KR20050029227A

KR20050029227A - 볼 베어링

Info

Publication number: KR20050029227A
Application number: KR1020057000939A
Authority: KR
Inventors: 요코타구니히코; 나카시타도모노리; 다드미하지메; 오기노기요시; 우에다히데오; 가와구치도시히로
Original assignee: 고요 세이코 가부시키가이샤
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2003-12-17
Publication date: 2005-03-24
Also published as: DE60333485D1; EP1574729A1; JP4285017B2; JP2004245231A; EP1574729B1; US20050220383A1; KR100786151B1; WO2004057202A1; EP1574729A4

Abstract

제1 및 제2 환형 간극이 유지부에 있는 환형부의 외주면과 제1 외륜 부재에 있는 환형편의 내주면 사이와, 배플 부재의 내주면과 제1 내륜 부재에 있는 견부의 외주면 사이에 각각 형성되고, 이들 간극 각각의 반경 방향 폭은 0보다 크고 볼 직경의 0.15배 이하이다.

Description

볼 베어링{BALL BEARING}

본 발명은, 예컨대 차량에 장착된 차동 기구 등에 사용되는 볼 베어링에 관한 것이다.

차량에 장착된 차동 기구의 피니언 축은 축방향 양측면에 있는 테이퍼진 롤러 베어링에 의해 회전 가능하게 지지된다. 피니언 축이 테이퍼진 롤러 베어링에 의해 지지되는 경우, 회전 토크가 증가하여, 차동 기구의 효율성이 저하할 수 있다. 이러한 이유로, 복열(複列) 볼 베어링으로 피니언 축을 지지하는 기술이 제안되었다(예컨대, 일본 특허 출원 제2002-117091호 참조).

도 8은 피니언 축을 지지하는 복열 볼 베어링을 사용하는 차동 기구(100)의 단면도이다. 한 쌍의 볼 베어링(103, 104)에 의해 축을 중심으로 회전 가능하게 지지되는 피니언 축(102)은 차동 기구(100)의 차동 유지 실드(shield)(101) 내에 수납된다. 볼 베어링(103, 104)은 각 열에 있는 볼의 PCD(피치원 직경), 내외륜 궤도의 직경이 상이한 구성으로 되어 있고, 탠덤형(tandem type) 복열 볼 베어링이라고 불린다.

또한, 피니언 축이 회전하기 시작하면, 차동 유지 실드(101) 내의 오일이 오일 순환로의 오일 유입구(106)로부터 오일 유출구(107)에 이르고, 볼 베어링(103, 014)의 상부에 공급되며, 차동 유지 실드(2) 내에서 순환하여, 볼 베어링(103, 104)을 윤활하게 한다.

전술한 바와 같이, 오일이 볼 베어링(103, 104)으로 유입되면, 이들 볼 베어링(103, 104)은 탠덤형 볼 베어링이고 피니언 축은 축을 중심으로 회전하기 때문에, 볼 베어링(103, 104) 내에 있는 궤도륜 사이에 공급되는 오일 중 많은 양의 오일이 볼 베어링(103, 104)으로 공급될 가능성이 높다.

도 1은 본 발명의 실시예의 차동 기구의 전체적인 구성을 보여주는 단면도이고,

도 2는 도 1의 주요부의 확대 단면도이며,

도 3은 도 1의 제1 복열 볼 베어링을 보여주는 확대 단면도이고.

도 4는 도 1의 제1 복열 볼 베어링의 부분 정면도이며,

도 5는 다른 실시예의 주요부의 확대 단면도이고,

도 6은 도 5의 제1 복열 볼 베어링을 보여주는 확대 단면도이며,

도 7은 다른 실시예에 나타낸 제1 복열 볼 베어링의 확대 단면도이고,

도 8은 종래 차동 기구의 전체 구성을 보여주는 단면도이다.

본 발명의 볼 베어링은 복열 궤도면을 지닌 내륜 부재와, 이 내륜 부재와 동심으로 배치되고 상기 내륜의 복열 궤도면 각각에 대응하는 복열 궤도면을 지닌 외륜 부재와, 상기 내륜 부재와 외륜 부재의 각 열의 궤도면 사이에 배치된 복열열 볼과, 각 열의 볼을 원주 방향으로 등배치 위치에 유지하는 유지부를 포함하며, 이들 유지부 중 하나는 상기 볼을 수납하는 포켓부와 이 포켓부와 일체로 형성된 환형부를 포함하고, 상기 하나의 유지부의 환형부는 반경 방향으로 정밀한 치수를 지닌 간극을 통해 상기 내륜 부재의 견부(肩部)와 외륜 부재의 견부 사이에 배치된다.

전술한 구성과 같이, 유지부의 환형부는 반경 방향으로 정밀한 치수를 지닌 간극을 통해 상기 내륜 부재의 견부와 외륜 부재의 견부 사이에 배치되어, 윤활제가 필요한 양만큼 외륜 부재와 내륜 부재 사이에 공급되고, 따라서 토크의 증가를 억제하는 상태에서 볼 베어링의 내측을 확실히 윤활하게 한다.

또한, 본 발명의 볼 베어링은 직경이 다른 대경(大徑)부 및 소경부을 지닌 궤도면을 구비하는 내륜 부재와, 이 내륜 부재에 동심으로 배치되고 상기 내륜 부재의 궤도면 각각에 대응하는 직경이 다른 대경부 및 소경부을 지닌 궤도면을 구비하는 외륜 부재와, 상기 내륜 부재와 외륜 부재의 개별 궤도면 사이에 배치된 복열 볼과, 각열의 볼을 원주 방향으로 등배치 위치에 유지하는 대경부 및 소경부 상의 유지부를 포함하며, 상기 유지부 중 소경부의 유지부는 상기 볼을 수납하는 포켓부와, 이 포켓부와 일체로 형성된 환형부를 포함하고, 상기 소경부에 있는 유지부의 환형부는 반경 방향으로 정밀한 치수를 갖는 간극을 통해 상기 내륜 부재의 견부와 외륜 부재의 견부 사이에 배치된다.

