KR101696906B1

KR101696906B1 - 탠덤 볼 베어링, 및 이를 구비하는 액슬

Info

Publication number: KR101696906B1
Application number: KR1020150071195A
Authority: KR
Inventors: 현준수; 이운주; 배송식; 염민철; 이수길
Original assignee: 주식회사 베어링아트
Priority date: 2015-05-21
Filing date: 2015-05-21
Publication date: 2017-01-23
Also published as: KR20160136935A

Abstract

본 발명은 탠덤 볼 베어링에 관한 것으로, 회전 가능하도록 구비되는 회전축; 상기 회전축에 결합되며, 반경 방향 외측에 내륜 궤도면을 형성된 내륜; 상기 내륜과 일정 간격 이격되며, 반경 방향 내측에 상기 내륜 궤도면에 대응하도록 외륜 궤도면이 형성된 외륜; 상기 내륜궤도면과 상기 외륜궤도면 사이에서 회전 가능한 볼의 형상으로 구비되는 제1열 전동체를 포함하는 제1열 볼 베어링; 그리고, 상기 제1전동체의 타측에서, 상기 내륜궤도면과 상기 외륜궤도면 사이에 회전 가능한 볼의 형상으로 구비되는 제2열 전동체를 포함하는 제2열 볼 베어링;을 포함하며, 테이퍼 롤러 베어링이 적용되는 구조를 탠덤 볼 베어링으로 대체함으로써, 베어링의 조립성이 향상됨과 동시에 미끄럼 마찰이 최소화되어 드래그 토크를 저감할 수 있다.

Description

탠덤 볼 베어링, 및 이를 구비하는 액슬{TANDEM BALL BEARING, AND AXLE PROVIDED WITH THE SAME}

본 발명은 차량용 탠덤 볼 베어링, 및 이를 구비하는 액슬에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 테이퍼 롤러 베어링을 대신하여 장착되며, 그 조립성 및 마찰토크 특성이 향상된 탠덤 볼 베어링, 및 이를 구비하는 액슬에 관한 것이다.

일반적으로 베어링은 회전하는 요소와 회전하지 않는 요소 사이에 장착되어 회전하는 요소의 회전을 원활하게 하는 한편, 회전하고 있는 회전 요소의 축을 지지하는 기계 요소이다.

이러한 베어링은 축과 접촉하는 상태에 따라 미끄럼 베어링과 구름 베어링으로 분류되는 한편, 하중이 걸리는 방향에 따라 레이디얼 베어링(Radial bearing)과 스러스트 베어링(Thrust bearing)으로 분류될 수 있다.

상기 구름 베어링은 회전하는 축을 볼 또는 롤러와 같은 전동체로 지지할 수 있도록 되어 있다. 이러한 구조를 가진 구름 베어링은 축의 일부에 직접 접촉하는 미끄럼 베어링에 비하여 마찰 저항이 작은 장점이 있다. 이로 인해, 구름 베어링은 현재 전동체의 형상에 따라 볼 베어링(Ball bearing), 테이퍼 롤러 베어링(Tapered roller bearing), 그리고 니들 베어링(Needle bearing) 등 다양하게 이용되고 있다.

상기 테이퍼 롤러 베어링은 전동체가 대체적으로 테이퍼진 원통 형상이며, 회전축 방향 및 반경 방향의 하중을 동시에 지지하기 위한 목적으로 이용된다. 특히, 차량에서 액슬(axles)과 같은 동력 전달 장치의 축을 지지하기 위하여 적용된다.

차량의 액슬에 적용되는 테이퍼 롤러 베어링은 액슬과 함께 회전하는 내륜, 상기 내륜에서 일정 간격 이격되어 구비되는 외륜, 상기 내륜과 외륜 사이에 개재되는 테이퍼 전동체, 상기 전동체를 수용하기 위한 케이지를 포함한다.

그런데, 상기 액슬에 적용되는 테이퍼 전동체의 측면은 상기 내륜 및 외륜에 넓은 면적에 걸쳐 접촉하게 되어 있다. 따라서, 액슬이 회전할 때 테이퍼 전동체와 상기 내륜 및 외륜의 접촉면에서는 미끄럼 마찰이 발생하게 된다. 이로 인해, 상기 접촉면을 중심으로 베어링의 온도는 급격하게 상승하게 되고, 액슬의 마찰토크가 증가 한다.

