KR100431781B1 - 볼 나사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 너트부재가 무한 순환하는 다수의 볼을 통하여 나사축과 나사결합하는 볼 나사장치의 개량에 관한 것이다. 볼은 벨트형상으로 형성된 볼 정렬부재에서 소정의 간격으로 직렬로 회전 자유롭게 배치된다. 상대적인 회전이 너트부재와 나사축사이에서 발생한다면, 볼이 볼 정렬부재와 함께 무한 순환경로에서 순환한다. 안내편은 볼 정렬부재의 양측으로 돌출되고, 각각의 안내편을 수용하는 안내홈은 무한 순환경로의 전체 원주를 따라서 형성된다. 그러므로, 볼 정렬부재는 안내홈에 의해서 도입되어 플러터링없이 무한 순환경로에서 순환한다.

Description

볼 나사장치 {BALL SCREW DEVICE}

볼 나사장치는 공업용 로봇의 다수의 직선미끄럼운동부 등에서 주로 테이블 등과 같은 이동가능한 몸체로 모터의 회전량에 상응하는 직선이동량을 부여하는데 사용된다. 일반적으로, 볼 나사장치는 나선형 볼롤링홈이 그 외주면에 형성된 나사축과, 다수의 볼을 통하여 나사축과 나사결합하는 너트부재로 이루어지며, 볼이 안에서 순환하는 무한 순환경로를 포함한다. 모터에 연결된 나사축이 회전하면, 나사축과 너트부재사이에 개재된 다수의 볼은 너트부재에 제공된 무한 순환경로에서 순환하므로 이에 상응하게 너트부재는 나사축의 축방향으로 서서히 직선으로 운동한다.

다른 한편으로는, 이런 종래의 볼 나사장치에 있어서, 볼 무한 순환경로에서 순환하는 별개의 볼은 앞뒤로 위치한 볼과 접촉하므로 볼의 원활한 순환이 방해되고, 또한 나사축이 고속으로 회전하면 인접한 볼간에 발생되는 접촉음이 귀에 거슬린다. 일본 실개평 5-27408 호에는 이러한 문제를 해결한 볼 나사장치가 개시되어 있다.

여기에 개시된 볼 나사장치에 있어서, 가요성을 갖는 벨트형상 볼 정렬부재는 이것이 순환가능하도록 볼 무한 순환경로내에 제공되어 있다. 이러한 정렬부재는 각각이 소정의 간격으로 배치된 볼을 수용하는 볼포켓을 가지고 있다. 그러므로, 볼은 소정의 간격으로 벨트형상 정렬부재내에 정렬되게 너트부재의 볼 무한 순환경로내에 수용되고, 이에 따라 이런 볼 나사장치에서는 무한 순환경로에서 순환하는 볼들간의 접촉이 방지된다.

또한, 볼 나사장치에 있어서, 볼 무한 순환경로는 너트부재에 볼 순환파이프를 장착함으로써 형성되고, 볼 정렬부재의 양 가장자리부를 안내하는 한쌍의 안내홈은 볼 순환파이프의 내주면에 형성된다. 그러므로, 볼 순환파이프내에서의 벨트형상 리테이너의 플러터링 (fluttering) 이 상기 안내홈에 의해서 방지되기 때문에 볼 무한 순환경로내에서의 볼의 원활한 순환이 확보된다.

그러나, 종래의 볼 나사장치에 있어서, 정렬부재의 순환이 상술된 바와 같이 볼 순환파이프에서 안내홈에 의해서 안내되지만, 볼이 나사축과 너트부재사이에서 구르는 영역, 다시 말해서, 부하영역에서 정렬부재 만이 나사축의 외주면과 너트부재의 내주면사이에 형성된 근소한 틈새에 삽입된다. 따라서, 벨트형상 정렬부재가 볼의 순환으로 약간 기울어지는 경우, 상대적으로 역방향으로 이동하는 정렬부재는 나사축의 외주면과 접촉하므로 정렬부재가 조기에 마모된다. 그러므로,정렬부재의 순환과 볼의 순환에 대하여 큰 저항이 작용하므로 나사축에 대한 너트부재의 원활한 운동이 방해된다.

벨트형상 정렬부재의 안내홈이 볼 순환파이프에 만 형성되는 경우, 정렬부재가 무단으로 형성되지 않으면 정렬부재의 선단부는 이것이 부하영역으로부터 안으로 진입할 때 볼 순환파이프의 입구에 걸려 정렬부재의 원활한 순환이 방해받게 된다.