전술한 구성과 같이, 내륜 및 외륜 부재에 있어서의 직경이 다른 궤도면을 구비하는 소위 탠덤형 복열 볼 베어링은 특히 윤활제의 양을 제한하기가 힘들지만, 반경 방향으로 정밀한 치수를 지닌 간극을 통해 내륜 및 외륜 부재의 견부 사이에 유지부의 환형부를 배치하는 용이한 구성에 따르면, 윤활제를 필요한 양만큼 외륜 부재와 내륜 부재 사이에 공급할 수 있고, 따라서 토크의 증가를 억제하는 상태에서 볼 베어링의 내측을 확실히 윤활하게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 볼 베어링은 윤활제가 내륜 부재와 외륜 부재 사이의 환형 공간을 통과하는 부분에 사용되는 볼 베어링으로서, 복열 궤도면을 구비하는 내륜 부재와, 이 내륜 부재와 동심으로 배치되고 상기 내륜 부재의 궤도면 각각에 대응하는 복열 궤도면을 구비하는 외륜 부재와, 상기 내륜 부재 및 상기 외륜 부재의 각 열의 궤도면 사이에 배치되는 복열 볼과, 각 열의 볼을 원주 방향으로 등배치 위치에 유지하는 유지부를 포함하며, 상기 유지부 중 하나의 유지부는 상기 볼을 수납하는 포켓부와, 이 포켓부와 일체로 형성된 환형부를 포함하고, 상기 하나의 유지부의 환형부는 반경 방향으로 정밀한 치수를 지닌 간극을 통해 상기 내륜 부재의 견부와 상기 외륜 부재의 견부 사이에 배치된다.

전술한 바와 같이, 윤활제가 상기 내륜 및 외륜 사이의 환형 공간을 통과하는 부분에 사용되는 볼 베어링은, 특히 윤활제의 양을 제한하기가 힘들지만, 반경 방향으로 정밀한 치수를 지닌 간극을 통해 내륜 및 외륜 부재의 견부 사이에 유지부의 환형부를 배치하는 용이한 구성에 따르면, 윤활제를 필요한 양만큼 외륜 부재와 내륜 부재 사이에 공급할 수 있고, 따라서 토크의 증가를 억제하는 상태에서 볼 베어링의 내측을 확실하게 윤활하게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 볼 베어링은 윤활제가 내륜 부재와 외륜 부재 사이의 환형 공간을 통과하는 부분에 사용되는 볼 베어링으로서, 직경이 다른 대경부와 소경부를 지닌 궤도면을 구비하는 내륜 부재와, 이 내륜 부재와 동심으로 배치되고 상기 내륜 부재의 궤도면 각각에 대응하는 직경이 다른 대경부와 소경부를 지닌 궤도면을 구비하는 외륜 부재와, 상기 내륜 부재 및 상기 외륜 부재의 개별 궤도면 사이에 배치되는 복열 볼과, 각 열의 볼을 원주 방향으로 등배치 위치에 유지하는 대경부 및 소경부 상의 유지부를 포함하며, 상기 유지부 중 소경부의 유지부는 상기 볼을 수납하는 포켓부와, 이 포켓부와 일체로 형성된 환형부를 포함하고, 상기 소경부에 있는 유지부의 환형부는 반경 방향으로 정밀한 치수를 지닌 간극을 통해 상기 내륜 부재의 견부와 상기 외륜 부재의 견부 사이에 배치된다.

특히, 궤도면 직경이 다른 탠덤형 복열 볼 베어링에서는, 예컨대 내륜 부재가 축을 중심으로 회전하는 상태에서 내륜 및 외륜 부재 사이의 환형 공간에 공급되는 윤활제는 동일한 궤도 직경을 지닌 복열 볼 베어링에 비해 고속으로 환형 공간으로부터 흘러나온다.

그러나, 본 발명의 볼 베어링에서는 환형 공간에 공급되는 윤활제의 양이 제한되어 환형 공간에서 흐르는 윤활제의 속도가 억제되고, 이에 따라 베어링 내측을 확실히 윤활하게 할 수 있다.

또한, 상기 외륜 부재의 대경 궤도면측에 있는 축방향 단면이 상기 내륜 부재의 대경 궤도면측의 축방향 단면에 비해, 상기 내륜 부재의 소경 궤도면측에 축방향으로 근접 배치된다.

외륜 부재의 대경 궤도면측에 있는 축방향 단면이 내륜 부재의 대경 궤도면측의 축방향 단부면에 비해, 내륜 부재의 소경 궤도면측에 축방향으로 근접 배치된 구성에서는, 대경 궤도면 사이에 장착되는 볼의 측부가 넓게 개방되기 때문에, 윤활제가 단시간에 베어링 외부로 원활하게 배출되어, 금속제 연마 분말과 같은 이물질도 또한 윤활제와 함께 빨리 배출된다.

또한, 이 볼 베어링에서의 대경 궤도면측의 베어링 부분의 작용선은 소경 궤도면측의 베어링 부분을 향해 경사진다.

이러한 구성에 따르면, 대경 궤도면 사이에 장착된 볼의 측부가 넓게 개방되어, 하중 부하 능력 등과 같은 베어링으로서의 기능이 저하될 수 없다.

또한, 본 발명의 볼 베어링은 윤활제가 내륜 부재와 외륜 부재 사이의 환형 공간을 통과하는 부분에 사용되는 볼 베어링으로서, 단일 궤도면을 구비하는 내륜 부재와, 이 내륜 부재와 동심으로 배치되고 상기 내륜 부재의 궤도면에 대응하는 궤도면을 구비하는 외륜 부재와, 상기 내륜 부재 및 상기 외륜 부재의 궤도면 사이에 배치되는 복수 개의 볼과, 이들 볼을 원주 방향으로 등배치 위치에 유지하는 유지부를 포함하며, 상기 유지부는 볼을 수납하는 포켓부와, 이 포켓부와 일체로 형성된 환형부를 포함하고, 상기 유지부의 환형부는 반경 방향으로 정밀한 치수를 지닌 간극을 통해 상기 내륜 부재의 견부와 상기 외륜 부재의 견부 사이에 배치된다.

