KR19990044022A

KR19990044022A - 볼나사 장치

Info

Publication number: KR19990044022A
Application number: KR1019980701254A
Authority: KR
Inventors: 겐따로 니시무라
Original assignee: 데라마찌 아끼히로; 티이에치케이 가부시끼가이샤
Priority date: 1996-06-21
Filing date: 1997-06-23
Publication date: 1999-06-25
Also published as: US5988007A; DE69726385T2; JP3515126B2; WO1997048922A1; KR100356932B1; EP0845619B1; CN1107178C; EP0845619A1; CN1196782A; EP0845619A4; DE69726385D1

Abstract

본 발명은, 다수의 볼 (6) 을 통하여 나사축 (3) 과 너트부재 (5) 가 나사결합된 볼나사 장치 (1) 에 관련되며, 특히 볼 (6) 의 순환구조로서 너트부재 (5) 의 양단에 볼 (6) 의 방향전환로를 구비한 볼나사 장치에 관한 것이다. 이 볼나사 장치 (1) 는, 상기 나사축 (3) 과 너트부재 (5) 와의 사이에서 하중을 부하하면서 볼 (6) 이 전동하는 나선상의 부하 볼통로 (4) 와, 하중으로부터 개방되어 무부하상태에 있는 볼 (6) 이 나사축 (3) 의 축방향을 따라 전동하는 볼 복귀통로 (10) 와, 상기 부하 볼통로 (7) 로부터 굴러나온 볼 (6) 을 상기 나사축 (3) 의 볼 전주홈 (2) 의 연신방향과 다른 방향으로 안내하는 가이드 홈 (13) 과, 상기 나사축 (3) 의 볼 전주홈 (2) 으로부터 이탈하여 가이드 홈 (13) 내에 수용된 볼 (6) 을 상기 너트부재 (5) 의 볼 복귀통로 (10) 의 입구로 안내하는 볼 유도구멍 (18)를 구비하고 있으며, 상기 가이드 홈 (13) 은 너트부재 (5) 의 축방향의 단부에 고정된 엔드 갭 (11) 에 형성되고, 너트부재 (5) 에 형성된 부하 전주홈 (4) 과 접속되어 있다.

Description

볼나사 장치

종래, 이와 같은 볼나사 장치는, 나사축의 외주면에 형성된 나선상의 볼 전주 (轉走) 홈과 너트 부재의 내주면에 형성된 나선상의 부하 전주홈이 서로 대향하여 구성되는 부하 볼 통로와, 상기 너트 부재를 축방향으로 관통하는 볼 복귀통로와, 상기 너트 부재의 축방향의 양단에 설치되어 상기 부하 볼 통로의 단부와 볼 복귀통로의 단부와를 연이어 통하는 방향전환로를 구비하고 있으며, 이들 부하 볼 통로, 볼 복귀통로 및 방향전환로로 구성되는 볼의 무한 순환로 내를 다수의 볼이 순환함으로써 상기 나사축과 너트 부재의 상대적인 회전운동을 가능하게 하고 있다.

나사축과 너트부재가 상대적인 회전운동을 일으키면, 이들 사이에서 하중을 부하하면서 상기 부하 볼 통로 내를 구른 볼이 상기 부하 볼통로에서 굴러 나오는데, 이 볼을 상기 방향전환로에 수용하여 볼 복귀통로로 안내하는 데 있어서는, 이 볼을 나사축의 볼 전주홈 내로부터 상기 나사축의 외경부까지 이탈시킬 필요가 있다.

종래, 나사축의 볼 전주홈으로부터 볼을 이탈시키는 구조로서는, 볼의 이탈위치에 대응하여 상기 볼 전주홈 내에 설편 (tongue piece) 을 삽입하여, 볼 전주홈을 굴러 온 볼을 상기 설편에 올라가도록 하여 이것을 떠올리는 것이 일반적이었다.

이와 같은 볼의 이탈구조에서는 볼을 볼 전주홈의 접선방향으로 떠올리는 것이 이상적이지만, 이 경우에는 설편의 선단의 두께를 얇게하지 않을 수 없고, 고속으로 굴러온 볼이 설편에 올라갈 때의 충격을 고려하면, 설편의 선단의 강도 및 내구성이 부족하다는 문제점이 있었다. 그 반면, 강도 및 내구성을 고려하여 설편의 선단을 두껍게 형성한 것은, 볼 전주홈과 설편과의 사이에 높이 차이가 발생하여, 볼이 설편에 올라갈 때에 상기 설편에 큰 충격이 가해지기 때문에, 시간의 경과에 따라 사용으로 인해 설편이 변형될 뿐만 아니라, 볼이 설편에 올라갈 때마다 충돌음이 발생한다는 문제점이 있었다.

한편, 설편을 이용하지 않고 나사축의 볼 전주홈으로부터 볼을 이탈시키는 방식으로서는, 부하 볼 통로로부터 굴러나온 볼의 진행방향을 나사축의 볼 전주홈에 대하여 약간 변위시켜, 이 볼 전주홈의 내주면을 이용하여 볼을 나사축의 외경부까지 이탈시키고, 그 후에 상기 볼을 방향전환로 내에 떠올리는 방식이 제안되어 있다 (미국특허 제 4,148,226 호 공보).

도 13 및 도 14 는 동 공보에 개시된 볼나사 장치를 나타낸 것이다. 이와 같은 볼나사 장치는, 나선상의 볼 전주홈 (102) 이 외주면에 형성된 나사축 (101) 과, 상기 볼 전주홈 (102) 과 서로 대향하는 나선상의 부하 전주홈 (107) 이 내주면에 형성됨과 동시에, 나사축 (101) 의 축방향을 따라 볼 복귀통로 (106) 가 형성된 너트부재 (104) 와, 이 너트부재 (104) 의 축방향의 양단에 고정됨과 동시에, 상기 부하 전주홈 (107) 과 볼 복귀통로 (106) 를 연이어 통하여 연결되는 방향전환로 (113) 를 갖는 1 쌍의 엔드 캡 (109, 109) 과, 상기 부하 전주홈 (107) 과 볼 전주홈 (102) 과의 사이에서 하중을 부하하면서 전동 (rolling) 함과 동시에, 상기 볼 복귀통로 (106) 및 방향전환로 (113) 를 통하여 순환하는 다수의 볼 (100) 로 구성되어 있다.

도 13(b) 에 나타낸 바와 같이, 상기 너트부재 (104) 의 양단부에는 부하 전주홈 (107) 으로부터 연속되는 가이드 홈 (108) 이 형성되어 있고, 상기 부하 전주홈 (107) 을 굴러온 볼 (100) 은 상기 가이드 홈 (108) 내에서 하중으로부터 개방된 후, 상기 엔드 캡 (109) 의 방향전환로 (113) 로 구르도록 되어 있다. 그리고, 이 가이드 홈 (108) 은 나사축 (101) 의 축방향과 직교하는 면내에 형성됨과 동시에, 부하 전주홈으로부터 방향전환로에 가까워짐에 따라, 그 깊이가 서서히 깊어지도록 형성되어 있다.

