KR890000321B1 - 축 베어링 고정장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

축 베어링 고정장치

제1도는 베어링 하우징의 일부분이 잘려진 보통의 필로우 블럭로울러 베어링에서 보여지는, 본 발명이 실현된 축 베어링 고정장치에 대한 사시도.

제2도는 필로우 볼럭에 있어서 그 사용을 다시 예시한, 본 발명의 변형 형태의 사시도.

제3도는 축이 단면으로 도시되고 편심형 홈이 점선으로 도시된, 축에 고정된 본 발명의 단부 정면도.

제4도는 앞서의 그림에서 도시된 장치의, 편심형 홈이 그 위에 도시된 측면도.

제5도는 축이 단면으로 도시되고 동심형 홈이 점선으로 도시된, 축에 고정된 본 발명의 변형 형태의 단부정면도.

제6도는 앞서의 그림에서 도시된 장치의, 동심형 홈이 그 위에 도시된 측면도.

제7도는 축의 단면이 도시되고 동심형 홈이 점선으로 도시된, 축에 고정된 본 발명의 변형 형태의 단부 정면도.

제8도는 축의 단면이 도시되고 편심형 홈이 점선으로 도시된, 축에 고정된 본 발명의 변형 형태의 단부 정면도.

제9도는 제8도의 9-9선을 단면으로 하는, 앞서의 그림에서 도시된 실시예의 단면도.

제10도는 축의 단면이 도시되고 편심형 홈이 점선으로 도시된, 축에 고정된 본 발명의 변형 형태의 단부 정면도.

제11도는 제10도의 11-11선을 단면으로 하는, 앞서의 그림에서 도시된 실시예의 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

22, 62, 66, 68 : 내부 레이스 23 : 연장부 또는 단부

24 : 하우징 26 : 필로우 블럭 (pillow block)

28 : 외부레이스 30 : 로울러 요소

32 : 레이스 웨이(raceway) 36, 72 : 고정나사

38 : 홈 70 : 나사홈 구멍

구형이나 테이퍼형의 로울러 또는 보올 베어링을 갖고 있는 필로우 블럭과 같은 베어링 구조가 회전축 부재를 지지하는데 사용되는 곳에서 베어링 구조와 관련기계가 원할하고 효율적으로 작동할려면 내부 레이스는 축에 확실히 고착되어야 한다. 만약 미끄러짐이 발생하면 베어링내에 있는 보올이나 로울러 대신에 레이스에 의해 힘이 발생될 것이다. 축과 내부 레이스 사이의 접촉영역에 윤활제가 공급되지 않기 때문에 그러한 미끄러짐은 발생되는 마찰로 열이 발생하는, 바람직하지 못한 금속대 광속의 미끄러짐 접촉을 초래해 부식되고 마모되어 관련 요소의 일부 또는 모두가 결과적으로 파괴된다. 축에 내부 레이스를 고정시키기 위해 많은 방법들이 사용된다. 예를 들면 레이스를 열을 가하거나 힘을 가해 축에 끼울 수 있는데, 이것은 상대적으로 견고한 맞물림을 가져오지만 극도로 미세한 오차를 요구하며 일반적으로 다른 방법보다 좀더 많은 비용이 들고 그 결합된 요소를 제거하기가 어렵다. 좀더 일반적인 다른 방법은 적당한 접촉 영역내에서 축을 접촉시키기 위해 내부 레이스를 통하거나 오우버 칼라(over-collar)를 통하거나 축과 접촉하고 있는 내부 레이스 내에 있는 나사홈이 파여 있지 않은 구멍을 통해서 방사상으로 끼울 수 있는 고정나사를 사용하는 방법이다. 또 다른 방법은 본 발명의 양수인 소유의 미특허 제3,957,319호에 나타나 있는 것처럼 테이퍼되어 있는 어댑터 슬리이브를 접촉해서 그 슬리이브를 내부 레이스의 어댑터 슬리이브와 반대편으로 테이퍼 되어 있는 외부표면에 끼워 고정시키기 위해서 오우버 칼라내 방사상으로 배치되어 있는 고정나사와 결합되어 있는 잠금칼라를 통하여 축선상으로 끼울 수 있는 고정나사를 사용하는 방법이다.

