KR101550906B1 - 테이퍼 롤러 베어링 - Google Patents

Abstract

테이퍼 롤러 베어링이 개시된다. 하나 이상의 테이퍼 롤러, 및 상기 하나 이상의 테이퍼 롤러를 수용하는 하나 이상의 테이퍼 롤러 포켓, 및 상기 하나 이상의 테이퍼 롤러 포켓을 형성하는 하나 이상의 격벽을 구비한 케이지, 및 상기 케이지에 구비되고, 상기 케이지의 회전에 따라 주변의 윤활유를 상기 하나 이상의 테이퍼 롤러 쪽으로 펌핑하는 하나 이상의 펌핑부를 포함하여 테이퍼 롤러 베어링의 윤활성 향상을 도모할 수 있다.

Description

테이퍼 롤러 베어링{Taper roller bearing}

본 발명은 테이퍼 롤러 베어링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 윤활성이 향상된 케이지를 구비한 테이퍼 롤러 베어링에 관한 것이다.

일반적으로 베어링은 회전하고 있는 기계의 축을 일정한 위치에 고정시키고, 축의 자중과 함께 축에 걸리는 하중을 지탱하며, 축이 원활하게 회전할 수 있도록 지지하는 기계 요소로서, 베어링과 축이 접촉하는 상태에 따라 미끄럼 베어링과 구름 베어링으로 분류됨과 더불어 하중을 지지하는 방향에 따라 레이디얼 베어링과 스러스트 베어링으로 분류된다.

상기 구름베어링은 회전하는 축을 볼 혹은 롤러와 같은 전동체를 사용하여 지지하는 것으로, 전동체의 형상에 따라 볼 베어링과 원통형 롤러 베어링, 테이퍼 롤러 베어링 및 니들 베어링 등이 있다.

상기 테이퍼 롤러 베어링은 회전축 방향 및 반경 방향 하중을 동시에 지지하는 곳에 주로 사용되는 것으로, 차량에서 트랜스미션 혹은 액슬과 같은 동력전달장치의 축을 지지하는 경우 등에 사용되고 있다.

종래 기술에 따른 테이퍼 롤러 베어링은 내륜과, 외륜, 상기 내륜과 외륜 사이에 개재된 전동체로서의 테이퍼 롤러 및, 상기 테이퍼 롤러를 수용하여 회전 가능하게 지지하는 리테이너 혹은 케이지를 포함한다.

상기와 같이 구성된 테이퍼 롤러 베어링에서 상기 케이지는 테이퍼 롤러를 수용하여 적절히 회전 가능하게 지지하면서 테이퍼 롤러의 원활한 윤활을 위해 윤활유를 테이퍼 롤러 쪽으로 강제적으로 유동시킬 수 특성이 요구되고 있다.

본 발명의 실시 예는 상기와 같은 사정을 감안하여 안출된 것으로, 단순 금형으로 제작이 용이하고, 윤활유의 원활한 유동을 보장하여 저항 토크를 저감할 수 있으며, 윤활유를 적정 수준으로 보유하여 윤활 성능 및 내구성을 향상시켜 수명 연장을 도모할 수 있도록 한 테이퍼 롤러 베어링을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 테이퍼 롤러 베어링은, 하나 이상의 테이퍼 롤러, 상기 하나 이상의 테이퍼 롤러를 수용하는 하나 이상의 테이퍼 롤러 포켓, 및 상기 하나 이상의 테이퍼 롤러 포켓을 형성하는 하나 이상의 격벽을 구비한 케이지, 및 상기 케이지에 구비되고, 상기 케이지의 회전에 따라 주변의 윤활유를 상기 하나 이상의 테이퍼 롤러 쪽으로 펌핑하는 하나 이상의 펌핑부를 포함할 수 있다.

상기 케이지는 상기 하나 이상의 격벽에 의해 연결되는 대경 테두리와 소경 테두리를 포함하고, 상기 하나 이상의 펌핑부는 상기 소경 테두리에 원주 방향을 따라 소정 간격을 두고 형성될 수 있다.

상기 펌핑부는 상기 소경 테두리에 반경 방향 내측으로 돌출하도록 형성된 돌출턱, 상기 돌출턱에 반경 방향 내측으로 돌출하도록 형성된 블레이드, 및 상기 돌출턱과 상기 블레이드에 의해 형성된 펌핑홈을 포함할 수 있다.

상기 펌핑홈은 원주 방향을 따라 연속되고, 축방향으로 상기 테이퍼 롤러 쪽을 향해 경사지게 형성될 수 있다.

상기 펌핑홈은 상기 돌출턱에 반경 방향 내측면으로부터 외측면을 향해 깍여져 형성된 수직 벽면과, 상기 돌출턱에 반경 방향 외측으로부터 내측으로 경사지게 형성된 경사 내측면, 및 상기 블레이드에 축방향 외측으로부터 내측으로 경사지게 형성된 경사 외측면에 의해 형성될 수 있다.

