KR101441830B1 - 앵귤러 볼 베어링 - Google Patents
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Abstract
앵귤러 볼 베어링 (10, 20) 은, 내주면에 궤도면 (11a) 과 그 궤도면 (11a) 의 일방측에 숄더부 (11b), 타방측에 카운터보어 (11c) 를 갖는 외륜 (11) 과, 외주면에 궤도면 (12a) 과 그 궤도면 (12a) 의 타방측에 숄더부 (12b), 일방측에 카운터보어 (12c) 를 갖는 내륜 (12) 과, 외륜 (11) 의 궤도면 (11a) 과 내륜 (12) 의 궤도면 (12a) 사이에 접촉각 (α) 을 갖고 자유롭게 전동될 수 있도록 형성되는 복수의 볼 (13) 을 구비한다. 내륜 (12) 의 숄더부 (12b) 의 외경 치수 (B1) 가 외륜 (11) 의 숄더부 (11b) 의 내경 치수 (B2) 보다 크고, 축 방향에서 보아 외륜 (11) 의 숄더부 (11b) 와 내륜 (12) 의 숄더부 (12b) 가 중첩된다.
Description
이 발명은, 앵귤러 볼 베어링에 관한 것이고, 보다 상세하게는, 각종 중기계 장치의 회전축을 지지하는 데에 바람직하게 사용되는 고부하 용량의 앵귤러 볼 베어링에 관한 것이다.
종래의 앵귤러 볼 베어링은, 내주면에 궤도면이 형성되는 외륜과, 외주면에 궤도면이 형성되는 내륜과, 궤도면 사이에 접촉각을 갖고 자유롭게 전동 (轉動) 될 수 있도록 형성되는 복수의 볼을 구비한다. 그리고, 이러한 종류의 베어링은, 예를 들어, 산업용 로봇이나 건설 기계용의 감속 장치 등의 각종 중기계 장치에 장착되어 있다.
최근, 이들 중기계 장치의 소형화 및 경량화에 수반하여, 이러한 종류의 베어링도 마찬가지로 비용 저감화뿐만 아니라 베어링의 경량화가 요구되게 되었다. 그리고, 비용 저감화 및 경량화를 목표로 하여, 도 5 에 나타내는 앵귤러 볼 베어링 (30) 과 같이, 외륜 (31) 및 내륜 (32) 의 축 방향 치수를 작게 하는 것이 실시되고 있다.
이러한 앵귤러 볼 베어링 (30) 에서는, 외륜 (31) 및 내륜 (32) 의 축 방향 치수가 좁게 되어 있고, 외륜 (31) 의 궤도면 (31a) 의 일방에 카운터보어 (31b) 가 형성됨과 함께, 내륜 (32) 의 궤도면 (32a) 의 타방에 카운터보어 (32b) 가 형성되어 있고, 외륜 (31) 및 내륜 (32) 의 축 방향 치수가 좁게 되어 있음으로써, 볼 (33) 의 일부가 외륜 (31) 또는 내륜 (32) 의 축 방향 단면 (端面) 으로부터 돌출된다.
이러한 종류의 베어링을 제조할 때, 특히, 조립 공정이나 반송 공정시에는, 완성된 복수의 앵귤러 볼 베어링 (30) 을 축 방향으로 겹쳐 쌓기 때문에, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 전술한 볼 (33) 의 돌출되는 부분이, 겹쳐 쌓아지는 상대측의 외륜 (31) 또는 내륜 (32) 에 접촉되어, 볼 (33) 의 표면이 손상될 가능성이 있다.
그래서, 이 볼 (33) 의 손상 발생을 방지하기 위하여, 종래의 앵귤러 볼 베어링에서는, 보관 및 반송시, 유지기를 지지대로 하여 앵귤러 볼 베어링을 겹쳐 쌓는 것이 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).
그러나, 상기 특허문헌 1 에 기재된 앵귤러 볼 베어링에서는, 겹쳐 쌓여진 앵귤러 볼 베어링을 유지기로 지지하기 때문에, 유지기에 큰 하중이 부하되어, 유지기의 강도상 바람직하지 않았다. 또한, 상기 특허문헌 1 에 기재된 앵귤러 볼 베어링에서는, 유지기로 겹쳐 쌓는 것을 전제로 하고 있기 때문에, 유지기의 설계 자유도에 제한이 발생하였다.
본 발명은, 전술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 볼을 손상시키지 않고, 앵귤러 볼 베어링을 겹쳐 쌓을 수 있는 앵귤러 볼 베어링을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 상기 목적은, 하기의 구성에 의해 달성된다.
