KR20100065423A - 머시닝센타 주축 냉각장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 주축 메인 스핀들(S)과, 스핀들 하우징(H)과, 상기 하우징(H)을 지지하는 바디(B)와, 상기 메인 스핀들(S)을 구동하기 위한 모터(M) 장착되는 모터 플레이트(MP)와, 스핀들 하우징(H)의 상부 외표면 주위에 설치되고 냉각유체가 통과하도록 구성되어 상기 스핀들 하우징(H)의 상부를 냉각시키는 스핀들 하우징 냉각 유로(10)와; 상기 스핀들 하우징(H)의 하부 외표면 주위에 설치된 쿨링 자켓(CJ) 내부에 마련되고 상기 스핀들 하우징(H)의 하부 외표면에 접촉하여 냉각유체가 통과하도록 구성되어 상기 스핀들 하우징(H)의 하부를 냉각시키는 쿨링 자켓 냉각 유로(20)와; 상기 모터 플레이트(MP) 내부에 마련되고 냉각유체가 통과하도록 구성되어 상기 모터 플레이트(MP)를 냉각시키는 모터 플레이트 냉각 유로(40)와; 상기 스핀들 하우징(H)내에서 상기 메인 스핀들(S)의 상부 및 하부를 각각 지지하는 상부 스핀들 베어링(SB1) 및 하부 스핀들 베어링(SB2)사이에 설치되는 외측 롱 스페이서(LSP2)의 외표면 주위에 설치되고 냉각유체가 통과하도록 구성되어 상기 외측 롱 스페이서(LSP2)를 냉각시키는 외측 롱 스페이서 냉각 유로(50);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
주축, 스핀들, 냉각, 유로, 모터, 플레이트, 스페이서, 머시닝 센터
Description
본 발명은 머시닝센타의 주축 냉각 장치에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 머시닝 센터의 주축 메인 스핀들을 구동하기 위한 모터가 모터 플레이트의 상부에 설치되어 있는 머시닝센타의 주축 냉각장치에 관한 것이다.
일반적으로 사용되는 머시닝센타는 도 1에 도시된 것과 같이, 공구 장착을 위한 주축 메인 스핀들(S)이 스핀들 하우징(H) 내에 수용되어 있고, 하우징(H)을 지지하는 바디(B)의 상부에 메인 스핀들(S)을 구동하기 위한 모터(M)가 설치된다. 모터(M)의 구동력은 모터 풀리(P1), 벨트(b) 및 스핀들 풀리(P2)를 경유하여 메인 스핀들(S)에 전달된다.
그리고 메인 스핀들(S)을 하우징(H) 내에서 회전가능하게 지지하기 위해 메인 스핀들(S)의 상부 및 하부에 각각 상부 스핀들 베어링(SB1)과 하부 스핀들 베어링(SB2)이 마련되어 있고, 상부 스핀들 베어링(SB1)과 하부 스핀들 베어링(SB2) 사이의 공간에는 내측 롱 스페이서(LSP1) 및 외측 롱 스페이서(LSP2)가 각각 베어링의 내외륜을 지지하며 스핀들 베어링(SB1, SB2) 간의 공간에도 베어링 스페이 서(BSP) 또는 스페이서(SP)들이 설치된다. 또한, 상하부 스핀들 베어링(SB1, SB2)이 외부로 이탈되는 것을 막기 위해 상부 및 하부 베어링 캡(BC1, BC2)과 로크너트(L)가 설치된다.
이러한 구조의 머시닝 센터에서는 모터(M)로부터 주축메인 스핀들(S)까지 구동력이 전달되는 과정에서 스핀들(S)의 고속 회전에 따라 동력 전달 구성품, 예컨대, 벨트(b), 스핀들 베어링(SB1, SB2) 등에서 발열이 필연적으로 발생하는 바, 이러한 발열을 냉각시키기 위한 방안이 필수적으로 요구된다.
