KR20130128763A - 선반용 주축대의 강제 냉각장치 - Google Patents

선반용 주축대의 강제 냉각장치 Download PDF

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Abstract

이 발명은, 블레이드를 주축대의 내부에 설치하여 빌트인 모터와 베어링에서 발생한 열을 외부로 직접 배출함으로써 상대적으로 냉각 효율을 높일 수 있으며, 하나의 주축대에 공랭방식과 유냉방식을 모두 적용함으로써 냉각효율을 극대화시킬 수 있는, 선반용 주축대의 강제 냉각장치에 관한 것으로서,
공작물을 회전시키기 위한 스핀들과, 상기한 스핀들의 전방 외주면에 설치되어 있는 전륜 베어링과, 상기한 스핀들의 후방 외주면에 설치되어 있는 후륜 베어링과, 상기한 전륜 베어링과 후륜 베어링의 사이에 설치되어 있으며 스핀들을 회전시키기 위한 회전동력을 발생시키는 빌트인 모터와, 상기한 빌트인 모터와 전륜 베어링의 사이에 설치되어 있는 제1 블레이드와, 상기한 빌트인 모터와 후륜 베어링의 사이에 설치되어 있는 제2 블레이드와, 상기한 전륜 베어링의 외주면에 설치되어 있는 하우징과, 상기한 빌트인 모터의 외주면에 설치되어 있으며 쿨링 오일을 위한 유로가 외주면에 형성되어 있는 재킷과, 상기한 하우징과 재킷의 외주면에 설치되어 있으며 공기 유입구 및 공기 배출구가 형성되어 있는 커버를 포함하여 이루어진다.

