KR20200003504A

KR20200003504A - 외부 순환식 볼 스크류

Info

Publication number: KR20200003504A
Application number: KR1020180076355A
Authority: KR
Inventors: 이룽 쑨; 치아밍 양
Original assignee: 하이윈 테크놀로지스 코포레이션
Priority date: 2018-06-26
Filing date: 2018-07-02
Publication date: 2020-01-10
Also published as: KR102072518B1; DE102018115313A1; US10663042B2; US20200003286A1

Abstract

외부 순환식 볼 스크류는 스크류 축, 너트, 커버, 리턴부재 및 복수의 롤링부재를 포함한다. 상기 너트는 외면에 오목홈이 형성되고 오목홈 내부에는 2개의 리턴구멍이 형성된다. 너트의 상기 오목홈 내부의 제1 스테이지는 제1 반 리턴 통로가 구비되고, 커버 내부의 제2 스테이지는 제2 반 리턴 통로가 구비되고, 제2 반 리턴 통로는 제1 반 리턴 통로와 공통으로 리턴 통로를 형성한다. 또는, 커버 내부 또는 너트의 상기 오목홈 내부에는 리턴구멍이 구비된 제3 스테이지가 형성된다. 사용자는 동일한 크기의 리턴부재를 사용하여 길이가 상이한 리턴 통로를 결합할 수 있다.

Description

외부 순환식 볼 스크류{EXTERNAL CIRCULATION BALL SCREW}

본 발명은 볼 스크류에 관한 것으로, 특히 외부 순환식 볼 스크류에 관한 것이다.

일반적인 볼 스크류는 내부 순환식 및 외부 순환식으로 구분된다. 부하가 높은 조건에서 사용할 경우, 대부분 외부 순환식 볼 스크류를 사용한다. 예를 들면 대만 특허 공고 제I509169호는 오목홈 내부에 설치된 2개의 리턴부재에 구비된 리턴 통로에 의해 서로 연결되어, 볼 스크류가 원활하게 작동하도록 볼을 순환시킬 수 있는 외부 순환식 볼 스크류를 공개했다.

그러나, 상술한 외부 순환식 볼 스크류는 다음과 같은 문제점을 야기한다.

1. 길이가 상이한 너트(권수 상이함)에 대해, 크기가 상이한 리턴부재 몰드를 개설해야만, 너트에 장착된 각 리턴부재의 리턴 통로를 연결시킬 수 있으므로 비용이 증가한다.

2. 리턴부재는 사출 성형 기술에 의해 제조되고, 길이가 증가된 리턴부재는 부재의 변형이 더 쉽게 발생한다. 조립 시 리턴부재를 수정하는 시간이 증가하면 조립 시간이 증가하게 된다. 또한, 리턴부재의 변형으로 인해 각 리턴부재의 리턴 통로의 연결이 정확하지 않게 되어 볼 순환이 원활하지 않게 된다.

본 발명의 주요 목적은 길이가 상이한 너트에 대해, 동일한 크기의 리턴부재를 사용하여, 몰드 개발 비용을 절약하는 외부 순환식 볼 스크류를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 스크류 축, 너트, 커버, 2개의 리턴부재, 복수의 롤링부재를 포함하는 외부 순환식 볼 스크류를 제공한다. 상기 스크류 축은 외부 나사홈이 구비된다. 상기 너트는 상기 스크류 축의 축 방향을 따라 상기 스크류 축에 이동 가능하게 끼움 설치되고, 상기 너트는 상기 스크류 축의 외부 나사홈과 공통으로 부하 경로를 형성하는 내부 나사홈이 구비된다. 상기 너트는 외면에 오목홈이 형성되고, 상기 오목홈 내부에는 2개의 리턴구멍이 형성되고, 각 상기 리턴구멍은 상기 부하 경로가 상기 오목홈과 연통되도록 한다. 상기 너트는 상기 오목홈 내부에 제1 스테이지를 형성하고, 상기 제1 스테이지는 각 상기 리턴구멍 사이에 위치하고, 상기 너트는 상기 제1 스테이지에 제1 반 리턴 통로를 더 형성한다. 상기 커버는 상기 너트에 설치되어 상기 오목홈을 커버한다. 상기 커버 내부에는 제2 스테이지가 형성되고, 상기 커버는 상기 제2 스테이지에 제2 반 리턴 통로를 형성하고, 상기 제2 반 리턴 통로와 상기 제1 반 리턴 통로는 공통으로 리턴 통로를 형성한다. 상기 2개의 리턴 부재는, 각 상기 리턴부재의 내부에 통로가 각각 구비된다. 각 상기 리턴부재의 상기 통로의 양단은 각각 제1 단부 및 제2 단부이다. 각 상기 리턴부재의 제1 단부는 상기 너트의 리턴구멍에 삽입되어 각 상기 통로가 상기 부하 경로와 연통되게 한다. 각 상기 리턴부재의 제2 단부는 상기 리턴 통로 양측에 각각 위치하고, 각 상기 통로는 각각 상기 리턴 통로와 연통되고, 상기 부하 경로, 상기 리턴 통로 및 각 상기 통로는 공통으로 리턴 경로를 형성한다. 상기 복수의 롤링부재는 상기 리턴 경로 내에서 이동한다.

