KR102382695B1 - 공작기계의 빌트인모터 방식의 주축 - Google Patents

Abstract

본 발명은. 빌트인모터 방식의 공작기계 주축에서 로터가 삽입되는 구간의 주축 외주연을 경사지게 형성하여, 로터의 내경을 주축에 억지끼워맞춤 함으로써, 로터의 크기와 부품수를 줄이고, 로터와 주축의 결합을 간편하게 한다. 또한 주축몸체 일측에 주축조립체가 통과할 수 있는 주축조립체 조립구멍을 형성하여 주축조립체의 조립과 분해 시 정비성을 향상시키며, 프런트베어링을 베어링하우징 없이 주축몸체에 형성된 프런트베어링 조립구멍에 직접 조립함으로써 부품수 줄여 제조원가를 더욱 줄이며, 조립 분해 과정도 더욱 용이하게 한다.

Description

공작기계의 빌트인모터 방식의 주축{Built-in motor type main spindle of machine tool}

본 발명은 공작기계의 주축 내부에 주축을 구동하는 모터가 내장된 빌트인모터(built-in motor) 방식 주축에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주축과 빌트인모터의 결합구조에 관한 것이다.

일반적으로 고속으로 회전하거나 각도분할을 하는 주축은 주축을 회전시키는 모터를 주축의 외부에 별도로 설치하는 방식과, 주축의 내부에 설치하는 빌트인모터 방식의 주축이 있다.

주축의 외부에 모터를 설치하는 방식은, 주축과 모터를 병렬 또는 직렬로 설치하고, 주축과 모터 사이에는 벨트나 기어, 체인, 혹은 커플링(coupling) 등과 같은 동력전달 기구를 설치하여 전기적으로 구동되는 모터의 회전력을 주축에 전달한다. 그러나 이러한 방식은 주축의 회전수가 고속화됨에 따라 모터의 출력축과 주축 사이에 정렬이 불일치(misalignment) 하거나, 구동부의 발열, 진동, 소음이 발생하는 문제가 있다.

이에 비해 빌트인모터 방식은 주축 내부에 모터를 내장하여 모터의 회전력을 주축에 직접 전달함으로써, 모터와 주축 사이에 별도의 동력전달 기구를 구비하지 않아도 된다. 따라서 이러한 빌트인모터 방식은 모터의 회전이 곧 주축의 회전이 되기 때문에, 별도의 동력전달 요소가 필요치 않아 모터의 출력 손실이 적고, 빠른 가감속 특성과 유지 보수가 편리하며, 주축의 회전각도 분할에 따른 정밀도가 향상 되는 등의 장점이 있다.

그러나 이러한 빌트인모터 방식은 주축은, 주축몸체 내부에 빌트인모터를 적용함에 있어, 빌트인모터를 구성하는 로터(rotor)를 주축에 슬립이 일어나지 않도록 견고하게 삽입 고정하여야 한다. 이를 위해 주축과 로터 사이에 로터슬리브를 열박음 하여 고정하고, 그 위에 로터를 삽입하여야 한다.

따라서 이러한 방식은 로터슬리브와 같은 부품이 추가되는 문제와, 로터슬리브 위에 로터를 삽입함으로 로터의 직경이 커지는 문제, 로터슬리브를 열박음하기 위한 가열장치 등과 같은 추가설비 확보에 따른 제조원가 상승 문제가 발생한다

또한, 로터와 주축이 조립된 주축조립체를 주축몸체 내부에 삽입하거나 빼내기 하기 위하여, 주축조립체가 통과하는 방향의 주축몸체 일측에 주축조립체가 통과할 수 있는 공간을 확보하여야 한다. 그러나 이 공간은 조립 후에는 외부와 차단되어야 하므로, 이 공간에 주축몸체 일측에 조립되는 프런트베어링의 베어링하우징을 추가하여 개폐 가능하게 조립한다.

그러나 이와 같은 베어링하우징의 추가는 주축조립체를 조립 또는 분해하기 위하여 추가하는 부품으로, 주축조립체를 주축몸체 내부로 삽입하거나 빼낼 때는 베어링하우징을 탈거하여야 하는 번거로움과 부품 수 증가에 따른 제조원가 상승의 문제점이 있다.

