KR101879545B1 - 분해가 용이한 공작기계 주축의 슬리브, 그 슬리브를 갖는 주축 및 공작기계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작기계 주축의 슬리브, 그 슬리브를 갖는 주축 및 공작기계에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 스핀들에서 슬리브를 분해할 때, 슬리브에 체결되는 유압 공급 치구의 파손 위험을 줄이고, 유압 공급 치구를 삽입하는 치구 삽입 홀 및 유압공급라인의 가공을 용이하게 수행할 수 있는 공작기계 주축의 슬리브, 그 슬리브를 갖는 주축 및 공작기계에 관한 것이다.

Description

분해가 용이한 공작기계 주축의 슬리브, 그 슬리브를 갖는 주축 및 공작기계{Sleeve of machine tool spindle to easily assemble and disassemble, spindle and machine tool having the sleeve}

본 발명은 공작기계 주축의 슬리브, 그 슬리브를 갖는 주축 및 공작기계에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 스핀들에서 슬리브를 분해할 때, 슬리브에 체결되는 유압 공급 치구의 파손 위험을 줄이고, 유압 공급 치구를 삽입하는 치구 삽입 홀 및 유압공급라인의 가공을 용이하게 수행할 수 있는 공작기계 주축의 슬리브, 그 슬리브를 갖는 주축 및 공작기계에 관한 것이다.

공작기계의 슬리브(sleeve)란 공작기계의 주축 외주에 모터의 회전자를 체결하기 위한 것으로 원통형의 기계 부품이다.

도 1은 종래의 공작기계 주축을 보여주는 것으로 도 1을 참조하면, 종래의 주축(10)은 공작기계의 베드(bed, 도시하지 않음)에 설치되어 베드 상에 놓이는 피가공물을 가공하는 장치로써 본체(11), 상기 본체(11)에서 회전할 수 있도록 구비되며 공구를 장착할 수 있는 스핀들(12,spindel), 상기 스핀들(12)의 외주에 고정되는 로터(14,rotor) 상기 로터(14)와 이격되어 상기 로터(14)를 감싸며 상기 본체(11)에 고정되는 스테이터(15,stator)를 포함하며, 상기 스핀들(12)과 상기 로터(14) 사이에는 상기 로터(14)를 상기 스핀들(12)의 외주에 고정하기 위한 슬리브(13)가 구비된다.

일반적으로, 상기 슬리브(13)는 상기 로터(14)의 내측에 먼저 열박음(1차)으로 조립되고, 로터(14)가 조립된 슬리브(13)를 상기 스핀들(12)의 외주에 열박음(2차)되어 조립된다.

한편, 열박음이란 상기 슬리브(13)를 열팽창시킨 후, 상기 스핀들(12)에 삽입하여 자연냉각으로 수축되어 결합하는 방식으로, 볼트나 너트와 같은 조립 부품으로 조립되는 것이 아니므로 부품의 분해를 위해서는 특별한 분해 방법이 이용된다.

도 2는 종래의 슬리브 분해 방법을 설명하기 위한 것으로 도 2를 참조하면, 종래의 슬리브 분해 방법은 슬리브(13)의 내면과 스핀들(12)의 외면 사이의 공간인 포켓(P)에 고압(약 50bar)의 유체를 공급하여 이 유압에 의해 상기 슬리브(13)가 상기 스핀들(12)의 전방으로 튕겨져 나가 분리되게 한다.

또한, 상기 슬리브(13)의 전면에는 유압을 상기 포켓(P)로 공급하기 위한 치구 삽입 홀(13a)이 타공되는데, 이 치구 삽입 홀(13a)은 상기 포켓(P)에 유압이 효율적으로 형성되도록 기울어져 타공된다.

즉, 유압공급을 위한 유압 공급 치구(20)가 상기 슬리브(13)의 전방에서 비스듬하게 상기 치구 삽입 홀(13a)에 삽입되게 된다.

한편, 상기 슬리브(13)를 분리할 때, 상기 슬리브(13)가 튕겨져나와 접촉에 멈출 수 있도록 상기 슬리브(13)의 전방에 고정된 기구물(30)이 설치되는데, 상기 슬리브(13)가 상기 기구물(30)를 향해 튕겨나갈때, 상기 유압 공급 치구(20)가 상기 기구물(30)에 충돌하여 파손되는 문제점이 있다.

