KR102384377B1 - 터닝 센터의 밀링 머신 - Google Patents

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Abstract

터닝 센터의 밀링 머신은 구동축, 베벨 기어, 스핀들, 적어도 하나의 베어링, 제 1 윤활 라인 및 예압 기구를 포함할 수 있다. 상기 구동축은 터닝 센터의 공구대에 배치될 수 있다. 상기 구동축은 제 1 축을 중심으로 회전될 수 있다. 상기 베벨 기어는 상기 구동축에 장착될 수 있다. 상기 스핀들은 상기 베벨 기어와 치합되어, 상기 제 1 축과 직교하는 제 2 축을 중심으로 회전할 수 있다. 상기 스핀들은 밀링 공구를 클램핑할 수 있다. 상기 베어링은 상기 스핀들의 외주면에 배치되어, 상기 스핀들의 회전 운동을 지지할 수 있다. 상기 제 1 윤활 라인은 상기 베어링으로 윤활제를 공급할 수 있다. 상기 예압 기구는 상기 스핀들의 회전 속도에 따라 상기 베어링에 서로 다른 예압력들을 선택적으로 부여할 수 있다.

Description

터닝 센터의 밀링 머신{MILLING MACHINE OF A TURNING CENTER}
본 발명은 터닝 센터의 밀링 머신에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 터닝 센터의 공구대에 장착된 밀링 머신에 관한 것이다.
일반적으로, 공작 기계는 터닝 센터와 머시닝 센터로 구분할 수 있다. 머시닝 센터는 회전하는 공구를 이용해서 공작물을 가공할 수 있다. 반면에, 터닝 센터는 회전되는 공작물을 공구를 이용해서 가공할 수 있다.
터닝 센터는 공작물을 주로 선삭 가공할 수 있다. 최근에, 공작물을 선삭 가공하는 것에 부가하여 밀링 가공도 가능한 구조가 터닝 센터에 구비될 수 있다. 이러한 터닝 센터는 공구대에 장착된 밀링 머신을 포함할 수 있다. 밀링 머신은 구동축 및 밀링 가공용 스핀들을 포함할 수 있다. 스핀들의 회전 운동은 테이퍼 롤러 베어링에 의해 지지될 수 있다. 스핀들은 구동축에 베벨 기어를 매개로 연결될 수 있다.
관련 기술들에 따르면, 일정한 예압력이 테이퍼 롤러 베어링으로 인가될 수 있다. 즉, 스핀들의 회전 속도와는 상관없이 항상 일정한 예압력이 테이퍼 롤러 베어링에 인가될 수 있다. 이로 인하여, 스핀들이 저속으로 회전하는 경우, 낮은 예압력으로 인해서 공구의 강성이 저하될 수 있다. 반면에, 스핀들이 고속으로 회전하는 경우, 일정한 예압력에 구동축의 원심력이 부가되어 전체 예압력이 높아질 수 있다. 이러한 높은 예압력으로 인해서 테이퍼 롤러 베어링의 수명이 단축될 수 있다.
또한, 테이퍼 롤러 베어링과 베벨 기어는 그리스로 윤활될 수 있다. 이러한 그리스 윤활 방식은 그리스 수명에 의해서 밀링 머신 내부에서 사용 가능한 테이퍼 롤러 베어링과 베벨 기어의 피로 수명을 단축시킬 수 있다.
아울러, 스핀들의 회전 방향이 구속되지 않은 관계로, 스핀들이 베벨 기어에 대해서 상대적으로 회전 이동될 수 있다.
본 발명은 스핀들의 회전 속도에 따라 서로 다른 예압력들을 베어링에 인가함으로써 저속에서의 공구 강성 저하를 방지하고, 고속에서의 과다 예압을 방지하여 베어링과 베벨 기어의 수명도 연장시키고, 아울러 구동축의 상대 이동도 방지할 수 있는 터닝 센터의 밀링 머신을 제공한다.
