KR20100023763A - 볼나사기구 - Google Patents

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KR20100023763A
KR20100023763A KR1020090077243A KR20090077243A KR20100023763A KR 20100023763 A KR20100023763 A KR 20100023763A KR 1020090077243 A KR1020090077243 A KR 1020090077243A KR 20090077243 A KR20090077243 A KR 20090077243A KR 20100023763 A KR20100023763 A KR 20100023763A
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ball screw
ball
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nut
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KR1020090077243A
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요시히로 후카노
토루 스기야마
마사키 이마무라
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에스엠씨 가부시키 가이샤
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Publication date
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Abstract

볼나사기구(10)는, 금속제 재료로 이루어지는 볼나사축(12)과, 상기 볼나사축(12)의 외주측에 삽입되는 변위너트(14)와, 상기 볼나사축(12)에 형성된 제1나사홈(22)과 상기 변위너트(14)에 형성된 제2나사홈(26)의 사이에 장전되는 강철구(16)와, 상기 강철구(16)를 상기 변위너트(14)의 일단부측과 타단부측의 사이에서 순환시키는 한쌍의 제1 및 제2리턴부재(18, 20)를 구비한다. 상기 제1 및 제2리턴부재(18, 20)는, 상기 변위너트(14)의 일단부(14a) 및 타단부(14b)에 각각 장착되는 본체부(28a, 28b)와, 상기 본체부(28a, 28b)에 대하여 외측으로 돌출한 원통부(30a, 30b)를 포함한다. 상기 본체부(28a, 28b) 및 상기 원통부(30a, 30b)의 내부에는, 상기 강철구(16)가 순환되는 것을 통해 리턴통로(32)가 형성된다.
볼나사기구

Description

볼나사기구{BALL SCREW MECHANISM}
본 발명은, 너트부재가 볼나사축에 볼에 의해 나사결합되고, 상기 너트부재는 회전구동원의 구동작용 하에서 상기 볼나사축을 따라서 축방향으로 변위되는 볼나사기구에 관한 것이다.
종래부터, 나선홈이 그 외주면에 각설된 나사축과, 상기 나사축의 외주측에 설치된 원통형상의 너트부재와, 그리고 상기 나선홈에 의해 상기 나사축과 상기 너트부재의 사이에 설치되는 볼을 구비한 볼나사기구가 알려져 있다.
이러한 볼나사기구는, 예를 들면, 모터 등과 같은 회전구동원이 상기 나사축에 대하여 접속되고, 상기 나사축을 회전시키는 것에 의해, 볼을 통해 상기 나사의 회전운동이 상기 너트부재의 직선운동으로 변환되서, 상기 너트부재가 상기 나사축의 축을 따라서 직선으로 변위한다.
상술한 볼나사기구에서는, 너트부재의 축선방향으로의 변위에 따라 볼을 상기 너트부재와 나사축 사이에서 순환시킬 필요가 있다. 그 때문에, 예를 들면, 일본특허공개번호 2005-048845에 개시된 볼나사기구와 같이, 너트부재의 양단부에 순환통로를 가진 엔드부재를 각각 설치하고, 상기 엔드부재의 사이를 연결하도록 상 기 너트부재의 축선방향을 따라 리턴통로를 설치한다. 그리고, 상기 너트부재가 상기 나사축을 따라서 변위할 때, 상기 나사축과 상기 너트부재의 사이에 장착된 볼은, 상기 너트부재의 일단부측의 나선홈으로부터 일방의 엔드부재에 있어서의 순환통로를 통해 볼 리턴통로로 이동시키고, 타방의 엔드부재의 순환통로를 통하여 상기 너트부재의 타단부측에서 상기 나선홈으로 다시 이동시키는 것에 의해 순환된다.
그러나, 상술한 종래기술에서, 상기 너트부재에 있어서 상기 나사축이 삽입 관통되는 홀의 외주측에 볼을 순환시키기 위한 볼 리턴통로가 배치되기 때문에, 상기 볼 리턴통로의 부분에 상응하는 크기로 상기 너트부재를 반지름 외측 방향으로 확경시킬 필요가 있다. 그 결과, 상기 너트부재의 크기가 커진다.
또, 상기 너트부재에 대하여 축선방향을 따라 볼이 복귀하기 위한 볼 리턴통로의 가공단계는 번거롭다. 또한, 상기 엔드부재가 상기 너트부재의 양단부에 내장되도록 구성되기 때문에, 상기 엔드부재의 형상 및 상기 너트부재에서의 상기 엔드부재의 장착부위의 형상도 복잡해진다. 이 결과, 상기 너트부재의 가공 및 설치가 번잡해지고, 볼나사기구의 생산성이 저하된다.
