KR20070114346A - 나사산 프로파일의 단면이 다중점 고딕 아치 형상인 개선된하중 인가식 볼 나사 - Google Patents

Abstract

개선된 예하중 인가식 볼 나사(1)는 그 나사산이 다중점 고딕 아치(5.1) 형상의 프로파일로 되어 있어 볼이 다수의 접촉점(5.3)과 구르게 되며, 볼이 다수의 평행한 구름 트랙(6)을 따라 안내되고, 볼(4.1)의 중심의 위치가 유지된다.

Description

나사산 프로파일의 단면이 다중점 고딕 아치 형상인 개선된 하중 인가식 볼 나사 {IMPROVED LOADED BALL SCREW HAVING THREAD PROFILE SHOWING IN A CROSS SECTION A MULTIPLE POINTED GOTHIC ARCH SHAPE}

본 발명은 예하중 인가식 볼 나사(preloaded ball screw)에 관한 것으로, 이 나사는 나사산의 프로파일이 다중점 고딕 아치 형상으로 되어 있어 볼이 다수의 접촉점과 구르게 되며, 그 결과 볼의 중심의 위치를 유지하는 다수의 평행한 구름 트랙을 통해 볼이 안내되고, 회전 운동의 자유도가 제거되며, 볼 사이의 마찰이 감소하고, 압력하의 변형이 줄어들어 강성이 증가한다.

볼 나사는 직선 운동을 회전 운동으로, 또는 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 전동 기구로서, 위치 결정 정밀도 및 하중 전달이 우수하며, DIN-69051 표준 제1-5부와, ISO-3408 표준 제1-3부와, UNE-15-439-94 표준 제1-3부에 서술 및 정의되어 있다.

볼 나사는 기본적으로 다음과 같은 5개의 작동 요소로 구성된다.

- 나사는 원통형 축으로서, 그 외측면에 나선형 나사산이 가공되어 있으며, 이 나사산은 홈이 형성된 반원형 프로파일 단면으로 되어 있고, 원형 아치 또는 단일점 고딕 아치 형상이다.

- 너트는 원통형의 중공 슬리브로서, 그 내측면에 나선형 나사산이 가공되어 있으며, 이 나사산은 홈이 형성된 반원형 프로파일 단면으로 되어 있고, 원형 아치 또는 단일점 고딕 아치 형상이다. 나사와 너트가 동축상에서 결합되면 원형 아치 또는 단일점 고딕 아치 형상의 원형 프로파일 단면을 갖는 나선형 관이 형성된다.

- 볼은 나사의 나사산과 너트의 프로파일의 압력에 의해 응력을 전달하는 구름체로서, 이들 볼이 조립되면 동축상 결합시 나사의 나사산과 너트가 형성하는 나선형 관 내에 볼 회로가 형성된다.

- 편향기는 볼의 재순환을 위한 부분으로서, 폐쇄 볼 회로를 형성하도록 너트 상에 조립된다.

- 윤활제는 오일이나 그리스로서, 볼이 나사 및 너트와 접촉하는 영역의 마찰을 감소시킨다.

볼 나사에서는 나사 및 너트를 볼과 동축상에서 조립할 때 제조를 위한 설계 규정에 의해 결정되는 축방향/반경 방향 공차가 존재한다. 여기서 공차라 함은 나사 및 너트와 볼 사이의 상대적인 각운동이나 회전 운동이 없는 상태에서 이들 사이에 생길 수 있는 상대적인 축방향 또는 반경 방향 이동량을 의미한다. 정밀 볼 나사 조립체의 정확한 작동을 위해 상기 공차를 제거하기 위하여 다음과 같은 구성에 의존하여 왔다. 너트 조립체를 2개의 너트로 형성하며, 이들 사이에는 "예하중력"이라고 부르는 축방향 분리력이 작용하는데, 이 예하중력은 각 너트와 접촉하는 볼의 반대 방향으로부터의 압력에 의해 나사산으로 전달된다. 이를 달성하기 위해서 2개의 너트의 나사산은 예하중력에 의해 분리되거나 접근하게 되는데, 예하중력 은 양 너트에 가장 가까운 2개의 볼 회로 사이에 존재하는 다중 피치 비율을 변화시키고, 각 볼에 대해 정적으로 접촉각을 이루며, 이때 하나의 너트에 존재하는 볼들의 접촉각은 다른 너트의 볼들과 부호가 반대이다.

