KR101504810B1 - 스러스트 롤러 베어링 - Google Patents

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도모유키 요코타
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닛뽄 세이꼬 가부시기가이샤
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Abstract

본 발명은 회전 부분이 고속 회전하는 용도에, 또는 회전 부분을 구성하는 부재 사이의 상대 변위량이 큰 용도에 이용되었을 경우에도, 보지기 소자에 마모나 균열이 발생하는 일이 없고, 또한 스러스트 레이스와 보지기와의 사이에 완충을 일으키는 일이 없이, 이들을 분리 방지를 도모할 수 있는 스러스트 롤러 베어링의 구조를 실현한다. 제 1 보지기 소자(35)를 구성하는 금속판의 두께를 제 2 보지기 소자(36)를 구성하는 금속판의 두께보다 바람직하게는 5/6 이하가 되도록 작게 한다. 또는, 제 2 보지기 소자(56)를 구성하는 금속판의 두께를 제 1 보지기 소자(55)를 구성하는 금속판의 두께보다 바람직하게는 5/6 이하가 되도록 작게 하고 있다.

Description

스러스트 롤러 베어링{THRUST ROLLER BEARING}
본 발명은 자동차의 트랜스미션 등의 회전 부분에 참가하는 스러스트 하중을 지지하기 위해, 이 회전 부분에 조립한 상태로 이용하는 스러스트 롤러 베어링의 개량에 관한 것이다.
트랜스미션 등의 회전 부분에는, 일본 특허 공개 제 평8-109925 호 공보 등에 기재되어 있는 스러스트 롤러 베어링(스러스트 니들 베어링을 포함한다)이 장착되고, 이 스러스트 롤러 베어링에 의해, 이 회전 부분에 참가하는 스러스트 하중이 지지된다. 이러한 스러스트 롤러 베어링은, 상대 회전하는 한쌍의 부재의 축방향 측면을 그대로 스러스트 궤도면으로서 이용하는 경우도 있다. 다만, 이 회전 부분을 구성하는 부재의 한편 또는 양쪽 모두가, 필요로 하는 경도를 확보하는 것이 어려운 재료인 경우, 또는 필요로 하는 평활면으로 가공하는 것이 곤란하거나 성가시다고 하는 경우에는, 스러스트 롤러 베어링에 1개 또는 2개의 레이스를 조합한, 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링이 사용된다.
도 10 및 도 11은 이러한 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링의 일 예를 도시하고 있다. 이 스러스트 롤러 베어링(1)은, 방사방향으로 배열된 복수의 롤러(2)(니들을 포함한다)와, 이러한 롤러(2)를 보지하는 보지기(3)와, 이러한 롤러(2)를 양측에서 협지하는 한쌍의 스러스트 레이스(4a, 4b)에 의해 구성된다. 보지기(3)는, 각각이 단면 U자형으로 전체를 환형 디스크형상으로 만들어진 제 1 보지기 소자(5) 및 제 2 보지기 소자(6)를 중공 원링형상으로 조합해서 구성되고, 도 11에 도시하는 바와 같이 롤러(2)와 동수의 포켓(7)이 방사상으로 배열되어 있다.
제 1 보지기 소자(5)는 강판 등의 금속판에 프레스 가공 등의 소성 가공을 실시하는 것에 의해, 직경방향으로 신장하는 제 1 환형 디스크부(8)의 내주연과 외주연의 각각에, 축방향으로 신장하는 제 1 내경측 원통부(9)와 제 1 외경측 원통부(10)가 서로 동심으로 연속하도록 형성되어 있다. 제 1 환형 디스크부(8)의 원주방향 복수 개소에, 포켓(7)을 구성하기 위한, 각각이 방사방향으로 긴 직사각형의 제 1 관통 구멍(11)이 설치되어 있다. 제 2 보지기 소자(6)도, 강판 등의 금속판에 프레스 가공 등의 소성 가공을 실시하는 것에 의해, 직경방향으로 신장하는 제 2 환형 디스크부(12)의 내주연과 양 주연의 각각에, 축방향으로 신장하는 제 2 내경측 원통부(13)와 제 2 외경측 원통부(14)가 서로 동심으로 연속하도록 형성되어 있다. 제 2 환형 디스크부(12)의 원주방향 복수 개소에도, 포켓(7)을 구성하기 위한, 각각이 방사방향으로 긴 직사각형의 제 2 관통 구멍(15)이 설치되어 있다. 제 1 보지기 소자(5)와 제 2 보지기 소자(6)는, 제 1 관통 구멍(11)과 제 2 관통 구멍(15)을 축방향에 관해서 서로 정합시킨 상태로, 제 1 외경측 원통부(10)의 내경측에 제 2 외경측 원통부(14)를 내측 끼워맞춤하는 동시에, 제 1 내경측 원통부(9)의 외경측에 제 2 내경측 원통부(13)를 외측 끼워맞춤한 상태로 조합된다. 그리고, 제 1 내경측 원통부(9)의 선단연을 직경방향 바깥쪽으로 접어 구부리는 것에 의해서, 서로 분리하는 것이 저지되어 있다.
스러스트 레이스(4a, 4b)는 각각이 충분한 경도를 가지는 금속판에 의해 환형 디스크형상으로 형성되어 있다. 일반적으로 내륜으로 불리는 한쪽(도 10)의 좌쪽)의 스러스트 레이스(4a)의 내주연, 및 일반적으로 외륜으로 불리는 다른쪽(도 10)의 우쪽)의 스러스트 레이스(4b)의 외주연에는, 각각 짧은 원통형상의 플랜지부(16a, 16b)가 형성되어 있다. 직경방향 내측에 배치되는 플랜지부(16a)의 선단부 복수 개소는 직경방향 외측으로, 직경방향 외측에 배치되는 플랜지부(16b)의 선단부 복수 개소는 직경방향 내측으로, 각각 접어 구부러져 걸림고정부(17a, 17b)를 구성하고 있다. 이러한 걸림고정부(17a, 17b)와 보지기(3)의 내주연 또는 외주연을 서로 결합시키고, 스러스트 롤러 베어링(1)의 구성 부품끼리를 서로에 분리하지 않도록 결합하고 있다.
이와 같이 구성되는 스러스트 롤러 베어링(1)은, 도 10에 도시하는 바와 같이, 스러스트 레이스(4b)의 외주연에 형성한 플랜지부(16b)를, 회전 부분을 구성하는 한쪽의 부재인, 케이싱(18)에 형성한 원형 오목형상의 보지부(19)에 내측 끼워맞춤해서, 이 회전 부분에 장착한다. 이 상태에서 스러스트 레이스(4b)의 우면은 보지부(19)의 안쪽면(19a)에 접촉하고, 다른쪽의 스러스트 레이스(4a)의 좌면은 회전 부분을 구성하는 다른쪽의 부재인, 회전축 등의 상대 부재(20)의 단면(20a)에 접촉한다. 이 결과, 이 상대 부재(20)가 케이싱(18)에 대해 회전 가능하게 지지되는 동시에, 이러한 부재(18, 20)끼리의 사이에 작용하는 스러스트 하중이 지지된다. 또한, 케이싱(18)의 보지부(19)의 안쪽면(19a) 또는 상대 부재(20)의 단면(20a)을 궤도면으로 해서, 스러스트 레이스(4a, 4b) 중 한쪽 또는 양쪽이 생략되는 경우도 있다.
이와 같은 스러스트 롤러 베어링(1)의 사용시에, 롤러(2)에는, 원심력에 근거해 보지기(3)의 직경방향 외측으로 향한 힘이 더해진다. 이 힘에 의해, 롤러(2)의 축방향 양단면 중, 보지기(3)의 직경방향 외측이 되는 외경측 단면(21)이 포켓(7)을 구성하는 제 1 관통 구멍(11) 및 제 2 관통 구멍(15)의 주연부 중, 보지기(3)의 직경방향 외측이 되는 외경측 주연부(22a, 22b)에 가압된다. 다만, 외경측 단면(21)은 이러한 외경측 주연부(22a, 22b)에 균등하게 가압되는 것은 아니다. 실제로는, 외경측 단면(21)은, 제조 오차나 보지기(3)의 축방향(도 10의 좌우 방향)의 변위에 근거해, 이러한 외경측 주연부(22a, 22b) 중 한쪽으로 가압된 상태로 서로 미끄럼접촉한다.
