KR20070039676A - 볼 이탈방지형 베어링 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 볼 베어링 조립체에 관한 것으로, 특히 본 발명은 베어링의 볼을 위한 리테이너(retainer) 역할을 하는 수용부재, 외피, 커버 사이의 조립 용이성을 향상시키기 위하여 특정 구조를 도입한 조립체에 관한 것이다.

본 발명에 따른 볼 이탈방지형 베어링 조립체는 복수의 볼; 기판, 상기 기판 상부에 돌출 형성되어 있으며 상기 볼을 위한 안치홈이 외부 둘레에 다수 요입 형성되어 있는 돌출부, 그리고 상기 기판과 상기 돌출부에 형성되어 있는 중공을 포함하는 수용부재; 상기 수용부재 돌출부의 안치홈에 위치한 상기 볼이 상기 중공을 축으로 할 경우 방사상 방향으로 이탈되는 것을 방지하기 위하여 배열되는 원통형 외피; 상기 수용부재의 돌출부 상면에 배열되고 중공을 갖는 커버; 및 상기 수용부재와 상기 커버를 위한 결합수단;을 포함하여 이루어진다.

볼, 베어링, 조립체, 외피, 수용부재, 커버, 축핀

Description

볼 이탈방지형 베어링 조립체{BEARING ASSEMBLY HAVING PREVENTION STRUCTURE FOR SEPARATION OF BALLS}

도 1은 본 발명에 따른 베어링 조립체의 평면도, 단면도, 결합단면도를 종합적으로 나타낸 개략적인 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

A: 조립체 B: 볼

10: 수용부재 11: 기판

13: 돌출부 13a: 안치홈

13b: 수결합부 15: 중공

20: 외피 21: 환형 돌기

23,25: 단턱부 30: 커버

31: 암결합부 33: 중공

본 발명은 볼 베어링 조립체에 관한 것으로,

특히 본 발명은 베어링의 볼을 위한 리테이너(retainer) 역할을 하는 수용부재, 외피, 커버 사이의 조립 용이성을 향상시키기 위하여 특정 구조를 도입한 조립체에 관한 것이다.

볼 베어링 조립체와 관련된 종래 기술로는

부품의 수 감소와 내구성 향상을 위한 것과 관련된 특허등록 제0222828호(1999.07.07) 『볼베어링 리테이너 구조』,

전동기 축상으로 스러스트(thrust) 하중을 받는 볼베어링 리테이너와 관련된 것으로 실용신안등록공고 제0198329호(2000.07.21) 『볼 이탈방지형 스러스트 볼베어링 리테이너』,

외륜과 내륜이 허브축에 일체화되어 이물질의 침입을 방지하도록 되어 있는 특허등록 제0336469호(2002.04.30) 『차량용 휠 베어링 장치』, 그리고

볼과 볼 사이 간격을 최소화하여 동일 원수상에 볼 수량을 증대하기 위한 것으로 특허공개 제2005-0000791호(2005.01.06) 『휠베어링의 리테이너구조』 등이 있다.

상기 종래 기술들은 나름의 장점을 가지고 있으나, 리테이너 역할을 하는 각 부재들의 성형의 어려움으로 인한 제조단가의 향상 문제와, 각자의 장점에도 불구 하고 여전히 남아 있는 조립의 불편성으로 인한 문제를 여전히 안고 있다.

본 발명은 볼 베어링 조립체에서 리테이너 역할을 하는 부재들의 단순화와, 조립을 위한 결합구조의 단순화를 통하여 제조비용 절감을 획기적으로 개선하면서도 내구성에 문제가 없도록 한 베어링 조립체를 제공하고자 제안된 것이다.

