KR20010015375A

KR20010015375A - 토크를 전달하기 위한 선형 롤러 베어링

Info

Publication number: KR20010015375A
Application number: KR1020000041494A
Authority: KR
Inventors: 알렉산더쩨르닉켈
Original assignee: 로테르 게르하르트; 이나 밸츠라거 쉐플러 오하게
Priority date: 1999-07-22
Filing date: 2000-07-20
Publication date: 2001-02-26
Also published as: BR0003077A; EP1070865A2; KR100714144B1; EP1070865A3; DE19933875A1; DE19933875B4; JP2001074047A

Abstract

본 발명은 토크를 전달하기 위한 선형 롤러 베어링(16)에 관한 것으로, 상기 베어링에는 볼 루우프(24)가 제공되고, 상기 볼 루우프는 내부 프로필 부재(17)와 외부 프로필 부재(19) 사이에 있는 케이지(18)내에서 형성되며, 제 1 가이드 레일(24a)을 순환하는 롤러 바디(22)는 스프링 플레이트(23)에 의해서 탄성적으로 초기 응력을 받는다.

Description

토크를 전달하기 위한 선형 롤러 베어링 {LINEAR ROLLER BEARING FOR TRANSMITTING TORQUE}

본 발명은 내부 프로필 부재 및 상기 내부 프로필 부재를 적어도 부분적으로 감싸는 외부 프로필 부재를 포함하고, 종방향 중심축을 중심으로 토크를 전달하기 위한 선형 롤러 베어링에 관한 것으로,

- 상기 내부 프로필 부재 및 외부 프로필 부재는 종방향으로 서로 슬라이딩 가능하게 배치되고,

- 상기 내부 프로필 부재는 원형으로부터 벗어나는 횡단면을 가지며, 외부로 향하고 토크를 전달하는 적어도 2개의 외부 벽섹션을 포함하며,

- 각각의 외부 벽섹션에 외부 프로필 부재의 토크를 전달하는 적어도 하나의 내부 벽섹션이 할당되며,

- 상기 외부 벽섹션 및 내부 벽섹션이 롤러 바디에 의해서 서로에 대해 지지되며,

- 상기 롤러 바디가 적어도 하나의 롤러 바디 루우프 내부에서 가이드되며,

- 상기 롤러 바디 루우프가 제 1 가이드 레일에서는 선형 롤러 베어링의 종방향으로 부하 구역을 통과하여 상기 롤러 바디를 가이드하고, 그 다음에는 제 2 가이드 레일을 이용하여 부하 없는 구역을 통과하여 상기 롤러 바디를 가이드한다.

선형 롤러 베어링은 기계 구성 및 자동차 공학의 거의 모든 분야에 사용된다. 상기 방식의 베어링에 의해서는 서로에 대해 종방향으로 슬라이딩 가능한 부품이 서로에 대해 지지된다. 망원경과 같이 길이 변동될 수 있는 샤프트를 사용하는 경우, 상기 방식의 베어링은 부가적으로 샤프트를 통해 전달되는 토크를 전달해야 한다. 망원경과 같이 길이 변동될 수 있는 샤프트는 예를 들어 근대 자동차의 조타주의 조종 샤프트로서 사용된다. 상기 방식의 조타주에서 자동차 내부 공간에서의 조종휠의 위치는 조작자 개인의 신장 및 자세에 매칭될 수 있다. 따라서, 조종 기어에 대한 조종 휠의 절대적인 간격은 변동된다. 상기 간격 변동은 망원경과 같이 슬라이딩 가능하게 서로의 내부에 배치된 2개의 샤프트 단부에 의해서 보정될 수 있다. 조종 샤프트가 조종 토크를 조종 휠로부터 조종 기어까지 전달하기 때문에, 조종 샤프트는 또한 회전 불가능하게 서로 결합되어야 한다. 조종 휠의 위치는 조작자의 체력에 의해서 수동으로 또는 전기 모터에 의해서 조절된다. 2가지 조절 가능성에서는, 망원경과 같이 서로에 대해 슬라이딩 가능한 샤프트의 슬라이딩 위치에서의 파워가 지나치게 높아서는 안된다. 2개의 샤프트 단부 사이에 배치된 선형 롤러 베어링에 의해서, 슬라이딩 파워는 작고 전체 슬라이딩 영역에 걸쳐 비교적 일정한 크기로 유지된다. 때때로 조종 샤프트는 자동차의 작동 중에도 길이 변동된다. 상기 길이 변동은 행정이 짧고 진동적이며, 비교적 단단한 상부 조종 샤프트 단부에 대한 하부 조종 샤프트 단부를 갖는 조종 기어의 상대 운동에 의해서 야기된다.

