KR20130085679A

KR20130085679A - 절삭유 유입 방지구조를 구비하는 스핀들

Info

Publication number: KR20130085679A
Application number: KR1020120006627A
Authority: KR
Inventors: 이희섭
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2012-01-20
Filing date: 2012-01-20
Publication date: 2013-07-30
Also published as: KR101954630B1

Abstract

본 발명은 절삭유 유입 방지구조를 구비하는 스핀들을 개시한다. 본 발명에 의한 절삭유 유입 방지구조를 구비하는 스핀들은 내부에 베어링(B)이 마련되는 스핀들 바디(110); 상기 스핀들 바디(110)에 연결되는 고정부로서의 라비린스 플랜지(130); 및 상기 라비린스 플랜지(130)와 연결되되 회전 가능한 프론트 캡(140)을 구비하되, 상기 라비린스 플랜지(130)와 상기 프론트 캡(140)의 결합 영역에는 절삭유 유입 방지부를 포함한다.

Description

절삭유 유입 방지구조를 구비하는 스핀들{Spindle having coolant inflowing preventing structure}

본 발명은 절삭유 유입 방지구조를 구비하는 스핀들에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 간단한 구조를 가지기에 저렴한 비용으로 적용이 용이하며, 고속가공 시 발생되는 절삭유의 비산으로부터 스핀들 내부로 유입 가능한 절삭유를 효과적으로 차단하거나 배출할 수 있도록 함으로써 스핀들 내부로 절삭유가 유입됨으로써 야기될 수 있는 베어링 소손 등의 문제로부터 스핀들을 보호할 수 있는 절삭유 유입 방지구조를 구비하는 스핀들에 관한 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 스핀들의 조립 구조도,도 2는 도 1에 도시된 프론트 캡(front cap)에 대한 도면, 그리고 도 3은 도 1에 도시된 라비린스 플랜지(labyrinth flange)에 대한 도면이다.

이들 도면을 참조하면, 종래의 스핀들(10)에는 고정부인 라비린스 플랜지(30)와 회전부인 프론트 캡(40)이 마련된다.

도 1에 확대 도시된 부분과 도 2 및 도 3을 함께 참조하면 알 수 있듯이 라비린스 플랜지(30)와 프론트 캡(40)의 결합 영역은 별도의 패턴(pattern) 없이 단순 결합되는 구조를 개시하고 있다.

따라서 프론트 캡(40)과 라비린스 플랜지(30) 사이에는 일정한 틈새(gap)이 형성될 수 있다.

참고로, 도 2의 (a) 및 (b)는 각각 프론트 캡(40)의 평면도 및 측단면도이고, 도 3의 (a) 및 (b)는 각각 라비린스 플랜지(30)의 평면도 및 측단면도이다.

그런데, 이와 같은 구조를 갖는 종래의 스핀들(10)에 있어서는 고속 가공 시 비산되는 절삭유가 풍압에 의해 프론트 캡(40)과 라비린스 플랜지(30) 사이의 틈새로 유입됨으로써 스핀들(10) 내의 베어링(B)을 소손시킬 수 있는 문제점이 있다.

그렇다고 해서 절삭유의 유입 방지를 위한 복잡한 구성을 적용하려 하는 경우, 적용이 용이하지 않을 뿐만 아니라 비용 증가 및 고장 증가의 원인이 될 수 있으므로 이러한 점을 감안한 효율적인 구조 개선이 요구된다.

대한민국특허출원 제10-2006-0092703호

이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은, 간단한 구조를 가지기에 저렴한 비용으로 적용이 용이하며, 고속가공 시 발생되는 절삭유의 비산으로부터 스핀들 내부로 유입 가능한 절삭유를 효과적으로 차단하거나 배출할 수 있도록 함으로써 스핀들 내부로 절삭유가 유입됨으로써 야기될 수 있는 베어링 소손 등의 문제로부터 스핀들을 보호할 수 있는 절삭유 유입 방지구조를 구비하는 스핀들을 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 내부에 베어링이 마련되는 스핀들 바디; 상기 스핀들 바디에 연결되는 고정부로서의 라비린스 플랜지; 및 상기 라비린스 플랜지와 연결되되 회전 가능한 프론트 캡을 포함하며, 상기 라비린스 플랜지와 상기 프론트 캡의 결합 영역에는 절삭유 유입 방지부를 포함하는 절삭유 유입 방지구조를 구비하는 스핀들을 제공한다.

