KR200491302Y1 - 안전 보호 기능이 구비된 볼 스크류 - Google Patents

Abstract

본 고안은 하나의 스크류 샤프트, 하나의 너트, 하나의 방진 링, 하나의 스토퍼 링 및 하나의 스냅 링을 포함하고, 너트는 스크류 샤프트에 끼움 설치되는 하나의 나사구멍이 구비되고, 너트의 일단은 내부에서 외부로 순차적으로 하나의 제1 링홈, 하나의 제2 링홈 및 하나의 제3 링홈을 구비하고, 방진 링은 너트의 제1 링홈에 설치되고, 스토퍼 링은 너트의 제2 링홈에 설치되어 방진 링에 맞닿으며, 스냅 링은 너트의 제3 링홈에 설치되어 스토퍼 링에 맞닿으며, 방진 링의 외경은 스토퍼 링의 외경보다 작고, 스토퍼 링의 외경은 제3 링홈의 홈 직경보다 작은 볼 스크류에 관한 것이다. 이에 따라, 스토퍼 링은 힘을 받아 변형되면 스냅 링을 클램핑함으로써, 스냅 링이 너트로부터 튕겨나가는 것을 방지하여, 본 고안의 볼 스크류가 축방향 부하를 견디는 능력을 향상시킴으로써 안전 보호 효과를 증가시킨다.

Description

안전 보호 기능이 구비된 볼 스크류{BALL SCREW}

본 고안은 볼 스크류에 관한 것으로, 특히 안전 보호 기능을 향상시킬 수 있는 볼 스크류에 관한 것이다.

대만 특허 공고 제M549283호에 개시된 볼 스크류는 주로 너트의 내부에 가이드 링, 스크레이퍼, 고체 윤활 유닛 및 위치제한 링으로 구성된 방진 자기윤활 모듈이 설치되고, 스크레이퍼는 가이드 링에 비해 너트의 단면에 더 가까우므로, 한편으로는 스크레이퍼를 이용하여 1차 방진 작업을 진행하고, 다른 한편으로는 가이드 링을 이용하여 2차 방진 작업을 진행한다. 또한, 가이드 링은 방진 작업을 진행함과 동시에 윤활 재료를 스크류 표면으로 유도하여 스크류를 윤활함으로써, 방진 효과를 향상시킴과 동시에 또한 자기윤활 기능을 구비할 수 있다.

그러나 상술한 특허의 경우, 위치제한 링이 설치되는 위치제한 홈부는 경사면이 설계되어 있으므로, 볼 스크류가 고장 나면, 위치제한 링은 과도한 축방향 부하를 받게 되어 위치제한 홈부로부터 매우 쉽게 이탈할 수 있고, 이로 인해 다른 구성요소(예를 들면, 볼)들이 너트 밖으로 튕겨 나올 수 있어, 볼 스크류가 고장이 날 뿐만 아니라, 튕겨 나오는 구성요소들은 주변 사람에게 피해를 줄 수 있다.

본 고안의 주요 목적은 축방향 부하를 견디는 능력을 향상시킬 수 있는 볼 스크류를 제공하는 것이다.

상기 주요 목적을 달성하기 위해, 본 고안의 실시예 1의 볼 스크류는 하나의 스크류 샤프트, 하나의 너트, 복수의 볼, 및 하나의 방진 어셈블리를 포함한다. 상기 너트는 2개의 상대적 단부 및 상기 2개의 단부를 관통하며 상기 스크류 샤프트에 끼움 설치되는 하나의 나사구멍이 구비되고, 상기 너트의 일단은 하나의 제1 링홈, 하나의 제2 링홈 및 하나의 제3 링홈을 구비하고, 상기 제1 링홈, 제2 링홈 및 제3 링홈은 상기 스크류 샤프트의 축방향을 따라 내부에서 외부로 순차적으로 바로 인접하게 배열되며 모두 상기 나사구멍과 반경 방향으로 연통되고, 상기 볼들은 상기 스크류 샤프트와 상기 너트 사이에 설치되어 전동 효과를 제공하며, 상기 방진 어셈블리는 하나의 방진 링, 하나의 스토퍼 링 및 하나의 스냅 링이 구비되고, 상기 방진 링은 상기 너트의 제1 링홈 내에 설치되고, 상기 스토퍼 링은 상기 너트의 제2 링홈 내에 설치되어 상기 방진 링에 맞닿으며, 상기 스냅 링은 상기 너트의 제3 링홈 내에 설치되어 상기 스토퍼 링에 맞닿으며, 상기 방진 링의 외경은 상기 스토퍼 링의 외경보다 작고, 상기 스토퍼 링의 외경은 상기 제3 링홈의 홈 직경보다 작다. 따라서, 상기 스토퍼 링은 힘을 받아 변형되면 상기 스냅 링을 클램핑함으로써, 상기 스냅 링이 상기 너트로부터 튕겨나가는 것을 방지하고, 본 고안의 볼 스크류가 축방향 부하를 견디는 능력을 향상시킴으로써, 사용 시의 안전 보호 효과를 증가시킨다.