본 발명은 공작기계 또는 공업용 로봇의 미끄럼운동부에서 모터의 회전운동을 직선운동으로 전환시켜 그 직선운동을 전달하도록 나사축이 다수의 볼을 통하여 너트부재와 나사결합하는 볼 나사장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 소정의 간격으로 다수의 볼을 정렬하는 볼 정렬부재가 너트부재의 볼 무한 순환경로로 조립되는 볼 나사장치에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명이 적용된 볼 나사장치의 일 실시예를 도시하는 사시도;

도 2 는 본 발명에 따른 볼 나사장치의 단면도;

도 3 은 상기 실시예에 따른 너트부재의 분해사시도;

도 4 는 상기 실시예에 따른 너트부재에 조립된 무한 순환경로에서 볼이 순환하는 상태를 도시하는 사시도;

도 5 는 본 발명에 따른 볼 나사장치에 조립된 볼 정렬부재를 도시하는 다이어그램;

도 6 은 도 5 에 도시된 볼 정렬부재가 확대된 정면도, 평면도 및 X-X 선을 따라서 취해진 단면도;

도 7 은 상기 실시예에 따른 안내부재를 도시하는 사시도;

도 8 은 상기 실시예에 따른 안내부재와 너트 본체간의 결합상태를 도시하는 확대단면도;

도 9 는 상기 실시예에 따른 안내부재와 볼 리턴파이프간의 맞물림상태를 도시하는 사시도;

도 10 은 상기 실시예에 따른 볼 나사장치에 적용될 수 있는 볼 정렬부재의다른 실례를 도시하는 사시도;

도 11 은 도 10 에서 도시된 볼 정렬부재의 평면도; 및

도 12 는 도 10 에서 도시된 볼 정렬부재가 무한 순환경로에서 정렬되는 상태를 도시하는 평면도.

"부호의 설명"

1 : 볼 2 : 볼 정렬부재

10 : 나사축 11 : 볼롤링홈

20 : 너트부재 35 : 부하롤링홈

40 : 안내부재 50 : 볼 리턴파이프 (순환경로형성부재)

21 : 도입홈 53 : 안내홈

본 발명은 이러한 문제점을 고려하여 만들어지며, 본 발명의 목적은 또한, 너트부재의 무한 순환경로내에 조립된 정렬부재가 나사축과 접촉하는 것을 방지하고, 순환중 정렬부재가 무한 순환경로에서 걸리는 것을 방지함으로써 볼의 순환과, 나사축에 대한 너트부재의 운동이 원활하게 진행되게 하여 정렬부재의 마모를 방지하는 볼 나사장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다수의 볼, 나선형 볼롤링홈이 외주면에 형성된 나사축, 내주면에 제공되며 상기 나사축의 볼롤링홈과 대향하는 나선형 부하롤링홈을 구비하고 볼을 통하여 나사축과 나사결합하는 너트부재 및 볼의 무한 순환경로를 형성하도록 상기 너트부재의 부하롤링홈의 양단부를 연결하는 순환경로형성부재로 이루어진 볼 나사장치로서, 소정의 간격으로 볼을 정렬하고 볼과 함께 무한 순환경로에서 순환하는 볼 정렬부재가 상기 무한 순환경로에 제공되고, 볼직경에 대해 볼의 정렬방향으로 양측으로 돌출된 안내편이 상기 볼 정렬부재에 형성되고, 상기 볼 정렬부재의 안내편을 수용하는 한쌍의 안내홈이 볼롤링방향으로상기 순환형성부재의 내경에 형성되고, 그리고 상기 볼 정렬부재의 안내편을 수용하고 상기 안내홈과 연속하는 한쌍의 도입홈이 상기 너트부재의 부하롤링홈의 양측에 형성되어 있다.

이러한 기술적 수단에 따르면, 볼직경으로부터 볼정렬방향으로 상기 볼 정렬부재의 양측으로 연장하는 안내편이 볼과 함께 상기 무한 순환경로에서 순환하는 볼 정렬부재에 형성되고, 상기 볼 정렬부재의 안내편을 수용하는 도입홈이 상기 너트부재의 부하롤링홈의 양측에 형성된다. 따라서, 볼이 너트부재의 부하롤링홈과 나사축의 볼롤링홈사이, 다시 말해서 부하영역을 구르면 볼 정렬부재는 너트부재의 내주면을 따라서 도입홈에 의해서 안내된다. 그러므로, 이러한 부하영역에서, 볼이 구르면서 이동하는 볼 정렬부재는 결코 플러터링하지 않아 볼 정렬부재와 나사축간의 접촉이 방지될 수 있다.

너트부재의 부하롤링홈의 양측에 형성된 도입홈은 순환경로형성부재의 내경에 형성된 안내홈과 연속적이기 때문에, 볼 정렬부재가 무단으로 형성되지 않더라도 부하영역으로부터 순환경로형성부재내로 진입하는 볼 정렬부재의 선단부는 순환경로형성부재의 입구에 걸리지 않고, 다수의 볼 정렬부재는 너트부재에 제공된 무한 순환경로에 직렬로 조립될 수 있다.

