KR20190120302A - 유지기 부착 침상 롤러 및 그것을 구비한 유성 기어 기구 지지 구조 - Google Patents

유지기 부착 침상 롤러 및 그것을 구비한 유성 기어 기구 지지 구조 Download PDF

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Abstract

유지기(2)는 외경 안내면(20)이 외륜 궤도면과 접촉하는 외륜 안내형 유지기이다. 침상 롤러(1)는 중앙 영역에 직경이 일정한 원통면부(10)와 원통면부(10)의 양측에 경사면부(11)를 갖는 크라우닝 롤러이다. 유지기(2)의 외경 안내면(20)과, 상기 침상 롤러(1)의 원통면부(10)와 경사면부(11) 사이의 경계 부위(12)가 축 방향에서 다른 위치에 배치된다. 침상 롤러(1)의 원통면부(10)와 경사면부(11) 사이의 경계 부위(12)가 유지기(2)와 비접촉으로 된다.

Description

유지기 부착 침상 롤러 및 그것을 구비한 유성 기어 기구 지지 구조
본 발명은 유지기 부착 침상 롤러 및 그것을 구비한 유성 기어 기구 지지 구조에 관한 것이다.
유지기 부착 침상 롤러는 복수의 침상 롤러와 유지기로 이루어지고, 유지기는 축 방향으로 이간된 한 쌍의 환상부와, 축 방향으로 연장되어 상기 환상부끼리를 연결하는 복수의 기둥부를 갖는 것이다. 그리고, 둘레 방향을 따라서 이웃하는 기둥부 사이에 형성되는 포켓에 침상 롤러가 유지된다. 또한, 침상 롤러는 상대 부재와의 에지 로드(롤러와 궤도면이 접촉할 때, 접촉 영역의 단부에 발생되는 과대한 압력)를 회피하기 위해서 중앙 영역에 직경이 일정한 원통면부와, 이 원통면부의 양측에 형성되는 경사면부를 갖는 크라우닝 롤러를 이용하는 경우가 있다.
종래, 특허문헌 1에 기재된 바와 같이, 롤러의 단면으로부터 원통면부와 경사면부의 경계 부위까지의 길이를 Dp라고 하고, 롤러의 단면에 대면하는 포켓의 벽면으로부터 유지기 안내면까지의 축 방향의 최단 거리를 A라고 했을 때에, Dp＜A를 충족하도록 설정되어 있었다.
상기 특허문헌 1에 기재된 것에서는 원통면부와 경사면부의 경계 부위가 안내면에 접촉하지 않도록 경사면부의 길이를 조정할 수 있고, 장수명의 유지기 부착 롤러를 제공하고자 하는 것이다.
또한, 종래에는 특허문헌 2에 기재된 바와 같이, 기둥부의 외경면에 기둥부 양측의 포켓 사이를 연결하는 둘레 방향의 급유홈을 형성하고, 그 급유홈의 축 방향 위치를 상기 포켓에 수납되는 롤러의 크라우닝 조인트에 대응한 위치에 설정하도록 한 것이 있다.
상기 특허문헌 2에 기재된 것에서는 기둥부 외경면에 롤러의 크라우닝 조인트에 대향하여 급유홈을 형성함으로써, 크라우닝 조인트에 집중적으로 급유할 수 있고, 동 부에 있어서의 유막 끊김을 방지하여 베어링의 장수명화를 도모할 수 있도록 하고 있다.
일본 특허 공개 2008-215475호 공보 일본 특허 공개 2013-53698호 공보
특허문헌 1에서는 Dp(롤러의 끝면으로부터 원통면부와 경사면부의 경계 부위까지의 길이)＜A(롤러의 끝면에 대면하는 포켓의 벽면으로부터 유지기 안내면까지의축 방향의 최단 거리)로 설정되어 있으므로, 롤러의 원통면부와 경사면부의 경계 부위가 롤러 스토퍼 부분과 축 방향 위치 겹치게 된다. 이 때문에, 장착된 축이나 하우징의 경사가 있던 경우에 에지 면압이 발생되는 롤러 원통면부와 경사면부의 경계부가 윤활 불량에 의해서 보다 마모나 박리가 발생되기 쉬워진다.
특허문헌 2에 기재된 것에서는, 롤러의 원통면부와 경사면부의 경계 부위가 유지기의 기둥부와 접촉하는 것이다. 이와 같이 접촉하면, 이 접촉에 의해 윤활유를 롤러로부터 긁어버릴 우려가 있어 윤활 불량을 일으키게 된다.
그래서, 본 발명은 상기 과제를 감안하여 높은 에지면압 부분이 윤활 불량으로 되기 어렵고, 마모나 박리의 발생을 억제하는 유지기 부착 침상 롤러 및 그것을 구비한 유성 기어 기구 지지 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 유지기 부착 침상 롤러는 복수의 침상 롤러와 유지기로 이루어지는 유지기 부착 침상 롤러에 있어서, 상기 유지기는 축 방향으로 이간된 한 쌍의 환상부와 축 방향으로 연장되어 상기 환상부끼리를 연결하는 복수의 기둥부를 갖고, 외경 안내면이 외륜 궤도면과 접촉하는 외륜 안내형 유지기이고, 상기 침상 롤러는 중앙 영역에 직경이 일정한 원통면부와 원통면부의 양측에 경사면부를 갖는 크라우닝 롤러이고, 상기 유지기의 외경 안내면과, 상기 침상 롤러의 원통면부와 경사면부 사이의 경계 부위가 축 방향에서 다른 위치에 설치되고, 상기 침상 롤러의 원통면부와 경사면부 사이의 경계 부위가 유지기와 비접촉으로 된다.
본 발명의 유지기 부착 침상 롤러에 의하면 침상 롤러의 원통면부와 경사면부의 경계 부위가 유지기 안내면이 되는 외륜 궤도면(하우징 내경과의 접촉면)과 축 방향으로 겹쳐지지 않도록 유지기 안내면보다 축 방향 중심측으로 되도록 배치되게 된다. 그 때문에, 높은 에지면압 부분이 윤활 불량으로 되기 어려워진다. 또한, 침상 롤러의 원통면부와 경사면부의 경계 부위는 유지기와 접촉하지 않도록 하고 있다. 이 때문에, 장착한 축이나 하우징의 경사가 있었던 경우에 있어서도 에지 면압이 발생되는 침상 롤러의 원통면부와 경사면부의 경계 부위가 윤활 불량으로 되기 어렵다.
그런데, 유지기 안내 형식으로서는 고속 운동 하에서의 유지기 운동의 안전성의 면에서 롤러 안내보다 궤도륜 안내가 바람직하고, 또한 원심력에 의한 윤활유 거동의 관점에서 내륜 안내보다 외륜 안내가 바람직하다.
상기 침상 롤러의 원통면부가 유지기와 접촉하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성함으로써 침상 롤러의 탈락을 유효하게 방지할 수 있고, 또한 침상 롤러의 회전을 안정시킬 수 있다. 또한, 외륜 궤도면과 접촉하는 유지기의 외경 안내면은축 방향 양단부에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 베어링으로서의 기능을 안정적으로 발휘할 수 있다.
