KR20180130955A - Main shaft of machine tool having labyrinth - Google Patents

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KR20180130955A KR1020170067330A KR20170067330A KR20180130955A KR 20180130955 A KR20180130955 A KR 20180130955A KR 1020170067330 A KR1020170067330 A KR 1020170067330A KR 20170067330 A KR20170067330 A KR 20170067330A KR 20180130955 A KR20180130955 A KR 20180130955A
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최종혁
김종혁
김태원
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현대위아 주식회사
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    • F16J15/447—Labyrinth packings

Abstract

The present invention relates to a machine tool spindle. More specifically, the present invention relates to a machine tool spindle having a labyrinth structure, in which the labyrinth structure is provided at a rear end of the spindle, and as the spindle rotates, outside air is introduced into the rear end of the spindle and then guided to a front end of the spindle. Therefore, foreign matter can be prevented from flowing into the spindle.

Description

라비린스 구조를 지닌 공작기계 주축{Main shaft of machine tool having labyrinth}[0001] The present invention relates to a machine tool having a labyrinth structure,

본 발명은 공작기계 주축에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 주축의 후단부에 라비린스 구조를 지녀, 스핀들이 회전됨에 따라 외부 공기가 주축의 후단으로 유입된 후 주축의 전단으로 토출되도록 유도되게 함으로써, 주축 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있는 라비린스 구조를 지닌 공작기계 주축에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a machine tool main spindle, more particularly, to a machine tool spindle having a labyrinth structure at the rear end of a main spindle and causing external air to flow into the rear end of the main spindle as the spindle rotates, To a machine tool spindle having a labyrinth structure capable of preventing foreign matter from flowing into the inside thereof.

일반적으로 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.In general, a machine tool is a machine that is used for machining a metal or non-metal material (hereinafter referred to as "base material") into various shapes and sizes by using various cutting or non-cutting methods, or for adding more precise machining .

도 1은 종래의 공작기계 주축을 도시한 도면으로, 도 1을 참조하면, 종래의 공작기계의 주축은 비회전체인 주축 바디(11), 상기 주축 바디(11)의 내측에서 회전하는 회전체인 스핀들(12), 상기 주축 바디(11)와 상기 스핀들(12) 사이에 배치되는 베어링(13)을 포함하여 이루어진다.FIG. 1 is a view showing a conventional main spindle of a machine tool. Referring to FIG. 1, a main spindle of a conventional machine tool includes a main spindle body 11, which is a non-spindle, A spindle 12 and a bearing 13 disposed between the spindle body 11 and the spindle 12.

또한, 종래의 주축(10)에는 상기 주축 바디(11)와 상기 스핀들(12)의 전극 간극 및 후단 간극에 각각 라비린스(10a, labyrinth)가 형성되어, 주축의 내부로 공기 및 이물질이 유입되는 것을 방지한다.Labyrinths 10a are formed in the gap between the main spindle 11 and the spindle 12 and the gap between the electrode spindle 12 and the rear end of the spindle 12 to allow air and foreign substances to flow into the main spindle 10 prevent.

하지만, 종래의 공작기계 주축은 가공 중에 주축 내부로 이물질이 유입되어 베어링이 손상되는 사례가 빈번히 발생하고 있었다.However, in the conventional machine tool spindle, foreign matter is introduced into the main spindle during machining and the bearings are frequently damaged.

한편, 주축 내부로 이물질이 유입되는 현상은, 도 2에 도시한 바와 같이, 주축 전측을 비닐로 밀봉한 후, 공작 기계를 작동시켰을 때, 주축 내부로 공기가 유입되어 비닐이 수축되는 실험결과를 통해 확인되었다.On the other hand, as shown in Fig. 2, when the machine tool is operated after the front side of the main shaft is sealed with vinyl, the phenomenon that the foreign matter enters into the main shaft is the result of the experiment in which air flows into the main shaft and the plastic shrinks .

