KR20190070615A

KR20190070615A - 볼 베어링용 케이지

Info

Publication number: KR20190070615A
Application number: KR1020170171306A
Authority: KR
Inventors: 정지원; 안희훈
Original assignee: 셰플러코리아(유)
Priority date: 2017-12-13
Filing date: 2017-12-13
Publication date: 2019-06-21
Also published as: KR101992647B1

Abstract

본 발명은 원주 방향을 따라 이격되며 축 방향으로 돌출된 복수의 돌기부(110)가 구비되며, 상기 돌기부(110) 사이에 축 방향으로 오목하게 구면을 가지는 포켓(120)이 형성되고, 상기 포켓(120)은 돌기부(110) 사이에서 원주 방향으로 이격되어 복수로 형성되는 볼 베어링용 케이지(100)에 있어서;
상기 돌기부(110)는 적어도 일부분이 반경 방향 내향 경사진 형태로 형성된 볼 베어링용 케이지(100)에 관한 것이다.

Description

볼 베어링용 케이지{A Cage For Ball Bearing}

본 발명은 볼 베어링용 케이지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 작동시 특히 고속 작동시 원심력에 의한 변형이 억제되어 변형에 의한 파손 및 소음 진동이 방지되는 볼 베어링용 케이지에 관한 것이다.

볼 베어링은 베어링의 구동을 위하여 내륜과 외륜 사이에 볼을 전동체로 사용하는 베어링으로서, 일반적으로 볼 베어링에는 전동체인 볼들에 가해지는 구동하중을 고르게 분배하기 위하여 볼의 원주방향 간격을 유지시키는 케이지가 장착된다.

도 1은 종래기술의 의한 볼 베어링(2)을 도시한 부분 절개 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시한 볼 베어링에 구비되는 종래기술에 의한 케이지를 도시한 사시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 전동체인 볼(30)과 접촉하여 구동되도록 내측으로 외륜궤도(11)가 형성된 외륜(10)과, 볼(30)과 접촉하여 구동되도록 외측으로 내륜궤도(21)가 형성된 내륜(20)과, 상기 외륜(10)과 내륜(20) 사이에 위치하여 외륜궤도(11)와 내륜궤도(21)의 사이에서 구름 접촉하면서 구동되는 복수의 볼(30)과, 상기 볼(30)의 간격을 유지하도록 외륜(10)과 내륜(20) 사이에 설치되는 링형태의 케이지(40)와, 상기 케이지(40)의 축 방향 양측으로 외륜(10)과 내륜(20) 사이에 형성된 개구부에 설치되어 베어링(2)의 내부로 대기중의 먼지나 이물질이 침투하는 것을 방지하는 씰(50)로 이루어진다.

종래 기술에 의한 케이지(40)는 링 형태의 몸체부(41)와, 몸체부(41)로부터 축 방향 일측으로 돌출되며 원주 방향으로 이격된 복수의 돌기부(44)로 이루어지고, 상기 돌기부(44) 사이에 오목한 홈 형태로 구면을 가지는 포켓(43)이 형성된다. 상기 돌기부(44)의 원주 방향 양측에 포켓(43)이 형성된다.

상기 돌기부(44)의 단부의 원주 방향 양측에는 케이지(40)로부터 볼(30)의 이탈을 방지하는 지지돌출부(42)가 상향으로 연장 구비된다. 상기 지지돌출부(42)는 포켓(43)의 양측에서 구비되어 포켓(43)을 사이에 두고 단부로 갈수록 서로 가까워지는 방향으로 경사 형성된다

볼(30)을 내륜(20)과 외륜(10) 사이에 위치시키고 케이지(40)를 외륜(10)과 내륜(20) 사이에서 축 방향으로 가압하여 볼(30)이 지지돌출부(42)를 지나 포켓(43)에 삽입되어 케이지(40)의 조립이 완료된다.

