KR101500817B1 - 원추형 롤러 베어링 및 원추형 롤러 베어링용 보지기의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

원추형 롤러 베어링에 있어서, 윤활 불량 상태에서의 내구성이 향상되고, 시저에 의해 회전 불능에 도달할 때까지의 시간의 연장을 보다 충분히 도모할 수 있는 구조를 실현한다. 보지기(5e)를 구성하는 대경측 림부(12e)중에서, 원주방향에 대한 위상이 각 포켓(15e)에 정합하는 부분의 내주면 부분에, 직경방향 외측으로 오목한 오일 유지 오목부(19)를 마련한다. 이들 각 오일 유지 오목부(19)의 저면중에서 각 포켓(15e)의 내면에 개구되어 있는 부분을, 이들 각 포켓(15e)내에 보지된 각 원추형 롤러(4a)의 대경측 단면(10)에 형성된 오목부(20)에 대향시킨다. 윤활 불량시에, 각 오일 유지 오목부(19)에 남은 윤활유를, 대경측 단면(10)과 대경측 플랜지부(8)의 축방향 내측면(11)의 슬라이딩부의 윤활에 유효하게 이용한다.

Description

원추형 롤러 베어링 및 원추형 롤러 베어링용 보지기의 제조 방법{CONICAL ROLLING-ELEMENT BEARING AND METHOD FOR MANUFACTURING A CAGE FOR A CONICAL ROLLING-ELEMENT BEARING}

본 발명은, 철도 차량의 차축이나 구동 장치를 구성하는 전달축, 혹은 자동차용 차동 기어(differential gear)를 구성하는 피니언축과 같은, 큰 레이디얼 하중 및 스러스트 하중이 가해지는 상태로 회전하는 각종 회전축을 지지하기 위한 원추형 롤러 베어링, 및 이러한 원추형 롤러 베어링에 조립하는 보지기(保持器)의 제조 방법의 개량에 관한 것이다.

예를 들면, 차동 기어의 피니언축과 같이, 큰 레이디얼 하중 및 스러스트 하중을 지지하면서 회전하는 회전축을 위한 회전 지지부에, 도 35에 도시하는 바와 같은 원추형 롤러 베어링(1)이 조립되어 있다.

이러한 종래 구조의 제 1 예의 원추형 롤러 베어링(1)은 서로 동심으로 배치된 외륜(2) 및 내륜(3)과, 복수의 원추형 롤러(4)와, 보지기(5)를 구비한다. 외륜(2)은 내주면에 부분 원추형 오목면형상의 외륜 궤도(6)를 갖는다. 내륜(3)은 외륜(2)의 내경측에 배치되고, 외주면에 부분 원추형 볼록면형상의 내륜 궤도(7)를 갖는다. 또, 내륜(3)의 외주면중 대경측 단부에 대경측 플랜지부(8)를, 동일한 소경측 단부에 소경측 플랜지부(9)를, 각각 내륜 궤도(7)로부터 직경방향에 대해서 외측으로 돌출하는 상태로 형성하고 있다. 각 원추형 롤러(4)는, 외륜 궤도(6)와 내륜 궤도(7) 사이에, 전동(轉動) 가능하게 배치된 상태로 각각의 대경측 단면(두부)(10)을 대경측 플랜지부(8)의 축방향 내측면(11)과 대향시키고 있다. 또한, 보지기(5)는 각 원추형 롤러(4)를 보지한다.

보지기(5)는 서로 동심으로, 또한 축방향으로 간격을 두고서 배치되고, 각각이 원환형상인 대경측 림부(12) 및 소경측 림부(13)와, 이들 양 림부(12, 13)끼리 사이에 걸치는 복수의 기둥부(14)를 구비한다. 그리고, 이들 양 림부(12, 13)와 원주방향으로 인접하는 한쌍의 기둥부(14)에 의해 둘레를 둘러싸이는 부분을, 각각의 원추형 롤러(4)를 전동 가능하게 보지하기 위한 포켓(15)으로 하고 있다. 또한, 도 35에 도시한 보지기(5)는, 금속판을 굽힘 가공한 것에 의해, 소경측 단부로부터 직경방향 내측으로 절곡된, 내향 플랜지형상의 굽힘판부(16)를 형성함으로써, 전체의 강성 확보를 도모하고 있다.

또, 도 36 내지 도 38은, 종래부터 알려져 있는 원추형 롤러 베어링의 제 2 예로서, 형상이 상이한 보지기(5a)를 조립하는 원추형 롤러 베어링(1a)을 도시하고 있다. 이러한 보지기(5a)는, 합성 수지를 사출 성형함으로써, 혹은 금속제의 소재에 절삭 가공을 실시함으로써 일체로 제조되고 있다. 기본적 구조는, 종래 구조의 제 1 예에 조립된 보지기(5)와 마찬가지로, 축방향으로 간격을 두고서 배치된, 각각이 원환형상인 대경측 림부(12a) 및 소경측 림부(13a)와 복수의 기둥부(14a)를 구비하며, 이들 양 림부(12a, 13a)와 원주방향으로 인접하는 한쌍의 기둥부(14a)에 의해 둘레를 둘러싸이는 부분을, 각 포켓(15a)으로 하고 있다. 본 예의 경우에는, 양 림부(12a, 13a) 자체로 강성을 충분히 확보할 수 있기 때문에, 종래 구조의 제 1 예와는 달리, 보지기(5a)에는 굽힘판부를 마련하지 않았다. 또한, 원추형 롤러(4a)의 대경측 단면(10)의 중앙부에 원형의 오목부(20)를 마련하고 있다.

어떠한 구조의 경우에도, 원추형 롤러 베어링(1, 1a)의 운전시에, 각 원추형 롤러(4, 4a)는 부분 원추형 오목면형상의 외륜 궤도(6)와 부분 원추형 볼록면형상의 내륜 궤도(7)로부터 가해지는 큰 레이디얼 하중에 의해, 이들 양 궤도(6, 7)의 대경측으로 변위하는 경향이 있다. 이 결과, 원추형 롤러 베어링(1, 1a)의 운전시에, 각 원추형 롤러(4, 4a)는 외륜(2)과 내륜(3)의 상대 회전에 수반하여, 각각의 대경측 단면(10)과 대경측 플랜지부(8)의 축방향 내측면(11)을 슬라이딩 접촉시키면서 자전 및 공전한다. 이러한 경우에 있어서, 이들 대경측 단면(10)과 대경측 플랜지부(8)의 축방향 내측면(11)의 마찰 상태는 거의 미끄럼 마찰만의 상태로 되기 때문에, 내마모성 및 내시저성(seizure resistance)을 확보하는 면에서는, 매우 엄격한 조건이 된다. 이 때문에, 종래, 원추형 롤러 베어링(1, 1a)을 조립한 회전 지지부에는, 충분한 윤활유를 공급하여, 대경측 단면(10)과 대경측 플랜지부(8)의 축방향 내측면(11)의 슬라이딩면에 충분한 윤활유막을 개재시키도록 구성하고 있다.

원추형 롤러 베어링(1, 1a)을 조립한 회전 지지부에 있어서도, 충분한 양의 윤활유가 공급되고 있는 평상 상태라면, 특별히 문제를 일으키는 일은 없다. 다만, 원추형 롤러 베어링(1, 1a)을 조립한 회전 지지 장치의 종류에 관계없이, 어떠한 고장이나 정비 불량 등에 의해, 원추형 롤러 베어링(1, 1a)에 공급되는 윤활유가 부족 또는 고갈될 가능성을 완전히 부정할 수는 없다. 원추형 롤러 베어링(1, 1a)에 공급되는 윤활유가 부족 또는 고갈되었을 경우, 우선 가장 조건이 엄격한 대경측 단면(10)과 대경측 플랜지부(8)의 축방향 내측면(11)의 슬라이딩면의 마모가 현저하게 진행한다. 더 현저한 경우에는, 이들 대경측 단면(10)과 축방향 내측면(11)이 응착하여 각 원추형 롤러(4, 4a)의 자전 및 공전이 불가능하게 되고, 또한 이들 각 원추형 롤러(4, 4a)의 전동면과 외륜 궤도(6)가 응착하여, 외륜(2)과 내륜(3)의 상대 회전이 불가능하게 되는, 이른바 시저(seizure; 눌러붙음)를 발생한다.

이러한 시저가 발생하면, 차량(철도 차량이나 자동차)의 통상 운행은 커녕,이 차량을 이동시키는 것도 곤란하고, 철도의 복구가 늦거나 교통 정체를 일으키는 등의 문제가 생기기 쉬워진다. 또한, 회전 지지부의 회전 불능이 다른 부분의 고장의 원인이 되어, 수리에 요구되는 비용 및 시간이 커지는 등의 문제도 생기기 쉽다.

이러한 문제는, 도 39에 도시한 종래 구조의 제 3 예와 같이, 접촉각이 큰, 즉 외륜(2a)의 내주면에 형성한 외륜 궤도(6a), 및 내륜(3a)의 외주면에 형성한 내륜 궤도(7a)의, 중심축에 대한 경사 각도가 크고, 각 원추형 롤러(4a)의 자전축과 상기 외륜(2a) 및 내륜(3a)의 중심축의 경사 각도가 큰 원추형 롤러 베어링(1b)의 경우에, 현저해지기 쉽다. 예를 들면, 접촉각이 20° 이상인 원추형 롤러 베어링(1b)은 사용시에 가해지는 큰 하중(레이디얼 하중 및 스러스트 하중)에 근거하여 각 원추형 롤러(4a)를 대경측으로 변위시키는 분력이 커지고, 이들 각 원추형 롤러(4a)의 대경측 단면(10)과, 상기 내륜(3a)의 단부 외주면에 형성한 대경측 플랜지부(8)의 축방향 내측면(11)의 슬라이딩면의 슬라이딩 접촉부의 면압이 높아진다. 이 결과, 윤활 불량 상태에서, 이들 양쪽 면(10, 11)끼리의 슬라이딩 접촉부의 마모가 현저해지기 쉽다. 특히, 접촉각이 25° 이상인 경우에, 그 경향이 현저해진다.

또한, 도 39에 도시하는 바와 같은, 접촉각이 큰 원추형 롤러 베어링(1b)에 조립되는 보지기(5b)는, 도 40 내지 도 41에 도시하는 바와 같이, 대경측 림부(12b)의 직경과, 소경측 림부(13b)의 직경의 차이가 크고, 이들 양 림부(12b, 13b)끼리의 사이에 걸쳐 있는 각 기둥부(14b)의 경사 각도가 크게 되어 있다.

도 37 내지 도 38에 도시한 보지기(5a)라도, 도 39에 도시한 보지기(5b)라도, 합성 수지로 제조하는 경우에는, 도 42에 도시하는 바와 같은, 축방향에 대해 서로 원근 운동하는 한쌍의 금형(22, 23)을 구비한 금형 장치(24)를 이용하여, 이른바 액시얼 드로잉(axial drawing)에 의해 사출 성형함으로써 형성된다. 즉, 이들 양 금형(22, 23)을 맞댄 상태에서, 이들 양 금형(22, 23)끼리의 사이에 구획되는 성형용 공간(캐비티)내에 열가소성의 합성 수지를 가열 용융한 상태로, 게이트로 불리는 복수의 송입구(feed hole)를 통해, 압력을 가한 상태로 송입한다. 그리고, 이 합성 수지가 냉각 및 고화한 후, 양 금형(22, 23)을 이격시켜서, 성형된 보지기[5b(5a)]를 취출한다.

어떤 구조의 보지기(5, 5a, 5b)를 사용한 원추형 롤러 베어링(1, 1a, 1b)이라도, 전술한 바와 같이, 현저한 마모나 시저가 발생할 가능성을 가진다. 이러한 사정에 비추어, 특허문헌 1, 2에는, 적은 윤활유를 유효하게 이용하여, 각 원추형 롤러의 대경측 단면과 대경측 플랜지부의 축방향 내측면의 슬라이딩 접촉부를 윤활 하는 구조가 기재되어 있다. 도 43 내지 도 45는 이들 중 특허문헌 1에 기재된 종래 구조의 2개의 예를 도시하고 있다.

우선, 도 43에 도시한 종래 구조의 제 4 예의 경우에는, 금속판제의 보지기(5c)의 대경측 단부를 직경방향 내측을 향해 절곡하는 것에 의해, 보지기(5c)의 내주면의 대경측 단부에 오일 유지부(17)를 전체 둘레에 걸쳐서 마련하고 있다. 종래 구조의 제 4 예에서는, 오일 유지부(17)에 저장된 윤활유를 원추형 롤러(4)의 대경측 단면(10)과 대경측 플랜지부(8)의 축방향 내측면(11)의 슬라이딩 접촉부에 공급하여, 윤활 불량시의 마모를 억제하고 있다.

다음에, 도 44 내지 도 45에 도시한 종래 구조의 제 5 예의 경우에는, 보지기(5d)의 소경측 단부를 직경방향 외측을 향해 절곡하는 것에 의해, 이 보지기(5d)의 외주면의 소경측 단부에 오일 유지부(17a)를 마련하고 있다. 또한, 복수의 칸막이판부(18)에 의해 이 오일 유지부(17a)를 원주방향에 대해 복수로 분할하고 있다. 이러한 종래 구조의 제 5 예에서는, 보지기(5d)의 외주면에 부착하여 이 보지기(5d)의 소경측 단부에 도달한 윤활유의 유실을 방지하고, 이 윤활유를 원추형 롤러(4)의 대경측 단면(10)과 대경측 플랜지부(8)의 축방향 내측면(11)의 슬라이딩 접촉부에 공급하여, 윤활 불량시의 마모를 억제하고 있다.

상기의 종래 구조의 2개의 예의 경우, 종래 구조의 제 1 예 내지 제 3 예와 비교하면 내구성의 향상이 도모되고 있다하더라도, 소량의 윤활유를 대경측 단면(10)과 축방향 내측면(11)의 슬라이딩 접촉부에 반드시 효율적으로 공급할 수는 없어, 소량의 윤활유의 유효 이용이 충분히 도모되지 않았다. 예를 들면, 도 43에 도시한 종래 구조의 제 4 예의 경우에는, 오일 유지부(17)에 모인 채의 상태로 각 원추형 롤러(4)의 대경측 단면(10)에 부착하지 않는 윤활유의 양이 많아져, 남겨진 소량의 윤활유의 유효 이용을 도모하기 어렵다. 또, 도 44 내지 도 45에 도시한 종래 구조의 제 5 예의 경우에는, 오일 유지부(17a)가 대경측 단면(10)과 축방향 내측면(11)의 슬라이딩 접촉부로부터 크게 벗어난 부분에 마련되어 있기 때문에, 역시 소량의 윤활유를 이 슬라이딩 접촉부의 윤활에 유효하게 이용하는 것이 어렵다. 이와 같이, 소량의 윤활유를 대경측 단면(10)과 축방향 내측면(11)의 슬라이딩 접촉부의 윤활에 유효하게 이용할 수 없다는 점은, 이러한 종래 구조를 조합하여, 도 43에 도시한 오일 유지부(17)에 도 45에 도시한 복수의 칸막이판부(18)를 마련했다고 해도 마찬가지이다.

