KR20180065873A - 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링, 외륜 어셈블리 및 내륜 어셈블리 - Google Patents

분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링, 외륜 어셈블리 및 내륜 어셈블리 Download PDF

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KR20180065873A
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고이치 와타나베
도시히로 가와이
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가부시키가이샤 후지코시
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Abstract

(요약) 치수 정밀도가 높고, 또한 다른 외륜 어셈블리 및 내륜 어셈블리와의 호환성이 확보된 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링과 그 외륜 어셈블리 및 내륜 어셈블리를 제공한다.
(과제) 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(100)은, 외륜(116)과 내륜(118)과 2열의 볼(120, 122)을 구비하고 있다. 외륜(116)은 2열의 궤도 홈(130, 132) 중, 궤도 홈(132)이 어깨를 떨어뜨린 카운터 보어 형상(134)이다. 내륜(118)은 2열의 궤도 홈(138, 140) 중, 궤도 홈(140)이 어깨를 떨어뜨린 카운터 보어 형상(142)이다. 외륜 어셈블리(124)는, 외륜(116)과 궤도 홈(130)에 유지된 볼(120)의 열을 포함하고 있다. 내륜 어셈블리(126)는, 내륜(118)과 궤도 홈(140)에 유지된 볼(122)의 열을 포함하고 있다. 외륜 어셈블리(124)의 볼(120)은, 호칭 치수로 이루어지는 이상적인 형상의 기준 내륜(144)에 대해, 소정의 조립폭 정밀도가 되는 치수의 것임을 특징으로 한다.

Description

분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링, 외륜 어셈블리 및 내륜 어셈블리{SEPARABLE DOUBLE ROW ANGULAR BALL BEARING, OUTER RACE ASSEMBLY AND INNER RACE ASSEMBLY}
본 발명은, 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링과 그 외륜 어셈블리 및 내륜 어셈블리에 관한 것이다.
앵귤러 볼 베어링은 레이디얼 하중과 액시얼 하중을 동시에 지지할 수 있지만, 특히 복렬의 것은 부하 능력이 크고 강성도 높다. 그 때문에 복렬 앵귤러 볼 베어링은, 예를 들면 자동차의 디퍼렌셜 기어(최종 감속기)의 피니언축 등, 차량이나 기계 등 중에서도 비교적 큰 하중이 걸리는 장소에 많이 사용되고 있다.
특허 문헌 1에는, 자동차용 트랜스퍼에 사용되고 있는 복렬 앵귤러 볼 베어링이 개시되어 있다. 특허 문헌 1의 복렬 앵귤러 볼 베어링(16)은, 도 2에 표시되어 있는 바와 같이, 외륜측이 케이싱(1)에 고정되어 있고, 내륜측이 베벨 피니언축(5)에 고정되어 있다.
자동차 부품에 사용되는 복렬 앵귤러 볼 베어링은, 하우징 측에 고정된 외륜과, 축측에 고정된 내륜으로, 분리 가능하게 되어 있는 것도 많다. 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링이면, 미리 외륜을 하우징에 고정하고, 내륜을 축에 고정해 둠으로써, 하우징에 축을 삽입하는 작업에 병행하여 베어링의 조립 작업도 완료할 수 있다. 그 때문에, 강고하게 조립된 비분리형의 베어링이 존재하는 상태로 하우징에 축을 삽입하는 경우에 비해, 작업의 노력을 줄일 수 있다.
일본국 특허 제4058241호 공보
그러나, 자동차 부품 등에 사용되는 베어링의 외륜이나 내륜, 및 볼(강구(鋼球))은, 금속제품으로서 엄격한 품질관리 하에 가공되고 있지만, 같은 호칭 치수(기준치)로 제조된 같은 로트의 것들이어도 적지만 치수차가 발생한다. 그 때문에, 종래의 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링에 있어서는, 베어링으로서 완성된 상태에 있어서의 치수 정밀도를 유지하기 위해서, 외륜과 내륜의 페어를 해소하지 않고 관리할 필요가 있었다. 예를 들면, 자동차 부품 등의 조립공정에 있어서, 어떤 베어링의 내륜과 외륜의 페어를 분리시키고, 내륜에 축을 끼워 넣고, 외륜을 하우징에는 끼워 넣은 후에는, 내륜과 외륜이 다시 같은 페어로 돌아오도록 축과 하우징을 조합하고 있었다. 바꾸어 말하면, 같은 제품번호의 베어링이어도, 어떤 베어링의 외륜(또는 내륜)은 다른 베어링의 내륜(또는 외륜)과 호환성이 없었다.
