KR20140069454A - 일체형 니들 롤러 베어링 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일체형 니들 롤러 베어링에 관한 것으로, 수동변속기의 복수의 변속기어들에 각각 결합하는 베어링 또는 자동변속기의 유성기어의 각 측면에 설치하는 일체형 니들 롤러 베어링에 있어서, 실린더 형태로 구성되고, 상기 실린더 형태를 따라 복수의 경방향 롤러가 배치되는 경방향 베어링부와, 방사형 형상을 가지고, 내측 끝단이 상기 경방향 베어링부의 일단에 결합하며, 상기 방사형 형상을 따라 복수의 축방향 롤러가 배치되는 축방향 베어링부를 포함함으로써, 베어링 인근의 공간활용도를 증대시킴으로 윤활용 오일의 유동공간을 증대하여 일체형 니들 롤러 베어링의 내구성을 증대할 수 있는 것이다.

Description

일체형 니들 롤러 베어링 {COMPREHENSIVE NEEDLE ROLLER BEARING}
본 발명은 수동변속기 또는 자동변속기에 사용되는 일체형 니들 롤러 베어링에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수동변속기의 복수의 변속기어에 각각 결합하는 경방향 및 축방향 베어링 또는 자동변속기의 유성기어의 각 측면에 설치하는 경방향 및 축방향 베어링을 일체형으로 구성하여 공간효율성을 증대할 수 있는 일체형 니들 롤러 베어링에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 변속기는 엔진과 추진축 사이에 설치되어 자동차의 주행 조건에 따라 엔진의 회전력을 변화시키는 역할을 수행하게 되며, 자동차를 후진시키기 위한 후진 장치를 갖추고 있다.
수동변속기는 클러치로부터 동력을 전달받는 입력샤프트 및 출력샤프트와 변속기 케이스 사이에 각 샤프트가 변속기 케이스에 지지되면서도 용이하게 회전되도록 다수의 변속기용 베어링이 설치되어 있다. 이러한 베어링은 니들 롤러 베어링으로 구성될 수 있다.
자동변속기는 엔진의 동력을 변속하여 구동 바퀴축에 전달하는 장치로서, 토크 변환기의 토크 변환 능력을 보조하고 후진 조작을 하기 위한 장치며, 차량의 주행 상태에 따라 소정의 유압 제어 장치의 작용에 의하여 유성기어 세트가 작동한다. 여기에서 유성기어 세트는 선기어, 캐리어, 적어도 하나의 피니언 기어 및 니들 롤러 베어링 등으로 구성되고, 이 요소들의 어느 하나가 입력 또는 반력의 요소로 이용하여 감속, 증속, 역전, 중립 등의 기능을 한다.
이러한 니들 롤러 베어링은 축과 기어 사이 및 기어의 측면에 각각 배치되어 수직 또는 V자 형태로 설치될 수 있고, V자 형태로 구성되는 니들 롤러 베어링은 한국공개특허 공개번호 10-2011-0032808호에 개시되어 있다.
도 1을 참조하면 종래의 니들 롤러 베어링(100)은 경방향 베어링(110) 및 축방향 베어링(120)이 외륜 케이지(130)에 각각 별도로 분리되어 같은 열에 위치하게 조립될 수 있다.
경방향 베어링(110)은 축을 감싸는 형태의 실린더 형상으로 구성되고, 실린더 형상을 따라 경방향 니들 롤러들(111)이 360를 균분하여 배치되는 형태로 구성된다.
축방향 베어링(120)은 축을 중심으로 방사형으로 펼쳐지는 원주면이 평평한 형태로 구성되고, 원주면을 따라 복수의 축방향 니들 롤러들(121)이 360도를 균분하여 배치되는 형태로 구성된다.
이러한 종래의 니들 롤러 베어링(100)은 경방향 베어링(110)의 길이 방향과 축방향 베어링(120)의 원주면이 서로 교차되는 형태로 외륜 케이지(130)에 조립된다. 즉, 축방향 베어링(120)의 내측면은 경방향 베어링(110)의 일단의 인근에 위치하게 된다.