본 발명의 일반적인 목적은, 직경 방향으로 소형화시킬 수 있고, 동시에 볼나사기구의 생산성을 향상시킬 수 있는 볼나사기구를 제공하는 것이다.
본 발명은 그 외주면에 각설된 제1볼나사홈을 가지는 볼나사축과,
그 내주면에 제2볼나사홈을 가진 원통형상으로 형성되고, 상기 볼나사축의 외주측에 설치되며, 상기 제2볼나사홈과 상기 제1볼나사홈 사이에 장전되는 볼에 의해 상기 볼나사축에 대하여 나사결합되는 너트부재와,
상기 너트부재의 축선방향을 따라 양단부에 각각 연결되고, 상기 너트부재의 외부에 설치된 순환통로를 통하여 상기 볼을 상기 너트부재의 변위방향으로 일단부 측으로부터 타단부측까지 순환하는 순환부재를 포함하고,
상기 순환부재는, 상기 너트부재에 장착되는 본체부와, 상기 본체부에 연결되는 원통부를 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상술한 목적 및 다른 목적, 특징과 효과들은 도시적인 예시에 의해 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 첨부되는 도면과 함께 주어지는 이하의 설명에서 더 명백하게 나타난다.
본 발명에 의하면, 이하의 효과가 얻어진다.
즉, 볼나사기구를 구성하는 너트부재의 축선방향을 따른 양단부에, 볼을 순환시킬 수 있는 순환통로를 가진 순환부재를 장착하고, 상기 순환통로는, 상기 너트부재의 외부가 되도록 설치되어 있기 때문에, 상기 순환통로를 상기 너트부재의 내부에 설치한 경우와 비교하여, 상기 너트부재 자체의 반지름 방향의 치수를 억제할 수가 있게 되고, 상기 너트부재를 포함하는 볼나사기구의 소형화를 꾀할 수가 있다.
또, 순환부재를, 너트부재의 양단부에 장착한다는 간편한 작업으로, 상기 순환부재에 설치한 순환통로를 통하여 볼의 순환로를 구성할 수가 있으며, 또한, 상기 순환통로를 상기 너트부재와 별개로 설치하는 것에 의해, 상기 순환통로의 가공을 용이하게 하여 상기 순환부재를 포함하는 볼나사기구의 생산성을 향상시킬 수가 있다.
도 1에 있어서, 참조부호 10은, 본 발명의 제1실시예에 따른 볼나사기구를 나타낸다.
상기 볼나사기구(10)는, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 축선방향(화살표 A 및 B 방향)을 따라서 연재된 길이방향으로 긴 볼나사축(12)과, 상기 볼나사축(12)의 외주측에 변위가능하게 삽입된 변위너트(너트부재)(14)와, 상기 볼나사축(12)과 상기 변위너트(14)의 사이에서 강철구(16)를 순환시키는 한쌍의 제1리턴부재(순환부재)(18) 및 제2리턴부재(순환부재)(20)를 포함한다.
상기 볼나사축(12)은, 예를 들면, 금속제 재료로 형성되고, 그 외주면에는 상기 볼나사축(12)의 축선방향(화살표 A 및 B 방향)을 따라서 나선형으로 각설되며, 단면이 대략 반원형상으로 오목하게 형성되고, 그 내부에 상기 강철구(16)의 일부가 삽입가능하게 형성된 제1나사홈(22)이 형성된다.
상기 변위너트(14)는, 원통형상으로 형성되고, 그 일단부(14a)측(화살표 A 방향으로) 및 타단부(14b)측에는(화살표 B 방향으로), 상기 변위너트(14)의 외주면에 대략 직사각형 형상으로 절단된 한쌍의 장착부(24a, 24b)가 각각 형성된다. 상기 장착부(24a, 24b)는 상기 변위너트(14)의 축선에 대하여 원주방향을 따라서 상호 오프셋되고, 상기 변위너트(14)의 외주측으로부터 내주측까지 관통하도록 형성된다(도 4 참조).
한편, 상기 변위너트(14)의 축선방향을 따라서 나선형상으로 각설된 제2나사홈(26)이 변위너트(14)의 내주면에 설치되고, 상기 변위너트(14)의 내부에 상기 볼나사축(12)이 삽입 관통된 상태로 상기 제1나사홈(22)과 대향하면서 평행하게 형성 된다. 즉, 상기 제1나사홈(22)과 상기 제2나사홈(26)은, 동일 방향을 따라서 나선형상으로 형성된다.
