KR20110060897A - 롤링 베어링, 롤링 베어링의 사용법 및 이러한 롤링 베어링이 장착된 차량 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 롤링 베어링(1)은: 내부 링(2), 외부 링(3), 상기 내부 링과 외부 링 사이에 배열된 롤링 베어링 챔버(4) 내에 위치된 롤링 부재(5), 미리 결정된 두 개의 형상 중 하나를 선택적으로 택할 수 있는 쌍안정 와셔(7), 및 상기 롤링 베어링 챔버(4)의 경계 일부를 결정하고 상기 내부 링과 외부 링 중 제 1 링(3;2) 위에 장착된 환형 플랜지(8)를 포함한다. 상기 플랜지(8)는 상기 제 1 링(3;2)으로부터 반경방향으로 연장되고 제 2 링(2;3)과 축방향으로 나란하게 정렬된다.

Description

롤링 베어링, 롤링 베어링의 사용법 및 이러한 롤링 베어링이 장착된 차량{ROLLING BEARING, ITS USE, AND A MOTOR VEHICLE FITTED WITH SUCH A ROLLING BEARING}
본 발명은 특히 차량용 클러치-결합/결합해제 스러스트 베어링(clutch-engagement/disengagement thrust bearing)과 같은 볼 베어링 또는 롤러 베어링 및 이러한 롤링 베어링이 장착된 차량에 관한 것이다.
자동차 분야에서, 기어박스(gearbox)와 엔진으로부터 나온 출력부(output) 사이에 배치된 클러치-결합해제 메커니즘(clutch-disengagement mechanism)에 조절힘(control force)을 전달하기 위해 클러치-결합/결합해제 스러스트 베어링을 사용하는 것이 실질적으로 공지되어 있다. 이러한 클러치-결합/결합해제 스러스트 베어링은 결합 메커니즘은 회전하지 않는 반면 기어박스 샤프트는 회전할 수 있게 해야 한다. 이는 클러치-결합/결합해제 스러스트 베어링이 일반적으로 볼 베어링으로 형성되는 이유이다.
또한, 예를 들어, FR-2-544 429호에는, 클러치-결합/결합해제 스러스트 베어링을 조절하기 위한 피스톤을 상기 스러스트 베어링의 내부 링에 고정시키기 위하여 쌍안정 와셔(bistable washer)를 사용하는 것이 공지되어 있다. 디플렉터(deflector)가 내부 링과 외부 링 사이에서 스러스트 베어링의 볼을 수용하기 위해 챔버의 경계를 결정하며 상기 쌍안정 와셔의 중심을 이 형상들 중 하나에 위치시키게 할 수 있다. 컨트롤 피스톤이 스러스트 베어링 내에 위치될 때, 외부 링의 에지(edge)에 의해, 상기 쌍안정 와셔를 한 형상으로부터 다른 형상으로 기울이게(tilting) 하기 위한 힘이 가해진다. 이 힘은 매우 국소화되어 있으며(localized) 이 힘이 적용되는 정밀도는 특히 내부 링의 생산 정밀도와 상기 내부 링에 대한 쌍안정 와셔의 위치배열에 따른다. 또한, 축방향에서 상기 스러스트 베어링의 공간 필요조건은 내부 링이 상기 쌍안정 와셔 위에서 정지되도록 연장되어야 하는 만큼 상대적으로 커야 된다.
쌍안정 와셔가 제공된 그 외의 다른 롤링 베어링에도 이와 비슷한 문제점들이 있다.
본 발명의 목적은 특히 형상들 중 한 형상으로부터 다른 형상으로 쌍안정 와셔의 틸팅 힘(tilting force)의 분포(distribution)가 최적화될 수 있는 새로운 볼 베어링 또는 롤러 베어링을 제안함으로써 이러한 단점들을 해결하는 데 있다.
따라서, 본 발명은 내부 링, 외부 링, 상기 내부 링과 외부 링 사이에 배열된 롤링 베어링 챔버 내에 위치된 롤링 부재(rolling member), 미리 결정된 두 개의 형상(configuration) 중 하나를 선택적으로 택할 수 있는 쌍안정 와셔(bistable washer), 및 상기 롤링 베어링 챔버의 경계 일부를 결정하고 상기 내부 링과 외부 링 중 제 1 링 위에 장착된 환형 플랜지를 포함하는 롤링 베어링에 관한 것이다. 이 롤링 베어링은 상기 플랜지가 상기 제 1 링으로부터 반경방향으로 연장되고 제 2 링과 축방향으로 나란하게 정렬되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 두 형상들 사이에서 쌍안정 와셔를 기울이기 위한 힘은 플랜지에 의해 가해질 수 있는데, 이 플랜지의 기하학적 형태는 상기 플랜지의 기능에 적합하게 되도록 구성될 수 있다. 달리 말하면, 상기 환형 플랜지는 상기 제 2 링과 쌍안정 와셔 사이에서 힘을 전달하기 위한 부재로서 사용된다. 상기 플랜지의 기하학적 형상과 스러스트 베어링 내의 설치는 이 기능에 쉽게 적합하게 될 수 있다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 본 발명에 따른 롤링 베어링은 다음의 특징들 중 하나 이상의 특징을 가질 수 있다:
- 방사형 외부 에지 또는 방사형 내부 에지에서, 상기 플랜지에는 상기 제 1 링 상으로 끼워져 삽입하여(wedged) 장착될 수 있게 하는 변형 탭(deformable tab)들이 제공된다.
