[한국기술뉴스] 조선대학교 전자공학부 오순수 교수 연구팀은 탄성력으로 볼 나사 내부의 먼지를 제거하는 볼나사용 와이퍼를 개발했다. 개발된 기술은 조선대학교 산학협력단을 통해 2019년 12월 26일 특허를 출원(출원번호 제1020190174889호)했다. 특허 명칭은 '볼 스크류용 와이퍼’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

볼나사는 회전운동을 직선운동으로, 직선운동을 회전운동으로 변환시켜주는 자동화 부품입니다. 매개체로 볼을 사용하기 때문에 부드럽고 정교한 움직임이 가능하며, 정밀한 조작이 가능하다는 장점이 있습니다. 이 때문에 반도체 제조 장치나 산업용 로봇, 공작 기계의 이송 장치나 위치결정 장치에 볼나사가 유용하게 활용됩니다. 볼나사는 내부에 먼지가 유입될 때 효율이 저하되고 수명이 단축되는 등 매우 취약한 모습을 보입니다. 이러한 문제를 개선하기 위해 와이퍼를 사용해 먼지를 제거하는 방법이 제시되었습니다. 와이퍼를 탑재하여 먼지를 제거할 수 있으나 볼나사의 저항을 증가시키고, 제작 난이도를 상향시키는 문제가 발생했습니다.

조선대학교 김재열 교수 연구팀은 탄성력을 이용해 마찰 저항의 증가를 최소화한 볼나사용 와이퍼를 개발했습니다.

개발된 와이퍼는 본체와 방진부가 연장부에 의해 연결된 환형의 형상을 띄고 있습니다. 방진부의 상부는 여러 갈래로 분할되어 있으며, 하부는 탄성 변형이 가능하도록 절개돼 있습니다. 평상시 와이퍼의 단면은 살짝 벌어진 디귿 모양을 띠고 있습니다. 와이퍼를 결합할 때는 방진부를 본체 쪽으로 변형시켜 쉽게 결합할 수 있습니다. 결합 후 외력이 사라지면서 방진부는 스크류의 벽면에 밀착해 먼지를 효과적으로 제거할 수 있습니다. 본체의 상부에는 오목하게 파인 홈이 있어 방진부에서 제거한 먼지를 밖으로 배출할 수 있습니다.

개발된 와이퍼는 탄성력을 활용해 적당한 밀착력을 부여함으로써 마찰 저항에 큰 영향 없이 효율적으로 먼지를 제거할 수 있습니다. 또한, 기존의 와이퍼에 비해 매우 간단히 제조할 수 있으며, 매우 간편한 결합방식을 사용합니다.

본 발명품을 통해 먼지에 의한 효율 및 내구성 저하를 방지하는 등 볼나사의 취약점을 보완할 수 있을 것으로 기대됩니다.