KR101992648B1 - 변형 강도가 향상된 볼 베어링용 케이지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 링 형태로 형성되며 원주 방향을 따라 이격되어 복수의 포켓이 형성된 케이지본체부재와, 상기 케이지본체부재에 결합되며 반경 방향 내외측에서 케이지본체부재를 지지하는 케이지지지부재로 이루어진 것을 변형 강도가 향상된 볼 베어링용 케이지에 관한 것이다.

Description

변형 강도가 향상된 볼 베어링용 케이지{A Cage For Ball Bearing Having Imporoved Deformation Strength}
본 발명은 볼 베어링용 케이지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 작동 시 발생하는 외력에 대한 변형 강도가 향상된 볼 베어링용 케이지에 관한 것이다.
볼 베어링은 베어링의 구동을 위하여 내륜과 외륜 사이에 볼을 전동체로 사용하는 베어링을 지칭하며, 일반적인 볼 베어링에는 전동체인 볼들에 가해지는 구동하중을 고르게 분배하기 위하여 볼의 원주방향 간격을 유지시키는 케이지가 장착되게 된다.
도 1은 종래기술의 다른예에 따른 베어링(2)을 도시한 부분 절개 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시한 볼 베어링에 구비되는 종래기술에 의한 케이지의 몸체부를 도시한 사시도이다. 도 1과 도 2를 참조하면, 도시된 바와 같이 전동체인 볼(30)과 접촉하여 구동되도록 내측으로 외륜궤도(11)가 형성된 외륜(10)과, 볼(30)과 접촉하여 구동되도록 외측으로 내륜궤도(21)가 형성된 내륜(20)과, 상기 외륜(10)과 내륜(20) 사이에 위치하여 외륜궤도(11)와 내륜궤도(21)의 사이에서 구름 접촉하면서 구동되는 복수의 볼(30)과, 상기 볼(30)의 간격을 유지하도록 설치되는 케이지(40)와, 베어링(2)의 내부로 대기중의 먼지나 이물질이 침투하는 것을 방지하는 씰(50)로 이루어진다.
종래기술에 의한 베어링(2)에 설치된 케이지(40)의 구조 및 설치 방법을 설명하면, 케이지(40)는 일체형으로 이루어진 몸체부(41)와, 복수의 포켓(43)과 지지부(44)가 일정한 간격으로 몸체부(41)을 따라 형성되어 있고, 지지부(44)의 상단에 케이지(40)로부터 볼(30)의 이탈을 방지하는 지지돌출부(42)가 상향으로 연장 구비되어 있다. 볼(30)을 내륜(20)과 외륜(10) 사이에 위치시키고 케이지(40)를 외륜(10)과 내륜(20) 사이에서 축방향으로 가압하여 볼(30)이 케이지(40)로 삽입 되도록 하여 케이지(40)의 조립이 완료된다.
작동 시 케이지에 작용하는 외력에 의하여, 도 3에 예시적으로 도시한 바와 같이 다각형 형태로 변형되어 파손되거나 베어링의 소음과 진동을 크게 하는 원인이 되었다.
한편, 상술된 볼 베어링 및 케이지 자체는 널리 알려진 것으로서 특히 아래의 선행 기술에 자세히 기술된바, 이에 대한 설명과 도시는 생략한다.
대한민국 특허 공개번호 제10-2009-0065044호 대한민국 특허 공개번호 제10-2016-0118158호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 링 형태로 형성되며 원주 방향을 따라 이격되어 복수의 포켓이 형성된 케이지본체부재와, 상기 케이지본체부재에 결합되며 반경 방향 내외측에서 케이지본체부재를 지지하는 케이지지지부재를 구비하여 작동 시 케이지에 외력이 작용하여도 상기 케이지가 변형되거나 파손되는 것을 방지하여 베어링의 소음과 진동을 저감할 수 있는 변형 강도가 향상된 볼 베어링용 케이지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 링 형태로 형성되며 원주 방향을 따라 이격되어 복수의 포켓이 형성된 케이지본체부재와, 상기 케이지본체부재에 결합되며 반경 방향 내외측에서 케이지본체부재를 지지하는 케이지지지부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 변형 강도가 향상된 볼 베어링용 케이지를 제공한다.
