KR20150123331A - 축방향 자체-위치설정 반경방향 지지 베어링 - Google Patents

축방향 자체-위치설정 반경방향 지지 베어링 Download PDF

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Abstract

반경방향 지지 베어링은 중앙부, 제1 단부 및 제2 단부를 포함하는 원통형 케이지로서, 중앙부는 복수의 롤러 포켓을 형성하고, 적어도 하나의 돌출부가 케이지의 내부 표면으로부터 반경방향 내측으로 연장하는, 케이지, 복수의 롤러로서, 각각의 롤러가 각각의 롤러 포켓에 배치되는, 복수의 롤러, 원통형 외부 슬리브로서, 외부 슬리브의 내부 표면이 복수의 롤러에 인접하도록 케이지의 외부 표면 주위에 배치되는, 외부 슬리브, 및 샤프트에 대해 축방향으로 고정되는 o-링을 포함한다. o-링은 케이지가 샤프트에 대해 축방향으로 고정되도록 케이지의 중앙부와 케이지의 적어도 하나의 돌출부 사이에 활주식으로 수용된다.

Description

축방향 자체-위치설정 반경방향 지지 베어링{AXIALLY SELF-POSITIONING RADIAL SUPPORT BEARING}
본 발명은 일반적으로 지지 베어링에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 캠샤프트와의 사용을 위해 축방향 자체-위치설정 특징부를 통합한 반경방향 지지 베어링 조립체에 관한 것이다.
캠샤프트를 지지하기 위한 종래 기술의 반경방향 지지 베어링 조립체의 일 구조는 케이지, 외륜, 및 복수의 니들 롤러 요소를 포함한다. 추가로, 니들 롤러 요소에 대해 내부 레이스웨이(raceway)가 캠샤프트의 외부 표면 상에 직접 존재하지 않도록, 내륜이 또한 제공될 수 있다. 전형적으로, 지지 베어링 조립체가 대응 실린더 헤드 내에 위치설정되고, 실린더 헤드는 지지 베어링 조립체를 캠샤프트와 동축인 소정의 위치에 유지한다. 따라서, 지지 베어링 조립체는 캠샤프트가 정해진 위치에서(예를 들어, 내연 기관의 실린더 헤드 내에서) 회전하도록 하는 저마찰 지지 기구를 제공한다.
당연히, 베어링 조립체의 외륜은 실린더 헤드에 클램핑되며 캠샤프트와 함께 회전하지 않는다. 니들 롤러 요소는 (별도의 내륜이 제공되지 않는 경우) 캠샤프트의 외부 표면과 접촉하고, 캠샤프트와의 구름식 맞물림을 경험한다. 블록 내의 외륜의 클램핑은 외륜의 축방향 움직임에 대한 약간의 저항성을 제공하지만, 구름 요소와의 적당한 정렬을 보장하지 않는다. 따라서, 블록 내의 지지 베어링 조립체의 초기 설치는 블록 또는 캠샤프트의 어느 하나에 대해 반경방향 베어링 조립체를 축방향으로 확실하게 위치설정하기 위한 임의의 수단의 결여에 의해 복잡하게 된다.
인접한 캠 로브들 사이의 캠샤프트를 따르는 거리가 베어링의 케이지의 축방향 길이보다 실질적으로 긴 예의 많은 종래 기술의 반경방향 지지 베어링 조립체에 있어서 추가적인 문제점이 발생한다. 더 구체적으로, 이들 예에서, 케이지 및 이에 따라 니들 롤러 요소는 베어링의 외륜에 대해 캠샤프트를 따라 축방향으로 이동할 수 있다. 니들 롤러 요소의 잘못된 위치설정은 불균형 부하, 마모 증가, 롤러 수명 감소 등으로 이어질 수 있다. 이들 문제점을 경감하기 위해, 케이지의 축방향 길이가 인접한 캠 로브들 사이의 거리와 일치하도록 증가되는 종래 기술의 베어링 조립체가 존재한다. 그러나, 니들 롤러에서의 유사한 길이의 증가 없이 케이지 길이가 증가되는 경우, 베어링의 동적 거동이 영향을 받을 수 있다. 또한, 케이지, 가능하게는 롤러의 축방향 길이를 증가시키는 것은 여분의 재료 사용으로 인한 제조 비용 증가 및 더 정확한 공차에 대한 요구로 이어질 수 있다.
본 발명은 종래 기술의 구성 및 방법의 관련 고려 사항을 인식 및 해결한다.
본 개시 내용에 따르면 샤프트와 함께 사용하기 위한 반경방향 지지 베어링의 일 실시예는, 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장하는 중앙부를 갖는 실질적으로 원통형인 케이지로서, 중앙부는 복수의 롤러 포켓을 형성하고, 적어도 하나의 돌출부가 제1 단부에 인접한 케이지의 내부 표면으로부터 반경방향 내측으로 연장하는, 케이지, 복수의 롤러로서, 각각의 롤러가 각각의 롤러 포켓 내에 배치되는, 복수의 롤러, 내부 표면 및 외부 표면을 갖는 실질적으로 원통형인 외부 슬리브로서, 외부 슬리브는 외부 슬리브의 내부 표면이 복수의 롤러와 인접하도록 케이지의 외부 표면 주위에 배치되는, 외부 슬리브, 및 샤프트에 대해 축방향으로 고정되도록 구성되는 o-링을 포함한다. o-링은 케이지가 샤프트에 대해 축방향으로 고정되도록 케이지의 적어도 하나의 돌출부와 케이지의 중앙부 사이에 활주식으로 수용된다.
