KR101361868B1 - 볼 베어링 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축의 외주면에 결합되는 내륜; 상기 내륜의 외측에 설치되고 양단부의 내주면을 따라 조립홈이 형성된 외륜; 및 상단부가 상기 외륜의 조립홈 형상으로 외향 절곡되어 상기 외륜의 조립홈에 끼움결합되고 하단부가 상기 내륜의 외주면에 접촉되지 않게 설치되는 시일드와, 상기 시일드의 내면에 부착되고 하단부가 내륜의 외주면과 접촉되는 복수의 립으로 이루어진 시일로 구성된 시일링부재;를 포함하며, 상기 시일드의 하단부와 내륜의 외주면에는 이물질이 침입되는 것을 방지하기 위한 중첩부를 갖는 것을 특징으로 하는 볼 베어링 유닛을 제공한다.
본 발명의 볼 베어링 유닛에 따르면, 시일드의 상단부가 외륜의 조립홈에 삽입되어 외륜과 시일드의 중첩구간이 형성됨으로써 외륜과 시일드 사이로 이물질이 침투되는 것을 효과적으로 차단할 수 있고, 시일드의 하단부와 내륜 간의 중첩부를 형성함으로써 내륜과 시일드 사이로 이물질이 침투되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.

Description

볼 베어링 유닛{Ball Bearing Units}

본 발명은 볼 베어링 유닛에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 베어링 내부로의 이물질 침입을 보다 효율적으로 방지하여 베어링의 정격 수명을 연장시킬 수 있는 볼 베어링 유닛에 관한 것이다.

일반적으로 볼 베어링 유닛은 그리스(grease)를 봉입하여 완전 밀봉된 단열 깊은 홈형 베어링과 각종 형상의 하우징을 결합한 것으로, 설치, 교환 및 재급유가 간단하기 때문에 산업 전반적으로 사용 범위가 넓다.

또한, 볼 베어링 유닛은 베어링과 하우징의 결합면이 구면이여서 자동조심기능이 있고, 축과 체결이 용이하며, 유지관리가 용이하고 우수한 밀봉력을 갖는 장점이 있다.

도 1, 도 2에 도시된 바와 같이 볼 베어링 유닛은 내륜(10)과, 내륜(10)을 감싸면서 하중을 지지하는 외륜(20)과, 내륜(10)과 외륜(20) 사이에 개재되는 복수의 볼(30)과, 볼(30)을 적당한 간격으로 유지시켜 주는 리테이너(40)와, 볼(30)이 개재되는 내외륜 사이의 공간을 외부와 차단하여 베어링 내부로 이물질이 침입하는 것을 방지하는 시일링부재(50)를 포함한다.

여기서, 시일링부재(50)는 베어링의 내부에 이물질이 침투되거나 그리스가 누출되면 베어링이 빠르게 파손되고 수명이 단축되기 때문에 베어링 내부로 이물질이 침투되는 것을 방지하고 그리스의 누출을 방지하여 베어링의 수명을 연장할 목적으로 설치된다.

이러한 시일링부재(50)는 크게 접촉방식과 비접촉방식으로 구분할 수 있다.

비접촉방식은 마찰저항이 적고 고속회전에 유리하나 밀봉효과가 떨어지는 단점이 있으며, 접속방식은 고속회전에는 불리하나 밀봉효과가 좋다. 따라서, 사용조건 및 목적에 따라 적절한 밀봉방식을 선택하여 사용하여야 한다.

접촉방식은 미로(labyrinth)방식, 단순시일(shield rubber seal)방식, 삼중립 고무시일(shield triple rubber seal)방식으로 이루어진다.

여기서, 삼중립 고무시일(shield triple rubber seal)방식은 고무시일(seal)(51)과 시일드(shield)(53)를 일체화시킨 것으로, 고무시일의 립(52)이 삼중으로 되어 있으며 립 (52)사이에 그리스가 채워져 있어 밀봉효과를 증대시킨다. 또한, 분진, 수분, 가스 등의 가혹한 환경조건에서도 이물질의 침입방지의 효과가 탁월하다.

그러나, 종래의 삼중립 고무시일은 시일드(53)의 상단부가 조립홈(21)이 형성된 외륜(20)의 내경에 단순 밀착되고, 시일드(53)의 하단부가 내륜(10)과의 마찰력이 발생되지 않도록 내륜(10)의 궤도면으로부터 이격되어 있으며, 내륜(10)과의 이격된 공간을 시일드(53)의 내면에 부착된 시일(51)의 삼중립(52)이 차단하여 이물질의 침입을 방지하는 구조로 되어 있으므로 외륜(20)의 조립홈(21) 가공시 조립홈(21) 정밀도의 불균형이 발생되거나, 내륜(10)이 변형되거나, 삼중시일립의 조립시 틈새가 발생되는 경우에 삼중시일립의 상단부와 하단부를 통해 외부의 이물질이 침투되는 문제점이 있었다.

