KR20120071610A - Apparatus for supplying power tool post - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A power transmission device for a tool rest of a machine tool is provided to efficiently compensate a misalignment of axis centers of a clutch shaft and a shaft of a rotary tool holder caused by heat generated in a bevel gear in high speed rotation of a spindle motor. CONSTITUTION: A power transmission device for a tool rest of a machine tool comprises a spindle motor(110), a power transmission unit(115), a rotary tool holder(160), and clutch shaft units. The power transmission transmits power provided from a spindle motor. A tool is mounted in a rotary tool holder and processes materials. The clutch shaft units are connected to the power transmission unit and rotary tool holder and rotate the rotary tool holder by receiving power from the power transmission unit. The clutch shaft units are assembled with each other by a coupler(170).

Description

공작기계의 공구대 동력 전달장치{Apparatus for supplying power tool post}Apparatus for supplying power tool post}

본 발명은, 터닝센터의 공구대에 적용되어 있는 회전공구홀더의 동력 전달 계통에 관한 것으로, 특히, 스핀들모터에서 발생된 동력을 소음 및 발열을 최소화하여 회전공구홀더로 전달하기 위한 공작기계의 공구대 동력 전달장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a power transmission system of a rotary tool holder applied to a tool post of a turning center, and more particularly, a tool of a machine tool for transmitting power generated from a spindle motor to a rotary tool holder while minimizing noise and heat generation. To a large power transmission device.

공작기계에는 터닝센터, 머시닝센터, 문형머시닝센터, 스위스 턴, 방전 가공기, 수평형 NC 보링머신 등을 비롯하여 다양한 종류가 작업의 용도에 맞게 널리 사용되고 있다.Various types of machine tools are widely used for the purpose of work, including turning centers, machining centers, door machining centers, swiss turns, electric discharge machines and horizontal NC boring machines.

이러한 공작기계들 중 터닝센터의 공구대에 대한 동력 전달 장치가 도 1에 도시되어 있다.Among these machine tools, a power transmission device for the tool post of the turning center is shown in FIG. 1.

도 1을 참조하면, 스핀들모터(10)에서 발생되는 회전력은 제1 및 제2 풀리(21, 22), 타이밍벨트(20), 드라이빙샤프트(30), 베벨기어(40), 클러치샤프트(50)를 거쳐 공구를 장착하여 소재(Work)를 가공하는 회전공구홀더(60)로 전달된다.Referring to FIG. 1, the rotational force generated by the spindle motor 10 may include the first and second pulleys 21 and 22, the timing belt 20, the driving shaft 30, the bevel gear 40, and the clutch shaft 50. It is transmitted to the rotary tool holder 60 for processing the work (Work) by mounting a tool.

이로써 회전공구홀더(60)가 회전됨에 따라 회전공구홀더(60)에 장착되어 있는 공구(tool)를 이용하여 워크(work)를 가공할 수 있다.As a result, as the rotary tool holder 60 is rotated, a work may be processed by using a tool mounted on the rotary tool holder 60.

그런데, 도 1과 같은 종래의 동력 전달 장치의 경우, 스핀들모터(10)의 고속 회전에 따른 베벨기어(40)의 발열이 클러치샤프트(50)에 그대로 전달됨으로써 클러치샤프트(50)의 축심과 회전공구홀더(60)의 샤프트 축심이 불일치하게 되는 문제점이 발생된다.However, in the case of the conventional power transmission device as shown in FIG. 1, the heat generation of the bevel gear 40 due to the high speed rotation of the spindle motor 10 is transmitted to the clutch shaft 50 as it is, thereby causing the shaft center and rotation of the clutch shaft 50 to rotate. There is a problem that the shaft axis of the tool holder 60 is inconsistent.

