KR20160082827A - 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링 - Google Patents

마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링 Download PDF

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KR20160082827A KR1020140192344A KR20140192344A KR20160082827A KR 20160082827 A KR20160082827 A KR 20160082827A KR 1020140192344 A KR1020140192344 A KR 1020140192344A KR 20140192344 A KR20140192344 A KR 20140192344A KR 20160082827 A KR20160082827 A KR 20160082827A
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Abstract

마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링은: 고정체에 결합되는 외륜부와, 회전축이 관통되고 회전축과 접촉되어 회전되는 내륜부와, 외륜부와 내륜부 사이에 위치되고 복수개의 홀부가 형성되는 리테이너부 및 복수개의 홀부에 삽입되어 정렬되고 내륜부와 접촉되어 회전되는 롤러부를 포함하고, 롤러부의 회전중심축은 리테이너부와 내륜부의 사이에 위치하며 회전중심축과 회전축의 경사각은 예각을 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링{FRICTION REDUCTION TYPE TAPER ROLLER BEARING}
본 발명은 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 롤러의 마찰을 억제하여 열에 의한 롤러의 손상을 방지하고, 작동성이 개선되는 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링에 관한 것이다.
일반적으로 베어링(bearing)은 회전하고 있는 기계의 축(軸)을 일정한 위치에 고정시키고 축의 자중과 축에 걸리는 하중을 지지하면서 축을 회전시키는 역할을 하는 기계요소로서, 축받이라고도 한다.
베어링의 종류를 살펴보면, 베어링과 접촉하고 있는 축(軸) 부분을 저널(Journal)이라고 하며, 그 접촉상태에 따라 미끄럼베어링(sliding bearing)과 구름베어링(rolling bearing)의 두 종류로 분류한다.
미끄럼베어링은 베어링이 저널부의 표면 전부 또는 표면의 일부를 둘러싼 것 같이 되어 있으며, 베어링과 저널의 접촉면 사이에는 보통 윤활유가 있다. 이 베어링은 면과 면이 접촉하기 때문에 축이 회전할 때 마찰저항이 구름베어링보다 크지만 하중을 지지하는 능력은 일반적으로 크다.
구름베어링은 축과 베어링의 볼(Ball) 또는 롤러(Roller)가 접촉하며 축이 회전하면 볼 또는 롤러도 같이 회전하기 때문에 마찰저항은 작다. 회전하는 기계축에는 하중이 축과 수직으로 걸리는 경우와 축방향으로 걸리는 경우가 있으며, 베어링은 이와 같은 하중에 견디면서 회전운동을 확실히 해야 한다.
한편, 구름베어링 중에서 롤러 베어링의 범주에 속하는 테이퍼 베어링(taper bearing)을 자세히 살펴보면, 테이퍼 베어링의 구성은 롤러(roller)와 내륜(inner ring), 외륜(outer ring), 리테이너(retainer)로 되어있으며, 이러한 각각의 구성품들은 설치 이후 작동시 서로 간에 지속적인 마찰로 인하여 표면피로마모가 발생하는 문제가 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2012-0055525호(2012.05.31 공개, 발명의 명칭 : 하이브리드 테이퍼 베어링)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 롤러의 마찰을 억제하여 열에 의한 롤러의 손상을 방지하고, 작동성이 개선되는 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링은: 고정체에 결합되는 외륜부와, 회전축이 관통되고 회전축과 접촉되어 회전되는 내륜부와, 외륜부와 내륜부 사이에 위치되고 복수개의 홀부가 형성되는 리테이너부 및 복수개의 홀부에 삽입되어 정렬되고 내륜부와 접촉되어 회전되는 롤러부를 포함하고, 롤러부의 회전중심축은 리테이너부와 내륜부의 사이에 위치하며 회전중심축과 회전축의 경사각은 예각을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한 외륜부는, 외측 둘레를 따라 단차를 형성하며 고정체에 걸리는 걸림턱부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한 내륜부는 롤러부와의 마찰 억제를 위해 윤활제를 저장하는 공간을 구비하는 것이 바람직하다.
또한 내륜부는 회전축과 접촉되는 원띠 형상의 회전체와, 회전체의 양단부에서 외측방향으로 각각 돌출되어 롤러부의 단부를 커버하는 돌기체 및 회전체의 외측에 형성되고 윤활제를 저장하는 홈을 갖는 저장체를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 저장체는 회전체의 외주면을 따라 링 형상의 홈을 복수개 형성하는 것이 바람직하다.
또한 저장체는 회전체의 외주면에 복수개의 반구 형상을 형성하는 것이 바람직하다.
또한 저장체는 회전체의 외주면에 복수개의 나선형 홈을 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링은 내륜부에 윤활제 저장 공간이 형성되므로 내륜부와 롤러부간의 마찰을 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링은 내륜부와 외륜부 사이에 있는 롤러부의 마찰이 억제되어 내륜부의 회전성이 개선될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링에서 외륜부가 분리된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링에서 내륜부의 외주면을 따라 저장체가 형성된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링에서 내륜부에 반구 형상의 저장체가 형성된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링에서 내륜부에 사선 형상의 저장체가 형성된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링을 개략적으로 나타내는 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링에서 외륜부가 분리된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링의 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링을 개략적으로 나타내는 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링에서 내륜부의 외주면을 따라 저장체가 형성된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링(1)은, 고정체(100)에 결합되는 외륜부(10)와, 회전축(200)이 관통되고 회전축(200)과 접촉되어 회전되는 내륜부(20)와, 외륜부(10)와 내륜부(20) 사이에 위치되고 복수개의 홀부(31)가 형성되는 리테이너부(30) 및 복수개의 홀부(31)에 삽입되어 정렬되고 내륜부(20)와 접촉되어 회전되는 롤러부(40)를 포함하고, 롤러부(40)의 회전중심축(42)은 리테이너부(30)와 내륜부(20)의 사이에 위치하며 회전중심축(42)과 회전축(200)의 경사각(A)은 예각을 형성하는 것을 특징으로 한다.