바람직하게는, 상기 스토퍼 링의 외경은 상기 스냅 링의 외경보다 작고, 또한, 상기 스크류 샤프트의 외경은 상기 스토퍼 링의 내경보다 작으며, 상기 스토퍼 링의 내경은 상기 볼 스크류의 피치원 직경보다 작거나 같다. 이로써, 상기 스토퍼 링은 최적의 방진 효과를 발휘할 수 있다.

바람직하게는, 상기 스토퍼 링의 두께는 0.5mm~2mm이고, 상기 스토퍼 링의 경도는 상기 스냅 링의 경도 또는 상기 너트의 경도보다 작다. 따라서 축방향 부하를 받게 되면, 상기 스토퍼 링은 상기 스냅 링 또는 상기 너트보다 더 쉽게 변형된다.

또한, 본 고안의 실시예 2의 볼 스크류는 상술한 실시예 1과 동일한 너트를 사용하며, 양자의 차이점은 결합되는 방진 어셈블리가 서로 다르다는 것이다. 구체적으로, 상기 방진 어셈블리는 하나의 스토퍼 링과 복수의 고정부재가 구비되고, 상기 스토퍼 링은 상기 스크류 샤프트에 끼움 설치되며 하나의 큰 링과 상기 큰 링과 연결된 하나의 작은 링이 구비되고, 상기 큰 링은 상기 너트의 상기 단부에 맞닿으며, 상기 작은 링은 상기 너트의 제2 링홈에 설치되어 상기 너트의 제3 링홈을 커버하고, 상기 고정부재들은 상기 스크류 샤프트의 축방향을 따라 상기 스토퍼 링을 상기 너트에 고정시키고, 상기 제1 링홈의 홈 직경은 상기 스토퍼 링의 작은 링의 외경보다 작으며, 상기 스토퍼 링의 작은 링의 외경은 상기 제3 링홈의 홈 직경보다 작다. 따라서, 상기 스토퍼 링은 축방향으로 잠금 고정되는 방식을 이용하여 축방향 부하를 견디는 능력을 향상시킴으로써 안전 보호 효과를 증가시킬 수 있다.

바람직하게는, 상기 방진 어셈블리는 하나의 방진 링을 더 포함하고, 상기 방진 링은 상기 제1 링홈 내부에 설치되어 상기 스토퍼 링의 작은 링에 맞닿으며, 상기 방진 링의 외경은 상기 스토퍼 링의 작은 링의 외경보다 작고, 또한, 상기 스크류 샤프트의 외경은 상기 스토퍼 링의 작은 링의 내경보다 작으며, 상기 스토퍼 링의 작은 링의 내경은 상기 볼 스크류의 피치원 직경보다 작거나 같다. 이로써, 상기 스토퍼 링은 최적의 방진 효과를 발휘할 수 있다.

본 고안에 의해 제공되는 볼 스크류의 상세한 구조, 특징, 조립 또는 사용 방법은, 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 실시예 1에 따른 볼 스크류의 외관 사시도이다.
도 2는 본 고안의 실시예 1에 따른 볼 스크류의 부분 분해 사시도이다.
도 3은 본 고안의 실시예 1에 따른 볼 스크류의 단면도이다.
도 4는 도 3의 부분 확대도이다.
도 5는 본 고안의 실시예 2에 따른 볼 스크류의 외관 사시도이다.
도 6은 본 고안의 실시예 2에 따른 볼 스크류의 부분 분해 사시도이다.
도 7은 본 고안의 실시예 2에 따른 볼 스크류의 단면도이다.
도 8은 도 7의 부분 확대도이다.
도 9는 본 고안의 실시예 3에 따른 볼 스크류의 단면도이다.

우선, 하기 실시예 및 도면에서, 동일한 도면 부호는 동일하거나 유사한 소자 또는 그 구조적 특징을 나타내는 것임을 명시한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 고안의 실시예 1에 따른 볼 스크류(10)는 하나의 스크류 샤프트(20), 하나의 너트(30), 복수의 볼(40)(개수 제한 없음), 및 한 쌍의 방진 어셈블리(50)를 포함한다.

