JP2008038967A - 直動軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】外筒の内周面に溝を形成する必要がなく、そして外筒のロッド周方向への回転移動が防止された直動軸受を提供すること。
【解決手段】軸に垂直な断面の内縁が円形の外筒、軸方向に伸びる長孔を周方向に沿って互いに間隔を介して複数個備え、この長孔の各々に複数個の転動体を各転動体の一部分を内周側に突き出させた状態で回転可能に保持する内筒、および外周面に軸方向に伸びる複数本の溝を周方向に沿って互いに間隔を介して備えたロッドからなり、上記内筒が上記外筒の内側に嵌め合わせれて固定されており、かつ上記ロッドが、ロッドの溝の各々に内筒の長孔に保持された転動体の各々が収容配置された状態にて、上記内筒の内側に挿入されてなる直動軸受。
【選択図】図２

Description

本発明は、プリント配線板への小型電子部品の装着装置、あるいは各種の機械加工装置を構成する部品として有利に用いることができる直動軸受に関する。

従来より、筒体と、この筒体に挿入されたロッドとの間に複数個の球体（転動体）を介在させ、これらの球体の転動により両者の軸方向に沿う相対移動（直動）を可能とした直動軸受は既に知られている。

直動軸受としては、筒体とロッドとの間にて球体が転動循環され、筒体とロッドとの相対移動の距離に制限のない無限循環型の直動軸受（例えば、特許文献１参照）や、筒体とロッドとの間にて球体がロッドの軸方向に転動され、筒体とロッドとが、球体が筒体内にて転動可能な範囲で相対的に移動可能とされている非無限循環型の直動軸受が知られている。

無限循環型の直動軸受は、筒体とロッドとの相対移動の距離に制限がないという利点を有しているものの、両者の間で球体を転動循環させるため、その構造が複雑で小型化することが難しい。従って、例えば、小型の機械加工装置を構成する部品としては、非無限循環型の直動軸受が用いられる場合が多い。なお、以下の説明においては、「非無限循環型の直動軸受」を単に「直動軸受」という。

前記の（非無限循環型の）直動軸受においては、筒体のロッド周方向への回転移動を防止するため、ロッドの外周面には、ロッドの軸方向に伸びる複数本の溝が周方向に沿って互いに間隔をあけて形成され、そして筒体の内周面には、上記のロッドの各溝と対向する位置に複数本の溝が形成される。そして互いに対向している筒体の溝とロッドの溝との間には複数個の球体が嵌め合わされ、これにより筒体のロッド軸方向への移動（直動）が可能とされ且つロッド周方向への回転移動が防止される。このような構成の直動軸受は、例えば、特許文献２に記載されている。

特許文献３には、筒体（以下、外筒という）の溝とロッドの溝との間に嵌め合わされている球体を、外筒からロッドを抜き取った際に脱落しないように保持する円筒状の保持器（以下、内筒という）を備えた直動軸受が開示されている。この内筒には、複数個の透孔が形成されており、これらの透孔の各々には、外筒の溝とロッドの溝との間に嵌め合わされた球体の各々が、その一部分を内周側に突き出させた状態で回転可能に保持されている。このため、外筒からロッドを抜き取った場合でも、各々の球体は内筒に保持されているために脱落することはない。
特開２００５−２４９１７９号公報 特開２００５−１６６８８号公報 実公昭２９−１６７０８号公報

これまでに説明したように、従来の直動軸受では、外筒のロッド周方向への回転移動を防止するため、外筒の内周面とロッドの外周面との各々に複数本の溝を形成する必要がある。このように外筒の内周面に複数本の溝を形成するためには、外筒の内側に研削用の細長い工具を挿入しながら溝を形成するという手間のかかる機械加工が必要である。特に、小型の直動軸受を製造する際には、内径の小さな外筒の内周面に溝を精密に形成することは難しい。

本発明の課題は、外筒の内周面に溝を形成する必要がなく、そして外筒のロッド周方向への回転移動が防止された直動軸受を提供することにある。

本発明者は、上述した課題について研究を重ねた結果、軸に垂直な断面の内縁が円形の外筒の内側に、複数個の転動体を保持する内筒を嵌め合わせて固定し、そして軸方向に伸びる複数本の溝を備えたロッドを、これらの溝の各々に上記転動体の各々が収容配置された状態にて内筒の内側に挿入することにより、外筒の内周面に溝を形成しなくとも、外筒のロッド周方向への回転移動が防止された直動軸受を提供できることを見出し、本発明に到達した。

従って、本発明は、軸に垂直な断面の内縁が円形の外筒、軸方向に伸びる長孔を周方向に沿って互いに間隔を介して複数個備え、この長孔の各々に複数個の転動体を各転動体の一部分を内周側に突き出させた状態で回転可能に保持する内筒、および外周面に軸方向に伸びる複数本の溝を周方向に沿って互いに間隔を介して備えたロッドからなり、上記内筒が上記外筒の内側に嵌め合わされて固定されており、かつ上記ロッドが、ロッドの溝の各々に内筒の長孔に保持された転動体の各々が収容配置された状態にて、上記内筒の内側に挿入されてなる直動軸受にある。

