KR102156248B1 - 공작 기계용 실 부재 - Google Patents
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Abstract
장기간에 걸쳐서 실 성능을 유지할 수 있는 공작 기계용 실 부재를 제공한다. 상기 공작 기계용 실 부재는 지지 부재와, 공작 기계의 슬라이딩면과 슬라이딩 접촉하는 에지부를 가지는 평판상의 탄성 부재를 구비하고, 상기 지지 부재는 상기 탄성 부재의 표면의 일부와 대향하는 지지면을 가지며, 상기 공작 기계에는 상기 탄성 부재가, 상기 공작 기계의 장착부와 상기 지지 부재의 상기 지지면에 끼워지도록 장착되고, 상기 탄성 부재는 상기 공작 기계에 장착되었을 때에 상기 장착부와 상기 지지 부재에 끼워지는 고정부와, 상기 장착부와 상기 지지 부재에 끼워지지 않고, 상기 에지부를 포함하면서 만곡 가능한 립부를 가진다.
Description
본 발명은 공작 기계용 실 부재에 관한 것이다.
선반이나 머시닝 센터 등의 공작 기계는 제조 산업에서 범용되고 있는 가장 기본적인 기계 장치이다. 이들 공작 기계에서는 구동 기구 등을 절삭 가루나 쿨런트(절삭유) 등으로부터 보호하거나 절삭 가루나 쿨런트를 제거하기 위해서, 립 실, 슬라이드 실, 텔레스코 실, 커버 실 등의 공작 기계용 실 부재(공작 기계용 와이퍼라고 하는 경우도 있음)가 사용되고 있다.
공작 기계용 실 부재(공작 기계용 와이퍼)로는 예를 들면 특허문헌 1에 기재된 것이 있다.
특허문헌 1에는 도 10에 도시한 바와 같은 공작 기계용 실 부재(130)(공작 기계용 와이퍼)가 개시되어 있다. 도 10은 종래의 공작 기계용 실 부재의 일례를 나타내는 단면도이다.
공작 기계용 와이퍼(130)(이하, 간단히 와이퍼라고도 함)는 도 10에 도시하는 바와 같이 판 형상을 가지며, 와이퍼(130)를 공작 기계에 장착하기 위한 장착부(131)와, 장착부(131)에 대하여 굴곡되어 형성된 판 형상의 립부(132)를 가지고 있다.
와이퍼(130)에 있어서 장착부(131)는 고무체로 형성됨과 함께, 그 전면(前面) 측에는 금속제의 보강판(134)이 매설되고, 고무체와 보강판(134)은 가황 접착되어 있다. 립부(132)는 장착부(131)의 고무체와 일체적으로 고무로 형성되어 있다. 장착부(131)와 립부(132)의 접속부의 전면 측에는 절단면이 원호상이고, 길이 방향(지면(紙面)을 관통하는 방향)으로 연장되는 홈(135)이 형성되어 있다. 또한, 장착부(131)에는 복수 개의 나사 구멍(133)이 마련되어 있다.
립부(132)의 배면(132A) 측에는 금속판(136)이 마련되어 있다. 금속판(136)의 전면은 립부(132)의 배면(132A)에 첩부됨과 함께 립부(132)에 의해 완전히 덮여 있다.
와이퍼(130)는 장착부(131)의 나사 구멍(133)에 나사(141)를 통과시켜서 공작 기계의 고정 커버(128)에 장착된다. 이 때, 장착부(131)는 수직면(131A)이 고정 커버(128)를 따르도록 장착되고, 장착부(131)의 수직면(131A, 131C)은 공작 기계의 슬라이딩면(124)에 대하여 수직이 된다.
또한, 립부(132)는 슬라이딩면(124)에 대하여 경사지므로, 립부(132)의 배면(132A)은 슬라이딩면(124)에 대향되고, 배면(132A)에 첩부되는 금속판(136)은 립부(132)의 아래쪽에 위치한다.
와이퍼(130)에 대해서 특허문헌 1은 하기를 주장하고 있다.
와이퍼(130)는 장착부(131)와 립부(132)의 접속부에 홈(135)이 마련되어 있기 때문에, 립부(132)는 장착부(131)와의 접속부를 지점(支點)으로, 비교적 작은 힘으로 위아래로 요동할 수 있다. 따라서, 슬라이딩면(124)이 위아래로 굴곡 변위하는 경우에도, 립부(132)는 슬라이딩면(124)에 좋은 응답성으로 추종하여 슬라이딩면(124)으로부터 벗어나는 경우는 없다.
특허문헌 2는 립부에 금속판을 대신하여 범포 등을 마련한 것 이외에는 특허문헌 1의 공작 기계용 와이퍼와 동일한 구성의 공작 기계용 와이퍼를 제안하고 있다.
공작 기계용 실 부재는 탄성 부재의 단부(端部)(립의 선단부)를 공작 기계의 슬라이딩면에 소정의 접촉압(공작 기계의 슬라이딩면으로부터 탄성 부재가 받는 압력)으로 눌러서 사용한다. 상기 소정의 접촉압은 통상, 공작 기계용 실 부재를 공작 기계에 장착할 때의 선단 압입량을 소정 값으로 함으로써 확보된다.
한편, 공작 기계의 슬라이딩면은 평활하지 않고 굴곡(요철)을 가지는 것이 일반적이다. 그렇기 때문에, 공작 기계용 실 부재는 사용 시에 상기 슬라이딩면의 굴곡에 의해 소정의 접촉압을 유지하는 것이 곤란해진다.
이 문제에 대처하기 위해서, 특허문헌 1에 기재된 공작 기계용 실 부재(130)(공작 기계용 와이퍼)는 장착부(131)와 립부(132)의 접속부에 홈(135)이 마련되어 있다. 특허문헌 1에서는 립부(132)가 장착부(131)와의 접속부를 지점으로, 비교적 작은 힘으로 위아래로 요동할 수 있어서, 공작 기계의 슬라이딩면이 굴곡을 가지는 경우에도 좋은 응답성으로 추종하는 것이 주장되고 있다.
한편, 특허문헌 1에 기재된 공작 기계용 실 부재는 탄성 부재의 상기 슬라이딩면과의 접촉 부분이 마모되기 쉬운 것이 본 발명자들의 검토로 명백해졌다. 그 이유는, 특허문헌 1의 기술에서는 장착부와 립부의 접속부에서 슬라이딩면의 굴곡을 흡수하고자 하고 있기 때문에 상기 슬라이딩면의 굴곡이 커지면 충분히 슬라이딩면에 추종할 수 없고, 그 결과, 탄성 부재(립부)의 접촉압을 일정하게 유지할 수 없게 되기 때문이라고 생각되었다.