여기서, 상기 볼 정렬부재는 상기 일본 실개평 5-27408 호에 개시된 바와 같은 벨트형상 리테이너는 물론, 다수의 볼이 소정의 간격으로 정렬될 수 있는 한 어떠한 타입으로도 제조될 수 있으며, 상기 공보에서 직경이 볼직경보다 약간 더 큰 볼수용홀은 소정의 간격으로 합성수지제품인 가요성 벨트에 형성되어 있다. 그러나, 나사축이 너트부재로부터 꺼내지는 경우에 볼이 너트부재의 부하롤링홈으로부터 굴러 떨어지는 것을 방지하는 관점에서, 볼 정렬부재는 볼을 회전 자유롭게 유지하는 기능을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 구조로, 볼은 볼 정렬부재에 의해서 유지되고, 볼 정렬부재는 너트부재의 도입홈에 의해서 너트부재의 내주면을 따라서 안내되므로 부하롤링홈에서 구르는 볼은 너트부재에 의해서 유지된다. 이에 따라, 나사축이 너트부재로부터 꺼내지더라도 볼은 결코 굴러 떨어지지 않으므로 너트부재의 취급이 용이하다.

게다가, 본 발명에 따르면, 다수의 볼은 항상 단일 볼 정렬부재에 배치되어야 하는 것은 아니나, 각각의 볼에 볼 정렬부재를 제공하고 볼이 소정의 간격으로 직렬로 정렬되도록 이들을 무한 순환경로에서 결합시키는 것이 가능하다.

다른 한편으로는, 도입홈이 절삭가공 등에 의해서 너트부재의 내주면에 직접 형성될 수도 있지만, 너트부재에서의 절삭가공수법을 고려한다면, 도입홈이 합성수지 사출성형 등을 이용하여 너트부재의 내주면에 제공되는 것이 바람직하다. 도입홈은 부하롤링홈에 대해 나선형으로 형성되어야 한다. 이 도입홈이 사출성형에 의해서 형성된다면 성형틀은 복잡하게 되기 때문에, 너트부재의 내주면에 너트부재에 독립적으로 형성된 실질적으로 원통형인 안내부재를 끼워넣어 도입홈이 안내부재와 너트부재의 내주면간의 상호 작동에 의해서 너트부재에 형성되는 것이 바람직하다. 다시 말해서, 나선형 볼 도피부 (spiral ball escape portion) 는 너트부재의 부하롤링홈에 대응하는 안내부재에 제공되고, 안내부는 각각의 볼 도피부의 양측에 형성되므로 도입홈은 안내부와 너트부재의 내주면간의 상호 작동에 의해서 형성된다. 동시에, 이 안내부재는 절삭가공과 같은 기계적 수법 또는 합성수지의 사출성형에 의해서 제조될 수 있다.

안내부재가 너트부재의 내경에 끼워지면, 상기 안내부재에 제공된 나선형 볼 도피부는 너트부재의 내주면에 형성된 나선형 부하롤링홈에 정확하게 대응해야한다. 이들이 서로 정확하게 대응하지 않으면, 부하롤링홈에서 구르는 볼은 안내부재와 접촉하고, 이에 따라 볼의 원활한 순환을 방해하고 이 볼의 순환에 의해서 수반되는 소음이 현저하게 발생된다. 그러므로, 이러한 관점에서, 볼 도피부를 따라서 안내부재의 외주면에서 나선형 맞물림 돌출부를 형성하고, 또한 맞물림 돌출부가 부하롤링홈을 따라서 너트부재의 내주면에서 나사결합하는 맞물림 오목형상 홈을 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 구조로, 안내부재는 외주면에 형성된 맞물림 돌출부가 너트부재의 맞물림 홈과 나사결합하게 너트부재에 고정된다. 그러므로, 너트부재의 부하롤링홈과 안내부재의 볼 도피부간의 위치관계, 또한 부하롤링홈과 도입홈간의 위치관계가 더욱 정확하게 되므로 볼과 볼 정렬부재의 순환이 한층 더 원활하게 될 수 있다.

게다가, 안내부재의 맞물림 돌출부가 너트부재의 맞물림 오목형상 홈과 나사결합하게 구성된다면, 안내부재는 나선형 스프링과 같이 나선형으로 형성되어 안내부재는 너트부재와 나사결합하기 때문에, 안내부재의 리드는 부하롤링홈의 리드와 합치가 가능하다. 이에 따라, 안내부재의 형상은 한층 더 단순해질 수 있다.

