KR102009066B1

KR102009066B1 - 외통이 3 분할된 직동 베어링

Info

Publication number: KR102009066B1
Application number: KR1020147036118A
Authority: KR
Inventors: 교우주 오오카와라; 시게키 신도
Original assignee: 히하이스트 세이코 가부시키가이샤
Priority date: 2012-06-07
Filing date: 2013-06-07
Publication date: 2019-08-08
Also published as: JPWO2013183763A1; CN104334898A; WO2013183763A1; KR20150013889A; CN104334898B; TWI600841B; TW201405022A; JP6254941B2; HK1204036A1

Abstract

외통 (11), 외통의 내측에 끼워 맞춰져 있는, 복수의 구체 순환로 (12) 를 구비한 합성 수지제의 통상 구체 유지기 (13), 그리고 구체 순환로의 각각에 수용된 복수의 구체 (14) 를 포함하고, 상기 외통 (11) 이, 강성 재료로 이루어지는 외통 본체 (11a), 그리고 외통 본체의 양단부의 각각에 구비되고, 내주면에, 상기 통상 구체 유지기의 구체 순환로의 일부의 벽면이 되는 오목부가 형성된 합성 수지제의 통상 외통 단부 (11b) 로 구성되어 있고, 상기의 구체 유지기의 양단부의 각각의 근방 그리고 각 외통 단부의 대향면 중 어느 일방에 둘레 방향을 따른 볼록부 (21) 가 형성되고, 그리고 타방에는 둘레 방향을 따른 오목부 (22) 가 형성되어 있어, 이들 볼록부와 오목부의 걸어 맞춤에 의해, 통상 구체 유지기와 통상 외통 단부의 접합이 이루어지는 직동 베어링은 조립이 용이하다.

Description

외통이 3 분할된 직동 베어링{LINEAR MOTION BEARING WITH OUTER CYLINDER DIVIDED IN THREE PARTS}

본 발명은, 제한이 없는 거리에서의 축체 (軸體) 의 축 방향의 이동을 가능하게 하는 직동 (直動) 베어링으로서, 외통이 3 분할된 직동 베어링에 관한 것이다.

종래부터, 각종 기계 장치에 있어서 길이 방향으로 이동하는 축체를 원활하게 지지하기 위하여, 직동 베어링이 사용되고 있다.

직동 베어링은, 외통, 외통의 내측에 끼워 맞춰져 있는, 복수의 길이 방향으로 연장되는 구체 (球體) 순환로를 구비한 합성 수지제의 통상 구체 유지기, 그리고 구체 순환로의 각각에 수용된 복수의 구체로 구성되어 있다.

상기의 구체 유지기의 구체 순환로는, 수용된 복수의 구체가 구체 순환로 내를 이동하고, 그 중 일부의 구체가 구체 유지기의 내측에 삽입되는 축체를 그 축체의 외주면과 외통 내주면에 접촉한 상태에서 회전함으로써, 그 축체의 거리 제한이 없는 직동을 가능하게 하는, 내주측과 외주측의 쌍방에 개방 슬릿을 구비한 축체 직동 지지로, 그 축체 직동 지지로 내를 이동한 구체를 출구로부터 순환 이동시켜, 다시 축체 직동 지지로의 반대측의 입구로 되돌리기 위한 구체 귀환로, 그리고 축체 직동 지지로와 구체 귀환로의 각각의 단부를 서로 연결하는 만곡로로 구성되어 있다. 이 구체 순환로의 내부를 복수의 구체가 순환 이동함으로써, 축체의 직동 거리의 제한이 없는 이동 (직동) 이 가능해진다.

이와 같은 직동 베어링의 외통 전체를 강재 등의 강성의 금속 재료로 제조한다고 하면, 외통 내부의 가공이 곤란하기 때문에, 외통을, 강성 재료로 이루어지는 외통 본체, 그리고 그 외통 본체의 양단부의 각각에 구비되고, 내주면에, 통상 구체 유지기의 구체 순환로의 일부의 벽면이 되는 오목부가 형성된 합계 2 개의 합성 수지제의 통상 외통 단부로 구성하는 것이 알려져 있다.

이와 같이, 축체의 직동 거리의 제한이 없는, 외통이 3 분할된 직동 베어링은, 하기의 특허문헌 1, 2 에 개시되어 있다.

특허문헌 1 에는, 슬리브 (외통 본체) 와, 케이지 (통상 구체 유지기) 와, 케이지에 안내되어 있는 볼 (구체) 을 구비한 다수의 밀폐 볼로를 갖고, 볼로가 슬리브와 각 볼의 일부분에서 슬리브에 둘러싸여 있는 축 사이에서 부하가 부여되도록 되어 있는 볼 부시에 있어서, 슬리브의 단면형이 그 전체 길이를 따라 대체로 일정하고, 또 슬리브가, 슬리브를 둘러싸는 원에 대하여 반대 방향으로 패여 있는 세로 방향의 다수의 윤곽을 갖고, 그 윤곽이 부하된 볼의 오목형의 내부 레이스홈을 포함하는 볼 부시 (직동 베어링) 가 개시되어 있다.

동 문헌에는, 상기 볼 부시는, 슬리브의 단면 형상이 전체 길이에 걸쳐서 동일하기 때문에, 슬리브를 인발 등에 의해 용이하게 가공할 수 있고, 그리고 슬리브가 볼로의 부하된 부분에 있는 좌 (座) (볼 부시의 장착을 위하여 슬리브의 주위에 배치되는 원통형의 부품) 와 접촉하지 않기 때문에, 매우 탄성이 풍부하다고 기재되어 있다.

동 문헌의 도 2 에는, 볼로의 부하를 받는 부분의 양측에 있는 볼로의 만곡된 부분이, 슬리브에 대하여 각각의 부재 (슬리브의 양측에 배치된 1 쌍의 링) 로 둘러싸이고, 또한 상기 슬리브의 양단에 형성된 실시양태가 나타나 있다.

