KR20140033508A

KR20140033508A - 볼 나사 및 그 조립방법

Info

Publication number: KR20140033508A
Application number: KR1020147003299A
Authority: KR
Inventors: 마사시 신도; 준지 미나쿠치
Original assignee: 닛본 세이고 가부시끼가이샤
Priority date: 2011-08-17
Filing date: 2012-08-01
Publication date: 2014-03-18
Also published as: EP2746619B1; CN103732950B; JP5733403B2; JPWO2013024575A1; EP2746619A1; KR101500912B1; DE12823424T1; CN103732950A; US9133921B2; EP2746619A4; WO2013024575A1; US20140157927A1

Abstract

하나의 나사축상에 복수 개의 너트가 연결돼 장착되어 그 복수 개의 너트의 축방향에 마련된 관통구멍에 냉매를 통하여 너트를 냉각하는 볼 나사에 있어서, 복수 개의 너트 상호를 연결시키는 경우의 작업성 및 냉매의 밀봉성을 향상시킨다. 이 볼 나사(1)는, 인접되는 너트(21, 22)의 관통구멍(3)의 대향측 단면에 각각 형성된 카운터보어(4, 5)와, 이것에 삽입되는 환형상의 밀봉부재(6)를 가지고, 카운터보어(4, 5)는, 한쪽의 카운터보어의 깊이(D2)가 밀봉부재(6)의 길이보다도 깊고(D2＞L), 다른 한쪽의 깊이(D1)가 밀봉부재(6)의 길이보다 얕게(D1＜L) 형성되는 동시에, 인접되는 너트(21, 22)의 카운터보어(4, 5) 상호의 둘레방향 위치가, 소망한 예압이 걸리는 위치에서 대향하도록 형성되어 있다.

Description

볼 나사 및 그 조립방법{BALL SCREW AND ASSEMBLY METHOD THEREFOR}

본 발명은, 볼 나사에 관한 것으로, 특히, 하나의 나사축상에 복수 개의 너트가 연결돼 장착되어, 이들 너트의 축방향에 마련된 관통구멍에 냉매를 통하여 이들 너트를 냉각하는 볼 나사에 관한 것이다.

종래부터, 나사축과, 이 나사축에 나합하여 상대 회전 가능한 너트를 가지는 볼 나사에서는, 상대 회전시에 점접촉 또는 면접촉이 일어난다. 이 때문에, 너트에 냉각수단(열교환기)이 마련되는 일이 있었다.

이러한 냉각수단으로서, 냉매가 순환하는 냉각통로를 너트 내에 배치하여 설치한 볼 나사가 개시되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조). 동 문헌에는, 더블 너트 예압방식을 채용하여 이루어지는 볼 나사에 있어서의 너트 냉각기술이 개시된다. 또한 동 문헌에는, 두 개의 너트 사이에 개장(介裝)되는 스페이서를 가지고, 두 개의 너트의 접합면에 O링을 부착하는 구성이 나타나 있다. 그리고, 두 개의 너트의 축방향에 마련된 관통구멍에 냉각매체를 통하여 이들 너트를 냉각시키고 있다.

일본국 특개 2010－133556호 공보

그렇지만, 동 문헌에 기재된 구성에서는, 조립시 하나의 나사축에 두 개의 너트를 장착한 상태로 너트를 상호 당접시킬 때, 볼 나사의 기구상, 너트 상호의 접합면에 부착하는 O링을 너트를 회전시키면서 찌그려뜨려갈 필요가 있다. 이 때문에, O링이 전단되어 밀봉성을 손상시킬 우려가 있다. 한편, 두 개의 너트를 나사축으로부터 떼어낸 상태로 너트를 상호 당접시키도록 하면 이 문제를 회피할 수 있으나, 작업성이 나빠지기 때문에 조립에 시간이 걸린다.