사용된 선형 롤러 베어링의 실시예들은 상이하다. 전술한 적용예에서는, 비용적인 이유에서 다른 부품에 대해 하나의 부품의 단 한번의 제한된 행정만을 허용하는 선형 롤러 베어링이 사용된다. 상기 베어링은 일반적으로 서로에 대해 종방향으로 슬라이딩 가능한 부품 사이에 있는 케이지내에서 가이드되는 롤러 바디를 포함한다. 케이지는 특히 짧은 행정의 진자 운동시에 이루어지는 작동 동안에는 흔들리는 경향이 있다. 이 때 롤러 바디는 롤링되지 않고 오히려 활주한다. 이와 같은 방식으로 케이지는 기능에 기이한 케이지의 행정이 더 이상 보장되지 않는 위치에 도달된다. 그러나 결과적으로 행정 운동이 더 큰 경우에는 짧은 행정의 동작시에도 롤러 바디 및 케이지가 강제적인 작동에 노출되며, 이와 같은 강제적인 작동은 활주 및 허용되지 않는 마모를 야기한다.

따라서, 제한되지 않은 슬라이딩 동작을 허용하는 선행 기술에 따른 선형 롤러 베어링의 사용이 제안된다. 상기 베어링에는 하나 또는 다수의 볼 루우프가 제공되며, 상기 볼 루우프에서는 볼이 연속적으로 부하 구역을 순환하고, 그 다음에는 부하 없는 역순환 구역을 순환하여, 재차 부하 구역내로 가이드된다. 상기 방식의 선형 롤러 베어링은 DE 33 08 831 A1호에 기술되어 있다. 상기 간행물에서 부시 내부 및 외부에는 롤러 바디 작동 레일이 제공되고, 상기 부시는 내부 및 외부에서 케이지 절반을 감싼다. 롤러 바디는 슬라이딩 샤프트의 외부 윤곽 및 부시의 내경에서 부하를 받는 내부 구역으로부터 케이지에 의해 가이드되어 부하 없는 구역 내부로 부시의 외부 윤곽까지 및 외부 윤곽을 거쳐 롤링되고, 그곳으로부터 재차 부하 구역내로 롤링된다. 상기 방식의 베어링을 사용함으로써, 제한적인 행정을 위한 서문에 언급된 선형 롤러 베어링의 단점들이 피해진다. 그러나 상기 베어링은 구성이 비교적 복잡하고 유격 없이 실현되지 않는다.

형상 및 기능의 이유에서 상기 방식의 베어링은 유격 없이 실현될 필요가 있다. 조정 샤프트의 2개 단부 사이에서의 지지시에 유격은 진동 소음 때문에 조종의 질 및 안전 손실의 감소를 의미하게 된다. 조종 휠에서의 회전 유격시 2개 조종 샤프트 사이에서는 방사형 유격이 나타나기 때문에, 조종의 질은 부정적인 영향을 받게 된다. 언급한 진동 소음은 음향적으로 또는 조종휠에서의 진동에 의해서 감지할 수 있으며, 조작자에게 불쾌한 느낌을 준다. 그와 달리 제한된 행정을 갖는 서문에 언급된 선형 롤러 베어링은 비교적 간단한 수단으로 유격없이 형성될 수 있다. 따라서, 예를 들어 EP 0 281 723 B1호에는, 롤러 작동 레일이 스프링 부재에 의해 내부 부품에 지지되는, 토크를 전달하는 선형 롤러 베어링이 기술되어 있다. 상기 스프링 부재는 롤러 바디내에서 외부 부품을 향해 초기 응력을 가한다. 부품들을 서로 유격없이 배치하는 것이 보장된다. 부품을 서로 종방향으로 조절하는 동작은 롤러 바디의 롤링 동작으로 인해 런닝이 부드럽고 마모가 적다. 갭의 치수가 작은, 즉 치수가 '≤ 스프링 부재의 스프링 경로'인 부품들은, 회전력이 정상인 경우에 롤러 바디가 각각의 토크를 수용하도록 설계된다. 다른 부품에 대해 하나의 부품이 지나치게 높은 토크의 작용하에서 회전되면, 스프링 부재는 상기 부품들이 서로 접하게 될 때까지 압축된다. 그 경우 회전 토크는 직접 부품의 벽을 통해 전달되고 롤러 바디는 부하 경감된다. 스프링 부재는 정상적인 회전력에 매칭되어야 한다. 따라서, 정상 작동시 스프링 부재는 이미 상당히 높은 초기 응력으로 작용하게 된다. 이와 같이 높은 초기 응력하에서는, 경우에 따라 선형 베어링을 기능시켜야 하는 부드러운 런닝이 보장되지 않게 된다.

