KR100198311B1 - 조절가능한 정보픽업장치가 구비된 롤링소자를 갖는 베어링 - Google Patents

Abstract

하우징 보어 내에 장착하기 위한 감마 베어링. 감마 베어링은 외부레이스의 한 원주면에 있는 그루브, 내부레이스와 함께 회전할 수 있는 원형 인코더, 외부레이스의 그루브를 교합체결하는 축방향으로 연장된 립을 가지고 있는 아치형 밴드를 포함하는 센서 지지체, 센서 지지체에 착탈가능하게 부착된 센서를 포함한다.

Description

조절가능한 정보픽업장치가 구비된 롤링소자를 갖는 베어링

본 발명은 조절 가능한 정보픽업장치(information-pickup device)가 구비된 롤링소자를 갖는 롤링소자가 구비된 베어링에 관한 것이다. 이 정보픽업장치는 원형 코딩소자를 포함하고 있는데, 이 코딩소자는 상기 베어링의 회전부와 함께 회전하고 하나 이상의 고정된 픽업(pick up)의 정면으로 이동하며, 픽업은 픽업 기술에서 허용되는 에어갭(air gap)에 해당하는 최대치까지 코딩소자에 대하여 편심되어 있다. 픽업소자는 지지체와 일체로 형성되어 있는데, 상기 지지체는 베어링을 보유하고 있는 회전요소에 고정되어 있다.

독일 특허 제2,505,802호에 베어링을 일체화된 정보픽업장치가 기재되어 있다. 이 장치는 정보신호출력선을 적절하게 배치하기 위해 베어링의 각(角) 위치를 정확하게 하는 조립방법이 필요하다.

베어링을 리테이닝밴드로 장착부에 부착하거나, 베어링 측면을 압입(force-fit)함으로써 장착부에 부착하여 각을 이루며 지지되는 경우, 짧고 강력한 기계적 응력에 의한 영향 또는 팽창이 달라지는 온도변화에 의한 영향에 의해 베어링이 장착부에서 각 변위(angular displacement)를 일으킬 수 있다. 픽업이 변위를 일으킴에 따라 데이터를 전송하는 전기 접속부가 빠져버릴 수 있다.

프랑스특허 제2,618,516호에, 링내에 가공된 원형 그루브에 수용되어 있는 박판금요소에 의해 베어링의 외부 링에 연결되어 있는 픽업에 대해 기재되어 있다. 이러한 배열은 픽업을 확실히 고정할 수 없을 뿐만 아니라, 픽업을 밀봉방식으로 베어링에 쉽게 장착할 수 없다.

프랑스특허 제88-16,795호에는 노치가 있는 하우징에 의해 소정의 각 위치에 유지되어 있는 픽업이 기재되어 있다. 이 장치는 베어링이 하우징내에 장착될 때 노치와 관련되어 배치되지 않으면 안된다.

상기한 것은 조절 가능한 정보픽업장치가 구비된 현재의 베어링에 존재하는 것으로 알려진 한계점을 설명한 것이다. 따라서 상기에 기재된 한계점을 극복하기 위해 대안을 제공하는 것이 유리할 것이라는 것은 자명하다. 따라서 적합한 대안은 이하에 보다 상세히 설명된 특징들을 포함하고 있다.

본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특히 픽업 및/또는 픽업을 지지하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 픽업장치와 상기 장치의 위치를 결정하고 보류하는 데 필요한 베어링의 외면과의 사이에 접촉을 방지하는 픽업장치의 조립방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 특별한 공구없이도 제어링 자체에 영향을 주지않고 장착 및 제거할 수 있는 픽업장치를 제공하는 것이다. 따라서 베어링은 장치를 사용하거나 장치없어도 작동될 수 있다.

제1도는 구동 및 핸들 베어링을 장착하기 위한 장치의 일실시예인 제2도에서 픽업(pickup)을 제외한 Y1-Y2선 단면도.

제2도는 제1도의 장치의 X-X선 단면도.

제3도는 제1도에 도시된 픽업소자 지지체의 장착 특성을 나타낸 확대도.

제4도는 장착 전의 분리된 베어링의 구성요소들을 나타낸 분해도.

제5도는 제4도에 도시된 지지체와 픽업소자의 측면도.

제6도는 제5도에 도시된 지지소자의 다른 실시예를 나타낸 평면도.

제7도는 구동 및 핸들 베어링의 실시예를 나타낸 축단면도.

제8도는 픽업소자 지지체의 회전방지장치를 나타낸 제7도의 Ⅷ-Ⅷ선 단면도.

제9도는 일렬로 늘어선 로울러소자를 포함하고 있는 베어링의 다른 실시예를 나타낸 축단면도.

