KR100951961B1

KR100951961B1 - 방진베어링

Info

Publication number: KR100951961B1
Application number: KR1020100005813A
Authority: KR
Inventors: 김두봉
Original assignee: 김두봉
Priority date: 2010-01-22
Filing date: 2010-01-22
Publication date: 2010-04-09

Abstract

본 발명은 통상적으로 회전작동하는 회전기계 사용되는 방진베어링에 관한 것으로, 내부에 회전축이 결합되도록 중공형으로 돌출형성되며 일측으로는 관통결합홀을 형성한 내륜과, 볼을 사이에 두고 상기 내륜과 결합되며 외측으로는 제1결합홈을 구성한 외륜으로 구성된 볼베어링과; 상기 볼베어링의 내륜에 구성된 관통결합홀에 결합되어 회전축을 고정지지하는 잠금나사; 내부에는 볼베어링이 끼워지는 삽입홀이 구성되며, 상기 삽입홀의 내측으로는 제2결합홈이 형성된 케이스; 일측으로 상기 볼베어링의 제1결합홈에 결합되는 제1탄성결합부를 구성하고, 타측으로는 상기 케이스의 제2결합홈에 결합되는 제2탄성결합부를 구성하며, 상기 제1, 2탄성결합부의 사이를 수직으로 연결하는 연결부로 구성되되, 상기 제1탄성결합부에는 제1분리홈이 등 간격으로 형성되고, 제2탄성결합부에는 제2분리홈이 등 간격으로 형성된 판스프링;으로 구성된다.
또한, 본 발명의 방진베어링을 이용하면, 일측이 볼베어링의 외륜에 끼우져 고정되고, 타측이 케이스의 내면에 끼워져 고정되는 판스프링에 의해 볼베어링의 자유회전에 따른 진동을 외부로 전달하지 않을 수 있는 장점이 있으며, 또한, 볼베어링의 외륜에 결합되는 판스프링이 끝단이 연결부가 형성된 방향으로 굽혀져 형성됨과 동시에 볼베어링과 케이스 설치됨으로써 연결부가 제1, 2탄성결합부를 수직으로 연결함으로 인해 볼베어링을 견고하게 결합설치할 수 있을 뿐만 아니라, 볼베어링의 축 방향 움직임이 전혀 발생하지 않게 되며, 이에 따라 충격 발생시에도 회전축에서 발생하는 진동을 외부로 전달하지 않을 수 있는 장점이 있다.

Description

방진베어링{BEARING FOR VIBRATION ISOLATOR}

본 발명은 방진베어링에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 일측이 볼베어링의 외륜에 끼우져 고정되고, 타측이 케이스의 내면에 끼워져 고정되는 판스프링에 의해 볼베어링의 자유회전에 따른 진동을 외부로 전달하지 않을 수 있는 장점이 있으며, 또한, 볼베어링의 외륜에 결합되는 판스프링이 끝단이 연결부가 형성된 방향으로 굽혀져 형성됨과 동시에 볼베어링과 케이스 설치됨으로써 연결부가 제1, 2탄성결합부를 수직으로 연결함으로 인해 볼베어링을 견고하게 결합설치할 수 있을 뿐만 아니라, 볼베어링의 축 방향 움직임이 전혀 발생하지 않게 되며, 이에 따라 충격 발생시에도 회전축에서 발생하는 진동을 외부로 전달하지 않을 수 있는 방진베어링에 관한 것이다.

일반적으로, 방진장치라 하면, 기계장치를 가동함에 있어서 발생되는 진동이 주변장치나 지반으로 전달되는 것을 차단하여 진동으로 인한 피해를 최소화하고, 진동요소가 자유진동을 하여 주변장치와의 충격이 발생하지 않도록 하는 장치로서, 주로 베어링이 설치된 회전기계에 장착되어 사용된다.

그리고, 상기와 같은 베어링(101)이 설치된 회전기계는 회전체(102)의 편심에 의하여 발생되는 진동이 베어링(101)을 경유하여 베어링(101)을 지지하고 있는 고정프레임(103)에 전달되도록 되어 있었으며, 이와 같은 고정프레임(103)의 진동에 의한 충격을 완화하고자 상기 고정프레임(103)에 방진스프링(104)이나 방진판(105)과 같이 탄성력이 있는 방진장치를 부착하여 사용하고 되고 있다.

그러나, 전술한 바와 같은 종래의 회전기계는 고정프레임(103)의 중량이 크고 회전축에 대하여 비 대칭형상으로 형성되기 때문에 고정프레임(103)이 회전체(102)의 진동에 종속적으로 진동하지 않을 뿐만 아니라, 회전체(102)의 진동과 고정프레임의 진동이 상호 간섭하기 때문에 진동파형이 변조되어 진폭이 커지게 되며, 이에 따라 회전체(102)와 고정프레임(103) 간의 상호 충격이 발생되는 폐단이 있었다.