상기와 같이 베어링의 내륜과 외륜을 관리하기 위해서는, 필연적으로 어떤 공장의 하나의 라인으로 베어링의 분리로부터 재조립까지 행하게 된다. 그러나, 근래의 생산 공정의 세분화와 다양화에 따르면, 내륜측의 부품의 조립과 외륜측의 부품의 조립을 따로 따로 할 수 있는 것이 바람직하다. 만일 어떤 베어링의 외륜(또는 내륜)이 다른 베어링의 내륜(또는 외륜)과 호환성이 있으면, 내륜측의 부품의 조립과 외륜측의 부품의 조립을 다른 라인, 다른 공장, 또한 다른 나라의 생산 거점에서 제조하는 것도 가능해진다. 그러면, 예를 들면, 축에 내륜을 끼워 넣은 다음 축에 다른 가공을 실시하는 것이 가능해지고, 하우징에 외륜을 끼워 넣은 다음 또 다른 가공을 실시하는 것도 가능해진다. 즉, 축은 축의 공장, 하우징은 하우징의 공장에서 생산하는 것이 가능해지고, 베어링을 설치함에 따른 생산 공정의 제한이 없어진다는 큰 이점이 있다.
본 발명은, 이러한 과제를 감안하여, 치수 정밀도가 높고, 또한 다른 외륜 어셈블리 및 내륜 어셈블리와의 호환성이 확보된 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링과 그 외륜 어셈블리 및 내륜 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링의 대표적인 구성은, 외륜과 내륜과 2열의 볼을 구비한 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링에 있어서, 외륜은 2열의 궤도 홈 중 한쪽 측의 궤도 홈이 어깨를 떨어뜨린 카운터 보어 형상이며, 내륜은 2열의 궤도 홈 중 다른쪽 측의 궤도 홈이 어깨를 떨어뜨린 카운터 보어 형상이며, 외륜과 카운터 보어가 형성되어 있지 않은 궤도 홈에 유지된 볼의 열을 포함하는 외륜 어셈블리가 형성되고, 내륜과 카운터 보어가 형성되어 있지 않은 궤도 홈에 유지된 볼의 열을 포함하는 내륜 어셈블리가 형성되어 있으며, 외륜 어셈블리의 볼은, 호칭 치수로 이루어지는 이상적인 형상의 내륜 어셈블리에 대해서 소정의 조립폭 정밀도가 되는 치수의 것임을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 볼의 게이지(로트의 평균 직경이라고 불리며 직경과의 치수차)를 이용하여, 외륜의 호칭 치수에 대한 오차를 흡수하고, 보다 호칭 치수에 가까운 외륜 어셈블리를 실현할 수 있다. 따라서, 베어링 전체적으로도 치수 정밀도를 높이고, 2열의 볼의 동시 접촉성을 확보하고, 품질을 향상시킬 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링의 다른 대표적인 구성은, 외륜과 내륜과 2열의 볼을 구비한 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링에 있어서, 외륜은 2열의 궤도 홈 중 한쪽 측의 궤도 홈이 어깨를 떨어뜨린 카운터 보어 형상이며, 내륜은 2열의 궤도 홈 중 다른쪽 측의 궤도 홈이 어깨를 떨어뜨린 카운터 보어 형상이며, 외륜과 카운터 보어가 형성되어 있지 않은 궤도 홈에 유지된 볼의 열을 포함하는 외륜 어셈블리가 형성되고, 내륜과 카운터 보어가 형성되어 있지 않은 궤도 홈에 유지된 볼의 열을 포함하는 내륜 어셈블리가 형성되고 있으며, 내륜 어셈블리의 볼은, 호칭 치수로 이루어지는 이상적인 형상의 외륜 어셈블리에 대해서 소정의 조립폭 정밀도가 되는 치수의 것임을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 볼의 게이지를 이용하여, 내륜의 호칭 치수에 대한 오차를 흡수하고, 보다 호칭 치수에 가까운 내륜 어셈블리를 실현할 수 있다. 따라서, 베어링 전체적으로도 치수 정밀도를 높이고, 2열의 볼의 동시 접촉성을 확보하고, 품질을 향상시킬 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 외륜 어셈블리의 대표적인 구성은, 소정의 내륜 어셈블리와 분리 가능하게 조합되어 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링이 되는 외륜 어셈블리에 있어서, 외륜의 2열의 궤도 홈 중 한쪽 측의 궤도 홈이 어깨를 떨어뜨린 카운터 보어 형상이며, 외륜의 카운터 보어가 형성되어 있지 않은 궤도 홈에 볼의 열이 유지되어 있고, 볼은, 호칭 치수로 이루어지는 이상적인 형상의 내륜 어셈블리에 대해서 소정의 조립폭 정밀도가 되는 치수의 것임을 특징으로 한다.
상기 구성에 의해서도, 볼의 게이지를 이용하여, 외륜의 호칭 치수에 대한 오차를 흡수하고, 보다 호칭 치수에 가까운 외륜 어셈블리를 실현할 수 있다. 따라서, 베어링 전체적으로도 치수 정밀도를 높이고, 품질을 향상시킬 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 내륜 어셈블리의 대표적인 구성은, 소정의 외륜 어셈블리와 분리 가능하게 조합되어 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링이 되는 내륜 어셈블리에 있어서, 내륜의 2열의 궤도 홈 중 한쪽 측의 궤도 홈이 어깨를 떨어뜨린 카운터 보어 형상이며, 내륜의 카운터 보어가 형성되어 있지 않은 궤도 홈에 볼의 열이 유지되어 있고, 볼은, 호칭 치수로 이루어지는 이상적인 형상의 외륜 어셈블리에 대해서 소정의 조립폭 정밀도가 되는 치수의 것임을 특징으로 한다.