이 경우, 상기 제 1 링에는 플랜지의 탭을 수용하고 끼워서 삽입하기 위하여 주변 홈(peripheral groove)가 제공되는 것이 바람직하다.
- 상기 플랜지에는 상기 제 2 링의 에지에 대해 축방향으로 가압할 수 있는 방사형의 연속 에지(continuous edge)가 제공된다.
- 상기 방사형 내부 에지와 방사형 외부 에지 사이에서, 상기 플랜지는 미리 결정된 제 1 위치에 있을 때 쌍안정 와셔의 중앙축에 대해 상기 와셔의 한 단면의 경사각과 동일하거나 또는 실질적으로 동일한 각도에서 상기 플랜지의 중앙축에 대해 기울어진 단면을 가지며, 상기 와셔가 제 1 위치에 있을 때 이 두 단면들은 축방향으로 서로를 향하고 있다. 달리 말하면, 상기 스러스트 베어링의 장착 형상(mounted configuration)에서 위에서 언급한 쌍안정 와셔와 플랜지의 단면들은 실질적으로 평행하며 이에 따라 이 두 단면들 사이에서 축방향 힘을 더 용이하게 전달할 수 있게 한다.
- 상기 방사형 내부 에지와 방사형 외부 에지 사이에서 상기 플랜지는 상기 와셔를 향해 배열된 볼록 표면을 가진 굽어진 단면(curved section)을 가진다.
- 상기 쌍안정 와셔에 가장 가까운 지점에서, 상기 볼록 표면은, 미리 결정된 제 1 위치에 있을 때, 상기 쌍안정 와셔의 중앙축에 대해 상기 와셔의 한 단면의 경사각과 동일하거나 또는 실질적으로 동일한 각도에서 상기 플랜지의 중앙축에 대해 기울어진 접평면(tangent)을 가지며, 상기 쌍안정 와셔의 기울어진 단면과 상기 플랜지의 굽어진 단면은 상기 와셔가 제 1 위치에 있을 때 축방향으로 서로를 향한다.
- 상기 플랜지는 방사형 내부 에지를 형성하는 원통형의 슬리브를 가지며, 상기 원통형의 슬리브는 상기 쌍안정 와셔의 한 단면과 상기 제 2 링과 축방향으로 나란하게 정렬된다. 상기 슬리브는, 상기 슬리브의 자유 에지(free edge)가 상기 쌍안정 와셔를 향하도록 하는 방향에서, 상기 플랜지의 중앙축 상에 중심이 위치된 원형의 라인 주위로, 자체적으로 상기 플랜지를 접음으로써(folding) 얻어지고 상기 플랜지와 일체형으로 구성되는 것이 유리하다.
- 상기 제 2 링과 축방향으로 나란하게 정렬되는 플랜지의 일부분도 상기 쌍안정 와셔의 한 부분과 나란하게 정렬된다.
- 상기 쌍안정 와셔에는 축방향으로 상기 플랜지의 중간 단면을 향하도록 배치되며 이 단면에 대해 축방향으로 정지할 수 있는 방사형 연속 에지가 제공된다.
- 방사형 내부 에지 또는 방사형 외부 에지에서, 상기 쌍안정 와셔에는 상기 롤링 베어링을 조절하기 위하여 피스톤의 주변 홈 내로 끼워져 삽입될 수 있게 하는 변형 탭들이 제공된다.
- 본 발명의 제 1 구체예에 따르면, 상기 내부 링은 회전하고 있는 반면, 상기 외부 링은 상기 롤링 베어링의 중앙축에 대해 고정된 위치에서 회전한다(fixed in rotation). 본 발명의 또 다른 구체예에 따르면, 상기 외부 링은 회전하고 있는 반면, 상기 내부 링은 상기 롤링 베어링의 중앙축에 대해 고정된 위치에서 회전한다.
