KR20140064101A

KR20140064101A - 링크 방식 터렛공구대

Info

Publication number: KR20140064101A
Application number: KR1020120131040A
Authority: KR
Inventors: 박중한
Original assignee: 이더블유에스 코리아 주식회사
Priority date: 2012-11-19
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2014-05-28
Also published as: KR101399897B1

Abstract

본 발명은 링크 방식 터렛공구대에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인덱싱모터의 동력이 원통형의 샤프트로 전달되고, 상기 샤프트와 고정 결합되며 공구홀더가 착탈되는 디스크를 회전시킴으로써 공구교환을 행하는 공구교환구동부와; 공구구동모터의 동력이 상기 샤프트의 외부에 형성된 링기어를 거쳐 공구구동스핀들을 회전시켜 회전공구로 전달되는 회전공구구동부;로 이루어지며, 링기어로 전달된 동력은 링크 방식에 의해 작동되는 클러치샤프트에 의해 공구구동모터의 동력이 회전공구로 전달되거나 차단되는 터렛공구대로서, 공구구동모터에서 발생된 동력이 링기어로 전달되도록 하고 상기 링기어로 전달된 동력은 링크 방식에 의해 작동되는 클러치샤프트에 의해 공구구동모터의 동력이 회전공구로 전달되거나 차단되도록 구성함으로써 세레이션이나 스플라인이 형성된 공구홀더에 동력전달이 손쉽게 이루어질 수 있는 현저한 효과가 있으며, 상기 링크는 피스톤커빅커플링에 고정 결합되어 있어 상기 피스톤커빅커플링의 위치에 의해 링크가 자동 구동되어 회전공구로의 동력전달 여부 즉, 세레이션이나 스플라인의 치합 상태가 결정됨으로써 별도의 확인수단이 필요치 않고 응답속도가 빠른 현저한 효과가 있다.

Description

링크 방식 터렛공구대{The tool turret}

본 발명은 링크 방식 터렛공구대에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인덱싱모터의 동력이 원통형의 스핀들로 전달되고, 상기 스핀들과 고정 결합되며 공구홀더가 착탈되는 디스크를 회전시킴으로써 공구교환을 행하는 공구교환구동부;와 공구구동모터의 동력이 상기 스핀들의 외부에 형성된 링기어를 거쳐 공구구동스핀들을 회전시켜 회전공구로 전달되는 회전공구구동부;로 이루어지며, 링기어로 전달된 동력은 링크 방식에 의해 작동되는 클러치샤프트에 의해 공구구동모터의 동력이 회전공구로 전달되거나 차단된다.

일반적으로 터렛공구대는 범용선반, 머시닝센터, 자동선반 등의 공작기계에 광범위하게 사용되고 있는데, 이는 공구교환이 용이하고 장착할 수 있는 공구의 수가 상대적으로 많아서 한 대의 공작기계로 가공할 수 있는 가공범위가 넓기 때문이다.

이러한 터렛공구대는 사용되는 모터의 수에 따라 원모터 타입 터렛공구대(one motor type)와 및 투모터 타입 터렛공구대(two motor type)으로 나눌 수 있으며, 공구홀더가 장착되는 위치에 따라서는 디스크의 분할면에 공구홀더가 장착되는 레이디얼 타입(radial type)과 디스크의 단면에 공구홀더가 장착되는 액슬타입(axial type)으로 나눌 수 있다.

투모터 타입의 터렛공구대는 공구에 회전력을 전달해주기 위한 목적으로 디스크의 회전을 위한 모터와는 별개로 하나의 모터를 더 구성하는데, 이러한 투모터 타입의 터렛공구대로서는 본 출원인이 선출원 등록한 특허 제10-0635256호에 개시되어 있는 편심량을 조절하는 하우징이 형성된 터렛공구대가 있으며 도 9에 도시되어 있다.