이중 너트로 형성된 너트 조립체에서 예하중력을 발생시키기 위한 몇 가지 시스템이 공지되어 있는데, 이들 시스템은 2개의 너트 사이에 정밀 와셔 또는 스페이서를 도입하여 이들을 서로로부터 분리하거나 접근시키고, 키를 이용하여 이들이 회전하기 못하도록 고정시킨다. 또한, 2개 부분에서 공통 나사산을 이격시키고 볼의 직경으로 예하중력의 값을 조정하여 중심 영역에서의 피치를 변화시킴으로써 예하중이 인가되는 소형 너트 시스템도 공지되어 있다.

볼은 압착에 의해 변형할 수 있는 능력이 있으며, 이 능력 때문에, 예하중이 인가된 볼의 소위 접촉점은 접촉 타원 형상의 압착면이 되며, 소위 구름 트랙은 접촉 타원의 폭으로 규정되는 밴드이다.

실제로, 삼각형 및 사다리꼴 나선형 나사산과 같이 평면 형상인 동시에 홈이 형성된 프로파일 단면을 갖는 나선형 나사산은 볼과 함께 사용되지 않는데, 이는 2개의 접평면 사이에서 볼의 이동 정도의 자유로움 및 불안정성 때문이다. 이는 볼의 포락이 증가하도록 원형 볼트(vault)를 사용하는 이유가 되며, 원형 아치 또는 단일점 고딕 아치 형상을 갖고 홈이 형성된 반원형 프로파일 단면으로 되어 있는 나선형 나사산으로 볼 나사를 구성하는 이유가 된다. 이 중에서 단일점 고딕 아치 형상이 가장 널리 사용되며 가장 유리하다. 프로파일 설계는 볼의 직경과 프로파일 아치의 반경 사이의 소정 관계 또는 포락 정합성 계수와, 볼이 구르는 트랙을 따라 볼의 접촉점에서의 안정성을 얻기 위한 목적으로 예하중력의 값을 증가시키는 반경 방향/축 방향 공차를 고려하여 이루어진다.

전술한 반원형 나사산 프로파일들은 DIN-69051 표준과 ISO-34081-1 표준 및 UNE-15-439-94 표준에 지정되어 있으며, 이들 중 하나는 원형 아치 형상이고 나머지는 단일점 고딕 아치 형상이다.

이들 프로파일은 모든 볼 나사 제조업자의 실시 형태와 관련하여 공지되어 있으며, 이들은 모두 다음 실시 형태를 포함한다. 고딕 아치는 나사 홈과 너트 홈에 동일한 형상으로 구성된다. 프로파일의 정의는 볼 직경, 볼 직경에 대한 아치 반경의 정합 계수, 반경 방향/축방향 공차, 그리고 볼의 접촉각과 관련하여 이루어진다. 따라서, 볼에 예하중이 인가되면 "볼 접촉점이 2개"인 포락 프로파일을 얻게 되며, 접촉점 중 하나는 너트의 아치의 한쪽에 있고, 다른 하나는 나사의 아치의 반대쪽에 있으며, 볼 직경은 2개의 접촉점을 연결하는 접촉각을 형성한다.

전술한 바와 같은 실시 형태들은 하기 특허에 개시되어 있다.

* 1954년 4월 20일자로 LEON HURE & Co.에 허여된 프랑스 특허 제1,098,892호.

