KR20160074626A

KR20160074626A - 원통 롤러 베어링 및 트랜스미션용 베어링 장치

Info

Publication number: KR20160074626A
Application number: KR1020167013343A
Authority: KR
Inventors: 고우지 가토우; 스스무 다나카; 데츠야 아사미; 가즈히로 우에무라
Original assignee: 닛본 세이고 가부시끼가이샤
Priority date: 2013-11-21
Filing date: 2014-11-18
Publication date: 2016-06-28
Also published as: CN105992882A; JPWO2015076271A1; WO2015076271A1; EP3073138A4; EP3073138A1; US20160298677A1

Abstract

원통 롤러 베어링 (10) 은, 내주면에 외륜 궤도면 (11) 과, 그 외륜 궤도면 (11) 의 축 방향 양측에 형성된 1 쌍의 외륜 플랜지 (12) 를 갖는 외륜 (10) 과, 외주면에 내륜 궤도면 (21) 과, 그 내륜 궤도면 (21) 의 축 방향 편측에 형성된 내륜 플랜지 (22) 를 갖는 내륜 (20) 과, 외륜 궤도면 (11) 과 내륜 궤도면 (21) 사이에 배치된 복수의 원통 롤러 (30) 를 구비한다. 외륜 플랜지 (12) 의 직경 방향 높이 (A) 를 내륜 플랜지 (22) 의 직경 방향 높이 (B) 보다 크게 하고, 또한, 외륜 플랜지 (12) 와 내륜 플랜지 (22) 사이의 직경 방향 간극 (C) 은 2 ㎜ 이하로 설정된다. 이로써, 트러스트 하중에 의한 에지 로드의 발생을 억제함과 함께, 베어링 내부의 윤활 상태를 양호하게 함으로써, 내구성이 우수한 원통 롤러 베어링, 및 트랜스미션의 대폭적인 소형화를 실현할 수 있다.

Description

원통 롤러 베어링 및 트랜스미션용 베어링 장치{CYLINDRICAL ROLLER BEARING AND BEARING DEVICE FOR TRANSMISSION}

본 발명은 원통 롤러 베어링 및 트랜스미션용 베어링 장치에 관한 것이다.

자동차의 트랜스미션은, 연비 향상의 관점에서 소형화, 고효율화가 강하게 요구되고 있다. 일반적으로, 볼 베어링은, 예압을 받아 사용되는 원추 롤러 베어링에 비해 토크가 현저하게 작아 트랜스미션에 있어서 다용되고 있지만, 사이즈면에서는 커지기 쉬워 제약을 받는 경우가 있다. 예를 들어, 기어를 지지하는 베어링으로서, 일방을 예압을 부여하지 않고 사용되는 원통 롤러 베어링, 타방을 볼 베어링으로 하여, 기어의 맞물림에 의해 발생하는 양 방향의 트러스트 하중을 볼 베어링에 의해 지탱하게 하고, 원통 롤러 베어링에는 레이디얼 하중만 지지시키는 지지 구조로 하는 경우가 있다. 이 경우, 일방은 원통 롤러 베어링을 사용함으로써 대폭적인 사이즈 다운이 가능해지지만, 타방의 볼 베어링에서는 양 방향의 트러스트 하중을 지지할 필요가 있어, 사이즈 업이 되기 쉬워 유닛의 레이아웃에 있어서 제약을 받는 경우가 있다.

또, 축 길이를 짧게 하여 트랜스미션의 소형화를 도모하는 구성으로서, 도 4 에 나타내는 바와 같은 구성이 알려져 있다. 이 도 4 에 개략적으로 나타내는 트랜스미션 (100) 에서는, 엔진 (ENG) 으로부터 출력된 엔진 토크가 클러치 (CL) 를 통해 입력축 (101) 에 입력되고, 입력축 (101) 에 형성된 기어 (102) 와 도시되지 않은 종동축의 기어가 맞물려 종동축으로 전달된다. 이와 같은 입력축 (101) 이나 종동축에서는, 일방을 원통 롤러 베어링 (1) 으로 하고, 타방을 미끄럼 베어링 (103) 과 폭이 얇은 트러스트 니들 베어링 (104) 등의 조합으로 사용함으로써 베어링의 대폭적인 사이즈 다운을 도모하는 것이 가능해진다.

또, 원통 롤러 베어링으로는, 내륜 및 외륜의 플랜지부의 내측면을 경사시킴과 함께, 원통 롤러의 단면에 크라우닝을 실시한 것이 고안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1, 2 참조).