한편, 상기 접촉압을 낮추면, 상기 접촉 부분에서의 마모는 회피할 수 있지만, 공작 기계용 실 부재에 의한 실 성능 자체가 저하된다. 그렇기 때문에, 접촉압을 낮추면 공작 기계의 구동 기구 등을 절삭 가루나 쿨런트 등으로부터 보호하는 공작 기계용 실 부재의 본래의 목적을 달성하는 것이 곤란해진다.
본 발명자들은 이러한 과제를 해결하고자 예의 검토를 실시했다. 그 결과, 공작 기계의 슬라이딩면에 굴곡이 있어도 해당 슬라이딩면과의 접촉압의 변화가 작고, 내마모성이 뛰어난 공작 기계용 실 부재를 새롭게 발견하여 본 발명을 완성했다.
본 발명의 공작 기계용 실 부재는, 지지 부재와, 공작 기계의 슬라이딩면과 슬라이딩 접촉하는 에지부를 가지는 평판상의 탄성 부재를 구비하고,
상기 지지 부재는 상기 탄성 부재의 표면의 일부와 대향하는 지지면을 가지며,
상기 공작 기계에는 상기 탄성 부재가 상기 공작 기계의 장착부와 상기 지지 부재의 지지면에 끼워지도록 장착되고,
상기 탄성 부재는 상기 공작 기계에 장착되었을 때에 상기 장착부와 상기 지지 부재의 상기 지지면에 끼워지는 고정부와, 상기 장착부와 상기 지지면에 끼워지지 않으며 상기 에지부를 포함하면서 만곡 가능한 립부를 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 공작 기계용 실 부재는, 공작 기계에 장착하기 전(탄성 부재의 에지부가 공작 기계의 슬라이딩면과 접촉하기 전)에는 평판상인 탄성 부재가, 상기 에지부를 공작 기계의 슬라이딩면으로 눌렀을 때에 상기 립부가 만곡된 상태가 되도록 공작 기계에 장착된다. 그리고, 상기 공작 기계용 실 부재는 상기 립부가 만곡된 상태로 사용된다.
상기 공작 기계용 실 부재는, 공작 기계의 슬라이딩면에 굴곡이 있는 경우에도 상기 탄성 부재의 립부 전체에서 굴곡을 흡수하도록 변형할 수 있다. 그렇기 때문에, 상기 공작 기계용 실 부재는 공작 기계의 슬라이딩면에 굴곡이 있는 경우에도 상기 에지부에서의 접촉압의 변화를 매우 작게 할 수 있다. 따라서, 상기 공작 기계용 실 부재는 탄성 부재의 에지부가 마모되기 어려워서 장기간에 걸쳐 성능을 유지할 수 있다.
이러한 효과는 공작 기계용 실 부재를 공작 기계에 장착할 때의 상기 립부의 선단 압입량이 커지면 보다 현저해진다.
또한, 상기 공작 기계용 실 부재는 탄성 부재가 평판상이기 때문에, 특허문헌 1, 2에 기재된 공작 기계용 실 부재의 탄성 부재(본체부 및 립부로 이루어지는 고무체)와 같이 제품마다 금형을 준비하여 제작할 필요가 없다. 상기 평판상의 탄성 부재는 탄성 소재로 이루어지는 시트상물을 제작한 후, 얻어진 시트상물을 소정의 사이즈로 재단함으로써 제작할 수 있다. 그렇기 때문에, 상기 공작 기계용 실 부재는 생산성이 뛰어남과 함께, 설계 변경에 대해서도 용이하게 대응할 수 있다.
상기 공작 기계용 실 부재에 있어서, 상기 지지 부재는 상기 지지면과 반대 측에 마련된 보호부를 가지는 것이 바람직하다.
이 경우, 공작 기계용 실 부재의 사용 시에 상기 탄성 부재의 노출된 표면을 절삭 가루로부터 보호할 수 있다. 그렇기 때문에, 사용 시에 탄성 부재가 절삭 가루의 충돌에 의해 파손되는 것을 억제할 수 있다.
상기 공작 기계용 실 부재에 있어서, 상기 지지 부재의 지지면과 상기 탄성 부재의 표면은 접착제층을 개재하여 접합되어 있는 것이 바람직하다.
이 경우, 지지 부재와 탄성 부재 사이를 지나서 쿨런트가 공작 기계의 구동 기구 등에 침입하는 경우가 잘 발생하지 않게 된다. 따라서, 상기 공작 기계용 실 부재는 보다 뛰어난 실 성능을 가진다.
상기 공작 기계용 실 부재는 상기 탄성 부재의 이면(裏面) 측에 만곡 보조 부재를 더 구비하고,
상기 만곡 보조 부재는, 평판상의 본체부와, 상기 본체부로부터 상기 탄성 부재의 만곡 측을 향하여 연장된 보조부를 포함하는 것이 바람직하다.
이 경우, 공작 기계용 실 부재를 공작 기계에 장착할 때에, 상기 탄성 부재를 소정의 방향으로 만곡시키기 쉬워지면서 만곡시키는 방향을 틀리는 경우도 없다.
또한, 상기 만곡 보조 부재를 구비함으로써, 탄성 부재의 만곡의 방향이 반전되는 공작 기계용 실 부재(탄성 부재)의 젖혀짐이 잘 발생되지 않게 된다.
상기 공작 기계용 실 부재에 있어서, 상기 탄성 부재의 이면과 상기 만곡 보조 부재의 본체부가 접착제층을 개재하여 접합되어 있는 것이 바람직하다.
이 경우, 탄성 부재와 만곡 보조 부재의 사이를 지나서 쿨런트가 공작 기계의 구동 기구 등으로 침입하는 경우가 잘 발생되지 않게 된다. 따라서, 상기 공작 기계용 실 부재는 보다 뛰어난 실 성능을 가진다.
본 발명의 공작 기계용 실 부재는 공작 기계의 슬라이딩면과 슬라이딩 접촉하는 에지부가 마모되기 어려워서 장기간에 걸쳐 실 성능을 유지할 수 있다.
도 1(a)는 제1 실시형태에 따른 공작 기계용 실 부재를 나타내는 부분 사시도(斜視圖)이며, 도 1(b)는 도 1(a)의 측면도이다.
도 2는 제1 실시형태에 따른 공작 기계용 실 부재를 공작 기계에 장착한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3은 제1 실시형태에 따른 공작 기계용 실 부재의 사용 상태를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 4(a)는 제2 실시형태에 따른 공작 기계용 실 부재를 나타내는 부분 사시도면이며, 도 4(b)는 도 4(a)의 측면도이다.
도 5는 제3 실시형태에 따른 공작 기계용 실 부재를 나타내는 측면도이다.