상기 도 9에 도시된 터렛공구대는 회전공구를 구동시키는 메인모터 및 공구교환을 위한 동력을 발생시키는 서보모터가 형성된 터렛공구대에 있어서, 상기 메인모터와 커플링으로 연결되어 회전되는 샤프트와, 상기 샤프트 외면에 형성된 몸체와, 상기 샤프트와 키이로 결합되어 있는 기어박스와, 상기 기어박스에 또 다른 키이로 연결된 공구구동샤프트와, 상기 공구구동샤프트에 의해 구동되는 회전공구로 구성된 회전공구구동부와, 상기 서보모터의 축에 형성된 모터풀리와, 상기 모터풀리에 의해 동력을 전달받으며 벨트에 의해 연결되어 있는 기어샤프트와, 상기 기어샤프트를 내포하며 하나 이상의 베어링이 형성된 하우징과, 상기 기어샤프트의 일측단부에 형성된 스퍼기어와, 상기 스퍼기어에 의해 회전력을 전달받는 선회커빅커플링과, 상기 선회커빅커플링의 회전을 제한해주는 고정커빅커플링과, 상기 선회커빅커플링 및 고정커빅커플링에 착탈되어 디스크의 회전을 간섭하거나 간섭을 해제하는 피스톤커빅커플링으로 구성된 공구교환구동부를 포함하여 구성된다.

상기 터렛공구대의 경우 기어샤프트와 선회커빅커플링 간의 물림량 즉, 물림율을 조절해줌으로써 소음을 줄이고 백래쉬를 최소화할 수 있는 장점이 있으나, 편심량하우징을 수용하기 위한 공간 확보, 두 개의 모터로 인한 설비의 중량화, 두 개의 모터에서 동력이 전달되는 회전공구구동부 및 공구교환구동부를 각각 별도로 구성해야 하므로 부품수가 많아지고 이로 인한 설계비용 및 제작비용이 상승된다.

또한, 공구구동을 위한 메인모터와 샤프트가 구성되고, 상기 샤프트의 일단에 베벨기어가 결합되며, 상기 베벨기어와 치합되는 베벨기어가 드라이브샤프트와 결합되어 동력이 절환되며, 절환된 동력은 키가 형성된 공구구동샤프트를 통해 회전공구로 전달되게 된다. 따라서 공구구동을 위한 동력전달계통이 복잡해지고 이로써 제작비용이 상승되는 문제가 있다.

또 다른 종래의 터렛공구대로서는 본 출원인이 선출원 등록한 특허 제10-0938873호에 개시되어 있는 원모터 액슬타입의 터렛공구대가 있으며 도 10에 도시되어 있다.

상기 특허에 개시되어 있는 동력전달구성은 벨트d로 전달된 동력이 구동스핀들을 회전시키고 상기 구동스핀들로 전달된 동력은 피스톤에 의해 이동되는 구동샤프트에 의해 전후진되면서 세레이션과 보스형 세레이션의 치합여부를 결정해주게 되는데, 상기 실린더와 피스톤의 경우 유압공급을 위한 별도 장치가 필요하므로 그 구성이 복잡하고 이로써 제조비용이 상승된다.

따라서, 본 발명은 인덱싱모터의 동력이 원통형의 스핀들로 전달되고, 상기 스핀들과 고정 결합되며 공구홀더가 착탈되는 디스크를 회전시킴으로써 공구교환을 행하는 공구교환구동부;와 공구구동모터의 동력이 상기 스핀들의 외부에 형성된 링기어를 거쳐 공구구동스핀들을 회전시켜 회전공구로 전달되는 회전공구구동부;로 이루어진 터렛공구대를 제공하되, 공구구동모터에서 발생된 동력이 링기어로 전달되도록 하고 상기 링기어로 전달된 동력은 링크 방식에 의해 작동되는 클러치샤프트에 의해 공구구동모터의 동력이 회전공구로 전달되거나 차단되도록 구성함으로써 세레이션이나 스플라인이 형성된 공구홀더에 동력전달이 손쉽게 이루어질 수 있는 링크 방식 터렛공구대를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 상기 링크는 피스톤커빅커플링에 고정 결합되어 있어 상기 피스톤커빅커플링의 위치에 의해 링크가 자동 구동되어 회전공구로의 동력전달 여부 즉, 세레이션이나 스플라인의 치합 상태가 결정됨으로써 별도의 확인수단이 필요치 않고 응답속도가 빠른 터렛공구대를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 링크 방식 터렛공구대는 공작기계에 사용되는 터렛공구대에 있어서, 상기 터렛공구대는 인덱싱모터의 동력이 원통형의 스핀들로 전달되고, 상기 스핀들과 고정 결합되며 공구홀더가 착탈되는 디스크를 회전시킴으로써 공구교환을 행하는 공구교환구동부;와 공구구동모터의 동력이 상기 스핀들의 외부에 형성된 링기어를 거쳐 공구구동스핀들을 회전시켜 회전공구로 전달되는 회전공구구동부;로 이루어지며, 상기 공구교환구동부는 2단은 벨트에 의해, 1단은 기어에 의해 동력전달이 이루어지는 것이 특징이다.