상기 언급된 순환경로형성부재는 순환경로형성부재가 너트부재에 장착될 때, 볼 무한 순환경로가 너트부재에 제공되도록 부하롤링홈의 양단부를 연결하는 한 어떠한 타입도 가능하고, 예를 들면 예를 들면 관통홀이 부하롤링홈의 양단부를 연결하도록 외주면으로부터 내주면으로 만들어진 파이프형상 경로, 축방향으로 너트부재를 관통하는 볼 리턴홀로 볼을 이동시키거나 볼 리턴홀로부터 볼을 수용하기 위하여 축방향으로 너트부재의 양단부에 장착된 한쌍의 엔드캡 등이 여기에 해당한다.

이하에서, 본 발명의 볼 나사장치가 첨부도면을 참고로 하여 상세하게 설명될 것이다.

도 1 및 도 2 는 볼 정렬부재가 조립된 볼 나사장치의 실시예를 도시하고 있다. 동일한 도면에서, 도면부호 10 은 나선형 볼롤링홈 (11) 이 안에 소정의 리드로 형성된 나사축을 나타내고, 도면부호 20 은 볼 (1) 이 안에서 순환하고 볼 (1) 을 통하여 상기 나사축 (10) 과 나사결합하는 무한 순환경로를 구비한 강제품인 너트부재를 나타내고, 도면부호 30 은 볼 (1) 의 무한 순환경로를 형성하도록 너트부재 (20) 의 외주면으로부터 그 내주면으로 삽입되는 볼 리턴파이프 (순환경로형성부재) 를 나타내고, 그리고 도면부호 40 은 너트부재 (20) 의 내경에 끼워지는 합성수지제품인 안내부재 (40) 를 나타낸다. 나사축 (10) 과 너트부재 (20) 간의 상대적인 회전에 의해서, 너트부재 (20) 는 나사축 (10) 의 축방향으로 이동한다.

도 3 에서 도시된 바와 같이, 너트부재 (20) 는 중심에 나사축 (10) 을 위한 관통홀 (31) 을 갖는 원통형으로 형성되고, 테이블과 같은 가동체위로 너트부재 (20) 를 고정하는 플랜지 (32) 가 너트부재로부터 돌출하도록 그 외주면에 제공된다. 나사축 (10) 의 볼롤링홈 (11) 과 반대편에 있는 나선형 부하롤링홈은 관통홀 (31) 의 내주면에 형성된다. 나사축 (10) 과 너트부재 (20) 사이에서 상대적인 회전이 발생한다면, 볼 (1) 은 볼롤링홈 (11) 과 부하롤링홈 (35) 간의 하중을 지탱하면서 구른다. 접선방향으로 너트부재 (20) 를 관통하는 연통홀 (36) 은 부하롤링홈 (35) 의 양단부 부근에 제공되고, 상기 볼 리턴파이프 (50) 의 양단부는 상기 연통홀 (36) 을 통하여 너트부재 (20) 의 외부로부터 내부로 삽입된다. 너트부재 (20) 와 나사축 (10) 간의 하중을 지탱하면서 부하롤링홈 (35) 을 통하여 구르는 볼 (1) 이 연통홀 (36) 의 개설위치에 도달하면, 볼 (1) 은 가해진 하중으로부터 해제되므로 이 볼은 볼 리턴파이프 (50) 내로 구르고 나서 도 4 에서 도시된 바와 같이 볼 리턴파이프 (50) 에서 구르고 다른 연통홀 (36) 을 통하여 너트부재 (20) 와 나사축 (10) 사이로 리턴된다.

걸림 계단부 (38) 는 연통홀 (36) 에 대응하는 너트부재 (20) 의 부하롤링홈 (35) 의 각각의 양단부에 형성되어 연통홀 (36) 을 통하여 너트부재 (20) 내로 삽입된 볼 리턴파이프 (50) 의 선단면은 맞물림 계단부 (38) 와 부딪쳐 걸리게 된다.게다가, 볼 리턴파이프 (50) 를 고정하는 장착면 (33) 은 너트부재 (20) 의 외주면에 형성되어 볼 리턴파이프 (50) 는 파지장치 (51; 도 1 에 도시됨) 로 너트부재 (20) 에 고정된다. 도 3 에서 도시된 바와 같이, 탭홀 (34) 은 너트부재 (20) 의 장착면 (33) 에 형성되어 파지장치 (51) 를 통하여 삽입된 고정볼트 (52) 는 각각의 탭홀과 나사결합된다.

