KR101532768B1 - 고하중용 구름 베어링 - Google Patents

Abstract

하중지지능력이 향상된 구름 베어링이 개시된다. 개시된 구름 베어링은, 서로 간격을 두고 배치되는 제1 궤도륜 및 제2 궤도륜과, 제1 궤도륜과 제2 궤도륜 사이에 삽입되어 구름 운동을 하는 전동체와, 전동체와 제1 궤도륜 사이에 설치되는 것으로, 전동체의 곡률반경보다 큰 곡률반경을 가지며 전동체를 부분적으로 감싸는 적어도 하나의 제1 플레이트와, 전동체와 제2 궤도륜 사이에 설치되는 것으로, 전동체의 곡률반경보다 큰 곡률반경을 가지며 전동체를 부분적으로 감싸는 적어도 하나의 제2 플레이트를 구비한다.

Description

고하중용 구름 베어링{Rolling bearing for high load}

본 발명은 구름 베어링에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고하중을 지지할 수 있도록 구성된 구름 베어링에 관한 것이다.

베어링은 각종 산업공정에서 기계의 동작에 따른 마찰을 최소화하고, 동작을 원활하게 해주는 필수적 기계요소이다. 이러한 베어링은 접촉 상태에 따라 미끄럼 베어링(sliding bearing)과 구름 베어링(rolling bearing)으로 분류될 수 있다.

도 1에는 종래의 일반적인 구름 베어링의 일 예가 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 일반적인 구름 베어링(10)은, 두 개의 궤도륜(11, 12)과, 상기 두 개의 궤도륜(11, 12) 사이에 배치된 다수의 전동체(轉動體)(13)로 구성되어 있다. 상기 전동체(13)로서 볼 또는 롤러가 사용될 수 있으며, 볼이 사용된 경우 볼 베어링이라 하고, 롤러가 사용된 경우 롤러 베어링이라 한다.

상기한 바와 같은 구성을 가진 종래의 일반적인 구름 베어링(10)은 두 개의 궤도륜(11, 12) 사이에서 전동체(13)가 구름 운동을 하기 때문에 마찰저항이 작은 장점이 있어서 고속회전하는 축을 지지하는 데는 적합하지만, 높은 하중을 지지하기에는 미흡한 단점이 있다.

한편, 미끄럼 베어링은 면 접촉이 이루어지기 때문에 상기 구름 베어링(10)보다 높은 하중을 지지할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 예컨대 교량받침과 같이 고하중을 지지해야 하는 곳에는 대부분 구름 베어링(10) 대신에 미끄럼 베어링이 주로 사용되고 있다.

그런데, 미끄럼 베어링은 접촉 면적이 넓어서 부하용량이 크다는 장점이 있는 반면에, 구름 운동에 비해 미끄럼 운동은 마찰에 의한 표면 손상이 크다는 단점이 있다.

고하중용 베어링으로서 구름 베어링을 사용하려면, 고하중을 지지할 수 있도록 접촉면적을 넓혀 접촉압력을 낮추어야 하는데, 이를 위해서는 구름 베어링의 전동체의 곡률반경이 매우 커져야 하며, 이에 따라 구름 베어링의 전체 크기가 매우 커져야 하는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 고하중을 지지할 수 있도록 구성된 구름 베어링을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 동일한 크기를 가진 종래의 구름 베어링보다 향상된 하중지지능력을 가진 구름베어링을 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면,

서로 간격을 두고 배치되는 제1 궤도륜 및 제2 궤도륜; 상기 제1 궤도륜과 제2 궤도륜 사이에 삽입되어 구름 운동을 하는 전동체; 상기 전동체와 제1 궤도륜 사이에 설치되는 것으로, 상기 전동체의 곡률반경보다 큰 곡률반경을 가지며 상기 전동체를 부분적으로 감싸는 적어도 하나의 제1 플레이트; 및 상기 전동체와 제2 궤도륜 사이에 설치되는 것으로, 상기 전동체의 곡률반경보다 큰 곡률반경을 가지며 상기 전동체를 부분적으로 감싸는 적어도 하나의 제2 플레이트;를 구비하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링이 제공된다.

