KR20200112388A - 밀링머신의 누유 배출장치 - Google Patents

Abstract

밀링머신의 스핀들의 일측에 스핀들의 축방향으로 설치되며 상기 축방향에 직각방향으로 외부와 연통하는 배출구가 형성된 챔버와, 상기 챔버 내부 공간으로 일측 끝단이 노출되며, 타단을 형성하는 노즐 헤드는 상기 챔버의 상부공간을 밀폐하되, 스핀들 내부의 작동유 틈새와 연통되도록 상기 챔버 내부에 길이방향으로 설치되는 노즐을 구비한 밀링머신의 누유 배출장치를 구비한다. 본 발명의 누유 배출장치는 챔버 내부에 설치된 노즐이 챔버에 고인 작동유 속에 침지된 상태를 유지하여 비산된 절삭유가 노즐을 따라 스핀들 내부로 역류하지 못하도록 한다.

Description

밀링머신의 누유 배출장치{Drain apparatus of leaked oil for milling machine}

본 발명은 밀링머신의 스핀들 내부에서 누유되는 작동유를 배출하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 누유되는 작동유를 효과적으로 배출하고, 동시에 배출구를 통해 절삭유의 유입을 방지하는 밀링머신의 누유 배출 장치에 관한 것이다.

밀링머신은, 일예로서 도 1에서 개시한 바와 같이, 모든 유닛을 지지하는 베드(10)와, 이 베드(10)의 일면을 기준면으로 수직방향으로 경사지게 설치되어 좌우로 슬라이드 이동하는 컬럼(11)과, 이 컬럼(11) 상에 상하로 슬라이드 이동하는 이송체(12)가 설치된다. 또한 상기 이송체(12) 상에는 상기 이송체(12) 상에서 일정 각도 범위 내에서 회동운동을 하며, 선단에 공구를 장착하여 고속 회전을 하는 스핀들(14)이 설치된다.

또한 상기 베드(10)상의 일측에는 복수의 공구를 구비하고, 선택된 공구를 이용하여 상기 스핀들(14) 상의 공구와 함께 공작물을 가공하는 터렛(13)이 이동과 회동이 가능하게 설치된다.

한편, 도 2에서 개시한 바와 같이, 밀링머신의 스핀들(14)은 그 내부에 회전하는 스핀들(14)을 지지하도록 스핀들(14)의 축방향으로 베어링(15)을 구비하고, 또한 스핀들(14)의 회전상태와 정지상태를 단속하는 커빅커플링(17)을 구비한다. 이 커빅커플링(17)은 유압으로 작동되는 실린더(16)에 의해 스핀들(14)의 축방향으로 클램프와 언클램프 상태로 절환되며, 클램프 상태에서는 커빅커플링(17)이 결합상태가 되어 스핀들(14)이 회전을 정지한 상태를 유지하도록 하고, 언클램프 상태에서는 스핀들(14)이 회전 가능한 상태가 되도록 유지한다.

물론 스핀들(14)은 회전에 의해 공작물을 가공할 수도 있고, 정지상태를 유지하면서 앞서 언급한 터렛(13)에 장착된 공구에 의해 공작물을 가공 하거나, 스핀들(14)을 장착하고 있는 이송체(12)가 이동하면서 공작물을 가공할 수 도 있다.

한편, 커빅커플링(17)을 구동하는 실린더(16)는 고압의 작동유에 의해 작동되기 때문에 시간이 경과함에 따라 부득이하게 작동유의 누유가 일어난다.

이와 같이 실린더(16)에서 누유되는 작동유를 외부로 배출하기 위하여 스핀들(14)의 일측에는 배출구(20)을 설치하게 된다.

그러나 스핀들(14)에 설치되는 배출구(20)은 부득이하게 가공부위와 인접하기 때문에, 가공 중에 비산되는 절삭유에 환경에 노출되게 된다. 이 때 비산되는 절삭유는 공작물이나 공구 또는 주변의 기구부에 부딪혀 일부가 배출구(20)로 유입되게 된다.

한편, 스핀들(14)은 동작 상황에 따라 일정한 각도범위 내에서 회동하게 되고, 회동 각도에 따라 작동유 배출구(20)가 수직방향을 벗어나 내부의 작동유와 침투한 절삭유가 원활하게 배출되지 못하는 자세가 되는 경우가 있다. 이 때 배출구(20)로 유입된 절삭유와, 미처 배출되지 못한 작동유는 스핀들(14) 내부의 틈새(18)를 따라 베어링(15) 부위로 침투하게 된다. 또한, 비산되어 배출구(20)로 유입되는 절삭유는 비산되는 각도와 유량에 따라 강한 에너지를 가지고 배출구(20)로 유입되어 스친들(14) 내부의 틈새(18)로 더욱 빠르게, 더 많은 량이 유입될 수 있다.

