KR200490035Y1

KR200490035Y1 - 자기 윤활식 볼 스크류

Info

Publication number: KR200490035Y1
Application number: KR2020180002447U
Authority: KR
Inventors: 치아밍 양; 청한 우; 옌-웨이 린; 위웨이 촹
Original assignee: 하이윈 테크놀로지스 코포레이션
Priority date: 2018-06-04
Filing date: 2018-06-04
Publication date: 2019-09-11

Abstract

본 고안은 하나의 스크류 축, 스크류 축에 위치 이동 가능하게 설치된 하나의 너트 및 스크류 축과 너트 사이에 순환 롤링 가능하게 설치된 복수의 볼을 포함하는 자기 윤활식 볼 스크류에 관한 것으로, 너트의 표면에는 하나의 리턴 커버판이 설치되고, 리턴 커버판은 볼이 통과하도록 제공되는 하나의 리턴 경로, 리턴 경로에 인접 설치된 하나의 수용홈 및 리턴 경로와 수용홈을 연통하는 하나의 롤링 홈이 구비되고, 수용홈 내에는 하나의 오일 배출 부재가 설치되고, 롤링 홈 내에는 하나의 윤활 롤러가 설치되고, 윤활 롤러의 일부는 오일 배출 부재와 접촉하는 하나의 오일 흡수 부재에 의해 피복된다. 따라서, 본 고안의 자기 윤활식 볼 스크류는 윤활 롤러를 사용하여 오일 흡수 부재에 흡착된 유지를 접촉하는 볼에 직접 도포하여 자기 윤활 효과에 도달한다.

Description

자기 윤활식 볼 스크류{SELF-LUBRICATING BALL SCREW}

본 고안은 볼 스크류에 관한 것으로, 특히 자기 윤활식 볼 스크류에 관한 것이다.

볼 스크류는 기계적 동력전달 효율이 뛰어나므로, 현재 정밀한 이동이 요구되는 다양한 공구에 널리 사용되고 있다. 그러나 장시간 사용 시 볼 스크류의 적시의 윤활이 부족한 경우에는, 너트와 스크류 축의 마찰력이 점차 증가하여 볼 스크류의 마모를 촉진시킨다.

마모 문제점을 해결하기 위해, 현재 사용되고 있는 윤활방법은 주로 너트의 일단에 윤활장치를 추가하여 오일 흡수 부재를 스크류의 표면과 접촉시키고, 스크류가 너트를 상대로 회전 시 오일 흡수 부재에 흡착된 윤활유가 스크류의 나사홈 내에 도포되면서 윤활효과를 일으키는 방법이다. 그러나 상술한 방법은, 너트의 길이가 길어짐에 따라 볼 스크류의 본래의 유효 행정이 단축되므로, 기타 구조 배치를 변경하여 나삿니 부분의 길이를 늘려야만 본래의 유효 행정을 유지할 수 있다. 또한, 오일 흡수 부재가 스크류의 나사홈을 직접 윤활하므로, 볼이 윤활유가 묻은 나사홈까지 이동해야만 윤활효과를 얻을 수 있다. 즉, 오일 흡수 부재는 볼을 간접적으로 윤활하므로, 볼을 효과적으로 윤활하기 위해 많은 윤활유가 필요하며, 따라서 윤활유가 쉽게 낭비되고, 더 나아가 오일 누출 문제를 유발할 수 있다.

본 고안의 주요 목적은 볼을 직접 윤활하여 너트의 길이를 늘릴 필요가 없고 오일 누출 문제가 발생하지 않는 자기 윤활식 볼 스크류를 제공하는 것이다.

상기 주요 목적을 달성하기 위해, 본 고안의 자기 윤활식 볼 스크류는 스크류 축, 너트, 리턴 커버판, 복수의 볼 및 자기 윤활 조립체를 포함한다. 상기 스크류 축은 외부 나사홈이 구비되고, 상기 너트는 상기 스크류 축의 축 방향을 따라 상기 스크류 축에 이동 가능하게 끼움 설치될 수 있고, 상기 너트는 내부 나사홈이 구비되고, 상기 너트의 내부 나사홈은 상기 스크류 축의 외부 나사홈에 대응하여 상호간에 부하 경로를 공통으로 형성하고, 상기 리턴 커버판은 상기 너트에 설치되되 리턴 경로가 구비되고, 상기 리턴 경로의 양 단은 각각 상기 부하 경로와 연결되어, 상기 리턴 경로와 상기 부하 경로는 순환 경로를 공통으로 형성하고, 또한, 상기 리턴 커버판은 수용홈과 롤링 홈이 더 구비되고, 상기 수용홈은 상기 리턴 경로에 인접 설치되고, 상기 롤링 홈은 상기 리턴 경로와 상기 수용홈 사이에 연통되고, 상기 볼들은 상기 순환 경로 내에 롤링 가능하게 설치되고, 상기 자기 윤활 조립체는 오일 배출 부재, 윤활 롤러 및 오일 흡수 부재를 구비하고, 상기 오일 배출 부재는 상기 리턴 커버판의 수용홈 내에 설치되고, 상기 윤활 롤러는 상기 리턴 커버판의 롤링 홈 내에 롤링 가능하게 설치되어 상기 볼과 접촉하고, 상기 오일 흡수 부재는 상기 오일 배출 부재 및 상기 윤활 롤러와 접촉한다.

