KR20020097423A

KR20020097423A - 터렛헤드 장치

Info

Publication number: KR20020097423A
Application number: KR1020010035356A
Authority: KR
Inventors: 추광식
Original assignee: 이더블유에스 코리아 주식회사
Priority date: 2001-06-21
Filing date: 2001-06-21
Publication date: 2002-12-31
Also published as: KR100436249B1

Abstract

본 발명은 공작기계에 설치되고 한 개의 구동모터로 터렛과 회전공구를 선택적으로 구동시키도록한 터렛 헤드장치에 관한 것이다. 본 발명은 프레임(10)의 후면에 구동모터(101)를 설치하고 상기 구동모터(101)의 동력으로 디스크(119) 인덱싱으로 인한 자동공구 교환과 회전공구(120)의 동작을 선택적으로 구동시키는 터렛 헤드장치에 있어서, 상기 구동모터(101)로부터 회전 동력을 전달받고 모터샤프트(102)의 연부일주 측면에 형성된 제 1외치스퍼기어(103)와, 상기 제 1외치스퍼기어(103)의 연부일주 측면과 치합되어 내부에 스플라인부를 형성한 스퍼기어(105)와, 상기 스퍼기어(105)의 외주부에 위치한 실린더부(104)와, 상기 실린더부(104)가 유압에 의해 후진 동작시 스플라인스퍼기어(106)와 치합되어 연동하는 선회커빅커플링(108)와, 상기 실린더부(104)의 전진 동작시 스플라인스퍼기어(106)와 치합되어 연동하는 링기어(109)와, 상기 선회커빅커플링(108)와 링기어(109)의 내면에 형성되고 프레임(10)과 일체로 볼트 결합되는 고정커빅커플링(111)와, 상기 선회커빅커플링(108)과 고정커빅커플링(111)의 치형과 대향측으로 치형이 형성되어 유압의 유입과 유출에 의해 전진 또는 후진하여 결합 또는 이격되는 피스톤커빅커플링(110)과, 상기 순차적으로 결합된 피스톤커빅커플링(110)과 고정커빅커플링(111)과 프레임(10)의 내면 중앙에 형성되고 프레임(10) 전면의 디스크(119) 회전동작을 니들베어링(135)로 지지하는 제 2샤프트(112)와, 상기 하우징(10)의 측면에 설치되고 링기어(109)와 연동하여 회전공구(120)에 회전동력을 전달하는 작은기어(114)를 포함한다. 이에 따라, 동일한 구동모터로 자동공구의 교환과 회전공구의 동력전달을 선택적으로 구동시킬 수 있고, 부품수의 감소로 제어를 단순화 할수 있으며, 한번의 유압의 유입과 유출로써 동시 동작이 가능하여 공구교환의 시간을 단축한다. 또한 하우징 내에 설치되는 부품의 수의 감소로 하우징의 부피를 최소화할 수 있으며, 터렛선반의 표준공구대와 턴밀 수직선반 공구대에 사용하는데 있어서 공용화할 수 있는 효과가 있다.

Description

터렛헤드 장치{apparatus of turret-head}

본 발명은 공작기계용 터렛 헤드 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공작기계에 설치되고 한개의 구동모터로 터렛과 회전공구를 선택적으로 구동시키도록한 터렛 헤드장치에 관한 것이다.

일반적으로 엔시 선반(Numerrically Controlled Lathe)이나 머시닝센터(MC)등에 설치되는 터렛 헤드 장치는 구동모터로 사용자가 필요한 공구는 터렛을 회전시켜서 가공물 상부나 측면에 위치시킨다. 상기 가공물의 상부나 측면에 위치한 선택된 공구는 상부 또는 측면에 설치된 또 하나의 다른 보조모터를 구동시키며, 상기 구동된 보조모터는 공구를 회전시켜 가공물에 홀가공 또는 커팅을 실시한다.

하지만, 최근에는 다수의 모터가 아닌 메인모터 하나로써 터렛의 회전과 공구의 회전을 동시에 실시되도록 터렛헤드 장치가 발전했다. 그 일 예로 종래기술 유럽특허 공개번호 EP 0 765 499 B1가 있다.

