KR101751778B1

KR101751778B1 - 가열 윤활 부품을 구비한 선형 장치 및 이에 사용되는 합성 윤활유

Info

Publication number: KR101751778B1
Application number: KR1020140186162A
Authority: KR
Inventors: 웨이-잉 추; 이엔-잉 성
Original assignee: 하이윈 테크놀로지스 코포레이션
Priority date: 2014-06-25
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2017-06-28
Also published as: TW201600593A; CN105202351A; KR20160000821A; US20150377342A1; DE102014114675B4; US9759311B2; TWI558808B; DE102014114675A1

Abstract

가열 윤활 부품을 구비한 선형 장치에 있어서, 장축, 이동체 및 윤활 부품을 포함하고, 상기 이동체는 상기 장축에 씌워지고, 상기 윤활 부품은 상기 이동체에 설치되며, 상기 윤활 부품은 수용부, 열전도부 및 전도부를 포함하고, 상기 열전도부 및 전도부의 일부는 상기 수용부에 설치되고, 상기 열전도부의 다른 일부는 상기 이동체와 접촉하여 상기 이동체의 열에너지를 흡수하여 열전도부 전체의 온도를 상승시키며, 상기 전도부의 다른 일부는 상기 장축과 접촉하며, 상기 수용부는 합성 윤활유를 구비하고, 상기 합성 윤활유의 주원료는 윤활유와 왁스로 구성되며, 왁스 함량은 5wt%~30wt% 사이이며, 윤활유의 함량은 95wt%~70wt% 사이이다.

Description

가열 윤활 부품을 구비한 선형 장치 및 이에 사용되는 합성 윤활유 {LINEAR DEVICE HAVING A HEAT LUBRICATION PART, AND SYNTHETIC LUBRICATING OIL FOR USE IN THE SAME}

본 발명은 선형 부품에 관한 것으로서 특히 가열 윤활 부품을 구비한 선형 장치에 관한 것이다.

대만 특허공고 제I435988은 승온 기능을 구비한 윤활 장치에 관한 특허로서 윤활 장치의 오일 저장 탱크와 이동체 사이에 열 전도 부재를 설치하여 이동체 이동시 열 에너지를 발생시킨다. 열 전도 부재는 열에너지를 오일 저장 탱크로 전도하여 오일 저장 탱크내의 윤활유의 온도를 상승시킨다. 윤활유의 온도가 상승하여 점도가 떨어지면 오일 가이드 부재에 모세관 현상을 발생시키고, 모세관 현상에 의해 윤활유를 장축을 윤활하는 윤활 부재로 안내하여 윤활 작용을 발생시킨다. 이동체가 작동하지 않으면 윤활유는 상온을 회복하며, 상온에서 윤활유의 점도가 높으므로 모세관 현상이 발생하기 어렵다. 이와 같이, 별도의 제어 기구를 사용하지 않고도 윤활 여부에 대한 상태 변화를 발생시킬 수 있으며, 이동체의 미작동시에 오일이 유출되는 현상을 방지할 수 있다.

그러나, 시중에서 판매되는 윤활유를 실제로 구매하여 시험한 결과에 따르면, 상기 열 전도 부재에 의해 윤활유의 점도를 저하시켜 오일 가이드 부재에 모세관 현상을 발생시킬 수 없다. 따라서 이와 같은 가열형 오일 탱크에 적용될 수 있는 윤활유를 개발해야만 상기 구상을 실시할 수 있다.

상기 문제점을 감안하여 본 발명은 이러한 가열형 오일 탱크에 적용 가능한 합성 윤활유를 제공하여 종래기술에 존재하는 문제점을 개선하는 것을 주된 목적으로 한다.

상기 목적을 이루기 위해 안출된 본 발명은 합성 윤활유에 관한 것으로, 상기 합성 윤활유의 주원료는 윤활유와 왁스로 이루어지며, 왁스 함량은 5wt%~30wt% 사이이며, 윤활유의 함량은 95wt%~70wt% 사이이다.