* 1958년 7월 15일자로 HARRY ORNER에 허여된 미국 특허 제2,842,978호.

* 1958년 1월 17일자 영국 특허 제822,5832호, 1961년 4월 19일자 제974,077호, 1966년 5월 17일자 제1,140,381호. 모두 ROTAX LIMITED에 허여.

* 1963년 4월 3일자로 THE CINCINNATI MILLING MACHINE CO.에 허여된 프랑스 특허 제930,339호.

* 1983년 11월 21자로 MANNESMANN MASCHINENFABRIK GMBH. & Co. KG에 허여된 유럽 특허 제0 113 014호.

이들 특허는 모두 볼이 2개 지점과 접촉한다는 사상에 기초한 것으로, 2개 지점 중 하나는 너트의 단일점 고딕 아치의 한쪽에 위치하고, 다른 하나는 나사의 반대쪽에 위치한다. 그러나, 이들 공지된 시스템은 다음과 같은 일련의 결점을 안고 있다.

·볼은 압착에 의해 변형되는 능력이 있으며, 너트와 관련하여 나사로 상대 회전 운동을 전달할 때, 나사산의 홈과 너트 사이에 위치한 볼들은 접선력 및 평행력의 두 힘을 동시에 받게 되는데, 이들 힘은 볼과의 2개 접촉점을 변형시킴으로써 2개의 타원 내에서 반대 방향으로 작용하며, 접촉점 타원을 구름 트랙의 제조 공차에 적응시킴에 따른 볼 부분에서의 속력 차이로 인해 볼 내부에서 자체 축선과 관련하여 회전하는 전방향 자이로스코프식 궤도 운동이 생겨난다. 이러한 운동에서는 나사와 너트 프로파일 사이에 압박되는 볼의 중심 및 볼의 접촉점에 불안정성이 있으며, 이로 인해 볼이 나사 홈 상에서 주행하는 경로에서의 밴드의 위치가 변하여 볼에 장력으로 인한 진동이 생긴다. 따라서, 휘파람 소리와 같은 소음 및 강성의 동적 불안정성이라는 결점이 있다.

·각각의 볼이 전진하여 볼 릴의 일부를 형성하기 때문에, 그 위치에 따라 릴은 전후에서 볼들과 접촉하는 것이 일반적이다. 따라서, 중심의 이동이 불안정하면 인접 볼들과의 접촉점도 불안정하며, 그 결과 볼 릴의 속력을 변화시키는 기어 힘이 생기고, 마찰 토크의 값에 차이, 요동 및 증가가 생겨난다.

·예하중 압력이 전적으로 2개의 반대쪽 타원에 걸쳐 작용하므로, 변형으로 인한 강성값이 예하중에 비례하는 정도보다 덜 증가한다. 그 결과 강성을 증가시키기 위해서 높은 예하중이 필요하게 되고, 온도가 상승하며, 볼 나사의 사용 기간이 줄어들고, 전방 이동의 각 방향에 대한 동적 마찰 토크 값에 변화가 생긴다.

·이러한 결점들은 접촉점이 2개인 단일점 고딕 아치 프로파일에서의 피치, 테이퍼, 허용 정도 및 비대칭과 관련한 오류의 제작 공차에 의해 극명해진다.

·이러한 결점들은 정밀도 있는 회전, 가속 및 하중 속력, 강성 및 동적 마찰 토크의 가장 진보된 응용에 필요한 사양들을 감소시킨다.

접촉점이 2개인 예하중이 인가된 볼이 구를 때의 전방 이동은 평행력 및 반대 방향 마찰력의 두 힘으로 볼을 압박하는 접평면 및 평행면의 두 평면의 상대적인 천이에 의해 정의되며, 이때 볼의 회전 자유도는 높은데, 볼의 회전은 그 볼에 부착된 볼들과의 접촉에 의해 이루어진다.

