KR20110078425A - 볼 베어링용 리테이너 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소정 폭을 갖는 환형의 바닥판; 바닥판의 내경측 가장자리에서 둘레를 따라 축방향으로 소정 높이 만큼 연장되되, 둘레 방향으로 일정 간격의 위치에 각각 절개된 형태로 형성되는 복수의 내측 오목홈 및 내측 오목홈 사이사이에 위치하는 복수의 내벽부로 이루어지는 내측 원통부; 및 바닥판의 외경측 가장자리에서 둘레를 따라 축방향으로 내측 원통부보다 높은 소정 높이 만큼 연장되되, 내측 오목홈과 일대일 대응하는 둘레 방향의 위치에 각각 절개된 형태로 형성되는 복수의 외측 오목홈 및 외측 오목홈 사이사이에 위치하여 내벽부와 일대일 대응하는 복수의 외벽부로 이루어지는 외측 원통부;를 구비하되, 내벽부와 외벽부 중 적어도 하나는 적어도 부분적으로 마주보는 외벽부 또는 내벽부를 향해 절곡되는 것을 특징으로 하는 볼 베어링용 리테이너를 제공함으로써, 단일 부품 형태로 이루어짐에 따라 부품 관리가 용이할 뿐만 아니라 리벳 등과 같은 별도의 체결 부재를 사용한 조립공정이 불필요함에 따라 볼과의 조립공정이 획기적으로 단순화되어 제조시 인력과 비용의 절감을 통한 제조원가의 절감과 생산성 향상 효과를 얻을 수 있도록 한다.

절곡, 내측 오목홈, 내벽부, 외측 오목홈, 외벽부, 관통구멍, 볼 포켓, 노치

Description

볼 베어링용 리테이너 및 그 제조방법{Retainer for Ball Bearing and Manufacturing Method of The Same}

본 발명은 볼 베어링용 리테이너에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 별도의 체결 부재를 필요로 하지 않는 단일 부품 형태로 제공되어 부품관리와 조립공정이 용이하며, 볼과의 접촉면적이 작아 효과적인 윤활과 토크 저감이 가능한 볼 베어링용 리테이너 및 그 제조방법에 관한 것이다.

베어링은 크게 슬라이딩 베어링과 구름 베어링으로 구별되며, 구름 베어링은 전동체의 형상에 따라서 볼 베어링과 롤러 베어링으로 구분한다. 볼 베어링은 내륜과 외륜 사이에 전동체로 볼이 배열되는 베어링이며, 하중 방향에 따라 반경 방향의 하중을 지지하도록 설치되는 레이디얼(Radial) 볼 베어링과, 축 방향 하중을 지지하도록 설치되는 스러스트(Thrust) 볼 베어링으로 구분하기도 한다.

도 1은 종래기술에 따른 레이디얼 볼 베어링을 도시한 부분 절개 사시도이고, 도 2는 종래기술에 따른 볼 베어링용 리테이너를 구성하는 리테이너 부재를 도시한 사시도이며, 도 3은 종래기술에 따른 볼 베어링용 리테이너와 볼의 결합상태 를 도시한 사시도이다.

종래기술에 따른 볼 베어링(1)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 전동체로 사용되는 볼(30)과 구름 접촉하는 외륜궤도(11)가 내주면 측에 형성된 외륜(10)과, 역시 볼(30)과 구름 접촉하는 내륜궤도(21)가 외주면 측에 형성된 내륜(20)과, 이러한 외륜(10)과 내륜(20) 사이에 위치하여 외륜궤도(11) 및 내륜궤도(21)와 구름 접촉 상태에서 구름 운동하는 복수의 볼(30)과, 이와 같은 복수의 볼(30)을 원주방향으로 일정 간격으로 유지하도록 설치되는 리테이너(40)를 포함한 구성으로 이루어진다.

볼 베어링을 이루는 상기한 여러 구성요소 중에서도 본 발명과 관련되는 종래기술에 따른 볼 베어링용 리테이너(40)는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 서로 마주보는 한 쌍의 리테이너 부재(41)를 포함한다. 구체적으로, 각각의 리테이너 부재(41)는 대략 환형으로 형성되되 둘레를 따라 일정한 간격으로 형성되는 복수의 포켓(43)과 이와 같은 포켓 사이사이에 형성되는 리벳공(45)을 구비하도록 형성된다. 그리고, 각각의 포켓(43)은 볼(30)의 형상에 대응하도록 형성되되 볼의 절반을 수용할 수 있도록 형성된다.

이와 같은 종래기술의 볼 베어링용 리테이너(40)는 하나의 리테이너 부재(41)에 구비되는 복수의 포켓(43)에 각각 볼(30)을 위치시킨 상태에서, 다른 하나의 리테이너 부재(41)를 덮어 두 리테이너 부재(41)에 각각 구비되어 서로 대응하게 되는 두 포켓(43)에 볼이 하나씩 수용되도록 하고, 각 리벳공(45)에 리벳(49)을 삽입한 다음 리벳공(45)을 통과하여 반대편으로 돌출하는 리벳(49)의 돌출부분 을 타격하여 소성 변형시키는 체결방식으로 조립된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래기술에 따른 볼 베어링용 리테이너(40)는, 두 개의 리테이너 부재(41)를 포함함과 더불어, 이들을 조립하기 위한 별도의 체결 부재로 리벳(49)을 필요로 함에 따라, 소요되는 부품 수가 많아 부품 관리에 상당한 인력과 비용을 필요로 하며, 리벳을 소성변형시키는 방식으로 조립해야 할 뿐만 아니라 상기한 조립 공정이 볼 베어링을 이루는 내륜과 외륜 사이의 좁은 공간에서 수행되어야 함에 따라 조립공정이 상당히 어렵고 복잡할 수밖에 없는 문제점이 있었다.

