KR20150002482A

KR20150002482A - 조향축용 롤링 베어링 및 롤링 베어링 제작 방법

Info

Publication number: KR20150002482A
Application number: KR20140076324A
Authority: KR
Inventors: 루시아 핀츨; 빌프리트 헤르믈; 하이코 바슐; 토마스 렙핀; 토미 줄리엥; 브루노 몽보우; 이춘 펭; 실베인 부싯; 데니얼 쟌센
Original assignee: 아크티에볼라게트 에스케이에프
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2014-06-23
Publication date: 2015-01-07
Also published as: FR3007807B1; CN104358783A; FR3007807A1; US20150003770A1

Abstract

본 발명은 내부 링(12), 외부 링(14), 및 상기 링들 사이에 배열된 하나 이상의 롤링 요소(16) 열을 포함하는 조향축용 롤링 베어링에 관한 것으로서, 상기 링들 중 하나 이상의 링은 하우징(20) 및 링의 롤링 레이스웨이를 형성하기 위해 상기 하우징 내에 배열된 하나 이상의 와이어(22)를 포함하고, 상기 와이어는 반경방향 틈(28)을 가지며 주변방향의 감김 축(22a) 주위로 감겨있다. 와이어의 롤링 레이스웨이는 원형의 메인 트랙 및 틈(28)에 인접하고 주변 방향으로 상기 메인 트랙이 연장되는 하나 이상의 단부 트랙(3)을 포함한다. 단부 트랙은 메인 트랙에 대해 와이어의 감김 축(22a)을 향해 반경 방향으로 오프셋 배열된다.

Description

조향축용 롤링 베어링 및 롤링 베어링 제작 방법{ROLLING BEARING, IN PARTICULAR FOR A STEERING COLUMN, AND ASSOCIATED PRODUCTION METHOD}

본 발명은 롤링 베어링 특히 자동차의 조향축에 사용되는 롤링 베어링에 관한 것이다.

조향축은 일반적으로 샤프트(shaft)를 포함하는데, 이 샤프트의 한 단부는 차량의 운전자에 의해 작동되는 스티어링 휠(steering wheel)에 고정 결합되고 샤프트의 다른 단부는 차량의 휠의 각위치를 보장하기 위한 기계적 부재(mechanical member)들에 고정 결합된다. 조향축의 샤프트는 2개의 롤링 베어링에 의해 관형 케이싱 안에서 회전하도록 장착된다.

조향축용 롤링 베어링의 한 타입은 내부 링, 외부 링 및 이 링들의 롤링 레이스웨이(raceway) 사이에 배열된 볼(ball) 열(row)을 포함하며, 상기 링들 중 하나 이상의 링은 하우징(housing) 및 링의 롤링 레이스웨이를 형성하기 위해 상기 하우징 내에 배열된 2개의 스트립(strip) 또는 와이어(wire)를 포함한다. 3개 또는 4개의 접촉 위치를 가지며 축방향 및/또는 반경방향 하중 하에서 작동될 수 있는 롤링 베어링이 형성된다. 일반적으로, 이러한 베어링은 하우징 내에 장착되며 유격(play) 없이 작동될 수 있도록 하기 위해 와이어들 중 한 와이어와 축방향으로 접촉하도록 이동되는 탄성 편향 요소를 포함한다. 이러한 타입의 롤링 베어링에 대한 상세한 내용은 예를 들어 유럽 특허출원번호 EP-A1-1956254에 기술되어 있다.

롤링 레이스웨이를 형성하는 이러한 베어링의 각각의 와이어는 일반적으로 원환체(torus) 형태로 감겨 있는 스틸 와이어(steel wire)로 제작되는데, 상기 스틸 와이어의 단부면은 하우징 내에 위치되는 동안 주변 방향에서 서로 맞은편으로 이동된다. 장착 뒤에는, 각각의 와이어의 단부면들 사이에 반경방향 틈(radial gap)이 유지된다.