(1) 내주면에 궤도면과 그 궤도면의 일방측에 숄더부, 타방측에 카운터보어를 갖는 외륜과, 외주면에 궤도면과 그 궤도면의 타방측에 숄더부, 일방측에 카운터보어를 갖는 내륜과, 상기 외륜의 상기 궤도면과 상기 내륜의 상기 궤도면 사이에 접촉각을 갖고 자유롭게 전동될 수 있도록 형성되는 복수의 볼을 구비하는 앵귤러 볼 베어링으로서,
상기 내륜의 숄더부의 외경 치수가 상기 외륜의 숄더부의 내경 치수보다 크고, 축 방향에서 보아 상기 외륜의 숄더부와 상기 내륜의 숄더부가 중첩되는 것을 특징으로 하는 앵귤러 볼 베어링.
(2) 상기 내륜의 숄더부와 상기 외륜의 숄더부에는, 걸어 맞춤부가 형성되어 있고,
축 방향으로 상기 앵귤러 볼 베어링을 겹칠 때에, 일방의 상기 앵귤러 볼 베어링의 상기 내륜의 숄더부에 형성된 상기 걸어 맞춤부와, 타방의 상기 앵귤러 볼 베어링의 상기 외륜의 숄더부에 형성된 상기 걸어 맞춤부가 걸어 맞춰지는 것을 특징으로 하는 (1) 에 기재된 앵귤러 볼 베어링.
(3) 상기 외륜의 상기 숄더부의 내주면과 상기 내륜의 상기 숄더부의 외주면에는, 릴리프 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2) 에 기재된 앵귤러 볼 베어링.
본 발명에 의하면, 내륜의 숄더부의 외경 치수가 외륜의 숄더부의 내경 치수보다 크고, 축 방향에서 보아 외륜의 숄더부와 내륜의 숄더부가 중첩됨으로써, 앵귤러 볼 베어링을 겹쳐 쌓았을 때에, 겹쳐 쌓아지는 상대측의 외륜 또는 내륜과 볼의 간섭이 방지된다. 이로써, 유지기를 사용하지 않고, 볼을 손상시키지 않고 앵귤러 볼 베어링을 겹쳐 쌓을 수 있다.
도 1 은, 본 발명에 관련된 앵귤러 볼 베어링의 제 1 실시형태를 설명하는 주요부 확대 단면도이다.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 앵귤러 볼 베어링을 겹쳐 쌓은 상태의 주요부 확대 단면도이다.
도 3 은, 본 발명에 관련된 앵귤러 볼 베어링의 제 2 실시형태를 설명하는 주요부 확대 단면도이다.
도 4 는, 도 3 에 나타내는 앵귤러 볼 베어링을 겹쳐 쌓은 상태의 주요부 확대 단면도이다.
도 5 는, 종래의 앵귤러 볼 베어링을 설명하기 위한 주요부 확대 단면도이다.
도 6 은, 도 5 에 나타내는 앵귤러 볼 베어링을 겹쳐 쌓은 상태의 주요부 확대 단면도이다.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 앵귤러 볼 베어링을 겹쳐 쌓은 상태의 주요부 확대 단면도이다.
도 3 은, 본 발명에 관련된 앵귤러 볼 베어링의 제 2 실시형태를 설명하는 주요부 확대 단면도이다.
도 4 는, 도 3 에 나타내는 앵귤러 볼 베어링을 겹쳐 쌓은 상태의 주요부 확대 단면도이다.
도 5 는, 종래의 앵귤러 볼 베어링을 설명하기 위한 주요부 확대 단면도이다.
도 6 은, 도 5 에 나타내는 앵귤러 볼 베어링을 겹쳐 쌓은 상태의 주요부 확대 단면도이다.
이하, 본 발명에 관련된 앵귤러 볼 베어링의 각 실시형태에 대하여, 도면에 기초하여 상세히 설명한다.
(제 1 실시형태)
먼저, 도 1 및 도 2 를 참조하여, 본 발명에 관련된 앵귤러 볼 베어링의 제 1 실시형태에 대하여 설명한다.
