KR101521377B1 - 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링 - Google Patents

레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링 Download PDF

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Abstract

보지기(3)와 제 1 스러스트 레이스(4a) 및 제 2 스러스트 레이스(5a)와의 분리 방지 기능을 확보하면서, 상대 회전하는 한쌍의 부재의 편심에 대한 허용량을 크게 하고, 또한, 내부에 유통시키는 윤활유의 양을 많이 할 수 있는, 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링의 구조를 실현한다. 제 1 스러스트 레이스(4a)의 외주연부에 형성한 외경측 플랜지(8a)의 외경을 60㎜ 내지 120㎜로 하고, 내경측 플랜지(5a)의 내주연부에 형성한 내경측 플랜지(11a)의 내경을 40㎜ 내지 80㎜로 하며, 내부 간극을 1㎜ 내지 2㎜로 한다. 이 때문에, 외경측 플랜지(8a)의 선단연에 외경측 계지부(9a)를 원주 방향에 관하여 간헐적으로 형성한다.

Description

레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링{THRUST ROLLER BEARING WITH RACES}
본 발명은 자동차의 트랜스미션 등의 각종 회전 기계에 있어서의 회전 지지 부분에 가해지는 스러스트 하중을 지승하기 위해, 이 회전 지지 부분에 장착되는 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(스러스트 니들 베어링을 포함함)에 관한 것이다.
자동차의 트랜스미션 등의 각종 회전 기계에 있어서의 회전 지지 부분에는, 일본 특허 공개 제 2005-164023 호 공보에 기재되어 있는 것과 같은 스러스트 롤러 베어링을 장착하여, 회전축 등의 회전 부재와 케이싱 등의 정지 부재 사이에 가해지는 스러스트 하중을 지승하면서, 이 회전 부재의 회전을 허용하도록 하고 있다. 또한, 이와 같은 스러스트 롤러 베어링을 거쳐서 상대 회전하는 한쌍의 부재가 필요로 하는 경도를 확보하기 어려운 재료인 경우, 혹은 필요로 하는 평활면으로 가공하기 곤란한 내지는 번거로운 경우에는, 1개의 보지기 및 복수 개의 롤러와 2매의 레이스를 결합한, 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링을 사용한다.
도 7은 종래부터 널리 알려져 있는 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1)의 일 예를 도시하고 있다. 이 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1)은, 방사 방향으로 배열된 복수의 롤러(2)와, 이들 롤러(2)를 보지하는 보지기(3)와, 이들 롤러(2)를 이 보지기(3)의 축방향에 관하여 양측으로부터 협지하는 제 1 스러스트 레이스(4) 및 제 2 스러스트 레이스(5)로 구성된다. 보지기(3)는 전체를 원륜 형상으로 만들어져 있으며, 이 보지기(3)에는 롤러(2)와 동일한 수의 포켓(6)이 원주 방향에 관하여 등간격 또한 방사상으로 마련되어 있다.
또한, 제 1 스러스트 레이스(4) 및 제 2 스러스트 레이스(5)는, 각각이 베어링강 혹은 표면 경화강 등의 충분한 경도를 갖는 경질 금속판에 프레스에 의한 펀칭 가공 및 굽힘 가공을 실시하는 것에 의해 만들어져 있다. 일반적으로, 외륜이라 불리는 제 1 스러스트 레이스(4)는, 평탄하며 원륜 형상인 제 1 스러스트 레이스부(7)와, 제 1 스러스트 레이스부(7)의 외주연으로부터 축방향 편측으로 절곡된 상태로 마련된 원통 형상의 외경측 플랜지(8)를 구비한다. 또한, 이 외경측 플랜지(8)의 선단연에, 직경 방향 내측으로 절곡된 외경측 계지부(9)를 마련하고 있다. 이에 반해, 일반적으로 내륜이라 불리는 제 2 스러스트 레이스(5)는, 평탄하며 원륜 형상의 제 2 스러스트 레이스부(10)와, 제 2 스러스트 레이스부(10)의 내주연으로부터 축방향 편측으로 절곡된 상태로 마련된 원통 형상의 내경측 플랜지(11)를 구비한다. 또한, 이 내경측 플랜지(11)의 선단연에, 직경 방향 외측으로 절곡된 내경측 계지부(12)를 마련하고 있다.
외경측 플랜지(8)의 내경을 보지기(3)의 외경보다 크게 하고, 내경측 플랜지(11)의 외경을 보지기(3)의 내경보다 작게 하며, 외경측 플랜지(8)와 내경측 플랜지(11)끼리의 사이에 보지기(3)를 제 1 스러스트 레이스(4)와 제 2 스러스트 레이스(5)에 대한 상대 회전을 가능하게 배치할 수 있게 하고 있다. 또한, 외경측 계지부(9)의 내접원의 직경을 보지기(3)의 외경보다 약간 작게 하고, 내경측 계지부(12)의 외접원의 직경을 이 보지기의 내경보다 약간 크게 하고 있다. 그리고, 외경측 플랜지(8)와 내경측 플랜지(11)를 탄성 변형시키면서, 롤러(2)를 보지한 보지기(3)와, 제 1 스러스트 레이스(4) 및 제 2 스러스트 레이스(5)를 조립하고, 조립 후에는, 이들 부재가 상대 회전 가능하며, 또한, 부주의하게 분리되지 않도록 하고 있다. 또한, 도시의 예에서는, 제 1 스러스트 레이스(4)를 경도가 높은 철계 합금제의 부재에, 제 2 스러스트 레이스(5)를 경도가 낮은 알루미늄계 합금제의 부재에, 각각 장착하는 것을 고려하고 있다. 이 때문에, 제 2 스러스트 레이스(5)의 두께 치수를 제 1 스러스트 레이스(4)의 두께 치수보다 크게 하고 있다.
이와 같이 구성되는 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1)은, 도 8에 나타내는 바와 같이, 제 1 스러스트 레이스(4)의 외주연에 형성한 외경측 플랜지(8)를, 케이싱(13)에 형성한 보지부(14)에 내측 끼움한 상태에서, 스러스트 하중이 발생하는 회전 지지 부분에 장착한다. 또한, 제 2 스러스트 레이스(5)를 상대 부재(15)의 단면에 접촉시킨다. 이 상태에서, 이 상대 부재(15)를 케이싱(13)에 대해 회전 가능하게 지지한다. 이들 상대 부재(15)와 케이싱(13) 사이에 가해지는 스러스트 하중은 레이스를 갖는 스러스트 베어링(1)이 지승한다. 이러한 레이스를 갖는 스러스트 베어링(1)에는, 다음의 (1) 내지 (4)와 같은 기능이 가능한 한 고차원으로 병립하는 것이 요구된다.
(1) 보지기(3)와, 제 1 스러스트 레이스(4) 및 제 2 스러스트 레이스(5)가 부주의하게 분리되지 않는 것.
이 기능은 레이스를 갖는 스러스트 베어링(1)을 베어링의 제조 공장으로부터 트랜스미션 등의 조립 공장에 수송하여 소정 부분에 장착할 때까지의 사이에, 이들 부재가 분리됨으로써, 레이스를 갖는 스러스트 베어링(1) 본래의 성능을 얻을 수 없게 되거나 트랜스미션 등의 조립 작업이 번거로워지는 것을 방지하기 위해서 필요하다.
(2) 트랜스미션 등의 운전 시에, 제 1 스러스트 레이스(4)와 제 2 스러스트 레이스(5)끼리의 사이에서, 보지기(3) 및 롤러(2)를 설치한 내부 공간을 유통하는 윤활유의 유량(윤활유 유량)을 확보할 수 있는 것.
이 기능은 트랜스미션 등의 운전 시에 각각의 롤러(2)의 전동면과 제 1 스러스트 레이스부(7) 및 제 2 스러스트 레이스부(10)와의 구름 접촉부에 형성되는 유막의 강도를 확보하는 동시에, 이들 구름 접촉부를 효과적으로 냉각하기 위해서 필요하다.
(3) 제 1 스러스트 레이스(4)와 제 2 스러스트 레이스(5)의 회전 중심이 다소 어긋난 경우(이들 스러스트 레이스가 다소의 편심 운동을 함)에도, 제 1 스러스트 레이스(4) 및 제 2 스러스트 레이스(5)에 대한 보지기(3)의 상대 회전이 보장되는 것.
이 기능은, 레이스를 갖는 스러스트 베어링(1)이나 트랜스미션 등의 제조 오차, 장착 오차 등에 의해, 제 1 스러스트 레이스(4)와 제 2 스러스트 레이스(5)의 회전 중심이 다소 어긋난 경우에도, 레이스를 갖는 스러스트 베어링(1)의 기능을 확보하기 위해서 필요하다.
(4) 케이싱(13) 등에 대하여, 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1)을 소정 방향으로만 장착 가능한 것(역방향으로는 장착 불가능함).
이 기능은, 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1)을 역방향으로 장착함으로써 윤활유의 유로가 막혀, 이 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1)에 연소 등의 손상이 발생하는 것을 방지하기 위해서 필요하다.
종래 구조의 경우, (1) 내지 (4)에 나타낸 기능을 고차원으로 병립시키는 것이 어려워, 트랜스미션 등 레이스를 갖는 스러스트 베어링을 조립한 각종 기계 장치의 성능 향상을 도모하는데 불리하다. 이하, 이 점에 대해서 설명한다.