접촉점이 2개인 볼은 안내되지 않으며, 이 때문에 매우 많은 형태의 이동이 생겨나고, 이러한 이동은 압력 접촉 영역에서의 속력 차이에 좌우된다.

종래 기술에서는 이중이 아닌 단일 너트 형태가 일반적으로 이용되는데, 볼은 축방향 또는 반경 방향 여유 없이 조립되며, 압력이 4개 지점에 작용하고, 그 중 2개 지점은 너트의 단일점 고딕 아치 형상으로 된 프로파일의 각각의 아치에, 그리고 나머지 2개는 나사의 단일점 고딕 아치 형상으로 된 프로파일의 아치의 각 측부에 위치한다. 접촉각들은 반대 방향 접촉점이 연결될 때 X자를 형성하여, 너트에 대한 나사의 축방향 힘 및 상대 회전이 이루어질 때 볼이 수직 및 수평 방향으 로 회전하게 되며, X 형상으로 인해서 한 방향으로는 작용력이, 반대 방향으로는 반응력이 존재하고, 그 결과 고속 회전 시에 불명확한 운동이 일어나고 그에 따른 온도 및 마모가 사용을 부적절하게 만든다.

현재 2개 이상의 접촉점으로 볼을 안내하려는 시도가 2종의 특허에 기재되어 있다.

* 1955년 5월 16일자로 REGINAL BISHOP에게 허여된 미국 특허 제813,741호.

* 1978년 6월 16일자로 LOUIS POHL에게 허여된 프랑스 특허 제2395423호.

이들 특허는 삼각형 또는 사다리꼴 나사산을 갖는 평면 벽과 접촉하도록 볼을 끼운다는 사상에 기초하고 있다. 실제로, 삼각형 및 사다리꼴 나선형 나사산과 같이 평면 형상인 동시에 홈이 형성된 프로파일 단면을 갖는 나선형 나사산은 볼과 함께 사용되지 않는데, 이는 2개의 접평면 사이에서 볼의 이동 정도의 자유로움 및 불안정성 때문이다. 따라서, 이들은 DIN-69051, ISO-3408 및 UNE 15-43994 볼 나사 표준에서 고려하고 있지 않다.

전술한 문제들을 해결하기 위한 가장 적절한 해결책은 볼의 무게 중심의 위치를 안정적으로 유지하고 접촉 영역의 속력을 일치시키면서 볼의 전방 이동을 안내하는 것으로, 이렇게 하면 단일점 고딕 접촉면에 예하중이 분배되어 볼이 덜 변형된다.

볼을 "다중 접촉점"으로 안내할 수 있는데, 이는 아치의 한 측부에서는 볼이 다수의 점에서 접촉하고, 다른 아치의 반대 측부에서는 볼의 접촉이 기타 다수의 점에서 이루어지기 때문이다. 볼이 주어진 접촉점을 갖기 위해서는 아치의 해당 측부에 접하는 곡선이 있어야 하며, 이러한 아치는 중첩된 단일점 고딕 아치에 의해, 즉 각 아치에 대해 구성 중심이 2개인 다중점 고딕 아치에 의해 형성된다. 반대 측부에는 접촉점에 대응하는 다중점 고딕 아치가 있다.

기하학적으로, 공간에서 중심으로부터 등거리에 있는 다수의 점들은 구를 이루며, 평면상의 다수의 점들은 원을 이룬다. 다수의 접촉점에 의해 볼이 안내되면서 구르게 되며, 그 결과 다수의 평행한 전방 이동 구름 원주부 및 해당 구름 트랙이 생겨나 자이로스코프식 이동 및 기타 무작위 이동이 제거된다. 볼의 중심의 위치는 구름 도중 안정적으로 유지된다.

