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공작기계의 본체에 고정되게 설치되는 하우징(10); 상기 하우징(10) 내부에 하우징에 대해 회전 가능하게 설치된 중공관 형태의 스핀들(20);상기 스핀들(20)의 외측에 스핀들(20)에 대해 회전 가능하게 설치된 구동풀리(40);상기 구동풀리(40)를 회전시키는 스핀들 모터; 상기 스핀들(20)의 내측에 스핀들에 대해 축방향으로의 직선 운동은 가능하지만 상대 회전 운동은 불가능하게 설치되어, 스핀들(20)에 대해 축방향으로 직선 운동하거나 스핀들과 함께 회전하는 드로우바(30)와; 상기 구동풀리(40)의 회전 운동을 드로우바(30)의 전후진 직선 운동으로 변환하는 운동변환유닛;상기 스핀들(20)의 외면에 축방향으로 선형 이동 가능하게 설치되어, 이동 방향에 따라 상기 구동풀리(40) 또는 상기 하우징(10)에 결합되면서 스핀들(20)을 구동풀리(40)와 하우징(10)에 선택적으로 연결하는 클러치유닛;을 포함하고, 상기 클러치유닛은, 상기 구동풀리(40)의 전방면에 고정되며 원주방향을 따라 톱니 형상의 고정세레이션(61a)이 형성되어 있는 고정클러치(61), 링 형태로 되어 스핀들(20)의 외면에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되며 전방면에 하우징(10)에 결합되는 클러치세레이션이 형성된 가동클러치(62), 상기 가동클러치(62)의 후방에 가동클러치(62)의 원주방향으로 일정 각도 범위 내에서 회전 가능하게 설치되며 상기 고정클러치(61)의 고정세레이션(61a)과 맞물리는 톱니 형상의 가동세레이션(63a)이 형성되어 있는 플로팅클러치(63), 상기 가동클러치(62)를 스핀들(20)의 축방향으로 직선 이동시키는 클러치 구동부를 포함하는 공작기계의 전기 구동 시스템
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제1항에 있어서, 상기 클러치 구동부는, 상기 가동클러치(62)의 전방과 상기 하우징(10)의 후단부 사이에서 스핀들(20)의 외면에 고정되게 설치되는 스프링마운트부재(64), 상기 스프링마운트부재(64)에 설치되어 상기 가동클러치(62)에 후방으로 탄성력을 가하는 제1탄성부재(65), 상기 하우징(10)에 축방향으로 이동 가능하게 설치되며 후단부에 상기 가동클러치(62)의 외주면에 결합되는 견인돌기(66a)가 반경방향 내측으로 돌출되게 형성되어 있는 링 형태의 클러치피스톤(66), 및 상기 클러치피스톤(66)에 전방으로 외력을 가하여 클러치피스톤(66)을 전방으로 이동시키는 피스톤액추에이터를 포함하는 공작기계의 전기 구동 시스템
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제2항에 있어서, 상기 클러치 구동부는, 상기 하우징(10)의 후단부에 대해 상기 클러치피스톤(66)에 후방으로 탄성력을 가하는 제2탄성부재(67)를 더 포함하는 공작기계의 전기 구동 시스템
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제1항에 있어서, 상기 가동클러치(62)에 백래쉬 홈(62b)이 형성되고, 상기 플로팅클러치(63)의 전방면에 상기 백래쉬 홈(62b)보다 작은 폭을 갖도록 되어 백래쉬 홈(62b) 내측으로 삽입되면서 플로팅클러치(63)의 회전 범위를 제한하는 플로팅홀더(63c)가 전방으로 돌출되게 형성된 공작기계의 전기 구동 시스템
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제4항에 있어서, 상기 플로팅홀더(63c)의 양측부에 상기 백래쉬 홈(62b)의 양측 단부에 탄력적으로 접촉하는 플로팅 탄성부가 설치된 공작기계의 전기 구동 시스템
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제1항에 있어서, 상기 플로팅클러치(63)의 후방부에 상기 고정클러치(61)의 고정세레이션(61a) 내측으로 탄력적으로 삽입되는 가이드핀(63f)과 상기 가이드핀(63f)을 플로팅클러치(63)에 대해 탄력적으로 지지하는 핀스프링(63g)이 설치되며, 상기 가이드핀(63f)은 가동세레이션(63a)의 톱니의 정점으로부터 일정 거리만큼 편향되게 위치된 공작기계의 전기 구동 시스템