본 발명의 목적은, 전술한 선형 롤러 베어링의 단점들을 회피하는 선형 롤러 베어링을 제공하는 것이다.

도 1 은 벽섹션당 하나의 롤러 바디 루우프를 갖는 본 발명에 따른 선형 베어링의 실시예의 단면도.

도 2 는 내부 벽섹션당 2개의 볼 루우프를 갖는 추가 실시예 및 서로에게 할당된 2개의 벽섹션에 탄성적으로 형성된 작동 레일의 개략도.

도 3 은 외부 프로필 부재 내부로 삽입되고 탄성적으로 형성된 작동 레일을 갖는 본 발명에 따른 선형 롤러 베어링의 실시예를 나타내는 도면.

도 4 는 도 3 에 따른 선형 롤러 베어링을 선 IV에 따라 절단한 단면도.

도 5 는 도 3 에 따른 선형 롤러 베어링을 선 IV에 따라 절단한, 도 4 에 도시된 도면의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.

도 6 은 도 4 에 도시된 도면의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 선형 롤러 베어링 2 : 내부 프로필 부재

2a : 외부 벽섹션 3 : 외부 프로필 부재

3a : 내부 벽섹션 4 : 롤러 바디 루우프

4a : 제 1 가이드 레일 4b : 제 2 가이드 레일

5 : 롤러 바디 6 : 케이지

7 : 구부러진 부분 8 : 작동 레일 섹션

9 : 선형 롤러 베어링 10 : 내부 프로필 부재

10a : 외부 벽섹션 11 : 외부 프로필 부재

11a : 내부 벽섹션 12 : 케이지

12a : 단부 섹션 13 : 롤러 바디 루우프

13a : 제 1 가이드 레일 13b : 제 2 가이드 레일

14 : 롤러 바디 15 : 스프링 플레이트

15a : 작동 레일 섹션 16 : 선형 롤러 베어링

17 : 내부 링 17a : 외부 벽섹션

18 : 케이지 18a : 케이지 섹션

19 : 외부 링 19a : 돌출부

19b : 내부 벽섹션 20 : 샤프트 섹션

21 : 하우징 22 : 롤러 바디

23 : 스프링 플레이트 23a : 종방향 홈

23b : 작동 레일 섹션 24 : 롤러 바디 루우프

24a : 제 1 가이드 레일 24b : 제 2 가이드 레일

상기 목적은 청구항 1의 특징부에 따라 볼 루우프를 갖는 선형 롤러 베어링에 의해서 달성되며, 이와 같은 방식의 선형 롤러 베어링에서는 롤러 바디 루우프가 케이지내에 배치되고, 외부 프로필의 내부 벽섹션과 내부 프로필 부재의 외부 벽섹션 사이에 배치되며, 상기 프로필 부재들 중에서 하나의 프로필 부재는 프로필 부재들의 유격 없는 초기 응력을 위해서, 롤러 바디 루우프내에 있고 부하를 받는 롤러 바디상에 작용하는 적어도 하나의 초기 응력 부재를 포함한다. 상기 방식의 선형 롤러 베어링은 간단하고도 저렴한 비용으로 제작될 수 있다. 내부 프로필 부재 및 외부 프로필 부재는 간단하게 형성될 수 있고, 추가의 롤러 바디 작동 레일, 케이지 지지부 또는 롤러 바디 루우프를 위해 필수적인 다른 부재가 제공될 필요도 없다. 롤러 바디 루우프는 롤러 바디 케이지내에서 형성된다. 루우프로 서로 결합되는 롤러 바디의 가이드 레일들은 케이지내에만 제공된다. 부하를 받지 않는 롤러 바디의 피드백을 위해 필요한 자유 공간은 간단한 수단으로, 예컨대 비교적 큰 공차를 갖는 홈에 의해서 저렴한 비용으로 하나 혹은 2개의 프로필 부재에 제공될 수 있다. 롤러 바디 루우프를 갖춘 선형 롤러 베어링의 장점은, 서문에 언급한 단점들을 고려할 필요 없이 사용된다는 점이다.