이전에 기술된 어떠한 실시예에 있어서도 고정나사의 사용은 확실히 단점이 있다. 내부 레이스는 최소한의 탄성으로 로울러 또는 보올 베어링 요소에 의해 가해지는 회전추력을 견뎌내도록 보통레이스 웨이 부분이 경화되어 있다. 그러므로 내부 레이스를 통해서 고정나사가 끼워져 있는 곳에서는 진동은 경화된 레이스로부터 고정나사에 직접 전달되어 나사가 풀리고 레이스의 미끄러짐이 일어나게 한다. 또한 나사는 내부 레이스의 축선상과 방사상의 편향을 야기시켜 레이스웨이 부분에까지 그 편향이 미칠 수 있다. 레이스웨이에서의 그러한 편향은 베어링 구조에서 하중 집중, 비틀림과 역진동 때문에 바람직스럽지 못하다. 게다가 오우버 칼라를 통해 나사홈이 파져 있지 않은 내부 레이스 상의 구멍이나 틈에 끼워져 있는, 방사상으로 배치되어 있는 대부분의 고정나사는 진동이나 기계의 작동으로 야기된 다른 운동에 의해 쉽게 풀려지고 내부 레이스에 반대하는 경향이 있어서 더욱 풀리게 하고 내부 레이스를 마모시킨다

축에 베어링을 고정시켜서 회전축을 내부 레이스에 견고하게 고착시키고 고착된 레이스를 풀리게 하거나 연속적인 미끄러짐을 초래하는 진동의 영향을 최소화 하기 위한 장치에 의해 로울러 또는 보올 베어링의 성능을 개선하는 것이 본 발명의 중요한 목적의 하나이다.

고정나사에 의해 야기되는 레이스웨이의 편향을 최소화하도록 내부 레이스의 축 연장부의 선택된 부분에 홈장치를 설치함으로써 내부 레이스웨이내에 비틀림과 로빙(lobbing)을 줄이는 것이 본 발명의 또 다른 목적이다.

현존하는 보통의 잠금장치와 쉽게 교체될 수 있고 부품수가 적고 보통의 장치보다 값이 싸고 내구력이 있어 긴 사용 기간동안 축에 장착된 베어링으로 안전성을 갖는 베어링 잠금장치를 제공하는 것이 본 발명의 또 다른 목적이다

베어링의 로울러 또는 보을 요소를 수용하기 위하여 축 주위에 배치된 레이스 웨이를 가지는 내부 레이스가 있는 축 베어링 고정장치에 관련된 본 발명은 이러한 여러가지 목적들을 달성할 수 있다. 레이스웨이의 일측면 또는 양측면으로부터 축 선상으로 뻗어 있는 것이 연장부 또는 단부인데 그것은 축 주위에 배치되어있고, 거기에는 대개 180˚의 원호이내에 배치되어 있는 여러개의 나사홈이 파여있는 구멍이 있다. 고정장치는 그 구멍들을 통해서 방사상으로 끼워져있어 축과 접하게 되고 연장부를 편향시켜 그와함께 접촉한다. 편향이 레이스웨이이내로 파급되어지는 것을 최소화하거나 방지하기 위해서 레이스웨이와 고정장치 사이에서 홈장치가 연장부 벽에 설치된다.

본 발명의 여러가지 다른 목적과 장점은 도면을 참조하여 다음의 설명으로 명백해 질 것이다.

도면을 좀더 상세히 참조하면 특히 제1도에서 일반적으로 본 발명을 실현한 축 베어링 고정장치는 부호(20)로 표시되어 있다. 본 발명은 내부 레이스(race)(22)와 축 연장부 또는 단부(23)를 포함하는데 이 단부는 그림에서 보는 바와같이 일단부 또는 양단부에서 필로우 블럭(pillow block)(26)의 하우징(24)의 밖으로 돌출해 있다. 필로우 블럭(26)과 같은 베어링 구조에서는 외부 레이스(28)가 하우징(24)에 고정되어 있는 반면 내부 레이스(22)는 축에 안전하게 고정되어 있어야 한다. 도시된 바와같이 보올형(ball-type) 또는 로울러 형(roller-type)의 베어링은 정상적으로 축의 둘레를 미끄러지는데 여기서 베어링은 축에 고정되게 된다. 본 발명은 보올형(도시안됨)이나 로울러형의 베어링 요소들(30)에 있어서 실행될 수 있고 도시된 바와같이 일반적인 예로서 사용되는 필로우 블럭 (26)과 같은 여러가지 베어링 구조에서도 실행될 수 있다.

