외부 쿨런트를 적용한 조립성 개선형 공구대(TOOL POST IMPROVING ASSEMBLY WITH EXTERNAL COOLANT)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(11) 공개번호 10-2017-0135530
(43) 공개일자 2017년12월08일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
B23Q 11/10 (2006.01) B23Q 1/70 (2006.01)
B23Q 11/00 (2006.01) B23Q 11/12 (2006.01)
(52) CPC특허분류
B23Q 11/10 (2013.01)
B23Q 1/70 (2013.01)
(21) 출원번호 10-2016-0067568
(22) 출원일자 2016년05월31일
심사청구일자 2016년06월09일
(71) 출원인
현대위아 주식회사
경상남도 창원시 성산구 정동로 153 (가음정동)
(72) 발명자
김지수
경기도 의왕시 위인로 20, 102동 106호 (왕곡동,
솔거아파트)
윤철규
경기도 수원시 장안구 만석로20번길 28, 639동
403호 (정자동, 청솔마을 한라 아파트)
(74) 대리인
특허법인 정안
전체 청구항 수 : 총 8 항
(54) 발명의 명칭 외부 쿨런트를 적용한 조립성 개선형 공구대
(57) 요 약
본 발명에 따르면, 중공 형태의 체임버(chamber)가 형성되는 쿨런트 공급부, 및 쿨런트 공급 유로가 형성되는 본
체부로 구성되는 몸체; 및 상기 쿨런트 공급부로부터 쿨런트를 공급받아 토출하고 공구 및 대상 공작물을 냉각하
는 토출 유로가 형성되는 디스크;를 포함하고, 상기 쿨런트 공급부는 상기 디스크의 측면에 접하고, 상기 쿨런트
공급 유로는 상기 본체부에만 형성되는, 쿨런트 공급 장치가 제공된다.
이에 의하면, 공구대 내부 부품으로의 누유를 방지할 수 있고, 공구대 몸체에서 디스크로 쿨런트를 공급하는 부
분에서의 누유를 방지하는 효과를 상승시킬 수 있다.
대 표 도 - 도4
공개특허 10-2017-0135530
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(52) CPC특허분류
B23Q 11/0003 (2013.01)
B23Q 11/12 (2013.01)
B23B 2250/12 (2013.01)
공개특허 10-2017-0135530
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명 세 서
청구범위
청구항 1
중공 형태의 체임버(chamber)가 형성되는 쿨런트 공급부, 및 쿨런트 공급 유로가 형성되는 본체부로 구성되는
몸체; 및
상기 쿨런트 공급부로부터 쿨런트를 공급받아 토출하는 토출 유로가 형성되는 디스크;를 포함하는 쿨런트 공급
장치에 있어서,
상기 쿨런트 공급부는 상기 디스크의 측면에 접하고,
상기 쿨런트 공급 유로는 상기 본체부에만 형성되는, 공구대.
청구항 2
제 1 항에 있어서,
상기 체임버 내에는 상기 디스크의 일 면에 접촉하는 밀착부를 갖는 노즐, 및 상기 노즐을 상기 디스크 방향으
로 가압하는 탄성 부재가 배치되는, 공구대.
청구항 3
제 2 항에 있어서,
상기 디스크 반대쪽에서 상기 체임버를 폐쇄하는 폐쇄 부재 및 상기 폐쇄 부재 안쪽에 접촉하여 상기 탄성 부재
를 지지하는 지지 부재를 포함하는, 공구대.
청구항 4
제 3 항에 있어서,
상기 폐쇄 부재에는 압력 조절 볼트를 삽입 및 고정하는 개구가 형성되는, 공구대.
청구항 5
제 4 항에 있어서,
상기 압력 조절 볼트의 길이는 상기 폐쇄 부재의 두께보다 크거나 같은, 공구대.
청구항 6
쿨런트 공급 유로가 형성되는 몸체;
상기 몸체로부터 쿨런트를 공급받아 토출하는 토출 유로가 형성되는 디스크;
상기 몸체에 제 1 볼트에 의해 장착되는 메인 샤프트;
상기 몸체에 제 2 볼트에 의해 고정되는 고정 커빅 커플링; 및
상기 디스크에 제 3 볼트에 의해 고정되는 선회 커빅 커플링;을 포함하는 공구대에 있어서,
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상기 쿨런트 공급 유로는 상기 몸체에만 형성되어 상기 제 1 볼트가 상기 디스크에서 상기 몸체 방향으로 체결
될 수 있는, 공구대.