이처럼 클러치샤프트(50)의 축심과 회전공구홀더(60)의 샤프트 축심이 불일치하게 되면 베벨기어(40)에 편하중을 가하게 되어, 특히 스핀들모터(10)의 고속 회전 시 소음 및 발열의 원인이 되는 문제점이 있으므로 이에 대한 효율적인 구조 개선이 요구된다.As such, when the shaft center of the clutch shaft 50 and the shaft axis of the rotary tool holder 60 are inconsistent, an uneven load is applied to the bevel gear 40. In particular, the high speed rotation of the spindle motor 10 causes noise and heat generation. There is a problem that is required for efficient structure improvement.

이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 스핀들모터의 고속 회전 시 베벨기어에서 발생되는 발열의 영향으로 클러치샤프트의 축심과 회전공구홀더의 샤프트 축심이 불일치하게 되는 현상을 효율적으로 보상함으로써 스핀들모터에서 발생된 동력을 회전공구홀더로 전달함에 있어 소음 및 발열을 최소화시킬 수 있는 공작기계의 공구대 동력 전달장치를 제공하는 것이다.
Accordingly, the present invention has been made to solve the problems described above, the purpose of which is that the shaft center of the clutch shaft and the shaft center of the rotary tool holder due to the heat generated from the bevel gear during the high speed rotation of the spindle motor It is to provide a tool-to-power transmission device of the machine tool that can minimize the noise and heat generated in the transmission of the power generated from the spindle motor to the rotary tool holder by effectively compensating the phenomena.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 동력을 제공하는 스핀들모터(110); 상기 스핀들모터(110)로부터의 동력을 전달하는 동력전달부(115); 공구를 장착하여 소재(Work)를 가공하는 회전공구홀더(160); 및 상기 동력전달부(115)와 상기 회전공구홀더(160)에 연결되며, 상기 동력전달부(115)로부터의 동력을 제공받아 상기 회전공구홀더(160)를 회전시키되 커플러(170)에 의해 상호 조립되는 클러치샤프트 유닛(150);을 포함하는 공작기계의 공구대 동력 전달장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a spindle motor 110 for providing power; A power transmission unit 115 for transmitting power from the spindle motor 110; Rotary tool holder 160 for mounting a tool to process the work (Work); And connected to the power transmission unit 115 and the rotary tool holder 160, by receiving power from the power transmission unit 115 to rotate the rotary tool holder 160, but by the coupler 170 It provides a tool shaft power transmission device for a machine tool comprising a; clutch shaft unit 150 is assembled.

또한 본 발명은 위의 본 발명의 일실시예에 대하여 다음의 구체적인 실시예들을 더 제공한다.In addition, the present invention further provides the following specific embodiments of the above-described embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 클러치샤프트 유닛(150)은, 상기 동력전달부(115)에 연결되는 제1 클러치샤프트(151); 및 상기 제1 클러치샤프트(151)와 동축적으로 배치되고 상기 회전공구홀더(160)에 연결되는 제2 클러치샤프트(152)를 포함하며, 상기 커플러(170)는 상기 제1 및 제2 클러치샤프트(151, 152) 사이에서 상기 제1 및 제2 클러치샤프트(151, 152)를 연결하는 것을 특징으로 한다.According to one embodiment of the invention, the clutch shaft unit 150, the first clutch shaft 151 connected to the power transmission unit 115; And a second clutch shaft 152 disposed coaxially with the first clutch shaft 151 and connected to the rotary tool holder 160, wherein the coupler 170 includes the first and second clutch shafts. The first and second clutch shafts 151 and 152 are connected between 151 and 152.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 동력전달부(115)는, 상기 스핀들모터(110)의 구동축에 연결되어 동력을 전달받는 제1 타이밍풀리(121); 상기 제1 타이밍풀리(121)로부터 동력을 전달받아 회전하는 타이밍벨트(120); 상기 타이밍벨트(120)의 회전력을 전달받아 회전하는 제2 타이밍풀리(122); 상기 제2 타이밍풀리(122)와 동축으로 배치되어 회전력을 전달받는 드라이빙샤프트(130); 상기 드라이빙샤프트(130)로부터 동력을 전달받아 회전하는 제1, 제2 베벨기어(141, 142)를 포함할 수 있다.
According to one embodiment of the invention, the power transmission unit 115, the first timing pulley 121 is connected to the drive shaft of the spindle motor 110 to receive power; A timing belt 120 that rotates by receiving power from the first timing pulley 121; A second timing pulley 122 which rotates by receiving the rotational force of the timing belt 120; A driving shaft 130 disposed coaxially with the second timing pulley 122 to receive rotational force; The driving shaft 130 may include first and second bevel gears 141 and 142 that are rotated by receiving power from the driving shaft 130.

