KR20150005592A - 수치제어기계를 위한 전기 스핀들 - Google Patents

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안드레아 칼짜바라
알메리노 카누토
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에프씨에스 시스템 에스알엘
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Abstract

본 발명은 공구의 종축과 국부적으로 일치하는 소정의 기준 축(A)을 중심으로 공구(100)를 고정시켜 회전 구동하도록 구성된 수치제어기계용 전기 스핀들(1)을 개시한다. 상기 전기 스핀들(1)은 일반적인 수치제어기계에 견고하게 부착 가능하게 구성된 외부 구조 케이스(2); 전기 스핀들의 상기 기준 축(A)에 국부적으로 동축으로 유지하면서, 구조 케이스(2)의 바깥쪽으로 전단부(4a)를 가지고 돌출하여 나타나도록 구성된 것으로서, 구조 케이스(2) 내에 수용되고, 또한 드라이브 샤프트(4)가 제공되는 전기모터(3); 제1 세트의 환상 롤 베어링들(12)의 개재를 통해서 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a) 상에서 축 방향으로 회전 가능한 방식으로 장착되고, 회전형 부싱 또는 슬리브(11)와 구조 케이스(2) 사이에 삽입된, 제2 세트의 환상 롤 베어링들(13)에 의해 전기 스핀들의 기준 축(A)에 대해 동축으로 유지되는 회전형 쓰러스트-베어링 부싱 또는 슬리브(11); 및 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a)에 견고하고 안정적이지만 용이하게 탈착 가능한 방식으로 부착가능하게 구성되며, 수치제어기계를 위한 일반 공구(100)의 생크(101)를 견고하고 안정적이지만 용이하게 탈착 가능한 방식으로 수용하고 유지하도록 구성되고, 그리고 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a) 상에 또는 회전형 쓰러스트-베어링 부싱 또는 슬리브(11) 상에 선택적으로 움직이지 않게 연접하도록 하는 크기로 구성되는 적어도 하나의 해체 가능형 툴-홀더 헤드(5, 5')를 포함한다.

Description

수치제어기계를 위한 전기 스핀들{ELECTRIC SPINDLE FOR NUMERICAL CONTROL MACHINES}
본 발명은 수치제어기계(numerical control machines)를 위한 전기 스핀들(electric spindle)에 관한 것이다.
더 상세하게는, 본 발명은 수치제어 밀링머신(numerical control milling machine)을 위한 전기 스핀들에 관한 것으로서, 하기의 설명에서는 그에 대한 응용을 명시적으로 참조하겠지만, 이것이 범용성의 상실을 의도하는 것은 아니다.
알려진 바와 같이, 수치제어기계의 전기 스핀들은, 동일한 외곽 구조 케이스 내에 수용되고, 전기 스핀들의 종축을 따라서 차례대로 정렬되며, 전기모터가 툴 홀더 스핀들(tool-holder spindle)을 종축을 중심으로 회전 구동할 수 있도록 서로 기계적으로 연결되어 있는 툴 홀더 스핀들과 전기모터로 구성된다. 더욱이, 외곽 구조 케이스는 수치제어기계의 스핀들 홀더 캐리지 또는 슬라이드에 고정되도록 특히 구성된다.
더 상세하게는, 전기모터는 통상 전기 스핀들의 케이스에서 특별히 제공되는 실린더 형상의 공동 내에서 전기 스핀들의 종축에 동축이 되도록 견고하게 고정되는 실질적으로 실린더형의 관 형상 고정자(stator) 조립체; 전기 스핀들의 전체 케이스와 고정자 조립체의 관통 공동을 통해 전기 스핀들의 종축에 대해 동축으로 연장되는 드라이브 샤프트; 및 고정자 조립체 내부에서 그와 완전히 동축이 되도록 드라이브 샤프트에 대해 견고하게 장착된 실질적으로 실린더형의 관 형상 로터(rotor) 조립체로 구성된다.
툴-홀더 스핀들은 차례대로, 기본적으로는, 전기 스핀들의 종축에 대해 동축으로 유지하면서, 전기 스핀들의 케이스 바깥쪽으로 돌출하도록, 전기모터의 드라이브 샤프트 단부에 배치되고, 또한 전기 스핀들의 종축에 완전히 동축으로 공구를 항상 유지하면서, 수치제어 밀링머신을 위한 일반 공구의 생크(shank)를 수용하도록 구성되는 원뿔대형 생크 홀더 시트(truncated-cone shank-holder seat)가 중앙에 제공되어 있는 회전 툴-홀더 허브(rotating tool-holder hub); 및 전기모터의 드라이브 샤프트가 전기 스핀들의 종축을 중심으로 회전하여 그 공구를 구동할 수 있도록, 상기 허브의 생크-홀더 시트 내에서 상기 공구의 생크를 견고하고 안정되어 있으나 용이하게 탈착 가능한 방식으로 맞물려 지지하도록 구성된, 유압식으로 또는 공기압 방식으로 동작하는 고정 부재(locking member)로 구성된다.
더 상세하게는, 툴-홀더 허브는 통상적으로, 전기모터의 드라이브 샤프트를 구비하는 한 부품으로 제조되며, 관통형으로 축 방향으로 회전 가능한 방식으로, 실질적으로 벨 형상의 프런트 캡을 맞물도록 구성되는데, 이것은 전기모터의 로터 조립체와 고정자 조립체를 수용하는 실린더형 공동의 전단부를 폐쇄하도록 전기 스핀들의 케이스에 고정되는 한편, 드라이브 샤프트는, 그 샤프트의 축 방향의 두 단부들에 배치되는 두 세트의 지지용 롤 베어링들에 의해, 즉 하나는 프런트 캡 내에 있고, 다른 하나는 전기 스핀들의 실린더형 공동의 후단부와 접하도록 하여, 축 방향으로 회전 가능하게 지지된다.
이런 유형의 전기 스핀들은 잘 동작하기는 하지만, 제한된 작동기능을 갖는데, 그 이유는 전기 스핀들에 의해 달성 가능한 최대 회전 속도가 툴-홀더 스핀들의 전체적인 크기와 구조에 의해 밀접하게 조절되고, 이는 사용할 툴-홀더 스핀들이 설계되는 공구의 종류에 밀접하게 관련되기 때문이다.
명백히, 이러한 동작상의 제한요건과 툴-홀더 허브가 드라이브 샤프트의 단부 상에 직접적으로 한 부품으로 형성된다는 사실로 인하여, 전기 스핀들의 제조업자들은 전기 스핀들의 전체적인 전기모터 크기를 그의 최대 성능이 툴-홀더 스핀들에 의해 허용되는 크기와 실질적으로 동등하게 설계하도록 강요된다.
