KR100691889B1

KR100691889B1 - 4점접촉 볼 베어링

Info

Publication number: KR100691889B1
Application number: KR1020020050993A
Authority: KR
Inventors: 타카시 이와타; 요시타카 나카가와
Original assignee: 가부시키가이샤 제이텍트
Priority date: 2001-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2007-03-09
Also published as: US6827496B2; US20040032998A1; EP1288510A3; KR20030019155A; EP1288510A2

Abstract

본 발명은 내륜과 외륜 및 다수의 볼로 이루어지는 4점접촉 볼베어링으로서, 상기 내륜과 외륜은 각각 궤도홈을 형성하며, 각 궤도홈은 곡률이 다른 2개의 원호부가 궤도홈의 폭방향 중심에 대해 양측으로 위치하여 이루어지고, 상기 다수의 볼은 상기 내륜과 외륜 사이에 배치되어 볼이 굴러갈 수 있고, 궤도홈 중 하나 이상에서 원호부의 곡률중심과 다른 원호부의 곡률중심이 최소한 방사방향으로 상호 변위되어 위치함으로써 각 볼에서 스핀이 발생한다.

외륜, 내륜, 4점접촉, 궤도홈, 스핀

Description

4점접촉 볼 베어링{FOUR-POINT CONTACT BALL BEARING}

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 4점접촉 볼 베어링을 나타내는 단면도.

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 4점접촉 볼 베어링을 나타내는 단면도.

도 3은 도 2의 외륜에 있어서의 좌측 및 우측의 각 원호의 곡률중심을 나타내는 설명도.

도 4는 종래 4점접촉 볼 베어링에서의 문제점을 보여주는 설명도.

본 발명은 4점접촉 볼 베어링에 관한 것으로서, 예를들면 자동차용 에어컨에서 전자기 클러치, 풀리 등에 사용되는 4점접촉 볼 베어링에 관한 것이다.

종래, 이러한 타입의 4점접촉 볼 베어링에서 외륜의 궤도홈의 곡률반경을 볼의 직경의 52%로 설정하는 한편, 내륜의 궤도홈의 곡률반경을 볼의 직경의 52%로 설정하여 볼과 궤도홈 사이의 접촉 타원을 크게 하고, 반 모멘트성, 마모성(박리성)을 방지하도록 하고 있다. 이 4점접촉 볼 베어링은 경량, 콤팩트, 저비용성 등의 이점을 가지고 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 4점접촉 볼 베어링에서는 내륜과 외륜의 궤도홈의 홈 곡률반경을 모두 52%로 설정하기 때문에 볼과 내륜 및 외륜의 궤도홈 사이의 접촉면적이 크게 되고, 그 결과 미끄럼에 의한 발열이 발생하여 연소 또는 발화의 위험이 있다. 특히, 상기 4점접촉 볼 베어링을 자동차용 에어콘의 풀리 베어링이나 전자기 클러치 등으로서 사용하는 경우, 압축기의 보스로부터 내륜으로 열이 전달되므로 내륜의 온도가 높아지는 경향이 있다. 만일 외륜의 온도가 낮아지면 방열성이 개선된다. 따라서 외륜의 방열성을 어떻게 개선하는가는 연소 또는 발화를 방지하는데 중요한 점이 된다.

또, 종래와 동일한 방식으로, 외륜의 홈의 곡률반경과 내륜의 홈의 곡률반경을 모두 볼 직경의 52%가 되게 선택하면, 베어링의 축에 직교하는 상기 내륜의 궤도홈의 단면의 형상이 볼에 대하여 볼록형상인 반면에 베어링의 축에 직교하는 상기 외륜의 단면 형상이 볼에 대하여 오목형상이기 때문에, 외륜의 궤도홈의 볼과의 접촉압력 보다 내륜의 궤도홈의 볼과의 접촉압력이 커지게 되어, 접촉압력이 불균일하게 되어, 볼 베어링의 박리수명이 저하하는 문제가 있다.

