KR20190001282U - 볼 스플라인 장치 - Google Patents

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KR20190001282U
KR20190001282U KR2020170005988U KR20170005988U KR20190001282U KR 20190001282 U KR20190001282 U KR 20190001282U KR 2020170005988 U KR2020170005988 U KR 2020170005988U KR 20170005988 U KR20170005988 U KR 20170005988U KR 20190001282 U KR20190001282 U KR 20190001282U
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밍펭 첸
지안시운 유
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하이윈 테크놀로지스 코포레이션
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Abstract

볼 스플라인 장치는 간단하게 스플라인 샤프트, 너트, 제한 링, 리테이너 및 복수 세트의 볼을 포함한다. 두 개의 위치설정 링 그루브가 너트의 두 개의 단부에 있고, 제한 링은 그루브 중 하나에 수용되고, 리테이너의 반경방향으로 형성된 후크부는 다른 그루브에 수용되어, 리테이너와 너트가 신속하고 정확하게 서로에 대해 위치설정될 수 있고, 이에 의해 조립 효율을 향상시키고 제조 비용을 감소시킨다.

Description

볼 스플라인 장치{BALL SPLINE DEVICE}
본 고안은 리니어 구동 장치, 특히 볼 스플라인 장치에 관한 것이다.
도 1A는 대만 특허 출원 제102142393호에 개시된 볼 스플라인 세트를 도시한다. 공지된 장치는 주로 스플라인 샤프트(11) 주위에 장착되는 스플라인 샤프트 부쉬(12)에 제공되는 제1 순환 부재(131) 및 제2 순환 부재(132)를 갖는다. 제1 순환 부재(131)는 로드 직선 세그먼트, 넌로드 직선 세그먼트, 및 제1 복귀 세그먼트로 구성되는 U자형 제1 복귀 덕트를 갖는다. 로드 직선 세그먼트 및 넌로드 직선 세그먼트는 제1 순환 부재(131)의 단부로 연장되고 제2 순환 부재(132)에 대해 개방되어 연통된다. 제2 순환 부재(132)는 적어도 각각 반원형 구조를 갖는 제2 복귀 덕트 및 제1 복귀 덕트에 의해 형성되는 복귀 통로를 갖는다. 이에 의해, 제1 순환 부재(131) 및 제2 순환 부재(132)는 별개로 조립될 수 있고, 이어서 볼(14)은 직접 로드 직선 세그먼트 및 넌로드 직선 세그먼트에 놓일 수 있어, 볼 로딩 작업을 더 쉽게 하고, 볼 로딩 효율을 향상시키고, 결과적으로 제조 효율 및 경제적 잇점을 향상시킨다. 그러나, 종래 기술의 장치는 스플라인 샤프트(11)와, 스플라인 샤프트 부쉬(12)와, 제1 순환 부재(131) 및 제2 순환 부재(132)에 의해 형성되는 리테이너와, 볼(14)과, 두 개의 C링(15)으로 구성되어, 부품의 개수가 상대적으로 많고, 조립 효율을 향상시킬 여지가 있다.
유사하게는, 일본 특허 JPA1996296641호에 교시된 볼 스플라인 장치와 일본 특허 JP2015183752A호에 교시된 선형 운동 배향 장치 양자 모두는 복잡한 부품을 포함하고 조립 효율이 향상될 필요가 있다.
도 1B는 일본 특허 JP3201236U호의 볼 부쉬 구조체를 도시한다. 그 리테이너(16)는 C링(17)에 의해 너트(18)에 제한되고, 볼(19)은 리테이너(16)의 안내 그루브(161)에 설치되고, 볼(19)은 너트(18)의 내부 림으로부터 상승되는 상승부(181)의 접촉면과 접촉한다. 이는 부품 간의 진동 전파를 줄이고 작동 안정성을 보장하기 위한 것이다. 그러나, 리테이너(16)는 C링(17)뿐만 아니라 너트(18)의 단부에 대향하게 제공된 두 개의 장붓구멍(182)과 리테이너(16)에 대향하게 제공된 두 개의 장부(162)의 조합에 의해 너트(18)와 확실하게 위치설정된다. 여기서, 장부(162)가 리테이너(16)의 단부에 형성되기 때문에, 리테이너(16)의 성형 및 가공이 특히 어렵다. 또한, 두 개의 장붓구멍(182)이 너트(18)의 일 단부에 대향하게 제공되기 때문에, 각도 제한이 고려되어야 한다. 따라서, 공지된 장치는 또한 너트(18)를 제조하는데 어려움 및 고비용에 대한 결함을 갖는다. 또한, 두 개의 장붓구멍(182)은 너트(18) 상에 각도가 형성되어 리테이너(16)는 장부(162) 및 장붓구멍(182)이 서로 결합하도록 하는 특정 배향으로 조립되어야만 해서, 조립 작업이 상대적으로 어렵게 된다.