한국등록특허: 10 - 1059273 (공고일 2011. 08. 18)

한국공개특허: 10-2005-0060834 (공개일 2005. 06. 22)

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출 된 것으로서,

본 발명의 목적은 외륜과 내륜 사이의 공간을 외부와 차단하는 시일링부재와 내륜의 형상을 개선하여 외부로부터 침투되는 이물질을 효과적으로 차단하고 아울러 베어링의 정격 수명을 연장시킬 수 있도록 하는 볼 베어링 유닛을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명의 볼 베어링 유닛은 축의 외주면에 결합되는 내륜; 상기 내륜의 외측에 설치되고 양단부의 내주면을 따라 조립홈이 형성된 외륜; 및 상단부가 상기 외륜의 조립홈 형상으로 외향 절곡되어 상기 외륜의 조립홈에 끼움결합되고 하단부가 상기 내륜의 외주면에 접촉되지 않게 설치되는 시일드와, 상기 시일드의 내면에 부착되고 하단부가 내륜의 외주면과 접촉되는 복수의 립으로 이루어진 시일로 구성된 시일링부재;를 포함하며, 상기 시일드의 하단부와 내륜의 외주면에는 이물질이 침입되는 것을 방지하기 위한 중첩부를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 중첩부는 시일드의 하단부와 대응되는 위치의 내륜 외주면에 단턱이 형성되고, 상기 시일드의 하단부에 내륜의 외주면과 접촉되지 않으면서 단턱과 중첩되는 구간을 갖는 외향 경사면이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 시일드의 경사면에는 시일로부터 연장되는 연장립이 부착된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 시일드의 상단부는 외향 절곡된 면이 프레스 압입 공법으로 압입되어 상기 외륜의 조립홈에 끼움 결합된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 볼 베어링 유닛에 따르면, 시일드의 상단부가 외륜의 조립홈에 삽입되어 외륜과 시일드의 중첩구간이 형성됨으로써 외륜과 시일드 사이로 이물질이 침투되는 것을 효과적으로 차단할 수 있고, 시일드의 하단부와 내륜 간의 중첩부를 형성함으로써 내륜과 시일드 사이로 이물질이 침투되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.

또한, 시일링부재의 시일드에서 이물질 투입의 1차 차단이 이루어지고, 시일드의 내면에 부착되고 내륜의 외주면과 접촉되는 복수의 립이 형성된 시일에 의해 이물질 투입의 2차 차단이 이루어짐으로써 분진, 수분, 가스 등의 가혹한 환경조건에서도 이물질의 침입을 효과적으로 방지할 수 있고, 아울러 베어링의 정격 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 볼 베어링 유닛을 도시한 단면도.
도 2는 종래 볼 베어링 유닛의 삼중시일립 타입의 시일링부재를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 베어링 유닛을 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 베어링 유닛의 시일링부재를 확대도시한 단면도.
도 5의 (a),(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 베어링 유닛에서 외륜과 시일링부재의 조립 전,후를 도시한 단면도.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 볼 베어링 유닛을 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서를 위해서, 도면에서의 동일한 참조번호들은 달리 지시하지 않는 한 동일한 구성 부분을 나타낸다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 베어링 유닛을 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 베어링 유닛의 시일링부재를 확대 도시한 단면도이며, 도 5의 (a)는 외륜과 시일링부재의 조립 전 상태를 도시한 단면도이고, 도 5의 (b)는 외륜과 시일링부재의 조립 후 상태를 도시한 단면도이다.

도 3, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 볼 베어링 유닛은 내륜(100)과, 외륜(200)과, 시일링부재(300)를 포함한다.

내륜(100)은 축(미도시)의 외주면에 결합되어 축(미도시)과 함께 회전한다. 내륜(100)의 외주면은 후술되는 시일링부재(300)의 시일드 하단부와 대응되는 위치에 단턱(110)이 형성되도록 서로 다른 직경으로 이루어진다. 즉, 내륜(100)의 외주면에는 시일링부재의 시일드의 하단부와 대응되는 위치에 단턱(110)이 형성된다. 그리고, 내륜(100)의 외주면 일측에는 축을 고정하기 위한 무드볼트 결합홀(120)이 120도 간격을 두고 복수개 형성된다.

외륜(200)은 내륜(100)의 외측에 설치되고 양단부의 내주면을 따라 조립홈(210)이 형성된다. 이때, 조립홈(210)은 정밀도의 불균형이 발생되지 않도록 가공되는 것이 좋다.

그리고, 내륜(100)과 외륜(200) 사이에는 복수의 볼(250)이 개재되고, 볼(250)의 양측에는 내,외륜(100,200) 사이의 공간을 외부와 차단하여 베어링 내부로 이물질이 침입하는 것을 방지하는 시일링부재(300)가 구비된다.

시일링부재(300)는 도 4에 도시된 바와 같이 정단면을 기준으로 상단부가 외향 절곡되어 외륜(200)의 조립홈(210)에 끼움결합되고 하단부가 내륜(100)의 외주면에 접촉되지 않게 설치되는 시일드(310)와, 시일드(310)의 내면에 부착되고 하단부에 내륜(100)의 외주면과 접촉되는 립(321)이 삼중으로 이루어진 시일(320)로 구성된다.

