KR20180016778A - 스핀들하우징 - Google Patents

스핀들하우징 Download PDF

Info

Publication number
KR20180016778A
KR20180016778A KR1020160100539A KR20160100539A KR20180016778A KR 20180016778 A KR20180016778 A KR 20180016778A KR 1020160100539 A KR1020160100539 A KR 1020160100539A KR 20160100539 A KR20160100539 A KR 20160100539A KR 20180016778 A KR20180016778 A KR 20180016778A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bearing
air
turbine
supply
drain
Prior art date
Application number
KR1020160100539A
Other languages
English (en)
Inventor
윤성진
이덕영
Original Assignee
(주)하이드롬
대구대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)하이드롬, 대구대학교 산학협력단 filed Critical (주)하이드롬
Priority to KR1020160100539A priority Critical patent/KR20180016778A/ko
Publication of KR20180016778A publication Critical patent/KR20180016778A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • F16C32/0603—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/02—Driving main working members
    • B23Q5/04—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • F16C32/0681—Construction or mounting aspects of hydrostatic bearings, for exclusively rotary movement, related to the direction of load
    • F16C32/0685—Construction or mounting aspects of hydrostatic bearings, for exclusively rotary movement, related to the direction of load for radial load only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2322/00—Apparatus used in shaping articles
    • F16C2322/39—General build up of machine tools, e.g. spindles, slides, actuators

Abstract

본 발명은 다수개의 드레인에어 라인과 다수개의 드레인 챔버를 구성하여 냉각효과가 탁월하며, 소음을 최소화할 수 있는 스핀들하우징에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에어베어링 스핀들의 스핀들하우징에 있어서, 상기 스핀들하우징은, 메인샤프트와 프론트 저널베어링, 베어링 스페이스, 리어 저널베어링, 프론트 쓰러스트베어링을 내포하는 하우징본체와, 상기 하우징본체의 전단에 결착되며, 연결샤프트의 후단부를 내포하는 프론트캡과, 상기 하우징본체의 후단에 결착되며, 에어터빈을 내포하는 터빈 스페이서와, 상기 터빈 스페이서의 후단에 결착되며, 리어 쓰러스트베어링을 내포하는 리어캡과, 상기 리어캡의 후단에 결착되며 공압을 제공하고 배출하기 위한 유로를 형성하는 서플라이-드레인 플레이트와, 상기 터빈 스페이서와 리어캡, 서플라이-드레인 플레이트를 내포하는 리어커버를 포함하여 구성하며, 다수개의 드레인에어 라인과 다수개의 드레인 챔버를 구성하여 스핀들하우징의 냉각효율을 높일 수 있고, 리어캡과 서플라이-드레인 플레이트를 결합하는데 있어서 불필요한 결합 공간을 줄임으로써 컴팩트화 할 수 있다는 장점을 가진 스핀들하우징에 관한 것이다.