상기 유지기는 축 방향의 양단부에 롤러 피치 원지름보다 외경측에 설치되는 외경측 롤러 스토퍼와, 축 방향의 중앙부에 롤러 피치 원지름보다 내경측에 설치되는 내경측 롤러 스토퍼를 갖고, 상기 침상 롤러의 원통면부와 경사면부의 경계 부위를 상기 유지기의 외경측 롤러 스토퍼와 내경측 롤러 스토퍼에 의해 축 방향으로 겹치지 않는 위치에 배치하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성하면, 유지기는 외경측 롤러 스토퍼와 내경측 롤러 스토퍼를 가지므로, 침상 롤러의 탈락을 유효하게 방지할 수 있다. 또한, 롤러의 원통면부와 경사면부의 경계 부위가 유지기로부터 롤러가 외경으로 탈락하지 않게 하기 위한 롤러 스토퍼부와 축 방향으로 겹치지 않도록 외경측 롤러 스토퍼부보다 축 방향 중심측으로 되도록 배치하고 있으므로, 높은 에지면압 부분이 윤활 불량으로 되기 어렵다.
상기 유지기는 외경측 롤러 스토퍼와 내경측 롤러 스토퍼를 접속하는 경사 접속부를 갖고, 이 경사 접속부는 침상 롤러와의 간섭을 피하는 오목 형상으로 되어 있는 것이 바람직하다.
상기 유지기의 둘레 방향으로 이웃하는 기둥부 사이에 침상 롤러가 배치되는 포켓이 형성되고, 이 포켓은 내경측으로부터 외경측으로 방사상으로 넓어져 있는 것이 바람직하다. 상기 유지기는 포켓이 펀칭된 강판의 용접 접합품이라고 할 수 있다.
그런데, 롤러 베어링은 전동체로서의 롤러와 궤도면이 선접촉하고 있기 때문에 부하 용량이 높다는 이점을 갖는다. 한편, 롤러와 궤도면의 유효 접촉부의 단부에서 에지 로드라고 불리는 면압 집중이 발생되기 쉽고, 이것이 과대해지면 베어링 수명의 저하를 초래하는 것이 알려져 있다. 에지 로드의 발생을 회피하기 위해 롤러 베어링의 설계시에는 롤러의 외주면(전동면), 외륜 궤도면, 또는 내륜 궤도면 중 적어도 하나에 모선 형상이 비직선 형상으로 되는 크라우닝을 형성하는 것이 일반적이다. 또한, 에지 로드를 억제하고, 접촉면압을 균일하게 하는 크라우닝으로서, 크라우닝의 모선 형상을 로그 곡선으로 나타내도록 하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 상기 침상 롤러는, 예를 들면 로그 함수로 근사되는 형상의 로그 크라우닝 형상인 것이 바람직하다.
상기 침상 롤러는 로그 함수로 근사되는 형상의 로그 크라우닝 형상이고, 축 선 방향 단면에 있어서의 크라우닝의 윤곽선이 내륜 궤도면, 외륜 궤도면 또는 롤러 전동면 중 어느 하나의 모선을 y축으로 하고, 모선 직교 방향으로 z축을 취한 y-z 좌표계를 이용하여 수식 1로 나타내어지고, 또한 상기 원통면부의 축 방향 길이를 롤러 전장의 40~70%로 하는 것이 바람직하다.
[수식 1]
Figure pct00001
단, 수식 1에 있어서, A는 다음의 수식 2로 나타내어지고, a는 내륜 궤도면, 외륜 궤도면 또는 롤러 전동면 중 어느 하나의 모선 상에 취한 원점으로부터 유효 접촉부의 단부까지의 길이이다.
[수식 2]
Figure pct00002
이와 같이 설정된 침상 롤러는 베어링의 경사가 작은 경우에도 접촉면압이 과대로 되지 않고, 베어링의 경사가 큰 경우에도 에지 로드가 발생되기 어려운 것이 된다.
유지기는 환상부의 외단에 내향 플랜지를 갖는 M형 또는 환상부의 외단에 내향 플랜지를 갖지 않는 V형이어도 좋다.
본 발명의 유성 기어 기구 지지 구조는 내치 기어와, 이 내치 기어의 중심에 배치된 태양 기어와, 상기 내치 기어와 상기 태양 기어에 맞물리는 복수의 유성 기어와, 이 유성 기어를 지지하는 캐리어를 구비한 유성 기어 기구를 지지하기 위한 지지 구조로서, 상기 유성 기어가 상기 캐리어에 설치된 피니언축에 롤링 베어링을 통해서 회전 가능하게 지지되고, 상기 롤링 베어링이 상기 유지기 부착 침상 롤러로 구성되어 있는 것이다.
본 발명의 유성 기어 기구 지지 구조는 롤링 베어링에 상기 유지기 부착 침상 롤러를 이용하므로 침상 롤러의 탈락을 유효하게 방지할 수 있다. 또한, 크라우닝 길이가 길어도, 축이나 하우징 내경에 장착할 때 장착하기 어려워지는 일은 없다. 또한, 윤활유의 유입 가능성이 나빠지는 것을 경감시킬 수 있다. 또한, 높은 에지면압 부분이 윤활 불량으로 되기 어려워진다.
상기 피니언축의 외경면을 내측 궤도면으로 함과 아울러, 유성 기어의 내경면을 외륜 궤도면으로 하고, 상기 유지기 부착 침상 롤러에 사용되는 유지기는 축 방향으로 양단부에서 유성 기어의 내경면으로 구성되는 외륜 궤도면과 접촉하고, 또한 상기 피니언축의 내부에 이 피니언축의 외경면으로 구성되는 내측 궤도면에 개구하는 오일 통과 구멍을 형성하도록 구성할 수 있다.
이와 같이, 오일 통과 구멍을 형성함으로써 이 유지기용 침상 롤러의 윤활을 행하도록 할 수 있다. 유지기 안내 형식으로서는 고속 운동 하에서의 유지기 운동의 안전성의 면에서 롤러 안내보다 궤도륜 안내가 바람직하고, 또한 원심력에 의한 윤활유 거동의 관점에서 내륜 안내보다 외륜 안내가 바람직하다.
유성 기어 기구 지지 구조는 자동차용 트랜스미션에 사용하는 것이 가능하다. 이와 같이 자동차용 트랜스미션을 사용하는 경우, 비산에 의해 피니언축(지지축)의 오일 통과 구멍으로 들어오는 구조때문에 윤활유량이 적다. 따라서, 이 유성 기어 기구 지지 구조를 자동차의 트랜스미션에 사용하는 것이 최적으로 된다.
(발명의 효과)
본 발명은 높은 에지면압 부분이 윤활 불량으로 되기 어려워 마모나 박리의 발생을 억제할 수 있다. 이 때문에, 내구성이 우수한 적합한 유지기 부착 침상 롤러를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태의 유지기 부착 침상 롤러의 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 유지기 부착 침상 롤러의 유지기의 요부 확대 단면도이다.