본 발명의 일 견지에 따른 터닝 센터의 밀링 머신은 구동축, 베벨 기어, 스핀들, 적어도 하나의 베어링, 제 1 윤활 라인 및 예압 기구를 포함할 수 있다. 상기 구동축은 터닝 센터의 공구대에 배치될 수 있다. 상기 구동축은 제 1 축을 중심으로 회전될 수 있다. 상기 베벨 기어는 상기 구동축에 장착될 수 있다. 상기 스핀들은 상기 베벨 기어와 치합되어, 상기 제 1 축과 직교하는 제 2 축을 중심으로 회전할 수 있다. 상기 스핀들은 밀링 공구를 클램핑할 수 있다. 상기 베어링은 상기 스핀들의 외주면에 배치되어, 상기 스핀들의 회전 운동을 지지할 수 있다. 상기 제 1 윤활 라인은 상기 베어링으로 윤활제를 공급할 수 있다. 상기 예압 기구는 상기 스핀들의 회전 속도에 따라 상기 베어링에 서로 다른 예압력들을 선택적으로 부여할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제 1 윤활 라인은 상기 예압력들을 감소시키는 방향으로 상기 윤활제를 상기 베어링으로 공급하도록 상기 베어링에 연결될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 윤활제는 에어와 오일을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 예압 기구는 상기 베어링을 예압하는 피스톤, 및 상기 피스톤으로 예압 유체를 공급하여 상기 예압력들이 증가되는 방향으로 상기 피스톤을 이동시키는 예압 라인을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 예압 기구는 상기 스핀들의 회전 속도에 따라 상기 예압 유체가 상기 예압 라인으로 선택적으로 공급되도록 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어부는 상기 스핀들의 회전 속도를 저속 구간 및 고속 구간으로 구분할 수 있다. 상기 저속 구간에서 상기 제어부는 제 1 예압력을 갖는 상기 예압 유체를 상기 예압 라인을 통해서 상기 피스톤으로 공급되도록 제어할 수 있다. 상기 고속 구간에서 상기 제어부는 상기 예압 유체의 공급을 차단시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어부는 상기 스핀들의 회전 속도를 중속 구간으로 더 구분할 수 있다. 상기 중속 구간에서 상기 제어부는 상기 제 1 예압력보다 낮은 제 2 예압력을 갖는 상기 예압 유체를 상기 예압 라인을 통해서 상기 피스톤으로 공급되도록 제어할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 베어링은 상기 스핀들의 회전 운동을 지지하는 테이퍼 롤러 베어링, 상기 테이퍼 롤러 베어링의 내주면에 장착되어 상기 스핀들과 함께 회전되는 내륜, 및 상기 테이퍼 롤러 베어링의 외주면을 회전 가능하게 지지하는 테이퍼면, 상기 제 1 윤활 라인이 연결된 일단, 및 상기 피스톤이 연결된 타단을 포함하는 외륜을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 밀링 머신은 상기 구동축, 상기 스핀들 및 상기 베어링을 수용하고, 상기 제 1 윤활 라인과 상기 예압 라인이 형성된 하우징을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 베어링은 상기 스핀들의 전방 외주면에 배치된 제 1 베어링, 및 상기 스핀들의 후방 외주면에 배치된 제 2 베어링을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 예압 기구는 상기 제 2 베어링으로 상기 예압력들을 부여할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 밀링 머신은 상기 구동축과 상기 베벨 기어 사이로 윤활제를 공급하는 제 2 윤활 라인을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 윤활제는 에어와 오일을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 밀링 머신은 상기 베벨 기어와 접하는 상기 스핀들의 외주면에 설치되어, 상기 베벨 기어에 대해서 상기 스핀들의 상대 운동이 방지되도록 상기 스핀들의 회전 방향을 구속하는 적어도 하나의 키를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 견지에 따른 터닝 센터의 밀링 머신은 구동축, 베벨 기어, 스핀들, 제 1 및 제 2 베어링들, 제 1 윤활 라인 및 제 2 윤활 라인을 포함할 수 있다. 