한편으로는, 공개특허 "10-2007-79673"과 같은 변속기의 베어링 지지시스템이 개발되기도 하였으며, 이와 같은 변속기의 베어링 지지시스템은 베어링에 맞닿아 탄력적으로 지지하는 판스프링(121)에 의해 베어링에서 발생하는 진동을 저감시키는 구조로 되어 있다.

그러나, 상기와 같은 변속기의 베어링 지지시스템은 볼록하게 굴곡된 판스프링(121)이 베어링(122)과 변속기케이스(123) 사이에 구성되어 베어링(122)의 외륜과 맞닿는 구성으로 형성되어 있기 때문에 베어링(122)의 완전한 고정이 이루어지지 않았을 뿐만 아니라, 이에 따라 축(124)의 고속회전이나, 회전속도의 변경 등에 따라 발생하는 큰 하중이나 충격에 의해 베어링(122)이 축 방향으로 움직이게 되는 경우가 발생하였으며, 결국, 축(124)의 회전에 따라 발생하는 베어링(124)의 진동을 판스프링(121)이 제대로 저감시키지 못하게 되어 외부로 진동이 전달되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방진 베어링은 내부에 회전축이 결합되도록 중공형으로 돌출형성되며 일측으로는 관통결합홀을 형성한 내륜과, 볼을 사이에 두고 상기 내륜과 결합되며 외측으로는 제1결합홈을 구성한 외륜으로 구성된 볼베어링과; 상기 볼베어링의 내륜에 구성된 관통결합홀에 결합되어 회전축을 고정지지하는 잠금나사; 내부에는 볼베어링이 끼워지는 삽입홀이 구성되며, 상기 삽입홀의 내측으로는 제2결합홈이 형성된 케이스; 일측으로 상기 볼베어링의 제1결합홈에 결합되는 제1탄성결합부를 구성하고, 타측으로는 상기 케이스의 제2결합홈에 결합되는 제2탄성결합부를 구성하며, 상기 제1, 2탄성결합부의 사이를 수직으로 연결하는 연결부로 구성되되, 상기 제1탄성결합부에는 제1분리홈이 등 간격으로 형성되고, 제2탄성결합부에는 제2분리홈이 등 간격으로 형성된 판스프링;으로 구성된 것에 특징이 있다.

본 발명의 방진베어링은 일측이 볼베어링의 외륜에 끼우져 고정되고, 타측이 케이스의 내면에 끼워져 고정되는 판스프링에 의해 볼베어링의 자유회전에 따른 진동을 외부로 전달하지 않을 수 있는 장점이 있다.

또한, 볼베어링의 외륜에 결합되는 판스프링이 끝단이 연결부가 형성된 방향으로 굽혀져 형성됨과 동시에 볼베어링과 케이스 설치됨으로써 연결부가 제1, 2탄성결합부를 수직으로 연결함으로 인해 볼베어링을 견고하게 결합설치할 수 있을 뿐만 아니라, 볼베어링의 축 방향 움직임이 전혀 발생하지 않게 되며, 이에 따라 충격 발생시에도 회전축에서 발생하는 진동을 외부로 전달하지 않을 수 있는 유용한 발명이다.

도 1은 종래의 방진장치가 설치된 회전기계를 도시한 정면도.
도 2는 종래의 방진베어링을 도시한 정단면도.
도 3은 본 발명의 방진베어링이 설치된 회전기계를 도시한 정단면도.
도 4는 본 발명의 방진베어링을 도시한 저단면도.
도 5는 도 4의 방진베어링의 분리단면도.
도 6은 본 발명의 방진베어링을 도시한 정단면도.
도 7은 본 발명의 판스프링을 도시한 정단면도.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명은 통상적으로 회전작동하는 회전기계(9)에 사용되는 방진베어링(50)에 관한 것으로, 볼베어링(10)과, 잠금나사(20)와, 케이스(30)와, 판스프링(40)으로 구성된다.

여기서, 회전기계(9)라 하면, 지면에 설치되는 고정프레임(3)과, 상기 고정프레임(3)의 상부에 설치되는 방진베어링(50)과, 상기 방진베어링(50)의 내부에 결합되며 회전체(2)가 연결된 회전축(1)으로 구성되는 통상의 기계장치이며, 상기 회전체(2)는 모터(4)의 구동에 따라 작동하는 벨트풀리와 같은 동력전달장치(5)에 의해 회전되도록 구성될 것이다.

먼저, 볼베어링(10)은 통상적으로 사용되는 볼베어링에 구성을 추가하여 형성된 것으로, 내부에 회전축(1)이 결합되도록 중공형으로 돌출형성되어 있으며, 일측으로는 관통결합홀(11)을 형성한 내륜(12)을 구성한 것에 특징이 있다.

