KR20170007009A - 공작기계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작기계에 관한 것으로서, 회전체; 상기 회전체를 수용하는 하우징; 상기 회전체와 하우징 사이에 배치되는 베어링; 및 상기 회전체 또는 상기 하우징에 나사산 결합되고, 상기 베어링을 가압하는 리테이너;를 포함한다. 이에 의하여, 연삭 공정 없이 프리텐션 작업을 용이하게 수행할 수 있고, 리테이너 재질을 다양하게 사용할 수 있다.

Description

공작기계{MACHINE TOOL}

본 발명은 공작기계에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 회전체를 지지하는 베어링 및 그 베어링을 예압할 수 있는 리테이너를 포함하는 공작기계에 관한 것이다.

공작기계는 각종 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속 또는 비금속의 소재(이하 모재)를 적당한 공구를 사용하여 형상 및 치수로 가공하던가 또는 더욱 정밀한 가공을 추가할 목적으로 사용되는 기계를 말한다.

이러한 공작기계에서는 터렛 등이 상측에 배치된 이송대를 이동시키기 위한 볼스크류와 모재 또는 공구를 클램핑하여 회전시키는 스핀들과 같은 회전체를 포함하며, 이러한 회전체를 고정하기 위해 베어링 구조가 사용되고 있다.

도 1은 종래의 볼스크류에 배치된 베어링부를 도시한 단면도이고, 도 2는 종래의 스핀들에 배치된 베어링부를 도시한 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 볼스크류(도 1) 또는 스핀들(도 2)과 같은 회전체(10)와, 상기 회전체(10)의 외주면에 배치되는 베어링(20)과, 상기 베어링(20)을 고정하는 베어링하우징(60)과, 상기 베어링(20)의 내경(21)을 예압하는 제1 리테이너(30)와 상기 베어링(20)의 외경(22)을 예압하는 제2 리테이너(40)와, 상기 리테이너(30, 40)에 압력을 제공하는 로크너트(50)를 포함할 수 있다.

이러한 볼스크류 또는 스핀들과 같은 회전체(10)는 고속 회전에 따른 열변형이 발생할 수 있으며, 특히 열변형에 따른 회전축 방향의 신장은 결과적으로 제품 정밀성에 큰 영향을 미치게 된다.

따라서, 상기 회전체(10)에는 베어링(20) 구조가 배치되며, 이러한 베어링(20) 구조하에서 프리텐션(pretention)을 취하고 있다.

즉, 상기 로크너트(50)를 조임으로써 상기 제1 리테이너(30) 및 제2 리테이너(40)를 가압하고, 이는 베어링(20)의 내경(21) 및 외경(22)을 가압하여 결국 회전축을 억지신장시키는 것이다.

이러한 종래의 프리텐션 구조는 제1 리테이너(30) 및 제2 리테이너(40)가 각각 베어링(20)과 닿는 면(예압면)에 베어링하우징(60)과의 차이만큼 연삭을 하고, 이러한 예압면까지 제1 리테이너(30) 및 제2 리테이너(40)를 밀착시켜 프리텐션을 주는 구조이다.

그러나, 이러한 종래의 방식은 베어링하우징(60)과 리테이너(30, 40)의 거리차를 계산하여 그 거리차만큼 연삭가공을 해서 조립하는 방식이므로, 조립시 각각의 프리텐션 부분의 연삭이 매번 필요하고, 리테이너(30, 40)의 재질도 한정적인 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-0976209호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 회전체에 배치되는 베어링부의 프리텐션을 수행할 때 연삭 가공이 필요없는 베어링부를 포함하는 공작기계를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다양한 소재로 구현될 수 있는 리테이너를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 회전체; 상기 회전체를 수용하는 하우징; 상기 회전체와 하우징 사이에 배치되는 베어링; 및 상기 회전체 또는 상기 하우징에 나사산 결합되고, 상기 베어링을 가압하는 리테이너;를 포함하는 공작기계를 제공한다.

상기 리테이너는, 상기 회전체 외주면과 나사산 결합되며 상기 베어링의 내경을 가압하는 제1 리테이너; 및 상기 제1 리테이너를 수용하며, 상기 하우징의 내주면과 나사산 결합되어 상기 베어링의 외경을 가압하는 제2 리테이너;를 포함할 수 있다.