상기 볼 부시의 케이지의 일방의 단부에는 플랜지가, 그리고 타방의 단부에는 홈이 형성되어 있다. 이 케이지의 홈에 고정링을 끼워 맞추면, 슬리브와 그 양측의 1 쌍의 링 (통상 외통 단부) 이, 플랜지와 고정링에 의해 끼워진다. 이것에 의해, 슬리브의 길이 방향으로의 케이지의 이동이 억제되고, 슬리브로부터 케이지가 빠져나오지 않도록 되어 있다.

이 볼 부시 (직동 베어링) 는, 축체를 지지하는 볼이, 케이지의 볼로의 내부를 순환 이동하기 때문에 축체의 직동 거리의 제한이 없고, 그리고 외통이, 슬리브와 그 양측에 배치된 1 쌍의 링으로 3 분할된 직동 베어링이다.

특허문헌 2 에도, 축체의 직동 거리의 제한이 없고, 외통이 스플라인용 외통 (외통 본체) 과 그 양단에 배치된 1 쌍의 엔드 캡 (통상 외통 단부) 으로 3 분할된 볼 스플라인 (직동 베어링) 이 개시되어 있다. 이 문헌의 도 11 에는, 볼 스플라인의 유지기의 양단의 각각에 엔드 캡 (통상 외통 단부) 을 용착 (溶着) 한 구조가 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 소52-85661호 (도 1 및 도 2) 일본 공개특허공보 평1-229160호 (도 11)

특허문헌 1 의 볼 부시에서는, 케이지 (구체 유지기) 의 주위에 슬리브 (외통 본체) 와 1 쌍의 링 (통상 외통 단부) 이 배치된다. 슬리브는, 밀폐 볼로를 구성하는 케이지의 직선홈의 주위에 배치되기 때문에, 비교적 간단한 형상 (단면 형상이 길이 방향으로 거의 변동되지 않는 형상) 을 갖고 있다. 이 때문에, 슬리브의 가공이 용이하다고 설명되어 있다.

또, 이 문헌의 볼 부시에서는, 케이지의 주위에 각 링이 긴밀하게 끼워 맞춰져 있다. 즉, 케이지의 외주 가장자리의 형상과 각 링의 내주 가장자리의 형상이 동일한 형상이다. 이 때문에, 케이지에 대하여 각 링이 둘레 방향으로 이동하는 경우가 없기 때문에, 볼로의 만곡된 부분을 구성하는 케이지와 링이 서로 정밀하게 위치 결정된다.

그러나, 볼 부시를 공업적으로 제조할 때, 제조하는 다수의 볼 부시의 각각에 대해서, 케이지의 외주 가장자리의 형상과 각 링의 내주 가장자리의 형상을 엄밀하게 일치시키는 것은 용이하지 않다. 또, 케이지의 외주 가장자리의 형상과 각 링의 내주 가장자리의 형상을 엄밀하게 일치시키는 구성으로 하면, 케이지의 주위에 각 링을 끼워 맞추는 작업은 간단하지 않고, 따라서, 볼 부시를 조립하는 작업이 번잡해진다.

상기의 이유로부터, 볼 부시의 용이한 조립과, 공업적으로 유리한 제조를 가능하게 하기 위하여, 통상적으로는 케이지의 외주 가장자리의 형상을, 각각의 링의 내측에서 둘레 방향으로 이동 (미회전 (微回轉)) 가능한 형상으로 설정하도록 되어 있다. 그러나, 케이지에 대하여 각 링이 둘레 방향으로 이동 (미회전) 가능하기 때문에, 케이지와 각 링을 정밀하게 위치 결정한 상태에서 서로 고정 (접합) 시키는 것은 용이하다고 할 수 없다. 케이지와 각 링을 정밀하게 위치 결정해 두지 않으면, 볼로의 만곡된 부분에 있어서, 볼이 케이지와 각 링 사이에 끼워져 원활하게 이동할 수 없게 되는 경우가 있다. 이 때문에, 볼로에 있어서의 구체의 원활한 순환 이동이 방해되고, 이것에 의해 지지 대상의 축체의 원활한 직동이 방해되기 쉽다.

그리고, 특허문헌 2 에 기재된 엔드 캡과 구체 유지기를 용착한 구조도 또한, 구체 유지기의 외주 가장자리의 형상과 각각의 엔드 캡 (통상 외통 단부) 의 내주 가장자리의 형상을 엄밀하게 일치시키는 것은 용이하다고 할 수 없다. 또, 구체 유지기의 외주 가장자리의 형상과 엔드 캡의 내주 가장자리의 형상을 엄밀하게 일치시키면, 유지기의 주위에 엔드 캡을 끼워 맞추는 것이 어려워진다. 따라서, 구체 유지기와 각 엔드 캡을 정밀하게 위치 결정한 상태에서 서로 접합하는 것은 용이하지 않다.

본 발명의 과제는, 축체의 직동 거리의 제한이 없는, 외통이 외통 본체와 그 양단에 배치된 1 쌍의 통상 외통 단부로 3 분할된 직동 베어링으로서, 그 내부에 수용되는 통상 구체 유지기의 양단부의 각각에 각 통상 외통 단부가 정밀하게 위치 결정된 상태에서 접합하는 것이 가능하고, 이 때문에 지지 대상의 축체의 원활한 직동이 가능해지고, 그리고 조립도 용이해지는 직동 베어링을 제공하는 것에 있다.

