KR20230129644A

KR20230129644A - 구름 베어링

Info

Publication number: KR20230129644A
Application number: KR1020220026489A
Authority: KR
Inventors: 김병국
Original assignee: 셰플러코리아 유한책임회사
Priority date: 2022-03-02
Filing date: 2022-03-02
Publication date: 2023-09-11

Abstract

본 발명은 링 형태의 외륜과, 외륜보다 작은 지름을 가져 외륜 내측에 구비되는 링 형태의 내륜과, 상기 내륜과 외륜 사이에 원주 방향을 따라 정렬된 복수의 전동체를 포함하고;
상기 외륜의 외경에는 원주 방향을 따라 연장된 링 형태의 외륜홈에 복수개 형성되며, 각 외륜홈에는 링 형태의 접촉부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 구름 베어링에 관한 것이다.

Description

구름 베어링{A rolling bearing}

본 발명은 구름 베어링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 크리프가 억제되는 구름 베어링에 관한 것이다.

외륜과, 내륜과, 양륜 사이에 배치된 복수의 전동체를 구비하고 있는 구름 베어링에 있어서, 외륜 외경에 형성된 환상의 오목홈에 O링을 끼워 넣음으로써, 진동이나 언밸런스 하중이 작용했을 때의 외륜의 크리프(creep) 성능을 향상시키는 것이 제안되어 있다(특허문헌 1=일본 특허 공개 2002-130309호 공보).

이러한 구름 베어링은, 예컨대, 모터 장치의 회전축을 지지하기 위해서 사용되어, 모터의 진동이나 작동음을 저감시킨다고 하는 효과가 있다.

그러나, 크리프를 방지하기 위한 충분한 폭을 가지지 못하여, 미끄럼이 발생하는 문제점이 있었다.

대한민국 공개번호 제10-2006-0127898호 공개특허공보

본 발명은 상기와 같은 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 충분한 폭 확보가 가능하며, 홈으로 인한 베어링의 강성 감소를 최소화할 수 있는 구름 베어링을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 위하여, 본 발명은 링 형태의 외륜과, 외륜보다 작은 지름을 가져 외륜 내측에 구비되는 링 형태의 내륜과, 상기 내륜과 외륜 사이에 원주 방향을 따라 정렬된 복수의 전동체를 포함하고;

상기 외륜의 외경에는 원주 방향을 따라 연장된 링 형태의 외륜홈에 복수개 형성되며, 각 외륜홈에는 링 형태의 접촉부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 구름 베어링을 제공한다.

상기에서, 외륜홈은 축 방향 중심부에서 축 방향 외측으로 서로 이격되어 위치하고, 양측 외륜홈 사이에는 돌기가 구비되며; 상기 돌기의 반경 방향 외측 단부는 외륜 외경보다 반경 방향 내측에 위치하며; 상기 접촉부재는 외륜홈 축 방향 외측의 외륜 외경보다 반경 방향 외측으로 돌출되는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 돌기의 외면을 덮으며 양측 접촉부재와 같은 재질의 연결부가 구비되어 돌기 양측의 접촉부재는 연결부에 연결되어 일체로 구비되며, 상기 연결부는 외륜홈 축 방향 외측의 외륜 외경보다 반경 방향 외측으로 돌출된 것을 특징으로 한다.

상기에서, 외륜홈은 외륜의 축 방향 중심으로부터 이격되며 반경 방향 내향 연장된 형태의 내측면과, 상기 내측면으로부터 축 방향 외향 이격되며 반경 방향 내향 연장된 형태의 외측면과, 원통형으로 상기 외륜홈의 바닥을 형성하는 바닥면을 포함하며; 상기 접촉부재는 내측면과, 외측면과, 바닥면에 접하여 외륜홈에 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 외측면과 내측면은 축 방향 내향 경사지며; 양측 외륜홈의 내측면은 돌기의 양측면을 이루어, 상기 돌기는 단부로 갈수록 폭이 감소하는 사다리꼴 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르는 구름 베어링에 의하면, 외륜이 외경측에 외륜홈이 형성되고, 외륜홈에 접촉부재가 구비되어 내크리프성이 향상되며, 작동시 접촉부재가 열팽창하여 내크리프 성능이 더욱 향상되며, 양측의 외륜홈 사이의 외륜 중심부에 돌기가 형성되어 외륜홈에 의한 외륜 강성 감소가 억제되며 따라서 외륜홈의 폭 방향 외측으로 범위를 더 넓힐 수 있으며, 돌기의 외경을 양측 외륜홈 외측의 외륜외경보다 작게하여 중심부에서 하우징에 외륜이 접촉하는 것이 방지되며 양측의 외륜홈의 접촉부재 부분이 돌기의 외경을 덮는 연결부로 연결되어 접촉부재의 접촉면이 증가하여 내크리프 성능이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따르는 구름 베어링을 도시한 단면도이며,
도 2는 도 1의 "A"부를 확대 도시한 것이며,
도 3은 도 1의 "A"부 확대도로서 변형 예를 도시한 것이다.