또한, 위와 같은 현상으로 인해 베어링의 기능상의 문제가 발생하게 되어, 액슬의 회전이 방해 받게 되고, 차량의 동력 전달이 원활하게 이루어지지 않는 문제가 발생될 수 있다. 이로 인해, 차량의 연비 효율은 떨어지게 된다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 테이퍼 롤러 베어링이 적용되는 구조를 탠덤 볼 베어링으로 대체함으로써, 조립성, 마찰토크 특성, 그리고 베어링 기능이 향상된 탠덤 볼 베어링, 및 이를 구비하는 액슬을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 액슬은 액슬하우징과, 상기 액슬하우징의 반경 내측에서 회전하는 피니언 샤프트와, 상기 피니언 샤프트에 결합하는 내륜; 상기 내륜과 일정 간격 이격되며, 상기 내륜에 대응하는 외륜; 상기 내륜과 상기 외륜 사이에서 회전 가능한 볼의 형상으로 구비되는 제1열 전동체를 포함하는 제1열 볼 베어링; 그리고, 상기 제1전동체의 타측에서, 상기 내륜과 상기 외륜 사이에 회전 가능한 볼의 형상으로 구비되는 제2열 전동체를 포함하는 제2열 볼 베어링;을 포함할 수 있다.
상기 내륜과, 외륜과, 제1열 볼 베어링과, 및 제2열 볼 베어링은 하나의 탠덤 볼 베어링을 형성하는 것을 특징으로 하고, 복수 개의 탠덤 볼 베어링이 구비되며, 상기 복수 개의 탠덤 볼 베어링의 어느 하나의 외륜의 반경 길이는 다른 어느 하나의 외륜의 반경 길이 보다 작은 것을 특징으로 할 수 있다.

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상기 내륜은 상기 제1열 전동체를 지지하는 제1열 내륜과, 상기 제2열 전동체를 지지하는 제2열 내륜으로 분리되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제1열 볼 베어링은 깊은 홈 볼 베어링 또는 앵귤러 콘택트 볼 베어링 중의 어느 하나의 타입으로 구비되고, 상기 제2열 볼 베어링은 깊은 홈 볼 베어링과 앵귤러 콘택트 볼 베어링 중에 상기 제1열 볼 베어링과는 다른 타입으로 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제1열 전동체와 상기 제2열 전동체는 그 크기가 서로 상이한 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제2열 전동체의 크기는 상기 제1열 전동체의 크기보다 더 큰 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제1열 볼 베어링의 PCD와 상기 제2열 볼 베어링의 PCD는 서로 다른 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제2열 볼 베어링의 PCD는 상기 제1열 볼 베어링의 PCD보다 큰 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 외륜은 상기 제1열 전동체의 반경 외측에 배치되는 제1열 외륜과, 상기 제2열 전동체의 반경 외측에 배치되는 제2열 외륜으로 분리되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링은 회전 가능하도록 구비되는 회전축; 상기 회전축에 결합되며, 반경 방향 외측에 내륜 궤도면이 형성된 내륜; 상기 내륜과 일정 간격 이격되며, 반경 방향 내측에 상기 내륜 궤도면에 대응하도록 외륜 궤도면이 형성된 외륜; 상기 내륜궤도면과 상기 외륜궤도면 사이에서 회전 가능한 볼의 형상으로 구비되는 제1열 전동체를 포함하는 제1열 볼 베어링; 그리고 상기 제1전동체의 타측에서, 상기 내륜궤도면과 상기 외륜궤도면 사이에 회전 가능한 볼의 형상으로 구비되는 제2열 전동체를 포함하는 제2열 볼 베어링을 포함하되, 상기 내륜은 상기 제1열 전동체를 지지하는 제1열 내륜과, 상기 제2열 전동체를 지지하는 제2열 내륜으로 분리되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 회전축은 상기 제1열 내륜을 회전시키는 제1회전축과, 상기 제2열 내륜을 회전시키는 제2회전축으로 분리되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제1열 전동체와 상기 제2열 전동체는 그 크기가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 테이퍼 롤러 베어링이 적용되는 구조를 탠덤 볼 베어링으로 대체함으로써, 베어링의 조립성이 향상됨과 동시에 미끄럼 마찰이 최소화되어 드래그 토크를 저감할 수 있다.

또한, 탠덤 볼 베어링은 가해지는 하중의 크기에 따라 일열 또는 복열에 의한 지지가 가능하게 됨으로써, 그 마찰토크 특성이 향상될 수 있고, 소음 발생을 억제할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 차량의 액슬에 적용되는 탠덤 볼 베어링의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제4실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제5실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제6실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링의 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

설명의 편의를 위하여, 축방향으로 도면의 좌측은 '일측', '일단', '일단부' 및 이와 유사한 명칭으로 지칭하며, 축방향으로 도면의 우측은 '타측', '타단', '타단부' 및 이와 유사한 명칭으로 지칭하기로 한다.

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일 또는 유사한 구성요소들을 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 차량의 액슬에 적용되는 탠덤 볼 베어링의 단면도이다. 도 1에서 도시된 탠덤 볼 베어링은, 설명의 편의를 위하여, 다양한 종류의 탠덤 볼 베어링들 중 하나를 예시한 것으로 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에 예시된 탠덤 볼 베어링에 한정되어 적용되지 않고 다양한 종류의 탠덤 볼 베어링에 적용될 수 있다.

