KR20070070247A

KR20070070247A - 나사 장치

Info

Publication number: KR20070070247A
Application number: KR1020077011939A
Authority: KR
Inventors: 히데까즈 미찌오까; 히로시 니와; 가쯔야 이이다; 요시아끼 사이또오
Original assignee: 티에치케이 가부시끼가이샤
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2005-10-27
Publication date: 2007-07-03
Also published as: EP1821002A4; US20090249911A1; WO2006046636A1; KR101214354B1; US8408087B2; CN100480545C; JP4953821B2; CN101052826A; JPWO2006046636A1; EP1821002A1; EP1821002B1

Abstract

본 발명의 과제는 구름 이동체를 순환시킬 때, 나사 장치의 내부로부터 발생하는 소리를 차단할 수 있는 나사 장치를 제공하는 것이다. 나사 장치는, 외주면에 나선형의 구름 이동체 구름 주행홈(1a)이 형성되는 나사축(1)과, 내주면에 나사축(1)의 구름 이동체 구름 주행홈(1a)에 대향하는 나선형의 부하 구름 이동체 구름 주행홈(2a)이 형성되는 동시에, 나사축(1)의 구름 이동체 구름 주행홈(1a)과 부하 구름 이동체 구름 주행홈(2a)과의 사이의 부하 구름 이동체 구름 주행로(10)를 구르는 구름 이동체(3)를 복귀시키는 구름 이동체 복귀 통로(6)가 내부 설치되는 너트 본체(2)와, 너트 본체(2)의 단부면에 설치되고, 부하 구름 이동체 구름 주행로(10)와 구름 이동체 복귀 통로(6)를 접속하는 방향 전환로(5)가 형성되는 순환 부재(9)와, 순환 부재(9)가 설치된 너트 본체(2)에 설치되고, 순환 부재(9)를 덮는 동시에 내주면이 나사축에 접촉하는 차음 부재(11)를 구비한다.

구름 이동체 구름 주행홈, 나사축, 너트 본체, 순환 부재, 방향 전환로

Description

나사 장치 {SCREW DEVICE}

본 발명은, 나사축과 너트와의 사이에 구름 운동 가능하게 구름 이동체를 개재시킨 나사 장치에 관한 것이다.

나사축과 너트와의 사이에 구름 운동 가능하게 볼을 개재시킨 볼 나사는, 미끄럼 접촉하는 나사에 비해, 너트에 대해 나사축을 회전시킬 때의 마찰 계수를 저감할 수 있으므로, 공작 기계의 위치 결정 기구, 이송 기구, 혹은 자동차의 스티어링 기어 등의 다양한 분야에서 실용화되어 있다.

볼 나사의 너트는, 볼의 순환 방식에 의해 리턴 파이프식, 디플렉터식, 엔드 캡식으로 분류된다. 리턴 파이프식의 너트는 가장 일반적인 너트이고, 볼의 순환에 리턴 파이프를 사용한다. 리턴 파이프에 의해 볼은, 나사축으로부터 들어올려져 리턴 파이프 속을 통과하여 본래의 위치로 복귀하여 순환한다. 디플렉터식의 너트는 콤팩트한 너트이다. 디플렉터에 의해 볼은 진행 방향을 바꿀 수 있고, 나사축의 외주면을 타고 넘어 본래의 위치로 복귀하여 순환한다. 엔드 캡 방식의 너트는 고속 이송에 적합한 너트이다. 엔드 캡에 의해 볼은 나사축으로부터 들어올려지고, 너트의 관통 구멍을 통과하여 본래의 위치로 복귀하여 순환한다. 엔드 캡식의 볼 나사에 대해서는, 특허 문헌 1에 개시되어 있다.

특허 문헌 1 : 국제 공개 제WO2003/021133호 팜플렛

그러나, 이들의 볼 나사의 너트에 있어서는, 너트의 내부를 볼이 순환할 때에 소리가 발생한다는 문제가 있다. 종래의 볼 나사의 차음 기술로서는, 예를 들어 볼 사이에 리테이너를 개재시켜, 볼끼리 접촉하는 것을 방지하는 기술이 알려져 있다.

볼을 순환시키기 위해 볼의 순환 경로에는, 볼을 방향 전환시키는 턴부가 형성된다. 볼은 턴부의 벽면에 접촉하여 소리를 발생한다. 볼 사이에 리테이너를 개재시킨 것만으로는, 볼끼리의 접촉을 방지하는 것은 가능하지만, 볼이 턴부에 접촉하는 것에 의해 발생하는 소리를 저감시킬 수 없어 불충분한 차음 대책이었다. 특히 리턴 파이프식의 너트에서는, 턴부가 형성되는 리턴 파이프가 외부에 노출되므로, 노출된 리턴 파이프로부터 소리가 발생하기 쉽다. 또한 디플렉터식의 너트라도, 턴부가 형성되는 디플렉터가 외부에 노출되므로, 같은 문제를 갖는다.