특허문헌 2에는, 보지기의 내주면을 따라 인도된 윤활유를, 이 보지기의 대경측 단연부(端緣部)에 마련한 내향의 대경측 플랜지에 의해, 원추형 롤러의 대경측 단면과 내륜 외주면의 대경측 플랜지부의 축방향 내측면의 슬라이딩 접촉부로 인도하는 구조가 기재되어 있다. 이러한 특허문헌 2에 기재된 구조의 경우에도, 종래 구조의 제 1 예 내지 제 3 예와 비교하면 내구성의 향상이 도모되고 있다고 하더라도, 소량의 윤활유를 대경측 단면과 축방향 내측면의 슬라이딩 접촉부에 의해 효율적으로 공급하는 면에서는, 개량의 여지가 있다.

일본 특허 공개 제 2007－40512 호 공보 일본 특허 공개 제 2007－270851 호 공보

본 발명은, 상술과 같은 사정에 비추어, 윤활 불량 상태에서의 내구성 향상, 즉, 윤활 불량 상태가 되고 나서, 시저에 의해 회전 불능에 도달할 때까지의 시간 연장을 보다 충분하게 도모할 수 있는 구조, 및 해당 구조를 실현하기 위한 보지기를 얻는데 적절한 제조 방법을 실현하고자 발명한 것이다.

본 발명의 대상이 되는 원추형 롤러 베어링은, 전술한 종래부터 알려져 있는 원추형 롤러 베어링과 마찬가지로, 외륜과, 내륜과, 복수의 원추형 롤러와, 보지기를 구비한다.

상기 외륜은 내주면에 부분 원추형 오목면형상의 외륜 궤도를 갖는다. 한편, 상기 내륜은, 상기 외륜의 내경측에 이 외륜과 동심으로 배치된 것으로서, 외주면에, 부분 원추형 볼록면형상의 내륜 궤도, 및 이 내륜 궤도의 대경측 단부로부터 직경방향에 대해 외측으로 돌출한 대경측 플랜지부를 갖는다. 또한, 상기 각 원추형 롤러는, 상기 내륜 궤도와 상기 외륜 궤도 사이에 전동 가능하게 배치되어 있고, 각각의 대경측 단면을 상기 대경측 플랜지부의 축방향 측면과 대향시키고 있다. 게다가, 상기 보지기는 상기 각 원추형 롤러를 보지하기 위한 것이다.

상기 보지기는 서로 동심으로, 또한 축방향으로 간격을 두고서 배치된, 각각이 원환형상인 대경측 림부 및 소경측 림부와, 이들 양 림부끼리의 사이에 걸쳐진 복수의 기둥부를 구비한다. 그리고, 이들 양 림부와 원주방향으로 인접하는 한쌍의 기둥부에 의해 둘레를 둘러싸이는 부분을, 각각 상기 각 원추형 롤러를 보지하기 위한 포켓으로 하고 있다.

특히, 본 발명의 원추형 롤러 베어링에 있어서는, 상기 대경측 림부중에서, 원주방향에 대한 위상이 적어도 상기 각 포켓중 일부의 포켓에 정합하는 부분의 내주면 부분에, 직경방향 외측으로 오목한 오일 유지 오목부를 마련하고 있다. 그리고, 이 오일 유지 오목부의 저면중에서 상기 포켓의 내면에 개구되어 있는 부분을, 상기 포켓내에 보지된 원추형 롤러의 대경측 단면, 바람직하게는, 이 대경측 단면에 형성된 오목부에 대향시키고 있다. 다만, 이 대경측 단면의 오목부는 생략할 수도 있다.

이러한 본 발명의 원추형 롤러 베어링을 실시하는 경우에, 바람직하게는, 상기 오일 유지 오목부의 대경측 림부의 외단면측에, 이들 오일 유지 오목부의 내부와 대경측 림부의 외단면을 차단하는 댐(dam)을 마련하여, 이들 오일 유지 오목부의 내부와 대경측 림부의 외단면이 축방향으로 관통하는 것을 방지한다. 구체적으로는, 상기 오일 유지 오목부를, 상기 포켓측의 통로측 단부로부터 상기 외단면측의 안쪽 단부까지 상기 대경측 림부의 내주면보다 직경방향 외측으로 요입(凹入)하는 방향의 깊이를 갖게 한다. 바꾸어 말하면, 상기 오일 유지 오목부의 저면의 안쪽 단부와 상기 대경측 림부의 내주면 사이에 단차를 마련한다.

또한, 바람직하게는, 상기 오일 유지 오목부의 개수를 상기 포켓의 개수와 동일하게 한다. 그리고, 원주방향에 대해서 서로 독립한 상태로 설치된 이들 각 오일 유지 오목부를 각각 상기 각 포켓을 향해 개구시킨다.

보다 바람직하게는, 상기 오일 유지 오목부의 저부를, 상기 포켓을 향함에 따라 직경방향 외측으로 향하는 방향으로 경사지게 한다.

한층더 바람직하게는, 상기 대경측 림부의 내주면을, 상기 보지기의 중심축과 평행한 원통형면, 또는 상기 포켓을 향함에 따라 직경방향 외측으로 향하는 방향으로 경사진 경사면으로 한다.

또한, 본 발명의 원추형 롤러 베어링을 실시하는 경우에, 바람직하게는, 상기 보지기를 구성하는 상기 대경측 림부에 있어서, 상기 내륜 및 상기 외륜의 직경방향에 대해서, 상기 대경측 림부의 외주면의 축방향 양단 연부중, 상기 각 원추형 롤러의 대경측 단면 근방의 단연부인 내단연부의 직경방향 위치를, 상기 외륜의 내주면의 모선과 이 외륜의 대경측 단면의 모선의 교점의 직경방향 위치보다 외측에 위치시킨다.

이 경우, 바람직하게는, 상기 내륜 및 상기 외륜의 직경방향에 대해서, 상기 대경측 림부의 내주면의 축방향 양단 연부중, 상기 각 원추형 롤러의 대경측 단면 근방의 단연부인 내단연부의 직경방향 위치를, 이들 각 원추형 롤러의 대경측 단면의 중심점의 직경방향 위치보다 내측에 위치시킨다.

또한, 본 발명의 원추형 롤러 베어링을 실시하는 경우에, 바람직하게는, 상기 보지기를 구성하는 상기 대경측 림부의 내주면의 일부에서, 상기 오일 유지 오목부보다 이 대경측 림부의 외단면 근방 부분에, 직경방향 내측을 향해서 돌출한 돌조(突條)를 전체 둘레에 걸쳐서 형성한다.

또, 상기 대경측 림부의 내주면중에서 이 돌조를 마련하는 축방향 위치는, 이 내주면의 축방향 중간부에서 상기 오일 유지 오목부의 외단부에 접하는 위치와, 이 대경측 림부의 외단부 사이에 설정할 수 있다. 바람직하게는, 이 오일 유지 오목부측(오일 유지 오목부에 접하는 부분 혹은 그 근방 부분)으로 하는 것에 의해, 상기 대경측 림부의 내주면중에서, 상기 돌조와 상기 각 포켓 사이에 존재하고, 또한 상기 오일 유지 오목부로부터 벗어난 부분에 존재하는 윤활유를, 이 오일 유지 오목부내에 효율적으로 포집할 수 있도록 한다. 다만, 이 부분의 경사방향을 규제하는, 예를 들어 이 오일 유지 오목부를 향할수록, 직경방향 외측으로 향하는 방면으로 경사지게 하는 등으로 하여, 이 부분에 존재하는 윤활유를 상기 오일 유지 오목부에 효율적으로 포집할 수 있도록 할 수 있는 경우에는, 상기 돌조를 상기 대경측 림부의 외단부 근방에 형성할 수도 있다.

게다가, 본 발명의 원추형 롤러 베어링을 실시하는 경우에, 바람직하게는, 상기 보지기를 구성하는 상기 소경측 림부의 내주면의 적어도 일부를, 상기 각 원추형 롤러의 중심축보다 상기 내륜 및 상기 외륜의 직경방향에 대해서 외측에 위치시킨다.

또한, 본 발명의 원추형 롤러 베어링을 실시하는 경우에, 바람직하게는, 이 원추형 롤러 베어링을 구성하는 상기 보지기를 합성 수지제로 한다. 보다 바람직하게는, 상기 보지기를, 열가소성을 갖는 합성 수지를 용융 상태로 금형 장치의 성형용 공간내에, 복수의 송입구를 통해 압력을 가한 상태로 송입함으로써 제조되는 것으로 한다. 따라서, 상기 보지기는, 일부에, 다른 송입구로부터 상기 성형용 공간내에 송입된 용융 상태의 합성 수지가 이 성형용 공간내에서 부딪침으로써 생기는 웰드(weld)가 존재한다. 본 발명에 있어서는, 이 웰드를, 상기 양 림부와 상기 각 기둥부의 연속부로부터 벗어난 부분에 존재시키는 것이 바람직하다.

또, 본 발명을 실시하는 경우에, 바람직하게는, 상기 원추형 롤러 베어링을, 자주식 차량(트랙터나 기관차 등에 견인되어 주행하는 것이 아니라, 자체에 주행용의 구동원을 구비한 차량)의 구동원과 구동용 차륜 사이에 마련되어, 이 구동원의 회전 구동력을 이 구동용 차륜에 전달하는 차량 구동계를 구성하는 회전축의 지지부에 사용한다. 또한, 이러한 차량 구동계를 구성하는 회전축에는, 예를 들어 자동차의 차동 기어를 구성하는 피니언축, 자동차용 트랜스미션(자동 변속기, 수동 변속기, 트랜스액슬을 포함함)을 구성하는 동력 전달축, 철도 차량용 구동부의 동력 전달축 등이 포함된다.

본 발명의 원추형 롤러 베어링에 조립되는 상기의 합성 수지제의 보지기는, 열가소성을 갖는 합성 수지를 용융 상태로 금형 장치의 성형용 공간내에, 복수의 송입구를 통해 압력을 가한 상태로 송입함으로써 제조되지만, 이 경우, 이 합성 수지제의 보지기를 사출 성형하기 위한 금형 장치로서, 상기 복수의 송입구를, 상기 성형용 공간중에서 상기 양 림부를 형성하기 위한 림부 성형용 공간 부분에 각각 마련하는 동시에, 상기 각 송입구의 설치 위치를, 이들 양 림부 성형용 공간 부분의 원주방향에 대해서 이들 양 림부 성형용 공간 부분끼리의 사이에 서로 일치시킨 것을 사용한다.

혹은, 상기 금형 장치로서, 다음의 (1) 내지 (3)의 조건을 모두 만족하는 것을 사용한다.

(1) 서로 동심으로 배치된 한쌍의 금형을 축방향에 대해서 서로 원근 운동시키는 액시얼 드로잉 구조이다.

(2) 상기 양 금형의 서로 대향하는 축방향 단면중 한쪽 금형의 축방향 단면에 성형용 오목부가 다른쪽 금형의 축방향 단면에 성형용 볼록부가 각각 마련되어 있다.

(3) 상기 한쪽 금형의 축방향 단면에, 상기 오일 유지 오목부를 형성해야 할 오일 유지 오목부 성형용 볼록부가 마련되어 있다.

이 경우, 바람직하게는, 상기 한쪽 금형으로서, 상기 오일 유지 오목부 성형용 볼록부의 선단부에 단차부가 존재하는 것을 사용한다.

전술한 바와 같이 구성하는 본 발명의 원추형 롤러 베어링은, 다음과 같이 작용함으로써, 윤활 불량 상태에서의 내구성 향상, 즉 윤활 불량 상태가 되고 나서, 시저에 의해 회전 불능에 도달할 때까지의 시간의 연장을 보다 충분히 도모할 수 있다.

본 발명의 원추형 롤러 베어링을 조립한 회전 기계 장치의 운전시에 윤활유는, 일반적인 원추형 롤러 베어링의 경우와 마찬가지로, 원추형 롤러 베어링 특유의, 각 원추형 롤러의 공전 운동에 수반하는 원심력에 근거하는 펌프 작용에 의해, 외륜의 내주면과 내륜의 외주면 사이의 베어링 내부 공간을 외륜 궤도 및 내륜 궤도의 소경측으로부터 대경측을 향하여 흐른다. 윤활유의 공급량이 충분한 경우에는, 이와 같이 베어링 내부 공간을 흐르는 윤활유는 상기 각 원추형 롤러의 대경측 단면과 내륜 외주면의 대경측 플랜지부의 축방향 내측면의 슬라이딩 접촉부도 충분히 윤활한다. 또한, 이러한 상태에서는, 상기 베어링 내부 공간을 흐르는 윤활유의 일부가, 대경측 림부의 내주면에 형성한 오일 유지 오목부내에, 각 포켓측의 개구부로부터 유입되면서, 이 대경측 림부의 축방향 외단연부측으로 배출된다. 바꾸어 말하면, 먼저 상기 오일 유지 오목부내로 들어온 윤활유는 상기 개구부로부터 새롭게 유입되는 윤활유에 의해 이 오일 유지 오목부로부터 압출된다. 따라서, 윤활유 공급이 충분히 행해지고 있는 통상 운전시에는, 이 오일 유지 오목부내에 항상 윤활유가 모여서, 존재하고 있는 상태가 된다.

이러한 상태로부터, 예를 들어 윤활유 공급 펌프의 고장, 케이싱내로부터의 윤활유의 누설 등에 의해, 상기 베어링 내부 공간내의 윤활유의 유통량이 감소 또는 제로가 되었을 경우에는, 상기 포켓측의 개구부로부터 상기 오일 유지 오목부내로의 윤활유의 송입은 감소 또는 정지한다. 이와 같이, 개구부로부터의 윤활유의 송입이 감소 또는 정지한 상태에서는, 이젠 상기 오일 유지 오목부내에 모여 있던 윤활유는 이 오일 유지 오목부로부터 대경측 림부의 외단연부측으로 압축되는 것은 없어져서, 이 오일 유지 오목부내에 머문다. 그리고, 이 오일 유지 오목부내에 머문 윤활유는, 상기 포켓내에 보지된 원추형 롤러의 대경측 단면 부분, 바람직하게는, 이 대경측 단면에 형성된 오목부내로 들어가고, 이 원추형 롤러의 자전 운동에 수반하여, 이 대경측 단면과 상기 대경측 플랜지부의 축방향 내측면의 슬라이딩 접촉부로 보내져서 이 슬라이딩 접촉부를 윤활한다. 상기 고장이나 누설 등이 발생한 시점에서 상기 오일 유지 오목부내에 머물고 있는 윤활유는 그 중 많은 부분을 상기 슬라이딩 접촉부의 윤활에 이용할 수 있다. 따라서, 윤활 불량 상태의 발생시부터, 시저에 의해 회전 불능에 도달할 때까지의 시간을 충분히 길게 할 수 있다. 이 때문에, 차량을 방해가 되지 않는 장소까지 운행할 수가 있어, 철도의 복구까지 요구되는 시간을 짧게 하거나 도로 정체를 일으키기 어렵게 하거나 할 수 있다. 게다가, 상기 윤활 불량이 회전 지지부의 회전 불능에까지 도달하기 어렵게 하여, 다른 부분의 고장을 유발하기 어렵게 할 수 있어, 수리에 요구되는 비용 및 시간이 커지는 등의 문제를 생기기 어렵게 할 수 있다.

