KR100758132B1 - 그리스를 주유한 어큐뮬레이트 롤러 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 그리스를 주유한 어큐뮬레이트 롤러 구동장치를 제공하기 위한 것으로, 롤러를 이용하여 이송물을 이송시키고, 일시 정지시킬 수 있는 어큐뮬레이트 롤러 구동장치에 있어서, 프레임과; 상기 프레임에 설치되어 회전되는 회전축과; 상기 회전축의 일단에 연결되어 상기 이송물을 이송시키기 위한 회전력을 발생시키는 구동모터와; 상기 회전축의 타단에 마련되어 외주면이 상기 이송물의 일면과 접촉되는 롤러와; 상기 회전축의 외주면과 롤러 사이에 개재되고 고점도 그리스가 주유된 베어링으로 구성되어져 있다.

어큐뮬레이트, 롤러, 그리스, 고점도,

Description

그리스를 주유한 어큐뮬레이트 롤러 구동장치{An Accumulate Roller Having High-Viscosity Grease Drive System}

도 1은 종래의 어큐뮬레이트 롤러 구동장치의 사시도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 그리스를 주유한 롤러 구동장치의 사시도,

도 3은 도 2의 그리스를 주유한 롤러 구동장치의 요부확대 사시도,

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 그리스를 주유한 롤러 구동장치의 작동상태를 나타내는 개략도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

110: 프레임 120: 구동모터

130: 회전축 140: 롤러

150: 베어링 151: 내륜

152: 볼 153: 외륜

160: 스토퍼 170: 이송물

본 발명은 그리스(Grease)를 주유한 어큐뮬레이트 롤러 구동장치에 관한 것으로, 특히 롤러와 회전축 사이에 고점도 그리스가 주유된 베어링을 개재하여 롤러 회전시의 회전력을 증가시킴과 더불어 소음발생과 분진발생을 최소화할 수 있는 그리스를 주유한 어큐뮬레이트 롤러 구동장치에 관한 것이다.

일반적으로 어큐뮬레이트 롤러(Accumulator Roller)는 각 공정간 단계별 가공 또는 조립코자하는 제품을 해당공정에 순차적으로 이송시키거나 컨베이어 위에 스토퍼(stopper)를 장치하여 제품을 일시 정지시키거나 저장하는데 사용된다.

도 1은 종래의 어큐뮬레이트 롤러 구동장치의 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이, 종래의 어큐뮬레이트 롤러 구동장치는 회전축(20) 일단은 부싱(40)에 의해 결합되어 롤러(30)에 삽입되어져 있고, 타단은 구동모터(10)와 연결되어 연동되는 형태로 구성되어져 있다. 따라서 상기와 같은 종래의 어큐뮬레이트 롤러 구동장치는 구동모터(10)에 회전구동하고 있는 중에 이송물(도면상에 미도시)을 스토퍼(도면상에 미도시)로 정지시키게 되면, 상기 이송물의 하중으로 인해 롤러(30)는 정지하고, 상기 회전축(20)은 롤러(30) 내부에서 공회전하게 된다. 이에 따라 상기 롤러(30) 내부에서 회전축(20)이 공회전할 때 부싱(40)과 회전축(20) 사이의 마찰에 의해 소음이나 분진이 발생되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 롤러와 회전축 사이에 고점도 그리스가 주유된 베어링을 개재하여 롤러 회전시의 회전력을 증가시킬 수 있는 그리스를 주유한 어큐뮬레이트 롤러 구동장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명에 따른 그리스를 주유한 어큐뮬레이트 롤러 구동장치는 롤러와 회전축 사이에 그리스가 주유된 베어링을 개재하여 이송물을 정지시킬 경우 롤러만 정지하며, 회전축의 공회전 시 베어링에 의해 소음발생과 분진발생을 최소화하는 것을 본 발명의 또다른 목적으로 하고 있다.

본 발명에 따른 그리스를 주유한 어큐뮬레이트 롤러 구동장치는 롤러를 이용하여 이송물을 이송시키고, 일시 정지시킬 수 있는 어큐뮬레이트 롤러 구동장치에 있어서, 프레임과; 상기 프레임에 설치되어 회전되는 회전축과; 상기 회전축의 일단에 연결되어 상기 이송물을 이송시키기 위한 회전력을 발생시키는 구동모터와; 상기 회전축의 타단에 마련되어 외주면이 상기 이송물의 일면과 접촉되는 롤러와; 상기 회전축의 외주면과 롤러 사이에 개재되고 고점도 그리스가 주유된 베어링으로 구성되어져 있다.