Description

스핀들하우징{Spindle Housing}
본 발명은 스핀들하우징에 관한 것으로서, 다수개의 드레인에어 라인과 다수개의 드레인 챔버를 구성하여 냉각효과가 탁월하며, 소음을 최소화할 수 있는 스핀들하우징에 관한 것이다.
일반적으로 스핀들은 샤프트와 베어링 등으로 구성되어 회전 가공 분야에 사용되는 장치로써, 일반적인 기계산업 분야뿐만 아니라 반도체 소자, PCB 기판, 소형전자부품의 가공을 위한 전자산업 분야나 광학렌즈 등의 연삭과 가공을 위한 광학기기산업 분야 등에 널리 이용되고 있다.
이와 같은 스핀들은 종래에 샤프트와 직접 접촉하는 볼베어링을 이용하였는데, 직접적인 접촉에 의한 구동으로 인하여 발생하는 마찰과 마모의 문제로 내구성이 최대 6개월 정도에 지나지 않아 정기적인 베어링 요소의 교체가 요구되어 번거로울 뿐만 아니라 유지 보수 비용의 상승의 문제점이 있었다.
또한, 볼베어링을 이용하는 경우 접촉식 베어링의 한계로 초고속 회전이 불가능하여 최대 60,000 rpm 정도의 회전 성능을 구현할 수밖에 없을 뿐만 아니라 회전 정밀도 또한 크게 떨어져 초고속, 고정밀 가공 분야에는 사용할 수 없는 문제점이 있었다.
이와 같은 접촉식 볼베어링의 문제를 해결하기 위하여 비접촉식 방식인 에어베어링을 이용한 스핀들이 제안되었는데, 종래의 에어베어링을 이용한 스핀들은 동력원으로 전기 모터를 채택하였으며, 외부에 회전모터를 구비하고 커플링 등 축이음 요소를 이용하여 회전 동력을 전달하는 구조이거나 스핀들 자체에 회전모터를 구비한 빌트인 모터 구조를 이루고 있다.
전기 모터를 이용하여 스핀들을 구성하는 경우, 전기 모터에서 발생하는 진동과 열 등에 의하여 회전 정밀도가 크게 저하될 뿐만 아니라 초고속으로 구동하기 위해서는 냉각에 필요한 여러 부수장비를 구비하여 두어야하는 문제점이 있었다.
이러한 전기 모터를 대신하여 베인(Vain) 형식의 블레이드를 적용하여 회전 동력원으로 사용하는 스핀들도 제안되고 있는데, 베인 블레이드를 이용한 스핀들은 정밀한 회전 성능을 구현할 수 없어 고정밀 가공 분야에는 적합하지 않을 뿐만 아니라, 베인 블레이드가 스핀들 원통 내경에 접촉하여 회전하기 때문에 마모가 발생하여 블레이드의 크기가 점차적으로 줄어들 수밖에 없어 이에 의한 회전 성능의 저하가 초래되고 장치의 수명도 줄어드는 문제점이 있었다.
한편, 스핀들을 이용하여 초고속 회전 가공 시에 스핀들을 이루는 샤프트의 선단부에서 발생하는 가공부하로 인하여 샤프트가 이탈하거나 한계 범위를 벗어나 진동하여 가공 품질이 떨어지게 되는데, 이를 방지하기 위하여 종래에는 과도한 대응 부하를 공급하여야 했고, 특히 에어베어링을 이용한 스핀들의 경우에는 공압 동력이 낭비되어 생산성이 크게 떨어지는 문제점이 있었다.
이에 대하여 대한민국 등록특허 제10-0851934호(2008.08.06.등록)는 샤프트를 축방향으로 자기적으로 구속시키는 마그넷을 구비함으로써, 샤프트가 축방향으로 스러스트 부상력과 자기적 구속력의 평형을 이루어 밸런스가 유지될 수 있는 에어 베어링 스핀들을 제안하고 있다.
그러나, 마그넷에 의한 자기적 구속력만으로는 샤프트 자체의 스러스트 부상력은 부담할 수 있을지라도 최소 80,000 rpm 이상의 초고속으로 회전하는 에어베어링 스핀들에 적용하는 경우 가해지는 가공부하를 감당할 수 없어 초고속, 고정밀 가공 분야에는 적용할 수 없는 문제점이 있었다.
한국등록특허 제10-0851934호 한국공개특허 제10-2007-0067683호
본 발명의 목적은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 다수개의 드레인에어 라인과 다수개의 드레인 챔버를 구성하여 냉각효과를 높인 스핀들하우징을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 리어캡과 서플라이-드레인 플레이트를 결합하는데 있어서 불필요한 결합 공간을 줄임으로써 컴팩트화 할 수 있는 스핀들하우징을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 에어베어링 스핀들의 스핀들하우징에 있어서, 상기 스핀들하우징은, 메인샤프트와 프론트 저널베어링, 베어링 스페이스, 리어 저널베어링, 프론트 쓰러스트베어링을 내포하는 하우징본체와, 상기 하우징본체의 전단에 결착되며, 연결샤프트의 후단부를 내포하는 프론트캡과, 상기 하우징본체의 후단에 결착되며, 에어터빈을 내포하는 터빈 스페이서와, 상기 터빈 스페이서의 후단에 결착되며, 리어 쓰러스트베어링을 내포하는 리어캡과, 상기 리어캡의 후단에 결착되며 공압을 제공하고 배출하기 위한 유로를 형성하는 서플라이-드레인 플레이트와, 상기 터빈 스페이서와 리어캡, 서플라이-드레인 플레이트를 내포하는 리어커버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 리어캡의 후면에 일정한 폭과 깊이를 가지는 에어베어링 