이러한 종래의 니들 롤러 베어링(100)은 외륜 케이지(130)가 차지하는 공간에 의해 공간활용도가 저하되고, 윤활용 오일의 이동 공간이 저감되어 경방향 및 축방향 베어링(110, 120)이 경방향 또는 축방향 로드에 의해 마모, 균열 또는 파손이 일어나는 문제점이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 경방향 및 축방향 베어링을 외륜 케이지를 사용하지 않고 일체형 구조로 결합하여 부품수를 줄이고, 제품의 원가를 절감할 수 있으며, 제조 품질관리가 용이해질 수 있는 일체형 니들 롤러 베어링을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 베어링 인근의 공간활용도를 증대시킴으로 윤활용 오일의 유동공간을 증대하여 일체형 니들 롤러 베어링의 내구성을 증대할 수 있는 일체형 니들 롤러 베어링을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 수동변속기의 복수의 변속기어들에 각각 결합하는 베어링 또는 자동변속기의 유성기어의 각 측면에 설치하는 일체형 니들 롤러 베어링에 있어서, 실린더 형태로 구성되고, 상기 실린더 형태를 따라 복수의 경방향 니들 롤러들이 배치되는 경방향 베어링부와, 방사형 형상을 가지고, 내측 끝단이 상기 경방향 베어링부의 일단에 결합하며, 상기 방사형 형상을 따라 복수의 축방향 니들 롤러들이 배치되는 축방향 베어링부를 포함한다.
또한, 상기 경방향 베어링부는 상기 복수의 경방향 롤러를 감싸는 실린더 형태의 경방향 케이지를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 축방향 베어링부는 상기 복수의 축방향 롤러를 감싸는 원판 형태의 축방향 케이지를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 경방향 및 축방향 베어링부는 상기 경방향 케이지의 일단이 축방향 케이지의 일단에 결합하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 경방향 및 축방향 베어링부는 결합각도가 80 ~ 100도에 해당하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 경방향 및 축방향 베어링부는 상기 경방향 케이지의 일단에 돌출되는 돌출부를 더 포함하고, 상기 축방향 케이지에 상기 돌출부에 대향하는 홈을 더 포함하며, 상기 경방향 케이지의 돌출부가 상기 축방향 케이지의 홈에 강제 압입 방식으로 끼워지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 경방향 베어링부는 상기 복수의 경방향 롤러가 360도를 균분하여 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 축방향 베어링부는 상기 복수의 축방향 롤러가 360도를 균분하여 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 경방향 및 축방향 니들 롤러 베어링을 외륜 케이지를 사용하지 않고 일체형 구조로 결합하여 부품수를 줄이고, 제품의 원가를 절감할 수 있으며, 제조 품질관리가 용이해질 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 베어링 인근의 공간활용도를 증대시킴으로 윤활용 오일의 유동공간을 증대하여 일체형 니들 롤러 베어링의 내구성을 증대할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 니들 롤러 베어링 구조를 설명하는 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 니들 롤러 베어링을 설명하는 사시도.
도 3은 도 2의 일체형 니들 롤러 베어링의 결합구조를 설명하는 상세도.
본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
참고로, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 니들 롤러 베어링을 설명하는 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 니들 롤러 베어링(200)은 수동변속기에서 축(미도시됨)과 기어(미도시됨) 사이 또는 자동변속기에서 유성기어(미도시됨)의 측면에 위치하여 접촉하는 부속들이 하중에 의해 마모, 균열 또는 파손이 일어나는 것을 방지할 수 있다.
즉, 일체형 니들 롤러 베어링(200)은 경방향 베어링부(210) 및 축방향 베어링부(220)로 구성되고, 수동변속기에서 축과 기어 사이 및 기어의 측면에 각각 구름 접촉할 수 있게 직각으로 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 경방향 베어링부(210) 및 축방향 베어링부(220)는 V자 형태로 설치될 수 있다. 여기에서 일체형 니들 롤러 베어링(200)의 V자 형태의 사이각은 80 ~ 100도 사이에 해당할 수 있다.
일체형 니들 롤러 베어링(200)은 자동변속기에서 유성기어의 측면에서 경방향 베어링부(210) 및 축방향 베어링부(220)가 직각으로 설치되는 것이 바람직하다. 이외에도, 경방향 베어링부(210) 및 축방향 베어링부(220)는 V자 형태로 설치될 수 있다. 여기에서 일체형 니들 롤러 베어링(200)의 V자 형태의 사이각은 80 ~ 100도 사이에 해당할 수 있다.
경방향 베어링부(210)는 실린더 형태로 구성되고, 실린더 형태를 따라 복수의 경방향 니들 롤러들(211)이 배치된다. 이러한 경방향 베어링부(210)는 축과 기어 사이에 위치하여 축과 기어가 서로 구속되지 않고 자유롭게 회전하게 할 수 있다.
즉, 경방향 베어링부(210)의 내주면은 축의 외주면에 구름 접촉하도록 설치되고, 경방향 베어링부(210)의 외주면은 기어의 내주면에 구름 접촉하도록 설치된다. 경방향 베어링부(210)의 일단은 축방향 베어링부(220)와 직각으로 결합할 수 있다.
이외에도, 경방향 베어링부(210)의 일단은 축방향 베어링부(220)와 V자 형태로 결합할 수 있다. 이러한 V자 형태의 결합은 사이각이 80 ~ 100도 해당할 수 있다.