상기 구동축은 터닝 센터의 공구대에 배치될 수 있다. 상기 구동축은 제 1 축을 중심으로 회전될 수 있다. 상기 베벨 기어는 상기 구동축에 장착될 수 있다. 상기 스핀들은 상기 베벨 기어와 치합되어, 상기 제 1 축과 직교하는 제 2 축을 중심으로 회전할 수 있다. 상기 스핀들은 밀링 공구를 클램핑할 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 베어링들은 상기 스핀들의 외주면에 배치되어, 상기 스핀들의 회전 운동을 지지할 수 있다. 상기 제 1 윤활 라인은 상기 제 1 및 제 2 베어링들로 윤활제를 공급할 수 있다. 상기 제 2 윤활 라인은 상기 구동축과 상기 베벨 기어 사이로 윤활제를 공급할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제 1 베어링은 공작물이 위치한 상기 스핀들의 전방 외주면에 배치될 수 있다. 상기 제 2 베어링은 상기 스핀들의 후방 외주면에 배치될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 밀링 머신은 상기 구동축, 상기 스핀들 및 상기 제 1 및 제 2 베어링들을 수용하고, 상기 제 1 및 제 2 윤활 라인들이 형성된 하우징을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 밀링 머신은 상기 베벨 기어와 접하는 상기 스핀들의 외주면에 설치되어, 상기 베벨 기어에 대해서 상기 스핀들의 상대 운동이 방지되도록 상기 스핀들의 회전 방향을 구속하는 적어도 하나의 키를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 윤활제는 에어와 오일을 포함할 수 있다.
상기된 본 발명에 따르면, 예압 기구는 스핀들의 회전 속도에 따라 서로 다른 예압력들을 베어링에 선택적으로 부여할 수 있다. 따라서, 스핀들이 저속으로 회전하는 경우, 설정된 일정 예압력에 예압 기구로부터의 예압력이 부가되어, 공구의 강성이 강화될 수 있다. 스핀들이 고속으로 회전하는 경우, 베어링으로 인가되는 예압력을 낮추거나 차단하여, 베어링의 수명을 연장시킬 수 있다. 또한, 윤활제가 에어와 오일을 포함하므로, 베어링과 베벨 기어의 피로 수명을 연장시킬 수 있다. 아울러, 키가 스핀들의 회전 방향을 구속하게 되므로, 베벨 기어에 대해서 스핀들의 상대적 회전 이동을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터닝 센터의 밀링 머신을 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 밀링 머신을 확대해서 나타낸 단면도이다.
도 3 내지 도 5는 도 2에 도시된 밀링 머신의 예압 기구의 동작을 나타낸 단면도들이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터닝 센터의 밀링 머신을 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 밀링 머신을 확대해서 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 터닝 센터의 밀링 머신은 모터(110), 구동축(120), 제 1 베어링(130), 제 2 베어링(140), 베벨 기어(150), 스핀들(160), 한 쌍의 키(135), 제 1 윤활 라인(170), 제 2 윤활 라인(172), 예압 기구(180) 및 하우징(190)을 포함할 수 있다.
하우징(190)은 구동축(120), 제 1 베어링(130), 제 2 베어링(140), 베벨 기어(150), 스핀들(160) 및 예압 기구(180)를 수용할 수 있다.
구동축(120)은 모터(110)에 연결될 수 있다. 모터(110)는 구동축(120)의 상단에 연결될 수 있다. 구동축(120)은 모터(110)의 회전력에 의해서 제 1 축을 중심으로 회전될 수 있다.
베벨 기어(150)는 구동축(120)의 외주면에 장착될 수 있다. 베벨 기어(150)는 제 1 축을 중심으로 한 구동축(120)의 회전력을 제 1 축과 실질적으로 직교하는 제 2 축을 중심으로 한 회전력으로 전환시킬 수 있다.