이 미끄럼접촉부의 면압 P는 스러스트 롤러 베어링(1)의 사용 회전 속도가 빨라지고, 원심력이 커질수록 높아진다. 또한, 이 미끄럼접촉부는 롤러(2)의 중심축선상으로부터 멀어진 위치에 존재하므로, 이 미끄럼접촉부에 있어서의, 외경측 주연부(22a, 22b)의 한쪽과 외경측 단면(21)과의 미끄러짐 속도 V는 어느 정도 빨라진다. 이와 같이, 이 미끄럼접촉부에 있어서, 면압 P와 미끄러짐 속도 V와의 곱이며, 마모에 대한 영향을 나타내는 파라미터로서 널리 알려져 있는 PV값이 크게 된다. 이 결과, 외경측 주연부(22a, 22b)의 한쪽에 마모에 근거하는 함몰부가 형성되어 버리는 경우가 있다. 이러한 함몰부가 커지면, 포켓(7)내에 보지된 롤러(2)가, 이러한 함몰부가 형성된 제 1 환형 디스크부(8) 또는 제 2 환형 디스크부(12)의 이면측에 파고들어가고, 롤러(2)의 전동이 원활하게 행해지지 않게 된다. 동시에, 제 1 보지기 소자(5)의 우측면이 스러스트 레이스(4b)의 측면으로 가압되거나, 또는 제 2 보지기 소자(6)의 좌측면이 스러스트 레이스(4a)의 측면으로 가압되며, 보지기(3)가 스러스트 레이스(4a, 4b)의 어느 하나에 대해서 상대 회전하는 것에의 저항이 크게 된다. 이 결과, 스러스트 롤러 베어링(1)을 조립한 트랜스미션 등의 기계 장치의 효율이 악화될 뿐만 아니라, 현저한 경우에는 인화 등의 손상에 의해, 이 기계 장치가 정상적으로 작동하지 않게 될 가능성이 있다.
이러한 문제를 일으키는 마모는, 최근의 자동차의 성능 향상에 의해, 트랜스미션의 회전 부분의 회전 속도가 빨라지는 것에 따라, 종래에 비해 발생하기 쉬워지고 있다. 또한, 이러한 마모는, 포켓(7)내에서의 롤러(2)의 변위량이 많은 만큼 발생하기 쉽다. 보지기(3)의 포켓(7)에 보지된 롤러(2)는, 이 포켓(7)내에서 이 보지기(3)의 축방향(도 10의 좌우 방향)으로 변위하는 변위량은 롤러(2)의 전동면과 포켓(7)의 내주연과의 사이의 틈새가 큰 만큼 많아진다. 롤러(2)가 큰 변위량으로 변위하는 것을 허용하는 포켓(7)에서는, 롤러(2)가 변위하기 쉽고, 롤러(2)의 회전 중심과 보지기(3)의 직경방향이 불일치로 되는, 이른바 스큐(skewing)가 발생하기 쉬워진다. 스큐가 발생하면, 롤러(2)의 자전에 수반해서, 롤러(2)가 이동하는 방향으로 따라서, 보지기(3)의 직경방향의 성분이 생긴다. 이 직경방향의 성분이 보지기(3)의 직경방향 외측으로 향하면, 원심력에 근거하는 힘과 더해 합쳐져서, 외경측 단면(21)과 외경측 주연부(22a, 22b)의 어느 하나와의 미끄럼접촉부의 면압 P가 높아지고, 마모가 발생하기 쉬워지게 되는 것으로 생각할 수 있다.
일본 특허 공개 제 2003-172346 호 공보에는, 보지기의 외경측 단부에서, 한쌍의 보지기 소자를 구성하는 금속판끼리를, 보지기의 축방향 중앙부에서 중합한, 스러스트 롤러 베어링의 구조가 기재되어 있다. 이 구조에 의하면, 상술한 바와 같은 마모에 의한 롤러의 미끄러짐을 방지할 수 있는 것이라고 생각할 수 있다. 다만, 이 구조에서는, 보지기의 외주면의 면적이 좁고, 이 외주면과 대향하는 상대면이 이 외주면과의 마찰로 마모할 가능성이 있는 것 등으로부터 이 구조를 적용할 수 있는 부위는 한정되어 버린다. 또한, 금속판끼리의 중합부를 스폿 용접할 필요가 있거나 그 구조가 종래의 구조와 크게 상이하기 때문에, 종래의 설비를 이용할 수 없거나 하기 때문에, 제조 코스트도 올라가는 것이라고 생각할 수 있다.
또한, 일본 특허 공개 제 2002-206525 호 공보에는, 하나의 금속판을 단면 파형으로 형성해서 구성되는 보지기를 구비한, 스러스트 롤러 베어링의 구조가 기재되어 있다. 이 구조에 의하면, 포켓의 형성 위치를 적절히 고안하는 것에 의해, 상술한 바와 같은 마모에 의한 미끄러짐을 방지할 수 있는 것이라고 생각할 수 있다. 다만, 이 구조도 종래의 구조와는 크게 차이가 나기 때문에, 종래의 설비를 이용하면서, 상술한 바와 같은 마모를 방지하는 효과를 가져올 수 없다.
이것에 대해서, 일본 특허 공개 제 2005-164023 호 공보에는, 동적 토크의 저감과 보지기의 이상 마모 방지를 목적으로 한, 도 12에 나타내는 구조의 스러스트 롤러 베어링(1a)이 기재되어 있다. 이 개량형의 스러스트 롤러 베어링(1a)을 구성하는 보지기(3a)나, 제 1 보지기 소자(5a)와 제 2 보지기 소자(6a)를 중공 원링형상으로 조합해 구성되고, 롤러(2a)와 동수의 포켓(7a)이 보지기(3a)의 중심으로 관계해 방사상으로 배열되어 있다. 또한, 이 보지기(3a)의 직경방향에 관해서, 롤러(2a)의 각각의 외경측 단면(21a)과 내경측 단면(23)의 각각은 롤러(2a)의 중심축상에 그 곡률 중심을 갖는 부분 구형상 볼록면으로서 이러한 중앙부가 가장 축방향으로 돌출하도록 구성되어 있다.
이 개량형의 스러스트 롤러 베어링(1a)을 구성하는 보지기(3a)에서는, 포켓(7a)을 구성하기 위해서, 제 1 보지기 소자(5a)의 제 1 환형 디스크부(8a)에 제 1 관통 구멍(11a)이, 제 2 보지기 소자(6a)의 제 2 환형 디스크부(12a)에 제 2 관통 구멍(15a)이 각각 형성되어 있다. 특히, 제 2 관통 구멍(15a)은 제 2 환형 디스크부(12a)의 외주연까지 개구되어 있다. 그리고, 포켓(7a)의 각각 보지한 롤러(2a)가 보지기(3a)의 직경방향에 관해서 가장 외측으로 변위한 상태에서, 외경측 단면(21a)의 중심부와 제 2 보지기 소자(6a)의 제 2 외경측 원통부(14a)의 내주면이 도 12의 (B)에 작은 파선 원으로 표시한 접촉부(24) 부분에서 접촉한다. 접촉부(24)에 대응하는 중심부의 미끄러짐 속도 V는 낮기 때문에, 접촉부(24) 부분에서의 PV값은 낮게 억제되어 외경측 단면(21a)의 중심부와 제 2 외경측 원통부(14a)의 내주면과의 접촉부의 마찰 저항 및 마모는 경미하게 억제된다. 이 개량형의 스러스트 롤러 베어링(1a)은 회전 저항(동적 토크)의 저감과 내구성의 향상의 면에서는 유리하지만, 이 구조와 스러스트 레이스를 조합해서 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링을 구성했을 경우에, 보지기(3a)와 스러스트 레이스(4b)와의 분리 방지, 보지기(3a)와 스러스트 레이스(4b)와의 원활한 상대 회전의 확보 등을 고려했을 경우 개량의 여지가 있다.
도 13은 도 10에 기재된 스러스트 레이스(4b)에, 도 12에 기재된 것과 같은 개량형의 스러스트 롤러 베어링(1b)을 단지 조합한 구조를 나타내고 있다. 이 구조에서는, 스러스트 롤러 베어링(1b)을 구성하는 제 1 보지기 소자(5b)의 제 1 환형 디스크부(8b)와, 스러스트 레이스(4b)의 레이스부(25)를 대향시키고 있다. 또한, 이 스러스트 레이스(4b)와 보지기(3b)와의 분리를 방지하기 위해서, 스러스트 레이스(4b)의 플랜지부(16b)에 형성한 복수의 걸림고정부(17b)를, 제 1 보지기 소자(5b)의 제 1 외경측 원통부(10b)의 선단연보다도 레이스부(25)와 축방향 반대측에 존재시키고 있다. 게다가, 플랜지부(16b)의 내주면으로부터의 걸림고정부(17b)의 각각의 돌출량 L을 제 1 외경측 원통부(10b)의 두께 T1 미만(L＜T1)으로 하고 있다.