본 발명에 의한 링크 방식 터렛공구대는 인덱싱모터의 동력이 원통형의 스핀들로 전달되고, 상기 스핀들과 고정 결합되며 공구홀더가 착탈되는 디스크를 회전시킴으로써 공구교환을 행하는 공구교환구동부;와 공구구동모터의 동력이 상기 스핀들의 외부에 형성된 링기어를 거쳐 공구구동스핀들을 회전시켜 회전공구로 전달되는 회전공구구동부;로 이루어진 터렛공구대를 제공하되, 공구구동모터에서 발생된 동력이 링기어로 전달되도록 하고 상기 링기어로 전달된 동력은 링크 방식에 의해 작동되는 클러치샤프트에 의해 공구구동모터의 동력이 회전공구로 전달되거나 차단되도록 구성함으로써 세레이션이나 스플라인이 형성된 공구홀더에 동력전달이 손쉽게 이루어질 수 있는 현저한 효과가 있다.

또한, 상기 링크는 피스톤커빅커플링에 고정 결합되어 있어 상기 피스톤커빅커플링의 위치에 의해 링크가 자동 구동되어 회전공구로의 동력전달 여부 즉, 세레이션이나 스플라인의 치합 상태가 결정됨으로써 별도의 확인수단이 필요치 않고 응답속도가 빠른 현저한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 전체구성 예시도
도 2는 본 발명의 일부구성 예시도
도 3 내지 도 8은 본 발명의 일부구성 예시도
도 9와 도 10은 종래 터렛공구대의 구성도

본 발명은 링크 방식 터렛공구대에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인덱싱모터의 동력이 원통형의 스핀들로 전달되고, 상기 스핀들과 고정 결합되며 공구홀더가 착탈되는 디스크를 회전시킴으로써 공구교환을 행하는 공구교환구동부;와 공구구동모터의 동력이 상기 스핀들의 외부에 형성된 링기어를 거쳐 공구구동스핀들을 회전시켜 회전공구로 전달되는 회전공구구동부;로 이루어지며, 링기어로 전달된 동력은 링크 방식에 의해 작동되는 클러치샤프트에 의해 공구구동모터의 동력이 회전공구로 전달되거나 차단되며, 상기 공구교환구동부는 2단은 벨트에 의해, 1단은 기어에 의해 동력전달이 이루어지는 것이 특징이다.

또한, 상기 공구교환구동부는 구동력을 발생시키는 인덱싱모터와, 상기 인덱싱모터의 동력이 전달되는 스핀들과, 상기 스핀들과 고정 결합된 선회커빅커플링과, 상기 선회커빅커플링의 일측에 형성된 고정커빅커플링과, 상기 선회커빅커플링과 고정커빅커플링의 일측에 형성되어 기어로 치합되고 해제되는 피스톤커빅커플링을 포함하여 구성되며, 상기 피스톤커빅커플링은 디스크 쪽으로 이동될 때 고정커빅커플링과 선회커빅커플링 간의 기어결합으로 디스크가 고정된 상태가 되고, 인덱싱모터 쪽으로 이동될 때 고정커빅커플링과 선회커빅커플링 간의 결합이 해제되어 디스크가 회전가능한 상태 즉, 공구교환이 이루어질 수 있는 상태가 되는 것이 특징이다.

또한, 상기 회전공구구동부는 몸체의 일측에 형성된 공구구동모터와, 상기 공구구동모터에서 발생된 동력이 전달되며 스핀들의 외부에 형성된 링기어와, 상기 링기어와 치합되어 있는 스핀들기어샤프트와, 상기 스핀들기어샤프트 내에 형성된 클러치샤프트로 구성되며, 상기 공구구동모터의 동력이 링기어, 스핀들기어샤프트 및 클러치샤프트로 순차적으로 전달되는 것이 특징이다.

또한, 상기 클러치샤프트의 일측에는 링크가 형성되고, 상기 링크의 일단은 피스톤커빅커플링과 결합되어 있어, 상기 피스톤커빅커플링의 위치에 따라 공구구동스핀들에 형성된 키이를 가지는 세레이션과 클러치샤프트에 형성된 키이홈을 가지는 보스형 세레이션의 치합 여부가 결정되는 것이 특징이다.