또한, 상기 오일 유지 오목부는, 적어도 일부의 포켓에 정합하는 부분에 형성하면, 상기 포켓에 보지된 원추형 롤러의 대경측 단면, 바람직하게는, 이 대경측 단면에 형성된 오목부를 통해서 대경측 플랜지부의 축방향 내측면에 윤활유가 공급되어, 이 축방향 내측면과 다른 원추형 롤러의 대경측 단면의 슬라이딩 접촉부의 윤활도 실시할 수 있다. 따라서, 상기 오일 유지 오목부는, 예를 들어 원주방향에 대해서 하나 걸러 하나, 혹은 2개 걸러 하나의 포켓 부분에 마련할 수도 있다. 또, 상기 오일 유지 오목부는 상기 원추형 롤러의 대경측 단면에 대향하는 상기 대경측 림부의 내단면측에서, 어느 정도의 깊이를 가지고, 윤활유를 일시 저장할 수 있는 것이면, 이 대경측 림부의 외단면측에서는 깊이가 제로가 되어 있는 형상, 즉, 내단면측으로부터 외단면측을 향해 깊이가 점점 감소하여, 이 대경측 림부의 내주면의 축방향 중간부에서 소멸하는 형상이어도 좋다.

다만, 상기 오일 유지 오목부의 대경측 림부의 외단면측에 댐을 마련하면, 이 오일 유지 오목부의 용적을 증대하여, 이 오일 유지 오목부내에 저장해 두는 윤활유의 양을 증대시키는 동시에, 윤활 불량시에, 이 오일 유지 오목부내에 저장되어 있는 윤활유를 상기 대경측 림부의 외단면측으로 유실시키지 않고, 상기 각 원추형 롤러의 대경측 단면과 상기 대경측 플랜지부의 축방향 내측면의 슬라이딩 접촉부의 윤활에 보다 유효하게 이용할 수 있다.

혹은, 상기 오일 유지 오목부의 개수를 상기 포켓의 개수와 동일하게 하여, 원주방향에 대해서 서로 독립한 상태로 마련된 이들 각 오일 유지 오목부를, 각각 상기 각 포켓을 향해 개구시키면, 전체 오일 유지 오목부내에 모이는 윤활유의 총량, 즉 보지기 전체에 모아 두는 윤활유의 총량을 충분히 확보하여, 윤활 불량 상태의 발생시부터 회전 불능에 도달할 때까지의 시간을 길게 하는 면에서 유리하다.

게다가, 상기 오일 유지 오목부의 저부를, 상기 포켓을 향함에 따라 직경방향 외측으로 향하는 방향으로 경사지게 하거나 상기 대경측 림부의 내주면을, 상기 보지기의 중심축과 평행한 원통형면, 혹은 상기 포켓을 향함에 따라 직경방향 외측으로 향하는 방향으로 경사진 경사면으로 하거나 하면, 상기 오일 유지 오목부내에 모인 윤활유, 또 상기 대경측 림부의 내주면에 부착한 윤활유를 상기 각 원추형 롤러의 대경측 단면을 향해 효율적으로 인도할 수 있다. 특히, 경사면이라면, 상기 대경측 림부의 외단면측으로 유실하는 윤활유를 제로 또는 근소하게 억제하여, 상기 내주면에 부착한 윤활유의 보다 효율적 이용을 도모할 수 있다. 이 결과, 윤활 불량 상태가 발생한 시점에서, 상기 보지기의 대경측 단부에 잔류하고 있는 윤활유를, 상기 각 원추형 롤러의 대경측 단면과 대경측 플랜지부의 축방향 내측면의 슬라이딩 접촉부의 윤활에 유효하게 이용할 수 있어, 상기 윤활 불량 상태의 발생시부터 회전 불능에 도달할 때까지의 시간을 보다 길게 할 수 있다.

본 발명의 원추형 롤러 베어링에 있어서, 상기 대경측 림부의 외주면의 내단연부의 직경방향 위치를, 상기 외륜의 내주면 및 대경측 단면의 모선끼리의 교점의 직경방향 위치보다 외측에 위치시키고 있는 것에 의해, 상기 대경측 림부의 강도 및 강성을 확보하면서, 상기 오일 유지 오목부의 용량을 많게 하는 동시에, 상기 고장이나 누설 등이 발생한 시점에서 베어링 내부 공간내에 존재하고 있는 윤활유 중 많은 부분도 상기 슬라이딩 접촉부의 윤활에 이용할 수 있게 된다.

즉, 상기 대경측 림부의 외경을 크게 하는 것에 의해, 이 대경측 림부의 직경방향에 대한 두께 치수를 크게 할 수 있어, 이 대경측 림부의 강도 및 강성을 확보하면서, 상기 오일 유지 오목부를 깊게 하여, 이 오일 유지 오목부의 용량을 확보할 수 있다. 또, 상기 외륜의 내주면의 대경측 통로 단부와, 상기 대경측 림부의 외주면 사이에 전체 둘레에 걸쳐서 존재하는 환상 간극의 폭 치수를 작게 억제하고, 게다가, 이 환상 간극은 상기 베어링 내부 공간의 대경측 단부로부터 직경방향 외측으로 절곡된 상태로 존재한다. 이러한 바람직한 태양에서는, 베어링 내부 공간과 환상 간극이 직선형상으로 연속하지 않기 때문에, 원추형 롤러 베어링의 운전시에 생기는 펌프 작용에 근거하여 상기 베어링 내부 공간을 통과하는 윤활유가 이 베어링 내부 공간으로부터 배출되는 것에 대한 저항이 작용한다. 이 때문에, 고장이나 누설 등이 발생한 시점에서 베어링 내부 공간내에 존재하고 있는 윤활유 중 상당한 부분을 상기 슬라이딩 접촉부의 윤활에 이용할 수 있다.

이 때문에, 상기 윤활 불량 상태의 발생후에, 용량이 큰 상기 오일 유지 오목부내에 존재하는 윤활유의 대부분에 부가하여, 상기 고장이나 누설 등이 발생한 시점에서 상기 베어링 내부 공간내에 존재하고 있는 윤활유의 일부도 상기 슬라이딩 접촉부의 윤활에 이용 가능해진다. 이 결과, 윤활 불량 상태의 발생시부터, 시저에 의해 회전 불능에 도달할 때까지의 시간을 더욱더 충분히 길게 할 수 있다.

게다가, 본 발명에 있어서, 상기 내륜 및 상기 외륜의 직경방향에 대해서, 상기 대경측 림부의 내주면의 축방향 양단연부중, 상기 각 원추형 롤러의 대경측 단면 근방의 단연부인 내단연부의 직경방향 위치를, 이들 각 원추형 롤러의 대경측 단면의 중심점의 직경방향 위치보다 내측에 위치시킬 수가 있다. 이 경우, 상기 대경측 림부의 직경방향에 대한 두께 치수를 보다 크게 하여, 이 대경측 림부의 강도 및 강성을 확보하면서, 상기 오일 유지 오목부를 보다 깊게 하여, 이 오일 유지 오목부에 저장 가능한 윤활유의 양을 보다 많게 할 수 있다. 또, 상기 대경측 림부의 내주면과 상기 내륜의 외주면의 대경측 단부 사이에 존재하는 환상 간극의 직경방향에 대한 폭 치수를 작게 할 수 있다. 바꾸어 말하면, 상기 베어링 내부 공간으로부터 배출되는 윤활유의 흐름에 대한 저항이 되는, 상기 대경측 림부의 직경방향에 대한 폭 치수를 크게 하여, 상기 윤활 불량 상태의 발생시에 상기 베어링 내부 공간에 체류하고 있는 윤활유의 양을 보다 많게 할 수 있다. 이 결과, 윤활 불량 상태가 발생한 후에, 상기 슬라이딩 접촉부의 윤활에 이용 가능한 윤활유의 양을 많게 하여, 윤활 불량의 발생시부터 시저에 도달할 때까지의 시간을 보다 길게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 원추형 롤러 베어링에 있어서, 상기 대경측 림부의 내주면의 일부에서 이 오일 유지 오목부보다 이 대경측 림부의 외단면 근방 부분에, 직경방향 내측을 향해 돌출한 돌조를 전체 둘레에 걸쳐서 형성할 수 있다. 이러한 바람직한 태양에서는, 윤활유의 공급량이 충분한 경우에, 상기 베어링 내부 공간을 흐르는 윤활유의 일부가 상기 오일 유지 오목부내에 유입되어, 더 흘러넘치는 일이 있지만, 이 오일 유지 오목부로부터 넘쳐나온 윤활유가 상기 대경측 림부의 내주면중에서 돌조보다 포켓 근방 부분에 모인다. 이 부분에 모인 윤활유의 양이 증가하면, 이 윤활유는 상기 돌조의 내주연을 타고넘으면서 상기 대경측 림부의 축방향 외단연부측으로부터 배출된다. 바꾸어 말하면, 먼저 상기 오일 유지 오목부내로 들어온 윤활유는 상기 개구부로부터 새롭게 유입하는 윤활유에 의해 이 오일 유지 오목부로부터 압출되어서, 상기 대경측 림부의 내주면중에서 상기 돌조보다 포켓 근방 부분에 모인다.

이러한 상태로부터, 상기 고장이나 누설 등에 의해, 상기 베어링 내부 공간내의 윤활유의 유통량이 감소 또는 제로가 되었을 경우에, 상기 오일 유지 오목부내에 모여 있던 윤활유뿐만 아니라, 상기 대경측 림부의 내주면중에서 돌조보다 포켓 근방 부분에 모여 있던 윤활유도, 상기 오일 유지 오목부내의 윤활유가 감소함에 따라, 상기 오일 유지 오목부내로 들어와서, 이 오일 유지 오목부를 통해서 상기 슬라이딩 접촉부의 윤활에 제공될 수 있다. 따라서, 상기 대경측 림부의 내주면중에서 돌조보다 포켓 근방 부분에 모여 있는 윤활유의 많은 부분을 상기 슬라이딩 접촉부의 윤활에 이용할 수 있으므로, 윤활 불량 상태의 발생시부터 시저에 의해 회전 불능에 도달할 때까지의 시간을 더욱더 충분히 길게 할 수 있다.

또, 본 발명의 원추형 롤러 베어링에 있어서, 소경측 림부의 내주면을, 상기 각 원추형 롤러의 중심축보다 상기 내륜 및 상기 외륜의 직경방향에 대해서 외측에 위치시킬 수 있다. 이 경우, 원추형 롤러 베어링의 주위에 존재하는 윤활유를 포함한 유체가 베어링 내부 공간내에 들어오기 쉽게 할 수 있으므로, 원추형 롤러 베어링의 주위에 존재하는 윤활유의 양이 부족한 것과 같은 상황하에서도, 그 주위에 존재하는 윤활유를 상기 베어링 내부 공간내에 효율적으로 집어넣어, 상기 슬라이딩 접촉부로 송입하는 윤활유의 양을 보다 많게 할 수 있다.

즉, 상기 윤활 불량 상태의 발생후에, 상기 슬라이딩 접촉부의 윤활에 이용 가능한 윤활유는, 용량이 큰 상기 오일 유지 오목부내에 존재하는 윤활유의 대부분에 부가하여, 원추형 롤러 베어링의 주위에 존재하는, 액적형상 혹은 미스트형상인 소량의 윤활유를 부가한 것이 된다. 이 때문에, 윤활 불량 상태의 발생시부터 시저에 의해 회전 불능에 도달할 때까지의 시간을 보다 충분히 길게 할 수 있다.

본 발명의 원추형 롤러 베어링을 구성하는 상기 보지기를 합성 수지제로 하면, 이러한 보지기의 경량화 및 저비용화를 도모할 수 있다. 보지기는 철계 합금이나 동계 합금 등의 금속제로 할 수도 있지만, 이 경우, 원환형상의 소재로 절삭 가공을 하거나 혹은 판형상의 소재에 프레스에 의한 굽힘 가공을 실시하거나 하는 것에 의해, 상기 각 오일 유지 오목부를 가지지 않는 중간 소재를 얻고, 그 후 이들 오일 유지 오목부가 되어야 할 부분에 절삭 가공을 실시하여, 상기 각 오일 유지 오목부를 형성할 필요가 있다. 따라서, 금속제의 보지기는 큰 강도 및 강성을 얻고, 통상의 사용 상태에서의 내구성 확보의 면에서 유리한 반면, 중량 및 제조 비용이 커진다. 이에 대해, 보지기를 합성 수지제로 하면, 재료의 비중이 작은 것에 의한 중량의 경감을 도모할 수 있다. 또, 이 보지기를 후술하는 바와 같은 사출 성형에 의해 제조하면, 상기 각 오일 유지 오목부를 이 보지기의 다른 부분과 동시에 성형하는 것이 가능하게 되어, 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다.

합성 수지제의 보지기를 제조하는 경우, 열가소성의 합성 수지를 가열하여 용융시킨 상태에서, 금형 장치의 성형용 공간(캐비티)내에 압력을 가한 상태로 송입하여, 사출 성형에 의한 것이 제조 비용 저감의 면에서 유리하다. 합성 수지를 사출 성형하는 경우, 게이트로 불리는 송입구로부터 상기 성형용 공간내로 송입된 합성 수지가, 이 성형용 공간의 소정 부분에 서로 반대측으로부터 진입하여 이 소정 부분에서 부딪쳐서, 해당 부분에 웰드로 불리는, 응력에 대한 강도가 낮은 부분이 생긴다. 한편, 보지기의 사용시에는, 각 포켓내에 보지된 각 원추형 롤러가, 각각의 공전 속도의 차이 등에 근거하여, 이들 각 포켓의 원주방향 양측 부분을 칸막이하는 각 기둥부를 원주방향으로 가압하는 일이 있다. 이러한 가압의 결과, 이들 각 기둥부의 양단부와, 대경측, 소경측 양 림부의 연속부에 굽힘방향의 응력이 가해진다. 그리고, 전술과 같은 웰드가 이들 각 연속부에 존재하면, 장기간에 걸치는 사용에 수반하여, 이들 각 연속부에 균열 등의 손상이 발생할 가능성이 있다. 이에 대해서, 상기와 같이 구성함으로써, 상기 각 연속부에 웰드가 존재하지 않기 때문에, 상기 보지기의 내구성을 확보하기 쉬워진다. 바꾸어 말하면, 이 보지기의 단면적을 크게 하지 않아도, 즉 보지기를 대형화할 필요없이, 요구되는 내구성을 확보하기 쉬워진다.