상기 구성에 의해서도, 볼의 게이지를 이용하여, 내륜의 호칭 치수에 대한 오차를 흡수하고, 보다 호칭 치수에 가까운 내륜 어셈블리를 실현할 수 있다. 따라서, 베어링 전체적으로도 치수 정밀도를 높이고, 품질을 향상시킬 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링의 다른 대표적인 구성은, 외륜과 내륜과 2열의 볼을 구비한 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링에 있어서, 외륜은 2열의 궤도 홈 중 한쪽 측의 궤도 홈이 어깨를 떨어뜨린 카운터 보어 형상이며, 내륜은 2열의 궤도 홈 중 다른쪽 측의 궤도 홈이 어깨를 떨어뜨린 카운터 보어 형상이며, 외륜과 카운터 보어가 형성되어 있지 않은 궤도 홈에 유지된 볼의 열을 포함하는 외륜 어셈블리가 형성되고, 내륜과 카운터 보어가 형성되어 있지 않은 궤도 홈에 유지된 볼의 열을 포함하는 내륜 어셈블리가 형성되어 있으며, 외륜 어셈블리의 볼은, 호칭 치수로 이루어지는 이상적인 형상의 내륜 어셈블리에 대해서 소정의 조립폭 정밀도가 되는 치수의 것이고, 내륜 어셈블리의 볼은, 호칭 치수로 이루어지는 이상적인 형상의 외륜 어셈블리에 대해서 소정의 조립폭 정밀도가 되는 치수의 것임을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 볼의 게이지를 이용하여, 외륜 및 내륜의 각각의 호칭 치수에 대한 오차를 흡수하고, 보다 호칭 치수에 가까운 외륜 어셈블리 및 내륜 어셈블리를 실현할 수 있다. 이들 호칭 치수에 가까운 외륜 어셈블리 및 내륜 어셈블리이면, 분리 후에 다른 외륜 어셈블리 및 내륜 어셈블리와 재조립한 경우에도, 베어링으로서의 조립폭 정밀도 및 볼의 동시 접촉을 보증할 수 있다. 즉, 상기 구성이면, 치수 정밀도가 높은 베어링을 실현할 수 있을 뿐만 아니라, 분리 후에 다른 외륜 어셈블리 및 내륜 어셈블리와 다시 조립해도 품질을 유지할 수 있는, 호환성이 높은 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링을 제공할 수 있다.
당해 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링은, 외륜 및 내륜이 볼과 다점접촉 가능하게 되어 있어도 된다. 당해 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링은 볼의 동시 접촉이 보증되어 있기 때문에, 3점이나 4점 등의 다점접촉으로 설정함으로써 부하 능력이 크고 강성도 높은 베어링을 더 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면, 치수 정밀도가 높고, 또한 다른 외륜 어셈블리 및 내륜 어셈블리와의 호환성이 확보된 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링과 그 외륜 어셈블리 및 내륜 어셈블리를 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링을 이용한 차동장치의 도면이다.
도 2는, 도 1의 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3은, 외륜 어셈블리의 볼의 선정을 설명하는 도면이다.
도 4는, 내륜 어셈블리의 볼의 선정을 설명하는 도면이다.
도 5는, 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링의 변형예를 나타낸 도면이다.
이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다. 이런한 실시 형태에 나타내는 치수, 재료, 그 외 구체적인 수치 등은, 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 예시에 지나지 않으며, 특별히 언급하는 경우를 제외하고, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능, 구성을 갖는 요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙임으로써 중복 설명을 생략하고, 또 본 발명에 직접 관계가 없는 요소는 도시 또는 설명을 생략한다.
(분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(100))
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(100)을 이용한 차동 장치(102)의 도면이다. 도 1에 나타내는 차동 장치(102)에서는, 당해 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(100)과 다른 앵귤러 볼 베어링(104)을 사용하여, 피니언축(106)을 회전 가능하게 지지하고 있다.
차동 장치(102)에서는, 링 기어(108)와 피니언 기어(110)가 서로 맞물려 있다. 피니언 기어(110)는 피니언축(106)(기어축)의 일단에 구비되어 있고, 피니언축(106)의 타단에는 플랜지(112)(컴퍼니언 플랜지, 또는 접속 플랜지라고도 한다)가 구비되어 있다. 플랜지(112)는 도시를 생략한 프로펠라 샤프트에 접속되는 부위이다. 피니언축(106)이나 피니언 기어(110)의 외측에는, 하우징(114)이 설치되어 있다.
분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(100)은, 피니언 기어(110)의 근방에 설치되어 있다. 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(100)은, 외륜(116)이 하우징(114)에 고정되어 있고, 내륜(118)이 피니언축(106)에 고정되어 있다. 앵귤러 볼 베어링(104)은, 플랜지(112)의 근방(피니언축(106) 중 피니언 기어(110)와는 반대측)에 설치되어 있다.
