KR20110061010A - 주축의 오일 드레인 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주축의 오일 드레인 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 주축의 오일 드레인 장치는, 스핀들(7)을 지지하는 베어링(10)의 외측에 배치되고 상단에 제1 유로(122)가 형성되며 제1 유로(122)와 통하도록 제2 유로(124)가 형성된 하우징(120), 스핀들(7)의 외경부에 배치되고 베어링(10)의 내륜에 닿으며 하측에 제1 하향 돌출테(102)가 형성되고 제1 하향 돌출테(102)와 이격되게 제2 하향 돌출테(104)가 형성된 커버(100), 커버(110)와 하우징(120)의 사이에 배치되고 제1 하향 돌출테(102)가 수납되도록 상측에 제1 환상 요홈(112)이 형성된 베어링 홀더(110), 베어링(10)의 외륜에 닿고 하우징(120)의 내경부에 배치되며 상측에 제1 하향 돌출테(104)가 수납되도록 상측에 제2 환상 요홈(134)이 형성된 드레인 칼라(130) 및 스핀들(7)의 외경에 체결되어 커버(100)의 이탈을 방지하는 너트(13)를 포함한다.

주축, 스핀들, 베어링, 오일, 드레인

Description

주축의 오일 드레인 장치 {Oil drain device of the main axis}

본 발명은 주축의 오일 드레인 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기어박스 내에서 기화된 오일이 액화되어 스핀들을 지지하는 베어링 쪽으로 유입되는 것을 방지하도록 배출시키는 주축의 오일 드레인 장치에 관한 것이다.

일반적으로 공작기계의 주축은 수직 타입으로 배치될 수 있고, 그 주축의 내부에는 공구를 장착한 상태에서 회전하는 스핀들이 구비되며, 스핀들을 회전시키기 위하여 기어구성과 구동모터가 구비된다.

또한, 상술한 스핀들은 베어링에 의해 회전 가능하도록 지지되고, 상술한 각 기어의 구성 또는 움직이는 구성요소에는 윤활유 등의 오일이 공급될 수 있다.

상술한 오일은 과잉 공급되거나 주축의 바디 내에서 기화될 수 있고, 과잉 공급된 오일 또는 기화된 오일은 각종 구성요소의 틈으로 스며들 수 있는데, 특히 오일이 스핀들을 지지하는 베어링으로 유입될 경우에 베어링을 소손 시키거나 베어링의 수명을 단축시키는 문제가 발생한다.

상술한 바와 같은 문제를 방지하기 위하여 오일이 베어링 쪽으로 유입되지 않도록 미리 드레인하도록 하는 오일 드레인 장치가 구비되고, 이러한 종래의 오일 드레인 장치는 첨부도면 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.

첨부도면 도 1은 종래의 주축의 오일 드레인 장치를 설명하기 위한 예시도면이고, 도 2는 도 1의 A부분 상세도면이다.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 바디(1)의 한쪽에는 구동모터(5)가 설치되고, 그 구동모터(5)에는 구동기어(4)가 설치되며, 구동 기어(4)의 한쪽에는 변속을 위한 중간축(6)이 배치되고, 중간축(6)의 한쪽에는 스핀들(7)이 회전가능하게 설치된다.

또한, 상술한 중간축(6)에 설치되는 변속기어와 상술한 스핀들(7)에 설치되는 종동기어가 맞물려 상술한 구동모터(5)에서 구동된 구동력은 감속되어 스핀들(7)을 회전시키는 것이다.

또한, 상술한 구동기어(4)와 중간축(6) 및 스핀들(7)의 종동기어 등에는 윤활유 등의 오일을 공급하기 위한 파이프(3)가 배관될 수 있다.

또한, 상술한 스핀들(7)은 베어링(10)과 칼라(12)에 의해 회전가능하게 지지될 수 있고, 상술한 베어링(10)과 칼라(12)는 하우징(11)의 내측에 설치될 수 있으며, 하우징(11)은 상술한 바디(1)에 설치될 수 있다.

