KR102043284B1 - Ball bearing and processing method of contacting raceway - Google Patents
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Abstract
볼 베어링은 내주면에 궤도면이 형성된 아우터 링, 상기 아우터 링의 궤도면에 대향되게 외주면에 궤도면이 형성된 이너 링 및 상기 아우터 링의 궤도면과 상기 이너 링의 궤도면 사이에 마련되어, 상기 아우터 링의 궤도면과 상기 이너 링의 궤도면 중의 적어도 어느 하나와 2점에서 접촉하는 볼을 포함하고, 상기 아우터 링과 이너 링의 궤도면 중에 상기 볼과 2점에서 접촉하는 궤도면인 접촉 궤도면은, 상기 볼과 1점에서 접촉하는 제1 프로파일과, 상기 제1 프로파일과 이격되게 마련되어 상기 볼과 다른 1점에서 접촉하는 제2 프로파일과, 상기 제1 프로파일의 말단인 제1 말단과 상기 제2 프로파일의 말단인 제2 말단을 곡선 형태로 연결하는 중앙 프로파일을 포함하며, 상기 제1 말단에서 상기 제1 프로파일의 접선과 상기 중앙 프로파일의 접선은 그 기울기가 서로 동일하고, 상기 제2 말단에서 상기 제2 프로파일의 접선과 상기 중앙 프로파일의 접선은 그 기울기가 서로 동일하고, 상기 중앙 프로파일은, 상기 볼의 중심을 원점으로 하는 식인 에 기초하여 정의된다.A ball bearing is provided between an outer ring having a track surface formed on an inner circumferential surface, an inner ring having a track surface formed on an outer circumferential surface opposite to the track surface of the outer ring, and between the track surface of the outer ring and the track surface of the inner ring. A contact track surface which is a track surface in contact with at least two points of the raceway surface of the inner ring and at least one of the track surface of the inner ring, A first profile contacting the ball at one point; a second profile spaced apart from the first profile; and a second profile contacting at one point different from the ball; a first end and a second end of the first profile; And a central profile connecting the second end, which is the end of the profile, in a curved form, wherein the tangent of the first profile and the tangent of the central profile are at the first end thereof. Groups are the same, and the tangent of the tangent and the center of the profile and the second profile at the second ends and the inclination are equal to each other, the central profile with each other is, for expression, the center of the ball as the origin Is defined on the basis of
Description
본 발명은 볼 베어링 및 접촉 궤도면의 가공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of machining a ball bearing and a contact raceway surface.
베어링은 회전하고 있는 기계의 축을 일정한 위치에 고정시키고, 축의 자중과 축에 걸리는 하중을 지지하면서 축을 회전시키는 역할을 하는 기계요소이다. 그리고 볼 베어링은 외측 링과 내측 링 사이에 마련된 볼을 이용하여 축에 걸리는 하중을 지지하는 베어링이다.The bearing is a mechanical element that fixes the shaft of the rotating machine to a certain position and rotates the shaft while supporting the weight of the shaft and the load on the shaft. And a ball bearing is a bearing which supports the load on a shaft using the ball provided between the outer ring and the inner ring.
베어링에는, 링의 축 방향으로 가해지는 스러스트 하중과, 축 방향에 수직인 방향으로 가해지는 레이디얼 하중이 걸릴 수 있다. 최근에는 복합적인 방향에서 걸리는 하중을 지지하기 위해, 외측 링 또는 내측 링과 복수 개의 점에서 접촉하는 다점 접촉 볼 베어링이 이용되고 있다.The bearing may be subjected to a thrust load applied in the axial direction of the ring and a radial load applied in a direction perpendicular to the axial direction. Recently, in order to support a load applied in a complex direction, a multi-point contact ball bearing which contacts with an outer ring or an inner ring at a plurality of points has been used.
도 1은 종래의 다점 접촉 볼 베어링의 외륜, 내륜 및 볼이 접촉하는 형상을 도시한 단면도이다. 볼은 도면상 좌측 궤도(1)에서 1점, 우측 궤도(2)에서 1점 접촉이 이루어진다. 그러나, 베어링이 과도한 하중을 받으면, 볼이 좌측 궤도와 우측 궤도가 만나면서 형성된 만곡부(5)에 접촉할 수 있다.1 is a cross-sectional view showing the shape of the outer ring, the inner ring and the ball of the conventional multi-point contact ball bearing. The ball is in contact with one point on the
그런데 만곡부(5)는 각 궤도(1, 2)에 비해 깊이가 깊게 형성되어 있으므로, 표면의 거칠기를 감소시키기 위한 마무리 공정이 실시되기 어려운 문제가 있었다. By the way, since the curved part 5 is formed deeper compared with each track |
즉, 마무리 공정을 위한 도구, 예를 들어 호닝헤드(40) 등을 만곡부(5)에 접촉시키고자 할 때, 호닝헤드(40)와 궤도(1, 2)가 충돌하여 호닝헤드(40)가 손상되는 문제가 있었다(도 5 참조). 또한, 만곡부(5)에 대해 마무리 가공이 수행되지 못해 만곡부(5)의 표면이 거칠게 되면(도 6 참조), 볼이 만곡부(5)에 접촉할 때 볼이 손상되거나 박리되는 문제가 있었다.That is, when the tool for finishing process, for example, the
본 발명의 일 과제는, 만곡부가 완만하게 형성되어 만곡부에 대한 마무리 가공이 가능하고, 마무리 가공을 위한 도구에 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 볼 베어링을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a ball bearing which is formed with a smooth curved portion, which enables finishing of the curved portion, and can prevent damage to the tool for finishing.
본 발명의 다른 과제는, 만곡부의 표면이 마무리 가공되어, 만곡부에 볼이 접촉하여 발생하는 볼과 궤도의 손상 또는 박리를 방지할 수 있는 볼 베어링을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a ball bearing capable of preventing the damage or peeling of the ball and the track caused by finishing the surface of the curved portion and contacting the ball with the curved portion.
본 발명의 또 다른 과제는, 볼과 접촉하는 양 측 궤도와 만곡부가 매끄럽게 연결되도록 궤도면을 가공하는 가공방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a machining method for processing a raceway surface such that both raceways and curved portions in contact with the ball are connected smoothly.
