KR102138764B1 - 롤링 베어링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 롤링 베어링을 개시한다. 본 발명은 제1 궤도면을 구비한 내륜과, 상기 제1 궤도면과 마주보는 제2 궤도면을 구비한 외륜롸, 상기 제1 궤도면과 상기 제2 궤도면 사이에 롤링 가능하도록 배치된 복수개의 롤링 전동체 및 상기 롤링 전동체가 삽입되는 포켓을 구비하고, 상기 제1 궤도면과 상기 제2 궤도면 사이에 설치되는 케이징을 포함하고, 상기 케이징은 적어도 일부가 상기 제1 궤도면 또는 상기 제2 궤도면과 대향하도록 오목하게 형성된 제1 윤활 유로 및 상기 제1 윤활 유로와 다른 방향으로 연장되어 상기 제1 윤활 유로와 연결되는 제2 윤활 유로를 구비한다.

Description

롤링 베어링{Rolling bearing}

본 발명은 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 롤링 베어링에 관한 것이다.

일반적으로 롤링 베어링은, 외륜(out ring)과 상기 외륜의 직경 방향 내측에 동심형으로 배치된 내륜(inner ring)과, 외륜과 내륜 사이에 전동 가능하게 배치된 복수의 롤링 전동체(rolling element)와, 복수의 롤링 전동체의 원주 방향 간격을 유지하는 케이징에 의해 구성되어 있다.

롤링 전동체는 고속 회전시에 발생하는 원심력에 의해서 이탈되거나, 롤링 전동체로부터 받는 부하에 의한 면압의 증대되거나, 슬라이딩면의 윤활이 부족 등이 원인으로 케이징의 포켓에 발열 또는 용착(seizure)이 발생하기 쉽다.

최근의 롤링 베어링은 장수명화, 고신뢰성, 고속화 및 환경친화 등을 목적으로 개발되고 있으며, 베어링의 장수명, 신뢰성 및 성능 향상시키기 위해서 윤활의 중요성이 부각되고 있다.

롤링 베어링의 윤활을 율활유 자체의 물성도 중요하나, 윤활유의 유동에 관한 해석을 적용하여 접촉되는 영역에 윤활유가 원활하게 공급되는 것도 중요하다.

일본 등록특허공보 제 5866821호에는 케이징의 포켓들 사이에 공동을 형성하여 윤활성을 향상시키는 기술을 개시하고 있다.

일본 등록특허공보 제 5866821호

본 발명의 윤활의 성능이 향상된 롤링 베어링을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면은, 제1 궤도면을 구비한 내륜과, 상기 제1 궤도면과 마주보는 제2 궤도면을 구비한 외륜과, 상기 제1 궤도면과 상기 제2 궤도면 사이에 롤링 가능하도록 배치된 복수개의 롤링 전동체 및 상기 롤링 전동체가 삽입되는 포켓을 구비하고, 상기 제1 궤도면과 상기 제2 궤도면 사이에 설치되는 케이징을 포함하고, 상기 케이징은 적어도 일부가 상기 제1 궤도면 또는 상기 제2 궤도면과 대향하도록 오목하게 형성된 제1 윤활 유로 및 상기 제1 윤활 유로와 다른 방향으로 연장되어 상기 제1 윤활 유로와 연결되는 제2 윤활 유로를 구비하는 롤링 베어링를 제공한다.

또한, 상기 제1 윤활 유로 및 상기 제2 윤활 유로는 이웃하는 상기 복수개의 롤링 전동체 사이에 형성될 수 있다.

또한, 상기 케이징은 상기 제2 윤활 유로를 따라 반경방향으로 연장되고, 적어도 일부에 경사면을 가지는 측벽을 구비하고, 상기 제1 윤활 유로를 따라 이동하는 윤활유는 상기 경사면에서 이동방향이 변경될 수 있다.

또한, 상기 케이징의 내부로 윤활유가 주입되면, 상기 윤활유는 상기 제1 궤도면에서 상기 제2 궤도면을 향하여 상기 제2 윤활 유로를 따라 이동하고, 이후 상기 제1 윤활 유로를 따라 외부로 토출될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 롤링 베어링은 내륜과 외륜 각각의 궤도면과 롤링 전동체 사이의 접촉면, 롤링 전동체와 케이징 사이의 접촉면에 윤활유가 원할하게 공급되게 하여 롤링 베어링의 발열을 최소화 하고, 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 롤링 베어링은 윤활유의 유동성을 향상시켜서 공급된 윤활유가 내부에 필요 이상으로 공급되거나 유입되는 것을 방지 할 수 있다. 다만, 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤링 베어링을 도시한 사시도이다.
도 2는 도1의 롤링 베어링의 어느 하나의 단면을 도시한 단면도이다.
도 3 및 도1의 롤링 베어링의 다른 단면을 도시한 단면도이다.
도 4는 도2의 롤링 베어링의 변형예를 도시한 단면도이다.
도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 롤링 베어링을 도시한 단면도이다.

