KR200481981Y1 - 스크레이퍼를 구비한 볼 스크류 - Google Patents

Abstract

본 고안은 스크레이퍼를 구비한 볼 스크류에 있어서, 스크류축, 너트 모듈 및 두 개의 스크레이퍼를 포함하며, 상기 너트 모듈은 스크류축이 관통 설치되는 관통 홀을 구비하고, 상기 관통 홀의 양단에는 장착 홈이 각각 형성되어 있으며, 상기 두 개의 스크레이퍼는 두 개의 상기 장착 홈에 각각 설치되고, 상기 스크레이퍼는 하나의 고리형 위치 고정 베이스 및 두 개의 반 고리형 본체를 포함하며, 상기 위치 고정 베이스의 일단에는 개방형의 수용 홈이 형성되고, 상기 수용 홈은 개방단이 구비되도록 정의되며, 상기 위치 고정 베이스는 상기 장착 홈에 설치되고 상기 개방단은 상기 장착 홈의 홈 바닥에 대응하여 형성되며, 상기 수용 홈의 내주연면에는 복수의 축방향 제1 슬라이드부가 형성되고, 두 개의 상기 본체는 상기 개방단으로부터 상기 수용 홈에 설치되며, 두 개의 상기 본체는 외주연면에 상기 제1 슬라이드부에 대응되는 복수의 제2 슬라이드부가 형성되어 있고, 상기 본체가 상기 수용 홈에 수용되는 두께는 상기 수용 홈의 축방향 길이보다 작다.

Description

스크레이퍼를 구비한 볼 스크류 {BALL SCREW HAVING SCRAPER}

본 고안은 선형 전동소자에 관한 것이며 특히 스크레이퍼를 구비한 볼 스크류에 관한 것이다.

정밀기계, 기구(instrument)에서는 일반적으로 스크류의 회동을 이용하여 작업 테이블이 설치된 너트를 이동시키며, 이로써 스크류를 이용하여 작업 테이블의 정확한 제어를 이룬다. 그리고 너트가 스크류에서 이동할 때 이동의 원활성을 증가하고 하중을 증가시키고 마찰력을 감소시키기 위해 너트와 스크류 사이의 서로 대향하는 나선홈에 볼을 설치한다. 그런데 너트는 스크류상에서 같은 시간에 작은 일부 구간에서만 접촉하며 스크류상의 나머지 다수 구간은 외부 공간에 노출되므로 공간 내에는 먼지와 각종 이물질이 쌓인다. 특히 다수의 가공 장소는 환경이 더욱 열악하며 절삭 부스러기와 가공 오일과 물이 튕긴다. 상기 너트와 상기 스크류 사이는 밀폐되지 않고 모두 금속 부품이므로 틈새가 존재한다. 따라서 상기 먼지, 이물질과 절삭 부스러기가 스크류 표면에 떨어지는 경우 스크류 표면에 부착하게 되며, 특히 오일과 물을 함유하는 경우 이들 부착물의 부착과 누적은 더욱 경이롭다. 또한, 스크류의 회동과 너트의 이동에 따라 이들 부착물은 틈새로부터 스크류와 너트 사이로 들어가 볼 위치에 도달하여 볼의 롤링과 볼의 마모에 영향을 미치고 결과적으로 상기 볼 스크류의 수명과 정밀도에 영향을 미친다. 따라서 부착물이 볼 스크류 내부로 들어가는 것을 방지하도록 상기 틈새의 존재를 어떻게 제거할 것인가에 대해 수많은 구조 설계가 이에 대응하여 이루어지고 있다. 그중 가장 통상적인 구조는 도 5에 따른 설계이다. 이 설계는 스크류(1)에 너트(2)가 설치되고, 상기 스크류(1)와 상기 너트(2) 사이에는 나선홈(11, 21)이 각각 형성되고, 복수의 볼(4)은 상기 나선홈(11, 21)에서 순환적으로 롤링하도록 설치된다. 또한 상기 너트(2) 단부의 내경 위치에 수용 홈(22)이 형성되며, 상기 수용 홈(22)에는 스크레이퍼(3)가 설치된다. 상기 수용 홈(22)의 주변에는 복수의 관통 나사홀(23)이 형성되며 상기 관통 나사홀(23)에는 상기 나사(5)가 체결 설치된다. 상기 나사(5)는 상기 스크레이퍼(3)의 외주변에 저촉하고 상기 스크레이퍼(3)는 상기 수용 홈(22) 내에 설치된다. 또한 내주변에는 상기 스크류(1)의 나선홈(11)의 형상에 대응되는 스크레이프부(31)가 형성되고, 상기 스크레이프부(31)는 상기 나선홈(11)에 매칭되어 거의 밀착하도록 설치됨으로써 상기 너트(2)와 상기 스크레이퍼(3)가 스크류(1)상에서 이동할 때 상기 스크레이프부(31)에 의해 상기 스크류(1)상의 부착물을 긁어 제거하여 상기 너트(2) 내로 들어가는 것을 피할 수 있도록 한다.