또한, 조립 과정 중에 모든 리벳공에 리벳(49)이 체결되지 못하고 일부가 누락되는 형태의 불량이 발생하거나, 리벳(49)의 소성 변형 과정 중에 불량이 발생할 수 있을 뿐만 아니라, 전동체인 볼(30)을 두 개의 리테이너 부재(41)가 양측에서 감싸는 구조이므로 볼 베어링으로 완성된 상태에서 내륜과 외륜 사이의 틈을 통해 볼(30)이 누락되었는지 여부를 시각적으로 확인하기 어려운 등의 문제점 있었다.

나아가, 볼(30)을 리테이너 부재(41)의 포켓(43)으로 감싸는 구조임에 따라 접촉 면적이 크게 되어 윤활 특성이 열악할 수밖에 없을 뿐만 아니라, 작동 중 토크가 클 수밖에 없는 문제점 또한 있는 실정이다.

상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 발명한 것으로서,

본 발명은 부품 관리가 용이하게 되고 조립공정이 단순화될 수 있도록 체결 부재를 사용하지 않고도 조립가능한 단일 부품 형태로 형성되며, 볼과의 접촉면적이 제한적이면서도 안정적으로 볼을 구속할 수 있도록 하는 볼 베어링용 리테이너 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

내륜과 외륜 및 복수의 볼과 함께 볼 베어링을 구성하며, 내륜과 외륜 사이에서 복수의 볼을 일정한 간격으로 유지시키는 작용을 하는 볼 베어링용 리테이너에 있어서:

소정 폭을 갖는 환형의 바닥판;

상기 바닥판의 내경측 가장자리에 위치하며, 둘레 방향으로 일정 간격의 위치에 형성되는 복수의 내측 오목홈 및 상기 내측 오목홈 사이사이에 위치하는 복수의 내벽부로 이루어지는 내측 원통부; 및

상기 바닥판의 외경측 가장자리에 위치하며 상기 내측 오목홈과 일대일 대응하는 둘레 방향의 위치에 형성되는 복수의 외측 오목홈 및 상기 외측 오목홈 사이 사이에 위치하여 상기 내벽부와 일대일 대응하는 복수의 외벽부로 이루어지는 외측 원통부;를 구비하되,

서로 이격된 상태에서 마주보며 쌍을 이루는 상기 내측 오목홈과 상기 외측 오목홈 사이의 공간으로 한정되는 볼 포켓에 각각 하나씩의 볼이 수용된 상태에서, 상기 내벽부와 상기 외벽부 중 적어도 하나는 적어도 부분적으로 마주보는 상기 외벽부 또는 상기 내벽부를 향해 절곡되는 것을 특징으로 하는 볼 베어링용 리테이너를 제공한다.

그리고, 상기 외벽부는 상기 바닥판의 외경측 가장자리를 절곡 기준선으로 상기 내벽부를 향해 절곡되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 외벽부는 상기 바닥판과 가장 근접한 상기 외측 오목홈의 최저점 높이를 절곡 기준선으로 상기 내벽부를 향해 절곡되는 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 외벽부는 상기 내벽부의 높이에 대응하는 높이를 절곡 기준선으로 상기 내벽부를 향해 절곡되는 것을 특징으로 한다.

상기 바닥판은 상기 외벽부와 상기 내벽부 사이의 위치에 각각 둘레방향을 따라 천공되는 복수의 관통구멍을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 외벽부의 축방향 단부에는 오목한 제1 오목홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 외측 오목홈에는 서로 마주하는 오목한 제2 오목홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은 내륜과 외륜 및 복수의 볼과 함께 볼 베어링을 구성하며, 내륜과 외륜 사이에서 복수의 볼을 일정한 간격으로 유지시키는 작용을 하는 볼 베 어링용 리테이너의 제조방법에 있어서:

환형 원판을 전단 가공하여, 내경측과 외경측 각각의 둘레 방향으로 일정 간격의 위치에 각각 오목하게 절개된 형태로 형성되어 서로 이격된 상태에서 일대일 대응하는, 복수의 내측 오목홈 예정부 및 복수의 외측 오목홈 예정부를 구비하는 제1 성형체를 성형하는 전단 공정;