본 개시 내용에 따르면 외부 표면에 환형 홈이 형성된 샤프트와 함께 사용하기 위한 반경방향 지지 베어링의 다른 실시예는, 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장하는 중앙부를 갖는 실질적으로 원통형인 케이지로서, 중앙부는 복수의 롤러 포켓을 형성하고, 적어도 하나의 돌출부가 케이지의 내부 표면으로부터 반경방향 내측으로 연장하는, 케이지, 복수의 롤러로서, 각각의 롤러가 각각의 롤러 포켓에 배치되는, 복수의 롤러, 내부 표면 및 외부 표면을 갖는 실질적으로 원통형인 외부 슬리브로서, 외부 슬리브의 내부 표면이 복수의 롤러에 인접하도록 케이지의 외부 표면 주위에 배치되는, 외부 슬리브를 포함한다. 적어도 하나의 돌출부는 케이지가 샤프트에 대해 축방향으로 고정되도록 샤프트 내의 환형 홈과 작동식으로 맞물린다.
본 명세서에 통합되어 그 일부를 이루는 첨부도면은 본 발명의 하나 이상의 실시예를 예시하며, 설명부와 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
관련 기술분야의 통상의 기술자에 대한 그 최상 모드를 포함하는 본 발명의 충분하고 합법적인 개시 내용이 첨부 도면에 대한 참조를 수행하는 명세서 내에 기재되어 있다.
도 1a는 본 개시 내용에 따르는 반경방향 지지 베어링 조립체의 제1 실시예의 사시도이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 바와 같은 반경방향 지지 베어링 조립체의 선 1B-1B을 따르는 단면 사시도이다.
도 1c는 도 1a에 도시된 바와 같은 반경방향 지지 베어링 조립체의 단면 사시도이다.
도 1d는 대응 캠샤프트에 장착된, 도 1a에 도시된 바와 같은 반경방향 베어링 조립체의 단면 사시도이다.
도 2a는 본 개시 내용에 따르는 반경방향 지지 베어링 조립체의 제2 실시예의 사시도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 바와 같은 반경방향 지지 베어링 조립체의 선 2B-2B을 따르는 부분 단면도이다.
도 2c는 본 개시 내용에 따르는 반경방향 지지 베어링 조립체의 제3 실시예의 부분 단면도이다.
도 2d는 도 2c에 도시된 반경방향 지지 베어링 조립체의 부분 단면도이다.
도 3a는 본 개시 내용에 따르는 반경방향 지지 베어링 조립체의 제4 실시예의 단면 사시도이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 바와 같은 반경 방향 지지 베어링 조립체의 선 3B-3B를 따르는 부분 단면도이다.
도 3c는 캠샤프트에 장착된, 도 3a에 도시된 바와 같은 반경방향 지지 베어링 조립체의 o-링의 사시도이다.
도 3d는 도 3c에 도시된 캠샤프트에 장착된, 도 3a에 도시된 바와 같은 반경방향 지지 베어링 조립체의 부분 단면도이다.
도 4a는 본 개시 내용에 따르는 반경방향 지지 베어링 조립체의 제5 실시예의 사시도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 바와 같은 반경방향 지지 베어링 조립체의 선 4B-4B을 따르는 단면 사시도이다.
도 4c 및 도 4d는 캠샤프트에 장착된, 도 4a에 도시된 바와 같은 반경방향 지지 베어링 조립체의 부분 단면도이다.
도 5a는 본 개시 내용에 따르는 반경방향 지지 베어링 조립체의 제6 실시예의 사시도이다.
도 5b는 캠샤프트에 장착된, 도 5a에 도시된 바와 같은 반경방향 지지 베어링 조립체의 부분 단면 사시도이다.
도 6a는 본 개시 내용에 따르는 반경방향 지지 베어링 조립체의 제7 실시예의 단면 사시도이다.
도 6b는 캠샤프트에 장착된, 도 6a에 도시된 바와 같은 반경방향 지지 베어링 조립체의 부분 단면도이다.
본 명세서 및 도면에서의 참조 부호의 반복 사용은 본 개시 내용에 따르는 본 발명의 동일 또는 유사한 특징부 또는 요소를 나타내도록 의도된다.
하나 이상의 예가 첨부 도면에 도시되는 본 발명의 양호한 실시예에 대한 참조가 지금부터 상세하게 수행될 것이다. 각각의 예는 제한의 의미를 갖지 않는 본 발명의 설명으로서 제공된다. 사실상, 변형예 및 변경예가 그 범주 및 기술 사상을 벗어나지 않으면서 본 발명에서 수행될 수 있다는 것이 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게 명확할 것이다. 예를 들면, 하나의 실시예의 일부로 예시되거나 기재된 특징부가 다른 실시예에 사용되어 또 다른 실시예를 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 특허청구범위 및 이들의 등가물의 범위 내에 속하는 이러한 변형예 및 변경예를 포함하도록 의도된다.
