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KR101422885B1 - 베어링 조립체용 케이지 - Google Patents

베어링 조립체용 케이지 Download PDF

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Publication number
KR101422885B1
KR101422885B1 KR1020100055977A KR20100055977A KR101422885B1 KR 101422885 B1 KR101422885 B1 KR 101422885B1 KR 1020100055977 A KR1020100055977 A KR 1020100055977A KR 20100055977 A KR20100055977 A KR 20100055977A KR 101422885 B1 KR101422885 B1 KR 101422885B1
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KR
South Korea
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length
contact
bearing cage
axial
spanning member
Prior art date
Application number
KR1020100055977A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100134519A (ko
Inventor
마이클 지. 브라운
군터 제이. 진켄
Original Assignee
코요 베어링즈 유에스에이, 엘엘씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코요 베어링즈 유에스에이, 엘엘씨 filed Critical 코요 베어링즈 유에스에이, 엘엘씨
Publication of KR20100134519A publication Critical patent/KR20100134519A/ko
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Abstract

베어링 케이지는 전체 축방향 길이를 형성하고, 베어링 케이지의 방사상 최외측 직경에서 연장하는 제1 접촉면을 형성하고 제1 축방향 접촉 길이를 갖는 제1 단부와, 제1 단부로부터 소정 거리로 이격되고 베어링 케이지의 방사상 최외측 직경에서 연장하는 제2 접촉면을 형성하고 제2 축방향 접촉 길이를 갖는 제2 단부를 포함한다. 베어링 케이지는 하나 이상의 접촉 패드에 의해 베어링 케이지의 방사상 최외측 직경에서 형성된 스패닝 부재 축방향 접촉 길이를 형성하도록 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장하는 복수의 스패닝 부재를 더 포함한다. 베어링 케이지는 전체 축방향 길이에 대한 제1 축방향 접촉 길이, 제2 축방향 접촉 길이 및 스패닝 부재 축방향 접촉 길이의 총 합계의 비율로서 형성된, 적어도 0.380의 전체 접촉 비율을 형성한다.

Description

베어링 조립체용 케이지{CAGE FOR BEARING ASSEMBLY}
우선권의 주장
본 출원은, 본 명세서에 참조로 통합되는, 2009년 6월 15일자로 제출된 미국 가출원 제61/186,997호에 대한 우선권을 주장한다.
본 발명은 베어링 케이지에 관한 것이고, 특히 향상된 PV(압력 x 속도) 능력을 갖는 베어링 케이지에 관한 것이다.
베어링은, 자동 변속기 및 유성 기어 세트와 같이, 두 개의 접촉 부품들이 서로에 대해 회전하는 경우에 흔히 사용된다. 부품이 조립되는 동안, 개별 롤링 요소들을 취급하는 것은 성가시며 시간 소모적이다. 이들 문제들을 해결하기 위해서, 롤링 요소 설치를 단순화하고 부품 조립 및 작동 동안 동등한 롤링 요소 이격을 유지하기 위해서 경량이고 다루기 용이한 조립체를 형성하도록 롤링 요소들이 베어링 케이지 내에 설치된다.
일단 설치되면, 유성 기어 세트의 정상적인 작동은 베어링 조립체가 유성 기어 축 및 캐리어 기어 축에 대하여 동시에 회전하게 한다. 베어링 케이지의 질량으로 인하여, 회전은 대량의 구심 가속도를 초래하여, 결과적으로 베어링 케이지가 수용되는 보어(bore)의 내부 표면과 접촉하도록 방사상 외향으로의 베어링 케이지의 이동을 초래한다. 캐리어 속도가 증가함에 따라, 각각의 보어의 내부 표면과 접촉하는 케이지의 외부 표면의 압력은 유사하게 증가한다. 궁극적으로, 부가된 속도에 더하여, 압력은 베어링 케이지가 받는 PV(압력 x 속도)를 증가시키고 베어링 조립체의 작동 범위를 제한할 수 있다.
본 발명은 일반적으로 하나 이상의 유성 기어 세트를 포함하는 변속기에 사용하기 위한 베어링 조립체에 관한 것이다. 베어링 조립체는 정상 작동 조건 동안 낮은 PV를 생성하도록 증가된 외부 표면 영역을 갖는 베어링 케이지를 포함한다. 접촉 영역, 접촉 영역 배치 및 접촉 위치들의 개수와 같은 특정한 형상은 베어링 케이지가 받는 PV를 더욱 효과적으로 감소시키도록 조정된다. 베어링 케이지는 케이지의 외측으로부터 적재된 각각의 롤링 요소를 구비하는 능력을 또한 포함한다.