작동 동안에, 링의 롤링 레이스웨이 위에서 볼들이 구르면서(rolling) 소음이 발생되는데, 상기 레이스웨이는 감겨있는 와이어에 의해 형성된다. 이는, 상기 각각의 와이어들의 반경방향 틈의 입구(inlet)에서, 각각의 볼이 상기 틈 내로 삽입되며, 특히, 탄성 요소에 의해 제공된 축방향 편향 하중(axial biasing load) 효과 하에서, 와이어의 단부면들 중 한 단부면에 대해 접하도록 이동하려는 경향을 가지기 때문이다. 이에 따라, 틈으로부터 나온 출구(outlet)에서, 볼은 반경 방향에서 다른 링의 방향으로 이동되어 링의 롤링 레이스웨이(들)에 대해 접촉하도록 이동된다. 볼이 와이어를 따라 구르는 동안, 볼이 반경방향 틈에 도달할 때 연속적인 충격(impact)이 발생하여 소음이 생성된다.

따라서, 본 발명의 목적은 이러한 단점을 해결하는 데 있다.

구체적으로, 본 발명의 목적은 제작하고 장착하기 쉽고, 소음 발생이 제한되게 작동될 수 있는 롤링 베어링 특히 차량의 조향축용 롤링 베어링을 제공하는 데 있다.

한 실시예에서, 내부 링, 외부 링, 및 상기 링들 사이에 배열된 하나 이상의 롤링 요소(rolling element) 열(row)을 포함하는 롤링 베어링 특히 조향축용 롤링 베어링이 제공되며, 상기 링들 중 하나 이상의 링은 하우징(housing) 및 링의 롤링 레이스웨이(rolling raceway)를 형성하기 위해 상기 하우징 내에 배열된 하나 이상의 와이어(wire)를 포함한다. 상기 와이어는 반경방향 틈(radial gap)을 가지며 주변방향의 감김 축(winding axis) 주위로 감겨있다. 와이어의 롤링 레이스웨이는 원형의 메인 트랙(main track) 및 상기 틈에 인접하고 주변 방향으로 상기 메인 트랙이 연장되는 하나 이상의 단부 트랙(end track)을 포함한다. 상기 단부 트랙은 메인 트랙에 대해 와이어의 감김 축을 향해 반경 방향으로 오프셋 배열된다(offset).

와이어의 롤링 레이스웨이의 단부 트랙은 반경방향 틈과 감김 축의 방향으로 기울어진 하나 이상의 부분을 가지는 것이 바람직하다. 와이어의 감김 레이스웨이(winding raceway)의 메인 트랙과 단부 트랙 사이의 연결 각도(connection angle)는 45°와 똑같거나 45° 미만인 것이 바람직할 것이다.

와이어는 반경방향 틈의 경계를 정하는(delimit) 단부면(end face)을 포함하며, 와이어의 롤링 레이스웨이의 단부 트랙은 단부면들 중 한 단부면에 연결된다.

한 실시예에서, 와이어의 롤링 레이스웨이는 각각 메인 트랙의 단부가 연장되고 와이어의 반경방향 중앙 평면에 대해 서로 대칭인 2개의 단부 트랙을 포함한다.

상기 베어링은 하우징 내에 배열된 2개의 동일한 와이어를 포함할 수 있다. 와이어의 반경방향 틈은 다른 와이어의 반경방향 틈에 대해 주변 방향으로 오프셋 배열되는 것이 바람직하다.

한 실시예에서, 와이어의 롤링 레이스웨이의 단부 트랙은 반경방향 틈과 와이어의 감김 축 방향으로 기울어진 하나 이상의 원추형 부분(frustoconical portion)을 포함한다. 대안으로, 와이어의 롤링 레이스웨이의 단부 트랙은 하나 이상의 오목 부분 또는 볼록 부분을 포함할 수 있다.

한 실시예에서, 링은 하우징 내에 장착되고 와이어에 축방향 하중(axial load)을 제공하는 하나 이상의 편향 요소(biasing element)를 포함한다.