스핀들(160)은 베벨 기어(150)와 치합될 수 있다. 제 1 축을 중심으로 한 구동축(120)의 회전력은 베벨 기어(150)를 통해서 스핀들(160)로 전달될 수 있다. 따라서, 스핀들(160)은 제 2 축을 중심으로 회전될 수 있다. 밀링 공구는 스핀들(160)에 클램핑될 수 있다.
한 쌍의 키(135)들은 스핀들(160)과 베벨 기어(150) 사이에 개재될 수 있다. 키(135)들은 베벨 기어(150)와 접하는 스핀들(160)의 외주면에 고정될 수 있다. 키(135)들은 베벨 기어(150)에 대해서 스핀들(160)의 상대 운동이 발생되지 않도록 스핀들(160)의 회전 방향을 구속할 수 있다.
제 1 베어링(130)은 스핀들(160)의 하단과 인접한 스핀들(160)의 전방 외주면에 설치될 수 있다. 제 2 베어링(140)은 스핀들(160)의 상단과 인접한 스핀들(160)의 후방 외주면에 설치될 수 있다. 제 1 및 제 2 베어링(130, 140)들은 로크 너트의 조임에 의해서 하우징(190)에 고정될 수 있다. 따라서, 로크 너트의 조임력이 제 1 및 제 2 베어링(130, 140)들에 인가되므로, 이러한 로크 너트의 조임력이 제 1 및 제 2 베어링(130, 140)들의 기본 예압력에 해당될 수 있다.
제 1 및 제 2 베어링(130, 140)들은 스핀들(160)의 회전 운동을 지지할 수 있다. 제 1 및 제 2 베어링(130, 140)들은 테이퍼 롤러 베어링을 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 베어링(130, 140)들은 실질적으로 동일한 구조를 가지므로, 여기에서는 제 2 베어링(140)의 구조에 대해서만 설명한다. 다른 실시예로서, 제 1 및 제 2 베어링(130, 140)들은 테이퍼 롤러 베어링 이외의 다른 구조의 베어링일 수도 있다. 또한, 제 1 및 제 2 베어링(130, 140)들은 서로 다른 구조들을 갖는 베어링들일 수도 있다.
제 2 베어링(140)은 내륜(142), 테이퍼 롤러 베어링(144) 및 외륜(146)을 포함할 수 있다. 내륜(142)의 내측면은 스핀들(160)에 고정되어, 스핀들(160)과 함께 회전될 수 있다. 테이퍼 롤러 베어링(144)은 제 2 축에 대해서 경사지게 배치될 수 있다. 테이퍼 롤러 베어링(144)의 내측은 내륜(142)의 외측면과 접촉하여, 스핀들(160)의 회전 운동을 지지할 수 있다. 외륜(146)의 내측면은 테이퍼 롤러 베어링(144)의 외측면에 대해서 제 2 축을 따라 슬라이딩 이동이 가능하게 접촉될 수 있다. 즉, 외륜(146)은 하우징(190)의 내부에 제 2 축을 따라 이동 가능하게 수용될 수 있다. 따라서, 외륜(146)의 내측면(147)은 테이퍼 롤러 베어링(144)의 경사진 외측면과 대응하도록 테이퍼진 형상을 가질 수 있다.
제 1 윤활 라인(170)은 하우징(190)의 내부에 형성될 수 있다. 제 1 윤활 라인(170)은 제 1 및 제 2 베어링(130, 140)들에 연결될 수 있다. 윤활제가 제 1 윤활 라인(170)을 통해서 제 1 및 2 베어링(140)들로 공급될 수 있다. 윤활제는 에어와 오일을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 제 1 윤활 라인(170)은 제 2 베어링(140)의 외륜(146)의 상단에 연결될 수 있다.