상기 내측 오목홈 예정부와 상기 외측 오목홈 예정부 사이에 위치하는 서로 이격된 한 쌍의 동심선을 기준으로 상기 제1 성형체를 가압하여, 한 쌍의 동심선 사이의 부분이 환형의 바닥판을 이루고, 내측 동심선의 내측 부분이 축 방향으로 연장되며 내측 오목홈과 내벽부로 구분되는 내측 원통부를 이루며, 외측 동심선 외측 부분이 상기 내측 원통부와 마주보도록 축 방향으로 연장되며 외측 오목홈과 외벽부로 구분되는 외측 원통부를 이루는, 리테이너 반제품을 성형하는 드로잉 공정; 및

내륜과 외륜 사이에 복수의 볼을 삽입한 상태에서 내륜과 외륜 사이의 틈을 통해 상기 리테이너 반제품을 축방향으로 삽입하여, 서로 이격된 상태에서 마주보며 쌍을 이루는 상기 내측 오목홈과 상기 외측 오목홈에 사이의 공간으로 한정되는 볼 포켓에 각각 하나씩의 볼이 수용되도록 한 상태에서, 상기 내벽부와 상기 외벽부 중 적어도 하나를 적어도 부분적으로 상기 외벽부 또는 상기 내벽부를 향해 절곡하는 조립 후 절곡 공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 베어링용 리테이너의 제조방법을 제공한다.

그리고, 상기 드로잉 공정 이전에 상기 한 쌍의 동심선을 가압하여 상기 한 쌍의 동심선을 따라 노치가 형성되도록 하는 노치 형성 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전단 공정에서, 상기 드로잉 공정을 거친 후 상기 바닥판을 이루게 될 상기 한 쌍의 동심선 사이의 위치이자 상기 외벽부와 상기 내벽부 사이에 놓이게 될 상기 환형 원판 상의 위치에, 각각 둘레방향을 따라 복수의 관통구멍을 더 형성하는 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 조립 후 절곡 공정은, 지지금형을 상기 관통구멍을 통해 절곡될 상기 내벽부 또는 상기 외벽부의 예정된 절곡 기준선의 위치까지 축방향으로 진입시켜 상기 내벽부의 외측면 또는 상기 외벽부의 내측면이 상기 지지금형에 의해 지지되도록 한 상태에서, 중심 방향을 향하거나 반경 방향을 향한 경사진 가압면을 구비하는 가압금형을 상기 지지금형을 향해 전진시키는 방식으로 상기 내벽부 또는 상기 외벽부를 가압하여, 상기 내벽부 또는 상기 외벽부가 상기 예정된 절곡 기준선의 위치에서 정확하게 절곡될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 노치 형성 공정에서, 상기 드로잉 공정을 거친 후 상기 외벽부를 이루게 되는 상기 환형 원판 또는 상기 제1 성형체 상의 부분 중 상기 예정된 절곡 기준선을 이루게 될 위치에 각각 노치를 더 형성하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 볼 베어링용 리테이너 및 그 제조방법을 제공함으로써, 본 발명은 단일 부품 형태로 이루어짐에 따라 부품 관리가 용이할 뿐만 아니라 리벳 등과 같은 별도의 체결 부재를 사용한 조립공정이 불필요함에 따라 볼과의 조립공정이 획기적으로 단순화되어 제조시 인력과 비용의 절감을 통한 제조원가의 절감과 생산성 향상 효과를 얻을 수 있도록 한다.

또한, 본 발명에 따른 볼 베어링용 리테이너는 볼과 매우 제한적인 영역에서만 접촉함에 따라 마찰이 일어나는 접촉면적이 작아 원활한 윤활과 토크 저감에 유리하다.

나아가, 내륜과 외륜 사이의 틈을 통해 볼의 조립상태를 시각적으로 용이하기 확인할 수 있음에 따라 육안검사를 통해 볼 누락과 같은 불량을 용이하게 발견할 수 있어 불량률을 감소시키는데도 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부되는 도면에 의거하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볼 베어링용 리테이너의 반제품 상태를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볼 베어링용 리테이너와 복수의 볼이 조립된 상태를 도시한 사이도이며, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볼 베어링용 리테이너를 포함하는 볼 베어링을 도시한 부분 절개 사시도이며, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볼 베어링용 리테이너의 단면 형상에 대한 변형예들을 도시한 단면도이다.

이하에 설명되는 실시예는 비록 일반적인 형태의 볼 베어링용 리테이너에 관한 것이지만, 본 발명의 기술적 사상은 앵귤러 컨택 볼 베어링용 리테이너에도 동 일하게 적용될 수 있음을 밝혀둔다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볼 베어링용 리테이너(100)는, 도 4에 및 도 5에 도시한 바와 같이, 소정 폭을 갖는 환형의 바닥판(110)과, 이 바닥판(110)의 내경측 가장자리에서 축방향으로 연장되는 내측 원통부(120), 및 바닥판(110)의 외경측 가장자리에서 축방향으로 연장되는 외측 원통부(130)를 구비한다. 상기 외측 원통부(130)의 축방향 길이는 내측 원통부(120)의 축방향 길이보다 길게 형성될 수 있다.

상기에서 축방향은 바닥판(110)에 대하여 수직한 방향을 의미하는 것이나, 내측 원통부(120)와 외측 원통부(130)가 연장되는 방향은 축방향과 나란한 방향만으로 한정되는 것은 아니며, 내측 원통부(120)와 외측 원통부(130)는 평행하게 구비될 수도 있고, 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이 서로 예각을 형성하며 구비될 수도 있다.