도 2는, 도 1의 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(100)을 확대하여 나타낸 도면이다. 도 2(a)는, 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(100)의 전체의 개요를 나타내고 있다. 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 당해 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(100)은, 외륜(116)과 내륜(118)과 이들 외륜(116)과 내륜(118)의 사이에 형성된 2열의 볼(120, 122)을 구비하고 있다. 본 실시 형태에서는, 볼(120, 122)은, 같은 호칭 직경이며, 같은 피치 지름으로 설정되어 있다.
분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(100)은, 외륜(116) 및 볼(120)을 포함하는 외륜 어셈블리(124)와, 내륜(118) 및 볼(122)을 포함하는 내륜 어셈블리(126)로 분리 가능하게 되어 있다. 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(100)은, 외륜 어셈블리(124)를 하우징(114)(도 1 참조)에 고정하여, 내륜 어셈블리(126)을 피니언축(106)에 고정하여, 분리할 수 있다. 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(100)은, 분리 가능하게 되어 있음으로써, 하우징(114) 및 피니언축(106)의 조립 작업을 행하기 쉽게 할 뿐만 아니라, 그 멘인터넌스나 재조립 등의 작업도 행하기 쉽게 한다.
도 2(b)는, 도 2(a)의 외륜 어셈블리(124)를 단독으로 나타낸 도면이다. 외륜 어셈블리(124)는, 외륜(116)과 일렬의 볼(120), 및 유지기(128)로 구성되어 있다. 외륜(116)은, 내륜 어셈블리(126)(도 2(a) 참조)와 분리 가능하게 조합하기 위해, 2열의 궤도 홈(130, 132) 중, 한쪽 측의 궤도 홈(132)의 어깨를 떨어뜨리고, 카운터 보어 형상(134)이 설치되고 있는 것으로 되어 있다. 볼(120)은, 카운터 보어가 형성되어 있지 않은 궤도 홈(130)에 유지되어 있다. 유지기(128)는, 볼(120)의 열을 궤도 홈(130)에 유지한 채로 내륜 어셈블리(126)와의 분리를 가능하게 하고 있다.
도 2(c)는, 도 2(a)의 내륜 어셈블리(126)를 단독으로 나타낸 도면이다. 내륜 어셈블리(126)는, 내륜(118)과 일렬의 볼(122), 및 유지기(136)로 구성되어 있다. 내륜(118)은, 외륜 어셈블리(124)(도 2(b) 참조)와 분리 가능하게 조합하기 위해, 2열의 궤도 홈(138, 140) 중, 궤도 홈(132)(도 2(b))에 대해서 다른쪽 측이 되는 궤도 홈(138)의 어깨를 떨어뜨리고, 카운터 보어 형상(142)으로 되어 있다. 볼(122)은, 카운터 보어가 형성되어 있지 않은 궤도 홈(140)에 유지되어 있다. 유지기(136)는, 볼(122)의 열을 궤도 홈(140)에 유지한 채로 외륜 어셈블리(124)와의 분리를 가능하게 하고 있다.
도 2(a)에 나타낸 본 실시 형태의 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(100)은, 외륜(116) 및 내륜(118)의 제조 오차에 맞추어, 볼(120, 122)의 게이지(로트의 평균 직경과 호칭 직경의 치수차)를 선정하고 있다. 여기서 중요한 것은, 외륜 어셈블리(124)와 내륜 어셈블리(126)가 각각 볼의 열을 갖고 있고, 외륜 어셈블리(124)에 있어서는 후술하는 기준 내륜에 대해서 볼의 게이지를 선정하고, 내륜 어셈블리(126)에 있어서는 후술하는 기준 외륜에 대해서 볼의 게이지를 선정하고 있는 것이다. 이로 인해, 동일 규격의 다른 베어링의 외륜 어셈블리 및 내륜 어셈블리의 호환성을 확보할 수 있다. 이하, 외륜 어셈블리(124) 및 내륜 어셈블리(126)의 구성에 대해서, 더 설명을 행한다.
(외륜 어셈블리)
도 3은 외륜 어셈블리(124)의 볼의 선정을 설명하는 도면이다. 도 3(a)는 볼의 선정 전의 상태를 나타내고 있다. 본 실시 형태에서는, 외륜 어셈블리(124)에 설치하는 볼(120)을 선정하기 위해서, 기준 내륜(144)을 이용하고 있다.
기준 내륜(144)은, 호칭 치수로 이루어지는 이상적인 형상의 내륜 어셈블리이다. 예를 들면, 기준 내륜(144)은, 내륜(146)의 폭, 궤도면(148, 149)의 지름 및 곡율 반경, 볼(150)의 직경이 모두, 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(100)(도 2(a) 참조)의 호칭 치수(매우 작은 오차)로 형성되어 있다. 외륜 어셈블리(124)는, 기준 내륜(144)을 이용하여, 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(100)을 조립했을 때의 조립폭 정밀도 및 2열의 볼의 동시 접촉성이 소정의 값이 되도록, 볼의 치수(게이지)가 선정된다.