このように、軸方向に伸びる長孔を周方向に沿って複数個備える内筒を持つ直動軸受の構成を、以下、第一の構成という。第一の構成の直動軸受の好ましい態様は、次の通りである。
（１）外筒の一方の端部から外筒の外周径よりも小さい外周径を持つ延長部が伸びていて、この延長部の先端部もしくはその近傍にて、上記ロッドが延長部の内周面に形成された摺動面によって摺動可能に支持されている。
（２）外筒の一方の端部から外筒の外周径よりも小さい外周径を持つ延長部が伸びていて、上記ロッドが上記延長部の内周面に備えられた転動体によって直動可能に支持されている。
（３）ロッドの内部にロッドの側面もしくは一方の端面と、ロッドの他方の端面とを結ぶ気体通路が形成されている。
（４）内筒に保持されている転動体の各々が、外筒とロッドとにより加圧された状態にてロッドの溝の各々に収容配置されている。

本発明はまた、軸に垂直な断面の内縁が円形の外筒、軸方向に配列された複数個の長孔の組を周方向に沿って互いに間隔を介して複数組備え、この長孔の各々に一個もしくは二個以上の転動体を各転動体の一部分を内周側に突き出させた状態で回転可能に保持する内筒、および外周面に軸方向に伸びる複数本の溝を周方向に沿って互いに間隔を介して備えたロッドからなり、上記内筒が上記外筒の内側に嵌め合わされて固定されており、かつ上記ロッドが、ロッドの溝の各々に内筒の長孔に保持された転動体の各々が収容配置された状態にて、上記内筒の内側に挿入されてなる直動軸受にもある。

このように、軸方向に配列された複数個の長孔の組を周方向に沿って複数組備える内筒を持つ直動軸受の構成を、以下、第二の構成という。第二の構成の直動軸受の好ましい態様は、次の通りである。
（１）外筒の一方の端部から外筒の外周径よりも小さい外周径を持つ延長部が伸びていて、この延長部の先端部もしくはその近傍にて、上記ロッドが延長部の内周面に形成された摺動面によって摺動可能に支持されている。
（２）外筒の一方の端部から外筒の外周径よりも小さい外周径を持つ延長部が伸びていて、上記ロッドが上記延長部の内周面に備えられた転動体によって直動可能に支持されている。
（３）ロッドの内部にロッドの側面もしくは一方の端面と、ロッドの他方の端面とを結ぶ気体通路が形成されている。
（４）内筒に保持されている転動体の各々が、外筒とロッドとにより加圧された状態にてロッドの溝の各々に収容配置されている。

本発明はまた、軸に垂直な断面の内縁が円形の外筒、軸方向に配列された複数個の円孔の組を周方向に沿って互いに間隔を介して複数組備え、この円孔の各々に一個の転動体を転動体の一部分を内周側に突き出させた状態で回転可能に保持する内筒、および外周面に軸方向に伸びる複数本の溝を周方向に沿って互いに間隔を介して備えたロッドからなり、上記内筒が上記外筒の内側に嵌め合わされて固定されており、かつ上記ロッドが、ロッドの溝の各々に内筒の円孔に保持された転動体の各々が収容配置された状態にて、上記内筒の内側に挿入されてなる直動軸受にもある。

このように、軸方向に配列された複数個の円孔の組を周方向に沿って複数組備える内筒を持つ直動軸受の構成を、以下、第三の構成という。第三の構成の直動軸受の好ましい態様は、次の通りである。
（１）外筒の一方の端部から外筒の外周径よりも小さい外周径を持つ延長部が伸びていて、この延長部の先端部もしくはその近傍にて、上記ロッドが延長部の内周面に形成された摺動面によって摺動可能に支持されている。
（２）外筒の一方の端部から外筒の外周径よりも小さい外周径を持つ延長部が伸びていて、上記ロッドが上記延長部の内周面に備えられた転動体によって直動可能に支持されている。
（３）ロッドの内部にロッドの側面もしくは一方の端面と、ロッドの他方の端面とを結ぶ気体通路が形成されている。

本発明の直動軸受は、軸に垂直な断面の内縁が円形の外筒を用いているため、従来の直動軸受のように研削用の工具を挿入して外筒の内周面に溝を形成する必要がない。そして本発明の直動軸受においては、その転動体の各々がロッドの溝に嵌め合わされて溝の長さ方向に転動可能とされているため、外筒をロッドに対してロッド軸方向に相対的に移動（直動）することができ、その一方で、転動体の各々はロッド周方向への転動が規制されており、これらの転動体を保持している内筒と外筒とが互いに固定されているため、外筒のロッド周方向への回転移動が防止されている。

次に、本発明の第一の構成の直動軸受を、小型の機械加工装置等に有利に用いることができる小さなサイズの直動軸受を代表例として説明する。

図１は、本発明の第一の構成の直動軸受の一例を示す斜視図であり、そして図２及び図３は、図１に記入した切断線I−I線及び切断線II−II線のそれぞれに沿って切断した直動軸受１０の断面図である。また、図４は、図１〜図３に示す内筒１５の構成を示す斜視図である。

直動軸受１０は、軸に垂直な断面の内縁１１が円形の外筒１２、軸方向に伸びる長孔１３を周方向に沿って互いに間隔を介して複数個（例えば、四個）備え、長孔１３の各々に複数個（例えば、五個）の転動体１４を各転動体の一部分を内周側に突き出させた状態で回転可能に保持する内筒１５、および外周面に軸方向に伸びる複数本（例えば、四本）の溝１６を周方向に沿って互いに間隔を介して備えたロッド１７を備えており、そして上記の内筒１５が上記の外筒１２の内側に嵌め合わされて固定されており、かつ上記のロッド１７が、ロッド１７の溝１６の各々に内筒１５の長孔１３に保持された転動体１４の各々が収容配置された状態にて、上記内筒１５の内側に挿入された構成を有している。