이러한 성능상의 제한들은, 동일한 수치제어 밀링머신이 기계 가공을 위해 사용되어야만 할 경우, 높은 구동 토크와 낮은 회전 속도(러핑용(roughing) 공구는 전형적으로 20,000rpm 미만의 회전 속도를 필요로 함), 또는 낮은 구동 토크와 높은 회전 속도(마감용(finishing) 공구는 전형적으로 20,000rpm을 초과하고, 통상적으로는 50,000rpm 미만의 회전 속도를 필요로 함)를 각각 필요로 하는 두 개의 상이한 유형의 공구를 동일한 작업편 상에서 신속한 연속성으로 사용하는 것을 신중히 고려해야만 한다는 중대한 문제를 야기한다는 것은 명백하다.
이 경우, 고속 공구에서 저속 공구로, 아니면 그 반대로 교체될 때, 양쪽 유형의 공구를 함께 이용할 수 있는 전기 스핀들은 물리적으로 제조될 수 없으므로, 공작기계의 시간과 비용의 견지에서 이것이 수반하는 모든 문제들에도 불구하고, 그 밀링머신 상에 장착된 전기 스핀들 블록 전체를 일괄하여 교체하는 것이 필요하다.
이러한 문제를 적어도 부분적으로 극복하기 위하여, 해체 가능형(disassemblable) 전기 스핀들이 최근에 개발되었는데, 여기서 외부 케이스 구조는 단지 전기모터만을 수용하고, 또한 수치제어기계에 단단히 고정되도록 구성된다. 더욱이, 상기한 외부 케이스와 그 안에 수용된 전기모터는 두 개의 상이한 별개의 툴-홀더 스핀들에 독립적으로 연결되도록 하는 구조인데, 그 각각은 정확한 회전 속도를 갖는 모터에 의해 회전구동이 이루어지도록 견고하고 안정적이지만 용이하게 탈착 가능한 방식으로 전기모터에 결합되도록 구성된다.
수치제어 밀링머신의 공구 교체(tool-change) 시간은 과감하게 감소할지도 모르겠지만, 해체 가능형 툴-홀더 스핀들은 전기 스핀들의 전체 길이에 대한 현저한 증가를 초래하였고, 더욱 중요한 것은 전기 스핀들의 구조를 현저하게 복잡하게 하였다는 점이다.
각각의 해체 가능형 툴-홀더 스핀들에는 적절히 급유가 이루어져야만 하고, 더욱 중요하게는, 수치제어기계에 의해 제어되어야 하는 그 자체의 공기압식 또는 유압식으로 동작하는 고정 부재가 사실상 제공되어야 한다. 전기모터와 툴-홀더 스핀들 사이의 연결 구역에서, 수치제어기계의 나머지 부분에 차례대로 연결되는, 전기 스핀들의 외부 케이스에 툴-홀더 스핀들을 연결하기 위해 필요한 상당한 수의 공기압식 및/또는 유압식 커넥터를 배열할 필요조건이 부과된다.
단일 블록형 전기 스핀들에 관하여 이러한 중량의 대폭적인 감소에도 불구하고, 해체 가능형 툴-홀더 스핀들은 스핀들 교체 중 이에 의해 수반되는 모든 결점들과 함께 수십 킬로그램의 전체 중량을 여전히 갖게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 결점들을 갖지 않는 모든 종류의 공구들을 장착하는 것이 가능하고, 또한 제작비용이 저렴한 전기 스핀들을 제조하는 데 있다.
전술한 목적들에 따라서, 본 발명에 따르면, 특허청구범위 제1항에서, 그리고 반드시 그렇지는 않지만, 바람직하게는, 종속 청구항들 중의 어느 항에서 정의된 바와 같은, 전기 스핀들이 제공된다.
본 발명은 이하에서 본 발명의 비한정적인 실시예를 예시하고 있는 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 교시에 따라 제조된 수치제어기계를 위한 전기 스핀들의, 일부는 단면도로서, 또한 일부는 명료함을 위해 편의상 제거된 상태의, 부분 전개 측면도이다.
도 2는 제1 작업 배치 상태에서의 도 1에 도시된 전기 스핀들의 정면부의 단면도이다.
도 3은 제2 작업 배치 상태에서의 도 1에 도시된 전기 스핀들의 정면부의 단면도이다.
도 4는 선택적인 제3 작업 배치 상태에서의 도 1에 도시된 전기 스핀들의 정면부의 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 도면 참조번호 1은 수치제어기계용 전기 스핀들을 전체적으로 나타내고 있는바, 이것은 하나의 기준 종축(A)을 구비하고, 전기 스핀들 축(A)에 대해 공구(100)를 국부적으로는 동축으로 유지하면서 총칭으로서의 공구(100)를 선택적으로 고정하거나 회전구동을 하도록 구성된다. 전기 스핀들(1)은 또한 수치제어 밀링머신에 있어 특히 유리한 용도를 갖는다.
전기 스핀들(1)은, 기본적으로는, 임의의 수치제어 밀링머신 또는 그와 유사한 것의 스핀들 홀더 캐리지 또는 슬라이드(미도시)에 고정적으로 부착 가능하게 구성되는 외부 구조 케이스(2); 상기 구조 케이스(2) 내에 안정되게 수용되고, 또한 전기 스핀들 축(A)에 대해 국부적으로 동축으로 유지하면서, 구조 케이스(2) 외부에 그의 전단부(4a)로써 돌출되어 나타나는 드라이브 샤프트(4)가 제공되는 전기모터(3); 및 견고하고 안정되지만 탈착 가능한 방식으로 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a)에 부착 가능하게 구성되고, 또한 상기 공구(100)를 전기 스핀들 축(A)에 국부적으로 동축으로 유지하면서, 수치제어기계를 위한 밀링 커터(100) 또는 다른 공구를 견고하고 안정적이지만 용이하게 탈착 가능한 방식으로 수용하고 지지할 수 있도록 구성되는 적어도 하나의 툴-홀더 헤드(5)를 포함하여 구성된다.
더 상세하게는, 도 2 및 도 3을 참조하면, 전기모터(3)의 드라이브 샤프트(4)는, 구조 케이스(2)의 외부와 직접 마주하고 있는 그의 전단부(4a)에, 전기 스핀들 축(A)에 대해 국부적으로는 동축으로 유지하면서, 드라이브 샤프트(4) 내에서 연장되는, 바람직하게는(필수적인 것은 아니지만) 실질적으로 원뿔대 형상의 생크-홀더 시트(shank-holder seat)(6)를 구비하며; 그리고 해체 가능한 타입의 툴-홀더 헤드(5)에는, 드라이브 샤프트(4)의 생크-홀더 시트(6)에 맞물리고 그에 움직이지 않게 맞물림/고정되는 크기로 특히 구성되는, 바람직하게는(필수적인 것은 아니지만) 실질적으로 원뿔대 형상의, 고정 생크(7)가 후방에 제공된다.