도 3은 유지기의 포켓의 확대도이다.
도 4는 도 2의 A-A선 확대 단면도이다.
도 5는 본 발명의 유지기 부착 침상 롤러의 침상 롤러의 측면도이다.
도 6은 제 2 실시형태의 유지기 부착 침상 롤러의 단면도이다.
도 7은 도 6에 나타내는 유지기 부착 침상 롤러의 유지기의 요부 확대 단면도이다.
도 8은 도 6에 나타내는 유지기 부착 침상 롤러의 유지기의 포켓의 확대도이다.
도 9는 도 6의 B-B선 확대 단면도이다.
도 10은 제 2 실시형태의 유지기 부착 침상 롤러의 유지기의 요부 확대 단면도이다.
도 11은 유성 기어 기구의 간략도이다.
도 12는 유성 기어 기구의 지지 구조의 단면도이다.
도 13은 자동차용 트랜스미션의 요부 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도 1~도 13에 의거해서 설명한다. 도 1에 유지기 부착 침상 롤러(30)를 나타내고, 이 유지기 부착 침상 롤러(30)는 복수의 침상 롤러(1)를 유지기(2)에 장착하여 구성된다. 또한, 이하의 설명에 있어서 유지기 부착 침상 롤러(30)의 중심축을 따르는 방향을 「축 방향」, 상기 중심축에 직교하는 방향을 「지름 방향」, 중심축을 중심으로 하는 원호를 따르는 방향을 「둘레 방향」이라고 부른다.
유지기(2)는 축 방향으로 이간된 한 쌍의 환상부(3, 3)와, 축 방향으로 연장되어 환상부(3, 3)끼리를 연결하는 복수의 기둥부(4)를 갖는 것이다. 그리고, 둘레 방향을 따라서 이웃하는 기둥부(4, 4) 사이에 도 3에 나타내는 바와 같은 형상의 복수의 포켓(5)이 형성되고, 상기 포켓(5)에 침상 롤러(1)가 배치된다. 또한, 이 유지기(2)는 환상부(3)의 외단에 내향 플랜지(3a)를 갖는 것이다. 또한, 도 1에 있어서 PCD는 침상 롤러(1)의 피치 원지름(피치 원직경)을 나타내고 있다.
이 경우, 기둥부(4)의 외주면의 중앙부에는 오목부(19)가 형성되고, 침상 롤러(1)의 축 방향 양단부에 외경측의 팽출 형상이 되는 외경 안내면(20, 20)이 설치되어 있다. 외경 안내면(20)은 후술하는 바와 같이, 유성 기어(17)(도 11 참조)의 내경면으로 구성되는 외륜 궤도면과 접촉한다. 외경 안내면(20)은 도 1에 나타내는 바와 같이 유지기(2)의 외주면 중 환상부(3)에 시작 기둥부(4)의 일부까지 이르는 범위(H)이다. 회전시, 이 외경 안내면(20)에서 유지기(2)는 피니언(유성 기어)(17)의 내주면(내경면)과 안내 접촉한다.
침상 롤러(1)는 도 5에 나타내는 바와 같이 중앙 영역에 직경이 일정한 원통면부(10)와, 원통면부(10)의 양측에 형성된 경사면부(11)(이하, 크라우닝부라고도 불림)를 갖는 크라우닝 롤러이다.
일반적으로는, 롤러 베어링은 전동체로서의 롤러와 궤도면이 선 접촉하고 있기 때문에 부하 용량이 크다는 이점을 갖는다. 한편, 롤러와 궤도면의 유효 접촉부의 단부에서 에지 로드라고 불리는 면압 집중이 발생되기 쉽고, 이것이 과대해지면 베어링 수명의 저하에 주의가 필요하다. 에지 로드의 발생을 회피하기 위해 롤러 베어링의 설계시에는 롤러의 외주면(전동면), 외륜 궤도면, 또는 내륜 궤도면 중 적어도 하나에 모선 형상이 비직선 형상으로 되는 크라우닝을 형성하는 것이 일반적이다. 에지 로드를 억제하여 접촉면압을 균일하게 하는 크라우닝으로서 크라우닝의 모선 형상을 로그 곡선으로 나타내도록 하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 본 발명에 의한 유지기 부착 침상 롤러(30)의 침상 롤러(1)는, 예를 들면 로그 함수로 근사되는 형상의 로그 크라우닝 형상인 것이 바람직하다.
여기서, 침상 롤러(1)에 실시된 로그 크라우닝에 대해서 설명한다. 침상 롤러(1)의 전동면(1a)의 크라우닝부(11b, 11b)의 모선은 다음 식(수식 1)으로 나타내어지는 로그 크라우닝의 로그 곡선에 의거해서 구해진다. 이 로그 크라우닝식은 본 출원인의 특허 제4429842호 공보에 기재되어 있는 것을 인용했다. 이 경우, 롤러 베어링의 축선 방향 단면에 있어서의 크라우닝의 윤곽선을 내륜 궤도면, 외륜 궤도면 또는 롤러 전동면 중 어느 하나의 모선을 y축으로 하고, 모선 직교 방향으로 z축을 취한 y-z 좌표계를 이용하여 수식 1로 나타내었다.
[수식 3]
Figure pct00003
수식 1에 있어서, A는 다음의 수식 2로 나타내어지고, a는 내륜 궤도면, 외륜 궤도면 또는 롤러 전동면 중 어느 하나의 모선 상에 취한 원점으로부터 유효 접촉부의 단부까지의 길이이다.
[수식 4]
Figure pct00004
상기 로그 크라우닝식 중의 설계 파라미터 K1, K2 및 zm이 설계의 대상이 된다. 로그 크라우닝의 수리적 최적화 방법에 대해서 설명한다. 설계 파라미터 K2를 정한 후에, 로그 크라우닝을 나타내는 함수식 중의 K1, zm을 적절히 선택함으로써 최적의 로그 크라우닝을 설계할 수 있다. 크라우닝은 일반적으로 접촉부의 면압 또는 응력의 최대값을 저하시키도록 설계한다. 여기서는, 전동 피로 수명은 Mises의 항복 조건에 따라서 발생되는 것으로 생각되고, Mises의 상당 응력의 최대값을 최소로 하도록 K1, zm을 선택한다. K1, zm은 적절한 수리적 최적화 방법을 이용하여 선택하는 것이 가능하다. 수리적 최적화 방법의 알고리즘에는 다양한 것이 제안되어 있지만, 그 중 하나인 직접 탐색법은 함수의 미계수를 사용하지 않고 최적화를 실행하는 것이 가능하고, 목적 함수와 변수가 수식에 의해서 직접적으로 표현될 수 없는 경우에 유용하다. 여기서는 직접 탐색법의 하나인 Rosenbrock법을 이용하여 K1, zm을 구한다.
