KR102300420B1

KR102300420B1 - 볼나사

Info

Publication number: KR102300420B1
Application number: KR1020170040108A
Authority: KR
Inventors: 테츠야 사카이; 마사카즈 타케이시
Original assignee: 니혼토무손가부시기가이샤; 가부시키가이샤 다이이치소쿠한세이사쿠쇼
Priority date: 2016-03-30
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2021-09-08
Also published as: TWI703278B; JP6697924B2; JP2017180666A; CN107269786B; TW201734334A; CN107269786A; KR20170113365A

Abstract

이 볼나사는, 볼이 너트 내부를 순환하는 구성에 의하여 소음 발생을 억제하고, 너트 본체의 끼워 넣기 구멍에 끼워 넣은 윤활제를 함침한 슬리브로 리턴로를 형성하고, 리턴로를 전주하는 볼에 윤활제를 공급하여 윤활 메인터넌스 프리를 달성한다. 나선 홈(11)을 구비한 나사 축(1)을 끼워 넣은 너트(2)는, 나선 홈(12)과 리턴로(13)를 구비한 통 형상의 너트 본체(3), 너트 본체(3)의 단부(18)에 배설된 엔드 디플렉터부(6)를 구비한 엔드 캡(4), 및 너트 본체(3)의 끼워 넣기 구멍(24)에 감입된 다공질 성헝체로 이루어지는 슬리브(7)로 구성되어 있다. 볼(9)은, 슬리브(7)의 리턴로(13)를 전주할 때에 윤활제가 공급되어, 윤활의 메인터넌스 프리를 달성한다.

Description

볼나사{Ball Screw}

이 발명은, 예를 들면, 정밀 위치 결정 테이블 등의 메카트로닉스 제품, 검사 장치 등의 각종의 기기에 삽입되어 사용되며, 나사 축과 그 나사 축 위를 상대 이동하는 너트로 이루어지는 급지(給脂) 수단을 구비한 볼나사에 관한 것이다.

종래, 윤활제를 자기 윤활에 의하여 안정적으로 공급하는 직동(直動) 장치가, 예를 들면, 일본 공개특허공보 특개 2013-174255호에 개시되어 있다. 그 직동 장치는, 엔드 디플렉터(end deflector)식의 볼나사 구동장치로서, 내주면에 나선 홈이 형성된 너트와, 그 너트의 나선 홈에 대향하는 나선 홈이 외주면에 형성된 나사 축과, 너트의 나선 홈 및 나사 축의 나선 홈에 의하여 형성되는 나선 형상의 궤도면의 사이에 삽입된 다수의 볼을 구비하고 있다. 너트는, 그 내부에 축 방향으로 표면을 함유(含油)성 수지 재료로 일체적으로 사출 성형한 복귀 통로가 형성된다.

또한, 본 출원인은, 설계의 자유도를 향상시켜, 윤활유의 관리가 간단하며 또한 전동체(轉動體)에 대한 슬라이딩 저항이 적은 구름 안내 유닛을 개발하고, 먼저 특허 출원하였다(예를 들면, 일본 공개특허공보 특개 2006-38195호 참조). 그 구름 안내 유닛은, 레일을 슬라이딩 자유롭게 관통시킨 통(筒) 부재와, 그 통 부재와 레일이 함께 어울려 형성되는 궤도와, 통 부재에 형성한 궤도로(軌道路)의 양단(兩端)을 방향 전환로의 오목부를 통하여 연통시킨 순환로와, 그 순환로 및 상기 궤도로를 전주(轉走)하는 복수의 전동체를 구비하고 있다. 상기 구름 안내 유닛은, 레일과 통 부재의 상대 이동에 따라, 전동체가 순환로 및 궤도로내를 순환하는 것이다. 상기 구름 안내 유닛은, 통 부재에 형성된 삽입 구멍과, 그 삽입 구멍에 삽입된 함유(含油) 부재와, 궤도로 또는 순환로에 있어서의 전동체의 접촉면을 따라 설치된 기름 공급 부재를 구비하고, 그 기름 공급 부재를 함유 부재에 접촉시키고 있다.