또한, 상술한 오일은 기압차이 또는 고온에 의해 기화될 수 있고, 기화된 오일(2)은 베어링(10)의 내부로 유입되는 것을 방지하기 위하여 오일 드레인 장치가 구성되며, 이는 첨부도면 도 2의 상세도를 참조하여 설명한다.

스핀들(7)의 외경에는 베어링(10)이 배치되고, 그 베어링(10)의 외측에는 하우징(11)이 배치되며, 상술한 베어링(10)의 상측에는 커버(8)와 베어링 홀더(9)가 배치되며, 커버(8)의 외측에는 너트(13)가 스핀들(7)에 체결되어 커버(8)와 베어링 홀더(9)가 분리되는 것을 방지하게 된다.

상술한 커버(8)는 하측방향으로 하향 돌출테(8a)가 형성되고, 하측관체(8b)는 상술한 베어링(10)의 내륜에 닿도록 배치된다.

상술한 베어링 홀더(9)는 상측방향으로 상향 돌출테(9a)가 형성되고, 하측일부는 상술한 하우징(11)의 상단에 닿게 배치되며, 다른 하측일부는 상술한 베어링(10)의 외륜에 닿도록 배치된다.

또한, 상술한 하측관체(8b)의 외경부는 상술한 베어링 홀더(9)의 내경부(9b)와 대향하게 조립되고, 상술한 상향 돌출테(9a)는 상술한 하측관체(8b)와 하향 돌출테(8a)의 사이에 배치되는 형태로 조립된다.

또한, 상술한 하향 돌출테(8a)와 상향 돌출테(9a)의 사이에 O링 등의 기밀부재가 배치될 수 있고, 커버(8)의 외경부(8c)와 베어링 홀더(9)의 내경부(9b)사이에 O링 등의 기밀부재가 배치될 수 있다.

다른 한편으로, 상술한 바디(1)의 내부에는 베어링(10)의 회전윤활제로 그리스(greese)가 충진 되어 있다.

상술한 바와 같이 구성되는 종래의 주축의 오일 드레인 장치는 다음과 같이 작동된다.

오일은 과잉 공급되어 오일이 넘치는 경계선(14)을 넘을 경우 넘칠 수 있고, 다른 한편으로 기어구동에 의한 온도상승으로 인하여 오일이 기화될 수 있다.

또한, 상술한 스핀들(7)이 고속회전 됨에 따라 스핀들(7)의 내외측에 저기압 이 형성될 수 있고, 대기압 상태의 오일은 저기압이 형성되는 쪽으로 더욱 쉽게 이동될 수 있는 환경이 조성될 수 있다.

또한, 상술한 기밀부재는 장시간 사용으로 인하여 경화현상이 발생할 수 있고, 기밀부재가 경화현상이 발생하면 기밀부재로서의 역할을 다하지 못할 수 있으며, 이로써 오일은 하향 돌출테(8a)와 상향 돌출테(9a)의 사이를 통과하고 외경부(8c)와 내경부(9b)의 사이를 통과할 수 있는 것이다.

또한, 상술한 기밀부재는 기술적으로 고속 회전을 수용하는 기밀부재 사용이 용이하지 않고, 경제성을 고려하여 대기압 차이를 이용한 래버린스(Labyrinth) 구조를 많이 사용하고 있으며, 이로 인한 구성상의 한계점을 가진다.

즉, 넘치는 오일 또는 기화된 오일이 스핀들(7)쪽으로 쉽게 유입될 수 있고, 유입되는 오일은 결국 스핀들(7)을 지지하는 베어링(10)에 유입되어 베어링(10)의 주변에 충진된 그리스를 녹아 내리도록 하는 악영향을 끼칠 수 있으며, 그리스가 손실됨에 따라 베어링(10)의 윤활 기능이 극도로 저하될 수 있고 결국 베어링(10)이 소손 되는 문제점이 있다.

