KR20080014068A - 스러스트 롤러 베어링 - Google Patents

Abstract

내륜을 지지하는 부제와 외륜을 지지하는 부재 사이의 편심량이 큰 경우에도 케이지의 내구성을 상승시킬 수 있는 스러스트 롤러 베어링을 제공하여 조립성을 향상시키며, 레이스부와 케이지 사이의 분리를 억제한다.

스러스트 베어링은 상기 외경측 베어링 안 간극과 상기 내경측 베어링 안 간극을 직경 방향으로 가산한 총 간극의 반이, 상기 외륜을 지지하는 부재와 상기 내륜을 지지하는 부재와의 편심량보다 크게 되며, 외측 걸기부 말단의 내경을 φD1, 케이지의 외경을 φD2, 내측 걸기부 말단의 외경을 φD3, 케이지의 내경을 φD4, 상기 케이지의 두께를 t로 했을 때, A = (D2-Dl)/t, B=(D3-D4)/t이고, A, B의 값이, 0.1≤A, B≤5의 범위에 있다.

Description

스러스트 롤러 베어링{THRUST ROLLER BEARING}

본 발명은 예를 들어 자동차의 각종 트랜스 미션에 사용되는 스러스트 롤러 베어링에 관한 것이다.

종래의 스러스트 롤러 베어링의 일례로 케이지의 내외 양측면과 내측 플랜지의 외주면 및 외측 플랜지의 내주면과의 사이에서의 내경측, 외경측의 베어링 안 간극의 합계를, 외륜을 지지하는 부재와 내륜을 접하게 하는 부재와의 편심을 흡수하도록 만들며, 내측 플랜지 및 외측 플랜지의 말단 가장자리에, 내측 걸기부 및 외측 걸기부를 각각 마련한 스러스트 롤러 베어링이 알려져 있다 (예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

종래의 스러스트 롤러 베어링의 일례로서 스러스트 레이스부의 바깥 둘레부에 원통형의 안내부를 일체로 형성해, 이 안내부의 말단부에 지지용 탭을 복수 개소에 마련한 것이 알려져 있다 (예를 들어, 특허 문헌 2 참조).

종래의 스러스트 롤러 베어링의 한층 더 다른 일례로서 외륜의 날밑의 말단부에, 직각으로 구부러져 안쪽으로 돌출되어 케이지의 바깥 둘레를 걸도록 복수의 크로를 형성하고, 각 크로의 돌출량을, 반경 방향의 베어링 내부 간극보다 크게 한 것이 알려져 있다 (예를 들어, 특허 문헌 3 참조).

특허 문헌1: 일본 공개특허공보2000-266043호(5-6쪽, 도 1)

특허 문헌2: 일본 공개특허공보2003-049844호(2-3쪽, 도 2)

특허 문헌3: 일본 공개특허공보2003-083339호(3-4쪽, 도 1)

상기 특허 문헌 1, 2, 및 3에서는, 내경 φ50(mm)을 넘는 경우, 레이스부의 프렌지부나 케이지의 내외지름의 열처리에 의한 변형량이 크게 되며, 그 결과, 레이스부와 케이지를 분리하기가 쉬워진다.

본 발명은, 상기 기술한 사정을 감안하여 발명되었으며, 그 목적은 외륜을 지지하는 부재와 내륜을 지지하는 부재와의 편심량이 큰 경우에도 케이지의 내구성을 향상시킬 수가 있는 것과 동시에, 조립성을 향상시키며, 레이스부와 케이지 사이가 분리되지 않게 하는 스러스트 롤러 베어링을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제 1 양태는

반경 방향으로 배열된 복수의 롤러,

전체가 고리 형으로 만들어져 상기 복수의 롤러를 회전가능하게 유지하는 케이지,

원 고리형 외륜 레이스부 및 이 외륜 레이스부의 외주 가장자리의 전체 주연부에 걸쳐서 형성된 원통형의 외측 플렌지를 포함하는 외륜과

원 고리형 내륜 레이스부 및 이 내륜 레이스부의 외주 가장자리의 전체 주연부에 걸쳐서 형성된 내측 플렌지를 포함하는 내륜을 포함하는 스러스트 롤러 베어링에 있어서,

상기 외륜 레이스부와 내륜 레이스부 사이에서 다수의 롤러가 유지되며,

상기 외륜과 내륜은 서로에 상대적으로 회전하는 한 쌍의 부재로 조립되며,

상기 외륜, 상기 내륜과 상기 케이지을 서로 동심에 배치한 상태로, 상기 케이지의 외주면과 상기 외측 플랜지의 내주면과의 사이에 외경측 베어링안 간극이 형성되며, 상기 케이지의 내주면과 상기 내측 플랜지의 외주면과의 사이에 내경측 베어링 안 간극이 형성되고,

상기 외경측 베어링 안 간극과 상기 내경측 베어링 안 간극을 직경 방향으로 가산한 총 간극의 반이, 상기 외륜을 지지하는 부재와 상기 내륜을 지지하는 부재와의 편심량보다 크게 되고,

상기 외측 플랜지 및 상기 내측 플랜지의 말단 가장자리에, 외측 걸기부 및 내측 걸기부가 각각 제공되어 있으며,

상기 외측 걸기부와 상기 내측 걸기부의 적어도 하나는, 구부러짐에 의해 형성되며,

상기 외측 걸기부 말단의 내경을 φD1, 상기 케이지의 외경을 φD2, 내측 걸기부 말단의 외경을 φD3, 그 케이지의 내경을 φD4, 상기 케이지의 두께를 t로 했을 때, A = (D2-Dl)/t, B=(D3-D4)/t이고, A, B의 값이, 0.1≤A, B≤5의 범위에 있는 것을 특징인 스러스트 롤러 베어링이다.