본 실시형태에 있어서의 침상 롤러(1)의 크라우닝부(11, 11)의 형상은 상기 수식에 의해서 구해진 로그 곡선 크라우닝으로 했다. 이와 같이 설정함으로써, 이 유지기 부착 침상 롤러(30)가 장착되는 축에 경사 등이 있는 경우에도 접촉면압을 작게 억제할 수 있어 장수명화를 도모할 수 있다. 단, 로그 형상은 상기 수식에 한정되는 것은 아니고, 다른 로그 크라우닝식을 이용하여 로그 곡선을 구해도 좋다.
침상 롤러(1)의 크라우닝부(11)는 기계 가공, 배럴 가공에 의해서 크라우닝 가공된다. 여기서, 배럴 가공은 침상 롤러와 연마재를 통에 넣고, 상기 침상 롤러의 양단에 크라우닝부를 형성하는 공정이다. 침상 롤러(1)의 크라우닝부(11)를 배럴 가공으로 크라우닝 가공하는 경우에는 원통면부(10)의 외주면(원통면부(10) 중 지름 방향 최외단)으로부터 드롭량이, 예를 들면 0.5㎛인 위치를 경계 부위(12)로 하는 것이 바람직하다. 또한, 배럴 가공에 의해서 크라우닝부를 형성하는 경우, 가공상 침상 롤러(1)의 직선부(원통면부(10))도 미량으로 드롭하게 되어서 직선부의 정의가 어려워진다. 이 때문에, 침상 롤러(1)의 최외경부로부터 0.5㎛ 드롭한 위치를 크라우닝 개시점(원통면부(10)와 경사면부(11)의 경계 부위)이라고 정의하는 것이 바람직하다.
침상 롤러(1)는 도 5에 나타내는 바와 같이, 중앙 영역의 원통면부(10)의 축 방향 길이(L1)를 침상 롤러(1)의 전장(롤러 축 방향 길이)(L)의 40~70%로 하고 있다. 침상 롤러(1)의 크라우닝의 형상이 로그 형태인 경우, 크라우닝의 시작은 드롭량이 작고, 단부에 가까워짐에 따라 드롭량이 현격하게 증대해 나간다는 특징이 있다. 따라서, 직선부(원통면부)(10)가 너무 짧으면, 즉 크라우닝 길이가 너무 길면, 단부에 가까운 측은 드롭량이 커진다. 이 때문에, 가공에 시간을 요하여 고가로 된다. 반대로, 직선부(원통면부)(10)가 너무 길면, 즉 크라우닝 길이가 너무 짧으면 드롭량이 작아진다. 이 때문에, 베어링이 경사진 경우, 에지 로드가 발생되기 쉬워진다. 또한, 여기서 드롭량이란 크라우닝에 의해서 발생된 지름 방향의 감소량인 것이다.
그래서, 중앙 영역의 원통면부(10)의 축 방향 길이(L1)를 침상 롤러(1)의 전장(롤러 축 방향 길이)(L)의 40~70%로 함으로써 베어링의 경사가 작은 경우에도 접촉면압이 과대해지지 않고, 베어링의 경사가 큰 경우에도 에지 로드가 발생되기 어려워진다.
즉, 다음의 표 1에 나타내는 바와 같이, 직선부(원통면부)(10)의 스트레이트 길이가 40% 미만에서는, 베어링의 경사가 작은 경우에는 접촉면압이 과대해지지 않지만, 베어링의 경사가 큰 경우에는 에지 로드가 발생되기 쉬워진다. 또한, 직선부(원통면부)(10)의 스트레이트 길이가 70%를 초과하면 베어링의 경사가 큰 경우에는 접촉면압이 과대해지지 않지만, 베어링의 경사가 작은 경우에는 접촉면압이 과대해지는 경향이 있다.
Figure pct00005
그런데, 유지기 부착 침상 롤러 베어링(30)에서는 부하 용량을 크게 하기 위해서(가능한 한 롤러 길이를 길게, 롤러 갯수를 많게 하기 위해서), 유지기(2)로서 용접 유지기가 채용되고 있다. 용접 유지기의 제조 공정은 대략 다음과 같다.
(a) 소재로서, 성형성이 양호한 SPC 등의 냉간 압연 강판을 슬리터 등에 의해 소정 폭으로 전단한 띠 형상 강재를 사용한다.
(b) 띠 형상 강재에 프레스 가공을 실시하여 유지기의 기본 단면 형상(M자 형상 또는 V자 형상)을 형성한다.
(c) 띠 형상 강재의 길이 방향으로 소정 피치로 포켓을 펀칭 형성한다. 그 후, 양단에 용접대를 고려하여 소정의 길이로 띠 형상 강재를 절단한다.
(d) 띠 형상 강재를 환상으로 구부린다.
(e) 양단부를 맞대고 용접한다.
그 후에는, 연질화 처리 또는 침탄 담금질 등의 열처리를 실시하고, 용접에 의해서 발생된 변형을 제거함과 아울러 유지기의 표면에 경화층을 형성한다.
이와 같이 제조되는 용접 유지기는 환상으로 구부리기 위해서 박판의 띠 형상 강재가 이용되고 있다. 이 때문에, 이웃하는 포켓 사이에서 형성되는 기둥부가 되는 펀칭 잔부의 폭 치수를 비교적 작게 하는 것이 가능함과 아울러, 롤러 길이에 대응하는 포켓의 길이 치수를 비교적 크게 하는 것이 가능하다. 따라서, 용접 유지기를 이용하면, 롤러 길이를 길게, 롤러 갯수를 많게 할 수 있다. 또한, 유지기(2)를 용접 유지기라고 함으로써, 포켓(5)이 내경측으로부터 외경측을 향해서 방사상으로 넓어지게 되고, 포켓(5)의 접속부에 침상 롤러(1)가 접촉하는 것을 유효하게 방지할 수 있다.
또한, 실시형태에 있어서의 유지기에서는 외경측 롤러 스토퍼(6)와 내경측 롤러 스토퍼(7)는 축 방향으로 겹치지 않도록 배치하고, 침상 롤러(1)의 원통면부(10)와 경사면부(11)의 경계 부위(12)가 외경측 롤러 스토퍼(6) 및 내경측 롤러 스토퍼(7)와 축 방향 위치에서 겹치지 않도록 배치한 것이다. 이 때문에, 베어링이 경사진 경우에 접촉 응력이 최대가 되는 크라우닝 개시점(원통면부(10)와 경사면부(11)의 경계 부위(12)) 부근의 유막을 확보할 수 있고, 크라우닝 개시점의 마모나 박리 등의 발생을 억제할 수 있어 장수명으로 된다.
침상 롤러(1)의 크라우닝 개시점(원통면부(10)와 경사면부(11)의 경계 부위(12))은 유지기(2)와 접촉하지 않도록 했다. 이렇게 함으로써, 크라우닝 개시점의 유막을 확보할 수 있고, 크라우닝 개시점의 마모나 박리 등의 발생을 억제할 수 있어 장수명으로 된다.
