KR20150008900A - 선회 베어링의 내륜과 외륜의 회전 방향 및 속도를 조절하는 기구 - Google Patents

선회 베어링의 내륜과 외륜의 회전 방향 및 속도를 조절하는 기구 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선회 베어링의 내륜과 외륜의 회전 방향 및 속도를 조절할 수 있는 기구에 관한 것으로, 본 기구는 베이스(103)와, 베이스(103)를 관통하는 메인 베어링 세트(100, 130)와, 베이스(103)에 설치되어 메인 베어링 세트(100, 130) 주위에 위치하는 다수 개의 지지 선회 베어링(104, 105, 106)과, 동력전달 기구를 포함한다; 상기 메인 베어링 세트(100, 130)는 적어도 하나의 메인 베어링(101, 131)을 포함하고, 상기 메인 베어링(101, 131)은 축과 연결되는 내륜(101E, 111)과, 외륜(101A, 112)과, 다수 개의 구름운동 어셈블리(101D)를 포함하고; 접촉형 베어링의 응용에서는 다수 개의 구름운동 부재를 추가로 포함하고, 비접촉형 베어링의 응용에서는 유체(115)를 추가로 포함한다. 본 발명은 선회 베어링에서 동력전달 기구를 추가로 설치하여 베어링의 내륜과 외륜이 적절한 회전을 하도록 한다.

Description

선회 베어링의 내륜과 외륜의 회전 방향 및 속도를 조절하는 기구{MECHANISM FOR ADJUSTING ROTATIONAL DIRECTION AND SPEED OF INNER AND OUTER RINGS OF ROLLER BEARING}
본 발명은 동력전달 기구 분야에 관한 것으로, 특히 선회 베어링의 내륜과 외륜의 회전 방향 및 속도를 조절할 수 있는 기구에 관한 것이다.
통상적인 회전기구의 구성은 1) 볼 베어링, 롤러 베어링이나 니들 베어링 등의 선회 베어링 및 축을 포함하는 접촉형 선회 베어링; 2) 축과 유압 베어링 혹은 축과 공기 베어링 등을 포함하는 비접촉형 선회 베어링을 포함한다. 정상 작동하는 상태에서 접촉형 베어링은 마모 문제가 자주 발생하고 비접촉형 베어링에서는 점성이 비교적 높은 유체 및 압력이 높은 기체를 사용하기 때문에 유체, 누설 방지용 와셔 및 씰링부재를 정기적으로 교체해야 한다.
회전 시스템의 강성 및 정밀도 요건을 유지하기 위해서는 축과 선회 베어링 내면의 접촉 부위는 밀착되어 양자 사이에 상대적인 이동이 존재하지 않도록 해야 한다. 선회 베어링 외면도 역시 지지대와 밀착되어 양자 사이에 상대적인 이동이 존재하지 않도록 해야 한다.
이러한 응용에서, 지지대는 고정되어 움직이지 않고 축만 회전한다. 이러한 상황에서 선회 베어링 내의 내륜은 축에 따라 회전하고 외륜은 움직이지 않는다. 또 다른 응용에서는 이와 반대로 축이 고정되어 움직이지 않고 지지대가 회전한다. 이러한 상황에서 선회 베어링 내의 외륜은 지지대에 따라 회전하고 축과 내륜은 움직이지 않는다.
비록 종래 기술의 회전기구가 시스템의 강성 및 정밀도 요건을 모두 충족시키지만, 접촉형 선회 베어링의 응용에서, 구름운동 부재의 내부 마모를 피할 수 없기에 내부 마모가 일정한 수준에 이르면 베어링을 제때에 교체해야 하기에 이에 따른 시간과 노동력의 투입이 필요하고, 특히 중대형 설비의 교체 시에는 이러한 문제점이 더욱 두드러진다. 비접촉형 선회 베어링의 응용에서는, 높은 부하를 받는 설비에 대해서는 반드시 높은 점도의 액체나 높은 압력의 기체를 사용해야 하기에 유체, 누설 방지용 와셔 및 씰링부재를 정기적으로 교체해야 한다.
