KR200366176Y1

KR200366176Y1 - 앵글 헤드

Info

Publication number: KR200366176Y1
Application number: KR20-2004-0021707U
Authority: KR
Inventors: 임기만
Original assignee: 임기만
Priority date: 2004-07-29
Filing date: 2004-07-29
Publication date: 2004-11-08

Abstract

본 고안의 목적은 하우징의 일단을 단면적이 적도록 하여 소정 길이 연장하고 구동스핀들의 회전력을 그 내부에서 피치원 지름이 작은 다수의 연결기어로 전달하여 작업 공구를 회전시킴으로써, 작업공간이 협소하거나 정교한 작업을 요구하는 작업물에도 용이하게 작업을 할 수 있어 작업성이 향상된 앵글 헤드를 제공하는 데에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 앵글 헤드는, 공작기계의 구동스핀들에 결합되어 동일한 축상에서 회전하는 제1 베벨기어와; 상기 제1 베벨기어에 치합되고, 샤프트에는 중간기어가 축설된 제2 베벨기어와; 상기 중간기어에 순차적으로 치합되어 회전력을 소정거리 이격된 곳으로 전달하는 다수의 연결기어와; 작업 공구가 부착되는 공구결합부를 가지면서 상기 연결기어에 의하여 회전력을 전달받아 회전하는 피동스핀들을 포함하여 이루어진다.

Description

앵글 헤드{An Angle Head}

본 고안은 앵글 헤드에 관한 것으로, 특히 복잡한 공간이나 좁은 공간에서의 작업성이 탁월한 앵글 헤드에 관한 것이다.

앵글 헤드는 보링머신, 밀링머신 등과 같은 공작 기계의 구동스핀들(주축)에 장착하여 구동스핀들의 작업 방향을 용이하게 전환시킴으로써 작업성을 향상시키기 위한 것을 말한다.

즉, 앵글 헤드는 하우징 내부에 각기 구동스핀들과 피동스핀들에 연결되는 베벨기어가 치합되어, 구동스핀들이 회전함으로써 피동스핀들에 결합된 작업공구가 소정 각도 작업 방향이 변경된 채로 회전하면서 작업이 이루어져, 고정된 구동스핀들로도 다양한 방향으로 작업을 할 수 있도록 하기 위한 것이다.

그러나 이와같이 이루어진 종래의 앵글 헤드는 피동스핀들이 베벨기어에 직접 연결되면서 하우징에 구비되고 이때 하우징은 베벨기어를 포함한 복잡한 내부구조에 의하여 크기가 매우 크므로, 작업물에 따라 작업을 위한 공간이 협소하거나 복잡한 때에는 하우징이 삽입되지 못하여 작업이 불가능 하거나 하우징의 이동에제한을 많이 받아 작업이 매우 힘든 문제점이 있었다.

본 고안의 목적은 상기한 종래 앵글 헤드의 문제점을 개선하기 위하여, 하우징의 일단을 단면적이 적도록 하여 소정 길이 연장하고 구동스핀들의 회전력을 그 내부에서 피치원 지름이 작은 다수의 연결기어로 전달하여 작업 공구를 회전시킴으로써, 작업공간이 협소하거나 정교한 작업을 요구하는 작업물에도 용이하게 작업을 할 수 있어 작업성이 향상된 앵글 헤드를 제공하는 데에 있다.

도 1은 본 고안의 앵글 헤드의 사시도

도 2는 도 1의 2-2' 의 단면도

도 3은 본 고안의 앵글 헤드의 회전이 전달되는 메카니즘을 설명하기 위한 도면

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 어댑터 11: 플랜지

12: 나사공 13: T볼트

20: 몸체부 21: 기어룸

22: 헤드 23: T홈

30: 제1 샤프트

31: 나사공 32: 베어링

40: 제1 베벨기어

50: 제2 샤프트 51: 베어링

60: 제2 베벨기어

70: 중간기어

80: 연결기어

90: 연결기어 샤프트 91: 베어링

100: 피동기어

110: 피동스핀들

111: 베어링 112: 테이퍼구멍

상기 앵글 헤드의 외부는 공작기계에 부착되어지는 어댑터와, 상기 어댑터와 T볼트로 결합되어 상호 회전 가능한 몸체부로 구성되어져, 제1 베벨기어는 어댑터 내부를 통하여 회전력을 전달받아 몸체부 내부에서 제2 베벨기어와 치합되고, 다수의 연결기어와 피동스핀들은 몸체부 내부에 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 몸체부의 피동스핀들이 설치된 부분의 단면적은 어댑터의 공작기계에 부착되는 부분의 단면적보다 크기가 작은 것을 특징으로 한다.

상기 제1 베벨기어와 제2 베벨기어는 스파이럴 베벨기어(Spiral Bevel Gear)로 되어 상호 치합하는 것을 특징으로 한다.

상기 중간기어와 다수의 연결기어는 헬리컬 기어(Helical Gear)로 되어 상호 치합하는 것을 특징으로 한다.

