KR20240038746A - 볼 베어링 - Google Patents

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KR20240038746A
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다케히토 사쿠라이
쇼헤이 후카마
유우스케 스즈키
요시키 다케다
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엔티엔 가부시키가이샤
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Abstract

볼 베어링(1)은, 내외의 궤도륜(2, 3)과, 이들 사이에 개재되는 복수의 세라믹스제의 볼(4)과, 베어링 외부로부터 베어링 내부(7)로의 윤활유의 유입을 억제하는 캡 부재(6)를 구비한다. 볼 베어링(1)의 운전 시의 베어링 내부 틈새는, 80℃ 이상에서 0 ㎛보다 큰 값으로 설정된다. 베어링 내부(7)에 공급되는 윤활유의 100℃ 시의 동점도는, 7.0 ㎟/s 이하이다. 이에 의해, 차량 구동용 모터 또는 차량 구동용 모터에 접속되는 변속기에 포함되는 회전축을 지지하는 볼 베어링의 저토크성의 향상과 손상 방지를 양립시킨다.

Description

볼 베어링
본 발명은 볼 베어링에 관한 것이다.
일반적으로, 전기 자동차(EV), 전동 하이브리드차(HV) 등의 자동차, 산업 기계용 차량은, 구동용 모터와 변속기를 포함하는 구동계를 구비하고 있다. 그 구동용 모터 또는 변속기의 회전축을 지지하는 베어링으로서, 저토크성이 우수한 볼 베어링이 채용되고 있다. 그 볼 베어링의 구성 요소인 볼 및 내외의 궤도륜은, 일반적으로 강제(鋼製)이며, 필요에 따라 손상 방지를 위한 각종 열처리나 표면 개질 처리가 행해지고 있다. 또한, 기어 마모분 등의 이물이 베어링 내부에 침입하여 베어링이 조기 파손되는 것을 방지하기 위해서, 혹은, 초기 윤활제로서 베어링 내부에 그리스를 봉입하기 위해서, 그 볼 베어링에 시일, 실드 등의 캡 부재를 부착하는 것이 행해지고 있다.
일반적인 접촉 시일은, 고무 등의 탄성재로 환형으로 형성된 시일 립을 갖는다. 베어링 회전에 따라 시일에 대해 둘레 방향으로 상대 회전하는 궤도륜, 슬링거 등의 상대 부품에는, 시일 립에 대해 둘레 방향으로 슬라이딩하는 시일 슬라이딩면이 형성되어 있다. 시일 립과 시일 슬라이딩면이 전체 둘레에서 미끄럼 접촉하고, 미시적으로는 고체 접촉 영역을 수반하고 있다. 시일 립의 드래그 저항(시일 토크)은, 베어링 토크 및 볼 베어링의 온도 상승의 한 원인이 된다. 또한, 베어링 내부가 외부에 대해 시일로 폐색되기 때문에, 베어링 내부와 외부 사이의 압력차에 의해 시일 립이 시일 슬라이딩면에 압박되는 흡착 작용이 발생하여, 시일 토크가 증대되는 경우가 있다. 이들의 점에서, 일반적인 접촉 시일에서는, 볼 베어링의 고속 운전에 한계가 있다.
한편, 캡 부재로서 비접촉 시일이나 실드를 채용하는 경우, 시일 토크를 없애는 것은 가능하지만, 시일 부재 및 상대 부품 간의 비접촉 간극의 크기에 대해 소정 입경의 이물 침입을 방지할 수 있는 것과 같은 각종 오차의 관리가 어렵다.
이에 대해, 특허문헌 1에 개시된 시일 부착 볼 베어링은, 시일 립이 둘레 방향으로 배열된 복수의 돌출부를 갖고, 이들 복수의 돌출부가, 둘레 방향으로 인접하는 돌출부끼리의 사이를 통해 베어링 내부와 외부에 연통(連通)되는 간극을 발생시키며, 또한 베어링 회전에 따라 간극으로부터 돌출부와 시일 슬라이딩면 사이에 끌어들여지는 윤활유의 유막에 의해 시일 립 및 시일 슬라이딩면 사이를 유체 윤활 상태로 하도록 형성되어 있다. 특허문헌 1의 시일 부착 볼 베어링은, 베어링의 조기 파손을 초래하는 것과 같은 소정 입경의 이물 침입을 방지하면서 고속 운전에 대응 가능하면서도, 시일 립과 시일 슬라이딩면 사이를 유체 윤활 상태로 하여 시일 토크를 현저히 저감할 수 있다.
특허문헌 1: 국제 공개 제2016/143786호
그러나, CO2의 배출 억제 요구는 앞으로도 엄격해져, 차량의 전동 구동화가 한층 진행되는 것은 물론, 그 에너지 절약 운전 성능을 향상시키는 것이 지향되고 있다. 이 때문에, 구동용 모터나 변속기에서는, 토크 손실을 억제하기 위해서 저점도의 윤활유를 채용하는 경향이 있다. 최근에는, 40℃ 시의 동점도가 27 ㎟/s 이하이고, 100℃ 시의 동점도가 7.0 ㎟/s 이하인 윤활유를 채용하는 경우도 증가하고 있다. 이러한 저점도의 윤활유를 구동용 모터, 변속기에 구비되는 볼 베어링에 공급하면, 베어링 내부에서의 교반 저항의 저감에 유효한 한편, 고속 회전 시, 볼과 궤도륜의 탄성 접촉 영역에 있어서 유막 부족이 발생하여 눌어붙을 우려가 높아진다.
또한, 베어링 내부로의 윤활유의 유입을 억제하는 시일, 실드 등의 캡 부재를 볼 베어링에 구비하면, 교반 저항의 저감에 유효한 한편, 최근의 저점도 윤활유의 경우, 전술한 눌어붙음의 우려가 보다 높아지게 된다.
