KR20060046167A

KR20060046167A - 분할 외부 레이스, 이를 사용하는 분할 롤링 베어링, 및분할 외부 레이스 제조방법

Info

Publication number: KR20060046167A
Application number: KR1020050043953A
Authority: KR
Inventors: 요시타카 와세다
Original assignee: 가부시키가이샤 제이텍트
Priority date: 2004-05-26
Filing date: 2005-05-25
Publication date: 2006-05-17
Also published as: US7270484B2; JP2005337352A; EP1600648A3; EP1600648B1; JP4438511B2; US20050265644A1; EP1600648A2

Abstract

본 발명은 롤링 베어링용 분할 외부레이스를 제공한다. 이 분할 외부 레이스는 스트립 형상의 금속판을 실질적으로 반원 형상으로 절곡하여 형성된다. 상기 분할 외부 레이스의 원주 방향 적어도 일 단부는 축방향으로 경사지는 제1 경사부 및 상기 제1 경사부가 경사되는 방향과 반대 방향으로 경사되는 제2 경사부를 가지는 요철 형상을 가진다. 상기 원주 방향 일 단부의 내면 위에 형성된 에지 부분은 둥근 형상을 가진다.

롤링 베어링, 크랭크 샤프트, 레이스, 분할, 커넥팅 로드

Description

분할 외부 레이스, 이를 사용하는 분할 롤링 베어링, 및 분할 외부 레이스 제조방법{SPLIT OUTER RACE, SPLIT ROLLING BEARING USING SAME, AND MANUFACTURING METHOD FOR SPLIT OUTER RACE}

도 1은 본 발명을 실시하기 위한 최선의 모드에 따른 분할 롤링 베어링을 도시하는 측면도,

도 2는 도 1 도시 분할 롤링 베어링을 도시하는 분해 사시도,

도 3은 커넥팅 로드의 확대 단부에 본 발명에 따른 분할 롤링 베어링이 사용되는 케이스를 도시하는 전면도,

도 4는 본 발명에 따른 분할 외부 레이스를 도시하는 사시도,

도 5는 도 4 도시 분할 외부 레이스를 도시하는 측면도,

도 6은 도 4 도시 분할 외부 레이스의 원주방향 단부를 도시하는 평면도,

도 7은 도 4 도시 분할 외부 레이스롤 도시하는 평면 진행도,

도 8은 도 7 도시 화살표 방향에서 라인 (8)-(8)을 따라 취한 단면도,

도 9는 두 분할 외부 레이스들이 서로 인접한 부분을 도시하는 상세 설명도,

도 10은 도 9 도시 경사부 위에 수행된 완전크라우닝의 예를 도시하는 도면,

도 11은 도 4 도시 분할 외부 레이스 제조방법을 도시하는 도면,

도 12는 도 11에 도시된 방법의 나머지를 도시하는 도면,

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분할 외부레이스를 도시하는 사시도,

도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분할 외부레이스를 도시하는 평면도,

도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분할 외부레이스를 도시하는 사시도,

도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분할 외부레이스를 도시하는 사시도,

도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분할 외부레이스를 도시하는 사시도,

도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분할 외부레이스를 도시하는 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 롤링 베어링 2, 3: 레이스

4:롤러 5, 6: 케이지

10:커넥팅로드 12: 크랭크샤프트

본 발명은 분할 외부 레이스(split outer race), 이 분할 외부 레이스를 사용하는 분할 롤링 베어링, 및 분할 외부 레이스의 제조방법에 관한 것이다. 이러한 분할 롤링 베어링은 예컨대 차량 엔진의 크랭크샤프트와 커넥팅 로드의 확대단부 사이의 연결부의 내부 레이스 부재로서 샤프트를 사용하는 구조에 사용된다.

예컨대, 크랭크샤프트와 커넥팅로드의 확대단부 사이의 연결부에 사용되는 롤링 베어링은 쌍을 이루는 분할 외부 레이스, 상기 쌍을 이루는 분할 외부 레이스의 내면 위에 외접하는 복수의 롤러들, 및 둘레 방향으로 실질적으로 균등하게 이격되도록 배치된 롤러들을 유지하기 위한 쌍을 이루는 분할 케이지들을 구비한다. 이러한 분할 외부 레이스는 예컨대 베어링강을 사용하여 제조되어 원통형 외부 레이스를 제조하며, 이로써 원통형 외부 레이스를 둘로 분할한다. 원통형 외부 레이스를 둘로 분할하기 위하여 분할을 형성하기 위한 노치들이 원통형 외부 레이스의 일부에 제공된다. 이어서, 원통형 외부 레이스는 프레싱에 의해 거기에 외력을 가함으로써 분할된다(예컨대, JP-A-7-317778 참조).