그래서 본 발명은, 이러한 문제점에 착목하여 이루어진 것으로, 하나의 나사축상에 복수 개의 너트가 연결돼 장착되어, 복수 개의 너트의 축방향에 마련된 관통구멍에 냉매를 통과시켜 너트를 냉각하는 볼 나사에 있어서, 복수 개의 너트를 상호 당접시키는 경우의 작업성 및 냉매의 밀봉성을 향상시킬 수 있는 볼 나사 및 그 조립방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시형태에 따른 볼 나사는, 하나의 나사축상에서 복수 개의 너트를 연결하고 있어, 각 너트의 축방향에 마련된 관통구멍에 냉매를 통하여 각 너트를 냉각하는 볼 나사이다. 이 볼 나사는, 인접되는 너트 상호의 상기 관통구멍의 대향측 단면에 각각 형성된 카운터보어(counterbore)와, 이 카운터보어에 삽입되는 동시에, 인접되는 너트 상호의 카운터보어 내에 위치하도록 외감되는 2개의 O링을 가지는 환형상의 밀봉부재를 구비하고 있다. 그리고, 상기 카운터보어는, 한쪽의 너트에 형성된 카운터보어의 깊이가 상기 밀봉부재의 전체 길이보다도 깊고, 다른 한쪽의 너트에 형성된 카운터보어의 깊이가 상기 밀봉부재의 전체 길이보다도 얕게 되어 있는 것을 특징으로 한다. 게다가 상기 카운터보어는, 인접되는 너트 상호의 카운터보어 둘레방향의 위치가, 소망하는 예압이 걸리는 위치에서 대향하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시형태에 따른 볼 나사의 조립방법은, 하나의 나사축상에서 복수 개의 너트를 연결하고 있어, 각 너트의 축방향에 마련된 관통구멍에 냉매를 통과시켜 각 너트를 냉각하는 볼 나사를 조립하는 방법이다. 그리고, 이 볼 나사의 조립방법은, 상기 본 발명의 일 실시형태에 따른 볼 나사를 사용하여 복수 개의 너트를 하나의 나사축에 장착한 상태로 하고, 인접되는 너트 중, 상기 한쪽의 너트에 형성된 카운터보어에 상기 밀봉부재 전체를 수용한 상태로 인접되는 다른 한쪽의 너트에 당접시키는 공정과, 그 후에, 인접하는 너트의 관통구멍끼리의 카운터보어를 대향시킨 상태에서, 상기 한쪽의 너트에 형성된 카운터보어의, 상기 너트 상호의 당접측과는 반대측의 관통구멍 단부로부터 상기 밀봉부재를 대향하는 다른 한쪽의 너트의 카운터보어에 밀어넣는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 볼 나사에 의하면, 인접되는 너트 상호의 관통구멍의 대향측 단면에 카운터보어가 각각 형성되어 이들 카운터보어에 삽입되는 동시에, 인접되는 너트 상호의 카운터보어 내에 위치하도록 외감되는 두 개의 O링을 가지는 환형상의 밀봉부재를 구비하고 있고, 카운터보어는 한쪽의 너트에 형성된 카운터보어의 깊이가 밀봉부재의 전체 길이보다도 깊게 되어 있으므로, 이 카운터보어에 밀봉부재 전체를 수용할 수 있다.

그리고, 다른 한쪽의 카운터보어는, 그 카운터보어의 깊이가 밀봉부재의 전체 길이보다도 얕게 되어 있어, 인접되는 너트 상호의 카운터보어의 둘레방향 위치가, 소망한 예압이 걸리는 위치에서 대향하도록 형성되어 있으므로, 두 개의 너트 중, 한쪽의 너트에 형성된 카운터보어에 밀봉부재 전체를 수용한 상태로 너트 상호를 당접시키고, 그 후에, 인접하는 너트의 관통구멍끼리의 카운터보어를 대향시킨 상태에서, 한쪽의 너트에 형성된 카운터보어의, 너트 상호의 당접측과는 반대측의 관통구멍 단부로부터 밀봉부재를 대향하는 다른 한쪽의 너트의 카운터보어에 밀어넣을 수 있다.

이때, 다른 한쪽의 카운터보어는, 그 카운터보어의 깊이가 밀봉부재의 전체 길이보다도 얕게 되어 있기 때문에, 맞닿는 위치까지 밀어넣음으로써, 인접되는 너트 상호를 연결하도록 위치시킬 수 있다. 그 때문에, O링이 전단되어 밀봉성을 손상시킬 우려도 없고, 인접되는 너트를 나사축에 장착한 상태에서 너트 상호를 당접시키는 경우의 작업성이 좋다. 또한, 각 너트를 나사축으로부터 떼어내는 일 없이, 복수 개의 너트끼리의 사이에서의 냉매를 확실하게 밀봉할 수 있다. 따라서, 인접되는 너트를 나사축에 장착한 상태에서 너트 상호를 당접시키는 경우의 냉매의 밀봉성도 좋다.