일본 공개특허공보 2002-70874호 일본 공개특허공보 2004-353744호

그런데, 도 4 에 나타내는 바와 같은 트랜스미션 (100) 의 베어링 구성에서는, 원통 롤러 베어링 (1) 은, 드라이브시 혹은 코스트시에 트러스트 하중을 받는 구성이 되어, 특히 입력축 (101) 이나 종동축과 같이 고속 회전하에서 사용되는 경우에는, 눌러붙음 수명이 큰 과제가 된다. 특히, 트러스트 하중에 수반되는 입력축 (101) 의 휨 등에 의해, 입력축 (101) 에 고정되어 있는 원통 롤러 베어링 (1) 의 내륜은 외륜에 대하여 상대적으로 경사가 발생한다. 그 때문에, 외내륜이 상대적으로 경사지면 원통 롤러의 양 단부에 큰 에지 로드가 발생해 버린다. 또, 원통 롤러 베어링 (1) 에서는, 외부로부터 윤활유를 공급하면서 윤활이 실시되는데, 일시적으로 공급 유량이 감소했을 때 눌러붙음이 발생할 가능성이 있었다. 특허문헌 1 및 2 에 기재된 원통 롤러 베어링에서는, 에지 로드나, 눌러붙음의 발생을 방지하는 기술이기는 하지만, 상기와 같은 용도에서의 사용에 대해 고려되지 않아 새로운 개선이 요구된다.

본 발명은 전술한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 트러스트 하중에 의한 에지 로드의 발생을 억제함과 함께, 베어링 내부의 윤활 상태를 양호하게 함으로써, 내구성이 우수한 원통 롤러 베어링, 및 트랜스미션의 대폭적인 소형화를 실현할 수 있는 트랜스미션용 베어링 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 상기 목적은 하기 구성에 의해 달성된다.

(1) 내주면에 외륜 궤도면과, 그 외륜 궤도면의 축 방향 양측에 형성된 1 쌍의 외륜 플랜지를 갖는 외륜과,

외주면에 내륜 궤도면과, 그 내륜 궤도면의 축 방향 편측에 형성된 내륜 플랜지를 갖는 내륜과,

상기 외륜 궤도면과 상기 내륜 궤도면 사이에 배치된 복수의 원통 롤러를 구비한 원통 롤러 베어링으로서,

상기 외륜 플랜지와 상기 내륜 플랜지 사이의 직경 방향 간극은 2 ㎜ 이하로 설정되고,

상기 외륜 플랜지의 직경 방향 높이는, 상기 내륜 플랜지의 직경 방향 높이보다 큰 것을 특징으로 하는 원통 롤러 베어링.

(2) 베어링 폭을 W, 베어링 외경을 D 로 하면, D/W 는 3.0 이상이고,

상기 원통 롤러의 롤러 직경을 Da, 롤러 길이를 L 로 하면, L/Da 는 1.2 이상 1.8 이하인 것을 특징으로 하는 (1) 에 기재된 원통 롤러 베어링.

(3) 상기 원통 롤러의 전동면에는, 곡률 반경이 300 ∼ 700 ㎜ 인 단일 원호로 이루어지는 크라우닝이 실시되고,

상기 외륜 플랜지 및 상기 내륜 플랜지의 상기 원통 롤러와의 접촉면에는, 10' ∼ 30' 의 경사가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2) 에 기재된 원통 롤러 베어링.

(4) 상기 원통 롤러의 전동면에는, 그 축 방향 중앙 부분을 곡률 반경이 3000 ∼ 4000 ㎜ 인 단일 원호로 하고, 그 축 방향 중앙 부분의 양측 부분을 로그 곡선 형상에 의해 탈락량을 변화시키도록 한 복합 크라우닝이 실시되고,

(5) 엔진 토크가 입력되는 입력축 또는 종동축이, 적어도 미끄럼 베어링과 (1) ∼ (4) 중 어느 하나에 기재된 원통 롤러 베어링에 의해 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되고,

상기 원통 롤러 베어링은, 편측 방향의 트러스트 하중을 지지함과 함께, 상기 외륜과 상기 내륜의 상대 경사를 허용하는 것을 특징으로 하는 트랜스미션용 베어링 장치.