또한, 도 1의 도시된 탠덤 볼 베어링은 차량의 액슬에 적용되는 경우를 예시한 것으로, 본 발명의 실시 예는 차량의 액슬 뿐만이 아니라 종래에 테이퍼 롤러 베어링이 적용되던 다양한 분야에서 테이퍼 롤러 베어링을 대신하여 볼 베어링이 적용될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 액슬(1)은 액슬 하우징(3)과, 상기 액슬 하우징(3)의 내측에서 단차를 가지며 회전하도록 구비된 피니언 샤프트(9)와, 상기 피니언 샤프트(9)로부터 회전력을 전달받아 함께 회전하도록 구비된 피니언 기어(41)를 포함한다.

상기 피니언 기어(41)의 타단부에는 액슬 링기어(51)가 배치되며, 상기 액슬링기어(51)는 상기 피니언 기어(41)가 회전함에 따라 맞물려 구동될 수 있다.

상기 액슬 링기어(51)의 타측에는 기어 하우징(60)이 구비된다. 상기 기어 하우징(60)의 내측에는 차동 기어(differential gear; 63)와 피동 기어(output gear; 61)가 배치되어 있고, 상기 액슬 링기어(51)의 구동력은 차동 기어(63)와 피동 기어(61)에 전달된다. 상기 기어 하우징(60)은 상기 차동 기어(63)와 피동 기어(61)에 의하여 각각 액슬 샤프트(70)에 결합되며, 상기 액슬 샤프트(70)는 적어도 도면에 도시되지 않은 다른 기어들을 구동하도록 구비된다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 피니언 샤프트(9)와 상기 액슬 하우징(3)의 사이에는 적어도 하나 이상의 탠덤 볼 베어링(10)이 구비될 수 있다. 상기 탠덤 볼 베어링(10)은 상기 액슬 하우징(3)의 내측에서 피니언 샤프트(9)를 지지하도록 되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 액슬(1)에는 제1탠덤 볼 베어링(11)과 제2탠덤 볼 베어링(21)이 구비될 수 있다. 상기 제2탠덤 볼 베어링(21)은 상기 제1탠덤 볼 베어링(11)의 타측에 배치되며, 상기 제1탠덤 볼 베어링(11)보다 대형으로 설치될 수 있다.

상기 제1탠덤 볼 베어링(11)은 제1내륜(13), 제1외륜(15), 그리고 제1전동체(17)를 포함한다. 상기 제1내륜(13)은 피니언 샤프트(9)에 압입되어 함께 회전한다. 상기 제1외륜(15)은 상기 제1내륜(13)으로부터 일정 간격 이격되어 있으며, 상기 제1내륜(13)을 감싸도록 되어 있다. 상기 제1전동체(17)는 볼 형상으로 형성되며, 상기 제1내륜(13)과 상기 제1외륜(15) 사이에 복 열로 배치될 수 있다.

상기 제2탠덤 볼 베어링(21)은 앞서 설명한 상기 제1탠덤 볼 베어링(11)과 동일한 구성을 가질 수 있다. 즉, 상기 제2탠덤 볼 베어링(21)은 피니언 샤프트(9)에 압입되어 회전하는 제2내륜(23), 상기 제2내륜(23)으로부터 일정 간격 이격되어 있으며 상기 제2내륜(23)을 감싸는 제2외륜(25), 그리고 상기 제2내륜(23)과 상기 제2외륜(25) 사이에 개재되며 볼 형상으로 형성되는 제2전동체(27)를 포함한다.

이처럼 액슬(1)에 탠덤 볼 베어링(10)을 적용함으로써, 테이퍼 롤러 베어링을 적용하는 것보다 베어링에 작용하는 미끄럼 마찰을 최소화할 수 있다. 또한, 제1탠덤 볼 베어링(11)과 제2탠덤 볼 베어링(12)의 크기를 달리함으로써, 효과적으로 상기 피니언 샤프트(9)에서 발생하는 진동을 저감할 수 있다. 특히, 높은 하중이 걸릴 수 있는 피니언 기어(41) 근처에 큰 직경을 가진 제2탠덤 볼 베어링(21)을 배치함으로써 피니언 샤프트(9)에서 발생하는 진동을 보다 효과적으로 저감할 수 있다.

상기 탠덤 볼 베어링(10)의 다양한 실시 예에 대하여는 이하에서 설명하고자 한다.

도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제3실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제4실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링의 단면도이고, 도 6은 본 발명의 제5실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링의 단면도이고, 도 7은 본 발명의 제6실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링의 단면도이다.

상기 제1탠덤 볼 베어링(11)과 제2탠덤 볼 베어링(21) 중 적어도 하나는 본 발명의 실시예들에 따른 탠덤 볼 베어링일 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링(10)은 내륜(110)과, 외륜(115)과, 그리고 내륜(110)과 외륜(115)의 사이에 배치되는 제1열 전동체(117) 및 제2열 전동체(127)을 포함한다. 상기 제1열 전동체(117)와 상기 제2열 전동체(127)는 리테이너(116)에 의해 이웃하는 다른 볼 베어링과 일정한 간격을 유지한다.