또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 나사의 조립방법은, 상기 본 발명의 일 실시형태에 따른 볼 나사를 사용하여 복수 개의 너트를 하나의 나사축에 장착한 상태로 하고, 인접되는 너트 중, 한쪽의 너트에 형성된 카운터보어에 밀봉부재 전체를 수용한 상태에서 인접되는 다른 한쪽의 너트에 당접시키는 공정과, 그 후에, 인접하는 너트의 관통구멍끼리의 카운터보어를 대향시킨 상태에서, 한쪽의 너트에 형성된 카운터보어의, 너트 상호의 당접측과는 반대측의 관통구멍 단부로부터 밀봉부재를 대향하는 다른 한쪽의 너트의 카운터보어에 밀어넣는 공정을 포함하므로, 위에서 설명한 바와 같이, 각 너트를 나사축으로부터 떼어내는 일 없이, O링이 전단되어 밀봉성을 손상시킬 우려도 없고, 복수 개의 너트끼리의 사이에서의 냉매를 확실하게 밀봉할 수 있어 복수 개의 너트를 나사축에 장착한 상태에서 너트 상호를 당접시키는 경우의 작업성 및 냉매의 밀봉성이 좋다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 볼 나사의 실시형태를 설명하는 도면으로서, 동 도면은 축선을 포함하는 단면을 나타내고 있다.
도 2는 도 1의 볼 나사의 조립방법(본 발명의 일 실시형태에 따른 볼 나사의 조립방법의 일 실시형태(이하 같음))을 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1의 볼 나사의 조립방법을 설명하는 도면이다.
도 4는 도 1의 볼 나사의 조립방법을 설명하는 도면이다.
도 5는 도 1에 나타내는 볼 나사의 변형 예를 설명하는 도면으로서, 동 도면은, 주요부를 확대하여 나타내고 있다.
도 6은 도 5의 변형 예의 볼 나사의 조립방법을 설명하는 도면이다.
도 7은 도 5의 변형 예의 볼 나사의 조립방법을 설명하는 도면이다.
도 8은 도 5의 변형 예의 볼 나사의 조립방법을 설명하는 도면이다.
도 9는 다른 실시형태를 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 한 실시형태에 따른 볼 나사에 사용되는 스페이서의 일 실시형태를 설명하는 도면으로서, 동 도면 (a)는 그 정면도, (b)는 측면도이다.
도 11은 도 10에 나타내는 스페이서의 다른 예(제1 변형예)를 설명하는 도면으로서, 동 도면 (a)는 그 정면도, (b)는 측면도이다.
도 12는 도 10에 나타내는 스페이서의 다른 예(제2 변형예)를 설명하는 도면으로서, 동 도면(a)은 그 정면도, (b)는 측면도이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 대하여, 도면을 적절히 참조하면서 설명한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 볼 나사(1)는 더블 너트 예압방식을 채용하고 있다. 이 볼 나사(1)는, 하나의 나사축(10)과, 이 나사축(10)에 대하여 복수 개의 전동체(30)를 개재시켜 나합하는 제1 너트(21) 및 제2 너트(22)를 가진다. 제1 너트(21)의 일단에는 원환형상의 플랜지(20)가 형성되어 있다.

제1 너트(21) 및 제2 너트(22)는, 나사축(10)의 외경보다도 큰 내경으로 통 형상으로 형성되어 있다. 각 너트(21, 22)의 내주면에는, 나사축(10)의 외주면에 나선형상으로 형성된 나사홈(10a)에 대향하도록 나사홈(20a)이 형성되어 있다. 나사홈(10a)과 나사홈(20a)에 의해 형성된 전동로(轉動路, 2)에 있어서 복수 개의 전동체(30)는 전동 가능하게 되어 있다.

제1 너트(21)와 제2 너트(22)와의 사이에는, 너트 상호의 상대 회전을 저지하는 스페이서(40)가 개장되어 있다. 이 스페이서(40)는, 제1 너트(21) 및 제2 너트(22)의 내경과 거의 동일한 내경을 가지는 원환(圓環)형상(단, 2분할 구조(도 10 참조))를 이루고 있다. 이 스페이서(40)가 너트(21, 22)의 사이에 개장됨으로써, 제1 너트(21) 및 제2 너트(22)의 각각의 나사홈(20a)과, 볼 나사(10)의 나사홈(10a)과의 사이에 장착되는 복수 개의 전동체(30)에 예압이 부여된다.

