KR20010021587A

KR20010021587A - 비대칭 앵귤러 콘택트 볼 베어링

Info

Publication number: KR20010021587A
Application number: KR1020007000145A
Authority: KR
Inventors: 드브리스알렉산더얀카렐; 올셰브스키아르민헤르베르트에밀아우구스트; 카판헨드리쿠스얀; 리델벤그트에릭렌나르트; 네데르군터
Original assignee: 이페 판 란덴; 에스케이에프 엔지니어링 앤 리서치 센터 비.브이.
Priority date: 1997-07-10
Filing date: 1998-06-26
Publication date: 2001-03-15
Also published as: WO1999002873A1; NL1006534C2; JP2001509570A; AU8133998A; EP0993558A1; CN1262723A

Abstract

앵귤러 콘택트 볼 베어링은 하나 이상의 궤도면이 각각 마련되어 있는 내측 링(1) 및 외측 링(2)과, 케이지 없이 상기 궤도면과 구름 접촉하는 한 조 이상의 구름 볼(5)을 포함하며, 상기 볼과 궤도면은 4개의 접점에서 서로 접촉하고, 궤도면의 쌍으로 된 대향하는 접점 각각에 의해 2개의 작용 라인(12, 13)이 형성되고, 작용 라인은 서로 교차하고 있다. 작용 라인(12, 13)은 베어링의 축선과 상호 다른 접촉각으로 교차하고 있다.

Description

비대칭 앵귤러 콘택트 볼 베어링{ASYMMETRIC ANGULAR CONTACT BALL BEARING}

앵귤러 콘택트 볼 베어링은, 예컨대 "에스케이에프(SKF)사의 일반 카탈로그"(카탈로그 4000 E, 등록 번호 47.69000.1989-04, 285 페이지 이후)로부터 널리 공지되어 있다. 예로서, 이중 열(double row)의 앵귤러 콘택트 볼 베어링은 양방향으로 작용하는 레이디얼 하중 및 축방향 하중을 모두 수용할 수 있다. 일반적으로, 그들의 하중 접촉각 라인 또는 작용 라인의 접촉각은 대략 30°이며, 이들 작용 라인은 동일하지만 대향 접촉각을 각각 가지고 있다. 다른 예로서는 양방향으로 축방향 하중을 수용할 수 있는 궤도면을 갖는 단일 열(single row)의 앵귤러 콘택트 볼 베어링인 4지점 콘택트 볼 베어링이 있다.

이들 베어링은 양축방향으로 동등한 수용 능력을 가지고 있다. 그러나, 특정 용례에서, 베어링에는 주로 하나의 축방향으로 하중이 가해진다. 이것은 다른 방향으로의 축방향력을 수용하기 위한 그 수용 능력이 위치 결정/센터링 목적 이외에는 사용되지 않는다는 것을 의미한다.

따라서, 본 발명의 과제는 하나의 축방향 및 동일 축방향으로 주로 향해지는 하중의 특정 케이스에 보다 적합한 앵귤러 콘택트 볼 베어링을 제공하는 것이다. 이 과제는 작용 라인이 서로 다른 각도로 베어링의 축선과 교차함으로써 달성된다.

본 발명은 하나 이상의 궤도면이 각각 마련되어 있는 적어도 내측 링 및 외측 링과, 상기 궤도면과 구름 접촉하고 있는 한 조 이상의 구름 볼을 포함하며, 상기 볼과 궤도면은 4개의 접점에서 서로 접촉하고, 또 상기 궤도면의 쌍으로 된 대향하는 접점 각각에 의해 2개의 작용 라인(working line)이 형성되며, 상기 작용 라인은 서로 교차하는 앵귤러 콘택트 볼 베어링에 관한 것이다.

본 발명에 따른 베어링에 있어서, 베어링의 축선에 대하여 다른 작용 라인의 대응각보다 더 작는 각도를 갖는 작용 라인을 구비하는 쌍으로 된 접점은 주(主) 축방향 하중을 주 축방향으로 받도록 의도된다. 따라서, 베어링은 그러한 주 하중에 보다 적합하다.