또한, 도 3은 상기 치구 삽입 홀(13a)의 가공 방법을 보여주는 도면으로, 상기 치구 삽입 홀(13a)을 가공하기 위해서는 지면(G)에 특수 지그(50)를 이용하여 상기 슬리브(13)를 비스듬하게 세우고 공구(40)를 이용하여 수직방향으로 탭가공 한다.

따라서, 상기 치구 삽입 홀(13a)을 가공하기 위해서는 별도의 경사 지그(50)가 필요하며, 일반적인 머시닝 센터나 선반에서는 가공이 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은 스핀들에서 슬리브를 분해할 때, 유압 공급 치구의 파손 위험이 없는 슬리브, 그 슬리브를 갖는 추축 및 공작기계를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 슬리브의 치구 삽입 홀을 경사 가공하지 않고 수직 및 수평 방향으로 간단하게 가공할 수 있는 슬리브, 그 슬리브를 갖는 주축 및 공작기계를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 공작기계의 스핀들(spindle) 외주에 로터(rotor)를 고정할 수 있도록 상기 스핀들과 상기 로터 사이에 삽입되는 슬리브(sleeve)로써, 상기 스핀들의 외주에 삽입될 수 있도록 원통형으로 제작되고, 내면 중앙부의 직경은 내면 양측부의 직경보다 작으며, 상기 스핀들에 삽입하였을 때, 상기 내면 양측부는 상기 스핀들의 외면에 접촉하고 상기 내면 중앙부는 상기 스핀들의 외면에 접촉하지 않아 상기 내면 중앙부와 상기 스핀들의 외면 사이에는 소정의 포켓이 형성되며, 측면에는 유압 공급 치구를 수직방향으로 삽입하여 상기 포켓으로 유압을 공급함으로써 상기 슬리브가 상기 스핀들에서 전방으로 튀어나와 분리되게 할 수 있는 치구 삽입 홀이 타공되는 것을 특징으로 하는 슬리브를 제공한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 슬리브의 전면에는 상기 슬리브의 길이방향으로 타공되어 끝단이 상기 내면 중앙부로 개방된 유압공급라인이 형성되고, 상기 유압공급라인은 상기 치구 삽입 홀과 연통된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 내면 중앙부에는 내주를 따라 홈이 형성되고, 상기 유압공급라인의 끝단은 상기 홈으로 개방되며, 상기 스핀들에서 상기 슬리브를 분해할 때, 상기 치구 삽입 홀로 공급되는 유압은 상기 유압공급라인과 상기 홈을 거쳐 상기 포켓에 채워진다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 스핀들에서 상기 슬리브를 분해할 때, 상기 슬리브의 전면에 형성되는 유압공급라인 개방구는 세트스크류에 의해 체결되어 폐쇄되며, 상기 치구 삽입 홀로 공급된 유압이 상기 슬리브의 전면으로 누유되지 않고, 상기 포켓으로 전달되게 한다.

또한, 본 발명은 본체; 상기 본체 내부에 구비되어 회전할 수 있고 공구를 장착할 수 있는 스핀들; 상기 스핀들 외주에 삽입되는 상기 슬리브; 상기 슬리브 외주에 삽입되는 로터; 및 상기 로터의 외주에 이격되어 상기 본체에 고정되는 스테이터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 주축을 더 제공한다.

또한, 본 발명은 가공대상물을 놓을 수 있는 베드; 상기 베드 상에 구비되고, 공구를 장착하여 상기 가공대상물을 가공할 수 있는 상기 주축;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계를 더 제공한다.

본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브에 의하면, 별도의 경사 지그 없이 치구 삽입홀과 유압공급라인을 수직 및 수평방향으로 탭가공하여 형성할 수 있으므로 가공이 매우 용이한 장점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브에 의하면, 치구 삽입 홀에 수직 방향으로 유압 공급 치구를 체결할 수 있으므로 슬리브가 분리될 때, 유압 공급 치구가 슬리브를 멈추기위한 구조물과 충돌하지 않으므로 파손의 위험이 없는 장점이 있다.