또한, 본 발명은 차량의 클러치-결합/결합해제 스러스트 베어링(clutch-engagement/disengagement thrust bearing)을 형성하기 위하여 위에서 기술한 것과 같은 롤링 베어링의 사용법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 위에서 기술한 것과 같은 클러치-결합/결합해제 스러스트 베어링이 장착된 차량에 관한 것이다. 이러한 차량은 클러치-결합/결합해제 스러스트 베어링 내에서 힘이 최적상태로 전달된다는 점에서 종래 기술의 차량보다 훨씬 안정적이다.
본 발명은, 이제, 첨부된 도면들을 참조하여 오직 예로서만 주어진 클러치-결합/결합해제 스러스트 베어링의 네 개의 구체예를 기술한 하기 내용으로부터 더 잘 이해할 수 있고 본 발명의 그 외의 이점들이 더욱 명백하게 나타날 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 구체예에 따른 클러치-결합/결합해제 스러스트 베어링을 도시한 축방향 단면도이다.
도 2는 도 1의 스러스트 베어링을 분해하여 도시한 투시도이다.
도 3은 도 1과 도 2의 스러스트 베어링에 속하는 플랜지를 또 다른 각도에서 바라본 투시도이다.
도 4는 축방향 힘을 전달하기 위해 스러스트 베어링을 피스톤 위에 장착하는 동안의 도 1과 유사한 단면도이다.
도 5는 스러스트 베어링이 사용되는 형상에 있을 때의 도 1과 유사한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 구체예에 따른 클러치-결합/결합해제 스러스트 베어링에 대한 도 1과 유사한 단면도이다.
도 7과 도 8은, 각각, 도 4와 도 5와 유사한 단면도들이지만, 도 6의 스러스트 베어링에 대해 축소하여 도시한 도면들이다.
도 9는 본 발명의 제 3 구체예에 따른 클러치-결합/결합해제 스러스트 베어링에 대해 축소하여 도시한 도 6과 유사한 단면도이다.
도 10은 도 9의 X 부분을 확대하여 상세하게 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제 4 구체예에 따른 클러치-결합/결합해제 스러스트 베어링에 대해 축소하여 도시한 도 6과 유사한 단면도이다.
도 12는 도 11의 XII 부분을 확대하여 상세하게 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 5에 도시된 스러스트 베어링(1)은 내부 링(2)과 외부 링(3)을 포함하는 롤링 베어링인데, 이 내부 링(2)과 외부 링(3) 사이에는 일련의 볼(5)을 수용하기 위해 챔버(4)가 형성되며, 상기 볼(5)은 케이지(6)에 의해 상기 챔버(4) 내의 제자리에 고정된다. 스러스트 베어링(1)의 사용 형상(use configuration)에서, 상기 내부 링(2)은 스러스트 베어링의 중앙축(X1) 주위로 회전하는 반면 외부 링(3)은 상기 중앙축(X1)에 대해 고정된다.
상기 링(2 및 3)들 사이에 와셔(7)가 위치되며 이 와셔(7)는 한편으로는 도 1 내지 4에 도시된 두 위치들 중 하나와 다른 한편으로는 도 5에 도시된 위치를 선택적으로 택할 수 있다.
상기 와셔(7)의 중심은 스러스트 베어링(1)의 장착 형상(mounted configuration)에서 중앙축(X1)과 중첩된 축(X7) 위에 위치된다. 이 와셔(7)는 방사형 내부 에지(72)로부터 축(X7)을 향해 연장되는 탭(71)들의 탄성 변형에 의해 사용 형상과 장착 형상 중 한 형상으로부터 다른 형상으로 또는 그 반대로도(reversible manner) 이동하면서도, 상기 와셔(7)는 방사형 내부 에지(72)와 방사형 외부 에지(74) 사이에서 연속적인 환형의 밴드(73)를 형성하는데, 이 환형의 밴드 자체적으로는 연속적이며 이는 탭을 포함하지 않는다는 의미이다.
환형의 플랜지(8)가 상기 링(3)의 내부 에지(31)의 측면 상에서 챔버(4)의 경계를 결정한다. 상기 플랜지(8)의 중심은 스러스트 베어링(1)의 장착 형상에서 축(X1)과 중첩된 축(X8) 상에 위치된다. 상기 플랜지(8)는 방사형 외부 에지(82)를 형성하고 축(X8) 방향으로 접히는 탭(81)들을 가진다. 상기 플랜지(8)의 방사형 내부 에지(83)는 연속적인데 이는 탭을 가지지 않는다는 의미이다.