(1)과 (2)의 기능을 고차원으로 양립시키기 위해서는, 외경측 계지부(9) 및 내경측 계지부(12)와 보지기(3)의 주연부와의 걸림 치수(engagement amount)를 크게 하면서, 외경측 플랜지(8) 및 내경측 플랜지(11)와 보지기(3)의 내외측 양 둘레면 사이에 존재하는 간극을 넓게 할 필요가 있다. 다만, 제 1 스러스트 레이스(4) 및 제 2 스러스트 레이스(5)와 보지기(3)의 조립성을 고려하면, 이 걸림 치수를 과도하게 크게 할 수 없다. 예를 들어, 보지기(3)와 제 1 스러스트 레이스(4)를 조립하는 경우에는, 도 9의 (A)→(B)→(C)에 나타내는 바와 같이, 외경측 플랜지(8)를 직경 방향 외측으로 탄성 변형시키면서, 보지기(3)의 외주연부를, 외경측 계지부(9)를 넘어가게 한다. 이 작업은, 외경측 플랜지(8)의 내주면으로부터의 외경측 계지부(9)의 돌출량(δ)이 너무 크면 어려워진다.
외경측 계지부(9)로서는, 외경측 플랜지(8)의 선단연부를 전체 둘레에 걸쳐서 직경 방향 내측으로 굽힘 형성하여 얻어지는, 이른바 풀 컬(full curl) 구조와, 외경측 플랜지(8)의 선단연부에 둘레 방향에 관하여 간헐적으로 존재하는 복수 개소를 각각 직경 방향 내측으로 굽힘 형성하여 얻어지는, 이른바 파셜 컬(partial curl) 구조가 있다. 풀 컬 구조의 경우에는, 돌출량(δ)을 상당히 작게 하거나, 혹은 이 돌출량(δ)을 확보하는 대신에, 보지기(3)의 외경을 외경측 플랜지(8)의 내경보다 상당히 작게 하지 않으면, 이 보지기(3)를 외경측 플랜지(8)의 내측에 조립할 수 없다. 다만, 보지기(3)의 외경을 외경측 플랜지(8)의 내경보다 지나치게 작게 하는 것은 제 1 스러스트 레이스(4)에 대한 보지기(3)의 직경 방향에 관한 위치 결정성을 확보하는[이 보지기(3)의 직경 방향 진동을 억제함] 면에서는 바람직하지 않다. 이 때문에, 풀 컬 구조를 채용하는 경우에는 돌출량(δ)을 작게 할 필요가 있다. 본 발명이 대상으로 하는, 외경측 플랜지의 외경이 60㎜ 내지 120㎜, 내경측 플랜지의 내경이 40㎜ 내지 80㎜ 정도인 레이스를 갖는 롤러 베어링(1)에서, 외경측 계지부(9)를 풀 컬(full curl) 구조로 한 경우에는, 돌출량(δ)을 0.4㎜를 초과하여 크게 하면, 보지기(3)를 외경측 플랜지(8)의 내측에 조립하는 것이 어려워진다.
이에 반해, 파셜 컬 구조를 채용하면, 보지기(3)를 외경측 플랜지(8)의 내측에 조립할 때에 있어서, 외경측 플랜지(8)의 탄성 변형량을 크게(탄성 변형하는 범위를 넓게) 할 수 있다. 따라서, 외경측 계지부(9)의 돌출량(δ)을 크게 하고, 또한, 보지기(3)의 외경과 외경측 플랜지(8)의 내경의 차이를 어느 정도 작게 해도, 이 보지기(3)를 외경측 플랜지(8)의 내측에 특별히 번거롭지 않게 조립할 수 있다. 그리고, 일본 특허 공개 제 2008-39031 호 공보의 도 3 및 도 4에 기재되어 있는 바와 같이, 외경측 플랜지의 선단연의 원주 방향 복수 개소에 파셜 컬 구조의 외경측 계지부를 형성하는 동시에, 이 외경측 플랜지 중에서, 원주 방향으로 서로 이웃하는 외경측 계지부끼리의 사이 부분의 축방향에 관한 높이 치수를 작게 하면, 제 1 스러스트 레이스와 제 2 스러스트 레이스 끼리의 사이에서, 보지기 및 롤러를 설치한 내부 공간의 외경측의 개구 면적을 넓게 하여, 윤활유 유량을 확보할 수 있어서, (1)과 (2)의 기능을 얻을 수 있다.
다만, 일본 특허 공개 제 2008-39031 호의 도 3 및 도 4에 기재된 구조에 의해서도, (3)과 (4)의 기능을 얻을 수는 없다. 예를 들어, (3)의 기능을 얻기 위해서는, 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1)을 구성하는, 제 1 스러스트 레이스(4)와 제 2 스러스트 레이스(5)끼리의 직경 방향에 관한 상대 변위를 어느 정도(과대하지 않게, 적절히) 허용하는 구조인 것이 필요하다. 즉, 제 1 스러스트 레이스(4)와 제 2 스러스트 레이스(5)는 서로 상대 회전하는 한쌍의 부재에 각각 지지된 상태에서 이들 부재와 함께 회전한다. 따라서, 이들 부재의 회전 중심이 직경 방향으로 어긋나 있으면, 제 1 스러스트 레이스(4)와 제 2 스러스트 레이스(5)가 서로 훨링 운동(whirling motion)을 한다. 그리고, 이 훨링 운동의 반경(편심량)이 커지면, 도 10에 나타내는 바와 같이, 보지기(3)의 일부가 외경측 플랜지(8)의 내주면과 내경측 플랜지(11)의 외주면 사이에 강하게 협지된다[보지기의 「끼임」이 발생함]. 그 결과, 이 보지기(3)의 일부에 큰 래디얼 하중이 가해져, 이 보지기(3)에 깨짐이나 균열 등의 손상이 발생하기 쉬워진다. 또한, 이 보지기(3)가 회전하지 않게 되어, 롤러(2)의 공전 및 자전이 불능하게 되고, 이들 롤러(2)의 전동면과 제 1 스러스트 레이스부(7)의 제 1 스러스트 레이스 면(17) 및 제 2 스러스트 레이스부(10)의 제 2 스러스트 레이스 면(20)이 서로 마찰하여(미끄럼 접촉하여), 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1)에, 제 1 스러스트 레이스 면(17) 및 제 2 스러스트 레이스 면(20)과 2개의 전동면과의 접촉부의 연소나, 보지기(3)의 파손 등의 중대한 손상이 발생한다.
본 발명이 대상으로 하는, 외경측 플랜지의 외경이 60㎜ 내지 120㎜, 내경측 플랜지의 내경이 40㎜ 내지 80㎜ 정도의 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1)의 경우, 외경측 계지부(9)로서 풀 컬 구조의 것을 채용하고, 이 외경측 계지부(9)의 내경측을, 보지기(3)를 통과 가능하게 하면, 전술한 바와 같이, 이 외경측 계지부(9)의 직경 방향 돌출량을 0.4㎜ 정도로 억제할 필요가 있다. 이러한 조건에서는, 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1)의 내부 간극은 0.6㎜ 내지 1.6㎜ 정도에 그치고, 이들 부재의 회전 중심의 직경 방향의 편차(상기 훨링 운동의 반경)가 0.5㎜를 초과하면, 상기와 같은 손상이 발생할 가능성이 높아진다. 일본 특허 공개 제 2008-39031 호 공보에는, 이와 같은 손상을 방지하기 위한 구조에 대해서는 기재되어 있지 않다.
또한, 레이스를 갖는 스러스트 베어링(1)을 케이싱(13)과 상대 부재(15) 사이에 장착하는 경우, 장착 방향이 잘못되면, 윤활 불량에 의해 내구성이 손상되는 등, 레이스를 갖는 스러스트 베어링(1)에 충분한 성능을 발휘시킬 수 없다. 즉, 이 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1)은 케이싱(13)에 대해 도 8에 도시한 정규 상태와는 역방향으로(비정규 상태로) 장착하는 것도 가능하다. 다만, 비정규 상태로 장착된 경우, 제 1 스러스트 레이스(4)가 케이싱(13)과 상대 부재(15) 사이의 간극(16)을 막아, 레이스를 갖는 롤러 베어링(1)의 내부에 윤활유가 유통하는 것을 방해한다.
이와 같은 문제를 일으키는 역장착을 방지하기 위한 구조로서, 일본 특허 공개 제 2004-28342 호 공보의 도 11 및 도 12에는 제 2 스러스트 레이스의 제 2 스러스트 레이스부의 외경을 제 1 스러스트 레이스의 외경측 플랜지의 외경보다 크게 한 구조가 기재되어 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 제 2 스러스트 레이스를 케이싱의 보지부 내에 삽입할 수 없으므로, 제 2 스러스트 레이스가 실수로 케이싱의 보지부에 장착되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 이 보지부에는, 본래 내측 끼움해야 할 제 1 스러스트 레이스만 장착될 수 있으므로, 역장착을 방지할 수 있다. 다만, 이와 같은 종래 구조의 경우에는, 제 2 스러스트 레이스부의 외주연 부근의 부분에서 외경측 플랜지의 외주면보다 직경 방향 외측으로 돌출한 부분이, 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링의 내부 공간의 외경측 개구의 상당한 부분을 막아, 윤활유 유량을 줄이기 때문에, (2)의 기능이 손상된다.
이상의 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 종래 구조의 경우에는, (1) 내지 (4)에 나타낸 기능을 고차원으로 병립시키는 것이 어려운 실정이다. 또한, 상술한 선행 기술 문헌은, 참조에 의해 본 명세서에 통합되는 것으로 한다.
일본 특허 공개 제 2005-164023 호 공보 일본 특허 공개 제 2008-39031 호 공보 일본 특허 공개 제 2004-28342 호 공보
본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여, 보지기와 한쌍의 스러스트 레이스와의 분리 방지 기능을 확보하면서, 상대 회전하는 한쌍의 부재의 편심에 대한 허용량을 크게 하고, 또한, 내부에 유통시키는 윤활유의 양을 많게 함으로써, 취급성이 양호하며, 게다가, 엄격한 사용 조건하에서도 안정된 운전 상태를 확보할 수 있는 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링의 구조를 실현하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링은 보지기와, 복수 개의 롤러와, 제 1 스러스트 레이스와, 제 2 스러스트 레이스를 구비한다. 이 중 보지기는 원륜 형상이며, 각각이 방사 방향으로 기다란 포켓을 원주 방향 복수 개소에 마련하고 있다. 또한, 상기 롤러는 상기 포켓의 각각에 전동 가능하게 배치되어 있다. 또한, 제 1 스러스트 레이스와 제 2 스러스트 레이스는 상기 보지기와 상대 회전을 가능하게, 또한, 비분리로 결합된 것이며, 모두 경질 금속판을 굽힘 형성하여 구성된다.