본 고안의 목적은 부품의 감소, 조립 효율의 향상 및 제조 비용의 감소를 특징으로 하는 볼 스플라인 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 볼 스플라인 장치는, 축방향으로 연장되고, 축방향에 수직한 반경방향을 갖는 스플라인 샤프트와, 축방향으로 활주하는 것이 허용되도록 스플라인 샤프트 주위에 장착되고, 내주연면, 제1 너트 단부, 제1 너트 단부에 대향하는 제2 너트 단부, 내주연면으로부터 만입되는 제1 위치설정 링 그루브 및 제2 위치설정 링 그루브를 갖고, 제1 위치설정 링 그루브는 제1 너트 단부에 인접하고, 제2 위치설정 링 그루브는 제2 너트 단부에 인접하는, 너트와, 스플라인 샤프트가 통과하기 위해 너트에 설치되고, 제1 위치설정 링 그루브에 수용되는 제1 제한 링부와 내주연면으로부터 상승되는 제2 제한 링부를 갖는 제한 링과, 스플라인 샤프트가 통과하기 위해 너트에 설치되고, 제2 제한 링부와 맞닿는 제1 리테이너 단부와, 제1 리테이너 단부에 대향하는 제2 리테이너 단부와, 반경방향으로 제1 및 제2 리테이너 단부 사이에 형성되는 복수의 후크 유닛을 갖고, 각각의 후크 유닛은 제2 위치설정 링 그루브와 결합하는 후크부를 갖는, 리테이너와, 스플라인 샤프트 및 너트 양자 모두와 접촉하도록 리테이너 상에 설치되는 복수 세트의 볼을 포함한다.
볼 스플라인 장치는 스플라인 샤프트, 너트, 제한 링, 리테이너 및 볼로 간단하게 구성되어, 종래 기술에서 필요로 하는 것보다 부품의 개수가 적어, 효율적인 설치 및 낮은 비용에 기여한다. 또한, 두 개의 위치설정 링 그루브가 너트의 두 개의 단부에 있고, 제한 링은 하나의 그루브에 수용되고, 리테이너의 반경방향으로 형성된 후크부는 다른 그루브에 수용되어, 리테이너와 너트가 신속하고 정확하게 서로에 대해 위치설정될 수 있고, 이에 의해 조립 효율을 향상시키고 제조 비용을 감소시킨다.
도 1A는 대만 특허 출원 번호 제102142393호에 개시된 볼 스플라인 세트를 도시하는 도면.
도 1B는 일본 특허 JP3201236U호에 따른 볼 부쉬 구조체를 도시하는 도면.
도 2는 본 고안의 일 실시예의 분해도.
도 3은 본 고안의 실시예의 사시도.
도 4는 본 고안의 실시예의 단면도.
도 5는 도 4의 좌측 원의 확대도.
도 6은 도 4의 우측 원의 확대도.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 고안의 일 실시예에서, 볼 스플라인 장치는 기본적으로 스플라인 샤프트(20), 너트(30), 제한 링(40), 리테이너(50), 및 복수 세트의 볼(60)을 포함한다.
스플라인 샤프트(20)는 축방향(X)으로 연장되고, 축방향(X)에 수직한 반경방향(Y)을 갖는다. 본 실시예에서, 스플라인 샤프트(20)는 외주연면(21)과, 외주연면(21)으로부터 만입되고 축방향(X)에 수직한 복수 쌍의 제1 볼 그루브(22)를 더 갖는다.