본 발명의 제1태양은 하우징 내에 장착시키기 위한 감마(antifriction) 베어링을 제공함으로써 이루어진다. 감마 베어링은 외부레이스 한 외면의 그루브, 내부레이스와 함께 회전하는 원형 인코더, 센서 지지체, 및 센서 지지체에 부착된 센서를 가지고 있으며, 상기 센서 지지체는 아치형 밴드를 포함하고 있고 이 밴드는 그루브를 외부레이스에 교합 체결하는 축방향으로 연장된 랩을 가지고 있다.

본 발명의 다른 특징 및 이점은 첨부된 도면에 도시된 베어링에 대한 예시적 실시예를 기술함으로써 설명된다.

본 발명에 따르면, 상기 문제점들은 베어링의 외부 링에 있는 그루브의 측면 및 픽업소자의 리테이닝 헤드와 작용하는 로킹에지가 있는 원형구조로 된 픽업소자의 지지체에 의해 해소된다.

따라서 이 베어링은 베어링 회전부의 코딩소자와 마주하는 픽업소자를 축상 및 방사상으로 정확하게 위치를 결정함으로써 픽업소자의 각 변위를 허용하면서 소정의 에어갭을 얻게 된다.

픽업소자는 베어링 설계시에 외부 고정장치에 의해 각(角) 방향으로 고정된다.

제1도에 도시된 장치는 그루브축(12)에 의하여 구동되는 허브(9)상의 베어링 지지면(10)을 포함하고 있는데, 상기 그루브축은 자재이음(universal joint)의 종동요소(11)와 일체로 되어 있다. 분할 내부링(15)과 외부링(16) 사이에 2열의 롤링요소(14)가 있는 베어링(13)은 지지면(10)에 장착된다. 베어링(13)은, 예를 들어 미국 특허 제4,434,985호에 기재된 실과 같은 밀봉립(sealing lips)이 있는 사전에 조립된 2개의 가스킷으로 밀봉된다.

베어링(13)은 지지스핀들(17)같은 하우징요소의 보어(170) 내에 장착되고 상기 보어의 견부(50)에 놓여진다. 베어링(13)은 스톱링(51)에 의하여 축방향으로 고정된다.

제3도에 도시된 바와 같이, 정보픽업장치는 공지의 방식대로 센서(25) 및 코딩소자(18)를 포함하는데, 코딩소자(18)는 허브(9)와 함께 회전하고 베어링(13)의 밀봉 가스킷의 편류판(19)에 부착되어 있다. 제3도에 도시된 실시예에 따르면, 코딩소자(18)는 다중 N-S극을 갖는 자기링에 의해 형성되는데, 상기 자기링은 접착본딩 혹은 주조와 같은 공지의 로킹수단 또는 단순한 자화에 의해 실의 편류판(19)에 부착된다. 코딩소자(18)는 맞은 편의 센서(25)를 이동시키는데, 상기 센서(25)는 전자회로에 연결된 하나 이상의 자기장 센서를 포함하고 있다.

센서(25)는 원형 지지체(26)에 연결되어 있는데, 지지체(26)는 외부링(16)에 스톱링(51)과 같은 방식으로 탄력적으로 유지된다. 원형 지지체(26)에는 테이퍼진로킹에지(27)가 있는데, 상기 로킹에지는 링(16) 외부의 원통력 면에 가공되어 있는 노치(31)의 보상측(30)과 작용한다. 또한 지지면(29a)은 클램핑 작용에 의해 탄력적으로 외부링(16)의 표면(29)에 놓인다. 탄력적인 클램프 힘은 방사상의 구성요소를 가지고 있는데, 이것은 원형 지지체(26)을 그루브(31) 내에서 평평하게 하는 효과가 있다.

따라서 원형 지지체(26)의 외부 원형 면(60)은 어떠한 장애없이 보어(170)내에 수용된다. 또한 제6도에 도시된 바와 같이, 원형 지지체(26)를 타원형(E)으로 하여 정반대 지점인 A와 B를 제공할 수 있는데, 이것은 지지스핀들(17)의 보어(170)에 추가적으로 탄력적인 클램프 작용을 제공하여 지지체가 보어에서 진동하는 것을 방지한다.

원형 지지체(26)의 지지면(29a)은 에지(27)와 마주하고 있으며, 센서(25)를 보유하기 위한 리테이닝 헤드(35)의 일부이다. 리테이닝 헤드(35)는 제4도 및 제5도에 도시된 것과 같이, 한쌍의 플랜지(38)를 포함하는데, 이 플랜지에는 센서(25)를 제위치에 부착시키기 위한 나사(43)가 관통하는 2개의 나사구멍(39)이 있다. 플랜지(38)의 내면(37)에는 센서(25)용 안내면이 형성되어 있다. 센서(25)는 나사구멍(39)과 일치하는 2개의 장착구멍(41)이 있는 보호장치(40) 내에 수용되며, 신호를 전송하는 연결 케이블(42)이 구비되어 있다.