또한, 상기 스핀들 내에는 작동유로와 절삭유로가 형성되고, 상기 스핀들의 원주면에는 작동유가 들어가는 작동유 유입구와 절삭유가 들어가는 절삭유 유입구가 각각 형성되며, 몸체 내에는 상기 절삭유로에 절삭유를 공급하기 위한 절삭유공급장치와, 작동유를 공급하기 위한 클램프작동유로 및 언클램프작동유로가 형성된 것이 특징이다.

또한, 상기 링크는 2절 링크로서 피스톤커빅커플링이 디스크 쪽으로 전진하면 클러치샤프트 역시 디스크 쪽으로 전진하여 보스형 세레이션과 세레이션이 치합되어 동력전달이 이루어지는 상태가 되며, 반대로 상기 피스톤커빅커플링이 인덱싱모터 쪽으로 후진하면 클러치샤프트 역시 후진하여 보스형 세레이션과 세레이션의 치합이 해제되어 동력전달이 차단되는 상태가 되는 것이 특징이다.

이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 전체구성 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일부구성 예시도이며, 도 3 내지 도 8은 본 발명의 일부구성 예시도로서, 본 발명에 의한 링크 방식 터렛공구대는 공작기계에 사용되는 터렛공구대에 있어서, 상기 터렛공구대는 인덱싱모터(1)의 동력이 원통형의 스핀들(4)로 전달되고, 상기 스핀들(4)과 고정 결합되며 공구홀더(13)가 착탈되는 디스크(9)를 회전시킴으로써 공구교환을 행하는 공구교환구동부(100)와; 공구구동모터(11)의 동력이 상기 스핀들(4)의 외부에 형성된 링기어(12)를 거쳐 스핀들기어샤프트(31)를 회전시켜 회전공구로 전달되는 회전공구구동부(200);로 이루어지며, 상기 공구교환구동부(100)는 2단은 벨트(17, 21)에 의해, 1단은 기어(24, 25)에 의해 동력전달이 이루어지는 것이 특징이다.

먼저, 공구교환구동부에 대해서 살펴보면, 상기 공구교환구동부(100)는 구동력을 발생시키는 인덱싱모터(1)와, 상기 인덱싱모터(1)의 동력이 전달되는 스핀들(4)과, 상기 스핀들(4)과 고정 결합된 선회커빅커플링(5)과, 상기 선회커빅커플링(5)의 일측에 형성된 고정커빅커플링(6)과, 상기 선회커빅커플링(5)과 고정커빅커플링(6)의 일측에 형성되어 기어로 치합되고 해제되는 피스톤커빅커플링(7)을 포함하여 구성되며, 상기 피스톤커빅커플링(7)은 디스크(9) 쪽으로 이동될 때 고정커빅커플링(6)과 선회커빅커플링(5) 간의 기어결합으로 디스크(9)가 고정된 상태가 되고, 인덱싱모터(1) 쪽으로 이동될 때 고정커빅커플링(6)과 선회커빅커플링(5) 간의 결합이 해제되어 디스크(9)가 회전가능한 상태 즉, 공구교환이 이루어지는 상태가 된다.

상기 인덱싱모터(1)는 공구교환을 위한 구동력을 발생시키는 모터로서, 도시된 실시예는 모터브라켓에 의해 그 위치가 고정 결합되어 있다. 상기 인덱싱모터(1)의 모터축(2)에는 풀리a(16)가 결합되어 있고, 상기 풀리a(16)와 일정거리 떨어져 풀리b(18)가 형성되며, 상기 풀리a(16)와 풀리b(18) 사이에는 벨트a(17)가 형성되어 있다. 상기 풀리b(18)에는 샤프트a(19)가 결합되어 있고, 상기 샤프트a(19)에는 풀리c(20)가 결합되어 있으며, 풀리c(20)와 일정거리 떨어져 풀리d(22)가 형성되어 있으며, 상기 풀리c(20)와 풀리d(22) 사이에는 벨트b(21)가 형성된다. 상기 풀리d(22)에는 샤프트b(23)가 결합되어 있고, 상기 샤프트b(23)에는 소기어(24)가 결합되어 있으며, 상기 소기어(24)는 스핀들(4)에 결합된 대기어(25)와 치합되어 있다.

결국, 인덱싱모터(1)의 동력은 모터축(2)→풀리a(16)→벨트a(17)→풀리b(18)→샤프트a(19)→풀리c(20)→벨트b(21)→풀리d(22)→샤프트b(23)→소기어(24)→대기어(25)→스핀들(4) 순으로 전달된다.