너트(30)는 스플라인 샤프트(20) 주위에 장착되어 축방향(X)으로 활주하는 것이 허용된다. 너트(30)는 제1 너트 단부(31)와, 제1 너트 단부에 대향하는 제2 너트 단부(32)와, 축방향(X)으로 제1 및 제2 너트 단부(31, 32)를 연결하고 외주연면(21)과 대면하는 내주연면(33)과, 내주연면(33)으로부터 만입되는 제1 위치설정 링 그루브(34) 및 제2 위치설정 링 그루브(35)를 갖는다. 여기서, 제1 위치설정 링 그루브(34)는 제1 너트 단부(31)에 인접한 반면, 제2 위치설정 링 그루브(35)는 제2 너트 단부(32)에 인접한다. 본 실시예에서, 너트(30)는 내주연면(33) 상에 형성되고 제1 볼 그루브(22)와 대면하는 복수 쌍의 제2 볼 그루브(36)를 더 갖는다. 도 6을 참조하면, 너트(30)의 제2 위치설정 링 그루브(35)는 외부 그루브 벽(35)과, 외부 그루브 벽(351) 보다 제1 위치설정 링 그루브(34)에 더 인접한 내부 그루브 벽(352)을 갖는다는 점에 유의한다. 외부 그루브 벽(351)은 반경방향(Y)으로 연장되는 반경방향 벽 세그먼트(351A)와, 반경방향 벽 세그먼트(351A) 및 내주연면(33)을 연결하는 경사진 벽 세그먼트(351B)를 갖는다.
제한 링(40)은 스플라인 샤프트(20)가 통과하도록 너트(30)에 설치되고, 제1 위치설정 링 그루브(34)에 수용되는 제1 제한 링부(41)와, 내주연면(33)으로부터 상승되는 제2 제한 링부(42)를 갖는다. 본 실시예에서, 제한 링(40)은 C링이다.
리테이너(50)는 스플라인 샤프트(20)가 통과하도록 너트(30)에 설치되고, 제2 제한 링부(42)에 맞닿는 제1 리테이너 단부(51)와, 제1 리테이너 단부(51)에 대향하는 제2 리테이너 단부(52)와, 제1 및 제2 리테이너 단부(51, 52) 사이에 위치되고 반경방향(Y)으로 형성되는 복수의 후크 유닛(53)을 갖는다. 각각의 후크 유닛(53)은 제2 위치설정 링 그루브(35)와 결합하도록 후크부(531)를 갖는다. 본 실시예에서, 리테이너(50)의 제1 리테이너 단부(51)는 제2 제한 링부(42)를 끼워맞춤식으로 수용하기 위한 주연 리세스부(511)를 갖고, 제1 리테이너 단부(51)는 리테이너(50)의 단부가 제한 링(40)에 대해 확실하게 위치설정되도록 계단 형상을 갖는다. 또한, 리테이너(50)는 제1 및 제2 리테이너 단부(51, 52) 사이에 위치되는 리테이너 외주연면(54)과, 리테이너 외주연면(54)에 대향하는 리테이너 내주연면(55)과, 리테이너 내주연면 및 외주연면(54, 55)을 부분적으로 통과하고 통과하지 못하는 복수의 볼 복귀 덕트(56)를 더 갖는다. 도 6을 참조하면, 각각의 후크 유닛(53)은 반경방향(Y)으로 리테이너 외주연면(54)으로부터 상승되는 후크 반경방향 부분(532)과, 축방향(X)으로 후크 반경방향 부분(532)으로부터 제2 리테이너 단부(52)로 연장되는 후크 축방향 부분(533)과, 반경방향(Y)으로 후크 축방향 부분(533)으로부터 상승되는 후크부(531)를 더 갖는다는 점에 유의한다. 각각의 후크부(531)는 내부 그루브 벽(352)과 대면하는 제1 후크면(5311)과, 외부 그루브 벽(351)과 대면하는 제2 후크면(5312)을 갖는다. 제1 후크면(5311)은 경사면부(5311A)를 갖고, 제2 후크면(5312)은 만곡면부(5312A)를 갖고, 후크부(531)는 제2 위치설정 링 그루브(35)와 결합 및 결합 해제될 수 있다. 또한, 후크 반경방향 부분(532)과, 후크 축방향 부분(533)과, 각각의 후크 유닛(53)의 리테이너 외주연면(54)은 함입 노치(534)를 형성하고, 각각의 후크 유닛(53)은 축방향(X)을 따라 후크 축방향 부분(533)에 형성되는 변형 노치(535)를 더 갖는다. 변형 노치(535)는 위치적으로 후크부(531)에 대응한다.
복수 세트의 볼(60)은 리테이너(50)의 볼 복귀 덕트(56)에 설치되고 스플라인 샤프트(20)와 너트(30) 사이에 위치된다. 본 실시예에서, 복수 세트의 볼(60)은 대응하는 제1 및 제2 볼 그루브(22, 36)에 각각 매립된다. 복수 세트의 볼(60) 및 리테이너(50)에 의해, 너트(30)는 스플라인 샤프트(20)에 대해 선형으로 활주할 수 있다.
