KR100260571B1 - 선형 와이퍼 - Google Patents

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루드비히 빈켈만
하르트무트 코쉬미데어
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로테르 게르하르트
이나 밸츠라거 쉐플러 오하게
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Abstract

베어링요소가 가이드롤러(5)의 주행면(4)에 지지되며, 양단면의 적어도 일방으로 베어링요소(1)내로 윤활유를 가압하기 위해 단부영역에서 주행면(4)에 접촉하는 와이퍼(7)를 구비하는 선형와이퍼에 있어서, 본 발명에 따르면, 베어링요소(1)에 또는 와이퍼에 윤활유용의 적어도 하나의 도우징밸브(13)가 배치되며, 상기 도우징밸브가 유입측에서 공급도관(9)에 접속되는 한편 유출 측에서 베어링영역(2) 또는 주행면에 접속된다. 이에따른 구성을 기초로 구름 베어링 내에서의 오염물의 진입을 저지하는 한편 규정된 최소량의 윤활유를 누출시키는 베어링요소(1)내의 주행면(4) 및 구름베어링영역에 공급될 수 있는 콤팩트한 와이어장치가 획득된다.

Description

[발명의 명칭]
선형 와이퍼
[발명의 상세한 설명]
[기술 분야]
본 발명은 베어링요소가 가이드레일의 주행면에 지지되며 또한 양단면의 적어도 일측에 베어링요소내로 윤활유를 가압하기 위해 단부영역에서 주행면에 접촉하는 와이퍼를 구비하며, 베어링요소에 또는 베어링요소내에 유입측이 공급도관에 접속되는 반면 유출측이 베어링요소에 접속되는 적어도 하나의 윤활유 공급장치가 배치되는 선형 베어링요소에 관한 것이다.
[배경기술]
독일특허 제2130420호 명세서에는, 간단하고 저렴한 수단으로 구름 베어링을 일정한 주입량으로 윤활시키는 와이퍼장치를 구비한 베어링요소가 공지되어 있다. 상기 베어링요소는 세정부로서의 립(lip)을 구비한 중합체 재료로 구성된 와이퍼를 지니는 바, 상기 립은 왕복운동하는 롤러 슈우(shoe)로 구성된 베어링요소의 왕복운동중에 주행면을 닦아내고 구름베어링으로부터 오염물을 제거함과 동시에 베어링요소로부터의 윤활유의 유출을 저지한다. 이 경우, 윤활유는 베어링의 외측으로부터, 주행면에 접촉하는 와이퍼의 립을 포위하고 흡수작용을 지니는 재료로 구성된 요소를 거쳐 베어링요소의 내부로 반송된다. 이 경우, 윤활유와 함께 주행면상에 존재하는 바람직하지 않은 에멀죤 또한 베어링요소내에 반송된다.
US-A-4 907 272 특허에는 전술된 종류의 선형 베어링요소가 이미 알려져 있는바, 그것의 윤활유 공급장치는 길게 뻗어있는 복잡하게 구성된 윤활유 주입장치로서 어댑터 하우징, 주입튜브, 윤활유 저장용기, 측정 및 필터요소, 전달관과 연결되어 있는 분배관등으로 구성된다. 동시에 전달관은 스트리퍼(stripper)속에 배치되어 있기 때문에 비용의 증가를 초래한다. 따라서, 와이퍼 립의 마모시에는 비교적 비싼 구성요소 전체가 교환되어야만 한다. 그밖에 공지된 선형 베어링요소의 공급장치는 베어링요소의 나사가 형성된 구멍에 베어링요소의 앞쪽으로 길게 돌출하게 직접적으로 장착됨으로써, 가이드레일의 길이 방향으로 베어링요소의 크기가 커지게 되는 문제점이 있었다.