또, 종래의 4점접촉 볼 베어링에서는, 내외륜의 궤도홈들 각각은 일반적으로 궤도홈의 폭방향 중심에 대해 좌우 대칭으로 볼과 접촉하도록 형성되었다. 그러므로, 축 중심에 대한 옵셋 량(즉, 축방향 중심 위치에서 내외륜의 궤도홈들 간의 변위량)이 0이 되도록 볼 각각에 부하가 가해질 때, 볼이 궤도홈의 원주방향으로만 회전하기 때문에 스핀이 발생하지 않았다. 이 때문에 그리스의 공급불량이 부분적으로 발생하고, 윤활불량을 발생하여 조기연소가 발생하는 문제가 있다.

상세히 설명하면, 도 4에 있어서, 상기 옵셋량이 0의 상태로 각 볼에 부하가 가해지면, 볼(53)은 외륜(51) 또는 내륜(52)의 회전에 따른 그 자신의 회전축으로서 베어링의 축방향에 평행한 축 R을 결정하여, 볼(53)은 궤도홈(51a 및 52a) 위에서 베어링의 축방향 중심 둘레를 선회하는 한편 스핀을 발생시키는 일이 없이 그 자신의 축 R에서 회전하여 볼(53)이 베어링의 축방향에 대해 경사진 회전축에서 회전하도록 하도록 한다. 이 때문에 그리스는 볼(53) 등의 회전에 따라서, 예를 들면 도 3의 화살표로 나타낸 바와 같이 순환하여, 궤도홈(51a)(52a)과 볼(53)이 접촉하게 되는 접촉부분 S, T, U, V로 둘러싼 볼(53)의 중앙부를 향하여 흘러가지 않게 된다. 그 결과 볼(53)의 중앙부분과, 외륜(51), 내륜(52) 및 케이지(54) 각각 사이에 그리스의 공급불량이 발생하여, 윤활불량이 발생하고 조기 연소가 이루어진다.

따라서 본 발명의 목적은 연소가 거의 발생하지 않을 정도로 열방사특성이 뛰어나고 박리가 거의 발생하지 않는 4점접촉 볼 베어링을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 궤도홈의 축방향의 중심에 대한 옵셋량이 영인 상태로 부하가 볼 각각에 가해질 때에도 윤활불량이 발생하는 것을 방지하여 베어링의 수명을 길게 할 수 있는 4점접촉 볼 베어링을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 실현하기 위해 본 발명의 제1구성특징에 따른 4점접촉 볼 베어링은, 내륜과 외륜 및 다수의 볼로 이루어지며, 상기 내륜과 외륜은 각각 궤도홈을 형성하며, 각 궤도홈은 궤도홈의 폭방향 중심의 양면에 제공된 곡률이 다른 2개의 원호부로 구성되고, 상기 다수의 볼은 상기 내륜과 외륜 사이에 배치되어 볼이 굴러갈 수 있고, 궤도홈 중 하나 이상에서 한 원호부의 곡률중심과 다른 원호부의 곡률중심이 최소한 방사방향으로 상호 변위되어 위치함으로써 각 볼에서 스핀이 발생하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2구성 특징은 제1구성 특징을 전제로 각 볼은 2개의 지점에서 내륜의 궤도홈과 접촉하고 2개의 지점에서 외륜의 궤도홈과 접촉하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제3구성 특징은 제2구성 특징을 전제로 외륜의 궤도홈의 곡률반경은 내륜의 궤도홈의 곡률반경 보다 크게 설정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제4구성 특징은 제3구성 특징을 전제로 내륜의 궤도홈의 곡률반경은 볼직경의 50.5% 내지 53.5% 범위에서 설정되고, 외륜의 궤도홈의 곡률반경은 내륜의 궤도홈의 곡률반경 보다 볼직경의 2% 내지 6% 만큼 크게 설정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제5구성 특징은 제3구성 특징을 전제로 외륜의 궤도홈의 곡률반경은 볼직경의 55% 내지 56.5% 범위에서 설정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제6구성 특징은 내륜과 외륜 및 다수의 볼로 이루어지는 4점접촉 볼베어링으로서, 상기 내륜과 외륜은 각각 궤도홈을 형성하며, 상기 다수의 볼은 상기 내륜과 외륜 사이에 배치되어 볼이 굴러갈 수 있고, 각 볼은 2지점에서 내륜의 궤도홈과 접촉하고, 2지점에서 외륜의 궤도홈과 접촉하며, 외륜의 궤도홈의 곡률반경은 볼 직경의 55% 내지 56.5% 범위에서 설정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제7구성특징은 내륜과 외륜 및 다수의 볼로 이루어지는 4점접촉 볼베어링으로서, 상기 내륜과 외륜은 각각 궤도홈을 형성하며, 상기 다수의 볼은 상기 내륜과 외륜 사이에 배치되어 볼이 굴러갈 수 있고, 각 볼은 2지점에서 내륜의 궤도홈과 접촉하고, 2지점에서 외륜의 궤도홈과 점촉하며, 내륜의 궤도홈의 곡률반경은 볼직경의 50.5% 내지 53.5% 범위로 설정되고, 외륜의 궤도홈의 곡률반경은 내륜의 궤도홈의 곡률반경 보다 볼직경의 2% 내지 6% 만큼 크게 설정되는 것을 특징으로 한다.