이하에서 도 1과 도 2를 인용하여 종래기술에 대해 좀 더 자세히 설명한다. 도 1은 종래기술의 일 실시예로서, 빌트인모터가 적용되는 주축의 단면도이고, 도 2는 종래기술의 일 실시예로서, 빌트인모터 방식 주축의 부분 확대 단면도이다.

도 1과 도 2에 개시한 것처럼, 종래의 빌트인모터 방식의 주축(31)은, 주축(31) 내부에 내장되는 빌트인모터의 로터(10)와 스테이터(20)는 주로 모터 전문 메이커에서 제조하고, 공작기계 메이커는 이를 공급받아 주축몸체(40) 내부에 조립한다.

조립과정은 주축몸체(40)와 로터(10)를 가열하여 열팽창 시킨 후, 스테이터(20)는 주축몸체(40)에 열박음하고, 로터(10)는 주축(31)에 열박음하여 상온으로 냉각시킨다. 이러한 냉각 과정을 통해 로터(10)와 스테이터(20)는 죔새가 발생되어 각각 주축(31)과 주축몸체(40)에 고정 결합된다.

그러나 이와 같이 열팽창을 이용하여 빌트인모터를 주축(31)과 주축몸체(40)에 결합하는 방법은 로터(10)나 주축몸체(40)를 가열하는 별도의 가열장치를 구비하여야 한다. 그러나 이러한 방법은 가열에 의한 열박음이나 분해 과정에 과도한 열변형으로 해당 부품이 영구적으로 변형되거나, 약한 외력에 의해서도 손상이 발생될 수 있으며, 이로 인해 해당 부품을 영구적으로 폐기해야 하는 문제가 발생한다.

한편, 도 1,2와 같은 종래기술들은 로터(10)를 주축(31)에 견고하고 안정적으로 조립하기 위해 주축(31)의 외경에 로터슬리브(11)를 삽입하고, 이 로터슬리브(11)의 외경에 로터(10)의 내경이 압착되도록 삽입한다. 그러나 로터(10) 조립과정에 로터(10)의 내경과의 로터슬리브(11) 사이에 조립공차가 발생할 경우 로터슬리브(11)의 외경을 재가공하여 조립함으로써 조립 시간이 과다하게 소요되는 문제가 있다. 또한, 로터슬리브(11)는 로터(10)를 주축(31)에 조립할 때, 로터(10)가 주축(31)의 축방향으로 정위치에 조립되게 하는 역할을 수행해야하나, 로터슬리브(11)를 주축(31)에 축방향으로 정위치에 조립하는 것이 쉽지가 않다.

또한, 이러한 로터(10) 고정 방식은 로터슬리브(11)로 인해 로터(10)의 직경방향 크기가 커지게 되어 주축몸체(40)가 커지는 단점이 있을 뿐만 아니라, 부품수의 증가에 따라 원가상승 문제가 있다.

또한, 도 1,2와 같은 종래기술들은 로터(10)가 조립된 주축(31)을 주축몸체(40)에 조립하거나 분리하기 위해 주축(31)이 조립되는 방향의 주축몸체(40)에는 로터(10)의 외경(d2) 보다 큰 직경(D2)의 주축조립체 조립구멍(60)을 확보하여야 한다. 또한, 이 주축조립체 조립구멍(60)의 위치에는 주축(31)을 회전 지지하는 프런트베어링(50)이 조립되고, 이 프런트베어링(50)의 외륜(52)을 주축몸체(40)에 고정함과 동시에 주축(31) 내부의 로터(10)와 스테이터(20)를 외부와 차단하기 위해 베어링하우징(53)을 추가하여 체결한다.

그러나 이러한 베어링하우징(53)은 로터슬리브(11)와 마찬가지로 부품수를 증가시키며, 주축조립체(30)를 삽입하거나 빼내는 과정에 작업공수를 증가시켜 원가상승을 유발하는 문제가 있다.

상기에 설명한 바와 같은 종래기술은 아래에 열거하는 선행기술문헌들에도 동일 또는 유사한 내용으로 개시되어 있다.