이제 도면을 참조하면, 도 1a 내지 도 1d에 도시된 바와 같이, 본 개시 내용에 따르는 반경방향 지지 베어링 조립체(100)의 실시예는 이후 상세히 설명되는 바와 같이, 복수의 롤러 포켓(118)을 형성하는 실질적으로-원통형인 케이지(110), 복수의 롤러 요소(128)로서, 각각의 롤러 요소(128)가 대응 롤러 포켓(118)에 의해 회전 가능하게 수용되는 복수의 롤러 요소, 케이지(110)의 외부 표면에 인접하여 배치되는 원통형 외부 슬리브(160), 및 케이지(110)의 제1 단부(114)에 수용되는 o-링(140)을 포함한다. 롤러 요소(128), 더 구체적으로 니들 롤러 요소는 일단 반경방향 지지 베어링 조립체(100)가 샤프트(102) 상에 장착되면, 외부 슬리브(160)의 원통형 내부 표면(162)에 의해 형성되는 외부 레이스웨이와 지지 샤프트(102)의 원통형 외부 표면(도 1d) 사이에서 회전 가능하게 수용되며 외부 레이스웨이 및 외부 표면과 구름 접촉한다. 바람직하게는, 롤러 포켓(118)은 각각의 롤러 요소(128)가 케이지(110)의 내부 표면(126)을 넘어 부분적으로만 연장하도록 구성된다. 따라서, 반경방향 지지 베어링 조립체(100)는, 롤러 요소(128)가 롤러 포켓(118)에 의해 반경방향 내측 방향에서 보유되고 그리고 외부 슬리브(160)에 의해 반경방향 외측 방향에서 보유되는 점에서, 대응 캠샤프트 상의 설치 이전에 완전히 유닛화된 조립된 상태에서 유지될 수 있다.
도시된 실시예에서, 케이지(110)는 외부 슬리브(160)를 케이지(110)의 중앙부(112) 상에 축방향으로 보유하기 위해 케이지로부터 반경방향 외측으로 현수되는 제1 복수의 돌출부, 또는 클립(124)을 포함한다. 더 구체적으로, 세 쌍의 제1 클립(124)은 케이지(110)의 외부 표면 주위에서 동일하게 이격되고, 각각의 쌍의 하나의 클립은 케이지(110)의 제1 단부(114) 상에 배치되는 반면, 각각의 쌍의 다른 클립은 케이지(110)의 제2 단부(116) 상에 배치된다. 각각의 제1 클립(124)은 케이지(110)의 각각의 단부를 향해 배치되는 선단 에지(124a) 및 쌍의 다른 클립을 향해 배치되는 후단 에지(124b)를 포함한다. 각각의 제1 클립(124)의 선단 에지(124a)는 케이지의 외부 표면과 둔각을 형성하는 반면, 각각의 제1 클립(124)의 후단 에지(124b)는 케이지의 외부 표면에 실질적으로 수직이다. 따라서, 각각의 제1 클립(124)의 선단 에지(124a)는 케이지(110)의 외부 표면에 인접한 외부 슬리브(160)를 활주식으로 위치설정하는 것을 용이하게 하는 반면, 클립의 후단 에지(124b)는 외부 슬리브(160)를 소정의 위치에 보유하는 것을 용이하게 한다.
도 1c에 가장 잘 도시된 바와 같이, 일단 조립되면, 제1 클립(124)의 후단 에지(124b)는 외부 슬리브(160)의 단부면(166 및 168)에 실질적으로 평행하고, 단부면들 사이의 거리와 실질적으로 동일한 거리만큼 이격된다. 따라서, 제1 클립(124)은 케이지(110)에 대한 외부 슬리브(160)의 축방향 움직임을 제한한다. 케이지(110)에 대해 외부 슬리브(160)를 축방향으로 고정함으로써, 제1 클립(124)은, 외부 슬리브(160)가 대응 실린더 헤드(미도시) 내에 수용되게 하기 위한 소정의 위치 내에 자동적으로 배치되도록 지지 베어링 조립체(100)가 캠샤프트(102) 상에 미리 조립되게 할 수 있고, 조립 도중 조립 기계가 외부 슬리브(160)를 실린더 헤드에 대해 위치설정하는 필요성을 제거한다.
