KR20180079333A - 베어링 장치 - Google Patents

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마사츠구 다카라베
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Abstract

복수의 부재로 구성된 외륜을 갖는 베어링 장치에 있어서, 용이하게 외륜을 구성하는 부재를 고정할 수 있는 베어링 장치를 제공하는 것을 과제로 한다. 당해 과제를 해결하는 수단으로서, 제1 외륜 부재(91)는 외주면에 둘레 방향으로 연장되는 제1 홈(91b)을 갖고, 제2 외륜 부재(92)는 외주면에 둘레 방향으로 연장되는 제2 홈(92b)을 갖고, 연결 링(13)은 제1 홈(91b)을 향하여 돌출됨과 함께, 둘레 방향으로 서로 이격하여 배치된 복수의 제1 갈고리(14)와, 제2 홈(92b)을 향하여 돌출됨과 함께, 둘레 방향으로 서로 이격하여 배치된 복수의 제2 갈고리(15)를 갖고, 상기 복수의 제1 갈고리(14)가 상기 제1 홈(91b)에 걸림 결합하고, 또한, 상기 복수의 제2 갈고리(15)가 상기 제2 홈(92b)에 걸림 결합함으로써, 상기 제1 외륜 부재(91) 및 상기 제2 외륜 부재(92)를 서로 고정한다.

Description

베어링 장치
본 발명의 일 양태는, 베어링 장치에 관한 것이며, 특히 트럭 등의 자동차의 차륜에 사용되는 베어링 장치에 관한 것이다.
트럭 등의 프레임 구조의 차체를 갖는 자동차에서는, 테이퍼 허브 유닛이 사용되고 있다(예를 들어, 특허문헌 1(일본 특허 공개 제2011-27130호 공보)).
특허문헌 1의 베어링 장치는, 외륜, 내륜, 복수의 롤러 전동체 및 보유 지지기를 갖는다. 외륜 및 내륜은 2열의 궤도면을 갖는다. 롤러 전동체는, 외륜 및 내륜의 2열의 궤도면을 전동하도록, 2열로 배치되어 있다. 보유 지지기는, 외륜의 궤도면 및 내륜의 궤도면 사이에 놓여진 공간에서 복수의 롤러 전동체를 보유 지지하고 있다.
그런데, 복수의 궤도륜을 갖는 베어링 장치에 있어서, 외륜을 복수의 부재로 형성하는 것이 행해지고 있다.
특허문헌 2(일본 특허 공개 제2006-312955호 공보)에는, 전동체가 2열로 배치된 베어링 장치가 개시되어 있다. 이 베어링 장치에 있어서, 외륜은, 단열의 홈을 갖는 한 쌍의 외륜 부재로 구성되어 있다. 한 쌍의 외륜 부재는, 환상의 수지제의 연결 링에 의해 분리되지 않도록 고정되어 있다.
특허문헌 2에 기재된 베어링 장치에 있어서, 한 쌍의 외륜 부재 및 연결 링의 구성에 대하여 상술하면, 한 쌍의 외륜 부재의 각각에는, 외주면 중 다른 쪽의 외륜 부재와 가까운 부분에, 환상의 홈이 마련되어 있다. 한편, 연결 링에는, 내주면에, 축심 방향을 향하여 돌출된 환상 갈고리가 형성되어 있다. 연결 링에는, 환상 갈고리가 2열 형성되어 있다. 즉, 연결 링은, 축심을 통과하는 단면에 있어서의 형상이, コ자 형상으로 되어 있다. 2열의 환상 갈고리의 각각은, 한 쌍의 외륜 부재의 각각에 형성된 환상의 홈과 맞물리도록 형성되어 있다. 이에 의해, 한 쌍의 외륜 부재가 연결 링에 의해 분리되지 않도록 고정된다.
일본 특허 공개 제2011-27130호 공보 일본 특허 공개 제2006-312955호 공보
그러나, 특허문헌 2에 기재된 베어링 장치에 있어서, 연결 링의 전체 둘레에 걸쳐 환상 갈고리가 존재하므로, 한 쌍의 외륜 부재에 연결 링을 압입하여 장착할 때, 매우 큰 압입력이 필요로 된다. 또한, 이때, 연결 링에 매우 큰 응력이 가해지게 된다. 그 때문에, 특허문헌 2의 연결 링에 의해 한 쌍의 외륜 부재를 고정하는 것은 작업 공정상 곤란하다.
상기의 과제를 감안하여, 본 발명의 목적은, 복수의 부재로 구성된 외륜을 갖는 베어링 장치에 있어서, 용이하게 외륜을 구성하는 부재를 고정할 수 있는 베어링 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 양태는, 각각의 내주면에 궤도면을 갖고, 서로 축방향으로 접하여 배치된 제1 외륜 부재 및 제2 외륜 부재와, 제1 외륜 부재 및 제2 외륜 부재를 서로 고정하는 연결 링과, 외주면에 2열의 궤도면이 형성된 내륜과, 제1 외륜 부재의 궤도면 및 내륜의 2열의 궤도면 중 한쪽 사이에 구성되는 공간, 및, 제2 외륜 부재의 궤도면 및 내륜의 2열의 궤도면 중 다른 쪽 사이에 구성되는 공간에 배치된 복수의 전동체를 구비한다. 제1 외륜 부재는, 외주면에 둘레 방향으로 연장되는 제1 홈을 갖는다. 제2 외륜 부재는, 외주면에 둘레 방향으로 연장되는 제2 홈을 갖는다. 연결 링은, 제1 홈을 향하여 돌출됨과 함께, 둘레 방향으로 서로 이격하여 배치된 복수의 제1 갈고리와, 제2 홈을 향하여 돌출됨과 함께, 둘레 방향으로 서로 이격하여 배치된 복수의 제2 갈고리를 갖는다. 복수의 제1 갈고리가 제1 홈에 걸림 결합하고, 또한, 복수의 제2 갈고리가 제2 홈에 걸림 결합함으로써, 제1 외륜 부재 및 제2 외륜 부재가 서로 고정되어 있는 베어링 장치를 포함한다.
