KR910003135B1 - 로울러 베어링 - Google Patents

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KR910003135B1
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제이 돌 토마스
에프 머피 리차아드
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더 토링턴 캄파니
시이 이이 하웃드
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Abstract

내용 없음.

Description

로울러 베어링
제1도는 정속 유니버설조인트의 분해 사시도로서, 본 발명의 베어링이 사용될 수 있는 한가지 방식을 도시하는 도면.
제2도는 이 발명의 바람직한 제1실시예의 분해 사시도.
제3도는 제2도 실시예의 조립된 상태의 평면도.
제4도는 제3도의 4-4선에 따른 단면도.
제5도는 제3도의 5-5선에 따른 단면도.
제6도는 이 발명의 제2실시예의 분해 사시도.
제7도는 이 발명의 바람직한 제3실시예의 평면도.
제8도는 제7도의 8-8선에 따른 단면도.
제9도는 제7도의 9-9선에 따른 단면도.
제10도는 제9도의 10-10선에 따른 단면도.
제11도는 이 발명의 바람직한 제4실시예의 분해 사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 하우징 34 : 베어링
36 : 지지부 37 : 스파이더(spider)부재
38, 122 : 로울러 블럭 48, 140 : 트러니언 로울러
54, 56, 113, 114 : 로울러 블럭 덮개
58, 60, 152, 154, 166, 168 : 로울러 덮는 부분
94, 164 : 슬리이브 148, 150 : 로울러 보유 부재
본 발명은 직선 운동과 약간의 각운동을 하도록 구성되어 기계 부품 또는 유니트에 사용되는 구름 접촉 베어링에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 여러 부품들 중에서 차량용 전륜(前輪) 유니버설조인트 구동부에 유용한 로울러 베어링에 관한 것이다.
상대 이동 가능한 부품들을 포함하는 어떤 기계들의 작동은 종종 한 부품이 선형 운동하고 또한 상대 부품에 대해 어떤 각도를 이루는 것을 요한다. 한 부품에 감마 베어링이 사용될 때 그 베어링은 상대 기계 부품의 궤도들과 작동적으로 접촉하는 로울러들을 가지는 직선 궤도들을 가질 필요가 종종 있다.
예를 들어, 많은 전류 구동형 승용차에서는, 엔진이 변속기를 통하여 구동 샤프트에 동력을 전달한다. 정속 토오크 전달 유니버설조인트들을 통하여 피동 샤프트에 토오크가 전달된다. 유니버설조인트는 구동 샤프트에 연결된 하우징을 포함하고, 이 하우징에는 원주방향으로 등간격진 3개의 쌍의 평행한 궤도들이 있다. 피동 사프트는 원주방향으로 등간격진 3개의 장방형의 감마 베어링들을 포함하고, 이 베어링들 각각에는 유니버설조인트 하우징의 외측 레이스들과 접촉하는 로울러들이 있는 대향 직선 궤도들이 있다. 베어링은 하우징에 대한 피동 샤프트의 선형 운동을 허용함과 동시에 하우징에 대한 피동 샤프트의 어떤 각운동을 허용하도록 구성된다.
이 발명은 다른 부품들 중에서 전륜 구동형 차량에 사용되는 유니버설조인트에 사용하기에 아주 유용한 신규한 베어링을 제공한다. 약술하자면, 이 베어링은 4개의 직선의 궤도와 4개의 곡선 궤도가 있는 대략 장방형의 로울러 블럭을 포함한다. 직선 궤도들과 곡선 궤도들을 완전히 차지하지만 그 궤도들과의 구름 접촉을 허용할 수 있을 만큼 헐거운 충분한 수의 로울러들이 그 궤도들 둘레에 장착된다. 이 로울러들은 적어도 1개의 부재에 의해 로울러 블럭에 보유되고, 그 부재는 로울러 덮는 부분들을 가지고 있고, 그 로울러 덮는 부분들의 내면들은 직선 궤도 및 이와 인접한 곡선 궤도에서 떨어져 이 궤도들을 덮는다. 이 로울러 덮는 부분들은 정반대의 양측 직선 궤도들과 그에 인접한 곡선 궤도들을 덮어, 다른 직선 궤도들에 제공된 로울러들이 노출된 작동 위치에 있게 한다. 로울러 보유 수단은 또한, 로울러 블럭에 로울러들을 보유하기 위해 노출된 작동 위치로 로울러들 위에서 부분적으로 연장하는 림(rim)들을 포함한다.
