KR101510169B1 - 롤링 베어링 - Google Patents

Abstract

본 발명의 롤링 베어링은 외륜에 인접하여 배치된 외측 스페이서를 포함한다. 외측 스페이서에는, 유지기의 피안내면에 대향하는 안내면이 피안내면에 슬라이드 접촉 가능하게 형성된다. 피안내면에는 환형 홈이 제공된다. 외측 스페이서에는 오일 에어용의 유로가 설치된다. 안내면에서의 유로의 토출구는 환형 홈의 개구 폭 내에서 환형 홈에 직경 방향으로 대향하도록 배치된다. 환형 홈은 홈의 개구측으로부터 홈바닥측을 향하여 점차적으로 서로의 간격이 좁아지도록 서로에 대해 역방향으로 경사지게 배치된 한 쌍의 측벽면을 가지며, 한 쌍의 측벽면 간의 간격이 개구측에 가장 근접한 부분에서의 토출구의 직경보다 크고 홈바닥측에 가장 근접한 부분에서의 토출구의 직경보다 작게 설정되어 있다.

Description

롤링 베어링{ROLLING BEARING}

본 발명은 롤링 베어링에 관한 것이며, 특히 유지기와 그 안내면의 사이에 오일/에어 윤활 방식 등의 윤활유 공급용의 압축 공기를 분사하는 형식의 롤링 베어링에 관한 것이다.

일반적으로, 원통 롤러 베어링 등의 롤링 베어링은, 외륜(out ring)과, 이 외륜의 직경 방향 내측에 동심형으로 배치된 내륜(inner ring)과, 외륜과 내륜 사이에 전동(轉動) 가능하게 배치된 복수의 전동체(rolling element)와, 복수의 전동체의 주위 방향 간격을 유지하는 유지기(cage)에 의해 구성되어 있다. 또한, 롤링 베어링의 유지기의 안내 방식으로서, 외륜 안내, 내륜 안내, 전동체 안내의 3가지의 방식이 알려져 있다.

상기한 안내 방식의 전동체 안내는, 고속 회전시에 발생하는 원심력에 의한 유지기의 이탈(runout), 전동체로부터 받는 부하에 의한 면압의 증대, 미끄러짐면의 윤활 부족 등이 원인으로 유지기의 포켓에 발열 또는 용착(seizure)이 발생하기 쉬워서 내구성의 점에서 불리하게 된다. 이에 대하여, 외륜 안내 또는 내륜 안내(이하, 이들을 궤도륜 안내로 총칭함)는 전동체 안내에 비하여 고속 회전시의 내마모 성능이 높으므로, 예를 들면, 공작 기계의 주축 지지용으로서도 바람직하게 사용할 수 있다. 그러나, 이 궤도륜 안내에서도, 유지기가 축 방향으로 이동하면, 전동체를 안정적으로 유지할 수 없고, 또한 유지기와 전동체가 축 방향으로 충돌하여 마모 또는 이상음의 발생과 회전 토크의 증대 등을 초래한다는 문제가 있었다. 다른 한편, 유지기와 궤도륜의 접촉에 따른 마모 등을 적게 하기 위해서는, 양자 사이의 윤활을 적절히 유지하고, 또한 유지기의 직경 방향의 위치를 안정시키는 것이 요구된다.

일본 공개 특허 1993―60145호 공보에는, 유지기와 외륜의 사이에 윤활유를 공급함으로써 양자의 접촉에 의한 마모 또는 용착을 방지하는 것이 기재되어 있지만, 유지기가 축 방향으로 이동하는 것에 의한 유지기와 전동체의 충돌을 방지할 수는 없다.

본 발명은, 유지기의 축 방향의 위치를 안정시키고, 또한 궤도륜과 유지기 사이의 윤활을 적절히 유지할 수 있는 롤링 베어링을 제공하는 것을 목적으로 한다.

(1) 본 발명의 롤링 베어링은, 환형의 제1 궤도면을 가지는 제1 궤도 부재와, 상기 제1 궤도면에 대향하는 환형의 제2 궤도면을 가지는 제2 궤도 부재와, 상기 제2 궤도면에 대하여 축 방향으로 어긋난 위치에 배치된 환형의 안내면을 가지는 동시에, 상기 제2 궤도 부재와 일체로 또는 분리되어 형성된 안내 부재와, 상기 제1 궤도면과 상기 제2 궤도면의 사이에 전동 가능하게 배치된 복수의 전동체와, 상기 복수의 전동체를 원주 방향에서 소정 간격으로 유지하고, 또한 상기 안내면에 슬라이드 접촉 가능하게 대향하는 피안내면을 가지는 환형의 유지기를 구비하며, 상기 안내 부재에 윤활유 공급용의 압축 공기의 유로(flow path)가 설치되고, 상기 유로가 상기 안내면에 토출구를 가지고, 상기 피안내면이 상기 토출구에서 토출된 압축 공기가 각각 분사되는 2개의 환형의 피분사면을 가지고, 상기 피분사면이 서로 축 방향에 관하여 역방향으로 경사진 경사면으로 되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이상의 구성에 의하면, 예를 들면, 오일/에어 윤활 방식의 윤활유 공급용의 압축 공기는, 안내면에 형성된 토출구에서 토출되고, 피안내면의 2개의 피분사면에 각각 분사된다. 이 2개의 피분사면은 축 방향에 관하여 서로 역방향으로 경사져 있으므로, 유지기는 압축 공기가 피분사면에 분사되는 것에 의해 생성되는 축 방향의 힘이 균형을 이루는(balanced) 위치에서 지지된다. 이 작용에 의해, 유지기의 축 방향의 위치를 안정시킬 수 있고, 유지기에 의해 전동체를 안정적으로 유지하게 할 수 있는 동시에, 유지기와 전동체와의 축 방향의 충돌을 억제하고, 마모 또는 이상음의 발생과 회전 토크의 증대 등을 방지할 수 있다.

또한, 안내면과 피안내면의 사이에는 압축 공기에 의해 윤활유가 공급되므로, 안내면과 피안내면의 접촉에 의한 마모 또는 용착을 억제할 수 있다. 또한, 압축 공기가 피분사면에 분사되므로, 유지기를 직경 방향에 관해서도 안정적으로 지지할 수 있다. 축 방향에 관하여 서로 역방향으로 경사져 있는 2개의 피분사면은, 예를 들면, 환형 홈의 한 쌍의 측벽면으로서 형성되거나, 환형의 돌출부의 한 쌍의 측벽면으로서 형성될 수 있다.

(2) 상기한 구성에서, 상기 피안내면에는 환형 홈이 원주 방향을 따라 설치되고, 상기 유로는 상기 안내면에서 개구되어 직경 방향으로 압축 공기를 토출하는 상기 토출구를 가지며, 상기 토출구는 상기 환형 홈의 개구 폭 내에서 상기 환형 홈에 직경 방향으로 대향하도록 배치되고, 상기 환형 홈은 홈의 개구측으로부터 홈바닥측을 향하여 점차적으로 서로의 간격이 좁아지도록 서로 역방향으로 경사지게 배치된, 상기 피분사면으로서의 한 쌍의 측벽면을 가지고, 한 쌍의 측벽면 간의 간격이 홈의 개구 에지에서의 상기 토출구의 직경보다 크고 홈바닥에서의 상기 토출구의 직경보다 작게 설정되어 있는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 압축 공기가 안내면의 토출구에서 토출될 때, 상기 압축 공기는 환형 홈 내의 한 쌍의 측벽면(피분사면)에 분사된다. 이 한 쌍의 측벽면은 홈의 개구측으로부터 홈바닥측을 향하여 점차적으로 서로의 간격이 좁아지도록 서로 역방향으로 경사져 있으므로, 유지기는 압축 공기가 분사되고 것에 의해 생성되는 축 방향의 힘이 균형을 이루는 위치에서, 즉 한 쌍의 측벽면 사이의 중앙 위치가 토출구의 중심에 일치하도록 축 방향으로 지지된다. 이 작용에 의해, 유지기의 축 방향의 위치를 안정시킬 수 있고, 유지기에 의해 전동체를 안정적으로 유지하게 할 수 있는 동시에, 유지기와 전동체의 축 방향의 충돌을 억제하고, 마모 또는 이상음의 발생과 회전 토크의 증대 등을 방지할 수 있다.