이 구조의 경우, 제 1 외경측 원통부(10b)의 두께 T1이 충분히 크면, 걸림고정부(17b)의 돌출량 L을 확보하고, 이러한 걸림고정부(17b)와 보지기(3b)의 제 1 외경측 원통부(10b)의 선단부와의 맞물림량(직경방향의 중복량)을 충분히 확보하고, 스러스트 레이스(4b)와 보지기(3b)와의 분리 방지를 확실히 도모할 수 있다. 다만, 이 스러스트 롤러 베어링(4b)에서는, 보지기(3b)를 구성하는 한쌍의 보지기 소자(5a, 6b)를 구성하는 금속판의 두께가 서로 동일하기 때문에, 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링의 사이즈, 특히 축방향에 관한 두께 치수에 따라서는, 보지기(3b)의 강도 및 강성을 확보하면서, 제 1 외경측 원통부(10b)의 두께를 확보하는 것이 어려워진다.
예를 들어, 스러스트 레이스(4b)의 두께와 롤러(2a)의 직경과의 합계인, 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링 전체적으로의 축방향 두께가 2.5 내지 6㎜ 정도인 경우에는, 이러한 문제가 현저하게 된다. 즉, 이 축방향 두께가 6㎜ 이하의 경우에는, 보지기의 강도 및 강성의 확보를 고려했을 경우, 제 1 외경측 원통부(10b)의 두께가 상당히 작아지고, 걸림고정부(17b)와 제 1 외경측 원통부(10b)의 선단부와의 맞물림량이 너무 작아져서, 스러스트 레이스(4b)와 보지기(3b)와의 분리 방지가 불확실하게 된다. 또한, 축방향 두께가 2.5㎜ 미만의 경우에는, 각 부의 두께 치수가 너무 작아져서, 실용 가능한 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링으로서 성립하지 않는다.
도 14에 나타내듯이, 제 1 외경측 원통부(10b)의 두께에 관계없이, 걸림고정부(17c)의 돌출량을 크게 하면, 스러스트 레이스(4b)와 보지기(3b)와의 분리 방지를 확실히 도모할 수 있지만, 그 대신에 걸림고정부(17c)의 각각의 선단부와 제 2 보지기 소자(6b)의 외주연부가 간섭해 버린다. 제 2 보지기 소자(6b)의 외주연부는 원주방향에 관해서 등간격으로 존재하는 제 2 관통 구멍(15b)의 단부에 근거해서, 치차형상(오목 볼록 형상)으로 되어 있다. 이 때문에, 이 부분의 간섭에 의해서, 현저한 진동이 발생할 뿐만 아니라, 회전 저항 및 마모가 현저해진다.
보지기와의 분리 방지용의 걸림고정부를, 스러스트 레이스의 플랜지부의 선단부를 전체 원주에 걸쳐서 접어 구부리는 것으로 형성하면, 이 걸림고정부의 단연을 원주방향에 걸쳐서 매끄럽게 할 수 있다. 다만, 레이스 스러스트 베어링은, 조립 방향을 잘못하면, 윤활 불량에 의해 내구성이 손상되는 등의 문제가 있기 때문에, 이 문제가 발생하는 역조립을 방지하기 위해서, 스러스트 레이스의 플랜지부의 선단연에는, 직경방향 외측으로 돌출하는 복수의 역조립 방지용 돌기부를 마련할 필요가 있지만, 이 구조에서는 이러한 역조립 방지용 돌기부를 형성할 수 없다. 이것에 대해서, 역조립 방지용의 구조로서 스러스트 레이스(4a)(도 10 참조)의 외경을, 스러스트 레이스(4b)의 외경 및 케이싱(18)의 보지부(19)의 내경보다 크게 한 구조로 하는 것을 생각할 수 있다. 그렇지만, 이 구조에서는, 스러스트 레이스(4a)의 외경이 크게 되는 기인해서, 이 스러스트 레이스(4a)의 중량이 커지거나 조립부의 구조가 한정되거나 윤활유의 유로 면적이 좁아지는 등의 불이익이 있다.
또한, 스러스트 롤러 베어링(1)과 한쌍의 스러스트 레이스(4a, 4b)를 조합한 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링은, 회전 부분을 구성하고, 이 레이스 스러스트 베어링을 지지하는 2개의 부재 사이의 상대 편심량이 커지는 용도에 적용되는 경우가 있다. 이 경우에, 이 상대 편심량이 베어링 내부의 틈새, 즉 제 1 보지기 소자(5)의 제 1 외경측 원통부(10)의 외주면과 스러스트 레이스(4b)의 플랜지부(16b)의 내주면과의 사이의 틈새, 또는 제 1 보지기 소자(5)의 제 1 내경측 원통부(9)의 내주면과 스러스트 레이스(4a)의 플랜지부(16a)의 외주면과의 사이의 틈새를 상회하면, 스러스트 레이스(4a, 4b)의 어느 하나와 제 1 보지기 소자(5)의 사이에 간섭이 발생하고, 이 간섭에 기인하여, 제 1 보지기 소자(5)에 마모가 발생한다고 하는 문제가 발생한다. 제 2 보지기 소자(5)의 제 1 내경측 원통부(9)의 선단연은 크림핑되어 있고, 제 2 보지기 소자(6)의 제 2 내경측 원통부(13)에 고정되고 있는데 반해, 제 1 보지기 소자(5)의 제 1 외경측 원통부(10)의 선단연은 크림핑되어 있지 않고, 제 2 보지기 소자(6)의 제 2 외경측 원통부(14)와의 사이에 약간의 틈새가 발생할 가능성이 있다. 이 경우, 제 1 외경측 원통부(10)와 스러스트 레이스(4b)와의 접촉에 의해, 제 1 외경측 원통부(10)에 굴곡이 발생하고, 제 1 환형 디스크부와 제 1 외경측 원통부(10)의 연속부의 내측의 R부가 응력 집중부로 되고, 제 1 보지기 소자(5)에 균열이 발생할 가능성이 있다.
일본 특허 공개 제 평8-109925 호 공보 일본 특허 공개 제 2003-172346 호 공보 일본 특허 공개 제 2002-206525 호 공보 일본 특허 공개 제 2005-164023 호 공보 일본 특허 공개 제 평11-247868 호 공보 일본 실용신안 공개 제 평1-67328 호 공보
본 발명은, 상술과 같은 사정에 감안하여, 스러스트 롤러 베어링을 제조하기 위한 기존의 설비를 이용하면서, 회전 부분이 고속 회전하는 용도에 이용되었을 경우에도, 스러스트 롤러 베어링을 구성하는 보지기에 설치된 포켓의 내주연의 마모 방지를 효과적으로 도모할 수 있는 스러스트 롤러 베어링을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또는, 회전 부분을 구성하는 부재 사이의 상대 변위량이 큰 용도에 이용되는 경우에도, 보지기를 구성하는 제 1 보지기 소자의 제 1 외경측 원통부의 마모나 제 1 외경측 원통부와 제 1 환형 디스크부와 연속부에 균열이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 스러스트 롤러 베어링을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 축방향의 두께가 작고, 보지기를 구성하는 금속판의 두께 치수를 크고 하기 어려운 박형의 스러스트 레이스와 스러스트 롤러 베어링을 조합한, 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링에 있어서, 스러스트 레이스와 보지기의 분리 방지 효과를 충분히 얻을 수 있고, 또한 스러스트 레이스와 보지기와의 사이에 유해한 간섭이 생기지 않는 구조의 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 스러스트 롤러 베어링은,
금속판을 굽힘형성해서 구성되고, 방사방향으로 긴 제 1 관통 구멍이 원주방향으로 복수 개소에 설치된 제 1 환형 디스크부와, 제 1 환형 디스크부의 내주연에 형성된 제 1 내경측 원통부와, 제 1 환형 디스크부의 외주연에 형성된 제 1 외경측 원통부를 구비한 제 1 보지기 소자와,
금속판을 굽힘형성해서 구성되고, 방사방향으로 긴 제 2 관통 구멍이 원주방향으로 제 1 관통 구멍과 동일한 피치로 복수 개소에 설치된 제 2 환형 디스크부와, 제 2 환형 디스크부의 내주연에 형성된 제 2 내경측 원통부와, 제 2 환형 디스크부의 외주연에 형성된 제 2 외경측 원통부를 구비한 제 2 보지기 소자로 이뤄지고,
제 1 보지기 소자와 제 2 보지기 소자가,
제 1 관통 구멍과 제 2 관통 구멍을 축방향으로 서로 정합시킨 상태로, 제 1 외경측 원통부의 내경측에 제 2 외경측 원통부를 내측 끼워맞춤하는 동시에, 제 1 내경측 원통부의 외경측에 상기 제 2 내경측 원통부를 외측 끼워맞춤하는 것에 의해, 축방향으로 중합되어서 구성된 보지기와,
상기 보지기의 제 1 관통 구멍 및 제 2 관통 구멍에 의해 구성된 복수의 포켓의 각각에 전동 가능하게 배치된 복수 라인의 롤러를 구비한다.