또한, 구동용 모터나, 이것에 접속된 변속기에 볼 베어링을 편입하는 경우, 그 볼 베어링이 개재되는 축과 하우징 사이에 전위차가 발생하여, 강제의 볼과 궤도륜의 탄성 접촉 영역에 있어서 전해 부식이 발생하는 것과 같은 사용 환경이 될 가능성도 있다.
전술한 배경을 감안하여, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 차량 구동용 모터 또는 차량 구동용 모터에 접속되는 변속기에 포함되는 회전축을 지지하는 볼 베어링의 저토크성의 향상과 손상 방지를 양립시키는 것에 있다.
상기한 과제를 달성하기 위해서, 본 발명은, 차량 구동용 모터 또는 차량 구동용 모터에 접속되는 변속기에 포함되는 회전축을 지지하는 볼 베어링에 있어서, 내측의 궤도륜과, 외측의 궤도륜과, 이들 내외의 궤도륜 사이에 개재되는 복수의 볼과, 이들 복수의 볼을 유지하는 유지기와, 베어링 외부로부터 베어링 내부로의 윤활유의 유입을 억제하는 캡 부재를 구비하고, 상기 볼은, 강철과 상이한 재질을 포함하며, 운전 시의 베어링 내부 틈새는, 80℃ 이상에서 0 ㎛보다 큰 값으로 설정되고, 베어링 내부에 공급되는 윤활유의 100℃ 시의 동점도가 7.0 ㎟/s 이하인 구성을 채용하였다.
상기 구성과 같이, 차량 구동용 모터 또는 차량 구동용 모터에 접속되는 변속기에 포함되는 회전축을 지지하는 볼 베어링에 있어서, 강철과 상이한 재질을 포함하는 볼을 채용하면, 고속 운전 시에 볼과 궤도륜의 탄성 접촉 영역에서 유막 부족이 발생했다고 해도, 재질이 상이한 볼과 궤도륜이 용착되지 않고, 강제의 볼에 비해 내눌어붙음성이 향상된다. 또한, 80℃ 이상에서 운전 시의 베어링 내부 틈새를 0 ㎛보다 큰 값으로 설정해 두면, 고속 회전 시, 운전 틈새가 부(負)가 되어 조기 손상에 이르는 것을 피할 수 있다. 이들의 점에서, 저점도 윤활유의 채용이나 윤활유의 희박화(希薄化)를 행해도, 볼과 궤도륜의 손상 방지를 도모할 수 있다. 또한, 캡 부재에 의해 윤활유의 유입을 억제하는 조건 하에서, 100℃ 시의 동점도가 7.0 ㎟/s 이하의 저점도 윤활유를 공급함으로써, 교반 저항을 양호하게 저감하여 베어링 토크의 저감을 도모할 수 있다. 이와 같이 하여, 차량 구동용 모터 등의 회전축을 지지하는 볼 베어링의 저토크성의 향상과 손상 방지를 양립시킬 수 있다.
여기서, 본 발명에서의 차량 구동용 모터란, 전기 에너지를 변환하여 차량의 구동원이 되는 회전을 출력하는 전기 기기와, 차량의 회생 브레이크 시에 입력 회전을 전기 에너지로 변환하는 전기 기기 중 적어도 한쪽에 해당하는 것을 의미한다.
또한, 본 발명에서의 변속기란, 입력 회전 속도를 변환하여 출력측에 전달하는 장치를 의미하고, 그 속도 변환의 비율(감속비, 변속비)이 연속적으로 바뀌는 무단 변속 장치와, 그 속도 변환의 비율이 고정되어 있는 고정비 변속 장치를 포함하는 개념이며, 그 고정비 변속 장치에는, 그 속도 변환의 비율이 1종류밖에 없는 감속기 또는 증속기라고 불리는 것이 포함된다.
또한, 본 발명에서의 동점도의 값은, JIS K 2283:2000 「원유 및 석유 제품-동점도 시험 방법 및 점도 지수 산출 방법」에 규정된 「동점도 시험 방법」에 준거하는 측정에서의 값을 의미한다.
상기 볼은 세라믹스를 포함하는 것이 바람직하다. 세라믹스제의 볼은 절연체이기 때문에, 탄성 접촉 영역에서 전해 부식이 발생하는 일도 없다. 또한, 세라믹스제의 볼을 채용하면, 강제의 볼에 비해, 볼과 궤도륜의 탄성 접촉 영역에서의 손실(탄성 히스테리시스, 차동 미끄럼)이 감소하기 때문에, 이 점에서도, 베어링 토크를 저감할 수 있다.
상기 내외의 궤도륜이 각각 갖는 궤도홈의 횡단면 형상은, 각각 상기 볼의 직경의 1.1배 이하의 직경으로 규정된 원호형이면 좋다. 이러한 원호형은, 볼과 궤도륜의 탄성 접촉 영역에서의 면압을 억제하면서, 베어링 토크의 저감을 도모하는 데 적합하다.
또한, 상기 캡 부재는, 상기 내외의 궤도륜의 한쪽에 부착되고, 상기 캡 부재는, 상기 내외의 궤도륜의 다른쪽에 형성되는 시일 슬라이딩면에 대해 둘레 방향으로 슬라이딩하는 시일 립을 가지며, 상기 시일 립은, 둘레 방향으로 배열되는 복수의 돌출부를 갖고, 이들 복수의 돌출부는, 둘레 방향으로 인접하는 상기 돌출부끼리의 사이에 상기 베어링 내부와 외부에 연통되는 간극을 발생시키며, 또한 베어링 회전에 따라 상기 간극으로부터 상기 돌출부와 상기 시일 슬라이딩면 사이에 끌어들여지는 윤활유의 유막에 의해 상기 시일 립 및 상기 시일 슬라이딩면 사이를 유체 윤활 상태로 하도록 형성되면 좋다. 이와 같이 하면, 볼 베어링의 조기 파손을 초래하는 것과 같은 소정 입경의 이물 침입 및 윤활유의 유입을 캡 부재로 억제하면서, 비접촉 시일과 손색이 없는 고속 운전과 저시일 토크를 실현할 수 있다.
