KR20190022347A

KR20190022347A - 베어링

Info

Publication number: KR20190022347A
Application number: KR1020180096584A
Authority: KR
Inventors: 마사시 오자키; 겐고 기시
Original assignee: 가모세이코 가부시키가이샤
Priority date: 2017-08-25
Filing date: 2018-08-20
Publication date: 2019-03-06
Also published as: JP2019039557A

Abstract

베어링의 한층 더의 성능 향상을 달성한다. 베어링은, 원기둥 형상의 복수의 니들 롤러(13)와, 복수의 니들 롤러(13)를 축 방향으로 평행하게 그리고 원통 형상으로 나란하도록 유지하는 유지기(14)를 구비하고, 복수의 니들 롤러(13)에 의해 형성되는 원통의 내주에서 핀 롤러를 지지한다. 그리고 유지기(14)는, 2개의 링(17)과, 상기 2개의 링(17) 사이를 가교하는 복수의 가교부(18)를 갖고, 서로 이웃하는 2개의 가교부(18) 사이에 니들 롤러(13)를 복수개 수용하여 유지한다. 이에 의해, 베어링(1)은 한층 더의 성능 향상을 달성할 수 있다.

Description

베어링{A BEARING DEVICE}

본 개시는 베어링에 관한 것이다.

종래로부터, 예를 들어 핀 롤러형의 피니언에 있어서 핀 롤러를 지지하는 베어링에는, 이하에 설명하는 복수의 니들 롤러와, 이들 니들 롤러를 유지하는 유지기를 구비하는 것이 공지로 되어 있다.

즉, 니들 롤러는, 예를 들어 금속제의 원기둥체이며, 유지기는 복수의 니들 롤러를 축 방향으로 평행하게 그리고 원통 형상으로 나란하도록 유지한다. 그리고 복수의 니들 롤러에 의해 형성되는 원통의 내주에서 핀 롤러를 외주측으로부터 지지한다.

일본 공개특허공보 제2013-36488호

이러한 베어링에서는, 한층 더 성능 향상이 과제로 되어 있어, 대책이 요구되고 있다.

본 개시의 베어링은, 회전이나 왕복동(往復動)하는 대상 부품을 지지하는 것이며, 원기둥 형상의 복수의 니들 롤러와, 복수의 니들 롤러를 대상 부품의 축 방향으로 평행하게 그리고 원통 형상으로 나란하도록 유지하는 유지기를 구비하고, 복수의 니들 롤러에 의해 형성되는 원통의 내주에서 핀 롤러를 지지한다. 그리고 유지기는 2개의 링과, 상기 2개의 링 사이를 가교하는 복수의 가교부를 가지며, 서로 이웃하는 2개의 가교부 사이에 니들 롤러를 복수개 수용하여 유지한다.

이에 의해, 본 개시의 베어링은 잠재적으로 한층 더 성능 향상을 달성할 수 있다고 하는 효과를 갖는다.

도 1은 구동 장치의 사시도이다(실시예 1).
도 2는 피니언의 분해 사시도이다(실시예 1).
도 3은 베어링을 핀 롤러와 함께 나타내는 분해 사시도이다(실시예 1).
도 4(a)는 유지기 및 니들 롤러를 나타내는 분해 사시도이며, 도 4(b)는 니들 롤러를 장착한 유지기를 나타내는 사시도이다(실시예 1).
도 5는 베어링의 단면도이다(실시예 1).
도 6은 도 5의 VI-VI 단면도이다(실시예 1).
도 7은 도 6의 부분 확대도이다(실시예 1).
도 8은 베어링의 주요부를 나타내는 부분 확대도이다(실시예 2).
도 9는 리테이너의 사시도이다(실시예 2).

본 개시를 실시하기 위한 형태를 이하의 실시예에 의해 상세하게 설명한다.

[실시예]

[실시예 1의 구성]

실시예 1의 베어링(1)은 랙·앤드·피니언(rack and pinion) 식의 구동 장치(2)의 피니언(3)에 조립하여 넣어진다.

우선, 구동 장치(2)의 전체 구성을 도 1을 이용하여 설명한다.

구동 장치(2)는, 예를 들어 피니언(3)을 수용하는 하우징(4)을 2개의 레일(5A, 5B)을 따라서 이동시킴으로써 각종 물품을 이동하는 것이다. 또한, 랙(6)은 레일(5A, 5B) 사이에 설치되고, 피니언(3)은 자신의 회전의 축 방향(R)이 랙(6)의 길이 방향(M)에 대해 직각을 이루도록 하우징(4)에 수용되어 있다.

