KR101514148B1 - 공작기계의 베어링장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작기계에 사용되는 베어링으로 오일을 원활히 공급하여 수명을 향상시키고 소음을 감소시킬 수 있는 공작기계의 베어링장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 공작기계의 스핀들을 지지하는 베어링의 간극을 스페이서로 유지하고 하우징의 메인유로를 통해 베어링으로 오일을 공급하는 베어링장치에 있어서, 상기 베어링의 내·외륜 사이에 결합되는 결합림과 상기 하우징의 메인유로에 연결된 공급유로 및 이 공급유로에서 분기되어 베어링의 볼과 내륜 사이로 오일을 토출시키도록 결합림을 관통하는 제1 토출홀을 갖는 스페이서, 상기 스페이서의 공급유로에서 분기된 오일을 베어링의 볼로 토출시키도록 외륜을 관통하는 제2 토출홀을 갖는 베어링을 포함하는 것이다.

Description

공작기계의 베어링장치{BEARING APPARATUS FOR MACHINE TOOLS}

본 발명은 공작기계에 사용되는 베어링장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 베어링으로 오일을 원활히 공급하여 수명을 향상시키고 소음을 감소시킬 수 있는 공작기계의 베어링장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 공작기계는 주조, 단조 등으로 만든 기계부품을 가공하는 기계로서, 19세기 중에 발명되었으며 20세기 이후에는 성능향상이 이루어지면서 수치제어 공작기계 등이 제조되고 있다.

그리고 공작기계에는 스핀들(spindle)의 종단에 장착된 인서트(insert)를 이용하여 피가공물에 대한 가공을 하는데, 이러한 공작기계에는 스핀들을 고속으로 회전시키도록 베어링장치가 장착된다.

공작기계에 사용되는 베어링장치는 스핀들에 작용하는 하중을 지지할 뿐만 아니라 스핀들을 원활히 회전시키고 강도를 향상시키며 진동을 저감시킨다.

도 1은 종래의 베어링장치의 요부를 나타낸 단면도로서, 도 1에 도시된 바와 같이 하우징(10)에서 유입된 오일은 스페이서(14)의 외륜(14a)을 통해 베어링(16)의 외륜(16b)과 내륜(16a) 사이로 공급-공급라인(F)참조-된다.

그러나 종래의 베어링장치는 스핀들이 회전하는 동안 베어링(16)의 내륜(16a)과 외륜(16b) 사이에 강한 공기의 흐름이 발생되고, 이때 베어링(16)의 내륜(16a)과 외륜(16b) 사이에 오일이 공급되면서 풍절음이 발생되며, 이로 인해 오일이 베어링(16)의 볼(16c)까지 공급되지 못하고 드레인홀(14c)을 통해 후방으로 배출-드레인라인(D)참조-되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 베어링장치로 오일을 안정적으로 공급하여 수명을 연장하고 스핀들의 회전시 강한 공기의 흐름으로 인한 풍절음의 발생을 최소화시켜서 품질의 향상을 기대할 수 있는 공작기계의 베어링장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 공작기계의 스핀들을 지지하는 베어링의 간극을 스페이서로 유지하고 하우징의 메인유로를 통해 베어링으로 오일을 공급하는 베어링장치에 있어서, 상기 베어링의 내·외륜 사이에 결합되는 결합림과 상기 하우징의 메인유로에 연결된 공급유로 및 이 공급유로에서 분기되어 베어링의 볼과 내륜 사이로 오일을 토출시키도록 결합림을 관통하는 제1 토출홀을 갖는 스페이서, 상기 스페이서의 공급유로에서 분기된 오일을 베어링의 볼로 토출시키도록 외륜을 관통하는 제2 토출홀을 갖는 베어링을 포함하는 것이다.

본 발명에서 상기 제1 토출홀은 베어링의 내륜 방향을 향해 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 제2 토출홀은 베어링의 외륜에서 볼 방향을 향해 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 제2 토출홀은 복수로 이루어질 수 있으며, 이때 상기 베어링의 외륜 일면에는 공급유로에서 분기된 오일을 각각의 제2 토출홀로 공급하도록 환상의 제2 유입환홈이 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 스페이서는 공급유로를 갖는 스페이서본체와 복수의 제1 토출홀을 갖는 결합림을 포함할 수 있는데, 이때 상기 결합림에 결합되는 스페이서본체의 일면에는 환상의 제1 유입환홈이 형성되어 어느 한 제1 분기홀에서 분기된 오일을 양측 제1 토출홀로 흘러 보내는 것이 바람직하다.