본 발명의 목적은 다음과 같다: 종래의 접촉형 선회 베어링 중에서 구름운동 부재에 내부 마모가 발생하기 쉽다는 문제점을 해결하기 위하여 선회 베어링의 내륜과 외륜의 회전 방향 및 속도를 조절하는 기구를 제공함으로써 선회 베어링 내에서 구름운동 부재와 접촉하는 내륜 및 외륜이 상반된 방향으로 양자의 선형 속도가 구름운동 부재의 접선 속도와 같거나 거의 비슷한 회전을 하도록 하여 구름운동 어셈블리의 슬라이딩 운동을 줄이고 구름운동 어셈블리의 구름운동을 늘리게 되어 선회 베어링 내의 마찰 손실을 줄이고; 비접촉형 선회 베어링에 대해서는 선회 베어링의 내륜과 외륜이 동일한 방향으로 양자의 선형 속도가 같거나 거의 비슷하게 회전하도록 하여 유체(기체나 액체일 수 있음) 층류 속도를 늘려 유체의 내부 전단력을 감소 시킨다.
상술한 목적을 이루기 위한 본 발명은 아래의 기술수단으로 구현된다.
선회 베어링의 내륜과 외륜의 회전 방향 및 속도를 조절하는 기구에 있어서,
베이스와, 베이스를 관통하는 메인 베어링 세트와, 베이스에 설치되어 메인 베어링 세트 주위에 위치하는 다수 개의 지지 선회 베어링과, 동력전달 기구를 포함하고;
상기 메인 베어링 세트는 적어도 하나의 메인 베어링을 포함하고, 상기 메인 베어링은 축과 연결되는 내륜과, 외륜과, 다수 개의 구름운동 어셈블리를 포함하고;
상기 메인 베어링 세트에는 동력전달 기구가 설치되어 외륜과 내륜이 서로 반대 방향으로 양자의 선형속도가 구름운동 부재의 접선 속도와 같거나 거의 비슷한 회전을 하도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상술한 조절 기구에 있어서, 상기 동력전달 기구는 모터 및 회전속도 센서다.
본 발명의 상술한 조절 기구에 있어서, 상기 동력전달 기구는 전송 벨트다.
본 발명의 상술한 조절 기구에 있어서, 상기 동력전달 기구는 기어 세트다.
본 발명의 상술한 조절 기구에 있어서, 상기 메인 베어링은 볼 베어링, 롤러 베어링 혹은 니들 베어링이다.
선회 베어링의 내륜과 외륜의 회전 방향 및 속도를 조절하는 기구에 있어서,
베이스와, 베이스를 관통하는 메인 베어링 세트와, 베이스에 설치되어 메인 베어링 세트 주위에 위치하는 다수 개의 지지 선회 베어링과, 동력전달 기구를 포함하고;
상기 메인 베어링 세트는 적어도 하나의 메인 베어링을 포함하고, 상기 메인 베어링은 축과 연결되는 내륜과, 외륜과, 유체를 포함하고;
상기 메인 베어링 세트에는 동력전달 기구가 설치되어 외륜과 내륜이 동일한 방향으로 양자의 선형속도가 같거나 거의 비슷한 회전을 하도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상술한 조절 기구에 있어서, 상기 동력전달 기구는 모터 및 회전속도 센서다.
본 발명의 상술한 조절 기구에 있어서, 상기 동력전달 기구는 전송 벨트다.
본 발명의 상술한 조절 기구에 있어서, 상기 동력전달 기구는 기어 세트다.
본 발명의 상술한 조절 기구에 있어서, 상기 메인 베어링은 유압 베어링이나 공기 베어링(Air Bearing)이다.
본 발명은 종래 기술에 비해 아래와 같은 유익한 효과를 구현한다:
본 발명은 종래의 선회 베어링에 동력전달 기구를 추가로 설치하여 베어링의 내륜과 외륜이 적절한 회전을 하도록 하고, 접촉형 베어링의 응용에서는, 구름운동 어셈블리의 슬라이딩 운동을 줄이고 구름운동 어셈블리의 구름운동을 늘려서 베어링 내의 마찰 손실을 감소 시켜서 수명을 연장하는 목적을 이루고; 비접촉형 베어링의 응용에서는, 내륜과 외륜 중간의 유체로 하여금 등방성 이동을 하도록 하여 유체 층류 속도를 높이고 유체 내 층류 간의 전단력을 줄이고 유지보수 요건을 낮춤으로써 유체, 누설방지용 와셔 및 씰링부재를 정기적으로 교체하는 횟수를 줄인다.
도 1은 본 발명의 상술한 접촉형 선회 베어링과 기어 조합 기구를 나타내는 정면도다.
도 2는 본 발명의 상술한 접촉형 선회 베어링과 기어 조합 기구를 나타내는 단면도다.
도 3은 본 발명의 상술한 접촉형 혹은 비접촉형 지지 베어링의 구조를 나타내는 설명도다.
도 4는 본 발명의 상술한 접촉형 혹은 비접촉형 지지 베어링의 구조를 나타내는 단면도다.