본 실시형태의 앵귤러 볼 베어링 (10) 은, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 박육 타입의 앵귤러 볼 베어링으로서, 내주면에 궤도면 (11a) 을 갖는 외륜 (11) 과, 외주면에 궤도면 (12a) 을 갖는 내륜 (12) 과, 궤도면 (11a, 12a) 사이에 접촉각 (α) 을 갖고 자유롭게 전동될 수 있도록 형성되는 복수의 볼 (13) 을 구비한다. 외륜 (11) 의 궤도면 (11a) 의 축 방향 일방측에는 숄더부 (11b) 가 형성되고, 축 방향 타방측에는 카운터보어 (11c) 가 형성되어 있고, 또한, 내륜 (12) 의 궤도면 (12a) 의 축 방향 타방측에는 숄더부 (12b) 가 형성되고, 축 방향 일방측에는 카운터보어 (12c) 가 형성되어 있다. 또한, 카운터보어란, 축 방향 편측에 숄더부를 갖지 않는 형상을 의미하고 있다. 외륜 (11), 내륜 (12), 및 볼 (13) 은, 고탄화크롬 베어링 강, 침탄 베어링용 강, 구름 베어링용 스테인리스강 등의 철강을 사용하여 제조된다.
또한, 외륜 (11) 및 내륜 (12) 은, 각각의 카운터보어측의 축 방향 치수를 짧게 함으로써, 외륜 (11) 의 축 방향 중심 위치 (C1) 와 내륜 (12) 의 축 방향 중심 위치 (C2) 가 축 방향에서 오프셋되도록 (도 1 에서는, 외륜 (11) 이 하방에 위치하도록), 또한 외륜 (11) 및 내륜 (12) 의 일부가 직경 방향에서 보아 중첩되도록 장착되어 있다.
그리고, 본 실시형태에서는, 내륜 (12) 의 숄더부 (12b) 의 외경 치수 (B1) 가 외륜 (11) 의 숄더부 (11b) 의 내경 치수 (B2) 보다 크고, 축 방향에서 보아 외륜 (11) 의 숄더부 (11b) 와 내륜 (12) 의 숄더부 (12b) 가 중첩되어 있다. 겹침 영역은, 볼 (13) 의 직경 치수의 0 ∼ 40 % 인 것이 바람직하고, 5 % ∼ 35 % 인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 외륜 (11) 의 숄더부 (11b) 의 내주면과 내륜 (12) 의 숄더부 (12b) 의 외주면에는, 단면시 (斷面視) 에 있어서 그 내주면과 그 외주면이 볼 (13) 과의 접선 방향으로 신장되도록 릴리프 홈 (11d, 12d) 이 각각 형성되어 있다.
이 앵귤러 볼 베어링 (10) 을 직경 방향 내측에서 보면, 내륜 (12) 의 카운터보어측 단면으로부터 볼 (13) 의 일부가 돌출되어 있고, 이 앵귤러 볼 베어링 (10) 을 직경 방향 외측에서 보면, 외륜 (11) 의 카운터보어측 단면으로부터 볼 (13) 의 일부가 돌출되어 있다.
이와 같이 구성된 앵귤러 볼 베어링 (10) 에서는, 예를 들어, 2 개의 앵귤러 볼 베어링 (10) 을 겹쳐 쌓은 경우, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 하단의 앵귤러 볼 베어링 (10) 의 내륜 (12) 상에, 상단의 앵귤러 볼 베어링 (10) 의 외륜 (11) 이 재치 (載置) 되어, 상단의 앵귤러 볼 베어링 (10) 이 하단의 앵귤러 볼 베어링 (10) 의 내륜 (12) 에 의해 지지된다. 따라서, 하단의 앵귤러 볼 베어링 (10) 의 내륜 (12) 이 상단의 앵귤러 볼 베어링 (10) 의 볼 (13) 에 접촉되지 않기 때문에, 상단의 앵귤러 볼 베어링 (10) 의 볼 (13) 이 손상되는 경우는 없다. 마찬가지로, 상단의 앵귤러 볼 베어링 (10) 의 외륜 (11) 이 하단의 앵귤러 볼 베어링 (10) 의 볼 (13) 에 접촉되지 않기 때문에, 하단의 앵귤러 볼 베어링 (10) 의 볼 (13) 이 손상되는 경우는 없다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 앵귤러 볼 베어링 (10) 에 의하면, 내륜 (12) 의 숄더부 (12b) 의 외경 치수 (B1) 가 외륜 (11) 의 숄더부 (11b) 의 내경 치수 (B2) 보다 크고, 축 방향에서 보아 외륜 (11) 의 숄더부 (11b) 와 내륜 (12) 의 숄더부 (12b) 가 중첩됨으로써, 앵귤러 볼 베어링 (10) 을 겹쳐 쌓을 때의 지지가 내륜 (12) 에 의해 행해진다. 이로써, 볼 (13) 을 손상시키지 않고, 앵귤러 볼 베어링 (10) 을 겹쳐 쌓을 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 유지기에 대하여 언급하지 않았지만, 앵귤러 볼 베어링 (10) 을 겹쳐 쌓는 것에 유지기를 사용하지 않기 때문에, 유지기의 설계 자유도를 향상시킬 수 있어, 임의의 유지기를 사용할 수 있다.