또한, 엔드 디플렉터 방식의 볼나사가, 예를 들면, 일본 공개특허공보 특개2013-2554호에 개시되어 있다. 그 엔드 디플렉터 방식의 볼나사는, 작은 스트로크(stroke)로 운전한 경우나 자동 급지 장치로 그리스(grease)를 너트 내부에 공급한 경우에, 그리스에 의한 윤활 성능을 얻을 수 있도록 구성한 것이며, 내주면에 나선 홈이 형성된 너트와, 외주면에 나선 홈이 형성된 나사 축과, 너트의 나선 홈과 나사 축의 나선 홈으로 형성되는 궤도의 사이에 배치된 볼과, 볼을 궤도 종점에서 시점으로 되돌리는 볼 복귀 경로를 구비하고, 볼 복귀 경로가 너트에 형성된 축 방향으로 관통하는 복귀 통로와, 그 양단에 접속된 엔드디플렉터에 형성된 만곡로에 의하여, 너트 내부에 형성되고, 베이스 오일의 40℃에서의 동점도가 30mm²/s 이상 40mm²/s 이하이며, 혼화(混和) 조도(稠度;worked pentration)가 300 이상 330 이하인 그리스로 윤활되어 있는 것이다.

그러나, 상기 직동 장치는, 너트의 복귀 통로에 함유성 수지 재료를 사출 성형에 의하여 너트와 일체 성형한 것이다. 상기 함유성 수지 재료는 수지 재료와 윤활유를 미리 혼합하고, 그 혼합재를 사출 성형한 것이므로, 윤활유 용량이 적어졌을 때에는 윤활유를 보급하지 못하여, 윤활 불량이 되기 쉽고, 또한, 너트와 일체적으로 함유성 수지 재료를 사출 성형할 필요가 있어, 노력이 드는 만큼 비용을 상승시킨다는 문제가 있었다. 또한, 상기 구름 안내 유닛은, 볼 스플라인의 엔드 캡의 방향 전환로에 기름 공급 부재, 외통(外筒)에 함유 부재를 구비함으로써 윤활 메인터넌스 프리(maintenance free)를 실현한 것이지만, 함유 부재가 삽입 구멍에 삽입되어 있어, 제조가 복잡하고 비용을 증가시킨다는 문제를 갖고 있었다.

이 발명의 목적은, 상기의 과제를 해결하는 것으로, 너트 본체내에 전동체인 볼의 순환로를 인사이드 리턴(inside return)식으로 형성하여 볼이 너트 내부를 순환함으로써 소음 발생을 억제하고, 볼의 순환로의 원활한 전주(轉走)를 실현하여 고속·저소음화를 달성하고, 너트 본체의 너트 외경비(外俓比)를 사이즈다운 가능하게 하는 형상으로 구성하여 컴팩트하게 공간 절약을 달성하고, 특히, 너트 본체에 형성한 끼워 넣기 구멍에 리턴로를 형성하는 슬리브를 끼워 넣고, 슬리브를 소결 수지의 다공질 성형체로 제작하고, 슬리브에 윤활제를 함침시켜 슬리브에 접촉하는 볼에 윤활제를 공급하여 윤활의 메인터넌스 프리를 달성한 것으로 이루어지는 볼나사를 제공하는 것이다.

이 발명은, 제1 나선 홈이 외주면에 축 방향으로 형성된 회전 가능한 나사 축, 및 상기 나사 축을 끼워 넣는 제1 끼워 넣기 구멍이 형성되며 또한 상기 제1 나선 홈에 대향하여 제2 나선 홈이 내주면에 축 방향 나선 형상으로 형성된 통 형상의 너트를 가지며, 상기 나사 축의 회전에 대응하여, 상기 제1 나선 홈과 상기 제2 나선 홈으로 형성되는 나선 궤도로를 전동하는 복수의 전동체인 볼을 개재하여 상기 너트가 상기 나사 축 위를 길이 방향으로 이동하는 것으로 이루어지고,

상기 너트는, 상기 제2 나선 홈과 상기 볼이 전주하는 상기 길이 방향으로 연장되는 리턴로(路)를 구비한 통 형상의 너트 본체, 상기 너트 본체의 양단부에 각각 배설되며 또한 상기 나선 궤도로와 상기 리턴로를 연통하는 방향 전환로가 형성된 엔드 디플렉터부를 구비한 엔드 캡, 및 상기 너트 본체에 형성된 제2 끼워 넣기 구멍에 끼워 넣어 상기 리턴로를 형성하는 통과 구멍을 구비한 슬리브로 구성되어 있으며, 상기 슬리브는, 윤활제가 함침된 다공질 성형체로 형성되어 있으며, 상기 리턴로를 전주하는 상기 볼이 상기 슬리브에 접촉하여 상기 윤활제가 상기 볼에 공급됨으로써 이루어지는 볼나사에 관한 것이다.

또한, 이 볼나사는, 상기 너트 본체에는, 상대 부재를 설치하기 위한 설치용 구멍이 형성된 플랜지부를 구비하고, 상기 너트 본체의 반(反)플랜지부측에는, 상기 리턴로의 일부를 형성하는 관통 구멍에 연통하여 상기 엔드 디플렉터부를 감입하는 제1 오목부가 형성되고, 상기 너트 본체의 상기 플랜지부측에는, 상기 제2 끼워 넣기 구멍에 연통하여 상기 엔트 디플렉터부를 감입(嵌入)하는 상기 제1 오목부보다 큰 사이즈의 제2 오목부가 형성되어 있는 것으로 구성되어 있다.