공급홈이 중심으로부터 일정한 직경을 가지는 원주상에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 리어캡과 서플라이-드레인 플레이트가 나사결합으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 리어캡의 전면, 측면, 후면 또는 상기 서플라이-드레인 플레이트의 전단의 내경 중 적어도 어느 하나에 일정한 폭과 깊이를 가지는 드레인챔버가 둘레를 따라 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 리어커버의 전단의 내경과 터빈스페이스 외경 사이에는 링형태의 소음기를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이상의 설명에서 분명히 알 수 있듯이, 다수개의 드레인에어 라인과 다수개의 드레인 챔버를 구성하여 스핀들하우징의 냉각효율을 높일 수 있다는 장점이 있다.
또한, 리어캡과 서플라이-드레인 플레이트를 결합하는데 있어서 불필요한 결합 공간을 줄임으로써 컴팩트화 할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 틸팅이 가능한 에어베어링 스핀들의 측면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 틸팅이 가능한 에어베어링 스핀들의 종단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 틸팅이 가능한 에어베어링 스핀들의 스핀들하우징의 종단면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 터빈 스페이서의 정면도이다.
도 5는 도 4의 A-A 단면도이다.
도 6은 도 4의 B-B 단면도이다.
도 7은 본 발명에 의한 리어캡의 정면도이다.
도 8은 도 7의 A-A 단면도이다.
도 9는 본 발명에 의한 서플라이-드레인 플레이트의 정면도이다.
도 10은 도 9의 A-A 단면도이다.
이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부도면 중 도 1은 본 발명에 의한 틸팅이 가능한 에어베어링 스핀들의 측면도, 도 2는 본 발명에 의한 틸팅이 가능한 에어베어링 스핀들의 종단면도, 도 3은 본 발명에 의한 틸팅이 가능한 에어베어링 스핀들의 스핀들하우징의 종단면도, 도 4는 본 발명에 의한 터빈 스페이서의 정면도, 도 5는 도 4의 A-A 단면도, 도 6은 도 4의 B-B 단면도, 도 7은 본 발명에 의한 리어캡의 정면도, 도 8은 도 7의 A-A 단면도, 도 9는 본 발명에 의한 서플라이-드레인 플레이트의 정면도, 도 10은 도 9의 A-A 단면도이다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 발명인 스핀들하우징(110)은 틸팅이 가능한 에어베어링(130) 스핀들의 일부분이다. 상기 틸팅이 가능한 에어베어링(130) 스핀들은 전단부에 공작용 공구를 장착하여 회전 구동시키는 스핀들유닛(100)과 상기 스핀들유닛(100)을 일정 각도 내에서 틸팅시키는 틸팅유닛(200)을 포함하여 구성되는데, 상기 스핀들유닛(100)은 상기 틸팅유닛(200)에 의하여 가해지는 가공부하에 따라 축선을 기준으로 각도의 변화폭을 가지면서 틸팅하면서 회전 구동하게 되어 특정 가공부하에 구애받지 않고 유연하게 대처하면서 초고속 고정밀 가공을 행할 수 있게 된다.
이때, 상기 스핀들유닛(100)은 공압에 의하여 구동되는 에어터빈(140)과, 상기 에어터빈(140)과 축 결합하여 회전 구동하는 샤프트모듈(120)과, 상기 에어터빈(140) 및 샤프트모듈(120)과 각각 비접촉 굴림 운동하는 에어베어링(130)과, 상기 에어터빈(140)과 샤프트모듈(120), 에어베어링(130)을 내포하는 스핀들하우징(110)을 포함하여 구성된다.
상기 샤프트모듈(120)은 상기 에어터빈(140)과 결착된 주 회전축인 메인샤프트(121)와, 상기 메인샤프트(121)의 전단에 결착하는 연결샤프트(122)와, 상기 연결샤프트(122)의 전단에 결착하는 콜릿(123)을 포함하여 이루어진다.
상기 연결샤프트(122)는 내경이 형성되어 있는 관형태를 이루고 있되, 상기 연결샤프트(122)의 후단의 내경은 상기 메인샤프트(121)의 전단이 삽입될 수 있도록, 전단의 내경은 상기 콜릿(123)이 삽입되어 결착될 수 있도록 형성되어 있다.
이와 같이 상기 메인샤프트(121)에 상기 연결샤프트(122)를 통하여 상기 콜릿(123)이 탈부착될 수 있도록 구성함으로써, 시행할 작업에 따른 필요한 공작용 공구를 결착할 수 있는 콜릿(123)을 선택하여 부착할 수 있어 하나의 에어베어링(130) 스핀들로 다양한 작업을 행할 수 있게 된다.
한편, 상기 에어터빈(140)은 상기 샤프트모듈(120)의 메인샤프트(121)의 후단에 축 결합하면서 결착되는데, 공압을 이용하여 상기 샤프트모듈(120)을 회전 구동하게 된다.