[발명의 설명]
본 발명의 목적은 누출손실 없이 베어링영역들과 주행면들에 제한된 최소량의 윤활유를 공급하며 오염물의 침입을 방지하는 콤팩트한 와이퍼장치를 갖는 선형 베어링요소를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따라, 가이드레일의 주행면에 장착되고 양단면의 적어도 일측에, 윤활유를 베어링요소내에 유지시키도록 단부영역에서 주행면에 대하여 접촉하는 와이퍼와, 유입측이 외부의 공급도관에 접속되며 유출측이 베어링요소의 베어링영역에 접속되는 적어도 하나의 윤활유 공급장치를 포함하는 선형 베어링요소에 있어서, 상기 공급장치는 도우징밸브(dosing valve:유체를 미리 정해진 일정량씩 분할하여 작동시마다 공급하는 밸브를 의미함)로 형성되어 어댑터 바디의 챔버내에 배치되며, 상기 어댑터 바디는 공급도관에 접속되며 챔버에 연통된 분배통로를 포함하며 베어링요소의 단부면에 고정되는 것을 특징으로 하는 선형 베어링요소가 제공된다.
상기 와이퍼는 플레이트 형상의 부재로 구성되고, 어댑터 바디와 베어링요소 사이에 배치된다. 이 경우, 유출 단부에서 상기 도우징밸브를 베어링영역에 접속되도록 와이퍼내에 전달 통로가 배치되는 것이 바람직하다. 그러나, 와이퍼를 베어링요소로부터 먼쪽의 어댑터 바디의 단부면에 배치할 수도 있다.
더우기, 도우징밸브용의 챔버를 포켓형 구멍 형태로 어댑터 바디에 형성하는 것이 제작에 간편하다.
도우징밸브는 축방향으로 상호 전후로 유입구, 도우징 챔버(dosing chamber:도우징밸브에 의해 1회 공급할 유량을 미리 정해진 분량으로 한정하기 위한 챔버), 배출실 및 배출구를 구비하고 슬리브 형상으로 구성되어 있다. (여기서, 도우징 챔버는 도우징밸브가 작동할 때 윤활유를 일정량씩 분배하여 배출구를 통해 투입하기 위한 중간 챔버이다.) 더우기, 도우징밸브는 어댑터 바디의 챔버의 유입영역을 배출영역으로부터 분리하는 시일 링(seal ring)에 의해 어댑터 바디의 챔버속에서 포위될 수 있다. 도우징밸브의 축방향 이동은 원통형핀에 의해 저지되며, 그 원통형 핀은 어댑터 바디의 구멍내에 압입됨과 동시에 도우징밸브의 환형홈내에 맞물린다. 도우징밸브를 축방향으로 고정하는 것은, 적어도 부분적으로 나사가 형성된 구멍으로서 구성된 챔버내에 나사결합시켜 이루어진다.
또한, 도우징밸브는 예컨대 슬리브 형상의 2개 구성부재로 서로 이웃하여 나란하게 구성할 수도 있다. 이경우, 한 구성부재내에서 서로 전후로 유입구 및 도우징 챔버가 배치되는 반면 다른 구성부재내에 배출실 및 유출구가 배치되며, 동시에 구성부재들에는 도우징 챔버 및 배출실 사이에 접속부가 제공되어 있다. 도우징밸브의 양 구성부재를 어댑터 바디와 베어링요소에 배치할 수도 있다.
[도면의 간단한 설명]
제1도는 가이드레일에 배치된 와이퍼장치를 지니는 베어링요소를 부분적으로 정면도로 동시에 부분적으로 횡단면도로 도시한 도면.
제2도는 베어링요소 및 그것에 설치된 와이퍼장치의 제1도의 선 II-II을 따라 취한 단면도.
제3도는 다른 와이퍼장치를 지니는 베어링요소의 제2도와 유사한 단면도.
제4도는 다른 와이퍼장치의 정면도.
제5도는 와이퍼장치의 평면도.
제6도는 제4도의 선 VI-VI을 따라 취한 와이퍼장치의 수직방향 단면도.
제7도는 도우징밸브의 종단면도.
제8도는 다른 와이퍼장치의 종단면도.
제9도는 제8도의 선 IX-IX을 따라 취한 와이퍼장치의 횡단면도.