본 발명은, 또한, 케이싱(casing), 상기 케이싱에 대해 동축구성인 샤프트, 및 위에서 기술되고 상기 케이싱과 샤프트 사이에서 반경 방향으로 장착된 하나 이상의 롤링 베어링을 포함하는 조향축(steering column)에 관한 것이다.

본 발명은 위에서 기술된 롤링 베어링을 위한 제작 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은, 하나 이상의 노치(notch)가 금속 와이어 내에 형성되는 와이어 제조 단계를 포함하고, 상기 금속 와이어는 와이어의 단부 트랙을 형성할 수 있도록 하기 위해 노치의 중앙에서 실질적으로 절단되며, 와이어는 개방 스트립(open strip) 형태로 감겨 있고; 제조된 와이어를 장착하는 단계를 포함하고, 감겨진 와이어는 하우징 내로 삽입된다.

본 발명은 첨부된 도면들을 참조하여 예시된 비-제한적인 실시예들을 상세하게 기술한 하기 내용을 읽음으로써 더 잘 이해될 것이다:
- 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 롤링 베어링의 축방향 횡단면도,
- 도 2는 도 1의 축 II-II을 따라 절단한 횡단면도,
- 도 3은 도 1 및 2의 롤링 베어링의 와이어의 측면도,
- 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 롤링 베어링의 절반 부분의 축방향 단면도,
- 도 5는 도 4의 축 V-V을 따라 절단한 횡단면도,
- 도 6은 도 4의 축 VI-VI에 따라 절단한 롤링 베어링의 와이어의 부분 횡단면도,
- 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 롤링 베어링의 절반 부분의 축방향 단면도,
- 도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 롤링 베어링의 절반 부분의 축방향 단면도,
- 도 9는 도 8의 축 IX-IX을 따라 절단한 횡단면도, 그리고,
- 도 10은 도 8의 축 X-X에 따라 절단한 롤링 베어링의 와이어의 부분 횡단면도이다.

도 1 및 2에서, 축(10a)을 가지며 전체적으로 도면부호(10)으로 표시된 롤링 베어링이 도시되며, 상기 롤링 베어링(10)은, 내부 링(12), 외부 링(14), 상기 링들의 롤링 레이스웨이들 사이에 배열되고, 여기서는, 볼(ball) 형태로 형성된 롤링 요소(16) 열(row), 및 상기 롤링 요소들 사이에서 주변 방향으로 일정한 공간을 유지하기 위해 링들 사이에서 반경 방향으로 배열된 케이지(18)를 포함한다.

내부 링(12)은 축방향의 외측 원통형 표면 및 서로 맞은편에 있는 반경방향 전방 표면들에 의해 축방향으로 경계가 정해진(delimited) 원통형 홀을 포함하는데, 이로부터 롤링 요소(16)를 위한 롤링 레이스웨이를 형성할 수 있는 오목한 내부 프로파일을 가진 원환 모양의(toroidal) 원형 홈(12a)이 형성되며, 상기 홈은 반경 방향으로 외부를 향해 배열된다. 내부 링(12)은 강성을 지닌다(solid). 용어 "강성 링(solid ring)"은 그 형태가 절삭 부스러기(swarf)를 제거하는 기계가공에 의해 튜브(tube), 바(bar), 단조가공 및/또는 압연가공된 미가공물(blank)로부터 얻어지는 링이라는 것을 이해하면 된다.

외부 링(14)은 롤링 요소(16)를 위한 링의 레이스웨이 또는 롤링 경로(rolling path)를 형성하는 2개의 개별 스트립 또는 와이어(22, 24) 및 외부 하우징(20)을 포함한다. 또한, 외부 링(14)은 유격(play) 없이 작동시킬 수 있도록 하기 위해 편향 요소(26)를 포함한다. 와이어(22, 24) 및 편향 요소(26)가 하우징(20) 내부에 장착된다.

