KR101141009B1 - 구름 베어링 및 이것을 이용한 모터 장치 - Google Patents

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Abstract

구름 베어링(5)은, 외륜(21) 외경에 형성된 환상의 오목홈(28)에 끼워지는 탄성체(27)를 갖추고 있다. 오목홈(28)의 일측면에 형성된 모따기부(29)는 타측면에 형성된 모따기부(30)보다 크고 또 오목홈(28)의 저면으로부터의 거리가 탄성체(27) 두께의 1/2 이상으로 되어 있다.

Description

구름 베어링 및 이것을 이용한 모터 장치{ROLLING BEARING AND MOTOR DEVICE USING THE SAME}
본 발명은, 구름 베어링, 더욱 자세히는, 이것이 끼워 맞춰지는 하우징과의 사이에 탄성체를 개재시키도록 이루어진 구름 베어링 및 이것을 이용한 모터 장치에 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)성을 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 효과를 발휘하고 있다.
상기 특허문헌 1의 구름 베어링에 의하면, 외륜을 하우징에 부착할 때, O링(탄성체)이 오목홈의 개구 가장자리와 하우징의 사이에 끼워져, O링이 손상되는 경우가 있었다.
본 발명의 목적은, 진동이나 작동음을 저감할 수 있고, 더구나, 그 저감을 위해 사용되는 탄성체의 손상을 방지할 수 있는 구름 베어링 및 이러한 구름 베어 링을 사용한 모터 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명에 의한 구름 베어링은, 외륜과, 내륜과, 양륜 사이에 배치된 복수의 전동체와, 외륜 외경 및 내륜 내경 중 어느 한 쪽에 형성된 환상의 오목홈에 끼워지는 환상의 탄성체를 포함하는 구름 베어링에 있어서, 오목홈의 일측면에 형성된 모따기부와 타측면에 형성된 모따기부가 비대칭으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
비대칭으로 된 2개의 모따기부 중 큰 쪽의 모따기부는, 오목홈의 저면으로부터의 거리가 탄성체의 두께의 1/2 이상으로 되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 모터 장치는, 모터와, 모터를 수납하는 하우징과, 외륜, 내륜 및 양륜 사이에 배치된 복수의 전동체를 구비하여 모터의 회전축을 지지하는 구름 베어링을 포함하며, 구름 베어링의 외륜 외경에 형성된 환상의 오목홈에 탄성체가 끼워지는 모터 장치에 있어서, 탄성체가 끼워지는 오목홈의 일측면에 형성된 모따기부와 타측면에 형성된 모따기부가 비대칭으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
비대칭으로 된 2개의 모따기부 중 큰 쪽의 모따기부는, 오목홈의 저면으로부터의 거리가 탄성체의 두께의 1/2 이상으로 되는 것이 바람직하며, 외륜을 하우징에 끼워 넣을 때에 큰 쪽의 모따기부를 뒤로하여 끼우도록 되어 있는 것이 보다 바람직하다.
오목홈 및 탄성체는, 하나로 되는 경우도 2개로 되는 경우도 있으며, 2개인 경우는, 양방의 오목홈 및 탄성체가 상기 조건을 만족하는 것으로 된다.
탄성체는 예컨대, O링으로 되지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 그 단면 형상은 원형, 타원형, 사각형 또는 그 밖의 형상이라도 좋다.
탄성체가 O링인 경우, 그 두께는 O링의 선 직경이며, 모따기부의 내경≥O링의 중심 직경이 된다. 탄성체가 원형 이외의 단면 형상인 경우에는, 탄성체의 두께=(탄성체의 외경-탄성체의 내경)/2로 구해지며, 모따기부까지의 오목홈의 저면에서부터의 거리가 탄성체의 두께의 1/2 이상이라는 것은, 모따기부의 내경≥(탄성체의 외경+탄성체의 내경)/2=탄성체의 중심 직경이라는 것과 동일한 것이다.
한 쪽의 모따기부가 다른 쪽의 모따기부보다 크다는 것은, 한 쪽의 모따기부의 중심값이 A이고 그 제조 오차가 a, 다른 쪽의 모따기부의 중심값이 B이고 그 제조 오차가 b인 경우에, (B-b) ＞ (A+a)인 것을 의미한다.
구름 베어링을 하우징에 부착함에 있어서는, 모따기부가 작은 쪽이 하우징에 가까운 측으로 된다. 탄성체는, 하우징으로부터 조립 방향과 역방향의 힘을 받지만, 모따기량이 큰 만큼, 비교적 크게 변형하는 것이 가능하여, 오목홈의 개구 가장자리부에 압박되는 힘이 완화된다. 그리고, 큰 쪽의 모따기부의 오목홈의 저면으로부터의 거리가 탄성체의 두께의 1/2 이상으로 되어 있는 것은, 탄성체가 대소 어느 쪽의 모따기부에 압박된 경우라도, 오목홈의 측면에서 받아내어져, 그 축 방향의 이동이 저지된다.
본 발명의 구름 베어링에 의하면, 하우징에 부착함에 있어서는, 모따기부가 작은 쪽이 하우징에 가까운 측으로 된다. 그리고, 탄성체는, 하우징으로부터 조립 방향과 역방향의 힘을 받지만, 탄성체가 모따기 부분에서 변형함으로써, 오목홈의 개구 가장자리부에 압박되는 힘이 완화되기 때문에, 탄성체가 손상되는 것이 방지된다. 큰 쪽의 모따기부의 오목홈의 저면으로부터의 거리가 탄성체의 두께의 1/2이상으로 되어 있는 경우에는, 탄성체는, 대소 어느 쪽의 모따기부에 압박된 경우라도, 오목홈의 측면에서 받아내어져, 그 축 방향의 이동이 저지되기 때문에, 오목홈으로부터 빠지는 것이 확실하게 방지된다.
