KR20150078455A

KR20150078455A - 볼 베어링 케이지

Info

Publication number: KR20150078455A
Application number: KR1020130167824A
Authority: KR
Inventors: 현준수; 이운주; 김주영
Original assignee: 주식회사 베어링아트
Priority date: 2013-12-30
Filing date: 2013-12-30
Publication date: 2015-07-08

Abstract

볼 베어링 케이지가 개시된다. 2개로 분할해서 형성되고, 축방향으로 관통하고 원주 방향으로 소정 간격을 두고 조립구멍이 다수개로 형성되며, 서로 합쳐진 볼이 수용되어 지지되는 하나 이상의 볼 포켓을 형성하는 2개의 케이지 바디, 상기 케이지 바디의 조립구멍에 삽입되어 조립되는 조립 파이프, 축방향으로 관통하고 원주 방향을 따라 소정 간격을 두고 조립구멍이 다수개로 형성되며, 상기 2개의 케이지 바디의 축방향 양측면에 조립되는 강성 보호 링 및, 상기 강성 보호 링의 조립구멍을 통해 삽입되어 상기 조립 파이프에 각각 억지 끼움식으로 조립되는 2개의 조립핀을 포함하여, 볼 베어링 케이지의 조립이 용이해지고, 조립 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

볼 베어링 케이지{CAGE FOR BALL BEARING}

본 발명은 볼 베어링 케이지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 볼을 수용하여 지지하는 플라스틱 재질의 케이지 바디에 조립핀의 조립이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 볼 베어링 케이지에 관한 것이다.

일반적으로 베어링은 회전하고 있는 기계의 축을 일정한 위치에 고정시키고, 축의 자중과 함께 축에 걸리는 하중을 지탱하며, 축이 원활하게 회전할 수 있도록 지지하는 기계요소로서, 베어링과 축이 접촉하는 상태에 따라 미끄럼 베어링과 구름 베어링으로 분류됨과 더불어 하중을 지지하는 방향에 따라 레이디얼 베어링과 스러스트 베어링으로 분류된다.

상기 구름베어링은 회전하는 축을 볼 혹은 롤러와 같은 전동체를 사용하여 지지하는 것으로, 전동체의 형상에 따라 볼 베어링과 원통형 롤러 베어링, 테이퍼 롤러 베어링 및 니들 베어링 등이 있다.

상기 볼 베어링은 강체인 볼을 내측 레이스와 외측 레이스 사이에 넣은 레이디얼 볼 베어링과, 혹은 2개의 원판 사이에 볼을 삽입한 스러스트 볼 베어링 등이 있다.

상기 볼 베어링은 다수개의 볼을 내측 레이스와 외측 레이스에 넣은 상태에서 볼 사이의 간격을 일정하게 유지하기 위해 리테이너 혹은 케이지와 같은 볼 지지 구조물을 포함하고 있다.

도 1에는 종래 기술에 따른 우주 발사체 터보 펌프 등과 같은 고속용 장치에 사용되는 깊은 홈 볼 베어링 케이지의 일예가 도시되어 있는 바, 볼 베어링 케이지(100)는, 금속 재질로 된 2개의 강성 보호 링(110)과, 금속 재질로 된 다수개의 볼(120)이 외주면에 안착되어 지지되는 내측 링(130), 상기 내측 링(130)보다 내경이 크게 형성되어 상기 내측 링(130)에 안착되어 지지된 다수개의 볼(120)과 내측 링(130)을 축 방향으로 끼워서 지지할 수 있는 외측 링(140)을 포함할 수 있다.

상기 강성 보호 링(110)에는 축방향으로 관통하는 조립구멍(112)이 형성되어있다.

상기 조립구멍(112)은 원주 방향으로 소정 간격을 두고 다수개로 형성되어 있다.

상기 내측 링(130)의 외주면에는 상기 다수개의 볼(120)이 안착되어 지지될 수 있도록 반경 방향 내측으로 오목하게 수용홈(132)이 형성되어 있다.

상기 외측 링(140)의 내주면에는 상기 내측 링(130)의 수용홈(132)에 상응하여 상기 다수개의 볼(120)이 안착되어 지지될 수 있도록 반경 방향 외측으로 오목하게 수용홈(142)이 형성되어 있다.