또한, 상기 너트 본체에 설치된 상기 리턴로는, 상기 너트 본체에 형성된 상기 제2 끼워 넣기 구멍에 삽통(揷通)된 상기 슬리브의 상기 통과 구멍과, 상기 제2 끼워 넣기 구멍에 연통하는 상기 너트 본체에 형성된 상기 관통 구멍에 의해 구성되어 있다. 이 볼나사는, 상기 너트 본체에 형성된 상기 제2 끼워 넣기 구멍과 상기 너트 본체에 형성된 상기 관통 구멍과의 경계에는, 상기 제2 끼워 넣기 구멍에 끼워 넣어진 상기 슬리브의 단면(端面)이 당접하는 단부(段部)에 형성되고, 상기 단부의 크기가 상기 슬리브의 두께와 동일하게 형성되며, 상기 슬리브의 상기 리턴로와 상기 관통 구멍의 상기 리턴로의 경계에는 단차가 없이 원활하게 연통되어 있는 것으로 구성되어 있다.

또한, 상기 너트 본체의 반 플랜지부측에 위치하는 상기 방향 전환로는, 상기 제1 오목부에 감입된 상기 엔드 디플렉터부에 형성된 방향 전화로 홈과 상기 너트 본체의 상기 제1 오목부의 벽면에 의해 구성되어 있으며, 상기 너트 본체의 상기 플랜지부측에 위치하는 상기 방향 전환로는, 상기 제2 오목부에 감입된 상기 엔드 디플렉터부에 형성된 방향 전환로 홈과 상기 너트 본체의 상기 제2 오목부에 감입된 스페이서의 벽면에 의해 구성되어 있다.

또한, 이 볼나사에 있어서, 상기 전동체의 상기 볼은, 상기 나사 축의 회전에 따라, 상기 나선 궤도로, 상기 너트 본체에 설치된 상기 리턴로, 및 상기 나선 궤도로와 상기 리턴로를 연통하는 상기 방향 전환로로 구성되는 순환로를 전주하고, 상기 너트가 상기 나사 축 위를 상기 볼을 개재하여 상대 이동하는 것이다.

또한, 슬리브는, 상기 너트 본체에 형성된 상기 제2 나선 홈의 상기 길이 방향의 길이보다 짧게 형성되고, 상기 엔드 디플렉터부는, 상기 너트 본체의 상기 제1 오목부와 상기 제2 오목부에 각각 감합됨과 동시에, 상기 방향 전환로 홈과 상기 나선 궤도로측의 상기 볼을 건져 올리기 위한 건져 올림 후크를 구비하고 있다.

또한, 상기 엔드 캡은, 상기 나사 축을 삽통하기 위한 제3 끼워 넣기 구멍과 상기 제3 끼워 넣기 구멍의 주위에 상기 너트 본체의 단면을 설치하기 위한 복수의 설치용 구멍이 형성된 환(環) 형상의 엔드 캡 본체, 및 상기 엔드 캡 본체의 단면으로부터 돌출되어 일체 구조로 형성되며 또한 상기 방향 전환로와 상기 건져 올림 후크가 형성된 상기 엔드 디플렉터부로 구성되어 있다.

또한, 상기 나사 축은, 상기 길이 방향으로 신장하는 일렬의 상기 제1 나선 홈이 형성되며 또한 베이스에 회전 가능하게 지지된 환축(丸軸) 타입의 볼 나사 축이다.

또한, 상기 슬리브는, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌의 합성수지 미립자를 다져 가열 성형하며 또한 상기 합성수지 미립자 사이가 연통 상태로 보형(保形)된 다공부를 구비한 다공질 성형체로 형성되고, 상기 다공부에 상기 윤활제가 함침되어 있는 것이다.