상기 설명은 본 고안의 일 실시예의 주요 부품의 구성을 기술하고, 본 고안의 용도 및 효과는 하기에서 논의될 것이다.
첫째, 본 고안은 조립 효율을 향상시키고 제조 비용을 감소시키는데 도움을 준다. 본 고안의 볼 스플라인 장치는 스플라인 샤프트(20), 너트(30), 제한 링(40), 리테이너(50) 및 복수 세트의 볼(60)로 간단하게 구성되기 때문에, 제조 시간이 적고 비용이 적게 들며, 효율적인 설치 및 저렴한 비용의 목적에 기여하고 자동화된 장비를 사용하여 구현할 때 증가된 편의성을 제공한다.
또한, 너트(30)와 리테이너(50)는 다음 절차를 통해 조립될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 부품을 조립하기 위해, 제한 링(40)은 너트(30)의 제1 위치설정 링 그루브(34)에 놓여지고, 그 다음에 리테이너(50)는 축방향(X)으로 너트(30) 내로 삽입된다. 리테이너(50)의 제1 리테이너 단부(40)는 제한 링(40)의 제2 제한 링부(42)에 맞닿음에 따라, 리테이너(50)의 모든 후크 유닛(53)의 후크부(531)가 동시에 너트(30)의 제2 위치설정 링 그루브(35)와 겹합하여, 너트(30)와 리테이너(50)의 조립을 완성한다. 제1 및 제2 위치설정 링 그루브(34, 35)는 너트(30)의 두 개의 단부에 제공되고, 제한 링(40)은 위치설정 링 그루부 중 하나에 위치설정되고, 리테이너(50)의 후크부(531)는 반경방향(Y)으로 다른 위치설정 링 그루브와 결합한 상태에서, 리테이너(50) 및 너트(30)는 서로에 대해 신속하고 정확하게 위치설정될 수 있어, 조립 효율을 향상시키고 제조 비용을 감소시킨다.
또한, 너트(30)의 제2 위치설정 링 그루브(35)는 환형이고, 리테이너(50)의 후크 유닛(53)의 후크부(531)는 반경방향(Y)으로 형성되기 때문에, 너트(30)에 리테이너(50)를 조립하는 작업은 리테이너(50)의 조립 배향의 제한으로부터 자유로워, 조립 효율을 향상시키고 제조 비용을 감소시킨다.
둘째, 본 고안은 변위의 증가된 이동을 허용한다. 리테이너(50)의 제1 리테이너 단부(51)가 제한 링(40)의 제2 제한 링부(42)에 맞닿는 경우 리테이너(50)와 너트(3) 사이의 위치결정이 달성되고 리테이너(50)의 후크 유닛(53)의 후크부(531)는 너트(30)의 제2 위치설정 링 그루브(35)와 동시에 결합한다. 여기서, 리테이너(50)의 후크 유닛(53)의 후크부(531)는 축방향(X)이 아닌 반경방향(Y)으로 형성되어, 리테이너(50)의 축방향(X)에서의 길이는 실제 필요에 따라 현저하게 감소될 수 있다. 한편, 축방향(X)으로 너트(30)의 길이는 감소될 수 있다. 이는 스플라인 샤프트(20)의 길이를 변경하지 않고 너트 (30)의 변위의 이동을 증가시켜 제품의 경쟁력을 높인다.
셋째, 본 고안은 가공의 어려움을 줄이는 데 도움을 준다. 리테이너(50)의 후크 유닛(53)의 후크부(531)가 반경방향(Y)으로 형성되기 때문에, 리테이너(50)의 후크 유닛(53)의 축방향의 성형 및 가공이 비교적 용이하다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 조립 전에, 너트(30)의 제2 위치설정 링 그루브(35)는 축방향(X)으로의 그루브 폭이 축방향(X)으로의 리테이너(50)의 후크부(531)의 폭보다 작다는 점에 유의한다. 리테이너(50)의 플라스틱 재료의 압축 하의 변형에 의해, 너트(30)와 리테이너(50)가 함께 조립된 후에, 리테이너(50)의 후크부(531)의 폭이 축방향(X)으로 약간 줄어들어, 리테이너(50)의 후크부(531)와 너트(30)의 제2 위치설정 링 그루브(35) 사이에 밀접 끼워맞춤과 또한 축방향(X)으로의 확실한 위치설정을 달성한다. 또한, 본 실시예에서, 제1 너트 단부(31)로부터 제2 위치설정 링 그루브(35)의 외부 그루브 벽(351)으로 멀리 떨어진 제1 위치설정 링 그루브(34)의 벽(341)으로부터 축방향(X)의 거리는 주연 리세스부(511)로부터 후크부(531)의 제2 후크면(5312)까지의 축방향(X)의 거리보다 작아서, 조립된 리테이너(50) 및 너트(30)의 축방향 위치를 제한하고, 리테이너(50)가 축방향(X)으로 너트(30) 내측으로 이동하는 것을 방지한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 후크 반경방향 부분(532)과, 후크 축방향 부분(533)과, 리테이너(50)의 후크 유닛(53)의 리테이너 외주연면(55)은 함입 노치(534)를 형성하고, 각각의 후크 유닛(53)은 후크 축방향 부분(533) 상에 형성되고 위치적으로 후크부(531)에 대응하는 변형 노치(535)를 더 갖고, 후크 유닛(53)은 탄성 변형가능하여, 너트(30)에 대한 편리한 탈부착을 허용한다는 점에 유의한다.