상기 제1 양태에 따르면, 베어링 장치에 있어서, 연결 링의 내주면에 복수의 제1 갈고리 및 제2 갈고리가 형성되고, 복수의 제1 갈고리의 각각, 및 복수의 제2 갈고리의 각각은, 둘레 방향으로 서로 이격하여 형성되어 있으므로, 큰 압입력을 수반하지 않고, 제1 외륜 부재 및 제2 외륜 부재를 연결 링으로 용이하게 고정할 수 있다.
도 1은 허브 유닛의 단면도이다.
도 2는 원추 롤러 베어링에 있어서, 부분적으로 단면을 도시한 사시도이다.
도 3은 실시 형태 1의 연결 링의 사시도이다.
도 4는 실시 형태 1의 연결 링을 축방향으로부터 본 평면도이다.
도 5는 실시 형태 1의 외륜의 일부 및 연결 링을 도시하는 단면도이다.
도 6은 실시 형태 1의 외륜의 일부 및 연결 링을 도시하는 단면도이다.
도 7은 실시 형태 2의 연결 링의 사시도이다.
도 8은 실시 형태 2의 연결 링을 축방향으로부터 본 평면도이다.
도 9는 실시 형태 2의 연결 링의 제조 방법의 설명도이다.
도 10은 실시 형태 2의 외륜의 일부 및 연결 링을 도시하는 단면도이다.
도 11은 실시 형태 2의 외륜의 일부 및 연결 링을 도시하는 단면도이다.
도 12는 변형예 1에 관한 연결 링의 사시도이다.
도 13은 변형예 2에 관한 연결 링의 일부를 도시하는 평면도이다.
본 발명의 베어링 장치는, 각각의 내주면에 궤도면을 갖고, 서로 축방향으로 접하여 배치된 제1 외륜 부재 및 제2 외륜 부재와, 제1 외륜 부재 및 제2 외륜 부재를 서로 고정하는 연결 링과, 외주면에 2열의 궤도면이 형성된 내륜과, 제1 외륜 부재의 궤도면 및 내륜의 2열의 궤도면 중 한쪽 사이에 구성되는 공간, 및, 제2 외륜 부재의 궤도면 및 내륜의 2열의 궤도면 중 다른 쪽 사이에 구성되는 공간에 배치된 복수의 전동체를 구비한다. 제1 외륜 부재는, 외주면에 둘레 방향으로 연장되는 제1 홈을 갖는다. 제2 외륜 부재는, 외주면에 둘레 방향으로 연장되는 제2 홈을 갖는다. 연결 링은, 제1 홈을 향하여 돌출됨과 함께, 둘레 방향으로 서로 이격하여 배치된 복수의 제1 갈고리와, 제2 홈을 향하여 돌출됨과 함께, 둘레 방향으로 서로 이격하여 배치된 복수의 제2 갈고리를 갖는다. 복수의 제1 갈고리가 제1 홈에 걸림 결합하고, 또한, 복수의 제2 갈고리가 제2 홈에 걸림 결합함으로써, 제1 외륜 부재 및 제2 외륜 부재가 서로 고정되어 있다.
상기의 구성에 따르면, 연결 링의 내주면에 복수의 제1 갈고리 및 제2 갈고리가 형성되고, 복수의 제1 갈고리의 각각 및 복수의 제2 갈고리의 각각은, 둘레 방향으로 서로 이격하여 형성되어 있으므로, 큰 압입력을 수반하지 않고, 제1 외륜 부재 및 제2 외륜 부재를 연결 링으로 용이하게 고정할 수 있다.
본 발명의 베어링 장치를 구성하는 연결 링에 있어서는, 제1 갈고리와 제2 갈고리는, 축방향으로부터 보아 겹치지 않도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.
상기의 구성에 따르면, 축방향으로 분리 가능한 2개의 금형을 사용함으로써, 사출 성형 등의 방법을 사용하여 연결 링을 제작할 수 있다. 그 때문에, 연결 링의 제조 공정이 용이해진다.
본 발명의 베어링 장치에 있어서, 복수의 제1 갈고리 및 복수의 제2 갈고리의 각각은, 3개 이상 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기의 구성에 따르면, 제1 외륜 부재 및 제2 외륜 부재를, 연결 링에 의해 안정되게 고정할 수 있다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 이하의 설명에 있어서 참조하는 각 도면은, 설명의 편의상, 본 발명의 실시 형태의 구성 부재 중, 본 발명을 설명하기 위해 필요한 주요 부재만을 간략화하여 도시한 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 각 도면에 도시되어 있지 않은 임의의 구성 부재를 구비할 수 있다. 또한, 이하의 각 도면 중의 부재의 치수는, 실제의 치수 및 각 부재의 치수 비율 등을 충실하게 나타낸 것은 아니다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 허브 유닛(100)을 도시한다. 도 1은 허브 유닛(100)의 축심 L1을 통과하는 단면도이다. 허브 유닛(100)은, 예를 들어 트럭 등의 자동차의 차륜에 사용된다.
