KR200323549Y1 - 베어링 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 각종 기계장치의 회전축이나 이송장치의 로울러 등의 원할한 회전을 도모하기 위하여 내·외륜, 볼, 리테이너 및 커버로 구성되되, 볼을 지지 및 정위치 설정을 위한 리테이너에 탄성력을 부여하여 볼의 위치 설정을 가변할 수 있고, 보다 더 안정적이며 원할한 회전 및 지지가 이루어지도록 한 베어링 구조에 관한 것이다.

본 고안은 상호간의 대응되는 면에 요홈과 결합홈이 형성된 내륜 및 외륜과, 상기 내륜과 외륜에 형성된 요홈에 양측단 일부위가 삽입된 상태로 끼워진 볼과, 상기 내륜과 외륜에 형성된 결합홈에 끼워져 결합되는 커버로 구성된 베어링에 있어서, 탄성력에 의해 가변적인 길이를 가지며, 코일형태로 감겨지고, 양쪽단부가 각각의 볼 중심부에 해당되는 위치에 접촉되도록 설치되는 리테이너가 구비됨에 따라, 볼의 가변적인 설정위치가 가능하고, 베어링에 사용되는 볼의 수량을 필요에 따라, 적절한 수량으로 조절할 수 있어 베어링의 하중에 대한 응력과 내구성을 향상시킬 수 있어, 보다 더 안정적이고 효율적인 베어링 기능을 수행 할 수 있는 것이다.

Description

베어링 구조{Structure of Bearing}

본 고안은 베어링 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각종 기계장치의 회전축이나 이송장치의 로울러 등의 원할한 회전을 도모하기 위하여 내·외륜, 볼, 리테이너 및 커버로 구성되되, 볼을 지지 및 정위치 설정을 위한 리테이너에 탄성력을 부여하여 볼의 위치 설정을 가변할 수 있고, 보다 더 안정적이며 원할한 회전 및 지지가 이루어지도록 한 베어링 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 베어링(bearing)이라 함은 축받이라고도 하고, 베어링과 접촉하고 있는 축 부분을 저널(journal)이라고 하며, 그 접촉상태에 따라 크게 미끄럼베어링(sliding bearing)과 구름베어링(rolling bearing)의 두 종류로 분류한다.

현재, 사용되고 있는 종래의 베어링은 사용하고자 하는 용도 및 분야에 따라, 금속재질로 이루어지거나 합성수지 재질로 이루어져 있으나, 볼은 우수한 강성이 요구되므로 주로, 금속이나 세라믹 재질로 이루어진다.

첨부 도면 도 1에 도시된 바와 같이, 일정한 폭과 직경을 가지며, 상호간의 대응되는 면에 요홈(102)과 결합홈(104)이 형성된 내륜(110) 및 외륜(120)과; 상기 내륜(110)과 외륜(120)에 형성된 요홈(102, 112)에 양측단 일부위가 삽입된 상태로 끼워진 볼(130)과; 상기 볼(130)과 대응되는 곡률을 갖는 협지홈(132)이 양쪽면에 형성된 리테이너(140)와; 상기 내륜(110)과 외륜(120)에 형성된 결합홈(104, 114)에 끼워져 결합되는 커버(150)로 구성된다.

그리고, 베어링(100)의 내륜(120)에는 회전되는 축이 빡빡하게 맞물린 상태로 연결되고, 외륜(110)은 다른 축의 내경이나 또는 하우징 등에 형성된 베어링을 설치하기 위한 결합홈에 끼워져 별도의 스냅링에 의해 고정된다.

따라서, 상기 베어링(100)에 의해 회전되는 축의 원할한 고정이 이루어지게 되는 것이다.

또한, 상기 베어링(100)에는 볼(130)의 회전으로 인해 발생되는 마찰열 냉각작용과 윤활작용을 위한 오일이 주입되어진다.

그러나, 상기와 같은 종래의 베어링에서는 볼의 지지 및 정위치 설정을 위한 리테이너는 가변성 및 신축성이 전혀없는 고정식으로 이루어져 있으므로, 베어링 제작시 내·외륜의 크기에 따라, 리테이너의 크기 및 사용 수량이 제한적이며, 이에 따라, 전체적인 베어링의 내구성을 향상시키거나 회전 하중에 따른 응력을 높이기 위해 사용자가 임의로 베어링에 사용되는 볼의 수량을 늘리거나 줄일 수 없으며, 또한, 베어링의 수리를 위한 분해 및 취급시 부주의로 인해 사용되어진 볼이나 리테이너를 분실하게 되면, 전체적인 볼과 리테이너의 원할한 접촉(연결)이 이루어지지 않게 되어, 사용시 소음이 발생됨은 물론, 정상적인 회전이 이루어지지 못하여 베어링으로서의 기능을 상실하게 되는 등의 문제점이 발생하였다.

