KR20060004526A - Ball spline - Google Patents

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KR20060004526A KR1020040053671A KR20040053671A KR20060004526A KR 20060004526 A KR20060004526 A KR 20060004526A KR 1020040053671 A KR1020040053671 A KR 1020040053671A KR 20040053671 A KR20040053671 A KR 20040053671A KR 20060004526 A KR20060004526 A KR 20060004526A
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Abstract

본 발명은 토크를 전달하면서 작은 마찰력으로 축방향 운동을 할 수 있는 볼 스플라인에 관한 것으로, 외통내면 및 축 표면에 궤도홈(옥열)을 따라 다수의 강구가 무한 순환 운동을 할 수 있도록 분리형 볼 보지기(Retainer)를 가공된 외통에 조립하는 구조이며, 외통에 볼이 접촉하는 부하열부의 그루브(Groove) 끝단 부분에 오목 콘(Cone)형상의 구조를 형성함으로써 볼의 진행 방향이 그루브 안쪽을 향하게 됨으로 볼이 진행 하면서 발생하는 볼의 충격을 최대한 흡수할 수 있으며, 그루브 내에서 볼이 중심으로 이동하는 거리가 짧아지게 되어 미끄럼 현상을 최소화 시키면서 주행성을 향상할 수 있고, 또한 볼 보지기를 분리함으로 인하여 외통 내에 가공과 조립성을 향상시키고, 옥열의 확장성을 부여함으로써 하중조건에 따른 유연성을 얻을 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a ball spline capable of axial movement with a small friction force while transmitting torque, and a separate ball retainer so that a plurality of steel balls can be infinitely circulated along an orbital groove (jade column) on the inner cylinder surface and the shaft surface. The retainer is assembled to the machined outer cylinder, and the convex cone-shaped structure is formed at the groove end of the load row portion where the ball contacts the outer cylinder, so that the direction of the ball is directed toward the inside of the groove. It can absorb the impact of the ball generated as the ball progresses to the maximum, and the distance that the ball moves to the center in the groove is shortened, thereby improving the driving performance while minimizing the sliding phenomenon, and also by separating the ball retainer. In order to improve the processing and assemblability in the outer cylinder and to give the scalability of jade heat, A.

볼, 볼 보지기, 세그먼트, 볼 슬리브, 외통Ball, Ball Holding, Segment, Ball Sleeve

Description

볼 스플라인{Ball spline}Ball spline

도 1은 종래의 볼 스플라인을 나타내는 단면도1 is a cross-sectional view showing a conventional ball spline

도 2a 내지 도 2b는 볼 스플라인의 외통 인입구 구조를 나타내는 도면2A to 2B show the outer cylinder inlet structure of the ball spline

도 3a는 본 발명에 따른 볼 스플라인을 나타내는 횡단면도3A is a cross sectional view showing a ball spline in accordance with the present invention

도 3b는 본 발명의 볼 스플라인을 나타내는 종단면도3B is a longitudinal sectional view showing a ball spline of the present invention.

도 4a는 볼 보지기를 나타내는 평면도4A is a plan view showing a ball retainer

도 4a는 볼 보지기를 나타내는 측면도4A is a side view showing the ball retainer

도 5a는 외통을 나타내는 측면도Figure 5a is a side view showing the outer cylinder

도 5b는 외통을 나타내는 횡단면도5B is a cross-sectional view showing an outer cylinder

도 5c는 외통의 볼 인입단부를 나타내는 평면도Fig. 5C is a plan view showing the ball leading end of the outer cylinder

도 5d는 외통의 볼 인입단부를 나타내는 단면도Fig. 5D is a sectional view showing the ball leading end of the outer cylinder.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

20 : 볼 30 : 볼 보지기20: ball 30: seeing the ball

32 : 궤도홀 34 : 순환홈32: track hole 34: circulation groove

40 : 외통 42 : 삽입홈40: outer cylinder 42: insertion groove

44 : 궤도홈 50 : 축44: track groove 50: axis

52 : 궤도홈52: track groove

본 발명은 볼 스플라인에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제작이 용이하고, 볼의 주행성이 저하되지 않도록 하는 볼 스플라인에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ball spline, and more particularly, to a ball spline that is easy to manufacture and that the running property of the ball does not decrease.

일반적으로 볼 부시나 볼 스플라인 등의 리니어 볼 베어링은 각종 산업 기계의 직선 안내부에 사용되어 직선 또는 회전운동과 관련된 마찰을 감소시킨다.In general, linear ball bearings such as ball bushes and ball splines are used in linear guides of various industrial machines to reduce friction associated with linear or rotary motion.