그러나, 분할시, 노치에서 발생되는 대부분의 크랙은 그로부터 직선으로 축방향을 따라 연장한다. 이와 같이, 분할 외부 레이스들을 사용하는 분할 롤링 베어링이 사용 위치에 조립되면, 쌍을 이루는 분할 외부 레이스들은 축방향으로 이동되기 쉽다. 또한, 분할시 발생되는 가공 스트레스에 의하여 쌍을 이루는 분할 외부 레이스들의 각각의 양단부들은 외경 방향으로 개방한다. 그러나, 분할 외부 레이스들 각각의 개방 정도는 일정하지 않다. 쌍을 이루는 분할 외부 레이스들이 서로 결합되면, 분할 외부 레이스들 각각의 양단부들은 반경방향으로 변위되며, 이로써 외부 레이스들 사이의 내경의 차이에 기인하여 계단부가 분할 외부 레이스들 중의 하나의 양단부들이 분할 외부 레이스들 중의 다른 하나의 대응하는 단부들과 접하는 인접부에서 발생된다. 이와 같이, 롤링 벵어링이 사용 상태에 있으면, 쌍을 이루는 분할 외부 레이스들의 내면 위에서 회전하는 롤러들은 계단부 위에 올라타서 진동 과 소음이 발생된다.

본 발명이 극복하고자 하는 문제들은 사용 위치에 결합되어 부착되는 양측 분할 외부 레이스들의 내면 위에서 롤러들이 회전하는 경우 발생되는 진동 및 소음을 차단하거나 방지하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 롤링 베어링에 사용되는 실질적으로 반원형으로 형성된 분할 외부 레이스가 제공된다. 상기 분할 외부 레이스는 스트립 형상의 금속판을 실질적으로 반원으로 굽히는 것에 의하여 형성되며, 원주방향에서 적어도 일 단부는, 축방향을 따라 연장하는 선에 대해 경사지는 제1 경사부와, 상기 제1 경사부가 경사되는 방향에 대해 반대 방향으로 경사되는 제2 경사부를 포함하는 요철 형상을 가지며, 원주 방향 일단부 내면에 형성된 에지부가 둥근 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 쌍을 이루는 외부 레이스들이 결합하여 부착되는 경우, 분할 외부 레이스의 원주 방향 양단부는 실질적으로 분할 외부 레이스의 원주 방향 양단부들에 실질적으로 부합하여 고정되므로 분할 외부 레이스들은 축방향 및 반경방향에서 서로에 대해 어긋나지 않는다. 또한, 쌍을 이루는 분할 외부 레이스들의 각각의 둘레 방향 일단부에서 단부 부분은 다소 반경방향으로 변위되며 약간의 높이 차이에 각각 상응하는 계단부가 쌍을 이루는 분할 외부 레이스가 사용 위치에 부착되는 동안에 형성되어 분할 외부 레이스들의 원주 방향의 양단부에서 둥근 에지부에 대해 접촉되어 롤러들이 인접한다. 이와 같이, 상기 롤러가 계단부 위에 올 라타는 양은 감소되므로 진동과 소음의 발생은 억제된다.

바람직하게는, 원주 방향으로 돌출된 적어도 하나의 볼록부와 원주 방향으로 들어간 적어도 하나의 오목부가 원주 방향의 적어도 일단부에서 축방향으로 제공되어 배치된다. 제1 및 제2 경사부들의 하나는 볼록부의 정상부에서 오목부의 최저부로 연장하는 부분이며, 제1 및 제2 경사부들의 다른 하나는 오목부의 최저부로부터 볼록부에 대향하는 측면에 제공된 부분으로 연장하는 부분이다.

또한, 바람직하게는, 볼록부는 원주 방향으로 돌출하므로 하나의 분할 외부 레이스의 단면의 원형 아크의 길이는 반원의 둘레 보다 길다. 볼록부의 돌출 부분은 단면으로 반원 형상인 부분의 외면 보다 더 외측의 외경 측에 위치된다. 이러한 경우, 쌍을 이루는 외부 레이스들이 결합하여 사용 위치에 부착되는 상태에서 대형 볼록부들의 각각의 단부측에 제공된 실질적으로 직선인 부분은 대응하는 고정면에 따라 탄성적으로 변형된다. 이러한 탄성적으로 변형된 부분의 탄성 복원력은 분할 외부 레이스들의 각각을 그 사이에 아무런 간격이 없도록 대응하는 고정면에 대해 밀착되게 민다. 따라서, 분할 외부 레이스들 양자의 백래시(backlash)는 제거될 수 있다. 이와 같이, 양 분할 외부 레이스들의 내면들이 단면으로는 실질적으로 완전한 원 형상이다.