또한, 스러스트 베어링(1)은 링(3)의 외부 에지(32) 근처에서 챔버(4)의 경계를 결정하는 밀봉부(seal, 9)를 포함한다. 상기 밀봉부(9)는 금속 전기자(metal armature, 91)와 링(3)의 방사형 내부 표면(33)에 대해 상기 전기자(91)에 의해 가압되는 엘라스토머 부분(92)을 포함한다. 상기 엘라스토머 부분(92)은 링(2)의 방사형 외부 표면(21)에 대해 미끄러져 가압하는 립(93)을 포함한다.
한 변형예로서, 상기 밀봉부(9)가 상기 표면(21)과 접촉한 상태에 있는 것이 아니라 상기 표면(21)으로부터 반경방향으로 짧은 거리 예를 들어 0.1mm로 연장되는 것도 가능하다. 그 뒤, 상기 밀봉부(9)는 플랜지에 의해 형성된다.
상기 내부 에지(31) 측면 상에서 상기 표면(33)은 내부 주변 홈(34)을 형성하는데, 플랜지(8)의 탭(81)들은 탭(81)들의 변형에 의해 상기 내부 주변 홈(34) 내에 끼워 넣어지고 삽입될 수 있으며, 이에 따라 이와 같이 끼워넣음으로써 상기 플랜지(8)를 링(3) 위에 장착하고 이 부분들을 서로에 대해 움직이지 못하게 하는 것을 가능하게 한다. 그러면, 축(X1) 주위로 360°이상 연장되는 플랜지(8)의 연속 부분은 도 1에서 접촉점(P1)으로 표시된 것과 같이 상기 표면(33)에 대해 가압되는데, 이 접촉점(P1)은 축(X1) 주위에서 접촉되는 원형의 라인을 나타낸다. 이에 따라, 탭(81)들의 베이스(84)의 근방에서 부분(8 및 3) 사이에 불통과성 연결부(impervious connection)를 제공한다.
상기 부재(7 및 8)들과 에지(31)에 가장 가까운 링(2)의 에지는 도면부호(22)로 표시된다.
링(3)의 설치 형상(installed configuration)에서, 플랜지(8)는 홈(34)으로부터 축방향으로 향하는 에지(22)까지 반경방향으로 연장된다. d1은 한편으로는 축(X1 및 X8)과 다른 한편으로는 링(3)에 장착된 플랜지(8)의 에지(83) 사이에서 축(X1)에 대해 반경방향으로 측정된 거리이다. 상기 에지(22)는 축(X1)에 대해 수직이고 상기 축(X1) 위에 중심이 있는 연속 링 형태이며, 상기 연속 링의 최소 반경 값은 상기 거리(d1)와 실질적으로 동일하다. 플랜지(8)는 링(3) 상으로 끼워져 삽입되어 있는 영역(34)으로부터 반경방향으로, 최대로 에지(22)의 원형 내부 림(221)까지 연장된다. 상기 림(221)과 축(X1) 사이의 반경방향 거리(d2)는 실질적으로 거리(d1) 값과 동일한 값을 가진다.
따라서, 플랜지(8)는 축방향으로 부분적으로 배치되며, 이는 즉 와셔(7)의 연속 밴드(73)와 에지(22) 사이에서 링(2)의 에지(22)의 연장부(extension)에서 축(X1)에 대해 평행하게 배열되어 따라서 에지(22)를 향해 축방향으로 연장된다는 의미이다. 달리 말하면, 플랜지(8)의 일부분이 링(2)의 일부분과 축방향으로 나란하게 정렬되어 배치되며 와셔(7)의 일부분이 링(2)의 일부분과 축방향으로 나란하게 정렬되어 배치된다.
도 1의 형상에서, 플랜지(8)의 중간 단면(85)이 통상 절두형 원뿔(truncated cone) 형태로 형성되며, 축(X8)에 대해 상부에서 반각(half-angle, α)은 대략 45°이다. 또한, 밴드(73)도 절두형 원뿔 형태이며, 상부에서 축(X7)에 대한 반각(β)도 대략 45°이다. 단면(73 및 85)은 도 1의 형상에서 축방향으로 서로를 향한다. 실질적으로, 상기 각도(α 및 β)는 동일하거나 또는 실질적으로 동일하도록 선택된다. 용어 "실질적으로 동일한(substantially equal)"은 상기 각도들의 차이가 10°미만의 값을 가진다는 의미이다. 달리 말하면, 도 1의 형상에서, 플랜지(8)의 와셔(7 및 85)의 단면(73)은 상기 부재(7 및 8)를 위한 중앙축인 축(X1)에 대해 실질적으로 동일한 각도로 기울어져 있으며, 이에 따라 상기 단면(73 및 75)들의 서로를 향하는 표면들은 실질적으로 평행하게 배열된다. 접촉 이전에 상기 단면(73 및 85)이 "준-평행(quasi-parallelism)" 배열로 인해 롤링 베어링(1)이 축방향으로 매우 컴팩트하게 구현될 수 있다.