도 5는 본 발명의 상술한 접촉형 메인 베어링의 구조를 나타내는 설명도다.
도 6은 본 발명의 상술한 접촉형 메인 베어링의 구조를 나타내는 단면도다.
도 7은 본 발명의 상술한 실시예에 따른 접촉형 메인 베어링의 구조를 나타내는 설명도다.
도 8은 본 발명의 상술한 실시예에 따른 접촉형 메인 베어링의 구조를 나타내는 단면도다.
도 9는 본 발명의 상술한 실시예에 따른 접촉형 메인 베어링의 사이즈를 나타내는 설명도다.
도 10은 본 발명의 상술한 접촉형 선회 베어링 동력전달 기구 기어 세트의 구조를 나타내는 설명도다.
도 11은 본 발명의 상술한 접촉형 선회 베어링 동력전달 기구 기어 세트를 나타내는 단면 설명도다.
도 12는 본 발명의 상술한 접촉형 선회 베어링 동력전달 기구 기어 세트의 동력전달을 나타내는 설명도다.
도 13은 본 발명의 상술한 접촉형 선회 베어링 부품의 제1 구름운동 설명도다.
도 14는 본 발명의 상술한 접촉형 선회 베어링 부품의 제2 구름운동 설명도다.
도 15는 본 발명의 상술한 접촉형 선회 베어링 부품의 제3 구름운동 설명도다.
도 16은 본 발명의 상술한 접촉형 선회 베어링 동력전달 기구가 모터 및 회전속도 센서일 때를 나타내는 정면도다.
도 17은 본 발명의 상술한 접촉형 선회 베어링 동력전달 기구가 모터 및 회전속도 센서일 때를 나타내는 단면도다.
도 18은 본 발명의 상술한 접촉형 선회 베어링 동력전달 기구가 전송 벨트일 때를 나타내는 설명도다.
도 19는 본 발명의 상술한 접촉형 선회 베어링 동력전달 기구가 전송 벨트일 때를 나타내는 단면도다.
도 20은 본 발명의 상술한 비접촉형 선회 베어링 부품의 제1 설명도다.
도 21은 본 발명의 상술한 비접촉형 선회 베어링 부품의 제2 설명도다.
도 22는 본 발명의 상술한 비접촉형 선회 베어링 동력전달 기구가 기어 세트일 때를 나타내는 정면도다.
도 23은 본 발명의 상술한 비접촉형 선회 베어링 동력전달 기구가 기어 세트일 때를 나타내는 단면도다.
도 24는 본 발명의 상술한 비접촉형 선회 베어링 동력전달 기구가 기어 세트일 때를 나타내는 구조 설명도다.
도 25는 본 발명의 상술한 비접촉형 선회 베어링 동력전달 기구가 모터 및 회전속도 센서일 때를 나타내는 정면도다.
도 26은 본 발명의 상술한 비접촉형 선회 베어링 동력전달 기구가 모터 및 회전속도 센서일 때는 나타내는 단면도다.
도 27은 본 발명의 상술한 비접촉형 선회 베어링 동력전달 기구가 전송 벨트일 때를 나타내는 정면도다.
도 28은 본 발명의 상술한 비접촉형 선회 베어링 동력전달 기구가 전송 벨트일 때를 나타내는 단면도다.
도 29는 본 발명의 상술한 비접촉형 선회 베어링 동력전달 기구가 전송 벨트일 때를 나타내는 구조 설명도다.
이하, 본 발명에서 이루는 기술수단, 특징, 구현하는 목적 및 효과를 쉽게 이해될 수 있도록 하기 위해 구체적인 실시형태를 결합하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1과 도 2를 참조하면, 도 1은 본 발명의 상술한 접촉형 선회 베어링과 기어 조합 기구를 나타내는 정면도이며, 도 2는 이것의 단면도다. 본 발명의 상술한 접촉형 선회 베어링과 기어 조합 기구는 베이스와, 베이스를 관통하는 메인 베어링 세트와, 베이스에 설치되어 메인 베어링 세트 주위에 위치하는 다수 개의 지지 선회 베어링과, 동력전달 기구를 포함한다. 상기 메인 베어링 세트는 적어도 하나의 선회 베어링을 포함한다. 접촉형 선회 베어링의 응용에서, 그 내부에 내륜, 외륜 및 다수 개의 구름운동 어셈블리를 포함한다. 상기 내륜은 축에 연결되고 메인 베어링 세트에는 동력전달 기구가 설치된다. 접촉형 베어링의 응용에서는 외륜과 내륜이 서로 반대 방향으로 선형속도가 구름운동 부재의 접선 속도와 같거나 거의 비슷한 회전을 하도록 한다.