전술한 구성과 같이, 유지부의 환형부는 반경 방향으로 정밀한 치수를 지닌 간극을 통해 내륜 및 외륜 부재의 견부 사이에 배치되어, 윤활제가 필요한 양만큼 외륜 부재와 내륜 부재 사이에 공급되고, 따라서 베어링 내측을 확실히 윤활하게 한다.

이하, 차량에 장착되는 차동 기구의 피니언 축을 지지하는 베어링에 적용되는 탠덤형 복열 볼 베어링을 예로 든 도면을 바탕으로 본 발명을 설명하겠다.

도 1은 차동 기구의 대략적인 구성을 보여주는 전체 단면도이고, 도 2는 도 1의 주요부의 확대 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 부분을 더 확대한 제1 복열 볼 베어링의 단면도이고, 도 4는 제1 복열 볼 베어링의 부분 정면도이다.

차동 기구(1)의 전체 구성을 설명하겠다. 도 1에 도시된 바와 같이, 차동 기구(1)는 차동 유지 실드(2)을 포함한다. 차동 유지 실드(2)은 전방 케이스(3)와 후방 케이스(4)로 구성된다. 이들 케이스(3, 4)는 볼트 너트(2a)에 의해 고정된다. 베어링을 장착하는 환형 벽(27A, 27B)이 전방 케이스(3) 내측에 형성된다. 차동 유지 실드(2)는 우륜 및 좌륜을 차동적으로 연동시키는 차동 트랜스미션 기구(5)와 일측면에 피니언 기어(6)를 구비한 피니언 축(7)을 수납한다. 피니언 기어(6)는 차동 트랜스미션 기구(5)의 링 기어(8)와 맞물린다. 피니언 축(7)의 축 부분(9)은 계단 형태로 형성되어 타측부가 뻗을수록, 그 직경이 일측부의 직경에 비해 작아진다.

피니언 축(7)의 축 부분(9)은 제1 복열 각 접촉(angular contact) 볼 베어링(10)(제1 볼 베어링이라고 칭함)을 통해 일측부 상(피니언측)의 환형 벽(27A)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 피니언 축(7)의 축 부분(9)은 제2 복열 각 접촉 볼 베어링(25)(제2 볼 베어링이라고 칭함)을 통해 타측부 상(피니언측에 대향하는 카운터 피니언측)의 환형 벽(27B)에 의해 회전 가능하게 지지된다.

오일 순환로(40)가 전방 케이스의 외벽과 피니언측의 환형 벽(27A) 사이에 형성된다. 오일 순환로(40)의 오일 유입구(41)가 오일 순환로(40)의 링 기어(8)측으로 개방된다. 오일 순환로(40)의 오일 유출구(42)가 환형 벽(27A, 27B) 사이의 부분으로 개방된다. 정지 상태에서는 오일(50)이 차동 유지 실드(2) 내에서 L 수준으로 저장된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 볼 베어링(10)은 피니언측의 대경(11a)을 지닌 제1 단일 외륜 궤도면(11)과, 카운터 피니언측의 소경(11b)을 지닌 외륜 궤도면과, 제1 부착부(21)를 포함한다. 제1 볼 베어링(10)은 제1 부착부(21)를 카운터 피니언측을 향해 피니언측으로부터 제1 외륜 부재(11)로 축방향으로 부착함으로써 구성된다.

제1 외륜 부재(11)는 환형 벽(27A)의 내측 방사면에 장착된다. 카운터 보링된 외륜이 제1 외륜 부재(11)로 사용된다. 소경(11b)의 외륜 궤도면보다 직경이 더 크고 대경(11a)의 외륜 궤도면으로 연장하는 평면부(11c)가 제1 외륜 부재에 있는 대경(11a)의 외륜 궤도면과 소경(11b)의 외륜 궤도면 사이에 형성된다. 전술한 구성에 따르면, 제1 외륜 부재(11)의 내주면은 계단형으로 형성된다.

반경 방향 내측, 즉 제1 내륜 부재(13)측을 향해 돌출하는 환형편(11e)이 카운터 피니언측의 제1 외륜 부재(11)의 견부(11h)와 일체로 형성된다.

제1 부착부(21)는 제1 외륜 부재(11)의 대경(11a)을 지닌 외륜 궤도면에 반경 방향으로 대향하는 대경(13a)을 지닌 내륜 궤도면 및 소경(11b)을 지닌 외륜 궤도면에 반경 방향으로 대향하는 소경(13b)을 지닌 내륜 궤도면을 구비하는 제1 단일 내륜 부재(13)와, 피니언측의 대경부 내에 있는 한 세트의 볼(15) 및 카운터 피니언측의 소경부 내에 있는 한 세트의 볼(16)과, 각 세트의 볼(15, 16)을 포함하는 볼(17, 18)을 원주 방향으로 등배치 위치에 유지하는 유지부(19, 20)을 포함한다. 제1 내륜 부재(13)는 피니언 축(7) 내에 삽입된다.

제1 내륜 부재(13)에서의 피니언측(13d)의 단면은 축방향으로 피니언 기어(6)의 단면(6a)과 접하고, 제1 내륜 부재(13)는 피니언 기어(6)의 단면(6a)과 피니언 축(7)의 축 부분(9)의 중앙부에 부착된 외측부에 예하중을 설정하는 플라스틱 스페이서(23) 사이에 축방향으로 배치된다.

소경(13b)의 내륜 궤도면보다 직경이 크고, 대경(13a)의 내륜 궤도면으로 연장하는 평면부(13c)는 제1 내륜 부재(13)에서의 대경(13a)의 내륜 궤도면과 소경(13b)의 내륜 궤도면 사이에 형성된다. 이러한 구성에 따르면, 제1 내륜 부재(13)의 외주면은 계단형으로 형성된다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 볼 베어링에서는 대경부에 있는 한 세트의 볼(15)의 볼(17) 직경과 소경부에 있는 한 세트의 볼(16)의 볼(18) 직경은 동일하게 제조되고, 각 세트의 볼(15, 16)의 볼에 대응하는 피치원 직경(D1, D2)은 각각 상이하다. 즉, 대경부에 있는 한 세트의 볼(15)의 피치원 직경(D1)은 소경부에 있는 한 세트의 볼(16)의 피치원 직경(D2)보다 크게 설정된다. 이와 같이, 피치원 직경(D1, D2)이 상이한 볼(15, 16) 세트를 구비한 제1 볼 베어링(10)을 탠덤형 복열 볼 베어링이라고 한다.