본 발명에 따르면, 스핀들모터의 고속 회전 시 베벨기어에서 발생되는 발열의 영향으로 클러치샤프트의 축심과 회전공구홀더의 샤프트 축심이 불일치하게 되는 현상을 효율적으로 보상함으로써 스핀들모터에서 발생된 동력을 회전공구홀더로 전달함에 있어 소음 및 발열을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
According to the present invention, the power generated from the spindle motor is effectively compensated by the fact that the shaft center of the clutch shaft and the shaft center of the rotary tool holder are effectively compensated by the heat generated from the bevel gear during the high speed rotation of the spindle motor. The transfer to the holder has the effect of minimizing noise and heat.

도 1은 종래 기술에 따른 공작기계의 공구대 동력 전달장치의 구조도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공구대 동력 전달장치의 구조도면이다.
도 3은 도 2의 A 영역의 확대도면이다.
도 4는 클러치샤프트 유닛 영역의 확대도면이다.1 is a structural diagram of a tool belt power transmission device of a machine tool according to the prior art.
2 is a structural diagram of a tool belt power transmission device of a machine tool according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged view of region A of FIG. 2.
4 is an enlarged view of the clutch shaft unit region;

이하, 본 발명에 따른 공작기계의 공구대 동력 전달장치의 실시예를 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of a tool belt power transmission device of a machine tool according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 4.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공구대 동력 전달장치의 구조도이고, 도 3은 도 2의 A 영역의 확대도이며, 도 4는 클러치샤프트 유닛 영역의 확대도이다.2 is a structural diagram of a tool belt power transmission device of a machine tool according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is an enlarged view of region A of FIG. 2, and FIG. 4 is an enlarged view of the clutch shaft unit region.

본 실시예의 동력 전달장치는 공작기계 중에서도 터닝센터의 공구를 장착하여 소재(Work)를 가공하는 회전공구홀더(160)에 동력을 전달할 때 적용될 수 있다.The power transmission device of the present embodiment can be applied when transmitting power to the rotary tool holder 160 for processing the work (Work) by mounting a tool of the turning center among machine tools.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 공구대 동력 전달장치는, 스핀들모터(110), 동력전달부(115), 회전공구홀더(160), 그리고 커플러(170)에 의해 상호 조립되는 클러치샤프트 유닛(150)포함한다.1 and 2, the tool-drive power transmission device of the present embodiment is assembled together by the spindle motor 110, the power transmission unit 115, the rotary tool holder 160, and the coupler 170. The clutch shaft unit 150 is included.

스핀들모터(110)는 동력을 제공하는 부분이다. 고속 회전이 가능할수록 워크의 가공 속도가 빨라진다.Spindle motor 110 is a part that provides power. The higher the speed, the faster the workpiece is processed.

동력전달부(115)는 스핀들모터(110)로부터의 동력을 전달하는 부분이다.The power transmission unit 115 is a portion for transmitting power from the spindle motor 110.