따라서, 본 발명의 외부 순환식 볼 스크류는 상기 너트 및 상기 커버에 상기 제1 반 리턴 통로 및 상기 제2 반 리턴 통로를 설치하는 것에 의해, 동일한 크기의 리턴부재를 사용하여 길이가 상이한 리턴 통로를 결합할 수 있고, 길이가 상이한 너트의 요구를 충족시키는 것 외에도, 리턴부재의 몰드 비용을 절약할 수 있다. 또한, 리턴 통로를 결합하면 리턴부재의 필요한 길이를 줄일 수 있고 리턴부재의 제조 시의 변형을 감소시켜 볼 스크류의 조립 효율을 향상시킬 수 있다.

더 바람직하게는, 각 상기 리턴부재의 제2 단부는 각각 상기 제1 스테이지 또는 제2 스테이지와 접촉한다. 이와 같이, 각 상기 리턴부재는 상기 제1 스테이지 또는 상기 제2 스테이지와 접촉하므로 리턴부재가 상기 너트에 안정적으로 설치되도록 보강할 수 있다.

또한, 각 상기 리턴부재는 상기 제2 단부에 위치 결정 돌출부를 각각 형성할 수 있다. 상기 커버는 상기 제2 스테이지의 상대적 양측에 차단벽을 각각 형성하고, 각 상기 차단벽과 상기 제2 스테이지 사이에는 위치 결정홈을 형성하고, 각 상기 위치 결정 돌출부는 각 상기 위치 결정홈 내에 각각 제한된다. 따라서, 각 상기 리턴부재가 상기 너트에 안정적으로 설치될 수 있다.

더 언급할 것은, 상기 커버는 상기 리턴 통로와 연통되는 오일 주입 구멍이 구비된다. 사용자는 윤활유를 커버 내부로 쉽게 주입할 수 있어, 윤활유로 각 상기 롤링부재를 직접 윤활하도록 보장할 수 있다.

본 발명은 스크류 축, 너트, 커버, 2개의 리턴 부재, 복수의 롤링부재를 포함하는 외부 순환식 볼 스크류를 더 제공한다. 상기 스크류 축은 외부 나사홈이 구비되고, 상기 너트는 상기 스크류 축의 축 방향을 따라 상기 스크류 축에 이동 가능하게 끼움 설치되며, 상기 너트는 상기 스크류 축의 외부 나사홈과 공통으로 부하 경로를 형성하는 내부 나사홈이 구비된다. 상기 너트는 외면에 오목홈이 형성되고, 상기 오목홈 내에는 2개의 리턴구멍이 형성되고, 각 상기 리턴구멍은 상기 부하 경로가 상기 오목홈과 연통되게 한다. 상기 커버는 상기 너트에 설치되어 상기 오목홈을 커버한다. 상기 커버 내부 또는 상기 너트의 상기 오목홈 내부에는 제3 스테이지가 형성되고, 상기 제3 스테이지는 각 상기 리턴구멍 사이에 위치하고, 상기 제3 스테이지에는 리턴 통로가 형성된다. 상기 2개의 리턴부재는 내부에 통로가 각각 구비된다. 각 상기 리턴부재의 상기 통로의 양단은 각각 제1 단부 및 제2 단부이다. 각 상기 리턴부재의 제1 단부는 상기 너트의 리턴구멍에 삽입되어 각 상기 통로가 상기 부하 경로와 연통되게 한다. 각 상기 리턴부재의 제2 단부는 상기 리턴 통로의 양측에 각각 위치하고, 각 상기 통로는 각각 상기 리턴 통로와 연통되고, 상기 부하 경로, 상기 리턴 통로 및 각 상기 통로는 공통으로 리턴 경로를 형성한다. 상기 복수의 롤링부재는 상기 리턴 경로 내에서 이동한다.

