KR20190102671A

KR20190102671A - 씰링 성능이 향상된 구름 베어링

Info

Publication number: KR20190102671A
Application number: KR1020180023435A
Authority: KR
Inventors: 박우현; 차철환
Original assignee: 셰플러코리아(유)
Priority date: 2018-02-27
Filing date: 2018-02-27
Publication date: 2019-09-04
Also published as: KR102075478B1

Abstract

본 발명에 따르는 씰링 성능이 향상된 구름 베어링은 링 형태의 내륜과 상기 내륜보다 큰 지름을 가져 반경 방향 외측으로 이격되는 링 형태의 외륜을 구비하여 내륜과 외륜 사이에서 축 방향 양측으로 개구되며, 상기 내륜과 외륜 사이에 구비되며 원주 방향을 따라 복수로 구비되는 전동체와, 전동체를 사이에 두고 내륜과 외륜 사이의 축 방향 양측 개구부에 구비되는 씰을 포함하고;
상기 외륜의 반경 방향 내측에는 오목하며 원주 방향을 따라 연장된 씰홈이 전동체를 사이에 두고 축 방향 양측에 형성되고, 상기 내륜의 반경 방향 외측에는 오목하며 원주 방향을 따라 연장된 씰립홈이 전동체를 사이에 두고 축 방향 양측에 형성되며;
상기 씰은 지지체로 작용하는 환형의 보강부재와 보강부재에 결합되는 엘라스토머 재질로 이루어진 씰본체로 이루어지고, 상기 씰본체는 반경 방향 외측에서 외향 돌출되어 상기 씰홈에 삽입되는 씰삽입부를 구비하고 반경 방향 내측에서 돌출된 하나 이상의 씰립을 구비하며; 상기 씰립 중 적어도 하나는 씰홈을 이루는 씰립면에 접하며, 씰립면에 접하는 씰립은 원주 방향의 변형 성분을 가지는 것을 특징으로 하는 씰링 성능이 향상된 구름 베어링에 관한 것이다.

Description

씰링 성능이 향상된 구름 베어링{A Rolling Bearing Having Improved Sealing}

본 발명은 구름베어링에 관한 것으로서, 베어링의 회전 토크 증가를 억제하면서도 이물질의 침입이나 윤활제의 누설을 방지할 수 있는 씰링 성능이 향상된 구름 베어링에 관한 것이다.

일반적인 베어링은 축과 하우징 사이에 구비되어, 축이나 하우징에 작용하는 하중을 지지하면서 회전 가능하게 지지하는 기계 요소이다. 베어링은 슬라이딩 베어링과 구름 베어링으로 구분되며, 구름 베어링은 전동체의 형태에 따라 볼 베어링과 롤러 베어링으로 구분된다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 베어링은 하우징에 삽입되는 외륜(3)과, 축이 삽입되는 내륜(5)과, 상기 외륜(3)과 내륜(5) 사이에서 원주 방향으로 서로 이격되어 구비되는 복수의 전동체(7)와, 상기 전동체(7) 사이의 원주 방향 간격을 유지시켜 주는 리테이너(9)와, 상기 내륜(5)과 외륜(3) 사이의 축 방향 양측으로 개구된 개구부에 설치되어 내륜(5)과 외륜(3) 사이로 이물질이 침입하는 것을 방지하고 내부에 충진되는 윤활제가 외부로 유출되는 것을 방지하는 작용을 하는 씰(10)을 포함하여 이루어진다.

상기 외륜(3)에는 궤도의 양측으로 반경 방향(도 2에서 세로 방향) 내향하여 오목하게 씰홈(31)이 형성된다. 상기 내륜(5)은 궤도의 양측으로 씰(10)의 반경 방향 내측이 접하는 씰립홈(51)이 형성된다. 상기 씰(10)은 내륜(5)과 외륜(3) 사이에서 전동체(7)의 양측으로 구비된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 구름베어링용 씰(10)은 씰본체(11)와 보강부재(13)로 이루어진다. 상기 보강부재(13)는 환형상으로 반경 방향 외측 단부가 축 방향 내향 절곡된 형태를 가진다. 상기 씰본체(11)는 환형상으로 구비되며, 씰삽입부(11-1)와, 씰립(11-3)으로 이루어진다. 상기 씰본체(11)는 보강부재(13)의 일부 또는 전부를 감싸도록 구비된다. 상기 씰삽입부(11-1)는 씰본체(11)의 반경 방향 외측에 돌출 구비되며, 상기 씰립(11-3)은 씰본체(11)의 반경 방향 내측에 돌출 구비된다. 상기 씰(10)의 씰삽입부(11-1)는 외륜(3)의 씰홈(31)에 삽입되며, 씰립(11-3)은 내륜(5)의 씰립홈(51)에 접하여 구비된다.

