KR20190135166A

KR20190135166A - 공작기계 열변위 감소 냉각장치

Info

Publication number: KR20190135166A
Application number: KR1020180060269A
Authority: KR
Inventors: 박지혁
Original assignee: 현대위아 주식회사
Priority date: 2018-05-28
Filing date: 2018-05-28
Publication date: 2019-12-06

Abstract

본 발명에 의한 공작기계 열변위 감소 냉각장치는, 회전력을 발생시키는 모터; 모터로부터 회전력을 전달받아 회전되는 주축; 및 모터와 주축의 결합부를 둘러싸도록 설치되고 모터에서 발생되는 열이 주축에 전달되지 않도록 모터와 주축의 결합부를 냉각시키는 냉각베이스;을 포함한다.

Description

공작기계 열변위 감소 냉각장치 {COOLING DEVICE FOR REDUCING THERMAL DEFORMATION OF MACHINE TOOL}

본 발명은 공작기계 열변위 감소 냉각장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공작기계의 모터에서 발생하는 열을 냉각시키는 공작기계 열변위 감소 냉각장치에 관한 것이다.

공작기계는 모터를 작동시켜 주축을 회전시키고, 이를 통해 주축에 장착되어 있는 툴을 회전시켜 대상물을 가공하게 된다.

이때, 툴에 높은 가공력을 부여할 수 있도록 모터를 고출력으로 작동시키게 되는데, 이에 따라 모터에서 많은 열이 발생하여 이 열이 주축으로 전달됨으로써

한편, 모터와 주축을 연결하는 방식 중에서, 생산성과 효율을 높이기 위해 직결타입의 방식이 주로 사용되고 있다. 그러나 직결 타입은 모터와 주축이 직접적으로 연결되어 있기 때문에 모터에서 발생된 열이 쉽게 주축으로 전달되고, 이에 따라 가공물의 품질이 저하될 수 있다.

또한, 종래의 냉각장치는 모터의 열이 주축으로 전달된 이후에 주축을 냉각시키는 방법을 사용하고, 주축을 공랭 팬에 의해 냉각시킴에 따라 냉각장치의 부피가 큰 문제가 있었다.

따라서, 종래에 비해 부피가 작고, 모터에서 발생된 열이 주축으로 전달되기 이전에 냉각시킬 수 있는 새로운 냉각장치가 요구되고 있는 실정이다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 10-1997-0027740 A (1997.07.24.)

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 모터와 주축 사이에 설치되어 모터에서 발생되는 열을 냉각시킬 수 있는 공작기계 열변위 감소 냉각장치를 제공하는 데 있다.

위 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계 열변위 감소 냉각장치는, 회전력을 발생시키는 모터; 모터로부터 회전력을 전달받아 회전되는 주축; 및 모터와 주축의 결합부를 둘러싸도록 설치되고 모터에서 발생되는 열이 주축에 전달되지 않도록 모터와 주축의 결합부를 냉각시키는 냉각베이스;을 포함한다.

냉각베이스는 내부에 냉각유체가 유동하여 모터에서 발생되는 열을 냉각시킬 수 있다.

냉각베이스에 유동되는 냉각유체는 오일 또는 공기일 수 있다.

모터, 냉각베이스 및 주축을 지지하는 베이스;를 더 포함하고, 냉각베이스는 모터와 베이스 사이를 매개하고 중앙에 통공홀이 형성되는 본체부와, 본체부의 내부에 설치되어 냉각유체가 유동하는 냉각유로를 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 공작기계 열변위 감소 냉각장치에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 직결타입의 공작기계를 사용하더라도 모터에서 발생하는 열이 주축으로 전달되는 것을 최소화함으로써 가공물의 품질을 향상시킬 수 있다.

둘째, 냉각을 위한 냉각장치의 부피를 최소화함으로써 적용이 용이하고 원가를 절감시킬 수 있다.

도 1은 공작기계 열변위 감소 냉각장치의 사시도이고,
도 2는 공작기계 열변위 감소 냉각장치의 단면도이다.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 공작기계 열변위 감소 냉각장치에 대하여 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉각장치는 회전력을 발생시키는 모터(100), 모터(100)로부터 회전력을 전달받아 회전되는 주축(200) 및 모터(100)와 주축(200)의 결합부를 둘러싸도록 설치되고 모터(100)에서 발생되는 열이 주축(200)에 전달되지 않도록 모터(100)와 주축(200)의 결합부를 냉각시키는 냉각베이스(300)을 포함하고, 추가적으로 냉각베이스(300)를 지지하는 베이스(400)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

모터(100)는 높은 가공력을 부여할 수 있도록 고속 회전이 가능한 타입으로서, 많은 열이 발생하게 된다.