침상 롤러(1)의 크라우닝 개시점(원통면부(10)와 경사면부(11)의 경계 부위(12))을 유지기(2)에 접촉하지 않게 함으로써 크라우닝부(경사면부(11))의 진원도를 과도하게 작게 할 필요는 없고, 상기 개시점(원통면부(10)와 경사면부(11)의 경계 부위(12))의 마모 등을 방지할 수 있다. 구체적으로는 침상 롤러(1)의 크라우닝부(경사면부(11))의 진원도를 0.6~2.0㎛로 하면 좋다.
또한, 침상 롤러(1)의 크라우닝 형상은 로그 형상을 이용함으로써 축의 경사 등이 있는 경우에도 접촉면압을 작게 억제할 수 있어 보다 장수명으로 된다.
그런데, 기둥부(4)에는 원통면부(10)와 경사면부(11)의 경계 부위(12)에 대응하는 위치에 직사각형 형상의 노치부(오목부)(9)가 형성되어 있다. 즉, 각 포켓(5)에 4개의 노치부(오목부)(9)를 갖게 된다. 이 때문에, 도 1~도 3에 나타내는 바와 같이 포켓(5)에 침상 롤러(1)가 감합된 상태에서는 원통면부(10)와 경사면부(11)의 경계 부위(12)가 유지기(2)(의 기둥부(4))에 접촉되지 않는 비접촉 상태로 되어 있다.
또한, 원통면부(10)와 경사면부(11)의 경계 부위(12)는 외경 안내면(20)보다 축 방향 내측에 배치됨으로써 유지기(2)의 외경 안내면(20)과, 경계 부위(12)가 축 방향에서 다른 위치에 배치되게 된다.
즉, 침상 롤러(1)의 원통면부(10)와 경사면부(11)의 경계 부위(12)가 유지기 안내면이 되는 외륜 궤도면(하우징 내경과의 접촉면)과 축 방향으로 겹치지 않도록 유지기 안내면보다 축 방향 중심측이 되도록 배치되게 된다. 이 때문에, 높은 에지면압 부분이 윤활 불량으로 되기 어려워진다. 또한, 침상 롤러(1)의 원통면부(10)와 경사면부(11)의 경계 부위(12)는 포켓(5)에 노치부(9)를 형성함으로써 유지기(2)와 접촉하지 않도록 하고 있다(경계 부위(12)와 유지기(2)가 비접촉이 된다). 이 때문에, 장착한 축이나 하우징의 경사가 있었던 경우에 있어서도 에지면압이 발생되는 침상 롤러(1)의 원통면부(10)와 경사면부(11)의 경계 부위(12)가 윤활 불량으로 되기 어렵다.
이와 같이, 도 1에 나타내는 유지기 부착 침상 롤러(30)는 높은 에지면압 부분이 윤활 불량으로 되기 어려워 마모나 박리의 발생을 억제할 수 있다. 이 때문에, 내용성이 우수한 고품질의 유지기 부착 침상 롤러를 제공할 수 있다. 또한, 유지기 안내 형식으로서 외륜 안내 형식이므로, 고속 운동 하에서의 유지기 운동의 안전성이 우수하고, 또한 원심력에 의한 윤활유 거동의 관점에서도 바람직한 구성으로 되어 있다.
그런데, 도 1에 나타내는 유지기 부착 침상 롤러(30)는 침상 롤러(1)의 원통면부(10)가 유지기(2)(의 내경측 롤러 스토퍼(7))와 접촉하는 것이 바람직하다. 이와 같이 접촉하면, 침상 롤러(1)의 탈락을 유효하게 방지할 수 있고, 또한 침상 롤러(1)의 회전을 안정시킬 수 있다. 또한, 외륜 궤도면과 접촉하는 유지기(2)의 외경 안내면(20)은 축 방향 양단부에 형성되어 있다. 이 때문에, 도 1에 나타내는 유지기 부착 침상 롤러(30)는 베어링으로서의 기능을 안정적으로 발휘할 수 있다.
다음에, 도 6에 나타내는 유지기 부착 침상 롤러(30)는 유지기(2)가 단면 형상이 대략 M자형이고, 이와 같이 단면 형상을 갖기 때문에 도 6에 나타내어지는 유지기(2)는 M형 유지기라고 불린다. M형 유지기는 환상부(3)의 외단에 내향 플랜지(3a)를 갖는 것이다.
기둥부(4)는 한 쌍의 외경부(4a, 4a)와 내경부(4b)와 경사부(4c)를 포함하고 있다. 외경부(4a)는 한 쌍의 환상부(3)의 각 외경부로부터 축 방향 내방으로 연장된다. 내경부(4b)는 한 쌍의 환상부(3, 3) 사이이며 외경부(4a)보다 내경측에 배치된다. 경사부(4c)는 외경부(4a)와 내경부(4b)를 연결한다.
도 7 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 외경부(4a)에 외경측 리테이너(이하, 외경측 롤러 스토퍼라고도 불림)(6)가 형성되고, 내경부(4b)에 내경측 리테이너(이하, 내경측 롤러 스토퍼라고도 불림)(7)가 형성되어 있다. 외경측 리테이너(6)는 내경측으로부터 외경측을 향해서 포켓(5) 내부로 돌출되는 내경측 테이퍼부(6a)와, 외경측으로부터 내경측을 향해서 포켓(5) 내부로 돌출되는 외경측 테이퍼부(6b)를 갖는다. 포켓(5) 내에 배치된 침상 롤러(1)는 내경측 테이퍼부(6a)에서 받아진다. 또한, 내경측 리테이너(7)는 외경측으로부터 내경측을 향해서 포켓(5) 내부로 돌출되는 외경측 테이퍼부(7a)와, 외경측 테이퍼부(7a)의 내경단으로부터 지름 방향 내방으로 연장되는 끝면부(7b)를 갖는다. 포켓(5) 내에 배치된 침상 롤러(1)는 내경측 테이퍼부(6a) 및 외경측 테이퍼부(7a)에서 받아진다. 또한, 유지기(5)에 대한 롤러(1)의 움직임량이 확보될 수 있으면 내경측 테이퍼부(6a), 외경측 테이퍼부(7a)는 설치하지 않아도 좋다.
그런데, 도 6에 나타내는 바와 같이, 유지기(2)에서는 그 외경측 리테이너(6)가 롤러 피치 원지름(PCD)보다 외경측에 배치되고, 그 내경측 리테이너(7)가 피치 원지름(PCD)보다 내경측에 배치되어 있다. 이것에 의해서, 외경측 리테이너(6)와 내경측 리테이너(7)가 축 방향으로 겹치지 않도록 설정되어 있다. 즉, 외경측 리테이너(6)는 내경측 리테이너(7)에 대하여 축 방향 외측으로 오프셋되어 있다.
또한, 도 6 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 유지기(2)의 포켓(5)에 침상 롤러(1)가 배치된 상태에서는 침상 롤러(1)의 원통면부(10)와 경사면부(11)의 경계 부위(12)가 외경부(4a)와 내경부(4b)를 연결하는 경사부(4c)에 대응하게 된다. 이 때문에, 이 침상 롤러(1)의 경계 부위(12)는 외경측 리테이너(6) 및 내경측 리테이너(7)와 축 방향으로 겹치지 않는 상태로 되게 된다. 즉, 경계 부위(12)는 외경측리테이너(6) 및 내경측 리테이너(7)에 대하여 오프셋되어 있다.
