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KR101547928B1 - 회전축 조립체 - Google Patents

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Publication number
KR101547928B1
KR101547928B1 KR1020140039377A KR20140039377A KR101547928B1 KR 101547928 B1 KR101547928 B1 KR 101547928B1 KR 1020140039377 A KR1020140039377 A KR 1020140039377A KR 20140039377 A KR20140039377 A KR 20140039377A KR 101547928 B1 KR101547928 B1 KR 101547928B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bearing
housing
rotary shaft
face
angular contact
Prior art date
Application number
KR1020140039377A
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English (en)
Inventor
김성룡
Original Assignee
한화탈레스 주식회사
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 한화탈레스 주식회사 filed Critical 한화탈레스 주식회사
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    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/38—Ball cages
    • F16C33/3806—Details of interaction of cage and race, e.g. retention, centring
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    • F16C19/381—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with at least one row for radial load in combination with at least one row for axial load
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Abstract

본 발명에 따른 회전축 조립체는 길이방향으로 연장형성되고 길이방향을 중심으로 회전하는 회전축과, 상기 회전축의 일측에 설치되는 베어링, 상기 회전축의 타측에 설치되고 상기 베어링과 이격되며 내륜 또는 외륜이 고정되는 복열 앵귤러 콘택트 베어링, 및 상기 회전축과 상기 베어링, 상기 복열 앵귤러 콘택틀 베어링을 둘러싸면서 결합되는 하우징을 포함하고, 상기 회전축 또는 상기 하우징에 상기 복열 앵귤러 콘택트 베어링의 내륜 또는 외륜 근방에 길이방향으로 공간을 형성하는 홈이 구비하여, 온도 변화시 복열 앵귤러 콘택트 베어링의 예압 변화를 최소화할 수 있다.

Description

회전축 조립체{Shaft Assembly}
본 발명은 회전축 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 온도 변화시 복열 앵귤러 콘택트 베어링의 예압 변화를 최소화할 수 있는 회전축 조립체에 관한 것이다.
일반적으로 자동차나 비행기 등의 구동기에 의해 회전하는 회전축에 높은 강성이 요구되는 경우 회전축의 일측에는 복열 앵귤러 콘택트 베어링을 설치하고 타측에는 레이디얼 베어링을 설치할 수 있다. 복열 앵귤러 콘택트 베어링은 회전축 방향을 제외한 나머지 자유도에 대해 구속되어 있고, 레이디얼 베어링은 회전축 방향 및 나머지 자유도에 대해 일정한 공차를 가지고 있어 구속되지 않는다. 따라서, 복열 앵귤러 콘택트 베어링이 구조적으로 하중을 견디는 역할을 하고, 레이디얼 베어링은 복열 앵귤러 콘택트 베어링에 대해 보조적인 역할을 한다.
그러나, 복열 앵귤러 콘택트 베어링이 주로 하중을 견디기 때문에, 하중이 복열 앵귤러 콘택트 베어링 측으로 쏠려 안정성이 감소할 수 있다.
또 다른 방법으로는 회전축의 일측과 타측에 각각 복열 앵귤러 콘택트 베어링을 설치할 수 있다. 이에, 복열 앵귤러 콘택트 베어링과 레이디얼 베어링을 조합한 경우보다 더 높은 강성을 가지고 하중이 양측으로 균등하게 전달되어 안정적이 될 수 있다. 양측의 복열 앵귤러 콘택트 베어링 모두 회전축 방향을 제외하고 나머지 자유도가 구속된다.
그러나, 복열 앵귤러 콘택트 베어링을 회전축의 양측에 설치하는 경우, 양쪽 베어링 간의 내륜과 외륜의 길이 공차를 정밀하게 맞추어야 하지만, 공차를 맞추기가 매우 어렵고 잘못 맞추면 복열 앵귤러 콘택트 베어링에 비정상 예압이 강해져 빡빡해지거나 마찰이 커져 베어링의 역할을 수행하지 못할 수 있다. 또한, 공차를 잘 맞추어도 온도 변화가 극심한 경우 외부로 노출되는 하우징과 내부의 회전축 사이에 온도 차로 하우징 또는 회전축이 열팽창하여 공차가 변할 수 있다. 그리고, 내외부가 같은 온도를 유지하더라도 하우징과 회전축의 열팽창계수가 다르고, 하우징과 회전축의 조립시 온도와 많은 차이가 생기는 경우에도 공차가 변할 수 있다. 이에, 하우징 또는 회전축이 베어링을 밀어 베어링에 비정상 예압이 발생하여 정상적인 구동이 어려워질 수 있다.