주축(200)은 별도의 툴(미도시)가 장착되어 대상물을 가공하기 위한 구성으로서, 모터(100)에 직결되어 모터(100)에서 발생되는 구동력을 툴에 전달하는 역할을 한다. 이때, 모터(100)에서 발생된 열이 주축(200)을 통해 툴로 전달되면 툴의 변형이 일어나거나, 툴에서 대상물에 열이 전달되어 대상물의 물성이 변화할 수 있다.

따라서, 모터(100)와 주축(200)의 결합부를 둘러싸도록 형성된 냉각베이스(300)의 내부에 냉각유체를 유동시킴으로써 모터(100)에서 발생되는 열이 주축(200)으로 전달되기 전에 냉각시킬 수 있다.

이를 위하여, 냉각베이스(300)는 베이스(400)에 장착되어 베이스(400)와 모터(100) 사이를 매개하는 본체부와, 본체부의 내부에 설치되어 냉각유체가 유동할 수 있는 냉각유로를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

본체부는 모터(100)의 회전축과 주축(200)의 일단부가 삽입되어 결합될 수 있는 통공홀이 중앙에 형성된 중공형으로 형성되고, 냉각유로는 본체부의 내측에 설치되어 모터(100)와 주축(200)의 결합부에 직접적으로 접촉되거나, 모터(100)와 주축(200)의 결합부에 직접적으로 냉각유체가 접촉할 수 있도록 개방된 형상으로 형성될 수 있다.

종래의 냉각장치에서는 모터(100)가 직접적으로 베이스(400)에 결합되고 별도의 냉각장치가 주축(200) 주변에 설치되는데 비해, 본 발명에 따른 냉각장치에서는 모터(100)가 냉각베이스(300) 상에 설치되어, 모터(100)에서 발생하는 열이 베이스(400) 및 주축(200)으로 전달되기 이전에 냉각베이스(300)에서 냉각될 수 있게 된다.

냉각베이스(300)의 냉각유로상을 유동하는 냉각유체는 예를 들어 오일, 공기 또는 이들의 혼합물일 수 있다.

냉각유체로서 물을 사용할 경우에는 모터(100)에서 발생하는 고열을 효과적으로 냉각시키기 어렵기 때문에, 고열을 냉각시키기 용이한 오일, 공기 또는 이들의 혼합물을 이용하여 모터(100)에서 발생하는 열을 냉각시키는 것이 바람직하다.

또한, 냉각베이스(300)의 냉각유로에 냉각유체를 공급하고, 가열된 냉각유체를 냉각시켜 다시 냉각베이스(300)의 냉각유로에 공급시킬 수 있는 열교환기 및 펌프가 별도로 베이스(400)에 설치되어 있을 수 있다.

이러한 열교환기 및 펌프는 공작기계의 외측에 설치됨으로써 공작기계가 대상물을 가공하는 여부와 무관하게 안정적으로 작동할 수 있고, 공작기계 내측의 좁은 공간에 설치되지 않기 때문에 종래의 공작기계의 레이아웃을 크게 변형시키지 않아도 적용이 가능할 것이다.

이렇게 모터(100)와 주축(200) 사이에 냉각베이스(300)를 설치하여 모터(100)에서 발생되는 열을 냉각시킴으로써, 주축(200)에 전달되는 열을 최소화하여 열변위를 일정하게 유지시키고 가공 대상물의 품질을 높게 유지시킬 수 있게 되는 것이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 모터
200: 주축
300: 냉각베이스
400: 베이스

Claims

회전력을 발생시키는 모터;
모터로부터 회전력을 전달받아 회전되는 주축; 및
모터와 주축의 결합부를 둘러싸도록 설치되고 모터에서 발생되는 열이 주축에 전달되지 않도록 모터와 주축의 결합부를 냉각시키는 냉각베이스;을 포함하는 공작기계 열변위 감소 냉각장치.
청구항 1에 있어서,
냉각베이스는 내부에 냉각유체가 유동하여 모터에서 발생되는 열을 냉각시키는 것을 특징으로 하는 공작기계 열변위 감소 냉각장치.
청구항 2에 있어서,
냉각베이스에 유동되는 냉각유체는 오일 또는 공기인 것을 특징으로 하는 공작기계 열변위 감소 냉각장치.
청구항 1에 있어서,
모터, 냉각베이스 및 주축을 지지하는 베이스;를 더 포함하고,
냉각베이스는 모터와 베이스 사이를 매개하고 중앙에 통공홀이 형성되는 본체부와, 본체부의 내부에 설치되어 냉각유체가 유동하는 냉각유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계 열변위 감소 냉각장치.