 또는 기타 드릴탭(drill tap), 밀링공구(milling tool), 보오링공구(boring tool), 페이싱공구(facing tool) 등과 같은 다양한 공구를 장착하도록 구성될 수 있으며, 도면에는 건드릴을 장착하기 위한 공구홀더(30)가 예시되어 있다. 공구홀더(30)의 전방단부 측에 건드릴(미도시)이 분리가능하게 장착되는 장착홈(35)이 형성되고, 공구홀더(30)의 후방단부에는 테이퍼진 생크부(31)가 형성된다.

공구홀더(30)는 척킹기구(40)의 척킹 내지 언척킹작동에 의해 스핀들(20)의 선단에 분리가능하게 결합된다.

공구홀더(30)의 생크부(31)는 스핀들(20)의 소켓부(21) 측에 기밀하게 밀착되어 설치되고, 생크부(31)의 후방단에는 걸림부재(32)가 분리가능하게 결합된다. 걸림부재(32)의 전방단부에는 결합돌기(32a)가 형성되고, 걸림부재(32)의 후방단부에는 걸림단턱(32b)이 형성되어 있다.

생크부(31)의 중심부에는 결합홈(31a)이 형성되고, 이 결합홈(31a)의 내주면에는 암나사부가 형성되며, 걸림부재(32)의 결합돌기(32a)에는 수나사부가 형성된다. 이에 결합돌기(32a)의 수나사부가 결합홈(31a)의 암나사부 측에 나사결합됨에 따라 걸림부재(32)는 공구홀더(30)의 생크부(31) 측에 분리가능하게 결합된다.

그리고, 공구홀더(30)의 내부 및 걸림부재(32)의 내부에는 서로 소통하는 냉각유 소통유로(33, 32c)가 각각 형성된다. 한편, 후술하는 척킹기구(40)에 의해 걸림부재(32)의 척킹이 이루어진 상태에서 걸림부재(32)의 냉각유 소통유로(32c)는 후술하는 척킹바(42, 44)의 냉각유 공급유로(42c, 44c)와 소통하도록 구성된다.

특히, 도 7에 도시된 바와 같이 걸림부재(32)의 냉각유 소통유로(32c)의 단부에는 오링(O-ring) 등과 같은 밀봉부재(32d)가 설치되고, 이에 걸림부재(32)의 냉각유 소통유로(32c)와 척킹바(42)의 냉각유 공급유로(42c)는 밀봉적으로 소통할 수 있다.

이러한 척킹바(42)의 냉각유 공급유로(42c), 공구홀더(30)의 냉각유 소통유로(33) 및 걸림부재(32)의 냉각유 소통유로(32c)를 통해 공구홀더(30)에 장착되는 공구 측으로 냉각유를 원활하게 공급할 수 있다.

척킹기구(40)는 공구홀더(30)의 걸림부재(32)의 걸림단턱(32b)을 척킹 내지 언척킹하는 복수의 록킹핑거(41, locking finger)를 포함하고, 이 록킹핑거(41)들은 하나 이상의 척킹바(42, 44)에 의해 전후진하면서 피벗팅함에 따라 벌어짐 내지 오무림작동한다. 복수의 록킹핑거(41)는 고무링 등과 같은 환형의 탄성링(43)을 통해 척킹바(42)의 선단 측에 피벗팅가능하게 연결된다. 척킹바(42, 44)는 실린더유닛(45)에 의해 스핀들(20)의 내부 중공부(25)에서 길이방향으로 전후진하도록 설치된다.

이러한 구성에 의해, 척킹바(42)가 스핀들(20)의 중공부(22) 내에서 전진함에 따라 복수의 록킹핑거(41)가 전진하면서 탄성링(43)을 중심으로 벌어지며, 이에 복수의 록킹핑거(41)들은 공구홀더(30)의 걸림단턱(32b)으로부터 외경방향으로 이격되어 공구홀더(30)는 스핀들(20)의 전방단부에서 언척킹된다.

이렇게 언척킹된 상태에서 척킹바(42)가 스핀들(20)의 중공부(22) 내에서 후진함에 따라 복수의 록킹핑거(41)는 후진하면서 공구홀더(30)의 걸림단턱(32b)를 향해 오무려지고, 이에 복수의 록킹핑거(41)들은 공구홀더(30)의 걸림단턱(32b)에 걸려짐에 따라 공구홀더(30)는 스핀들(20)의 전방단부에서 척킹된다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 척킹기구(40)는 공구홀더(30)의 걸림부재(32)의 걸림단턱(32b)을 척킹 내지 언척킹하는 복수의 록킹핑거(41), 전방단부에 복수의 록킹핑거(41)가 연결된 하나 이상의 척킹바(42, 44), 척킹바(42, 44)를 전후진시키도록 설치된 실린더유닛(45)을 포함한다.