이 경우, 외경부(4a)와 내경부(4b)를 연결하는 경사부(4c)가 외경측 리테이너(6)와 내경측 리테이너(7)를 접속하는 접속부(8)를 구성하고, 이 접속부(8)는 도 8에 나타내는 오목 형상으로 되어 있다. 즉, 경사부(4c)에 부등변 삼각형 형상의 노치부(9)가 형성된다. 침상 롤러의 원통면부(10)와 경사면부(11)의 경계 부위(12)를 유지기(2)의 외경측 롤러 스토퍼(6)와 내경측 롤러 스토퍼(7) 사이, 즉 접속부(8)에 대응하는 위치에 배치되도록 설정하고, 또한 경계 부위(12)가 접속부(8)와 접촉하지 않도록 설정되어 있다.
그런데, 도 6에 나타내는 유지기 부착 침상 롤러(30)의 유지기(2)는 상기한 바와 같이, M형 유지기라고 불리는 것이었지만, 도 10에 나타내는 바와 같이 V형 유지기라고 불리는 것이어도 좋다. 도 7에 나타내는 M형 유지기는 환상부(3)의 외단에 내향 플랜지(3a)를 갖는 것인데 반해, 도 10에 나타내는 바와 같이 V형 유지기라고 불리는 것은 이러한 플랜지를 갖지 않는 것이다. 이 때문에, 본 실시형태에 있어서, 도 6에 나타내는 M형 유지기를 사용해도 좋고 도 10에 나타내는 V형 유지기를 사용해도 좋다.
도 6 및 도 10에 나타내는 유지기 부착 침상 롤러(30)에서는 유지기(2)가 외경측 롤러 스토퍼(6)와 내경측 롤러 스토퍼(7)를 가지므로 침상 롤러(1)의 탈락을 유효하게 방지할 수 있다. 또한, 롤러(1)의 원통면부(10)와 경사면부(11)의 경계 부위(12)가 유지기(2)로부터 롤러(1)가 외경으로 탈락하지 않게 하기 위한 롤러 스토퍼부와 축 방향으로 겹치지 않도록 외경측 롤러 스토퍼부(6)보다 축 방향 중심측으로 되도록 배치되어 있으므로 높은 에지면압 부분이 윤활 불량으로 되기 어렵다. 또한, 롤러의 원통면부와 경사면부의 경계 부위가 외경측 롤러 스토퍼 및 내경측 롤러 스토퍼와 축 방향 위치에서 겹치지 않도록 배치했으므로 베어링이 경사진 경우, 접촉 응력이 최대가 되는 크라우닝 개시점 부근(통면부와 경사면부의 경계 부위 부근)에서의 유막을 확보할 수 있고, 크라우닝 개시점의 마모나 박리 등의 발생을 억제할 수 있어 장수명화를 도모할 수 있다. 또한, 크라우닝 길이가 길어도 축이나 하우징 내경에 장착할 때 장착하기 어려워지는 일은 없다.
또한, 외경측 롤러 스토퍼부(6)의 내경측에 내경측 롤러 스토퍼부(7)를 배치하지 않도록 하여 유지기(2)와 침상 롤러(1)의 공간을 형성하게 되어 롤러 스토퍼부(6, 7)가 양방(내경측 외경측)에 축 방향 위치임으로써 윤활유의 유입성이 나빠지는 것을 경감시킬 수 있다. 특히, 유성 기어 기구 지지 구조에 있어서, 유지기(2)가 외륜 안내 형식인 경우, 후술하는 바와 같이 유지기(2)의 외경 안내면과 피니언축(18a)(도 11 및 도 12 참조)의 내주면의 접촉 안내부의 면적이 크므로 침상 롤러(1)의 단부에의 통유성 및 유지기(2)의 외경 안내면과 피니언축(18)의 내주면 사이에의 윤활유의 통유성이 중요하다. 그 때문에, 유지기 부착 침상 롤러(30)를 이용하는 것이 효과적이다. 또한, 상기 실시형태에서는 외경 안내면과, 침상 롤러(1)의 원통면부(10)와 경사면부(11)의 경계 부위(12)가 축 방향 위치에서 겹치지 않도록 배치되어 있다. 이와 같이 설정하는 것에 의해서도, 베어링이 경사진 경우, 접촉 응력이 최대로 되는 크라우닝 개시점 부근(통면부와 경사면부의 경계 부위 부근)에서의 유막을 확보할 수 있고, 크라우닝 개시점의 마모나 박리 등의 발생을 억제할 수 있어 장수명화를 도모할 수 있다.
또한, 침상 롤러(1)의 원통면부(10)와 경사면부(11)의 경계 부위(12)를 내경측 롤러 스토퍼부(7)보다 축 방향 양단측으로 되도록 배치되게 되어 높은 에지면압 부분이 윤활 불량으로 되기 어려워진다. 침상 롤러(1)의 원통면부(10)와 경사면부(11)의 경계 부위(12)의 축 방향 위치는 유지기(2)의 외경측 롤러 스토퍼부(6)와 내경측 롤러 스토퍼부(7)의 접속부(경사부)(8)로 되지만, 이 접속부(8)는 유지기(2)와 접촉하지 않는 구성으로 되어 있다. 이것에 의해서, 크라우닝 개시점의 유막을 확보할 수 있고, 크라우닝 개시점의 마모나 박리 등의 발생을 억제할 수 있어 장수명화를 도모할 수 있다. 또한, 크라우닝부(경사면부)의 진원도를 과도하게 작게 할 필요가 없어 크라우닝 개시점의 마모 등을 막을 수 있다. 침상 롤러(1)의 크라우닝 개시점(원통면부(10)와 경사면부(11)의 경계 부위(12))을 유지기(2)에 접촉하지 않게 함으로써 크라우닝부(경사면부(11))의 진원도를 과도하게 작게 할 필요는 없고, 상기 개시점(원통면부(10)와 경사면부(11)의 경계 부위(12))의 마모 등을 방지할 수 있다. 구체적으로는, 침상 롤러(1)의 크라우닝부(경사면부(11))의 진원도를 0.6~2.0㎛로 하면 좋다.
또한, 침상 롤러(1)의 크라우닝 형상은 로그 형상을 이용함으로써, 축의 경사 등이 있는 경우에도 접촉면압을 작게 억제할 수 있어 보다 장수명으로 된다.
이 때문에, 도 6 및 도 10에 나타내는 유지기 부착 침상 롤러(30)에서는 높은 에지면압 부분이 윤활 불량으로 되기 어려워 마모나 박리의 발생을 억제할 수 있고, 또한 윤활유의 유입성의 악화를 유효하게 방지할 수 있다. 이 때문에, 내구성에 적합한 고품질의 유지기 부착 침상 롤러(30)를 제공할 수 있다. 또한, 롤러(1)의 크라우닝 길이가 길어져도 축이나 하우징 내경에 장착할 때에 장착성이 우수하다.