상기 유럽특허 공개번호 EP 0 765 499 B1은 그 구성상으로 도 4에 도시된 바와 같이, 공구대용 터렛 헤드장치는 원통형의 하우징(10)을 가지고, 하우징(10)의 후면에는 하나의 모터(15)가 부착되어 있다. 제 1과 제 2 연동기어부(20,30)는 상기 하우징(10) 안에 내포 되어있고, 공구구동샤프트(51)은 터렛(40) 안에 내포 되어있다.

상기 제 1과 제 2연동기어부(20,30)와 모터(15), 그리고 터렛(40)은 하우징(10)의 중심축과 함께 일렬로 늘어서 있다. 상기 하우징(10)은 직경이 비교적 큰 몸체부(11) 전면에 형성되고, 후부재(13)은 상기 몸체부(11)의 끝단과 결합되어 있다. 또한, 보조부재(14)는 전부재(12)의 후면에 추가하여 몸체부(11) 내에 수용된다. 상기 모터(15)는 후부재(13)의 후면에 형성된다.

상기 제 1과 제 2 연동기어부(20,30)는 각각으로 선기어(21,31)를 중심부에 위치시켜 형성되고, 운반대(23,33)은 평기어(22,32)의 상부에 형성되고, 그리고 링기어(24,34)는 평기어(22,32)와 내치되어 구동한다. 상기 평기어(22,32)의 같은 원둘레상 운반대(23,33)상면에 다수개 제공된다.

상기 제 1 연동기어부(20)의 링기어(24)는 제 2 연동기어부(30)의운반대(33) 내부 후면에 형성되고, 상기 제 2 연동기어부(30)의 선기어(31)는 상기 제 1 연동기어부(20)에 형성된 운반대(23)의 전면에 돌출되게 형성된다.

상기 제 1 연동기어부(20)의 선기어(21)은 베어링 사이와 운반대(23) 안에 회전되게 내포된다. 스풀라인(21a)는 선기어(21)의 후면에 덧붙여져 형성되며, 그리고 원통형부재(25)는 운반대(23)의 후면에 덧붙여져 형성된다.

지지부재(35)는 제 2 연동기어부(30)의 운반대(33) 후면 끝단에 연결되어 있다. 상기 운반대(33)과 지지부재(35)는 마찰방지용도로 회전 가능한 금속브쉬(36a,36b)를 통과하여 상기 하우징의 전부재(12)와 몸체부(11) 안에 내포되고, 전면과 후면으로 움직임이 가능하도록 형성된다.

또 다른 지지부재(34a)는 링기어(34)의 후면과 결합되어 있고, 상기 링기어(34)는 상기 지지부재(34a)와 베어링을 통과하여 운반대(33)의 외부후미에서 회전가능하도록 형성되어 있다. 상기 베어링는 너트에 의해 고정된다.

구동부재(37)은 운반대(33)과 연결된 지지부재(35)의 외부면에 배열된다. 상기 구동부재(37)은 지지부재(35)의 전면부를 향하여 개방되고 비교적 큰 지름을 가진 압력부재(37a)과 함께, 이음보와 너트를 통과하여 지지부재(35)와 결합된다.

링부재(14a)는 상기 하우징(10)에 형성된 보조부재(14)의 후면 끝단에 형성된다. 또한, 구동부재(37)의 개재물인 지름의 최고점은 전면과 후면에 분할된 유압챔버(14b)가 링부재(14a)와 보조부재(14) 사이에 삽입되어 있다. 상기 구동부재(37)의 외면은 두 지점이 보조부재(14)와 접촉하도록 되어있다.

상기 유압챔버(14b)는 서로 독립적인 후면 오일경로와 전면을 상기하우징(10)의 외부에 위치한 유압공급원과 연결된다.

상기 지지부재(35)와 운반대(33)는 오일경로를 통해서 유압챔버(14b)의 전면 또는 후면의 이동을 유압의 유입과 유출에 의해 구동부재(37)가 동작하고, 상기 구동부재(37)의 전면과 후면의 동작에 의해 가능하다.