그리고, 상기 제1 궤도륜과 제2 궤도륜은 편평한 판 형상으로 형성되며 서로 일정한 간격을 두고 평행하게 배치될 수 있다.

또한, 상기 제1 궤도륜과 제2 궤도륜은 서로 일정한 간격을 두고 배치되되, 각각 일정한 곡률반경을 가지는 원호 형상 또는 링 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 플레이트의 곡률반경은 상기 제1 궤도륜의 곡률반경보다 작고, 상기 제2 플레이트의 곡률반경은 상기 제2 궤도륜의 곡률반경보다 작을 수 있다.

또한, 상기 전동체로서 원기둥 형상의 롤러 또는 원추 형상의 롤러가 사용되고, 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트는 각각 일정한 두께와 일정한 곡률반경을 가진 판 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 전동체로서 볼이 사용되고, 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트는 각각 일정한 두께와 일정한 곡률반경을 가지는 구껍질 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 각각은 다수 개가 상기 전동체를 다수의 겹으로 감싸는 형태로 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 다수의 제1 플레이트와 다수의 제2 플레이트는 상기 전동체로부터 먼 것일수록 더 큰 곡률반경을 가질 수 있다.

또한, 상기 제1 플레이트의 양단부와 제2 플레이트의 양단부는 서로 접촉되지 않도록 이격될 수 있다.

또한, 상기 제1 궤도륜과 제2 궤도륜이 상대적으로 변위될 때, 상기 전동체가 구름 운동을 할 수 있는 최대 구름각은 상기 전동체의 구름 방향의 양쪽으로 각각 90°이내일 수 있다.

또한, 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트는 상기 전동체의 구름각이 최대일 때 상기 전동체가 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트의 단부를 벗어나지 않도록 하는 최소 길이를 가질 수 있다.

또한, 상기 제1 플레이트는 상기 전동체의 구름각이 최대일 때 그 단부가 상기 제2 궤도륜에 접촉되지 않도록 하는 최대 길이를 가지며, 상기 제2 플레이트는 상기 전동체의 구름각이 최대일 때 그 단부가 상기 제1 궤도륜에 접촉되지 않도록 하는 최대 길이를 가질 수 있다.

또한, 상기 전동체의 축방향 양단에 각각 설치되어, 상기 전동체를 일정한 위치에서 회전 가능하게 지지하며, 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트의 축방향 양단부를 지지하면서 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트의 구름 운동을 일정한 궤적을 따라 가이드하는 리테이너를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 리테이너의 내측면에 상기 전동체의 중심축에 형성된 구멍에 삽입되는 돌기가 상기 전동체의 축방향으로 돌출 형성될 수 있다.

또한, 상기 리테이너의 내측면에 상기 제1 플레이트의 축방향 단부가 삽입되는 제1 플레이트 가이드홈과 상기 제2 플레이트의 축방향 단부가 삽입되는 제2 플레이트 가이드홈이 형성되며,

상기 제1 플레이트 가이드홈과 제2 플레이트 가이드홈은 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트의 구름 운동 궤적을 따라 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트의 길이보다 길게 연장될 수 있다.

또한, 상기 리테이너는 상기 제1 궤도륜과 제2 궤도륜 사이의 간격보다 넓은 폭을 가지며, 상기 리테이너의 내측면에는 상기 제1 궤도륜과 제2 궤도륜의 축방향 단부가 각각 삽입되는 제1 궤도륜 가이드홈과 제2 궤도륜 가이드홈이 형성되고,

상기 제1 궤도륜 가이드홈과 제2 궤도륜 가이드홈은 상기 제1 궤도륜과 제2 궤도륜의 연장 방향을 따라 연장되어, 상기 제1 궤도륜과 제2 궤도륜의 상대적인 변위를 가이드할 수 있다.

또한, 상기 리테이너는 상기 제1 궤도륜과 제2 궤도륜 사이에 설치되며, 상기 제1 궤도륜과 제2 궤도륜에 접촉되지 않도록 상기 제1 궤도륜과 제2 궤도륜 사이의 간격보다 좁은 폭을 가질 수 있다.

