KR20180012759A

KR20180012759A - 볼 스크루 드라이브

Info

Publication number: KR20180012759A
Application number: KR1020177033808A
Authority: KR
Inventors: 마크 아만
Original assignee: 섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
Priority date: 2015-05-27
Filing date: 2016-05-25
Publication date: 2018-02-06
Also published as: US20180087635A1; CN107646083B; CN107646083A; WO2016188528A1; DE102015209643B3

Abstract

본 발명은 볼 스크루 드라이브(ball screw drive)에 관한 것으로서, 볼 스크루 드라이브는 외부 면에 형성된 볼 수용 그루브(3)를 갖는 나사 스핀들(2) 및 나사 스핀들(2) 상에 배치되어 있고 내부 면에 형성된 볼 수용 그루브(3)를 갖는 너트(4)를 포함하고, 이 경우 2개의 볼 수용 그루브(3, 5)는 결합하여 하나의 볼 채널(6)을 형성하며, 볼 스크루 드라이브는, 볼 채널(6) 내에 배치되어 있고 나사 스핀들(2) 상에서 너트(4)를 가이드 하는 복수의 볼(7)을 더 포함하며, 이 경우 너트(4)에는 복수의 편향 바디(8, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4)가 배치되어 있고, 이들 편향 바디를 통해서 볼(7)이 볼 채널(6)의 일 세그먼트로부터 볼 채널의 이웃하는 일 세그먼트로 이송될 수 있으며, 편향 바디(8, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4)는 채널 순환 방향으로 볼 때 각도 세그먼트(angle segment) 만큼 상호 오프셋 된 상태로 배치되며, 편향 바디(8, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4)는 모든 편향 바디(8, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4)에 대해 동일한 바디 포인트를 기준으로 490°만큼 상호 오프셋 된 상태로 위치된다.

Description

볼 스크루 드라이브

본 발명은 볼 스크루 드라이브(ball screw drive)에 관한 것으로서, 볼 스크루 드라이브는 외부 면에 형성된 볼 수용 그루브를 갖는 나사 스핀들(threaded spindle) 및 나사 스핀들 상에 배치되어 있고 내부 면에 형성된 볼 수용 그루브를 갖는 너트를 포함하고, 이 경우 2개의 볼 수용 그루브는 결합하여 하나의 볼 채널을 형성하며, 볼 스크루 드라이브는, 볼 채널 내에 배치되어 있고 나사 스핀들 상에서 너트를 가이드 하는 복수의 볼을 더 포함하고, 이 경우 너트에는 복수의 편향 바디(deflecting body)가 배치되어 있고, 이들 편향 바디를 통해서 볼이 볼 채널의 일 세그먼트로부터 볼 채널의 이웃하는 일 세그먼트로 이송될 수 있으며, 편향 바디는 채널 순환 방향으로 볼 때 각도 세그먼트(angle segment) 만큼 상호 오프셋 된 상태로 배치되어 있다.

볼 스크루 드라이브는 일반적으로 회전 운동을 이동(병진 운동)으로 변환하기 위해서 이용된다. 이 목적을 위해, 스핀들 또는 너트는 경우에 따라 중간 접속된 기어를 통해서 구동 장치, 예를 들어 전동기와 연결되어 있다. 스핀들이 구동 장치에 의해서 회전되면, 트랙 내에 배치된 볼을 통해서 스핀들과 연결되어 있는 너트가 축 방향으로, 더 상세하게 말하자면 스핀들의 세로 방향으로 이동된다. 대안적으로는, 구동 장치가 또한 너트와도 결합될 수 있어서, 결과적으로 너트가 구동 장치에 의해서 회전 운동으로 변위되고, 그 다음에 스핀들이 축 방향으로 너트에 의해서 이동된다.

통상적으로, 너트에는, 볼을 이송하기 위해서 이용되는 복수의 편향 바디가 배치된다. 볼은 유입 개구를 통해 편향 바디 내부로 유입되고, 상응하는 채널 내에서 편향 바디를 순환하며, 배출 개구를 통해 볼 채널의 이웃하는 세그먼트 내부로 배출된다. 다시 말하자면, 폐쇄된 볼 순환계가 형성되는 것이다.