본 발명의 원추형 롤러 베어링의 용도 및 사용 부위는 특별히 한정되지 않지만, 자주식 차량의 구동계의 회전 지지부에 사용하는 것이 바람직하다. 자주식 차량의 구동계의 경우, 윤활유를 외부로부터 공급하기 어렵고, 원추형 롤러 베어링의 내부에 봉입한 윤활유나, 상기 회전 지지부를 수납한 하우징내에 저장한 윤활유(디퍼렌셜 오일이나 미션 오일)만으로 윤활하는 것이 일반적이다. 또, 사용 기간이 장기간에 걸친 경우가 많아, 윤활 상태의 감시도 빈번하게 실해되지 않는 것이 실정이다. 이러한 이유에 의해, 윤활 불량이 돌연 생길 가능성이, 예를 들어 공작기계나 산업 기계의 회전 지지부에 비해 많다. 그리고, 윤활 불량에 근거하여 시저 등의 손상이 발생했을 경우에, 주위에 미치는 영향이 전술한 바와 같이 공작기계나 산업 기계의 경우에 비해 크다. 이와 같이, 본 발명의 원추형 롤러 베어링을 전술과 같은 자주식 차량의 구동계의 회전 지지부에 사용하면, 본 발명에 의한 효과를 현저하게 얻을 수 있게 된다.

본 발명의 원추형 롤러 베어링을 구성하는, 상기 웰드를 상기 양 림부와 상기 각 기둥부의 연속부로부터 벗어난 부분에 존재시킨 합성 수지제의 보지기는 다음의 제조 방법에 의해 용이하게 얻을 수 있다. 즉, 양 림부 성형용 공간중에서, 원주방향에 대한 위상이 서로 일치하는 부분에 마련된 송입구로부터 용융 상태의 합성 수지를 금형 장치의 성형용 공간내로 송입하여, 상기 양 림부 성형용 공간을 원주방향으로 흘리고 나서, 각 기둥부를 성형하기 위한 각 기둥부 성형용 공간내에, 이들 각 기둥부 성형용 공간의 양단부로부터 진입시킨다. 이것에 의해, 용융 상태의 합성 수지는 이들 각 기둥부 성형용 공간의 중간부에서 부딪쳐서, 해당 부분에서 웰드를 형성하므로, 상기 각 기둥부의 단부와 상기 양 림부의 연속부에 웰드가 형성되는 일은 없다. 이와 같이, 본 발명에 의해, 내구성을 확보하기 쉬운 보지기를 저비용으로 얻을 수 있다.

게다가, 성형용 오목부의 일부에 오일 유지 오목부 성형용 볼록부를 마련한 한쪽 금형과 성형용 볼록부를 마련한 다른쪽 금형으로 이루어지는, 액시얼 드로잉 구조의 금형 장치를 사용하면, 비교적 간단한 금형 장치로, 상기 각 오일 유지 오목부를 구비한 합성 수지제의 보지기를 능률적으로 제조할 수 있다.

또, 상기 한쪽 금형으로서, 상기 오일 유지 오목부 성형용 볼록부의 선단부에 단차부가 존재하는 것을 사용하면, 상기 오일 유지 오목부의 대경측 림부의 외단면측 댐이 마련되어, 윤활유의 유효 이용을 보다 고도로 도모할 수 있는 구조를 가지는 합성 수지제의 보지기를 능률적으로 제조할 수 있다. 또, 상기 오일 유지 오목부 성형용 볼록부의 선단부의 단면적을 확보하고, 이 선단부가 두께가 얇아지지 않게 하여, 이 선단부를 파손하기 어렵게 할 수 있어, 금형 장치의 내구성을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태의 제 1 예를 나타내는 원추형 롤러 베어링의 부분 단면도,
도 2는 도 1의 A부의 확대도,
도 3은 본 발명의 실시형태의 제 1 예에 조립된 보지기를 취출하여, 대경측 또한 직경방향 외측으로부터 본 상태로 나타내는 사시도,
도 4는 도 3의 B부의 확대도,
도 5는 본 발명의 실시형태의 제 2 예를 나타내는 원추형 롤러 베어링의 부분 단면도,
도 6은 본 발명의 실시형태의 제 3 예를 나타내는 원추형 롤러 베어링의 부분 단면도,
도 7은 도 6의 C부의 확대도,
도 8은 본 발명의 실시형태의 제 3 예에 조립된 보지기를 취출하여, 대경측 또한 직경방향 외측으로부터 본 상태로 나타내는 사시도,
도 9는 도 8의 D부의 확대도,
도 10은 본 발명의 실시형태의 제 4 예를 나타내는 원추형 롤러 베어링의 부분 단면도,
도 11은 본 발명의 실시형태의 제 5 예를 나타내는 원추형 롤러 베어링의 부분 단면도,
도 12는 도 11의 E부의 확대도,
도 13은 본 발명의 실시형태의 제 5 예에 조립된 보지기를 취출하여, 소경측 또한 직경방향 외측으로부터 본 상태로 나타내는 사시도,
도 14는 도 13의 F부의 확대도,
도 15는 본 발명의 실시형태의 제 5 예를 구성하는 보지기를 합성 수지의 사출 성형에 의해 제조하는 경우에 사용하는 금형 장치에 대해, 금형 장치를 구성하는 한쌍의 금형을 서로 이격한 상태로 나타내는 부분 절단 사시도,
도 16은 본 발명의 실시형태의 제 6 예를 나타내는 원추형 롤러 베어링의 부분 단면도,
도 17은 본 발명의 실시형태의 제 6 예에 조립된 보지기를 취출하여, 대경측 또한 직경방향 외측으로부터 본 상태로 나타내는 사시도,
도 18은 도 17의 G부의 확대도,
도 19는 도 18의 X-X 단면도,
도 20은 도 19의 H부의 확대도,
도 21은 본 발명의 실시형태의 제 7 예를 나타내는 내륜의 외주면에 대경측 플랜지부를 형성한 측에서 본 단면도,
도 22는 도 21의 Y-Y 단면도,
도 23은 도 22의 I부의 확대도,
도 24는 본 발명의 실시형태의 제 7 예에 조립된 보지기를 취출하여, 대경측 또한 직경방향 외측으로부터 본 상태로 나타내는 사시도,
도 25는 도 24의 J부의 확대도,
도 26은 본 발명의 실시형태의 제 8 예(A)와, 동 제 9 예(B)와, 동 제 10 예(C)를 각각 나타내는 도 23과 동일한 확대 단면도,
도 27은 본 발명의 실시형태의 제 7 내지 10 예와 비교하기 위한, 기준 구조(A)와, 비교예 1(B)과, 비교예 2(C)를 각각 나타내는 도 22와 동일한 단면도,
도 28은 본 발명의 실시형태의 제 11 예를 나타내는 단면도,
도 29는 도 28의 하부 확대 단면도,
도 30은 도 29의 K부의 확대도,
도 31은 본 발명의 실시형태의 제 11 예에 조립된 보지기를 취출하여, 대경측 또한 직경방향 외측으로부터 본 상태로 나타내는 사시도,
도 32는 도 31의 L부의 확대도,
도 33은 본 발명의 실시형태의 제 11 예와 비교하기 위한, 기준 구조(A)와, 비교예 3(B)과, 비교예 4(C)를 각각 나타내는 도 29와 동일한 확대 단면도,
도 34는 본 발명의 실시형태의 제 11 예의 효과를 확인하기 위한 시뮬레이션의 결과를 나타내는 막대 그래프,
도 35는 종래 구조의 원추형 롤러 베어링의 제 1 예를 나타내는 부분 절단 사시도,
도 36은 종래 구조의 원추형 롤러 베어링의 제 2 예를 나타내는 부분 단면도,
도 37은 종래 구조의 제 2 예에 조립된 보지기를 취출하여, 대경측 또한 직경방향 외측으로부터 본 상태로 나타내는 사시도,
도 38은 도 37의 M부의 확대도,
도 39는 종래 구조의 원추형 롤러 베어링의 제 3 예이며, 윤활 불량시에 문제가 커지기 쉽고, 접촉각이 큰 원추형 롤러 베어링을 나타내는 부분 단면도,
도 40은 종래 구조의 제 3 예에 조립된 보지기를 취출하여, 대경측 또한 직경방향 외측으로부터 본 상태로 나타내는 사시도,
도 41은 도 40의 N부의 확대도,
도 42는 종래 구조의 원추형 롤러 베어링을 구성하는 보지기를 합성 수지의 사출 성형에 의해 제조하는 경우에 사용하기 위한 금형 장치에 대해, 금형 장치를 구성하는 한쌍의 금형을 서로 이격한 상태로 나타내는 부분 절단 사시도,
도 43은 종래 구조의 원추형 롤러 베어링의 제 4 예로서, 시저 방지를 위한 대책이 실시되고 있는 예를 나타내는 부분 단면도,
도 44는 종래 구조의 원추형 롤러 베어링의 제 5 예로서, 시저 방지를 위한 대책이 실시되고 있는 예를 나타내는 부분 단면도,
도 45는 종래 구조의 제 2 예에 조립된 보지기를 취출하여, 그 일부를 대경측 또한 직경방향 외측으로부터 본 상태로 나타내는 사시도.

[실시형태의 제 1 예]

도 1 내지 도 4는 본 발명의 실시형태의 제 1 예를 나타내고 있다. 또한, 본 예의 구조를 포함하여, 본 발명의 특징은 보지기의 대경측 단부 및 소경측 단부, 및 각 원추형 롤러의 대경측 단면의 형상 및 구조를 고안하는 것에 의해, 윤활 불량 상태의 발생시부터 회전 불능에 도달할 때까지의 시간의 연장을 도모하는 점에 있다. 그 외의, 원추형 롤러 베어링의 기본적 구성에 대해서는, 도 35 및 도 36에 나타내는 종래 구조의 원추형 롤러 베어링과 동일하므로, 동등 부분에는 동일 도면부호를 부여하고, 중복하는 설명을 생략 또는 간략하게 하고, 이하 본 예의 특징 부분을 중심으로 설명한다.

본 예의 원추형 롤러 베어링(1e)을 구성하는 보지기(5e)는, 합성 수지를 사출 성형하는 것에 의해, 또는 금속 재료에 절삭 가공을 하는 것에 의해, 일체로 제조된, 소위 케이지형(cage-type) 보지기로, 전체를 부분 원추 통형상으로 형성하고 있다. 사출 성형용의 합성 수지의 종류는 특별히 상관이 없고, 예를 들면 폴리아미드 66(PA66), 폴리아미드 46(PA46), 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 등 합성 수지제 보지기의 사출 성형용으로서 종래부터 일반적으로 사용되고 있는 각종 합성 수지를 사용할 수 있다. 어느 쪽의 합성 수지로 해도, 단독으로, 또는 탄소 섬유, 유리 섬유 등의 강화용 섬유 또는 강화용의 세라믹 휘스커(ceramic whiskers) 등과 혼합한 것을 사용할 수 있다. 또한, 금속 재료로서는, 강재, 스테인리스 강재 등의 철계 합금이나, 놋쇠 등의 동계 합금 등을 사용할 수 있다. 어떠한 경우에도, 대경측 림부(12e)중에서, 원주방향으로 인접하는 한쌍의 기둥부(14e)끼리의 사이 부분, 환언하면 원주방향에 대한 위상이 각 포켓(15e)과 일치하고, 이들 각 포켓(15e)의 대경측 단부에 정합하는 부분의 내주면에 각각 오일 유지 오목부(19)를 마련하고 있다. 이들 각 오일 유지 오목부(19)는 상기 보지기(5e)의 직경방향으로 본, 즉 내경측으로부터 본 형상이 탭 형상(tab shape)이며, 원주방향에 대한 폭이 각 포켓(15e)의 측면 정도로 넓고, 이들 각 포켓(15e)으로부터 멀어짐에 따라서 좁아진다. 또한, 보지기(5e)의 직경방향(두께방향)에 대한 각 오일 유지 오목부(19)의 깊이는, 각 포켓(15e)의 측면 정도로 깊고, 이들 각 포켓(15e)으로부터 멀어짐에 따라서 점차 감소한다.

또한, 각 오일 유지 오목부(19)의 깊이는 대경측 림부(12e)의 외단연 부분에서 제로로 되어 있다. 따라서, 이들 각 오일 유지 오목부(19)는 보지기(5e)의 내경측 및 각 포켓(15e)의 측에만 개구되어 있고, 원주방향 양측 및 축방향 외측에는 개구되어 있지 않다. 또한, 각 오일 유지 오목부(19)중, 원주방향에 대한 폭방향 중앙부에서, 이 폭방향에 대해서 가장 깊게 된 부분인 저부는, 상기 각 포켓(15e)으로 향함에 따라 직경방향 외측으로 향하는 방향으로, 보지기(5e)의 중심축으로 대해, 각도 θ₁ 만큼 경사하고 있다. 요컨대, 각 오일 유지 오목부(19)를, 폭방향 중앙부에서 가장 깊어지도록, 또한 축방향에 대해서도, 이 폭방향 중앙부에서, 각 포켓(15e)으로 향할수록 깊어지도록 하여, 각 포켓(15e)에 가까워짐에 따라 보지기(5e)의 직경방향 외측으로 향하는 방향으로 경사지게 하고 있다.

또한, 각 포켓(15e)내에 각각 전동 가능하게 보지된 각 원추형 롤러(4a)의 대경측 단면(10)의 중앙부에 오목부(20)를 형성하고 있다. 도시의 예의 경우, 이 오목부(20)를 원형으로 하고 있지만, 대경측 단면(10)의 중심부를 오목하게 하지 않고 잔류시킨 원환형상으로 할 수도 있다. 어느 쪽의 경우에서도, 이 오목부(20)의 중심을 각 원추형 롤러(4a)의 중심축상에 위치시킨다. 그리고, 각 오일 유지 오목부(19)의 저면중에서 각 포켓(15e)의 내면에 개구되어 있는 부분을, 각 포켓(15e)내에 보지된 각 원추형 롤러(4a)의 대경측 단면(10)에 형성된 오목부(20)에 대향시킨다. 또한, 이들 각 원추형 롤러(4a)의 직경방향에 대하여, 각 오일 유지 오목부(19)의 저부중에서 각 포켓(15e)의 내면에 개구되어 있는 부분(도 2의 점(α))은 오목부(20)의 외주연보다도 내측에 위치시키고 있다. 따라서, 각 오일 유지 오목부(19)의 각 포켓(15e)의 내면측 개구는 그 전체가 오목부(20)에 대향하고 있다. 이 때문에, 각 오일 유지 오목부(19)내에 존재하여, 상기 보지기(5e)의 회전에 근거하는 원심력에 의해, 이들 각 오일 유지 오목부(19)의 저부에 가압된 윤활유는, 그 거의 전량이 각 포켓(15e)의 내면측 개구로부터 오목부(20)로 유입되는 경향이 있다. 또한, 각 오일 유지 오목부(19)의 상기 각 포켓(15e)측의 개구 연부는, 대경측 단면(10)중에서 오목부(20)의 주위에 위치하는 평탄부에 거의 전체 길이에 걸쳐서, 슬라이딩 접촉 또는 미소 간극을 거쳐서 근접 대향하고 있다. 따라서, 오목부(20)내에 유입한 윤활유는, 각 원추형 롤러(4a)의 공전 운동이나 보지기(5e)의 회전 운동에 근거한 원심력에 구애받지 않고, 원추형 롤러 베어링(1e)의 직경방향에 대해서 외측으로 유실하기 어렵다.