허브 유닛(100)은 차축관(1), 구동축(2), 원추 롤러 베어링(3), 허브륜(4), 허브 볼트(5), 플랜지(6), 브레이크 로터(7), 고정 너트(8)를 구비한다. 차축관(1)은 도시하지 않은 디퍼런셜과 연결되어 있다. 차축관(1) 내에는 구동축(2)이 삽입 관통되어 있다. 차축관(1)의 외주면에는, 원추 롤러 베어링(3)이 장착되어 있다. 이 원추 롤러 베어링(3)은 복열(본 실시 형태에서는, 2열)로 전동체가 배치된 베어링이다. 또한, 본 실시 형태의 원추 롤러 베어링(3)이 본 발명의 베어링 장치에 상당한다.
허브륜(4)은 원추 롤러 베어링(3)의 외주면에 끼워 맞춰져 있다. 이에 의해, 허브륜(4)은 차축관(1)에 대하여 회전 가능하게 되어 있다. 허브륜(4)은 허브 볼트(5)를 통해 구동축(2)의 플랜지(6)에 연결되어 있다. 또한, 허브 볼트(5)는 플랜지(6), 허브륜(4) 및 브레이크 로터(7)를 연결하고 있다.
원추 롤러 베어링(3)은, 상술한 바와 같이, 허브륜(4)의 내주면에 끼워 맞춰짐과 함께, 차축관(1)의 아우터측의 단부의 외주면에 끼워 맞춰져 있다. 즉, 후술하는 원추 롤러 베어링(3)의 외륜(9)은 허브륜(4)과 일체적으로 회전한다. 또한, 원추 롤러 베어링(3)의 내륜(10)은 차축관(1)과 일체적으로 회전한다. 원추 롤러 베어링(3)은 고정 너트(8)에 의해, 축방향으로 느슨하지 않도록 체결하여 고정되어 있다.
도 2는 원추 롤러 베어링(3)의 사시도이다. 도 2의 사시도 중 일부는, 축심 L1을 포함하는 평면에 있어서의 단면을 도시하고 있다. 원추 롤러 베어링(3)은 한 쌍의 외륜(9), 내륜(10), 복수의 전동체(11) 및 보유 지지기(12)를 갖는다.
외륜(9)은 한 쌍의 외륜 부재로 구성되어 있다. 한 쌍의 외륜 부재의 각각을, 이하, 제1 외륜 부재(91) 및 제2 외륜 부재(92)라 한다. 제1 외륜 부재(91) 및 제2 외륜 부재(92)의 각각은, 대략 원통 형상을 갖는다. 제1 외륜 부재(91)와 제2 외륜 부재(92)는, 내경 및 외경이 서로 동일하다. 제1 외륜 부재(91)의 한쪽의 저면과, 제2 외륜 부재(92)의 한쪽의 저면은 서로 고정되어, 전체로서, 대략 원통 형상의 외륜(9)을 구성하고 있다. 제1 외륜 부재(91) 및 제2 외륜 부재(92)를 고정하는 구조에 대해서는 후술한다.
한 쌍의 제1 외륜 부재(91) 및 제2 외륜 부재(92)의 각각의 내주면에는, 전동체(11)가 전동하는 궤도면이 형성되어 있다. 제1 외륜 부재(91)에 형성된 궤도면을 제1 궤도면(91a), 제2 외륜 부재(92)에 형성된 궤도면을 제2 궤도면(92a)이라 한다.
제1 궤도면(91a) 중 축방향에서 제2 궤도면(92a)에 가까운 부분은, 제1 궤도면(91a) 중 축방향에서 제2 궤도면(92a)으로부터 먼 부분보다도, 축심 L1로부터의 직경의 크기가 작다. 마찬가지로, 제2 궤도면(92a) 중 축방향에서 제1 궤도면(91a)에 가까운 부분은, 제2 궤도면(92a) 중 축방향에서 제1 궤도면(91a)으로부터 먼 부분보다도, 축심 L1로부터의 직경의 크기가 작다. 이에 의해, 외륜(9) 전체로서, 축방향의 양단부에 있어서의 직경 방향의 두께의 각각은, 축방향의 중앙부에 있어서의 직경 방향의 두께보다도 얇게 되어 있다. 또한, 축심 L1을 포함하는 단면에 있어서, 제1 궤도면(91a)은 외륜(9)의 축방향 중심부로부터 단부를 향하여 직선상으로 경사져 있다. 제2 궤도면(92a)은 외륜(9)의 축방향 중심부로부터 단부를 향하여 직선상으로 경사져 있다.
내륜(10)은 외륜(9)의 내측에 끼워지도록 배치되어 있다. 내륜(10)의 외주면에는, 축방향으로 이격하여, 2열의 궤도면이 형성되어 있다. 내륜(10)의 외주면에 형성된 2열의 궤도면을, 제1 궤도면(10a) 및 제2 궤도면(10b)이라 한다. 제1 궤도면(10a) 및 제2 궤도면(10b)의 각각은, 외륜(9)의 제1 궤도면(91a) 및 제2 궤도면(92a)에 대응하여 형성되어 있다. 또한, 내륜(10)은 도 2에 도시한 바와 같이 한 쌍의 내륜 부재로 구성되어 있어도, 단일의 부재로 구성되어 있어도, 어느 것이어도 된다.
제1 궤도면(10a) 중 축방향에서 제2 궤도면(10b)에 가까운 부분은, 제1 궤도면(10a) 중 축방향에서 제2 궤도면(10b)으로부터 먼 부분보다도, 축심 L1로부터의 직경의 크기가 작다. 마찬가지로, 제2 궤도면(10b) 중 축방향에서 제1 궤도면(10a)에 가까운 부분은, 제2 궤도면(10b) 중 축방향에서 제1 궤도면(10a)으로부터 먼 부분보다도, 축심 L1로부터의 직경의 크기가 작다. 이에 의해, 내륜(10) 전체로서, 축방향의 양단부에 있어서의 직경 방향의 두께의 각각은, 축방향의 중앙부에 있어서의 직경 방향의 두께보다도 크게 되어 있다. 또한, 축심 L1을 포함하는 단면에 있어서, 제1 궤도면(10a)은 내륜(10)의 축방향 중심부로부터 단부를 향하여 직선상으로 경사져 있다. 제2 궤도면(10b)은 내륜(10)의 축방향 중심부로부터 단부를 향하여 직선상으로 경사져 있다.