고정나사 장착부분에 있어서 내부 레이스의 단부나 내부 레이스(22)의 전 연장부는 로울러 요소(30)를 수용하는 보통 단단한 레이스웨이(raceway)(32)보다 연하고 탄성 있는 금속으로 이루어져 있다. 이 연장부는 고정나사(36)처럼 고정장치를 수용하기 위한 여러개의 나사홈 구멍이 나 있는데 제1-7도의 실시예에는 보는 바와같이 3개가 있다. 이 고정나사들은 180˚이내의 원호에 방사상으로 배치되어 있고 본 발명은 제8-11도의 실시예에서 처럼 적어도 2개에서부터 조립체의 크기에 따른 요구 갯수까지의 고정나사로서도 실현될 수 있다. 3개의 고정나사가 있는 실시예에서 각 나사는 내부 레이스의 일단부에 장력을 가하는데 이 장력은 상대적인 연성체를 통해서 다른 두 나사에 전달되어 진동이나 다른 영향으로부터 나사가 풀리는 겄을 방지하는 경향이 있다. 더구나 제3도에서 보는 바와같이 지지력은 크게 증가한다. 축과 연장된 단부 사이의 잠금 접촉은 나사들 사이에서 이루어진다. 보통 축과 접촉하고 있는 내부 레이스 연장부를 통해 방사상으로 나 있는 고정나사의 사용은 레이스 연장부의 바람직한 편향을 가져오는데 여기서의 편향과 연속적인 접촉은 요소들을 함께 고착시킨다. 그러나 만약 이 편향이 광범위하여 레이스웨이 부분에까지 파급되면 바람직스럽지 못한 하중 집중, 베어링 구조 뒤틀림과 역진동을 초래할 수도 있다.

레이스웨이까지 미치는 편향을 최소화하거나 방지하기 위해서 연장부에 가해지는 힘을 흡수하도록 홈장치가 고정나사 장착부분과 레이스웨이 사이에 있는 내부 레이스 연장부의 내벽 또는 외벽에 형성된다. 홈장치는 제2도에 도시된 바와같이 내부 레이스(23)내의 홈(38)처럼 편심형이거나 아치형인데 제1, 3, 4도에서 보는 바와같이 내부 원주표면이나 연장부의 벽 주위에 부분적으로 연장되어 있을 수도 있고 편심형 홈(40)처럼 외부 원주표면이나 연장부의 벽주위에 부분적으로 연장되어 있을 수도 있다. 대신에 제5, 6, 7도에서 보는 바와같이 홈장치는 동심형이거나 환형일 수도 있는데 제5, 6도에 도시된 바와같이 내부 레이스(62)에 있는 외부 동심홈(60)과, 제7도에 도시된 바와같이 내부 레이스(66)에 있는 내부 동심 홈(64) 처럼 연장부의 내벽이나 외벽 전체 둘레에 연장되어 있을 수 있다. 이 홈은 응력집중을 막기 위해 방사상의 필렛을 갖고 있어서 레이스의 연장부에 미치는 힘을 흡수하도록 하며 레이스웨이 부분에 뒤틀림의 파급을 최소화하거나 막거나 함으로 해서 레이스웨이가 그 본래의 구성을 유지하도록 한다.

본 발명의 변형 형태는 제8-11도에 나타나 있다. 제8, 9도에서는 내부 레이스(68)의 연장부에는 거의 65˚떨어져 배치되어 고정나사(72)가 들어가기 위한 2개의 나사홈 구멍이 나 있다. 편심형 홈(74)은 고정나사 장착부분과 레이스웨이 사이의 양측연장부의 외벽에 나 있다 제10, 11도에서는 나사홈 구멍 (70)과 고정나사(72)의 배열은 제8, 9도에서 본것과 유사하다. 그러나 여기에선 편심형 홈(76)은 내부 레이스(78)의 연장부의 내벽에 나있다. 레이스(68)과 (78)의 전 연장부나 고정나사 장착부분에 있는 부분은 이미 논의된 것처럼 연질이어서 뒤틀림이 가능하게 되어 잠금 작용을 용이하게 한다. 고정나사가 3개 이상보다는 2개가 사용될 때 연장부는 더 편향적이다. 그러나 홈은 레이스웨이까지의 파급되는 편향을 최소화하거나 막는다. 이전의 실시예에서 처럼 홈은 역시 동심형이고 연장부의 벽이나 내부 또는 외부의 전 원주 표면을 둘러싸여 나 있을 수도 있다.

