KR101415358B1 - 순환로를 구비한 볼나사 장치와 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

종래의 나사축·너트의 볼 구름 홈에 형성한 궤도 안을 구르는 볼 군과, 너트의 볼 구름 홈의 일단·타단부를 연결한 볼을 무한 순환시키는 순환로를 구비한 볼나사 장치는, 이 순환로를, 너트에 개설한 빈 구멍(창부)과, 이 빈 구멍을 메우는 부쉬(驅)로 구성하므로, 부품 개수의 증가와 가공의 복잡화와 작업의 곤란성이 있었다.
상기를 감안하여, 본 발명은, 외주면에 볼 구름 홈을 갖는 나사축과, 내주면에 볼 구름 홈을 갖는 너트와, 볼 구름 홈, 및 볼 구름 홈이 대향하여 형성되는 궤도 안을 구르는 복수의 볼과, 볼 구름 홈의 일단부와 타단부를 연결하고, 너트의 외주면에 형성한 순환로로 이루어지는 볼나사 장치에 있어서, 상기 순환로는, 볼 구름 홈의 일단부와 타단부와의 사이에서 형성되고, 또한 너트의 두께내에 형성된 터널 형상의 순환구멍을 갖고, 순환구멍은, 궤도를 구르는 볼을, 이 순환구멍내로 보내기 위한 유도로를 구비하는 구성으로 하고, 또한 너트 및 나사축의 볼 구름 홈 (양 볼 구름 홈)에, 볼 구름 홈으로부터의 볼의 이탈을 회피하는 지지수단을 형성하는 동시에, 지지수단은, 양 볼 구름 홈을 단면에서 보아, 180°를 기준선으로 하여, 한쪽의 볼 구름 홈에 2점 지지하고, 다른쪽의 볼 구름 홈에 1점 지지하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 순환로를 구비한 볼나사 장치와 그 제조방법을 제공한다.

Description

순환로를 구비한 볼나사 장치와 그 제조방법{BALL SCREW DEVICE WITH CIRCULATING PATH AND ITS MANUFACTURING METHOD}
본 발명은, 2007년3월12일자 일본 특허출원 2007-62020의 개량(국내 우선)으로, 순환로를 구비한 볼나사 장치와 그 제조방법에 관한 것이다.
종래, 직진 운동의 동력으로서 전동(電動)모터를 사용하는 경우에 있어서, 이 전동 모터의 회전운동을, 직선 운동으로 변환하는 볼나사 장치(나사 전동(傳動)장치를 포함한다)가 이용되고 있다.
여기서, 이 볼나사 장치의 일례를 설명하면, 이 볼나사 장치는, 외주면에 나선 형상의 볼 구름 홈을 갖는 나사축과, 이 나사축의 외측에 나사 맞춤되는 내주면에 나선 형상의 볼 구름 홈을 갖는 너트와, 나사축의 상기 볼 구름 홈 및 상기 너트의 볼 구름 홈이 대향하여 형성되는 궤도 안에 배치되는 복수의 볼과, 너트의 볼 구름 홈의 일단부와 타단부를 연결하여 볼을 무한 순환시키기 위한 순환로를 구비하고 있는 구조이다.
그리고, 이런 종류의 순환로를 구비한 볼나사 장치의 선행 문헌으로서, 예를 들면, 문헌(1)(일본 공개특허공보 평성11-270648호)에 기재되는 것이 있다.
이 문헌1에 기재되는 볼나사 장치의 개요는, 문헌1의 도 1에 도시하는 바와 같이, 복수의 볼(4)이 걸어맞춤하여 구르는 나사 홈(2a), (3a)이 샤프트 스크류(2) 및 너트 스크류(3)에 각각 나선 형상으로 형성되고, 너트 스크류(3)의 나사 홈(3a)을 한번 돌릴 때마다 볼(4)이, 너트 스크류(3)에 형성된 디플렉터 조립 창부(窓部, 3c)에 고정된 디플렉터(5)의 리턴 홈(5a)에 안내되어, 나사 홈(3a)의 축선방향의 인접 부분 사이에서 형성된 나사산(3b)을 타고 넘어 무한 순환하도록 구성되어 있다.
또한 이 문헌1 등을 개량한, 문헌2(일본 공개특허공보 2007-24229)의 도 3 내지 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 나사축(22)의 외주면에 나선 형상의 볼 구름 홈(23)과, 너트(25)의 내주면에 나선 형상의 볼 구름 홈(24)과 너트(25)가 구르는 궤도(26)를 형성하고, 이 궤도(26) 사이를 연이어 통하는 순환로(28)를 형성한다. 이 순환로(28)는, 너트(25)의 두께 내에 볼 구름 홈(24)의 일단부(24a)와 타단부(24b)에 걸친 터널 형상의 순환구멍(29)과, 순환구멍(29)의 일단부 및 타단부에, 각각 설치한 유도부(31a), (31b)로 구성한다.
그리고, 이 문헌2은, 상기 구성을 채용함으로써, 예를 들면, 문헌1과, 종래의 구조가 안고 있는, 하기의 과제를 회피하는 것을 의도한다. 이 과제란, 디플렉터(5) '별도 부품'의 창부(3c)에 끼워거나 벗기는(조립, 떼어내기) 구조와, 이 리턴 홈(5a)과 나사 홈(3a)과의 사이에 발생하는 오차나 가공 오차·수정 가공을 필요로 하는 것, 게다가, 부품 개수가 많아지는 것, 또한 조립 부착 작업, 수정 가공 등의 제조·보수 관리에 시간을 필요로 하는 것, 비용의 증가하는 것 등을 생각할 수 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 평성11-270648호(단락번호 [0025]~단락번호 [0029], 도 2)
특허문헌 2: 일본 공개특허공보 2007-24229호(단락번호 [0023]~단락번호 [0025], 도 3~ 도 6)
[발명이 해결하려고 하는 과제]
상기 문헌2은, 문헌1과, 종래의 구조가 안고 있는, 상기한 과제를 회피할 수 있는 특징이 있다. 그러나, 이 문헌2에서도, 그 후의 실험 등의 결과, 개량점이 발견되었는데, 그 일례를 설명하면, 너트(25)의 볼 구름 홈(24)의 양단에 연결되는 순환구멍(29)을 가공할 때에, 이 바깥둘레의 긴 홈(35)의 구멍으로부터 공구를 삽입하는 경우에, 볼(27)이 밖으로 튀어나오지 않도록, 이 볼(27)보다 작은 폭으로 뚫려진 긴 홈(35)보다 더 가는 공구를 삽입할 필요가 있다. 이 가는 공구를 삽입하기 위해서는, 소형 및/또는 경량인 장치가 요구되는 것, 또한 볼(27)의 바깥지름보다 작은 지름의 공구에 의한 가공은, 곤란성이 있고, 또한 공구의 수명이 짧아지는 것, 그 제조에 시간이 걸리고, 비용의 증가가 되는 것 등을 생각할 수 있다. 그리고, 상기 가는 공구를 삽입하기 위해서는, 약간 저항이 있으며, 예를 들면, 순환구멍(29) 및/또는 볼(27)을 큰 지름으로 할 필요성이 있어 문제이고, 또한 장치의 대형화를 초래할 우려가 있어, 그 개량이 바람직하다.