본 발명자는, 상기의 과제를 해결하기 위하여, 외통을 외통 본체와 그 양단에 배치한 통상 외통 단부로 구성한 (외통이 3 분할된) 직동 베어링의 구성과 조립 방법을 연구했다. 그 결과, 직동 베어링의 외통을 구성하는 각 통상 외통 단부와 구체 유지기의 각 단부를, 양자의 대향면의 각각에 형성한 볼록부와 오목부를 걸어 맞춰서 서로 접합하는 구조를 채용하면, 직동 베어링의 조립시에, 각 통상 외통 단부를 구체 유지기의 각 단부에 끼워 맞춰서 가압함으로써 (그 후에 필요하다면 각 통상 외통 단부를 둘레 방향으로 약간 미회전시킨다), 구체 유지기가 가이드가 되어 상기 볼록부와 오목부의 간단하고 또한 정밀한 끼워 맞춤이 가능해지는 것을 알아냈다.

따라서, 본 발명은, 축 방향을 따라 장척상으로 형성된 볼록형상부를 내주면에 복수 개 구비하는 외통, 외통의 내측에 끼워 맞춰져 있는, 복수의 구체 순환로를 구비한 합성 수지제의 통상 구체 유지기, 단, 각 구체 순환로에는, 그 내주측면과 외주측면의 쌍방에 개방 슬릿이 구비되어 있는, 그리고 그 구체 순환로의 각각에 수용되어 있는 복수의 구체를 포함하는 직동 베어링으로서, 그 구체 순환로의 각각은, 수용되어 있는 복수의 구체가 구체 순환로 내를 이동하고, 그리고 그 중 일부의 구체가 각 개방 슬릿을 개재하여, 통상 구체 유지기의 내측에 삽입되는 축체의 외주면과 외통 내주면의 볼록형상부에 접촉한 상태에서 회전함으로써, 그 축체의 거리 제한이 없는 직동을 가능하게 하는, 축체 직동 지지로, 그 축체 직동 지지로 내를 회전 이동한 구체를 축체 직동 지지로로 되돌리기 위한 구체 귀환로, 그리고 축체 직동 지지로와 구체 귀환로의 각각의 단부를 서로 연결하는 만곡로로 구성되어 있으며, 상기 외통은, 강성 재료로 이루어지는 외통 본체, 그리고 그 외통 본체의 양단부의 각각에 구비되고, 내주면에, 상기 통상 구체 유지기의 구체 순환로의 일부의 벽면이 되는 오목부가 형성된 합성 수지제의 합계 2 개의 통상 외통 단부로 구성되어 있는, 외통이 3 분할된 직동 베어링으로서,

그 통상 구체 유지기의 양단부의 각각의 근방 그리고 통상 외통 단부의 각각의 단부의 대향면 중 어느 일방에 둘레 방향을 따른 볼록부가 형성되고, 그리고 타방에는 둘레 방향을 따른 오목부가 형성되어 있어, 이들 볼록부와 오목부의 걸어 맞춤에 의해, 통상 구체 유지기와 각 통상 외통 단부의 접합이 이루어져 있는 직동 베어링이다.

본 발명의 직동 베어링에 있어서는, 상기의 통상 구체 유지기의 양단부 근방의 외주면에 상기 오목부가 형성되고, 그리고 각 통상 외통 단부의 내주면에 상기 볼록부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 그 통상 구체 유지기의 양단부의 각각의 근방 그리고 통상 외통 단부의 각각의 대향면 중 어느 일방에 형성된 둘레 방향을 따른 볼록부는 둘레 방향으로 불연속 혹은 연속 중 어느 것이어도 되고, 그리고 타방에 형성된 둘레 방향을 따른 오목부도 또한 둘레 방향으로 불연속 혹은 연속 중 어느 것이어도 된다. 단, 특히 볼록부와 오목부 중 적어도 일방이 둘레 방향으로 연속인 경우에는, 통상 구체 유지기의 외주면이, 개방 슬릿이 형성되어 있는 부위를 제외하고 전면적으로 외통 본체의 내주면과 접촉하고, 이것에 의해 통상 구체 유지기의 둘레 방향의 회전이 억제되도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명은 또한, 상기의 본 발명의 직동 베어링과, 이 직동 베어링의 통상 구체 유지기의 내측에 삽입된 축체를 포함하는 직동 장치이다.

본 발명의 직동 베어링은, 축체의 직동 거리의 제한이 없고, 외통이 외통 본체와 그 양단에 배치된 1 쌍의 통상 외통 단부로 3 분할되어 있어도, 그 조립시에, 통상 구체 유지기의 양단부의 각각에 각 통상 외통 단부를, 양자의 일방에 형성한 볼록부와 타방에 형성한 오목부의 걸어 맞춤을 개재하여, 확실하게 또한 정밀하게 위치 결정한 상태에서 접합할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 직동 베어링은, 유지기의 각 구체 순환로의 내부에서 구체가 원활하고 또한 안정적으로 순환 이동하기 때문에, 지지 대상의 축체가 원활하게 직동할 수 있고, 또 그 조립도 용이하다.

도 1 은 본 발명의 직동 베어링의 구성예를 나타내는 사시도이다.
도 2 는 도 1 의 직동 베어링 (10) 의 분해 사시도이다.
도 3 은 도 2 에 기입한 절단선 (Ⅲ-Ⅲ 선) 을 따라 절단한 직동 베어링 (10) 의 단면도이다.
도 4 는 도 3 에 기입한 절단선 (Ⅳ-Ⅳ 선) 을 따라 절단한 직동 베어링 (10) 의 단면도이다. 단, 직동 베어링 (10) 은, 통상 구체 유지기 (13) 의 내측에 축체 (30) 를 삽입한 상태에서 기입되어 있다.
도 5 는 도 3 에 기입한 절단선 (Ⅴ-Ⅴ 선) 을 따라 절단한 통상 외통 단부 (11b) 의 단면도이다.
도 6 은 도 3 에 기입한 절단선 (Ⅴ-Ⅴ 선) 을 따라 절단한 통상 구체 유지기 (13) 의 단면도이다.
도 7 은 본 발명의 직동 베어링의 다른 구성예를 나타내는 분해 사시도이다.
도 8 은 도 7 에 나타낸 직동 베어링의 축 방향을 따른 부분 단면도이다.
도 9 는 도 7 에 나타낸 직동 베어링의 축 방향에 수직인 면의 단면도이다. 단, 직동 베어링은, 통상 구체 유지기의 내측에 축체를 삽입한 상태에서 기입되어 있다.