상기 제2나사홈(26)은, 상기 제1나사홈(22)과 동일한 방식으로, 단면이 반원형상으로 형성되서, 상기 제1나사홈(22)에 삽입된 강철구(16) 또한 상기 제2나사홈(26)으로 삽입된다. 이에 의해, 상기 볼나사축(12)과 상기 변위너트(14)가 상기 강철구(16)에 의해 서로 나사결합된다.
상기 제1 및 제2리턴부재(18, 20)는, 예를 들면, 수지제 재료로 형성된다. 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2리턴부재(18, 20)는 상기 변위너트(14)의 장착부(24a, 24b)에 장착되는 본체부(28a, 28b)와, 상기 본체부(28a, 28b)의 단면으로부터 돌출한 원통부(30a, 30b)와, 상기 본체부(28a, 28b) 및 상기 원통부(30a, 30b)의 내부에 형성되고 상기 변위너트(14)와 상기 볼나사축(12)의 사이에서 강철구(16)를 순환시키기 위한 리턴통로(순환통로)(32)를 포함한다.
상기 제1 및 제2리턴부재(18, 20)는 상기 장착부(24a, 24b)의 형상에 대응하는 블록형상으로 형성된 본체부(28a, 28b)가 상기 장착부(24a, 24b)를 커버하는 방법으로 설치되며, 예를 들면, 접착제 결합 또는 지지링 등에 의해 상기 변위너트(14)의 일단부(14a) 및 타단부(14b)에 고정된다(도 1 및 도 4 참조). 그 결과, 상기 제1 및 제2리턴부재(18, 20)는 상기 변위너트(14)의 일부를 구성한다.
상기 본체부(28a, 28b)에는, 상기 볼나사축(12)에 면하는 내벽면이 상기 변위너트(14)의 내주면과 동일한 곡률 반경을 가지면서 단면이 아치형상으로 형성된다. 상기 본체부(28a, 28b)의 내벽면에는 상기 리턴통로(32)의 일부가 각각 개구하 고 있다.
또, 상기 리턴통로(32)에 면하고, 상기 내벽면에 대하여 외측으로 확장된 상기 본체부(28a, 28b)의 내벽면에 돌출부(34)가 형성된다. 상기 돌출부(34)는 상기 리턴통로(32)와 평행으로 형성된다. 상기 리턴통로(32)에 면하는 내면이 반원형상으로 단면이 형성되어 상기 리턴통로(32)와 접속된다.
또한, 상기 리턴통로(32)로부터 변위너트(14)의 제2나사홈(26)으로 상기 강철구(16)가 이동할 때 뿐만 아니라 상기 제2나사홈(26)으로부터 상기 리턴통로(32)로 상기 강철구(16)가 이동할 때, 상기 강철구(16)가 돌출부(34)에 의해 안내된다. 즉, 돌출부(34)는, 제1 및 제2리턴부재(18, 20)와 변위너트(14)의 사이에서 강철구(16)의 이동을 안내하는 가이드기능을 수행한다.
상기 원통부(30a, 30b)는 소정의 길이로 형성되고, 상기 본체부(28a, 28b)의 측면에 대하여 직교하도록 돌출한다. 또한, 상기 제1 및 제2리턴부재(18, 20)가 상기 변위너트(14)에 각각 장착되었을 때, 상기 원통부(30a, 30b)가, 각각 상기 변위너트(14)의 외주면에 대하여 접촉하고, 상기 원통부(30a, 30b)는 상기 변위너트(14)의 축선 및 볼나사축(12)에 대하여 대략 평행으로 배치되고, 서로 마주보도록 동일축상에 배치된 상기 원통부(30a)와 원통부(30b)의 단면끼리 서로 접촉한다.
상기 리턴통로(32)는 상기 본체부(28a, 28b) 각각으로부터 상기 원통부(30a, 30b) 각각의 내부를 관통하도록 단면이 대략 L자 형상으로 형성된다. 상기 리턴통로(32)는 상기 본체부(28a, 28b) 각각에 본래 형성되고, 상기 본체부(28a, 28b) 각각의 내벽면으로 개구한 제1통로부(36)를 포함한다. 상기 리턴통로(32)는 상기 원 통부(30a, 30b) 각각을 따라서 일직선상에 연재하며, 그 단부에 개구한 제2통로부(38)를 더 포함한다. 또한, 상기 제1통로부(36)와 상기 제2통로부(38)가 서로 대략 직교하도록 형성되어 접속된다. 상기 리턴통로(32)의 통로직경은, 그 내부를 강철구(16)가 이동할 수 있는 직경으로 설정된다.
