KR20210001230U

KR20210001230U - 볼 스크류

Info

Publication number: KR20210001230U
Application number: KR2020190004752U
Authority: KR
Inventors: 쟈-밍 양; 옌-웨이 린; 한-신 샤오
Original assignee: 하이윈 테크놀로지스 코포레이션
Priority date: 2019-11-25
Filing date: 2019-11-25
Publication date: 2021-06-03

Abstract

본 고안은 볼 스크류에 관한 것으로, 하나의 스크류 축, 스크류 축에 이동 가능하게 설치되는 하나의 너트 및 스크류 축과 너트 사이에 설치되는 복수의 볼을 포함하며, 너트는 하나의 리턴 통로가 구비되고, 너트의 외주면에는 하나의 리턴 커버가 설치되며, 리턴 커버는 하나의 제1 리턴 홈이 구비되고, 너트의 단면 중 하나에는 하나의 엔드 커버가 설치되며, 엔드 커버는 하나의 제2 리턴 홈이 구비되고, 너트의 리턴 통로, 리턴 커버의 제1 리턴 홈 및 엔드 커버의 제2 리턴 홈은 서로 연결되어 볼이 운행하기 위한 하나의 리턴 경로를 형성한다. 이러한 방식으로, 본 고안의 볼 스크류는 하이 리드, 다중 나사산에 적용되고, 너트 길이 및 외경을 증가시키지 않고 너트의 다른 하나의 단면을 나사 가공할 수 있어, 맞춤형 요구를 충족시킨다.

Description

볼 스크류{BALL SCREW}

본 고안은 볼 스크류에 관한 것으로, 특히 2개의 상이한 리턴 소자를 사용하는 볼 스크류에 관한 것이다.

볼 스크류는 리턴 방식에 따라, 외부 순환식, 내부 순환식 및 엔드 플러그(엔드 커버)식 등 3가지로 크게 분류될 수 있다. 외부 순환식은 리턴 소자를 너트의 외주면에 설치하고, 리턴 소자의 리턴 홈을 이용하여 볼에 리턴 효과를 제공하므로, 적용 가능한 리드 범위가 넓으며, 내부 순환식은 리턴 소자를 너트의 내주면에 설치하여 볼이 너트 내부에서 순환하도록 하므로, 상대적으로 리드가 보통이고 부피가 작은 너트의 조건에서 사용하기에 적합하며, 엔드 플러그(엔드 커버)식은 2개의 엔드 커버를 너트의 두 단부에 설치하고, 너트에는 하나의 축방향 관통구멍을 설치하여, 볼이 2개의 엔드 커버의 리턴 홈과 너트의 축방향 관통구멍에 의해 리턴 순환을 완성하도록 하므로, 하이 리드 및 너트 길이가 짧은 조건에서 사용하기에 적합할 수 있다.

종래의 볼 스크류는, 제M531532호 대만특허에서 보여준 바와 같이, 외부순환 커버 및 엔드 플러그를 동시에 사용하며, 해당 특허는 엔드 플러그 및 너트의 크기의 제한을 받아, 최대 이중 나사산의 설계만 가능하고, 삼중 나사산, 사중 나사산 또는 그 이상의 나사산의 구성은 불가능하다.

맞춤형 요구사항으로 인해, 때로는 다른 구성요소와 맞춰 사용되도록 너트를 특수 가공(예컨대 너트의 일단에 나사산을 가공)해야 하지만, 나사산을 설치할 경우, 종래의 리턴 방식의 제한으로 인해 너트의 길이가 길어지고 외경이 커질 수 있으며, 너트의 리드 정확도에도 영향을 줄 수 있다. 따라서, 너트의 길이 및 외경을 증가시키지 않고 너트를 특수 가공하는 것이 현재 해결해야 할 문제이다.

본 고안의 주요 목적은 길이 및 외경을 증가시키지 않고, 하이 리드, 다중 나사산의 요구를 달성할 수 있는 볼 스크류를 제공하는 것이다.