일 예에서 볼 베어링은, 내주면에 궤도면이 형성된 아우터 링, 상기 아우터 링의 궤도면에 대향되게 외주면에 궤도면이 형성된 이너 링, 및 상기 아우터 링의 궤도면과 상기 이너 링의 궤도면 사이에 마련되어, 상기 아우터 링의 궤도면과 상기 이너 링의 궤도면 중의 적어도 어느 하나와 2점에서 접촉하는 볼을 포함하고, 상기 아우터 링과 이너 링의 궤도면 중에 상기 볼과 2점에서 접촉하는 궤도면인 접촉 궤도면은, 상기 볼과 1점에서 접촉하는 제1 프로파일과, 상기 제1 프로파일과 이격되게 마련되어 상기 볼과 다른 1점에서 접촉하는 제2 프로파일과, 상기 제1 프로파일의 말단인 제1 말단과 상기 제2 프로파일의 말단인 제2 말단을 곡선 형태로 연결하는 중앙 프로파일을 포함하며, 상기 중앙 프로파일은, 상기 볼의 중심을 원점으로 하는 하기 식에 기초하여 정의되고, 하기 식의 상수 A, B, C는, 하기 조건1) 내지 조건3)을 모두 만족하게 설정되고, 상기 중앙 프로파일이, 상기 링의 반경 방향으로 상기 볼의 중심을 지나는 기준선과 만나는 점에서, 상기 볼의 중심으로부터 가장 멀리 이격되는 최대 이격거리를 갖는다고 할 때, 상기 최대 이격거리는, 하기 식의 상수 A와 C의 합의 절대값과 동일하고, 상기 상수 A와 C의 합은, 하기 조건1) 내지 조건3)이 모두 만족된 상태에서, 베어링에 가해지는 하중에 기초해서, 여러 값으로 설정 가능하다.
여기서, x 축은 상기 링의 축 방향에 평행한 방향으로 상기 볼의 중심을 지나는 선에서 정의되고, y 축은 상기 링의 반경 방향으로 상기 볼의 중심을 지나는 선에서 정의된다.
조건1) 상기 중앙 프로파일의 양단이 각각 상기 제1 말단과 상기 제2 말단에 일치됨
조건2) 상기 제1 말단에서 상기 제1 프로파일의 접선의 기울기와 상기 중앙 프로파일의 접선의 기울기가 서로 동일함
조건3) 상기 제2 말단에서 상기 제2 프로파일의 접선의 기울기와 상기 중앙 프로파일의 접선의 기울기가 서로 동일함In one example, the ball bearing includes an outer ring having a raceway formed on an inner circumferential surface, an inner ring having a raceway formed on an outer circumferential surface opposite to the raceway surface of the outer ring, and between the raceway surface of the outer ring and the raceway surface of the inner ring. And a ball contacting at least two points with at least one of the raceway surface of the outer ring and the raceway surface of the inner ring, and the raceway surface contacting with the ball at two points in the raceway surface of the outer ring and the inner ring. The phosphorus contact raceway surface includes a first profile contacting the ball at one point, a second profile provided to be spaced apart from the first profile, and contacting at one point different from the ball, and a first end of the first profile. And a central profile connecting the distal end with the second distal end, the distal end of the second profile, wherein the central profile is based on the following formula, with the center of the ball as the origin. Constants A, B, and C in the following formula are set to satisfy all of the following conditions 1) to 3), and the center profile meets a reference line passing through the center of the ball in the radial direction of the ring. In this respect, assuming that the maximum separation distance farthest from the center of the ball, the maximum separation distance is equal to the absolute value of the sum of the constants A and C in the following equation, the sum of the constants A and C, In a state where all of the following conditions 1) to 3) are satisfied, various values can be set based on the load applied to the bearing.
Here, the x axis is defined in the line passing through the center of the ball in the direction parallel to the axial direction of the ring, the y axis is defined in the line passing through the center of the ball in the radial direction of the ring.
Condition 1) Both ends of the central profile coincide with the first end and the second end, respectively.
Condition 2) The slope of the tangent of the first profile and the slope of the tangent of the central profile are equal to each other at the first end
Condition 3) The slope of the tangent of the second profile and the slope of the tangent of the central profile are equal to each other at the second end
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다른 예에서, 상기 제1 및 제2 말단은, 상기 기준선을 기준으로, 상기 링의 축 방향에 평행한 선상에서 서로 동일 거리만큼 이격될 수 있다.In another example, the first and second ends may be spaced apart by an equal distance from each other on a line parallel to the axial direction of the ring with respect to the reference line.
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또 다른 예에서, 상기 최대 이격거리는, Dw/2 + 0.25*P 내지 Dw/2 + 0.75*P일수 있다. (여기서, Dw는 상기 볼의 직경이고, P는 중앙 프로파일이 적용되지 않았을 때 양 측의 궤도면이 만나 형성하는 만곡부와 볼 사이의 틈새 거리임)In another example, the maximum separation distance may be Dw / 2 + 0.25 * P to Dw / 2 + 0.75 * P. Where Dw is the diameter of the ball and P is the gap distance between the ball and the bend where the raceways on both sides meet when the central profile is not applied.
또 다른 예에서, 상기 링의 축 방향에 평행한 방향으로 상기 제1 말단에서 상기 제2 말단까지 이격된 거리는, 상기 볼의 직경의 5% 내지 상기 볼의 직경의 25%일 수 있다.In another example, the distance spaced from the first end to the second end in a direction parallel to the axial direction of the ring may be 5% of the diameter of the ball to 25% of the diameter of the ball.
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또 다른 예에서, 상기 접촉 궤도면 중에 상기 중앙 프로파일에 해당하는 면의 평균 거칠기(Ra)는 0.2㎛이하일 수 있다.In another example, the average roughness Ra of the surface corresponding to the center profile in the contact raceway surface may be 0.2 μm or less.
또 다른 예에서, 볼 베어링은, 내주면에 궤도면이 형성된 아우터 링, 외주면에 궤도면이 형성된 이너 링 및 상기 아우터 링의 궤도면과 상기 이너 링의 궤도면 사이에 마련되어, 상기 아우터 링의 궤도면과 상기 이너 링의 궤도면 중의 적어도 어느 하나와 2점에서 접촉하는 볼을 포함하고, 상기 아우터 링과 이너 링의 궤도면 중에 상기 볼과 2점에서 접촉하는 궤도면인 접촉 궤도면은, 상기 볼과 1점에서 접촉하는 제1 프로파일과, 상기 볼과 다른 1점에서 접촉하는 제2 프로파일과, 상기 제1 프로파일의 말단인 제1 말단과 상기 제2 프로파일의 말단인 제2 말단을 연결하는 중앙 프로파일을 포함하며, 상기 제1 말단에서 상기 제1 프로파일의 접선과 상기 중앙 프로파일의 접선은 그 기울기가 서로 동일하고, 상기 제2 말단에서 상기 제2 프로파일의 접선과 상기 중앙 프로파일의 접선은 그 기울기가 서로 동일하고, 상기 중앙 프로파일은, 상기 볼의 중심을 원점으로 하는 하기 식에 기초하여 정의되고, 상기 중앙 프로파일은, 상기 기준선과 만나는 점에서 상기 볼의 중심으로부터 가장 멀리 이격되는 최대 이격거리를 가지며, 상기 최대 이격거리는, 상기 베어링에 부가되는 하중에 기초해서 설정된다.In another example, a ball bearing is provided between an outer ring having a raceway formed on an inner circumferential surface, an inner ring having a raceway formed on an outer circumferential surface, and a raceway between the raceway surface of the outer ring and the raceway surface of the inner ring. And a ball contacting at least two points with at least one of the raceway surfaces of the inner ring, and the contact raceway surface being a raceway contacting the ball at two points in the raceway surface of the outer ring and the inner ring, the ball A first profile contacting at one point with the second profile, a second profile contacting at one point different from the ball, and a center connecting a first end that is the end of the first profile and a second end that is the end of the second profile A tangent of the first profile and a tangent of the central profile at the first end, the slopes of which are equal to each other, and at the second end of the tangent of the second profile; The tangents of the center profile are equal in inclination to each other, and the center profile is defined based on the following formula, with the center of the ball as the origin, and the center profile is the most from the center of the ball at the point where it meets the reference line. It has a maximum separation distance which is far apart, and the said maximum separation distance is set based on the load added to the said bearing.
