KR100243775B1 - Roller bearing unit - Google Patents

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KR100243775B1 KR1019960045024A KR19960045024A KR100243775B1 KR 100243775 B1 KR100243775 B1 KR 100243775B1 KR 1019960045024 A KR1019960045024 A KR 1019960045024A KR 19960045024 A KR19960045024 A KR 19960045024A KR 100243775 B1 KR100243775 B1 KR 100243775B1
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제스 칼스텐센, 마티아스 베커
아이엔에이 뵐즈라거 쉐플러 오하게
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Abstract

본 발명은 변속레버축(2)의 회전- 및 횡방향 운동을 위한 롤러베어링 단위(1)에 관한 것으로 이때 롤러보디(4,5)의 각 운동방향은 서로간에 차이가 있는 반경치수에 따라 구분되며 케이지(6)에 의하여 떨어져서 원주방향으로 배열되고 최소한 하나의 베어링 링에 의하여 둘러 싸여 있다.The present invention relates to a roller bearing unit (1) for rotational and transverse movement of a shift lever shaft (2), wherein the angular movement directions of the roller bodies (4,5) are distinguished by radial dimensions Spaced apart by the cage 6 and arranged circumferentially and surrounded by at least one bearing ring.

발명에 따라 볼로 구성되어 있으며 케이지(6)의 포케트(8)에 삽입되어 있는 롤러보디(5) 길이방향 운동을 위한 변속로드축(2) 지지용 롤러베어링 단위(1)를 포함하는 바 이때 그의 길이방향거리 "X"는 변속레버축(2) 행정 "S"의 1/2과 같거나 또는 보다 크다.And a roller bearing unit 1 for supporting the transmission rod shaft 2 for longitudinal movement of the roller body 5 inserted into the pouch 8 of the cage 6 according to the invention. Its longitudinal distance "X" is equal to or greater than 1/2 of the shift lever axis 2 stroke "S ".

Description

회전 및 종방향 운동에 적합한 롤러베어링 유니트Roller bearing units suitable for rotary and longitudinal motion

제1도는 본 발명에 따른 롤러베어링 유니트를 도시한 단면도.FIG. 1 is a sectional view showing a roller bearing unit according to the present invention. FIG.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉Description of the Related Art

1 : 롤러베어링 유니트 2 : 변속축1: roller bearing unit 2: variable speed shaft

3 : 아우터 레이스 4, 5 : 롤러바디3: Outer race 4, 5: Roller body

6 : 케이지 7, 8 : 포켓6: cage 7, 8: pocket

9 : 링칼라 10 : 플랜지9: Ring collar 10: Flange

본 발명은 변속요소의 회전 및 종방향 운동에 적합한 원통형 또는 니들형 롤러베어링과 볼베어링을 포함하는 롤러베어링 유니트에 관한 것으로서, 보다 상세히는 반경이 서로 다른 롤러바디들을 가지며, 상기 롤러바디가 케이지에 의해 지지되고, 상기 케이지(cage)가 아우터 레이스에 의해 지지되고, 아우터 레이스(outer race)의 종방향 길이가 케이지의 축방향 길이보다 큰 롤러베어링 유니트에 관한 것이다.The present invention relates to a roller bearing unit comprising a cylindrical or needle roller bearing and a ball bearing suitable for rotation and longitudinal movement of a transmission element and more particularly to a roller bearing unit having roller bodies with different radii, Wherein the cage is supported by the outer race and the longitudinal length of the outer race is greater than the axial length of the cage.

이러한 유형의 롤러베어링 유니트는 특히 차량의 실렉티브 기어식 변속기에 사용되고, 상기 롤러베어링 유니트는 변속할 때 변속축 또는 실렉터 로드의 회전 및 종방향 운동에 의해 발생하는 변속부하와 변속토크를 흡수한다.This type of roller bearing unit is used in particular in a gear shift transmission of a vehicle, and the roller bearing unit absorbs the shift load and the shift torque which are generated by the rotation and longitudinal motion of the transmission shaft or the selector rod when shifting.