접촉형 베어링의 응용에서의 구조는 도 3과 도 4를 참조한다. 도 3은 본 발명의 상술한 지지 선회 베어링의 구조 설명도고, 도 4는 이것의 단면도다. 베이스(103) 중간에는 하나의 홀이 개통되어 메인 베어링 세트(100)와 축(102)의 어셈블리가 상기 베이스(103)를 관통하도록 한다. 중간 홀 주위의 적절한 위치에는 제1 지지 베어링(104), 제2 지지 베어링(105) 및 제3 지지 베어링(106)을 넣어서 메인 베어링 세트(100)를 지지하도록 하여 전체 장치의 강성을 확보한다. 상기 지지 베어링(104, 105, 106)은 베어링(104A, 105A, 106A), 와셔(104B, 105B, 106B) 및 고정축(104C, 105C, 106C)을 포함한다.
도 5는 본 발명의 상술한 접촉형 메인 베어링의 구조 설명도고, 도 6은 이것의 단면도다. 이 중에서, 메인 베어링 세트(100)는 하나의 메인 베어링(101)으로 구성되거나 다수 개의 메인 베어링(101)으로 구성될 수 있으며, 메인 베어링(101)의 외륜 외면(101B)은 외부 슬리브(100A)에 삽입되고 축(102)은 이러한 메인 베어링(101)을 관통한다.
도 7은 본 발명의 상술한 실시예에 따른 접촉형 메인 베어링의 구조 설명도고, 도 8은 이것의 단면도다. 여기에서는 선회 베어링 중의 볼 베어링을 예로 들었으며 또한 이 볼 베어링의 외륜(101A)은 고정되어 회전하지 않는다. 이 메인 베어링(101)은 하나의 볼 세트(즉, 앞에서 언급한 구름운동 어셈블리다)(101D), 내륜(101E), 외륜(101A) 및 고정대(101H)를 포함한다. 이 중에서, 내륜 내면(101F)은 축(102)과 맞닿고 타면은 내륜 요홈(101G)으로 볼(101D)과 맞닿는다; 외륜 외면(101B)은 지지대(101K)와 맞닿으며 이 고정 지지대(101K)는 회전하지 않고, 타면에는 외륜 요홈(101C)으로 볼(101D)과 맞닿는다. 볼(101D)은 고정대(101H)에 의해 위치가 제한되어 이 내륜 요홈(101G)과 외륜 요홈(101C)에 의해 형성된 궤도 내에서 구름운동이나 슬라이딩 운동만 할 수 있다.
도 9 를 참조하면, 도 9는 본 발명의 상술한 실시예에 따른 메인 베어링의 사이즈를 나타내는 설명도다. 여기에서 볼 지름(D2), 베어링 외륜 요홈(101C) 내경(D1) 및 베어링 내륜 요홈(101G) 외경(D3)의 사이즈 크기는 당 업계의 기술자가 실제 수요에 따라 구체적으로 조정할 수 있으며, 본 발명에서는 한정을 하지 않는다.
도 10, 도 11 및 도 12를 참조하면, 도 10은 본 발명의 상술한 기어 세트의 구조 설명도고, 도 11은 이것의 단면 설명도고, 도 12는 이것의 동력전달 설명도다. 이 중에서, 상기 동력전달 기구는 적어도 4개의 기어를 구비하는 기어 세트를 포함하며, 이들은 각각 내륜 기어(107), 제1 동력전달 기어(108), 제2 동력전달 기어(109), 외륜 기어(110)다. 축(102)에 메인 베어링 내륜 기어(107)를 삽입하고 내륜 기어(107)는 제1 동력전달 기어(108)와 맞물리며, 이 제1 동력전달 기어(108)는 제2 동력전달 기어(109)와 맞물리고, 최종적으로, 이 제2 동력전달 기어(109)는 메인 베어링 외륜 기어(110)와 맞물린다.
축(102)이 시계방향으로 회전할 때 메인 베어링 내륜 기어(107)는 축(102)을 따라 시계방향으로 회전하고 제1 동력전달 기어(108)는 시계반대방향으로 회전하며, 제2 동력전달 기어(109)는 시계방향으로 회전하고, 최종적으로 메인 베어링 외륜 기어(110)는 시계반대방향으로 회전한다.