또한, 종래의 베어링에서는 볼과 리테이너가 접촉되는 과정에서 비교적 넓은 면에 의한 접촉이 이루어지는 구조로 이루어져 있으므로, 회전 구동시 접촉부위에 마찰로 인한 고열이 발생되며, 이로 인해, 베어링 전체가 과열되어 원할한 구동이 이루어지지 못하게 되는 폐단을 안고 있다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 회전축이나 로울러의 원할한 회전을 도모하기 위하여 베어링을 사용함에 있어, 내·외륜 사이에서 회전되는 볼의 지지 및 정위치 설정을 위해 사용되는 리테이너를 가변적이며 탄성력을 갖는 스프링으로 이루어지도록 하므로서, 볼의 가변적인 설정위치가 가능하고, 베어링에 사용되는 볼의 수량을 필요에 따라 적절한 수량으로 조절할 수 있도록 된 새로운 형태의 베어링 구조를 제공하고자 하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 리테이너에 의해 볼이 지지됨에 있어, 볼과 리테이너 상호간에 접촉되는 접촉면적을 최소화 하여 볼의 회전시 접촉부위에 발생되는 마찰에 따른 과열현상을 방지하고자 하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 상호간의 대응되는 면에 요홈과 결합홈이 형성된 내륜 및 외륜과, 상기 내륜과 외륜에 형성된 요홈에 양측단 일부위가 삽입된 상태로 끼워진 볼과, 상기 내륜과 외륜에 형성된 결합홈에 끼워져 결합되는 커버로 구성된 베어링에 있어서, 탄성력에 의해 가변적인 길이를 가지며, 코일형태로 감겨지고, 양쪽단부가 각각의 볼 중심부에 해당되는 위치에 접촉되도록 설치되는 리테이너가 구비된 특징을 갖는다.

이와 같은 본 고안에서, 상기 리테이너는 코일 스프링과; 외측면에 오목부가 형성된 지지편으로 이루어진 특징을 갖는다.

또한, 상기 지지편의 내측면에는 스프링의 단부가 고정되는 결합홈이 형성된 특징을 갖는다.

도 1은 종래의 베어링을 나타내는 종단면도,

도 2는 본 고안에 따른 베어링을 나타내는 요부 분해 사시도,

도 3은 본 고안에 따른 베어링을 나타내는 측단면도,

도 4는 본 고안에 따른 리테이너의 다른 실시예를 나타내는 종단면도,

도 5는 본 고안에 따른 리테이너의 또 다른 실시예를 나타내는 종단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1:베어링 2, 12:요홈

4, 14:결합홈 10:내륜

20:외륜 30:볼

40:커버 50:리테이너

52:오목부 54:지지편

56:코일스프링

이하, 본 고안을 첨부된 도면에 의해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 베어링(1)의 내륜(10) 및외륜(20)은 상호간의 대응되는 면에 요홈(2, 12)과 결합홈(4, 14)이 형성되고, 볼(30)은 상기 내륜(10)과 외륜(20)에 형성된 요홈(2, 12)에 양측단 일부위가 삽입된 상태로 끼워지며, 커버(40)는 상기 내륜(10)과 외륜(20)에 형성된 결합홈(4, 14)에 끼워져 결합된 것을 나타내는 것이다.

또한, 리테이너(50)는 탄성력에 의해 가변적인 길이를 가지며, 코일형태로 감겨지고, 양쪽단부가 각각의 볼(30) 중심부에 해당되는 위치에 접촉되도록 설치된다.

도 2는 본 고안에 따른 베어링을 나타내는 요부 분해 사시도이고, 도 3은 본 고안에 따른 베어링을 나타내는 측단면도로서, 내륜(10) 및 외륜(20)에 형성된 요홈(2, 12)에 양측단 일부위가 삽입되도록 다수의 볼(30)이 결합되되, 볼(30)과 볼(30)사이에는 양쪽단부가 접촉된 상태를 이루도록 리테이너(50)가 결합된 것을 나타내는 것이다.

이때, 상기 리테이너(50)는 코일형태로 감겨진 것으로 탄성력을 가지며, 볼(30)과 볼(30) 사이에 압축된 상태로 결합된다.