구체적으로, 내측 원통부(120)는 둘레 방향으로 일정 간격의 위치에 각각 대략 원호형으로 절개된 형태로 형성되는 복수의 내측 오목홈(125) 및 이 내측 오목홈(125) 사이사이에 위치하는 복수의 내벽부(127)로 이루어진다. 그리고, 외측 원통부(130)는 상기한 내측 오목홈(125)과 일대일 대응하는 둘레 방향의 위치에 각각 절개된 형태로 형성되는 복수의 외측 오목홈(135) 및 이 외측 오목홈(135) 사이사이에 위치하여 상기한 내벽부(127)와 일대일 대응하는 복수의 외벽부(137)로 이루어진다. 이때, 서로 이격된 상태에서 마주보며 쌍을 이루는 내측 오목홈(125)과 외측 오목홈(135) 사이의 공간이 볼 포켓(150)으로 한정되며, 이와 같은 볼 포 켓(150)에 각각 하나씩의 볼(30)이 수용될 수 있게 된다. 따라서, 도 6에 도시한 바와 같이, 볼 베어링으로 완성되었을 때, 본 발명에 따른 볼 베어링용 리테이너(100)는 내륜(20)과 외륜(10) 사이의 공간에서 축방향으로 이탈하는 것이 방지되는 가운데, 복수의 볼(30)을 일정한 간격으로 유지할 수 있도록 한다.

또한, 내측 오목홈(125)과 외측 오목홈(135)은 상기한 바와 같이 대략 원호형으로 형성되되 적어도 180°이상의 원호각을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 이는, 내측 오목홈(125)과 외측 오목홈(135)이 이루는 볼 포켓(150)에 볼이 투입될 때 외벽부(137)와 내벽부(127)에 의한 형상적 간섭이 발생하지 않도록 하여 볼(30)이 볼 포켓(150)에 자유롭게 드나들 수 있도록 하기 위함이다.

즉, 일단 볼(30)이 출입에 방해를 받지 않는 가운에 볼 포켓(150)에 수용된 상태에서, 볼 포켓(150) 내부에 수용된 볼(30)에 의해 볼 베어링용 리터이너(100)가 축방향으로 이탈하는 것을 방지하기 위해 외벽부(137)가 부분적으로 내벽부(127)를 향해 절곡되는 것이다.

이상과 같은 외벽부(137)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 여러 다양한 형태로 형성될 수 있다. 구체적으로, 도 7a에 도시한 바와 같이, 외벽부(137)는 바닥판(110)의 외경측 가장자리를 절곡 기준선으로 내벽부(127)를 향해 절곡될 수 있고, 도 7b에 도시한 바와 같이, 외벽부(137)가 바닥판(110)의 외경측 가장자리에서부터 점진적으로 내벽부(127)와 가까워지도록 곡면형으로 만곡될 수 있으며, 도 7c에 도시한 바와 같이, 외벽부(137)는 바닥판(110)과 가장 근접한 외측 오목홈(135)의 최저점 높이를 절곡 기준선(h)으로 내벽부(127)를 향해 절곡될 수 있으며, 도 7d에 도시한 바와 같이, 외벽부(137)는 대략 내벽부(127)의 높이에 대응하는 높이를 절곡 기준선(h)으로 내벽부(127)를 향해 절곡될 수도 있다.

한편, 도 7e에 도시한 바와 같이, 외벽부(137) 뿐만 아니라, 내벽부(127) 또한 적어도 부분적으로 외벽부(137)를 향해 절곡될 수도 있다.

나아가, 도 7f에 도시한 바와 같이, 외벽부(137)는 절곡되지 않고, 볼 포켓(150) 내부에 수용된 볼(30)에 의해 볼 베어링용 리터이너(100)가 축방향으로 이탈하는 것을 방지하기 위해 내벽부(127)만 적어도 부분적으로 외벽부를 향해 절곡될 수도 있다. 물론, 이와 같은 내벽부 역시, 도 7f에 도시된 형태 뿐만 아니라, 도 7a 내지 도 7d에 도시된 외벽부의 형태와 유사한 다양한 형태로 절곡될 수 있을 것이다.

도 4의 확대부에 도시한 바와 같이 상기 외벽부의 축방향 단부에는 오목하게 제1 오목홈(130a)이 형성될 수 있고, 외측 오목홈(135)에 서로 마주보는 제2 오목홈(130b)이 형성될 수도 있다. 상기와 같이 제1 오목홈(130a)이나 제2 오목홈(130b)이 형성되는 경우 절곡 과정에서 절곡이 용이하게 이루어질 수 있다. 도 4에는 외측 원통부(130)에만 제1 오목홈(130a)이나 제2 오목홈(130b)이 형성된 것을 도시하고 있으나, 내측 원통부(120)가 절곡되는 경우 마찬가지로 내측 원통부(120)에도 형성될 수 있다.

