KR20170045661A - 구름베어링 및 구름베어링용 씰 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 구름베어링은 내륜과, 상기 내륜의 반경 방향 외측에 구비되며 반경 방향 내측에 씰삽입면이 형성된 외륜과, 상기 내륜과 외륜의 사이에 구비되는 전동체와, 상기 내륜과 외륜의 사이에 구비되어 씰링을 수행하며 본체와 보강부재로 구성된 씰을 포함하여 이루어지며; 상기 본체는 반경 방향 외측에 씰삽입면에 삽입되는 안착부를 구비하고, 상기 안착부에는 일측으로 요입 형성된 완충홈이 형성된 것을 특징으로 하는 구름베어링을 제공한다.

Description

구름베어링 및 구름베어링용 씰{Rolling bearing and Seal for rolling bearing}
본 발명은 구름베어링 및 구름베어링용 씰에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내륜과 외륜의 사이에 설치되어 씰링을 하는 구름베어링용 씰 및 이를 구비한 구름베어링에 관한 것이다.
일반적으로, 구름베어링은 볼 또는 롤러와 같은 전동체를 이용하여 구름 접촉에 의해 축을 회전 가능하게 지지하는 장치이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 구름베어링(1)은 내륜(11)과 외륜(13) 사이에 다수의 전동체(17)가 배열되고, 내륜(11)과 외륜(13) 사이의 측방향 개구부를 커버하여 밀봉을 수행하는 씰(15)을 구비한다.
선 출원된 대한민국 공개특허공보 제2003-0021419호(2003.03.15)에는 구름베어링의 씰링장치가 개시된바 있다. 도 3은 종래의 구름베어링을 도시한 부분 단면도이고, 도 4는 도 3에서 내륜과 외륜과 씰을 도시한 일부 단면도이다.
도 3 및 도 4에서 베어링에 설치된 씰은 변형 전 형태를 외륜 및 내륜에 오버랩 되도록 도시한 것이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 종래의 구름베어링(1)은 내륜(11)과 외륜(13) 사이에 구비된 전동체(17)를 소정의 간격으로 유지시키도록 리테이너(19)를 포함한다.
씰(15)은 본체(153)와 보강부재(151)로 이루어진다. 보강부재(151)는 환형상으로 이루어지며, 반경 방향 외측 단부가 축 방향 내측으로 절곡 연장된다. 보강부재(151)는 금속재질로 이루어진다. 본체(153)는 환형상으로 이루어지며, 안착부(1533) 및 씰립부(1531)를 구비한다. 본체(153)는 보강부재(151)의 축 방향 내측면의 일부와 축 방향 외측면을 감싸도록 구비된다. 상기 본체(153)는 고무와 같은 엘라스토머 재질로 이루어진다.
씰립부(1531)는 본체(153)의 반경 방향 내측에 구비되며, 분지되어 연장 형성된다. 씰립부(1531)의 단부는 내륜(11)의 외경면에 밀착된다. 안착부(1533)는 본체(153)의 반경 방향 외측에 구비되며, 외륜(13)의 씰삽입면(131)에 삽입된다. 씰삽입면(131)은 외륜(13)의 반경 방향 내측에 오목하게 요입 형성된다.
상기 구름베어링용 씰(15)은 안착부(1533)의 체적이 외륜(13)의 씰삽입면(131)의 홈보다 상대적으로 크게 형성되어, 외륜(13)과 씰(15)의 조립 시 압입 저항력이 과대하게 발생함에 따라 조립이 어렵고, 안착부(1533)의 과도한 변형이 발생함에 따라 조립 후 씰삽입면(131)에서 견고하게 고정되지 못하는 문제점이 있었다. 또한 안착부(1533)의 크기를 감소시키는 경우 씰삽입면(131)에 안착부(1533)가 밀착되지 못하여 쉽게 이탈되는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제2003-0021419호(2003.03.15)
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 외륜과 씰의 조립 시 압입 저항력을 감소시키고 씰의 체적 대비 외륜과의 접촉 면적을 증가시킨 구름베어링 및 구름베어링용 씰을 제공한다.
상기와 같은 목적을 위하여 본 발명은 내륜과, 상기 내륜의 반경 방향 외측에 구비되며 반경 방향 내측에 씰삽입면이 형성된 외륜과, 상기 내륜과 외륜의 사이에 구비되는 전동체와, 상기 내륜과 외륜의 사이에 구비되어 씰링을 수행하며 본체와 보강부재로 구성된 씰을 포함하여 이루어지며; 상기 본체는 반경 방향 외측에 씰삽입면에 삽입되는 안착부를 구비하고, 상기 안착부에는 일측으로 요입 형성된 완충홈이 형성된 것을 특징으로 하는 구름베어링을 제공한다.