KR 10-2005-0064713 A KR 10-2006-0079396 A KR 10-2007-0066688 A KR 10-2012-0043879 A KR 20-1998-0010882 Y KR 20-2011-0000813 Y

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 빌트인모터 방식 주축의 부품수를 줄이고, 제조과정을 간소화하여 제조원가를 낮추는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 로터가 조립된 상태의 주축조립체를 주축몸체에 용이하게 조립 및 분해 가능하게 함으로써, 빌트인모터 방식 주축의 조립성과 정비성을 더욱 양호하게 하는 데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 공작기계의 빌트인모터 방식의 주축은 주축몸체와, 상기 주축몸체의 중심부에 길이 방향으로 설치되는 주축과, 상기 주축의 외주연의 일부 구간에 삽입되는 원통형의 로터와, 상기 로터의 외주연과는 틈새를 형성하며 상기 주축몸체 내부에 상기 주축의 길이 방향으로 삽입 고정되는 스테이터를 구비한 공작기계의 빌트인모터 주축에 있어서,

상기 주축은 상기 로터가 삽입되는 구간의 외주연의 직경을 달리하여 축방향으로 경사지게 형성하며,

상기 로터는 경사진 상기 주축의 외주연에 상기 로터의 내경이 억지끼워맞춤되어 주축조립체를 형성한다.

또한, 상기 주축몸체의 길이 방향 일측에는 상기 주축조립체가 통과할 수 있는 크기의 주축조립체 조립구멍을 더 구비 한다.

또한, 상기 로터가 삽입되는 구간의 상기 주축 직경은 상기 로터가 삽입되는 시작 지점의 주축 직경(d1)이 로터가 삽입 완료되는 끝단 지점의 주축 직경(D1) 보다 작게 형성하여 상기 시작 지점의 직경(d1)부터 점차적으로 커져서 상기 끝단 지점의 직경(D1)에 이르게 되며, 상기 양단의 직경(d1,D1)을 연결하는 주축의 외주연은 일정한 각도(θ)로 경사지게 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 로터는 상기 끝단 지점의 주축 직경(D1) 위치와 상기 시작 지점의 주축 직경(d1) 위치 사이의 주축 외주연에 상기 로터의 내경이 억지끼워맞춤되는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주축의 외주연 일측에는 상기 로터의 축방향 조립위치를 결정하며, 동시에 상기 로터가 축방향으로 더 전진하는 것을 방지하도록 체결되는 제1로크너트와, 상기 주축의 타측 외주연 일측에는 상기 주축에 삽입된 로터가 삽입된 방향과 반대방향으로 빠지는 것을 방지하도록 체결되는 제2로크너트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2로크너트에는 상기 주축의 반경 방향으로 체결되는 적어도 1개 이상의 세트스크류를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주축조립체 조립구멍은 직경(D2)이 로터의 외경(d2)보다 크게 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주축조립체 조립구멍은 일측에는 상기 주축을 회전지지하는 프런트베어링이 설치되는 프런트베어링 조립구멍을 포함하되, 상기 프런트베어링은 내륜이 상기 주축의 외주연에 삽입되어 고정되고, 상기 프런트베어링의 외륜은 상기 프런트베어링 조립구멍에 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주축조립체 조립구멍의 직경(D2)과 상기 프런트베어링 조립구멍의 직경(D3)은 상기 로터의 직경(d2) 보다 크게 형성한다.

또한, 상기 프런트베어링 조립구멍의 직경(D3)은 상기 주축조립체 조립구멍의 직경(D2)보다 크게 형성하여 상기 프런트베어링의 외륜 일측면이 상기 주축조립체 조립구멍의 수직방향 측면에 지지되게 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프런트베어링 조립구멍의 직경(D3)은 상기 주축조립체 조립구멍의 직경(D2) 보다는 작거나 동일하게 형성한다.

또한, 상기 프런트베어링과 상기 제1로크너트 사이의 상기 주축의 외주연에는 상기 프런트베어링의 내륜을 축방향으로 지지하는 스페이셔와, 상기 스페이셔를 축방향으로 지지하는 제3로크너트가 순차로 체결된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 빌트인모터 방식의 주축은, 로터를 주축에 견고하게 삽입하기 위해 별도의 부품을 사용하지 않고 로터를 주축에 직접 삽입함으로써, 부품수를 줄이고 로터의 크기를 감소시킬 수 있어 전체적으로 주축의 크기를 최소하고 제조원가를 낮출 수 있다.

