KR102645293B1

KR102645293B1 - External circulation ball screw

Info

Publication number: KR102645293B1
Application number: KR1020210141454A
Authority: KR
Inventors: 이반 양; 팅유안 첸
Original assignee: 하이윈 테크놀로지스 코포레이션
Priority date: 2021-10-22
Filing date: 2021-10-22
Publication date: 2024-03-07
Also published as: KR20230057560A

Abstract

본 발명은 외부순환 볼스크류에 관한 것으로서, 나사축(10); 상기 나사축을 감싸고, 상기 나사축과의 사이에 볼통로를 형성하며, 상기 볼통로와 연통되는 적어도 하나의 관통홀 및 개방단부를 포함하는 적어도 하나의 관통홀을 갖는 너트(20); 상기 볼통로에 배치 및 순환되며 각각 소정의 볼 직경을 갖는 복수의 볼(30); 및 상기 너트에 장착되고, 적어도 하나의 관통홀과 연통되는 리턴홈을 포함하며, 상기 리턴홈은 적어도 하나의 관통홀과 연통되는 리턴섹션을 포함하고, 적어도 하나의 관통공과 연결되는 상기 리턴섹션의 일단부는 상기 개방단부에 인접하는 연결단부를 포함하며, 상기 개방단부와 연결단부는 비접선 방식으로 연결되고, 상기 리턴섹션은 기준점을 선회하며 외벽표면에 대응되고, 상기 외벽표면은 호 형상이며 상기 기준점을 중심으로 하고, 상기 외벽표면과 기준점 사이의 거리는 곡률 반경으로 규정되며, 상기 곡률 반경은 볼 직경의 1.2배보다 크거나 같지만, 볼 직경의 1.5배보다는 작거나 같은 리턴부재(40);를 포함한다. 따라서, 주로 곡률 반경 R은 볼 직경 BD의 1.2배보다 더 크거나 같게 규정되지만, 볼 직경 BD의 1.5배보다 작거나 같으며, 개구단부(241)와 연결단부(411A)는 비접선 방식으로 연결되어 있어, 볼(30)의 매끄럽지 않은 흐름으로 인해 야기되는 볼 끼임 문제를 효율적으로 감소시킬 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있다. The present invention relates to an external circulation ball screw, comprising: a screw shaft (10); a nut (20) surrounding the screw shaft, forming a ball passage between the screw shaft and the nut, and having at least one through hole communicating with the ball passage and at least one through hole including an open end; a plurality of balls (30) disposed and circulated in the ball passage and each having a predetermined ball diameter; and a return groove mounted on the nut and in communication with at least one through hole, wherein the return groove includes a return section in communication with the at least one through hole, and the return section connected to the at least one through hole. One end includes a connection end adjacent to the open end, the open end and the connection end are connected in a non-tangential manner, the return section circles a reference point and corresponds to the outer wall surface, the outer wall surface is arc-shaped and Centered on a reference point, the distance between the outer wall surface and the reference point is defined by a radius of curvature, wherein the radius of curvature is greater than or equal to 1.2 times the ball diameter, but less than or equal to 1.5 times the ball diameter; a return member 40; Includes. Therefore, the radius of curvature R is mainly defined to be greater than or equal to 1.2 times the ball diameter BD, but less than or equal to 1.5 times the ball diameter BD, and the opening end 241 and the connecting end 411A are connected in a non-tangential manner. Therefore, it is possible to obtain effects such as efficiently reducing the ball jamming problem caused by the uneven flow of the ball 30.

Description

External circulation ball screw {EXTERNAL CIRCULATION BALL SCREW}

본 발명은 볼스크류에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부순환 볼스크류에 관한 것이다.The present invention relates to a ball screw, and more specifically to an external circulation ball screw.

최근 자동차의 전자제품 및 가전제품에 대응하기 위해 소형화 방향으로 볼스크류가 개발되고 있다. Recently, ball screws have been developed in the direction of miniaturization to respond to automotive electronics and home appliances.

그러나, 내부 리턴 플레이트의 기존 설계에서는 일반적으로 너트와 리턴 플레이트 사이에 높이 차이가 있으므로 볼의 직경이 작을 때 매끄럽지 않게 되는 현상이 현저하게 된다.However, in the existing design of the internal return plate, there is generally a height difference between the nut and the return plate, so when the ball diameter is small, the phenomenon of non-smoothness becomes noticeable.