外筒１２は、その断面の内縁１１が円形に設定されており、前記の従来の直動軸受のように研削用の工具を挿入して、その内周面に溝を形成する必要はない。外筒１２は、例えば、その外径（図２：Ｄ₁ ）が３．００ｍｍに、そして内径（図２：Ｄ₂ ）が２．００ｍｍに設定される。外筒１２の材料としては、通常、鋼、銅合金、あるいはステンレススチールなどの金属材料が用いられる。また、例えば、直動軸受が水中あるいは高温の環境下で使用される場合には、外筒１２をセラミック材料から形成することもできる。

内筒１５は、上記の外筒１２の内側に嵌め合わされて固定されている。内筒１５と外筒１２とを固定する方法に特に制限は無いが、その例として、内筒を外筒に圧入して固定する方法、内筒を接着剤で外筒に固定する方法、そして内筒と外筒とを固定する用具（後に説明する固定用のピンあるいは環状の固定具など）を用いて固定する方法が挙げられる。図１〜図３に示す直動軸受１０の場合には、内筒１５を外筒１２に圧入することにより両者が互いに固定されている。

内筒１５は、図４に示すように、軸方向に伸びる長孔１３を周方向に沿って互いに間隔を介して複数個（例えば、四個）備えている。内筒１５は、例えば、その内径（図４：Ｄ₄ ）が１．２５ｍｍに設定される。なお、内筒１５の外径（図４：Ｄ₃ ）は、内筒１５を外筒に圧入して固定するために、外筒の内径（図２：Ｄ₂ ）よりも僅かに（例えば、５μｍ程度）大きい長さに設定される。

内筒１５の材料としては、例えば、切削加工によって長孔１３を容易に形成できる軟質金属（代表例、真鍮）あるいは樹脂材料を用いることが好ましい。樹脂材料の例としては、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、およびポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂が挙げられる。なお、内筒１５は、樹脂材料を各種の成形法（例、射出成形法、圧縮成形法、あるいは注型法など）で成形して作製してもよい。

図２及び図３に示すように、内筒１５は、各々の長孔１３に複数個（例えば、五個）の転動体１４を、各転動体の一部分を内周側に突き出させた状態にて回転可能に保持している。

各々の長孔に収容する転動体の数が多いほど直動軸受のロッド径方向の耐荷重を大きくすることができるものの、内筒の長さが長くなる。このため、内筒の各々の長孔に収容する転動体の数は、通常、２〜１０個の範囲内の数に設定される。

直動軸受１０の各々の転動体１４としては、例えば、直径が０．６ｍｍの球状の転動体が用いられている。すなわち、各々の転動体１４は、内筒１５の内周面から約０．２３ｍｍ突き出した状態にて内筒１５に保持されている。これらの転動体１４の各々は、内筒１５の内側に挿入されているロッド１７の溝１６の各々に収容配置されている。転動体１４の材料の例は、外筒１２の場合と同様である。

ロッド１７は、例えば、その外径（図２：Ｄ₅ ）が１．００ｍｍに、そして溝１６の深さ（図２：Ｈ）が０．１０ｍｍに設定される。ロッド１７の材料の例は、外筒１２の場合と同様である。

ロッドに形成する溝の本数（すなわち内筒の長孔の数）に特に制限は無いが、通常は、３〜１０本の範囲内に設定される。この溝の数が多いほど、ロッドの周囲に多くの数の転動体が配置されるため、直動軸受のロッド径方向の耐荷重を大きくすることができるものの、ロッドの溝（すなわち内筒の長孔）を形成する作業に手間がかかる。また、ロッドの外周面にロッドの軸を挟んで対向するように一対の溝を形成する場合には、両者の溝を、ロッドを一対の工具で挟みながら同時に溝加工して容易に形成することができる。これらの点を考慮すると、ロッドの溝の数は３〜６本の範囲にあることが好ましく、４本もしくは６本であることが好ましく、４本であることが特に好ましい。

直動軸受１０は、例えば、次の手順により組み立てることができる。先ず、外筒１２の内側に、内筒１５の一方の端部の側の一部分（例えば、全長の２／３程度の長さの部分）を圧入する。次に、外筒１２を内筒１５の他方の端部の側が上方に配置されるように傾け、外筒１２から突き出ている内筒１５の上記他方の端部の側から、長孔１３の各々に複数個（例えば、五個）の転動体１４を入れる。これにより、各々の転動体１４は、各々の長孔１３の内部を内筒１５の上記一方の端部の側に向かって（下方に）移動する。そして、内筒１５の残りの部分（上記他方の端部の側）を外筒１２の内側に圧入して、内筒１５を外筒１２に固定する。最後に、ロッド１７を周方向に回しながら、その溝１６の各々に上記の転動体１４の各々が収容配置されるようにして内筒１５の内側に挿入することにより、直動軸受１０を組み立てることができる。

図５は、図２に示す直動軸受１０の外筒１２を図の右側に移動（直動）させた状態を示す図である。このように、直動軸受１０においては、その転動体１４の各々が、ロッド１７の溝１６に嵌め合わされて溝の長さ方向に転動可能とされていため、外筒１２をロッド１７に対してロッド軸方向に相対的に移動（直動）することができ、その一方で、転動体１４の各々はロッド周方向への転動が規制されており、これらの転動体１４を保持している内筒１５と外筒１２とが互いに固定されているため、外筒１２のロッド周方向への回転移動が防止されている。このように、本発明の直動軸受１０は、外筒１２のロッド周方向への回転移動を防止する溝を外筒の内周面に形成する必要がないため、その小型化が容易である。