볼 (1) 은 별개로 너트부재 (20) 의 무한 순환경로에 조립되지는 않으나, 도 5 에서 도시된 바와 같이, 이 볼은 볼이 가요성을 갖는 합성수지제품인 볼 정렬부재 (2) 에서 직렬로 정렬되는 상태로 무한 순환경로에 조립된다. 도 6 의 (a) 와 (b) 에서 확대도로 도시된 바와 같이, 볼 정렬부재 (2) 는 볼의 수용홀 (3) 이 안에서 직렬로 형성된 실질적으로 원형인 연결 단위체 (4) 를 결합함으로써 구성되고, 각각의 연결 단위체 (4) 는 단일 볼 (1) 이 각각의 연결 단위체 (4) 에 수용되도록 볼 정렬부재 (2) 의 길이방향으로 소정의 간격으로 정렬된다. 각각의 연결 단위체 (4) 는 거기에 인접한 다른 연결 단위체 (4) 에 연결부 (4a) 를 통하여 외주의 일부에 의해서 연결된다. 인접한 연결 단위체 (4) 간의 일부, 다시 말해서 연결부 (4a) 에서, 볼 정렬부재 (2) 는 가장 타이트한 형상으로 되어 있다. 따라서, 연결부 (4a) 가 유연하기 때문에, 볼 정렬부재 (2) 는 구부러지거나 유연하게 비틀어진다. 도 6 의 (c) 는 도 6 의 (a) 의 X-X 선을 따라서 취해진 단면도이다.

또한, 한쌍의 도피방지부 (5, 5) 는 볼 정렬방향으로 전후 양측에, 그리고 각각의 연결 단위체 (4) 의 표리 양면에 제공된다. 이러한 도피방지부 (5) 는각각의 연결 단위체 (4) 에서 볼 (1) 이 수용홀 (3) 로부터 도피하는 것을 방지한다. 도 6 의 (a) 에서 도시된 바와 같이, 연결 단위체 (4) 에 대하여 도피방지부 (5) 의 돌출높이 (h) 는 볼 (1) 의 돌출높이 (H) 보다 더 작게 설정되기 때문에 볼 (1) 이 나사축 (10) 의 볼롤링홈 (11) 에서 구를 때 도피방지부 (5) 와 볼롤링홈 (11) 간의 간섭을 방지한다.

볼 정렬부재 (2) 는 볼 (1) 이 코어로서 금형내에 배치되는 상태로 합성수지의 사출성형에 의해서 성형되고, 성형완료후 볼 정렬부재 (2) 는 볼 (1) 과 함께 금형으로부터 떼어진다. 볼 정렬부재 (2) 가 어떠한 처리없이 사출성형된다면, 연결 단위체 (4) 와 도피방지부 (5) 는 볼 (1) 과 밀착되므로 볼 (1) 은 볼 정렬부재 (2) 에 대하여 자유롭게 회전하지 못한다. 그러므로, 이 실시예에 따르면, 성형완료후 볼 정렬부재 (2) 는 볼 정렬부재 (2) 가 시간이 지남에 따라 부풀어 오르도록 볼 (1) 과 함께 광유계 윤활유에 침지되므로 볼 (1), 연결 단위체 (4) 및 도피방지부 (5) 사이에 틈새가 형성됨으로써, 볼 (1) 이 자유롭게 회전가능하다.

따라서, 볼 (1) 이 나사축 (10) 과 너트부재 (20) 간의 상대적인 회전으로 너트부재 (20) 에 제공된 무한 순환경로에서 순환한다면, 볼 정렬부재 (2) 는 또한 볼 (1) 과 함께 무한 순환경로에서 순환한다. 도 2 에서 도시된 바와 같이, 한쌍의 안내홈 (53) 이 볼 (1) 의 구름방향을 따라서 볼 리턴파이프 (50) 의 내경에 형성되기때문에, 볼 정렬부재 (2) 가 볼 리턴파이프 (50) 에서 순환하면, 볼 (1) 의 직경에 대하여 볼 (1) 의 정렬방향으로 양측으로 돌출된 한쌍의 연결 단위체 (4) (도 6 의 (b) 의 사선으로 표시된 영역 (A)) 는 안내홈 (53) 에 수용되므로,볼 정렬부재 (2) 는 이것이 안내홈 (53) 에 의해서 도입되는 것과 같이 볼 리턴파이프 (50) 에서 이동한다. 다시 말해서, 이 실시예에서, 도 6 의 (b) 의 사선으로 표시된 연결 단위체 (4) 의 영역 (A) 은 본 발명의 안내편으로서 기능한다. 이에 따라, 볼 리턴파이프 (50) 에서의 볼 정렬부재 (2) 의 플러터링이 방지되므로 볼 정렬부재 (2) 에 의해서 자유롭게 회전하게 유지된 볼 (1) 이 원활하게 순환된다.

다른 한편으로는, 너트부재 (20) 의 관통홀 (31) 에 끼워진 안내부재 (40) 는 합성수지로 제조되고, 나사축 (10) 의 외경보다 약간 더 큰 내경을 가지며, 너트부재 (20) 의 내경에 끼워지는 외경을 갖는 실질적으로 원통형상으로 형성된다. 그러므로, 안내부재 (40) 와 나사축 (10) 사이에는 약간의 틈새가 형성된다. 도 7 에 도시된 바와 같이, 나선형 볼 도피부 (41) 는 너트부재 (20) 의 부하롤링홈 (35) 에 대응하는 안내부재 (40) 에 제공되므로 부하롤링홈 (35) 에서 구르는 볼 (1) 은 볼 도피부 (41) 를 통하여 나사축 (10) 의 볼롤링홈 (11) 과 접촉한다.