즉, 종래의 공작기계는 주축 내부에 라비린스 구조가 형성되더라도 주축 내부로 이물질이 유입되어 베어링이 손상되므로, 손상된 베어링을 교체하기 위한 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라, 교체 비용이 상승되는 문제점이 있었다.That is, even if the labyrinth structure is formed in the main shaft of the conventional machine tool, foreign matter is introduced into the main shaft and the bearing is damaged. Therefore, it takes a long time to replace the damaged bearing and the replacement cost is increased.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 스핀들이 회전됨에 따라 외부 공기가 주축의 후단으로 유입되어 주축의 전단으로 토출되도록 유도하여, 주축 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있는 라비린스 구조를 지닌 공작기계 주축을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and it is an object of the present invention to provide an air cleaner which prevents external air from flowing into a rear end of a main shaft and discharging it to a front end of a main shaft as the spindle rotates, To provide a machine tool spindle with a labyrinth structure that can be used in a machine tool.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 주축 바디; 상기 주축 바디의 내측에서 회전 가능하도록 수용되며, 전단에는 공구가 체결되는 스핀들; 상기 주축 바디와 상기 스핀들 사이에 배치되는 베어링;을 포함하고, 상기 주축 바디와 상기 스핀들의 후단 간극에는 요홈이 반복되는 라비린스가 형성되는 것을 특징으로 하는 주축을 제공한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a spindle motor comprising: a spindle body; A spindle accommodated rotatably inside the spindle body and having a front end to which the tool is fastened; And a bearing disposed between the spindle body and the spindle, wherein a labyrinth is formed in the gap between the spindle body and the rear end of the spindle, the groove being repeated.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 라비린스는 상기 스핀들의 회전축 방향을 따라 요홈이 반복되는 주기가 형성된다.In a preferred embodiment, the labyrinth has a period in which the groove is repeated along the rotation axis direction of the spindle.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 스핀들의 후단은 전단에서 후단 방향으로 요홈이 반복되는 라비린스가 형성된 제1 라비린스 형성 영역; 및 상기 제1 라비린스 형성 영역의 후단부에서 상기 스핀들의 후단을 향해 소정 위치까지 직경이 점차적으로 감소되는 제1 직경 감소영역;을 포함하여 이루어진다.In a preferred embodiment, the rear end of the spindle is formed with a first labyrinth forming region in which labyrinth is formed in which the groove is repeated from the front end to the rear end, And a first diameter reduction area in which the diameter gradually decreases from a rear end of the first labyrinth formation area toward a rear end of the spindle to a predetermined position.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 스핀들은 상기 스핀들의 후단부 직경이 상기 스핀들의 전단부 직경보다 작도록 형성된다.In a preferred embodiment, the spindle is formed such that the diameter of the rear end of the spindle is smaller than the diameter of the front end of the spindle.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 주축 바디의 후단은 상기 스핀들의 후단과 대응되는 형상으로 마련된다.In a preferred embodiment, the rear end of the spindle body is provided in a shape corresponding to the rear end of the spindle.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 스핀들이 회전될 때에는, 외부 공기가 상기 주축 바디와 상기 스핀들의 후단 간극을 통해 유입된 후, 상기 주축 바디와 상기 스핀들의 전단 간극을 통해 토출되게 하는 유로를 형성한다.In a preferred embodiment, when the spindle is rotated, external air is introduced through the gap between the spindle body and the rear end of the spindle, and then is discharged through the front end gap between the spindle body and the spindle.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 주축이 설치된 공작 기계를 더 제공한다.The present invention further provides a machine tool equipped with a main shaft according to the present invention.

본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.The present invention has the following excellent effects.

먼저, 본 발명의 공작기계 주축에 의하면, 주축의 후단부에 라비린스 구조를 지니며, 주축의 후단 지경이 주축의 전단 직경보다 작도록 형성됨으로써, 스핀들이 회전됨에 따라 외부 공기가 주축의 후단으로 유입된 후 주축의 전단으로 토출되도록 유도하여, 주축 내부로 이물질 유입되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the machine tool spindle of the present invention, the rear end of the main spindle has a labyrinth structure and the rear end diameter of the spindle is smaller than the front end diameter of the main spindle. Thus, as the spindle rotates, So that it is guided to be discharged to the front end of the main shaft, and foreign matter can be prevented from being introduced into the main shaft.

또한, 본 발명의 공작기계 주축에 의하면, 주축의 후단부에만 라비린스가 형성되므로, 설계 적용이 용이하며 가공비를 절감시킬 수 있는 장점을 지닌다.Further, according to the machine tool main spindle of the present invention, since labyrinth is formed only at the rear end of the main spindle, it is easy to apply the design and has the advantage of reducing the machining cost.

도 1은 종래의 공작기계 주축을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래의 공작기계 주축을 작동하여, 주축 전단의 공기 유동 실험결과를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 주축을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a conventional machine tool main spindle.
FIG. 2 is a view showing a result of an airflow experiment at the front end of the main spindle by operating a conventional machine tool spindle.
3 is a view for explaining a main axis of a machine tool according to an embodiment of the present invention.

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.Although the terms used in the present invention have been selected as general terms that are widely used at present, there are some terms selected arbitrarily by the applicant in a specific case. In this case, the meaning described or used in the detailed description part of the invention The meaning must be grasped.

이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the technical structure of the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계 주축의 후단(100a)을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a rear end 100a of the main spindle of a machine tool according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 공작기계 주축은 주축 바디(110)와, 스핀들(120) 및 베어링을 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 3, the machine tool main spindle according to the present invention includes a main spindle body 110, a spindle 120, and a bearing.