한국등록실용실안공보 제20-0206230호
본 발명은 안정성을 가지고 온도변화에 민감하지 않는 회전축 조립체를 제공한다.
본 발명은 유지보수가 용이한 회전축 조립체를 제공한다.
본 발명은 길이방향으로 연장형성되고 길이방향을 중심으로 회전하는 회전축과, 상기 회전축의 일측에 설치되는 베어링, 상기 회전축의 타측에 설치되고 상기 베어링과 이격되며 내륜 또는 외륜이 고정되는 복열 앵귤러 콘택트 베어링, 및 상기 회전축과 상기 베어링, 상기 복열 앵귤러 콘택트 베어링을 둘러싸면서 결합되는 하우징을 포함하고, 상기 회전축 또는 상기 하우징에 상기 복열 앵귤러 콘택트 베어링의 내륜 또는 외륜 근방에 길이방향으로 공간을 형성하는 홈이 구비된다.
상기 복열 앵귤러 콘택트 베어링은 백투백 타입 베어링을 포함하고, 상기 백투백 타입 베어링은 상기 회전축에 내륜이 고정되고, 상기 하우징의 내측에 상기 홈이 형성된다.
상기 복열 앵귤러 콘택트 베어링의 내륜을 고정하는 리테이너를 포함하고, 상기 복열 앵귤러 콘택트 베어링의 내륜이 상기 회전축과 상기 리테이너 사이에서 고정된다.
상기 복열 앵귤러 콘택트 베어링은 페이스투페이스 타입 베어링을 포함하고,
상기 페이스투페이스 타입 베어링은 상기 하우징에 외륜이 고정되고, 상기 회전축의 둘레에 상기 홈이 형성된다.
상기 복열 앵귤러 콘택트 베어링의 외륜을 고정하는 리테이너를 포함하고, 상기 복열 앵귤러 콘택트 베어링의 외륜이 상기 하우징과 상기 리테이너 사이에서 고정된다.
상기 베어링 또는 상기 복열 앵귤러 콘택트 베어링 중 적어도 어느 하나가 복수개 구비된다.
상기 베어링은 복열 앵귤러 콘택트 베어링을 포함하고, 상기 베어링은 내륜이 상기 회전축에 고정되고 외륜이 상기 하우징에 고정된다.
상기 홈은 상기 베어링의 크기 또는 상기 베어링, 회전축, 하우징 중 적어도 어느 하나의 열팽창 정도와 비례하여 크기가 증가한다.
상기 홈은 경사면 또는 곡면으로 형성된다.
본 발명에 따른 회전축 조립체는 회전축의 양측에 복열 앵귤러 콘택트 베어링이 설치되는 경우, 일측의 복열 앵귤러 콘택트 베어링이 회전축의 연장방향으로 자유도를 가진다. 따라서, 온도차로 하우징 또는 회전축이 열팽창하여 공차가 변하여도 일측의 복열 앵귤러 콘택트 베어링이 자유도를 가지고 있어 이종재질 사이의 열팽창으로 인한 예압변화가 감소할 수 있다.
또한, 양측 모두 복열 앵귤러 콘택트 베어링을 회전축의 양측에 설치하기 때문에, 높은 강성을 가지고 하중이 양측으로 균등하게 전달되어 안정적이 될 수 있다. 즉, 회전축 조립체가 안정성을 가지고 온도변화에 민감하지 않아 유지보수가 용이해질 수 있다.
그리고, 내륜과 외륜의 예압을 맞추기 위해 심을 넣거나 정밀 측정 후 연마 작업을 수행하지 않아 베어링에 대한 유지보수 작업이 간소화될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전축 조립체를 나타내는 분해사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전축 조립체를 나타내는 부분단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 회전축 조립체를 나타내는 부분단면도.