상기에 감안하여, 본 발명은, 하기의 특징을 의도한다.
[1] 너트의 볼 구름 홈과, 나사축의 볼 구름 홈의 사이에 있어서, 3점 지지를 통하여 양 볼 구름 홈으로부터의 볼 이탈 회피 구조(너트 및 나사축의 양 볼 구름 홈을 단면에서 보아, 나사축의 외주면을 기준선으로 하여, 한쪽의 볼 구름 홈에 2점 지지하고, 다른쪽의 볼 구름 홈에 1점 지지하는 기본적인, 볼의 이탈 방지 구조)로 하여, 볼 이탈 회피 구조와 볼 구름 절제 홈과 유도로를 통하여 순환구멍 내로 보내는 구성을 제공하고, 또한 부품 개수를 줄이고(예를 들면, 유도로용 대형 디플렉터 등의 부품을 없애고), 또한 소형 볼나사 장치를 제공하는 것,
[2] 상기 소형의 볼나사 장치를 제공하고, 경량 소형의 전동식(電動式) 직선운동장치를 제공하는 것,
[3] 소형 및/또는 경량인 장치로 함으로써, 가공 작업의 곤란성을 회피하고, 또한 가공 공구의 장수명화와, 그 제조시간의 단축화, 비용의 저렴화를 도모하는 것,
[4] 볼 및/또는 장치의 소경화·경량화를 도모하여, 이 소형화를 달성해도, 볼의 내(耐)하중 및/또는 구름의 향상을 도모하는 것, 너트의 원활한 이동·구름 및/또는 조타의 확실한 작동을 도모하는 것, 또한 장치의 경량화와 소형화를 통하여, 연료의 효율화를 도모하는 것, 또한 환경 유지에 유효한 것,
[5] 너트와, 순환구멍 및/또는 유도로에서 발생하는, 다른 음 및/또는 소음을, 대략 전부 없게 하는 것,
[6] 볼 구름 홈의 양단부에서 너트 안둘레에 각각 개구하는 순환구멍의 유도로를 형성하는데 있어서, 너트의 내주면에 형성된 반을 잘라내어 반으로 나눈 볼 구름 절제 홈, 또는 너트의 내주면에 형성된 구멍으로부터 제 1 공구를 삽입하여 가공하고, 이 제 1 공구를 통하여, 볼을 순환시키기 위한 순환구멍의 대부분을 용이하게 너트의 두께내에 터널 형상으로 적절히 형성한 볼나사 장치의 제조방법을 제공하는 것,
[7] 부품 개수를 줄이고, 또한 소형의 볼나사 장치를 간단하고 쉽게 제조할 수 있는 볼나사 장치의 제조방법을 제공하는 것.
[발명을 해결하기 위한 수단]
청구항 1의 발명은, 상술한 [1]∼[5]를 의도한다.
청구항 1은, 외주면에 나선 형상의 볼 구름 홈을 갖는 나사축과, 내주면에 나선 형상의 볼 구름 홈을 갖는 너트와, 상기 나사축의 볼 구름 홈 및 상기 너트의 볼 구름 홈이 대향하여 형성되는 궤도 안을 구르는 복수의 볼과, 상기 너트의 볼 구름 홈의 일단부와 타단부를 연결하고 상기 너트의 외주면에 형성하며 상기 볼을 무한 순환시키기 위한 순환로를 구비한 볼나사 장치에 있어서,
상기 순환로는, 볼 구름 홈의 일단부와 타단부 사이에서 상기 볼을 이동시키도록 상기 너트의 두께 내에 형성된 터널 형상의 순환구멍과, 이 순환구멍의 일단부 및 타단부에 형성한, 상기 궤도를 구르는 볼을, 이 순환구멍내로 보내기 위한 유도로로 형성하고,
이 유도로에 연결된, 상기 너트의 볼 구름 홈의 일단부 및 타단부에는, 이 볼 구름 홈의 반을 축심과 직교하는 방향으로 잘라내어 형성하는 볼 구름 절제 홈을 구비하고 있고,
상기 너트의 볼 구름 절제 홈의 1점 지지와, 상기 나사축의 볼 구름 홈의 2점 지지와의 3점 지지에 의하여, 이 너트의 볼 구름 절제 홈과, 이 나사축의 볼 구름 홈으로부터의 볼 이탈 회피 구조로 하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 순환로를 구비한 볼나사 장치이다.
청구항 2의 발명은, 청구항 1의 목적을 달성하는 것, 이 목적을 달성하는데 최적이고, 또한 저속시 볼의 유도를 확실히 할 수 있는 너트의 볼 구름 홈의 구조를 제공하는 것을 의도한다.
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청구항 2는, 청구항 1에 있어서,
상기 볼 구름 절제 홈과 순환 구멍의 경계 부위에, 지느러미 형상의 돌기를 형성하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 순환로를 구비한 볼나사 장치이다.
청구항 3의 발명은 청구항 1의 목적을 달성하는 것, 이 목적을 달성하는데 최적인, 볼 구름 절제 홈의 구조를 제공하는 것을 의도한다.
청구항 3은, 청구항 1에 있어서,
상기 볼 구름 절제 홈에 형성된 절개 부분에, 채움 부재를 설치하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 순환로를 구비한 볼나사 장치이다.
청구항 4의 발명은, 전술한 [1]∼[7]을 의도한다.
청구항 4는, 외주면에 나선 형상의 볼 구름 홈을 갖는 나사축과, 내주면에 나선 형상의 볼 구름 홈을 갖는 너트와, 상기 나사축의 볼 구름 홈 및 상기 너트의 볼 구름 홈이 대향하여 형성되는 궤도 안을 구르는 복수의 볼과, 상기 너트의 볼 구름 홈의 일단부와 타단부를 연결하고 상기 너트의 외주면에 형성하며 상기 볼을 무한 순환시키기 위한 순환로를 구비한 볼나사 장치에서,
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상기 순환로는, 볼 구름 홈의 일단부와 타단부 사이에서 상기 볼을 이동시키도록 상기 너트의 두께 내에 형성된 터널 형상의 순환구멍과, 이 순환구멍의 일단부, 및 타단부에 형성한, 상기 궤도를 구르는 볼을, 이 순환구멍내로 보내기 위한 유도로로 형성하고,
이 유도로에 연결되는, 상기 너트의 볼 구름 홈의 일단부 및 타단부에는, 이 볼 구름 홈의 반을 축심과 직교하는 방향으로 잘라내어 형성하는 볼 구름 절제 홈을 구비하고 있고,
상기 너트의 볼 구름 절제 홈의 1점 지지와, 상기 나사축의 볼 구름 홈의 2점 지지와의 3점 지지에 의하여, 이 너트의 볼 구름 절제 홈과 이 나사축의 볼 구름 홈으로부터의 볼 이탈 회피 구조로 하는 구성으로 한 순환로를 구비한 볼나사 장치의 제조방법으로서,
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이 너트의 단면에 형성된 공구 삽입 절개부로부터, 삽입된 절삭 날붙이의 제 1 공구를 통하여, 상기 유도로와, 이 유도로에 연결되는 볼 구름 절제 홈과, 또 이 너트의 외주면에 이르는 개구를 각각 개설하고, 이 개설한 개구로부터 삽입된 제 2 공구를 통하여, 상기 너트의 두께 내로, 상기 순환구멍을 가공하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 순환로를 구비한 볼나사 장치의 제조방법이다.