도 7과 도 13을 참조하면, 도 13은 본 발명의 상술한 어셈블리의 제1 구름운동 설명도다. 베어링 외륜(101A)과 고정대(101K)는 밀착하고, 즉, 베어링 외륜(101A)은 정지하여 회전속도가 0이 된다. 메인 베어링 내륜(101E)은 축(102)과 밀착하고, 즉, 베어링 내륜(101E)과 축(102)은 회전속도 가 같다. 이러한 볼은 내륜 요홈(101G)과의 접촉부위에서 구름운동을 하고 여기에는 마찰력이 없다(혹은 매우 적다). 그러나 외륜(101A)이 움직이지 않기 때문에 볼(101D)이 외륜 요홈(101C)과의 접촉 부위에서 슬라이딩 운동을 하게 되어 마찰력이 발생하게 된다.
이 때, 볼(101D)의 선형 위치이동은 S1에 가깝고 각도 이동은 θ2가 된다.
S1 = (D2/2) x (θ2/π)
이것의 회전속도는
ω= θ2/t가 된다.
외륜의 각 속도는 0이기에 선형 위치이동은 0이다;
따라서 볼(101D)과 외륜(101A) 사이에는 슬라이딩 운동이 발생한다.
상술한 관계에서 아래와 같은 내용을 알 수 있다:
베어링 외륜(101A)이 고정되고 내륜(101E)이 회전할 때 볼(101D)과 내륜(101E)은 동기 회전을 한다. 볼(101D)은 여기에서 구름운동을 하고 그 사이에는 마찰력이 없다(혹은 마찰력이 매우 작다). 외륜(101A)이 고정되기 때문에 그 회전속도는 0이다. 볼(101D)은 여기서 슬라이딩 운동을 하고 볼(101D)과 외륜 요홈(101C)의 접촉 부위에서는 마찰력이 발생한다.
도 14를 참조하면, 도 14는 본 발명의 상술한 부품의 제2 구름운동 설명도다. 외륜이 회전하고 내륜이 고정될 때 볼(101D)과 외륜(101A)은 동기 회전을 하고 볼(101D)은 여기서 구름운동을 하며 그 사이에는 마찰력이 없다(혹은 매우 적다). 내륜(101E)이 고정되기 때문에 그 회전속도는 0이고 볼(101D)은 여기서 슬라이딩 운동을 하며 볼(101D)과 내륜 요홈(101G)의 접촉 부위에 마찰력이 발생한다.
도 15를 참조하면, 도 15는 본 발명의 상술한 어셈블리의 제3 구름운동 설명도다. 이 중에서, 본 발명은 하나의 기어 세트로 베어링의 내/외륜과 연결되어 내륜 회전속도와 외륜 회전속도의 방향이 반대가 되고 선형속도는 구름운동 부재의 접선 속도와 같거나 거의 비슷하도록 한다.
이러한 상태에서 볼은 내/외륜에서 구름운동만 하게 되어 마찰력이 발생하지 않는다(혹은 매우 적다).
내륜(101E)의 각도 이동이 θ3도일 때 그 선형 위치 이동은 S3이 된다;
S3 = (D3/2) x (θ3/π);
D3는 그 위에 설치되는 메인 베어링 내륜 기어(107)의 피치 원 지름(pitch circle)이다.
따라서 θ3/π는 기어의 톱니 수랑으로 볼 수 있다;
외륜(101A)의 선형 위치이동도 S3이고 외륜(101A)의 각도 위치 이동이 θ4도일 때;
S3 = (D1/2) x (θ4/π);
D1은 바로 그 위에 설치되는 메인 베어링 외륜 기어(110)의 피치 원 지름(pitch circle)이다;
따라서 θ4/π는 기어의 톱니 수랑으로 볼 수 있다;
D3: D1= 내륜 기어 톱니 수량 : 외륜 기어 톱니 수량;
즉, 메인 베어링 내륜 요홈 외경 : 메인 베어링 외륜 요홈 내경 = 내륜 기어 톱니 수량 : 외륜 기어 톱니 수량;
상술한 공식에 따라 적절한 톱니 수량의 기어를 선택하여 메인 베어링 내륜(101E) 및 외륜(101A) 양자의 선형 속도가 구름운동 부재의 접선 속도와 같거나 거의 비슷하도록 한다. 적어도 4개의 기어를 연결하여 메인 베어링 내륜(101E) 및 외륜(101A)의 회전 방향이 반대가 되도록 한다. 이러한 기구 조합에 의해, 볼(101D)이 내륜 요홈과 외륜 요홈에 형성된 궤도 내에서 구름운동을 하고 슬라이딩 운동을 하지 않도록 할 수 있다. 따라서 볼(101D)과 내륜 요홈(101G) 및 외륜 요홈(101C)과의 접촉 부위에는 마찰력이 발생하지 않는다(혹은 마찰력이 매우 작다).