도 4는 본 발명의 실시 예들에 따른 홈의 형상을 나타내는 부분단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 발명을 상세하게 설명하기 위해 도면은 과장될 수 있고, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전축 조립체를 나타내는 분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전축 조립체를 나타내는 부분단면도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 회전축 조립체를 나타내는 부분단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예들에 따른 홈의 형상을 나타내는 부분단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 회전축 조립체는, 길이방향으로 연장형성되고, 길이방향을 중심으로 회전하는 회전축(10)과, 상기 회전축(10)의 일측에 설치되는 베어링(30), 상기 회전축(10)의 타측에 설치되고 상기 베어링(30)과 이격되며 내륜 또는 외륜이 고정되는 복열 앵귤러 콘택트 베어링, 및 상기 회전축(10)과 상기 베어링(30), 상기 복열 앵귤러 콘택트 베어링을 둘러싸면서 결합되는 하우징(20)을 포함하고, 상기 회전축(10) 또는 상기 하우징(20)에 상기 복열 앵귤러 콘택트 베어링의 내륜 또는 외륜 근방에 길이방향으로 공간을 형성하는 홈이 구비된다.
회전축(10)은 원통모양으로 형성될 수 있고, 길이방향으로 연장형성된다. 회전축(10)의 일측과 타측은 회전축(10)의 중심부보다 직경이 좁게 형성될 수 있다. 이에, 회전축(10)의 일측 또는 타측에 끼워져 설치되는 베어링(30) 또는 복렬 앵귤러 콘택트 베어링이 직경이 큰 회전축의 중심부에 걸려 회전축(10)의 일측 또는 타측에 고정될 수 있다. 또한, 회전축(10)의 일단은 구동기(미도시)에 연결되고 타단은 회전부재(미도시)에 연결되고 길이방향 중심축을 기준으로 회전하여 구동기의 동력을 회전부재에 전달하는 역할을 할 수 있다. 회전축(10)은 하나의 축 일수도 있고, 복수개의 축이 연결되어 하나의 회전축(10)을 형성할 수도 있다. 그러나, 회전축(10)의 구조나 형상 및 연결되는 부재는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
하우징(20)은 내부에 회전축(10)과 베어링(30) 및 복열 앵귤러 베어링 등을 수납할 수 있는 공간을 형성한다. 하우징(20)은 회전축(10)의 연장방향을 따라 연장형성될 수 있고, 일측과 타측이 개방될 수 있다. 하우징(20)의 일측과 타측은 중심부도다 내경이 커서 단차가 형성될 수 있다. 이에, 베어링(30) 또는 복열 앵귤러 콘택트 베어링이 하우징(20)의 일측 또는 타측에 끼워지고 하우징(20)의 중심부에 걸려 고정될 수 있다. 하우징(20)은 하나의 부재로 형성될 수도 있고, 복수개의 부재가 결합하여 하나의 하우징(20)을 형성할 수도 있다. 그러나, 하우징(20)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
베어링(30)은 복열 앵귤러 콘택트 베어링일 수 있다. 베어링(30)은 내륜(32,34)이 회전축(10)에 고정되고 외륜(31,33)이 하우징(20)에 고정된다. 베어링(30)은 두 개의 내륜(32,34)이 대향되게 밀착된다. 내륜(32,34) 외주면에는 소정간격으로 2열로 배치된 볼(35,36)을 매개로 일체로 된 외륜(31,33)이 결합된다.
또한, 베어링(30)은 제1 리테이너(38)와 제2 리테이너(37)에 의해 하우징(20)과 회전축(10) 사이에 고정될 수 있다. 제1 리테이너(38)는 회전축(10)의 일단에 설치되고 베어링(30)의 내륜(32,34)보다 회전축(10)의 중심부에서 먼 거리에 배치될 수 있다. 이에, 베어링(30)의 내륜(32,34)이 제1 리테이너(38)와 회전축(10)의 중심부 사이에 끼여 고정될 수 있다.