머시닝 센터의 주축 냉각을 위해, 종래에는 도 1에 도시된 것과 같이 스핀들 하우징(H)의 상부 외표면에는 나선형 냉각 유로(1)를 설치하고, 스핀들 하부의 외표면에는 쿨링 자켓(CJ)을 설치한 후 쿨링자켓(CJ)의 내부에 나선형 냉각 유로(2)를 설치하며, 각 냉각 유로(1, 2)의 상하부에는 냉각 유체의 밀봉을 위해 오링(3)을 마련하였다. 그리고 스핀들 하우징(H)의 소정 위치에 냉각 유체 유입구(미도시) 및 유출구(미도시)를 설치하였다.
이러한 구조에 따라, 종래에는 스핀들 하우징(H)의 냉각 유체 유입구로부터 공급된 냉각 유체가 하우징(H) 상부의 냉각 유로(1)를 통과하면서 상부 스핀들 베어링(SB1)에서 발생한 열을 냉각시킨 다음, 하우징(H) 하부의 냉각 유로(2)를 통과하면서 하부 스핀들 베어링(SB2)에서 발생한 열을 냉각시킨 후에 냉각 유체 유출구로 배출되도록 구성되어 있다.
이러한 종래의 냉각 방식에 따르면, 상하부 스핀들 베어링(SB1, SB2)에 대한 냉각은 어느 정도 달성할 수 있으나 상부에 배치된 모터(M)와 그에 인접한 벨트(b) 및 풀리(P1, P2)에서 발생한 열은 효과적으로 냉각시킬 수 없었다.
또한, 종래의 냉각 방식에 따르면, 스핀들 베어링(SB1, SB2) 사이를 지지하는 외측 롱 스페이서(LSP2)를 효과적으로 냉각시키지 못하였다. 그 결과, 외측 롱 스페이서(LSP2)의 열 팽창에 따라 내측 롱 스페이서(LSP1)에 대한 길이 불균형이 발생하여 스핀들 베어링(SB1, SB2)이 과예압 상태가 되며, 이러한 과예압 상태에서의 고속 운전을 함으로써 스핀들 베어링(SB1, SB2)의 수명 저하를 유발하는 요인이 되었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결코자 하는 것으로서, 본 발명은 머시닝 센터의 주축 냉각 구조를 개선하는 것을 기술적 과제로 한다.
구체적으로, 본 발명은 스핀들 베어링의 발열만 국부적으로 냉각시키는 것에서 더 나아가 상부의 모터(M) 주변에서 발생한 열도 효과적으로 냉각시킬 수 있는 냉각 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 스핀들 베어링(SB1, SB2) 사이를 지지하는 외측 롱 스페이서(LSP2)를 효과적으로 냉각시킴으로써, 외측 롱 스페이서(LSP2)의 열 팽창에 따라 발생하는 스핀들 베어링(SB1, SB2)이 과예압 상태를 해소하여 스핀들 베어링(SB1, SB2)의 수명을 증가시킬 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 머시닝센타의 주축 냉각장치는 공구 장착을 위한 주축 메인 스핀들(S)과, 상기 메인 스핀들(S)을 수용하는 스핀들 하우징(H)과, 상기 하우징(H)을 지지하는 바디(B)를 포함하고, 상기 메인 스핀들(S)을 구동하기 위한 모터(M)가 모터 플레이트(MP)를 매개로 상기 바디(B)의 상부에 설치되어 있는 머시닝센타에 마련되는 것으로서, 모터 플레이트(MP)와 외측 롱 스페이서(LSP2)에도 각각 모터 플레이트 냉각 유로(40)와 외측 롱 스페이서 냉각 유로(50)를 추가로 마련한 것을 특징으로 한다.
