KR20010042054A

KR20010042054A - 볼 베어링용 케이지와, 이러한 케이지를 구비하는 볼 베어링

Info

Publication number: KR20010042054A
Application number: KR1020007010397A
Authority: KR
Inventors: 피에를링야니끄비에르위베르; 라이델벵트에릭레나트; 스타케라스-에릭
Original assignee: 이페 판 란덴; 에스케이에프 엔지니어링 앤 리서치 센터 비.브이.
Priority date: 1998-03-20
Filing date: 1999-03-19
Publication date: 2001-05-25
Also published as: NL1008649C2; JP2002507704A; CN1297516A; WO1999049228A1; EP1062434A1

Abstract

본 발명은 링형 요소(1)로 구성되는 볼 베어링용 케이지에 관한 것으로, 상기 링형 요소는 돌출부(2, 3)와 케이지 포켓(4)을 구비하며, 상기 돌출부는 링형 요소(1)에 대하여 연장하며, 상기 케이지 포켓(4)은 인접하여 쌍을 이루는 돌출부(2,3) 사이에서 둘러싸이며, 상기 쌍을 이룬 돌출부(2,3)는 각각 개구(5)를 형성하며, 링형 요소(1)에 대하여 축방향으로 볼 요소를 끼워 넣음으로써 상기 개구를 통하여 볼 요소(6)가 케이지 포켓(4)에 수납될 수 있다. 하나 이상의 케이지 포켓(4)은 링형 요소(1)의 원주 방향으로 긴 형상을 취한다.

Description

볼 베어링용 케이지와, 이러한 케이지를 구비하는 볼 베어링{CAGE FOR A BALL BEARING, AND BALL BEARING COMPRISING SUCH CAGE}

일반적으로 공지되어 있는 이러한 케이지와 볼은 그들을 서로 압박함으로써 조립되어, 상기 볼은 모두 동시에 각각의 포켓에 끼워 넣어진다. 포켓은 케이지가 볼에 의하여 완전히 지지되도록 형성되는데, 이는 케이지와 볼 베어링의 내부 링 또는 외부 링 사이에 직접 접촉이 존재하지 않음을 의미한다.

케이지에 의하여, 볼은 소정의 간격을 두고 유지된다. 케이지와 볼의 결합의 결과로서, 케이지에는 여러 하중이 가해진다. 이 하중은 일반적으로 베어링에 가해지는 상태, 즉 부정합(misalignment)과, 스러스트 하중 및 가속도와 같은 (회전하는) 내부 링 상에서의 하중에 의하여 야기된다. 이러한 상태는 케이지, 특히 케이지 포켓과 관련 볼 사이의 접촉력의 형태로 발전된다.

접촉력은 베어링에 가해진 외부 상태와 케이지 포켓에서의 볼의 거동에 의하여 야기된다. 각 볼은 대응하는 케이지 포켓에 약간의 유극을 두고 수납되며, 이 유극으로 인하여 베어링의 원주 방향으로 볼과 케이지 포켓의 상대적인 전방/후방 이동이 야기된다. 그에 따라, 가장 큰 접촉력은 포켓의 전방 및 후방에 존재한다.

그러나, 볼 베어링의 외부 링에 대한 내부 링의 임의의 부정합도 또한 이와 관련하여 역할을 한다. 이러한 부정합은 볼과 포켓에 비대칭적 하중 패턴을 가하며, 이는 케이지에 대한 볼의 전방 및 후방 이동과 함께 높은 접촉력을 발생시킨다. 이러한 접촉력은 케이지 물질의 과도한 마모와, 빠른 피로 파괴와, 대체로 불안정한 베어링의 운전 거동을 야기한다. 고속 운전 상태에서, 이러한 현상은 악화된다.

본 발명은 링형 요소로 구성되는 볼 베어링용 케이지(cage)에 관한 것으로, 구체적으로 말하면 상기 링형 요소는 돌출부(prong)와 케이지 포켓을 구비하며, 상기 돌출부는 링형 요소에 대하여 연장하며, 상기 케이지 포켓은 인접하여 쌍을 이루는 돌출부 사이에서 둘러싸이며, 상기 쌍을 이룬 돌출부는 각각 개구를 형성하며, 링형 요소에 대하여 축방향으로 볼 요소를 끼워 넣음으로써 상기 개구를 통하여 볼 요소가 케이지 포켓에 수납될 수 있는 볼 베어링용 케이지에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 케이지의 사시도.

도 2는 도 1에 따른 케이지의 전개 평면도.

도 3은 케이지 포켓을 확대하여 도시한 확대도.

본 발명의 목적은 이러한 문제에 대한 해결책을 제시하는 것이다. 이 목적은 하나 이상의 케이지 포켓을 링형 요소의 원주 방향으로 긴 형상으로 취함으로써 달성된다.