이에 본 발명은 볼 안치홈이 형성된 돌출부를 갖는 수용부재와, 상기 볼의 축방향 이탈을 방지하는 원통형 외피, 그리고 상기 수용부재와 결합되어 상기 볼의 상부 이탈을 방지하는 커버로 이루어지며,

상기 수용부재와 상기 커버를 위한 결합수단이 그 자체에 형성되어 있는 수결합부와 암결합부에 의하여 이루어져서 원터치식으로 결합될 수 있어,

리테이너 역할을 하는 각 부재의 성형이 쉽고, 조립 과정 또한 단순화시킬 수 있는 베어링 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 볼 이탈방지형 베어링 조립체는 복수의 볼; 기판, 상기 기판 상부에 돌출 형성되어 있으며 상기 볼을 위한 안치홈이 외부 둘레에 다수 요입 형성되어 있는 돌출부, 그리고 상기 기판과 상기 돌출부에 형성되어 있는 중공을 포함하는 수용부재; 상기 수용부재 돌출부의 안치홈에 위치한 상기 볼이 상기 중공을 축으로 할 경우 방사상 방향으로 이탈되는 것을 방지하기 위하여 배열되는 원통형 외피; 상기 수용부재의 돌출부 상면에 배열되고 중공을 갖는 커버; 및 상기 수용부재와 상기 커버를 위한 결합수단;을 포함하여 이루어진다.

이하 첨부된 도 1을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 베어링 조립체를 설명함에 있어 방향 기준을 도 1의 (라)를 참고하여 특정하면,

개략적인 조립체의 단면도에서 수용부재(10)의 하부 기판(11)을 지면에 위치시켰을 경우,

중력방향을 기준으로 상기 기판(11) 쪽을 하부, 그 반대방향을 상부로 정하며,

상기 수용부재(10)의 중공(15)에 결합된 축핀(S)을 중심으로 방사상 방향을 정한다.

본 발명에 따른 베어링 조립체(A)는 볼(B), 수용부재(10), 외피(20), 커버(30)로 이루어진다.

먼저 상기 수용부재(10)는 도 1의 (가)에서 평면도로 나타낸 바와 같이, 기판, 특히 디스크 형태의 기판(11) 상부에 돌출부(13)가 돌설되어 있으며,

상기 돌출부(13)에는 조립 단면도인 (라)에서와 같이 축핀(S)이 결합될 수 있는 중공(15)을 중심으로 방사상 형태로 다수, 도면에서는 5개 형성되어 상기 볼(B)이 부분 수용되는 안치홈(13a)이 형성되어 있다.

상기 수용부재(10)의 돌출부(13)에 형성된 상기 안치홈(13a)의 형상은 일정 지름을 갖는 원통체 또는 구(球)체의 일부를 이루는 형태로 되어 있어 상기 볼(B)의 일부를 수용하는 형태이며,

본 발명의 발명자의 제조과정에서 시행착오를 거친 결과 상기 안치홈이 일부를 이루는 가상의 원통체 또는 구체의 지름은 상기 볼(B)의 지름 보다 커야 볼의 회전이 가능하여 베어링의 역할을 할 수 있고, 그 지름이 같은 경우에는 베어링 역할을 할 수 없는 것으로 밝혀졌다.

나아가 상기 안치홈(13a)은 상기 볼(B)의 표면적을 반 이상 감싸는 형태인 것이 원활한 베어링 역할에 적합한 것으로 나타났다.

참고로 상기 안치홈(13a)이 가상의 원통체 또는 구체의 이룬다 함은, 엄격한 원통체 또는 구체만을 의미하는 것은 아니며 타원통체 또는 일그러진 구체를 포함하는 의미이다.

상기 수용부재(10)의 돌출부(13) 상부에는 역시 평면도인 (나) 및 (라)에서와 같이 결합수단을 통하여 체결되는 커버(30)가 배열되는데,

상기 결합수단은 상기 수용부재(10)의 돌출(13)부 상면에 형성되어 있는 수결합부(13b)와, 상기 커버(30)에 형성된 암결합부(31)로 이루어지며,

상기 암수결합부(31)(13b)의 결합상태가 확고해지도록 상기 수결합부(13b)의 단부는 다른 부분보다 횡단면적이 더 큰 확장단부(미도시 됨)가 형성되어 있어,

상기 확장단부와 상기 암결합부(31)는 억지끼움식으로 결합되고 한번 결합된 후에는 파괴되지 않는 이상 분리가 불가능하도록 구성할 수 있고,

이를 위하여 상기 수결합부(13b)의 횡단면적 확장단부는 미늘형태인 것이 바람직하다.