제2 리테이너(37)는 하우징(20)의 내부 일측에 설치되고 베어링(30)의 외륜(31,33)보다 하우징(20)의 중심부에서 먼 거리에 배치될 수 있다. 이에, 베어링(30)의 외륜(31,33)이 제2 리테이너(37)와 하우징(20) 사이에 끼여 고정될 수 있다. 따라서, 베어링(30)의 내륜(32,34)과 외륜(31,33)이 모두 구속된다. 그러나 베어링(30)의 구조는 다양할 수 있고, 내륜과 외륜이 회전축(10) 또는 하우징(20)에 구속되는 다양한 베어링이 사용될 수 있다. 또한, 베어링(30)의 구비되는 개수도 한정되지 않고 하나 이상이 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 복열 앵귤러 콘택트 베어링은 백투백(back-to-back) 타입 베어링(100)일 수 있다. 백투백 타입 베어링(100)은 외륜(110,130)이 서로 마주보며 결합된다. 외륜(110,130)의 내주면과 볼(150,160)을 매개로 일체로 된 내륜(120,140)은 서로 유격을 가지고 있어 결합되지 않는다. 그러나, 내륜(120,140) 사이에 물리적인 힘을 가하면 내륜(120,140)이 결합하여 백투백 타입 베어링(100)에 예압이 가해질 수 있다. 즉, 외륜(110,130)은 결합된 상태이고 유격을 가진 내륜(120,140)을 힘을 가해 결합시킴으로 백투백 타입 베어링(100)에 예압이 가해져 베어링으로서의 역할을 수행할 수 있다. 그러나 백투백 타입 베어링(100)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있고, 구비되는 개수도 한정되지 않고 하나 이상 구비될 수 있다.
백투백 타입 베어링(100)은 회전축(10)에 내륜(120,140)이 고정된다. 예를 들어, 백투백 타입 베어링(100)은 내륜고정 리테이너(170)에 의해 회전축(10)에 고정될 수 있다. 내륜고정 리테이너(170)는 링모양으로 형성될 수 있고, 회전축(10)의 타측에 설치되어 백투백 타입 베어링(100)의 내륜보다 회전축(10)의 중심부에서 먼 거리에 배치된다. 내륜고정 리테이너(170)는 백투백 타입 베어링(100)의 내륜(120,140)에 회전축(10)의 길이방향을 따라 타측에서 일측방향으로 힘을 가할 수 있다. 이에, 백투백 타입 베어링(100)의 내륜(120,140)이 회전축(10)의 중심부 단차와 내륜고정 리테이너(170) 사이에 끼여 고정될 수 있다. 그리고, 회전축(10)의 중심부와 내륜고정 리테이너(170)가 백투백 타입 베어링(100)의 내륜(120,140)에 힘을 가해 내륜(120,140)을 결합시킨다.
이때, 백투백 타입 베어링(100)의 외륜(110,130)을 고정하는 리테이너는 구비되지 않고, 하우징(20)의 내측에 홈(21)이 형성된다. 즉, 하우징(20)의 타측과 중심부 사이에 형성된 단차를 가공하여 홈(21)을 형성할 수 있다. 홈(21)은 백투백 타입 베어링(100)의 외륜(110,130) 근방에 회전축의 길이방향으로 공간 또는 틈을 형성한다. 이에, 하우징(20)과 백투백 타입 베어링(100) 외륜(110,130) 사이에 길이방향으로 유격이 생길 수 있다. 이에, 백투백 타입 베어링(100)의 외륜(110,130) 양단이 구속되지 않아 회전축(10)의 길이방향으로 자유도를 가질 수 있다.