한편으로, 해체 가능형 툴-홀더 헤드(5)의 전면부에는, 툴-홀더 헤드(5)가 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a) 상에 견고하게 고정될/잠길 때 전기 스핀들 축(A)에 완전히 동축으로 배열되도록 툴-홀더 헤드(5)의 고정 생크(7)에 국부적으로 동축인, 바람직하게는(필수적인 것은 아니지만) 원뿔대 형상의 중앙 생크-홀더 시트(8)가 제공되며, 그것은 다음으로는, 전기 스핀들 축(A)에 대해 동축으로 상기 공구(100)를 유지하면서, 수치제어기계를 위한 일반적인 밀링 커터(100) 또는 다른 공구의 후방 생크(101)를, 견고하고 안정적이지만 용이하게 탈착 가능한 방식으로, 수용하고 고정하도록 하는 크기로 특정하게 구성된다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 도시된 예에 있어서, 특히 구조 케이스(2)는, 바람직하게는(필수적인 것은 아니지만) 단일체 구조를 갖는 견고하고, 속이 빈 길게 신장된(oblong) 형태의 몸체(2)로 이루어지며, 이에는 전기 스핀들 축(A)에 동축으로 연장됨과 아울러 구조 케이스(2)와는 직접 연통하고 그 외부에서 종결되는, 바람직하게는 실질적으로 실린더 형상인, 길쭉하게 직선형(rectilinear)으로 된 형태의 공동(2a)이 제공된다.
따라서, 전기모터(3)는, 전기 스핀들 축(A)에 대해 동축인 드라이브 샤프트(4)와 함께, 또한 길게 늘어진 공동(2a)의 입구 쪽에 배열된 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a)와 함께, 상기한 길게 늘어진 공동(2a)의 다소 바닥 상에서 구조 케이스(2) 내부에 배치되며, 반면에 해체 가능형 툴-홀더 헤드(5)는 상기한 길게 늘어진 공동(2a)의 입구에서 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a) 상에 견고하게 고정되기에/잠겨지기에 적합한 구조이다.
한편, 도 1을 참조하면, 전기모터(3)는, 바람직하게는(반드시 그렇지는 않지만) 높은 구동 토크와 낮은 회전 속도(러핑용 공구들의 회전 속도는 전형적으로 0 내지 20,000rpm 사이임)로 동작하도록 특정하게 구성된 수치제어기계용의 러핑 용 밀링 커터(roughing milling cutter)들 또는 다른 공구들의 전형적인 회전 속도, 및 낮은 구동 토크와 높은 회전 속도(마감용 공구들의 회전 속도는 전형적으로 20,000 내지 50,000rpm 범위임)로 동작하도록 특정하게 구성된 수치제어기계용의 마감작업용 밀링 커터(finishing milling cutter)들 또는 다른 공구들의 전형적인 회전 속도를 포함하는 일정 범위 내에서 의지대로 조절/선택 가능한 각속도로써 전기 스핀들 축(A)을 중심으로 드라이브 샤프트(4)를 회전구동할 수 있도록 구성된다.
도시된 예에서, 특히 전기모터(3)는 바람직하게는, 반드시 그렇지는 않지만, 0 내지 50,000rpm 사이의 범위 내에서 의지대로 조절/선택 가능한 각속도로써 전기 스핀들 축(A)을 중심으로 드라이브 샤프트(4)를 회전 구동하도록 구성된다.
달리 설명하면, 전기모터(3)는 그의 최대 회전 속도가 수치제어 밀링머신 또는 그와 유사한 것에 의해 사용될 수 있는 모든 공구들(100)의 정격 속도의 최고치(예를 들어, 50,000rpm)와 일치하도록, 그리고 그의 최대 전달 토크가 수치제어 밀링머신 또는 그와 유사한 것에 의해 사용될 수 있는 모든 공구들(100)에 의해 지원되는 모든 최대 토크들의 최고치와 일치하도록 초기부터 그 크기가 설정될 수 있다.
더 상세히 설명하면, 도시된 예에서, 전기모터(3)는 바람직하게는 영구자석 로터로 된 3상 전기모터 또는 그와 유사한 것으로 이루어지는데, 이것은 전기 스핀들 축(A)에 동축이고, 드라이브 샤프트(4)의 일부분/단편을 완전히 둘러싸도록 실질적으로 실린더형 관 형상의 고정자(stator) 조립체(9)와, 상기 고정자 조립체(9)에 완전히 동축이고 그에 의해 완전히 에워싸이도록 고정자 조립체(9)의 중심 공동 내부의 드라이브 샤프트(4) 상에 고정적으로 장착되는 실질적으로 실린더형 관 형상의 로터(rotor) 조립체(10)를 포함한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 전기 스핀들(1)은 또한 외부 회전형 쓰러스트-베어링(external rotating thrust-bearing) 부싱 또는 슬리브(11)를 포함하고 있는데, 이것은 전기 스핀들 축(A)에 동축으로, 그리고 드라이브 샤프트(4)와는 독립적으로 상기 축(A)을 중심으로 회전 가능하도록, 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a) 상에서, 즉 제1 세트의 환상 롤 베어링들(12)의 개재를 통해서 길게 늘어진 공동(2a)의 입구에서, 축 방향으로 회전이 가능한 방식으로 장착된다. 게다가, 회전형 부싱 또는 슬리브(11)는, 회전형 부싱 또는 슬리브(11)와 구조 케이스(2) 사이에 삽입되는 제2 세트의 환상 롤 베어링들(13)에 의해 전기 스핀들 축(A)에 대해 동축으로 유지되고, 따라서 이들은 회전형 부싱 또는 슬리브(11)와 드라이브 샤프트(4) 사이에 삽입되는 상기한 환상 롤 베어링들(12)의 직경보다 더 큰 공칭 직경을 갖는다.
회전형 부싱 또는 슬리브(11) 내부에 배치된 환상 롤 베어링들(12)은 바람직하게는 드라이브 샤프트(4)의 최대 회전 속도보다 더 높은 동작 제한 속도를 갖도록 하는 크기로 구성된다. 특히, 도시된 예에 있어서의 내부 환상 롤 베어링들(12)은 50,000rpm보다 더 높은 동작 제한 속도를 갖도록 하는 크기로 구성되는 것이 바람직하다.