(여기서, x 축은 상기 링의 축 방향에 평행한 방향으로 상기 볼의 중심을 지나는 선에서 정의되고, y 축은 상기 링의 반경 방향으로 상기 볼의 중심을 지나는 선에서 정의됨)Wherein the x axis is defined in a line passing the center of the ball in a direction parallel to the axial direction of the ring, and the y axis is defined in a line passing the center of the ball in the radial direction of the ring.
또 다른 예에서, 상기 제1 및 제2 말단은, 상기 링의 반경 방향으로 상기 볼의 중심을 지나는 기준선을 기준으로, 상기 링의 축 방향에 평행한 방향으로 서로 동일 거리만큼 이격될 수 있다.In another example, the first and second ends may be spaced equally apart from each other in a direction parallel to the axial direction of the ring, with reference to the reference line passing through the center of the ball in the radial direction of the ring.
또 다른 예에서, 상기 식의 상수 A, B, C는, 상기 중앙 프로파일이 상기 제1 말단과 상기 제2 말단을 연결하고, 상기 제1 말단에서 상기 제1 프로파일의 접선의 기울기와 상기 중앙 프로파일의 접선의 기울기가 서로 동일하고, 상기 제2 말단에서 상기 제2 프로파일의 접선의 기울기와 상기 중앙 프로파일의 접선의 기울기가 서로 동일하게 되도록 설정될 수 있다.In another example, the constants A, B, and C of the above formula, wherein the central profile connects the first end and the second end, the tangent slope and the central profile of the first profile at the first end The inclination of the tangent of the same may be set to be equal to each other, and the inclination of the tangent of the second profile and the inclination of the tangent of the central profile at the second end may be equal to each other.
또 다른 예에서, 내주면에 궤도면이 형성된 아우터 링과 외주면에 궤도면이 형성된 이너 링 중의 어느 하나로서, 상기 링들의 사이에 마련되는 볼과 2점에서 접촉하게 되는 링의 궤도면인 접촉 궤도면을 가공하는, 접촉 궤도면의 가공방법은, 상기 볼과 1점에서 접촉하는 제1 프로파일과, 상기 제1 프로파일과 이격되게 마련되어 상기 볼과 다른 1점에서 접촉하는 제2 프로파일에 기초해서, 상기 접촉 궤도면이 가공된 링의 몸체를 준비하는 제1 단계, 및 상기 몸체의 접촉 궤도면 중에, 상기 제1 프로파일에 기초해서 가공된 면과 상기 제2 프로파일에 기초해서 가공된 면의 사이를 중앙 프로파일에 기초해서 가공하는 제2 단계를 포함하고, 상기 중앙 프로파일은, 상기 제1 프로파일의 말단인 제1 말단과 상기 제2 프로파일의 말단인 제2 말단을 연결하되, 상기 볼의 중심을 원점으로 하는 하기 식에 기초하여 정의되고, 하기 식의 상수 A, B, C는, 하기 조건1) 내지 조건3)을 모두 만족하게 설정되고, 상기 중앙 프로파일이, 상기 링의 반경 방향으로 상기 볼의 중심을 지나는 기준선과 만나는 점에서, 상기 볼의 중심으로부터 가장 멀리 이격되는 최대 이격거리를 갖는다고 할 때, 상기 최대 이격거리는, 하기 식의 상수 A와 C의 합의 절대값과 동일하고, 상기 상수 A와 C의 합은, 하기 조건1) 내지 조건3)이 모두 만족된 상태에서, 베어링에 가해지는 하중에 기초해서, 여러 값으로 설정 가능하다.
여기서, x 축은 상기 링의 축 방향에 평행한 방향으로 상기 볼의 중심을 지나는 선에서 정의되고, y 축은 상기 링의 반경 방향으로 상기 볼의 중심을 지나는 선에서 정의된다.
조건1) 상기 중앙 프로파일의 양단이 각각 상기 제1 말단과 상기 제2 말단에 일치됨
조건2) 상기 제1 말단에서 상기 제1 프로파일의 접선의 기울기와 상기 중앙 프로파일의 접선의 기울기가 서로 동일함
조건3) 상기 제2 말단에서 상기 제2 프로파일의 접선의 기울기와 상기 중앙 프로파일의 접선의 기울기가 서로 동일함In another example, one of an outer ring having a raceway formed on an inner circumferential surface and an inner ring having a raceway formed on an outer circumferential surface thereof, and a contact raceway surface which is a raceway surface of a ring contacting at two points with a ball provided between the rings. The processing method of the contact track surface for processing the, based on the first profile in contact with the ball at one point, and the second profile provided to be spaced apart from the first profile and in contact with the ball at one point, the A first step of preparing a body of a ring having a contact track surface machined, and a center between a surface processed based on the first profile and a surface processed based on the second profile among the contact track surfaces of the body. And a second step of processing based on the profile, wherein the central profile connects a first end that is the end of the first profile and a second end that is the end of the second profile, wherein The constants A, B, and C of the following formula are defined to satisfy all of the following conditions 1) to 3), and the center profile is the radius of the ring. The maximum separation distance is the same as the absolute value of the sum of the constants A and C in the following equation, provided that it has a maximum separation distance farthest from the center of the ball at the point of meeting the reference line passing through the center of the ball in the direction. The sum of the constants A and C can be set to various values based on the load applied to the bearing in a state where the following conditions 1) to 3) are all satisfied.
Here, the x axis is defined in the line passing through the center of the ball in the direction parallel to the axial direction of the ring, the y axis is defined in the line passing through the center of the ball in the radial direction of the ring.
Condition 1) Both ends of the central profile coincide with the first end and the second end, respectively.
Condition 2) The slope of the tangent of the first profile and the slope of the tangent of the central profile are equal to each other at the first end
Condition 3) The slope of the tangent of the second profile and the slope of the tangent of the central profile are equal to each other at the second end
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또 다른 예에서, 상기 제2 단계는, 상기 제1 단계 후의 접촉 궤도면의 적어도 일부를 연마하는 중에 수행될 수 있다.In another example, the second step may be performed while polishing at least a portion of the contact raceway surface after the first step.
또 다른 예에서, 접촉 궤도면의 가공방법은, 상기 제2 단계 후의 접촉 궤도면의 거칠기를 감소시키기 위해, 상기 접촉 궤도면을 마무리 가공하는 제3 단계를 더 포함할 수 있다.In another example, the method of processing the contact raceway surface may further include a third step of finishing the contact raceway surface to reduce the roughness of the contact raceway surface after the second step.