보다 바람직하게는, 각 상기 리턴부재의 제2 단부는 각각 상기 제3 스테이지와 접촉한다. 이와 같이, 각 상기 리턴부재는 상기 제3 스테이지와 접촉하므로 리턴부재가 상기 너트에 안정적으로 설치되도록 보강할 수 있다.

또한, 각 상기 리턴부재는 상기 제2 단부에 위치 결정 돌출부를 각각 더 형성할 수 있다. 상기 커버는 상기 제3 스테이지의 상대적 양측에 차단벽을 각각 형성하고, 각 상기 차단벽과 상기 제3 스테이지 사이에 위치 결정홈을 형성하고, 각 상기 위치 결정 돌출부는 각 상기 위치 결정홈 내에 각각 제한된다. 따라서, 각 상기 리턴부재가 상기 너트에 안정적으로 설치될 수 있다.

더 언급할 점은, 상기 커버는 상기 리턴 통로와 연통되는 오일 주입 구멍이 구비된다. 사용자는 윤활유를 커버 내부로 쉽게 주입할 수 있어, 윤활유로 각 상기 롤링부재를 직접 윤활하도록 보장할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 부분 분해도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 분해도이다.
도 4는 도 1의 4-4 단면선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 1의 5-5 단면선에 따른 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 분해도이고, 너트의 오목홈 내부에 제3 스테이지가 형성된 것을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 분해도이고, 커버 내부에 제3 스테이지가 형성된 것을 나타낸다.

본 발명의 구조 및 특징을 상세하게 설명하기 위해, 바람직한 실시예와 도면을 결합하여 아래와 같이 설명한다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예 1은 스크류 축(11), 너트(12), 커버(13), 2개의 리턴부재(14) 및 복수의 롤링부재(15)를 포함하는 외부 순환식 볼 스크류(10)를 제공한다.

상기 스크류 축(11)은 외부 나사홈(111)이 구비된다.

상기 너트(12)는 상기 스크류 축(11)의 축 방향을 따라 상기 스크류 축(11)에 이동 가능하게 끼움 설치되며, 상기 너트(12)는 내부 나사홈(121)이 구비되고, 상기 너트(12)의 내부 나사홈(121)과 상기 스크류 축(11)의 외부 나사홈(111)은 공통으로 부하 경로(P1)를 형성한다. 상기 너트(12)는 외면에 오목홈(122)이 형성되고, 상기 오목홈(122) 내부에는 2개의 리턴구멍(123)이 형성되고, 각 상기 리턴구멍(123)은 상기 부하 경로(P1)가 상기 오목홈(122)과 연통되게 한다. 상기 너트(12)는 상기 오목홈(122) 내부에 제1 스테이지(124)를 형성하고, 상기 제1 스테이지(124)는 각 상기 리턴구멍(123) 사이에 위치한다. 상기 너트(12)는 상기 제1 스테이지(124)에 제1 반(半) 리턴 통로(125)를 더 형성한다.

상기 커버(13)는 상기 너트(12)에 설치되어 상기 오목홈(122)을 커버한다. 상기 커버(13) 내부에는 제2 스테이지(131)가 형성되고, 상기 커버(13)는 상기 제2 스테이지(131)에 제2 반 리턴 통로(132)를 형성하고, 상기 제2 반 리턴 통로(132)와 상기 제1 반 리턴 통로(125)는 공통으로 리턴 통로(P2)를 형성한다.