상기 방식의 베어링은 유격 없이 간단히 형성될 수 있다. 부하 구역에 있고 초기 응력 부재를 갖춘 롤러 바디가 하나 혹은 2개의 프로필 부재의 벽섹션에 대해 부하를 가하도록 지지되는 한편, 상기 초기 응력 부재 자체가 하나 혹은 2개의 프로필 부재에 배치됨으로써, 유격 없는 실현이 가능하다. 예를 들어 작동 레일로 형성된 스프링 시이트의 사용을 생각할 수 있다. 스프링 시이트는 스프링 강 또는 스프링 강과 유사하게 경화된 재료를 펀칭하거나 휘거나 혹은 스탬핑함으로써 간단히 제작되며, 예를 들어 횡단면상으로 구부러진 프로필을 갖는다. 횡단면상으로 볼 때 스프링 시이트는, 지지부에서의 제조 허용 오차로 인해 최대로 가능한 이론적인 유격보다는 최소한 더 큰 치수만큼 휘어진다. 스프링 시이트는 선형 롤러 베어링에 조립된 상태에서 초기 응력을 받아 상기 베어링상에서 주행하는 부하를 받은 롤러 바디에 대한 초기 응력을 형성한다. 부하를 받은 롤러 바디는 반대쪽에 위치한 벽섹션을 향해 초기 응력을 가한다. 상기 방식의 스프링 시이트는 반대편에 위치하거나 서로 할당된 2개의 벽섹션내에도 삽입될 수 있다. 스프링 시이트의 시이트 두께 및/또는 곡률의 형성은 요구되는 초기 응력을 따른다. 그러나 초기 응력은, 스프링 시이트를 통해 롤러 바디 토크가 다른 벽섹션에 전달될 정도로 클 필요는 없다. 선형 베어링이 종방향 작동을 위해서 및 동작 상태에서 유격 없이 셜계될 정도의 초기 응력을 상기 스프링 시이트가 형성한다면 충분하다.

본 발명의 실시예는, 부하 구역에 있고 스프링 탄성적으로 형성된 주행 레일 섹션에 의해 초기 응력 부재가 서로에게 할당된 적어도 하나의 벽섹션에 형성되는 것을 제안한다. 본 실시예에서는 바람직하게 재차 서문에 언급한 구부러진 스프링 시이트가 사용된다. 그러나 이 경우에는 스프링 시이트가 다만 횡단면상으로 볼 때 부하 구역이 있는 섹션에서 구부러져 있다. 스프링 작용은 앞의 섹션에서 기술된 바와 동일하다. 대안적으로는, 하나의 벽섹션에 지지되어 있고 부하를 받은 롤러 바디상에 가해지는 초기 응력이 레버 작용으로 형성되는, 대체로 평탄한 시이트가 사용될 수 있다.

본 발명의 추가 실시예에서는, 적어도 하나의 케이지 섹션이 서로 할당된 하나의 벽섹션으로부터 서로 할당된 다른 벽섹션까지 토크를 전달할 정도로, 토크의 도입시 부하 구역이 구부러지는 것이 제안된다. 따라서 케이지는, 롤러 바디를 가이드하기 위한 수단 외에 토크를 전달하기 위한 수단도 형성한다. 케이지는 각각의 벽에 대해 비교적 작은 간격으로 배치되어 있다. 벽에 대한 상기 케이지 간격을 통해서, 우선 다만 롤러 바디로부터 전달되는 토크의 크기가 결정된다. 상기 토크가 초과되는 경우에는 부하 구역이 구부러지고, 벽들은 이 벽들이 케이지 및 케이지의 일부 섹션을 서로의 사이에 고정시킬 때까지 서로 움직인다. 롤러 바디 및 작동 레일을 통해 전달되는 토크의 크기도, 부하 구역에 탄성 부재를 설계함으로써 및 이미 언급한 바와 같이 벽에 대한 케이지의 간격에 의해서 결정될 수 있다. 따라서, 부하 구역내에 형성된 작동 레일 섹션을 스프링 탄성적으로 형성하는 추가 실시예가 제안된다. 이 경우에는 상기 방식의 작동 레일 섹션이 벽섹션에, 대안적으로는 내부 프로필 부재 및 외부 프로필 부재에, 혹은 서로 할당된 2개의 벽섹션에 형성될 수 있다. 상기 실시예에서는 또한, 벽섹션이 케이지의 섹션을 서로의 사이에 고정시키거나 또는 대안적으로 직접 서로 접촉될 때까지, 서로 할당된 벽섹션을 재차 서로에 대해 움직이게 하는 토크의 도입시에 스프링 탄성적으로 형성된 작동 레일 섹션이 구부러지는 것이 제안된다.