본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤링 베어링(100)을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 롤링 베어링(100)의 어느 하나의 단면을 도시한 단면도이며, 도 3 및 도 1의 롤링 베어링(100)의 다른 단면을 도시한 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 롤링 베어링(100)은 내륜(10), 내륜(10)과 상대적으로 회전운동하는 외륜(20), 내륜(10)과 외륜(20) 사이에 배치된 롤링 전동체(30)와 케이징(40)을 구비할 수 있다.

내륜(10)은 베어링 강철 등의 합금강을 사용하여 환형으로 형성되며, 내주면은 회전축이 삽입될 수 있다. 또한, 외주면에는 제1 궤도면이 형성되어 궤도면을 따라 롤링 전동체(30)가 배치될 수 있다.

외륜(20)은 내륜(10)의 외측에 소정간격 이격되도록 설치되고, 내주면에는 제2 궤도면이 형성되어 궤도면을 따라 롤링 전동체(30)가 배치될 수 있으며, 외주면에는 다른 구조체가 설치되어 회전축과 다른 구조체가 상대 회전운동을 할 수 있다.

롤링 전동체(30)는 제1 궤도면과 제2 궤도면 사이에 배치될 수 있다. 롤링 전동체(30)는 복수개로 구비되며, 상기 회전축의 회전 중심을 기준으로 방사형으로 배치되도록 소정간격 이격되게 배치될 수 있다.

롤링 전동체(30)는 제1 궤도면과 제2 궤도면을 따라 이동하므로, 내륜(10)과 외륜(20)은 서로 상대운동 할 수 있다.

케이징(40)은 롤링 전동체(30)를 내부에 배치하여, 롤링 전동체(30)가 일정 궤도를 이동하도록 가이드 할 수 있다. 케이징(40)의 포켓에 롤링 전동체(30)가 삽입되어 롤링 전동체(30)는 상기 포켓에서 구름 운동 할 수 있다.

케이징(40)은 윤활유가 이동할 수 있는 제1 윤활 유로(41) 및 제2 윤활 유로(42)를 구비할 수 있다.

제1 윤활 유로(41)는 케이징(40)의 양단에 외측을 향하여 연장되므로, 주입되는 윤활유를 외측으로 이동시킬 수 있다.

제1 윤활 유로(41)는 내륜(10)과 마주보도록 형성된 제1a 윤활 유로(41a)와, 외륜(20)과 마주 보도록 형성된 제1b 윤활 유로(41b)를 구비할 수 있다. 제1a 윤활 유로(41a)와 제1b 윤활 유로(41b)는 각각 케이징(40)의 외주면과 내주면에 마주 보도록 되도록 형성될 수 있다. 또한, 제1 윤활 유로(41)는 케이징(40)의 양단에 대칭되게 형성될 수 있다. 제1a 윤활 유로(41a)는 케이징(40)의 내주면의 일부에 그루브가 형성되어 만들어지고, 제1b 윤활 유로(41b)는 케이징(40)의 외주면의 일부에 그루브가 형성되어 만들어 질 수 있다.

제1 윤활 유로(41)의 개수는 이에 한정되지 않으며 복수개로 구비될 수 있다. 예를 들어, 제1a 윤활 유로(41a)와 제1b 윤활 유로(41b) 사이에 다른 유로가 형성될 수 있다.

제2 윤활 유로(42)는 제1 윤활 유로(41)와 다른 방향으로 연장된다. 상세히, 제2 윤활 유로(42)는 내륜(10)에서 외륜(20)을 향하여 형성되고, 케이징(40)의 내부에 형성된 복수개의 측벽에 둘러 쌓일 수 있다. 제2 윤활 유로(42)는 롤링 베어링(100)의 반경방향으로 연장되고, 제1 윤활 유로(41)와 연결될 수 있다.