상기에서, 상기 케이지본체부재와 케이지지지부재는 강성이 다른 재질로 이루어진다.
상기에서, 상기 케이지지지부재는 원호형을 이루며 원주 방향으로 이격된 외측부재와, 원호형을 이루며 외측부재로부터 반경 방향 내향 이격되며 원주 방향으로 서로 이격되어 상기 외측부재 사이에 위치하는 복수의 내측부재와, 일측은 외측부재에 연결되고 타측은 내측부재를 연결하는 복수의 연결부재로 이루어지며; 상기 외측부재와 내측부재는 단부 일부가 오버랩되는 길이로 구비되고, 상기 연결부재 타측은 내측부재에 연결되어 구비되며; 상기 케이지본체부재에는 축 방향으로 오목하게 형성되어 포켓의 개구 방향으로 개구되며 포켓 사이에 위치하여 원주 방향으로 서로 이격된 복수의 요홈부가 형성되며, 상기 요홈부에 연결부재가 삽입되어 케이지본체부재에 케이지지지부재가 결합된다.
상기에서, 상기 케이지본체부재는 원주 방향을 따라 이격되어 축 방향으로 돌출 형성된 복수의 지지부를 구비하고, 상기 지지부 사이에는 상기 포켓과 요홈부가 교대로 오목하게 형성된다.
상기에서, 상기 외측부재의 내면은 케이지본체부재의 외면에 접하고, 내측부재의 외면은 케이지본체부재에 접하여, 케이지본체부재는 반경 방향 내외측에서 각각 내측부재와 외측부재에 의하여 지지된다.
상기에서, 상기 외측부재와 내측부재는 교대로 포켓의 내측과 외측에서 케이지본체부재를 지지한다.
상기에서, 상기 외측부재의 축방향 일측에 원호형을 이루는 외측부재오목부가 형성되고, 상기 외측부재오목부가 형성된 쪽으로 내측부재의 축방향 일측에 원호형을 이루는 내측부재오목부가 형성되어; 상기 케이지본체부재에 케이지지지부재가 결합될 때 상기 외측부재오목부와 내측부재오목부는 각각 포켓의 외측과 내측에 위치한다.
상기에서, 축 방향으로 상기 외측부재오목부와 내측부재오목부가 형성된 반대쪽으로 내측부재와 외측부재 사이에 오목한 지지오목부가 형성되어, 상기 지지오목부의 바닥면은 요홈부의 바닥면에 접하여 구비된다.
이상 설명한 본 발명에 의해 케이지가 변형되거나 파손되는 것을 방지하여 베어링의 소음과 진동을 저감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 볼 베어링을 나타내는 일부 단면 사시도이며,
도 2는 일반적인 케이지를 나타내는 사시도이며,
도 3은 일반적인 케이지의 변형을 나타내는 개략도이며,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 베어링용 케이지로서 케이지본체부재와 케이지지지부재가 결합된 상태를 나타내는 사시도이며,
도 5는 도 4의 평면도이며,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 베어링용 케이지로서 케이지본체부재의 사시도이며,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 베어링용 케이지로서 케이지지지부재의 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 볼 베어링용 케이지(100)는 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이 케이지본체부재(110)와 케이지지지부재(120)로 이루어진다. 상기 케이지본체부재(110)는 링 형태로 형성되며 원주 방향을 따라 이격되어 복수의 포켓(113)이 형성된다. 상기 케이지지지부재(120)는 상기 케이지본체부재(110)에 결합되며 반경 방향 내외측에서 케이지본체부재(110)를 지지한다.
이때, 상기 케이지본체부재(110)와 케이지지지부재(120)는 강성이 다른 재질로 이루어진다. 즉, 상기 케이지본체부재(110)의 강성이 케이지지지부재(120)의 강성보다 높거나 혹은 케이지지지부재(120)의 강성이 케이지본체부재(110)의 강성보다 높다.