따라서, 볼나사 장치에서는, 너트부재 (104) 에 형성된 가이드 홈 (108) 의 연신방향과 나사축 (101) 의 볼 전주홈 (102) 의 연신방향이 합치되어 있지 않고, 너트부재 (104) 의 부하 전주홈 (107) 에서 굴러나온 볼 (100) 은 상기 가이드 홈 (108) 에 의해 서서히 볼 전주홈 (102) 의 측벽에 붙여져, 이 볼 전주홈 (102) 의 내주형상을 따라 나사축 (101) 의 외경원통면 (103) 까지 저절로 기어 올라오기 때문에, 설편을 이용하지 않고도 볼 (100) 을 볼 전주홈 (102) 으로부터 이탈시킬 수 있다.

그러나, 이 볼나사 장치에서는 상기 가이드 홈 (108) 을 너트부재 (104) 의 단부에 설치하고 있기 때문에, 상기 너트부재 (104) 를 제작하는 데 있어서는, 그 내주면에 대하여 소정의 리드로 상기 부하전주홈 (107) 을 형성한 후에, 이 부하 전주홈 (107) 에 연속되는 가이드 홈 (108) 을 나사축 (101) 의 축방향과 직교하는 방향으로 형성할 필요가 있어, 너트부재 (104) 의 가공에 시간이 걸린다는 문제점이 있었다.

또, 상기와 같이 상기 가이드 홈 (108) 을 나사축 (101) 의 축방향과 직교하는 방향을 따라 형성한 경우, 너트부재 (104) 에 형성된 가이드 홈 (108) 과 엔드 캡 (109) 에 형성된 방향전환로 (113) 와의 접속이 곤란해진다는 문제점도 있었다.

이 때문에, 이와 같은 종래의 볼나사 장치에서는, 도 14 에 나타낸 바와 같이, 너트부재 (104) 의 단면에 대략 부채꼴 형상의 리세스 (105) 를 형성하여, 이 리세스 (105) 에 상기 가이드 홈 (108) 의 일단이 개구되도록 구성하는 한편, 엔드 캡 (109) 에는 리세스 (105) 에 끼워맞추는 돌출부 (110) 를 형성하고, 이 돌출부 (110) 에 상기 방향전환로 (113) 를 형성함으로써, 이 가이드 홈 (108) 과 방향전환로 (113) 와의 접속을 가능하게 하였다.

그러나, 이와 같은 구조로는 너트부재 (104) 의 단면 및 엔드 캡 (109) 의 단면의 형상이 복잡해져, 그 가공에 시간이 걸려, 생산비용이 높아진다는 문제점이 있었다.

또한, 이와 같이 하여 너트부재의 가이드 홈 (108) 과 엔드 캡 (109) 의 방향전환로 (113) 를 접속한 경우, 이 방향전환로 (113) 는 너트부재 (104) 의 단면과 평행으로 형성하지 않을 수 없어, 엔드 플레이트 (109) 에 설치된 방향전환로 (113) 로부터 너트부재 (104) 의 볼 복귀통로 (106) 에 볼 (100) 을 보내는 데 있어서는, 상기 볼 (100) 의 전동방향을 거의 직각으로 변화시키지 않으면 안되었다. 따라서, 방향전환로 (113) 와 볼 복귀통로 (106) 와의 접속부분에서의 볼 (100) 의 전동에 대하여 큰 저항이 작용하여, 볼 (100) 의 원활한 순환이 저해될 뿐만 아니라, 볼 끼리의 충돌음도 발생되기 쉬워, 나사축 (101) 에 대하여 너트부재 (104) 를 고속으로 회전시키는 일의 장해가 되었다.

발명의 개시

본 발명은 이와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 부하 볼 통로로부터 굴러나온 볼을 방향전환로에 수용할 때에, 종래의 설편을 이용하지 않고 상기 볼을 나사축의 볼 전주홈으로부터 원할하게 이탈시키는 것이 가능하고, 게다가 너트부재의 가공이 매우 용이하여 생산비용의 현저한 저감화를 도모하는 것이 가능한 볼나사 장치를 제공하는 데에 있다.

즉, 본 발명의 볼나사 장치는, 외주면에 나선상의 볼 전주홈이 형성된 나사축과, 다수의 볼을 통하여 상기 나사축에 나사식으로 결합함과 동시에, 내주면에는 상기 나사축의 볼 전주홈과 서로 대향하여 나선상의 부하 볼통로를 구성하는 나선상의 부하 전주홈이 형성되고, 또한, 축방향을 따라 볼 복귀통로가 관통 형성된 너트부재와, 이 너트부재의 양단에 설치됨과 동시에 상기 너트부재의 부하 볼 통로의 단부와 볼 복귀통로의 단부를 연이어 통하는 방향전환로가 형성된 1 쌍의 엔드 캡과, 상기 부하 볼통로, 볼 복귀통로 및 방향전환로로 구성되는 무한순환로내에 삽입되어 상기 나사축과 너트부재와의 상대회전에 따라 상기 무한순환통로 내를 순환하는 다수의 볼을 구비하고, 상기 엔드 캡에 형성된 방향전환로가 상기 부하 볼통로에서 굴러나온 볼을 상기 나사축의 볼 전주홈의 연신방향과 다른 방향으로 안내하고, 상기 볼을 상기 볼 전주홈의 내주면을 따라 상기 볼 전주홈으로부터 이탈시키는 가이드 홈과, 이 가이드 홈에 의해 상기 볼 전주홈으로부터 이탈한 볼을 수용하고, 상기 너트부재의 볼 복귀통로의 입구로 안내하는 볼 유도구멍으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 기술적 수단에 의하면, 너트부재와 나사축의 상대회전에 의해 상기 부하 볼통로에서 굴러나온 볼은 먼저 방향전환로를 구성하는 가이드 홈에 진입한다. 이 가이드 홈은 볼을 상기 나사축의 볼 전주홈의 연신방향과 다른 방향으로 안내하기 때문에, 볼은 서서히 볼 전주홈의 일측으로 붙여져, 볼 전주홈의 내주형상을 따라 나사축의 외경원통면까지 기어올라와, 최종적으로 볼 전주홈으로부터 이탈함과 동시에, 이 가이드 홈과 볼 복귀구멍을 연속하여 통하는 볼 유도구멍에 보내진다.

이 때, 본 발명의 볼나사 장치에서는, 상기 가이드 홈을 방향전환로의 일부로서 엔드 캡에 형성하고 있기 때문에, 너트부재의 양단부에 가이드 홈을 형성할 필요는 없고, 이 너트부재의 내주면에는 소정의 리드로 부하 전주홈만을 형성하면 충분하다.

또, 이와 같이 가이드 홈을 엔드 캡에 형성하고, 부하 전주홈만을 너트부재에 형성하도록 구성한 경우, 부하 볼통로를 다 구른 볼은 나사축의 볼 전주홈을 따라 너트부재의 단면으로부터 굴러나오기 때문에, 너트부재의 축방향의 단면을 축방향과 직교하는 평탄면에 형성하여도 부하 볼통로로부터 가이드 홈으로 용이하게 볼을 전달할 수 있다. 따라서, 너트부재 및 이에 맞닿는 엔드 캡의 형상을 간소화할 수 있어, 이들을 제작할 때의 가공비용을 저감화할 수 있다.