미국특허 제45 05 523호에는 변속요소의 회전운동을 가능하게 하는 원통형 롤러바디와, 원통형 롤러바디 보다 크며 변속요소의 종방향 운동에 적합한 구형의 롤러바디를 갖는 롤러베어링 유니트가 공지되어 있다. 상기 롤러베어링 유니트에는 구형의 롤러바디를 지지하기 위해 아우터 레이스 크기와 같은 케이지가 제공된다. 상기 케이지에는 롤러바디의 외경과 같은 포켓이 형성된다. 따라서, 구형의 롤러바디는 베어링 또는 변속요소가 종방향으로 운동할 때 포켓내에 구속된다. 이러한 형태의 케이지는 베어링 또는 변속요소가 종방향으로 운동할 때 롤러베어링 유니트의 볼이 케이지벽에 접촉하기 때문에 바람직하지 않은 마찰이 증가되어 변속시 운전의 안정감을 저하시킨다.U.S. Patent No. 45 05 523 discloses a roller bearing unit having a cylindrical roller body that enables rotational movement of the shift element and a spherical roller body that is larger than the cylindrical roller body and is suitable for longitudinal movement of the shift element. The roller bearing unit is provided with a cage, such as an outer race size, for supporting a spherical roller body. The cage is formed with a pocket similar to the outer diameter of the roller body. Thus, the spherical roller body is constrained within the pocket when the bearing or transmission element moves in the longitudinal direction. This type of cage causes undesirable friction to increase due to the contact of the ball of the roller bearing unit with the cage wall when the bearing or the transmission element moves in the longitudinal direction, thereby lowering the stability of the operation during shifting.

따라서 본 발명의 목적은 마찰을 최저로 하면서 운전의 안정성을 향상시키는 베어링 유니트를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a bearing unit that improves the stability of operation while minimizing friction.

본 발명의 목적은 청구항 1에 의해 해결된다.The object of the present invention is solved by claim 1.

본 발명의 롤러베어링 유니트에는 종방향 운동에 적합한 구형상이고 케이지의 포켓내에서 지지되며 종방향 길이가 변속요소 또는 변속축 길이의 1/2 이상인 롤러바디가 제공된다. 이러한 형태의 케이지는 종방향 운동과 관련하여 마찰이 적은 지지를 가능하게 하므로서 본 발명의 목적에 부합한다. 변속축 또는 실렉터 로드를 지지하기 위하여 본 발명에 따른 롤러베어링 유니트를 적용할 경우, 소정의 무부하 선택과정이 있게 되고 실렉터 로드의 종방향 운동에 유리하게 작용하여 변속의 안정성을 향상시킨다. 이밖에도 이러한 형태의 케이지는 변속성능 및 변속의 안정성의 향상과 더불어 변속의 신뢰도 또는 정확도를 향상시킨다. 종방향 운동에 적합한 롤러베어링 유니트의 설계조건으로 케이지 길이는 변속축 길이의 1/2이다. 따라서, 본 발명에 따른 케이지 포켓의 길이는 예컨대 차량용 실렉티브 기어식 감속기의 변속축 길이 또는 실렉터 로드 행정의 1/2이다.The roller bearing unit of the present invention is provided with a roller body which is spherical suitable for longitudinal movement and which is supported in the pocket of the cage and whose longitudinal length is at least half the length of the shifting element or transmission shaft. This type of cage meets the objectives of the present invention by allowing less frictional support in relation to longitudinal motion. When the roller bearing unit according to the present invention is applied to support the transmission shaft or the selector rod, there is a predetermined no-load selection process and advantageously acts for the longitudinal movement of the selector rod, thereby improving the stability of the shift. In addition, this type of cage improves the transmission performance and stability of the shift, as well as the reliability or accuracy of the shift. As a design condition for a roller bearing unit suitable for longitudinal motion, the cage length is 1/2 of the length of the transmission shaft. Therefore, the length of the cage pocket according to the present invention is, for example, 1/2 of the transmission shaft length or the selector rod stroke of the differential gear reducer for a vehicle.

본 발명에 따른 마찰 및 마모가 적은 롤러베어링 유니트는 아우터 레이스가 변속기 하우징의 원통형 오목부에 억지끼워맞춤 방식으로 압입되어 간단히 조립될 수 있으며, 이의 개별구성요소들은 경제적인 제작이 가능하므로서 대량 생산에 적합하다.The roller bearing unit with less friction and abrasion according to the present invention can be easily assembled by press fitting the outer race into the cylindrical recess of the transmission housing and its individual components can be manufactured economically, Suitable.

