KR101360590B1 - 크리이프 차단 볼베어링장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 크리이프 차단 볼베어링장치(10)는 회전 축(1)에 억지끼움된 내륜(21)과 볼(23)을 사이에 두고 하우징(30)에 헐거운 끼움된 외륜(22)으로 이루어진 볼베어링(20)과, 볼베어링(20)이 회전 축(1)의 축방향으로 이동되도록 볼베어링(20)의 외륜(22)에 폭방향으로 파여진 가이드 글루브(40)와, 하우징(30)을 관통해 가이드 글루브(40)로 위치된 픽서(60,Fixer)가 포함됨으로써 볼베어링(20)이 궤도륜 축(회전축)의 축방향 이동이 자유롭고, 동시에 픽서(60)를 통한 볼베어링(20)의 원주방향 회전 구속으로 크리이프(Creep)발생을 차단해줌으로써 하우징(30)의 손상 및 볼 베어링(20)의 이상 발열과 진동을 가져오지 않고 특히 볼 베어링(20)의 내구성 저하가 방지되는 특징을 갖는다.

Description

크리이프 차단 볼베어링장치{Creep Preventing type Ball Bearing Device}

본 발명은 볼베어링에 관한 것으로, 특히 축방향으로 이동이 자유로우면서도 볼베어링 외륜의 크리이프(Creep)발생은 방지됨으로써 내구성을 크게 개선한 크리이프 차단 볼베어링장치에 관한 것이다.

일반적으로 베어링은 궤도륜 축(회전축)을 지지하는 수단으로서, 특히 궤도륜과 볼사이에 적정한 간극이 유지되어 적정한 내구성을 확보하는 볼베어링은 내륜이 회전축에 억지 끼워 맞춤으로 고정되는 반면 외륜이 하우징에 헐거운 끼워 맞춤으로 설치된다.

이로 인해, 볼베어링 조립체에서 볼베어링은 축방향에 대한 자유로운 이동으로 조립공차가 흡수되는 특성을 갖는 반면, 외륜이 하우징에 헐거운 끼워맞춤으로 설치됨으로써 하중점이 원주방향으로 이동될 수 있다.

특히, 상기와 같이 원주방향으로 하중점이 이동될 경우, 볼베어링은 궤도륜 축 또는 하우징에 대해서 원주방향으로 위치가 벗어나는 크리이프 현상을 발생할 수밖에 없다.

통상, 발생된 크리이프는 맞춤 면을 현저하게 마모시킴으로써 하우징이 손상되고, 특히 볼 베어링 내부로 마모분이 침입함으로써 이상 발열 및 진동의 원인으로 작용한다.

국내특허공개 10-2006-0127898(2006년12월13일)

상기 특허문헌은 구름 베어링에서 진동이나 작동 음을 저감할 수 있는 기술의 예를 나타낸다.

하지만, 상기 특허문헌은 구름 베어링이 외륜과 끼워지는 별도의 탄성체를 갖추고, 모따기 형상도 탄성체와 연관된 두께 및 크기로 설정해줌으로써 베어링에 대한 설계변경이 필요할 수밖에 없다.

특히, 상기 특허문헌과 같이 별도의 탄성체로 외륜을 결합할 경우, 상기 탄성체의 피로누적에 따른 탄성 저하시 하중점의 원주방향 이동이 발생될 소지가 매우 높을 수 있고, 이러한 현상 발생 시 크리이프 현상으로 인한 문제들이 여전히 지속될 수밖에 없다.

이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명은 볼베어링이 궤도륜 축(회전축)의 축방향 이동이 자유로우면서도 볼베어링을 감싸는 하우징이 외륜을 구속해줌으로써 크리이프(Creep)발생이 근본적으로 방지되고, 하우징 손상 및 볼 베어링 이상 발열과 진동을 가져오는 크리이프(Creep)에 의한 내구성 저하가 방지되는 크리이프 차단 볼베어링장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 크리이프 차단 볼베어링장치는 회전 축에 억지끼움된 내륜과 볼을 사이에 두고 하우징에 헐거운 끼움된 외륜으로 이루어진 볼베어링과; 상기 볼베어링이 상기 회전 축의 축방향으로 이동되도록 상기 볼베어링의 외륜에 폭방향으로 파여진 가이드 글루브와; 상기 하우징을 관통해 상기 가이드 글루브로 위치된 픽서; 가 포함된 것을 특징으로 한다.