그리고 상기 베어링은 볼 베어링을 사용하는 것이 바람직하다. 이는 롤러와 베어링 사이에서 발생되는 마찰을 방지하여 부드러운 회전을 도모하기 위함이다.

또한, 상기 그리스는 그 점도값이 100℃에서 50cSt 내지 70cSt인 것이 바람직하다. 본 발명에서 그리스의 역할은 윤활성보다는 고점성을 이용하여 회전력을 증가시키는데 있다. 따라서 그 점도값이 100℃에서 50cSt보다 작을 때는 원하는 소기의 점성을 얻기 어렵고, 그 점도값이 100℃에서 70cSt보다 클 때는 이송물을 정 지시켰을 경우 베어링 수명단축과 같은 여타의 문제를 발생시킬 소지가 있다.

또한, 상기 베어링에 주유되는 그리스는 그 혼화주도가 NLGI #2 내지 NLGI #4인 것이 바람직하다. 그리스의 주도라 함은 그리스의 굳고 무른 정도를 수치적으로 나타낸 것을 의미한다. 일반적으로 혼화주도가 NLGI #000~0인 경우는 반유동 상태 내지 매우 무른 상태를 나타내는 것으로, 이는 집중급유용으로 주로 사용되고, 혼화주도가 NLGI #0~2인 경우는 매우 무른 상태 내지 보통의 무른 정도를 나타내는 것으로 자동차 샤시용으로 주로 사용된다. 또한 혼화주도가 NLGI #2~4인 경우는 보통의 무른 상태 내지 경질의 상태를 나타내는 것으로 일반적인 뎀핑용(Damping用)으로 주로 사용되고, 혼화주도가 NLGI #4~6인 경우는 경질의 상태 내지 고체상태를 나타내는 것으로 주로 미끄럼 베어링용으로 사용된다. 본 발명에서 그리스의 혼화주도가 NLGI #2보다 작을 때는 윤활성을 높일 수는 있으나 원하는 점성을 얻기가 어렵고, 혼화주도가 NLGI #4보다 클 때는 베어링에 그리스를 주유하기가 어려울 뿐만 아니라 스토퍼에 의해 이송물이 정지하더라도 회전축이 롤러 내에서 공회전하지 않고 롤러와 연동하여 회전하므로 이송물과 롤러의 마찰면에 슬립(Slip)현상이 발생하여 롤러의 마모나 기판에 손상을 줄 우려가 있다.

또한, 그리스는 일반적으로 기유(Oil)에 증주제를 분산시킨 반유동상의 윤활유를 일컫는 것으로, 이는 기유와 증주제 첨가제로 주로 구성된다.

기유는 그리스에서 대부분 윤할역할을 담당한다. 그리스의 기유로 주로 사용되는 실리콘 오일은 반응성 실란(silane)을 반응시켜 실리콘의 말단에 트리메틸기 또는 페닐기가 결합된 형태를 가지고 있다. 실리콘 오일은 저온에서 작게 꼬여있는 코일 상태를 하고 있고, 고온에서는 풀어진 코일 상태로 되어 온도에 따라 점성이 증가한다. 주로 사용되어지는 실리콘 오일은 디메틸실리콘 및 디페닐실리콘이며, 이들 실리콘 오일은 비교적 넓은 온도 범위(-40℃~+205℃)에서 잘 견딜 수 있고, 온도에 따른 점성 계수가 낮아 점도 변화가 적고, 응고점이 낮아 저온에서도 유동성을 잃지 않으며, 화학적으로 비활성을 띠며, 표면 장력이 낮고, 발수성, 소포성 및 이형 작용을 가지며 전기 절연성이 높은 특성을 가지고 있어 그 응용범위가 매우 넓다.

본 발명에서 기유로서 사용된 실리콘 오일은 유리전이온도가 -130℃이고, 20,000 ~ 30,000 cSt(25℃)의 고점도인 것을 사용하여 높은 점착성을 갖게 하는 것이 바람직하다.