図５に示す直動軸受１０において、外筒１２のロッド１７に対する移動距離は、転動体１４のロッド１７に対する移動距離の二倍となる。すなわち、図５に示す直動軸受１０の外筒１２を図の左側に移動させる場合の外筒１２の可動距離は、図に記入した転動体の可動距離Ｌ₁ の二倍の長さになる。同様に、図５に示す直動軸受１０のロッド１７を図の右側に移動させる場合のロッド１７の可動距離もまた、図に記入した転動体の可動距離Ｌ₁ の二倍の長さになる。従って、内筒１５の各々の長孔１３の長さは、直動軸受の用途により定まる外筒（あるいはロッド）の可動距離、外筒内に収容配置する転動体の数などをもとにして適当な長さに設定される。また、各々の長孔１３の幅が転動体１４の直径よりも大きく、長孔１３の幅方向にて内筒１５と転動体１４との間に隙間が生ずると、外筒１２がロッド１７の周方向に僅かに回転移動するようになる。このため、直動軸受の用途にも依るが、内筒１５の長孔１３の幅は、通常、転動体１４の直径以上、転動体１４の直径の１．５倍以下（好ましくは１．２倍以下）の範囲内の長さに設定される。

ロッド１７の溝１６の各々には、上記の内筒１５に保持されている転動体１４の各々が、外筒１２とロッド１７とにより加圧された状態にて収容配置されていることが好ましい。これにより、ロッド１７が、複数個の転動体１４を介して外筒１２の内側に更に緊密に支持されるため、外筒１２とロッド１７との相対移動の直進性が向上するからである。

転動体１４の各々を外筒１２とロッド１７により加圧するためには、例えば、外筒１２の内周面とロッド１７の溝１６との間隔を、転動体１４の直径よりも僅かに（例えば、１〜５μｍ程度）小さな間隔に設定すればよい。外筒の内周面とロッドの溝との間隔は、例えば、外筒１２の内径、あるいはロッド１７の外径及び溝１６の深さにより調節することができる。また、外筒１２の内周面とロッド１７の溝１６との間隔を変更せずに、この間隔よりも僅かに（例えば、１〜５μｍ程度）大きな直径を持つ転動体を内筒１５の長孔１３に収容して転動体を加圧することもできる。

図６は、本発明の第一の構成の直動軸受の別の一例を示す正面図であり、そして図７及び図１０は、図６に記入した切断線III−III線及び切断線IV−IV線のそれぞれに沿って切断した直動軸受６０の断面図である。また、図８は、図７に記入した切断線V−V線に沿って切断した直動軸受６０の断面図であり、そして図９は、図６の直動軸受６０の背面図である。

図６〜図１０に示す直動軸受６０の基本構成は、図１〜図３に示す直動軸受１０と同様であるため、以下では両者の直動軸受の相違点について説明する。

図１０に示すように、直動軸受６０の内筒１５は、外筒１２の内部に挿入された後、その端部を部分的に加圧変形する（かしめる）ことにより形成された変形部２６が、外筒１２の内周面に周方向に形成された溝２５に押し込まれることにより外筒１２に固定されている。このように、外筒１２の内周面１１には、外筒１２のロッド１７の周方向への回転移動を防止するために用いられる、転動体が嵌め合わされる溝が形成されていなければ、補助的な溝（例えば、上記のように内筒１５と外筒１２とを互いに固定するために用いられる溝２５）が形成されていてもよい。

また、図６〜図１０に示すように、直動軸受６０のロッド１７の内部にロッドの一方の端面と、ロッドの他方の端面とを結ぶ気体通路２４を形成することもできる。このような気体通路２４が備えられていると、例えば、直動軸受６０のロッド１７の一方の端部に排気装置を接続し、そして他方の端部に小型電子部品を接触させた状態にて気体通路２４の内部を上記排気装置で排気して減圧することにより、小型電子部品を吸着することが可能となる。すなわち、直動軸受６０を、例えば、小型電子部品を吸着して移動（直動）する部品として使用することができる。なお、気体通路は、ロッドの側面とロッドの端面とを結ぶように形成されていてもよい。この場合には、気体通路のロッド側面の端部に排気装置が接続される。

そして、直動軸受６０においては、外筒１２の一方の端部から外筒１２の外周径よりも小さい外周径を持つ延長部２１が伸びていて、延長部２１の先端部にて、上記のロッド１７が延長部２１の内周面に形成された摺動面２２によって摺動可能に支持されている。このように、ロッド１７を延長部の２１の摺動面２２で支持することにより、ロッド１７が転動体１４と延長部２１の摺動面２２との両者によって支持されるため、外筒１２とロッド１７との相対移動の直線性が向上する。

また、上記のように延長部２１の外周径を外筒１２の外周径よりも小さくすることにより、直動軸受６０を、その延長部２１において別の軸受により回転可能に精密に支持することができる。これにより、外筒１２とロッド１７とを相対的に移動するとともに、延長部２１にて別の軸受により支持された直動軸受６０（例えば、上記のように気体通路の内部を排気することにより、端部に小型電子部品を吸着した直動軸受）の全体を所定の角度で回転させることが可能になる。