접촉점의 대칭은 설계에 의해 정의되며, 볼의 원이, 2개의 점을 연결하는 세그먼트가 동일한 각도를 갖는 모든 점들의 기하학적 장소이기 때문에, 반대쪽 점의 압력 각도가 일정하게 유지된다. 접촉점들의 형상이 타원이기 때문에 2개씩의 타원 영역의 하중이 한 측부에, 그리고 다른 측부에서 더 큰 투영의 또 다른 타원에 분배되어, 결과적으로 동일한 예하중에 대해 볼이 덜 변형된다. 접촉점의 설계의 대칭은 예하중력에 의해 자발적으로 변형될 수 있는데, 이는 적절한 접촉점 상의 하중으로 인한 타원의 변형을 수정함으로써 이루어진다.

본 발명의 목적은 예하중 인가식 볼 나사를 제공하는 것으로, 이 나사는 나사산의 프로파일이 다중점 고딕 아치 형상으로 되어 있어 볼이 다수의 접촉점과 구르게 되며, 그 결과 볼이 다수의 평행한 구름 트랙을 따라 안내되고, 볼의 중심의 위치가 유지되며, 회전 운동의 자유도가 제거되고, 볼 사이의 마찰이 감소하며, 압력하의 변형이 줄어들어 강성이 증가한다.

따라서, 본 발명에 따른 볼 나사는 그 특징으로서 재순환하는 예하중 인가식 이중 너트를 포함하며, 이 너트는 원통형 중공 슬리브로서, 그 내측면에는 나선형 나사선이 가공되어 있으며, 이 나사산은 홈이 가공된 단면 프로파일로 된 동시에 다중점 고딕 아치 형상이며, 아치마다 구성 중심이 2개이고, 상기 아치는 원통형 축인 나사 상에 조립된다. 상기 너트의 외측면에는 다중점 고딕 아치 형상인 동시에 홈이 가공된 단면 프로파일로 된 나선형 나사산이 가공되어 있으며, 각 아치마다 구성 중심이 2개이다. 구형 구름체인 볼은 자신에 작용하는 압력에 의해, 상기 너트의 나사산의 프로파일의 다수의 점과, 그리고 상기 나사의 프로파일의 기타 다수의 점과 접선 방향으로 접촉함으로써 소정 각도로 힘을 전달한다. 볼들이 조립되면 다중 접촉점의 프로파일로, 즉 다중점 고딕 아치 형상으로 나선형 관 내부에 볼 회로를 형성하여, 동축상 결합시 나사 및 너트의 나사산을 형성한다.

도 1은 볼 나사의 나사산의 프로파일의 설계를 도시한 그래프로서, 이 볼 나사는 다중점 고딕 아치 형상으로 되어 있어 볼이 다수의 접촉점과 구르게 되며, 이 다수의 접촉점은 각 아치마다 구성 중심이 2개인 다중점 고딕 아치 형상으로 된 너트의 나사산의 프로파일 단면과, 각 아치마다 구성 중심이 2개인 다중점 고딕 아치 형상으로 된 나사의 나사산의 다른 프로파일 단면이 동축상으로 결합되어 형성된다.

도 2는 다중점 고딕 아치 형상의 구성의 설계를 도시한 그래프로서, 이 형상 은 각 아치마다 구성 중심이 2개이며, 이는 상이한 쌍의 중심을 갖는 단일점 고딕 아치를 중첩시킨 결과이고, 이 아치의 반경은 볼의 직경과 소정의 관계 또는 포락 정합 계수를 갖는다.

도 3은 너트의 다중점 고딕 아치의 한 측부 상의 접촉점 및 트랙의 밴드의 다수의 타원을 나사의 반대쪽 단일점 고딕 아치의 측부 상의 점 및 밴드의 다수의 타원과 함께 도시한 도면으로, 접촉각이 형성되며, 이는 볼 상에 다수의 평행한 전방 이동 구름 원주부로서 발생하여 볼의 중심의 위치를 안정적으로 유지한다.

도 4는 다수의 접촉점 및 다중점 고딕 아치의 점들 상에서의 예하중력의 분할을 보여주는 정면도.