본 발명에 따른 베어링에 있어서의 작용 라인의 특정 배향은 여러 가지 방법으로 얻어질 수 있다. 간단한 실시예에 따르면, 각각의 링은 다른 링과 대면하는 대향면에 어깨부(shoulder)를 포함하고 있고, 이들 어깨부는 축방향으로 궤도면에 인접하여 있고 직경이 다르며, 또 보다 큰 접촉각을 형성한다. 이것은 구름 요소용 케이지(cage)를 생략하고 풀 컴플리먼트 구름 베어링(full complement rolling bearing)을 구현할 때 달성될 수 있다.

바람직한 실시예에 따르면, 하나 이상의 링은 2개의 축방향 링 절반부를 구비하고 있다. 링(들)은 또한 판금으로 만들어질 수 있으며, 또한 이들은 플랜지를 구비할 수 있다.

상기 축방향 링 절반부는 대면하는 레이디얼 접촉면을 가지고 있다. 일단 분할 링 절반부에 대한 축방향 하중이 소정 크기에 도달하여 접촉면이 서로 접촉하면, 필요한 예비 하중이 궤도면에 대하여 볼로부터 얻어진다.

다른 실시예에 따르면, 축방향 링 절반부는 서로 연결되어 있으며, 또 고정 수단에 의해 축방향으로 예비 하중이 가해진다.

이미 제시한 바와 같이, 본 발명은 또한, 이중 열의 앵귤러 콘택트 볼 베어링에 관한 것으로, 하나 이상의 링 또는 볼은 세라믹 재료 등의 비금속 재료로 이루어져 있다.

또한, 본 발명은 4지점 콘택트 볼 베어링에 관한 것으로, 하나 이상의 링 절반부는 세라믹 재료 등의 비금속으로 이루어져 있다.

본 발명을 도 1 내지 도 5에 도시된 몇몇 실시예를 참조하여 더 설명하기로 한다.

도 1에는 2개의 외측 링 절반부(4)를 포함하는 내측 링(1)과 외측 링(2)을 갖는 단일 열의 4지점 콘택트 볼 베어링이 도시되어 있다. 이 내측 링(1)과 외측 링(2) 사이에는 한 조의 볼(5)이 수용되어 있다.

도시된 실시예는 내측 링(1)과 외측 링(2) 사이에 케이지를 구비하고 있지 않는 것을 의미하는 풀 컴플리먼트 베어링이다. 그렇지만, 본 발명은 케이지를 구비하는 4지점 콘택트 볼 베어링에 적용될 수도 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 내측 링은 최대 접촉각을 구현하는 직경이 비교적 큰 어깨부(6)와, 직경이 작은 어깨부(7)를 구비하고 있다. 궤도면은 볼로 완전히 채워진다(풀 컴플리먼트). 또한, 외측 링 절반부(4)는 내경이 비교적 작은 어깨부(8)를 구비하고, 외측 링 절반부(3)는 내경이 비교적 큰 어깨부를 구비하고 있다. 그것에 의해, 내측 링(1)과 외측 링(2) 각각의 내측 궤도면(10)과 외측 궤도면(11)은 베어링의 중간 평면에 대하여 비대칭이다.

외측 링 절반부(3, 4)는 레이디얼 접촉면(50, 51)을 가지며, 이 레이디얼 접촉면은 축방향 압축 하중이 이 레이디얼 외측면(56, 57)에 가해지는 즉시 서로 접촉한다. 따라서, 미리 결정된 예비 하중은 베어링이 장착되는 즉시 확립될 수 있다.

도 2에는 2개의 내측 링 절반부(16, 17)를 포함하는 내측 링(14)과, 외측 링(15)을 구비하는 실시예가 도시되어 있다. 내측 링(14)과 외측 링(15)의 궤도면(27, 30)은 비대칭 하중 접촉각 라인 패턴 또는 작용 라인 패턴(24, 25)이 얻어지도록 형성되어 있다. 또한, 외측 링은 장착용 플랜지(15)를 지지하고 있다.

도 1의 베어링이 4지점 콘택트 볼 베어링인 경우에, 비대칭 패턴 하중 접촉각 라인 또는 작용 라인(12, 13)이 얻어진다.