상기 스핀들하우징(110)은 상기 샤프트모듈(120)의 메인샤프트(121) 부분을 내포하는 하우징본체(111)와, 상기 에어터빈(140) 부분을 내포하는 터빈 스페이서(112)와, 상기 하우징본체(111)의 전단에 결착하는 프론트캡(113)과, 상기 터빈 스페이서(112)의 후단에 결착하는 리어캡(114)과, 상기 리어캡(114)의 후단에 결착하는 서플라이-드레인 플레이트(116)와, 상기 터빈 스페이서(112)와 리어캡(114), 서플라이-드레인 플레이트(116)를 내포하는 리어커버(115)를 포함하여 이루어진다.
이때, 상기 스핀들하우징(110)에는 상기 샤프트모듈(120)의 메인샤프트(121)과 에어터빈(140) 각각과 비접촉 굴림 운동을 하는 에어베어링(130)이 구비되어 있는데, 상기 에어베어링(130)은 상기 메인샤프트(121) 전반부 외경과 상기 하우징본체(111) 전반부 내경 사이에 구비되는 프론트 저널베어링(131)과, 상기 메인샤프트(121) 후반부 외경과 상기 하우징본체(111) 후반부 내경 사이에 구비되는 리어 저널베어링(132)과, 상기 프론트 저널베이링과 리어 저널베이링 사이에 구비되는 베어링 스페이서(133)와, 상기 에어터빈(140)의 전방에 구비되는 프론트 쓰러스트베어링(134)과, 상기 에어터빈(140)의 후방에 구비되는 리어 쓰러스트베어링(135)을 포함하여 이루어진다.
상기 베어링 스페이서(133)는 상기 프론트 저널베어링(131)과 리어 저널베어링(132) 사이의 간격을 조절하기 위하여 장착되는 것인데, 상기 샤프트모듈(120)의 축 중심 방향에 대한 강성값을 향상시킬 뿐만 아니라 저널베어링에 공급된 공기의 원활한 배출을 위한 역할도 동시에 수행하게 된다.
상기 에어터빈(140)은 앞서 언급하였듯이 상기 터빈 스페이서(112)에 내포되어 있으며, 그 전방과 후방에 각각 프론트 쓰러스트베어링(134)과 리어 쓰러스트베어링(135)이 형성되어 있다.
상기 터빈 스페이서(112)에는 상기 에어터빈(140)으로 공급되는 공기의 유로가 형성되어 있는데, 상기 에어터빈(140)의 외주면에는 상기 슬롯이 형성되어 자연스럽게 터빈 날개 부분이 2열로 나누어지게 되며, 각 터빈 날개 부분으로 공기를 공급할 수 있도록 공기의 유로도 2라인으로 분리하여 형성하는 것이 바람직할 것이다.
이와 같이 상기 에어터빈(140)의 날개 부분에 공급된 공기는 상기 에어터빈(140)을 회전시키고 앞서 언급하였듯이 상기 슬롯을 통해 빠르게 빠져나가면서 회전 성능을 보다 향상시키게 된다.
상기 저널베어링과 쓰러스트베어링으로 공급되는 공기는 상기 리어캡(114)과 서플라이-드레인 플레이트(116)에 의하여 형성된 유로를 통해 공급되고 배출되게 된다.
상기 터빈 스페이서(112)에 대해서 조금 더 자세하게 설명하면 다음과 같다. 상기 터빈 스페이서(112)는 상기하우징본체(111)와 리어캡(114) 사이에 위치하여 조립 및 고정되며, 상기 저널베어링 및 쓰러스트베어링에 에어를 공급하는 베어링 에어 공급라인(150)이 1개가 형성되어 있으며, 에어베어링(130)의 드레인을 위한 드레인에어 라인(160)은 3개가 형성되어 있다.
특히 터빈부분에 에어를 공급하기 위해서 상기 리어캡(114)과 연결되는 터빈에어공급라인 2개가 180도 간격으로 배치되어 있지만 관통이 되지 않고 일정한 깊이를 가지며, 공급되는 터빈에어의 누설을 막기 위해서 상기 터빈에어 공급라인(151) 선단부에 오링을 배치하는 것이 바람직하다고 하겠다.
그리고 상기 리어캡(114)은 상기 터빈 스페이서(112)와 서플라이-드레인 플레이트(116) 사이에 위치하여 조립 및 고정되는데, 상기 리어캡(114)을 통해 앞쪽에 위치하고 있는 상기 터빈 스페이서(112)의 베어링 에어 공급라인(150)과 터빈에어 공급라인(151)과 연결되며, 뒤쪽에 위치하고 있는 서플라이-드레인 플레이트(116)의 베어링 에어 공급라인(150)과 터빈에어 공급라인(151)과도 연결되어 전체 터빈에어 공급라인(151)과 베어링 에어 공급라인(150)을 형성하게 된다.
특히 상기 리어캡(114)의 후면에 일정한 폭과 깊이를 가지는 에어베어링(130) 공급홈(119)이 중심으로부터 일정한 직경을 가지는 원주상에 형성된다. 상기 에어베어링(130) 공급홈(119)은 상기 베어링 에어 공급라인(150)과 연결수단으로서 상기 리어캡(114)의 후면에 홈형태로 원주상에 형성되어 있어, 상기 리어캡(114)과 서플라이-드레인 플레이트(116)가 결합하는데 있어서 특정위치에 한정되어 결합되는게 아니라 어떻게 결합이 되더라도 일정한 직경을 갖는 원주상에 형성되어 있어서 상기 서플라이-드레인 플레이트(116)의 베어링 에어 공급라인(150)과 연결되게 된다.