이 때, 상기 내륜(110)은 제1열 내륜(113)과 제2열 내륜(123)으로 분리되어 구비된다. 이렇게 상기 내륜(110)이 제1열 내륜(113)과 제2열 내륜(123)으로 분리됨으로써, 상기 제1실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링(10)은 보다 용이하게 조립될 수 있다.

상기 제1열 내륜(113)은 제1열 전동체(117)와 함께 조립하고, 제2열 내륜(123)은 제2열 전동체(127)와 함께 조립될 수 있다. 따라서, 위 구성요소를 한 번에 조립할 때보다 조립이 더 용이하게 될 수 있다. 특히 전동체의 직경이 내륜(110)과 외륜(115) 사이의 틈보다 크기 때문에 종래에는 내륜(110)과 외륜(115) 중 하나에 전동체를 배치하고 내륜(110)과 외륜(115) 중 다른 하나를 밀어 내륜(110)과 외륜(115)을 조립할 때 전동체에 압흔 등이 발생할 수 있었다. 또한, 제1열 전동체(117)와 제2열 전동체(127)가 동시에 장착되기 때문에 제1열 전동체(117)와 제2열 전동체(127)가 정위치에 위치하지 않을 수 있었다. 그러나, 본 발명의 제1실시예에 따르면, 제1열 전동체(117)와 제2열 전동체(127)가 별개로 장착되기 때문에 제1열 전동체(117)와 제2열 전동체(127)의 위치를 맞추기가 용이하다.

또한, 제1열 내륜(113)의 내륜궤도는 일측으로 오픈(궤도의 한 측이 궤도의 가장 내측 반경 또는 외측 반경과 거의 동일한 직경을 갖고, 궤도의 다른 한 측이 궤도의 가장 내측 반경 또는 외측 반경보다는 설정 거리만큼 외측 또는 내측에 위치함)되어 있고, 제2열 내륜(123)의 내륜궤도는 클로스(궤도의 양측이 모두 궤도의 가장 내측 반경 또는 외측 반경보다는 설정 거리만큼 외측 또는 내측에 위치함)되어 있으며, 외륜(115)의 일측 외륜궤도는 일측으로 클로스되고 타측 외륜궤도는 오픈되어 있으므로, 일측 외륜궤도에 제1열 전동체(117)를 놓고 제1열 내륜(110)을 밀어 넣고 제2열 내륜(123)의 내륜궤도에 제2열 전동체(127)를 놓고 외륜(115)을 밀어 내륜(110)과 외륜(115) 사이에 전동체들을 손상 없이 장착할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링(10)은 내륜(210)과, 외륜(215)과, 그리고 제1열, 제2열 전동체(217, 227)를 포함한다. 이 때 상기 외륜(215)은 제1열 외륜(211)과 제2열 외륜(221)으로 분리되어 제1열 전동체(217)와 제2열 전동체(227)의 반경 외측에서 각각 조립될 수 있다. 이처럼, 외륜(215)이 제1열 외륜(211)과 제2열 외륜(221)으로 분리되면, 제1열, 제2열 전동체(217, 227)의 반경 외측에서 용이하게 탠덤 볼 베어링(10)을 조립할 수 있게 된다.

앞서 제1실시 예에서 설명한 바와 같이, 종래에는 제1열 전동체(217)와 제2열 전동체(227)가 동시에 장착되기 때문에 제1열 전동체(217)와 제2열 전동체(227)가 정위치에 위치하지 않을 수 있었다. 본 발명의 제2실시 예에 따르면, 제1열 전동체(217)와 제2열 전동체(227)가 별개로 장착되기 때문에 위와 같은 문제를 해결할 수 있다.

특히, 종래에는 전동체의 직경이 내륜(210)과 외륜(215) 사이의 틈보다 크기 때문에, 전동체에 압흔 등이 발생할 수 있었다. 그러나, 본 발명의 제2실시 예에 따르면, 제1열 외륜(211)의 외륜궤도와 제2열 외륜(221)는 일측으로 오픈되어 있으며, 내륜(210)의 일측 내륜궤도는 일측으로 오픈되어 있고, 타측 내륜궤도는 클로스되어 있으므로, 타측 내륜궤도에 제2열 전동체(227)를 올려 놓고 제2열 외륜(211)을 밀어 넣고 제1열 외륜(211)의 외륜궤도에 제1열 전동체(217)를 놓고 내륜(210)을 밀어 내륜(210)과 외륜(215) 사이에 전동체들을 손상 없이 장착할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링(10)은 내륜(310)과, 외륜(315), 그리고 제1열 및 제2열 전동체(317, 327)를 포함한다. 또한, 상기 내륜(310)은, 제1실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링(10)과 같이, 제1열 내륜(313)과 제2열 내륜(323)으로 분리되어 구비된다.