이제까지 나타낸 모든 실시예에서 내부 또는 외부의 편심형이거나 동심형 홈 또는 그러한 홈들의 결합은 내부 레이스의 연장부의 일측면 혹은 양측면에 나 있을 수도 있다. 예를들면 연장부의 일측면위의 단일홈은 충분한 힘이 고정나사에 가해지게 해서 레이스웨이에 파급되는 다소간의 편향없이 경량(light-duty)설비에서 축에 내부 레이스를 고정시킨다. 좀더 큰 지지작용이 요구되고 좀더 큰 힘이 고정나사에 작용되는 곳에서는 홈은 연장된 내부 레이스의 양측면에 나 있어 연장부의 어떠한 편향이라도 로빙(lobbing)을 야기하지 못하게 하거나 레이스웨이의 구성에 그 영향을 최소화하도록 한다. 대신 내부 홈이 한쪽 측면에, 외부 홈이 그 반대 측면에서 사용될 수도 있고 또는 가능한 곳이라면 연장부의 벽의 두께에 따라서 내부 홈과 외부 홈 모두는 일측면 또는 양측면에서 사용될 수 있다. 마찬가지로 특별한 설비에 따라서는 2개 혹은 그 이상의 고정나사가 사용될 수 있다. 고정나사는 거의 180˚이내의 원호에 배치되어서 바람직하게는 3개를 사용하면 모든 고정나사의 장력은 유지되고 스프링 잠김 작용은 개선되고 진동에 대한 저항은 증가된다. 아치형이거나 환형이거나 홈장치는 고정나사의 원호보다 더 넓은 원호에 연장되어 있어 고정나사에 의해 내부 레이스 연장부에 작용되는 힘을 흡수한다.

축에 베어링을 고정시키기 위한 본 장치의 사용 및 작동에 있어서 내부 레이스는 축의 단부둘레를 미끄러지고 공차가 정상적으로 아주 근소하게 됨에 따라 내부 레이스는 축위에 접속된다. 레이스의 연장부나 축 연장부는 고정나사처럼 적절한 고정장치가 들어가기 위한 180˚이내의 원호에 배치된 적어도 2 또는 대부분 3개의 방사상의 나사홈 구멍이 있다. 전 연장부 또는 나사홈 구멍이 나 있는 부분은 상대적으로 탄성이 있는 금속으로 이루어져 있어 좀더 쉽게 축쪽으로 편향적이고 단일 고정 나사에 의해 작용되는 장력을 연장부를 통하여 다른 고정나사에 전달한다. 이러한 것은 모든 고정나사에 발생하는데 고정나사가 방사상으로 나있는 구멍을 통해 끼워져 축과 접촉하게 됨에 따라 연장부는 고정나사 반대편 측면의 축과 잠김접촉을 하게 된다. 따라서 고정나사와 결합하여 이루어진 잠김접촉은 내부 레이스와 축을 함께 고착시켜 그들 사이의 상대적 회전을 방지한다. 레이스 연장부에 야기된 편향이 레이스웨이에 까지 파급되지 말아야 하기 때문에 보조 홈장치가 고정나사와 레이스웨이 사이에 설치된다. 홈은 편심형이거나 아치형이거나 또는 동심형이거나 환형이거나 고정나사에 의해 형성된 것보다 넓은 원호에 연장되어 있을 수 있다. 홈은 작용되는 힘을 흡수하고 그렇게 함으로써 레이스웨이에 까지 파급되는 비틀림을 최소화하거나 방지한다. 축에 베어링을 고정시키는 장치의 한 실시예와 몇몇 변형예는 이제까지 상세히 기술 및 도시되었으나 다양한 변화물이나 다른 변형태가 본 발명의범위내에서 만들어질 수 있다.

