KR20090006731A - 기계 구성요소 - Google Patents

Abstract

위치결정용 테이퍼 핀의 압입 작업 및 압입 해제 작업을, 2개의 기계부품의 한 쪽측만으로부터 실행 가능하게 하는 것과 함께, 테이퍼 핀이 반드시 기계부품의 바깥쪽으로 돌출하지 않아도 좋게 하는 것, 너트의 돌려넣음을 필요로 하지 않는 것에 있다.

관통한 테이퍼 구멍을 갖는 제 1 기계부품과, 바닥을 갖는 형상의 테이퍼 구멍을 갖는 제 2 기계부품과, 상기 2개의 기계부품의 위치결정시에 사용되고 상기 테이퍼 구멍에 걸쳐서 삽입되는 위치결정용 테이퍼 핀을 포함한 기계 구성요소에 있어서, 상기 테이퍼 핀은 그 축선방향으로 관통구멍을 갖는 것과 함께, 관통구멍의 적어도 일부에 축선방향으로 연장되는 암나사를 형성하고, 상기 제 2 기계부품의 테이퍼 구멍의 바닥부에는 상기 암나사보다도 작은 지름의 암나사가 형성되어 있다.

Description

기계 구성요소{MACHINE COMPONENTRY}

2개의 기계부품에 있어서의 서로의 위치결정에 관한 기술로서, 테이퍼 핀을 이용한 위치결정에 관한 것이다.

2개의 기계부품을 서로 위치결정하기 위해서, 테이퍼 핀이 이용되고 있고, 2개의 기계부품의 테이퍼 구멍에 걸쳐 삽입되는 테이퍼 핀이, 테이퍼 구멍을 따라서 삽입됨으로써, 정확하게, 또한, 재현성 좋게 위치 결정할 수 있다. 특허문헌 1의 공보에서는, 2개의 기계부품은 관통한 테이퍼 구멍이 각각 형성되고, 2개의 기계부품에 걸치는 테이퍼 구멍이 형성되어, 상기 걸치는 테이퍼 구멍에 테이퍼 핀이 삽입된다. 테이퍼 핀은, 그 축선방향으로 테이퍼부와, 상기 테이퍼부의 양단부에 접속되는 한 쌍의 숫나사부로서 테이퍼부의 각 단부보다 각각 작은 지름의 한 쌍의 숫나사부를 갖고 있다. 테이퍼 핀은, 상기 걸치는 테이퍼 구멍에 삽입된 상태로, 테이퍼부가 상기 걸치는 테이퍼 구멍의 내부에 존재하여, 상기 한 쌍의 숫나사부가 상기 걸치는 테이퍼 구멍으로부터 모두 돌출하고 있다. 2개의 기계부품의 위치결정시, 테이퍼 핀은, 상기 걸치는 테이퍼 구멍에 삽입된 후, 한 쌍의 숫나사부의 한 쪽에 너트가 나사식 맞춤되고, 상기 너트가 조여지는 것에 의해, 상기 걸치는 테이 퍼 구멍에 압입된다. 2개의 기계부품은, 테이퍼 핀이 테이퍼 구멍에 압입되어 2개의 기계부품에 고정되는데 따라서, 각각의 테이퍼 구멍이 테이퍼 핀을 따르고, 이에 의해, 2개의 기계부품은 테이퍼 핀을 사이에 두고 정확하게 서로 위치결정된다. 또한, 테이퍼 핀의 테이퍼 구멍에 대한 압입을 해제할 때는, 상기 너트를 느슨하게 하거나, 또는 빼내어, 한 쌍의 숫나사부의 다른 쪽에 너트를 나사식 맞춤하여 상기 너트를 조이는 것에 의해, 테이퍼 핀의 압입을 해제한다. 이와 같이, 테이퍼 핀의 압입 작업 및 압입 해제 작업은, 스패너 등의 공구를 이용하여, 2개의 기계부품의 한 쪽측 및 다른 쪽측으로부터 각각 실행되어, 나사의 힘을 이용하여, 즉, 너트의 회전력을, 축선방향의 힘으로 변환하는 것과 함께 힘을 증가하여 실행된다.

[특허문헌 1] 일본특허공개공보 평성8-200381호

그러나, 나사의 힘을 이용한 테이퍼 핀의 압입 작업 및 압입 해제 작업은, 기계의 구조상, 모두 2개의 기계부품의 한 쪽측으로부터만 실행 가능하고, 다른 쪽측으로부터는 실행할 수 없는 경우에는, 이용할 수 없다. 또한, 테이퍼 핀은, 걸치는 테이퍼 구멍에 압입되어 위치결정을 실시하는 테이퍼부 외에, 테이퍼 구멍으로부터 돌출하는 한 쌍의 숫나사부를 갖고 있고, 기계의 구조상, 테이퍼 핀을 기계부품의 바깥쪽으로 돌출시키는 것이 곤란한 경우나, 공구를 이용한 너트의 나사조여 넣음이 곤란한 경우에는, 이용할 수 없다.

이상의 종래 기술의 문제점을 감안하여, 본 발명의 목적은, 2개의 기계부품과 위치결정용 테이퍼 핀을 포함한 기계요소에 있어서, 테이퍼 핀의 압입 작업 및 압입 해제 작업을, 2개의 기계부품의 한 쪽측으로부터만 실행 가능하게 하는 것과 함께, 테이퍼 핀이 반드시 기계부품의 바깥쪽으로 돌출하지 않아도 좋게 하는 것, 너트의 돌려넣음을 필요로 하지 않는 것에 있다.