본 발명에 따라, 쌍을 이루는 분할 외부 레이스들, 상기 쌍을 이루는 분할 외부 레이스들의 내면 위에 외접하는 복수의 롤러들, 및 원주 방향으로 실질적으로 균등하게 이격되도록 배치된 롤러들을 유지하기 위한 쌍을 이루는 분할 케이지들을 가지는 분할 롤링 베어링이 제공된다. 이 분할 롤링 베어링은 쌍을 이루는 분할 외 부 레이스들이 상기 설명한 분할 외부 레이스들인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 설명한 분할 외부 레이스 제조방법이 제공된다. 상기 분할 외부 레이스 제조방법은 가로 방향을 향하여 경사지며 소정 길이로 절단된 스트립 형상의 금속판의 길이 방향으로 적어도 하나의 단부의 형상으로서 경사지는 제1 경사부와 상기 가로 방향에 대향하는 방향으로 경사지는 제2 경사부를 가지는 요철부를 형성하는 단계, 상기 스트립 형상의 금속판의 길이 방향 일 단부 부분의 내면으로서 상기 롤러들을 위한 레이스웨이 표면으로 작용하는 내면이 제공된 에지부분을 라운딩하는 단계, 및 실질적으로 반원형으로 상기 스트립 형상의 금속판을 절곡하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 분할 외부 레이스의 원주방향의 적어도 하나의 단부의 형상은 두 분할 외부 레이스들이 서로 결합되는 경우 축방향 편차를 발생하지 않는 비직선 형상과 같이 고정밀도로 용이하게 형성될 수 있다. 이와 같이, 생산성이 향상될 수 있으며, 비용도 절감될 수 있다.

바람직하게는 상기 스트립 형상의 금속판은 후프 부재이다. 상기 스트립 형상의 금속판이 절단되면 상기 에지 부분은 절단 도구에 의하여 라운딩된다. 이 경우, 상기 후프 부재의 양 측면들은 침식되지 않고 평탄면들을 가진다. 상기 롤러들은 상기 평탄면들을 곡선화하여 얻어지는 내면들 위에서 부드럽게 회전한다. 이는 진동과 소음의 발생을 억제함에 있어 효과적이다. 또한, 적단 작업과 라운딩 작업이 동시에 수행될 수 있다. 이로써 단계의 수들이 감소될 수 있다. 이로써 비용의 절감이 이루어진다.

본 발명은 결합하여 적절한 사용 위치에 부착되는 쌍을 이루는 분할 외부 레이스들의 내면 위에서 롤러들이 회전하는 경우 축방향 변위 및 반경방향 편차가 발생하는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 이와 같이, 쌍을 이루는 외부 레이스들의 내주면들(즉, 롤러들을 위한 이동로들) 위에 제공된 계단부분들이 감소되거나 제거될 수 있다. 따라서, 롤러들은 안정되게 회전할 수 있게 된다. 이와 같이, 진동 및 소음의 발생이 억제되거나 방지될 수 있다.

본 발명을 실시하기 위한 최선의 모드가 첨부 도면과 관련하여 설명될 것이다. 도 1 및 도 2와 관련하여 분할 롤링 베어링이 설명된다. 도 1은 분할 롤링 베어링을 도시하는 측면도, 도 2는 분할 롤링 베어링을 도시하는 분해 사시도이다.

도면에 도시된 롤러 베어링(1)은 쌍을 이루는 분할 외부 레이스들(2, 3), 상기 쌍을 이루는 분할 외부 레이스들(2, 3)의 내면 위에 외접한 복수의 롤러들(4), 및 원주방향으로 실질적으로 균등하게 이격되도록 배치되는 롤러들(4)을 유지하기 위한 쌍을 이루는 분할 케이지들(5, 6)을 구비한다. 상기 롤러들(4)은 상기 케이지들(5, 6)의 포켓들(5a, 6a)에 분리할 수 없게 수용된다.