또한, 윤활유를 환형 홈 내에서 유지하는 것이 가능해지므로, 안내면과 피안내면 사이의 윤활 상태를 적절히 유지할 수 있다. 또한, 압축 공기가 유지기의 환형 홈의 측벽면에 분사되므로, 유지기를 직경 방향에 관해서도 안정적으로 지지할 수 있다.

(3) 상기 (1) 또는 (2)의 구성에서, 상기 유지기는 포켓과 전동체 간의 간극의 범위에서 축 방향으로 이동이 가능하고, 상기 유지기가 축 방향으로 이동한 경우에도 상기 토출구가 상기 환형 홈의 개구 폭 내에서 상기 환형 홈에 대향하도록 상기 토출구의 직경 및 상기 환형 홈의 개구 폭의 치수가 설정되는 것이 바람직하다. 이로써, 한 쌍의 측벽면(피분사면)에 압축 공기를 분사하는 것에 의해 유지기의 지지 작용을 확실하게 할 수 있고, 유지기의 축 방향의 위치를 보다 안정시킬 수 있다.

(4) 상기 (1) 또는 (2)의 구성에서, 상기 유로는 서로 축 방향으로 이격되어 배치된 2개 이상의 상기 토출구를 상기 안내면에 가지고, 상기 피안내면은 2개의 상기 토출구에서 토출된 압축 공기가 각각 분사되는 2개의 환형의 상기 피분사면을 가지고 있는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 압축 공기는 안내면에 형성된 2개의 토출구에서 각각 토출되고, 축 방향에 관하여 서로 역방향으로 경사지는 2개의 피분사면에 각각 분사된다. 따라서, 전술한 바와 같이, 유지기는 압축 공기가 각각 피분사면에 분사되는 것에 의해 생성되는 축 방향의 힘이 균형을 이루는 위치에서 지지될 수 있고, 유지기의 축 방향의 위치를 안정시킬 수 있다.

(5) 상기 (4)의 구성에서, 2개의 상기 토출구는 축 방향에서 평행하게 배치되고, 상기 유로는 2개의 상기 토출구의 사이에 다른 토출구를 구비하고 있는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성에 의해, 다른 토출구에서 토출된 압축 공기는 그 축 방향 양쪽의 2개의 토출구에서 토출된 압축 공기에 의해 축 방향 양측으로 공급되는 것이 어려워지므로, 유지기를 직경 방향에 관하여 강하게 지지할 수 있다. 그러므로, 안내면과 피안내면의 접촉면압을 저하시켜, 유지기의 회전 토크를 저감시킬 수 있다.

(6) 상기 (4) 또는 (5)의 구성에서, 2개의 상기 토출구 중의 하나는 축 방향에서 상기 전동체의 어느 한 쪽에 배치되고, 2개의 상기 토출구 중의 다른 하나는 축 방향에서 상기 전동체의 다른 쪽에 설치되어 있어도 된다. 이와 같은 구성에 의해, 전동체의 축 방향 양측에서 피분사면에 압축 공기를 양호한 밸런스로 분사하는 것이 가능해지므로, 유지기의 경사를 억제할 수 있고, 상기 유지기를 축 방향에 관하여 안정적으로 지지할 수 있다.

(7) 상기 (1) 내지 (6) 중의 하나의 구성에서, 상기 안내 부재는 상기 제2 궤도 부재에 인접하여 배치된 스페이서를 포함하는 것이 바람직하다.

스페이서는 제2 궤도 부재와는 별도의 부재이므로, 제2 궤도 부재와는 상이한 방열성(heat radiation)이 높은 재료로 구성될 수도 있고, 또는 제2 궤도 부재보다 체적(질량)을 크게 하여 방열성을 높이거나 하는 것이 가능해진다. 그러므로, 유지기와의 접촉에 의한 안내 부재의 온도 상승을 억제할 수 있고, 용착을 방지할 수 있다.

(8) 상기 (1) 내지 (7) 중의 어느 하나의 구성에서, 상기 안내면은 상기 제2 궤도면보다 직경 방향에 관하여 상기 제1 궤도면측에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 안내면을 제2 궤도면보다 직경 방향에 관하여 상기 제1 궤도면측에 배치함으로써, 안내면을 유지기의 피안내면에 근접하게 할 수 있고, 유지기를 특수한 구성으로 하지 않고서도 유지기를 안내할 수 있다.

(9) 본 발명의 롤링 베어링은, 환형의 제1 궤도면을 가지는 제1 궤도 부재와, 상기 제1 궤도면에 대향하는 환형의 제2 궤도면을 가지는 제2 궤도 부재와, 상기 제2 궤도면에 대하여 축 방향으로 어긋난 위치에 배치된 환형의 안내면을 가지는 동시에, 상기 제2 궤도 부재와 일체로 또는 별도로 형성된 안내 부재와, 상기 제1 궤도면과 상기 제2 궤도면의 사이에 전동 가능하게 배치된 복수의 전동체와, 상기 복수의 전동체를 원주 방향에서 소정 간격으로 유지하고, 또한 상기 안내면에 슬라이드 접촉 가능하게 대향하는 피안내면을 가지는 환형의 유지기를 포함하며, 상기 안내 부재에 윤활유 공급용의 압축 공기를 위한 유로가 설치되고, 상기 안내면과 상기 피안내면의 대향 영역이 축 방향으로 분리하여 배치되고, 축 방향으로 분리되는 상기 대향 영역의 사이에, 상기 유로로부터 유입된 압축 공기를 감압하고, 또한 그 축 방향 양쪽에 배치된 상기 대향 영역에 상기 압축 공기를 공급하도록 구성된 버퍼 영역이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 오일/에어 윤활 방식의 윤활유 공급용의 압축 공기는 유로로부터 버퍼 영역에 유입되고, 그 후, 버퍼 영역의 축 방향 양쪽으로부터 안내면과 피안내면의 대향 영역에 흐르게 된다. 이로써, 안내면과 피안내면의 사이에는 압축 공기에 의해 윤활유가 공급되어, 안내면과 피안내면의 접촉에 의한 마모 또는 용착을 억제할 수 있다.

그리고, 유로로부터 버퍼 영역에 유입된 압축 공기가 감압되며, 그 후 이 압축 공기가 버퍼 영역의 축 방향 양쪽으로부터 안내면과 피안내면의 대향 영역에 흐를 때, 이 압축 공기의 압력이 증가된다. 즉, 버퍼 영역의 축 방향 양쪽의 축 방향으로 이격된 2개의 위치에서의 압축 공기의 압력을 높일 수 있다. 이로써, 유지기가 직경 방향으로 경사지기가 어려워지며, 유지기의 직경 방향에 관한 위치를 안정시킬 수 있다. 또한, 버퍼 영역의 축 방향 양쪽으로부터 공급되는 압축 공기에 의해, 안내면과 피안내면의 사이의 접촉면압을 낮출 수 있고, 유지기의 회전 저항을 감소시킬 수 있으며, 또한 안내면과 피안내면의 접촉에 의한 마모 또는 용착을 보다 확실하게 억제할 수 있다.

(10) 상기 (9)의 구성에서, 상기 버퍼 영역은 상기 안내면 및 상기 피안내면 중 적어도 한쪽에 형성된 홈에 의해 구성되어 있다. 이로써, 버퍼 영역을 간단하게 형성할 수 있다.

(11) 상기 (9) 또는 (10)의 구성에서, 상기 안내 부재가 상기 제2 궤도 부재에 인접하여 배치된 스페이서를 포함한다. 이로써, 스페이서는 제2 궤도 부재와는 별개의 부재이므로, 제2 궤도 부재와는 상이한 방열성이 높은 재료로 형성될 수도 있고, 또는 제2 궤도 부재보다 체적(질량)을 크게 하여 방열성을 높이거나 하는 것도 가능해진다. 그러므로, 유지기와의 접촉에 의한 안내 부재의 온도 상승을 억제할 수 있고, 용착을 방지하는 것이 가능해진다.