본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위해서 이루어진 것으로, 관통한 테이퍼 구멍을 갖는 제 1 기계부품과, 바닥이 있는 형상의 테이퍼 구멍을 갖는 제 2 기계부품과, 상기 2개의 기계부품의 위치결정시에 사용되며 상기 테이퍼 구멍에 걸쳐 삽입되는 위치결정용 테이퍼 핀을 포함하는 기계 구성요소에 있어서, 상기 테이퍼 핀은 그 축선방향으로 관통구멍을 갖는 것과 함께, 상기 관통구멍의 적어도 일부에 축선방향으로 연장되는 암나사를 형성하고, 상기 제 2 기계부품의 테이퍼 구멍의 바닥부에는 상기 암나사보다 작은 지름의 암나사가 형성되어 있다(청구항 1).

제 2 기계부품의 테이퍼 구멍의 바닥부에 형성되는 암나사는, 테이퍼 핀의 관통구멍에 형성되는 암나사보다 작은 지름이므로, 테이퍼 구멍에 삽입된 테이퍼 핀은, 압입용의 볼트가 테이퍼 핀을 관통하여 제 2 기계부품의 테이퍼 구멍의 바닥부에 형성되는 암나사에 돌려서 넣어지는 것을 가능하게 하고 있다. 제 1 기계부품과 제 2 기계부품과의 위치결정작업은, 테이퍼 핀이 제 1 기계부품측으로부터 테이퍼 구멍에 삽입되어 압입용의 볼트가 상기 바닥부에 형성되는 암나사에 돌려서 넣어지는 것에 의해, 볼트의 머리 부분이 테이퍼 핀의 제 1 기계부품측 단면을 누르고, 테이퍼 핀은 테이퍼 구멍에 압입된다. 이로써, 제 1 기계부품과 제 2 기계부품은, 테이퍼 핀을 사이에 두고 정확하게 위치결정된다. 제 1 기계부품과 제 2 기계부품과의 위치결정 해제작업은, 압입용의 볼트를 테이퍼 구멍으로부터 빼낸 후, 테이퍼 핀의 암나사에 위치결정 해제용의 볼트를 돌려넣고, 상기 볼트의 선단으로 제 2 기계부품의 테이퍼 구멍의 바닥부를 누른다. 이 누름의 반력(反力)이 제 2 기계부품의 테이퍼 구멍의 바닥부로부터 볼트를 사이에 두고 테이퍼 핀에 가해지고, 테이퍼 핀은 축선방향으로 제 1 기계부품측으로 이동하여, 테이퍼 핀과 테이퍼 구멍과의 압입 상태가 해소되어, 제 1 기계부품과 제 2 기계부품과의 위치결정이 해제된다.

이와 같이, 2개의 기계부품의 위치결정작업, 및 위치결정 해제작업은, 나사 의 힘을 이용하여, 즉, 볼트의 회전력을 축선방향의 힘으로 변환하고, 또한, 힘을 증가시켜, 공히 2개의 기계부품의 한 쪽측으로부터만 실행 가능하다. 따라서, 2개의 기계부품의 위치결정작업, 및 위치결정 해제작업을, 기계의 구조상, 2개의 기계부품의 양측으로부터 각각 실행할 수 없는 경우에 있어서 적용할 수 있어, 나사의 힘을 이용하여 실행 가능하게 한다. 또한, 나사가 암나사로서 테이퍼 핀의 내부에 형성되어, 테이퍼 핀은, 반드시 바깥쪽에, 상세하게는 제 1 기계부품의 바깥쪽으로 돌출시킬 필요가 없기 때문에, 기계의 구조상, 테이퍼 핀을 기계부품의 바깥쪽으로 돌출시키는 것이 곤란한 경우, 및 공구를 이용한 너트의 돌려넣음이 곤란한 경우에 있어서 적용할 수 있어, 2개의 기계부품의 위치결정작업, 및 위치결정 해제작업을, 나사의 힘을 이용하여 실행 가능하게 한다.

이하, 본 발명의 실시의 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 도 1부터 도 7에, 본 발명의 실시예의 기계 구성요소를 구비하는 공작기계의 주축 헤드(50)를 나타낸다. 도 1은, 일부, 단면도로 나타나는 주축 헤드(50)의 전체도이며, 주축 헤드(50)는, 헤드 모터(2)를 사이에 두고 공작기계의 램(1)에 탑재되어 있다. 도 2, 도 3은, 도 1의 우측면도, 좌측면도를 각각 나타내고, 모두, 뚜껑(24)을 벗겨낸 상태를 나타낸다. 도 4는, 도 1에 대해 P방향에서 본 평면도를 나타낸다. 도 5는, 도 1의 일부 확대도이며, 주축 헤드(50)의 주축(9)의 주변을 나타낸다. 도 6은, 주축 헤드(50)를 구성하는 프레임(4)과 지지 스터드(5), 및 프레임(4)과 지지 스터드(6)와의 각각의 위치결정을 위해서, 도 2에 있어서, 주축 헤드(50)를 헤드 모 터(2)로부터 떼어낸 상태를 나타내고, 프레임(4)과 지지 스터드(5)와의 위치결정작업, 및 위치결정 해제작업을 나타낸다. 도 7은, 지지 스터드(5), 지지 스터드(6)가 배치된 상태에서의 프레임(4)의 상면도를 나타내고, 프레임(4)과 지지 스터드 (5), 및 프레임(4)과 지지 스터드(6)와의 각 위치결정을 위한 테이퍼 핀 구멍(4a, 5a,6a), 및 그 배치를 나타낸다.