상기 제1통로부(36)는 상기 변위너트(14)에 형성된 상기 제2나사홈(26)과 비슷하게 대략 나선형상으로 형성된다. 상기 제1 및 제2리턴부재(18, 20)가 상기 변위너트(14)의 장착부(24a, 24b)에 장착되었을 때, 상기 제1통로부(36)의 단부가 장착부(24a, 24b)까지 각각 연재한 제2나사홈(26)의 단부에 접속된다.
이에 의해, 상기 제1통로부(36)를 포함하는 리턴통로(32)가, 상기 변위너트(14)에서의 제2나사홈(26)과 함께 전동홈을 구성하고, 상기 강철구(16)가 상기 제1통로부(36)에 의해 리턴통로(32)와 제2나사홈(26)의 사이를 이동할 수 있다.
상기 제2통로부(38)는, 개구한 단부로부터 본체부(28a, 28b)의 내부까지 연재하고, 상기 제1통로부(36)의 단부와 접속된다. 이에 의해, 상기 제1통로부(36)와 상기 제2통로부(38)가 서로 연통한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 볼나사기구(10)는, 기본적으로는 상술한 바와 같이 구성된다. 이어서, 상기 볼나사기구(10)의 조립에 대하여 설명한다.
먼저, 상기 변위너트(14)의 일단부(14a)측에(화살표 A 방향으로) 상기 제1리턴부재(18)를 장착한다. 상세하게는, 상기 원통부(30a)가 상기 변위너트(14)의 타단부(14b)측이 되도록(화살표 B 방향으로) 상기 제1리턴부재(18)를 배치하고, 상기 원통부(30a)를 상기 변위너트(14)의 외주면에 대하여 접촉시킨다. 한편, 상기 본체 부(28a)가 상기 장착부(24a)에 대하여 설치되서, 상기 돌출부(34)가 상기 변위너트(14)의 내주면에 면한다. 그리고, 상기 본체부(28a)를, 접착제 결합 또는 지지링 등(도시하지 않음)으로 상기 장착부(24a)에 대하여 고정한다.
그 결과, 상기 제1리턴부재(18)의 제1통로부(36)가 상기 변위너트(14)의 내주면에 형성된 제2나사홈(26)의 일단부에 대하여 접속된 상태로 위치한다.
이어서, 상기 변위너트(14)의 내부에 상기 볼나사축(12)을 삽입시킨 후, 복수의 강철구(16)를 상기 제1리턴부재(18)의 제2통로부(38)로부터 상기 리턴통로(32)로 차례로 삽입해간다. 이 결과, 상기 강철구(16)는 상기 리턴통로(32)를 따라서 상기 제1통로부(36)측으로 차례로 이동하고, 상기 제1통로부(36)의 개구부를 통하여 상기 변위너트(14)의 제2나사홈(26)으로 공급될 뿐만 아니라 상기 볼나사축(12)의 제1나사홈(22)으로 공급된다.
또한, 상기 강철구(16)는 상기 제2나사홈(26)과 상기 볼나사축(12)의 제1나사홈(22)에 의해 유지되면서 이들을 따라서 나선형상으로 이동한다. 즉, 복수의 강철구(16)가, 상기 제1 및 제2나사홈(22, 26)에 의해 상기 볼나사축(12)의 외주면과 상기 변위너트(14)의 내주면 사이에 유지된다.
이어서, 상기 제2리턴부재(20)의 리턴통로(32)에 대하여 복수의 강철구(16)를 삽입하고, 상기 제1 및 제2통로부(36,38)에 대하여 도포된 그리스(미도시)를 통해 상기 강철구(16)가 리턴통로(32) 내에 유지된다. 즉, 소정의 점도를 갖는 그리스에 의해 상기 강철구(16)가 상기 리턴통로(32)의 외부로 전락하는 것을 방지한다.
마지막으로, 상기 제2리턴부재(20)의 본체부(28b)를 상기 변위너트(14)의 타단부(14b)에 형성된 장착부(24b)에 배치하고, 상기 원통부(30b)를 상기 변위너트(14)의 외주면에 접촉시키도록 상기 변위너트(14)의 일단부(14a)측을 향해서(화살표 A 방향으로) 배치하며, 또한, 그 단면을 상기 제1리턴부재(18)의 원통부(30a)의 단면에 대하여 접촉시킨다(도 1 및 도 3 참조). 이에 의해, 상기 제1 및 제2리턴부재(18, 20)에서의 원통부(30a, 30b)끼리 서로 접촉하고, 각각의 제2통로부(38)를 통하여 리턴통로(32)끼리 서로 연통한 상태가 된다(도 3 참조). 그 결과, 상기 제1 및 제2리턴부재(18, 20)의 리턴통로(32)과 상기 제1 및 제2나사홈(22, 26)에 의해 상기 강철구(16)의 순환가능한 순환로가 구성되는 것과 동시에, 상기 리턴통로(32)와 상기 제1 및 제2나사홈(22, 26)에 복수의 강철구(16)가 장전된 상태가 된다.