도 4는 본 고안에 따른 리테이너의 다른 실시예를 나타내는 종단면도로서, 내륜(10)과 외륜(20)이 요홈(2, 12)에 양측단 일부위가 삽입된 상태로 결합된 볼(30)의 지지 및 정위치 설정을 위해 설치되는 리테이너(50)가 외측면에 오목부(52)가 형성된 지지편(54)과; 코일스프링(56)으로 이루어진 것을 나타내는 것이다.

이때, 상기 오목부(52)의 곡률은 볼(30)이 갖는 곡률과 동일한 곡률로 이루어진다.

도 5는 본 고안에 따른 리테이너의 또 다른 실시예를 나타내는 종단면도로서, 리테이너(50)가 코일스프링(56)과 지지편(54)으로 이루어지되, 상기 지지편(54)의 내측면에는 코일스프링(56)의 단부가 고정되는 결합홈(58)이 형성된 것을 나타내는 것이다.

이때, 상기 지지편(54)은 볼(30)이 갖는 직경보가 작은 크기의 직경을 갖는 봉형태로 이루어진다.

여기에서, 본 고안에 따른 베어링은 합성수지 재질로 이루어진 베어링이나 금속재질로 이루어진 베어링에 상관없이 모든 베어링에 적용되는 것이다.

이와 같은 본 고안의 사용상태를 설명하면 다음과 같다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 소정 곡률반경을 갖는 내·외륜(10, 20), 볼(30), 커버(40), 및 리테이너(50)로 이루어진 베어링(1)을 완성함에 있어서, 상기 리테이너(50)를 가변적이며 코일형태로 감겨져 탄성력을 갖도록 함에 따라, 베어링(1)을 완성하기 위해 사용되는 볼(30)의 수량을 임의로 적절하게 조절할 수 있고, 베어링(1)에 가해지는 하중에 의한 응력으로 인해 볼(30)의 위치가 변화되더라도, 리테이너(50)의 탄성력에 의해 다시 원위치로 자동 복귀가 이루어지는 것이다.

또한, 리테이너(50)로부터 볼(30)의 움직임이 자유로운 상태로 지지됨에 따라, 보다 더 원할한 회전을 이루게 되며, 베어링(1)을 취급하는 과정에서, 사용자의 부주의로 인해 몇개의 볼(30)을 분실하게 되더라도, 정상적인 베어링(1) 구동이 가능한 것으로, 이는 리테이너(50)의 크기가 가변적이므로 볼(30)의 분실로 인해비워진 공간을 나머지 볼(30)이 위치 이동되면서 균일하게 등분 분할된 위치로 이동됨에 따라, 정상적인 베어링(1)의 구동이 가능한 것이다.

뿐만 아니라, 베어링(1)의 내구성을 향상시키고, 하중에 대한 응력을 높이기 위해, 볼(30)의 수량을 많게 할 수 있는 것으로서, 구비된 별도의 볼(30)과 리테이너(50)를 첨부 도면 도 3에 도시된 바와 같이, 순차적으로 나열시키게 되면, 리테이너(50)가 압축된 상태를 이루며 볼(30)과 볼(30)의 이격 거리가 좁아지면서, 보다 더 많은 수량의 볼(30)이 설치되는 것이다.

그리고, 본 고안에 따른 베어링(1)은 볼(30)과 리테이너(50)가 설치됨에 있어, 서로간에 접촉되는 부위가 넓은 면접촉으로 이루어지는 것이 아니라, 볼(30)은 구(球)형태로 이루어지고, 리테이너(50)는 단면이 원형인 와이어로 이루어져 있으므로, 거의 점접촉에 가까운 상태의 접촉이 이루어지게 된다.

따라서, 리테이너(50)가 갖는 탄성력에 의해 볼(30)이 압착된 상태로 견고하게 지지됨은 물론, 서로간에 접촉되는 부위의 면적을 최대한 작게 하므로서, 베어링(1) 구동시 볼(30)의 회전으로 인해 발생되는 마찰을 최소화 할 수 있고, 또한, 마찰로 인해 볼(30)과 리테이너(50)의 접촉부위에서 발생되는 마찰열을 최대한 억제할 수 있는 것이다.