도 5는 예하중 인가식 볼 나사의 입면도로서, 이 나사의 나사산은 다중점 고딕 아치 형상의 프로파일로 되어 있어 볼이 다수의 접촉점과 구르게 되고 본 발명의 목적인 접촉각이 형성된다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하면서 본 발명을 실시 형태와 관련하여 더욱 상세히 설명하겠다.

도 1을 참조하면, 다중점 고딕 아치 형상으로 되어 있는 새로운 나사산 프로파일의 설계의 단면도가 도시되어 있다. 볼(4)의 다중점(5.3)의 접촉각이 너트(2)의 다중점 고딕 아치(5.1)와 함께, 그리고 나사(3)의 다중점 고딕 아치(5.2)와 볼의 직경에 대한 아치의 반경의 정합성 계수 및 동축상으로 결합된 너트(20)와 나사(30) 사이의 반경 방향/축방향 여유와 함께 정의되고 나면 각각의 아치마다 구성 중심이 2개가 된다.

도 2는 다중점 고딕 아치(5.1)의 구성의 설계를 도시한 그래프로, 상이한 쌍의 중심(5.1.2)을 갖는 단일점 고딕 아치를 중첩시킨 결과 각각의 아치에 대해 구성 중심이 2개이며, 이 아치의 반경(5.1.3)은 볼의 직경과 소정의 관계 또는 포락 정합 계수를 갖는다.

도 3은 접촉점(5.3) 및 트랙(6)의 밴드의 다수의 타원을 도시한 도면으로, 이들 중 일부는 너트(2)의 다중점 고딕 아치(5.1)의 한 측부에 위치하고, 나머지는 나사(3)의 다중점 고딕 아치(5.2)의 반대 측부에 위치한다. 그 결과 접촉각이 형성되며, 이들 트랙은 다수의 평행한 전방 이동 구름 원주부(6)로서 볼(4) 상에 생성되어 볼의 중심(4.1)의 위치를 안정적으로 유지한다. 이에 따라 볼(4)이 안내되어 자유도가 제거된다.

도 4는 다중 접촉점(5.3) 및 너트(2)의 다중점 고딕 아치(5.1)의 점들 상에서의 예하중력의 분할을 보여주는 정면도이다. 부하의 투영이 반대쪽 점들을 향하고 있어, 나사(3)의 기타 다중점 고딕 아치(5.2)의 반대 측부에 더 매끄러운 접촉 타원이 형성된다.

마지막으로, 도 5는 본 발명에 따른 볼 나사(1)의 평면도로서, 이 볼 나사(1)는 원통형 중공 슬리브인 재순환부를 갖는 예하중 인가식 이중 너트(2)에 의해 형성되며, 볼 나사(1)의 내측면에는 다중점 고딕 아치 형상(5.1)인 동시에 홈이 형성된 단면 프로파일로 되어 있는 나선형 나사산이 가공되어 있으며, 각각의 아치는 대해 구성 중심이 2개인 동시에, 원통형 축인 나사(3) 상에 조립되어 있다. 볼 나사(1)의 외측면에는 다중점 고딕 아치 형상(5.2)인 동시에 홈이 형성된 단면 프로파일로 되어 있는 나선형 나사산이 가공되어 있으며, 각각의 아치는 구성 중심이 2개이다. 볼(4)은 구형 구름체로서, 자신에 작용하는 압력에 의해, 상기 너트의 나사산의 프로파일의 다수의 점(5.3.1)과, 그리고 접촉각을 형성하는, 상기 나사의 프로파일의 반대 방향의 기타 다수의 점(5.3.2)과 접선 방향으로 접촉함으로써 소정 각도로 힘을 전달한다. 볼들이 조립되면 다중 접촉점(5.3)의 다중점 고딕 아치 형상의 프로파일로 나선형 관 내부에 볼 회로를 형성하여, 동축상 결합시 나사 및 너트의 나사산을 형성한다.