전술한 종래 구성의 사용은 아래와 같은 문제점을 가지고 있다. 즉, 스크레이프부(31)가 상기 나선홈(11)에 대해 회전할 때 상기 스크레이프부(31)와 상기 나선홈(11) 사이의 마찰로 인해 상기 볼 스크류의 작동 저항력이 증가하는(도 5와 같이 상기 스크레이프부(31)와 나선홈(11) 사이에 간섭이 발생한다) 일이 발생하지 않도록 하기 위해서는, 스크레이퍼(3)의 스크레이프부(31)와 스크류(1)의 나선홈(11)이 정상적으로 매칭시, 그 사이에 틈새가 존재해야 한다. 다만, 상기 스크레이퍼(3)를 조립할 때 수작업으로 스크레이퍼(3)를 회전시켜 스크류(1)의 나선홈(11)에 진입시킨 후 다시 상기 너트(2)의 수용 홈(22)에 수용하므로, 스크레이퍼(3)가 상기 수용 홈(22)에 진입한 후 작업자는 스크레이프부(31)와 나선홈(11) 사이의 틈새를 육안으로 볼 수 없으므로 스크레이프부(31)가 상기 나선홈(11)과 틈새를 유지하는지를 확인할 수 없다. 따라서 반드시 볼 스크류의 작동 데이터를 측정하여야만 상기 스크레이프부(31)가 나선홈(11)과 간섭되는지를 확인할 수 있다. 따라서 확인 과정에 상당히 시간이 소요되며, 이에 따라 장착 시간이 크게 지연된다. 또한 수작업으로 스크레이프부(31)와 나선홈(11) 사이의 틈새를 조정하므로 매 사람의 조정 결과는 일치할 수 없으며, 각각의 볼 스크류의 품질이 일치하지 않아, 고객의 불만 횟수도 상대적으로 증가한다. 따라서 종래의 스크레이퍼 구조 설계는 여전히 개량할 필요가 있다.

상기 문제점을 감안하여 본 고안은 스크류축의 롤링 채널과의 간섭량을 자동으로 조정 가능한 스크레이퍼를 연구하는 것을 주된 목적으로 한다.

상기 목적을 이루기 위해 안출된 본 고안은 스크레이퍼를 구비한 볼 스크류에 있어서, 스크류축, 너트 모듈 및 두 개의 스크레이퍼를 포함하며, 상기 스크류축은 일방향으로 연장되어 긴 바형 구조를 이루며, 상기 연장 방향은 축방향으로 정의되며, 상기 스크류축의 외주연면에는 나선형의 롤링 채널이 형성되어 있고, 상기 너트 모듈은 스크류축이 관통 설치되는 관통 홀을 구비하고, 상기 관통 홀의 내주연면에는 상기 롤링 채널에 대향하는 롤링 홈이 형성되어 있고, 상기 롤링 채널과 롤링 홈 사이에는 복수의 롤링 부재가 설치되어 있으며, 상기 너트 모듈은 상기 관통 홀의 양단에 장착 홈이 각각 형성되어 있으며, 상기 두 개의 스크레이퍼는 각각 두 개의 상기 장착 홈에 설치되고, 상기 스크레이퍼는 하나의 고리형 위치 고정 베이스 및 두 개의 반 고리형 본체를 포함하며, 상기 위치 고정 베이스의 일단에는 개방형의 수용 홈이 형성되고, 상기 수용 홈은 개방단이 구비되도록 정의되며, 상기 위치 고정 베이스는 상기 장착 홈에 설치되고 상기 개방단은 상기 장착 홈의 홈 바닥에 대응하여 형성되며, 상기 수용 홈의 내주연면에는 복수의 축방향 제1 슬라이드부가 형성되고, 두 개의 상기 본체는 상기 개방단으로부터 상기 수용 홈에 설치되며, 두 개의 상기 본체는 외주연면에 상기 제1 슬라이드부에 대응되는 복수의 제2 슬라이드부가 형성되어 있고, 내주연면에는 상기 롤링 채널을 향해 돌출된 입술부가 형성되어 있으며, 상기 입술부는 상기 롤링 채널에 수용되며, 상기 본체가 상기 수용 홈에 수용되는 두께는 상기 수용 홈의 축방향 길이보다 작다.