청구항 7
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 볼트, 제 2 볼트, 및 제 3 볼트는 한 방향으로 체결될 수 있는, 공구대.
청구항 8
쿨런트 공급 유로가 형성되는 몸체;
상기 몸체로부터 쿨런트를 공급받아 토출하는 토출 유로가 형성되는 디스크;를 포함하는 공구대에 있어서,
상기 쿨런트 공급 유로는 상기 몸체에만 형성되는, 공구대.
발명의 설명
기 술 분 야
본 발명은 외부 쿨런트를 적용한 조립성 개선형 공구대에 관한 것이다.[0001]
배 경 기 술
각종의 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속 또는 비금속의 소재를 적당한 공구를 사용하여 형상 및[0003]
치수로 가공하거나 반소재에 더욱 정밀한 가공을 할 목적으로 사용하는 기계를 공작기계라 한다. 상기한 공작기
계 중에서 가공과정에서 칩이 발생하는 공작기계를 절삭공작기계라고 하고, 가공과정에서 칩이 발생하지 않는
비절삭 공작기계를 금속가공기계라고 한다. 상기한 절삭공작기계에는 선반(lathe), 밀링기, 머시닝 센터
(machining center), 드릴링기, 보링기, 연삭기, 기어가공기, 특수가공기 등이 있으며, 상기한 금속성형기계에
는 기계식 프레스, 유압식 프레스, 절단절곡기, 단조기, 인발기 등이 있다.
상기한 선반에는, 베드를 가능한 짧게 하여 주로 공작 공작물의 단면절삭에 쓰이는 것으로 길이가 짧고 직경이[0004]
큰 공작물의 절삭에 사용하는 선반인 정면선반(face lathe)과, 정밀한 형식으로 되어있으며, 테이퍼 깎기 장치,
릴리이빙 장치가 부속되어 있는 선반인 보통선반과, 작업대 위에 설치해야 할만큼의 소형선반으로 시계부품, 재
봉틀 부품등의 소형 부품을 주로 가공하는 선반인 탁상선반과, 대형의 공작물이나 불규칙한 가공물을 가공하기
편리하도록 척(chuck)을 지면 위에 수직으로 설치하여, 가공물의 장착이나 탈착을 편리하게 한 선반인 수직선반
과, 자동모방장치를 이용하여 모형이나 형판 외형에 트레이서가 설치되고 트레이서가 움직이면, 바이트가 함께
움직여 모형이나 형판의 외형과 동일한 형상의 부품을 자동으로 가공하는 선반인 모방선반과, 회전하는 공구대
에 여러 개의 절삭공구를 작업공정 순서에 따라 장치하고, 가공물을 주축에 장치하여 놓은 다음, 터렛 공구대를
회전시켜가면서 장치한 공구순으로 가공하여 부품을 완성 터렛 선반 등이 있다.
도 1은 종래기술의 한 예를 나타낸다. 쿨런트 노즐(1)과 공구대 디스크(D)의 밀착부 사이 틈새 관리가 스프링[0005]
(3)의 압력에 의해 결정된다. 그런데 도 1에서는 스프링(3)의 압력을 조절할 수 있는 장치가 없어 스프링(3)의
압력이 쿨런트 공급압보다 작아지면 쿨런트 노즐(1)과 공구대 디스크(D)의 밀착부에 틈새가 발생하여 쿨런트 누
유가 빈번히 발생한다.
도 2와 도 3은 종래기술의 다른 예를 나타낸다. 종래 기술은 내부 쿨런트 공급 방식을 채용하는데, 이는 쿨런트[0006]
관로가 공구대 내부 부품들 사이로 연결되고, 명판(17) 내부에 쿨런트 아답터(11)가 설치되어, 쿨런트 아답터
(11) 내부에 쿨런트 노즐(12), 스프링(13), 플레이트(14)가 조립된다. 세트 스크류(15)의 조임으로 인해, 플레
이트(14)가 스프링(13)을 밀어준다. 이에 따라 쿨런트 노즐(12)이 명판(17)과 밀착하게 된다.
여기서 쿨런트는 공구대의 내부 부품들을 경유하면서 도 2의 A부분을 지난다. 이 때, 명판(17) 내부의 누유 방[0007]
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지 씰(18)의 잦은 마모로 인한 쿨런트 누유가 빈번히 발생하며, 이에 따라 쿨런트가 내부 부품으로 침투하면 부
품들의 손상을 초래한다. 뿐만 아니라, 쿨런트를 이와 같이 공구대 내부로부터 공급을 하면, 바디(B) 및 내부
부품들에 관로가 형성되고, 이에 따라 공구대 조립 볼트(19)의 방향이 서로 반대가 되어 조립 시간이 증가된다.