첨부 도면들을 참조하여 이 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. 도면들에서 같은 부품들은 동일 번호로 표시된다.
제1도에서, 정속(定涑) 유니버설조인트는 구동 샤프트(12)에 의해 회전되는 하우징(10)을 포함한다. 이 구동 샤프트(12)는 예를 들어 전륜 구동형 차량의 변속기에 의해 회전될 수 있다. 하우징(10)은 원주방향으로 등간격진 둥근 돌출부들인 3개의 레이스(race)들(14, 16, 18)을 포함한다. 레이스(14)에는 원주방향으로 떨어져 있는 직선 궤도들(20, 22)이 있고, 레이스(16)에는 원주방향으로 떨어져 있는 직선 궤도들(24, 26)이 있고, 레이스(18)에는 원주바향으로 떨어져 있는 직선 궤도들(28, 30)이 있다.
구동 샤프트(12)는 하우징(10)을 회전시키고, 이 하우징은 피동 샤프트(32)상의 스파이더(spider) 부재(37)를 회전시킨다. 원주방향으로 등간격진 3개의 베어링(34)은 원주방향으로 등간격진 3개의 베어링 지지부(36)에 하났기 장착되고, 이 베어링 지지부는 피동 샤프트(32)에 연결된 스파이더 부재(37)로부터 반경방향으로 뻗어있다. 피동 샤프트(32)는 예를 들어 승용차의 전륜을 구동시키는 정속 유니버설조인트에 연결될 수 있다.
제1도에서 화살표로 나타낸 바와 같이, 구동 샤프트(12)는 피동 샤프트(32)를 곡선 화살표 방향으로 회전시킴과 동시에, 레이스들(14, 16, 18)의 떨어져 있는 궤도들을 따라 어느 한 방향으로 선형 이동시킨다. 또한, 이 구조에서 피동 샤프트(32)가 하우징(10)내에서 각운동할 수 있다.
제2-5도는, 각 베어링(34)은 대략 장방형의 로울러 블럭(38)을 포함한다. 로울러 블럭(38)의 전체 외주는 로울러 궤도들로서 작용하고, 따라서, 4개의 직선 궤도들(40, 42, 44, 46)(제4 및 5도)을 가진다. 제2-3도에서, 각 직선 궤도의 각 단부는 인접한 직선 궤도의 단부와 곡선 궤도에 의해 연결되어 있음을 알 수 있다.
다수의 트러니언(trunnion) 로울러들(48)이 로울러 블럭(38)의 주변을 완전히 둘러싸인다. 직선 궤도들과 곡선 궤도들을 완전히 차지하는데 충분한 수의 트러니언 로울러들(48)이 있다. 그러나, 트러니언 로울러(48)들은 직선 궤도들 및 곡선 궤도들과 구름 접촉하는데 충분히 헐겁다.
트러니언 로울러들(48)은 외측으로 연장하는 플랜지들(50, 52)에 의해 로울러 블럭(38)에 축선방향으로 보유되고, 로울러 블럭(38)의 각 축선방향 단부에 있는 하나의 플래지는 로울러 블럭(38)의 전체 주변 둘레에서 연장하여 있다.