베어링(2)이 회전하면 케이지(40)도 볼(30)의 전동에 따라 함께 회전하며, 도 2에 화살표로 도시한 바와 같이 회전시 원심력에 의하여 외팔보 형태의 돌기부(44)가 반경 방향 외측으로 변형되어 단부 쪽이 벌어지게 되며, 따라서 포켓(43)의 형상도 변형되어 돌기부(44) 사이에 형성된 포켓(43)에 볼(30)이 안정되게 안착되어 지지되지 않아 소음 및 진동의 원인이 되며, 고속 회전의 경우 돌기부(44)의 파손이 발생하는 문제점이 있었다. 외팔보 형태의 돌기부(44)를 가지는 케이지(40)에서 발생하는 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 축 방향으로 서로 결합되는 형태로 외팔보 형태의 돌기부(44)를 가지지 않은 케이지도 개발되나 볼(30)을 감싸는 부분이 증가하여 윤활이 원활하지 않게 되는 문제점이 발생하였다.

대한민국 공개번호 제10-2009-0065044호

본 발명은 상기와 같은 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 베어링 회전시 원심력에 의하여 케이지에 발생하는 포켓의 변형에 의한 소음, 진동을 방지하며, 케이지의 파손을 방지할 수 있는 볼 베어링용 케이지를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 위하여, 본 발명은 원주 방향을 따라 이격되며 축 방향으로 돌출된 복수의 돌기부가 구비되며, 상기 돌기부 사이에 축 방향으로 오목하게 구면을 가지는 포켓이 형성되고, 상기 포켓은 돌기부 사이에서 원주 방향으로 이격되어 복수로 형성되는 볼 베어링용 케이지에 있어서; 상기 돌기부는 적어도 일부분이 반경 방향 내향 경사진 형태로 형성된 볼 베어링용 케이지를 제공한다.

상기에서, 돌기부는 원주 방향으로 서로 이격된 포켓형성부와, 상기 포켓형성부 사이에 구비되며 반경 방향 내향 경사진 지지부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 포켓형성부는 축 방향으로 연장되며 원호형을 이루는 만곡 형태로 연장되어 볼록부가 원주 방향으로 서로 마주하며, 상기 지지부는 원주 방향 양측이 포켓형성부의 볼록부에 연결되며 반경 방향 내향하도록 연장되어 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 반경 방향 외측의 포켓형성부는 지지부의 외면보다 반경 방향 외향 돌출되며 포켓형성부와 지지부 사이의 단차는 단부로 갈수록 증가하며, 반경 방향 내측의 포켓형성부눈 지지부의 내면보다 반경 방향 내향 돌출되고 포켓형성부와 지지부 사이의 단차는 단부로 갈수록 감소하는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 포켓형성부는 축방향으로 향하여 원호형을 이루어 만곡 연장되며, 포켓형성부 사이에 구비되는 지지부는 양측면이 포켓형성부의 볼록부에 결합되는 오목한 원호형을 이루는 사다리꼴 형태로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기에서, 포켓형성부는 지지부의 단부보다 축 방향으로 더 돌출된 포켓돌출부를 구비하여, 상기 돌기부에는 포켓돌출부와 지지부의 단부에 의하여 형성된 오목부가 형성되며; 상기 지지부의 단부 일부는 축 방향으로 연장된 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르는 볼 베어링용 케이지(100)에 의하면 투입 재료를 최소화하고 윤활은 원활하게 되면서도 원심력에 의한 반경 방향 외향 변형을 억제하여 회전에 의하여 돌기부(110)가 벌어지는 것을 것으로 방지하고 포켓(120)의 형상이 유지되어, 케이지의 파손이 방지됨은 물론 포켓(120) 형상 변화로 인한 소음 진동의 증가를 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 볼 베어링을 도시한 일부 절개 사시도이며,
도 2는 볼 베어링에 구비되는 종래 기술에 의한 케이지를 도시한 사시도이며,
도 3은 본 발명에 따르는 볼 베어링용 케이지를 도시한 사시도이며,
도 4는 도 3에 도시한 볼 베어링용 케이지의 일부 사시도이며,
도 5는 도 3에 도시한 볼 베어링용 케이지의 반단면도이다.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명에 따르는 볼 베어링용 케이지에 대하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따르는 볼 베어링용 케이지를 도시한 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시한 볼 베어링용 케이지의 일부 사시도이며, 도 5는 도 3에 도시한 볼 베어링용 케이지의 반단면도이다.