복수의 경방향 롤러(211)는 바늘처럼 가늘고 긴 침상형의 롤러들로 구성된다. 또한, 복수의 경방향 롤러들(211)는 경방향 베어링부(210)의 실린더 형태를 따라 360도를 균분하여 배치된다. 이러한 복수의 경방향 롤러(211)는 축과 기어를 구름 접촉함으로써 축과 기어가 서로 구속되지 않고 자유롭게 회전하게 할 수 있다.
축방향 베어링부(220)는 축을 중심으로 방사형으로 펼쳐지는 형상을 가지고, 원주면이 평평한 형태로 구성된다. 축방향 베어링부(220)는 내측 끝단이 경방향 베어링부(210)의 일단에 직각으로 결합할 수 있다. 이외에도, 축방향 베어링부(220)는 내측 끝단이 경방향 베어링부(210)의 일단에 V자 형태로 결합한다. 이러한 V자 형태의 결합은 사이각이 80 ~ 100도 해당할 수 있다.
또한, 축방향 베어링부(220)는 기어의 측면에 구름 접촉하게 배치되고, 원주면을 따라 복수의 축방향 롤러(221)가 배치된다.
복수의 축방향 롤러(221)는 바늘처럼 가늘고 긴 침상형의 롤러들로 구성된다. 복수의 축방향 롤러(221)는 축방향 베어링부(220)의 원주면을 따라 360도를 균분하여 배치된다.
경방향 및 축방향 베어링부들(210, 220)은 각각의 양 끝단에 케이지를 더 포함하고, 서로 결합하는 경방향 베어링부(210)의 일단과 축방향 베어링부(220)의 내측 끝단은 강제 압입 방식으로 결합되는 일체형 케이지(미도시됨)를 통해 결합한다. 이하 도 3을 통해 일체형 니들 롤러 베어링의 결합구조를 더 자세히 설명한다.
도 3은 도 2의 일체형 니들 롤러 베어링의 결합구조를 설명하는 상세도.
도시된 바와 같이, 일체형 니들 롤러 베어링(200)은 경방향 베어링부(210)와 축방향 베어링부(220)에 각각 경방향 케이지(212)와 축방향 케이지(222)를 더 포함한다. 또한, 일체형 니들 롤러 베어링(200)은 경방향 베어링부(210)와 축방향 베어링부(220)가 경방향 케이지(212)와 축방향 케이지(222)의 결합으로 형성될 수 있다. 경방향 케이지(212)는 내부에 복수의 경방향 롤러(211)를 고정한다. 축방향 케이지(222)는 내부에 복수의 축방향 롤러(221)를 고정한다.
경방향 케이지(212)는 일단에 돌출되는 돌출부(212a)를 구비하고, 축방향 케이지(222)는 경방향 케이지(212)의 돌출부(212a)에 대향하는 홈(222a)을 포함한다. 경방향 케이지(212)는 돌출부(212a)가 축방향 케이지(222)의 홈(222a)에 강제 압입 방식으로 결합한다. 경방향 케이지(212)와 축방향 케이지(222)는 수직인 형태로 결합할 수 있다. 또한, 경방향 케이지(212)와 축방향 케이지(222)는 V자 형태로 결합할 수 있다. 이러한 V자 형태의 결합의 사이각은 80 ~ 100도에 해당할 수 있다.
이러한 일체형 니들 롤러 베어링(200)은 종래의 외륜 케이지에 조립되는 방식과 달리 외륜 케이지 없이 경방향 베어링부(210)와 축방향 베어링부(220)가 서로 결합함으로써 외륜 케이지가 차지하던 공간을 활용할 수 있다. 이러한 증대되는 공간은 윤활용 오일의 유동공간으로 활용될 수 있고, 윤활용 오일의 유동공간이 증대함으로 인해 경방향 베어링부(210), 축방향 베어링부(220), 축(미도시됨) 및 기어(미도시됨) 등의 변속기 내부 부품들의 내구성을 증대시킬 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 니들 롤러 베어링의 작용을 간략하게 설명하기로 한다.
일체형 니들 롤러 베어링(200)을 구비하는 수동변속기에서 구동력을 전달하는 축이 구동하면, 일체형 니들 롤러 베어링(200)의 구름 접촉에 의해 기어가 축과 서로 구속되지 않게 자유 회전하게 된다. 또한, 일체형 니들 롤러 베어링(200)은 종래의 외륜 케이지가 삭제됨으로 인해 윤활용 오일이 흐를 수 있는 유동 공간이 증대되고, 윤활용 오일의 유량 증대로 인해 구름 접촉부위의 마찰이 감소될 수 있다.