다음에, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 4점접촉 볼 베어링의 실시예를 나타내는 단면도이다. 본 실시예에서는, 원주방향으로 규정된 간격으로 배열되도록 다수의 볼(3)들이 내륜(1)의 궤도홈(11)과 외륜(2)의 궤도홈(12) 사이에 배치된다. 상기 볼(3)들은 케이지(5)에 의해 유지된다. 상기 외륜(2)의 축방향의 양단부에는 밀봉부재(6)가 고정되고, 이 밀봉부재(6)의 립(7)들은 내륜(1)의 축방향 양단에 형성된 공동부에 마찰접촉한다.

내륜(1)의 궤도홈(11)은 볼(3)의 중심P0을 통과하는 베어링의 반경 방향면C에서 도 1의 중앙 좌측의 좌측부분(11B)과, 상기 반경 방향면C에서 우측의 우측부분(11A)로 이루어진다. 그리고, 상기 좌측부분(11B)은 상기 볼(3)과 지점 P3에서 접촉하고, 상기 우측부분(11A)은 상기 볼(3)과 지점 P4에서 접촉하고 있다. 상기 내륜(1)의 궤도홈(11)에서, 좌측부분(11B), 우측부분(11A) 모두가 볼(3)의 직경의 52%의 곡률반경을 가지고 있다.

외륜(2)의 궤도홈(12)은 각 볼(3)의 중심P0를 통과하는 베어링 반경 방향면C의 좌측(도 1)에서의 좌측부(12B)와 반경 방향면C의 우측 상에서의 우측부(12A)를 포함한다. 좌측부(12B)는 지점P1에서 볼(3)과 접촉하고, 우측부(12B)는 지점P2에서 볼(3)과 접촉한다. 외륜(2)의 궤도홈(12)에서 좌측부(12B)와 우측부(12A)는 볼(3) 직경의 56%의 곡률반경을 가지고 있다.

이와 같이, 상기 외륜(2)의 궤도홈(12)의 좌측부분(12A) 및 우측부분(12B)의 곡률반경을 볼(3)의 직경의 56%로 하고 있으므로 상기 궤도홈(12)과 상기 볼(3)의 외면과의 사이에 큰 간극(13)이 형성된다. 즉, 상기 외륜(2)의 궤도홈(12)의 곡률반경을 상기 내륜(1)의 궤도홈(11)의 곡률반경 보다도 크게 하기 때문에 상기 간극(13)은 내륜(1)의 궤도홈(11)과 상기 볼(3)의 내면과의 사이에 발생하는 간극에 비해서 커지게 된다.