내륜의 제1 궤도면(10a)의 경사각은, 외륜의 제1 궤도면(91a)의 경사각보다도 작다. 내륜의 제2 궤도면(10b)의 경사각은, 외륜의 제2 궤도면(92a)의 경사각보다도 작다. 이에 의해, 외륜(9) 및 내륜(10) 사이에 구성되는 공간 중, 제1 궤도면(91a, 10a) 사이에 구성되는 공간(궤도) 및 제2 궤도면(92a, 10b) 사이에 구성되는 공간(궤도)의 각각은, 축방향의 중심부로부터 양단부를 향함에 따라서, 직경 방향의 크기가 크게 되어 있다.
복수의 전동체(11)의 각각은 원추 롤러 전동체이다. 복수의 전동체(11)의 각각은, 소직경의 저면(11a) 및 대직경의 저면(11b)을 갖는 원추대의 형상이다. 복수의 전동체(11)는 외륜(9)의 내주면과 내륜(10)의 외주면 사이에 구성되는 공간(궤도)에 배치되어 있다. 상세하게는, 복수의 전동체(11) 중 아우터측에 배치된 것은, 외륜(9)의 제1 궤도면(91a)과 내륜의 제1 궤도면(10a) 사이에 배치되며, 제1 궤도면(91a) 및 제1 궤도면(10a)에 접촉한다. 또한, 복수의 전동체(11) 중 이너측에 배치된 것은, 외륜(9)의 제2 궤도면(92a)과 내륜의 제2 궤도면(10b) 사이에 배치되며, 제2 궤도면(92a) 및 제2 궤도면(10b)에 접촉하고 있다. 제1 궤도면(91a)과 제1 궤도면(10a) 사이에 배치된 전동체(11)는, 제1 궤도면(91a, 10a) 중 축방향의 중심에 가까운 부분에 전동체(11)의 소직경측의 저면(11a)이 오도록 배치되어 있다. 제2 궤도면(92a)과 제2 궤도면(10b) 사이에 배치된 전동체(11)는 제2 궤도면(92a, 10b) 중 축방향의 중심에 가까운 부분에 전동체(11)의 소직경측의 저면(11a)이 오도록 배치되어 있다.
보유 지지기(12)는 외륜(9)의 내주면 및 내륜(10)의 외주면으로 구성되는 공간에 배치되어 있다. 보유 지지기(12)는 복수의 전동체(11)가 상기 설명한 배치로 되도록, 복수의 전동체(11)를 보유 지지하고 있다.
제1 외륜 부재(91) 및 제2 외륜 부재(92)는, 상술한 바와 같이, 서로 고정되어 외륜(9)을 구성하고 있다. 제1 외륜 부재(91) 및 제2 외륜 부재(92)는 연결 링(13)에 의해 연결되어 있다. 연결 링(13)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 외륜 부재(91) 및 제2 외륜 부재(92)의 외주면에 있어서 양자를 연결하고 있다.
도 3은 연결 링(13)의 사시도이다. 또한, 도 4는 연결 링(13)의 축방향으로부터 본 평면도이다. 연결 링(13)은 무단 환상으로 구성되어 있다. 연결 링(13)의 내주면에는, 복수의 갈고리(14, 15)가 형성되어 있다. 복수의 갈고리(14)는 연결 링(13)의 축방향의 한쪽의 단부면(13a)을 따라서 배치되어 있다. 복수의 갈고리(15)는 연결 링(13)의 축방향의 다른 쪽의 단부면(13b)을 따라서 배치되어 있다. 복수의 갈고리(14)의 각각은, 둘레 방향으로 이격하여 형성되어 있다. 또한, 복수의 갈고리(15)의 각각은, 둘레 방향으로 이격하여 형성되어 있다.
복수의 갈고리(14, 15)의 각각은, 연결 링(13)의 내주면으로부터 축심 방향으로 돌출되어 있다. 복수의 갈고리(14, 15)의 각각은, 연결 링(13)과 일체로 형성되어 있다.
갈고리(14)의 축방향 중심부에 가까운 면(14a)은, 연결 링(13)의 직경 방향에 대략 평행한 면으로 되어 있다. 면(14a)은 제1 외륜 부재(91)와의 걸림 결합면으로 된다. 또한, 갈고리(14)의 축방향 단부에 가까운 면(14b)은, 면(14a) 중 축심에 가까운 변과, 연결 링(13)의 단부면(13a)을 연결하는 면으로 되어 있다. 즉, 면(14b)은 연결 링(13)의 직경 방향에 대하여 경사져 있다.
또한, 갈고리(15)의 축방향 중심부에 가까운 면(15a)은, 연결 링(13)의 직경 방향에 대략 평행한 면으로 되어 있다. 면(15a)은 제2 외륜 부재(92)와의 걸림 결합면으로 된다. 또한, 갈고리(15)의 축방향 단부에 가까운 면(15b)은, 면(15a) 중 축심에 가까운 변과, 연결 링(13)의 단부면(13b)을 연결하는 면으로 되어 있다. 즉, 면(15b)은 연결 링(13)의 직경 방향에 대하여 경사져 있다.