기존의 접선 외부순환 볼스크류는, 도 1과 같이, 너트(70), 상기 너트(70)와 결합되는 리턴상부커버(80), 상기 너트(70)와 리턴상부커버(80) 사이에서 이동 가능한 복수의 볼(90)들이 포함되어 있다. As shown in FIG. 1, the existing tangential external circulation ball screw includes a nut 70, a return upper cover 80 coupled to the nut 70, and a return upper cover 80 that can be moved between the nut 70 and the return upper cover 80. A plurality of balls 90 are included.

너트(70)는 두 개의 관통홀(71)과, 상기 관통홀(71)의 연장 방향으로써의 이동 방향 Z를 포함한다. The nut 70 includes two through holes 71 and a moving direction Z as the extension direction of the through holes 71.

리턴상부커버(80)는 볼(90)이 순환할 수 있도록 관통홀(71)과 연통되는 리턴경로(81)를 포함한다.The return upper cover 80 includes a return path 81 communicating with the through hole 71 so that the ball 90 can circulate.

리턴경로(81)와 관통홀(71)은 접선 방식으로 연결되어 있다. 리턴경로(81)는 리턴섹션(811)과 연장섹션(812)을 포함하고, 상기 리턴경로(81)와 관통홀(71)이 접선 방식으로 연결되어 있기 때문에, 리턴섹션(811)의 내부 공간이 상대적으로 크다. The return path 81 and the through hole 71 are connected in a tangential manner. The return path 81 includes a return section 811 and an extension section 812, and since the return path 81 and the through hole 71 are connected in a tangential manner, the internal space of the return section 811 This is relatively large.

따라서, 볼(90)들이 관통홀(71)을 통해 리턴섹션(811)에 진입할 때, 상기 볼(90)은 관성적으로 리턴섹션(811)의 벽표면(811A)의 대응되는 상단 가장자리에 부딪히게 되어, 그 결과 볼(90)들은 리턴섹션(811)의 벽표면(811A)을 강타한 후 이동 방향 Z를 따르는 구성요소의 반력이 상대적으로 크게 되며, 이에 따라 선단 볼(90)과 후단 볼(90)이 서로 압착되어, 볼 압착에 따른 악영향 및 커다란 충격력을 야기시키게 되는 등의 문제점을 갖고 있었다. Therefore, when the balls 90 enter the return section 811 through the through hole 71, the balls 90 are inertially attached to the corresponding upper edge of the wall surface 811A of the return section 811. As a result, the balls 90 hit the wall surface 811A of the return section 811, and then the reaction force of the component along the moving direction Z becomes relatively large, and thus the front ball 90 and the rear ball (90) were compressed against each other, causing adverse effects due to ball compression and causing a large impact force.

대한민국 특허출원 제10-2019-0000779호Republic of Korea Patent Application No. 10-2019-0000779

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 볼이 부드럽게 흐르게 하고 볼이 끼는 문제를 방지하는 미니어처 볼스크류인 외부순환 볼스크류를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention was devised to solve this problem, and its purpose is to provide an external circulation ball screw, which is a miniature ball screw that allows balls to flow smoothly and prevents the problem of balls getting stuck.

이와 같은 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 외부순환 볼스크류는, 나사축; 상기 나사축을 감싸고, 상기 나사축과의 사이에 볼통로를 형성하며, 상기 볼통로와 연통되는 적어도 하나의 관통홀 및 개방단부를 포함하는 적어도 하나의 관통홀을 갖는 너트; 상기 볼통로에 배치 및 순환되며 각각 소정의 볼 직경을 갖는 복수의 볼; 및 상기 너트에 장착되고, 적어도 하나의 관통홀과 연통되는 리턴홈을 포함하며, 상기 리턴홈은 적어도 하나의 관통홀과 연통되는 리턴섹션을 포함하고, 적어도 하나의 관통공과 연결되는 상기 리턴섹션의 일단부는 상기 개방단부에 인접하는 연결단부를 포함하며, 상기 개방단부와 연결단부는 비접선 방식으로 연결되고, 상기 리턴섹션은 기준점을 선회하며 외벽표면에 대응되고, 상기 외벽표면은 호 형상이며 상기 기준점을 중심으로 하고, 상기 외벽표면과 기준점 사이의 거리는 곡률 반경으로 규정되며, 상기 곡률 반경은 볼 직경의 1.2배보다 크거나 같지만, 볼 직경의 1.5배보다는 작거나 같은 리턴부재;를 포함한다. An external circulation ball screw according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a screw shaft; a nut surrounding the screw shaft, forming a ball passage between the screw shaft and the nut, and having at least one through hole communicating with the ball passage and at least one through hole including an open end; a plurality of balls disposed and circulated in the ball passage and each having a predetermined ball diameter; and a return groove mounted on the nut and in communication with at least one through hole, wherein the return groove includes a return section in communication with the at least one through hole, and the return section connected to the at least one through hole. One end includes a connection end adjacent to the open end, the open end and the connection end are connected in a non-tangential manner, the return section circles a reference point and corresponds to the outer wall surface, the outer wall surface is arc-shaped and Centered on a reference point, the distance between the outer wall surface and the reference point is defined by a radius of curvature, wherein the radius of curvature is greater than or equal to 1.2 times the ball diameter, but includes a return member less than or equal to 1.5 times the ball diameter.