일 실시예에서, 베어링 케이지는, 베어링 케이지의 방사상 최외측 직경에서 형성되고 제1 축방향 접촉 길이를 갖는 제1 방사상 외부 접촉면을 형성하는 제1 단부와, 제1 단부로부터 소정 거리로 이격되고 베어링 케이지의 방사상 최외측 직경에서 형성되고 제2 축방향 접촉 길이를 갖는 제2 방사상 외부 접촉면을 형성하는 제2 단부와, 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장하는 복수의 스패닝 부재(spanning member)를 포함할 수 있다. 각각의 스패닝 부재는 스패닝 부재 상의 하나 이상의 접촉 패드에 의해 베어링 케이지의 방사상 최외측 직경에서 형성된 스패닝 부재 축방향 접촉 길이(C스팬)를 형성한다. 제1 축방향 접촉 길이, 제2 축방향 접촉 길이 및 스패닝 부재 축방향 접촉 길이(C스팬)의 총 합계는 전체 접촉 길이(C전체)를 형성하고, 여기서 전체 축방향 길이(L1)에 대한 전체 접촉 길이(C전체)의 비율은 적어도 0.380이다.
다른 실시예에서, 베어링 케이지는 제1 단부, 전체 축방향 길이(L1)를 형성하도록 제1 단부로부터 소정 거리로 이격된 제2 단부, 및 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장하는 복수의 스패닝 부재를 포함한다. 복수의 스패닝 부재 각각은 한 쌍의 말단 접촉 패드와 하나 이상의 중간 접촉 패드를 형성하고, 각각의 접촉 패드는 베어링 케이지의 방사상 최외측 직경에서 위치설정된다.
또 다른 실시예에서, 베어링 케이지는 제1 단부, 제1 단부로부터 소정 거리로 이격된 제2 단부, 및 스패닝 부재 축방향 접촉 길이(L2)를 형성하도록 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장하는 복수의 스패닝 부재를 포함한다. 각각의 스패닝 부재는 스패닝 부재 상의 하나 이상의 접촉 패드에 의해 베어링 케이지의 방사상 최외측 직경에서 형성된 스패닝 부재 축방향 접촉 길이(C스팬)을 형성하고, 스패닝 부재 축방향 길이(L2)에 대한 스패닝 부재 축방향 접촉 길이(C스팬)의 비율은 적어도 0.370이다.
도 1은 본 발명을 구현하는 베어링 조립체를 갖는 유성 기어 세트의 사시도이다.
도 2는 도 1의 유성 기어 세트의 베어링 조립체의 사시도이다.
도 3은 도 2의 베어링 조립체의 베어링 케이지의 사시도이다.
도 4는 도 3에서 선 4-4를 따라 취한 단면도이다.
도 4a는 도 4의 일부분을 도시하는 단면도이다.
도 5는 도 3의 베어링 케이지의 대안적인 실시예의 사시도이다.
도 6은 도 3의 베어링 케이지의 제2의 대안적인 실시예의 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 두 개의 종래 기술의 베어링 케이지들의 단면도이다.
도 7c는 다른 종래 기술의 베어링 케이지의 사시도이다.
본 발명의 임의의 실시예들이 상세하게 설명되기 전에, 본 발명은 이하의 기술에서 개시되거나 이하의 도면에서 예시된 구성요소들의 배열 및 구성의 상세부들에 본 출원이 제한되지 않는다는 것이 이해된다. 본 발명은 다른 실시예들이 가능하고 여러 가지 방식으로 실시되거나 수행될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 어구와 전문용어가 기술의 목적을 위한 것이고 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 이해된다. 본 명세서에서 "수납하는", "포함하는" 또는 "갖는"의 사용과 이의 변형은 이후에 열거된 항목과 추가 항목들뿐만 아니라 이의 등가물을 포괄하는 것을 의미한다. 달리 특정되거나 제한되지 않는다면, "장착된", "연결된", 지지된", 결합된" 및 그의 변형들의 용어들은 직접적인 및 간접적인 장착, 연결, 지지 및 결합 양쪽 모두를 폭넓게 사용되고 포괄한다. 또한, "연결된" 및 "결합된"은 물리적 또는 기계적 연결 또는 결합에 제한되지 않는다.