각 너트(21, 22)에는, 축방향으로 관통하는 관통구멍(3)이 둘레방향 상하의 각각 2개소에 등배로 형성되어 있다. 제1 너트(21)의 플랜지(20)에는, 2개소의 관통구멍(3)에 각각 연통하는 세로구멍으로서의 연통구멍(7)이 상하의 각각 2개소에 등배로 형성되어 있다. 게다가 제2 너트(22)의 2개소의 관통구멍(3)의 측면에는, 연결 니플(8)이 각각 장착되어 있다. 그리고, 연결 니플(8) 상호가 하나의 연결 파이프(9)에 의해 서로 접속되어, 각 너트(21, 22)의 관통구멍(3)이 전체로서 환형상으로 연통되어 하나의 환형상 유로를 구성하고 있다. 그리고, 2 개소의 관통구멍(3) 내에서 냉매를 순환시키기 위한 순환장치(도시하지 않음)가 세로구멍으로서의 연통구멍(7)을 개재시켜 접속되어, 관통구멍(3)이 냉매의 통로로서 사용된다. 이 순환장치 및 관통구멍(3) 및 세로구멍으로서의 연통구멍(7)이 냉각수단(50)을 구성하고, 관통구멍(3)을 포함하는 환형상 유로 내를 냉매가 순환함으로써 각 너트(21, 22)가 냉각된다.

여기서, 이 볼 나사(1)는, 두 개의 너트(21, 22)의 각 관통구멍(3)에 대하여, 너트(21, 22)의 대향측의 단면에 각각 카운터보어(4, 5)가 같은 축에 형성되어 있다. 그리고, 이 볼 나사(1)는, 이 카운터보어(4, 5)에 삽입되는 원환형상(중공 원통형상)의 밀봉부재(6)를 가지고 있다. 이 밀봉부재(6)의 외경은, 카운터보어(4, 5)의 내경보다 아주 조금 작다. 바람직하게는, 지름방향의 대향 극간은 0.2 mm정도가 좋다. 게다가 이 밀봉부재(6)에는, 좌우의 단부에 원환형상의 홈부(6m)가 각각 형성되어 있다. 각 홈부(6m)에는, 각 너트(21, 22)의 카운터보어(4, 5) 내에 각각 위치하도록 마련된 2개의 O링(60)이 외측으로부터 끼워넣어져 있다. 두 개의 너트(21, 22)의 대향되는 카운터보어(4, 5) 상호의 둘레방향의 위치는, 스페이서(40)가 개재되었을 때에, 소망한 예압이 걸리는 위치에서 대향하도록 형성되어 있다.

여기서, 개장되는 스페이서(40)에 있어서도, 인접되는 너트(21, 22) 상호의 카운터보어(4, 5)의 둘레방향 위치가, 소망한 예압이 걸리는 위치에서 대향하는 위치에서 카운터보어와 같은 지름인 관통구멍(40h)이 축방향을 따라 같은 축에 위치하도록 형성되어 있다.

상세하게는, 스페이서(40)는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 원환형상 부재를 2분할하여 이루어지는 한 쌍의 분할 스페이서(41, 42)로 구성되어 있다. 각 분할 스페이서(41, 42)는, 외주면의 중앙에 키홈(40k)을 각각 가진다. 같은 형상의 키홈이, 너트(21, 22)의 외주면의 대응하는 위치에도 형성되어 있다(도시하지 않음). 이로써, 조립시에는, 너트(21, 22)와 스페이서(40) 상호의 키홈에 키부재를 질러 걸침으로써, 너트(21, 22)에 대한 스페이서(40)의 회전이 방지된다. 여기서, 관통구멍(40h)(이 예에서는 2개소)이 형성되는 둘레방향의 위치는, 키홈(40k) 및 분할부(40b) 사이의 위치로 되어 있다. 도 10에 나타내는 예에서는, 각 관통구멍(40h)은, 키홈(40k)과 분할부(40b)와의 중앙(둘레방향으로부터 거의 등거리가 되는 위치)에 형성되어 있다. 이러한 위치에 관통구멍(40h)을 형성하면, 각 분할 스페이서(41, 42)에 두께가 얇은 부분이 형성되는 것을 방지하는데 있어서 매우 적합하다.

그리고, 도 1로 되돌아와, 한쪽의 너트인 제2 너트(22)의 카운터보어(5)는, 그 카운터보어의 깊이 D2가 밀봉부재(6)의 전체 길이 L보다도 깊게(D2＞L) 되어 있다. 이것으로, 밀봉부재(6) 전체를 카운터보어(5) 내에 수용할 수 있도록 되어 있다. 이에 대하여, 다른 한쪽의 너트인 제1 너트(21)에 형성된 카운터보어(4)는, 그 카운터보어의 깊이 D1가 밀봉부재(6)의 전체 길이 L보다도 얕게(D1＜L) 되어 있다. 이로써, 밀봉부재(6)를 카운터보어(4)의 안쪽에 맞닿는 위치까지 삽입한 경우에도, 밀봉부재(6)의 단부가 제2 너트(22) 측으로 돌출된 위치가 되도록 되어 있다.