또한, 그리스에 첨가되는 증주제는 기유에 비뉴튼성을 부여하여 반고체상으로 유지하는 역할을 담당한다. 상기 증주제로는 칼슘, 나트륨, 알루미늄, 리튬, 벤톤, 테프론, 실리콘, 우레아계 화합물, 카본블랙, 금속비누, 폴리테트라플루오르에틸렌(polytetrafluoroethylene) 중 적어도 하나를 사용하는 것이 바람직하고, 그 함량은 100중량%에 있어서 5중량% 내지 20중량%가 포함되어 있는 것이 바람직하다. 이는 본 발명에서의 그리스가 롤러 회전시의 그리스 고점도를 이용하여 회전력을 증가시킴과 동시에 이송물이 정지했을 경우 베어링과 롤러 사이의 마찰을 최소화하기 위함이다.

또한, 극압 첨가제나 산화 방지제와 같은 첨가제를 그리스에 첨가하여 그리스의 기계적 성능을 향상시킬 수도 있다.

또한, 상기 롤러는 그 재질이 수지계열을 사용하는 것이 바람직하다. 이는 내열, 내마모성, 경도 윤활성, 선팽창계수 등을 고려한 것이다. 그러한 수지의 대표적인 예로는 66 나일론이 있다.

이하, 상기와 같은 본 발명, 그리스를 주유한 어큐뮬레이트 롤러 구동장치의 기술적 사상에 따른 일실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 그리스를 주유한 롤러 구동장치의 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 그리스를 주유한 롤러 구동장치는 회전축(130)을 기준으로 일단에는 이송물(170)을 이송시키기 위한 회전력을 발생시키는 구동모터(120, 도 3에 도시됨)가 연결되고, 타단에는 외주면이 상기 이송물(170)의 일면과 접촉되는 롤러(140)가 구비되어 있다. 그리고 상기 회전축(130)은 프레임(110)에 설치되어 있다. 그리고 상기 회전축(130)과 롤러(140) 사이에는 고점도의 그리스가 주유된 베어링(150, 도 3에 도시됨)이 기재되어 있다.

이에 대한 구조는 도 3을 참조하여 설명하도록 하겠다. 도시된 바와 같이, 회전축(130)을 기준으로 일단에는 구동모터(120)이 연결되어져 있고, 타단은 롤러(140)가 구비되어져 있는데, 상기 롤러(140)와 회전축(130) 사이에는 고점도 그리스를 주유한 베어링(150)이 개재되어 있다. 상기 베어링(150)은 상기 회전축(130)의 외주면을 감싸는 내륜(151)과, 상기 롤러(140)의 내주면과 접하는 외륜(153)과, 상기 내륜(151)과 외륜(153) 사이에 개재된 다수 개의 볼(152)로 구성된다. 그리고 상기 다수 개의 볼(152) 사이사이로는 전술한 고점도 그리스가 주유되어 있다.

도 2 내지 도 4를 참조하여 상기와 같은 고점도 그리스를 주유한 어큐뮬레이트 롤러 구동장치의 작동원리를 살펴보면, 우선 구동모터(120)의 회전력에 의해 이송물(170)이 이송되는 경우, 상기 베어링(150)에 주유된 그리스의 점성으로 인해 회전축(130)과 베어링(150)과 롤러(140)가 연동되어 회전하게 된다. 그러면 상기 롤러(140) 위에 안착된 이송물(170)은 롤러(140)와 이송물(170)의 접촉면의 마찰력에 의해 이송된다. 그리고 상기 이송물(170)을 일시 정지시켜야 하는 경우는 스토퍼(160, 도 4에 도시됨)에 의해 이송물(170)의 진행이 멈추게 된다. 이 경우 상기 롤러(140)는 이송물(170)의 하중으로 인해 회전이 정지하고, 회전축(130)만이 롤러(140) 내에서 공회전하게 된다. 이는 본 발명에서의 그리스는 고점도를 가짐과 동시에 어느 정도의 윤활성도 있기 때문에 회전축(130)이 공회전될 수 있다.

이하, 하기 실험예를 통하여 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명할 것이나, 하기하는 실험예는 본 발명의 일 예시일 뿐 본 발명이 이러한 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다. 특히 하기의 실험예는 그리스의 물성 변화를 상온(25℃)과 고온(70℃)에서 측정하여 발생되었던 변화들을 관찰하여 분석함으로써 그리스의 특성이 본 발명에 미치는 영향을 보다 명확하게 규명하는 것을 그 목적으로 하고 있다.