상기한 바와 같이, 외벽부(137) 등을 절곡하는 공정은 상기한 볼 포켓(150)에 볼(30)이 수용된 상태에서 수행되어야 한다. 이는, 수용될 볼(30)이 볼 포켓(150)에 용이하게 투입될 수 있도록 하기 위한 것이다. 즉, 외벽부(137) 등의 절 곡 공정이 선행된 후 볼(30)을 투입하게 되면 외벽부(137)와 볼(30)이 형상적으로 간섭하게 되어 억지끼움 방식으로 볼(30)을 볼 포켓(150)에 투입할 수밖에 없고, 이와 같은 투입 과정에서 볼(30)의 표면에 스크래치가 발생할 수 있을 뿐만 아니라 리테이너의 형상이 부분적으로 변형될 수 있는 위험이 있기 때문에, 조립과정에서 불량이 발생하는 것을 방지하기 위하여 볼(30)을 볼 포켓(150)에 위치하도록 한 이후에 내벽부(127)나 외벽부(137)를 절곡하게 되는 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 볼베어링용 리테이너는, 외벽부(137) 등이 절곡되지 않은 반제품 상태에서 볼 베어링의 조립에 사용되며, 볼 베어링의 조립과정에서 내벽부(127)와 외벽부(137) 중 적어도 어느 하나를 절곡하는 공정을 거쳐 완제품의 형상을 구비하게 된다.

그리고, 바닥판(110)은, 외벽부(137)와 내벽부(127) 사이의 위치에 각각 둘레방향을 따라 천공 형성되는 복수의 관통구멍(140)을 구비하도록 형성된다. 이와 같은 관통구멍(140)은, 관통구멍(140)을 통하여 금형 등 치구를 삽입하여 내벽부(127)나 외벽부(137)를 절곡할 때 예정된 절곡 기준선(h)을 따라 용이하게 절곡할 수 있도록 함과 더불어, 베어링의 작동 중 윤활을 원활하게 하는 역할을 수행하기도 한다.

이하, 본 발명에 따른 볼 베어링용 리테이너의 제조방법에 대해 더욱 상세하게 설명한다.

도 8은 본 발명의 베어링용 리테이너의 제조방법에 따른 제조과정에 사용되는 환형 원판의 평면도이고, 도 9은 본 발명의 볼 베어링용 리테이너의 제조방법에 따른 제조과정에서 제작되는 제1 성형체를 도시한 평면도이며, 도 10은 본 발명에 따른 볼 베어링용 리테이너의 제조방법에 포함되는 드로잉 공정을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 순차적 단면도이고, 도 11은 볼 베어링으로 조립된 상태를 도시한 부분 절개 사시도이며, 도 12는 본 발명에 따른 볼 베어링용 리테이너의 제조방법에 포함되는 조립 후 절곡 공정을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 부분 절개 사시도이다.

본 발명에 따른 베어링용 리테이너는, 도 8에 도시한 바와 같은, 환형 원판(210)을 사용하여 제조된다. 이 환형 원판(210)은 후술하는 전단 가공과 드로잉 가공에 적합하도록 소성 변형 가능한 재질로 이루어진다.

본 발명에 따른 베어링용 리테이너의 제조방법은 크게 전단 공정과 드로잉 공정 및 조립 후 절곡 공정으로 이루어진다.

우선, 전단 공정은 상기한 환형 원판(210)을 전단 가공하여 제1성형체를 성형하는 공정으로서, 이 전단 공정에서 환형 원판(210)은, 도 9에 도시한 바와 같이, 내경측과 외경측 각각의 둘레 방향으로 일정 간격의 위치에 각각 오목하게 절개된 형태로 형성되어 서로 이격된 상태에서 일대일 대응하는, 복수의 내측 오목홈 예정부(225) 및 복수의 외측 오목홈 예정부(235)를 구비하는 제1 성형체(250)로 성형된다. 여기서, 내측 오목홈 예정부(225)와 외측 오목홈 예정부(235)는 각각 볼 베어링용 리테이너(100)로 완성되면 상기한 내측 오목홈(125)과 외측 오목홈(135)을 이루게 되는 부분으로서, 대략 반원형으로 형성되되 후술하는 드로잉 공정에서 변형에 의해 좁아지는 것을 감안하여 상기한 바와 같은 내측 오목홈(125) 및 외측 오목홈(135)의 원호각 보다 더 크게 형성되어야 할 것이다.

또한, 전단 공정을 수행하는 과정에서, 내측 오목홈 예정부(225)와 외측 오목홈 예정부(235) 뿐만 아니라, 후술하는 드로잉 공정을 거친 후 바닥판(110)을 이루게 될 한 쌍의 동심선(205)(215) 사이의 위치이자 외벽부(137)와 내벽부(127) 사이에 놓이게 될 환형 원판(210) 상의 위치에, 각각 둘레방향을 따라 복수의 관통구멍(140)이 또한 형성된다. 상기 관통구멍(140)은 반경 방향 폭보다 원주방향 길이가 길게 형성될 수 있다.