요컨대, 본 발명에 따른 볼 나사의 경우 다중점 고딕 아치의 프로파일이 볼이 다중 접촉점과 구르도록 나사산의 형상이 결정되어 있어, 볼이 상이한 평행 구름 트랙을 통해 안내되며, 볼의 중심의 위치가 유지되고, 회전 운동의 자유도가 제거되는 외에도 다음과 같은 잇점이 있다.

·압력 하에서의 변형이 줄어들어 강성이 증가하고, 예하중이 적어도 강성이 향상되며, 온도가 감소하고, 볼 나사의 사용 기간이 연장되며, 전방 이동의 각 방향에 대한 동적 마찰 토크 값의 차이가 제거된다.

·볼 사이의 마찰로 인한 맞물림 힘이 제거되어 볼 릴의 속력이 변화되며, 마찰 토크의 값의 차이, 요동 및 증가가 생겨난다.

·볼 내에서의 응력으로 인한 진동과, 휘파람 소리 같은 소음의 문제와, 강성의 동적 불안정이 제거된다.

·제조 공차에 더욱 여유가 생긴다.

·회전, 가속 및 부하 속력의 가장 진보된 응용에 필요한 사양들을 정밀성, 강성 및 동적 마찰 토크와 함께 얻게 된다.

이러한 잇점들은 너트 및 나사의 프로파일의 구성 설계를 약간만 변형함으로써 얻을 수 있으며, 이는 제조 비용이 증가하지 않음을 의미한다.

이와 같이 다중 접촉점의 다중점 고딕 아치 형상 및 홈이 형성된 프로파일 단면으로 된 새로운 나선형 나사산 프로파일은 너트 및 나사 상의 접촉점의 여러 조합으로 제조된다. 예를 들면, 너트에 점 4개, 나사에 점 4개를 둘 수 있으며, 4개와 3개, 4개와 2개, 4개와 1개, 3개와 3개, 3개와 2개, 3개와 1개, 2개와 2개, 2개와 1개도 가능하고, 1개와 1개가 아니라면 그 밖의 접촉점 조합도 가능하다.

Claims (2)

1. 개선된 예하중 인가식 볼 나사(1)로서, 재순환이 있는 예하중 인가식 이중 너트(2)로 구성되고, 이 너트(2)의 내측면에는 홈이 형성된 단면 프로파일을 갖는 동시에 다중점 고딕 아치 형상(5.1)을 갖는 나선형 나사산이 가공되어 있어, 볼이 다중 접촉점(5.3)과 굴러 볼이 다수의 평행한 구름 트랙(6)을 통해 안내되고, 상기 볼(4.1)의 중심의 위치가 유지되며, 각각의 아치에 대해 구성 중심이 2개이고, 각각의 아치는 나사(3) 상에 조립되며, 이 나사(3)의 외측면에는 다중점 고딕 아치(5.2)의 형상으로 홈이 형성된 단면 프로파일을 갖는 나선형 나사산이 가공되어 있고 각각의 아치에 대해 구성 중심이 2개이며, 상기 구름 볼(4)은 자신에 작용하는 압력에 의해, 너트 나사산 프로파일의 다수의 점(5.3.1) 및 나사 프로파일의 기타 대향하는 다수의 점(5.3.2)과 접선 방향을 접촉함으로써 소정 각도로 힘을 전달하고, 접촉각을 형성하며, 상기 볼은 조립되어 다중 접촉점(5.3)과 다중점 고딕 아치 형상을 갖는 프로파일로 나선형 관 내부에 볼 회로를 형성하고, 동축 결합시 상기 나사 및 너트의 나사산을 형성하는 것을 특징으로 하는 예하중 인가식 볼 나사.
2. 제1항에 있어서, 1개와 1개의 조합을 제외한, 상기 너트와 나사 상에서의 접촉점의 임의의 조합으로 제조될 수 있는 것을 특징으로 하는 예하중 인가식 볼 나사.

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