도시된 바와 같이, 케이지(110)는 또한 제1 단부(114)의 원통형 내부 표면으로부터 반경방향 내측으로 현수되는 복수의 제2 돌출부, 또는 클립(120)을 포함한다. 바람직하게는, 세 개의 제2 클립(120)이 제1 단부(114)의 내부 표면 주위에서 동일하게 이격된다. 각각의 제2 클립(120)은 케이지(110)의 각각의 단부를 향해 배치되는 선단 에지(120a) 및 케이지(110)의 중앙부(112)를 향해 배치되는 후단 에지(120b)를 포함한다. 각각의 제2 클립(120)의 선단 에지(120a)는 케이지의 제1 단부(114)의 내부 표면과 각도를 형성하는 반면, 각각의 제2 클립(120)의 후단 에지(120b)는 제1 단부(114)의 내부 표면에 실질적으로 수직이다. 각각의 제2 클립(120)의 선단 에지(120a)의 구성은 케이지(110) 내에 o-링(140)을 활주식으로 위치설정하는 것을 용이하게 하는 반면, 클립의 후단 에지(120b)는 케이지 내에 o-링(140)을 보유하는 것을 용이하게 한다.
도 1b 및 도 1c에 가장 잘 도시된 바와 같이, 케이지(110)는 케이지의 중앙부(112)의 내부 표면으로부터 케이지의 제1 단부(114)의 내부 표면까지 반경방향 외측으로 현수되는 환형 렛지(130)를 더 포함한다. 환형 렛지(130)는 케이지(110)의 길이방향 중앙축(111)을 횡단하는 평면에 놓인다. 케이지(110)는 환형 렛지(130)로부터 외측으로 연장하는 복수의 축방향 돌출부(134)를 더 포함한다. 도시된 바와 같이, 케이지(110)는 바람직하게는 제2 클립(120)으로부터 원주 방향으로 오프셋되는 세 개의 축방향 돌출부(134)를 포함한다. 추가로, 축방향 돌출부(134)의 말단부는 도 1c에 가장 잘 도시된 바와 같이, 조립체의 중앙축(111)에 평행하게 취한 o-링의 단면의 직경과 실질적으로 동일한 거리만큼 복수의 제2 클립(120)의 후단 에지(120b)로부터 축방향으로 오프셋된다. 따라서, 조립될 때, o-링(140)은 축방향 돌출부(134) 및 제2 클립(120)의 후단 에지(120b) 모두에 의해 케이지(110) 내에 축방향으로 위치설정된다.
축방향 돌출부(134)는 케이지(110)가 o-링(140)에 대해 회전할 때 간섭이 거의 또는 완전히 제거될 때까지 또는 적은 양의 축방향 틈새가 생성될 때까지 마모되도록 구성된다. 이는 지지 베어링 조립체의 케이지(110)에 대한 o-링(140), 및 o-링이 회전적으로 그리고 축방향으로 고정되는 샤프트(102)의 회전에 대한 과도한 저항을 방지한다. 도시된 바와 같이, 각각의 축방향 돌출부(134)는 환형 렛지(130)로부터 외측으로 연장하는 대응 기저부(132)로부터 외측으로 현수된다. 그러나, 대체 실시예에서, 축방향 돌출부(134)는 환형 렛지(130)로부터 직접 외측으로 현수될 수 있는 점에 유의한다.
도 1a 및 도 1c에 가장 잘 도시된 바와 같이, o-링(140)은 지지 베어링 조립체(100)를 샤프트(102) 상에 조립하기 전에 케이지(110) 내에 조립된다. 도시된 바와 같이, o-링(140)은 간극(142)을 갖는 금속으로 형성된 분할 링이고, 간극은 o-링(140)이 케이지(110)로 삽입되거나 샤프트(102) 상에 장착될 때 o-링의 최외측 직경이 각각 수축 또는 팽창하는 것을 허용한다. 케이지(110) 내로 삽입될 때, 제2 클립(120)의 선단 에지(120a)는 o-링(140)이 복수의 제2 클립(120)을 넘어갈 때 o-링(140)의 접촉부를 내측으로 캠 작동시킨다. 요약하면, 간극(142)의 크기가 감소될 때, o-링(140)의 최외측 직경은 약간 감소된다. 일단 o-링(140)이 제2 클립(120)의 후단 에지(120b)와 축방향 돌출부(134) 사이에 완전히 수용되면, 간극(142)은 o-링의 최외측 직경과 마찬가지로 비편향된 크기로 복귀하고 o-링(140)은 케이지 내에 안착된다.
o-링(140)의 최내측 직경은 지지 베어링 조립체(100)가 장착되는 샤프트(102), 본 경우 캠샤프트의 최외측 직경보다 약간 작다. 간극(142)은 지지 베어링 조립체(100)가 소정의 축방향 위치까지 캠샤프트(102)를 따라 활주할 때 o-링(140)이 약간 개방하도록 허용한다. o-링(140)의 치수는 o-링(140)에 의해 캠샤프트(102) 상에 작용되는 힘이 대응 엔진의 작동 도중뿐만 아니라, 대응 실린더 헤드 내로의 캠샤프트(102)의 조립 도중 지지 베어링 조립체(100)를 캠샤프트에 대해 소정의 축방향 위치에 유지하기에 적당하도록 선택된다. 샤프트(102) 상의 설치 이후 o-링(140)의 최종 최외측 직경은 일단 설치되면 케이지(110)가 o-링(140) 주위에서 자유롭게 회전하도록 케이지의 제1 단부(114) 내부 벽의 직경보다 약간 작게 되도록 구성된다. 대안적으로, 지지 베어링 조립체(100)의 잔여부를 설치하기 전에 o-링(140)을 캠샤프트(102) 상에 축방향으로 위치설정할 수 있다.