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 동력전달 기구는 모터 및 회전속도 센서다. 접촉형 베어링의 응용에서는 도 16과 도 17을 참조한다. 도 16은 본 발명의 상술한 접촉형 선회 베어링 동력전달 기구가 모터 및 회전속도 센서일 때를 나타내는 정면도고 도 17은 이것의 측면 단면도다. 이 중에서, 모터(118)는 주동 기어(119)를 구비하고 주동 기어(119)는 외륜 기어(110)와 맞물려서 회전하도록 구동하고, 회전속도 센서(120)는 축(102) 변에 위치하여 감지된 축(102)의 회전속도 및 회전 방향을 모터(118)의 제어기에 입력하여 모터(118)로 하여금 외륜(101A)과 내륜(101E)이 서로 반대 방향으로 선형속도가 구름운동 부재의 접선 속도와 같거나 거의 비슷한 회전을 하도록 구동하게 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 동력전달 기구는 전송 벨트다. 접촉형 베어링에서의 응용에서는 도 18을 참조한다. 도 18은 본 발명의 상술한 접촉형 선회 베어링 동력전달 기구가 전송 벨트일 때를 나타내는 설명도고, 도 19는 이것의 단면도다. 이 중에서, 내륜(101E)은 외측에서 내륜 벨트 풀리(121)와 연결되고, 제1 벨트 풀리(122) 및 외륜 벨트 풀리(124)를 추가로 설치하며, 제1 벨트 풀리(122)는 2구간형 회전방향 변환 축(123) 삽입되고, 상기 축의 중간에는 역방향 회전 커넥터(126)가 구비되며, 상기 커넥터의 기능은 축의 상하 2구간을 서로 반대 방향으로 동일한 속도로 회전하도록 한다; 내륜 벨트(125)는 제1 벨트 풀리(122)를 구동하고, 이때 2구간형 회전방향 변환 축(123)의 상부 구간과 내륜 벨트(125)는 방향이 동일하고 속도가 같은 회전을 한다; 2구간형 회전방향 변환 축(123)의 하부 구간은 반대 방향으로 동일한 속도의 회전을 하고 더 나아가서 외륜 벨트(127)를 구동하고, 외륜 벨트(127)는 외륜(101A)을 구동하여 외륜(101A)과 내륜(101E)이 서로 반대 방향으로 선형 속도가 구름운동 부재의 접선 속도와 같거나 거의 비슷한 회전을 하도록 한다.
상술한 내용에 따르면, 접촉형 베어링의 응용에서는 외륜과 내륜이 서로 반대 방향으로 선형 속도가 구름운동 부재의 접선 속도와 같거나 거의 비슷한 회전을 하도록 함으로써 구름운동 어셈블리의 슬라이딩 운동을 줄이고 구름운동 어셈블리의 구름운동을 늘려서 구름 베어링 내의 마찰 손실을 감소 시켜 수명을 연장하고자 하는 목적을 이루게 된다.
비접촉형 베어링의 응용에서는 메인 베어링 내부에 내륜, 외륜 및 유체가 포함된다. 상기 내륜은 축에 연결되고 메인 베어링 세트에는 동력전달 기구를 설치함으로써 외륜과 내륜이 동일한 방향으로 양자의 선형 속도가 같거나 거의 비슷한 회전을 하도록 한다. 도 20 및 도 21을 참조하면, 도 20은 본 발명의 상술한 비접촉형 선회 베어링 부품의 제1 설명도다. 이 중에서, 비접촉형 선회 베어링 (131)의 외륜(112) 외면에서 적어도 하나의 유체분사 진입구(128)가 외부로 유체와 연결되고 유체는 여기에서 고압으로 외륜과 내륜의 틈새에 분사되고 나머지 유체는 적어도 하나의 유체 배출구(129)를 통해 배출되며, 도 23을 참조하도록 한다. 비접촉형 선회 베어링 외륜(112)은 고정대(132)와 밀착하고, 즉, 비접촉형 선회 베어링 외륜(112)이 정지되어 이것의 회전속도가 0이 된다. 상기 면에 빌붙은 유체 층류 속도는 0이다. 비접촉형 선회 베어링의 내륜(111)은 축(102)과 밀착되고, 즉, 비접촉형 선회 베어링의 내륜(111)과 축(102)의 회전속도가 동일하다. 상기 면에 빌붙은 유체 층류 속도는 V다.