도 6은 실시예 및 비교예의 평가에서의 공작 기계용 실 부재의 장착 부분을 설명하기 위한 모식도이다.
도 7(a)는 실시예 1의 공작 기계용 실 부재의 동마찰 계수를 측정하는 방법을 나타내는 모식도이며, 도 7(b)는 비교예 1의 공작 기계용 실 부재의 동마찰 계수를 측정하는 방법을 나타내는 모식도이다.
도 8은 실시예 1의 공작 기계용 실 부재의 평가 후의 에지부의 모습을 나타내는 사진이다.
도 9는 비교예 1의 공작 기계용 실 부재의 평가 후의 에지부의 모습을 나타내는 사진이다.
도 10은 종래의 공작 기계용 실 부재의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2는 제1 실시형태에 따른 공작 기계용 실 부재를 공작 기계에 장착한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3은 제1 실시형태에 따른 공작 기계용 실 부재의 사용 상태를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 4(a)는 제2 실시형태에 따른 공작 기계용 실 부재를 나타내는 부분 사시도면이며, 도 4(b)는 도 4(a)의 측면도이다.
도 5는 제3 실시형태에 따른 공작 기계용 실 부재를 나타내는 측면도이다.
도 6은 실시예 및 비교예의 평가에서의 공작 기계용 실 부재의 장착 부분을 설명하기 위한 모식도이다.
도 7(a)는 실시예 1의 공작 기계용 실 부재의 동마찰 계수를 측정하는 방법을 나타내는 모식도이며, 도 7(b)는 비교예 1의 공작 기계용 실 부재의 동마찰 계수를 측정하는 방법을 나타내는 모식도이다.
도 8은 실시예 1의 공작 기계용 실 부재의 평가 후의 에지부의 모습을 나타내는 사진이다.
도 9는 비교예 1의 공작 기계용 실 부재의 평가 후의 에지부의 모습을 나타내는 사진이다.
도 10은 종래의 공작 기계용 실 부재의 일례를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 따른 공작 기계용 실 부재에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
(제1 실시형태)
도 1(a) 및 (b)는 제1 실시형태에 따른 공작 기계용 실 부재를 나타내는 도면이며, 도 1(a)는 사시도, 도 1(b)는 측면도이다. 도 2는 제1 실시형태에 따른 공작 기계용 실 부재를 공작 기계에 장착한 상태를 나타내는 단면도이다. 도 3은 제1 실시형태에 따른 공작 기계용 실 부재의 사용 상태를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 1(a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이, 제1 실시형태의 공작 기계용 실 부재(10)는 평판상의 지지 부재(11)와, 평판상의 탄성 부재(21)를 구비한다. 지지 부재(11)는 탄성 부재(21)의 표면(21a)의 일부와 대향하는 지지면(11a)을 가진다. 지지면(11a)은 탄성 부재(21)의 표면(21a)과 접착제층(31)을 개재하여 접합되어 있다. 공작 기계용 실 부재(10)는 도 2에 도시한 바와 같이, 공작 기계가 구비하는 장착부(35)에 장착된다.
탄성 부재(21)는 공작 기계에 장착되기 전의 자연 상태에서는 평판상의 부재이다. 탄성 부재(21)는 공작 기계용 실 부재(10)를 공작 기계에 장착했을 때에, 장착부(35)와 지지 부재(11)의 지지면(11a)에 끼워지는 고정부(22)와, 장착부(35)와 지지면(11a)에 끼워지지 않은 립부(23)로 이루어진다. 립부(23)는 에지부(24)를 포함하면서 만곡 가능하다.
따라서, 탄성 부재(21)는 에지부(24) 측의 측면(21c)으로부터 대향하는 반대 측의 측면(21d)까지의 거리(L2)가, 지지면(11a)의 같은 방향의 거리(L1)보다도 길게 되어 있다.
또한, 공작 기계용 실 부재(10)는 공작 기계용 실 부재(10)를 공작 기계에 장착하기 위한 복수의 볼트 구멍(32)을 구비하고 있다. 볼트 구멍(32)은 지지 부재(11) 및 탄성 부재(21)를 관통하도록 마련되어 있다.
공작 기계용 실 부재(10)는 도 2에 도시하는 바와 같이, 탄성 부재(21)가 공작 기계의 장착부(35)와 지지 부재(11)에 끼워지도록 볼트(33)와 너트(34)를 이용하여 공작 기계의 장착부(35)에 장착된다.
이 때, 공작 기계용 실 부재(10)는 탄성 부재(21)의 립부(23)가 공작 기계의 장착부(35)와 반대 측으로 만곡되고, 탄성 부재(21)의 에지부(24)가 공작 기계의 슬라이딩면(36)과 접촉하도록 공작 기계에 장착된다.
공작 기계에 장착된 공작 기계용 실 부재(10)는 탄성 부재(21)의 에지부(24)가 공작 기계의 슬라이딩면(36) 상을 슬라이딩하여, 공작 기계의 구동 기구 등에 쿨런트나 절삭 가루가 침입하는 것을 방지한다.
공작 기계용 실 부재(10)는 상술한 구성을 구비하고 있기 때문에, 사용 시(공작 기계의 슬라이딩면(36)과의 슬라이딩 접촉 시)에 에지부(24)와 슬라이딩면(36)의 접촉압이 변화되기 어렵다. 그렇기 때문에, 에지부(24)는 마모되기 어렵다. 따라서, 공작 기계용 실 부재(10)는 종래의 공작 기계용 실 부재와 비교하여 실 성능을 유지할 수 있는 기간이 각별히 길어진다.
그 이유에 대해서는 하기와 같이 추측하고 있다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 공작 기계의 슬라이딩면(36)에는 통상 굴곡(요철)이 존재한다. 그렇기 때문에, 공작 기계의 장착부(35)(예를 들면, 공작 기계용 실 부재(10)를 고정하기 위한 볼트 구멍(35a))로부터 슬라이딩면(36)까지의 거리(도 3 중, L3 참조)는 일정하지 않다.
그렇기 때문에, 슬라이딩면(36)의 볼록 부분(예를 들면, 도 3 중, 36a의 부분)을 공작 기계용 실 부재(10)가 슬라이딩할 때에는 에지부(24)의 접촉압이 커진다. 종래의 공작 기계용 실 부재에서는 탄성 부재의 물성이나 탄성 부재의 일부에 홈부를 마련함으로써, 슬라이딩면(36)의 굴곡을 흡수하여 접촉압의 증가를 회피하고자 했다. 그러나, 이미 설명한 대로, 종래의 수법으로는 접촉압의 증가를 충분히 회피하는 것이 곤란했다.