한편, 상기 가이드 홈 내의 볼은 나사축의 볼 전주홈의 내주면을 전동하면서 상기 볼 전주홈으로부터 서서히 이탈하므로, 여전히 나사축에 맞닿은 상태에 있다. 따라서, 이 볼을 가이드 홈으로부터 터널형상의 볼 유도구멍에 보내는 데는, 볼을 나사축으로부터 볼 유도구멍으로 떠올릴 필요가 있고, 이 떠올림이 원할하게 실시되지 않는 경우에는 볼이 볼 유도구멍의 입구에 충돌되어, 상기 볼의 원할한 전동이 저해된다. 이와 같은 관점에서 보면, 상기 부하 볼통로에서 굴러나온 볼의 진행방향을 따라 상기 가이드 홈을 그 축방향의 양측으로부터 서서히 덮는 볼 떠올림부를 설치하고, 상기 볼 전주홈에서 이탈한 볼을 상기 볼 떠올림부에서 상기 나사축으로부터 이탈시켜 상기 가이드 홈 내에 수용하는 것이 바람직하다.

또, 상기 가이드 홈은 부하 볼통로에서 굴러나온 볼을 볼 전주홈의 연신방향과 다른 방향으로 안내하는 것이면, 볼 전주홈의 연신방향보다도 나사축의 축방향으로 변위되어 안내하는 것이더라도, 또는 나사축의 축방향과 직교하는 방향으로 변위되어 안내하는 것이더라도 지장없다. 그러나, 가이드 홈이 나사축의 축방향과 직교하는 방향으로 변위되어 볼을 안내한 경우, 가이드 홈의 출구와 볼 복귀구멍이 근접되어, 결과적으로 상기 가이드 홈과 너트부재의 볼 복귀구멍과를 연이어 통하는 볼 유도구멍은 볼의 전동방향을 급격하게 거의 90˚ 변경할 필요가 발생하여, 볼의 원할한 전동이 저해될 우려가 있다.

따라서, 이와 같은 관점에서 보면, 상기 가이드 홈은 부하 볼통로에서 굴러나온 볼을 볼 전주홈의 연신방향보다도 나사축의 축방향으로 변위된 방향으로 안내하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 가이드 홈의 출구와 볼 복귀구멍의 입구를 충분히 이간시킬 수 있어, 가이드 홈에서 볼 복귀통로에 이르는 볼 유도구멍은 큰 곡률반경의 곡선로에 형성하는 것이 가능해지므로, 그 만큼 볼 유도구멍을 통과하는 볼의 진행방향을 완만하게 변화시킬 수 있다. 이로써, 볼이 상기 볼 유도구멍을 고속으로 전동하는 경우에도 그 전동이 원할하게 실시되고, 예를 들면 나사축에 대하여 너트부재가 고속으로 회전하는 경우 등에 유리하다.

또, 상기 가이드 홈 및 볼 유도구멍으로 구성되는 방향전환로를 형성하는데 있어서는, 1 쌍의 리턴 플레이트를 접합시킴으로써 상기 방향전환로를 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 1 쌍의 리턴 플레이트의 조합에 의해 방향전환로를 형성하도록 하면, 복잡하게 완곡된 방향전환로를 용이하게 제작할 수 있다.

또한, 이와 같이 방향전환로를 1 쌍의 리턴 플레이트로 형성하는 경우, 일방의 리턴 플레이트는 너트부재와 일체적으로 성형하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 너트부재를 코어로서 성형금형내에 인서트한 후에, 이 금형내에 수지를 사출하여, 상기 수지를 너트부재에 붙이면서 리턴 플레이트를 성형할 수 있다. 이와 같이 일체적으로 성형하면, 부품점수가 감소되어 조립행정을 삭감할 수 있고, 너트부재의 부하 전주홈과 리턴 플레이트에 형성되는 가이드 홈과의 접속부를 높이 차이 없이 연속적으로 성형할 수 있어, 볼의 원할한 전동을 기대할 수 있다.

한편, 상기의 볼 떠올림부를 설치한 경우, 이 볼 떠올림부가 볼 전주홈 내를 전동하는 볼의 중심보다도 나사축 쪽으로 근접하여 배치되어 있으면, 부하 볼통로를 굴러나온 볼은 진행방향의 양측으로부터 서서히 상기 볼 떠올림부에 올라가 가이드 홈 내에 진입하므로, 이 볼 떠올림부의 작용만으로 볼을 나사축의 볼 전주홈으로부터 이탈시킬 수 있다. 이 경우, 상기 가이드 홈은 볼을 볼 전주홈의 연신방향과 다른 방향으로 안내할 필요는 없고, 이 가이드 홈은 볼 전주홈과 대향하여 배치하면 된다.

본 발명은, 다수의 볼을 통하여 나사축과 너트부재가 나사식으로 결합된 볼나사 장치에 관련되며, 특히 볼의 순환구조로서 너트장치의 양단에 볼의 방향전환로를 구비한 볼나사 장치에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명의 볼나사 장치의 실시예 1 을 나타낸 단면도.

도 2 는 도 1 의 측면도.

도 3 은 실시예 1 에 관련되는 볼나사 장치의 방향전환로를 나타낸 요부확대도.

도 4 는 도 3 의 측면도.

도 5 는 너트부재와 엔드 캡과의 조립상태를 나타낸 분해사시도.

도 6 은 엔드 캡을 구성하는 카바부재를 나타낸 도면으로, (a) 는 정면도, (b) 는 (a) 의 b-b 선 단면도, (c) 는 배면도이다.

도 7 은 엔드 캡을 구성하는 리턴 플레이트의 조립상태를 나타낸 사시도 및 측면도.

도 8 은 리턴 플레이트를 구성하는 제 1 플레이트의 사시도, 정면도 및 측면도.

도 9 는 리턴 플레이트를 구성하는 제 2 플레이트의 사시도, 정면도 및 측면도.

도 10 은 도 4 의 a-a 선, b-b 선, c-c 선, d-d 선, e-e 선, f-f 선, g-g 선을 따른 각각의 단면도.

도 11 은 본 발명의 실시예 2 에 관련되는 볼나사 장치의 방향전환로를 나타낸 요부확대도.

도 12 는 도 4 의 a-a 선, b-b 선, c-c 선, d-d 선, e-e 선, f-f 선, g-g 선을 따른 각각의 단면도.

도 13 은 미국특허 제 4,148,226 호에 개시되는 종래의 볼나사 장치를 나타낸 정면도 및 단면도.

도 14 는 도 13 에 나타낸 종래의 볼나사 장치의 너트부재와 엔드 플레이트와의 조립상태를 나타낸 사시도.