따라서, 본 고안의 자기 윤활식 볼 스크류는 상기 윤활 롤러를 사용하여 상기 오일 흡수 부재에 흡착된 유지(油脂)를 접촉하는 볼에 직접 도포하여, 자기 윤활 효과에 도달하므로, 상기 너트의 길이를 늘릴 필요가 없고, 오일 누출 문제도 발생하지 않는다.

바람직하게는, 상기 윤활 롤러는 상기 노치를 통해 상기 리턴 경로로부터 돌출되는 돌출부를 구비하고, 상기 돌출부의 길이는 0.1mm~0.5mm 사이이고, 따라서 상기 윤활 롤러는 각각의 상기 볼과 접촉하도록 보장할 수 있다.

보다 바람직하게는, 상기 윤활 롤러는 구슬 또는 원기둥일 수 있고, 구슬일 경우, 상기 윤활 롤러와 접촉하는 상기 볼의 구심으로부터 상기 스크류 축의 축심까지의 거리는 상기 윤활 롤러의 구심으로부터 상기 스크류 축의 축심까지의 거리와 동일하고, 따라서 상기 윤활 롤러가 상기 오일 흡수 부재에 흡착된 유지를 상기 오일 흡수 부재와 접촉하는 볼 표면에 균일하게 도포하도록 보장할 수 있다.

본 고안에 의해 제공되는 자기 윤활식 볼 스크류의 상세한 구조, 특징, 조립 또는 사용방법은, 후술되는 실시예의 상세한 설명에서 설명하도록 한다. 그러나, 본 고안의 분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 이들 상세한 설명 및 본 고안을 실시하기 위해 예시한 특정 실시예는 본 고안을 설명하기 위한 것일 뿐, 본 고안의 청구범위를 제한하기 위한 것이 아님을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 고안의 자기 윤활식 볼 스크류의 외관 사시도이다.
도 2는 본 고안의 자기 윤활식 볼 스크류의 부분 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 3-3절단선에 따른 단면도이다.
도 4는 본 고안의 자기 윤활식 볼 스크류에서 제공한 판체를 반전시킨 후의 외관 사시도이다.
도 5는 본 고안의 자기 윤활식 볼 스크류의 부분 단면도이고, 주로 자기 윤활 조립체와 볼 사이의 상대적인 위치 관계를 나타낸다.
도 6은 도 5의 부분 확대도이다.
도 7은 도 1의 7-7 절단선에 따른 단면도이다.
도 8은 본 고안의 자기 윤활식 볼 스크류의 부분 단면도이고, 주로 원기둥을 윤활 롤러로 사용한 것을 나타낸다.
도 9는 도 8의 9-9 절단선에 따른 단면도이다.

출원인은 우선, 이하에 설명될 실시예 및 도면에서, 동일한 참조번호는 동일하거나 유사한 소자 또는 구조적 특징을 나타내는 것임을 명시한다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 고안의 자기 윤활식 볼 스크류(10)는 하나의 스크류 축(20), 하나의 너트(30), 하나의 리턴 커버판(40), 복수의 볼(50) 및 2개의 자기 윤활 조립체(60)를 포함한다.

스크류 축(20)은 하나의 외부 나사홈(22)이 구비되고, 너트(30)는 스크류 축(20)의 축 방향을 따라 스크류 축(20)에 이동 가능하게 끼움 설치되고, 너트(30)는 하나의 내부 나사홈(32)이 구비되고, 너트(30)의 내부 나사홈(32)은 스크류 축(20)의 외부 나사홈(22)에 대응하여 상호간에 부하 경로(52)를 공통으로 형성한다(도 3에 도시된 바와 같음). 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 너트(30)의 외주면에는 하나의 장착홈(34)과 서로 마주하는 2개의 리턴 구멍(36)이 구비되고, 각각의 리턴 구멍(36)은 장착홈(34)과 내부 나사홈(32)을 연통한다.