(6) 상기 원통 롤러에 대하여 상기 내륜 플랜지가 형성되는 측과 반대측에 있어서의, 상기 외륜과 상기 내륜 사이의 개구부로부터 윤활유가 공급되는 것을 특징으로 하는 (5) 에 기재된 트랜스미션용 베어링 장치.

본 발명의 원통 롤러 베어링에 의하면, 외륜 플랜지의 직경 방향 높이를 내륜 플랜지의 직경 방향 높이보다 크게 하였으므로, 외륜 및 내륜에 상대적인 경사가 발생한 경우, 원통 롤러는, 높이가 큰 외륜 플랜지에 의해 외륜 궤도면에 안정적으로 유지되기 때문에, 에지 로드의 발생을 억제할 수 있다. 또, 외륜 플랜지와 내륜 플랜지 사이의 직경 방향 간극은 2 ㎜ 이하로 설정되므로, 일시적으로 공급 유량이 감소한 경우라도, 베어링 내부에 잔존한 일부 윤활유의 영향에 의해 눌러붙음의 발생을 억제할 수 있다.

또, 본 발명의 트랜스미션용 베어링 장치에 의하면, 엔진 토크가 입력되는 입력축 또는 종동축이, 미끄럼 베어링과 상기 서술한 원통 롤러 베어링에 의해 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되고, 원통 롤러 베어링은, 편측 방향의 트러스트 하중을 지지함과 함께, 외륜과 내륜의 상대 경사를 허용하므로, 트랜스미션의 대폭적인 소형화를 실현할 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 원통 롤러 베어링의 주요부 반단면도이다.
도 2 는, 도 1 의 원통 롤러의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 3 은, 도 1 의 III 부 확대도이다.
도 4 는, 본 발명에도 적용 가능한 일반적인 트랜스미션을 나타내는 개략도이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 원통 롤러 베어링 및 트랜스미션용 베어링 장치에 대해 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.

또한, 본 실시형태의 원통 롤러 베어링은, 도 4 에 나타내는 바와 같은 엔진 토크가 입력되는 입력축 (101) 또는 종동축을 구비한 트랜스미션 (100) 에 사용되는 것으로, 입력축 (101) 또는 종동축은, 최고 회전수가 엔진과 동일한 회전 속도 (최대 7500 rpm) 로 회전한다.

즉, 도 4 에 있어서, 입력축 (101) 에 작용하는 레이디얼 하중은, 원통 롤러 베어링 (1) 과 미끄럼 베어링 (103) 에 의해 지탱하고, 코스트 상태 (엔진 브레이크시) 에 인풋 기어의 맞물림에 의해 발생하는 트러스트 하중 (액시얼 방향 하중) 은, 후술하는 원통 롤러 베어링 (1) 의 외륜 플랜지 (12) 와 내륜 플랜지 (22) 에 의해 지탱하고, 또, 드라이브시에 역방향으로 작용하는 트러스트 하중은, 트러스트 니들 베어링 (104) 에 의해 지탱한다.

또한, 본 실시형태의 트랜스미션에 (100) 에 있어서, 미끄럼 베어링 (103) 및 트러스트 니들 베어링 (104) 은, 이들 대신에 쉘 타입의 원통 롤러 베어링이나 볼 베어링 등, 다른 베어링이 적용되어도 된다. 그 경우, 드라이브시에 역방향으로 작용하는 트러스트 하중은, 트러스트 니들 베어링 대신에 볼 베어링 등에 의해 지지해도 된다. 또, 그 트러스트 하중을 트러스트 니들 베어링에서 지탱하는 경우에는, 레이디얼 하중은 미끄럼 베어링 또는 쉘 타입의 원통 롤러 베어링 등에 의해 지탱하도록 할 수도 있다.

또, 트랜스미션 (100) 에 적용되는 본 실시형태의 원통 롤러 베어링 (1) 은, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 내주면에 외륜 궤도면 (11) 과, 그 외륜 궤도면 (11) 의 축 방향 양측에 형성된 1 쌍의 외륜 플랜지 (12) 를 갖는 외륜 (10) 과, 외주면에 내륜 궤도면 (21) 과, 그 내륜 궤도면 (21) 의 축 방향 편측에 형성된 내륜 플랜지 (22) 를 갖는 내륜 (20) 과, 외륜 궤도면 (11) 과 내륜 궤도면 (21) 사이에 배치된 복수의 원통 롤러 (30) 와, 이들 원통 롤러 (30) 를 소정의 간격으로 유지하는 복수의 포켓 (41) 을 갖는 외륜 안내식의 유지기 (40) 를 구비한다.