복수의 록킹핑거(41)는 척킹바(42)의 선단에 탄성링(43)에 의해 피벗팅작동하여 공구홀더(30)의 걸림단턱(32b)을 척킹 내지 언척킹하도록 구성된다.

척킹바(42, 44)는 전방측 척킹바(42) 및 이 전방측 척킹바(42)의 후방단부에 연결되는 후방측 척킹바(44)로 이루어지고, 전방측 척킹바(42) 및 후방측 척킹바(44)는 스핀들(20)의 중공부(25) 내에서 일렬로 결합된다. 특히, 전방측 척킹바(42)와 후방측 척킹바(44)는 분리가능하게 나사조립될 수도 있다.

후방측 척킹바(44)의 일측 외주면에는 하나 이상의 작동블록(46)이 체결구 등을 통해 결합되고, 이 작동블록(46)은 실린더유닛(45)에 의해 전진하도록 구성된다. 작동블록(46)과 인접한 스핀들(20)의 측면에는 중공부(25)와 소통하는 작동슬롯(24)이 형성되고, 이 작동슬롯(24) 내에는 작동블록(46)이 위치하며, 이에 실린더유닛(45)에 의해 작동블록(46)이 작동슬롯(24) 내에서 전진함에 따라 작동블록(46)에 결합된 후방측 척킹바(44)는 전방측 척킹바(42)와 함께 스핀들(20)의 중공부(25) 내에서 전진할 수 있다.

그리고, 후방측 척킹바(44)의 외주면에는 접시스프링 등과 같은 복귀부재(49)가 설치되고, 이 복귀부재(49)는 후방측 척킹바(44)에 탄성력을 인가하여 후방측 척킹바(44) 및 작동블록(46)을 후진시키도록 구성된다. 복귀부재(49)는 그 전방면 및 후방면이 후방측 척킹바(44)의 후방측 외주면에 구비된 한 쌍의 리테이너(49a, 49b)에 의해 지지되도록 설치된다.

작동블록(46)의 일측 외주면에는 돌출부(46a)가 구비되고, 후술하는 실린더유닛(45)의 피스톤(45b)이 전진할 경우 피스톤(45b)의 일측이 작동블록(46)의 돌출부(46a)를 가압함으로써 작동블록(46)이 전진할 수 있다. 반대로 실린더유닛(45)의 피스톤(45b)이 후진하는 경우 피스톤(45b)은 작동블록(46)의 돌출부(46a)에 대해 이격되고, 이에 연동하여 후방측 척킹바(42)는 복귀부재(49)에 의해 후진함에 따라 함께 후진한다.

대안적인 실시예에 의하면, 척킹바는 스핀들(20)의 중공부(25)를 따라 길이방향으로 길게 연장된 단일의 원형 바 구조로 구성될 수도 있다.

이러한 구성에 의해, 척킹바(42, 44)가 전진하면 록킹핑거(41)들은 공구홀더(30)를 밀어내면서 전진하여 전방측 척킹바(42)의 선단에서 공구홀더(30)의 걸림단턱(32b)으로부터 외경방향으로 피벗팅하고, 이에 록킹핑거(41)들은 공구홀더(30)의 걸림단턱(32b)으로부터 이격됨으로써 공구홀더(30)는 언척킹(unchucking)된다. 또한, 척킹바(42, 44)가 후진하면 록킹핑거(41)들은 후진하면서 전방측 척킹바(42)의 선단에서 공구홀더(30)의 걸림단턱(32b)를 향해 피벗팅하고, 이에 록킹핑거(41)들은 공구홀더(30)의 걸림단턱(32b)에 맞물려짐으로써 공구홀더(30)는 척킹(chucking)된다.

한편, 전방측 척킹바(42)의 내부와 후방측 척킹바(44)의 내부 각각에는 냉각유 공급유로(42c, 44c)가 각각 형성되고, 전방측 척킹바(42)의 냉각유 공급유로(42c)와 후방측 척킹바(44)의 냉각유 공급유로(44c)는 밀봉구조를 통해 밀봉적으로 상호 소통되게 연결된다.