제3도에 도시된 바와 같이, 원형 지지체(26)가 구비된 로울러 베어링이 지지 스핀들(17) 내에 장착되면, 원형 지지체(26)의 링형부는 외부링(16)과 함께 지지스핀들(17)의 보어(170) 내에 지지된다. 또한 원형 지지체(26)는 외부링(16)의 노치(31)에 의해서도 지지된다. 따라서 지지체는 빼낼 수 없다.

한편 원형 지지체(26)가 외부링(16)에 대해 상대적으로 회전하는데 지장을 주는 것은 전혀 없다. 따라서 베어링(13)의 지지스핀들(17)에 장착되는 경우 센서(25)와 그 원형 지지체(26)의 각 위치는 원하는 대로 조정할 수 있다.

제2도에 도시된 바와 같이, 원형 지지체(26)와 센서(25)는 지지스핀들(17) 내의 노치(20)에 의해서 회전하지 못하게 된다. 따라서 외부링(16)이 하우징 내에서 우연히 각변위됨으로써 센서(25)에 일어날 수 있는 어떠한 응력도 방지된다.

제1도~5도와 관련하여 상기한 베어링의 실시예에 있어서, 센서(25)는 나사에 의해서 지지체(26)에 부착된다. 이러한 부착에는 한정되지 않으며 어떠한 다른 공지의 포지티브 리테이닝시스템(positive retaining system)을 이용할 수도 있다. 더욱이 센서(25)를 제거할 필요가 없는 경우 장치(25, 26)은 예를 들어 일체형의 반원형 탄성하우징으로 할 수 있다.

제7도에, 제1도의 대응 장치의 참조번호에 200씩을 더한 베어링이 도시되어 있는데, 이 베어링은 지지스핀들(217) 내의 보어(270) 내에 압입된 베어링(213)의 외부링(216)을 포함하고 있으며, 외부링(216)의 노치(231, 231')에 스톱링(226, 226')을 위치시킴으로써 축방향으로 고정된다. 링(226)에는 그 중심을 향하여 뒤로 굽어진 방사상의 리테이닝 후크(235)가 있어 상술한 바와 같이 픽업소자(225)를 보류하는 수단을 제공한다.

제8도에 도시된 바와 같이, 지지스핀들(217)은 외부링(216)에 있는 노치(231)의 평면에 축방향의 돌출부(258)를 가지고 있다. 축방향의 돌출부(258)은 외부링(226)에 슬롯을 체결하여 베어링(213)이 지지스핀들(217)에 장착된 후에 외부링(226)이 회전하는 것을 방지한다. 리테이닝 후크(235)에 장착된 픽업소자(225)와 일체로 된 케이블(242)이 적당히 늘어지도록 돌출부(258)의 각 위치는 지지스핀들(217) 상에 있다.

본 발명의 또다른 실시예가 제9도에 도시되어 있다. 회전축(310)은 1열의 롤링요소(314)로 내부링(315)와 외부링(316) 사이에 설치된 베어링(313)을 지지한다. 베어링(313)은 하우징(317)의 보어 내에 장착되고 축위치 결정 견부(350)에 지지된다. 베어링(313)은 커버(351)에 의해 축 고정되는데, 커버(351)의 축 위치는 심(shim : 352)에 의해 외부링(316)의 표면(329)에 대해서 조정되므로 링(316)이 하우징(317) 내에서 축 이동을 전혀 못하게 된다.

실(355)은 커버(351)과 축(310) 사이에 위치된다. 코딩소자(318)을 포함하는 정보픽업장치는 내부링(315)와 같은 회전요소와 함께 회전한다. 코딩소자(318)은 적절한 전자회로에 연결된 하나 이상의 정보 픽업소자를 포함하는 원형 센서(325)를 맞은편으로 이동시킨다.

센서(325)는 외부링(316)의 내부 보어에 가공되어 있는 노치(353)에 축방향으로 유지된다. 따라서 선서는 상기 링에 대하여 각을 이루며 이동할 수 있다. 센서(325)는 연결케이블(342)를 유지하는 연장부(354)가 있다. 연장부(354)는 커버(351)의 구멍(320) 내에 안치된다. 따라서 구멍(320)은 기준점에 대해 사전에 정해진 각위치를 갖는 케이블(342)용 통로를 구성하는데, 이 기준점은 예를 들어 하우징에 커버를 부착함으로써 만들어진다.