또, 상기 제2리턴부재(20)에서 상기 제1통로부(36)가 상기 변위너트(14)의 내주면에 설치된 제2나사홈(26)의 타단부에 접속된다.
또한, 상기 제2리턴부재(20)는 상기 제1리턴부재(18)와 동일한 방법으로, 상기 장착부(24b)에 대하여 접착제 결합 또는 지지링 등(미도시)에 의해 일체적으로 고정된다.
이어서, 전술한 방법으로 조립된 상기 볼나사기구(10)의 작동 및 효과에 대하여 설명한다. 이하, 이러한 설명은 도시하지 않는 회전구동원(예를 들면, 스테핑모터)이 볼나사기구(10)를 구성하는 볼나사축(12)의 단부에 접속되고, 변위너트(14)를 그 일단부(14a)측(화살표 A 방향)을 향해서 변위시키는 경우와 관련된다.
먼저, 회전구동원이 회전되서, 상기 볼나사축(12)을 회전시키는 것에 의해, 상기 볼나사축(12)의 회전력이, 상기 복수의 강철구(16)에 의해 나사결합된 변위너트(14)로 전달된다, 상기 변위너트(14)가 그 일단부(14a)측으로부터 상기 볼나사축(12)의 축선방향을 따라(화살표 A 방향으로) 변위한다. 도시되지 않은 회전방지수단에 의해 상기 변위너트(14)의 회전방향으로의 변위가 규제되고 있기 때문에, 상기 변위너트(14)가 회전하지 않고 단지 축선방향(화살표 A 방향)을 따라서만 변위한다.
이때, 상기 강철구(16)는 상기 변위너트(14)가 변위하는 동안, 상기 변위너트(14)의 일단부(14a)측에서(화살표 A 방향으로) 제1 및 제2나사홈(22, 26)으로부터 상기 제1리턴부재(18)의 제1통로부(36)로 차례로 이송되고, 미리 상기 리턴통로(32)에 장전된 강철구(16)가 상기 제1통로부(36)로부터 이송된 다른 강철구(16)에 의해 압박되서, 상기 강철구(16)는 상기 리턴통로(32)를 따라서 상기 변위너트(14)의 진행방향(화살표 A 방향)과는 반대방향(화살표 B 방향)으로 이동된다.
또한, 상기 강철구(16)는 상기 제2리턴부재(20)측으로 이동한 후, 상기 제2리턴부재(20)의 제1통로부(36)에 도달하고, 상기 변위너트(14)의 타단부(14b)측에서(화살표 B 방향으로) 상기 제1 및 제2나사홈(22, 26)으로 공급되어 장전된다.
즉, 상기 복수의 강철구(16)는 상기 변위너트(14)의 외주측에 설치된 상기 제1 및 제2리턴부재(18, 20)의 원통부(30a, 30b)를 통하여 순환되고, 다시, 상기 변위너트(14)와 상기 볼나사축(12)의 사이의 영역으로 공급된다.
환언하면, 상기 복수의 강철구(16)는, 상기 제1통로부(36)로부터 상기 제2통 로부(38)를 통해 순환되고, 다시 다른 제1통로부(36)로부터 상기 변위너트(14)와 상기 볼나사축(12) 사이의 영역으로 이송된다.
또, 상기 강철구(16)는 상기 제1리턴부재(18)의 돌출부(34)에 의해 상기 제1 및 제2나사홈(22, 26)으로부터 상기 제1통로부(36)로 원활하고 확실하게 안내되고, 동시에, 상기 강철구(16)는 상기 제2리턴부재(20)의 돌출부(34)에 의해 상기 제1통로부(36)로부터 상기 제1 및 제2나사홈(22, 26)으로 확실하고 원활하게 안내되어 재장전되게 된다.
한편, 전원(도시하지 않음)으로부터 회전구동원에 공급되는 전류의 특성(극성)을 역전시키는 것에 의해, 상기 볼나사축(12)이 반대방향으로 회전해서, 상기 볼나사축(12)의 회전력이 상기 강철구(16)에 의해 상기 볼나사축(12)에 나사결합된 변위너트(14)로 전달된다. 그리고, 따라서 상기 변위너트(14)가 그 타단부(14b)측으로부터 상기 볼나사축(12)의 축선방향(화살표 B 방향)으로 변위한다.