본 발명의 추가 실시예는, 내부 프로필 부재가 선형 롤러 베어링의 내부 링으로 형성되고 외부 프로필 부재가 선형 롤러 베어링의 부시로 형성되는 것을 제안한다. 그러나 상기 방식의 부재들은 넌-커팅(non-cutting) 방법에서 절단 공정으로, 특히 대량 생산 방식으로 저렴하게 제작될 수 있다. 개별 부재들을 이와 같이 제작하는 방법의 장점은, 그 내부에 또는 그 위에 상기 방식의 선형 롤러 베어링이 적용되는 파이프 및 샤프트가 비교적 간단하게 형성될 수 있다는 점이다. 내부 링 및 외부 링은 바람직하게는 간단하게 형성된 프로필 내부에 또는 위에 프레싱된다. 그러나, 내부 벽섹션 및 롤러 바디 진행용 작동 레일을 부하 구역내에서 직접 망원경과 같이 서로 슬라이딩 가능한 부품 표면으로 형성하는 것도 생각할 수 있다. 상기 경우에는, 샤프트 부재 및 그에 속한 외부 파이프가 간단한 구조를 갖는 것이 바람직하다. 따라서 본 발명의 추가 실시예에서는, 내부 프로필의 횡단면을 적어도 3개의 외부 벽섹션을 갖는 다각형으로 형성하는 것이 제안된다. 외부로 향하는 3개의 벽섹션들은 토크 도입으로부터 결과되는 파워를 선형 베어링의 모든 부하 구역에 균일하게 분배하게 한다. 그러나 그와 무관하게 직사각형, 정사각형 또는 다른 다각형의 횡단면 형태가 사용될 수도 있다.

이미 서문에 언급한 바와 같이, 스프링 시이트로부터 형성된 부분들은 간단하고도 저렴하게 형성되거나 제작될 수 있다. 따라서 본 발명의 추가 실시예에서는, 서로 할당된 벽섹션들 중에서 하나 또는 2개의 벽섹션에 탄성적으로 형성되고 벽이 얇은 하나의 작동 레일이 제공되고, 이 작동 레일이 부하 없는 구역내에 종방향 홈을 갖는 것이 제안된다. 바람직하게는 펀칭에 의해 제공되는 상기 종방향 홈은 롤러 바디가 루우프내에서 부하 경감되어 역으로 가이드되도록 해준다. 본 실시예에서도 작동 레일은, 서로 할당된 밴드 섹션들이 서로 접촉되거나 혹은 케이지의 일부 섹션을 서로의 사이에 고정시킬 때까지 서로를 향해 움직일 정도로 적어도 부하 구역에서는 구부러진다. 휨을 위해, 상응하는 프로필 부재내에 충분한 빈 공간이 형성된다. 스프링 시이트는 간단한 방식으로 프로필내에 삽입, 캐칭되거나 나사 결합 혹은 다른 방법으로 고정된다.

마지막으로, 내부 프로필 부재를 조종 샤프트의 일부 섹션으로 그리고 외부 프로필 부재를 차량 조종실의 조종 샤프트의 제 2 섹션으로 형성하는 것이 제안된다. 근대 차량의 조타주(steering pillar)용으로 사용되는 대부분의 부품은 시이트로부터 넌-커팅 공정으로 제작된다. 상기 방식의 조타주는 제작이 간단해야 하고, 중량이 작아야 하며, 구성 공간을 적게 요구해야 하고, 기능이 안전해야 하며, 편안하게 작동되어야 한다. 이러한 이유에서 상기 실시예와 같이 형성되는 본 발명에 따른 선형 베어링은, 망원경과 같이 서로 슬라이딩 가능한 조종 샤프트 사이에 사용되기에 적합하다.