그리고, 볼베어링(10)은 볼(13)을 사이에 두고 상기 내륜(12)과 결합되는 외륜(15)이 구성되는데, 이때 상기 외륜(15)의 외측으로는 제1결합홈(14)이 구성된 것에 특징이 있다.

또한, 잠금나사(20)는 상기 내륜(12)에 구성된 관통결합홀(11)에 결합되는 것으로, 상기 내륜(12)의 중공부에 끼워진 회전축(1)을 고정지지하는 작용을 하며, 이로써 모터(4)와 동력전달장치(5)의 작동에 따라 회전하는 회전체(2)와 상기 회전체(2)의 중심축인 회전축(1)의 회전에 따른 마찰발생을 상기 볼베어링(10)이 감소시키는 작동을 한다.

또한, 케이스(30)는 지면에 설치되는 고정프레임(1)의 상부에 설치되는 것으로, 내부에는 볼베어링(10)이 끼워지는 삽입홀(31)이 구성된 것에 특징이 있다.

그리고, 이때 상기 삽입홀(31)은 상기 볼베어링(10)보다 조금 크게 형성하여 여유공간을 형성함으로써, 판스프링(40)의 용이한 작동이 이루어지도록 하는 것이 바람직하며, 상기 삽입홀(31)의 내측으로는 판스프링(40)이 끼워지는 제2결합홈(32)이 형성된 것에 특징이 있다.

또한, 판스프링(40)은 일측으로 상기 볼베어링(10)의 제1결합홈(14)에 결합되는 제1탄성결합부(41)를 구성하고, 타측으로는 상기 케이스(30)의 제2결합홈(32)에 결합되는 제2탄성결합부(42)를 구성하고 있으며, 상기 제1탄성결합부(41)와 제2탄성결합부(42) 사이에는 제1, 2탄성결합부(41, 42)를 연결하는 연결부(43)가 구성된 것에 특징이 있다. 그리고, 이때의 상기 연결부(43)는 볼베어링(10)과 케이스(30) 사이에 설치됨으로써 제1, 2탄성결합부(41, 42)를 수직으로, 즉, 회전축(1) 방향으로 연결하는 것에 특징이 있다.

아울러, 상기 판스프링(40)의 탄성력을 높여 진동의 저감을 보다 효과적으로 할 수 있도록 상기 제1탄성결합부(41)에는 제1분리홈(44)이 등 간격으로 형성하고, 제2탄성결합부(42)에는 제2분리홈(45)을 등 간격으로 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 판스프링(40)에 구성된 제1탄성결합부(41)의 끝단은 볼베어링(10)의 견고한 설치는 물론, 진동의 흡수를 용이하게 할 수 있도록 연결부(43)가 구성된 방향으로 굽혀서 형성하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성에 따른 작용을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 방진베어링(50)이 설치된 회전기계(9)를 수평조절수단(6)을 이용하여 고정프레임(5)의 수평을 맞춘다.

그 후, 작업자의 조작으로 모터(4)를 구동시키면 벨트풀리와 같은 동력전달장치(5)에 의해 회전체(2)와 상기 회전체(2)의 중심축인 회전축(1)이 회전운동하게 되는데, 이때 볼베어링(10)의 내륜(12)에 결합구성된 잠금나사(20)가 상기 회전축(1)을 고정결합하고 있기 때문에 상기 볼베어링(10)이 회전축(1)의 회전에 따른 마찰발생을 감소시키는 작용을 한다.

또한, 상기 회전체(2)와 회전축(1)이 회전을 할 때에는 상기 회전체(2)의 편심값에 따라 회전체(2)가 자유진동하면서 진폭이 발생하게 되는데, 본 발명에서는 상기 회전축(1)의 회전시 마찰 발생이 없도록 회전축(1)을 고정지지하는 볼베어링(10)과 케이스(30) 사이에 결합구성되는 판스프링(40)에 의해 상기 회전축(1)을 통해 전달되는 진폭이 외부로 전달되지 않도록 흡수할 수 있게 된다.

따라서, 회전에 따라 발생하는 진폭이 회전체(2)의 편심값 이상으로 증폭되는 현상이 없을 뿐만 아니라, 이로써 볼베어링(10)에 무리한 힘이 가하여지지 않아 발열 현상이 발생하지 않음은 물론, 볼베어링(10)의 수명이 연장되는 장점이 있으며, 고정프레임(3)으로 진동이 전달되지 않기 때문에 진동으로 인한 고정프레임(3)의 떨림이 없고, 파손이 방지되게 된다.

이하에서는 판스프링의 작용에 대해 좀 더 상세히 설명한다.