이때, 상기 강철구(16)는 상기 변위너트(14)의 변위작용에 기인한 상기 제1 및 제2나사홈(22, 26)을 따라서 이동하고, 상기 변위너트(14)의 타단부(14b)측에(화살표 B 방향으로) 도달한 후 상기 강철구(16)는 상기 제2리턴부재(20)의 제1통로부(36)로 이송된다.
또, 미리 리턴통로(32)에 장전된 강철구(16)가 상기 제2리턴부재(20)의 제1통로부(36)로부터 이송된 다른 강철구(16)에 의해 압박되서, 상기 강철구(16)는 상기 리턴통로(32)의 제2통로부(38)를 따라서 상기 변위너트(14)의 진행방향(화살표 B 방향)과는 반대방향(화살표 A 방향)으로 이동한다. 또한, 상기 강철구(16)는 상 기 제1리턴부재(18)의 제1통로부(36)에 도달해서, 상기 변위너트(14)의 일단부(14a)측에서(화살표 A 방향으로) 상기 제1 및 제2나사홈(22, 26)으로 공급되어 장전된다.
즉, 상기 변위너트(14)의 진행방향이 되는 단부로부터 배출된 복수의 강철구(16)는, 상기 제1 및 제2리턴부재(18, 20)에서의 리턴통로(32) 내에서 상기 변위너트(14)의 진행방향과는 반대방향으로 이동하고, 상기 진행방향과는 반대측이 되는 상기 변위너트(14)의 단부로부터 상기 변위너트(14)와 상기 볼나사축(12)의 사이의 영역으로 복귀한다.
이와 같이, 상기 볼나사축(12)의 회전작용 하에서 상기 변위너트(14)가 축선방향(화살표 A, B 방향)을 따라서 변위하면, 상기 볼나사축(12)과 상기 변위너트(14) 사이에 유지된 강철구(16)가 상기 변위너트(14)의 외부에 설치된 리턴통로(32)를 통해 연속적으로 순환한다.
이상과 같이, 제1실시예에 따르면, 상기 변위너트(14)의 변위에 따라서 복수의 강철구(16)를 순환시킬 때, 상기 제1 및 제2리턴부재(18, 20)에 설치된 리턴통로(32)를 통해 상기 강철구(16)를 상기 변위너트(14)의 외측에서(반지름 외측 방향으로) 순환가능한 구성이 제공된다. 그 때문에, 상기 강철구(16)를 순환시키기 위한 통로(볼 리턴통로)를 너트부재에 설치한 종래의 볼나사기구와 비교하여, 상기 변위너트(14)의 반지름 방향의 치수를 억제할 수가 있다. 그 결과, 상기 변위너트(14)를 그 반지름 방향으로 소형화할 수가 있고, 이에 따라서, 상기 변위너트(14)를 포함하는 볼나사기구(10)를 크기면에서 감소시킬 수 있다.
상세하게는, 상기 볼나사기구(10)는 상기 제1 및 제2리턴부재(18, 20)의 원통부(30a, 30b)가 상기 변위너트(14)의 외주측에 형성되어 있기 때문에, 상기 원통부(30a, 30b)를 가진 영역에서는, 상기 볼나사기구(10)의 반지름의 치수가 종래의 볼나사기구와 대략 같다. 그러나, 상기 원통부(30a, 30b)가 설치된 영역 이외에서는 상기 변위너트(14)의 반지름 치수가 종래의 볼나사기구보다 작아진다. 그 때문에, 전체 둘레에 걸쳐서 반지름 외측 방향으로 확경한 너트부재를 가진 종래의 볼나사기구와 비교하여, 상기 볼나사기구(10) 반지름 방향으로의 크기면에서 소형화를 꾀할 수가 있다.
또한, 단순한 작업에 의해, 상기 제1 및 제2리턴부재(18, 20)가 상기 변위너트(14)의 일단부(14a) 및 타단부(14b)에 설치되서, 상기 강철구(16)가 상기 제1 및 제2리턴부재(18, 20)에 설치된 상기 리턴통로(32)를 통해 순환되는 것에 의해 볼순환통로를 구성하는 구조가 제공될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2리턴부재(18, 20)는 예를 들면 수지재료 등으로 성형된 성형부품으로 제작되기 때문에, 상기 리턴통로(32)를 제조하는 공정단계가 불필요하고, 따라서 상기 볼나사기구(10)가 쉽게 형성될 수 있다. 이 결과, 상기 제1 및 제2리턴부재(18, 20)을 포함하는 상기 볼나사기구(10)의 제조성이 형성되고, 동시에 제조비용의 감소가 가능하다.