이에 비하여, 본 실시형태에 따른 공작 기계용 실 부재(10)에서는 도 3에 도시하는 바와 같이, 공작 기계용 실 부재(10)가 슬라이딩면의 볼록 부분(예를 들면, 36a)을 슬라이딩할 때에 탄성 부재(21)의 립부(23) 전체의 각각을 조금씩 변형시킬 수 있다. 그렇기 때문에, 공작 기계용 실 부재(10)는 립부(23)의 특정한 부분 뿐만아니라, 립부(23) 전체가 조금씩 변형됨으로써(립부 전체의 만곡 상태가 변화됨으로써) 슬라이딩면(36)의 굴곡을 흡수하여 에지부(24)에서의 접촉압의 증가를 회피할 수 있다. 이 경우, 공작 기계용 실 부재(10)는 사용 시에서의 접촉압의 변동이 적어서 내마모성이 뛰어나다.
또한, 공작 기계용 실 부재(10)는 사용 시에 공작 기계용 실 부재(10)의 에지부(24)가 마모되었다 하더라도 립부(23) 전체가 조금씩 변형된다. 이 경우도, 에지부(24)의 접촉압의 변동을 작게 할 수 있다.
이러한 효과는 상기 공작 기계용 실 부재를 공작 기계에 장착할 때의 선단 압입량(에지부의 압입량)의 설정 값이 커지면 보다 현저해진다. 초기의 선단 압입량이 커지면, 공작 기계용 실 부재에 있어서 에지부가 보다 마모되기 쉬운 조건이 되기 때문이다.
또한, 본 실시형태에 따른 공작 기계용 실 부재(10)는 탄성 부재(21)의 이면(21b)과 측면(21c)에 끼워진 한 변을 에지부(24)로 한다. 이러한 공작 기계용 실 부재(10)는 탄성 부재(21)의 립부(23)를 만곡시킨 상태로 에지부(24)를 공작 기계의 슬라이딩면(36)에 접촉시켰을 때에, 탄성 부재(21)의 이면(21b)의 에지부(24) 근방 부분도 슬라이딩면(36)에 접촉한다. 즉, 공작 기계용 실 부재(10)는 탄성 부재(21)(립부)와 공작 기계의 슬라이딩면(36)이 면 접촉한다. 그렇기 때문에, 공작 기계용 실 부재(10)는 양자가 선(線) 접촉하는 경우와 비교하여 실 성능이 보다 뛰어나다.
(제2 실시형태)
도 4(a) 및 (b)는 제2 실시형태에 따른 공작 기계용 실 부재를 나타내는 도면이며, 도 4(a)는 사시도, 도 4(b)는 측면도이다. 한편, 도 4 중, 제1 실시형태의 공작 기계용 실 부재와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 있다.
제2 실시형태에 따른 공작 기계용 실 부재(40)는 도 4에 도시하는 바와 같이, 지지 부재(41)의 형상이 제1 실시형태와 다르고, 그 밖의 구성은 제1 실시형태의 공작 기계용 실 부재와 동일하다.
공작 기계용 실 부재(40)가 구비하는 지지 부재(41)는 탄성 부재(21)의 표면(21a)과 대향하는 지지면(41a)을 가지는 평판상의 지지부(42)와, 지지부(42)의 지지면(41a)과 반대 측에 설치된 평판상의 보호부(43)를 가지고 있다.
공작 기계용 실 부재(40)는 지지 부재(41)가 보호부(43)를 구비하기 때문에 사용 시에 탄성 부재(21)의 표면(21a)을 절삭 가루로부터 보호할 수 있다. 그렇기 때문에, 사용 시에 탄성 부재(21)가 절삭 가루의 충돌에 의해 파손되는 것을 억제할 수 있다.
지지부(42)와 보호부(43)를 구비한 지지 부재(41)로는 예를 들면 절곡 가공된 금속판을 이용할 수 있다. 지지 부재(41)에 있어서, 보호부(43)의 지지부(42)에 대한 절곡 각도(θ1)은 특별히 한정되지 않지만 통상 80~150° 정도이다.
공작 기계용 실 부재(40)는 제1 실시형태의 공작 기계용 실 부재(10)와 동일한 수법으로 공작 기계에 장착하여 사용한다.
(제3 실시형태)
도 5는 제3 실시형태에 따른 공작 기계용 실 부재를 나타내는 단면도이다. 한편, 도 5 중, 제1 및 제2 실시형태의 공작 기계용 실 부재와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 있다.
제3 실시형태에 따른 공작 기계용 실 부재(50)는 도 5에 도시하는 바와 같이, 제2 실시형태의 공작 기계용 실 부재(40)에서, 탄성 부재(21)의 이면(21b) 측에 만곡 보조 부재(51)를 더 구비하고 있다.
만곡 보조 부재(51)는 평판상의 본체부(52)와 평판상의 보조부(53)를 가진다. 보조부(53)는 본체부(52)의 하단부(下端部)에서 탄성 부재(21)(립부(23))의 만곡 측(지지 부재(41) 측)을 향하여 비스듬하게 연장되어 있다. 한편, 상기 보조부는 만곡되어 있어도 된다.
만곡 보조 부재(51)의 본체부(52)는 탄성 부재(21)의 이면(21b)의 일부와 접착제층(38)을 개재하여 접합되어 있다.
본체부(52)와 보조부(53)를 구비한 만곡 보조 부재(51)로는 예를 들면, 절곡 가공된 금속판을 이용할 수 있다. 만곡 보조 부재(51)에 있어서, 보조부(53)의 본체부(52)에 대한 절곡 각도(θ2)는 특별히 한정되지 않지만 통상 15~60° 정도이다.
본 실시형태의 공작 기계용 실 부재(50)는 공작 기계의 장착부(도시하지 않음) 측으로부터 순서대로, 만곡 보조 부재(51), 탄성 부재(21) 및 지지 부재(41)가 위치하도록 장착하여 사용한다.
공작 기계용 실 부재(50)는 만곡 보조 부재(51)를 구비하고 있기 때문에, 공작 기계용 실 부재(50)의 장착 방향을 틀리는 경우 없이 공작 기계에 장착하는데에 적합하다.
또한, 공작 기계용 실 부재(50)는 탄성 부재(21)의 립부(23)의 만곡이 만곡 보조 부재(51)에 의해 서포트되고 있다. 그렇기 때문에, 사용 시에 공작 기계용 실 부재의 젖혀짐(탄성 부재(21)의 립부(23)의 반전)이 잘 발생하지 않게 된다. 단, 사용 시에 있어서, 보조부(53)의 표면(53a)과 탄성 부재(21)의 이면(21b)은 반드시 접촉하고 있지 않아도 된다.
또한, 공작 기계용 실 부재(50)는 탄성 부재(21)와 만곡 보조 부재(51)(본체부(52))가 접착제층(38)을 개재하여 접합되어 있기 때문에, 양자 간을 지나서 쿨런트가 침입하는 것을 방지하는데에 보다 적합하다.