또한, 본 발명은 주축에 로터를 조립함에 있어, 열박음을 위한 별도의 가열장치와 같은 설비를 필요로 하지 않고, 로터와 주축의 조립 구조를 단순히 기계적인 억지끼워맞춤 만으로 간소화 함으로써, 빌트인모터 방식 주축의 제조원가를 줄이고, 조립과 분해를 용이하게 할 뿐만 아니라, 스테이터에 대한 로터의 조립 위치를 더욱 정교하게 맞출 수 있어 제조과정을 용이하게 수행할 수 있다.

또한, 본 발명은 로터의 직경(d2)을 프런트베어링의 외륜 직졍(D3) 보다 작게 하여 주축조립체가 프런트베어링의 외륜이 조립되는 주축조립체 조립구멍을 통하여 주축몸체 내부로 삽입 및 분해될 수 있으므로 조립성과 정비성이 좋아진다.

또한, 프런트베어링은 별도의 베어링하우징 없이 주축몸체에 형성된 주축조립체 조립구멍에 조립될 수 있어 부품수 감소로 인한 제조원가를 더욱 절감 시킬 수 있다.

도 1은 종래기술의 일 실시예로서, 빌트인모터가 적용되는 주축의 단면도이다.
도 2는 종래기술의 일 실시예로서, 빌트인모터 방식 주축의 부분 확대 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예로서, 빌트인모터 방식 주축의 부분 단면도이다.
도 4는 도 3의 A부분의 확대 도면으로 로터와 주축의 결합상태를 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 3의 B부분의 확대 도면으로 로터의 외경과 주축조립체 조립구멍의 크기를 비교하여 나타내는 단면도이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.도 3은 본 발명의 일 실시예로서, 빌트인모터 방식 주축의 부분 단면도이다. 도 3에서 좌우측에 생략된 부분은 도 1의 종래기술과 동일 또는 유사한 것으로 이해하면 된다. 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 빌트인모터 방식 주축(31)은, 주축몸체(40)를 구비하고, 상기 주축몸체(40) 내부의 중심부에 길이 방향으로 주축(31)을 설치하고, 상기 주축(31)의 외주연 일부 구간에는 원통형의 로터(10)를 삽입 고정하여 주축조립체(30)를 형성한다.

또한 상기 주축몸체(40) 내부에는 상기 로터(10)의 외주연과 틈새를 형성하여 상기 로터(10)에 회전력을 인가하는 스테이터(20)를 상기 주축(31)의 길이 방향으로 삽입 고정한다. 상기 로터(10)는 일반적인 구조로 자성을 가지는 철심이 주축(31)방향으로 적층된 원통 형상으로 이루어진다.

또한, 상기 주축조립체(30)의 상기 주축(31)에는 로터(10)가 삽입되는 주축(31)의 외주연 일측에 상기 로터(10)의 축방향 조립위치를 결정하며, 동시에 로터(10)가 축방향으로 더 전진하는 것을 방지하는, 스토퍼 역할을 하는 제1로크너트(70)를 체결한다. 상기 로터(10)는 스테이터(20)와 축방향으로 정확한 위치에 정렬되어야 출력과 제어성이 향상되므로, 주축(31) 외주연에 삽입되는 상기 제1로크너트(70)에 의해 주축(31) 상에서 스테이터(20)와 정위치에 정렬된다.

또한, 상기 주축조립체(30)의 주축(31)에는 타측 외주연 일측에 주축(31)에 삽입된 로터(10)가 삽입된 방향과 반대방향으로 빠지는 것을 방지하는 제2로크너트(71)가 체결된다.

상기와 같이 상기 로터(10)는 주축(31)의 외주연 상에서 양측에 체결되는 제1로크너트(70)와 제2로크너트(71) 사이에서 축방향으로 이동이 억제되도록 조립된다.