(부호의 설명)

1 : 볼나사 장치, 2 : 볼 전주홈, 3 : 나사축, 4 : 부하 전주홈,

5 : 너트부재, 6 : 볼, 7 : 부하 볼 전주로, 9 : 중실부 (中實部),

10 : 볼 복귀통로, 11 : 엔드 캡, 11a : 요소 (凹所), 60 : 볼 열,

12 : 방향전환로, 13 : 가이드 홈, 13a : 볼 입구부, 14 : 홈 바닥부,

15 : 홈 내주면, 16 : 외경부, 17 : 볼 떠올림부, θ₀: 나사홈의 리드각,

θ₁: 볼안내홈의 경사각, h : 개구폭, 18 : 볼유도구멍

이하, 첨부도면에 근거하여 본 발명의 볼나사 장치를 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2 는 본 발명의 볼나사 장치의 실시예 1 을 나타낸 것이다.

이 볼나사 장치 (1) 는, 도 1 및 도 2 에 나타낸 바와 같이, 외주에 나선상의 볼 전주홈 (2) 이 형성된 나사축 (3) 과, 내주에 상기 볼 전주홈 (2) 과 대응하는 부하 전주홈 (4) 이 형성된 너트부재 (5) 로 구성되고, 서로 대향하는 이들 볼 전주홈 (2) 및 부하 전주홈 (4) 에 의해 다수의 볼 (6) 이 전동이 자유롭게 개장 (介裝) 되는 나선상의 부하 볼통로 (7) 가 구성되어 있다.

너트부재 (5) 는 플랜지 (8) 를 갖는 거의 원통형상으로 형성되어 있고, 중실부 (9) 에 축방향으로 관통하는 볼 복귀통로 (10) 가 설치되는 한편, 이 너트부재 (5) 의 양단면에는 1 쌍의 엔드 캡 (11) 이 장착되도록 되어 있다. 이 엔드 캡 (11) 에는 상기 부하 볼통로 (7) 의 단부와 볼 복귀통로 (10) 의 단부를 연이어 통하는 방향전환로 (12) 가 설치되어 있고, 1 쌍의 엔드 캡 (11, 11) 을 너트부재 (5) 에 고정함으로써 볼 (6) 의 무한순환로가 형성되도록 되어 있다.

즉, 너트부재 (5) 와 나사축 (3) 과의 상대회전에 의해 상기 부하 볼통로 (7) 에서 굴러나온 볼 (6) 은, 일방의 엔드 캡 (11) 에 형성된 방향전환로 (12) 를 통하여 상기 볼 복귀통로 (10) 에 보내져, 이 볼 복귀통로 (10) 를 전동한 후에 타방의 엔드 캡 (11) 의 방향전환로 (12) 를 통하여 다시 부하 볼통로 (7) 에 보내진다. 이 실시예의 볼나사 장치는 순환하는 볼 열 (60, 60) 이 2 조로 편성되어 있고, 각 볼 열은 별개의 무한순환로를 순환한다. 또한, 각 볼 열 (60, 60) 의 순환구조는 동일구조이므로, 이하의 설명에서는 1 개의 볼 열 (60) 의 순환구조에 대해서만 설명한다.

도 3 및 도 4 에 나타낸 바와 같이, 상기 방향전환로 (12) 는, 너트부재 (15) 와 나사축 (3) 의 상대회전에 의해 부하 볼통로 (7) 의 일단에서 밀어내진 볼 (6) 을 나사축 (3) 의 볼 전주홈 (2) 의 내부에서 외경부 (16) 까지 반경방향의 외방으로 이탈시키는 가이드 홈 (13) 과, 이 가이드 홈 (13) 에 의해 나사축 (3) 의 볼 전주홈 (2) 로부터 이탈된 볼 (6) 을 너트부재 (5)의 볼 복귀통로 (10) 의 입구로 안내하는 터널형상의 볼 유도구멍 (18) 으로 구성되어 있다.

이 가이드 홈 (13) 의 일단은 그 입구부 (13a) 에서 나사축 (3) 의 나사홈 (2) 과 동일위상에 설정되고, 너트부재 (5) 의 부하 전주홈 (4) 의 단부에 연이어 통하는 한편, 타단은 볼 유도구멍 (18) 에 접속되어 있으며, 너트부재 (5) 의 부하 전주홈 (4) 을 다 굴러 부하 볼통로 (7) 의 일단에서 굴러나온 볼 (6) 은, 이 가이드 홈 (13) 에 안내되어 상기 볼 유도구멍 (18) 으로 전동된다. 도 3 에 나타낸 바와 같이, 볼 전주홈 (2) 은 나사축 (3) 의 축방향과 직교하는 면에 대하여 리드각 (θ₀) 으로 경사져 형성되어 있지만, 이 가이드 홈 (13) 은 리드각 (θ₀) 보다도 큰 경사각 (θ₁) 으로 경사져 있어, 부하 볼통로 (7) 에서 굴러나온 볼 (6) 을 상기 볼 전주홈의 연신방향보다도 나사축의 축방향으로 변위시켜 안내하도록 구성되어 있다.

또, 이 가이드 홈 (13) 과 나사축 (3) 의 사이에는, 상기 부하 볼통로 (7) 에서 굴러나온 볼 (6) 의 진행방향을 따라 상기 가이드 홈 (13) 을 그 축방향의 양측에서 서서히 덮는 볼 떠올림부 (17) 가 형성되어 있고, 이 가이드 홈 (13) 의 작용에 의해 나사축 (3) 의 볼 전주홈 (2) 에서 이탈하여 온 볼 (6) 을 상기 나사축 (3) 에서 이간시켜 가이드 홈 (13) 내에 수용하도록 구성되어 있다. 도 4 에 나타낸 바와 같이, 이 볼 떠올림부 (17) 가 가이드 홈 (13) 의 입구부 (13a) 에서 볼 (6) 을 유도하는 방향은 엔드 캡 (11) 의 내주면의 접선방향으로 되어 있고, 볼 (6) 이 부하 볼통로 (7) 에서 굴러나온 방향과 동일하다.

도 5 는 상기 방향전환로 (12) 가 형성된 엔드 캡 (11) 을 나타낸 것이다. 이 도면에서 명확한 바와 같이, 상기 너트부재 (5) 의 양단에 고정되는 각 엔드 캡 (11) 은, 상기 방향전환로 (12) 를 구비한 1 쌍의 리턴 플레이트 (12) 와, 이 리턴 플레이트 (12) 를 유지한 상태에서 상기 너트부재 (5) 의 단부에 고정되는 카바부재 (19) 로 구성되어 있다.