따라서 본 발명은, 나사 장치의 내부로부터 발생하는 소리를 차단할 수 있는 나사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이하, 본 발명에 대해 설명한다. 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해 첨부 도면의 참조 번호를 괄호 기입으로 부기하지만, 그것에 의해 본 발명이 도시한 형태로 한정되는 것은 아니다.

상기 과제를 해결하기 위해 청구항 1의 발명은, 외주면에 나선형의 구름 이동체 구름 주행홈(1a)이 형성되는 나사축(1)과, 내주면에 상기 나사축(1)의 상기 구름 이동체 구름 주행홈(1a)에 대향하는 나선형의 부하 구름 이동체 구름 주행홈(2a)이 형성되는 동시에, 상기 부하 구름 이동체 구름 주행홈(2a)과 상기 나사축(1)의 상기 구름 이동체 구름 주행홈(1a)과의 사이의 부하 구름 이동체 구름 주행로(10)를 구르는 구름 이동체(3)를 복귀시키는 구름 이동체 복귀 통로(6)가 내부에 설치되는 너트 본체(2)와, 상기 너트 본체(2)의 단부면에 설치되고, 상기 부하 구름 이동체 구름 주행로(10)와 상기 구름 이동체 복귀 통로(6)를 접속하는 방향 전환로(5)가 형성되는 순환 부재(9)와, 상기 순환 부재(9)가 설치된 상기 너트 본체(2) 또는 상기 순환 부재(9)에 설치되고, 상기 순환 부재(9)를 덮는 동시에 내주면이 상기 나사축(1)에 접촉하는 차음 부재(11)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항 2의 발명은, 청구항 1에 기재된 나사 장치에 있어서, 상기 차음 부재(11)는 윤활제가 함침되는 자기 윤활 재료로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

청구항 3의 발명은, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 나사 장치에 있어서, 상기 차음 부재(11)는 상기 순환 부재(9)에 접촉하는 것을 특징으로 한다.

청구항 4의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 나사 장치에 있어서, 상기 순환 부재(9)가 설치된 상기 너트 본체(2)에 상기 차음 부재(11)를 통해 설치되고, 상기 나사축(1)이 관통하는 관통 구멍(13a)을 갖는 덮개 부재(13)를 구비하고, 상기 덮개 부재(13)는 엘라스토머가 혼합된 수지로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

청구항 5의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 나사 장치에 있어서, 상기 순환 부재(9)는 엘라스토머가 혼합된 수지로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

청구항 6의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 나사 장치에 있어서, 상기 구름 이동체(3) 사이에는 리테이너(4)가 개재되고, 상기 구름 이동체(3)는 세라믹제이고, 상기 나사축(1)에는 축선 방향으로 신장하는 중공부가 형성되고, 상기 중공부에는 진동 흡수체(15)로서 세라믹스 재료가 충전되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 7의 발명은, 외주면에 나선형의 구름 이동체 구름 주행홈(1a)이 형성되는 나사축(1)과, 내주면에 상기 나사축(1)의 상기 구름 이동체 구름 주행홈(1a)에 대향하는 나선형의 부하 구름 이동체 구름 주행홈(2a)이 형성되는 동시에, 상기 부하 구름 이동체 구름 주행홈(2a)과 상기 나사축(1)의 상기 구름 이동체 구름 주행홈(1a)과의 사이의 부하 구름 이동체 구름 주행로(10)를 구르는 구름 이동체(3)를 복귀시키는 구름 이동체 복귀 통로(6)가 마련되는 너트 본체(2)와, 상기 너트 본체(2)의 단부면에 설치되고, 상기 부하 구름 구름 이동체 주행로(10)와 상기 구름 이동체 복귀 통로(6)를 접속하는 방향 전환로(5)가 형성되는 순환 부재(9)와, 상기 너트 본체(2) 또는 상기 순환 부재(9)에 설치되고, 상기 나사축(1)이 관통하는 관통 구멍(13a)을 갖는 덮개 부재(13)를 구비하고, 상기 덮개 부재(13)는 엘라스토머가 혼합된 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 나사 장치이다.

청구항 8의 발명은, 외주면에 나선형의 구름 이동체 구름 주행홈(1a)이 형성되는 나사축(1)과, 내주면에 상기 나사축(1)의 상기 구름 이동체 구름 주행홈(1a)에 대향하는 나선형의 부하 구름 이동체 구름 주행홈(2a)이 형성되는 동시에, 상기 부하 구름 이동체 구름 주행홈(2a)과 상기 나사축(1)의 상기 구름 이동체 구름 주행홈(1a)과의 사이의 부하 구름 이동체 구름 주행로(10)를 구르는 구름 이동체(3)를 복귀시키는 구름 이동체 복귀 통로(6)가 내부에 설치되는 너트 본체(2)와, 상기 너트 본체(2)의 단부면에 설치되고, 상기 부하 구름 이동체 구름 주행로(10)와 상기 구름 이동체 복귀 통로(6)를 접속하는 방향 전환로(5)가 형성되는 순환 부재(9)를 구비하고, 상기 순환 부재(9)는 엘라스토머가 혼합된 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 나사 장치이다.

