KR19990032787U - 엔씨 공작기계의 볼스크류 유니트의 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 이송 속도가 고속화함에 따라 필연적으로 발생하는 볼스크류 유니트의 열을 냉각유를 유통시켜 제거함으로써 고속의 이송속도와 높은 위치결정 정밀도를 얻도록 하는 NC 공작기계의 볼스크류 유니트의 냉각장치에 관한 것으로서, 서보모터(10)의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 볼스크튜 축(12)과 이와 스크류결합하는 볼스크류 너트(13), 상기 볼스크류 축(12)과 서보모터(10)의 기하학적 정렬오차를 완화하기 위한 플렉시블 커플링(14), 상기 볼스크류 축(12)에 인장력을 가하면서 상기 볼스크류 축(12)과 볼스크류 너트(13)를 지지하는 지지베어링(15)으로 구성된 NC 공작기계의 볼스크류 유니트에 있어서,

윤활유 탱크(20); 상기 윤활유 탱크(20)로부터의 윤활유를 펌핑 순환시키는 펌프(22); 축 내부에 축방향의 냉각유로(24a)가 형성되고, 상기 냉각유로(24a) 상에 이를 지지하는 베어링(25)으로 윤활유가 유입 또는 유출되도록 유입로(24b) 및 유출로(24c)가 직각되게 형성된 볼스크류 축(24); 상기 볼스크류 축(24)으로 윤활유가 유입 또는 유출되면서 순환되게 순환관로(25a)가 각각 형성된 지지베어링(25)으로 구성하여 된 것이다.

Description

엔 씨 공작기계의 볼스크류 유니트의 냉각장치

본 고안은 NC 공작기계의 볼스크류 유니트의 냉각장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이송 속도가 고속화함에 따라 필연적으로 발생하는 볼스크류 유니트의 열을 냉각유를 유통시켜 제거함으로써 고속의 이송속도와 높은 위치결정 정밀도를 얻도록 하는 NC 공작기계의 볼스크류 유니트의 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 NC 공작기계의 이송계는 도 1 에 도시된 바와 같이 서보모터(10)와, 상기 서보모터(10)의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 볼스크튜 축(12)과 이와 스크류결합하는 볼스크류 너트(13), 상기 볼스크류 축(12)과 서보모터(10)의 기하하적 정렬오차를 완화하기 위한 플렉시블 커플링(14), 상기 볼스크류 축(12)에 인장력을 가하면서 상기 볼스크류 축(12)과 볼스크류 너트(13)를 지지하는 지지베어링(15)으로 구성된다.

그러나, 높은 이송속도를 얻기위해 서보모터를 고속으로 회전시키면 볼스크류 너트에 조립되어 있는 볼의 공전속도가 높아져 높은 열이 발생하게 된다. 이로 인해 볼스크류 축과 볼은 팽창을 하게 되고 그 결과 위치결정 정밀도에 치명적인 악영향을 초래하게 된다.

종래에는 이와 같은 현상을 방지하기 위해 볼스크류 축의 온도상승을 미리 예측하여 예측된 온도상승에 해당되는 열팽창량만큼 볼스크류 축의 길이를 짧게 제작한 후 조립시에 열팽창량만큼 인장시키는 것이 일반적인 방법이었다.

그러나, 이송계를 고속화하면 온동 상승량이 많아지고 이를 보정하려면 인장량을 높여야 하는데, 이럴 경우 지지베어링에 과다한 부하가 가해져 발열을 더욱 유발시키는 악순환이 발생하게 된다.

또한, 지지베어링에 공급되는 윤활유는 비순환방식을 채택하고 있기 때문에 이로 인해 베어링을 윤활하고 난 후의 윤활유는 절삭유와 혼합되어 절삭유의 성능을 떨어뜨리거나 수명을 단축시키게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 제반문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서 그 목적은 볼스크류의 내부와 지지베어링을 통과하는 냉각 유로를 형성시켜 볼스크류 축과 이를 지지하는 베어링에서 발생하는 열을 냉각함으로써 볼스크류 축의 열변형에 의한 공작기계 정밀도의 저하를 막기 위한 NC 공작기계의 볼스크류 유니트의 냉각장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 고안은, 서보모터의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 볼스크튜 축과 이와 스크류결합하는 볼스크류 너트, 상기 볼스크류 축과 서보모터의 기하학적 정렬오차를 완화하기 위한 플렉시블 커플링, 상기 볼스크류 축에 인장력을 가하면서 상기 볼스크류 축과 볼스크류 너트를 지지하는 지지베어링으로 구성된 NC 공작기계의 볼스크류 유니트에 있어서,

윤활유 탱크; 상기 윤활유 탱크로부터의 윤활유를 펌핑 순환시키는 펌프; 축 내부에 축방향의 냉각유로가 형성되고, 상기 냉각유로 상에 이를 지지하는 베어링으로 윤활유가 유입 또는 유출되도록 유입로 및 유출로가 직각되게 형성된 볼스크류 축; 상기 볼스크류 축으로 윤활유가 유입 또는 유출되면서 순환되게 순환관로가 각각 형성된 지지베어링으로 구성하여 된 특징을 갖는다.

도 1 은 종래의 볼스크류 유니트를 도시한 측단면도.

