KR0129440Y1

KR0129440Y1 - 보올나사 장치

Info

Publication number: KR0129440Y1
Application number: KR2019950039348U
Authority: KR
Inventors: 신정근
Original assignee: 김광호; 삼성전자주식회사
Priority date: 1995-12-08
Filing date: 1995-12-08
Publication date: 1999-03-30
Also published as: KR970042513U

Abstract

보올나사 장치가 제공된다. 이 장치는 수나사, 암나사 및 수나사와 암나사 사이에 구름접촉을 제공하기 위한 보올을 구비한 보올나사와; 수나사의 양단에 각각 설치되어 수나사의 회전을 지지하기 위한 한쌍의 베어링과; 한쌍의 베어링을 각각 지지하기 위한 한쌍의 베어링 하우징;을 포함하는 보올나사 장치에 있어서, 한쌍의 베어링 중 적어도 하나는 베어링의 축방향 이동을 지지하기 위하여 수나사에 형성된 단턱과 소정거리 이격되도록 베어링 하우징 내에 설치된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 이격된 거리는 장치의 작동에 의하여 수나사가 열팽창할 때 베어링이 수나사의 단턱과 접촉하도록 설정된다. 이에 따라 간단한 구조에 의하여 장치 전체의 정밀도를 저하시키기 않으면서 수나사의 열팽창을 흡수할 수 있다.

Description

보올나사 장치

제1도는 보올나사의 원리를 설명하기 위한 개략적인 단면도이고,

제2도는 보올나사의 회전운동을 직선운동으로 변환시키기 위한 일반적인 장치의 개략도이고,

제3도는 종래의 보올나사 장치를 설명하기 위한 부분적인 입단면도이고,

제4도는 본 고안에 따른 보올나사 장치를 설명하기 위한 부분적인 입단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

201,401 : 수나사 201a,401a : 단턱

202 : 암나사 204 : 블록

205 : 가이드레일 206,207,407 : 베어링

208,209,409 : 베어링 하우징 210,211,411 : 베어링 커버

213,413 : 베이스 215 : 세트스크루

C : 틈새 415 : 칼라

416 : 너트

본 고안은 보올나사 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 보올나사의 작동시 발생하는 나사축의 열팽창을 흡수하는 방법이 개선된 보올나사 장치에 관한 것이다.

보올나사는 통상의 나사에 보올베어링의 저마찰특성을 도입하여 효율을 향상시킨 나사로서, 공작기계의 피이드 나사(feed screw), 자동차나 항공기의 스티어링 장치(steering gear)용으로 널리 사용되고 있다.

제1도는 이러한 통상의 보올나사에 대한 개략적인 단면도이다. 제1도에 도시된 바와 같이, 보올나사는 수나사(101)와 암나사(102)의 미끄럼 접촉면에 보올베어링용 보올(103)이 삽입되어 있는 구조로 되어 있다. 즉, 통상의 나사와는 달리 수나사(101)와 암나사(102)가 직접적으로 미끄럼접촉하는 것이 아니라 보올(103)을 매개로하여 구름접촉한다는 점에 특징이 있다.

제1도에서, 수나사(101)가 제자리에서 회전한다면 암나사(102)는 수나사(101)의 축방향으로 움직이게 될 것이므로, 이에 따라 수나사(101)의 회전운동은 암나사(102)의 직선운동으로 변환될 수 있다. 또한, 암나사(102)의 외면에 피니언을 형성하고, 이 피니언에 물리는 별도의 기어를 마련한다면 수나사(101)의 회전운동은 그에 수직한 방향의 회전운동으로 변환될 수도 있다. 이 후자의 원리는 자동차나 항공기의 스티어링 장치에 응용된다.

이하 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 수나사의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 장치만을 예로 들어 설명하기로 한다.

제2도는 이와 같이 수나사의 회전운동을 직선운동으로 변환시키기 위한 종래의 보올나사 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 제3도는 제2도의 오른쪽 부분을 상세하게 나타낸 입단면도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 보올나사 장치는 기본적으로 수나사(101)와, 이 수나사(101)에 보올(미도시)을 매개로 하여 구름접촉하는 암나사(202)와, 이 암나사(202)와 결합되어 수나사(201)의 회전에 따라 수나사(201)의 나사축선 방향으로 직선운동하는 블록(204)과, 이 블록(204)의 직선운동을 안내하기 위한 가이드레일(205)을 포함하여 구성된다.

