KR20010043572A

KR20010043572A - 코팅된 전동체를 구비하는 롤링 베어링

Info

Publication number: KR20010043572A
Application number: KR1020007012704A
Authority: KR
Inventors: 완조지틴야우; 이오이네데스유스타티오스; 야콥슨보올로프
Original assignee: 이페 판 란덴; 에스케이에프 엔지니어링 앤 리서치 센터 비.브이.
Priority date: 1998-05-14
Filing date: 1999-05-17
Publication date: 2001-05-25
Also published as: DE69937825T2; NL1009170C2; CN1123703C; AU3853999A; WO1999058865A1; EP1078171B1; KR100615408B1; EP1078171A1; DE69937825D1; CN1300352A; US6471410B1; JP2002514719A

Abstract

롤링 베어링은 궤도면(4, 5)이 각각 마련된 내측링(3) 및 외측링(2)과, 궤도면(4, 5)과 구름 접촉하고 케이지(7)에 의해 서로 일정 간격을 두고 떨어져 있는 일련의 전동체(6)를 포함하며, 상기 링은 각각의 궤도면에 대향하는 측면에 있는 랜드 영역(10, 11)을 구비하고, 상기 케이지는 상기 링의 랜드 영역(10, 11)과 체결하며, 상기 링(2, 3) 중 하나 이상은 코팅물로 피복된다. 상기 하나 이상의 링은 그 전표면이 마모 및 마찰 저감 탄성 코팅물로 피복된다.

Description

코팅된 전동체를 구비하는 롤링 베어링{COATED ROLLING ELEMENT BEARING}

이러한 롤링 베어링은 유럽 특허 제B-531082호에 공지되어 있다. 이 전동체는 그 궤도면에 접하는 링 중 하나에 마련된 랜드 영역 상에 배치되는 케이지에 의해 일정 간격을 두고 떨어져 있다. 상기 베어링은 상기 케이지가 상기 출원의 링에 의해 확실히 안내되어, 링의 동적 움직임을 향상시키고 회전의 불안정성을 감소시키는 장점이 있다.

유럽 특허 제B-531082호에 따르면, 각 링의 랜드 영역은 궤도면에 대하는 부분을 제외하고는 하드 코팅물로 피복되어 있다. 이로 인해, 전동체와 궤도면 사이의 구름 접촉점에서 발생하는 매우 높은 국부적 압축력의 영향을 받아 박리되는 것을 피할 수 있다.

본 발명은 궤도면이 각각 마련된 내측링 및 외측링과, 궤도면과 구름 접촉하고 케이지에 의해 서로 일정 간격을 두고 떨어져 있는 일련의 전동(轉動)체를 포함하며, 상기 링 중 하나 이상은 각각의 궤도면에 대향하는 측면에 있는 랜드 영역을 구비하고, 상기 케이지는 코팅물로 코팅된 상기 링의 랜드 영역과 체결하는 롤링 베어링에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예인 깊은 홈 볼 베어링의 축방향 가로 단면도이다.

본 발명의 목적은 코팅물이 박리되는 문제점이 발생하지 않고, 비교적 저렴한 제작 방법으로 생산 가능하며, 이에 따라 케이지의 적절한 안내가 유지되는 롤링 베어링을 제공하는 것이다. 상기 목적은 상기 하나 이상의 링이 그 전표면 상에 마모 및 마찰 저감 탄성 코팅물로 피복 됨으로써 달성된다.

상기 코팅물은 랜드 영역 뿐만 아니라 궤도면의 표면과 탄성을 갖는 베어링의 링의 다른 표면 상에 적용되어, 다소간의 장점이 획득된다. 제1 장점은, 케이지를 바람직하게 안내하여, 선회 불안정이 없어진다는 것이다.

제2 장점은, 특히, 상기 코팅물이 전동체의 구름 동작에서 기인하는 전단 응력이 최대가 되는 궤도면의 표면 바로 밑의 깊이보다 더 작은 두께를 가지는 경우에는, 코팅물이 궤도면에서 박리되지 않는다는 것이다. 볼이 궤도면의 표면 상에서 구를 때, 상대적으로 그 두께가 얇은 층은 쉽게 변형되어 강철 모재의 탄성 변형이 뒤이어 발생할 수 있다. 이와는 달리, 코팅물의 두께가 상대적으로 두꺼운 경우에는, 코팅층에서의 응력이 높아져 스폴링(spalling) 또는 박리가 더 일어나기 쉽다. 또한, 코팅층에서의 내부 응력 때문에, 두꺼운 탄성 코팅물은 얇은 코팅물보다 강철에 부착하기가 더 어렵다.

결과적으로, 제3 장점에 따르면 베어링은 경제적인 방법으로 제작될 수 있다. 층의 두께는 매우 작아질 수 있다. 또한, 베어링의 링 전표면을 피복하는 것은 베어링의 랜드 영역에만 피복하는 것보다 더 쉽다.