청구항 1의 발명에 따르면, 순환 부재 및 구름 이동체 복귀 통로가 외부에 노출되기 어려운 소위 엔드 캡식의 너트를 채용하고, 또한 순환 부재를 차음 부재로 덮으므로, 순환 부재의 방향 전환로(턴부)에서 발생하는 소리를 효과적으로 차음할 수 있어, 저소음의 나사 장치가 얻어진다. 또한, 차음 부재는 나사축에 접촉하고 있으므로, 차음 부재와 나사축과의 사이에 발생하는 간극으로부터 소리가 밖으로 누설되는 일도 없다.

청구항 2의 발명에 따르면, 차음 부재가 나사축에 접촉해도, 자기 윤활 재료로 이루어지는 차음 부재가 나사축에 대해 매끄럽게 미끄러진다.

청구항 3의 발명에 따르면, 차음 부재를 순환 부재와 접촉시킴으로써, 순환 부재로부터 발생하는 소리를 더욱 저감할 수 있다.

청구항 4의 발명에 따르면, 엘라스토머가 혼합된 수지로 이루어지는 덮개 부재가 소리를 흡수하므로, 나사 장치로부터 발생하는 소리를 더욱 저감할 수 있다.

청구항 5의 발명에 따르면, 구름 이동체가 접촉하는 순환 부재를 엘라스토머가 혼합된 수지로 제조함으로써, 구름 이동체와 순환 부재가 접촉할 때에 순환 부재로부터 발생하는 소리를 저감할 수 있다.

청구항 6의 발명에 따르면, 구름 이동체를 세라믹제로 함으로써 구름 이동체로부터 발생하는 소리를 저감할 수 있고, 구름 이동체 사이에 리테이너를 개재시킴으로써 구름 이동체끼리의 접촉을 방지할 수 있고, 또한 나사축에 세라믹 재료를 충전함으로써 나사축으로부터 발생하는 소리를 저감할 수 있다. 따라서, 더욱 저소음의 나사 장치가 얻어진다.

청구항 7의 발명에 따르면, 엘라스토머가 혼합된 수지로 이루어지는 덮개 부재가 나사 장치로부터 발생하는 소리를 저감한다.

청구항 8의 발명에 따르면, 구름 이동체가 접촉하는 순환 부재를 엘라스토머가 혼합된 수지로 제조함으로써, 구름 이동체가 접촉할 때에 순환 부재로부터 발생하는 소리를 저감할 수 있다.

도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 볼 나사의 사시도.

도2는 나사축의 사시도.

도3은 너트 본체를 도시하는 도면[도3의 (A)는 너트 본체의 축선 방향을 따른 단면도를 나타내고, 도3의 (B)는 너트 본체의 축선 방향으로부터 본 너트 본체의 정면도를 나타냄].

도4는 너트 본체 및 순환 부재의 사시도.

도5는 순환 부재의 상세도(내주측과 외주측을 분리한 상태).

도6은 순환 부재의 상세도(내주측과 외주측을 결합한 상태).

도7은 부하 볼 구름 주행로, 원호형의 방향 전환로 및 직선형의 볼 복귀 통로를 순환하는 볼의 궤도를 도시하는 도면[도7의 (A)는 부하 볼 구름 주행로를 이동하는 볼의 궤도(나사축의 축선 방향으로부터 본 상태)를 나타내고, 도7의 (B)는 전체의 무한 순환로를 순환하는 볼의 궤도를 나타냄(나사축의 측방으로부터 본 상태)].

도8은 볼의 들어올림 방향을 나타내는 도면[도8의 (A)는 나사축의 축선 방향으로부터 본 상태를 나타내고, 도8의 (B)는 나사축의 측방으로부터 본 상태를 나타냄].

도9는 차음 부재를 도시하는 정면도.

도10은 덮개 부재를 도시하는 도면[도10의 (A)는 정면도를 나타내고, 도10의 (B)는 도A의 X-X선 단면도를 나타냄].

도11은 차음 부재를 설치하는 경우(플레이트 있음)와 설치하지 않는 경우(플레이트 없음)에서, 소음 레벨을 비교한 그래프.

도12는 덮개 부재에 표준품(토레카)을 사용한 경우와, 저소음재(엘라스토머가 혼합된 수지)를 사용한 경우에서, 소음 레벨을 비교한 그래프.