상기 픽서가 관통되는 상기 하우징의 위치는 상기 볼베어링에 작용하는 레이디얼 하중이 작용하지 않는 방향에 형성된다.

상기 가이드 글루브는 소정 깊이로 파여진 홈 형상이고, 상기 하우징에는 상기 픽서가 관통하는 관통 홀이 뚫려진다.

상기 가이드 글루브의 홈 형상은 윗면 부위가 개방된 단면이고, 상기 단면은 상기 외륜의 폭을 기준으로 할 때 폭의 윗면과 폭의 좌우 양쪽부위가 터진 단면 형상이며, 상기 픽서의 끝부위가 접촉되는 면은 직선을 이룬다.

상기 픽서의 끝부위가 접촉되는 면은 곡선을 이룬다.

상기 픽서는 원형 단면의 핀 타입으로 이루어지고, 그 끝부위가 라운딩 형상을 이룬다.

상기 픽서는 상기 하우징을 관통하고, 양쪽 끝부위가 상기 하우징에서 빠져나오며, 상기 양쪽 끝부위는 각각 상기 가이드 글루브에 위치된다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 크리이프 차단 볼베어링장치는 제1회전축에 억지끼움된 내륜과 볼을 사이에 두고 하우징에 헐거운 끼움된 외륜으로 이루어진 제1볼베어링과; 제2회전축에 억지끼움된 내륜과 볼을 사이에 두고 하우징에 헐거운 끼움된 외륜으로 이루어진 제2볼베어링과; 상기 제1볼베어링이 상기 제1회전축의 축방향으로 이동되도록 상기 제1볼베어링의 외륜에 폭방향으로 파여진 가이드 글루브와; 상기 제2볼베어링이 상기 제2회전축의 축방향으로 이동되도록 상기 제2볼베어링의 외륜에 폭방향으로 파여진 가이드 글루브와; 상기 하우징을 관통하고, 상기 하우징을 빠져나온 양쪽의 끝부위중 한쪽 끝부위가 상기 제1볼베어링의 가이드 글루브로 위치되고, 다른쪽 끝부위가 상기 제2볼베어링의 가이드 글루브로 위치된 픽서; 가 포함된 것을 특징으로 한다.

상기 하우징에는 상기 제1볼베어링 및 상기 제2볼베어링에 각각 작용하는 레이디얼 하중이 작용하지 않는 방향으로 관통홀이 뚫려 상기 픽서가 관통되고; 상기 가이드 글루브는 윗면 부위가 개방된 단면이고, 상기 단면은 상기 외륜의 폭을 기준으로 할 때 폭의 윗면과 폭의 좌우 양쪽부위가 터진 단면 형상이며, 소정 깊이로 파여진 홈 형상을 이루며; 상기 픽서는 원형 단면의 핀 타입으로 이루어지고, 그 끝부위가 라운딩 형상을 이룬다.

이러한 본 발명은 볼 베어링이 궤도륜 축(회전축)의 축방향 이동은 자유로우면서도 외륜의 구속으로 크리이프(Creep)발생은 근본적으로 방지되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 볼 베어링의 크리이프(Creep)발생이 근본적으로 방지됨으로써 하우징 손상 및 볼 베어링 이상 발열과 진동을 가져오는 크리이프(Creep)에 의한 내구성 저하가 방지되는 효과도 있다.

또한, 본 발명은 볼베어링을 감싸는 하우징이 외륜을 구속해 하중점의 원주방향 이동이 방지됨으로써, 볼베어링의 크리이프(Creep)발생 방지구조가 비교적 단순하고 간단하게 구성되는 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 크리이프 차단 볼베어링장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 크리이프 차단 볼베어링장치가 1축 회전장치에 적용된 구성예이며, 도 3은 본 발명에 따른 크리이프 차단 볼베어링장치가 2축 회전장치에 적용된 구성예이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 실시예에 따른 크리이프 차단 볼베어링장치의 구성을 나타낸다.

