KR20140105952A - 너트 스크류 이송장치 - Google Patents

너트 스크류 이송장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 너트 스크류 이송장치에 관한 것이다. 종래의 너트 스크류 이송장치는 너트에 마련된 치열이 서로 동일한 패턴의 피치를 갖고 마련되어, 스크류의 입력 회전량이 일정한 경우, 너트가 동일한 양의 스트로크만을 출력하여 출력 스트로크를 다양하게 변화시키기 어려운 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 너트의 내주면에 스크류에 장착된 베어링 또는 볼의 개수와 동일 수의 치형을 가변 피치를 두고 마련하여, 스크류에 동일한 회전량이 입력되더라도, 너트의 출력 스트로크를 작업자가 필요로 하는 양만큼 다양하게 변화시킬 수 있게 하고, 스크류에 복수개의 베어링 또는 볼을 상호 간에 동일한 각도를 두고 이격 배치시키고 각각의 베어링 또는 볼이 각각 대응하는 너트의 치열에만 치합되어 회전하도록 구성하여, 베어링 또는 볼이 단차 없이 위상차만 가지고 스크류에 장착되므로, 가공의 편의성을 증대시킬 수 있고, 정밀도를 향상 시킬 수 있게 된다.

Description

너트 스크류 이송장치{Nut screw conveying device}
본 발명은 너트 스크류 이송장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가변 피치 너트를 이용하여 출력 스트로크를 자유로이 변경할 수 있는 너트 스크류 이송장치에 관한 것이다.
일반적으로, 너트 스크류 이송장치는 회전력을 직선 운동으로 변화시키기 위해 너트와 스크류를 이용한다. 너트 스크류 이송장치는 너트 또는 스크류를 회전시켜, 상호간에 치합하는 기어열을 따라 직선운동하여 동력을 전달하게 된다.
너트의 내주면에는 나선형의 내주홈이 형성되고, 스크류의 외부에는 너트와 서로 마주할 수 있도록 배치되는 나선형의 외주홈이 형성된다. 스크류와 너트 사이에는 볼 또는 베어링이 마련되어 회부의 회전력이 스크류에 전달되어 이를 회전시킬 때 그 내부의 볼 또는 베어링이 너트의 내주홈과 스크류의 외주홈을 따라 구름운동을 하여 너트가 직선운동을 하게 된다.
이러한 너트 스크류 이송장치의 너트는 일반적으로 단일 피치를 갖도록 구성되어, 회전력을 직선운동으로 변환 시 스크류의 입력 회전량과 너트의 출력 스트로크가 전구간에서 동일한 패턴을 가지도록 마련된다.
따라서 이러한 종래의 너트 스크류 이송장치는 스크류의 입력 회전량과 너트의 출력 스트로크가 전 구간에 걸쳐 항상 일정한 관계를 가지고 작동하므로, 일정구간에서 스크류의 입력 회전량에 대응하는 너트의 출력 스트로크가 가변적인 이동을 필요로 하는 장치에는 사용 될 수 없는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허 특1998-061380호 (1998. 10. 7. 공개)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 스크류에 마련된 베어링 또는 볼의 개수와 동일한 수의 가변 피치 치형을 너트의 내주면에 마련하여, 스크류의 입력 회전량이 동일한 경우에도, 너트에 가공된 가변 피치의 패턴을 통해 너트의 출력 스트로크를 자유로이 변경할 수 있는 너트 스크류 이송장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 의한 너트 스크류 이송장치는 상기 너트의 내주면에 복수개의 서로 다른 치열이 나선형으로 마련될 수 있다.
상기 복수개의 서로 다른 치열이 가변 피치를 두고 마련될 수 있다.
상기 스크류는 복수개의 회전매개체가 상호 간에 동일한 각도로 이격 배치되어 장착될 수 있다.
상기 스크류는 상기 너트의 내주면에 마련된 복수개의 서로 다른 치열에 각각 대응하여 치합하도록 동일한 수의 회전매개체가 상호 간에 동일한 각도로 이격 배치되어 장착될 수 있다.
상기 복수의 회전매개체는 베어링 또는 볼로 구성되고,
이와 치합하는 상기 너트의 복수개의 치열도 이에 대응되게 마련될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 너트 스크류 이송장치는 스크류에 복수의 베어링 또는 볼을 장착하고, 복수의 베어링 또는 볼의 개수와 동일한 수의 가변 피치 치형을 너트의 내주면에 구성함으로써, 스크류의 입력 회전량이 동일한 경우에도, 너트에 가공된 가변 피치의 패턴에 의해 너트의 출력 스트로크를 원하는 양 만큼 자유로이 변경 할 수 있는 효과를 가진다.