따라서 유체 층류 간의 속도차가 크다. 즉, 유체 층류 간의 전단력(117)이 크다. 도 21을 참조하면, 도 21은 본 발명의 상술한 비접촉형 선회 베어링 부품의 제2 설명도다. 이 중에서, 본 발명은 하나의 동력전달 기구 세트를 통해 내/외륜을 연결하여 내륜 회전속도(113)와 외륜 회전속도(114)의 방향이 동일하고 선형속도가 같거나 거의 비슷하도록 한다. 이러한 상태에서 내륜(111)면에 빌붙은 유체 층류 속도와 외륜(112)면에 빌붙은 유체 층류 속도가 동일하게 된다. 이로 인해 내륜(111)과 외륜(112) 중간의 유체(115)에 등방성 이동이 발생하여 유체 이동 속도(116)를 높이고 유체 층류 간의 전단력(117)을 줄인다. 이로 인해 유체, 누설방지용 와셔 및 씰링부재를 정기적으로 교체하는 횟수를 줄일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 대해 도 22, 도 23 및 도 24를 참조하면, 도 22는 본 발명의 상술한 비접촉형 선회 베어링과 기어 조합 기구를 나타내는 정면도이고 도 23은 이것의 단면도이며 도 24는 이 기어 세트의 구조를 나타내는 설명도다. 이 중에서, 메인 베어링 세트(130)는 적어도 하나의 비접촉형 선회 베어링(131)을 구비한다. 상기 동력전달 기구는 적어도 3개의 기어를 구비하는 기어 세트로서, 이들은 각각, 축에 걸리는 내륜 기어(107), 내륜 기어와 맞물리는 제1 동력전달 기어(108) 및 외륜과 연결되는 외륜 기어(110)다. 축(102)은 여기에서 시계방향으로 회전하고 제1 동력전달 기어(108)는 시계반대방향으로 회전하며, 외륜 기어(110)는 다시 시계방향으로 회전하고, 동일한 사이즈 및 톱니 수량의 내륜 기어(107)와 외륜 기어(110)를 사용하고, 메인 베어링의 내륜은 동력전달 기구를 통해 외륜으로 하여금 내륜과 동일한 방향으로 양자의 선형 속도가 같거나 거의 비슷한 회전을 하도록 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서 비접촉형 베어링에서의 응용은 도 25와 도 26을 참조하도록 한다. 도 25는 본 발명의 상술한 비접촉형 선회 베어링 동력전달 기구가 모터 및 회전속도 센서일 때를 나타내는 정면도이고 도 26은 이것의 단면도다. 모터(118)는 주동 기어(119)를 구비하고 주동 기어(119)는 외륜 기어(110)와 맞물려서 이것의 회전을 구동하며 회전속도 센서(120)는 축(102) 변에 위치하여 감지된 축(102) 회전속도 및 회전방향을 모터(118)의 제어기에 입력하고, 모터(118)로 하여금 외륜(112)과 내륜(111)이 동일한 방향으로 양자의 선형 속도가 같거나 거의 비슷한 회전을 하도록 구동하게 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서 비접촉형 베어링에서의 응용은 도 27과 도 28을 참조하도록 한다. 도 27은 본 발명의 상술한 비접촉형 선회 베어링 동력전달 기구가 전송 벨트일 때를 나타내는 정면도이고 도 28은 이것의 측면 단면도이며 도 29는 이것의 전송 벨트 구조 설명도다. 이 중에서, 내륜(111)은 외부로 내륜 벨트 풀리(121)에 연결되고, 제1 벨트 풀리(122) 및 외륜 벨트 풀리(124)를 추가로 설치하며, 내륜 벨트(125)는 제1 벨트 풀리(122)를 구동하고 이 제1 벨트 풀리(122)는 외륜 벨트(127)를 구동하여 외륜(112)과 내륜(111)이 동일한 방향으로 양자의 선형 속도가 같거나 거의 비슷한 회전을 하도록 한다.
이상에서 설명한 것은 본 발명의 바람직한 실시예일뿐이며 이로 인해 본 발명의 특허청구범위를 한정하지는 않는다. 본 발명의 명세서 및 첨부도면에 따라 실시된 여러 가지 동등한 변경은 모두 본 발명의 특허청구범위 내에 속한다.