[부호의 설명]

1a : 볼 구름 주행홈(구름 이동체 구름 주행홈)

1 : 나사축

2 : 너트 본체

2b : 단부면

2a : 부하 볼 구름 주행홈(부하 구름 이동체 구름 주행홈)

3 : 볼(구름 이동체)

4 : 리테이너

5 : 방향 전환로

6 : 볼 복귀 통로

8 : 오목부

9 : 순환 부재

10 : 부하 볼 구름 주행로(부하 구름 이동체 구름 주행로)

11 : 차음 부재

13 : 덮개 부재

13a : 관통 구멍

14 : 나사축 본체

15 : 진동 흡수체

도1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 나사 장치로서의 볼 나사의 사시도를 나타낸다. 볼 나사는, 외주면에 나선형의 구름 이동체 구름 주행홈으로서의 볼 구름 주행홈(1a)이 형성된 나사축(1)과, 내주면에 볼 구름 주행홈(1a)에 대향하는 나선형의 부하 구름 이동체 구름 주행홈으로서의 부하 볼 구름 주행홈(2a)이 형성되는 너트 본체(2)를 구비한다. 나사축(1)의 볼 구름 주행홈(1a)과 너트 본체(2)의 부하 볼 구름 주행홈(2a)과의 사이에는, 구름 이동체로서 복수의 볼(3)이 배열된다. 볼(3) 사이에는 볼(3)끼리의 접촉을 방지하는 리테이너(4)가 개재된다.

너트 본체(2)를 나사축(1)에 대해 상대적으로 회전시키면, 복수의 볼(3)이 볼 구름 주행홈(1a)과 부하 볼 구름 주행홈(2a)과의 사이의 부하 볼 구름 주행로(10)를 구른다. 부하 볼 구름 주행로(10)의 일단부까지 구른 볼(3)은 방향 전환로(5)에서 들어올려지고, 구름 이동체 복귀 통로로서의 볼 복귀 통로(6)를 경유하여 본래의 위치로 복귀된다.

너트 본체(2)의 내부에는, 너트 본체(2)의 축선과 평행하게 신장하는 관통 구멍(17)이 형성된다. 이 관통 구멍(17)에 파이프체(도시하지 않음)가 삽입되고, 파이프체의 내부에 축선 방향으로 신장하는 볼 복귀 통로(6)가 형성된다.

너트 본체(2)의 축선 방향의 양 단부면에는, 오목부(8)(도3도 참조)가 형성되고, 상기 오목부(8)에 방향 전환로(5)를 구성하는 순환 부재(9)가 설치된다. 방향 전환로(5)는, 부하 볼 구름 주행로와 볼 복귀 통로(6)를 접속하는 원호형의 궤도를 갖는다. 순환 부재(9)는, 나사축(1)의 볼 구름 주행홈(1a)을 구르는 볼(3)을 들어올려, 방향 전환로(5)를 통과시킨 후 볼 복귀 통로(6)로 유도한다. 순환 부재(9)는 볼트 등의 체결 수단으로 너트 본체(2)의 단부면에 결합된다.

너트 본체(2)의 단부면에는, 순환 부재(9)를 덮는 동시에 내주면의 전체가 나사축(1)에 접촉하는 차음 부재(11)가 설치된다. 차음 부재(11)는 너트 본체(2)의 단부면(2b) 및 순환 부재(9)에 밀착된다. 차음 부재(11)의 외형은 너트 본 체(2)의 외형과 대략 동등하다.

덮개 부재(13)는, 사이에 차음 부재(11)를 끼운 상태에서 너트 본체(2)에 설치된다. 덮개 부재(13)는 나사축(1)이 관통하는 구멍을 갖고, 나사축(1)에 접촉하는 일이 없다. 덮개 부재(13)와 차음 부재(11)와의 사이의 공극부(13c)에는, 이물질을 제거하기 위해 및 너트 본체(2)의 내부로부터 윤활제가 누설되는 것을 방지하기 위해, 래비린스 시일(labyrinth seal) 또는 와이퍼 링(링 형상 밀봉 부재)이 조립된다.

이 실시 형태에서는, 순환 부재(9) 및 구름 이동체 복귀 통로(6)가 외부에 노출되지 않는 소위 엔드 캡식의 너트를 채용하고 있으므로, 리턴 파이프식의 너트나 디플렉터식의 너트에 비해, 애당초 너트 자체에서 소리가 발생하기 어렵다. 또한 순환 부재(9)를 차음 부재(11)로 덮으므로, 순환 부재(9)의 방향 전환로(5)에서 발생하는 소리를 효과적으로 차음할 수 있다. 또한 차음 부재(11)는 나사축(1)에 접촉하고 있으므로, 차음 부재(11)와 나사축(1)과의 사이에 발생하는 간극으로부터 소리가 밖으로 누설되는 일도 없다.