회전형 부싱 또는 슬리브(11) 외부에 배치된 환상 롤 베어링들(13)은 바람직하게는 내부 환상 롤 베어링들(12)의 동작 제한 속도보다 더 낮은, 그리고 필요하다면, 드라이브 샤프트(4)의 최대 회전 속도보다도 더 낮은 동작 제한 속도를 갖도록 하는 크기로 구성된다. 특히, 도시된 예에 있어서의 외부 환상 롤 베이링들(13)은 드라이브 샤프트(4)의 최대 회전 속도의 절반보다 더 낮은 동작 제한 속도, 즉 바람직하게는 20,000-25,000 rpm 미만의 동작 제한 속도를 갖도록 하는 크기로 구성됨이 바람직하다.
이러한 결과로서, 내부 환상 롤 베어링들(12)은, 바람직하게는, 80mm 미만의 공칭 직경을 갖는다. 한편, 외부 환상 롤 베이링들(13)은, 바람직하게는, 80mm보다 큰 공칭 직경을 갖는다.
도시된 예에서, 특히, 내부 환상 롤 베어링들(12)의 공칭 직경은 바람직하게는 50mm 정도이지만, 어떤 경우에는, 바람직하게는(반드시 그렇지는 않지만), 60mm 미만의 공칭 직경을 갖는다. 한편, 외부 환상 롤 베이링들(13)의 공칭 직경은 바람직하게는 100mm정도이지만, 어떤 경우에는, 바람직하게는(반드시 그렇지는 않지만), 90mm보다 큰 공칭 직경을 갖는다.
상대적으로 작은 직경을 가질 경우, 상기한 환상 롤 베어링들(12)은 결과적으로 드라이브 샤프트(4)의 최대 회전 속도보다 명백히 더높은, 특히 고속의 회전 속도와 낮은 수준의 방사상 기계적 스트레스를 지지하도록 하는 크기일 수 있다.
상대적으로 큰 직경을 가질 경우, 상기한 환상 롤 베어링들(13)은 대신에 툴-홀더 헤드(5)에 의해 허용/전달되는 방사상 기계적 스트레스의 최대치보다 어떤 경우에는 더 높은, 특히 높은 수준의 방사상 기계적 스트레스, 및 드라이브 샤프트(4)의 최대 회전 속도보다 바람직하게는(반드시 그렇지는 않지만) 더 낮은, 저속의 회전 속도들을 지지하도록 하는 크기일 수 있다.
도 2 및 도 3을 특히 참조하면, 해체 가능형 툴-홀더 헤드(5)에는 또한 원주상의 환상 크라운(14)이 제공되는데, 이것은 툴-홀더 헤드(5)가 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a)에 견고하게 고정될/잠겨질 때 전기 스핀들 축(A)에 동축으로 배열되도록 툴-홀더 헤드(5)의 고정 생크(7)에 동축으로 배열되며, 구조 케이스(2)의 외부를 향하여 돌출하는 회전형 부싱 또는 슬리브(11)의 축 방향 단부의 환상 테두리에, 또는 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a)의 환상 테두리에, 선택적으로, 맞물리거나 또는 어떤 경우에는 연접하여 움직이지 않게 고정되도록 하는 크기로 또한 구성된다.
더 상세하게는, 도 2를 참조하면, 툴-홀더 헤드(5)의 전단부 상에 존재하는 생크-홀더 시트(8)가 높은 구동 토크 값들과 낮은 회전 속도(예를 들면, 바람직하게는, 반드시 그렇지는 않지만, 20,000 rpm 미만의 회전 속도)로써 동작하도록 특정하게 구성된 수치제어기계들을 위한 러핑용 밀링 커터(100) 또는 다른 공구의 후방 생크(101)를 수용하도록 하는 크기로 구성될 때, 상기 툴-홀더 헤드(5)의 환상 크라운(14)은 회전형 부싱 또는 슬리브(11)의 환상 테두리 상에서 맞물리거나, 또는 어떤 경우에는 고정적으로 연접/안착하도록 하는 크기로 구성된다. 이러한 방식으로, 툴-홀더 헤드(5)는 상기한 툴-홀더 헤드(5)에 대해, 작업편 러핑(roughing) 과정 중에, 회전형 부싱 또는 슬리브(11)에 대해 직접적으로, 그리고 이에 따라서 환상 롤 베어링들(13)을 통해 구조 케이스(2)에 대해 직접적으로 방출되는 고강도의 방사상 스트레스를 전달/방출할 수 있다.
한편, 도 3을 참조하면, 툴-홀더 헤드(5)의 전단부 상에 존재하는 생크-홀더 시트(8)가 낮은 구동 토크 값들과 높은 회전 속도(예를 들면, 바람직하게는, 반드시 그렇지는 않지만, 20,000 rpm 보다 높은 회전 속도)로써 동작하도록 특정하게 구성된 수치제어기계들을 위한 마감용 밀링 커터(100) 또는 다른 공구의 후방 생크(101)를 수용하도록 하는 크기로 구성될 때, 상기 툴-홀더 헤드(5)의 환상 크라운(14)은 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a)의 환상 테두리 상에서 맞물리거나, 또는 어떤 경우에는 고정적으로 연접/안착하도록 하는 크기로 구성된다. 이러한 방식으로, 툴-홀더 헤드(5)는 드라이브 샤프트(4)에 대한 작업편의 마감작업 중에 발생되는 저강도의 방사상 스트레스를 전달/방출할 수 있다.
달리 설명하면, 도 1, 도 2 및 도 3을 참조하여, 전기 스핀들(1)에는 바람직하게는, 두 개의 개별적인 해체 가능형 툴-홀더 헤드들(5, 5')이 제공되며, 이들 각각에는 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a) 상의 생크-홀더 시트(6) 내부에 움직이지 않게 맞물려 고정되도록 구성된 고정용 생크(7)가 후방에 제공된다.
제1 해체 가능형 툴-홀더 헤드(5)(도 2 참조)는 높은 구동 토크 값들과 낮은 회전 속도로써 동작하도록 특정하게 구성된 수치제어기계들을 위한 러핑용 밀링 커터(100) 또는 다른 공구의 후방 생크(101)를 수용하도록 하는 크기로 구성된 전방 생크-홀더 시트(8)와, 그리고 회전형 부싱 또는 슬리브(11)의 환상 테두리 상에서 맞물리거나, 또는 어떤 경우에는 고정적으로 연접/안착하도록 하는 크기로 구성된 환상 크라운(14)을 구비하고 있다.
그 다음으로, 제2 해체 가능형 툴-홀더 헤드(5')(도 3 참조)는 낮은 구동 토크 값들과 높은 회전 속도로써 동작하도록 특정하게 구성된 수치제어기계들을 위한 마감용 밀링 커터(100) 또는 다른 공구의 후방 생크(101)를 수용하도록 하는 크기로 구성된 생크-홀더 시트(8)와, 그리고 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a)의 환상 테두리 상에서 맞물리거나, 또는 어떤 경우에는 고정적으로 연접/안착하도록 하는 크기로 구성된 환상 크라운(14)을 구비하고 있다.
