KR20200088616A - Apparatus for hydrostatic spindle - Google Patents
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- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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- F16C32/0629—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 liquid cushion, e.g. oil cushion
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Abstract
Description
본 발명은 유정압 스핀들 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수직형 머시닝센터에 적용가능한 밀링용 유정압 스핀들 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hydrostatic spindle device, and more particularly, to a hydrostatic spindle device for milling applicable to a vertical machining center.
종래 기술에서 연삭 및 선반 유정압 주축은 일반적으로 회전축이 수평방향으로 놓여있는 형태를 갖는다. 이는 산업계의 일반적으로 수평형 주축 형태를 많이 사용하고 있기 때문이다. 회전체인 주축이 회전운동을 하기 위해서는 주축과 하우징의 사이에 베어링을 설치하여 구름마찰을 최소화하여야 하며, 이러한 베어링으로서는 볼 베어링, 공기 베어링, 자기 베어링, 유정압 베어링 등이 사용된다.In the prior art, the grinding and lathe hydrostatic main shaft generally has a form in which the rotating shaft lies horizontally. This is because the industry generally uses a horizontal type of main shaft. In order for the main shaft of the rotating chain to rotate, the rolling friction must be minimized by installing a bearing between the main shaft and the housing, and as these bearings, ball bearings, air bearings, magnetic bearings, and hydrostatic bearings are used.
이러한 유정압 베어링은 고정밀화 효과로 초정밀 공작기계나 연삭기 또는 대형 공작기계에 많이 응용되고 있는데, 유정압 베어링에는 오일을 공급하여 주기 위한 오일 공급장치를 필요로 한다.These hydrostatic bearings are frequently applied to ultra-precision machine tools, grinders, or large machine tools due to the high-precision effect, and require oil supply devices for supplying oil to the hydrostatic bearings.
종래 기술에서 일반적인 수평형 유정압 스핀들을 구성은 오일 공급부 및 주변장치를 제외하면, 구성품을 감싸고 고정하는 하우징, 회전 부품인 메인 샤프트, 양단의 유정압 베어링 및 유정압 베어링을 고정시키는 플랜지, 저항요소 및 저항요소를 고정하는 매니폴드, 전/후 씰, 구동 동력을 제공하는 모터 또는 풀리 등으로 구성된다. 메인 샤프트와 유정압 베어링은 수십 미크론 크기의 틈새를 가지고 있다. 외부 오일 공급부를 통해 스핀들로 유입된 윤활유는 저항요소를 통과하여 하우징 및 플랜지의 내부 관로를 통해 유정압 베어링으로 유입된다. 유입된 윤활유는 샤프트와 베어링 사이의 유막을 형성시켜 샤프트를 지지하는 베어링 기능을 하며, 유막을 통과하여 베어링 밖으로 빠져나온 윤활유는 하우징 내의 챔버에 모인 후 중력에 의해 외부 호스를 통해 윤활유 공급장치로 회수된다. Except for the oil supply part and peripheral devices, the horizontal horizontal hydrostatic spindle, which is common in the prior art, includes a housing that wraps and secures components, a main shaft that is a rotating part, a hydrostatic bearing at both ends, and a flange that secures the hydrostatic bearing, and a resistance element. And a manifold for fixing the resistance element, a front/rear seal, a motor or pulley that provides driving power, and the like. The main shaft and hydrostatic bearing have a gap of several tens of microns. The lubricating oil flowing into the spindle through the external oil supply passes through the resistance element and flows into the hydrostatic bearing through the inner duct of the housing and the flange. The introduced lubricating oil functions as a bearing that supports the shaft by forming an oil film between the shaft and the bearing, and the lubricating oil that has passed through the oil film and has escaped out of the bearing is collected in a chamber in the housing and recovered by gravity through an external hose to the lubricating oil supply device. do.
이러한 수평형 유접압 스핀들은 공작기계의 수직형 머시닝센터와 같이 회전샤프트가 수직 방향으로 구성되어야 하는 수직형 스핀들에는 오일을 회수할 수 없기 때문에 적용하기 어려운 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.Such a horizontal hydraulic pressure spindle has a problem that is difficult to apply because oil cannot be recovered in a vertical spindle in which a rotating shaft must be configured in a vertical direction, such as a vertical machining center of a machine tool. Therefore, there is a need to improve this.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1560795호(2015.10.08 등록, 발명의 명칭: 유정압 스핀들)에 개시되어 있다. Background art of the present invention is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 10-1560795 (2015.10.08 registered, the name of the invention: hydrostatic spindle).