또한, 상기 유지기는, 합성 수지에 의해 형성되는 관(冠)형 유지기로 이루어지면 좋다. 이러한 유지기는, 강판제의 파형 유지기에 비해 경량, 자기 윤활성이 우수하기 때문에, 베어링 토크의 저감을 도모하는 데 적합하다.
본 발명에 있어서, 합성 수지란, 섬유 강화 수지를 포함하는 개념이다. 바람직하게는, 상기 합성 수지는, 섬유 강화 폴리아미드 수지 또는 섬유 강화 폴리페닐렌설파이드 수지를 포함하면 좋다. 이와 같이 하면, 원심력에 대한 관형 유지기의 내변형성이 양호해지기 때문에, 고속 회전에 적합한 것이 된다.
또한, 상기 베어링 내부에 초기 윤활제로서 그리스가 봉입되고, 상기 그리스의 봉입량은, 베어링 전체 공간 용적의 5 체적%∼20 체적%이면 좋다. 이와 같이 하면, 볼 베어링의 운전 초기의 윤활 부족을 억제하면서, 그리스의 교반 저항을 억제할 수 있다.
상기 캡 부재의 재료로서, 니트릴 고무, 아크릴 고무, 불소 고무, 냉간 압연 강판 및 스테인리스 강판 중 적어도 1종이 이용되면 좋다. 이와 같이 하면, 시일이나 실드의 재료로서 일반적인 재료로 캡 부재를 제조할 수 있다.
상기 볼은, 질화물계 세라믹스를 포함하면 좋다. 질화물계 세라믹스는, 경량, 고강도, 고인성 등 기계적 성질이 종합적으로 우수하기 때문에, 적합하다.
본 발명은 상기 구성의 채용에 의해, 차량 구동용 모터 또는 차량 구동용 모터에 접속되는 변속기에 포함되는 회전축을 지지하는 볼 베어링의 저토크성의 향상과 손상 방지를 양립시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 볼 베어링을 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 볼 베어링의 사용예를 도시한 모식도이다.
도 3은 도 1의 III-III선의 부분 확대 단면도이다.
도 4는 베어링 토크의 계산 결과를 도시한 막대그래프이다.
도 5는 베어링 토크의 시험 결과를 도시한 막대그래프이다.
도 6은 베어링 토크의 다른 계산 결과를 도시한 막대그래프이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 볼 베어링을 도시한 단면도이다.
본 발명의 일례로서의 제1 실시형태에 따른 시일 부착 베어링을 첨부 도면의 도 1 내지 도 6에 기초하여 설명한다.
도 1에 도시된 이 볼 베어링(1)은, 내측의 궤도륜(2)과, 외측의 궤도륜(3)과, 내측의 궤도륜(2)과 외측의 궤도륜(3) 사이에 개재되는 복수의 볼(4)과, 이들 복수의 볼(4)을 유지하는 유지기(5)와, 내외 한쪽의 궤도륜(3)의 양측에 부착되는 캡 부재(6)를 포함한다.
이 볼 베어링(1)은, 양 시일 부착 깊은 홈 볼 베어링으로 되어 있다.
또한, 이하에서는, 이 볼 베어링(1)의 베어링 중심축(도시 생략, 이하, 동일함.)을 따르는 방향을 「축 방향」이라고 한다. 또한, 축 방향에 직교하는 방향을 「직경 방향」이라고 한다. 또한, 베어링 중심축 주위의 원주를 따르는 방향을 「둘레 방향」이라고 한다. 도 1에서, 베어링 중심축은, 회전륜으로 하는 내측의 궤도륜(2)의 중심축이다. 도 1은 베어링 중심축을 포함하는 가상 평면의 단면을 도시한다. 축 방향은, 도 1에서 좌우 방향에 상당하고, 직경 방향은, 도 1, 3에서 상하 방향에 상당한다.
내측의 궤도륜(2)은, 볼(4)과 접촉하는 궤도홈(2a)을 외주측에 갖는 강제의 환형 부재를 포함한다. 내측의 궤도륜(2)은, 그 내주에 있어서 회전축(S)에 감합(嵌合)된다. 외측의 궤도륜(3)은, 볼과 접촉하는 궤도홈(3a)을 내주측에 갖는 강제의 환형 부재를 포함한다. 외측의 궤도륜(3)은, 하우징, 기어 등, 회전축으로부터의 하중을 부하시키는 부재에 부착된다.
회전축(S)은, 차량 구동용 모터 또는 차량 구동용 모터에 접속되는 변속기에 포함되는 것이며, 예컨대, 차량 구동용 모터에 구비되는 로터의 회전 중심이 되는 모터 샤프트, 변속기에 구비되는 회전 입력용의 인풋 샤프트, 회전 출력용의 아웃풋 샤프트, 중간 전달 샤프트이다.
도 2에, 차량 구동용 모터(20)와, 차량 구동용 모터(20)에 접속되는 변속기(30)와, 차량 구동용 모터(20) 또는 변속기(30)에 포함되는 회전축(S20, S31, S32)을 지지하는 볼 베어링(1)을 구비하는 회전 전달 장치의 일례를 도시한다. 도시예의 회전 전달 장치는, 차량의 구동계에 편입된다. 변속기(30)는, 복수의 회전축(S31∼S33)과, 이들 각 회전축(S31∼S33)에 설치되는 기어(G1∼G3)와, 회전축(S31∼S32)을 지지하는 복수의 볼 베어링(1)을 구비한다. 회전축(S31)과 차량 구동용 모터(20)의 회전축(S20)은 일체로 회전한다. 회전축(S33)은, 복수의 원뿔 롤러 베어링에 의해 지지된다.