스크류 샤프트(20)의 외주면에는 하나의 수나사홈(22)이 있고, 너트(30)는 2개의 상대적 단부(31) 및 상기 2개의 단부(31)를 관통하는 하나의 나사구멍(32)이 구비되고, 각각의 단부(31)는 4개의 고정구멍(33)이 구비되고, 또한 나사구멍(32)의 벽면에는 하나의 암나사홈(34)이 있고, 너트(30)는 나사구멍(32)에 의해 스크류 샤프트(20)에 끼움 설치됨으로써, 너트(30)의 암나사홈(34)과 스크류 샤프트(20)의 수나사홈(22)이 하나의 나선형 채널(44)을 공통으로 형성한다.

도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 너트(30)의 2개의 상대적 단부(31)는 각각 하나의 제1 링홈(35), 하나의 제2 링홈(36) 및 하나의 제3 링홈(37)이 구비되고, 제1, 제2 및 제3 링홈(35, 36, 37)은 스크류 샤프트(20)의 축방향을 따라 내부에서 외부로 순차적으로 바로 인접하게 배열되며 모두 나사구멍(32)과 반경 방향으로 연통된다. 또한, 너트(30)의 2개의 상대적 단부는 각각 하나의 리턴 소자(40)가 더 설치되어 있고, 리턴 소자(40)는 제1 채널(42)이 구비되고, 너트(30)는 제2 채널(38)이 구비되고, 제1 채널(42)은 나선형 채널(44) 및 제2 채널(38)과 맞물림으로써, 나선형 채널(44)이 상기 2개의 제1 채널(42) 및 제2 채널(38)과 부하 채널(46)을 공통으로 형성하도록 하고, 상기 부하 채널(46)에는 상기 볼(48)들이 설치되고, 리턴 소자(40)의 자세한 구조는 종래기술로서 본 고안의 핵심이 아니므로 편폭을 줄이기 위해 설명을 생략한다.

상기 2개의 방진 어셈블리(50)는 너트(30)의 2개의 상대적 단부에 설치되고, 상기 2개의 방진 어셈블리(50)의 구조는 완전히 동일하고 또한 대칭되게 설치되므로, 그 중 하나의 구조에 대해서만 설명한다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 방진 어셈블리(50)는 하나의 방진 링(51), 하나의 스토퍼 링(52) 및 하나의 스냅 링(53)이 구비되고, 방진 링(51)은 너트(30)의 제1 링홈(35) 내에 설치되며 평와셔(54)와 접촉하고, 주로 방진효과를 제공하기 위한 것이고, 스토퍼 링(52)은 너트(30)의 제2 링홈(36) 내에 설치되어 방진 링(51)에 맞닿으며, 또한 리턴 소자(40)를 완전히 커버하고, 주로 방진 링(51)에 스토핑 효과를 제공하기 위한 것이고, 스냅 링(53)은 너트(30)의 제3 링홈(37) 내에 설치되며 스토퍼 링(52)에 맞닿으며, 주로 스토퍼 링(52)에 위치 결정 효과를 제공하기 위한 것이다. 또한, 스토퍼 링(52)의 경우, 스토퍼 링(52)의 외경(D6)은 방진 링(51)의 외경(D5)보다 크고 제3 링홈(37)의 홈 직경(D4) 및 스냅 링(53)의 외경(D8)(도면에서는 D4가 D8과 동일한 경우를 도시함)보다 작다. 설명드릴 것은, 본 고안의 홈 직경은 스크류 샤프트(20)를 중심으로 한 상대적인 홈 바닥의 거리이다. 도 4를 참조하면, 스토퍼 링(52)의 내경(D7)은 스크류 샤프트(20)의 외경(D1)보다 크고 볼 스크류(10)의 피치원 직경(D2)(도면에서는 D7이 D2와 동일한 경우를 도시함)보다 작거나 같고, 스토퍼 링(52)의 두께(T)는 0.5mm~2mm이고, 스토퍼 링(52)의 경도는 스냅 링(53)의 경도 또는 너트(30)의 경도보다 작기 때문에, 스토퍼 링(52)은 스냅 링(53) 또는 너트(30)에 비해 힘에 의해 변형되기 쉽다.