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 수직형 머시닝센터에 적용가능한 밀링용 유정압 스핀들 장치를 제공하는 것이다.The present invention was devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a hydrostatic spindle device for milling applicable to a vertical machining center.
본 발명에 따른 유정압 스핀들 장치는: 하우징; 상기 하우징에 회전 가능하게 장착되는 샤프트; 상기 하우징 내부에 장착되고, 상기 샤프트를 회전시키는 모터부; 상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링부; 상기 하우징과 상기 베어링부에 연통되게 형성되고, 오일이 공급되는 오일공급부; 및 상기 샤프트에 장착되고, 상기 베어링부의 외부로 오일의 유출을 차단하는 실링부를 포함한다.The hydrostatic spindle device according to the present invention comprises: a housing; A shaft rotatably mounted to the housing; A motor unit mounted inside the housing and rotating the shaft; A bearing part rotatably supporting the shaft; An oil supply unit formed to communicate with the housing and the bearing unit and to which oil is supplied; And a sealing part mounted on the shaft and blocking the outflow of oil to the outside of the bearing part.
본 발명에서 상기 하우징의 일측에 장착되고, 상기 베어링부를 통해 유출되는 오일을 저장하는 오일챔버를 더 포함한다.In the present invention, it is mounted on one side of the housing, and further includes an oil chamber for storing oil flowing through the bearing portion.
본 발명에서 상기 오일챔버는, 상기 하우징의 일측에 장착되고, 오일을 저장하는 오일챔버몸체부; 상기 오일챔버몸체부 내부에 상기 베어링부와 상기 실링부 사이로 오일을 유도하는 오일드레인통로부; 및 상기 오일챔버몸체부에 관통 형성되고, 상기 오일드레인통로부와 연통되어, 오일을 상기 오일챔버몸체부에서 외부로 배출하는 드레인홀부를 포함한다.In the present invention, the oil chamber is mounted on one side of the housing, the oil chamber body for storing oil; An oil drain passage part for guiding oil between the bearing part and the sealing part inside the oil chamber body part; And a drain hole portion formed through the oil chamber body portion and communicating with the oil drain passage portion to discharge oil from the oil chamber body portion to the outside.
본 발명에서 상기 실링부는, 상기 베어링부의 일측과 접하고, 상기 베어링부를 통해 오일이 유출되거나 외부에서 이물질의 침투를 차단하는 제1실링부; 및 상기 베어링부의 타측과 접하고, 상기 모터부 측으로 오일이 유출되는 것을 차단하는 제2실링부를 포함한다.In the present invention, the sealing portion, the first sealing portion in contact with one side of the bearing portion, to block the ingress of oil or foreign matter from the outside through the bearing portion; And a second sealing part in contact with the other side of the bearing part and blocking oil from flowing into the motor part.
본 발명에서 상기 오일공급부에 장착되고, 상기 오일공급부로 공급되는 오일의 압력을 조정하는 모세관부를 더 포함한다.In the present invention, it is mounted on the oil supply unit, and further includes a capillary unit for adjusting the pressure of the oil supplied to the oil supply unit.
본 발명에 따른 유정압 스핀들 장치에 의하면, 오일을 회수할 수 있어 모터의 오일 오염을 해결할 수 있다. According to the hydrostatic spindle device according to the present invention, oil can be recovered and oil contamination of the motor can be solved.
또한 본 발명에 따르면 볼 또는 롤러베어링 주축에 적용되는 일반적인 주축 공구교환 툴링시스템을 사용할 수 있어 다양한 산업 분야에 적용 가능하다.In addition, according to the present invention, a general spindle tool change tooling system applied to a ball or roller bearing spindle can be used, and thus can be applied to various industrial fields.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유정압 스핀들 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 "A"를 개략적으로 나타내는 단면사시도이다.
도 3은 도 1의 "B"를 개략적으로 나타내는 단면사시도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a hydrostatic spindle device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional perspective view schematically showing “A” in FIG. 1.
3 is a cross-sectional perspective view schematically showing “B” in FIG. 1.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 유정압 스핀들 장치의 일 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.Hereinafter, an embodiment of the hydrostatic spindle device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience.