본 발명의 설명에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 개시에 사용되는 모든 용어들은 본 개시를 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 개시에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.

본 발명의 설명에 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.

본 발명의 설명에 사용되는 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.

본 발명의 설명에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "결합되어" 있다고 언급된 경우, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있거나 결합될 수 있는 것으로, 또는 새로운 다른 구성요소를 매개로 하여 연결될 수 있거나 결합될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 구름 베어링에 대하여 상세하게 설명한다.

이하에서 도 1의 가로 방향은 축 방향 또는 폭 방향이라 하고, 세로 방향은 반경 방향이라 한다.

본 발명에 따르는 구름 베어링(100)은 내경면에 원주 방향을 따라 오목한 외륜궤도(111)가 형성된 링 형태의 외륜(110)과, 외륜(110)보다 작은 지름을 가지며 외륜(110) 내측에 구비되어 외경면에 원주 방향을 따라 오목한 내륜궤도(121)가 형성된 링 형태의 내륜(120)과, 상기 내륜(120)과 외륜(110) 사이에 원주 방향을 따라 정렬된 복수의 전동체(140)와, 상기 외륜(110)과 내륜(120) 사이에서 복수의 전동체(140) 사이의 간격을 유지하는 링 형태의 리테이너(160)로 이루어지며, 상기 외륜(110)의 외경에 구비되는 접촉부재(150)를 더 포함하여 이루어진다.

상기 구름베어링(100)에는 상기 외륜(110)에 상기 외륜궤도(111)의 축 방향 양측으로 반경 방향 내향 오목한 외륜씰홈(115)이 형성되고, 상기 내륜(120)에 상기 내륜궤도(121)의 축 방향 양측으로 반경 방향 외향 오목한 내륜씰홈(123)이 형성되어 전동체(140)의 축 방향 외측으로 씰링부재(130)가 더 포함될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 외륜(110)의 외경에는 복수의 외륜홈(117)이 형성되고 돌기(119)가 구비된다.

상기 외륜홈(117)은 상기 외륜(110)의 외경에 원주 방향을 따라 연장된 링 형태로 오목하게 형성된다. 상기 외륜홈(117)은 복수로 형성되며, 축 방향 중심부에서 축 방향 외측으로 서로 이격되어 위치한다.

상기 외륜홈(117)은 내측면(1173)과, 외측면(1171)과, 바닥면(1175)을 포함하여 이루어진다.

상기 내측면(1173)은 외륜(110)의 축 방향 중심으로부터 축 방향 외향 이격되어 외륜(110)의 외경면으로부터 반경 방향 내향 연장된다. 상기 내측면(1173)은 반경 방향 외향하며 축 방향 내향 경사지게 형성된다.

상기 외측면(1171)은 상기 내측면(1173)으로부터 축 방향 외향 이격되어 외륜(110)의 외경면으로부터 반경 방향 내향 연장된다. 상기 외측면(1171)은 반경 방향 외향하며 축 방향 내향 경사지게 형성된다. 상기 외측면(1171)은 상기 내측면(1173)과 마주하여 나란하게 형성된다.

상기 바닥면(1175)은 원통형으로 상기 외륜홈(117)의 바닥을 형성한다. 상기 바닥면(1175)의 축 방향 내측은 상기 내측면(1173)과 연결되고, 축 방향 외측은 상기 외측면(1171)과 연결된다.

상기 돌기(119)는 축 방향 양측의 외륜홈(117) 사이에 구비된다. 상기 돌기(119)의 외경(1191)은 외륜 외경(113)보다 작게 형성된다. 상기 돌기(119)의 반경 방향 외측 단부는 외륜 외경(113)보다 반경 방향 내측에 위치한다. 상기 돌기(119)는 외륜(110)이 하우징에 삽입될 때 끼워 맞춤에 의하여 변형이 발생하여도 하우징에 접하지 않는 높이로 형성된다.