또한, 본 발명의 일 실시에에 따른 외부순환 볼스크류에 있어서, 상기 볼 직경은 1.0 mm에서 0.4 mm 사이인 것이 바람직하다.Additionally, in the external circulation ballscrew according to one embodiment of the present invention, the ball diameter is preferably between 1.0 mm and 0.4 mm.

또한, 본 발명의 일 실시에에 따른 외부순환 볼스크류에 있어서, 상기 리턴홈은 연속섹션과 출구섹션을 포함하며, 상기 리턴섹션의 타단부에는 연속섹션이 연결되고, 상기 연속섹션은 출구섹션과 연결되며, 적어도 하나의 관통홀의 개수는 두개이며, 출구섹션은 두 개의 관통홀 중 다른 하나와 연통되는 것일 수 있다. In addition, in the external circulation ball screw according to an embodiment of the present invention, the return groove includes a continuous section and an outlet section, a continuous section is connected to the other end of the return section, and the continuous section is connected to an outlet section and They are connected, the number of at least one through hole is two, and the outlet section may be in communication with the other one of the two through holes.

이상에서와 같이, 본 발명의 외부순환 볼스크류는, 주로 곡률 반경 R은 볼 직경 BD의 1.2배보다 더 크거나 같게 규정되지만, 볼 직경 BD의 1.5배보다 작거나 같으며, 개구단부(241)와 연결단부(411A)는 비접선 방식으로 연결되어 있어, 볼(30)의 매끄럽지 않은 흐름으로 인해 야기되는 볼 끼임 문제를 효율적으로 감소시킬 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있다. As above, in the external circulation ball screw of the present invention, the radius of curvature R is mainly defined to be greater than or equal to 1.2 times the ball diameter BD, but is less than or equal to 1.5 times the ball diameter BD, and the opening end 241 and the connection end 411A are connected in a non-tangential manner, so that the ball jamming problem caused by the uneven flow of the ball 30 can be effectively reduced.