이 중 볼 스플라인의 구조를 하기에서 도 1을 참조하여 살펴본다.Among them, the structure of the ball spline will be described with reference to FIG. 1 below.

종래의 볼 스플라인은 도 1에 도시된 바와 같이 외통(6)에 볼(1)이 수납되어 무한궤도 순환하도록 하고, 상기 외통(6) 내주로 끼워지는 축(10)에는 볼(1)의 일부가 끼워지는 궤도홈(9)을 형성한 것이다. 상기 외통(6)의 구성을 보다 상세하게 살펴보면, 볼(1)이 수납되어 상기 축(10)의 궤도홈(9)과 맞물려서 순환되도록 일측면이 노출된 다른 궤도홈(2)을 갖고, 상기 궤도홈(2)을 따라 순환되는 볼(1)이 캡(3)의 이동홈(4)을 따라 순환공(5)으로 진입되면서 무한궤도로 순환토록 구성하였다.In the conventional ball spline, as shown in FIG. 1, the ball 1 is accommodated in the outer cylinder 6 so as to circulate infinitely, and the shaft 10 fitted into the outer cylinder 6 may be part of the ball 1. Is to form a track groove (9) fitted. Looking at the configuration of the outer cylinder (6) in more detail, the ball (1) is received and has another track groove (2) exposed on one side so as to circulate in engagement with the track groove (9) of the shaft (10), As the ball 1 circulated along the track groove 2 enters the circulation hole 5 along the moving groove 4 of the cap 3, the ball 1 circulates in an infinite track.

그런데, 상기한 종래의 볼 스플라인은 궤도홈(2)과 순환공(5)이 외통(6)에 일체로 형성되어 있어서 외통(6)의 가공부위가 복잡하고, 볼(1)의 열수를 증가할 경우 외통(6)과 캡(3)의 구조를 모두 변경하여야 하는 문제점이 있다. However, in the conventional ball spline described above, the raceway groove 2 and the circulation hole 5 are integrally formed in the outer cylinder 6 so that the machining portion of the outer cylinder 6 is complicated, and the number of heat of the ball 1 is increased. If so, there is a problem in that the structure of the outer cylinder (6) and the cap (3) should be changed.

또한, 원통형의 외통(6) 내주면에 궤도홈(2)과 순환공(5)을 가공하는데, 이 가공과정이 어렵고 가공부위의 불량여부를 판단하기도 매우 어렵다. 더우기, 불량 부분이 발견되면 조립된 부품들을 다시 해체하여야 하고, 이 과정에서 삽입된 볼(1)들이 쏟아지게 되므로 불량의 수정이 용이하지 않은 문제점이 있었다.In addition, to process the raceway groove 2 and the circulation hole (5) on the inner peripheral surface of the cylindrical outer cylinder (6), this machining process is difficult and it is also very difficult to determine whether the machining site defects. Moreover, if a defective part is found, the assembled parts must be dismantled again, and in this process, the inserted balls 1 are poured out, so there is a problem in that the correction of the defect is not easy.

한편, 종래의 볼 스플라인은 외통(6)의 인입부 구조가 도 2a내지 도 2b에 나타내는 바와 같이 콘(cone: 6a)부위와 그루브(groove: 6b)부위의 연삭면 중심을 불일치시키면서 인입단부를 테이퍼 가공하여 그루브(6b) 연삭면을 볼록하게 형성한 것으로, 볼이 진입하면서 그루브(6b) 연삭면의 볼록한 부분에 충돌하므로 걸림현상이 심하게 일어나고, 볼 진입시 도 2a의 화살표에 나타내는 바와 같이 그루브(6b) 모서리 부분에서 그루브(6b) 바깥 방향으로 볼이 진행하게 되므로 주행성이 떨어진다.On the other hand, in the conventional ball spline, as the structure of the inlet portion of the outer cylinder 6 is shown in Figs. 2A to 2B, the inlet end portion is made inconsistent with the center of the grinding surface of the cone portion 6a and the groove portion 6b. Tapered and grooved groove 6b grinding surface is formed convexly, the ball enters the convex part of the grinding surface 6b as the ball enters, so the locking phenomenon occurs severely, and when the ball enters the groove ( 6b) Since the ball proceeds in the outward direction of the groove 6b in the corner portion, the runability is poor.