특히, 본 발명의 스러스트 롤러 베어링은, 제 1 보지기 소자를 구성하는 금속판의 두께와 제 2 보지기 소자를 구성하는 금속판의 두께를 상이하게 하고 있다. 구체적으로는, 제 1 보지기 소자를 구성하는 금속판의 두께를 제 2 보지기 소자를 구성하는 금속판의 두께보다 작게 하고 있거나, 또는 제 2 보지기 소자를 구성하는 금속판의 두께를 제 1 보지기 소자를 구성하는 금속판의 두께보다 작게 하고 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 통상은, 이러한 보지기 소자를 구성하는 금속판의 두께를 조정하지만, 가능한 경우에는, 제 1 환형 디스크부와 제 2 환형 디스크부의 두께는 동일하게 하고, 제 1 보지기 소자의 제 1 내경측 원통부 및 제 1 외경측 원통부의 두께를 제 2 보지기 소자의 제 2 내경측 원통부 및 제 2 외경측 원통부의 두께보다 작게 하건, 또는 제 2 보지기 소자의 제 2 내경측 원통부 및 제 2 외경측 원통부의 두께를 제 1 보지기 소자의 제 1 내경측 원통부 및 제 1 외경측 원통부의 두께보다 작게 한다고 하는 구성에 의해, 동일한 효과를 얻을 수도 있다.
상기 롤러의 각각의 축방향 양단면 중, 적어도 상기 보지기의 외경측의 단면은, 곡률 중심이 이러한 롤러의 중심축상에 존재하는, 부분 구면형상의 볼록면이며, 제 2 보지기 소자의 제 2 관통 구멍이 제 2 환형 디스크부의 외주연까지 형성되어 있고, 상기 롤러가 각각 상기 보지기의 직경방향 외측으로 변위한 상태에서, 이러한 롤러의 외경측 단면의 중앙부만이 제 2 외경측 원통부의 내주면과 접촉하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 1 형태의 스러스트 롤러 베어링에서는, 제 1 보지기 소자를 구성하는 금속판의 두께가, 제 2 보지기 소자를 구성하는 금속판의 두께의 5/6 내지 1/2의 범위에 있는 것이 바람직하고, 2/3 이하인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 제 2 형태는,
본 발명의 스러스트 롤러 베어링과,
경질 금속판을 굽힘형성해서 구성되고, 환형 디스크형상의 레이스부와, 이 레이스부의 외주연에 형성된 원통형상의 플랜지부와, 이 플랜지부의 선단연의 원주방향 복수 개소로부터 직경방향 내측으로 돌출하도록 형성되고, 내접원의 직경이 상기 보지기의 외경 미만인 걸림고정부를 구비하고, 상기 보지기와 상대 회전이 가능한 한편 비분리로 조합된 적어도 하나의 스러스트 레이스를 구비한, 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링에 관한 것이다.
특히, 본 발명의 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링은,
제 1 보지기 소자의 제 1 환형 디스크부와, 상기 적어도 하나의 스러스트 레이스의 레이스부가 대향하고 있고, 상기 걸림고정부는 제 1 보지기 소자의 제 1 외경측 원통부의 선단연보다 상기 레이스부와 축방향 반대측에 존재하고 있고,
제 2 보지기 소자를 구성하는 금속판의 두께가 제 1 보지기 소자를 구성하는 금속판의 두께의 5/6 이하이며,
상기 플랜지부의 내주면으로부터의 상기 걸림고정부의 돌출량이 제 1 외경측 원통부의 두께 미만인 것이 바람직하다. 또한, 제 2 보지기 소자를 구성하는 금속판의 두께가 제 1 보지기 소자를 구성하는 금속판의 두께의 2/3 이하인 것이 보다 바람직하고, 1/2 이하인 것이 특히 바람직하다.
상기 플랜지부의 선단연의 원주방향 복수 개소에서, 원주방향에 관한 위상이 상기 걸림고정부로부터 제외된 위치에, 직경방향 외측으로 돌출하는 복수의 역조립 방지용 돌기부가 설치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 스러스트 레이스의 두께와 상기 롤러의 직경과의 합계가 2.5 내지 6㎜의 범위에 있는 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링에, 본 발명은 매우 적합하게 적용된다.
본 발명에서는, 종래와 같이, 보지기 소자를 동일한 두께의 금속판에 의해 구성하는 것이 아니라, 제 1 보지기 소자와 제 2 보지기 소자를 적어도 원통부에 있어서, 그 두께를 상이하게 하고, 스러스트 롤러 베어링이, 회전 부분이 고속 회전하는 용도나 회전 부분을 구성하는 부재 사이의 상대적 변위량이 큰 용도에 적용되는 경우에서도, 보지기를 구성하는 이러한 보지기 소자에 마모나 균열이 발생하는 것이 효과적으로 방지된다. 즉, 보지기에 필요로 되는 강도 및 강성은 금속판의 두께를 두껍게 한 한쪽의 보지기 소자에 의해 확보되고, 다른쪽의 보지기 소자의 금속판의 두께 치수를 작게 억제할 수 있다. 이것에 의해, 보지기 전체적으로의 축방향 치수 및 직경방향 치수를 크게 하는 일이 없이, 보지기 소자의 마모나 균열에 대한 내성을 강화할 수 있다. 어느 하나의 보지기 소자의 두께를 크게 하는 가에 대해서는 상기의 용도에 의해 결정된다.
어느 경우에도, 롤러의 양단면 중 적어도 외경측 단면을 부분 구면형상의 볼록면으로 하고, 제 2 보지기 소자의 제 2 관통 구멍을 제 2 환형 디스크부의 외주연까지 신장시키는 것에 의해, 이러한 부재가 서로 스치는 것을 방지하는 동시에, 롤러가 보지기의 직경방향 외측으로 변위한 상태에서도, 각각의 롤러의 외경측 단면의 중앙부만이 제 2 외경측 원통부의 내주면과 접촉하도록 하고, 이들이 서로 스쳤을 경우에도, 그 미끄럼접촉부의 PV값을 낮게 억제하고 있다.
회전 부분이 고속 회전하는 용도에서는, 제 2 보지기 소자를 구성하는 금속판의 두께가 보다 두꺼워지도록 설정하는 것에 의해, 제 2 보지기 소자에 마모에 대한 내성을 부여하고 있기 때문에, 제 2 보지기 소자와 롤러의 외경측 단면이 서로 스쳤을 경우에서도, 제 2 보지기 소자가 마모해 버리는 것이 효과적으로 억제된다.
또한, 본 발명의 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링에서는, 스러스트 레이스의 플랜지부의 선단부에 마련한 복수의 걸림고정부와, 제 1 보지기 소자의 제 1 외경측 원통부의 선단연과의 결합에 의해, 보지기와 스러스트 레이스와의 분리 방지를 도모하고 있다. 특히, 본 발명에서는, 제 1 보지기 소자의 금속판의 두께를 제 2 보지기 소자의 금속판의 두께보다 크게 하고 있다. 이것에 의해, 보지기 전체적으로의 축방향 치수 및 직경방향 치수를 크게 하는 일이 없이, 걸림고정부와 결합하는 제 1 보지기 소자의 제 1 외경측 원통부의 직경방향 두께를 확보할 수 있다. 또한, 이 구성은 회전 부분의 부재 사이의 상대적 편심량이 커지는 용도에 매우 적합하게 적용된다. 즉, 스러스트 레이스의 플랜지부와 제 1 외경측 원통부나 제 1 내경측 원통부와의 적극적인 간섭이 생겨도, 이러한 원통부의 마모에 대한 내성이 향상하고 있기 때문에, 이러한 원통부가 마모해 버리는 것이 효과적으로 억제된다. 또한, 크림핑이 없는 측의 원통부가 스러스트 레이스와 접촉하는 것에 기인하고, 이 원통부에 굴곡이 발생했다고 해도, 굴곡량이 감소하고, 이 원통부와 환형 디스크와의 연속부에의 응력 집중이 경감되어, 이러한 원통부의 균열이 효과적으로 방지된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태의 제 1 예를 나타내는 부분 단면도이다.
도 2는 도 1의 A-A 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태의 제 2 예를 나타내는 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 3 예를 나타내는 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 3 예의 보지기를 나타내는 부분 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시형태의 제 4 예를 나타내는 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시형태의 제 1 예를 나타내는 부분 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시형태의 제 2 예를 나타내는 부분 단면도이다.