본 발명에 의하면, 볼 베어링의 중앙 프로파일이 제1, 2 프로파일과 매끄럽게 연결되고, 중앙 프로파일에 형성된 홈의 깊이가 얕아 중앙 프로파일에 대해서도 마무리 가공이 용이하게 이루어질 수 있다.According to the present invention, the central profile of the ball bearing is smoothly connected to the first and second profiles, and the depth of the groove formed in the central profile is shallow, so that finishing can be easily performed even for the central profile.
또한 본 발명에 의하면, 중앙 프로파일에 해당하는 면의 거칠기가 제1, 2 프로파일과 동일한 수준으로 마무리 가공되어, 볼이 중앙 프로파일에 접촉하더라도 프로파일 및 볼에 손상 또는 박리가 발생하지 않을 수 있다.In addition, according to the present invention, the roughness of the surface corresponding to the center profile is finished to the same level as the first and second profiles, so that even if the ball contacts the center profile, damage or peeling may not occur on the profile and the ball.
또한 본 발명에 의하면, 중앙 프로파일을 정의함에 있어 특정한 cosine식을이용하여, 제1, 2 프로파일과 매끄럽게 연결되는 중앙 프로파일을 사용 목적에 따라 다양한 형상으로 조절할 수 있다.In addition, according to the present invention, in defining the central profile, by using a specific cosine equation, the central profile smoothly connected to the first and second profiles can be adjusted to various shapes according to the purpose of use.
도 1은 종래의 다점 접촉 볼 베어링의 외륜, 내륜 및 볼이 접촉하는 형상을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 베어링을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1을 A-A선을 따라 자른 단면을 도시하는 단면도이다.
도 4는 도 3의 A부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 5는 종래의 볼 베어링에 대해 호닝 가공이 이루어지고 있는 과정을 나타내는 단면도이다.
도 6은 종래의 볼 베어링에 대해 호닝 가공이 이루어지고 있는 과정을 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 베어링에 대해 호닝 가공이 이루어지고 있는 과정을 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the shape of the outer ring, the inner ring and the ball of the conventional multi-point contact ball bearing.
2 is a perspective view schematically showing a ball bearing according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view illustrating a cross section taken along line AA of FIG. 1.
4 is an enlarged cross-sectional view of portion A of FIG. 3.
5 is a cross-sectional view showing a process in which honing is performed for a conventional ball bearing.
6 is a cross-sectional view showing a process in which honing is performed for a conventional ball bearing.
7 is a cross-sectional view showing a process in which honing is performed for a ball bearing according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해서 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible even though they are shown in different drawings. In addition, in describing the embodiments of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function disturbs the understanding of the embodiments of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
볼 베어링의 구성Ball bearing
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 베어링을 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 3은 도 2를 A-A선을 따라 자른 단면을 도시하는 단면도이다. 도 4는 도 3의 A부분을 확대하여 나타낸 단면도이다. 이하에서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 베어링에 대해 설명한다.2 is a perspective view schematically showing a ball bearing according to an embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view illustrating a cross section taken along line A-A of FIG. 2. 4 is an enlarged cross-sectional view of portion A of FIG. 3. Hereinafter, a ball bearing according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 4.
본 발명의 일 실시예에 따른 볼 베어링은 아우터 링(10), 이너 링(20) 및 복수 개의 볼(30)을 포함한다.Ball bearing according to an embodiment of the present invention includes an
아우터 링(10)의 내주면에 궤도면(100)이 형성된다. 궤도면이란 후술할 볼(30)이 이동하는 경로를 안내하기 위한 면을 말한다. 이너 링(20)의 외주면에는 아우터 링의 궤도면(100)에 대향하는 궤도면(200)이 형성된다.The
볼(30)은 아우터 링의 궤도면(100)과 이너 링의 궤도면(200) 사이에 마련된다. 볼(30)이 아우터 링의 궤도면(100)과 이너 링의 궤도면(200) 사이의 가운데에 위치할 때, 볼(30)과 궤도면들(100, 200)은 소정 간격 이격될 수 있다(도 4 참조). 이 간격에 볼(30)과 궤도면들(100, 200) 사이의 마찰을 최소화 하기 위한 윤활유가 개재될 수 있다.The
베어링이 결합된 기계의 축이 회전하여 볼(30)이 원심력을 받거나, 베어링이 하중을 받으면, 볼(30)은 궤도면들(100, 200)에 접촉할 수 있다. 회전하는 축에는 축 방향(t) 또는 축에 수직인 방향(r)으로 하중이 걸릴 수 있는데, 복합적인 방향에서의 하중을 견디기 위해, 볼(30)은 아우터 링의 궤도면(100)과 이너 링의 궤도면(200) 중의 적어도 어느 하나와 2점에서 접촉한다.When the shaft of the machine in which the bearing is coupled rotates so that the