상기 분할 롤링 베어링(1)은 크랭크샤프트와 차량의 엔진의 커넥팅로드 사이의 연결부에 사용될 수 있다. 이러한 사용 모드가 도 3에 예시되어 설명된다. 도 3은 상기 분할 롤링 베어링이 커넥팅로드의 확대단부에 조립된 상태를 예시하는 단면도이다.

상기 커넥팅로드(10)는 크랭크샤프트(12)에 의하여 지지되는 확대단부(11)를 가지며, 또한 핀을 통해 피스톤(도시생략)이 부착되는 소단부(도시생략)을 가진다.

상기 확대단부(11)는 단면으로 실질적으로 반원인 몸체(13)에 단면으로 실질적으로 반원의 캡부(14)를 볼트(15)에 의해 고정하여 단면으로 실질적으로 원형인 관통구멍이 형성되는 구조를 가진다. 상기 분할 롤링 베어링(1)은 이러한 상기 몸체(13)와 캡부(14)에 의해 형성되는 실질적으로 반원의 관통구멍에 조립된다. 이러한 예에서, 상기 크랭크샤프트(12)는 상기 분할 롤링 베어링(1)내부 레이스부재이다.

이하에서 상기 분할 롤링 베어링(1)의 상기 분할 외부 레이스들(2, 3)은 도 4 내지 9에 관련하여 상세하게 설명된다. 도 4는 상기 분할 외부 레이스를 도시하는 사시도이다. 도 5는 상기 분할 외부 레이스를 도시하는 측면도이다. 도 6은 상기 분할 외부 레이스의 원주방향의 단부를 예시하는 평면도이다. 도 7은 도 4 도시 분할 외부 레이스롤 도시하는 평면 전개도이다. 도 8은 도 7 도시 화살표 방향에서 라인 (8)-(8)을 따라 취한 단면도이다. 도 9는 두 분할 외부 레이스들이 서로 인접한 부분을 도시하는 상세 설명도이다.

도면들에 도시된 각각의 분할 외부 레이스들(2, 3)은 실질적으로 반원 단면을 가지도록 스트립 형상의 금속판을 절곡하여 형성된다. 각각의 상기 분할 외부 레이스들의 원주 방향의 일단부와 타단부는 요철 형상을 가지도록 형성되므로 각각의 분할 외부 레이스들의 원주 방향의 일단부는 상기 다른 분할 외부 레이스의 상응하는 단부에 고정된다.

구체적으로 상기 분할 외부 레이스들(2, 3)의 평면 전개 외부 형상은 예컨대 실질적으로 평면도에서 평행사변형인 점(O)에 대해 대칭인 형상으로 설정된다.

대형 볼록부(2a, 2b)(3a, 3b), 소형 볼록부(2c, 2d)(3c, 3d)와 오목부(2e, 2f)(3e, 3f)가 상기 분하 외부 레이스(2)(3)의 원주방향에서 단부의 관련된 일단부와 다른 단부에서 축방향으로 배치된다. 각각의 경사부들(2g, 2h)(3g, 3h)에는 관련된 대형 볼록부(2a, 2b)(3a, 3b)의 정상부에서 관련된 오목부(2e, 2f)(3e, 3f)의 최저부를 향하여 연장하는 방식으로 제공된다. 또한, 각각의 경사부들(2i, 2j)(3i, 3j)에는 관련된 오목부들(2e, 2f)(3e, 3f)의 최저부로부터 관련된 소형 볼록부(2c, 2d)(3c, 3d)의 정상으로 연장하는 방식으로 제공된다. 각각의 경사부(2g, 2h)(3g, 3h)의 경사는 관련 경사부들(2i, 2j)(3i, 3j)의 경사이 반대이다. 바람직하게는, 축방향을 따라 연장하는 선(J)에 대해 전자의 경사부들(2g, 2h)(3g, 3h)의 경사 각도는 30도 이상 90도 이하가 되도록 설정된다. 이는 롤러들(4)이 통과하는 동안에 마찰이 감소될 수 있기 때문이다.

다음에, 이하에서 분할 외부 레이스들(2, 3)의 상세한 사항이 설명된다.