도 1 및 도 2는 자동 변속기 유성 기어 세트(14)에서 사용하기 위한 베어링 조립체(10)를 예시한다. 그러나, 당업자라면 베어링 조립체(10)가 다른 응용예들에서 또한 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 베어링 조립체(10)는 중앙 축(18)과, 중앙 축(18)과 공축인 베어링 케이지(22)와, 베어링 케이지(22)에 의해 수용되고 베어링 케이지(22)에 대하여 회전 가능한 복수의 롤링 요소(24)(예를 들어, 니들 롤러)를 포함한다. 예시된 실시예에서, 유성 기어 세트(14)는 하나 이상의 유성 기어(26)를 포함하고, 각각의 유성 기어는 베어링 조립체(10)를 수용하도록 형상화된 중앙 보어(30)를 포함한다. 순차적으로, 베어링 조립체(10)는 유성 기어(26) 및 중앙 축(18)과 공축인 기어 축(34)을 수용한다. 베어링 조립체(10)는 기어 축(34)에 대하여 유성 기어(26)의 상대적 회전을 허용하면서 그 사이의 회전 마찰을 최소화한다. 정상 작동 동안, 복수의 롤링 요소(24)는 중앙 보어(30)의 내부 표면(31)과 기어 축(34)의 외부 직경(36) 양쪽 모두와 접촉한다.
도 2 내지 도 4a를 참조하면, 베어링 케이지(22)는 각각의 롤링 요소(24)를 수용하고, 경량으로서 작용하여 유성 기어 세트(14)의 제작, 조립 및 작동 동안 조립체를 다루기 용이하다. 베어링 케이지(22)는 외측으로부터 각각의 롤링 요소(24)를 수용하고, 케이지(22) 내의 모든 다른 롤링 요소(24)들에 대하여 일정한 상대 위치에서 롤링 요소(24)를 또한 유지한다. 유성 기어 조립체(14)의 정상 작동 동안, 베어링 케이지(22)는 롤링 요소(24)의 회전을 제한하지 않는다.
베어링 케이지(22)는 실질적으로 원통형이고, 실질적으로 환상형이고 중앙 축(18)과 공축인 제1 단부(38)와, 제1 단부(38)로부터 소정 거리로 이격되고 중앙 축(18)과 공축인 제2 단부(42)와, 제1 단부(38)와 제2 단부(42) 사이에서 축방향으로 연장하는 복수의 스패닝 부분 또는 부재(46)를 포함한다. 정상 작동 동안, 베어링 케이지(22)는 유성 기어 세트(14)의 중앙에 대체로 위치된 캐리어 축(19) 및 중앙 축(18) 양쪽 모두를 중심으로 동시에 회전한다. 정상 변속기 속도에서, 베어링 케이지(22)는 케이지(22)를 잠재적으로 변형할 수 있는 원심 가속을 받는다. 더욱 구체적으로, 원심 가속은 케이지(22)의 방사상 최외측 영역이 중앙 보어(30)의 내부 표면(31)과 접촉할 때까지 방사상 외향으로 팽창하게 할 수 있다. 유성 기어 세트(14)의 전체 회전 속도에서의 추가적인 증가는 케이지(22)의 방사상 외부 표면이 중앙 보어(30)의 내부 표면(31)과 접촉하는 곳에서 증가된 힘으로 귀착된다. 그러므로, 베어링 케이지(22)가 받는 PV는 캐리어 속도에 비례하여 증가한다.