또한, 홈(21)은 하우징(20)이 열팽창을 하더라도 백투백 타입 베어링(100)과 접촉하지 않는 크기로 형성된다. 홈(21)의 크기는 백투백 타입 베어링(100)의 크기 또는 백투백 타입 베어링(100), 하우징(20), 회전축(10) 중 적어도 어느 하나의 열팽창 정도와 비례하여 커질 수 있다. 예를 들어, 하우징(20)이 온도 변화로 인해 30~40 마이크로미터 크기로 열팽창한다면, 홈(21)이 30~40 마이크로미터 이상의 크기로 형성되어 하우징(20)이 열팽창하면서 백투백 타입 베어링(100)의 외륜(110,130)과 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 홈(21)의 크기가 너무 증가하여 백투백 타입 베어링(100)에서 베어링(30)까지 홈을 파면, 하우징(20)과 회전축(10)이 서로 고정되지 않을 수 있다. 따라서, 홈(21)은 열팽창으로 하우징(20)과 백투백 타입 베어링(100)의 외륜(110,130)이 서로 접촉하지 않으면서 하우징(20)과 회전축(10)이 안정적으로 지지될 수 있는 크기로 형성되어야 한다. 그러나 홈(21)의 크기는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
백투백 타입 베어링(100)의 외륜(110,130)이 자유도를 가지면, 온도 변화에 의해 회전축(10)이나 이종재질로 형성될 수 있는 하우징(20)이 서로 다르게 열팽창을 해도 백투백 타입 베어링(100)의 예압 변화가 최소화될 수 있다. 즉, 백투백 타입 베어링(100)의 외륜(110,130)이 하우징(20)의 중심부와 리테이너 사이에 끼어 고정되면, 하우징(20)이 열팽창할 때, 하우징(20)의 중심부가 백투백 타입 베어링(100) 외륜(110,130)에 회전축(10)의 연장방향을 따라 일측에서 타측방향으로 힘을 가할 수 있다. 그러면, 백투백 타입 베어링(100)의 외륜(110,130)이 서로 너무 밀착되어 빡빡해지거나 비정상 예압이 발생할 수 있다. 이에, 백투백 타입 베어링(100)이 베어링으로서의 역할을 수행하지 못해 별도의 보수 작업을 수행해야 한다.
그러나, 본 발명에 따른 하우징(20)에는 홈(21)이 형성되어 열팽창하더라도 백투백 타입 베어링(100)과 반경방향으로는 끼워맞춤으로 접촉한 상태이나, 축방향으로 유격을 가지고 있어 백투백 타입 베어링(100)의 외륜(110,130) 측면과 접촉하지 않을 수 있다. 따라서, 백투백 타입 베어링(100)의 외륜(110,130)에 힘이 가해져 비정상 예압이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이에, 회전축 조립체의 베어링들이 강성을 유지하면서 온도변화에 민감하지 않을 수 있다.
또한, 백투백 타입 베어링(100)의 외륜(110,130)이 자유도를 가지고 있기 때문에, 내륜(120,140)과 외륜(110,130)의 예압을 맞추기 위해 심을 넣거나 정밀 측정 후 연마 작업을 수행하지 않아 베어링에 대한 유지보수 작업이 용이해질 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 복열 앵귤러 콘택트 베어링은 페이스투페이스(face-to-face) 타입 베어링(200)일 수 있다. 페이스투페이스 타입 베어링(200)은 내륜(220,240)이 서로 마주보며 결합된다. 내륜(220,240)의 내주면과 볼(250,260)을 매개로 일체로 된 외륜(210,230)은 서로 유격을 가지고 있어 결합되지 않는다. 그러나, 외륜(210,230) 사이에 물리적인 힘을 가하면 외륜(210,230)이 결합하여 페이스투페이스 타입 베어링(200)에 예압이 가해질 수 있다. 즉, 내륜(220,240)은 결합된 상태이고 유격을 가진 외륜(210,230)을 결합시킴으로 페이스투페이스 타입 베어링(200)에 예압이 가해져 베어링으로서의 역할을 수행할 수 있다. 그러나, 페이스투페이스 타입 베어링(200)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있고, 구비되는 개수도 한정되지 않고 하나 이상 구비될 수 있다.
페이스투페이스 타입 베어링(200)은 하우징(20)에 외륜(210,230)이 고정된다. 예를 들어, 페이스투페이스 타입 베어링(200)은 외륜고정 리테이너(270)에 의해 하우징(20)에 고정될 수 있다. 외륜고정 리테이너(270)는 링모양으로 형성될 수 있고, 하우징(20)의 타측에 설치되어 페이스투페이스 타입 베어링(200)의 외륜(210,230)보다 하우징(20)의 중심부에서 먼 거리에 배치된다. 외륜고정 리테이너(270)는 페이스투페이스 타입 베어링(200)의 외륜(210,230)에 회전축(10)의 길이방향을 따라 타측에서 일측방향으로 힘을 가할 수 있다. 이에, 페이스투페이스 타입 베어링(200)의 외륜(210,230)이 하우징(20)의 중심부 단차와 외륜고정 리테이너(270) 사이에 끼여 고정될 수 있다. 그리고, 하우징(20)의 중심부와 외륜고정 리테이너(270)가 페이스투체이스 타입 베어링(200)의 외륜(210,230)에 힘을 가해 외륜(210,230)을 결합시킨다.