한편, 본 고안에 따른 베어링(1)의 리테이너(50)는 은 첨부 도면 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 다양한 형태로 변형이 가능한 것으로서, 먼저, 도 4에 따른 실시예는 리테이너(50)를 상기 코일스프링(56)의 양쪽단부에 끼워져 결합되며 외측면에 오목부(52)가 형성된 지지편(54)과; 코일스프링(56)으로 이루어지도록 한 것이고, 도 5에 따른 실시예로는 리테이너(50)를 지지편(54)과 코일스프링(56)으로 이루어지도록 하되, 상기 지지편(54)의 내측면에 일정한 깊이를 갖는 결합홈(58)을 형성하고, 상기 결합홈(58)에 코일스프링(56)의 양쪽단부를 끼워 고정시킨 것이다.

이와 같이, 상기 리테이너(50)를 코일스프링(56)과 오목부(52)를 갖는 지지편(54)으로 이루어지도록 함에 따라, 볼(30)의 지지력을 향상시킬 수 있는 것이다.

또한, 상기 볼(30)과 지지편(54)의 오목부(52)에 의한 접촉시 면접촉으로 인해 마찰열이 발생되지만, 이는 지지편(54)에 발생된 마찰열이 코일스프링(56)으로 전도되는 과정에서, 냉각되므로 과열현상은 발생하지 않게 된다.

이때, 마찰열이 상기 지지편(54)으로부터 코일스프링(56)으로 전도되는 과정에서 냉각이 이루어지는 것은 도면에는 도시되지 않았으나, 베어링(1)의 원할한 구동을 위한 윤활작용을 위해 내·외륜(10, 20)의 요홈(2, 12) 즉, 볼(30)과 리테이너(50)에 일정량의 오일이 주입되므로, 오일에 의해 마찰열이 냉각되는 것이다.

또한, 상기 지지편(54)으로부터 마찰열이 전도되는 리테이너(50)의 코일스프링(56)이 비교적 가느다란 와이어로 이루어져 있고 코일형태로 감겨진 구조로 이루어져 있으므로 열전도성이 높은 반면에 쉽게 냉각되는 특성을 갖게 되므로 마찰열로 인해 과열되지 않고 쉽게 냉각되는 것이다.

이와 같이하여, 리테이너(50)를 오목부(52)를 갖는 지지편(54) 및 코일스프링(56)을 이용하여 용이하고, 보다 더 안정적인 상태의 지지가 이루어지도록 함은 물론, 가변적이고 탄성력을 갖게 되므로, 적절한 볼(30)의 위치 변화 및 설정이 가능하며, 접촉면적을 최소화하여 마찰열에 의한 과열현상을 억제할 수 있는 것이다.

이와 같이, 본 고안에 따른 베어링 구조를 이용함에 따라, 회전축이나 로울러의 원할한 회전을 도모하기 위하여 베어링을 사용함에 있어, 내·외륜 사이에서 회전되는 볼의 지지 및 정위치 설정을 위해 사용되는 리테이너를 가변적이며 탄성력을 갖도록 하므로서, 볼의 가변적인 설정위치가 가능하고, 베어링에 사용되는 볼의 수량을 필요에 따라, 적절한 수량으로 조절할 수 있어 베어링의 하중에 대한 응력과 내구성을 향상시킬 수 있어, 보다 더 안정적이고 효율적인 베어링 기능을 수행 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 고안은 볼과 리테이너 상호간에 접촉되는 접촉면적을 최소화하여 볼의 회전시 접촉부위에 발생되는 마찰에 최소화하고, 마찰열을 냉각할 수 있는 기능이 부여됨에 따라, 전체적인 베어링의 과열현상을 방지할 수 있어, 사용수명을 연장할 수 있는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 상호간의 대응되는 면에 요홈(2, 12)과 결합홈(4, 14)이 형성된 내륜(10) 및 외륜(20)과, 상기 요홈(2, 12)에 양측단 일부위가 삽입된 상태로 끼워진 볼(30)과, 상기 결합홈(4, 14)에 끼워져 결합되는 커버(40)로 구성된 베어링에 있어서,

   탄성력에 의해 가변적인 길이를 가지며, 코일형태로 감겨지고, 양쪽단부가 각각의 상기 볼(30)의 중심부에 해당되는 위치에 접촉되도록 설치되는 리테이너(50)가 구비된 것을 특징으로 하는 베어링 구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 리테이너(50)는 외측면에 오목부(52)가 형성된 지지편(54)과;

   코일스프링(56)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 베어링 구조.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 지지편(54)의 내측면에는 코일스프링(30)의 단부가 고정되는 결합홈(58)이 형성된 것을 특징으로 하는 베어링 구조.