이에 따라, 종래에는 대부분이 볼트결합으로 이루어지지만, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 리어캡(114)과 서플라이-드레인 플레이트(116)는 나사결합이 가능하다. 즉, 볼트결합이 아닌 나사결합이 용이하다는 것은 상기 리어캡(114)과 서플라이-드레인 플레이트(116)를 컴팩트화 할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 상기 리어캡(114)의 선단부 측면에 상기 리어 쓰러스트베어링(135)이 조립되는 구조를 갖고, 조립된 베어링에 에어를 공급할 수 있는 유로가 구성되어 있으며, 리어 저널베어링(132)과 프론트 쓰러스트베어링(134)으로부터 발생되는 드레인에어가 축의 터빈부에 관통되어진 다수의 홀을 통해 배출되는 드레인에어와 리어 쓰러스트베어링(135)으로부터 발생되는 드레인에어가 상기 리어캡(114)의 내부 리어 쓰러스트 안쪽의 챔버로 이동하게 되고, 서플라이-드레인 플레이트(116) 쪽으로 유도하기 위해 후단부 내부의 측면 원주상에 다수의 드레인 홀을 구성하고 있다.
추가적으로, 상기 리어캡(114) 후면 내경에 나사산을 형성하여 서플라이-드레인 플레이트(116) 부품이 안쪽으로 나사결합 되도록 하되, 측면 에어라인이 연결되는 부분에 에어의 누설을 방지하기 위해 중심부의 상기 드레인에어 라인(160)의 외곽 부분과 에어베어링(130) 공급연결부인 상기 에어베어링(130) 공급홈(119)의 외곽 부분에 오링을 삽입하는 것이 바람직하다고 하겠다. 이는 나사의 풀림방지라는 부수적인 효과도 얻을 수 있다.
여기서, 상기 리어캡(114)의 전면, 측면, 후면 또는 상기 서플라이-드레인 플레이트(116)의 전단의 내경 중 적어도 어느 하나에 일정한 폭과 깊이를 가지는 드레인챔버(117)가 둘레를 따라 형성되는 것이 바람직하다.
상기 서플라이-드레인 플레이트(116)는 상기 리어캡(114)과 리어커버(115) 사이에 위치하며, 조금 더 자세하게 설명하면, 상기 리어캡(114)과 서프라이-드레인 플레이트는 순차적으로 결합하고 상기 리어커버(115) 내부에 위치하고 있다.
상기 서플라이-드레인 플레이트(116) 내부에는 베어링 에어 공급라인(150)과 터빈에어 공급라인(151)이 내부에 축선방향으로 구성되어 있으며, 유량 공급량의 필요성에 의해 각각 크기가 다른 형태로 구성된다. 여기서, 상기 터빈에어 공급라인(151)의 경우는 최종적으로 부품 선단 측면의 중심부로 공급되도록 하여, 상기 리어캡(114)의 중심 라인과 연결되도록 하여 상기 리어캡(114)에서 터빈에어 공급라인(151)으로 공급되는 2분활 라인에 동일한 에어량이 분기 되도록 하여, 터빈의 회전에 대한 불안정성을 해소하고 회전효울을 높이도록 하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 서플라이-드레인 플레이트(116) 선단에 구성된 상기 리어캡(114)에서 배출되는 드레인 에어의 원활한 드레인을 위해서 상기 서플라이-드레인 플레이트(116)의 앞부분의 원주방향 크기를 줄여 상기 드레인챔버(117) 공간을 1차적으로 확보하고, 바로 뒤쪽으로 배출될 수 있도록 측면 원주상으로 다수의 드레인용 관통홀을 구성하며, 다시 뒤쪽 원주 크기를 줄여 드레인 챔버를 확보하여 최종적으로 상기 리어커버(115)의 드레인 챔버를 통해 다시 상기 터빈 스페이서(112)와 리어커버(115) 사이로 드레인 에어가 배출되는 구조를 가진다.
이러한 구조를 가지는 이유로는 몇 단계의 유량 이동에 대한 완충효과에 의해 소음 발생을 최소화 하며, 스핀들 후단 부분의 냉각효과를 얻을 수 있기 때문인다.
이때, 상기 리어커버(115)의 전단의 내경과 터빈 스페이스 외경 사이에는 링형태의 소음기(170)(118)를 더 포함하여 소음 발생을 더욱 줄이도록 하는 것이 바람직하다고 하겠다.
이상에서는 본 발명의 기술적 사상에 대한 이해를 돕기 위하여 첨부한 도면과 함께 서술하였으나, 이는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이지 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형이나 치환 등에 의한 타 실시예가 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
100 : 스핀들유닛
110 : 스핀들하우징
111 : 하우징본체
112 : 터빈 스페이서
113 : 프론트캡
114 : 리어캡
115 : 리어커버
116 : 서플라이-드레인 플레이트
117 : 드레인챔버
118 : 소음기
119 : 에어베어링 공급홈
120 : 샤프트모듈
121 : 메인샤프트
122 : 연결샤프트
123 : 콜릿
130 : 에어베어링
131 : 프론트 저널베어링
132 : 리어 저널베어링
133 : 베어링 스페이서
134 : 프론트 쓰러스트베어링
135 : 리어 쓰러스트베어링
140 : 에어터빈
150 : 베어링 에어 공급라인
151 : 터빈에어 공급라인
160 : 드레인에어 라인
170 : 소음기
200 : 틸팅유닛