도시된 예에서, 특히 툴-홀더 헤드들(5, 5') 모두는, 바람직하게는, 반드시 그렇지는 않지만, 단일체 구조를 갖는 대체로 오자이브(ogival, 첨두형) 형상의 허브(15)에 의해 형성되는데, 이것은 드라이브 샤프트(4)의 생크-홀더 시트(6)에서 맞물리도록 특정한 크기의 생크를 형성하도록 형성된 후방 꼬리부분(tailpiece)(7)을 구비하며, 그리고 상기 공구(100)의 후방 생크(101)를 수용하기 위한 특정한 크기로 구성된 생크-홀더 시트(8)가 전면부에 제공된다.
상기한 오자이브 형상의 허브(15)에는 또한 후방 생크 형상의 꼬리부분(7)에 국부적으로는 동축으로 유지하면서 돌출되는 원주상의 환상 크라운 또는 어깨부(14)가 후방에 제공되며, 그리고 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a)의 환상 테두리 상에서, 또는 케이스(2) 외부를 향해 돌출되는 회전형 부싱 또는 슬리브(11)의 축 방향 단부의 환상 테두리 상에서, 선택적으로, 맞물리거나, 또는 어떤 경우에는 고정적으로 연접하도록 하는 크기로 구성된다.
생크 형상의 후방 꼬리부분(7), 원주상의 환상 어깨부(14) 및 생크-홀더 시트(8)는, 허브(15)가 드라이브 샤프트(4) 상에서 고정될 때 전기 스핀들 축(A)에 완전히 동축으로 배열되도록, 허브(15)의 대칭축(L)을 따라서 명료하게 정렬된다.
최종적으로는, 상기한 오자이브 형상의 허브(15)에는, 바람직하게는, 생크 형상의 후방 꼬리부분(7)의 축 방향 단부와 생크-홀더 시트(8)의 바닥을 연결할 수 있는 중앙 관통구(15a)가 제공되며, 그것은 허브(15)가 드라이브 샤프트(4) 상에서 고정될 때 전기 스핀들 축(A)에 완전히 동축으로 배열되도록, 허브[허브(15)]의 대칭축(L)에 동축으로 연장된다.
최종적으로, 도 1을 참조하면, 전기 스핀들(1)에는 헤드 잠금/해제용 조립체(16) 및 공구 잠금/해제용 조립체(17)가 장착되는데, 이들 양자는, 바람직하게는, 반드시 그렇지는 않지만, 유압식 또는 공기압식으로 작동된다.
헤드 잠금/해제용 조립체(16)는 드라이브 샤프트(4)가 툴-홀더 헤드(5)를 전기 스핀들 축(A)을 중심으로 회전구동을 하도록 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a) 상에서 생크-홀더 시트(6) 내부의 툴-홀더 헤드(5)의 고정 생크(7)를 견고하고 안정적이지만 용이하게 탈착 가능한 방식으로 선택적으로 결합 및 고정/지지하도록 구성된다.
다음으로, 공구 잠금/해제용 조립체(17)는 툴-홀더 헤드(5)가 전기 스핀들 축(A)을 중심으로 공구(100)를 회전구동하도록 툴-홀더 헤드(5) 상에 존재하는 생크-홀더 시트(6) 내부에서 수치제어기계를 위한 밀링 커터(100) 또는 다른 공구의 후방 생크(101)를 견고하고 안정적이지만 용이하게 탈착 가능한 방식으로 선택적으로 결합 및 고정/지지하도록 구성된다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 도시된 예에 있어서, 헤드 잠금/해제용 조립체(16)는 특히, 바람직하게는, 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a) 상에 존재하는 생크-홀더 시트(6) 내부에서 돌출하도록, 전기 스핀들 축(A)에 동축으로 유지하면서 드라이브 샤프트(4) 전체를 통해서 관통형으로 축 방향으로 슬라이딩 방식으로 연장되는 커맨드 로드(command rod)(18)와; 그리고 드라이브 샤프트(4)의 생크-홀더 시트(6) 내에서 돌출하는 커맨드 로드(18)의 단부에 슬라이딩 가능하게 장착되고, 그리고 커맨드 로드(18)의 쓰러스트 하에 툴-홀더 헤드(5, 5')의 후방 고정 생크(7)의 중심부에 특정하게 형성되는 공동 내부에 우산과 같은 방식으로 개방이 가능하도록 구성되는 신장 커플링 헤드(expansion coupling head)(19)를 포함한다.
더욱 상세하게는, 상기 커맨드 로드(18)는, 그 로드(18)가 생크-홀더 시트(6)의 바닥에 대하여 커플링 헤드(19)를 배열함과 동시에 커플링 헤드(9)를 우산과 같은 방식으로 개방되도록 해주는 수축된 위치(retracted position)와, 그리고 상기 커맨드 로드(18)가 생크-홀더 시트(6)의 바닥으로부터 커플링 헤드(19)를 벗어나게 이동하여 커플링 헤드(19)를 우산과 같은 방식으로 닫히도록 해주는 신장된 위치(extracted position) 사이에서 드라이브 샤프트(4) 내부에서 축 방향으로 이동이 가능하게 구성된다.
마지막으로, 헤드 잠금/해제용 조립체(16)는, 커맨드 로드(18)와 케이스 구조(2) 사이에 삽입됨과 아울러 상기 수축된 위치에서 커맨드 로드(18)를 연속적으로 유지하는데 이바지하는 로드(18) 상에서의 축 방향 쓰러스트를 발휘하도록 구성되는 탄성 부재(20)와; 그리고 동작 시, 상기한 수축된 위치에서 신장된 위치로 커맨드 로드(18)를 미는 동작을 할 수 있는, 탄성 부재(20)의 탄성력을 극복하여, 생크-홀더 시트(6)의 바닥에서 벗어나게끔 커플링 헤드(19)를 이동시킴과 동시에 그 커플링 헤드(19)가 우산과 같은 방식으로 폐쇄되도록 함으로써 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a) 상에 현재 고정되어 있는 툴-홀더 헤드(5)의 고정 생크(7)를 자유롭게 하는 것인 푸시 부재(push member)(21)를 포함한다.