여기서, 하우징(4)은, 예를 들어 피니언(3)을 상측(上側)으로부터 덮는 천정부(4a), 및 레일(5A, 5B)의 각각에 슬라이딩 가능하게 끼워맞춤되는 외벽부(4A, 4B)를 가지며, 문형(門型)으로 형성되어 있다. 또한, 레일(5A, 5B)은 각각 단면이 T자형이며, 외벽부(4A, 4B)는 천정부(4a)와는 반대측의 기단측(基端側)에서 레일(5A, 5B)에 외측으로부터 끼워맞춤되어 있다. 또한, 피니언(3)의 회전축(7) 중, 축 방향(R)의 일단측의 일단부(7A), 축 방향(R)의 타단측의 타단부(7B)가, 각각 외벽부(4A, 4B)에서 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 회전축(7)은 소정의 전동기(도시하지 않음)에 의해 회전 구동된다.

그리고 피니언(3)은, 예를 들어 도 1에 나타내는 회전 방향(F)의 토크(torque)를 받으면, 자신의 톱니부를 랙(6)의 톱니부(6a)에 서로 맞물리게 하면서 회전 방향(F)으로 회전하면서 길이 방향(M)으로 진행한다. 또한, 톱니부(6a)는 소정의 사이클로이드 곡선을 모방하는 프로필을 갖는다.

다음에, 피니언(3)의 전체 구성을 도 2 및 도 3을 이용하여 설명한다.

피니언(3)은, 원기둥 형상이자 금속제인 복수의 핀 롤러(9)와, 복수의 핀 롤러(9)를 축 방향(R)과 평행하게 그리고 원통 형상으로 나란하도록, 축 방향(R)의 양단에서 지지하는 2개의 지지체(10A, 10B)를 구비한다. 또한, 베어링(1)은 지지체(10A, 10B)에 조립하여 넣어져 있다. 그리고 구동 장치(2)는, 각각의 핀 롤러(9)를 치선(齒先)으로 하여 톱니부(6a)의 톱니의 치저(齒低)에 끼워넣으면서 피니언(3)을 회전 구동함으로써, 피니언(3)을 길이 방향(M)으로 진행시킨다.

여기서, 지지체(10A, 10B)는, 예를 들어 링 형상으로 설치되어 있고, 각각 베어링(1)을 수용하는 원 구멍(11A, 11B)이 핀 롤러(9)와 동일 수만큼 등각도 간격으로 설치되어 있다. 또한, 원 구멍(11A, 11B)은 양쪽 모두 지지체(10A, 10B) 각각의 외주측으로 치우쳐서 설치되어 있다.

그리고 지지체(10A, 10B)를, 원 구멍(11A, 11B)이 서로 마주보도록 배치하는 동시에, 핀 롤러(9)를 지지체(10A, 10B) 사이에 걸쳐지도록 조립하여 넣는다.

즉, 핀 롤러(9)의 축 방향(R)의 일단측의 일단부(9A)는, 베어링(1)을 통해 원 구멍(11A) 내에서 회전 가능하게 지지되고, 타단측의 타단부(9B)는 베어링(1)을 통해 원 구멍(11B) 내에서 회전 가능하게 지지되어 있다.

계속하여, 베어링(1)에 대해서, 도 3 ~ 도 7을 이용하여 설명한다.

베어링(1)은 원 구멍(11A, 11B)에 유지되어서 핀 롤러(9)의 일단부(9A), 타단부(9B)를 외주측으로부터 지지한다. 또한, 베어링(1)은, 이하에 설명하는 복수의 니들 롤러(13), 유지기(14), 및 하우징(15)을 갖는다(도 3 참조).

우선, 니들 롤러(13)는, 금속제의 원기둥체이다.

다음에, 유지기(14)는, 복수의 니들 롤러(13)를 축 방향으로 평행하게 그리고 원통 형상으로 나란하도록 유지한다. 그리고 핀 롤러(9)는, 복수의 니들 롤러(13)에 의해 형성되는 원통의 내주에서 지지된다.