또, 상기 제1 및 제2리턴부재(18, 20)가 같은 형상이기 때문에 부품의 공용화를 꾀할 수가 있게 되고, 상기 제1 및 제2리턴부재를 각각 별개의 형상으로 한 경우와 비교하여, 제조비용이 삭감될 수 있다.
또한, 상기 볼나사기구(10)는 상기 제1 및 제2나사홈(22, 26)에서의 나사홈 (나사산)의 간격이 작은 리드인 경우 뿐 아니라 상기 나사홈의 간격이 큰 리드인 경우에도 상기 볼나사기구(10)를 사용할 수가 있기 때문에, 상기 볼나사기구(10)의 사용조건에 제약이 없고, 상기 기구는 여러가지 용도로 사용할 수가 있다.
이어서, 본 발명의 제2실시예에 따른 볼나사기구(100)는 도 7 내지 도 9에 도시된다. 제1실시예에 따른 상기 볼나사기구(10)와 동일한 상기 볼나사기구(100)의 구성은 동일한 참조번호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
제2실시예에 따른 볼나사기구(100)는, 리턴부재(102)가 3개의 구성, 즉, 한쌍의 기저부재(104, 106) 및 일방의 기저부재(104)와 타방의 기저부재(106)에 접속된 원통부재(108)를 포함한다는 점에서 제1실시예의 볼나사기구(10)와 다르다.
도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 리턴부재(102)는, 예를들면, 수지제 재료로 형성된다. 상기 기저부재(104, 106)는 변위너트(14)의 장착부(24a, 24b)에 각각 장착된다. 원통부재(108)의 양단부는 상기 기저부재(104, 106)의 단부면에 각각 형성된 오목부(110a, 110b)에 고정된다.
상기 변위너트(14)에 형성된 장착부(24a, 24b)의 형상에 따라 블록형상으로 형성된 상기 기저부재(104, 106)는 상기 장착부(24a, 24b)를 커버한다.
상기 기저부재(104, 106)에서, 상기 볼나사축(12)에 면하는 내벽면이 상기 변위너트(14)의 내주면과 동일한 반경을 갖는 단면이 아치형상으로 형성된다. 상기 기저부재(104, 106)의 내벽면에는 리턴통로(32)의 일부가 각각 개구하고 있다.
상기 원통부재(108)는 그 축선방향에 따라 소정의 길이를 갖는 관형상의 바디이다. 상기 원통부재(108)의 내부에는, 상기 변위너트(14)와 상기 볼나사축(12) 사이에 상기 강철구(16)가 순환하도록 연통로(112)가 설치된다. 상기 원통부재(108)는 상기 기저부재(104, 106)의 리턴통로(32)와 상기 연통로(112)사이의 연통을 위하여 일방의 기저부재(104)와 타방의 기저부재(106) 사이에 접속된다. 상기 강철구(16)는, 예를 들면, 상기 타방의 기저부재(104)로부터 타방의 기저부재(106)까지 상기 원통부재(108)를 통하여 순환된다.
앞서 말한대로, 제2실시예에서, 상기 리턴부재(102)는 한쌍의 기저부재(104, 106)와, 일방의 기저부재(104)와 타방의 기저부재(106)에 접속하는 원통부재(108)로 구성된다. 따라서, 예를 들면, 상기 볼나사축(12)에 대하여 상기 변위너트(14)의 나사산의 수가 변할 때에도, 적절한 길이를 갖는 상기 원통부재(108)와 다른 원통부재를 대체하는 것에 의해, 길이방향으로 상기 변위너트(14)의 길이변화에 확실하고 쉽게 대응할 수 있다.
또, 상기 리턴부재(102)에서, 상기 원통부재(108)는 상기 기저부재(104, 106)로부터 분리할 수 있다. 따라서, 길이방향으로 상기 변위너트(14)의 길이가 변할 때에도, 상기 원통부재(108)의 길이를 조정하는 것을 통해, 상기 변화에 쉽게 대응할 수 있다. 상기 변위너트(14)의 복수의 형태에서 분리된 리턴부재를 배치하는 것이 불필요하기 때문에, 생산비가 절감될 수 있다.
본 발명에 있어서의 볼나사기구는, 상술한 실시예로 한정되지 않으며 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 한, 여러가지 구성 및 변형을 채용할 수 있는 것은 물론이다.
도 1은, 본 발명의 제1실시예에 따른 볼나사기구의 외관사시도이다.
도 2는, 도 1에 도시된 볼나사기구의 일부 절개 분해사시도이다.
도 3은, 도 1에 도시된 볼나사기구의 축선방향을 따른 길이방향 단면도이다.