상기 운반대(33)이 전면으로 향할 때, 압력부재(37)는 클러치(38)에 소정의 압력을 적용하고, 지지부재(34a)를 통해서 링기어(34)의 회전을 클러치(38)로 가능하게 한다. 상기 운반대(33)가 후면으로 이동할 때, 링기어(34)와 지지부재(34a)를 풀어준다.

터렛(40)은 운반대(33)의 전면 끝단과 연결된다. 복합적으로 연결된 기어부(41,16)은 하우징(10)의 전부재(12) 전면에 형성된다. 기어부(41,16)은 운반대(33)을 통해서 터렛(40)이 동작할 때, 후퇴의 동작에 의해 이격할 수 있다.

따라서, 터렛(40)의 동작은 제 2 연동기어부(30)의 링기어(34)는 접합 또는 풀림을 제어하는 클러치(38)와 연결되어 가능하다.

보조축(52)는 각진 접촉베어링을 통해서 운반대(33)의 전면에 형성되어 회전한다. 상기 보조축(52)는 제 2 연동기어부(30)의 선기어(31)과 연결된다. 또한 보조축(52)은 상기 제 1 연동기어부(20)의 운반대(23)와 연결된다. 그리고 상기 운반재(33)의 전면 끝단에 연결된 베벨기어(52a,52d)와 연결된다.

공구구동축(51)은 베어링을 통해서 터렛(40) 안에서 회전가능하게 형성된다. 상기 공구구동축(51)은 선기어(31)과, 보조축(52)와, 베벨기어(52a,52d)를 통해서 제 1 연동기어부(20)의 운반대(23)과 순차적으로 연결된다.

하지만, 하우징의 내부에 길게 연장된 스풀라인과 베벨기어 등을 설치해야 하므로 상대적으로 하우징의 부피가 커지거나 중량이 증대되어 터렛 구동축의 회전에 의해 터렛이 회전할 때 발생하는 관성력이 증대되고, 인덱스 시간이 길어지는 문제점이 있다.

또한, 하우징의 내부에 설치된 부품의 숫자가 많아 기어의 마모 또는 유압회로의 고장 발생시 부품의 재 배치와 수리가 어려우며, 턴밀 수직선반 등에 사용하기 위해서는 하우징의 부피가 더 증가하는 단점이 있어, 일반적인 터렛선반의 공구대와 턴밀 수직선반 공구대에 사용하는데 있어서 공용화하는데 큰 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 단일한 구동모터로 테렛헤드의 회전과 회전공구의 회전을 선택적으로 구동시킬 수 있도록 하고, 터렛이 회전할 시 관성력을 감소시켜 인덱스의 시간을 단축하며, 설치되는 부품의 수를 감소시켜 하우징의 부피를 최소화되도록 한 공작기계용 터렛 헤드장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 프레임(10)의 후면에 구동모터(101)를 설치하고 상기 구동모터(101)의 동력으로 디스크(119) 인덱싱으로 인한 자동공구 교환과 회전공구(120)의 동작을 선택적으로 구동시키는 터렛 헤드장치에 있어서, 상기 구동모터(101)로부터 회전 동력을 전달받고 모터샤프트(102)의 연부일주 측면에 형성된 제 1외치스퍼기어(103)와, 상기 제 1외치스퍼기어(103)의 연부일주 측면과 치합되어 내부에 스플라인부를 형성한 스퍼기어(105)와, 상기 스퍼기어(105)의 외주부에 위치한 실린더부(104)와, 상기 실린더부(104)가 유압에 의해 후진 동작시 스플라인스퍼기어(106)와 치합되어 연동하는 선회커빅커플링(108)와, 상기 실린더부(104)의 전진 동작시 스플라인스퍼기어(106)와 치합되어 연동하는 링기어(109)와, 상기 선회커빅커플링(108)와 링기어(109)의 내면에 형성되고 프레임(10)과 일체로 볼트 결합되는 고정커빅커플링(111)와, 상기 선회커빅커플링(108)과 고정커빅커플링(111)의 치형과 대향측으로 치형이 형성되어 유압의 유입과 유출에 의해 전진 또는 후진하여 결합 또는 이격되는 피스톤커빅커플링(110)과, 상기 순차적으로 결합된 피스톤커빅커플링(110)과 고정커빅커플링(111)과 프레임(10)의 내면 중앙에 형성되고 프레임(10) 전면의 디스크(119) 회전동작을 니들베어링(135)로 지지하는 제 2샤프트(112)와, 상기 하우징(10)의 측면에 설치되고 링기어(109)와 연동하여 회전공구(120)에 회전동력을 전달하는 작은기어(114)에 의해 달성된다.