갈고리(14)는 연결 링(13)에 3개 이상 형성되어 있는 것이 바람직하다. 갈고리(14)의 수가 2개 이하인 경우에는, 연결 링(13)과 제1 외륜 부재(91)의 안정성이 나빠질 우려가 있다. 갈고리(14)의 수에 특별히 상한은 없지만, 갈고리(14)의 수는, 예를 들어 3∼10개이다. 또한, 갈고리(15)는 연결 링(13)에 3개 이상 형성되어 있는 것이 바람직하다. 갈고리(15)의 수가 2개 이하인 경우에는, 연결 링(13)과 제2 외륜 부재(92)의 안정성이 나빠질 우려가 있다. 갈고리(15)의 수에 특별히 상한은 없지만, 갈고리(15)의 수는, 예를 들어 3∼10개이다. 갈고리(14)의 수와 갈고리(15)의 수는 동수인 것이 바람직하다.
복수의 갈고리(14, 15)의 각각은, 원추 롤러 베어링(3)의 전체의 밸런스 안정성의 관점에서, 동일한 치수인 것이 바람직하다. 또한, 복수의 갈고리(14, 15)는, 원추 롤러 베어링(3)의 전체의 밸런스 안정성의 관점에서, 둘레 방향으로 등간격을 두고 배치되어 있는 것이 바람직하다.
도 4에 도시한 바와 같이, 갈고리(14)의 둘레 방향의 양단과 연결 링(13)의 직경 방향의 중심이 이루는 각을 θ라 한다. 이때, 식 (1)에 나타내는 바와 같이, 각 갈고리(14)의 θ의 크기(°)의 총합은, 전체 둘레(360°)에 대하여 5％ 이상인 것이 바람직하다. 이에 의해, 연결 링(13)을 제1 외륜 부재(91)에 설치하였을 때의 안정성이 향상된다. 수 1 식에 있어서, n은 갈고리(14)의 수이다.
Figure pct00001
마찬가지로, 갈고리(15)의 둘레 방향의 양단과 연결 링(13)의 직경 방향의 중심이 이루는 각을 θ라 하였을 때, 각 갈고리(15)의 θ의 크기(°)의 총합은, 전체 둘레(360°)에 대하여 5％ 이상인 것이 바람직하다.
복수의 갈고리(14)의 각각과, 복수의 갈고리(15)의 각각은, 도 3에 도시한 바와 같이, 한 쌍씩 축방향으로 대향하도록 배치되어 있다.
연결 링(13)은 수지로 형성되어 있다. 연결 링(13)을 형성하는 수지로서는, 예를 들어 PA66(6,6-나일론), PA46(4,6-나일론) 등을 들 수 있다.
통상의 금형을 사용하여 연결 링(13)을 사출 성형에 의해 형성하는 경우, 연결 링(13)의 둘레 방향에 있어서 갈고리(14)와 갈고리(15) 사이에도 수지가 사출된다. 이 경우, 수지를 사출 성형한 후, 추가 가공에 의해 갈고리(14)와 갈고리(15) 사이의 수지를 제거함으로써, 갈고리(14) 및 갈고리(15)가 형성된다.
한편, 사출 성형에 있어서 슬라이드 금형을 사용할 수도 있다. 슬라이드 금형을 사용한 사출 성형에 의해 연결 링(13)을 형성하는 경우, 수지를 사출 성형한 후에, 갈고리(14)와 금형이 축방향으로 걸림 결합하고, 갈고리(15)와 금형이 축방향으로 걸림 결합하게 된다. 이 경우, 수지를 사출 성형한 후에 슬라이드 금형을 직경 방향으로 이동시킴으로써, 갈고리(14)와 금형의 걸림 결합을 해제함과 함께, 갈고리(15)와 금형의 걸림 결합을 해제하여, 연결 링(13)으로부터 슬라이드 금형을 분리할 수 있다. 슬라이드 금형을 사용한 경우, 사출 성형에 있어서 갈고리(14)와 갈고리(15) 사이에 수지가 사출되지 않으므로, 불필요한 수지를 제거하기 위한 추가 공정이 불필요하게 된다.
도 5 및 도 6은 외륜(9) 중 연결 링(13)의 주변을 확대하여 도시하는 단면도이다. 도 5는 연결 링(13) 중 갈고리(14)를 통과하고, 또한, 외륜(9)의 축심 L1(도 5에는 도시하지 않음)을 포함하는 평면에 있어서의 단면도이다. 또한, 도 6은 연결 링(13) 중 갈고리(14)를 통과하지 않고, 또한, 외륜(9)의 축심 L1(도 6에는 도시하지 않음)을 포함하는 평면에 있어서의 단면도이다.
도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 제1 외륜 부재(91)의 외주면 중, 제2 외륜 부재(92)에 접하는 부분의 근방에는, 둘레 방향으로 환상의 홈(91b)이 형성되어 있다. 또한, 제2 외륜 부재(92)의 외주면 중, 제1 외륜 부재(91)에 접하는 부분의 근방에는, 둘레 방향으로 환상의 홈(92b)이 형성되어 있다.
제1 외륜 부재(91) 중, 홈(91b)보다도 축방향 중심측의 부분을, 볼록부(91c)라 한다. 마찬가지로, 제2 외륜 부재(92) 중, 홈(92b)보다도 축방향 중심측의 부분을, 볼록부(92c)라 한다. 볼록부(91c, 92c)의 각각은, 제1 외륜 부재(91) 및 제2 외륜 부재(92)의 각각을 따라서, 둘레 방향으로 환상으로 연장되어 있다.