図１１は、本発明の第一の構成の直動軸受の更に別の一例を示す断面図である。図１１の直動軸受１１０の構成は、内筒１５に保持されている複数個の転動体２７の各々として、側面が膨出した円柱状の転動体（コロ）が用いられていること以外は図１〜３に示す直動軸受１０と同様である。このような転動体２７を用いると、各々の転動体２７とロッド１７の溝１６との接触面積が増加するため、直動軸受のロッド径方向の耐荷重を大きくすることができる。従って、耐荷重の大きさを維持したまま直動軸受の外筒の径方向のサイズを小さくすることができる。

次に、本発明の第二の構成の直動軸受について説明する。図１２は、本発明の第二の構成の直動軸受の一例を示す断面図であり、そして図１３は、図１２に記入した切断線VI−VI線に沿って切断した直動軸受１２０の断面図である。

直動軸受１２０は、軸に垂直な断面の内縁１１が円形の外筒１２、軸方向に配列された複数個の長孔の組（例えば、三個の長孔３３ａ、３３ｂ、３３ｃからなる長孔の組）を周方向に沿って互いに間隔を介して複数組（例えば、六組）備え、この長孔の各々に一個の転動体１４を各転動体の一部分を内周側に突き出させた状態で回転可能に保持する内筒３５、および外周面に軸方向に伸びる複数本（例えば、六本）の溝１６を周方向に沿って互いに間隔を介して備えたロッド１７を備えており、上記の内筒３５が上記の外筒１２の内側に嵌め合わされて固定されており、かつ上記のロッド１７が、ロッド１７の溝１６の各々に内筒３５の長孔に保持された転動体１４の各々が収容配置された状態にて、上記内筒３５の内側に挿入された構成を有している。

第二の構成の直動軸受１２０は、ロッド１７が、軸方向に配列された長孔３３ａ、３３ｂ、３３ｃの各々に収容された転動体１４によって、三カ所にて支持されているため、外筒１２とロッド１７との相対移動の直進性に優れている。

図１４は、本発明の第二の構成の直動軸受の別の一例を示す正面図であり、そして図１５は、図１４に記入した切断線VII−VII線に沿って切断した直動軸受１４０の断面図である。

図１４及び図１５に示す直動軸受１４０の基本構成は、図１２及び図１３に示す直動軸受１２０と同様であるため、以下では両者の直動軸受の相違点について説明する。

直動軸受１４０の内筒３５と外筒１２とは、外筒１２の一方の端部の側の内周面に形成された溝３６ａ及び内筒３５の一方の端部の側の外周面に形成された溝３６ｂから構成される孔部に、内筒固定用のピン３７を圧入することにより互いに固定されている。このようなピン３７を用いると、内筒３５の全体を外筒１２に圧入して固定する必要がないため、直動軸受の組み立てが容易である。なお、内筒と外筒とは、このようなピンの複数本を用いて、両者の一方の端部の側にて複数の箇所にて固定してもよいし、あるいは両者の両端の各々の端部の側にて固定してもよい。

また、内筒固定用のピンを、上記の孔部に圧入せずに、その表面に接着剤を付着させた後に挿入することにより、内筒と外筒とを互いに固定してもよい。更にまた、外筒と内筒とに周方向に加わる荷重が小さい場合には、上記の孔部の内部に接着剤を充填して固化させることにより両者を互いに固定してもよい。

そして、図１５に示すように、外筒１２の外周面にねじ溝３２を形成することにより、直動軸受１４０を別の部品（例えば、直動軸受１４０の外筒１２を回転可能に支持する別の軸受など）に接続することが容易になる。

図１６は、本発明の第二の構成の直動軸受の更に別の一例を示す断面図であり、そして図１７は、図１６に記入した切断線VIII−VIII線に沿って切断した直動軸受１６０の断面図である。

図１６及び図１７に示す直動軸受１６０の構成は、内筒３５の各々の長孔に保持させる転動体１４の数、そして内筒３５と外筒１２との固定方法が異なること以外は図１４及び図１５に示す直動軸受１４０と同様である。

図１６及び図１７に示すように、第二の構成の直動軸受１６０もまた、内筒３５の各々の長孔に収容する転動体１４の数を増加させる（各々の長孔に二個あるいは二個以上の転動体を収容する）ことにより、ロッド径方向の耐荷重を大きくすることができる。

また、直動軸受１６０の内筒３５と外筒１２とは、外筒１２の外周面から内周面に貫通する透孔３８ａ及び内筒３５の外周面に形成された溝３８ｂから構成される孔部に、内筒固定用のピン３７を圧入することにより互いに固定されている。このような固定方法は、内筒３５を外筒１２に挿入した後に、例えば、ドリルなどを用いて上記の孔部を容易に形成できる利点があり、内筒３５が備える長孔の組の数が少ない（例えば、三組）場合に有効な固定方法である。このようなピンの複数個を用いて、内筒と外筒とを周方向に沿って複数の箇所にて固定してもよい。

図１８は、本発明の第二の構成の直動軸受の更に別の一例を示す正面図であり、図１９は、図１８の直動軸受１８０の一部切り欠き平面図であり、そして図２０は、図１８に記入した切断線IX−IX線に沿って切断した直動軸受１８０の断面図である。

図１８〜図２０に示す直動軸受１８０の構成は、内筒３５が、各々二個の転動体１４を保持する長孔３３ａ及び長孔３３ｂからなる長孔の組を四組備えていること、そして内筒３５と外筒１２との固定方法が異なること以外は図１６及び図１７に示す直動軸受１６０と同様である。