너트부재 (20) 의 내주면을 따라서 볼 정렬부재 (2) 를 안내하는 얇은 안내부 (42) 가 볼 도피부 (41) 의 양측으로 형성된다. 안내부재 (40) 가 너트부재 (20) 에 끼워지면, 도 8 에서 도시된 바와 같이, 볼 정렬부재 (2) 의 양쪽 가장자리부를 수용하는 도입홈 (21) 은 리테이너 안내부 (42) 와 너트부재 (20) 의 내주면사이의 상호 작동에 의해서 부하롤링홈 (35) 의 양측에 형성된다. 안내부재 (40) 의 볼 도피부 (41) 와 너트부재 (20) 의 부하롤링홈 (35) 간의 위치관계를 정확하게 하고, 또한 부하롤링홈 (35) 의 양측을 따라서 정확하게 도입홈 (21) 을 형성하기 위하여, 나선형 맞물림 돌출부 (43) 가 볼 도피부 (41) 를 따라서 안내부재 (40) 의 외주면에 형성되고, 나선형 맞물림 오목형상 홈 (37) 은 부하롤링홈 (35) 을 따라서 너트부재 (20) 의 내주면에 형성된다. 맞물림 오목형상 홈 (37) 과 맞물림 돌출부 (43) 를 나사결합함으로써, 안내부재 (40) 는 너트부재 (20) 의 관통홀 (31) 에 끼워진다.

게다가, 너트부재 (20) 의 연통홀 (36) 내로 삽입된 볼 리턴파이프 (50) 의 선단부에 끼워진 절취부 (44) 는 안내부재 (40) 에 형성된다. 절취부 (44) 는 접선방향으로 안내부재 (40) 의 외주면을 절취하도록 형성되어 안내부 (42) 는 절취부 (44) 에 의해서 방해를 받게 된다. 그러므로, 볼 리턴파이프 (50) 는 안내부재 (40) 가 너트부재 (20) 의 관통홀 (31) 에 끼워진 상태로 너트부재 (20) 에 장착되면, 너트부재 (20) 의 걸림 계단부 (38) 와 부딪쳐 걸리게 되는 볼 리턴파이프 (50) 의 선단부면은 차단된 안내부 (42) 와 부딪친다. 도 9 는 볼 리턴파이프 (50) 와 안내부재 (40) 간의 연결상태를 도시하는 사시도이다. 볼 리턴파이프 (50) 가 동일한 도면에서 도시된 바와 같이 너트부재 (20) 의 연통홀 (36) 내로 삽입되면, 볼 리턴파이프 (50) 의 선단면은 안내부재 (40) 의 절취부 (44) 에 끼워져 원주방향으로의 안내부재 (40) 의 위치가 파이프 (50) 의 선단면과 안내부 (42) 간의 간섭에 의해서 결정된다. 상술된 바와 같이, 안내부재 (40) 는 너트부재 (20) 의 맞물림 오목형상 홈 (37) 과 안내부재 (40) 의 맞물림 돌출부 (43) 를 나사결합함으로써 너트부재 (20) 의 관통홀 (31) 에 끼워지기 때문에, 안내부재 (40) 의 원주방향에서의 위치가 결정되면 너트부재 (20) 에 대한 축방향으로의 안내부재(40) 의 위치가 또한 결정된다. 다시 말해서, 이 실시예에서, 너트부재 (20) 에 볼 리턴파이프 (50) 를 장착함으로써 안내부재 (40) 는 너트부재 (20) 에 대하여 정확하게 위치될 수 있다.

볼 리턴파이프 (50) 가 안내부재 (40) 의 절취부 (44) 에 끼워지면, 파이프 (50) 의 선단면은 안내부재 (40) 의 리테이너 안내부 (42) 와 부딪친다. 따라서, 리테이너 안내부 (42) 와 너트부재 (20) 간의 상호 작동에 의해서 형성된 도입홈 (21) 은 볼 리턴파이프 (50) 의 내경에 형성된 안내홈 (53) 과 연통한다. 이에 따라, 볼 (1) 과 함께 너트부재 (20) 의 무한 순환경로에서 순환하는 볼 정렬부재 (2) 는 볼 (1) 이 나사축 (10) 의 볼롤링홈 (11) 과 너트부재 (20) 의 부하롤링홈 (35) 사이에서, 다시 말해서 부하영역에서 구를 때 도입홈 (21) 에 의해서 너트부재 (20) 의 내주면을 따라서 안내되고, 그리고 볼 (1) 이 부하영역으로부터 볼 리턴파이프 (50) 내로, 다시 말해서 무부하영역내로 구르면, 이것은 볼 리턴파이프 (50) 의 안내홈 (53) 에 의해서 안내된다.