도 1은 리턴경로 및 관통홀이 접선 방식으로 연결되는 일반적인 볼스크류를 나타낸 요부 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 외부순환 볼스크류의 분해사시도니다.
도 3은 본 발명에 따른 외부순환 볼스크류의 도식적인 상단도이다.
도 4는 본 발명의 관통홀과 리턴홈 사이의 비접선적 연결을 보여주는 요부개략도이다.
도 5A는 충격력 데이터 그래프로써, 기존의 리턴경로와 관통홀이 접선 방식으로 연결된 조건에서 곡률 반경은 0.7mm이고, 여기서 좌표의 각 접힘 라인은 다른 시간 지점에서 각 볼에 의해 생성된 충격력이며, 도면의 수평축 수치는 시간을 나타내고, 단위는 초(S)이며, 수직축은 충격력을 나타내고, 충격력의 단위는 뉴턴(N)인 것을 나타낸 것이다.
도 5B는 기존의 리턴경로와 관통홀이 접선 방식으로 연결되고 곡률 반경이 0.8mm인 조건에서 충격력 데이터 그래프를 나타낸 것이다.
도 5C는 기존의 리턴경로와 관통홀이 접선 방식으로 연결되고 곡률 반경이 0.9mm인 조건에서 충격력 데이터 그래프를 나타낸 것이다.
도 5D는 리턴경로와 관통홀이 비접선 방식으로 연결되고 곡률 반경이 0.8mm인 조건에서 본 발명의 충격력 데이터 그래프를 나타낸 것이다.
도 5E는 리턴경로와 관통홀이 비접선 방식으로 연결되고 곡률 반경이 0.85mm인 조건에서 본 발명의 충격력 데이터 그래프를 나타낸 것이다.
도 5F는 리턴경로와 관통홀이 비접선 방식으로 연결되고 곡률 반경이 0.9mm인 조건에서 본 발명의 충격력 데이터 그래프를 나타낸 것이다.
도 5G는 리턴경로와 관통홀이 비접선 방식으로 연결되고 곡률 반경이 1.0mm인 조건에서 본 발명의 충격력 데이터 그래프를 나타낸 것이다.Figure 1 is a main sectional view showing a general ball screw in which a return path and a through hole are connected in a tangential manner.
Figure 2 is an exploded perspective view of the external circulation ball screw according to the present invention.
Figure 3 is a schematic top view of an external circulation ball screw according to the present invention.
Figure 4 is a schematic diagram showing the non-tangential connection between the through hole and the return groove of the present invention.
Figure 5A is a graph of impact force data, where the radius of curvature is 0.7 mm under the condition that the existing return path and the through hole are connected in a tangential manner, where each fold line of the coordinate is the impact force generated by each ball at a different time point, the figure The horizontal axis represents time, the unit is seconds (S), and the vertical axis represents impact force, and the unit of impact force is Newton (N).
Figure 5B shows a graph of impact force data under the condition that the existing return path and the through hole are connected in a tangential manner and the radius of curvature is 0.8 mm.
Figure 5C shows a graph of impact force data under the condition that the existing return path and the through hole are connected in a tangential manner and the radius of curvature is 0.9 mm.
Figure 5D shows a graph of impact force data of the present invention under the condition that the return path and the through hole are connected in a non-tangential manner and the radius of curvature is 0.8 mm.
Figure 5E shows a graph of impact force data of the present invention under the condition that the return path and the through hole are connected in a non-tangential manner and the radius of curvature is 0.85 mm.
Figure 5F shows a graph of impact force data of the present invention under the condition that the return path and the through hole are connected in a non-tangential manner and the radius of curvature is 0.9 mm.
Figure 5G shows a graph of impact force data of the present invention under the condition that the return path and the through hole are connected in a non-tangential manner and the radius of curvature is 1.0 mm.

이하, 첨부된 도면에 의거 본 발명을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described based on the attached drawings.

도 2 내지 도 4를 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 외부순환 볼스크류는 나사축(10), 너트(20), 복수의 볼(30), 리턴부재(40)로 구성되어 있다.2 to 4, the external circulation ball screw according to an embodiment of the present invention is composed of a screw shaft 10, a nut 20, a plurality of balls 30, and a return member 40.

상기 나사축(10)은 L축을 따라 연장되고, 나사축(10)의 외부 원주 표면에는 외부나사산홈(11)이 있으며, L축은 축방향 X로 규정된다.The screw shaft 10 extends along the L-axis, and there is an external thread groove 11 on the outer circumferential surface of the screw shaft 10, and the L-axis is defined by the axial direction X.

상기 너트(20)는 나사축(10)을 감싸고 있으며, 나사축(10)의 삽입을 위한 삽입홀(20A)과, 서로 반대편에 배치되어 있는 내부표면(21) 및 외부표면(22)을 포함한다. The nut 20 surrounds the screw shaft 10 and includes an insertion hole 20A for inserting the screw shaft 10, and an inner surface 21 and an outer surface 22 disposed on opposite sides of each other. do.

상기 외부표면(22)은 편평한 표면이다. 상기 내부표면(21)은 삽입홀(20A)을 향하며, 외부나사산홈(11)에 대응되는 내부나사산홈(211)을 포함한다. The outer surface 22 is a flat surface. The inner surface 21 faces the insertion hole 20A and includes an internal thread groove 211 corresponding to the external thread groove 11.

상기 볼통로(T1)는 내부나사산홈(211)과 외부나사산홈(11) 사이에 형성된다. 너트(20)는 두 개의 제1나사산홀(23)과 두 개의 관통홀(24)을 포함하며, 두 개의 제1나사산홀(23)과 2개의 관통홀(24)은 외부표면(22)을 관통한다. The ball passage T1 is formed between the internal thread groove 211 and the external thread groove 11. The nut 20 includes two first threaded holes 23 and two through holes 24, and the two first threaded holes 23 and two through holes 24 define the outer surface 22. It penetrates.

상기 볼통로(T1)는 두 개의 관통홀(24)과 연통되고, 두 개의 관통홀(24)은 개방단부(241)에서 외부표면(22)을 관통하며, 각 관통홀(24)의 연장 방향은 수직방향 Y이다.The ball passage T1 communicates with two through holes 24, and the two through holes 24 penetrate the outer surface 22 at the open end 241, and the extending direction of each through hole 24 is the vertical direction Y.