제 1 스러스트 레이스는, 평탄하며 원륜 형상인 제 1 스러스트 레이스부와, 제 1 스러스트 레이스부의 외주연으로부터 축방향 편측으로 절곡된 상태로 마련된 원통 형상의 외경측 플랜지와, 이 외경측 플랜지의 선단연의 일부에서 원주 방향 복수 개소에, 이 외경측 플랜지의 선단연으로부터 직경 방향 내측으로 돌출하는 상태로 마련된 외경측 계지부를 구비한다. 또한, 상기 외경측 플랜지의 축방향에 관한 높이 치수를, 이 외경측 계지부를 마련하지 않은 부분에서, 동일하게 마련한 부분보다 작게 하고 있다. 또한, 상기 외경측 플랜지의 외경은 60㎜ 내지 120㎜이다.
한편, 제 2 스러스트 레이스는, 평탄하며 원륜 형상인 제 2 스러스트 레이스부와, 제 2 스러스트 레이스부의 내주연으로부터 축방향 편측으로 절곡된 상태로 마련된 원통 형상의 내경측 플랜지와, 이 내경측 플랜지의 선단연의 일부에서 원주 방향 복수 개소에, 이 내경측 플랜지의 선단연으로부터 직경 방향 외측으로 돌출하는 상태로 마련된 내경측 계지부를 구비한다. 또한, 상기 내경측 플랜지의 내경은 40㎜ 내지 80㎜이다.
특히, 본 발명의 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링에 있어서는 내부 간극이 1㎜ 내지 2㎜이다. 이 내부 간극이란, 각각의 부재의 탄성 변형을 따르지 않고, 제 1 스러스트 레이스와 제 2 스러스트 레이스가 직경 방향으로 상대 변위 가능한 치수이며, 상기 외경측 플랜지 및 내경측 플랜지와 상기 보지기를 동심으로 배치했다고 가정한 상태에서, 외경측 플랜지의 내주면 및 내경측 플랜지의 외주면과 상기 보지기의 내외측 양 둘레면 사이에 각각 존재하는 환상 간극의 직경 방향 치수의 합이다.
바람직하게는, 상기 보지기를, 제 1 보지기 소자와 제 2 보지기 소자를 결합함으로써 전체를 중공 환상으로 한 것으로 한다. 또한, 이들 보지기 소자 중 제 1 스러스트 레이스부 측에 배치되는 제 1 보지기 소자를, 원륜 형상의 제 1 평판부의 내외측 양 주연으로부터 축방향에 관하여 서로 동일한 방향으로 직각으로 절곡한 제 1 내경측 끼워 맞춤 원통부와 제 1 외경측 끼워 맞춤 원통부를 형성하여 구성한다. 이에 대하여, 제 2 스러스트 레이스부 측에 배치되는 제 2 보지기 소자를, 원륜 형상의 제 2 평판부의 내외측 양 주연으로부터 축방향에 관하여 서로 동일한 방향으로, 또한, 제 1 내경측 끼워 맞춤 원통부 및 제 1 외경측 끼워 맞춤 원통부와 반대 방향으로 직각으로 절곡한 제 2 내경측 끼워 맞춤 원통부와 제 2 외경측 끼워 맞춤 원통부를 형성하여 구성한다. 그리고, 상기 제 1 내경측 끼워 맞춤 원통부를 상기 제 2 내경측 끼워 맞춤 원통부에 내측 끼움하는 동시에, 상기 제 1 외경측 끼워 맞춤 원통부를 상기 제 2 외경측 끼워 맞춤 원통부에 외측 끼움하는 것에 의해, 제 1 보지기 소자와 제 2 보지기 소자를 서로 결합한다. 또한, 제 2 외경측 끼워 맞춤 원통부의 직경을, 제 2 평판부 부근의 기반부보다 제 2 평판부로부터 먼 측의 선반부에서 크게 하고, 제 1 외경측 끼워 맞춤 원통부를 제 2 외경측 끼워 맞춤 원통부에, 이 선반부에서만 외측 끼움한다.
또한, 바람직하게는, 제 2 스러스트 레이스를, 원륜 형상의 제 2 스러스트 레이스부(스러스트 레이스 본체)와, 제 2 스러스트 레이스부의 외주연의 일부로부터 직경 방향 외측으로 돌출하는 상태로 마련된 적어도 1개의 돌출편을 구비한 것으로 한다. 그리고, 제 2 스러스트 레이스부의 외경을 상기 외경측 플랜지의 내경보다 작게, 상기 돌출편을 포함하는 제 2 스러스트 레이스의 외접원의 직경을 이 외경측 플랜지의 외경보다 크게 한다.
이 경우, 보다 바람직하게는, 상기 돌출편의 두께 치수를 제 2 스러스트 레이스부의 두께 치수보다 작게 한다. 그리고, 이 돌출편 중에서 상기 외경측 플랜지의 선단연과 대향하는 편면과, 제 2 스러스트 레이스부 중에서 상기 롤러를 구름 접촉시키는 레이스 면과의 경계부에, 단차부를 존재시킨다.
이러한 경우, 더욱 바람직하게는, 상기 돌출편을 제 2 스러스트 레이스부의 외주연의 복수 개소에 원주 방향에 관하여 등간격으로 마련한다.
본 발명의 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링에 의하면, 상술한 (1) 내지 (4)의 기능을 고차원으로 병립시킬 수 있다. 구체적으로는, 보지기와 한쌍의 스러스트 레이스와의 분리 방지 기능을 확보하면서, 상대 회전하는 한쌍의 부재의 편심에 대한 허용량을 크게 하고, 또한, 내부에 유통시키는 윤활유의 양을 많게 하는 것에 의해, 취급성이 양호하며, 게다가, 엄격한 사용 조건 하에서도 안정된 운전 상태를 확보할 수 있다.
이 중 (1)의 분리 방지 기능은 외경측 계지부와 보지기의 외주연의 맞물림에 의해 이 보지기와 제 1 스러스트 레이스를, 내경측 계지부와 이 보지기의 내주연의 맞물림에 의해 이 보지기와 제 2 스러스트 레이스를, 각각 비분리로 결합함으로써 도모할 수 있다.
이와 같이, 이들 스러스트 레이스와 상기 보지기를 비분리로 결합하기 위해서, 외경측 플랜지와 내경측 플랜지의 선단연에 각각 마련한 외경측 계지부와 내경측 계지부는 모두 각각의 플랜지의 선단연의 원주 방향 복수 개소에 간헐적으로 형성되어 있다. 따라서, 상기 외경측 계지부와 내경측 계지부의 직경 방향에 관한 돌출량을 크게 해도, 제 1 스러스트 레이스 및 제 2 스러스트 레이스와 상기 보지기를 결합할 수 있다. 그리고, 상기 외경측 계지부와 내경측 계지부의 직경 방향에 관한 돌출량을 크게 할 수 있는 만큼, 상기 외경측 플랜지의 내경과 상기 보지기의 외경의 차이, 및 상기 내경측 플랜지의 외경과 상기 보지기의 내경의 차이를 어느 정도 크게 해도, 이 보지기와 제 1 스러스트 레이스 및 제 2 스러스트 레이스와의 분리 방지 기능을 확실히 달성할 수 있다. 그 결과, 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링의 내부 간극으로서 1㎜ 내지 2㎜로 한 비교적 큰 값을 채용할 수 있다.
이 내부 간극으로서, 이와 같이 큰 값을 채용함으로써, 제 1 스러스트 레이스와 제 2 스러스트 레이스가 다소의 훨링 운동을 한 경우에도, 이들 스러스트 레이스에 대한 상기 보지기의 상대 회전을 보장할 수 있다. 즉, 상기 내부 간극이 크기 때문에, 상기 훨링 운동에 의거하여, 상기 외경측 플랜지의 내주면과 상기 내경측 플랜지의 외주면의 간격이 원주 방향의 일부에서 좁아져도, 해당 부분의 간격을 상기 보지기의 직경 방향 폭보다 큰 값으로 유지할 수 있다. 따라서, 이 보지기의 원주 방향의 일부가 상기 외경측 플랜지의 내주면과 상기 내경측 플랜지의 외주면 사이에서 강하게 협지되는 것이 없어진다. 그 결과, 제 1 스러스트 레이스와 제 2 스러스트 레이스의 회전 중심이 다소 어긋난 경우에도, 이들 스러스트 레이스에 대한 상기 보지기의 상대 회전을 보장한다고 하는 (3)의 기능을 얻을 수 있다.
또한, 상기 내부 간극으로서 비교적 큰 값을 채용할 수 있는 것과, 상기 외경측 플랜지 중에서 상기 외경측 계지부를 마련하지 않은 부분의 축방향에 관한 높이 치수를 작게 하고 있는 것에 의해, 상기 내부 공간에 유통하는 윤활유의 양을 확보할 수 있다. 즉, 상기 외경측 플랜지의 높이 치수를 일부에서 작게 함으로써, 윤활유가 이 외경측 플랜지를 직경 방향으로 통과하기 쉽게 할 수 있다. 또한, 상기 내부 간극을 크게 함으로써, 윤활유가 상기 보지기의 내외측 양 주연과 상기 외경측 플랜지의 내주면 및 상기 내경측 플랜지의 외주면과의 사이를 통과하기 쉽게 할 수 있다. 그 결과, 운전 시에 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링의 윤활유 유량을 확보한다고 하는 (2)의 기능을 고차원으로 얻을 수 있다.
또한, 상기 보지기를 구성하는 제 1 보지기 소자의 외주연에 형성한 제 1 외경측 끼워 맞춤 원통부를, 제 2 보지기 소자의 외주연에 형성한 제 2 외경측 끼워 맞춤 원통부에, 이 제 2 외경측 끼워 맞춤 원통부의 선반부에서만 외측 끼움한 경우에는, 상기 보지기의 외주연과 상기 외경측 계지부의 걸림 치수의 확보와, 이들 보지기의 외주연과 상기 외경측 계지부의 마찰 방지의 양립을 도모하기 쉽게 할 수 있다.
나아가, 제 2 스러스트 레이스를 구성하는 제 2 스러스트 레이스부의 외주연에 돌출편을 마련하는 것에 의해, 회전 지지 부분에 대하여 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링을 실수로 역방향으로 장착하는 것을 확실히 방지한다고 하는 (4)의 기능을 얻을 수 있다. 상기 돌출편의 원주 방향 폭은 제한되어 있으므로, 이 돌출편이 상기 내부 공간에 유통하는 윤활유의 흐름을 방해하는 일은 적어서, 역장착 방지 기능을 구비했다고 해도, 윤활유 유량을 확보한다고 하는 (2)의 기능이 손상되는 일은 거의 없다. 특히, 상기 돌출편의 두께 치수를 작게 하면, 이 돌출편의 편면과 상기 외경측 플랜지의 선단연 사이의 간극을 충분히 넓게 하여, 이 돌출편이 윤활유의 흐름을 방해하는 정도를 보다 한층 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태의 제 1 예를 나타내는 부분 단면도,