도 2 내지 도 4a를 계속 참조하면, 제1 단부(38) 및 제2 단부(42)는 유성 기어(26)의 중앙 보어(30)의 직경에 실질적으로 대응하는 외부 직경(50)(도 4에 도시됨)을 형성한다. 제1 단부(38) 및 제2 단부(42)는 기어 축(34)의 외부 직경(36)에 실질적으로 대응하는 내부 직경(54)을 형성하도록 외부 직경(50)에서 방사상으로 내향으로 각각 연장하는 제1 표면(58) 및 제2 표면(62)을 포함한다. 제1 표면(58) 및 제2 표면(62)은 실질적으로 환상형이고 중앙 축(18)에 수직이다. 내부 직경(50)과 외부 직경(54) 사이의 방사상 차이는 케이지 내에 위치설정될 때 복수의 롤링 요소(24)(아래에 기술됨)의 외부 직경과 같거나 외부 직경보다 작다. 제1 단부(38) 및 제2 단부(42)는 외부 직경(50)의 적어도 일부분에 걸쳐서 축방향 내향으로 제1 및 제2 축방향 접촉 길이(E1, E2)(도 4a에 도시됨)를 연장하는 제1 및 제2 방사상 외부 접촉면(59, 63)을 또한 형성할 수 있다. 또한, 제1 단부(38) 및 제2 단부(42)는 각각의 리드-인(lead-in) 또는 챔퍼 표면(chamfer surface)(60, 64)을 포함할 수 있다.
각각의 복수의 스패닝 부재(46)는 제1 단부(38)와 제2 단부(42) 사이에서 축방향으로 연장하면서, 하나 이상의 접촉 패드(70) 및 하나 이상의 중간 스팬(74)을 형성하도록 외부 직경(50)과 하나 이상의 2차 직경(66) 사이에서 직경에 변화를 준다. 각각의 접촉 패드(70)는 니들 베어링 케이지 조립체(10)의 표준 작동[즉, 외부 직경(50)에서] 동안 중앙 보어(30)와 잠재적으로 접촉하도록 적소에서 스패닝 부재(46)의 임의의 세그먼트로서 형성될 수 있다. 각각의 접촉 패드(70)는 소정 크기의 축방향 길이를 위하여 중앙 보어(30)의 내부 표면(31)과의 접촉 영역을 최소화하도록 대체로 형상화되고 크기 설정된다. 더욱 구체적으로, 접촉 패드(70)는 인접한 중간 스팬(74)보다 폭에서 더 클 수 있다. 몇몇 특정 실시예에서, 베어링 케이지(22)는 최대 가능 외부 표면 영역의 적어도 20%가 제 위치에서 중앙 보어(30)의 내부 표면(31)과 접촉한다. 최대 외부 표면 영역은 특정한 베어링 케이지(22)(도 4 및 도 4a에 도시됨)의 동일한 외부 직경(D)[즉, 외부 직경(50)] 및 동일한 전체 축방향 길이(L)[즉, 축방향 길이(L1)]를 갖는 고상 원통형 편의 외부 표면 영역(SAmax = πDL)으로서 형성된다.
도 2 내지 도 4a를 계속 참조하면, 각각의 스패닝 부재(46)는 제1 단부(38)와 제2 단부(42) 사이에서 위치설정된 복수의 접촉 패드(70a, 70b, 70c)들을 형성한다. 더욱 구체적으로, 현재의 실시예에서, 각각의 스패닝 부재(46)는 제1 단부(38) 및 제2 단부(42)에 각각 인접한 한 쌍의 말단 접촉 패드(70a, 70c)와, 말단 접촉 패드들 사이에서 위치설정된 하나 이상의 중간 접촉 패드(70b)를 형성한다. 양호하게 단일 중간 접촉 패드(70b)를 이용하는 실시예에서, 접촉 패드는 정상 작동 동안 생성된 압력을 더 잘 분산시키도록 그리고/또는 베어링 케이지(22)의 가능한 변형을 최소화하도록 그 각각의 스패닝 부재(46)의 길이를 따라 축방향으로 중심 설정된다. 그러나, 추가적인 특정 실시예에서, 각각의 스패닝 부재(46)는 스패닝 부재(46)의 축방향 길이(L2)를 따라 불규칙적인 위치들에서 복수의 접촉 패드(70)를 형성할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 단일 베어링 케이지(22)의 각각의 스패닝 부재(46)는 동일한 케이지(22)의 나머지 스패닝 부재(46)들로부터 고유한 개수 및/또는 위치의 중간 및 말단 접촉 패드(70)들을 형성할 수 있다. 대조적으로, 도 7a, 도 7b, 도 7c의 종래 기술의 케이지들은 임의의 중간 접촉 패드를 형성하지 못한다.