이러한 동력전달부(115)는, 동력이 전달되는 방향을 따라 상호 연결되는 제1 타이밍풀리(121), 타이밍벨트(120), 제2 타이밍풀리(122), 드라이빙샤프트(130), 제1 베벨기어(141), 제2 베벨기어(142)를 포함한다.The power transmission unit 115 may include a first timing pulley 121, a timing belt 120, a second timing pulley 122, a driving shaft 130, and a first bevel connected to each other along a direction in which power is transmitted. And a gear 141 and a second bevel gear 142.

회전공구홀더(160)는 워크를 가공하는 툴(tool)이 장착되는 부분으로서, 툴을 회전시킴으로써 워크를 가공하도록 한다.The rotary tool holder 160 is a part on which a tool for processing a work is mounted, and rotates the tool to process the work.

한편, 클러치샤프트 유닛(150)은, 동력전달부(115)와 회전공구홀더(160)에 연결되며, 동력전달부(115)로부터의 동력을 제공받아 회전공구홀더(160)를 회전시키는 역할을 한다.Meanwhile, the clutch shaft unit 150 is connected to the power transmission unit 115 and the rotary tool holder 160 and serves to rotate the rotary tool holder 160 by receiving power from the power transmission unit 115. do.

종래, 단일 샤프트 형태의 클러치샤프트(50, 도 1 참조)가 적용되어 왔던 것에 반해, 본 실시예의 경우, 커플러(170)에 의해 상호 조립되는 클러치샤프트 유닛(150)을 적용하고 있다.Conventionally, the clutch shaft unit 50 (see FIG. 1) in the form of a single shaft has been applied, whereas in the present embodiment, the clutch shaft unit 150 which is assembled to each other by the coupler 170 is applied.

클러치샤프트 유닛(150)은, 동력전달부(115)의 제2 베벨기어(142)에 연결되는 제1 클러치샤프트(151)와, 제1 클러치샤프트(151)와 동축적으로 배치되고 회전공구홀더(160)에 연결되는 제2 클러치샤프트(152)를 포함한다.The clutch shaft unit 150 includes a first clutch shaft 151 connected to the second bevel gear 142 of the power transmission unit 115, and a rotary tool holder coaxially disposed with the first clutch shaft 151. And a second clutch shaft 152 connected to 160.

이러한 클러치샤프트 유닛(150)의 구조에서 커플러(170)는 제1 및 제2 클러치샤프트(151, 152) 사이에서 상기 제1 및 제2 클러치샤프트(151, 152)를 연결하도록 마련된다.In the structure of the clutch shaft unit 150, the coupler 170 is provided to connect the first and second clutch shafts 151 and 152 between the first and second clutch shafts 151 and 152.

커플러(170)는 스핀들모터(110)의 고속 회전 시 발열에 의해 제2 클러치샤프트(152)와 회전공구홀더(160)의 샤프트 축심이 불일치되는 현상을 보상하는 역할을 한다. 커플러(170)는 금속 재질 혹은 기계적인 강도가 우수한 엔지니어링 플라스틱 등으로 제작될 수 있다.The coupler 170 compensates for a phenomenon in which the shaft axis of the second clutch shaft 152 and the rotary tool holder 160 are inconsistent due to heat generation during the high speed rotation of the spindle motor 110. The coupler 170 may be made of a metal material or an engineering plastic having excellent mechanical strength.

본 실시예의 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 클러치샤프트(151)의 일단부(151a)는 커플러(170)의 일단부에 형성되는 요홈(170a)에 요철 결합되는 형태로 결합되고, 제2 클러치샤프트(152)의 일단부는 상기 커플러(170)의 타단부에 압입되는 형태로 결합되고 있는데, 이러한 결합 구조는 하나의 예일 뿐 이의 사항에 본 발명의 권리범위가 제한될 필요는 없다.In the present embodiment, as shown in Figure 4, one end 151a of the first clutch shaft 151 is coupled in a form that is unevenly coupled to the groove 170a formed on one end of the coupler 170, One end of the second clutch shaft 152 is coupled to the other end of the coupler 170 in a press-fitted form, this coupling structure is only one example of the scope of the present invention need not be limited thereto.