볼의 게이지를 선정하기 위해서, 우선 외륜 어셈블리(124)를, 외륜(116)과 임의의 볼(152)로 조립한다. 볼(152)은, 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(100)의 볼의 호칭 치수로부터 선택한 임의의 게이지의 것이다. 그리고, 외륜 어셈블리(124)를 기준 내륜(144)과 페어로 하고, 베어링(154)을 형성한다.
베어링(154)은, 측정 장치로 치수 등의 각종 항목을 측정한다. 측정한 값의 성적으로부터는, 기준 내륜(144)이 매우 작은 오차로 형성되어 있음으로써, 외륜(116)의 제조 오차가 판명된다. 특히, 2열의 궤도 홈(130, 132)에 대해서, 궤도지름(d1)과 궤도지름(d2)에 상호차가 발생되어 있는지의 여부, 궤도지름의 서로의 거리(피치(Pe))가 호칭 치수로부터 괴리되어 있는지의 여부가 판명된다.
외륜(116)에 궤도 홈(130)을 설치할 때, 파선으로 나타내는 이상적인 형상과 비교해서, 실선으로 나타내는 실제의 형상에는 오차가 발생되어 있는 경우가 있다. 그 결과, 예를 들면, 궤도지름(d1)과 궤도지름(d2)에 상호차(Δdo(Δdo＞0))가 나타나고, 궤도지름의 서로의 거리에 호칭 치수에 대한 괴리치(ΔPe(ΔPe＞0))가 나타난 경우, 볼(152)이 내륜(146)에 접촉해 있어도, 볼(150)이 외륜(116)에 접촉하지 않는 경우가 있다. 이 경우, 외륜(116)과 볼(150)은, 베어링(154)에 외력이 더해져 그 만큼의 변위가 발생했을 때에 비로소 접촉하고, 접촉점도 당초의 설정으로부터 어긋나 버린다. 이때의 외륜(116)과 볼(150)의 접촉 지연량이, 상호차(Δdo) 및 괴리치(ΔPe)를 얻음으로써 계산 가능해진다.
외륜 어셈블리(124)와 기준 내륜(144)의 동시 접촉은, 상호차(Δdo) 및 괴리치(ΔPe)를 흡수함으로써 달성할 수 있다. 기준 내륜(144)의 볼(150)은 호칭 치수(매우 작은 오차)이기 때문에, 외륜 어셈블리(124)의 접촉 지연량은 볼(152)을 교환함으로써 흡수할 수 있다.
도 3(b)는 볼의 선정 후의 상태를 나타내고 있다. 볼(152)(도 3(a) 참조)을 설치한 경우의 접촉 지연량을 기초로 게이지를 선정하고, 예를 들면 작은 사이즈의 볼(120)을 선정한다. 선정 후의 볼(120)에 의하면, 선정 전의 볼(152)(도 3(a) 참조)에 비해, 외륜(116)의 궤도 홈(130) 측에 축방향의 간극을 얻을 수 있고, 궤도 홈(132)과 볼(150)도 당초의 설정에 가까운 상태로 접촉한다. 이로 인해, 외륜 어셈블리(124)와 기준 내륜(144)의 동시 접촉이 가능해진다.
상기와 같이, 당해 외륜 어셈블리(124)는, 외륜(116)의 궤도지름의 상호차(Δdo)나 피치의 괴리치(ΔPe) 등의 오차를, 볼(120)의 게이지를 이용하여 흡수 가능하게 되어 있다. 본 실시 형태라면, 보다 호칭 치수에 가까운 외륜 어셈블리(124)를 실현할 수 있다. 이 외륜 어셈블리(124)라면, 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(100)(도 2(a) 참조)의 치수 정밀도를 높이고, 2열의 볼의 동시 접촉성도 확보하여 그 품질을 향상시킬 수 있다. 또, 외륜 어셈블리(124)는 치수 정밀도가 높기 때문에, 다른 외륜 어셈블리와도 높은 호환성을 가지며, 특정의 내륜 어셈블리(126)(도 2(a) 참조)뿐만 아니라, 다른 내륜 어셈블리와 조합한 경우에도, 치수 정밀도가 높은 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(100)을 실현할 수 있다.
또한, 도 3(a)의 경우에 있어서, 외륜(116)의 제조 오차의 정도에 따라서는, 기준 내륜(144)의 볼(150)이 먼저 외륜 어셈블리(124)에 접촉하고, 외륜 어셈블리(124) 측의 볼이 기준 내륜(144)에 접촉하지 않는 경우도 있다. 그 경우는, 볼(120)에 게이지가 큰 볼을 선정함으로써, 외륜 어셈블리(124)와 기준 내륜(144)의 동시 접촉이 가능해진다. 이와 같이, 본 실시 형태의 기술적 사상이면, 외륜 어셈블리(124)와 기준 내륜(144)의 접촉 지연량에 맞추어 볼의 게이지를 선정함으로써, 호환성이 있는 외륜 어셈블리(124) 및 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(100)을 실현할 수 있다.