도 2의 (A) 및 (B)는 제 1 스러스트 레이스의 형상의 2개의 예를 나타내는 도면으로서, 각각의 도면 중 (a)는 도 1의 하방에서 본 도면이며, (b)는 직경 방향에서 본 도면,
도 3의 (A) 및 (B)는 제 2 스러스트 레이스의 형상의 2개의 예를 도시하는, 도 1의 상방에서 본 도면,
도 4는 본 발명의 실시형태의 제 2 예를 나타내는 부분 단면도,
도 5는 제 1 스러스트 레이스와 제 2 스러스트 레이스를 편심시켜서 운전한 경우의 내구성에 관한 시험의 실시 상황을 나타내는 단면도,
도 6은 윤활유의 유통량에 관한 시험의 실시 상황을 나타내는 단면도,
도 7은 종래부터 알려져 있는 레이스를 갖는 스러스트 베어링의 일 예를 나타내는 부분 단면도,
도 8은 도 7에 도시한 레이스를 갖는 스러스트 베어링의 장착 상태의 일 예를 나타내는 부분 단면도,
도 9는 도 7에 도시한 레이스를 갖는 스러스트 베어링에 대한, 제 1 스러스트 레이스와, 롤러를 보지한 보지기를 결합하는 공정을 순차적으로 나타내는 부분 단면도,
도 10은 도 7에 도시한 레이스를 갖는 스러스트 베어링에 대하여, 제 1 스러스트 레이스와 제 2 스러스트 레이스의 편심 운동에 의거하여, 보지기가 외경측 플랜지와 내경측 플랜지 사이에 끼여 들어간 상태를 나타내는 단면도.
[실시형태의 제 1 예]
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시형태의 제 1 예를 도시하고 있다. 본 예의 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1a)은 보지기(3)와, 복수 개의 롤러(2)와, 제 1 스러스트 레이스(4a) 및 제 2 스러스트 레이스(5a)를 구비한다. 이 중 보지기(3) 및 롤러(2)의 구성에 대해서는, 도 7에 도시한 종래 구조와 동일하므로, 동등 부분에는 동일 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 제 1 스러스트 레이스(4a)와 제 2 스러스트 레이스(5a)가 경질 금속을 굽힘 형성하여 구성되며, 보지기(3)와 상대 회전을 가능하게, 또한, 비분리로 결합되는 점에 대해서도, 종래 구조와 동일하다.
제 1 스러스트 레이스(4a)는 제 1 스러스트 레이스부(7a)와, 외경측 플랜지(8a)와, 복수[도 2의 (A)의 구조에서는 3개, 도 2의 (B)의 구조에서는 6개]의 외경측 계지부(9a)를 구비한다. 제 1 스러스트 레이스부(7a)는 평탄하면서 원륜 형상이며, 축방향 편면(도 1의 하면)을 제 1 스러스트 레이스 면(17)으로 하고 있다. 또한, 외경측 플랜지(8a)는 짧은 원통 형상이며, 제 1 스러스트 레이스부(7a)의 외주연으로부터, 제 1 스러스트 레이스 면(17)이 존재하는 축방향 편측(도 1의 하측)으로, 거의 직각으로 절곡된 상태로 마련되어 있다.
또한, 외경측 계지부(9a)는 외경측 플랜지(8a)의 선단연의 일부에서 원주 방향 등간격의 복수 개소[도 2의 (A)의 구조에서는 3개소, 도 2의 (B)의 구조에서는 6개소]를 직경 방향 내측을 향하게 하여 90도 미만만 절곡하는 것에 의해, 외경측 플랜지(8a)의 선단연으로부터 직경 방향 내측으로 돌출하는 상태로 마련되어 있다. 외경측 계지부(9a)의 내접원의 직경은 보지기(3)의 외경보다 약간만(1㎜ 내지 2㎜ 정도) 작게 하고 있다.
또한, 외경측 플랜지(8a)의 선단연의 나머지부에서, 원주 방향으로 서로 이웃하는 외경측 계지부(9a)끼리의 사이 부분에 절결부(18)를 형성하고 있다. 그리고, 이 절결부(18)의 존재에 근거하여, 외경측 플랜지(8a)의 축방향에 관한 높이 치수를, 외경측 계지부(9a)를 마련하지 않은 부분에서 외경측 계지부(9a)를 마련한 부분보다 작게 하고 있다. 절결부(18)의 형상은 특별히 문제되지 않는다. 도 2의 (A)의 (b)에 나타내는 사다리꼴 형상이어도, 도 2의 (B)의 (b)에 나타내는 원호 형상이어도 좋다. 제 1 스러스트 레이스(4a)의 크기는 외경측 플랜지(8a)의 외경이며, 60㎜ 내지 120㎜로 하고 있다.
한편, 제 2 스러스트 레이스(5a)는 제 2 스러스트 레이스부(10a)와, 내경측 플랜지(11a)와, 복수(도시의 예에서는 4개)의 내경측 계지부(12a)와, 복수[도 3의 (A)의 구조에서는 3개, 도 3의 (B)의 구조에서는 2개]의 돌출편(19)을 구비한다. 제 2 스러스트 레이스부(10a)는 평탄하면서 원륜 형상이며, 축방향 편면(도 1의 상면)을 제 2 스러스트 레이스 면(20)으로 하고 있다. 또한, 내경측 플랜지(11a)는 짧은 원통 형상이며, 제 2 스러스트 레이스부(10a)의 내주연으로부터, 제 2 스러스트 레이스 면(20)이 존재하는 축방향 편측(도 1의 상측)으로 거의 직각으로 절곡된 형상으로 마련되어 있다.
또한, 내경측 계지부(12a)는 내경측 플랜지(11a)의 선단연의 일부에서 원주 방향 복수 개소(도시의 예에서는 4개소)를 직경 방향 외측을 향하게 하고, 이 내경측 플랜지(11a)의 선단연으로부터 직경 방향 외측으로 돌출하는 상태로 마련되어 있다. 본 예의 경우, 내경측 계지부(12a)는 내경측 플랜지(11a)의 선단연을 직경 방향 외측을 향하게 하며, 축방향에서 본 형상이 대략 V자형이 되도록 굽힘 형성하여 구성된다. 또한, 이와 같은 내경측 계지부(12a)의 형상 등에 대해서는, 일본 특허 공개 제 2004-28342 호 공보의 도 8 내지 도 10에 기재된 계지부와 동일하며, 종래부터 널리 알려져 있는 형상이므로 상세한 설명은 생략한다. 내경측 플랜지(11a)의 선단연에 관해서도, 원주 방향으로 서로 이웃하는 내경측 계지부(12a)끼리의 사이 부분에 절결부(21)를 형성하고, 내경측 플랜지(11a)의 축방향에 관한 높이 치수를, 내경측 계지부(12a)를 마련하지 않은 부분에서 내경측 계지부(12a)를 마련한 부분보다 작게 하고 있다.
또한, 돌출편(19)은, 제 2 스러스트 레이스부(10a)의 외주연 중에서, 원주 방향 등간격 복수 개소[도 3의 (A)의 구조에서는 3개소, 도 3의 (B)의 구조에서는 2개소]에, 제 2 스러스트 레이스부(10a)의 외주연으로부터 직경 방향 외측으로 돌출하는 상태로 형성하고 있다. 돌출편(19)의 형상은 특별히 문제되지 않는다. 도 3의 (A)에 나타내는 반원형이어도, 혹은 도 3의 (B)에 나타내는 직사각형이어도 좋다. 돌출편(19)의 두께 치수(t)는 제 2 스러스트 레이스부(10a)의 두께 치수(T)보다 작다(t＜T). 다만, 제 2 스러스트 레이스 면(20)과 반대측(도 1의 하측)에서, 제 2 스러스트 레이스부(10a)와 돌출편(19)은 동일 평면 상에 존재한다. 따라서, 제 2 스러스트 레이스 면(20)의 측에서, 이들 돌출편(19)의 편면(도 1의 상면)과 제 2 스러스트 레이스 면(20)의 경계부에, 높이 치수(h)(=T-t)를 갖는 단차부(22)가 존재한다. 이와 같은 형상을 갖는 제 2 스러스트 레이스(5a)의 크기는 내경측 플랜지의 내경이며 40㎜ 내지 80㎜ 정도이다. 또한, 제 2 스러스트 레이스부(10a)의 외경은 롤러(2)의 외접원의 직경보다 크고, 외경측 플랜지(8a)의 내경보다 작다. 또한, 돌출편(19)의 외접원의 직경은 외경측 플랜지(8a)의 외경보다 크다.
또한, 본 예의 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1a)은 보지기(3)의 외경 및 내경과, 외경측 플랜지(8a)의 내경과, 내경측 플랜지(11a)의 외경을 적절히 규제함으로써, 내부 간극의 크기를 1㎜ 내지 2㎜로 하고 있다. 이 내부 간극이란, 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1a)을 구성하는 각각의 부재의 탄성 변형을 따르지 않고, 제 1 스러스트 레이스(4a)와 제 2 스러스트 레이스(5a)가 직경 방향으로 상대 변위 가능한 치수이다. 이들 스러스트 레이스가 편심하여, 도 10의 상부에 나타내는 바와 같이, 외경측 플랜지(8a)와 내경측 플랜지(11a)의 둘레면끼리의 사이에서 보지기(3)의 원주 방향의 일부를 협지하면, 직경 방향 반대측에서는, 도 10의 하부에 나타내는 바와 같이, 이 보지기(3)의 내외측 양 둘레면과, 내경측 플랜지(11)(11a)의 외주면 및 외경측 플랜지(8)(8a)의 내주면과의 사이에, 각각 간극이 개재하는 상태가 된다. 이들 간극의 직경 방향 치수를 각각 C1, C2로 하면, 내부 간극은 (C1＋C2)/2가 된다. 환언하면, 외경측 플랜지(8a) 및 내경측 플랜지(11a)와 보지기(3)를 동심으로 배치했다고 가정한 상태에서, 이 중 외경측 플랜지(8a)의 내주면과 보지기(3)의 외주면 사이에 직경 방향 치수가 c2(=C2/2)인 환상 간극이, 내경측 플랜지(11a)의 외주면과 보지기(3)의 내주면 사이에 c1(=C1/2)의 환상 간극이 각각 개재하는 상태가 된다. 내부 간극의 값은 이들 환상 간극의 직경 방향 치수의 합(c1＋c2)으로 나타난다.