또한 본 발명은 위의 본 발명의 일실시예에 대하여 다음의 구체적인 실시예들을 더 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 프론트 캡은, 캡 바디; 및 상기 캡 바디의 단부 영역에 형성되고 상기 라비린스 플랜지의 외측을 부분적으로 덮는 캡 스커트를 포함하며, 상기 절삭유 유입 방지부는, 상기 캡 스커트에 형성되되 상기 절삭유의 내부 유입을 방지하는 쿨런트 포켓과 드레인 홀 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 라비린스 플랜지는, 플랜지 바디; 상기 플랜지 바디의 외측으로 연장되는 연장 아암; 및 상기 연장 아암의 단부에서 연장 아암의 길이 방향에 교차되게 배치되어 상기 캡 스커트의 내측에 배치되는 절곡 아암을 포함하며, 상기 절삭유 유입 방지부는, 상기 절곡 아암의 외벽에 형성되되 상기 쿨런트 포켓에 대응되는 위치에 배치되는 노치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 간단한 구조를 가지기에 저렴한 비용으로 적용이 용이하며, 고속가공 시 발생되는 절삭유의 비산으로부터 스핀들 내부로 유입 가능한 절삭유를 효과적으로 차단하거나 배출할 수 있도록 함으로써 스핀들 내부로 절삭유가 유입됨으로써 야기될 수 있는 베어링 소손 등의 문제로부터 스핀들을 보호할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 스핀들의 조립 구조도이다.
도 2는 도 1에 도시된 프론트 캡(front cap)에 대한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 라비린스 플랜지(labyrinth flange)에 대한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭유 유입 방지구조를 구비하는 스핀들의 조립 구조도이다.
도 5는 도 4에 도시된 프론트 캡(front cap)과 라비린스 플랜지(labyrinth flange)에 대한 확대 분해도이다.
도 6은 도 4에 도시된 프론트 캡에 대한 도면이다.
도 7은 도 4에 도시된 라비린스 플랜지에 대한 도면이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭유 유입 방지구조를 구비하는 스핀들의 조립 구조도, 도 5는 도 4에 도시된 프론트 캡(front cap)과 라비린스 플랜지(labyrinth flange)에 대한 확대 분해도, 도 6은 도 4에 도시된 프론트 캡에 대한 도면, 그리고 도 7은 도 4에 도시된 라비린스 플랜지에 대한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들(100)은 예컨대, 수직형 터닝센터에 적용되어 스핀들(100)의 내부로 절삭유가 유입되는 것을 방지하거나 배출시키기 위한 구조를 제안할 수 있다.

물론, 도 4의 스핀들(100) 구조가 반드시 수직형 터닝센터에 적용될 필요는 없으며, 수직형 터닝센터에 준하는 공작기계에 적용될 수도 있을 것이다.

도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭유 유입 방지구조를 구비하는 스핀들(100)은, 내부에 베어링(B) 등이 마련되는 스핀들 바디(110)와, 스핀들 바디(110)에 연결되는 고정부로서의 라비린스 플랜지(labyrinth flange, 130)와, 라비린스 플랜지(130)와 연결되되 회전 가능한 프론트 캡(front cap, 140)을 포함한다.

도 4를 참조하여 스핀들 바디(110)의 내부 구조에 대해 살펴보면, 스핀들 바디(110)의 내부에는 다수의 베어링(B)이 마련된다.

그리고 스핀들 바디(110)의 하부에는 제1 블록(112)이 마련되고 반대편 상부에는 제2 블록(113)이 마련된다. 제1 블록(112)의 상부에는 나사블록(114)이 배치된다.

한편, 본 발명의 경우, 라비린스 플랜지(130)와 프론트 캡(140)의 결합 영역에는 절삭유 유입 방지부(미도시)가 마련된다.

프론트 캡(140)은 도 4, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 캡 바디(141)와, 캡 바디(141)의 단부 영역에 형성되고 라비린스 플랜지(130)의 외측을 부분적으로 덮는 캡 스커트(142)를 구비한다.

캡 바디(141)에는 프론트 캡(140)의 결합을 위한 결합구(141a)가 형성된다. 그리고 캡 스커트(142)는 캡 바디(141)의 일측에서 경사지게 연결된다.

참고로, 도 6의 (a) 내지 (c)는 각각 프론트 캡(140)의 평면도, 측단면도 및 배면도를 나타낸다.

이때, 캡 스커트(142)에는 쿨런트 포켓(coolant pocket, 143)과 드레인 홀(drain hole, 144)이 마련될 수 있는데, 쿨런트 포켓(143)과 드레인 홀(144)이 절삭유 유입 방지부일 수 있다.

쿨런트 포켓(143)과 드레인 홀(144)은 둘 중에 어느 하나만 형성될 수도 있지만 본 실시예처럼 모두가 형성되는 것이 절삭유 유입 방지에 훨신 도움이 된다.

쿨런트 포켓(143)은 캡 스커트(142)의 내벽면에서 그 길이 방향을 따라 다수 개 홈의 형태로 마련될 수 있으며, 드레인 홀(144)은 관통공의 형태로 마련될 수 있다.

그리고 쿨런트 포켓(143)은 절삭유의 내부 유입을 저지시키기 위해 절삭유를 일시 저장시키는 장소일 수 있으며, 드레인 홀(144)은 쿨런트 포켓(143)에 일시 저장된 절삭유를 비롯하여 그 주변으로 비산되는 절삭유를 배출시키는 통로로 활용된다.