제1 볼 베어링에서는 제1 외륜 부재(11)의 피니언측(11d) 단면, 즉 대경의 궤도면측의 축방향 단면은 제1 내륜 부재(13)의 피니언측(13d) 상의 단면, 즉 대경의 궤도면측의 축방향 단면에 비해, 제1 내륜 부재(13)(카운터 피니언측)에서의 소경(13b)의 궤도면측에 축방향을 따라 근접 위치한다.

이러한 구성에 따르면, 대경부의 한 세트의 볼(15) 중 볼(17)의 피니언측이 넓게 개방되어, 오일(50)을 배출하는 환형 배출 공간(60)으로 사용된다.

제1 볼 베어링(10)의 양 작용선(61, 62)은 동일한 방향을 향한다. 즉, 양 작용점(P1, P2)이 제1 볼 베어링의 축선 중심에 대해 피니언측에 근접 위치한다. 또한, θ1은 베어링 축(C)과 직교하는 방사면과, 제1 볼 베어링(10)의 제1 외륜 부재(11) 및 피니언측(대경의 궤도면 측) 상의 베어링부에 있는 제1 내륜 부재(13)의 궤도면(11a, 13a)에 의해 볼(17)로 전달되는 힘의 최종힘의 작용선(61) 사이의 접촉각을 나타낸다. 이러한 작용선(61)으로부터 명백해지겠지만, 외륜 부재(11)의 피니언측(11d) 상에 있는 단면이 내륜 부재(13)의 피니언측(13d) 상에 있는 단면에 비해, 소경(13d)의 궤도면측 상에 위치하는 경우에도, 하중 부하 능력과 같은, 제1 볼 베어링(10)의 베어링으로서의 기능은 저하되지 않는다.

제2 볼 베어링(25)은 도 2에 도시된 바와 같이, 피니언측의 소경(12a)을 지닌 외륜 궤도면 및 카운터 피니언측의 대경(12b)을 지닌 외륜 궤도면을 구비하는 제2 단일 외륜 부재(12)와, 제2 부착부(22)를 포함한다. 제2 볼 베어링(25)은 제2 부착부(22)를 카운터 피니언측으로부터 피니언측을 향해 제2 외륜 부재(12)에 축방향으로 부착함으로써 구성된다.

제2 외륜 부재(12)에 있어서, 소경(12a)의 외륜 궤도면보다 직경이 크고, 대경(12b)의 외륜 궤도면으로 연장하는 평면부(12c)가 대경(12b)의 외륜 궤도면과 소경(12a)의 외륜 궤도면 사이에 형성된다.

이러한 구성에 따르면, 제2 외륜 부재(12)의 내주면은 계단형으로 형성된다. 제2 외륜 부재(12)는 환형 벽(27B)의 내주면에 설치된다.

제2 부착부(22)는 제2 외륜 부재(12)의 소경(12a)을 지닌 외륜 궤도면에 반경 방향으로 대향하는 소경(14a)을 지닌 내륜 궤도면 및 대경(12b)을 지닌 외륜 궤도면에 반경 방향으로 대향하는 대경(14b)을 지닌 내륜 궤도면을 구비하는 제2 단일 내륜 부재(14)와, 피니언측의 소경부에 있는 한 세트의 볼(28) 및 카운터 피니언측의 대경부에 있는 한 세트의 볼(29)과, 각 세트의 볼(28, 29)을 포함하는 볼(30, 31)을 원주 방향으로 등배치 위치에 유지하는 유지부(32, 33)를 포함한다. 계단형 내륜이 제2 내륜 부재(14)로 사용된다. 제2 내륜 부재(14)는 피니언 축(7)에 삽입되고, 예하중을 설정하는 플라스틱 스페이서(23)와 실드판(37) 사이에 축방향으로 배치된다.

대경(14b)의 내륜 궤도면보다 직경이 작고 소경(14a)의 내륜 궤도면으로 연장하는 평면부(14c)가 소경(14a)의 내륜 궤도면과 대경(14b)의 내륜 궤도면 사이에 형성된다. 이러한 구성에 따르면, 제1 내륜 부재(14)의 외주면은 계단형으로 형성된다.

제2 볼 베어링(25)에서는 소경부의 한 세트의 볼(28)에 있는 볼(30) 직경과 대경부의 한 세트의 볼(29)에 있는 볼(31) 직경은 동일하게 제조되고, 각 세트의 볼(28, 29)에 대응하는 피치원 직경(D3, D4)은 각각 상이하다. 즉, 대경부에 있는 한 세트의 볼(28)의 피치원 직경(D3)은 소경부에 있는 한 세트의 볼(29)의 피치원 직경(D4)보다 작게 설정된다. 이러한 제2 볼 베어링(25)도 또한 탠덤형 복열 볼 베어링이다.

제2 볼 베어링에서는 제2 외륜 부재(12)의 카운터 피니언측(12d) 단면, 즉 대경의 궤도면측 상의 축방향 단면은 제2 내륜 부재(22)의 카운터 피니언측(14d) 상의 단면, 즉 대경의 궤도면측의 축방향 단면에 비해, 제2 내륜 부재(22)의 소경(13b)(피니언측)을 지닌 궤도면측에 축방향을 따라 근접 위치한다.

이러한 구성에 따르면, 대경부의 한 세트의 볼(29) 중 볼(31)의 카운터 피니언측이 넓게 개방되어, 오일(50)을 배출하는 환형 배출 공간(65)으로 사용된다. 또한, 제2 볼 베어링(25)에서의 작용선(도시하지 않음)의 경사 방향은 제1 볼 베어링(10)에서의 작용선(61, 62)의 경사 방향과 반대이다.