케이지 포켓의 긴 형상으로 인하여 접촉력이 감소된다. 그에 의하여, 베어링의 운전 특성과, 향상된 마모 수명 등과 관련한 장점이 얻어진다.

긴 형상의 케이지 포켓은 여러 방법으로 얻을 수 있다. 그러나, 상기 형상은 볼에 대하여 요구되는 지지 기능을 또한 보장해야 한다. 그러므로, 본 발명에 따르면, 상기 하나 이상의 케이지 포켓은 2개의 대칭적인 케이지 포켓 절반부를 구비하며, 케이지 포켓의 각각의 절반부는 각각 원형 내면을 포함하며, 각 케이지 포켓 절반부의 간격은 상기 내면의 원의 직경보다 크다.

원형으로 형성된 대칭의 케이지 포켓 절반부는 중간의 케이지 포켓 부분을 둘러싸는 것이 바람직하다. 물론, 볼의 적절한 안내가 보장되는 한, 다른 형상도 또한 가능하다.

볼 요소를 원주 방향의 전후방으로 적절하게 안내하는 것은 중간의 케이지 포켓 부분이 링형 요소의 축선과 일치하는 축선을 갖는 토러스를 따라 만곡되는 내면을 포함하는 경우에 달성된다. 특히, 중간 케이지 부분의 내면과, 결합부에서 인접한 케이지 포켓의 절반부의 내면은 그 표면들 사이에 부드러운 전이를 제공하도록 링형 요소의 축선을 통하는 평면에서 동일하게 만곡된다.

바람직한 실시예에 따르면, 돌출부는 각각 중간의 돌출부 본체로부터 연장하고, 상기 중간의 돌출부 본체는 2개의 인접한 케이지 포켓 사이에 각각 위치된다. 중간의 돌출부 본체는 연속되는 케이지 포켓 사이의 분리부를 구성하며, 돌출부의 요구되는 유지 강성과, 케이지 포켓 내에 볼을 끼워 넣는데 필요한 가요성을 함께 제공한다.

각 중간 돌출부 본체는 2개의 인접한 돌출부의 기저부(root)에 연결된다.

케이지 포켓은 규칙적인 간격을 두고 있을 수 있으며, 선택적으로 불규칙한 간격도 또한 가능하다. 바람직하게는, 모든 케이지 포켓은 링형 요소의 원주 방향으로 긴 형상을 취한다.

또한, 본 발명은 각각 궤도면(raceway)을 포함하는 내부 링 및 외부 링과, 링형 요소를 구비하는 볼 베어링에 관한 것으로, 구체적으로 말하면 상기 링형 요소는 돌출부와 케이지 포켓을 구비하며, 상기 돌출부는 링형 요소에 대하여 연장하며, 상기 케이지 포켓은 인접하여 쌍을 이룬 돌출부 사이에서 둘러싸이며, 상기 쌍을 이룬 돌출부는 각각 개구를 형성하며, 상기 케이지가 상기 볼 요소에 의하여 지지되는 방식으로 링형 요소에 대하여 축방향으로 볼 요소를 끼워 넣음으로써 상기 개구를 통하여 볼 요소가 케이지 포켓에 수납될 수 있는 볼 베어링에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 하나 이상의 케이지 포켓은 링형 요소의 원주 방향으로 긴 형상을 취한다.

본 발명에 따른 베어링에 있어서, 케이지는 볼에 의하여 완전히 지지된다. 볼과의 결합에 의하여 상기 케이지에 다양한 하중이 가해지지만, 그럼에도 불구하고 특히 긴 형상의 케이지 포켓에 의하여 바람직한 접촉력과 부드러운 운전 거동이 얻어진다.

본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시된 케이지는 링형 요소(1)로 구성되며, 이 링형 요소는 그 요소(1)에 대하여 연장하는 지지 돌출부(2, 3)를 구비한다. 상기 쌍을 이룬 돌출부(2,3)는 각각 케이지 포켓(4)을 둘러싸고, 개구(5)를 형성하며, 이 개구로 인하여 각각의 케이지 포켓(4)에 접근할 수 있다.

도 2의 전개도에 도시된 바와 같이, 볼(6)이 케이지 포켓(4)에 수납된다. 그로 인하여, 일련의 볼(6)과 케이지는 링형 요소의 축방향으로 볼 요소를 끼워 넣음으로써 조립된다. 볼(6)은 쌍을 이룬 돌출부(2,3) 사이에 형성된 개구(5)를 매개로 대응하는 케이지 포켓(4)에 삽입된다. 링형 요소(1)와 돌출부(2)는 이 과정에서 변형되고, 일단 볼(6)이 끼워 넣어진 후에 볼은 각각의 케이지 포켓(4)에 신뢰성 있게 유지된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 모든 케이지 포켓의 형상은 링형 요소(1)의 원주 방향으로 어느 정도 길다. 그에 의하여, 각각의 볼(6)은 링형 요소의 원주 방향으로 볼때 전후방으로 약간의 유극을 갖는다. 본 발명에 따르면, 모든 케이지 포켓이 긴 형상을 가질 필요는 없다. 그러나, 하나 이상의 케이지 포켓은 반드시 그러한 긴 형상을 가져야 한다.