종래의 구름 베어링은 씰립홈(51)에 씰립(11-3)이 접하여 접촉 마찰이 발생하여 구름 베어링의 회전 토크를 크게 하는 원인이 되며, 회전 토크를 작게 하기 위하여 접촉 간섭량을 작게하거나 접촉되지 않는 상태로 하는 경우 회전 토크는 감소하나 씰링 성능이 저하되어 이물질이 침입이나 내부 윤활재의 누설로 인하여 베어링의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.

대한민국 공개번호 제10-2017-0045530호 공개특허공보

본 발명은 상기와 같은 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 씰립의 간섭량을 크게 하면서도 회전 토크의 증가를 억제하는 한편 씰싱 성능이 유지되는 씰링 성능이 향상된 구름 베어링을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따르는 씰링 성능이 향상된 구름 베어링은 링 형태의 내륜과 상기 내륜보다 큰 지름을 가져 반경 방향 외측으로 이격되는 링 형태의 외륜을 구비하여 내륜과 외륜 사이에서 축 방향 양측으로 개구되며, 상기 내륜과 외륜 사이에 구비되며 원주 방향을 따라 복수로 구비되는 전동체와, 전동체를 사이에 두고 내륜과 외륜 사이의 축 방향 양측 개구부에 구비되는 씰을 포함하고;

상기 외륜의 반경 방향 내측에는 오목하며 원주 방향을 따라 연장된 씰홈이 전동체를 사이에 두고 축 방향 양측에 형성되고, 상기 내륜의 반경 방향 외측에는 오목하며 원주 방향을 따라 연장된 씰립홈이 전동체를 사이에 두고 축 방향 양측에 형성되며;

상기 씰은 지지체로 작용하는 환형의 보강부재와 보강부재에 결합되는 엘라스토머 재질로 이루어진 씰본체로 이루어지고, 상기 씰본체는 반경 방향 외측에서 외향 돌출되어 상기 씰홈에 삽입되는 씰삽입부를 구비하고 반경 방향 내측에서 돌출된 하나 이상의 씰립을 구비하며; 상기 씰립 중 적어도 하나는 씰홈을 이루는 씰립면에 접하며, 씰립면에 접하는 씰립은 원주 방향의 변형 성분을 가지는 것을 특징으로 하는 씰링 성능이 향상된 구름 베어링을 제공한다.

상기에서, 씰립면에 접하는 씰립은 반경 방향의 변형 성분도 가지는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 씰립면에 접하는 씰립의 접촉 단부에는 원주 방향을 따라 이격된 복수의 씰립홈부가 형성되어, 씰립의 접촉 단부에는 씰립면과 중첩되어 변형되는 씰립돌기가 원주 방향을 따라 이격되어 복수로 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 씰립돌기는 씰립면에 접하여 원주 방향 양측으로 변형되어, 상기 씰립돌기의 단부에는 원주 방향 양측으로 돌출된 씰립변형부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 원주 방향으로 이웃하는 씰립돌기에 형성되는 씰립변형부는 원주 방향으로 서로 이격되는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 원주 방향으로 이웃하는 씰립돌기 사이에는 씰립홈부에 의하여 형성된 틈새가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 씰립돌기가 씰립면에 접촉하여 접촉씰링부를 형성하며, 씰립돌기 사이에서 씰립홈부와 씰립면에 의하여 라비린스씰링부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르는 씰링 성능이 향상된 구름 베어링은 씰립홈부를 형성하여 씰립의 간섭량을 크게 하면서도 회전 토크의 증가를 억제하는 한편 씰립돌기가 씰립홈부와 씰립면에 의하여 라비린스씰링부가 형성됨으로써 씰링 성능이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 베어링의 구조를 설명하기 위하여 도시한 절개 사시도이며,
도 2는 베어링의 일부 단면을 도시한 단면도이고,
도 3은 종래의 구름베어링용 씰의 단면을 도시한 단면도이며,
도 4는 본 발명에 따르는 씰링 성능이 향상된 구름 베어링을 설명하기 위하여 도시한 일부 절개 분해 사시도이며,
도 5는 본 발명에 따르는 씰링 성능이 향상된 구름 베어링의 씰립홈부와 씰립의 접촉을 설명하기 위하여 도시한 부분 확대 단면도이며,
도 6은 본 발명에 따르는 씰링 성능이 향상된 구름 베어링의 씰립홈부와 씰립의 접촉에 의한 변형을 설명하기 위하여 간략하게 도시한 것이다.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명에 따르는 씰링 성능이 향상된 구름 베어링을 상세하게 설명한다. 설명에 있어서 구름 베어링을 이루는 구성에 대한 일반적인 설명은 생략하고 본원 발명의 특징이 되는 구성에 대해서 자세하게 설명한다.