필요에 따라서는 반복된 분리결합이 가능하도록 확장단부를 탄성소재로 구성하고 외곽 횡단면적을 늘이고 줄일 수 있도록 구성하여 확장단부를 중심을 향하여 가압할 경우 단면적을 줄일 수 있도록 구현할 수 있다.

도면에서 상기 암수결합부의 수는 5개 구비되어 있고, 그 위치는 상기 수용부재(10) 안치홈(13a)과 안치홈 사이에 형성되어 있는 형태이지만 다양한 변형이 가능할 것이며,

또 상기 암수결합부의 위치는 상호 반대 부재에 형성되는 형태로 뒤바뀔 수 있고, 필요에 따라 다른 별도의 결합수단으로 외부 볼트를 이용하여 대체될 수 있다.

다음으로 단면도로 나타낸 도 1의 (다)에 도시된 상기 외피(20)는 원통형의 외관을 갖고,

상기 수용부재(10) 돌출부(13)의 안치홈(13a)에 위치한 상기 볼(B)이 방사상 방향으로 이탈되는 것을 방지하는 역할을 한다.

특히 조립성의 향상을 위하여 상기 외피(20) 내주면에는 상기 수용부재(10) 의 기판(11)의 상면 및 상기 커버(30)의 하면에 개재되며, 상기 볼(B)의 지름에 상응하는 높이를 갖는 환형 돌기(21)가 형성되어 있는데,

여기서 상기 환형돌기의 높이가 볼의 지름에 상응한다 함은 볼의 지름 ‘이하’인 것을 의미한다.

상기 수용부재(10)의 기판(11)과 상기 커버(30)는 각각 상기 환형 돌기(21) 하부와 상부에 위치한다.

이때 접촉면적을 가능한 줄여 축핀(S)을 중심으로 회전하는 회전체의 회전속도가 마찰력에 의하여 감소되는 것을 줄이기 위하여,

상기 외피(20)의 환형돌기(21) 하부와 상부에 형성되는 단턱부(23)(25)에 각각 위치하는 상기 수용부재(10) 기판(11)과 상기 커버(30)는

상기 단턱부(23)(25) 내주면과 상기 기판(11) 및 커버(30)의 외주면이 접촉되지 않는 치수를 갖도록 할 수 있다.

그러나 이물질이 볼(B)이 위치한 공간으로 투입되는 것을 방지하기 위해서는 이러한 형태가 부적절할 수 있다.

이상과 같은 베어링 조립체(A)의 조립과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저 수용부재(10)의 기판(11)을 하부에 위치하도록 하고, 그 위로 외피(20)를 위치시키면 상기 외피(20)의 하부 단턱부(23)는 상기 수용부재(10)의 기판(11) 둘레에 위치한다.

다음으로 상기 수용부재(10) 돌출부(13)의 안치홈(13a)에 볼(B)을 위치시키 고,

그 위로 상기 커버(30)를 덮으면 상기 수용부재(10)의 돌출부(13) 상부에 위치한 수결합부(13b)의 단면적 확장부가 상기 커버(30)의 암결합부(31)와 꽉 끼는 느낌으로 힘겹게 들어가 억지끼움되어 원터치식으로 조립이 완료될 수 있다.

그 결과 상기 볼(B)은 상기 기판(11)의 상면, 상기 커버(30)의 하면, 상기 안치홈(13a)의 벽면, 그리고 상기 외피(20)의 환형돌기(21) 내주면과 접촉하게 되고,

상기 수용부재(10)의 중공(15) 및 상기 커버(30)의 중공(33)에 축핀(S)을 위치시켜 회전체를 위하여 베어링 조립체(A)가 사용되도록 한다.