주축 헤드(50)는, 워크가 얹어놓여지는 도시하지 않는 가공 테이블에 대향해서 설치되는 공작기계의 램(1)에, 헤드 모터(2)를 사이에 두고 탑재되어 있다. 램 (1)은 X축방향, Y축방향 및 Z축방향의 3축방향으로 이동 가능하고, 주축 헤드(50)는, 3축방향으로 이동 가능한 것 외에, 헤드 모터(2)에 의해 선회 가능하게 설치되어 있다. 상세히 설명하면, 램(1)의 하면에 헤드 모터(2)가 탑재되어 있고, 헤드 모터의 회전축과 연결되는 헤드 홀더(3)에, 볼트(34)를 사이에 두고 프레임(4)이 고정되어 있다.

주축 헤드(50)는, 헤드 홀더(3)에 고정되는 상기 프레임(4)과, 프레임(4)의 하면의 한 쪽의 측과 다른 쪽의 측에, 즉, 도 1에 있어서는 우측과 좌측에, 볼트 (44)를 사이에 두고 각각 고정되는 지지 스터드(5), 지지 스터드(6)를 구비하고, 프레임(4), 지지 스터드(5), 지지 스터드(6)로 이루어지는 프레임부분이, 도 1에 있어서는 역U자형상으로 형성된다. 지지 스터드(5)와 지지 스터드(6)와의 사이에 스핀들 유닛(55)이 배치되고, 후술과 같이, 지지 스터드(5)와 지지 스터드(6)에 의해서 회전 가능하게 지지되어 있다. 스핀들 유닛(55)은, 공구가 장착되는 스핀들 (10)과, 상기 스핀들(10)을 회전 가능하게 지지하는 주축(9)과, 스핀들(10)을 회전 축으로 하는 도시하지 않는 내부 모터를 갖고 있고, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 주축(9)의 지지 스터드(5)측과 지지 스터드(6)측에, 서로 평행한 평탄면 (9c,9d)이 형성된다. 상기 평탄면(9c,9d)에는, 끼워맞춤구멍(9a,9b)이, 주축(9)의 축선, 즉, 스핀들(10)의 축선과 교차하는, 본 실시예에서는 직교하는 것과 함께 서로 같은 축인 축선을 갖고 각각 형성되어 있다. 끼워맞춤구멍(9a,9b)에는, 평탄면 (7b,8b)을 갖고 주축(9)의 평탄면(9c,9d)과 접하는 것과 함께, 끼워맞춤축부 (7a,8a)를 갖고 끼워맞춤구멍(9a,9b)에 각각 끼워맞춤되는 구동측 끼워맞춤축(7)과 종동측 끼워맞춤축(8)이, 각각 끼워맞춤된다. 구동측 끼워맞춤축(7), 종동측 끼워맞춤축(8)의 반(反)주축(9)측 단부에는, 각각 베어링 홀더(14,23)가 끼워맞춤되고, 상기 베어링 홀더(14,23)는, 각각 구동측 끼워맞춤축(7), 종동측 끼워맞춤축(8)에 대해서, 같은 축으로 형성되는 것과 함께, 볼트(37,38)를 사이에 두고 체결되어 일체물로 되어 있다. 따라서, 구동측 끼워맞춤축(7)과 베어링 홀더(14)는, 지지축 (58)을 형성하고 있고, 또한, 종동측 끼워맞춤축(8)과 베어링 홀더(23)는, 지지축 (59)을 형성하고 있다. 지지축(58)과 지지축(59)은, 주축(9)과 직교하는 것과 함께 서로 같은 축인 끼워맞춤구멍(9a,9b)에 각각 끼워맞춤되어 있는 것으로, 주축 (9)과 교차하는 것과 함께 서로 같은 축인 축선을 갖고 주축(9)을 끼우고 설치되어 한 쌍의 지지축(58,59)을 구성한다.

지지축(58,59)은 중공(中空)으로 형성되어 있고, 지지축(58,59)의 축심 부분을 지나, 외부로부터 스핀들(10)에, 공구체킹용의 압력 유체, 가공액, 냉각 세정액 등을 공급하는 도시하지 않는 파이프를 통하는 것을 가능하게 하고 있다.

베어링 홀더(14,23)의 바깥둘레면에는 베어링(16)이 각각 끼워맞춤되어 있고, 상기 베어링(16)은 안쪽 바퀴에 복수의 볼트 삽입관통구멍을 갖는다. 도 2, 도 3에 나타내는 바와 같이, 상기 볼트 삽입관통구멍은, 베어링 홀더(14,23)의 플랜지, 구동측 끼워맞춤축(7), 종동측 끼워맞춤축(8)에 각각 설치되어 있는 복수의 볼트 삽입관통구멍과 대응하고 있고, 이들 복수의 볼트 삽입관통구멍은, 주축(9)의 상기의 각 평탄면(9c,9d)에 설치되어 있는 복수의 암나사(9e,9f)와 대응하고 있다.