상기 돌출턱의 상기 경사 내측면은 삼각 형상으로 형성될 수 있다.

상기 케이지는 스틸 재질로 형성될 수 있다.

상기 돌출턱과 상기 블레이드는 각각 반경 방향 내측을 향하는 내측면을 포함하고, 상기 블레이드의 내측면은 상기 돌출턱의 내측면보다 반경 방향 내측으로 더 돌출하도록 형성될 수 있다.

상기 서로 인접한 2개의 격벽 사이의 원주 방향을 따른 폭보다 상기 블레이드의 길이가 더 크게 형성될 수 있다.

상기 블레이드는 반경 방향 내측을 향하는 내측면, 원주 방향을 따른 양측 선단면, 및 축방향 외측을 향하는 외측면을 각각 포함하여 직사각 블록 형상으로 형성될 수 있다.

상기 축방향 외측면은 원주 방향을 따른 중앙 부위에서 축방향 외측을 향해 돌출한 중앙 돌출부, 상기 중앙 돌출부를 중심으로 원주 방향으로 각각 대칭되게 배치되고 축방향 외측을 향하는 2개의 제1,2경사 외측면를 각각 포함하고, 상기 제1,2경사 외측면은 상기 중앙 돌출부로부터 상기 양측 선단면까지 연속되게 형성되며, 상기 중앙 돌출부로부터 축방향 내측을 향해 점차적으로 경사지게 형성될 수 있다.

상기 돌출턱의 경사 내측면은 상기 수직 벽면의 반경 방향 외측을 향하는 외측 가장자리로부터 상기 블레이드의 중앙 돌출부를 향해 반경 방향 내측으로 경사지고, 삼각 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 테이퍼 롤러 베어링에 의하면, 케이지를 스틸 재질을 사용하여 단순 금형을 이용해서 용이하게 제작할 수 있으므로, 원가절감 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

상기 케이지의 소경 테두리에는 윤활유를 테이퍼 롤러 쪽으로 강제적으로 펌핑하는 펌핑부가 형성되어, 테이퍼 롤러 베어링의 구동시에 상기 케이지가 회전할 때에 상기 펌핑부 주변의 윤활유가 펌핑부에 의해 강제적으로 펌핑되어 케이지에 수용된 테이퍼 롤러 쪽으로 압송됨으로써, 테이퍼 롤러의 윤활성이 향상될 수 있다.

이와 같은 윤활성의 향상으로 테이퍼 롤러 베어링의 저항 토크가 저감되고, 차량의 트랜스미션 혹은 액슬 등에서 지지 베어링으로 사용될 경우에 동력 전달성능을 향상시킬 수 있으며, 윤활유를 적정 수준으로 보유하여 내구성을 향상시킬 수 있으며, 이와 더불어 테이퍼 롤러 베어링의 수명 연장을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 테이퍼 롤러 베어링의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 케이지의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 케이지에 형성된 펌핑부의 확대 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 테이퍼 롤러 베어링은, 외륜(10)과, 이 외륜(10)이 형성하는 내부 공간에 축 방향으로 삽입되어 상기 외륜(10)의 내주면에 대해 반경 방향으로 이격되게 배치된 내륜(20), 상기 내륜(20)과 외륜(10) 사이에 개재되어 상기 외륜(10)과 내륜(20) 사이의 상대 회전이 가능하도록 하는 전동체로서 하나 이상의 테이퍼 롤러(30), 및 상기 테이퍼 롤러(30)를 수용하여 회전 가능하게 지지하는 리테이너 혹은 케이지(40)를 각각 포함한다.

도 2를 참조하면, 상기 케이지(40)는 원형 링 형상을 이루는 소경 테두리(42)와, 상기 소경 테두리(42)보다 상대적으로 큰 직경을 가지도록 형성됨과 더불어 축방향으로 상기 소경 테두리(42)에 대해 이격되게 배치되는 원형 링 형상의 대경 테두리(44) 및, 원주 방향으로 소정 간격을 두고 배치됨과 더불어 상기 소경 테두리(42)와 대경 테두리(44)를 축방향으로 연결하는 다수개의 격벽(46)을 각각 포함한다.

상기 다수개의 격벽(46)과 대경 테두리(44) 및 소경 테두리(42)에 의해 다수개의 테이퍼 롤러 포켓(50)이 원주 방향으로 형성된다.

상기 다수개의 격벽(46)과 대경 테두리(44) 및 소경 테두리(42)를 포함하는 케이지(40)는 예를 들면 스틸 소재를 사용하여 단순 금형으로 사출하여 성형할 수 있다.