2개의 리턴부재(14)는 각 상기 리턴부재(14)의 내부에 통로(141)가 각각 구비된다. 각 상기 리턴부재(14)의 상기 통로(141)의 양단은 각각 제1 단부(142) 및 제2 단부(143)이다. 각 상기 리턴부재(14)의 제1 단부(142)는 상기 너트(12)의 리턴구멍(123)에 삽입되어, 각 상기 통로(141)가 상기 부하 경로(P1)와 연통되게 한다. 각 상기 리턴부재(14)의 제2 단부(143)는 각각 상기 리턴 통로(P2)의 양측에 위치하고, 각 상기 통로(141)는 상기 리턴 통로(P2)와 각각 연통된다. 상기 부하 경로(P1), 상기 리턴 통로(P2) 및 각 상기 통로(141)는 공통으로 리턴 경로(P3)를 형성한다.

복수의 롤링부재(15)는 상기 리턴 경로(P3) 내에서 이동한다.

상기 구조에 의하여, 본 발명의 외부 순환식 볼 스크류(10)는 길이가 상이한 너트(12)에 대해서도, 여전히 동일한 크기의 리턴부재(14)를 사용할 수 있다. 또한 동일한 크기의 리턴부재(14)를 사용하여 길이가 상이한 리턴 통로(P2)를 결합하면 롤링부재(15) 순환 효과에 도달할 수 있다. 크기가 상이한 몰드를 개설할 필요 없이 단일 크기의 리턴부재(14) 몰드만 필요하므로, 몰드 비용이 절약된다. 또한, 리턴 통로(P2)를 결합하면, 리턴부재(14)의 길이를 줄일 수 있어, 리턴부재(14) 제조 시 발생하는 변형을 줄이고, 볼 스크류의 조립 효율를 향상시킬 수 있다.

언급할 점은, 본 실시예에서, 각 상기 리턴부재(14)의 제2 단부(143)는 상기 제1 스테이지(124) 또는 제2 스테이지(131)와 각각 접촉한다. 따라서, 리턴부재(14)가 상기 너트(12)에 안정적으로 설치되도록 보강할 수 있다. 또한, 각 상기 리턴부재(14)는 상기 제2 단부(143)에 위치 결정 돌출부(144)를 각각 더 형성할 수 있다. 상기 커버(13)는 상기 제2 스테이지(131)의 상대적 양측에 차단벽(133)을 각각 형성하고, 각 상기 차단벽(133)과 상기 제2 스테이지(131)사이에 위치 결정홈(134)이 형성되고, 각 상기 위치 결정 돌출부(144)는 각각 각 상기 위치 결정홈(134) 내에 제한된다. 따라서 각 상기 리턴부재(14)도 상기 너트(12)에 안정적으로 설치될 수 있다.

추가로 설명드릴 것은, 본 실시예는 상술한 기술특징을 가지지만, 상술한 기술특징을 사용하지 않더라도, 여전히 길이가 상이한 너트(12)에 대해, 동일한 크기의 리턴부재(14)를 사용할 수 있어, 몰드 개발 비용을 절약한다. 예를 들면, 상술한 각 상기 리턴부재(14)의 제2 단부(143)는 각각 상기 제1 스테이지(124) 또는 제2 스테이지(131)와 접촉하거나, 또는 위치 결정홈(134) 및 위치 결정 돌출부(144)를 설치할 수 있다. 제2 단부(143)를 제1 스테이지(124) 또는 제2 스테이지(131)와 분리시킬 수도 있거나, 또는 위치 결정홈(134) 및 위치 결정 돌출부(144)를 추가로 설치하지 않고, 롤링부재(15)가 통로(141)와 리턴 통로(P2)사이에서 리턴 경로(P3)를 벗어나지 않도록 하면, 여전히 롤링부재(15)의 순환 기능을 유지할 수 있다.

또한, 본 실시예에서 상기 커버(13)는 상기 리턴 통로(P2)와 연통되는 오일 주입 구멍(135)을 더 형성할 수 있다. 사용자는 윤활유를 커버(13)로 쉽게 주입할 수 있어, 윤활유로 각 상기 롤링부재(15)를 직접 윤활하도록 보장할 수 있다.