차량 구동용 모터(20)가 구동원이 되는 경우, 변속기(30)는, 회전축(S20)으로부터 회전축(S31)에 입력되는 회전을 감속하여 회전축(S33)으로부터 출력하는 기어 감속기가 된다. 차량 구동용 모터(20)가 회생 브레이크가 되는 경우, 변속기(30)는, 주행 차륜측으로부터 회전축(S33)에 입력되는 회전을 증속하여 회전축(S31)으로부터 출력하는 기어 증속기가 된다.
도 2에 도시된 볼 베어링(1)의 운전 시의 베어링 내부 틈새는, 80℃ 이상에서 0 ㎛보다 큰 값으로 설정된다. 여기서, 베어링 내부 틈새란, 내외의 궤도륜의 한쪽이 고정된 상태에서, 다른쪽이 움직인 경우의 이동량을 말한다. 다른쪽이 직경 방향으로 움직인 경우를 레이디얼 내부 틈새라고 하고, 축 방향으로 움직인 경우를 액시얼 내부 틈새라고 한다. 회전 전달 장치의 운전 시, 볼 베어링(1)의 전부가 80℃ 이상인 경우, 볼 베어링(1)의 레이디얼 내부 틈새 및 액시얼 내부 틈새 모두 0 ㎛를 초과하는 상태가 계속된다.
도 1에 도시된 볼(4)은, 내외의 궤도홈(2a, 3a) 사이를 자전하면서 공전하는 구(球)형의 전동체를 포함한다. 볼(4)은, 강철과 상이한 재질을 포함한다. 그 재질로서, 질화물계 세라믹스(Si3N4)가 채용된다. 볼(4)을 구성하는 재질로서는, 질화물계 이외의 세라믹스를 채용하는 것도 가능하다.
내외의 궤도홈(2a, 3a)의 각각의 횡단면 형상은, 도 1에 도시된 가상 평면 상에서의 궤도홈(2a, 3a)의 각각의 모선 형상에 상당한다. 궤도홈(2a)의 횡단면 형상은, 볼(4)의 직경의 1.1배 이하의 직경으로 규정되는 원호형이다. 궤도홈(3a)의 횡단면 형상도, 볼(4)의 직경의 1.1배 이하의 직경으로 규정되는 원호형이다.
유지기(5)는, 내외의 궤도홈(2a, 3a) 사이에 개재되는 복수의 볼(4)을 소정의 둘레 방향 간격으로 유지하는 환형의 베어링 부품을 포함한다. 도시예의 유지기(5)는, 한 쌍의 강판제 파형 프레스 부품을 결합한 파형 유지기로 되어 있다.
캡 부재(6)는, 볼 베어링(1)의 주위인 베어링 외부와 베어링 내부(7)를 구획한다. 베어링 내부(7)는, 내외의 궤도륜(2, 3) 사이에 전체 둘레에 걸쳐 형성되는 환형 공간이다.
베어링 외부로부터 볼 베어링(1)에 윤활유(도시 생략)가 공급된다. 그 윤활 방식으로서는, 예컨대, 윤활유를 볼 베어링(1)에 끼얹는 뿌림 방식, 또는 볼 베어링(1)의 하부를 윤활유에 담그는 유욕(油浴) 방식을 들 수 있다.
베어링 내부(7)에는, 초기 윤활제로서 그리스(G)(도 1 중에 도트 모양으로 도시함)가 봉입된다.
캡 부재(6)는, 베어링 외부로부터 이물이 베어링 내부(7)에 침입하는 것, 베어링 외부로부터 볼 베어링(1)에 공급되는 윤활유가 베어링 내부(7)로 유입되는 것, 및 그리스(G)가 베어링 외부로 누설되는 것을 억제한다. 캡 부재(6)는, 베어링 내부(7)를 베어링 외부에 대해 액밀하게 밀봉하는 것이 아니다.
내외 한쪽의 궤도륜(3)에는, 캡 부재(6)를 유지하는 시일홈(3b)이 형성된다. 캡 부재(6)는, 궤도륜(3)측의 둘레 가장자리부를 시일홈(3b)에 압입함으로써, 궤도륜(3)에 부착된다.
도시예의 캡 부재(6)는, 금속판에 의해 형성되는 코어 바(8)와, 탄성재에 의해 형성되는 시일 립(9)을 갖는다. 코어 바(8)는, 프레스 부품을 포함한다. 상기 탄성재로서는, 예컨대, 가황 성형된 고무재, 고무재 상당의 엘라스토머 등을 들 수 있다. 고무재로서, 예컨대, 니트릴 고무(NBR), 아크릴 고무(ACM), 불소 고무(FKM) 등을 들 수 있다. 또한, 상기 금속판으로서는, 예컨대, 냉간 압연 강판, 스테인리스 강판을 들 수 있다.
내외 한쪽의 궤도륜(3)과 반대의 내외 다른쪽의 궤도륜(2)에는, 시일 립(9)에 대해 둘레 방향으로 슬라이딩하는 시일 슬라이딩면(2b)이 형성된다. 시일 슬라이딩면(2b)은, 둘레 방향을 따르는 원통면형으로 되어 있다.
시일 립(9)은, 도 1, 도 3에 도시된 바와 같이, 둘레 방향으로 배열되는 복수의 돌출부(9a)를 갖는다. 이들 복수의 돌출부(9a)는, 둘레 방향으로 인접하는 돌출부(9a)끼리의 사이에 베어링 내부(7)와 외부에 연통되는 간극(10)을 발생시키고, 또한 볼 베어링(1)의 베어링 회전에 따라 간극(10)으로부터 돌출부(9a)와 시일 슬라이딩면(2b) 사이에 끌어들여지는 윤활유(도 3 중에 도트 모양으로 도시함)의 유막에 의해 시일 립(9) 및 시일 슬라이딩면(2b) 사이를 유체 윤활 상태로 하도록 형성된다.