이 발명에 의한 볼나사는, 상기와 같이, 너트에 형성된 순환로가 너트 본체의 내무에 형성되어 있으므로, 고속·저소음화를 달성하고, 너트 외경비를 사이즈다운 가능하게 하여 공간 절약을 달성하여 콤팩트하게 구성하는 것이 가능하다. 또한, 이 볼나사는, 윤활제를 함침시킨 다공질 성형체로 구성된 슬리브의 통과 구멍으로 리턴로를 형성하므로, 볼이 리턴로를 전주할 때에 볼에 윤활제가 적정하게 공급되어, 윤활의 메인터넌스 프리를 달성할 수 있다. 또한, 이 볼나사는, 너트 본체의 반플랜지부측의 단부에는, 제1 오목부에 연통하는 관통 구멍이 형성되고, 그 관통 구멍이 길이 방향의 일부의 리턴로를 형성하고, 또한, 너트 본체의 플랜지부측에는, 관통 구멍의 내경을 큰 지름으로 형성하여 슬리브를 끼워 넣을 수 있는 끼워넣기 구멍이 구성되고, 그때에 플랜지부에 끼워 넣기 구멍이 큰 지름으로 가공되므로, 플랜지부측의 제2 오목부가 공구의 도피부를 형성하기 때문에 제1 오목부보다도 크게 형성되어 있다. 제2 오목부에 엔드 캡의 엔드 디플렉터부를 감입시킨 경우에 틈이 발생하여 방향 전환로의 벽면이 결여된 상태가 되어 있으므로, 그 틈을 메우기 위하여, 그 틈에 방향 전환로의 일부를 형성하는 스페이서를 제2 오목부의 틈에 삽입하고, 스페이서의 벽면이 방향 전환로의 일부를 구성하도록 하여, 방향 전환로를 완성하고 있다. 또한, 반플랜지부측의 리턴로를 형성하는 관통 구멍의 내경은, 리턴로를 형성하는 슬리브의 내경 즉 통과 구멍의 내경과 동일하게 형성되어 있으므로, 리턴로는 전체 길이에 걸쳐 단차가 없는 원활한 통로로 형성되어 있다. 이 볼나사에서는, 볼이 관통 구멍에 의한 리턴로와 그에 연통하는 슬리브의 통과 구멍의 리턴로를 원활하게 전주하고, 슬리브를 윤활제가 함침된 다공질 성형체로 형성하고 있으므로, 슬리브로 형성된 리턴로를 전주하는 볼은, 적정하게 윤활제가 공급되어, 윤활의 메인터넌스 프리를 달성시킬 수 있다. 또한, 제2 오목부는, 스페이서를 삽입하기 위하여 두꺼운 플랜지부측에 형성 가능하게 되어 있고, 슬리브는 플랜지부측에서만 삽입되는 상태이다.

도 1은 이 발명에 의한 볼나사의 실시예를 나타내는 사시도,
도 2는 도 1의 볼나사에 있어서의 너트 본체의 일부를 파단(破斷)하여 나타내는 사시도,
도 3은 도 2의 볼나사에 있어서의 너트를 구성하는 너트 본체, 리턴로를 구성하는 슬리브, 방향 전환로를 구성하는 엔드 디플렉터부를 구비한 엔드 캡 본체, 끼워 넣기 구멍에 배설된 스페이서 등의 관계를 설명하기 위하여 과장하여 도시한 확대 단면도,
도 4는 도 1의 볼나사를 나타내는 분해 사시도,
도 5는 도 4의 볼나사에 있어서의 너트에 삽입되는 엔드 캡을 나타내고, (A)는 정면도, (B)는 측면도,
도 6은 도 1의 볼나사에 삽입되는 너트 본체를 나타내고, (A)는 플랜지부측에서 본 너트 본체의 정면도, (B)는 측면도, 및 (C)는 반플랜지부측에서 본 너트 본체의 배면도, 및
도 7은 너트 본체의 플랜지부의 단면(端面)측의 오목부에 엔드 디플렉터부 및 스페이서를 삽입한 상태를 나타내고, 엔드 디플렉터부가 단면(斷面)이 되어 있는 정면도이다.

이 발명에 의한 볼나사는, 정밀 위치 결정 테이블 등의 메커트로닉스 제품, 검사 장치 등의 각종 기기에 적용하기에 바람직한 것이다.

이하, 도면을 참조하여, 이 발명에 의한 볼나사의 일실시예를 설명한다. 이 발명에 의한 볼나사는, 대체로, 나선 홈(11)(제1 나선 홈)이 외주면(10)에 축 방향으로 형성된 회전 가능한 나사 축(1), 및 나사 축(1)을 끼워 넣는 끼워 넣기 구멍(33)(제1 끼워 넣기 구멍)이 형성되며 또한 나선 홈(11)에 대향하여 나선 홈(12)(제2 나선 홈)이 내주면(17)에 축 방향으로 형성된 통 형상의 너트(2)로 가진다. 이 볼나사는, 나사 축(1)의 회전에 대응하여, 나선 홈(11)과 나선 홈(12)으로 구성되는 나선 형상 궤도로(15)를 전동하는 복수의 전동체인 볼(9)을 개재하여 너트(2)가 나사 축(1) 위를 길이 방향으로 상대 이동함으로써 구성되어 있다.