도 1에는 본 발명에 따른 선형 롤러 베어링의 실시예가 도시되어 있다. 선형 롤러 베어링(1)은 내부 프로필 부재(2), 외부 프로필 부재(3) 및 롤러 바디 루우프(4)로 형성된다. 내부 프로필 부재(2)는 예를 들어 조종 샤프트의 하부 섹션에 형성되고, 외부 프로필 부재(3)는 조종 샤프트의 상부 섹션에 형성된다. 내부 프로필 부재(2)에는 동일하게 형성된 3개의 외부 벽섹션(2a)이 다각형 형태로 제공된다. 각각의 외부 벽섹션(2a)에는 외부 프로필 부재(3)의 내부 벽섹션(3a)이 하나씩 할당된다. 각각의 외부 벽섹션(2a)은 롤러 바디(5)에 의해서 상기 섹션에 할당된 내부 벽섹션(3a)에 지지된다. 각각의 외부 벽섹션(2a)과 내부 벽섹션(3a) 사이에는 케이지(6)(cage)가 삽입되어 있다. 각각의 케이지(6)내에는 롤러 바디 루우프(4) 중에서 하나의 루우프가 형성되어 있으며, 상기 루우프내에서 롤러 바디(5)가 순환한다. 외부 벽섹션(3a)에는 스프링 탄성적으로 형성된 작동 레일 섹션(8)이 매립되어 있다. 횡단면상으로 볼 때 상기 작동 레일 섹션(8)에는 구부러진 부분(7)이 제공되고, 초기 응력에 의해서 선형 롤러 베어링(1) 내부에 끼워진다. 작동 레일 섹션(8)은 볼 루우프(4)의 제 1 가이드 레일(4a)내에 있는 롤러 바디(5)를 통해 외부 벽섹션(2a)까지 초기 응력을 전달한다. 롤러 바디(5)는 제 1 가이드 레일(4a)내에서 볼 루우프(4)의 부하 구역을 통과하여 가이드된다. 볼 루우프(4)는 또한 제 2 가이드 레일(4b)를 포함하며, 상기 레일내에서는 롤러 바디(5)가 부하 없는 구역을 통과하여 가이드된다. 선형 베어링(1)의 3개 측면에서 내부 프로필 부재(2)에 작용하는 초기 응력은 선형 롤러 베어링(1)의 유격 없는 상태를 보장해준다. 토크는 내부 프로필 부재(2)로부터 외부 벽섹션(2a)에 의해서 내부 벽섹션(3a)을 통해 외부 프로필 부재(3)에 전달되고 그리고 반대로 전달된다. 이 경우 내부 프로필 부재(2a) 및 외부 프로필 부재(3a)는 일점쇄선으로 도시된 바와 같이 서로 인접해 있다. 이 때 작동 레일 섹션(8)은 부하 구역에서 안으로 휘어져 있다.

도 2는 본 발명의 추가 실시예를 보여준다. 선형 롤러 베어링(9)은 내부 프로필 부재(10), 외부 프로필 부재(11) 및 횡단면상으로 볼 때 상기 내부 프로필 부재(10)를 둘러싸는 케이지(12)로 형성된다. 내부 프로필 부재(10)에는 재차 3개의 외부 벽섹션(10a)이 제공된다. 각각의 외부 벽섹션(10a)에는 2개의 롤러 바디 루우프(13)가 할당된다. 롤러 바디(14)는 재차 볼로 형성된다. 롤러 바디 루우프(13)의 제 1 가이드 레일(13a)내에 있는 롤러 바디(14)는 스프링 플레이트(15)로 형성된 초기 응력 부재의 스프링 탄성적으로 형성된 각각 하나의 작동 레일 섹션(15a)에 의해서 2개 측면으로부터 초기 응력을 받는다. 각각의 외부 벽섹션(10a)내에 및 상기 외부 벽섹션(10a)에 할당된 각각의 내부 벽섹션(11a)내에는 상기 스프링 플레이트(15) 중에서 하나의 스프링 플레이트가 매립되어 있다. 선형 동작시, 롤러 바디 루우프(13)의 제 2 가이드 레일(13b)내에서는 하중을 받지 않는 롤러 바디(14)가 피드백된다. 내부 프로필 부재(10)가 케이지의 단부 섹션(12a)을 향해 작용하고, 케이지(12)를 외부 프로필 부재의 내부 벽섹션(11a)을 향해 프레스하며 그리고 그 반대로 작용이 이루어짐으로써, 토크는 내부 프로필 부재(10)로부터 케이지(12)의 3개의 단부 섹션(12a)을 통해 외부 프로필 부재(11)까지 전달된다. 이 때 작동 레일 섹션(15a)은 동일한 또는 동일하지 않은 부분들로 휘어진다.