제10도는 2개의 구분을 지니는 와이퍼장치의 평단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 베어링요소 2 : 베어링 영역
3 : 구름요소 4 : 주행면
5 : 가이드레일 6 : 어댑터 바디
7 : 와이퍼 8 : 와이퍼 립
9 : 공급도관 10 : 분배통로
11 : 시일나사 12 : 챔버
13 : 도우징밸브 14 : 유입구
15 : 도우징 챔버 16 : 배출실
17 : 유출구 18 : 피스톤
19 : 볼 20 : 전달통로
21 : 전향체 22 : 전달통로
23 : 시일 링 24 : 환형홈
25 : 원통핀 26 : 시일 프레이트
27 : 플레이트 28 : 시일 링
29 : 지지체 30 : 어댑터 바디
31 : 와이퍼(wiper) 32 : 와이퍼 립(lip)
33 : 나사 34 : 나사
35 : 시일 링 36 : 구멍
37 : 환형홈 38 : 슬리브
39 : 환형홈
[실시예]
제1도 내지 제7도로부터 명백히 알 수 있듯이, 본 발명에 의한 베어링요소(1)는 그의 전측 단부에 고정된 와이퍼장치를 갖는다. 베어링 구성요소(1)는 전측 단부에 인접하여 전향체(deflector body:21)를 갖는 지지체(29)를 포함하여 구성된다. 또한, 베어링요소(1)의 지지체는 구름요소(3)를 구비한 베어링영역(2)을 지니며, 그 구름요소에 의해 베어링요소(1)는 가이드레일(5)의 주형면(4)에서 지지된다. 와이퍼장치는 어댑터 바디(6)로 구성되며, 이 어댑터 바디는 도우징밸브(13)를 수용하기 위해 지지체로 구성되는 한편 어댑터 바디(6)에는 플레이트형 와이퍼(7)가 배치된다. 가이드레일(5)을 따라 베어링요소(1)가 왕복운동하는 경우에는 와이퍼 립(wiper lip:8)의 단부가 가이드레일(5)의 주행면(4)을 따라 슬라이드됨과 동시에 베어링 영역(2)으로부터의 윤활유의 유출 및 베어링속으로 오염물의 침입을 방지한다.
제2도에 따르면 와이퍼(7)는, 베어링요소(1)와 반대측의 어댑터 바디(6)의 단부에 고정된다. 이에 대응하는 제3도에 의한 가이드장치는, 어댑터 바디(6)와 와이퍼요소(1) 사이에 설치된 와이퍼(7)를 지닌다.
윤활유는 공급도관(9)을 통해 외부로부터 와이퍼장치에 공급된다. 상기 어댑터 바디(6)내에 분배통로(10)가 형성되어 있으며, 그 분배통로(10)는 구멍 형태로 구성되는 한편 시일 나사(11)에 의해 외부로부터 밀봉된다. 분배통로는 포켓형 구멍으로 구성된 챔버(12)와 연통하며, 그 챔버내에는 각각의 도우징밸브(13)가 설치되어 있다.
도우징밸브(13)는 축방향으로 서로 전후로 유입구(14), 도우징 챔버(15), 배출실(16) 및 유출구(17)를 지니는 슬리브 형상의 구성부재로 구성된다. 스프링이 설치된 피스톤(18)을 지니는 도우징 챔버(15)와 배출실(16) 사이에는, 밀폐수단으로서 스프링이 설치된 볼(19)을 지니는 비귀환밸브가 배치된다.
각각의 도우징밸브(13)는 후술하는 바와같이 챔버(12)내에 배치되는바, 즉, 도우징밸브(13)의 유입구(14)가 유출방향으로 연접하는 분배통로(10)에 연속적으로 설치되는 것에 반해, 유출구(17)가 와이퍼(7)에 연접하여 설치되며, 그곳에서 윤활유가 전달통로(20)를 거쳐 어댑터 바디(6)로부터 유출됨과 동시에 1개의 지지체(29)와 2개의 전향체(21)로 형성된 베어링요소(1)내로 유입하도록(제3도 및 제6도 참조) 도우징밸브(13)가 챔버(12)내에 배치된다. 베어링요소(1)의 구름요소(3)용의 지지체(29)에 접하는 전향체(21)는 동일모양으로 와이퍼(7)의 전달통로(20)와 연통되는 전달통로(22)를 지닌다. 제2도의 구성에는 전향체(22)의 전달통로(22)가 직접 도우징밸브(13) 유출구(17)에 접속되어 있다.
각각의 도우징밸브(13)는 챔버(12)내에 시일 링(sealing ring:23)에 의해 시일되어 배치된다. 시일 링(23)은 챔버(12)의 유입구측을 챔버(12)의 유출구측에 대해 시일한다. 시일 링(23)은 도우징밸브(13)의 주변방향홈내에 삽입되는 환형시일로 구성된다.
