KR900010489Y1 - 공작기계의 기어 변환장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

공작기계의 기어 변환장치

제1도는 종래의 기어 변환장치의 단면도.

제2도는 본 고안의 기어 변환장치의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 스핀들본체 21 : 구동축

22, 42 : 구동기어 23 : 상부안내링

24 : 하부안내링 25 : 기어변환축

26 : 조정링크 27 : 실린더

28 : 피스톤로드 29 : 홈

30 : 볼 31 : 스프링

33, 34, 35 : 변환기어 36 : 회전방지키이

37 : 슬라이드홈 38 : 스핀들축

39, 40, 41 : 기어

본 고안은 공작기계의 기어 변환장치에 관한 것으로, 특히 2단 이상의 속도변화가 요구되는 수직형 스핀들장치를 구비한 공작기계에 있어서 기어변환축에 회전가능하도록 수개의 기어를 설치하고 기어변환축이 직접상하로 이동되게 함으로서 기어변환축의 강성을 유지하며 진동과 소음을 감소시킬 수 있는 공작기계의 기어변환 장치에 관한 것이다.

공구가 설치되는 스핀들축의 회전속도의 변경이 요구되는 공작기계에 있어서는 대체적으로 동력원과 스핀들축의 사이에 속도 변환수조를 채택하여 속도범위 확대, 회전력 증폭 구동원의 특성 보완등이 이루어지도록 하고 있다.

스핀들축의 회전속도를 변경시킬 수 있는 전형적인 기어변환 장치가 제1도에 도시되어 있으며, 제1도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

스핀들 본체(1)에 회전가능하도록 구동축(2)이 설치되어 있으며 구동축(2)은 외부의 동력원에 의해서 구동된다.

또한 구동축(2)에는 구동기어(3)가 고정되어 구동축(2)과 함께 회전하도록 되어 있다. 스핀들 본체(1)에는 구동축(2)과 평행하게 기어변환축(4)이 회전가능하도록 설치되어 있고 기어변환축(4)의 상부에는 스플라인(5)을 형성하여 변환대기어(6)가 상하이동될수 있도록 설치하며, 변환대기어(6)의 외주면에는 변환소기어(7)를 고정한다. 변환기어측(4)의 하부에는 구동기어(3)와 맞물려 회전하는 기어(8)가 고정되어 있다.

변환소기어(7)의 외주면에는 요홈(9)을 형성하여 실린더(10)의 피스톤로드(11)에 고정된 요오크(12)가 설치되게 한다. 스플라인(5)의 외주면에는 적절한 수의 홈(13)을 형성하여 대기어(6)에 설치된 볼(14)이 위치되게 하며 상기 볼(14)은 스프링(15)에 의해 탄력을 받도록 되어 있다.

스핀들본체(1)의 일측에는 스핀들축(16)이 회전가능하도록 설치되어 있으며 상기 스핀들축(16)에는 2개의 기어(17)(18)가 상호 이격되도록 고정되어 대기어(6) 또는 소기어(7)에 맞물릴 수 있게 되어 있다.

상기와 같은 종래의 구성에서 기어변환을 하고자 할 경우에는 실린더(10)의 작동에 의해서 피스톤로드(11)를 상하로 이동시켜 대기어(6)와 소기어(7)가 동시에 기어변환축(4)의 스플라인(5)상에서 상하로 이동되게 함으로서 대기어(6)가 기어(17)에 물리거나 또는 소기어(7)가 기어(18)에 물리도록 하여 스핀들축(16)의 회전속도를 변환시킬 수 있게 된다.

대기어(6)와 소기어(7)가 상하로 이동될때 볼(14)이 홈(13)에 위치되게 하여 대기어(6)와 회전속도를 변환시킬 수 있게 된다.