볼 베어링 케이지(100)는, 2개로 분할되어 형성되고, 플라스틱 재질로 제작되는 케이지 바디(150)를 포함한다.

상기 각 케이지 바디(150)에는 반구형의 볼 포켓이 각각 형성되어, 각 케이지 바디(150)가 서로 합쳐지면, 원형의 볼 포켓(152)이 형성되어, 이 원형의 볼 포켓(152)에 상기 다수개의 볼(120)이 각각 삽입되어 회전 가능하게 지지될 수 있다.

상기 각 케이지 바디(150)에는 축방향으로 관통하는 조립구멍(154)이 형성되어 있다.

상기 조립구멍(154)은 각 케이지 바디(150)에 원주 방향을 따라 소정 간격을 두고 다수개로 형성되어 있다.

상기 각 케이지 바디(150)가 서로 합쳐진 상태에서 상기 조립구멍(154)에는 가이드 파이프(160)가 각각 끼워져 장착된다.

상기 가이드 파이프(160)에는 각각 조립핀(170)이 끼워져 장착되어, 2개의 케이지 바디(150)가 축방향으로 합쳐진 상태를 고정하게 된다.

즉 상기 각 조립핀(170)은 2개의 케이지 바디(150)가 축방향으로 합쳐진 상태에서 축방향으로 서로 분리되지 않게 고정하는 역할을 한다.

도 2와 도 3을 참조하면, 상기와 같은 구조로 된 볼 베어링 케이지(100)의 조립 순서는, 먼저 상기 내측 링(130)과 외측 링(140)의 수용홈(132, 142)에 상기 다수개의 볼(120)을 각각 삽입하고, 상기 2개의 분할된 케이지 바디(150)를 축방향 내측에서 외측으로 및 축방향 외측에서 내측으로 각각 조립하여 케이지 바디(150)의 볼 포켓(152)에 볼(120)이 하나씩 수용되어 지지되게 하며, 이렇게 조립된 케이지 바디(150)의 양측면에 각각 상기 강성 보호 링(110)을 안착시킨다.

그리고 서로 합쳐진 상태에 있는 케이지 바디(150)의 조립구멍(154)에 상기 가이드 파이프(160)를 각각 끼워서 장착한다.

상기와 같이 2개의 케이지 바디(150)가 서로 합쳐져 가조립된 상태에서 2개의 케이지 바디(150)의 축방향 분리를 방지하기 위해 상기 조립핀(170)의 한쪽 끝(172)을 한쪽 강성 보호 링(110)의 조립구멍(112)과 상기 가이드 파이프(160)를 통해 삽입하여 다른쪽 강성 보호 링(110)을 통해 돌출되게 하고, 상기 조립핀(170)의 제1핀머리(174)는 한쪽 강성 보호 링(110)에 밀착되게 한다.

상기와 같이 조립핀(170)의 한쪽 끝(172)이 강성 보호 링(110)을 돌출되게 한 상태에서 상기 한쪽 끝(172)에 외력을 가하여 제2핀머리(176)를 형성하게 되면, 조립핀(170)과 그 제1,2핀머리(174, 176)에 의해 2개의 케이지 바디(150)의 축방향 분리가 방지되어, 볼 베어링 케이지(100)의 조립이 완성된다.

그런데 상기와 같은 조립핀(170)의 조립 과정에, 조립핀(170)에 제2핀머리(176)를 형성하기 위해 조립핀(170)이 조립된 상태에서 외력을 가할 때에, 조립핀(170)의 길이가 상대적으로 길고, 플라스틱 재질로 된 케이지 바디(150)의 강성이 약하여 조립핀(170)이 좌굴되는 현상이 발생하여 조립핀(170)의 조립이 용이하지 않을 뿐만 아니라 조립 불량이 야기되는 문제점이 있었다.