상기에서, 안착부의 외면은 외향으로 만곡지게 형성되며 씰삽입면에 접하여 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기에서, 완충홈은 축 방향 외측으로 개구된 것을 특징으로 한다.
상기에서, 보강부재는 반경 방향 외측에 축 방향으로 내향 경사지게 절곡 연장된 제1 절곡부를 구비하며, 상기 완충홈을 이루는 반경 방향 내면은 제1 절곡부와 나란하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 안착부는 단부에 축 방향 외측을 향하도록 절곡되어 연장된 걸림부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기에서, 완충홈의 반경 방향 내면은 제1 절곡부의 반경 방향 외면에 의하여 형성된 것을 특징으로 한다.
상기에서 안착부는 걸림부 외면의 축 방향 내측 단부에서 반경 방향 외향하여 볼록하게 만곡된 형성된 제1 굴곡면을 가지며, 상기 걸림부는 안착부의 외경으로부터 반경 방향 내측으로 위치하여 구비되며; 상기 외륜은 씰삽입면의 축 방향 내측 단부로부터 반경 방향 내향하여 연장된 안착면을 가지며; 상기 안착부는 축 방향 내측에 축 방향 내향하여 외륜의 안착면에 접하여 구비되는 수평면을 가지며, 수평면에서 걸림부의 축 방향 내측 단부까지의 축 방향 거리는 외륜의 안착면으로부터 안내면의 축 방향 내측 단부까지의 축 방향 거리보다 작거나 같게 형성된 것을 특징으로 한다.
환형상으로 이루어지고 내륜과 외륜의 사이에 구비되어 씰링을 수행하며, 본체와 보강부재로 구성된 구름베어링용 씰에 있어서; 상기 본체는 반경 방향 외측에 외륜의 씰삽입면에 삽입되는 안착부를 구비하고, 상기 안착부에는 일측으로 요입 형성된 완충홈이 형성된 것을 특징으로 하는 구름베어링용 씰을 제공한다.
상기에서, 완충홈은 축 방향 외측으로 개구되며, 상기 보강부재는 반경 방향 외측에 축 방향으로 내향 경사지게 절곡 연장된 제1 절곡부를 구비하며; 상기 완충홈의 반경 방향 내면은 제1 절곡부와 나란하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 안착부는 단부에 축 방향 외측으로 절곡되어 연장된 걸림부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 구름베어링 및 구름베어링용 씰은 외륜과 씰의 조립시 압입 저항력을 저감시켜 조립이 용이하고, 조립시 변형이 최소화되며, 조립 후 씰삽입면에서 견고하게 고정된다.
또한, 안착부는 축 방향 두께의 축소가 가능하여 베어링 내부 설계의 허용 여유 폭이 증대되고, 씰의 체적 대비 외륜과 씰의 접촉면적을 증가시켜, 고정력을 향상시킴과 아울러 내부 압력 증가나 축 방향 하중 및 진동에 의한 씰의 이탈이 방지된다.
도 1은 종래의 구름베어링을 도시한 사시도이고,
도 2는 종래의 구름베어링을 부분 절개하여 도시한 사시도이며,
도 3은 종래의 구름베어링을 도시한 부분 단면도이고,
도 4는 도 3에서 내륜과 외륜과 씰을 도시한 일부 단면도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 구름베어링을 도시한 부분 단면도이고,
도 6은 도 5의 분리 단면도이며,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 구름베어링용 씰을 도시한 단면도이고,
도 8은 도 5의 변형 예에 따른 구름베어링을 도시한 부분 단면도이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 구름베어링 및 구름베어링용 씰에 대하여 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 구름베어링을 도시한 부분 단면도이고, 도 6은 도 5의 분리 단면도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 구름베어링용 씰을 도시한 단면도이다.
도 5 및 도 8에서 베어링에 설치된 씰은 변형 전 형태를 외륜 및 내륜에 오버랩 되도록 도시한 것이다.
도 5의 좌우 방향이 반경 방향이며, 상하 방향이 축 방향이다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 구름베어링(7)은 내륜(71)과, 내륜(71)의 반경 방향 외측에 구비되며 반경 방향 내측에 씰삽입면(735)이 형성된 외륜(73)과, 내륜(71)과 외륜(73)의 사이에 구비되는 전동체(도시하지 않음)와, 내륜(71)과 외륜(73)의 사이에 구비되어 씰링을 수행하며 본체(93)와 보강부재(91)로 구성된 씰(9)을 포함하여 이루어진다.