이 볼나사에 있어서, 특히, 너트(2)는, 나선 홈(12)과 볼(9)이 전주하는 길이 방향으로 연장되는 리턴로(13)를 구비한 통 형상의 너트 본체(3), 너트 본체(3)의 양단면(18)에 각각 배설되며 또한 나선 형상 궤도로(15)와 리턴로(13)를 연통하는 방향 전환로(14)가 형성된 엔드 디플렉터부(6)를 구비한 엔드 캡(4), 및 너트 본체(3)에 형성된 끼워 넣기 구멍(24)(제2 끼워 넣기 구멍)에 끼워 넣어 리턴로(13)를 형성하는 통과 구멍(32)을 구비한 슬리브(7)로 구성되어 있다. 엔드 디플렉터부(6)는, 엔트 캡 본체(5)의 단면(端面)(19)에서 돌출한 볼록부에 형성되어 있으며, 방향 전환로(14)를 구성하는 방향 전환로 홈(35)이 형성되어 있다. 엔드 캡 본체(5)의 외측의 단면(端面)(42)에는, 카운터 싱킹 (counter sinking) 홀이 되는 설치용 구멍(39)이 형성되어 있다. 너트 본체(3)의 끼워 넣기 구멍(24)에 삽통(揷通)된 슬리브(7)는, 윤활제가 함침된 다공질 성형체로 구성되며, 슬리브(7)가 리턴로(13)을 전주하는 볼(9)에 접촉하여, 윤활제가 볼(9)에 공급되도록 구성되어 있다.

또한, 이 볼나사는, 너트 본체(3)에는, 상대 부재에 설치하기 위한 설치용 구멍(25)이 형성된 플랜지부(8)를 구비하고 있고, 너트 본체(3)의 반플랜지부(8)측에는 방향 전환로(14)의 일부를 형성하는 관통 구멍(23)에 연통하여 엔드디플랙터부(6)를 감입하는 오목부(21)(제1 오목부)가 형성되고, 또한, 플랜지부(8)측에는 끼워 넣기 구멍(24)에 연통하여 엔드 디플렉터부(6)를 감입하는 오목부(21) 보다 큰 사이즈의 오목부(22)(제2 오목부)가 형성되어 있다. 엔드 캡(4)은, 그 엔드 디플렉터부(6)가 너트 본체(3)의 오목부(21, 22)에 감합(嵌合) 배설(配設)되고, 설치용 구멍(39)에 고정 나사(31)를 삽통하여, 고정 나사(31)를 너트 본체(3)의 단면(端面)(40)에 형성된 설치 나사 구멍(41)에 조여 넣어, 너트 본체(3)에 고정되어 있다.

또한, 너트 본체(3)의 반플랜지부(8)측에 위치하는 방향 전환로(14)는, 오목부(21)에 감입된 엔드 디플렉터부(6)에 형성된 방향 전환로 홈(35)과 너트 본체(3)의 오목부(21)의 벽면(36)에 의하여 구성되어 있고, 플랜지부(8)측에 위치하는 방향 전환로(14)는, 오목부(22)에 감입된 엔드 디플렉터부(6)에 형성된 방향 전환로 홈(35)과 너트 본체(3)의 오목부(22)에 감입된 스페이서(37)의 벽면(38)에 의하여 구성되어 있다. 이 볼나사는, 가급적 너트 본체(3)의 외경을 작게 형성하여 공간 절약으로 구성되어 있으므로, 반플랜지부(8)측의 너트 본체(3)의 두께가 얇게 되어 있으나, 너트 본체(3)의 단부(端部)(18)의 강도는 적어도 확보해 두는 편이 바람직한 것이다. 그 때문에, 너트 본체(3)의 반플랜지부(8)측의 단부(18)의 오목부(21)를, 공구를 작동할 수 있을 정도의 크기로 형성할 수 없다. 거기서, 너트 본체(3)의 반플랜지부(8)측에 관해서는, 슬리브(7)을 삽입하지 않고, 관통 구멍(23) 그 자체를 리턴로(13)로 형성한다. 이에 대하여, 너트(2)의 플랜지부(8)측에는, 플랜지부(8)를 위하여 두껍게 형성되어 있으므로, 너트 본체(3)에 스페이서(37)를 삽입하기 위한 끼워 넣기 구멍(24)을 크게 형성할 수 있다. 즉, 반플랜지부(8)측의 너트 본체(3)에는, 엔드 캡(4)의 엔드 디플렉터부(6)를 감입할 뿐의 비교적 작은 사이즈는 오목부(21)를 형성하고, 이에 대하여, 너트 본체(3)의 플랜지부(8)측에는 끼워 넣기 구멍(24)을 가공하기 위하여 공구의 도피부를 형성하기 때문에, 플랜지부(8)측의 단부(18)에 오목부(21)보다도 큰 사이즈의 오목부(22)를 형성하며, 그에 따라, 너트 본체(3)에 형성된 관통 구멍(도시하지 않음)을 공구에 따라 크게 형성하고, 커진 관통 구멍 즉 끼워 넣기 구멍(24)에 슬리브(7)를 끼워 넣는다. 또한, 너트 본체(3)의 단부(18)의 오목부(22)에는, 엔드 캡(4)의 엔드 디플렉터부(6)를 감입해도 틈이 형성되므로, 그 틈에 방향 전환로(14)의 벽면(38)을 형성하는 스페이서(37)를 감입한다. 바꾸어 말하면, 너트 본체(3)의 플랜지부(8)측은 두껍게 형성되어, 관통 구멍을 크게 하여 슬리브(7)를 끼워 넣는 큰 끼워 넣기 구멍(24)으로 형성할 수 있다. 상기와 같이, 너트 본체(3)의 플랜지부(8)측에는, 슬리브(7)의 끼워 넣기를 위한 끼워 넣기 구멍(24)을 형성하고, 그때에 플랜지부(8)에 오목부(22)의 입구부가 큰 지름으로 가공되므로, 방향 전환로(14)의 리턴로 입구인 오목부(22)가 커져 있고, 방향 전환로(14)의 벽면이 결여된 상태가 되어 있으며, 그것을 메우기 위하여, 방향 전환로(14)의 일부가 형성된 스페이서(37)를 오목부(22)에 삽입하여, 방향 전환로(14)를 완성시킨다.