이하, 나사축(1), 너트 본체(2), 순환 부재(9), 차음 부재(11), 덮개 부재(13)에 대해, 차례로 상세하게 서술한다.

도2는 나사축(1)을 도시한다. 나사축(1)의 외주에는 소정의 리드를 갖는 나선형의 볼 구름 주행홈(1a)이 형성된다. 본 실시 형태에서는, 허용 하중을 증가시키고, 또한 너트 본체(2)의 전체 길이를 짧게 하기 위해 볼 구름 주행홈(1a)의 개수를 2개로 설정하고 있다. 또한 2개의 볼 구름 주행홈에 맞추어 상술한 순환 부 재(9) 및 파이프체를 2개 설치하고 있다. 물론 볼 구름 주행홈(1a)의 개수는 1개, 2개, 3개 등 다양하게 설정할 수 있다.

나사축(1)은, 중공부를 구비한 금속제의 나사축 본체(14)와, 이러한 중공부를 간극 없이 가득 채우는 진동 흡수체(15)로서의 세라믹스 재료로 구성된다. 진동 흡수체(15)는, 분체, 입상체 또는 유동체의 상태에서 나사축 본체(14)의 중공부 내에 충전되고, 이러한 중공부 내에서 중공부에 합치한 형상으로 성형된다.

본 실시 형태에서는, 수경성 분체 및 비수경성 분체를 주성분으로 하는 수경성 조성물(상품명 : 지마, 스미또모 시멘트제)을 나사축 본체(14)의 중공부 내에 가압 충전하고, 이것을 수열 합성함으로써 세라믹스 재료로 이루어지는 진동 흡수체(15)를 나사축 본체(14)와 일체화한다. 여기서 수경성 분체라 함은 물에 의해 경화하는 분체를 의미하고, 예를 들어 규산칼슘 화합물 분체, 칼슘알루미네이트 화합물 분체, 칼슘플루오로알루미네이트 화합물 분체, 칼슘설퍼알루미네이트 화합물 분체, 칼슘알루미노페라이트 화합물 분체, 인산 칼슘 화합물 분체, 반수(半水) 또는 무수석고 분체, 자경성을 갖는 생석회 분체, 이들 분체의 2종류 이상의 혼합물 분체를 예시할 수 있고, 이 대표예로서, 예를 들어 포틀랜드 시멘트와 같은 분체를 들 수 있다.

또한, 비수경성 분체라 함은, 단체에서는 물과 접촉해도 경화하는 일이 없는 분체를 의미하지만, 알칼리성 혹은 산성 상태, 혹은 고압 증기 분위기에 있어서, 그 성분이 용출하고, 다른 기용출 성분과 반응하여 생성물을 형성하는 분체도 포함한다. 이러한 비수경성 분체를 첨가하는 것에 의해, 성형체의 성형시의 충전율을 높이고, 얻어지는 성형체의 공극률을 감소하는 것이 가능해져, 성형체의 치수 안정률을 향상할 수 있다. 비수경성 분체의 대표예로서는, 예를 들어 수산화칼슘 분체, 이수석고 분말, 탄산화칼슘 분체, 슬래그 분말, 플라이애시, 규석 분말, 점토 분말, 실리카흄 분말 등을 들 수 있다.

이와 같이 나사축(1)에 세라믹 재료를 충전함으로써, 나사축(1)으로부터 발생하는 소리를 저감할 수 있다.

도3은 너트 본체(2)를 도시한다. 도3의 (A)는 너트 본체(2)의 축선 방향을 따른 단면도를 나타내고, 도3의 (B)는 너트 본체(2)의 축선 방향으로부터 본 너트 본체(2)의 정면도를 도시한다. 너트 본체(2)의 내주면에는 나사축(1)의 볼 구름 주행홈(1a)에 대향하는 나선형의 부하 볼 구름 주행홈(2a)이 형성된다. 또한, 너트 본체(2)에는, 너트 본체(2)의 축선 방향으로 신장하는 관통 구멍(17)이 형성된다. 관통 구멍(17)은 중앙부(17a)가 소경으로 형성되고, 중앙부의 양측의 양단부(17b)가 중앙부(17a)보다도 약간 큰 직경으로 형성된다. 관통 구멍(17)의 중앙부(17a)에 파이프체가 삽입되고, 양단부(17b)에 순환 부재(9)가 삽입된다. 너트 본체(2)의 축선 방향의 단부면에는, 순환 부재(9)를 너트 본체(2)에 설치하기 위한 오목부(8)가 형성된다. 파이프체 및 순환 부재(9)는 볼 구름 주행홈(1a)의 개수와 동등한 개수(본 실시 형태에서는 2개) 마련되고, 2개의 볼 구름 주행홈(1a) 각각을 구르는 볼(3)을 순환시킨다.