상기와 같이 요오크(12)를 사용하여 대기어(6)와 소기어(7)를 상하로 이동시키는 경우 대기어(6)와 소기어(7)의 자중에 의하여 대기어(6)와 스플라인(5)사이에서의 마찰, 마모가 일어나게 되고 또한 기어변환축(4)의 스플라인(5)상에 홈(5)을 형성하여 볼(14)에 의해서 대기어(16)와 소기어(7)를 지지하게 되므로 기어변환축(4)의 강성 저하에 문제점이 발생하게 되고, 대기어(6)와 소기어(7)의 이송에 의해서 회전발란스 상태의 변화가 생기므로 진동과 소음의 원인이 된다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 고안이다. 본 고안의 목적은 기어변환축을 회전시키지 않고 상하 이송만이 이루어지도록 하고 변환기어의 자중을 실린더에 의해서 지지시켜서 기어의 마모나 마찰을 제거하며, 회전발란스를 기어변환축의 위치에 관계없이 일정하게 유지하여 진동과 소음을 감소시키도록 하는 공작기계의 기어변환 장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 상기와 같은 목적은 스핀들본체와, 상기 스핀들본체에 회전가능하게 설치하고 구동기어가 고정된 구동축과, 상기 스핀들본체에 상하이동가능하게 설치된 기어변환축과, 상기 기어변환축의 상단부에 고정된 실린더와, 상기 기어변환축의 하단부에 고정되어 있는 회전방지키이와, 상기 기어변환축에 회전가능하게 설치된 서로 직경이 다른 다수의 변환기어와, 상기 변환기어와 맞물려 회전하는 다수의 기어가 고정된 스핀들축으로 이루어지는 구성에 의해서 달성될 수 있다.

도면 제2도를 참조하여 본 고안의 기어변환 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다. 스핀들본체(20)에 회전가능하도록 구동축(21)을 수직방향으로 설치하며, 상기 구동축(21)에는 구동기어(22),(42)를 고정한다. 상기 구동기어(22)(42)는 외부의 동력원에 의해서 회전하게 된다. 스핀들본체(20)의 상하부에 상부안내링(23)과 하부안내링(24)을 고정하고 상기 상하부안내링(23)(24)에 기어변환축(25)을 구동축(21)과 평행하도록 설치하여 상하로 이동될수 있도록 한다.

기어변환축(25)의 상단부에는 조정링크(26)을 고정하여 스핀들본체(20)에 장착된 실린더(27)의 피스톤로드(28)와 결합되게 한다. 기어변환축(25)의 상측에는 적절한 수의 홈(29)을 형성하여 상부안내링(23)에 설치된 볼(30)이 위치되도록 한다. 상기 홈(29)의 수는 기어의 변환수에 따르게 되며 예를들어 기어의 변환의 수를 3번하고자 할 경우에는 3개의 홈(29)이 필요하게 된다. 상기 볼(30)은 상부안내링(23)에 설치되어 있는 스프링(31)에 의해서 지지되어 있다. 기어변화축(23)의 상하 이동에 따라 상기 볼(30)은 스프링(31)에 지지되어 출몰하게 된다. 즉, 볼(30)과 홈(29)에 의해서 기어변환축(25)의 위치를 결정하게 된다.

기어변환축(25)에는 베어링(32)을 개재시켜 단부가 형성된 제1의 변환기어(33)를 설치하여 기어변환축(25)상에서 회전할 수 있도록 한다. 상기 제1의 변환기어(33)의 단부 외주면에는 제2의 변환기어(34)와 제3의 변환기어(35)를 키이에 의해서 고정시킨다. 제2변환기어(34), 제3변환기어(35)는 구동기어(22)(42)와 맞물려 회전되게 함으로서 변환기어 모두가 회전되도록 한다.

기어변환축(25)의 하단부에는 회전방지키이(36)를 고정하여 하부안내링(24)상에서 수직방향으로 형성된 슬라이드홈(37)에 끼워지게 한다. 따라서 피스톤로드(28)가 하강하면 기어변환축(25)은 회전되지 않은 상태로 수직방향으로 하강하게 되며 다수의 변환기어도 기어변환축과 함께 이동하게 된다.