상술한 주요 목적을 달성하기 위해, 본 고안의 볼 스크류는 하나의 스크류 축, 하나의 너트, 하나의 리턴 커버, 하나의 엔드 커버, 및 복수의 볼을 포함한다. 상기 너트는 상기 스크류 축의 축방향을 따라 이동하고, 상기 너트와 상기 스크류 축은 하나의 부하 경로를 공동으로 형성하며, 또한, 상기 너트의 외주면은 하나의 베어링부가 구비되고, 상기 베어링부는 상기 부하 경로와 연통되는 하나의 가이드 홈이 구비되며, 상기 너트는 하나의 리턴 통로가 구비되고, 상기 리턴 통로는 상기 너트의 일단면으로부터 상기 스크류 축의 축방향을 따라 상기 베어링부로 연장되며, 상기 리턴 커버는 상기 너트의 베어링부에 설치되고 상기 리턴 커버는 제1 리턴 홈이 구비되고, 상기 제1 리턴 홈의 두 단부는 상기 너트의 가이드 홈 및 상기 너트의 리턴 통로와 각각 연결되며, 상기 엔드 커버는 상기 너트의 상기 단면에 설치되고, 상기 엔드 커버는 제2 리턴 홈이 구비되며, 상기 제2 리턴 홈의 일단은 상기 부하 경로와 연결되고, 상기 제2 리턴 홈의 타단은 상기 너트의 리턴 통로와 연결되어, 상기 제2 리턴 홈, 상기 리턴 통로, 상기 제1 리턴 홈 및 상기 가이드 홈이 하나의 리턴 경로를 공동으로 형성하도록 하고, 상기 리턴 경로와 상기 부하 경로는 상기 복수의 볼이 운행하기 위한 하나의 순환 경로를 공동으로 형성한다.

상술한 바를 통해 알 수 있듯이, 본 고안의 볼 스크류는 상기 리턴 커버와 상기 엔드 커버의 결합을 통해 형성된 단일 순환 경로를 이용하여, 상기 너트의 길이 및 외경을 증가시키지 않고, 하이 리드, 다중 나사산의 요구를 달성할 수 있도록 한다.

바람직하게는, 상기 너트는 하나의 수나사부가 구비되고, 상기 수나사부는 상기 너트의 타단면으로부터 상기 스크류 축의 축방향을 따라 돌출 연장되며, 상기 너트의 길이 및 외경을 증가시키지 않고 수나사산을 가공할 수 있어, 맞춤형 요구를 충족시킨다.

바람직하게는, 상기 너트의 상기 베어링부는 하나의 접평면 및 하나의 입면이 구비되며, 상기 가이드 홈은 상기 접평면으로부터 상기 너트의 암나사홈으로 연장되고, 상기 입면은 상기 접평면의 일단에 수직으로 연결되어 하나의 위치결정 오목홈이 구비되며, 상기 리턴 통로는 상기 입면으로 연장되고, 상기 리턴 커버는 상기 접평면에 맞닿으며, 하나의 위치결정 돌출부가 구비되고, 상기 리턴 커버는 상기 위치결정 돌출부에 의해 상기 위치결정 오목홈 내부에 삽입 설치되어, 조립의 편의성을 증가시킨다.

바람직하게는, 상기 리턴 커버의 상기 제1 리턴 홈의 단면적은 상기 복수의 볼의 운행이 용이하도록 상기 너트의 상기 리턴 통로의 단면적보다 크다.

바람직하게는, 상기 너트의 외주면은 복수의 상기 베어링부가 구비되며, 각 상기 베어링부에는 상기 리턴 커버가 설치되어 있고, 상기 너트는 복수의 상기 리턴 통로가 구비되며, 각 상기 리턴 통로는 상기 베어링부와 대응하고, 상기 엔드 커버의 상기 너트를 향한 측면은 복수의 상기 제2 리턴 홈이 구비되며, 각 상기 제2 리턴 홈의 일단은 상기 너트의 상기 리턴 통로와 연결되고, 이와 같이, 상기 엔드 커버 및 상기 리턴 커버의 결합에 의해, 다중 나사산의 설계를 실현할 수 있다.

본 고안에서 제공하는 볼 스크류의 상세한 구조, 특징, 조립 또는 사용방법과 관련하여, 후속 실시예의 상세한 설명에서 설명할 것이다. 그러나, 본 고안의 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 상세한 설명 및 본 고안을 실시하기 위해 예시된 특정 실시예들은, 본 고안을 설명하기 위한 것일 뿐, 본 고안의 청구범위를 한정하기 위한 것은 아님을 이해할 것이다.

도 1은 본 고안의 볼 스크류의 사시도이다.
도 2는 본 고안의 볼 스크류의 분해 사시도이다.
도 3은 본 고안의 볼 스크류의 평면도이다.
도 4는 본 고안의 볼 스크류의 종단면도이다.
도 5는 도 3의 5-5선에 따른 단면도이다.
도 6은 본 고안의 볼 스크류의 부분 단면도이다.

설명드릴 것은, 첫째, 이하에서 설명드릴 실시예 및 실용신안 청구범위의 청구항을 포함하는 전체 설명서에서, 방향과 관련된 명사는 모두 도면에서의 방향을 기준으로 한다. 둘째, 이하에서 설명드릴 실시예 및 도면에서, 동일한 소자 부호는, 동일하거나 유사한 소자 또는 그 구조 특징을 의미한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 고안의 볼 스크류(10)는 하나의 스크류 축(20), 하나의 너트(30), 4개의 리턴 커버(40), 하나의 엔드 커버(50) 및 복수의 볼(60)(개수는 제한되지 않음)을 포함한다.

스크류 축(20)의 외주면에는 하나의 수나사 홈(22)이 구비된다.

너트(30)는 하나의 제1 단면(31), 하나의 제2 단면(32) 및 제1 단면(31)과 제2 단면(32)을 관통하는 하나의 나사 구멍(33)이 구비되고, 너트(30)는 나사 구멍(33)에 의해 스크류 축(20)에 끼움 설치되어 스크류 축(20)의 축방향을 따라 이동할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 나사 구멍(33)의 벽면에는 하나의 암나사홈(34)이 구비되고, 너트(30)의 암나사홈(34)은 스크류 축(20)의 수나사 홈(22)과 대응함으로써, 상호간에 하나의 부하 경로(61)를 공동으로 형성하도록 한다. 또한, 너트(30)의 외주면은 4개의 베어링부(35)가 구비되며, 4개의 베어링부(35)는 나사 구멍(33)을 중심으로 동일한 간격으로 링 형상으로 배열되고, 각각의 베어링부(35)는 하나의 접평면(352) 및 접평면(352)과 수직으로 연결되는 하나의 입면(354)이 구비되며, 접평면(352)에는 내부로 연장되어 암나사홈(34)과 연통되는 하나의 가이드 홈(36)(도 2 및 도 5에 도시된 바와 같다)이 구비되고, 입면(354)은 2개의 위치결정 오목홈(37)(실제로는 하나 이상이면 된다)이 구비된다. 또한, 너트(30)는 하나의 링 형상의 수나사부(38)가 구비되며, 수나사부(38)는 제1 단면(31)으로부터 스크류 축(20)의 축방향을 따라 돌출 연장되고, 도 6에 도시된 바와 같이, 너트(30)의 내부에는 4개의 리턴 통로(39)가 구비되며, 각각의 리턴 통로(39)는 하나의 베어링부(35)와 대응하고, 각각의 리턴 통로(39)는 제2 단면(32)으로부터 스크류 축(20)의 축방향을 따라 베어링부(35)의 입면(354)으로 연장된다.

4개의 리턴 커버(40)는 일대일 방식으로 너트(30)의 4개의 베어링부(35)와 대응한다. 각각의 리턴 커버(40)는 하나의 나사(44)에 의해 너트(30)의 베어링부(35)에 고정되고, 각각의 리턴 커버(40)는 하나의 베어링면(41)이 구비되며, 각각의 리턴 커버(40)는 베어링면(41)에 의해 너트(30)의 베어링부(35)의 접평면(352)과 밀착되고, 각각의 리턴 커버(40)의 일단은 2개의 위치결정 돌출부(42)(실제로는 하나면 된다)가 구비되며, 각각의 리턴 커버(40)는 그 일단이 너트(30)의 베어링부(35)의 입면(354)에 맞닿으며 2개의 위치결정 돌출부(42)에 의해 너트(30)의 베어링부(35)의 위치결정 오목홈(37) 내부에 삽입 설치된다(도 3에 도시된 바와 같다). 또한, 각각의 리턴 커버(40)의 베어링면(41)은 하나의 제1 리턴 홈(43)이 구비되며, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 리턴 홈(43)의 일단은 너트(30)의 리턴 통로(39)와 연결되고, 제1 리턴 홈(43)의 타단은 너트(30)의 가이드 홈(36)과 연결된다. 또한, 리턴 커버(40)의 제1 리턴 홈(43)의 단면적은 너트(30)의 리턴 통로(39)의 단면적보다 크다. 여기서, 리턴 커버(40) 및 베어링부(35)의 개수는 4개로 제한되지 않고, 실제 필요에 따라 다양한 개수의 부품을 설계할 수 있다.

엔드 커버(50)는 4개의 나사(53)에 의해 너트(30)의 제2 단면(32)에 고정된다. 엔드 커버(50)의 중간에는 스크류 축(20)이 관통 설치되는 축 구멍(51)이 구비되고, 엔드 커버(50)의 너트(30)를 향한 측면은 4개의 제2 리턴 홈(52)이 구비되며, 4개의 제2 리턴 홈(52)은 축 구멍(51)의 주변에 인접하여 축 구멍(51)에 대해 회전 대칭을 이룬다. 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 리턴 홈(52)의 일단은 너트(30)의 리턴 통로(39)와 연결되어, 엔드 커버(50)의 제2 리턴 홈(52), 너트(30)의 리턴 통로(39), 리턴 커버(40)의 제1 리턴 홈(43) 및 너트(30)의 가이드 홈(36)들이 하나의 리턴 경로(62)를 공동으로 형성하도록 하며, 리턴 경로(62)의 일단은 너트(30)의 가이드 홈(36)에 의해 부하 경로(61)와 연결되고, 리턴 경로(62)의 타단은 엔드 커버(50)의 제2 리턴 홈(52)에 의해 부하 경로(61)와 연결됨으로써, 리턴 경로(62)와 부하 경로(61)가 상기 복수의 볼(60)이 운행하기 위한 하나의 순환 경로를 공동으로 형성하도록 한다. 또한, 엔드 커버(50)의 제2 리턴 홈(52)의 회전 반경은 리턴 커버(40)의 제1 리턴 홈(43)의 회전 반경과 동일하다.

상술한 바를 통해 알 수 있듯이, 본 고안의 볼 스크류(10)는 리턴 커버(40) 및 엔드 커버(50) 등 두 가지 상이한 리턴 소자의 결합을 통해 형성된 순환 경로를 이용하므로, 하이 리드에 적합할 뿐만 아니라, 다중 나사산의 설계를 실현할 수 있으며, 너트(30)의 길이 및 외경을 증가시키지 않고 수나사부(38)를 가공할 수 있어, 맞춤형 요구를 충족시킨다.

10 볼 스크류 20 스크류 축
22 수나사 홈 30 너트
31 제1 단면 32 제2 단면
33 나사 구멍 34 암나사홈
35 베어링부 352 접평면
354 입면 36 가이드 홈
37 위치결정 오목홈 38 수나사부
39 리턴 통로 40 리턴 커버
41 베어링면 42 위치결정 돌출부
43 제1 리턴 홈 44 나사
50 엔드 커버 51 축 구멍
52 제2 리턴 홈 53 나사
60 볼 61 부하 경로
62 리턴 경로

Claims

스크류축, 너트, 리턴 커버, 엔드 커버 및 복수의 볼을 포함하며,
상기 너트는 상기 스크류 축의 축방향을 따라 이동하고, 상기 너트와 상기 스크류 축은 부하 경로를 공동으로 형성하며, 상기 너트의 외주면에는 베어링부가 구비되고, 상기 베어링부는 상기 부하 경로와 연통되는 가이드 홈이 구비되며, 상기 너트는 리턴 통로가 구비되고, 상기 리턴 통로는 상기 너트의 일단면으로부터 상기 스크류 축의 축방향을 따라 상기 베어링부로 연장되며,
상기 리턴 커버는 상기 너트의 베어링부에 설치되고 제1 리턴 홈이 구비되고, 상기 제1 리턴 홈의 두 단부는 상기 가이드 홈 및 상기 리턴 통로와 각각 연결되며,
상기 엔드 커버는 상기 너트의 일단면에 설치되고, 상기 엔드 커버는 제2 리턴 홈이 구비되며, 상기 제2 리턴 홈, 상기 리턴 통로, 상기 제1 리턴 홈 및 상기 가이드 홈은 리턴 경로를 공동으로 형성하고, 상기 리턴 경로와 상기 부하 경로는 순환 경로를 공동으로 형성하며,
상기 복수의 볼은 상기 순환 경로 내부에 롤링 가능하게 설치되는, 볼 스크류.
제1항에 있어서,
상기 너트는, 상기 너트의 타단면으로부터 상기 스크류 축의 축방향을 따라 돌출 연장되는 수나사부를 포함하는, 볼 스크류.
제1항에 있어서,
상기 너트의 상기 베어링부는 접평면 및 상기 접평면에 수직으로 연결되는 입면이 구비되며, 상기 가이드 홈은 상기 접평면으로부터 상기 너트의 암나사홈으로 연장되고, 상기 입면은 위치결정 오목홈이 구비되며, 상기 너트의 상기 리턴 통로는 상기 입면으로 연장되고, 상기 리턴 커버는 상기 접평면에 맞닿으며, 위치결정 돌출부가 구비되고, 상기 위치결정 돌출부는 상기 위치결정 오목홈 내에 삽입 설치되는, 볼 스크류.
제1항에 있어서,
상기 리턴 커버의 상기 제1 리턴 홈의 단면적은 상기 너트의 상기 리턴 통로의 단면적보다 큰, 볼 스크류.
제1항에 있어서,
상기 리턴 커버의 상기 제1 리턴 홈의 회전 반경은 상기 엔드 커버의 상기 제2 리턴 홈의 회전 반경과 동일한, 볼 스크류.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 너트의 외주면은 복수의 상기 베어링부가 구비되고, 각 상기 베어링부에는 상기 리턴 커버가 설치되며, 상기 너트는 복수의 상기 리턴 통로가 구비되고, 각 상기 리턴 통로는 상기 베어링부와 대응하며, 상기 엔드 커버는 복수의 상기 제2 리턴 홈이 구비되고, 각 상기 제2 리턴 홈의 일단은 상기 너트의 상기 리턴 통로와 연결되는, 볼 스크류.
제6항에 있어서,
상기 복수의 베어링부는 상기 나사 구멍을 중심으로 동일한 간격으로 링 형상으로 배열되는, 볼 스크류.
제6항에 있어서,
상기 엔드 커버는 상기 스크류 축이 관통 설치되는 축 구멍이 구비되고, 상기 복수의 제2 리턴 홈은 상기 축 구멍에 대해 회전 대칭을 이루는, 볼 스크류.