축방향 힘의 전달을 위해 피스톤(10) 상에 롤링 베어링(1)을 장착할 때, 사용자는 도 1의 형상에서 도 1에서 화살표(F1) 방향 즉 에지(31)의 맞은편 쪽으로 원형의 슬리브(도시되지 않음)인 롤링 베어링(1) 내로 삽입한다. 이 슬리브는 와셔의 에지(74)가 플랜지(8)에 대해 정지되는 도 4의 형상으로 상기 와셔가 기울어지게 하기 위하여 상기 와셔(7)의 톱니(71)를 가압한다.
도 4에서 화살표(F2)로 도시된 것과 같이, 피스톤(10)은 에지(31)를 형성하는 롤링 베어링(1)의 측면으로부터 상기 롤링 베어링 내로 삽입된다. 도 4에서 좌측을 향해 피스톤(10)이 이동함으로써, 도 4에 도시된 것과 같이 플랜지(8)가 최종적으로 링(2)의 에지(22)에 대해 정지할 때까지 서로에 대해 정지하고 있는 플랜지(8)와 와셔(7)를 가압하려는 경향이 있다. 이 위치에서, 축방향으로 움직이지 못하도록 고정된 링(2)은 플랜지(8)에 저항 힘(resistant force, E)을 가하며, 플랜지(8)의 중간 단면(85)과 와셔(7)의 에지(74) 사이의 접촉 영역에서, 이 힘은 상기 플랜지(8)를 거쳐 이에 상응하는 힘(E')의 형태로 와셔(7)에 전달된다. 따라서, 와셔(2)의 에지(22)에 플랜지(8)가 존재하여, 와셔(7)의 방사형 외부 에지(74)에 유효 힘(E')이 가해지게 할 수 있다. 이 힘(E')은 와셔(7)를 도 1과 도 4에 도시된 제 1 형상으로부터 도 5에 도시된 제 2 형상으로 기울이게 할 수 있다.
플랜지(8)는 스프링 강으로 선택된 금속으로 제조되는 것이 바람직하다.
한 변형예로서, 플랜지(8)가 와셔(7) 상에서 도 5의 형상으로 기울이기 위한 힘(E')을 가할 정도로 충분히 강성(rigid)인 만큼 에지(22)와 접촉되지 못하게 하는 것도 가능하다.
피스톤(10)을 롤링 베어링(1) 내로 삽입하기 위해 화살표(F2) 방향으로 운동을 지속하는 것은, 이 탭들이 피스톤(10)의 외부 주변 홈(101)으로 삽입될 때까지, 도 4에서 좌측을 향해 탭(71)들을 접으려는 힘을 상기 탭(71)들에 가하는 효과를 가진다. 따라서, 쌍안정 와셔(7)는 플랜지(8)에 의해 가해진 저항 힘(E')과 피스톤(10)의 작용에 의해 변형됨으로써 도 4에 있는 형상으로부터 도 5에 있는 형상으로 이동된다.
그러면, 도 5의 위치에 도달되는데, 변속 포크(shift fork, 11)가 이 위치에서 피스톤(10)과 상호작용하며(interact), 이때, 끝단(tip) 일부분이 도시된 다이어프램(diaphragm, 12)이 와셔(7)로부터 가장 멀리 떨어진 에지(23) 근처에서 외부 링(3) 위에 정지된다.
또한, 플랜지(8)는, 피스톤(10)이 제자리에 놓이기 전과 후에, 에지(83)가 에지(22)로부터 짧은 축방향 거리(d3)로 연장되어 챔버(4)를 향해 오염물질의 역류(back flow)를 제한하기 위한 좁은 통로를 형성하는 정도의 밀봉 기능을 가지는 것을 유의해야 한다.
도 6 내지 도 8에 도시된 본 발명의 제 2 구체예에서, 제 1 구체예의 부재들과 유사한 부재들은 동일한 도면부호들로 표시된다. 이 제 2 구체예는 내부 링(2)이 롤링 베어링(1)의 중앙축(X1)에 대해 고정된 위치에서 회전하는 반면 외부 링(3)은 회전한다는 점에서 제 1 구체예와 상이하다. 방사형 외부 에지(74)에서, 쌍안정 와셔(7)에는 외부로부터 스러스트 베어링(1) 상에 장착될 수 있도록 피스톤(10)의 내부 주변 홈(101) 내에 결합될 수 있도록 설계된 탭(71)들이 제공된다. 제 1 구체예에서와 같이, 상기 피스톤(10)은 포크(11)에 의해 가해진 축방향 힘을 전달할 수 있게 하며, 이때, 외부 링(3)은 클러치-결합 메커니즘에 속하는 다이어프램(12)의 끝단들과 접촉하고 있다.