(그 밖의 실시형태)
제1~제3 실시형태에 따른 공작 기계용 실 부재는 지지 부재와 탄성 부재, 및 탄성 부재와 만곡 보조 부재가 접착제층을 개재하여 접합되어 있다. 그러나, 본 발명의 실시형태에 따른 공작 기계용 실 부재는 지지 부재와 탄성 부재, 및 탄성 부재와 만곡 보조 부재가 반드시 접착제층을 개재하여 접합되어 있을 필요는 없고, 단지 물리적으로 밀착되어 있기만 해도 된다. 이 경우, 지지 부재, 탄성 부재 및 만곡 보조 부재의 각각을 따로따로 교환할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 공작 기계용 실 부재는 제3 실시형태의 공작 기계용 실 부재에 있어서, 지지 부재로서 제1 실시형태의 공작 기계용 실 부재의 지지 부재와 동일한 평판상의 지지 부재를 구비하고 있어도 된다.
본 발명의 실시형태에 따른 공작 기계용 실 부재에 있어서 평판상의 탄성 부재는 완전한 직방체에 한정되는 것이 아니라, 예를 들면 상기 에지부에 C 모따기나, R 모따기가 실시된 형상이어도 된다. 상기 탄성 부재는 또한 절단면 형상(길이 방향에 수직한 면의 형상)이 에지부를 향하여 연속적으로 또는 단속적으로 끝이 가늘어지는(두께가 감소되는) 형상이어도 된다.
다음으로, 상기 공작 기계용 실 부재의 구성 부재에 대해서 설명한다.
(지지 부재)
상기 지지 부재는 상기 탄성 부재를 공작 기계에 확실하게 장착시키기 위한 부재이다. 상기 지지 부재의 재질은 내구성이나 강도면에서 일반적으로 스틸이나 알루미늄 등의 금속 재료가 적절하다. 상기 지지 부재의 재질은 세라믹이나 강성 플라스틱 등이어도 된다.
또한, 상기 지지 부재의 재료로는 표면 무처리의 강판, 인산 아연 처리나 크로메이트 처리나 방수제 수지 처리 등의 표면 처리가 실시된 강판, 인청동이나 스프링강 등의 탄성 금속판 등을 사용할 수도 있다.
상기 지지 부재는 탄성 부재의 표면과의 사이에 개재시키는 접착제층과의 접착성을 향상시키기 위해서 프라이머에 의한 표면 처리가 실시되어 있어도 된다.
또한, 상기 지지 부재의 표면(특히 접착제층을 개재하여 탄성 부재와 접하는 영역)에는 앵커 효과에 의해 밀착성을 향상시키기 위해 조면화(粗面化) 처리가 실시되어 있어도 된다.
(탄성 부재)
상기 탄성 부재는 공작 기계의 슬라이딩면과 슬라이딩 접촉하는 부재이다. 상기 탄성 부재는 에지부가 공작 기계의 슬라이딩면과 접촉한다.
상기 공작 기계용 실 부재는 통상 내유성이 요구되기 때문에, 상기 탄성 부재의 재질로는 예를 들면 NBR(니트릴부타디엔 고무), 우레탄엘라스토머, 불소 고무, 실리콘 고무, EPDM(에틸렌프로필렌디엔 고무) 등을 들 수 있다.
이들 중에서는, 우레탄엘라스토머가 바람직하다. 내구성(내마모성)이 뛰어나기 때문에 장기간에 걸쳐 원하는 성능을 유지하는데에 보다 적합하기 때문이다.
상기 우레탄엘라스토머로는 예를 들면 폴리올, 폴리이소시아네이트 및 필요에 따라 가교제를 반응시켜 얻어진 것 등을 들 수 있다.
상기 폴리올로는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 폴리에스테르폴리올, 폴리에테르폴리올, 폴리카프로락톤폴리올 등을 들 수 있다.
상기 폴리올은 수 평균 분자량이 1000~3000인 것이 바람직하다. 상기 범위 내의 폴리올을 사용함으로써, 사용 시에 절삭 가루나 쿨런트 등의 침입을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
상기 수 평균 분자량은 GPC(겔 투과 크로마토그래피) 측정에 의한 폴리스티렌 환산의 측정값이다.
상기 폴리에스테르폴리올로는 예를 들면 디카복실산과 글리콜을 상법에 따라 반응시킴으로써 얻어진 것 등을 들 수 있다.
상기 디카복실산으로는 예를 들면 테레프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카복실산 등의 방향족 디카복실산, 아디프산, 아젤라산, 세바스산 등의 지방족 디카복실산, 옥시 안식향산 등의 옥시카복실산, 그들의 에스테르 형성성 유도체 등을 들 수 있다. 이들 중에서는 내마모성이 양호한 점에서 아디프산이 바람직하다.
상기 글리콜로는, 예를 들면 에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 디에틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,9-노난디올, 트리에틸렌글리콜 등의 지방족 글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올 등의 지환족 글리콜, p-자일렌디올 등의 방향족 디올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜 등의 폴리옥시알킬렌글리콜 등을 들 수 있다. 상기 글리콜로는 지방족 글리콜이 바람직하고, 에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올이 더 바람직하다.
디카복실산 및 글리콜의 반응물인 폴리에스테르폴리올은 선상 구조이지만, 3가 이상의 에스테르 형성 성분을 사용한 분기상 폴리에스테르여도 된다.
상기 폴리에테르폴리올로는 예를 들면 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜, 그들의 공중합체 등의 폴리알킬렌글리콜 등을 들 수 있다. 이들 중에서는 내마모성이 양호한 점에서 폴리테트라메틸렌글리콜이 바람직하다.
상기 폴리카프로락톤폴리올로는 예를 들면 촉매의 존재하에서 저분자량 글리콜을 개시제로 하여 ε-카프로락톤을 개환(開環) 부가시킴으로써 얻어지는 것을 들 수 있다.
상기 저분자량 글리콜로는, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜 등의 2가의 알코올, 및 트리메틸렌글리콜, 글리세린 등의 3가의 알코올이 바람직하게 사용된다.
상기 촉매로는 예를 들면 테트라부틸티타네이트, 테트라프로필티타네이트, 테트라에틸티타네이트 등의 유기 티탄계 화합물, 옥틸산 주석, 디부틸주석옥사이드, 디부틸주석라우레이트, 염화 제1주석, 브롬화 제1주석 등의 주석계 화합물 등을 들 수 있다.
한편, 상기 ε-카프로락톤을 개환 부가시킬 때에는 상기 ε-카프로락톤 이외에 트리메틸카프로락톤, 발레로락톤 등의 다른 환상(環狀) 락톤을 일부 혼합해도 무관하다.