이 볼나사는, 너트 본체(3)에 형성하는 리턴로(13)를 상기와 같이 형성함으로써, 너트 본체(3)를 작은 지름으로 형성할 수 있음과 동시에, 컴팩트한 소형으로 형성할 수 있고, 게다가 너트 본체(3)의 끼워 넣기 구멍(24)에 감입하여 슬리브(7)에 의해, 볼(9)에 적정하게 윤활제를 공급할 수 있다. 즉, 너트 본체(3)에 설치한 리턴로(13)는, 너트 본체(3)에 형성된 끼워 넣기 구멍(24)에 삽통된 슬리브(7)의 통과 구멍(32)과, 끼워 넣기 구멍(24)에 연통하는 너트 본체(3)에 형성된 관통 구멍(23)에 의해 구성되게 된다. 너트 본체(3)에 형성된 끼워 넣기 구멍(24)과, 너트 본체(3)에 형성된 관통 구멍(23)의 경계에는, 끼워 넣기 구멍(24)에 끼워 넣어진 슬리브(7)의 단면(端面)(27)이 당접하는 단부(段部)(20)에 형성되어 있고, 단부(20)의 크기는 슬리브(7)의 두께와 동일하게 형성되어 있으며, 슬리브(7)의 관통 구멍(32)으로 형성되는 리턴로(13)와, 관통 구멍(23)으로 형성되는 리턴로(13)의 경계에는 단차가 없고, 원활하게 연통하게 된다.

또한, 이 볼나사에 있어서, 슬리브(7)는, 너트 본체(3)에 형성된 리턴로(13)의 길이보다 짧게 형성되어 있고, 엔드 디플렉터부(6)는, 너트 본체(3)의 오목부(21)와 오목부(22)에 감합함과 동시에, 방향 전환로 홈(35)과 나선 형상 궤도로(15)측의 볼(9)을 건져 올리기 위한 건져 올림 후크(29)가 형성되어 있다. 또한, 나사 축(1)은, 길이 방향으로 신장하는 일렬의 나선 홈(11)이 형성되며 또한 베이스에 회전 가능하게 지지된 환축 타입의 볼나사축이다. 엔드 캡(4)은, 인사이드 리턴 플레이트로서, 나사 축(1)을 삽통하기 위한 끼워 넣기 구멍(34)(제3 끼워 넣기 구멍)과 그 끼워 넣기 구멍(34)의 주위에 복수의 설치용 구멍(25)이 형성된 환(環) 형상의 엔드 캡 본체(5), 및 엔드 캡 본체(5)와 일체 구조로 형성되며 또한 방향 전환로(14)와 건져 올림 후크(29)가 형성된 엔드 디플렉터부(6)로 구성되어 있다.