상기 공구결합부는 소정 테이퍼를 가지면서 작업 공구가 부착되는 테이퍼구멍인 것을 특징으로 한다.

이와 같이 이루어진 본 고안의 앵글 헤드의 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 앵글 헤드의 사시도이고, 도 2는 도 1의 2-2' 의 단면도이며, 도 3은 본 고안의 앵글 헤드의 회전이 전달되는 메카니즘을 설명하기 위한 도면 이다.

본 고안의 앵글 헤드는, 공작기계에 부착되어지는 어댑터(10)와, 어댑터(10)에 결합되는 몸체부(20)로 이루어진다.

어댑터(10)에는 플랜지(11)가 형성되어 다수의 나사공(12)을 통한 나사결합에 의하여 공작기계의 취부면에 부착되어지고, 내부에는 공작기계의 구동스핀들에 역시 다수의 나사공(31)을 통한 나사결합에 의하여 체결된 제1 샤프트(30)가 베어링(32)으로 결합됨으로써 구동스핀들이 회전함에 따라 자유롭게 회전할 수 있게 되어 있다.

제1 샤프트(30)는 어댑터(10)를 관통하여 몸체부(20)에 구비된 기어룸(21)까지 연장되고, 그 말단에는 제1 베벨기어(40)가 일체로 구비된다.

몸체부(20)의 어댑터(10)에 결합된 일측에는 기어룸(21)이 구비되고, 타측에는 이보다 작은 단면적을 가지는 봉(棒)상의 헤드(22)가 일정 길이 연장되어 구비된다.

기어룸(21) 내부에서는 제2 샤프트(50)에 일체로 구비된 제2 베벨기어(60)가 제1 베벨기어(40)에 치합되며, 제2 샤프트(50)의 양단은 기어룸(21) 양단의 몸체부(20)에 베어링(51)으로 결합하면서 자유롭게 회전할 수 있게 된다.

제1 베벨기어(40)와 제2 베벨기어(60)는 스파이럴 베벨기어(spiral bevel gear)로 상호 치합되는 것이 한번에 접촉하는 물림 길이가 커서 부드럽게 움직이고, 진동과 소음이 적어 고속에서 사용할 수 있으며, 하중을 전달하는 능력이 커서 바람직하다.

제1 샤프트(30)와 제2 샤프트(50)가 각기 어댑터(10)와 몸체부(20)에 베어링(32,51)으로 결합함에 있어서, 제1 샤프트(30)와 제2 샤프트(50)에는 축방향 하중과 축에 수직방향의 하중이 모두 가해지므로, 베어링은 테이퍼(taper) 베어링이 사용되는 것이 바람직하며 복열(復列) 테이퍼 베어링이 사용되는 것이 더욱 바람직하다.

한편, 몸체부(20)가 어댑터(10)에 결합함에 있어서는 몸체부(20)의 결합면에 환형으로 구비된 T홈(23)에 어댑터(10)에 일단이 고정된 다수의 T볼트(13)가 삽입되면서 결합되어져, T볼트(13)가 T홈(23)을 따라 이동하고 제2 베벨기어(60)가 제1 베벨기어(40) 주위를 회전하면서 몸체부(20)는 어댑터(10)에 대하여 회전이 가능해진다.

몸체부(20)가 어댑터(10)에 대하여 회전 가능한 범위는 T홈(23)이 구비된 각도범위에 의하여 결정되므로, T홈(23)이 360도의 범위에 걸쳐 구비되어 있다면 몸체부(20)는 어댑터(10)에 대하여 360도 회전이 가능하게 된다.

제2 샤프트(50)의 중간에는 중간기어(70)가 일체로 형성되면서 제2 베벨기어(60)의 회전에 의하여 회전하게 된다.

중간기어(70)의 회전은 헤드(22)의 내부에서 선상으로 배열된 다수의 연결기어(80)에 의하여 소정 거리 이격된 곳으로 전달된다.

다수의 연결기어(80)를 구성하는 일 연결기어는 헤드(20)의 내부에서 측면으로 고정된 연결기어 샤프트(90)의 중심부 외주연에서 각기 레이디얼(radial) 베어링(91)으로 결합되고, 중간기어(70)와 다수의 연결기어(80)는 순차적으로 치합되면서 중간기어(70)의 회전을 타 연결기어(80)의 회전으로 전달한다.

다수의 연결기어(80)는 최종적으로 피동스핀들(110)의 중심부 외주연에 형성된 피동기어(100)에 치합되면서, 연결기어(80)의 회전은 피동스핀들(110)의 회전으로 전달된다.

피동스핀들(110)은 일단이 헤드(22)의 측면으로 노출된 채 양단이 각기 테이퍼 베어링(111)으로 헤드에 결합되고, 노출된 일단에는 작업 공구를 부착시킬 수 있도록 소정의 테이퍼를 가지는 테이퍼 구멍(112)이 형성된다.