도 1은 종래의 공작기계 주축을 보여주는 도면,
도 2는 종래의 슬리브 분해 방법을 설명하기 위한 도면,
도 3은 종래의 슬리브의 치구 삽입 홀을 가공 방법을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브를 보여주는 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브가 구비된 공작기계의 주축을 보여주는 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브에 치구 삽입 홀과 유체 공급 라인을 가공하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브의 분해 상태를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.

이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.

그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브를 보여주는 것이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브가 적용된 공작기계의 주축을 보여주는 것이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브(100)는 원통형으로 제작되며, 공작기계(1000)의 로터(14) 내측에 열박음된 후, 다시 스핀들(12)의 외주에 열박음됨으로써 상기 로터(14)를 상기 스핀들(12)에 고정되게 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브(100)는 하나의 완성된 주축(1000)으로 제공될 수 있으며, 상기 주축(1000)은 본체(11), 상기 본체(11) 내부에서 회전가능하며, 공구를 장착할 수 있는 스핀들(12), 상기 스핀들(14)의 외주에 상기 슬리브(100)를 통해 열박음되는 로터(14), 상기 로터(14)를 감싸며, 상기 로터(14)의 외주에 이격되어 상기 본체(11)에 고정되는 스테이터(15)를 포함하여 이루어진다.

또한, 도시하지는 않았으나 상기 주축(1000)은 공작물을 놓을 수 있고 상기 주축(1000)을 설치할 수 있는 베드와 함께 하나의 완성된 공작기계로 제공될 수 있다.

또한, 상기 슬리브(100)는 내면 중앙부(110)의 내경이 내면 양측부(120)의 내경보다 크다.

즉, 상기 슬리브(100)를 상기 스핀들(12)에 삽입하였을 때, 상기 내면 양측부(120)는 상기 슬리브(100)의 외면과 접촉하고, 상기 내면 중앙부(110)는 상기 스핀들(12)의 외면과 접촉하지 않으며, 상기 스핀들(12)의 외면과 상기 슬리브(100)의 내면 중앙부(110) 사이에는 소정의 공간이 형성되며, 이 공간을 포켓(P)이라 한다.

또한, 상기 슬리브(100)의 내면 중앙부(110)에는 내주를 따라 소정의 깊이 파여진 원형의 홈(111)이 형성된다.

또한, 상기 슬리브(100)의 전방 측면에는 유압 공급 치구를 삽입하여 유압을 공급받을 수 있는 치구 삽입 홀(130)이 탭가공된다.

또한, 상기 치구 삽입 홀(130)은 상기 슬리브(100)의 회전중심과 수직인 방향으로 타공된다.

또한, 상기 치구 삽입 홀(130)은 상기 포켓(P)과 연통된다.

또한, 상기 슬리브(100)의 전면에는 상기 슬리브의 길이방향으로 유체공급라인(140)이 타공되며, 상기 유체공급라인(140)의 끝단은 상기 홈(111)으로 개방된다.

또한, 상기 유체공급라인(140)은 상기 치구 삽입 홀(130)과 연통된다.

즉, 도 6에 도시한 바와 같이 상기 슬리브(100)를 지면(G)에 놓은 체, 공구를 이용하여 수평방향으로 탭가공함으로써 상기 치구 삽입 홀(130)를 가공할 수 있고, 수직방향으로 탭가공함으로서, 상기 유체공급라인(140)을 가공할 수 있다.

따라서, 별도의 경사 치구 없이도 상기 치구 삽입 홀(130) 및 상기 유체공급라인(140)을 가공할 수 있고, 수직 및 수평 가공만이 가능한 일반적인 머시닝 센터나 선반으로도 가공이 가능한 장점이 있다.

한편, 상기 슬리브(100)를 상기 스핀들(12)에서 분해할 때, 먼저, 상기 슬리브(100)의 전면에 형성되는 유체공급라인(140)의 개방구를 세트스크류로 막은 후, 상기 치구 삽입 홀(130)에 상기 유압 공급 치구(20)를 삽입하고, 유압을 공급한다.