복수의 볼(30)은 볼패스(T1)에 배치되어 순환되며, 각각의 볼(30)은 볼 직경 BD를 갖는다. 구체적인 실시예에서 볼직경BD은 1.0mm에서 0.4mm 사이이다.A plurality of balls 30 are placed and circulated in the ball path T1, and each ball 30 has a ball diameter BD. In a specific embodiment, the ball diameter BD is between 1.0 mm and 0.4 mm.

상기 리턴부재(40)는 너트(20)의 외부표면(22)에 장착되며 외부표면(22)을 향하는 베어링표면(40A)를 포함한다. The return member 40 is mounted on the outer surface 22 of the nut 20 and includes a bearing surface 40A facing the outer surface 22.

베어링표면(40A)은 편평하며 리턴홈(41)을 포함한다. 리턴홈(41)과 두 개의 관통홀(24)은 서로 합쳐져서 리턴경로(T2)를 형성하며, 리턴경로(T2)는 볼통로(T1)와 연통된다. 리턴홈(41)은 리턴섹션(411), 연속섹션(412) 및 출구섹션(413)이 순서대로 연결되어 있다. The bearing surface 40A is flat and includes a return groove 41. The return groove 41 and the two through holes 24 are combined to form a return path T2, and the return path T2 communicates with the ball passage T1. The return home 41 includes a return section 411, a continuous section 412, and an outlet section 413 connected in that order.

리턴섹션(411)은 관통홀(24) 중 어느 하나와 연통되고 출구섹션(413)은 관통홀(24) 중 다른 하나와 연통되어 있다. The return section 411 communicates with one of the through holes 24 and the outlet section 413 communicates with the other one of the through holes 24.

관통홀(24)에 연결된 리턴섹션(411)의 일측 단부에는 개방단부(241)에 접하는 연결단부(411A)가 포함되며, 리턴섹션(411)의 타측 단부에는 연속섹션(412)이 연결되어 있다. One end of the return section 411 connected to the through hole 24 includes a connection end 411A in contact with the open end 241, and a continuous section 412 is connected to the other end of the return section 411. .

리턴섹션(411)의 확장 방향에는 축 방향 X와 수직 방향 Y의 구성 요소들이 포함되어 있어 리턴섹션(411)에 대응되는 외벽표면(411B)은 호 형상이고, 리턴섹션(411)은 기준점 A를 선회하며, 외벽표면(411B)은 기준점 A를 중심으로 한다. The expansion direction of the return section 411 includes components in the axial direction While rotating, the outer wall surface 411B is centered on the reference point A.

외벽표면(411B)과 기준점 A 사이의 거리는 곡률 반경 R이며 곡률 반경 R은 볼 직경 BD의 1.2배보다 크거나 같지만, 볼 직경 BD의 1.5배보다는 작거나 같다.The distance between the outer wall surface 411B and the reference point A is the radius of curvature R, where the radius of curvature R is greater than or equal to 1.2 times the ball diameter BD, but less than or equal to 1.5 times the ball diameter BD.

개방단부(241)와 연결단부(411A)가 비접선(non-tangential) 방식으로 연결되므로, 리턴경로(T2)는 비접선 경로가 된다.Since the open end 241 and the connection end 411A are connected in a non-tangential manner, the return path T2 becomes a non-tangential path.

결과적으로, 리턴홈(41)의 리턴섹션(411)의 연결단부(411A)와 관통홀(24)의 개방단부(241)는 기존의 접선 연결 디자인과 비교하여 비접선 방식으로 연결되므로, 곡률 반경 R이 동일할 경우 본 발명의 리턴섹션(411)의 내부공간은 상대적으로 작고, 여기서 볼(30)들이 외벽표면(411B)을 때리는 위치는 연결단부(411A)에 더 가깝기 때문에, 볼(30)들이 외벽표면(411B)을 강타하는 반력의 축방향 X를 따라가는 구성요소의 힘은 상대적으로 크다.As a result, the connected end 411A of the return section 411 of the return groove 41 and the open end 241 of the through hole 24 are connected in a non-tangential manner compared to the existing tangential connection design, so the curvature radius When R is the same, the internal space of the return section 411 of the present invention is relatively small, and the position where the balls 30 hit the outer wall surface 411B is closer to the connecting end 411A, so the balls 30 The force of the components along the axial direction X of the reaction force striking the outer wall surface 411B is relatively large.