캡 부재(6)는, 소정 입경의 이물 침입을 방지하는 것이 가능한 간극(10)을 통해 베어링 내부(7)와 외부 사이에서의 윤활유의 유통을 허용한다. 이 때문에, 베어링 회전에 따라 윤활유가 돌출부(9a)와 시일 슬라이딩면(2b) 사이에 끌어들여질 때의 쐐기 효과에 의해, 유막이 두껍게 형성된다. 시일 립(9)과 시일 슬라이딩면(2b) 사이의 상대 회전(도 3에서는 화살선 A 방향을 상정하고 있음)의 주속이 소정에 도달하면, 각 돌출부(9a)와 시일 슬라이딩면(2b)이 유막으로 완전히 분리됨으로써, 시일 립(9)과 시일 슬라이딩면(2b)이 완전히 분리된 유체 윤활 상태가 되고, 이 유체 윤활 상태는, 그 이상의 주속에 있어서도 계속된다. 이 때문에, 소정의 주속 이상, 예컨대, 0.2 m/s 이상에 있어서, 볼 베어링(1)에서의 시일 토크는, 비접촉 시일을 채용한 경우와 동등까지 저감된다.
캡 부재(6)는, 특허문헌 1에 개시된 것이기 때문에, 그 상세 설명을 생략한다. 돌출부(9a)를 둘레 방향 전체에 걸쳐 균일 간격으로 배치해도 좋다. 돌출부(9a)의 적어도 1 개소에 둘레 방향으로 연장되는 홈을 형성해도 좋다. 돌출부(9a)는, 시일 슬라이딩면(2b)과의 사이에 상기 돌출부(9a)측에서 작아지는 쐐기형 간극을 이루는 형상으로 해도 좋다. 돌출부(9a)를, 둘레 방향과 직교하는 방향으로 연장되고, 해당 돌출부(9a)의 둘레 방향 폭의 중앙을 향해 점차 시일 슬라이딩면(2b)에 근접하는 R 형상으로 해도 좋다. 돌출부(9a)의 높이나 피치는, 볼 베어링(1)의 조기 파손 원인이 되는 입경 0.05 ㎜를 초과하는 이물의 침입을 방지하는 효과를 발휘하도록 설정하면 되고, 예컨대, 돌출부(9a)의 높이를 0.05 ㎜ 이상으로 설정해도 좋으며, 0.05 ㎜ 이하로 설정해도 좋다.
베어링 내부(7)에 공급되는 윤활유는, 그 100℃ 시의 동점도가 7.0 ㎟/s 이하이다.
볼 베어링(1)의 운전 개시 후, 베어링 외부로부터 공급되는 윤활유는, 비교적 조기에 캡 부재(6)와 시일 슬라이딩면(2b) 사이의 간극(10)으로부터 베어링 내부(7)로 유입된다. 이 때문에, 초기 윤활에 필요한 양이 확보되어 있으면, 그리스(G)의 봉입량은, 적을수록 베어링 토크의 저감에 효과적이다. 초기 윤활 목적의 달성과 베어링 토크의 억제의 양립을 도모하기 위해서, 그리스(G)의 봉입량은, 베어링 전체 공간 용적의 5 체적%∼20 체적%로 되어 있다. 여기서, 베어링 전체 공간 용적이란, 내외의 궤도륜(2, 3)의 축 방향 양단부에 각각 설치되는 캡 부재(6)에 의해 둘러싸이는 베어링 내부(7)(밀봉 공간) 중, 볼(4)과 유지기(5)가 공전하는 공간의 용적을 뺀 것이며, 볼 베어링(1)이 정지하고 있는 상태에서의 공간 용적을 말한다.
볼 베어링(1)은, 전술한 바와 같은 것이며, 볼(4)을 질화물계 세라믹스(Si3N4)제로 함으로써, 베어링 토크의 저감을 도모할 수 있다. 즉, 질화물계 세라믹스(Si3N4)의 밀도는 3.304 g/㎤인 데 대해, 베어링강(SUJ2)의 밀도는 7.8 g/㎤이다. 또한, 그 질화물계 세라믹스의 종탄성 계수는, 315 ㎬인 데 대해, 그 베어링강의 종탄성 계수는, 210 ㎬이다. 또한, 그 질화물계 세라믹스의 푸아송비는, 0.25인 데 대해, 그 베어링강의 푸아송비는, 0.3이다. 또한, 그 질화물계 세라믹스의 열팽창 계수는, 3.2(×10-6/℃)인 데 대해, 그 베어링강의 열팽창 계수는, 12.5(×10-6/℃)이다. 또한, 그 질화물계 세라믹스의 열전도율은, 0.07 Cal/㎝ㆍsㆍ℃인 데 대해, 그 베어링강의 열전도율은, 0.1 Cal/㎝ㆍsㆍ℃∼0.12 Cal/㎝ㆍsㆍ℃이다. 이들 수치 비교로부터 명백한 바와 같이, 일반적으로, 세라믹스제의 볼은, 강제의 볼에 비해, 종탄성 계수가 크고 강성이 높기 때문에, 볼(4)과 궤도륜(2, 3)의 탄성 접촉 영역에서의 탄성 히스테리시스와 차동 미끄럼이 감소하여, 베어링 토크의 저감이 된다.
또한, 도 1에 도시된 세라믹스제의 볼(4)은, 강제의 볼에 비해, 전기를 통하게 하지 않는다. 이 때문에, 볼 베어링(1)의 전해 부식을 방지할 수도 있다.
또한, 세라믹스제의 볼(4)과, 강제의 궤도륜(2, 3)은 서로의 재질이 상이하기 때문에, 용착되지 않는다. 이 때문에, 강제의 볼에 비해, 볼(4)과 궤도륜(2, 3)의 탄성 접촉 영역에서의 내눌어붙음성이 우수하다.
또한, 세라믹스제의 볼(4)은, 강제의 볼에 비해, 고강성이다.