실제 본 발명자의 개량하고자 하였던 종래 베어링 조립체는 서랍 등의 레일을 위하여 사용되는 통상의 베어링 조립체로서, 도시되지는 않았으나 종래 베어링 조립체는

다수의 볼,

내주면에 상기 볼을 위한 환홈이 형성되어 있는 외접링,

상기 외접링이 내경보다 작은 외경을 갖고 역시 상기 볼을 위한 환홈이 외주면에 형성되어 있으며, 중공이 형성되어 있는 내접링,

상기 외접링과 내접링의 각 환홈과 접촉하는 상기 볼이 상하로 이탈되는 것을 방지하기 위하여 상기 볼의 감싸는 수용홈이 상기 볼의 수 만큼 형성되어 있고, 상기 외접링과 상기 내접링 사이에 개재되는 링 형상의 케이지(cage)로 이루어지는 데,

상기 조립체의 외접링과 내접링 각각에 환홈을 성형하는 어려움, 상기 케이지의 수용홈에 볼을 정확히 위치시키면서 조립하는 과정의 어려움 등 으로 인한 제조비용의 상승을 해결하고자 한 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 볼 이탈방지형 베어링 조립체는 볼 안치홈이 형성된 돌출부를 갖는 수용부재와, 상기 볼의 축방향 이탈을 방지하는 원통형 외피, 그리고 상기 수용부재와 결합되어 상기 볼의 상부 이탈을 방지하는 커버로 이루어지며, 상기 수용부재와 상기 커버를 위한 결합수단이 그 자체에 형성되어 있는 수결합부와 암결합부에 의하여 이루어져서 원터치식으로 결합될 수 있어, 리테이너 역할을 하는 각 부재(수용부재, 외피, 그리고 커버)의 성형이 쉽고, 조립 과정 또한 단순화시킬 수 있다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 베어링 조립체를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (5)

1. 복수의 볼;

   기판, 상기 기판 상부에 돌출 형성되어 있으며 상기 볼을 위한 안치홈이 외부 둘레에 다수 요입 형성되어 있는 돌출부, 그리고 상기 기판과 상기 돌출부에 형성되어 있는 중공을 포함하는 수용부재;

   상기 수용부재 돌출부의 안치홈에 위치한 상기 볼이 상기 중공을 축으로 할 경우 방사상 방향으로 이탈되는 것을 방지하기 위하여 배열되는 원통형 외피;

   상기 수용부재의 돌출부 상면에 배열되고 중공을 갖는 커버; 및

   상기 수용부재와 상기 커버를 위한 결합수단;

   을 포함하여 이루어진 볼 이탈방지형 베어링 조립체.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 외피 내주면에는 상기 수용부재의 기판의 상면 및 상기 커버의 하면에 개재되며, 상기 볼의 지름에 상응하는 높이를 갖는 환형 돌기가 형성되어 있으며,

   상기 수용부재의 기판과 상기 커버는 각각 상기 환형 돌기 하부와 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 볼 이탈방지형 베어링 조립체.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 수용부재의 돌출부에 형성된 상기 안치홈의 형상은

   일정 지름을 갖는 원통체 또는 구(球)체의 일부를 이루는 형태이며,

   그 지름은 상기 볼의 지름 보다 큰 것을 특징으로 하는 볼 이탈방지형 베어링 조립체.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 안치홈은 상기 볼의 표면적을 반 이상 감싸는 형태인 것을 특징으로 하는 볼 이탈방지형 베어링 조립체.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 결합수단은

   상기 수용부재의 돌출부 상면 또는 상기 커버 하면에 형성되어 있고, 횡단면적 확장단부를 갖는 수결합부와,

   상기 수결합부와 억지끼움식으로 결합되어 상기 확장단부로 인하여 이탈이 방지되도록 상기 커버 하면 또는 상기 수용부재 돌출부 상면에 형성되어 있는 암결합부로 이루어진 것을 특징으로 하는 볼 이탈방지형 베어링 조립체.

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