구체적으로 본 발명에 따른 머시닝센타 주축 냉각장치는, 상기 메인 스핀 들(S)을 구동하기 위한 모터(M); 상기 모터(M)의 일단에 설치되는 모터 플레이트(MP); 상기 스핀들 하우징(H)의 일측 내주면 주위에 설치되고 냉각유체가 통과하도록 구성되어 상기 스핀들 하우징(H)을 냉각시키는 스핀들 하우징 냉각 유로(10)와; 상기 스핀들 하우징(H)의 하부 외표면 주위에 설치된 쿨링 자켓(CJ) 내부에 마련되고 상기 스핀들 하우징(H)의 하부 외표면에 접촉하여 냉각유체가 통과하도록 구성되어 상기 스핀들 하우징(H)의 하부를 냉각시키는 쿨링 자켓 냉각 유로(20)와; 상기 모터 플레이트(MP) 내부에 마련되고 냉각유체가 통과하도록 구성되어 상기 모터 플레이트(MP)를 냉각시키는 모터 플레이트 냉각 유로(40);를 포함하며 상기 모터(M)는 상기 모터 플레이트(MP)를 매개로 상기 바디(B)의 상부에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 냉각장치는 상기 스핀들 하우징(H)내에서 상기 메인 스핀들(S)의 상부 및 하부를 각각 지지하는 상부 스핀들 베어링(SB1) 및 하부 스핀들 베어링(SB2)사이에 설치되는 외측 롱 스페이서(LSP2)의 외표면 주위에 설치되고 냉각유체가 통과하도록 구성되어 상기 외측 롱 스페이서(LSP2)를 냉각시키는 외측 롱 스페이서 냉각 유로(50);를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 냉각장치는 상기 각 냉각 유로(10, 20, 30, 40)에 냉각 유체를 공급하기 위한 냉각유체 공급 수단(60);을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 냉각 유체 공급 수단(60)에서 공급되는 냉각 유체의 흐름 경로는 상기 모터 플레이트 냉각 유로(40)와, 상기 스핀들 하우징 냉각 유로(10)와, 상기 외측 롱 스페이서 냉각 유로(50)와, 상기 쿨링 자켓 냉각 유로(20) 순으로 통과한 후 상기 냉각 유체 공급 수단(60)으로 복귀되도록 함으로써 머시닝센터의 상부로부터 하부에 이르기까지 냉각의 효율을 극대화하도록 구성할 수 있다.
본 발명에 따른 냉각 장치는 모터 플레이트(MP)에 모터 플레이트 냉각 유로(40)를 설치함으로써 종래 냉각 장치가 냉각시키지 못하였던 바디(B) 상부를 효과적으로 냉각시킬 수 있게 되며 바디(B) 상/하부 온도차를 최소화 하여 정밀도 저하 방지가 가능하게 된다.
즉, 바디(B)의 상부가 국부적으로 가열되어 바디(B) 상부가 열팽창되는 경우 발생할 수 있는 문제점인 스핀들(S) 수직축선에 대해 바디(B)의 기울어짐 현상을 최소화함으로써 기계가공의 정밀도를 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 냉각 장치는 외측 롱 스페이서 냉각 유로(50)를 설치함으로써 외측 롱 스페이서(LSP2)의 열팽창 현상을 방지하여 스핀들 베어링(SB1, SB2)에 대한 예압 보정 효과를 도모할 수 있다. 즉, 외측 롱 스페이서(LSP2)의 길이 신장을 억제함으로써 스핀들 고속 회전시에 발생할 수 있는 스핀들 베어링(SB1, SB2)에 발생할 수 있는 과예압 현상을 억제할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 전술 한 종래 기술과 동일한 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 추가되거나 변경된 구성을 중심으로 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 주축 냉각장치가 설치된 머시닝센터의 단면도를 도시하고 있고, 도 3은 본 발명에 따른 주축 냉각 장치의 냉각 유체의 흐름을 설명하기 위한 개요도이다.
우선, 본 발명의 주축 냉각장치가 설치되는 머시닝 센터는 메인 스핀들(S)과, 메인 스핀들(S)을 수용하는 스핀들 하우징(H)과, 스핀들 하우징(H)을 지지하는 바디(B)와, 메인 스핀들(S)을 하우징(H) 내에서 회전가능하도록 지지하는 상하부 스핀들 베어링(SB1, SB2)과, 상하부 스핀들 베어링(SB1, SB2) 사이의 공간을 지지하는 내외측 롱 스페이서(LSP1, LSP2) 등으로 구성되고, 그 밖에 복수개의 스페이서(SP), 로크너트(L) 및 쿨링자켓(CJ) 등이 마련되어 있다.