제 2 윤활 라인(172)은 하우징(190)의 내부에 형성될 수 있다. 제 2 윤활 라인(172)은 베벨 기어(150)와 구동축(120) 사이에 연결될 수 있다. 윤활제가 제 2 윤활 라인(172)을 통해서 베벨 기어(150)와 구동축(120) 사이로 공급될 수 있다. 윤활제는 에어와 오일을 포함할 수 있다.
예압 기구(180)는 제 2 베어링(140)에 예압력을 부여할 수 있다. 본 실시예에서, 예압 기구(180)는 스핀들(160)의 회전 속도에 따라 서로 다른 예압력들을 제 2 베어링(140)에 부여할 수 있다. 부가적으로, 예압 기구(180)가 제 1 베어링(130)에도 구비된 경우, 예압 기구(180)는 제 1 베어링(130)에도 스핀들(160)의 회전 속도에 따라 서로 다른 예압력들을 부여할 수 있다.
예압 기구(180)는 피스톤(182), 예압 라인(184), 제어부(186) 및 유압 펌프(188)를 포함할 수 있다.
피스톤(182)은 하우징(190)에 형성된 예압실(195) 내에 수용될 수 있다. 예압실(195)은 외륜(146)의 하부에 위치할 수 있다. 피스톤(182)은 예압실(195) 내에 제 2 축을 따라 이동 가능하게 수용될 수 있다. 예압실(195)의 하부에는 예압 유체의 누설을 방지하기 위한 오-링(185)이 배치될 수 있다.
예압 라인(184)은 하우징(190) 내에 형성되어, 예압실(195)에 연결될 수 있다. 유압 펌프(188)로부터 발생된 예압 유체가 예압 라인(184)을 통해서 예압실(195)로 공급될 수 있다. 예압실(195) 내의 예압 유체는 피스톤(182)을 제 2 축을 따라 위로 상승시킬 수 있다. 따라서, 피스톤(182)의 상승에 의해서 제 2 베어링(140)의 외륜(146)도 같이 상승될 수 있다. 결과적으로, 상승된 외륜(146)이 테이퍼 롤러 베어링(144)을 스핀들(160)의 중심을 향해서 밀게 되므로, 제 2 베어링(140)에 예압이 인가될 수 있다. 이러한 예압 기구(180)에 의한 예압력은 로크 너트의 조임력, 즉 기본 예압력보다 낮을 수 있다.
전술한 바와 같이, 예압 기구(180)의 예압 라인(184)은 제 2 베어링(140)의 외륜(146)의 하단에 연결되고, 제 1 윤활 라인(170)은 제 2 베어링(140)의 외륜(146)의 상단에 연결되므로, 예압 기구(180)로부터 외륜(146)으로 공급되는 예압과 제 1 윤활 라인(170)을 통해서 외륜(146)으로 공급되는 윤활제가 정반대일 수 있다. 제 1 윤활 라인(170)을 통한 윤활제의 공급 방향이 예압 기구(180)에 의한 예압력을 감소시키는 방향에 해당되고, 예압 기구(180)의 피스톤(182)의 이동 방향은 예압력을 증가시키는 방향에 해당될 수 있다.
제어부(186)는 스핀들(160)의 회전 속도에 따라 예압 유체의 압력 및 공급을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(186)는 유압 펌프(188)의 동작을 제어하여, 예압 유체의 압력 및 공급을 스핀들(160)의 회전 속도에 따라 제어할 수 있다. 본 실시예에서, 제어부(186)는 스핀들(160)의 회전 속도를 저속 구간, 중속 구간 및 고속 구간으로 구분할 수 있다.
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도 3은 저속 구간에서 예압 기구(180)의 동작을 나타낸 단면도이다.