[발명의 효과]
삭제
청구항 1의 발명은, 외주면에 나선 형상의 볼 구름 홈을 갖는 나사축과, 내주면에 나선 형상의 볼 구름 홈을 갖는 너트와, 상기 나사축의 볼 구름 홈 및 상기 너트의 볼 구름 홈이 대향하여 형성되는 궤도 안을 구르는 복수의 볼과, 상기 너트의 볼 구름 홈의 일단부와 타단부를 연결하고 상기 너트의 외주면에 형성하며 상기 볼을 무한 순환시키기 위한 순환로를 구비한 볼나사 장치에 있어서,
상기 순환로는, 볼 구름 홈의 일단부와 타단부 사이에서 상기 볼을 이동시키도록 상기 너트의 두께 내에 형성된 터널 형상의 순환구멍과, 이 순환구멍의 일단부 및 타단부에 형성한 상기 궤도를 구르는 볼을 이 순환구멍내로 보내기 위한 유도로로 형성하고,
이 유도로에 연결되는 상기 너트의 볼 구름 홈의 일단부 및 타단부에는, 이 볼 구름 홈의 반을 축심과 직교하는 방향으로 잘라내어 형성하는 볼 구름 절제 홈을 구비하고,
상기 너트의 볼 구름 절제 홈의 1점 지지와, 상기 나사축의 볼 구름 홈의 2점 지지와의 3점 지지에 의하여, 이 너트의 볼 구름 절제 홈과 이 나사축의 볼 구름 홈으로부터의 볼 이탈 회피 구조로 하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 순환로를 구비한 볼나사 장치이다.
따라서, 청구항 1은, 하기의 특징을 가진다.
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[1] 너트의 볼 구름 홈과, 나사축의 볼 구름 홈의 사이에 있어서, 3점 지지를 통하여 양 볼 구름 홈으로부터의 볼 이탈 회피 구조로 하고, 볼 이탈 회피 구조와, 볼 구름 절제 홈과, 유도로를 통하여 순환구멍 내로 보내는 구성을 제공하고, 또한 부품 개수를 줄이고, 또한 소형 볼나사 장치를 제공할 수 있는 것,
[2] 상기 소형의 볼나사 장치를 제공하고, 경량 소형의 전동식 직선운동장치를 제공할 수 있는 것,
삭제
[3] 소형 및/또는 경량인 장치로 함으로써, 가공 작업의 곤란성을 회피하고, 가공 공구의 장수명화와, 그 제조시간의 단축화, 비용의 저렴화가 도모되는 것,
[4] 볼 및/또는 장치의 소경화·경량화를 도모하고, 이 소형화를 달성해도, 볼의 내하중 및/또는 구름의 향상이 도모되는 것, 너트의 원활한 이동·구름 및/또는 조타의 확실한 작동이 도모되는 것, 장치의 경량화와 소형화를 통하여, 연료의 효율화가 더 도모되는 것, 환경 유지에 더 유효한 것,
[5] 너트와, 순환구멍 및/또는 유도로에서 발생하는, 다른 음 및/또는 소음을, 대략 전부 없게 할 수 있는 것.
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삭제
청구항 2의 발명은, 청구항 1에 있어서,
볼 구름 절제 홈과 순환 구멍의 경계 부위에, 지느러미 형상의 돌기를 형성하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 순환로를 구비한 볼나사 장치이다.
따라서 청구항 2는 청구항 1의 목적을 달성할 수 있는 것, 이 목적을 달성하는데 최적인, 또한 저속시 볼의 유도를 확실히 할 수 있는 너트의 볼 구름 홈의 구조를 제공할 수 있는 것 등의 특징을 가진다.
청구항 3의 발명은, 청구항 1에 있어서,
상기 볼 구름 절제 홈에 형성된 절개 부분에, 채움 부재를 설치하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 순환로를 구비한 볼나사 장치이다.
따라서, 청구항 3은 청구항 1의 목적을 달성하는 것, 이 목적을 달성하는데 최적인, 볼 구름 절제 홈의 구조를 제공할 수 있는 것 등의 특징을 가진다.
청구항 4의 발명은, 외주면에 나선 형상의 볼 구름 홈을 갖는 나사축과, 내주면에 나선 형상의 볼 구름 홈을 갖는 너트와, 상기 나사축의 볼 구름 홈 및 상기 너트의 볼 구름 홈이 대향하여 형성되는 궤도 안을 구르는 복수의 볼과, 상기 너트의 볼 구름 홈의 일단부와 타단부를 연결하고 상기 너트의 외주면에 형성하며 상기 볼을 무한 순환시키기 위한 순환로를 구비한 볼나사 장치에서,
상기 순환로는, 볼 구름 홈의 일단부와 타단부 사이에서 상기 볼을 이동시키도록 상기 너트의 두께 내에 형성된 터널 형상의 순환구멍과, 이 순환구멍의 일단부 및 타단부에 형성한, 상기 궤도를 구르는 볼을 이 순환구멍내로 보내기 위한 유도로로 형성하고,
이 유도로에 연결되는 상기 너트의 볼 구름 홈의 일단부 및 타단부에는, 이 볼 구름 홈의 반을 축심과 직교하는 방향으로 잘라내어 형성하는 볼 구름 절제 홈을 구비하고 있고,
상기 너트의 볼 구름 절제 홈의 1점 지지와, 상기 나사축의 볼 구름 홈의 2점 지지와의 3점 지지에 의하여, 이 너트의 볼 구름 절제 홈과 이 나사축의 볼 구름 홈으로부터의 볼 이탈 회피 구조로 하는 구성으로 하는 순환로를 구비한 볼나사 장치의 제조방법으로서,
이 너트의 단면에 형성된 공구 삽입 절개부로부터, 삽입된 절삭 날붙이의 제 1 공구를 통하여, 상기 유도로와, 이 유도로에 연결된 볼 구름 절제 홈과, 또한 이 너트의 외주면에 이르는 개구를 각각 개설하고, 이 개설한 개구로부터 삽입된 제 2 공구를 통하여, 상기 너트의 두께 내로, 상기 순환구멍을 가공하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 순환로를 구비한 볼나사 장치의 제조방법이다.