도 9의 (A)는 본 발명의 제 2 실시형태의 제 3 예를 나타내는 부분 단면도이며, 도 9의 (B)는 도 9의 (A)의 우측의 스러스트 레이스를 도 9의 (A)의 좌측에서 본 상태로 나타내 보이는 정투영도이다.
도 10은 종래 구조의 제 1 예를 나타내는 부분 단면도이다.
도 11은 종래 구조의 제 1 예의 보지기를 취출해서 축방향에서 본 부분 측면도이다.
도 12의 (A)는 종래 구조의 제 2 예를 나타내는 부분 단면도이며, 도 12의 (B)는 도 12의 (A)의 a-a 단면도이다.
도 13은 종래 구조의 제 2 예의 스러스트 롤러 베어링과 종래의 스러스트 레이스를 단순히 조합한 구조의 부분 단면도이다.
도 14는 도 13에 나타낸 구조의 경우에 생기는 문제를 설명하기 위한 부분 단면도이다.
[제 1 실시형태의 제 1 예]
도 1 및 도 2는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 1 예를 나타내고 있다. 본 예의 스러스트 롤러 베어링(31)의 보지기(33)는 각각이 단면 U자형으로 전체를 환형 디스크형상에 형성한 제 1 보지기 소자(35) 및 제 2 보지기 소자(36)를 중공 원링형상으로 조합해 구성되어 있고, 롤러(32)와 동수의 포켓(37)이 보지기(33)의 중심에 관련해서 방사상으로 배열되어 있다. 또한, 보지기(33)의 직경방향에 관해서, 롤러(32)의 외경측 단면(46) 및 내경측 단면(48)은 각각 이러한 롤러(32)의 중심축(α)상에 그 곡률 중심을 가지는 구상 볼록면으로 하고 있다. 따라서, 외경측 단면(46) 및 내경측 양단면(48)은 모두 각각의 중앙부가 가장 축방향으로 돌출하고 있다.
제 1 보지기 소자(35) 및 제 2 보지기 소자(36)는 모두 강판, 스테인리스 강판 등의 금속판에 프레스 가공 등의 소성 가공을 실시하는 것에 의해 형성된다. 제 1 보지기 소자는 제 1 환형 디스크부(38)와, 제 1 환형 디스크부(38)의 내주연으로부터 축방향 한쪽측으로 절곡되어서 설치된 제 1 내경측 원통부(39)와, 제 1 환형 디스크부(38)의 외주연로부터 축방향 한쪽측으로 절곡되고, 제 1 내경측 원통부(39)와 동심으로 설치된 제 1 외경측 원통부(40)를 구비한다. 제 1 환형 디스크부(38)의 원주방향 복수 개소에는, 포켓(37)을 구성하는, 각각이 방사방향으로 긴 직사각형의 제 1 관통 구멍(31)이 등간격으로 설치되어 있다. 제 2 보지기 소자(36)도 제 2 환형 디스크부(42)와 제 2 환형 디스크부(42)의 내주연으로부터 축방향 한쪽측으로 절곡되어서 설치된 제 2 내경측 원통부(43)와, 제 2 환형 디스크부(42)의 외주연로부터 축방향 한쪽측으로 절곡되고, 제 2 내경측 원통부(43)와 동심으로 설치된 제 2 외경측 원통부(44)를 구비한다. 제 2 환형 디스크부(42)의 원주방향 복수 개소에도, 포켓(37)을 구성하는, 각각이 방사방향으로 긴 직사각형의 제 2 관통 구멍(31)이 등간격으로 설치되어 있다.
본 예에서는, 제 1 보지기 소자(35)를 구성하는 금속판의 두께 T는 제 2 보지기 소자(36)를 구성하는 금속판의 두께 t보다 작게 되어 있다(T＜t). 구체적으로는, 제 1 보지기 소자(35)의 금속판의 두께 T를 제 2 보지기 소자(36)의 금속판의 두께 t의 5/6 내지 1/2로 되는 범위로 설정하고 있다(T=(5/6 내지 1/2)t 또는 t=(1.2 내지 2)T). 일 예로서는, 제 1 보지기 소자(35)를 구성하는 금속판의 두께 T를 0.4㎜, 제 2 보지기 소자(36)를 구성하는 금속판의 두께 t를 0.5㎜로 하는 것을 들 수 있다. 다만, 제 1 보지기 소자(35)에 필요로 되는 강도 및 강성을 확보 가능한 한, 상기의 범위에서, 제 2 보지기 소자(36)의 두께 치수를 크게 하는 것이 바람직하고, 또한 제 1 보지기 소자(35)의 금속판의 두께 T가 제 2 보지기 소자(36)의 금속판의 두께 t의 1/2 이하가 되도록 설정하는 것도 가능하다. 또한, 필요에 따라서, 제 1 보지기 소자(35) 및 제 2 보지기 소자(36)를 구성하는 금속판 전체를 이러한 관계로 하는 것이 아니라, 제 1 환형 디스크부(38)와 제 2 환형 디스크부(42)의 두께 치수는 동일하게 하고, 제 1 내경측 원통부(39)와 제 2 내경측 원통부(43)와의 두께 치수의 관계, 및 제 1 외경측 원통부(40)와 제 2 외경측 원통부(44)와의 두께 치수의 관계에 대해서만, 상기의 범위에서 상이하게 해도 좋다. 또한, 제 1 환형 디스크부(38)와 제 2 환형 디스크부(42)의 두께 치수 및 제 1 내경측 원통부(39)와 제 2 내경측 원통부(43)의 두께 치수는 모두 동일하게 하고, 제 1 외경측 원통부(40)와 제 2 외경측 원통부(44)와의 두께 치수의 관계만을 상기의 범위에서 상이하게 할 수도 있다.
제 1 보지기 소자(35)와 제 2 보지기 소자(36)는 제 1 관통 구멍(31)과 제 2 관통 구멍(35)을 축방향에 관해서 서로 정합시킨 상태로, 제 1 외경측 원통부(40)의 내경측에 제 2 외경측 원통부(44)를 내측 끼워맞춤하는 동시에, 제 1 내경측 원통부(39)의 외경측에 제 2 내경측 원통부(43)를 외측 끼워맞춤한 상태로 조합해서, 보지기(33)를 구성한다. 이러한 원통부의 끼워맞춤 상태를 단단하게 조이던가, 또는 제 1 외경측 원통부(40)의 선단연을 직경방향 내측으로 절곡하는 것 등에 의해, 서로의 분리가 방지되어 있다.
또한, 본 예의 경우, 제 1 관통 구멍(41), 제 2 관통 구멍(45)을, 종래 구조에 비해, 제 1 환형 디스크부(38) 및 제 2 환형 디스크부(42)의 직경방향 외측 가까운 부분에 각각 형성하고 있다. 이 때문에, 본 예의 경우, 제 2 관통 구멍(45)은 제 2 환형 디스크부(42)의 외주연까지 개구되어 있다. 그리고, 각각의 포켓(37)에 보지된 롤러(32)가 보지기(33)의 직경방향에 관해서 가장 외측으로 변위한 상태로, 롤러(32)의 외경측 단면(46)의 중심부와 제 2 외경측 원통부(44)의 내주면이 접촉하도록 하고 있다. 또한, 제 1 환형 디스크부(38)와 제 2 환형 디스크부(42)의 간격 D, 보지기(33)의 원주방향에 관한 제 1 관통 구멍(41)의 폭 W41, 보지기(33)의 원주방향에 관한 제 2 관통 구멍(45)의 폭 W45를 적절히 규제하는 것에 의해, 각각의 포켓(37)내에서의 롤러(32)의 전동(자전)을 가능하게 하면서, 이러한 포켓(37)내에서의 롤러(32)의, 보지기(33)의 축방향(도 1및 도 2의 좌우 방향)에 관한 변위량 L을, 모든 포켓(37)에 있어서의, 모든 롤러(32)에 관해서, 0.7㎜ 이하에 억제하고 있다. 또한, 이 변위량 L은, 도 2에 있어서, 파선으로 나타내듯이, 롤러(32)가 기준면인 제 1 환형 디스크부(38)의 우면으로부터 최대로 돌출한 경우의 변위량과 롤러(32)가 기준면으로부터 최소로 돌출한 경우의 변위량과의 차이로서 나타내거나, 또는 롤러(32)가 기준면으로부터 최대로 돌출한 경우의 변위량과 롤러(32)가 기준면으로부터 최대로 인입된 경우의 변위량과의 합으로서 나타내진다.