즉, 원통 롤러 베어링 (1) 은, 외륜 (10) 의 축 방향 양 단부에 외륜 플랜지 (12) 를 형성하고, 내륜 (20) 의 축 방향 일단부에 내륜 플랜지 (22) 를 형성하여, 전술한 도 4 에 나타내는 바와 같은 트랜스미션에 있어서의 편측 방향만의 트러스트 하중을 지지 가능한 구성으로 하고 있다.

그 때문에, 트러스트 하중에 수반되는 입력축의 휨이나 부품 정밀도 등의 영향에 의해, 입력축에 고정되어 있는 원통 롤러 베어링 (1) 의 내륜 (20) 은, 외륜 (10) 에 대하여 상대적으로 기울어진다. 외륜 (10) 과 내륜 (20) 이 상대적으로 기울어지면, 원통 롤러 (30) 의 양 단부에 큰 에지 로드가 발생한다. 이 에지 로드에 의한 박리의 발생을 억제하기 위해, 원통 롤러 (30) 의 전동면 (32) (외륜 궤도면 (11) 및 내륜 궤도면 (21) 과 구름 접촉하는 면) 에는, 크라우닝이 실시되어 있다.

전동면 (32) 에 있어서의 크라우닝은, 곡률 반경이 300 ∼ 700 ㎜ 인 단일 원호에 의해 형성되어도 된다. 또는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 전동면 (32) 에 있어서의 크라우닝은, 전동면 (32) 의 축 방향 중앙부 (32a) 를 곡률 반경이 3000 ∼ 4000 ㎜ 인 단일 원호로 하고, 그 중앙부 (32a) 의 축 방향 양측 부분 (32b) 을 로그 곡선 형상에 의해 탈락량을 급격하게 변화시키도록 한 복합 크라우닝이어도 된다.

또한, 복합 크라우닝의 경우, 단일 원호로 이루어지는 중앙부 (32a) 는, 롤러 길이 (L) 의 40 ∼ 50 ％ 정도의 축 방향 길이로 하고, 전동면 (32) 의 단부에서의 탈락량은 롤러 직경 (Da) 의 0.2 ∼ 0.5 ％ 정도로 하고 있다.

이와 같은 복합 크라우닝은 단일 원호로 이루어지는 크라우닝에 대하여 최대 접촉 면압의 저감이 가능하기 때문에, 베어링의 장기 수명화를 전망할 수 있다. 또한, 원통 롤러 (30) 의 착좌가 개선되기 때문에, 원통 롤러 (30) 의 스큐가 저감되어 발열을 억제하는 것이 가능해진다.

또, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 외륜 (10) 과 내륜 (20) 의 상대 경사가 발생했을 때, 원통 롤러 (30) 가 틸트되어 쉽게 눌러붙게 될 가능성이 있고, 이것을 억제하기 위해, 외륜 플랜지 (12) 및 내륜 플랜지 (22) 의 원통 롤러 (30) 와의 내측면 (접촉면) (13, 23) 에는, 직경 방향에 대한 각도 (α) 가 10´ ∼ 30´ 인 경사가 형성되어 있다.

또한, 원통 롤러 (30) 의 축 방향 단면 (31) 에는, 크라우닝이 실시되어 있다.

또, 트랜스미션 유닛의 소형화 (축 방향 길이 단축) 를 위해, 베어링 폭 (W) 은, 베어링 외경 (D) 에 대하여 D/W 값으로 3.0 이상으로 하고 있다. 단, 경사에 의해 스큐가 발생하면, 트러스트 하중을 받았을 때의 눌러붙음 수명이 저하되는 경우가 있어, 원통 롤러 (30) 의 착좌를 양호하게 하기 위해서는, 롤러 직경 (Da), 롤러 길이 (L) 의 관계 L/Da 를 1.2 이상, 1.8 이하로 하고 있다.

또, 도 4 에 나타내는 트랜스미션 (100) 과 같은 경우, 외부로부터 윤활유가 공급되는데, 윤활유는, 원통 롤러 (30) 에 대하여 내륜 플랜지를 갖는 측과 축 방향에 있어서 반대측의, 외륜 (10) 과 내륜 (20) 의 개구부 (50) 로부터 유입되므로, 베어링 내부에 대한 개구 면적을 크게 하여, 외륜 플랜지 (12) 및 내륜 플랜지 (22) 에 충분한 양의 윤활유를 공급할 수 있다. 그리고, 축 방향으로 이동하는 윤활유가 내륜 플랜지 (22) 를, 또, 원심력에 의해 외경 방향으로 이동하는 윤활유가 외륜 플랜지 (12) 를 각각 윤활하므로, 원통 롤러 베어링 (1) 의 내부의 윤활 상태를 양호하게 유지할 수 있다.