제1 볼 베어링(10)에서의 각 유지부(19, 20)의 구성과 제2 볼 베어링에서의 각 유지부(32, 33)의 구성은 상이한 직경을 갖고 축방향으로 대향하여 면하는 유사한 특징을 갖고 있기 때문에, 이하 제1 볼 베어링(10)에서의 각 유지부(19, 20)의 구성을 대표적인 예로 들어 설명하겠다.

또한, 오일 순환로(40)의 오일 유출구(42)는 환형 벽(27A, 27B) 사이에서 개방되기 때문에, 오일 순환로(40)의 오일 유출구(42)로부터 공급되어 베어링의 윤활을 위해 사용되는 오일(50)은, 우선 제1 볼 베어링의 각 유지부(19, 20)와 제2 볼 베어링의 유지부(32, 33) 중 축방향 내측(축방향을 기준으로 한 내측)의 유지부(20, 32)에 이른다.

소위 스냅 유지부라고 하는 유지부가 제1 볼 베어링(10)의 각 유지부(19, 20)와 제2 볼 베어링(25)의 각 유지부(32, 33)로 사용된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 유지부(19, 20)는 볼(17, 18)을 각각 수납하는 포켓부(19a, 20a)와, 이들 포켓부(19a, 20a)의 카운터 피니언측에 일체로 형성된 환형부(19b, 20b)를 포함한다.

유지부(19, 20) 중 카운터 피니언측, 즉 소경부에 있는 한 세트의 볼(16)의 볼(18)을 유지하는 유지부(20)의 환형부(20b)는 제1 외륜 부재(11)의 견부(11h)와 제1 내륜 부재(13)의 견부(13h) 사이에 배치된다. 반경 방향 내측[제1 내륜 부재(13)의 견부(13h)측]으로 돌출하는 환형 배플 부재(20c)가 환형부(20b)에 형성된다.

제1 환형 간극(δ1)이 유지부(20)에 있는 환형부(20b)의 외주면(20e)과 제1 외륜 부재(11)에 있는 견부(11h)의 내주면에 형성된 환형편(11e)의 내주면(11f) 사이에 형성된다.

제2 환형 간극(δ2)이 배플 부재(20c)의 내주면(20f)과 제1 내륜 부재(13)에 있는 견부(13h)의 외주면(13f) 사이에 형성된다.

제1 환형 간극(δ1) 및 제2 환형 간극(δ2) 각각의 반경 방향 폭(d1, d2)은 "0"보다 크고 볼(17, 18) 직경의 0.15배 이하로 설정된 정밀한 간극이다.

제1 외륜 부재(11)의 카운터 피니언측(11g) 상의 단면과, 제1 내륜 부재(13)의 카운터 피니언측(13e) 상의 단면과, 유지부(20)에 있는 환형부(20b)의 카운터 피니언측(20d) 상의 단면 각각은 대체로 동일한 방사면 상에 위치한다.

전술한 바와 같이, 제1 볼 베어링(10)에 있는 유지부(19, 20) 각각의 구성과 제1 볼 베어링(25)에 있는 유지부(32, 33) 각각의 구성은 상이한 직경과 축방향으로 대향하는 방향으로 면하는 유사한 특징을 가지고 있기 때문에, 제2 볼 베어링(25)에 있는 유지부(32, 33)의 설명은 생략하겠다.

도 1에 도시된 바와 같이, 차동 기구(1)는 컴퍼니언 플랜지(companion flange)(43)를 포함한다. 컴퍼니언 플랜지(43)는 기부(44)와, 이 기부와 일체로 형성된 플랜지부(45)로 구성된다. 기부(44)는 피니언 축(7)에 있는 축 부분(9)의 구동축(도시하지 않음) 외측에 부착된다.

상기 실드판(37)은 기부(44)의 피니언측 상의 단면과 제2 내륜 부재(14)의 카운터 피니언측(14d) 상의 단면 사이에 개재된다. 오일 시일(46)이 기부(44)의 외주면과 전방 케이스(3)의 카운터 피니언측 상에 있는 개구의 내주면 사이에 배치된다. 오일 시일(46)을 차폐하는 시일 보호컵(47)이 전방 케이스(3)의 카운터 피니언측 상의 개구에 고정된다. 나사형부(48)가 축 부분(9)의 카운터 피니언 측에 있는 힐(heel)에 형성된다. 나사형부(48)는 플랜지부(45)의 중앙 암형부(41)로 돌출한다. 너트(49)가 나사형부(48)에 나사 결합된다.

이와 같이, 너트(49)가 나사형부(48)에 나사 결합되어, 제1 볼 베어링(10)의 제1 내륜 부재(13)와 제2 볼 베어링(25)의 제2 내륜 부재(14)가 피니언 기어(6)의 단면과 컴퍼니언 플랜지(43)의 단면 사이에 축방향으로 삽입되고, 이에 따라 예정된 하중이 실드판(37)과 플라스틱 스페이서(23)를 통해 제1 볼 베어링(10)의 볼(17, 18)과 제2 볼 베어링(25)의 볼(30, 31)에 인가된다.

전술한 구성에서는, 오일(50)이 작동 중에 링 기어(8)가 회전할 때 튀어올라와서, 전방 케이스(3) 내의 오일 순환로(40)를 통해 제1 볼 베어링(10) 및 제2 볼 베어링(25)의 상부로 공급되고, 차동 유지 실드(2) 내에서 순환하여 제1 볼 베어링(10) 및 제2 볼 베어링(25)을 윤활하게 한다.

또한, 오일(50)이 전술한 바와 같이 제1 볼 베어링(10)으로 공급되는 경우, 해당 오일(50)은 제1 외륜 부재(11)와 제 1 내륜 부재(13) 사이의 환형 공간(A)을 탠덤형이 아닌 통상의 복열 볼 베어링 속도에 비해, 고속으로 통과하여 흐르고, 따라서 오일이 단시간에 베어링의 내측으로부터 배출되는 현상이 발생한다. 따라서, 이러한 유형의 볼 베어링에서는 오일을 공급하지 않으면 윤활이 불량해지기 쉽다. 그러나, 오일이 연속적으로 공급되는 상태이므로, 이러한 불량한 윤활이 일어나지 않는다. 역으로, 토크의 증가는 베어링으로 오일(50)이 너무 많이 공급되어서 발생하는 것으로 생각할 수 있다.