볼(30)과 2점에서 접촉하는 궤도면을 접촉 궤도면이라고 한다. 이너 링의 궤도면(200)이 접촉 궤도면이 될 수도 있고, 아우터 링의 궤도면(100)과 이너 링의 궤도면(200) 모두 접촉 궤도면이 되어 4점 접촉 베어링이 될 수도 있다. 이해의 편의를 위해, 이하에서는 도 4를 참조하여, 아우터 링의 궤도면(100)을 접촉 궤도면이라고 가정하고 접촉 궤도면에 대해 설명한다.The track surface which contacts the
아우터 링의 궤도면(100)은 제1 프로파일(110), 제2 프로파일(120) 및 중앙 프로파일(150)을 포함한다.The
제1 프로파일(110)과 제2 프로파일(120)은 서로 이격되게 마련된다. 제1 프로파일(110)과 제2 프로파일(120)은, 서로 다른 중심에서 동일 반경을 가지고 그려지는 원들의 일부일 수 있다. 접촉 궤도면과 접촉 시 2점에서 접촉하는 볼(30)은 제1 프로파일(110)과 1점에서 접촉하고, 제2 프로파일(120)과 다른 1점에서 접촉한다.The
중앙 프로파일(150)은 제1 프로파일(110)과 제2 프로파일(120)을 연결한다. 보다 구체적으로, 중앙 프로파일(150)은 제1 프로파일(110)의 말단인 제1 말단(111)과 제2 프로파일(120)의 말단인 제2 말단(121)을 곡선 형태로 연결한다. 제1 말단(111)은 제1 프로파일(110)의 링의 반경 방향(r) 측 단부를 말하고, 제2 말단(121)은 제2 프로파일(120)의 링의 반경 방향(r) 측 단부를 말한다.The
제1 말단(111)과 제2 말단(121)은 기준선(g)을 기준으로 링의 축 방향(t)에 평행한 선상에서 서로 동일 거리만큼 이격될 수 있다. 기준선(g)이란 링의 반경 방향(r)으로 볼(30)의 중심을 지나는 선을 말한다. 즉, 제1 말단(111)과 제2 말단(121)은 기준선(g)을 기준으로 좌우 대칭되게 형성될 수 있다. 이때, 링의 축 방향(t)에 평행한 방향으로 제1 말단(111)에서 제2 말단(121)까지 이격된 거리는, 볼(30)의 직경의 5% 내지 25%일 수 있다.The
제1 말단(111)과 제2 말단(121)이 이격된 거리가 위의 5% 미만이면 중앙 프로파일(150)의 길이 너무 짧아져 볼이 중앙 프로파일(150)에 용이하게 지지되지 못할 수 있다. 또한, 제1 말단(111)과 제2 말단(121)이 이격된 거리가 위의 25% 초과이면 중앙 프로파일(150)의 길이가 너무 길어져 베어링에 부가되는 하중에 기초하여 설정된 볼(30)과 제1 프로파일(110) 및 제2 프로파일(120)의 접촉에 문제가 발생할 수 있다.If the distance between the
제1 말단(111)에서 제1 프로파일(110)의 접선과 중앙 프로파일(150)의 접선은 그 기울기가 서로 동일하다. 또한, 제2 말단(121)에서 제2 프로파일(120)의 접선과 중앙 프로파일(150)의 접선은 그 기울기가 서로 동일하다.The tangent of the
접촉 궤도면에 볼(30)이 2점에서 접촉하는데, 볼 베어링이 하중을 받으면 볼(30)이 접촉하는 위치가 변동될 수 있다. 그런데 제1 말단(111)에서 제1 프로파일(110)의 접선과 중앙 프로파일(150)의 접선의 기울기가 동일하고, 제2 말단(121)에서 제2 프로파일(120)의 접선과 중앙 프로파일(150)의 접선의 기울기가 동일하기 때문에, 볼(30)이 제1 말단(111) 또는 제2 말단(121)에 접촉하거나, 제1 말단(111) 또는 제2 말단(121)을 지나가더라도 접촉 궤도면 또는 볼(30)이 충격을 받지 않아, 볼 베어링의 손상 또는 박리를 방지할 수 있다.The
또한, 볼 베어링이 과도한 하중을 받으면 볼(30)이 중앙 프로파일(150)에도 접촉할 수 있는데, 중앙 프로파일(150)의 면은 마무리 가공 등을 통해 평균 거칠기(Ra)가 0.2㎛이하가 될 수 있다. 이는 제1 프로파일(110)과 제2 프로파일(120)의 면의 평균 거칠기(Ra) 수준과 비슷한 수준일 수 있다. 중앙 프로파일(150)의 면이 제1, 2 프로파일(110, 120)의 면 수준으로 마무리 가공되어, 볼(30)이 중앙 프로파일(150)에 접촉하여도 중앙 프로파일(150) 및 볼(30)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.In addition, when the ball bearing is subjected to an excessive load, the
중앙 프로파일(150)은, 기준선(g)과 만나는 점에서 볼(30)의 중심으로부터 가장 멀리 이격되는 최대 이격거리(D)를 가질 수 있다. 최대 이격거리(D)는 베어링에 부가되는 하중에 기초해서 설정될 수 있다.The
베어링에 부가되는 하중이 커서 중앙 프로파일(150)과 볼(30)의 접촉이 과도하면, 최대 이격거리(D)를 좁힐 수 있다. 그리고 볼(30)과 중앙 프로파일(150) 사이의 마찰을 최소화하기 위해, 중앙 프로파일(150)의 치수를 설계된 값에 따라 정밀하게, 즉 설계된 값에 비해 작은 공차를 갖도록 가공할 필요가 있다. 또한, 중앙 프로파일(150)의 표면의 거칠기 역시 정밀하게 가공할 필요가 있다.If the load applied to the bearing is large and the contact between the
또는 베어링에 부가되는 하중이 작거나 고속 회전 조건이라서 중앙 프로파일(150)과 볼(30)의 접촉이 심하지 않은 경우, 최대 이격거리(D)를 넓힐 수 있다. 그리고 중앙 프로파일(150)과 볼(30) 사이에 보다 많은 윤활유를 개재시킬 수 있다.Alternatively, when the load applied to the bearing is small or the high-speed rotation condition does not cause severe contact between the
보다 구체적으로, 최대 이격거리(D)는 Dw/2 + 0.25*P 내지 Dw/2 + 0.75*P일 수 있다. 여기서 Dw는 볼(30)의 직경이고, P는 중앙 프로파일이 적용되지 않았을 때 양 측의 궤도면이 만나 형성하는 만곡부와 볼(30)사이의 틈새 거리이다(도 4 참조).More specifically, the maximum separation distance D may be Dw / 2 + 0.25 * P to Dw / 2 + 0.75 * P. Where Dw is the diameter of the
아우터 링의 궤도면이 만나 형성하는 만곡부와 볼(30) 사이의 틈새 거리를 Po, 이너 링의 궤도면이 만나 형성하는 만곡부와 볼(30) 사이의 틈새 거리를 Pi라고 정의할 수 있다.The gap distance between the curved portion formed by the raceway of the outer ring and the
즉, 아우터 링에 형성되는 접촉 궤도면의 중앙 프로파일(150)의 최대 이격거리(D)는 Dw/2 + 0.25*Po 내지 Dw/2 + 0.75*Po일 수 있다. 또한 이너 링에 형성되는 접촉 궤도면의 중앙 프로파일의 최대 이격거리(D)는 Dw/2 + 0.25*Pi 내지 Dw/2 + 0.75*Pi일 수 있다.That is, the maximum separation distance D of the
이때 아우터 링을 형성하는 궤도면과 이너 링을 형성하는 궤도면은 서로 다른 곡률 반경을 가질 수 있고, 일반적으로 아우터 링의 곡률 반경이 이너 링의 곡률 반경보다 크게 제작될 수 있다.In this case, the raceway surface forming the outer ring and the raceway surface forming the inner ring may have different radii of curvature, and in general, the radius of curvature of the outer ring may be larger than the radius of curvature of the inner ring.