또한, 상기 실린더부(104)는, 외측연부 후면에 소정의 치형을 가지고 내면에 중공부(105a)를 형성하는 스퍼기어(105)와, 상기 스퍼기어(105)의 내부에 형성되고 측면에 구속되어 전진 또는 후진 구동하는 스플라인 스퍼기어(106)와, 상기 스플라인 스퍼기어(106)의 후면에 결합되며, 유압의 유입과 유출에 의해 피스톤커빅커플링(110)과 동시에 연동하여, 상기 피스톤커빅커플링(110)과 반대방향으로 전진 또는 후진하는 피스톤(107)을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 실린더부(104)는 프레임(10)의 후면에 각각 유압의 유출과 유입공간인 유압실c(125)와 유압실d(126)를 형성하는 것을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 피스톤커빅커플링(110)은, 유압에 의해 후진할 시 상기 고정커빅커플링(111)과 선회커빅커플링(108)과 치합하여 터렛헤드의 정지 동작시 유동을 방지하고, 스플라인 스퍼기어(106)의 기어시프팅 동작을 동시에 수행하여 동작시간을 단축하는 것을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 피스톤커빅커플링(110)의 전면과 후면에 각각 유압의 유출과 유입의 공간인 유압실a(123)와 유압실b(124)를 형성하는 것을 더 포함하는 것이 바람직하다.

도 1a는 본 발명에 따른 터렛헤드 장치의 자동공구교환 동작 단면도이고,

도 1b는 본 발명에 따른 터렛헤드 장치의 회전공구 동작 단면도이고,

도 2은 본 발명에 따른 터렛헤드 장치의 실린더부의 분해사시도이고,

도 3은 본 발명에 따른 터렛헤드 장치의 신호장치 및 기어부의 단면도이고,

도 4는 종래 기술에 따른 터렛헤드 장치의 단면도이다.

-도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명-

10; 프레임99; 브이링

101; 구동모터102; 모터샤프트

103; 제1외치스퍼기어104; 실린더부

105; 스퍼기어105a; 중공부

105b; 가이드106; 스플라인 스퍼기어

106a; 돌출부107; 피스톤

107a; 리테이너108; 선회커빅커플링

109; 링기어110; 피스톤커빅커플링

111; 고정커빅커플링112; 제 2 샤프트

113; 네임플레이트114; 작은기어

115; 제3기어축116; 유압주입부

117; 유압투입구a118; 유압투입구b

119; 디스크120; 회전공구

121; 니들베어링122; 접촉부재

123; 유압실a124; 유압실b

125; 유압실c126; 유압실d

127; 베어링128; 조립스위치a

129; 조립스위치b130; 조립스위치c

131; 도그132; 브라켓트

133; 베어링134; 플랜지

135; 니들베어링

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 공작기계용 터렛 헤드장치를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1a는 본 발명에 따른 터렛헤드 장치의 자동공구교환 동작 단면도이고, 도 1b는 본 발명에 따른 터렛헤드 장치의 회전공구 동작 단면도이고, 도 2은 본 발명에 따른 터렛헤드 장치의 실린더부의 분해사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 터렛헤드 장치의 신호장치 및 기어부의 단면도이다.

먼저, 본 공작기계용 터렛 헤드장치의 내부구성은 도 1a,1b에 도시된 바와 같이,전체적으로 하우징 내부에 각각의 기어와 유압회로로 구성되어 있다. 상기 프레임(10)의 후면에 구동모터(101)가 설치되어 있고, 상기 구동모터(101)에는 회전동력을 전달하는 모터샤프터(102)가 형성되어 있다.