直動軸受１８０の内筒３５と外筒１２とは、各々周方向に一部分が切り欠かれた環状の形状を持つ一対の固定具５４、５５により互いに固定されている。図２１は、直動軸受１８０が備える固定具５４の斜視図である。固定具５４と固定具５５とは互いに同一の形状に設定されている。以下では、固定具５４を例として、内筒３５と外筒１２とを固定する方法について説明する。

直動軸受１８０の外筒１２の一方の端部の側には、固定具５４を嵌め合わせるために用いる切り欠き部５１と、外筒１２の内周面に周方向に伸びる溝５２とが備えられている。同様に、内筒３５の一方の端部の側には、切り欠き部５３が備えられている。固定具５４は、外筒１２の切り欠き部５１及び溝５２、そして内筒３５の切り欠き部５３に嵌め合わされている。

固定具５４は、例えば、金属材料や樹脂材料などの弾性を示す材料から形成されており、周方向の一部分が切り欠かれた環状の形状を有している。このため、固定具５４は、その端部５４ａ、５４ｂに両者の外側から力を付与することにより、両端部の間隔が狭くなり、その外径が小さくなるように変形し、この力の付与を停止することにより元の形状に復帰する。従って、固定具５４を、上記のようにして端部５４ａ、５４ｂに力を付与して外径が小さくなるように変形させた状態で、内筒３５が挿入された外筒１２の開口部に挿入すると、固定具５４の外縁部５４ｃが外筒１２の溝５２に到達した際に固定具５４の外径が拡がって（固定具５４が元の形状に復帰して）、外筒１２の切り欠き部５１及び溝５２、そして内筒３５の切り欠き部５３に固定具５４が嵌め合わされる。

この固定具５４が備える一対の突起５４ｄ、５４ｅの外側面は、外筒１２の切り欠き部５１の端面、そして内筒３５の切り欠き部５３の端面のそれぞれに接触する。これにより、内筒３５及び外筒１２は、それぞれ固定具５４に対して回転することができなくなり互いに固定される。このような固定具５４を用いると、圧入あるいは接着剤を利用する固定方法と比較して、内筒３５が挿入された外筒１２の開口から固定具５４を押し込むという簡単な操作によって内筒３５と外筒１２とを互いに固定することができる。

図２２は、本発明の第二の構成の直動軸受の更に別の一例を示す正面図であり、図２３は、図２２の直動軸受２２０の一部切り欠き平面図であり、そして図２４は、図２２に記入した切断線X−X線に沿って切断した直動軸受２２０の断面図である。また、図２５は、図２２の直動軸受２２０が備える固定具５６の構成を示す斜視図である。

図２２〜図２４に示す直動軸受２２０の構成は、内筒３５と外筒１２とを互いに固定するために用いる固定具５６の形状が異なること以外は図１８〜図２０に示す直動軸受１８０と同様である。

直動軸受２２０が備える固定具５６は、端部５６ａ、５６ｂに両者の外側から力を付与することにより、その外径が小さくなるように変形させることができる。そして、この固定具５６には、前記の端部５６ａ、５６ｂとは別の位置に、外筒１２の切り欠き部５１及び内筒３５の切り欠き部５３に嵌め合わされる突起部５６ｄが備えられている。固定具５６は、外筒１２の切り欠き部５１及び内筒３５の切り欠き部５３に対応する形状の突起を備えているため、外筒１２と内筒３５とに周方向に大きな力が加わった場合にも両者の確実な固定状態を維持することができる。

図２６は、本発明の第二の構成の直動軸受の更に別の一例を示す断面図である。図２６に示す直動軸受２６０の構成は、内筒３５を外筒１２に圧入することにより両者が互いに固定されていること、そして以下に説明するように、外筒１２の一方の端部に延長部２１と転動体２３とが備えられていること以外は図２２〜図２４に示す直動軸受２２０と同様である。

直動軸受２６０においては、外筒１２の一方の端部から外筒１２の外周径よりも小さい外周径を持つ延長部２１が伸びていて、ロッド１７が延長部２１の内周面に備えられた転動体２３によって直動可能に支持されている。これらの転動体２３の各々は、転動体保持具３９の長孔３９ａに回転可能に保持されている。

このように、ロッド１７を延長部２１の転動体２３で支持することにより、ロッド１７が転動体１４と延長部２１の転動体２３との両者によって支持されるため、外筒１２とロッド１７との相対移動の直進性が向上する。そして、上記のように延長部２１の外周径を外筒１２の外周径よりも小さくすることにより、直動軸受２６０を延長部２１にて別の軸受により回転可能に支持することにより、外筒１２とロッド１７とを相対的に移動するとともに、延長部にて支持された直動軸受２６０の全体を所定の角度で回転させることが可能になる。

図２７は、本発明の第二の構成の直動軸受の更に別の一例を示す断面図である。図２７の直動軸受２７０の構成は、転動体２３の保持具４０が複数個（例えば、四個）の円孔４０ａを周方向に沿って互いに間隔をあけて備え、この円孔４０ａの各々に一個の転動体が回転可能に保持されていること以外は図２６の直動軸受２６０と同様である。

