KR200404052Y1 - 무심연삭기의 스핀들 결합구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 무심연삭기의 스핀들 결합구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스핀들의 외부에서 스핀들의 회전을 원활하게 하는 메탈베어링 대신 연삭기의 정도를 맞추는데 편리한 베어링을 사용한 것이다.

Description

무심연삭기의 스핀들 결합구조{Spindle of the centerless grinder}

본 고안은 무심연삭기의 스핀들 결합구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스핀들의 외부에서 스핀들의 회전을 원활하게 하는 메탈베어링 대신 연삭기의 정도를 맞추는데 편리한 베어링을 사용한 것이다.

일반적으로 무심연삭기(centerless grinder)는 공작물에 홀을 내지않고 가공하는 원통연삭기의 한 종류로서 공작물을 지지하는데 센터나 척을 사용하지 않고 연삭숫돌과 조정숫돌 사이에 원통형의 공작물을 넣어서 연삭가공을 하는 것이며, 도 1에 일반적으로 사용되고 있는 연삭기가 도시되어 있다(대한민국 실용신안등록 제210528호 참조).

도 1에 도시되어 있는 무심연삭기는 베이스(1) 상의 한쪽에 연삭숫돌(2)과 모터(4)가 설치되고 다른 한쪽에는 조정숫돌(3)과 기어드모터(5)가 설치되는 한편 서보모터(6)가 장착되어 조정숫돌(3)을 좌우로 이송시킴으로써, 연삭숫돌(2)과 조정숫돌(3) 사이의 간격을 조절해 연삭가공하게 된다.

상기 연삭숫돌(2)은 모터(4)의 구동으로 고속회전하고, 조정숫돌(3)은 기어드모터(5)의 구동으로 저속회전하도록 구성되어 있다.

도 2는 대한민국 실용신안등록 제151913호로 등록된 종래 무심연삭기의 스핀들 구조이고, 도 2a는 도 2의 일부분 구성사시도로서, 종래의 고속회전하는 연삭기의 스핀들 구조는 연삭기의 본체(30) 내부로 스핀들(10)이 형성되어 중심축(13)의 중앙에 중심부(11)가 형성되며 상기 중심부(11)의 양측으로 베어링 구멍에 끼워지는 상하 두 쪽으로 갈라진 원통의 메탈베어링(metal bearing, 20)이 중심축(13)에 삽입되고 또한 본체(30)에 삽입 고정되도록 형성되어 있다.

그리고, 상기 메탈베어링(20)은 외주면과 내주면이 관통하여 메탈베어링(20)의 중심축(13)으로 오일(윤활유)을 안내하는 안내홈(21)이 형성되고 상기 메탈베어링(20)에 삽입된 본체(30)의 상부에는 오일을 공급할 수 있는 유입구(35)가 형성되며 상기 메탈베어링(20)의 삽입된 본체(30)의 하부에도 유입구(35)가 형성되어 상기 유입구(35)에서 흘러내리는 오일을 기름탱크로 재순환시킬 수 있도록 안내하는 공간부(33)가 형성되어 있다.미설명부호는 유입구(31)이다.

이와 같은 종래 연삭기의 스핀들 구조는 메탈베어링(20)과 스핀들(10) 표면에 유압을 공급하여 스핀들(10)을 부상시켜 구동하는 방식으로서 장시간 구동시 메탈베어링(20) 결합부의 사이와, 메탈베어링(20)과 스핀들(10) 사이에 미세한 틈새가 발생하게 되어 그 틈새로 절삭유가 침투될 우려가 높다.

또한, 일정기간 사용 후에는 보수가 필요하며, 보수작업시 재정도 작업 및 메탈베어링의 교체에 많은 비용과 시간이 소요되게 된다.

따라서, 본 고안은 상술한 문제점을 해결하고자 종래에 사용되는 메탈베어링 대신 고정도 베어링 즉, 앵귤러콘텍트 스러스트 볼베어링 및 원통롤러베어링 등을 스핀들과 결합시켜 상기 스핀들의 회전을 원활히 하는 동시에 고정밀 가공정도를 실현하고, 유지보수가 용이하며 수명 또한 긴 무심연삭기의 스핀들 결합구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안은 무심연삭기(centerless grinder)의 스핀들 결합구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스핀들의 외부에서 스핀들의 회전을 원활하게 하는 메탈베어링 대신 연삭기의 정도를 맞추는데 편리한 베어링을 사용한 것이다.

이하 첨부된 도면에 의해 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 3은 본 고안의 구성예시도이고, 도 3a는 본 고안의 일부분 확대도로서, 본 고안에 의한 무심연삭기의 스핀들 결합구조는 모터 및 풀리(103)에 의해 동력을 전달받아 회전되는 스핀들(101)과, 상기 스핀들(101)의 일측에 볼트로 결합되어 동회전되는 휠센터플랜지(107)와, 상기 휠센터플랜지(107)와 볼트로 결합되어 동회전되는 휠센터(106)와, 상기 휠센터(106)에 결합되어 회전되는 연삭숫돌(102)이 형성된 연삭기에 있어서, 상기 휠헤드(100) 내에 다수의 베어링(104, 105)이 결합되고, 상기 베어링(104, 105)에 스핀들(101)이 끼움 결합되며, 상기 베어링(104, 105)에 예압을 주기위한 플랜지(108)가 스핀들(101)에 나사결합되어 있는 것이 특징이다.여기서, 휠헤드 내에는 다수의 베어링(104, 105)이 결합되어 있는데 상기 베어링(104, 105)과 스핀들이 회전될 때 베어링을 자유스러운 상태로 두게 되면 회전은 자유스러울 수 있으나, 미세한 떨림이 발생할 수 있으므로, 축방향으로 예압(豫壓)을 주어 베어링이 너무 자연스럽게 움직이지 못하도록 간섭한다.상기 플랜지(108)는 내부에 암나사가 형성되어 스핀들(101)에 형성된 수나사에 나사 결합되는데, 플랜지가 풀리(103) 방향으로 죄어질 수록 베어링(104, 105) 내에 형성된 볼의 움짐임이 부드럽지 못하며, 반대로 플랜지가 휠센터(106) 방향으로 풀어질 수록 베어링 내에 형성된 볼의 움직임이 부드럽게 된다. 여기서, 플랜지에 의한 베어링에 형성된 볼의 움직임을 제한은 주로 앵귤러콘텍트 스러스트볼베어링(105)에 해당된다.