또, 볼(3)과 궤도홈(11)의 좌측부(11B) 사이의 접촉각θ2는 볼(3)과 궤도홈(11)의 우측부(11A) 사이의 접촉각과 동일하게 된다. 또, 볼(3)과 궤도홈(12)의 우측부(12A) 사이의 접촉각θ1은 볼(3)과 궤도홈(12) 좌측부(12B) 사이의 접촉각과 동일하다.

본 실시예에 따른 4점접촉 볼 베어링에 있어서는 상기 내륜의 궤도홈의 곡률반경을 볼의 직경의 56%로 설정하고 있으므로 볼(3)과 외륜(2)의 궤도홈(12) 사이 의 접촉타원이 감소하여 미끄럼마찰이 감소하며, 그 결과 미끄럼마찰에 의한 온도상승을 억제할 수 있다.

외륜(2)의 궤도홈(12)의 곡률반경이 볼(3)의 직경의 56%와 같으므로, 볼(3)과 종래의 곡률에 비해 작게 형성된 외륜(2)의 궤도홈(12) 사이에 형성된 간극(13)은 커진다. 따라서 볼(3)과 외륜(12)의 궤도홈(12) 사이의 열방사 특성이 개선되어 외륜(2)과 볼(3) 사이의 온도상승이 억제되어 외륜(2)과 볼(3) 사이의 온도상승을 감소시킬 수 있다. 이에 따라 내륜(1)에서의 온도상승도 감소할 수 있다. 특히 4점접촉 볼 베어링이 에어콘에서 풀리 베어링, 전자기 클러치 등으로 사용될 때에는, 에어콘에서 발생한 열이 압축기의 보스에서부터 내륜(1)으로 전달되므로 내륜(1)의 온도가 상승하는 경향이 있다. 그러나, 볼(3)과 외륜(2)의 궤도홈(12) 사이의 접촉영역은, 외륜(2)의 궤도홈(12)의 곡률반경이 볼(3)의 직경의 56%와 같기 때문에 작다. 즉, 외륜(2)의 궤도홈(12)의 곡률반경은 종래의 것 보다 크기 때문이다. 따라서 미끄럼마찰이 거의 발생하지 않고 또한 외륜(2)과 볼(3) 사이의 간극(13)이 커진다. 따라서, 4점접촉 볼 베어링에서의 외륜(2)의 온도가 감소하여 열이 외륜(2)측으로부터 효과적으로 방사될 수 있다. 따라서 연소가 4점접촉 볼 베어링에서 거의 발생하지 않아 볼 베어링의 수명이 길어진다.

제1실시예에 따른 4점접촉볼 베어링에서는 내륜의 궤도홈의 곡률반경이 볼의 직경의 52%로 설정된다. 즉 내륜의 궤도홈의 곡률반경이 볼의 직경의 50.5% 보다 작게 선택되지 않는다. 따라서, 내륜의 궤도홈과 볼 사이의 접촉영역은 과도하게 커지지 않는다. 그 결과, 볼과 내륜의 궤도홈 사이의 미끄럼접촉이 과도하게 강해 지지 않는다.

내륜의 궤도홈의 곡률반경이 볼의 직경의 52%로 설정된다. 즉, 내륜의 궤도홈의 곡률반경이 볼의 직경의 53.5% 보다 크지 않다. 따라서, 볼과 내륜 사이의 접촉압력이 과도하게 커지지 않으며, 그 결과 박리현상이 거의 발생하지 않는다.