외륜부(10)는 고정체(100)에 결합되어 위치가 고정된다. 일 예로, 외륜부(10)는 링 형상을 하고 외측면이 고정체(100)와 결합된다. 또한 외륜부(10)는 외측 둘레를 따라 단차를 형성하며 고정체(100)에 걸리는 걸림턱부(15)를 더 포함하므로 외륜부(10)가 고정체(100)에 고정되는 구조강성을 보다 강화할 수 있다.
내륜부(20)는 회전축(200)을 감싸도록 형성되어, 회전축(200)이 내륜부(20)를 관통한다. 내륜부(20)는 회전축(200)과 접촉되고, 회전축(200)과 연동되어 회전된다. 일 예로, 내륜부(20)는 링 형상을 하며, 외륜부(10)의 내경보다 길이가 짧은 외경을 갖는다. 또한 내륜부(20)는 롤러부(40)와의 마찰 억제를 위해 윤활제를 저장하는 공간을 구비하므로 롤러부(40)의 회전이 보다 용이하게 이루어진다.
리테이너부(30)는 외륜부(10)와 내륜부(20) 사이에 위치된다. 리테이너부(30)에는 복수개의 홀부(31)가 형성된다. 일 예로, 리테이너부(30)는 링 형상을 하되, 리테이너부(30)의 외경은 외륜부(10)의 내경보다 짧고, 리테이너부(30)의 내경은 내륜부(20)의 외경보다 길게 형성된다. 리테이너부(30)의 외주면을 따라 형성되는 홀부(31)는 사각 형상을 한다.
롤러부(40)는 홀부(31)에 각각 삽입되어 리테이너부(30)의 외주면을 따라 정렬된다. 일 예로, 롤러부(40)의 직경은 홀부(31)의 폭보다 길게 형성되어, 리테이너부(30)의 내측에서 홀부(31)에 삽입되는 롤러부(40)는 일부가 리테이너부(30)의 외측으로 돌출된다. 그리고, 롤러부(40)는 리테이너부(30)에 걸려 외부로의 이탈이 제한된다. 한편, 롤러부(40)는 내륜부(20)와 접촉되어 회전된다.
한편 롤러부(40)의 회전중심축(42)은 리테이너부(30)와 내륜부(20)의 사이에 위치하며 회전중심축(42)과 회전중심축(42)은 예각을 형성하므로 롤러부(40)로 전달되는 하중이 분산되어 롤러부(40)의 내구성이 증가한다.
내륜부(20)에는 롤러부(40)와의 마찰을 억제하는 윤활제가 저장된다. 즉, 내륜부(20)에 윤활제가 저장된 상태에서 회전축(200)이 회전되면, 회전축(200)과 연동되어 내륜부(20)가 회전되고, 내륜부(20)에 저장된 윤활제가 지속적으로 배출되어 내륜부(20)와 롤러부(40)의 마찰이 억제된다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 내륜부(20)는 회전축과 접촉되는 원띠 형상의 회전체(21)와, 회전체(21)의 양단부에서 외측방향으로 각각 돌출되어 롤러부(40)의 단부를 커버하는 돌기체(22)와, 회전체(21)의 외측에 형성되고 윤활제를 저장하는 홈을 갖는 저장체(23)를 포함한다.
회전체(21)는 회전축(200)을 감싸도록 원띠 형상을 하고, 내측면이 회전축(200)과 접촉된다. 이로 인해, 회전축(200)과 연동되어 회전체(21)가 회전될 수 있다. 회전체(21)의 외측에는 경사면(28)이 형성되고, 롤러부(40)는 경사면(28)과 접촉되어 경사지게 배치된다.
돌기체(22)는 회전체(21)의 양단부에서 외측방향으로 각각 돌출되어 롤러부(40)의 양단부를 커버한다. 돌기체(22)는 롤러부(40)의 일부를 커버하여 롤러부(40)의 이탈을 제한할 수 있다.
저장체(23)는 회전체(21)의 외측에 형성되고 윤활제를 저장하도록 홈이 형성된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 저장체(23)는 회전체(21)의 외주면을 따라 링 형상의 홈을 복수개 형성한다. 또한 저장체(23)는 복수개가 병렬로 배치될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링에서 내륜부에 반구 형상의 저장체가 형성된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 저장체(24)는 회전체(21)의 외주면에 복수개의 반구형상을 형성할 수 있다. 반구 형상의 홈을 갖는 저장체(24)는 내륜부(20)의 회전체(21) 외측에 복수개가 직렬 또는 병렬로 배치될 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링에서 내륜부에 사선 형상의 저장체가 형성된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 7을 참조하면, 저장체(25)는 회전체(21)의 외주면에 복수개의 저장체(25)가 사선 형상의 홈을 형성하며 회전체(21)의 둘레를 따라 형성됨을 알 수 있다. 저장체(25)는 회전체(21)의 외주면에 복수개의 나선형 홈을 형성하므로 롤러부(40)의 윤활이 보다 용이하게 이루어진다.
상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링(1)의 작동을 설명하면 다음과 같다.
회전축(200)이 내륜부(20)를 관통하고, 외륜부(10)가 고정체(100)에 결합되며, 외륜부(10)와 내륜부(20) 사이에는 리테이너부(30)가 배치된다. 리테이너부(30)에 형성되는 홀부(31)에는 롤러부(40)가 장착된다.
상기한 상태에서 회전축(200)이 회전되면, 회전축(200)과 접촉된 내륜부(20)가 회전되고, 내륜부(20)와 접촉된 롤러부(40)가 회전된다.
내륜부(20)에는 저장체(23)가 내장되고, 저장체(23)는 홈이 형성되어 점성을 갖는 윤활제가 저장된다. 저장체(23)가 홈 형상으로 이루어지므로, 경사면(28)과 롤러부(40)의 접촉면적이 줄어들어 롤러부(40)와 접한 부분의 마찰이 억제될 수 있다.
한편, 회전축(200)과 연동되어 내륜부(20)가 회전되면, 원심력에 의해 저장체(23)에 저장된 윤활제가 지속적으로 내륜부(20)와 롤러부(40)의 접촉지점으로 공급되어 롤러부(40)와 접하는 부분의 마찰을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링(1)은 내륜부(20)에 윤활제 저장을 위한 저장 공간이 형성되므로, 내륜부(20)와 롤러부(40)간의 마찰을 지속적으로 억제할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링(1)은 내륜부(20)와 롤러부(40)의 마찰이 억제되어, 내륜부(20)의 회전성이 개선될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링
10: 외륜부 15: 걸림턱부
20: 내륜부 21: 회전체 22: 돌기체 23,24,25: 저장체 28: 경사면
30: 리테이너부 31: 홀부
40: 롤러부 42: 회전중심축
100: 고정체
200: 회전축
A: 경사각