여기서, 시일드(310)는 금속재질의 커버이고, 시일(320)은 밀봉과 조립의 밀착을 향상시키는 고무재질로 이루어진다. 따라서, 시일드(310)의 하단부는 회전하는 내륜(100)과의 마찰력이 발생되지 않도록 내륜(100)의 외주면과 접촉되지 않으면서 이물질이 침입되지 않도록 내륜(100)의 단턱(110)과 중첩되는 구간(a)을 갖는다. 이때, 시일드(310)의 하단부는 단턱(110)과 중첩되는 구간(a)이 외향 경사면(311)을 갖도록 하여 단턱(110)의 외측을 커버한다. 따라서, 내륜의 단턱과 시일드 하단의 경사면이 서로 중첩 구간(a)을 갖는 중첩부가 형성된다.

또한, 시일드의 경사면 내측에는 시일(320)로부터 연장되는 연장립(322)이 부착되어 이물질의 침투를 최대한으로 막는다. 그리고, 시일(310)의 하단부에 형성된 복수의 립(321)에 의해 이물질의 침투가 복수의 회차에 걸쳐 차단된다.

한편, 시일드(310)의 상단부는 외향 절곡되어 외륜(200)의 조립홈(210)에 끼움결합되되, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 시일드(310)의 상단부가 외륜(200)의 조립홈(210)에 밀착되도록 위치시킨 상태에서 상단부의 외향 절곡면(312)을 프레스 압입 공법으로 압입하면 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 시일드(310)의 상단부 절곡면(312)이 압입되면서 외륜(200)의 조립홈(210)에 끼움결합된다. 즉, 절곡면(312)이 압입되면서 외륜(200)의 조립홈(210) 안으로 들어가 외륜(200)과 시일드(310)의 중첩 구간(b)을 갖게 된다. 여기서, 중첩된 구간(b)은 외륜(200)과 시일드(310) 상단부 사이로 이물질이 침투되는 것을 최대한으로 차단하게 된다.

이와 같이 본 발명은 시일드의 상단부가 외륜의 조립홈에 삽입되어 외륜과의 중첩구간을 형성함으로써 외륜과 시일드 사이로 이물질이 침투되는 것을 최대한 차단할 수 있고, 시일드의 하단부와 내륜 간의 중첩부를 형성함으로써 내륜과 시일드 사이로 이물질이 침투되는 것을 최대한 차단할 수 있게 된다.

또한, 시일드에서 이물질 투입의 1차 차단이 이루어지고, 시일드의 내면에 부착되고 내륜의 외주면과 접촉되는 복수의 립이 형성된 시일에 의해 이물질 투입의 2차 차단이 이루어짐으로써 분진, 수분, 가스 등의 가혹한 환경조건에서도 이물질의 침입을 효과적으로 방지할 수 있고, 아울러 베어링의 정격 수명을 연장시킬 수 있다.

특히, 송풍기에 사용할 경우, 분진 및 수분 등의 이물질 침입을 방지하는데 보다 탁월한 효과를 발휘하게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정은 균등물들로 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.

100: 내륜 110: 단턱
120: 결합홀 200: 외륜
210: 조립홈 250: 볼
300: 시일링부재 310: 시일드
311: 경사면 312: 절곡면
320: 시일 321: 립
322: 연장립 a,b: 중첩구간

Claims (4)

1. 축의 외주면에 결합되고 단턱 형성을 위한 돌출부가 외주면에 형성되는 내륜;
   상기 내륜의 외측에 상기 돌출부와 마주보는 상태로 설치되고 상기 내륜과 마주보는 일면의 외곽을 따라 조립홈이 형성되는 외륜;
   상기 내륜의 돌출부에 위치하는 상태로 상기 내륜과 외륜 사이에 설치되는 볼;
   상기 외륜의 조립홈에 끼움결합되기 위해 그 상단부가 상기 조립홈 형상으로 외향 절곡되며 그 하단부는 상기 돌출부에 의해 형성되는 상기 내륜의 단턱 외측에 인접하게 위치하되 상기 하단부는 단턱 및 단턱 외측의 상기 내륜 외주면에 접촉되지 않는 동시에 상기 돌출부를 기준으로 바깥쪽으로 경사진 형태를 이루는 시일드와, 상기 시일드의 내면에 부착되며 상기 내륜의 돌출부 표면에 접하여 상기 볼 방향으로의 이물질 유입을 차단하는 서로 이격된 복수의 립을 구비하는 동시에 상기 시일드의 경사면에 부착되는 연장립을 포함하는 시일을 포함하는 시일링부재를 포함하며,
   상기 내륜의 단턱과 상기 시일드의 경사진 하단부가 상기 볼 방향으로의 이물질 유입을 방지하기 위한 중첩부를 형성하는 것을 특징으로 하는 볼 베어링 유닛.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 시일드의 상단부는 외향 절곡된 면이 프레스 압입 공법으로 압입되어 상기 외륜의 조립홈에 끼움 결합된 것을 특징으로 하는 볼 베어링 유닛.
   

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