공작기계의 회전테이블 백래시 및 조립거리 조절장치

공작기계의 회전테이블 백래시 및 조립거리 조절장치{Backlash of Rotating Table of Machine Tools and Adjusting Device of Mounting Distance Thereof}

본 발명은 공작기계에 사용되는 회전테이블에 관한 것으로써, 좀더 구체적으로는 공작물이 클램핑되는 회전테이블의 롤러 기어가 맞물리는 기어 캠의 상, 하, 좌, 우 위치를 제1 볼트 및 세트스크류 그리고 하우징의 회전에 따라 간편하게 조절할 수 있도록 하는 공작기계의 회전테이블 백래시 및 조립거리 조절장치에 관한 것이다.

일반적으로, 선삭가공 또는 연삭가공을 하는 공작기계에는 공구 또는 피 가공물이 고정되는 회전테이블을 소정의 각도로 인덱싱(Indexing)하면서 회전시키는 회전테이블 장치가 설치된다.

종래에 알려진 공작기계 등에 사용되는 회전테이블 장치로서, 회전테이블의 외주면을 따라 복수 개의 롤러 기어가 설치되어 있고, 상기 롤러 기어에는 기어 캠이 치합되게 설치되어 상기 기어 캠이 회전함에 따라 회전테이블이 소정의 각도로 인덱싱된다.

이와 같은 회전테이블 장치는 기어 캠에 롤러 기어가 접속되어 동력이 전달됨에 따라 그 기구상 피할 수 없는 고유한 백래시(Backlash)를 갖는 결함이 있었다.

따라서 상기한 문제점을 개선하기 위해 백래시가 방지된 새로운 기술이 개발되어 특허 제433569호로 등록된 바 있다.

도 1은 종래의 회전테이블 장치를 일부 단면으로 나타낸 평면도이고 도 2는 도 1의 X - X선 단면도로써, 종래의 회전테이블 장치(10)의 구성은 다음과 같다.

피 구동축(20)은 제1 베어링(61)에 의해, 하우징(40)에 대하여 회전이 자유롭게 지지되어 있고 상기 피 구동축(20)과 캠으로서의 기어 캠(22)이 하나로 이루어져 있다.

회전테이블(30)은 제2 베어링(70)에 의해, 하우징(40)에 대하여 회전축(38)을 중심으로 하여 회전이 자유롭게 지지되어 있는데, 상기 제2 베어링(70)은 제1 궤도 륜(72), 제2 궤도 륜(74), 로울러(76) 및 회전 테이블(30)에 형성된 V홈(36)에 의해 구성되어 크로스 로울러 베어링으로서 기능을 수행하게 된다.

이때, 제1 궤도 륜(72)은 볼트(도시는 생략함)에 의해 하우징(40)에 고정되어 있고, 제2 궤도 륜(74)은 볼트(도시는 생략함)에 의해 제1 궤도 륜(72)에 고정되어 있는데, 이는 V홈(36)을 회전테이블(30)에 형성하여 제2 베어링(70)을 구성하는 것은 하우징(40)에 대한 회전테이블(30)의 지지 정도를 높일 수 있기 때문이다.

상기 회전테이블(30)에는 그 주연부에 복수 개의 롤러 기어(32)가 방사상으로 각각 회전 가능하게 설치되어 있는데, 상기 롤러 기어(32)들은 피 구동축(20)에 설치되어 있는 기어 캠(22)과 치합된다.

한편, 상기한 구조를 갖는 회전테이블 장치(10)는 기어 캠(22)을 조립할 때, 양단에서 상, 하 위치를 조절하여 백래시를 방지하게 됨과 동시에 회전테이블(30)의 수직 중심과 피 구동축(20)에 형성된 기어 캠(22)의 수직 중심 거리가 일치되도록 조절할 수 있도록 하우징(40)에 조립되는 제1 베어링 하우징(60) 사이에 소정의 두께를 갖는 복수 매의 스페이서(도시는 생략함)를 삽입하여 피 구동축(20)의 좌, 우방향의 거리를 미세 조절하게 된다.