매우 얇은 코팅물의 장점은 강철 궤도의 지형이 유지되어 그 결과로서 베어링의 동적 움직임이 나빠지지 않는다는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 예를 들어, 텅스텐(W) 또는 탄화 텅스텐(WC) 등과 같은 금속층과, 다이아몬드형 탄소 등과 같은 단단한 비정질 코팅물을 교대로 배치하여, 코팅물은 다이아몬드형 탄소를 함유한 금속을 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 코팅물은 질소화 붕소(BN), 질소화 크롬(CrN), 질소화 하프늄(HfN) 또는 임의의 질화물과, 산화 붕소 등과 같은 산화물과, 또는 탄화물 또는 황화물 코팅물을 포함한다.

코팅물의 최대 두께는 약 2㎛이며, 그 최대 두께가 1㎛ 인 것이 바람직하다,

매우 단단하고 마찰이 적은 코팅물이 피복되어 있는 링을 포함하는 롤링 베어링에 관련된 미국 특허 제A-5112146호를 참조한다. 그러나, 상기 코팅물은 케이지의 지지부로서 작동하지 않을 뿐 아니라, 베어링의 링의 전체가 코팅물로 피복되어 있지도 않다.

이러한 코팅물은 물리적 증착(PVD), 화학적 증착(CVD) 또는 펄스 레이저 증착(PLD) 기술에 의하거나, 이온 증착 또는 레이저 클래딩(cladding) 또는 글레이징(glazing)을 통해 증착될 수 있다.

또한, 하드 코팅물은 고체 윤활을 일으키는 다른 톱 코팅(top coating)에 의해 더 강화될 수 있으며, 이로 인해, 고체 윤활층이 카운터페이스(counterface)로 이동하여 케이지와 링 사이에 매우 부드러운 경계면을 생성한다.

전동체에서 드라이 러닝(dry running)이 가능한 적용예에서, 상기 코팅물은 MoS₂또는 WS₂일 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 깊은 홈 볼 베어링을 참조로 더 설명될 것이다.

각각 개별적인 궤도면(4, 5)이 마련되는 외측링(2)과 내측링(3)을 구비하는 깊은 홈 볼 베어링(1)을 관통하는 축방향 가로 단면이 도면에 도시되어 있다. 상기 궤도면(4, 5)은 일련의 볼(6)과 구름 접촉한다. 상기 볼은 포켓(8)을 포함하는 케이지(7)에 의해 서로 일정 간격을 두고 떨어져 있다.

케이지(7)는 내측링(3)에 의해 지지된다. 케이지의 선회를 방지하기 위해, 내측링(3)은 그 전표면이 코팅물(9)로 피복된다. 따라서, 궤도면(5)뿐만 아니라, 궤도면(5)과 면하는 랜드 영역부(10, 11)과 내측링(3)의 나머지 외부면은 코팅물로 피복 된다.

내측링(10)의 외부면을 모두 코팅물로 피복하면 적절하고 박리되지 않는 궤도면의 표면이 획득될 뿐만 아니라, 케이지를 적절한 무선회 안내할 수 있다는 장점이 있다.

Claims

궤도면(4, 5)이 각각 마련된 내측링(3) 및 외측링(2)과, 궤도면(4, 5)과 구름 접촉하고 케이지(7)에 의해 서로 일정 간격을 두고 떨어져 있는 일련의 전동체(6)를 포함하며, 상기 링 중 하나 이상은 각각의 궤도면(5)에 대향하는 측면에 있는 랜드 영역(10, 11)을 구비하고, 상기 케이지는 코팅물로 코팅된 상기 링(2, 3)의 랜드 영역(10, 11)과 체결하는 롤링 베어링(1)에 있어서,

상기 하나 이상의 링(3)은 그 전표면이 마모 및 마찰 저감 탄성 코팅물(9)로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 롤링 베어링(1).
제1항에 있어서, 상기 코팅물(9)은 전동체의 구름 동작에서 기인하는 전단 응력이 최대가 되는 궤도면(4, 5) 바로 밑의 깊이보다 더 작은 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 롤링 베어링(1).
선행항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅물(9)은 다이아몬드형 탄소 코팅물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤링 베어링(1).
선행항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅물(9)은 다이아몬드형 탄소를 함유한 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤링 베어링(1).
제4항에 있어서, 상기 코팅물(9)은 금속 및 다이아몬드형 탄소층을 교대로 배치함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤링 베어링(1).
선행항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅물(9)은 질소화 붕소, 질소화 하프늄, 질소화 니오븀 또는 질소화 탄소로 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤링 베어링(1).
선행항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅물(9)은 산화 붕소로 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤링 베어링(1).
선행항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅물(9)은 강철 모재 상의 경질 재료로된 지지 코팅물과, 상기 지지 코팅물 상의 MoS₂또는 WS₂코팅층으로 이루어진 2개의 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 롤링 베어링(1).
선행항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅물(9)의 두께의 최대값은 2㎛인 것을 특징으로 하는 롤링 베어링(1).
선행항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅물(9)의 두께의 최대값은 1㎛인 것을 특징으로 하는 롤링 베어링(1).