본 발명에 의하면, 유지기의 축 방향의 위치를 안정시킨 상태 하에서, 궤도 부재와 유지기 사이의 윤활 상태를 적절히 유지할 수 있다. 또한, 유지기와 그 안내면 사이의 윤활을 적절히 유지하는 동시에, 유지기의 직경 방향의 위치를 안정시킬 수 있고, 유지기의 마모 또는 용착을 바람직하게 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 롤링 베어링의 단면도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 따른 베어링의 주요부(도 1의 A 부분)의 확대 단면도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 따른 베어링의 주요부(도 1의 A 부분)의 확대 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 롤링 베어링의 주요부의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 롤링 베어링의 주요부의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 롤링 베어링의 단면도이다.
도 7은 제4 실시 형태에 따른 베어링의 주요부의 확대 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 롤링 베어링의 주요부의 확대 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 롤링 베어링의 주요부의 확대 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제7 실시 형태에 따른 롤링 베어링의 주요부의 확대 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제8 실시 형태에 따른 롤링 베어링의 주요부의 확대 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제9 실시 형태에 따른 롤링 베어링의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제10 실시 형태에 따른 롤링 베어링의 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제11 실시 형태에 따른 롤링 베어링의 단면도이다.
도 15는 제11 실시 형태에 따른 롤링 베어링의 주요부의 확대 단면도이다.
도 16은 본 발명의 제12 실시 형태에 따른 롤링 베어링의 주요부의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 제13 실시 형태에 따른 롤링 베어링의 주요부의 단면도이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 롤링 베어링(10)의 단면도이다. 롤링 베어링(10)은, 환형의 외륜(제2 궤도 부재)(11)과, 외륜(11)의 내주측에 동심형으로 배치된 내륜(제1 궤도 부재)(12)과, 외륜(11)과 내륜(12)의 사이에 배치된 전동체로서의 복수의 원통 롤러(13)와, 이들 원통 롤러(13)를 원주 방향에서 소정 간격으로 유지하기 위한 유지기(14)를 구비하고 있다. 그리고, 이하의 설명에 있어서, 축 방향 외측(축 방향에서의 외측)이란, 원통 롤러 베어링(10)의 축 방향 중앙으로부터 축 방향 양측으로 향하는 방향을 의미하며, 축 방향 내측(축 방향에서의 내측)이란, 원통 롤러 베어링(10)의 축 방향 양쪽으로부터 축 방향 중앙으로 향하는 방향을 의미한다.

외륜(11)은 베어링 강철 등의 합금강을 사용하여 환형으로 형성된 부재이며, 그 내주면에는 원통 롤러(13)가 전동하는 외륜 궤도면(11a)이 원주 방향을 따라 형성되어 있다.

내륜(12) 또한 베어링 강철 등의 합금강을 사용하여 환형으로 형성된 부재이며, 그 외주면에는 원통 롤러(13)가 전동하는 내륜 궤도면(12a)이 외륜 궤도면(11a)에 대향하도록 형성되어 있다. 또한, 내륜(12)의 외주면에는, 내륜 궤도면(12a)의 축 방향 양측에서 직경 방향 외측으로 돌출하는 내륜 칼라부(inner ring collar portion)(12b)가 형성되고, 이 내륜 칼라부(12b)에 의해 원통 롤러(13)의 축 방향의 이동이 규제되고 있다.

복수의 원통 롤러(13)는 외륜 궤도면(11a) 및 내륜 궤도면(12a) 상을 전동 가능하며, 이로써 외륜(11) 및 내륜(12)은 서로에 대해 회전 가능하다.

외륜(11)은 내륜(12)보다 축 방향의 길이가 짧고, 축 방향 일단(도 1의 우측단)에서는 내륜(12)에 축 방향의 위치가 일치하고 있지만, 축 방향 타단(좌측단)에서는 내륜(12)보다 축 방향으로 후퇴하고 있다. 외륜(11)의 축 방향 좌측에는, 외측 스페이서(15)가 인접하여 설치되고, 외측 스페이서(15)에 의해 외륜(11)의 축 방향 위치가 설정되고 있다. 또한, 내륜(12)의 축 방향 좌측에는 내측 스페이서(16)가 인접하여 설치되고, 이 내측 스페이서(16)에 의해 내륜(12)의 축 방향 위치가 설정되고 있다. 그리고, 외륜(11), 내륜(12) 및 스페이서(15, 16)의 배치는 좌우 반대로 하여도 된다.

외측 스페이서(15)는 외륜(11)에 축 방향으로 인접하는 부분(15a)에서 내경이 크고, 외륜(11)으로부터 축 방향으로 이격된 부분(15b)에서 내경이 작게 형성되어 있다. 상기 부분(15b)은 유지기(14)의 축 방향 외측(도 1의 좌측)에 배치된다. 상기 부분(15b)의 내주면은 내측 스페이서(16)의 외주면에 접근하고 있다. 또한, 외륜(11)에 인접하는 부분(15a)의 내주면(21)은 외륜 궤도면(11a)보다 약간 직경 방향 내측(내륜(12)측)에 배치되어 있다.

유지기(14)는 페놀 수지 등의 합성 수지를 사용하여 형성된 원통형의 부재이며, 복수의 원통 롤러(13)를 수용하고 각각의 원통 롤러(13)를 소정 간격으로 유지하는 복수의 포켓(14a)이 원주 방향에서 소정 간격으로 설치되어 있다. 유지기(14)는 외륜(11)과 내륜(12)의 사이에 외륜과 내륜(11, 12) 양자에 대략 동심으로 되도록 배치되어 있다. 유지기(14)의 축 방향의 일단(도 1의 좌측)은 외륜(11)보다 축 방향 외측으로 돌출하고, 그 외주면에는, 외측 스페이서(15)의 부분(15a)의 내주면(안내면)(21)에 슬라이드 접촉 가능하게 대향하는 피안내면(22)이 설치되어 있다.

외륜(11)과 내륜(12)이 서로에 대해 회전함으로써, 유지기(14)와 외측 스페이서(15)가 서로에 대해 회전했을 때, 유지기(14)의 피안내면(22)은 외측 스페이서(15)의 안내면(21)에 슬라이드 접촉한다. 이로써, 유지기(14)는 자신의 회전 중심이 외륜(11) 및 내륜(12)의 회전 중심과 대략 동일해지도록 안내면(21)에 의해 안내된다. 따라서, 외측 스페이서(15)는 유지기(14)의 회전을 안내하기 위한 안내 부재로서 기능한다.

외측 스페이서(15)에는, 원통 롤러 베어링(10)에 윤활유를 공급하기 위한 유로(17a∼17d)가 형성되어 있다. 이 유로(17a∼17d)는, 외측 스페이서(15)의 외주면에 원주 방향을 따라 형성된 원주 홈(17a)과, 외측 스페이서(15)의 부분(15b)에서 원주 홈(17a)의 저부로부터 직경 방향 내측을 향해 형성된 제1 유로(17b)와, 이 제1 유로(17b)보다 외륜(11)측에 더 근접한 부분(15a)에서, 원주 홈(17a)의 저부로부터 직경 방향 내측으로 형성되고 안내면(21)에서 개구되는 제2 유로(17c)와, 제1 유로(17b)의 직경 방향 내측 단부로부터 내륜(12)과 유지기(14)의 사이의 부분을 향해 형성된 제3 유로(17d)를 포함한다. 제1 유로(17b), 제2 유로(17c), 및 제3 유로(17d)는 외측 스페이서(15)의 원주 방향에서 복수의 위치(바람직하게는 3개 이상의 위치)에 형성되어 있다.

도 2는 도 1의 A 부분의 확대도이다. 제2 유로(17c)는 그 토출구(17c')가 피안내면(22)에 형성된 환형 홈(23)에 대향하도록 배치되어 있다.

환형 홈(23)은 유지기(14)의 원주 방향을 따라 형성되고, 그 개구측으로부터 홈바닥측을 향해 점차적으로 협폭으로 되도록 대략 V 자형으로 경사지게 배치된 한 쌍의 측벽면(23a)을 구비하고 있다. 한 쌍의 측벽면(23a) 사이의 간격은 개구 에지에서 최대 W로 되고, 홈바닥부 P에서 최소로 된다. 본 실시 형태에서는, 한 쌍의 측벽면(23a)이 홈바닥부 P에서 서로 접촉하고 있으므로, 한 쌍의 측벽면(23a) 사이의 최소의 간격은 실질적으로 영(0)으로 되어 있다. 또한, 한 쌍의 측벽면(23a)의 피안내면(22)에 대한 경사 각도 θ1 및 θ2는 동일하며, 그 각도는 90°< θ1=θ2 < 180°, 바람직하게는, 90°< θ1=θ2 ≤ 135°로 되어 있다.