도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 이어서 본 발명의 바람직한 실시예 2에 따른 외부 순환식 볼 스크류(10)를 소개하며, 실시예 1과의 차이점은 상기 커버(13) 내부 또는 상기 너트(12)의 상기 오목홈(122) 내부에, 제3 스테이지(161)를 형성하는 것이다. 상기 제3 스테이지(161)는 각 상기 리턴구멍(123) 사이에 위치하고, 상기 제3 스테이지(161)에 리턴 통로(P2)를 형성한다.

본 실시예에서, 각 상기 리턴부재(14)의 제2 단부(143)는 각각 상기 제3 스테이지(161)와 접촉한다. 따라서, 리턴부재(14)가 상기 너트(12)에 안정적으로 설치되도록 보강할 수 있다. 또한, 각 상기 리턴부재(14)는 상기 제2 단부(143)에 위치 결정 돌출부(144)를 각각 형성할 수 있다. 상기 커버(13)는 상기 제3 스테이지(161)의 상대적 양측에 차단벽(133)을 각각 형성하고, 각 상기 차단벽(133)과 상기 제3 스테이지(161) 사이에는 위치 결정홈(134)이 형성되고, 각 상기 위치 결정 돌출부(144)는 각각 각 상기 위치 결정홈(134) 내에 제한된다. 따라서, 각 상기 리턴부재(14)가 상기 너트(12)에 안정적으로 설치될 수 있다.

그러나, 상술한 단락의 기술특징을 사용하지 않을 경우에도, 여전히 길이가 상이한 너트(12)에 대해, 동일한 크기의 리턴부재(14)를 사용할 수 있어, 몰드 개발 비용을 절약하는 효과를 얻는다.

또한, 본 실시예에서 상기 커버(13)는 상기 리턴 통로(P2)와 연통되는 오일 주입 구멍(135)을 더 구비하도록 선택될 수 있다. 사용자는 윤활유를 커버(13)내부로 쉽게 주입할 수 있어, 윤활유로 각 상기 롤링부재(15)를 직접 윤활하도록 보장할 수 있다.

10: 외부 순환식 볼 스크류
11: 스크류 축
111: 외부 나사홈
12: 너트
121: 내부 나사홈
122: 오목홈
123: 리턴구멍
124: 제1 스테이지
125: 제1 반 리턴 통로
13: 커버
131: 제2 스테이지
132: 제2 반 리턴 통로
133: 차단벽
134: 위치 결정홈
135: 오일 주입 구멍
14: 리턴부재
141: 통로
142: 제1 단부
143: 제2 단부
144: 위치 결정 돌출부
15: 롤링부재
161: 제3 스테이지
P1: 부하 경로
P2: 리턴 통로
P3: 리턴 경로