도 4는, 도 1에 도시된 볼나사기구의 평면도이다.
도 5는, 도 1의 V-V선을 따른 단면도이다.
도 6은, 볼나사기구의 부분을 구성하는 제1 및 제2리턴부재의 단체사시도이다.
도 7은, 본 발명의 제2실시예에 따른 볼나사기구의 외관사시도이다.
도 8은, 도 7에 도시된 볼나사기구의 일부 절개 분해사시도이다.
도 9는, 도 7에 도시된 볼나사기구의 축선방향을 따른 길이방향 단면도이다.

Claims (10)

  1. 그 외주면에 각설된 제1볼나사홈(22)을 가지는 볼나사축(12);
    그 내주면에 제2볼나사홈(26)을 가진 통형상으로 형성되고, 상기 볼나사축(12)의 외주측에 설치되어, 상기 제2볼나사홈(26)과 상기 제1볼나사홈(22)의 사이에 장전되는 볼(16)에 의해 상기 볼나사축(12)에 대하여 나사결합되는 너트부재(14); 및
    상기 너트부재(14)의 축선방향을 따라 그 양단부(14a, 14b)에 각각 결합되고, 상기 너트부재(14)의 외부에 설치된 순환통로(32)를 통하여 상기 볼(16)을 상기 너트부재(14)의 변위방향의 일단부(14a)측으로부터 그 타단부(14b)측으로 순환시키는 순환부재(18, 20, 102)를 포함하고,
    상기 순환부재(18, 20, 102)는, 상기 너트부재(14)에 장착되는 본체부(28a, 28b, 104, 106)와, 상기 본체부(28a, 28b, 104, 106)에 결합되는 원통부(30a, 30b, 108)를 포함하는 것을 특징으로 하는 볼나사기구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 순환통로(32)는, 상기 본체부(28a, 28b) 및 상기 원통부(30a, 30b)의 내부에 형성되고, 상기 순환통로(32)의 양단부가 각각 상기 제2볼나사홈(26)에 연결되는 것을 특징으로 하는 볼나사기구.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 순환부재(18, 20, 102)는, 상기 너트부재(14)의 일단부(14a) 및 타단부(14b)에서 그 외주면이 절단된 장착부(24a, 24b)에 각각 설치되는 한쌍의 순환부재(18, 20)를 포함하고, 상기 순환부재(18, 20, 102)는 상기 너트부재(14)의 내부에 삽입 관통된 상기 볼나사축(12)의 외주측을 덮는 것을 특징으로 하는 볼나사기구.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 순환통로(32)는, 상기 본체부(28a, 28b)에 설치되고, 상기 제2볼나사홈(26)의 단부에 연결되는 제1통로(36); 및
    상기 원통부(30a, 30b)에 형성되고, 상기 원통부(30a, 30b)의 축선방향을 따라서 연재하는 제2통로(38)를 포함하는 것을 특징으로 하는 볼나사기구.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1통로(36)와 상기 제2통로(38)가 대략 직교하도록 연결되고, 일방의순환부재(18)의 원통부(30a)와, 타방의 순환부재(20)의 원통부(30b)가 서로 연결되서, 상기 제2통로(38)가 연통하는 것을 특징으로 하는 볼나사기구.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 본체부(28a, 28b, 104, 106)에서, 상기 볼나사축(12)에 면하는 내부벽 면이 상기 너트부재(14)의 내주면과 동일한 곡률반경의 아치형으로 형성되는 것을 특징으로하는 볼나사기구.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 순환통로(32)에 면하는 내벽면에 대하여 외측으로 돌출한 돌출부(34)가 상기 본체부(28a, 28b, 104, 106)의 내벽면에 배치되고, 상기 돌출부(34)는 상기 순환통로(32)와 평행하게 배치되며, 상기 순환통로(32)와 면하는 내부면은 상기 순환통로(32)에 연결되고 단면이 반원형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 볼나사기구.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 볼(16)이 상기 순환통로(32)로부터 상기 제2볼나사홈(26)으로 이동하고, 상기 볼(16)이 상기 제2볼나사홈(26)으로부터 상기 순환통로(32)로 더 이동하면, 상기 볼이 상기 돌출부(34)에 의해 안내되는 것을 특징으로 하는 볼나사기구.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제1통로(36)는 나선형으로 형성되어 상기 제2볼나사홈(26)의 단부에 연결되서, 상기 제2볼나사홈(26)과 함께 전동홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 볼나사기구.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 순환부재(102)에서, 상기 원통부(108)가 상기 본체부(104, 106)에 분리가능하게 연결된 것을 특징으로 하는 볼나사기구.
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