도 6 에 나타낸 바와 같이, 상기 카바부재 (19) 에는 상기 너트부재와 동일하게 나사축 (3) 이 관통하는 관통구멍 (19a) 이 형성됨과 동시에, 상기 리턴 플레이트 (12) 를 수용하기 위한 대략 부채꼴형상의 요소 (11a) 가 상기 관통구멍 (19a) 을 사이에 두어 2 개소에 형성되어 있다. 또, 이 관통구멍 (19a) 의 내주면에는, 상기 너트부재 (5) 의 부하 전주홈 (4) 에서 굴러나온 볼 (6) 을 상기 리턴 플레이트 (12) 의 방향전환로 (12) 로 안내하는 도입로 (4a) 가 형성되어 있다. 이 도입로 (4a) 는, 너트부재 (5) 의 부하 전주홈 (4) 과 동일피치로, 또한, 부하 전주홈 (4) 보다도 약간 크게 형성되어 있으며, 도입로 (4a) 와 나사축 (3) 의 볼 전주홈 (2) 과의 사이에서는 볼 (6) 에 대하여 래디얼 하중이나 축방향하중이 작용하지 않도록 되어 있다.

또한, 이 카바부재 (19) 의 요소 (11a) 에 끼워 맞추는 리턴 플레이트 (12) 는, 도 7 에 나타낸 바와 같이, 서로 겹친 상태에서 상기 요소 (11a) 에 끼워맞추는 1 쌍의 제 1 플레이트 (12a) 및 제 2 플레이트 (12b) 로 구성되어 있고, 이들 플레이트 (12a, 12b) 를 겹침으로써 상기 방향전환로 (12) 가 완성되도록 되어 있다. 각 플레이트 (12a, 12b) 는 합성수지의 사출성형으로 제작되어 있고, 도 8 및 도 9 에 나타낸 바와 같이, 제 1 플레이트 (12a) 의 표면 및 제 2 플레이트 (12b) 의 이면에는 상기 방향전환로를 그 직사각형 방향을 따라 둘로 나눈 단면이 거의 반원형상의 요조 (凹條) 홈 (121, 122) 이 각각 형성되어 있다.

상기 방향전환로 (12) 는, 도 7 에 나타낸 바와 같이, 리턴 플레이트 (12) 의 내경측에서는 카바부재 (19) 의 관통구멍 (19a) 의 접선방향으로 신장되는 한편, 외경측에서는 제 1 플레이트 (12a) 의 표면측으로 상승되고 있다. 이로써, 너트부재 (5) 의 부하 전주홈 (4) 을 다 구른 볼 (6) 은 카바부재 (19) 의 도입로 (4a) 를 통하여 원할하게 상기 방향전환로 (12) 에 안내되는 한편, 이 방향전환로 (12) 내에서 그 전주방향을 너트부재 (5) 의 반경방향으로부터 축방향으로 전환되어, 원할하게 너트부재 (5) 의 볼 복귀통로 (10) 로 보내진다.

또, 각 플레이트 (12a, 12b) 의 표면에는 상기 방향전환로 (12) 에 대응하여 반원형상의 돌편 (123, 124) 이 돌출설치되어 있고, 제 1 플레이트 (12a) 와 제 2 플레이트 (12b) 를 겹친 때에, 이들 돌편 (123, 124) 이 조합하여 리턴 플레이트 (12) 의 위치결정용 보스 (125) 가 방향전환로 (12) 의 단부에 완성되도록 되어 있다.

그리고, 제 2 플레이트 (12b) 에서 순서대로 이들 플레이트 (12a, 12b) 를 카바부재 (19) 의 요소 (11a) 에 끼워맞추게 함과 동시에, 제 1 플레이트 (12a) 가 너트부재 (5) 와 맞닿도록 상기 카바부재 (19) 를 너트부재 (5) 에 고정함으로써, 이 너트부재 (5) 에 대하는 엔드 캡 (11) 의 장착이 완료된다. 이로써, 도 1 에 나타낸 바와 같이 부하 볼통로 (7) 와 볼 복귀통로 (10) 가 상기 방향전환로 (12) 에 의해 연이어 통하여 연결되고, 볼 (6) 의 무한순환로가 완성된다. 이 때, 리턴 플레이트 (12) 에 형성된 위치결정용 보스 (125) 를 너트부재 (5) 의 볼 복귀통로 (10) 의 단부에 형성된 요소 (10b) 에 끼워맞춤으로써, 너트부재 (5) 와 엔드 캡 (11) 과의 위치관계는 적정화되어, 볼 복귀통로 (10) 와 방향전환로 (12) 와의 사이에서의 볼 (6) 전주의 원할화가 확보된다.

또한, 이 실시예에서는, 제 1 플레이트 (12a) 및 제 2 플레이트 (12b) 를 카바부재 (19) 와는 별도로 하였는데, 요소 (11a) 의 안쪽측에 끼워맞추는 제 2 플레이트 (12b) 는 카바부재 (19) 와 일체로 형성되어도 된다. 또, 제 1 플레이트 (12a) 에 대해서도, 너트부재 (5) 를 성형금형내에 코어로서 인서트한 후, 합성수지의 사출성형으로 너트부재 (5) 의 단면에 붙여, 너트부재 (5) 와 일체로 형성되도록 하여도 된다. 이와 같이 구성하면, 볼 (6) 의 방향전환로 (12) 와 너트부재 (5) 의 부하 전주홈 (4) 을 연속적으로 성형할 수 있으므로, 이들 양 홈의 접속부에 높이 차이가 발생하지 않고, 볼 (6) 의 순환을 원할하게 할 수 있다.

도 10 은 부하 볼통로 (7) 에서 굴러나온 볼 (6) 이 가이드 홈 (13) 을 통과하여 볼 유도구멍 (18) 에 수용되기 까지의 상태를 그린 것으로, (a) ∼ (f) 의 각 도는 도 4 에서의 a-a 선, b-b 선, c-c 선, d-d 선, e-e 선, f-f 선 의 각 단면에서의 볼 (6) 의 상태를 나타내고 있다.

이들의 도면에 나타낸 바와 같이, 상기 가이드 홈 (13) 은 그 입구부 (13a) 에서 볼 (6) 의 거의 절반이 잠기는 반원형상으로 형성되는 한편, 볼 유도구멍 (18) 에 가까워짐에 따라 그 깊이가 서서히 깊어져, 부하 볼통로 (7) 에서 굴러나온 볼 (6) 을 나사축 (3) 의 볼 전주홈 (2) 으로부터 달아나도록 구성되어 있다. 한편, 이 가이드 홈 (13) 의 나사축 (3) 에 대하는 개구부의 양측 가장자리에는 상기의 볼 떠올림부 (17) 가 설치되어 있지만, 이 볼 떠올림부 (17) 는 가이드 홈 (13) 의 볼 입구부 (13a) 로부터 볼 유도구멍 (18) 에 가까워짐에 따라 서서히 돌출량이 증대하고, 이 돌출량이 증대됨에 따라 가이드 홈 (13) 의 나사축에 대하는 개구폭 (h) 이 서서히 작아져, 최종적으로는 볼 떠올림부 (17) 가 가이드 홈 (13) 을 거의 덮도록 형성되어 있다. 볼 (6) 에 대하는 떠올림부 (17) 의 접촉면은 가이드 홈 (13) 의 내주형상에 연속되는 원호형상으로 형성되어 있고, 이 가이드 홈 (13) 의 단면형상은 그 입구부 (13a) 로부터 볼 유도구멍 (18) 에 가까워짐에 따라 반원형상에서 완전한 원형상으로 추이되어, 볼 유도구멍 (18) 과의 접속부에서 거의 완전한 원형상으로 되어 있다.