상기 스핀들(4)로 전달된 동력은 고정볼트(45)로 고정 결합된 디스크(9)로 전달되어 결국 공구교환을 위한 디스크(9)의 회전이 이루어진다.

이때 상기 인덱싱모터(1)에서 발생된 동력은 풀리(16, 18, 20, 22)와 벨트(17, 21) 및 한 쌍의 기어(24, 25)를 거쳐 감속된 상태로 스핀들(4)로 전달되는데, 이는 스핀들(4)에 비해 디스크(9)의 외경이 커서 상기 디스크(9)의 회전관성이 높으므로, 높은 관성을 극복하여 정확한 위치에서 디스크(9)를 정지시키기 위하여 발명된 구성이며, 커빅커플링 결합시에 발생할 수 있는 약간의 비틀림 현상은 벨트에서 능동적으로 흡수가 가능하다.

다음, 회전공구구동부(200)의 구성에 대해 살펴보면, 상기 회전공구구동부(200)는 몸체(3)의 일측에 형성된 공구구동모터(11)와, 상기 공구구동모터(11)에서 발생된 동력이 전달되며 스핀들(4)의 외부에 형성된 링기어(12)와, 상기 링기어(12)와 치합되어 있는 스핀들기어샤프트(31)와, 상기 스핀들기어샤프트(31) 내에 형성된 클러치샤프트(15)로 구성되며, 상기 공구구동모터(11)의 동력이 링기어(12), 스핀들기어샤프트(31) 및 클러치샤프트(15)로 순차적으로 전달된다.

즉, 도시된 실시예는 상기 공구구동모터(11)의 동력이 공구구동모터의 모터축(26)에 결합된 풀리e(27)를 거쳐 벨트c(28)로 전달되고 다시 풀리f(29)로 전달되며, 상기 풀리f(29)는 샤프트c(30)에 고정되어 있고, 상기 샤프트c(30)의 일측에는 기어가 형성되어 링기어(12)와 치합되어 있다.

상기 링기어(12)는 도 3에 도시된 바와 같이 스핀들기어샤프트(31)와 치합되어 있어 상기 스핀들기어샤프트(31)로 동력이 전달되고, 상기 스핀들기어샤프트(31)는 내부에 형성된 클러치샤프트(15)와 치합되어 있어 상기 클러치샤프트(15)로 동력이 전달된다. 또한, 상기 클러치샤프트(15)의 일단은 보스형 세레이션(32)이 형성되어 있고, 상기 보스형 세레이션(32)에 치합되는 형상의 세레이션(33)이 공구구동스핀들(14)에 형성되어 결국 보스형 세레이션(32)과 세레이션(33)이 치합된 경우 공구구동모터(11)의 동력이 공구홀더(13)에 장착되어 있는 회전공구(도시하지 않음)로 전달되게 된다.

결국, 공구구동모터(11)의 동력은 모터축(26)→풀리e(27)→벨트c(28)→풀리f(29)→샤프트c(30)→링기어(12)→스핀들기어샤프트(31)→클러치샤프트(15)→보스형 세레이션(32)→세레이션(33)→공구구동스핀들(14)→회전공구 순으로 전달된다.

상기 클러치샤프트(15)의 작동관계 즉, 보스형 세레이션(32)과 세레이션(33)이 치합되고 해제되는 과정을 도 3을 참조하여 살펴보면, 상기 피스톤커빅커플링(7)의 일측에는 링크(43)가 형성되고, 상기 링크(43)의 일단은 클러치샤프트(15)의 전, 후진 동작을 부여하는 클러치피스톤(47)과 결합되어 있어, 상기 피스톤커빅커플링(7)의 위치에 따라 공구구동스핀들(14)에 형성된 세레이션(33)과 클러치샤프트(15)에 형성된 보스형 세레이션(32)의 치합 여부가 결정된다.

즉, 피스톤커빅커플링(7)의 전,후진에 따라 두 개의 링크(43a, 43b)가 각각 결합된 두 개의 힌지(44)를 중심으로 회동되면서 클러치피스톤(47) 및 클러치샤프트(15)의 전,후진을 결정짓는데, 도 3에 도시된 링크가 1절 링크일 경우 피스톤커빅커플링(7)이 선회커빅커플링(5) 쪽으로 전진한 상태에서 회전공구로 동력이 전달되어야만 회전공구에 의한 공작물 가공이 가능한데, 힌지가 하나일 경우 피스톤커빅커플링(7)이 선회커빅커플링(5) 쪽으로 전진한 상태에서는 오히려 클러치샤프트(15)에 형성된 보스형 세레이션(32)을 공구홀더의 세레이션(33)과 멀어지는 쪽으로 이동시킴으로써 세레이션 끼리의 치합이 이루어지지 않는 구조이다.