또한 복수개의 베어링 또는 볼이 스크류에 단차 없이 위상차만을 가지고 장착되어, 가공의 편의성이 증대되고 작동의 정밀도를 향상시키는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 너트 스크류 이송장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 가변 피치 치형을 구비하는 너트의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 베어링이 장착된 스크류의 사시도이다.
도 4는 도 1의 A-A선의 단면도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략할 수 있으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 너트(100)와 스크류(200)가 결합된 상태에서의 너트 스크류 이송장치(10)의 단면도이고, 도 2는 상기 너트 스크류 이송장치(10)에 구비된 가변 피치 치형을 내주면에 마련한 너트(100)의 단면도이다. 도 3은 상기 너트 스크류 이송장치(10)에 구비된 스크류(200)를 나타내는 사시도이며, 도 4는 도 1의 A-A면의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 너트 스크류 이송장치(10)는 직선으로 이동 가능하게 마련되고, 내주면에 나선형의 치열을 구비하는 너트(100)와 상기 너트(100)의 내주면에 마련된 치열에 대응하는 베어링 또는 볼을 장착한 스크류(200)를 포함한다.
이하에서는 이해가 쉽도록 세 종류의 가변 피치 치열을 가진 너트를 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며 다양한 개수의 가변 피치 치열을 포함하는 너트에도 접목될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
상기 너트(100)의 내주면에는 복수개의 서로 다른 종류의 치열이 나선형으로 마련된다. 상기 치열은 제1치열(110)과 제2치열(120) 및 제3치열(130)을 포함한다. 상기 제1치열(110)은 후술할 제1회전매개체(210)와 치합하고, 상기 제2치열(120)은 제2회전매개체(220)와 치합한다. 또한 상기 제3치열(130)은 제3회전매개체(230)와 치합하게 된다.
상기 제1, 2 및 3 치열은 상기 너트(100) 내주면의 전 구간에 걸쳐 단일 피치로서 구성되는 것이 아니라, 작업자의 필요에 의해 가변적으로 배치되어 상기 너트(100)의 내주면에 마련된다.
즉, 제1치열(110)과 제2치열(120) 및 제3치열(130)간의 피치가 가변적으로 마련되어, 상기 제1치열(110)과 상기 제2치열(120)이 상기 스크류(200)가 회전을 시작하는 부위의 피치 P1은 상기 너트(100)의 다른 부위의 피치 P2보다 크게 구성된다.
상기 스크류(200)는 상기 너트(100)의 내주면에 마련된 치열의 개수에 대응하여 동일한 개수의 회전매개체를 장착하여 마련된다. 상기 스크류(200)에는 제1회전매개체(210)와 제2회전매개체(220) 및 제3회전매개체(230)가 상호 간에 동일한 각도를 두고 이격되어 배치된다. 도 3을 참조하면, 스크류(200)의 중심을 기준으로 상기 제1회전매개체(210)와 상기 제2회전매개체(220) 및 상기 제3회전매개체(230)는 상호 간에 120도로 이격 배치된다. 이에 따라, 상기 스크류(200)의 상기 너트(100) 내주면에서의 위치와 무관하게 가변 피치 치열 상에 접촉되는 복수개의 회전매개체가 동일단면상에 위치하게 된다.
상기 스크류(200)에 장착된 제1회전매개체(210)는 이와 마주하는 상기 너트(100)의 내주면의 제1치열(110)과 치합하고, 상기 제2회전매개체(220)는 상기 너트(100)의 내주면의 제2치열(120)과 치합하며, 상기 제3회전매개체(230)는 상기 너트(100)의 내주면의 제3치열(130)과 치합하여 회전이 이루어지게 된다.
상기 회전매개체는 베어링 또는 볼로 마련될 수 있으며, 이와 치합되는 상기 너트(100)의 내주면 치열도 이에 대응되게 구성될 수 있다.
이하 본 발명의 일 실시예에 의한 너트 스크류 이송장치(10)의 작동과정에 대해 설명한다. 앞서 언급한 바와 같이, 이해를 돕기 위해 회전매개체가 3개로 구성시킨 경우로 한정하여 작동과정을 설시하나, 이에 한정되지 않고, 복수개의 회전매개체를 스크류에 장착시킨 경우에도 접목시킬 수 있으며, 또한 상기 스크류(200)에 동력원이 연결되고, 상기 너트(100)가 직선운동을 하는 경우를 본 발명의 일 실시예로서 설명하나, 반대로 너트에 동력원이 연결되고, 스크류가 너트의 내주면상에서 직선운동하는 경우에도 접목되어 이해되어야 한다.