질화물계 세라믹스(Si3N4)제의 볼(4)의 경우와, 비교예로서의 강(SUJ2에 표준적인 열처리를 행한 것)제의 볼의 경우에서 베어링 토크를 구한 계산 결과를 도 4에 도시한다. 이 계산은, 볼 베어링의 형식 번호: 6806, 6006, 6306에 있어서 각각 행하였다. 이 계산 조건은, 베어링 회전 속도: 5000 min-1, 레이디얼 하중 Fr: 730 N(형식 번호 6806의 정정격 하중 Cor의 20%), 액시얼 하중 Fa: 0 N, 윤활유: ISO 점도 VG10으로 하였다.
도 4로부터 명백한 바와 같이, 어느 형식 번호의 계산 결과에 있어서도, 베어링 토크는, 세라믹스제의 볼을 채용한 쪽이 작아졌다. 이 결과는, 세라믹스제의 볼은, 강제의 볼에 비해, 비중이 가볍기 때문에, 베어링 회전 시의 원심력의 영향이 적어지고, 또한, 종탄성 계수가 크며, 푸아송비가 작기 때문에, 차동 미끄럼, 스핀, 구름 점성 저항, 탄성 히스테리시스 손실이 작아지는 것이 유리하게 작용하기 때문이라고 생각된다.
또한, 캡 부재(6)를 구비함으로써, 베어링 내부(7)로의 윤활유의 유입량이 감소하고, 교반 저항도 감소가 되어, 이물에 의한 베어링 손상의 방지 및 베어링 토크의 저감을 도모할 수 있다.
여기서, 도 1에 도시된 볼 베어링(1)에 구비되는 캡 부재(6)는, 소정의 주속 이상에서 비접촉 시일과 동등한 시일 토크가 되는 것이기 때문에, 캡 부재로서 비접촉 시일을 구비하는 볼 베어링(1)(시일 있음)의 경우와, 비교예로서의 개방 베어링(시일 없음)의 경우에서 베어링 토크를 측정하는 시험을 행하였다. 그 시험 결과를 도 5에 도시한다. 이 시험은, 볼 베어링의 형식 번호 6308에 있어서 각각 행하였다. 시험 조건은, 베어링 회전 속도: 754 min-1, 레이디얼 하중 Fr: 754 N, 액시얼 하중 Fa: 0 N, 윤활유: CVT 플루이드, 윤활 방법: 유욕(유면(油面)은 맨 아래의 볼과 교차하는 높이)으로 하였다.
도 5로부터 명백한 바와 같이, 베어링 토크는, 캡 부재로서 비접촉 시일을 구비하는 볼 베어링 쪽이, 개방 베어링보다 명백히 작아졌다. 이 결과는, 캡 부재에 의해, 베어링 내부로의 윤활유의 유입량이 억제되어, 베어링 내부에서의 윤활유의 교반에 의한 토크 손실이 저감되는 것이 유리하게 작용하기 때문이라고 생각된다.
특히, 도 1에 도시된 볼 베어링(1)의 캡 부재(6)는, 비접촉형의 시일 및 실드와 손색이 없는 저토크 성능을 발휘하기 때문에, 조기 손상 원인이 되는 소정 입경의 이물의 침입을 방지하면서, 윤활유의 유입 억제를 도모하는 데 적합하다.
강제의 볼을 구비하는 개방 베어링과, 강제의 볼을 구비하는 접촉 시일 부착 베어링과, 도 1에 도시된 볼 베어링(1)의 우열에 대해 성적표로 정리하면, 표 1과 같이 된다.
Figure pct00001
또한, 100℃ 시의 동점도가 7.0 ㎟/s 이하인 윤활유는, 윤활유의 전단 저항을 억제하여, 베어링 토크의 저감을 도모하는 데 적합하다. 그 전단 저항은, 대략, 이하의 식 1에 의해 구해진다.
식 1: F=ηㆍ(u/h)ㆍs
여기서, F: 전단 저항, η: 오일 점성 계수, u: 유체 속도, h: 유막 두께, s: 미끄럼 면적으로 한다. 윤활유의 동점도가 작아지는 경우, 오일 점성 계수 η와 유막 두께 h가 작아지기 때문에, 전단 저항 F가 작아진다.
또한, 내외의 궤도홈(2a, 3a)의 횡단면 형상이 볼(4)의 직경의 1.1배 이하의 직경으로 규정된 원호형임으로써, 볼(4)과 궤도륜(2, 3)의 탄성 접촉 영역에서의 면압을 억제하면서, 베어링 토크의 저감을 도모할 수 있다.
내외의 궤도홈의 홈 직경을 여러 가지로 변경하여 베어링 토크를 계산하였다. 그 계산 결과를 도 6에 도시한다. 이 계산은, 볼 베어링의 형식 번호: 6006에 있어서 각각 행하였다. 이 계산 조건은, 베어링 회전 속도: 5000 min-1, 레이디얼 하중 Fr: 730 N, 액시얼 하중 Fa: 0 N, 윤활유: ISO 점도 VG10(JIS K2001:1993)으로 하였다. 볼의 직경은 일정하다.
도 6으로부터 명백한 바와 같이, 베어링 토크는, 내외의 궤도홈의 홈 직경을 크게 할수록, 베어링 토크가 저감하는 경향이 되는 것이 명백하다. 이것은, 볼과 궤도홈의 곡률차가 커질수록, 탄성 접촉 영역의 면적이 작아지는 것이, 여기서의 손실 억제에 유리하게 작용하기 때문이라고 생각된다.