또한, 유지기 (40) 의 판두께도 고려하여, 외륜 플랜지 (12) 및 내륜 플랜지 (22) 사이에 존재하는 직경 방향 간극 (C) 을 2 ㎜ 이하, 바람직하게는, 1.5 ㎜ 이하로 함으로써, 일시적으로 공급 유량이 감소한 경우라도, 베어링 내부에 잔존한 일부 윤활유의 영향에 의해 눌러붙음의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 외륜 플랜지 (12) 의 직경 방향 높이 (A) 는, 내륜 플랜지 (22) 의 직경 방향 높이 (B) 보다 크게 하고 있다 (A ＞ B). 또한, 바람직하게는 각 플랜지 높이의 범위는 1.2B ≤ A ≤ 1.5B 이고, 보다 바람직하게는 1.2B ≤ A ≤ 1.4B 로 설정된다. 또한, 내륜 플랜지 (22) 의 내측면 (23) 의 경사 각도를 외륜 플랜지 (12) 의 내측면 (13) 의 경사 각도보다 크게 해도 된다.

이로써, 외륜 (10) 및 내륜 (20) 에 상대적인 경사가 발생한 경우, 원통 롤러 (30) 는, 높이가 큰 외륜 (10) 의 양 외륜 플랜지 (12) 에 의해 외륜 궤도면 (11) 에 안정적으로 유지되기 때문에 에지 로드의 발생이 억제된다. 내륜 플랜지 (22) 의 내측면 (23) 의 경사 각도를 크게 하면, 내륜 (20) 과 원통 롤러 (30) 가 상대적으로 경사진 경우라도, 에지 로드가 발생하는 것을 억제할 수 있다.

또, 유지기 (40) 는 외륜 안내 방식이기 때문에, 외륜 플랜지 (12) 의 내경과 유지기 (40) 양단의 외경면의 간극을 작게 하고 있다. 이로써, 유지기 (40) 의 내경측으로부터 유입된 윤활유는 외부 공간으로 유출되지 않고 외륜 플랜지 (12) 를 윤활함과 함께, 유지기 (40) 는 외륜 플랜지 (12) 에 의해 안내되어 고회전시라도 안정적으로 회전할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 원통 롤러 베어링 (1) 에 의하면, 내주면에, 외륜 궤도면 (11) 과, 그 외륜 궤도면 (11) 의 축 방향 양측에 형성된 1 쌍의 외륜 플랜지 (12) 를 갖는 외륜 (10) 과, 외주면에, 내륜 궤도면 (21) 과, 그 내륜 궤도면 (21) 의 축 방향 편측에 형성된 내륜 플랜지 (22) 를 갖는 내륜 (20) 과, 외륜 궤도면 (11) 과 내륜 궤도면 (21) 사이에 배치된 복수의 원통 롤러 (30) 를 구비한다. 그리고, 외륜 플랜지 (12) 의 직경 방향 높이 (A) 를, 내륜 플랜지 (22) 의 직경 방향 높이 (B) 보다 크게 하였으므로, 외륜 (10) 및 내륜 (20) 에 상대적인 경사가 발생한 경우, 원통 롤러 (30) 는, 높이가 큰 외륜 플랜지 (12) 에 의해 외륜 궤도면 (11) 에 안정적으로 유지되기 때문에, 에지 로드의 발생을 억제할 수 있다. 또, 외륜 플랜지 (12) 와 내륜 플랜지 (22) 사이의 직경 방향 간극 (C) 은 2 ㎜ 이하로 설정되므로, 일시적으로 공급 유량이 감소한 경우라도 베어링 내부에 잔존한 일부 윤활유의 영향에 의해 눌러붙음의 발생을 억제할 수 있다.