그리고, 이상과 같이 가이드 홈 (13) 이 형성된 본 실시예의 볼나사 장치 (1) 에 있어서는, 나사축 (3) 과 너트부재 (5) 가 상대적으로 회전을 일으키면, 부하 볼통로 (7) 를 다 구른 볼 (6) 이 상기 부하 볼통로 (7) 의 일단에서 굴러나와, 부하 볼통로 (7) 와 볼 복귀통로 (10) 와를 연이어 통하는 방향전환로 (12) 에 진입한다.

방향전환로 (12) 내에 진입한 볼 (6) 은 가이드 홈 (13) 에 의해 그 진행방향을 볼 전주홈 (2) 의 연신방향보다도 나사축 (3) 의 축방향으로 변위되기 때문에, 도 10 (a) ∼ (c) 에 나타낸 바와 같이, 이 볼 (6) 은 가이드 홈 (13) 의 내주면 (13a) 에 눌려지도록 하여 볼 전주홈 (2) 의 일측으로 붙여져, 볼 전주홈 (2) 의 내주면을 따라 상기 볼 전주홈 (2) 으로부터 부상되어 간다. 볼 전주홈 (2) 에서 부상되어 온 볼 (6) 은, 도 10(d) 에 나타낸 바와 같이, 가이드 홈 (13) 의 개구부의 양측 가장자리에 형성된 떠올림부 (17) 에 의해 상기 가이드 홈 (13) 내에 떠올려져 볼 전주홈 (2) 내로부터 이탈되고, 다시 도 10(e) 및 10(f) 에 나타낸 바와 같이, 가이드 홈 (13) 으로부터 볼 유도구멍 (18) 으로 보내진다.

이와 같이 하여 너트부재 (5) 와 엔드 캡 (11) 과의 사이에서 볼 (6) 의 전달이 실시되는 본 실시예의 볼나사 장치에 의하면, 이 너트부재 (5) 의 내주면에는 소정 리드의 부하 전주홈 (4) 만이 형성되어 있고, 게다가 이 부하 전주홈 (4) 의 양단부는 너트부재 (5) 의 축방향의 단면에 개방되어 있기 때문에, 너트부재에 대하는 부하 전주홈의 연삭가공은 매우 용이해져, 너트부재 (5) 의 제작을 용이하게 또한 저렴하게 실시할 수 있는 것이다.

또, 상기 가이드 홈 (13) 을 엔드 캡 (11) 에 설치하고, 상기 부하 전주홈 (4) 의 단부를 너트부재 (5) 의 단면에 개방하도록 구성하였으므로, 부하 볼통로 (7)를 다 구른 볼 (6) 은 나사축 (3) 의 볼 전주홈 (2) 을 따라 너트부재 (5) 의 단면으로부터 보내지게 되어, 너트부재 (5) 의 단면을 축방향과 직교하는 평탄면에 형성하여도, 너트부재 (5) 측의 부하 볼통로 (6) 에서 엔드 캡 (11) 측의 가이드 홈에 대하여 용이하게 볼 (6) 을 전달할 수 있게 되었다. 따라서, 너트부재 (5) 및 이에 맞닿는 엔드 캡 (11) 의 가공이 용이해져, 이들의 제작을 한층 저렴하게 실시할 수 있다.

한편, 나사축 (3) 의 볼 전주홈 (2) 은 1 쌍의 볼 전주면 (2a, 2b) 에 의해 고딕 아치 형상으로 형성되어 있지만, 볼 (6) 이 나사축 (3) 의 볼 전주홈 (2) 내로부터 부상되어 가는 과정에서는, 도 10(b), 10(c) 에 나타낸 바와 같이, 일방의 볼 전주면 (2a) 과 이에 대향하는 가이드 홈 (13) 의 내주면 (13a) 과의 사이에 볼 (6) 이 끼워져 있어, 볼 (6) 은 상기 볼 전주면 (2a) 을 기어오르도록 하여 볼 전주홈 (2) 으로부터 부상해 간다.

본 실시예에서는, 가이드 홈 (13) 의 입구부 (13a) 에서, 이미 볼 (6) 은 볼 전주홈 (2) 의 일방의 전주면 (2a) 과 가이드 홈 (13) 의 내주면 (13a) 사이에 끼워진 상태로 되어 있는데 (도 10(a) 참조), 부하 볼통로 (7) 내에서도 볼 (6) 은 나사축 (3) 과 볼 전주홈 (2) 및 너트부재 (5) 의 부하 전주홈 (4) 에 대하여 동일하게 접촉되어 있으며, 부하 볼통로 (7) 를 굴러나온 볼 (6) 은 상기 부하 볼통로내에서의 접촉상태를 유지한 채, 가이드 홈 (13) 과 볼 전주홈 (2) 의 사이에 들어가게 된다. 따라서, 부하 볼통로 (7) 로부터 방향전환로 (12) 로의 볼 (6) 의 이행을 원할하게 실시할 수 있다.

또, 볼 (6) 은, 상기 떠올림부 (17) 에 올라가도록 하여 가이드 홈 (13) 에 수용되지만, 이 떠올림부 (17) 는 볼 (6) 을 그 양측으로부터 지지하도록 하여 이것을 들어올리므로, 볼 (6) 이 떠올림부 (17) 에 대하여 정면으로부터 충돌하는 일이 없고, 볼 (6) 이 고속으로 전동되고 있는 경우이더라도, 떠올림부 (17) 의 변형이나 피로를 걱정할 필요는 없다. 따라서, 장기에 걸쳐 원할한 볼 (6) 의 순환을 유지할 수 있다. 그리고, 볼 (6) 이 가이드 홈 (13) 내를 볼 유도구멍 (18) 을 향하여 진행함에 따라, 서서히 떠올림부 (17) 와 볼 (6) 과의 접촉면적은 증대되기 때문에, 볼 (6) 이 떠올림부에 대하여 미치는 힘은 광범위하게 분산되므로, 보다 한층 떠올림부 (17) 의 파손을 방지하는 것이 가능해진다.

또한, 이 실시예에서는, 상기 가이드 홈 (13) 의 경사각 (θ₁) 을 나사축 (3) 의 리드각 (θ₀) 보다도 크게 설정하고 있으므로, 환언하면, 가이드 홈 (13) 내에서의 볼 (6) 의 진행방향을 볼 전주홈 (2) 의 연신방향보다도 나사축 (3) 의 축방향으로 변위시키고 있으므로, 도 3 에 나타낸 바와 같이, 이 가이드 홈 (13)의 출구와 너트부재 (5) 의 볼 복귀통로 (10) 를 연이어 통하는 볼 유도구멍 (18) 은 비교적 큰 곡률반경의 곡선로에 형성할 수 있다. 볼 유도구멍 (18) 내를 전동하는 볼 (6) 은 부하 볼통로 (7) 에서 굴러나온 후속 볼 (6) 에 순차적으로 가압되어 이동하게 되는데, 볼 유도구멍 (18) 을 보다 직선에 가까운 형상으로 형성한 것이 후속 볼의 압압력을 효율적으로 전달할 수 있으며, 이 볼 유도구멍 (18) 내에서의 볼의 이동을 원할화할 수 있다. 따라서, 이와 같이 볼 유도구멍 (18) 을 큰 곡률반경의 곡선로에 형성하고, 볼 (6) 의 진행방향을 완만하게 변화시키도록 구성하면, 볼 (6) 의 순환의 원할화를 도모할 수 있다.