먼저, 본 발명의 직동 베어링의 대표적인 실시양태를, 첨부한 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1 ∼ 도 6 에 나타내는 본 발명의 제 1 양태의 직동 베어링 (10) 은, 외통 (11), 외통 (11) 의 내측에 끼워 맞춰져 있는, 복수의 구체 순환로 (12) 를 구비한 합성 수지제의 통상 구체 유지기 (13), 그리고 구체 순환로 (12) 의 각각에 수용된 복수의 구체 (14) 로 구성되어 있다.

구체 순환로 (12) 는, 내주측과 외주측의 쌍방에 개방 슬릿 (15a, 15b) 을 구비한 축체 직동 지지로 (12a), 축체 직동 지지로 (12a) 의 내부를 이동한 구체 (14) 를 축체 직동 지지로 (12a) 로 되돌리기 위한 구체 귀환로 (12b), 그리고 축체 직동 지지로 (12a) 와 구체 귀환로 (12b) 의 각각의 단부를 서로 연결하는 만곡로 (12c) 로 구성되어 있다.

축체 직동 지지로 (12a) 의 개방 슬릿 (15a) 은, 통상 구체 유지기 (13) 의 내주측에 구비되고, 그리고 개방 슬릿 (15b) 은, 통상 구체 유지기 (13) 의 외주측에 구비되어 있다.

축체 직동 지지로 (12a) 는, 구체 순환로 (12) 에 수용된 복수의 구체 (14) 가 순환로 (12) 의 내부를 이동 (순환 이동) 하고, 그리고 복수의 구체 (14) 중 일부의 구체가, 통상 구체 유지기 (13) 의 내측에 삽입되는 축체 (30) 를 축체 (30) 의 외주면과 외통 (11) 의 내주면에 접촉한 상태에서 회전함으로써, 축체 (30) 의 거리 제한이 없는 직동을 가능하게 한다.

외통 (11) 은, 외통 본체 (11a) 및 외통 본체 (11a) 의 양단부의 각각에 구비된 통상 외통 단부 (11b) 로 구성되어 있다.

통상 외통 단부 (11b) 의 내주면에는, 통상 구체 유지기 (13) 의 구체 순환로 (12) 의 일부 (직동 베어링 (10) 의 경우에는, 구체 순환로 (12) 의 만곡로 (12c) 에 대응하는 부분) 의 벽면이 되는 오목부 (16) (도 3 참조) 가 형성되어 있다.

외통 본체 (11a) 는 강성 재료로 형성되고, 그리고 통상 외통 단부 (11b) 는 합성 수지로 형성된다.

직동 베어링 (10) 은, 지지 대상의 축체 (30) 의 직동 거리에 제한을 부여하지 않는 직동 축가 (軸家) 로서, 외통 (11) 이 외통 본체 (11a) 와 그 양단부의 각각에 배치된 통상 외통 단부 (11b) 로 3 분할되어 있는 직동 베어링이다.

제 1 양태의 직동 베어링 (10) 은, 통상 구체 유지기 (13) 의 양단부 근방과 각 통상 외통 단부 (11b) 의 대향면 중 일방에 불연속인 볼록부 (21) 가 형성되고, 그리고 타방에는 둘레 방향으로 불연속인 오목부 (22) 가 형성되어 있어, 이들 볼록부 (21) 와 오목부 (22) 의 걸어 맞춤에 의해, 통상 구체 유지기 (13) 에 대한 통상 외통 단부 (11b) 의 소정 위치에서의 접합이 이루어져 있다.

이와 같은 접합 구조를 채용하면, 직동 베어링 (10) 을 조립할 때에, 각 통상 외통 단부 (11b) 를 통상 구체 유지기 (13) 의 각 단부에 끼워 맞춰서 가압한다는 (그 후에 필요하다면 각 통상 외통 단부 (11b) 를 둘레 방향으로 약간 미회전시킨다) 간단한 조작에 의해, 구체 유지기 (13) 가 가이드가 되어, 볼록부 (21) 와 오목부 (22) 를 간단하게 또한 정밀하게 끼워 맞추는 것이 가능해진다. 따라서, 통상 구체 유지기 (13) 에 대하여 통상 외통 단부 (11b) 를 소정 위치에 간단하게 또한 정밀하게 위치 결정한 상태에서 접합할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 직동 베어링 (10) 에서는, 통상 구체 유지기 (13) 의 각 구체 순환로 (12) 의 내부에서 구체 (14) 가 원활하게 순환 이동하기 때문에, 지지 대상의 축체 (30) 의 원활한 직동이 가능해진다.

상기의 직동 베어링 (10) 과, 직동 베어링 (10) 의 통상 구체 유지기 (13) 의 내측에 삽입된 축체 (30) 로부터, 본 발명의 제 1 양태의 직동 장치 (40) 가 구성된다.

이하에서는, 본 발명의 제 1 양태의 직동 베어링의 구성과 바람직한 실시양태에 대해서, 상기의 직동 베어링 (10) 을 대표예로 하여 상세하게 설명한다.

외통 본체 (11a) 는, 강성 재료로 형성된다. 강성 재료의 예로는, 금속 재료, 그리고 세라믹 재료를 들 수 있다. 강성 재료로는, 금속 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 금속 재료로는 통상적으로 강이 사용된다.