이러한 구성을 갖는 공작기계의 공구대 동력 전달장치의 작용에 대해 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the tool belt power transmission device of the machine tool having such a configuration as follows.

스핀들모터(110)에서 동력이 제공되면, 스핀들모터(110)로부터의 동력은 제1 타이밍풀리(121), 타이밍벨트(120), 제2 타이밍풀리(122), 드라이빙샤프트(130), 제1 베벨기어(141), 제2 베벨기어(142)의 순으로 전달된다.When power is supplied from the spindle motor 110, the power from the spindle motor 110 may be driven by the first timing pulley 121, the timing belt 120, the second timing pulley 122, the driving shaft 130, and the first timing pulley 121. Bevel gear 141, the second bevel gear 142 is transmitted in order.

이어 전달된 동력이 제1 클러치샤프트(151), 커플러(170) 및 제2 클러치샤프트(152)를 동작시킴으로써 최종적으로 회전공구홀더(160)가 회전 구동될 수 있다.Then, the transmitted power may operate the first clutch shaft 151, the coupler 170, and the second clutch shaft 152 to finally rotate the rotary tool holder 160.

한편, 종래와 달리 본 실시예의 경우, 클러치샤프트가 제1 클러치샤프트(151)와 제2 클러치샤프트(152)로 분리되어 있고, 제1 클러치샤프트(151)와 제2 클러치샤프트(152) 사이에 커플러(170)가 마련되어 제1 클러치샤프트(151)와 제2 클러치샤프트(152)를 연결하는 구조를 제시하고 있다.On the other hand, unlike the conventional embodiment, the clutch shaft is separated into a first clutch shaft 151 and a second clutch shaft 152, between the first clutch shaft 151 and the second clutch shaft 152 A coupler 170 is provided to provide a structure for connecting the first clutch shaft 151 and the second clutch shaft 152.

이에 따라, 스핀들모터(110)의 고속 회전 시 발열에 의한 제2 클러치샤프트(152)의 축심과 회전공구홀더(160)의 샤프트 축심이 불일치되는 현상을 커플러(170)가 보상, 즉 흡수할 수 있다. 따라서 소음 및 발열을 최소화함으로써 생산성을 증대시킬 수 있고, 필드클레임을 최소화 할 수 있게 된다.Accordingly, the coupler 170 may compensate for, or absorb, a phenomenon in which the shaft center of the second clutch shaft 152 and the shaft center of the rotary tool holder 160 are mismatched due to heat generation during high speed rotation of the spindle motor 110. have. Therefore, it is possible to increase productivity by minimizing noise and heat, and to minimize field claims.

이와 같은 구조와 동작을 갖는 본 실시예에 따르면, 스핀들모터(110)의 고속 회전 시 베벨기어(141, 142)에서 발생되는 발열의 영향으로 제2 클러치샤프트(142)의 축심과 회전공구홀더(160)의 샤프트 축심이 불일치하게 되는 현상을 효율적으로 보상함으로써 스핀들모터(110)에서 발생된 동력을 회전공구홀더(160)로 전달함에 있어 소음 및 발열을 최소화시킬 수 있게 된다.According to this embodiment having such a structure and operation, the shaft center of the second clutch shaft 142 and the rotary tool holder (2) due to the heat generated from the bevel gears (141, 142) during high-speed rotation of the spindle motor 110 ( By effectively compensating for a phenomenon that the shaft axis of the shaft 160 is inconsistent, it is possible to minimize noise and heat generation in transmitting power generated from the spindle motor 110 to the rotary tool holder 160.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, such modifications or variations will have to be belong to the claims of the present invention.