Claims (7)

  1. 고정체에 결합되는 외륜부;
    회전축이 관통되고, 상기 회전축과 접촉되어 회전되는 내륜부;
    상기 외륜부와 상기 내륜부 사이에 위치되고 복수개의 홀부가 형성되는 리테이너부; 및
    복수개의 상기 홀부에 삽입되어 정렬되고, 상기 내륜부와 접촉되어 회전되는 롤러부를 포함하고,
    상기 롤러부의 회전중심축은 상기 리테이너부와 상기 내륜부의 사이에 위치하며, 상기 회전중심축과 상기 회전축의 경사각은 예각을 형성하는 것을 특징으로 하는 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 외륜부는, 외측 둘레를 따라 단차를 형성하며 상기 고정체에 걸리는 걸림턱부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 내륜부는 상기 롤러부와의 마찰 억제를 위해 윤활제를 저장하는 공간을 구비하는 것을 특징으로 하는 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 내륜부는 상기 회전축과 접촉되는 원띠 형상의 회전체;
    상기 회전체의 양단부에서 외측방향으로 각각 돌출되어 상기 롤러부의 단부를 커버하는 돌기체; 및
    상기 회전체의 외측에 형성되고, 윤활제를 저장하는 홈을 갖는 저장체를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 저장체는, 상기 회전체의 외주면을 따라 링 형상의 홈을 복수개 형성하는 것을 특징으로 하는 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 저장체는, 상기 회전체의 외주면에 복수개의 반구 형상을 형성하는 것을 특징으로 하는 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 저장체는, 상기 회전체의 외주면에 복수개의 나선형 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 마찰저감형 테이퍼 롤러 베어링.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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