본 예의 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1a)은 상술한 바와 같이 구성하기 때문에, 보지기(3)와, 제 1 스러스트 레이스(4a) 및 제 2 스러스트 레이스(5a)와의 분리 방지 기능을 확보하면서, 이들 스러스트 레이스를 지지한 상태에서 상대 회전하는 한쌍의 부재의 편심에 대한 허용량을 크게 하고, 또한, 내부에 유통시키는 윤활유의 양을 많게 할 수 있다. 그 결과, 취급성이 양호하며, 게다가, 엄격한 사용 조건 하에서도 안정된 운전 상태를 확보할 수 있는 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1a)을 실현할 수 있다.
우선, 상기 부재[보지기(3), 제 1 스러스트 레이스(4a), 제 2 스러스트 레이스(5a)]끼리의 상대 회전을 허용하면서 분리를 방지하는 기능은 외경측 계지부(9a)와 보지기(3)의 외주연의 맞물림에 의해 이 보지기(3)와 제 1 스러스트 레이스(4a)를, 내경측 계지부(12a)와 보지기(3)의 내주연의 맞물림에 의해 이 보지기(3)와 제 2 스러스트 레이스(5a)를 각각 비분리로 결합하는 것에 의해 도모할 수 있다. 본 예의 레이스를, 갖는 스러스트 롤러 베어링(1a)의 경우에는, 외경측 계지부(9a)와 내경측 계지부(12a)는 모두 각각 외경측 플랜지(8a)와 내경측 플랜지(11a)의 선단연의 원주 방향 복수 개소에 간헐적으로 형성되어 있다. 따라서, 외경측 계지부(9a)와 내경측 계지부(12a)의 직경 방향에 관한 돌출량을 어느 정도 크게 해도, 제 1 스러스트 레이스(4a) 및 제 2 스러스트 레이스(5a)와 보지기(3)를 결합할 수 있다.
즉, 각각의 선단연의 원주 방향 복수 개소에 외경측 계지부(9a)와 내경측 계지부(12a)를 간헐적으로 마련한 외경측 플랜지(8a)와 내경측 플랜지(11a)의 굽힘 강성은 전체 둘레에 걸쳐서 계지부를 마련한 풀 컬 구조의 플랜지에 비해 낮아서, 보지기(3)의 외주연부 또는 내주연부를 통과시키기 쉽다. 이 때문에, 외경측 계지부(9a)와 내경측 계지부(12a)의 직경 방향에 관한 돌출량을 크게 할 수 있다. 그리고, 이들 계지부의 돌출량을 크게 할 수 있는 만큼, 외경측 플랜지(8a)의 내경과 보지기(3)의 외경의 차이, 및 내경측 플랜지(11a)의 외경과 보지기(3)의 내경의 차이를 크게 해도, 이 보지기(3)와 제 1 스러스트 레이스(4a) 및 제 2 스러스트 레이스(5a)와의 분리 방지 기능을 확실히 달성할 수 있다. 그 결과, 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1a)의 내부 간극으로서 1㎜ 내지 2㎜로 한 비교적 큰 값을 채용할 수 있다.
그리고, 본 예의 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1a)은 내부 간극으로서 큰 값(1㎜ 내지 2㎜)을 채용함으로써, 제 1 스러스트 레이스(4a)와 제 2 스러스트 레이스(5a)가 다소의 훨링 운동(편심 운동)을 한 경우에도, 이들 스러스트 레이스에 대한 보지기(3)의 상대 회전을 보장할 수 있다. 즉, 내부 간극이 크기 때문에, 훨링 운동에 의거하여, 도 10의 상부에 나타내는 바와 같이, 외경측 플랜지(8a)의 내주면과 내경측 플랜지(11a)의 외주면의 간격이 원주 방향의 일부에서 좁아져도, 해당 부분의 간격을 보지기(3)의 직경 방향 폭보다 큰 값으로 유지할 수 있다. 따라서, 이 보지기(3)의 원주 방향의 일부가 외경측 플랜지(8a)의 내주면과 내경측 플랜지(11a)의 외주면 사이에 강하게 협지되는 것이 없어진다. 그 결과, 제 1 스러스트 레이스(4a)와 제 2 스러스트 레이스(5a)의 회전 중심이 다소 어긋난 경우에도, 이들 스러스트 레이스에 대한 보지기(3)의 상대 회전을 보장할 수 있다. 즉, 본 예의 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1a)의 경우에는, 내부 간극을 크게 할 수 있으므로, 스러스트 레이스끼리의 회전 중심의 편차가 0.6㎜를 초과하는 엄격한 사용 조건 하에서도, 종래 구조에 있어서의 보지기의 파손이나, 스러스트 레이스 면과 롤러의 전동면의 접촉부의 연소 등의 손상의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 내부 간극으로서 비교적 큰 값(1㎜ 내지 2㎜)을 채용할 수 있는 것 과, 외경측 플랜지(8a)와 내경측 플랜지(11a) 중에서 외경측 계지부(9a)와 내경측 계지부(12a)를 마련하지 않은 부분에 절결부(18, 21)를 형성하고, 이 부분의 축방향에 관한 높이 치수를 작게 하고 있는 것에 의해, 내부 공간에 유통하는 윤활유의 양을 확보할 수 있다. 즉, 외경측 플랜지(8a)와 내경측 플랜지(11a)의 높이 치수를 일부에서 작게 함으로써, 이들 플랜지와 보지기(3)의 주연부 사이에 존재하는 내부 공간의 개구부의 면적을, 도 7에 도시한 종래 구조에 비해, 2배 내지 10배 정도까지 넓게 할 수 있다. 그리고, 내부 공간 내로의 윤활유의 유입, 이 내부 간극으로부터의 윤활유의 배출을 원활하게 하여, 이 내부 공간 내에 윤활유를 직경 방향으로 통과하기 쉽게 할 수 있다. 또한, 내부 간극을 크게 함으로써, 윤활유가 보지기(3)의 내외측 양 주연과, 외경측 플랜지(8a)의 내주면 및 내경측 플랜지(11a)의 외주면 사이의 환상 간극을 통과하기 쉽게 할 수 있다. 그 결과, 운전 시에 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1a)의 윤활유 유량을 충분히 확보할 수 있으며, 도 7에 도시한 종래 구조에 비하여, 이 윤활유의 유량을 20% 이상, 예를 들어 40% 정도까지 증대시키는 것이 가능하게 되어, 그만큼, 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1a)의 신뢰성 및 내구성의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 본 예의 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1a)의 경우에는, 제 2 스러스트 레이스(5a)를 구성하는 제 2 스러스트 레이스부(10a)의 외주연에, 돌출편(19)을 마련하고 있다. 이들 돌출편(19)의 외접원의 직경은 외경측 플랜지(8a)의 외경보다 크다. 따라서, 도 8에 도시한 케이싱(13)의 보지부(14)에 대해, 외경측 플랜지(8a)를 마련한 제 1 스러스트 레이스(4a)는 내측 끼움할 수 있지만, 돌출편(19)을 마련한 제 2 스러스트 레이스(5a)는 내측 끼움할 수 없다. 이 때문에, 회전 지지 부분을 구성하는 케이싱(13)에 대하여 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1a)을 실수로 역방향으로 장착하는 것을 확실히 방지할 수 있다.
또한, 돌출편(19)의 원주 방향 폭은 제한되어 있으므로, 이들 돌출편(19)이 내부 공간에 유통하는 윤활유의 흐름을 방해하는 일은 적다. 따라서, 역장착 방지 기능을 구비했다고 해도, 윤활유 유량을 충분히 확보할 수 있다. 게다가, 본 예의 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1a)의 경우에는, 돌출편(19)의 두께 치수(t)를, 이들 돌출편(19) 중에서, 외경측 플랜지(8a)의 선단연에 대향하는 면측을 오목하게 함으로써 작게 하고 있다. 이 때문에, 돌출편(19)의 편면과 외경측 플랜지(8a)의 선단연 사이의 간극을 충분히 넓게 하여, 이들 돌출편(19)이 윤활유의 흐름을 방해하는 정도를 보다 한층 저감할 수 있다.
[실시형태의 제 2 예]
도 4는 본 발명의 실시형태의 제 2 예를 나타내고 있다. 본 예의 경우에는, 보지기(3a)의 구조를 고안하는 것에 의해, 이러한 보지기(3a)의 외주연과 제 1 스러스트 레이스(4a)의 외주연부에 마련한 복수의 외경측 계지부(9a)와의 걸림 치수의 확보와, 이들 보지기(3a)의 외주연과 외경측 계지부(9a)와의 마찰 방지의 양립을 도모하기 쉽게 하고 있다.
보지기(3a)의 기본적 구성 자체는 실시형태의 제 1 예와 동일하며, 제 1 보지기 소자(25)와 제 2 보지기 소자(26)를 결합하는 것에 의해 전체를 중공 환상으로 하고 있다. 이들 보지기 소자 중 제 1 스러스트 레이스(4a)의 제 1 스러스트 레이스부(7a)측에 배치되는 제 1 보지기 소자(25)는 제 1 평판부(27)와, 제 1 내경측 끼워 맞춤 원통부(28)와, 제 1 외경측 끼워 맞춤 원통부(29)를 구비한다. 제 1 평판부(27)는 원륜 형상이며, 원주 방향 등간격 복수 개소에, 각각이 직경 방향으로 기다란 직사각형의 제 1 스루홀(30)을 방사상으로 형성하고 있다. 또한, 제 1 내경측 끼워 맞춤 원통부(28)와 제 1 외경측 끼워 맞춤 원통부(29)는 제 1 평판부(27)의 내외측 양 주연으로부터 축방향에 관하여 서로 동일한 방향으로 직각으로 절곡하여 형성되어 있다. 또한, 제 2 스러스트 레이스(5b)의 제 2 스러스트 레이스부(10b)측에 배치되는 제 2 보지기 소자(26)는 제 2 평판부(31)와, 제 2 내경측 끼워 맞춤 원통부(32)와, 제 2 외경측 끼워 맞춤 원통부(33)를 구비한다. 제 2 평판부(31)는 원륜 형상이며, 원주 방향 등간격 복수 개소에, 각각이 직경 방향으로 기다란 직사각형이며 제 1 스루홀(30)과 동일한 수의 제 2 스루홀(34)을 방사상으로 형성하고 있다. 또한, 제 2 내경측 끼워 맞춤 원통부(32)와 제 2 외경측 끼워 맞춤 원통부(33)는 제 2 평판부(31)의 내외측 양 주연으로부터 축방향에 관하여 서로 동일한 방향으로, 또한, 제 1 내경측 끼워 맞춤 원통부(28)와 제 1 외경측 끼워 맞춤 원통부(29)와는 반대측으로 직각으로 절곡하여 형성되어 있다. 또한, 제 2 외경측 끼워 맞춤 원통부(33)의 직경을 제 2 평판부(31) 부근의 기반부(35)보다, 이 제 2 평판부(31)로부터 먼 측의 선반부(36)에서 크게 하여, 제 2 외경측 끼워 맞춤 원통부(33)를 계단식 원통 형상으로 하고 있다.