본 발명에 따른 구름 베어링에 의하면, 전동체와 제1 및 제2 궤도륜 사이에 전동체보다 큰 곡률반경을 가진 제1 및 제2 플레이트가 각각 설치됨으로써, 전동체와 제1 궤도륜 또는 제2 궤도륜 사이의 곡률반경의 차이가 감소되고, 이에 따라 접촉면적이 증가되어 접촉압력이 낮아지게 되므로, 전동체의 곡률반경이 크지 않더라도 높은 하중을 지지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 실시예에 따른 구름 베어링에 의하면, 동일한 크기를 가진 종래의 일반적인 구름 베어링보다 하중지지능력이 향상되는 장점이 있다.

또한, 높은 하중을 지지하여야 하는 경우에도 종래의 미끄럼 베어링이 아닌 본 발명에 따른 구름 베어링을 사용하는 것이 가능하게 되고, 이에 따라 종래의 미끄럼 베어링에 비해 마찰저항이 작아서 접촉면의 손상이 작은 장점이 있다.

도 1은 종래의 일반적인 구름 베어링의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 구름 베어링을 부분적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 표시된 A-A'선을 따른 구름 베어링의 수직 단면도이다.
도 4는 도 2와 도 3에 도시된 제1 실시예에 있어서 제2 궤도륜이 좌측으로 변위될 때 전동체와 제1 및 제2 플레이트의 작동을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 구름 베어링을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 구름 베어링을 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 구름 베어링을 도시한 분해 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 구름 베어링의 부분 조립 상태의 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 구름 베어링의 정면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 실시예들에 따른 구름 베어링에 대해 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 구름 베어링을 부분적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2에 표시된 A-A'선을 따른 구름 베어링의 수직 단면도이다.

도 2와 도 3을 함께 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 구름 베어링(100)은, 제1 궤도륜(110) 및 제2 궤도륜(120)과, 상기 제1 궤도륜(110)과 제2 궤도륜(120) 사이에 삽입되는 전동체(130)와, 상기 전동체(130)와 제1 궤도륜(110) 사이에 설치되는 제1 플레이트(140)와, 상기 전동체(130)와 제2 궤도륜(120) 사이에 설치되는 제2 플레이트(150)를 포함하여 구성된다.

구체적으로, 상기 제1 궤도륜(110)과 제2 궤도륜(120)은 편평한 판 형상으로 형성될 수 있으며, 서로 일정한 간격을 두고 평행하게 배치될 수 있다.

상기 제1 궤도륜(110)과 제2 궤도륜(120)은 상기 구름 베어링(100)이 설치되는 장치의 부분들에 각각 결합되어 상대적인 변위를 일으키게 된다. 이때, 상기 제1 궤도륜(110)과 제2 궤도륜(120) 중 어느 하나가 고정되고, 다른 하나가 변위될 수 있다. 또한, 상기 제1 궤도륜(110)과 제2 궤도륜(120)은 모두 변위될 수도 있으며, 이 경우 제1 궤도륜(110)과 제2 궤도륜(120) 각각의 변위 사이에 차이가 있으면 상대적인 변위가 발생할 수 있다.

상기 전동체(130)는 상기 제1 궤도륜(110)과 제2 궤도륜(120) 사이에 삽입되어 구름 운동을 함으로써, 제1 궤도륜(110)과 제2 궤도륜(120)의 직접적인 마찰을 피하고 제1 궤도륜(110)과 제2 궤도륜(120)의 상대적인 변위를 원활하게 해 주는 역할을 한다.

상기 제1궤도륜(110)과 제2 궤도륜(120)이 상대적으로 변위될 때, 상기 전동체(130)가 구름 운동을 할 수 있는 허용된 최대 구름각(α)은 상기 전동체(130)의 구름 방향의 양쪽으로 각각 90°이내로 제한된다. 이러한 제한은 후술하는 제1 및 제2 플레이트(140, 150)의 크기와 관련된 것으로, 이에 대해서는 뒤에서 설명하기로 한다.