제2 유로(17c)의 토출구(17c')는 그 직경 φ가 환형 홈(23)의 개구 폭 W보다 작게 형성되어 있고, 이로써, 토출구(17c')는 환형 홈(23)의 개구 폭 W 내에서 환형 홈(23)에 대향하고 있다. 또한, 유지기(14)는 포켓(14a)과 원통 롤러(13) 간의 간극의 범위(도 1에서의 t1＋t2)에서 축 방향으로 이동 가능하다. 유지기(14)가 축 방향으로 이동한 경우에도, 토출구(17c')가 항상 환형 홈(23)의 개구 폭 W로 환형 홈(23)에 일정하게 대향하도록, 토출구(17c') 및 환형 홈(23)의 각각의 치수 φ 및 W와 위치가 설정되어 있다.

보다 상세하게는, 환형 홈(23)의 홈바닥부 P의 위치와 제2 유로(17c)의 토출구(17c')의 중심 위치가 축 방향에 관하여 일치하고 있는 상태 하에서, 원통 롤러(13)의 축 방향 한쪽의 단면과 이 단면에 축 방향으로 대향하는 포켓(14a)의 내면과 사이에 간극 t1가 형성되고, 또한 원통 롤러(13)의 축 방향 다른 쪽의 단면과 이 단면에 축 방향으로 대향하는 포켓(14a)의 내면과의 사이에도 간극 t2가 형성되도록, 원통 롤러(13) 및 유지기(14)의 치수, 토출구(17c')의 치수 φ, 환형 홈의 폭 W, 및 이들의 상대 위치가 설정되어 있다. 원통 롤러(13)의 축 방향 양쪽의 단면과 포켓(14a)의 내면과의 간극(t1, t2)은 t1=t2의 관계로 설정되어 있는 것이 바람직하다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 유로(17a∼17d)에는 도시하지 않은 윤활 수단으로부터 윤활유가 공급된다. 이 윤활 수단은 압축 공기에 의해 윤활유를 미량씩 공급하는 오일/에어 윤활 방식이 채용되고 있고, 원주 홈(17a)으로부터 제1 유로(17b) 및 제3 유로(17d)를 통하여 유지기(14)와 내륜(12) 사이에 압축 공기를 분사함으로써 윤활유를 공급하고, 내륜(12)과 원통 롤러(13) 사이를 윤활한다. 또한, 윤활 수단은 원주 홈(17a)으로부터 제2 유로(17c)를 통하여 외측 스페이서(15)와 유지기(14) 사이의 부분(안내면(21)과 피안내면(22) 사이의 부분)에 압축 공기를 분사함으로써 윤활유를 공급하고, 주로 이들의 사이의 윤활을 행한다.

도 2에서, 제2 유로(17c)를 통과하는 압축 공기는 토출구(17c')로부터 토출되고, 환형 홈(23) 내의 한 쌍의 측벽면(23a)에 분사된다. 즉, 한 쌍의 측벽면(23a)은 각각 압축 공기가 분사되는 환형의 피분사면을 형성하고 있다. 한 쌍의 측벽면(23a)이 V 자형으로 경사지게 배치되어 있으므로, 유지기(14)는 압축 공기가 분사되고 것에 의해 축 방향에 관하여 소정의 위치에서 지지된다.

예를 들면, 도 3에 나타낸 바와 같이, 토출구(17c')의 중심에 대하여 환형 홈(23)의 폭 방향 중심 위치 P가 우측으로 어긋나 있는 경우, 우측의 측벽면(23a)보다 좌측의 측벽면(23a)에 분사되는 압축 공기의 유량이 커진다. 그러므로, 유지기(14)는 좌측의 측벽면(23a)에 분사된 압축 공기에 의해 화살표 a와 같이 좌측 방향으로 이동하고, 도 2에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 측벽면(23a)에 균등하게 압축 공기가 분사되는 위치, 즉 압축 공기가 한 쌍의 측벽면(23a)에 분사되는 것에 의해 생성되는 축 방향의 힘이 균형을 이루는 위치에서 지지된다.

이와 같은 작용에 의해 유지기(14)의 축 방향의 위치가 안정되어, 원통 롤러(13)를 안정적으로 유지하는 것이 가능하게 되고, 또한 유지기(14)와 원통 롤러(13)의 축 방향에 관한 충돌을 가급적으로 억제할 수 있고, 마모 또는 이상음의 발생이나, 회전 토크의 증대 등을 방지할 수 있다. 안내면(21)과 피안내면(22) 사이에는 압축 공기에 의해 보내지는 윤활유가 공급되므로, 양자의 접촉에 따른 마모 또는 용착을 억제할 수 있다. 또한, 윤활유를 환형 홈(23) 내에서 유지하는 것이 가능해지므로, 안내면(21)과 피안내면(22) 사이의 윤활 상태를 적절하게 유지할 수 있다. 또한, 압축 공기가 유지기(14)의 환형 홈(23)에 분사되므로, 유지기(14)를 직경 방향에 관해서도 안정적으로 지지하는 것이 가능해지고, 안내면(21)과 피안내면(22)의 접촉면압을 저하시킬 수 있고, 또한 유지기(14)의 회전 저항을 저감하고, 마모 또는 용착을 보다 확실하게 억제할 수 있다.

유지기(14)를 안내하는 안내면(21)이 외륜(11)과는 별개의 외측 스페이서(15)에 형성되어 있으므로, 이 외측 스페이서(15)의 재료를 외륜(11)과는 상이한 방열성이 높은 것으로 할 수 있거나, 또는 외측 스페이서(15)의 체적(질량)을 크게 하여 방열성을 높이는 것도 가능해진다. 이와 같이 외측 스페이서(15)의 방열성을 높이는 것에 의해, 유지기(14)와의 접촉에 의한 외측 스페이서(15)의 온도 상승을 억제하고, 유지기(14)의 용착을 방지하는 것이 가능해진다.

외측 스페이서(15)에 형성된 안내면(21)은 외륜 궤도면(11a)보다 직경 방향에서 내측에 배치되고, 외륜 궤도면(11a)보다 유지기(14)측(내륜 궤도면(12a)측)에 배치되어 있으므로, 안내면(21)을 유지기(14)의 피안내면(22)에 접근시킬 수 있고, 유지기(14)의 피안내면(22)을 직경 방향 외측으로 크게 돌출하도록 하는 특수한 형상으로 하지 않고서도 유지기(14)를 안내할 수 있다.

도 4는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 롤링 베어링의 주요부의 확대 단면도이다. 본 실시 형태에서는, 환형 홈(23)이 반원호 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 환형 홈(23)의 한 쌍의 측벽면(23a)은 각각 오목한 원호형으로 형성되고, 이들은 홈바닥부 P에서 원활하게 연속되도록 서로 연결되어 있다. 따라서, 환형 홈(23)의 한 쌍의 측벽면(23a)는 축 방향에 관하여 서로 역방향으로 경사진 부분을 가진다. 한 쌍의 측벽면(23a)의 개구측의 간격 W는 제2 유로(17c)의 토출구(17c')의 직경 φ보다 크게 형성되고, 한 쌍의 측벽면(23a)의 홈바닥부 측의 간격은 직경 φ보다 작고, 실질적으로 영(0)으로 되어 있다. 따라서, 본 실시 형태에서도 제1 실시 형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

도 5는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 롤링 베어링의 주요부의 확대 단면도이다. 본 실시 형태는, 환형 홈(23)의 홈바닥부에 축 방향을 따라 연장되는 홈바닥면(23b)이 형성되어 있다는 점에서 제1 실시 형태와 상이하다. 한 쌍의 측벽면(23a)의 간격은 가장 개구측에서 최대 W1로 되고, 가장 홈바닥측에서 최소 W2가 된다. 환형 홈(23)의 폭 W1 및 W2와 토출구(17c')의 직경 φ는 W2＜φ＜W1의 관계로 설정되어 있다. 따라서, 본 실시 형태에서도 제1 실시 형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

도 6은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 롤링 베어링(10)의 단면도이다. 도 7은 상기 실시 형태에서의 롤링 베어링의 주요부(안내면(21)과 피안내면(22)의 부분)를 확대하여 나타낸 단면도이며, 안내면(21)의 축과 피안내면(22)와의 축이 일치하는 상태를 나타내고 있다.

본 실시 형태의 롤링 베어링(10)은, 압축 공기에 의해 윤활유를 공급하기 위한 제2 유로(17c)의 구성 및 압축 공기가 분사되는 피분사면의 구성을 제외하고는, 제1 실시 형태(도 1 참조)의 것과 일치한다. 따라서, 제1 실시 형태와 공통되는 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 상세한 설명을 생략한다. 또한, 제1 실시 형태와 동일한 구성에 기초하여 발생되는 작용 효과에 대해서도 설명을 생략한다.