상기 내륜(71)과 외륜(73)의 사이에는 리테이너(도시하지 않음)가 구비되어 궤도를 따라 배열된 전동체들 사이의 간격을 유지시킨다. 내륜(71)의 궤도와 외륜(73)의 궤도는 반경 방향으로 서로 마주하고 있으며, 내륜(71)의 궤도와 외륜(73)의 궤도 사이에 전동체가 다수 개 배열되고 전동체의 축 방향 양측으로 씰(9)이 구비된다.
씰(9)의 본체(93)는 반경 방향 외측에 씰삽입면(735)에 삽입되는 안착부(933)를 구비하며, 안착부(933)에는 일측으로 요입 형성된 완충홈(935)이 형성된다. 안착부(933)의 외면은 외향으로 만곡지게 형성되며, 베어링에 설치 시 씰삽입면(735)에 접하여 구비된다. 본체(93)는 환형상으로 이루어지며, 보강부재(91)의 반경 방향 내측 단부 및 외측 단부와 축 방향 외면을 감싸도록 구비된다. 본체(93)는 고무와 같은 연성 소재로 이루어질 수 있다. 상기 본체(93)는 보강부재(91)의 축 방향 내면의 전부 또는 일부를 더욱 감싸도록 구비될 수 있다.
반경 방향으로 내륜(71)과 마주하는 외륜(73)의 내경면에는 축 방향 외측에서 반경 방향 내향하여 연장된 안내면(731)이 형성되며, 안내면(731)의 축 방향 내측 단부로부터 반경 방향으로 외향 경사져 연장된 경사면(733)이 형성된다. 상기 안내면(731)은 반경 방향 내향하여 직선으로 연장된 환형면으로 형성될 수 있고, 반경 방향 내향 볼록한 형태로 형성될 수도 있다. 씰삽입면(735)은 경사면(733)의 축 방향 내측 단부로부터 반경 방향 외향 만곡 연장되어 오목하게 형성되며, 씰삽입면(735)의 축 방향 내측 단부로부터 반경 방향 내향하여 연장된 안착면(737)이 형성된다. 상기 안착면(737)은 원통형을 이룬다.
안착부(933)는 단부에는 축 방향 외측을 향하도록 절곡되어 연장된 걸림부(9331)를 구비한다. 상기 안착부(933)에는 걸림부(9331) 외면의 축 방향 내측 단부에서 반경 방향 외향하여 볼록하게 만곡된 제1 굴곡면(9333)이 형성된다. 제1 굴곡면(9333)은 외륜(73)에 씰(9)이 조립될 때, 외륜(73)의 경사면(733)에 밀착 접촉된다. 상기 걸림부(9331)는 안착부(933)의 외경으로부터 반경 방향 내향한 위치에 형성된다. 상기 안착부(933)는 걸림부(9331)보다 반경 방향 외향으로 더 돌출된 구조를 가진다.
제1 굴곡면(9333)의 축 방향 내측 단부로부터 축 방향 내향 연장되며 반경 방향 외향 만곡된 제2 굴곡면(9335)이 연장 형성된다. 상기 제2 굴곡면(9335)은 외륜(73)에 씰(9)이 조립될 때, 외륜(73)의 씰삽입면(735)에 밀착 접촉된다. 제2 굴곡면(9335)의 축 방향 내측 단부로부터 반경 방향 내향 연장된 수평면(9337)이 연장 형성된다. 수평면(9337)은 외륜(73)에 씰(9)이 조립될 때, 외륜(73)의 안착면(737)에 밀착 접촉된다. 상기 수평면(9337)으로부터 걸림부(9331)의 축 방향 내측 단부까지의 거리는 외륜(73)의 안착면(737)으로부터 안내면(731)의 축 방향 내측 단부까지의 거리보다 작거나 같게 형성된다.
안착부의 단부에 축방향 외향한 걸림부가 구비됨으로써, 안착부가 씰삽입홈에 삽입되었을 때, 안착부와 안내면 사이에 발생될 수 있는 틈새를 최소화할 수 있다.
보강부재(91)는 환형상으로 이루어지며, 씰(9)의 본체(93)의 내측에 구비되어 본체(93)의 형태를 유지시키고 강도를 보강하는 기능을 한다. 보강부재(91)는 합성수지, 금속과 같은 강질의 소재로 이루어질 수 있다.