또한, 도 4는 도 3의 A부분을 확대한 도면으로 로터와 주축의 결합상태를 나타내는 단면도이다. 도 4에 도시한 것처럼, 상기 주축조립체(30)에서 로터(10)가 삽입되는 구간의 주축(31) 직경은 로터(10)가 삽입되는 시작 지점의 주축(31) 직경(d1)이 로터(10)가 삽입 완료되는 끝단 지점의 주축(31) 직경(D1) 보다 작게 형성하되, 시작 지점의 직경(d1)이 점차적으로 커져서 끝단 지점의 직경(D1)에 이르게 된다. 따라서 로터(10)가 삽입되는 구간의 주축(31) 양단의 직경(d1,D1)을 연결하는 주축(31)의 외주연은 일정한 각도(θ)로 경사지게 형성된다.

본 실시예에서는 로터(10)가 주축(31)의 외주연에 삽입 될 때, 좌측에서 우측 방향으로 삽입되므로, 로터(10)가 삽입된 후 멈추게 될 로터(10) 우측 끝단 지점의 주축(31) 직경(D1)이 로터(10)가 삽입을 시작하는 좌측 시작 지점의 주축(31) 직경(d1)보다 크게 형성하였다.

이와 같이 구성된 주축(31)에 로터(10)를 조립하는 과정은, 먼저 로터(10)가 삽입될 주축(31)의 외주연 끝단 지점의 주축(31) 직경(D1) 위치에 제1로크너트(70)를 체결한 후에 로터(10)를 제1로크너트(70) 위치까지 압입하여 로터(10)의 내경이 주축(31) 외주연에 억지끼워맞춤이 이루어지도록 한다. 이어서 로터(10)의 삽입 시작 지점의 주축(31) 직경(d1)에 제2로크너트(71)를 체결하여 로터(10)가 주축(31) 상에서 좌우 축방향으로 이동과 원주방향 이동이 억제되도록 고정한다.

이와 같이 로터(10)를 주축(31)의 외주연에 직접 억지끼워맞춤 함으로써, 종래와 같이 주축조립체(30)를 조립할 때 로터(10)를 주축(31)에 고정하기 위해 주축(31)의 외주연과 로터(10) 내경 사이에 로터슬리브(11)와 같은 별도의 결합용 부재를 삽입하지 않아도 되어 부품수가 감소하고, 로터(10)의 직경도 작아지게 된다.

한편, 상기 제2로크너트(71)에는 주축(31) 외주연에 체결된 후에 체결방향의 반대 방향으로 이완되지 못하도록 주축(31)의 반경 방향으로 적어도 1개 이상의 세트스크류(71a)를 체결한다.

또한, 도 3에 도시한 것처럼, 주축몸체(40) 내부에는 상기 로터(10)에 회전력을 인가하는 원통형의 스테이터(20)가 삽입되어 고정되며, 상기 스테이터(20)는 내경부가 상기 로터(10)의 외주연과의 사이에 상기 로터(10)가 회전 가능하게 틈새가 형성된다.

한편, 도 5는 도 3의 B부분을 확대한 도면으로 로터(10)의 외경과 주축조립체 조립구멍(60)의 크기를 비교하여 나타내는 단면도이다. 도 3과 도 5에 도시한 것처럼, 주축몸체(40) 일측에는 로터(10) 또는 로터(10)가 결합된 주축조립체(30)의 조립 또는 분해를 위하여 주축조립체(30)가 통과하는 영역에 주축조립체 조립구멍(60)을 형성한다.

여기서 상기 주축조립체 조립구멍(60)의 직경(D2)은 로터(10) 또는 로터(10)와 결합된 주축조립체(30)가 통과하는 영역 중에서 가장 직경이 작은 부분을 지칭하는 것으로, 상기 주축조립체 조립구멍(60)의 직경(D2)은 로터(10)의 외경(d2)보다 더 크게 형성한다.

따라서 상기 주축조립체 조립구멍(60)의 직경(D2)은 로터(10)가 통과할 정도로 로터(10)의 외경(d2) 보다 작은 간극(G) 만큼만 더 크게 형성하면 된다.

이와 같은 구조로 인해 로터(10) 또는 로터(10)가 삽입된 주축조립체(30)는 상기 주축조립체 조립구멍(60)을 통과하여 주축몸체(40) 내부의 스테이터(20) 내경으로 조립 또는 분해가 가능하게 된다.