도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태의 제2 유로(17c1∼17c3)는 그 토출구(17c1'∼17c3')가 피안내면(22)에 형성된 돌출부(24)에 대향하도록 배치되어 있다.

돌출부(24)는 유지기(14)의 원주 방향을 따라 환형으로 형성되고, 원통 롤러 베어링(10)의 축을 통과하는 단면의 형상이 대략 사다리꼴로 되어 있다. 돌출부(24)는 기부측으로부터 정상부측을 향해 점차적으로 협폭으로 되도록 서로 역방향으로 경사진 한 쌍의 측벽면(24a1, 24a2)과 상면(24b)을 포함하고 있다. 각각의 측벽면(24a1, 24a2)의 축 방향의 폭 Wa1 및 Wa2는 서로 대략적으로 동일하고, 이들의 피안내면(22)에 대한 경사 각도 θ1 및 θ2도 대략 동일하게 되어 있다.

상면(24b)은 한 쌍의 측벽면(24a1, 24a2) 사이에 있어서 피안내면(22)에 평행한 면으로 되어 있다. 또한, 돌출부(24)의 한 쌍의 측벽면(24a1, 24a2)과 상면(24b)은, 제2 유로(17c1∼17c3)로부터 토출된 압축 공기가 분사되는 피분사면으로 되어 있다. 그리고, 피안내면(22)은 주로 돌출부(24)의 상면(24b)에서 안내면(21)에 슬라이드 접촉하고, 이 안내면(21)에 의해 안내된다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태의 제2 유로(17c1∼17c3)로서, 3개의 제2 유로가 원통 롤러 베어링(10)의 축을 통과하는 소정의 단면에서 축 방향으로 배열되도록 형성되어 있다. 또한, 제2 유로(17c1∼17c3)는, 원통 롤러 베어링(10)의 전체 원주에서는, 축 방향으로 3열로 배치되어 있으며, 각각의 열이 복수의 유로를 가지고 있다.

축 방향으로 배열하여 배치된 3개의 제2 유로(17c1∼17c3)는, 돌출부(24)의 한 쌍의 측벽면(24a1, 24a2)에 토출구(17c1', 17c2')가 대향하도록 형성된 축 방향 양쪽의 2개의 제2 유로(17c1, 17c2)와, 돌출부(24)의 상면(24b)에 토출구(17c3')가 대향하도록 형성된 축 방향 중앙의 1개의 제2 유로(17c3)를 포함한다. 각각의 제2 유로(17c1∼17c3)는 축 방향에 관하여 대략 등간격으로 배치되어 있다.

축 방향 양쪽의 제2 유로(17c1, 17c2)의 직경 φ1 및 φ2이 서로 동일하게 되고, 각각 대응하는 측벽면(24a1, 24a2)의 축 방향의 폭 Wa1 및 Wa2보다 약간 작게 되고, 각각의 토출구(17c1', 17c2')로부터 토출된 대략 모든 압축 공기가 측벽면(24a1, 24a2)에 분사되도록, 각각의 치수가 설정되어 있다. 축 방향 중앙의 제2 유로(17c3)의 직경 φ3은 양쪽의 제2 유로(17c1, 17c2)의 직경 φ1 및 φ2와 동일하여도 되고 상이하여도 된다.

도 7에서, 축 방향 양쪽의 제2 유로(17c1, 17c2)를 통과하는 압축 공기는 돌출부(24)의 한 쌍의 측벽면(24a1, 24a2)에 분사된다. 한 쌍의 측벽면(24a1, 24a2)이 서로 역방향으로 경사져 있으므로, 유지기(14)는 압축 공기로부터 받는 힘에 의해 축 방향의 소정의 위치에서 지지된다. 즉, 좌측의 제2 유로(17c1)로부터 토출된 압축 공기가 좌측의 측벽면(24a1)에 분사될 때, 유지기(14)는 우측 방향으로 힘을 받게 된다. 반대로, 우측의 제2 유로(17c2)로부터 토출된 압축 공기가 우측의 측벽면(24a2)에 분사될 때, 유지기(14)는 좌측 방향으로 힘을 받게 되고, 이들의 힘이 균형을 이루는 위치에서 유지기(14)가 지지된다. 또한, 유지기(14)는 축 방향 양쪽의 제2 유로(17c1, 17c2)로부터 토출된 압축 공기에 의해 직경 방향에 관해서도 지지된다.

축 방향 중앙의 제2 유로(17c3)를 통과하는 압축 공기는 돌출부(24)의 상면(24b)에 분사된다. 이로써, 유지기(14)가 직경 방향에 관하여 지지된다. 특히, 축 방향 중앙의 제2 유로(17c3)로부터 토출된 압축 공기가 축 방향 양쪽의 제2 유로(17c1, 17c2)로부터 토출된 압축 공기에 의해 축 방향 양측으로 누설되기 어려워지므로, 유지기(14)를 직경 방향에 관하여 강하게 지지하는 것이 가능해진다.

전술한 바와 같이, 제2 유로(17c1, 17c2)로부터 토출된 압축 공기에 의해 유지기(14)의 축 방향의 위치를 안정시켜, 유지기(14)와 원통 롤러(13)의 충돌을 가급적으로 억제할 수 있고, 마모 또는 이상음의 발생이나 회전 토크의 증대 등을 방지할 수 있다. 또한, 안내면(21)과 피안내면(22)의 사이에 압축 공기에 의해 보내지는 윤활유가 공급되므로, 양자의 접촉에 따른 마모 또는 용착을 억제할 수 있다. 또한, 압축 공기가 유지기(14)의 돌출부(24)에 분사되고 것에 의해, 유지기(14)를 직경 방향에 관해서도 안정적으로 지지하는 것이 가능해진다. 특히, 축 방향 중앙의 제2 유로(17c3)로부터 토출된 압축 공기에 의해 유지기(14)를 직경 방향에 관하여 강하게 지지할 수 있으므로, 안내면(21)과 피안내면(22)의 접촉면압을 저하시킬 수 있고, 유지기(14)의 회전 저항을 저감하고, 마모 또는 용착을 방지할 수 있다.

또한, 축 방향으로 이격된 2개의 토출구(17c1', 17c2')로부터 토출된 압축 공기가 한 쌍의 측벽면(24a1, 24a2)에 분사되므로, 유지기(14)가 직경 방향에 관하여 경사지기가 어려워져, 유지기(14)의 회전을 안정시킬 수 있는 동시에, 외륜(11) 측의 외측 스페이서(15)의 내주 모서리부(15e)(안내면(21)의 외륜(11)측의 단부 에지; 도 6을 참조)에 유지기(14)가 접촉하여 마모하는 것을 방지할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 롤링 베어링의 주요부의 확대 단면도이며, 안내면(21)의 축과 피안내면(22)의 축이 일치하는 상태를 나타내고 있다. 본 실시 형태는 안내면(21)에 돌출부(24)의 형상에 적합한 오목 홈(15c)이 돌출부(24)의 직경 방향 외측에 대응하여 형성되어 있다는 점에서 제4 실시 형태(도 7을 참조)와 상이하며, 그 외의 점에서는 제4 실시 형태와 일치하고 있다. 그리고, 본 실시 형태는, 제4 실시 형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있는 외에, 안내면(21)과 피안내면(22)이 직경 방향으로 가까워졌을 때 오목 홈(15c)에 돌출부(24)가 비접촉 방식으로 끼워맞추어지는 것에 의해, 유지기(14)를 축 방향에 관하여 보다 확실하게 지지할 수 있다.

도 9는 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 롤링 베어링의 주요부의 확대 단면도이며, 안내면(21)의 축과 피안내면(22)의 축이 일치하는 상태를 나타내고 있다. 본 실시 형태에서는, 피안내면(22)에 돌출부(24)가 형성되어 있지 않고, 그 대신에 환형 홈(25)이 형성되어 있다. 이 환형 홈(25)은 대략 사다리꼴이며, 개구측으로부터 홈바닥측으로 점차적으로 폭이 좁아지도록 서로 역방향으로 경사진 한 쌍의 측벽면(25a1, 25a2)과, 홈바닥면(25b)을 포함하고 있다. 한 쌍의 측벽면(25a1, 25a2)에서는, 축 방향 폭 Wa1 및 Wa2와 피안내면(22)에 대한 경사 각도 θ1 및 θ2가 각각 서로 동일하게 되어 있다. 홈바닥면(25b)은 한 쌍의 측벽면(25a1, 25a2)의 사이에서 피안내면(22)에 평행한 면으로 되어 있다.