(실험예 1)

실험조건

1. Chamber 내부의 온도는 25℃.

2. Conveyor 최대속도 330mm/sec.

3. 이송물의 하중 50Kg(module 포함).

4. 그리스의 유출량 및 분진량은 1(min)~10(max)의 수로 표기함.

이하, 그리스 종류에 따라 장력, 그리스 유출량, 소음, 분진의 발생상태를 표 1에 나타내었다.

	누적시간(h)	고점도 그리스(D185)				고점도 그리스(LF201)				그리스(MOLUB-ALLOY2115)
		장력(N)	그리스 유출량	소음(db)	분진	장력(N)	그리스 유출량	소음(db)	분진	장력(N)	그리스 유출량	소음(db)	분진
1	24	25	無	69.2	無	20	無	69.1	無	10	無	69.2	無
2	48	25	無	69.1	無	20	無	69.2	無	10	無	69.2	無
3	72	24	無	68.2	無	20	無	69.3	無	9	無	69.1	無
4	96	24	無	69.2	無	20	無	69.2	無	9	無	69.2	無
5	120	24	無	69.1	無	20	無	69.1	無	9	無	69.2	無
6	144	23	無	69.1	無	19	無	69.1	無	9	無	69.3	無
7	168	23	無	69.2	無	19	無	69.2	無	9	無	69.2	無
8	192	23	無	69.1	無	19	無	69.1	無	9	無	69.2	無
9	216	23	無	69.2	無	20	無	69.3	無	9	無	69.2	無
10	240	23	無	69.1	無	19	無	69.1	無	9	無	69.2	無
11	288	24	無	69.2	無	20	無	69.2	無	10	無	69.2	無
12	336	24	無	69.1	無	20	無	69.2	無	10	無	69.3	無
13	384	24	無	69.1	無	20	無	69.1	無	9	無	69.1	無
14	432	23	無	69.2	無	20	無	69.1	無	9	無	69.2	無
15	480	23	無	69.1	無	19	無	69.1	無	9	無	69.2	無
16	528	24	無	69.1	無	19	無	69.1	無	9	無	69.2	無

상기 표 1로부터 그리스(D185, LF201, MOLUB-ALLOY2115) 모두 그리스 유출량, 분진발생, 소음정도는 비슷하게 나타났으나, 장력은 D185가 23N 내지 25N이고, LF201가 19N 내지 20N이고, MOLUB-ALLOY2115가 9N 내지 10N으로 다소 차이가 있었다. 상기의 장력값은 회전축과 롤러가 연동하여 이송물을 이송시킬 수 있는 척도를 나타낸 것으로 그 값이 클수록 이송물을 이송시키는 힘이 크다는 것을 의미한다.

(실험예 2)

실험조건

1. Chamber 내부의 온도는 70℃.

2. Conveyor 최대속도 330mm/sec.

3. 이송물의 하중 50Kg(module 포함).

4. 그리스의 유출량 및 분진량은 1(min)~10(max)의 수로 표기함.

이하, 그리스 종류에 따라 장력, 그리스 유출량, 소음, 분진의 발생상태를 표 2에 나타내었다.

	누적시간(h)	고점도 그리스(D185)				고점도 그리스(LF201)				그리스(MOLUB-ALLOY2115)
		장력(N)	그리스 유출량	소음(db)	분진	장력(N)	그리스 유출량	소음(db)	분진	장력(N)	그리스 유출량	소음(db)	분진
1	24	22	無	69.2	無	13	無	69.1	無	4	無	69.3	無
2	48	20	無	69.1	無	13	無	69.2	無	3	無	69.2	無
3	72	15	無	68.2	無	12	無	69.3	無	3	無	69.1	無
4	96	14	無	69.1	無	11	無	69.2	無	3	無	69.2	無
5	120	12	無	69.1	無	10	無	69.3	無	3	無	69.2	無
6	144	12	無	69.2	無	8	無	69.1	無	3	無	69.3	無
7	168	12	無	69.1	無	8	無	69.2	無	3	無	69.1	無
8	192	13	無	69.1	無	7	無	69.1	無	3	無	69.2	無
9	216	13	無	69.2	無	7	無	69.3	無	3	無	69.2	無
10	240	13	無	69.1	無	6	無	69.1	無	3	無	69.2	無
11	288	12	無	69.2	無	6	無	69.2	無	3	無	69.2	無
12	336	12	無	69.2	無	6	無	69.2	無	3	無	69.3	無
13	384	12	無	69.1	無	6	無	69.1	無	3	無	69.1	無
14	432	12	無	69.2	無	6	無	69.2	無	3	無	69.2	無
15	480	12	無	69.1	無	6	無	69.1	無	3	無	69.2	無
16	528	12	無	69.1	無	6	無	69.1	無	3	無	69.2	無