하우징(20)은 시트 금속 플레이트를 절단하고 스웨이징 가공(swaging)함으로써 제조되는 것이 바람직할 것이다. 환형 하우징(20)은 각각의 단부에서 반경방향 부분(20b, 20c)에 의해 반경 방향으로 내부를 향해 연장되는 축방향 외측 부분(20a)을 포함한다. 와이어(22, 24)는 롤링 요소(16)의 중심을 통과하여 연장되는 반경방향 평면(radial plane)에 대해 대칭이며 축방향 부분(20a)의 홀과 반경 방향으로 접촉한 상태로(in radial contact) 배열된다. 반경방향 부분(20c)은 반경방향 부분(20b)의 반경 수치보다 더 작은 반경 수치를 가지며, 베어링을 축방향으로 편향시키고(axially bias) 와이어(24)에 대해 접촉하게 이동시킬 수 있도록 롤링 요소(16)의 방향에서 내부를 향해 다소 구부러지도록 하기 위하여 더 작은 두께를 가진다. 케이지(18)는 내부 링(12)의 외측 표면과 하우징의 반경방향 부분(20c)의 자유 에지(free edge) 사이에서 반경 방향으로 배열된다.

하우징(20)은 반경방향 부분(20b)의 에지 및 축방향으로 내부를 향해 연장되는 축방향 내측 부분(20d)을 포함하는데, 상기 에지는 작은 직경을 가진다. 하우징(20) 내에 편향 요소(26)를 중심에 위치시키기(centring) 위해 축방향 부분(20d)이 제공된다.

환형인 편향 요소(26)는 와이어(22)와 하우징의 반경방향 부분(20b)에 대해서는 축방향으로 접촉한 상태로 장착되고 축방향 내측 부분(20d)과 축방향 외측 부분(20a) 사이에서는 반경 방향으로 장착되며, 나머지 부분들은 서로 거리가 떨어진 상태로 배열된다. 편향 요소(26)의 반경방향 표면은 반경방향 부분(20b)의 내측면과 축방향으로 접촉한 상태로 배열되며 맞은편의 반경방향 표면은 와이어(22)와 축방향으로 접촉한 상태로 배열된다. 편향 요소(26)는 롤링 요소(16)로부터 거리가 떨어진 상태로 유지된다. 편향 요소(26)는 내부 링의 홈(12a) 위와 다른 와이어(24) 위에서 롤링 요소(16)를 편향시키기 위해 영구적인 축방향 하중(axial load)을 와이어(22)에 제공한다. 편향 요소(26)는 탄성 재료, 예컨대, 엘라스토머 재료, 가령, 니트릴 고무 또는 폴리우레탄으로 형성되는 것이 바람직하다. 예시된 실시예에서, 탄성 링(16)은 정사각형의 횡단면을 가진 원환체(torus) 형태를 가진다. 한 변형예에서, 상이한 횡단면 프로파일, 가령, 예를 들어, 원형의 횡단면을 가진 탄성 링도 제공될 수 있다.

와이어(22, 24)는 제작 비용을 줄일 수 있도록 하기 위해 2개의 개별적이지만 동일한 구성요소이다. 와이어(22, 24)는 개방된 원환체 형태를 가지며 하우징(20) 내부에서 상기 하우징과 직접적으로 접촉한 상태로 장착된다. 롤링 요소(16)는 롤링 레이스웨이를 형성하는 내부 링의 홈(12a)과 외부 링(14)의 와이어(22, 24) 사이에 배열된다. 이렇게 하여, 3개의 접촉 위치를 가진 롤링 베어링(10)이 제공된다.