상기 소경 테두리(42)에는 원주 방향을 따라 소정 간격을 두고 하나 이상의 펌핑부(60)가 형성될 수 있다.

상기 하나 이상의 펌핑부(60)는 그 주변의 윤활유를 펌핑하여 축방향으로 강제적으로 압송하는 역할을 한다.

즉 도 1에 도시된 바와 같이 테이퍼 롤러 베어링의 구동시에 상기 케이지(40)가 회전할 때에 상기 펌핑부(60) 주변의 윤활유가 펌핑부(60)에 의해 강제적으로 펌핑되어, 케이지(40)에 수용된 테이퍼 롤러(30) 쪽으로 압송됨으로써, 외륜(10)과 내륜(20)사이에 자전 및 공전 운동을 하는 테이퍼 롤러(30)의 윤활성이 향상될 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 펌핑부(60)는 상기 소경 테두리(42)에 반경 방향 내측으로 돌출한 돌출턱(62)을 포함할 수 있다.

상기 돌출턱(62)은 원주 방향으로 연속되어 링 형상으로 형성될 수 있다.

상기 돌출턱(62)에는 원주 방향을 따라 소정 간격을 두고 하나 이상의 블레이드(64)가 반경 방향 내측을 향해 돌출하도록 형성될 수 있다.

상기 하나 이상의 블레이드(64)는 상기 돌출턱(62)의 반경 방향 내측을 향한 내측면(621)보다 반경 방향 내측으로 더 돌출한 내측면(641)을 포함할 수 있다.

즉 상기 돌출턱(62)의 내측면(621)과 블레이드(64)의 내측면(641) 사이에는 반경 방향 내측으로 단차가 형성될 수 있다.

서로 인접한 2개의 제1,2격벽(461, 462) 사이의 원주 방향을 따른 폭보다 블레이드(64)의 길이가 더 크게 형성될 수 있다.

블레이드(64)의 원주 방향을 따른 한쪽 선단면(642)은 제1격벽(461)의 한쪽 가장자리(461a)와 축방향으로 인접하게 형성될 수 있다.

블레이드(64)의 원주 방향을 따른 다른쪽 선단면(643)은 상기 제1격벽(461)과 인접한 제2격벽(46)보다 원주 방향으로 더 연장되게 형성되어, 상기 제2격벽(462)과 인접한 제3격벽(463)사이에 위치되게 형성될 수 있다.

물론, 상기 블레이드(64)의 폭은 상기와 다른 폭을 가지도록 형성될 수 있다.

상기 블레이드(64)는 상기 반경 방향 내측면(641)과, 원주 방향을 따른 양측 선단면(642, 643) 및, 상기 대경 테두리(44)를 향하는 축방향을 따른 외측면을 각각 포함하여 대체로 직사각 블록 형상으로 형성될 수 있다.

상기 축방향 외측면은, 원주 방향을 따른 중앙 부위에서 축방향 외측을 향해 돌출한 중앙 돌출부(644)와, 이 중앙 돌출부(644)를 중심으로 원주 방향으로 각각 대칭되게 배치되고 축방향 외측을 향하는 2개의 제1,2경사 외측면(645, 646)을 포함할 수 있다.

상기 제1,2경사 외측면(645, 646)은 중앙 돌출부(644)로부터 상기 양측 선단면(642, 643)까지 연속되게 형성될 수 있고, 또한 중앙 돌출부(644)로부터 축방향 내측을 향해 점차적으로 경사지게 형성될 수 있다.

또한 상기 돌출턱(62)에는 그 반경 방향 내측면(621)으로부터 반대쪽의 외측면을 향해 깎인 형태의 수직 벽면(622)이 형성될 수 있다.

그리고 상기 돌출턱(622)에는 2개의 제1,2경사 내측면(623, 624)이 형성될 수 있다.

상기 2개의 제1,2경사 내측면(623, 624)은 상기 수직 벽면(622)의 반경 방향 외측을 향하는 외측 가장자리로부터 블레이드(64)의 중앙 돌출부(644)를 향해 반경 방향 내측으로 경사지고, 대체로 삼각 형상으로 형성될 수 있다.

이에 따라 상기 수직 벽면(622)과, 2개의 제1,2경사 내측면(623, 624) 및 2개의 경사 외측면(645, 646)으로 둘러 싸인 2개의 펌핑홈(70)이 상기 돌출턱(62)에 구비될 수 있다.

상기 각 펌핑홈(70)은 원주 방향을 따라 연속되고, 축방향으로 상기 테이퍼 롤러(30) 쪽을 향해 경사지게 형성될 수 있다.

상기 펌핑홈(70)은 케이지(40)의 회전에 따라 그 내부에 수용된 윤활유를 축방향 외측으로 펌핑하여 압송하는 역할을 하게 된다.