본 발명의 모터 장치에 의하면, 구름 베어링을 하우징에 부착할 때에 있어서, 큰 쪽의 모따기부를 뒤로하여 끼우도록 되어 있다. 탄성체는, 하우징으로부터 조립 방향과 역방향의 힘을 받지만, 탄성체가 모따기 부분에서 변형함으로써, 오목홈의 개구 돌기부에 압박되는 힘이 완화되기 때문에, 탄성체가 손상되는 것이 방지되고, 이에 따라, 모터 장치의 조립 공정에서의 트러블을 대폭 저감할 수 있어, 조립 효율을 향상시킬 수 있다. 큰 쪽의 모따기부의 오목홈의 저면으로부터의 거리가 탄성체 두께의 1/2 이상으로 되어 있는 경우에는, 탄성체는, 대소 어느 쪽의 모따기부에 압박된 경우라도, 오목홈의 측면에서 받아내어져, 그 축 방향의 이동이 저지되기 때문에, 오목홈으로부터 빠지는 것이 확실하게 방지되어, 모터 장치의 조립 공정에서의 조립 효율을 보다 한층 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 모터 장치의 실시 형태를 도시하는 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 구름 베어링의 실시 형태를 도시하는 상반부의 종단면도이다.
도 3은 도 2의 주요부를 도시하는 확대 종단면도이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 관해서 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 좌우는 도면의 좌우를 말하는 것으로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 모터 장치를 나타내고, 도 2는 본 발명에 의한 구름 베어링을 확대하여 나타내고, 도 3은 구름 베어링의 주요부를 더욱 확대하여 나타내고 있다.
모터 장치(1)는 전동 파워 스티어링 장치에서 사용되는 것으로서, 모터(2)와, 모터(2)를 수납하는 하우징(3)과, 모터(2)의 회전축(15)의 좌우 단부를 각각 지지하는 좌우의 구름 베어링(4, 5)을 구비하고 있다.
하우징(3)은 좌단이 개구된 바닥을 지닌 원통형으로서, 바닥부에 작은 지름의 원통형 베어링 지지부(12)가 형성된 요크(11)와, 요크(11)의 좌단 개구를 막는 엔드 플레이트(13)를 갖고 있다.
모터(2)는 요크(11)의 내주면에 설치된 영구 자석(14)과, 하우징(3) 내에 회전이 자유롭게 설치된 회전축(15)과, 회전축(15)에 고정된 아마츄어(16)와, 회전축(15)의 좌단부에 고정된 정류자(17)와, 탄성 부재(19)에 압박되어 정류자(17)의 표면에 맞닿게 되어 있는 브러시(18)를 갖고 있다.
좌우의 구름 베어링(4, 5) 중, 좌측의 구름 베어링(4)은 일반적인 볼 베어링으로서, 외륜(31)이 엔드 플레이트(13)의 내경에 지지되고, 내륜(32)이 회전축(15)에 고정되어 있으며, 우측의 구름 베어링(5)은 내(耐)크리프성을 향상시킨 구름 베 어링으로서, O링(27)이 설치된 외륜(21)이 요크(11)의 베어링 지지부(12)에 지지되고, 내륜(22)이 회전축(15)에 고정되어 있다. 상기 모터 장치(1)에 의하면, 요크(11)는 드로잉 가공으로 성형되어 있어, 베어링 지지부(12)의 정밀도가 절삭 가공에 비교해 뒤떨어지므로, 우측의 구름 베어링(5)의 외륜(21)과 베어링 지지부(12)와의 사이에 간극이 생기기 쉬워, 이 경우에 양자가 떨어졌다 접촉하였다 함으로써, 진동이나 작동음이 발생한다고 하는 문제가 있고, 그래서, 우측의 구름 베어링(5)이 내크리프성 향상품으로 되어 있다.
우측의 구름 베어링(5)은 도 2에 도시한 바와 같이, 외륜(21), 내륜(22), 양륜(21, 22) 사이에 배치된 복수의 볼(23), 볼(23)을 유지하는 리테이너(24), 양륜(21, 22)의 좌우 단부에 형성된 시일(25, 26), 및 외륜(21)의 외경에 형성된 환상의 오목홈(28)에 끼워진 탄성체로서의 O링(27)을 갖고 있다.
O링(27)의 경도는, Hs 60～75이며, 또한, O링(27)의 오목홈(28)으로부터의 돌출량은 O링(27)의 지름의 4～40%로 설정된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 오목홈(28)의 좌측면에 형성된 모따기부(큰 모따기부)(29)는 우측면에 형성된 모따기부(작은 모따기부)(30)보다 크고 또한 오목홈(28)의 저면으로부터의 거리(D)가 O링(24)의 선 직경(두께)의 1/2(도면에 W로 나타냄) 이상으로 되어 있다.
상기 구름 베어링(5)을 모터 장치(1)의 하우징(2)에 부착함에 있어서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 큰 모따기부(29)가 베어링 지지부(12)에서부터 먼 측, 작은 모따기부(30)가 베어링 지지부(12)에 가까운 측으로 된다. 이 부착시에는, O링 (27)은 베어링 지지부(12)로부터 좌향(조립 방향과 역방향)의 힘을 받지만, 큰 모따기부(29)의 모따기량이 크기 때문에, 비교적 크게 변형하는 것이 가능하여, 손상이 방지된다. 또한, D≥W이기 때문에, O링(27)이 오목홈(28)으로부터 빠지는 일은 없다.
또, O링(27) 대신에, 여러 가지 형상의 환상의 탄성체가 사용 가능하며, 이 경우의 W(두께의 1/2)는 (탄성체의 외경-탄성체의 내경)/4로 구할 수 있다.
오목홈(28)의 가공은, 성형 바이트의 형상을 좌우 비대칭형으로 함으로써, 1개의 성형 바이트에 의해 행하는 것이 가능하며, 좌우 대칭으로 모따기된 오목홈에 비해서 가공의 시간이 증가하는 일은 없다. 한편, 좌우 대칭으로 모따기된 오목홈에 R 가공 등의 추가 가공을 실시하여, 상기 조건을 만족하는 오목홈을 가공하는 것도 가능하다.
본 발명의 구름 베어링 및 모터 장치에 의하면, 구름 베어링을 하우징에 부착할 때에 있어서, 탄성체가 손상되는 것이 방지되고, 이에 따라, 조립 공정에서의 트러블을 대폭 저감하는 것이 가능한 모터 장치를 제공할 수 있다.