전술한 바와 같이 구성하는 본 예의 원추형 롤러 베어링(1e)을 조립된 회전 기계 장치의 운전시에, 윤활유는 각 원추형 롤러(4a)의 공전 운동에 수반하는 원심력에 근거하는 펌프 작용에 의해, 외륜(2)의 내주면과 내륜(3)의 외주면 사이의 베어링 내부 공간(21)을, 외륜 궤도(6) 및 내륜 궤도(7)의 소경측으로부터 대경측을 향해서, 즉 도 1의 좌상으로부터 우하를 향해 흐른다. 윤활유의 공급량이 충분한 경우에는, 이와 같이 베어링 내부 공간(21)내를 흐르는 윤활유가, 각 원추형 롤러(4a)의 대경측 단면(10)과 상기 내륜(3)의 외주면의 대경측 단부에 마련한 대경측 플랜지부(8)의 축방향 내측면(11)과의 슬라이딩 접촉부도 충분히 윤활한다. 또한, 이 상태에서는, 베어링 내부 공간(21) 내를 흐르는 윤활유의 일부가, 대경측 림부(12e)의 내주면의 복수 개소에 형성한 각 오일 유지 오목부(19)내에, 각 포켓(15e)측의 개구부로부터 유입하면서, 이 대경측 림부(12e)의 축방향 외단연부측으로 배출된다. 즉, 먼저 각 오일 유지 오목부(19)내에 들어간 윤활유가, 각 포켓(15e)의 측의 개구부로부터 새롭게 유입하는 윤활유에 의해, 각 오일 유지 오목부(19)로부터 압출된다. 따라서, 윤활유 공급이 충분히 행해지고 있는 통상 운전시에는, 이들 각 오일 유지 오목부(19)내에 항상 윤활유가 모여서, 존재하고 있는 상태로 된다.

이러한 상태로부터, 예를 들면 윤활유 공급 펌프의 고장, 케이싱 내로부터의 윤활유의 누설 등에 의해, 베어링 내부 공간(21) 내의 윤활유의 유통량이 감소 또는 제로가 되었을 경우에는, 각 포켓(15e)측의 개구부로부터 각 오일 유지 오목부(19) 내로의 윤활유의 송입은 감소 또는 정지한다. 이와 같이, 개구부로부터의 송입이 감소 또는 정지한 상태에서는, 이미 각 오일 유지 오목부(19)내에 모여 있던 윤활유는, 이들 각 오일 유지 오목부(19)로부터 대경측 림부(12e)의 외단연부측으로 압출되는 일은 없어지고, 이들 각 오일 유지 오목부(19)내에 머문다. 이러한 상태에서 이들 각 오일 유지 오목부(19)내의 윤활유는, 보지기(5e)의 회전에 수반하는 원심력에 의해, 이들 각 오일 유지 오목부(19)의 저면으로 가압되는 경향으로 된다. 이들 각 오일 유지 오목부(19)의 저면은 전술과 같이 폭방향 및 축방향에 대해서 경사져 있기 때문에, 이들 각 오일 유지 오목부(19)내에 머무는 윤활유의 대부분은, 각 포켓(15e)내에 보지된 각 원추형 롤러(4a)의 대경측 단면(10)에 형성된 오목부(20)중, 원추형 롤러 베어링(1e)의 직경방향에 대해서 외측 근방 부분으로 들어간다. 그리고, 이 오목부(20)내에 들어간 윤활유는, 각 원추형 롤러(4a)의 자전 운동에 따라서, 대경측 단면(10)과 대경측 플랜지부(8)의 축방향 내측면(11)의 슬라이딩 접촉부로 보내지고, 이 슬라이딩 접촉부에 스며들어, 이 슬라이딩 접촉부를 윤활한다.

전술의 설명으로부터 명확한 바와 같이, 고장이나 누설 등이 발생한 시점에서, 각 오일 유지 오목부(19)내에 머물고 있는 윤활유는, 그 중 많은 부분을 상기 슬라이딩 접촉부의 윤활에 이용할 수 있다. 따라서, 윤활 불량 상태의 발생시부터, 시저에 의해 회전 불능에 도달할 때까지의 시간을 충분히 길게 할 수 있다. 본 발명자가 행한 오일 디핑에 의한 시저 실험에 의하면, 도 1 내지 도 4에 나타낸 구조를 갖는 원추형 롤러 베어링(1e)은 도 35 및 도 36에 나타낸 종래 구조의 경우에 비해, 윤활유 고갈하에서 시저가 발생하기까지 필요로 하는 시간을 약 3배까지 늘릴 수 있었다. 이 때문에, 윤활 불량의 발생을 센서에 의해 검지하는 등의 대책을 강구하면, 시저 발생 이전에, 운전 속도를 늦게 하거나 안전한 상태로 정지시키거나 하는 대책을 충분히 여유를 가지고 실시하는 것이 가능하게 된다. 그리고, 시저가 발생하기 이전에 차량을 방해가 되지 않는 장소로까지 운행할 수가 있어, 철도의 복구까지의 시간을 짧게 하거나 도로 정체를 일으키기 어렵게 하거나 할 수 있다. 게다가, 상기 윤활 불량이 회전 지지부의 회전 불능에까지 도달하기 어렵게 하고, 다른 부분의 고장을 유발하기 어렵게 할 수 있어, 수리에 필요로 하는 비용 및 시간이 커지는 등의 문제를 생기기 어렵게 할 수 있다.

[실시형태의 제 2 예]

도 5는 본 발명의 실시형태의 제 2 예를 나타내고 있다. 본 예의 경우에는, 대경측 림부(12f)의 내주면에서 각 포켓(15f)에 정합하는 부분에 형성한 오일 유지 오목부(19)의 저부뿐만 아니라, 이들 각 오일 유지 오목부(19)로부터 원주방향으로 벗어난, 대경측 림부(12f) 본래의 내주면도 각 포켓(15f)을 향함에 따라 직경방향 외측으로 향하는 방향으로, 보지기(5f)의 중심축에 대해 각도 θ₂ 만큼 경사지게 하고 있다.

이러한 본 예의 구조에 의하면, 상기 오일 유지 오목부(19)뿐만 아니라, 상기 대경측 림부(12f)의 내주면에 부착한 윤활유에 대해서도, 각 포켓(15f)내에 유지한 각 원추형 롤러(4a)의 대경측 단면(10)을 향해 효율적으로 유도한다. 이 결과, 윤활 불량 상태가 발생한 시점에서, 보지기(5f)의 대경측 단부에 잔류하고 있는 윤활유를, 각 원추형 롤러(4a)의 대경측 단면(10)과 내륜(3)의 외주면의 대경측 단부에 마련한 대경측 플랜지부(8)의 축방향 내측면(11)과의 슬라이딩 접촉부의 윤활에 유효하게 이용할 수 있어, 상기 윤활 불량 상태의 발생시부터 회전 불능에 도달할 때까지의 시간을 보다 길게 할 수 있다.

그 외의 부분의 구성 및 작용은 상술한 실시형태의 제 1 예의 경우와 동일하므로, 중복하는 도시 및 설명은 생략한다.

[실시형태의 제 3 예]

도 6 내지 도 9는 본 발명의 실시형태의 제 3 예를 나타내고 있다. 본 예는 각 원추형 롤러(4a)의 접촉각이 큰 원추형 롤러 베어링(1g)에 관해서 본 발명을 적용했을 경우에 대해 나타내고 있다. 전술한 바와 같이, 외륜(2a)의 내주면에 형성한 외륜 궤도(6a) 및 내륜(3a)의 외주면에 형성한 내륜 궤도(7a)의 중심축으로 대한 경사 각도가 크고, 각 원추형 롤러(4a)의 자전축과 상기 외륜(2a) 및 내륜(3a)의 중심축과의 경사 각도가 20° 이상, 또한 25° 이상과, 큰 원추형 롤러 베어링(1g)의 경우 윤활 불량시도 문제가 현저하게 되기 쉽다. 환언하면, 윤활 불량 상태가 되고 나서, 시저 등이 중대한 손상에 결부될 때까지의 시간이 짧아지기 쉽다.

한편, 접촉각이 큰 원추형 롤러 베어링은 스러스트 부하 용량을 크게 할 수 있기 때문에, 큰 스러스트 하중이 더해지는 회전 지지부에 사용되는 경우가 있다. 거기서, 본 예의 경우에는, 접촉각이 큰 원추형 롤러 베어링(1g)에 관해서 본 발명을 적용하고, 큰 스러스트 하중이 더해지는 회전 지지부의 윤활 상태가 불량으로 되었을 경우에서도, 시저 등이 중대한 손상에 결부되기까지 필요로 하는 시간을 길게 할 수 있도록 하고 있다. 이와 같이, 접촉각이 큰 원추형 롤러 베어링(1g)에 본 발명을 적용하기 위해서, 본 예의 구조에 조립한 보지기(5g)로서, 대경측 림부(12g)의 직경과, 소경측 림부(13g)의 직경의 차이가 크고, 이들 양 림부(12g, 13g)끼리의 사이에 걸쳐진 복수의 기둥부(14g)의 경사 각도가 큰 것을 사용하고 있다.

그 외의 부분의 구성 및 작용은 전술의 도 1 내지 도 4에 나타낸 실시형태의 제 1 예의 경우와 동일하므로, 동등 부분에는 동일 도면부호를 부여하고, 중복하는 설명은 생략한다.

[실시형태의 제 4 예]

도 10은 본 발명의 실시형태의 제 4 예를 나타내고 있다. 본 예의 경우도, 상술한 실시형태의 제 3 예의 경우와 동일하게, 각 원추형 롤러(4a)의 접촉각이 큰 원추형 롤러 베어링(1h)에 관해서, 본 발명을 적용했을 경우에 대해 나타내고 있다. 이 접촉각이 큰 것에 맞춰서, 보지기(5h)를 구성하는 대경측 림부(12h)의 직경과 소경측 림부(13h)의 직경의 차이를 크게 하고, 각 기둥부(14h)의 경사 각도를 크게 한 점은, 상술한 실시형태의 제 3 예와 동일하고, 대경측 림부(12h)의 내주면에서 각 오일 유지 오목부(19)로부터 원주방향으로 벗어난 부분의 내주면을 각 포켓(15h)을 향함에 따라 직경방향 외측으로 향하는 방향으로 경사지게 한 점은 전술의 도 5에 나타낸 실시형태의 제 2 예의 경우와 동일하므로, 중복하는 도시 및 설명은 생략한다.

[실시형태의 제 5 예]

도 11 내지 도 14는 본 발명의 실시형태의 제 5 예를 나타내고 있다. 본 예의 경우에는, 보지기(5i)를 구성하는 대경측 림부(12i)의 내주면에서, 원주방향에 대한 위상이 각 포켓(15i)에 정합하는 부분에 각각 형성한 오일 유지 오목부(19a)의 깊이 치수를 이들 각 오일 유지 오목부(19a)의 안쪽 단부에서도 충분히 크게 하고 있다. 환언하면, 대경측 림부(12i)의 외단면측(도 11 및 도 12의 우단측, 도 13 및 도 14의 하단측)에 각 오일 유지 오목부(19a)의 내부와 대경측 림부(12i)의 외단면을 차단하는 댐(25)을 마련하고, 이들 오일 유지 오목부(19a)의 내부와 이 대경측 림부(12i)의 외단면이 축방향으로 관통하지 않게 하고 있다. 즉, 각 오일 유지 오목부(19a)에, 각 포켓(15i)측의 개구측 단부로부터 대경측 림부(12i)의 외단면측의 안쪽 단부까지, 이 대경측 림부(12i)의 내주면보다도 직경방향 외측으로 오목하게 되는 방향의 깊이를 갖게 하고, 각 오일 유지 오목부(19a)의 저면의 안쪽 단부와 대경측 림부(12i)의 내주면 사이에 단차(26)를 마련하고 있다. 또한, 본 예의 경우에는, 이 대경측 림부(12i)의 내주면중에서 각 오일 유지 오목부(19a)로부터 벗어난 부분을 축방향에 대해서 내경이 변화하지 않는 단순한 원통면형상으로 하고 있다.

각각이 상술과 같은 형상을 갖는, 각 오일 유지 오목부(19a)를 각 포켓(15i)마다 마련한 본 예의 구조에 의하면, 이들 각 오일 유지 오목부(19a)의 용적을 증대하고, 이들 각 오일 유지 오목부(19a)내에 저장해 둘 수 있는 윤활유의 양을 증대시킬 수가 있다. 또한, 윤활 불량시에, 이들 각 오일 유지 오목부(19a)내에 저장되어 있던 윤활유를 대경측 림부(12i)의 외단면측으로 유실시키지 않고, 각 원추형 롤러(4a)의 대경측 단면(10)과 내륜(3a)의 외주면에 마련한 대경측 플랜지부(8)의 축방향 내측면(11)과의 슬라이딩 접촉부의 윤활에 보다 유효하게 이용할 수 있다. 이 결과, 윤활 불량 상태로 되고 나서, 시저 등이 중대한 고장이 발생할 때까지의 시간을 보다 한층 길게 할 수 있다.

그 외의 부분의 구성 및 작용은 전술한 각 실시형태 중 어느 하나와 동일하므로, 동등 부분에는 동일 도면부호를 부여하고, 중복하는 설명은 생략한다.

다음에, 이 실시형태의 제 5 예에 조립한 보지기(5i)를 합성 수지의 사출 성형에 의해 제조하는 방법에 대해 설명한다. 다만, 이 제조 방법은 본 명세서에 대해 개시하는 합성 수지제의 보지기의 모든 형태에 적용 가능하다.

도 15에는, 이 제조 방법의 실시에 사용하는 금형 장치(24a)를 나타낸다. 이 금형 장치(24a)의 기본 구성은 도 42에 나타내는 종래의 금형 장치(24)와 동일하다. 즉, 본 예의 금형 장치(24a)는 서로 동심으로 배치된 상태로 축방향에 대해서 서로 원근 운동하는 한쌍의 금형(22a, 23a)을 갖는다. 이들 양 금형(22a, 23a)은 서로 대향하는 축방향 단면끼리를 맞댄 상태로, 맞댐부의 내부에 성형용 공간(캐비티)을 형성한다. 그리고, 이 성형용 공간내에, 상기 양 금형(22a, 23a)중 한쪽 또는 양쪽에 마련한 송입구(게이트)를 통해서 가열 용융한 열가소성 합성 수지를 압력을 가한 상태로 보내고, 상기 보지기(5i)를 액시얼 드로잉에 의해 사출 성형한다.

양 금형(22a, 23a)중 한쪽에서, 도 15의 상측에 나타낸 금형(22a)의 축방향 단면(도 15의 하면)의 중앙부에는 성형용 오목부(27)를, 다른쪽에서, 도 15의 하측에 나타낸 금형(23a)의 축방향 단면(도 15의 표면)의 중앙부에는 성형용 볼록부(28)를 각각 형성하고 있다. 각각의 금형(22a, 23a)의 축방향 단면의 외경 근방 부분에서, 각각 성형용 오목부(27) 또는 성형용 볼록부(28)를 둘러싸는 부분은 밀접 접촉 가능한 평탄면(29a, 29b)으로 하고, 상기 성형용 공간내에 보낸 용융한 합성 수지가 빠져 나오지 않게 하고 있다. 그리고, 이들 양 평탄면(29a, 29b)끼리를 접촉시킨 상태에서, 성형용 오목부(27)와 성형용 볼록부(28)에 의해 둘러싸인 부분에 상기 성형용 공간이 형성되도록 하고 있다.