설명의 편의를 위하여 도 5의 우측을 하단으로, 돌기부(110)의 자유단부인 도 5의 좌측을 상단으로 하여 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따르는 볼 베어링용 케이지(100)는 링형태로 이루어진다. 상기 볼 베어링용 케이지(100)는 플라스틱 재질로 제조된다.

본 발명에 따르는 볼 베어링용 케이지(100)에는 원주 방향을 따라 일정 간격으로 이격되어 축 방향으로 돌출된 복수의 돌기부(110)가 구비된다. 상기 돌기부(110)는 자유단부를 가지는 외팔보 형태로 구비된다. 상기 돌기부(110) 사이에 축 방향으로 오목하며 구면을 가지는 포켓(120)이 형성된다.

상기 돌기부(110)는 원주 방향으로 서로 이격되어 서로 배향하는 면이 오목하며 구면을 가지는 형태로 형성된 포켓형성부(111)와, 상기 포켓형성부(111) 사이에 구비되어 원주 방향 양측이 포켓형성부(111)에 연결된 지지부(113)로 이루어진다.

상기 돌기부(110)의 원주 방향 양측으로 포켓(120)이 형성된다. 이웃하는 돌기부(110)의 포켓형성부(111)는 서로 마주하여 내측에 구면을 가지는 오목한 형태의 포켓(120)를 형성한다. 상기 포켓형성부(111)는 원호형을 이루어 축 방향으로 돌출 연장된다. 서로 마주하여 내측에 포켓(120)을 형성하는 2개의 포켓형성부(111)는 하단측의 단부가 연결되고, 원호형을 이루어 연장되어 서로 멀어지는 방향으로 연장되다가 다시 서로 가까워지는 방향으로 연장되어 자유단부인 상단측 단부는 서로 이격된다. 서로 마주하는 2개의 포켓형성부(111)에 의하여 축 방향 일측으로 개구되며 내면에 구면을 가지는 포켓(120)이 형성된다. 상기 포켓형성부(111)는 원주 방향으로는 원호형을 이루며, 축 방향으로 연장된다. 포켓형성부(111)는 축 방향과 나란하게 연장된다.

상기 지지부(113)는 돌기부(110)를 이루는 2개의 포켓형성부(111) 사이에 구비되며 원주 방향 양측이 포켓형성부(111)에 연결된다. 상기 지지부(113)는 양측이 포켓형성부(111)에 연결되며 반경 방향 내향 경사지게 구비된다. 상기 지지부(113)의 돌출 높이는 포켓형성부(111)의 돌출 높이보다 낮아, 지지부(113)의 원주 방향 양측으로 포켓형성부(111)가 돌출된 형태로 포켓돌출부(111a)가 형성된다. 상기 지지부(113)의 단부와 원주 방향 양측의 돌출된 포켓돌출부(111a)에 의하여 돌기부(110)의 단부에 오목부(112)가 형성된다.

반경 방향으로 포켓형성부(111)의 두께는 지지부(113)의 두께보다 크게 형성된다. 상기 지지부(113)는 하단에서 포켓형성부(111)의 반경 방향 외측에 연결되고, 상단에서는 포켓형성부(111)의 반경 방향 내측에 연결되어, 상기 지지부(113)는 반경 방향 내향 경사지게 형성된다. 반경 방향으로 지지부(113)의 내측 및 외측에는 돌기부(110)를 이루는 포켓형성부(111) 사이에 오목한 홈이 형성된다.

하단에서는 포켓형성부(111)가 지지부(113)보다 반경 방향 내향 돌출되고, 상단으로 갈수록 돌출 높이는 감소한다. 지지부(113)의 상단 일부는 지지부(113)의 반경 방향 내면과 포켓형성부(111)의 반경 방향 내면이 일치하여 연속된 면을 이룬다.