게다가, 케이지(110)는 제1 및 제2 단부(114 및 116) 주위에 형성된 복수의 크레넬(crenel, 117)뿐만 아니라 케이지 외부 표면에 형성된 복수의 오일 홈(115)을 포함한다. 크레넬(117) 및 오일 홈(115)은 작동 도중 베어링 조립체의 윤활을 향상시키도록 구성된다. 케이지(110)는 바람직하게는 폴리머, 또는 폴리아미드로 한정되지 않지만 폴리아미드와 같은 유사한 재료로 구성된다.
이제 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 개시 내용에 따르는 반경방향 지지 베어링 조립체(200)의 제2 실시예가 도시된다. 제2 실시예는 제1 실시예와 실질적으로 유사하고, 유사한 요소는 동일한 참조 번호를 갖는다. 제2 실시예는 제1 실시예에서와 같이 분할 o-링(140)보다는 연속적인 o-링(150)이 사용된다는 점에서 상술된 제1 실시예와 상이하다. 게다가, o-링(150)은 바람직하게는 분할 o-링(140)과 같은 금속보다는 플라스틱 또는 유사한 재료로 구성된다. 추가로, 도 2b에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제2 실시예의 케이지(110)는 환형 렛지(130)로부터 외측으로 현수되는 복수의 축방향 돌출부를 포함하지 않는다. 따라서, o-링(150)은 케이지(110)의 제1 단부 내에 배치될 때 직접적으로 환형 렛지(130)에 인접하여 수용된다.
제1 실시예와 유사하게, o-링(150)은 지지 베어링 조립체(200)를 대응 샤프트 상에 설치하기 전에 케이지(110)와 조립된다. 따라서, 지지 베어링 조립체(200)는 대응 캠샤프트 상의 설치 이전에 완전히 유닛화된 조립 상태에서 유지될 수 있다. 사용시, 완전히 조립된 지지 베어링 조립체(200)는 캠샤프트를 따라서 소정의 축방향 위치까지 활주된다. o-링(150)의 치수는, 캠샤프트의 외부 표면과 o-링(150)의 내부 표면 사이의 마찰력이 대응 엔진의 작동 도중뿐만 아니라 대응 실린더 헤드로의 캠샤프트의 조립 도중 지지 베어링 조립체(200)를 소정의 축방향 위치에 유지하기에 적당하도록 선택된다. 대응 샤프트 상의 설치 이후 o-링(150)의 최외측 직경은 케이지(110)가 o-링(150) 주위에서 자유롭게 회전하도록 케이지의 제1 단부(114) 내벽의 직경보다 약간 작게 구성되는 점에 유의한다. 대안적으로, o-링(150)은 지지 베어링 조립체(200)의 나머지 구성요소의 설치 이전에 캠샤프트 상에 압입 상태로 설치될 수 있다.
이제 도 2c 및 도 2d를 참조하면, 본 개시 내용에 따르는 반경방향 지지 베어링 조립체(300)의 제3 실시예가 도시된다. 제3 실시예는 실질적으로 제2 실시예와 유사하고, 유사한 요소는 동일한 참조 번호를 갖는다. 제3 실시예는 복수의 축방향 돌출부(134)가 환형 렛지(130)로부터 외측으로 현수되는 점에서만 상술된 제2 실시예와 상이하다. 환형 돌출부(134)는 제1 실시예에서 상술된 것과 동일하게 구성되고 기능한다.
이제 도 3a 내지 도 3d를 참조하면, 본 개시 내용에 따르는 반경방향 지지 베어링 조립체(400)의 제4 실시예가 도시된다. 제4 실시예는 실질적으로 제1 실시예와 유사하고, 유사한 요소는 동일한 참조 번호를 갖는다. 제4 실시예는 o-링(140)이 캠샤프트(102)에 대해 축방향으로 고정되는 점에서 상술한 제1 실시예와 상이하고, 따라서, 캠 로브(108)는 제1 실시예에서와 같이 마찰에 의해 축방향으로 보유되기 보다는 도 3c 및 도 3d에 도시된 바와 같이 캠샤프트의 외부 표면에 형성된 환형 홈(104) 내에 수용된다. 게다가, 제4 실시예의 케이지(110)는 환형 렛지(130)로부터 외측으로 현수되는 복수의 축방향 돌출부를 포함하지 않고, 복수의 축방향 돌출부는 대체 실시예에 포함될 수 있다.