도 1에 있어서 주축(9)의 우측에 위치하는 지지 스터드(5)측은, 복수의 볼트 (30)이, 베어링 홀더(14), 베어링(16), 구동측 끼워맞춤축(7)의 각 볼트 삽입관통구멍에 삽입 관통되어 주축(9)의 암나사(9e)에 나사결합되어 있다. 이것에 의해, 구동측 끼워맞춤축(7), 베어링(16)과 주축(9), 즉, 지지축(58)과 주축(9)은, 복수의 볼트(30)에 의해서 서로 체결되어 있다. 마찬가지로, 주축(9)의 지지 스터드 (6)측은, 복수의 볼트(31)가, 베어링 홀더(23), 베어링(16), 종동측 끼워맞춤축(8)의 각 볼트 삽입관통구멍에 삽입 관통되어 주축(9)의 암나사(9f)에 나사결합되어 있다. 이것에 의해, 종동측 끼워맞춤축(8), 베어링 홀더(23)와 주축(9), 즉, 지지축(59)과 주축(9)은, 복수의 볼트(31)에 의해서 서로 체결되어 있다.

안쪽 바퀴가 베어링 홀더(14)에 끼워맞춤되는 베어링(16)은, 바깥쪽 바퀴가 지지 스터드(5)에 끼워맞춤되어 있고, 상기 지지 스터드(5)에 볼트(39)를 사이에 두고 베어링 플레이트(15)가 체결되어 있다. 이것에 의해, 베어링(16)의 바깥쪽 바퀴는, 지지 스터드(5)와 베어링 플레이트(15)에 의해서 끼워 지지되고, 지지 스터드(5)에 고정된다.

또한, 안쪽 바퀴가 베어링 홀더(23)에 끼워맞춤되는 베어링(16)은, 바깥쪽 바퀴가, 베어링 홀더(22)에 끼워맞춤되어 있고, 상기 베어링 홀더는, 단부 플랜지의 바깥둘레면의 일부가 지지 스터드(6)에 끼워맞춤되는 것과 함께 볼트(42)를 사이에 두고 지지 스터드(6)에 체결된다. 또한, 베어링 플레이트(29)가, 베어링 홀더(22)의 단부에 볼트(41)를 사이에 두고 체결되어 있다. 이것에 의해, 베어링 (16)의 바깥쪽 바퀴는, 베어링 홀더(22)와 베어링 플레이트(29)에 의해서 끼워 지지되어, 지지 스터드(6)에 고정된다.

구동측 끼워맞춤축(7)은, 반지름 방향에 대해서 바깥쪽 부분에, 축선방향으로 연장되는 것과 함께, 지지 스터드(5)의 베어링(16)의 바깥쪽 바퀴 끼워맞춤부를 둘러싸는 슬리브(7c)를 갖고 있다. 상기 슬리브(7c)의 바깥둘레면에, 도시하지 않는 복수의 자석을 갖는 로터(13)가 끼워맞춤되어 있다. 로터(13)의 주축(9)측 단부에는 암나사가 설치되어 있고, 로터(13)의 주축(9)측 단부와 구동측 끼워맞춤축의 반주축(9)측면은, 볼트(30)보다 반지름 방향에 대해서 바깥쪽에 위치하는 복수의 볼트(32)를 사이에 두고 체결된다.

지지 스터드(5)는, 베어링(16)의 바깥쪽 바퀴의 끼워맞춤면보다 반지름 방향에 대해서 바깥쪽에, 주축(9)측이 개구하는 오목부를, 구동측 끼워맞춤축(7)의 축선둘레에 갖고 있고, 상기 오목부는, 로터(13), 구동측 끼워맞춤축(7)의 슬리브 (7c)를 수용하는 것과 함께 다음에 기술하는 스테이터 홀더(11), 스테이터(12)를 수용한다. 지지 스터드(5)는, 상기 오목부의 반지름 방향에 대해서 바깥쪽 부분에, 베어링(16)의 바깥쪽 바퀴의 끼워맞춤면과 같은 축인 안둘레면을 갖고 있고, 상기 안둘레면에 스테이터 홀더(11)가 끼워맞춤된다. 상기 스테이터 홀더(11)는, 도시하지 않는 복수의 권선 코일을 갖는 스테이터(12)가 끼워맞춤되어 있고, 상기 스테이터(12)가 로터(13)와 대향하는 것과 함께, 스테이터 홀더(11)는, 볼트(49)에 의해서 모터 플레이트(18)에 체결되어 있고, 또한, 모터 플레이트(18)는, 볼트(36)에 의해서 지지 스터드(5)에 체결된다. 따라서, 스테이터 홀더(11)는, 모터 플레이트(18)를 사이에 두고 지지 스터드(5)에 고정된다. 이것에 의해, 지지 스터드 (5)의 상기 오목부에, 스테이터(12)와 로터(13)를 갖는 지지축 모터(56)가 형성된다.

도 1에 있어서 주축(9)의 좌측에 위치하는 지지 스터드(6)측은, 슬리브의 안둘레면이 종동측 끼워맞춤축(8)의 바깥둘레면에 끼워맞춤되는 클램프 링(21)이 설치되어, 클램프 링(21)과 종동측 끼워맞춤축(8)은, 볼트(31)보다 반지름 방향에 대해서 바깥쪽에 위치하는 복수의 볼트(33)를 사이에 두고 체결된다. 지지 스터드 (6)에는, 베어링 홀더(22)에 있어서의 베어링(16)의 바깥쪽 바퀴 끼워맞춤면과 같은 축인 끼워맞춤면이, 축선방향으로 별개로 2개 형성되어 있고, 상기 끼워맞춤면의 한 쪽에 클램프 실린더(19)가 끼워맞춤되고, 끼워맞춤면의 다른 쪽에 클램프 슬리브(20)가 끼워맞춤된다. 클램프 슬리브(20)는, 부착 플랜지가 볼트(35)에 의해서 지지 스터드(6)에 체결된다. 또한, 클램프 실린더(19)는, 볼트(48)에 의해서 클램프 슬리브(20)의 부착 플랜지에 체결된다. 따라서, 클램프 실린더(19)는, 클램프 슬리브(20)를 사이에 두고 지지 스터드(6)에 고정되어 있다.