한편, 도 3에서와 같이, 로터(10)가 삽입된 주축(31)의 양단에는 주축(31)을 회전지지하는 프런트베어링(50)과 리어베어링(54)(도 3도에는 미도시, 도 1의 도시 참조)을 설치한다. 상기 프런트베어링(50)은 상기 주축(31)의 일측 외주연에 내륜(51)이 삽입되어 고정되며, 외륜(52)은 상기 주축몸체(40)의 일측에 형성된 주축조립체 조립구멍(60)의 일측에 삽입 고정된다.

여기서 상기 주축조립체 조립구멍(60) 중에서 상기 프런트베어링(50)의 외륜(52)이 고정되는 부분을 프런트베어링 조립구멍(61)으로 지칭한다.

따라서 상기 주축조립체 조립구멍(60)은 상기 프런트베어링 조립구멍(61)을 포함하는 것으로, 상기 프런트베어링 조립구멍(61)의 직경(D3)은 상기 로터(10)의 직경(d2)이나 상기 주축조립체 조립구멍(60)의 직경(D2)보다 크게 형성하여, 로터(10)나 로터(10)와 결합된 주축조립체(30)가 주축몸체(40) 내부로 출입이 가능하게 할뿐만 아니라, 프런트베어링(50)의 외륜(52) 일측면이 주축(31) 방향으로 상기 주축조립체 조립구멍(60)의 수직방향 측면에 지지되게 형성하여 프런트베어링(50)이 주축(31)의 축방향으로 더욱 안정적으로 지지되게 하는 효과가 있다.

이와 같이 구성된 프런트베어링 조립구멍(61)은 프런트베어링(50)이 별도의 베어링하우징(53) 없이 주축몸체(40)에 직접 삽입 고정될 수 있게 하므로 부품수 감소에 따른 제조원가 절감과, 나아가 주축조립체(30)의 조립 및 분해를 더욱 용이하게 한다.

다른 실시예로써, 상기 프런트베어링 조립구멍(61)의 직경(D3)은 상기 주축조립체(30)의 출입과 프런트베어링(50)의 외륜(52)을 지지하기만 하면 되므로, 상기 로터(10)의 직경(d2) 보다는 크지만 상기 주축조립체 조립구멍(60)의 직경(D2)보다는 작거나 동일하게 형성할 수도 있다.

한편, 상기 로터(10)를 고정하는 제1로크너트(70)와 프런트베어링(50) 사이의 상기 주축(31) 외주연에는 상기 프런트베어링(50)의 내륜(51)을 축방향으로 지지하는 스페이셔(73)와, 상기 스페이셔(73)를 축방향으로 지지하는 제3로크너트(72)를 순차로 체결한다.

또한, 상기 스테이터(20)를 애워싸는 상기 주축몸체(40)의 내부에는 원주 방향으로 냉각유로(74)를 형성하여, 상기 냉각유로(74)에 냉각용 유체를 통과시킴으로 주축몸체(40)와 주축몸체(40) 내부에의 빌트인모터를 구성하는 스테이터(20)와 주축조립체(30)의 발열을 억제한다.

상기에 설명한 바와 같이, 본 발명의 빌트인모터 방식의 주축(31)은, 로터(10)를 주축(31)에 견고하게 삽입하기 위해 별도의 부품을 사용하지 않고 로터(10)를 주축(31)에 직접 삽입함으로써, 부품수를 줄이고 로터(10)의 크기를 감소시킬 수 있어 전체적으로 주축(31)의 크기를 최소하고 제조원가를 낮출 수 있다.

또한, 본 발명은 주축(31)에 로터(10)를 조립함에 있어, 열박음을 위한 별도의 가열장치와 같은 설비를 필요로 하지 않고, 로터(10)와 주축(31)의 조립 구조를 단순히 기계적인 억지끼워맞춤 만으로 간소화 함으로써, 빌트인모터 방식 주축(31)의 제조원가를 줄이고, 조립과 분해를 용이하게 할 뿐만 아니라, 스테이터(20)에 대한 로터(10)의 조립 위치를 더욱 정교하게 맞출 수 있어 제조과정을 용이하게 수행할 수 있다.