이 때, 상기 제1열 내륜(313)과 상기 외륜(315)은 깊은 홈 볼 베어링(Deep groove ball bearing) 타입의 제1열 볼 베어링(330)을 구성한다. 또한, 제2열 내륜(323)과 상기 외륜(315)는 앵귤러 콘택트 볼 베어링(Angular contact ball bearing) 타입의 제2열 볼 베어링(340)을 구성한다. 상기 제1열 볼 베어링(330)과 제2열 볼 베어링(340)의 타입은 필요에 따라 서로 그 위치가 바뀔 수 있다. 상기 깊은 홈 볼 베어링과 상기 앵귤러 콘택트 볼 베어링의 특징에 대하여는 당업자에게 자명하니, 본 명세서에서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명의 제3실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링(10)은 깊은 홈 볼 베어링 타입과 앵귤러 콘택트 볼 베어링 타입을 조합함으로써, 깊은 홈 볼베어링을 통하여 반반경 방향의 하중을 충분히 지지하는 동시에, 앵귤러 콘택트 볼 베어링에 의하여 축방향 하중을 동시에 지지할 수 있다. 또한, 제3실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링(10)은 동시에 축방향과 경방향의 하중을 지지될 수 있으므로, 외부 충격에 의하여 분리되거나 해체되지 않는 효과가 있다.

나아가, 내륜(310)이 제1열 내륜(313)과 제2열 내륜(323)으로 분리되어 구비됨으로써, 제3실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링(10)은 앞서 설명한 바와 같이, 전동체가 정위치에서 손상되지 않도록 조립될 수 있다. 특히, 제1열 내륜(313)의 내륜 궤도는 클로스되어 있고 제2열 내륜(323)의 내륜궤도는 일측으로 오픈되어 있으며, 일측 외륜 궤도는 클로스되어 있고 타측 외륜 궤도는 오픈되어 있으므로, 상기 제1열 내륜(313)의 내륜궤도와 상기 외륜(315)의 일측 외륜궤도 사이에 제1전동체(317)를 장착하고 외륜(315)의 타측 외륜궤도에 제2전동체(327)를 놓고 제2열 내륜(323)을 밀어 넣어 전동체들을 손상 없이 정위치에 장착할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링(10)은 내륜(410)과 외륜(415), 제1열 및 제2열 전동체(417, 427)를 포함한다. 이 때, 상기 외륜(415)은, 제2실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링(10)과 같이, 제1열 외륜(411)과 제2열 외륜(421)으로 분리되어 구비된다.

또한, 본 발명의 제4실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링(10)은 제1열 외륜(411)을 구비하는 제1열 볼 베어링(430)과 제2열 외륜(421)을 구비하는 제2열 볼 베어링(440)을 포함한다. 제1열 볼 베어링(430)은 깊은 홈 볼 베어링 또는 앵귤러 콘택트 볼 베어링 중의 어느 하나의 타입으로 구비되고, 제2열 볼 베어링(440)은 깊은 홈 볼 베어링 또는 앵귤러 콘택트 볼 베어링 중에 상기 제1열 볼 베어링(430)과 다른 타입으로 구비된다.

이에 따라, 본 발명의 제4실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링(10)은 용이하게 조립됨과 동시에, 축방향 또는 반경방향의 하중을 견고하게 지지할 수 있으며, 외부 충격에 쉽게 해체되지 않는 효과가 있다. 나아가, 외륜(415)이 제1열 외륜(411)과 제2열 외륜(421)으로 분리되어 구비됨으로써, 앞서 제2실시 예에서 설명한 바와 같이, 전동체들이 정위치에서 손상되지 않도록 조립될 수 있다. 특히, 제1열 외륜(411)의 외륜 궤도는 클로스되어 있고 제2열 외륜(421)의 외륜궤도는 일측으로 오픈되어 있으며, 일측 내륜 궤도는 클로스되어 있고 타측 내륜 궤도는 오픈되어 있으므로, 상기 제1열 외륜(411)의 외륜궤도와 상기 내륜(410)의 일측 내륜궤도 사이에 제1전동체(417)를 장착하고 제2열 외륜(421)의 외륜궤도에 제2전동체(427)를 놓고 내륜(410)을 밀어 넣어 전동체들을 손상 없이 정위치에 장착할 수 있다.

제1 내지 제4실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링(10)의 각각의 전동체(117, 127, 217, 227, 317, 327, 417, 427)는 그 크기가 서로 같을 수 있다. 한편, PCD(Pitch Circle Diameter)는 베어링의 전동체가 회전할 때 그 회전 직경을 의미하는 것으로, 제1 내지 제4실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링(10)의 PCD는 모두 같을 수 있다. 이에 따라, 따라서, 제1 내지 제4실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링(10)의 구성요소는 실시 예가 달라지더라도, 서로 호환될 수 있다.