볼록부(91c) 중 제2 외륜 부재(92)와는 반대 방향을 향한 면(91d)은 외륜(9)의 직경 방향과 대략 평행하게 되어 있다. 또한, 볼록부(92c) 중 제1 외륜 부재(91)와는 반대 방향을 향한 면(92d)은 외륜(9)의 직경 방향과 대략 평행하게 되어 있다.
제1 외륜 부재(91), 제2 외륜 부재(92) 및 연결 링(13)을 끼워 맞춘 상태에 있어서, 연결 링(13)이 갈고리(14, 15)를 갖는 부분에서는, 도 5에 도시한 바와 같이, 갈고리(14)가 홈(91b)에 끼워지고, 갈고리(15)가 홈(92b)에 끼워진다. 또한, 이때, 갈고리(14)의 면(14a)이 제1 외륜 부재(91)의 볼록부(91c)를 구성하는 면(91d)과 접하도록, 그리고, 갈고리(15)의 면(15a)이 제2 외륜 부재(92)의 볼록부(92c)를 구성하는 면(92d)과 접하도록, 연결 링(13)이 설치된다. 이에 의해, 제1 외륜 부재(91) 및 제2 외륜 부재(92)의 축방향의 상대적인 이동이 규제된다.
한편, 연결 링(13)이 갈고리(14, 15)를 갖지 않는 부분에서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 홈(91b, 92b)에는 아무것도 끼워져 있지 않은 상태로 되어 있다.
연결 링(13)은 제1 외륜 부재(91) 및 제2 외륜 부재(92)에 대하여 외주면으로부터 압입하여 설치할 수 있다. 이에 의해, 제1 외륜 부재(91) 및 제2 외륜 부재(92)의 축방향의 상대적인 이동이 규제된다.
(실시 형태 1의 효과)
본 실시 형태의 원추 롤러 베어링(3)에 의하면, 연결 링(13)의 내주면에, 복수의 비연속의 갈고리(14, 15)가 형성되어 있으므로, 연결 링의 전체 둘레에 걸쳐 갈고리가 형성되어 있는 경우와 비교하여, 큰 압입력을 수반하지 않고 용이하게 제1 외륜 부재(91) 및 제2 외륜 부재(92)에 연결 링(13)을 끼워 넣을 수 있다. 즉, 용이하게 제1 외륜 부재(91) 및 제2 외륜 부재(92)를 고정할 수 있다.
연결 링(13)을 끼워 넣을 때에 큰 압입력을 수반하지 않으므로, 연결 링(13)을 구성하는 수지에 큰 응력이 걸리지 않는다. 그 때문에, 연결 링(13)을 끼워 넣을 때에 연결 링(13)에 큰 압력이 가해져 연결 링(13)이 열화되거나 파손되거나 하는 것이 억제된다.
또한, 본 실시 형태의 연결 링(13)에 형성된 갈고리(14) 및 갈고리(15)의 개수가, 각각, 3∼10개이므로, 연결 링(13)에 의해, 제1 외륜 부재(91) 및 제2 외륜 부재(92)를 안정되게 고정할 수 있다.
본 실시 형태의 연결 링(13)에 있어서, 복수의 갈고리(14, 15)의 각각은, 동일한 치수이며, 또한, 이들이 둘레 방향으로 등간격을 두고 배치되어 있으므로, 제1 외륜 부재(91) 및 제2 외륜 부재(92)를 안정적으로 고정할 수 있다.
또한, 갈고리(14, 15)의 각각의 둘레 방향의 양단과 연결 링(13)의 직경 방향의 중심이 이루는 각을 θ라 하였을 때의 갈고리(14, 15)의 θ의 크기(°)의 총합은, 전체 둘레(360°)에 대하여 5％ 이상이므로, 제1 외륜 부재(91) 및 제2 외륜 부재(92)를 안정적으로 고정할 수 있다.
<실시 형태 2>
다음에, 실시 형태 2의 허브 유닛에 대하여 설명한다. 본 실시 형태의 허브 유닛은, 연결 링(13A)의 구조가 상이한 점을 제외하고, 실시 형태 1의 허브 유닛(100)과 동일한 구성을 갖는다. 이하, 연결 링(13A)의 구조 및 제1 외륜 부재(91) 및 제2 외륜 부재(92)의 연결 구조에 대하여 설명한다.
도 7은 연결 링(13A)의 사시도이다. 또한, 도 8은 연결 링(13A)의 축방향으로부터 본 평면도이다. 연결 링(13A)은 무단 환상으로 구성되어 있다. 연결 링(13A)의 내주면에는, 복수의 갈고리(14A, 15A)가 형성되어 있다.
실시 형태 1의 연결 링(13)에서는, 복수의 갈고리(14, 15) 중 단부면(13a)을 따른 갈고리(14)의 각각과, 단부면(13b)을 따른 갈고리(15)의 각각은, 한 쌍씩 축방향으로 대향하도록 배치되어 있는 것에 반해, 본 실시 형태의 연결 링(13A)에서는, 도 8에 도시한 바와 같이, 복수의 갈고리(14A, 15A) 중 단부면(13a)을 따른 갈고리(14A)의 각각과, 단부면(13b)을 따른 갈고리(15A)의 각각은, 축방향으로부터 보아 겹치지 않도록 배치되어 있다.
복수의 갈고리(14A, 15A)의 각각의 구성에 대해서는, 실시 형태 1의 갈고리(14, 15)와 동일하다.
(연결 링의 제조 방법)
연결 링(13A)은 수지의 사출 성형에 의해 형성할 수 있다. 도 9는 연결 링(13A)의 제조 방법의 설명도이다. 또한, 도 9에서는, 축심 L1로부터 연결 링(13A)의 내주면을 평면적으로 본 도면을 도시하고 있다.