또, 볼 유도구멍 (18) 은 터널형상으로 형성되어 있기 때문에, 볼 (6) 의 전동에 의해 발생하는 소음이 엔드 캡 (11) 의 외부에 누설되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 이 실시예에서는 가이드 홈 (13) 의 경사각 (θ₁) 을 볼 전주홈 (2) 의 리드각 (θ₀) 보다도 크게 설정함으로써, 부하 볼통로 (7) 에서 굴러나온 볼 (6) 의 진행방향을 볼 전주홈 (2) 의 연신방향보다도 나사축 (3) 의 축방향으로 변위시키고 있는데, 볼 (6) 의 진행방향이 볼 전주홈 (2) 의 연신방향으로부터 변위하는 것이면, 가이드 홈 (13) 의 경사각 (θ₁) 은 나사홈 (2) 의 리드각 (θ₀) 에 대하여 작게 설정하여도 지장없다. 즉, 볼 (6) 이 볼 전주홈 (2) 의 내주면을 서서히 기어오르듯이 하여 나사축 (3) 의 외경부 (16) 까지 이탈하는 것이면, 가이드 홈 (13) 의 경사각 (θ₁) 는 나사홈 (2) 의 리드각 (θ₀) 보다 크거나 또는 작아도 지장없다.

도 11 및 도 12 는 본 발명의 볼나사 장치의 실시예 2 를 나타낸 것이다.

상기의 실시예 1 에서는 부하 전주통로 (7) 에서 굴러나온 볼 (6) 의 진행방향을 볼 전주홈 (2) 의 연신방향으로부터 변위시킴으로써, 이 볼 (6) 을 나사축 (3) 의 볼 전주홈 (2) 으로부터 부상시켜, 부상된 볼 (6) 을 볼 떠올림부 (17) 에 의해 가이드 홈 (13) 에 수용하였는데, 이 실시예 2 에서는 볼 전주홈 (2) 을 굴러온 볼 (6) 을 부상시키지 않고, 당초부터 떠올림부 (27) 에서 가이드 홈 (23) 에 들어올리도록 한 것이다. 또한, 상기 가이드 홈 (23) 및 떠올림부 (27) 이외의 구성은 상기 실시예 1 과 동일하므로, 도 11 및 도 12 에 동일한 부호를 달아, 그 설명은 생략한다.

이 실시예에서, 부하 볼통로 (7) 에서 굴러나온 볼 (6) 을 볼 유도구멍 (18) 으로 안내하는 가이드 홈 (23) 은 볼 전주홈 (2) 과 완전히 대향되어 있고, 이 가이드 홈 (23) 을 전동하는 볼 (6) 은 볼 전주홈 (2) 의 연신방향과 동일방향으로 안내되어 볼 유도구멍에 진입한다. 즉, 도 11 에 나타낸 바와 같이, 이 가이드 홈 (23) 의 경사방향은 볼 전주홈 (2) 의 리드각 (θ₀) 과 동일각도로 형성되어 있다. 따라서, 상기의 실시예 1 과 달리, 가이드 홈 (23) 은 볼 (6) 을 볼 전주홈 (2) 의 편측에 붙이는 작용을 발휘시키지 않고, 끌어올림부 (27) 가 설치되어 있지 않으면 볼 (6) 은 볼 전주홈 (2) 으로부터 이탈되지 않는다. 또한, 가이드 홈 (23) 의 깊이는, 실시예 1 과 동일하게, 볼 유도구멍 (18) 에 가까워짐에 따라 서서히 깊어지고 있다.

한편, 이 가이드 홈 (23) 과 나사축 (3) 의 사이에는, 상기의 실시예 1 과 동일하게, 상기 부하 볼통로 (7) 에서 굴러나온 볼 (6) 의 진행방향을 따라 상기 가이드 홈 (23) 을 그 축방향의 양측으로부터 서서히 덮는 떠올림부 (27) 가 형성되어 있고, 이 떠올림부 (27) 에 의해 볼 전주홈 (2) 내를 전동하는 볼 (6) 을 상기 가이드 홈 (13) 내에 떠올리도록 구성되어 있다. 단, 이 실시예에서는 볼 전주홈 (2) 의 내부에 위치하고 있는 볼 (6) 을 상기 떠올림부 (27) 만에 의해 가이드 홈 (23) 으로 떠올리기 때문에, 이 떠올림부 (27) 는 볼 전주홈 (2) 내를 전동하는 볼 (6) 의 중심보다도 나사축 (3) 의 외주면 (16) 에 근접하여 배치되어 있다. 또, 이 떠올림부 (27) 와 나사축의 외주면 (16) 과의 간섭을 방지하기 위해, 나사축 (3) 의 볼 전주홈 (2) 은 그 깊이가 상기의 실시예 1 에 비하여 약간 얕게 형성되어 있다.

도 12 는 부하 볼통로 (7) 에서 굴러나온 볼 (6) 이 가이드 홈 (23) 을 통과하여 볼 유도구멍 (18) 에 수용되기 까지의 상태를 그린 것으로, (a) ∼ (f) 의 각 도면은 실시예 1 과 동일하게 도 4 에서의 a-a 선, b-b 선, c-c 선, d-d 선, e-e 선, f-f 선의 각 단면에서의 볼 (6) 의 상태를 나타내고 있다.

이들의 도면에 나타낸 바와 같이, 상기 가이드 홈 (13) 은 그 입구부(13a) 에서 볼 (6) 의 거의 절반이 잠기는 반원형상으로 형성되는 한편, 볼 유도구멍 (18) 에 가까워짐에 따라 그 깊이가 서서히 깊어져, 부하 볼통로 (7) 에서 굴러나온 볼 (6) 을 나사축 (3) 의 볼 전주홈 (2) 에서 달아나도록 구성되어 있다. 한편, 이 가이드 홈 (23) 의 나사축 (3) 에 대한 개구부의 양측 가장자리에는 상기의 떠올림부 (27) 가 설치되어 있는데, 이 떠올림부 (27) 는 가이드 홈 (23) 의 볼 입구부 (13a) 에서 볼 유도구멍 (18) 에 가까워짐에 따라 서서히 돌출량이 증대하고, 이 돌출량이 증대함에 따라 가이드 홈 (23) 의 나사축에 대한 개구폭이 서서히 작아져, 최종적으로는 떠올림부 (27) 가 가이드 홈 (23) 을 거의 덮도록 형성되어 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 상기 떠올림부 (27) 가 상기 부하 볼통로 (7) 에서 굴러나온 볼 (6) 의 진행방향을 따라 상기 가이드 홈 (23) 을 그 축방향의 양측에서 서서히 덮도록 형성되어 있고, 게다가 상기 볼 전주홈 (2) 내를 전동하는 볼 (6) 의 중심보다도 나사축 (3) 측으로 돌출되어 있기 때문에, 도 12 (a) ∼ (c) 에 나타낸 바와 같이, 가이드 홈 (23) 에 진입한 볼 (6) 은 그 양측으로부터 상기 떠올림부 (27) 에 서서히 올라가 볼 전주홈 (2) 으로부터 들어올려, 최종적으로 상기 볼 전주홈 (2) 에서 이탈되어 가이드 홈 (23) 에 수용된다.