1쌍의 로울러 블럭 덮개들(54, 56)이 로울러 블럭(38)의 양측에서 직선 궤도들과 곡선 궤도들 위에 장착된다. 로울러 블럭 덮개들(54, 56) 각각은 로울러 덮는 부부(58, 60)을 가지고 있다. 로울러 덮는 부분들(58, 60)의 내면들은 직선 궤도(42, 46) 및 인접한 곡선 궤도로부터 떨어져 있고, 그 직선 및 곡선 궤도들을 둘러싼다(제5도 참조). 그리하여 트러니언 로울러들(48)을 수용하는 다른 직선 궤도들(40, 44)(제4도)은 유니버설조인트의 하우징(10)(제1도)의 레이스들의 직선 궤도들과 같은 외측 궤도들과 접촉하기 위한 노출된 작동 위치에 있게 된다.
로울러 블럭 덮개(54)는 로울러 덮는 부분(58)으로부터 뻗어 있는 4개의 다리들(62, 64, 66, 68)을 가지고 있고, 로울러 블럭 덮개(56)도 로울러 덮는 부분(60)으로부터 뻗어 있는 4개의 다리들을 가지고 있는데, 그중 3개의 다리들(72, 74, 76)만이 제2도에 도시되어 있다. 로울러 블럭 덮개(54)의 다리들은 로울러 블럭(38)상에 장착된 때 로울러 블럭 덮개(56)의 다리들과 마주보고 접촉하여 있다.
로울러 블럭 덮개(54)의 다리들(62, 64)은 직선 궤도(40)의 측부들을 따라 절반까지 뻗어 있고, 다리들(66, 68)은 다른 직선 궤도(44)를 따라 절반까지 뻗어있다. 유사하게, 로울러 블럭 덮개(56)의 도시안된 다라와 다리(72)는 로울러 덮는 부분(60)으로부터 직선 궤도(40)의 측부들을 따라 절반까지 뻗어있고, 다리들(74, 76)도 로울러 덮는 부분(60)으로부터 다른 직선 궤도(44)의 측부들을 따라 절반까지 뻗어있다. 직선 궤도들(40, 44)에 수용된 트러니언 로울러들(48)은 유니버설조인트 하우징의 외측 궤도들과 접촉하도록 노출된 작동 위치에 있게 된다.
다리들(62, 64, 66, 68) 각각은 림(rim)들(78, 80, 82, 84)을 가지고 있고, 다리들(74, 76) 각각에도 림들(90, 92)이 있다. 다리(72)에도 역시 림(도시안됨)이 있고, 로울러 블럭 덮개(56)의 4번째 다리에도 림이 있다. 로울러 블럭 덮개(54)의 다리(64)의 림(80)과 로울러 블럭 덮개(56)의 다리(72)의 림은 트러니언 로울러들(48)의 상부 트러니언들 위에서 연장하고, 로울러 블럭 덮개(54)의 다리(62)의 림(78)과 로울러 블러 덮개(56)의 4번째 다리상의 림은 트러니언 로울러들(48)의 저부 트러니언들 위에서 연장한다.
따라서, 직선 궤도(40)내의 로울러들이 로울러 블럭(38)밖으로 떨어지지 않게 된다. 로울러 블럭 덮개(54)의 다리(66)의 림(82)과 로울러 블럭 덮개(56)의 다리(74)의 림(90)은 트러니언 로울러들(48)의 상부 트러니언들 위에서 연장하고, 로울러 블럭 덮개(54)의 다리(68)의 림(84)과 로울러 블럭 덮개(56)의 다리(76)의 림(92)은 트러니언 로울러들(48)의 저부 트러니언들 위에서 연장한다. 따라서, 직선 궤도(44)내의 로울러들이 로울러 블럭(38)밖으로 떨어지지 않게 된다.
로울러 블럭 덮개들(54, 56)을 제위치에 유지하기 위해 로울러 블럭 덮개들(54, 56)위에 장방형의 슬리이브(94)가 끼워진다. 이 슬리이브(94)는 대향된 개방 측부들을 가지고 있다.