또한, 후방측 척킹바(44)의 냉각유 공급유로(44c)의 후방단부에는 냉각유를 공급하는 회전급유기(85, 로터리 유니온)가 접속된다. 이러한 회전급유기(85)에 의해 냉각유가 제2척킹바(120)의 냉각유 공급유로(123), 제1척킹바(110)의 냉각유 공급유로(113), 공구 홀더(30)의 냉각유 소통유로(33) 및 걸림부재(32)의 냉각유 소통유로(32c)를 통과하여 공구 홀더(30)에 장착되는 건드릴 등과 같은 공구로 원활하게 공급될 수 있다.

실린더유닛(45)은 환형의 구조로 형성되고, 이 실린더유닛(45)의 내부에 스핀들(20)의 일측이 관통한 구조로 설치된다. 그리고, 실린더유닛(45)은 스핀들(20)의 외주면에 반경방향으로 이격되게 설치되어 스핀들(20)의 회전작동을 방해하지 않도록 구성된다.

특히, 실린더유닛(45)은 스핀들(20)의 외측에 이격되게 배치되는 실린더 하우징(45a), 실린더 하우징(45a) 내에서 전후진하는 피스톤(45b), 실린더 하우징(45a)의 전방에 결합되는 전방커버(45c), 실린더 하우징(45a)의 후방에 결합되는 후방커버(45d)로 이루어진다.

실린더 하우징(45a)은 환형 구조로 형성되어 스핀들(20)의 외측에 이격되게 배치된다. 실린더 하우징(45a) 내에는 유로(45f)가 형성되고, 이 유로(45f)에는 유압라인 또는 공압라인이 연결되며, 이에 유압 또는 공압이 유로(45f)로 공급됨에 따라 그 압력에 의해 피스톤(45b)이 전진한다. 또한, 피스톤(45b)와 전방커버(45c) 사이에는 복귀용 스프링(45e)이 개재되고, 유압 또는 공압이 공급되지 않으면 복귀용 스프링(45e)의 탄성력에 의해 피스톤(45b)은 후진하면서 원위치로 복귀한다.

피스톤(45b)은 환형 구조로 형성되고, 피스톤(45b)의 내주면은 스핀들(20)의외주면에 대해 이격되게 설치된다. 피스톤(45b)의 전후진작동에 따라 피스톤(45b)의 일측면은 작동블록(46)의 일측과 접촉 내지 이격되게 구성된다.

전방커버(45c)는 환형 구조로 형성되고, 전방커버(45c)의 내주면은 스핀들(20)의 외주면에 대해 충분히 이격되게 설치된다. 전방커버(45c)는 전방 서포트(12)의 후방면 측에 연결봉(47)을 매개로 연결되고, 특히 연결봉(47)에는 완충스프링(47a) 및 리테이너(47b)가 설치된다. 이러한 연결봉(47)을 통해 전방커버(45c)가 전방 서포트(12) 측에 안정적으로 지지됨으로써 실린더유닛(45)은 하우징(10) 내에서 전방 서포트(12)를 통해 안정적으로 지지될 수 있다.

한편, 실린더유닛(45)의 피스톤(45b)이 전진하여 피스톤(45b)이 작동블록(46)의 돌출부(46a)를 가압할 때 피스톤(45b)의 일측면과 작동블록(46)의 돌출부(46a)가 서로 충돌함에 따라 그 반발력으로 인해 전방커버(45c), 실린더 하우징(45a) 및 후방커버(45d)는 후방측으로 미세하게 이동할 수 있다. 이에, 본 발명은 후방커버(45d)의 내경부가 개재되는 스토퍼홈(28)이 스핀들(20)의 후방측 외주면에 원주방향으로 형성될 수 있고, 이를 통해 후방커버(45d)의 후방측 이동을 규제할 수 있다. 그리고, 후방커버(45d)의 내주면은 스토퍼홈(28)에 대해 미세한 간격(t)으로 이격되게 설치됨으로써 스핀들(20)의 회전작동이 후방커버(45d)로 인해 방해받지 않도록 구성된다.