클램프 슬리브(20)는, 상기 부착 플랜지로부터 축선방향으로 이어지고 클램 프 실린더(19)와 대향하는 고리형상 슬리브(20a)를 갖고 있고, 상기 고리형상 슬리브(20a)는, U자형상 단면으로 형성되어 양단 부분을 제거하고 얇은 두께가 되고 있어, 클램프 실린더(19)와의 사이에 고리형상의 압력 유체실이 형성된다. 상기 압력 유체실에는, 외부에 설치되는 압력 유체의 공급장치로부터의 유체로(28)가 연이어 통해져 있고, 워크 가공시, 유체로(28)를 통하여 압력 유체, 예를 들면 고압 작동유가 공급되는 것에 의해, 고리형상 슬리브(20a)의 얇은 두께 부분은 지름축소하여 클램프 링(21)을 눌러서, 클램프 링(21)과 클램프 슬리브(20)를 일체화시킨다. 즉, 클램프 링(21)을 지지 스터드(6)에 고정한다. 이것에 의해, 클램프 링(21)과 복수의 볼트(33)를 사이에 두고 체결되어 있는 지지축(59)과, 지지축(59)에 볼트 (31)를 사이에 두고 체결되는 주축(9)은, 지지 스터드(5,6), 프레임(4)으로 구성되는 주축 헤드(50)의 프레임 부분에 대해, 상대 회전 불가능하게 클램프되고, 스핀들(10)은, 선회 위치가 유지되어, 가공중의 외력, 즉 공구를 사이에 두고 가해지는 워크로부터의 반력에 의해서, 주축(9)이 선회하는 것을 저지하여, 가공 정밀도를 유지한다. 이와 같이, 클램프 링(21)은 고리형상의 피제동부재로서 설치되어, 클램프 슬리브(20), 클램프 실린더(19)는, 가압부재로서 설치되어 유체로(28), 압력 유체의 공급 장치와 함께 클램프 장치(57)를 구성한다.

공작기계의 제어장치는, 스핀들(10)에 장착되어 있는 도시하지 않는 공구를, 가공 테이블상의 워크에 대해서 소정의 회전각도로 하기 위해, 지지축 모터(56)를 구동시키고, 로터(13)를 회전시켜, 복수의 볼트(32)를 사이에 두고 로터(13)와 체결되어 있는 구동측 끼워맞춤축(7)과 베어링 홀더(14), 즉 지지축(58)을 회전시킨 다. 지지축(58)은, 복수의 볼트(30)를 사이에 두고 주축(9)과 체결되어 있고, 회전하여 주축(9)을 선회시키며, 주축(9)에 설치되어 있는 스핀들(10)을 지지축(58, 59)의 축선둘레로 선회시킨다.

로터리 조인트 보디(17)가, 지지 스터드(5)에 볼트(45)에 의해서 고정되어 있고, 로터리 조인트 보디(17)의 바깥둘레면이 베어링 홀더(14)의 안둘레면과 대향하고, 로터리 조인트 보디(17)와 베어링 홀더(14)로, 로터리 조인트가 형성되어 있다. 상기 로터리 조인트를 통하여, 외부로부터 스핀들(10)에, 공구체킹용의 압력 유체, 가공액, 냉각 세정액 등이 공급된다.

주축 헤드(50)는, 램(1)에 의해서 이동중에, 지지 스터드(5) 또는 지지 스터드(6)가, 가공 치구나 워크 등과 충돌한 경우, 프레임(4)과 지지 스터드(5)와의 사이, 또는 프레임(4)과 지지 스터드(6)와의 사이에서, 상대 이동이 생긴다. 그러한 충돌사고의 복구작업시, 주축 헤드(50)에 있어서의 프레임(4)과 지지 스터드(5)와의 위치결정, 및 프레임(4)과 지지 스터드(6)와의 위치결정을 위해서, 도 2, 도 6에 나타내는 바와 같이, 프레임(4)은, 본 발명의 기계 구성요소의 제 1 기계부품으로서 설치되어, 4개의 관통하는 테이퍼 구멍(4a)을 갖고, 또한, 지지 스터드(5) 및 지지 스터드(6)는, 각각 본 발명의 기계 구성요소의 제 2 기계부품으로서 설치되어, 2개의 바닥이 있는 형상의 테이퍼 구멍(5a) 및 테이퍼 구멍(6a)을 각각 갖고 있다. 또한, 본 발명의 기계 구성요소의 테이퍼 핀으로서 테이퍼 핀(26)이 위치결정시에 사용되어, 테이퍼 구멍(4a)과 테이퍼 구멍(5a)에 걸쳐서, 또한 테이퍼 구멍 (4a)과 테이퍼 구멍(6a)에 걸쳐서, 각각 삽입된다.