외통 본체 (11a) 에는, 축체 (30) 의 외주면과 외통 (11) 의 내주면에 접촉한 상태에서 회전하는 구체 (14) 를 개재하여, 축체 (30) 에 하중이 부여된다. 외통 본체 (11a) 를 강성 재료로 형성함으로써, 직동 베어링 (10) 에 충분한 내하중성을 부여하는 것이 가능해진다.

외통 본체 (11a) 는 통상적으로, 통상 구체 유지기 (13) 의 축체 직동 지지로 (12a) 와 구체 귀환로 (12b) 가 형성된 부분의 주위에 끼워 맞춰진다. 통상 구체 유지기 (13) 의 축체 직동 지지로 (12a) 와 구체 귀환로 (12b) 가 형성된 부분의 형상은, 만곡로 (12c) 가 형성된 부분의 형상보다 간단하다. 따라서, 외통 본체 (11a) 는, 외통을 일체로 형성하는 경우와 비교하여, 보다 간단한 형상을 갖기 때문에, 공지된 기계 가공 등에 의해 용이하게 제작할 수 있다. 특히, 도 2 ∼ 도 4 에 나타내는 바와 같이 축체 직동 지지로 (12a) 와 구체 귀환로 (12b) 가 각각 직선상의 형상으로 설정되어 있으면, 외통 본체 (11a) 의 단면 형상이 전체 길이에 걸쳐서 거의 변동되지 않는다. 이 때문에, 외통 본체 (11a) 를, 예를 들어, 인발 가공에 의해 매우 용이하게 제작할 수 있다.

외통 본체 (11a) 는, 축체 직동 지지로 (12a) 의 내주측의 개방 슬릿 (15a) 의 길이 방향의 적어도 일부분의 주위에 배치되어 있으면 된다. 외통 본체 (11a) 의 길이는, 개방 슬릿 (15a) 의 길이의 50 ∼ 100 ％ 의 범위 내에 있는 것이 바람직하고, 80 ∼ 100 ％ 의 범위 내에 있는 것이 더욱 바람직하고, 90 ∼ 100 ％ 의 범위 내에 있는 것이 특히 바람직하다.

통상 외통 단부 (11b) 는, 높은 강성을 나타내는 합성 수지로 형성된다. 그러한 높은 강성을 나타내는 합성 수지의 예로는, 폴리아세탈 수지, 폴리페닐렌술파이드 (PPS) 수지, 폴리아미드 수지, 및 폴리에테르에테르케톤 (PEEK) 수지를 들 수 있다.

통상 외통 단부 (11b) 는, 통상 구체 유지기 (13) 의 외통 본체 (11a) 의 각 단부로부터 튀어나온 부분의 주위, 통상적으로는 구체 유지기 (13) 의 만곡로 (12c) 가 형성된 부분의 주위에 끼워 맞춰진다. 통상 외통 단부 (11b) 는 합성 수지제이며, 예를 들어, 수지 성형 혹은 기계 가공에 의해 용이하게 제작할 수 있다.

통상 외통 단부 (11b) 는, 외통 본체 (11a) 측과는 반대측의 단부 둘레 가장자리로부터 내주측으로 연장되는 플랜지 (17) 를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이 플랜지 (17) 의 부설에 의해 통상 외통 단부 (11b) 의 기계적 강도가 더욱 높아진다.

또, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 직동 베어링 (10) 에서는, 상기의 볼록부 (21) 와 오목부 (22) 가 서로 끼워 맞춰지기 전에, 통상 구체 유지기 (13) 의 각 단면과, 이 단면에 대향하는 각 통상 외통 단부 (11b) 의 플랜지 (17) 의 표면이 서로 접촉하지 않도록, 통상 구체 유지기 (13) 의 각 단면과 상기 플랜지 (17) 의 표면 사이에 간극 (d) 이 형성되어 있다.

통상 구체 유지기 (일반적으로 리테이너라고도 부른다) (13) 는, 합성 수지로 형성된다. 합성 수지의 예로는, 통상 외통 단부 (11b) 의 재료로서 예시한 합성 수지 재료와 동일한 합성 수지 재료를 들 수 있다.

통상 구체 유지기 (13) 는, 길이 방향 (축 방향) 으로 연장되는 복수의 구체 순환로 (12) 를 구비하고 있다. 복수의 구체 순환로 (12) 는, 그 구체 유지기 (13) 의 둘레 방향으로 서로 간격을 두고 배치되어 있다. 지지 대상의 축체 (30) 를 안정적으로 지지하기 위하여, 복수의 구체 순환로 (12) 는, 구체 유지기 (13) 의 중심축에 대하여 대칭으로 배치되어 있는 것이 바람직하다. 구체 순환로 (12) 의 수는, 2 ∼ 10 조 (특히 3 ∼ 6 조) 의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.

구체 순환로 (12) 는, 상기와 같이 축체 직동 지지로 (12a), 구체 귀환로 (12b) 및 만곡로 (12c) 로 구성되어 있다.

축체 직동 지지로 (12a) 는 통상적으로, 통상 구체 유지기 (13) 의 길이 방향으로 연장되는 직선상의 형상을 갖는다. 이것에 의해, 축체 직동 지지로 (12a) 의 내부에서 구체 (14) 가 원활하게 이동하게 된다. 이 때문에, 축체 (30) 가 직동할 때의 직진성이 향상된다.

동일한 이유에 의해, 구체 귀환로 (12b) 도 또한 통상적으로, 통상 구체 유지기 (13) 의 길이 방향으로 연장되는 직선상의 형상을 갖는다. 구체 귀환로 (12b) 로는, 구체 유지기 (13) 의 외주면에 형성한 홈을 사용하는 것이 바람직하고, 구체 유지기 (13) 의 길이 방향으로 연장되는 직선상의 홈을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 또한, 구체 귀환로 (12b) 로는, 구체 유지기 (13) 의 내부에 형성한 구멍, 바람직하게는 구체 유지기 (13) 의 길이 방향으로 연장되는 직선상의 개방홈을 사용할 수도 있다.