20 : 스플라인 샤프트
30 : 너트
31 : 제1 너트 단부
32 : 제2 너트 단부
33 : 내주연면
34 : 제1 위치설정 링 그루브
35 : 제2 위치설정 링 그루브
40 : 제한 링
41 : 제1 제한 링부
42 : 제2 제한 링부
50 : 리테이너
51 : 제1 리테이너 단부
52 : 제2 리테이너 단부
53 : 후크 유닛
60 : 볼
531 : 후크부

Claims (3)

  1. 볼 스플라인 장치이며,
    축방향으로 연장되고, 상기 축방향에 수직한 반경방향을 갖는 스플라인 샤프트(20);
    상기 축방향으로 활주하는 것이 허용되도록 상기 스플라인 샤프트(20) 주위에 장착되고, 내주연면(33), 제1 너트 단부(31), 상기 제1 너트 단부(31)에 대향하는 제2 너트 단부(32), 상기 내주연면(33)으로부터 만입되는 제1 위치설정 링 그루브(34) 및 제2 위치설정 링 그루브(35)를 갖고, 상기 제1 위치설정 링 그루브(34)는 상기 제1 너트 단부(31)에 인접하고, 상기 제2 위치설정 링 그루브(35)는 상기 제2 너트 단부(32)에 인접하는, 너트(30);
    상기 스플라인 샤프트(20)가 통과하기 위해 상기 너트(30)에 설치되고, 상기 제1 위치설정 링 그루브(34)에 수용되는 제1 제한 링부(41)와 상기 내주연면(33)으로부터 상승되는 제2 제한 링부(42)를 갖는 제한 링(40);
    상기 스플라인 샤프트(20)가 통과하기 위해 상기 너트(30)에 설치되고, 상기 제2 제한 링부(42)와 맞닿는 제1 리테이너 단부(51)와, 상기 제1 리테이너 단부에 대향하는 제2 리테이너 단부(52)와, 상기 반경방향으로 상기 제1 및 제2 리테이너 단부(51, 52) 사이에 형성되는 복수의 후크 유닛(53)을 갖고, 각각의 후크 유닛(53)은 상기 제2 위치설정 링 그루브(35)와 결합하는 후크부(531)를 갖는, 리테이너(50); 및
    상기 스플라인 샤프트(20) 및 너트(30) 양자 모두와 접촉하도록 상기 리테이너(50) 상에 설치되는 복수 세트의 볼(60)
    을 포함하는, 볼 스플라인 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 리테이너(50)는 상기 제1 및 제2 리테이너 단부(51, 52) 사이에 위치되는 리테이너 외주연면(54)을 더 갖고, 각각의 후크 유닛(53)은 상기 반경방향으로 상기 리테이너 외주연면(54)으로부터 상승되는 후크 반경방향 부분(532)과, 상기 축방향으로 상기 후크 반경방향 부분(532)으로부터 상기 제2 리테이너 단부(52)로 연장되는 후크 축방향 부분(533)과, 상기 반경방향으로 상기 후크 축방향 부분(533)으로부터 상승되는 후크부(531)를 더 갖는, 볼 스플라인 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 후크 반경방향 부분(532)과, 상기 후크 축방향 부분(533)과, 각각의 후크 유닛(53)의 리테이너 외주연면(54)은 함입 노치(534)를 형성하고, 상기 후크 유닛(53)은 상기 축방향으로 상기 후크 축방향 부분(533)에 형성되는 변형 노치(535)를 더 갖고, 상기 변형 노치(535)는 위치적으로 상기 후크부(531)에 대응하는, 볼 스플라인 장치.
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