도 4는 본 발명에 따르는 씰링 성능이 향상된 구름 베어링을 설명하기 위하여 도시한 일부 절개 분해 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따르는 씰링 성능이 향상된 구름 베어링의 씰립홈부와 씰립의 접촉을 설명하기 위하여 도시한 부분 확대 단면도이며, 도 6은 본 발명에 따르는 씰링 성능이 향상된 구름 베어링의 씰립홈부와 씰립의 접촉에 의한 변형을 설명하기 위하여 간략하게 도시한 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 씰링 성능이 향상된 구름 베어링(100)은 링 형태의 내륜(150)과, 상기 내륜(150)보다 큰 지름을 가져 반경 방향 외측으로 이격되는 링 형태의 외륜(130)과, 상기 외륜(130)과 내륜(150) 사이에서 원주 방향으로 서로 이격되어 구비되는 복수의 전동체(170)와, 상기 외륜(130)과 내륜(150) 사이에서 상기 전동체(170) 사이의 원주 방향 간격을 유지시켜 주는 리테이너(190)와, 상기 전동체(170)를 사이에 두고 내륜(150)과 외륜(130) 사이에서 축 방향 양측으로 개구된 개구부에 구비되는 씰(110)로 이루어진다.

상기 외륜(130)의 반경 방향 내측에는 오목하며 원주 방향을 따라 연장된 씰홈(131)이 형성된다. 상기 씰홈(131)은 전동체(170)를 사이에 두고 축 방향 양측에 형성된다.

상기 내륜(150)의 반경 방향 외측에는 오목하며 원주 방향을 따라 연장된 씰립홈(151)이 형성된다. 상기 씰립홈(151)은 전동체(170)를 사이에 두고 축 방향 양측에 형성된다. 상기 씰립홈(151)은 씰립면으로 이루어져 오목하게 형성된다.

상기 씰(110)은 환형이며, 상기 내륜(150)과 외륜(130) 사이의 개구부에 설치되어 내륜(150)과 외륜(130) 사이로 이물질이 침입하는 것을 방지하고 내부에 충진되는 윤활제가 외부로 유출되는 것을 방지하는 작용을 한다.

상기 씰(110)은 보강부재(111)와 씰본체(113)로 이루어진다.

상기 보강부재(111)는 지지체로서 작용하며, 스틸과 같은 금속으로 제조될 수 있다. 상기 보강부재(111)는 반경 방향 외측 단부에서 축 방향 내향 절곡된 제1 절곡부(111a)를 가질 수 있다. 상기 보강부재(111)의 반경 방향 내측에는 축 방향 내향하며 반경 내향하도록 경사진 제2 절곡부(111b)를 가질 수 있다.

상기 씰본체(113)는 상기 보강부재(111)에 결합되어 구비된다. 상기 씰본체(113)는 엘라스토머 재질로 이루어지며, 상기 보강부재(111)의 적어도 축 방향 외측을 덮도록 보강부재(111)에 결합되어 구비된다. 상기 씰본체(113)는 전체적으로는 환형을 이루며 형성된다.

상기 씰본체(113)에는 씰삽입부(113a)와 씰립(113b)이 구비된다.

상기 씰삽입부(113a)는 씰본체(113)의 반경 방향 외측에서 외향 돌출되어 구비된다. 상기 씰삽입부(113a)는 외륜(130)의 씰홈(131)에 삽입되어 구비된다.