또한, 단면에서 볼 수 있듯이 희망하는 콘 깊이를 얻으려면 큰 경사(a)가 필요하므로 볼이 진행하면서 충돌하는 각이 커지게 되어 주행성을 떨어뜨리는 요인이 된다.In addition, as can be seen in the cross section, a large inclination (a) is required to obtain the desired cone depth, so that the collision angle becomes larger as the ball progresses, which causes deterioration in driving performance.

아울러, 볼과 그루브의 연삭면이 만나는 지점이 도 2a의 d와 f로 나타내는 바와 같이 중심과 멀어서 볼이 하중을 받게 되는 그루브 내에서 볼이 중심으로 이동하는 거리가 d''와 f''로 나타내는 바와 같이 길어지게 되어 미끄럼 현상이 커지고 주행성이 나빠지는 문제점이 있었다.In addition, as the point where the grinding surface of the ball meets the groove is represented by d and f of FIG. 2a, the distance that the ball moves to the center is d " f " As shown, there was a problem that the longer the sliding phenomenon is worsened and the runability is worse.

상기한 문제점을 해결하기 위한 기술로써, 대한민국 공개특허 2003-72341호에 리니어 모션 베어링 세그먼트가 공개되어 있다. 상기 공개된 기술의 경우 볼 보지기가 외통과는 별개로 세그먼트 타입으로 형성되어 외통내에 삽입되도록 형성된 구조이나, 축에 홈을 형성하지 않고 축의 일부를 돌출시켜 홈을 형성하고, 볼을 고 정하기 위한 별도의 베어링 플레이트가 사용되므로, 구성이 복잡하고, 옥열을 변경할 경우 전혀 다른 축을 사용하여야 하므로 기존의 제품은 사용할 수 없는 문제점이 있다.As a technique for solving the above problems, a linear motion bearing segment is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2003-72341. In the case of the disclosed technology, the ball retainer is formed separately from the outer cylinder and is formed in a segment type so as to be inserted into the outer cylinder, or without forming a groove in the shaft to protrude a part of the shaft to form a groove, and to fix the ball. Since the bearing plate is used, the configuration is complicated, and when changing the jade heat has to use a completely different axis there is a problem that the existing product can not be used.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 볼이 수용되어 축의 궤도홈을 따라 운동한 후 순환할 수 있도록 형성된 세그먼트(segment) 타입 볼 보지기를 별도로 형성하여 외통에 삽입함으로써, 가공과 조립성이 양호한 볼 스플라인을 얻는 데 있다.An object of the present invention for solving the above problems, by separately forming a segment-type ball retainer formed so that the ball is accommodated and circulated after moving along the track groove of the shaft, by inserting into the outer cylinder, In order to obtain a good ball spline for assembling.

아울러, 상기 외통의 인입부를 충돌부가 오목해지도록 가공함으로써 볼의 주행성이 향상되고 미끄럼 현상이 적어지도록 하는 데 있다.In addition, by processing the inlet portion of the outer cylinder so that the impact portion is concave, it is to improve the running performance of the ball and to reduce the sliding phenomenon.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 볼 스플라인은 볼이 수용되어 축의 궤도홈을 따라 운동한 후 순환할 수 있도록 형성된 세그먼트 타입 볼 보지기를 외통에 별도로 형성하여 삽입함으로써 가공과 조립성이 향상되도록 하는 데 있다.The ball spline of the present invention for achieving the object as described above is formed by inserting a segment type ball retainer formed in the outer cylinder so that the ball is accommodated and circulated after the movement along the track groove of the shaft to improve the processing and assembly properties To make it possible.

상기한 구성에서 외통의 인입부는 테이퍼가공한 후 콘 형상으로 오목하게 가공하여 충돌부위가 오목해지도록 함으로써 볼의 주행성이 향상되고 미끄럼 현상이 적어지도록 한다.In the above configuration, the inlet portion of the outer cylinder is tapered, and then concave into a cone shape so that the impact portion is concave, thereby improving the running property of the ball and reducing the sliding phenomenon.

한편, 상기 볼 보지기는 필요에 따라 2개 이상으로 형성된다.On the other hand, the ball retainer is formed in two or more as necessary.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시예를 하기에서 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 살펴본다.An embodiment of the present invention having such features will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 3a는 본 발명에 따른 볼 스플라인을 나타내는 횡단면도이고, 도 3b는 본 발명의 볼 스플라인을 나타내는 종단면도이며, 도 4a내지 도 4b는 볼 보지기를 나타내는 도면이고, 도 5a내지 도 5d는 외통을 나타내는 도면이다.Figure 3a is a cross-sectional view showing a ball spline according to the present invention, Figure 3b is a longitudinal cross-sectional view showing a ball spline of the present invention, Figures 4a to 4b is a view showing a ball retainer, Figures 5a to 5d shows an outer cylinder Drawing.