따라서 청구항 4는 하기의 특징을 가진다.
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[1]∼[5]에 기재한 특징이 있는 것,
[6] 볼 구름 홈의 양단부에서, 너트 안둘레에 각각 개구하는 순환구멍의 유도로를 형성하는데 있어서, 너트의 내주면에 형성된 반을 절제한 반으로 나눈 볼 구름 절제 홈, 또는 너트의 내주면에 형성된 구멍으로부터 제 1 공구를 삽입하여 가공하고, 이 제 1 공구를 통하여, 볼을 순환시키기 위한 순환구멍의 대부분을 용이하게 너트의 두께내로 터널 형상으로 적절히 형성한 볼나사 장치의 제조방법을 제공할 수 있는 것,
[7] 부품 개수를 줄이고, 또한 소형의 볼나사 장치를 간단하고 쉽게 제조할 수 있는 볼나사 장치의 제조방법을 제공할 수 있는 것.
[도 1] 도 1는, 제 1 실시예에서의 너트와 나사축이 나사 맞춤한 상태를, 이 너트의 한쪽의 랜드부측에서 본 측면도
[도 2] 도 2는, 제 1 실시예에서의 도 1에 도시한 볼나사 장치를 사용한 전동식 동력타취(舵取)장치의 주요부의 단면도
[도 3a] 도 3a는, 제 1 실시예에서의 너트의 볼 구름 절제 홈(유도로)을 형성하는 과정을 도시하며, 이 너트의 단면을 향하여 볼이 구름 가능한 빈틈을 가공하는 과정을 도시하고 있고, 제 1 공구를, 너트의 단면의 외주면으로부터 (필요에 의해, 미리 성형된 가공 홈을 이용하여) 나사식으로 넣은 상태를 도시한 사시도
[도 3b] 도 3b는, 제 1 실시예에서의 너트의 볼 구름 절제 홈(유도로)을 형성하는 과정을 도시하며, 제 1 공구를, 너트의 단면의 외주면으로부터 나사식으로 넣고, 볼 구름 절제 홈 및 제 2 공구의 유도로의 개구 가공을 시작한 상태를 도시한 사시도
[도 3c] 도 3c는, 제 1 실시예에서의 너트의 볼 구름 절제 홈(유도로)을 형성하는 과정을 도시하며, 제 1 공구를, 너트의 단면의 외주면으로부터 나사식으로 넣은 후, 제 2 공구의 유도로의 개구가 종료한 상태를 도시한 사시도
[도 4a] 도 4a는, 제 1 실시예에서의 너트의 유도로의 개구로부터 제 2 공구를 통하여, 이 너트의 외주면에, 볼이 구름 가능한 유도로 및 순환구멍을 형성하기 위한 가공하는 과정을 도시하고 있고, 너트의 유도로의 개구로부터 제 2 공구를 나 사식으로 넣은 상태를 도시한 사시도
[도 4b] 도 4b는, 제 1 실시예에서의 너트의 유도로의 개구로부터 제 2 공구를 통하여, 이 너트의 외주면에, 볼이 구름 가능한 유도로 및 순환구멍을 형성하기 위한 가공하는 과정을 도시하고 있고, 도 4a의 부감도
[도 4c] 도 4c는, 제 1 실시예에서의 너트의 유도로의 개구로부터 제 2 공구를 통하여, 이 너트의 외주면에, 볼이 구름 가능한 유도로 및 순환구멍을 형성하기 위한 가공하는 과정을 도시하고 있고, 도 4a의 B-B를 단면에서 본 주요부 사시도
[도 5a] 도 5a는, 제 1 실시예에서의 다른 실시예를 도시하고 있고, 너트 전체를 도시한 사시도
[도 5b] 도 5b는, 제 1 실시예에서의 다른 실시예를 도시하고 있고, 도 5a의 주요부 사시도
[도 5c] 도 5c는, 제 1 실시예에서의 다른 실시예를 도시하고 있고, 도 5a의 주요부의 단면도
[도 6a] 도 6a는, 제 2 실시예에서의 너트와 나사축이 나사 맞춤한 상태를, 이 너트의 한쪽의 랜드부측에서 본 사시도
[도 6b] 도 6b는, 제 2 실시예에서의 도 6a의 단면도
[도 6c] 도 6c는, 제 2 실시예에서의 도 6b의 주요부의 확대 단면도
[도 6d] 도 6d는, 제 2 실시예에서의 도 6a의 측면 모식도
[도 7a] 도 7a는, 제 3 실시예에서의 너트와 나사축이 나사 맞춤한 상태를, 이 너트의 한쪽의 랜드부측에서 본 사시도
[도 7b] 도 7b는, 제 3 실시예에서의 도 7a의 측면도
[도 7c] 도 7c는, 제 3 실시예에서의 도 7a의 주요부의 단면도
[도 7d] 도 7d는, 제 3 실시예에서의 도 7a의 측면 모식도
[도 8a] 도 8a는, 제4 실시예에서의 너트와 나사축이 나사 맞춤한 상태를, 이 너트의 한쪽의 랜드부측에서 본 사시도이고, 절개부분에 채움 부재를 끼워 넣기 전의 상태를 도시한 도면
[도 8b] 도 8b는, 제4 실시예에서의 너트와 나사축이 나사 맞춤한 상태를, 이 너트의 한쪽의 랜드부측에서 본 사시도이고, 절개부분에 채움 부재를 끼워넣은 상태를 도시한 도면
[도 8c] 도 8c는, 제 4 실시예의 다른 예에서의 너트와 나사축이 나사 맞춤한 상태를, 이 너트의 한쪽의 랜드부측에서 본 사시도
[도 8d] 도 8d는, 제 4 실시예의 다른 예에서의 도 8c의 측면 모식도이고, 구멍을 뚫어 설치하기 전의 상태를 도시한 도면
[도 8e] 도 8e는, 제 4 실시예의 다른 예에서의 도 8c의 측면 모식도이고, 구멍에 채움 부재를 끼워 넣은 상태를 도시한 도면
[도 9] 도 9는, 궤도편(양 볼 구름 홈으로 구성한다)과 180°의 기준선 및 지지점과의 관계의 일례를 도시한 개념도.
[부호의 설명]
A : 볼나사 장치 C1 : 락 샤프트
D1 : 직경 D2 : 직경
1 : 나사축
100 : 볼 구름 홈
100a : 일단부 100b : 타단부
2 : 너트 2A : 외주면
2A-1 : 일단부 2A-2 : 타단부
200 : 볼 구름 홈 200a : 일단부
200a-1 : 단면 200b : 타단부
200b-1 : 단면
201 : 볼 구름 절제 홈
201-1 : 볼 구름 절제 홈
202 : 개구 202-1 : 개구
203 : 랜드부 203-1 : 랜드부
3 : 궤도 5 : 볼
6 : 순환로 600 : 하부
10 : 순환구멍
10a : 일단부 10b : 타단부
11 : 유도로 11-1 : 유도로
15 : 절개부 15-1 : 절개부
16 : 빈틈 16-1 : 빈틈
20 : 제 1 공구 21 : 제 2 공구
22 : 돌기 30 : 연통로
30-1 : 연통로 31 : 구멍
31-1 : 구멍
40 : 절개부분 41 : 채움 부재
42 : 구멍
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.