또한, 이러한 구성에서는 명판(17)을 조립하면 쿨런트 노즐의 작동 상태 및 쿨런트 누유를 확인하는 것이 불가
능한데, 이는 관리 차원에서 매우 불편하다.
발명의 내용
해결하려는 과제
따라서, 본 발명은 쿨런트가 내부 부품을 지나지 않고 공구 및 대상 공작물을 냉각할 수 있는 선반 공구대용 쿨[0009]
런트 공급 시스템을 제공한다. 또한, 상기 쿨런트 공급 시스템에서의 누유 확률을 낮추기 위한 쿨런트 공급부의
구조를 제공한다.
과제의 해결 수단
본 발명의 일 실시예는, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 중공 형태의 체임버(chamber)가 형성되는 쿨런트[0011]
공급부, 및 쿨런트 공급 유로가 형성되는 본체부로 구성되는 몸체; 및 상기 쿨런트 공급부로부터 쿨런트를 공급
받아 토출하는 - 공구 및 대상 공작물을 냉각하는 - 토출 유로가 형성되는 디스크;를 포함하고, 상기 쿨런트 공
급부는 상기 디스크의 측면에 접하고, 상기 쿨런트 공급 유로는 상기 본체부에만 형성되는, 이른바 외부 쿨런트
를 적용한 조립성 개선형 공구대를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 종래의 내부 쿨런트 공급방식을 디스크 측면 공급 방식으로 개선하여 쿨런트 누유[0012]
로 인한 내부 부품의 품질 문제를 개선할 수 있다. 또한, 상기 공급 유로가 본체부에만 형성되도록 하고 내부
부품들을 거치지 않도록 함으로써, 종래 기술에서 보았던 누유 위험을 감소시킬 수 있다.
상기 체임버 내에는 상기 디스크의 일 면에 접촉하는 밀착부를 갖는 노즐, 및 상기 노즐을 상기 디스크 방향으[0013]
로 가압하는 탄성 부재가 배치될 수 있다. 상기 탄성 부재가 구비됨으로써, 탄성 부재의 탄성력에 의해, 노즐이
디스크 쪽으로 가압되어 누유를 방지할 수 있다.
상기 디스크 반대쪽에서 상기 체임버를 폐쇄하는 폐쇄 부재 및 상기 폐쇄 부재 안쪽에 접촉하여 상기 탄성 부재[0014]
를 지지하는 지지 부재를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 지지 부재의 두께나 위치에 따라 탄성 부재가 노즐에
가하는 압력이 달라질 수 있다.
상기 폐쇄 부재에는 압력 조절 볼트를 삽입 및 고정하는 개구가 형성되어 압력 조절 볼트의 길이에 따라 지지[0015]
부재가 탄성 부재를 가압하는 정도가 달라진다.
상기 압력 조절 볼트의 길이는 상기 폐쇄 부재의 두께보다 크거나 같도록 구성된다. 예를 들어, 상기 지지 부재[0016]
에 상기 볼트를 수용하도록 구성되는 홈이 없도록 제조되는 경우에, 최초 제작 시에는 폐쇄 부재에 완전 나사
결합 시에 끝이 폐쇄 부재의 안쪽면까지 도달하는 볼트를 사용한다. 이후에 디스크와 접하는 노즐의 마모 정도
가 커질 경우 스프링의 압력만으로 누유를 충분히 방지하지 못하게 되므로, 볼트의 길이가 더 긴 것을 사용하는
방안을 택할 수 있다. 이로써, 볼트의 단부가 지지부재를 가압하게 되고, 지지부재가 스프링을, 스프링이 노즐
을 가압하여 노즐의 일단이 디스크 벽에 밀착되도록 함으로써 누유를 방지할 수 있다. 즉, 부품의 분해 없이도
외부에서 압력 조절 볼트만을 교체하여 노즐의 밀착력을 조정할 수 있다.