본 발명의 실시 예는 상기와 같은 사정을 감안하여 안출된 것으로, 2개로 분할되어 억지 끼워 맞추어지는 조립핀을 이용해서 볼 베어링 케이지의 조립이 용이하여 생산성을 향상시킬 수 있고, 조립 불량도 방지할 수 있는 볼 베어링 케이지를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 볼 베어링 케이지는, 2개로 분할해서 형성되고, 축방향으로 관통하고 원주 방향으로 소정 간격을 두고 조립구멍이 다수개로 형성되며, 서로 합쳐진 볼이 수용되어 지지되는 하나 이상의 볼 포켓을 형성하는 2개의 케이지 바디, 상기 케이지 바디의 조립구멍에 삽입되어 조립되는 조립 파이프, 축방향으로 관통하고 원주 방향을 따라 소정 간격을 두고 조립구멍이 다수개로 형성되며, 상기 2개의 케이지 바디의 축방향 양측면에 조립되는 강성 보호 링 및, 상기 강성 보호 링의 조립구멍을 통해 삽입되어 상기 조립 파이프에 각각 억지 끼움식으로 조립되는 2개의 조립핀을 포함할 수 있다.

상기 조립핀은, 핀머리 및 상기 핀머리와 일체로 형성된 핀바디를 포함하고,

상기 핀바디는, 상기 핀머리와 일체로 붙은 연결부, 상기 연결부에 연속되게 형성됨과 더불어 상기 연결부보다 직경이 크게 확장된 억지 끼움부 및, 상기 연결부와 동일한 직경으로 갖고 상기 억지 끼움부보다는 직경이 작게 형성된 조립 선단부를 포함할 수 있다.

상기 억지 끼움부에는 반경 방향 내측으로 눌려져 상기 조립 파이프의 내경보다 작은 외경을 가지는 눌림부와, 이 눌림부에 의해 반경 방향 외측으로 돌출하여 상기 조립 파이프의 내경보다 큰 외경을 가지는 돌출부가 각각 하나 이상으로 형성될 수 있다.

상기 조립 핀은 금속 재질로 형성될 수 있다.

상기 케이지 바디는 상기 조립핀보다 강성이 상대적으로 낮은 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.

상기 강성 보호 링은 금속 재질로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 볼 베어링 케이지에 의하면, 2개의 분할해서 조립되는 케이지 바디의 축방향 분리를 방지하기 위해 상기 케이지 바디에 끼워지는 조립핀이 2개의 조립핀으로 분할해서 형성되고, 각 조립핀은 각 케이지 바디에 억지 끼움 맞춤식으로 조립되어, 조립핀의 길이가 종래에 비해 상대적으로 짧기 때문에 조립핀이 조립되는 과정에 좌굴이나 조립 불량이 발생할 우려가 없고, 조립 생산성도 향상될 수 있다.

또한 2개로 분할되어 길이가 짧아진 조립핀을 케이지 바디에 각각 끼워서 조립함에 따라 조립핀의 조립이 용이해지고, 억지 끼움 맞춤식으로 조립된 조립핀이 풀릴 우려가 없으므로 케이지 바디의 조립 상태가 안정적이고 지속적으로 이루어질 수 있고, 내구성이 향상될 수 있으며, 사용 수명도 연장할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 볼 베어링 케이지의 분리 사시도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 볼 베어링 케이지의 조립 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 볼 베어링 케이지의 조립핀의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 볼 베어링 케이지의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 볼 베어링 케이지의 조립핀의 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 볼 베어링 케이지(10)는, 우주 발사체 터보 펌프 등과 같은 고속용 장치에 사용되는 볼 베어링에 적용될 수 있다.

볼 베어링 케이지(10)는, 금속 재질로 된 2개의 강성 보호 링(20)을 포함할 수 있다.

상기 2개의 강성 보호 링(20)은 중앙에 관통홀이 형성되고, 이 관통홀의 주변 가장자리를 따라서 원주 방향으로 테두리가 형성되되, 상기 테두리는 관통홀의 직경보다 큰 사이즈를 갖도록 형성되어, 전체적으로 링 형상을 가지게 된다.

상기 강성 보호 링(20)은 후술하는 케이지 바디보다 상대적은 높은 강성을 갖는 재질로 형성되고, 케이지 바디의 축방향 양측에 각각 장착되어, 케이지 바디를 보호하고, 케이지의 강성을 유지하는 역할을 주로 할 수 있다.

상기 강성 보호 링(20)에는 원주 방향을 따라 소정 간격을 두고 축방향으로 관통하는 다수개의 조립구멍(22)이 형성될 수 있다.

볼 베어링 케이지(10)는 상기 강성 보호 링(20) 보다 상대적으로 강성이 낮은 플라스틱 재질로 형성되는 케이지 바디(30)를 포함할 수 있다.