또, 베어링 폭을 W, 베어링 외경을 D 로 하면, D/W 는 3.0 이상이고, 원통 롤러 (30) 의 롤러 직경을 Da, 롤러 길이를 L 로 하면, L/Da 는 1.2 이상 1.8 이하이므로, 베어링의 축 방향 길이를 단축시킬 수 있음과 함께, 스큐의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 원통 롤러 (30) 의 전동면 (32) 에는, 곡률 반경이 300 ∼ 700 ㎜ 인 단일 원호로 이루어지는 크라우닝, 또는, 축 방향 중앙 부분 (32a) 을 곡률 반경이 3000 ∼ 4000 ㎜ 인 단일 원호로 하고, 그 축 방향 중앙 부분 (32a) 의 양측 부분 (32b) 을 로그 곡선 형상에 의해 탈락량을 변화시키도록 한 복합 크라우닝이 실시된다. 또, 외륜 플랜지 (12) 및 내륜 플랜지 (22) 의 원통 롤러 (30) 의 접촉면에는 10´ ∼ 30´의 경사가 형성되어 있다. 따라서, 외륜 (10) 과 내륜 (20) 의 상대 경사가 발생했을 때라도 에지 로드의 발생을 억제할 수 있고, 원통 롤러 (30) 가 틸트되어도 눌러붙음을 억제할 수 있다.

또한, 원통 롤러 (30) 의 전동면 (32) 에 복합 크라우닝이 실시된 경우에는, 최대 접촉 면압의 저감이 가능해져 베어링의 장기 수명화를 전망할 수 있고, 또, 원통 롤러 (30) 의 착좌가 개선되기 때문에, 원통 롤러 (30) 의 스큐가 저감되어 발열을 억제하는 것이 가능해진다.

또, 본 실시형태의 트랜스미션용 베어링 장치에 의하면, 엔진 토크가 입력되는 입력축 (101) 또는 종동축이, 적어도 미끄럼 베어링 (103) 과 상기 서술한 원통 롤러 베어링 (1) 에 의해 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되고, 원통 롤러 베어링 (1) 은, 편측 방향의 트러스트 하중을 지지함과 함께, 외륜 (10) 과 내륜 (20) 의 상대 경사를 허용하므로, 트랜스미션 (100) 의 대폭적인 소형화를 실현할 수 있다.

또한, 원통 롤러 (30) 에 대하여 내륜 플랜지 (22) 가 형성되는 측과 반대측에 있어서의, 외륜 (10) 과 내륜 (20) 사이의 개구부 (50) 로부터 윤활유가 공급되므로, 베어링 내부에 대한 개구 면적을 크게 하여, 외륜 플랜지 (12) 및 내륜 플랜지 (22) 에 충분한 양의 윤활유를 공급할 수 있다.

실시예

여기에서, 본 실시형태의 원통 롤러 베어링 (1) 에 대하여, 원통 롤러 (30) 의 전동면 (32) 의 형상을 바꾸면서 검증 실험을 실시함으로써 그 효과를 확인하였다. 또한, 검증 실험은, 이하의 조건에서 실시되었고 또, 목표 수명을 120 Hrs 로 하였다.

검증 실험 조건

·하중 : 0.4 C (C : 기본 동정격 하중)

·회전수 : 3000 rpm

·윤활 조건 : ATF, 120 ℃, 오일욕

·이물질 : 0.05 g/ℓ (이물질 사이즈 : 10 ∼ 50 ㎛ , 철계)

·경사 : 0 rad (경사 없음), 3/1000 rad (경사 있음)

표 1 은, 전동면 (32) 에 단일 원호로 이루어지는 크라우닝이 실시된 원통 롤러 (30) 를 사용한 경우의 실험 결과를 나타내고 있다. 표 1 로부터 알 수 있는 바와 같이, 곡률 반경이 300 ∼ 700 ㎜ 이면, 원통 롤러 (30) 와 궤도면 사이에 상대 경사가 있어도 목표 수명을 클리어하는 것을 확인할 수 있었다. 한편, 곡률 반경이 200 ㎜ 인 경우, 경사가 있어도 수명은 저하되지 않지만, 접촉 면압이 높기 때문에 목표 수명에 이르지 않았다. 또, 곡률 반경이 800 ㎜ 인 경우, 경사가 있으면 목표 수명을 클리어할 수 없었다.