먼저, 볼베어링(10)을 통해 진동이 전해지면, 판스프링(40)의 제1탄성결합부(41)를 통해 전해진 진동이 제1, 2탄성결합부(41, 42) 사이에 구성된 연결부(43)에 의해 상쇄되게 된다. 이는 상기 연결부(43)가 전달되는 진동에 따라 탄력적으로 움직임으로써 상기 볼베어링(10)의 내륜(12)과 외륜(15)이 회전축(1)에 종속적으로 진동할 수 있기 때문에 그러한 것이다.

따라서, 볼베어링(10)에 의해 상기 회전축(1)과 회전체(2)는 진동원인에 따른 자유진동을 그대로 유지할 수 있게 되며, 그 진동이 주변장치로 전달되는 것이 차단되게 되어 진동에 따른 피해를 최소화할 수 있게 된다.

또한, 고속회전이나, 갑작스런 회전속도의 변경 및 외부적인 요인에 의한 충격이 발생하였을 시에도 볼베어링(10)의 외측인 제1결합홈(14)에 결합되는 제1탄성결합부(41)와, 케이스(30)의 내측인 제2결합홈(32)에 결합되는 제2탄성결합부(42)와, 상기 볼베어링(10)과 케이스(30) 사이에 설치됨으로써 상기 제1, 2탄성결합부(41, 42)를 수직으로 연결하는 연결부(43)에 의해 볼베어링(10)의 수직이동이 발생하지 않게 된다.

즉, 볼베어링(10)이 판스프링(40)에 의해 고정설치되어 있을 뿐만 아니라, 연결부(43)가 수직으로 연결되어 탄성력을 발휘하지 않기 때문에 볼베어링(10)의 움직임이 발생하지 않게 되는 것이다.

아울러, 판스프링(40)의 고정에서 있어서, 상기 판스프링(40)의 제1탄성결합부(41)가 연결부(43)가 구성된 방향으로 굽혀져 형성되어 있기 때문에 더욱 강한 내구성을 가지고 있으며, 이로써 볼베어링(10)의 견고한 고정설치를 더욱 확실하게 할 수 있게 된다.

전술한 바와 같이 본 발명의 방진베어링(50)을 이용하면 회전기계에 별도의 방진장치를 설치하지 않아도 진동을 외부로 전달하지 않을 수 있을 뿐만 아니라, 충격 발생시에도 방진작용과 볼베어링작용을 원활하게 이룰 수 있을 것이다.

1 : 회전축 2 : 회전체
3 : 고정프레임 4 : 모터
5 : 동력전달장치 6 : 수평조절수단
10 : 볼베어링 11 : 관통결합홈
12 : 내륜 13 : 볼베어링
14 : 제1결합홈 15 : 외륜
20 : 잠금나사 30 : 케이스
31 : 삽입홀 32 : 제2결함홈
40 : 판스프링 41 : 제1탄성결합부
42 : 제2탄성결합부 43 : 연결부
44 : 제1분리홈 45 : 제2분리홈
50 : 방진베어링

Claims

내부에 회전축(1)이 결합되도록 중공형으로 돌출형성되며 일측으로는 관통결합홀(11)을 형성한 내륜(12)과, 볼(13)을 사이에 두고 상기 내륜(12)과 결합되며 외측으로는 제1결합홈(14)을 구성한 외륜(15)으로 구성된 볼베어링(10)과;
상기 볼베어링(10)의 내륜(12)에 구성된 관통결합홀(11)에 결합되어 회전축(3)을 고정지지하는 잠금나사(20);
내부에는 볼베어링(10)이 끼워지는 삽입홀(31)이 구성되며, 상기 삽입홀(31)의 내측으로는 제2결합홈(32)이 형성된 케이스(30);
일측으로 상기 볼베어링(10)의 제1결합홈(14)에 결합되는 제1탄성결합부(41)를 구성하고, 타측으로는 상기 케이스(30)의 제2결합홈(32)에 결합되는 제2탄성결합부(42)를 구성하며, 상기 볼베어링(10)과 케이스(30) 사이에 설치되어 제1, 2탄성결합부(41, 42)의 사이를 수직으로 연결하는 연결부(43)로 구성되되, 상기 제1탄성결합부(41)에는 제1분리홈(44)이 등 간격으로 형성되고, 제2탄성결합부(42)에는 제2분리홈(45)이 등 간격으로 형성된 판스프링(40);으로 구성된 것에 특징이 있는 방진베어링.
제 1항에 있어서, 상기 판스프링(40)에 구성된 제1탄성결합부(41)의 끝단은 볼베어링(10)의 견고한 설치는 물론, 진동의 흡수를 용이하게 할 수 있도록 연결부(43)가 구성된 방향으로 굽혀져 형성된 것에 특징이 있는 방진베어링.