라비린스 플랜지(130)는 프론트 캡(140)의 내측으로 결합되는 구성이다.

이러한 라비린스 플랜지(130)는 도 4, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 플랜지 바디(131)와, 플랜지 바디(131)의 외측으로 연장되는 연장 아암(132)과, 연장 아암(132)의 단부에서 연장 아암(132)의 길이 방향에 교차되게 배치되어 프론트 캡(140)의 캡 스커트(142)의 내측에 배치되는 절곡 아암(133)을 포함한다.

플랜지 바디(131)에는 도 4에 도시된 바와 같이, 스핀들 바디(110) 내의 요철형 고정 블록(111)에 결합되는 요철 결합부(131a)가 형성된다.

이러한 구조에서 절곡 아암(133)의 외벽에는 절삭유 유입 방지부로서의 다수의 노치(134)가 형성된다.

노치(134)는 쿨런트 포켓(143)과 함께 절삭유의 내부 유입을 저지시키기 위해 절삭유를 일시 저장시키는 장소일 수 있다. 노치(134)는 쿨런트 포켓(143)에 대응되는 위치에 배치될 수 있다.

참고로, 도 7의 (a) 및 (b)는 각각 라비린스 플랜지(130)의 평면도 및 측단면도를 나타낸다.

이상 설명한 바와 같이, 프론트 캡(140)에 쿨런트 포켓(143)과 드레인 홀(144)을 마련하고, 라비린스 플랜지(130)에 노치(134)를 형성시킨 후, 프론트 캡(140)과 라비린스 플랜지(130)를 조립하여 도 4처럼 스핀들(100)을 마련하게 되면, 고속 가공 시 비산되는 절삭유가 풍압에 의해 프론트 캡(140)과 라비린스 플랜지(130) 사이의 틈새로 유입되더라도 쿨런트 포켓(143)이나 노치(134)에 일시 저장된 후에 드레인 홀(144)로 드레인될 수 있게 됨으로써 절삭유가 스핀들(100) 내로 유입되는 것을 효과적으로 저지시켜 베어링(B)의 소손 문제 등을 극복할 수 있다.

특히, 이러한 구조는 프론트 캡(140)과 라비린스 플랜지(130)의 간단한 구조 개선을 통하여 이루어질 수 있기 때문에, 복잡한 구조이거나 큰 비용이 소요되는 것은 아니므로 구조적인 면에서 효율적이라 할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 간단한 구조를 가지기에 저렴한 비용으로 적용이 용이하며, 고속가공 시 발생되는 절삭유의 비산으로부터 스핀들(100) 내부로 유입 가능한 절삭유를 효과적으로 차단하거나 배출할 수 있도록 함으로써 스핀들(100) 내부로 절삭유가 유입됨으로써 야기될 수 있는 베어링(B) 소손 등의 문제로부터 스핀들(100)을 보호할 수 있게 된다.

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.

100 : 스핀들 110 : 스핀들 바디
130 : 라비린스 플랜지 131 : 플랜지 바디
132 : 연장 아암 133 : 절곡 아암
134 : 노치 140 : 프론트 캡
141 : 캡 바디 142 : 캡 스커트
143 : 쿨런트 포켓 144 : 드레인 홀

Claims

내부에 베어링(B)이 마련되는 스핀들 바디(110);
상기 스핀들 바디(110)에 연결되는 고정부로서의 라비린스 플랜지(130); 및
상기 라비린스 플랜지(130)와 연결되되 회전 가능한 프론트 캡(140);을 구비하되,
상기 라비린스 플랜지(130)와 상기 프론트 캡(140)의 결합 영역에는 절삭유 유입 방지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭유 유입 방지구조를 구비하는 스핀들.
제1항에 있어서,
상기 프론트 캡(140)은,
캡 바디(141); 및
상기 캡 바디(141)의 단부 영역에 형성되고 상기 라비린스 플랜지(130)의 외측을 부분적으로 덮는 캡 스커트(142);를 포함하며,
상기 절삭유 유입 방지부는, 상기 캡 스커트(142)에 형성되되 상기 절삭유의 내부 유입을 방지하는 쿨런트 포켓(143)과 드레인 홀(144) 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 절삭유 유입 방지구조를 구비하는 스핀들.
제2항에 있어서,
상기 라비린스 플랜지(130)는,
플랜지 바디(131);
상기 플랜지 바디(131)의 외측으로 연장되는 연장 아암(132); 및
상기 연장 아암(132)의 단부에서 연장 아암(132)의 길이 방향에 교차되게 배치되어 상기 캡 스커트(142)의 내측에 배치되는 절곡 아암(133)을 포함하며,
상기 절삭유 유입 방지부는, 상기 절곡 아암(133)의 외벽에 형성되되 상기 쿨런트 포켓(143)에 대응되는 위치에 배치되는 노치(134)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭유 유입 방지구조를 구비하는 스핀들.