다음으로, 이 볼 나사(1)의 조립방법에 대하여 설명한다.

이 볼 나사의 조립방법은, 상기 볼 나사(1)를 사용하고 도 2에 나타내는 바와 같이, 각 너트(21, 22)를 나사축(10)에 장착한 상태에서 두 개의 너트(21, 22)를 당접시키는 조립방법이다. 그 순서는, 우선, 도 2 ~ 도 3에 나타내는 바와 같이, 두 개의 너트(21, 22) 중, 제2 너트(22)에 형성된 카운터보어(5)에 밀봉부재(6) 전체를 수용한다. 이어서, 그 상태에서 두 개의 너트를 대향시키는 동시에 스페이서(40)를 개장하면서, 어느 한 너트를 회전시킴으로써, 도 4에 나타내는 바와 같이 두 개의 너트(21, 22) 상호를 당접시킨다.

그 후에, 도 4에 나타내는 바와 같이, 인접하는 너트(21, 22)의 관통구멍(3)끼리의 카운터보어(4, 5)를 대향시킨 상태에서, 제2 너트(22)에 형성된 카운터보어(5)의, 너트(21, 22) 상호의 당접측과는 반대측의 단부로부터 밀봉부재(6)를 대향하는 제1 너트(21)의 카운터보어(4)의 저부에 맞닿을 때까지 밀어넣는다. 이때, 동 도면에 나타내는 바와 같이, 관통구멍(3)에 삽입 가능하고 밀봉부재(6)의 단부를 누를(동 도면의 부호 F) 수 있는 외경에 형성된 환봉(丸棒)(푸싱지그; pushing jig)(70)을 사용하면, 밀봉부재(6)를 대향하는 제1 너트(21)의 카운터보어(4)에 밀어넣는 작업을 용이하게 행할 수 있다. 이로써, 제1 너트(21)의 카운터보어(4) 저부에 맞닿을 때까지 밀어 넣어진 밀봉부재(6)는, 인접하는 너트(21, 22) 상호를 연결하도록 위치하고, 그 위치가 2개의 O링(60)의 탄성에 의해 유지된다.

다음으로, 이 볼 나사 및 볼 나사의 조립방법의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.

이 볼 나사(1)에 의하면, 인접되는 너트(21, 22) 상호의 관통구멍(3)의 대향측 단면에 카운터보어(4, 5)가 각각 형성되어, 이들 카운터보어(4, 5)에 삽입되는 동시에 인접되는 너트(21, 22) 상호의 카운터보어(4, 5) 내에 위치하도록 2개의 O링(60)이 외감된 환상의 밀봉부재(6)를 가지고 있고, 카운터보어(4, 5)는, 한쪽의 제2 너트(22)에 형성된 카운터보어의 깊이 D2가 밀봉부재(6)의 전체 길이 L보다도 깊게(D2＞L) 되어 있으므로, 밀봉부재(6) 전체를 수용할 수 있다.

그리고, 인접되는 너트(21, 22) 상호의 카운터보어(4, 5)의 둘레방향 위치가, 소망한 예압이 걸리는 위치에서 대향하도록 형성되어 있으므로, 두 개의 너트(21, 22) 중, 한쪽의 제2 너트(22)에 형성된 카운터보어(5)에 밀봉부재(6) 전체를 수용한 상태에서 너트(21, 22) 상호를 당접시키는 것으로, 소망한 예압을 부여한 위치에 두 개의 너트(21, 22)를 위치시킬 수 있다.

그리고, 카운터보어(4, 5)는, 관통구멍(3)의 단부에 형성되어 있으므로, 인접하는 너트(21, 22)의 관통구멍(3)끼리의 카운터보어(4, 5)를 대향시킨 상태에서, 한쪽의 제2 너트(22)에 형성된 카운터보어(5)의, 너트(21, 22) 상호의 당접측과는 반대측의 관통구멍(3) 단부로부터 밀봉부재(6)를 대향하는 다른 한쪽의 제1 너트(21)의 카운터보어(4)에 밀어넣을 수 있다. 그 때문에, 인접되는 너트(21, 22)를 나사축(10)에 장착한 상태에서 너트(21, 22) 상호를 당접시키는 경우의 작업성이 좋다. 또한, O링이 전단되어 밀봉성을 손상시킬 우려도 없다. 또한, 밀봉부재(6)의 위치는, 2개의 O링(60)에 의해 유지할 수 있다. 그리고, 각 너트(21, 22)를 나사축(10)으로부터 떼어내는 일 없이, 복수 개의 너트(21, 22)끼리의 사이에서의 냉매를 확실하게 밀봉할 수 있다.