먼저, 도면의 설명을 하면, 도 1 ~ 도 5c는, 제 1 실시예를 도시하고 있고, 도 1은 너트와 나사축이 나사 맞춤한 상태를, 이 너트의 한쪽의 랜드부측에서 본 측면도, 도 2는 도 1에 도시한 볼나사 장치를 사용한 전동식 동력타취(舵取)장치의 주요부의 단면도, 도 3a ~ 도3c는, 너트의 볼 구름 절제 홈(유도로)을 형성하기 위한, 이 너트의 단면을 향하여 볼이 구름 가능한 빈틈을 가공하는 과정을 도시하고 있고, 도 3a는 제 1 공구를, 너트의 단면의 외주면으로부터 (필요에 의해, 미리 성형된 가공 홈을 이용하여) 나사식으로 넣은 상태를 도시한 사시도, 도 3b는 제 1 공구를, 너트의 단면의 외주면으로부터 나사식으로 넣고, 볼 구름 절제 홈 및 제 2 공구의 유도로의 개구 가공을 시작한 상태를 도시한 사시도, 도 3c는 제 1 공구를, 너트의 단면의 외주면으로부터 나사식으로 넣은 후, 제 2 공구의 유도로의 개구가 종료한 상태를 도시한 사시도, 도 4a ~ 도 4c는, 너트의 유도로의 개구로부터 제 2 공구를 통하여, 이 너트의 외주면에, 볼이 구름 가능한 유도로 및 순환구멍을 형성하기 위한 가공하는 과정을 도시하고 있고, 도 4a는 너트의 유도로의 개구로부터 제 2 공구를 나사식으로 넣은 상태를 도시한 사시도, 도 4b는, 도 4a의 부감도, 도 4c는 도 4a의 B-B를 단면에서 본 주요부 사시도, 도 5a ~ 도 5c는 본 발명의 다른 실시예를 도시하고 있고, 도 5a는 너트 전체를 도시한 사시도, 도 5b는 도 5a의 주요부 사시도, 도 5c는 도 5a의 주요부의 단면도이다. 다음에, 도 6a ~ 6d는, 제 2 실시예를 도시하고 있고, 도 6a는 너트와 나사축이 나사 맞춤한 상태를, 이 너트의 한쪽의 랜드부측에서 본 사시도, 도 6b는 도 6a의 단면도, 또한 도 6c는 도 6b의 주요부의 확대 단면도, 도 6d는 도 6a의 측면 모식도이다. 또한, 도 7a ~ 도 7d는, 제 3 실시예를 도시하고 있고, 도 7a는 너트와 나사축이 나사 맞춤한 상태를, 이 너트의 한쪽의 랜드부측에서 본 사시도, 도 7b는 도 7a의 측면도, 도 7c는 도 7a의 주요부의 단면도, 제 7d는 도 7a의 측면 모식도이다. 또한, 도 8a ~ 도 8b는, 제4 실시예를 도시하고 있고, 도 8a는, 너트와 나사축이 나사 맞춤한 상태를, 이 너트의 한쪽의 랜드부측에서 본 사시도이고, 절개부분에 채움 부재를 끼워 넣기 전의 상태를 도시한 도면, 도 8b는, 너트와 나사축이 나사 맞춤한 상태를, 이 너트의 한쪽의 랜드부측에서 본 사시도이고, 절개부분에 채움 부재를 끼워넣은 상태를 도시한 도이다. 도 8c ~ 도 8e는, 제 4 실시예의 다른 예를 도시하고 있고, 도 8c는, 너트와 나사축이 나사 맞춤한 상태를, 이 너트의 한쪽의 랜드부측에서 본 사시도, 도 8d는, 도 8c의 측면 모식도이고, 구멍을 뚫어 설치하기 전의 상태를 도시한 도면, 도 8e는, 도 8c의 측면 모식도이고, 구멍에 채움 부재를 끼워 넣은 상태를 도시한 도면이다. 한편, 도 9는 궤도편(양 볼 구름 홈으로 구성한다)과 180°의 기준선 및 지지점과의 관계의 일례를 도시한 개념도이다.
본 발명의 전동 모터의 회전운동을 직선 운동으로 변환하는 볼나사 장치로서, 채용되는 일례로서, 차체에 탑재한 전동식 동력타취장치(도시생략)가 있다. 이 차체에 탑재한 전동식 동력타취장치는, 차량의 좌우 방향으로 연장되어 배치되고, 또한 차체에 부착되는 알루미늄제의 하우징에, 락 샤프트, 볼나사 장치, 또는 입력축 및 전기 모터 등으로 구성한다.
그리고, 이 전동식 동력타취장치의 하우징은, 원통형상으로 형성된 모터 하우징의 양단에, 각각 중공 형상으로 형성된 락 하우징이 동축상에 끼워 맞춤된 통 형상으로 형성되어 있다. 또한 하우징은, 락 하우징에 형성된 부착 부분을 사이에 두고, 도시하지 않은 차량의 보디에 나사 멈춤되어 지지되어 있다.
한편, 이 하우징에는, 락 샤프트가 삽입 배치되어, 락 샤프트의 일측 바깥둘레에는 락 기어가 형성되어 있고, 이 락 기어는, 스티어링 휠을 구비한 입력축을 새겨 설치한 피니온 기어와 서로 맞물려, 이 피니온 기어의 회전에 의해서 락 샤프트가 축선방향(차바퀴 방향)으로 이동된다.
제 1 실시예에 있어서, 그리고, 이 락 샤프트(C1)의 타측 바깥둘레에는, 볼나사 장치(A)를 구성하는 나사축(1)이 형성된다. 한편, 이 볼나사 장치(A)는, 도 1과 도 2에 도시하는 바와 같이, 외주면에 나선 형상의 볼 구름 홈(100)을 갖는 나사축(1)과, 내주면에 나선 형상의 볼 구름 홈(200)을 갖는 너트(2)와, 나사축(1)의 볼 구름 홈(100) 및 너트(2)의 볼 구름 홈(200)이 대향하여 형성하는 궤도(3)안을 구르는 복수의 볼(5)과, 너트(2)의 볼 구름 홈(200)의 일단부(200a)와 타단부 (200b)를 연결하여 볼(5)을 무한 순환시키기 위한 순환로(6)를 구비하고 있다.
