KR20080009781A - 볼 베어링 - Google Patents

Abstract

반구형 오목면을 갖는 볼 받침과; 상기 반구형 오목면 위에 자유롭게 배열된 다수의 작은 볼과; 상기 다수의 작은 볼 위에서 모든 방향으로 회전가능하게 유지된 1개의 큰 볼과; 상기 큰 볼의 상부를 돌출시키는 개구를 가지며, 상기 볼 받침, 상기 작은 볼 및 상기 큰 볼을 수용하는 케이싱;을 구비한 볼 베어링으로서, 상기 작은 볼은, 상기 큰 볼에 접촉되는 큰 볼 지지용의 주요 작은 볼과 이 큰 볼 지지용의 주요 작은 볼보다 작고 상기 큰 볼에 접촉되지 않는 보조 작은 볼을 포함한다.

볼, 베어링, 반구형 오목면, 볼 받침, 개구

Description

볼 베어링{BALL BEARING}

본 발명은 반송물(搬送物) 등을 모든 방향으로 회전가능한 1개의 볼로 직접 받는 구조로, 물품의 반송장치 등에 이용하기 적합한 볼 베어링에 관한 것이다.

본원은, 2003년 9월 12일에 출원된 일본 특허 출원 제2003-322045호에 대하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

생산공장 등에서 소재나 부품이나 반제품이나 제품, 그 밖의 물품을 반송(搬送)하는 반송장치로서, 모든 방향으로 회전가능하고 반송물에 직접 접촉되는 1개의 볼을 구비한 구조의 볼 베어링(볼 트랜스퍼라고도 함)을 다수 배치하고, 물품을 원활하게 슬라이드시켜서 반송하는 반송장치를 구성하는 경우가 있다. 이러한 종류의 볼 베어링은 그 외 다양한 용도로 이용되는데, 도 3에 도시한 볼 베어링(1)과 같이, 반구형(半球狀;semi-spherical) 오목면(2a)을 갖는 볼 받침(2)의 상기 반구형 오목면(2a)에 다수의 작은 볼(3)을 자유롭게 배열하고, 그 위에 1개의 큰 볼(4)을 올리고, 상기 큰 볼(4)을 모든 방향으로 회전가능하게 유지하며, 이들 전체를 상기 큰 볼(4)의 상부를 돌출시키는 개구(5a)를 갖는 케이싱(5) 내에 수용한 구조 등이 일반적이다.

이러한 종류의 볼 베어링(1)에서는, 큰 볼(4)이 저항을 받지 않고 원활하게 회전할 수 있기 위해서는, 이것을 받는 다수의 작은 볼(3)이 전부 고정밀도로 동일한 직경일 필요가 있는 것으로 생각되고 있었고, 따라서, 종래의 볼 베어링(1)은 도시한 바와 같이 작은 볼(3)이 전부 동일한 직경이었다.

이 볼 베어링(1)이 사용되는 환경은 다양하지만, 먼지가 없는 곳이라고는 할 수 없으므로 내부에 먼지가 들어가는 경우가 있다. 그러면, 먼지가 작은 볼(3)에 부착되어 작은 볼(3)의 회전이 원활하지 않게 되고, 큰 볼(4)의 회전이 원활하지 못하여 볼 베어링으로서의 성능이 저하한다. 또한, 큰 볼(4)에 먼지가 직접 부착되거나 혹은 작은 볼(3)과의 사이에 먼지가 개재됨으로써, 큰 볼(4)의 회전이 원활하지 않게 된다.

따라서, 본 발명은 먼지로 인한 볼 베어링의 성능 저하를 방지할 수 있는 볼 베어링을 제공하고자 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 반구형 오목면을 갖는 볼 받침과; 상기 반구형 오목면 위에 자유롭게 배열된 다수의 작은 볼과; 상기 다수의 작은 볼 위에서 모든 방향으로 회전가능하게 유지된 1개의 큰 볼과; 상기 큰 볼의 상부를 돌출시키는 개구를 가지며, 상기 볼 받침, 상기 작은 볼 및 상기 큰 볼을 수용하는 케이싱을 구비한 볼 베어링으로서, 상기 작은 볼은, 상기 큰 볼에 접촉되는 큰 볼 지지용의 주요 작은 볼(main small ball)과, 이 큰 볼 지지용의 주요 작은 볼보다 작고 상기 큰 볼에 접촉되지 않는 보조 작은 볼(auxiliary small ball)을 포함하는 볼 베어링을 제공한다.