상기 주축 바디(110)는 비회전체이며, 상기 스핀들(120)은 회전체로서, 상기 주축 바디(110)의 내측에서 회전 가능하도록 수용되며, 전단에는 공구가 체결된다.The spindle body 110 is a non-rotating body. The spindle 120 is rotatably received in the main shaft body 110 so as to be rotatable, and a tool is fastened to the front end thereof.

또한, 상기 베어링은 상기 주축 바디(110)와 상기 스핀들(120) 사이에 배치된다.In addition, the bearing is disposed between the spindle body 110 and the spindle 120.

또한, 상기 주축 바디(110)와 상기 스핀들(120)의 후단 간극에는 요홈이 반복되는 라비린스(a)가 형성된다.A labyrinth (a) is formed in the gap between the spindle body 110 and the rear end of the spindle 120 to repeat the groove.

여기서, 상기 라비린스(a)는 상기 스핀들(120)의 회전축(c) 방향을 따라 요홈이 반복되는 주기(b)가 형성된다.Here, the labyrinth (a) has a period (b) in which the groove is repeated along the direction of the rotation axis (c) of the spindle 120.

예를 들면, 상기 주축 바디(110)의 후단에는 상기 회전축(C) 방향을 따라 소정 간격 이격되어 형성된 복수 개의 요부가 형성될 수 있고, 상기 스핀들(120)의 후단에는 상기 주축 바디(110)의 요부들과 대응되는 홈부들이 형성되되, 상기 요부들과 상기 홈부들 사이에는 소정 간극이 형성되도록 구비될 수 있다.For example, a plurality of recesses may be formed at a rear end of the spindle body 110 at predetermined intervals along the direction of the rotation axis C, and a plurality of recesses may be formed at a rear end of the spindle 120, And recesses corresponding to the recesses are formed, and a predetermined gap may be formed between the recesses and the recesses.

이는 상기 라비린스(a)가 상기 회전축 방향을 따라 주기를 형성하는 형상으로 형성됨으로써, 상기 스핀들(120)이 회전될 때 발생되는 원심력을 이용하여 외부 공기가 주축의 후단을 통해 유입된 후, 주축의 전단을 통해 토출되도록 유도한다.This is because the labyrinth (a) is formed in such a shape as to form a period along the direction of the rotation axis so that external air is introduced through the rear end of the main shaft by using the centrifugal force generated when the spindle 120 rotates, To be discharged through the front end.

다시 말하면, 상기 스핀들(120)이 구동력을 인가받아 회전될 때에는, 외부 공기가 상기 주축 바디(110)와 상기 스핀들(120)의 후단 간극(라비린스)을 통해 유입된 후, 상기 주축 바디(110)와 상기 스핀들(120)의 전단 간극을 통해 토출되는 것이다.In other words, when the spindle 120 is rotated by a driving force, external air is introduced through the rear end gap (labyrinth) of the spindle body 110 and the spindle 120, And the front end gap of the spindle 120.

또한, 상기 요부 및 상기 홈부의 단면 형상은 직사각형 형상으로 형성될 수 있으나, 구체적인 형상에 제한되는 바는 아니다.Further, the cross-sectional shape of the concave portion and the groove portion may be formed in a rectangular shape, but is not limited to a specific shape.

또한, 상기 스핀들(120)의 후단은 제1 라비린스 형성 영역(d1) 및 제1 직경 감소영역(d2)을 포함하여 이루어질 수 있다.The rear end of the spindle 120 may include a first labyrinth forming region d1 and a first diameter reducing region d2.

여기서, 상기 제1 라비린스 형성 영역(d1)은 전단에서 후단 방향으로 요홈이 반복되는 라비린스가 형성되는 영역이다Here, the first labyrinth forming region d1 is a region where labeling is repeated in which the groove is repeated from the front end to the rear end

또한, 상기 제1 직경 감소영역(d2)은 상기 제1 라비린스 형성 영역의 후단부에서 연장형성되며, 상기 스핀들(120)의 후단을 향해 소정 위치까지 직경이 점차적으로 감소되는 영역을 의미한다.The first diameter reduction region d2 is a region extending from the rear end of the first labyrinth formation region and gradually decreasing in diameter toward a rear end of the spindle 120 to a predetermined position.

즉, 상기 스핀들(120)은 상기 스핀들(120)의 후단부 직경이 상기 스핀들(120)의 전단부 직경보다 작도록 형성된다.That is, the spindle 120 is formed such that the diameter of the rear end of the spindle 120 is smaller than the diameter of the front end of the spindle 120.

이는 주축의 후단으로 외부의 공기가 보다 효율적으로 유입되게 하기 위함이다.This is to allow the outside air to flow more efficiently into the rear end of the main shaft.