도 6에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 제5실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링(10)은 내륜(510)과, 외륜(515), 그리고 제1열 및 제2열 전동체(517, 527)를 포함한다. 상기 내륜(510)은 제1열 내륜(513)과 제2열 내륜(523)으로 분리되어 구비된다. 이에 따라, 앞서 설명한 바와 같이, 전동체들이 정위치에서 손상되지 않도록 용이하게 조립될 수 있다.

또한, 본 발명의 제5실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링(10)은 제1열 내륜(513)을 구비하는 제1열 볼 베어링(530)과 제2열 내륜(523)을 구비하는 제2열 볼 베어링(540)을 포함한다. 제1열 볼 베어링(530)은 깊은 홈 볼 베어링 또는 앵귤러 콘택트 볼 베어링 중의 어느 하나의 타입으로 구비될 수 있고, 제2열 볼 베어링(540)은 깊은 홈 볼 베어링 또는 앵귤러 콘택트 볼 베어링 중에 상기 제1열 볼 베어링(530)과 다른 타입으로 구비될 수 있다.

이 때, 제1열 볼 베어링(530)의 제1열 전동체(517)와 제2열 볼 베어링(540)의 제2열 전동체(527)는 그 크기가 서로 상이할 수 있다. 또한, 제1열 볼 베어링(530)의 PCD는 제2열 볼 베어링(540)의 PCD와 서로 다를 수 있다.

예를 들어, 도6에 도시된 바와 같이, 제1열 볼 베어링(530)은 깊은 홈 볼 베어링 타입으로 구비되고, 제2열 볼 베어링(540)은 앵귤러 콘택트 볼 베어링 타입으로 구비될 수 있다. 또한, 제2열 전동체(527)의 반지름(R2)은 제1열 전동체(517)의 반지름(R1)보다 더 크게 구비될 수 있고, 제2열 볼 베어링(540)의 PCD(PCD2)는 제1열 볼 베어링(530)의 PCD(PCD1)보다 더 크게 구비될 수 있다.
깊은 홈 볼 베어링 타입의 제1열 볼 베어링(530)에서, 제1열 전동체(517)의 축방향 양단은 모두 항시 구속되어 있고, 앵귤러 콘택트 볼 베어링 타입의 제2열 볼 베어링(540)에서, 제2열 전동체(527)는 제2열내륜(523)의 일단 외륜(515)의 타단이 오픈되어 있다. 이에 따라, 축 방향으로 하중이 걸릴 경우, 양 단이 모두 구속되어 있는 제1열 볼 베어링(530)에서 먼저 하중을 지지하게 되고, 만일 축방향으로 더 큰 하중이 가해지는 경우에는 제2열 볼 베어링(530)도 함께 지지하게 된다. 한편, 축방향으로 높은 하중이 걸렸을 경우, 깊은 홈 볼 베어링 타입의 제1열 볼 베어링(530)과 앵귤러 콘택트 볼 베어링 타입의 제열 볼 베어링(540)은 함께 축방향 하중에 대하여 효과적으로 지지하게 되어 있다. 특히 높은 하중이 걸릴 수 있는 위치에 큰 직경을 가진 제2열 볼 베어링(530)을 배치함으로써, 효과적으로 진동을 더 저감할 수 있다.

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한편, 반경 방향으로 하중이 걸릴 경우, 깊은 홈 볼 베어링인 제1열 볼 베어링(530)과 앵귤러 콘택트 볼 베어링인 제2열 볼 베어링(540)은 함께 하중을 지지하게 되고, 이 후에 하중이 더 크게 작용할 경우 반지름과 PCD가 큰 제2열 볼 베어링(540)이 효과적으로 하중을 지지하게 된다. 따라서, 탠덤 볼 베어링의 경방향 지지 능력은 향상될 수 있다. 앵귤러 콘택트 볼 베어링 타입과 깊은 홈 볼 베어링 타입을 조합함으로써 반경 방향의 하중에 대하여 더욱 효과적으로 지지할 수 있게 된다.

따라서, 변화하는 하중에 따라, 각각의 베어링(530, 540)은 효과적으로 이에 대응할 수 있다. 나아가 응력이 집중되는 제2열 볼 베어링(530)의 전동체의 반지름(R2)을 더 크게 함으로써, 안정적으로 하중을 지지할 수 있고, 그 마찰토크 특성이 향상될 수 있다.

도 7에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 제6실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링(10)은 내륜(610)과 외륜(615), 제1열 및 제2열 전동체(617, 627)를 포함한다. 이 때, 상기 외륜(615)은 제1열 외륜(611)과 제2열 외륜(621)으로 분리되어 구비된다. 이에 따라, 본 발명의 제6실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링(10)은, 앞서 설명한 바와 같이, 전동체들이 정위치에서 손상되지 않도록 용이하게 조립될 수 있다.