또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to a user's or operator's intention or practice. Therefore, the definition of these terms should be made based on the contents throughout the present specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유정압 스핀들 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1의 "A"를 개략적으로 나타내는 단면사시도이고, 도 3은 도 1의 "B"를 개략적으로 나타내는 단면사시도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a hydrostatic spindle device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional perspective view schematically showing "A" in FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic "B" in FIG. It is a cross-sectional perspective view.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유정압 스핀들 장치는 하우징(100), 샤프트(200), 모터부(300), 베어링부(400), 오일공급부(500), 실링부(600)를 포함한다. 1 to 3, the hydrostatic spindle device according to an embodiment of the present invention includes a
하우징(100)은 내부에 샤프트(200), 모터부(300), 베어링부(400), 오일공급부(500), 실링부(600)를 수용한다. 하우징(100)은 샤프트(200)가 수직하게 배치될 수 있도록 지지한다.The
본 발명에서 하우징(100)은 메인하우징과 리어 하우징으로 분리 설치될 수 있다. 하우징(100)은 메인하우징과 리어 하우징으로 분리가 가능하게 설치되어, 조립성 및 보수성이 향상될 수 있다. In the present invention, the
샤프트(200)는 하우징(100)에 회전 가능하게 장착된다. 모터부(300)는 하우징(100) 내부에 장착되고, 샤프트(200)를 회전시킨다. 모터부(300)는 베어링부(400) 사이에 배치된다. 베어링부(400)는 샤프트(200)의 외주면을 감싸게 장착되고, 샤프트(200)를 회전 가능하게 지지한다. The
베어링부(400)는 제1베어링부(410)와 제2베어링부(420)를 포함한다. 제1베이링부(410)는 샤프트(200)의 일측(도 1 기준 하측)을 회전 가능하게 지지하고, 제2베어링부(420)는 샤프트(200)의 타측(도 1 기준 상측)을 회전 가능하게 지지한다.The bearing
오일공급부(500)는 하우징(100)과 베어링부(400)에 연통되게 형성되고, 오일이 공급된다. The
실링부(600)는 샤프트(200)의 일측(도 1 기준 하측)과 타측(도 1 기준 상측)에 장착되는 것으로, 베어링부(400)의 외부로 오일이 유출되는 것을 차단한다. 실링부(600)는 제1실링부(610)와 제2실링부(620)를 포함한다. 실링부(600)는 오일의 유출 방지 및 이물질 침투 방지뿐만 아니라, 샤프트(200)의 회전을 지지하는 보조 베어링 역할을 한다. 본 발명에서 실링부(600)는 사프트(200)와 미세한 틈새를 갖는 원형의 그루브 형태로 형성되어 압축공기를 공급받는다.The
제1실링부(610)는 베어링부(400)의 일측(도 1 기준 외측)과 접하고, 베어링부(400)를 통해 오일이 유출되거나 외부에서 이물질이 침투되는 것을 차단한다. 즉, 제1실링부(610)는 제1베어링부(410)의 좌측과 접하거나, 제2베어링부(420)의 우측과 접한다.The first sealing
제2실링부(620)는 베이링부(400)의 타측(도 1 기준 내측)과 접하고, 모터부(300) 측으로 오일이 유출되는 것을 차단한다. 즉, 제2실링부(620)는 제1베어링부(410)의 우측과 접하거나, 제2베어링부(420)의 좌측과 접하여, 모터부(300) 측으로 오일이 유출되는 것을 차단한다.The second sealing
본 발명에 따른 유정압 스핀들 장치는 오일챔버(700)를 더 포함한다. 오일챔버(700)는 하우징(100)의 일측(도 1 기준 하측)에 장착되고, 베어링부(400)를 통해 유출되는 오일을 저장한다. 실링부(600)에 의해 오일의 유출이 차단되지 않은 오일이 중력에 의해 오일챔버(700)로 모이게 된다.The hydrostatic spindle device according to the present invention further includes an
오일챔버(700)는 오일챔버몸체부(710), 오일드레인통로부(720), 드레인홀부(730)를 포함한다. 오일챔버몸체부(710)는 하우징(100)의 일측(도 1 기준 하측)에 장착되고, 오일을 저장할 수 있도록 내부가 빈 공간으로 형성된다.The
오일드레인통로부(720)는 오일챔버몸체부(710) 내부에 베어링부(400)와 실링부(600) 사이로 오일을 유도하는 오일 유도 경로이다. 오일은 드레인통로부(720)를 통해 유동된다. The oil
드레인홀부(730)는 오일챔버몸체부(710)에 관통 형성되고, 오일드레인통로부(720)와 연통되어, 오일을 오일챔버몸체부(710)에서 외부로 배출한다. 드레인홀부(730)를 통해 외부로 배출된 오일은 회수되어 저장공간(미도시)에 저장되거나, 필터링되어 하우징(100)으로 재공급될 수 있다.The
본 발명에 따른 유정압 스핀들 장치는 모세관부(800)를 더 포함한다. 모세관부(800)는 오일공급부(500)에 장착되고, 오일공급부(500)로 공급되는 오일의 압력을 조정한다. 모세관(800)의 길이 또는 직경을 조절하여 오일공급부(500)로 공급되는 오일의 압력을 조정할 수 있다.The hydrostatic spindle device according to the present invention further includes a
본 발명에 따른 유정압 스핀들 장치에 의하면, 오일을 회수할 수 있어 모터의 오일 오염을 해결할 수 있다. According to the hydrostatic spindle device according to the present invention, oil can be recovered and oil contamination of the motor can be solved.