상술한 바를 통해 알 수 있듯이, 스토퍼 링(52)은 전체 구조가 과다한 축방향 부하를 받게 되면 스냅 링(53) 및 너트(30)에 비해 먼저 변형되고, 이어서 스토퍼 링(52)이 변형된 후 상술한 다른 요소 간의 크기 관계를 통해, 스토퍼 링(52)이 스냅 링(53)를 견고하게 클램핑함으로써, 스냅 링(53)이 너트로부터 튕겨 나오는 것을 방지하고, 이에 의해 볼(48) 또는 너트(30) 내부에 위치한 다른 구성요소가 너트(30) 밖으로 함께 튕겨 나오는 것을 추가로 방지할 수 있다. 다시 말하면, 본 고안의 볼 스크류(10)는 축방향 부하를 견디는 능력을 효과적으로 향상시킴으로써, 사용 시의 안전 보호 효과를 증가시켰다.

도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 고안의 실시예 2에 따른 볼 스크류(12)는 상술한 실시예와 동일한 스크류 샤프트(20), 너트(30) 및 볼(40)을 사용하며, 다만 차이점은 방진 어셈블리(60)가 다른 것이며, 구체적으로 설명하면 아래와 같다.

방진 어셈블리(60)는 하나의 스토퍼 링(61)과 4개의 고정부재(65)(도 6에 도시된 볼트)가 구비된다. 스토퍼 링(61)은 스크류 샤프트(20)에 끼움 설치되며, 또한 하나의 큰 링(62), 큰 링(62)에 일체로 연결된 하나의 작은 링(63) 및 큰 링(62), 작은 링(63)을 관통하는 4개의 관통구멍(64)이 구비되고, 큰 링(62)은 너트(30)의 단부(31)에 맞닿으며, 작은 링(63)은 너트(30)의 제2 링홈(36)에 설치되고 너트(30)의 제3 링홈(37)을 커버하며, 상기 고정부재(65)들은 스토퍼 링(61)의 관통구멍(64)을 일대일로 관통하여 너트(30)의 고정구멍(33)에 나사 설치됨으로써, 상기 고정부재(65)들이 스크류 샤프트(20)의 축방향을 따라 스토퍼 링(61)을 너트(30)에 고정시키도록 한다. 스토퍼 링(61)의 작은 링(63)의 외경(D9)은 너트(30)의 제1 링홈(35)의 홈 직경(D3)보다 크고 너트(30)의 제3 링홈(37)의 홈 직경(D4)보다 작다. 도 8에 도시된 바와 같이, 스토퍼 링(61)의 작은 링(63)의 내경(D10)은 스크류 샤프트(20)의 외경(D1)보다 크고 볼 스크류(10)의 피치원 직경(D2)(도면에서는 D10이 D2와 동일한 경우를 도시함)보다 작거나 같다.

또한, 본 실시예에서 방진 어셈블리(60)는 2개의 상대적 스크레이퍼(66)를 더 구비하고, 상기 2개의 스크레이퍼(66)는 스토퍼 링(61)에 장착되며 그 일단이 스토퍼 링(61)의 작은 링(63)에 각각 맞닿고, 주요 기능은 스크류 샤프트(20)에 칩제거 및 방진 등 이중 효과를 제공하는 것이다. 스크레이퍼(66)는 종래 기술이며 본 고안의 핵심이 아니므로, 편폭을 줄이기 위해, 설명을 생략한다.

따라서, 동일한 너트(30)를 사용하는 경우, 스토퍼 링(61)은 축방향으로 잠금 고정되는 방식으로 너트(30)에 조립되므로 전체 구조가 축방향 부하를 견디는 능력이 효과적으로 향상됨으로써 사용 시의 안전 보호 효과를 증가시킨다.

또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 방진 어셈블리(60)는 방진 링(67)을 더 제공할 수 있고, 방진 링(67)은 너트(30)의 제1 링홈(35)에 설치되며 스토퍼 링(61)의 작은 링(63)에 맞닿으며, 또한, 방진 링(67)의 외경(D11)은 스토퍼 링(61)의 작은 링(63)의 외경(D9)보다 작다. 이로써 방진 효과를 더 향상시킬 수 있다.

「실시예 1」
10: 볼 스크류 20: 스크류 샤프트
22: 수나사홈 D1: 외경
D2: 피치원 직경 30: 너트
31: 단부 32: 나사구멍
33: 고정구멍 34: 암나사홈
35: 제1 링홈 36: 제2 링홈
37: 제3 링홈 38: 제2 채널
D4: 홈 직경 40: 리턴 소자
42: 제1 채널 44: 나선형 채널
46: 부하 채널 48: 볼
50: 방진 어셈블리 51: 방진 링
D5: 외경 52: 스토퍼 링
D6: 외경 D7: 내경
T: 두께 53: 스냅 링
D8: 외경 54: 평와셔
「실시예 2」
12: 볼 스크류 D3: 홈 직경
60: 방진 어셈블리 61: 스토퍼 링
62: 큰 링 63: 작은 링
D9: 외경 D10: 내경
64: 관통구멍 65: 고정부재
66: 스크레이퍼 67: 방진 링
D11: 외경