Claims (5)

  1. 에어베어링 스핀들의 스핀들하우징에 있어서,
    상기 스핀들하우징은,
    메인샤프트와 프론트 저널베어링, 베어링 스페이스, 리어 저널베어링, 프론트 쓰러스트베어링을 내포하는 하우징본체와,
    상기 하우징본체의 전단에 결착되며, 연결샤프트의 후단부를 내포하는 프론트캡과,
    상기 하우징본체의 후단에 결착되며, 에어터빈을 내포하는 터빈 스페이서와,
    상기 터빈 스페이서의 후단에 결착되며, 리어 쓰러스트베어링을 내포하는 리어캡과,
    상기 리어캡의 후단에 결착되며 공압을 제공하고 배출하기 위한 유로를 형성하는 서플라이-드레인 플레이트와,
    상기 터빈 스페이서와 리어캡, 서플라이-드레인 플레이트를 내포하는 리어커버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스핀들하우징.
  2. 제 1항에 있어서
    상기 리어캡의 후면에 일정한 폭과 깊이를 가지는 에어베어링 공급홈이 중심으로부터 일정한 직경을 가지는 원주상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스핀들하우징.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 리어캡과 서플라이-드레인 플레이트가 나사결합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스핀들하우징.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 리어캡의 전면, 측면, 후면 또는 상기 서플라이-드레인 플레이트의 전단의 내경 중 적어도 어느 하나에 일정한 폭과 깊이를 가지는 드레인챔버가 둘레를 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들하우징.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 리어커버의 전단의 내경과 터빈스페이스 외경 사이에는 링형태의 소음기를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스핀들하우징.
KR1020160100539A 2016-08-08 2016-08-08 스핀들하우징 KR20180016778A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160100539A KR20180016778A (ko) 2016-08-08 2016-08-08 스핀들하우징