도 3을 참조하면, 저속 구간에서는, 스핀들(160)의 원심력이 낮을 수 있다. 따라서, 기본 예압력보다 미소하게 크거나 또는 기본 예압력과 동일한 예압력이 제 2 베어링(140)으로 인가될 수 있다. 제어부(186)는 유압 펌프(188)를 제어하여, 제 1 예압력을 갖는 예압 유체가 예압 라인(184)을 통해서 예압실(195)로 공급될 수 있다. 피스톤(182)은 제 1 예압력을 갖는 예압 유체에 의해서 상승할 수 있다. 그러므로, 외륜(146)이 피스톤(182)과 함께 상승하게 되어, 테이퍼 롤러 베어링(144)을 스핀들(160)의 중심 방향으로 밀 수 있다. 결과적으로, 제 2 베어링(140)에는 기본 예압력과 예압 유체의 제 1 예압력이 합삽된 예압력이 인가될 수 있다.
도 4는 중속 구간에서 예압 기구(180)의 동작을 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 중속 구간에서는, 스핀들(160)의 원심력이 저속 구간보다 높을 수 있다. 제어부(186)는 유압 펌프(188)를 제어하여, 제 1 예압력보다 낮은 제 2 예압력을 갖는 예압 유체가 예압 라인(184)을 통해서 예압실(195)로 공급될 수 있다. 피스톤(182)은 제 2 예압력을 갖는 예압 유체에 의해서 상승할 수 있다. 제 2 예압력이 제 1 예압력보다 낮으므로, 중속 구간에서의 피스톤(182)의 상승 높이는 저속 구간에서의 피스톤(182)의 상승 높이보다 낮을 수 있다. 이러한 피스톤(182)에 의해서 외륜(146)이 상승하게 되어, 테이퍼 롤러 베어링(144)을 스핀들(160)의 중심 방향으로 밀 수 있다. 결과적으로, 제 2 베어링(140)에는 기본 예압력과 예압 유체의 제 2 예압력이 합삽된 예압력이 인가될 수 있다. 중속 구간에서의 예압력은 저속 구간에서의 예압력보다 낮을 수 있다. 예압력들 사이의 차이는 중속 회전하는 스핀들(160)의 원심력에 의해 보충될 수 있다.
도 5는 고속 구간에서 예압 기구(180)의 동작을 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면, 고속 구간에서는, 스핀들(160)의 원심력이 중속 구간보다 높을 수 있다. 제어부(186)는 유압 펌프(188)를 제어하여, 예압 유체의 공급을 차단시킬 수 있다. 따라서, 피스톤(182)과 외륜(146)은 상승하지 않을 수 있다. 결과적으로, 제 2 베어링(140)에는 기본 예압력만이 인가될 수 있다. 부족한 예압력은 고속 회전하는 스핀들(160)의 원심력에 의해 보충될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 실시예에 따르면, 예압 기구는 스핀들의 회전 속도에 따라 서로 다른 예압력들을 베어링에 선택적으로 부여할 수 있다. 따라서, 스핀들이 저속으로 회전하는 경우, 설정된 일정 예압력에 예압 기구로부터의 예압력이 부가되어, 공구의 강성이 강화될 수 있다. 스핀들이 고속으로 회전하는 경우, 베어링으로 인가되는 예압력을 낮추거나 차단하여, 베어링의 수명을 연장시킬 수 있다. 또한, 윤활제가 에어와 오일을 포함하므로, 베어링과 베벨 기어의 피로 수명을 연장시킬 수 있다. 아울러, 키가 스핀들의 회전 방향을 구속하게 되므로, 베벨 기어에 대해서 스핀들의 상대적 회전 이동을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 ; 모터 120 ; 구동축
130 ; 제 1 베어링 135 ; 키
140 ; 제 2 베어링 142 ; 내륜
144 ; 테이퍼 롤러 베어링 146 ; 외륜
150 ; 베벨 기어 160 ; 스핀들
170 ; 제 1 윤활 라인 172 ; 제 2 윤활 라인
180 ; 예압 기구 182 ; 피스톤
184 ; 예압 라인 185 ; 오-링
186 ; 제어부 188 ; 유압 펌프
190 ; 하우징 195 ; 예압실

Claims (19)

  1. 터닝 센터의 공구대에 배치되고, 제 1 축을 중심으로 회전되는 구동축;
    상기 구동축에 장착된 베벨 기어; 및