방사형 내부 에지(83)에서, 플랜지(8)에는 내부 링(2)의 방사형 외부 표면(21) 내에 배열된 홈(24) 내로 끼워져 삽입됨으로써 장착하기 위한 탭(81)들이 제공된다. 플랜지(8)는 홈(24)으로부터 볼(5)들이 위치되는 롤링 베어링 챔버(4)의 경계를 결정하는 밀봉부(9)에 가장 가까운 링(3)의 에지(32)의 축방향 연장부 내로 연장된다. 달리 말하면, 플랜지(8)의 일부가 링(3)의 일부에 대해 축방향으로 나란하게 정렬된다. 플랜지(8)의 방사형 연속 외부 에지(82)는 축방향으로 에지(32)를 향하고 있다. 밀봉부(9)가 표면(21)과 접촉하는 것이 아니라 상기 표면(21)으로부터 짧은 거리로 연장되는 것이 가능하며, 이에 따라 상기 밀봉부(9)는 플랜지 형태가 된다.
제 1 구체예에서와 같이, 도 6에 도시된 와셔(7)의 형상에서, 플랜지(8)의 한 단면(85)이 방사형 외부 에지(74)와 방사형 내부 에지(72)에 의해 경계가 결정되는 와셔(7)의 연속 밴드(73)에 대해 실질적으로 평행하다. 달리 말하면, 와셔(7)와 플랜지(8)의 상기 단면(85 및 73)들은 동일하거나 또는 실질적으로 동일한 각도(α 및 β)에서 롤링 베어링(1)의 중앙축(X1)에 대해 기울어져 있다.
제 1 구체예에서와 같이, 볼(5)들을 유도하기 위하여 롤링 베어링 케이지(6)가 챔버(4) 내에 제공된다.
제 1 구체예에서와 같이, 플랜지(8) 상에서 에지(32)에 의해 축방향으로 가해진 저항 힘(E)이 분포된 힘(E') 형태로 와셔(7)에 전달될 수 있어서, 도 6과 도 7에 있는 형상으로부터 도 8에 있는 형상으로 기울어지게 하는 것을 가능하게 한다.
제 1 구체예에서와 같이, 와셔(7)를 도 7에 있는 형상으로부터 도 8에 있는 형상으로 기울이기에 충분히 강성인 한, 플랜지(8)는 에지(32)와 접촉하지 않고서도 힘(E')을 가할 수 있다.
와셔(7)의 두 형상들에서, 방사형 내부 에지(72)는 플랜지(8)의 중간 단면(85)을 축방향으로 향하고 있으며 에지(32)를 향하고 있다.
도 9와 도 10, 및 도 11과 도 12에 각각 도시된 제 3 구체예와 제 4 구체예에서, 제 1 구체예의 부재들과 유사한 부재들은 동일한 도면부호들로 표시된다. 그 외에 달리 기술되지 않는 한, 제 3 구체예와 제 4 구체예의 유사한 부재들은 동일하며 제 1 구체예에서와 똑같은 방식으로 작용한다.
제 3 구체예와 제 4 구체예에서, 롤링 베어링(1)은 내부 링(2), 외부 링(3) 및 회전 챔버(4) 내에 케이지(6)에 의해 제자리에 고정된 일련의 볼(5)들을 포함한다. 제 1 구체예에서와 같이 쌍안정 와셔(7)가 사용된다. 밀봉부(9)가 한 측면 상에서 상기 회전 챔버(4)에 가까이 위치된다. 부재(2 내지 7 및 9)들은 제 1 구체예에서와 같은 도면부호들을 가진 부재들과 동일하다.
이 각각의 두 구체예들에서, 그 외의 다른 측면 상에서 환형 플랜지(8)가 회전 챔버(4)에 가까이 위치되며 상기 환형 플랜지(8)의 중심은 롤링 베어링의 장착 형상에서 롤링 베어링의 중앙축(X1)과 중첩되는 축(X8) 상에 위치된다. 각각의 플랜지(8)는 제 1 구체예의 플랜지와 같이 외부 링(3)의 내부 주변 홈(34) 상에 끼워져 삽입된다.
이 플랜지(8)들은 외부 링(3)으로부터 중앙축(X1)을 향해 반경방향으로 연장되며, 이에 따라 상기 플랜지들의 각각의 방사형 내부 에지(83)들은 상기 축(X1)에 대해 평행한 방향을 따라 내부 링(2)의 에지(22)와 축방향으로 나란하게 정렬된다.