본 발명의 제 2 양태는, 상기 제 1 양태에 있어서, 상기 외측 걸기부는, 상기 외측 플랜지의 말단 가장자리에서 외측 플렌지의 주연부 전체를 따라 직경 방향 안쪽을 향하여 구부러져 있는 것을 특징으로 하는 스러스트 롤러 베어링이다.

본 발명의 제 3 양태는, 상기 제 1 양태에 있어서, 상기 외측 걸기부는 상기 외측 플랜지의 말단 가장자리에, 다수의 원주방향 위치에서 직경 방향 안쪽으로 구부러져 있는 것을 특징으로 하는 스러스트 롤러 베어링이다.

본 발명의 제 4 양태는, 상기 제 2 혹은 3 양태에 있어서, 상기 내측 걸기부는, 스테이킹 탭인 것을 특징으로 하는 스러스트 롤러 베어링이다.

본 발명의 제 5 양태는, 상기 제 1 내지 제 4 양태 중 어느 한 양태에 있어서, 내경이 50㎜보다 큰 것을 특징으로 하는 스러스트 롤러 베어링이다.

본 발명의 효과

본 발명의 스러스트 롤러 베어링에 의하면, 외측 걸기부와 내측 걸기부의 적어도 일방은, 구부러짐에 의해 형성되어 외경측 베어링 안 간극과 상기 내경측 베어링 안 간극을 직경 방향으로 가산하여 나온 총 간극의 반을, 외륜을 지지하는 부재와 내륜을 지지하는 부재와의 편심량보다 크게 해, 상기 외측 걸기부 말단의 내경을 φD1, 상기 케이지의 외경을 φD2, 내측 걸기부 말단의 외경을 φD3, 그 케이지의 내경을 φD4, 상기 케이지의 두께를 t로 했을 때, A = (D2-Dl)/t, B=(D3-D4)/t이고, A, B의 값이, 0.1≤A, B≤5의 범위에 있는 것으로, 레이스부와 케이지이 분리하기가 쉬워지는 문제를 해소할 수 있다. 이로써, 외륜을 지지하는 부재와 내륜을 지지하는 부재와의 편심량이 큰 경우에도 케이지의 내구성을 향상시킬 수가 있는 것과 동시에, 조립성을 향상시킬 수가 있다. 따라서, 레이스부와 케이지을 분리가 방지되는 효과를 얻을 수 있다.

도 1 은 본 발명에 대한 스러스트 롤러 베어링의 일실시 형태를 나타내는 제1 적용례의 반단면도이다.

도 2 는 도 1 에 도시된 스러스트 롤러 베어링에 있어서의 제 2 적용례의 반단면도이다.

도 3 은 도 1 에 도시된 스러스트 롤러 베어링에 있어서의 제 3 적용례의 반단면도이다.

도 4 는 도 1 에 도시된 스러스트 롤러 베어링에 있어서의 제 4 적용례의 반단면도이다.

도 5 는 각부재의 편심량과 베어링·케이지 파손과의 관계를 조사한 시험 결과표이다.

도 6 은 값 A와 케이지 강도 및 비분리성과의 관계를 조사한 시험 결과표이다.

도 7 은 값 B와 케이지 강도 및 비분리성과의 관계를 조사한 시험 결과표이다.

도 8 은 값 A, B와 케이지 강도 및 비분리성과의 관계를 조사한 결과를 보이는 분포도이다.

도 9 는 본 발명에 관한 스러스트 롤러 베어링의 변형예를 나타내는 반단면도이다.

부호의 설명

10 스러스트 롤러 베어링 11 외륜 (궤도 고리)

12 외륜 레이스부 13 외측 플랜지

14 내륜 15 내륜 레이스부

16 내측 플랜지 17 롤러

18,18A 케이지 19 외측 걸기부

20, 60 내측 걸기부 22 외경측 베어링 안 간극

23 내경측 베어링 안 간극 51 케이싱(부재)

53 상대 부재(부재) 54 축(부재)

이하, 본 발명에 관련되는 바람직한 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.

도 1 은 본 발명에 관한 스러스트 롤러 베어링의 일실시 형태를 나타내는 제1 적용례의 반단면도이며, 도 2 는 도 1 에 도시된 스러스트 롤러 베어링에 있어서의 제 2 적용례의 반단면도이며, 도 3 은 도 1 에 도시된 스러스트 롤러 베어링에 있어서의 제 3 적용례의 반단면도이며, 도 4 는 도 1에 도시된 스러스트 롤러 베어링에 있어서의 제 4 적용례의 반단면도이다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시 형태인 스러스트 롤러 베어링 (10) 은, 외륜 레이스부 (12) 와 외측 플랜지 (13) 를 갖는 외륜 (11), 내륜 레이스부 (15) 와 내측 플랜지 (16) 를 갖는 내륜 (14), 반경 방향으로 배열된 복수의 롤러 (17) 과 복수의 롤러 (17) 를 회전이 자유롭게 유지하는 케이지 (18) 로 구성 되어 있다.