또한, 도우징밸브(13)는 외표면에서 제2의 환형홈(24)을 지니는바, 이 경우, 원주방향의 소정의 위치에서 어댑터 바디(6)의 구멍내에 위치하는 원통핀(25)이 환형홈(24)내에 맞물림으로써 도우징밸브(13)의 축방향 이동이 저지된다.
베어링영역(2)으로의 윤활유의 공급은, 공급도관(9) 및 분배통로(10)를 거쳐 윤활유가 압력펄스에 의해 챔버(12)내 및 도우징밸브(13)의 유입구(14)내로 반송됨으로써 행해진다. 이 경우, 피스톤(18)은 도우징 챔버(15)내에서 압축스프링의 작용에 저항하여 이동하는 한편 도우징 챔버(15)내를 점유하는 윤활유를 비귀환밸브로 향하게 반송시킨다. 반송된 윤활유에 의해, 볼(19)은 압축스프링의 작용에 저항하여 밸브시트로부터 상승하게 됨에 따라 통로가 개구되어 윤활유가 배출실(16)로 도달한다. 그러한 압력펄스는, 도우징밸브 케이싱에 형성된 구멍에서 시트에 안착된 상태에서 부동상태로 안내되는 피스톤(18)으로 하여금 시트로부터 이동하도록 함으로써, 피스톤의 전방에 있는 윤활유가 비귀환밸브를 통해 배출실(16)내로 유동하고, 다시 그로부터 유출구(17)를 통해 베어링영역(2)으로 내로 가압방출시킨다. 피스톤이 종단위치에 도달하는 경우에 피스톤 선단부가 도우징 밸브(15)를 비귀환밸브의 방향으로 밀폐시킨다. 압력이 감소하고 피스톤용의 압축 스프링에 의해 피스톤(18)은 시트로 복귀되며, 이 경우 도우징 챔버(15)는 피스톤(18)과 도우징밸브 케이싱 구멍사이의 환형 틈새를 통해 다시 윤활유를 충진한다. 비귀환밸브는 윤활유의 역류를 저지한다.
가이드레일(5)에 면하는 어댑터 바디(6)의 내부형상은, 가이드레일(5)에 대해 작은 틈새를 지님으로써 칩(chip) 및 그밖에 다른 큰 오염물용의 수집체로 사용되도록 구성된다. 제6도에 의하면 전달통로(20)의 시일 및 어댑터 바디(6)와 와이퍼(7)의 접합은, 어댑터 바디(6)와 와이퍼(7) 사이에 배치된 시일플레이트(26)에 의해 수행된다.
더우기, 어댑터 바디(6)의 전단부측에 고정되는 부가적인 플레이트(27)에 의해 도우징밸브(13)를 유출구(17)측에서 부가적으로 지지할 수도 있다. 도우징밸브(13)의 축방향 압축력을 흡수하기 위해, 플레이트(27)를 어댑터 바디(6)에 나사결합시킬 수 있다. 이에따른 구성은 제3도에 도시되어 있다. 이 경우, 플레이트(27)와 도우징밸브(13) 사이에는 시일 링(28)이 배치되는 것이 바람직하다. 제2도의 구성에도 도우징밸브(13)용의 시일 링(28)이 설치된다.
어댑터 바디(6)의 축방향 길이를 감소시키기 위해, 도우징밸브는 축이 나란하게 이웃하여 배치된 2개의 슬리브로 구성되며, 이 경우 도우징 챔버(15)는 한 슬리브에 배치되고 다른 슬리브내에는 배출실(16)이 배치된다. 이 경우, 양쪽 챔버를 상호 접속하는 과잉유동에 대한 통로가 설치될 필요가 있다. 도우징 챔버(15)를 지니는 슬리브 및 배출실(16)을 지니는 슬리브들은 각각의 수용 구멍내에 압입된다.