이때, 페이스투페이스 타입 베어링(200)의 내륜(220,240)을 고정하는 리테이너는 구비되지 않고, 회전축(10)에 홈(11)이 형성된다. 즉, 회전축(10)의 타측과 중심부 사이에 형성된 단차를 가공하여 홈(11)을 형성할 수 있다. 홈(11)은 페이스투페이스 타입 베어링(200)의 내륜(220,240) 근방에 회전축의 길이방향으로 공간 또는 틈을 형성한다. 이에, 회전축(10)과 페이스투페이스 타입 베어링(200) 내륜(220,240) 사이에 길이방향으로 유격이 생길 수 있다. 이에, 페이스투페이스 타입 베어링(200)의 내륜(220,240) 양단이 구속되지 않아 회전축(10)의 길이방향으로 자유도를 가질 수 있다.
또한, 홈(11)은 회전축(10)이 열팽창을 하더라도 페이스투페이스 타입 베어링(200)과 접촉하지 않는 크기로 형성된다. 홈(11)의 크기는 페이스투페이스 타입 베어링(200)의 크기 또는 페이스투페이스 타입 베어링(200), 하우징(20), 회전축(10) 중 적어도 어느 하나의 열팽창 정도와 비례하여 커질 수 있다. 예를 들어, 회전축(10)이 온도 변화로 인해 30~40 마이크로미터 크기로 열팽창한다면, 홈(11)이 30~40 마이크로미터 이상의 크기로 형성되어 회전축(10)이 열팽창하면서 페이스투페이스 타입 베어링(200)의 내륜(220,240)과 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 홈(11)의 크기가 너무 증가하여 페이스투페이스 타입 베어링(200)에서 베어링(30)까지 홈을 파면 회전축(10)과 하우징(20)이 서로 고정되지 않을 수 있다. 따라서, 홈(11)은 열팽창으로 회전축(10)과 페이스투페이스 타입 베어링(200)의 내륜(220,240)이 서로 접촉하지 않으면서 하우징(20)과 회전축(10)이 안정적으로 지지될 수 있는 크기로 형성되어야 한다. 그러나 홈(11)의 크기는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
페이스투페이스 타입 베어링(200)의 내륜(220,240)이 자유도를 가지면, 온도 변화에 의해 회전축(10)이나 이종재질로 형성될 수 있는 하우징(20)이 서로 다르게 열팽창을 해도 페이스투페이스 타입 베어링(200)의 예압 변화가 최소화될 수 있다. 즉, 페이스투페이스 타입 베어링(200)의 내륜(220,240)이 회전축(10)의 중심부와 리테이너 사이에 끼어 고정되면, 회전축(10)이 열팽창할 때, 회전축(10)의 중심부가 페이스투페이스 타입 베어링(200) 내륜(220,240)에 회전축(10)의 연장방향을 따라 일측에서 타측방향으로 힘을 가할 수 있다. 그러면, 페이스투페이스 타입 베어링(200)의 내륜(220,240)이 서로 너무 밀착되어 빡빡해지거나 비정상 예압이 발생할 수 있다. 이에, 페이스투페이스 타입 베어링(200)이 베어링으로서의 역할을 수행하지 못해 별도의 보수 작업을 수행해야 한다.
그러나, 본 발명에 따른 회전축(10)에는 홈(11)이 형성되어 열팽창하더라도 페이스투페이스 타입 베어링(200)과 반경방향으로는 끼워맞춤으로 접촉한 상태이나, 축방향으로 유격을 가지고 있어 페이스투페이스 타입 베어링(200)의 내륜(220,240) 측면과 접촉하지 않을 수 있다. 따라서, 페이스투페이스 타입 베어링(200)의 내륜(220,240)에 힘이 가해져 비정상 예압이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이에, 회전축 조립체의 베어링들이 강성을 유지하면서 온도변화에 민감하지 않을 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 하우징(20) 또는 회전축(10)에 형성되는 홈은 다양한 형태로 형성될 수 있다. 하기에서는 하우징(20)에 형성되는 홈에 대해 예시하지만 이에 한정되지 않고 회전축(10)에 형성되는 홈에도 적용될 수 있다.