또한, 모터(M)가 모터 플레이트(MP)를 매개로 바디(B)의 상부에 결합된 모터(M)가 마련되고, 모터(M)의 구동력은 벨트(b)와 풀리(P1, P2)를 경유하여 메인 스핀들(S)에 전달되며 이들에 대한 작동 원리는 배경기술에 대한 설명에서 충분히 상술하였는바, 상세한 설명을 생략한다.
도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 머시닝센타의 주축 냉각장치는 스핀들하우징(H) 상부를 냉각시키는 스핀들 하우징 냉각 유로(10)와, 스핀들하우징(H) 하부를 냉각시키는 쿨링 자켓 냉각 유로(20) 이외에, 모터(M)를 장착하기 위한 모터 플레이트(MP)를 냉각하기 위한 모터 플레이트 냉각 유로(40)와, 외측 롱 스페이서(LSP2)를 냉각시키는 외측 롱 스페이서 냉각 유로(50)를 추가로 설치한 것을 주 요한 특징으로 한다. 그리고, 바람직하게는 각 냉각 유로(10, 20, 30, 40)에 냉각 유체를 공급하기 위한 냉각유체 공급 수단(60)을 더 포함할 수 있다.
이하, 각 구성별로 상세히 설명한다.
스핀들 하우징 냉각 유로(10)는 스핀들 하우징(H)의 상부 외표면 주위에 설치되고 냉각유체가 통과하도록 구성되어 상기 스핀들 하우징(H)의 상부를 냉각시킨다. 그리고 도 3에 도시된 것과 같이, 스핀들 하우징 냉각 유로(10)에는 냉각 유체가 유입되고 유출되기 위한 유입구(11)와 유출구(12)가 각각 마련되어 있다.
쿨링 자켓 냉각 유로(20)는 스핀들 하우징(H)의 하부 외표면 주위에 설치된 쿨링 자켓(CJ) 내부에 마련되고 상기 스핀들 하우징(H)의 하부 외표면에 접촉하여 냉각유체가 통과하도록 구성되어 상기 스핀들 하우징(H)의 하부를 냉각시킨다. 그리고 도 3에 도시된 것과 같이, 쿨링 자켓 냉각 유로(20)에도 냉각 유체가 유입되고 유출되기 위한 유입구(21)와 유출구(22)가 각각 마련되어 있다.
모터 플레이트 냉각 유로(40)는 모터(M)를 바디(B)에 결합시키는 모터 플레이트(MP) 내부에 마련되고 냉각유체가 통과하도록 구성되어 직접적으로는 모터 플레이트(MP)를 냉각시키고, 더 나아가 그에 인접하여 배치된 모터(M), 벨트(b), 풀리(P1, P2)들도 냉각될 수 있도록 한다. 그리고 도 3에 도시된 것과 같이, 모터 플레이트 냉각 유로(40)에도 냉각 유체가 유입되고 유출되기 위한 유입구(41)와 유출구(42)가 각각 마련되어 있다.
외측 롱 스페이서 냉각 유로(50)는 외측 롱 스페이서(LSP2)의 외표면 주위에 설치되고 냉각유체가 통과하도록 구성되어 외측 롱 스페이서(LSP2)를 냉각시킨다. 그리고 도 3에 도시된 것과 같이, 외측 롱 스페이서 냉각 유로(50)에도 냉각 유체가 유입되고 유출되기 위한 유입구(51)와 유출구(52)가 각각 마련되어 있다.
그리고, 도 2에 도시된 것과 같이 각 냉각 유로(10, 20, 40, 50)의 상부 및 하부에는 냉각 유체의 밀봉을 위해 오링(30)이 각각 설치되어 있다.