상기 돌기(119)의 외경(1191)은 외륜홈(117)의 축 방향 외측의 외륜 외경(113)보다 작으므로, 베어링(100)이 하우징에 삽입될 때 돌기(119)는 하우징에 접하지 않는다. 따라서 상기 전동체(140)와 외륜(110)이 접하는 중심부("A")에서 외륜(110)이 하우징에 접하는 축 방향 내측("B")까지의 거리가 커진다. 또한, 돌기(119)가 외륜홈(117) 사이에서 돌출되어 구비되므로 외륜홈(117)으로 인한 외륜(110)의 강성 감소가 줄어들게 되어 외륜홈(117)의 축 방향 폭을 더 크게 할 수 있다.

상기에서 돌기(119)의 중심부로부터 전동체(140)와 외륜(110)이 접하는 중심부("A")까지의 거리는 전동체(140)와 외륜(110)이 접하는 중심부("A")로부터 외륜(110)이 하우징에 접하는 축 방향 내측("B")까지의 거리보다 짧고, 전동체(140)와 외륜(110)이 접하는 중심부("A")로부터 외륜(110)이 하우징에 접하는 축 방향 내측("B")까지의 궤적은 경사지게 되므로 결국 거리가 늘어나게 되는 결과로 된다. 이는 외륜(110)의 두께가 증가하는 것과 같은 효과를 가질 수 있다.

상기 돌기(119)는 축 방향 양측 외륜홈(117)의 내측면(1173)이 돌기(119)의 양측면을 이루어 형성된다. 상기 외륜홈(117)의 내측면(1173)은 반경 방향 외향하며 축 방향 내향 경사지게 형성되므로, 상기 돌기(119)는 단부로 갈수록 폭이 감소하는 사다리꼴 형태로 형성된다. 상기 돌기(119)가 사다리꼴 형태로 형성됨으로써 반경 방향 내측에서 큰 강성을 가질 수 있다.

상기 접촉부재(150)는 상기 외륜(110)의 외경에 구비된다. 상기 접촉부재(150)는 링 형태이며, 복수로 구비되어 상기 외륜(110)의 외경에 형성된 외륜홈(117)에 각각 구비된다. 상기 접촉부재(150)는 상기 돌기(119)의 축 방향 양측으로 구비된다. 상기 접촉부재(150)는 폴리머인 고무 등의 재질로 이루어질 수 있다. 상기 접촉부재(150)는 외륜(110)을 인서트로 하여 상기 외륜홈(117)에 사출 성형될 수 있다.

상기 접촉부재(150)는 상기 외륜홈(117)을 이루는 내측면(1173)과 외측면(1171) 및 바닥면(1175)에 접하여 구비된다. 상기 접촉부재(150)는 상기 외륜홈(117)의 내측면(1173)이 반경 방향 외향하며 축 방향 내향 경사지게 형성됨으로써 접촉부재(150)와 외륜홈(117)의 접촉 면적이 커지게 되어, 분리 저항이 커지게 된다. 즉, 접촉부재(150)가 외륜홈(117)으로부터 분리가 어렵게 된다.

상기 접촉부재(150)의 외경(152)은 돌기(119)의 외경(1191)보다 크게 형성되어, 상기 접촉부재(150)의 외경(152)과 돌기(119)의 외경(1191) 사이에는 간극(G)이 형성된다. 또한 접촉부재(150)의 외경(152)은 외륜 외경(113)보다 크게 형성된다. 상기 접촉부재(150)의 외경은 상기 외륜 외경(113)보다 미소 크기만큼 크며, 예를 들어 접촉부재(150)의 외경이 상기 외륜 외경(113)보다 0.05㎜만큼 크게 형성된다. 상기 접촉부재(150)는 상기 외륜홈(117)의 축 방향 외측의 외륜 외경(113)보다 반경 방향 외측으로 돌출되어, 베어링(100)이 하우징에 삽입될 때 하우징의 내경면에 접한다.