만곡로 (12c) 로는, 구체 유지기 (13) 의 외주면에 형성한, 축체 직동 지지로 (12a) 와 구체 귀환로 (12b) 의 각각의 단부를 서로 연결하는 만곡홈을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 만곡로로서, 통상 구체 유지기의 내부에 형성한 만곡된 개방홈을 사용할 수도 있다.

구체 (14) 는 통상적으로 강성 재료로 형성한다. 강성 재료의 예로는, 금속 재료, 그리고 세라믹 재료를 들 수 있다. 강성 재료로는, 금속 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 금속 재료로는 통상적으로 강이 사용된다.

직동 베어링 (10) 에서는, 상기와 같이 통상 구체 유지기 (13) 의 양단부 근방과 각 통상 외통 단부 (11b) 의 대향면 중 일방에 둘레 방향으로 불연속인 볼록부가 형성되고, 그리고 타방에는 둘레 방향으로 불연속인 오목부가 형성되어 있다.

통상 구체 유지기 (13) 의 양단부 근방과 각 통상 외통 단부 (11b) 의 대향면은, 구체 유지기 (13) 의 양단부 근방의 외주면과 각 통상 외통 단부 (11b) 의 내주면인 것이 바람직하다. 즉, 구체 유지기 (13) 의 양단부 근방의 외주면과 각 외통 단부 (11b) 의 내주면 중 일방에 상기 볼록부를 형성하고, 타방에 오목부를 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 대향면으로서, 예를 들어, 통상 구체 유지기 (13) 의 양단면과 각 단면에 마주하는 각 통상 외통 단부 (11b) 의 내측면을 사용할 수도 있다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 통상 구체 유지기 (13) 의 양단부 근방의 외주면에 오목부 (22) 가 형성되고, 그리고 각 통상 외통 단부 (11b) 의 내주면에 볼록부 (21) 가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 구체 유지기 (13) 의 외주면에 오목부 (22) 를 형성하면, 볼록부를 형성하는 경우와 비교하여, 직동 베어링 (10) 의 조립시에 구체 유지기 (13) 의 주위에 외통 본체 (11a) 를 끼워 맞추는 것이 간단해진다.

상기의 둘레 방향으로 불연속인 볼록부란, 통상 구체 유지기 (혹은 통상 외통 단부) 의 둘레 방향을 따라 연장되는 원호에 교차하는 측면을 갖는 볼록부를 의미한다. 따라서, 상기의 볼록부는, 통상 구체 유지기 (혹은 통상 외통 단부) 의 둘레 방향을 따라 연장되는 C 자형의 형상을 갖고 있어도 되고, 상기 측면을 갖고 있으면, 둘레 방향을 따라 연장되는 고리형의 형상을 갖고 있어도 된다.

동일하게, 상기의 둘레 방향으로 불연속인 오목부란, 통상 구체 유지기 (혹은 통상 외통 단부) 의 둘레 방향을 따라 연장되는 원호에 교차하는 측면을 갖는 오목부를 의미한다. 따라서, 상기의 오목부는, 통상 구체 유지기 (혹은 통상 외통 단부) 의 둘레 방향을 따라 연장되는 C 자형의 형상을 갖고 있어도 되고, 상기 측면을 갖고 있으면, 둘레 방향을 따라 연장되는 고리형의 형상을 갖고 있어도 된다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 통상 외통 단부 (11b) 의 내주면에 볼록부 (21) 를 형성하는 경우, 볼록부 (21) 의 외통 본체 (11a) 측의 측면이, 외통 본체 (11a) 측으로부터 점차 볼록부 (21) 의 높이가 커지도록 경사져 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 볼록부 (21) 와 오목부 (22) 를 용이하게 끼워 맞출 수 있다. 동일하게, 통상 구체 유지기의 외주면에 볼록부를 형성하는 경우, 볼록부의 외통 본체측과는 반대측의 측면이, 외통 본체측과는 반대측으로부터 점차 볼록부의 높이가 커지도록 경사져 있는 것이 바람직하다.

상기와 같이 통상 구체 유지기 (13) 의 양단부 근방의 외주면과 각 통상 외통 단부 (11b) 의 내주면 중 일방에 상기 볼록부를 형성하고, 타방에 상기 오목부를 형성하는 경우, 구체 유지기 (13) 의 외주면에 형성하는 볼록부 혹은 오목부는, 구체 유지기 (13) 의 외주면의 서로 인접하는 구체 순환로 (12) 사이의 영역, 혹은 그 길이 방향의 양 외측의 영역에 구비되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 구체 유지기 (13) 의 기계적 강도를 거의 저하시키지 않고, 상기 볼록부와 오목부를 구체 유지기 (13) 에 형성할 수 있다.

통상 구체 유지기에 형성하는 볼록부나 오목부는, 유지기의 둘레 방향을 따라 서로 간격을 두고 복수 개 구비되어 있는 것이 바람직하다. 동일하게, 통상 외통 단부에 형성하는 볼록부나 오목부는, 통상 외통 단부의 둘레 방향을 따라 서로 간격을 두고 복수 개 구비되어 있는 것이 바람직하다. 볼록부와 오목부의 수는, 구체 유지기의 각 단부 (혹은 각 통상 외통 단부) 에서, 각각 2 ∼ 10 개 (특히 3 ∼ 6 개) 의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.

상기와 같이, 본 발명의 직동 베어링은, 통상 구체 유지기 (13) 에 대하여 각각의 통상 외통 단부 (11b) 를 간단하게 또한 정밀하게 위치 결정할 수 있다는 우수한 이점을 갖고 있다.

단, 이와 같은 구성을 채용하면, 양단부의 각각에 통상 외통 단부 (11b) 가 접합된 통상 구체 유지기 (13) 가, 외통 본체 (11a) 의 내부에서 둘레 방향으로 약간 이동 (미회전) 하는 경우가 있다.