본 발명에 따르면, 볼 받침의 반구형 오목면에는, 큰 볼에 접촉되는 주요 작은 볼뿐만 아니라 이 주요 작은 볼보다 작은 보조 작은 볼이 존재하기 때문에, 주요 작은 볼 끼리 상호 접촉한다고는 할 수 없으며, 주요 작은 볼 사이에 보조 작은 볼이 개재된 상태가 되는 경우가 발생할 수 있다. 그 부분에서는 주요 작은 볼의 주위에 충분한 간극이 발생하기 때문에, 내부에 들어간 먼지는 그 간극에 모인다. 따라서, 먼지가 작은 볼에 부착되어 작은 볼의 회전을 저해하는 것을 방지할 수 있 다. 또한, 큰 볼에 먼지가 직접 부착되거나 작은 볼과의 사이에 먼지가 개재됨으로써 큰 볼의 회전을 저해하는 것도 방지할 수 있다. 이것에 의해, 볼 베어링으로서의 성능이 저하하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 먼지가 주요 작은 볼과 보조 작은 볼에서 마찰되어 작게 분쇄될 가능성이 있는데, 볼 받침의 최하부에 구멍을 뚫은 경우에는, 작아진 먼지가 그 구멍으로부터 용이하게 외부로 배출되므로 내부의 먼지를 감소시킬 수 있다. 이 점에서도 볼 베어링의 성능 저하를 극력 방지할 수 있다.

상기 볼 베어링에서는 상기 볼 받침이 그 최하부에 먼지 배출용 관통 구멍을 갖는 것이 바람직하다.

상기 볼 베어링에서는, 상기 주요 작은 볼의 직경을 D로 했을 때, 상기 보조 작은 볼의 직경은, 0.6D ∼ 0.95D의 범위에 있는 것이 바람직하고, 0.7D ∼ 0.85D의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하다.

상기 볼 베어링에서는, 상기 주요 작은 볼의 수를 N으로 했을 때, 상기 보조 작은 볼의 수는, 0.2N ∼ 0.4N의 범위에 있는 것이 바람직하고, 0.25N ∼ 0.35N의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하다.

전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 볼 베어링의 성능 저하를 적절하게 방지할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시한 볼 베어링에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 볼 베어링(11)을 정면도와 단면도로 2분하여 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 주요부의 확대도이다. 이들 도면에 도시한 바와 같이, 이 볼 베어링(11)은, 반구형 오목면(12a)을 갖는 볼 받침(12)의 상기 반구형 오목면(12a)에 다수의 주요 작은 볼(13a) 및 보조 작은 볼(13b)을 자유롭게 배열하고 있다. 그리고, 그 위에 하나의 큰 볼(14)을 올려서, 이 큰 볼(14)을 모든 방향으로 회전가능하게 유지하고, 이들 전체를 상기 큰 볼(14)의 상부를 돌출시키는 개구(15a)를 갖는 케이싱(15) 내에 수용한 구조이다. 또한, 볼 받침(12)의 최하위부에 있는 중심부에 먼지 배출용 구멍(12b)(관통구멍)이 뚫려 있다. 부호 16은 와셔이다.

또한, 도면에서는 주요 작은 볼(13a)과 보조 작은 볼(13b)이 교대로 배열되도록 도시하였지만, 다수의 작은 볼을 단순히 반구형 오목면(12a)에 넣은 후에 큰 볼(14)을 올림으로써 작은 볼의 배열을 행하기 때문에, 주요 작은 볼(13a)과 보조 작은 볼(13b)이 교대로 배열되는 것에 한하지 않으며, 주요 작은 볼(13a)과 보조 작은 볼(13b)의 배열 형태는 확정적이지 않다. 그러나, 보조 작은 볼(13b)의 수가 주요 작은 볼(13a)의 수에 대하여 일정 비율 이상이면, 주요 작은 볼(13a)과 주요 작은 볼(13a)과의 사이에 보조 작은 볼(13b)이 개재되는 배열 형태가 나타난다고 할 수 있다.

상술한 볼 베어링(11)에 있어서, 볼 받침(12)의 반구형 오목면(12a)에는, 큰 볼(14)에 접촉되는 주요 작은 볼(13a)뿐만 아니라, 이 주요 작은 볼(13a)보다 작은 보조 작은 볼(13b)이 존재하기 때문에, 도 2에도 확대하여 도시한 바와 같이, 주요 작은 볼(13a) 사이에 보조 작은 볼(13b)이 개재되는 상태가 될 경우가 생길 수 있다. 그 부분에서는 주요 작은 볼(13a)의 주위에 충분한 간극이 발생하기 때문에, 내부로 들어간 먼지(부호 17로 나타냄)는 그 간극에 모인다. 따라서, 먼지가 특히 주요 작은 볼(13a)에 부착되어 주요 작은 볼(13a)의 회전을 저해하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 큰 볼(14)에 먼지가 직접 부착되거나 혹은 주요 작은 볼(13a)과의 사이에 먼지가 개재됨으로써 큰 볼(14)의 회전을 저해하는 것도 방지할 수 있다. 이것에 의해, 볼 베어링으로서의 성능이 저하하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 먼지가 주요 작은 볼(13a)과 보조 작은 볼(13b)에서 마찰되어 작게 분쇄될 가능성이 있는데, 볼 받침(12)의 최하부에 구멍(12b)이 뚫려 있기 때문에, 작아진 먼지(17)가 그 구멍(12b)으로부터 용이하게 외부로 배출되어 내부의 먼지를 감소시킬 수 있다. 이 점에서도 볼 베어링의 성능 저하를 극력 방지할 수 있다.