Claims (10)

1. 스크류 샤프트, 너트, 복수의 볼 및 방진 어셈블리를 포함하고,
   상기 너트는 2개의 상대적 단부 및 상기 2개의 단부를 관통하며 상기 스크류 샤프트에 끼움 설치되는 나사구멍이 구비되고, 상기 너트의 일단은 제1 링홈, 제2 링홈 및 제3 링홈을 구비하고, 상기 제1 링홈, 제2 링홈 및 제3 링홈은 상기 스크류 샤프트의 축방향을 따라 내부에서 외부로 순차적으로 바로 인접하게 배열되며 모두 상기 나사구멍과 반경 방향으로 연통되고,
   상기 복수의 볼은 상기 스크류 샤프트와 상기 너트 사이에 설치되고,
   상기 방진 어셈블리는 방진 링, 스토퍼 링 및 스냅 링이 구비되며, 상기 방진 링은 상기 너트의 제1 링홈 내에 설치되고, 상기 스토퍼 링은 상기 너트의 제2 링홈 내에 설치되어 상기 방진 링에 맞닿으며, 상기 스냅 링은 상기 너트의 제3 링홈 내에 설치되어 상기 스토퍼 링에 맞닿으며, 상기 스토퍼 링의 외경은 상기 방진 링의 외경보다 크고 상기 제3 링홈의 홈 직경보다 작은,
   볼 스크류.
2. 제1항에 있어서,
   상기 스토퍼 링의 외경은 상기 스냅 링의 외경보다 작은, 볼 스크류.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 스토퍼 링의 내경은 상기 스크류 샤프트의 외경보다 크고 또한 상기 볼 스크류의 피치원 직경보다 작거나 같은, 볼 스크류.
4. 제1항에 있어서,
   상기 너트의 일단은 리턴 소자가 설치되어 있고, 상기 리턴 소자는 상기 스토퍼 링에 의해 완전히 커버되는, 볼 스크류.
5. 제1항에 있어서,
   상기 스토퍼 링의 두께는 0.5mm~2mm인, 볼 스크류.
6. 제1항에 있어서,
   상기 스토퍼 링의 경도는 상기 스냅 링의 경도 또는 상기 너트의 경도보다 작은, 볼 스크류.
7. 스크류 샤프트, 너트, 복수의 볼 및 방진 어셈블리를 포함하고,
   상기 너트는 2개의 상대적 단부 및 상기 2개의 단부를 관통하며 상기 스크류 샤프트에 끼움 설치되는 나사구멍이 구비되고, 상기 너트의 일단은 제1 링홈, 제2 링홈 및 제3 링홈을 구비하고, 상기 제1 링홈, 제2 링홈 및 제3 링홈은 상기 스크류 샤프트의 축방향을 따라 내부에서 외부로 순차적으로 바로 인접하게 배열되며 모두 상기 나사구멍과 반경 방향으로 연통되고,
   상기 복수의 볼은 상기 스크류 샤프트와 상기 너트 사이에 설치되고,
   상기 방진 어셈블리는 스토퍼 링과 복수의 고정부재가 구비되며, 상기 스토퍼 링은 상기 스크류에 끼움 설치되며 큰 링 및 상기 큰 링과 연결된 작은 링이 구비되고, 상기 큰 링은 상기 너트의 상기 단부에 맞닿으며, 상기 작은 링은 상기 너트의 제2 링홈에 설치되어 상기 너트의 제3 링홈을 커버하고, 상기 복수의 고정부재는 상기 스크류의 축방향을 따라 상기 스토퍼 링을 상기 너트에 고정시키고, 상기 스토퍼 링의 작은 링의 외경은 상기 너트의 제1 링홈의 홈 직경보다 크고 또한 상기 너트의 제3 링홈의 홈 직경보다 작은,
   볼 스크류.
8. 제7항에 있어서,
   상기 방진 어셈블리는 방진 링을 더 구비하고, 상기 방진 링은 상기 제1 링홈 내에 설치되어 상기 스토퍼 링의 작은 링에 맞닿는, 볼 스크류.
9. 제8항에 있어서,
   상기 방진 링의 외경은 상기 스토퍼 링의 작은 링의 외경보다 작은, 볼 스크류.
10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스토퍼 링의 작은 링의 내경은 상기 스크류 샤프트의 외경보다 크고 상기 볼 스크류의 피치원 직경보다 작거나 같은, 볼 스크류.

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