상기 지지 부재는 볼트의 일단을 수용하는 홈을 가질 수 있다. 이 경우 최초 제작 시에는 볼트의 둥근 머리를[0017]
제외한 길이가 폐쇄 부재의 개구의 길이 및 지지 부재의 홈이 파인 길이를 합친 것과 같은 것을 선택하여 조립
한다. 이후에 디스크와 접하는 노즐의 일단이 마모된 경우에 스프링의 압력만으로 누유를 충분히 방지하지 못하
는 경우가 생기므로, 볼트의 길이가 더 긴 것을 사용하는 방안을 택할 수 있다. 이로써, 볼트의 단부가 지지부
재를 가압하게 되고, 지지부재가 스프링을, 스프링이 노즐을 가압하여 노즐의 일단이 디스크 벽에 밀착되도록
함으로써 누유를 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 쿨런트 공급 유로가 형성되는 몸체; 상기 몸체로부터 쿨런트를 공급받아 토출하는 토출[0018]
유로가 형성되는 디스크; 상기 몸체에 제 1 볼트에 의해 장착되는 메인 샤프트; 상기 몸체에 제 2 볼트에 의해
공개특허 10-2017-0135530
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고정되는 고정 커빅 커플링; 및 상기 디스크에 제 3 볼트에 의해 고정되는 선회 커빅 커플링;을 포함하고, 상기
쿨런트 공급 유로는 상기 본체부에만 형성되어 상기 제 1 볼트가 상기 디스크에서 상기 몸체 방향으로 체결될
수 있는 공구대를 제공한다.
상기 고정 커빅 커플링 및 선회 커빅 커플링은 커빅 커플링의 일부 구성요소로서, 상기 커빅 커플링은 피스톤[0019]
커빅 커플링을 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 볼트는 디스크 쪽 내부 부품들에 유로가 형성되지 않음으로써, 볼트 체결시 제 1 볼트의 헤드가 디스[0020]
크 방향에 놓일 수 있다. 따라서, 상기 제 1 볼트, 제 2 볼트, 및 제 3 볼트는 한 방향으로 체결될 수 있다. 이
로써, 종래의 조립시에 볼트 체결을 위해 방향을 한번 이상은 무조건 바꿔서 조립해야 했으나, 본 발명의 상기
실시예에 따르면 조립 공수를 줄일 수 있다.
발명의 효과
본 발명의 일 실시예에 따르면, 공구대 내부 부품으로의 누유를 방지할 수 있고, 공구대 몸체로부터 디스크 쪽[0022]
으로 쿨런트를 공급하는 부분에서의 누유를 방지하는 효과를 상승시킬 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1은 종래의 쿨런트 공급부를 나타낸 측면도이다.[0023]
도 2는 종래의 공구대에서의 쿨런트 흐름을 나타낸 측면도이다.
도 3은 도 2에서의 종래의 쿨런트 공급부를 나타낸 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공구대 및 쿨런트 흐름을 나타낸 측면도이다.
도 5는 도 4에서의 쿨런트 공급부를 나타낸 확대도이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 쿨런트 공급 장치를 도시한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. [0024]
도 4는 공구대 전체를 측면에서 바라본 도면이고, 표시된 화살표는 쿨런트의 유동 경로이다. 쿨런트는 공구대[0025]
몸체(B), 특히 본체부(B1) 상부로 유입되어, 본체부(B1) 내부에서만 흘러 쿨런트 공급부(B2)까지 유동한다. 쿨
런트 공급 유로(31)가 본체부(B1)에만 형성됨으로써, 다른 내부 부품을 거치치 않게 되고, 이에 따라 중간 누유
의 위험도 감소한다.
바람직하게는, 상기 쿨런트 공급부(B2)는 상기 몸체(B)에 일체로 형성된다. 즉, 본체부(B1)와 별물로 이루어진[0026]
것이 아니라, 하나의 몸체(B) 안에서 구역이 구분되는 것이 바람직하다. 다만, 필요에 따라서는 별물로 구성하
는 경우에도 이 발명의 범위를 벗어나지 않는다고 보아야 한다.
도 5는 쿨런트 공급부(B2)를 확대 도시한다. 도면 상 좌측에 위치된 디스크(D)는 공구의 교체를 위해 회전할 수[0027]
있다. 이 때, 디스크가 회전하는 동안에도 쿨런트 공급부(B2)로부터 공급되는 누유를 막기 위해서는 노즐(21)의
밀착 단부(21a)가 디스크에 제대로 밀착되어야 한다. 도 5의 쿨런트 공급부(B2)는 그러한 본 발명의 목적 달성
을 위해, 노즐(21), 쿨런트 공급부(B2) 내에 형성되는 체임버(30)의 벽(30W)과 노즐(21) 사이에 개재되는 오링
(22), 상기 노즐(21)과 지지 부재(24) 사이에서 탄성을 유지하는 탄성 부재(23)를 포함하고, 상기 지지 부재
(24)는 쿨런트 공급 유로(31)과 연결되고, 노즐(21)의 삽입 단부(21b)를 둘러싸도록 구성되었다. 탄성 부재(2
3)는 스프링으로 도시되어 있으나, 노즐(21)과 지지 부재(24) 사이에서 탄성을 가하는 구성이라면 필요에 따라
대체 가능하다.