통상적으로는, 복수의 편향 바디가 너트에 배치되어 있어서, 결과적으로 복수의 별개의 볼 순환계가 나타난다. 볼 순환은 약 360°만큼 이루어지는데, 다시 말해 볼은 편향 바디 위에서 일 채널 세그먼트로부터 이웃하는 채널 세그먼트로 이송된다.

상기와 같은 유형의 볼 스크루 드라이브는 예를 들어 DE 100 22 715 A1호에 공지되어 있다. 이 문헌에 공지된 편향 바디의 배열은, 이들 편향 바디가 채널 순환 방향으로 볼 때 540°만큼 상호 오프셋 된 상태로 배치되어 있는 형태이다. 다시 말해, 일 편향 바디는 1.5회의 채널 선회 후에 이전의 일 편향 바디를 뒤따른다. 따라서, 축 방향으로 볼 때 편향 바디는 180°만큼 상호 오프셋 된 상태로 위치되어 있다. 이와 같은 배열 상태는 특히 편향 바디가 4개인 경우의 각각의 볼 순환에서, 원주 방향으로 하중을 분배할 때 차이를 줄이는 것과 관련하여 바람직하다고 한다. 다시 말해, 이와 같은 형상에서는, 축 방향으로 볼 때 각각 2개의 편향 바디가 동일 위치에 배치되어 있다.

본 발명의 과제는, 가급적 균일한 하중 분배를 제공하고 선행 기술에 대하여 개선된 볼 스크루 드라이브를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 서문에 언급된 유형의 볼 스크루 드라이브에서, 본 발명에 따르면, 편향 바디가 모든 편향 바디에 대해 동일한 바디 포인트를 기준으로 490°만큼 상호 오프셋 된 상태로 위치되는 것이 제안된다.

본 발명에 따른 볼 스크루 드라이브에서는, 편향 바디들이 채널 순환 방향으로, 더 상세하게 말하자면 볼 채널을 따라서 볼 때 490°만큼 상호 오프셋 된 상태로 배치되어 있다. 축을 따라 관찰할 때, 이와 같은 배치 상태로부터 둘레를 따라 130°만큼의 오프셋이 나타난다. 예를 들어 4개의 편향 바디가 제공되면, 제1 편향 바디는 순전히 축 방향으로 관찰할 때 0° 위치에 있고, 제2 편향 바디는 130° 위치에 있으며, 제3 편향 바디는 260° 위치에 있고, 제4 편향 바디는 390° 위치에 있다. 다시 말해, 복수의 편향 바디는 축 방향으로 볼 때 서로 동일 평면에 놓여 있지 않고, 오히려 각각의 편향 바디가 다른 모든 편향 바디에 대해 둘레를 따라 오프셋 된 위치에 배치된다.

일 편향 바디를 통해서 정의된 각각의 볼 순환계는 약 360°에 걸쳐서 연장된다. 볼 순환계 내부에서는, 볼들이 볼 채널 내에서 더 큰 각도 범위 안에서 가이드 되는데, 더 상세하게 말하자면 하중을 지지하는 한편, 이들 볼은 편향 바디 내에서 훨씬 더 작은 각도 범위에 걸쳐 가이드 되는데, 더 상세하게 말하자면 하중으로부터 벗어나 있다. 이때는 편향 바디가 본 발명에 따라 위치에 따라서 오프셋 되어 있기 때문에, 더 상세하게 말하자면 위치에 따라서 축 방향으로 볼 때 서로 일치하지 않기 때문에, 결과적으로는 볼들이 볼 채널 내에서 하중을 지지할 때 형성하는 볼 순환계의 각도 범위도 상응하게 오프셋 되어 있다. 본 발명에 따른 편향 바디의 위치 결정으로부터 결과적으로 나타나는 상기 오프셋에 의해 매우 균일한 하중 분배가 나타나는데, 그 이유는 예를 들어 볼 순환계가 4개인 경우에는 각각의 축 위치에 하중을 지지하는 볼들이 존재하기 때문이다. 다시 말하자면, 하중을 지지하는 볼에 축 방향 하중이 매우 균일하게 분배될 수 있어서, 결과적으로 국부적인 피크 하중이 나타나지 않게 된다.

