KR101876038B1

KR101876038B1 - 플렉서블 플라스틱 케이지 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101876038B1
Application number: KR1020160092067A
Authority: KR
Inventors: 임공섭
Original assignee: 셰플러코리아(유)
Priority date: 2016-07-20
Filing date: 2016-07-20
Publication date: 2018-07-06
Also published as: KR20180010016A

Abstract

본 발명에 따른 플렉서블 플라스틱 케이지는 볼이 안착되는 복수의 포켓부와, 막대 형상이며 상기 포켓부 사이에 구비되어 양단이 각각 포켓부에 연결되는 연결부로 이루어진 케이지본체와;
엘라스토머 재질이며 상기 연결부를 감싸며 구비되는 탄성부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 플렉서블 플라스틱 케이지에 관한 것이다.

Description

플렉서블 플라스틱 케이지 및 그 제조방법{Flexible plastic cage and manufacturing method thereof}

본 발명은 플렉서블 플라스틱 케이지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 베어링 구동시 포켓부와 포켓부 사이가 유연하게 움직여 틸팅으로 인한 케이지 파손이 방지되는 플렉서블 플라스틱 케이지 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 베어링은 슬라이딩 베어링, 볼 베어링, 롤러 베어링 등이 있으며, 이들 중 볼 베어링은 내륜과 외륜 사이에 전동체로서 볼을 위치시켜 이루어진다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 볼 베어링(1)은 내륜(20)과, 외륜(10)과, 볼(30)과, 케이지(40)와, 씰(50)로 이루어진다.

상기 내륜(20) 및 외륜(10)은 링 형상으로 구비된다.

상기 볼(30)은 복수로 구비된다. 상기 볼(30)은 상기 내륜(20)과 외륜(10) 사이에서 구름 가능하게 구비된다.

상기 케이지(40)는 링 형상으로 구비된다. 상기 케이지(40)는 내륜(20) 및 외륜(10) 사이에 위치하는 각 볼(30)들이 서로 간의 간격을 일정하게 유지할 수 있도록 한다.

상기 케이지(40)는 링 형상의 몸체부(41)와, 상기 몸체부(41)의 둘레를 따라 이격되어 축 방향으로 돌출 형성된 복수의 지지부(44)와, 상기 지지부(44)와 지지부(44) 사이에 형성된 포켓부(43)로 이루어진다.

상기 지지부(44)의 상단에는 원주 방향 양측에 상기 포켓부(43)를 향하여 만곡지게 돌출된 지지돌출부(42)가 구비된다. 상기 지지돌출부(42)는 케이지(40)로부터 볼의 이탈을 방지하는 역할을 한다.

상기 케이지(40)를 볼 베어링(1)에 조립하기 위해서는 볼(30)을 베어링의 내륜(20)과 외륜(10) 사이에 위치시키고, 케이지(40)를 외륜(10)과 내륜(20) 사이에서 축 방향으로 가압하여 볼(30)이 케이지(40)로 삽입되도록 한다.

상기 씰(50)은 상기 내륜(20) 및 외륜(10) 사이의 양측 개구부에 구비된다. 상기 씰(50)은 상기 내륜(20)과 외륜(10) 사이에서 볼(30)이 삽입되는 공간을 외부와 차단하기 위해 구비된다.

종래의 플라스틱 케이지는 베어링 구동시 구름회전 및 소음 감소 측면에서는 유리하나 틸팅으로 인한 케이지의 이탈 발생 가능성이 크며, 케이지 이탈로 인해 베어링이 파손되는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1363743호(2014.02.10)

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 베어링 구동시 케이지의 유연한 움직임을 통해 틸팅으로 인한 케이지 파손이 방지되며, 베어링 내에서 볼로부터의 이탈이 방지되는 플렉서블 플라스틱 케이지 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명에 따른 플렉서블 플라스틱 케이지는 볼이 안착되는 복수의 포켓부와, 막대 형상이며 상기 포켓부 사이에 구비되어 양단이 각각 포켓부에 연결되는 연결부로 이루어진 케이지본체와;

엘라스토머 재질이며 상기 연결부를 감싸며 구비되는 탄성부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 플렉서블 플라스틱 케이지를 제공한다.