특히, 본 예의 경우에는, 상기 한쪽 금형(22a)의 축방향 단면에 마련한 성형용 오목부(27)의 개구 주연부보다도 약간 직경방향 내측으로 가까운 부분에서, 사출 성형해야 할 보지기(5i)의 포켓(15i)에 정합하는 부분, 즉 원주방향에 대해서 위상이 일치하는 부분에 각각 오일 유지 오목부 성형용 볼록부(30)를 마련하고 있다. 이들 각 오일 유지 오목부 성형용 볼록부(30)는, 상기 보지기(5i)를 구성하는 대경측 림부(12i)의 내주면중에서 상기 각 포켓(15i)에 정합하는 부분에 오일 유지 오목부(19a)를 성형하기 위한 것으로, 대경측 림부(12i)를 성형하기 위한 대경측 림부 성형용 공간 부분 중 내경 근방 부분에 마련하고 있다. 각 오일 유지 오목부 성형용 볼록부(30)의 선단면(하단면)은 평탄면으로 하여 평탄면(29a)보다도 축방향(상하 방향)에 관해서 조금 오목한 부분에 위치시키고 있다. 그리고, 각 오일 유지 오목부(19a)의 안쪽 단부에 전술의 도 11 내지 도 14에서 설명한 댐(25)을 형성할 수 있도록 하고 있다. 또한, 각 오일 유지 오목부 성형용 볼록부(30)의 선단부의 단면적을 확보해서, 환언하면 이들 각 오일 유지 오목부 성형용 볼록부(30)의 선단부가 얇게 날카로워진 형상으로 되는 것을 방지하고 있다. 그리고, 이들 각 오일 유지 오목부 성형용 볼록부(30)의 선단부가 손상되기 어렵게 하고, 금형 장치(24a)의 내구성을 확보할 수 있도록 하고 있다. 또한, 양 금형(22a, 23a)의 어느 쪽의 부분에도, 선단측 부분에 비해 기단측 부분이 직경방향으로 오목한, 소위 언더컷이 되는 부분이 존재하지 않게 해서, 한쌍의 금형(22a, 23a)만으로 보지기(5i)의 사출 성형을 실시하는 액시얼 드로잉을 가능하게 하고 있다.

각각이 상술과 같은 구조를 갖는 양 금형(22a, 23a)의 평탄면(29a, 29b)끼리를 접촉시킨 상태에서, 이들 양 금형(22a, 23a)끼리의 사이에 형성되는 상기 성형용 공간내에, 이들 양 금형(22a, 23a)중 어느 한쪽에 마련한 도시하지 않은 송입구를 통해서, 용융한 합성 수지를 송입 가능하게 하고 있다. 이러한 송입구는 적어도 상기 성형용 공간중 보지기(5i)의 대경측 림부(12i)를 성형하기 위한 대경측 림부 성형용 공간 부분과, 유사하게 소경측 림부(13i)를 성형하기 위한 소경측 림부 성형용 공간 부분에 각각 마련한다. 또한, 상기 각 송입구의 설치 위치를 이들 양 림부 성형용 공간 부분의 원주방향에 대해서, 이들 양 림부 성형용 공간 부분끼리의 사이에 서로 일치시킨다. 바람직하게는, 상기 각 송입구를 상기 대경측 림부 성형용 공간 부분 및 상기 소경측 림부 성형용 공간 부분의 일부에서, 원주방향으로 인접하는 각 기둥부(14i)를 형성해야 할 부분의 중간부마다 마련한다.

이상과 같은 구성을 갖는 금형 장치(24a)에 의해 보지기(5i)를 사출 성형하려면, 상기 대경측, 소경측 양 림부 성형용 공간에 마련한 각 송입구로부터 금형 장치(24a)의 성형용 공간내에 용융 상태의 합성 수지를 보낸다. 그러면, 이 합성 수지는 상기 양 림부 성형용 공간을 원주방향으로 흐르고 나서, 각 기둥부를 성형하기 위한 각 기둥부 성형용 공간내에, 이들 각 기둥부 성형용 공간의 양단으로부터 진입한다. 그리고, 이들 각 기둥부 성형용 공간의 중간부에서 접촉해서, 해당 부분에서 웰드(weld)를 형성한다. 각 기둥부(14i)의 단부나, 대경측 림부(12i)와 소경측 림부(13i)의 연속부에 웰드가 형성되는 것은 아니다. 이 때문에, 장기간에 걸친 사용에 관계 없이, 이들 각 연속부에 균열 등의 손상이 발생하기 어렵고, 보지기(5i)의 내구성을 확보하기 쉽다. 또한, 원주방향으로 인접하는 송입구로부터 상기 각 기둥부 성형용 공간으로 향해 흐른 용융 상태의 합성 수지는 이들 각 기둥부 성형용 공간의 입구 부분에서 합류하고 나서, 이들 각 기둥부 성형용 공간내에 진입한다. 이 입구 부분에서는, 아직도 상기 합성 수지의 온도는 충분히 높기 때문에, 해당 부분에 웰드가 형성되는 일은 없다.

[실시형태의 제 6 예]

도 16 내지 도 20은 본 발명의 실시형태의 제 6 예를 나타내고 있다. 본 예의 경우에는, 대경측 림부(12j)의 내주면의 축방향 중간부에서, 각 오일 유지 오목부(19a)보다 이 대경측 림부(12j)의 외단면측 부분에, 직경방향 내측을 향해 돌출한 돌조(32)를 전체 둘레에 걸쳐서 형성하고 있다. 이 돌조(32)의 높이(h)는, 보지기(5j)를 사출 성형할 때의 형 빼기를 지장 없이 실행하고, 나아가, 이 돌조(32)의 선단연부(내주연부)과, 내륜(3)의 단부에 형성한 대경측 플랜지부(8)의 외주면 사이의 환상 간극(33)의 직경방향 폭(w)이 너무 좁아져 있지 않은 범위에서 가능한 한 큰 것이 바람직하다. 또한, 이 환상 간극(33)의 직경방향 폭(w)은, 원추형 롤러 베어링(1j)의 통상 운전시에, 외륜(2)의 내주면과 내륜(3)의 외주면 사이에 존재하는 베어링 내부 공간(34) 내를 윤활유가 유동하는 것에 대한 저항이 과대하게 되지 않도록 하기 위해서, 어느 정도 확보할 필요가 있다. 이에 대하여, 돌조(32)의 높이(h)는, 후술하는 윤활유 공급 펌프의 고장시 등에, 각 포켓(15j) 내에 보지된 각 원추형 롤러(4)의 대경측 단면(10)과, 대경측 플랜지부(8)의 축방향 내측면(11)의 슬라이딩 접촉부에 공급 가능한 윤활유의 양을 확보하는 면으로부터, 클수록 바람직하다.

상술한 바와 같이 구성하는 본 예의 원추형 롤러 베어링(1j)에서는, 통상 운전시에는, 각 오일 유지 오목부(19a) 내에 윤활유가 새롭게 유입하고, 각 오일 유지 오목부(19a)에 모여 있던 윤활유는 압출되지만, 각 오일 유지 오목부(19a)로부터 넘쳐나온 윤활유는 대경측 림부(12j)의 내주면 중에서 돌조(32)보다 각 포켓(15j)측 부분에 전체 둘레에 걸쳐서 모이게 된다. 즉, 이 돌조(32)의 존재에 근거하여, 각 오일 유지 오목부(19a)의 용량이, 이 돌조(32)의 높이(h)에 알맞는 분량만큼 많아지는 동시에, 원주방향에 대한 위상이 각 기둥부(14j)와 일치하는, 각 오일 유지 오목부(19a)의 사이 부분에도 윤활유가 모인다.

또한, 돌조(32)의 설치 위치는, 각 오일 유지 오목부(19a)로부터 벗어난 부분에 존재하는 윤활유를 이들 각 오일 유지 오목부(19a) 내에 효율적으로 포집하는 면으로부터는, 이들 각 오일 유지 오목부(19a)에 가까운 것이 바람직하다. 한편, 돌조(32)를, 대경측 림부(12j)의 내주면의 축방향 외단부에 형성하면, 이 대경측 림부(12j)의 내주면에서 돌조(32)보다 각 포켓(15j)과의 사이 부분에 보다 많은 윤활유를 저장할 수 있다. 다만, 그 경우에는, 그 사이 부분의 경사 방향을 규제하는 등을 해서, 그 사이 부분에 존재하는 윤활유를 각 오일 유지 오목부(19a)에 효율적으로 포집할 수 있도록 배려하는 것이 바람직하다.

어느 것으로 해도, 상기 사이 부분에 모인 윤활유의 양이 증가하면, 이 윤활유가 돌조(32)의 내주연을 타고넘으면서, 대경측 림부(12j)의 축방향 외단연부측으로부터 배출된다. 환언하면, 먼저 각 오일 유지 오목부(19a) 내에 들어가 있던 윤활유가 상기 개구부로부터 새롭게 유입하는 윤활유에 의해 이들 각 오일 유지 오목부(19a)로부터 압출되어, 대경측 림부(12j)의 내주면 중에서 돌조(32)보다 포켓측 부분에 모인다. 그리고, 이 부분에 모인 윤활유가, 각 오일 유지 오목부(19a)로부터 압출되는 윤활유에 의해, 한층 더 대경측 림부(12j)의 축방향 외단연부측으로 압출된다. 따라서, 윤활유 공급이 충분히 실행되고 있는 통상 운전시에는, 각 오일 유지 오목부(19a) 내, 및 대경측 림부(12j)의 내주면 중에서 돌조(32)보다 각 포켓(15j)측 부분에 항상 윤활유가 모여서 존재하고 있는 상태가 된다.

한편, 상기 고장이나 누설 등에 의해 상기 개구부로부터의 송입이 감소 또는 정지하면, 이미 각 오일 유지 오목부(19a)에 모여 있던 윤활유는, 이들 각 오일 유지 오목부(19a)로부터 대경측 림부(12j)의 외단연부측으로 압출되는 일이 없어져서, 이들 각 오일 유지 오목부(19a)내에 머문 상태가 된다. 마찬가지로, 대경측 림부(12j)의 내주면중에서 돌조(32)보다 포켓(15j)측 부분에 존재하는 윤활유도 이 부분에 머문 상태가 된다. 이 상태에서 이들 각 오일 유지 오목부(19a) 내의 윤활유는 보지기(5j)의 회전에 수반하는 원심력에 의해, 이들 각 오일 유지 오목부(19a)의 저면(31)에 가압되는 경향으로 된다. 이들 각 오일 유지 오목부(19a)의 저면(31)은, 폭방향 및 축방향에 대해서 경사져 있기 때문에, 이들 각 오일 유지 오목부(19a) 내에 머문 윤활유의 대부분은 각 원추형 롤러(4)의 대경측 단면(10)을 향해 송입되고, 이들 각 원추형 롤러(4)의 자전 운동에 수반하여, 이 대경측 단면(10)과 대경측 플랜지부(8)의 축방향 내측면(11)의 슬라이딩 접촉부로 송입되며, 이 슬라이딩 접촉부에 스며들어 이 슬라이딩 접촉부를 윤활 한다. 또한, 각 오일 유지 오목부(19a)의 윤활유가 감소함에 따라, 대경측 림부(12j)의 내주면중에서 돌조(32)보다 각 포켓(15j)측 부분에 모여 있던 윤활유가 각 오일 유지 오목부(19a) 내에 들어가, 이들 각 오일 유지 오목부(19a)를 통해서, 상기 양면(10, 11)끼리의 슬라이딩 접촉부로 들어간다.

상술의 설명으로부터 명확한 바와 같이, 상기 고장이나 누설 등이 발생한 시점에서, 각 오일 유지 오목부(19a)내, 및 대경측 림부(12j)의 내주면중에서 돌조(32)보다 각 포켓(15j)측 부분에 머물고 있는 윤활유는 그 중의 많은 부분을 상기 양면(10, 11)끼리의 슬라이딩 접촉부의 윤활에 이용할 수 있다. 따라서, 윤활 불량 상태의 발생시로부터, 시저에 의해 회전 불능에 도달할 때까지의 시간을 한층 더 충분히 길게 할 수 있다.

또한, 본 예에서도, 각 원추형 롤러(4)의 대경측 단면(10)의 중앙부에, 원형 혹은 원륜형의 오목부(20)를 형성해도 좋다. 또한, 대경측 림부(12j)의 내주면중에서, 각 오일 유지 오목부(19a) 및 돌조(32)로부터 벗어난 부분을, 보지기(5j)의 중심축과 평행한 원통면으로 하는 대신에, 각 포켓(15j)을 향함에 따라 직경방향 외측을 향하는 방향으로 경사진 부분을 원추 오목면형상의 경사면으로 해도 좋다. 이들의 구성의 작용 및 그 외의 부분의 구성 및 작용은, 전술한 각 실시형태 중 어느 하나와 동일하기 때문에, 동등 부분에는 동일 부호를 부여하여 중복되는 설명은 생략한다.

[실시형태의 제 7 예]

도 21 내지 도 25는 본 발명의 실시형태의 제 7 예를 나타내고 있다. 본 예의 경우에는, 대경측 림부(12k)의 강도 및 강성을 확보하면서, 각 오일 유지 오목부(19a)의 용량을 확보하고, 또한 원추형 롤러 베어링(1k)의 베어링 내부 공간(34)내로부터 외부로 유출하는 윤활유에 대한 저항을 크게 하기 위해, 대경측 림부(12k)의 외경을 크게, 내경을 작게 하고 있다.

구체적으로는, 이 대경측 림부(12k)의 외경에 대해서는 다음과 같이 규제하고 있다. 즉, 도 23에 도시하는 바와 같이, 외륜(2)의 내주면의 모선의 연장선(β)과 이 외륜(2)의 대경측 단면의 모선의 연장선(γ)의 교점(χ)을 임시로 설정한다. 또한, 대경측 림부(12k)의 외주면의 축방향 양단 연부중, 각 원추형 롤러(4)의 대경측 단면(10)측의 단연부인 내단연부를 표시하는 점(υ)을 임시로 규정한다. 그리고, 원추형 롤러 베어링(1k)을 구성하는 내륜(3) 및 외륜(2)의 직경방향에 대해서, 대경측 림부(12k)의 외주면에 관한 상기 점(υ)을 외륜(2)의 내주면에 관한 상기 점(χ)보다 외측에 위치시키고 있다. 그리고, 도 23에 도시하는 바와 같이, 외륜(2)의 내주면의 모선(β)의 연장선상에 대경측 림부(12k)의 일부가 존재하도록 해서 베어링 내부 공간(34)내를 소경측으로부터 대경측으로 유통하는 윤활유가, 마지막에 통과하는 환상 간극(35)의 폭을 좁게, 또한 굴곡시켜 비직선 형상으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 대경측 림부(12k)의 내경에 관해서는, 외륜(2) 및 내륜(3)의 직경방향에 대해서, 이 대경측 림부(12k)의 내주면의 축방향 양단 연부중, 각 원추형 롤러(4)의 대경측 단면(10)측의 단연부인 내단연부의 직경방향 위치를, 이들 각 원추형 롤러(4)의 대경측 단면(10)의 중심점(ο)의 직경방향 위치보다 내측에 위치시키고 있다.