연장부(354)는 구멍(320) 내의 원주 실에 의해 밀봉되기 때문에 픽업소자는 커버(351)과 각방향(角方向)으로 일체화된다. 커버(351)이 하우징(317)에 부착되면 센서(325)는 회전할 수 없게 되어 하우징 내에서의 외부링(316)의 돌발적인 회전, 예를 들어 상당한 온도변화에 의한 장치들의 상이한 팽창에 따른 손상의 위험이 없게 된다.

Claims (13)

1. 하우징 내에 장착하기 위한 감마 베어링에 있어서, 상기 감마 베어링은 외부 원주면과 내부 원주면을 가지며, 이중 한쪽면에 그루브가 있는 외부레이스.

   상기 외부레이스에 대해 회전 가능한 내부레이스, 상기 내부 및 외부레이스 사이에 위치한 다수의 롤링요소, 상기 내부 레이스와 함께 회전 가능한 원형 인코더, 상기 외부레이스 내의 그루브를 교합 체결하는 축방향으로 연장된 립을 갖는 아치형 밴드를 포함하는 센서 지지체, 및 상기 센서 지지체에 부착된 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링.
2. 제1항에 있어서, 상기 하우징은 보어 및 상기 보어로부터 연장되어 있는 노치를 가지며, 상기 센서는 상기 노치와 교합결합하는 것을 특징으로 하는 베어링.
3. 제1항에 있어서, 상기 그루브는 상기 외부레이스의 외부 원주면에 위치하는 것을 특징으로 하는 베어링.
4. 제3항에 있어서, 상기 센서 지지체의 축방향으로 연장된 립중의 적어도 일부는 상기 하우징의 보어 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 베어링.
5. 제1항에 있어서, 상기 아치형 밴드는 타원형인 것을 특징으로 하는 베어링.
6. 제1항에 있어서, 상기 센서 지지체의 아치형 밴드는 2개의 자유 단부를 갖는 분할 링인 것을 특징으로 하는 베어링.
7. 제6항에 있어서, 상기 하우징은 상기 보어 내에 위치한 돌출부를 가지며, 상기 돌출부는 상기 센서 지지체의 아치형 밴드의 자유 단부 사이에 위치됨으로써 상기 센서 지지체의 아치형 밴드가 회전되는 것을방지하는 것을 특징으로 하는 베어링.
8. 제6항에 있어서, 상기 센서 지지체의 아치형 밴드가 자유 단부는 상기 센서 지지체의 아치형 밴드의 평면으로부터 비스듬한 각도로 돌출됨으로써 돌출 자유 단부가 상기 센서 지지체의 아치형 밴드를 상기 외부레이스의 그루브 안에 탄력적으로 보류하는 것을 특징으로 하는 베어링.
9. 제1항에 있어서, 상기 센서 지지체의 아치형 밴드는 상기 하우징의 보어 내에 상기 외부레이스를 또한 보류하는 것을 특징으로 하는 베어링.
10. 제1항에 있어서, 상기 그루브는 상기 외부레이스의 내부 원주면에 위치되는 것을 특징으로 하는 베어링.
11. 제1항에 있어서, 축에 사용되는 개구를 갖는 커버를 또한 포함하며, 상기 커버는 상기 하우징에 대해 고정되어 있고, 상기 커버가 구멍을 가짐에 따라 상기 센서가 상기 구멍에 교합체결됨으로써 상기 센서 지지체의 아치형 밴드가 회전되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 베어링.
12. 하우징 내에 장착하기 위한 감마 베어링에 있어서, 상기 감마 베어링은 외부 원주면과 내부 원주면을 가지며, 이중 한쪽면에 그루브가 있는 외부레이스, 상기 외부레이스에 대해 회전 가능한 내부레이스, 상기 내부 및 외부레이스 사이에 위치한 다수의 롤링요소, 상기 내부레이스와 함께 회전 가능한 원형 인코더, 센서, 및 센서를 일정한 방사상의 위치와 상기 인코더에 인접한 일정한 축 위치에 지지하고, 상기 센서의 각변위를 허용하면서 상기 센서를 지지하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링.
13. 하우징 내에 장착하기 위한 감마 베어링에 있어서, 상기 감마 베어링은 외부 원주면과 내부 원주면을 가지며, 이중 한쪽면에 그루브가 있는 외부레이스, 상기 외부레이스에 대해 회전 가능한 내부레이스, 상기 내부 및 외부레이스 사이에 위치한 다수의 롤링요소, 상기 내부레이스와 함께 회전 가능한 원형 인코더, 센서 및 상기 외부레이스 내의 그루브와 교합체결되는 축방향으로 연장된 립을 갖는 아치형 밴드를 포함하는 센서 지지체를 포함하며, 상기 센스는 상기 센서 지지체에 부착되고, 상기 센서 지지체는 방사상으로 안쪽으로 연장되는 한쌍의 플랜지를 가지며, 상기 플랜지는 상기 센서를 안내하는 것을 특징으로 하는 베어링.