다음으로, 냉각유체 공급 수단(60)은 각 냉각 유로(10, 20, 40, 50)에 냉각 유체를 공급하기 위한 수단으로서, 도 3에 도시된 것과 같이 냉각 유체가 유출되는 유출구(61)와, 냉각 유체가 유입되는 유입구(62)와, 공급되는 냉각 유체의 흐름을 제어하기 위한 콘트롤 패널(63)과, 냉각 유체를 냉각시키기 위한 냉각기(64)와, 냉각 유체를 펌핑하기 위한 펌프(65)와, 냉각 유체를 저장하기 위한 냉각 유체 저장부(66)로 구성되어 있다.
이상 설명한 구성에 따라 본 발명에 따른 주축 냉각 장치의 유체 흐름 경로 및 작동 과정을 도 3의 유체 흐름 구성도를 참조로 설명한다.
도 3에 도시된 것과 같이, 전체적인 유체 흐름은 냉각 유체 공급 수단(60)로부터 유체가 유출된 후, 모터 플레이트 냉각 유로(40), 스핀들 하우징 냉각 유로(10), 외측 롱 스페이서 냉각 유로(50) 및 쿨링 자켓 냉각 유로(20) 순으로 통과한 후 냉각 유체 공급 수단(60)으로 복귀된다.
즉, 냉각 유체 공급 수단(60)의 유출구(61)는 모터 플레이트 냉각 유로(40)의 유입구(41)와 연결되고, 모터 플레이트 냉각 유로(40)의 유출구(42)는 스핀들 하우징 냉각 유로(10)의 유입구(11)에 연결된다. 그리고 스핀들 하우징 냉각 유로(10)의 유출구(12)는 외측 롱 스페이서 냉각 유로(50)의 유입구(51)와, 외측 롱 스페이서 냉각 유로(50)의 유출구(52)는 쿨링 자켓 냉각 유로(20)의 유입구(21)에 각각 연결되며, 마지막으로 쿨링 자켓 냉각 유로(20)의 유출구(22)는 냉각 유체 공급 수단(60)의 유입구(62)와 연결이 되는 것이다.
이상의 구성에 따라 본 발명에 따른 냉각 장치에 의해 냉각이 이루어지는 과정을 도 2 및 도 3을 참조로 설명한다.
우선, 냉각 유체 공급 수단(60)의 유출구(61)에서 유출된 냉각 유체는 유입구(41)로 유입된 후 모터 플레이트 냉각 유로(40)를 통과하면서 모터 플레이트(MP) 및 바디(B)의 상판을 냉각시킨다.
모터 플레이트 냉각 유로(40)룰 모두 통과하고 나면, 냉각 유체는 유출구(42)로 배출된 다음 스핀들 하우징 냉각 유로(10)의 유입구(11)로 유입된다.
유입구(11)로 유입된 냉각 유체는 스핀들 하우징 냉각 유로(10)를 통과하면서 스핀들 하우징(H)의 상부와 그에 인접한 상부 스핀들 베어링(SB1)을 냉각시킨다.
스핀들 하우징 냉각 유로(10)를 모두 통과한 유체가 유출구(11)로 배출되고 나면, 냉각 유체는 외측 롱 스페이서 냉각 유로(50)의 유입구(51)로 유입된 다.
유입구(51)로 유입된 냉각 유체는 외측 롱 스페이서 냉각 유로(50)를 통과하면서 외측 롱 스페이서(LSP2)를 냉각시킨다.
한편, 냉각 유체가 외측 롱 스페이서 냉각 유로(50)를 모두 순환하고 나서 유출구(51)로 배출되면 마지막으로 쿨링 자켓 냉각 유로(20) 유입구(21)로 유입된다.
유입구(21)로 유입된 냉각 유체는 쿨링 자켓 냉각 유로(20)를 통과하면서 스핀들 하우징(H)의 하부와 그에 인접한 하부 스핀들 베어링(SB2)을 냉각시킨다.