또한, 안내면(21)에는, 환형 홈(25)의 형상에 적합한 대략 사다리꼴의 돌출부(15d)가 환형 홈(25)의 직경 방향 외측에 대응하여 원주 방향을 따라 환형으로 형성되어 있다.

본 실시 형태에서는, 축 방향 양쪽의 제2 유로(17c1, 17c2)로부터 토출된 압축 공기가 각각 환형 홈(25)의 한 쌍의 측벽면(25a1, 25a2)에 분사되고, 이로써, 유지기(14)가 축 방향에 관하여 지지되고, 또한 직경 방향에 관해서도 지지된다. 또한, 축 방향 중앙의 제2 유로(17c3)로부터 토출된 압축 공기가 환형 홈(25)의 홈바닥면(25b)에 분사되고 것에 의해, 유지기(14)는 직경 방향에 관하여 강하게 지지되도록 되어 있다. 또한, 안내면(21)과 피안내면(22)이 직경 방향으로 가까워졌을 때 안내면(21)에 형성된 돌출부(15d)가 환형 홈(25)에 비접촉 방식으로 끼워맞추어지는 것에 의해 유지기(14)를 축 방향에 관하여 보다 확실하게 지지할 수 있다.

그리고, 본 실시 형태에서, 안내면(21)은 돌출부(15d)를 형성하지 않고 평탄한 면으로 할 수 있다.

도 10은 본 발명의 제7 실시 형태에 따른 롤링 베어링의 주요부의 확대 단면도이며, 안내면(21)의 축과 피안내면(22)의 축이 일치하는 상태를 나타내고 있다. 본 실시 형태는, 축 방향 중앙의 제2 유로(17c3)가 생략되어 있다는 것과 피안내면(22)에 형성된 돌출부(24)가 단면적으로 원호형이라는 점에서 제4 및 제5 실시 형태(도 7 및 도 8을 참조)와 상이하며, 안내면(21)에 형성된 오목 홈(15c)이 돌출부(24)에 적합한 단면 원호형을 갖는다는 점에서 제5 실시 형태와 상이하다. 이 실시 형태에서도, 환형의 돌출부(24)의 한 쌍의 측벽면(24a1, 24a2)은 축 방향에 관하여 서로 역방향으로 경사져 있는 부분을 갖는다. 그 외의 구성은 제4 및 제5 실시 형태와 동일하고, 이들과 대략 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

도 11은 본 발명의 제8 실시 형태에 따른 롤링 베어링의 주요부의 확대 단면도이며, 안내면(21)의 축과 피안내면(22)의 축이 일치하는 상태를 나타내고 있다. 본 실시 형태는, 축 방향 중앙의 제2 유로(17c3)가 생략되어 있고, 피안내면(22)에 형성된 환형 홈(25)이 단면적으로 원호형이며, 안내면(21)에 형성된 돌출부(15d)가 환형 홈(25)에 적합한 단면적으로 원호형이라는 점에서 제6 실시 형태(도 9를 참조)와 상이하다. 이 실시 형태에서도, 환형 홈(25)의 한 쌍의 측벽면(25a1, 25a2)은 축 방향에 관하여 서로 역방향으로 경사져 있는 부분을 가진다. 그 외의 구성은 제6 실시 형태와 동일하고, 대략 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

도 12는 본 발명의 제9 실시 형태에 따른 롤링 베어링의 단면도이다. 본 실시 형태에서는, 외륜(11)의 외륜 궤도면(11a)의 축 방향 양측에 외륜 칼라부(11b)가 형성되고, 외륜(11)에는 각각의 외륜 칼라부(11b)의 내주면에 토출구(17c1', 17c2')를 가지는 압축 공기의 유로(17c1, 17c2)가 형성되어 있다. 외륜 칼라부(11b)의 내주면은 유지기(14)를 안내하기 위한 안내면(21)으로 되어 있다.

한편, 원통 롤러(13)를 유지하는 유지기(14)의 축 방향 양쪽의 외주면은, 안내면(21)에 슬라이드 접촉 가능하게 대향하는 피안내면(22)으로 작용한다. 각각의 피안내면(22)에는 각각 원주 방향을 따라 환형의 돌출부(24)가 형성되어 있다. 각각의 돌출부(24)는 제4 실시 형태와 마찬가지로 대략 사다리꼴로 되어 있지만, 그 축 방향 내측(원통 롤러(13)측)의 측벽면(24a1, 24a2)이 각각 유로(17c1, 17c2)의 토출구(17c1', 17c2')에 대향하고 있다. 한쪽의 돌출부(24)의 측벽면(24a1)과 다른 쪽의 돌출부(24)의 측벽면(24a2)은, 축 방향 내측으로 감에 따라 점차적으로 직경 방향 내측으로 향하는 서로 역방향의 경사면이 되도록 형성되어 있다.

본 실시 형태에서도, 각각의 유로(17c1, 17c2)를 통과하는 압축 공기가 각 돌출부(24)의 측벽면(피분사면)(24a1, 24a2)에 분사될 때, 유지기(14)는 축 방향에 관하여 지지되고, 또한 직경 방향에 관해서도 지지된다.

도 13은 본 발명의 제10 실시 형태에 따른 롤링 베어링의 단면도이다. 본 실시 형태에서는, 각각의 돌출부(24)의 축 방향 외측(원통 롤러(13)의 반대측)의 측벽면(피분사면)(24a1, 24a2)이 유로(17c1, 17c2)의 토출구(17c1', 17c2')에 대향하고, 각각의 측벽면(24a1, 24a2)은 축 방향 외측으로 감에 따라 점차적으로 직경 방향 내측을 향하는 서로 역방향의 경사면이 되도록 형성되어 있다. 따라서, 본 실시 형태에서도 제9 실시 형태(도 12를 참조)와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 실시 형태에서는, 측벽면(24a1, 24a2)에 분사된 압축 공기가 그 경사에 의해 축 방향 외측으로 흐른다. 그러나, 전술한 제9 실시 형태에서는, 압축 공기가 측벽면(24a1, 24a2)의 경사에 의해 축 방향 내측(원통 롤러(13)측)으로 흐른다. 그러므로, 윤활유를 외륜(11)과 원통 롤러(13) 사이에도 공급하기 쉬워지게 되며, 이 점에서 제9 실시 형태가 유리하다.

본 발명은, 상기한 각각의 실시 형태로 한정되지 않고 적절하게 설계 변경이 가능하다.

예를 들면, 각각의 실시 형태에서, 환형 홈(23, 25) 또는 돌출부(24)에서의 한 쌍의 측벽면(피분사면)(23a, 25a1, 25a2, 24a1, 24a2)의 피안내면(22)에 대한 경사 각도 θ1 및 θ2는 서로 상이하여도 된다.

또한, 안내면(21)은 외륜(11)에 형성할 수 있고, 이 경우, 외륜(11)의 내주부에 원통 롤러(13)의 축 방향의 이동을 규제하는 칼라부를 형성하고, 이 칼라부의 내주면을 안내면으로 할 수 있다.

제1∼제3 실시 형태에서, 환형 홈(23)과 제2 유로(17c)는 축 방향으로 복수 세트 설치되어 있어도 된다.

제4∼제10 실시 형태에서, 한 쌍의 측벽면(24a1, 24a2, 25a1, 25a2)에 대하여 수직 방향으로 압축 공기를 분사하도록, 축 방향 양쪽의 제2 유로(17c1, 17c2)가 경사지게 형성되어 있어도 된다. 또한, 제4∼제6 실시 형태에서는, 축 방향 중앙의 제2 유로(17c3)를 생략하는 것이 가능하며, 이 경우, 축 방향 양쪽의 제2 유로(17c1, 17c2)의 원주 방향 위치를 서로 어긋나게 형성하여도 된다.

도 14는 본 발명의 제11 실시 형태에 따른 롤링 베어링(100)의 단면도이다. 또한, 제1 실시 형태에 따른 롤링 베어링(10)과 동일한 구성의 부분은 동일 번호를 부여하여, 이들에 대한 설명은 생략한다.

도 15는 원통 롤러 베어링(100)의 주요부(안내면(21) 및 피안내면(22)의 부분)를 확대하여 나타낸 단면도이다. 제2 유로(17c)는 그 토출구(17c1)가 피안내면(22)에 형성된 환형 홈(31)에 대향하도록 배치되어 있다.