제 1 보지기 소자(25)와 제 2 보지기 소자(26)는 제 1 내경측 끼워 맞춤 원통부(28)를 제 2 내경측 끼워 맞춤 원통부(32)에 억지 끼워 맞춤(interference fit)으로 내측 끼움하는 동시에, 제 1 외경측 끼워 맞춤 원통부(29)를 제 2 외경측 끼워 맞춤 원통부(33)의 선반부(36)에 억지 끼워 맞춤으로 외측 끼움함으로써, 이들 보지기 소자를 서로 결합하여 보지기(3a)로 하고 있다. 이때, 제 1 외경측 끼워 맞춤 원통부(29)는 제 2 외경측 끼워 맞춤 원통부(33)에 선반부(36)에서만 외측끼움한다. 이 때문에, 제 1 외경측 끼워 맞춤 원통부(29)의 높이(축방향 치수)를 이 선반부(36)의 높이 이하로 하고 있다. 또한, 이들 보지기 소자의 결합 작업은 제 1 보지기 소자(25)의 제 1 평판부(27)에 형성한 제 1 스루홀(30)과, 제 2 보지기 소자(26)의 제 2 평판부(31)에 형성한 제 2 스루홀(34)의 위상을 맞추는 동시에, 이들 스루홀끼리의 사이에 각각 롤러(2)를 배치한 상태로 실행한다. 제 1 스루홀(30)과 제 2 스루홀(34)의 길이(직경 방향 치수)는 롤러(2)의 길이보다 크고, 제 1 스루홀(30)과 제 2 스루홀(34)의 폭(둘레 방향 치수)은 롤러(2)의 외경보다 작다. 따라서, 제 1 보지기 소자(25)와 제 2 보지기 소자(26)를 결합하여 보지기(3a)를 구성하면, 각각의 롤러(2)는 제 1 스루홀(30)과 제 2 스루홀(34)끼리의 사이에 탈락을 저지한 상태로 전동 가능하게 보지된다. 즉, 제 1 스루홀(30)과 제 2 스루홀(34)이 합쳐져서 포켓(6)을 구성한다.
상술하는 바와 같이 구성하는 본 예의 구조에 의하면, 보지기(3a)의 외주연과 제 1 스러스트 레이스(4a)의 외주연부에 마련한 복수의 외경측 계지부(9a)와의 걸림 치수의 확보와, 이들 보지기(3a)의 외주연과 외경측 계지부(9a)와의 마찰 방지의 양립을 도모할 수 있다. 즉, 본 예의 구조의 경우에는, 보지기(3a)의 최대 외경부인 제 1 외경측 끼워 맞춤 원통부(29)의 높이를 작게 하고 있기 때문에, 제 1 외경측 끼워 맞춤 원통부(29)와 외경측 계지부(9a)가 직경 방향에 관하여 중첩하지 않도록 할 수 있다. 이 때문에, 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1c)의 운전 시에, 원주 방향에 관하여 간헐적으로 마련된 외경측 계지부(9a)와 보지기(3a)의 외주연이 서로 마찰되는 것을 방지할 수 있어서, 이 보지기(3a)의 원활한 회전을 보장하고, 나아가서는 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1c)의 운전 상태를 안정시키기 쉽게 할 수 있다.
본 예의 그 이외의 부분의 구성 및 작용에 대해서는, 돌출편(19)(도 1 및 도 3 참조)을 생략하고 있는 점을 제외하고, 실시형태의 제 1 예와 거의 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 본 예의 구조에 관해서도, 제 2 스러스트 레이스(5b)를 구성하는 제 2 스러스트 레이스부(10b)의 외주연에 돌출편(19)을 마련할 수도 있다.
본 발명을 실시하는 경우에 사용하는 보지기는, 도시된 실시형태에서는, 각각 금속판을 굽힘 형성하여 얻어지는 한쌍의 보지기 소자를 중공 환상으로 결합하여 구성하는 구조를 채용하고 있다. 이들 보지기 소자를 구성하는 금속판으로서는, 예를 들어, 두께가 0.4㎜ 정도인 탄소 강판(예를 들어 SPCC재)을 질화 처리하고, 표면 경도를 Hｖ400 내지 Hｖ850으로 한 것을 사용할 수 있다. 다만, 1매의 금속판을 단면 크랭크형으로 절곡하여 전체를 원륜 형상으로 한 것이나, 합성 수지(PA66, PA46, PPS 등)제의 보지기를 사용할 수도 있다.
어느 보지기를 사용하는 경우에도, 보지기의 축방향 두께는 롤러의 직경의 80% 이하로 함으로써, 이 보지기의 축방향 양측면과 제 1 스러스트 레이스 면 및 제 2 스러스트 레이스 면과의 사이의 환상 공간의 두께를 확보하여, 윤활유 유량의 확보를 도모하는 것이 바람직하다. 다만, 보지기의 축방향 두께를 롤러의 직경의 50% 미만으로 하면, 이 보지기에 형성한 각각의 포켓의 내면과 이들 롤러의 전동면을 맞물리기 어려워져(이 보지기의 축방향 위치를 롤러에 의해 규제하는 것이 어려워져서, 무리하게 규제하려고 하면, 각각의 포켓의 내면과 이들 롤러의 전동면이 강하게 서로 마찰함), 이들 롤러의 원활한 전동을 방해할 수 있을 가능성이 높아진다. 그래서, 보지기의 축방향 두께는 롤러의 직경의 50% 내지 80%의 범위 내에 들어가 있는 것이 바람직하다.
또한, 제 1 스러스트 레이스의 재료로서 SK85 등의, 탄소 함유량(C%)이 0.5중량% 내지 1.0중량%인 소성가공재, 혹은, SCM415 등의 침탄재(소재의 C%=0.1중량% 내지 0.5중량%)를 이용하는 것에 의해, 제 1 스러스트 레이스의 두께가 0.6㎜ 내지 2.0㎜의 범위에서, 파셜 컬 가공이 가능하게 된다. 또한, 풀 컬 가공의 경우에는, 두께가 1.0㎜를 초과하면, 저비용으로 실행할 수 있는 프레스 가공에서는, 외경측 계지편의 가공이 어려워진다.
제 2 스러스트 레이스에 관해서는, 사용할 수 있는 재료는 제 1 스러스트 레이스와 동일하다. 그 두께는 0.6㎜ 내지 5.0㎜의 범위로 할 수 있다.
실시예
본 발명의 효과를 확인하기 위해서 실행한 시험에 대하여, 표 1, 표 2, 도 5 및 도 6을 참조하면서 설명한다. 이 중 표 1 및 도 5는 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링의 내부 간극의 크기가 제 1 스러스트 레이스와 제 2 스러스트 레이스를 서로 편심시켜서 운전한 상태에서의 내구성에 미치는 영향을 알기 위한 시험(편심 시험)과, 레이스를 갖는 스러스트 베어링의 내부 공간의 크기가, 스러스트 하중을 부하한 상태와 부하하지 않는 상태를 교대로 반복하는 운전 상태에서의 내구성에 미치는 영향을 알기 위한 시험(하중 ON/OFF 시험)의 2종류의 시험의 조건 및 결과 등에 대해 나타내고 있다. 이들 2종류의 시험에 공통되는 조건은 하기한 바와 같다.
레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링의 외경 : 85㎜
레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링의 내경 : 54㎜
레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링의 축방향 두께(베어링 폭) : 5.4㎜
시험 하중(P/C) : 0.4(Fa=12600N)
회전 속도(제 1 스러스트 레이스측 회전) : 6000min-1
윤활 조건 : ATF에 의해 회전 중심까지 침지하는 오일욕
윤활유 온도 : 120℃
또한, 편심 시험에서는, 도 5에 도시한 편심 지그(23)에 의해, 제 1 스러스트 레이스와 제 2 스러스트 레이스의 중심 축을 0.6㎜ 어긋나게 했다.
또한, 하중 ON/OFF 시험에서는, 피시험체인 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1b)과 별도의 스러스트 베어링(24)을 거쳐서, 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1b)에 시험 하중을 2초마다(1사이클 4초로 하여) 반복하여 가했다. 제 1 스러스트 레이스와 제 2 스러스트 레이스는 서로 동심으로 했다.
시험은, 진동계에 의해 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1b) 부분에서 발생하는 진동을 계측하면서 실행하고, 이 진동이 미리 설정한 역치를 넘어 커진 경우에는, 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1b)이 수명을 다했다고 하여 그 시점에서 시험을 중지했다. 표 1에는, 중단까지의 시간과 함께, 불합격을 나타내는 「×」 표시를 기재했다. 또한, 60시간을 경과할 때까지 진동이 커지지 않았던 경우에는, 그 시점에서 시험을 중지하고, 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링(1b)을 분해하여, 보지기의 손상의 유무, 스러스트 레이스 면의 플레이킹(flaking) 등의 손상의 유무를 육안으로 관찰하여, 어떤 손상이 있었을 경우에는 불합격을 나타내는 「×」 표시를, 아무런 손상도 없었던 경우에는 합격을 나타내는 「○」 표를 표 1 중에 각각 기재했다.
외경측 계지부의 돌출량
(㎜)		 내부
간극
(㎜)		 편심 시험
결과
(hr)		 하중 ON/OFF 시험 결과
(hr)		 외경측 계지부 및
절결부의 형성