도 3은 도면 부호 (16)으로 표기된 본 발명에 따른 선형 롤러 베어링의 추가 실시예를 보여준다. 선형 롤러 베어링(16)의 내부 프로필 부재는 내부 링(17)으로 형성된다. 케이지(18)가 상기 내부 링(17)을 감싸고 있다. 상기 케이지(18)는 외부 링(19)으로 형성된 외부 프로필 부재와 내부 링(17) 사이에 배치된다. 내부 링(17)은 샤프트 섹션(20)상에 놓여 있다. 외부 링(19)은 완전하게 도시되지 않은 하우징(21)내로 프레싱된다. 내부 링(17)은 동일하게 형성된 3개의 외부 벽섹션(17a)을 포함한다. 외부 링(19) 내부에는 초기 응력 부재로서 스프링 플레이트(23)가 삽입되어 있다. 상기 스프링 플레이트(23)는 외부 링(19)의 돌출부(19a)상에 수용된다. 케이지(18)는 외부 벽섹션(17a)당 2개의 롤러 바디 루우프(24)를 포함한다. 볼 루우프(24)의 제 1 가이드 레일(24a) 내부에서는 하중을 받은 롤러 바디(22)가 부하 구역을 순환한다. 상기 부하 구역은 스프링 플레이트(23)의 탄성적으로 초기 응력을 받은 작동 레일 섹션(23b)에 의해서 형성된다. 제 2 가이드 레일(24b) 내부에서는 롤러 바디(22)가 하중을 받지 않은 상태로 피드백된다. 제 2 가이드 레일(24b)내에 있는 롤러 바디는 부하를 받지 않는데, 그 이유는 종방향 홈(23a)에 의해서 스프링 플레이트(23)내에 필연적으로 빈공간이 만들어지기 때문이다. 토크는 샤프트 섹션(20)으로부터 내부 링(17) 및 케이지 섹션(18a) 그리고 외부 링(19)의 내부 벽섹션(19b)을 통해 하우징(21)에 전달된다. 이 때 스프링 플레이트(23)는 부하 구역의 영역에서 안으로 휘어진다.

도 4는 도 3에 따른 선형 롤러 베어링(16)의 단면을 보여주며, 도면에서 케이지(18)는 평면도로 도시되어 있다. 상기 관점에서 옆으로 나란히 배치되어 있는 볼 루우프(24)는 평면도에서 볼 수 있다. 파선으로 도시된 롤러 바디(22)는 제 1 가이드 레일(24a)내에 있는 부하 구역을 순환한다. 제 1 가이드 레일(24a)을 순환한 후에는 롤러 바디(22)가 제 2 가이드 레일(24b) 내부로 편향된다. 종방향 홈(23a)은, 롤러 바디(22)가 부하를 받지 않고 제 2 가이드 레일(24b)을 순환하도록 보장해준다.

도 5 및 도 6은 볼 루우프(24)의 대안적인 배치를 보여준다. 도 5에서 볼 루우프(24)는 케이지(18)의 종방향으로 볼 때는 변위 배치되어 있지만, 그렇지 않은 경우에는 서로 평행하게 정렬 배치되어 있다. 도 6은 서로 할당된 벽섹션 사이에 각각 3개의 볼 루우프(24)를 포함하는 케이지(18)를 보여준다.

본 발명에 의하면, 전술한 선형 롤러 베어링의 단점들을 회피하는 선형 롤러 베어링이 제공된다.

Claims

내부 프로필 부재(2, 10, 17) 및 외부 프로필 부재(3, 11, 19)가 종방향으로서로 슬라이딩 가능하게 배치되고,

상기 내부 프로필 부재(2, 10, 17)가 원형으로부터 벗어나는 횡단면을 가지며, 외부로 향하고 토크를 전달하는 적어도 2개의 외부 벽섹션(2a, 10a, 17a)을 포함하며,

각각의 외부 벽섹션(2a, 10a, 17a)에 외부 프로필 부재의 토크를 전달하는 적어도 하나의 내부 벽섹션(3a, 11a, 19b)이 할당되며,

상기 외부 벽섹션(2a, 10a, 17a) 및 내부 벽섹션(3a, 11a, 19b)이 롤러 바디(5, 14, 22)에 의해서 서로에 대해 지지되며,

상기 롤러 바디(5, 14, 22)가 적어도 하나의 롤러 바디 루우프(4, 13, 24) 내부에서 가이드되며,

상기 롤러 바디 루우프(4, 13, 24)가 제 1 가이드 레일(4a, 13a, 24a)에서는 선형 롤러 베어링(1, 9, 16)의 종방향으로 부하 구역을 통과하여 상기 롤러 바디(5, 14, 22)를 가이드하고, 그 다음에는 제 2 가이드 레일(4b, 13b, 24b)을 이용하여 부하 없는 구역을 통과하여 상기 롤러 바디(5, 14, 22)를 가이드하도록 구성되었으며,

내부 프로필 부재(2, 10, 17) 및 상기 내부 프로필 부재(2, 10, 17)를 적어도 부분적으로 감싸는 외부 프로필 부재(3, 11, 19)를 포함하고, 종방향 중심축을 중심으로 토크를 전달하기 위한 선형 롤러 베어링(1, 9, 16)에 있어서,