외륜 (11) 은, 충분한 경도를 갖는 금속판에 의해 고리형으로 형성되어 있고, 외측 플랜지 (13) 는 외륜 레이스부 (12) 의 바깥 가장자리의 주변 전체를 따라서 원통 형상에 형성되어 있다. 또한, 외륜 (11) 은 외측 플랜지 (13) 의 말단 날 주변 전체를 따라서 직경 방향 안쪽으로 비스듬하게 구부러진 외측 걸기부 (19) 를 갖는다. 외측 걸기부 (19) 는, 외측 플랜지 (13) 의 원주 방향 복수 위치에 형성될 수 있다.

내륜 (14) 은, 외륜 (11) 이 형성된 것과 동일한 방법으로 충분한 경도를 갖는다 금속판에 의해 고리형으로 형성되어 있고, 내측 플랜지 (16) 는 고리형으로 형성된 내측 레이스부 (15) 의 전체 주변을 따라서 원통형으로 형성되어 있다. 또한, 내륜 (14) 은 내측 플랜지 (16) 의 말단 가장자리의 주변 전체를 따라서 직경 방향 바깥쪽을 향하여 비스듬하게 구부러진 내측 걸기부 (20) 을 갖는다. 내측 걸기부 (20) 는, 내측 플랜지 (16) 의 원주 방향 복수 위치에 형성될 수 있다.

외측 걸기부 (19) 의 축방향 단면 (19a) 는, 후술하는 상대 부재 (53) 와 접합하는 내륜 레이스부 (15) 의 배면 (15a) 보다 내측 (즉, 레이스면 (15a) 와 배면 (15a) 와의 사이) 에서 위치하며, 또한 내측 걸기부 (20) 의 축방향 단면 (20a) 은, 후술하는 케이싱 (51) 과 접합하는 외륜 레이스부 (12) 의 배면 (12a) 보다 내측 (즉, 레이스면 (12b) 와 배면 (12a) 과의 사이) 에 위치된다.

케이지 (18) 은, 모나카 (monaka) 와 같이 U자형 단면을 가지고, 전체로서 고리형으로 각각 구성되는 금속판을 함께 결합하여 만들어진다. 케이지 (18) 는 반경 방향으로 배열된 롤러 (l7) 와 동수의 포켓 (21) 을 포함하고 있다. 케이지 (18) 는 외주 가장자리가 외륜 플랜지 (12) 의 외측 걸기부 (19) 와 결합되며, 내주 가장자리가 내측 플랜지 (16) 의 내측 걸기부 (20) 에 결합되어, 외륜 (11) 및 내륜 (14) 로부터의 분리가 방지된다.

스러스트 롤러 베어링 (10) 은, 케이지 (18) 의 외주면과 외측 플랜지 (13) 의 외주면과의 사이에, 반경 방향을 넘어 외경측 베어링안 간극 (22) 이 제공되며, 케이지 (18) 의 내주면과 내측 플랜지 (16) 의 내주면과의 사이에, 반경 방향을 넘어 내경측 베어링안 간극 (23) 이 설치되어 있다. 이들 외경측 베어링 안 간극 (22) 및 내경측 베어링안 간극 (23) 은, 외륜 (11) 및 내륜 (14) 및 케이지 (18) 가 서로 동심에 배치한 상태에서, 각각 폭 치수 (L1, L2) 를 갖는다. 또, 이들 양폭 치수 (L1, L2)는 실질적으로 동일하다. (L1≒L2, 편차가 제조 오차의 범위내에서, 예를 들어 20% 이하.) .

또한, 스러스트 롤러 베어링 (10) 은, 외측 걸기부 (19) 의 말단의 내경을 φD1, 케이지 (18) 의 외경을 φD2, 내측 걸기부 (20) 말단의 외경을 φD3, 케이지 (18) 의 내경을 φD4, 케이지의 두께를 t로 한 경우, A=(D2-Dl)/t, B=(D3-D4)/t에 있어서의 A, B의 값이, 0.1≤A, B≤5의 범위로 설정되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 두께 (t) 는, 0.3 ~ 0.8 ㎜정도의 것이 사용된다.