실
시
예

 1 0.6 1.0 60hr○ 60hr○ 파샬컬(사다리꼴)
2 0.7 1.2 60hr○ 60hr○ 파샬컬(사다리꼴)
3 1.0 2.0 60hr○ 60hr○ 파샬컬(사다리꼴)
4 0.6 1.0 60hr○ 60hr○ 파샬컬(원호)
5 0.75 1.2 60hr○ 60hr○ 파샬컬(원호)
6 1.1 2.0 60hr○ 60hr○ 파샬컬(원호)


비
교
예

 1 0.4 0.8 60hr× 60hr○ 풀 컬
2 0.4 0.8 48hr× 60hr○ 파샬컬(사다리꼴)
3 1.2 2.3 60hr○ 25hr× 파샬컬(사다리꼴)
4 0.35 0.8 47hr× 60hr○ 파샬컬(원호)
5 1.15 2.3 60hr○ 24hr× 파샬컬(원호)
6 0.25 0.6 23hr× 25hr× 통상 탭
7 0.2 0.4 21hr× 26hr× 통상 탭
표 1 중, 실시예 1 내지 실시예 6은 모두 내부 간극의 크기가 1㎜ 내지 2㎜의 범위 내에 들어가 있어서, 0.6㎜과 같은 큰 편심량 하에서 운전한 경우에도, 모두 계산 수명 60시간에 도달해도, 보지기 파손이나 플레이킹 등의 손상은 발생하지 않았다. 이것은 내부 간극을 1㎜ 이상으로 하는 것에 의한 효과이다.
또한, 하중 ON/OFF 시험에서는, 스러스트 하중이 빠진 상태에서(하중 OFF시에) 보지기가 자중에 의해 낙하하며, 그 후 하중이 ON된 상태에서 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링이 회전함에 따라, 보지기의 둘레 방향의 일부가 외경측 플랜지의 내주면과 내경측 플랜지의 외주면 사이에 협지되는 끼임이 발생했다. 다만, 이러한 경우에도, 보지기의 마모는 경미하며, 계산 수명인 60시간에 도달해도, 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링의 어느 부분에도 특별히 문제되는 손상은 발생하지 않았다. 이것은 내부 간극을 2㎜ 이하로 억제하는 것에 의한 효과이다.
이에 반해, 내부 간극의 크기가 본 발명의 범위(1㎜ 내지 2㎜)로부터 벗어나는 비교예 1 내지 7의 경우에는, 편심 시험과 하중 ON/OFF 시험의 한쪽 또는 양쪽 모두에서 불합격되었다. 즉, 내부 간극이 작은 비교예 1, 2, 4, 6 및 7은 어느 시험에서도 보지기의 끼임이 발생했다. 그리고, 일부에 60시간 경과할 때까지 시험을 계속할 수 있었던 것도 있었지만, 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링을 분해하여 각 부품을 조사하면, 균열 혹은 플레이킹 등의 손상이 발생하고 있었다.
표 1에 그 결과를 나타낸 시험에서, 내부 간극을 1㎜ 내지 2㎜로 규제함으로써, 뛰어난 내구성을 갖는 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링을 실현할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
다음에, 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링의 구조의 차이가 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링의 윤활유 유량에 미치는 영향을 알기 위해서 실행한 시험에 대해 설명한다. 시험 조건은 다음과 같다.
레이스를 갖는 스러스트 베어링의 외경 : 85㎜
레이스를 갖는 스러스트 베어링의 내경 : 54㎜
레이스를 갖는 스러스트 베어링의 축방향 두께(베어링 폭) : 5.4㎜
시험 하중(P/C) : 0.05(Fa=12600N)
회전 속도(제 2 스러스트 레이스측 회전) : 500min-1, 3000min-1, 5000min-1의 3단계
윤활 조건 : ATF를 5kPa의 압력으로 내경측으로부터 공급
윤활유 온도 : 100℃
제 1 스러스트 레이스의 두께 : 0.8㎜
제 2 스러스트 레이스의 두께 : 1.6㎜
이와 같은 조건에서 실행한 시험의 결과를 표 2에 나타낸다. 또한, 실시예 1 내지 실시예 6 및 비교예 1 내지 비교예 7의 구조는 각각 표 1과 표 2에서 대응하고 있다(동일한 사양이다).
제 1 스러스트 레이스
(㎜)		 제 2 스러스트 레이스
(㎜)		 윤활유의 유통량
(L/min)
외경측
계지부의 수		 절결부 깊이 내경측
계지부의 수		 단차의 높이 h 500min-1 3000min-1 5000min-1

실
시
예

 1 3 2.0 4 - 2.1 4.0 7.2
2 3 2.0 4 0.6 3.4 5.5 9.0
3 4 2.0 4 0.8 3.5 5.9 10.0
4 3 2.0 3 - 2.0 4.2 7.0
5 3 1.5 3 0.6 2.9 5.1 8.0
6 4 1.5 3 0.8 3.0 5.5 9.5