図２７の直動軸受２７０は、保持具４０の円孔４０ａを、例えば、ドリル等を用いて簡単に形成できるため、その作製が容易であるという利点を有している。

直動軸受２７０の内筒３５に保持されている転動体１４の各々は、外筒１２とロッド１７とにより加圧された状態にてロッド１７の溝１６の各々に収容配置されていることが好ましく、転動体２３の各々は外筒１２の延長部２１とロッド１７とにより加圧されていない状態にてロッド１７の溝１６の各々に収容配置されていることが好ましい。直動軸受２７０の転動体２３が加圧状態にてロッド１７の溝１６の各々に収容配置されていると、外筒１２（あるいはロッド１７）の移動距離に対して転動体２３の移動距離が１／２であるため、転動体２３が円孔４０ａの側壁に接触して外筒（あるいはロッド）の円滑な移動を妨げ易いからである。

最後に、本発明の第三の構成の直動軸受について説明する。図２８は、本発明の第三の構成の直動軸受の一例を示す断面図であり、そして図２９は、図２８に記入した切断線XI−XI線に沿って切断した直動軸受２８０の断面図である。

直動軸受２８０は、軸に垂直な断面の内縁１１が円形の外筒１２、軸方向に配列された複数個の円孔の組（例えば、四個の円孔４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄからなる円孔の組）を周方向に沿って互いに間隔を介して複数組（例えば、四組）備え、この円孔の各々に一個の転動体１４を転動体の一部分を内周側に突き出させた状態で回転可能に保持する内筒４５、および外周面に軸方向に伸びる複数本の溝１６を周方向に沿って互いに間隔を介して備えたロッド１７を備えており、上記の内筒４５が上記の外筒１２の内側に嵌め合わされて固定されており、かつ上記のロッド１７が、ロッド１７の溝の各々１６に内筒４５の円孔に保持された転動体１４の各々が収容配置された状態にて、上記内筒４５の内側に挿入された構成を有している。

図２８及び図２９に示す直動軸受２８０の各々の転動体１４は、図２７の直動軸受２７０の延長部２１に備えられた転動体２３の場合と同様の理由により、外筒１２とロッド１７とにより加圧されていない状態にてロッド１７の溝１６の各々に収容配置されていることが好ましい。このため、直動軸受２８０は、上記の第一の構成の直動軸受及び第二の構成の直動軸受の内筒の長孔に保持された転動体が、外筒１２とロッド１７とにより加圧された状態にてロッド１７の溝１６の各々に収容配置されている場合よりも外筒とロッドとの相対移動の直線性が低下するものの、外筒１２とロッド１７との相対移動の距離に制限がなく、そして内筒４５の円孔の各々を、例えば、ドリル等を用いて簡単に形成できるため、その作製が容易であるという利点を有している。

本発明の第一の構成の直動軸受の一例を示す斜視図である。 図１に記入した切断線I−I線に沿って切断した直動軸受１０の断面図である。 図１に記入した切断線II−II線に沿って切断した直動軸受１０の断面図である。 図１から図３に示す内筒１５の構成を示す斜視図である。 図２に示す直動軸受１０の外筒１２を図の右側に移動（直動）させた状態を示す図である。 本発明の第一の構成の直動軸受の別の一例を示す正面図である。 図６に記入した切断線III−III線に沿って切断した直動軸受６０の断面図である。 図７に記入した切断線V−V線に沿って切断した直動軸受６０の断面図である。 図６の直動軸受６０の背面図である。 図６に記入した切断線IV−IV線に沿って切断した直動軸受６０の断面図である。 本発明の第一の構成の直動軸受の更に別の一例を示す断面図である。 本発明の第二の構成の直動軸受の一例を示す断面図である。 図１２に記入した切断線VI−VI線に沿って切断した直動軸受１２０の断面図である。 本発明の第二の構成の直動軸受の別の一例を示す正面図である。 図１４に記入した切断線VII−VII線に沿って切断した直動軸受１４０の断面図である。 本発明の第二の構成の直動軸受の更に別の一例を示す断面図である。 図１６に記入した切断線VIII−VIII線に沿って切断した直動軸受１６０の断面図である。 本発明の第二の構成の直動軸受の更に別の一例を示す正面図である。 図１８の直動軸受１８０の一部切り欠き平面図である。 図１８に記入した切断線IX−IX線に沿って切断した直動軸受１８０の断面図である。 図１８の直動軸受が備える固定具５４の構成を示す斜視図である。 本発明の第二の構成の直動軸受の更に別の一例を示す正面図である。 図２２の直動軸受２２０の一部切り欠き平面図である。 図２２に記入した切断線X−X線に沿って切断した直動軸受２２０の断面図である。 図２２の直動軸受が備える固定具５６の構成を示す斜視図である。 本発明の第二の構成の直動軸受の更に別の一例を示す断面図である。 本発明の第二の構成の直動軸受の更に別の一例を示す断面図である。 本発明の第三の構成の直動軸受の一例を示す断面図である。 図２８に記入した切断線XI−XI線に沿って切断した直動軸受２８０の断面図である。