도 5 및 도 6의 예시된 구성에서, 각각의 중간 접촉 패드(70b)는 말단 접촉 패드(70a, 70c)보다 접촉 영역[예를 들어, 외부 보어(30)의 내부 표면(31)과 접촉하는 영역의 크기]에서 대체로 더 크고, 접촉 형상[예를 들어, 외부 보어(30)의 내부 표면(31)과 접촉하는 패드의 형상)에서 더 넓다. 그러나, 대안적 구성에서, 각각의 접촉 패드(70)는 그 특정한 실시예의 특정한 응용예(도 2 내지 도 4a에서 도시됨)에 따라 유사한 접촉 영역 및/또는 특정한 접촉 형상을 형성할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 각각의 중간 접촉 패드(70b)는 윤활 슬롯(80)(도 4a에 도시됨)에 의해 격리될 수 있다.
베어링 케이지(22)의 각각의 접촉 패드(70)는 하나 이상의 롤링 요소(24)를 수용하고 유지하도록 위치설정된 하나 이상의 유지 부재(78)(도 3에 도시됨)를 포함할 수 있다. 각각의 유지 부재(78)는 롤링 요소(24)가 베어링 케이지(22)에 대하여 병진하는 것을 억제하도록 양호하게 하나 이상의 중간 스팬(74) 및 하나 이상의 인접한 유지 부재(78)와 협동한다. 유지 부재(78)는 롤링 요소(24)가 외측으로부터 베어링 케이지(22) 내로 적재되는 것을 허용하고, 케이지(22) 내로 적재되는 롤링 요소(24)의 적어도 일부분을 수용 시에, 철수를 억제한다.
몇몇 특정한 실시예에서, 각각의 유지 부재(78)는 롤링 요소(24)의 삽입 시에 편향하도록 위치설정된다. 더욱 구체적으로, 각각의 유지 부재(78)는 편향을 촉진하도록 단부(38, 42)들로부터 멀리 이격된 하나 이상의 중간 접촉 패드(70b) 중 하나의 중간 접촉 패드 상에 위치설정될 수 있다. 유지 부재들이 롤링 요소(24)의 도입 시에 편향할 수 있도록 유지 부재(78)들을 위치설정하는 것은 롤링 요소(24)가 더 긴밀한 공차를 갖는 상태를 유지하게 함으로써, 롤러가 유지되면 베어링 케이지(22)에 대하여 각각의 롤링 요소(24)가 나타날 수 있는 편향의 크기를 감소시킨다. 감소된 롤러 요소 편향은 전형적으로 자동화 기계를 이용하는 고용적 설치 응용예들에서 바람직하다. 대안적인 외부 적재 기술에서, 고정 유지 부재는 롤링 요소에 대하여 더 큰 공차를 필요로 하고, 결과적으로, 중앙 보어(30)와 간섭하는 요소에서 흔히 귀착되는 더 큰 롤링 요소 편향을 허용하여 설치 공정을 방해한다. 본 발명에서, 유지 부재(78)는 롤링 요소 편향을 최소화함으로써 자동화된 조립을 용이하게 한다.
도 2 내지 도 4a에서 도시된 바와 같이, 각각의 중간 접촉 패드(70b)는 하나 이상의 윤활 슬롯(80)에 의해 플랭크(flank)될 수 있다. 각각의 윤활 슬롯(80)은 방사상 내향으로 연장하는 베어링 케이지(22)의 외부 표면으로 실질적으로 개방된다. 윤활 슬롯(80)은 내부 벽(31)과 베어링 케이지(22)의 외부 표면 사이에서 윤활제의 유동을 용이하게 하도록 접촉 패드(70b)에 접선방향으로 연장한다. 중간 접촉 패드(70b)들 사이에서만 도시되었지만, 윤활 슬롯(80)은 베어링 조립체(10)와 유성 기어(26) 사이에서 윤활 유동 및/또는 상대 회전을 용이하게 하도록 제1 및 제2 단부(38, 42) 및/또는 인접한 임의의 접촉 패드(70)에 포함될 수 있다. 윤활 슬롯(80)은 윤활의 유동을 최적화하도록 임의의 형상 및/또는 배향(예를 들어, "X" 형상)을 취할 수 있다. 또한, 베어링 케이지(22)는 케이지(22)가 이용되는 특정한 응용예에 의해 허용된다면 어떠한 윤활 슬롯(80)(도 5에 도시됨)도 없을 수 있다.