수나사(201)가 제자리에서 회전하는 것을 지지하기 위하여 수나사(201)는 그 양단에서 베어링(206)(207)에 의하여 지지되고, 이 베어링(206)(207)은 각각 베어링 하우징(208)(209)내에서 지지된다. 베어링(206)(207)이 베어링 하우징(208)(209)에서 수나사(201)의 축방향으로 이동하는 것을 방지하기 위하여 베어링(206)(207)의 외측에는 베어링커버(210)(211)가 각각 설치된다. 참조번호 212는 베어링 커버(211)를 베어링 하우징(209)에 고정시키기 위한 볼트를, 참조번호 213은 상술한 구성요소들을 지지하기 위한 베이스를 그리고 참조번호 214는 베어링 하우징(209)을 베어링(213)에 고정시키기 위한 볼트를 각각 나타낸다.

이와 같은 구조를 갖는 보올나사 장치가 작동할 때, 수나사(201)와 암나사(202)의 마찰열 및 다른 요소들 간의 마찰열에 의하여 수나사(201)가 그 축방향으로 열팽창을 하게 되는데, 장치 전체의 정밀도를 저하시키지 않으면서 이 열팽창을 여하히 흡수할 수 있는지가 보올나사 장치에 있어서의 과제라고 할 수 있다.

종래에는 미리 수나사(201)에 그 축방향의 초기장력을 인가하는 방법이 사용되어 왔다. 제2도에는 이러한 초기장력을 인가하기 위한 수단으로서 세트스크루(215)가 도시되어 있다. 즉, 수나사(201), 베어링(207), 베어링 하우징(209) 및 베어링 커버(211)등의 구성요소들이 조립된 후, 베어링 하우징(209)이 베어링(213)에 아직 고정되지 않도록 볼트(214)를 이완시킨 상태에서 세트스크루(215)를 이용하여 베어링 하우징(209)을 제2도의 오른쪽으로 밀어 보올나사 장치가 작동하기 전에 수나사(201)에 미리 소정의 초기장력이 가해지도록 한 것이다. 이렇게 초기장력이 인가된 후에 볼트(214)를 체결하여 베어링 하우징(209)을 베이스(213)에 고정시키게 되는 것이다. 이때 베어링(207)은 수나사(201)에 마련되어 있는 단턱(201a)과 접촉되어 있다. 제2도에서, 참조번호 216과 217은 세트스크루(215)를 지지하기 위한 지지대 및 이 지지대(216)를 베이스(213)에 고정하기 위한 볼트를 각각 나타낸다.

그러나, 상기와 같이 세트스크루(215)를 이용하여 수나사(201)에 초기장력을 인가하는 종래의 방법에서는, 일단 수나사에 초기장력이 인가된 후에는 장치 전체의 정밀도를 다시 조정하는 것이 불가능해 진다. 따라서 예컨대, 제2도와 같은 직선운동장치에서 초기장력을 인가하는 과정에서 수나사(201)와 블록(204) 또는 가이드레일(205) 간의 평행도가 저하되는 경우에는 이를 다시 조정할 수가 없으므로 장치의 작동중에 큰 소음이 발생하고 나아가 장치의 수명이 저하되는 것을 막을 방법이 없다. 또한, 세트스크루(215) 및 이에 관련된 구성요소들이 필수적으로 사용되어야 하므로 장치의 구조를 복잡하게 하고 제조비용을 상승시키게 된다.

본 고안은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 장치의 정밀도를 저하시키지 않으면서 수나사의 열팽창을 용이하게 흡수할 수 있도록 구조가 개선된 보올나사 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 보올나사 장치는 수나사, 암나사 및 상기 수나사와 암나사 사이에 구름접촉을 제공하기 위한 보올을 구비한 보올나사와; 상기 수나사의 양단에 각각 설치되어 수나사의 회전을 지지하기 위한 한쌍의 베어링과; 상기 한쌍의 베어링을 각각 지지하기 위한 한쌍의 베어링 하우징; 을 포함하는 보올나사 장치에 있어서,

상기 한쌍의 베어링 중 적어도 하나는 상기 베어링의 축방향 이동을 지지하기 위하여 상기 수나사에 형성된 단턱과 소정거리 이격되도록 상기 베어링 하우징 내에 설치된 것을 특징으로 한다.

그러나 상기 이격된 거리는 장치의 작동에 의하여 수나사가 열팽창할 때 상기 베어링이 상기 수나사의 단턱과 접촉하도록 설정되는 것이 바람직하다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 보올나사 장치를 더 상세하게 설명한다.

제4도는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 보올나사 장치의 부분적인 입단면도이다. 설명의 편의상 본 고안의 보올나사 장치에서도 제4도에 도시된 부분 이외의 부분은 제2도와 동일한 것으로 간주하여 설명하기로 한다.

제2도 및 제4도를 참조하면, 본 고안에 따른 보올나사 장치는 기본적으로 수나사(401)와, 이 수나사(401)에 보올(미도시)을 매개로 하여 구름접촉하는 암나사(202)와, 이 암나사(202)와 결합되어 수나사(401)의 회전에 따라 수나사(401)의 나사축선 방향으로 직선운동하는 블록(204)과, 이 블록(204)의 직선운동을 안내하기 위한 가이드 레일(205)을 포함하여 구성된다.