또한, 편향 바디의 위치 결정으로부터 나타나는 하중 지지 볼들의 분포로 인해, 볼들이 각각 스핀들 및 너트의 볼 수용 그루브에 대한 점 접촉부(point contact)를 갖는 개별 채널 순환계 내에서는 볼들의 헤르츠식 압축도 마찬가지로 매우 균일한 상황이 결과적으로 나타난다. 이는, 매우 균일한 하중 분배로 인해 하중을 지지하는 각도 범위 안에서 모든 볼이 지지되는 상태, 다시 말해 이 범위 내에서는 어떤 볼도 하중으로부터 벗어나지 않는 상태로부터 결과적으로 나타난다.

상기와 같은 본 발명에 따른 배열 기하 구조에서 개별 분포의 또 다른 한 가지 장점은, 너트에 작용하는 발생 가능한 횡력도 전체 너트 둘레에 걸쳐서 매우 균일하게 수용될 수 있다는 것이다. 다시 말하자면, 발생 가능한 횡력이 어느 방향으로부터 너트에 작용하는지와 상관 없이 하중 수용은 매우 균일하다.

매우 균일한 하중 분배 및 마찬가지로 균일한 헤르츠식 압축에 의해, 특히 바람직하게, 예를 들어 서문에 언급된 선행 기술에서의 해결책과 같은 익히 공지된 해결책에 비해 증가될 수 있는 수명의 개선을 가져온다. 그 이유는, 더욱 균일한 하중 분배로 인해, 볼들이 어떤 위치에서도 과도하게 하중을 받지 않기 때문이다.

본 발명의 개선예에서는, 일 편향 바디의 유입 개구의 위치가 둘레를 따라, 축 방향으로 볼 때 이웃하는 오프셋 된 일 편향 바디의 배출 개구의 위치에 대해 소정의 각도 범위만큼 오프셋 되어 있어서, 결과적으로 이웃하는 2개 편향 바디의 이동 구간이 축 방향으로 볼 때 서로 중첩되지 않는 것이 제안될 수 있다. 편향 바디는 볼들을 일 채널 세그먼트로부터 이웃하는 채널 세그먼트로 옮긴다. 복귀 채널이 강제적으로 소정의 크기만큼 너트 종축에 대해 비스듬하게 진행함으로써, 결과적으로 볼들은 상응하는 각도만큼 일 채널 세그먼트로부터 다른 채널 세그먼트로 가이드 된다. 이 각도는 개별 편향 바디에서의 유입 개구 및 배출 개구의 위치에 의해서 결정된다. 상기 각도는, 볼 채널 내에서 궁극적으로 하중을 지지할 수 있도록 볼들이 형성하는 각도 범위가 가급적 크도록 하기 위해, 지나치게 커서는 안 된다.

이때, 유입 개구 및 배출 개구는 바람직하게, 축 방향으로 볼 때 이웃하는 2개 편향 바디의 이동 구간이 서로 중첩되지 않도록 위치 결정된다. 따라서, 축 방향으로 볼 때, 이웃하는 편향 바디의 배출 개구에 대한 일 편향 바디의 유입 개구의 오프셋이 둘레에 걸쳐서 나타난다. 더 상세하게 말하자면, 유입 개구 및 배출 개구의 위치가 의도적으로 서로 일치하지 않고, 오히려 이 경우에도 상응하는 오프셋이 나타남으로써, 결과적으로 편향 구간들은 축 방향으로 볼 때 서로 겹치지 않는다.

상기 각도 범위, 다시 말해 오프셋은 5 내지 20°이어야만 한다. 이와 같은 수치는 예를 들어 유입 개구 및 배출 개구의 개별적인 중앙을 기준으로 한다. 바람직하게, 상기 각도 범위는 10 내지 15°이어야만 한다.

볼들이 편향 바디 내에서 오프셋 되는 각도는, 예를 들어 재차 개별 유입 개구 및 배출 개구의 중앙을 기준으로 100 내지 120°이어야만 한다. 이로부터, 볼들이 볼 채널 내에 하중을 지지하는 방식으로 수용되어 있는 각도 세그먼트는 240 내지 260°가 된다.