상기한 바와 같이 상기 전동체(130)의 최대 구름각(α)이 제한됨에 따라, 상기 제1 궤도륜(110)과 제2 궤도륜(120)의 상대적 변위도 상기 전동체(130)의 최대 구름각(α)에 상응하는 범위 내로 제한된다. 즉, 상기 제1 궤도륜(110)과 제2 궤도륜(120)의 상대적 변위는 상기 최대 구름각(α)에 해당되는 전동체(130)의 원주의 길이 이내로 제한되는 것이다. 따라서, 제1 실시예에 따른 구름 베어링(100)은 제1 궤도륜(110)과 제2 궤도륜(120)의 상대적 변위가 상기한 바와 같이 비교적 작게 요구되는 장치에 유용하게 적용될 수 있다.

상기 전동체(130)로서 도 2에 도시된 바와 같이 원기둥 형상의 롤러가 사용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 원추 형상의 롤러가 사용될 수도 있다. 또한, 상기 전동체(130)로서 롤러가 아니라 볼이 사용될 수도 있으며, 이에 대해서는 뒤에서 도 5에 도시된 제2 실시예를 참조하면서 설명하기로 한다.

한편, 도 2와 도 3에는 상기 제1 궤도륜(110)과 제2 궤도륜(120) 사이에 하나의 전동체(130)가 배치되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 이는 본 발명을 보다 명확하고 간결하게 보여주기 위한 것이며, 실제로는 상기 제1 궤도륜(110)과 제2 궤도륜(120) 사이에 다수의 전동체(130)가 간격을 두고 배치된다.

상기 제1 플레이트(140)는 상기 전동체(130)와 제1 궤도륜(110) 사이에 배치되며, 상기 제2 플레이트(150)는 상기 전동체(130)와 제2 궤도륜(120) 사이에 배치된다. 상기 제1 플레이트(140)와 제2 플레이트(150)는 각각 상기 전동체(130)를 부분적으로 감싸는 형상으로 형성된다.

상기 제1 플레이트(140)와 제2 플레이트(150)는 일정한 두께를 가진 판 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 전동체(130)의 곡률반경보다 큰 곡률반경을 가진다. 그리고, 상기 제1 플레이트(140)의 양단부와 제2 플레이트(150)의 양단부 사이에는 서로간의 접촉이나 간섭이 없도록 소정의 간격이 형성된다.

상기 제1 플레이트(140)와 제2 플레이트(150)는 각각 하나씩 설치될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 즉, 상기 제1 플레이트(140)와 제2 플레이트(150) 각각은 다수 개가 상기 전동체(130)를 다수의 겹으로 감싸는 형태로 설치될 수도 있다. 다시 설명하면, 상기 전동체(130)와 제1 궤도륜(110) 사이에 다수의 제1 플레이트(140)가 적층된 구조로 설치되고, 상기 전동체(130)와 제2 궤도륜(120) 사이에 다수의 제2 플레이트(150)가 적층된 구조로 설치될 수 있다. 이 경우, 다수의 제1 플레이트(140)와 다수의 제2 플레이트(150)는 상기 전동체(130)의 곡률반경보다 큰 곡률반경을 가지되, 상기 전동체(130)로부터 먼 것일수록, 즉 제1 궤도륜(110) 또는 제2 궤도륜(120)에 가까운 것일수록 더 큰 곡률반경을 가진다.

상기 제1 플레이트(140)와 제2 플레이트(150)는 전동체(130)로부터 제1 궤도륜(110) 또는 제2 궤도륜(120)에 이르기까지 곡률반경을 단계적으로 증가시킴으로써, 전동체(130)와 제1 궤도륜(110) 또는 제2 궤도륜(120) 사이의 곡률반경의 차이를 감소시켜 접촉면적을 증가시키고 접촉압력을 낮추는 역할을 하게 된다. 이에 대해서는 아래에서 도 4를 참조하면서 다시 설명하기로 한다.

도 4는 도 2와 도 3에 도시된 제1 실시예에 있어서 제2 궤도륜이 좌측으로 변위될 때 전동체와 제1 및 제2 플레이트의 작동을 보여주는 도면이다.