중앙 프로파일의 정의Definition of the central profile
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 베어링에서 중앙 프로파일(150)이 정의되는 원리를 설명한다. 중앙 프로파일(150)은, 볼(30)의 중심을 원점으로 하는 하기 식에 기초하여 정의될 수 있다.Hereinafter, the principle that the
여기서, x 축은 링의 축 방향(t)에 평행한 방향으로 볼(30)의 중심을 지나는 선에서 정의된다. y 축은 링의 반경 방향(r)으로 볼(30)의 중심을 지나는 선에서 정의된다.Here, the x axis is defined in the line passing through the center of the
식의 상수 A, B, C는 중앙 프로파일(150)이 제1 프로파일(110) 및 제2 프로파일(120)과 매끄럽게 이어지도록 설정될 수 있다. 삼각함수의 그래프에서 알 수 있듯이, 상수 C가 증가하면 중앙 프로파일(150)의 기본 위치가 링의 반경 방향(r) 측(예를 들어, +y축 방향)으로 이동한다.Constants A, B, and C of the equation may be set such that the
상수 A가 증가하면, 중앙 프로파일(150)은 상수 C의 값에 따라 정의된 기본 위치를 기준으로 함수의 최대 값이 링의 반경 방향(r) 측으로 이동한다. 따라서 중앙 프로파일(150)의 최대 이격거리(D)는 A와 C의 합의 절대값과 동일할 수 있다. 최대 이격거리(D)는 볼(30)의 중심과 중앙 프로파일(150)이 기준선(g)과 만나는 점에서 정의된 거리이고, 기준선(g)에 대한 x값은 0이기 때문에, 상기 식의 x값에 0을 대입하면 y는 A+C가 되는 것은 명확함을 알 수 있다.As the constant A increases, the
상수 B는 중앙 프로파일(150)의 완만한 정도를 결정하는 값으로, 상수 B의 값이 커질수록 중앙 프로파일(150)은 굽어진 정도가 심해진다.The constant B is a value that determines the degree of smoothness of the
이와 같이 상수 A, B, C의 값을 조절하여, 중앙 프로파일(150)의 양 단이 각각 제1 말단(111)과 제2 말단(121)에 일치되도록 설정될 수 있다. 그리고 제1 말단(111)에서 제1 프로파일(110)의 접선의 기울기와 중앙 프로파일(150)의 접선의 기울기가 동일하게 되도록 설정할 수 있다. 또한, 제2 말단(121)에서 제2 프로파일(120)의 접선의 기울기와 중앙 프로파일(150)의 접선의 기울기가 동일하게 되도록 설정할 수 있다. 상수 A, B, C의 값은 상호 유기적인 것으로, 사용 목적에 따라 중앙 프로파일(150)의 최대 이격거리(D)와 완만한 정도를 고려하여 조절될 수 있다.In this way, by adjusting the values of the constants A, B, and C, both ends of the
예를 들어, 다음과 같은 조건에서, A, B, C값을 구하는 과정을 설명한다.For example, the process of obtaining A, B, and C values under the following conditions will be described.
- 제2 프로파일(120)의 제2 말단(121)의 좌표 : (0.800, 4.306)The coordinates of the
- 제2 말단(121)에서 제2 프로파일(120)의 기울기 : -0.205Slope of the
- 중앙 프로파일(150)이 적용되지 않았을 때When the
아우터 링의 양측 궤도면이 만나는 만곡부의 높이 : 4.399mm Height of the bend where both raceways of the outer ring meet: 4.399mm
- 볼(30)의 직경(Dw) : 8.731mm-Diameter of the ball 30 (Dw): 8.731 mm
먼저 A값을 정하는 과정에 대해 설명한다. 상기와 같은 조건의 경우, 만곡부와 볼(30) 사이의 틈새거리 Po 는 4.399 - 8.731/2 = 0.0335mm가 된다. A와 C의 합이 Dw/2 + 0.25*Po 내지 Dw/2 + 0.75*Po 를 만족할 수 있도록 A값이 설정될 수 있다. 즉, A와 C의 합이 4.373875mm 이상 4.390625mm 이하의 값을 갖도록 설정될 수 있다. 예를 들어 A값을 0.3으로 결정할 수 있다.First, the process of determining the A value will be described. In the case of the above conditions, the clearance distance P o between the curved portion and the
다음으로 B값을 정하는 과정에 대해 설명한다. 제2 말단(121)에서 제2 프로파일(120)의 기울기가 -0.205이므로, 상기 식의 x 값이 0.8일 때 기울기 값이 -0.205인 계수 B를 구함으로써, 제2 말단(121)에서 제2 프로파일(120)과 동일한 기울기를 갖는 중앙 프로파일(150)을 결정할 수 있다. 이와 같은 과정을 통해 B값은 1.22633로 결정될 수 있다.Next, the process of determining the B value will be described. Since the slope of the
마지막으로 정해진 A값과 B값을 대입하여, 제2 말단(121)에서 중앙 프로파일(150)과 제2 프로파일(120)이 접하는 C값을 구하면, C값은 4.08728로 결정될 수 있다.Finally, by substituting the A value and the B value, the C value at which the
A, B, C 값은 이에 한정되는 것은 아니고, 이와 동일한 방법으로 구해지는 값에 따라 다양하게 결정될 수 있다.The A, B, and C values are not limited thereto, and may be variously determined according to values obtained in the same manner.
접촉 궤도면의 가공방법Processing method of contact track surface
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 베어링에서, 접촉 궤도면을 가공하는 접촉 궤도면 가공방법에 대해 설명한다.Hereinafter, in the ball bearing according to an embodiment of the present invention, a contact track surface processing method for processing the contact track surface will be described.
먼저, 제1 프로파일(110)과 제2 프로파일(120)에 기초해서 접촉 궤도면이 가공된 링의 몸체를 준비한다(제1 단계). 몸체는, 가공되지 않은 링을 선반 등을 이용하여 제1 프로파일(110)과 제2 프로파일(120)을 선삭 가공함으로써 준비될 수 있다. 이때 제1 프로파일(110)과 제2 프로파일(120) 사이에 이격된 부분은, 제1 말단(111)과 제2 말단(121)을 링의 축 방향(t)에 평행한 방향으로 연결하도록 가공할 수 있다. 또는, 후술할 중앙 프로파일(150)의 가공을 고려하여 제1 프로파일(110)과 제2 프로파일(120) 사이에 이격된 부분은, 제1 말단(111)과 제2 말단(121)을 중앙 프로파일(150)로서 가공하고자 하는 깊이보다는 부족하게 가공할 수 있다.First, based on the
다음으로, 접촉 궤도면 중에, 제1 프로파일(110)에 기초해서 가공된 면과 제2 프로파일(120)에 기초해서 가공된 면 사이를 중앙 프로파일(150)에 기초해서 가공한다(제2 단계). 이때 중앙 프로파일(150)은, 볼(30)의 중심을 원점으로 하는 하기 식에 기초하여 정의된다.Next, among the contact raceways, the surface processed based on the
여기서, x 축은 링의 축 방향(t)에 평행한 방향으로 볼(30)의 중심을 지나는 선에서 정의되고, y 축은 링의 반경 방향(r)으로 볼(30)의 중심을 지나는 선에서 정의된다.Here, the x axis is defined in a line passing through the center of the
중앙 프로파일(150)은 상기 식에 기초하여, 제1 말단(111)과 제2 말단(121)을 연결할 수 있다. 또한, 식의 상수 A, B, C는 중앙 프로파일(150)이 제1 말단(111)과 제2 말단(121)을 연결하고, 제1 말단(111) 및 제2 말단(121)에서 각 프로파일의 접선의 기울기가 서로 동일하게 되도록 설정될 수 있다.The
제2 단계는, 제1 단계 후의 접촉 궤도면의 적어도 일부를 연마하는 중에 수행될 수 있다. 볼(30)과 접촉 궤도면 사이의 마찰을 감소시키기 위해, 접촉 궤도면에 대해 연마 가공이 수행되는 것이 바람직하다. 연마 가공은 연마지석을 이용하여 표면을 깎아내면서, 중앙 프로파일(150)의 형상으로 가공할 수 있다.The second step may be performed while polishing at least a portion of the contact raceway surface after the first step. In order to reduce the friction between the
제2 단계에 의해 표면이 어느 정도 매끄럽게 가공된 접촉 궤도면에 대해, 보다 정밀하게(거칠지 않게) 표면을 마무리 가공하는 호닝 가공이 추가적으로 수행될 수 있다(제3 단계).Honing may be additionally performed to finish the surface more precisely (not roughly) with respect to the contact raceway surface where the surface is somewhat smoothed by the second step (third step).