이 환형 홈(31)은 유지기(14)의 원주 방향을 따라 형성되고, 원통 롤러 베어링(100)의 축을 통과하는 단면의 형상이 대략 사다리꼴로 되어 있다. 환형 홈(31)은, 제2 유로(17c)의 직경(토출구(17c1)의 직경) φ보다 축 방향의 개구 폭이 크게 형성되어 있고, 개구측으로부터 홈바닥측으로 점차적으로 협폭으로 되도록 서로 역방향으로 경사진 한 쌍의 측벽면(31a)과, 저면(31b)을 갖는다. 각각의 측벽면(31a)의 축 방향의 폭은 서로 대략 동일하며, 이들의 피안내면(22)에 대한 경사 각도도 서로 대략 동일하게 되어 있다. 환형 홈(31)의 저면(31b)은 한 쌍의 측벽면(31a) 사이에서 피안내면(22)에 평행한 면으로 되어 있다. 또한, 저면(31b)은 제2 유로(17c)의 토출구(17c1)에 대향하여 배치되어 있다. 저면(31b)과 안내면(21)의 직경 방향의 간격은 안내면(21)과 피안내면(22)의 직경 방향의 간격보다 크게 되어 있다. 그리고, 안내면(21)과 피안내면(22)의 직경 방향의 간격은 약 0.2∼0.5 mm로 된다.

환형 홈(31)은 피안내면(22)을 실질적으로 축 방향으로 분리하고 있고, 이로써, 안내면(21)과 피안내면(22)의 대향 영역(A1, A2)이 환형 홈(31)을 사이에 두고 축 방향으로 분리하여 배치되어 있다.

환형 홈(31)은 제2 유로(17c)보다 압축 공기의 흐름 면적이 큰 버퍼 영역(버퍼 공간)(30)을 형성하고 있고, 제2 유로(17c)를 통과하는 압축 공기는 이 버퍼 영역(30)에 유입되는 것에 의해 감압된다. 그리고, 버퍼 영역(30)에 유입된 압축 공기는, 그 축 방향 양쪽의 대향 영역(A1, A2)으로 흐를 때, 유지기(14)와 외측 스페이서(15) 사이의 간격이 작아지는 위치 P에서 그 압력이 증가된다. 즉, 버퍼 영역(30)의 축 방향 양쪽에서 축 방향으로 이격된 2개의 위치 P에서, 압축 공기의 압력이 증가된다.

이 작용에 의해, 유지기(14)가 직경 방향으로 경사지기가 어려워져, 유지기(14)의 직경 방향에 관한 위치를 안정시킬 수 있다. 또한, 안내면(21)과 피안내면(22)의 접촉면압이 낮아져, 유지기(14)의 회전 저항을 저감할 수 있는 동시에, 안내면(21)과 피안내면(22)의 접촉에 따른 마모 또는 용착을 억제할 수 있다. 또한, 유지기(14)가 직경 방향으로 경사지기가 어렵게 되므로, 외륜(11)측의 외측 스페이서(15)의 내주 모서리부(안내면(21)의 외륜(11)측의 단부 에지)(15e)(도 14를 참조)에 유지기(14)가 접촉하여 마모하는 것을 방지할 수 있다.

유지기(14)를 안내하는 안내면(21)이 외륜(11)과는 별개의 외측 스페이서(15)에 형성되어 있으므로, 이 외측 스페이서(15)의 재료를 외륜(11)과는 상이한 방열성이 높은 것으로 하여도 되고, 또는 외측 스페이서(15)의 체적(질량)을 크게 하여 방열성을 높이거나 하는 것도 가능해진다. 이와 같이, 외측 스페이서(15)의 방열성을 높이는 것에 의해, 유지기(14)와의 접촉에 의한 외측 스페이서(15)의 온도 상승을 억제하고, 유지기(14)의 용착을 방지하는 것이 가능해진다.

외측 스페이서(15)에 형성된 안내면(21)은 외륜 궤도면(11a)보다 직경 방향 내측에 배치되고, 외륜 궤도면(11a)보다 유지기(14)측(내륜 궤도면(12a)측)에 근접하게 배치되어 있으므로, 안내면(21)을 유지기(14)의 피안내면(22)에 접근하게 할 수 있고, 유지기(14)의 피안내면(22)을 직경 방향 외측으로 크게 돌출하도록 하는 특수한 형상으로 하지 않고서도 유지기(14)를 안내할 수 있다.

도 16은 본 발명의 제12 실시 형태에 따른 롤링 베어링의 주요부의 확대 단면도이다. 본 실시 형태에서는, 안내면(21)에 오목 홈(32)이 형성되어 있고, 이 오목 홈(32)에 의해 버퍼 영역(30)이 형성되어 있다. 이 오목 홈(32)은 외측 스페이서(15)의 원주 방향을 따라 형성되고, 안내면(21)을 실질적으로 축 방향으로 분리하고 있다. 이로써, 안내면(21)과 피안내면(22)의 대향 영역(A1, A2)이 오목 홈(32)을 사이에 두고 축 방향으로 분리되어 배치되어 있다.

오목 홈(32)은 원통 롤러 베어링(100)의 축을 통과하는 단면의 형상이 대략 사다리꼴로 되어 있다. 오목 홈(32)은 개구측으로부터 홈바닥측을 향해 점차적으로 협폭으로 되도록 서로 역방향으로 경사진 한 쌍의 측벽면(32a)과, 저면(32b)을 갖고 있다. 각각의 측벽면(32a)의 축 방향의 폭은 서로 대략 동일하며, 이들의 안내면(21)에 대한 경사 각도도 서로 대략 동일하게 되어 있다. 오목 홈(32)의 저면(32b)은 한 쌍의 측벽면(32a) 사이에서 안내면(21)에 평행한 면으로 되어 있다.

오목 홈(32)의 저면(32b)에는 제2 유로(17c)의 토출구(17c1)가 개구되어 있다. 오목 홈(32)은 제2 유로(17c)의 직경(토출구(17c1)의 직경)보다 큰 개구 폭으로 형성되고, 오목 홈(32)의 저면(32b)으로부터 피안내면(22)까지의 간격은 안내면(21)과 피안내면(22) 사이의 간격보다 크게 설정되어 있다.

오목 홈(32)은 제2 유로(17c)보다 압축 공기의 흐름 면적이 큰 버퍼 영역(30)을 형성하고 있다. 그리고, 본 실시 형태에서도, 제2 유로(17c)를 통과하는 압축 공기는 버퍼 영역(30) 내에 유입되는 것에 의해 감압되고, 또한 버퍼 영역(30)으로부터 안내면(21)과 피안내면(22)의 대향 영역(A1, A2)으로 흐를 때, 축 방향으로 이격된 2개의 위치 P에서 그 압력이 증가된다. 따라서, 본 실시 형태도 제11 실시 형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 실시 형태에서는, 오목 홈(32)은 반드시 외측 스페이서(15)의 전체 원주에 연속적으로 형성되어 있지 않아도 되고, 적어도 제2 유로(17c)가 형성된 부분에 대응하여 형성되어 있으면 된다.

도 17은 본 발명의 제13 실시 형태에 따른 롤링 베어링의 주요부의 확대 단면도이다. 본 실시 형태는, 전술한 제11 실시 형태와 제12 실시 형태를 조합한 것이다. 즉, 본 실시 형태에서는, 피안내면(22)에 환형 홈(31)이 형성되고, 안내면(21)에 오목 홈(32)이 형성되고, 이들 환형 홈(31) 및 오목 홈(32)에 의해 버퍼 영역(30)이 형성되어 있다. 환형 홈(31)과 오목 홈(32)은 대략 동일한 축 방향 폭을 가지며, 홈의 깊이도 대략 동일하게 되어 있다. 단, 이들의 치수는 서로 상이해도 된다.

본 실시 형태에서는 상기한 제11 및 제12 실시 형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있는 외에, 버퍼 영역(30)에서의 압축 공기의 흐름 면적을 크게 할 수 있다.

본 발명은, 상기한 각각의 실시 형태로 한정되지 않고 적절하게 설계 변경 가능하다. 예를 들면, 안내면(21)은 외륜(11)에 형성될 수 있고, 이 경우, 외륜(11)의 내주부에 원통 롤러(13)의 축 방향의 이동을 규제하는 칼라부를 형성하고, 이 칼라부의 내주면을 안내면(21)으로 할 수 있다. 또한, 각각의 실시 형태에서, 환형 홈(31) 또는 오목 홈(32)의 한 쌍의 측벽면(31a, 32a)의 피안내면(22) 또는 안내면(21)에 대한 경사 각도는 서로 상이하여도 된다.