상기 제1 리테이너는 상기 회전체에 대하여 회전되고 상기 베어링의 내경 측으로 이동되어 상기 베어링의 내경을 가압하고, 상기 제2 리테이너는 상기 하우징에 대하여 회전되고 상기 베어링의 외경 측으로 이동되어 상기 베어링의 외경을 가압할 수 있다.

상기 제1 리테이너가 상기 베어링의 내경을 가압하는 가압량은 상기 제1 리테이너의 회전량에 의해 조절되고, 상기 제2 리테이너가 상기 베어링의 외경을 가압하는 가압량은 상기 제2 리테이너의 회전량에 의해 조절될 수 있다.

상기 회전체에 나사산 결합되며, 상기 제1 리테이너 또는 상기 제2 리테이너를 가압하는 로크너트를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 리테이너와 상기 회전체 또는 상기 제2 리테이너와 상기 하우징 간의 대응되는 나사산은 탭가공으로써 형성될 수 있다.

상기 리테이너는 물성치가 사전에 결정된 값보다 작은 재질로 형성될 수 있다.

상기 리테이너는 황동 또는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.

상기 회전체는 볼스크류일 수 있다.

상기 회전체는 스핀들일 수 있다.

본 발명은 제1 리테이너 및 제2 리테이너가 각각 회전체 및 하우징에 나사산 결합되므로, 베어링에 가압력을 손쉽게 제공할 수 있어 프리텐션 작업을 용이하게 수행할 수 있다.

또한, 본 발명은 프리텐션 작업시 연삭 공정이 필요하지 않으므로, 조립공정이 단축되고, 리테이너 재질을 다양하게 사용할 수 있다.

도 1은 종래의 볼스크류에 배치된 베어링부를 도시한 단면도,
도 2는 종래의 스핀들에 배치된 베어링부를 도시한 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 볼스크류에 배치된 베어링부를 도시한 단면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스핀들에 배치된 베어링부를 도시한 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 당업자가 이해하는 용어의 일반적인 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에서 사용된 용어가 당해 용어의 일반적인 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.

다만, 이하에 기술될 발명은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 볼스크류에 배치된 베어링부를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스핀들에 배치된 베어링부를 도시한 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명은 회전체(100), 하우징(200), 베어링(300), 제1 리테이너(400), 제2 리테이너(500)를 포함할 수 있으며, 로크너트(600)를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 회전체(100)는 공작기계에 구비되는 회전하는 모든 축을 포함할 수 있으며, 도 3에서와 같이 상기 회전체(100)는 볼스크류일 수 있으며, 도 4에서와 같이 상기 회전체(100)는 스핀들일 수 있다.

상기 하우징(200)은 상기 회전체(100) 및 후술할 베어링(300)을 수용하며, 공작기계의 일측에 고정될 수 있다.

상기 베어링(300)은 상기 회전체(100)와 하우징(200) 사이에 배치되며, 적어도 한 개 이상의 내경(310)과 외경(320) 및 이와 접촉하여 로울링되는 볼(330)을 포함할 수 있으며, 상기 내경(310)은 상기 회전체(100)에 배치되고, 상기 외경(320)은 상기 하우징(200)에 배치된다.

상기 제1 리테이너(400)는 상기 회전체(100) 외주면과 나사산 결합(A)되며, 이러한 나사산의 조임에 의해 상기 베어링(300)의 내경(310)을 가압(예압)할 수 있다. 즉, 상기 제1 리테이너(400)는 상기 회전체(100)에 대하여 일 방향으로 회전되고 상기 베어링(300)의 내경(310)에 가까워지는 방향으로 이동되어 상기 베어링(300)의 내경(310)을 가압(예압)하거나, 반대 방향으로 회전되고 상기 베어링(300)의 내경(310)에 멀어지는 방향으로 이동되어 상기 베어링(300)의 내경(310)으로부터 이격될 수 있다. 여기서, 상기 제1 리테이너(400)가 상기 베어링(300)의 내경(310)을 가압(예압)하는 가압량(예압량)은 상기 제1 리테이너(400)의 회전량에 따라 조절될 수 있다.