그 결과로서, 도 1에 도시된 4지점 콘택트 볼 베어링은 다른 방향으로보다는 도 1에서 좌측으로부터 우측으로 향해지는 축방향 하중에 대해 보다 큰 수용 능력을 갖는다. 이 4지점 콘택트 볼 베어링은 특히, 상기 일방향으로의 하중에 적합하지만, 다른 방향으로의 축방향 하중도 지탱할 수 있으며, 이들 하중의 크기는 상당히 작다.

그것 때문에, 이 실시예에서는 또한, 레이디얼 접촉면(52, 53) 및 레이디얼 외측면(58, 59)이 마련되었다.

도 2에는 2개의 내측 링 절반부(16, 17)를 포함하는 내측 링(14)과, 장착용 플랜지(19)를 갖는 외측 링(15)을 구비하는 실시예가 도시되어 있다. 내측 링(14)과 외측 링(15)의 궤도면(27, 30)은 비대칭 하중 접촉각 라인 패턴 또는 작용 라인 패턴(24, 25)이 얻어지도록 형성되어 있다.

도 3에는 예컨대, 디스크 상에 디스크 브레이크의 브레이크 패드를 가압하는 구동 수단으로서 사용될 수 있는 액추에이터가 도시되어 있다. 상응하는 액추에이터가 공동 계류중인 네덜란드 특허 출원 제1006543호에 완전하게 개시되어 있다.

상기 액추에이터는 한 조의 구름 볼(32)과, 나사 기구의 너트 부재와 단일체를 형성하는 내측 링(33) 및 2개의 외측 링 절반부(35, 36)를 포함하는 외측 링(34)을 포함하는 4지점 콘택트 볼 베어링(31)을 포함하고 있다. 이들 외측 링 절반부(35, 36)는 함께 궤도면(37, 38)을 형성하고, 내측 링(33)은 궤도면(39)을 형성한다.

궤도면(37~39)은 작용 라인(40, 41)을 각각 형성하는 2쌍을 포함하는 4개의 접점이 얻어지도록 형성되어 있다.

본 발명에 따르면, 궤도면(37~39)은 작용 라인(40, 41)이 상호 다른 각도하에서 베어링(31)의 축선과 교차하도록 형성되어 있다. 작용 라인(40)은 작용 라인(41)보다 더 큰 각도하에서 축선(42)과 교차하고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 4지점 콘택트 볼 베어링(31)은 특히, 브레이크 패드가 브레이그 디스크(도시 생략) 상에 가압될 때 브레이크 패드(2, 3)에 의해 가해진 축방향 하중을 지탱하는데 적합하다.

작용 라인(40, 41)의 특정 배향은 궤도면(37~39)의 비스듬한 배향에 의해 얻어진다. 이러한 배향은 외측 베어링 링 절반부(35)의 내측면 또는 어깨부(43)의 직경이 비교적 크고, 또 외측 링 절반부(36)의 내측면 또는 어깨부(44)의 내경이 작음으로써 생긴다.

또한, 내측 링(34)의 외측면 또는 어깨부(45)는 직경이 그 외측면 또는 어깨부(46)의 직경보다 더 크다. 전술한 실시예에서와 같이, 레이디얼 접촉면(54, 55)과 레이디얼 외측면(60, 61)이 마련되었다.

도 4에 따른 실시예는 고정 링(62)에 의해 상호 연결되어 있는 외측 링 절반부(3, 4)를 포함하고 있다. 상기 고정 링(62)은 베어링에 있어서 필요한 예비 하중을 제공하고 있다.

도 5에는 장착용 플랜지(63, 64)가 추가로 마련되어 있는 도 4에 따른 실시예가 도시되어 있다.

Claims

하나 이상의 궤도면(10, 11; 27~30; 37, 38)이 각각 마련되는 내측 링(1; 14; 33) 및 외측 링(2; 15; 34)과, 케이지 없이 상기 궤도면과 구름 접촉하는 한 조 이상의 구름 볼(8; 18, 19; 32)(풀 컴플리먼트 베어링)을 포함하며, 상기 볼과 궤도면은 4개의 접점에서 서로 접촉하고, 상기 궤도면의 쌍으로 된 대향하는 접점 각각에 의해 2개의 작용 라인(12, 13; 24, 25; 40, 41)이 형성되며, 상기 작용 라인은 서로 교차하는 앵귤러 콘택트 볼 베어링에 있어서,