Claims (5)

  1. 외륜과, 내륜과, 양륜 사이에 배치된 복수의 전동체와, 외륜 외경 및 내륜 내경 중 어느 한 쪽에 형성된 환상의 오목홈에 끼워지는 환상의 탄성체를 포함하는 구름 베어링에 있어서,
    환상의 탄성체가 단면이 원형인 O링으로 되고,
    오목홈의 일측면에 형성된 모따기부와 타측면에 형성된 모따기부 중 어느 하나의 모따기부의 모따기량이 다른 하나의 모따기부의 모따기량보다 크며,
    상기 모따기부 중 모따기량이 큰 모따기부는, 오목홈의 저면으로부터 모따기부 하단까지의 거리가 탄성체 두께의 1/2 이상으로 되는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
  2. 삭제
  3. 모터와, 모터를 수납하는 하우징과, 외륜, 내륜 및 양륜 사이에 배치된 복수의 전동체를 구비하여 모터의 회전축을 지지하는 구름 베어링을 포함하고, 구름 베어링의 외륜 외경에 형성된 환상의 오목홈에 환상의 탄성체가 끼워지는 모터 장치에 있어서,
    환상의 탄성체가 단면이 원형인 O링으로 되고,
    탄성체가 끼워지는 오목홈의 일측면에 형성된 모따기부와 타측면에 형성된 모따기부 중 어느 하나의 모따기부의 모따기량이 다른 하나의 모따기부의 모따기량보다 크며,
    상기 모따기부 중 모따기량이 큰 모따기부는, 오목홈의 저면으로부터 모따기부 하단까지의 거리가 탄성체 두께의 1/2 이상으로 되는 것을 특징으로 하는 모터 장치.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서, 외륜을 하우징에 끼워 넣을 때에, 상기 모따기부 중 모따기량이 큰 모따기부를 뒤로하여 끼우도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 모터 장치.
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