도4는 너트 본체(2) 및 순환 부재(9)의 사시도를 도시한다. 상술한 바와 같이 너트 본체(2)의 단부면(2b)에는 오목부(8)가 형성되고, 오목부(8)에 순환 부 재(9)가 설치된다.

도5 및 도6은 순환 부재(9)의 상세도를 나타낸다. 순환 부재(9)는, 방향 전환로(5)의 중심에서 내주측(20)과 외주측(24)으로 2분할된다. 순환 부재(9)의 내주측(20)은, 단면 반원형의 방향 전환로(5)가 형성되는 본체부(22)와, 너트 본체(2)의 단부면에 설치되는 플랜지부(21)를 갖는다. 본체부(22)에는, 부하 볼 구름 주행로(10)로부터 볼(3)을 들어올리는 들어올림부(23)가 형성된다. 들어올림부(23)는, 나사축(1)의 볼 구름 주행홈(1a)을 향해 돌출하고 있어, 이것에 의해 들어올림부(23)의 강도를 확보하고 있다. 들어올림부(23)는, 나선형의 부하 볼 구름 주행로(10)를 구르는 볼(3)을 접선 방향으로 들어올린다.

순환 부재(9)의 외주측(24)은, 단면 반원형의 방향 전환로(5)가 형성되는 본체부(25)와, 플랜지부(26)를 갖는다. 순환 부재(9)의 내주측(20)과 외주측(24)을 조합함으로써, 단면 원 형상의 방향 전환로(5)가 형성된다. 방향 전환로(5)는 원호형의 궤도를 갖는다. 들어올림부(23)에서 부하 볼 구름 주행로(10)의 접선 방향으로 들어올려진 볼(3)은, 방향 전환로(5)에서 방향 전환하고, 원호형의 기동에 따라 이동한다. 방향 전환로(5)의 일단부(5a)는 무부하 볼 복귀 통로(6)를 구성하는 파이프체에 접속된다.

도7은 나선형의 부하 볼 구름 주행로(10), 원호형의 방향 전환로(5) 및 직선형의 볼 복귀 통로(6)를 순환하는 볼(3)의 궤도를 도시한다. 도7의 (A)는 부하 볼 구름 주행로(10)를 이동하는 볼(3)의 궤도[나사축(1)의 축선 방향으로부터 본 상태]를 나타내고, 도7의 (B)는 전체의 무한 순환로를 순환하는 볼(3)의 궤도를 나타 낸다[나사축(1)의 측방으로부터 본 상태]. 부하 볼 구름 주행로(10)에서의 볼(3)의 궤도는, 반경 BCD/2의 나선형이 된다. 볼 복귀 통로(6)에서의 볼(3)의 궤도는, 나사축(1)의 축선(1c)에 평행한 직선이 된다. 방향 전환로(5)에서의 볼(3)의 궤도는, 곡률 반경(R)의 원호가 된다. 이들 부하 볼 구름 주행로(10), 방향 전환로(5) 및 무부하 복귀 통로(6)의 이음매에서는, 볼(3)의 궤도의 접선 방향이 연속으로 되어 있다. 이것에 의해 이들의 이음매가 매끄럽게 된다.

순환 부재(9)는 엘라스토머가 혼합된 수지로 이루어진다. 순환 부재(9)는 엘라스토머의 펠릿과 수지 예를 들어 나일론의 펠릿을 배합하고, 이들을 용융한 후, 사출 성형함으로써 제조된다.

순환 부재(9)는 볼(3)을 들어올리거나, 볼(3)의 방향 전환을 시키거나 하므로, 순환 부재(9)와 볼(3)과의 접촉음이 커지기 쉽다. 볼(3)이 접촉하는 순환 부재(9)를 엘라스토머가 혼합된 수지로 제조함으로써, 볼(3)과 순환 부재(9)가 접촉할 때에 순환 부재(9)로부터 발생하는 소리를 저감할 수 있다.

도8은 볼(3)의 들어올림 방향을 나타낸다. 도8의 (A)에 도시되는 바와 같이, 나사축(1)의 축선 방향으로부터 본 상태에 있어서, 볼(3)은 부하 볼 구름 주행로(10)의 원 형상으로 궤도의 접선 방향으로 들어올려진다. 또한 도8의 (B)에 도시되는 바와 같이, 나사축(1)의 측방으로부터 본 상태에 있어서, 볼(3)은 리드각에 일치시킨 방향으로 들어올려진다.