한편, 베어링(15)에는 베어링(15)의 윤활을 돕는 윤활유가 주입되어 있는데, 이 윤활유는 작동유나 절삭유와 서로 성질이 달라, 작동유나 절삭유와 혼합될 경우 윤활유의 기능이 상실되거나 감소되고, 그 결과 베어링(15)이 과다 마모되거나 심지어는 소착되는 심각한 문제를 야기한다.

KR101346522 B 밀링 터릿내의 유입 절삭유 자동 배출장치(2013.12.31 공고)

본 발명은 상기와 같은 종래기술이 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 누유되는 작동유를 효과적으로 배출하면서, 외부로부터 침투하는 절삭유의 유입을 방지하는 밀링머신의 누유 배출장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 역류하는 작동유와 절삭유로부터 밀링머신의 스핀들 내부의 베어링을 보호하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 밀링머신의 누유 배출장치는, 스핀들(14)의 일측에 스핀들(14)의 축방향으로 설치되며 상기 축방향에 직각방향으로 외부와 연통하는 배출구(20)가 형성된 챔버(30)와,

상기 챔버(30) 내부 공간으로 일측 끝단이 노출되며, 타단을 형성하는 노즐 헤드(32)는 상기 챔버(30)의 상부 공간을 밀폐하되, 스핀들(14) 내부의 작동유(40) 틈새(18)와 연통되도록 상기 챔버(30) 내부에 길이방향으로 설치되는 노즐(31)을 구비한다.

또한, 상기 챔버(30)의 배출구(20)는 상기 챔버(30)의 하단 위치보다 스핀들(14)의 축방향으로 위쪽에 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배출구(20)는 상기 스핀들(14)의 회동 위치가 중립위치일 때 상기 배출구(20)의 수직방향 위치가 상기 챔버(30) 내부 공간으로 노출된 노즐(31)의 끝단의 수직방향 높이 보다 높은 위치가 되도록 형성된다.

또한, 상기 노즐 헤드(32)는 상기 챔버(30)의 상부 공간을 밀폐하는 대경부를 구비하고, 상기 대경부의 외주연에는 상기 챔버(30)의 내경과 기밀을 유지하는 오링(33)이 삽입된 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어진 본 발명은 스핀들 내부에서 누유되는 작동유를 효과적으로 배출하면서도, 외부로부터 침투하는 절삭유의 유입을 방지함으로써, 스핀들 내부의 베어링에 작동유나 절삭유가 역류하는 것을 방지한다.

더 나아가 본 발명은 스핀들 내부의 베어링의 과다 마모나 소손을 방지하여 베어링의 수명을 연장하고, 공작물의 가공 정밀도를 향상시킨다.

도 1은 종래기술의 일예로서, 밀링머신의 개략도를 나타내는 조립도이다.
도 2는 도 1의 A부분의 스핀들 내부의 부분 단면도이다.
도 3은 도 1의 A부분에 해당하는 본 발명 실시예의 스핀들 내부 부분 단면도이다.
도 4는 도 3의 B 부분의 상세도로, 스핀들이 중립 위치인 최소 각도(0도)로 회동한 상태에서 작동유의 누유 경로와 절삭유의 침입경로를 나타내는 상세도이다.
도 5는 본 발명의 실시예로서, 챔버에 삽입되는 노즐의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예로서, 스핀들이 이송체 상에서, (a)는 좌측으로 최대 각도( -90도)로 회동한 상태이고, (b)는 중립 위치인 최소 각도(0도)로 회동한 상태이고, (c)는 우측으로 최대 각도(90도)로 회동한 상태를 나타낸다.
도 7은 도 6의 A-A선 단면도로, 본 발명의 누유 배출구의 위치를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시예로서, 스핀들이 좌측으로 최대 각도(-90도)로 회동한 상태의 챔버의 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 밀링머신의 누유 배출장치에 대해서 설명한다.

이하에서 소개하는 본 발명의 일 실시예는, 일반적인 밀링머신에 부가적으로 설치되는 것으로, 기본적인 구조는 도 1과 같은 구조에 적용된다.

따라서 본 발명의 누유 배출장치를 설명하기에 앞서, 본 발명의 이해를 돕기 위해 도 1을 인용하여 본 발명이 적용되는 밀링머신의 기본적인 구조를 설명한다.

본 발명의 밀링머신은 베드(10)와, 이 베드(10)의 일면을 기준면으로 좌우로 슬라이드 이동되며 일정한 각도로 경사진 컬럼(11)이 설치되고, 이 컬럼(11) 상에는 상하로 슬라이드 이동하는 이송체(12)가 설치된다. 또한 상기 이송체(12) 상에는 상기 이송체(12) 상에서 좌우 방향으로 90도 범위 내에서 회동하며, 선단에 공구를 장착하여 고속 회전을 하는 스핀들(14)이 설치된다.