상기 씰립(113b)은 씰본체(113)의 반경 방향 내측에서 돌출 구비된다. 상기 씰립(113b)은 하나 이상 구비된다. 상기 씰립(113b)은 분지되어 복수로 구비된다. 상기 복수의 씰립(113b) 중 적어도 하나 이상은 내륜(150)의 씰립홈(151)을 이루는 씰립면에 반드시 접하여 구비된다.

이하에서는 도면 부호 151a로 나타낸 축 방향 외향하는 씰립면에 씰립(113b)이 접하여 구비되는 것으로 설명한다.

상기 씰립면(151a)은 환형이나 원통형과 같이 원형이고, 씰립(113b)도 원주 방향을 따라 연장되는 형태이나, 도 6에서는 설명의 편의를 위하여 씰립면(151a)을 직선으로 나타내고 씰립(113b)도 직선을 따라 연장되는 형태로 도시하였다.

상기 씰립면(151a)에 접하는 씰립(113b)의 접촉 단부에는 원주 방향을 따라 이격되어 오목한 복수의 씰립홈부(113b-1)가 형성되며, 씰립홈부(113b-1)의 양측으로는 씰립면(151a)과 중첩되어 변형되면서 씰립면(151a)에 접촉하는 씰립돌기(113b-2)가 구비된다. 상기 씰립홈부(113b-1)는 씰립돌기(113b-2)의 원주 방향 양측에 오목하게 형성된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 씰립면(151a)에 접촉되는 씰립돌기(113b-2)는 상기 씰립면(151a)과 중첩되며 구비된다. 상기 씰립(113b)은 엘라스토머 재질로 이루어지고 내륜(150)은 베어링강과 같은 금속으로 이루어지므로 씰립(113b)이 변형되면서 씰립면(151a)에 접촉된다.

상기 씰립면(151a)에 접촉하는 씰립돌기(113b-2)는 씰립면(151a)과 중첩되며(t1: 중첩량), 중첩된 부분이 변형되면서 씰립면(151a)에 접촉하게 된다. 상기 씰립홈부(113b-1)의 바닥면은 씰립면(151a)과 이격되어 구비된다(t2: 틈새).

상기 씰(110)의 씰삽입부(113a)가 씰홈(131)에 삽입되어 설치되면 씰립돌기(113b-2)는 반경 방향 변형 성분을 가져 씰립면(151a)에 접하여 변형된다. 상기 씰립돌기(113b-2)는 씰립돌기(113b-2)의 원주 방향 양측에 씰립홈부(113b-1)가 형성되어 있으므로, 원주 방향 양측으로 변형 성분을 가져 원주 방향 양측으로 돌출되고 씰립면(151a)과 접하는 씰립변형부(113b-21)가 형성된다.

상기 씰립(113b)은 씰립홈부(113b-1)가 형성되어 씰립(113b)이 씰립면(151a)에 접하여 변형될 때, 씰립돌기(113b-2)가 반경 방향 변형 성분에 더하여 원주 방향으로 변형될 수 있으므로, 변형 저항이 감소하여 변형이 용이하게 된다.

따라서 씰립돌기(113b-2)와 씰립면(151a) 사이의 중첩량이 큰 경우에도 마찰력이 크게 증가하지 않게 되어 접촉에 의한 회전 토크의 증가가 중첩량에 비례해서 증가하지 않게 된다. 또한 씰립돌기(113b-2)와 씰립면(151a) 사이의 회전 토크가 커지는 것이 방지된다.

상기 이웃하는 씰립돌기(113b-2)의 씰립변형부(113b-21)는 서로 마주하는 방향으로 연장되어 단부가 마주하여 구비된다. 이웃하는 씰립돌기(113b-2)의 씰립변형부(113b-21)는 서로 이격되어 간격부(a)를 형성하여 접촉하지 않는다.

원주 방향으로 이웃하는 상기 씰립돌기(113b-2) 사이에는 씰립홈부(113b-1)에 의하여 형성된 틈새(t2)가 형성된다.

상기 씰립돌기(113b-2)가 씰립면(151a)에 접촉하여 접촉씰링부를 형성하며, 씰립돌기(113b-2)의 씰링변형부(113b-21) 사이에서 씰립홈부(113b-1)와 씰립면(151a)에 의하여 라비린스씰링부(b)가 형성된다.