도9는 차음 부재(11)를 도시한다. 차음 부재(11)는 얇은 원반형으로 형성된다. 나사축(1)의 축선 방향에 직교하는 단면은, 진원(眞円)이 아닌 이형(異形)의 원 형상이 된다. 나사축의 축선 방향의 위치가 달라도 동일한 단면 형상이다. 차음 부재(11)에는, 중심 부분에 나사축(1)의 축선 방향에 직교하는 단면 형상에 맞춘 진원이 아닌 이형의 원 형상의 구멍이 형성된다. 이것에 의해 차음 부재(11)의 내주와 나사축(1)의 외주를 접촉시킬 수 있다. 차음 부재(11)를 나사축(1)의 축선 방향으로 이동시키면, 차음 부재(11)는 나사축(1)에 대해 회전한다. 차음 부재(11)를 너트 본체(2)에 확실하게 밀착할 수 있도록, 차음 부재(11)에는 주위 방향으로 신장하는 긴 구멍(12)이 형성된다. 이 긴 구멍(12)을 덮개 부재(13)를 너트 본체(2) 설치하기 위한 설치 나사가 관통한다.

또한 본 실시 형태에서는, 차음 부재(11)의 내경을 나사축(1)의 직각 단면 형상으로 일치시켜, 간극이 없는 상태로 하고 있지만, 소리를 차단한다는 목적을 달성할 수 있으면, 가공상의 공차의 점으로부터, 차음 부재(11)와 나사축(1)과의 사이에는 약간의 간극이 있어도 좋다.

차음 부재(11)는 윤활제를 함침한 자기 윤활 재료로 이루어진다. 자기 윤활 재료에는, 섬유상의 부재에 윤활제를 함침시킨 LaCS(THK사의 등록 상표), 고무를 가류할 때에 윤활제를 스며들게 하여 윤활제와 고무를 동시 성형한 함유(含油) 고무(예를 들어 함유 HNBR), 펠트에 윤활제를 함침시킨 함유 펠트 등을 들 수 있다. 차음 부재(11)와 나사축(1)과의 접촉면에는, 차음 부재(11) 자체가 소유하는 윤활제가 공급된다. 또한, 차음 부재(11)에는 소리를 흡수하기 위해 연성의 재료가 사용된다. 차음 부재(11)의 두께는, 설치 공간의 제약으로부터 예를 들어 1.5 ㎜ 이하로 설정된다. 또한, 강성의 관점으로부터 차음 부재(11)의 두께는, LaCS 및 함 유 펠트의 경우에는 1 ㎜ 이상, 함유 고무의 경우에는 0.3 ㎜ 이상으로 설정된다.

도10은 덮개 부재(13)를 도시한다. 덮개 부재(13)에는 나사축(1)이 관통하는 관통 구멍(13a)이 형성된다. 관통 구멍(13a)의 내경(φd)은 나사축(1)의 외형보다도 크고, 덮개 부재(13)와 나사축(1)과의 사이에는 약간의 간극이 비어 있다. 덮개 부재(13)는 차음 부재(11)에 밀착하는 밀착부(13b)와, 밀봉 수용부(13c)를 갖는다. 나사 등의 결합 수단으로 덮개 부재(13)를 너트 본체(2)에 결합하면, 차음 부재(11)가 덮개 부재(13)와 너트 본체(2)와의 사이에 끼워진다.

덮개 부재(13)는 엘라스토머가 혼합된 수지로 이루어진다. 덮개 부재(13)는 엘라스토머의 펠릿과 수지 예를 들어 나일론의 펠릿을 배합하고, 이들을 용융한 후, 사출 성형함으로써 제조된다.

엘라스토머가 혼합된 수지로 이루어지는 덮개 부재(13)가 소리를 흡수하므로, 볼 나사로부터 발생하는 소리를 저감할 수 있다.

또한 볼(3)을 세라믹제로 함으로써 볼(3)로부터 발생하는 소리를 저감할 수 있고, 볼(3) 사이에 리테이너(4)를 개재시킴으로써 볼(3)끼리의 접촉을 방지할 수 있다.

또한 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 일없이, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능하다. 차음 부재, 덮개 부재, 순환 부재 중 어느 하나를 상기 실시 형태의 구성으로 하면, 소리를 저감하는 효과가 있으므로, 나머지를 종래와 같은 구성으로 하는 것도 가능하다. 또한 상기 실시 형태에서는 복수의 순환 부재가 분리되어 있지만, 너트 본체에 형상을 맞춘 원반형의 플 레이트에 연결되어 있어도 좋다. 구름 이동체에는 볼 대신에 롤러를 이용해도 좋다.

(실시예)

도11은, 차음 부재(11)를 설치하는 경우(플레이트 있음)와 설치하지 않는 경우(플레이트 없음)에서, 소음 레벨을 비교한 그래프이다. 차음 부재(11)에는 함유 고무제인 것을 이용했다. 볼 나사의 시험 장치로부터 1 m 떨어진 곳에서 볼 나사를 작동시켰을 때의 소음과, 볼 나사를 작동시키지 않을 때의 주위 소음를 측정하고, 이들의 측정치로부터 소음 레벨을 구했다. 차음 부재(11)를 설치하는 것에 의해 1.6 ㏈A 감소할 수 있는 것을 알 수 있다.