Claims

스크류 축, 너트, 커버, 2개의 리턴부재 및 복수의 롤링부재를 포함하고,
상기 스크류 축은 외부 나사홈이 구비되고,
상기 너트는 상기 스크류 축의 축 방향을 따라 상기 스크류 축에 이동 가능하게 끼움 설치되고, 상기 너트는 상기 스크류 축의 외부 나사홈과 공통으로 부하 경로를 형성하는 내부 나사홈이 구비되고, 상기 너트는 외면에 오목홈이 형성되고 상기 오목홈 내부에는 2개의 리턴구멍이 형성되고, 각 상기 리턴구멍은 상기 부하 경로가 상기 오목홈과 연통되게 하고, 상기 너트는 상기 오목홈 내부에 제1 스테이지를 형성하고, 상기 제1 스테이지는 각 상기 리턴구멍 사이에 위치하고, 상기 너트는 상기 제1 스테이지에 제1 반 리턴 통로를 더 형성하고,
상기 커버는 상기 너트에 설치되어 상기 오목홈을 커버하고, 상기 커버 내부에는 제2 스테이지가 형성되고, 상기 커버는 상기 제2 스테이지에 제2 반 리턴 통로를 형성하고, 상기 제2 반 리턴 통로와 상기 제1 반 리턴 통로는 공통으로 리턴 통로를 형성하고,
상기 2개의 리턴부재는, 각 상기 리턴부재의 내부에 통로가 각각 구비되고, 각 상기 리턴부재의 상기 통로의 양단은 각각 제1 단부 및 제2 단부이고, 각 상기 리턴부재의 제1 단부는 상기 너트의 리턴구멍에 삽입되어 각 상기 통로가 상기 부하 경로와 연통되게 하고, 각 상기 리턴부재의 제2 단부는 상기 리턴 통로의 양측에 각각 위치하고, 각 상기 통로는 상기 리턴 통로와 각각 연통되고, 상기 부하 경로, 상기 리턴 통로 및 각 상기 통로는 공통으로 리턴 경로를 형성하고,
상기 복수의 롤링부재는 상기 리턴 경로 내에서 이동하는,
외부 순환식 볼 스크류.
제1항에 있어서,
각 상기 리턴부재의 제2 단부는 각각 상기 제1 스테이지 또는 제2 스테이지와 접촉하는, 외부 순환식 볼 스크류.
제1항에 있어서,
각 상기 리턴부재는 상기 제2 단부에 위치 결정 돌출부를 각각 형성하고, 상기 커버는 상기 제2 스테이지의 상대적 양측에 차단벽을 각각 형성하고, 각 상기 차단벽과 상기 제2 스테이지 사이에 위치 결정홈이 형성되고, 각 상기 위치 결정 돌출부는 각 상기 위치 결정홈 내에 각각 제한되는, 외부 순환식 볼 스크류.
제1항에 있어서,
상기 커버는 상기 리턴 통로와 연통되는 오일 주입 구멍이 구비되는, 외부 순환식 볼 스크류.
스크류 축, 너트, 커버, 2개의 리턴부재 및 복수의 롤링부재를 포함하고,
상기 스크류 축은 외부 나사홈이 구비되고,
상기 너트는 상기 스크류 축의 축 방향을 따라 상기 스크류 축에 이동 가능하게 끼움 설치되며, 상기 너트는 상기 스크류 축의 외부 나사홈과 공통으로 부하 경로를 형성하는 내부 나사홈이 구비되고, 상기 너트는 외면에 오목홈이 형성되고, 상기 오목홈 내부에는 2개의 리턴구멍이 형성되고, 각 상기 리턴구멍은 상기 부하 경로가 상기 오목홈과 연통되게 하고,
상기 커버는 상기 너트에 설치되어 상기 오목홈을 커버하고, 상기 커버 내부 또는 상기 너트의 상기 오목홈 내부에는 제3 스테이지가 형성되고, 상기 제3 스테이지는 각 상기 리턴구멍 사이에 위치하고, 상기 제3 스테이지에는 리턴 통로가 형성되고,
상기 2개의 리턴부재는 내부에 통로가 각각 구비되고, 각 상기 리턴부재의 상기 통로의 양단은 각각 제1 단부 및 제2 단부이고, 각 상기 리턴부재의 제1 단부는 상기 너트의 리턴구멍에 삽입되어 각 상기 통로가 상기 부하 경로와 연통되게 하고, 각 상기 리턴부재의 제2 단부는 상기 리턴 통로의 양측에 각각 위치하고, 각 상기 통로는 상기 리턴 통로와 각각 연통되고, 상기 부하 경로, 상기 리턴 통로 및 각 상기 통로는 공통으로 리턴 경로를 형성하고,
상기 복수의 롤링부재는 상기 리턴 경로 내에서 이동하는,
외부 순환식 볼 스크류.
제5항에 있어서,
각 상기 리턴부재의 제2 단부는 각각 상기 제3 스테이지와 접촉하는, 외부 순환식 볼 스크류.
제5항에 있어서,
각 상기 리턴부재의 상기 제2 단부에는 위치 결정 돌출부가 각각 형성되고, 상기 커버는 상기 제3 스테이지의 상대적 양측에 차단벽을 각각 형성하고, 각 상기 차단벽과 상기 제3 스테이지 사이에 위치 결정홈이 형성되고, 각 상기 위치 결정 돌출부는 각 상기 위치 결정홈 내에 각각 제한되는, 외부 순환식 볼 스크류.
제5항에 있어서,
상기 커버는 상기 리턴 통로와 연통하는 오일 주입 구멍이 구비되는, 외부 순환식 볼 스크류.