또한, 외륜 (11) 의 숄더부 (11b) 의 내주면과 내륜 (12) 의 숄더부 (12b) 의 외주면에는, 릴리프 홈 (11d, 12d) 이 형성되어 있기 때문에, 제조시에, 외륜 (11) 의 숄더부 (11b) 의 내주면과 내륜 (12) 의 숄더부 (12b) 의 외주면의 연마를 용이하게 실시할 수 있다.
(제 2 실시형태)
다음으로, 도 3 및 도 4 를 참조하여, 본 발명에 관련된 앵귤러 볼 베어링의 제 2 실시형태에 대하여 설명한다. 또한, 상기 제 1 실시형태와 동일 또는 동등 부분에 대해서는, 도면에 동일 혹은 동등 부호를 붙이고 그 설명을 생략 혹은 간략화한다.
본 실시형태의 앵귤러 볼 베어링 (20) 에서도, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 내륜 (12) 의 숄더부 (12b) 의 외경 치수 (B1) 가 외륜 (11) 의 숄더부 (11b) 의 내경 치수 (B2) 보다 크고, 축 방향에서 보아 외륜 (11) 의 숄더부 (11b) 와 내륜 (12) 의 숄더부 (12b) 가 중첩되어 있다.
여기서, 외륜 (11) 의 숄더부 (11b) 에는, 축 방향 외측 단면을 선단부에서부터 소정 폭으로 둘레 방향 전체 둘레에 걸쳐 절결한 걸어 맞춤부 (16) 가 형성되어 있고, 내륜 (12) 의 숄더부 (12b) 에도, 축 방향 외측 단면을 선단부에서부터 소정 폭으로 둘레 방향 전체 둘레에 걸쳐 절결한 걸어 맞춤부 (15) 가 형성된다. 걸어 맞춤부 (15, 16) 는, 직경 방향의 폭 및 축 방향의 깊이가 동등하게 형성된다.
이와 같이 구성된 앵귤러 볼 베어링 (20) 에서는, 2 개의 앵귤러 볼 베어링 (20) 을 겹쳐 쌓은 경우, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 하단의 앵귤러 볼 베어링 (20) 의 내륜 (12) 상에, 상단의 앵귤러 볼 베어링 (20) 의 외륜 (11) 이 재치되어, 상단의 앵귤러 볼 베어링 (20) 이 하단의 앵귤러 볼 베어링 (20) 의 내륜 (12) 에 의해 지지된다. 이 때, 하단의 앵귤러 볼 베어링 (20) 의 내륜 (12) 의 숄더부 (12b) 에 형성된 걸어 맞춤부 (15) 에, 상단의 앵귤러 볼 베어링 (20) 의 외륜 (11) 의 숄더부 (11b) 에 형성된 걸어 맞춤부 (16) 가 걸어 맞춰진다.
따라서, 하단의 앵귤러 볼 베어링 (20) 의 내륜 (12) 이 상단의 앵귤러 볼 베어링 (20) 의 볼 (13) 에 접촉되지 않기 때문에, 상단의 앵귤러 볼 베어링 (20) 의 볼 (13) 이 손상되는 경우는 없다. 마찬가지로, 상단의 앵귤러 볼 베어링 (20) 의 외륜 (11) 이 하단의 앵귤러 볼 베어링 (20) 의 볼 (13) 에 접촉되지 않기 때문에, 하단의 앵귤러 볼 베어링 (20) 의 볼 (13) 이 손상되는 경우는 없다. 또한, 걸어 맞춤부 (15, 16) 가 걸어 맞춰짐으로써, 직경 방향으로의 상대 이동이 규제되기 때문에, 상단의 앵귤러 볼 베어링 (20) 이 어긋나서 떨어지는 것이 방지된다.