그리고, 이 실시예에서도, 상기 방향전환로 (12) 의 일부를 구성하는 가이드 홈 (23) 을 엔드 캡 (11) 측에 형성했기 때문에, 너트부재 (5) 의 내주면에 대해서는 부하 전주홈 (4) 만을 연삭가공하면 되고, 또, 너트부재 (5) 의 단면을 축방향과 직교하는 평탄면에 형성하여도, 너트부재 (5) 측의 부하 볼통로 (6) 에서 엔드 캡 (11) 측의 가이드 홈에 대하여 용이하게 볼 (6) 을 전달할 수 있으므로, 너트부재 (5) 및 이것에 맞닿는 엔드 캡 (11) 의 가공을 매우 용이하게 실시할 수 있어, 그 제작을 저렴하게 실시할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 볼나사 장치에 의하면, 나사축의 볼 전주홈과 함께 부하 볼통로를 구성하는 부하 전주홈을 너트부재의 내주면에 형성하는 한편, 이 부하 볼통로에서 굴러나온 볼을 나사축의 볼 전주홈에서 이탈시키는 가이드 홈을 너트부재가 아니라 엔드 캡에 형성하도록 하였으므로, 너트부재 및 이에 맞닿는 엔드 캡의 형상을 매우 간소화할 수 있어, 볼나사 장치의 제작비용의 현저한 저감화를 도모할 수 있게 된다.

또, 나사축의 볼 전주홈에서 볼을 방향전환로에 수용함에 있어서, 종래기술과 같이 볼 전주홈의 내부에 설편을 삽입하지 않고도, 볼을 상기 볼 전주홈에서 원할하게 이탈시키는 것이 가능하므로, 너트부재와 나사축을 고속으로 상대적으로 회전시켜도 조용할 뿐만 아니라, 볼의 순환을 보다 원할하게 실시하는 것이 가능해진다.

Claims

외주면에 나선상의 볼 전주홈이 형성된 나사축과,

다수의 볼을 통하여 상기 나사축에 나사결합됨과 동시에, 내주면에는 상기 나사축의 볼 전주홈과 서로 대향하여 나선상의 부하 볼통로를 구성하는 나선상의 부하 전주홈이 형성되고, 또한, 축방향을 따라 볼 복귀통로가 관통 형성된 너트부재와,

이 너트부재의 양단에 설치됨과 동시에, 상기 너트부재의 부하 볼 통로의 단부와 볼 복귀통로의 단부를 연통하는 방향전환로가 형성된 1 쌍의 엔드 캡과,

상기 부하 볼통로, 볼 복귀통로 및 방향전환로로 구성되는 무한순환로내에 삽입되어, 상기 나사축과 너트부재와의 상대회전에 따라 상기 무한순환통로 내를 순환하는 다수의 볼을 구비한 볼나사 장치에 있어서,

상기 엔드 캡에 형성된 방향전환로는,

상기 부하 볼통로에서 굴러나온 볼을 상기 나사축의 볼 전주홈의 연신방향과 다른 방향으로 안내하고, 상기 볼을 상기 볼 전주홈의 내주면을 따라 상기 볼 전주홈으로부터 이탈시키는 가이드 홈과,

이 가이드 홈에 의해 상기 볼 전주홈으로부터 이탈한 볼을 수용하고, 상기 너트부재의 볼 복귀통로의 입구로 안내하는 볼 유도구멍으로 구성되는 것을 특징으로 하는 볼나사 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 부하 볼통로에서 굴러나온 볼의 진행방향을 따라 상기 가이드 홈을 그 폭방향의 양측으로부터 서서히 덮는 볼 떠올림부가 형성되고, 상기 볼 전주홈에서 이탈한 볼을 상기 볼 떠올림부에서 상기 나사축으로부터 이간시켜 상기 가이드 홈 내에 수용하는 것을 특징으로 하는 볼나사 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 가이드 홈은 볼의 진행방향을 상기 나사축의 볼 전주홈의 리드각보다도 큰 각도로 경사시킨 것을 특징으로 하는 볼나사 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 볼 유도구멍을 일정한 곡률의 곡선로에 형성시킨 것을 특징으로 하는 볼나사 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 방향전환로는 1 쌍의 리턴 플레이트를 접합시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 볼나사 장치.
제 5 항에 있어서, 일방의 리턴 플레이트는 상기 너트부재와 일체로 성형되는 것을 특징으로 하는 볼나사 장치.
외주면에 나선상의 볼 전주홈이 형성된 나사축과,

다수의 볼을 통하여 상기 나사축에 나사결합됨과 동시에, 내주면에는 상기 나사축의 볼 전주홈과 서로 대향하여 나선상의 부하 볼통로를 구성하는 나선상의 부하 전주홈이 형성되고, 또한, 축방향을 따라 볼 복귀통로가 관통 형성된 너트부재와,

이 너트부재의 양단에 설치됨과 동시에, 상기 너트부재의 부하 볼 통로의 단부와 볼 복귀통로의 단부를 연통하는 방향전환로가 형성된 1 쌍의 엔드 캡과,

상기 부하 볼통로, 볼 복귀통로 및 방향전환로로 구성되는 무한순환로내에 삽입되어 상기 나사축과 너트부재와의 상대회전에 따라 상기 무한순환통로 내를 순환하는 다수의 볼을 구비한 볼나사 장치에 있어서,

상기 엔드 캡에 형성된 방향전환로는,

상기 나사축의 볼 전주홈에 대향하여 형성되어 상기 부하 볼통로로부터 굴러나온 볼을 안내하는 가이드 홈과,

상기 부하 볼통로로부터 굴러나온 볼의 진행방향을 따라 상기 가이드 홈을 그 폭방향의 양측으로부터 서서히 덮도록 형성됨과 동시에, 상기 볼 전주홈 내를 전동하는 볼의 중심보다도 나사축 쪽으로 돌출되어 배치되고, 이 볼을 그 진행에 따라 상기 볼 전주홈으로부터 이탈시켜 가이드 홈 내에 수용하는 볼 떠올림부와,

상기 나사축의 볼 전주홈으로부터 이탈하여 가이드 홈 내에 수용된 볼을 상기 너트부재의 볼 복귀 통로의 입구로 안내하는 볼 유도구멍으로 구성되는 것을 특징으로 하는 볼나사 장치.