또한, 본 발명의 제6실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링(10)은 제1열 외륜(611)을 구비하는 제1열 볼 베어링(630)과 제2열 외륜(621)을 구비하는 제2열 볼 베어링(640)을 포함한다. 제1열 볼 베어링(630)은 깊은 홈 볼 베어링 또는 앵귤러 콘택트 볼 베어링 중의 어느 하나의 타입으로 구비될 수 있고, 제2열 볼 베어링(640)은 깊은 홈 볼 베어링 또는 앵귤러 콘택트 볼 베어링 중에 상기 제1열 볼 베어링(630)과 다른 타입으로 구비될 수 있다.

나아가, 제5실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링(10)과 마찬가지로, 제6실시 예에 따른 탠덤 볼 베어링(10)은 제1전동체(617)와 제2전동체(627)의 반지름(R1, R2)이 서로 다르게 구비될 수 있다. 또한, 제1열 외륜(611)을 포함한 제1열 볼 베어링(630)과 제2열 외륜(621)을 포함한 제2열 볼 베어링(640)의 PCD(PCD1, PCD2)도 서로 상이하게 구비될 수 있다.

예를 들어, 도7에 도시된 바와 같이, 제1열 볼 베어링(630)은 깊은 홈 볼 베어링 타입으로 구비되고, 제2열 볼 베어링(640)은 앵귤러 콘택트 볼 베어링 타입으로 구비될 수 있다. 또한, 제2열 전동체(627)의 반지름(R2)은 제1열 전동체(617)의 반지름(R1)보다 더 크게 구비될 수 있고, 제2열 볼 베어링(640)의 PCD(PCD2)는 제1열 볼 베어링(630)의 PCD(PCD1)보다 더 크게 구비될 수 있다. 따라서, 변화하는 하중에 따라, 각각의 베어링(630, 640)은 효과적으로 이에 대응할 수 있다. 나아가 응력이 집중되는 제2열 볼 베어링(630)의 전동체의 반지름(R2)을 더 크게 함으로써, 안정적으로 하중을 지지할 수 있고, 그 마찰토크 특성이 향상될 수 있다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