도 3 및 도 4를 계속 참조하면, 하나 이상의 중간 스팬의 각각의 중간 스팬(74)은 [예를 들어, 외부 직경(50)보다 작은] 하나 이상의 2차 직경(66)에서 위치설정된 그 방사상 최외측 표면을 갖는 스패닝 부재(46)의 임의의 위치로서 형성될 수 있다. 중간 스팬(74)은 실질적으로 "U" 형상이고, 각각의 롤링 요소(24)의 위치를 유지하기 위해서 측면 가이드로서의 작용에 더하여 내부 방사상 스레숄드(threshold)를 형성한다. 현재의 구성에서, 각각의 중간 스팬(74)은 실질적으로 동등한 길이로 연장하고 한 쌍의 접촉 패드(70)에 의해 플랭크 되지만, 대안적인 실시예에서, 각각의 스패닝 부재(46)는 제1 단부(38)와 제2 단부(42) 사이에서 유일한 길이를 갖는 중간 스팬(74)들을 형성할 수 있다.
특정한 구성에서, 스패닝 부재(46)는 개별 중간 스팬(74)이 전체 스패닝 길이(L2)(도 4a에 도시됨)의 약 15% 내지 29%보다 더 길게 연장하지 않도록 접촉 패드(70)의 충분한 크기 및/또는 양을 형성한다. 추가적인 양호한 실시예에서, 개별 중간 스팬(74)은, 베어링 케이지(22)가 받는 가능한 PV를 최소화하고 가능한 변형을 감소시키도록 베어링 케이지(22)의 전체 축방향 길이(L1)의 약 14% 내지 23%보다 더 길게 연장하지 않는다. 또 다른 특정한 실시예에서, 중간 스팬(74)은 베어링 케이지(22)의 전체 길이(L1)가 증가할 때 축방향 길이에서 일정하게 유지한다. 이러한 실시예에서, 베어링 케이지(22)의 축방향 길이(L1)에서의 임의의 증가는 하나 이상의 중간 접촉 패드(70b)(도 6에 도시됨)에서만 일어날 수 있다.
도 4a를 참조하면, 복수의 스패닝 부재의 각각의 스패닝 부재(46)는 축방향 길이(L2)를 형성하고, 복수의 접촉 패드의 각각의 접촉 패드(70a, 70b, 70c)는 축방향 접촉 길이(CI, C2, C3)를 각각 형성한다. 접촉 패드 축방향 접촉 길이(C1, C2, C3)의 총합은 전체 스패닝 부재 접촉 길이(C스팬)를 형성한다. 이어서, 축방향 길이(L2) 및 전체 스패닝 부재 접촉 길이(C스팬)는 스패닝 부재 접촉 비율(C스팬/L2)를 생성하도록 비교될 수 있다. 스패닝 부재 접촉 비율은 작동 조건 동안 PV를 감소시키도록 베어링 케이지(22)의 능력을 디스플레이하는 것을 돕는다. 더 높은 스패닝 부재 접촉 비율은 대체로 중앙 보어(30)의 내부 표면(31)과의 더 큰 크기의 접촉 영역 및 더 낮은 PV에 관련된다. 특정한 PV를 감소시키는 구성에서, 각각의 스패닝 부재는 약 0.338로부터 약 0.621까지의 범위를 갖는 스패닝 부재 접촉 비율(C스팬/L2)을 형성한다. 그러나, 몇몇 특정한 실시예에서, 스패닝 부재 접촉 비율은 0.370보다 더 클 수 있다. 대조적으로, 도 7a, 도 7b, 도 7c의 종래 기술의 케이지들은 단지 약 0.314 내지 약 0.357의 스패닝 부재 접촉 비율을 형성한다.
스패닝 부재 접촉 비율(C스팬/L2)을 결정하는 것에 추가하여, 전체 접촉 비율이 베어링 케이지(22)를 위해 계산될 수 있다. 도 4a를 참조하면, 외부 방사상 접촉면(59, 63)들은 외부 직경(50)에서 각각 제1 및 제2 축방향 접촉 길이(E1, E2)를형성한다. 제1 및 제2 축방향 접촉 길이(E1, E2)는 전체 접촉 길이(E1+E2+C스팬=C전체)를 형성하도록 전체 스패닝 부재 접촉 길이(C스팬)에 부가된다. 베어링 케이지(22)의 전체 축방향 길이(L1)에 대한 전체 접촉 길이(C전체)의 비율은 전체 접촉 비율(C전체/L1)을 형성한다. 특정한 PV 감소 구성에서, 각각의 베어링 케이지(22)는 약 0.351로부터 약 0.611까지의 범위인 전체 접촉 비율을 형성한다. 몇몇 특정 실시예에서, 접촉 비율은 약 0.380보다 더 클 수 있다. 대조적으로, 도 7a, 도 7b, 도 7c의 종래 기술의 케이지는 단지 약 0.324 내지 약 0.369의 전체 접촉 비율을 형성한다.