따라서, 리턴섹션(411)을 따라 연속섹션(412)에 진입할 때 전방의 볼(30)이 후방의 볼(30)에 의해 압착될 가능성이 낮기 때문에 충격력이 상대적으로 작아 볼들의 리턴 흐름의 부드러움을 개선할 수 있다.Therefore, when entering the continuous section 412 along the return section 411, there is a low possibility that the front ball 30 will be compressed by the rear ball 30, so the impact force is relatively small and the return flow of the balls is smooth. can be improved.

상기 리턴부재(40)는 두 개의 제1나사산홀(23)에 각각 대응되는 두 개의 제2나사산홀(43)이 더 마련되며, 두 개의 록킹부재(50)는 각각 제1나사산홀(23)과 제2나사산홀(43)을 통해 삽입되어 너트(20)에 리턴부재(40)를 체결한다.The return member 40 is further provided with two second threaded holes 43 corresponding to the two first threaded holes 23, respectively, and the two locking members 50 each have the first threaded hole 23. and is inserted through the second threaded hole 43 to fasten the return member 40 to the nut 20.

가급적이면, 리턴부재(40)는 베어링표면(40A)에서 연장되는 두 개의 연장부(42)를 더 포함하며, 어느 하나의 연장부(42)는 리턴섹션(411)에 인접하고, 다른 하나의 연장부(42)는 출구섹션(413)에 인접하며, 연장부(42)는 각각의 관통홀(24)로 삽입된다. Preferably, the return member 40 further includes two extensions 42 extending from the bearing surface 40A, one extension 42 adjacent the return section 411 and the other extension 42 extending from the bearing surface 40A. The extension portion 42 is adjacent to the outlet section 413, and the extension portion 42 is inserted into each through hole 24.

상기 내용은 본 발명의 각 실시예의 주요 구성 요소에 대한 구성 설명이다. 본 발명의 효과에 대해서는 다음과 같이 기술된다.The above is a description of the main components of each embodiment of the present invention. The effects of the present invention are described as follows.

볼(90)들이 종래의 리턴상부커버(80)를 통과할 때 리턴경로(81)에 가해지는 충격력을 컴퓨터로 시뮬레이션한 것을 도 5A ~ 5C에 나타내었다. A computer simulation of the impact force applied to the return path 81 when the balls 90 pass through the conventional return upper cover 80 is shown in FIGS. 5A to 5C.

여기서, 도 5A ~ 5C는 기존의 리턴경로(81)와 관통홀(71)이 접선 방식으로 연결되고 볼 직경이 0.6mm인 조건하에서 볼(90)이 리턴경로(81)를 통과할 때 발생하는 충격력을 보여준다. Here, Figures 5A to 5C show what occurs when the ball 90 passes through the return path 81 under the condition that the existing return path 81 and the through hole 71 are connected in a tangential manner and the ball diameter is 0.6 mm. Shows impact force.

좌표내의 각 접힘 라인은 리턴경로(81)의 다른 시점에서 각 볼(90)에 의해 생성된 충격력을 나타내며, 수평축에서 수치는 시간을 나타내고, 단위는 초(S)이며, 수직축은 충격력을 나타내며, 충격력의 단위는 뉴턴(N)이다. Each fold line in the coordinates represents the impact force generated by each ball 90 at a different point in the return path 81, the numerical value on the horizontal axis represents time, the unit is seconds (S), and the vertical axis represents the impact force, The unit of impact force is newton (N).

도 5A를 참고하여, 곡률 반경이 0.7mm일 때, 볼(90)의 평균 충격력은 13N이고 볼(90)의 최대 충격력은 35.37N이다. Referring to Figure 5A, when the radius of curvature is 0.7 mm, the average impact force of the ball 90 is 13N and the maximum impact force of the ball 90 is 35.37N.

도 5B를 참고하여, 곡률 반경이 0.8mm일 때 볼(90)의 평균 충격력은 1.5N이고 볼(90)의 최대 충격력은 3.09N이다. Referring to Figure 5B, when the radius of curvature is 0.8 mm, the average impact force of the ball 90 is 1.5 N and the maximum impact force of the ball 90 is 3.09 N.

도 5C를 참고하여, 곡률 반경이 0.9mm일 때 볼(90)의 평균 충격력은 3.7N이고 볼(90)의 최대 충격력은 6.47N이다.Referring to Figure 5C, when the radius of curvature is 0.9 mm, the average impact force of the ball 90 is 3.7 N and the maximum impact force of the ball 90 is 6.47 N.