일 개방 측부는 노출된 작동 위치의 트러니언 로우러들(48)이 있는 로울러 블럭의 지선 궤도(40)와 인접하여 있고, 다른 개방 측부는 노출된 작동 위치의 트러니언 로울러들(48)이 있는 로울러 블럭의 다른 직선궤도(44)와 인접하여 있다. 슬리이브(94)의 대향된 폐쇄 측부들(100, 102) 각각은 로울러 블럭 덮개들(54, 56)의 로울러 덮는 부분들(58, 60) 각자 위에 끼워진다.
슬리이브의 상부벽(106)의 중앙에 위치된 구멍(104)과 슬리이브의 바닥(110)의 중앙에 위치된 구멍(108)은 로울러 블럭(38)의 중앙 보어(bore)(112)와 정렬된다. 따라서, 조립된 베어링 스파이더 부재(37)(제1도)의 베어링 지지부(36)위에 장착될 수 있다.
제6도에 도시된 제2실시예는 제1-5도의 제1실시예에 도시된 로울러 블럭 및 슬리이브와 구조가 같은 로울러 블럭(38) 및 슬리이브(94)를 가진다. 그러나, 제1-5도 실시예의 로울러 블럭 덮개들(54, 56) 대신에, 대략 장방형의 로울러 블럭 덮개들(113, 114)이 로울러 블럭(38)의 상부와 저부에 장착된다.
로울러 블럭 덮개들(113, 114)의 평탄 부위들은 로울러 블럭(38)의 상부 및 저부와 접촉하여 있다. 로울러 블럭 덮개들(113, 114) 각각에는 전체 평탄 부위 테두리를 따라 평탄 부위로부터 수직하게 연장하는 림(118, 120)이 있다.
로울러 블럭 덮개(113)의 림(118)은 트러니언 로울러들(48)의 상부 트러니언 위에서 연장하고, 로울러 블럭 덮개(114)의 림(120)은 트러니언 로울러(48)의 저부 트러니언 위에서 연장한다.
조립된 상태에서, 로울러 블럭 덮개들(113, 114)을 제위치에 유지하기 위해 로울러 블럭 덮개들(113, 114)위에 장방형의 슬리이브(94)가 끼워진다. 이 슬리이브는 조립된 상태에서 로울러 블럭의 직선 궤도들에 인접하는 대향된 개방 측부들을 가지고 있기 때문에, 정반대의 양측 직선 궤도들에 제공된 로우러들이 노출된 작동 위치에 있게 됨을 알 수 있다. 로우러 블럭 덮개들(113, 114)의 림들(118, 120)은 노출된 작동 위치의 트러니언 로울러들이 로울러 블럭(38)밖으로 이탈하는 것을 방지한다.
제7-10도의 제3실시예에서 대략 장방형의 로울러 블럭(122)은 4개의 직선 궤도(124, 126, 128, 130)를 가지고 있다. 이 직선 궤도들은 곡선 궤도들(132, 134, 136, 138)에 의해 서로 연결된다. 직선 궤도 및 곡선 궤도 전체를 완전히 차지하는데 충분한 수의 트러니언 로우러들(140)이 있다. 그러나, 그 트러니언 로울러들(140)은 직선 궤도들 및 곡선 궤도들과 구름 접촉할 만큼 헐겁다.
로울러 블럭(122)은 그의 각 종방향 단부의 전체 외주 둘레에 절단 부위를 가지고 있고, 이 절단 부위는 로울러 블럭(122)의 일단부의 횡면(141) 및 종면(142)과, 로울러 블럭(122)의 다른 단부의 횡면(144) 및 종면(146)에 의해 형성된다.
횡면(144) 및 종면(146)으로 형성되는 절단 부위에는 로울러 보유 부재(148)가 장착되고, 횡면(141) 및 종면(142)으로 형성되는 절단 부위에는 로울러 보유 부재(150)가 장착된다.