도 1(가)에 도시된 바와 같이, 크리이프 차단 볼베어링장치(10)는 회전 축(1)을 고정하는 내륜(21)과 볼(23)을 사이에 두고 결합된 외륜(22)으로 이루어진 볼베어링(20)과, 볼베어링(20)의 외륜(22)을 결합한 하우징(30)과, 회전 축(1)의 축방향으로 볼베어링(20)이 이동되는 경로인 가이드 글루브(40)와, 하우징(30)을 관통해 가이드 글루브(40)로 위치된 픽서(60,Fixer)로 구성된다.

상기 볼베어링(20)의 내륜(21)은 회전 축(1)과 억지끼움으로 결합되고 반면 외륜(22)은 하우징(30)에 헐거운 끼움으로 결합된다. 이로부터, 상기 볼베어링(20)은 회전 축(1)의 축방향으로는 자유로운 이동이 가능하다.

상기 하우징(30)에는 관통 홀(50)이 더 뚫려지고, 상기 관통 홀(50)로 픽서(60)가 가이드 글루브(40)까지 관통되도록 끼워진다. 이로부터, 상기 볼베어링(20)은 회전 축(1)의 축방향으로는 자유로운 이동이 가능한 반면, 볼베어링(20)의 외륜(22)은 원주방향으로 회전되는 현상이 구속됨으로써 볼베어링(20)의 크리이프(Creef)현상이 방지될 수 있다.

도 1(나)에 도시된 바와 같이, 상기 가이드 글루브(40)는 볼베어링(20)의 외륜(22)에 파여진 홈(Groove)의 형상으로 직접 형성되고, 상기 홈(Groove)은 윗면 부위가 개방된 단면이고, 상기 단면은 직선의 수평면과 이에 수직한 좌우 측면으로 이루어진다.

즉, 상기 가이드 글루브(40)는 외륜(22)의 폭을 따라 형성되며, 폭을 기준으로 할 때 폭의 윗면과 폭의 좌우 양쪽부위가 터진 단면 형상으로 이루어진다.

하지만, 상기 가이드 글루브(40)의 단면은 원호의 일부로 이루는 라운딩 면과 이에 수직한 좌우 측면으로 이루어질 수 있다.

특히, 상기 하우징(30)에 뚫린 관통홀(50)의 위치는 볼베어링(20)에 작용하는 레이디얼 하중이 작용하지 않는 방향에 형성됨으로써, 상기 관통홀(50)에 픽서(60)가 끼워져 볼베어링(20)을 구속하더라도 볼베어링(20)의 내구성 및 성능에는 영향이 미치지 않는다.

또한, 상기 픽서(60)는 소정 길이를 갖고 볼베어링(20)의 외륜(22)에서 발생되는 원주방향으로 회전을 이겨내는 충분한 강성이 확보된 재질로 이루어진다.

통상, 상기 픽서(60)는 원형 단면의 핀 타입으로 이루어지지만, 필요에 따라 다양한 단면의 핀 타입으로 이루어질 수 있다. 특히, 상기 픽서(60)의 끝부위는 라운딩 형상으로 이루어진다.

한편, 도 2는 본 발명에 따른 크리이프 차단 볼베어링장치가 1축 회전장치에 적용된 구성예를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 크리이프 차단 볼베어링장치(10)는 제1회전축(1-1)과 결합된 볼베어링(20)과, 볼베어링(20)을 감싸고 제1회전축(1-1)이 수용된 하우징(30)과, 제1회전축(1-1)의 축방향으로 볼베어링(20)을 이동시켜주도록 볼베어링(20)에 형성된 가이드 글루브(40)와, 하우징(30)을 관통해 가이드 글루브(40)로 위치됨으로써 볼베어링(20)의 원주방향 회전을 구속하는 픽서(60,Fixer)로 이루어진다.

상기 제1회전축(1-1)은 헬리컬 기어와 함께 구성된 헬리컬 기어 샤프트의 예이다.