    상기 베벨 기어와 치합되어 상기 제 1 축과 직교하는 제 2 축을 중심으로 회전하며, 밀링 공구를 클램핑하는 스핀들;
    상기 스핀들의 외주면에 배치되어, 상기 스핀들의 회전 운동을 지지하는 적어도 하나의 베어링;
    상기 베어링으로 윤활제를 공급하는 제 1 윤활 라인; 및
    상기 스핀들의 회전 속도에 따라 상기 베어링에 서로 다른 예압력들을 선택적으로 부여하는 예압 기구를 포함하고,
    상기 예압 기구는
    상기 베어링을 예압하는 피스톤;
    상기 피스톤으로 예압 유체를 공급하여, 상기 예압력들이 증가되는 방향으로 상기 피스톤을 이동시키는 예압 라인; 및
    상기 스핀들의 회전 속도에 따라 상기 예압 유체가 상기 예압 라인으로 선택적으로 공급되도록 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 베어링은 상기 제 1 윤활 라인이 연결된 일단 및 상기 피스톤이 연결된 타단을 포함하여 상기 윤활제와 상기 예압력이 서로 반대 방향들을 따라 상기 베어링에 인가되고,
    상기 제어부는 상기 스핀들의 회전 속도를 저속 구간, 중속 구간 및 고속 구간으로 구분하고,
    상기 저속 구간에서 상기 제어부는 제 1 예압력을 갖는 상기 예압 유체를 상기 예압 라인을 통해서 상기 피스톤으로 공급되도록 제어하고,
    상기 중속 구간에서 상기 제어부는 상기 제 1 예압력보다 낮은 제 2 예압력을 갖는 상기 예압 유체를 상기 예압 라인을 통해서 상기 피스톤으로 공급되도록 제어하며,
    상기 고속 구간에서 상기 제어부는 상기 예압 유체의 공급을 차단시키는 터닝 센터의 밀링 머신.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 윤활제는 에어와 오일을 포함하는 터닝 센터의 밀링 머신.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 베어링은
    상기 스핀들의 회전 운동을 지지하는 테이퍼 롤러 베어링;
    상기 테이퍼 롤러 베어링의 내주면에 장착되어, 상기 스핀들과 함께 회전되는 내륜; 및
    상기 테이퍼 롤러 베어링의 외주면을 회전 가능하게 지지하는 테이퍼면, 상기 제 1 윤활 라인이 연결된 일단, 및 상기 피스톤이 연결된 타단을 포함하는 외륜을 포함하는 터닝 센터의 밀링 머신.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 구동축, 상기 스핀들 및 상기 베어링을 수용하고, 상기 제 1 윤활 라인과 상기 예압 라인이 형성된 하우징을 더 포함하는 터닝 센터의 밀링 머신.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 베어링은
    상기 스핀들의 전방 외주면에 배치된 제 1 베어링; 및
    상기 스핀들의 후방 외주면에 배치된 제 2 베어링을 포함하는 터닝 센터의 밀링 머신.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 예압 기구는 상기 제 2 베어링으로 상기 예압력들을 부여하는 터닝 센터의 밀링 머신.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 구동축과 상기 베벨 기어 사이로 윤활제를 공급하는 제 2 윤활 라인을 더 포함하는 터닝 센터의 밀링 머신.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 윤활제는 에어와 오일을 포함하는 터닝 센터의 밀링 머신.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 베벨 기어와 접하는 상기 스핀들의 외주면에 설치되어, 상기 베벨 기어에 대해서 상기 스핀들의 상대 운동이 방지되도록 상기 스핀들의 회전 방향을 구속하는 적어도 하나의 키를 더 포함하는 터닝 센터의 밀링 머신.
  15. 삭제
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