그리고, 드로잉 공정에서, 제1 성형체(250) 상에서 내측 오목홈 예정부(225)와 외측 오목홈 예정부(235) 사이에 위치하는 서로 이격된 한 쌍의 동심선(205)(215)을 기준으로 제1 성형체(250)를 가압하여, 한 쌍의 동심선(205)(215) 사이의 부분이 환형의 바닥판(110)을 이루고, 내측 동심선(205)의 내측 부분이 축 방향으로 연장되며 내측 오목홈(125)과 내벽부(127)로 구분되는 내측 원통부(120)를 이루며, 외측 동심선(215) 외측 부분이 상기한 내측 원통부(120)와 마주보도록 축 방향으로 연장되며 외측 오목홈(135)과 외벽부(137)로 구분되는 외측 원통부(130)를 이루는, 리테이너 반제품(100')을 성형하게 된다. 좀 더 구체적으로 설명하면, 도 10에 도시한 바와 같이, 이와 같은 드로잉 공정은 한 쌍의 동심선(205)(215) 사이에 해당하는 제1 성형체(250) 상의 부분을 이 부분과 대응하는 형상을 갖는 상부 클램프(310) 및 하부 클램프(320)로 위아래에서 단단하게 고정한 상태에서, 환형의 성형홈(335)을 구비하는 드로잉 금형(330)의 성형홈(335)으로 제1 성형체(250)를 밀어넣는 방식으로 수행될 수 있을 것이다.

이와 같은 드로잉 공정에서 더욱 정밀한 성형이 가능하도록 하기 위해, 드로 잉 공정 이전에 한 쌍의 동심선(205)(215)을 가압하여 한 쌍의 동심선(205)(215)을 따라 노치가 형성되도록 하는 노치 형성 공정을 더 포함할 수 있다. 즉, 평면 상태의 환형 원판(210)이 한 쌍의 동심선(205)(215)을 기준으로 꺾이는 구조의 소성 변형을 동반하는 드로잉 공정에서, 소성 변형이 정확하게 한 쌍의 동심선(205)(215)의 위치에서 일어나도록 하기 위해, 달리 표현하면 소성 변형의 정밀도를 향상시키기 위해, 한 쌍의 동심선(205)(215) 상에 노치를 미리 형성해두는 것이다. 이와 같은 노치 형성 공정은 상기한 전단 공정에 앞서 환형 원판(210) 상태에서 수행될 수도 있고, 상기한 전단 공정을 거친 이후 제1 성형체(250) 상태에서 수행될 수도 있을 것이다.

상기한 바와 같은 드로잉 공정을 거쳐 제작되는 리테이너 반제품(100')은, 반제품 상태로 베어링 조립공정에 사용된다. 구체적으로, 내륜(20)과 외륜(10) 사이에 먼저 복수의 볼(30)을 삽입한 상태에서 내륜(20)과 외륜(10) 사이의 틈을 통해 리테이너 반제품(100')을 축방향으로 삽입하여, 서로 이격된 상태에서 마주보며 쌍을 이루는 내측 오목홈(125)과 외측 오목홈(135)에 사이의 공간으로 한정되는 볼 포켓(150)에 각각 하나씩의 볼이 수용되도록 조립한다. 이 상태에서 외벽부(137)의 일부분을 내벽부(127)를 향해 절곡하거나 내벽부(127)의 일부분을 외벽부(137)를 향해 절곡하는 조립 후 절곡 공정을 수행함으로써, 볼 베어링용 리테이너(100)가 최종적인 형상을 갖추게 된다. 즉, 볼과 볼 베어링용 리테이너 간의 조립 과정에서 볼 베어링용 리테이너 또한 완제품의 형상을 갖추게 된다는 것이다.

이와 같은 조립 후 절곡 공정은, 지지금형(340)을 바닥판(110)에 형성되는 복수의 관통구멍(140)을 통해 절곡될 내벽부(127)나 외벽부(137)의 예정된 절곡 기준선(h)의 위치까지 축방향으로 진입시켜 내벽부(127)의 외측면이나 외벽부(137)의 내측면이 지지금형(340)에 의해 지지되도록 한 상태에서 수행되는 것이 바람직하다. 이 상태에서, 중심 방향을 향해 경사진 가압면(345)을 구비하는 가압금형(350)을 상기한 지지금형(340)을 향해 전진시키는 방식으로 외벽부(137)를 가압하면, 외벽부(137)가 예정된 절곡 기준선(h)의 위치에서 정확하게 절곡될 수 있게 된다. 그리고, 내벽부(127)를 절곡할 경우에는 중심 방향이 아닌 반경 방향을 향해 경사진 가압면을 구비하는 가압금형(미도시)을 사용한다는 것이 다를 뿐 외벽부를 절곡하는 경우와 같은 방식으로 절곡될 수 있게 된다.

이상의 조립 후 절곡 공정은, 가압금형(350)만 사용할 경우 내벽부(127)나 외벽부(137) 상에서 절곡되는 위치를 제어하는 것이 불가능하여 품질이 일정하게 유지할 수 없다는 점을 고려한 것으로서, 지지금형(340)을 사용함으로써 항상 예정된 절곡 기준선(h)의 위치에서 절곡이 일어날 수 있도록 하여 품질을 일정하게 유지할 수 있게 된다. 물론, 별도로 도시하지 않았으나, 상기한 가압금형(350)의 가압면(345)은 단순히 경사진 형상이 아니라 요구되는 외벽부(137)의 형상에 따라 만곡된 곡면 형상일 수도 있는 등 변화가 가능하며, 더불어 지지금형(340) 역시 요구되는 외벽부(137)의 형상에 대응하도록 변형된 지지면을 구비할 수 있을 것이다.