또한, 상기 주축 바디(110)의 후단은 상기 스핀들(120)의 후단과 대응되는 형상으로 마련된다.The rear end of the spindle body 110 is formed to correspond to the rear end of the spindle 120.

다시 말해, 상기 주축 바디(110)는 상기 제1 라비린스 형성 영역(d1)과 대응되는 제2 라비린스 형성 영역과 상기 제1 직경 감소영역(d2)과 대응되는 제2 직경 감소영역을 포함하여 이루어질 수 있다.In other words, the main shaft body 110 may include a second labyrinth formation area corresponding to the first labyrinth formation area d1 and a second diameter reduction area corresponding to the first diameter reduction area d2. have.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 주축이 구비된 공작 기계로 제공될 수 있다.In addition, the present invention can be provided as a machine tool having a main shaft according to the present invention.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 공작기계 주축은 스핀들이 회전됨에 따라 외부 공기가 주축의 후단으로 유입된 후 주축의 전단으로 토출되도록 유도하여, 주축 내부로 이물질 유입되는 것을 방지할 수 있는 장점을 지닌다.As described above, the machine tool main spindle according to the present invention has an advantage that external air is introduced into the rear end of the main spindle as the spindle rotates, and then guided to be discharged to the front end of the main spindle to prevent foreign matter from entering into the main spindle I have.

더 나아가, 본 발명에 따른 공작기계 주축은 주축의 후단부에만 라비린스가 형성되므로, 설계 적용이 용이하며 가공비를 절감시킬 수 있는 장점을 지닌다.Furthermore, since the labyrinth is formed only at the rear end of the main spindle of the machine tool according to the present invention, it is easy to apply the design, and the processing cost can be reduced.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, Various changes and modifications will be possible.

110 : 주축 바디
120 : 스핀들
a : 라비린스110: spindle body
120: spindle
a: Labyrinth

Claims (7)

주축 바디;
상기 주축 바디의 내측에서 회전 가능하도록 수용되며, 전단에는 공구가 체결되는 스핀들;
상기 주축 바디와 상기 스핀들 사이에 배치되는 베어링;을 포함하고,
상기 주축 바디와 상기 스핀들의 후단 간극에는 요홈이 반복되는 라비린스가 형성되는 것을 특징으로 하는 주축.
Spindle body;
A spindle accommodated rotatably inside the spindle body and having a front end to which a tool is fastened;
And a bearing disposed between the spindle body and the spindle,
And a labyrinth in which a groove is repeated is formed in the gap between the spindle body and the rear end of the spindle.
제 1항에 있어서,
상기 라비린스는
상기 스핀들의 회전축 방향을 따라 요홈이 반복되는 주기가 형성되는 것을 특징으로 하는 주축.
The method according to claim 1,
The labyrinth
Wherein a period in which the groove is repeated along the rotational axis direction of the spindle is formed.
제 2항에 있어서,
상기 스핀들의 후단은
전단에서 후단 방향으로 요홈이 반복되는 라비린스가 형성된 제1 라비린스 형성 영역; 및
상기 제1 라비린스 형성 영역의 후단부에서 상기 스핀들의 후단을 향해 소정 위치까지 직경이 점차적으로 감소되는 제1 직경 감소영역;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 주축.
3. The method of claim 2,
The rear end of the spindle
A first labyrinth forming region in which a labyrinth in which a groove is repeated from a front end to a rear end is formed; And
And a first diameter reduction area in which the diameter gradually decreases from a rear end of the first labyrinth formation area toward a rear end of the spindle to a predetermined position.
제 3항에 있어서,
상기 스핀들은
상기 스핀들의 후단부 직경이 상기 스핀들의 전단부 직경보다 작도록 형성되는 것을 특징으로 하는 주축.
The method of claim 3,
The spindle
And the rear end diameter of the spindle is smaller than the front end diameter of the spindle.
제 3항에 있어서,
상기 주축 바디의 후단은
상기 스핀들의 후단과 대응되는 형상으로 마련되는 것을 특징으로 하는 주축.
The method of claim 3,
The rear end of the main shaft body
And is provided in a shape corresponding to a rear end of the spindle.
제 2항에 있어서,
상기 스핀들이 회전될 때에는,
외부 공기가 상기 주축 바디와 상기 스핀들의 후단 간극을 통해 유입된 후, 상기 주축 바디와 상기 스핀들의 전단 간극을 통해 토출되게 하는 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 주축.
3. The method of claim 2,
When the spindle is rotated,
Wherein a flow path is formed for allowing external air to flow through the space between the main shaft body and the rear end of the spindle and then discharged through the front end gap between the main shaft body and the spindle.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항의 주축이 설치된 공작 기계.
A machine tool having a main shaft according to any one of claims 1 to 6.
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