상기에서, 탄성부재의 원주 방향 양단부는 각각 상기 포켓부에 연결되어 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 케이지본체의 재질은 합성수지로 이루어지며, 상기 탄성부재의 재질은 TPE 또는 NBR로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기에서, 연결부는 상기 포켓부의 원주 방향으로 가장 돌출된 부분에 연결되며;

상기 탄성부재는 상기 포켓부의 축 방향 단부로부터 이격되어 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 플렉서블 플라스틱 케이지의 제조 방법에 있어서,

상기 플라스틱 케이지는 복수의 포켓부와 막대형상이며 상기 포켓부 사이에 구비되어 양단이 각각 포켓부에 연결되는 연결부로 이루어진 케이지본체가 일체로 사출되는 제1 사출단계와;

상기 케이지본체가 인서트 되고 상기 케이지본체의 연결부에 탄성부재가 사출되는 제2 사출단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플렉서블 플라스틱 케이지의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따른 플렉서블 플라스틱 케이지 및 그 제조방법은 포켓부와 포켓부 사이에 탄성부재를 구비함으로써 베어링 구동시 케이지의 유연한 움직임을 통해 틸팅으로 인한 케이지 파손이 방지되며, 베어링 내에서 볼로부터의 이탈이 방지되는 효과가 있다.

또한, 탄성부재가 포켓부와 포켓부를 연결하는 연결부를 감싸도록 구비되어 연결부가 끊어져도 베어링 구동에 영향을 미치지 않는 효과가 있다.

도 1은 종래의 볼 베어링을 일부 절단하여 도시한 부분 절개 사시도이며,
도 2는 도 1의 케이지를 도시한 사시도이고,
도 3은 본 발명에 따른 플렉서블 플라스틱 케이지를 도시한 사시도이며,
도 4는 도 3의 A부를 확대 도시한 단면도이고,
도 5는 도 3의 B부의 단면을 도시한 단면도이며,
도 6은 도 3의 B부의 다른 예를 도시한 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 플렉서블 플라스틱 케이지 및 그 제조방법을 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 플렉서블 플라스틱 케이지를 도시한 사시도이며, 도 4는 도 3의 A부를 확대 도시한 단면도이고, 도 5는 도 3의 B부의 단면을 도시한 단면도이며, 도 6은 도 3의 B부의 다른 예를 도시한 단면도이다.

이하에서 베어링의 축이 삽입되는 방향을 "축 방향"으로 하여 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플렉서블 플라스틱 케이지(100)는 케이지본체(110)와 탄성부재(120)로 이루어진다.

상기 케이지본체(110)는 볼이 안착되는 복수의 포켓부(111)와 상기 포켓부(111)를 연결하는 연결부(113)로 이루어진다.

상기 포켓부(111)는 축 방향 일측으로 개구된 형태로 형성된다. 상기 포켓부(111)는 이웃하는 포켓부(111)를 향하여 외면이 볼록하게 형성될 수 있다. 상기 포켓부(111)는 원주 방향으로 이격 구비된다.

상기 연결부(113)는 상기 포켓부(111)와 포켓부(111) 사이에 구비된다. 상기 연결부(113)는 막대 형상으로 형성되어 양단이 각각 상기 포켓부(111)에 연결된다. 상기 연결부(113)는 상기 포켓부(111)의 원주 방향으로 가장 돌출된 부분에 연결 구비된다. 상기 연결부(113)는 상기 포켓부(111)와 포켓부(111)를 연결하기 위한 것으로써 최소한의 면적을 갖도록 형성된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 연결부(113)는 원주 방향으로 연장되며 축 방향으로 두께를 가지는 판상으로 형성될 수 있다. 상기 연결부(113)의 반경 방향 폭은 상기 포켓부(111)의 반경 방향 폭보다 작게 형성된다. 상기 판상의 연결부(113)에는 복수의 홀(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. 상기 홀은 축 방향 또는 반경 방향으로 관통 형성된다.