또한, 유지기(14)는, 2개의 링(17)과, 상기 2개의 링(17) 사이를 가교하는 복수의 가교부(18)를 가지며, 둘레 방향으로 서로 이웃하는 2개의 가교부(18) 사이에 니들 롤러(13)를 복수개 수용하여 회전 가능하게 유지한다. 또한, 가교부(18) 사이에 유지되는 니들 롤러(13)의 개수는 2 또는 3이 바람직하다.

또한, 가교부(18) 중, 축 방향의 양단은 외주측으로 돌출되는 돌출부(19)이다. 또한, 돌출부(19)는, 자신의 둘레 방향의 양측에, 니들 롤러(13)의 직경과 동등의 직경인 원통면(20)을 가지며, 원통면(20)에 의해 니들 롤러(13)의 단부를 회전 가능하게 지지한다. 또한, 니들 롤러(13)의 축 방향(R)의 단면은 링(17)에 접촉하고 있다. 또한, 유지기(14)는 수지제이다.

하우징(15)은, 원통부(26), 및 원통부(26)의 일단측을 폐색하는 폐색부(27)를 갖고, 금속제의 바닥이 있는 원통체로서 설치되어 있다. 그리고 하우징(15)은, 원 구멍(11A, 11B) 내에 강고하게 끼워져서 장착되어 니들 롤러(13)를 유지한 유지기(14)를, 자신의 내주측에 수용한다. 또한, 니들 롤러(13)를 유지한 유지기(14)는 전체적으로 원통부(26)의 내주에서 회전 가능하게 되어 있고, 각각의 니들 롤러(13)는 원통부(26)의 내주벽, 및 핀 롤러(9)의 외주면에 슬라이딩 접촉하게 되어 있다.

또한, 하우징(15)의 개구 부근의 내주에는 오일 시일(28)이 장착되어 있다.

[실시예 1의 효과]

실시예 1의 베어링(1)은, 원기둥 형상의 복수의 니들 롤러(13)와, 복수의 니들 롤러(13)를 축 방향으로 평행하게 그리고 원통 형상으로 나란하도록 유지하는 유지기(14)를 구비하고, 복수의 니들 롤러(13)에 의해 형성되는 원통의 내주에서 핀 롤러(9)를 지지한다. 그리고 유지기(14)는, 2개의 링(17)과, 상기 2개의 링(17) 사이를 가교하는 복수의 가교부(18)를 갖고, 서로 이웃하는 2개의 가교부(18) 사이에 니들 롤러(13)를 복수개 수용하여 유지한다.

이에 의해, 베어링(1)은 유지기(14)를 갖지 않는 「풀 타입」에 가까운 구조로 되고, 한층 더의 성능 향상을 달성할 수 있다.

즉, 보다 작은 체격으로, 보다 큰 래디얼 하중에 견딜 수 있다.

또한, 모든 니들 롤러(13) 사이에 가교부(18)를 배치하지 않더라도, 각각의 니들 롤러(13)의 경사짐을 억제할 수 있기 때문에, 니들 롤러(13)가 경사짐에 의해 발생하는 문제를 해소할 수 있다.

예를 들어, 니들 롤러(13)끼리의 접촉에 수반하는 마찰에 의해 온도가 상승하고, 니들 롤러(13) 자신이 마모되거나 윤활용 그리스(grease)가 열화되거나 하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 니들 롤러(13)끼리의 접촉에 수반하는 진동이나 소음을 억제할 수 있다. 또한, 니들 롤러(13)의 경사짐에 수반하는 효율의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 가교부(18) 중, 축 방향(R)의 양단은 외주측으로 돌출되는 돌출부(19)이다.

이에 의해, 2개의 돌출부(19) 사이, 또한 가교부(18)의 외주측에 그리스의 충전(充塡) 영역을 확보할 수 있다.

또한, 니들 롤러(13)의 축 방향(R)의 단면은 링(17)에 접촉되어 있다.

이에 의해, 니들 롤러(13)의 경사짐을 추가로 억제할 수 있다.

또한, 유지기(14)는 수지제이다.

이에 의해, 유지기(14)를 금속제로 하는 경우에 비해, 성형의 자유도를 높일 수 있다. 이 때문에, 예를 들어 가교부(18)를 가능한 한 가늘게 하여 니들 롤러(13) 사이의 클리어런스를 좁게 할 수 있다. 또한, 유지기(14)를 금속제로 하는 경우에 비해, 니들 롤러(13)와 유지기(14)와의 접촉에 의한 마모 및 그리스의 열화를 억제할 수 있다.