상술한 수단으로 구현된 본 발명에 따르면, 공급유로에서 공급된 오일이 제1 토출홀을 통해 베어링의 볼과 내륜사이로 토출되고 제2 토출홀을 통해 베어링의 볼에 직접적으로 토출되어, 베어링의 원활한 회전을 도모하고 수명을 연장시킬 뿐만 아니라 스핀들의 회전 시 강한 공기의 흐름에 의한 풍절음의 발생을 최소화시켜서 공작기계의 품질을 향상을 기대할 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.

도 1은 종래의 공작기계의 베어링장치의 요부를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 의한 베어링의 부분 절개 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 의한 스페이서의 부분 절개 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 의한 베어링과 스페이서가 결합된 절개 사시도이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명 공작기계의 베어링장치는 스페이서(100)와 베어링(200)을 포함하는데, 스페이서(100)는 베어링(200)의 내·외륜(210)(220) 사이에 결합되는 결합림(130)과 하우징(10)의 메인유로(12)에 연결된 공급유로(111) 및 이 공급유로(111)에서 분기되어 베어링(200)의 볼(230)과 내륜(210) 사이로 오일을 토출시키도록 결합림(130)을 관통하는 제1 토출홀(131)을 갖고, 베어링(200)은 스페이서(100)의 공급유로(111)에서 분기된 오일을 베어링(200)의 볼(230)로 토출시키도록 외륜(220)을 관통하는 제2 토출홀(222)을 갖는 것을 기술적인 구성상의 특징으로 한다.

상기한 스페이서(100)는 도 4에 도시된 바와 같이 공급유로(111)를 갖는 스페이서본체(110)와 제1 토출홀(131)을 갖는 결합림(130)으로 대별된다.

먼저, 스페이서본체(110)는 링형상으로 형성되고, 그 외주연 상하 양측에는 공급유로(111)가 형성되어 하우징(10)의 메인유로(12)를 통해 오일을 공급받게 된다. 여기서, 공급유로(111)는 하우징(10)의 메인유로(12)에 연결되는 공급홀(111a), 공급홀(111a)의 입구측에서 분기된 제2 분기홀(111c), 공급홀(111a)의 말단부에서 분기된 제1 분기홀(111b)로 구성된다. 그리고 결합림(130)이 결합되는 스페이서본체(110)의 일면에는 환상(環狀)의 제1 유입환홈(112)이 형성되어 어느 한 제1 분기홀(111b)에서 분기된 오일을 양측 제1 토출홀(131)로 흘러 보낸다. 또한 스페이서본체(110)의 다른 일면에는 도 2에 도시된 바와 같이 드레인홀(113)이 형성되어 사용된 오일을 하우징(10)의 드레인유로를 통해 배출시킨다.

다음으로 결합림(130)은 링형상으로 형성되어 스페이서본체(110)의 일면 중앙에 기밀히 결합되는 것으로서, 이러한 결합림(130)은 베어링(200)의 내·외륜(210)(220) 사이에 결합되었을 때 볼(230)에 근접되도록 적절한 두께로 이루어지는 것이 중요하다. 특히 결합림(130)에는 제1 유입환홈(112)에 연이어지도록 제1 토출홀(131)이 형성되어 베어링(200)의 볼(230)과 내륜(210) 사이로 오일을 토출시키는데, 이러한 제1 토출홀(131)은 도 5에 도시된 바와 같이 베어링(200)의 내륜(210)을 향해 경사지게 형성된다.

상기한 베어링(200)은 내륜(210)과 외륜(220) 및 볼(130)을 기본적인 구성으로 하는데, 본 발명에서는 외륜(220)에 형성된 제2 유입환홈(221)과 제2 토출홀(222)을 기술적인 특징으로 한다.

부연하면, 외륜(220)의 일면, 즉 스페이서본체(110)와 결합되는 외륜(220)의 일면에는 환상의 제2 유입환홈(221)이 형성되어 어느 한 제2 분기홀(111c)에서 분기된 오일을 복수의 제2 토출홀(222)로 흘러 보낸다.