이러한 본 발명에 의해 케이지의 변형 강도가 향상되어 작동 시 케이지에 외력이 작용하여도 상기 케이지가 변형되거나 파손되는 것을 방지하여 베어링의 소음과 진동을 저감할 수 있다.
상기 케이지지지부재(120)는 원호형을 이루며 원주 방향으로 이격된 외측부재(121)와, 원호형을 이루며 외측부재(121)로부터 반경 방향 내향 이격되며 원주 방향으로 서로 이격되어 상기 외측부재(121) 사이에 위치하는 복수의 내측부재(123)와, 일측은 외측부재(121)에 연결되고 타측은 내측부재(123)를 연결하는 복수의 연결부재(125)로 이루어진다. 이때, 상기 외측부재(121)와 내측부재(123)는 단부 일부가 오버랩되는 길이로 구비되고, 상기 연결부재(125)는 반경 방향 외측이 외측부재(121)에 연결되고 반경 방향 내측은 내측부재(123)에 연결되어 구비된다. 즉, 외측부재(121)와 내측부재(123)의 단부가 상호 오버랩 즉, 겹쳐지도록 원주 방향 길이가 형성된다.
상기 케이지본체부재(110)에는 축 방향으로 오목하게 형성되어 포켓(113)의 개구 방향으로 개구되며 포켓(113) 사이에 위치하여 원주 방향으로 서로 이격된 복수의 요홈부(117)가 형성되며, 상기 요홈부(117)에 연결부재(125)가 삽입되어 케이지본체부재(110)에 케이지지지부재(120)가 결합된다.
이때, 상기 외측부재(121)의 외면을 연결하여 형성되는 가상의 원은 내측부재(123)의 내면을 연결하여 형성되는 가상의 원과 동심을 이루며, 지름은 크게 형성된다.
상기 케이지본체부재(110)는 원주 방향을 따라 이격되어 축 방향으로 돌출 형성된 복수의 지지부(115)를 구비한다. 상기 지지부(115) 사이에는 상기 포켓(113)과 요홈부(117)가 교대로 오목하게 형성된다.
상기 외측부재(121)의 내면은 케이지본체부재(110)의 외면에 접하고, 내측부재(123)의 외면은 케이지본체부재(110)에 접하여, 케이지본체부재(110)는 반경 방향 내외측에서 각각 내측부재(123)와 외측부재(121)에 의하여 지지된다. 이때, 상기 외측부재(121)와 내측부재(123)는 교대로 포켓(113)의 내측과 외측에서 케이지본체부재(110)를 지지하여 케이지본체부재(110)와 케이지지지부재(120)가 상호 견고하게 결합된다. 상기 외측부재(121)는 포켓(113)의 반경 방향 외측을 감싸고, 내측부재(123)는 외측부재(121)가 감싸는 포켓(113)의 원주 방향으로 이웃한 포켓(113)을 내측에서 감싸 구비된다.
상기 외측부재(121)의 축방향 일측에 원호형을 이루는 외측부재오목부(121a)가 형성되고, 상기 외측부재오목부(121a)가 형성된 쪽으로 내측부재(123)의 축방향 일측에 원호형을 이루는 내측부재오목부(123a)가 형성된다. 이때, 상기 케이지본체부재(110)에 케이지지지부재(120)가 결합될 때 상기 외측부재오목부(121a)와 내측부재오목부(123a)는 각각 포켓(113)의 외측과 내측에 위치한다. 상술된 바와 같은 외측부재오목부(121a)와 내측부재오목부(123a)가 형성됨으로써 외측부재(121) 및 내측부재(123)와 볼이 접촉 간섭하는 것이 방지된다.