Description

선반용 주축대의 강제 냉각장치{Cooling device for headstock of lathe}
이 발명은 선반용 주축대의 강제 냉각장치에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 블레이드를 주축대의 내부에 설치하여 빌트인 모터와 베어링에서 발생한 열을 외부로 직접 배출함으로써 상대적으로 냉각 효율을 높일 수 있으며, 하나의 주축대에 공랭방식과 유냉방식을 모두 적용함으로써 냉각효율을 극대화시킬 수 있는, 선반용 주축대의 강제 냉각장치에 관한 것이다.
각종의 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속 또는 비금속의 소재를 적당한 공구를 사용하여 형상 및 치수로 가공하든가 또는 반소재에 더욱 정밀한 가공을 할 목적으로 사용하는 기계를 공작기계라 한다. 상기한 공작기계중에서 가공과정에서 칩이 발생하는 공작기계를 절삭공작기계라고 하고, 가공과정에서 칩이 발생하지 않는 비절삭 공작기계를 금속가공기계라고 한다. 상기한 절삭공작기계에는 선반(lathe), 밀링기, 머시닝센터(machining center), 드릴링기, 보링기, 연삭기, 기어가공기, 특수가공기 등이 있으며, 상기한 금속성형기계에는 기계식 프레스, 유압식 프레스, 절단절곡기, 단조기, 인발기 등이 있다.
일반적으로 선반은 수평형과 수직형으로 나뉘어지며, 수평형 선반은 주축대, 심압대(tail stock), 공구대, 방진구 등을 포함하여 이루어진다.
상기한 주축대는 스핀들이 작동하게 되는 경우에 스핀들로부터 발생되는 열을 냉각해주어야 하는데, 선반에 장착되어 고속으로 회전하는 스핀들의 상단우에 공작기계나 공작물을 가공할 때 몸체부의 발열을 억제하기 위한 임펠러와, 상기 임펠러에서 발생되는 바람이 주축의 몸체부 내부를 경유하여 외부로 배출될 수 있도록 하는 공기유동홀을 통해 별도의 외부 전원의 공급없이 주축의 몸체부 내부에서 발생하는 열을 냉각시킬 수 있도록 함으로써 고온의 열로 인해 열변형이 생기는 것을 막아 제품의 가동시 정밀도의 변화를 줄일 수 있는 기술이 대한민국 공개특하공보 공개번호 10-2008-0086225(공개일자 2008년 09월 25일)의 "선반용 주축의 냉각장치"에서 본 출원인에 의해 개시된 바 있다.
그러나, 상기한 공개번호 10-2008-0086225에서 개시된 바와 같은 종래의 선반용 주축대의 강제 냉각장치는 임펠러가 주축대의 외부에 설치되어 있어서 냉각효율이 상대적으로 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 블레이드를 주축대의 내부에 설치하여 빌트인 모터와 베어링에서 발생한 열을 외부로 직접 배출함으로써 상대적으로 냉각 효율을 높일 수 있는, 선반용 주축대의 강제 냉각장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 하나의 주축대에 공랭방식과 유냉방식을 모두 적용함으로써 냉각효율을 극대화시킬 수 있는, 선반용 주축대의 강제 냉각장치를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 공작물을 회전시키기 위한 스핀들과, 상기한 스핀들의 전방 외주면에 설치되어 있는 전륜 베어링과, 상기한 스핀들의 후방 외주면에 설치되어 있는 후륜 베어링과, 상기한 전륜 베어링과 후륜 베어링의 사이에 설치되어 있으며 스핀들을 회전시키기 위한 회전동력을 발생시키는 빌트인 모터와, 상기한 빌트인 모터와 전륜 베어링의 사이에 설치되어 있는 제1 블레이드와, 상기한 빌트인 모터와 후륜 베어링의 사이에 설치되어 있는 제2 블레이드와, 상기한 전륜 베어링의 외주면에 설치되어 있는 하우징과, 상기한 빌트인 모터의 외주면에 설치되어 있으며 쿨링 오일을 위한 유로가 외주면에 형성되어 있는 재킷과, 상기한 하우징과 재킷의 외주면에 설치되어 있으며 공기 유입구 및 공기 배출구가 형성되어 있는 커버를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 제1 블레이드와 제2 블레이드는 도우넛 형태의 몸체의 한쪽면에 스핀들의 길이방향과 수평한 방향으로 일정한 간격을 가지면서 돌출 형성되어 있는 다수개의 날개편을 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 제1 블레이드의 날개편은 전륜 베어링을 향하여 설치되면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 제2 블레이드의 날개편은 후륜 베어링을 향하여 설치되면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 공기 유입구를 통하여 유입되는 공기가 제1 블레이드와 제2 블레이드에 의하여 주축대의 내부를 흐르게 되면서 빌트인 모터와도 열교환됨으로써 빌트인 모터를 냉각시키면 바람직하다.
이 발명은, 블레이드를 주축대의 내부에 설치하여 빌트인 모터와 베어링에서 발생한 열을 외부로 직접 배출함으로써 상대적으로 냉각 효율을 높일 수 있으며, 하나의 주축대에 공랭방식과 유냉방식을 모두 적용함으로써 냉각효율을 극대화시킬 수 있는, 효과를 갖는다.
도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 선반용 주축대의 강제 냉각장치의 단면 구성도이다.
도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 선반용 주축대의 강제 냉각장치의 블레이드의 사시도이다.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다. 또한, 본원의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 선반용 주축대의 강제 냉각장치의 단면 구성도이다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일 실시예에 따른 선반용 주축대의 강제 냉각장치의 구성은, 공작물(도시되지 않음)을 장착하여 회전시키기 위한 스핀들(1)과, 상기한 스핀들(1)의 전방 외주면에 설치되어 있는 전륜 베어링(2)과, 상기한 스핀들(1)의 후방 외주면에 설치되어 있는 후륜 베어링(3)과, 상기한 전륜 베어링(2)과 후륜 베어링(3)의 사이에 설치되어 있으며 스핀들(1)을 회전시키기 위한 회전동력을 발생시키는 빌트인 모터(4)와, 상기한 빌트인 모터(4)와 전륜 베어링(2)의 사이에 설치되어 있는 제1 블레이드(5)와, 상기한 빌트인 모터(4)와 후륜 베어링(3)의 사이에 설치되어 있는 제2 블레이드(6)와, 상기한 전륜 베어링(2)의 외주면에 설치되어 있는 하우징(7)과, 상기한 빌트인 모터(4)의 외주면에 설치되어 있으며 쿨링 오일을 위한 유로(81)가 외주면에 형성되어 있는 재킷(8)과, 상기한 하우징(7)과 재킷(8)이 외주면에 설치되어 있으며 공기 유입구(91) 및 공기 배출구(92, 93)가 형성되어 있는 커버(9)를 포함하여 이루어진다.
도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 선반용 주축대의 강제 냉각장치의 블레이드의 사시도이다.
도 2에 도시되어 있는 바와 같이 이 발명의 일 실시예에 따른 선반용 주축대의 강제 냉각장치의 제1 블레이드(5)의 구성은, 도우넛 형태의 몸체(51)의 한쪽면에 스핀들(1)의 길이방향과 수평한 방향으로 일정한 간격을 가지면서 돌출 형성되어 있는 다수개의 날개편(52)을 포함하여 이루어진다.
상기한 제1 블레이드(5)의 날개편(52)은 전륜 베어링(2)을 향하여 설치되는 구조로 이루어진다.
제2 블레이드(6)는 상기한 제1 블레이드(5)와 동일한 구성으로 이루어지며, 상기한 제2 블레이드(6)의 날개편은 후륜 베어링(3)을 향하여 설치되는 구조로 이루어진다.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 일 실시예에 따른 선반용 주축대의 강제 냉각장치의 작용은 다음과 같다.
전원이 인가되면 빌트인 모터(4)로부터 회전 동력이 발생하여 스핀들(1)이 회전된다. 상기한 스핀들(1)에는 공작물(도시되지 않음)이 장착되어 회전되는데, 이와 같이 스핀들(1)이 공작물과 함께 회전하게 됨에 따라 빌트인 모터(4)와 전륜 베어링(2)과 후륜 베어링(3)으로부터 열이 발생하게 된다.
이 경우에, 상기한 스핀들(1)에 고정 장착됨으로써 상기한 스핀들(1)의 회전과 연동되어 회전되는 제1 블레이드(5)와 제2 블레이드(6)는 공기 유입구(91)를 통하여 유입되는 공기를 전륜 베어링(2)과 후륜 베어링(3)으로 각각 송출함으로써 전륜 베어링(2)과 후륜 베어링(3)이 냉각되도록 한다. 전륜 베어링(2) 및 후륜 베어링(3)과 열교환됨으로써 전륜 베어링(2)과 후륜 베어링(3)을 냉각시킨 공기는 공기 배출구(92, 93)를 통하여 외부로 배출된다. 이와 같이 공기 유입구(91)를 통하여 유입되는 공기가 제1 블레이드(5)와 제2 블레이드(6)에 의하여 주축대의 내부를 흐르게 되면서 빌트인 모터(4)와도 열교환됨으로써 빌트인 모터(4)를 냉각시키게 된다.
한편, 상기한 공랭방식과 별도로, 커버(9)와 재킷(8)의 사이에 형성되어 있는 유로(81)를 흐르는 쿨링 오일에 의해서도 빌트인 모터(4)가 열교환됨으로써 빌트인 모터(4)가 2차적으로 냉각된다.
1 : 스핀들 2 : 전륜 베어링
3 : 후륜 베어링 4 : 빌트인 모터
5 : 제1 블레이드 6 : 제2 블레이드
7 : 하우징 8 : 재킷
9 : 커버