본 발명의 리턴부재(40)를 통과할 때 볼(30)에 의해 발생하는 리턴홈(41)의 충격력에 대한 컴퓨터 시뮬레이션은, 도 5D ~ 5F를 참고하여, 본 발명의 관통홀(24)과 리턴홈(41)이 비접선 방식으로 연결되어 있고 볼 직경 BD는 0.6mm인 조건하에서 리턴홈(41)을 통과할 때 볼(30)에 의해 발생하는 충격력을 나타낸다.A computer simulation of the impact force of the return groove 41 generated by the ball 30 when passing through the return member 40 of the present invention, referring to FIGS. 5D to 5F, shows the through hole 24 of the present invention and This represents the impact force generated by the ball 30 when passing through the return groove 41 under the condition that the return groove 41 is connected in a non-tangential manner and the ball diameter BD is 0.6 mm.

좌표내의 각 접힘 라인은 리턴홈(41)의 다른 시점에서 각 볼(30)에 의해 생성된 충격력을 나타내며, 수평축에서 수치는 시간을 나타내고, 단위는 초(S)이며, 수직축은 충격력을 나타내며, 충격력의 단위는 뉴턴(N)이다. Each fold line in the coordinates represents the impact force generated by each ball 30 at a different point in the return groove 41, the numerical value on the horizontal axis represents time, the unit is seconds (S), and the vertical axis represents the impact force, The unit of impact force is newton (N).

도 5D를 참고하여, 곡률 반경이 0.8mm일 때, 볼(30)의 평균 충격력은 0.29N이고 볼(30)의 최대 충격력은 0.75N이다. Referring to Figure 5D, when the radius of curvature is 0.8 mm, the average impact force of the ball 30 is 0.29N and the maximum impact force of the ball 30 is 0.75N.

도 5E를 참고하여, 곡률 반경이 0.85mm일 때 볼(30)의 평균 충격력은 0.26N이고 볼(30)의 최대 충격력은 0.89N이다. Referring to Figure 5E, when the radius of curvature is 0.85 mm, the average impact force of the ball 30 is 0.26N and the maximum impact force of the ball 30 is 0.89N.

도 5F를 참고하여, 곡률 반경이 0.9mm일 때 볼(30)의 평균 충격력은 0.38N이고 볼(30)의 최대 충격력은 0.66N이다.Referring to Figure 5F, when the radius of curvature is 0.9 mm, the average impact force of the ball 30 is 0.38N and the maximum impact force of the ball 30 is 0.66N.

도 5G를 참고하여, 관통홀(24)과 리턴홈(41)이 비접선 방식으로 연결되어 있고 볼 직경 BD는 0.6mm이다.Referring to Figure 5G, the through hole 24 and the return groove 41 are connected in a non-tangential manner and the ball diameter BD is 0.6 mm.

그러나, 곡률 반경 R이 1.0mm일 때 곡률 반경 R이 볼 직경 BD의 1.5배보다 작거나 같은 조건을 더 이상 충족할 수 없으므로 시험 결과 볼(30)이 고착되어 부드럽게 역류할 수 없다는 것을 알 수 있다.However, when the radius of curvature R is 1.0 mm, the condition that the radius of curvature R is less than or equal to 1.5 times the ball diameter BD can no longer be met, so the test results show that the ball 30 is stuck and cannot flow back smoothly. .

요약하면, 곡률반경 R이 0.8mm인 조건하에서, 볼(30)의 평균충격력은 관통홀(24)과 리턴홈(41)이 비접선 방식으로 연결되었을 때 0.29N에 불과하며, 볼(90)의 평균충격력은 리턴경로(81)와 관통홀(71)이 비접선 방식으로 연결되었을 때 1.5N으로 증가한다.In summary, under the condition that the radius of curvature R is 0.8 mm, the average impact force of the ball 30 is only 0.29 N when the through hole 24 and the return groove 41 are connected in a non-tangential manner, and the ball 90 The average impact force increases to 1.5N when the return path 81 and the through hole 71 are connected in a non-tangential manner.

게다가, 곡률 반경 R이 0.9mm인 조건하에서 관통홀(24)와 리턴홈(41)이 비접선 방식으로 연결되었을 때 볼(30)의 평균 충격력은 0.38N에 불과하며, 리턴경로(81)와 관통홀(71)이 비접선 방식으로 연결되었을 때 볼(90)의 평균 충격력은 3.7N으로 증가한다.Moreover, under the condition that the radius of curvature R is 0.9 mm, when the through hole 24 and the return groove 41 are connected in a non-tangential manner, the average impact force of the ball 30 is only 0.38 N, and the return path 81 and When the through holes 71 are connected in a non-tangential manner, the average impact force of the ball 90 increases to 3.7N.