바람직하게, 이미 기술된 바와 같이 둘레를 따라 각각 130°만큼 상호 오프셋 된 상태로 위치되어 있는 4개 이상의 편향 바디가 제공된다. 4개의 편향 바디를 갖는 볼 스크루 드라이브의 형상이 특히 바람직하다.

본 발명은 도면들을 참고하는 실시예들을 참조하여 이하에서 설명된다. 각각의 도면은 개략도이다:
도 1은 본 발명에 따른 볼 스크루 드라이브의 사시도를 도시하며,
도 2는 도 1에 도시된 볼 스크루 드라이브의 종단면도를 도시하고,
도 3은 도 3에 마찬가지로 도시된 너트를 다양한 절단 평면에서 절단한 복수의 단면도를 도시하며,
도 4는 개별 편향 바디들의 위치를 표시하기 위한 다이어그램을 도시한다.

도 1에는, 외부 면에 형성되어 있고 나사 스핀들(2)을 따라 나사산 형태로 연장되는 볼 수용 그루브(3)를 갖는 나사 스핀들(2)을 포함하는 본 발명에 따른 볼 스크루 드라이브(1)가 도시되어 있다. 볼 스크루 드라이브(1)는, 또한 내부 면에 형성된 볼 수용 그루브(5)(도 2 참조)를 갖는 너트(4)를 포함한다. 나사 스핀들(2) 및 너트(4)의 2개 볼 수용 그루브(3 및 5)는 서로 결합하여 하나의 볼 채널(6)을 형성하고, 이 볼 채널은 나사 스핀들(2)과 너트(4) 사이에서 진행한다. 볼 채널(6) 내에는 복수의 볼(7)이 수용되며, 이들 볼을 통해 너트(4)가 나사 스핀들(2) 상에서 공지된 방식으로 가이드 된다.

도시된 예에서, 너트(4)에서는 총 4개의 편향 바디(8)가 너트 측에 형성된 상응하는 주머니(9) 안에 수용되어 있다. 이 편향 바디(8)는 공지된 방식으로 유입 개구 및 배출 개구를 구비하고, 이들 개구 사이로 일 채널이 연장된다. 이들 개구는 볼(7)을 볼 채널(6)의 일 세그먼트로부터 볼 채널(6)의 이웃하는 일 세그먼트로 이송하기 위해서 이용된다. 기술된 바와 같이, 4개의 편향 바디(8)가 제공되어 있기 때문에, 이로써 대략 360°에 해당하는 볼 채널의 선회를 따라 진행하고 이들 중 일 부분이 볼 채널(6) 자체 내에 있는 총 4개의 볼 열(ball row)은 하중을 지지하는 한편, 다른 부분은 직선으로 이송되는데, 더 상세하게 말하자면 개별 편향 바디(8) 내에 수용되어 있다. 작동 중에는, 다시 말해 나사 스핀들(2)이 너트(4)에 대해 상대적으로 회전할 때에는, 볼들이 일 편향 바디(8)의 개별 유입 개구를 통해서 그 편향 바디 내부로 연속으로 유입되는 한편, 그와 동시에 상응하는 볼들은 개별 편향 바디의 배출 개구를 통해서 재차 볼 채널 내부로 복귀한다. 그 결과, 총 4개의 연속적인 볼 순환계가 나타난다. 이와 같은 볼 스크루 드라이브의 기본적인 구조 그리고 그의 기능 및 이송 기능은 충분히 공지되어 있다.