Claims (22)

1. 베어링 요소를 수용하기 위해 축 주위에 배치된 레이스웨이가 있는 내부 레이스, 레이스웨이로부터 축선상으로 뻗어 있고 축 주위에 배치된 적어도 한개의 환상형 단부, 축과 접하도록 상기 단부를 통해 방사상으로 끼워져 있는 여러개의 고정장치, 그리고 상기 고정장치와 레이스웨이 사이에서 상기 단부에 원주 방향으로 연장되어 있는 홈장치로 구성된 축 베어링 고정장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 고정장치에 180˚의 원호 내에 배치된 적어도 2개의 고정나사가 있는 축 베어링 고정장치.
3. 제2항에 있어서, 홈장치가 상기 고정나사에 의해 형성된 원호와 나란하게 상기 내부 레이스 주위에 부분적으로 연장되어 있는 축 베어링 고정장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 단부가 내부 및 외부의 원주 표면으로 되어 있고 상기 홈장치가 상기 내부 표면에 형성되어 있는 축 베어링 고정장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 단부가 내부 및 외부 원주 표면으로 이루어져 있고 상기 홈 장치가 상기 외부표면에 형성되어 있는 축 베어링 고정장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 고정장치가 180˚원호 이내에 배치된 3개의 고정나사를 포함하는 축 베어링 고정장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 홈 장치가 상기 고정나사에 의해 형성된 원호에 나란하게 상기 내부 레이스 주위에 부분적으로 연장되어 있는 축 베어링 고정장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 단부가 내부 및 외부 원주 표면으로 이루어져 있고 상기 홈 장치가 상기 내부표면에 형성되어 있는 축 베어링 고정장치.
9. 제7항에 있어서, 상기 단부가 내부 및 외부 원주 표면으로 이루어져 있고 상기 홈 장치가 상기 외부표면에 형성되어 있는 축 베어링 고정장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 홈 장치가 상기 고정나사에 의해 형성된 원호에 나란하게 상기 단부 주위의 전체에 연장되어 있는 축 베어링 고정장치.
11. 제10항에 있어서,상기 단부가 내부 및 외부 원주 표면으로 이루어져 있고 상기 홈 장치가 상기 내부 표면에 형성되어 있는 축 베어링 고정장치.
12. 제10항에 있어서, 상기 단부가 내부 및 외부 원주 표면으로 이루어져 있고 상기 홈 장치가 상기 외부표면에 형성되어 있는 축 베어링 고정장치.
13. 제1항에 있어서, 상기 단부가 내부 및 외부 원주 표면으로 이루어져 있고 상기 홈 장치가 상기 내부 원주 표면에 형성되어 있는 축 베어링 고정장치.
14. 제1항에 있어서, 상기 단부가 내부 및 외부 원주 표면으로 이루어져 있고 상기 홈 장치가 상기 외부원주 표면에 형성되어 있는 축 베어링 고정장치.
15. 제1항에 있어서, 상기 레이스웨이가 베어링의 운동을 지지하기 위해 경화된 재질로 이루어져 있고 상기 단부는 상대적으로 연성 재질로 이루어져 있는 축 베어링 고정장치.
16. 레이스웨이와 축을 수용하기 위한 축공(軸孔 : axial bore)이 있는 내부 레이스, 상기 레이스웨이의 양측면으로부터 축선상으로 뻗어 있는 상기 내부 레이스의 환상 단부, 상기 단부에 180˚원호내에 방사상으로 배치된 다수의 고정장치, 그리고 상기 고정장치에 의해 형성된 것보다 넓은 원호에 원주 방향으로, 상기 고정장치와 레이스웨이 사이의 상기 단부에 연장되어 홈 장치로 구성되어 있는 축베어링 고정장치.
17. 제16항에 있어서, 상기 고정장치가 축과 접촉하기 위해서 상기 단부의 양쪽을 통해 방사상으로 끼울 수 있는 3개의 고정나사를 포함하는 축 베어링 고정장치.
18. 제16항에 있어서, 상기 단부가 내부 및 외부벽으로 이루어져 있고 상기 홈 장치가 상기 내부 벽에 형성되어 있는 축 베어링 고정장치.
19. 제16항에 있어서, 상기 단부가 내부 및 외부벽으로 이루어져 있고 상기 홈 장치가 상기 외부 벽에 형성되어 있는 축 베어링 고정장치 .
20. 제19항에 있어서, 상기 고정장치가 축과 접촉하기 위해 상기 단부의 양쪽을 통해 방사상으로 끼울 수 있는 3개의 고정 나사를 포함하는 축 베어링 고정장치.
21. 제20항에 있어서, 상기 홈 장치가 상기 레이스웨이의 편향을 막기 위해서 환상 홈을 포함하는 축 베어링 고정 장치.
22. 제16항에 있어서, 상기 고정장치가 축과 접촉하기 위해서 상기 단부를 통해서 방사상으로 끼울 수 있는 적어도 2개의 고정나사를 포함하는 축 베어링 고정장치.

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