또한 본 발명에 따르면 볼 또는 롤러베어링 주축에 적용되는 일반적인 주축 공구교환 툴링시스템을 사용할 수 있어 다양한 산업 분야에 적용 가능하다.In addition, according to the present invention, a general spindle tool change tooling system applied to a ball or roller bearing spindle can be used, and thus can be applied to various industrial fields.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, but this is only exemplary, and those skilled in the art to which the art belongs can various modifications and equivalent other embodiments from this. Will understand. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the claims.
100: 하우징
200: 샤프트
300: 모터부
400: 베어링부
410: 제1베어링부
420: 제2베어링부
500: 오일공급부
600: 실링부
610: 제1실링부
620: 제2실링부
700: 오일챔버
710: 오일챔버몸체부
720: 오일드레인통로부
730: 드레인홀부
800: 모세관부 100: housing 200: shaft
300: motor unit 400: bearing unit
410: first bearing unit 420: second bearing unit
500: oil supply unit 600: sealing unit
610: first sealing portion 620: second sealing portion
700: oil chamber 710: oil chamber body
720: oil drain passage portion 730: drain hole portion
800: capillary portion
Claims (5)
상기 하우징에 장착되는 샤프트;
상기 하우징 내부에 회전 가능하게 장착되고, 상기 샤프트를 회전시키는 모터부;
상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링부;
상기 하우징과 상기 베어링부에 연통되게 형성되고, 오일이 공급되는 오일공급부; 및
상기 샤프트에 장착되고, 상기 베어링부의 외부로 오일의 유출을 차단하는 실링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유정압 스핀들 장치.
housing;
A shaft mounted to the housing;
A motor part rotatably mounted inside the housing and rotating the shaft;
A bearing part rotatably supporting the shaft;
An oil supply unit formed to communicate with the housing and the bearing unit and to which oil is supplied; And
It is mounted on the shaft, the hydrostatic spindle device, characterized in that it comprises a sealing portion for blocking the outflow of oil to the outside of the bearing.
상기 하우징의 일측에 장착되고, 상기 베어링부를 통해 유출되는 오일을 저장하는 오일챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유정압 스핀들 장치.
According to claim 1,
A hydrostatic spindle device mounted on one side of the housing and further comprising an oil chamber for storing oil flowing through the bearing.
상기 오일챔버는,
상기 하우징의 일측에 장착되고, 오일을 저장하는 오일챔버몸체부;
상기 오일챔버몸체부 내부에 상기 베어링부와 상기 실링부 사이로 오일을 유도하는 오일드레인통로부; 및
상기 오일챔버몸체부에 관통 형성되고, 상기 오일드레인통로부와 연통되어, 오일을 상기 오일챔버몸체부에서 외부로 배출하는 드레인홀부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유정압 스핀들 장치.
According to claim 2,
The oil chamber,
An oil chamber body part mounted on one side of the housing and storing oil;
An oil drain passage part for guiding oil between the bearing part and the sealing part inside the oil chamber body part; And
And a drain hole portion formed through the oil chamber body portion and communicating with the oil drain passage portion to discharge oil from the oil chamber body portion to the outside.
상기 실링부는,
상기 베어링부의 일측과 접하고, 상기 베어링부를 통해 오일이 유출되거나 외부에서 이물질의 침투를 차단하는 제1실링부; 및
상기 베어링부의 타측과 접하고, 상기 모터부 측으로 오일이 유출되는 것을 차단하는 제2실링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유정압 스핀들 장치.
According to claim 1,
The sealing portion,
A first sealing part which comes into contact with one side of the bearing part and blocks oil from flowing through the bearing part or intruding foreign substances from the outside; And
And a second sealing portion in contact with the other side of the bearing portion and blocking oil from flowing out to the side of the motor portion.
상기 오일공급부에 장착되고, 상기 오일공급부로 공급되는 오일의 압력을 조정하는 모세관부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유정압 스핀들 장치.According to claim 1,
It is mounted on the oil supply unit, the hydrostatic spindle device further comprises a capillary portion for adjusting the pressure of the oil supplied to the oil supply unit.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |