JP2005113938A - ストローク軸受機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 軸及び外筒の周方向回転を規制することのできるストローク軸受機構を提供する。
【解決手段】 ストローク軸受機構１に、直線運動をする略円柱状の軸１１と、軸１１を挿通して支持する外筒１５と、を備え、外筒１５の内周には、複数の鋼球１３を転動可能に保持したリテーナ１２を備え、軸１１と外筒１５とが鋼球１３を介して相対的に移動するようにし、軸１１には、軸方向に渡って平面１１１、１１２を形成し、鋼球１３のいずれか（鋼球１３１、１３２を含む）が平面１１１、１１２と接するように配している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の転動体を保持したリテーナが外筒に装着され、リテーナを介して外筒に挿通された軸が直線的に移動するようにしたストローク軸受機構に関するものである。

従来のストローク軸受機構は、図１３に示すように、リテーナ１２００が装着された外筒１５００と、鋼球１３００を転動可能に保持するリテーナ１２００と、リテーナ１２００に鋼球１３００を介して挿通された軸１１００と、リテーナ１２００及び鋼球１３００の脱落を防止するための止め輪１４００ａ、１４００ｂとを備え、軸１１のスラスト方向からの外力により、リテーナ１２００及び軸１１が鋼球１３００との接点の摩擦で左右方向に移動可能なように構成している（例えば、特許文献１参照）。
特開平８‐８６３１２号公報（第３頁、図５、図６）

しかしながら、従来のストローク軸受機構においては、外力により軸及び外筒の周方向（ラジアル方向）に荷重がかかったとき、軸及び外筒の周方向回転を規制する点について充分な配慮がなされておらず、さらに改善の余地がある。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、軸及び外筒の周方向回転を規制することのできるストローク軸受機構を提供することを目的とする。

請求項１に係る本発明のストローク軸受機構は、直線運動をする円柱状の軸と、前記軸を挿通して支持する中空柱状の軸支持手段と、を備え、前記軸支持手段の内周には、複数の転動体を転動可能に保持した中空柱状の保持手段を備え、前記軸と前記軸支持手段とが前記転動体を介して相対的に移動するようにしたストローク軸受機構において、前記軸には、軸方向に渡って平面が形成されており、前記転動体が平面と接するように配された構成を有している。

請求項２に係る本発明のストローク軸受機構は、請求項１において、前記平面が、前記軸の軸線を挟んで対向するように２面形成された構成を有している。

請求項３に係る本発明のストローク軸受機構は、請求項１において、前記平面が、前記軸の軸線を挟んで対向するように４面形成され、隣り合う前記平面の位相が９０°ずれるように配された構成を有している。

請求項４に係る本発明のストローク軸受機構は、請求項１から請求項３のいずれか１項において、前記転動体が、前記軸の平面と曲面との境界部近傍に配された構成を有している。

請求項５に係る本発明のストローク軸受機構は、請求項４において、前記平面が、前記軸の周方向で２曲面と隣接し、前記転動体が、前記平面と前記２曲面との境界部近傍に配された構成を有している。

請求項６に係る本発明のストローク軸受機構は、請求項２から請求項５のいずれか１項において、前記軸支持手段の内周には、前記軸の平面と対向する平面が形成された構成を有している。

本発明は、ストローク軸受機構において、軸方向に渡って平面を形成し、転動体が平面と接するようにしたことにより、軸支持手段又は軸の周方向に荷重がかかったとき、前記転動体が軸の外周と軸支持手段の内周とで挟み締め付けられて変形し、前記転動体の付近では、軸の外周と軸支持手段の内周との間隙が狭まるように変化することによって軸支持手段又は軸の周方向回転を規制できるという効果を有するストローク軸受機構を提供することができる。

以下、本発明の実施形態に係るストローク軸受機構について、図面を用いて説明する。

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係るストローク軸受機構を図１に示す。ここで、軸方向とは、軸１１の長手方向（スラスト方向）であり、図１（ａ）においては軸線Ｌ_１の延在する方向である。また、平面の幅とは、軸１１の周方向（ラジアル方向）の長さである。さらに、直線Ｌ_２は、図１（ｂ）において軸線Ｌ_１と直交する直線であり、直線Ｌ_３は、図１（ｂ）において直線Ｌ_２と直交する直線である。

図１において、ストローク軸受機構１は、リテーナ１２が装着された外筒１５と、複数の鋼球１３を介して軸１１が装着されたリテーナ１２と、直線Ｌ_２に平行となるように形成された平面１１２を有する軸１１と、外筒１５内でリテーナ１２の移動を規制する止め輪１４ａ、１４ｂと、を有する構成である。

また、軸１１の平面１１２は、軸方向に渡って形成され、その幅が、少なくとも、鋼球１３の径の２倍以上となるようにしている。

また、外筒１５は、中空円筒部材で構成され、リテーナ１２を介して軸１１を挿通する挿通孔を有している。この外筒１５の両端側に設けた止め輪１４ａ、１４ｂにより、リテーナ１２が外筒から外れないようにしている。

また、リテーナ１２は、中空円筒部材で構成され、外筒１５に対して移動可能なように外筒１５の内周に係合されている。リテーナ１２の内径は軸１１の外径より大きく、リテーナ１２の外径は外筒１５の内径よりも小さくしている。リテーナ１２には、複数の鋼球１３を転動自在に保持するための孔溝が、中空円筒部材の長手方向に直線的に並べられ、孔溝の列が１０列平行になっている。換言すれば、上記孔溝は、軸線Ｌ_１と略平行なリテーナ１２周面の仮想線に対して千鳥状に配置されている。また、上記軸線Ｌ_１に対して上記孔溝の列がリテーナ１２の周方向に所定の角度をもって形成されている。

また、複数の鋼球１３は、リテーナ１２に転動可能に保持されている。ここで、例えば径の小さい鋼球１３２″、１３３〜１３６は、軸１１外周の曲面と接し、径の大きい鋼球１３１は、平面１１１の周方向下端部と接している。さらに、リテーナ１２の長手方向において、鋼球１３１の列と平面１１１上で隣り合う列の鋼球は、軸１１の平面１１１の幅方向上端部と接している。また、リテーナ１２の長手方向において、鋼球１３３の列及び鋼球１３５の列に挟まれた列の鋼球、鋼球１３４の列及び鋼球１３６の列に挟まれた列の鋼球、鋼球１３２″の列及び鋼球１３６の列に挟まれた列の鋼球は、軸１１の曲面と接している。なお、軸１１の外周とリテーナ１２の内周との間隙が、軸１１外周の曲面と平面１１２とで異なるために、鋼球の径を大小２種類、設定して軸１１とリテーナ１２との間隙（組み合せ間隙）を保ち、各方向からの外力に抗して軸線方向にスムーズに転動するようにしている。

以上のように構成されたストローク軸受機構１について、その作用を説明する。

軸１１に対して軸線方向（図１（ａ）中、左右方向）の荷重がかかったとき、例えば、大径の鋼球１３１は軸１１の平面１１１と接して回転し、小径の鋼球１３２″、１３３〜１３６は、軸１１の曲面と接して回転する。ここでは、鋼球の転がり（転動）を利用して荷重による力の損失を抑えている。一方、軸１１に対して周方向（例えば、図１（ｂ）中、時計方向）の荷重（モーメント荷重）がかかったとき、軸１１の半径が軸心から平面１１１までの距離よりも大きいために、鋼球１３１が軸１１の外周と外筒１５の内周とで挟み締め付けられて変形し、鋼球１３１の付近では、軸１１の外周と外筒１５の内周との間隙が狭まる。これは、鋼球１３１が軸１１の平面１１１の周方向下端部と下部曲面との境界付近で接しているためでもある。ここで、軸１１が時計方向に回転しようとすると、上述した間隙の変化で、平面１１１に接している鋼球１３１により、荷重による変形に対抗する応力が生じて軸１１の回転が規制される。さらに、軸１１に対して反時計方向の荷重がかかったとき、鋼球１３１の列と平面１１１上で隣り合う列の鋼球が、平面１１１の幅方向上端部と上部曲面との境界付近で接しているため、上述したように軸１１の外周と外筒１５の内周との間隙が狭まって軸１１の反時計方向回転が規制される。従って、時計方向、反時計方向のいずれに荷重がかかっても、軸１１及び外筒１５の周方向の回転を規制できることとなる。

このような本発明の第１の実施形態に係るストローク軸受機構１によれば、直線運動をする略円柱状の軸１１と、軸１１を挿通して支持する外筒１５（「中空柱状の軸支持手段」に相当する）と、を備え、外筒１５の内周には、複数の鋼球１３（「転動体」に相当する）を転動可能に保持したリテーナ１２（「中空柱状の保持手段」に相当する）を備え、軸１１と外筒１５とが鋼球１３を介して相対的に移動するようにし、軸１１には、軸方向に渡って平面１１１が形成されており、鋼球１３（鋼球１３１を含む）が平面１１１と接するように配されたので、軸１１が時計方向に回転しようとすると、平面１１１と接する鋼球１３が、軸１１の外周と外筒１５の内周とで挟み締め付けられて変形し、その鋼球１３の付近で、軸１１の外周と外筒１５の内周との間隙が狭まることとなる。この間隙の変化で、平面１１１と接している鋼球１３により、荷重による変形に対抗する応力が生じて軸１１の回転が規制される。よって、周方向の外力に抗しながら、軸１１と外筒１５とが軸線方向に対してスムーズに相対移動できる。これは、請求項１に係る発明を適用した実施形態に相当する。

［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係るストローク軸受機構を図２に示す。ここで、軸方向とは、軸１１の長手方向（スラスト方向）であり、図２（ａ）においては軸線Ｌ_１の延在する方向である。また、平面の幅とは、軸１１の周方向（ラジアル方向）の長さである。さらに、直線Ｌ_２は、図２（ｂ）において軸線Ｌ_１と直交する直線であり、直線Ｌ_３は、図２（ｂ）において直線Ｌ_２と直交する直線である。なお、本実施形態は、鋼球１３１の配置、軸１１の形状を除き、第１の実施形態と概ね同様の構成を有しているために、同一構成には同一符号を付与して説明を一部省略する。

図２において、ストローク軸受機構１の軸１１は、直線Ｌ_２を挟んで対向するように２平面１１１、１１２が形成された構成を有している。この２平面１１１、１１２は、軸方向に渡って形成され、その幅が、少なくとも、鋼球１３の径の２倍以上となるようにしている。

また、リテーナ１２は、第１の実施形態に準じ、中空円筒部材で構成され、外筒１５に対して移動可能に係合されている。リテーナ１２の内径は軸１１の外径より大きく、リテーナ１２の外径は外筒１５の内径よりも小さくしている。リテーナ１２には、複数の鋼球１３を転動自在に保持するための孔溝が、中空円筒部材の長手方向に直線的に並べられ、孔溝の列が１０列平行になっている。換言すれば、上記孔溝は、軸線Ｌ_１と略平行なリテーナ１２周面の仮想線に対して千鳥状に配置されている。また、上記軸線Ｌ_１に対して上記孔溝の列がリテーナ１２の周方向に所定の角度をもって形成されている。

また、複数の鋼球１３は、リテーナ１２に転動可能に保持されている。ここで、径の小さい鋼球１３３〜１３６は、軸１１外周の曲面と接し、径の大きい鋼球１３１、１３２は、それぞれ平面１１１の周方向下端部、平面１１２の周方向上端部と接している。また、鋼球１３１、１３２は軸心を挟んで対向し、軸心について点対称となっている。さらに、リテーナ１２の長手方向において、鋼球１３１の列と平面１１１上で隣り合う列の鋼球は、平面１１１の幅方向上端部と接し、鋼球１３２の列と平面１１２上で隣り合う列の鋼球は、平面１１２の幅方向下端部と接している。これらの両鋼球も、軸芯について点対称となっている。また、リテーナ１２の長手方向において、鋼球１３３の列及び鋼球１３５の列に挟まれた列の鋼球は、軸１１の曲面（図２（ｂ）中、上部曲面）と接し、鋼球１３４の列及び鋼球１３６の列に挟まれた列の鋼球は、軸１１の曲面（図２（ｂ）中、下部曲面）と接している。これらの両鋼球も、軸芯について点対称となっている。なお、軸１１とリテーナ１２との間隙が、軸１１外周の曲面と平面１１１、１１２とで異なるために、鋼球の径を大小２種類、設定して軸１１とリテーナ１２との間隙（組み合せ間隙）を保ち、各方向からの外力に抗して軸線方向にスムーズに転動するようにしている。

以上のように構成されたストローク軸受機構１について、その作用を説明する。

軸１１に対して軸線方向（図２（ａ）中、左右方向）の荷重がかかったとき、大径の鋼球１３１、１３２は軸１１の平面１１１、１１２と接して回転し、小径の鋼球１３３〜１３６は、軸１１の曲面と接して回転する。この回転により、リテーナ１２は外筒１５に対して軸線方向に相対移動する。ここでは、鋼球の転がり（転動）を利用して荷重による力の損失を抑えている。一方、軸１１に対して周方向（例えば、図２（ｂ）中、時計方向）の荷重（モーメント荷重）がかかったとき、軸１１は時計方向に回転しようとする。このとき、軸１１の半径が軸心から平面１１１、１１２までの距離よりも大きいために、鋼球１３１、１３２が軸１１の外周と外筒１５の内周とで挟み締め付けられて変形し、鋼球１３１、１３２の付近では、軸１１の外周と外筒１５の内周との間隙が狭まる。これは、大径の鋼球１３１が軸１１の平面１１１の周方向下端部と下部曲面との境界付近で接し、鋼球１３２が軸１１の平面１１２の周方向上端部と上部曲面との境界付近で接しているためでもある。上述した間隙の変化で、平面１１２、１１２に接している鋼球１３１、１３２により、荷重による変形に対抗する応力が生じて軸１１の時計方向回転が規制される。さらに、軸１１に対して反時計方向の荷重がかかったとき、軸１１は反時計方向に回転しようとする。このとき、軸１１の半径が軸心から平面１１１、１１２までの距離よりも大きいために、鋼球１３１の列と平面１１１上で隣り合う列の鋼球、及び鋼球１３２の列と平面１１２上で隣り合う列の鋼球が、軸１１の外周と外筒１５の内周とで挟み締め付けられて変形し、これらの鋼球の付近では、軸１１の外周と外筒１５の内周との間隙が狭まる。これは、鋼球１３１の列と平面１１１上で隣り合う列の鋼球が、平面１１１の幅方向上端部と上部曲面との境界付近で接し、鋼球１３２の列と平面１１２上で隣り合う列の鋼球が、平面１１２の幅方向下端部と下部曲面との境界付近で接しているためでもある。上述した間隙の変化で、平面１１１、１１２と接している、上記隣り合う両列の鋼球により、荷重による変形に対抗する応力が生じて軸１１の反時計方向回転が規制される。従って、時計方向、反時計方向のいずれに荷重がかかっても、軸１１及び外筒１５の周方向の回転を規制できることとなる。

このような本発明の第２の実施形態に係るストローク軸受機構１によれば、平面１１１、１１２が、軸１１の軸線Ｌ_１を挟んで対向するように２面形成されたので、軸１１の平面の４箇所で軸１１と鋼球１３とが接触することとなり、１平面が形成された場合に比べ、より確実に軸１１の周方向回転を規制できる。これは、請求項２に係る発明を適用した実施形態に相当する。

また、本実施形態によれば、鋼球１３が、軸１１の平面１１１、１１２と曲面との境界近傍に配されたので、上述したように鋼球１３が軸１１の外周と外筒１５の内周とで挟み締め付けられて変形し、鋼球１３付近で軸１１とリテーナ１２との間隙が狭まることによって、軸１１の周方向回転を規制できる。これは、請求項４に係る発明を適用した実施形態に相当する。

また、本実施形態によれば、例えば、平面１１１が、軸１１の周方向で２曲面と隣接し、鋼球１３（例えば、「平面１１１の鋼球１３１」、「平面１１２において、鋼球１３２の列と周方向で隣接する列の鋼球」を含む）が、平面１１１と２曲面との境界近傍に配されたので、上述したように、時計方向、反時計方向のいずれに荷重がかかっても、軸１１の周方向回転を規制できる。換言すれば、軸線Ｌ_１を挟んで対向する２平面１１１、１１２と平行であって、かつ軸芯を通る直線Ｌ_２について、鋼球１３が線対称に配置されたので、上述したように、時計方向、反時計方向のいずれに荷重がかかっても、軸１１の周方向回転を規制できる。これは、請求項５に係る発明を適用した実施形態に相当する。

［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態に係るストローク軸受機構１を図３に示す。これは、第１、第２の実施形態とは、ピン１６等を設けることによってリテーナ１２の周方向回転を規制する機能を新たに加えた点が相違している。なお、本実施形態は、ピン１６等を除き、第２の実施形態と概ね同様の構成を有しているために、同一構成には同一符号を付与して説明を省略する。ここで、軸方向とは、軸１１の長手方向（スラスト方向）であり、図３（ａ）においては軸線Ｌ_１の延在する方向である。また、平面の幅とは、軸１１の周方向（ラジアル方向）の長さである。さらに、直線Ｌ_２は、図３（ｂ）において軸線Ｌ_１と直交する直線であり、直線Ｌ_３は、図３（ｂ）において直線Ｌ_２と直交する直線である。

図３において、ストローク軸受機構１は、ピン１６を有する構成である。ピン１６は、外筒１５を貫通して穿たれた孔１５１に挿入、嵌合されると共に、リテーナ１２を貫通して穿たれた長孔１２１に挿入、係合されている。この構成は、図１の止め輪１４ａ、１４ｂを二つのピン１６で置換したものである。なお、図３では、二つのピン１６のうち、一方が挿入された状態を示している。ここで、長孔１２１は、軸線Ｌ_１に対して略平行に穿たれており、その長径は所定の長さに設定され、その短径は孔１５１の径と略同一に設定されている。なお、リテーナ１２には、複数の鋼球１３を転動自在に保持するための孔溝が、中空円筒部材の長手方向に直線的に並べられ、孔溝の列が８列平行になっている。ここでは、リテーナ１２に長孔１２１を設けたために、第２の実施形態と比べて、軸１１の曲面における溝孔の列が２列少ない構成となっている。

以上のように構成されたストローク軸受機構１について、その作用を説明する。

ピン１６は、外筒１５及びリテーナ１２に挿入されているために、外力によってリテーナ１２が軸方向に動いたとき、外筒１５に対するリテーナ１２の移動が、長孔１２１の長径内で収まるように規制する。この規制により、リテーナ１２及び鋼球１３が外筒１５から脱落するのを防止する。また、長孔１２１の短径と孔１５１の径とが略同一に設定されているために、リテーナ１２が周方向に移動しないように固定する。

このような本発明の第３の実施形態に係るストローク軸受機構１によれば、ピン１６、孔１５１、長孔１２１を有することにより、リテーナ１２及び鋼球１３が外筒１５から脱落するのを防止し、さらにリテーナ１２が周方向に移動しないように規制できる。

［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態に係るストローク軸受機構を図４に示す。ここで、軸方向とは、軸１１の長手方向（スラスト方向）であり、図４（ａ）においては軸線Ｌ_１の延在する方向である。また、平面の幅とは、軸１１の周方向（ラジアル方向）の長さである。さらに、直線Ｌ_２は、図４（ｂ）において軸線Ｌ_１と直交する直線であり、直線Ｌ_３は、図４（ｂ）において直線Ｌ_２と直交する直線である。なお、本実施形態は、鋼球１３１、１３２の配置を除き、第３の実施形態と概ね同様の構成を有しているために、同一構成には同一符号を付与して説明を一部省略する。

図４において、ストローク軸受機構１の径の大きい鋼球１３１、１３２は、直線Ｌ_２について線対称となっている。この配置により、鋼球１３１は平面１１１の周方向下端部と接し、鋼球１３２は平面１１２の周方向下端部と接している。なお、リテーナ１２には、複数の鋼球１３を転動自在に保持するための孔溝が、中空円筒部材の長手方向に直線的に並べられ、孔溝の列が７列平行になっている。ここでは、リテーナ１２に長孔１２１を設けたために、第２の実施形態と比べて、軸１１の曲面における溝孔の列が３列少ない構成となっている。

以上のように構成されたストローク軸受機構１について、その作用を説明する。

軸１１に対して軸線方向（図３（ａ）中、左右方向）の荷重がかかったとき、第３の実施形態と同様に外筒１５に対するリテーナ１２の移動が、長孔１２１の長径内で収まるように規制する。一方、軸１１に対して周方向（例えば、図３（ｂ）中、時計方向）の荷重（モーメント荷重）がかかったとき、軸１１は時計方向に回転しようとする。このとき、軸１１の半径が軸心から平面１１１までの距離よりも大きいために、例えば鋼球１３１が軸１１の外周と外筒１５の内周とで挟み締め付けられて変形し、鋼球１３１の付近では、軸１１の外周と外筒１５の内周との間隙が狭まる。これは、大径の鋼球１３１が軸１１の平面１１１の周方向下端部と下部曲面との境界付近で接しているためでもある。上述した間隙の変化で、平面１１１に接している鋼球１３１により、荷重による変形に対抗する応力が生じて軸１１の時計方向回転が規制される。さらに、軸１１に対して周方向（例えば、図３（ｂ）中、反時計方向）の荷重がかかったとき、軸１１は反時計方向に回転しようとする。このとき、軸１１の半径が軸心から平面１１２までの距離よりも大きいために、例えば鋼球１３２が軸１１の外周と外筒１５の内周とで挟み締め付けられて変形し、鋼球１３２の付近では、軸１１の外周と外筒１５の内周との間隙が狭まる。これは、鋼球１３２が軸１１の平面１１２の周方向下端部と下部曲面との境界付近で接しているためでもある。上述した間隙の変化で、平面１１２に接している鋼球１３２により、荷重による変形に対抗する応力が生じて軸１１の反時計方向回転が規制される。従って、時計方向、反時計方向のいずれに荷重がかかっても、軸１１及び外筒１５の周方向の回転を規制できる。

［第５の実施形態］
次に、本発明の第５の実施形態に係るストローク軸受機構を図５に示す。これは、第３、第４の実施形態とは、リテーナ１２を外筒１５に対して固定することによってリテーナ１２の周方向回転を規制する点が相違している。なお、本実施形態は、リテーナ１２の孔溝１２２と鋼球１３７、１３８の配置、及びピン１６の不使用を除き、第３、第４の実施形態と概ね同様の構成を有しているために、同一構成には同一符号を付与して説明を省略する。ここで、軸方向とは、軸１１の長手方向（スラスト方向）であり、図５（ａ）においては軸線Ｌ_１の延在する方向である。また、平面の幅とは、軸１１の周方向（ラジアル方向）の長さである。さらに、直線Ｌ_２は、図５（ｂ）において軸線Ｌ_１と直交する直線であり、直線Ｌ_３は、図５（ｂ）において直線Ｌ_２と直交する直線である。

図５において、ストローク軸受機構１のリテーナ１２は、それぞれ複数の鋼球１３を転動自在に保持するための直線状の軌道溝１２２が、中空円筒部材の長手方向に二つ直線上に並べられ、その軌道溝１２２の列が平行に配置された構成を有している。また、リテーナ１２は、外筒１５に対して固定されている。さらに、リテーナ１２は、軸線Ｌ_１に対して、上記軌道溝１２２の列がリテーナ１２の周方向に所定の角度をもって、１０列形成された構成を有している。

また、複数の鋼球１３には、径の異なる大小２種類があり、これらはリテーナ１２の軌道溝１２２ごとに三つずつ、転動可能に保持されている。ここで、径の小さい鋼球１３３〜１３８は、軸１１外周の曲面と接し、径の大きい鋼球１３１、１３２、１３９、１４０は２平面１１１、１１２の周方向端部と接している。また、鋼球１３１と鋼球１４０、鋼球１３２と鋼球１３９は、それぞれ軸心について点対称となっている。さらに、鋼球１３１と鋼球１３２、鋼球１３９と鋼球１４０は直線Ｌ_２について線対称となっている。

以上のように構成されたストローク軸受機構１について、その作用を説明する。

軸１１に対して軸線方向（図５（ａ）中、左右方向）の荷重がかかったとき、それぞれの軌道溝１２２内の三つの鋼球は、軸１１の平面１１１、１１２又は曲面と接して回転しながら、軌道溝１２２内を左右方向に移動する。この鋼球１３の移動と共に軸１１は、軸線方向に移動する。一方、軸１１に対して周方向（例えば、図５（ｂ）中、時計方向）の荷重（モーメント荷重）がかかったとき、軸１１は時計方向に回転しようとする。このとき、軸１１の半径が軸心から平面１１１、１１２までの距離よりも大きいために、例えば鋼球１３１、１４０が軸１１の外周と外筒１５の内周とで挟み締め付けられて変形し、鋼球１３１、１４０の付近では、軸１１の外周と外筒１５の内周との間隙が狭まる。これは、大径の鋼球１３１が平面１１１の周方向下端部と下部曲面の境界付近で接し、大径の鋼球１４０が平面１１２の周方向上端部と上部曲面の境界付近で接しているためでもある。上述した間隙の変化で、平面１１１、１１２に接している鋼球１３１、１４０により、荷重による変形に対抗する応力が生じて軸１１の時計方向回転が規制される。さらに、軸１１に対して周方向（例えば、図５（ｂ）中、反時計方向）の荷重がかかったとき、軸１１は反時計方向に回転しようとする。このとき、軸１１の半径が軸心から平面１１１、１１２までの距離よりも大きいために、例えば鋼球１３９、１３２が軸１１の外周と外筒１５の内周とで挟み締め付けられて変形し、鋼球１３９、１３２の付近では、軸１１の外周と外筒１５の内周との間隙が狭まる。これは、鋼球１３２が平面１１２の周方向下端部と下部曲面の境界付近で接し、鋼球１３９が平面１１１の周方向上端部と上部曲面の境界付近で接しているためでもある。上述した間隙の変化で、平面１１１、１１２に接している鋼球１３９、１３２により、荷重による変形に対抗する応力が生じて軸１１の反時計方向回転が規制される。従って、時計方向、反時計方向のいずれに荷重がかかっても、軸１１及び外筒１５の周方向の回転を規制できる。

なお、本発明の第５の実施形態に係るストローク軸受機構１によれば、リテーナ１２の軌道溝１２２内に鋼球１３を保持し、さらにリテーナ１２を外筒１５に対して固定することにより、リテーナ１２及び鋼球１３が外筒１５から脱落するのを防止すると共に、リテーナ１２が周方向に移動しないように規制できる。

［第６の実施形態］
次に、本発明の第６の実施形態に係るストローク軸受機構を図６に示す。ここで、軸方向とは、軸１１の長手方向（スラスト方向）であり、図６（ａ）においては軸線Ｌ_１の延在する方向である。また、平面の幅とは、軸１１の周方向（ラジアル方向）の長さである。さらに、直線Ｌ_２は、図６（ｂ）において軸線Ｌ_１と直交する直線であり、直線Ｌ_３は、図６（ｂ）において直線Ｌ_２と直交する直線である。

図６において、ストローク軸受機構１は、リテーナ１２に保持された鋼球１３と係合する軌道溝１５２を有する外筒１５と、複数の同一径の鋼球１３を介して軸１１が装着されたリテーナ１２と、軸心を挟んで対向するように形成された２平面１１１、１１２及び２平面１１３、１１４を有する軸１１と、第１の実施形態を適用した止め輪１４ａ、１４ｂと、を有する構成である。

また、軸１１の平面１１１〜１１４は、軸１１の軸方向に渡って形成され、その幅が、少なくとも、鋼球１３の径より大きくなるようにした構成を有している。また、平面１１１と平面１１２、平面１１３と平面１１４は、それぞれ軸芯を挟んで対向しており、４平面１１１〜１１４のうちの隣り合う平面同士の位相が９０°ずれている。

また、外筒１５は、中空円筒部材で構成され、リテーナ１２を介して軸１１を挿通する挿通孔を有している。この中空円筒部材の内周面には、直線状の軌道溝１５２が４条、長手方向に渡って互いに略平行となるように形成されている。

また、リテーナ１２は、中空円筒部材で構成され、外筒１５に対し、鋼球１３を介して軸方向（図６（ａ）中、左右方向）に移動可能に係合されている。リテーナ１２の内径は軸１１の外径より大きく、リテーナ１２の外径は外筒１５の軌道溝１５２部の内径よりも小さくしている。リテーナ１２には、複数の鋼球１３を転動自在に保持するための孔溝が、中空円筒部材の長手方向に直線的に並べられ、孔溝の列が４列、平行になっている。また、軸１１の軸芯に対して４列がリテーナ１２の周方向に所定の角度をもって形成されている。この４列の孔溝は、４条の軌道溝１５２に対向している。

また、複数の鋼球１３は同一径を有し、例えば、鋼球１３１は、軸１１の平面１１１の幅方向上端部と接し、鋼球１３２は、軸１１の平面１１２の幅方向上端部と接した構成を有している。ここで、鋼球１３１、１３２は直線Ｌ_２に対して線対称となっている。また、鋼球１３３は、軸１１の平面１１３の幅方向右端部と接し、鋼球１３４は、軸１１の平面１１４の幅方向右端部と接した構成を有している。ここで、鋼球１３３、１３４は直線Ｌ_３に対して線対称となっている。

以上のように構成されたストローク軸受機構１について、その作用を説明する。

軸１１に対して軸線方向（図６（ａ）中、左右方向）の荷重がかかったとき、鋼球１３は軸１１の平面１１１〜１１４のいずれかと接しながら、外筒１５の軌道溝１５２に係合して回転し、軸１１及びリテーナ１２は左右方向に移動する。一方、軸１１に対して周方向（例えば、図６（ｂ）中、時計方向）の荷重（モーメント荷重）がかかったとき、軸１１は時計方向に回転しようとする。このとき、軸１１の半径が軸心から平面１１２、１１４までの距離よりも大きいために、例えば鋼球１３２、１３４が軸１１の外周と外筒１５の内周とで挟み締め付けられて変形し、鋼球１３２、１３４の付近では、軸１１の外周と外筒１５の内周との間隙が狭まる。これは、鋼球１３２が平面１１２の周方向上端部と曲面の境界付近で接し、鋼球１３４が平面１１４の周方向右端部と曲面の境界付近で接しているためでもある。上述した間隙の変化で、平面１１２、１１４に接している鋼球１３２、１３４により、荷重による変形に対抗する応力が生じて軸１１の時計方向回転が規制される。また、軸１１に対して反時計方向の荷重がかかったとき、軸１１は反時計方向に回転しようとする。このとき、軸１１の半径が軸心から平面１１１、１１３までの距離よりも大きいために、例えば鋼球１３１、１３３が軸１１の外周と外筒１５の内周とで挟み締め付けられて変形し、鋼球１３１、１３３の付近では、軸１１の外周と外筒１５の内周との間隙が狭まる。これは、鋼球１３１、１３３が、それぞれ軸１１の平面１１１の幅方向上端部、及び平面１１３の幅方向右端部と接しているためでもある。上述した間隙の変化で、平面１１１、１１３に接している鋼球１３１、１３３により、荷重による変形に対抗する応力が生じて軸１１の反時計方向回転が規制される。従って、時計方向、反時計方向のいずれに荷重がかかっても、軸１１及び外筒１５の周方向の回転を規制できる。

このような本発明の第６の実施形態に係るストローク軸受機構１によれば、４平面１１１〜１１４が、軸１１の軸線Ｌ_１を挟んで対向するように形成され、隣り合う平面の位相が９０°ずれるように配されたので、上述したように少なくとも４平面１１１〜１１４と接している４鋼球が、軸１１の外周と外筒１５の内周とで挟み締め付けられて変形し、軸１１の外周と外筒１５の内周との間隙が狭まることとなり、対向する２平面１１１、１１２を形成した場合に比べ、軸１１の周方向回転をより確実に規制できる。これは、請求項３に係る発明の実施形態に相当する。

［第７の実施形態］
次に、本発明の第７の実施形態に係るストローク軸受機構を図７に示す。ここで、軸方向とは、軸１１の長手方向（スラスト方向）であり、図７（ａ）においては軸線Ｌ_１の延在する方向である。また、平面の幅とは、軸１１の周方向（ラジアル方向）の長さである。さらに、直線Ｌ_２は、図７（ｂ）において軸線Ｌ_１と直交する直線であり、直線Ｌ_３は、図７（ｂ）において直線Ｌ_２と直交する直線である。

図７において、ストローク軸受機構１は、リテーナ１２が装着された外筒１５と、複数の同一径の鋼球１３を介して軸１１が装着されたリテーナ１２と、軸線Ｌ_１を挟んで対向するように形成された２平面１１１、１１２を有する軸１１と、第１の実施形態を適用した止め輪１４ａ、１４ｂと、を有する構成である。

また、軸１１の２平面１１１、１１２は、第２の実施形態を適用し、軸方向に渡って形成され、その幅が、少なくとも、鋼球１３の径の２倍以上となるようにしている。

また、外筒１５は、中空円筒部材で構成され、その内面に軸線Ｌ_１を挟んで対向するように形成された２平面１５１、１５２′を有し、リテーナ１２を介して軸１１を挿通する挿通孔を有している。なお、軸１１を挿通して装着したとき、平面１５１、１５２′は、それぞれ平面１１１、１１２と略平行に対向するようにしている。

また、リテーナ１２は、第１の実施形態を適用した中空円筒部材で構成され、外筒１５に対して接着又は圧入により固設されている。リテーナ１２の内径は軸１１の外径より大きく、リテーナ１２の外径は外筒１５の内径よりも小さくしている。リテーナ１２には、複数の鋼球１３を転動自在に保持するための孔溝が、中空円筒部材の長手方向に直線的に並べられ、それぞれの孔溝の列が１０列平行になっている。換言すれば、上記孔溝は、軸線Ｌ_１と略平行なリテーナ１２周面の仮想線に対して千鳥状に配置されている。また、軸線Ｌ_１に対して１０列の孔溝がリテーナ１２の周方向に所定の角度をもって形成されている。

また、同一径の複数の鋼球１３は、リテーナ１２に転動可能に保持されている。例えば、鋼球１３３〜１３６は、軸１１外周の曲面と接し、鋼球１３１は平面１１１の幅方向下端部と接し、鋼球１３２は平面１１２の幅方向上端部と接している。また、鋼球１３１、１３２は軸心に対して点対称となっている。なお、外筒１５の内周に、軸１１の平面１１１、１１２と略平行な平面１５１、１５２′を形成することにより、軸１１の外周面と外筒１５の内周面との間隙が略一定となるために、同一径の鋼球１３を使用している。

以上のように構成されたストローク軸受機構１について、その作用を説明する。

軸１１に対して軸線方向（図７（ａ）中、左右方向）の荷重がかかったとき、第２の実施形態に準じ、例えば、鋼球１３１、１３２は、それぞれ軸１１の平面１１１、１１２と接して回転し、鋼球１３３〜１３６は、軸１１の曲面と接して回転する。一方、軸１１に対して周方向（例えば、図７（ｂ）中、時計方向）の荷重（モーメント荷重）がかかったとき、軸１１は時計方向に回転しようとする。このとき、軸１１の半径が軸心から平面１１１までの距離よりも大きいために、例えば鋼球１３１、１３２が軸１１の外周と外筒１５の内周とで挟み締め付けられて変形し、鋼球１３１、１３２の付近では、軸１１の外周と外筒１５の内周との間隙が狭まる。これは、鋼球１３１が軸１１の平面１１１の周方向下端部と下部曲面との境界付近で接し、鋼球１３２が軸１１の平面１１２の周方向上端部と上部曲面との境界付近で接しているためでもある。上述した間隙の変化で、平面１１１、１１２に接している鋼球１３１、１３２により、荷重による変形に対抗する応力が生じて軸１１の時計方向回転が規制される。さらに、軸１１に対して反時計方向の荷重がかかったとき、軸１１は反時計方向に回転しようとする。このとき、軸１１の半径が軸心から平面１１１までの距離よりも大きいために、鋼球１３１の列と平面１１１上で隣り合う列の鋼球、及び鋼球１３２の列と平面１１２上で隣り合う列の鋼球が、軸１１の外周と外筒１５の内周とで共に挟み締め付けられて変形し、双方の列と隣り合う両列の鋼球の付近では、軸１１の外周と外筒１５の内周との間隙が狭まる。これは、鋼球１３１の列と平面１１１上で隣り合う列の鋼球が、平面１１１の幅方向上端部と上部曲面との境界付近で接し、鋼球１３２の列と平面１１２上で隣り合う列の鋼球が、平面１１２の幅方向下端部と下部曲面との境界付近で接しているためでもある。上述した間隙の変化で、平面１１１、１１２に接している、上記隣り合う両列の鋼球により、荷重による変形に対抗する応力が生じて軸１１の反時計方向回転が規制される。ここで、「上述した間隙」は、「平面１１１と平面１５１との間隙」、「平面１１２と平面１５２′との間隙」に相当する。なお、図８（ａ）の鋼球１３１′は、リテーナ１２の長手方向で鋼球１３１の列と隣り合う列の鋼球に相当し、平面１１１の幅方向上端部と接している。従って、時計方向、反時計方向のいずれに荷重がかかっても、軸１１及び外筒１５の周方向の回転を規制できる。

また、本実施形態では、鋼球１３が軸１１の平面１１１、１１２の幅方向端部と接するようにしているが、これに対し、鋼球１３が軸１１の平面１１１、１１２の幅方向中央部と接するようにした場合（図８（ｂ）の１３１１、１３２１に示す）には、上記境界部から相対的に遠くなるので、鋼球１３１１、１３２１の移動量が大きくなる。