케이지지지부재(120)에는 지지오목부(125a)가 형성된다. 상기 지지오목부(125a)는 축 방향으로 상기 외측부재오목부(121a)와 내측부재오목부(123a)가 형성된 반대쪽으로 내측부재(123)와 외측부재(121) 사이에 상기 지지오목부(125a)가 오목하게 형성된다. 이때, 상기 지지오목부(125a)의 바닥면은 요홈부(117)의 바닥면에 접하여 구비된다.
이때, 상기 내측부재(123)와 외측부재(121)는 상기 지지오목부(125a)의 반경 방향 내외측서 축 방향으로 돌출된 형태로 구비되어 케이지본체부재(110)에 케이지지지부재(120)가 결합될 때, 요홈부(117)의 아래쪽에서 케이지본체부재(110)의 내면과 외면에 각각 접하여 구비된다.
상기 케이지본체부재(110)는 링형태의 몸체부(111)와, 원주 방향을 따라 몸체부(111)로부터 축방향으로 돌출된 복수의 지지부(115)로 이루어진다. 상기 포켓(113)과 요홈부(117)는 교대로 지지부(115) 사이에 축 방향으로 오목하게 형성된다.
상기 내측부재(123)와 외측부재(121) 사이의 반경 방향 이격 거리는 케이지본체부재(110)의 반경 방향 두께보다 작게 형성된다. 이러한 구성에 의해, 상기 연결부재(125)가 요홈부(117)에 삽입되어 결합될 때 내측부재(123)와 외측부재(121)는 각각 케이지본체부재(110)의 내면과 외면에 접하여 가압한다.
이때, 상기 케이지본체부재(110)와 케이지지지부재(120)는 접착제로 접착되면서 결합되도록 하는 것도 가능하다.
110 : 케이지본체부재 111 : 몸체부
113 : 포켓 115 : 지지부
117 : 요홈부 120 : 케이지지지부재
121 : 외측부재 121a : 외측부재 오목부
123 : 내측부재 123a : 내측부재 오목부
125 : 연결부재 125a : 지지오목부

Claims (6)

  1. 링 형태로 형성되며 원주 방향을 따라 이격되어 복수의 포켓이 형성된 케이지본체부재와, 상기 케이지본체부재에 결합되며 반경 방향 내외측에서 케이지본체부재를 지지하는 케이지지지부재로 이루어지며;
    상기 케이지지지부재는 원호형을 이루며 원주 방향으로 이격된 외측부재와, 원호형을 이루며 외측부재로부터 반경 방향 내향 이격되며 원주 방향으로 서로 이격되어 상기 외측부재 사이에 위치하여 외측부재와 교대로 구비되는 복수의 내측부재와, 일측은 외측부재에 연결되고 타측은 내측부재를 연결하는 복수의 연결부재로 이루어지며;
    상기 외측부재와 내측부재는 단부 일부가 오버랩되는 길이로 구비되고, 상기 연결부재는 오버랩된 위치에서 반경 방향 외측이 외측부재에 연결되고 반경 방향 내측이 내측부재에 연결되어 구비되며;
    상기 케이지본체부재에는 축 방향으로 오목하게 형성되어 포켓의 개구 방향으로 개구되며 포켓 사이에 위치하여 원주 방향으로 서로 이격된 복수의 요홈부가 형성되며;
    상기 요홈부에 연결부재가 삽입되어 케이지본체부재에 케이지지지부재가 결합되며, 상기 외측부재와 내측부재는 교대로 포켓의 내측과 외측에서 각각 케이지본체부재의 내면과 외면에 접하여 케이지본체부재를 가압하는 것을 특징으로 하는 변형 강도가 향상된 볼 베어링용 케이지.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 케이지본체부재와 케이지지지부재는 강성이 다른 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 변형 강도가 향상된 볼 베어링용 케이지.
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서, 상기 케이지본체부재는 원주 방향을 따라 이격되어 축 방향으로 돌출 형성된 복수의 지지부를 구비하고, 상기 지지부 사이에는 상기 포켓과 요홈부가 교대로 오목하게 형성된 것을 특징으로 하는 변형 강도가 향상된 볼 베어링용 케이지.


  5. 삭제
  6. 삭제
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