(a) 상기 분할 외부 레이스(2)(3)의 원주방향 양단부들에서 내면들(즉, 레이스웨이 표면들) 위에 제공된 에지 부분들(2m, 2n)(3m, 3n)은 둥글다. 이러한 경우, 각각의 쌍을 이루는 분할 외부 레이스들(2, 3)의 원주방향 양단부들이 반경방향으로 다소 변위되고 각각 약간의 높이 차이에 대응하는 계단부들이 쌍을 이루는 분할 외부 레이스들(2, 3)이 사용 장소에 부착되는 동안 형성되는 경우에도, 상기 분할 외부 레이스들(2, 3)의 원주방향 양단부들에서 롤러들(4)은 둥근 에지 부분들(2m, 2n, 3m, 3n)과 인접한다. 이와 같이, 상기 계단부 위에 롤러들(4)이 올라타는 양이 감소되므로 진동 및 소음의 발생은 억제된다.

(b) 대형 볼록부(2a, 2b)(3a, 3b)의 정상으로부터 오목부(2e, 2f)(3e, 3f)의 최저부로 연장하는 부분의 중간점을 (S)로 나타내고 원주방향으로 길이(L)를 가진다고 하자. 이 중간점(S)으로부터 대형 볼록부(2a, 2b)(3a, 3b)로 연장하는 영역은 중간점(S)에서의 접선(H)을 따라 실질적으로 수직으로 연장하도록 형성된다. 이 중간점(S)으로부터 오목부(2e, 2f)(3e, 3f)의 최저부로 연장하는 영역은 전체 분할 외부 레이스(2)(3)의 원형 아크 형상을 따라 연장하도록 형성된다. 동시에 이러한 원형 아크를 따라 연장하도록 형성된 부분과 실질적으로 직선으로 연장하도록 형성된 부분은 서로 연속으로 연결된다. 이와 같이, 상기 분할 외부 레이스(2)만이 존재하면, 대형 볼록부(2a, 2b)(3a, 3b)로부터 소형 볼록부(2c, 2d)(3c, 3d)로 연장하는 부분은 다소 비틀린다. 일측의 중간점(S)에서 타측의 중간점(S)으로 연장하는 부분은 단면으로 반원 형상이다. 중간점(S)으로부터 각각의 대형 볼록부(2a, 2b)(3a, 3b)의 정상으로 연장하는 영역은 단면 반원 형상 부분에서 원주 방향으로 돌출한다. 이러한 경우, 상기 쌍을 이루는 분할 외부 레이스들(2, 3)이 결합하여 사용 장소에 부착되는 상태에서 각각의 대형 볼록부(2a, 2b)(3a, 3b)의 단부 측면에 제공된 상기 실질적으로 직선인 부분은 대응하는 고정면을 따라 탄성적으로 변형된다. 이러한 탄성적으로 변형된 부분의 탄성 복원력이 그 사이에 아무런 간극을 발생함이 없이 대응하는 고정면에 대해 양 분할 외부 레이스들(2, 3) 각각을 밀착하게 민다. 따라서, 양 분할 외부 레이스들(2, 3)의 백래시(backlash)가 제거될 수 있다. 이와 같이, 양 분할 외부 레이스들(2, 3)의 내면들은 단면으로 실질적으로 완전 원 형상이다.

(c) 대형 볼록부들(2a, 2b)(3a, 3b)의 각각의 중심각도(α)는 오목부들(2e, 2f)(3e, 3f)의 중심각도(β)와 동일하게 설정된다. 또한, 대형 볼록부(2a, 2b)(3a, 3b)의 정상부의 곡률 반경(r1)과 곡률 반경(r2) 사이의 관계는 다음 부등식( r1>r2)를 따라 설정된다. 이러한 경우, 대형 볼록부들(2a, 2b)(3a, 3b)의 각각의 정상부들은 관련된 오목부들(2e, 2f)(3e, 3f)의 최저부와 간섭하지 않는다. 이와 같이, 쌍을 이루는 분할 외부 레이스들(2, 3)이 결합하여 사용 장소에 부착되는 상태에서 각각의 분할 외부 레이스(2, 3)의 원주 방향 양 단부들은 다른 분할 외부 레이스(3, 2)의 원주방향 양 단부들과 밀착하게 근접될 수 있다. 이는 상기 분할 외부 레이스들(2, 3) 양자에 의해 형성되는 원형 단면의 원형도를 증가시킬 수 있다.

(d) 분할 외부 레이스들(2, 3)의 원주방향 양 단부면들은 정밀한 돌기들을 가지는 거친 면으로 설정된다. 이러한 경우, 쌍을 이루는 분할 외부 레이스들(2, 3)이 결합하여 사용 장소에 부착되는 상태에서 양 분할 외부 레이스들(2, 3)의 양 단부면들 각각의 작은 돌기들은 제거된다. 이와 같이, 상기 분할 외부 레이스들(2, 3)은 서로에 대해 가깝게 밀착한다. 따라서, 스립 외부 레이스들 사이의 간극은 발생하기 어렵다.