중간기어(70)와, 다수의 연결기어(80)와, 피동기어(80)는 모두 헬리컬(helical) 기어로 상호 치합되는 것이 접촉선의 길이가 길어서 큰 힘을 전달할 수 있고, 원활하게 회전하여 소음이 적으므로 바람직하다.

몸체부(20)의 일단인 헤드(22)의 단면은 내설되는 연결기어(80), 피동기어(100)의 피치원 지름보다 약간 큰 높이와 테이퍼 구멍(112)이 구비될 정도의 폭을 가지면 충분하므로, 기어룸(21)이 구비된 타단에 비해 상당히 작은 단면적을 가지게 된다.

헤드(22)의 길이는 헤드(22)가 삽입되거나 헤드(22)에 의하여 작업이 이루어질 통상적인 거리에 의하여 결정되어지며, 헤드(22)에 내설되는 연결기어(80)의 수는 연결기어(80)의 피치원 지름과, 헤드(22)의 길이에 의하여 결정된다.

이하, 본 고안의 앵글헤드의 사용 및 동작을 본다.

본 고안의 앵글헤드를 공작기계에 설치하기 위하여는 제1 샤프트(30)를 구동스핀들에, 어댑터(10)의 플랜지(11)를 구동스핀들 외연의 취부면에 각기 다수의 나사결합으로 단단히 체결하여 앵글헤드를 공작기계에 부착한다.

피동스핀들(110)의 테이퍼구멍(112)에 밀링커터, 보링커터, 드릴 등의 작업공구를 장착한 후, 어댑터(10)에 대하여 몸체부(20)를 회전시켜 작업방향을 설정한다.

도 3을 참조하여 보면, 공작기계를 작동시키면 구동스핀들이 회전하면서 제1 샤프트(30)에 형성된 제1 베벨기어(40)가 회전하고, 제2 베벨기어(60)는 회전축이 구동스핀들의 회전축에서 소정각도 변경된 채로 회전을 하게 된다.

제2 베벨기어(60)에 일체로 형성된 중간기어(70)가 회전함에 따라 연속적으로 치합된 다수의 연결기어(80)가 회전하여 피동기어(100)를 회전시키고, 피동스핀들(110)이 회전함에 따라 작업공구가 회전하여 밀링, 보링, 드릴링 등의 원하는 작업을 할 수 있게 된다.

작업중에 작업방향을 변경하여야 할 때에는, 몸체부(20)를 어댑터(10)에 대하여 더욱 회전시키면 피동스핀들(110)의 방향이 바뀌면서 원하는 방향에서 계속 작업을 할 수 있다.

상기한 바와 같은 본 고안의 앵글 헤드에 의하면, 단면적이 작은 헤드의 말단에서 작업 공구가 회전하여 작업이 이루어지므로, 작업공간이 협소하거나 정교한 작업을 요구하는 작업물에도 용이하게 작업을 할 수 있어 작업성이 향상되는 효과가 있다.

Claims

공작기계에 부착하여 사용되는 앵글 헤드에 있어서,

공작기계의 구동스핀들에 결합되어 동일한 축상에서 회전하는 제1 베벨기어와;

상기 제1 베벨기어에 치합되고, 샤프트에는 중간기어가 축설된 제2 베벨기어와;

상기 중간기어에 순차적으로 치합되어 회전력을 소정거리 이격된 곳으로 전달하는 다수의 연결기어와;

작업 공구가 부착되는 공구결합부를 가지면서 상기 연결기어에 의하여 회전력을 전달받아 회전하는 피동스핀들을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 앵글 헤드.
청구항 1에 있어서,

상기 앵글 헤드의 외부는 공작기계에 부착되어지는 어댑터와, 상기 어댑터와 T볼트로 결합되어 상호 회전 가능한 몸체부로 구성되어져,

제1 베벨기어는 어댑터 내부를 통하여 회전력을 전달받아 몸체부 내부에서 제2 베벨기어와 치합되고, 다수의 연결기어와 피동스핀들은 몸체부 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 앵글 헤드.
청구항 2에 있어서,

상기 몸체부의 피동스핀들이 설치된 부분의 단면적은 어댑터의 공작기계에 부착되는 부분의 단면적보다 크기가 작은 것을 특징으로 하는 앵글 헤드.
청구항 1에 있어서,

상기 제1 베벨기어와 제2 베벨기어는 스파이럴 베벨기어(Spiral Bevel Gear)로 되어 상호 치합하는 것을 특징으로 하는 앵글 헤드.
청구항 1에 있어서,

상기 중간기어와 다수의 연결기어는 헬리컬 기어(Helical Gear)로 되어 상호 치합하는 것을 특징으로 하는 앵글 헤드.
청구항 1에 있어서,

상기 공구결합부는 소정 테이퍼를 가지면서 작업 공구가 부착되는 테이퍼구멍인 것을 특징으로 하는 앵글 헤드.