만약, 기어 캠(22)의 상, 하 조절이 일치되지 않으면 피 구동축(20)의 회전으로 회전테이블(30)을 회전시킬 때 백래시가 발생되고, 기어 캠(22)의 좌, 우 조절이 일치되지 않으면, 즉 회전테이블(30)의 수직 중심과 피 구동축(20)에 형성된 기어 캠(22)의 수직 중심 거리가 일치되지 않으면 피 구동축(20)이 정방향으로 회전할 때에는 기어 캠(22)에 롤러 기어(32)가 정상보다 빨리 접속되는 반면, 역방향으로 회전할 때에는 로울러 기어 캠(22)에 롤러 기어(32)가 정상보다 늦게 접속되는 현상이 발생된다.

따라서 기어 캠(22)의 상, 하, 좌, 우의 위치를 조절한 상태에서 구동수단(도시는 생략함)에 의해 피 구동축(20)이 회전하면 기어 캠(22)에 회전테이블(30)의 롤러 기어(32)가 회전 가능하게 치합되어 있어 롤러 기어(32)가 기어 캠(22)에 맞물린 상태로 회전하게 되므로 회전테이블(30)이 소정의 각도로 회전하는데, 이때 롤러 기어(32)가 기어 캠(22)에 긴밀히 접속된 상태에서 회전하게 되므로 피 구동축(20)의 회전이 중단되더라도 백래시가 발생되지 않는다.

(선행기술문헌)

(특허문헌 0001) 대한민국 등록특허공보 등록번호 10-0433569(2004.06.02.등록)

그러나 이러한 종래의 장치는 기어 캠의 좌, 우 위치를 기어 캠의 양측에 설치되는 스페이서의 매수에 따라 육안으로 식별하면서 실시하기 때문에 숙련도에 따라 조절작업의 정밀도가 떨어지게 된다.

또한, 조절작업을 육안으로 식별하면서 실시한 후 확인과정에서 불일치됨이 확인되면 조립된 부위를 다시 해체하여 재조절작업을 실시한 후 조립하여야 되므로 이들의 조립작업에 많은 시간이 소요되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로써, 그 구조를 획기적으로 개선하여 베어링 하우징을 분해하지 않고도 기어 캠의 좌, 우 방향 조절이 가능해지도록 하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 캠 축의 외주면에 설치된 베어링 하우징이 끼워지는 하우징을 바디의 결합공에 편심되게 설치하여 캠 축의 진직도를 정밀하게 유지시키면서 백래시를 조절할 수 있도록 하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 바디에 롤러 기어를 갖는 회전테이블을 설치하고 상기 회전테이블의 하부에는 양단에 캠 축이 형성된 기어 캠을 설치하여 상기 기어 캠이 롤러 기어에 맞물리도록 함과 함께 상기 캠 축을 제1, 2 베어링 하우징으로 지지되도록 한 것에 있어서, 상기 바디에 결합공을 형성하여 상기 결합공에 상기 제1, 2 베어링 하우징의 외측에 회전 가능하게 결합된 하우징을 편심되게 설치하고 상기 제1 베어링 하우징에 형성된 플랜지에는 기어 캠을 축 방향으로 조절하도록 복수 개의 제1 볼트를 나사 결합함과 함께 세트스크류를 하우징의 일단에 접속되도록 나사 결합하며, 상기 하우징의 외측으로는 하우징 고정구를 설치하여 제2 볼트에 의해 바디에 고정되도록 하고 상기 제2 베어링 하우징에 장공을 형성하여 상기 장공을 통해 제3 볼트로 상기 제2 베어링 하우징을 바디에 고정하도록 된 것을 특징으로 하는 공작기계의 회전테이블 백래시 및 조립거리 조절장치가 제공된다.

본 발명은 종래의 장치에 비하여 다음과 같은 여러 가지 장점을 갖는다.

첫째, 하우징의 고정상태를 해제한 상태에서 제1 볼트 및 세트스크류를 이용하여 기어 캠의 수평방향의 위치를 미세 조절하게 되므로 비숙련공이더라도 조립거리를 신속하고도 정밀하게 조절할 수 있게 된다.

둘째, 바디의 결합공에 편심되게 설치된 하우징을 회전시켜 기어 캠의 상, 하 방향의 높이를 조절하게 되므로 기어 캠의 진직도를 항상 일정하게 유지할 수 있을 뿐만 아니라 정밀한 조절작업이 가능해지게 된다.