그렇게 얻어진 유극은 볼(6)과 각 케이지 포켓의 대향 벽(7,8) 사이의 하중과 운전 거동에 긍정적인 영향을 끼친다.

또한, 케이지 포켓의 내부벽, 특히 대향 벽(7,8)은 볼(6)의 형상과 어느 정도 합치될 수 있다.

돌출부(2,3)로부터 멀리 있는 링형 요소의 측면에는 제조 목적으로 리세스(12)가 마련된다.

도 1 및 도 2의 실시예로부터 명백한 바와 같이, 인접한 케이지 포켓(4)의 돌출부(2,3)는 공동의 중간 돌출부 본체(9)에 마련된다. 이러한 돌출부 본체(9)는 링형 요소(1)의 축방향으로 특정 간격을 두고 연장한다. 돌출부(2,3), 특히 그것의 기저부(10)가 상기 돌출부 본체(9)에 연결된다. 돌출부(2,3)의 기저부(10)가 연결되는 돌출부 본체(9)의 면(12)은 케이지 포켓(4)의 바닥(11)으로부터 일정 간격을 두고 있다. 그에 따라, 돌출부(2,3)는 비교적 짧지만, 케이지의 나머지 부분과 함께 대응하는 케이지 포켓(4)에 볼(6)을 끼워 넣기 위한 충분한 가요성을 제공하는 한편, 적절한 유지 능력은 여전히 유지된다.

도 3에 확대되어 도시된 바와 같이, 각각의 케이지 포켓(4)은 2개의 대칭적인 원형의 케이지 포켓 절반부(13, 14)를 구비하며, 이 절반부는 중간의 케이지 포켓 부분(15)을 둘러싼다. 중간의 케이지 포켓 부분(15)은 잘 표시되어 있는 토러스(19; torus)를 따라 형성된 내면을 포함한다. 상기 내면은 (가상의) 결합 라인(17,18)을 통하여 케이지 포켓 절반부(13,14)의 원형 내면으로 합쳐진다.

개재된 케이지 포켓의 부분(15)으로 인하여, 인접하는 케이지 포켓 절반부(13,14)의 표면의 간격〔또는 링형 요소(1)의 원주 방향으로 최대 상호 거리〕은 인접하는 케이지 포켓 절반부(13, 14)의 내면의 형상을 형성하는 원의 직경보다 크다.

상기 케이지 포켓 부분(15)은 토러스를 따라 만곡된 내면을 포함하며, 이 토러스의 축선은 링형 요소의 축선과 일치한다.

그 결과, 볼(6)은 돌출부(2,3)와 케이징 포켓(4)의 만곡된 부분 사이에서 신뢰성 있게 유지된다.

Claims

링형 요소(1)로 구성되는 볼 베어링용 케이지로서,

상기 링형 요소는 돌출부(2, 3)와 케이지 포켓(4)을 구비하며, 상기 돌출부는 링형 요소(1)에 대하여 연장하며, 상기 케이지 포켓(4)은 인접하여 쌍을 이루는 돌출부(2,3) 사이에서 둘러싸이며, 상기 쌍을 이룬 돌출부(2,3)는 각각 개구(5)를 형성하며, 링형 요소(1)에 대하여 축방향으로 볼 요소를 끼워 넣음으로써 상기 개구를 통하여 볼 요소(6)가 케이지 포켓에 수납될 수 있는 볼 베어링용 케이지에 있어서,