또한, 이 볼 나사(1)의 조립방법은, 상기 볼 나사(1)를 사용하고 복수 개의 너트(21, 22)를 하나의 나사축(10)에 장착한 상태로 하고, 인접되는 너트(21, 22) 중, 한쪽의 제2 너트(22)에 형성된 카운터보어(5)에 밀봉부재(6) 전체를 수용한 상태에서 인접되는 다른 한쪽의 제1 너트(21)에 당접시켜, 그 후에, 인접하는 너트(21, 22)의 관통구멍(3)끼리의 카운터보어(4, 5)를 대향시킨 상태에서, 한쪽의 제2 너트(22)에 형성된 카운터보어(5)의, 너트(21, 22) 상호의 당접측과는 반대측의 관통구멍(3) 단부로부터 밀봉부재(6)를 대향하는 다른 한쪽의 제1 너트(21)의 카운터보어(4)에 밀어넣고 있다. 그 때문에, 위에서 설명한 바와 같이, 각 너트(21, 22)를 나사축(10)으로부터 떼어내는 일 없이, O링이 전단되어 밀봉성을 손상시킬 우려도 없다. 그리고, 복수 개의 너트(21, 22)끼리의 사이에서의 냉매를 확실하게 밀봉할 수 있다. 또한, 복수 개의 너트(21, 22)를 나사축(10)에 장착한 상태로 너트(21, 22) 상호를 당접시키는 경우의 작업성 및 냉매의 밀봉성이 좋다.

그리고 본 발명에 따른 볼 나사 및 볼 나사의 조립방법은, 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않으면 여러 가지의 변형이 가능함은 물론이다.

예를 들어 상기 실시형태에서는, 각 너트(21, 22)에는, 축방향으로 관통하는 관통구멍(3)이, 둘레방향 상하의 각각 2개소에 등배로 형성되어 각 너트(21, 22)의 관통구멍(3)이 전체로서 환형상으로 연통됨으로써 하나의 환형상 유로를 구성하는 예로 설명했으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 2개소의 관통구멍(3)에 한정되지 않고, 또한, 관통구멍(3)이 등배로 형성되는 점도 한정되지 않는다.

구체적인 예로서는, 각 너트(21, 22)에, 축방향으로 관통하는 관통구멍(3)을 둘레방향에 각각 4개소 형성하여, 각 너트(21, 22)의 2개소의 관통구멍(3)을 한 조로 하고, 전체로서 환형상에 연통된 두 조의 환형상 유로를 구성해도 된다. 또한, 3개소 이상의 관통구멍(3)을 둘레방향에 각각 형성하고, 이들 관통구멍(3)을 전체적으로 연통시켜 한 조의 환상 유로를 구성해도 좋다.

그리고 복수 개소의 관통구멍(3)은 부등배로 할 수 있다. 이 경우에 있어서, 예를 들어 도 11에 나타내는 스페이서(40)와 같이, 각 관통구멍(3) 및 이것에 대응해 형성되는 관통구멍(40h)의 위치를, 각 너트(21, 22)의 볼 순환튜브의 장착면(도 2에 나타내는 부호(21m, 22m)를 참조)을 피하면서 두께의 얇은 부분이 형성되는 것을 방지하도록 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 도 11에 나타내는 가상선(40m)(볼 순환튜브의 장착면(21m, 22m)에 대응하는 위치)에 대하여, 이 예에서 4개소의 관통구멍(40h) 중 2 개소의 관통구멍(40h)은, 키홈(40k)과 가상선(40m)과의 사이의 위치에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 다른 2 개소의 관통구멍(40h)이, 위에서 설명한 도 10에 나타낸 예와 동일하게 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 2개의 관통구멍(3)을 형성하는 경우에, 그 형성 위치를 도 12에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 분할 스페이서(41, 42) 상호의 분할부(40b)를 이용하고, 각 분할부(40b) 각각에 형성해도 좋다. 이러한 구성이면, 각 분할 스페이서(41, 42)의 두께살 부분(키홈(40k)과 분할부(40b)와의 사이의 부분)에는 관통구멍이 형성되지 않는다. 그 때문에, 각 분할 스페이서(41, 42)에 두께의 얇은 부분이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 더욱이, 이러한 구성이면, 분할 스페이서(41, 42) 상호의 분할부(40b)에 밀봉부재(6)가 삽입된 상태가 된다. 그 때문에, 스페이서(40)의 교환이 용이해진다. 또한, 스페이서(40)의 교환이 용이해지므로, 예압 조정도 용이해진다.