셋째, 기어 캠의 양단을 커버로 기밀이 유지하면서 폐쇄하도록 되어 있어 공작물의 가공 시 칩(chip)이 포함된 절삭유가 조절장치의 내부로 유입되는 현상을 방지하게 됨은 물론 오일의 누설을 방지하게 된다.

도 1은 종래의 회전테이블 장치를 일부 단면으로 나타낸 평면도
도 2는 도 1의 X - X선 단면도
도 3은 본 발명의 구성을 나타낸 종단면도
도 4는 도 3의 좌측면도

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.

도 3은 본 발명의 구성을 나타낸 종단면도이고 도 4는 도 3의 좌측면도로써, 본 발명의 구성 중 종래의 구성과 동일한 부분은 그 설명을 생략하고 동일부호를 부여하기로 한다.

본 발명은 기어 캠(22)의 양단에 형성된 캠 축(21)이 제1, 2 베어링 하우징(81)(82)에 의해 각각 지지되어 있고 상기 제1, 2 베어링 하우징(81)(82)은 하우징(80)에 축 방향으로 이동 가능하게 결합되어 있다.

상기 제1 베어링 하우징(81)에 플랜지(83)가 형성되어 있어 상기 플랜지(83)를 통해 기어 캠(22)의 위치를 수평방향으로 조절하는 복수 개의 제1 볼트(84) 및 세트스크류(85)가 도 4에 나타낸 바와 같이 상호 어긋나게 나사 결합되어 있고 상기 제2 베어링 하우징(82)에 형성된 장공(82a)에는 복수 개의 제3 볼트(86)가 끼워져 바디(90)에 나사 결합되어 있다.

이때, 상기 제1 볼트(84)는 플랜지(83)에 형성된 통공(83a)을 통해 하우징(80)에 나사 결합되고, 플랜지(83)에 나사 결합된 세트 스크류(85)의 일단은 하우징(80)에 접속되어 있다.

그리고 상기 바디(90)에는 도 4에 나타낸 바와 같이 하우징(80)의 중심과 소정의 간격(X : 약 2mm 정도)만큼 편심된 결합공(90a)이 형성되어 있고 상기 하우징(80)의 일 측으로는 상, 하 방향으로 위치가 조절된 하우징(80)을 지지하는 하우징 고정구(87)가 설치되어 복수 개의 제2 볼트(88)에 의해 바디(90)에 고정되도록 구성되어 있다.

그리고 상기 하우징 고정구(87)의 외측으로 커버(89)가 설치되어 제4 볼트(91)에 의해 바디(90)에 고정되는데, 상기 커버(89)의 외주면에는 요입홈(92)을 형성하여 상기 요입홈(92)에 오링(93)을 설치하도록 되어 있다.

이는, 커버(89)에 의해 본 발명의 조절장치를 폐쇄함으로써, 공작물(도시는 생략함)을 가공할 때 발생되는 칩이 포함된 절삭유가 조절장치 측으로 유입되거나, 또는 조정장치 내의 오일이 외부로 누설되는 현상을 근본적으로 차단할 수 있도록 하기 위한 것이다.

한편, 상기 커버(89)의 양측에 손잡이를 갖는 착탈용 볼트(도시는 생략함)가 나사 체결되게 나사공(89a)이 형성되어 있는데, 이는, 필요에 따라 중량체의 커버(89)를 개폐할 때, 나사공(89a)에 손잡이가 형성된 착탈용 볼트를 끼워 중량체인 커버(89)를 보다 편리하게 개폐할 수 있도록 한 것이다.

본 발명의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 바디(90)로부터 커버(89)가 분리된 상태로 회전테이블 장치(10)가 조립되고 나면 기어 캠(22)의 백래시 및 조립거리를 조절하여야 된다.

즉, 기어 캠(22)의 상, 하 방향의 위치를 조절(백래시)하기 위해서는 하우징 고정구(87)를 바디(90)에 고정시키고 있던 제2 볼트(88), 제2 베어링 하우징(82)을 바디(90)에 고정시키고 있던 제3 볼트(86), 그리고 제1 베어링 하우징(81)의 플랜지(83)에 나사 결합되어 있던 세트스크류(85)를 차례로 풀어 하우징(80)이 회전 가능한 상태로 하여야 된다.