그러나, 본 실시예의 경우에는 상기 제1 및 제2 환형 간극(δ1, δ2)이 제공되고, 제1 및 제2 환형 간극(δ1, δ2)의 반경 방향 폭(d1, d2) 각각이 0보다 크고 볼(17) 직경의 0.15배 이하이다. 따라서, 환형 공간(A)으로 공급되는 오일(50)의 양은, 특히 환형편(11e)과 배플 부재(20c)에 의해 억제된다.

따라서, 오일(50)은 제1 및 제2 환형 간극(δ1, δ2)으로부터 필요한 양만큼 환형 공간(A)으로 공급되고, 공급된 오일(50)은 환형 공간(A) 내의 피니언측으로 이동한다. 이에 따라, 토크의 증가가 억제되어 필요한 양만큼의 오일에 의해서 베어링 내측을 확실하게 윤활하게 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 대경부에 있는 한 세트의 볼(15) 중 볼(17)의 피니언측이 넓게 개방되어 환형 배출 공간(60)을 형성하여 환형 공간(A)으로 공급되는 오일(50)이 배출 공간(60)으로부터 제1 볼 베어링(10) 외측으로 급속하고 원활하게 배출될 것이다.

따라서, 금속 연마 분말은 오일(5)에 혼합되는 경우에도, 오일(50)과 함께 배출 공간(60)으로부터 제1 볼 베어링 외측으로 급속하게 배출될 것이다. 이에 따라, 금속 연마 분말에 의해 발생하는 내륜 및 외륜 궤도면(11a, 13a, 11b, 13b)에 대한 만입의 발생을 최소로 억제할 수 있다.

제2 볼 베어링(25)의 경우에는, 단지 오일(50)의 유동 방향만이 제1 볼 베어링의 경우와 반대(피니언측으로부터 카운터 피니언측을 향함)이기 때문에, 제2 볼 베어링(25)의 환형 공간(B)으로 공급된 오일(50)은 윤활을 위한 충분한 양의 오일(50)로 확실하게 윤활하며, 환형 공간(B) 내를 이동한다. 따라서, 금속 연마 분말은 오일(50)에 혼합되는 경우에도, 오일과 함께 배출 공간(65)으로부터 외측으로 급속하게 배출된다. 이에 따라, 이에 따라, 금속 연마 분말에 의해 발생하는 내륜 및 외륜 궤도면(12a, 14a, 12b, 14b)에 대한 만입의 발생을 최소로 억제할 수 있다.

본 실시예에서는, 마찰 저항이 작은 제1 볼 베어링(10)이 카운터 피니언측(6)에 비해 큰 하중이 인가되는 피니언 기어(6) 상의 볼 베어링으로 사용된다. 따라서, 회전 토크는 종래 사용되어 왔던 테이퍼진 롤러 베어링의 회전 토크에 비해 작아지게 되고, 이에 따라 차동 기구(1)의 효율성을 향상시킬 수 있다. 또한, 단열(單列) 볼 베어링이 아닌 복열 볼 베어링을 사용함으로써, 단열 볼 베어링에 비해 하중 인가 능력을 증대시킬 수 있고, 따라서 충분한 지지 강성을 얻을 수 있다.

이것뿐만 아니라, 피니언 기어(6)측 상에 있는 대경부의 한 세트의 볼(15)의 피치원 직경(D1)이 소경부에 있는 한 세트의 볼(16)의 피치원 직경(D2)에 비해 큰 탠덤형 제1 볼 베어링(10)이 제1 볼 베어링(10)으로 사용되어, 양쪽 열에 있는 볼(17, 18)이 동일한 직경을 가진 경우에 보다 큰 하중이 인가되는 피니언 기어(6)측 상에 있는 대경부의 한 세트의 볼(15)의 볼(17) 개수를 증가시킬 수 있고, 따라서 큰 하중을 견딜 수 있다.

전술한 각각의 실시예에서는, 제1 볼 베어링(10)에 있는 제1 외륜 부재(11)와 유지부(20) 모두의 형태를 변형하여, 내륜 및 외륜 부재(11, 13)의 견부(11d)와 유지부(20)의 엣지 섹션 사이에 형성된 공간의 면적을 줄일 수 있도록 구성되고, 여기에만 한정되지 않는다.

예컨대, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 다른 실시예의 주요부의 확대 단면도이다. 본 실시예에는, 축 중심에 대하여 피니언 축(7)을 회전 가능하게 지지하는 제1 볼 베어링(10) 및 제2 볼 베어링(25)에서는 축 방향 내측에 있는 유지부(20, 32)의 환형부(20b, 32b)가 반경 방향 내외측으로 팽창하여, 내륜 및 외륜 부재(11, 12, 13, 14)의 견부와 유지부(20, 32)의 환형부(20b, 32b) 사이에 형성된 공간의 면적을 저감하도록 구성된다.

볼 베어링(10)측에 대해 구체적으로 설명하자면, 반경 방향 내외측으로 돌출하는 배플 부재(74, 75)가 유지부(19, 20) 중 카운터 피니언측 상의 유지부(20)의 환형부(20b)에 제공된다.

제1 환형 간극(δ1)은 배플 부재(74)의 외주면(74a)과 제1 외륜 부재(11)의 카운터 피니언측 상에 있는 견부(11h)의 엣지 섹션의 내주면(11f) 사이에 형성된다. 제2 환형 간극(δ2)은 유지부(20)에 형성된 환형부(20b)에 있는 배플 부재(75)의 내주면(75b)과 제1 내륜 부재(13)에 있는 견부(13h)의 외주면(13f) 사이에 형성된다.

제1 및 제2 환형 간극(δ1, δ2) 각각의 반경 방향 폭은 0보다 크고 볼(17, 18) 직경의 0.15배 이하로 설정된다.

제1 외륜 부재(11)에 있는 카운터 피니언측(11g) 상의 단면과, 제1 내륜 부재(13)에 있는 카운터 피니언측(13e) 상의 단면과, 유지부(20)에 있는 환형부(20b) 내의 카운터 피니언측(20d) 상의 단면 각각은 대체로 동일한 방사면 상에 위치한다. 다른 구성들이 전술한 실시예의 구성과 유사하기 때문에, 유사한 구성에는 동일한 표기를 사용할 수 있으며, 설명은 생략하겠다.