걸어 맞춤부 (15, 16) 의 형상은 임의로 설정할 수 있지만, 겹쳐 쌓았을 때에, 하단의 앵귤러 볼 베어링 (20) 의 내륜 (12) 의 축 방향 외측 단면과 상단의 앵귤러 볼 베어링 (20) 의 외륜 (11) 의 축 방향 내측 단면이 면일 (面一) 해지도록, 또한, 하단의 앵귤러 볼 베어링 (20) 의 내륜 (12) 의 축 방향 내측 단면과 상단의 앵귤러 볼 베어링 (20) 의 외륜 (11) 의 축 방향 외측 단면이 면일해지도록 형성하는 것이 바람직하다. 이로써, 볼 (13) 에 대한 접촉을 회피하면서 겹쳐 쌓았을 때의 높이를 작게 할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서도, 유지기에 대하여 언급하지 않았지만, 앵귤러 볼 베어링 (20) 을 겹쳐 쌓는 것에 유지기를 사용하지 않기 때문에, 유지기의 설계 자유도를 향상시킬 수 있어, 임의의 유지기를 사용할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서도, 외륜 (11) 의 숄더부 (11b) 의 걸어 맞춤부 (16) 가 형성된 내주면과 내륜 (12) 의 숄더부 (12b) 의 걸어 맞춤부 (15) 가 형성된 외주면에, 단면시에 있어서 그 내주면과 그 외주면이 볼 (13) 과의 접선 방향으로 신장되도록 릴리프 홈 (11d, 12d) 을 형성해도 된다.
또한, 본 발명은 상기 각 실시형태에 예시한 것에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 적절히 변경할 수 있다.
한편, 본 출원은, 2012년 3월 1일 출원된 일본 특허 출원 (일본 특허출원2012-045626) 에 기초하는 것이고, 그 내용은 여기에 참조로서 받아들여진다.
10, 20 : 앵귤러 볼 베어링
11 : 외륜
11a : 궤도면
11b : 숄더부
11c : 카운터보어
11d : 릴리프 홈
12 : 내륜
12a : 궤도면
12b : 숄더부
12c : 카운터보어
12d : 릴리프 홈
13 : 볼
15 : 걸어 맞춤부
16 : 걸어 맞춤부
B1 : 내륜의 숄더부의 외경 치수
B2 : 외륜의 숄더부의 내경 치수
α : 접촉각
11 : 외륜
11a : 궤도면
11b : 숄더부
11c : 카운터보어
11d : 릴리프 홈
12 : 내륜
12a : 궤도면
12b : 숄더부
12c : 카운터보어
12d : 릴리프 홈
13 : 볼
15 : 걸어 맞춤부
16 : 걸어 맞춤부
B1 : 내륜의 숄더부의 외경 치수
B2 : 외륜의 숄더부의 내경 치수
α : 접촉각
Claims (4)
- 내주면에 궤도면과 그 궤도면의 일방측에 숄더부, 타방측에 카운터보어를 갖는 외륜과, 외주면에 궤도면과 그 궤도면의 타방측에 숄더부, 일방측에 카운터보어를 갖는 내륜과, 상기 외륜의 상기 궤도면과 상기 내륜의 상기 궤도면 사이에 접촉각을 갖고 자유롭게 전동될 수 있도록 형성되는 복수의 볼을 구비하는 앵귤러 볼 베어링으로서,
상기 내륜의 숄더부의 외경 치수가 상기 외륜의 숄더부의 내경 치수보다 크고, 축 방향에서 보아 상기 외륜의 숄더부와 상기 내륜의 숄더부가 중첩되고,
상기 내륜의 숄더부와 상기 외륜의 숄더부에는, 걸어 맞춤부가 형성되어 있고,
축 방향으로 상기 앵귤러 볼 베어링을 겹칠 때에, 일방의 상기 앵귤러 볼 베어링의 상기 내륜의 숄더부에 형성된 상기 걸어 맞춤부와, 타방의 상기 앵귤러 볼 베어링의 상기 외륜의 숄더부에 형성된 상기 걸어 맞춤부가 걸어 맞춰지는 것을 특징으로 하는 앵귤러 볼 베어링. - 제 1 항에 있어서,
상기 내륜의 숄더부에 형성된 걸어 맞춤부는, 상기 내륜의 숄더부의 축 방향 외측 단면을 선단면에서부터 소정 폭으로 둘레 방향 전체에 걸쳐 절결한 절결부이고, 상기 외륜의 숄더부에 형태된 걸어 맞춤부는, 상기 외륜의 숄더부의 축 방향 외측 단면을 선단부에서부터 소정 폭으로 둘레 방향 전체에 걸쳐 절결한 절결부인 것을 특징으로 하는 앵귤러 볼 베어링. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 외륜의 상기 숄더부의 내주면과 상기 내륜의 상기 숄더부의 외주면에는, 릴리프 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 앵귤러 볼 베어링. - 제 1 항에 있어서,
상기 내륜의 숄더부에 형성된 걸어 맞춤부와 상기 외륜의 숄더부에 형성된 걸어 맞춤부는, 직경 방향의 폭 및 축 방향의 깊이가 동등한 것을 특징으로 하는 앵귤러 볼 베어링.
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