이런 구조를 갖는 이 실시예의 볼 나사장치에 있어서, 나사축 (10) 과 너트부재 (20) 사이에서 상대적인 회전이 발생하면, 볼 정렬부재 (2) 안에 배치된 볼 (1) 이 너트부재 (20) 의 부하롤링홈 (35) 과 나사축 (10) 의 볼롤링홈 (11) 사이에서 구르고, 이에 대응하게 볼 정렬부재 (2) 는 너트부재 (20) 에 제공된 무한 순환경로에서 순환한다.

이 실시예의 볼 나사장치에 있어서, 도입홈 (21) 은 너트부재 (20) 에 제공된 부하롤링홈 (35) 의 양측을 따라서 형성되고, 볼 정렬부재 (2) 의 양 가장자리부는 너트부재 (20) 의 내주면을 따라서 도입홈 (21) 에 의해서 안내된다. 따라서, 볼 (1) 과 함께 부하영역에서 이동하는 볼 정렬부재 (2) 는 나사축 (10) 과 접촉하지 않기 때문에, 구르는 볼 (1) 에 가해지는 저항을 감소시킬뿐 아니라 볼 정렬부재 (2) 의 마모를 방지한다.

너트부재 (20) 의 부하롤링홈 (35) 의 양측을 따라서 형성된 도입홈 (21) 이 볼 리턴파이프 (50) 의 안내홈 (53) 과 연속하기 때문에, 볼 정렬부재 (2) 의 양 가장자리부는 부하영역과 무부하영역으로 이루어진 무한 순환경로의 전체 원주를 따라서 도입홈 (21) 과 안내홈 (53) 에 의해서 연속적으로 안내된다. 이에 따라, 부하영역으로부터 무부하영역으로, 또는 무부하영역으로부터 부하영역으로 볼 정렬부재 (2) 와 볼 (1) 이 원활하게 순환되므로 너트부재와 나사축간의 상대적인 회전으로 작용하는 저항이 이에 대응하게 감소될 수 있다.

게다가, 이 실시예에 따르면, 볼 (1) 은 볼 정렬부재 (2) 에 의해서 회전가능하게 유지되고, 상술된 바와 같이, 볼 정렬부재 (2) 의 양 가장자리부는 너트부재 (20) 의 내주면을 따라서 도입홈 (21) 에 의해서 안내되기 때문에, 나사축 (10) 이 너트부재 (20) 로부터 제거되더라도, 너트부재 (20) 의 부하롤링홈에서 구르는 볼 (1) 이 너트부재 (20) 로부터 도피하지 않으므로 볼 나사장치의 조립시의 취급이 용이하게 된다.

또한, 볼 정렬부재 (2) 의 양 가장자리부가 너트부재에 제공된 무한 순환경로의 전체 원주를 따라서 도입홈 (21) 과 안내홈 (53) 에 의해서 안내되기 때문에, 다수의 볼 정렬부재는 이러한 무한 순환경로에 조립되어 순환될 수 있다. 이에따라, 매우 긴 볼 정렬부재 (2) 를 제조해야하는 필요성이 제거되고, 볼 정렬부재 (2) 를 무한 순환경로에 조립하는 과정이 용이해진다.

도 10 내지 도 12 는 이 실시예의 볼 나사장치의 무한 순환경로에 조립될 수 있는 볼 정렬부재 (70) 의 다른 실례를 도시하고 있다.

동일한 도면에서 도시된 볼 정렬부재 (70) 는 각각의 볼에 대하여 별개로 제공되고, 도 12 에서 도시된 바와 같이, 이것은 볼 (1) 과 함께 무한 순환경로에서 정렬되어 사용된다. 각각의 볼 정렬부재 (70) 는 표리 양면에 볼 (1) 과 접촉상태로 구면 (71a, 71b) 을 갖는 간격부 (72) 와, 볼 (1) 을 둘러싸도록 간격부 (72) 로부터 직립된 한쌍의 유지아암 (73, 73) 으로 이루어지므로 단일 볼 (1) 은 간격부 (72) 와 유지아암 (73) 에 의해서 회전가능하게 유지된다.