리턴 커버판(40)은 2개의 리턴부재(41)와 하나의 판체(43)를 구비하고, 각각의 리턴부재(41)는 너트(30)의 리턴 구멍(36) 내에 설치되며 서로 마주하도록 설치되고, 판체(43)는 너트(30)의 장착홈(34)에 설치되고 2개의 나사(48)에 의해 상기 2개의 리턴부재(41) 및 너트(30)와 함께 고정 설치된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 각 리턴부재(41)는 하나의 제1 리턴홈(42)이 구비되고, 판체(43)는 제2 리턴홈(44)이 구비되고, 판체(43)의 제2 리턴홈(44)은 상기 2개의 리턴부재(41)의 제1 리턴홈(42) 사이에 연결되어 상호간에 하나의 리턴 경로(54)를 형성하고, 리턴 경로(54)의 양 단은 부하 경로(52)와 각각 연결되어, 리턴 경로(54)와 부하 경로(52)는 상기 볼(50)들을 순환시키기 위한 하나의 순환 경로(56)를 추가로 형성한다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 판체(43)는 너트(30)의 일면을 향하여 2개의 수용홈(45) 및 2개의 롤링 홈(46)이 구비되고, 그 중 상기 2개의 수용홈(45)은 제2 리턴홈(44)에 인접하게 설치되며 제2 리턴홈(44)에 대해 회전 대칭을 이루고, 상기 2개의 롤링 홈(46)은 각각 제2 리턴홈(44) 및 수용홈(45)과 연통되고, 보다 명확하게는, 각 롤링 홈(46)의 홈벽은 호상(弧狀)이고 노치(47)를 구비하고, 각 롤링 홈(46)은 노치(47)를 통해 제2 리턴홈(44)과 연통된다.

도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 자기 윤활 조립체(60)는 오일 배출 부재(61), 윤활 롤러(62) 및 오일 흡수 부재(64)를 포함하되, 오일 배출 부재(61)는 판체(43)의 수용홈(45) 내에 설치되고, 오일 배출 부재(61)는 주로 윤활유를 흡착하고 또한 윤활유를 배출할 수 있으므로, 재질 면에서 친유성 특성을 가진 다공성 재질을 사용할 수 있거나 이에 한정되지 않고, 윤활 롤러(62)는 본 실시예에서 구슬을 사용했고, 윤활 롤러(62)는 판체(43)의 롤링 홈(46) 내에 롤링 가능하게 설치되고 노치(47)를 통해 판체(43)의 제2 리턴홈(44)으로부터 돌출되어 상기 볼(50)들과 하나씩 접촉하고, 오일 흡수 부재(64)(본 실시예에서는 양모전을 사용했다)는 오일 배출 부재(61)와 접촉하고 윤활 롤러(62)의 주변을 둘러싼다.

보다 명확하게, 도 6에 도시된 바와 같이, 윤활 롤러(62)는 노치(47)를 통해 제2 리턴홈(44)으로부터 돌출되는 돌출부(63)를 포함하고, 돌출부(63)의 길이(L)는 0.1mm~0.5mm 사이이고, 따라서 윤활 롤러(62)가 각각의 볼(50)과 모두 접촉할 수 있도록 보장할 수 있고, 또한, 윤활 롤러(62)의 돌출부(63)가 임의의 하나의 볼(50)과 접촉 시, 윤활 롤러(62)는 윤활 롤러(62)와 접촉하는 볼(50)에 의해 푸시되어 롤링 홈(46) 내에서 왕복 롤링되고, 이때 윤활 롤러(62)는 한편으로는 오일 흡수 부재(64)와 접촉하여 오일 흡수 부재(64)를 윤활 매체로 하여 오일 배출 부재(61)에 의해 배출된 윤활유를 윤활 롤러(62)의 표면에 도포하고, 다른 한편으로 윤활 롤러(62)는 윤활 롤러(62) 자체의 표면에 충분히 도포된 윤활유를 접촉하는 볼(50)의 표면에 도포하여 윤활효과에 도달한다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 윤활 롤러(62)가 임의의 하나의 볼(50)과 접촉 시, 윤활 롤러(62)와 접촉하는 볼(50)의 구심(C1)으로부터 스크류 축(20)의 축심(A)까지의 거리(D1)는 마침 윤활 롤러(62)의 구심(C2)으로부터 스크류 축(20)의 축심(A)까지의 거리(D2)와 동일하고, 이를 통해 윤활 롤러(62)가 윤활유를 볼(50)의 표면에 균일하게 도포하도록 보장할 수 있고, 다만 상술한 바는 윤활 롤러(62)를 구슬로 사용하는 경우에만 성립된다.