수나사(401)가 제자리에서 회전하는 것을 지지하기 위하여 수나사(401)는 그 양단에서 베어링(206)(207)에 의하여 지지되고, 이 베어링(206)(407)은 각각 베어링 하우징(208)(409) 내에서 지지된다. 베어링(206)(407)이 베어링 하우징(208)(409)내에서 수나사(401)의 축방향으로 이동하는 것을 방지하기 위하여 베어링(206)(407)의 외측에는 베어링커버(210)(411)가 각각 설치된다. 참조번호 412는 베어링 커버(411)를 베어링 하우징(409)에 고정시키기 위한 볼트를, 참조번호 413은 상술한 구성요소들을 지지하기 위한 베이스를, 그리고 참조번호 414는 베어링 하우징(409)을 베이스(413)에 고정시키기 위한 볼트를 각각 나타낸다.

한편, 제4도를 참조하면, 본 고안의 보올나사 장치에서는 제2도에서와는 달리 세트스크루(215), 지지대(216) 및 볼트(217)가 설치되어 있지 않다. 대신에 수나사(401)에 마련되어 있는 단턱(401a)이 베어링(407)과 접촉하지 않고 틈새(C)만큼 이격되어 있다. 이 점이 바로 본 고안의 특징적인 부분으로서 세트스크루를 이용하여 수나사에 초기장력을 인가하는 방법을 사용하지 않고 상기 틈새(C)에 의하여 수나사의 열팽창을 흡수하려는 것이다.

즉, 수나사의 단턱(401a)과 베어링(407)사이에 틈새(C)가 주어지도록 수나사(401)의 치수를 미리 조절한 후 장치의 각 구성요소들을 조립한 상태에서 수나사(401)의 우측 끝단에 결합된 너트(416)를 조이면, 너트(416)의 조임량만큼 수나사(401)가 당겨져 초기장력이 인가될 수 있는 것이다. 이와 같은 방법으로 초기장력을 인가함으로써 장치의 초기 정밀도 특히, 수나사(401)와 제2도의 블록(204) 또는 가이드레일(205)간의 평행도를 저해할 염려가 전혀 없이 본 고안의 장치를 조립할 수가 있는 것이다. 제4도에서 참조번호 415는 베어링(407)과 너트(416)사이에서 스페이서 역할을 하는 칼라를 나타낸다.

이때 장치의 작동중에는 수나사(401)의 단턱(401a)과 베어링(407)이 접촉하여 베어링(407)의 축방향의 이동을 지지하는 것이 바람직하므로 틈새(C)의 크기는 장치 작동시 수나사(401)의 열팽창량을 고려하여 선정된다.

이상에서는 상기 틈새가 장치의 우측부분에 적용된 경우만이 설명되었지만 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐이므로, 상기 틈새는 장치의 좌측부분에 적용될 수도 있음은 물론이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안의 보올나사 장치에 따르면, 수나사의 단턱과 베어링 간에 소정의 틈새를 부여하는 것에 의하여 장치 전체의 정밀도를 저하시키지 않으면서 용이하게 수나사의 열팽창을 흡수할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 종래의 장치에서 사용되었던 세트스크루 및 이에 관련된 요소들을 생략할 수 있으므로 구조가 간단해진다는 이점도 갖고 있다.

Claims

수나사, 암나사 및 상기 수나사와 암나사 사이에 구름접촉을 제공하기 위한 보올을 구비한 보올나사와; 상기 수나사의 양단에 각각 설치되어 수나사의 회전을 지지하기 위한 한쌍의 베어링과; 상기 한쌍의 베어링을 각각 지지하기 위한 한쌍의 베어링 하우징;을 포함하는 보올나사 장치에 있어서, 상기 한쌍의 베어링 중 적어도 하나는 상기 베어링의 축방향 이동을 지지하기 위하여 상기 수나사에 형성된 단턱과 소정거리 이격되도록 상기 베어링 하우징 내에 설치된 것을 특징으로 하는 보올나사 장치.
제1항에 있어서, 상기 단턱이 형성된 쪽의 수나사 끝단에는 너트가 결합되고, 상기 너트와 상기 단턱이 형성된 쪽의 베어링 사이에는 이 베어링과 너트 간의 간격을 유지하기 위한 칼라가 설치되며, 상기 너트를 체결함에 따라 상기 수나사에 초기장력이 가해지는 것을 특징으로 하는 보올나사 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이격된 거리는 장치의 작동에 의하여 수나사가 열팽창할 때 상기 베어링이 상기 수나사의 단턱과 접촉하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 보올나사 장치.