나아가 베어링(10)이 소손 됨에 따라 상술한 스핀들(7)이 정상적으로 지지되지 못하여 고정밀 가공을 저해하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기화된 오일이 액화되거나 과잉 공급으로 인하여 넘치는 오일이 스핀들을 지지하는 베어링 쪽으로 유입되기 전에 드레인하도록 하여 오일에 의해 베어링이 소손 되는 것을 방지하도록 하는 주축의 오일 드레인 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 주축의 오일 드레인 장치는, 스핀들을 지지하는 베어링의 외측에 배치되고 상단에 제1 유로가 형성되며 상기 제1 유로와 통하도록 제2 유로가 형성된 하우징; 상기 스핀들의 외경부에 배치되고 상기 베어링의 내륜에 닿으며 하측에 제1 하향 돌출테가 형성되고 상기 제1 하향 돌출테와 이격되게 제2 하향 돌출테가 형성된 커버; 상기 커버와 상기 하우징의 사이에 배치되고 상기 제1 하향 돌출테가 수납되도록 상측에 제1 환상 요홈이 형성된 베어링 홀더; 상기 베어링의 외륜에 닿고 상기 하우징의 내경부에 배치되며 상측에 상기 제1 하향 돌출테가 수납되도록 상측에 제2 환상 요홈이 형성된 드레인 칼라; 및 상기 스핀들의 외경에 체결되어 상기 커버의 이탈을 방지하는 너트;를 포함한다.

또한, 상기 베어링 홀더는 상기 제1 환상 요홈과 상기 제1 유로가 통하도록 제1 드레인 홀이 형성되고, 상기 드레인 칼라는 상기 제2 환상 요홈과 상기 제1 유로가 통하도록 제2 드레인 홀이 형성되는 것일 수 있다.

또한, 상기 커버의 제1, 제2 하향 돌출테를 수납하도록 상측에 각각 제1, 제2 환상 요홈이 형성되고, 상기 제1, 제2 환상 요홈과 상기 하우징의 상기 제1 유로와 통하도록 각각 제1, 제2 드레인 홀이 형성되어 상기 베어링 홀더와 상기 드레인 칼라가 일체로 구성되는 것일 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 주축의 오일 드레인 장치는 오일이 넘치더라도 그 오일은 베어링 쪽으로 이동되기 전에 드레인 되어 베어링에 오일이 유입되는 것을 방지할 수 있고, 이로써 베어링의 수명이 비정상적으로 단축되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하고, 종래의 기술과 동일한 구성에 대하여 동일한 부호를 부여하고 그에 따른 상세한 설명은 생략한다.

이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 주축의 오일 드레인 장치에 대해서 설명한다.

첨부도면 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주축의 오일 드레인 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3의 B부분 상세도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 주축의 오일 드레인 장치에서 커버를 발췌하여 보인 도면이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 주축의 내부 구성은 바디(1)의 내부에 스핀들(7)이 배치되고, 그 스핀들(7)은 구동모터(5)의 구동력이 전달되어 회전되는 구성으로서 종래의 기술과 동일 유사하므로 그에 따른 상세한 설명은 생략하고, 오일 드레인 장치에 대하여만 상세하게 설명한다.

상술한 오일 드레인 장치는 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이 상술한 스핀들(7)의 상측에는 배치되어 오일이 베어링(10)쪽으로 유입되는 것을 차단한다.

상술한 오일 드레인 장치는 첨부도면 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.

스핀들(7)의 외경에 베어링(10)과 칼라(12)가 배치되고, 그 베어링(10)과 칼라(12)의 외경에는 하우징(120)이 배치되며, 하우징(120)은 바디(1)의 한쪽에 설치된다.

상술한 베어링(10)의 상측에는 커버(100)와 드레인 칼라(130)가 배치되고, 상술한 드레인 칼라(130)와 하우징(120)의 상측에는 베어링 홀더(110)가 배치되며, 베어링 홀더(110)의 상측은 상술한 커버(100)의 일부의 하측에 배치된다.

또한, 상술한 커버(100)의 외측에는 스핀들(7)에 너트(13)가 체결되어 커버(100)가 임의로 분리되는 것을 방지하게 된다.