본 발명에 따른 구형의 롤러바디의 직경은 니들 또는 원통형 롤러바디의 직경 보다 더 크다. 따라서, 변속요소의 회전운동에 적합한 원통형 롤러바디보다 큰 반경을 가지는 구형의 롤러바디에 의해 변속요소가 전적으로 지지되고, 원통형 롤러바디는 구형의 롤러바디 보다 반경이 작기 때문에 마찰이 변속요소의 제어하중에 하등의 불리한 영향을 미치지 않도록 유리하게 되어 있다.The diameter of the spherical roller body according to the invention is larger than the diameter of the needle or cylindrical roller body. Therefore, the transmission element is entirely supported by the spherical roller body having a larger radius than the cylindrical roller body suitable for the rotational motion of the transmission element, and the cylindrical roller body is smaller in radius than the spherical roller body, So as not to have a disadvantageous influence on the user.

회전 운동을 위하여 원통형 롤러바디가 제공되는 것에 반하여, 변속요소가 반경방향으로 하중을 받을 때 변속요소가 무부하 상태로 종방향 운동을 하도록 구형의 롤러바디가 제공되는 것이 실용적이다.It is practical that a spherical roller body is provided so that when the transmission element receives a load in the radial direction, the transmission element performs a longitudinal movement in a no-load state.

더 유리한 방법으로 실렉터 로드를 지지하기 위하여 적용되고, 종방향 운동과 관련하여 무부하 선택과정을 가능토록하는 한편 동력전달을 위한 회전운동중에 무부하 변속이 이루어지는 것을 가능토록 하는 본 발명에 따른 롤러베어링 유니트가 발명되었다. 이러한 롤러베어링 유니트는 동력전달에 적합한 원통형 또는 니들형 롤러바디가 무부하 종방향 운동에 적합한 구형의 롤러바디 보다 큰 부하용량을 갖는다.The roller bearing unit according to the present invention, which is adapted to support the selector rod in a more advantageous manner, enables a no-load selection process in conjunction with longitudinal motion while allowing a no-load shift during rotational movement for power transmission Was invented. Such a roller bearing unit has a load capacity that is larger than that of a spherical roller body suitable for no-load longitudinal motion, such as a cylindrical or needle roller body suitable for power transmission.

본 발명에 따른 또다른 롤러베어링 유니트에서는 구형의 롤러바디가 반경방향 하중에 따라 반경방향으로 신축될 수 있도록 배열된다. 이러한 배열로 롤러베어링이 반경방향으로 하중을 받을 경우 하중들은 원통형 롤러바디로 전달되고 무부하 상태에서 변속요소가 전적으로 구형의 롤러바디에 의해서만이 지지된다. "신축성"은 이때 재질의 탄성한계 내에 있으며 롤러바디들 간의 반경의 근소한 차이로 변속축이 지지된다.In another roller bearing unit according to the present invention, the spherical roller body is arranged so as to be able to expand and contract in the radial direction according to the radial load. In this arrangement, when the roller bearings are subjected to a radial load, the loads are transferred to the cylindrical roller body, and in a no-load state, the transmission elements are only supported by the spherical roller bodies. The "elastic" is then within the elastic limit of the material and the transmission shaft is supported by a slight difference in radius between the roller bodies.

본 발명의 또다른 형태는 합성수지로 제조된 케이지가 폐쇄되어 있거나 또는 길이방향의 홈이 제공된 롤러베어링 유니트이다. 이러한 유형의 케이지는 각각 필요에 따라 조립할 수 있도록 되어 있다. 이밖에 케이지를 반경방향으로 미리 팽창시켜 놓으므로서 무부하 상태에서 롤러베어링 케이지가 자리를 잡도록 되어 있다.Another embodiment of the present invention is a roller bearing unit in which a cage made of synthetic resin is closed or provided with a longitudinal groove. These types of cages can each be assembled as needed. In addition, since the cage is inflated in the radial direction in advance, the roller bearing cage is positioned in a no-load state.

도면에는 본 발명에 따른 롤러베어링 유니트의 단면도가 도시되어 있다.The figure shows a sectional view of a roller bearing unit according to the present invention.