このような本発明の第７の実施形態に係るストローク軸受機構１によれば、外筒１５（「軸支持手段」に相当する）の内周には、軸１１の平面１１１、１１２と対向する平面１５１、１５２′が形成されたので、上述したように、軸１１の外周面と外筒１５の内周面との間隙が略一定となり、同一径の鋼球１３を用いてストローク軸受機構１を構成できる。これは、請求項６に係る発明の実施形態に相当する。

［第８の実施形態］
次に、本発明の第８の実施形態に係るストローク軸受機構を図９に示す。ここで、軸方向とは、軸１１の長手方向（スラスト方向）であり、図９（ａ）においては軸線Ｌ_１の延在する方向である。また、平面の幅とは、軸１１の周方向（ラジアル方向）の長さである。さらに、直線Ｌ_２は、図９（ｂ）において軸線Ｌ_１と直交する直線であり、直線Ｌ_３は、図９（ｂ）において直線Ｌ_２と直交する直線である。なお、本実施形態は、鋼球の配置、及び軸、外筒の平面を除き、第７の実施形態と概ね同様の構成を有しているために、同一構成には同一符号を付与して説明を一部省略する。

図９において、ストローク軸受機構１の軸１１には、平面１１１〜１１４が軸方向に渡って形成され、平面１１１と平面１１２が直線Ｌ_２を挟んで対向し、平面１１３と平面１１４が直線Ｌ_３を挟んで対向した構成を有している。また、隣り合う平面同士の位相が９０°ずれるようにしている。さらに、平面１１１〜１１４の幅が、少なくとも、鋼球１３の径より大きくなるようにしている。また、外筒１５の内周面には、軸１１の平面１１１〜１１４とそれぞれ対向する、平面１５１、１５２′、１５３、１５４が、外筒１５の長手方向に渡って形成され、その幅が、平面１１１〜１１４の幅より大きくなるようにした構成を有している。また、隣り合う平面同士の位相が９０°ずれるようにしている。また、リテーナ１２は、複数の鋼球１３を転動自在に保持するための孔溝の列を長手方向に８列有し、このうちの４列（例えば、鋼球１３１〜１３４をそれぞれ含む４列）が、互いに平行、かつ軸芯に対してリテーナ１２の周方向に等角度「９０°」をもって形成された構成を有している。また、複数の鋼球１３は同一径を有し、例えば、鋼球１３１は、軸１１の平面１１１の幅方向下端部と接し、鋼球１３２は、軸１１の平面１１２の幅方向上端部と接し、鋼球１３３は、軸１１の平面１１３の幅方向左端部と接し、鋼球１３４は、軸１１の平面１１４の幅方向右端部と接している。さらに、鋼球１３１と鋼球１３２、及び鋼球１３３と鋼球１３４が、それぞれ軸芯について点対称となっている。一方、リテーナ１２の長手方向で鋼球１３１と隣り合う鋼球は、軸１１の平面１１１の幅方向上端部と接し、リテーナ１２の長手方向で鋼球１３２と隣り合う鋼球は、軸１１の平面１１２の幅方向下端部と接し、リテーナ１２の長手方向で鋼球１３３と隣り合う鋼球は、軸１１の平面１１３の幅方向右端部と接し、リテーナ１２の長手方向で鋼球１３４と隣り合う鋼球は、軸１１の平面１１４の幅方向左端部と接している。さらに、リテーナ１２の長手方向で、鋼球１３１と隣り合う鋼球と、鋼球１３２と隣り合う鋼球とが、軸芯について点対称となっており、リテーナ１２の長手方向で、鋼球１３３と隣り合う鋼球と、鋼球１３４と隣り合う鋼球とが、軸芯について点対称となっている。

以上のように構成されたストローク軸受機構１について、その作用を説明する。

軸１１に対して軸線方向（図９（ａ）中、左右方向）の荷重がかかったとき、第６の実施形態に準じ、鋼球１３は軸１１の平面１１１〜１１４のいずれかと接して回転し、左右方向に移動する。一方、軸１１に対して周方向（例えば、図９（ｂ）中、時計方向）の荷重（モーメント荷重）がかかったとき、軸１１の半径が軸心から平面１１１〜１１４までの距離よりも大きいために、例えば鋼球１３１〜１３４が軸１１の外周と外筒１５の内周とで挟み締め付けられて変形し、鋼球１３１〜１３４の付近では、軸１１の外周と外筒１５の内周との間隙が狭まる。これは、鋼球１３１〜１３４が、それぞれ軸１１の平面１１１の幅方向下端部、平面１１２の幅方向上端部、平面１１３の幅方向左端部、平面１１４の幅方向右端部と接しているためでもある。上述した間隙の変化で、平面１１１〜１１４に接している鋼球１３１〜１３４により、荷重による変形に対抗する応力が生じて軸１１の時計方向回転が規制される。また、軸１１に対して周方向（例えば、図９（ｂ）中、反時計方向）の荷重がかかったときは、軸１１の半径が軸心から平面１１１〜１１４までの距離よりも大きいために、例えばリテーナ１２の長手方向の平面１１１〜１１４で、それぞれ鋼球１３１〜１３４の列と隣り合う列の鋼球が、軸１１の外周と外筒１５の内周とで挟み締め付けられて変形し、それぞれの上記隣り合う列の鋼球の付近では、軸１１の外周と外筒１５の内周との間隙が狭まる。これは、それぞれの上記隣り合う鋼球が、平面１１１の幅方向上端部、平面１１２の幅方向下端部、平面１１３の幅方向右端部、平面１１４の幅方向左端部と接しているためでもある。上述した間隙の変化で、平面１１１〜１１４に接している、それぞれの上記隣り合う鋼球により、荷重による変形に対抗する応力が生じて軸１１の反時計方向回転が規制される。従って、時計方向、反時計方向のいずれに荷重がかかっても、軸１１及び外筒１５の周方向の回転を規制できる。なお、「上述した間隙」は、「平面１１１と平面１５１との間隙」、「平面１１２と平面１５２′との間隙」、「平面１１３と平面１５３との間隙」、「平面１１４と平面１５４との間隙」に相当する。

［第９の実施形態］
次に、本発明の第９の実施形態に係るストローク軸受機構を図１０に示す。ここで、軸方向とは、軸１１の長手方向（スラスト方向）であり、図１０（ａ）においては軸線Ｌ_１の延在する方向である。また、平面の幅とは、軸１１の周方向（ラジアル方向）の長さである。さらに、直線Ｌ_２は、図１０（ｂ）において軸線Ｌ_１と直交する直線であり、直線Ｌ_３は、図１０（ｂ）において直線Ｌ_２と直交する直線である。なお、本実施形態は、鋼球の配置を除き、第８の実施形態と概ね同様の構成を有しているために、同一構成には同一符号を付与して説明を一部省略する。

図１０において、ストローク軸受機構１のリテーナ１２は、複数の鋼球１３を転動自在に保持するための孔溝の列を４列有し、この４列が、長手方向について互いに平行、かつ軸芯に対してリテーナ１２の周方向に所定の角度をもって形成された構成を有している。また、複数の鋼球１３は同一径を有し、例えば、鋼球１３１は、軸１１の平面１１１の幅方向上端部と接し、鋼球１３２は、軸１１の平面１１２の幅方向上端部と接した構成を有している。ここで、鋼球１３１、１３２は直線Ｌ_２について線対称となっている。また、鋼球１３３は、軸１１の平面１１３の幅方向右端部と接し、鋼球１３４は、軸１１の平面１１４の幅方向右端部と接した構成を有している。ここで、鋼球１３３、１３４は軸線Ｌ_３について線対称となっている。