본 발명에 따른 볼 스플라인은 크게, 도 3a내지 도 3b에 나타내는 바와 같이 볼(20)과, 볼(20)이 수용되는 세그먼트 타입 볼 보지기(30)와, 상기 볼 보지기(30)가 삽입되는 외통(40)으로 구성된다.The ball spline according to the present invention is largely divided into a ball 20, a segment type ball retainer 30 in which the ball 20 is accommodated, and the ball retainer 30 are inserted as shown in Figs. 3A to 3B. It consists of an outer cylinder 40 to be.

상기한 구성에서 볼 보지기(30)는 도 4a및 도 4b에 나타내는 바와 같이 볼(20)이 축(50)의 궤도홈(52)과 맞물려서 운동하도록 축방향 면이 관통된 궤도홀(32)과, 축방향 면이 막혀있으며 상기 궤도홀(32)과 연결 형성된 순환홈(34)으로 구성된다.In the above-described configuration, the ball retainer 30 has a track hole 32 through which an axial surface passes so that the ball 20 is engaged with the track groove 52 of the shaft 50 as shown in FIGS. 4A and 4B. And, the axial surface is blocked and consists of a circulation groove 34 formed in connection with the track hole (32).

그리고, 상기 외통(40)은 도 5a및 도 5b에 나타내는 바와 같이 볼 보지기(30)가 삽입되는 삽입홈(42)이 형성되고, 상기 볼 보지기(30)의 궤도홀(32)과 맞물리는 다른 궤도홈(44)이 형성된다.5A and 5B, the outer cylinder 40 is formed with an insertion groove 42 into which the ball retainer 30 is inserted, and fits into the track hole 32 of the ball retainer 30. Another orbit groove 44 is formed.

한편, 상기 외통(40)의 인입부는 도 5c및 도 5d에 나타내는 바와 같이 테이퍼가공한 후 콘형상으로 그루브(40b)의 인입단부를 추가 가공하여 충돌부위가 오목해지도록 한다.On the other hand, the lead portion of the outer cylinder 40 is tapered as shown in Figs. 5C and 5D, and further processed the lead end portion of the groove 40b in the shape of a cone so that the impact portion is concave.

상기한 바와 같이 구성된 볼 보지기(30)내에 볼(20)을 배치한 상태로, 외통(40)의 삽입홈(42)내로 볼 보지기(30)를 삽입하고, 볼 보지기(30)의 위치를 고정하 기 위하여 외통(40)의 양측에는 스냅링(60)을 설치한다.With the ball 20 arranged in the ball retainer 30 configured as described above, the ball retainer 30 is inserted into the insertion groove 42 of the outer cylinder 40, and the ball retainer 30 is Snap ring 60 is installed on both sides of the outer cylinder 40 to fix the position.

이와 같이 구성된 볼 스플라인은 볼(20)이 궤도홈(52)(44)과 궤도홀(32)을 통해서 축(50)의 외주에서 구름운동한 후, 순환홈(34)을 통해서 볼 보지기(30)내에서 순환하여 다시 궤도홈(44)(52)과 궤도홀(32)로 진입하게 된다.The ball spline configured as described above has a ball ball through the circulation groove 34 after the ball 20 rolls on the outer circumference of the shaft 50 through the track grooves 52 and 44 and the track hole 32. Circulates in 30 and enters the raceway grooves 44 and 52 and the raceway hole 32 again.

이때, 상기 외통(40)의 인입부 구조가 오목하게 형성되어 볼(20)의 진입시 그루브(40b) 안쪽을 향하여 도 5c의 화살표로 나타내는 바와 같이 볼(20)이 진행하고, 종래에 비하여 동일한 콘(40a)깊이를 위하여 도 5d에 나타내는 바와 같이 작은 경사(a)가 필요하므로 볼(20)이 진행하면서 충돌하는 각이 작아지게 되어 충격이 흡수되므로 주행성이 향상된다.At this time, the inlet portion structure of the outer cylinder 40 is formed concave so that the ball 20 proceeds toward the groove 40b inwardly as shown by the arrow of FIG. Since the small inclination a is required for the depth of 40a as shown in FIG. 5D, the collision angle of the ball 20 becomes smaller as the ball 20 proceeds, and the shock is absorbed, thereby improving driving performance.