제 3 구체예에서, 쌍안정 와셔(7)의 한 단면(73)과 내부 링(2)의 에지(22) 사이에서 플랜지(8)의 굽어진 부분(85)이 축방향으로 위치된다.
와셔(7)를 향해 배열된 단면(85)의 표면(86)은 볼록하며, P2는 단면(73)의 표면(76)에 대해 상기 표면의 가장 가까운 지점을 표시한다. 사실, 한 세트의 지점(P2)들은 상기 축(X1) 상에 중심이 배치된 원형의 라인(L2)을 따라 표면(86) 상에 위치된다.
상기 지점(P2)에서 표면(86)에 대한 접평면(T)을 고려해야 한다. 이 접평면은 축(X1)에 대해 대략 45°의 각도(α)를 이룬다.
제 1 구체예에서와 같이, 쌍안정 와셔(7)의 밴드 또는 한 단면(73)은 절두형 원뿔의 형태이며, 와셔(7)의 중앙축(X7)에 대해 상부에서 반각(β)은 대략 45°이다. 롤링 베어링(1)의 장착 형상에서, 축(X1 및 X7)은 중첩된다. 따라서, 상기 지점(P2)에서 단면(85)에 대한 접평면(T)은 쌍안정 와셔(7)의 단면(73)에 대해 실질적으로 평행하다.
상기 접평면(T)이 단면(85)의 평균 경사각(mean inclination angle)을 대표한다는 점을 고려해야 한다. 이 경우, 상기 단면(85)은 축(X8)에 대해 각도(β)와 동일한 각도(α)로 기울어질 수 있다고 고려될 수 있다.
사실, 각도(α 및 β)는 실질적으로 동일할 수 있으며, 이는 값 차이가 10° 미만이라는 의미이다.
이 단면(85 및 73)들의 상기 평행 배열 또는 준-평행 배열은 롤링 베어링(1)이 축방향으로 매우 컴팩트하게 구현되게 할 수 있다.
제 4 구체예에서, 플랜지(8)는 상기 플랜지(8)의 나머지 부분과 일체형으로 구성되며 방사형 내부 에지(83)를 형성하는 환형 슬리브(87)를 포함한다. 사실, 상기 슬리브(87)는 플랜지(8)의 중앙축(X8) 상에 중심이 위치된 원형 라인(L3) 주위로 자체적으로 플랜지(8)를 내부적으로 구부림으로써 얻어진다.
따라서, 상기 슬리브(87)는 쌍안정 와셔(7)의 단면(73)과 내부 링(2)의 에지(22)와 축방향으로 나란하게 정렬되며, 상기 단면(73)은 제 1 구체예에서와 똑같이 형성된다. 굽혀지는 라인(L3)의 맞은편에 있는 슬리브(87)의 자유 에지(88)는 축(X1)에 대해 평행한 방향을 따라 쌍안정 와셔(7)의 단면(73)에 맞은편에 위치된다.
상기 슬리브(87) 높이(level)에서 플랜지(8)의 구조와 형태로 인해, 상기 플랜지(8)가 매우 강성이 되게 하며, 제 1 구체예에 대해서 설명한 것과 같이, 상기 플랜지가 쌍안정 와셔(7)와 링(2) 사이에서 작동력(effort)을 전달할 때 플랜지의 소성 변형을 방지하게 한다.
이 구체예에 무관하게, 본 발명은 볼(5) 대신에 롤러(roller)들이 제공될 수 있다.
본 명세서에서 지금까지 고려된 서로 다른 구체예들의 특징들은 첨부된 청구항들에서 정의된 본 발명의 범위 내에서 조합될 수 있다.
본 발명은 클러치-결합/결합해제 스러스트 베어링 대신 볼 베어링 또는 롤러 베어링도 적용될 수 있으며, 이 롤링 베어링들은 쌍안정 와셔에 의해 샤프트 상에서 축방향으로 움직일 수 없어야 한다.
위에서 기술된 것과 같은 롤링 베어링이 장착된 차량은 이 롤링 베어링의 작동 수명이 향상되기 때문에 종래 기술의 차량보다 더 안정적이다.

Claims (16)

  1. 내부 링(2), 외부 링(3), 상기 내부 링과 외부 링 사이에 배열된 롤링 베어링 챔버(4) 내에 위치된 롤링 부재(5), 미리 결정된 두 개의 형상 중 하나를 선택적으로 택할 수 있는 쌍안정 와셔(7), 및 상기 롤링 베어링 챔버(4)의 경계의 일부를 결정하고 상기 내부 링과 외부 링 중 제 1 링(3;2) 위에 장착된 환형 플랜지(8)를 포함하고, 상기 플랜지(8)는 상기 제 1 링(3;2)으로부터 반경방향으로 연장되고 제 2 링(2;3)과 축방향으로 나란하게 정렬되는 롤링 베어링.