상기 실시예에서는 와이어(22, 24)가 동일하기 때문에, 본 명세서에서는 오직 와이어(22) 만이 기술될 것이다. 와이어(22)는 주변방향 감김 축(22a)을 따라 와이어 자신의 주위로 감겨져 있으며 원통 부재(22b)와 제1 및 제2 단부 또는 말단 부분(22c, 22d)을 포함하는데, 상기 단부 또는 말단 부분들은 각각 한 단부에서 주변 방향으로 연장된다. 와이어의 단부 부분(22c, 22d) 및 부재(22b)는 각각 횡단면이 원형의 프로파일을 갖는다. 단부 부분(22c, 22d)은 서로 맞은편에 배열되고 주변 방향으로 서로로부터 일정한 거리에 떨어져 배열된다. 와이어(22)는 단부 부분들의 단부면(30, 32)들에 의해 주변 방향으로 경계가 정해지는 반경방향 틈(28)을 포함한다(도 3 참조). 단부 부분(22c, 22d)은 틈(28)에 인접하고 상기 틈의 중심을 통과하여 연장되는 와이어(22)의 반경방향 평면에 대해 서로 대칭이다. 단부면(30, 32)은 서로 맞은편에 배열되고 주변 방향으로 와이어(22)의 경계를 정한다. 와이어(22)는 한 주변 위치에서 개방되는데 이는 즉 주변 방향으로 불연속적이라는 의미이다.

와이어의 각각의 단부 부분(22c, 22d)은 틈(28)과 감김 축(22a)의 방향으로 연장되는 환형의 원추 표면(34, 36)을 포함한다. 원추 표면(34, 36)은, 한편으로는, 부재(22b)의 원통형 외측 표면에 연결되고, 다른 한편으로는, 단부면(30, 32)에 연결된다. 원추 표면(34, 36)은 틈의 중심을 통과하여 연장되는 와이어(22)의 반경방향 평면에 대해 서로 대칭이며 틈(28)에 인접하게 배열된다. 예시된 실시예에서, 원추 표면(34, 36)과 부재(22b)의 외측 표면 사이의 연결 각도는 대략 30°이다. 상기 각도는 45°와 똑같거나 45°미만인 것이 바람직하다. 원추 표면(34, 36)의 직경은 와이어의 부재(22b)의 외측 표면의 직경보다 훨씬 작다.

와이어의 각각의 원추 표면(34, 36)은 롤링 요소(16)를 위한 원추형의 단부 트랙(frustoconical end track)을 형성하며, 상기 트랙은 부재(22b)의 외측 표면에 의해 형성되는 원형의 메인 트랙(main track)에 대해 축을 향하여 반경 방향으로 오프셋 배열되고(offset) 와이어의 감김 축(22a)을 향해 기울어진다. 와이어(22)의 롤링 레이스웨이는 2개의 원추형의 단부 트랙 및 원형의 메인 트랙에 의해 형성되며, 각각의 단부 트랙은 주변 방향으로 메인 트랙의 한 단부에서 연장된다.

롤링 요소(16)가 시계 방향으로 회전하는 동안 및 와이어(22)의 틈(28)의 영역 내로 이동하는 동안, 각각의 롤링 요소(16)는 와이어의 부재(22b)의 원형의 메인 트랙으로부터 제1 단부 부분(22c)의 원추형의 단부 트랙(34)으로 이동된다. 이에 따라 롤링 요소(16)가 반경 방향으로 외부를 향해 약간 이동된다(displacement). 그 뒤, 롤링 요소(16)는 와이어의 제2 단부 부분(22d)의 원추형의 단부 트랙(36)을 따라 구르며(roll), 와이어의 부재(22b)의 원형의 메인 트랙에 다시 도달할 때까지 반경 방향으로 외부를 향하게 된다.

와이어의 단부 부분(22c, 22d)에 원추 표면(34, 36)을 제공하여 틈(28)을 향해 기울어져 있는 단부 램프(end ramp)를 형성하면, 충격(impact)이 롤링 요소가 시계 방향 및 반시계 방향으로 회전하는 동안 와이어의 단부면(30, 32)과 롤링 요소(16) 사이에 제한되게 할 수 있다. 이렇게 단부 트랙들이 원형의 메인 트랙에 대해 와이어의 감김 축(22a)을 향해 오프셋 배열되기 때문에, 롤링 요소(16)에 제공된 축방향 편향 하중(biasing load)은 와이어의 틈(28) 영역에서 감소된다. 롤링 요소(16)가 틈(28)을 따라 이동하는 것은 외부 링(14)과 내부 링(12)의 트랙들 사이에서 충격 없이 구현된다. 이에 따라 작동 동안에 발생하는 소음이 크게 줄어들 수 있다.