본 도면에는 변속축(2)이 끼워진 롤러베어링 유니트(1)가 도시되어 있다. 롤러베어링 유니트(1)는 소성가공된 스틸 아우터 레이스(3 : steel outer race)를 포함하고, 롤러베어링 유니트(1)는 예컨대 본 도면에 도시되지 않은 변속기 하우징의 원통형 오목면에 억지끼워맞춤 방식으로 압입된다. 서로 상이한 타입의 롤러바디(4), (5)가 아우터 레이스(3)와 변속축(2) 사이에서 원주 전체에 걸쳐 교대로 배열되며 케이지(6) 사이에 끼워진다. 롤러바디(4)는 원통형 또는 니들 형태이며, 롤러바디(5)는 구 형태이고, 롤러바디(4, 5)는 케이지(6)의 포켓(7, 8)에 고정된다. 케이지(6)는 아우터 레이스(3)의 내측에서 방사상으로 배열되며, 링칼라(9) 또는 플랜지(10)에 의해 축방향으로 지지된다.The figure shows the roller bearing unit 1 in which the speed change shaft 2 is fitted. The roller bearing unit 1 includes a plastic outer race 3, and the roller bearing unit 1 is fixed to the cylindrical concave surface of the transmission housing, for example, not shown in the figure, in an interference fit manner Is pressed. The roller bodies 4 and 5 of different types are alternately arranged over the entire circumference between the outer race 3 and the transmission shaft 2 and sandwiched between the cages 6. [ The roller body 4 is in the form of a cylinder or a needle and the roller body 5 is in the form of a sphere and the roller bodies 4 and 5 are fixed to the pockets 7 and 8 of the cage 6. [ The cage 6 is radially arranged inside the outer race 3 and is axially supported by the ring collar 9 or the flange 10. [

롤러베어링 유니트(1)는 변속축(2)의 회전 및 종방향 운동이 가능하도록 되어 있다. 롤러바디(4)는 회전운동을 위하여 제공되고, 구형태의 롤러바디(5)는 종방향운동을 위하여 제공된다. 본 발명에서는 롤러바디의 반경이 다르다. 즉 롤러바디(4)와 롤러바디(5)가 서로 직경을 달리한다. 종방향 운동에 적합한 구형의 롤러바디(5)의 직경이 롤러바디(4)의 직경 보다 크다. 이러한 구조로 인하여 변속축(2)이 무부하 상태에서 종방향으로 운동할 때에 변속축(2)이 전적으로 롤러바디(5)상에서 움직인다. 따라서 롤러바디(4)는 무부하 상태에서 거의 마찰이 없이 변속축에 접하므로 변속축(2)이 작은 마찰 상태로 조정된다. 이에 반하여 롤러바디(4)는 변속축(2)의 회전운동에 알맞도록 제공되어 반경방향의 하중을 받는다. 본 발명에 따른 롤러바디(4)와 롤러바디(5) 간의 몇 마이크로미터(㎛)의 직경 차이는 재료의 탄성에 의하여 보정됨으로서 반경방향 하중이 거의 전적으로 롤러바디(4)에 의해 흡수된다. 니들 또는 원통형 롤러바디(4)는 롤러바디(5) 보다 큰 부하용량을 가지며 변속축(2)을 적은 마찰로 지지한다.The roller bearing unit 1 is adapted to be able to rotate and longitudinally move the transmission shaft 2. A roller body (4) is provided for rotational movement, and a spherical roller body (5) is provided for longitudinal movement. In the present invention, the radius of the roller body is different. That is, the roller body 4 and the roller body 5 have different diameters. The diameter of the spherical roller body 5 suitable for longitudinal movement is larger than the diameter of the roller body 4. [ Due to such a structure, when the transmission shaft 2 is moved in the longitudinal direction from the no-load state, the transmission shaft 2 moves on the roller body 5 entirely. Therefore, in the no-load state, the roller body 4 contacts the speed-change shaft with little friction, so that the speed-change shaft 2 is adjusted to a small friction state. On the other hand, the roller body 4 is provided to be suitable for the rotational motion of the transmission shaft 2, and receives a load in the radial direction. The diameter difference of several micrometers (占 퐉) between the roller body 4 and the roller body 5 according to the present invention is corrected by the elasticity of the material so that the radial load is almost entirely absorbed by the roller body 4. [ The needle or cylindrical roller body 4 has a larger load capacity than the roller body 5 and supports the transmission shaft 2 with a small friction.