以上のように構成されたストローク軸受機構１について、その作用を説明する。

軸１１に対して軸線方向（図１０（ａ）中、左右方向）の荷重がかかったとき、第８の実施形態に準じ、鋼球１３は軸１１の平面１１１〜１１４のいずれかと接して回転し、軸１１は左右方向に移動する。一方、軸１１に対して周方向（例えば、図１０（ｂ）中、時計方向）の荷重（モーメント荷重）がかかったとき、軸１１の半径が軸心から平面１１２、１１４までの距離よりも大きいために、例えば鋼球１３２、１３４が軸１１の外周と外筒１５の内周とで挟み締め付けられて変形し、鋼球１３２、１３４の付近では、軸１１の外周と外筒１５の内周との間隙が狭まる。これは、鋼球１３２、１３４が、それぞれ軸１１の平面１１２の幅方向上端部、平面１１４の幅方向右端部と接しているためでもある。上記間隙は、「平面１１２と平面１５２′との間隙」、「平面１１４と平面１５４との間隙」に相当する。上述した間隙の変化で、平面１１２、１１４と接している鋼球１３２、１３４により、荷重による変形に対抗する応力が生じて軸１１の時計方向回転が規制される。また、軸１１に対して反時計方向の荷重がかかったとき、軸１１の半径が軸心から平面１１１、１１３までの距離よりも大きいために、例えば鋼球１３１、１３３が軸１１の外周と外筒１５の内周とで挟み締め付けられて変形し、鋼球１３１、１３３の付近では、軸１１の外周と外筒１５の内周との間隙が狭まる。これは、鋼球１３１、１３３は、それぞれ軸１１の平面１１１の幅方向上端部、平面１１３の幅方向右端部と接しているためでもある。上記間隙は、「平面１１１と平面１５１との間隙」、「平面１１３と平面１５３との間隙」に相当する。上述した間隙の変化で、平面１１１、１１３に接している鋼球１３１、１３３により、荷重による変形に対抗する応力が生じて軸１１の反時計方向回転が規制される。従って、時計方向、反時計方向のいずれに荷重がかかっても、軸１１及び外筒１５の周方向の回転を規制できる。

［第１０の実施形態］
次に、本発明の第１０の実施形態に係るストローク軸受機構１を図１１に示す。

図１１において、ストローク軸受機構１は、内周面に４平面１５１、１５２′、１５３、１５４が形成され、リテーナ１２に保持された鋼球１３と係合する、４条の直線状の軌道溝１５２を有する外筒１５と、外筒１５の内周平面に対向する平面が外周面に形成され、複数の同一径の鋼球１３を介して軸１１が装着されたリテーナ１２と、軸心を挟んで２面ずつ対向するように形成された４平面１１１〜１１４、及び２面ずつ対向するように形成された４曲面を有する軸１１と、第１の実施形態を適用した止め輪１４ａ、１４ｂと、を有する構成である。

また、軸１１の平面１１１〜１１４は、軸方向に渡って形成され、その幅が、少なくとも、鋼球１３の径より大きくなるようにしている。

また、外筒１５は、中空円筒部材で構成され、リテーナ１２を介して軸１１を挿通する挿通孔を有している。この中空円筒部材の内周に形成された４平面１５１、１５２′、１５３、１５４は、隣り合う平面同士の位相が９０°ずれている。また、外筒１５の内周断面は略長方形をなし、長方形の四隅に曲部（Ｒ部）が形成されている。このＲ部は、上述した４条の軌道溝１５２に相当し、この軌道溝１５２は、長手方向に渡って互いに略平行となるように形成されている。

また、リテーナ１２は、中空角柱部材で構成され、外周には、外筒１５の４平面１５１、１５２′、１５３、１５４に対向する４平面が形成され、内周には４曲面が形成されている。この４平面のうちの隣り合う平面同士は位相が９０°ずれている。また、リテーナ１２は、外筒１５の軌道溝１５２に対し、鋼球１３を介して係合されている。リテーナ１２の内径は軸１１の外径より大きく、リテーナ１２の外径は外筒１５の軌道溝１５２部の内径よりも小さくしている。リテーナ１２には、複数の鋼球１３を転動自在に保持するための孔溝の列が、中空角柱部材の長手方向に直線的に４列並べられ、この４列が平行になっている。また、軸１１の軸芯に対して４列がリテーナ１２の内周方向に所定の角度をもって形成されている。この４列は、４条の軌道溝１５２に対向している。

また、複数の鋼球１３は、同一径であってリテーナ１２の孔溝のそれぞれに転動可能に保持されている。例えば、鋼球１３１は、軸１１の平面１１１の幅方向下端部と接し、鋼球１３２は、軸１１の平面１１２の幅方向上端部と接している。ここで、鋼球１３１、１３２は直線Ｌ_２について線対称としている。また、鋼球１３３は、軸１１の平面１１３の幅方向右端部と接し、鋼球１３４は、軸１１の平面１１４の幅方向左端部と接している。ここで、鋼球１３３、１３４は直線Ｌ_３に対して線対称としている。

以上のように構成されたストローク軸受機構１について、その作用を説明する。

軸１１に対して軸線方向（図１１（ａ）中、左右方向）の荷重がかかったとき、第６の実施形態に準じ、鋼球１３は軸１１の平面１１１〜１１４のいずれかと接しながら、外筒１５の軌道溝１５２に係合して回転し、軸１１及びリテーナ１２は左右方向に移動する。一方、軸１１に対して周方向（例えば、図１１（ｂ）中、時計方向）の荷重（モーメント荷重）がかかったとき、軸１１の半径が軸心から平面１１１、１１２までの距離よりも大きいために、例えば鋼球１３１、１３２が軸１１の外周と外筒１５の内周（Ｒ部を含む）とで挟み締め付けられて変形し、鋼球１３１、１３２の付近では、軸１１の外周と外筒１５の内周との間隙が狭まる。これは、鋼球１３１、１３２が、それぞれ軸１１の平面１１１の幅方向下端部、平面１１２の幅方向上端部と接しているためでもある。上記間隙は、「平面１１１と平面１１１に対向するＲ部との間隙」、「平面１１２と平面１１２に対向するＲ部との間隙」に相当する。上述した間隙の変化で、平面１１１、１１２に接している鋼球１３１、１３２により、荷重による変形に対抗する応力が生じて軸１１の時計方向回転が規制される。また、軸１１に対して反時計方向の荷重がかかったとき、軸１１の半径が軸心から平面１１３、１１４までの距離よりも大きいために、例えば鋼球１３３、１３４が軸１１の外周と外筒１５の内周（Ｒ部を含む）とで挟み締め付けられて変形し、鋼球１３３、１３４の付近では、軸１１の外周と外筒１５の内周との間隙が狭まる。これは、鋼球１３３、１３４が、それぞれ軸１１の平面１１３の幅方向右端部、平面１１４の幅方向左端部と接しているためでもある。上記間隙は、「平面１１３と平面１１３に対向するＲ部との間隙」、「平面１１４と平面１１４に対向するＲ部との間隙」に相当する。上述した間隙の変化で、平面１１３、１１４に接している鋼球１３３、１３４により、荷重による変形に対抗する応力が生じて軸１１の反時計方向回転が規制される。従って、時計方向、反時計方向のいずれに荷重がかかっても、軸１１及び外筒１５の周方向の回転を規制できる。

［第１１の実施形態］
次に、本発明の第１１の実施形態に係るストローク軸受機構を図１２に示す。ここで、軸方向とは、軸１１の長手方向（スラスト方向）であり、図１２（ａ）においては軸線Ｌ_１の延在する方向である。また、平面の幅とは、軸１１の周方向（ラジアル方向）の長さである。さらに、直線Ｌ_２は、図１２（ｂ）において軸線Ｌ_１と直交する直線であり、直線Ｌ_３は、図１２（ｂ）において直線Ｌ_２と直交する直線である。なお、本実施形態は、鋼球の配置を除き、第６の実施形態と概ね同様の構成を有しているために、同一構成には同一符号を付与して説明を一部省略する。