제1 실시예와 유사하게, o-링(140)은 바람직하게는 지지 베어링 조립체(400)를 대응 캠샤프트 상에 설치하기 전에 케이지(110)와 조립된다. 따라서, 반경방향 지지 베어링 조립체(400)는 대응 캠샤프트 상의 설치 이전에 완전히 유닛화된 조립된 상태에서 유지될 수 있다. 사용시, 완전히 조립된 지지 베어링 조립체(400)는 o-링(140)이 샤프트의 환형 홈(104)과 축방향으로 정렬될 때까지 샤프트(102)를 따라서 활주된다. 제1 실시예에서와 같이, o-링(140)의 최내측 직경은 샤프트(102)의 최외측 직경보다 작다. 앞에서와 같이, o-링(140)의 간극(142)은 캠샤프트(102)의 외부 표면을 따라 활주할 때 o-링(140)이 약간 팽창하도록 한다. 그러나, 환형 홈(104)에 도달할 때, o-링은 그 원래의 비편향 치수로 복귀하고, 이에 의해 환형 홈 내에 "스냅핑(snapping)"된다. 도 3d에 가장 잘 도시된 바와 같이, 베어링 조립체의 중앙축(111)에 평행하게 취한 o-링의 단면 직경은 환형 홈(104)의 깊이보다 크다. 따라서, o-링은 케이지(110)의 환형 렛지(130)와 제2 클립(120)의 후단 에지(120b) 사이에 형성된 홈 내로 캠샤프트(102)의 외부 표면을 넘어 반경방향 외측으로 연장한다. 제2 클립(120)의 후단 에지(120b) 및 환형 렛지(130)와 o-링(140)과의 접촉은 샤프트(102)에 대해 지지 베어링 조립체(200)를 소정의 축방향 위치에 보유한다. 대안적으로, 지지 베어링 조립체(100)의 잔여부를 설치하기 전에 o-링(140)을 캠샤프트(102) 상에 축방향으로 위치설정할 수 있다.
이제 도 4a 내지 도 4d를 참조하여, 본 개시 내용에 따르는 반경방향 지지 베어링 조립체(500)의 제5 실시예가 도시된다. 도 5 실시예는 대응 캠샤프트에 대해 지지 베어링 조립체(500)를 축방향으로 위치설정하는데 o-링이 사용되지 않는 점에서 상술한 실시예들과 주로 상이하다. 대신, 지지 베어링 조립체(500)의 케이지(110)는 케이지의 제1 단부(114) 상에 배치된, 축방향으로 연장하며 변형 가능한 돌출부, 또는 탭을 갖는다. 바람직하게는, 탭(170)은 테이퍼링된 말단부(174)를 포함하고, 한 쌍의 간극(176)에 의해 케이지로부터 그 측부에서 원주방향으로 이격된다. 사용시, 지지 베어링 조립체(500)는 도 4c에 도시된 바와 같이 변형 가능한 탭(170)이 샤프트의 외부 표면에 형성된 대응 환형 홈(104)에 인접하여 배치될 때까지 캠샤프트(102)를 따라 활주된다. 일단 위치설정되면, 탭(170)의 말단부(174)는 환형 홈(104)으로 반경방향 내측으로 변형된다. 탭의 말단부(174)의 변형은 말단부가 환형 홈으로 내측으로 연장할 때까지 초음파 가열, 열적 가열, 힘의 작동 등을 통해 달성될 수 있다. 탭의 말단부(174)와 환형 홈(104)의 측벽 사이의 상호작용은 지지 베어링 조립체(500)를 캠샤프트(102)에 대해 소정의 축방향 위치에 유지한다.
이제 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 개시 내용에 따르는 반경방향 지지 베어링 조립체(600)의 제6 실시예가 도시된다. 제6 실시예는 실질적으로 제5 실시예와 유사하고, 유사한 요소는 동일한 참조 번호를 갖는다. 제6 실시에는 변형 가능한 돌출부, 또는 탭(180)의 구성 면에서 제5 실시예와 주로 상이하다. 도시된 바와 같이, 변형 가능한 탭(180)은 케이지(110)의 제1 단부(114)에 고정되는 기저부 및 탭(180)의 기저부로부터 반경방향 내측으로 연장하며 원주방향으로 이격되게 연장하는 말단부(184)를 포함한다. 탭(180)은 케이지의 얇은 벽 섹션(185)의 분할 이격부에 의해 형성된다. 이 벽 섹션(185)은 리세스를 그 축방향 에지로부터 케이지의 제1 단부(114) 내로 내측으로 형성함으로써 생성된다. 벽 섹션(185)의 감소된 두께는 감소된 힘으로 변형 가능한 탭(180)을 형성할 수 있는 것을 용이하게 하고, 따라서 케이지(110)의 잔여부에 악영향을 끼칠 수 있는 가능성이 감소된다.
사용시, 지지 베어링 조립체(600)는, 변형 가능한 탭(180)이 캠샤프트의 외부 표면에 형성된 대응 환형 홈(104)에 인접하여 배치될 때까지 캠샤프트(102)를 따라 활주된다. 탭(180)의 말단부(184)는 이후 환형 홈(104)으로 반경방향 내측으로 변형된다. 탭의 말단부(184)와 환형 홈(104)의 측벽 사이의 상호작용은 지지 베어링 조립체(600)를 캠샤프트(102)에 대해 소정의 축방향 위치에 유지한다. 대안적으로, 말단부(184)는 캠샤프트(102) 상의 지지 베어링 조립체(600)의 설치 이전에 반경방향 내측으로 변형될 수 있다. 이 구성에서, 지지 베어링 조립체(600)는 변형 가능한 탭(180)이 환형 홈(104)에 도달할 때까지 캠샤프트(102)를 따라 활주되고, 일 지점에서 말단부(184)는 홈으로 반경방향 내측으로 자동적으로 도약한다.