또한, 본 발명은 포켓이 종방향으로 뻗어 있는 케이지(6)를 포함하며 이것에 의해, 롤러바디(5)가 변속축(2)의 총행정 "S"에 지장없이 이동할 수 있다. 이러한 구성은 종방향 운동중에 변속축(2)을 적은 마찰로 지지한다는 장점이 있다. 그 이유는 변속축(2)이 종방향으로 운동하는 동안 구형의 롤러바디가 케이지(6)에서 종방향으로만 이동하기 때문이다. 롤러바디(5) 운동거리가 종방향 운동시 제어축(2)의 1/2 거리에 대응하므로서 포켓(8)이 변속축의 1/2 종방향 운동 또는 총행정 "S"와 같거나 큰 종방향 길이 "X"를 갖는다.The present invention also includes a cage 6 in which the pockets extend in the longitudinal direction so that the roller body 5 can move without any hindrance to the total stroke "S" of the speed change shaft 2. This configuration has the advantage of supporting the transmission shaft 2 with a small friction during the longitudinal movement. This is because the spherical roller body moves only in the longitudinal direction in the cage 6 while the transmission shaft 2 moves in the longitudinal direction. Since the rolling distance of the roller body 5 corresponds to the 1/2 distance of the control shaft 2 in the longitudinal direction, the pockets 8 are arranged in the longitudinal direction of the transmission shaft or in the longitudinal direction And a length "X ".

Claims (6)

종방향 길이가 케이지의 축방향 길이보다 큰 원통형 또는 니들형 롤러베어링 및 구형 롤러베어링을 포함하며, 롤러바디(4, 5)의 운동방향이 반경의 차이에 따라 분류되며, 롤러바디(4, 5)가 케이지(6)에 의해 지지되며 서로 이격되어 원주를 따라 교대로 배열되어 있으며 최소한 하나의 아우터 레이스(2)에 의해 감싸여지는, 변속요소 특히 변속축의 회전 및 종방향 운동에 적합한 롤러베어링 유니트(1)에 있어서, 종방향 운동에 적합한 롤러바디(5)는 구형이며, 케이지(6)의 포켓(8)에 삽입되고 케이지(6)의 포켓(8)의 종방향 길이 "X"는 변속축(2) 행정 "S"의 1/2인 것을 특징으로 하는 롤러 베어링 유니트.A cylindrical or needle roller bearing and a spherical roller bearing whose longitudinal length is larger than the axial length of the cage and in which the direction of movement of the roller bodies 4 and 5 is classified according to the difference in radii and the roller bodies 4 and 5 Which is supported by the cage 6 and is spaced apart from each other and arranged alternately along the circumference and is surrounded by at least one outer race 2. The roller bearing unit is suitable for rotation and longitudinal movement of the transmission element, The roller body 5 suitable for longitudinal movement is spherical and is inserted into the pocket 8 of the cage 6 and the longitudinal length "X" of the pocket 8 of the cage 6, Is 1/2 of the stroke "S" of the shaft (2). 제1항에 있어서, 구형의 롤러바디(5)는 원통형 롤러바디(4) 보다 직경이 큰 것을 특징으로 하는 롤러베어링 유니트.The roller bearing unit according to claim 1, wherein the spherical roller body (5) has a larger diameter than the cylindrical roller body (4). 제1항에 있어서, 무부하 종방향 운동에 적합한 구형의 롤러바디(4)와, 반경방향 하중을 받으며 회전운동에 적합한 원통형 또는 니들형의 롤러바디(4)가 제공되는 것을 특징으로 하는 롤러베어링 유니트.A roller bearing unit according to claim 1, characterized in that a spherical roller body (4) suitable for no-load longitudinal motion and a cylindrical or needle roller body (4) suitable for rotational motion under a radial load are provided . 제3항에 있어서, 롤러바디(5)는 반경방향 하중에 의해 반경방향으로 신축되는 것을 특징으로 하는 롤러베어링 유니트.4. The roller bearing unit according to claim 3, wherein the roller body (5) is expanded and contracted in a radial direction by a radial load. 제1항에 있어서, 케이지(6)는 합성수지로 제조되고, 밀폐되거나 또는 길이방향으로 홈이 있는 것을 특징으로 하는 롤러베어링 유니트.A roller bearing unit according to claim 1, characterized in that the cage (6) is made of synthetic resin and is sealed or grooved in the longitudinal direction. 제1항에 있어서, 케이지(6)는 반경방향으로 미리 팽창되어 있는 것을 특징으로 하는 롤러 베어링 유니트.A roller bearing unit according to claim 1, characterized in that the cage (6) is pre-expanded in the radial direction.
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