(내륜 어셈블리)
도 4는 내륜 어셈블리(126)의 볼의 선정을 설명하는 도면이다. 도 4(a)는 볼의 선정 전의 상태를 나타내고 있다. 내륜 어셈블리(126)도, 상술한 외륜 어셈블리(124)와 같은 수법으로, 호칭 치수로 이루어지는 이상적인 형상의 외륜 어셈블리인 기준 외륜(160)을 이용하여, 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(100)을 조립했을 때의 조립폭 정밀도 및 2열의 볼의 동시 접촉성이 소정의 값이 되도록, 볼의 치수(게이지)가 선정되어 있다.
기준 외륜(160)도, 외륜(162)의 폭, 궤도면(164, 166)의 지름 및 곡율 반경, 볼(168)의 직경이 모두, 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(100)(도 2(a) 참조)의 호칭 치수(매우 작은 오차)로 형성되어 있다.
내륜 어셈블리(126)도 또, 내륜(118)과 임의의 게이지의 볼(170)로 조립한다. 볼(170)은, 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(100)의 볼의 호칭 치수로부터 선택한 임의의 게이지의 것이다. 그리고, 내륜 어셈블리(126)와 기준 외륜(160)을 페어로 하고, 베어링(172)을 형성한다. 그리고, 측정 장치로 베어링(172)의 치수 등을 측정하고, 내륜(118)의 제조 오차를 판정한다.
예를 들면, 내륜(118)에 궤도 홈(140)을 형성할 때도, 파선으로 나타내는 이상적인 형상과 비교하여, 실선으로 나타내는 실제의 형상에는 오차가 발생되어 있는 경우가 있다. 그 경우, 볼(170)이 외륜(162)에 접촉하고 있어도, 볼(168)이 내륜(118)에 접촉하지 않는 경우가 있다. 그러면, 베어링(172)에 외력이 더해졌을 때에 볼(168)과 내륜(118)이 비로소 접촉하고, 접촉점도 당초의 설정으로부터 어긋나 버린다. 이러한 내륜(118)의 오차가, 2열의 궤도 홈(138, 140)에 대해서, 궤도지름(D1)과 궤도지름(D2)에 상호차가 발생되어 있는지의 여부, 궤도지름의 서로의 거리(피치(Pi))가 호칭 치수로부터 괴리되어 있는지의 여부에 의해 판명한다.
내륜 어셈블리(126)와 기준 외륜(160)의 동시 접촉도 또한, 상호차(Δdo) 및 괴리치(ΔPi)를 흡수함으로써 달성할 수 있다. 기준 외륜(160)의 볼(168)은 호칭 치수(매우 작은 오차)이기 때문에, 내륜 어셈블리(126)의 접촉 지연량은 볼(170)을 교환함으로써 흡수할 수 있다.
도 4(b)는 볼의 선정 후의 상태를 나타내고 있다. 볼(170)(도 4(a) 참조)을 설치한 경우의 접촉 지연량을 기초로, 예를 들면 작은 게이지의 볼(122)을 선정한다. 선정 후의 볼(122)에 의하면, 선정 전의 볼(170)(도 4(a) 참조)에 비해, 내륜(118)의 궤도 홈(140) 측에 축방향의 간극을 얻을 수 있고, 궤도 홈(138)과 볼(168)도 당초의 설정에 가까운 상태로 접촉한다. 이로 인해, 내륜 어셈블리(126)와 기준 외륜(160)의 동시 접촉이 가능해진다. 또, 기준 외륜(160)의 볼(168)이 먼저 닿아 버리는 경우에는, 볼(122)에 게이지가 큰 볼을 선정함으로써, 내륜 어셈블리(126)와 기준 외륜(160)의 동시 접촉이 가능해진다.
상기와 같이, 당해 내륜 어셈블리(126)는, 내륜(118)의 궤도지름의 상호차(Δdo)나 피치의 괴리치(ΔPi) 등의 오차를, 볼(122)의 게이지를 이용하여 흡수 가능하게 되어 있다. 본 실시 형태이면, 보다 호칭 치수에 가까운 내륜 어셈블리(126)를 실현할 수 있다. 이 내륜 어셈블리(126)이면, 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(100)(도 2(a) 참조)의 치수 정밀도를 높이고, 2열의 볼의 동시 접촉성도 확보하여 그 품질을 향상시킬 수 있다. 또, 내륜 어셈블리(126)는 치수 정밀도가 높기 때문에, 다른 내륜 어셈블리와도 높은 호환성을 가지며, 특정의 외륜 어셈블리(124)(도 2(a) 참조) 뿐만 아니라, 다른 외륜 어셈블리와 조합한 경우에도, 치수 정밀도가 높은 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(100)을 실현할 수 있다.