도12는, 덮개 부재(13)에 표준품(토레카)을 사용한 경우와, 저소음재(엘라스토머가 혼합된 수지)를 사용한 경우에서, 소음 레벨을 비교한 그래프이다. 이 그래프에서는, 양방의 경우에 차음 부재는 설치되어 있지 않다. 덮개 부재(13)에 저소음재를 사용하는 것에 의해 소음 레벨을 3.1 ㏈A 감소할 수 있는 것을 알 수 있다.

본 명세서는, 2004년 10월 29일 출원한 일본 특허 출원 제2004-316586을 기초로 한다. 이 내용은 모두 여기에 포함해 둔다.

Claims

외주면에 나선형의 구름 이동체 구름 주행홈이 형성되는 나사축과,

내주면에 상기 나사축의 상기 구름 이동체 구름 주행홈에 대향하는 나선형의 부하 구름 이동체 구름 주행홈이 형성되는 동시에, 상기 부하 구름 이동체 구름 주행홈과 상기 나사축의 상기 구름 이동체 구름 주행홈과의 사이의 부하 구름 이동체 구름 주행로를 구르는 구름 이동체를 복귀시키는 구름 이동체 복귀 통로가 내부에 설치되는 너트 본체와,

상기 너트 본체의 단부면에 설치되고, 상기 부하 구름 이동체 구름 주행로와 상기 구름 이동체 복귀 통로를 접속하는 방향 전환로가 형성되는 순환 부재와,

상기 순환 부재가 설치된 상기 너트 본체 또는 상기 순환 부재에 설치되고, 상기 순환 부재를 덮는 동시에 내주면이 상기 나사축에 접촉하는 차음 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 나사 장치.
제1항에 있어서, 상기 차음 부재는 윤활제가 함침되는 자기 윤활 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 나사 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 차음 부재는 상기 순환 부재에 접촉하는 것을 특징으로 하는 나사 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 순환 부재가 설치된 상기 너트 본체에 상기 차음 부재를 통해 설치되고, 상기 나사축이 관통하는 관통 구멍을 갖는 덮개 부재를 구비하고,

상기 덮개 부재는 엘라스토머가 혼합된 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 나사 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 순환 부재는 엘라스토머가 혼합된 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 나사 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구름 이동체 사이에는 리테이너가 개재되고,

상기 구름 이동체는 세라믹제이고,

상기 나사축에는 축선 방향으로 신장하는 중공부가 형성되고, 상기 중공부에는 진동 흡수체로서 세라믹스 재료가 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 기재된 나사 장치.
외주면에 나선형의 구름 이동체 구름 주행홈이 형성되는 나사축과,

내주면에 상기 나사축의 상기 구름 이동체 구름 주행홈에 대향하는 나선형의 부하 구름 이동체 구름 주행홈이 형성되는 동시에, 상기 부하 구름 이동체 구름 주행홈과 상기 나사축의 상기 구름 이동체 구름 주행홈과의 사이의 부하 구름 이동체 구름 주행로를 구르는 구름 이동체를 복귀시키는 구름 이동체 복귀 통로가 내부에 설치되는 너트 본체와,

상기 너트 본체의 단부면에 설치되고, 상기 부하 구름 구름 이동체 주행로와 상기 구름 이동체 복귀 통로를 접속하는 방향 전환로가 형성되는 순환 부재와,

상기 너트 본체 또는 상기 순환 부재에 설치되고, 상기 나사축이 관통하는 관통 구멍을 갖는 덮개 부재를 구비하고,

상기 덮개 부재는 엘라스토머가 혼합된 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 나사 장치.
외주면에 나선형의 구름 이동체 구름 주행홈이 형성되는 나사축과,

내주면에 상기 나사축의 상기 구름 이동체 구름 주행홈에 대향하는 나선형의 부하 구름 이동체 구름 주행홈이 형성되는 동시에, 상기 부하 구름 이동체 구름 주행홈과 상기 나사축의 상기 구름 이동체 구름 주행홈과의 사이의 부하 구름 이동체 구름 주행로를 구르는 구름 이동체를 복귀시키는 구름 이동체 복귀 통로가 내부에 설치되는 너트 본체와,

상기 너트 본체의 단부면에 설치되고, 상기 부하 구름 이동체 구름 주행로와 상기 구름 이동체 복귀 통로를 접속하는 방향 전환로가 형성되는 순환 부재를 구비하고,

상기 순환 부재는 엘라스토머가 혼합된 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 나사 장치.