상기 케이지 바디(30)는 2개로 분할해서 형성되어 서로 조립되는 구조를 가질 수 있다.

각 케이지 바디(30)는 대체로 링 형상을 하고서, 원주 방향을 따라 소정 간격을 두고 배치되면서 반원형 형상을 한 다수개의 볼 포켓을 구비할 수 있다.

각 케이지 바디에 형성된 반원형 형상의 볼 포켓이 서로 합쳐지는 방향으로 2개의 케이지 바디(30)가 서로 조립되면, 원형의 볼 포켓(32)이 형성되고, 이 원형의 볼 포켓(32)에 도시되지 않은 볼이 수용되어 회전 가능하게 지지될 수 있다.

각 케이지 바디(30)는 축방향으로 관통하고, 원주 방향으로 소정 간격을 두고 형성된 다수개의 조립구멍이 형성될 수 있다.

2개의 케이지 바디(30)가 서로 조립될 때에 각 케이지 바디(30)의 조립구멍은 서로 일치하도록 조립된다.

또한 서로 조립된 케이지 바디(30)의 축방향 양측면에 상기 강성 보호링(20)이 조립될 때에, 강성 보호 링(20)의 조립 구멍(22)과 케이지 바디의 조립구멍이 서로 일치하도록 조립된다.

상기와 같이 케이지 바디(30)의 조립구멍과 강성 보호 링(20)의 조립구멍(22)이 서로 일치된 상태에서 상기 케이지 바디(30)의 각 조립구멍(30)에는 조립 파이프(40)가 삽입되어 조립된다.

상기 조립 파이프(40)는 케이지 바디(30)의 조립구멍에 대응하는 다수개로 구비되고, 조립 파이프(40)가 케이지 바디(30)의 조립구멍에 삽입되어 조립되면, 케이지 바디(30)의 축방향 분리가 방지되게 된다.

상기 조립 파이프(40)가 케이지 바디(30)의 각 조립구멍에 조립된 상태에서 조립 파이프(40)가 케이지 바디로(30)로부터 축방향으로 이탈되지 않도록 하기 위해 조립핀(50)이 사용된다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 조립핀(50)은, 금속 재질로 제작되고, 2개로 분할되어 형성된 구조를 가질 수 있다.

각 조립핀(50)은, 핀머리(52)와 핀바디(54)를 각각 포함할 수 있다.

상기 핀머리(52)와 핀바디(54)는 서로 일체로 형성될 수 있다.

상기 핀 바디(54)는 대체로 원기둥 형상으로 형성되고, 상기 핀머리(52)와 일체로 붙은 연결부(54a)와, 이 연결부(54a)에 연속되게 형성됨과 더불어 상기 연결부(54a)보다 직경이 크게 확장된 억지 끼움부(54b) 및, 상기 연결부(54a)와 대체로 동일한 직경으로 갖고 상기 억지 끼움부(54b)보다는 직경이 상대적으로 작게 형성된 조립 선단부(54c)를 각각 포함할 수 있다.

상기 억지 끼움부(54b)에는 반경 방향 내측으로 눌려진 누름부(54d)와, 이 누름부(54d)에 의해 밀려져서 반경 방향 외측으로 돌출한 돌출부(54e)가 하나 이상으로 형성될 수 있다.

상기 돌출부(54e)는 상기 조립 파이프(40)의 내경보다 약간 큰 외경을 가지게 되고, 상기 누름부(54d)는 상기 조립 파이프(40)의 내경보다 약간 작은 외경을 가지게 된다.

상기 누름부(54d)와 돌출부(54e)는 원주 방향으로 소정 간격을 두고 하나 이상으로 형성될 수 있다.

따라서 상기 억지 끼움부(54b)는 원형이 아닌 타원 등과 같은 비원형을 형성하게 된다.

상기와 같은 구조를 가진 본 발명의 실시 예에 따른 볼 베어링 케이지(10)의조립 방법은, 2개로 분할되어 형성된 2개의 케이지 바디(30)가 각각의 조립구멍과 볼 포켓이 일치하도록 서로 대향시켜 조립하고, 케이지 바디(30)의 일치된 조립구멍에 상기 조립 파이프(40)를 끼워서 조립한다.