이상과 같이, 도 2(a)의 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(100)은, 볼(120, 122)의 게이지를 이용하여, 외륜(116) 및 내륜(118)의 각각의 호칭 치수에 대한 오차를 흡수하고, 보다 호칭 치수에 가까운 외륜 어셈블리(124) 및 내륜 어셈블리(126)를 실현하고 있다. 이들 호칭 치수에 가까운 외륜 어셈블리(124) 및 내륜 어셈블리(126)이면, 분리 후에 다른 외륜 어셈블리 및 내륜 어셈블리와 재조립한 경우에도, 베어링으로서의 조립폭 정밀도 및 볼의 동시 접촉을 보증할 수 있다. 이와 같이, 당해 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(100)은, 높은 치수 정밀도를 실현하고 있을 뿐만 아니라, 분리 후에 다른 외륜 어셈블리 및 내륜 어셈블리와 다시 조립해도 품질을 유지할 수 있는, 호환성이 높은 구조를 실현하고 있다.
(변형예)
도 5는 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(100)의 변형예를 나타낸 도면이다. 도 5에 나타내는 각 변형예는, 볼의 접촉점의 수에 있어서, 도 2(a)의 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(100)과 구성이 다르다. 또한, 이후의 기재에 있어서, 이미 설명한 구성요소에 대해서는, 같은 부호를 붙임으로써, 그 설명을 생략한다. 또, 다른 부호가 붙여진 구성 요소라도, 이미 설명한 구성 요소와 같은 명칭의 것은, 같은 구성 및 기능을 갖는 것으로 한다.
도 5(a)에 나타내는 제1 변형예의 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(200)에서는, 외륜(202) 및 내륜(204)이, 볼(120, 122)과 3점 접촉하는 구성으로 되어 있다. 상술한 바와 같이, 외륜 어셈블리(124) 및 내륜 어셈블리(126)는, 볼(120, 122)의 동시 접촉이 보증되어 있다. 그 때문에, 볼(120, 122)과 3점 접촉하는 외륜(202) 및 내륜(204)을 채용함으로써, 보다 부하 능력이 크고 강성도 높은 분리형 앵귤러 볼 베어링(200)을 실현할 수 있다.
도 5(b)에 나타내는 제2 변형예의 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(220)에서는, 외륜(222) 및 내륜(224)이, 볼(120, 122)과 4점 접촉하는 구성으로 되어 있다. 볼(120, 122)과 4점 접촉하는 외륜(222) 및 내륜(224)을 채용함으로써, 보다 부하 능력이 크고 강성도 높은 분리형 앵귤러 볼 베어링(220)을 실현할 수 있다.
도 5(c)에 나타내는 제3 변형예의 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(240)에서는, 외륜(242) 및 내륜(244)은, 볼(120)과 2점에서 접촉하고, 볼(122)과 3점에서 접촉하는 구성으로 되어 있다. 이와 같이, 볼(120, 122) 각각에 따라 접촉점의 수가 다른 외륜(242) 및 내륜(244)을 채용함으로써, 보다 부하 능력이 크고 강성도 높은 분리형 앵귤러 볼 베어링(240)을 실현할 수 있다.
이상과 같이, 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링(100)이 갖는 기술적 사상은, 다점접촉의 베어링으로서도 실현 가능하다. 이로 인해, 부하 능력이나 강성을 향상시키고, 목적에 따른 성능의 베어링을 제공하는 것이 가능해진다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시예에 대해 설명했지만, 본 발명은 이러한 예로 한정되지 않는 것은 말할 것도 없다. 당업자라면, 특허 청구의 범위에 기재된 범주 내에 있어서, 각종의 변경예 또는 수정예에 이를 수 있는 것은 분명하고, 그것들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.
본 발명은, 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링과 그 외륜 어셈블리 및 내륜 어셈블리에 이용할 수 있다.
D1: 내륜의 좌측의 궤도지름 D2: 내륜의 우측의 궤도지름
d1: 외륜의 좌측의 궤도지름 d2: 외륜의 우측의 궤도지름
Pe: 외륜의 궤도지름의 피치 Pi: 내륜의 궤도지름의 피치
100: 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링 102: 차동 장치
104: 앵귤러 볼 베어링 106: 피니언축
108: 링 기어 110: 피니언 기어
112: 플랜지 114: 하우징
116: 외륜 118: 내륜
120: 외륜 어셈블리의 볼 122: 내륜 어셈블리의 볼
124: 외륜 어셈블리 126: 내륜 어셈블리
128: 외륜 어셈블리의 유지기 130: 외륜의 좌측의 궤도 홈
132: 외륜의 우측의 궤도 홈 134: 외륜의 카운터 보어 형상
136: 내륜 어셈블리의 유지기 138: 내륜의 좌측의 궤도 홈
140: 내륜의 우측의 궤도 홈 142: 내륜의 카운터 보어 형상
144: 기준 내륜 146: 내륜
148: 좌측의 궤도면 149: 우측의 궤도면
150: 기준 내륜의 볼 152: 임의의 볼
154: 베어링 160: 기준 외륜
162: 외륜 164: 좌측의 궤도면
166: 우측의 궤도면 168: 기준 외륜의 볼
170: 임의의 볼 172: 베어링
200: 제1 변형예의 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링
202: 외륜 204: 내륜
220: 제2 변형예의 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링
222: 외륜 224: 내륜
240: 제2 변형예의 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링
242: 외륜 244: 내륜
Pi: 피치

Claims (6)

  1. 외륜과 내륜과 2열의 볼을 구비한 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링에 있어서,
    상기 외륜은 2열의 궤도 홈 중 한쪽 측의 궤도 홈이 어깨를 떨어뜨린 카운터 보어 형상이며,
    상기 내륜은 2열의 궤도 홈 중 다른쪽 측의 궤도 홈이 어깨를 떨어뜨린 카운터 보어 형상이며,
    상기 외륜과 상기 카운터 보어가 형성되어 있지 않은 궤도 홈에 유지된 볼의 열을 포함하는 외륜 어셈블리가 형성되고,
    상기 내륜과 상기 카운터 보어가 형성되어 있지 않은 궤도 홈에 유지된 볼의 열을 포함하는 내륜 어셈블리가 형성되어 있으며,
    상기 외륜 어셈블리의 볼은, 호칭 치수로 이루어지는 이상적인 형상의 내륜 어셈블리에 대해서 소정의 조립폭 정밀도가 되는 치수의 것임을 특징으로 하는 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링.