외륜의 궤도홈의 곡률반경은 볼의 직경의 56%로 설정된다. 즉, 외륜의 궤도홈의 곡률반경이 내륜의 궤도홈의 곡률반경(52%와 동일) 보다 볼(3) 직경의 4% 만큼 커지므로 내륜의 궤도홈과 볼의 접촉압력이 외륜의 궤도홈과 볼(3)의 접촉압력 보다 크지 않다. 그 결과, 내륜의 궤도홈의 접촉압력이 외륜의 궤도홈의 접촉압력과 균형을 이루어 박리현상을 방지할 수 있다.

본 실시예는 외륜(2)의 궤도홈(12)의 곡률반경이 볼(3) 직경의 56%와 같게 설정된 경우를 도시하고 있지만, 외륜(2)의 궤도홈(12)의 곡률반경이 볼(3)의 직경의 55%에서부터 56.5% 범위 내에서 선정되어도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 본 실시예는 내륜(1)의 궤도홈(11)의 곡률반경을 볼(3) 직경의 52%로 설정한 경우를 도시하고 있지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 외륜(1)의 궤도홈(11)의 곡률반경을 볼(3) 직경의 51.5%로 설정할 수도 있다.

본 실시예는 내륜(1)의 궤도홈(11)의 곡률반경을 볼(3)의 직경의 52%로 설정하고 외륜(2)의 궤도홈(12)의 곡률반경을 볼(3) 직경의 56%로 설정하고 있지만 내륜(1)의 궤도홈(11)의 곡률반경을 볼(3) 직경의 50.5 내지 53.5%로 설정하고, 외륜(2)의 궤도홈(12)의 곡률반경을 내륜(1)의 궤도홈의 곡률반경 보다 볼(3)의 직경의 2% 내지 6%로 설정하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

이상 설명에서 명백한 바와 같이, 본 발명에 따른 4점접촉 볼 베어링에서는 외륜의 궤도홈의 곡률반경이 볼 직경의 55% 보다 큰 값으로 설정된다. 따라서, 볼과 외륜 사이의 접촉타원이 감소하여 볼과 외륜의 궤도홈 사이의 미끄럼접촉이 감소한다. 그 결과 미끄럼접촉에 의한 온도상승이 감소한다.

본 발명에 따른 4점접촉 볼 베어링에서는 외륜의 궤도홈의 곡률반경이 볼직경의 55% 보다 큰 값으로 설정되므로 외륜의 궤도홈과 볼 사이에 형성된 간극이 커진다. 따라서 볼과 외륜의 궤도홈의 열방사 특성이 개선되고, 외륜의 궤도홈의 온도상승이 감소할 수 있다. 본 발명에 따른 4점접촉 볼 베어링에서 외륜의 궤도홈의 곡률반경이 볼 직경의 56.5% 보다 크지 않도록 설정되어 외륜의 궤도홈과 볼 사이의 접촉압력이 과도하게 커지지 않는다. 그 결과 박리수명이 감소하는 것을 방지할 수 있다.

상기 설명에서 명백한 바와 같이, 본 발명에 따른 4점접촉 볼 베어링에서는 내륜의 궤도홈의 곡률반경이 볼 직경의 50.5% 보다 작지 않게 설정되므로 내륜의 궤도홈과 볼 사이의 접촉영역이 과도하게 커지지 않는다. 그 결과 볼과 내륜의 궤도홈 사이의 미끄럼 마찰이 과도하게 강해지지 않는다.