符号の説明

１０ 第一の構成の直動軸受
１１ 外筒の断面の内縁
１２ 外筒
１３ 長孔
１４ 転動体
１５ 内筒
１６ 溝
１７ ロッド
２１ 外筒の延長部
２２ 摺動面
２３ 転動体
２４ 気体の通路
２５ 外筒の溝
２６ 変形部
２７ 転動体
３２ ねじ溝
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ 長孔
３５ 内筒
３６ａ 外筒の溝
３６ｂ 内筒の溝
３７ 固定用のピン
３８ａ 外筒の透孔
３８ｂ 内筒の溝
３９ 転動体保持具
３９ａ 転動体保持具の長孔
４０ 転動体保持具
４０ａ 転動体保持具の円孔
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ 円孔
４５ 内筒
５１ 外筒の切り欠き部
５２ 外筒の溝
５３ 内筒の切り欠き部
５４、５５ 固定具
５４ａ、５４ｂ 固定具の端部
５４ｃ 固定具の外縁部
５４ｄ、５４ｅ 固定具の突起部
５６、５７ 固定具
５６ａ、５６ｂ 固定具の端部
５６ｃ 固定具の外縁部
５６ｄ 固定具の突起部
６０、１１０ 第一の構成の直動軸受
１２０、１４０、１６０、１８０、２２０、２６０、２７０ 第二の構成の直動軸受
２８０ 第三の構成の直動軸受

Claims (14)

1. 軸に垂直な断面の内縁が円形の外筒、軸方向に伸びる長孔を周方向に沿って互いに間隔を介して複数個備え、該長孔の各々に複数個の転動体を各転動体の一部分を内周側に突き出させた状態で回転可能に保持する内筒、および外周面に軸方向に伸びる複数本の溝を周方向に沿って互いに間隔を介して備えたロッドからなり、上記内筒が上記外筒の内側に嵌め合わされて固定されており、かつ上記ロッドが、該ロッドの溝の各々に内筒の長孔に保持された転動体の各々が収容配置された状態にて、該内筒の内側に挿入されてなる直動軸受。
2. 外筒の一方の端部から該外筒の外周径よりも小さい外周径を持つ延長部が伸びていて、該延長部の先端部もしくはその近傍にて、上記ロッドが該延長部の内周面に形成された摺動面によって摺動可能に支持されている請求項１に記載の直動軸受。
3. 外筒の一方の端部から該外筒の外周径よりも小さい外周径を持つ延長部が伸びていて、上記ロッドが該延長部の内周面に備えられた転動体によって直動可能に支持されている請求項１に記載の直動軸受。
4. ロッドの内部にロッドの側面もしくは一方の端面と、ロッドの他方の端面とを結ぶ気体通路が形成されている請求項１乃至３のうちのいずれかの項に記載の直動軸受。
5. 内筒に保持されている転動体の各々が、外筒とロッドとにより加圧された状態にてロッドの溝の各々に収容配置されている請求項１乃至４のうちのいずれかの項に記載の直動軸受。
6. 軸に垂直な断面の内縁が円形の外筒、軸方向に配列された複数個の長孔の組を周方向に沿って互いに間隔を介して複数組備え、該長孔の各々に一個もしくは二個以上の転動体を各転動体の一部分を内周側に突き出させた状態で回転可能に保持する内筒、および外周面に軸方向に伸びる複数本の溝を周方向に沿って互いに間隔を介して備えたロッドからなり、上記内筒が上記外筒の内側に嵌め合わされて固定されており、かつ上記ロッドが、該ロッドの溝の各々に内筒の長孔に保持された転動体の各々が収容配置された状態にて、該内筒の内側に挿入されてなる直動軸受。
7. 外筒の一方の端部から該外筒の外周径よりも小さい外周径を持つ延長部が伸びていて、該延長部の先端部もしくはその近傍にて、上記ロッドが該延長部の内周面に形成された摺動面によって摺動可能に支持されている請求項６に記載の直動軸受。
8. 外筒の一方の端部から該外筒の外周径よりも小さい外周径を持つ延長部が伸びていて、上記ロッドが該延長部の内周面に備えられた転動体によって直動可能に支持されている請求項６に記載の直動軸受。
9. ロッドの内部にロッドの側面もしくは一方の端面と、ロッドの他方の端面とを結ぶ気体通路が形成されている請求項６乃至８のうちのいずれかの項に記載の直動軸受。
10. 内筒に保持されている転動体の各々が、外筒とロッドとにより加圧された状態にてロッドの溝の各々に収容配置されている請求項６乃至９のうちのいずれかの項に記載の直動軸受。
11. 軸に垂直な断面の内縁が円形の外筒、軸方向に配列された複数個の円孔の組を周方向に沿って互いに間隔を介して複数組備え、該円孔の各々に一個の転動体を該転動体の一部分を内周側に突き出させた状態で回転可能に保持する内筒、および外周面に軸方向に伸びる複数本の溝を周方向に沿って互いに間隔を介して備えたロッドからなり、上記内筒が上記外筒の内側に嵌め合わされて固定されており、かつ上記ロッドが、該ロッドの溝の各々に内筒の円孔に保持された転動体の各々が収容配置された状態にて、該内筒の内側に挿入されてなる直動軸受。
12. 外筒の一方の端部から該外筒の外周径よりも小さい外周径を持つ延長部が伸びていて、該延長部の先端部もしくはその近傍にて、上記ロッドが該延長部の内周面に形成された摺動面によって摺動可能に支持されている請求項１１に記載の直動軸受。
13. 外筒の一方の端部から該外筒の外周径よりも小さい外周径を持つ延長部が伸びていて、上記ロッドが該延長部の内周面に備えられた転動体によって直動可能に支持されている請求項１１に記載の直動軸受。
14. ロッドの内部にロッドの側面もしくは一方の端面と、ロッドの他方の端面とを結ぶ気体通路が形成されている請求項１１乃至１３のうちのいずれかの項に記載の直動軸受。

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