한편, 상기한 노치 형성 공정을 수행하는 과정에서, 드로잉 공정을 거친 후 외벽부를 이루게 되는 환형 원판 또는 제1 성형체(250) 상의 부분 중 상기한 예정된 절곡 기준선(h)을 이루게 될 위치에도 노치(255)를 형성할 수도 있을 것이다. 물론, 지지금형(340)을 사용함으로써 외벽부(137) 상에서 절곡 위치를 일정하게 유지할 수 있지만, 예정된 절곡 기준선(h)에 노치(255)를 형성해 둠으로써 외벽부(137) 상에서의 절곡 위치를 더욱 정밀하게 제어할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 볼 베어링용 리테이너는 단일 부품 형태로 이루어짐에 따라 부품 관리가 용이할 뿐만 아니라 리벳 등과 같은 별도의 체결 부재를 사용한 조립공정이 불필요함에 따라 볼과의 조립공정이 획기적으로 단순화되어 제조시 인력과 비용의 현저한 절감이 가능하도록 한다. 또한, 본 발명에 따른 볼 베어링용 리테이너는 볼과 매우 제한적인 영역에서만 접촉함에 따라 마찰이 일어나는 접촉면적이 작아 원활한 윤활과 토크 저감에 유리하다. 나아가, 내륜과 외륜 사이의 틈을 통해 볼의 조립상태를 시각적으로 용이하기 확인할 수 있음에 따라 육안검사를 통해 볼 누락과 같은 불량을 용이하게 발견할 수 있어 불량률을 감소시키는데도 바람직하다.

비록 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변경 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 레이디얼 볼 베어링을 도시한 부분 절개 사시도,

도 2는 종래기술에 따른 볼 베어링용 리테이너를 구성하는 리테이너 부재를 도시한 사시도,

도 3은 종래기술에 따른 볼 베어링용 리테이너와 볼의 결합상태를 도시한 사시도,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볼 베어링용 리테이너의 반제품 상태를 도시한 사시도,

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볼 베어링용 리테이너와 복수의 볼이 조립된 상태를 도시한 사이도,

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볼 베어링용 리테이너를 포함하는 볼 베어링을 도시한 부분 절개 사시도,

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볼 베어링용 리테이너의 단면 형상에 대한 변형예들을 도시한 단면도,

도 8은 본 발명의 베어링용 리테이너의 제조방법에 따른 제조과정에 사용되는 환형 원판의 평면도,

도 9은 본 발명의 볼 베어링용 리테이너의 제조방법에 따른 제조과정에서 제작되는 제1 성형체를 도시한 평면도,

도 10은 본 발명에 따른 볼 베어링용 리테이너의 제조방법에 포함되는 드로잉 공정을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 순차적 단면도,

도 11은 볼 베어링으로 조립된 상태를 도시한 부분 절개 사시도,

도 12는 본 발명에 따른 볼 베어링용 리테이너의 제조방법에 포함되는 조립 후 절곡 공정을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 부분 절개 사시도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: 외륜 20: 내륜

30: 볼 100: 볼 베어링용 리테이너

100': 리테이너 반제품 110: 바닥판

120: 내측 원통부 125: 내측 오목홈

127: 내벽부 130: 외측 원통부

135: 외측 오목홈 137: 외벽부

140: 관통구멍 150: 볼 포켓

205, 215: 동심선 210: 환형 원판

225: 내측 오목홈 예정부 235: 외측 오목홈 예정부

250: 제1 성형체 255: 노치

310: 상부 클램프 320: 하부 클램프

330: 드로잉 금형 335: 성형홈

340: 지지금형 345: 가압면

350: 가압금형 h: 절곡 기준선

Claims (12)