상기 목적을 이루기 위해 안출된 본 발명은 가열 윤활 부품을 구비한 선형 장치에 관한 것으로서, 장축, 이동체 및 윤활 부품을 포함하고, 상기 이동체는 상기 장축에 씌워지고, 상기 윤활 부품은 상기 이동체에 설치되며, 상기 윤활 부품은 수용부, 열전도부 및 전도부를 포함하고, 상기 열전도부 및 전도부의 일부는 상기 수용부에 설치되고, 상기 열전도부의 다른 일부는 상기 이동체와 접촉하여 상기 이동체의 열에너지를 흡수하여 열전도부 전체의 온도를 상승시키며, 상기 전도부의 다른 일부는 상기 장축과 접촉하며, 상기 수용부는 합성 윤활유를 구비하고, 상기 합성 윤활유의 주원료는 윤활유와 왁스로 구성되며, 왁스 함량은 5wt%~30wt% 사이이며, 윤활유의 함량은 95wt%~70wt% 사이이다.

여기서, 합성 윤활유의 최적의 조성 비율은 왁스 10wt%, 윤활유 90wt%이다. 이 경우 경화 정도가 충분하고 오일 함량이 많다.

여기서, 본 발명의 전도부는 양모펠트로 제조되며, 모세관 원리를 이용하여 합성 윤활유를 윤활이 필요한 위치로 전도한다. 여기서 모세관 원리에 따른 속도에 영향을 미치는 것은 액체의 농조(濃稠,Thick)이므로, 본 발명에 따른 합성 윤활유는 왁스 함량에 의해 그 농조를 조절하며, 왁스 함량을 5wt%~30wt% 사이로 한다. 왁스 함량이 5wt% 미만이면 본 발명에 따른 합성 윤활유가 바람직한 경화 결과를 가져올 수 없으며 전도부의 오일 공급 속도가 과도하게 높아지기 쉽다. 왁스 함량이 30wt%를 초과하면 합성 윤활유의 경화 정도가 과도하게 높아져 높은 온도로 용융시켜야 한다. 예를 들어 왁스 사용량이 30wt%를 초과할 경우, 실험에 따르면 41℃ 이상의 온도에서 고체 상태의 합성 윤활유를 액체 상태로 전환시킬 수 있으나, 실험에 따르면 열전도부에 흡수되는 이동체의 열에너지는 통상 30~40℃ 사이이므로, 상기 온도로는 짧은 시간 내에 고체 상태의 합성 윤활유를 액체 상태로 전환하여 전도부로 하여금 합성 윤활유를 윤활이 필요한 위치로 전달하도록 할 수 없으며, 이에 따라 윤활 부족의 문제점이 발생한다.

여기서, 윤활유의 함량은 중량 기준으로 95wt%~70wt% 사이이다. 윤활유의 함량이 70wt% 미만이면, 본 발명에 따른 자체 윤활 재료는 선형 전동 부품을 효과적으로 윤활하지 못할 수 있으며, 자체 윤활 재료의 사용 수명이 단축될 수 있다. 윤활유의 함량이 95wt% 이상이면, 본 발명에 따른 자체 윤활 재료의 경화 효과가 좋지 않으며 전도부가 합성 윤활유를 흡수하는 속도가 과도하게 빨라져 합성 윤활유의 낭비를 초래할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 합성 윤활유는 주로 왁스와 윤활유 성분의 중량 비율을 조절함으로써 합성 윤활유를 낭비 없이 적절하게 공급하여 바람직한 윤활 효과를 이루며, 전도부의 모세관 현상에 의한 오일 공급 속도가 과도하게 빨라지는 문제점을 대폭 개선한다.