한편, 이 나사축(1)의 볼 구름 홈(100)과 너트(2)의 볼 구름 홈(200)과의 사이에, 볼(5)을 개입시켜 적절한 예압을 부여하기 위해서, 동일 구성의 너트(2)가 한 쌍 설치되어 있다. 나사축(1)의 회전이 규제되어 한 쌍의 너트(2)가 접촉한 상태에서, 한쪽 너트(2)가 회전이 규제되고 다른쪽 너트(2)에 소정의 회전토크가 부여되면, 다른쪽 너트(2)가 이동하려고 하는 방향과는 반대방향에 나사축(1)을 이동시키는 힘이 발생한다. 이것에 의해, 다른쪽 너트(2)의 볼 구름 홈(200)의 한쪽 너트(2)에 가까운 쪽의 홈 측면에 접촉하는 볼(5)은, 나사축(1)의 볼 구름 홈(100)의 한쪽 너트(2)로부터 먼 쪽의 홈 측면에 접촉하고, 한쪽 너트(2)의 볼 구름 홈(200)의 다른쪽 너트(2)에 가까운 쪽의 홈 측면에 접촉하는 볼(5)은, 나사축(1)의 볼 구름 홈의 다른쪽 너트(2)로부터 먼 쪽의 홈 측면에 접촉하여 힘의 닫힘 루프가 형성되어 예압이 부여된다.
그리고, 도 3a ~ 도 4c에 도시하는 바와 같이, 순환로(6)는, 너트(2)의 볼 구름 홈(200)의 일단부(200a)와 타단부(200b)와의 사이에 볼(5)이 이동하도록 너트 (2)의 두께내에 형성된 터널 형상의 순환구멍(10)과, 순환구멍(10)의 일단부(10a) 및 타단부(10b)에 설치한 유도로(11,11-1)(같은 구조이고 한쪽의 유도로(11)에 관해서 설명한다)로 구성되고, 볼(5)은, 이 한쪽의 유도로(11)를 통하여, 순환로(6)에 이르러, 다른쪽의 유도로(11-1)를 통하여, 볼 구름 홈(100,200)으로 구성되는 상술한 궤도(3)(스크류 홈)에 이르는 구조이다. 한편, 너트(2)의 단면(200a-1,200b-1)에는, 반으로 나눈 볼 구름 절제 홈(201)(볼 구름 홈(200)의 일단부 (200a) 및 타단부(200b)에, 그 반을, 축심과 직교하는 방향으로 잘라내어 형성한 다)으로 구성한다. 그리고, 이 볼 구름 홈(200)과 볼 구름 절제 홈(201)과의 사이에, 공간이 형성되어도, 본 발명에서는, 장치의 작동 및/또는 볼(5)의 구름에는, 아무런 문제가 되지 않고, 종래와 같은 효과를 달성할 수 있다. 또한 양 볼 구름 홈(100,200)(궤도(3))을 단면에서 보아, 180°를 기준선으로 하여, 한쪽의 볼 구름 홈(100)(또는 한쪽의 볼 구름 홈(200))에 2점 지지하고, 다른쪽의 볼 구름 홈 (200)(또는 다른쪽의 볼 구름 홈(100))에 1점 지지하는 구성이면, 볼(5)의 이간은 없고, 유효하게 미끄러진다. 마찬가지로, 나사축(1)의 볼 구름 홈(100)을 단면에서 보아, 180°를 기준선으로 하여, 한쪽의 볼 구름 홈(100)(또는 너트(2)의 볼 구름 절제 홈(201))에 2점 지지하고, 너트(2)의 볼 구름 절제 홈(201)(또는 한쪽의 볼 구름 홈(100))에 1점 지지하는 구성이면, 나사축(1)으로부터 너트(2)가 이간하지 않는 한(이 나사축(1)·너트(2)의 양 단면이 면일치가 되지 않는 한), 이 볼(5)의 이간은 없고, 유효하게 미끄러진다. 그리고, 도 9에 지지점(A)∼(C)의 일례를 도시하였다
또한 너트(2)를 쌍으로 설치한 경우, 볼 구름 절제 홈(201)을 한쪽의 너트 (2)의 일단부(200a)의 단면(200a-1)과 다른쪽의 너트(2)의 타단부(200b)의 단면 (200b-1) 중 어느 한쪽(한쪽 단면)에 설치하는 구조와, 쌍방(양 단면)에 설치하는 구조를 채용할 수 있다. 그리고, 이 양 단면(200a-1,200b-1)에 설치하는 구조는, 한층의 볼(5)의 윤활성과, 조타의 용이화·에너지 절약화(가벼운 조작)에 기여할 수 있다.
따라서, 볼(5)은, 너트(2)의 볼 구름 홈(200)의 일단부(200a)에 도달한 단계 에서, 순환구멍(10)을 통하여, 그 타단부(200b)에 보내진다. 이 루트의 일례를 설명하면, 볼(5)은, 일단부(200a)→유도로(11)→순환구멍(10)의 일단부(10a)→순환구멍(10)→순환구멍(10)의 타단부(10b)→유도로(11-1)→타단부(200b)에 도달한다.
이러한 경과를 토대로, 너트(2)의 볼 구름 홈(200)의 일단부(200a)로부터, 그 타단부(100b,200b)에 도달한다. 그 후에는, 볼 구름 홈(200)의 타단부(200b)로부터, 궤도(3)안을 굴러, 그 일단부(200a)에 이른다. 이상과 같은 루트를, 반복함으로써, 볼(5)은, 너트(2)와 나사축(1)으로 구성되는 궤도(3) 및 순환로(6) 등을 통하여 무한 순환되는 구조이다.
다음에, 유도로(11,11-1)(한쪽의 유도로(11)에서 설명한다. 다른 쌍의 예도 이하 같다)와 반원지름의 반으로 나눈 형상의 볼 구름 절제 홈(201,201-1)을 성형하는 일례를 설명하면, 너트(2)의 일단부(200a)의 단면(200a-1)과, 타단부(200b)의 단면(200b-1)에 형성된 공구 삽입 절개부(15(15-1))로부터, 삽입된 절삭 날붙이 등의 제 1 공구(20)(절삭날부를 갖는 드릴 등의 가공구)를 통하여, 각 유도로(11)의 볼 구름 절제 홈(201)을, 각각 개구하고, 또한 외주면(2A)에 도달하는 개구(바깥둘레 개구부)(202(202-1))를 개설한다. 이 개구(202)로부터 삽입된 제 2 공구(21)(볼 엔드 밀 등의 가공구)를 통하여, 너트(2)의 외주면(2A)의 일단부(2A-1)로부터 타단부(2A-2)에 걸쳐, 순환구멍(10)용 순환로(6)를 절삭 가공(가공)하고, 또한 상기 볼 구름 절제 홈(201(201-1))에 의하여, 랜드부(203(203-1))의 일면으로부터 타면을 항하여 볼(5)이 구름 가능한 빈틈(16(16-1))을 가공하고, 이 랜드부(203(203-1))의 빈틈(16)과, 볼 구름 절제 홈(201(201-1))이 연통하는 구성으로 한 순환로(6)를 구성한다. 또한 이 가공 작업은, 절삭 뿐만이 아니라, 방전 가공을 이용하여, 보다 정밀한 가공(구조)과, 최소인 가공(극소지름의 볼(5)의 채용), 일그러짐 발생을 모두 제거하는 등에 기여할 수 있다. 한편, 정밀한 가공 및/또는 최소인 가공을 통하여, 장치의 소형화가 도모된다. 또한 이 방전 가공에서는, 가공의 용이화 및/또는 단순화 등이 달성 가능해지는 동시에, 단순한 가공이 되어, 수지 성형도 가능해진다.