미설명부호는 칼라(109), 오링(111), 센터링(110) 등이다.

여기서, 상기 다수의 베어링은 축방향(thrust)의 하중과 원심방향(radial)의 하중을 동시에 견딜 수 있는 베어링의 조합으로 구성하는 것이 바람직하다.

즉, 무심연삭기의 스핀들(101)은 연삭공정의 특성상 연삭숫돌(102)과 고정숫돌의 사이로 상기 연삭숫돌(102) 및 고정숫돌의 원주면에 소재가 접하면서 지나가므로 원심방향의 하중을 많이 받게 된다. 또한, 소재가 연삭가공됨과 동시에 이송되므로 원심방향의 하중보다는 크지는 않으나 축방향의 하중도 동시에 받게 된다. 따라서, 상기 베어링은 원심방향의 하중과 축방향의 하중을 동시에 견딜 수 있는 복수의 조합 즉, 원통롤러베어링(cylindrical roller bearing, 104)과 앵귤러콘텍트 스러스트볼베어링(thrust ball bearing, 105)의 조합이 바람직하다.

물론, 사용환경 및 가공제품의 특성에 따라 다른 조합을 구성할 수도 있다.

본 고안은 무심연삭기에 스핀들(101)과 베어링(104, 105)을 결합함으로써 기존 메탈베어링(20)을 사용할 때의 문제점 즉, 미세틈새 발생으로 인한 절삭유 침투 및 일정기간 사용 후 필수적으로 요청되는 보수작업의 난해함을 동시에 해결할 수 있다.

이는 메탈베어링(20)에는 윤활유를 공급해야만 하지만 볼 또는 롤러베어링에는 윤활유보다 높은 점도의 그리스(grease)를 공급해주면 되기 때문이다. 그리스를 공급함으로 인해 절삭유에 윤활유의 혼입을 방지할 수 있으며, 보수시에는 정밀도가 높은 베어링의 교체로 재정도 작업이 매우 간편하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 고안에 의한 무심연삭기의 스핀들 결합구조는 종래에 사용되는 메탈베어링 대신 고정도 베어링 즉, 앵귤러콘텍트 스러스트볼베어링 및 원통롤러베어링 등을 스핀들과 결합시켜 상기 스핀들의 회전을 원활히 하는 동시에 고정밀 가공정도를 실현할 수 있다.

또한, 상기 베어링의 간편한 교체로서 유지보수가 용이하며 수명 또한 긴 무심연삭기의 스핀들 결합구조를 제공한다.

도 1은 일반적으로 사용되고 있는 무심연삭기의 구성도

도 2는 종래 무심연삭기의 스핀들 구조

도 2a는 도 2의 일부분 구성사시도

도 3은 본 고안의 구성예시도

도 3a는 도 3의 일부분 확대도

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1. 베이스 2. 연삭숫돌바퀴 3. 조정숫돌바퀴

4. 모터 5. 기어드모터 6. 서보모터

10. 스핀들 11. 중심부 13. 중심축

20. 메탈베어링 21. 안내홈 30. 몸체

35. 유입구

100. 휠헤드 101. 스핀들 102. 연삭숫돌

103. 풀리 104. 원통롤러베어링 105. 앵귤러콘텍트스러스트볼베어링

106. 휠센터 107. 휠센터플랜지 108. 플랜지

109. 칼라 110. 센터링 111. 오링

Claims (2)

1. 모터 및 풀리(103)에 의해 동력을 전달받아 회전되는 스핀들(101)과, 상기 스핀들(101)의 일측에 볼트로 결합되어 동회전되는 휠센터플랜지(107)와, 상기 휠센터플랜지(107)와 볼트로 결합되어 동회전되는 휠센터(106)와, 상기 휠센터(106)에 결합되어 회전되는 연삭숫돌(102)이 형성된 연삭기에 있어서,

   상기 휠헤드(100) 내에 다수의 베어링(104, 105)이 결합되고, 상기 베어링(104, 105)에 스핀들(101)이 끼움 결합되며, 상기 베어링(104, 105)에 예압을 주기위한 플랜지(108)가 스핀들(101)에 나사결합되어 있는 것이 특징인 무심연삭기의 스핀들 결합구조
2. 제 1항에 있어서,

   상기 다수의 베어링은 스핀들의 원심방향의 하중과 축방향의 하중을 동시에 견딜 수 있는 복수의 조합 즉, 원통롤러베어링(104)과 앵귤러콘텍트 스러스트볼베어링(105)의 조합인 것이 특징인 무심연삭기의 스핀들 결합구조