본 구성에 따르면, 환형 공간(A)으로 공급되는 오일(50)의 양이 유지부(20)의 환형부(20b)에 형성된 배플 부재(74, 75)에 의해 억제되어, 오일(50)이 필요한 양만큼 제1 및 제2 환형 간극(δ1, δ2)으로부터 환형 공간(A)으로 공급된다. 그 후, 공급된 오일(50)은 환형 공간(A) 내의 피니언측으로 이동하여, 오일(50)에 의해 베어링 내측이 확실하게 윤활하게 된다.

또한, 금속 연마 분말은 오일(50)과 혼합된 경우에도, 오일(50)과 함께 배출 공간(60)으로부터 제1 볼 베어링(10) 외측으로 급속하게 배출되고, 따라서 금속 연마 분말에 의해 발생되는 내륜 및 외륜 궤도면(11a, 13a, 11b, 13b)에 대한 만입의 발생을 최소로 억제한다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예를 더 보여주는 제1 볼 베어링의 확대 단면도이다. 이 제1 볼 베어링에서는, 기계 가공된 유지부가 절삭 가공에 의해 제조된 각각의 유지부(19, 20)로 사용된다. 유지부(19, 20)는 포켓(19a, 20a)의 축방향 양측면에 환형부(70, 71, 72, 73)를 각각 포함한다. 유지부(19, 20) 중에서, 카운터 피니어측 상에 있는 유지부(20)의 축방향 내측, 즉 카운터 피니언측 상의 환형부(73)는 반경 방향 내외측으로 돌출하고 T 섹션으로 형성된 배플 부재(74, 75)를 포함한다.

이들 배플 부재(74, 75)는 제1 내륜 부재(13)의 카운터 피니언측(13e) 상에 있는 단면보다 카운터 피니언측에 더 근접 위치하고, 예정된 축방향 폭(d3)을 지닌 간극(76)이 본 구성에 따른 제1 내륜 부재(13)에서의 카운터 피니언측(13e) 상의 단면과 배플 부재(75)의 피니언측 단면(75a) 사이에 형성된다. 예정된 반경 방향 폭(d4)를 지닌 간극(77)이 반경 방향 외측에 있는 배플 부재(74)의 외주면(74a)과 제1 외륜 부재(11)에서의 카운터 피니언측 상에 있는 견부(11h)의 내주면(11f) 사이에 형성된다.

유지부(20)의 카운터 피니언측 상의 환형부(73)에 있는 카운터 피니언측 단면(73a)이 제1 외륜 부재(11)의 카운터 피니언측(11g) 상의 단면에 대하여 피니언측에 위치한다.

따라서, 제1 외륜 부재(11)는 제1 내륜 부재(13)에 대하여 카운터 피니언측에 위치하여, 한 세트의 볼(15) 중 볼(17)의 피니언측이 넓게 개방된다. 이 개방부는 오일(50)을 배출하기 위한 환형 배출 공간(60)으로 이용된다. 다른 구성은 전술한 각 실시예의 구성과 유사하므로, 유사한 구성은 동일하게 표기하고 설명은 생략하겠다.

전술한 구성에 따르면, 피니언 축(7)이 축을 중심으로 회전하고, 오일(50)이 링 기어(8)의 회전과 함께 흘러나와서, 오일(50)이 오일 순환로(40)를 통해 제1 및 제2 볼 베어링(10, 25)의 상부에 공급되고, 차동 유지 실드(2) 내에서 순환하여 제1 및 제2 볼 베어링(10, 25)을 윤활하게 한다.

또한, 제1 외륜 부재(11)와 제1 내륜 부재(13) 사이의 환형 공간(A)에 있는 카운터 피니언측 개방 구역은 유지부(20)의 환형부(73)에 형성된 배플 부재(74, 75)에 의해 감소되어, 간극(76, 77)이 형성되고, 이에 따라 오일(50)이 제한된 양으로 이들 간극(76, 77)으로부터 환형 공간(A)으로 공급된다.

더욱이, 대경부의 한 세트의 볼(15) 중 볼(17)의 피니언측이 환형 배출 공간(60)을 형성하도록 넓게 개방되기 때문에, 환형 공간(A)으로 공급되는 오일(50)은 배출 공간(60)으로부터 제1 볼 베어링(10)의 외측으로 급속하고 원활하게 배출된다.

따라서, 필요한 오일(50)이 충분한 양으로 환형 공간(A)으로 공급되고, 이어서 제1 볼 베어링 외측으로 급속하게 배출되어, 이에 따라 제1 내륜 부재(13)가 축을 중심으로 회전하는 동안 토크의 증가를 억제할 수 있다.

또한, 금속제 연마 분말은 오일(50)과 혼합될 때에도, 오일(50)과 함께 배출 공간(60)으로부터 제1 볼 베어링(10) 외측으로 급속하게 배출된다. 따라서, 금속제 연마 분말에 의해 발생되는 내륜 및 외륜 궤도면(11a, 13a, 11b, 13b)에 대한 만입의 생성을 최소로 억제할 수 있다.

제2 볼 베어링(25)의 경우, 단지 오일(50)의 유동 방향만이 제1 볼 베어링(10)의 경우와 반대가 되기 대문에, 상세한 설명은 생략하겠다.

또한, 전술한 각 실시예에서는 제1 및 제2 볼 베어링이 차량에 있는 차동 기구(1)의 피니언 축을 지지하는 베어링용으로 사용되는 예를 보여주지만, 이것으로만 한정되는 것은 아니다. 즉, 볼 베어링은 복열 볼 베어링의 일구성요소가 축 또는 하우징의 일측부에 고정되고, 다른 구성요소가 축 또는 하우징의 타측부에 고정되며, 축이 하우징에 삽입된 구성을 갖는 기구에 적용할 수 있다.