특히, 도시된 예에서의 탄성 부재(20)는, 바람직하게는, 커맨드 로드(18) 상에 또는 드라이브 샤프트(4) 상에 직접적으로 장착되고, 수축된 위치에서 커맨드 로드(18)를 연속적으로 유지하는 것에 이바지하는 상기 로드(18) 상에서 축 방향 쓰러스트를 발휘하도록 커맨드 로드(18)와 구조 케이스(2) 사이에 삽입되는 다수의 접시 스프링들(Belleville springs)(20) 또는 그와 유사한 것으로 이루어진다. 한편, 푸시 부재(21)는, 바람직하게는, 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a)에 대하여 반대편 단부 상에 전기모터(3)의 드라이브 샤프트(4)와 정렬된, 상기 케이스(2) 내에 수용되고, 그리고 커맨드 로드(18)에 기계적으로 연결됨으로써 드라이브 샤프트(4) 내부에서 커맨드 로드(18)를 축 방향으로 이동시킬 수 있도록 하는, 단일- 또는 이중-동작형의 유압식 또는 공압식 피스톤(21)으로 이루어진다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 헤드 잠금/해제용 조립체(16)와 마찬가지로, 도시된 예에서, 공구 잠금/해제용 조립체(17)는, 바람직하게는, 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a) 상에서는 생크-홀더 시트(6)로부터 돌출하도록, 전기 스핀들 축(A)에 동축으로 유지하면서 커맨드 로드(18) 전체를 통해서 관통형으로 축 방향으로 슬라이딩하는 방식으로 연장되는 커맨드 로드(command rod)(22)로서, 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a)에 현재 고정된 툴-홀더 헤드(5, 5')를 관통형으로 축 방향으로 슬라이딩하는 방식으로 맞물도록 함과 아울러 툴-홀더 헤드(5, 5')의 전면부 상에 존재하는 생크-홀더 시트(8) 내부로 최종적으로 돌출하도록 구성된 상기 커맨드 로드(22)와; 그리고 툴-홀더 헤드(5, 5')의 생크-홀더 시트 내에서 돌출하는 상기 커맨드 로드(22)의 단부에 슬라이딩 가능하게 장착되고, 그리고 상기 커맨드 로드(22)의 쓰러스트 하에 공구(100)의 생크(101)의 중심부에서 특정하게 형성되는 공동 내부에 우산과 같은 방식으로 개방가능하도록 구성되는 신장 커플링 헤드(23)를 포함한다.
따라서, 이 경우에도 또한, 커맨드 로드(22)는, 그 로드(22)가 생크-홀더 시트(8)의 바닥에 대하여 커플링 헤드(23)를 배열함과 동시에 커플링 헤드(23)를 우산과 같은 방식으로 개방되도록 해주는 수축된 위치와, 그리고 커맨드 로드(22)가 생크-홀더 시트(8)의 바닥으로부터 벗어나게 커플링 헤드(23)를 이동하도록 하여 그 커플링 헤드(23)를 우산과 같은 방식으로 닫히도록 해주는 확장된 위치 사이에서 커맨드 로드(18) 내부에서 축 방향으로 이동 가능하게 구성된다.
최종적으로, 상기 공구 잠금/해제용 조립체(17)는, 커맨드 로드(22)와 케이스 구조(2) 사이에 삽입됨과 아울러 상기 수축된 위치에서 커맨드 로드(22)를 연속적으로 유지하는데 이바지하는 로드(22) 상에서의 축 방향 쓰러스트를 발휘하도록 구성되는 탄성 부재(미도시)와; 그리고 동작 시, 상기한 수축된 위치에서 확장된 위치로 커맨드 로드(22)를 미는 동작을 할 수 있는, 관련된 탄성 부재의 탄성력을 극복하여, 생크-홀더 시트(8)의 바닥에서 벗어나게끔 커플링 헤드(23)를 이동시킴과 동시에 그 커플링 헤드(23)가 우산과 같은 방식으로 폐쇄되도록 함으로써, 드라이브 샤프트(4)와 일체형인 툴-홀더 헤드(5, 5') 상에 현재 고정되어 있는 공구(100)의 생크(101)를 자유롭게 하도록 구성된 푸시 부재(24)를 포함한다.
도시된 예에서, 특히 상기 공구 잠금/해제용 조립체(17)의 탄성 부재(미도시)는, 바람직하게는, 커맨드 로드(22) 상에 또는 직접 커맨드 로드(18) 상에 장착되고, 수축된 위치에서 커맨드 로드(22)를 연속적으로 유지하는 데에 이바지하는 상기 로드(22) 상에서의 축 방향 쓰러스트를 발휘하도록 커맨드 로드(22)와 구조 케이스(2) 사이에 삽입되는 다수의 접시 스프링들(미도시) 또는 그와 유사한 것으로 이루어진다. 한편, 상기 푸시 부재(24)는, 바람직하게는, 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a)에 대하여 반대편 단부 상에서 전기모터(3)의 드라이브 샤프트(4)와 정렬된, 상기 케이스(2) 내에 수용되고, 그리고 드라이브 샤프트(4) 내부에 차례대로 슬라이딩 가능하게 삽입되는 커맨드 로드(18) 내에서 후자를 축 방향으로 이동시킬 수 있도록 그 커맨드 로드(22)에 기계적으로 연결되는, 단일 또는 이중 동작형의 유압식 또는 공기압식 피스톤(24)으로 이루어진다.
마지막으로, 도 4를 참조하면, 전기 스핀들(1)은, 선택적으로는, 드라이브 샤프트(4)의 생크-홀더 시트(6)에 움직이지 않게 맞물려 고정되도록 하는 크기로 특정하게 구성된 후방 고정 생크(7)가 제공되는 제3의 해체 가능형 툴-홀더 헤드(5")와, 그리고 상기 툴-홀더 헤드(5")를 구조 케이스(2) 상에 직접 견고하게 고정하도록, 즉 전기 스핀들 축(A)을 중심으로 툴-홀더 헤드(5")의 임의적인 회전을 방지하도록 길게 늘어진 공동(2a)의 입구의 경계를 형성하는 구조 케이스(2)의 환상 테두리 상에 맞물리도록, 또는 어떤 경우에는 그것에 연접하여 안정적으로 안착하도록 하는 특정한 크기로 된 환상 크라운(14)을 또한 포함할 수 있다.
따라서 상기한 전기 스핀들(1)의 동작은 전술한 설명으로부터 용이하게 이해할 수 있으며 더 이상의 상세한 설명을 필요로 하지 않을 것이다.
본 발명에 따른 전기 스핀들(1)의 특정한 구조에 의해서 도출되는 장점들은 현저하며 다양하다.
저속 공구를 위한 구성에서 고속 공구를 위한 구성으로의 교체를 위해서는 해체 가능형 툴-홀더 헤드(5, 5', 5")에 대한 간단한 교환만을 필요로 할 것이다. 툴-홀더 헤드(5, 5', 5") 또는 차라리 오자이브 형상의 허브(15)는 해체 가능한 유형의 통상적인 툴-홀더 스핀들보다는 현저하게 적은 중량과 전체 크기를 갖기 때문에 작동이 지극히 간단하고 신속하다.