단, 차량의 변속기에 구비되는 베어링에 부하되는 하중은, 과거 실적 등에 의하면, 레이디얼 하중, 액시얼 하중 모두 동정격 하중의 35% 정도이다. 이 경우, 내외의 궤도홈의 홈 직경이 볼의 직경의 1.1배를 초과하면, 탄성 접촉 영역에서의 면압이 정정격 하중의 기준인 4200 ㎫을 초과하게 된다. 또한, 차량의 회생 브레이크 계통이 되는 증감속기에 구비되는 베어링에 부하되는 하중은, 과거 실적 등에 의하면, 레이디얼 하중이 동정격 하중의 50% 정도, 액시얼 하중이 30% 정도이다. 이 경우, 내외의 궤도홈의 홈 직경이 볼의 직경의 1.08배를 초과하면, 탄성 접촉 영역에서의 면압이 정정격 하중의 기준인 4200 ㎫을 초과하게 된다. 이들의 점을 고려하면, 손상 방지와 저토크화를 양립하기 위해서, 내외의 궤도홈의 홈 직경을 볼의 직경의 1.1배 이하로 하는 것이 바람직하다고 생각된다.
이와 같이, 도 1 내지 도 3에 도시된 볼 베어링(1)은, 차량 구동용 모터(20) 또는 차량 구동용 모터(20)에 접속되는 변속기(30)에 포함되는 회전축(S20, S31, S32)을 지지하는 것이며, 내외의 궤도륜(2, 3)의 재질인 강철과는 상이한 재질을 포함하는 볼(4)을 구비함으로써, 고속 운전 시에 볼(4)과 궤도륜(2, 3)의 탄성 접촉 영역에서 유막 부족이 발생했다고 해도, 재질이 상이한 볼(4)과 궤도륜(2, 3)이 용착되지 않고, 내눌어붙음성이 향상된다. 또한, 볼 베어링(1)은, 80℃ 이상에서 운전 시의 베어링 내부 틈새가 0 ㎛보다 큰 값으로 설정되기 때문에, 고속 회전 시, 운전 틈새가 부(負)가 되어 조기 손상에 이르는 것을 피할 수 있다. 이들의 점에서, 볼 베어링(1)은, 저점도 윤활유의 채용이나 윤활유의 희박화를 행해도, 볼(4)과 궤도륜(2, 3)의 손상 방지를 도모할 수 있다. 또한, 볼 베어링(1)은, 캡 부재(6)에 의해 윤활유의 유입을 억제하는 조건 하에서, 100℃ 시의 동점도가 7.0 ㎟/s 이하의 저점도 윤활유를 공급함으로써, 교반 저항을 양호하게 저감하여 베어링 토크의 저감을 도모할 수 있다. 이와 같이, 차량 구동용 모터(20) 등의 회전축(S20) 등을 지지하는 볼 베어링(1)은, 저토크성의 향상과 손상 방지를 양립시킬 수 있다.
또한, 볼 베어링(1)은, 볼(4)이 세라믹스를 포함함으로써, 볼(4)이 절연체가 되어, 볼(4)과 궤도륜(2, 3)의 탄성 접촉 영역에서 전해 부식이 발생하는 일도 없다. 또한, 세라믹스를 포함하는 볼(4)을 채용하면, 강철을 포함하는 볼을 채용한 경우에 비해, 볼(4)과 궤도륜(2, 3)의 탄성 접촉 영역에서의 손실(탄성 히스테리시스, 차동 미끄럼)이 감소하기 때문에, 이 점에서도, 볼 베어링(1)은 베어링 토크를 저감할 수 있다.
또한, 볼 베어링(1)은, 내외의 궤도륜(2, 3)이 각각 갖는 궤도홈(2a, 3a)의 횡단면 형상이 각각 볼(4)의 직경의 1.1배 이하의 직경으로 규정된 원호형이기 때문에, 볼(4)과 궤도륜(2, 3)의 탄성 접촉 영역에서의 면압을 억제하여 베어링 수명에의 악영향을 피하면서, 베어링 토크의 저감을 도모할 수 있다.
또한, 볼 베어링(1)은, 시일 슬라이딩면(2b)에 대한 시일 립(9)의 유체 윤활을 실현하는 캡 부재(6)를 구비함으로써, 볼 베어링(1)의 조기 파손을 초래하는 것과 같은 소정 입경의 이물 침입 및 윤활유의 유입을 캡 부재(6)로 억제하면서, 비접촉 시일과 손색이 없는 고속 운전과 저시일 토크를 실현할 수 있다.
또한, 볼 베어링(1)은, 베어링 내부(7)에 초기 윤활제로서 그리스(G)가 봉입되고, 그리스(G)의 봉입량이 베어링 전체 공간 용적의 5 체적%∼20 체적%임으로써, 볼 베어링(1)의 운전 초기의 윤활 부족을 억제하면서, 그리스(G)의 교반 저항을 억제할 수 있다.
또한, 볼 베어링(1)은, 캡 부재(6)의 재료로서, 니트릴 고무, 아크릴 고무, 불소 고무, 냉간 압연 강판 및 스테인리스 강판 중 적어도 1종이 이용됨으로써, 시일이나 실드의 재료로서 일반적인 재료로 캡 부재(6)를 제조할 수 있다.
또한, 볼(4)은, 질화물계 세라믹스를 포함함으로써, 경량, 고강도, 고인성 등 기계적 성질이 종합적으로 우수한 볼(4)이 되기 때문에, 고속 회전에 적합하다.
제1 실시형태에서는, 유지기(5)를 파형 유지기로 하였으나, 유지기는, 다른 형식의 것이어도 좋다. 그 일례로서, 도 7에, 제2 실시형태에 따른 볼 베어링(40)을 도시한다. 또한, 여기서는, 제1 실시형태와의 상이점을 설명하는 데 그친다.
볼 베어링(40)의 내외 한쪽의 궤도륜(41), 내외 다른쪽의 궤도륜(42)은, 실드 부착에 대응하는 것이다. 유지기(43)는, 합성 수지에 의해 형성되는 관형 유지기로 이루어진다. 합성 수지는, 섬유 강화 폴리아미드 수지 또는 섬유 강화 폴리페닐렌설파이드 수지를 포함한다.