상기 폴리올은 단독으로 사용해도 되고 2종 이상을 병용해도 된다.
상기 폴리이소시아네이트로는 특별히 한정되지 않고 종래 공지인 것을 사용할 수 있으며, 예를 들면 지방족 이소시아네이트, 지환족 이소시아네이트, 방향족 이소시아네이트 등을 들 수 있다. 이들 중에서는 내마모성이 양호한 점에서 방향족 이소시아네이트가 바람직하다.
상기 지방족 이소시아네이트로는, 예를 들면 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 리딘디이소시아네이트 등을 들 수 있다. 또한, 상기 지방족 이소시아네이트로는 헥사메틸렌디이소시아네이트나 이소포론디이소시아네이트의 이소시아누레이트체, 뷰렛체, 어덕트체의 변성체 등도 들 수 있다.
상기 지환족 이소시아네이트로는, 예를 들면 이소포론디이소시아네이트(IPDI), 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 1,4-시클로헥산디이소시아네이트, 노보네인디이소시아네이트(NBDI) 등을 들 수 있다.
상기 방향족 이소시아네이트로는, 예를 들면 톨릴렌디이소시아네이트(TDI), 페닐렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 폴리메틸렌폴리페닐렌폴리이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트와 폴리메틸렌폴리페닐렌폴리이소시아네이트의 혼합물(이하, 이들을 총칭하여 MDI라고도 함), 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, 자일릴렌디이소시아네이트(XDI), 카보디이미드 변성된 MDI, 우레탄 변성된 MDI 등을 들 수 있다.
상기 폴리이소시아네이트는 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
상기 가교제로는, 예를 들면 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부탄디올, 헥산디올, 디에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판, 글리세린, 하이드라진, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디시클로헥실메탄, N,N-비스(2-하이드록시프로필)아닐린, 물 등을 들 수 있다.
이들 중에서는 내유성이 양호한 점에서 부탄디올, 트리메틸올프로판이 바람직하다.
상기 가교제는 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상 병용해도 된다.
상기 폴리우레탄엘라스토머는 상기 원료를 사용하여 공지의 방법으로 제조할 수 있다. 구체적으로는 예를 들면, 적절한 유기 용제 중에서 필요에 따라서 촉매를 사용하고, 각 원료의 당량비를 NCO/OH=0.9~1.1로 조정하여 반응시키는 것, 무용제로 용융 반응시키는 것 등에 의해 제조할 수 있다.
또한, 상기 폴리우레탄엘라스토머는 원샷법, 프리폴리머법 등에 의해 제조할 수 있다.
상기 탄성 부재의 성형 방법으로는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 상압(常壓) 주형 성형, 감압 주형 성형, 원심 성형, 연속 회전 성형, 압출 성형, 사출 성형, 반응 사출 성형(RIM), 스핀 코팅 등을 들 수 있다.
이들 중에서는 원심 성형, 연속 회전 성형이 바람직하다.
상기 탄성 부재의 경도(JIS-A 경도)는 55~90°가 바람직하다.
상기 탄성 부재의 경도가 55° 미만에서는 공작 기계의 슬라이딩면 상을 슬라이딩할 때에 크게 변형되어 절삭 가루 등의 침입을 확실하게 방지할 수 없는 경우가 있다. 한편, 상기 탄성 부재의 경도가 90°를 넘으면 탄성 부재가 지나치게 단단하기 때문에 슬라이딩 시에 파손되는 경우가 있다. 보다 바람직한 탄성 부재의 경도는 60~75°이다.
상기 JIS-A 경도는 JIS K 7312에 준하여 스프링식 타입 A 경도 시험기에 의해 측정되는 값이다.
상기 탄성 부재의 반발 탄성은 10%~50%가 바람직하다.
상기 탄성 부재의 반발 탄성을 상기 범위로 함으로써 슬라이딩면의 굴곡에 더 추종하기 쉬워지고, 더불어 슬라이딩 시에 이음(異音)(채터링 노이즈)의 발생을 억제하기 쉬워진다. 보다 바람직한 반발 탄성은 20%~40%이다.
상기 반발 탄성은 JIS K 7312에 준거하여 측정된 값이다.
상기 탄성 부재는 각종 첨가제를 함유하고 있어도 된다. 첨가제를 함유시킴으로써, 예를 들면 탄성 부재의 경도나 마찰계수 등을 조정할 수 있다.
상기 첨가제로는, 예를 들면 산화 세륨, 산화 아연, 산화철, 실리카 등의 금속 산화물이나, 구리, 니켈, 철, 알루미늄 등의 금속 등으로 이루어지는 분말; 알루미늄, 스테인리스, 철 등의 금속제의 단섬유나, 폴리아미드 등의 수지제의 단섬유; 글라스 벌룬이나 플라이 애쉬 벌룬 등의 중공 입자 등을 들 수 있다.
상기 첨가제의 함유량은 고무 성분(엘라스토머 성분) 100중량부에 대하여 1~100중량부 정도가 바람직하다.
상기 첨가제로는 고무 성분(엘라스토머 성분)과 적합되기 쉽고 화학적으로 안정되는 점에서 금속 산화물의 분말이 바람직하고, 산화 세륨의 분말이 보다 바람직하다.
상기 탄성 부재는 상술한 첨가제 이외에도, 예를 들면 원료 중에 배합되는 쇄연장제, 가교 촉진제나 가교 지연제 등의 반응 조제, 가수 분해 방지제, 착색제, 광 안정제, 열 안정제, 산화 방지제, 곰팡이 방지제, 난연제, 증량제 등을 함유하고 있어도 된다.
(접착제층)
상기 탄성 부재와 상기 지지 부재를 고정하는 접착제층, 및 상기 탄성 부재와 상기 만곡 보조 부재를 고정하는 접착제층은 특별히 한정되지 않고 각 부재의 재질을 고려하여 적절히 선택하면 된다.
상기 접착제층으로는, 예를 들면 EVA계, 폴리아미드계 또는 폴리우레탄계의 핫멜트 접착제나, 경화형 접착제 등에 의해 형성된 것 등을 들 수 있다. 또한, 상기 접착제층으로는, 예를 들면 양면 테이프로 이루어지는 것 등도 들 수 있다.
상기 탄성 부재 및 상기 지지 부재를 접합하는 접착제층과, 상기 탄성 부재 및 상기 만곡 보조 부재를 접합하는 접착제층은 그 재질이 동일해도 되고 달라도 된다.
상기 접착제층의 두께는 특별히 한정되지 않지만 50~500㎛가 바람직하다.