만약, 볼(20)의 진입이 종래와 같은 위치의 콘부위에서 이루어진다면 종래에 비하여 본 발명은, 볼(20)과 그루브(40b)의 연삭면이 만나는 지점이 중심과 더 가깝게 되므로 볼(20)이 하중을 받게 되는 그루브(40b)내에서 볼(20)이 중심으로 이동하는 거리가 짧아지게 되어 미끄럼 현상이 적어지고 주행성이 좋아진다. If the entrance of the ball 20 is made at the cone portion of the same position as in the prior art, the present invention provides a ball 20 because the point where the grinding surface of the ball 20 and the groove 40b meets is closer to the center. The distance that the ball 20 moves to the center is shortened in the groove 40b in which the load is subjected to the load, so that the sliding phenomenon is reduced and the driving performance is improved.

아울러, 상기 볼 스플라인은 상기 외통(40)에 삽입홈을 더 형성하는 가공만으로 옥열의 확장성을 부여할 수 있으며, 이는 볼보지기(30)가 세그먼트 타입으로 축(50) 혹은 외통(40)과는 별개이므로, 옥열을 확장하고자 할때 외통(40)에 삽입홈을 확장하고자 하는 열수에 맞게 더 가공하고, 해당하는 옥열수에 따라 축(50)과 외통(40)사이에 볼 보지기(30)를 더 삽입하면 되기 때문이다.In addition, the ball spline can give the expandability of jade heat only by processing to form an insertion groove in the outer cylinder 40, which is the ball retainer 30 is a segment type and the shaft 50 or the outer cylinder 40 and Since is separate, when processing to expand the jade heat is further processed to fit the number of rows to expand the insertion groove in the outer cylinder (40), the ball holding between the shaft (50) and the outer cylinder (40) according to the corresponding jade heat (30) Because you can insert more).

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 볼의 무한순환운동을 안내하는 볼 보지기를 분리형 구조로 함으로써, 외통내의 가공 및 조립성을 향상시킬 수 있으며, 옥열에 대한 확장성과 유연성을 부여함으로 콤펙트한 설계가 가능할 수 있다.According to the present invention configured as described above, by designing the ball retainer for guiding the endless circulation of the ball as a separate structure, it is possible to improve the processing and assemblability in the outer cylinder, compact design by giving the expandability and flexibility for the roof heat May be possible.

또한, 볼의 진입시 그루브 양 끝단부에서 볼이 충돌할 경우 충격을 흡수할 수 있도록 인입단부를 오목 콘형상으로 형성함으로 볼이 하중을 받게 되는 그루브내에서 볼의 중심이동거리가 짧아지게 되어 미끄럼 현상이 적어지므로 주행성이 좋아지는 효과가 있다.In addition, when entering the ball, when the ball collides at both ends of the groove, the inlet end portion is formed into a concave cone shape so as to absorb the impact, so that the center movement distance of the ball is shortened in the groove under which the ball is subjected to the sliding phenomenon. Since the number decreases, the driving performance is improved.

Claims (3)

볼이 축의 궤도홈과 맞물려서 운동하도록 축방향 면이 관통된 궤도홀과, 축방향 면이 막혀있으며 상기 궤도홀과 연결 형성된 순환홈으로 구성되는 세그먼트 타입 볼 보지기와,A segment type ball retainer comprising an orbital hole through which an axial surface is penetrated so that the ball is engaged with an orbital groove of an axis, and a circular groove which is closed with an axial surface and connected to the orbital hole; 상기 볼 보지기가 삽입되는 삽입홈이 형성되고, 상기 볼 보지기의 궤도홀과 맞물리는 다른 궤도홈이 형성된 외통으로 구성되는 것을 특징으로 하는 볼 스플라인.The ball spline is characterized in that the insertion groove is formed is inserted into the ball retainer is formed, the outer cylinder is formed with another track groove engaging with the track hole of the ball retainer. 제 1항에 있어서, 상기 외통의 인입부는 콘형상으로 오목하게 형성되는 것을 특징으로 하는 볼 스플라인.The ball spline according to claim 1, wherein the inlet portion of the outer cylinder is concave in a cone shape. 제 1항 또는 제 2항의 어느 한 항에 있어서, 상기 볼 스플라인은 상기 외통에 삽입홈을 형성하는 가공만으로 옥열 수의 확장성을 부여할 수 있는 것을 특징으로 하는 볼 스플라인.The ball spline according to any one of claims 1 to 3, wherein the ball spline can impart expandability of the number of rows by only processing to form an insertion groove in the outer cylinder.
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