図１２において、ストローク軸受機構１の外筒１５は、中空円筒部材で構成され、この中空円筒部材の内周面には、直線状の軌道溝１５２が４条、長手方向に渡って互いに略平行となるように形成されている。また、軸１１の軸芯に対して４条の軌道溝１５２がリテーナ１２の周方向に等角度「９０°」をもって形成されている。

また、リテーナ１２には、複数の鋼球１３を転動自在に保持するための孔溝が、中空円筒部材の長手方向に直線的に並べられ、孔溝の列が４列、平行になっている。また、軸１１の軸芯に対して４列がリテーナ１２の周方向に等角度「９０°」をもって形成されている。この４列の孔溝は、４条の軌道溝１５２に対向している。

また、複数の同一径の鋼球１３は、リテーナ１２の孔溝のそれぞれに転動可能に保持されている。例えば、鋼球１３１は、軸１１の平面１１１の幅方向中央部と接し、鋼球１３２は、軸１１の平面１１２の幅方向中央部と接している。ここで、鋼球１３１、１３２は軸心に対して点対称であり、かつ直線Ｌ_２に対して線対称となっている。また、鋼球１３３は、軸１１の平面１１３の幅方向中央部と接し、鋼球１３４は、軸１１の平面１１４の幅方向中央部と接している。ここで、鋼球１３３、１３４は軸心に対して点対称であり、かつ軸線Ｌ_１に対して線対称となっている。なお、鋼球１３の径は、平面１１１〜１１４の幅より大きくなるようにしている。

以上のように構成されたストローク軸受機構１について、その作用を説明する。

軸１１に対して軸線方向（図１２（ａ）中、左右方向）の荷重がかかったとき、第６の実施形態に準じ、鋼球１３は軸１１の平面１１１〜１１４のいずれかと接しながら、外筒１５の軌道溝１５２に係合して回転し、軸１１及びリテーナ１２は左右方向に移動する。一方、軸１１に対して周方向（例えば、図１２（ｂ）中、時計方向）の荷重（モーメント荷重）がかかったとき、軸１１は時計方向に回転しようとする。このとき、軸１１の半径が軸心から平面１１１〜１１４までの距離よりも大きいために、例えば鋼球１３１〜１３４が軸１１の外周と外筒１５の内周（Ｒ部を含む）とで挟み締め付けられて変形し、鋼球１３１〜１３４の付近では、軸１１の外周と外筒１５の内周との間隙が狭まる。これは、上述したように、鋼球１３１〜１３４がいずれも平面１１１〜１１４の幅方向中央部で接しながら、その径が平面１１１〜１１４の幅よりも小さいために、鋼球１３１〜１３４と軸１１との接点が実質的に平面と曲面との境界付近となることにもよる。上述した間隙の変化で、平面１１１〜１１４と接している鋼球１３１〜１３４により、荷重による変形に対抗する応力が生じて軸１１の時計方向回転が規制される。また、軸１１に対して反時計方向の荷重がかかったときも、上述したように軸１１の外周と外筒１５の内周との間隙が狭まって軸１１の反時計方向回転が規制される。従って、時計方向、反時計方向のいずれに荷重がかかっても、軸１１及び外筒１５の周方向の回転を規制できる。

なお、上述した第３、第４の実施形態のピン１６を用いた構成を、第１、第２、第６〜第１１の実施形態のいずれかに適用しても、同様の効果が得られるものである。また、第１の実施形態等の止め輪１４ａ、１４ｂを用いた構成を、第３、第４の実施形態のいずれかに適用しても、同様の効果が得られるものである。さらに、第７、第８の実施形態の平面を有する外筒１５を用いた構成を、第１〜第６、第９、第１１の実施形態のいずれかに適用しても、同様の効果が得られるものである。

また、上述したそれぞれの実施形態ではリテーナ１２で保持する転動体として鋼球１３を用いた場合について説明したが、本発明はこのほかに、セラミックボール、ローラ等を用いても同様の効果が得られるものである。

以上のように、本発明に係るストローク軸受機構は、軸方向に渡って平面を形成し、転動体（「鋼球」に相当する）が平面と接するようにしたことにより、軸支持手段（「外筒」に相当する）又は軸の周方向に荷重がかかったとき、前記転動体が軸の外周と軸支持手段の内周とで挟み締め付けられて変形し、前記転動体の付近では、軸の外周と軸支持手段の内周との間隙が狭まることによって、軸支持手段又は軸の周方向回転を規制できるという効果を有し、複数の鋼球を保持したリテーナ（「保持手段」に相当する）が外筒に装着され、リテーナを介して外筒に挿通された軸が直線的に移動するようにしたストローク軸受機構等として有用である。

本発明の第１の実施形態に係るストローク軸受機構の横断面（ａ）及び縦断面（ｂ）を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るストローク軸受機構の横断面（ａ）及び縦断面（ｂ）を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係るストローク軸受機構の横断面（ａ）及び縦断面（ｂ）を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係るストローク軸受機構の横断面（ａ）及び縦断面（ｂ）を示す図である。 本発明の第５の実施形態に係るストローク軸受機構の横断面（ａ）及び縦断面（ｂ）を示す図である。 本発明の第６の実施形態に係るストローク軸受機構の横断面（ａ）及び縦断面（ｂ）を示す図である。 本発明の第７の実施形態に係るストローク軸受機構の横断面（ａ）及び縦断面（ｂ）を示す図である。 本発明の第７の実施形態に係る鋼球の移動量を説明する図である。 本発明の第８の実施形態に係るストローク軸受機構の横断面（ａ）及び縦断面（ｂ）を示す図である。 本発明の第９の実施形態に係るストローク軸受機構の横断面（ａ）及び縦断面（ｂ）を示す図である。 本発明の第１０の実施形態に係るストローク軸受機構の横断面（ａ）及び縦断面（ｂ）を示す図である。 本発明の第１１の実施形態に係るストローク軸受機構の横断面（ａ）及び縦断面（ｂ）を示す図である。 従来のストローク軸受機構の横断面（ａ）及び縦断面（ｂ）を示す図である。

符号の説明

１ ストローク軸受機構
１１ 軸
１２ リテーナ
１３ 鋼球
１４ａ、１４ｂ 止め輪
１５ 外筒
１６ ピン

Claims (6)

1. 直線運動をする円柱状の軸と、前記軸を挿通して支持する中空柱状の軸支持手段と、を備え、前記軸支持手段の内周には、複数の転動体を転動可能に保持した中空柱状の保持手段を備え、前記軸と前記軸支持手段とが前記転動体を介して相対的に移動するようにしたストローク軸受機構において、
   前記軸には、軸方向に渡って平面が形成されており、前記転動体が前記平面と接するように配されたことを特徴とするストローク軸受機構。
2. 前記平面が、前記軸の軸線を挟んで対向するように２面形成されたことを特徴とする請求項１に記載のストローク軸受機構。
3. 前記平面が、前記軸の軸線を挟んで対向するように４面形成され、隣り合う前記平面の位相が９０°ずれるように配されたことを特徴とする請求項１に記載のストローク軸受機構。
4. 前記転動体が、前記軸の平面と曲面との境界部近傍に配されたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のストローク軸受機構。
5. 前記平面が、前記軸の周方向で２曲面と隣接し、前記転動体が、前記平面と前記２曲面との境界部近傍に配されたことを特徴とする請求項４に記載のストローク軸受機構。
6. 前記軸支持手段の内周には、前記軸の平面と対向する平面が形成されたことを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載のストローク軸受機構。

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