한쪽의 궤도륜(41)에는, 실드홈(41a)이 형성되고, 여기에 캡 부재(44)가 부착된다. 내외 다른쪽의 궤도륜(42)에는, 캡 부재(44)와의 사이에 래버린스 틈새를 형성하는 전체 둘레 홈(42a)이 형성된다.
캡 부재(44)는, 냉간 압연 강판 또는 스테인리스 강판에 의해 형성되는 비접촉형의 실드를 포함한다.
볼 베어링(40)에 대해서는, 도면 중 우측으로부터 윤활유가 뿌려진다. 이 윤활유의 유입 억제는, 볼 베어링(40)의 도면 중 우측에 캡 부재(44)를 구비하는 것만으로도 효과적으로 행하는 것이 가능하다.
볼 베어링(40)은, 합성 수지제의 관형 유지기(43)를 구비하기 때문에, 강판제의 파형 유지기에 비해 경량, 자기 윤활성이 우수한 유지기(43)가 되어, 베어링 토크의 저감을 도모하는 데 적합하다.
볼 베어링(40)은, 상기 합성 수지가 섬유 강화 폴리아미드 수지 또는 섬유 강화 폴리페닐렌설파이드 수지를 포함하기 때문에, 원심력에 대한 유지기(43)의 내변형성이 우수하여, 고속 회전에 적합한 것이 된다.
이번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 특허청구의 범위에 의해 나타나며, 특허청구의 범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
1, 40: 볼 베어링 2, 3, 41, 42: 궤도륜
2a, 3a: 궤도홈 2b: 시일 슬라이딩면
4: 볼 5, 43: 유지기
6, 44: 캡 부재 7: 베어링 내부
8: 코어 바 9: 시일 립
9a: 돌출부 10: 간극
20: 차량 구동용 모터 30: 변속기
S, S20, S31, S32: 회전축

Claims (9)

  1. 차량 구동용 모터 또는 차량 구동용 모터에 접속되는 변속기에 포함되는 회전축을 지지하는 볼 베어링에 있어서,
    내측의 궤도륜과, 외측의 궤도륜과, 이들 내외의 궤도륜 사이에 개재되는 복수의 볼과, 이들 복수의 볼을 유지하는 유지기와, 베어링 외부로부터 베어링 내부로의 윤활유의 유입을 억제하는 캡 부재를 구비하고,
    상기 볼은, 강철과 상이한 재질을 포함하며,
    운전 시의 베어링 내부 틈새는, 80℃ 이상에서 0 ㎛보다 큰 값으로 설정되고,
    베어링 내부에 공급되는 윤활유의 100℃ 시의 동점도가 7.0 ㎟/s 이하인 것을 특징으로 하는 볼 베어링.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 볼은 세라믹스를 포함하는 것인, 볼 베어링.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 내외의 궤도륜이 각각 갖는 궤도홈의 횡단면 형상은, 각각 상기 볼의 직경의 1.1배 이하의 직경으로 규정되는 원호형인 것인, 볼 베어링.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캡 부재는, 상기 내외의 궤도륜의 한쪽에 부착되고,
    상기 캡 부재는, 상기 내외의 궤도륜의 다른쪽에 형성되는 시일 슬라이딩면에 대해 둘레 방향으로 슬라이딩하는 시일 립을 가지며,
    상기 시일 립은, 둘레 방향으로 배열되는 복수의 돌출부를 갖고, 이들 복수의 돌출부는, 둘레 방향으로 인접하는 상기 돌출부끼리의 사이에 상기 베어링 내부와 외부에 연통(連通)되는 간극을 발생시키며, 또한 베어링 회전에 따라 상기 간극으로부터 상기 돌출부와 상기 시일 슬라이딩면 사이에 끌어들여지는 윤활유의 유막에 의해 상기 시일 립 및 상기 시일 슬라이딩면 사이를 유체 윤활 상태로 하도록 형성되는 것인, 볼 베어링.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유지기는, 합성 수지에 의해 형성되는 관(冠)형 유지기로 이루어지는 것인, 볼 베어링.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 합성 수지는, 섬유 강화 폴리아미드 수지 또는 섬유 강화 폴리페닐렌설파이드 수지를 포함하는 것인, 볼 베어링.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베어링 내부에 초기 윤활제로서 그리스가 봉입되고, 상기 그리스의 봉입량은, 베어링 전체 공간 용적의 5 체적%∼20 체적%인 것인, 볼 베어링.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캡 부재의 재료로서, 니트릴 고무, 아크릴 고무, 불소 고무, 냉간 압연 강판 및 스테인리스 강판 중 적어도 1종이 이용되는 것인, 볼 베어링.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 볼은, 질화물계 세라믹스를 포함하는 것인, 볼 베어링.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116379062B (zh) * 2023-04-07 2024-06-04 南京金崎新能源动力研究院有限公司 一种球轴承

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016143786A (ja) 2015-02-03 2016-08-08 株式会社東芝 半導体装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4642971B2 (ja) * 2000-05-23 2011-03-02 株式会社東芝 窒化ケイ素セラミックス焼結体およびそれを用いた耐摩耗性部材
JP2012219850A (ja) * 2011-04-05 2012-11-12 Ntn Corp 車両用モータ駆動装置および自動車
JP5845662B2 (ja) * 2011-07-04 2016-01-20 日本精工株式会社 単列深溝型ラジアル玉軸受
JP2013160314A (ja) * 2012-02-06 2013-08-19 Nsk Ltd 転がり軸受
JP2014084913A (ja) * 2012-10-22 2014-05-12 Nsk Ltd 転がり軸受
JP2017161082A (ja) * 2017-06-15 2017-09-14 Ntn株式会社 デファレンシャル用またはトランスミッション用深溝玉軸受
JP7369511B2 (ja) * 2017-10-19 2023-10-26 Ntn株式会社 シール付玉軸受

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016143786A (ja) 2015-02-03 2016-08-08 株式会社東芝 半導体装置

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