동력원, 예를 들어 모터(미도시)에 상기 스크류(200)가 연결되고, 상기 너트(100)는 직선방향으로 이동가능하게 마련된다. 상기 스크류(200)에는 3개의 회전매개체가 상호 간에 120도의 동일 각도로 이격 배치된다. 상기 너트(100)의 내주면에는 3개의 치열이 나선형으로 마련되고, 상기 치열들의 피치는 가변적으로 마련되어, P1이 P2보다 길게 마련된다.
상기 회전매개체는 제1회전매개체(210), 제2회전매개체(220) 및 제3회전매개체(230)로 구성되고, 상기 치열은 제1치열(110), 제2치열(120) 및 제3치열(130)로 구성되어, 상기 제1회전매개체(210)는 상기 제1치열(110)과 치합하고, 상기 제2회전매개체(220)는 상기 제2치열(120)과 치합하며 상기 제3회전매개체(230)는 제3치열(130)과 치합한다.
동력원의 회전운동에 의해 상기 스크류(200)가 회전운동을 시작하면, 상기 스크류(200)의 제1회전매개체(210)는 상기 제1치열(110)을 따라 회전운동을 하고, 상기 제2회전매개체(220)는 상기 제2치열(120)을 따라 회전운동을 하고, 상기 제3회전매개체(230)는 상기 제3치열(130)을 따라 회전운동을 하게된다.
상기 회전매개체는 베어링 또는 볼로 구성될 수 있으며, 이들과 치합하는 상기 너트(100)의 내주면의 치열도 이에 대응하게 구성할 수 있다.
작동 초기에는 치열의 피치 P1이 길게 마련되어 있으므로, 상기 스크류(200)가 동일한 입력 회전량을 갖고 회전하더라도, 상기 너트(100)의 출력 스트로크가 길어지게 된다.
상기 스크류(200)의 회전에 의해 상기 너트(100)가 직선운동을 하다가, 치열의 피치가 짧게 마련된 구간 P1에 상기 스크류(200)가 도달하게 되면, 상기 스크류(200)가 동일한 입력 회전량을 가지더라도, 상기 너트(100)의 출력 스트로크가 짧아지고 이에 대응하여 상기 너트(100)는 증가된 토크로 동력을 전달받는 상대물에 동력을 전달하게 된다.
이에 따라, 동력을 전달받는 상대물과 거리에 따라 상기 너트(100)를 빠르게 접근시키는 구간과 동력을 전달받는 상대물에 증가된 토크로 접근시키는 구간을 구분하여 구성할 필요가 있을 경우, 본 발명인 가변 피치 너트(100)를 구비한 너트 스크류 이송장치(10)에 의해 상기 스크류(200)가 동일한 패턴의 회전량을 입력될 경우에도, 작업자가 필요로 하는 너트(100)의 출력 스트로크를 다양하게 변경할 수 있게 된다.
또한 상기 스크류(200)에 장착된 복수개의 회전매개체를 상호 간에 동일한 각도를 두고 이격 배치시킴으로써, 복수개의 회전매개체가 단차없이 위상차만을 가지고 상기 스크류(200)에 장착되므로 가공의 편의성을 증대시킬 수 있으며, 생산성도 증대시킬 수 있으며, 이에 따라 제조가격이 하락하고, 정밀도를 향상시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10 : 너트 스크류 이송장치 100 : 너트
110 : 제1치열 120 : 제2치열
130 : 제3치열 200 : 스크류
210 : 제1회전매개체 220 : 제2회전매개체
230 : 제3회전매개체

Claims (5)

  1. 너트 및 스크류로 이루어진 너트 스크류 이송장치에 있어서,
    상기 너트의 내주면에 복수개의 서로 다른 치열이 나선형으로 마련되는 너트 스크류 이송장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복수개의 서로 다른 치열이 가변 피치를 두고 마련되는 너트 스크류 이송장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 스크류는 복수개의 회전매개체가 상호 간에 동일한 각도로 이격 배치되어 장착된 너트 스크류 이송장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 스크류는 상기 너트의 내주면에 마련된 복수개의 서로 다른 치열에 각각 대응하여 치합하도록 동일한 수의 회전매개체가 상호 간에 동일한 각도로 이격 배치되어 장착된 너트 스크류 이송장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 복수의 회전매개체는 베어링 또는 볼로 구성되고,
    이와 치합하는 상기 너트의 복수개의 치열도 이에 대응되게 마련된 너트 스크류 이송장치.
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