또한, 상기 모터샤프트(102)의 측면에는 도 3에 도시된 바와 같이, 상측에갈게 횡형으로 형성된 도그(131)가 형성되고, 모터샤프트(102)의 측면에는 브라켓트(132)에 고정된 조립스위치b,c(129,130)이 형성되어 있다. 상기 조립스위치(129,130)는 회전 동작을 감지하는 역할을 한다.

그리고, 상기 모터샤프터(102)의 외측 연부면에는 제1외치스퍼기어(103)가 연부일주면으로 설치되는데, 상기 제1외치스퍼기어(103)는 다수개의 볼트로써 단단하게 고정한다. 상기 다수개의 볼트는 구동모터(101)의 알피엠(RPM)이 증가하거나, 급속회전할 시 모터샤프트(102)와 이격되지 않도록하는 역할을 한다.

한편, 상기 제1외치스퍼기어(103)는 프레임(10)의 후면에 베어링(133)으로 지지된 스퍼기어(105)와 치합하고, 상기 스퍼기어(105) 외주부에 설치된 실린더부(104)는 도 2에 도시된 바와 같이, 전체적으로 스퍼기어(105)와 스플라인스퍼기어(106)와 피스톤(107), 리테이너(107a), 베어링(127)으로 구성된다.

상기 스퍼기어(105)의 내면은 중공부(105a)를 형성한다. 상기 중공부(105a)는 측면에 다수개의 길게 연장된 가이드(105b)를 형성한다.

상기 중공부(105a)의 내면에는 스플라인스퍼기어(106)가 삽입되는데, 상기 스플라인스퍼기어(106)는 그 후미 외주면에 중공부(105a)의 가이드(105b)와 동일한 갯수의 로드(rod)형상의 돌출부(106a)를 형성한다. 상기 돌출부(106a)는 가이드(105b)에 삽입되어 전진 또는 후진 동작을 하도록 한다.

상기 스플라인스퍼기어(106)는 전면에 스퍼기어의 치형을 가지고 있으며, 원형으로 형성되어 소정의 간격으로 입체적으로 원형홈(106b)이 형성된다. 또한 상기 스플라인스퍼기어(106)의 내부에는 베어링(127)를 삽입하여 피스톤(107)를 볼트로지지하여 연결한다.

상기 피스톤(107)은 스플라인스퍼기어(106)의 후미부에 위치하는데, 상기 실린더부(104)의 전후면에 형성된 유압실(123,126)에서 유체의 영향을 받아 전진 또는 후진하도록 되어있다.

상기 실린더부(106)의 후면 끝단에는 유체가 전면으로 침범하지 않도록 오일링과 스틸 재질의 리테이너(107a)를 삽입한다.

상기 실린더부(104)의 전면에 설치된 스플라인스퍼기어(106)는 도 1a,b에 도시된 바와 같이, 측면에는 수직적으로 형성된 선회커빅커플링(108)과 링기어(109)가 형성된다. 또한, 상기 스플라인스퍼기어(106)의 상측면에는 전후진동작을 감지하는 조립스위치a(128)가 위치한다.

상기 선회커빅커플링(108)은 연부측면에 스퍼기어치형을 가지며, 전면에 또 하나의 크라운기어치형를 형성한다. 상기 연부측면에 형성된 스퍼기어치형은 스플라인스퍼기어(106)와 치합되도록 되어있고, 크라운기어치형은 전면에 형성된 피스톤커빅커플링(110)과 치합되도록 되어있다.

상기 링기어(109)는 프레임(10) 내에 설치되는 선회커빅커플링(108)의 외주에 형성된 기어와 동일한 지름을 가지고 있으며, 그 연부측면에 스퍼기어치형을 가지고 중앙은 다수개의 니들베어링(135)이 플랜지(134)의 외주면에 삽입되어 회전 가능하도록 한다.