따라서, 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 상기 링크는 2절 링크(43a, 43b)로 구성되어야만 피스톤커빅커플링(7)이 선회커빅커플링(5) 쪽으로 전진하여 기어가 치합되면 상기 클러치샤프트(15) 역시 보스형 세레이션(32)을 세레이션(33)과 맞물리도록 전진하여 동력전달이 이루어질 수 있다.

만약, 피스톤커빅커플링(7)의 행정거리가 클러치샤프트(15)와 같을 경우 링크 방식이 아닌 피스톤커빅커플링(7)과 클러치샤프트(15)가 같이 이동되도록 연결용 로드를 구성하고, 상기 로드가 피스톤커빅커플링(7)의 움직임에 의해 클러치샤프트(15)를 전, 후진시켜 보스형 세레이션(32)과 세레이션(33)의 치합여부를 결정하도록 구성할 수도 있다.

또한, 본 발명에 사용될 수 있는 공구홀더(13)는 도 3에 나타나 있듯이, 공구구동스핀들(14)의 일측에 세레이션(33)과 함께 키이(50)가 같이 형성되어 있는 형태의 공구홀더(13)를 사용할 수도 있고, 경우에 따라 세레이션(33)만 형성되어 있는 공구홀더도 사용할 수 있다.

상기 클러치피스톤(47)과 클러치샤프트(15) 사이에는 스프링(49)이 형성되어 있는데, 상기 스프링(49)은 클러치샤프트(15)가 어떤 이유로 인해 세레이션(33)과 보스형 세레이션(32)의 결합이 완벽이 이루어지지 못한 경우 그 탄성으로 인해 항상 보스형 세레이션(32)을 세레이션(33) 쪽으로 밀어주고 있어 결합이 완벽이 이루어지지 못한 상태에서 가공이 진행된다 할지라도 가공의 시작과 동시에 상기 세레이션(33)과 보스형 세레이션(32)의 결합을 도와주는 역할을 하게 되며, 결합에 따른 충격을 완화해주는 역할을 수행한다.

상술한 실시예에서, 상기 스핀들(4) 내에는 작동유로(34)와 절삭유로(35)가 형성되고, 상기 스핀들(4)의 원주면에는 작동유가 들어가는 작동유 유입구(34a)와 절삭유가 들어가는 절삭유 유입구(35a)가 각각 형성되며, 몸체(3) 내에는 상기 절삭유로(35)에 절삭유를 공급하기 위한 절삭유공급장치(37)와, 작동유를 공급하기 위한 클램프작동유로(36b) 및 언클램프작동유로(36a)가 형성된다.

즉, 절삭유는 절삭유공급장치(37)를 통해 절삭유 유입구(35a) 및 절삭유로(35)를 순차적으로 거쳐 디스크(9)에 형성된 절삭유로를 통해 외부로 배출되며, 작동유는 커빅커플링들의 언클램프시에는 언클램프 작동유로(36a)를 통해 작동유 유입구(34a)로 들어가 피스톤커빅커플링(7)을 선회커빅커플링(5) 및 고정커빅커플링(6)과는 멀어지는 쪽으로 이동시키며, 커빅커플링들의 클램프시에는 클램프작동유로(36b) 쪽으로 들어가 피스톤커빅커플링(7)을 선회커빅커플링(5) 및 고정커빅커플링(6) 쪽으로 이동시켜 커빅커플링들 간의 기어결합이 되도록 하여 디스크(9)가 회전하지 못하도록 고정해준다. 즉, 상기 피스톤커빅커플링(7)이 선회커빅커플링(5) 및 고정커빅커플링(6)과 기어로 치합된 상태[도 1의 중심선(C)을 기준으로 오른쪽에 도시된 상태]가 공작물을 가공할 수 있는 상태이며, 피스톤커빅커플링(7)이 선회커빅커플링(5) 및 고정커빅커플링(6)과 기어치합이 해제된 상태[도 1의 중심선(C)을 기준으로 왼쪽에 도시된 상태]가 디스크(9)가 회전이 될 수 있어 공구교환이 가능한 상태가 된다.