전술한 실시예에서는 또한, 탠덤형 볼 베어링(10, 25)이 차동 기구(1)의 예를 위해 사용된 경우를 설명하였지만, 이것으로만 한정되지는 않는다. 즉, 비록 도시하지는 않았지만, 예컨대 탠덤형이 아니고 동일한 궤도 직경을 지닌 복열 볼 베어링 또는 불량한 윤활을 방지하도록 오일에 의해 윤활되는 부분에 배치되고 단열 볼 베어링인 경우에는 전술한 바와 유사한 방식으로 내륜 및 외륜 부재의 견부와 유지부의 엣지 섹션 사이에 형성된 공간의 면적이 저감하고(면적이 보다 작아짐), 이에 따라 전술한 실시예의 작용 효과와 유사한 작용 효과를 달성할 수 있다.

전술한 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 볼 베어링에 필요한 윤활제를 충분한 양으로 공급할 수 있고, 따라서 토크가 증가할 때에 볼 베어링의 내측을 확실히 윤활하게 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 예컨대 차량에 장착되는 차동 기구 등에 사용되는 볼 베어링을 적용할 수 있다.

Claims

복열 궤도면을 구비한 내륜 부재와;

상기 내륜 부재와 동심으로 배열되고, 상기 내륜 부재의 궤도면 각각에 대응하는 복열 궤도면을 구비하는 외륜 부재와;

상기 내륜 부재와 외륜 부재에서의 각 열의 궤도면 사이에 배치된 복열 볼과;

상기 각 열의 볼을 유지하는 유지부

를 포함하고, 이들 유지부 중 하나의 유지부는 상기 볼을 수납하는 포켓부와 이 포켓부와 일체로 형성된 환형부를 포함하며,

상기 하나의 유지부의 환형부는 정밀한 반경 방향 치수를 지닌 간극을 통해 내륜 부재의 견부(肩部)와 외륜 부재의 견부 사이에 배치되는 것인 볼 베어링.
대경(大徑)부와 소경부의 상이한 직경을 지닌 궤도면을 구비하는 내륜 부재와;

상기 내륜 부재와 동심으로 배열되고, 상기 내륜 부재의 각 궤도면에 대응하고 대경부와 소경부의 상이한 직경을 지닌 궤도면을 구비하는 외륜 부재와;

상기 내륜 부재와 외륜 부재의 각각의 궤도면 사이에 배치된 복열 볼과;

상기 각 열의 볼을 유지하는 대경부와 소경부 상의 유지부

를 포함하고, 상기 유지부 중 소경부 상의 유지부는 볼을 수납하는 포켓부와, 이 포켓부와 일체로 형성된 환형부를 포함하며,

상기 소경부 상의 유지부의 환형부는 정밀한 반경 방향 치수를 지닌 간극을 통해 내륜 부재의 견부와 외륜 부재의 견부 사이에 배치되는 것인 볼 베어링.
윤활제가 내륜 부재와 외륜 부재 사이의 환형 공간을 통과하는 부분에 사용되는 볼 베어링으로서,

복열 궤도면을 구비하는 내륜 부재와;

상기 내륜 부재와 동심으로 배열되고, 이 내륜 부재의 각 궤도면에 대응하는 복열 궤도면을 구비하는 외륜 부재와;

상기 내륜 부재와 외륜 부재에서의 각 열의 궤도면 사이에 배치된 복열 볼과;

상기 각 열의 볼을 유지하는 유지부

를 포함하고, 이들 유지부 중 하나의 유지부는 상기 볼을 수납하는 포켓부와 이 포켓부와 일체로 형성된 환형부를 포함하며,

상기 하나의 유지부의 환형부는 정밀한 반경 방향 치수를 지닌 간극을 통해 내륜 부재의 견부와 외륜 부재의 견부 사이에 배치되는 것인 볼 베어링.
윤활제가 내륜 부재와 외륜 부재 사이의 환형 공간을 통과하는 부분에 사용되는 볼 베어링으로서,

대경부와 소경부의 상이한 직경을 지닌 궤도면을 구비하는 내륜 부재와;

상기 내륜 부재와 동심으로 배열되고, 상기 내륜 부재의 각 궤도면에 대응하고 대경부와 소경부의 상이한 직경을 지닌 궤도면을 구비하는 외륜 부재와;

상기 내륜 부재와 외륜 부재의 각 궤도면 사이에 배치된 복열 볼과;

상기 각 열의 볼을 유지하는 대경부와 소경부 상의 유지부

를 포함하고, 상기 유지부 중 소경부 상의 유지부는 볼을 수납하는 포켓부와, 이 포켓부와 일체로 형성된 환형부를 포함하며,

상기 소경부 상에 있는 유지부의 환형부는 정밀한 반경 방향 치수를 지닌 간극을 통해 내륜 부재의 견부와 외륜 부재의 견부 사이에 배치되는 것인 볼 베어링.
제4항에 있어서, 상기 외륜 부재에서의 대경의 궤도면측 상의 축방향 단면은 내륜 부재에서의 대경의 궤도면 상의 축방향 단면에 비해, 내륜 부재에서의 소경의 궤도면측에 축방향으로 근접 위치하는 것인 볼 베어링.
제5항에 있어서, 대경의 궤도면측 상에 있는 베어링부의 작용선은 소경의 궤도면측 상의 베어링부를 향해 경사진 것인 볼 베어링.
윤활제가 내륜 부재와 외륜 부재 사이의 환형 공간을 통과하는 부분에 사용되는 볼 베어링으로서,

단일 궤도면을 구비하는 내륜 부재와;

상기 내륜 부재와 동심으로 배열되고, 상기 내륜 부재의 궤도면에 대응하는 단일 궤도면을 구비하는 외륜 부재와;

상기 내륜 부재와 외륜 부재의 궤도면 사이에 배치된 복수 개의 볼과;

상기 볼을 유지하는 유지부

를 포함하고, 상기 유지부는 볼을 수납하는 포켓부와, 이 포켓부와 일체로 형성된 환형부를 포함하며,

상기 유지부의 환형부는 정밀한 반경 방향 치수를 지닌 간극을 통해 내륜 부재의 견부와 외륜 부재의 견부 사이에 배치되는 것인 볼 베어링.