이 적용례에서, 상술한 것과 같은 형상의 스러스트 롤러 베어링 (10) 은 외륜 (11) 이 케이싱 (51) 에 형성된 지지 오목부 (52) 에 느슨함 없이 맞으며, 내륜 (14) 은 내륜 (14) 이 상대 부재 (53) 의 단면과 접합한 상태에서 장착되며, 케이 싱 (51) 및 상대 부재 (53) 와의 사이의 상대적 회전이 상기 양 부재 (51, 53) 사이에 가해진 스러스트 하중을 지지하면서 자유롭게 발생하도록 만들어진다. 특히, 본 실시예의 스러스트 롤러 베어링 (10) 은, 외경측 베어링안 간극 (22) 의 폭 치수 (L1) 와 내경측 베어링안 간극 (23) 의 폭 치수 (L2) 를 직경 방향으로 더한 결과인 총 간극(=2L1+2L2)의 1/2(=L1+L2) 을, 케이싱 (51) 과 상대 부재 (53) 와의 편심량 (δ, 케이싱 (51) 의 회전 중심과 상대 부재 (53) 의 회전 중심과의 거리)보다 크게 하고 있다 {(L1+L2)>δ}.

상술한 스러스트 롤러 베어링 (10) 에 의하면, 외경측 베어링안 간극 (22) 및 내경측 베어링안 간극 (23) 을 직경 방향으로 합산한 결과인 총 간극의 1/2이, 외륜 (11) 을 지지하는 부재와 내륜을 지지하는 부재와의 편심량 (δ) 보다 크게 되기 때문에, 이 편심량 (δ) 을 충분히 흡수해, 스러스트 롤러 베어링 (10) 의 각부에 무리한 힘가 가해지지 않게 되어, 내구성이 향상될 수 있다.

특히, 서로 거의 같은 폭 치수 (L1, L2) 를 갖는 케이지 (18) 의 외경측 베어링안 간극 (22) 및 내경측 베어링 안 간극 (23) 이 케이지의 내경측 및 외경측에 배치되어 있어서, 여분의 부품을 사용하는 일 없이, 케이지 (18) 과 외륜 (11) 과 내륜 (14) 과의 분리를 방지하는 동시에, 케이싱 (51) 과 상대 부재 (53) 과의 사이에 존재하는 편심을 흡수할 수 있다. 이로써, 외경측 베어링 안 간극 (22) 의 폭 치수 (L1) 와 내경측 베어링 안 간극 (23) 의 폭 치수 (L2) 를 특히 크게 하지 않아도, 양폭 치수 (Ll, L2) 의 합을 충분히 크게 해, 편심량 (δ) 을 유효하게 흡수할 수 있다. 그 결과, 스러스트 롤러 베어링 (10) 의 각부에 무리한 힘이 방지된다. 따라서, 베어링의 내구성을 향상하는 것이 가능하다.

또한, 외측 플랜지 (13) 의 말단 가장자리부를 따라 제공된 외측 걸기부 (19) 의 말단의 내경을 φD1, 케이지 (18) 의 외경을 φD2, 내측 플랜지 (16) 의 말단 가장자리부에 제공된 내측 걸기부 (20) 의 말단의 외경을 φD3, 케이지 (18) 의 내경을 φD4, 케이지 (18) 의 두께를 t로 했을 경우, A=(D2-Dl)/t, B=(D3-D4)/t에 있어서의 A, B의 값이, 0.1≤A, B≤5의 범위에 있으며, 이로 인해 서로 상대 회전하는 케이싱 (51) 과 상대 부재 (53) 에 대한 반경 방향의 변위를 저지한 상태에서 외륜 (11) 및 내륜 (14) 이 장착 경우에, 케이지 (18) 의 내구성을 향상시킬 수가 있는 것과 동시에, 조립성을 향상시킬 수가 있어 내륜·외륜 레이스부 (12, 15) 와 케이지 (18) 를 분리하지 않게 할 수 있다.

또한, 본 적용예에서는, 케이지 (18) 의 외경측과 내경측에, 서로 실질적으로 동일한 폭 치수 (L1, L2) 를 갖는 외경측 베어링 안 간극 (22) 과 내경측 베어링 안 간극 (23) 을 배치하고 있지만, 외경측 베어링 안 간극 (22) 및 내경측 베어링 안 간극 (23) 의 양폭 치수 (L1, L2) 는, L1:L2=3:7, 4:6, 6:4,7:3등의 치수 비로 설정되어도 괜찮다.

도 2 에 나타난 바와 같이, 제 1 적용예와 동일 구조의 스러스트 롤러 베어링 (10) 을 이용하는 제 2 적용예에서, 내륜 (14) 은 축 (54) 에 느슨함 없이 장착되며, 외륜 (11) 은 상대 부재 (53) 에 접합한다. 또한, 외측 걸기부 (19) 의 말단의 내경을 φD1, 케이지 (18) 의 외경을 φD2, 내측 걸기부 (20) 의 말단의 외경을 φD3, 케이지 (18) 의 내경을 φD4, 케이지 (18) 의 두께를 t로 했을 경우, A=(D2-Dl)/t, B=(D3-D4)/t에 있어서의 A, B의 값이, 0.1≤A, B≤5의 범위로 설정되어 있다. 이 제 2 적용예는, 제 1 적용예와 같은 작용·효과를 나타내므로, 그들의 설명은 생략한다.