또한, 유지기(2)에 오목부(9)를 형성하므로, 오목부(9)를 통해서 외경 안내면(20)과 외륜 궤도면(예를 들면, 후술하는 유성 기어(17)(도 11 참조)의 내주면) 사이에 윤활유가 안내된다. 이것에 의해, 유지기(2)의 외주면(외경 안내면(20))과 유성 기어(17)의 내주면 사이에 유막을 형성시켜서 마찰을 경감시킬 수 있고, 또한 유지기 부착 침상 롤러(30)의 수명 향상에 기여한다.
유지기(2)로서, 환상부(3)의 외단에 내향 플랜지(3a)를 갖는 M형이나 환상부의 외단에 내향 플랜지를 갖지 않는 V형의 것을 사용한 경우에도, 침상 롤러(1)로서 상기 도 5에 나타내는 바와 같은 로그 함수로 근사되는 형상의 로그 크라우닝 형상인 롤러를 이용하고 있다. 이 때문에, 이 유지기 부착 침상 롤러(30)가 장착되는 축에 경사 등이 있는 경우에도 접촉면압을 작게 억제할 수 있어 장수명화를 도모할 수 있다.
도 2, 도 7 및 도 10에 나타내는 유지기(2)로서는 포켓(5)이 되는 구멍부를 펀칭한 강판을 둥글게 하고, 그 접합 부위를 용접으로 일체화되어 형성한다. 즉, 유지기(2)는 포켓(5)이 펀칭된 강판의 용접 접합품으로 이루어진다. 이와 같이 형성하면, 포켓(5)은 내경측으로부터 외경측을 향해서 방사상으로 넓어지게 되고, 유지기(2)의 포켓(5)의 접속부에 롤러(1)가 접촉하지 않는 것을 유효하게 방지할 수 있다.
그런데, 본 실시형태의 유지기 부착 침상 롤러(30)는 도 11에 나타내는 바와 같은 유성 기어 기구(S)를 지지하는 지지 구조에 사용할 수 있다. 유성 기어 기구(S)는 내치 기어(링 기어)(15)와, 이 내치 기어(15)의 중심에 배치된 태양 기어(선 기어)(16)와, 내치 기어(15)와 태양 기어(16)에 맞물리는 복수의 유성 기어(피니언)(17)를 구비한다.
즉, 큰 내치 기어(15)의 중심에 태양 기어(16)가 위치되고, 내치 기어(15)와 태양 기어(16) 사이에 복수의 유성 기어(17)가 개재되어 있다. 또한, 각 유성 기어(17)는 도 8에 나타내는 바와 같이, 캐리어(18)의 피니언축(18a)에 회전 가능하게 지지되어 있다.
이 경우, 피니언축(18a)과 유성 기어(17) 사이에 유지기 부착 침상 롤러(30)가 배치되고, 상기 유지기 부착 침상 롤러(30)가 유성 기어(17)를 피니언축(18a) 상에 회전 가능하게 지지함으로써 유성 기어 기구(S)를 지지하는 지지 구조를 구성할 수 있다.
유지기 부착 침상 롤러(30)의 유지기(2)는 피니언축(18a)의 외경면을 내측 궤도면으로 함과 아울러, 유성 기어(17)의 내경면을 외륜 궤도면으로 한다. 유지기(2)는 그 축 방향 양단부에서 유성 기어(17)의 내경면으로 구성되는 외륜 궤도면과 접촉하는 외경 안내면(20)(도 1 참조)을 구성한다. 여기서, 외경 안내면(20)은 도 1 등에 나타내는 바와 같이, 유지기(2)의 외주면 중 환상부(3)에 시작 기둥부의 일부까지 이르는 범위(H)이다. 회전시, 이 외경 안내면(20)에서 유지기(2)는 피니언(유성 기어)(17)의 내주면(내경면)과 안내 접촉한다. 이 때문에, 이 유지기(2)는 외륜 안내 형식으로 된다.
그런데, 유지기 안내 형식으로서는 고속 운동 하에서의 유지기 운동의 안전성의 면에서 롤러 안내보다 궤도륜 안내가 바람직하고, 또한 원심력에 의한 윤활유 거동의 관점에서 내륜 안내보다 외륜 안내 형식이 바람직하다.
또한, 이 피니언축(18a)의 내부에는 윤활유를 공급하기 위한 오일 통과 구멍(18b)이 형성되어 있다. 오일 통과 구멍(18b)은 피니언축(18a)의 축 방향으로 연장되는 제 1 오일 통과 구멍(18ba)과, 상기 제 1 오일 통과 구멍(18a)으로부터 피니언축(18a)의 지름 방향으로 연장되는 제 2 오일 통과 구멍(18bb)을 갖는다. 제 2 오일 통과 구멍(18bb)은 제 1 오일 통과 구멍(18ba)과 피니언축(18)의 외주면을 연통하고 있다. 또한, 제 2 오일 통과 구멍(18bb)은 유지기 부착 침상 롤러(30)와 축 방향으로 겹치는 위치에 형성되어 있다. 피니언축(18a)의 내부에 형성된 오일 통과 구멍(18b)을 통해서 윤활유를 끌어넣어 피니언축(18a)의 외주면으로 안내하는 것에 의해 유지기 부착 침상 롤러(30)의 윤활을 행하도록 한 구조로 하고 있다.
또한, 도 13에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 유지기 부착 침상 롤러(30)를 트랜스미션(T)용의 지지 베어링에 사용해도 좋다. 즉, 유지기 부착 침상 롤러(30)는 자동차용 유지기 부착 침상 롤러이다. 이 트랜스미션(T)은 회전이 순차적으로 전달되도록 2개의 유성 기어 기구(S, S)를 설치한 것이다. 각 유성 기어 기구(S, S)에 있어서, 지지축(25)에 유지기 부착 침상 롤러(30)를 개재해서 유성 기어(26)가 설치되어 있다. 이 경우, 지지축(25)의 외경면을 내측 궤도면으로 함과 아울러, 유성 기어(26)의 내경면을 외측 궤도면으로 한다. 유지기(2)는 그 축 방향 양단부에서 유성 기어(26)의 내경면으로 구성되는 외측 궤도면과 접촉하는 외경 안내면(20)(도 1 참조)을 구성한다.
유성 기어 기구가 자동차의 트랜스미션에 사용된 경우, 비산에 의해 지지축(피니언축)(25)의 오일 통과 구멍(27)으로 들어오는 구조때문에 윤활유량이 적다. 또한, 트랜스미션에 사용되는 유지기 부착 침상 롤러에서는 원심력 또는 편하중에 의한 에지 응력 등의 과혹한 사용 환경으로 된다. 따라서, 본 실시형태의 유지기 부착 침상 롤러(30)를 자동차의 트랜스미션에 사용하는 것이 최적으로 된다.