쿨링 자켓 냉각 유로(20)를 모두 통과하고 난 냉각유체는 최종적으로 유출구(21)로 배출된 다음 냉각 유체 공급 수단(60)의 유입구(62)로 복귀한다.
이상 설명한 것과 같이 본 발명에 따른 냉각 장치는 모터 플레이트(MP)에 모터 플레이트 냉각 유로(40)를 설치함으로써 종래 냉각 장치가 냉각시키지 못하였던 바디(B) 상부를 효과적으로 냉각시킬 수 있게 된다.
통상적으로 수직형 스핀들의 회전시 모터(M)의 구동력을 전달하는 풀리(P1, P2)와 벨트(b)에서 발열이 많이 발생하므로, 모터(M)가 배치된 바디(B)의 상부가 하부보다 상대적인 고온이 된다. 이와 같이 바디(B)의 상부가 국부적으로 가열되는 경우, 바디(B) 상부의 열팽창을 발생시키게 되며 이는 스핀들(S) 수직축선에 대해 바디(B)의 기울어짐을 야기시키고 바디(B)의 기울어짐은 기계가공의 정밀도 저하시키는 주요 요인 중의 하나이다.
본 발명의 모터 플레이트 냉각 유로(40)는 바디(B) 상부를 강제냉각(냉각유 순환)을 시킴으로써 바디(B) 상/하부 온도차를 최소화 하여 정밀도 저하 방지가 가능하게 되는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 냉각 장치는 외측 롱 스페이서 냉각 유로(50)를 설치함으로써 외측 롱 스페이서(LSP2)의 열팽창 현상을 방지하여 스핀들 베어링(SB1, SB2)에 대한 예압 보정 효과를 도모할 수 있다. 즉, 외측 롱 스페이서(LSP2)의 길이 신장을 억제시킴으로써 스핀들 고속회전시에 스핀들 베어링(SB1, SB2)에 발생할 수 있는 과예압 현상을 방지할 수 있게 된다.
외측 롱 스페이서(LSP2)의 열팽창을 감소시킴으로써 스핀들 베어링(SB1, SB2)의 과예압이 방지되는 메카니즘에 대해서는 도 4를 참조로 설명한다.
도 4 (a)는 본 발명에서 상하부 스핀들 지지 베어링(SB1, SB2)으로 사용되는 앵귤러 콘텍 볼베어링이 미설치된 상태로써 내륜과 외륜이 일정 길이만큼 옵셋되어 있다.
도 4 (b)는 상하부 스핀들 베어링(SB1, SB2)이 내외측 롱 스페이서(LSP1, LSP2)를 매개로 설치된 모습으로서, 내외측 롱 스페이서(LSP1, LSP2)의 길이가 같게 조정 설치되므로, 도 4 (a)에서 도시된 베어링 내외륜의 옵셋량만큼의 예압이 작용하게 된다.
도 4 (c)는 스핀들(S)이 고속회전 하고 있는 상태로써 원심력에 의해 베어링 외룬이 팽창한다. 그 결과 스핀들 베어링(SB1, SB2)의 볼에 원심력 Fe의 분력 Fa이 작용하여 의도된 초기설정 예압하중에 부가적인 하중이 추가적으로 작용하게 된다. 이 상태를 과예압상태라고 하는데, 과예압상태에서의 고속운전은 베어링수명의 급격한 저하를 초래한다.