도 5, 도 6은 종래의 볼 베어링에 대해 호닝 가공이 이루어지고 있는 과정을 나타내는 단면도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 베어링에 대해 호닝 가공이 이루어지고 있는 과정을 나타내는 단면도이다.5 and 6 are cross-sectional views showing a process in which honing is performed for a conventional ball bearing. 7 is a cross-sectional view showing a process in which honing is performed for a ball bearing according to an embodiment of the present invention.
보다 구체적으로, 도 5 내지 도 7은 숫돌을 장치한 호닝헤드(40)가 궤도면(100)에 대해서 회전 왕복 운동하고 있는 과정을 나타내는 도면이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 종래에는 양 측 궤도(1, 2)가 만나 형성된 만곡부(5)가 깊게 형성되어 있다. 따라서, 호닝헤드(40)와 양 측 궤도(1, 2)가 접촉하는 면적이 크거나(도 5 참조), 만곡부(5)에 호닝헤드(40)가 삽입되지 못해 만곡부(5)는 호닝 가공이 이루어지지 못하는 문제가 있었다(도 6 참조).More specifically, FIGS. 5 to 7 are views showing a process in which the honing
그러나, 중앙 프로파일(150)의 연마 가공이 이루어지는 과정에서 제2 단계가 수행되면, 중앙 프로파일(150)이 완만하게 형성될 수 있고, 도 7과 같이 호닝헤드(40)와 각 프로파일(110, 120)이 충돌하는 면적이 줄어들 수 있다. 따라서 각 프로파일(110, 120) 또는 호닝헤드(40)의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 중앙 프로파일(150)의 면에 대해서도 호닝 가공이 용이하게 이루어질 수 있으므로, 볼(30)과 중앙 프로파일(150) 사이의 마찰을 최소화할 수 있다. 따라서, 볼 베어링이 과도한 하중을 받아 볼(30)이 중앙 프로파일(150)에 접촉하더라도, 볼 베어링 또는 볼(30)의 손상, 박리를 방지할 수 있다.However, when the second step is performed in the process of polishing the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
1: 종래 볼 베어링의 궤도면
2: 종래 볼 베어링의 궤도면
5: 종래 볼 베어링의 만곡부
10: 아우터 링
20: 이너 링
30: 볼
40: 호닝헤드
100: 아우터 링의 궤도면
110: 제1 프로파일
111: 제1 말단
120: 제2 프로파일
121: 제2 말단
150: 중앙 프로파일
200: 이너 링의 궤도면
D: 최대 이격거리
Dw: 볼의 직경
P(Po, Pi): 틈새 거리
r: 링의 반경 방향
t: 링의 축 방향1: Track surface of conventional ball bearing
2: raceway surface of conventional ball bearing
5: bend of the conventional ball bearing
10: outer ring
20: inner ring
30: ball
40: honing head
100: raceway surface of the outer ring
110: first profile
111: first terminal
120: second profile
121: second terminal
150: center profile
200: raceway surface of the inner ring
D: Maximum separation distance
Dw: diameter of ball
P (P o, P i ): clearance
r: radial direction of the ring
t: axial direction of the ring
Claims (16)
상기 아우터 링의 궤도면에 대향되게 외주면에 궤도면이 형성된 이너 링; 및
상기 아우터 링의 궤도면과 상기 이너 링의 궤도면 사이에 마련되어, 상기 아우터 링의 궤도면과 상기 이너 링의 궤도면 중의 적어도 어느 하나와 2점에서 접촉하는 볼을 포함하고,
상기 아우터 링과 이너 링의 궤도면 중에 상기 볼과 2점에서 접촉하는 궤도면인 접촉 궤도면은, 상기 볼과 1점에서 접촉하는 제1 프로파일과, 상기 제1 프로파일과 이격되게 마련되어 상기 볼과 다른 1점에서 접촉하는 제2 프로파일과, 상기 제1 프로파일의 말단인 제1 말단과 상기 제2 프로파일의 말단인 제2 말단을 곡선 형태로 연결하는 중앙 프로파일을 포함하며,
상기 중앙 프로파일은, 상기 볼의 중심을 원점으로 하는 하기 식에 기초하여 정의되고,
하기 식의 상수 A, B, C는, 하기 조건1) 내지 조건3)을 모두 만족하게 설정되고,
상기 중앙 프로파일이, 상기 링의 반경 방향으로 상기 볼의 중심을 지나는 기준선과 만나는 점에서, 상기 볼의 중심으로부터 가장 멀리 이격되는 최대 이격거리를 갖는다고 할 때, 상기 최대 이격거리는, 하기 식의 상수 A와 C의 합의 절대값과 동일하고,
상기 상수 A와 C의 합은, 하기 조건1) 내지 조건3)이 모두 만족된 상태에서, 베어링에 가해지는 하중에 기초해서, 여러 값으로 설정 가능한, 볼 베어링.
(여기서, x 축은 상기 링의 축 방향에 평행한 방향으로 상기 볼의 중심을 지나는 선에서 정의되고, y 축은 상기 링의 반경 방향으로 상기 볼의 중심을 지나는 선에서 정의됨)
조건1) 상기 중앙 프로파일의 양단이 각각 상기 제1 말단과 상기 제2 말단에 일치됨
조건2) 상기 제1 말단에서 상기 제1 프로파일의 접선의 기울기와 상기 중앙 프로파일의 접선의 기울기가 서로 동일함
조건3) 상기 제2 말단에서 상기 제2 프로파일의 접선의 기울기와 상기 중앙 프로파일의 접선의 기울기가 서로 동일함 An outer ring having a raceway formed on an inner circumferential surface thereof;
An inner ring having a raceway surface formed on an outer circumferential surface thereof so as to face the raceway surface of the outer ring; And
A ball provided between the raceway surface of the outer ring and the raceway surface of the inner ring, the ball contacting at least two points with at least one of the raceway surface of the outer ring and the raceway surface of the inner ring,
The contact raceway surface, which is a raceway surface contacting the ball at two points in the raceway surface of the outer ring and the inner ring, is provided with a first profile contacting the ball at one point and spaced apart from the first profile; A second profile contacting at another point and a central profile connecting the first end, which is the end of the first profile, and the second end, which is the end of the second profile, in a curved form;
The said central profile is defined based on the following formula which makes the center of the said ball the origin,
Constants A, B, and C of the following formula are set to satisfy all of the following conditions 1) to 3),
Given that the central profile has a maximum separation distance farthest from the center of the ball at the point where it meets a reference line passing through the center of the ball in the radial direction of the ring, the maximum separation distance is a constant of the formula Equal to the absolute value of the sum of A and C,
The sum of said constants A and C is a ball bearing which can be set to various values based on the load applied to a bearing, when the following conditions 1) thru | or 3) are all satisfied.