110: 스핀들모터 115: 동력전달부
120: 타이밍벨트 121: 제1 타이밍풀리
122: 제2 타이밍풀리 130: 드라이빙샤프트
141: 제1 베벨기어 142: 제2 베벨기어
150: 클러치샤프트 유닛 151: 제1 클러치샤프트
152: 제2 클러치샤프트 160: 회전공구홀더
170: 커플러110: spindle motor 115: power transmission unit
120: timing belt 121: first timing pulley
122: second timing pulley 130: driving shaft
141: first bevel gear 142: second bevel gear
150: clutch shaft unit 151: first clutch shaft
152: second clutch shaft 160: rotary tool holder
170: coupler

Claims (3)

동력을 제공하는 스핀들모터(110);
상기 스핀들모터(110)로부터의 동력을 전달하는 동력전달부(115);
공구를 장착하여 소재(Work)를 가공하는 회전공구홀더(160); 및
상기 동력전달부(115)와 상기 회전공구홀더(160)에 연결되며, 상기 동력전달부(115)로부터의 동력을 제공받아 상기 회전공구홀더(160)를 회전시키되 커플러(170)에 의해 상호 조립되는 클러치샤프트 유닛(150);을
포함하는 공작기계의 공구대 동력 전달장치.
A spindle motor 110 providing power;
A power transmission unit 115 for transmitting power from the spindle motor 110;
Rotary tool holder 160 for mounting a tool to process the work (Work); And
It is connected to the power transmission unit 115 and the rotary tool holder 160, receives the power from the power transmission unit 115 to rotate the rotary tool holder 160, but assembled by the coupler 170. Clutch shaft unit 150;
Tool strap power transmission device for a machine tool.
제1항에 있어서,
상기 클러치샤프트 유닛(150)은,
상기 동력전달부(115)에 연결되는 제1 클러치샤프트(151); 및
상기 제1 클러치샤프트(151)와 동축적으로 배치되고 상기 회전공구홀더(160)에 연결되는 제2 클러치샤프트(152)를 포함하며,
상기 커플러(170)는 상기 제1 및 제2 클러치샤프트(151, 152) 사이에서 상기 제1 및 제2 클러치샤프트(151, 152)를 연결하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 공구대 동력 전달장치.
The method of claim 1,
The clutch shaft unit 150,
A first clutch shaft 151 connected to the power transmission unit 115; And
A second clutch shaft 152 disposed coaxially with the first clutch shaft 151 and connected to the rotary tool holder 160,
The coupler (170) is a tool tool power transmission device for a machine tool, characterized in that for connecting the first and second clutch shaft (151, 152) between the first and second clutch shaft (151, 152).
제2항에 있어서,
상기 동력전달부(115)는, 상기 스핀들모터(110)의 구동축에 연결되어 동력을 전달받는 제1 타이밍풀리(121);
상기 제1 타이밍풀리(121)로부터 동력을 전달받아 회전하는 타이밍벨트(120); 상기 타이밍벨트(120)의 회전력을 전달받아 회전하는 제2 타이밍풀리(122);
상기 제2 타이밍풀리(122)와 동축으로 배치되어 회전력을 전달받는 드라이빙샤프트(130);
상기 드라이빙샤프트(130)로부터 동력을 전달받아 회전하는 제1, 제2 베벨기어(141, 142)를 포함하며,
상기 제1 클러치샤프트(151)는 상기 제2 베벨기어(142)에 연결되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 공구대 동력 전달장치.The method of claim 2,
The power transmission unit 115 includes: a first timing pulley 121 connected to a drive shaft of the spindle motor 110 to receive power;
A timing belt 120 that rotates by receiving power from the first timing pulley 121; A second timing pulley 122 which rotates by receiving the rotational force of the timing belt 120;
A driving shaft 130 disposed coaxially with the second timing pulley 122 to receive rotational force;
It includes first and second bevel gears (141, 142) rotated by receiving power from the driving shaft 130,
The first clutch shaft (151) is a tool belt power transmission device for a machine tool, characterized in that connected to the second bevel gear (142).
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