또한, 예를 들어 상기 실시형태에서는, 더블 너트 예압방식의 볼 나사를 예로 설명했으나, 예압품에 한정되지 않고, 하나의 나사축상에 복수 개의 너트가 연결돼 장착되어 그들 너트의 축방향에 마련한 관통구멍에 냉매를 통하여 그들 너트를 냉각하는 볼 나사이면, 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 상기 실시형태에서는, 두 개의 너트를 연결하는 예로 설명했으나, 이에 한정되지 않고, 3 이상의 너트를 서로 연결하는 경우에 있어서도 적용할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 밀봉부재(6)를 카운터보어(4)의 안쪽에 맞닿는 위치까지 삽입하고, 인접하는 너트(21, 22) 상호를 연결하도록 밀봉부재(6)를 위치시켜, 그 위치가 2개의 O링(60)의 탄성에 의해 유지되는 예로 설명했으나, 밀봉부재(6)의 고정 방법도 이에 한정되지 않고, 예를 들어 도 5에 변형 예의 주요부 확대도를 나타내는 바와 같이, 밀봉부재(6)를 나사에 의해 고정하는 구성으로 해도 좋다.

자세하게는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 이 예의 밀봉부재(6)에는, 상기 실시형태의 구성에 더하여, 카운터보어(4)측의 O링(60)에 가까운 위치에, 원환형상의 홈부(6n)가 추가로 형성되어 있다. 그리고, 너트(21)에는 밀봉부재(6)를 카운터보어(4)의 안쪽에 맞닿는 위치로 했을 때에 원환형상의 홈부(6n)에 대향하는 위치에, 관통 형성된 암나사(64), 및, 이 암나사(64)와 같은 축의 카운터보어(66)가 또한 형성되어, 밀봉부재 고정나사(62)를 암나사(64)에 단단히 조여 홈부(6n) 내에 밀봉부재 고정나사(62)의 선단을 삽입함으로써, 축방향의 위치를 규제 가능하게 되어 있다.

이러한 구성을 추가로 가지는 이 변형 예의 볼 나사의 조립방법은, 도 6~도 8에 나타내는 바와 같이, 우선, 두 개의 너트(21, 22) 중, 제2 너트(22)에 형성된 카운터보어(5)에 밀봉부재(6) 전체를 수용하고, 그 상태에서 두 개의 너트를 대향시키는 동시에 스페이서(40)를 개장하면서, 그 중 한 너트를 회전시킴으로써 도 8에 나타내는 바와 같이 두 개의 너트(21, 22) 상호를 당접시킨다.

그 후에, 도 8에 나타내는 바와 같이, 인접하는 너트(21, 22)의 관통구멍(3)끼리의 카운터보어(4, 5)를 대향시킨 상태에서, 제2 너트(22)에 형성된 카운터보어(5)의, 너트(21, 22) 상호의 당접측과는 반대측의 단부로부터 밀봉부재(6)를 대향하는 제1 너트(21)의 카운터보어(4)의 저부에 맞닿을 때까지 밀어넣는다. 이때, 상기 실시형태와 마찬가지로 환봉(푸싱지그)(70)을 사용하면, 밀봉부재(6)를 대향하는 제1 너트(21)의 카운터보어(4)에 밀어넣는 작업을 용이하게 행할 수 있다. 그리고, 그 후, 밀봉부재 고정나사(62)를 암나사(64)에 단단히 조임으로써, 대향 위치에 있는 홈부(6n) 내에 밀봉부재 고정나사(62)의 선단이 삽입되고, 이로써 밀봉부재(6)의 축방향 위치를 규제한다.

상기 실시형태의 구성에 있어서는, 밀봉부재(6)의 위치가 2개의 O링(60)의 탄성만으로 축방향의 위치가 유지되는 것이므로, 제1 너트(21) 측으로부터 제2 너트(22)의 방향을 향하여 냉각통로를 순환할 때, 냉매의 압력에 따라서는 제2 너트(22)의 방향으로 밀봉부재(6)가 어긋날 우려가 있다. 그 때문에, 순환하는 냉매의 압력이 높은 경우에는, 냉매를 흘려보낼 방향을 제2 너트(22) 측으로부터 제1 너트(21) 측을 향해서만 흘려보내야 할 것 같은 제약이 생길 수 있다. 이에 대하여, 상기 변형 예의 구성에 의하면, 암나사(64)나 원환형상의 홈부(6n)의 가공이 추가로 필요하고, 또한 그 조립 공정수도 증가하나, 홈부(6n)에 밀봉부재 고정나사(62) 선단을 걸 수 있으므로, 밀봉부재(6)의 고정 상태가 냉매를 흘려보낼 방향에 의존하는 일이 없다. 따라서, 냉매의 압력이 높고, 냉매를 흘려보낼 방향을 쌍방향으로 하고자 하는 경우에는, 이 변형 예의 구성이 매우 적합하다.