일체형 니들 롤러 베어링(200)을 구비하는 자동변속기에서 유성기어의 측면에 설치되고, 외륜 케이지가 삭제됨으로 인해 윤활용 오일이 흐를 수 있는 유동 공간이 늘어나며, 윤활용 오일의 유동량이 증가됨으로 인해 마찰에 의한 마모, 균열 또는 파손의 위험이 감소된다. 또한, 일체형 니들 롤러 베어링(200)과 유성기어간의 마찰로 인한 마모 또는 파손 등이 감소될 수 있다.
이러한 일체형 니들 롤러 베어링(200)은 경방향 베어링부(210) 및 축방향 니들 롤럴 베어링부(220)로 구성되고, 경방향 케이지(212)의 일단과 축방향 케이지(222)의 일단이 일체로 결합된다.
경방향 케이지(212)와 축방향 케이지(222)의 결합은 강제 압입 방식으로 결합되되, 헐겁게 끼워져 경방향 및 축방향 베어링부들(210, 220)이 결합된 상태로 회전할 때, 서로 간섭이 일어나지 않고 회전 가능하게 결합된다. 이러한 경방향 및 축방향 베어링부(210, 220)는 직각으로 결합된다. 이외에도, 경방향 및 축방향 베어링부(210, 220)는 V자 형태로 결합되고, 이들 결합의 사이각은 80 ~ 100도에 해당할 수 있다.
따라서, 일체형 니들 롤러 베어링(200)은 변속기 내부에서 축, 변속기어 또는 유성기어 등에 연결되어 경방향 또는 축방향의 마찰과 하중을 효과적으로 유지할 수 있다.
이러한 일체형 니들 롤러 베어링(200)은 종래의 외륜 케이지를 삭제함으로 협소한 공간에 설치가 용이해진다. 또한, 일체형 니들 롤러 베어링(200)은 일체형 케이지를 사용함으로 케이지 금형을 일체형으로 제작하여 제조시 구성품을 단순화 할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 종래의 니들 롤러 베어링 110 : 경방향 롤러 베어링
111 : 경방향 롤러 120 : 축방향 롤러 베어링
121 : 축방향 롤러 130 : 외륜 케이지
200 : 일체형 니들 롤러 베어링 210 : 경방향 베어링부
211 : 복수의 경방향 롤러 212 : 경방향 케이지
212a : 돌출부 220 : 축방향 베어링부
221 : 복수의 축방향 롤러 222 : 축방향 케이지
222a : 홈

Claims (8)

  1. 수동변속기의 복수의 변속기어들에 각각 결합하는 베어링 또는 자동변속기의 유성기어의 각 측면에 설치하는 일체형 니들 롤러 베어링에 있어서,
    실린더 형태로 구성되고, 상기 실린더 형태를 따라 복수의 경방향 롤러가 배치되는 경방향 베어링부와,
    방사형 형상을 가지고, 내측 끝단이 상기 경방향 베어링부의 일단에 결합하며, 상기 방사형 형상을 따라 복수의 축방향 롤러가 배치되는 축방향 베어링부;
    를 포함하는 일체형 니들 롤러 베어링.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 경방향 베어링부는
    상기 복수의 경방향 롤러를 감싸는 실린더 형태의 경방향 케이지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 니들 롤러 베어링.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 축방향 베어링부는
    상기 복수의 축방향 롤러를 감싸는 원판 형태의 축방향 케이지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 니들 롤러 베어링.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 경방향 및 축방향 베어링부는
    상기 경방향 케이지의 일단이 축방향 케이지의 일단에 결합하는 것을 특징으로 하는 일체형 니들 롤러 베어링.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 경방향 및 축방향 베어링부는
    결합각도가 80 ~ 100도에 해당하는 것을 특징으로 하는 일체형 니들 롤러 베어링.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 경방향 및 축방향 베어링부는
    상기 경방향 케이지의 일단에 돌출되는 돌출부를 더 포함하고, 상기 축방향 케이지에 상기 돌출부에 대향하는 홈을 더 포함하며, 상기 경방향 케이지의 돌출부가 상기 축방향 케이지의 홈에 강제 압입 방식으로 끼워지는 것을 특징으로 하는 일체형 니들 롤러 베어링.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 경방향 베어링부는
    상기 복수의 경방향 롤러가 360도를 균분하여 배치되는 것을 특징으로 하는 일체형 니들 롤러 베어링.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 축방향 베어링부는
    상기 복수의 축방향 롤러가 360도를 균분하여 배치되는 것을 특징으로 하는 일체형 니들 롤러 베어링.
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KR101627980B1 (ko) * 2015-10-30 2016-06-07 (주)씨앤포스 자동변속기 케이스

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