본 발명의 실시형태에 따른 공작 기계용 실 부재는 선반이나 머시닝 센터 등이 다양한 공작 기계에 있어서, 공작 기계의 가동 부분, 구동 기구 등을 절삭 가루나 쿨런트 등으로부터 보호하기 위한 실 부재로서 사용할 수 있다. 상기 공작 기계용 실 부재는, 예를 들면 립 실, 슬라이드 실, 텔레스코 실, 커버 실 등으로서 사용할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 공작 기계용 실 부재는 특히 립 실로서 바람직하다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명의 실시형태를 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 실시형태는 이하의 실시예에 한정되는 것이 아니다.
(실시예 1)
지지 부재의 제작
두께 0.8㎜의 강판((주)고베세이코쇼 제품, 그린 코트 GX-K2)을 34㎜×600㎜로 재단하고, 한쪽의 긴 변으로부터 18㎜의 부분에서 긴 변에 평행하게 90° 절곡시켜, 도 5에 도시한 바와 같은 L자 형상의 지지 부재(41)(θ1=90°)를 제작했다. 지지 부재(41)는 상기 한쪽의 긴 변으로부터 18㎜ 부분이 지지부(42)이며, 나머지 부분이 보호부(43)이다.
탄성 부재의 제작
폴리에틸렌아디페이트에스테르디올(산요가세이고교(주) 제품, 선에스터 2620, 수산기값 56.1mgKOH/g) 100중량부에, 퓨어 MDI(토소(주) 제품, 밀리오네이트 MT)를 39.5중량부 첨가하고, 75℃ 분위기하에서 감압 탈포한 후, 같은 온도 분위기하에서 교반하면서 8시간 반응시켜서 프리폴리머를 얻었다. 이 프리폴리머의 NCO 농도는 6.5%였다.
그 후, 얻어진 프리폴리머에, 산화 세륨 분말(다이요 코코(주) 제품, 세리코 CH-BS302) 4.0중량부, 1,4-부탄디올(미쓰이 카가쿠(주) 제품) 6.14중량부, 트리메틸올프로판(미츠비시 가스 카가쿠(주) 제품) 0.683중량부를 첨가하고, 교반 혼합하여 우레탄 조성물을 조제했다.
직후에 얻어진 우레탄 조성물을 원심 성형기에 투입하고, 금형 온도 150℃, 가교 시간 60분간의 조건에서 가교시켜서 두께 1.6㎜이며 원통상인 경화물을 성형한 후, 디몰딩했다. 그 후, 원통상의 경화물의 한 부분을 절단하여 판 형상으로 전개하고, 송풍 오븐 내에서 120℃, 12시간의 조건으로 후(後)가교를 실시하여 폴리우레탄제 원반 시트를 얻었다.
다음으로, 상기 원반 시트를 세로 36㎜×가로 600㎜로 잘라서 우레탄 시트로 이루어지는 탄성 부재로 했다. 상기 우레탄 시트의 JIS-A 경도는 78°였다.
한편, 우레탄 시트의 JIS-A 경도는 JIS K 7312에 준거하여 측정했다. 상기 JIS-A 경도는 두께 1.6㎜의 우레탄 시트를 10장 겹쳐서 측정했다.
만곡 보조 부재의 제작
두께 0.8㎜의 강판((주)고베세이코쇼 제품, 그린 코트 GX-K2)을 24㎜×600㎜로 재단하고, 한쪽의 긴 변으로부터 20㎜의 부분에서 긴 변에 평행하게 30° 절곡시켜, 도 5에 도시한 바와 같은 만곡 보조 부재(51)(θ2=30°)를 제작했다. 만곡 보조 부재(51)는 상기 한쪽의 긴 변으로부터 20㎜ 부분이 본체부(52)이며, 나머지 부분이 보조부(53)이다.
공작 기계용 실 부재의 제조
탄성 부재의 표면의 소정의 위치에 5㎜ 폭의 양면 테이프(닛토덴코사 제품, No.500)를 이용하여 지지 부재를 고정했다. 다음으로, 탄성 부재의 이면의 소정의 위치에 상기 양면 테이프를 이용하여 만곡 보조 부재를 고정했다. 그 후, 복수의 볼트 구멍을 형성하여, 도 5에 도시한 형상을 가지는 공작 기계용 실 부재를 제작했다.
한편, 제작한 공작 기계용 실 부재의 높이 치수(도 5 중, H)는 32㎜이다.
(비교예 1)
닛타사 제품인 슬라이드 실(닛타 슬라이드 실 GW-LPV1)을 본 비교예에 따른 공작 기계용 실 부재로 했다.
[평가]
실시예 및 비교예에서 제작한 공작 기계용 실 부재를 CNC 선반(DMG 모리세이키사 제품, NLX3000)에 장착했다. 그 후, 하기 조건으로 약 7개월 간 사용하고, 사용 후의 에지부의 상태를 관찰했다.
사용 조건
가동 시간: 7.5hr/day, 가동률: 약 50%
절삭재: 철 또는 알루미늄(각각 주물을 포함함)
쿨런트: 합성계 쿨런트(모레스코사 제품, 모레스코 Bio60E). 한편, 쿨런트는 원액을 수돗물로 20배로 희석(체적 기준)하여 사용했다.
장착 부분: 도 6 참조
도 6은 공작 기계용 실 부재의 장착 부분을 설명하기 위한 모식도이다.
본 평가에서 사용한 선반(100)은 주축대(도시하지 않음)에 회전 가능하도록 축지(軸支)된 주축(101)과, 안내 레일(도시하지 않음) 상에 주축(101)의 축선 방향을 따라 이동 가능하게 장착된 공구대(102)를 구비하고 있다. 선반(100)에는 주축대를 보호하는 고정 커버(103, 104)와, 공구대(102)와 함께 이동하는 이동 커버(105)가 설치되어 있다. 선반(100)은 이들의 커버(103~105)에 의해 절삭 가루나 쿨런트가 절삭 공간 밖으로 비산되어 절삭 가루나 쿨런트가 주축대나 안내 레일에 부착되는 것을 방지하고 있다.
본 평가에서는 고정 커버(103)의 이동 커버(105)와 대향하는 측단면에, 고정 커버(103)와 이동 커버(105)의 틈을 막아서 틈 내에 대한 절삭 가루나 쿨런트의 진입을 방지하는 공작 기계용 실 부재(110)를 장착하여 평가를 실시했다.
또한, 공작 기계용 실 부재(110)를 CNC 선반에 장착하기 전후(공작 기계용 실 부재(110)의 사용 전후)에 있어서, 실시예 및 비교예의 각각의 공작 기계용 실 부재의 에지부의 동마찰 계수를 하기의 방법으로 측정했다.