상기 보강부재(91)는 반경 방향 외측에 축 방향으로 내향 경사지게 절곡 연장된 제1 절곡부(913)를 구비하며, 반경 방향 내측에 축 방향으로 내향 경사지게 절곡 연장된 제2 절곡부(911)를 구비한다.
제1 절곡부(913)와 제2 절곡부(911)는 모두 동일한 방향, 즉, 축 방향으로 내향되게 절곡된다. 도 7을 참조하면, 제1 절곡부(913)는 보강부재(91)의 반경 방향 외측 단부로부터 축 방향 내향하여 절곡 연장되며, 제2 절곡부(911)는 보강부재(91)의 반경 방향 내측 단부로부터 축 방향 내향하여 절곡 연장된다.
상기 제1 절곡부(913)의 절곡 각도(a)와 제2 절곡부(911)의 절곡 각도(b)는 예각으로 형성되며, 45°보다 작게 형성된다. 상기 제1 절곡부(913)는 경사 형성되며 반경 방향 외향하는 외면과 경사 형성되며 반경 방향 내향하는 내면을 가진다.
제1 절곡부(913)와 제2 절곡부(911)가 모두 축 방향 내측으로 경사지게 절곡 형성된 구조는 조립시 변형을 최소화하며 구조적으로 안정성을 향상시킨다. 절곡부의 경사 구조는 씰(9)의 축 방향 및 반경 방향으로의 하중을 모두 지지한다.
상기 완충홈(935)은 안착부(933)에 축 방향 외측으로 개구되어 형성된다. 바람직하게는, 완충홈(935)의 반경 방향 내면(935a)은 제1 절곡부(913)와 나란한 방향으로 형성된다. 제1 절곡부(913)가 완충홈(935)으로 노출되어 상기 완충홈(935)의 반경 반향 내면(935a)은 제1 절곡부(913)의 반경 방향 외면으로 형성될 수도 있다.
외륜(73)에 씰(9)을 조립시 연성 소재의 본체(91)는 압입력을 받아 형태가 변형되며, 완충홈(935)은 본체(91)가 받는 압입력을 완충하는 작용을 한다. 외륜(73)에 씰(9)을 조립하기 이전의 완충홈(935)은 개구의 입구측이 넓도록 오목한 형상을 갖고 있으며, 외륜(73)에 씰(9)을 조립하면서 그 형태가 오므라져 압입력을 완충시킨다.
제1 절곡부(913)의 구성과 더불어 제1 절곡부(913)의 절곡 방향과 나란하게 형성된 완충홈(935)의 개구 방향은 외륜(73)과 씰(9)의 조립시 본체(91)가 받는 압입력을 최대한 제1 절곡부(913)가 지지하게 하여, 완충홈(935)의 반경 방향 외측 부분에서 안착부(933)가 변형되도록 하여 고정력의 향상을 기대할 수 있다.
완충홈(935)이 형성된 안착부(933)는 외륜(73)과 씰(9)의 조립시 압입 저항력을 저감시켜 조립이 용이하게 되며, 조립시 변형이 최소화되며, 조립 후 씰삽입면(735)에 견고하게 밀착 고정된다.
또한, 안착부(933)는 축 방향 두께의 축소가 가능하여 베어링 내부 설계의 허용 여유 폭이 증대되고, 씰(9)의 체적 대비 외륜(73)과 씰(9)의 접촉면적을 증가시켜, 고정력을 향상시킴과 아울러 내부 압력 증가나 축 방향 하중 및 진동에 의한 씰의 이탈을 방지한다.
본체(93)는 반경 방향 내측 단부로부터 내륜(71)의 단면(711)을 향해 연장 형성된 씰립부(931)를 구비한다. 씰립부(931)는 외륜(73)에 씰(9)이 고정된 상태에서 내륜(71)의 외경면(711)에 밀착 접촉됨으로써 씰링을 수행한다. 씰립부(931)는 제2 절곡부(911)의 절곡 방향과 나란하게 본체(93)의 반경 방향 내측 단부로부터 축 방향 내측으로 연장 형성될 수 있다.
도 8은 도 5의 변형 예에 따른 구름베어링을 도시한 부분 단면도이다. 도 8에 도시된 것처럼, 씰립부(9311, 9313)는 본체(93)의 반경 방향 내측에 구비되며, 단부가 연장 형성될 수 있다. 씰립부(9311, 9313)의 어느 하나 이상은 내륜(71)에 접촉된다.