후방커버(45d)의 일측에는 가이드공간(45g)이 절취되어 형성되고, 피스톤(45b)의 후방측에는 도그(48, dog)가 체결구를 통해 결합되고, 이에 피스톤(45b)과 도그(48)는 동일한 방향으로 전후진한다. 이때, 도그(48)는 후방커버(45d)의 가이드공간(45g)을 따라 가이드된다. 그리고, 후방커버(45d)에는 도그(48)에 인접하여 전진 감지센서(48a) 및 후진 감지센서(48b)가 설치되고, 이 전진 감지센서(48a)에 의해 도그(48) 및 피스톤(45b)의 전진을 감지하고, 후진 감지센서(48b)는 도그(48) 및 피스톤(45b)의 후진을 감지한다. 이러한 전진 감지센서(48a) 및 후진 감지센서(48b)에 의해 피스톤(45b)의 전후진이 감지됨에 따라 공구홀더(30)의 척킹 내지 언척킹됨을 전기적으로 송수신할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예 즉, 도 1 내지 도 6의 실시예에 따르면, 실린더유닛(45)이 하우징(10) 내에 설치되어 척킹바(42, 44)를 전후진시키도록 구성되어 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않고 실린더유닛(45)이 하우징(10)의 외측에 설치되어 척킹바(42, 44)를 전후진시키도록 구성될 수도 있다.

이상, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.

10: 하우징 11: 개구
12: 전방 서포트 13: 후방 서포트
20: 스핀들 30: 공구홀더
40: 척킹기구 41: 록킹핑거
42, 44: 척킹바 45: 실린더유닛

Claims (3)

1. 하우징; 이 하우징 내에 회전가능하게 설치된 스핀들; 이 스핀들의 선단에 분리가능하게 결합되는 공구홀더; 및 이 공구홀더의 후방단부를 척킹 내지 언척킹하고, 상기 스핀들의 중공부에 설치된 척킹기구;를 포함하고,
   상기 하우징의 전방에는 전방 서포트가 결합되고 상기 하우징의 후방에는 후방 서포트가 결합되며, 상기 스핀들의 전방측은 상기 전방 서포트의 중공부에서 제1회전지지부에 의해 회전지지되고, 상기 스핀들의 후방측은 상기 후방 서포트의 중공부에서 제2회전지지부에 의해 회전지지되되, 상기 제1 및 제2 회전지지부는 하나 이상의 베어링을 가지며,
   상기 하우징의 하부에는 베이스가 설치되고 이 베이스는 수평가이드구조를 통해 건드릴머신의 베드를 따라 길이방향으로 전후진가능하게 설치되며, 상기 수평가이드구조는 상기 베이스의 저면에 길이방향으로 연장된 가이드홈 및 상기 베드의 수평면 상에서 길이방향으로 연장된 가이드돌기로 이루어지며, 상기 베이스의 가이드홈은 상기 베드의 가이드돌기를 따라 가이드되고,
   상기 척킹기구는 상기 공구홀더의 걸림단턱을 척킹 내지 언척킹하는 복수의 록킹핑거(locking finger)를 포함하고, 이 록킹핑거는 하나 이상의 척킹바에 의해 전후진하면서 벌어짐 내지 오무림작동하며, 상기 척킹바는 실린더유닛에 의해 스핀들의 중공부에서 길이방향으로 전후진가능하게 설치되고,
   상기 실린더유닛은 주축대의 하우징 내에서 상기 스핀들의 외측에 이격되게 배치된 실린더 하우징, 이 실린더 하우징 내에서 전후진하게 설치된 피스톤, 상기 실린더 하우징의 전방에 결합된 전방커버, 및 상기 실린더 하우징의 후방에 결합된 후방커버를 포함하고,
   상기 피스톤은 상기 실린더 하우징의 유로 측으로 공급되는 유압 또는 공압에 의해 전진되고, 상기 피스톤과 상기 전방커버 사이에는 복귀용 스프링이 개재되어 상기 피스톤은 상기 복귀용 스프링의 탄성력에 의해 후진되며,
   상기 스핀들의 일측 외주면에는 작동슬롯이 형성되고 상기 척킹바의 일측 외주면에는 작동블록이 고정되어 상기 피스톤이 전진됨에 따라 작동블록이 전진되며,
   상기 전방커버는 상기 전방 서포트 측에 연결봉을 통해 연결되고, 상기 연결봉에는 완충스프링 및 이 완충스프링을 지지하는 리테이너가 설치되며,
   상기 스핀들의 일측 외주면에는 스토퍼홈이 원주방향으로 형성되고, 상기 스토퍼홈에는 상기 후방커버의 내주면이 위치되며, 상기 후방커버의 내주면은 상기 스토퍼홈의 바닥면에 대해 이격되는 것을 특징으로 하는 다기능 건드릴머신용 주축대.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 전방 서포트의 내부에는 하나 이상의 에어통로가 형성되고 이 에어통로에는 에어분사통로가 연결되며, 상기 에어분사통로의 단부는 상기 스핀들의 전방단부를 향해 개방되는 것을 특징으로 하는 다기능 건드릴머신용 주축대.
3. 삭제

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