도 1은 본 발명에 따른 가열 윤활 부품을 구비한 선형 장치의 시스템 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 윤활 부품의 사시 투영도이다.
도 3은 본 발명에 가열 윤활 부품을 구비한 선형 장치의 조립도이다.
도 4는 본 발명에 따른 가열 윤활 부품을 구비한 선형 장치의 단면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 이들 도면은 본 발명의 바람직한 실시예의 도면이다. 본 발명은 가열 윤활 부품을 구비한 선형 장치에 관한 것이다. 본 실시예는 볼 스크류를 예로 들어 설명하지만 볼 스크류에 적용되는 것에 한정되지 않고, 선형 레일등의 선형 장치에도 사용될 수 있다. 도면으로부터 알 수 있듯이, 가열 윤활 부품을 구비한 볼 스크류는, 장축(1), 이동체(2), 어플리케이터(8), 로딩 부재(4), 체결 부재(5) 및 윤활 부품(6)을 포함한다. 상기 장축(1)은 나선형 롤링 채널(11)을 구비한다. 상기 이동체(2)는 상기 장축이 끼워지는 관통 홀(21)을 구비하고, 상기 관통 홀의 내주연면에는 상기 롤링 채널(11)에 대향하는 롤링 홈(211)이 형성되어 있다. 또한 상기 이동체(2)에는 상기 관통 홀(21)과 연통된 수용 홀(22), 및 상기 수용 홀(22)과 연통된 위치 고정 홀(23)이 형성되어 있다. 상기 어플리케이터(8)는 상기 수용 홀(22)에 설치되고, 상기 어플리케이터(8)의 일단은 도포 단(81)이며, 상기 도포 단(81)은 상기 롤링 채널(11)과 접촉한다. 상기 도포 단(81)과는 다른 상기 어플리케이터(8)의 타단은 커버 부재(7)에 커버링되어 상기 어플리케이터(8)를 수용 홀(22)에 고정한다. 상기 로딩 부재(4)는 상기 이동체(2)에 있어서 상기 위치 고정 홀(23)이 형성된 단부에 고정되며, 상기 로딩 부재(4)는 수나사산(41)과 로딩부(42)를 구비한다. 상기 체결 부재(5)는 상기 로딩 부재(4)의 수나사산(41)과 나사 결합되는 암나사산(51)을 구비한다. 상기 윤활 부품(6)은 상기 이동체(2)에 설치되고, 상기 윤활 부품(6)은 위치 고정 돌출부(61), 수용부(62), 씌움 설치부(63), 열전도부(64) 및 수송부(65)를 포함한다. 상기 씌움 설치부(63)는 상기 로딩 부재(4)의 로딩부(42)에 씌워지며, 상기 체결 부재(5)를 통해 상기 로딩 부재(4)에 체결되어 상기 윤활 부품(6)을 상기 로딩 부재(4)에 고정하며, 상기 위치 고정 돌출부(61)는 상기 위치 고정 홀(23)에 삽입된다. 도 4와 같이, 상기 수송부(65)의 출력 단부(651)는 상기 어플리케이터(8)와 접촉하고 상기 수송부(65)는 상기 어플리케이터(8)와 함께 전도부를 구성하며, 상기 전도부의 재질은 모두 양모펠트를 재료로 하여 제조된다. 도 2와 같이 상기 열전도부(64) 및 수송부(65)의 일부는 상기 수용부(62)에 설치되고, 상기 열전도부(64)의 다른 일부는 상기 이동체(2)와 접촉하여 상기 이동체(2)의 열에너지를 흡수한다. 그리고 상기 열전도부(64)와 이동체(2) 사이의 접촉면에는 열전도 재료(예를 들어 방열 페이스트)를 도포하여 열전도성을 증가시켜 열전도부(64) 전체의 온도를 상승시킬 수 있으며, 상기 열전도부는 열전도 재질(예를 들어 구리)로 제조된다. 한편, 상기 위치 고정 돌출부(61)도 열전도 재질로 제조될 수 있으며, 이로써 상기 위치 고정 돌출부에 위치한 수송부(65)의 온도를 상승시켜 합성 윤활유의 유동성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 수용부(62)는 합성 윤활유(9)를 구비하고, 상기 전도부는 합성 윤활유(9)를 상기 롤링 채널(11)로 수송하기 위한 것이다.

상기 합성 윤활유(9)의 주원료는 윤활유와 왁스로 구성되며, 왁스 함량은 5wt%~30wt% 사이이고, 윤활유의 함량은 95wt%~70wt% 사이이다. 여기서, 합성 윤활유의 최적의 조성 비율은 왁스 10wt%, 윤활유 90wt%이며, 이 경우 경화 정도가 충분하고 오일 함량도 많다.