이러한 구조를 갖는 볼 정렬부재 (70) 는 무한 순환경로에 배치되어 간격부 (72) 는 인접한 볼들 (1, 1) 사이에 위치되고 구르는 볼과 함께 순환한다. 도 6 에서 도시된 볼 정렬부재 (2) 와 같은 볼 정렬부재 (70) 에서, 유지아암 (73) 은 볼 정렬부재 (70) 의 직경에 대하여 볼 (1) 의 정렬방향으로 양측으로 돌출되기 때문에, 유지아암 (73) 은 본 발명의 안내편으로서 볼 리턴파이프 (50) 의 안내홈 (53) 과 너트부재 (20) 에 형성된 도입홈 (21) 에 수용된다. 그러므로, 볼 정렬부재 (70) 는 부하영역과 무부하영역 양쪽에서 소정의 경로를 따라서 원활하게 안내될 수 있다. 이에 따라, 상기 볼 정렬부재 (2) 가 사용될 때와 같은 동일한 효과가 얻어질 수 있다, 다시 말해서 볼 정렬부재 (70) 와 나사축 (10) 간의 접촉은 방지될 수 있고, 무한 순환경로에서 볼 (1) 이 원활하게 순환될 수 있기 때문에 너트부재와 나사축간의 상대적인 회전으로 가해지는 저항이 감소된다.

상술된 바와 같이, 본 발명의 볼 나사장치에 있어서, 도입홈은 너트부재에 제공된 부하롤링홈의 양측에 형성되고, 볼 정렬부재의 양측으로 돌출된 안내편은 도입홈에 의해서 안내된다. 따라서, 볼이 부하롤링홈에서 구를 때, 볼 정렬부재가 편향하고 나사축과 접촉하는 현상이 결코 발생하지 않는다. 그러므로, 볼이 원활하게 순환될 수 있고, 나사축에 대한 너트부재의 운동이 원활하게 수행될 수 있으며, 또한 볼 정렬부재의 마모가 방지될 수 있다.

게다가, 도입홈은 볼 리턴파이프에 형성된 안내홈과 연속적이기때문에, 볼 정렬부재가 무단으로 형성되어 있지는 않으나 별개로 각각의 볼에 제공되더라도, 볼 정렬부재의 선단부가 결코 순환형성부재의 입구에 걸리지 않는다. 따라서, 무한 순환경로에서 볼이 원활하게 순환되고, 또한 다수의 볼 정렬부재가 무한 순환경로에 조립되어 사용될 수 있다.

Claims (6)

1. 다수의 볼, 나선형 볼롤링홈이 외주면에 형성된 나사축, 내주면에 제공되며 상기 나사축의 상기 볼롤링홈과 대향하는 나선형 부하롤링홈을 구비하면서 볼을 통하여 상기 나사축과 나사결합하는 너트부재 및 볼의 무한 순환경로를 형성하도록 상기 너트부재의 부하롤링홈의 양단부를 연결하는 순환경로형성부재로 이루어진 볼 나사장치에 있어서,

   소정의 간격으로 상기 볼을 정렬하고 볼과 함께 무한 순환경로에서 순환하는 볼 정렬부재가 상기 무한 순환경로에 제공되고,

   볼직경에 대해 상기 볼의 정렬방향으로 양측으로 돌출된 안내편이 상기 볼 정렬부재에 형성되고,

   볼 정렬부재의 안내편을 수용하는 한쌍의 안내홈이 볼롤링방향으로 상기 순환형성부재의 내경에 형성되고, 그리고

   상기 볼 정렬부재의 안내편을 수용하고 상기 안내홈과 연속하는 한쌍의 도입홈이 상기 너트부재의 부하롤링홈의 양측에 형성되는 것을 특징으로 하는 볼 나사장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 볼 정렬부재는 다수의 볼이 안에 배치되는 벨트형상으로 형성되어 볼을 회전 자유롭게 유지하는 것을 특징으로 하는 볼 나사장치.
3. 제 1 항에 있어서, 다수의 볼 정렬부재가 각각의 볼에 대하여 별개로 제공되어 각각의 볼을 회전 자유롭게 유지하는 것을 특징으로 하는 볼 나사장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중의 어느 한 항에 있어서, 실질적으로 원통형인 안내부재가 상기 너트부재의 내경에 끼워지고, 나선형 볼 도피부가 상기 너트부재의 부하롤링홈에 대응하는 상기 안내부재에 제공되고, 너트부재의 내주면과 함께 상기 도입홈을 형성하는 안내부가 볼 도피부의 양측에 형성되는 것을 특징으로 하는 볼 나사장치.
5. 제 4 항에 있어서, 나선형 맞물림 돌출부가 상기 볼 도피부를 따라서 상기 안내부재의 외주면에 형성되는 반면에, 상기 맞물림 돌출부와 나사결합하는 맞물림 오목형상 홈이 부하롤링홈을 따라서 상기 너트부재의 내주면에 형성되는 것을 특징으로 하는 볼 나사장치.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 안내부재가 상기 너트부재에 상기 순환경로형성부재를 장착함으로써 상기 너트부재에 대하여 위치결정되는 것을 특징으로 하는 볼 나사장치.