Claims

액슬하우징과, 상기 액슬하우징의 반경 내측에서 회전하는 피니언 샤프트와, 상기 피니언 샤프트로부터 회전력을 전달받아 함께 회전하도록 구비된 피니언 기어를 포함하는 액슬에 있어서,
상기 피니언 샤프트에 압입되는 내륜;
상기 내륜과 일정 간격 이격되며, 상기 내륜에 대응하는 외륜;
상기 내륜과 상기 외륜 사이에서 회전 가능한 볼의 형상으로 구비되는 제1열 전동체를 포함하는 제1열 볼 베어링; 그리고,
상기 제1열 전동체의 타측에서, 상기 내륜과 상기 외륜 사이에 회전 가능한 볼의 형상으로 구비되는 제2열 전동체를 포함하는 제2열 볼 베어링;
을 포함하되,
상기 내륜은 상기 제1열 전동체를 지지하는 제1열 내륜과, 상기 제2열 전동체를 지지하는 제2열 내륜으로 구성되는 것을 특징으로 하고,
상기 제1열 내륜의 내륜궤도가 일방향 또는 타방향으로 오픈되면 상기 제2열 내륜의 내륜궤도는 양방향으로 클로스되고, 상기 제1열 내륜의 내륜 궤도가 양방향으로 클로스되면 상기 제2열 내륜의 내륜 궤도는 일방향 또는 타방향으로 오픈되는 것을 특징으로 하고,
상기 제1열 전동체와 상기 제2열 전동체는 그 크기가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 액슬.
제1항에 있어서,
상기 내륜과, 외륜과, 제1열 볼 베어링과, 및 제2열 볼 베어링은 하나의 탠덤 볼 베어링을 형성하는 것을 특징으로 하고,
복수 개의 탠덤 볼 베어링이 구비되며, 상기 복수 개의 볼 베어링의 어느 하나의 외륜의 반경 길이는 다른 어느 하나의 외륜의 반경 길이 보다 작은 것을 특징으로 하는 액슬.
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제2항에 있어서,
상기 피니언 기어에 가깝게 배치되는 상기 제2열 전동체의 크기는 상기 제1열 전동체의 크기보다 더 큰 것을 특징으로 하는 액슬.
제2항에 있어서,
상기 제1열 볼 베어링의 PCD와 상기 제2열 볼 베어링의 PCD는 서로 다른 것을 특징으로 하는 액슬.
제8항에 있어서,
상기 피니언 기어에 가깝게 배치되는 상기 제2열 볼 베어링의 PCD는 상기 제1열 볼 베어링의 PCD보다 큰 것을 특징으로 하는 액슬.
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액슬하우징과, 상기 액슬하우징의 반경 내측에서 회전하는 피니언 샤프트와, 상기 피니언 샤프트로부터 회전력을 전달받아 함께 회전하도록 구비된 피니언 기어를 포함하는 액슬에 있어서,
상기 피니언 샤프트에 압입되는 내륜;
상기 내륜과 일정 간격 이격되며, 상기 내륜에 대응하는 외륜;
상기 내륜과 상기 외륜 사이에서 회전 가능한 볼의 형상으로 구비되는 제1열 전동체를 포함하는 제1열 볼 베어링; 그리고,
상기 제1열 전동체의 타측에서, 상기 내륜과 상기 외륜 사이에 회전 가능한 볼의 형상으로 구비되는 제2열 전동체를 포함하는 제2열 볼 베어링;
을 포함하되,
상기 외륜은 상기 제1열 전동체의 반경 외측에 배치되는 제1열 외륜과, 상기 제2열 전동체의 반경 외측에 배치되는 제2열 외륜으로 구성되는 것을 특징으로 하고,
상기 내륜은 하나의 조각으로 형성되고,
상기 제1열 외륜의 외륜궤도가 일방향 또는 타방향으로 오픈되면 상기 제2열 외륜의 외륜궤도는 양방향으로 클로스되고, 상기 제1열 외륜의 외륜 궤도가 양방향으로 클로스되면 상기 제2열 외륜의 외륜 궤도는 일방향 또는 타방향으로 오픈되는 것을 특징으로 하며,
상기 제1열 전동체와 상기 제2열 전동체는 그 크기가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 액슬.
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제11항에 있어서,
상기 피니언 기어에 가깝게 배치되는 상기 제2열 전동체의 크기는 상기 제1열 전동체의 크기보다 더 큰 것을 특징으로 하는 액슬.
제11항에 있어서,
상기 제1열 볼 베어링의 PCD와 상기 제2열 볼 베어링의 PCD는 서로 다른 것을 특징으로 하는 액슬.
제15항에 있어서,
상기 피니언 기어에 가깝게 배치되는 상기 제2열 볼 베어링의 PCD는 상기 제1열 볼 베어링의 PCD보다 큰 것을 특징으로 하는 액슬.
회전 가능하도록 구비되는 회전축;
상기 회전축에 결합되는 내륜;
상기 내륜과 일정 간격 이격되며, 상기 내륜에 대응하는 외륜;
상기 내륜과 상기 외륜 사이에서 회전 가능한 볼의 형상으로 구비되는 제1열 전동체를 포함하는 제1열 볼 베어링; 그리고
상기 제1열 전동체의 타측에서, 상기 내륜과 상기 외륜 사이에 회전 가능한 볼의 형상으로 구비되는 제2열 전동체를 포함하는 제2열 볼 베어링을 포함하되,
상기 내륜은 상기 제1열 전동체를 지지하는 제1열 내륜과, 상기 제2열 전동체를 지지하는 제2열 내륜으로 구성되는 것을 특징으로 하고,
상기 제1열 내륜의 내륜궤도가 일방향 또는 타방향으로 오픈되면 상기 제2열 내륜의 내륜궤도는 양방향으로 클로스되고, 상기 제1열 내륜의 내륜 궤도가 양방향으로 클로스되면 상기 제2열 내륜의 내륜 궤도는 일방향 또는 타방향으로 오픈되는 것을 특징으로 하고,
상기 제1열 볼 베어링의 PCD와 상기 제2열 볼 베어링의 PCD는 서로 다른 것을 특징으로 하는 탠덤 볼 베어링.
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제17항에 있어서,
상기 제1열 전동체와 상기 제2열 전동체는 그 크기가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 탠덤 볼 베어링.
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회전 가능하도록 구비되는 회전축;
상기 회전축에 결합되는 내륜;
상기 내륜과 일정 간격 이격되며, 상기 내륜에 대응하는 외륜;
상기 내륜과 상기 외륜 사이에서 회전 가능한 볼의 형상으로 구비되는 제1열 전동체를 포함하는 제1열 볼 베어링; 그리고
상기 제1열 전동체의 타측에서, 상기 내륜과 상기 외륜 사이에 회전 가능한 볼의 형상으로 구비되는 제2열 전동체를 포함하는 제2열 볼 베어링;
을 포함하되,
상기 외륜은 상기 제1열 전동체의 반경 외측에 배치되는 제1열 외륜과, 상기 제2열 전동체의 반경 외측에 배치되는 제2열 외륜으로 분리되는 것을 특징으로 하고,
상기 내륜은 하나의 조각으로 형성되고,
상기 제1열 외륜의 외륜궤도가 일방향 또는 타방향으로 오픈되면 상기 제2열 외륜의 외륜궤도는 양방향으로 클로스되고, 상기 제1열 외륜의 외륜 궤도가 양방향으로 클로스되면 상기 제2열 외륜의 외륜 궤도는 일방향 또는 타방향으로 오픈되는 것을 특징으로 하며,
상기 제1열 볼 베어링의 PCD와 상기 제2열 볼 베어링의 PCD는 서로 다른 것을 특징으로 하는 탠덤 볼 베어링.
제24항에 있어서,
상기 제1열 전동체와 상기 제2열 전동체는 그 크기가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 탠덤 볼 베어링.
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