복구 작업에서는, 헤드 홀더(3)와 프레임(4)을 체결하는 볼트(34)가 빼내어지고, 주축 헤드(50)는, 헤드 모터(2)로부터 떼어내어진다. 도 6은, 도 2에 대응하여서 나타나 있고, 헤드 모터(2)로부터 떼어낸 상태의 주축 헤드(50) 중, 윗부분을 나타내고 있다.

볼트(44)를 느슨하게 한 상태, 또는 떼어낸 상태로 하여, 도 6에 있어서 좌측에 나타나는 바와 같이, 테이퍼 핀(26)을, 프레임(4)의 테이퍼 구멍(4a)과, 상기 테이퍼 구멍(4a)에 대응하여 지지 스터드(5)에 설치되는 테이퍼 구멍(5a)에 걸쳐 삽입한다. 테이퍼 구멍(5a)의 바닥부에는 암나사(5b)(본 실시예에서는 칭호지름 8mm)가 설치되어 있고, 또한 테이퍼 핀(26)의 축심에는, 관통구멍으로서 암나사 (5b)보다 큰 칭호지름의 암나사(26a)(본 실시예에서는 칭호지름 10mm)가 설치된다. 단면 육각의 막대형상 스패너를 이용하여, 육각구멍 부착볼트인 압입 볼트(46)(본 실시예에서는 칭호지름 8mm)를, 테이퍼 핀(26)의 암나사(26a)를 관통시켜 암나사 (5b)에 돌려넣는다. 이 돌려넣기 작업에 의해, 압입 볼트(46)의 머리 부분이 테이퍼 핀(26)의 단면을 누르고, 테이퍼 핀(26)이 테이퍼 구멍(4a), 테이퍼 구멍(5a)에 나사의 힘으로 압입되어, 프레임(4)과 지지 스터드(5)는, 상대 이동이 생기기 전의 상태로, 정확하게 위치결정된다. 2개의 테이퍼 핀(26)이 압입된 후, 볼트(44)가 부착되고, 프레임(4)과 지지 스터드(5)가 체결된다. 프레임(4)과 지지 스터드(6)와의 위치결정도 이와 같이 행하여져, 테이퍼 구멍(4a)과, 지지 스터드(6)에 설치되는 테이퍼 구멍(6a)에 걸쳐 테이퍼 핀(26)이 삽입된 후, 테이퍼 구멍(6a)의 바닥부에 설치되는 암나사(6b)에, 압입 볼트(46)가 돌려넣어지고, 테이퍼 핀(26)이 테 이퍼 구멍(4a), 테이퍼 구멍(6a)에 나사의 힘으로 압입된다. 테이퍼 핀(26)은, 테이퍼 핀(26)이 프레임(4)으로부터 돌출하지 않도록 짧게 설치되어 있고, 헤드 홀더 (3)는, 테이퍼 핀(26)용의 공간, 즉, 막힌구멍등이 특별히 더 설치되지 않아도 좋다.

지지 스터드(5) 또는 지지 스터드(6)와 가공 치구나 워크 등과의 상술의 충돌사고에 의해서, 테이퍼 핀(26)이 변형, 파손된 경우나, 주축 헤드(50)의 분해 수리를 위해서, 지지 스터드(5) 또는 지지 스터드(6)를 프레임(4)으로부터 떼어내는 경우, 테이퍼 핀(26)이 빼내어진다. 압입 볼트(46)를 빼낸 후, 도 6에 있어서 우측에 나타나는 바와 같이, 테이퍼 핀(26)의 암나사(26a)에, 떼어낸 볼트(47)를 돌려넣고, 상기 배낸 볼트(47)의 선단을 테이퍼 구멍(5a,6a)의 바닥부에 도달시키고, 또한, 빼낸 볼트(47)를 돌려넣어 테이퍼 구멍(5a,6a)의 바닥부를 누른다. 테이퍼 핀(26)에는, 빼낸 볼트(47)를 사이에 두고, 바닥부 누름의 반력으로서 축선방향의 힘이 작용한다. 그 때문에, 테이퍼 핀(26)은, 축선방향으로 이동하여, 나사의 힘으로 압입 상태가 해제되는데 따라서, 빼내기 가능해진다.

이와 같이, 테이퍼 핀(26)은, 테이퍼 구멍(4a,5a,6a)에 장착된 채로 하고, 필요에 따라서 빼내어지고, 그때, 빼낸 볼트(47)를 사이에 두고 나사의 힘으로 압입 상태가 해제된다. 그러나, 테이퍼 핀(26)은 장착된 채이면, 지지 스터드(5) 또는 지지 스터드(6)와 가공 치구나 워크 등과의 상술의 충돌사고에 의해서, 테이퍼 핀(26), 테이퍼 구멍(4a,5a,6a)이, 손상되는 경우가 있고, 특히 테이퍼 구멍(4a, 5a,6a)이 손상되면, 충돌사고의 복구 작업에 있어서의 상술의 위치결정작업이 곤란 해진다. 또한, 테이퍼 핀(26)이 장착되어 있는 만큼, 주축 헤드(50), 램(1), 램 (1)의 구동장치, 헤드 모터(2)에 가해지는 충격력이 커져, 그것들을 보다 손상하게 된다. 그 때문에, 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에서는, 프레임(4)과 지지 스터드(5)와의 체결 후, 및 프레임(4)과 지지 스터드(6)와의 체결 후, 테이퍼 핀(26)을 빼내고 있어, 상술한 바와 같이, 테이퍼 핀(26)은, 떼어낸 볼트(47)을 사이에 두고 나사의 힘으로 압입 상태가 해제되어 빼내어진다. 주축 헤드(50)는 테이퍼 핀(26)이 장착되어 있지 않은 상태로 운전되고, 상술의 충돌사고 시에 테이퍼 구멍(4a,5a,6a)이 손상되는 것을 회피하고 있다.