상기 연결부(113)는 원주 방향으로 연장되며 반경 방향으로 두께를 가지는 판상으로 형성될 수도 있다. 상기 연결부(113)는 축 방향으로 포켓부(111)의 중심부에 연결된다. 상기 연결부(113)는 반경 방향으로도 포켓부(111)의 중심부에 연결된다. 상기 연결부(113)의 반경 방향 폭은 상기 포켓부(111)의 반경 방향 폭보다 작게 형성된다. 상기 연결부(111)의 축 방향 높이는 포켓부(111)의 축 방향 높이보다 작게 형성된다. 상기 포켓부(111)의 외면은 상기 연결부(113)를 사이에 두고 축 방향 양측으로 노출된다.

상기 연결부(113)가 판상으로 형성된 경우, 상기 연결부(113)에 홀이 형성됨으로써 제조시 탄성부재(120)가 사출되며 상기 홀을 관통하여 상기 연결부(113)와 결합된다. 상기 탄성부재(120)가 연결부(113)의 홀을 관통하며 결합됨으로써 연결부(113)와 탄성부재(120) 사이의 결합력이 향상된다.

상기 케이지본체(110)의 재질은 합성수지로 이루어진다. 예를 들어, 합성수지로는 PA-6 또는 PA-66 등이 이용되거나, PA-6 또는 PA-66과 GF(Glass Fiber)가 혼합되어 이루어진다. 예를 들어, 케이지본체(110)는 PA-66 50∼75％ 범위와 GF 25∼50％범위로 혼합되어 이루어지며, 상기 PA-66과 GF는 PA-66 75％와 GF 25％로 혼합될 수 있다.

상기 탄성부재(120)는 상기 연결부(113)를 감싸도록 구비된다. 상기 탄성부재(120)의 원주 방향 양단부는 각각 상기 포켓부(111)에 연결되어 결합된다. 상기 탄성부재(120)는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 상기 연결부(113)가 탄성부재(120)의 단면의 중심부에 위치되도록 구비되는 것이 바람직하다.

상기 탄성부재(120)의 축 방향 양단부는 상기 포켓부(111)의 축 방향 단부로부터 이격 형성된다. 상기 탄성부재(120)의 축 방향 높이는 케이지(100)의 전체 높이의 1/4∼1/3 범위로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 탄성부재(120)의 반경 방향 폭은 상기 포켓부(111)의 반경 방향 폭보다 작거나 같게 형성된다.

상기 연결부(113)를 감싸는 탄성부재(120)의 부피는 상기 연결부(113)의 부피보다 크게 형성된다. 상기 탄성부재(120)와 연결부(113)의 단면의 면적은 상기 탄성부재(120)의 단면의 면적이 상기 연결부(113)의 단면의 면적보다 크게 형성된다. 예를 들어, 상기 연결부(113)와 탄성부재(120)의 부피비 또는 단면적비는 1/10∼1/30 범위로 이루어진다.

상기 탄성부재(120)는 엘라스토머 재질로 이루어진다. 상기 탄성부재(120)로 이용되는 엘라스토머 재질로는 TPE(Thermoplastic Elastomer), NBR(Nitrile-Butadiene Rubber), TPU(Thermoplastic polyurethane) 등이 사용된다. 상기 탄성부재(120)는 상기 엘라스토머 재질 중 어느 하나 이상이 사용된다.

상기 연결부(113)는 양단이 각각 포켓부(111)에 연결된 막대 형상으로 형성되고, 상기 탄성부재(120)는 상기 연결부(113)를 감싸며 양단부가 상기 포켓부(111)에 연결되며, 상기 탄성부재(120)의 부피 및 단면적이 연결부(113)의 부피 및 단면적보다 크게 형성되고 상기 탄성부재(120) 및 연결부(113)의 양단이 상기 포켓부(111)에 결합됨으로써, 베어링 구동 중 뒤틀림에 의해 연결부(113)가 끊어지더라도 엘라스토머 재질로 이루어진 탄성부재(120)가 지지하므로 케이지의 작용에는 영향을 미치지 않게 된다.