그러면, 상기 유압 공급 치구(20)의 유압은 상기 치구 삽입 홀(130)로 공급되어, 상기 유체공급라인(40)과 상기 홈(111)을 거쳐, 상기 포켓(P)에 채워지고, 압력이 올라가며, 상기 포켓(P) 내부의 압력이 소정의 압력으로 증가되면, 상기 슬리브(100)는 상기 스핀들(12)의 전방으로 튕겨져 나와 분해된다.

한편, 도 7을 참조하면, 상기 치구 삽입 홀(130)은 상기 슬리브(100)에 수직방향으로 타공되므로 상기 유압 공급 치구(20)를 수직방향으로 삽입할 수 있는 데, 이는 상기 유압 공급 치구(20)가 상기 슬리브(100)가 튕겨나가는 방향에 위치하지 않으므로 상기 슬리브(100)가 구조물(30)에 충돌할 때, 상기 유압 공급 치구(20)가 파손될 염려가 없는 장점이 있다.

따라서, 본 발명의 슬리브(100)에 의하면, 별도의 경사 지그 없이 일반적인 머시닝 센터나 선반으로 상기 치구 삽입홀(130)를 가공할 수 있고, 슬리브(100) 분해시 상기 유압 공급 치구(20)가 구조물(30)에 충돌하지 않으므로 상기 유압 공급 치구(20)의 파손위험을 배제할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

100:슬리브 110:내면 중앙부
111:홈 120:내면 양측부
130:치구 삽입홀 140:유체공급라인

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 공작기계의 스핀들(spindle) 외주에 로터(rotor)를 고정할 수 있도록 상기 스핀들과 상기 로터 사이에 삽입되는 슬리브(sleeve)로써,
   상기 스핀들의 외주에 삽입될 수 있도록 원통형으로 제작되고,
   내면 중앙부의 직경은 내면 양측부의 직경보다 작으며, 상기 스핀들에 삽입하였을 때, 상기 내면 양측부는 상기 스핀들의 외면에 접촉하고 상기 내면 중앙부는 상기 스핀들의 외면에 접촉하지 않아 상기 내면 중앙부와 상기 스핀들의 외면 사이에는 소정의 포켓이 형성되며,
   측면에는 유압 공급 치구를 수직방향으로 삽입하여 상기 포켓으로 유압을 공급함으로써 상기 슬리브가 상기 스핀들에서 전방으로 튀어나와 분리되게 할 수 있는 치구 삽입 홀이 타공되고,
   상기 슬리브의 전면에는 상기 슬리브의 길이방향으로 타공되어 끝단이 상기 내면 중앙부로 개방된 유압공급라인이 형성되고, 상기 유압공급라인은 상기 치구 삽입 홀과 연통되며,
   상기 내면 중앙부에는 내주를 따라 홈이 형성되고, 상기 유압공급라인의 끝단은 상기 홈으로 개방되며,
   상기 스핀들에서 상기 슬리브를 분해할 때, 상기 치구 삽입 홀로 공급되는 유압은 상기 유압공급라인과 상기 홈을 거쳐 상기 포켓에 채워지는 것을 특징으로 하는 슬리브.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 스핀들에서 상기 슬리브를 분해할 때, 상기 슬리브의 전면에 형성되는 유압공급라인 개방구는 세트스크류에 의해 체결되어 폐쇄되며, 상기 치구 삽입 홀로 공급된 유압이 상기 슬리브의 전면으로 누유되지 않고, 상기 포켓으로 전달되게 하는 것을 특징으로 하는 슬리브.
   
5. 본체;
   상기 본체 내부에 구비되어 회전할 수 있고 공구를 장착할 수 있는 스핀들;
   상기 스핀들 외주에 삽입되는 제 3 항 또는 제 4 항의 슬리브;
   상기 슬리브 외주에 삽입되는 로터; 및
   상기 로터의 외주에 이격되어 상기 본체에 고정되는 스테이터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 주축.
   
6. 가공대상물을 놓을 수 있는 베드;
   상기 베드 상에 구비되고, 공구를 장착하여 상기 가공대상물을 가공할 수 있는 제 5 항의 주축;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계.

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