그 후, 렌치 등의 공구(도시는 생략함)를 이용하여 하우징(80)을 회전시키면 도 4에 나타낸 바와 같이 바디(90)에 형성된 결합공(90a) 내에 하우징(80)이 X(약 2mm 정도)만큼 편심되어 있어 회전테이블(30)에 형성된 롤러 기어(32)에 기어 캠(22)이 자동으로 얼라인(align)되면서 밀착되므로 백래시의 조절작업이 완료된다.

이때, 제2 베어링 하우징(82)에는 제3 볼트(86)가 끼워지는 장공(82a)이 형성되어 있어 하우징(80)의 회전으로 캠 축(21)에 결합된 제2 베어링 하우징(82)의 위치가 가변되더라도 제3 볼트(86)에 의한 간섭이 발생되지 않는다.

이와 같이 하우징(80)을 회전시켜 백래시를 조절하면 기어 캠(22)의 양단에 형성된 캠축(21)이 하우징(80)에 의해 동일하게 진직도를 유지하면서 상, 하 높이가 조절되는 것이다.

상기한 바와 같은 동작으로 기어 캠(22)의 백래시를 조절하고 나면 풀었던 제2 볼트(88)를 이용하여 하우징 고정구(87)를 바디(90)에 고정하여 하우징(80)이 움직이지 않도록 한 다음 제1 베어링 하우징(81)의 플랜지(83)에 설치된 제1 볼트(84) 및 세트스크류(85)를 미세 조절하여 기어 캠(22)의 조립거리를 조절하는데, 이때 제3 볼트(86)는 전술한 바와 같이 느슨하게 풀어진 상태를 유지하고 있다.

즉, 기어 캠(22)의 조립거리를 조절하기 위해 제1 볼트(84)를 잠그면 하우징(80)은 제자리에 있는 반면 캠 축(21)이 결합된 제1 베어링 하우징(81)이 도면상 우측으로 움직이게 되고, 이와는 반대로 기어 캠(22)을 도면상 좌측으로 이동시키기 위해서는 제1 볼트(84)를 약간 푼 상태에서 세트스크류(85)를 잠그면 캠 축(21)이 결합된 제1 베어링 하우징(81)이 도면상 좌측으로 이동하게 되므로 조립거리의 조절작업이 가능해지게 된다.

상기 세트스크류(85)를 잠가 제1 베어링 하우징(81)을 도면상 좌측으로 이동시키는 동작은 제1 볼트(84)가 하우징(80)으로부터 기어 캠(22)의 조절거리보다 길게 풀어져 있고, 제1 베어링 하우징(81)의 플랜지(83)에 형성된 통공(83a)에 끼워진 상태로 하우징(80)에 나사 결합되어 있기 때문에 가능하다.

전술한 바와 같은 동작으로 기어 캠(22)의 백래시 및 조립거리를 조절하고 나면 느슨하게 풀었던 제3 볼트(86)를 조여 제2 베어링 하우징(82)을 바디(90)에 고정함과 동시에 제1 베어링 하우징(81)의 개구부를 커버(89)로 폐쇄하여야 된다.

이를 위해 커버(89)의 요입홈(92)에 오링(93)을 끼운 다음, 커버(89)에 나사 결합되어 있던 폐쇄볼트(도시는 생략함)를 렌치로 제거한 후 폐쇄볼트가 제거된 나사공(89a)에 손잡이가 형성된 착탈용 볼트(도시는 생략함)를 나사 결합하게 된다.

그 후, 상기 착탈용 볼트의 손잡이를 이용하여 커버(89)로 도 3과 같이 개구부에 폐쇄한 다음 복수 개의 제4 볼트(91)를 바디(90)에 나사 결합하여 고정하면 개구부가 폐쇄되므로 공작물의 가공 시 발생되는 칩이 포함된 절삭유가 조절장치 측으로 유입되거나, 조절장치 내의 오일이 누설되는 현상을 방지하게 되는 것이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 상기 상세한 설명에서 기술된 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 회전테이블 장치 21 : 캠 축
22 : 기어 캠 30 : 회전테이블
32 : 롤러 기어 80 : 하우징
81 : 제1 베어링 하우징 82 : 제2 베어링 하우징
84 : 제1 볼트 85 : 세트스크류
86 : 제3 볼트 87 : 하우징 고정구
88 : 제2 볼트 89 : 커버
90 : 바디 90a : 결합공
91 : 제4 볼트 92 : 요입홈
93 : 오링