또한. 본 예에서는, 보지기(33)의 축방향의 위치를 포켓(37)의 연부와 롤러(32)의 전동면으로 규제하는, 소위 롤러 탑재 구조로 하는 것이 바람직하다. 롤러 탑재의 구조를 채용하면, 롤러(32)의 스큐를 보다 유효하게 방지할 수 있다. 또한, 롤러 탑재의 구조를 채용했을 경우, 이러한 롤러(32)의 일부가 항상 보지기(33)의 축방향 양단면으로부터 돌출한 상태가 된다. 그리고, 보지기(33)의 축방향에 관한 변위량 L은 상술한 바와 같이 롤러(32)가 기준면으로부터 최대로 돌출한 경우의 변위량과 롤러(32)가 기준면으로부터 최소로 돌출한 경우의 변위량과의 차이로서 나타내진다.
본 예의 스러스트 롤러 베어링(31)에서는, 롤러(32)의 외경측 단면(46)과 포켓(37)을 구성하는 제 1 관통 구멍(41) 및 제 2 관통 구멍(45)의 주연부 중, 보지기(33)의 직경방향 외측이 되는 외경측 주연부(47a, 47b)가 서로 스치는 것이 방지된다. 또한, 이들이 서로 스쳤을 경우에서도, 미끄럼접촉부의 PV값을 낮게 억제할 수 있다. 즉, 롤러(32)의 외경측 단면(46)의 중심부와 제 2 외경측 원통부(44)의 내주면이, 도 2에 작은 파선 원으로 나타낸 접촉부(24)와 접촉하는 것에 의해, 롤러(32)의 외경측 단면(46)의 중심으로부터 벗어난 부분과 제 1 관통 구멍(41) 및 제 2 관통 구멍(45)의 주연부가 서로 스치는 것이 방지된다. 접촉부(24)에 대응하는 중심부의 미끄러짐 속도 V는 낮기 때문에, PV값은 낮게 억제되어, 외경측 단면(46)의 중심부와 제 2 외경측 원통부(44)의 내주면과의 접촉부의 마모는 경미하게 억제된다. 또한, 제 2 보지기 소자(36)를 구성하는 금속판의 두께 t를 두껍게 설정하고 있기 때문에, 제 2 보지기 소자(36)의 제 2 외경측 원통부(44)의 내주면에는 마모에 대한 내성이 부여되어 있다.
또한, 본 예에서는, 롤러(32)의 변위량 L을 0.7㎜ 이하로 억제하고 있기 때문에, 포켓(37)내에서의 롤러(32)의 변위가 제한된다. 이 때문에, 이러한 롤러(32)가 크게 스큐하는 일도 방지된다. 따라서, 만일 외경측 단면(46)과 외경측 주연부(47a, 47b)가 근접하고 있고, 롤러(32)가 스큐하는 것에 기초를 두어, 외경측 단면(46)과 외경측 주연부(47a, 47b)가 서로 스쳤다고 해도, 이러한 미끄럼접촉부의 면압 P가 높아지는 것이 억제된다. 이와 같이, 이 미끄럼접촉부의 PV값의 상승을 억제하는 것에 의해, 제 1 관통 구멍(41) 및 제 2 관통 구멍(45)의 외경측 주연부(47a, 47b)에 롤러(32)의 미끄러짐에 결부될 정도의 마모가 발생하는 것이 방지된다.
또한, 본 예에서는, 종래 구조의 보지기를 제조하기 위한 기존의 설비를 이용할 수 있다. 따라서, 실시에 수반하는 제조 코스트의 증대를 억제할 수도 있다. 또한, 롤러(32)의 외경측 단면(46)의 중심부와 제 2 외경측 원통부(44)의 내주면을 접촉부(24)로 접촉시키도록 구성하면, 반드시 변위량 L을 0.7㎜ 이하로 억제할 필요는 없다. 반대로, 변위량 L을 0.7㎜ 이하로 억제했을 경우에는, 반드시 롤러(37)의 외경측 단면(46)의 중심부와 제 2 외경측 원통부(44)의 내주면을 접촉부(24)로 접촉시킬 필요는 없다. 또한, 본 예에 있어서의, 제 1 보지기 소자(35)와 제 2 보지기 소자(36)의 두께 치수의 관계를, 도 10의 종래 구조에 적용했을 경우에서도, 제 2 보지기 소자(36)의 제 2 외경측 원통부(44)의 내성의 향상이라고 하는 효과를 얻는 것은 가능하다.
[제 1 실시형태의 제 2 예]
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태의 제 2 예를 나타내고 있다. 본 예의 경우에는, 보지기(33a)를 구성하는 제 1 보지기 소자(35a)와 제 2 보지기 소자(36a)를 비분리로 결합하기 때문에, 제 1 내경측 원통부(39a)의 선단연을 직경방향 외측으로 절곡하고 있다. 그 외의 부분의 구성 및 작용은 제 1 실시형태의 제 1 예와 동일하다.
[제 1 실시형태의 제 3 예]
도 4 및 도 5는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 3 예를 나타내고 있다. 본 예의 경우에는, 제 2 보지기 소자(36b)의 외주연부에 형성한 제 2 외경측 원통부(44b) 중의 원주방향의 일부에서, 포켓(37a)의 외경측 단부에 위치하는 부분을 제거하고 있다. 따라서, 제 2 외경측 원통부(44b)는 제거부 비제거부가 교대로 반복해지는, 노치형 원통형상으로 형성되어 있다. 이중의 제거부가 포켓(37a)의 각각의 외경측 단부에 위치한다.
이 구성에 의해, 포켓(37a)내에 유지한 롤러(32a)의 축방향 단면(보지기(33b)의 직경방향에 관해서 외경측 단부)을 제 1 외경측 원통부(40b)의 내주면에 대향시키고 있다. 롤러(32a)가 포켓(37a)내에서, 보지기(33b)의 직경방향에 관해서 외경측 단부에까지 변위하면, 롤러(32a)의 단면과 제 1 외경측 원통부(40b)의 내주면이 접촉한다. 본 예의 경우, 보지기(33b)의 직경방향에 관한, 포켓(37a)의 길이, 나아가서는 이러한 포켓(37a)내에 보지되는 롤러(32a)의 축방향 치수를, 제 2 외경측 원통부(44b)의 판두께에 상당하는, 도 4의 2점쇄선(α)과 실선(β)과의 차이 △L분 만큼 길게 하고, 스러스트 롤러 베어링의 부하 용량의 증대를 도모하고 있다. 또한, 제 1 보지기 소자(35b)의 형상에 대해서도, 롤러(32a)와의 간섭을 방지하기 위해, 일부를 제거하는 등 적당의 개량을 가하는 것이 바람직하다. 그 외의 부분의 구성 및 작용은 제 1 실시형태의 제 1 예와 동일하다.
[제 1 실시형태의 제 4 예]
도 6은 본 발명의 제 1 실시형태의 제 4 예를 나타내고 있다. 본 예의 경우에는, 제 2 보지기 소자(36c)의 내주연부에 형성한 제 2 내경측 원통부(43c) 중 원주방향의 일부에서, 포켓(37b)의 내경측 단부에 위치하는 부분을 제거하고 있다. 따라서, 제 2 내경측 원통부(43c)는 제거부와 비제거부가 교대로 반복해지는 노치형 원통형상으로 형성되어 있다. 이중의 제거부가 포켓(37b)의 내경측 단부에 위치한다.
이 구성에 의해, 포켓(37b)내로 보지한 롤러(32b)의 축방향 단면(보지기(33c)의 직경방향에 관해서 내경측 단부)을 제 1 내경측 원통부(39c)의 외주면에 대향시키고 있다. 롤러(32b)가 포켓(37b)내에서, 보지기(33c)의 직경방향에 관해서 내경측 단부에까지 변위하면, 롤러(32b)의 단면과 제 1 내경측 원통부(39c)의 외주면이 접촉한다. 본 예의 경우, 보지기(33c)의 직경방향에 관한, 포켓(37b)이 길이 치수, 나아가서는 이러한 포켓(37b)내에 보지되는 롤러(32b)의 축방향 치수를 제 2 내경측 원통부(43c)의 판두께에 상당하는, 도 6의 2점쇄선(α')과 실선)(β')과의 차이 △L'분 만큼 길게 하고, 스러스트 롤러 베어링의 부하 용량의 증대를 도모하고 있다. 또한, 제 1 보지기 소자(35c)의 형상에 대해서도, 롤러(32b)와의 간섭을 방지하기 위해서, 일부를 제거하는 등 적당의 개량을 가하는 것이 바람직하다. 그 외의 부분의 구성 및 작용은 제 1 실시형태의 제 3 예와 동일하다.