베어링이 회전하면 씰립면(151a)에 접촉하는 씰립(113b)과 씰립면(151a) 사이에 상대 회전 운동이 발생하므로 라비린스씰링부(b)는 계속 라비린스씰링부(b)로 유지되지 않고, 접촉씰링부로 변환되었다가 라비린스씰링부(b)로 다시 변환되는 것이 반복되므로, 향상된 씰링 성능이 유지될 수 있다.

지금까지 본 발명에 따른 씰링 성능이 향상된 구름 베어링은 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 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100 : 씰링 성능이 향상된 구름 베어링
110 : 씰 111 : 보강부재
113 : 씰본체 130 : 외륜
131 : 씰홈 150 : 내륜
151 : 씰립홈 170 : 전동체
190 : 리테이너

Claims

링 형태의 내륜(150)과 상기 내륜(150)보다 큰 지름을 가져 반경 방향 외측으로 이격되는 링 형태의 외륜(130)을 구비하여 내륜(150)과 외륜(130) 사이에서 축 방향 양측으로 개구되며, 상기 내륜(150)과 외륜(130) 사이에 구비되며 원주 방향을 따라 복수로 구비되는 전동체(170)와, 전동체(170)를 사이에 두고 내륜(150)과 외륜(130) 사이의 축 방향 양측 개구부에 구비되는 씰(110)을 포함하고;
상기 외륜(130)의 반경 방향 내측에는 오목하며 원주 방향을 따라 연장된 씰홈(131)이 전동체(170)를 사이에 두고 축 방향 양측에 형성되고, 상기 내륜(150)의 반경 방향 외측에는 오목하며 원주 방향을 따라 연장된 씰립홈(151)이 전동체(170)를 사이에 두고 축 방향 양측에 형성되며;
상기 씰(110)은 지지체로 작용하는 환형의 보강부재(111)와 보강부재(111)에 결합되는 엘라스토머 재질로 이루어진 씰본체(113)로 이루어지고, 상기 씰본체(113)는 반경 방향 외측에서 외향 돌출되어 상기 씰홈(131)에 삽입되는 씰삽입부(113a)를 구비하고 반경 방향 내측에서 돌출된 하나 이상의 씰립(113b)을 구비하며; 상기 씰립(113b) 중 적어도 하나는 씰홈(151)을 이루는 씰립면에 접하며, 씰립면에 접하는 씰립(113b)은 원주 방향의 변형 성분을 가지는 것을 특징으로 하는 씰링 성능이 향상된 구름 베어링(100).
제1 항에 있어서, 씰립면에 접하는 씰립(113b)은 반경 방향의 변형 성분도 가지는 것을 특징으로 하는 씰링 성능이 향상된 구름 베어링(100).
제1 항에 있어서, 씰립면에 접하는 씰립(113b)의 접촉 단부에는 원주 방향을 따라 이격된 복수의 씰립홈부(113b-1)가 형성되어, 씰립(113b)의 접촉 단부에는 씰립면과 중첩되어 변형되는 씰립돌기(113b-2)가 원주 방향을 따라 이격되어 복수로 구비되는 것을 특징으로 하는 씰링 성능이 향상된 구름 베어링(100).
제3 항에 있어서, 상기 씰립돌기(113b-2)는 씰립면에 접하여 원주 방향 양측으로 변형되어, 상기 씰립돌기(113b-2)의 단부에는 원주 방향 양측으로 돌출된 씰립변형부(113b-21)가 형성되는 것을 특징으로 하는 씰링 성능이 향상된 구름 베어링(100).
제4 항에 있어서, 원주 방향으로 이웃하는 씰립돌기(113b-2)에 형성되는 씰립변형부(113b-21)는 원주 방향으로 서로 이격되는 것을 특징으로 하는 씰링 성능이 향상된 구름 베어링(100).
제5 항에 있어서, 원주 방향으로 이웃하는 씰립돌기(113b-2) 사이에는 씰립홈부(113b-1)에 의하여 형성된 틈새가 형성되는 것을 특징으로 하는 씰링 성능이 향상된 구름 베어링(100).
제6 항에 있어서, 상기 씰립돌기(113b-2)가 씰립면에 접촉하여 접촉씰링부를 형성하며, 씰립돌기(113b-2) 사이에서 씰립홈부(113b-1)와 씰립면에 의하여 라비린스씰링부가 형성되는 것을 특징으로 하는 씰링 성능이 향상된 구름 베어링(100).