한편, 상기 절개부(15) 및/또는 개구(202-1)는, 너트(2)의 성형시에, 성형하는 것도 가능하다. 이 구조에서는, 개구(202-1)와 제 2 공구(21)와 유사한 장치(도시 생략)를 통하여, 간단하고 쉽고 정확하게 가공할 수 있다. 또한 순환로(6)의 길이방향(나사축(1) 방향)의 개구 단부의 하부(600)를, 볼(5)의 용이한 구름·마찰 저항의 경감·마모 회피를 도모하기 위해, 고리 형상으로 하는 것, 및/또는, 이 볼 (5)의 구름을 용이하게 하기 위해서, 개구단부를 개방하여, 볼(5)의 일면이 노출되는 구조로 하는 것 등은 바람직하다.
또한 상기 너트(2)의 내주면의 직경(D2)은, 상기 나사축(1)의 바깥지름보다 크고, 궤도(3)안을 구르는 볼(5)의 중심이 통과하는 원통면의 직경(D1) 부근, 또는 직경(D1) 전후 정도로 하고, 유도로(11)를 이동하는 볼(5)은, 랜드부(203(203-1))에 개구하는 순환구멍(10)의 일단부(10a) 및/또는 타단부(10b)에 설치한 볼 구름 절제 홈(201)과, 랜드부(203)의 빈틈(16)에 떠올려져 순환구멍(10)내에 보내진다.
상기와 같이 구성한 전동식 동력타취장치의 동작의 일례를 설명한다. 스티어링 휠을 조타하고, 조타 토크가 스티어링 샤프트를 사이에 두고 입력축에 전달되면, 이 조타 토크는 피니온 기어와 락 기어에 의한 락 앤드 피니온 기구에 의해서, 락 샤프트(C1)를 축방향으로 이동시키는 것을 통하여 조타력으로 변환된다. 이 때, 토크 센서(도시생략)가, 조타 토크를 검출하고, 회전각 검출센서(도시 생략)가 전기 모터(도시 생략)의 로터(도시 생략)의 회전 위치 등을 검출하고, 이러한 조타 토크 및 전기 모터의 로터의 회전 위치 등에 기초하여, 토크 센서와 회전각 검출 센서의 검출치 등에 따라서, 제어 회로(도시 생략)로 보조 토크를 작동시킨다. 이 보조 토크는 볼나사 장치(A)에 의해서 락 샤프트(C1)의 축방향의 이동을 보조하는 보조 조타력으로 변환됨으로써, 운전자에 의한 스티어링 휠의 조타력이 경감되는 특징이 있다.
그리고, 이 전기 모터에 의해서 로터와 함께, 너트(2)가 락 샤프트(C1)에 대해 회전하는 볼나사 장치(A)에서는, 각 볼(5)은, 각각 부하를 받으면서 궤도(3)를 구른다. 이 로터가, 예를 들면, 오른쪽 회전되면, 볼(5)은, 나선 형상으로 복수 감겨진 너트(2)의 볼 구름 홈(200)의 일단부(200a)로부터, 상술과 같이, 유도로(11)→순환구멍(10)의 일단부(10a)→순환구멍(10)→순환구멍(10)의 타단부(10b)→유도로(11-1)→타단부(200b)에 되돌려진다.
한편, 도 5a ~ 도 5c는, 본 발명의 다른 실시예를 도시하고 있고, 순환구멍 (10)의 유도로(11,11-1)에 지느러미 형상(산형 지느러미 형상)의 돌기(22)를 설치함으로써(더 바람직하게는, 볼 구름 절제 홈(201,201-1)과, 순환구멍(10)과의 경계 부위에 돌기(22)를 설치함으로써), 저속 회전시에서도, 볼(5)이 튀어나오는 일 없이, 확실히 볼(5)을 순환구멍(10)에 유도할 수 있다. 따라서, 고속으로부터 저속까지, 볼(5)을 확실히 유도할 수 있고, 또한 조타의 용이화·에너지 절약화에도 기여 할 수 있다. 한편, 상기 돌기(22)를 설치하는 조건으로서 바람직하게는, 너트(2)의 내주면의 직경(D2)을, 궤도(3)안을 구르는 볼(5)의 중심을 통과하는 원통면의 직경 (D1)보다 축방향으로 작게 형성하고, 볼(5)의 중심을 통과하는 원통면의 직경(D1)보다 안쪽에, 지느러미 형상(산형 지느러미 형상)의 돌기(22)를 설치하는 구조도 가능하다. 한편, 이 나사축(1)의 볼 구름 홈(100)과, 너트(2)의 볼 구름 홈(200)으로 구성되는 순환로(6)에는, 볼(5)이 종래의 치구 및/또는 방법을 통하여 삽입된다.
다음에 제 2 실시예에 있어서, 순환구멍(10)의 일단부(10a) 및 타단부(10b)에 설치한 유도로(11,11-1)에는, 연통로(30,30-1)를 통하여 볼(5)보다 큰 지름의 구멍(31,31-1)을, 나선 궤도(3)를 가로지르도록 개설하는 구조이며, 사용 범위의 확충을 도모하는 것과, 또한 너트(2)의 단면(200a-1) 등을 평탄한 면 및/또는 미려하게 하는 것 등을 원하는 경우에 유익하다. 다른 구조는, 상술한 제 1 실시예에 준한다. 한편, 볼(5)보다 큰 지름의 구멍(31(31-1))을, 상술한 볼 구름 절제 홈 (201)으로 대체할 수도 있다(다른 실시예도 같다).
또한 제 3 실시예는, 제 2 실시예를 병설한 구조이며, 기본적인 구조는, 완전히 같고, 강력하고, 하중에 견딜 수 있는 볼나사 장치를 제공할 수 있다. 그리고, 도 7c에 있어서는, 좌우의 볼(5)에 예압을 거는 구조로서, 너트(2)에의 하중 저항과, 조타력의 조작의 강약 조정 등에 도움이 되는 것도 가능하여, 유용한 것과, 또한 레이싱 카에의 채용도 가능하다고 생각되는(다른 구조도 같다) 것 등의 실용성을 구비하고 있다. 도면 중 화살표 (가)와 화살표 (나)는, 대치하는 예압방 향을 도시하고 있다.