[제 2 실시형태의 제 1 예]
도 7은 본 발명의 제 2 실시형태의 제 1 예를 나타내고 있다. 또한, 제 2 실시형태도, 제 1 보지기 소자(55) 및 제 2 보지기 소자(56)를 구성하는 금속판의 두께를 상이하게 하는 것에 의해, 한쪽의 보지기 소자의 마모나 응력 집중에 대한 내력을 향상시키는 것 외에, 또한 보지기(53)와 스러스트 레이스(54b)와의 분리 방지 기능을 확보하는 동시에, 보지기(53)와 스러스트 레이스(54b)와의 사이에 유해한 간섭이 생기지 않는 구조를 실현하는 점에 있다.
제 2 보지기 소자(56)를 구성하는 금속판의 두께 t를 제 1 보지기 소자(55)를 구성하는 금속판의 두께 T보다 작게 하고 있다(t＜T). 본 예의 경우에는, 제 2 보지기 소자(56)를 구성하는 금속판의 두께 t를 종래 구조와 동일한 정도로 하고, 제 1 보지기 소자(55)를 구성하는 금속판의 두께 T를 두께 t의 1.2 내지 2배(T=(1.2 내지 2)t) 정도로 하고 있다. 즉, 제 2 보지기 소자(56)를 구성하는 금속판의 두께 t를, 제 1 보지기 소자(55)를 구성하는 금속판의 두께 T의 5/6 내지 1/2(t=(5/6 내지 1/2)T) 정도로 하고 있다. 일 예로서는, 제 1 보지기 소자(55)를 구성하는 금속판의 두께 T를 0.5㎜, 제 2 보지기 소자(56)를 구성하는 금속판의 두께 t를 0.4㎜로 하는 것을 들 수 있다. 다만, 이 제 2 보지기 소자(56)를 구성하는 금속판의 두께 t를, 제 1 보지기 소자(55)를 구성하는 금속판의 두께 T보다 작게 하는 정도는, 제 2 보지기 소자(56)에 필요하게 되는 강도 및 강성을 확보 가능한 한 현저하게 하고, 그 만큼 제 1 보지기 소자(55)의 두께 치수를 크게 하는 것이 바람직하다. 따라서, 제 2 보지기 소자(56)를 구성하는 금속판의 두께 t를, 제 1 보지기 소자(55)를 구성하는 금속판의 두께의 2/3 이하로 하는 것이 바람직하고, 본 예에서는 1/2 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.
본 예에서도, 제 1 보지기 소자(55) 및 제 2 보지기 소자(56)는 제 1 외경측 원통부(60)의 내경측에 제 2 외경측 원통부(64)를 내측 끼워맞춤하는 동시에, 제 1 내경측 원통부(59)의 외경측에 제 2 내경측 원통부(63)를 외측 끼워맞춤한 상태로 조합하고, 보지기(53)로 하고 있다. 그리고, 이 보지기(53)와 스러스트 레이스(54b)를, 이 스러스트 레이스(54b)의 레이스부(72)에, 제 1 보지기 소자(55)의 제 1 환형 디스크부(58)를 대향시킨 상태에 조합한다. 이 상태로, 스러스트 레이스(54b)의 플랜지부(66b)의 선단연에 형성한 걸림고정부(67)는 제 1 외경측 원통부(60)의 선단연보다 레이스부(72)와 축방향 반대측에 존재하고, 이 선단연과의 결합에 근거하여, 보지기(53)와 스러스트 레이스(54b)와의 분리가 방지되어 있다. 플랜지부(66b)의 내주면으로부터의 걸림고정부(67)의 돌출량 h는 제 1 외경측 원통부(60)의 두께 T 미만(h＜T)이다. 따라서, 플랜지부(66b)의 내주면과 보지기(53)의 외주면이 접촉해도, 걸림고정부(67)의 선단이 제 2 보지기 소자(56)의 외주면에 접촉(간섭)하는 일은 없다.
본 예의 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(51)에 의하면, 보지기(53)를 구성하는 금속판의 두께 치수를 크고 하기 어려운 박형의 스러스트 롤러 베어링(51)에서도, 스러스트 레이스(54b)와 보지기(53)의 분리 방지 효과를 충분히 얻을 수 있다. 걸림고정부(67)의 선단부와 제 2 보지기 소자(56)의 외주연부의 간섭을 방지할 수 있고, 이 간섭에 수반하는, 현저한 진동의 발생이나, 회전 저항 및 마모의 증대를 억제할 수 있다. 또한, 스러스트 레이스(54b)의 중량이 크게 되는 일이 없고, 이 스러스트 레이스(54b)의 조립부의 구조의 자유도를 높게 할 수 있고, 또한 윤활유의 유로 면적도 확보할 수 있다.
또한, 본 예의 구조는, 회전 부분의 부재 사이의 상대적 편심량이 크게 되는 용도에 매우 적합하게 적용되고, 이 경우 스러스트 레이스(54b)의 플랜지부(66b)와 제 1 외경측 원통부(60)(반대측의 스러스트 레이스(54a)를 마련하는 경우에는, 이 스러스트 레이스(54a)와 제 1 내경측 원통부(59))와의 적극적인 간섭이 생겨도, 마모에 대한 내성이 향상된다. 또한, 크림핑이 없는 측의 제 1 외경측 원통부(60)가 스러스트 레이스(54b)와 접촉하는 것에 기인하여, 제 1 외경측 원통부(60)에 굴곡이 발생했다고 해도, 굴곡량이 감소하고, 제 1 외경측 원통부(60)와 제 1 환형 디스크부(58)의 연속부에의 응력 집중을 경감할 수 있다. 그 외의 구성 및 작용에 대해서는 제 1 실시형태의 제 1 예와 동일하다.
[제 2 실시형태의 제 2 예]
도 8은 본 발명의 제 2 실시형태의 제 2 예를 나타내고 있다. 본 예의 경우에는, 제 2 보지기 소자(56a)를 구성하는 금속판의 두께 t'를 종래 구조보다 작게 하고, 그 만큼 제 1 보지기 소자(35a)를 구성하는 금속판의 두께 T'를 크게 하고 있다. 본 예의 경우에는, 제 2 보지기 소자(36a)를 구성하는 금속판의 두께 t'에 비해, 제 1 보지기 소자(35a)를 구성하는 금속판의 두께 T'를 2 내지 3배(T'=(2 내재 3)t') 정도로 하고 있다.
본 예의 경우에는, 제 2 보지기 소자(36a)를 구성하는 금속판의 두께 t'를 필요 최저한으로까지 얇게 하는 것에 의해, 보지기(53a)의 축방향 치수 및 직경방향 치수를 종래 구조와 동일한 정도로 억제한 채로, 걸림고정부(67)와 제 1 외경측 원통부(60a)의 선단연과의 맞물림량(직경방향의 중복량)을 확보하고 있다. 그 외의 부분의 구조 및 작용은 제 2 실시형태의 제 1 예의 경우와 동일하다.
[제 2 실시형태의 제 3 예]
도 9는 본 발명의 제 2 실시형태의 제 3 예를 나타내고 있다. 본 예의 경우에는, 스러스트 롤러 베어링(53)에 대해서는, 제 2 실시형태의 제 1 예의 것과 동일한 것을 사용하고 있다. 본 예에서는, 도 9의 (B)에 나타내는 바와 같이, 스러스트 레이스(54c)의 플랜지(66c) 선단연의 원주방향 복수 개소에서, 원주방향에 관한 위상이 걸림고정부(67)로부터 벗어난 위치에, 직경방향 외측으로 돌출하는 복수의 역조립 방지용 돌기부(73)를 마련하고 있다. 이 구조에 의해, 스러스트 롤러 베어링(53)이, 케이싱(68)의 보지부(69)에 대해서, 도 9의 (A)에 나타낸 정규 상태와는 역방향으로, 즉 비정규 상태로 조립할 수 있고, 케이싱(68)과 상대 부재(74)의 틈새를 막아, 스러스트 베어링(53)의 내부에서의 윤활 불량 등의 문제가 발생하는 것이 방지된다.
본 예에서는, 제 1 외경측 원통부(60)의 두께 T(도 7 참조)를 크게 하고, 걸림고정부(67)의 돌출량 h(도 7 참조)를 크게 하고 있다. 이 구성에 의해, 예를 들어, 스러스트 레이스(54c)의 두께와 롤러(52)의 직경과의 합계인 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(51) 전체적으로의 축방향 두께가 실용 가능한 하한측인 2.5 내지 6㎜ 정도이라도, 제 1 외경측 원통부(60)의 두께가 너무 작아져서, 걸림고정부(67)와 제 1 외경측 원통부(60)의 맞물림량이 너무 작아지는 것이 방지된다. 또한, 걸림고정부(67)의 돌출량을 크게 해도, 걸림고정부(67)의 선단부와 제 2 보지기 소자(56)의 외주연부가 간섭하는 것이 방지되고, 이러한 간섭에 기인하는 현저한 진동이나 간섭한 부분에 있어서의 회전 저항의 증대나 마모의 발생이 방지된다. 그 외의 부분의 구조 및 작용은 제 2 실시형태의 제 1 예의 경우와 동일하다.