지지 부재(24)의 우측 끝단에는 폐쇄 부재(25)가 접촉한다. 지지 부재(24)에는 폐쇄 부재(25)가 맞닿는 면에 가[0028]
압 홈(24a)이 형성된다. 폐쇄 부재(25)를 관통하여 나사 결합된 압력 조절 볼트(26)의 끝단(26a)이 지지 부재
(24)의 가압 홈(24a)에 수용되면서, 그 끝단(26a)의 길이에 따라 지지 부재(24)의 위치가 결정될 수 있다.
이 때, 쿨런트 공급 유로(31)와 지지 부재(24)를 연결 시키는 연결 채널(33)의 위치가 달라지므로, 상기 연결[0029]
채널(33)의 폭은 쿨런트 공급 유로(31)보다 사전결정된 길이만큼 크게 제작될 수 있다. 이는 연결 채널(33)의
위치 변경으로 인해 쿨런트 흐름에 마찰이 생기는 것을 방지하기 위함이다. 도시된 도면에서는 연결 채널(33)의
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형상이 사다리꼴로 도시되어 있으나, 쿨런트 공급 유로(31)와 맞닿는 위치에서 공급 유로(31)의 단면을 모두 커
버할 수 있고, 연결 채널(33)의 이동시에도 압력 손실을 가져오지 않을 수 있는 정도로 제작된다면, 형태나 크
기는 필요에 따라 달라질 수 있음이 이해되어야 한다.
도 5에 도시된 실시예가 가지는 또 하나의 장점은, 쿨런트가 체임버(30)에서 방향이 전환되는 전환점(34)에서[0030]
쿨런트의 자체 압력이 노즐(21)을 디스크(D) 방향으로 가압할 수 있으므로, 스프링(23)의 압력을 보완할 수 있
다는 것이다.
또한, 이 실시예의 구성으로 인해, 고정 볼트(27)가 한 방향에서 조립될 수 있으므로, 조립의 용이성까지 달성[0031]
할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 추가적 오링(O)이 상기 노즐(21)의 삽입 단부(21b)와 그를 둘러싸는 지지 부재[0032]
(24) 사이, 지지 부재(24)와 체임버(30)의 벽(30W) 사이에 위치되어, 쿨런트 공급부(B2) 내에서의 누유를 방지
할 수 있다.
도 4의 제 1 볼트(C1), 제 2 볼트(C2), 및 제 3 볼트(C3)는 디스크가 몸체에 선회 가능하게 결합되도록 하는 체[0033]
결 수단이며, 이를 위해 추가적으로 디스크와 몸체 사이에는 커빅 커플링이 사용된다.
상기 커빅 커플링은 피스톤 커빅 커플링(미도시), 고정 커빅 커플링(E1), 및 선회 커빅 커플링(E2)을 포함하고,[0034]
상기 제 1 볼트(C1)는 메인 샤프트를 상기 몸체(B)에 고정하기 위한 체결 수단이다. 상기 제 2 볼트(C2)는 고정
커빅 커플링(E1)을 상기 몸체(B)에 고정하기 위한 체결 수단이다. 상기 제 3 볼트(C3)는 상기 디스크(D)를 상기
선회 커빅 커플링(E2)에 고정하기 위한 체결 수단이다.
상기 제 1 볼트(C1)는 디스크(D) 쪽 내부 부품들에 유로가 형성되지 않음으로써, 볼트 체결시 제 1 볼트(C1)의[0035]
헤드가 디스크(D) 방향에 놓일 수 있다. 따라서, 상기 제 1 볼트(C1), 제 2 볼트(C2), 및 제 3 볼트(C3)는 한
방향으로 체결될 수 있다. 이로써, 종래의 조립시에 볼트 체결을 위해 방향을 한번 이상은 무조건 바꿔서 조립
해야 했으나, 본 발명의 상기 실시예에 따르면 조립 공수를 줄일 수 있다.
도면
도면1
공개특허 10-2017-0135530
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도면2
도면3
공개특허 10-2017-0135530
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도면4
도면5
공개특허 10-2017-0135530
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