상기 롤러 바디 루우프(4, 13, 24)는 내부 벽섹션(3a, 11a, 19a)과 외부 벽섹션(2a, 10a, 17a) 사이에 배치된 케이지(6, 12, 18) 내부에 형성되고,

상기 프로필 부재들(2, 3, 10, 17, 19) 중에서 적어도 하나의 프로필 부재는 상기 프로필 부재들(2, 3, 10, 17, 19)을 서로에 대해 유격 없이 지지시키기 위해하중을 받은 롤러 바디(5, 14, 22)상에만 작용하는 적어도 하나의 초기 응력 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 롤러 베어링.
제 1 항에 있어서, 상기 초기 응력 부재가, 부하 구역에 있고 스프링 탄성적으로 형성된 적어도 하나의 작동 레일 섹션(8, 15a, 23b)에 의해, 서로에게 할당된 벽섹션들(2a, 3a, 10a, 11a, 17a, 19b)중에서 적어도 하나의 벽섹션에 형성되는 것을 특징으로 하는 선형 롤러 베어링.
제 1 항에 있어서, 상기 초기 응력 부재가, 부하 구역에 있고 스프링 탄성적으로 형성된 적어도 하나의 작동 레일 섹션(8, 15a, 23b)에 의해, 서로에게 할당된 벽섹션들(2a, 3a, 10a, 11a, 17a, 19b)중에서 적어도 하나의 벽섹션에 형성되며,

서로에게 할당된 상기 벽섹션들(2a, 3a, 10a, 11a, 17a, 19b)들이 서로 접촉되거나 상기 벽섹션들 사이에 케이지(12, 18)의 섹션(12a, 18a)을 고정시킬 때까지 상기 벽섹션들이 서로에 대해 움직일 수 있을 정도로, 상기 작동 레일 섹션(8, 15a, 23b)이 토크의 도입시 휘어지는 것을 특징으로 하는 선형 롤러 베어링.
제 1 항에 있어서, 케이지(12, 18)의 적어도 하나의 섹션(12a, 18a)이 서로에게 할당된 벽섹션들(10a, 11a, 17a, 19b) 중에서 하나의 벽섹션으로부터 서로에게 할당된 벽섹션들(10a, 11a, 17a, 19b) 중에서 다른 벽섹션까지 토크를 전달할 때까지 서로에게 할당된 벽섹션들(10a, 11a, 17a, 19b)이 서로 위·아래로 움직일 정도로, 상기 작동 레일 섹션(15a, 23b)이 토크의 도입시 휘어지는 것을 특징으로 하는 선형 롤러 베어링.
제 1 항에 있어서, 상기 내부 프로필 부재가 선형 롤러 베어링(16)의 내부 링(17)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 선형 롤러 베어링.
제 1 항에 있어서, 상기 외부 프로필 부재가 선형 롤러 베어링(16)의 외부 링(19)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 선형 롤러 베어링.
제 1 항에 있어서, 상기 내부 프로필 부재(2, 10, 17)의 횡단면이 다각형으로 형성되고, 상기 부재에 외부 벽섹션들(2a, 10a, 17a) 중에서 적어도 3개의 벽섹션이 제공되는 것을 특징으로 하는 선형 롤러 베어링.
제 1 항에 있어서, 상기 초기 응력 부재는 서로에게 할당된 벽섹션들(19a) 중에서 적어도 하나의 벽섹션에 배치된 벽이 얇고 탄성적으로 형성된 작동 레일 섹션(23b)으로 형성되고,

부하 없는 구역에 있는 상기 작동 레일 섹션(23b)에 종방향 홈(23a)이 제공되며,

서로에게 할당된 벽섹션들(17a, 19b)이 서로 접촉되거나 상기 벽섹션들 사이에 케이지의 섹션(18a)을 고정시킬 때까지 상기 벽섹션들이 서로에 대해 움직일 수 있을 정도로, 상기 작동 레일 섹션(23b)이 토크의 도입시 적어도 부하 구역에서는 휘어지는 것을 특징으로 하는 선형 롤러 베어링.
제 1 항에 있어서, 상기 내부 프로필 부재(2, 10, 17)는 자동차 조종기의 조종 샤프트의 제 1 섹션으로 형성되고, 상기 외부 프로필 부재(3, 11, 19)는 조종 샤프트의 제 2 섹션으로 형성되는 것을 특징으로 하는 선형 롤러 베어링.