본 실시예에서는, 테이퍼 핀(26)은, 관통구멍으로서 암나사(26a)만이 설치되어 있다. 그러나, 관통구멍으로서 나사산이 형성되어 있지 않은 원형구멍과 암나사(26a)를 같은 축에 설치해도 좋다. 그 경우, 원형구멍은, 암나사(26a)의 골짜기 지름 이상의 지름으로 형성되어 있고, 빼낸 볼트(47)가, 테이퍼 핀(26)의 원형구멍과 암나사(26a)를 관통하여, 테이퍼 구멍(5a,6a)의 바닥부에 이르러, 바닥부를 누르는 것을 가능하게 한다. 한편, 원형구멍과 암나사(26a)와의 배치는, 테이퍼 핀 (26)의 선단측에 암나사(26a)를 설치하고, 후단측에 원형구멍을 설치하는 것 외에, 선단측에 원형구멍을 설치하고, 후단측에 암나사(26a)를 설치해도 좋다. 또한, 암나사(26a) 또는 원형구멍을 사이에 두고, 양측에 원형구멍 또는 암나사(26a)를 설치해도 좋다.

지지축 모터(56)에 의해서 스핀들(10)을 선회중, 프로그래밍 미스 등에 의해서 스핀들(10) 또는 공구가 가공 치구, 워크 등과 충돌한 경우, 주축(9)과 지지축 (58)과의 상대회전, 즉 미끄러짐이 생겨 주축(9)과 구동측 끼워맞춤축(7)과의 위치결정작업을 필요로 한다. 또한, 클램프 장치(57)를 작동시켜 스핀들(10)의 선회 위치를 유지하면서, 공구를 가공위치, 대기위치 등으로 이동시키기 때문에, 주축 헤드(50)를 램(1)이나 헤드 모터(2)에 의해서 이동중에, 또는 워크가 얹어 놓여져 있는 가공테이블을 이동중에, 프로그래밍 미스 등에 의해서 스핀들(10) 또는 공구가 가공 치구, 워크 등과 충돌한 경우, 주축(9)과 지지축(59)과의 상대회전, 즉 미끄러짐이 생겨 주축(9)과 종동측 끼워맞춤축(8)과의 위치결정작업을 필요로 한다. 본 실시예에서는, 테이퍼 핀(26)은, 상술의 프레임(4)과 지지 스터드(5)와의 위치결정, 및 프레임(4)과 지지 스터드(6)와의 위치결정 외에, 주축(9)과 구동측 끼워맞춤축(7)과의 위치결정, 및 주축(9)과 종동측 끼워맞춤축(8)과의 위치결정에도 이용된다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 구동측 끼워맞춤축(7)은, 본 발명의 기계 구성요소의 제 1 기계부품으로서 설치되어 테이퍼 구멍(7d)을 갖고, 주축(9)은, 본 발명의 기계 구성요소의 제 2 기계부품으로서 설치되어 있고, 테이퍼 구멍(7d)에 대응하여 바닥을 갖는 형상의 테이퍼 구멍(9g)을 갖고 있다. 테이퍼 구멍(9g)의 바닥부에는 암나사(9h)(본 실시예에서는 칭호지름 8mm)가 설치되어 있다. 도 2 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 테이퍼 구멍(9g,7d)에 대응하여, 베어링 홀더(14), 로터리 조인트 보디(17)에, 테이퍼 핀(26)의 착탈용의 관통구멍이 설치되어 있다. 위치결정시에는, 본 발명의 기계 구성요소의 테이퍼 핀으로서, 테이퍼 핀(26)이 사용되고, 테이퍼 핀(26)이 테이퍼 구멍(7d,9g)에 걸쳐 삽입되어, 육각구멍이 있는 볼트가, 테이퍼 핀(26)의 암나사(26a)(본 실시예에서는 칭호지름 10mm)를 관통하여 암나사(9h)에 돌려 넣어져서, 테이퍼 핀(26)이 압입된다. 위치결정 후, 볼트(30)에 의해서 주축(9)과 구동측 끼워맞춤축(7)은 체결된다. 테이퍼 핀(26)은, 볼트 (30)에 의한 주축(9)과 구동측 끼워맞춤축(7)과의 체결 후도, 장착된 채로도 좋다. 그러나, 본 실시예에서는, 볼트(30)에 의한 체결 후, 테이퍼 핀(26)의 암나사(26a)에 볼트가 돌려넣어져 테이퍼 핀(26)이 빼내어진다.