상기 제1 슬라이드부는 오목홈이고, 상기 제2 슬라이드부는 돌출형 블록인 것이 바람직하다.

상기 제1 슬라이드부는 돌출형 블록이고, 상기 제2 슬라이드부는 오목홈인 것이 바람직하다.

이로써, 상기 본체가 상기 수용 홈에 수용되는 두께는 상기 수용 홈의 축방향 길이보다 작고 또한 상기 제1 슬라이드부와 제2 슬라이드부의 매칭에 의해 두 개의 상기 본체가 상기 위치 고정 베이스에 대해 회전하는 자유도를 한정하며, 상기 입술부와 롤링 채널 사이에 큰 간섭이 발생하는 경우, 두 개의 상기 본체는 상기 제1 슬라이드부와 제2 슬라이드부의 매칭에 의해, 상기 위치 고정 베이스에 대하여 축방향으로 슬라이드 이동하여 상기 간섭량을 흡수하여 입술부와 롤링 채널 사이의 마모를 피할 수 있다.

도 1은 본 고안에 따른 스크레이퍼를 구비한 볼 스크류의 시스템도이다.
도 2은 본 고안에 따른 스크레이퍼를 구비한 볼 스크류의 조립도이다.
도 3은 본 고안에 따른 스크레이퍼를 구비한 볼 스크류의 축방향 단면도이다.
도 4는 본 고안에 따른 스크레이퍼를 구비한 볼 스크류의 지름방향 단면도이다.
도 5는 종래기술에 따른 스크레이퍼를 구비한 볼 스크류의 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면 본 고안은 스크레이퍼를 구비한 볼 스크류에 관한 것으로서, 스크류축(1), 너트 모듈(2) 및 두 개의 스크레이퍼를 포함한다. 상기 스크류축(1)은 일방향으로 연장되어 긴 바형 구조를 이루며, 상기 연장 방향을 축방향(X)으로 정의한다. 상기 스크류축(1)의 외주연면에는 나선형의 롤링 채널(11)이 형성되어 있다. 상기 너트 모듈(2)에는 스크류축(1)이 관통 설치되는 관통 홀(21)이 형성되고, 상기 관통 홀(21)의 내주연면에는 상기 롤링 채널(11)에 대향하는 롤링 홈(211)이 형성되고, 상기 롤링 채널(11)과 롤링 홈(211) 사이에는 복수의 롤링 부재(3)가 설치되며, 상기 너트 모듈(2)은 상기 관통 홀(21)의 양단에 장착 홈(22)이 각각 형성되어 있다. 상기 두 개의 스크레이퍼는 두 개의 상기 장착 홈(22)에 각각 설치되고, 상기 스크레이퍼는 하나의 고리형 위치 고정 베이스(4) 및 두 개의 반 고리형 본체(51)를 포함하며, 상기 위치 고정 베이스(4)의 일단에는 개방형의 수용 홈(42)이 형성되어 있다. 상기 수용 홈(42)은 개방단(421)을 구비하도록 정의되고, 상기 위치 고정 베이스(4)는 상기 장착 홈(22)에 설치되고 상기 개방단(421)은 상기 장착 홈(22)의 홈 바닥(221)(도 3참조)에 대응되어 설치된다. 도 3, 도 4와 같이, 상기 수용 홈(42)의 내주연면에는 복수의 축방향(X) 제1 슬라이드부(41)가 형성되고, 두 개의 상기 본체(51)는 상기 개방단(421)으로부터 상기 수용 홈(42)에 설치되며, 두 개의 상기 본체(51)는 외주연면에 상기 제1 슬라이드부(41)에 대응되는 복수의 제2 슬라이드부(511)가 형성되어 있다. 본 실시예에서 상기 제1 슬라이드부(41)는 오목홈이고 제2 슬라이드부(511)는 돌출형 블록이며, 상기 돌출형 블록이 상기 오목홈으로 슬라이드함으로써 설치된다. 상기 본체(51)의 내주연면에는 상기 롤링 채널(11)을 향해 돌출된 입술부(512)가 형성되고, 상기 입술부(512)는 상기 롤링 채널(11)에 수용된다. 여기서, 상기 본체(51)가 상기 수용 홈(42)에 수용되는 두께(h)는 상기 수용 홈(42)의 축방향(X) 길이(H)보다 작다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 본체(51)의 입술부(512)가 롤링 채널(11)과 간섭되는 경우, 상기 본체(51)가 상기 수용 홈(42)에 수용되는 두께(h)가 상기 수용 홈(42)의 축방향(X) 길이(H)보다 작도록 한 설계를 통해 두 개의 상기 본체(51)는 상기 제1 슬라이드부(41)와 제2 슬라이드부(511)의 매칭에 의해, 상기 위치 고정 베이스(4)에 대하여 축방향(X)으로 슬라이드 이동하여 상기 간섭량을 흡수하여 입술부(512)와 롤링 채널(11) 사이의 마모를 피할 수 있다.