로울러 보유 부재(148)에는 트러니언 로우러들(140)의 전체 길이에 걸쳐 연장하는 로울러 덮는 부분(152)이 있고, 로울러 보유 부재(150)에는 트러니언 로울러들(140)의 전체 길이에 걸쳐 연장하는 로울러 덮는 부분(154)이 있다. 로울러 덮는 부분(152)은 로울러 보유 부재(148)의 전체 테두리의 대략 1/4에 걸쳐 연장한다. 로울러 덮는 부분(152)의 내면은 직선 궤도(126) 및 인접한 곡선 궤도들(132, 134)로부터 떨어져서 그 궤도들을 덮는다.
로울러 보유 부재(150)의 로울러 덮는 부분(154)은 그 로울러 보유 부재(150)의 전체 테두리의 대략 1/4에 걸쳐 연장하고, 그의 내면은 직선 궤도(130) 및 인접한 곡선 궤도들(136, 138)로부터 떨어져서 그 궤도들을 덮는다. 따라서, 로울러 덮는 부분들(152, 154)이 정반대의 양측 직선 궤도들과 곡선 궤도들을 덮는 한편, 다른 직선 궤도들(124, 128)상의 트러니언 로울러들(140)은 노출된 작동 위치에 유지되게 한다.
로울러 보유 부재(148)의 림(156)은 트러니언 로울러들(140)의 트러니언(158)위에서 연장한다. 이 림(156)은 로울러 보유 부재(148)의 테두리의 대략 3/4에 걸쳐 연장한다.
로울러 보유 부재(150)의 림(160)은 트러니언 로울러들(140)의 트러니언(162)위에서 연장한다. 이 림(160)은 로울러 보유 부재(150)의 테두리의 대략 3/4에 걸쳐 연정하다. 따라서, 림들(156, 160)은 직선 궤도들(124, 128)의 트러니언 로울러들(140)이 베어링 블럭 밖으로 이탈하지 않게 보유하는 역할을 한다.
로울러 블럭(122)과 로울러 보유 부재들(148, 150)은, 유니버설조인트의 스파이더 부재(37)에서 연장하는 베어링 지지부(36)위에 베어링 조립체를 장착할 수 있게 하는 정렬된 보어들을 가지고 있다.
제11도에 도시된 제4실시예의 로울러 조립체는 대략 장방형의 단일의 슬리이브(164)을 포함한다. 이 슬리이브(164)는 대향된 로울러 덮는 부분들(166, 168)을 가지고 있다. 로울러 블럭(38)에 조립된 때 이 로울러 덮는 부분들(166, 168)은 정반대의 양측 직선 궤도들 및 인접한 곡선 궤도들로부터 떨어져서 이 궤도들을 덮는 한편, 다른 직선 궤도들에 제공된 트러니언 로울러들(48)이 노출된 작동 위치에 있게 한다.
슬리이브(164)의 상부(170)와 저부는 조립된 때 로울러 블럭(38)의 상부와 저부 각각에 대해 배치된다.
림들(172, 174)이 슬리이브(164)의 평탄한 상부와 저부 각각으로부터 수직하게 연장한다. 이 림들(172, 174)은 슬리이브(164)의 일개방 측부의 양쪽 가장자리의 전체 길이의 걸쳐 연장한다. 또 다른 한쌍의 림들(도시 안됨)이 슬리이브(164)의 다른 개방 측부의 가장자리들의 전체 길이에 걸쳐 연장한다. 상부의 림들은 베어링 블럭(38)위에 조립된 때 트러니언 로울러들(48)의 상부 트러니언 위에서 연장하고, 저부의 림들은 트러니언 로울러들(48)의 저부 트러니언 위에서 연장하여, 노출된 작동 위치에 있는 로울러들을 로울러 블럭에 보유한다.
슬리이브(164)의 상부와 저부 각각의 구멍들(180, 182)은 조립된 때 로울러 블럭(38)의 중앙 보어(112)와 정렬되어서, 스파이더 부재(37)의 베어링 지지부(36)를 베어링 조립체의 보어들에 끼우므로써 베어링 조립체가 유니버설조인트에 장착될 수 있게 된다.