이어서 서로 조립된 케이지 바디(30)의 축방향 양측면에 상기 강성 보호 링(20)의 조립구멍도 조립 파이프(40)와 일치되게 조립한 다음에, 양쪽 강성 보호 링(20)의 조립구멍(22)에 각각 상기 조립핀(50)의 조립 선단부(54c)부터 삽입하여 조립하는 데, 이 과정에 조립핀(50)의 억지 끼움부(54b)의 돌출부(54e)는 조립 파이프(40)의 내주면에 억지 끼워져 조립되고, 조립핀(50)의 핀머리(52)는 강성 보호 링(20)에 밀착되게 된다.

따라서 케이지 바디(30)의 다수개의 조립구멍에 각각 삽입되어 조립된 조립파이프(40)들은 이에 억지 끼워진 조립핀(50)의 핀머리(52)에 의해 축방향으로 양측으로 이동할 수 없는 상태가 되고, 이에 따라 서로 조립된 케이지 바디(30)들은 상기 조립 파이프(40)에 의해 축방향으로 서로 분리되지 않게 되어, 볼 베어링 케이지의 조립이 완료되게 된다.

상기와 같은 조립핀(50)을 조립 파이프(40)에 조립하는 과정에 조립핀(50)의길이가 종래의 조립핀에 비해 절반 이하로 짧아져서 조립핀(50)이 조립 외력을 받아 좌굴되거나 파손된 우려가 없고, 조립 불량이 발생될 염려도 없으므로, 조립 생산성이 향상되게 된다.

또한 억지 끼움식으로 조립된 조립핀(50)에 의해 케이지 바디(30)들의 조립 상태가 안정적이고 지속적으로 이루어질 수 있으므로, 내구성이 향상되고, 사용 수명을 연장시킬 수 있다.

이와 더불어 조립핀(50)을 조립할 때에 축방향으로 억지 끼우는 조립 외력을 가하면 되므로, 조립핀(50)의 조립도 용이해지게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

10: 볼 베어링 케이지
20: 강성 보호 링
30: 케이지 바디
40: 조립 파이프
50: 조립핀
52: 핀머리
54: 핀바디
54a; 연결부
54b: 억지 끼움부
54c: 조립 선단부

Claims

2개로 분할해서 형성되고, 축방향으로 관통하고 원주 방향으로 소정 간격을 두고 조립구멍이 다수개로 형성되며, 서로 합쳐진 볼이 수용되어 지지되는 하나 이상의 볼 포켓을 형성하는 2개의 케이지 바디;
상기 케이지 바디의 조립구멍에 삽입되어 조립되는 조립 파이프;
축방향으로 관통하고 원주 방향을 따라 소정 간격을 두고 조립구멍이 다수개로 형성되며, 상기 2개의 케이지 바디의 축방향 양측면에 조립되는 강성 보호 링; 및
상기 강성 보호 링의 조립구멍을 통해 삽입되어 상기 조립 파이프에 각각 억지 끼움식으로 조립되는 2개의 조립핀;
을 포함하는 볼 베어링 케이지.
제1항에 있어서,
상기 조립핀은,
핀머리; 및
상기 핀머리와 일체로 형성된 핀바디를 포함하고,
상기 핀바디는,
상기 핀머리와 일체로 붙은 연결부;
상기 연결부에 연속되게 형성됨과 더불어 상기 연결부보다 직경이 크게 확장된 억지 끼움부; 및
상기 연결부 동일한 직경으로 갖고 상기 억지 끼움부보다는 직경이 작게 형성된 조립 선단부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 베어링 케이지.
제2항에 있어서,
상기 억지 끼움부에는 반경 방향 내측으로 눌려져 상기 조립 파이프의 내경보다 작은 외경을 가지는 눌림부와, 이 눌림부에 의해 반경 방향 외측으로 돌출하여 상기 조립 파이프의 내경보다 큰 외경을 가지는 돌출부가 각각 하나 이상으로 형성된 것을 특징으로 하는 볼 베어링 케이지.
제2항에 있어서,
상기 조립 핀은 금속 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 볼 베어링 케이지.
제1항에 있어서,
상기 케이지 바디는 상기 조립핀보다 강성이 상대적으로 낮은 플라스틱 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 볼 베어링 케이지.
제1항에 있어서,
상기 강성 보호 링은 금속 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 볼 베어링 케이지.