구동측 끼워맞춤축(7)과 같이, 종동측 끼워맞춤축(8)은, 본 발명의 기계 구성요소의 제 1 기계부품으로서 설치되어 테이퍼 구멍(8c)을 갖고, 주축(9)은, 본 발명의 기계 구성요소의 제 2 기계부품으로서 설치되어 있고, 테이퍼 구멍 테이퍼 구멍(8c)에 대응하여 바닥을 갖는 형상의 테이퍼 구멍(9g)을 갖고 있다. 테이퍼 구멍(9g)의 바닥부에는 암나사(9h)가 설치되어 있다. 위치결정시에는, 본 발명의 기계 구성요소의 테이퍼 핀으로서 테이퍼 핀(26)이 사용되고, 테이퍼 핀(26)이 테이퍼 구멍(8c,9g)에 걸쳐 삽입되어, 육각구멍이 있는 볼트가, 테이퍼 핀(26)의 암나사(26a)를 관통하여 암나사(9h)에 돌려 넣어져, 테이퍼 핀(26)이 압입된다. 위치결정 후, 볼트(31)에 의해서 주축(9)과 종동측 끼워맞춤축(8)은 체결된다. 볼트 (31)에 의한 체결 후, 테이퍼 핀(26)이 빼내어진다. 본 실시예에서는, 체결 후, 이와 같이 테이퍼 핀(26)이 빼내져, 주축 헤드(50)는 테이퍼 핀(26)이 장착되어 있지 않은 상태로 운전되므로, 스핀들(10) 및 공구가, 가공 치구, 워크 등과 충돌하는 간섭사고가 생겨도, 테이퍼 구멍(7d,8c,9g)의 파손을 피할 수 있어, 복구 작업에 있어서, 정확한 위치결정이 가능해진다.

본 실시예에서는, 기계 구성요소는, 공작기계의 주축 헤드(50)에 적용되고, 또한, 볼트를 사이에 두고 서로 체결 접합되는 2개의 기계부품에 적용되어 있다. 그러나, 본 발명의 기계 구성요소는, 주축 헤드(50) 이외의 기계에 적용되어도 좋고, 또한, 위치결정 후에 용접이나 접착 등에 의해서 서로 접합되거나, 위치결정용 테이퍼 핀의 테이퍼 구멍에 걸치는 압입력, 즉, 압입 볼트의 나사의 힘에 기초한 압입력과, 상기 압입 볼트의 체결력에만 의해서 접합되는 2개의 기계부품 등에 적용해도 좋다.

본 발명은 상기의 어느 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 청구 범위를 일탈하지 않는 한에 있어서 여러 가지로 변경하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 기계 구성요소를 구비하는 공작기계의 주축 헤드(50)의 전체도이며, 일부, 단면도로 나타난다.

도 2는 도 1의 우측면도를 나타내고, 뚜껑(24)을 벗겨낸 상태를 나타낸다.

도 3은 도 1의 좌측면도를 나타내고, 뚜껑(24)을 벗겨낸 상태를 나타낸다.

도 4는 도 1에 대해 P방향에서 본 평면도를 나타낸다.

도 5는 도 1의 일부 확대도이다.

도 6은 도 2에 있어서, 주축 헤드(50)를 헤드 모터(2)로부터 떼어낸 상태를 나타내고, 프레임(4)과 지지 스터드(5)와의 위치결정작업, 및 위치결정 해제작업을 나타낸다.

도 7은 지지 스터드(5), 지지 스터드(6)가 배치된 상태에서의 프레임(4)의 상면도를 나타낸다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 램 2 : 헤드 모터

3 : 헤드 홀더 4 : 프레임

4a : 테이퍼 구멍 5 : 지지 스터드

5a : 테이퍼 구멍 5b : 암나사

6 : 지지 스터드 6a : 테이퍼 구멍

6b : 암나사 7 : 구동측 끼워맞춤축

7a : 끼워맞춤축부 7b : 평탄면

7c : 슬리브 7d : 테이퍼 구멍

8 : 종동측 끼워맞춤축 8a : 끼워맞춤축부

8b : 평탄면 8c : 테이퍼 구멍

9 : 주축 9a : 지지축 끼워맞춤구멍

9b : 지지축 끼워맞춤구멍 9c : 평탄면

9d : 평탄면 9e : 암나사

9f : 암나사 9g : 테이퍼 구멍

9h : 암나사 10 : 스핀들

11 : 스테이터 홀더 12 : 스테이터

13 : 로터 14 : 베어링 홀더

15 : 베어링 플레이트 16 : 베어링

17 : 로터리 조인트 보디 18 : 모터 플레이트

19 : 클램프 실린더 20 : 클램프 슬리브

20a : 고리형상 슬리브 21 : 클램프 링

22 : 베어링 홀더 23 : 베어링 홀더

24 : 뚜껑 26 : 테이퍼 핀

26a : 암나사 28 : 유체로

29 : 베어링 플레이트 30 : 볼트

31 : 볼트 32 : 볼트

34 : 볼트 35 : 볼트

36 : 볼트 37 : 볼트

38 : 볼트 39 : 볼트

41 : 볼트 42 : 볼트

44 : 볼트 45 : 볼트

46 : 압입 볼트 47 : 떼어낸 볼트

48 : 볼트 49 : 볼트

50 : 주축 헤드 55 : 스핀들 유닛

56 : 지지축 모터 57 : 클램프 장치

58 : 지지축 59 : 지지축

Claims (1)

1. 관통한 테이퍼 구멍을 갖는 제 1 기계부품과, 바닥이 있는 형상의 테이퍼 구멍을 갖는 제 2 기계부품과, 상기 2개의 기계부품의 위치결정시에 사용되고 상기 테이퍼 구멍에 걸쳐서 삽입되는 위치결정용 테이퍼 핀을 포함한 기계 구성요소에 있어서,

   상기 테이퍼 핀은 그 축선방향으로 관통구멍을 갖는 것과 함께, 관통구멍의 적어도 일부에 축선방향으로 연장되는 암나사를 형성하고, 상기 제 2 기계부품의 테이퍼 구멍의 바닥부에는 상기 암나사보다도 작은 지름의 암나사가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기계 구성요소.

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