상기 선회커빅커플링(108)의 내부에는 프레임(10)에 볼트로 고정된 고정커빅커플링(111)이 형성된다. 상기 고정커빅커플링(111)은 피스톤선회커빅커플링(108)과는 이격되어 구성되고, 디스크(119)를 향해 치형이 형성되어 있다. 상기 고정커빅커플링(111)의 치형은 선회커빅커플링(108)의 크라운기어치형와 동일한 방향으로 형성되어 피스톤커빅커플링(110)과 치합되도록 되어있다. 또한 상기 고정커빅커플링(111)은 프레임(10)에 볼트로 결합되어 단단하게 고정된다.

상기 피스톤커빅커플링(110)는 유압에 의해 전진과 후진을 할수 있도록 되어 있으며, 그 치형이 상기 피스톤선회커빅커플링(108)의 크라운기어치형과 고정커빅커플링(111)의 치형과 마주보고 있어서, 상기 피스톤커빅커플링(110)이 후진할 시에 치합되게 되어있다.

그리고, 프레임(10)은 피스톤커빅커플링(110)이 후진할 시에 고정커빅커플링(111)이 더 이상 후면으로 밀리지 않도록하고, 상기 피스톤커빅커플링(110)과 제 2샤프트와 더불어 유압실(124,125)을 형성하여 유압이 유입 또는 유출시 유체와 접촉하며, 고정커빅커플링(111)과 접촉 형성된다.

상기 구동모터(101)에 근접한 순으로 프레임(10), 고정커빅커플링(111)과 선회커빅커플링(108), 접촉부재(122), 피스톤커빅커플링(110)이 순차적으로 형성되며, 그 내부에는 제 2샤프트(112)가 형성된다. 상기 제 2샤프트(112)는 유압의 이동통로를 제공하고, 전면에 프레임(10)의 외부로 노출된 디스크(119)를 니들베어링(121)으로 지지하고 절삭유통로를 구성하는 네임플레이트(113)을 갖는다.

상기 프레임(10)의 전면에 디스크(119)와 회전공구(120)가 배치되어있다. 상기 회전공구(120)는 밀링 또는 보링 작업을 가능하게 한다. 또한 상기 프레임(10)내부의 각 기어들 간의 동작시 유압에 의한 유체의 유출이 없도록 고무패킹 등의 브이링(99)을 삽입한다.

본 공작기계용 터렛 헤드장치의 동작은 도 1a와 도 1b에 도시되어 있다. 전체적으로 유압투입구(117,118)에 소정의 유압을 투입할 때 각각의 기어들이 맞물려 동작한다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 프레임(10)의 외부에 위치한 유압제어기(미도시)를 통해 상기 유압투입구a(117)에 유압을 투입했을 때 그 동작은 하기와 같다.

우선 유압투입구a(117)에 유압을 유입시키고, 상기 유압은 유압실b(124)로 유입된다. 상기 유압실b(124)로 유압이 유입됨과 동시에 피스톤커빅커플링(110)이 전진 동작을 한다.

이와 동시에 프레임(10)과 실린더부(104)에 형성된 유로를 통하여 유압실c(125)에 유압이 유입되고, 상기 유압의 유입으로 피스톤(107)이 후진 동작을 한다. 상기 피스톤(107)에 베어링(127)으로 고정된 스플라인 스퍼기어(106)를 이동시켜 선회커빅커플링(108)에 체결되게 하여 자동공구교환이 가능한 상태로 되게한다.

동시에 유압이 유입되는 유압실b(124)보다 유압실c(125)가 단면적이 협소하여 우선적으로 동작을 완료함으로써 기어시프팅이 정확하게 이루어진다.

상기 스플라인 스퍼기어(106)가 선회커빅커플링(108)의 외부면에 형성된 기어에 치합된 동작확인용 도그(131)는 도 3에 도시된 바와 같이, 유압에 의해 전후진되는 피스톤커빅커플링(110)에 나사로 체결 결합되어 있으며, 상기 피스톤커빅커플링(110)의 후부를 향해서 수평하게 도그(131)가 형성되어 있다. 또한, 제2샤프트(112)의 후부에는 브라켓트(132)이 고정되어 있고, 상기 브라켓트(132)에 동일한 사양의 근접스위치b,c(129,130)가 각각 수직으로 위치한다.