Wherein the x axis is defined in a line passing the center of the ball in a direction parallel to the axial direction of the ring, and the y axis is defined in a line passing the center of the ball in the radial direction of the ring.
Condition 1) Both ends of the central profile coincide with the first end and the second end, respectively.
Condition 2) The slope of the tangent of the first profile and the slope of the tangent of the central profile are equal to each other at the first end
Condition 3) The slope of the tangent of the second profile and the slope of the tangent of the central profile are equal to each other at the second end
상기 제1 및 제2 말단은, 상기 기준선을 기준으로, 상기 링의 축 방향에 평행한 선상에서 서로 동일 거리만큼 이격되는 볼 베어링.The method according to claim 1,
The first and second ends are ball bearings spaced apart from each other by an equal distance on a line parallel to the axial direction of the ring with respect to the reference line.
상기 최대 이격거리는, Dw/2 + 0.25*P 내지 Dw/2 + 0.75*P인 볼 베어링.
(여기서, Dw는 상기 볼의 직경이고, P는 중앙 프로파일이 적용되지 않았을 때 양측의 궤도면이 만나 형성하는 만곡부와 볼 사이의 틈새 거리임)The method according to claim 2,
The maximum separation distance is a ball bearing Dw / 2 + 0.25 * P to Dw / 2 + 0.75 * P.
Where Dw is the diameter of the ball and P is the clearance between the ball and the bend where the raceways on both sides meet when the central profile is not applied.
상기 링의 축 방향에 평행한 방향으로 상기 제1 말단에서 상기 제2 말단까지 이격된 거리는, 상기 볼의 직경의 5% 내지 상기 볼의 직경의 25%인 볼 베어링. The method according to claim 2,
The distance from the first end to the second end in a direction parallel to the axial direction of the ring is from 5% of the diameter of the ball to 25% of the diameter of the ball.
상기 접촉 궤도면 중에 상기 중앙 프로파일에 해당하는 면의 평균 거칠기(Ra)는 0.2㎛이하인 볼 베어링.The method according to claim 1,
The average roughness Ra of the surface corresponding to the said central profile in the said contact track surface is 0.2 micrometer or less.
상기 볼과 1점에서 접촉하는 제1 프로파일과, 상기 제1 프로파일과 이격되게 마련되어 상기 볼과 다른 1점에서 접촉하는 제2 프로파일에 기초해서, 상기 접촉 궤도면이 가공된 링의 몸체를 준비하는 제1 단계; 및
상기 몸체의 접촉 궤도면 중에, 상기 제1 프로파일에 기초해서 가공된 면과 상기 제2 프로파일에 기초해서 가공된 면의 사이를 중앙 프로파일에 기초해서 가공하는 제2 단계를 포함하고,
상기 중앙 프로파일은, 상기 제1 프로파일의 말단인 제1 말단과 상기 제2 프로파일의 말단인 제2 말단을 연결하되, 상기 볼의 중심을 원점으로 하는 하기 식에 기초하여 정의되고,
하기 식의 상수 A, B, C는, 하기 조건1) 내지 조건3)을 모두 만족하게 설정되고,
상기 중앙 프로파일이, 상기 링의 반경 방향으로 상기 볼의 중심을 지나는 기준선과 만나는 점에서, 상기 볼의 중심으로부터 가장 멀리 이격되는 최대 이격거리를 갖는다고 할 때, 상기 최대 이격거리는, 하기 식의 상수 A와 C의 합의 절대값과 동일하고,
상기 상수 A와 C의 합은, 하기 조건1) 내지 조건3)이 모두 만족된 상태에서, 베어링에 가해지는 하중에 기초해서, 여러 값으로 설정 가능한, 접촉 궤도면의 가공방법.
(여기서, x 축은 상기 링의 축 방향에 평행한 방향으로 상기 볼의 중심을 지나는 선에서 정의되고, y 축은 상기 링의 반경 방향으로 상기 볼의 중심을 지나는 선에서 정의됨)
조건1) 상기 중앙 프로파일의 양단이 각각 상기 제1 말단과 상기 제2 말단에 일치됨
조건2) 상기 제1 말단에서 상기 제1 프로파일의 접선의 기울기와 상기 중앙 프로파일의 접선의 기울기가 서로 동일함
조건3) 상기 제2 말단에서 상기 제2 프로파일의 접선의 기울기와 상기 중앙 프로파일의 접선의 기울기가 서로 동일함Any one of an outer ring having a raceway formed on the inner circumferential surface and an inner ring formed with a raceway formed on the outer circumferential surface, the contact track surface being a raceway surface of the ring contacting at two points with the ball provided between the rings, the contact In the processing method of the raceway surface,
Preparing the body of the ring with the contact raceway surface based on the first profile in contact with the ball at one point and the second profile provided to be spaced apart from the first profile and in contact with the ball at one point. First step; And
A second step of processing between the surface processed based on the first profile and the surface processed based on the second profile, based on the central profile, among the contact raceway surfaces of the body,
The central profile is defined on the basis of the following formula connecting the first end, which is the end of the first profile, and the second end, which is the end of the second profile, with the center of the ball as the origin,
Constants A, B, and C of the following formula are set to satisfy all of the following conditions 1) to 3),
Given that the central profile has a maximum separation distance farthest from the center of the ball at the point where it meets a reference line passing through the center of the ball in the radial direction of the ring, the maximum separation distance is a constant of the formula Equal to the absolute value of the sum of A and C,
The sum of said constants A and C can be set to various values based on the load applied to a bearing in the state in which the following conditions 1) thru | or 3) are satisfied, The processing method of the contact track surface.
Wherein the x axis is defined in a line passing the center of the ball in a direction parallel to the axial direction of the ring, and the y axis is defined in a line passing the center of the ball in the radial direction of the ring.
Condition 1) Both ends of the central profile coincide with the first end and the second end, respectively.
Condition 2) The slope of the tangent of the first profile and the slope of the tangent of the central profile are equal to each other at the first end
Condition 3) The slope of the tangent of the second profile and the slope of the tangent of the central profile are equal to each other at the second end
상기 제2 단계는, 상기 제1 단계 후의 접촉 궤도면의 적어도 일부를 연마하는 중에 수행되는, 접촉 궤도면의 가공방법.The method according to claim 12,
And said second step is performed during polishing at least a portion of the contact track surface after said first step.
상기 제2 단계 후의 접촉 궤도면의 거칠기를 감소시키기 위해, 상기 접촉 궤도면을 마무리 가공하는 제3 단계를 더 포함하는, 접촉 궤도면의 가공방법.The method according to claim 12,
And a third step of finishing the contact raceway surface to reduce the roughness of the contact raceway surface after the second step.
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JP2008051129A (en) * | 2006-08-22 | 2008-03-06 | Nsk Ltd | Linear guide device |
JP2014145435A (en) * | 2013-01-30 | 2014-08-14 | Nsk Ltd | Multi-point contact ball bearing |
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