도 4 (d)는 본 발명에 따라 외측 롱 스페이서 냉각 유로(50)에 의해 외측 롱 스페이서(LSP2)를 냉각시킴으로써 외측 롱 스페이서(LSP2)의 길이 신장이 억제된 상태를 도시하고 있다. 도시된 것과 내측 롱 스페이서(LSP1)는 냉각시키지 않은 채로 외측 롱 스페이서(LSP2)만을 냉각시키게 되면, 외측 롱 스페이서(LSP2)의 길이가 열팽창이 일어난 내측 롱 스페이서(LSP1)의 길이보다 짧아지게 되므로 스핀들 베어링(SB1, SB2)에 작용하는 예압이 감소하는 효과를 도모할 수 있다. 결국, 도 4 (c) 상태와 같은 고속회전시의 과예압에의한 베어링의 수명저하를 억제할 수 있게 된다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
도 1은 종래의 주축 냉각 장치가 적용된 머시닝 센터의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 주축 냉각 장치가 적용된 머시닝 센터의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 주축 냉각 장치의 냉각 유체 흐름 계통을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명이 적용됨으로써 스핀들 베어링에 작용하는 예압이 조절되는 메커니즘을 설명하기 위한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
S: 주축 메인 스핀들 H: 스핀들 하우징
B: 바디 M: 모터
MP: 모터 플레이트 SB1: 상부 스핀들 베어링
SB2: 하부 스핀들 베어링 LSP1: 내측 롱 스페이서
LSP2: 외측 롱 스페이서 SP: 스페이서
CJ: 쿨링 자켓 BC1, BC2: 베어링 캡
P1, P2: 풀리 b: 벨트
1, 10: 스핀들 하우징 냉각 유로 2, 20: 쿨링 자켓 냉각 유로
3, 30: 오링 40: 모터 플레이트 냉각 유로
50: 외측 롱 스페이서 냉각 유로 60: 냉각 유체 공급 수단
Claims (3)
- 공구 장착을 위한 주축 메인 스핀들(S)과, 상기 메인 스핀들(S)을 수용하는 스핀들 하우징(H)과 상기 하우징(H)을 지지하는 바디(B)를 포함하는 머시닝센타의 주축장치에 있어서,상기 메인 스핀들(S)을 구동하기 위한 모터(M);상기 모터(M)의 일단에 설치되는 모터 플레이트(MP);상기 스핀들 하우징(H)의 일측 내주면 주위에 설치되고 냉각유체가 통과하도록 구성되어 상기 스핀들 하우징(H)을 냉각시키는 스핀들 하우징 냉각 유로(10)와;상기 스핀들 하우징(H)의 하부 외표면 주위에 설치된 쿨링 자켓(CJ) 내부에 마련되고 상기 스핀들 하우징(H)의 하부 외표면에 접촉하여 냉각유체가 통과하도록 구성되어 상기 스핀들 하우징(H)의 하부를 냉각시키는 쿨링 자켓 냉각 유로(20)와;상기 모터 플레이트(MP) 내부에 마련되고 냉각유체가 통과하도록 구성되어 상기 모터 플레이트(MP)를 냉각시키는 모터 플레이트 냉각 유로(40);를 포함하며상기 모터(M)은 상기 모터 플레이트(MP)를 매개로 상기 바디(B)의 상부에 설치되는 것을 특징으로 하는 머시닝센타의 주축 냉각장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 스핀들 하우징(H)내에서 상기 메인 스핀들(S)의 상부 및 하부를 각각 지지하는 상부 스핀들 베어링(SB1) 및 하부 스핀들 베어링(SB2)사이에 설치되는 외측 롱 스페이서(LSP2)의 외표면 주위에 설치되고 냉각유체가 통과하도록 구성되어 상기 외측 롱 스페이서(LSP2)를 냉각시키는 외측 롱 스페이서 냉각 유로(50);를 더 포함하는 머시닝센타의 주축 냉각장치.
- 제2항에 있어서,상기 각 냉각 유로(10, 20, 40, 50)에 냉각 유체를 공급하기 위한 냉각유체 공급 수단(60);을 더 포함하고,상기 냉각 유체 공급 수단(60)에서 공급되는 냉각 유체는 상기 모터 플레이트 냉각 유로(40)와, 상기 스핀들 하우징 냉각 유로(10)와, 상기 외측 롱 스페이서 냉각 유로(50)와, 상기 쿨링 자켓 냉각 유로(20) 순으로 통과한 후 상기 냉각 유체 공급 수단(60)으로 복귀되는 것을 특징으로 하는 머시닝센타의 주축 냉각장치.
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