상기 피스톤커빅커플링(110)과 스플라인 스퍼기어(106)의 동작은 근접스위치a(128)와 근접스위치b(129)에 의해 감지된 후에 자동공구교환의 동작을 수행하도록 한다.

우선 구동모터(10)에서 모터샤프트(102)를 통해 전달된 회전력이 제1외치스퍼기어(103)에 가해지고, 상기 제1외치스퍼기어(103)는 실린더부(104)의 스퍼기어(105)에 회전력을 전달한다. 상기 프레임(10)의 베어링(133)으로 지지되는 스퍼기어(105)는 상기 제1외치스퍼기어(103)의 회전력을 직접 전달받아 스플라인 스퍼기어(106)에 그 회전력을 전달한다.

상기 스플라인 스퍼기어(106)는 후미에 결합된 스플라인 피스톤(107)이 유압에 의해 후진함과 동시에 그 측면에 위치한 선회커빅커플링(108)과 치합한다. 상기 회전력을 지닌 스플라인스퍼기어(106)는 선회커빅커플링(108)의 연부측면에 형성된 스퍼기어치형에 회전동력을 전달하고, 상기 선회커빅커플링(108)은 전달된 회전력에 의해 구동한다.

상기 선회커빅커플링(108)은 전면에 위치한 디스크(119)와 볼트로 결합되어 있어서, 회전구동시 디스크(119) 또한 연동한다. 상기 연동된 디스크(119) 전체는 제 2샤프트(112)을 중심으로 하여 회전하며, 디스크(119) 전면에 부착되어 있는 공구위치를 인덱싱 시켜 공구를 자동으로 호출하게 된다.

한편 회전공구의 동작은 도 1b에 도시된 바와 같이, 프레임(10)의 외부에 위치한 유압제어기(미도시)를 통해 상기 유압투입구b(118)에 유압을 투입했을 때 그 동작은 하기와 같다.

유압투입구b(118)로 유압의 유입에 의해 유압실a(123)에 유압이 유입되고 상기 유입된 유압은 피스톤 커빅커플링(110)이 후퇴하도록 하여 프레임(10) 내에 볼트로 고정된 고정커빅커플링(111)과 선회커빅커플링(108)을 치합하여 유압에 의해 공구의 위치를 결정하게 하여 정확한 위치에서 정지하고 가공물을 가공할 수 있게 한다.

회전 공구에 동력을 전달하기 위해서는 유압투입구b(118)를 통해서 유압실a(123)에 유압이 투입되도록 하며, 상기 유압실a(123)에 유압이 투입됨과 동시에 피스톤 커빅커플링(110)이 후퇴한다. 상기 피스톤 커빅커플링(110)이 후퇴와 연동하여 유압실d(126)에 유압이 유입되고 스플라인 피스톤(107)이 전진 동작을 한다.

상기 스플라인 피스톤(107)은 후면이 베어링(127)으로 고정된 스플라인 스퍼기어(106)을 이동시키고, 상기 이동된 스플라인 스퍼기어(106)는 링기어(109)와 치합되게 된다.

또한 상기 링기어(109)는 프레임(10)에 고정되어 있는 플랜지(133) 내부 외주면에 설치되어 있는 니들베어링(135)으로 지지되어, 반대측에 베어링으로 지지되어 있는 작은기어(114)에 동력을 전달하게 된다.

동력전달 경로를 순차적으로 살펴보면, 구동모터(101)의 회전동력이 제 1외치스퍼기어(103)에 전달되고, 상기 제 1외치스퍼기어는(103)은 회전동력을 치합된 스퍼기어(105)에 전달을 한다.

상기 스퍼기어(105)는 스플라인으로 치합되어 있는 스플라인 스퍼기어(106)에 회전 동력을 전달하고, 상기 스플라인 스퍼기어(106)은 링기어(109)와 작은기어(114)로 동력을 순차적으로 전달하여 회전공구로써 가공물의 가공을 가능하게 한다.