지금까지 본 발명에 따른 구름베어링 및 구름베어링용 씰은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
7: 구름베어링
71: 내륜 73: 외륜
731: 안내면 733: 경사면
735: 씰삽입면 737: 안착면
9: 씰
91: 보강부재 913: 제1 절곡부
911: 제2 절곡부 93: 본체
931: 씰립부 933: 안착부
9331: 걸림부 9333: 제1 굴곡면
9335: 제2 굴곡면 9337: 수평면

Claims (10)

  1. 내륜(71)과, 상기 내륜(71)의 반경 방향 외측에 구비되며 반경 방향 내측에 씰삽입면(735)이 형성된 외륜(73)과, 상기 내륜(71)과 외륜(73)의 사이에 구비되는 전동체와, 상기 내륜(71)과 외륜(73)의 사이에 구비되어 씰링을 수행하며 본체(93)와 보강부재(91)로 구성된 씰(9)을 포함하여 이루어지며; 상기 본체(93)는 반경 방향 외측에 씰삽입면(735)에 삽입되는 안착부(933)를 구비하고, 상기 안착부(933)에는 일측으로 요입 형성된 완충홈(935)이 형성된 것을 특징으로 하는 구름베어링.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 안착부(933)의 외면은 외향으로 만곡지게 형성되며 씰삽입면(735)에 접하여 구비되는 것을 특징으로 하는 구름베어링.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 완충홈(935)은 축 방향 외측으로 개구된 것을 특징으로 하는 구름베어링.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 보강부재(91)는 반경 방향 외측에 축 방향으로 내향 경사지게 절곡 연장된 제1 절곡부(913)를 구비하며, 상기 완충홈(935)을 이루는 반경 방향 내면(935a)은 제1 절곡부(913)와 나란하게 형성되는 것을 특징으로 하는 구름베어링.
  5. 제3 항에 있어서, 상기 안착부(933)는 단부에 축 방향 외측을 향하도록 절곡되어 연장된 걸림부(9331)를 구비하는 것을 특징으로 하는 구름베어링.
  6. 제4 항에 있어서, 상기 완충홈(935)의 반경 방향 내면(935a)은 제1 절곡부(913)의 반경 방향 외면에 의하여 형성된 것을 특징으로 하는 구름베어링.
  7. 제5 항에 있어서, 상기 안착부(933)는 걸림부(9331) 외면의 축 방향 내측 단부에서 반경 방향 외향하여 볼록하게 만곡된 형성된 제1 굴곡면(9333)을 가지며, 상기 걸림부(9331)는 안착부(933)의 외경으로부터 반경 방향 내측으로 위치하여 구비되며; 상기 외륜(73)은 씰삽입면(735)의 축 방향 내측 단부로부터 반경 방향 내향하여 연장된 안착면(737)을 가지며; 상기 안착부(933)는 축 방향 내측에 축 방향 내향하여 외륜의 안착면(737)에 접하여 구비되는 수평면(9337)을 가지며, 수평면(9337)에서 걸림부(9331)의 축 방향 내측 단부까지의 축 방향 거리는 외륜(73)의 안착면(737)으로부터 안내면(731)의 축 방향 내측 단부까지의 축 방향 거리보다 작거나 같게 형성된 것을 특징으로 하는 구름베어링.
  8. 환형상으로 이루어지고 내륜(71)과 외륜(73)의 사이에 구비되어 씰링을 수행하며, 본체(93)와 보강부재(91)로 구성된 구름베어링용 씰(9)에 있어서; 상기 본체(93)는 반경 방향 외측에 외륜(73)의 씰삽입면(735)에 삽입되는 안착부(933)를 구비하고, 상기 안착부(933)에는 일측으로 요입 형성된 완충홈(935)이 형성된 것을 특징으로 하는 구름베어링용 씰.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 완충홈(935)은 축 방향 외측으로 개구되며, 상기 보강부재(91)는 반경 방향 외측에 축 방향으로 내향 경사지게 절곡 연장된 제1 절곡부(913)를 구비하며; 상기 완충홈(935)의 반경 방향 내면(935a)은 제1 절곡부(913)와 나란하게 형성되는 것을 특징으로 하는 구름베어링용 씰.
  10. 제8 항에 있어서, 상기 안착부(933)는 단부에 축 방향 외측으로 절곡되어 연장된 걸림부(9331)를 구비하는 것을 특징으로 하는 구름베어링용 씰.
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US20220349445A1 (en) * 2021-05-03 2022-11-03 Aktiebolaget Skf Sealing device made of plastics material for a bearing unit

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