상기 동마찰 계수는 HEIDON식 표면성 시험기(HEIDON-14DR형)를 이용하여 측정했다. 도 7(a)는 실시예 1의 공작 기계용 실 부재의 동마찰 계수를 측정하는 방법을 나타내는 모식도이다. 도 7(b)는 비교예 1의 공작 기계용 실 부재의 동마찰 계수를 측정하는 방법을 나타내는 모식도이다.
실시예 1의 공작 기계용 실 부재의 동마찰 계수(도 7(a) 참조)
공작 기계용 실 부재(50)의 에지부(24)를, 탄성 부재(21)의 이면(21b)과 PET 시트(60)의 표면(경면)(60a)이 이루는 각이 25°가 되도록 PET 시트(60)에 접촉시켰다. 또한, 공작 기계용 실 부재(50)에, 만곡 보조 부재(51)의 위쪽으로부터 연직 방향 하향으로, 수직 하중 0.98N를 가하여 에지부(24)를 PET 시트(60)에 눌렀다. 한편, 도 7(a) 중, 11은 지지 부재이다.
그 후, PET 시트(60)를 1500㎜/분의 이동 속도로 수평 이동시켰다(이동 방향은 도 7(a) 중, 왼쪽에서 오른쪽). 이 때의 초기 피크 저항을 제외한 안정 슬라이딩 시의 수평 하중 F(N)를 로드 셀로 검출하여 기록했다. 이어서, 기록 차트를 아날라이저로 연산 평균화 처리하여 동마찰 계수를 산출했다.
비교예 1의 공작 기계용 실 부재의 동마찰 계수(도 7(b) 참조)
공작 기계용 실 부재(70)의 에지부(74)를, 립부(72)의 이면(72b)과 PET 시트(60)의 표면(경면)(60a)이 이루는 각이 25°가 되도록 PET 시트(60)에 접촉시켰다. 또한, 공작 기계용 실 부재(70)에, 보강판(71)의 위쪽으로부터 연직 방향 하향으로 수직 하중 0.98N를 가하여 에지부(74)를 PET 시트(60)에 눌렀다.
그 후, PET 시트(60)를 1500㎜/분의 이동 속도로 수평 이동시켰다(이동 방향은 도 7(b) 중, 왼쪽에서 오른쪽). 이 때의 초기 피크 저항을 제외한 안정 슬라이딩 시의 수평 하중 F(N)를 로드 셀로 검출하여 기록했다. 이어서, 기록 차트를 아날라이저로 연산 평균화 처리하여 동마찰 계수를 산출했다.
상술한 동마찰 계수의 측정은 모두 온도 20~25℃, 상대 습도 40~55%의 환경하에서 실시했다.
또한, 어느 측정에 있어서도, 사용 전의 공작 기계용 실 부재의 동마찰 계수의 측정은 PET 시트(60)의 표면(60a)이 청정한 상태에 있는 건식 조건하에서 실시하고, 사용 후의 공작 기계용 실 부재의 동마찰 계수의 측정은 PET 시트(60)의 표면(60a)이 쿨런트로 젖어 있는 습식 조건하에서 실시했다. 상기 습식 조건은 PET 시트 공작 기계용 실 부재의 에지부와의 접촉 부분에 모레스코 Bio-60E의 20배 희석 수용액을 약 5㎖ 적하한 상태로 했다.
(결과)
동마찰 계수
사용 전의 동마찰 계수: 실시예 1=0.44, 비교예 1=0.23
사용 후의 동마찰 계수: 실시예 1=0.49, 비교예 1=0.81
였다.
CNC 선반에서의 가동
실시예 1의 공작 기계용 실 부재는 7개월 간의 사용 후, 탄성 부재의 립부에 있어서 에지부(24)의 근방에 스친 흔적은 관찰되었지만, 에지부(24)의 마모는 거의 관찰되지 않았다(도 8 참조).
한편, 비교예 1의 공작 기계용 실 부재는 7개월 간의 사용 후, 에지부의 마모가 보이고, 고무의 소실에 의한 섬유의 노출이 관찰되었다(도 9 참조).
또한, 평가 후, 공작 기계용 실 부재를 분리하여 공작 기계의 상태를 관찰했다.
그 결과, 실시예 1에서는 고정 커버(103)와 이동 커버(105)의 틈에 절삭 가루의 침입이 관찰되었지만, 그 수는 몇 개 정도였다. 한편, 비교예 1에서는 고정 커버(103)와 이동 커버(105)의 틈에 다수의 절삭 가루가 침입되어 있는 것이 관찰되었다.
10, 40, 50: 공작 기계용 실 부재 11, 41: 지지 부재
11a, 41a: 지지면 21: 탄성 부재
21a: 표면 22: 고정부
23: 립부 24: 에지부
31, 38: 접착제층 35: 장착부
36: 슬라이딩면 42: 지지부
43: 보호부 51: 만곡 보조 부재
52: 본체부 53: 보조부
100: 선반
11a, 41a: 지지면 21: 탄성 부재
21a: 표면 22: 고정부
23: 립부 24: 에지부
31, 38: 접착제층 35: 장착부
36: 슬라이딩면 42: 지지부
43: 보호부 51: 만곡 보조 부재
52: 본체부 53: 보조부
100: 선반
Claims (5)
- 지지 부재와, 공작 기계의 슬라이딩면과 슬라이딩 접촉하는 에지부를 가지는 평판상의 탄성 부재를 구비하고,
상기 지지 부재는 상기 탄성 부재의 표면의 일부와 대향하는 지지면을 가지며,
상기 공작 기계에는 상기 탄성 부재가 상기 공작 기계의 장착부와 상기 지지 부재의 상기 지지면에 끼워지도록 장착되고,
상기 탄성 부재는 상기 공작 기계에 장착되었을 때에 상기 장착부와 상기 지지 부재에 끼워지는 고정부와, 상기 장착부와 상기 지지 부재에 끼워지지 않으며 상기 에지부를 포함하면서 만곡 가능한 립부를 가지며,
상기 탄성 부재의 재질은 우레탄엘라스토머이고,
상기 탄성 부재의 이면 측에 만곡 보조 부재를 더 구비하고,
상기 만곡 보조 부재는, 평판상의 본체부와, 상기 본체부로부터 상기 탄성 부재의 만곡 측을 향하여 연장된 보조부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작 기계용 실 부재. - 제1항에 있어서,
상기 지지 부재는 상기 지지면과 반대 측에 마련된 보호부를 가지는 것을 특징으로 하는 공작 기계용 실 부재. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 지지 부재의 지지면과 상기 탄성 부재의 표면이 접착제층을 개재하여 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 공작 기계용 실 부재. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 탄성 부재의 이면과 상기 만곡 보조 부재의 본체부가 접착제층을 개재하여 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 공작 기계용 실 부재.
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