연결 링(13A)을 제작할 때에, 2개의 금형 M1, M2를 사용한다. 금형 M1은, 연결 링(13A)의 일부 및 갈고리(14A)의 형상에 대응한 형이다. 또한, 금형 M2는, 연결 링(13A)의 일부 및 갈고리(15A)의 형상에 대응한 형이다. 금형 M1, M2를 조합하여 수지를 유입하고, 도 9의 굵은 선부로부터 도 9에 있어서의 좌측으로 금형 M1을, 우측으로 금형 M2를 끌어당김으로써, 연결 링(13A)이 얻어진다. 또한, 도 9에서는, 금형 M1의 영역과 금형 M2의 영역을 구별하기 쉽도록, 편의상, 각각 사선을 부여하여 도시하고 있다.
도 10 및 도 11은 외륜(9)의 일부 및 연결 링(13A)을 도시하는 단면도이다. 도 10은 연결 링(13A) 중 갈고리(14A)가 형성된 부분에 있어서의 단면을 도시한다. 도 11은 연결 링(13A) 중 갈고리(15A)가 형성된 부분에 있어서의 단면을 도시한다.
실시 형태 1과 마찬가지로, 제1 외륜 부재(91)의 외주면 중, 제2 외륜 부재(92)에 접하는 부분의 근방에는, 둘레 방향으로 환상의 홈(91b)이 형성되어 있다. 제1 외륜 부재(91) 중, 홈(91b)보다도 축방향 중심측의 부분을, 볼록부(91c)라 한다. 볼록부(91c) 중 제2 외륜 부재(92)와는 반대 방향을 향한 면은, 면(91d)으로 구성되어 있다.
또한, 제2 외륜 부재(92)의 외주면 중, 제1 외륜 부재(91)에 접하는 부분의 근방에는, 둘레 방향으로 환상의 홈(92b)이 형성되어 있다. 제2 외륜 부재(92) 중, 홈(92b)보다도 축방향 중심측의 부분을, 볼록부(92c)라 한다. 볼록부(92c) 중 제1 외륜 부재(91)와는 반대 방향을 향한 면은, 면(92d)으로 구성되어 있다.
제1 외륜 부재(91), 제2 외륜 부재(92) 및 연결 링(13A)을 끼워 맞춘 상태에 있어서, 연결 링(13A)이 갈고리(14A)를 갖는 부분에서는, 도 10에 도시한 바와 같이, 갈고리(14A)가 홈(91b)에 끼워져 있다. 또한, 이때, 갈고리(14A)의 면(14a)이 제1 외륜 부재(91)의 볼록부(91c)를 구성하는 면(91d)과 접하고 있다. 한편, 연결 링(13A)이 갈고리(15A)를 갖는 부분에서는, 도 11에 도시한 바와 같이, 갈고리(15A)가 홈(92b)에 끼워져 있다. 또한, 이때, 갈고리(15A)의 면(15a)이 제2 외륜 부재(92)의 볼록부(92c)를 구성하는 면(92d)과 접하고 있다. 이에 의해, 제1 외륜 부재(91) 및 제2 외륜 부재(92)의 축방향의 상대적인 이동이 규제된다.
본 실시 형태의 연결 링(13A)은, 실시 형태 1의 작업에 의해, 제1 외륜 부재(91) 및 제2 외륜 부재(92)에 설치할 수 있다.
(실시 형태 2의 효과)
실시 형태 2에 따르면, 실시 형태 1과 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 실시 형태 2에 따르면, 연결 링(13A)의 갈고리(14A)와 갈고리(15A)는, 축방향으로 겹치지 않도록 배치되어 있으므로, 도 9에 도시한 바와 같이, 2개의 금형 M1, M2를 사용하여 연결 링(13A)을 제작할 수 있다.
구체적으로는, 금형 M1과 금형 M2 사이의 공간에 수지를 사출 성형함으로써, 연결 링(13A)을 성형할 수 있다. 금형 M1과 금형 M2 사이에 수지를 사출한 후에는, 갈고리(14A)와 금형 M1이 축방향으로 걸림 결합하지 않고, 갈고리(15A)와 금형 M2가 축방향으로 걸림 결합하지 않으므로, 금형 M1을 도 9의 좌측으로, 금형 M2를 도 9의 우측으로 이동시킴으로써, 연결 링(13A)으로부터 2개의 금형 M1, M2를 떼어낼 수 있다.
즉, 수지를 사출 성형한 후에, 갈고리(14A)와 금형 M1이 축방향으로 걸림 결합하지 않고, 갈고리(15A)와 금형 M2가 축방향으로 걸림 결합하지 않으므로, 슬라이드 금형 등을 사용하지 않고 연결 링(13A)을 성형할 수 있다. 연결 링(13A)의 성형에 슬라이드 금형을 사용하지 않으므로, 연결 링(13A)의 제조 비용을 억제할 수 있다.
또한, 도 9에 도시한 금형 M1, M2를 사용하여 연결 링(13A)을 얻을 수 있으므로, 갈고리(14)와 갈고리(15) 사이의 수지를 제거하기 위한 추가 가공을 할 필요가 없다. 그 때문에, 연결 링(13A)의 수율이 향상된다.
<그 밖의 실시 형태>
(변형예 1)
실시 형태 1 및 2에서는, 연결 링(13 및 13A)이 무단 환상으로 구성되어 있다고 설명하였지만, 특별히 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 12에 도시한 바와 같이, 연결 링(13B)의 일부가 개환되어 있어도 된다.