이 볼나사는, 상기와 같이 구성되어 있으므로, 나사 축(1)의 회전에 따라, 전동체의 볼(9)이 나선 형상 궤도로(15), 너트 본체(3)에 설치된 리턴로(13), 및 나선 형상 궤도로(15)와 리턴로(13)를 연통하는 방향 전환로(14)로 구성되는 순환로(16)를 전주하고, 너트(2)가 나사 축(1) 위를 볼(9)을 개재하여 상대 이동하는 것이다. 이 볼나사에 관하여, 볼나사 사양은, 예를 들면, 나사 축(1)의 축 지름이 φ20으로 형성되고, 나사 축(1)의 외주면(10)에 형성된 나선 홈(11)은 일조열(一條列)로 형성되며, 리드는 40mm로 형성할 수 있다.

또한, 슬리브(7)는, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌의 합성수지 미립자를 다져 가열 성형하며 또한 상기 합성수지 미립자 사이가 연통 상태로 보형(保形)된 다공부를 구비한 다공질 성형체로 형성하고, 상기 다공부에 상기 윤활제가 함침되어 있다. 따라서, 이 볼나사는, 슬리브(7)에 의하여 리턴로(13)가 형성되어 있으므로, 리턴로(13)를 전주하는 볼(9)은 슬리브(7)의 내벽에 접촉하고, 슬리브(7)에 함침되어 있는 윤활제가 볼(9)에 공급되어, 윤활의 메인터넌스 프리를 달성할 수 있다.

1 나사 축
2 너트
3 너트 본체
4 엔드 캡
5 엔드 캡 본체
6 엔드 디플렉터부
7 슬리브
8 플랜지부(너트 본체)
9 볼(전동체)
10 외주면(나사 축)
11 나선 홈(제1 나선 홈, 나사 축)
12 나선 홈(제2 나선 홈, 너트 본체)
13 리턴로(너트 본체)
14 방향 전환로(엔드 캡)
15 나선 형상 궤도로
16 순환로
17 내주면(너트 본체)
18 단부(端部)(너트 본체)
19 단면(端面)(엔드 캡, 엔드 디플렉터부측)
20 단부(段部)(관통 구멍과 끼워 넣기 구멍과의 경계)
21 오목부(제1 오목부, 반플랜지부측)
22 오목부(제2 오목부, 플랜지부측)
23 관통 구멍(너트 본체)
24 끼워 넣기 구멍(제2 끼워 넣기 구멍, 너트 본체, 슬리브 끼워 넣기용)
25 설치용 구멍(플랜지부)
27 단면(端面)(슬리브)
29 건져올림 후크(엔드 캡)
30 볼록부(엔드 디플렉터부)
31 고정 나사(너트 본체, 엔드 캡을 고정)
32 통과 구멍(슬리브, 방향 전환로)
33 끼워 넣기 구멍(제1 끼워 넣기 구멍, 너트 본체, 나사 축 끼워 넣기용)
34 끼워 넣기 구멍(제3 끼워 넣기 구멍, 엔드 캡)
35 방향 전환로 홈(엔드 디플렉터부)
36 벽면
37 스페이서(틈 메우기용, 방향 전환로 홈)
38 벽면(스페이서의 벽면, 방향 전환로용)
39 설치용 구멍(엔드 캡)
40 단면(端面)(너트 본체)
41 설치용 나사 구멍(너트 본체)
42 단면(端面)(엔드 캡, 평면측의 외면)