상기 볼베어링(20)의 내륜(21)은 제1회전축(1-1)과 억지끼움으로 결합되고, 반면 외륜(22)은 하우징(30)에 헐거운 끼움으로 결합된다.

상기 픽서(60)는 하우징(30)에 뚫린 관통 홀(50)을 관통하고, 관통 홀(50)을 나온 픽서(60)의 끝부위는 볼베어링(20)의 외륜(22)에 가공된 가이드 글루브(40)의 홈으로 위치된다.

이때, 상기 픽서(60)가 관통된 하우징(30)의 위치는 볼베어링(20)에 작용하는 레이디얼 하중이 작용하지 않는 방향에 설치됨으로써, 볼베어링(20)의 내구성 및 성능에는 영향이 미치지 않는다.

그러므로, 제1회전축(1-1)이 회전되면, 볼베어링(20)의 축방향 이동은 가이드 글루브(40)를 따라 제1회전축(1-1)의 축방향으로 자유롭게 이동되고, 반면 볼베어링(20)의 원주방향 이동은 픽서(60)로 인해 저지된다.

특히, 상기 픽서(60)는 볼베어링(20)에 작용하는 레이디얼 하중이 작용하지 않는 방향에서 볼베어링(20)의 외륜(22)을 구속함으로써, 볼베어링(20)이 원주방향으로 이동되려는 힘을 지속적으로 받더라도 볼베어링(20)의 내구성 및 성능에는 영향이 미치지 않게 된다.

한편, 도 3은 본 발명에 따른 크리이프 차단 볼베어링장치가 2축 회전장치에 적용된 구성예를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 크리이프 차단 볼베어링장치(10)는 제1회전축(1-1)과 결합된 제1볼베어링(20-1)과, 제2회전축(1-2)과 결합된 제2볼베어링(20-2)으로 구성되고, 상기 제1볼베어링(20-1)과 상기 제2볼베어링(20-2)은 모두 하우징(30)을 관통한 픽서(60)를 통해 각각 고정된다.

상기 제1회전축(1-1)과 상기 제2회전축(1-2)은 헬리컬 기어와 함께 구성된 헬리컬 기어 샤프트의 예이다.

상기 제1볼베어링(20-1)은 제1회전축(1-1)과 억지끼움으로 결합된 내륜(21)과, 하우징(30)의 안쪽면에 헐거운 끼움으로 결합된 외륜(22)으로 구성되며, 상기 제2볼베어링(20-2)은 제2회전축(1-2)과 억지끼움으로 결합된 내륜(21)과, 하우징(30)의 바깥쪽면에 헐거운 끼움으로 결합된 외륜(22)으로 구성된다.

상기 픽서(60)는 하우징(30)에 뚫린 관통 홀(50)을 관통하고, 상기 관통 홀(50)을 나온 픽서(60)는 한쪽의 끝부위가 제1볼베어링(20-1)의 외륜(22)에 가공된 가이드 글루브(40)의 홈으로 위치되고, 반면 다른쪽의 끝부위가 제2볼베어링(20-2)의 외륜(22)에 가공된 가이드 글루브(40)의 홈으로 위치된다.

그러므로, 상기 픽서(60)는 1개로 이루어지더라도 제1볼베어링(20-1)의 외륜(22)과 제2볼베어링(20-2)의 외륜(22)을 동시에 구속할 수 있다.

이에 따라, 제1회전축(1-1)이 회전되면, 제1볼베어링(20-1)의 축방향 이동은 가이드 글루브(40)를 따라 제1회전축(1-1)의 축방향으로 자유롭게 이동되고, 또한 제2볼베어링(20-2)의 축방향 이동은 가이드 글루브(40)를 따라 제2회전축(1-2)의 축방향으로 자유롭게 이동될 수 있다.

반면, 제1볼베어링(20-1)의 원주방향 이동과 제2볼베어링(20-2)의 원주방향 이동은 1개의 픽서(60)로 인해 동시에 저지된다.