본 예의 경우, 대경측 림부(12k)의 외경을 크게, 내경을 작게 억제하고 있기 때문에, 이 대경측 림부(12k)의 직경방향에 대한 두께 치수를 충분히 크게 할 수 있다. 따라서, 이 대경측 림부(12k)에 요구되는 강도 및 강성의 확보를 고려해도, 각 오일 유지 오목부(19a)의 깊이 치수를 크게 해서, 이들 각 오일 유지 오목부(19a)의 용량을 크게 할 수 있다. 이 때문에, 통상 운전시에, 이들 각 오일 유지 오목부(19a) 내에 존재하는 윤활유의 양을 충분히 크게 할 수 있다.

또한, 본 예의 경우에는, 상기 고장이나 누설 등이 발생한 시점에서, 베어링 내부 공간(34)내에 존재하고 있는 윤활유 중 많은 부분도, 상기 슬라이딩 접촉부의 윤활에 이용할 수 있다. 즉, 대경측 림부(12k)의 외경을 크게 하여, 환상 간극(35)의 폭을 좁게, 또한 굴곡시키는 것에 의해, 베어링 내부 공간(34)을 통과하는 윤활유가 이 베어링 내부 공간(34)내에 머무르기 쉽게 할 수 있다. 이 때문에, 상술한 바와 같이, 상기 고장이나 누설 등이 발생한 시점에서, 베어링 내부 공간(34)내에 존재하고 있는 윤활유 중 상당한 부분도 상기 슬라이딩 접촉부의 윤활에 이용할 수 있다.

또한, 본 예에서도, 실시형태의 제 6 예와 마찬가지로, 대경측 림부(12k)의 내주면의 축방향 중간부에서, 각 오일 유지 오목부(19a)보다 이 대경측 림부(12k)의 외단면에 가까운 부분에, 직경방향 내측을 향해 돌출한 돌조(32)를 전체 둘레에 걸쳐서 형성할 수도 있다. 이러한 구성의 작용 및 효과에 대해서는 제 6 예와 같다.

상술의 설명으로부터 명확한 바와 같이, 상기 고장이나 누설 등이 발생한 시점에서, 각 오일 유지 오목부(19a) 내, 및 대경측 림부(12k)의 내주면중에서 돌조(32)보다 각 포켓(15k)측의 부분에 머물고 있는 윤활유는 그 중 많은 부분을 상기 양면(10, 11)끼리의 슬라이딩 접촉부의 윤활에 이용할 수 있다. 이에 더하여, 베어링 내부 공간(34)내에 존재하고 있는 윤활유중 상당한 부분도 상기 슬라이딩 접촉부의 윤활에 이용할 수 있다. 따라서, 윤활 불량 상태의 발생시로부터 시저에 의해 회전 불능에 도달할 때까지의 시간을 한층 더 충분히 길게 할 수 있다. 그 외의 부분의 구성 및 작용은 전술한 각 실시형태 중 어느 하나와 동일하기 때문에, 동등 부분에는 동일 부호를 부여하여 중복되는 설명은 생략한다.

[실시형태의 제 8~10 예]

본 발명의 실시형태의 제 8 내지 10 예에 대해 도 26의 (A) 내지 (C)에 의해 설명한다. 상술한 실시형태의 제 7 예의 경우, 1) 대경측 림부(12k)의 외주면의 축방향 양단 연부중, 각 원추형 롤러(4)의 대경측 단면에 가까운 단연부인 내단연부의 직경방향 위치를 외륜(2)의 내주면의 모선과 이 외륜(2)의 대경측 단면의 모선의 교점의 직경방향 위치보다 외측에 위치시키고, 2) 대경측 림부(12k)의 내주면의 축방향 중간부에서, 각 오일 유지 오목부(19a)보다 이 대경측 림부(12k)의 외단면에 가까운 부분에, 직경방향 내측을 향해 돌출한 돌조(32)를 전체 둘레에 걸쳐서 형성하며, 3) 대경측 림부(12k)의 내주면의 축방향 양단 연부중, 각 원추형 롤러(4)의 대경측 단면에 가까운 단연부인 내단연부의 직경방향 위치를 이들 각 원추형 롤러(4)의 대경측 단면의 중심점의 직경방향 위치보다 내측에 위치시킨다고 하는 3개의 요건을 모두 구비한다. 이에 대하여, 도 26의 (A)에 나타낸 실시형태의 제 8 예의 구조는 1)의 요건만을 구비하고 있다. 또한, 도 26의 (B)에 나타낸 실시형태의 제 9 예의 구조는 1) 및 2)의 요건을 구비하고 있다. 나아가, 도 26의 (C)에 나타낸 실시형태의 제 10 예의 구조는 1) 및 3)의 요건을 구비하고 있다.

요컨대, 도 26의 (A)에 나타낸 실시형태의 제 8 예의 구조는, 상술의 실시형태의 제 7 예의 구조로부터, 돌조(32)(도 22 내지 도 25 참조)를 생략하는 동시에, 대경측 림부(12l)의 내경을 이 제 7 예의 구조의 경우보다 크게 한 것이다. 또한, 도 26의 (B)에 나타낸 실시형태의 제 9 예의 구조는 대경측 림부(12m)의 내경을 전술한 실시형태의 제 7 예의 구조의 경우보다 크게 한 것이다. 나아가, 도 26의 (C)에 나타낸 실시형태의 제 10 예의 구조는 상술의 실시형태의 제 7 예의 구조로부터, 돌조(32)(도 22 내지 도 25 참조)를 생략하고, 대경측 림부(12n)의 내주면에서 오일 유지 오목부(19a)로부터 벗어난 부분을 단순한 원통면으로 한 것이다. 이들 실시형태의 제 8 내지 10 예의 구조는, 상술의 실시형태의 제 7 예의 구조에 비하면, 윤활 불량 상태의 발생 후에, 각 원추형 롤러(4)의 대경측 단면(10)과 내륜(3)의 외주면의 대경측 플랜지부(8)의 축방향 내측면(11)의 슬라이딩 접촉부의 윤활에 이용 가능한 윤활유의 양이 적게 되지만, 종래 구조와의 비교에서는 윤활 불량 상태의 발생후에 상기 슬라이딩 접촉부의 윤활에 이용 가능한 윤활유의 양을 크게 할 수 있다.

[실시형태의 제 7~10 예의 효과 확인 시험]

실시형태의 제 7~10 예의 효과를 확인하기 위해서 실행한 컴퓨터에 의한 시뮬레이션의 결과에 대해 설명한다. 또한, 이 시뮬레이션은 적절한 윤활유 공급이 정지한 이후에, 상기 슬라이딩 접촉부의 윤활에 사용할 수 있는 윤활유의 양을 비교 대상으로 해서 실행했다. 이 비교의 기초로서, 도 27의 (A)에 나타내는 바와 같은, 금속판제의 보지기(5)를 구비한 원추형 롤러 베어링(1)에 대해서, 적절한 윤활유 공급 정지 이후에 상기 슬라이딩 접촉부에 공급할 수 있는 윤활유의 양을 「1」로 했다. 도 27의 (A)에 나타낸 기준이 되는 구조 이외는 모두 합성수지제의 보지기로 하고, 대경측 림부의 형상 및 치수 이외의 조건은 서로 동일하게 했다. 시뮬레이션의 조건은 소량 윤활 상태(윤활유의 공급량을 통상시 상태보다 크게 감소시켜서, 그 상태로는 어느 시저가 발생하는 상태)로 하고, 운전 상태는 외륜(2)을 정하고 내륜(3)을 3000min-1로 회전시키는 것으로 했다.

상기 시뮬레이션의 대상에는, 전술의 도 21 내지 도 25에 나타낸 실시형태의 제 7 예의 구조, 전술의 도 26의(A)~(C)에 나타낸 실시형태의 제 8 내지 10 예의 구조에 더하여, 도 27의(B) 및 (C)에 나타낸 비교예 1 및 2를 포함했다. 이 중, 도 27의 (B)에 나타낸 비교예 1은, 대경측 림부(12o)에 오일 유지 오목부(19a)를 마련하고 있지만, 이 대경측 림부(12o)의 외경을 특별히 크게 하고 있지 않은 구조이다. 이에 대하여, 도 27의 (C)에 나타낸 비교예 2는 대경측 림부(12p)의 외경을 크게 하고 있지만, 오일 유지 오목부를 마련하지 않은 구조이다. 또한, 도 27의 (B)에 나타내는 비교예 1은, 어디까지나 실시형태의 제 7~10 예의 효과 확인을 위한 비교 대상에 지나지 않고, 그 구성은 본 발명의 범위에 속하는 것이다.

도 27의 (A)에 나타낸 구조를 기준으로 하여 실시형태의 제 7 내지 10 예의 구조 및 상술한 비교예 1, 2의 구조에 관해서, 상기 슬라이딩 접촉부의 윤활에 제공되는 윤활유의 양을 구한 결과를, 이 양이 적은 순서로, 아래와 같이에 나타낸다.

도 27의 (A)의 기준 구조 1

도 27의 (B)의 비교예 1 1.17

도 27의 (C)의 비교예 2 1.19

도 26의 (A)의 실시형태의 제 8 예 1.34

도 26의 (B)의 실시형태의 제 9 예 1.48

도 26의 (C)의 실시형태의 제 10 예 1.90

도 21 내지 도 25의 실시형태의 제 7 예 2.01

이상의 시뮬레이션의 결과로부터, 본 발명의 실시형태의 제 7 내지 10 예의 경우, 윤활 불량 상태에서도, 상기 슬라이딩 접촉부의 윤활에 제공되는 윤활유의 양을 보다 충분히 확보할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 의 1) 내지 3)의 요건을 겸비하여 구비시킴으로써, 개개의 요건을 서로 더한 이상의 효과를 얻을 수 있는 일도 알 수 있다.

또한, 윤활 불량 상태가 된 이후, 시저와 같이 중대한 손상에 이를 때까지의 시간은 슬라이딩 접촉부에 존재하는 윤활유의 양이 조금 증가한 것만으로도 큰 폭으로 연장된다. 따라서, 이 슬라이딩 접촉부에 존재하는 윤활유의 양을 조금이라도 늘리는 것이, 전술한 바와 같은, 윤활 불량 상태 발생 후에 적절한 회피 동작을 실행하기 쉽게 하기 위해서 중요하다.

도 28 내지 도 32는 본 발명의 실시형태의 제 11 예를 나타내고 있다. 본 예의 경우에는, 보지기(5q)의 소경측 단부에 마련한 소경측 림부(13q)의 내주면의 적어도 일부를, 각 원추형 롤러(4)의 중심축(자전축)(ο)보다 외륜(2) 및 내륜(3)의 직경방향에 대해서 외측에 위치시키고 있다. 환언하면, 각 원추형 롤러(4)의 축방향 위치가 서로 일치하는 부분에서 비교했을 경우에 있어서, 적어도 소경측 림부(13q)의 일부의 내경을, 각 원추형 롤러(4)의 피치 원 직경보다 크게 하고 있다. 또한, 도시의 예에서는, 소경측 림부(13q)의 내주면을 전체 둘레에 걸쳐서 각 원추형 롤러(4)의 중심축(자전축)(ο)보다 외륜(2) 및 내륜(3)의 직경방향에 대해서 외측에 위치시키고 있다. 또한, 소경측 림부(13q) 중에서 내경을 크게 하는 부분은 이 소경측 림부(13q)를 전체 폭에 걸쳐 관통하는 상태로 커진다.

소경측 림부(13q)는 전체 둘레에 걸쳐서 크게 하는 것이 바람직하지만, 적어도 일부의 내경을 크게 하면, 상기 윤활유의 입수량의 증대를 꾀할 수가 있다. 다만, 내경을 크게 하는 부분에 관해서는 소경측 림부(13q)를 폭방향(축방향)으로 관통하는 상태로 크게 한다.

본 예에서도, 실시형태의 제 6~7 예와 마찬가지로, 대경측 림부(12q)의 내주면의 축방향 중간부에서, 각 오일 유지 오목부(19a)보다 이 대경측 림부(12q)의 외단면에 가까운 부분에, 직경방향 내측을 향해 돌출한 돌조(32)를 전체 둘레에 걸쳐서 형성할 수도 있다. 이러한 구성의 작용 및 효과에 대해서는 제 6 내지 7 예와 같다.

본 예의 경우에는, 소경측 림부(13q)의 내주면의 적어도 일부를, 각 원추형 롤러(4)의 중심축보다 외륜(2) 및 내륜(3)의 직경방향에 대해서 외측에 위치시키고 있다. 따라서, 베어링 내부 공간(34)의 상류단 개구부의 내경측의 부분이 소경측 림부(13q)에 방해받는 일 없이, 크게 개구된 상태로 되어 있다. 이 때문에, 원추형 롤러 베어링(1q)의 주위에 존재하는 윤활유를 포함한 유체를 상기 상류단 개구를 통해서 베어링 내부 공간(34) 내로 입수하기 쉽게 할 수 있다. 이 때문에, 원추형 롤러 베어링(1q)의 주위에 존재하는 윤활유의 양이 부족한 상황하에서도, 이 주위에 존재하는 윤활유를 베어링 내부 공간(34) 내에 효율적으로 입수하여, 상기 슬라이딩 접촉부로 보낼 수 있다. 상기 윤활 불량이 발생한 상태에서, 이 슬라이딩 접촉부에 송입되는 윤활유는 각 오일 유지 오목부(19a) 내에 저류되어 있던 윤활유와, 대경측 림부(12q)의 내주면에서 돌조(32)보다 각 포켓(15q)에 가까운 부분에 저장된 윤활유와, 상기 상류단 개구를 통해서 상기 베어링 내부 공간(34) 내에 입수되는 윤활유의 합계가 된다. 이 때문에, 윤활 불량 상태의 발생시로부터 시저에 의해 회전 불능에 도달할 때까지의 시간을 한층 더 충분히 길게 할 수 있다. 그 외의 부분의 구성 및 작용은, 전술한 각 실시형태 중 어느 하나와 동일하기 때문에, 동등 부분에는 동일 부호를 부여하여 중복되는 설명은 생략한다.

[실시형태의 제 11 예의 효과 확인 시험]

다음에, 본 발명의 효과를 확인하기 위해서 실행한 컴퓨터에 의한 시뮬레이션의 결과에 대해 설명한다. 또한, 이 시뮬레이션은, 윤활 불량이 발생한 상태에서, 각 원추형 롤러(4)의 대경측 단면(10)과 대경측 플랜지부(8)의 축방향 내측면(11)의 슬라이딩 접촉부의 윤활에 제공되어, 이 슬라이딩 접촉부에 존재하는 윤활유의 양을 비교 대상으로 해서 실행했다.