도 3 에 나타난 바와 같이, 제 1, 제 2 적용예와 동일 구조의 스러스트 롤러 베어링 (10) 을 이용한 제 3 적용예에서는, 외륜 (11) 은 케이싱 (51) 의 지지 오목부 (52) 내에 느슨하게 결합되어 있다. 또한, 제 1, 제 2 적용예와 마찬가지로 케이싱 (51), 외륜 (11), 내륜 (14) 및 케이지 (18) 는 서로 동심에 배치된 상태에서 외경측 베어링 안 간극 (22) 및 내경측 베어링 안 간극 (23) 이 제공되어 있다. 또한, 외륜 (11) 의 외측 플랜지 (13) 의 외주면과 지지 오목부 (52) 의 내주면과의 사이에, 폭 치수 (L3) 을 갖는 장착 간극 (24) 이 마련되어 있다. 그리고, 외측 걸기부 (19) 말단의 내경을 φD1, 케이지 (18) 의 외경을 φD2, 내측 걸기부 (20) 말단의 외경을 φD3, 케이지 (18) 의 내경을 φD4, 케이지 (18) 의 두께를 t로 했을 경우, A=(D2-Dl)/t, B=(D3-D4)/t에 있어서의 A, B의 값이, 0.1≤A, B≤5의 범위로 설정되어 있다.

스러스트 롤러 베어링 (10) 의 제 3 적용예에 의하면, 외경측 베어링 안 간극 (22) 과 내경측 베어링 안 간극 (23) 을 직경 방향으로 더한 결과인 총 간극의1/2을, 외륜 (11) 을 지지하는 케이싱 (51) 과 내륜 (14) 을 지지하는 상대 부재 (53) 와의 편심량보다 크게 하며, 외측 플랜지 (13) 의 말단 가장자리에 마련한 외측 걸기부 (19) 말단의 내경을 φD1, 케이지 (18) 의 외경을 φD2, 내측 걸기부 (20) 의 말단의 외경을 φD3, 케이지 (18) 의 내경을 φD4, 케이지 (18) 의 두께를 t로 했을 경우, A=(D2-Dl)/t, B=(D3-D4)/t에 있어서의 A, B의 값이, 0.1≤A, B≤5의 범위에 있다.

상기 구성에 따르면, 외륜 (11) 과 내륜 (14) 의 적어도 하나의 궤도고리의 주연에 형성한 외측 혹은 내측 플랜지 (13,16) 가 궤도고리가 장착되는 케이싱 (51) 에 대해서 느슨하고 결합될 때, 외륜 (11) 을 지지하는 케이싱 (51) 과 내륜 (14) 을 지지하는 상대 부재 (53) 와의 편심량이 커도 케이지 (l8) 의 내구성을 향상시킬 수가 있다. 또, 조립성을 향상시킬 수가 있으며, 외륜 및 내륜 레이스부 (12, 15) 및 케이지 (18) 의 분리를 방지할 수 있다. 특히, 본 예의 경우에는, 외경측 베어링 안 간극 (22) 및 내경측 베어링 안 간극 (23) 의 폭 치수 (L1, L2) 를 제 1 적용예 및 제 2 적용예보다 작게 만들어서, 케이지 (18) 와 외륜 (11) 및 내륜 (14) 의 분리 방지를 확실하게 함과 동시에, 보다 큰 편심량 (δ) 이 흡수될 수 있다.

도 4 에 도시된 바와 같이, 제 1, 제 2 및 제 3 적용예와 동일 구조의 스러스트 롤러 베어링 (10) 을 이용한 제 4 적용예에서, 내륜 (14) 은 축 (54) 에 느슨하게 장착되며, 외륜 (11) 은 상대 부재 (53) 에 결합되어 있고, 폭 치수 (L4) 를 갖는 장착 간극 (25) 이 내측 플랜지 (16) 의 내주면과 축 (54) 의 외주면과의 사이에 제공되어 있다. 또한, 외측 걸기부 (19) 말단의 내경을 φD1, 케이지 (18) 의 외경을 φD2, 내측 걸기부 (20) 말단의 외경을 φD3, 케이지 (18) 의 내경을 φD4, 케이지 (18) 의 두께를 t로 했을 경우, A=(D2-Dl)/t, B=(D3-D4)/t에 있어서의 A, B의 값이, 0.1≤A, B≤5의 범위로 설정되어 있다. 이 제 4 적용예는, 제 1 적용예와 같은 작용·효과를 나타낸다 때문에, 그 설명은 생략한다.

(실시예)

다음으로, 도 5 ~ 도 8 을 참조하여, 본 발명에 관한 스러스트 롤러 베어링 (10) 의 작용·효과를 확인하기 위해 수행한 실시예를 설명한다.

도 5 는 각부재의 편심량과 베어링·케이지 파손과의 관계를 조사한 시험 결과표이며, 도 6 은 값 A 와 케이지 강도 및 비분리성과의 관계를 조사한 시험 결과표이며, 도 7 은 값 B 와 케이지 강도 및 비분리성과의 관계를 조사한 시험 결과표이며, 도 8 은 값 A, B 와 케이지 강도 및 비분리성과의 관계를 조사한 분포도이다.