(e) 각각의 대형 볼록부(2a, 2b)(3a, 3b)의 정상부로부터 관련된 오목부(2e, 2f)(3e, 3f)의 최저부로의 축방향 분리 거리(W)는 롤러(4)의 유효 레이스웨이 길이(W1) 보다 크다. 이러한 경우, 쌍을 이루는 분할 외부 레이스들(2, 3)이 결합되어 사용 장소에 부착되는 상태에서 대형 볼록부들(2a, 2b)(3a, 3b)의 정상부와 오목부들(2e, 2f)(3e, 3f)의 최저부들은 롤러의 레이스웨이 표면으로 사용되지 않는다. 이와 같이, 롤러들(4)의 회전이 부드럽게 된다.

(f) 예컨대, 도 10에 도시된 바와 같이, 경사부들(2g, 2h)(3g, 3h) 위에 완전 크라우닝(full-crowning)이 수행된다. 즉, 경사부들(2g, 2h)(3g, 3h)의 형상이 전 길이 범위의 실질적으로 중심 위치에 정상이 위치하는 볼록한 곡선 형상으로 설정된다. 도면에 도시된 바와 같이, 이러한 볼록한 곡선 형상은 하나의 곡률 반경(R)을 사용하여 형성될 수 있다. 또한, 볼록 곡선으로서 지수 곡선이 채용될 수 있다. 이러한 경우, 쌍을 이루는 분할 외부 레이스들(2, 3)이 결합하여 사용 장소에 부착된 상태에서, 정상으로부터 축방향의 양 측면으로 각각 연장하는 경사부들(2g, 2h, 3g, 3h)의 정상부들과 인접 영역들은 정ㄹ해진 폭을 가져서, 원주 방향에서 양 단부면들이 서로 인접하는 인접부에서 서로에 대해 인접한다. 다른 영역들은, 인접 부분들에서 약간의 간격들이 형성된다. 각각의 롤러들(4)의 회전축 중간부는 인접 영역을 회전한다. 따라서, 롤러(4)의 회전은 부드럽게 된다.

한편, (a) ~ (f) 항에서 설명된 구조들 중에서 바람직하게는 (a) 및 (b)에서 설명된 구조들이 본 발명의 실시예들에서 필수불가결한 구조로서 채용된다. 그러나, (c) ~ (f) 항목들에서 설명된 적어도 하나의 구조를 포함함으로써 실시예들이 얻어질 수 있다.

이러한 분할 외부 레이스들(2, 3)을 사용하는 경우, 쌍을 이루는 외부 레이스들이 결합하여 커넥팅로드(10)의 대형 단부(11)에 부착되면, 상기 분할 외부 레 이스(2)의 원주방향 양 단부들이 분할 외부 레이스(3)의 원주 방향 양 단부들과 실질적으로 부합하고 고정되므로 상기 분할 외부 레이스들은 축방향 및 반경방향으로 서로 어긋나지 않는다. 이와 같이, 양측 분할 외부 레이스들(2, 3)의 내주면들은 계단부가 없는 실질적으로 완전한 원형으로 단면사으로 형성된다. 따라서, 상기 롤러들(4)은 쌍을 이루는 분할 외부 레이스들(2, 3)의 내주면 위를 안정되게 회전할 수 있으므로 진동 및 소음의 발생이 억제될 수 있거나 방지될 수 있다. 이는 베어링의 수명을 증가시키는 데 기여한다.

이하에서는 도 11 및 도 12와 관련하여 분할 외부 레이스들(2, 3)의 제조방법이 설명된다.

우선, 후프 부재(20)를 사용하여 블랭크 소재(21)가 얻어지며 펀칭 도구를 사용하여 각각 정해진 길이로 상기 후프 부재(20)를 절단한다. 상기 후프 부재(20)는 JIS에 따른 SCM415 혹은 SPCC와 같은 적절한 금속 부재일 수 있다. 이러한 블랭크 소재(21)의 절단부는 도 4 내지 도 6 도시와 같이, 비직선 형상을 가진다.

이어서, 도 12 도시와 같이, 상기 블랭크 소재(21)는 원통형 수용 몰드(31)에 대해 유지된다. 이어서, 상기 블랭크 소재(21)는 적절한 절곡 도구(도시 생략)를 사용하여 실질적으로 반원 형상으로 절곡된다. 이러한 절곡에서, 원주방향의 양 단부들에 제공된 대형 볼록부들(2a, 2b)(3a, 3b)은 상기 몰드의 외면으로부터 외경 측면에 위치된다.