하나 이상의 케이지 포켓(4)은 링형 요소(1)의 원주 방향으로 긴 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 볼 베어링용 케이지.
제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 케이지 포켓(4)은 2개의 대칭적인 케이지 포켓 절반부(13,14)를 구비하며, 각각의 케이지 포켓의 절반부는 원형의 내면을 포함하며, 각 케이지 포켓 절반부의 간격은 상기 내면의 원의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 볼 베어링용 케이지.
제2항에 있어서, 원형의 대칭적인 케이지 포켓 절반부(13,14)는 중간의 케이지 포켓 부분(15)을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 볼 베어링용 케이지.
제3항에 있어서, 상기 중간의 케이지 포켓 부분(15)은 토러스(19)를 따라 만곡된 내면을 포함하며, 상기 토러스의 축선은 링형 요소(1)의 축선과 일치하는 것을 특징으로 하는 볼 베어링용 케이지.
제4항에 있어서, 중간 케이지 부분(15)의 내면과, 결합부(17,18)에서 인접한 케이지 포켓의 절반부(13,14)의 내면은 그 표면들 사이에 부드러운 전이를 제공하도록 링형 요소의 축선을 통하는 평면에서 동일하게 만곡되는 것을 특징으로 하는 볼 베어링용 케이지.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 돌출부(2,3)는 각각 중간의 돌출부 본체(9)로부터 연장하고, 상기 중간의 돌출부 본체(9)는 2개의 인접한 케이지 포켓(4) 사이에 각각 위치되는 것을 특징으로 하는 볼 베어링용 케이지.
제6항에 있어서, 상기 각각의 중간 돌출부 본체(9)는 2개의 인접한 돌출부(2,3)의 기저부(10)에 연결되는 것을 특징으로 하는 볼 베어링용 케이지.
제7항에 있어서, 각 돌출부(2,3)의 기저부(10)는 케이지 포켓(4)의 바닥(11)으로부터 축방향으로 일정 간격을 두고 배치되며, 상기 바닥(11)은 돌출부(2,3)에 의하여 형성된 개구(5)와 반대쪽에 있는 것을 특징으로 하는 볼 베어링용 케이지.
제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 모든 케이지 포켓(4)은 링형 요소(11)의 원주 방향으로 긴 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 볼 베어링용 케이지.
각각 궤도면(raceway)을 포함하는 내부 링 및 외부 링과, 이들 링의 궤도면과 접촉하는 볼 요소와, 링형 요소(1)로 구성되는 케이지를 구비하는 볼 베어링으로서,

상기 링형 요소는 돌출부(2, 3)와 케이지 포켓(4)을 구비하며, 상기 돌출부는 링형 요소(1)에 대하여 연장하며, 상기 케이지 포켓(4)은 인접하여 쌍을 이루는 돌출부(2,3) 사이에서 둘러싸이며, 상기 쌍을 이룬 돌출부(2,3)는 각각 개구(5)를 형성하며, 상기 케이지(1)가 상기 볼 요소(6)에 의하여 지지되는 방식으로 링형 요소(1)에 대하여 축방향으로 볼 요소를 끼워 넣음으로써 상기 개구를 통하여 볼 요소(6)가 케이지 포켓에 수납될 수 있는 볼 베어링에 있어서,

하나 이상의 케이지 포켓(4)은 링형 요소(1)의 원주 방향으로 긴 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 볼 베어링.
제10항에 있어서, 상기 하나 이상의 케이지 포켓(4)은 2개의 대칭적인 케이지 포켓의 절반부(13,14)를 구비하며, 각각의 케이지 포켓의 절반부는 각각 원형의 내면을 포함하며, 각 케이지 포켓 절반부의 간격은 상기 내면의 원의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 볼 베어링.
제11항에 있어서, 원형의 대칭적인 케이지 포켓 절반부(13,14)는 중간의 케이지 포켓 부분(15)을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 볼 베어링.
제12항에 있어서, 상기 중간의 케이지 포켓 부분(15)은 토러스(19)를 따라 만곡된 내면을 포함하며, 이 토러스의 축선은 링형 요소(1)의 축선과 일치하는 것을 특징으로 하는 볼 베어링.
제13항에 있어서, 중간 케이지 부분(15)의 내면과, 결합부(17,18)에서 인접한 케이지 포켓의 절반부(13,14)의 내면은 그 표면들 사이에 부드러운 전이를 제공하도록 링형 요소의 축선을 통하는 평면에서 동일하게 만곡되는 것을 특징으로 하는 볼 베어링.
제10항 내지 제14항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 돌출부(2,3)는 각각 중간의 돌출부 본체(9)로부터 연장하고, 상기 중간의 돌출부 본체(9)는 2개의 인접한 케이지 포켓(4) 사이에 각각 위치되는 것을 특징으로 하는 볼 베어링.
제15항에 있어서, 상기 각각의 중간 돌출부 본체(9)는 2개의 인접한 돌출부(2,3)의 기저부(10)에 연결되는 것을 특징으로 하는 볼 베어링.
제16항에 있어서, 각 돌출부(2,3)의 기저부(10)는 케이지 포켓(4)의 바닥(11)으로부터 일정 간격을 두고 배치되며, 상기 바닥(11)은 돌출부(2,3)에 의하여 형성된 개구(5)와 반대쪽에 있는 것을 특징으로 하는 볼 베어링.
제10항 내지 제17항 중 어느 하나의 항에 있어서, 모든 케이지 포켓(4)은 링형 요소(11)의 원주 방향으로 긴 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 볼 베어링.