이제 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 개시 내용에 따르는 반경방향 지지 베어링 조립체(700)의 제7 실시예가 도시된다. 상술된 실시예에서 확인된 요소와 유사한 제7 실시예의 요소에 동일한 참조 번호가 제공된다. 지지 베어링 조립체(700)는 케이지(110)의 제1 단부(114) 상에 배치되는 복수의 편향 가능한 탭(190)을 포함한다. 바람직하게는, 세 개의 편향 가능한 탭(190)은 제1 단부(114) 주위에서 동일하게 이격된다. 각각의 탭(190)은 말단부로부터 반경방향 내측으로 현수되는 맞물림부(194)를 포함하고, 각각의 탭(190)은 한 쌍의 간극(192)에 의해 케이지의 잔여부로부터 원주방향으로 이격된다. 맞물림부(194)는 케이지(110)의 내부 표면을 넘어 반경방향 내측으로 연장하고, 맞물림부(194)의 최내측부는 지지 베어링 조립체(700)가 설치되는 캠샤프트(102)의 외부 직경보다 작은 직경을 형성한다. 따라서, 지지 베어링 조립체(700)가 소정의 축방향 위치까지 캠샤프트(102)를 따라 활주될 때, 캠샤프트(102)의 외부 표면과의 맞물림부(194)의 접촉은 대응하는 편향 가능한 탭(190)이 반경방향 외측으로 편향되게 한다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 소정의 축방향 위치에 도달될 때, 편향 가능한 탭(190)은 탭(190)의 맞물림부(194)가 그 비편향 위치로 복귀될 때 비편향 위치로 복귀되어 환형 홈(104)과 맞물린다. 환형 홈의 측벽과 맞물림부(194)의 상호작용은 지지 베어링 조립체(700)를 캠샤프트에 대해 소정의 축방향 위치에 유지한다.
본 발명의 하나 이상의 양호한 실시예가 위에서 설명되었지만, 다양한 변형예 및 변경예가 그 범주 및 기술 사상으로부터 벗어나지 않으면서 본 발명에서 수행될 수 있다는 것이 관련 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 이해되어야 한다. 본 발명은 첨부된 특허청구범위 및 이들의 등가물의 범주 및 기술 사상 내에 속하는 변형예 및 변경예를 포함하도록 의도된다.

Claims (24)

  1. 샤프트와 함께 사용하기 위한 반경방향 지지 베어링 조립체이며,
    제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장하는 중앙부를 포함하는 실질적으로 원통형인 케이지로서, 중앙부는 복수의 롤러 포켓을 형성하고, 적어도 하나의 돌출부가 제1 단부에 인접한 케이지의 내부 표면으로부터 반경방향 내측으로 연장하는, 케이지,
    복수의 롤러로서, 각각의 롤러는 각각의 롤러 포켓에 배치되는, 복수의 롤러,
    내부 표면과 외부 표면 사이에서 실질적으로 원통형인 외부 슬리브로서, 외부 슬리브는 외부 슬리브의 내부 표면이 복수의 롤러에 인접하도록 케이지의 외부 표면 주위에 배치되는, 외부 슬리브, 및
    샤프트에 대해 축방향으로 고정되도록 구성되는 o-링을 포함하고,
    o-링은 케이지가 샤프트에 대해 축방향으로 고정되도록 케이지의 적어도 하나의 돌출부와 케이지의 중앙부 사이에 활주식으로 수용되는, 반경방향 지지 베어링 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    케이지는 케이지의 중앙부로부터 케이지의 제1 단부까지 반경방향 외측으로 연장하는 환형 렛지를 더 포함하고, 환형 렛지는 케이지의 길이방향 중앙축에 수직이고, o-링은 환형 렛지와 케이지의 적어도 하나의 돌출부 사이에 수용되는, 반경방향 지지 베어링 조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    적어도 하나의 돌출부는 케이지의 길이방향 중앙축에 수직이며 케이지의 길이방향 중앙축에 평행한 방향으로 취한 o-링의 제1 폭과 실질적으로 동일한 제1 거리만큼 환형 렛지로부터 이격되는 접촉 표면을 더 포함하는, 반경방향 지지 베어링 조립체.
  4. 제2항에 있어서,
    케이지는 o-링이 환형 렛지보다는 축방향 돌출부의 말단부와 접촉하도록 환형 렛지로부터 축방향으로 외측으로 연장하는 복수의 축방향 돌출부를 더 포함하는, 반경방향 지지 베어링 조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    축방향 돌출부는 o-링과의 접촉에 의해 마모되고 이에 의해 o-링과 축방향 돌출부 사이에 축방향 틈새를 형성하도록 구성되는, 반경방향 지지 베어링 조립체.
  6. 제2항에 있어서,
    o-링은 압입 끼움 상태로 샤프트의 외부 표면에 인접하여 수용되는, 반경방향 지지 베어링 조립체.