베어링(100) 조립시 하우징에 삽입될 때 접촉부재(150)가 하우징에 접촉하면서 내크리프 성능이 향상된다. 그러나 접촉부재(150)의 강성이 외륜(110)을 이루는 스틸의 강성보다 상대적으로 현저하게 작기 때문에 전동체(140)와 외륜(110)이 접하는 중심부("A")에서 외륜(110)이 하우징에 접하는 축 방향 내측 단부("B")까지의 거리는 그대로 유지되는 효과가 있다. 따라서 전동체(140)와 외륜(110)이 접하는 중심부("A")에서 외륜(110)이 하우징에 접하는 축 방향 내측 단부("B")까지의 거리는 그대로 유지되면서 접촉부재(150)와 하우징의 접촉에 의한 내크리프 성능이 더 부가된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 접촉부재(150)는 상기 돌기(119)의 외면인 외경면(1191)을 덮으며 축 방향 양측 접촉부재(150)와 같은 재질의 연결부(151)가 더 구비되어, 돌기(119) 양측의 접촉부재(150)는 연결부(151)에 연결되어 일체로 구비될 수 있다. 상기 연결부(151)는 외륜홈(117)의 축 방향 외측의 외륜 외경(113)보다 반경 방향 외측으로 돌출 형성된다. 상기 연결부(151)는 양측의 접촉부재(150)와 일체로 사출 성형된다.

양측 접촉부재(150)가 상기 연결부(151)에 연결되어 일체로 구비되면, 폴리머인 고무 등의 재질인 접촉부재(150)와 연결부(151)의 폭이 커져 조립시 하우징에 접할 때 접촉면적이 넓어지게 되어 내크리프 성능이 향상된다.

또한, 돌기(119)를 덮는 부분인 연결부(151)는 두께가 얇고 양측 외륜홈(117)에 삽입된 부분은 두께가 두꺼워 중심부에서 압축되기 어렵고 양측에서는 상대적으로 압축되기 쉽다. 따라서 연결부(151) 부분에서 더 큰 마찰력이 발생할 수 있다. 또한, 양측의 두꺼운 부분이 연결부(151)와 같은 재질로 연결되어 마찰에 의하여 연결부(151)가 손상되는 것도 방지될 수 있다.

100: 구름 베어링
110: 외륜 120: 내륜
130: 씰링부재 140: 전동체
150: 접촉부재 160: 리테이너

Claims

링 형태의 외륜(110)과, 외륜(110)보다 작은 지름을 가져 외륜(110) 내측에 구비되는 링 형태의 내륜(120)과, 상기 내륜(120)과 외륜(110) 사이에 원주 방향을 따라 정렬된 복수의 전동체(140)를 포함하고;
상기 외륜(110)의 외경에는 원주 방향을 따라 연장된 링 형태의 외륜홈(117)이 복수개 형성되며, 각 외륜홈(117)에는 링 형태의 접촉부재(150)가 구비되는 것을 특징으로 하는 구름 베어링(100).
제1 항에 있어서, 상기 외륜홈(117)은 축 방향 중심부에서 축 방향 외측으로 서로 이격되어 위치하고, 양측 외륜홈(117) 사이에는 돌기(119)가 구비되며; 상기 돌기(119)의 반경 방향 외측 단부는 외륜 외경(113)보다 반경 방향 내측에 위치하며; 상기 접촉부재(150)는 외륜홈(117) 축 방향 외측의 외륜 외경(113)보다 반경 방향 외측으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 구름 베어링(100).
제2 항에 있어서, 돌기(119)의 외면을 덮으며 양측 접촉부재(150)와 같은 재질의 연결부(151)가 구비되어 돌기(119) 양측의 접촉부재(150)는 연결부(151)에 연결되어 일체로 구비되며, 상기 연결부(151)는 외륜홈(117) 축 방향 외측의 외륜 외경(113)보다 반경 방향 외측으로 돌출된 것을 특징으로 하는 구름 베어링(100).
제2 항 또는 제3 항에 있어서, 상기 외륜홈(117)은 외륜(110)의 축 방향 중심으로부터 이격되며 반경 방향 내향 연장된 형태의 내측면(1173)과, 상기 내측면(1173)으로부터 축 방향 외향 이격되며 반경 방향 내향 연장된 형태의 외측면(1171)과, 원통형으로 상기 외륜홈(117)의 바닥을 형성하는 바닥면(1175)을 포함하며; 상기 접촉부재(150)는 내측면(1173)과, 외측면(1171)과, 바닥면(1175)에 접하여 외륜홈(117)에 구비되는 것을 특징으로 하는 구름 베어링(100).
제4 항에 있어서, 상기 외측면(1171)과 내측면(1173)은 축 방향 내향 경사지며; 양측 외륜홈(117)의 내측면(1173)은 돌기(119)의 양측면을 이루어, 상기 돌기(119)는 단부로 갈수록 폭이 감소하는 사다리꼴 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 구름 베어링(100).