상기 합성 윤활유를 제조하는 단계는 순차적으로 아래와 같다. 즉, 왁스를 용융 상태가 되도록 가열하는 단계 → 용융된 왁스를 윤활유에 첨가하는 단계 → 균일하게 교반하는 단계 → 냉각하여 경화시키는 단계를 통해 본 발명에 따른 합성 윤활유(9)를 제조한다. 본 발명에 따른 윤활유의 종류는 광물성 오일, 합성 오일, 에스테르 오일등 윤활 효과를 가진 윤활유일 수 있으며, 본 실시예에서는 점도가 68 cst (VG68)인 광물성 오일을 사용한다. 또한, 왁스의 종류는 정련된 파라핀 왁스, 마이크로크리스탈린 왁스등 고체 왁스 제품일 수 있으며, 용융점에 대한 요구에 따라 서로 다른 왁스를 경화 성분으로 선택하여 사용할 수 있으나, 본 실시예에서는 정련된 파라핀 왁스를 사용하며, 상기 정련된 파라핀 왁스의 화학식은 C_nH_2n ₊₂이고, 여기서 n은 20~55이고, 분자량은 280~800이다. 이로써 합성 윤활유(9)를 경화시킬 수 있고, 열전도부(64)가 이동체(2)의 열에너지를 흡수하여 자체 온도를 상승시키면 상기 합성 윤활유(9)를 고체 상태로부터 액체 상태로 전환시키고, 합성 윤활유(9)가 액체 상태로 전환되면 상기 전도부는 상기 액체 상태의 합성 윤활유(9)를 롤링 채널(11)로 흡수하여 윤활 효과를 이룰 수 있다. 따라서 본 발명은 이동체(2)가 작동하면 열에너지를 발생시키고, 열전도부(64)가 열에너지를 흡수해야만 합성 윤활유(9)를 액화시켜 윤활 기능을 제공하고, 이동체(2)가 정지하면 열전도부(64)의 온도가 떨어져 합성 윤활유(9)를 경화시켜 윤활을 정지하여 합성 윤활유(9)의 낭비를 방지하는 효과를 이룰 수 있다.

1 장축
11 롤링 채널
2 이동체
21 관통 홀
211 롤링 홈
22 수용 홀
23 위치 고정 홀
3 롤링 부재
4 로딩 부재
41 수나사산
42 로딩부
5 체결 부재
51 암나사산
6 윤활 부품
61 위치 고정 돌출부
62 수용부
63 씌움 설치부
64 열전도부
65 수송부
651 출력 단부
7 커버 부재
8 어플리케이터
81 도포 단
9 합성 윤활유

Claims

가열 윤활 부품을 구비한 선형 장치에 있어서,
장축, 이동체, 어플리케이터, 로딩 부재, 체결 부재 및 윤활 부품을 포함하고,
상기 이동체에는 수용 홀 및 위치 고정 홀이 형성되어 있으며, 상기 이동체는 상기 장축에 씌워지고,
상기 어플리케이터는 상기 수용 홀에 설치되고,
상기 로딩 부재는 상기 위치 고정 홀에 고정되고,
상기 윤활 부품은 상기 이동체에 설치되며, 상기 윤활 부품은 위치 고정 돌출부, 수용부, 씌움 설치부, 열전도부 및 수송부를 포함하고, 상기 위치 고정 돌출부는 상기 위치 고정홀에 삽입되며, 상기 씌움 설치부는 상기 체결 부재를 통해 상기 로딩 부재에 체결되고, 상기 수송부는 상기 어플리케이터와 함께 전도부를 구성하며, 상기 열전도부 및 상기 전도부의 일부는 상기 수용부에 설치되고, 상기 열전도부의 다른 일부는 상기 이동체와 접촉하여 상기 이동체의 열에너지를 흡수하여 열전도부 전체의 온도를 상승시키며, 상기 전도부의 다른 일부는 상기 장축과 접촉하며, 상기 수용부는 합성 윤활유를 구비하고, 상기 합성 윤활유의 주원료는 윤활유와 왁스로 구성되며, 왁스 함량은 5wt%~30wt% 사이이며, 윤활유의 함량은 95wt%~70wt% 사이인 가열 윤활 부품을 구비한 선형 장치.
제1항에 있어서,
상기 왁스와 윤활유의 최적의 조성 비율은 왁스 10wt%, 윤활유 90wt%인 가열 윤활 부품을 구비한 선형 장치.
제1항에 있어서,
상기 열전도부와 상기 이동체 사이의 접촉면에 열전도 재료를 도포한 가열 윤활 부품을 구비한 선형 장치.