한편, 제 4 실시예는, 볼 구름 절제 홈(201)이 형성되어 있지 않은 랜드부 (203)를 만들 수 없는 경우, 예를 들면, 굴삭 도중에 멈출 수 없는 가공치구를 이용하는 방책에 있어서, 궤도(3)(볼 구름 홈(100,200), 연통로(30,30-1), 또는 볼 구름 절제 홈(201)에, 절개부분(40)이 형성되므로, 이 절개부분(40)을, 폐색하여 본래의 구조로 회복한다. 그리고, 도면의 예에서는, 볼 구름 절제 홈(201)에 절개부(40)가 형성된 경우에는, 이 절개부분(40)에 채움 부재(41)(도 5a ~ 도 5c에 도시한 유도로(11,11-1)에 지느러미 형상의 돌기(22)를 구비한 구조의 일례이다)를 끼워 넣고, 커버하는 구조로 한다. 한편, 그 외의 일례를 더 설명하면, 상기 이외의 다른 각종 가공치구를 사용하는 경우, 바람직하지는 않지만, 가공 미스의 보충용으로서의 커버(폐색), 또는 너트(2)의 단면(200a-1) 등을 평탄한 면 및/또는 미려하게 하는 것 등을 생각할 수 있다. 그 외의 예는, 상술한 각 실시예에 준한다.
그리고, 제 4 실시예의 다른 예로서, 볼 구름 홈(200)의 뚫어 설치하는 도중에 멈출 수 없는 가공치구를 이용하는 경우의 방책으로서, 볼(5)을 순환구멍(10)으로 이끄는 수단으로서 너트(2)의 외주면(2A)의 구멍(42)에 박힌 핀 등의 채움 부재 (41)(도 5a ~ 도 5c에 도시한 유도로(11,11-1)에 지느러미 형상의 돌기(22)를 구비한 구조의 다른 일례이다)로, 볼(5)을 진로 변경시킴으로써, 볼(5)의 튀어나옴을 없애, 확실히 볼(5)을 순환구멍(10)에 유도하는 구조로 한다.
본 발명은, 직진 운동의 동력으로서 전동 모터를 사용하는 경우에 있어서, 이 전동 모터의 회전운동을, 직선 운동으로 변환하는 볼나사 장치(나사 전동장치를 포함한다)에 관한 것이다. 그리고, 종래의 볼나사 장치는, 외주면에 나선 형상의 볼 구름 홈을 갖는 나사축과, 나사축의 외측에 나사 맞춤되는 내주면에 나선 형상의 볼 구름 홈을 갖는 너트와, 나사축의 상기 볼 구름 홈 및, 상기 너트의 볼 구름 홈이 대향하여 형성되는 궤도 안에 배치되는 복수의 볼과, 너트의 볼 구름 홈의 일단부와 타단부를 연결하여 볼을 무한 순환시키기 위한 순환로를 구비하는 구조이다. 따라서, 순환로를 막는 별도 부품을 필요로 하거나, 또한 별도 부품을 필요로 하지 않는 구조에서는, 특수한 공구와 작업을 필요로 하는 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명은, 범용인 공구와, 간단하고 쉬운 방법으로, 볼나사 장치를 제조하는 것과, 저비용으로, 볼의 확실한 이동이 도모되는 유도로를 구비한 순환구멍의 볼나사 장치를 제공한다.

Claims (7)

  1. 외주면에 나선 형상의 볼 구름 홈을 갖는 나사축과, 내주면에 나선 형상의 볼 구름 홈을 갖는 너트와, 상기 나사축의 볼 구름 홈 및 상기 너트의 볼 구름 홈이 대향하여 형성되는 궤도 안을 구르는 복수의 볼과, 상기 너트의 볼 구름 홈의 일단부와 타단부를 연결하고 상기 너트의 외주면에 형성하며 상기 볼을 무한 순환시키기 위한 순환로를 구비한 볼나사 장치에 있어서,
    상기 순환로는, 볼 구름 홈의 일단부와 타단부 사이에서 상기 볼을 이동시키도록 상기 너트의 두께 내에 형성된 터널 형상의 순환구멍과, 이 순환구멍의 일단부 및 타단부에 형성한 상기 궤도를 구르는 볼을 이 순환구멍내로 보내기 위한 유도로로 형성하고,
    이 유도로에 연결되는 상기 너트의 볼 구름 홈의 일단부 및 타단부에는, 이 볼 구름 홈의 반을 축심과 직교하는 방향으로 잘라내어 형성하는 볼 구름 절제 홈을 구비하고 있고,
    상기 너트의 볼 구름 절제 홈의 1점 지지와, 상기 나사축의 볼 구름 홈의 2점 지지와의 3점 지지에 의하여, 이 너트의 볼 구름 절제 홈과 이 나사축의 볼 구름 홈으로부터의 볼 이탈 회피 구조로 하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 순환로를 구비한 볼나사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 볼 구름 절제 홈과 순환구멍의 경계 부위에, 지느러미 형상의 돌기를 형성하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 순환로를 구비한 볼나사 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 볼 구름 절제 홈에 형성된 절개 부분에, 채움 부재를 설치하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 순환로를 구비한 볼나사 장치.
  4. 외주면에 나선 형상의 볼 구름 홈을 갖는 나사축과, 내주면에 나선 형상의 볼 구름 홈을 갖는 너트와, 상기 나사축의 볼 구름 홈 및 상기 너트의 볼 구름 홈이 대향하여 형성되는 궤도 안을 구르는 복수의 볼과, 상기 너트의 볼 구름 홈의 일단부와 타단부를 연결하고 상기 너트의 외주면에 형성하며 상기 볼을 무한 순환시키기 위한 순환로를 구비한 볼나사 장치에서,
    상기 순환로는, 볼 구름 홈의 일단부와 타단부 사이에서 상기 볼을 이동시키도록 상기 너트의 두께 내에 형성된 터널 형상의 순환구멍과, 이 순환구멍의 일단부 및 타단부에 형성한, 상기 궤도를 구르는 볼을 이 순환구멍내로 보내기 위한 유도로로 형성하고,
    이 유도로에 연결되는 상기 너트의 볼 구름 홈의 일단부 및 타단부에는, 이 볼 구름 홈의 반을 축심과 직교하는 방향으로 잘라내어 형성하는 볼 구름 절제 홈을 구비하고 있고,
    상기 너트의 볼 구름 절제 홈의 1점 지지와, 상기 나사축의 볼 구름 홈의 2점 지지와의 3점 지지에 의하여, 이 너트의 볼 구름 절제 홈과 이 나사축의 볼 구름 홈으로부터의 볼 이탈 회피 구조로 하는 구성으로 하는 순환로를 구비한 볼나사 장치의 제조방법으로서,
    이 너트의 단면에 형성된 공구 삽입 절개부로부터, 삽입된 절삭 날붙이의 제 1 공구를 통하여, 상기 유도로와, 이 유도로에 연결된 볼 구름 절제 홈과, 또한 이 너트의 외주면에 이르는 개구를 각각 개설하고, 이 개설한 개구로부터 삽입된 제 2 공구를 통하여, 상기 너트의 두께 내로, 상기 순환구멍을 가공하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 순환로를 구비한 볼나사 장치의 제조방법.
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