Claims

제1 나선 홈이 외주면에 축방향으로 형성된 회전 가능한 나사 축, 및 상기 나사 축을 끼워 넣는 제1 끼워 넣기 구멍이 형성되며 또한 상기 제1 나선 홈에 대향하여 제2 나선 홈이 내주면에 축방향으로 형성된 통 형상의 너트를 가지며, 상기 나사 축의 회전에 대응하여, 상기 제1 나선 홈과 상기 제2 나선 홈으로 형성되는 나선 궤도로를 전동하는 복수의 전동체인 볼을 개재하여 상기 너트가 상기 나사 축 위를 길이방향으로 이동하는 것으로 이루어지고,
상기 너트는, 상기 제2 나선 홈과 상기 볼이 전주하는 상기 길이방향으로 연장되는 리턴로(路)를 구비한 통 형상의 너트 본체, 상기 너트 본체의 양단부에 각각 배설되며 또한 상기 나선 궤도로와 상기 리턴로를 연통하는 방향 전환로가 형성된 엔드 디플렉터부를 구비한 엔드 캡, 및 상기 너트 본체에 형성된 제2 끼워 넣기 구멍에 끼워 넣어 상기 리턴로를 형성하는 통과 구멍을 구비한 슬리브로 구성되어 있으며, 상기 슬리브는, 윤활제가 함침된 다공질 성형체로 형성되어 있고,
상기 너트 본체에는, 상대 부재를 설치하기 위한 설치용 구멍이 형성된 플랜지부를 구비하고 있으며, 상기 너트 본체의 반(反)플랜지부측에는 상기 리턴로의 일부를 형성하는 관통 구멍에 연통하여 상기 엔드 디플렉터부를 감입하는 제1 오목부가 형성되어 있고,
상기 너트 본체에 설치한 상기 리턴로는, 상기 너트 본체에 형성된 상기 제2 끼워 넣기 구멍에 삽통된 상기 슬리브의 상기 통과 구멍과, 상기 제2 끼워 넣기 구멍에 연통하는 상기 너트 본체에 형성된 상기 관통 구멍에 의해 구성되어 있고,
상기 리턴로를 전주하는 상기 볼이 상기 슬리브에 접촉하여, 상기 윤활제가 상기 볼에 공급되는 것으로 이루어지는 볼나사.
청구항 1에 있어서,
상기 너트 본체의 상기 플랜지부측에는, 상기 제2 끼워 넣기 구멍에 연통하여 상기 엔드 디플렉터부를 감입하는 상기 제1 오목부보다 큰 사이즈의 제2 오목부가 형성되어 있는 것으로 이루어지는 볼나사.
청구항 2에 있어서,
상기 너트 본체에 형성된 상기 제2 끼워 넣기 구멍과 상기 너트 본체에 형성된 상기 관통 구멍과의 경계에는, 상기 제2 끼워 넣기 구멍에 끼워 넣어진 상기 슬리브의 단면(端面)이 당접하는 단부(段部)에 형성되고, 상기 단부의 크기가 상기 슬리브의 두께와 동일하게 형성되며, 상기 슬리브의 상기 리턴로와 상기 관통 구멍의 상기 리턴로와의 경계에는 단차가 없이 원활하게 연통해 있는 것으로 이루어지는 볼나사.
청구항 2에 있어서,
상기 너트 본체의 반플랜지부측에 위치하는 상기 방향 전환로는, 상기 제1 오목부에 감입된 상기 엔드 디플렉터부에 형성된 방향 전환로 홈과 상기 너트 본체의 상기 제1 오목부의 벽면에 의해 구성되어 있으며, 상기 너트 본체의 상기 플랜지부측에 위치하는 상기 방향 전환로는, 상기 제2 오목부에 감입된 상기 엔드 디플렉터부에 형성된 방향 전환로 홈과 상기 너트 본체의 상기 제2 오목부에 감입된 스페이서의 벽면에 의해 구성되어 있는 것으로 이루어지는 볼나사.
청구항 4에 있어서,
상기 전동체의 상기 볼은, 상기 나사 축의 회전에 따라, 상기 나선 궤도로, 상기 너트 본체에 설치된 상기 리턴로, 및 상기 나선 궤도로와 상기 리턴로를 연통하는 상기 방향 전환로로 구성되는 순환로를 전주하고, 상기 너트가 상기 나사 축 위를 상기 볼을 개재하여 상대 이동하는 것으로 이루어지는 볼나사.
청구항 4에 있어서,
상기 슬리브는, 상기 너트 본체에 형성된 상기 제2 나선 홈의 상기 길이방향의 길이보다 짧게 형성되고, 상기 엔드 디플렉터부는, 상기 너트 본체의 상기 제1 오목부와 상기 제2 오목부에 각각 감합함과 동시에, 상기 방향 전환로 홈과 상기 나선 궤도로측의 상기 볼을 건져 올리기 위한 건져 올림 후크를 구비하고 있는 것으로 이루어지는 볼나사.
청구항 1에 있어서,
상기 엔드 캡은, 상기 나사 축을 삽통하기 위한 제3 끼워 넣기 구멍과 상기 제3 끼워 넣기 구멍의 주위에 상기 너트 본체의 단면에 설치하기 위한 복수의 설치용 구멍이 형성된 환(環) 형상의 엔드 캡 본체, 및 상기 엔드 캡 본체의 단면으로부터 돌출하여 일체 구조로 형성되며 또한 상기 방향 전환로와 건져 올림 후크가 형성된 상기 엔드 디플렉터부로 구성되어 있는 것으로 이루어지는 볼나사.
청구항 1에 있어서,
상기 나사 축은, 상기 길이방향으로 신장하는 일렬의 상기 제1 나선 홈이 형성되며 또한 베이스에 회전 가능하게 지지된 환축(丸軸) 타입의 볼나사 축인 것으로 이루어지는 볼나사.
청구항 1에 있어서,
상기 슬리브는, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌의 합성수지 미립자를 다져 가열 성형하며 또한 상기 합성수지 미립자 사이가 연통 상태로 보형(保形)된 다공부를 구비한 다공질 성형체로 형성되고, 상기 다공부에 상기 윤활제가 함침되어 있는 것으로 이루어지는 볼나사.
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