본 발명에 따른 플렉서블 플라스틱 케이지(100)는 다음과 같이 제조된다.

상기 케이지(100)는 제1 사출단계와 제2 사출단계를 거쳐 제조된다.

상기 제1 사출단계에서는 케이지본체(110)가 사출된다. 상기 포켓부(111)와 연결부(113)는 금형에 합성수지가 투입되어 일체로 사출된다. 상기 제1 사출단계에서 사출되는 상기 연결부(113)는 상기 각각의 이웃하는 포켓부(111)를 연결하여 제2 사출단계가 용이하게 이루어지도록 하기 위한 것으로써, 상기 연결부(113)는 최소한의 면적을 갖도록 형성된다.

상기 연결부(113)가 구비되지 않으면 제2 사출단계에서 상기 포켓부(111)를 하나하나 금형에 위치시켜야 하지만, 상기 연결부(113)가 구비됨으로써 상기 복수의 포켓부(111)가 연결부(113)로 연결되며 일체로 형성되어 제2 사출단계를 진행하기 위한 포켓부(111) 이동이 용이하여 제2 사출단계가 용이하게 이루어진다.

상기 제2 사출단계에서는 상기 케이지본체(110)가 인서트가 되어 상기 케이지본체(110)의 연결부(113)를 감싸도록 탄성부재(120)가 사출된다. 상기 연결부(113)가 형성된 위치에 구비된 금형에 엘라스토머 재질이 투입되어 상기 연결부(113)를 감싸도록 탄성부재(120)가 사출된다.

상기 탄성부재(120)는 상기 연결부(113)를 감싸면서 양단부는 상기 포켓부(111)의 외면에 견고하게 결합된다. 상기 탄성부재(120)가 상기 포켓부(111)의 외면에 견고하게 결합된다는 것은 제조 실험 결과 케이지본체(110)의 재질과 탄성부재(120)의 재질 사이의 결합이 견고하게 결합됨이 확인되었다.

지금까지 본 발명에 따른 플렉서블 플라스틱 케이지 및 그 제조방법은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100 : 플렉서블 플라스틱 케이지
110 : 케이지본체 111 : 포켓부
113 : 연결부 120 : 탄성부재

Claims

PA-6, PA-66, PA-6이나 PA-66에 글라스 파이버가 혼합된 합성 수지 중 어느 하나로 제조되며 볼이 안착되는 복수의 포켓부(111)와 상기 포켓부(111) 사이에 구비되어 양단이 각각 포켓부(111)에 연결되며 포켓부(111)보다 반경 방향 폭이 작은 막대 형상 또는 판상의 연결부(113)로 이루어진 케이지본체(110)와, 상기 연결부(113)를 감싸며 구비되는 엘라스토머 재질의 탄성부재(120)로 이루어지며; 상기 탄성부재(120)의 원주 방향 양단부는 각각 상기 포켓부(111)에 연결되어 결합되며, 탄성부재(120)의 단면적은 연결부(113)의 단면적보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 플라스틱 케이지.
삭제
제1 항에 있어서, 상기 탄성부재(120)의 재질은 TPE, NBR 또는 TPU 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플렉서블 플라스틱 케이지.
제1 항에 있어서, 상기 연결부(113)는 상기 포켓부(111)의 원주 방향으로 가장 돌출된 부분에 연결되며; 상기 탄성부재(120)는 상기 포켓부(111)의 축 방향 단부로부터 이격되어 구비되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 플라스틱 케이지.
제1 항의 플렉서블 플라스틱 케이지(100)의 제조 방법에 있어서,
상기 플라스틱 케이지(100)는 복수의 포켓부(111)와 막대형상이며 상기 포켓부(111) 사이에 구비되어 양단이 각각 포켓부(111)에 연결되는 연결부(113)로 이루어진 케이지본체(110)가 일체로 사출되는 제1 사출단계와;
상기 케이지본체(110)가 인서트 되고 상기 케이지본체(110)의 연결부(113)에 탄성부재(120)가 사출되는 제2 사출단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플렉서블 플라스틱 케이지의 제조방법.