도 3은, 편향 바디(8)가 없는 너트(4)의 사시도를 보여주며, 이로써 결과적으로 상응하는 주머니(9)를 볼 수 있다. 도면에는, 상응하는 축(X, Y, Z)을 갖는 좌표계가 도시되어 있다. 또한, 도 3에는, 상이한 평면에 놓여 있고 개별 단면체를 각각 반대 관찰 방향으로 보여주는 너트(4)의 4개 단면도가 도시되어 있다. 이들 단면도를 참조하면, 한 편으로는 개별 평면에서 절단된 상태로 도시된 주머니(9)를 볼 수 있고, 각각 복수의 볼(7)을 포함하여 일 주머니에 "할당된" 상응하는 볼 열들을 볼 수 있다. 당연히 각각의 주머니 안에는 편향 바디(8)가 각각 하나씩 배치되어 있기 때문에, 개별 볼 열은 당연히 상응하는 편향 바디에 할당되어 있고, 이 편향 바디를 통과한다. 개별 주머니들 및 행들은 상호 할당되어 있고, 축 방향으로 연속으로 그리고 서로에 대해 간격을 두고 제공되어 있다. 상호 구별하기 위해, 제1 볼 열은 "7.1"로 그리고 관련 주머니는 "9.1"로 표기되어 있고, 후속하는 볼 열은 "7.2"로 그리고 주머니는 "9.2"로, 재차 후속하는 볼 열은 "7.3"으로 그리고 주머니는 "9.3"으로 그리고 마지막 볼 열은 "7.4)" 그리고 관련 주머니는 "9.4"로 표기되어 있다.

좌측에 도시된 제1 단면도는 평면(YZ)에 놓여 있다. 본 도면에서, 제1 볼 열(7.1)은 파선으로 도시된 볼에 의해서 표시되어 있다. 관련 주머니(9.1)는 2개의 단면도에서 평면(ZX 및 -YZ)에 놓여 있다. 주머니는 강제적으로 볼 열(7.1)과 동일한 평면에 놓여 있는데, 그 이유는 주머니 안에는 기술된 바와 같이 볼들을 이송하는 편향 바디(8)가 안착되어 있기 때문이다.

좌측의 제2 단면도는 평면(ZX)에 놓여 있고, 제2 볼 열(7.2)을 보여준다. 관련 주머니(9.2)의 상응하는 부분 단면도들은 단면도(YZ, -YZ 및 -ZX) 안에 있다. 이 주머니도 당연히 재차 제2 볼 열(7.2)의 평면에 놓여 있다.

평면(-YZ)에 있는 제3 단면도는 제3 볼 열(7.3)을 보여준다. 관련 주머니(9.3)는 상응하는 부분 단면도들에서 평면 도면(YZ, ZX 및 -ZX)에 도시되어 있다.

마지막으로, 절단 평면 도면(-ZX)에는 제4 볼 열(7.4)이 도시되어 있고, 관련 주머니(9.4)는 평면도(ZX 및 -YZ)에 도시되어 있다.

본 발명에 따라, 주머니(9.1 내지 9.4) 및 이로써 개별 편향 바디는 정의된 방식으로 상호 오프셋 된 상태로 배치되어 있다. 편향 바디(8)는, 모든 편향 바디(8)에 대해 동일한 바디 포인트를 기준으로, 채널 순환 방향으로 볼 때 490°만큼 상호 오프셋 된 상태로 위치되어 있다. 따라서, 순전히 축 방향으로만 관찰하면, 편향 바디들은 각각 130°만큼 상호 오프셋 된 상태로 놓여 있다. 상응하는 배열 상태가 도 4에 도시되어 있다. 도면에 대한 개관을 명확하게 할 목적으로 개별 편향 바디는 다양한 반경에 도시되어 있으나, 이들 편향 바디는 당연히 각각 동일한 반경에 놓여 있다.

4개의 편향 바디(8.1, 8.2, 8.3 및 8.4)가 도시되어 있다. 각각의 편향 바디(8.1 내지 8.4)는 중심점(10.1, 10.2, 10.3, 10.4)을 가지고 도시되어 있으며, 중심점으로서는 예를 들어 편향 바디의 세로 팽창 및 가로 팽창으로부터 나타나는 정확한 중심점이 사용된다. 이와 같은 개별 중심점은 다만 본 발명에 따른 위치 결정 각각에 상응하는 각 오프셋을 설명하기 위한 기준점으로서만 선택된다.

도 4에 따른 도시에서, 편향 바디(8.1)의 중심점(10.1)은 0°에 위치하고 있다.