사실상, 전기모터(3), 회전형 부싱 또는 슬리브(11), 헤드 잠금/해제 조립체(16) 및 공구 잠금/해제 조립체(17)는 수치제어 밀링머신 또는 그와 유사한 것의 스핀들 홀더 슬라이드 또는 캐리지에 의해 고정되고 지지되는 구조 케이스(2)에 항상 고정되어 유지된다.
더욱이, 해체 가능형 툴-홀더 헤드(5, 5', 5")의 구조는 수반되는 여러 장점들에도 불구하고 제조하기에 매우 간단하고 저비용이다.
더욱이, 전기 스핀들(1)의 이러한 특정한 구조는, 상기한 전기모터(3)와 같은, 0 내지 50,000rpm 사이에서 의지대로 가변형으로 이용 가능한 각속도를 갖는 최신형의 전자제어식 전기 "토크" 모터를 이용하는 것을 가능하게 해준다.
결론적으로, 특히, 상기 전기 스핀들(1)은 또한 이미 출시중인 수치제어기계들에 장착되기에 적합하다. 그리하여, 사실상, 종래의 전기 스핀들의 케이스의 형태를 따르도록 전기모터의 케이스(2)를 만들면 충분하다.
마지막으로, 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않고 전술한 것과 같은 전기 스핀들(1)에 대해 여러 가지로 변경 및 변형할 수 있음은 당해 전문가들에게는 자명할 것이다.
예를 들면, 다른 실시 형태에 있어서는, 다수의 접시 스프링(Belleville spring)들에 의해 형성되는 것 대신에, 헤드 잠금/해제 조립체(16)의 탄성 부재(20) 및/또는 공구 잠금/해제 조립체(17)의 탄성 부재는 가스 스프링, 엘라스토머 물질로 된 슬리브, 또는 기타 다른 유형의 탄성 장치들에 의해 형성될 수도 있다.

Claims (16)

  1. 공구의 종축과 국부적으로 일치하는 소정의 기준 축(A)을 중심으로 공구(100)를 고정시켜 회전구동하도록 구성된 수치제어기계를 위한 전기 스핀들(1)로서, 일반적인 수치제어기계에 견고하게 부착 가능하도록 구성되어 있는 외부 구조 케이스(2)와, 그리고 상기 구조 케이스(2) 내에 수용되고 드라이브 샤프트(4)가 제공되는 전기모터(3)를 포함하되, 상기 드라이브 샤프트(4)는 전기 스핀들의 상기 기준 축(A)에 국부적으로 동축 상태를 유지하면서 상기 구조 케이스(2) 외부로 전단부(4a)로써 돌출하여 나타나도록 구성된 것인 전기 스핀들(1)에 있어서,
    상기 전기 스핀들(1)은:
    - 제1 세트의 환상 롤 베어링들(12)의 개재를 통해서 상기 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a) 상에 축방향으로 회전 가능한 방식으로 장착되고, 그리고 회전형 부싱 또는 슬리브(11)와 구조 케이스(2) 사이에 삽입된 제2 세트의 환상 롤 베어링들(13)에 의해 전기 스핀들 기준 축(A)에 대해 동축으로 유지되는 회전형 쓰러스트 베어링 부싱 또는 슬리브(11); 및
    - 상기 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a)에 대해 견고하고 안정적이지만 용이하게 탈착 가능한 방식으로 고정 가능하게 구성되며, 수치제어기계를 위한 일반 공구(100)의 생크(101)를 견고하고 안정적이지만 용이하게 탈착 가능한 방식으로 수용하고 유지하도록 구성되고, 그리고 최종적으로 상기 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a) 상에 또는 상기 회전형 쓰러스트 베어링 부싱 또는 슬리브(11) 상에 선택적으로 움직이지 않게 연접하도록 하는 크기로 구성되는 원주상의 크라운(14)이 제공되는 적어도 하나의 해체 가능형 툴-홀더 헤드(5, 5')를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 스핀들.
  2. 제1항에 있어서, 상기 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a)에는 전기 스핀들의 상기 기준 축(A)에 대해 국부적으로 동축인 제1 생크-홀더 시트(6)가 제공되며, 상기 해체 가능형 툴-홀더 헤드(5, 5')에는 드라이브 샤프트(4)의 생크-홀더 시트(6)에 맞물려서 고정되도록 하는 크기로 특정하게 구성되는 고정 생크(7)가 후방에 제공되도록 하는 것을 특징으로 하는 전기 스핀들.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 해체 가능형 툴-홀더 헤드(5, 5')의 전단부는, 상기 해체 가능형 툴-홀더 헤드(5, 5')의 고정 생크(7)에 동축인 제2 생크-홀더 시트(8)가 제공되고, 수치제어기계를 위한 상기 공구(100)의 생크(101)를 견고하고 안정적이지만 용이하게 탈착 가능한 방식으로 수용하고 고정하도록 하는 크기로 구성함을 특징으로 하는 전기 스핀들.
  4. 제3항에 있어서, 높은 구동 토크 값들과 낮은 회전 속도들로써 동작하도록 특정하게 구성된 수치제어기계를 위한 공구(100)의 생크(101)를 수용하도록 하는 크기로 구성된 전방 생크-홀더 시트(8)를 구비하며, 그리고 상기 회전형 쓰러스트 베어링 부싱 또는 슬리브(11)와 맞물리거나 그 위에 고정적으로 연접/안착되도록 하는 크기로 된 원주상 크라운(14)을 또한 구비하는 것으로서, 상기 드라이브 샤프트(4)의 생크-홀더 시트(6)에 맞물려서 고정되도록 하는 크기로 구성되는 고정 생크(7)가 후방에 제공되는 제1 해체 가능형 툴-홀더 헤드(5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 스핀들.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 낮은 구동 토크 값들과 높은 회전 속도들로써 동작하도록 특정하게 구성된 수치제어기계를 위한 공구(100)의 생크(101)를 수용하도록 하는 크기로 구성된 전방 생크-홀더 시트(8)를 구비하며, 그리고 상기 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a)와 맞물리거나 그 위에 고정적으로 연접/안착되도록 하는 크기로 된 원주상 크라운(14)을 또한 구비하는 것으로서, 상기 드라이브 샤프트(4)의 생크-홀더 시트(6)에 맞물려서 고정되도록 하는 크기로 구성되는 고정 생크(7)가 후방에 제공되는 제2 해체 가능형 툴-홀더 헤드(5')를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 스핀들.