또, 본 발명에 따른 4점접촉 볼 베어링에서는 내륜의 궤도홈의 곡률반경이 볼직경의 53.5% 보다 크지 않게 설정되므로 볼과 내륜의 궤도홈 사이의 접촉압력이 과도하게 커지지 않는다. 그 결과 볼과 내륜의 궤도홈 사이의 접촉압력에 기인하여 박리가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 4점접촉 볼 베어링에서는 외륜의 궤도홈의 곡률반경이 내륜의 궤도홈의 곡률반경 보다 볼직경의 2% 내지 6%만큼 크게 설정되므로 볼과 내륜의 궤도홈의 접촉압력이 볼과 외륜의 궤도홈 사이의 접촉압력과 균형을 이루며, 이점은 내륜의 궤도홈의 곡률반경이 외륜의 궤도홈의 곡률반경과 같게 설정되어 접촉압력간에 불균형이 발생한 종래예와 비교되는 부분이다. 따라서 본 발명은 박리현상을 확실하게 방지할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 4점접촉 볼 베어링에서는 내륜의 궤도홈의 곡률반경이 볼직경의 50.5% 내지 53.5% 범위에서 설정되는 반면, 외륜의 궤도홈의 곡률반경이 내륜의 궤도홈의 곡률반경 보다 볼직경의 2% 내지 6% 만큼 크게 설정되므로 볼과 외륜 궤도홈 사이의 접촉타원이 작아진다. 그 결과 볼과 외륜 궤도홈 사이의 미끄럼마찰이 감소하여 미끄럼마찰에 기인한 온도상승이 감소한다.

본 발명에 따른 4점접촉 볼 베어링에서는 내륜의 궤도홈의 곡률반경이 볼직경의 50.5% 내지 53.5%이고, 외륜의 궤도홈의 곡률반경이 내륜의 궤도홈의 곡률반경 보다 볼직경의 2% 내지 6% 크게 설정된다. 외륜의 궤도홈과 볼 사이에 형성된 간극이 커진다. 그 결과 볼과 외륜 궤도홈의 열방사특성이 개선되어 외륜의 궤도홈과 볼의 온도상승을 억제할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 4점접촉 볼 베어링에서는 외륜의 궤도홈의 곡률반경이 볼 직경의 59.5%보다 크지않게 설정되므로 외륜의 궤도홈과 볼 사이의 접촉압력이 과도하게 커지지 않는다. 그 결과 박리수명이 짧아지는 것을 방지할 수 있다.

(제2실시예)

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 4점접촉 볼 베어링의 단면도를 나타낸다. 본 발명에 따른 4점접촉 볼 베어링은 궤도홈으로서 외륜(101) 및 내륜(102), 그리고 이들 외륜과 내륜 사이에 배치되어 구르는 볼(103), 케이지(104), 외륜과 내륜 사이의 링형 개구부를 밀봉하는 밀봉부재(105)를 포함한다.

외륜(101)은 궤도홈(101a)을 포함한다. 곡률이 다른 2개의 원호부(101a1)(101a2)가 궤도홈(101a)의 폭방향 (도 2의 좌우측 방향) 중심부 양측에 배치된다. 좌측원호부(101a1) 및 우측원호부(101a2)는 지점 A 및 지점 B에서 각각 각 볼(103)과 접촉한다. 유사하게 내륜(102)은 궤도홈(102a)을 갖는다. 곡률이 다른 2개의 원호부(102a1)(102a2)가 궤도홈(102a)의 폭방향 중앙부의 양측에 배치된다. 좌우측원호부(102a2)(102a1)는 지점 D, C에서 각각 각 볼(103)과 접촉한다.