상기 스핀들(14)은 그 내부에는 회전하는 스핀들(14)을 지지하도록 스핀들(14)의 축방향으로 베어링(15)이 설치되고, 또한 스핀들(14)의 회전상태와 정지상태를 단속하는 커빅커플링(17)이 설치된다.

상기 커빅커플링(17)의 일측에는 상기 커빅커플링(17)을 스핀들(14)의 축방향으로 클램프와 언클램프 동작을 하도록 작동유(40)에 의해 동작하는 실린더(16)가 설치된다.

이하에서는, 상기와 같은 기본 구조를 가지는 밀링머신의 스핀들(14)에 설치되는 본 발명의 누유 배출장치에 대해서 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명한다.

스핀들(14)의 내부 일측에 스핀들(14)의 축방향으로 상기 스핀들(14) 내부에서 누유되는 작동유를 포집하는 챔버(30)를 설치한다.

상기 챔버(30)의 일측에는 상기 챔버(30) 내부에 채워진 작동유를 외부로 배출하는 배출구(20)가 형성된다.

또한, 상기 챔버(30)의 내부에 길이방향으로 노즐(31)을 설치하되, 상기 노즐(31)의 일측 끝단은 상기 챔버(30)의 하부 공간을 향하여 노출되며, 상기 노즐(31)의 타측 끝단은 상기 챔버(30)의 상부 공간을 밀폐하는 대경부를 구비한 노즐 헤드(32)로 형성된다.

상기 노즐 헤드(32)는 스핀들(14) 내부의 작동유(40) 틈새(18)와 연통되도록 설치한다

한편, 상기 챔버(30)에서 외부와 연통하도록 설치된 배출구(20)는 챔버(30)의 길이방향 하단 위치보다 위쪽에 형성한다.

즉, 상기 배출구(20)는, 스핀들(14)이 경사진 컬럼(11) 상에 설치된 이송체(12) 상에서 중립 위치인 최소 각도로 회동하였을 때, 배출구(20)의 수직방향 위치가 상기 챔버(30) 내부로 노출된 노즐(31)의 끝단의 위치 보다 높은 위치가 되도록 형성한다.

한편, 상기 노즐 헤드(32)는 상기 챔버(30)의 상부 공간을 밀폐하도록 상기 대경부의 외주연에는 상기 챔버(30)의 내경과 기밀하게 접촉하는 적어도 한 개 이상의 오링(33)을 삽입한다.

이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명의 작동을 설명한다.

도 4에서 개시한 바와 같이, 밀링머신이 동작을 지속하는 과정에 커빅커플링(17)을 작동시키는 실린더(16)로부터 소량의 작동유(40)가 누유되어 틈새(18)를 따라 노즐 헤드(32)로 흘러들어 온다. 흘러들어 온 작동유(40)는 노즐 헤드(32)로부터 노즐(31) 끝단을 통해 챔버(30)의 하부에 모이게 된다. 챔버(30) 하부에 포집된 누유된 작동유(40)는 그 량이 일정량 이상이 되면 챔버(30) 측면에 형성된 배출구(20)를 통해 외부로 배출된다.

이 때 스핀들(14)은 경사진 컬럼(11)상에 설치되어 있으므로 스핀들(14)이 이송체(12) 상에서 최소 각도인 0도 상태로 회동하였을 때, 즉 스핀들(14)이 수직 방향으로 중립위치로 회동한 상태를 유지할 때, 노즐(31) 끝단은 도 4에서 개시한 바와 같이, 챔버(40)에 포집된 작동유(40)에 담겨진 상태가 된다.

이와 같은 상태에서 가공작업 중에 비산된 절삭유(50)가 배출구(20)를 통하여 챔버(30) 내부로 칩입하게 된다. 그러나 침입한 절삭유(50)는 비산되는 힘에 의해 비교적 높은 압력으로 챔버(30) 내부로 유입되지만, 노즐(31)의 끝단이 챔버(30) 내에 고여있는 작동유(40)에 잠겨있는 상태이기 때문에 노즐(31)을 통하여 스핀들(14) 내부로 역류하여 들어갈 수 없게 된다.

한편, 도 8은 스핀들(14)이 도 6의 (a)와 같이 좌측으로 최대 각도(-90도)로 회동하였을 때 챔버(30)의 배출구(20)와 노즐(31)의 위치를 나타내는 단면도이다.