상기 표 2로부터 그리스(D185, LF201, MOLUB-ALLOY2115) 모두 그리스 유출량, 분진발생, 소음정도는 비슷하게 나타났으나 장력은 D185가 12N 내지 22N이고, LF201가 6N 내지 13N이고, MOLUB-ALLOY2115가 3N 내지 4N으로 그 차이가 있었다. 상기의 장력값은 회전축과 롤러가 연동하여 이송물을 이송시킬 수 있는 척도를 나타낸 것으로 그 값이 클수록 이송물을 이송시키는 힘이 크다는 것을 의미한다. 특히 온도가 고온일수록 장력이 점점 더 약해지는데, 이는 온도가 증가할수록 그리스의 점성이 떨어지는 일반적인 현상에서 기인한 것이다. 특히 D185와 LF201은 상온 비해서 50%정도 장력이 약하지만 일정한 장력을 유지하므로 어큐뮬레이트 롤러의 기능을 수행할 수 있다.

상기와 같이 장력이 차이나는 이유는 그리스의 혼화주도 차이에 기인한 것이다. D185는 LUBTECH SYSTEM사의 제품으로 그 혼화주도가 NLGI # 3이고, LF201는 LUBTECH SYSTEM사의 제품으로 그 혼화주도가 NLGI # 2.5이며, MOLUB-ALLOY2115는 한국윤활유산업(주)의 제품으로 그 혼화주도가 NLGI # 2이다. 각 그리스마다 특성이 있으나 본 실험예에서는 주로 혼화주도값의 차이가 장력값 차이로 나타나므로 혼화주도만 언급한 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 그리스(Grease)를 주유한 어큐뮬레이트 롤러 구동장치는 롤러와 회전축 사이에 고점도 그리스가 주유된 베어링을 개재함으로써 롤러 회전시의 회전력을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 고점도의 그리스를 사용함으로써 마찰로 인한 소음이나 분진 발생을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 롤러를 이용하여 이송물을 이송시키고, 일시 정지시킬 수 있는 어큐뮬레이트 롤러 구동장치에 있어서,

   프레임과;

   상기 프레임에 설치되어 회전되는 회전축과;

   상기 회전축의 일단에 연결되어 상기 이송물을 이송시키기 위한 회전력을 발생시키는 구동모터와;

   상기 회전축의 타단에 마련되어 외주면이 상기 이송물의 일면과 접촉되는 롤러와;

   상기 회전축의 외주면과 롤러 사이에 개재되어 고점도 그리스가 주유된 베어링을 포함하고,

   상기 그리스는 점도값이 100℃에서 50cSt 내지 70cSt인 것을 특징으로 하는 그리스를 주유한 어큐뮬레이트 롤러 구동장치.
4. 롤러를 이용하여 이송물을 이송시키고, 일시 정지시킬 수 있는 어큐뮬레이트 롤러 구동장치에 있어서,

   프레임과;

   상기 프레임에 설치되어 회전되는 회전축과;

   상기 회전축의 일단에 연결되어 상기 이송물을 이송시키기 위한 회전력을 발생시키는 구동모터와;

   상기 회전축의 타단에 마련되어 외주면이 상기 이송물의 일면과 접촉되는 롤러와;

   상기 회전축의 외주면과 롤러 사이에 개재되어 고점도 그리스가 주유된 베어링을 포함하고,

   상기 그리스는 혼화주도가 NLGI #2 내지 NLGI #4인 것을 특징으로 하는 그리스를 주유한 어큐뮬레이트 롤러 구동장치.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,

   상기 그리스는 칼슘, 나트륨, 알루미늄, 리튬, 벤톤, 테프론, 실리콘, 우레아계 화합물, 카본블랙, 금속비누, 폴리테트라플루오르에틸렌(polytetrafluoroethylene) 중 적어도 하나를 증주제로 사용하고,

   상기 증주제는 그리스 100중량%에 있어서 5중량% 내지 20중량%가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 그리스를 주유한 어큐뮬레이트 롤러 구동장치.
6. 삭제

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