궤도홈(101a)에서 원호부(101a1)(101a2)의 곡률 중심(a, b)은 볼베어링의 방사방향으로(도 2의 상하방향) 및 볼베어링의 축방향(도 2의 좌우방향)으로 서로 약간 변위되어 있다. 따라서 볼 베어링의 회전시에 각 볼(103)에서 스핀이 발생한다. 유사하게, 원호부(102a1)(102a2)의 곡률중심(c, d)이 볼 베어링의 방사방향 및 축방향으로 상호 약간 변위되어 있다. 따라서 볼 베어링의 회전시에 각 볼(103)에서 스핀이 발생한다. 즉, 전술한 바와 같이 곡률중심(a, b) 및 곡률중심(c,d)이 다르게 배치되기 때문에, 볼 베어링의 회전시에 볼(103)과 각 궤도홈(101a)(101b) 사이의 접촉상태가 축중심(궤도홈의 폭방향 중심)에 대해서 비대칭적으로 된다. 그 결과 접촉점(A,D)에서 좌측원호부(101a1)(102a2)에서부터 볼(103)에 작용하는 마찰력과 점촉점(B,C)에서 우측원호부(101a2)(102a1)에서부터 볼(103)에 작용하는 마찰력 사이에는 차이가 생성될 수 있다. 그 결과 볼(103)의 축방향이 베어링의 축방향에 대해 경사져 볼(103)에서 스핀이 발생할 수 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 예를들면, 곡률중심a, b 사이의 변위 길이L가 각 원호부(101a1)(101a2)의 곡률반경k의 0.1% 보다 크지않게 설정된다. 곡률중심들 사이의 변위길이가 전술한 바와같이 곡률반경의 0.1% 이하로 설정될 때, 베어링의 수명감소와 롤링 소음의 증대 등을 억제할 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명의 제2실시에에 따른 4점접촉 볼 베어링에서는 볼 베어링의 회전 시에 각 볼(103)에 스핀이 발생한다. 따라서, 종래 기술의 볼베어링과 다른 점은 다음과 같다. 즉, 궤도홈(101a)(102a)의 축중심에 대하여 옵셋값을 0 로 한 상태에서 볼(103)에 부하가 가해지는 경우에라도, 볼(103) 중심부와 외륜(101), 내륜(102) 및 케이지(104) 각각 사이에 그리스 공급 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 윤활류 공급불량을 방지할 수 있어 볼 베어링의 수명을 길게할 수 있다. 궤도홈(101a)(102a)의 축중심에 대해서 옵셋값을 0으로 한 상태에서 하중을 가해도 윤활류 공급불량을 방지할수 있으므로, 본 발명에 따른 4점접촉 볼 베어링은 축방향으로 길게 뻗는 긴 길이형 회전샤프트를 회전가능하게 베어링하는 용도로 사용하는 것이 바람직하다. 그 결과 본 실시예에 따른 4점접촉 볼 베어링을 긴 치수의 회전샤프트를 베어링하는 용도도 사용하는 2개의 깊은 홈 볼베어링이 사용되는 전자기 클러치와 같은 장치에서 2개의 깊은 홈 볼 베어링 대신에 사용되면, 장치의 크기감소, 공간절약, 비용절감 등의 효과를 얻을 수 있다.

전술한 바와 같이 외륜(101) 및 내륜(102)의 궤도홈(101a)(102a) 각각의 좌측원호부(101a1) (102a2)의 곡률중심(a,c), 우측원호부(101a2) (102a1)의 곡률중심(b, c)을 상호 반경방향과 축방향으로 변위시키는 구성임에도 불구하고, 본 발명은 볼의 회전시에 스핀이 각 볼(103)에 항상 발생할 수 있으면 이것에 한정되지 않는다. 즉, 예를들면, 외륜(101)의 궤도홈(101a)에서만 좌우측원호부(101a1)(101a2)의 곡률중심(a,b)이 최소한 축방향으로 상호 변위되어 각 볼에서 스핀이 발생할 수 있다. 전술한 바와같이, 좌우측원호부(101a1)(101a2)가 동일한 곡률반경k으로 형성되어 있지만 본 발명은 좌우측 원호부의 곡률반경이 상호 다르게 구성될 수도 있다. 또한 제1실시예에서 설명한 바와 같이, 외륜 궤도홈의 곡률반경을 내륜궤도홈의 곡률반경 보다 크게 설정할 수도 있다. 즉, 내륜 궤도홈의 곡률반경을 볼 직경의 50.5% 내지 53.5% 범위에서 설정하고, 외륜 궤도홈의 곡률반경을 내륜 궤도홈의 곡률반경 보다 볼직경의 2% 내지 6% 만큼 크게 설정할 수 있다. 이와는 달리 외륜 궤도홈의 곡률반경을 볼직경의 55% 내지 56.5% 범위로 설정할 수도 있다.