즉 상기 블레이드(64)의 2개의 제1,2경사 외측면(645, 646)은 축방향 외측을 향하도록 돌출되어 있으므로, 펌핑홈(70)에 수용된 윤활유는 케이지(40)의 회전으로 도 3에서 화살표로 도시된 바와 같이 제1,2경사 외측면(645, 646)에 의해 축방향 외측으로 강제적으로 밀려지게 되고, 축방향 외측으로는 테이퍼 롤러 포켓(50)과 테이퍼 롤러(30)가 배치되어 있으므로, 결국에는 윤활유가 테이퍼 롤러(30) 쪽으로 강제적으로 압송되어 테이퍼 롤러(30)를 적절히 윤활하게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

10: 외륜
20: 내륜
30: 테이퍼 롤러
40: 케이지
42: 소경 테두리
44: 대경 테두리
46: 격벽
50: 테이퍼 롤러 포켓
60: 펌핑부
64: 블레이드
70: 펌핑홈

Claims (12)

1. 하나 이상의 테이퍼 롤러;
   상기 하나 이상의 테이퍼 롤러를 수용하는 하나 이상의 테이퍼 롤러 포켓, 및 상기 하나 이상의 테이퍼 롤러 포켓을 형성하는 하나 이상의 격벽을 구비한 케이지; 및
   상기 케이지에 구비되고, 상기 케이지의 회전에 따라 주변의 윤활유를 상기 하나 이상의 테이퍼 롤러 쪽으로 펌핑하는 하나 이상의 펌핑부를 포함하고;
   상기 케이지는 상기 하나 이상의 격벽에 의해 연결되는 대경 테두리와 소경 테두리를 포함하고;
   상기 하나 이상의 펌핑부는 상기 소경 테두리에 원주 방향을 따라 소정 간격을 두고 형성되며;
   상기 펌핑부는
   상기 소경 테두리에 반경 방향 내측으로 돌출하도록 형성된 돌출턱;
   상기 돌출턱에 반경 방향 내측으로 돌출하도록 형성된 블레이드; 및
   상기 돌출턱과 상기 블레이드에 의해 형성된 펌핑홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 테이퍼 롤러 베어링.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 펌핑홈은 원주 방향을 따라 연속되고, 축방향으로 상기 테이퍼 롤러 쪽을 향해 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 테이퍼 롤러 베어링.
5. 제1항에 있어서,
   상기 펌핑홈은
   상기 돌출턱에 반경 방향 내측면으로부터 외측면을 향해 깍여져 형성된 수직 벽면과;
   상기 돌출턱에 반경 방향 외측으로부터 내측으로 경사지게 형성된 경사 내측면; 및
   상기 블레이드에 축방향 외측으로부터 내측으로 경사지게 형성된 경사 외측면에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 테이퍼 롤러 베어링.
6. 제5항에 있어서,
   상기 돌출턱의 상기 경사 내측면은 삼각 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 테이퍼 롤러 베어링.
7. 제1항에 있어서,
   상기 케이지는 스틸 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 테이퍼 롤러 베어링.
8. 제5항에 있어서,
   상기 돌출턱과 상기 블레이드는 각각 반경 방향 내측을 향하는 내측면을 포함하고;
   상기 블레이드의 내측면은 상기 돌출턱의 내측면보다 반경 방향 내측으로 더 돌출하도록 형성된 것을 특징으로 하는 테이퍼 롤러 베어링.
9. 제5항에 있어서,
   상기 서로 인접한 2개의 격벽 사이의 원주 방향을 따른 폭보다 상기 블레이드의 길이가 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 테이퍼 롤러 베어링.
10. 제5항에 있어서,
    상기 블레이드는
    반경 방향 내측을 향하는 내측면;
    원주 방향을 따른 양측 선단면; 및
    축방향 외측을 향하는 외측면을 각각 포함하여 직사각 블록 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 테이퍼 롤러 베어링.
11. 제10항에 있어서,
    상기 축방향 외측면은
    원주 방향을 따른 중앙 부위에서 축방향 외측을 향해 돌출한 중앙 돌출부;
    상기 중앙 돌출부를 중심으로 원주 방향으로 각각 대칭되게 배치되고 축방향 외측을 향하는 2개의 제1,2경사 외측면를 각각 포함하고;
    상기 제1,2경사 외측면은 상기 중앙 돌출부로부터 상기 양측 선단면까지 연속되게 형성되며, 상기 중앙 돌출부로부터 축방향 내측을 향해 점차적으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 테이퍼 롤러 베어링.
12. 제11항에 있어서,
    상기 돌출턱의 경사 내측면은 상기 수직 벽면의 반경 방향 외측을 향하는 외측 가장자리로부터 상기 블레이드의 중앙 돌출부를 향해 반경 방향 내측으로 경사지고, 삼각 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 테이퍼 롤러 베어링.

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