또한, 제2 리테이너(500)는 상기 제1 리테이너(400)를 수용하며, 상기 하우징(200)의 내주면과 나사산 결합(B)되어 상기 베어링(300)의 외경(320)을 가압(예압)할 수 있다. 즉, 상기 제2 리테이너(500)는 상기 하우징(200)에 대하여 일 방향으로 회전되고 상기 베어링(300)의 외경(320)에 가까워지는 방향으로 이동되어 상기 베어링(300)의 외경(320)을 가압(예압)하거나, 반대 방향으로 회전되고 상기 베어링(300)의 외경(320)에 멀어지는 방향으로 이동되어 상기 베어링(300)의 외경(320)으로부터 이격될 수 있다. 여기서, 상기 제2 리테이너(500)가 상기 베어링(300)의 외경(320)을 가압(예압)하는 가압량(예압량)은 상기 제2 리테이너(500)의 회전량에 따라 조절될 수 있다.

이와 같이 나사산 결합에 의해 베어링을 가압(예압)하는 상기 제1 리테이너(400)와 제2 리테이너(500)는 종래와 같은 연삭가공 및 별도의 스페이서가 필요하지 않게 할 수 있으며, 연삭가공의 미실시에 따라 다양한 재질로 형성될 수 있다. 즉, 종래의 경우 연삭가공을 고려하여 리테이너는 물성치가 사전에 결정된 값보다 큰 탄소강(예를 덜어, SM45)으로 형성되나, 본 실시예의 경우 연삭가공을 미실시함에 따라 상기 제1 리테이너(400)와 제2 리테이너(500)는 물성치가 사전에 결정된 값보다 작은 재질(예를 들어, 황동 또는 플라스틱 등)로 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 리테이너(400)와 회전체(100) 또는 상기 제2 리테이너(500)와 하우징(200) 간의 대응되는 나사산은 탭가공으로써 형성될 수 있다.

또한, 상기 로크너트(600)는 상기 회전체(100)에 나사산 결합되며, 상기 제1 리테이너(400) 또는 제2 리테이너(500)를 가압할 수 있으며, 이러한 2차적인 가압력에 의해 실시예는 더욱 우수한 프리텐션을 구현할 수 있다.

이상, 상기 설명에 의해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이며, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위 및 그와 균등한 범위에 의하여 정해져야 한다.

100: 회전체 200: 하우징
300: 베어링 310: 내경
320: 외경 330: 볼
400: 제1 리테이너 500: 제2 리테이너
600: 로크너트

Claims (10)

1. 회전체;
   상기 회전체를 수용하는 하우징;
   상기 회전체와 하우징 사이에 배치되는 베어링; 및
   상기 회전체 또는 상기 하우징에 나사산 결합되고, 상기 베어링을 가압하는 리테이너;를 포함하는 공작기계.
2. 제1항에 있어서,
   상기 리테이너는,
   상기 회전체 외주면과 나사산 결합되며 상기 베어링의 내경을 가압하는 제1 리테이너; 및
   상기 제1 리테이너를 수용하며, 상기 하우징의 내주면과 나사산 결합되어 상기 베어링의 외경을 가압하는 제2 리테이너;를 포함하는 공작기계.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 리테이너는 상기 회전체에 대하여 회전되고 상기 베어링의 내경 측으로 이동되어 상기 베어링의 내경을 가압하고,
   상기 제2 리테이너는 상기 하우징에 대하여 회전되고 상기 베어링의 외경 측으로 이동되어 상기 베어링의 외경을 가압하는 것을 특징으로 하는 공작기계.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 리테이너가 상기 베어링의 내경을 가압하는 가압량은 상기 제1 리테이너의 회전량에 의해 조절되고,
   상기 제2 리테이너가 상기 베어링의 외경을 가압하는 가압량은 상기 제2 리테이너의 회전량에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 공작기계.
5. 제2항에 있어서,
   상기 회전체에 나사산 결합되며, 상기 제1 리테이너 또는 상기 제2 리테이너를 가압하는 로크너트를 더 포함하는 공작기계.
6. 제2항에 있어서,
   상기 제1 리테이너와 상기 회전체 또는 상기 제2 리테이너와 상기 하우징 간의 대응되는 나사산은 탭가공으로써 형성되는 공작기계.
7. 제1항에 있어서,
   상기 리테이너는 물성치가 사전에 결정된 값보다 작은 재질로 형성되는 공작기계.
8. 제7항에 있어서,
   상기 리테이너는 황동 또는 플라스틱 재질로 형성되는 공작기계.
9. 제1항에 있어서,
   상기 회전체는 볼스크류인 것을 특징으로 하는 공작기계.
10. 제1항에 있어서,
    상기 회전체는 스핀들인 것을 특징으로 하는 공작기계.

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