또한 보충 설명할 것은, 자기 윤활 조립체(60)의 개수는 한 세트 이상이면 되고, 두 세트를 배치하면 가장 우수한 자기 윤활효과를 발휘할 수 있다. 또한, 도 8, 도 9에 도시된 바와 같이, 윤활 롤러(62)는 상기 실시예에서 사용한 구슬 대신에 원기둥을 사용하여 윤활 롤러(62)와 접촉하는 볼(50)을 직접 윤활할 수 있다.

종합하면, 본 고안의 자기 윤활식 볼 스크류(10)는 윤활유가 충분히 도포된 윤활 롤러(62)를 사용하여 접촉하는 볼(50)을 직접 윤활하는 것으로, 구조 면에서 너트(30)의 길이를 늘릴 필요가 없고, 조작 시 윤활유의 낭비를 줄이고 오일 누출 문제를 방지할 수 있어 본 고안의 목적에 도달한다.

10 자기 윤활식 볼 스크류
20 스크류 축
22 외부 나사홈
A 축심
30 너트
32 내부 나사홈
34 장착홈
36 리턴구멍
40 리턴 커버판
41 리턴부재
42 제1 리턴홈
43 판체
44 제2 리턴홈
45 수용홈
46 롤링 홈
47 노치
48 나사
50 볼
52 부하 경로
54 리턴 경로
56 순환 경로
C1, C2 구심
60 자기 윤활 조립체
61 오일 배출 부재
62 윤활 롤러
63 돌출부
L 길이
64 오일 흡수 부재

Claims

스크류 축, 너트, 리턴 커버판, 복수의 볼 및 자기 윤활 조립체를 포함하고,
상기 스크류 축은 외부 나사홈이 구비되고;
상기 너트는 상기 스크류 축의 축 방향을 따라 상기 스크류 축에 이동 가능하게 끼움 설치되고, 상기 너트는 상기 스크류 축의 외부 나사홈과 대응하여 상호간에 부하 경로를 공통으로 형성하는 내부 나사홈이 구비되고;
상기 리턴 커버판은 상기 너트에 설치되되, 리턴 경로, 수용홈 및 롤링 홈이 구비되고, 상기 리턴 경로의 양 단은 각각 상기 부하 경로와 연결되어, 상기 리턴 경로와 상기 부하 경로는 순환경로를 공통으로 형성하고, 상기 수용홈은 상기 리턴 경로에 인접 설치되고, 상기 롤링 홈은 상기 리턴 경로와 상기 수용홈 사이에 연통되고;
상기 복수의 볼은 상기 순환 경로 내에 롤링 가능하게 설치되고;
상기 자기 윤활 조립체는 오일 배출 부재, 윤활 롤러 및 오일 흡수 부재를 포함하고, 상기 오일 배출 부재는 상기 리턴 커버판의 수용홈 내에 설치되고, 상기 윤활 롤러는 상기 리턴 커버판의 롤링 홈 내에 롤링 가능하게 설치되어 상기 볼과 접촉하고, 상기 오일 흡수 부재는 상기 오일 배출 부재 및 상기 윤활 롤러와 접촉하는,
자기 윤활식 볼 스크류.
제1항에 있어서,
상기 리턴 커버판은 서로 마주하는 2개의 리턴부재 및 판체가 구비되고, 각각의 상기 리턴부재는 제1 리턴홈이 구비되고, 상기 판체는 상기 수용홈, 상기 롤링 홈 및 상기 2개의 리턴부재의 제1 리턴홈과 연결되어 상호간에 상기 리턴 경로를 형성하는 제2 리턴홈이 구비되는, 자기 윤활식 볼 스크류.
제2항에 있어서,
상기 롤링 홈의 홈벽은 노치가 구비되고, 상기 롤링 홈은 상기 노치를 통해 상기 제2 리턴홈과 연통되는, 자기 윤활식 볼 스크류.
제3항에 있어서,
상기 윤활 롤러는 상기 노치를 통해 상기 제2 리턴홈으로부터 돌출되어 상기 볼과 접촉하는 돌출부가 구비되고, 상기 돌출부의 길이는 0.1mm~0.5mm 사이인, 자기 윤활식 볼 스크류.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 롤링 홈의 홈벽은 호상이고, 상기 윤활 롤러는 구슬 또는 원기둥인, 자기 윤활식 볼 스크류.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 윤활 롤러는 구슬이고, 상기 윤활 롤러와 접촉하는 상기 볼의 구심으로부터 상기 스크류 축의 축심까지의 거리는 상기 윤활 롤러의 구심으로부터 상기 스크류 축의 축심까지의 거리와 동일한, 자기 윤활식 볼 스크류.
제6항에 있어서,
상기 롤링 홈의 홈벽은 호상인, 자기 윤활식 볼 스크류.