어댑터 바디(6)와 와이퍼(7)는, 예컨대 유리섬유가 보강된 폴리아미드의 고강도 플라스티재료로 분리되지 않는 일체형으로 구성될 수 있다. 어댑터 바디(6)와 와이퍼(7)는 초음파용접에 의해 상호 결합될 수 있다. 이 경우, 어댑터 바디(6)와 와이퍼(7) 사이에는 시일이 필요없게 된다. 와이퍼 립(8)은 와이퍼(7)에 스프레이-성형법으로 성형될 수 있으며, 그러나 와이퍼 립(8)을 와이퍼에 형성된 수용홈내에 배치시키고 체결고정하거나 또는 다른 형식의 접속방법으로 고정할 수도 있다.
도우징 밸브(15) 및 배출실(16)은 직렬접속 또는 병렬접속될 수 있으며, 이 경우 비귀환밸브는 공간을 절감하는 다이아프램 스프링을 지니는 볼에 의해 형성된다. 특히, 도우징밸브(13)를 위해 특별한 슬리브를 사용하지 않고 도우징 챔버(15) 및 배출실(16)를 위해 특별한 슬리브를 사용하지 않고 도우징 챔버(15) 및 배출실(16)를 어댑터 바디(6) 또는 전향체(21) 자체내에 형성하는 경우에는 저렴하게 구성할 수 있다. 공지 형식의 시판되는 도우징밸브 대신에, 도우징밸브를 다른 공지구조의, 예컨대 판(plate)밸브 또는 솔레노이드밸브를 사용할 수도 있다. 어댑터 바디(6), 와이퍼립(8)을 구비한 와이어(7) 및 전향체(21)를 하나의 부품으로 일체로 구성할 수도 있다.
도우징밸브(13)의 도우징 챔버(15), 배출실(16), 도우징 챔버와 배출실을 상호 접속하는 통로 또는 유출구(17)로 안내되는 통로에서, 입력센서, 마이크로스위치 또는 근접 스위치 형태의 감시요소를 도우징 밸브에 장착할 수도 있다.
제8도 내지 제10도에 도시된 다른 실시예의 와이퍼장치는, 어댑터 바디(30)와 어댑터바디의 단면측에 접하는 와이퍼립(32)을 구비한 2개의 와이퍼(31)로 구성된다. 와이퍼(31)는 어댑터바디(30)와 같이 중앙의 나사(33) 및 별개의 나사(34)에 의해 베어링요소에 고정된다. 어댑터 바디(30)의 내부로 이어지는 윤활유용 분배통로(10)는 외부로 안내되는 다수의 구멍을 거쳐 선택적으로 공급도관(9)에 접속된다. 실시예에서 2개의 수평구멍들이 시일나사(11)에 의해 밀폐되는 한편, 시일 링(35)에 의해 포위된 수직 구멍(36)은 반전시켜 배치할 수 있는 수평 분배통로(10)에 접속된다.
상기 슬리브(38)는 어댑터 바디(30)의 구멍내에 적합하게 삽입되는 한편 중앙의 나사(33)를 포위한다. 상기 슬리브(38)에는 큰 환형홈(37)에 부가하여 외표면에 2개의 별도의 작은 환형홈(39)들이 축방향으로 간격을 두고 상호 전후로 배치되므로써, 슬리브(38)를 어댑터 바디(30)로부터 취출하며 슬리브 축선에 대해 직각으로 축선을 중심으로 180°로 회전시켜서 어댑터 바디(30)속에 재삽입시키면 구멍(36)이 환형홈과 맞지 않게 되고, 따라서 외측으로 안내된 구멍(36)과 분배통로(10) 사이의 접속이 차단된다.
이같은 배치형식은, 시일나사(11)를 풀어 해당 분배통로(10)와의 연통에 의해 거쳐 윤활유를 어댑터 바디(30) 속으로 반송시키도록 배치하는 경우에 행해진다. 상기 슬리브(38)의 새로운 배치에서는, 구멍(36)과 이웃하여 배치되지만 접속되지 않는 작은 2개의 환형홈(39)이 중앙 나사(33)의 양측으로 연장하는 분배통로(10)와 접속된다. 공급도관(9)을 통해 유입되는 윤활유는, 어댑터 바디(30)의 한 위치로부터 어댑터 바디(30)에 배치된 전체 도우징밸브(13)들에 전달된다.
본 발명은 구름베어링으로 된 선형 베어링요소에 한정되는 것이 아니고, 미끄럼베어링을 지니는 베어링요소에도 적용될 수 있다.