도면에서 알 수 있는 바와 같이, 후속하는 제2 편향 바디(8.2)의 중심점(10.2)은 제1 편향 바디(8.1)의 중심점(10.1)에 대해 130° 오프셋 된 상태로 배치되어 있다. 이와 같은 원주 방향으로의 130° 오프셋은 순전히 축 방향으로만 관찰했을 때 나타난다. 볼 채널(6)을 따라가면, 중심점(10.2)은 볼 채널을 따라서 중심점(10.1)에 대해 정확하게 490° 오프셋 된 상태로 있는데, 더 상세하게 말하자면 볼 채널(6)의 1.36회의 선회만큼 오프셋 되어 있다.

상응하는 방식으로, 제3 편향 바디(8.3)의 중심점(10.3)은 축 방향으로 볼 때 편향 바디(8.2)의 중심점(10.2)에 대해 130°만큼 오프셋 된 상태로 위치되어 있다. 볼 채널을 따라, 재차 490°의 오프셋이 드러난다.

마지막으로, 제4 편향 바디(8.4)의 중심점(10.4)은 축 방향으로 볼 때 편향 바디(8.3)의 중심점(10.3)에 대해 130°만큼 오프셋 된 상태로 위치되어 있으며, 이와 같은 상황은 본 실시예에서도 490°만큼의 볼 채널 순환에 상응한다.

도 4에는, 또한 개별 편향 바디(8.1 내지 8.4)의 둘레 길이가 도시되어 있는데, 즉 편향 바디(8.1 내지 8.4)가 연장되는 상응하는 각도가 도시되어 있다. 개별 단부 영역 안에는, 회전 방향에 따라 유입 개구 또는 배출 개구가 되는 개구가 각각 하나씩 있다.

각각의 편향 바디(8.1 내지 8.4)는 대략 115°만큼 연장된다. 도 4로부터 알 수 있는 사실은, 이웃하는 2개의 편향 바디가 서로 중첩되지 않는다는 것이다. 오히려, 이웃하는 2개 편향 바디의 개별 단부는 소정의 각도 범위만큼 오프셋 된 상태로 위치된다. 상기 각도 범위, 다시 말해 둘레 오프셋은, 파선을 참조해서 알 수 있는 바와 같이, 편향 바디(8.4)의 둘레 연장시에는 대략 15°에 달한다. 편향 바디들이 주머니 안으로 삽입되어 상응하는 유입 세그먼트 및 배출 세그먼트를 구비하게 된 후에는 당연히 소정의 깊이를 갖기 때문에, 상기 각도 범위는 방사 방향 내부로 볼 때 약간 축소되며, 이 경우 상기 유입 세그먼트 및 배출 세그먼트는 볼 채널(6)의 영역이 결합되는 유입 개구 및 배출 개구를 정의한다. 그와 마찬가지로, 축 방향으로 이웃하는 2개의 편향 바디는 각각, 축 방향으로 볼 때 항상 서로 중첩되지 않도록 배치되어 있다.

편향 바디(8.1 내지 8.4)의 외측 단부에 개별 유입 개구 및 배출 개구가 연결되기 때문에, 결과적으로는 이웃하는 2개 편향 바디의 이웃하는 상응하는 개구들도 그에 상응하게 둘레를 따라 상호 오프셋 된다.

도 4로부터 더 알 수 있는 사실은, 편향 바디의 기하학적 구조로부터 결과적으로 나타나는, 편향 바디 내에서 오프셋 되는 볼들의 오프셋 각도가 대략 115°라는 것이다. 이와 같은 사실은 재차, 볼들이 대략 245°의 채널 세그먼트를 따라 볼 채널(6) 내에 수용되어 있고, 이로써 하중을 지지하면서 순환하게 된다는 것을 의미한다.

본 발명에 따른 편향 바디의 490° 위치 결정으로 인해, 결과적으로는, 볼에 작용하는 축 방향 하중의 최적의 하중 분배가 나타나게 되며, 이와 관련해서는 도 4가 참조된다. 그 이유는, 이웃하는 편향 바디들이 서로 중첩되지 않음으로써, 볼들이 둘레를 따라 최적으로 분포되고, 그 결과 축 방향 하중이 둘레를 따라 지지하는 볼에 매우 균일하게 분배되기 때문이다. 이와 같은 매우 균일한 하중 분배로 인해, 볼 채널 내에 있는 모든 볼들은 항상 하중을 받게 되고, 하중으로부터 벗어나는 볼들은 전혀 없게 된다. 이와 같은 상황은, 볼 수용 그루브와 점 접촉 상태에 있는 볼들의 헤르츠식 압축도 마찬가지로 균일하게 해준다.