  6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 해체 가능형 툴-홀더 헤드들(5, 5')은 드라이브 샤프트(4)의 생크-홀더 시트(6)에서 맞물리도록 특정한 크기로 생크를 형성하도록 형성된 후방 꼬리부분(7)을 구비하는, 대체로 오자이브(첨두형) 형상의 허브(15)에 의해 형성되며, 그리고 수치제어기계를 위한 상기 공구(100)의 후방 생크(101)를 수용하기 위한 특정한 크기로 구성된 생크-홀더 시트(8)가 전방부에 제공되며, 그리고 상기 허브(15)에는 또한, 생크-형상의 후방 꼬리부분(7)에 국부적으로는 동축으로 유지하면서 돌출되고 그리고 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a) 상에서 또는 상기 회전형 쓰러스트-베어링 부싱 또는 슬리브(11) 상에서, 선택적으로, 맞물리거나 또는 고정적으로 연접하도록 하는 크기로 구성되는, 원주상의 환상 크라운 또는 어깨부(14)가 제공되는 것을 특징으로 하는 전기 스핀들.
  7. 제6항에 있어서, 상기 대체로 오자이브 형상의 허브(15)에는, 상기 허브의 생크 형상의 후방 꼬리부분(7)의 단부와 상기 허브의 생크-홀더 시트(8)의 바닥부분을 연결하고, 그리고 상기 허브(15)가 드라이브 샤프트(4) 상에서 고정될 때 전기 스핀들의 기준 축(A)에 동축으로 배열되도록 상기 허브의 대칭축(L)에 동축으로 연장되는 중앙 관통구(15a)가 제공되는 것을 특징으로 하는 전기 스핀들.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 대체로 오자이브 형상의 허브(15)는 단일체형 구조를 가짐을 특징으로 하는 전기 스핀들.
  9. 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 드라이브 샤프트(4)가 툴-홀더 헤드(5)를 전기 스핀들의 기준 축(A)을 중심으로 회전구동을 하게끔 허용하도록, 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a) 상에서 해체 가능형 툴-홀더 헤드(5, 5')를, 견고하고 안정적이지만 용이하게 탈착 가능한 방식으로, 선택적으로 결합 및 고정/유지하도록 구성되는 헤드 잠금/해제용 조립체(16)를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 스핀들.
  10. 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 해체 가능형 툴 홀더 헤드(5, 5')가 상기 공구(100)를 전기 스핀들의 기준 축(A)을 중심으로 회전구동을 하게끔 허용하도록, 수치제어기계를 위한 상기 공구(100)의 생크(101)를 견고하고 안정적이지만 용이하게 탈착 가능한 방식으로 선택적으로 결합 및 고정/유지하도록 구성되는 공구 잠금/해제용 조립체(17)를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 스핀들.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 헤드 잠금/해제용 조립체(16)는, 상기 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a) 상에 존재하는 생크-홀더 시트(6) 내부에서 돌출하도록, 전기 스핀들의 기준 축(A)에 동축으로 유지하면서 상기 드라이브 샤프트(4)를 통해서 관통형으로 축 방향으로 슬라이딩하는 방식으로 연장되는 제1 커맨드 로드(18)와; 그리고 상기 드라이브 샤프트(4)의 생크-홀더 시트(6) 내에서 돌출되는 상기 제1 커맨드 로드(18)의 단부 상에서 슬라이딩 가능하게 장착되고, 그리고 상기 제1 커맨드 로드(18)의 쓰러스트 하에서 상기 툴-홀더 헤드(5, 5')의 후방 고정 생크(7)의 중심부에 특정하게 형성되는 공동 내부에 우산과 같은 방식으로 개방이 가능하도록 구성되는 제1 신장 커플링 헤드(19)를 포함함을 특징으로 하는 전기 스핀들.
  12. 제11항에 있어서, 상기 공구 잠금/해제용 조립체(17)는, 상기 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a) 상에 현재 고정된 상기 해체 가능형 툴-홀더 헤드(5, 5')를 관통형으로 축 방향으로 슬라이딩하는 방식으로 맞물도록 함과 아울러 상기 툴-홀더 헤드(5, 5')의 전면부 상에 존재하는 생크-홀더 시트(8) 내부로 최종적으로 돌출하도록 하기 위해, 상기 드라이브 샤프트(4)의 전단부(4a) 상에서 생크-홀더 시트(6)로부터 돌출하도록, 전기 스핀들의 기준 축(A)에 동축으로 유지하면서 상기 제1 커맨드 로드(18)를 통해서 관통형으로 축 방향으로 슬라이딩하는 방식으로 연장되는 제2 커맨드 로드(22)와; 그리고 상기 해체 가능형 툴-홀더 헤드(5, 5') 상의 생크-홀더 시트(8) 내에서 돌출하는 상기 제2 커맨드 로드(22)의 단부에 슬라이딩 가능하게 장착되고, 그리고 상기 제2 커맨드 로드(22)의 쓰러스트 하에 수치제어기계를 위한 상기 공구(100)의 생크(101)의 중심부에서 특정하게 형성되는 공동 내부에 우산과 같은 방식으로 개방 가능하도록 구성되는 제2 신장 커플링 헤드(23)를 포함함을 특징으로 하는 전기 스핀들.
  13. 제1항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 세트의 환상 롤 베어링들(12)은 상기 드라이브 샤프트(4)의 최대 회전 속도보다 더 높은 동작 제한 속도를 갖도록 하는 크기로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 스핀들.
  14. 제1항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 세트의 환상 롤 베어링들(13)은 상기 드라이브 샤프트(4)의 최대 회전 속도보다 더 낮은 동작 제한 속도를 갖도록 하는 크기로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 스핀들.
  15. 제1항 내지 제14항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 전기모터(3)는, 높은 구동 토크 값들과 낮은 회전 속도들로써 동작하도록 특정하게 구성된 수치제어기계를 위한 러핑용 커터들 또는 기타 공구들의 전형적인 회전 속도, 및 낮은 구동 토크 값들과 높은 회전 속도들로써 동작하도록 특정하게 구성된 수치제어기계를 위한 마감용 커터들 또는 기타 공구들의 전형적인 회전 속도를 포함하는 범위 내에서 조절/선택 가능한 각속도로써 전기 스핀들의 상기 기준 축(A)을 중심으로 상기 드라이브 샤프트(4)를 회전구동할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 전기 스핀들.
  16. 제1항 내지 제15항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 전기모터(3)는 0 내지 50,000rpm 범위에서 조절/선택 가능한 각속도로써 전기 스핀들의 상기 기준 축(A)을 중심으로 상기 드라이브 샤프트(4)를 회전구동할 수 있는 크기로 구성됨을 특징으로 하는 전기 스핀들.
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