본 발명의 스러스트 롤러 베어링은, 자동차용 트랜스미션의 회전 지지부에 한정하지 않고, 예를 들어 카 에어콘용의 콤프레서의 회전 지지부 등 스러스트 하중을 지지하면서 고속 회전하는 각종 회전 지지부에 적용된다. 또한, 본 발명의 스러스트 롤러 베어링은 토크 컨버터 등 회전 부분을 구성하는 2개의 부재의 상대 편위량이 큰 용도에도 매우 적합하게 적용된다. 어느 양태를 채용하는가는 회전 부분의 고속 회전에 기인하는 문제에 대응하는지, 상대 편위량이 큰 것에 기인하는 문제에 대응하는 가에 따라서 적절히 선택된다.
1, 1a, 1b : 스러스트 롤러 베어링
2, 2a : 롤러
3, 3a, 3b : 보지기
4a, 4b : 스러스트 레이스
5, 5a, 5b : 제 1 보지기 소자
6, 6a, 6b : 제 2 보지기 소자
7, 7a : 포켓
8, 8a, 8b : 제 1 환형 디스크부
9, 9a, 9b : 제 1 내경측 원통부
10, 10a, 10b : 제 1 외경측 원통부
11, 11a, 11b : 제 1 관통 구멍
12, 12a, 12b : 제 2 환형 디스크부
13, 13a, 13b : 제 2 내경측 원통부
14, 14a, 14b : 제 2 외경측 원통부
15, 15a, 15b : 제 2 관통 구멍
16a, 16b : 플랜지부
17a, 17b, 17c : 걸림고정부
18 : 케이싱
19 : 보지부
19a : 안쪽면
20 : 상대 부재
20a : 단면
21, 21a : 외경측 단면
22a, 22b : 외경측 주연부
23 : 내경측 단면
24 : 접촉부
25 : 레이스부
31, 31a, 31b, 31c : 스러스트 롤러 베어링
32, 32a, 32b : 롤러
33, 33a, 33b, 33c : 보지기
35, 35a, 35b, 35c : 제 1 보지기 소자
36, 36a, 36b, 36c : 제 2 보지기 소자
37, 37a, 37b : 포켓
38, 38a, 38b, 38c : 제 1 환형 디스크부
39, 39a, 39b, 39c : 제 1 내경측 원통부
40, 40a, 40b, 40c : 제 1 외경측 원통부
41, 41a, 41b, 41c : 제 1 관통 구멍
42, 42a, 42b, 42c : 제 2 환형 디스크부
43, 43a, 43b, 43c : 제 2 내경측 원통부
44, 44a, 44b, 44c : 제 2 외경측 원통부
45, 45a, 45b, 45c : 제 2 관통 구멍
46 : 외경측 단면
47a, 47b : 외경측 주연부
48 : 내경측 단면
51, 51a : 스러스트 롤러 베어링
52, 52a : 롤러
53, 53a : 보지기
54a, 54b, 54c : 스러스트 레이스
55, 55a : 제 1 보지기 소자
56, 56a : 제 2 보지기 소자
57 : 포켓
58, 58a : 제 1 환형 디스크부
59, 59a : 제 1 내경측 원통부
60, 60a : 제 1 외경측 원통부
61, 61a : 제 1 관통 구멍
62, 62a : 제 2 환형 디스크부
63, 63a : 제 2 내경측 원통부
64, 64a : 제 2 외경측 원통부
65, 65a : 제 2 관통 구멍
66a, 66b, 66c : 플랜지부
67, 67a : 걸림고정부
68 : 케이싱
69 : 보지부
70 : 외경측 단면
71 : 내경측 단면
72 : 레이스부
73 : 역조립 방지용 돌기부
74 : 상대 부재

Claims (8)

  1. 금속판을 굽힘형성해서 구성되고, 방사방향으로 긴 제 1 관통 구멍이 원주방향으로 복수 개소에 설치된 제 1 환형 디스크부와, 제 1 환형 디스크부의 내주연에 형성된 제 1 내경측 원통부와, 제 1 환형 디스크부의 외주연에 형성된 제 1 외경측 원통부를 구비한 제 1 보지기 소자와,
    금속판을 굽힘형성해서 구성되고, 방사방향으로 긴 제 2 관통 구멍이 원주방향으로 제 1 관통 구멍과 동일한 피치로 복수 개소에 설치된 제 2 환형 디스크부와, 제 2 환형 디스크부의 내주연에 형성된 제 2 내경측 원통부와, 제 2 환형 디스크부의 외주연에 형성된 제 2 외경측 원통부를 구비한 제 2 보지기 소자로 이뤄지고,
    제 1 보지기 소자와 제 2 보지기 소자가,
    제 1 관통 구멍과 제 2 관통 구멍을 축방향으로 서로 정합시킨 상태로, 제 1 외경측 원통부의 내경측에 제 2 외경측 원통부를 내측 끼워맞춤하는 동시에, 제 1 내경측 원통부의 외경측에 상기 제 2 내경측 원통부를 외측 끼워맞춤하는 것에 의해, 축방향으로 중합되어 구성된 보지기와,
    상기 보지기의 제 1 관통 구멍 및 제 2 관통 구멍에 의해 구성된 복수의 포켓의 각각에 전동 가능하게 배치된 복수 라인의 롤러를 구비하고,
    제 1 보지기 소자를 구성하는 금속판의 두께가 제 2 보지기 소자를 구성하는 금속판의 두께보다 작으며,
    상기 제 2 외경측 원통부 중의 원주 방향의 일부에서, 상기 포켓의 외경측 단부에 위치하는 부분을 제거한
    스러스트 롤러 베어링.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 롤러의 각각의 축방향 양단면 중, 적어도 상기 보지기의 외경측의 단면은, 곡률 중심이 이러한 롤러의 중심축상에 존재하는, 부분 구면형상의 볼록면이며, 제 2 보지기 소자의 제 2 관통 구멍이 제 2 환형 디스크부의 외주연까지 형성되어 있고, 상기 롤러가 각각 상기 보지기의 직경방향 외측으로 변위한 상태로, 이러한 롤러의 외경측 단면의 중앙부만이, 제 2 외경측 원통부의 내주면과 접촉하도록 구성되어 있는
    스러스트 롤러 베어링.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제 1 보지기 소자를 구성하는 금속판의 두께가 제 2 보지기 소자를 구성하는 금속판의 두께의 5/6 이하인
    스러스트 롤러 베어링.
  4. 삭제
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  8. 금속판을 굽힘형성해서 구성되고, 방사방향으로 긴 제 1 관통 구멍이 원주방향으로 복수 개소에 설치된 제 1 환형 디스크부와, 제 1 환형 디스크부의 내주연에 형성된 제 1 내경측 원통부와, 제 1 환형 디스크부의 외주연에 형성된 제 1 외경측 원통부를 구비한 제 1 보지기 소자와,
    금속판을 굽힘형성해서 구성되고, 방사방향으로 긴 제 2 관통 구멍이 원주방향으로 제 1 관통 구멍과 동일한 피치로 복수 개소에 설치된 제 2 환형 디스크부와, 제 2 환형 디스크부의 내주연에 형성된 제 2 내경측 원통부와, 제 2 환형 디스크부의 외주연에 형성된 제 2 외경측 원통부를 구비한 제 2 보지기 소자로 이뤄지고,
    제 1 보지기 소자와 제 2 보지기 소자가,
    제 1 관통 구멍과 제 2 관통 구멍을 축방향으로 서로 정합시킨 상태로, 제 1 외경측 원통부의 내경측에 제 2 외경측 원통부를 내측 끼워맞춤하는 동시에, 제 1 내경측 원통부의 외경측에 상기 제 2 내경측 원통부를 외측 끼워맞춤하는 것에 의해, 축방향으로 중합되어 구성된 보지기와,
    상기 보지기의 제 1 관통 구멍 및 제 2 관통 구멍에 의해 구성된 복수의 포켓의 각각에 전동 가능하게 배치된 복수 라인의 롤러를 구비하고,
    제 2 보지기 소자의 제 2 내경측 원통부 및 제 2 외경측 원통부의 두께가 제 2 보지기 소자의 제 2 환형 디스크부, 제 1 보지기 소자의 제 1 내경측 원통부 및 제 1 외경측 원통부의 두께보다 큰
    스러스트 롤러 베어링.
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