또, 표 2 는, 전동면 (32) 의 축 방향 중앙부 (32a) 를 단일 원호로 하고, 축 방향 양 단 부분 (32b) 을 로그 곡선 형상에 의해 탈락량을 변화시킨 원통 롤러 (30) 를 사용한 경우의 실험 결과를 나타내고 있다. 표 2 로부터 알 수 있는 바와 같이, 축 방향 중앙부 (32a) 의 곡률 반경을 3000 ∼ 4000 ㎜ 의 단일 원호로 하고, 원통 롤러 (30) 의 롤러 길이 (L) 에 대한 축 방향 중앙부 (32a) 의 축 방향 길이와, 원통 롤러 직경 (Da) 에 대한 단부의 탈락량을 표 2 와 같이 규제한 범위에서는, 목표 수명을 클리어하는 것을 확인할 수 있었다. 한편, 상기 범위 외의 전동면 (32) 의 경우에는, 경사 없음 및 경사 있음의 양방의 상태에 있어서, 목표 수명을 클리어할 수 없었다.

또한, 본 발명은, 전술한 각 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 적절히 변형, 개량 등이 가능하다.

상기 실시형태에서는, 본 발명의 원통 롤러 베어링은 트랜스미션에 적용되는 것으로서 설명되었지만, 이것에 한정되는 것이 아니라 다른 장치에 적용되어도 된다.

또, 본 출원은, 2013년 11월 21일 출원된 일본 특허출원 2013-241280호, 및 2014년 9월 5일 출원된 일본 특허출원 2014-181461호에 기초하고, 그 내용은 참조로서 여기에 받아들여진다.

1 : 원통 롤러 베어링
10 : 외륜
12 : 외륜 플랜지
13 : 내측면 (접촉면)
20 : 내륜
22 : 내륜 플랜지
23 : 내측면 (접촉면)
30 : 원통 롤러
32 : 전동면
D : 베어링 외경
Da : 롤러 직경
L : 롤러 길이
W : 베어링 폭

Claims

내주면에 외륜 궤도면과, 그 외륜 궤도면의 축 방향 양측에 형성된 1 쌍의 외륜 플랜지를 갖는 외륜과,
외주면에 내륜 궤도면과, 그 내륜 궤도면의 축 방향 편측에 형성된 내륜 플랜지를 갖는 내륜과,
상기 외륜 궤도면과 상기 내륜 궤도면 사이에 배치된 복수의 원통 롤러를 구비한 원통 롤러 베어링으로서,
상기 외륜 플랜지와 상기 내륜 플랜지 사이의 직경 방향 간극은 2 ㎜ 이하로 설정되고,
상기 외륜 플랜지의 직경 방향 높이는, 상기 내륜 플랜지의 직경 방향 높이보다 큰 것을 특징으로 하는 원통 롤러 베어링.
제 1 항에 있어서,
베어링 폭을 W, 베어링 외경을 D 로 하면, D/W 는 3.0 이상이고,
상기 원통 롤러의 롤러 직경을 Da, 롤러 길이를 L 로 하면, L/Da 는 1.2 이상 1.8 이하인 것을 특징으로 하는 원통 롤러 베어링.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 원통 롤러의 전동면에는, 곡률 반경이 300 ∼ 700 ㎜ 인 단일 원호로 이루어지는 크라우닝이 실시되고,
상기 외륜 플랜지 및 상기 내륜 플랜지의 상기 원통 롤러와의 접촉면에는, 10´ ∼ 30´의 경사가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 원통 롤러 베어링.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 원통 롤러의 전동면에는, 그 축 방향 중앙 부분을 곡률 반경이 3000 ∼ 4000 ㎜ 인 단일 원호로 하고, 그 축 방향 중앙 부분의 양측 부분을 로그 곡선 형상에 의해 탈락량을 변화시키도록 한 복합 크라우닝이 실시되고,
상기 외륜 플랜지 및 상기 내륜 플랜지의 상기 원통 롤러와의 접촉면에는, 10´ ∼ 30´의 경사가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 원통 롤러 베어링.
엔진 토크가 입력되는 입력축 또는 종동축이, 적어도 미끄럼 베어링과 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 원통 롤러 베어링에 의해 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되고,
상기 원통 롤러 베어링은, 편측 방향의 트러스트 하중을 지지함과 함께, 상기 외륜과 상기 내륜의 상대 경사를 허용하는 것을 특징으로 하는 트랜스미션용 베어링 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 원통 롤러에 대하여 상기 내륜 플랜지가 형성되는 측과 반대측에 있어서의, 상기 외륜과 상기 내륜 사이의 개구부로부터 윤활유가 공급되는 것을 특징으로 하는 트랜스미션용 베어링 장치.