상기 절삭유공급장치(37)는 도 7에 나타나 있듯이, 유입관(37a)을 통해 들어온 절삭유는 노즐(37b)을 통해 절삭유 유입구(35a)로 들어가는데, 이때 상기 노즐(37b)은 일면이 가압관(37c)에 의해 클램프작동유로(36b)에 공급되는 작동유의 일부가 작용하여 노즐(37b)을 스핀들(4) 쪽으로 이동시키려는 힘을 발생하고 있어 노즐(37b)과 스핀들(4)은 틈이 없이 밀착되게 되고 이로써 절삭유가 새는 것이 방지된다.

또한, 커빅커플링들 간의 결합력은 공구대가 공작물의 절삭부하를 이겨내기 위해 강한 결합이 필요한데, 도 8과 같이 클램프 작동유로(36b)를 통해 인가된 작동유는 피스톤커빅커플링(7)의 단면 쪽으로 압력을 가함(위쪽으로 향하는 화살표)과 동시에 플랜지(8) 쪽으로도 압력을 가하므로(아래쪽으로 향하는 화살표) 플랜지(8)와 고정볼트(52)로써 고정결합된 스핀들(4)은 도면의 아래쪽으로 이동되려는 힘을 받고 이로써 일면이 맞닿아 있는 선회커빅커플링(5) 역시 도면의 아래쪽으로 이동되려는 힘을 받게 되어 결국 상기 선회커빅커플링(5)과 피스톤커빅커플링(7)은 서로 강하게 맞물리게 되어 공작물의 절삭부하를 이겨내기에 충분한 결합이 이루어진다.

또한, 상기 스핀들(4)은 중심부가 중공되어 있는데 이러한 중공된 부분은 추후 절삭유를 위한 관이나 전기선 등 별도의 옵션장치가 들어가기 위함이며, 상기 중공된 중심부 이외의 쪽에 작동유로(34)와 절삭유로(35)가 형성되므로, 스핀들(4)에 형성되는 작동유로(34)는 공구교환구동 시 스핀들(4) 회전 중에 스핀들(4)에 마련된 다수의 관로를 통하여 작동유가 액추에이터링(48)에 계속 작용할 수 있도록 상기 스핀들(4)의 원주면에 링형 홈 형상으로 작동유 유입구(34a)가 형성되어야 하며, 절삭유로(35)는 공구교환 위치에 따라 몸체(3) 내에 형성된 절삭유공급장치(37)와 절삭유 유입구(35a)가 정확히 일치되어야 하므로 유로의 위치가 중요하며, 공구교환 수와 동일한 수의 유로가 스핀들의 중심을 기준으로 방사상으로 각각 형성되어야 한다.

또한, 도 6에서와 같이 상기 피스톤커빅커플링(7)의 일측에는 연결핀(46)을 구성하고 상기 연결핀(46)에 도그샤프트(38)를 결합하여 상기 도그샤프트(38)의 일단에 결합된 도그(40)의 위치를 센서(42)로서 감지하여 피스톤커빅커플링(7)의 실시간 위치를 감지함으로써, 공구교환이 가능한 상태인지 아니면 회전공구에 의한 공작물 가공이 가능한 상태인지를 알 수 있도록 구성할 수 있다.

1; 인덱싱모터 2; 모터축 3; 몸체
4; 스핀들 5; 선회커빅커플링 6; 고정커빅커플링
7; 피스톤커빅커플링 8; 플랜지 9; 디스크
10; 네임플레이트 11; 공구구동모터 12; 링기어
13; 공구홀더 14; 공구구동스핀들 15; 클러치샤프트
16; 풀리a 17; 벨트a 18; 풀리b
19; 샤프트a 20; 풀리c 21; 벨트b
22; 풀리d 23; 샤프트b 24; 소기어
25; 대기어 26; 모터축 27; 풀리e
28; 벨트c 29; 풀리f 30; 샤프트c
31; 스핀들기어샤프트 32; 보스형 세레이션 33; 세레이션
34; 작동유로 34a; 작동유 유입구 35; 절삭유로
35a; 절삭유 유입구 36a; 언클램프작동유로 36b; 클램프작동유로
37; 절삭유공급장치 37a; 유입관 37b; 노즐
37c; 가압관 38; 도그샤프트 39; 스프링
40; 도그 41; 센서브라켓트 42; 센서
43a, 43b; 링크 44; 힌지 45; 고정볼트
46; 연결핀 47; 클러치피스톤 48; 액추에이터링
49; 스프링 50; 키이 51; 키이홈
52; 고정볼트