다음으로, 다른 실시형태에 대하여, 도 9를 참조하여 설명한다.

동 도면에 나타내는 바와 같이, 이 실시형태는, 제2 너트(22)의 카운터보어(5)에 의해 형성된 원통공간 내에, 코일 스프링(탄성 부재)(75)을 배치하고 있는 점이 상술한 실시의 형태 및 변형 예와는 다르다. 코일 스프링(75)은, 2개의 카운터보어(4, 5) 내에 수용된 밀봉부재(6)의 단부(동 도면 우측의 단부)를, 제2 너트(22)의 카운터보어(5)측으로부터 제1 너트(21)의 카운터보어(4) 측을 향하여 압압하도록 장착되어 있다.

이 코일 스프링(75)을 배치함으로써, 도 5에 나타낸 원환형상의 홈부(6n), 암나사(64) 및 카운터보어(66)의 가공, 및 밀봉부재 고정나사(62)가 불필요해진다. 또한, 진동이나 냉각액의 압력 등으로 밀봉부재(6)가 움직이는 것이 방지된다. 그 때문에, 코일 스프링(75)을 배치한다고 하는 염가의 구성에 의해, 밀봉을 한층 확실하게 할 수 있다. 또한, 두 개의 너트(21, 22)의 좌우 어느 쪽으로부터라도 냉각액을 흘려보내는 것이 가능해진다.

1: 볼 나사
2: 전동로
3: 관통구멍
4: 카운터보어
5: 카운터보어 (수용 카운터보어)
6: 밀봉부재
7: 연통구멍
8: 연결 니플
9: 연결 파이프
10: 나사축
20: 플랜지
21: 제1 너트
22: 제2 너트
30: 전동체
40: 스페이서
50: 냉각수단
60: O링
62: 밀봉부재 고정나사
64: 암나사
66: 카운터보어
70: 환봉(푸싱지그)
75: 코일 스프링(탄성 부재)

Claims

하나의 나사축상에서 복수 개의 너트를 연결하고 있고, 각 너트의 축방향에 마련한 관통구멍에 냉매를 통하여 각 너트를 냉각하는 볼 나사에 있어서,
인접되는 너트 상호의 상기 관통구멍의 대향측 단면에 각각 형성된 카운터보어와, 이 카운터보어에 삽입되는 동시에 인접되는 너트 상호의 카운터보어 내에 위치하도록 외감되는 2개의 O링을 가지는 환형상의 밀봉부재를 구비하고,
상기 카운터보어는, 한쪽의 너트에 형성된 카운터보어의 깊이가 상기 밀봉부재의 전체 길이보다도 깊고, 다른 한쪽의 너트에 형성된 카운터보어의 깊이가 상기 밀봉부재의 전체 길이보다도 얕게 되어 있고 게다가 인접되는 너트 상호의 카운터보어의 둘레방향 위치가, 소망한 예압이 걸리는 위치에서 대향하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 볼 나사.
하나의 나사축상에서 복수 개의 너트를 연결하고 있고, 각 너트의 축방향에 마련한 관통구멍에 냉매를 통하여 각 너트를 냉각하는 볼 나사를 조립하는 방법으로서,
제 1항에 기재된 볼 나사를 사용하고 복수 개의 너트를 하나의 나사축에 장착한 상태로 하고, 인접되는 너트 중, 상기 한쪽의 너트에 형성된 카운터보어에 상기 밀봉부재 전체를 수용한 상태에서 인접되는 다른 한쪽의 너트에 당접시키는 공정과, 그 후에, 인접하는 너트의 관통구멍끼리의 카운터보어를 대향시킨 상태에서 상기 한쪽의 너트에 형성된 카운터보어의, 상기 너트 상호의 당접측과는 반대측의 관통구멍 단부로부터 상기 밀봉부재를 대향하는 다른 한쪽의 너트의 카운터보어에 밀어넣는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 나사의 조립방법.