이러한 경우, 상기 픽서(60)는 제1볼베어링(20-1)과 제2볼베어링(20-2)에 작용하는 레이디얼 하중이 작용하지 않는 방향에서 각각의 외륜(22)을 구속함으로써, 제1볼베어링(20-1)과 제2볼베어링(20-2)이 원주방향으로 이동되려는 힘을 지속적으로 받더라도 제1볼베어링(20-1)과 제2볼베어링(20-2)의 내구성 및 성능에는 영향이 미치지 않게 된다.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 크리이프 차단 볼베어링장치(10)는 회전 축(1)에 억지끼움된 내륜(21)과 볼(23)을 사이에 두고 하우징(30)에 헐거운 끼움된 외륜(22)으로 이루어진 볼베어링(20)과, 볼베어링(20)이 회전 축(1)의 축방향으로 이동되도록 볼베어링(20)의 외륜(22)에 폭방향으로 파여진 가이드 글루브(40)와, 하우징(30)을 관통해 가이드 글루브(40)로 위치된 픽서(60,Fixer)가 포함됨으로써 볼베어링(20)이 궤도륜 축(회전축)의 축방향 이동이 자유롭고, 동시에 픽서(60)를 통한 볼베어링(20)의 원주방향 회전 구속으로 크리이프(Creep)발생을 차단해줌으로써 하우징(30)의 손상 및 볼 베어링(20)의 이상 발열과 진동을 가져오지 않고 특히 볼 베어링(20)의 내구성 저하가 방지될 수 있다.

1 : 회전 축 1-1 : 제1회전축
1-2 : 제2회전축 10 : 볼베어링장치
20 : 볼베어링 20-1 : 제1볼베어링
20-2 : 제2볼베어링 21 : 내륜
22 : 외륜 23 : 볼
30 : 하우징 40 : 가이드 글루브
50 : 관통 홀 60 : 픽서(Fixer)

Claims (9)

1. 제1회전축에 억지끼움된 내륜과 볼을 매개로 결합된 외륜의 폭방향으로 파여진 가이드 글루브가 형성된 제1볼베어링;
   제2회전축에 억지끼움된 내륜과 볼을 매개로 결합된 외륜의 폭방향으로 파여진 가이드 글루브가 형성된 제2볼베어링;
   관통홀이 뚫려지고, 내주면이 상기 제1볼베어링의 외륜과 헐거운 끼움되며, 외주면이 상기 제2볼베어링의 외륜과 헐거운 끼움된 하우징;
   상기 관통홀에 끼워져 빠져나온 양쪽의 끝부위중 한쪽 끝부위가 상기 제1볼베어링의 상기 가이드 글루브로 위치되고, 다른쪽 끝부위가 상기 제2볼베어링의 가이드 글루브로 위치된 픽서;
   가 포함된 것을 특징으로 하는 크리이프 차단 볼베어링장치.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 픽서가 관통되는 상기 하우징의 위치는 상기 제1볼베어링과 상기 제2볼베어링에 작용하는 레이디얼 하중이 작용하지 않는 방향으로 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 크리이프 차단 볼베어링장치.
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 가이드 글루브는 소정 깊이로 파여진 홈 형상이고, 상기 하우징에는 상기 픽서가 관통하는 관통 홀이 뚫려진 것을 특징으로 하는 크리이프 차단 볼베어링장치.
   
4. 청구항 3에 있어서, 상기 가이드 글루브가 상기 제1볼베어링과 상기 제2볼베어링에 각각 형성된 홈 형상은 윗면 부위가 개방된 단면이고, 상기 단면은 상기 외륜의 폭을 기준으로 할 때 폭의 윗면과 폭의 좌우 양쪽부위가 터진 단면 형상이며, 상기 픽서의 끝부위가 접촉되는 면은 직선을 이루는 것을 특징으로 하는 크리이프 차단 볼베어링장치.
   
5. 청구항 4에 있어서, 상기 픽서의 끝부위가 접촉되는 면은 곡선을 이루는 것을 특징으로 하는 크리이프 차단 볼베어링장치.
   
6. 청구항 1에 있어서, 상기 픽서는 원형 단면의 핀 타입으로 이루어지고, 그 끝부위가 라운딩 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 크리이프 차단 볼베어링장치.
   
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