도 5 에 도시된 바와 같이, 우선, 케이싱 (51), 상대 부재 (53), 축 (54) 의 각부재의 편심량과 스러스트 롤러 베어링 (10)·케이지 (18)의 파손과의 관계를 조사하기 위하여, 6 종류의 상이하다 편심량을 가지는 부재 (1), (2), (3), (4), (5), (6) 을 준비하였다. 그 후, A=(D2-Dl)/t, B=(D3-D4)/t에 있어서의 값 A, B가 A=1.5, B=1.5이며, 내측 걸기부 및 외측 걸기부가 모두 스테이킹 탭인 종래 사양이 본 발명에 따라 0.1≤A, B≤5의 범위에 있는, A = 0.75, B = 1.0의 본 발명 사양과 비교되었다.

(시험 조건)

베어링 사이즈: 내경 φ70×외경 φ100×폭 5

하중: 0.5 Ca(Ca: 동정격 하중[N])

베어링 회전수: 5000 rpm

베어링 합계 간극: 종래 사양 0.6 mm/본 발명 사양 1.2 mm

판정 기준: 30 시간에서 베어링의 파손이 없음

시험의 결과, A=(D2-Dl)/t, B=(D3-D4)/t에 있어서 값 A, B가, 0.1≤A, B≤5의 범위에 없는 종래 사양에서는, 편심량 0.1, 0.2, 0.3 의 시험 번호(1), (2), (3) 이, 1OO 시간 이상이 경과한 후도 베어링 파손은 일어나지 않았지만, 편심량 0.4 인 시험 번호 (4) 에서는 25 시간에 이르렀더니 베어링 파손이 발생했으며, 편심량 0.5 의 시험 번호 (5) 에서는 15 시간에 이르렀더니 베어링 파손이 발생했고, 편심량 0.6 의 시험 번호 (6) 에서는 5 시간에 이르렀더니 베어링 파손이 발생하였다.

이와는 반대로, A=(D2-Dl)/t, B=(D3-D4)/t에 있어서의 A, B의 값이, 0.1≤A, B≤5의 범위에 있는 본 발명의 사양에서는 편심량이 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 및 0.6인 시험 번호(1), (2), (3), (4), (5), (6) 각각이 모두 10O시간 이상의 시간을 경과한 후에도 베어링 파손이 일어나지 않았다. 이것은, 외측 걸기부 (19) 말단의 내경을 φD1로, 케이지 (18) 의 외경을 φD2로, 내측 걸기부 (20) 말단의 외경을 φD3로, 케이지 (18) 의 내경을 φD4로 및 케이지 (18) 의 두께를 t로 놓았을 때, A=(D2-Dl)/t, B=(D3-D4)/t의 A, B의 값이, 0.1≤A, B≤5의 범위로 설정되어 있기 때문인 것을 알 수 있다.

다음에, 도 6 에 나타난 바와 같이, A=(D2-Dl)/t의 값 A 와 케이지 강도 및 케이지의 비분리성과의 관계를 조사하는 시험을 실시했다. 이 시험에서는, (1), (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8), (9), (10)의 10 종류의 값 A의 상이한 스러스트 롤러 베어링을 5 개씩 준비했으며, 도 5로 동일한 시험 조건에서, 5 개의 샘플 (N=5) 에서 케이지에 칩핑이 발생하는 개수를 조사하기 위한 케이지 강도 시험과 5개의 샘플 (N=5) 에서 케이지의 분리가 발생하는 개수를 조사하기 위한 비분리성 시험을 실시했다.

케이지 강도 시험의 결과, 값 A 가 0.05, 0.08, 0.1, 0.5, 1.0, 3.0, 5.0인 베어링 (1), (2), (3), (4), (5), (6), (7) 각각이 5 개 샘플 중 5개 모두가 칩핑이 발생하지 않았다. (5/5에서 칩핑 없음) 그러나, 값 A 가 6.0인 베어링 (8) 에서는 5 개 샘플 중 1개가 칩핑이 발생했으며 (4/5에서 칩핑 없음), 값 A 가 10.0인 베어링 (9) 에서 5 개의 샘플 중 3개가 칩핑이 발생했으며 (2/5에서 칩핑 없음), 값 A 가 15.0인 베어링 (10) 에서는, 5 개 샘플 중 5개가 칩핑이 발생했다. (0/5에서 칩핑 없음)

비분리성 시험의 결과, 값 A 가 0.05인 베어링 (1) 에서는, 5 개 샘플 중 4개에서 분리가 관찰되었으며 (1/5에서 분리 없음), 값 A 가 0.08인 베어링 (2) 에서는 5 개 샘플 중 1개에서 분리가 관찰되었다. (4/5에서 분리 없음) 그러나, 값 A 가 0.1, 0.5, 1.0, 3.0, 5.0, 6.0 인 베어링 (1), (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8) 에서, 5 개 샘플 중 5개 모두 분리가 관찰되지 않았다. (5/5에서 분리없음) 또한, 값 A 가 10.0인 베어링 (9) 및 값 A 가 15.0인 베어링 (10) 에서는, 모두 샘플에서 분리가 관찰되었으며, 이들 베어링은 조립될 수가 없었다.