Claims

공작기계에 사용되는 터렛공구대에 있어서,
상기 터렛공구대는 인덱싱모터(1)의 동력이 원통형의 스핀들(4)로 전달되고, 상기 스핀들(4)과 고정 결합되며 공구홀더(13)가 착탈되는 디스크(9)를 회전시킴으로써 공구교환을 행하는 공구교환구동부(100);와
공구구동모터(11)의 동력이 상기 스핀들(4)의 외부에 형성된 링기어(12)를 거쳐 스핀들기어샤프트(31)를 회전시켜 회전공구로 전달되는 회전공구구동부(200);로 이루어지며,
상기 공구교환구동부(100)는 2단은 벨트(17, 21)에 의해, 1단은 기어(24, 25)에 의해 동력전달이 이루어지는 것이 특징인 링크 방식 터렛공구대.
제1항에 있어서,
상기 공구교환구동부(100)는 구동력을 발생시키는 인덱싱모터(1)와, 상기 인덱싱모터(1)의 동력이 전달되는 스핀들(4)과, 상기 스핀들(4)과 고정 결합된 선회커빅커플링(5)과, 상기 선회커빅커플링(5)의 일측에 형성된 고정커빅커플링(6)과, 상기 선회커빅커플링(5)과 고정커빅커플링(6)의 일측에 형성되어 기어로 치합되고 해제되는 피스톤커빅커플링(7)을 포함하여 구성되며,
상기 피스톤커빅커플링(7)은 디스크(9) 쪽으로 이동될 때 고정커빅커플링(6)과 선회커빅커플링(5) 간의 기어결합으로 디스크(9)가 고정된 상태가 되고, 인덱싱모터(1) 쪽으로 이동될 때 고정커빅커플링(6)과 선회커빅커플링(5) 간의 결합이 해제되어 디스크(9)가 회전가능한 상태 즉, 공구교환이 이루어질 수 있는 상태가 되는 것이 특징인 링크 방식 터렛공구대.
제1항에 있어서,
상기 회전공구구동부(200)는 몸체(3)의 일측에 형성된 공구구동모터(11)와, 상기 공구구동모터에(11)서 발생된 동력이 전달되며 스핀들(4)의 외부에 형성된 링기어(12)와, 상기 링기어(12)와 치합되어 있는 스핀들기어샤프트(31)와, 상기 스핀들기어샤프트(31) 내에 형성된 클러치샤프트(15)로 구성되며, 상기 공구구동모터(11)의 동력이 링기어(12), 스핀들기어샤프트(31) 및 클러치샤프트(15)로 순차적으로 전달되는 것이 특징인 링크 방식 터렛공구대.
제4항에 있어서,
상기 클러치샤프트(15)의 일측에는 링크(43)가 형성되고, 상기 링크(43)의 일단은 피스톤커빅커플링(7)과 결합되어 있어, 상기 피스톤커빅커플링(7)의 위치에 따라 공구구동스핀들(14)에 형성된 키이를 가지는 세레이션(33)과 클러치샤프트(15)에 형성된 키이홈을 가지는 보스형 세레이션(32)의 치합 여부가 결정되는 것이 특징인 링크 방식 터렛공구대.
제1항에 있어서,
상기 스핀들(4) 내에는 작동유로(34)와 절삭유로(35)가 형성되고, 상기 스핀들(4)의 원주면에는 작동유가 들어가는 작동유 유입구(34a)와 절삭유가 들어가는 절삭유 유입구(35a)가 각각 형성되며, 몸체(3) 내에는 상기 절삭유로(35)에 절삭유를 공급하기 위한 절삭유공급장치(37)와, 작동유를 공급하기 위한 클램프작동유로(36b) 및 언클램프작동유로(36a)가 형성된 것이 특징인 링크 방식 터렛공구대.
제4항에 있어서,
상기 링크(43)는 2절 링크로서 피스톤커빅커플링(7)이 디스크(9) 쪽으로 전진하면 클러치샤프트(15) 역시 디스크(9) 쪽으로 전진하여 보스형 세레이션(32)과 세레이션(33)이 치합되어 동력전달이 이루어지는 상태가 되며, 반대로 상기 피스톤커빅커플링(7)이 인덱싱모터(1) 쪽으로 후진하면 클러치샤프트(15) 역시 후진하여 보스형 세레이션(32)과 세레이션(33)의 치합이 해제되어 동력전달이 차단되는 상태가 되는 것이 특징인 링크 방식 터렛공구대.