본 발명은 단일한 구동모터로 자동공구의 교환과 회전공구의 동력전달을 선택적으로 구동시킬 수 있고, 부품수의 감소로 제어를 단순화 할수 있으며, 한번의 유압의 유입과 유출로써 동시 동작이 가능하여 공구교환의 시간을 단축한다. 또한 하우징 내에 설치되는 부품의 수의 감소로 하우징의 부피를 최소화할 수 있으며, 터렛선반의 표준공구대와 턴밀 수직선반 공구대에 사용하는데 있어서 공용화할 수 있는 효과가 있다.

Claims

프레임(10)의 후면에 구동모터(101)를 설치하고 상기 구동모터(101)의 동력으로 디스크(119) 인덱싱으로 인한 자동공구 교환과 회전공구(120)의 동작을 선택적으로 구동시키는 터렛 헤드장치에 있어서,

상기 구동모터(101)로부터 회전 동력을 전달받고 모터샤프트(102)의 연부일주 측면에 형성된 제 1외치스퍼기어(103)와, 상기 제 1외치스퍼기어(103)의 연부일주 측면과 치합되어 내부에 스플라인부를 형성한 스퍼기어(105)와, 상기 스퍼기어(105)의 외주부에 위치한 실린더부(104)와,

상기 실린더부(104)가 유압에 의해 후진 동작시 스플라인스퍼기어(106)와 치합되어 연동하는 선회커빅커플링(108)와, 상기 실린더부(104)의 전진 동작시 스플라인스퍼기어(106)와 치합되어 연동하는 링기어(109)와,

상기 선회커빅커플링(108)와 링기어(109)의 내면에 형성되고 프레임(10)과 일체로 볼트 결합되는 고정커빅커플링(111)와, 상기 선회커빅커플링(108)과 고정커빅커플링(111)의 치형과 대향측으로 치형이 형성되어 유압의 유입과 유출에 의해 전진 또는 후진하여 결합 또는 이격되는 피스톤커빅커플링(110)과,

상기 순차적으로 결합된 피스톤커빅커플링(110)과 고정커빅커플링(111)과 프레임(10)의 내면 중앙에 형성되고 프레임(10) 전면의 디스크(119) 회전동작을 니들베어링(135)로 지지하는 제 2샤프트(112)와,

상기 하우징(10)의 측면에 설치되고 링기어(109)와 연동하여 회전공구(120)에 회전동력을 전달하는 작은기어(114)를 포함하는 것을 특징으로 하는 터렛 헤드장치.
제 1항에 있어서,

상기 실린더부(104)는,

외측연부 후면에 소정의 치형을 가지고 내면에 중공부(105a)를 형성하는 스퍼기어(105)와,

상기 스퍼기어(105)의 내부에 형성되고 측면에 구속되어 전진 또는 후진 구동하는 스플라인 스퍼기어(106)와,

상기 스플라인 스퍼기어(106)의 후면에 결합되며, 유압의 유입과 유출에 의해 피스톤커빅커플링(110)과 동시에 연동하여, 상기 피스톤커빅커플링(110)과 반대방향으로 전진 또는 후진하는 피스톤(107)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터렛 헤드장치.
제 1항에 있어서,

상기 실린더부(104)는 프레임(10)의 후면에 각각 유압의 유출과 유입공간인 유압실c(125)와 유압실d(126)를 형성하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터렛 헤드장치.
제 1항에 있어서,

상기 피스톤커빅커플링(110)은,

유압에 의해 후진할 시 상기 고정커빅커플링(111)과 선회커빅커플링(108)과 치합하여 터렛헤드의 정지 동작시 유동을 방지하고, 스플라인 스퍼기어(106)의 기어시프팅 동작을 동시에 수행하여 동작시간을 단축하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터렛 헤드장치.
제 4항에 있어서,

상기 피스톤커빅커플링(110)의 전면과 후면에 각각 유압의 유출과 유입의 공간인 유압실a(123)와 유압실b(124)를 형성하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터렛 헤드장치.