KR101790515B1

KR101790515B1 - 샤프트 순환 볼 스크류

Info

Publication number: KR101790515B1
Application number: KR1020160030770A
Authority: KR
Inventors: 샹후아 차이
Original assignee: 히윈 테크놀러지스 코포레이션
Priority date: 2016-03-15
Filing date: 2016-03-15
Publication date: 2017-10-26
Also published as: KR20170107180A

Abstract

샤프트 순환 볼 스크류는 스크류, 너트, 순환 부재, 및 두 개의 고정 링을 포함한다. 스크류에는 순환 부재의 두 개의 단부가 놓이는 정지부가 제공되고, 정지부로부터 스크류의 중심축까지의 거리가 제1 높이(H)로 정의되고, 복귀 통로에 위치되는 구름 요소의 최고점으로부터 스크류의 중심축까지의 거리가 제2 높이(Hmax)로 정의되고, Hmax는 이하의 관계를 만족시킨다.
Hmax-0.5xBD≤H≤Hmax

Description

샤프트 순환 볼 스크류{SHAFT CIRCULATION BALL SCREW}

본 발명은 볼 스크류, 특히 에 관한 것이다.

볼 스크류는 일반석으로 순환 방식에 기초하여 내부 순환식 및 외부 순환식 볼 스크류로 분류될 수 있다. 내부 또는 외부 순환의 선택은 볼 스크류의 로드 요구 조건에 의해 결정된다. 순환의 유형에 상관없이, 볼 스크류는 볼의 순환을 위해 제공된다.

일본 공보 제2010-090953호를 도시하는 도 1에 도시된 바와 같이, 볼 스크류의 순환 경로(1)는 단지 (두 개의 인접한 스레드(1a, 1b) 사이에) 단일 피치를 걸치고 있다. 따라서, 낮은 리드[낮은 리드는 (스크류의 나선형 홈 및 너트의 나선형 홈으로 이루어진) 로드 경로의 간격이 작다는 것, 즉 스크류의 축을 따라 두 개의 인접한 나선형 홈 사이의 스레드의 두께가 작다는 것을 의미한다]는, 구름 요소(2)의 직경에 인접하고, 이는 구름 요소(2)의 순환에 부정적인 영향을 미칠 뿐만 아니라, 제조의 어려움을 증가시킬 것이다. 게다가, 구름 요소(2)가 너트 나선형 홈 또는 스크류 나선형 홈을 통해 순환하는 경우, 구름 요소(2) 사이의 충돌 또는 상호 마찰이 발생하기 쉽고, 이는 볼 스크류의 수명에 영향을 미칠 것이다.

도 2를 참조하면, 종래의 다른 순환식 볼 스크류가 도시되어 있고, 스크류(3)의 표면에 그리고 스크류 나선형 홈에 연통하여 배치되는 복귀 통로(4)를 포함한다. 복귀 통로(4)는 몇 개의 피치(5)를 걸치고 있고, 복귀 통로(4) 위에 복귀 부재(도시되지 않음)가 제공되고, 복귀 부재 위에 스레드 홈(도시되지 않음)가 있다. 복귀 통로(4)는 구름 요소(2)가 스레드 홈을 통해 구르고 복귀 통로(4)를 통해 복귀하는 것을 허용한다. 그러나, 복귀 통로(4)의 입구(6)에 어떠한 안내 구조물도 없고, 이는 구름 요소(2)가 복귀 통로(4)로 진입하는 것을 어렵게 만든다.

본 발명은 상술된 단점들을 없애고 그리고/또는 완화하려는 것이다.

본 발명의 목적은 정지부가 제2 높이 보다 높은 경우 순환 부재의 두께가 너무 얇게 되고, 정지부가 Hmax-0.5xBD 보다 낮을 경우 볼 스크류의 구조 강도가 감소되는 문제점을 방지할 수 있는, 샤프트 순환 볼 스크류를 제공하는 것이다.

따라서, 본 발명에 따른 샤프트 순환 볼 스크류는 스크류, 너트, 순환 부재, 및 두 개의 고정 링을 포함한다. 스크류에는 순환 부재의 두 개의 단부가 놓이는 정지부가 제공되고, 정지부로부터 스크류의 중심축까지의 거리가 제1 높이(H)로 정의되고, 복귀 통로에 위치되는 구름 요소의 최고점으로부터 스크류의 중심축까지의 거리가 제2 높이(Hmax)로 정의되고, Hmax는 이하의 관계: Hmax-0.5xBD≤H≤Hmax를 만족시킨다.