그리고 제2 토출홀(222)은 도 3에 도시된 바와 같이 외륜(220)을 4등분으로 나눈 지점에 각각 형성되는 것이 바람직하지만, 필요에 따라 적절한 복수로 형성할 수 있다. 이러한 제2 토출홀(222)은 도 5에 도시된 바와 같이 베어링(200)의 외륜(220)에서 볼(230)을 향해 경사지게 형성되어 볼(230)에 직접적으로 오일을 토출시킨다. 또한, 제2 토출홀(222)은 볼(230)이 구동되는 볼홈(223)에 연결되도록 경사지게 형성되는 것이 더욱 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 전체적인 작동관계를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 도 2에서와 같이 하우징(10)의 메인유로(12)에서 유입되는 오일은 스페이서(100)의 공급유로(111)로 이동된다.

이어서, 스페이서(100)의 공급유로(111)로 이동된 오일은 제1 분기홀(111b)을 지나 제1 유입환홈(112)으로 유입되어 전체적으로 흐르면서 양측 제1 토출홀(131)로 공급되고, 제2 분기홀(111c)을 지나 제 제2 유입환홈(221)으로 유입된 오일은 환상의 라인을 따라 흐르면서 복수의 제2 토출홀(222)로 공급된다.

다음, 제1 토출홀(131)로 공급된 오일은 베어링(200)의 내륜(210)과 볼(230) 사이로 토출되어 볼(230)과 내륜(210) 사이의 원활한 회전을 유도하고, 제2 토출홀(222)로 공급된 오일은 베어링(200)의 볼(230)에 직접적으로 토출되어 볼(230)의 원활한 회전을 유도하게 된다.

이와 같이 사용된 오일은 스페이서(100)의 드레인홀(113)을 통해 하우징(10)의 드레인유로을 따라 배출되는 과정을 거치게 된다.

따라서 본 발명은 공급유로에서 공급된 오일이 제1 토출홀을 통해 베어링의 볼과 내륜사이로 토출되고 제2 토출홀을 통해 베어링의 볼에 직접적으로 토출되어 베어링의 원활한 회전을 도모하고 수명을 연장시키는 동시에 스핀들의 회전 시 강한 공기의 흐름에 의한 풍절음의 발생을 최소화시켜서 공작기계의 품질을 향상시키게 된다.

본 발명은 상술한 실시 예에만 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 개량, 변경, 대체, 부가할 수 있음은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체, 부가에 의한 실시가 이하의 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것임은 자명하다.

10 : 하우징 12 : 메인유로
100 : 스페이서 110 : 스페이서본체
111 : 공급유로 112 : 제1 유입환홈
130 : 결합림 131 : 제1 토출홀
200 : 베어링 210 : 내륜
220 : 외륜 221 : 제2 유입환홈
222 : 제2 토출홀 230 : 볼

Claims (5)

1. 공작기계의 스핀들을 지지하는 베어링의 간극을 스페이서로 유지하고 하우징의 메인유로를 통해 베어링으로 오일을 공급하는 베어링장치에 있어서,
   상기 베어링의 내·외륜 사이에 결합되는 결합림과 상기 하우징의 메인유로에 연결된 공급유로 및 이 공급유로에서 분기되어 베어링의 볼과 내륜 사이로 오일을 토출시키도록 결합림을 관통하는 제1 토출홀을 갖는 스페이서, 상기 스페이서의 공급유로에서 분기된 오일을 베어링의 볼로 토출시키도록 외륜을 관통하는 제2 토출홀을 갖는 베어링을 포함하며,
   상기 제1 토출홀은 베어링의 내륜 방향을 향해 경사지게 형성되며,
   상기 제2 토출홀은 베어링의 외륜에서 볼 방향을 향해 경사지게 형성되며,
   상기 제2 토출홀은 복수로 이루어지되, 상기 베어링의 외륜 일면에는 공급유로에서 분기된 오일을 각각의 제2 토출홀로 공급하도록 환상의 제2 유입환홈이 형성되며,
   상기 스페이서는 공급유로를 갖는 스페이서본체와 복수의 제1 토출홀을 갖는 결합림을 포함하되, 상기 스페이서 본체는 링형상으로 형성되고, 그 외주연 상하 양측에는 공급유로가 형성되어 하우징의 메인유로를 통해 오일을 공급받으며, 상기한 공급유로는 하우징의 메인유로에 연결되는 공급홀, 공급홀의 입구측에서 분기된 제2 분기홀, 공급홀의 말단부에서 분기된 제1 분기홀로 구성되며, 상기 결합림에 결합되는 스페이서 본체의 일면에는 환상의 제1 유입환홈이 형성되어 어느 한 제1 분기홀에서 분기된 오일을 양측 제1 토출홀로 흘러 보내는 것을 특징으로 하는 공작기계의 베어링장치.
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