탄소처리, 탄소질화처리, 플림 및 템퍼링과 같은 적절한 경화 열처리가 이와 같이 처리되어 얻어진 분할 외부 레이스(2, 3)의 내면(롤러들(4)의 레이스웨이 표면으로 작용하는) 위에 실시된다. 이어서, 그 위에 적절한 표면 마무리가 수행된다. 배럴 코팅, 쇼트 코팅, PTFE 코팅, 몰리브데늄 코팅, 및 다이아몬드형 탄소 코팅과 같은 코팅 처리가 그 위에 수행될 수 있다.

한편, 상기 후프 부재(20)가 펀칭 도구(30)에 의해 절단되는 경우, 블랭크 소재(21)의 절단 단부의 절단 방향에서 상류측의 에지 부분은 둥글게 될 수 있다. 이와 같이, 절단과 동시에 (a) 항목에서 설명한 둥글게 가공된 에지 부분(2m, 2n)(3m, 3n)이 얻어질 수 있다. 따라서, 공정의 숫자가 감소될 수 있다. 이는 제조비용 절감에 기여한다. 부수적으로, 에지 부분들(2m, 2n)(3m, 3n)의 다른 라운딩 방법이 프레스 다이를 사용함으로써 블랭크 소재의 소성 변형을 발생한다. 또한, 절단시, (d)항목에서 설명하였던 작은 돌기들이 블랭크 소재(21)의 절단 단부의 절단 방향에서 하류 부분을 손상시킴으로써 얻어질 수 있다.

또한, 절곡 단계에서 블랭크 소재(21)의 원주 방향 양 단부들은 완전히 절곡되지 않아서 항목(b)에서 설명한 형상을 얻을 수 있다.

또한, 항목들(c),(e),(f)에서 설명한 형상은 펀칭 도구(30)의 톱니 형상에 따라 얻어질 수 있다.

상기 설명한 제조방법에 따르면, 분할 외부 레이스들(2, 3)의 원주 방향 양 단부들의 형상은 고정밀도로 용이하게 형성될 수 있다. 이와 같이, 생산성이 향상될 수 있으며, 비용이 절감될 수 있다. 후프 부재(20)의 양 측면들은 침식받지 않고 평탄면을 가진다. 상기 롤러들(4)은 평탄면들을 곡선화함으로써 얻어지는 내면들 위에서 부드럽게 회전한다. 이는 진동과 소음 발생을 억제하는 데 효과적이다.

이하에서는 본 발명의 다른 실시예들이 설명된다.

(1) 도 13 도시와 같이, 각각의 분할 외부 레이스들(2, 3)의 원주방향 일 단부 혹은 타 단부는 축방향을 따라 연장하는 직선부 형상으로 형성될 수 있다.

(2) 도 14 도시와 같이, 스트립과 같이 연장된 상기 분할 외부 레이스들(2, 3)은 길이방향으로 중심(O)을 지나가고 가로방향으로 연장하며 대칭축, 예컨대 평면도로서 실질적으로 사다리꼴 형상으로 설정되는 선(P)에 대해 비대칭적으로 설정된다. 이러한 경우, 상기 분할 외부 레이스들이 도 14 도시와 같은 스트립과 같이 연장되는 상태로부터 상기 분할 외부 레이스들(2, 3)의 하나의 절곡 방향이 도 15 도시와 같은 상기 분할 외부 레이스들(3, 2)의 다른 하나의 절곡 방향과 반대가 되도록 쌍을 이루는 분할 외부 레이스들을 제조하는 것이 필요하다.

(3) 상기 분할 외부 레이스들(2, 3)의 각각의 양단부들의 형상이 적어도 하나의 볼록부와 오목부 세트를 가지는 한, 상기 분할 외부 레이스들(2, 3)의 양단부들 각각의 형상은 특정 형상으로 제한되지 않는다. 상기 분할 외부 레이스들(2, 3)의 각각의 원주방향 양단부들의 형상에 대한 예들은 이하와 같다. 즉, 도 16 도시와 같이, 원주방향 일단부의 형상은 볼록한 V 형상이고, 원주방향 타단부의 형상은 오목 V 형상이다. 다른 예로서, 도 17 도시와 같이, 볼록 V 형상 단부 부분의 정상부 및 오목 V 형상 단부 부분의 최저부는 축방향에서 일측을 향하여 오프셋될 수 있다. 다른 예로서, 도 18 도시와 같이, 원주방향 양단부들은 톱니가 형성될 수 있다. 이러한 각각의 경우들에서, 상기 분할 외부 레이스는 서로 반대 방향으로 경사진 적어도 두개의 경사부들을 가진다. 또한, 이들 각각의 경우, 상기 분할 외부 레 이스는 (a) 및 (b) 항목에서 설명한 구조들을 가진다. 또한, 바람직하게는 상기 분할 외부 레이스는 (c)에서 (f) 항목들에서 설명된 구조들의 적어도 하나를 가질 수 있다.