또한, 도 3의 종래의 볼 베어링(1)과 같이 모든 작은 볼(3)이 동일한 직경이고, 동일한 직경의 작은 볼(3)끼리 직접 접촉할 경우, 적어도 인접하는 2개의 작은 볼(3)의 회전방향은 반대가 된다. 이 때문에, 큰 볼(4)의 회전에 대하여 적어도 한 쪽의 작은 볼(3)의 회전 방향이 반대가 되고, 큰 볼(4)의 회전에 대한 저항이 된다. 그러나, 본 발명의 볼 베어링(11)의 경우, 큰 볼(14)에 접촉하는 2개의 주요 작은 볼(13a)이, 직경이 작은 보조 작은 볼(13b)을 개재시켜 간접적으로 접촉되는 형태가 적어도 어느 정도는 나타나기 때문에, 그 경우에는 큰 볼(14)에 접촉되는 상기 2개의 주요 작은 볼(13a)의 회전 방향이 동일해지고, 그 2개의 주요 작은 볼(13a)이 큰 볼(14)의 회전 방향과 대항하지 않는 회전을(큰 볼(14)의 회전을 방해하지 않는다) 하게 된다. 따라서, 큰 볼(14)의 회전이 원활해지는데 있어서 일정한 효과를 발휘한다.

또한, 주요 작은 볼(13a)에 대한 보조 작은 볼(13b)의 직경은 여러 조건에 따라서 설정할 수 있지만, 주요 작은 볼(13a)의 직경을 D로 했을 때, 보조 작은 볼(13b)의 직경은, 0.6D ∼ 0.95D의 범위에 있는 것이 바람직하고, 0.7D ∼ 0.85D의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 주요 작은 볼(13a)의 수에 대한 보조 작은 볼(13b)의 수의 비율도 여러 조건에 따라서 설정할 수 있지만, 주요 작은 볼(13a)의 수를 N으로 했을 때, 보조 작은 볼(13b)의 수는, 0.2N ∼ 0.4N의 범위에 있는 것이 바람직하며, 0.25N ∼ 0.35N의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 구성의 부가, 생략, 치환 및 그 밖의 변경이 가능하다. 본 발명은 전술한 설명에 의해서 한정되는 것이 아니라, 첨부한 청구의 범위에 의해서만 제한된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 볼 베어링을 정면도와 단면도로 2분하여 도시한 도면이다.

도 2는 도 1의 볼 베어링의 작용을 설명하기 위한 도면으로, 도 1의 주요부의 확대도이다.

도 3은 종래의 볼 베어링을 정면도와 단면도로 2분하여 도시한 도면이다.

Claims (1)

1. 반구형 오목면을 갖는 볼 받침과;

   상기 반구형 오목면 상에 자유롭게 배열된 다수의 작은 볼과;

   상기 다수의 작은 볼 위에서 모든 방향으로 회전가능하게 유지된 1개의 큰 볼과;

   상기 큰 볼의 상부를 돌출시키는 개구를 가지며, 상기 볼 받침, 상기 작은 볼 및 상기 큰 볼을 수용하는 케이싱;을 구비한 볼 베어링으로서,

   상기 작은 볼은, 상기 큰 볼에 접촉되는 큰 볼 지지용의 주요 작은 볼과 상기 큰 볼 지지용의 주요 작은 볼보다 작고 상기 큰 볼에 접촉되지 않는 보조 작은 볼을 포함하고,

   상기 볼 받침은 그 최하부에 관통구멍을 갖고,

   상기 주요 작은 볼의 직경을 D로 했을 때, 상기 보조 작은 볼의 직경은 0.6D ~ 0.95D의 범위에 있고,

   상기 주요 작은 볼의 수를 N1, 상기 보조 작은 볼의 수를 N2로 했을 때, N1/N2의 비율은 2.5 이상 5 이하의 범위에 있고,

   상기 주요 작은 볼과 상기 보조 작은 볼은, 상기 볼 받침 내에서 서로 위치관계를 구속하지 않는 상태로 배치되는 볼 베어링.

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