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제1항에 있어서, 상기 클러치유닛은, 상기 가동클러치(62)의 내주면과 스핀들(20)의 외면 사이에 설치되어 가동클러치(62)를 스핀들(20)에 대해 축방향으로는 이동이 가능하지만 원주방향으로는 회전하지 않도록 구속하는 클러치 키(69a) 및 클러치 키홈(69b)을 더 포함하는 공작기계의 전기 구동 시스템
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제1항에 있어서, 상기 운동변환유닛은, 상기 드로우바(30)의 후방부에 고정되며, 외면에 나선형으로 감겨진 나사산을 구비한 리드스크류부(35); 및, 상기 구동풀리(40)에 고정되어 구동풀리(40)와 함께 회전하는 링기어(51), 내주면에 상기 리드스크류부(35)의 나사산과 나선 결합되는 나사산이 형성되고 스핀들(20)의 외면에 대해 회전 가능하게 설치된 캐리어(52), 상기 캐리어(52)에 회전 가능하게 설치되며 상기 링기어(51)와 치합되어 링기어(51)의 원주방향을 따라 회전 가능한 복수의 유성기어(53), 및 상기 스핀들(20)에 고정되며 상기 유성기어(53)와 치합되는 선기어(54)를 포함하는 유성기어유닛; 을 포함하는 공작기계의 전기 구동 시스템
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제8항에 있어서, 상기 드로우바(30)의 외면과 상기 스핀들(20)의 내면 사이에 드로우바(30)의 축방향 이동은 가능하지만 스핀들(20)에 대한 회전 운동은 구속하는 드로우바 키(32)와 드로우바 키홈(31)이 형성된 공작기계의 전기 구동 시스템
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제8항에 있어서, 상기 구동풀리(40)의 후방부 내측에 상기 유성기어유닛의 링기어(51)와 유성기어(53)와 선기어(54)가 수용되게 설치되는 공작기계의 전기 구동 시스템
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제1항에 있어서, 상기 가동클러치(62)의 외면에 설치되어 가동클러치(62)와 함께 회전하는 엔코더풀리(71)와, 상기 엔코더풀리(71)에 타이밍벨트(72)를 통해 연결되어 가동클러치(62)의 위치를 검출하는 엔코더를 더 포함하는 공작기계의 전기 구동 시스템
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제1항에 있어서, 상기 스핀들모터에 마련된 스핀들엔코더를 이용하여 상기 가동클러치(62)의 위치를 검출하는 공작기계의 전기 구동 시스템
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제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 전기 구동 시스템의 작동방법으로서, (S1) 클러치유닛을 전진시켜 클러치유닛을 구동풀리(40)에서 분리하고 하우징(10)에 결합시켜 스핀들(20)을 하우징(10)에 대해 고정하는 단계;(S2) 스핀들 모터에 전원을 인가하여 구동풀리(40)를 회전시키는 단계;(S3) 구동풀리(40)의 회전력을 운동변환유닛을 통해 드로우바(30)에 전달하여 드로우바(30)를 후진시켜 피가공물을 고정하는 단계;(S4) 클러치유닛을 후진시켜 클러치유닛을 하우징(10)에서 분리하고 구동풀리(40)에 결합하는 단계;(S5) 스핀들 모터에 전원을 인가하여 스핀들(20)과 드로우바(30)를 동시에 회전시켜 피가공물을 가공하는 단계;를 포함하는 전기 구동 시스템의 작동방법
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제13항에 있어서, 상기 (S3) 단계에서 구동풀리(40)의 회전력을 링기어(51)를 통해 유성기어(53)로 전달하여 유성기어(53) 및 캐리어(52)가 선기어(54)의 원주방향을 따라 회전하게 하고, 캐리어(52)의 회전에 의해 리드스크류부(35) 및 드로우바(30)가 후진하게 하는 전기 구동 시스템의 작동방법
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