이상, 본 실시형태에 대해 설명했지만, 상기 실시형태에 한정되지 않고 다양한 변형이 가능하며, 노치부(9)의 형상으로서 도 3에 나타내는 바와 같은 직사각형 형상이나 도 8에 나타내는 바와 같은 삼각형 형상의 것에 한하는 것은 아니고, 침상 롤러(1)의 원통면부(10)와 경사면부(11) 사이의 경계 부위(12)가 유지기(2)에 접촉하지 않으면 좋다. 또한, 외경측 롤러 스토퍼(6) 및 내경측 롤러 스토퍼(7)의 형상으로서, 도 9에 나타내는 것에 한정되는 것은 아니고, 롤러 지름＞둘레 방향에 이웃하는 롤러 스토퍼(6, 6, 7, 7) 사이의 치수로 되는 범위가 일부에 있으면 좋다. 또한, 외경측 롤러 스토퍼(6)로서 기둥부(4)의 외경부(4a)의 전체에 설치된 것이어도 좋고 기둥부(4)의 외경부(4a)의 일부에 설치된 것이어도 좋다. 또한, 내경측 롤러 스토퍼(7)로 해도, 기둥부(4)의 내경부(4b)의 전체에 설치된 것이어도 좋고 기둥부(5)의 내경부의 일부에 설치된 것이어도 좋다.
(산업상 이용 가능성)
유지기 부착 침상 롤러로서, 중앙 영역에 직경이 일정한 원통면부와, 이 원통면부의 양측에 설치되는 경사면부를 갖는 크라우닝 롤러를 이용하고, 단열이어도 좋고 복열이어도 좋다.
1 : 침상 롤러 2 : 유지기
3 : 환상부 3a : 플랜지
4 : 기둥부 5 : 포켓
6 : 외경측 리테이너부 7 : 내경측 리테이너부
8 : 접속부 10 : 원통면부
11 : 경사면부 12 : 경계 부위
15 : 내치 기어 16 : 태양 기어
17 : 유성 기어 18 : 캐리어
18a : 피니언축 20 : 외경 안내면
S : 유성 기어 기구 T : 트랜스미션

Claims (12)

  1. 복수의 침상 롤러와 유지기로 이루어지는 유지기 부착 침상 롤러에 있어서,
    상기 유지기는 축 방향으로 이간된 한 쌍의 환상부와, 축 방향으로 연장되어 상기 환상부끼리를 연결하는 복수의 기둥부를 갖고, 그 외경 안내면이 외륜 궤도면과 접촉하는 외륜 안내형 유지기이고,
    상기 침상 롤러는 중앙 영역에 직경이 일정한 원통면부와 상기 원통면부의 양측에 한 쌍의 경사면부를 갖는 크라우닝 롤러이고,
    상기 유지기의 상기 외경 안내면과, 상기 원통면부와 상기 경사면부 사이의 경계 부위가 축 방향으로 다른 위치에 배치되고,
    상기 원통면부와 상기 경사면부 사이의 경계 부위가 상기 유지기와 비접촉으로 되는 것을 특징으로 하는 유지기 부착 침상 롤러.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 외륜 궤도면과 접촉하는 상기 유지기의 상기 외경 안내면은 축 방향 양단부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유지기 부착 침상 롤러.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유지기는 그 축 방향의 양단부에 롤러 피치 원지름보다 외경측에 설치되는 외경측 롤러 스토퍼와, 그 축 방향의 중앙부에 롤러 피치 원지름보다 내경측에 설치되는 내경측 롤러 스토퍼를 갖고,
    상기 침상 롤러의 상기 원통면부와 상기 경사면부의 경계 부위를 상기 유지기의 외경측 롤러 스토퍼와 내경측 롤러 스토퍼에 의해 축 방향으로 겹치지 않는 위치에 배치하는 것을 특징으로 하는 유지기 부착 침상 롤러.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 유지기는 상기 외경측 롤러 스토퍼와 상기 내경측 롤러 스토퍼를 접속하는 경사 접속부를 더 갖고,
    상기 경사 접속부는 상기 침상 롤러와의 간섭을 피하는 오목 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 유지기 부착 침상 롤러.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유지기에는 그 둘레 방향으로 이웃하는 상기 기둥부 사이에 상기 침상 롤러가 배치되는 포켓이 형성되고,
    상기 포켓은 내경측으로부터 외경측으로 방사상으로 넓어져 있는 것을 특징으로 하는 유지기 부착 침상 롤러.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유지기는 포켓이 펀칭된 강판의 용접 접합품인 것을 특징으로 하는 유지기 부착 침상 롤러.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 침상 롤러는 로그 함수로 근사되는 형상의 로그 크라우닝 형상인 것을 특징으로 하는 유지기 부착 침상 롤러.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 침상 롤러는 로그 함수로 근사되는 형상의 로그 크라우닝 형상이고, 축 선 방향 단면에 있어서의 크라우닝의 윤곽선이 내륜 궤도면, 외륜 궤도면 또는 롤러 전동면 중 어느 하나의 모선을 y축으로 하고, 모선 직교 방향으로 z축을 취한 y-z 좌표계를 이용하여 수식 1로 나타내어지고, 또한 상기 원통면부의 축 방향 길이를 롤러 전장의 40~70%로 한 것을 특징으로 하는 유지기 부착 침상 롤러.
    [수식 1]
    Figure pct00006

    [단, 수식 1에 있어서, A는 다음의 수식 2로 나타내어지고, a는 내륜 궤도면, 외륜 궤도면 또는 롤러 전동면 중 어느 하나의 모선 상에 취한 원점으로부터 유효 접촉부의 단부까지의 길이이다]
    [수식 2]
    Figure pct00007
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유지기는 환상부의 외단에 내향 플랜지를 갖는 M형 또는 환상부의 외단에 내향 플랜지를 갖지 않는 V형인 것을 특징으로 하는 유지기 부착 침상 롤러.
  10. 내치 기어와, 이 내치 기어의 중심에 배치된 태양 기어와, 상기 내치 기어와 상기 태양 기어에 맞물리는 복수의 유성 기어와, 상기 유성 기어를 지지하는 캐리어를 구비한 유성 기어 기구를 지지하는 유성 기어 기구 지지 구조로서,
    상기 유성 기어가 상기 캐리어에 설치된 피니언축에 롤링 베어링을 통해서 회전 가능하게 지지되고, 상기 롤링 베어링이 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 유지기 부착 침상 롤러로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유성 기어 기구 지지 구조.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 피니언축의 외경면을 내측 궤도면으로 함과 아울러, 유성 기어의 내경면을 외륜 궤도면으로 하고, 상기 유지기 부착 침상 롤러에 사용되는 유지기는 축 방향으로 양단부에서 유성 기어의 내경면으로 구성되는 외륜 궤도면과 접촉하고, 또한 상기 피니언축의 내부에 이 피니언축의 외경면으로 구성되는 내측 궤도면에 개구하는 오일 통과 구멍을 형성한 것을 특징으로 하는 유성 기어 기구 지지 구조.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    자동차용 트랜스미션에 사용되는 것을 특징으로 하는 유성 기어 기구 지지 구조.
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