도 2 는 본 고안에 따른 NC 공작기계의 볼스크류 유니트의 냉각장치를 도시한 개략적인 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 서보모터, 12: 볼스크류 축,

13: 볼스크류 너트, 14: 플렉시블 커플링,

15: 지지베어링, 20: 윤활유 탱크,

22: 펌프, 24: 볼스크류 축,

24a: 냉각유로, 24b: 유입로,

24c: 유출로, 25: 지지베어링,

25a: 순환관로,

이하, 본 고안을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도 2 는 본 고안에 따른 NC 공작기계의 볼스크류 유니트의 냉각장치를 도시한 개략적인 구성도이다.

본 고안의 구성은, 서보모터(10)의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 볼스크튜 축(12)과 이와 스크류결합하는 볼스크류 너트(13), 상기 볼스크류 축(12)과 서보모터(10)의 기하학적 정렬오차를 완화하기 위한 플렉시블 커플링(14), 상기 볼스크류 축(12)에 인장력을 가하면서 상기 볼스크류 축(12)과 볼스크류 너트(13)를 지지하는 지지베어링(15)으로 구성된 NC 공작기계의 볼스크류 유니트에 있어서,

윤활유 탱크(20)를 구비한다. 상기 윤활유 탱크(20)는 도시되지 않은 절삭유 탱크와 별개이다.

또한, 상기 윤활유 탱크(20)로부터의 윤활유를 펌핑 순환시키는 펌프(22)를 설치 구비하는 한편, 축 내부에 축방향의 냉각유로(24a)가 형성되고, 상기 냉각유로(24a) 상에 이를 지지하는 베어링(25)으로 윤활유가 유입 또는 유출되도록 유입로(24b) 및 유출로(24c)가 직각되게 형성된 볼스크류 축(24)를 구비 구성한다.

또한, 상기 볼스크류 축(24)으로 윤활유가 유입 또는 유출되면서 순환되게 순환관로(25a)가 각각 형성된 지지베어링(25)으로 구성하여 된 것이다.

상기 지지베어링(25)은 볼스크류 축(24)을 회전시키기 위한 회전체와 그 회전체와 점접촉 또는 선접촉되어 회동하는 회전체를 지지하기 위해 베드(도시안됨)에 설치되는 고정체로 구성되어 있으며, 상기 순환되는 윤활유가 볼스크류 축(24)에 형성된 냉각유로(24a)와 유입로(24b) 및 유출로(24c)를 거치면서 순환되기 위해 지지베어링(25) 내부에 구성되는 내부 구조체들이 서로 통하게 구성되어야 함은 주지된 사실이지만 본 고안의 요지로 하는 각 윤활유의 유로들의 형성으로 말미암아 내구성을 떨어뜨리지 말아야 한다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

윤활유탱크(20)의 윤활유가 펌프(22)에 의해 펌핑되어 지지베어링(25)의 순환관로(25a)를 통해 유입되면 지지베어링(25)의 내부구조체를 윤활시키면서 유입로(24b)를 통해 볼스크류 축(24)의 냉각유로(24a)로 윤활유가 유입되어 축을 냉각시킨다.

또한, 냉각유로(24a)내의 윤활유는 다시 흐름에 의해 유출로(24c)를 통해 다른 측의 지지베어링(25)의 내부구조체를 윤활시킨 후 순환관로(25a)를 통해 윤활유 탱크(20)로 재유입된다. 따라서, 본 고안의 윤활유장치는 펌핑에 의해 윤활유가 정체되지 않고 항상 순환되도록 한 것이다.

이상에서 설명한 본 고안은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상에서와 같은 본 고안을 적용하게 되면, 윤활유가 정체되지 않고 항상 일정한 경로로 순환되도록 구성되어 있기 때문에 윤활의 특성을 종래에 비해 향상시킬 수 있는 한편, 잦은 이동으로 높은 열이 발생되는 볼스크류 축을 냉각시키도록 하므로써 열에 의해 발생될 수 있는 축의 변형 등을 용이하게 방지하게 되는 매우 유용한 효과가 기대된다.

Claims (1)

1. 서보모터(10)의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 볼스크튜 축(12)과 이와 스크류결합하는 볼스크류 너트(13), 상기 볼스크류 축(12)과 서보모터(10)의 기하학적 정렬오차를 완화하기 위한 플렉시블 커플링(14), 상기 볼스크류 축(12)에 인장력을 가하면서 상기 볼스크류 축(12)과 볼스크류 너트(13)를 지지하는 지지베어링(15)으로 구성된 NC 공작기계의 볼스크류 유니트에 있어서,

   윤활유 탱크(20);

   상기 윤활유 탱크(20)로부터의 윤활유를 펌핑 순환시키는 펌프(22);

   축 내부에 축방향의 냉각유로(24a)가 형성되고, 상기 냉각유로(24a) 상에 이를 지지하는 베어링(25)으로 윤활유가 유입 또는 유출되도록 유입로(24b) 및 유출로(24c)가 직각되게 형성된 볼스크류 축(24);

   상기 볼스크류 축(24)으로 윤활유가 유입 또는 유출되면서 순환되게 순환관로(25a)가 각각 형성된 지지베어링(25)으로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 NC 공작기계의 볼스크류 유니트의 냉각장치.