양호하게는, 복귀 통로는 복귀 통로로 구름 요소를 안내하기 위한 안내부를 포함한다.

이들은 본 발명의 다른 목적들과 함께, 본 발명을 특징짓는 신규한 다양한 특징들과 함께, 본 개시 내용에 후속되어 일부를 형성하는 청구범위에서 특히 지적될 것이다. 본 발명, 그 작동 장점 및 그 사용에 의해 얻어지는 특정 목적들에 대한 더 나은 이해를 위해서는, 첨부 도면과 본 발명의 양호한 실시예들에 대해 기술된 상세한 설명을 참조하여야 한다.

본 발명에 따르면, 정지부가 제2 높이 보다 높은 경우 순환 부재의 두께가 너무 얇게 되고, 정지부가 Hmax-0.5xBD 보다 낮을 경우 볼 스크류의 구조 강도가 감소되는 문제점을 방지할 수 있는, 샤프트 순환 볼 스크류를 제공할 수 있다.

도 1은 일본 공보 제2010-090953호에 개시된 볼 스크류를 도시하는 도면.
도 2는 종래의 다른 볼 스크류를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 샤프트 순환 볼 스크류의 분해도.
도 4는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 샤프트 순환 볼 스크류의 로드 경로 및 복귀 경로의 설명도.
도 5는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 샤프트 순환 볼 스크류의 로드 경로 및 복귀 경로의 다른 설명도.
도 6은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 샤프트 순환 볼 스크류의 사시도.
도 7은 본 발명의 볼 스크류로의 복귀 경로 및 로드 경로의 돌출을 도시하는 설명도.

본 발명은 본 발명에 따른 양호한 실시예를 단지 설명을 목적으로 도시하는 첨부 도면과 함께 보았을 때 이하의 설명으로부터 더 명확해질 것이다.

도 3 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 양호한 실시예에 따른 샤프트 순환 볼 스크류는 스크류(10), 너트(20), 순환 부재(50), 및 두 개의 고정 링(60)을 포함한다.

스크류(10)에는 스크류 나선형 홈(11) 및 복귀 통로(12)가 제공된다. 복귀 통로(12)는 안내부(120)를 포함한다.

너트(20)에는 스크류(10)의 삽입을 위한 삽입 구멍(21)이 제공되고, 너트 나선형 홈(210)이 스크류 나선형 홈(11)과 협동하여 로드 경로(30)를 형성하도록 삽입 구멍(21)의 내부면 상에 형성된다.

순환 부재(50)는 다수의 구름 요소(40)의 순환을 위한 로드 경로(30)의 두 개의 단부 사이에서 연결되고 복귀 경로(51)를 형성하도록 스크류(10)와 협동한다.

고정 링(60)은 스크류(10)에 순환 부재(50)의 두 개의 단부를 고정시키는데 사용된다.

스크류(10)에는 순환 부재(50)의 두 개의 단부가 놓이는 정지부(13)가 제공된다. 정지부(13)로부터 스크류(10)의 중심축(A)까지의 거리가 제1 높이(H)로 정의되고, 구름 요소(40)가 복귀 통로(12)의 최고점에 위치했을 때 구름 요소의 직경(BD)의 중심점으로부터 스크류(10)의 중심축(A)까지의 거리가 제2 높이(Hmax)으로 정의되고, Hmax는 이하의 관계를 만족시킨다.

Hmax=R1+(0.5xPCD-R1)xsinα;

Hmax-0.5xBD≤H≤Hmax;

R1+(0.5xPCD-R1)xsinα-0.5xBDR1+(0.5xPCD-R1)xsinα;

R1: 제1 복귀 곡률 반경, R2: 제2 복귀 곡률 반경, PCD: 피치 직경, BD: 구름 요소의 직경, α: 리드 각도

이 실시예에서, R1=R2=8, PCD=33, BD=6.35, α=45일 경우, 이어서 Hmax의 최종값이 Hmax=R1+(0.5xPCD-R1)xsinα의 식에 이들 파라미터를 넣음으로써 얻어진다.