예시된 실시예에서, 베어링 케이지(22)는 당해 기술분야에서 잘 알려진 포장 및 용접 기술로부터 일반적으로 형성된다. 그러나, 대안적인 실시예에서, 당업자에게 알려진 임의의 구성 기술이 위에 기술된 베어링 케이지(22)를 형성하도록 이용될 수 있다. 또한, 위에 기술된 베어링 케이지(22)는 임의의 개수의 롤링 요소 형태들 및/또는 볼, 테이퍼된 롤러 등과 같은 변형들을 수용하도록 형성될 수 있고, 다양한 베어링 응용예들에서 사용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 베어링 조립체(10)는 복수의 롤링 요소(24)를 포함한다. 복수의 롤링 요소의 각각의 롤링 요소(24)는 실질적으로 원통형이고, 베어링 케이지(22)의 전체 축방향 길이(L1)(도 4a에 도시됨)보다 작은 축방향 길이로 연장한다. 조립 동안, 각각의 롤링 요소(24)는 외측으로부터 베어링 케이지(22) 내로 방사상 내향으로 적재된다[예를 들어, 외부 직경(50)을 통해 삽입된다]. 적재되는 동안, 각각의 롤링 요소(24)는 롤링 요소(24)의 적어도 일부분이 인접한 스패닝 부재(46)들 사이에서 베어링 케이지(22)에 의해 수용되어 이후에 유지될 때까지 하나 이상의 유지 부재(78)와 맞물리고 유지 부재를 편향시킨다. 외측으로부터의 적재는 더 용이하게 되어서, 특히 샤프트(34) 외부 직경 대 롤링 요소(24) 외부 직경 비율이 1:3보다 작은 실시예에서, 시간 및 조립 비용을 감소시킨다. 모든 롤링 요소(24)들이 케이지(22) 내로 적재되면, 전체 베어링 조립체(10)는, 유성 기어(26)와 기어 축(34)과 같은, 두 개의 상대 회전 존재들 사이에서 설치될 수 있다.
본 발명의 여러 가지 특징들이 이하의 청구항들에서 개시된다.

Claims (15)

  1. 전체 축방향 길이(L1)를 갖는 베어링 케이지이며,
    베어링 케이지의 방사상 최외측 직경에서 형성되고 제1 축방향 접촉 길이를 갖는 제1 방사상 외부 접촉면을 형성하는 제1 단부와,
    베어링 케이지의 방사상 최외측 직경에서 형성되고 제2 축방향 접촉 길이를 갖는 제2 방사상 외부 접촉면을 형성하는, 제1 단부로부터 소정 거리로 이격된 제2 단부와,
    제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장하는 복수의 스패닝 부재를 포함하며,
    각각의 스패닝 부재는 스패닝 부재 상에서 한 쌍의 말단 접촉 패드 및 한 쌍의 접촉 패드 사이의 하나 이상의 중간 접촉 패드에 의해 베어링 케이지의 방사상 최외측 직경에서 형성된 스패닝 부재 축방향 접촉 길이(C스팬)를 형성하고,
    하나 이상의 중간 접촉 패드는 한 쌍의 말단 접촉 패드보다 더 넓고,
    제1 축방향 접촉 길이, 제2 축방향 접촉 길이 및 스패닝 부재 축방향 접촉 길이(C스팬)의 총 합계는 전체 접촉 길이(C전체)를 형성하고,
    전체 축방향 길이(L1)에 대한 전체 접촉 길이(C전체)의 비율은 적어도 0.380인
    베어링 케이지.
  2. 제1항에 있어서,
    스패닝 부재 축방향 접촉 길이(C스팬)는 한 쌍의 말단 접촉 패드 길이 및 단일 중간 접촉 패드 길이의 총 합계에 의해 형성되는
    베어링 케이지.
  3. 제1항에 있어서,
    복수의 스패닝 부재 각각은 스패닝 부재 축방향 길이(L2)를 형성하고, 스패닝 부재 축방향 길이(L2)에 대한 스패닝 부재 축방향 접촉 길이(C스팬)의 비율은 적어도 0.370인
    베어링 케이지.