Claims (5)

  1. 공작물을 회전시키기 위한 스핀들과,
    상기한 스핀들의 전방 외주면에 설치되어 있는 전륜 베어링과,
    상기한 스핀들의 후방 외주면에 설치되어 있는 후륜 베어링과,
    상기한 전륜 베어링과 후륜 베어링의 사이에 설치되어 있으며 스핀들을 회전시키기 위한 회전동력을 발생시키는 빌트인 모터와,
    상기한 빌트인 모터와 전륜 베어링의 사이에 설치되어 있는 제1 블레이드와,
    상기한 빌트인 모터와 후륜 베어링의 사이에 설치되어 있는 제2 블레이드와,
    상기한 전륜 베어링의 외주면에 설치되어 있는 하우징과,
    상기한 빌트인 모터의 외주면에 설치되어 있으며 쿨링 오일을 위한 유로가 외주면에 형성되어 있는 재킷과,
    상기한 하우징과 재킷의 외주면에 설치되어 있으며 공기 유입구 및 공기 배출구가 형성되어 있는 커버를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선반용 주축대의 강제 냉각장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기한 제1 블레이드와 제2 블레이드의 구성은, 도우넛 형태의 몸체의 한쪽면에 스핀들의 길이방향과 수평한 방향으로 일정한 간격을 가지면서 돌출 형성되어 있는 다수개의 날개편을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선반용 주축대의 강제 냉각장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기한 제1 블레이드의 날개편은 전륜 베어링을 향하여 설치되는 것을 특징으로 하는 선반용 주축대의 강제 냉각장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기한 제2 블레이드의 날개편은 후륜 베어링을 향하여 설치되는 것을 특징으로 하는 선반용 주축대의 강제 냉각장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기한 공기 유입구를 통하여 유입되는 공기가 제1 블레이드와 제2 블레이드에 의하여 주축대의 내부를 흐르게 되면서 빌트인 모터와도 열교환됨으로써 빌트인 모터를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 선반용 주축대의 강제 냉각장치.
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