롤링 베어링(10)을 제작하기 위하여, 와이어(22, 24)를 형성하는 단계를 제공하는 것이 바람직하다. 각각의 와이어는 예컨대 펀칭(punching)에 의해 동일한 형태의 쌍원뿔의 2개의 환형 노치(notch)가 내부에 형성되는 스틸 와이어(steel wire)로 제조될 수 있다. 그 뒤, 단부 부분들이 제공된 와이어(22, 24)를 얻기 위하여 각각의 노치의 중심에서 금속 와이어가 실질적으로 절단된다(cut). 그 뒤, 와이어는 단부면들이 서로 맞은편에 배열될 수 있도록 하기 위해 개방된 스트립(strip) 형태로 감긴다(wound). 이 제조 단계 후에, 와이어는 하우징(20) 내에 삽입된다.

예시된 실시예에서, 각각의 와이어(22, 24)의 단부 부분들에는 원형의 메인 트랙에 대해 감김 축(22a)을 향해 오프셋 배열된 단부 트랙을 형성하는 환형의 원추 표면이 제공된다. 한 변형예에서, 이러한 단부 부분들 중 각각의 단부 부분에 대해, 롤링 요소(16)의 롤링을 주변 방향으로 제한하도록 즉 비-환형의 형태로 제공되는 영역에 원추 형태의 카운터 싱킹(countersinking)을 제공하는 것도 가능할 수 있다.

동일한 요소들이 동일한 도면부호를 가지는 도 4 내지 6에 예시된 실시예는, 와이어(22)의 각각의 단부 부분(22c, 22d)이 롤링 요소(16)를 위한 단부 트랙을 형성하고 횡단면이 오목한 내부 프로파일을 가진 원형의 홈(40, 42)을 국부적으로 포함하고 상기 홈은 롤링 요소의 방향에서 반경 방향으로 내부를 향해 배열된다는 점에서 상이하다. 홈(40, 42)은, 한편으로는, 부재(22b)의 외측 표면에 연결되고 다른 한편으로는 단부면(30, 32)에 연결된다. 부재(22b)의 외측 표면에서 홈(40, 42)의 연결 부분은 틈(28)과 감김 축(22a)의 방향으로 기울어진다. 상기 연결 부분과 부재(22b)의 외측 표면 사이의 연결 각도는 대략 30°이다. 홈(40, 42)은 틈(28)의 중심을 통과하여 연장되는 와이어(22)의 반경방향 평면에 대해 서로 대칭이다.

와이어의 각각의 홈(40, 42)은 부재(22b)의 외측 표면에 의해 형성된 원형의 메인 트랙에 대해 감김 축(22a)을 향하여 반경 방향으로 오프셋 배열된 롤링 요소(16)를 위한 단부 트랙의 경계를 정하는 오목 부분을 형성한다. 이 실시예에서, 와이어(24)는 와이어(22)와 동일하다.

도 7에 예시된 실시예에서도 동일한 요소들이 동일한 도면부호를 가지며, 상기 실시예는 와이어(22)의 각각의 단부 부분(22c, 22d)이 와이어의 중심을 통과하여 연장되는 반경방향 중앙 평면에 대해 서로 대칭인 2개의 홈(40, 44)을 포함한다는 점에서 앞에서 기술된 실시예와 상이하다. 홈(44)은 편향 요소(26)의 방향으로 배열된다. 이 실시예에서, 와이어(24)는 와이어(22)와 동일하다. 앞에서 기술된 실시예에 관하여, 이러한 형상으로 인해, 미리 정해진 조립 방향에 관하여, 하우징(22) 내부에 와이어(22, 24)를 삽입하는 것이 방지된다. 또 다른 변형예에서, 와이어(22, 24)의 각각의 단부 부분에 대해 롤링 요소(16)를 위한 단부 트랙을 형성하는 환형 홈이 제공될 수도 있다.