롤링 베어링(100)이 회전하면 윤활유는 원심력에 의해서 반경방향으로 이동한다. 즉, 윤활유는 제2 윤활 유로(42)를 따라 제1 궤도면에서 제2 궤도면을 향하여 이동할 수 있다.

제2 윤활 유로(42)는 케이징(40)의 외측에 형성된 제2a 윤활 유로(42a)와 롤링 전동체(30)와 인접하게 형성된 제2b 윤활 유로(42b)를 구비할 수 있다. 제2a 윤활 유로(42a)는 케이징(40)의 측벽에 그루브를 형성하여 만들어 질 수 있으며, 제2b 윤활 유로(42b)는 케이징(40)에 홀을 형성하여 만들어 질 수 있다. 제2b 윤활 유로(42b)는 제1 측벽(45)과 제2 측벽(46)이 둘러 싸고, 제1 윤활 유로(41)와 연결될 수 있다.

제2 윤활 유로(42)의 개수는 이에 한정되지 않으며 복수개로 구비될 수 있다. 예를 들어, 제2a 윤활 유로(42a)와 제2b 윤활 유로(42b) 사이에 다른 유로를 형성할 수 있으며, 제2a 윤활 유로(42a) 또는 제2b 윤활 유로(42b)와 원주방향으로 나란하게 다른 유로가 형성될 수 있다.

제1 윤활 유로(41)와 제2 윤활 유로(42)의 사이에는 내부 홈(43)이 형성될 수 있다. 내부 홈(43)에는 주입된 윤활유가 일시적으로 저장할 수 있다.

도 2를 참조하면, 윤활유는 롤링 베어링(100)의 외부의 오일 유입 장치(2)에서 롤링 베어링(100)으로 주입될 수 있다. 윤활유는 롤링 베어링(100)의 구동시, 특히 롤링 전동체(30)의 표면에 유막을 형성하여 롤링 전동체(30)의 롤링 운동을 쉽게 하도록 할 수 있다.

외부의 오일 유입 장치(2)에서 제1 윤활 유로(41)로 윤활유가 주입되면, 윤활유는 제1 윤활 유로(41)를 따라 이동하여 외부로 배출될 수 있다. 이때, 제1 윤활 유로(41)를 따리 이동하는 윤활유 중 일부는 제2 윤활 유로(42)를 따라 이동할 수 있다. 롤링 베어링(100)에 의해서 회전축이 회전하면, 원심력이 생성되므로 윤활유는 반경방향으로 이동할 수 있다. 즉, 윤활유는 내륜(10)에서 외륜(20)을 향하여 이동할 수 있다. 이후 제1 윤활 유로(41)를 따라 외부로 다시 토출될 수 있다.

제2 윤활 유로(42)는 롤링 베어링(100)의 구동시에 생성되는 원심력을 이용하여 윤활유의 유동을 안내할 수 있다. 윤활유가 케이징(40)의 내부에서 이동할 수 있으므로, 롤링 베어링(100)의 마모를 최소화 할 수 있으며, 성능을 개선할 수 있다.

도 4는 도2의 롤링 베어링(100a)의 변형예를 도시한 단면도이다.

도 4를 참조하면, 케이징(40)은 경사면(47)을 구비할 수 있다. 제2 측벽(46)은 제2 윤활 유로(42)를 따라 연장되고, 제2 측벽(46)은 적어도 일부에 경사면(47)을 구비할 수 있다.

경사면(47)은 제1b 윤활 유로(41b)에 인접하게 형성될 수 있다. 윤활유는 경사면(47)을 따라 슬라이딩되므로, 외부로 쉽게 유출될 수 있다. 즉, 경사면(47)은 윤활유의 유동성을 향상시켜 롤링 베어링(100a)의 성능을 향상시킬 수 있다.

도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 롤링 베어링(200)을 도시한 단면도이다.

도 5를 참조하면, 롤링 베어링(200)은 제1 윤활 유로(51)와 제2 윤활 유로(52)가 롤링 전동체(30)의 양측에 형성될 수 있다. 제1 윤활 유로(51) 및 제2 윤활 유로(52) 사이에 롤링 전동체(30)가 배치될 수 있다.

제1 윤활 유로(51)는 내륜(10)과 마주보도록 형성된 제1a 윤활 유로(51a)와, 외륜(20)과 마주 보도록 형성된 제1b 윤활 유로(51b)를 구비할 수 있다. 제1a 윤활 유로(51a)와 제1b 윤활 유로(51b)는 각각 케이징(40)의 외주면과 내주면에 마주 보도록 되도록 형성될 수 있다. 제1a 윤활 유로(51a)는 케이징(40)의 내주면의 일부에 그루브가 형성되어 만들어지고, 제1b 윤활 유로(51b)는 케이징(40)의 외주면의 일부에 그루브가 형성되어 만들어 질 수 있다.