Claims (13)

  1. 가이드레일(5)의 주행면(4)에 장착되고 양단면의 적어도 일측에, 윤활유를 베어링요소(1)내에 유지시키도록 단부영역에서 주행면(4)에 대하여 접촉하는 와이퍼(7,31)와, 유입측이 외부의 공급도관(9)에 접속되며 유출측이 베어링요소(1)의 베어링영역(2)에 접속되는 적어도 하나의 윤활유 공급장치를 포함하는 선형 베어링요소에 있어서, 상기 공급장치는 도우징밸브(dosing valve:13)로 형성되어 어댑터 바디(6,30)의 챔버(12)내에 배치되며, 상기 어댑터 바디는 공급도관에(9) 접속되며 챔버(12)에 연통된 분배통로(10)를 포함하며 베어링요소(1)의 단부면에 고정되는 것을 특징으로 하는 선형 베어링요소.
  2. 제1항에 있어서, 도우징밸브(13)용의 각각의 1개의 챔버가 포켓형 구멍형태로 어댑터 바디(6,30)속에 구성되는 베어링요소.
  3. 제1항에 있어서, 도우징밸브(13)에 접속되는 베어링영역(2)가 베어링요소(1)의 지지체(29) 및 2개의 전향체(21)내에 형성된 구름요소 순환로로 구성되는 베어링요소.
  4. 제1항에 있어서, 각각의 어댑터 바디(6,30)는 가이드레일(5)을 둘러싸는 U자형 단면의 구성부재로 이루어지고, 상기 구성부재내에 도우징밸브(13)를 구비한 복수개의 챔버(12)가 배치되는 베어링요소.
  5. 제1항에 있어서, 와이퍼(7,31)가 플레이트 형상의 구성부재로 구성되며, 어댑터 바디(6,30)와 베어링요소(1) 사이에 배치되는 베어링요소.
  6. 제1항에 있어서, 와이퍼(7,31)가 베어링요소(1)와는 반대측의 어댑터 바디(6,30)의 단면에 배치되는 베어링요소.
  7. 제1항에 있어서, 와이퍼(7)내에 전달통로(20)가 배치되며, 상기 전달통로를 거쳐 도우징밸브(13)가 유출측에서 베어링요소(1) 및 가이드레일(5)에 의해 형성된 베어링영역(2)에 접속되는 베어링요소.
  8. 제1항에 있어서, 도우징밸브(13)가 축방향으로 상호전후 배치된 영역으로, 유입구(14), 도우징 챔버(15), 배출실(16) 및 유출구(17)를 구비한 슬리브형상의 구성부재로 이루어지는 베어링요소.
  9. 제1항에 있어서, 도우징밸브(13)가 어댑터 바디(6)의 챔버(12) 내부에서, 상기 챔버(12)의 유입영역을 배출영역으로부터 분리하는 시일 링(23)에 의해 포위되는 베어링요소.
  10. 제1항에 있어서, 도우징밸브(13)가 축선이 평행하게 서로 이웃하여 배치된 슬리브형상의 2개의 구성부재로 구성되며, 상기 구성부재내에 유입구 및 도우징 챔버가 서로 전후 배치되는 한편 구성부재내에 배출실 및 유출구가 배치되며, 구성부재에는 도우징 챔버 및 배출실 사이에 접속부가 제공된 베어링요소.
  11. 제1항에 있어서, 어댑터 바디(30)내에서 도우징밸브(13)용의 챔버(12)와 공급도관(9) 사이에 형성되는 윤활유 분배통로(10)들은, 어댑터 바디(30)의 수용구멍내에 반전시켜 배치할 수 있는 슬리브(38)의 환형홈(37,39)들에 의해 서로 접속되는 베어링요소.
  12. 제11항에 있어서, 상기 슬리브(38)가 축방향 간격을 두고 상호 전후배치되고 상기 슬리브 외표면으로부터 시작되는 복수개의 2개의 상대적으로 작은 환형홈(39)들과 1개의 큰 환형홈(36)을 지니는 베어링요소.
  13. 제12항에 있어서, 어댑터 바디(30)내에 삽입된 상기 슬리브(38)의 한 위치에서 상대적으로 큰 환형홈(37)이 어댑터 바디(30)의 구멍(36)을 거쳐 외부로 연통되는 베어링요소.
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