도 8 내지 10에 예시된 실시예에서도 동일한 요소들이 동일한 도면부호를 가지며, 이 실시예들은 와이어(22)의 각각의 단부 부분(22c, 22d)이 롤링 요소(16)를 위한 단부 트랙을 형성하는 볼록 부분(48, 50)을 국부적으로 포함하며, 상기 볼록 부분은 롤링 요소 방향에서 반경 방향으로 내부를 향해 배열된다는 점에서 앞에서 기술된 실시예와 상이하다. 볼록 부분(48, 50)은, 한편으로는, 부재(22b)의 외측 표면에 접선 방향으로 연결되고(tangentially connected) 다른 한편으로는 단부면(30, 32)에 접선 방향으로 연결된다. 볼록 부분(48, 50)은 틈(28)과 감김 축(22a) 방향으로 기울어진다. 볼록 부분(48, 50)은 틈(28)의 중심을 통과하여 연장되는 와이어(22)의 반경방향 평면에 대해 서로 대칭이다.

와이어의 각각의 볼록 부분(48, 50)은 부재(22b)의 외측 표면에 의해 형성된 원형의 메인 트랙에 대해 와이어의 감김 축(22a)을 향하여 반경 방향으로 오프셋 배열된 롤링 요소(16)를 위한 단부 트랙을 형성한다. 와이어(24)는 와이어(22)와 동일하다.

이 실시예에서, 와이어(22)의 각각의 단부 부분(22c, 22d)은 단일의 볼록 부분(48, 50)을 포함한다. 한 변형예에서, 각각의 와이어들의 각각의 단부 부분에 대해, 와이어의 중심을 통과하여 연장되는 반경방향 중앙 평면에 대해 서로 대칭인 2개의 볼록 부분을 제공할 수도 있다. 또 다른 변형예에서, 각각의 와이어들의 각각의 단부 부분에 대해 환형의 볼록 부분을 제공할 수도 있다.

예시된 실시예들에서, 와이어(22, 24)의 틈들은 베어링의 동일한 반경방향 평면에 위치된다. 하지만, 작동 동안에 발생하는 소음을 추가로 줄일 수 있도록 하기 위하여 틈들을 주변 방향에서 서로 오프셋 배열하는 것도 바람직할 수 있다.

예시된 실시예들에서, 롤링 베어링은 강성의(solid) 내부 링 및 외부 하우징 및 상기 하우징 내에 장착된 롤링 레이스웨이를 형성하는 2개의 개별 와이어가 제공된 외부 링을 포함한다. 한 변형예에서, 내부 링 및 외부 링이 반대로 배열(inverted arrangement)될 수도 있는데, 즉 강성의 외부 링 및 내부에 와이어가 장착되는 내부 하우징 및 롤링 레이스웨이를 형성하는 2개의 와이어를 포함하는 내부 링을 포함한다. 또 다른 변형예에서, 내부 링 및 외부 링은 각각 하우징 및 서로 연결된 와이어를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 하나 이상의 링이 제공된 롤링 베어링이 제공되는데, 상기 베어링에는 하우징 및 링의 롤링 레이스웨이를 형성하기 위하여 하우징 내에 배열된 하나 이상의 감긴 와이어를 포함한다. 와이어의 롤링 레이스웨이는 원형의 메인 롤링 트랙 및 틈에 인접한 와이어의 단부 부분에 배열되고 상기 메인 트랙이 주변 방향으로 연장되는 하나 이상의 롤링 트랙을 포함한다. 와이어의 감김 축과 단부 트랙 사이의 거리는 축과 메인 트랙 사이의 거리보다 더 작다. 단부 트랙은 롤링 축(rolling axis)의 방향으로 기울어지는 것이 추가로 바람직하다.