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160100539A KR20180016778A (ko) 2016-08-08 2016-08-08 스핀들하우징

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180016778A true KR20180016778A (ko) 2018-02-20

Family

ID=61394883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160100539A KR20180016778A (ko) 2016-08-08 2016-08-08 스핀들하우징

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20180016778A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220184761A1 (en) * 2020-12-15 2022-06-16 First Eastern Equities Ltd Turbine motor spindle assembly for live tooling and multitasking machines

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220184761A1 (en) * 2020-12-15 2022-06-16 First Eastern Equities Ltd Turbine motor spindle assembly for live tooling and multitasking machines
US11945069B2 (en) * 2020-12-15 2024-04-02 Air Turbine Technology, Inc. Turbine motor spindle assembly for live tooling and multitasking machines

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2100697B1 (en) Spindle device with rotor jetting driving fluid
CN107848089B (zh) 用于机床的转台
WO2020090278A1 (ja) モータビルトイン方式のスピンドル装置
KR20120114568A (ko) 공작기계용 3축 밀링헤드
KR20180016778A (ko) 스핀들하우징
CN111097929B (zh) 主轴装置
CN110773758B (zh) 主轴装置
KR101649973B1 (ko) 가공부하에 따른 틸팅이 가능한 에어베어링 스핀들
KR101713839B1 (ko) 통합구조를 갖는 매니폴드가 장착된 에어베어링 스핀들
JP6464775B2 (ja) エアシール構造、及びエアシール構造が適用された主軸装置
KR101450125B1 (ko) 원통 연삭기
KR101970192B1 (ko) 공작 기계용 이송 장치
WO2020090277A1 (ja) モータビルトイン方式のスピンドル装置
JP2007222958A (ja) 回転式工作装置及びその製造方法
JP5888663B2 (ja) スピンドルモータ
WO2020090276A1 (ja) モータビルトイン方式のスピンドル装置
KR200404052Y1 (ko) 무심연삭기의 스핀들 결합구조
KR101514148B1 (ko) 공작기계의 베어링장치
KR20150050260A (ko) 공작 기계의 주축 구조
KR101928291B1 (ko) 공작기계용 이물질 유입 방지 장치
JP4989140B2 (ja) エアスピンドル用駆動装置
CN211540828U (zh) 一种具有高精度工件主轴的磨床头架
KR101673922B1 (ko) 정밀 베어링 클리어런스용 스페이서부를 구비한 에어베어링 스핀들
KR20140101704A (ko) 면취기
KR20160082665A (ko) 에어터빈이 장착된 에어베어링 스핀들

Legal Events

Date Code Title Description
E601 Decision to refuse application