[실시예 2]

실시예 2의 베어링(1)에 의하면, 도 8에 나타내는 바와 같이, 서로 이웃하는 2개의 가교부(18) 사이에 있어서, 둘레 방향으로 서로 이웃하는 니들 롤러(13) 사이에 수지제의 리테이너(30)가 협지되어 있다.

리테이너(30)는, 예를 들어 도 9에 나타내는 바와 같이, 기둥체로서 설치되고, 리테이너(30)에는, 원통 형상으로 오목한 2개의 측면(30a)이 서로 표리(表裏) 관계가 되도록 설치되어 있다. 그리고 리테이너(30)는, 자신의 축 방향이 베어링(1)의 축 방향과 평행이 되도록, 베어링(1)에 조립되어 넣어져 있다. 또한, 2개의 측면(30a)은 니들 롤러(13)의 반경과 대략 동일한 곡률반경을 가지며, 각각의 측면(30a)에 의해 형성되는 오목부에 니들 롤러(13)가 수납되어 있다. 또한, 2개의 측면(30a) 사이의 거리의 최소치(t)는, 0.1 mm 이상, 0.5mm 이하로 설정되어 있다.

이에 의해, 실시예 2의 베어링(1)에 의하면, 니들 롤러(13)끼리가 직접 접촉하지 않게 되므로, 마찰이 큰 금속면끼리의 슬라이딩 접촉을 회피할 수 있다. 이 때문에, 실시예 2의 베어링(1)에 의하면, 고속으로 핀 롤러(9)가 회전해도, 큰 래디얼 하중에 견딜 수 있고, 높은 성능을 발휘할 수 있다.

또한, 리테이너(30)의 수지 소재에는, 유지기(14)와 동일한 수지 소재를 채용해도 좋고, 유활재(油滑材) 함유 수지를 채용해도 좋다. 유활재 함유 수지를 채용하는 경우, 그리스의 사용을 정지할 수 있다.

[변형예]

본원 발명은, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 변형예를 생각할 수 있다.

예를 들어, 실시예의 구동 장치(2)는, 피니언(3)을 회전 구동함으로써 피니언(3)을 랙(6)을 따라서 진행시키고 있었지만, 피니언(3)의 위치를 고정한 채로 피니언(3)을 회전 구동하여 랙(6)을 진행시켜도 좋고, 또한 피니언(3)을 랙(6) 이외의 톱니바퀴에 서로 맞물리게 하여 랙·앤드·피니언식 이외의 구동 장치를 구성해도 좋다.

또한, 실시예의 베어링(1)은, 피니언(3)의 핀 롤러(9)를 지지하는 것이었지만, 베어링(1)에 의해 지지하는 부품은 핀 롤러(9)로 한정되지 않고, 회전이나 왕복동하는 부품이라면, 어떠한 부품을 지지해도 좋다.

또한, 실시예의 베어링(1)에 의하면, 유지기(14)는 수지제였지만, 금속제로 해도 좋다.

1: 베어링
9: 핀 롤러(대상 부품)
13: 니들 롤러
14: 유지기
17: 링
18: 가교부
R: 축 방향

Claims

회전이나 왕복동하는 대상 부품(9)을 지지하는 베어링(1)으로서,
원기둥 형상의 복수의 니들 롤러(13)와,
이 복수의 니들 롤러를, 상기 대상 부품의 축 방향으로 평행하게 그리고 원통 형상으로 나란하도록 유지하는 유지기(14)를 구비하고,
상기 복수의 니들 롤러에 의해 형성되는 원통의 내주에서 상기 대상 부품을 지지하고,
상기 유지기는,
2개의 링(17)과, 이 2개의 링 사이를 가교하는 복수의 가교부(18)를 갖고, 서로 이웃하는 2개의 가교부 사이에 상기 니들 롤러를 복수개 수용하여 유지하는 것을 특징으로 하는 베어링.
제 1 항에 있어서,
상기 가교부 중, 상기 축 방향의 양단은 외주측으로 돌출되는 돌출부(19)인 것을 특징으로 하는 베어링.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 니들 롤러의 상기 축 방향의 단면은 상기 링에 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 베어링.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유지기는 수지제인 것을 특징으로 하는 베어링.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
서로 이웃하는 2개의 가교부 사이에서는, 서로 이웃하는 니들 롤러 사이에 수지제의 리테이너(30)가 협지되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링.