제1 윤활 유로(51)의 개수는 이에 한정되지 않으며 복수개로 구비될 수 있다. 예를 들어, 제1a 윤활 유로(51a)와 제1b 윤활 유로(51b) 사이에 다른 유로가 형성될 수 있다.

제2 윤활 유로(52)는 제1 윤활 유로(51)와 다른 방향으로 연장된다. 상세히, 제2 윤활 유로(52)는 내륜(10)에서 외륜(20)을 향하여 형성되고, 케이징(40)의 내부에 형성된 복수개의 측벽(45, 46)에 둘러 쌓일 수 있다. 제2 윤활 유로(42)는 롤링 베어링(100)의 반경방향으로 연장되고, 제1 윤활 유로(41)와 연결될 수 있다.

또한, 도 4와 유사하게 롤링 베어링(200)은 경사면을 구비하여, 윤활유의 유동성이 향상되어 롤링 베어링(200)의 성능을 향상시킬 수 있다.

제1 윤활 유로(51)와 제2 윤활 유로(52)가 롤링 전동체(30)와 이웃하게 배치되면, 주입되는 윤활유는 바로 롤링 전동체(30)로 유입된다. 외부에서 윤활유가 빨리 유입되고, 직접 분사되므로 윤활유가 롤링 전동체(30)로 이동하는 시간을 최소화하여 롤링 베어링(200)의 성능을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 롤링 베어링은 내륜과 외륜 각각의 궤도면과 롤링 전동체 사이의 접촉면, 롤링 전동체와 케이징 사이의 접촉면에 윤활유가 원할하게 공급되게 하여 롤링 베어링의 발열을 최소화 하고, 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 롤링 베어링은 윤활유의 유동성을 향상시켜서 공급된 윤활유가 내부에 필요 이상으로 공급되거나 유입되는 것을 방지 할 수 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

10: 내륜
20: 외륜
30: 롤링 전동체
40: 케이징
41: 제1 윤활 유로
42: 제2 윤활 유로
100: 롤링 베어링

Claims (4)

1. 제1 궤도면을 구비한 내륜;
   상기 제1 궤도면과 마주보는 제2 궤도면을 구비한 외륜;
   상기 제1 궤도면과 상기 제2 궤도면 사이에 롤링 가능하도록 배치된 복수개의 롤링 전동체; 및
   상기 롤링 전동체가 삽입되고, 상기 제1 궤도면과 상기 제2 궤도면 사이에 설치되는 케이징;을 포함하고,
   상기 케이징은,
   상기 롤링 전동체가 삽입되고 원주 방향으로 복수개가 이격되게 배치되는 포켓;
   상기 포켓의 사이에 이격된 공간에서 원주 방향으로 연장되며, 서로 마주보게 배치되는 한 쌍의 제1 측벽;
   상기 제1 측벽의 외측에 배치되는 한 쌍의 제2 측벽;
   상기 제1 측벽 및 상기 제2 측벽의 상단과 하단을 통과하고, 상기 케이징의 폭 방향으로 연장되어, 적어도 일부가 상기 제1 궤도면 또는 상기 제2 궤도면과 대향하는 제1 윤활 유로;
   상기 제1 측벽과 상기 제2 측벽 사이의 공간으로 정의되고, 상기 제1 윤활 유로와 연결되는 제2 윤활 유로; 및
   한 쌍의 상기 제1 측벽 사이의 공간으로 정의되며, 주입되는 윤활유를 저장하는 내부홈;을 구비하는, 롤링 베어링.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 내부홈은 상기 롤링 전동체와 원주 방향으로 이격되게 배치되는, 롤링 베어링.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 제2 측벽은 상기 외륜과 마주보는 상단에 경사면을 가지고,
   상기 제1 윤활 유로를 따라 이동하는 상기 윤활유는 상기 경사면에서 이동방향이 변경되는, 롤링 베어링.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 케이징의 내부로 윤활유가 주입되면, 상기 윤활유는 상기 제1 궤도면에서 상기 제2 궤도면을 향하여 상기 제2 윤활 유로를 따라 이동하고, 이후 상기 제1 윤활 유로를 따라 외부로 토출되는, 롤링 베어링.

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