도 4a를 참조하면, 하우징(20)의 단차를 가공하여 라운드형태의 홈(21a)을 형성할 수 있다. 이에, 단차부분에 집중될 수 있는 응력이 감소하여 하우징(20)의 내구성이 향상될 수 있다.
한편, 도 4b를 참조하면 하우징(20)의 단차를 가공하여 오목한 형태의 곡면을 가지는 홈(21b)을 형성할 수 있다. 즉, 라운드형상의 홈(21a)보다 하우징(20)의 내부로 공간을 형성하여 오목한 홈(21b)을 형성할 수 있다. 이에, 하우징(20)이 열변형되어도 내부로 형성된 공간으로 변형되기 때문에, 백투백 타입 베어링(100)의 외륜(110,130)에 주는 영향이 감소할 수 있다. 그러나 홈의 형상은 이에 한정되지 않고 도 4c와 같이 경사면을 가지거나 다양한 형태로 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 아래에 기재될 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 회전축 20: 하우징
30: 베어링 21: 홈
100: 백투백 타입 베어링 200: 페이스투페이스 타입 베어링

Claims (9)

  1. 길이방향으로 연장형성되고 길이방향을 중심으로 회전하는 회전축과;
    상기 회전축의 일측에 설치되는 베어링;
    상기 회전축의 타측에 설치되고 상기 베어링과 이격되며 내륜 또는 외륜이 고정되는 복열 앵귤러 콘택트 베어링; 및
    상기 회전축과 상기 베어링, 상기 복열 앵귤러 콘택트 베어링을 둘러싸면서 결합되는 하우징을; 포함하고,
    상기 회전축 또는 상기 하우징에 상기 복열 앵귤러 콘택트 베어링의 내륜 또는 외륜 근방에 길이방향으로 공간을 형성하는 홈이 구비되고,
    상기 복열 앵귤러 콘택트 베어링은 백투백 타입 베어링, 또는 페이스투페이스 타입 베어링을 포함하며,
    상기 백투백 타입 베어링은 상기 회전축에 내륜이 고정되고, 외륜의 길이방향 양단이 구속되지 않도록, 상기 하우징의 상기 외륜의 측면과 접촉하는 부분에 상기 홈이 형성되고,
    상기 페이스투페이스 타입 베어링은 상기 하우징에 외륜이 고정되고, 내륜의 길이방향 양단이 구속되지 않도록, 상기 회전축의 상기 내륜의 측면과 접촉하는 부분에 상기 홈이 형성되고,
    상기 하우징에 형성된 홈은 상기 하우징에 내부공간을 형성하고, 상기 회전축에 형성된 홈은 상기 회전축에 내부공간을 형성하며,
    상기 하우징과 상기 회전축은 서로 다른 재질로 형성되는 회전축 조립체.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 백투백 타입 베어링의 내륜을 고정하는 리테이너를 포함하고,
    상기 백투백 타입 베어링의 내륜이 상기 회전축과 상기 리테이너 사이에서 고정되는 회전축 조립체.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 페이스투페이스 타입 베어링의 외륜을 고정하는 리테이너를 포함하고,
    상기 페이스투페이스 타입 베어링의 외륜이 상기 하우징과 상기 리테이너 사이에서 고정되는 회전축 조립체.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 베어링 또는 상기 복열 앵귤러 콘택트 베어링 중 적어도 어느 하나가 복수개 구비되는 회전축 조립체.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 베어링은 복열 앵귤러 콘택트 베어링을 포함하고,
    상기 베어링은 내륜이 상기 회전축에 고정되고 외륜이 상기 하우징에 고정되는 회전축 조립체.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 홈은 길이방향 폭이 30~40 마이크로미터 크기로 형성되는 회전축 조립체.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 홈은 경사면 또는 곡면으로 형성되는 회전축 조립체.
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