100 : 메인 베어링 세트 100A : 외부 슬리브
101 : 메인 베어링 101A : 외륜
101B : 외륜 외면 101C : 외륜 요홈
D1 : 외륜 내경 101D : 볼
D2 : 볼 지름 101E : 내륜
101F : 내륜 내면 101G : 내륜 요홈
D3 : 내륜 외경 101H : 고정대
101K : 지지대 102 : 축
103 : 베이스 104 : 제1 지지 베어링
104A : 베어링 104B : 와셔
104C : 고정축 105 : 제2 지지 베어링
105A : 베어링 105B : 와셔
105C : 고정축 106 : 제3 지지 베어링
106A : 베어링 106B : 와셔
106C : 고정축 107 : 내륜 기어
107A : 고정축 108 : 제1 동력전달 기어
108A : 고정축 109 : 제2 동력전달 기어
109A : 고정축 110 : 외륜 기어
111 : 내륜 112 : 외륜
113 : 내륜 이동 속도 114 : 외륜 회전속도
115 : 유체 116 : 유체 회전속도
117 : 유체 층류 간의 전단력 118 : 모터
119 : 모터 기어 120 : 회전속도 센서
121 : 내륜 벨트 풀리 122 : 제1 벨트 풀리
123 : 2구간형 회전방향 변환 축
124 : 외륜 벨트 풀리
125 : 내륜 벨트 126 : 역방향 회전 커넥터
127 : 외륜 벨트 128 : 유체분사 진입구
129 : 유체 배출구 130 : 메인 베어링 세트
131 : 메인 베어링 132 : 고정대

Claims (10)

  1. 선회 베어링의 내륜과 외륜의 회전 방향 및 속도를 조절하는 기구에 있어서,
    베이스와, 베이스를 관통하는 메인 베어링 세트와, 베이스에 설치되어 메인 베어링 세트 주위에 위치하는 다수 개의 지지 선회 베어링과, 동력전달 기구를 포함하고;
    상기 메인 베어링 세트는 적어도 하나의 메인 베어링을 포함하고, 상기 메인 베어링은 축과 연결되는 내륜과, 외륜과, 다수 개의 구름운동 어셈블리를 포함하고;
    상기 메인 베어링 세트에는 동력전달 기구가 설치되어 외륜과 내륜이 서로 반대 방향으로 양자의 선형속도가 구름운동 부재의 접선 속도와 같거나 거의 비슷한 회전을 하도록 하는 것을 특징으로 하는 선회 베어링의 내륜과 외륜의 회전 방향 및 속도를 조절하는 기구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 동력전달 기구가 모터 및 회전속도 센서인 것을 특징으로 하는 선회 베어링의 내륜과 외륜의 회전 방향 및 속도를 조절하는 기구.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 동력전달 기구는 전송 벨트인 것을 특징으로 하는 선회 베어링의 내륜과 외륜의 회전 방향 및 속도를 조절하는 기구.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 동력전달 기구가 기어 세트인 것을 특징으로 하는 선회 베어링의 내륜과 외륜의 회전 방향 및 속도를 조절하는 기구.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 메인 베어링이 볼 베어링, 롤러 베어링 혹은 니들 베어링인 것을 특징으로 하는 선회 베어링의 내륜과 외륜의 회전 방향 및 속도를 조절하는 기구.
  6. 선회 베어링의 내륜과 외륜의 회전 방향 및 속도를 조절하는 기구에 있어서,
    베이스와, 베이스를 관통하는 메인 베어링 세트와, 베이스에 설치되어 메인 베어링 세트 주위에 위치하는 다수 개의 지지 선회 베어링과, 동력전달 기구를 포함하고;
    상기 메인 베어링 세트는 적어도 하나의 메인 베어링을 포함하고, 상기 메인 베어링은 축과 연결되는 내륜과, 외륜과, 유체를 포함하고;
    상기 메인 베어링 세트에는 동력전달 기구가 설치되어 외륜과 내륜이 동일한 방향으로 양자의 선형속도가 같거나 거의 비슷한 회전을 하도록 하는 것을 특징으로 하는 선회 베어링의 내륜과 외륜의 회전 방향 및 속도를 조절하는 기구.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 동력전달 기구가 모터 및 회전속도 센서인 것을 특징으로 하는 선회 베어링의 내륜과 외륜의 회전 방향 및 속도를 조절하는 기구.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 동력전달 기구가 전송 벨트인 것을 특징으로 하는 선회 베어링의 내륜과 외륜의 회전 방향 및 속도를 조절하는 기구.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 동력전달 기구가 기어 세트인 것을 특징으로 하는 선회 베어링의 내륜과 외륜의 회전 방향 및 속도를 조절하는 기구.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 메인 베어링이 유압 베어링이나 공기 베어링인 것을 특징으로 하는 선회 베어링의 내륜과 외륜의 회전 방향 및 속도를 조절하는 기구.
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