다음에, 도 7 에 나타내는 바와 같이, B=(D3-D4)/t의 값 B 와 케이지 강도 및 케이지의 비분리성과의 관계를 조사하는 시험을 실시했다. 이 시험에서는, (1), (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8), (9), (10)의 10 종류의 값 B 이 상이한 스러스트 롤러 베어링을 5 개씩 준비해, 도 5 와 동일한 시험 조건에서, 5 개의 샘플 (N=5) 에서 케이지에 칩핑이 발생하는 개수를 조사하기 위한 케이지 강도 시험과 5개의 샘플 (N=5) 에서 케이지의 분리가 발생하는 개수를 조사하기 위한 비분리성 시험을 실시했다.

케이지 강도 시험의 결과, 값 B 가 0.04, 0.09, 0.2, 0.8, 2.0, 3.0, 4.0인 베어링 (1), (2), (3), (4), (5), (6), (7) 에서 5 개의 샘플 중 5개 모두 칩핑이 발생하지 않았다. (5/5에서 칩핑 없음) 그러나, 값 B 가 7.0인 베어링 (8) 에서는, 5 개의 샘플 중 2개가 칩핑이 발생했으며 (3/5에서 칩핑 없음), 값 B 가 11.0인 베어링 (9) 에서는 5 개의 샘플 중의 3개가 칩핑이 발생했으며 (2/5에서 칩핑 없음), 값 B 가 14.0인 베어링 (10) 에서는, 5 개의 샘플 중 5개가 칩핑이 발생하였다. (0/5 에서 칩핑 없음)

비분리성 시험의 결과, 값 B 가 0.04인 베어링 (1) 에서는, 5 개 샘플 중 5개에서 분리가 일어났으며(0/5 분리되지 않음), 값 B 가 0.09인 베어링 (2) 에서는 5개 샘플 중 1개에서 분리가 일어났다.(4/5 분리되지 않음) 그러나, 값 B 가, 0.2, 0.8, 2.0, 3.0, 4.0, 7.0인 베어링(1), (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8) 에서 5 개 샘플 중 5개 모두에서 분리가 일어나지 않았다. (5/5 분리되지 않음) 그리고나서, 값 B 가 11.0 인 베어링 (9) 및 값 B 가 14.0 인 베어링 (10) 에서는, 분리가 모든 샘플에서 일어났으며, 이들 베어링은 조리될 수 없었다.

다음에, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 값 A, B 와 케이지 강도·케이지 비분 리성과의 관계를, 케이지 강도가 양호하고 케이지 비분리성이 양호한 부분을 "0"으로, 케이지 강도가 불량이며 케이지 분리성이 불량인 부분을 "×" 로 분포도로 나타냈는데, 값 A, B가 0.1보다 작을 때 각 레이스부로부터 케이지의 분리가 쉬웠으며, 값 A, B 가 5.0보다 클 때 케이지과 각 레이스부를 장착 때 케이지와 각 레이스 부와 결합을 위한 시도시에 케이지에서 칩핑이 발생하였으며, 이는 결합이 불가능하게 하였다.

이로써, A=(D2-D1)/t, B=(D3-D4)/t에 있어서의 값 A, B를, 0.1≤A, B≤5의 범위내로 설정함으로써, 외륜을 지지하는 부재와 내륜을 지지하는 부재와의 편심양이 큰 경우에도 케이지의 내구성을 향상시킬 수가 있는 것과 동시에, 조립성을 향상시킬 수가 있어, 레이스부와 케이지의 분리를 방지하는 것을 알 수 있다.

본 발명은, 전술한 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 적절하게, 변형, 개량등이 가능하다. 예를 들어, 롤러는, 니들 롤러일 수 있다.

본 실시 형태에서는, 외측 걸기부 (19) 가, 외측 플랜지 (l3) 의 말단 가장자리부에 전체 주연부를 따라서 직경 방향 안쪽을 향하여, 내측 걸기부 (20) 가, 내측 플랜지 (16) 의 말단 가장자리부에 전체 주연부를 따라 직경 방향 바깥쪽을 향하여 각각 구부러져 있으며, 외측 걸기부 (19) 와 내측 걸기부 (20) 중 적어도 하나가 구부러질 수 있다. 즉, 외측 걸기부 (19) 와 내측 걸기부 (20) 와 다른 부가, 스테이킹 탭 방식 등에 의해 원주 방향 복수 위치에서 형성될 수 있다.

도 9 에 나타내는 변형예의 스러스트 롤러 베어링에서는, 외측 걸기부 (19) 는, 외측 플랜지 (13) 의 말단 가장자리부에 주연부를 따라 구부러지며, 내측 걸기 부 (60) 는, 내측 플랜지 (16) 의 말단 가장자리부에 스테이킹 탭 방식에 의해 원주 방향 복수 위치에 형성되어 있다. 여기서, 스테이킹 탭 방식이란, 압출 가공에 의해 형성되는 부재를 의미한다. 또한, 구부림 가공에서, 외경 측을 향해 재료를 구부리는 것이 재료의 특성을 고려했을 때 바람직하며, 이런 구부러짐 가공에 의해서 파손은 잘 발생하지 않는다.

또, 상술한 적용예와 같이, 외측 걸기부 (19) 의 축방향 단면 (19a) 는, 상대 부재 (53) 와 결합하는 내륜 레이스부 (15) 의 배면 (15a) 보다 내측(즉, 레이스면 (15b) 와 배면 (15a) 와의 사이)에 위치된다.