하단에서는 포켓형성부(111)와 지지부(113)의 외면은 일치하여 연속된 면을 이루고, 상단으로 갈수록 포켓형성부(111)의 반경 방향 외향 돌출 높이는 증가한다.

지지부(113)의 상단 일부는 절곡되어 포켓형성부(111)와 같이 축 방향으로 연장된다. 상기 지지부(113)가 하단에서 상단으로 반경 방향 내향 경사지게 연장되고, 단부가 절곡되어 축 방향으로 연장된 형태로 형성됨으로써, 케이지(100)가 회전할 때 돌기부(110)에 원심력이 작용하는 경우에도 반경 방향 외향 변형되는 것이 억제되고, 포켓(120)의 형상 변화도 억제되어, 볼의 안정적인 지지가 유지되어 고속 회전에서의 포켓(120) 형상 변화로 인한 소음 및 진동이 커지는 것이 방지된다.

상기 지지부(113)는 원주 방향 양측이 오목하며 상단에서의 원주 방향 길이보다 하단에서의 원주 방향 길이가 긴 사다리꼴 형태로 형성된다. 상기와 같이 지지부(113)가 반경 방향 내향 경사 형성되고, 원주 방향 양측이 오목하며 하단보다 원심력이 크게 작용하는 상단의 원주 방향 길이가 긴 사다리꼴 형태로 형성됨으로써, 작동시 원심력에 의한 변형이 억제되며, 재료 투입량을 최소화하면서 제조하는 것이 가능하며, 자체 중량이 감소하게 됨으로써 원심력에 의한 변형 억제 효과가 더욱더 커지게 된다.

100: 볼 베어링용 케이지 110: 돌기부
120: 포켓

Claims

원주 방향을 따라 이격되며 축 방향으로 돌출된 복수의 돌기부가 구비되며, 상기 돌기부 사이에 축 방향으로 오목하게 구면을 가지는 포켓이 형성되고, 상기 포켓은 돌기부 사이에서 원주 방향으로 이격되어 복수로 형성되는 볼 베어링용 케이지에 있어서;
상기 돌기부는 적어도 일부분이 반경 방향 내향 경사진 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 볼 베어링용 케이지.
제1 항에 있어서, 상기 돌기부는 원주 방향으로 서로 이격된 포켓형성부와, 상기 포켓형성부 사이에 구비되며 반경 방향 내향 경사진 지지부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 볼 베어링용 케이지.
제2 항에 있어서, 상기 포켓형성부는 축 방향으로 연장되며 만곡 형태로 연장되어 볼록부가 원주 방향으로 서로 마주하며, 상기 지지부는 원주 방향 양측이 포켓형성부의 볼록부에 연결되며 반경 방향 내향하도록 연장되어 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 볼 베어링용 케이지.
제3 항에 있어서, 반경 방향 외측의 포켓형성부는 지지부의 외면보다 반경 방향 외향 돌출되며 포켓형성부와 지지부 사이의 단차는 단부로 갈수록 증가하며, 반경 방향 내측의 포켓형성부는 지지부의 내면보다 반경 방향 내향 돌출되고 포켓형성부와 지지부 사이의 단차는 단부로 갈수록 감소하는 것을 특징으로 하는 볼 베어링용 케이지.
제4 항에 있어서, 상기 포켓형성부는 축방향으로 향하여 원호형을 이루어 만곡 연장되며, 포켓형성부 사이에 구비되는 지지부는 양측면이 포켓형성부의 볼록부에 결합되는 오목한 원호형을 이루는 사다리꼴 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 볼 베어링용 케이지.
제5 항에 있어서, 상기 포켓형성부는 지지부의 단부보다 축 방향으로 더 돌출된 포켓돌출부를 구비하여, 상기 돌기부에는 포켓돌출부와 지지부의 단부에 의하여 형성된 오목부가 형성되며; 상기 지지부의 단부 일부는 축 방향으로 연장된 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 볼 베어링용 케이지.