1. 내륜과 외륜 및 복수의 볼과 함께 볼 베어링을 구성하며, 내륜과 외륜 사이에서 복수의 볼을 일정한 간격으로 유지시키는 작용을 하는 볼 베어링용 리테이너에 있어서: 소정 폭을 갖는 환형의 바닥판과, 상기 바닥판의 내경측 가장자리에 위치하며 둘레 방향으로 일정 간격의 위치에 형성되는 복수의 내측 오목홈 및 상기 내측 오목홈 사이사이에 위치하는 복수의 내벽부로 이루어지는 내측 원통부와, 상기 바닥판의 외경측 가장자리에 위치하며 상기 내측 오목홈과 일대일 대응하는 둘레 방향의 위치에 형성되는 복수의 외측 오목홈 및 상기 외측 오목홈 사이사이에 위치하여 상기 내벽부와 일대일 대응하는 복수의 외벽부로 이루어지는 외측 원통부를 구비하며; 서로 이격된 상태에서 마주보며 쌍을 이루는 상기 내측 오목홈과 상기 외측 오목홈 사이의 공간으로 한정되는 볼 포켓에 각각 하나씩의 볼이 수용된 상태에서, 상기 내벽부와 상기 외벽부 중 적어도 하나는 적어도 부분적으로 마주보는 상기 외벽부 또는 상기 내벽부를 향해 절곡되는 것을 특징으로 하는 볼 베어링용 리테이너.
2. 제 1항에 있어서, 상기 외벽부는 상기 바닥판의 외경측 가장자리를 절곡 기준선으로 상기 내벽부를 향해 절곡되는 것을 특징으로 하는 볼 베어링용 리테이너.
3. 제 1항에 있어서, 상기 외벽부는 상기 바닥판과 가장 근접한 상기 외측 오목 홈의 최저점 높이를 절곡 기준선으로 상기 내벽부를 향해 절곡되는 것을 특징으로 하는 볼 베어링용 리테이너.
4. 제 1항에 있어서, 상기 외벽부는 상기 내벽부의 높이에 대응하는 높이를 절곡 기준선으로 상기 내벽부를 향해 절곡되는 것을 특징으로 하는 볼 베어링용 리테이너.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바닥판은 상기 외벽부와 상기 내벽부 사이의 위치에 각각 둘레방향을 따라 천공되는 복수의 관통구멍을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 볼 베어링용 리테이너.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외벽부의 축방향 단부에는 오목한 제1 오목홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 볼 베어링용 리테이너.
7. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외측 오목홈에는 서로 마주하는 오목한 제2 오목홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 볼 베어링용 리테이너.
8. 내륜과 외륜 및 복수의 볼과 함께 볼 베어링을 구성하며, 내륜과 외륜 사이에서 복수의 볼을 일정한 간격으로 유지시키는 작용을 하는 볼 베어링용 리테이너의 제조방법에 있어서: 환형 원판으로서, 내경측과 외경측 각각의 둘레 방향으로 일정 간격의 위치에 각각 오목하게 형성된 복수의 내측 오목홈 예정부 및 복수의 외측 오목홈 예정부를 구비하는 제1 성형체를 성형하는 전단 공정; 상기 내측 오목홈 예정부와 상기 외측 오목홈 예정부 사이에 위치하는 서로 이격된 한 쌍의 동심선을 기준으로 상기 제1 성형체를 가압하여, 한 쌍의 동심선 사이의 부분이 환형의 바닥판을 이루고, 내측 동심선의 내측 부분이 축 방향으로 연장되며 내측 오목홈과 내벽부로 구분되는 내측 원통부를 이루며, 외측 동심선 외측 부분이 상기 내측 원통부와 마주보도록 축 방향으로 연장되며 외측 오목홈과 외벽부로 구분되는 외측 원통부를 이루는 리테이너 반제품을 성형하는 드로잉 공정; 내륜과 외륜 사이에 복수의 볼을 삽입한 상태에서 내륜과 외륜 사이의 틈을 통해 상기 리테이너 반제품을 축방향으로 삽입하여, 서로 이격된 상태에서 마주보며 쌍을 이루는 상기 내측 오목홈과 상기 외측 오목홈에 사이의 공간으로 한정되는 볼 포켓에 각각 하나씩의 볼이 수용되도록 한 상태에서, 상기 내벽부와 상기 외벽부 중 적어도 하나를 적어도 부분적으로 상기 외벽부 또는 상기 내벽부를 향해 절곡하는 조립 후 절곡 공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 베어링용 리테이너의 제조방법.
9. 제 8항에 있어서, 상기 드로잉 공정 이전에 상기 한 쌍의 동심선을 가압하여 상기 한 쌍의 동심선을 따라 노치가 형성되도록 하는 노치 형성 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 베어링용 리테이너의 제조방법.
10. 제 8항에 있어서, 상기 전단 공정 또는 전단 공정과 드로잉 공정 사이에, 상 기 드로잉 공정을 거친 후 상기 바닥판을 이루게 될 상기 한 쌍의 동심선 사이의 위치이자 상기 외벽부와 상기 내벽부 사이에 놓이게 될 상기 환형 원판 상의 위치에, 각각 둘레방향을 따라 복수의 관통구멍을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 볼 베어링용 리테이너의 제조방법.
11. 제 10항에 있어서, 상기 조립 후 절곡 공정은, 지지금형을 상기 관통구멍을 통해 절곡될 상기 내벽부 또는 상기 외벽부의 예정된 절곡 기준선의 위치까지 축방향으로 진입시켜 상기 내벽부의 외측면 또는 상기 외벽부의 내측면이 상기 지지금형에 의해 지지되도록 한 상태에서, 중심 방향을 향하거나 반경 방향을 향한 경사진 가압면을 구비하는 가압금형을 상기 지지금형을 향해 전진시키는 방식으로 상기 내벽부 또는 상기 외벽부를 가압하여, 상기 내벽부 또는 상기 외벽부가 상기 예정된 절곡 기준선의 위치에서 절곡될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 볼 베어링용 리테이너의 제조방법.
12. 제 11항에 있어서,

    상기 노치 형성 공정에서, 상기 드로잉 공정을 거친 후 상기 예정된 절곡 기준선을 이루게 될 상기 환형 원판 또는 상기 제1 성형체 상의 위치에 각각 노치를 더 형성하는 것을 특징으로 하는 볼 베어링용 리테이너의 제조방법.

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