  7. 제2항에 있어서,
    o-링은 스냅 끼움 상태로 샤프트의 외부 표면에 형성된 환형 홈에 수용되는, 반경방향 지지 베어링 조립체.
  8. 제7항에 있어서,
    o-링은 분할 링인, 반경방향 지지 베어링 조립체.
  9. 제1항에 있어서,
    o-링의 단면은 원형 및 직사각형 단면 중 하나인, 반경방향 지지 베어링 조립체.
  10. 제1항에 있어서,
    케이지는 케이지의 외부 표면으로부터 반경방향 외측으로 연장하는 제1 돌출부 및 제2 돌출부를 더 포함하고, 외부 슬리브는 제1 돌출부와 제2 돌출부 사이에 축방향으로 보유되는, 반경방향 지지 베어링 조립체.
  11. 제1항에 있어서,
    o-링은 반경방향 지지 베어링 조립체를 샤프트 상에 축방향으로 위치설정하기 전에 케이지에 배치되는, 반경방향 지지 베어링 조립체.
  12. 제11항에 있어서,
    o-링은 샤프트의 외부 직경보다 작은 내부 직경을 갖는 분할 o-링을 포함하는 반경방향 지지 베어링 조립체.
  13. 외부 표면에 환형 홈이 형성된 샤프트와 함께 사용하기 위한 반경방향 지지 베어링 조립체이며,
    제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장하는 중앙부를 포함하는 실질적으로 원통형인 케이지로서, 중앙부는 복수의 롤러 포켓을 형성하고, 적어도 하나의 돌출부가 케이지의 내부 표면으로부터 반경방향 내측으로 연장하는, 케이지,
    복수의 롤러로서, 각각의 롤러는 각각의 롤러 포켓에 배치되는, 복수의 롤러, 및
    내부 표면과 외부 표면을 갖는 실질적으로 원통형인 외부 슬리브로서, 외부 슬리브의 내부 표면이 복수의 롤러와 인접하도록 케이지의 외부 표면 주위에 배치되는, 외부 슬리브를 포함하고,
    적어도 하나의 돌출부는 케이지가 샤프트에 대해 축방향으로 고정되도록 샤프트 내의 환형 홈과 작동식으로 맞물리는, 반경방향 지지 베어링 조립체.
  14. 제13항에 있어서,
    적어도 하나의 돌출부는 샤프트의 환형 홈 내로 반경방향 내측으로 연장하는, 반경방향 지지 베어링 조립체.
  15. 제14항에 있어서,
    적어도 하나의 돌출부는 케이지에 대해 반경방향 내측 뿐만 아니라 원주방향으로 연장하는, 반경방향 지지 베어링 조립체.
  16. 제15항에 있어서,
    적어도 하나의 돌출부는 제1 단부의 분할 이격부인, 반경방향 지지 베어링 조립체.
  17. 제13항에 있어서,
    적어도 하나의 돌출부는 케이지가 샤프트 상에 활주식으로 수용된 후 적어도 하나의 돌출부 상에 반경방향 내측으로 힘을 작용함으로서 환형 홈 내에 위치설정되는, 반경방향 지지 베어링 조립체.
  18. 제13항에 있어서,
    o-링을 더 포함하고, o-링은 샤프트의 환형 홈 내에 배치되는, 반경방향 지지 베어링 조립체.
  19. 제18항에 있어서,
    o-링은 분할 링인, 반경방향 지지 베어링 조립체.
  20. 제18항에 있어서,
    o-링은 케이지가 샤프트에 대해 축방향으로 고정되도록 케이지의 적어도 하나의 돌출부와 케이지의 중앙부 사이에 활주식으로 수용되는, 반경방향 지지 베어링 조립체.
  21. 제20항에 있어서,
    케이지는 케이지의 중앙부로부터 케이지의 제1 단부까지 반경방향 외측으로 연장하는 환형 렛지를 더 포함하고, 환형 렛지는 케이지의 길이방향 중앙축에 수직이고, o-링은 환형 렛지와 케이지의 적어도 하나의 돌출부 사이에 수용되는, 반경방향 지지 베어링 조립체.
  22. 제21항에 있어서,
    적어도 하나의 돌출부는 케이지의 길이방향 중앙축에 수직이며 케이지의 길이방향 축에 평행한 방향에서 취한 o-링의 제1 폭과 실질적으로 동일한 제1 거리만큼 환형 렛지로부터 이격되는 접촉 표면을 더 포함하는, 반경방향 지지 베어링 조립체.
  23. 제21항에 있어서,
    케이지는 o-링이 환형 렛지 보다는 축방향 돌출부의 말단부와 접촉하도록 환형 렛지로부터 축방향 외측으로 연장하는 복수의 축방향 돌출부를 더 포함하는, 반경방향 지지 베어링 조립체.
  24. 제13항에 있어서,
    케이지는 케이지의 외부 표면으로부터 반경방향 외측으로 연장하는 제1 돌출부 및 제2 돌출부를 더 포함하고, 외부 슬리브는 제1 돌출부와 제2 돌출부 사이에 축방향으로 보유되는, 반경방향 지지 베어링 조립체.
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