종래기술
1 스크류
11 나선홈
2 너트
21 나선홈
22 수용 홈
23 관통 나사홀
4 볼
3 스크레이퍼
31 스크레이프부
5 나사
본 고안
1 스크류축
11 롤링 채널
2 너트 모듈
21 관통 홀
211 롤링 홈
22 장착 홈
221 홈 바닥
3 롤링 부재
4 위치 고정 베이스
41 제1 슬라이드부
42 수용 홈
421 개방단
51 본체
511 제2 슬라이드부
512 입술부
X 축방향
H 길이
h 두께

Claims (3)

1. 스크레이퍼를 구비한 볼 스크류에 있어서,
   스크류축, 너트 모듈 및 두 개의 스크레이퍼를 포함하며,
   상기 스크류축은 일방향으로 연장되어 긴 바형 구조를 이루며, 상기 연장 방향은 축방향으로 정의되며, 상기 스크류축의 외주연면에는 나선형의 롤링 채널이 형성되어 있고,
   상기 너트 모듈은 스크류축이 관통 설치되는 관통 홀을 구비하고, 상기 관통 홀의 내주연면에는 상기 롤링 채널에 대향하는 롤링 홈이 형성되어 있고, 상기 롤링 채널과 롤링 홈 사이에는 복수의 롤링 부재가 설치되어 있으며, 상기 너트 모듈은 상기 관통 홀의 양단에 장착 홈이 각각 형성되어 있으며,
   상기 두 개의 스크레이퍼는 두 개의 상기 장착 홈에 각각 설치되고, 상기 스크레이퍼는 하나의 고리형 위치 고정 베이스 및 두 개의 반 고리형 본체를 포함하며, 상기 위치 고정 베이스의 일단에는 개방형의 수용 홈이 형성되고, 상기 수용 홈은 개방단이 구비되도록 정의되며, 상기 위치 고정 베이스는 상기 장착 홈에 설치되고 상기 개방단은 상기 장착 홈의 홈 바닥에 대응하여 형성되며, 상기 수용 홈의 내주연면에는 복수의 축방향 제1 슬라이드부가 형성되어 있고,
   두 개의 상기 본체는 상기 개방단으로부터 상기 수용 홈에 설치되며, 두 개의 상기 본체는 외주연면에 상기 제1 슬라이드부에 대응되는 복수의 축방향 제2 슬라이드부가 형성되어 있고, 내주연면에는 상기 롤링 채널을 향해 돌출된 입술부가 형성되어 있으며, 상기 입술부는 상기 롤링 채널에 수용되며,
   상기 본체가 상기 수용 홈에 수용되는 두께는 상기 수용 홈의 축방향 길이보다 작은, 스크레이퍼를 구비한 볼 스크류.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 슬라이드부는 오목홈이고, 상기 제2 슬라이드부는 돌출형 블록인, 스크레이퍼를 구비한 볼 스크류.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 슬라이드부는 돌출형 블록이고, 상기 제2 슬라이드부는 오목홈인, 스크레이퍼를 구비한 볼 스크류.

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