상술한 커버(100)는 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이 하측에 제1 하향 돌출테(102)가 형성되고, 제1 하향 돌출테(102)보다 낮은 위치에 제2 하향 돌출테(104)가 형성되며, 제2 하향 돌출테(104)의 하측에는 하측 관체(108)가 형성된다.

또한, 상술한 하측 관체(108)는 상술한 베어링(10)의 내륜에 닿도록 배치된다.

상술한 베어링 홀더(110)는 상측에 상술한 제1 하향 돌출 테(102)를 수납될 수되도록 제1 환상 요홈(112)이 형성되고, 그 제1 환상 요홈(112)에는 하측방향으로 관통되는 제1 드레인 홀(114)이 원주방향으로 다수 형성된다.

상술한 하우징(120)은 상술한 제1 드레인 홀(114)과 통하도록 제1 유로(122)가 형성되고, 또한 제1 유로(122)와 통하도록 제2 유로(124)가 하우징(120)의 길이방향으로 형성된다.

상술한 하우징(120)의 제2 유로(124)는 하우징(120)의 하단 쪽으로 연결될 수 있고, 그 제2 유로(124)의 단부에 오일 회수가 이루어질 수 있다.

또한, 상술한 칼라(130)는 상술한 베어링(10)의 외륜에 닿도록 배치되고, 외경은 하우징(120)의 내경에 닿도록 배치되며, 칼라(130)의 외경부와 하우징(120)의 내경부의 사이에는 O링과 같은 기밀부재가 배치될 수 있다.

또한, 상술한 칼라(130)는 상술한 커버(100)의 하측 관체(108)와 제2 하향 돌출테(104)의 사이에 배치되도록 상측 관체(132)가 형성되고, 상측 관체(132)의 외경부에는 상술한 제2 하향 돌출테(104)가 수납되도록 제2 환상 요홈(134)이 형성된다.

또한, 상술한 칼라(130)는 상술한 제2 환상 요홈(134)과 상술한 하우징(120)의 제1 유로(122)와 통하도록 제2 드레인 홀(136)이 원주방향으로 다수 형성된다.

다른 한편으로, 상술한 베어링 홀더(110)와 상술한 드레인 칼라(130)는 비록 2개의 부품으로 설명하였지만, 이에 한정하는 것은 아니며 일례로 상술한 베어링 홀더(110)와 상술한 드레인 칼라(130)는 1개의 부품으로 구성될 수 있고, 이와 같이 1개의 부품으로 구성될 때에는 상측에 제1, 제2 하향 돌출테(102)(104)를 수납하도록 각각 제1, 제2 환상 요홈(112)(134)이 형성되고 제1, 제2 환상 요홈(112)(134)과 상술한 하우징(120)의 제1 유로(122)와 통하도록 각각 제1, 제2 드레인 홀(114)(136)이 형성될 수 있다.

이하, 상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 주축의 오일 드레인 장치의 작용을 설명한다.

오일이 기화되거나 과잉공급으로 인하여 넘칠 때에 그 오일은 커버(110)의 하측과 베어링 홀더(110)의 사이로 유입될 수 있고, 유입된 오일의 일부는 제1 하향 돌출테(102)가 댐 역할을 하여 오일이 제1 하향 돌출테(102)를 넘는 것을 방해 한다.

특히, 상술한 제1 하향 돌출테(102)의 일측으로 유입된 오일은 제1 환상 요홈(112)에 모이고, 모인 오일은 다수 형성된 제1 드레인 홀(114)을 통과하여 제1, 제2 유로(122)(124)를 통해 드레인 된다.

또한, 오일의 일부는 상술한 제1 하향 돌출테(102)를 넘을 수도 있고, 이렇게 넘치는 오일은 커버(100)의 외경부(106)와 베어링 홀더(110)의 내경부(116)의 사이로 유입될 수도 있다.

이때 유입되는 오일은 제2 하향 돌출테(104)에 의해 막히고 특히 상향 관체(132)가 댐 역할을 하여 넘쳐서 유입된 오일이 제2 환상 요홈(134)에 모일 수 있으며, 모여진 오일은 제2 드레인 홀(136)을 통과하여 상술한 제1, 제2 유로(122)(124)를 통해 드레인 된다.