이상과 같이, 본발명에 제1실시예에 따르면, 볼과 외륜의 궤도홈의 열방사특성이 개선되고, 외륜의 궤도홈의 온도상승이 감소할 수 있다. 또한 외륜의 궤도홈의 곡률반경이 볼 직경을 기준으로 56.5% 보다 커지지 않게 설정되므로 외륜의 궤도홈과 볼 사이의 접촉압력이 과도하게 커지지 않는다. 그 결과 박리수명이 감소하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 제2실시예에 따르면, 4점접촉 볼 베어링에서는 궤도홈의 축중심에 대해서 옵셋값을 0으로 한 상태에서 각 볼에 부하를 가하는 경우에도 그리스 공급불량을 방지할 수 있다. 따라서 윤활류 공급불량을 방지할 수 있어 볼 베어링의 수명을 길게할 수 있다.

Claims

내륜과 외륜 및 다수의 볼로 이루어지는 4점접촉 볼베어링으로서,

상기 내륜과 외륜은 각각 궤도홈을 형성하며, 상기 궤도홈은 각각은 궤도홈의 폭방향 중심의 양측에 제공된 곡률이 다른 2개의 원호부 구성되고,

상기 다수의 볼은 상기 내륜과 외륜 사이에 배치되어 볼이 굴러갈 수 있고,

궤도홈 중 하나 이상에서 한 원호부의 곡률중심과 다른 원호부의 곡률중심이 방사방향으로 상호 변위되어 각 볼에서 스핀이 발생하며,

상기 외륜의 궤도홈의 곡률반경은 볼직경의 55% 내지 56.5% 범위에서 설정되는 것을 특징으로 하는 4점접촉 볼 베어링.
제1항에 있어서,

각 볼은 2개의 지점에서 내륜의 궤도홈과 접촉하고 다른 2개의 지점에서 외륜의 궤도홈과 접촉하는 것을 특징으로 하는 4점접촉 볼 베어링.
제2항에 있어서,

외륜의 궤도홈의 곡률반경은 내륜의 궤도홈의 곡률반경 보다 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 4점접촉 볼 베어링.
제3항에 있어서,

내륜의 궤도홈의 곡률반경은 볼직경의 50.5% 내지 53.5% 범위에서 설정되고, 외륜의 궤도홈의 곡률반경은 내륜의 궤도홈의 곡률반경 보다 볼직경의 2% 내지 6% 만큼 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 4점접촉 볼 베어링.
삭제
내륜과 외륜 및 다수의 볼로 이루어지는 4점접촉 볼베어링으로서,

상기 내륜과 외륜은 각각 궤도홈을 형성하며,

상기 다수의 볼은 상기 내륜과 외륜 사이에 배치되어 볼이 굴러갈 수 있고,

각 볼은 2지점에서 내륜의 궤도홈과 접촉하고, 다른 2지점에서 외륜의 궤도홈과 접촉하며,

외륜의 궤도홈의 곡률반경은 볼 직경의 55% 내지 56.5% 범위에서 설정되는 것을 특징으로 하는 4점접촉 볼 베어링.
내륜과 외륜 및 다수의 볼로 이루어지는 4점접촉 볼베어링으로서,

상기 내륜과 외륜은 각각 궤도홈을 형성하며,

상기 다수의 볼은 상기 내륜과 외륜 사이에 배치되어 볼이 굴러갈 수 있고, 각 볼은 2지점에서 내륜의 궤도홈과 접촉하고, 다른 2지점에서 외륜의 궤도홈과 접촉하며,

내륜의 궤도홈의 곡률반경은 볼직경의 50.5% 내지 53.5% 범위로 설정되고, 외륜의 궤도홈의 곡률반경은 볼직경의 55% 내지 56.5% 범위에서 설정되는 것을 특징으로 하는 4점접촉 볼 베어링.