따라서, 외통 본체 (11a) 의 내부에서의 통상 구체 유지기 (13) 의 미회전을 억제하기 위하여, 외통 본체 (11a) 의 양단면에 각 통상 외통 단부 (11b) 가 가압 상태에서 접촉 배치되어 있는 것이 바람직하다.

외통 본체 (11a) 의 양단면에 각 통상 외통 단부 (11b) 를 가압 상태에서 접촉 배치하기 위해서는, 통상 구체 유지기 (13) 의 주위에 외통 본체 (11a) 를 끼워 맞추지 않고, 구체 유지기 (13) 의 양단부의 각각에 통상 외통 단부 (11b) 를 접합한 상태에 있어서, 양방의 통상 외통 단부 (11b) 의 간격이, 외통 본체 (11a) 의 길이보다 짧은 간격으로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 상기의 간격은, 외통 본체 (11a) 의 길이의 97 ％ 이상, 100 ％ 미만의 범위 내에 있는 것이 바람직하고, 98.0 ∼ 99.9 ％ 의 범위 내의 간격으로 설정되어 있는 것이 더욱 바람직하고, 99.0 ∼ 99.9 ％ 의 범위 내의 간격으로 설정되어 있는 것이 특히 바람직하다.

예를 들어, 도 3 에 나타내는 직동 베어링 (10) 의 경우, 통상 구체 유지기 (13) 의 주위에 외통 본체 (11a) 를 끼워 맞추지 않고, 구체 유지기 (13) 의 양단부의 각각에 통상 외통 단부 (11b) 를 접합한 상태에 있어서, 양방의 통상 외통 단부 (11b) 의 간격이, 외통 본체 (11a) 의 길이의 99.6 ％ 의 간격으로 설정되어 있다.

직동 베어링 (10) 은, 예를 들어, 다음과 같은 순서에 따라 조립할 수 있다. 먼저, 통상 구체 유지기 (13) 의 일방의 단부에 통상 외통 단부 (11b) 를 끼워 맞춰서 가압하고, 그 후에 필요하다면 각 통상 외통 단부 (11b) 를 둘레 방향으로 약간 미회전시킨다. 이것에 의해, 구체 유지기 (13) 의 일방의 단부의 오목부 (22) 에, 외통 단부 (11b) 의 볼록부 (21) 가 끼워 맞춰지고, 상기 볼록부 (21) 와 오목부 (22) 가 서로 걸어 맞춰진다. 상기의 볼록부 (21) 와 오목부 (22) 가 서로 걸어 맞춰짐으로써, 구체 유지기 (13) 의 일방의 단부의 소정 위치에 외통 단부 (11b) 가 정밀하게 위치 결정된 상태에서 접합된다.

다음으로, 일방의 단부에 외통 단부 (11b) 를 접합한 구체 유지기 (13) 를, 외통 단부 (11b) 가 하측이 되도록 세로 방향으로 배치한 후, 구체 유지기 (13) 의 주위에 외통 본체 (11a) 를 끼워 맞춘다. 그리고, 외통 본체 (11a) 의 상측의 단부로부터 노출된 유지기 (13) 의 각 구체 순환로 (12) 에 구체를 복수 수용한다.

마지막으로, 통상 구체 유지기 (13) 의 타방의 단부에 통상 외통 단부 (11b) 를 끼워 맞춰서 가압하고, 그 후에 필요하다면 각 외통 단부 (11b) 를 둘레 방향으로 약간 미회전시킨다. 이것에 의해, 구체 유지기 (13) 의 타방의 단부의 오목부 (22) 에 외통 단부 (11b) 의 볼록부 (21) 가 끼워 맞춰지고, 상기 볼록부 (21) 와 오목부 (22) 가 서로 걸어 맞춰진다. 상기의 볼록부 (21) 와 오목부 (22) 가 서로 걸어 맞춰짐으로써, 구체 유지기 (13) 의 타방의 단부의 소정 위치에 외통 단부 (11b) 가 정밀하게 위치 결정된 상태에서 접합된다. 이와 같이 하여, 본 발명의 직동 베어링 (10) 을 확실하고 또한 간단하게 조립할 수 있다.

다음으로 본 발명의 제 2 양태의 직동 베어링의 구성에 대해서, 도 7 ∼ 도 9 를 참조하여 설명한다.

도 7 은, 도 2 에 나타낸 제 1 양태의 직동 베어링의 사시도에 상당하는 제 2 양태의 사시도이다. 제 2 양태의 직동 베어링은, 제 1 양태의 도 2 에서 나타낸 둘레 방향으로 불연속인 볼록부 (21) 와 동일하게 둘레 방향으로 불연속인 오목부 (22) 모두가, 둘레 방향으로 연속인 볼록부 (21a) 와 둘레 방향으로 연속인 오목부 (22a) 로 치환된 점, 그리고 리테이너의 외주 형상에 약간의 변경이 이루어진 점에 있어서, 제 1 양태의 직동 베어링과 상이하다.

다음으로, 먼저 제 2 양태의 직동 베어링에 있어서의 둘레 방향으로 연속인 볼록부 (21a) 와 둘레 방향으로 연속인 오목부 (22a) 에 대해서 도 7 과 도 8 을 참조하여 설명한다. 제 2 양태의 직동 베어링에 있어서의 볼록부 (21a) 와 오목부 (22a) 는, 도 7 과 도 8 로부터 분명한 바와 같이, 모두 둘레 방향을 따라 연속 (즉, 링상) 으로 형성되어 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 하나의 직동 베어링을 구성하기 위하여 필요한 2 개 준비되는 통상 외통 단부를 동형으로 하는 것이 가능해진다. 따라서, 통상 외통 단부의 형성에 사용하는 금형을 1 개로 할 수 있어, 공업적으로 유리해진다.