(변형예 2)
상기의 실시 형태에서는, 도 4를 사용하여, 각 갈고리(14)의 θ의 크기(°)의 총합은, 전체 둘레(360°)에 대하여 5％ 이상인 것이, 연결 링(13)을 제1 외륜 부재(91)에 설치하였을 때의 안정성의 관점에서 바람직하다고 설명하였다. 그러나, 각 갈고리(14)의 θ의 크기(°)의 총합은, 전체 둘레(360°)에 대하여 5％보다 작은 경우라도, 연결 링(13)을 제1 외륜 부재(91)에 설치하였을 때에 우수한 안정성을 얻는 것은 가능하다.
도 13은 변형예 2의 연결 링(13C)의 일부를 도시한다. 도 13은 연결 링(13C)을 축방향으로부터 보았을 때의 평면도이다. 또한, 편의상, 갈고리(14C)를 사선으로 나타내고 있다. 이 연결 링(13C)에서는, 각 갈고리(14C)의 θ의 크기(°)의 총합은, 전체 둘레(360°)에 대하여 5％보다 작다.
각 갈고리(14C)의 θ의 크기(°)의 총합이 5％보다 작은 것은, 갈고리(14C)의 둘레 방향의 폭 W의 크기가 작거나, 또는, 갈고리(14C)의 개수가 적은 것을 의미한다. 이 경우, 각 갈고리(14C)의 θ의 크기(°)의 총합이 5％ 이상인 경우와 비교하여, 연결 링(13)을 제1 외륜 부재(91)에 설치하였을 때의 안정성이 저하되는 것이 염려된다. 그러나, 갈고리(14C)의 직경 방향의 크기(도 13에 있어서의 d의 크기)를 크게 하여, 도 13의 사선의 면적을 크게 확보함으로써, 연결 링(13C)을 제1 외륜 부재(91)에 설치하였을 때에 우수한 안정성을 얻을 수 있다.
실시 형태 1 및 2에서는, 전동체(11) 중 축방향의 중심부에 가까운 저면(11a)이, 축방향의 양단에 가까운 저면(11b)보다도, 직경 방향에 있어서 축심 L1에 가까워지도록 배치되어 있다고 설명하였지만, 특별히 이것에 한정되지 않는다. 전동체(11) 중 축방향의 중심부에 가까운 저면(11a)이, 축방향의 양단에 가까운 저면(11b)보다도, 직경 방향에 있어서 축심 L1로부터 멀어지도록 배치되어 있어도 된다.
실시 형태 1 및 2에서는, 제1 외륜 부재(91) 및 제2 외륜 부재(92) 중, 허브 유닛(100)의 아우터측이 제1 외륜 부재(91), 및 이너측이 제2 외륜 부재(92)라고 설명하였지만, 반대여도 상관없다.
실시 형태 1 및 실시 형태 2에서는, 원추 롤러 베어링(3)에 대하여 설명하였지만, 복열로 전동체가 배치된 베어링 장치이면, 그 밖의 종류의 베어링 장치에 있어서도 본 발명을 적용할 수 있다. 예를 들어, 전동체가 볼 전동체인 베어링 장치에 본 발명을 적용해도 된다.
이상, 상술한 실시 형태는 본 발명을 실시하기 위한 예시에 지나지 않는다. 따라서, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서 상술한 실시 형태를 적절히 변형하여 실시하는 것이 가능하다.
본 출원은, 2015년 11월 11일에 출원된 일본 특허 출원(출원 제2015-221125호)에 기초하는 것이며, 그 내용은 여기에 참조로서 포함된다.
3 : 원추 롤러 베어링(베어링 장치)
9 : 외륜
91 : 제1 외륜 부재
91a : 궤도면
91b : 홈(제1 홈)
92 : 제2 외륜 부재
92a : 궤도면
92b : 홈(제2 홈)
10 : 내륜
10a : 궤도면
11 : 복수의 전동체
13 : 연결 링
14 : 갈고리(제1 갈고리)
15 : 갈고리(제2 갈고리)

Claims (3)

  1. 각각의 내주면에 궤도면을 갖고, 서로 축방향으로 접하여 배치된 제1 외륜 부재 및 제2 외륜 부재와,
    상기 제1 외륜 부재 및 상기 제2 외륜 부재를 서로 고정하는 연결 링과,
    외주면에 2열의 궤도면이 형성된 내륜과,
    상기 제1 외륜 부재의 상기 궤도면 및 상기 내륜의 2열의 궤도면 중 한쪽 사이에 구성되는 공간, 및, 상기 제2 외륜 부재의 상기 궤도면 및 상기 내륜의 2열의 궤도면 중 다른 쪽 사이에 구성되는 공간에 배치된 복수의 전동체를
    구비하고,
    상기 제1 외륜 부재는, 외주면에 둘레 방향으로 연장되는 제1 홈을 갖고,
    상기 제2 외륜 부재는, 외주면에 둘레 방향으로 연장되는 제2 홈을 갖고,
    상기 연결 링은, 상기 제1 홈을 향하여 돌출됨과 함께, 둘레 방향으로 서로 이격하여 배치된 복수의 제1 갈고리와, 상기 제2 홈을 향하여 돌출됨과 함께, 둘레 방향으로 서로 이격하여 배치된 복수의 제2 갈고리를 갖고,
    상기 복수의 제1 갈고리가 상기 제1 홈에 걸림 결합하고, 또한, 상기 복수의 제2 갈고리가 상기 제2 홈에 걸림 결합함으로써, 상기 제1 외륜 부재 및 상기 제2 외륜 부재가 서로 고정되어 있는, 베어링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결 링에 있어서, 상기 제1 갈고리와 제2 갈고리는, 축방향으로부터 보아 겹치지 않도록 배치되어 있는, 베어링 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복수의 제1 갈고리 및 상기 복수의 제2 갈고리의 각각은, 3개 이상 형성되어 있는, 베어링 장치.
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