즉, 본 발명의 일실시예에 따른 주축의 오일 드레인 장치는 오일이 유입되는 것을 이중으로 차단할 수 있고 이로써 오일이 베어링(10)쪽으로 유입되는 것을 더욱 효과적으로 차단할 수 있게 된다.

또한, 상술한 제1, 제2 유로(122)(124)를 통해 드레인 되는 오일은 주축의 하측에서 회수될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 따른 주축의 오일 드레인 장치는 주축의 내부에 과잉 공급된 오일 또는 기화된 오일이 스핀들을 지지하는 베어링 쪽으로 유입되기 전에 외부로 드레인하여 베어링이 비정상적으로 수명이 단축되거나 소손 되는 것을 방지하는 데에 이용될 수 있다.

도 1은 종래의 주축의 오일 드레인 장치를 설명하기 위한 예시도면이다.

도 2는 도 1의 A부분 상세도면이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주축의 오일 드레인 장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 도 3의 B부분 상세도면이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 주축의 오일 드레인 장치에서 커버를 발췌하여 보인 도면이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1: 바디 2: 기화된 오일

3: 파이프 4: 구동 기어

5: 구동모터 6: 중간 축

7: 스핀들 8: 커버

8a: 하향 돌출테 8b: 관체

8c: 외경부

9: 베어링 홀더 9a: 상향 돌출테

9b: 내경부 10: 베어링

11: 하우징 12: 칼라

13: 너트 14: 오일이 넘치는 경계선

100: 커버 102, 104: 제1, 제2 하향 돌출테

106: 외경부 108: 하측 관체

110: 베어링 홀더 112: 제1 환상 요홈

114: 제1 드레인 홀 116: 내경부

120: 하우징 122, 124: 제1, 제2 유로

130: 드레인 칼라 132: 상측 관체

134: 제2 환상 요홈 136: 제2 드레인 홀

Claims (3)

1. 스핀들(7)을 지지하는 베어링(10)의 외측에 배치되고 상단에 제1 유로(122)가 형성되며 상기 제1 유로(122)와 통하도록 제2 유로(124)가 형성된 하우징(120);

   상기 스핀들(7)의 외경부에 배치되고 상기 베어링(10)의 내륜에 닿으며 하측에 제1 하향 돌출테(102)가 형성되고 상기 제1 하향 돌출테(102)와 이격되게 제2 하향 돌출테(104)가 형성된 커버(100);

   상기 커버(110)와 상기 하우징(120)의 사이에 배치되고 상기 제1 하향 돌출테(102)가 수납되도록 상측에 제1 환상 요홈(112)이 형성된 베어링 홀더(110);

   상기 베어링(10)의 외륜에 닿고 상기 하우징(120)의 내경부에 배치되며 상측에 상기 제1 하향 돌출테(104)가 수납되도록 상측에 제2 환상 요홈(134)이 형성된 드레인 칼라(130); 및

   상기 스핀들(7)의 외경에 체결되어 상기 커버(100)의 이탈을 방지하는 너트(13);

   를 포함하는 주축의 오일 드레인 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 베어링 홀더(110)는 상기 제1 환상 요홈(112)과 상기 제1 유로(122)가 통하도록 제1 드레인 홀(114)이 형성되고,

   상기 드레인 칼라(130)는 상기 제2 환상 요홈(134)과 상기 제1 유로(122)가 통하도록 제2 드레인 홀(136)이 형성되는 것

   을 특징으로 하는 주축의 오일 드레인 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 커버(100)의 제1, 제2 하향 돌출테(102)(104)를 수납하도록 상측에 각각 제1, 제2 환상 요홈(112)(134)이 형성되고,

   상기 제1, 제2 환상 요홈(112)(134)과 상기 하우징(120)의 상기 제1 유로(122)와 통하도록 각각 제1, 제2 드레인 홀(114)(136)이 형성되어

   상기 베어링 홀더(110)와 상기 드레인 칼라(130)가 일체로 구성되는 것

   을 특징으로 하는 주축의 오일 드레인 장치.

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