Claims (5)

  1. 4개의 직선 궤도(40, 42, 44, 46; 124, 126, 128, 130)와 4개의 곡선 궤도(132, 134, 136, 138)를 가지며 각 직선 궤도의 각 단부가 곡선 궤도에 의해 인접한 직선 궤도들의 단부와 연결되는 대략 장방형의 로울러 블럭(38; 122)과, 상기 직선 궤도들과 곡선 궤도들을 완전히 점유하지만 상기 직선 궤도들 및 곡선 궤도들과 구름 접촉할 수 있을 만큼 헐겁게 배치된 충분한 수의 로울러(48; 140)와, 로울러 보유 수단을 가진 베어링에 있어서, 상기 로울러 보유 수단을 내면들이 상기 직선 궤도 및 인접한 상기 곡선 궤도들로부터 떨어져서 그 궤도들을 덮는 로울러 덮는 부분들(58, 60; 152, 154; 166, 168)을 가진 적어도 하나의 부재(54, 56; 113, 114; 148, 150; 164)로 구성되고, 상기 로울러 덮는 부분들은 정반대의 양측 직선 궤도들 및 그에 인접한 곡선 궤도들을 덮어 다른 직선 궤도들의 로울러들(48; 140)이 노출된 작동 위치들에 있도록 하고, 상기 부재(54, 56; 113, 114; 148, 150; 164)에는 로울러들을 상기 로울러 블럭(38; 122)에 보유하기 위해 상기 노출된 작동 위치의 로울러들 위로 부분적으로 연장하는 림들(78, 80, 82, 84, 90, 92; 118, 120; 156, 160; 172, 174)이 있는 것을 특징으로 하는 베어링.
  2. 제1항에 있어서, 상기 로울러 보유 수단이 단일의 대략 장방형 슬리이브(164)로 구성되는 베어링.
  3. 제1항에 있어서, 상기 로울러 보유 수단이 상기 로울러 블럭(122)의 각 단부상에 장착되는 로울러 보유 부재(148, 150)로 구성되고, 상기 각 로울러 보유 부재는 그의 테두리의 일부위에 걸쳐 단일의 로울러 덮는 부분(152, 154)을 가지고 있고 상기 테두리의 나머지 부위에는 림들(156, 160)이 있는 베어링.
  4. 제1항에 있어서, 상기 로울러 보유 수단은, 상기 로울러 블럭(38)의 상부 및 저부에 각각 장착되고 전체 테두리에 걸쳐 뻗어 있는 림(118, 120)을 각각 가진 대략 장방형의 로울러 블럭 덮개(113, 114)와, 상기 로울러 블럭 덮개들(113, 114)위에 끼워지고 2개의 대향된 폐쇄 측부들(100, 102)과 2개의 대향된 개방 측부들이 있는 대략 장방형의 슬리이브(94)로 구성되는 베어링.
  5. 제1항에 있어서, 상기 로울러 보유 수단은 1쌍의 로울러 블럭 덮개들(54, 56)과 그 로울러 블럭 덮개들을 제자리에 보유시키도록 그 로울러 블럭 덮개들 위에 끼워지는 슬리이브(94)로 구성되고, 상기 로울러 블럭 덮개들(54, 56) 각각은 로울러 덮는 부분(58, 60)과, 다른 블럭 덮개의 다리들에 마주하고 접촉하는 4개의 다리들(62, 64, 66, 68, 72, 74, 76)과, 그 다리들에 형성된 림들(78, 80, 82, 84, 90, 92)을 가지고 있고, 상기 슬리이브(94)는 노출된 작동 위치들에 있는 로울러들(48)을 가진 로울러 블럭 직선 궤도(40, 44)에 각각 인접한 대향된 개방 측부들을 가지고 있는 베어링.
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