한편, 제 2 양태의 직동 베어링과 같이, 볼록부와 오목부를, 모두 둘레 방향을 따라 연속으로 형성하면, 통상 외통 단부와 통상 구체 유지기 (리테이너) 의 둘레 방향의 정밀한 위치 맞춤이 약간 어려워진다는 문제가 있고, 또 통상 구체 유지기의 둘레 방향의 회전 어긋남을 충분히 억제하는 것이 어려워지는 경우도 있다. 이 때문에, 제 2 양태의 직동 베어링에서는, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 통상 구체 유지기의 외주면을, 개방 슬릿이 형성되어 있는 부위를 제외하고 전면적으로 외통 본체의 내주면과 접촉하도록 구성하는 것이 바람직하고, 이것에 의해 통상 구체 유지기의 둘레 방향의 회전이 고도로 억제된다. 또한, 상기의「전면적으로 접촉한다」란, 통상 구체 유지기의 외주면과 외통 본체의 내주면 사이에, 개방 슬리브가 형성되어 있는 부위 이외에 약간의 간극이 형성되는 구성을 배제하는 의미의 규정이 아니며, 통상 구체 유지기가 외통 본체에 끼워 맞춤에 의해 충분히 고정되고, 그 둘레 방향의 회전이 실용상에 있어서 충분히 억제되어 있다는 조건에서, 약간의 간극이 형성되어 있어도 되는 것은 물론이다.

10 : 직동 베어링
11 : 외통
11a : 외통 본체
11b : 통상 외통 단부
12 : 구체 순환로
12a : 축체 직동 지지로
12b : 구체 귀환로
12c : 만곡로
13 : 통상 구체 유지기 (리테이너)
14 : 구체
15a, 15b : 개방 슬릿
16 : 오목부
17 : 플랜지
21, 21a : 볼록부
22, 22a : 오목부
30 : 축체
40 : 직동 장치

Claims

축 방향을 따라 장척상으로 형성된 볼록형상부를 내주면에 복수 개 구비하는 외통, 외통의 내측에 끼워 맞춰져 있는, 복수의 구체 순환로를 구비한 합성 수지제의 통상 구체 유지기, 단, 각 구체 순환로에는, 그 내주측면과 외주측면의 쌍방에 개방 슬릿이 구비되어 있는, 그리고 그 구체 순환로의 각각에 수용되어 있는 복수의 구체를 포함하는 직동 베어링으로서, 그 구체 순환로의 각각은, 수용되어 있는 복수의 구체가 구체 순환로 내를 이동하고, 그리고 그 중 일부의 구체가 각 개방 슬릿을 개재하여, 통상 구체 유지기의 내측에 삽입되는 축체의 외주면과 외통 내주면의 볼록형상부에 접촉한 상태에서 회전함으로써, 그 축체의 거리 제한이 없는 직동을 가능하게 하는, 축체 직동 지지로, 그 축체 직동 지지로 내를 회전 이동한 구체를 축체 직동 지지로로 되돌리기 위한 구체 귀환로, 그리고 축체 직동 지지로와 구체 귀환로의 각각의 단부를 서로 연결하는 만곡로로 구성되어 있으며, 상기 외통은, 강성 재료로 이루어지는 외통 본체, 그리고 그 외통 본체의 양단부의 각각에 구비되고, 내주면에, 상기 통상 구체 유지기의 구체 순환로의 일부의 벽면이 되는 오목부가 형성된 합성 수지제의 통상 외통 단부로 구성되어 있는, 외통이 3 분할된 직동 베어링으로서, 각각의 통상 외통 단부의 외통 본체에 대면하는 측과는 반대측에 위치하는 단부에는 통상 구체 유지기의 양단부를 덮는 위치에까지 내주측으로 연장되어 있는 플랜지가 구비되고, 또한 통상 구체 유지기의 양단부의 각각의 근방 그리고 통상 외통의 각각의 단부의 대향면 중 어느 일방에 둘레 방향을 따른 볼록부가 형성되고, 그리고 타방에 둘레 방향을 따른 오목부가 형성되어 있어, 이들 둘레 방향을 따른 볼록부와 둘레 방향을 따른 오목부의 걸어 맞춤에 의해, 통상 구체 유지기와 통상 외통 단부의 접합이 이루어져 있는 직동 베어링.
제 1 항에 있어서,
그 통상 구체 유지기의 양단부의 각각의 근방의 외주면에 상기 둘레 방향을 따른 오목부가 형성되고, 그리고 각 통상 외통의 각각의 단부의 내주면에 상기 볼록부가 형성되어 있는 직동 베어링.
제 1 항에 있어서,
그 통상 구체 유지기의 양단부의 각각의 근방 그리고 통상 외통의 각각의 단부의 대향면 중 어느 일방에 형성된 둘레 방향을 따른 볼록부가 둘레 방향으로 불연속이고, 그리고 타방에 형성된 둘레 방향을 따른 오목부도 둘레 방향으로 불연속인 직동 베어링.
제 1 항에 있어서,
그 통상 구체 유지기의 양단부의 각각의 근방 그리고 통상 외통의 각각의 단부의 대향면 중 어느 일방에 형성된 둘레 방향을 따른 볼록부가 둘레 방향으로 연속이고, 그리고 타방에 형성된 둘레 방향을 따른 오목부도 둘레 방향으로 연속인 직동 베어링.
제 4 항에 있어서,
그 통상 구체 유지기의 외주면이, 개방 슬릿이 형성되어 있는 부위를 제외하고 전면적으로 외통 본체의 내주면과 접촉하고, 이 접촉에 의해 통상 구체 유지기의 둘레 방향의 회전이 억제되어 있는 직동 베어링.
제 1 항에 기재된 직동 베어링, 그리고 그 직동 베어링의 통상 구체 유지기의 내측에 삽입된 축체를 포함하는 직동 장치.