  2. 제 1항에 있어서,
    방사형 외부 에지(82) 또는 방사형 내부 에지(83)에서, 상기 플랜지(8)에는 상기 제 1 링(3;2) 상으로 끼워져 삽입하여(wedged) 장착될 수 있게 하는 변형 탭(81)들이 제공되는 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 링(3;2)에는 상기 플랜지(8)의 탭(81)들을 수용하고 끼워서 삽입하기 위하여 주변 홈(34;24)이 제공되는 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플랜지(8)에는 상기 제 2 링의 에지(33;32)에 대해 축방향으로 가압할 수 있는 방사형의 연속 에지(83, 84)가 제공되는 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사형 내부 에지(83)와 방사형 외부 에지(82) 사이에서, 상기 플랜지(8)는, 미리 결정된 제 1 위치에 있을 때, 쌍안정 와셔(7)의 중앙축(X7)에 대해 상기 와셔(7)의 한 단면(73)의 경사각(β)과 동일하거나 또는 실질적으로 동일한 각도(α)에서 상기 플랜지의 중앙축(X8)에 대해 기울어진 단면(85)을 가지며, 상기 와셔가 제 1 위치에 있을 때 상기 쌍안정 와셔(7)의 기울어진 단면(73)과 상기 플랜지의 기울어진 단면(85)은 축방향으로 서로를 향하는 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사형 내부 에지(83)와 방사형 외부 에지(82) 사이에서, 상기 플랜지(8)는 상기 와셔(7)를 향해 배열된 볼록 표면(86)을 가진 굽어진 단면(85)을 가지는 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 쌍안정 와셔(7)에 가장 가까운 지점(P2)에서, 상기 볼록 표면(86)은, 미리 결정된 제 1 위치에 있을 때, 상기 쌍안정 와셔(7)의 중앙축(X7)에 대해 상기 와셔(7)의 한 단면(73)의 경사각(β)과 동일하거나 또는 실질적으로 동일한 각도(α)에서 상기 플랜지(8)의 중앙축(X8)에 대해 기울어진 접평면(T)을 가지며, 상기 와셔(7)가 제 1 위치에 있을 때 상기 쌍안정 와셔(7)의 기울어진 단면(73)과 상기 플랜지의 굽어진 단면(85)은 축방향으로 서로를 향하고 있는 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
  8. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플랜지는 방사형 내부 에지(83)를 형성하는 원통형의 슬리브(87)를 가지며, 상기 원통형의 슬리브(87)는 상기 쌍안정 와셔(7)의 한 단면(73)과 상기 제 2 링(2)과 축방향으로 나란하게 정렬되는 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 슬리브(87)는, 상기 슬리브의 자유 에지(88)가 상기 쌍안정 와셔(7)를 향하도록 하는 방향에서, 상기 플랜지의 중앙축(X8) 상에 중심이 위치된 원형의 라인(L3) 주위로, 자체적으로 상기 플랜지를 접음으로써 얻어지고 상기 플랜지(8)와 일체형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 링(2;3)과 축방향으로 나란하게 정렬된 상기 플랜지(8)의 일부분(85;87)도 상기 쌍안정 와셔(7)의 한 부분(73)과 나란하게 정렬되는 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 쌍안정 와셔(7)에는 축방향으로 상기 플랜지(8)의 중간 단면(85)을 향하도록 배치되며 이 단면에 대해 축방향으로 정지할 수 있는(resting) 방사형 연속 에지(74;72)가 제공되는 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    방사형 내부 에지(72) 또는 방사형 외부 에지(74)에서, 상기 쌍안정 와셔(7)에는 상기 롤링 베어링을 조절하기 위하여 피스톤(10)의 주변 홈(101) 내로 끼워져 삽입될 수 있게 하는 변형 탭(71)들이 제공되는 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
  13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부 링(2)은 회전하고 있는 반면, 상기 외부 링(3)은 상기 롤링 베어링의 중앙축(X1)에 대해 고정된 위치에서 회전하는(fixed in rotation) 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
  14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 링(3)은 회전하고 있는 반면, 상기 내부 링(2)은 상기 롤링 베어링의 중앙축(X1)에 대해 고정된 위치에서 회전하는 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
  15. 차량의 클러치-결합/결합해제 스러스트 베어링(1)을 형성하기 위하여 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 따른 롤링 베어링의 사용법(use).
  16. 제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 따른 롤링 베어링(1)이 장착된 차량.
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