스핀들본체(20)의 일축에는 스핀들축(38)을 회전가능하도록 설치하고 상기 스핀들축(38)에 직경이 서로 다른 중경기어(39), 소경기어(40), 대경기어(41)를 설치하여 상기 기어(39)(40)(41)중의 어느 하나는 변환기어(33)(34)(35)의 어느 하나와 물려서 회전하도록 한다. 본 고안의 실시예에서는 기어변환비가 3단인 경우의 예를 들어서 설명하였으나 보다 많은 기어 열을 배치하면 다수의 기어변환이 가능하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 작동과정을 상세히 설명하면 다음과 같다. 제2도에 도시된 상태에서는 즉, 실린더(27)의 피스톤로드(38)가 중간위치에 있게 되며 볼(30)은 기어변환축(25)의 중간의 홈(29)에 끼워져 기어 변환축(25)은 상하부 안내링(23)(24)에 지지된다. 이때 제2의 변환기어(34)는 구동기어(22)와 스핀들축(38)의 소경기어(40)와 서로 맞물려 회전하게 되고 이경우 스핀들축(38)은 고속회전을 하게 된다.

실린더(27)를 작동시켜 피스톤로드(28)를 후퇴시키면 기어변환축(25)이 상승하게 되고 볼(30)은 하부의 홈(29)에 끼워져 기어변환축(25)을 지지하게 된다. 이때 제3의 변환기어(35)는 스핀들축(38)의 중경기어(39)에 맞물리게 되고 동력전달은 구동기어(42), 제3변환기어(35)와 및 중경기어(39)를 통해서 이루어지고, 이경우 스핀들축(38)이 중간정도의 회전속도를 갖게 된다.

실린더(27)의 작동에 의해 피스톤로드(28)를 최대로 전진시키면 기어변환축(25)은 최대로 하강하게 되고 볼(30)은 상부의 홈(29)에 끼워져 기어변환축(25)을 지지한다. 이때 제1의 변환기어(33)는 스핀들축(38)의 대경기어(41)에 맞물리게 되고 동력전달은 구동기어(22), 제2의 변환기어(34)와 제1의 변환기어(33), 및 대경기어(41)를 통해서 이루어지고, 이 경우 스핀들축(38)은 저속으로 회전하게 된다. 상기에서 설명한 것처럼 기어변환축(25)에서 기어변환이 이루어질때, 실린더(27)의 작동에 따라 기어변환축(25)이 조정링크(26)에 고정된 상태로 상하부 안내링(23)(24)에 지지되어 상하로 직접 이동하게 되고 또한 상하의 이동시 회전방지키이(36)에 의해서 기어변환축(25)의 회전을 저지시킴으로서 변환기어(33)(34)(35)의 자중을 실린더(27)가 직접 지지하고 변환기어(33)(34)(35)가 베어링(32)에 의해서 기어변환축(25)상에서 회전되게 하여 변환기어(33)(34)(35)의 마찰이나 마모를 방지할 수 있으며 기어변환축(25)의 위치에 관계없이 회전발란스가 일정하게 유지되어 변환기어의 진동과 소음을 감소시킬 수 있다.

또한, 기어변환축(25)에 형성된 홈(29)은 비동력 전달부분에 위치되어 있으므로 기어변환축(25)의 강성을 저하시키기 않게 된다.

Claims (3)

1. 스핀들본체와, 상기 스핀들본체에 수직방향으로 회전가능하게 지지된 구동축과, 상기 구동축에 고정된 구동기어와, 상기 구동축과는 이격되어 동일방향으로 설치되고 직경이 서로 다른 다수의 기어가 고정된 스핀들축으로 이루어지는 것에 있어서, 상기 구동축과 스핀들축 사이에 위치되고 상기 스핀들본체에 고정된 상하부 안내링에 지지되어 상하로 이동가능한 기어변환축과, 상기 기어변환축의 상단부에 결합되는 조정링크에 고정된 피스톤로드를 가지며 상기 스핀들본체에 장착된 실린더와, 상기 기어변환축에 회전가능하게 설치된 다수의 변환기어 중 어느 하나에 상기 변환기어 중의 하나는 항시 구동기어와 맞물려 있고 상기 변환기어중의 하나는 기어변환축의 상하이동시 상기 스핀들축에 고정된 다수의 기어중 어느하나에 맞물리도록 하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 기어 변환장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 기어변환측의 하단부에는 회전방지키이를 고정하여 하부 안내링에 형성된 슬라이드홈(37)을 따라 이동되게 하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 기어 변환장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 기어변환축의 상측에는 다수의 홈을 형성하여 상부 안내링에 설치되고 스프링에 의해 지지되어 있는 볼이 끼워지도록 하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 기어 변환장치.