도 8에서 개시한 것 처럼, 스핀들(14)이 좌측으로 최대 각도(-90도)로 회동한 상태에서 비산된 절삭유(50)가 배출구(20)을 통하여 챔버(30) 내부로 침입하더라도 노즐(31) 끝단이 챔버(30) 내부의 공간에 떠 있기 때문에 침입한 절삭유(50)는 노즐(31)로 바로 유입되어 스핀들(14) 내부로 역류하지 못하고 챔버(30)의 하부에 고이게 된다. 이와 같이 챔버(30)에 고이게 된 절삭유(50)는 누유된 작동유(40)와 함께 배출구(20)의 경계부까지 유면(60)이 차오르게 되면 배출구(20)를 통하여 외부로 배출 되게 된다.

그러나 스핀들(14)은 지속적인 가공작업에 따라, 도 6에서와 같이 좌우 방향으로 일정 각도 범위 내에서 수시로 회동하게 된다. 이와 같이 스핀들(14)이 회동함에 따라 배출구(20)와 노즐(31)의 위치는 도 4와 도 8의 상태 사이에서 수시로 자세를 변화시킴으로, 노즐(31)은 일시적으로 챔버(30) 내에서 작동유(40)나 절삭유(50)의 유면(60)보다 높은 위치의 공간상에 노출될 수도 있지만, 대부분의 경우 도 4와 같이 노즐(31)의 끝단이 챔버(30)의 유면(60) 아래에 잠기게 되어 더욱 안전하게 절삭유(50)가 역류하여 스핀들(14) 내부로 유입되는 것을 막을 수 있다.

한편, 노즐(31)은 노즐 헤드(32)에 대경부를 구비하고, 대경부의 외주연에 오링(33)을 삽입함으로써, 챔버(30)에 고인 작동유(40)나 절삭유(50)가 스핀들(14) 내부로 역류하지 못하도록 한다.

이와 같이 본 발명은, 스핀들(14) 내부에서 누유되는 작동유(40)의 배출구(20)를 설치하되, 배출구(20)의 위치를 챔버(30)의 하단보다 높게 형성하여 누유되는 작동유(40)를 일시적으로 챔버(30)에 고이게 하고, 또한 챔버(30) 내부에 설치된 노즐(31)이 챔버(30)에 고인 작동유(40) 속에 침지된 상태를 유지하게 함으로써, 비산된 절삭유(50)가 노즐(31)을 따라 스핀들(14) 내부로 역류하지 못하도록 한다.

또한, 본 발명은 스핀들(14) 내부에서 누유되는 작동유(40)를 효과적으로 외부로 배출하면서도, 외부로부터 침투하는 절삭유(50)가 스핀들(14) 내부의 베어링(15)이나 다른 부위로 역류하지 못 하게 함으로써, 베어링(15)의 윤활유가 절삭유(50)나 작동유(40)에 의해 그 성질을 상실하는 것을 방지하여 베어링(15)의 과다 마모나 소손을 방지할 수 있다.

더 나아가 베어링(15)을 보호함으로써 베어링(15)의 수명을 연장하고, 베어링(15)의 마모를 최소화 함으로써 공작물의 가공 정밀도를 향상시킨다.

10: 베드
11: 컬럼
12: 이송체
13: 터렛
14: 스핀들
15: 베어링
16: 실린더
17: 커빅커플링
18: 틈새
20: 배출구
30: 챔버
31: 노즐
32: 노즐 헤드
33: 오링
40: 작동유
50: 절삭유
60: 유면

Claims (4)

1. 스핀들의 일측에 스핀들의 축방향으로 설치되며 상기 스핀들 내부에서 누유되는 작동유를 포집하도록 형성된 챔버;
   상기 챔버 내부에 채워진 작동유를 외부로 배출하도록 상기 챔버의 일측에 외부와 연통하도록 설치된 배출구;
   상기 챔버 내부 공간에 상기 챔버의 길이방향으로 설치되며 일측 끝단은 상기 챔버의 내부 공간으로 노출되며, 타측 끝단은 상기 챔버의 상부 공간을 밀폐하되, 스핀들 내부의 작동유 틈새와 연통되는 노즐 헤드로 형성된 노즐;
   을 구비한 밀링머신의 누유 배출장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 배출구는 상기 챔버의 하단 위치보다 스핀들의 축방향으로 위쪽에 형성된 것을 특징으로 하는 밀링머신의 누유 배출장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 배출구는 상기 스핀들의 회동 위치가 중립위치일 때 상기 배출구의 수직방향 위치가 상기 챔버 내부 공간으로 노출된 노즐의 끝단의 수직방향 높이 보다 높은 위치가 되도록 형성된 것을 특징으로 하는 밀링머신의 누유 배출장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 노즐 헤드는 상기 챔버의 상부 공간을 밀폐하는 대경부를 구비하고, 상기 대경부의 외주연에는 상기 챔버의 내경과 기밀을 유지하는 오링이 삽입된 것을 특징으로 하는 밀링머신의 누유 배출장치.

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