이 실시예에서, 정지부(13)는 이하의 관계: Hmax-0.5xBD≤H≤Hmax를 만족시킨다. 따라서, Hmax가 14.01이고 관계로 대체되는 경우, 10.48≤H≤14.01이 얻어질 것이다.

이 실시예에서, 정지부(130)가 Hmax-0.5xBD≤H≤Hmax의 관계를 만족시켜야만 하는 이유는, 스크류(10)의 정지부(13)가 순환 부재(50)의 두 개의 단부의 장착 또는 고정을 위해 제공되기 때문이다. 정지부(13)가 제2 높이(Hmax)[복귀 통로(12) 내부의 구름 요소(40)의 최고점으로부터 스크류(10)의 중심축(A)까지의 거리) 보다 높으면, 순환 부재(50)의 두께가 너무 얇게 되고 순환 부재(50)에 대한 손상을 야기할 것이다.

정지부(13)가 Hmax-0.5xBD 보다 낮으면, 이는 스크류(10)의 구조 강도 및 강성을 감소시킬 것이다. 따라서, 정지부(13)가 Hmax-0.5xBD≤H≤Hmax의 관계를 충족시키는 경우, 순환 부재(50)의 두께와 스크류(10)의 구조 강도에 부정적인 영향이 미치지 않을 것이다.

게다가, 복귀 통로(12)에는 안내부(120)가 제공되고, 이는 구름 요소(40)가 안내부(120)에 의해 안내되고 복귀 통로(12)에 원활하게 진입할 수 있는 것을 보장한다.

본 발명에 따른 다양한 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명의 범주 내에서 추가의 실시예들이 있을 수도 있다는 것을 당업자라면 명확히 알 수 있을 것이다.

10 : 스크류 11 : 스크류 나선형 홈
12 : 복귀 통로 13 : 정지부
20 : 너트 21 : 삽입 구멍
30 : 로드 경로 40 : 구름 요소
50 : 순환 부재 51 : 복귀 경로
60 : 고정 링 120 : 안내부
210 : 너트 나선형 홈

Claims

샤프트 순환 볼 스크류이며,
스크류(10)에는 스크류 나선형 홈(11) 및 복귀 통로(12)가 제공되고,
상기 스크류(10)의 삽입을 위한 삽입 구멍(21)이 제공되는 너트(20)로서, 상기 스크류 나선형 홈(11)과 협동하여 다수의 구름 요소(40)의 수용을 위한 로드 경로(30)를 형성하도록 너트 나선형 홈(210)이 상기 삽입 구멍(21)의 내부면 상에 형성되는, 너트(20)와,
상기 구름 요소(40)의 순환을 위한 상기 로드 경로(30)의 두 개의 단부 사이에서 연결되고 복귀 경로(51)를 형성하도록 상기 스크류(10)와 협동하는 순환 부재(50)를 포함하고,
상기 스크류(10)에는 상기 순환 부재(50)의 두 개의 단부가 놓이는 정지부(13)가 제공되고, 상기 정지부(13)로부터 상기 스크류(10)의 중심축(A)까지의 거리가 제1 높이(H)로 정의되고, 구름 요소(40)가 복귀 통로(12)의 최고점에 위치했을 때 구름 요소의 직경(BD)의 중심점으로부터 스크류(10)의 중심축(A)까지의 거리가 제2 높이(Hmax)으로 정의되고,
Hmax=R1+(0.5xPCD-R1)xsinα
Hmax-0.5xBD≤H≤Hmax;
R1+(0.5xPCD-R1)xsinα-0.5xBD≤H≤R1+(0.5xPCD-R1)xsinα;
R1은 제1 복귀 곡률 반경이고;
R2는 제2 복귀 곡률 반경이고;
PCD는 피치 직경이고;
BD는 구름 요소의 직경이고;
α는 리드 각도인,
관계에 의하여 H가 정하여 지는 샤프트 순환 볼 스크류.
삭제
제1항에 있어서,
상기 복귀 통로(12)는 상기 복귀 통로(12)로 상기 구름 요소(40)를 안내하기 위한 안내부(120)를 포함하는 샤프트 순환 볼 스크류.