  4. 제3항에 있어서,
    스패닝 부재 축방향 길이(L2)에 대한 스패닝 부재 축방향 접촉 길이(C스팬)의 비율은 0.370 내지 0.621인
    베어링 케이지.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    스패닝 부재를 따라 실질적으로 축방향으로 중심 설정된 하나의 중간 접촉 패드가 존재하는
    베어링 케이지.
  7. 제1항에 있어서,
    두 개의 중간 접촉 패드들이 존재하는
    베어링 케이지.
  8. 제1항에 있어서,
    스패닝 부재는 윤활 슬롯을 포함하는
    베어링 케이지.
  9. 제1항에 있어서,
    베어링 케이지는 하나 이상의 유지 부재를 더 포함하는
    베어링 케이지.
  10. 제9항에 있어서,
    하나 이상의 유지 부재 각각은 롤링 요소의 삽입 시에 편향하도록 위치설정되는
    베어링 케이지.
  11. 제9항에 있어서,
    각각의 복수의 유지 부재는 베어링 케이지의 외측으로부터 방사상 내향으로 롤링 요소를 적재 시에 편향하는
    베어링 케이지.
  12. 제1 단부와,
    전체 축방향 길이(L1)를 형성하도록 제1 단부로부터 소정 거리로 이격된 제2 단부와,
    제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장하는 복수의 스패닝 부재를 포함하며,
    복수의 스패닝 부재의 각각은 한 쌍의 말단 접촉 패드 및 하나 이상의 중간 접촉 패드를 형성하고, 하나 이상의 중간 접촉 패드는 한 쌍의 말단 접촉 패드보다 더 넓고, 각각의 접촉 패드는 베어링 케이지의 방사상 최외측 직경에서 위치설정되는
    베어링 케이지.
  13. 제12항에 있어서,
    제1 단부는 제1 축방향 접촉 길이를 연장하는 베어링 케이지의 방사상 최외측 직경에서 위치설정된 제1 방사상 외부 접촉면을 형성하고, 제2 단부는 제2 축방향 접촉 길이를 연장하는 베어링 케이지의 방사상 최외측 직경에서 위치설정된 제2 방사상 외부 접촉면을 형성하고, 각각의 스패닝 부재는 한 쌍의 말단 접촉 패드 및 하나 이상의 중간 접촉 패드에 의해 형성된 스패닝 부재 축방향 접촉 길이(C스팬)를 형성하고, 베어링 케이지는 제1 축방향 접촉 길이, 제2 축방향 접촉 길이 및 스패닝 부재 축방향 접촉 길이(C스팬)의 총 합계로서 형성된 전체 접촉 길이(C전체)를 형성하고, 전체 축방향 길이(L1)에 대한 전체 접촉 길이(C전체)의 비율은 적어도 0.351인
    베어링 케이지.
  14. 제12항에 있어서,
    각각의 복수의 스패닝 부재는 한 쌍의 말단 접촉 패드와 하나 이상의 중간 접촉 패드에 의해 형성된 스패닝 부재 축방향 접촉 길이(C스팬)와 스패닝 부재 축방향 길이(L2)를 형성하고, 스패닝 부재 축방향 길이(L2)에 대한 스패닝 부재 축방향 접촉 길이(C스팬)의 비율은 적어도 0.338인
    베어링 케이지.
  15. 제1 단부와,
    제1 단부로부터 소정 거리로 이격된 제2 단부와,
    스패닝 부재 축방향 길이(L2)를 형성하도록 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장하는 복수의 스패닝 부재를 포함하며,
    각각의 스패닝 부재는 스패닝 부재 상에서 한 쌍의 말단 접촉 패드 및 한 쌍의 말단 접촉 패드 사이에 배치된 하나 이상의 중간 접촉 패드에 의해 베어링 케이지의 방사상 최외측 직경에서 형성된 스패닝 부재 축방향 접촉 길이(C스팬)을 형성하고, 하나 이상의 중간 접촉 패드는 한 쌍의 말단 접촉 패드보다 더 넓고,
    스패닝 부재 축방향 길이(L2)에 대한 스패닝 부재 축방향 접촉 길이(C스팬)의 비율은 적어도 0.370인
    베어링 케이지.
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