또한, 상기한 각각의 실시 형태에서, 제2 유로(17c), 피안내면(22), 안내면(21), 환형 홈(31), 및 오목 홈(32)(버퍼 영역(30))은 원통 롤러(13)를 사이에 두고 축 방향 양측에 설치하여도 된다. 단, 본 발명은 축 방향 한쪽에만 제2 유로(17c), 피안내면(22) 및 안내면(21)을 설치하고 있는 원통 롤러 베어링(100)에 있어서 유지기(14)가 경사지게 되는 것을 방지하는데 매우 유용하다.

또한, 상기한 각각의 실시 형태에서는 윤활 수단으로서 오일/에어 윤활 방식을 예시하고 있지만, 본 발명은 압축 공기를 사용하여 윤활유를 공급하는 윤활 방식이면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 압축 공기에 의해 미스트형(mist type)의 윤활유를 공급하는 오일/미스트 윤활 방식 등의 다른 윤활 방식을 채용할 수도 있다.

본 발명은 유지기의 안내 형식이 내륜 안내으로 된 롤링 베어링에도 적용할 수 있다. 또한, 본 발명은 볼베어링, 침형(needle shaped) 롤러 베어링, 테이퍼진 롤러 베어링 등의 원통 롤러 베어링 이외의 롤링 베어링에도 적용될 수 있다.

Claims (11)

1. 롤링 베어링에 있어서,
   환형의 제1 궤도면을 가지는 제1 궤도 부재;
   상기 제1 궤도면에 대향하는 환형의 제2 궤도면을 가지는 제2 궤도 부재;
   상기 제2 궤도면에 대하여 축 방향으로 어긋난 위치에 배치된 환형의 안내면(guide surface)을 갖고, 상기 제2 궤도 부재와 일체로 또는 분리되어 형성된 안내 부재;
   상기 제1 궤도면과 상기 제2 궤도면의 사이에 전동(轉動) 가능하게 배치된 복수의 전동체(rolling element); 및
   상기 복수의 전동체를 원주 방향에서 소정 간격으로 유지하고, 또한 상기 안내면에 슬라이드 접촉 가능하게 대향하는 피안내면(guided surface)을 가지는 환형의 유지기(cage);
   를 포함하며,
   상기 안내 부재에 윤활유 공급용의 압축 공기의 유로(flow path)가 설치되며,
   상기 유로가 상기 안내면에 토출구(discharge opening)를 가지며,
   상기 피안내면이 상기 토출구에서 토출된 압축 공기가 각각 분사되는 2개의 환형의 피분사면(sprayed surface)을 가지며,
   상기 피분사면이 서로 축 방향에 관하여 역방향으로 경사진 경사면으로 되어 있고,
   상기 유지기가, 상기 피분사면에 압축 공기가 분사됨에 따라 상기 유지기에 작용하는 축 방향의 힘에 의해, 축 방향에 관하여 지지되는,
   롤링 베어링.
2. 제1항에 있어서,
   상기 피안내면은 원주 방향을 따라 형성된 환형 홈을 가지며,
   상기 유로는 상기 안내면에서 개구되어 직경 방향으로 압축 공기를 토출하는 상기 토출구를 가지며,
   상기 토출구는 상기 환형 홈의 개구 폭 내에서 상기 환형 홈에 직경 방향으로 대향하도록 배치되고,
   상기 환형 홈은, 홈의 개구측으로부터 홈바닥측으로 점차적으로 서로의 간격이 좁아지도록 축 방향에 관하여 서로 역방향으로 경사지게 배치된, 상기 피분사면으로서의 한 쌍의 측벽면을 가지며,
   서로 대향하는 상기 한 쌍의 측벽면의 간의 간격이, 홈의 개구 에지에서의 상기 토출구의 직경보다 크고 홈바닥에서의 상기 토출구의 직경보다 작게 설정되어 있는,
   롤링 베어링.
3. 제2항에 있어서,
   상기 유지기는 소정의 범위 내에서 축 방향으로 이동이 가능하며,
   상기 유지기가 축 방향으로 이동한 경우에도, 상기 토출구가 상기 환형 홈의 개구 폭 내에서 상기 환형 홈에 대향하도록 상기 토출구의 직경 및 상기 환형 홈의 개구 폭의 치수가 설정되는, 롤링 베어링.
4. 제1항에 있어서,
   상기 유로는 서로 축 방향으로 이격되어 배치된 2개 이상의 상기 토출구를 상기 안내면에 가지며,
   상기 피안내면은 2개의 상기 토출구에서 토출된 압축 공기가 각각 분사되는 2개의 환형의 상기 피분사면을 갖는,
   롤링 베어링.
5. 롤링 베어링에 있어서,
   환형의 제1 궤도면을 가지는 제1 궤도 부재;
   상기 제1 궤도면에 대향하는 환형의 제2 궤도면을 가지는 제2 궤도 부재;
   상기 제2 궤도면에 대하여 축 방향으로 어긋난 위치에 배치된 환형의 안내면을 갖고, 상기 제2 궤도 부재와 일체로 또는 분리되어 형성된 안내 부재;
   상기 제1 궤도면과 상기 제2 궤도면의 사이에 전동 가능하게 배치된 복수의 전동체; 및
   상기 복수의 전동체를 원주 방향에서 소정 간격으로 유지하고, 또한 상기 안내면에 슬라이드 접촉 가능하게 대향하는 피안내면을 가지는 환형의 유지기;
   를 포함하며,
   상기 안내 부재에 윤활유 공급용의 압축 공기의 유로가 설치되며,
   상기 유로가 상기 안내면에 서로 축 방향에서 이격되어 평행하게 배치된 2개의 토출구를 가지고,
   상기 피안내면이 상기 2개의 토출구에서 토출된 압축 공기가 각각 분사되는 2개의 환형의 피분사면을 가지며,
   상기 피분사면이 서로 축 방향에 관하여 역방향으로 경사진 경사면으로 되어 있고,
   상기 유로는 상기 2개의 토출구의 사이에 다른 토출구를 갖는,
   롤링 베어링.
6. 제4항에 있어서,
   2개의 상기 토출구 중의 하나가 축 방향에서 상기 전동체의 어느 한 쪽에 배치되며,
   2개의 상기 토출구 중의 다른 하나가 축 방향에서 상기 전동체의 다른 쪽에 배치될 수 있는,
   롤링 베어링.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 안내 부재는 상기 제2 궤도 부재에 인접하여 배치된 스페이서를 포함하는, 롤링 베어링.
8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 안내면은 상기 제2 궤도면보다 직경 방향에 관하여 상기 제1 궤도면측에 배치되어 있는, 롤링 베어링.
9. 롤링 베어링에 있어서,
   환형의 제1 궤도면을 가지는 제1 궤도 부재;
   상기 제1 궤도면에 대향하는 환형의 제2 궤도면을 가지는 제2 궤도 부재;
   상기 제2 궤도면에 대하여 축 방향으로 어긋난 위치에 배치된 환형의 안내면을 갖고, 상기 제2 궤도 부재와 일체로 또는 별도로 형성된 안내 부재;
   상기 제1 궤도면과 상기 제2 궤도면의 사이에 전동 가능하게 배치된 복수의 전동체; 및
   상기 복수의 전동체를 원주 방향에서 소정 간격으로 유지하고, 또한 상기 안내면에 슬라이드 접촉 가능하게 대향하는 피안내면을 갖는 환형의 유지기
   를 포함하며,
   상기 안내 부재에 윤활유 공급용의 압축 공기를 위한 유로가 설치되고,
   상기 안내면과 상기 피안내면의 대향 영역이 축 방향으로 분리하여 배치되고,
   축 방향으로 분리되는 상기 대향 영역의 사이에, 상기 유로로부터 유입된 압축 공기를 감압하고, 또한 그 축 방향 양쪽에 배치된 상기 대향 영역에 상기 압축 공기를 공급하도록 구성된 버퍼 영역이 형성되어 있는,
   롤링 베어링.
10. 제9항에 있어서,
    상기 버퍼 영역은 상기 안내면 및 상기 피안내면 중의 하나 이상에 설치된 홈에 의해 구성되는, 롤링 베어링.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 안내 부재가 상기 제2 궤도 부재에 인접하여 배치된 스페이서를 포함하는, 롤링 베어링.

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