비
교
예

 1 - 0.1 4 - 0.3 1.8 3.0
2 4 2.0 4 - 0.7 2.0 3.3
3 3 2.0 3 - 0.8 2.0 3.4
4 4 1.5 4 - 0.6 1.9 3.2
5 3 1.5 3 - 0.5 1.8 3.1
6 4 1.0 4 - 0.5 1.8 3.2
7 3 0.5 3 - 0.4 1.7 3.1
상기와 같은 조건에서 실행한 시험의 결과를 나타낸 표 2의 기재로부터 명확한 바와 같이, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 실시예 1 내지 실시예 6의 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링은 모두 회전 속도에 상관없이, 본 발명의 기술적 범위에서 벗어나는 비교예 1 내지 비교예 7의 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링에 비해, 내부 공간을 통과하는 윤활유의 양을 2배 이상 확보하고 있다.
표 1 및 표 2에 각각의 결과를 나타낸 3종류의 시험의 결과에서 명확한 바와 같이, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링에 의하면, 취급성이 양호하며, 또한, 엄격한 사용 조건 하에서도 안정된 운전 상태를 확보할 수 있는 구조를 실현할 수 있다.
또한, 비교예 1의 구조는 풀 컬형의 외경측 계지부를 구비한 것이지만, 내부 간극이 0.8㎜이고, 끼임량이 0.2㎜이며, 60시간 경과하여 시험을 종료했지만, 내부를 확인한 바, 보지기에 균열이 발생하고 있었다. 하중 ON/OFF 시험에 대해서는, 60시간 경과 후도 이상은 발생하지 않았다. 다만, 윤활유 유량에 대해서는, 개구 면적이 좁으므로 적어서, 사용 조건이 엄격해지면 충분한 내구성을 확보하기 어려운 것이 이해된다.
또한, 비교예 2 내지 5에 관해서는, 각각 외경측 플랜지의 선단연부에 복수의 외경측 계지부를 원주 방향으로 간헐적으로 형성하는 동시에, 원주 방향으로 서로 이웃하는 외경측 계지부끼리의 사이에 절결을 형성하고, 또한, 내부 간극을 0.8㎜, 또는 2.3㎜로 함으로써, 편심 시험에서는 비교예 3 및 비교예 5에 관한 한 합격이었다. 다만, 비교예 3 및 비교예 5의 경우, 내부 간극이 과대하기 때문에, 하중 ON/OFF 시험에서는, OFF시에 있어서의 보지기의 낙하량이 많은 것에 의해, 도중에 보지기의 파손이 발생했다. 또한, 비교예 2 및 비교예 4에 관해서는, 편심 시험에서, 보지기의 외주연부의 마모에 의거하여, 이러한 보지기가 파손했다. 윤활유 유량에 관해서는, 비교예 2 내지 비교예 7의 경우에는, 비교예 1에 비해 증대됐지만, 실시예 1 내지 실시예 6에 비하면 아직 적었다. 또한, 실시예 1 내지 실시예 6 중, 역장착 방지용의 돌출편을 얇게 한(단차를 마련한) 실시예 2, 3, 5 및 6에 관해서는, 특별히 얇게 하고 있지 않은 실시예 1 및 4에 비해서도, 더욱 윤활유 유량을 많게 할 수 있었다.
또한, 비교예 6 및 비교예 7에 관해서는, 일본 특허 공개 제 2004-28342 호 공보의 도 1 및 도 2에 도시되어 있는, 종래부터 널리 실시되고 있는, 통상 탭 구조이지만, 도 1 및 도 7에 도시한 바와 같이, 얇은 제 1 스러스트 레이스를 구성하는 외경측 플랜지의 선단연에, 돌출량이 큰 외경측 계지부를 마련하는 것은 어렵고, 따라서, 내부 간극을 확보하는 것도 어렵다. 즉, 비교예 6 및 비교예 7에 관해서는, 내부 간극이 각각 0.6㎜, 0.4㎜로 작으며, 편심 시험에서는 도중에 보지기의 외주연부에 마모가 발생하여 보지기가 파단했다. 또한, 하중 ON/OFF 시험에서도, 도중에 보지기의 파손이 발생했다. 또한, 비교적 두꺼운 제 2 스러스트 레이스를 구성하는 내경측 플랜지의 선단연에는 통상 탭 구조에서도 큰 돌출량을 확보하기 쉽다. 따라서, 도 1 및 도 3에 도시한 본 발명의 실시형태의 제 1 예에 관해서도, 내경측 플랜지(11a)의 선단연에 형성한 내경측 계지부(12a)로서 통상 탭 구조를 채용하고 있다. 또한, 윤활유 유량에 관해서는, 비교예 6 및 비교예 7의 경우도, 비교예 1 내지 비교예 5와 동일한 경향을 나타냈다.
본 발명의 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링은, 자동차의 트랜스미션에 한정하지 않고, 농업 기계, 건설 기계, 철강 기계, 컴프레서 등의 엔진용 보조 기기와 같은 각종 회전 기계의 회전 지지 부분에 이용할 수 있다.
1, 1a, 1b, 1c : 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링
2 : 롤러 3, 3a : 보지기
4, 4a : 제 1 스러스트 레이스 5, 5a, 5b : 제 2 스러스트 레이스
6 : 포켓 7, 7a : 제 1 스러스트 레이스부
8, 8a : 외경측 플랜지 9, 9a : 외경측 계지부
10, 10a, 10b : 제 2 스러스트 레이스부
11, 11a : 내경측 플랜지 12, 12a : 내경측 계지부
13 : 케이싱 14 : 보지부
15 : 상대 부재 16 : 간극
17 : 제 1 스러스트 레이스 면 18 : 절결부
19 : 돌출편 20 : 제 2 스러스트 레이스 면
21 : 절결부 22 : 단차부
23 : 편심 지그 24 : 스러스트 베어링
25 : 제 1 보지기 소자 26 : 제 2 보지기 소자
27 : 제 1 평판부 28 : 제 1 내경측 끼워 맞춤 원통부
29 : 제 1 외경측 끼워 맞춤 원통부 30 : 제 1 스루홀
31 : 제 2 평판부 32 : 제 2 내경측 끼워 맞춤 원통부
33 : 제 2 외경측 끼워 맞춤 원통부 34 : 제 2 스루홀
35 : 기반부 36 : 선반부

Claims (5)

  1. 각각이 방사 방향으로 기다란 포켓을 원주 방향 복수 개소에 마련한 원륜 형상의 보지기와,
    상기 포켓의 각각에 전동 가능하게 배치되어 있는 복수 개의 롤러와,
    상기 보지기와 상대 회전을 가능하게 또한 비분리로 결합된 제 1 스러스트 레이스 및 제 2 스러스트 레이스를 구비하고,
    제 1 스러스트 레이스는 경질 금속판을 굽힘 형성하여 구성되고, 평탄하며 원륜 형상인 제 1 스러스트 레이스부와, 제 1 스러스트 레이스부의 외주연으로부터 축방향 편측으로 절곡된 상태로 마련된 원통 형상의 외경측 플랜지와, 이 외경측 플랜지의 선단연의 일부에서 원주 방향 복수 개소에, 이 외경측 플랜지의 선단연으로부터 직경 방향 내측으로 돌출하는 상태로 마련된 외경측 계지부를 구비하며, 상기 외경측 플랜지의 축방향에 관한 높이 치수는 상기 외경측 계지부를 마련하지 않은 부분에서 상기 외경측 계지부를 마련한 부분보다 작고, 상기 외경측 플랜지의 외경이 60㎜ 내지 120㎜이며,
    제 2 스러스트 레이스는 경질 금속판을 굽힘 형성하여 구성되고, 평탄하며 원륜 형상인 제 2 스러스트 레이스부와, 제 2 스러스트 레이스부의 내주연으로부터 축방향 편측으로 절곡된 상태로 마련된 원통 형상의 내경측 플랜지와, 이 내경측 플랜지의 선단연의 일부에서 원주 방향 복수 개소에, 이 내경측 플랜지의 선단연으로부터 직경 방향 외측으로 돌출하는 상태로 마련된 내경측 계지부를 구비하며, 상기 내경측 플랜지의 내경이 40㎜ 내지 80㎜인, 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링에 있어서,
    상기 외경측 플랜지 및 내경측 플랜지와 상기 보지기를 동심으로 배치했다고 가정한 상태에서, 이 중 외경측 플랜지의 내주면 및 내경측 플랜지의 외주면과 상기 보지기의 내외측 양 둘레면과의 사이에 각각 존재하는 환상 간극의 직경 방향 치수의 합을 레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링의 내부 간극으로 한 경우에, 이 내부 간극이 1㎜ 내지 2㎜의 범위이고,
    제 2 스러스트 레이스가, 원륜 형상의 제 2 스러스트 레이스부와, 제 2 스러스트 레이스부의 외주연의 일부로부터 직경 방향 외측으로 돌출하는 상태로 마련된 적어도 1개의 돌출편을 구비하고, 제 2 스러스트 레이스부의 외경이 상기 외경측 플랜지의 내경보다 작으며, 상기 돌출편을 포함하는 제 2 스러스트 레이스의 외접원의 직경이 이 외경측 플랜지의 외경보다 크고,
    상기 돌출편의 두께 치수가 제 2 스러스트 레이스부의 두께 치수보다 작고, 상기 돌출편 중에서 상기 외경측 플랜지의 선단연과 대향하는 편면과, 제 2 스러스트 레이스부 중에서 상기 롤러를 구름 접촉시키는 레이스 면과의 경계부에 단차부가 존재하는
    레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보지기가, 제 1 보지기 소자와 제 2 보지기 소자를 결합하는 것에 의해 전체를 중공 환상으로 한 것이며,
    제 1 스러스트 레이스부 측에 배치되는 제 1 보지기 소자는, 원륜 형상의 제 1 평판부의 내외측 양 주연으로부터 축방향에 관하여 서로 동일한 방향으로 직각으로 절곡한 제 1 내경측 끼워 맞춤 원통부와 제 1 외경측 끼워 맞춤 원통부를 형성하여 구성되며,
    제 2 스러스트 레이스부 측에 배치되는 제 2 보지기 소자는, 원륜 형상의 제 2 평판부의 내외측 양 주연으로부터 축방향에 관하여 서로 동일한 방향이면서 제 1 내경측 끼워 맞춤 원통부 및 제 1 외경측 끼워 맞춤 원통부와 반대 방향으로 직각으로 절곡한 제 2 내경측 끼워 맞춤 원통부와 제 2 외경측 끼워 맞춤 원통부를 형성하여 구성되며,
    제 1 내경측 끼워 맞춤 원통부를 제 2 내경측 끼워 맞춤 원통부에 내측 끼움하는 동시에, 제 1 외경측 끼워 맞춤 원통부를 제 2 외경측 끼워 맞춤 원통부에 외측 끼움하는 것에 의해, 제 1 보지기 소자와 제 2 보지기 소자를 서로 결합하고, 제 2 외경측 끼워 맞춤 원통부의 직경을 제 2 평판부 부근의 기반부보다 이 제 2 평판부로부터 먼 측의 선반부에서 크게 하며, 제 1 외경측 끼워 맞춤 원통부를 제 2 외경측 끼워 맞춤 원통부에 이 선반부에서만 외측 끼움하는
    레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 돌출편이 제 2 스러스트 레이스부의 외주연의 복수 개소에 원주 방향에 관하여 등간격으로 마련되어 있는
    레이스를 갖는 스러스트 롤러 베어링.
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