Claims

내부 링(12), 외부 링(14), 및 상기 링들 사이에 배열된 하나 이상의 롤링 요소(16) 열(row)을 포함하는 조향축용 롤링 베어링으로서, 상기 링들 중 하나 이상의 링은 하우징(20) 및 링의 롤링 레이스웨이를 형성하기 위해 상기 하우징 내에 배열된 하나 이상의 와이어(22)를 포함하고, 상기 와이어는 반경방향 틈(28)을 가지며 주변방향의 감김 축(22a) 주위로 감겨있는 조향축용 롤링 베어링에 있어서,
와이어의 롤링 레이스웨이는 원형의 메인 트랙 및 틈(28)에 인접하고 주변 방향으로 상기 메인 트랙이 연장되는 하나 이상의 단부 트랙(34; 40; 48)을 포함하며, 단부 트랙은 메인 트랙에 대해 와이어의 감김 축(22a)을 향해 반경 방향으로 오프셋 배열되는 조향축용 롤링 베어링.
제1항에 있어서,
와이어의 롤링 레이스웨이의 단부 트랙(34; 40; 48)은 반경방향 틈(28)과 감김 축(22a)의 방향으로 기울어진 하나 이상의 부분을 가지는 것을 특징으로 하는 조향축용 롤링 베어링.
제1항 또는 제2항에 있어서,
와이어의 감김 레이스웨이의 메인 트랙과 단부 트랙 사이의 연결 각도는 45°와 똑같거나 45°미만인 것을 특징으로 하는 조향축용 롤링 베어링.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
와이어는 반경방향 틈(28)의 경계를 정하는 단부면(30, 32)을 포함하며, 와이어의 롤링 레이스웨이의 단부 트랙(34; 40; 48)은 단부면들 중 한 단부면에 연결되는 것을 특징으로 하는 조향축용 롤링 베어링.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
와이어의 롤링 레이스웨이는 각각 메인 트랙의 단부가 연장되고 와이어의 반경방향 중앙 평면에 대해 서로 대칭인 2개의 단부 트랙(34, 36; 40, 42; 48, 50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 조향축용 롤링 베어링.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
하우징 내에 배열된 2개의 동일한 와이어(22, 24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조향축용 롤링 베어링.
제6항에 있어서,
와이어의 반경방향 틈(28)은 다른 와이어의 반경방향 틈(28)에 대해 주변 방향으로 오프셋 배열되는 것을 특징으로 하는 조향축용 롤링 베어링.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
와이어의 롤링 레이스웨이의 단부 트랙은 반경방향 틈(28)과 와이어의 감김 축(22a) 방향으로 기울어진 하나 이상의 원추형 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 조향축용 롤링 베어링.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
와이어의 롤링 레이스웨이의 단부 트랙은 하나 이상의 오목 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 조향축용 롤링 베어링.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
와이어의 롤링 레이스웨이의 단부 트랙은 하나 이상의 볼록 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 조향축용 롤링 베어링.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
링은 하우징(20) 내에 장착되고 와이어에 축방향 하중을 제공하는 하나 이상의 편향 요소(26)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조향축용 롤링 베어링.
케이싱, 상기 케이싱에 대해 동축구성인 샤프트, 및 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 롤링 베어링을 포함하는 조향축에 있어서,
상기 롤링 베어링은 케이싱과 샤프트 사이에서 반경 방향으로 장착되는 것을 특징으로 하는 조향축.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 롤링 베어링을 위한 제작 방법에 있어서,
상기 방법은:
- 하나 이상의 노치가 금속 와이어 내에 형성되는 와이어 제조 단계를 포함하고, 상기 금속 와이어는 와이어의 단부 트랙을 형성할 수 있도록 하기 위해 노치의 중앙에서 절단되며, 와이어는 개방 스트립 형태로 감겨 있고;
- 제조된 와이어를 장착하는 단계를 포함하고, 감겨진 와이어는 하우징 내로 삽입되는 것을 특징으로 롤링 베어링 제작 방법.