전술한 것에 근거하여, 본 발명에서는 주로 곡률 반경 R은 볼 직경 BD의 1.2배보다 더 크거나 같게 규정되지만, 볼 직경 BD의 1.5배보다 작거나 같으며, 개구단부(241)와 연결단부(411A)는 비접선 방식으로 연결되어 있어, 볼(30)의 매끄럽지 않은 흐름으로 인해 야기되는 볼 끼임 문제를 효율적으로 줄일 수 있다.Based on the above, in the present invention, the radius of curvature R is mainly defined to be greater than or equal to 1.2 times the ball diameter BD, but is less than or equal to 1.5 times the ball diameter BD, and the opening end 241 and the connecting end 411A ) are connected in a non-tangential manner, which can effectively reduce the ball jamming problem caused by the uneven flow of the ball 30.

이상에서와 같이, 본 발명은 상기의 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 이러한 실시예를 종래의 공지 기술과 단순히 조합 적용한 변형예는 물론 본 발명의 발명청구범위와 상세한 설명에서 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 용이하게 변경하여 이용할 수 있는 모든 기술들은 본 발명의 기술범위에 당연히 포함된다고 보아야 할 것이다. As above, the present invention has been described with reference to the above preferred embodiments, but the technical field to which the present invention belongs in the claims and detailed description as well as modifications that simply apply these embodiments in combination with conventionally known techniques All technologies that can be easily modified and used by a person skilled in the art should be considered to be naturally included in the technical scope of the present invention.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
10 : 나사축 11 : 외부나사산홈
20 : 너트 20A : 삽입홀
21 : 내주면 211 : 내부나사산홈
22 : 외부표면 23 : 제1나사산홀
24 : 관통홀 241 : 개방단부
30 : 볼 40 : 리턴부재
40A : 베어링표면 41 : 리턴홈
411 : 리턴섹션 411A : 연결단부
411B : 외벽표면 412 : 연속섹션
42 : 연장부 43 : 제2나사산홀
70 : 너트 71 : 관통홀
80 : 리턴상부커버 81 : 리턴경로
811 : 리턴섹션 811A : 벽표면
812 : 연장섹션 90 : 볼
A : 기준점 BD : 볼 직경
T1 : 볼통로 T2 : 리턴경로**Explanation of symbols for main parts of the drawing**
10: screw shaft 11: external thread groove
20: Nut 20A: Insertion hole
21: inner peripheral surface 211: internal thread groove
22: outer surface 23: first threaded hole
24: Through hole 241: Open end
30: Ball 40: Return member
40A: Bearing surface 41: Return groove
411: return section 411A: connection end
411B: Exterior wall surface 412: Continuous section
42: Extension 43: Second threaded hole
70: Nut 71: Through hole
80: Return upper cover 81: Return path
811: Return section 811A: Wall surface
812: Extension section 90: Ball
A: Reference point BD: Ball diameter
T1: Ball path T2: Return path

Claims

screw shaft;
a nut surrounding the screw shaft, forming a ball passage between the screw shaft and the nut, and having at least one through hole communicating with the ball passage and at least one through hole including an open end;
a plurality of balls disposed and circulated in the ball passage and each having a predetermined ball diameter; and
It is mounted on the nut and includes a return groove in communication with at least one through hole, wherein the return groove includes a return section in communication with at least one through hole, and one end of the return section connected to the at least one through hole. The portion includes a connecting end adjacent to the open end, the open end and the connecting end are connected in a non-tangential manner, the return section circles a reference point and corresponds to an outer wall surface, and the outer wall surface is arc-shaped and is connected to the reference point. Centered on , the distance between the outer wall surface and the reference point is defined by a radius of curvature, and the radius of curvature is greater than or equal to 1.2 times the ball diameter, but less than or equal to 1.5 times the ball diameter;
External circulation ball screw including.

According to paragraph 1,
An external circulation ball screw, characterized in that the ball diameter is between 1.0 mm and 0.4 mm.

According to paragraph 1,
The return groove includes a continuous section and an outlet section, a continuous section is connected to the other end of the return section, the continuous section is connected to an outlet section, the number of at least one through hole is two, and the outlet section is two. An external circulation ball screw characterized in that it communicates with another one of the through holes.