전체 주연부를 따라 구부림 가공에 의해 형성된 외측 걸기부 (19) 의 돌출량은, 예를 들어, 0.5 ㎜정도 되며, 원주 방향 복수 위치에서 압출(스테이킹 탭 방식)에 의해 형성된 내측 걸기부 (60) 의 돌출량은 외측 걸기부 (19) 의 돌출량보다 작도록 0.4㎜정도로 한다. 그러나, 스테이킹 탭 방식인 내측 걸기부 (60) 의 돌출량을 외측 걸기부 (19) 의 돌출량 보다 크게 하는 것도 가능하다.

또, 걸기부가 전체 주연부를 따라 구부러져 형성되는 외경측 베어링 안 간극 (22) 의 폭 치수 (L1) 는 내경측 베어링 안 간극 (23) 의 폭 치수 (L2) 보다 커지도록 설정되며 (L1>L2), 외경측 베어링 안 간극 (22) 과 내경측 베어링 안 간극 (23) 을 직경 방향으로 가산한 결과인 간극의 총합 (L1+L2) 의 1/2을, 케이싱 (51) 과 상대 부재 (53) 와의 편심량 (δ) 보다 크게 하고 있다.

또한, 본 발명의 케이지는, 모나카등과 같은 방싱으로 함께 결합된 금속판 쌍의 결합에 한정되지 않고 단일 금속판을 구부려 형성될 수도 있다. 이 경우 에, 분리의 방지가 일어나도록 바깥 둘레가 외륜 플랜지 (12) 의 외측 걸기부 (19) 에 결합되고, 내주연이 내륜 플랜지 (16) 의 내측 걸기부 (20A) 에 결합된다. 결과적으로, 이 케이지 (18A) 의 두께를 t로 했을 경우도, A=(D2-Dl)/t, B=(D3-D4)/t에 있어서의 A, B의 값이, 0.1≤A, B≤5의 범위에 있다.

본 출원은, 2005년 6월 23일자의 일본 특허 출원(일본 특허출원2005-183538) 에 기초하는 것이며, 그 내용은 여기에 참조로서 받아들여진다.

Claims (5)

1. 반경 방향으로 배열된 복수의 롤러,

   전체가 고리 형으로 만들어져 상기 복수의 롤러를 회전가능하게 유지하는 케이지,

   원 고리형 외륜 레이스부 및 이 외륜 레이스부의 외주 가장자리의 전체 주연부에 걸쳐서 형성된 원통형의 외측 플렌지를 포함하는 외륜과,

   원 고리형 내륜 레이브부 및 이 내륜 레이스부의 내주 가장자리의 전체 주연부에 걸쳐서 형성된 내측 플렌지를 포함하는 내륜을 포함하는 스러스트 롤러 베어링에 있어서,

   상기 외륜 레이스부와 내륜 레이스부 사이에서 다수의 롤러가 유지되며,

   상기 외륜과 내륜은 서로에 상대적으로 회전하는 한 쌍의 부재로 조립되며,

   상기 외륜, 상기 내륜과 상기 케이지를 서로 동심에 배치한 상태로, 상기 케이지의 외주면과 상기 외측 플랜지의 내주면과의 사이에 외경측 베어링안 간극이 형성되며, 상기 케이지의 내주면과 상기 내측 플랜지의 외주면과의 사이에 내경측 베어링 안 간극이 형성되고,

   상기 외경측 베어링 안 간극과 상기 내경측 베어링 안 간극을 직경 방향으로 가산한 총 간극의 반이, 상기 외륜을 지지하는 부재와 상기 내륜을 지지하는 부재와의 편심량보다 크게 되고,

   상기 외측 플랜지 및 상기 내측 플랜지의 말단 가장자리에, 외측 걸기부 및 내측 걸기부가 각각 제공되어 있으며,

   상기 외측 걸기부와 상기 내측 걸기부의 적어도 하나는, 구부러짐에 의해 형성되며,

   상기 외측 걸기부 말단의 내경을 φD1, 상기 케이지의 외경을 φD2, 내측 걸기부 말단의 외경을 φD3, 그 케이지의 내경을 φD4, 상기 케이지의 두께를 t로 했을 때, A = (D2-Dl)/t, B=(D3-D4)/t이고, A, B의 값이, 0.1≤A, B≤5의 범위에 있는 것을 특징인 스러스트 롤러 베어링.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 외측 걸기부는, 상기 외측 플랜지의 말단 가장자리에서 외측 플렌지의 주연부 전체를 따라 직경 방향 안쪽을 향하여 구부러져 있는 것을 특징으로 하는 스러스트 롤러 베어링.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 외측 걸기부는 상기 외측 플랜지의 말단 가장자리에, 다수의 원주방향 위치에서 직경 방향 안쪽으로 구부러져 있는 것을 특징으로 하는 스러스트 롤러 베어링.
4. 제 2 항 혹은 제 3 항에 있어서, 상기 내측 걸기부는, 스테이킹 탭인 것을 특징으로 하는 스러스트 롤러 베어링.
5. 제 1 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 내경이 50㎜보다 큰 것을 특징 으로 하는 스러스트 롤러 베어링.

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