또한, 본 발명은 로터(10)의 직경(d2)을 프런트베어링(50)의 외륜(52)의 직졍(D3) 보다 작게 하여 주축조립체(30)가 프런트베어링(50) 외륜(52)이 조립되는 주축조립체 조립구멍(60)을 통하여 주축몸체(40) 내부로 삽입 및 분해될 수 있으므로 조립성과 정비성이 좋아진다.

또한, 프런트베어링(50)은 별도의 베어링하우징(53) 없이 주축몸체(40)에 형성된 주축조립체 조립구멍(60)에 조립될 수 있어 부품수 감소로 인한 제조원가를 더욱 절감 시킬 수 있다.

10 로터
11 로터슬리브
20 스테이터
30 주축조립체
31 주축
40 주축몸체
50 프런트베어링
51 내륜
52 외륜
53 베어링하우징
54 리어베어링
60 주축조립체 조립구멍
61 프런트베어링 조립구멍
70 제1로크너트
71 제2로크너트
71a 세트스크류
72 제3로크너트
73 스페이셔
74 냉각유로

Claims (12)

1. 주축몸체와, 상기 주축몸체의 중심부에 길이 방향으로 설치되는 주축과, 상기 주축의 외주연의 일부 구간에 삽입되는 원통형의 로터와, 상기 로터의 외주연과는 틈새를 형성하며 상기 주축몸체 내부에 상기 주축의 길이 방향으로 삽입 고정되는 스테이터를 구비한 공작기계의 빌트인모터 주축에 있어서,
   상기 주축은 상기 로터가 삽입되는 구간의 외주연의 직경을 달리하여 축방향으로 경사지게 형성하되, 상기 로터가 삽입되는 구간의 상기 주축 직경은 상기 로터가 삽입되는 시작 지점의 주축 직경(d1)이 로터가 삽입 완료되는 끝단 지점의 주축 직경(D1) 보다 작게 형성하여 상기 시작 지점의 주축 직경(d1)부터 점차적으로 커져서 상기 끝단 지점의 주축 직경(D1)에 이르게 되며, 상기 양단의 직경(d1,D1)을 연결하는 주축의 외주연은 일정한 각도(θ)로 경사지게 형성하고,
   상기 로터는 경사진 상기 주축의 외주연에 상기 로터의 내경이 억지끼워맞춤되어 주축조립체를 형성하며,
   상기 주축몸체의 길이 방향 일측에는 상기 주축조립체가 통과할 수 있는 크기의 주축조립체 조립구멍을 구비하되, 상기 주축조립체 조립구멍의 직경(D2)은 로터의 외경(d2)보다 크게 형성하고,
   상기 주축조립체 조립구멍에는 상기 주축을 회전지지하는 프런트베어링을 설치한 것을 특징으로 하는 공작기계의 빌트인모터 방식의 주축.
   
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5. 제 1항에 있어서, 상기 주축의 외주연 일측에는 상기 로터의 축방향 조립위치를 결정하며, 동시에 상기 로터가 축방향으로 더 전진하는 것을 방지하도록 체결되는 제1로크너트와, 상기 주축의 타측 외주연 일측에는 상기 주축에 삽입된 로터가 삽입된 방향과 반대방향으로 빠지는 것을 방지하도록 체결되는 제2로크너트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 빌트인모터 방식의 주축.
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8. 제 1항에 있어서, 상기 주축조립체 조립구멍은 내부에 상기 프런트베어링이 설치되는 프런트베어링 조립구멍을 포함하되, 상기 주축조립체 조립구멍의 직경(D2)과 상기 프런트베어링 조립구멍의 직경(D3)은 상기 로터의 직경(d2) 보다 크게 형성한 것을 특징으로 하는 공작기계의 빌트인모터 방식의 주축.
   
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10. 제 8항에 있어서, 상기 프런트베어링 조립구멍의 직경(D3)은 상기 주축조립체 조립구멍의 직경(D2)보다 크게 형성하여 상기 프런트베어링의 외륜 일측면이 상기 주축조립체 조립구멍의 수직방향 측면에 지지되게 하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 빌트인모터 방식의 주축.
    
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