이 비교의 기준으로서 도 33의 (A)에 나타내는 바와 같은, 금속판제의 보지기(5)를 구비한 원추형 롤러 베어링(1) 내에, 윤활 불량 상태에서 상기 슬라이딩 접촉부에 존재하는 윤활유의 양을 「1」로 했다. 도 33의 (A)에 나타낸 기준이 되는 구조 이외는 모두 합성수지제의 보지기로 하고, 대경측 림부 및 소경측 림부의 형상 및 치수 이외의 조건은 서로 동일하게 했다. 시뮬레이션의 조건은 소량 윤활 상태(윤활유의 공급량을 통상시 상태보다 크게 감소시켜서, 그 상태에서는 어느 시저가 발생하는 상태)로 하고, 운전 상태는 외륜(2)을 고정하고 내륜(3)을 3000min-1로 회전시키는 것으로 했다.

상기 시뮬레이션의 대상에는 전술의 도 28 내지 도 32에 나타낸 실시형태의 제 11 예의 구조에 더하여, 도 33의 (B) 및 (C)에 나타낸 비교예 3, 4를 포함했다. 이 중, 도 33의 (B)에 나타낸 비교예 3은 대경측 림부(12r)에 오일 유지 오목부(19a)를 마련하고 있지만, 소경측 림부(13r)가 베어링 내부 공간(34)의 상류단 개구부의 중앙부에 존재한다. 즉, 이 소경측 림부(13r)의 내주면이 각 원추형 롤러(4)의 중심축보다 직경방향에 대해서 내측에 위치하는 구조이다. 이에 대하여, 도 33의 (C)에 나타낸 비교예 4는 소경측 림부(13s)의 내주면을 각 원추형 롤러(4)의 중심축보다 직경방향에 대해서 외측에 위치시키고 있지만, 오일 유지 오목부를 마련하지 않은 구조이다. 또한, 도 33의 (B)에 나타내는 비교예 3은 어디까지나 실시형태의 제 11 예의 효과 확인을 위한 비교 대상에 지나지 않고, 그 구성은 본 발명의 범위에 속하는 것이다.

도 33의 (A)에 나타낸 구조를 기준으로 하여, 본 발명의 실시형태의 제 11 예의 구조 및 상술한 비교예 3, 4의 구조에 관해서, 상기 슬라이딩 접촉부의 윤활에 제공되는 윤활유의 양을 구한 결과를 도 34에 나타낸다.

이 도 34에 결과가 나타난 시뮬레이션으로부터, 본 발명의 실시형태의 제 11 예의 경우, 윤활 불량 상태에서도 상기 슬라이딩 접촉부의 윤활에 제공되는 윤활유의 양을 확보할 수 있는 것을 알 수 있다. 특히, 오일 유지 오목부(19a)를 마련하는 동시에, 내경이 큰 소경측 림부(13q)를 사용함으로써, 이러한 구성을 개별적으로 사용했을 경우에 비해, 상기 슬라이딩 접촉부에 공급 가능한 윤활유의 양을 큰 폭으로, 즉 개개의 효과를 합계한 이상으로, 증량할 수 있는 것을 알 수 있다. 구체적으로는, 개개의 구성에서는 기준 구조에 대해서 약 1.16배 정도의 증량에 머물고 있지만, 조합하는 것에 의해, 약 1.6배의 증량 효과를 얻을 수 있다.

또한, 윤활 불량 상태의 발생 후, 시저와 같이 중대한 손상에 이를 때까지의 시간은 슬라이딩 접촉부에 존재하는 윤활유의 양이 조금 증가한 것만으로도 큰 폭으로 연장된다. 따라서, 이 슬라이딩 접촉부에 존재하는 윤활유의 양을 조금이라도 늘리는 것이, 전술한 바와 같은, 윤활 불량 상태 발생 후에 적절한 회피 동작을 실행하기 쉽게 하기 위해서 중요하다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명의 원추형 롤러 베어링은 철도 차량의 차축이나 구동 장치를 구성하는 전달축이나 자동차용 차동기어를 구성하는 피니언축에 한정되지 않고, 공작기계의 주축이나 각종 산업 기계 장치의 회전축 등, 큰 레이디얼 하중 및 스러스트 하중이 가해지는 상태에서 회전하는 각종 회전축을 지지하는데 이용할 수 있다.

1, 1a 내지 1t : 원추형 롤러 베어링
2, 2a : 외륜 3, 3a : 내륜
4, 4a : 원추형 롤러 5, 5a 내지 5t : 보지기
6, 6a : 외륜 궤도 7, 7a : 내륜 궤도
8 : 대경측 플랜지부 9 : 소경측 플랜지부
10 : 대경측 단면 11 : 축방향 내측면
12, 12a 내지 12s : 대경측 림부 13, 13a 내지 13t : 소경측 림부
14, 14a 내지 14t : 기둥부 15, 15a~15t : 포켓
16 : 굽힘판부 17, 17a : 오일 유지부
18 : 칸막이판부 19, 19a : 오일 유지 오목부
20 : 오목부 21 : 베어링 내부 공간
22, 22a : 금형 23, 23a : 금형
24, 24a : 금형 장치 25 : 댐
26 : 단차 27 : 성형용 오목부
28 : 성형용 볼록부 29a, 29b : 평탄면
30 : 오일 유지 오목부 성형용 볼록부
31 : 오일 유지 오목부의 저면 32 : 돌조
33 : 환상 간극 34 : 베어링 내부 공간
35 : 환상 공간

Claims (15)

1. 내주면에 부분 원추형 오목면형상의 외륜 궤도를 갖는 외륜과,
   상기 외륜의 내경측에 상기 외륜과 동심으로 배치되고, 외주면에 부분 원추형 볼록면형상의 내륜 궤도, 및 상기 내륜 궤도의 대경측 단부로부터 직경방향에 대해서 외측으로 돌출한 대경측 플랜지부를 갖는 내륜과,
   상기 내륜 궤도와 상기 외륜 궤도 사이에 전동 가능하게 배치되고, 각각의 대경측 단면을 상기 대경측 플랜지부의 축방향 측면과 대향시킨 복수의 원추형 롤러와,
   이들 각 원추형 롤러를 보지하기 위한 보지기를 구비하며,
   상기 보지기는, 서로 동심으로, 또한 축방향으로 간격을 두고서 배치된, 각각이 원환형상인 대경측 림부 및 소경측 림부와, 이들 양 림부끼리의 사이에 걸쳐진 복수의 기둥부를 구비하고, 이들 양 림부와 원주방향으로 인접하는 한쌍의 기둥부에 의해 둘레를 둘러싸이는 부분을, 각각 상기 각 원추형 롤러를 보지하기 위한 포켓으로 한 구조를 갖는 것인 원추형 롤러 베어링에 있어서,
   상기 보지기는 합성 수지제이고,
   상기 대경측 림부중에서, 원주방향에 대한 위상이 적어도 상기 포켓의 각각에 정합하는 부분의 내주면 부분에, 원주방향에 관해서 서로 독립한 상태로, 상기 포켓의 각각을 향해서 개구되고, 직경방향 외측으로 오목한 오일 유지 오목부를 마련하고 있고, 상기 오일 유지 오목부의 저면중에서 상기 포켓의 내면에 개구되어 있는 부분이 상기 포켓내에 보지된 원추형 롤러의 대경측 단면에 대향하고 있으며,
   상기 대경측 림부의 내주면이, 상기 보지기의 중심축과 평행한 원통형면, 또는 상기 포켓을 향함에 따라 직경방향 외측으로 향하는 방향으로 경사진 경사면이고,
   상기 내륜 및 상기 외륜의 직경방향에 대해서, 상기 대경측 림부의 외주면의 축방향 양단 연부중, 상기 각 원추형 롤러의 대경측 단면 근방의 단연부인 내단연부의 직경방향 위치를, 상기 외륜의 내주면의 모선과 상기 외륜의 대경측 단면의 모선의 교점의 직경방향 위치보다 외측에 위치시키고 있는 것을 특징으로 하는
   원추형 롤러 베어링.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 오일 유지 오목부의, 상기 보지기의 중심축에 수직한 평면에서 단면형상은, 외경측으로 파인 원호형상으로 되어 있는
   원추형 롤러 베어링.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 오일 유지 오목부의 저부는 상기 포켓을 향함에 따라 직경방향 외측으로 향하는 방향으로 경사져 있는
   원추형 롤러 베어링.
4. 내주면에 부분 원추형 오목면형상의 외륜 궤도를 갖는 외륜과,
   상기 외륜의 내경측에 상기 외륜과 동심으로 배치되고, 외주면에 부분 원추형 볼록면형상의 내륜 궤도, 및 상기 내륜 궤도의 대경측 단부로부터 직경방향에 대해서 외측으로 돌출한 대경측 플랜지부를 갖는 내륜과,
   상기 내륜 궤도와 상기 외륜 궤도 사이에 전동 가능하게 배치되고, 각각의 대경측 단면을 상기 대경측 플랜지부의 축방향 측면과 대향시킨 복수의 원추형 롤러와,
   이들 각 원추형 롤러를 보지하기 위한 보지기를 구비하며,
   상기 보지기는, 서로 동심으로, 또한 축방향으로 간격을 두고서 배치된, 각각이 원환형상인 대경측 림부 및 소경측 림부와, 이들 양 림부끼리의 사이에 걸쳐진 복수의 기둥부를 구비하고, 이들 양 림부와 원주방향으로 인접하는 한쌍의 기둥부에 의해 둘레를 둘러싸이는 부분을, 각각 상기 각 원추형 롤러를 보지하기 위한 포켓으로 한 구조를 갖는 것인 원추형 롤러 베어링에 있어서,
   상기 보지기는 합성 수지제이고,
   상기 대경측 림부중에서, 원주방향에 대한 위상이 적어도 상기 포켓의 각각에 정합하는 부분의 내주면 부분에, 원주방향에 관해서 서로 독립한 상태로, 상기 포켓의 각각을 향해서 개구되고, 직경방향 외측으로 오목한 오일 유지 오목부를 마련하고 있고, 상기 오일 유지 오목부의 저면중에서 상기 포켓의 내면에 개구되어 있는 부분이 상기 포켓내에 보지된 원추형 롤러의 대경측 단면에 대향하고 있으며,
   상기 오일 유지 오목부의 저부는 상기 포켓을 향함에 따라 직경방향 외측으로 향하는 방향으로 경사져 있고,
   상기 내륜 및 상기 외륜의 직경방향에 대해서, 상기 대경측 림부의 외주면의 축방향 양단 연부중, 상기 각 원추형 롤러의 대경측 단면 근방의 단연부인 내단연부의 직경방향 위치를, 상기 외륜의 내주면의 모선과 상기 외륜의 대경측 단면의 모선의 교점의 직경방향 위치보다 외측에 위치시키고 있는 것을 특징으로 하는
   원추형 롤러 베어링.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 오일 유지 오목부의, 상기 보지기의 중심축에 수직한 평면에서 단면형상은, 외경측으로 파인 원호형상으로 되어 있는
   원추형 롤러 베어링.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 오일 유지 오목부에, 상기 포켓측에 있는 개구측 단부로부터 상기 대경측 림부의 외단면측에 있는 안쪽 단부까지 상기 대경측 림부의 내주면보다 직경방향 외측으로 요입(凹入)하는 방향의 깊이를 갖게 하는 것에 의해, 상기 오일 유지 오목부보다 대경측 림부의 외단면측에, 이들 오일 유지 오목부의 내부와 대경측 림부의 외단면을 차단하는 댐을 마련하고 있는
   원추형 롤러 베어링.
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 내륜 및 상기 외륜의 직경방향에 대해서, 상기 대경측 림부의 내주면의 축방향 양단 연부중, 상기 각 원추형 롤러의 대경측 단면 근방의 단연부인 내단연부의 직경방향 위치를, 이들 각 원추형 롤러의 대경측 단면의 중심점의 직경방향 위치보다 내측에 위치시키고 있는
   원추형 롤러 베어링.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 대경측 림부의 내주면의 일부에서 상기 오일 유지 오목부보다 상기 대경측 림부의 외단면 근방 부분에, 직경방향 내측을 향하여 돌출한 돌조를 전체 둘레에 걸쳐서 형성하고 있는
   원추형 롤러 베어링.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 소경측 림부의 내주면을, 상기 각 원추형 롤러의 중심축보다 상기 내륜 및 상기 외륜의 직경방향에 대해서 외측에 위치시키고 있는
    원추형 롤러 베어링.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 보지기는, 열가소성을 갖는 합성 수지를 용융 상태로 금형 장치의 성형용 공간내에, 복수의 송입구를 통해 압력을 가한 상태로 송입함으로써 제조되는 것으로서, 일부에, 다른 송입구로부터 송입된 용융 상태의 합성 수지가 부딪침으로써 생기는 웰드(weld)가 존재하고 있고, 상기 웰드는 상기 양 림부와 상기 각 기둥부의 연속부로부터 벗어난 부분에 존재하는
    원추형 롤러 베어링.
12. 제 1 항 내지 제 6 항 및 제 8 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 있어서,
    차량의 구동원과 구동용 차륜 사이에 마련되어, 상기 구동원의 회전 구동력을 상기 구동용 차륜에 전달하는 차량 구동계를 구성하는 회전축의 지지부에 사용되는
    원추형 롤러 베어링.
13. 제 11 항에 기재된 원추형 롤러 베어링에 조립되는 보지기의 제조 방법에 있어서,
    상기 금형 장치로서, 상기 성형용 공간내에 용융 상태의 합성 수지를 송입하기 위한 송입구를, 상기 성형용 공간중에서 상기 양 림부를 형성하기 위한 림부 성형용 공간 부분에 각각 마련하는 동시에, 상기 각 송입구의 설치 위치를, 이들 양 림부 성형용 공간 부분의 원주방향에 대해서, 이들 양 림부 성형용 공간 부분끼리의 사이에 서로 일치시킨 것을 사용하는 것을 특징으로 하는
    원추형 롤러 베어링용 보지기의 제조 방법.
14. 제 1 항에 기재된 원추형 롤러 베어링에 조립되는 보지기의 제조 방법에 있어서,
    금형 장치로서,
    (1) 서로 동심으로 배치된 한쌍의 금형을 축방향에 대해서 서로 원근 운동시키는 액시얼 드로잉 구조인 것,
    (2) 상기 양 금형의 서로 대향하는 축방향 단면중 한쪽 금형의 축방향 단면에 성형용 오목부가 마련되고, 다른쪽 금형의 축방향 단면에 성형용 볼록부가 마련되어 있는 것, 및
    (3) 상기 한쪽 금형의 축방향 단면에, 상기 오일 유지 오목부를 형성해야 할 오일 유지 오목부 성형용 볼록부가 마련되어 있는 것,
    의 조건을 모두 만족하는 것을 사용하는 것을 특징으로 하는
    원추형 롤러 베어링의 제조 방법.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 한쪽 금형으로서, 상기 오일 유지 오목부 성형용 볼록부의 선단부에 단차부가 존재하는 것을 사용하는
    원추형 롤러 베어링의 제조 방법.

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