  2. 외륜과 내륜과 2열의 볼을 구비한 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링에 있어서,
    상기 외륜은 2열의 궤도 홈 중 한쪽 측의 궤도 홈이 어깨를 떨어뜨린 카운터 보어 형상이며,
    상기 내륜은 2열의 궤도 홈 중 다른쪽 측의 궤도 홈이 어깨를 떨어뜨린 카운터 보어 형상이며,
    상기 외륜과 상기 카운터 보어가 형성되어 있지 않은 궤도 홈에 유지된 볼의 열을 포함하는 외륜 어셈블리가 형성되고,
    상기 내륜과 상기 카운터 보어가 형성되어 있지 않은 궤도 홈에 유지된 볼의 열을 포함하는 내륜 어셈블리가 형성되어 있으며,
    상기 내륜 어셈블리의 볼은, 호칭 치수로 이루어지는 이상적인 형상의 외륜 어셈블리에 대해서 소정의 조립폭 정밀도가 되는 치수의 것임을 특징으로 하는 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링.
  3. 소정의 내륜 어셈블리와 분리 가능하게 조합되어 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링이 되는 외륜 어셈블리에 있어서,
    외륜의 2열의 궤도 홈 중 한쪽 측의 궤도 홈이 어깨를 떨어뜨린 카운터 보어 형상이며,
    상기 외륜의 상기 카운터 보어가 형성되어 있지 않은 궤도 홈에 볼의 열이 유지되어 있고,
    상기 볼은, 호칭 치수로 이루어지는 이상적인 형상의 내륜 어셈블리에 대해서 소정의 조립폭 정밀도가 되는 치수의 것임을 특징으로 하는 외륜 어셈블리.
  4. 소정의 외륜 어셈블리와 분리 가능하게 조합되어 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링이 되는 내륜 어셈블리에 있어서,
    내륜의 2열의 궤도 홈 중 한쪽 측의 궤도 홈이 어깨를 떨어뜨린 카운터 보어 형상이며,
    상기 내륜의 상기 카운터 보어가 형성되어 있지 않은 궤도 홈에 볼의 열이 유지되어 있고,
    상기 볼은, 호칭 치수로 이루어지는 이상적인 형상의 외륜 어셈블리에 대해서 소정의 조립폭 정밀도가 되는 치수의 것임을 특징으로 하는 내륜 어셈블리.
  5. 외륜과 내륜과 2열의 볼을 구비한 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링에 있어서,
    상기 외륜은 2열의 궤도 홈 중 한쪽 측의 궤도 홈이 어깨를 떨어뜨린 카운터 보어 형상이며,
    상기 내륜은 2열의 궤도 홈 중 다른쪽 측의 궤도 홈이 어깨를 떨어뜨린 카운터 보어 형상이며,
    상기 외륜과 상기 카운터 보어가 형성되어 있지 않은 궤도 홈에 유지된 볼의 열을 포함하는 외륜 어셈블리가 형성되고,
    상기 내륜과 상기 카운터 보어가 형성되어 있지 않은 궤도 홈에 유지된 볼의 열을 포함하는 내륜 어셈블리가 형성되어 있으며,
    상기 외륜 어셈블리의 볼은, 호칭 치수로 이루어지는 이상적인 형상의 내륜 어셈블리에 대해서 소정의 조립폭 정밀도가 되는 치수의 것이고,
    상기 내륜 어셈블리의 볼은, 호칭 치수로 이루어지는 이상적인 형상의 외륜 어셈블리에 대해서 소정의 조립폭 정밀도가 되는 치수의 것임을 특징으로 하는 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 외륜 및 상기 내륜이 볼과 다점 접촉 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 분리형 복렬 앵귤러 볼 베어링.
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