마지막으로, 균일한 하중 분배 및 균일한 헤르츠식 압축은 수명의 상당한 증가를 가져온다. 본 발명에 따른 편향 바디 분포 및 이와 더불어 또한 볼 채널 내에서 하중을 지지하는 볼들의 분포로부터 또한, 횡력이 어느 둘레 위치에서 작용하는지와 상관없이, 본 발명에 따른 볼 스크루 드라이브가 또한 횡력을 매우 균일하게 수용할 수 있다는 사실도 드러난다. 그 이유는, 각각의 둘레 위치에, 횡력을 수용할 수 있는, 상응하는 개수의 하중 지지 볼이 제공되어 있기 때문이다. 따라서, 본 발명에 따른 볼 스크루 드라이브(1)는, 균일한 수용과 관련된 축 방향 하중의 분배와 관련해서 최적화될 뿐만 아니라, 횡 하중의 균일한 수용과 관련해서도 최적화된다.

1: 볼 스크루 드라이브
2: 나사 스핀들
3: 볼 수용 그루브
4: 너트
5: 볼 수용 그루브
6: 볼 채널
7: 볼
7.1 내지 7.4: 볼 열
8: 편향 바디
8.1 내지 8.4: 편향 바디
9: 주머니
10.1 내지 10.4: 중심점

Claims

외부 면에 형성된 볼 수용 그루브(3)를 갖는 나사 스핀들(2) 및 상기 나사 스핀들(2) 상에 배치되어 있고 내부 면에 형성된 볼 수용 그루브(5)를 갖는 너트(4)를 포함하는 볼 스크루 드라이브로서, 상기 2개의 볼 수용 그루브(3, 5)는 결합하여 하나의 볼 채널(6)을 형성하며, 볼 스크루 드라이브는, 상기 볼 채널(6) 내에 배치되어 나사 스핀들(2) 상에서 너트(4)를 가이드 하는 복수의 볼(7)을 더 포함하며, 상기 너트(4)에는 복수의 편향 바디(8, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4)가 배치되고, 상기 편향 바디를 통해서 볼(7)은 볼 채널(6)의 일 세그먼트로부터 상기 볼 채널(6)의 이웃하는 일 세그먼트로 이송될 수 있으며, 상기 편향 바디(8, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4)는 채널 순환 방향으로 볼 때 각도 세그먼트 만큼 상호 오프셋 된 상태로 배치되어 있는, 볼 스크루 드라이브에 있어서,
상기 편향 바디(8, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4)는 모든 편향 바디(8, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4)에 대해 동일한 바디 포인트를 기준으로 490°만큼 상호 오프셋 된 상태로 위치된 것을 특징으로 하는, 볼 스크루 드라이브.
제1항에 있어서, 일 편향 바디(8, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4)의 유입 개구의 위치는 둘레를 따라, 축 방향으로 볼 때 이웃하는 오프셋 된 일 편향 바디(8, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4)의 배출 개구의 위치에 대해 소정의 각도 범위만큼 오프셋 됨으로써, 결과적으로 이웃하는 2개 편향 바디(8, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4)의 이동 구간이 축 방향으로 볼 때 서로 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는, 볼 스크루 드라이브.
제2항에 있어서, 각도 범위가 5 내지 20°인 것을 특징으로 하는, 볼 스크루 드라이브.
제3항에 있어서, 각도 범위가 10 내지 15°인 것을 특징으로 하는, 볼 스크루 드라이브.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 볼(7)이 편향 바디(8, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4) 내에서 오프셋 되는 각도는 100 내지 120°인 것을 특징으로 하는, 볼 스크루 드라이브.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 4개 이상의 편향 바디(8, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4)가 제공된 것을 특징으로 하는, 볼 스크루 드라이브.