상기 작용 라인(12, 13; 24, 25; 40, 41)은 베어링의 축선과 상호 다른 접촉각으로 교차하는 것을 특징으로 하는 앵귤러 콘택트 볼 베어링.
제1항에 있어서, 상기 각각의 링은 다른 링과 대면하는 면에 어깨부(shoulder)를 포함하고 있고, 이들 어깨부는 축방향으로 궤도면(10, 11; 27~30; 37, 38)에 인접하여 있고 또 직경이 다르며 따라서 다른 접촉각을 갖는 것을 특징으로 하는 앵귤러 콘택트 볼 베어링.
제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 링(2; 14; 34)은 2개의 축방향 링 절반부(3, 4; 16, 17; 35, 36)를 포함하는 것을 특징으로 하는 앵귤러 콘택트 볼 베어링.
제3항에 있어서, 상기 축방향 링 절반부(3, 4; 16, 17; 35, 36)는 대면하는 레이디얼 접촉면(50, 51; 52, 53; 54, 55)을 구비하는 것을 특징으로 하는 앵귤러 콘택트 볼 베어링.
제4항에 있어서, 상기 축방향 링 절반부는 서로 떨어져 대면하는 레이디얼 외측면(56, 57; 58, 59; 60, 61)을 구비하며, 상기 레이디얼 외측면(56, 57; 58, 59; 60, 61)은 레이디얼 접촉면(50, 51; 52, 53; 54, 55)의 상호 접촉을 보장하도록 축방향 압축력을 수용하는 것을 특징으로 하는 앵귤러 콘택트 볼 베어링.
제6항에 있어서, 상기 축방향 링 절반부(3, 4; 16, 17; 35, 36)는 기계적 수단 또는 접착(glueing), 레이저 용접, 납땜에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 앵귤러 콘택트 볼 베어링.
제6항에 있어서, 베어링 클리어런스는 포지티브, 네거티브 또는 제로인 것을 특징으로 하는 앵귤러 콘택트 볼 베어링.
제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외측 링(2; 34)은 2개의 축방향 링 절반부(3, 4; 35, 36)를 구비하는 것을 특징으로 하는 앵귤러 콘택트 볼 베어링.
제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내측 링(14)은 2개의 축방향 링 절반부(16, 17)를 구비하는 것을 특징으로 하는 앵귤러 콘택트 볼 베어링.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 링(1, 2; 14, 15; 33, 34) 또는 볼(8, 18; 19, 32)은 비금속 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 앵귤러 콘택트 볼 베어링.
제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 링 절반부(3, 4; 16, 17; 35, 36)는 비금속 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 앵귤러 콘택트 볼 베어링.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 한 조의 구름 볼(5)은 내측 링(1)의 하나의 궤도면(10)과 다른 링(2)의 하나의 궤도면(11)과 구름 접촉하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 4지점 콘택트 볼 베어링.
제12에 있어서, 상기 베어링은 풀 컴플리먼트 베어링인 것을 특징으로 하는 4지점 콘택트 볼 베어링.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 링의 하나 이상의 궤도면 및/또는 구름 요소의 하나 이상의 면은 하드 터닝(hard turning) 수단에 의해 얻어진 것을 특징으로 하는 앵귤러 콘택트 볼 베어링.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베어링은 풀 컴플리먼트 베어링인 것을 특징으로 하는 앵귤러 콘택트 볼 베어링.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 링(15)은 플랜지(19)를 구비하는 것을 특징으로 하는 앵귤러 콘택트 볼 베어링.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 링은 판금으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 앵귤러 콘택트 볼 베어링.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 링에는 차폐 또는 시일용 홈이 마련되는 것을 특징으로 하는 앵귤러 콘택트 볼 베어링.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 링 및/또는 볼은 예컨대, 다이아몬드형 탄소 코팅으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 앵귤러 콘택트 볼 베어링.
제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 링은 (비)금속 분말[피엠-기법(PM-technology)]로 만들어지는 것을 특징으로 하는 앵귤러 콘택트 볼 베어링.
제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 회전 속도(회전수)를 검지하기 위해 집적 센서가 마련되는 것을 특징으로 하는 앵귤러 콘택트 볼 베어링.