따라서, 상기와 같은 본 발명에 의하면, 진동과 소음을 제거 내지 방지할 수 있으며, 제조 공수를 줄일 수 있어서 제조 비용을 절감할 수 있는 등 유용한 효과가 얻어진다.

Claims

롤링 베어링에 사용되는 분할 외부 레이스로서,

상기 분할 외부 레이스는 스트립 형상의 금속판을 실질적으로 반원 형상으로 굽히는 것에 의하여 형성되며;

상기 분할 외부 레이스의 적어도 일 단부는 원주방향으로 축방향으로 경사지는 제1 경사부와, 상기 제1 경사부가 경사되는 방향에 대해 반대 방향으로 경사되는 제2 경사부를 포함하는 요철 형상을 가지며; 그리고

상기 원주 방향 일단부 내면에 형성된 에지부분이 둥근 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 롤링 베어링용 분할 외부 레이스.
제 1항에 있어서, 상기 요철 형상은 원주 방향으로 돌출된 볼록부와 원주 방향으로 들어간 오목부를 포함하며;

상기 제1 경사부는 볼록부의 정상부에서 오목부의 최저부로 연장하는 부분에 의해 형성되며; 및

상기 제2 경사부는 오목부의 최저부로부터 상기 볼록부에 대향하는 측면에 제공된 부분으로 연장하는 부분에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 분할 외부 레이스.
제 2항에 있어서, 상기 볼록부는 원주방향으로 돌출하여 하나의 분할 외부 레이스의 원형 아크 길이는 반원 형상의 원주 보다 더 길며; 그리고

상기 볼록부로부터 돌출하는 부분이 반원 형상 부분의 외면 보다 더 외측의 외경 측면에 위치되는 것을 특징으로 하는 분할 외부 레이스.
제 2항에 있어서, 폭방향의 제1 경사부의 중심은 스트립 형상의 금속판의 폭방향의 중심에 실질적으로 위치되며,

한 쌍의 제2 경사부들이 상기 제1 경사부의 반대측들에 형성되며, 그리고

상기 제2 경사부들은 각각 상기 스트립 형상의 금속판의 폭방향에서 반대측 단부들을 향하여 연장되는 것을 특징으로 하는 분할 외부 레이스.
분할 롤링 베어링으로서:

한 쌍의 분할 외부 레이스들;

상기 쌍의 분할 외부 레이스들의 내면 위에 외접하는 복수의 롤러들; 및

원주 방향으로 실질적으로 균등하게 이격되도록 배치된 롤러들을 유지하기 위한 쌍을 이루는 분할 케이지들을 구비하며,

상기 쌍의 분할 외부 레이스들이 상기 청구항 1항 내지 청구항 4항 중의 어느 한 항에 따른 분할 외부 레이스들인 분할 롤링 베어링.
롤링 베어링에 사용되는 분할 외부 레이스의 제조방법으로서:

소정 길이로 절단되는 스트립 형상의 금속판을 길이방향에서 적어도 일단부의 형상을, 옆방향으로 경사지는 제1 경사부와 상기 제1 경사부가 경사지는 방향에 반대 방향으로 경사지는 제2 경사부를 가지는 요철 형상으로 형성하는 단계;

상기 길이 방향 일 단부 부분의 내면에 제공된 에지 부분을 라운딩하는 단계; 및

실질적으로 반원 형상으로 상기 스트립 형상의 금속판을 절곡하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤링 베어링용 분할 외부 레이스 제조방법.
제 6항에 있어서, 상기 스트립 형상의 금속판은 후프 부재이며, 상기 에지 부분은 상기 스트립 형상의 금속판이 절단되는 때 절단 도구에 의해 라운딩 가공되는 것을 특징으로 하는 롤링 베어링용 분할 외부 레이스 제조방법.