도 4를 참조하면, 예를 들어 제1 궤도륜(110)이 고정된 상태에서 제2 궤도륜(120)이 좌측 방향, 즉 화살표 X 방향으로 변위를 일으키게 되면, 제2 궤도륜(120)과 접촉된 최외곽 제2 플레이트(150a)는 반시계 방향으로 구름 운동을 하게 되고, 이는 최외곽 제2 플레이트(150a)에 접촉된 중간 제2 플레이트(150b)를 반시계 방향으로 구르게 한다. 이와 같이 제2 궤도륜(120)의 변위는 최외곽 제2 플레이트(150a)와 중간 제2 플레이트(150b)를 거쳐 최내곽 제2 플레이트(150c)의 반시계 방향 구름 운동으로 이어지고, 최내곽 제2 플레이트(150c)의 구름 운동은 전동체(130)의 반시계 방향 구름 운동을 발생시킨다.

그리고, 상기 전동체(130)의 반시계 방향 구름 운동에 의해 최내곽 제1 플레이트(150c)도 반시계 방향으로 구름 운동을 하게 되며, 이러한 구름 운동은 연쇄적으로 중간 제1 플레이트(140b)와 최외곽 제1 플레이트(140a)의 반시계 방향 구름 운동을 일으킨다.

상기한 바와 같은 구름 운동 과정에서, 상기 전동체(130)는 상기 제1 및 제2 플레이트(140, 150)의 단부를 벗어나지 않아야 한다. 이를 위해, 상기 제1 및 제2 플레이트(140, 150)는, 상기 전동체(130)의 구름각(α)이 최대일 때 상기 전동체(130)가 제1 및 제2 플레이트(140, 150)의 단부를 벗어나지 않도록 하는 최소 길이를 가진다.

또한, 상기한 바와 같은 구름 운동 과정에서, 상기 제1 및 제2 플레이트(140, 150)는 맞은편의 제2 궤도륜(120) 또는 제1 궤도륜(110)에 간섭되지 않아야 한다. 이를 위해, 상기 제1 플레이트(140)는, 상기 전동체(130)의 구름각(α)이 최대일 때 그 단부가 제2 궤도륜(120)에 접촉되지 않도록 하는 최대 길이를 가지며, 상기 제2 플레이트(150)는, 상기 전동체(130)의 구름각(α)이 최대일 때 그 단부가 제1 궤도륜(120)에 접촉되지 않도록 하는 최대 길이를 가진다.

상기한 바와 같은 구성을 가진 제1 실시예에 따른 구름 베어링(100)은, 구름 운동을 하는 전동체(130)를 사용하므로 종래의 미끄럼 베어링에 비해 마찰저항이 작아서 접촉면의 손상이 작은 장점이 있다.

또한, 전동체(130)와 제1 및 제2 궤도륜(110, 120) 사이에 전동체(130)보다 큰 곡률반경을 가진 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)가 설치됨으로써, 전동체(130)와 제1 궤도륜(110) 또는 제2 궤도륜(120) 사이의 곡률반경의 차이가 감소되는 효과가 있으며, 이에 따라 접촉면적이 증가되어 접촉압력이 낮아지게 된다. 따라서, 전동체(130)의 곡률반경이 크지 않더라도 높은 하중을 지지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 제1 실시예에 따른 구름 베어링(100)에 의하면, 큰 곡률반경을 가진 전동체를 사용하는 것보다 하나 또는 다수의 제 및 제2 플레이트(140, 150)를 적용함으로써 한정된 공간에서 큰 곡률반경을 구현할 수 있어서 공간의 효율적인 사용이 가능하게 되므로, 동일한 크기를 가진 종래의 일반적인 구름 베어링보다 하중지지능력이 향상되는 장점이 있다. 즉, 구름 베어링(100)의 크기 대비 부하지지능력이 종래에 비해 향상된다.

따라서, 제1 실시예에 따른 구름 베어링(100)은, 예를 들어 교량 받침과 같이 수직 방향으로 높은 하중을 지지하면서 제1 및 제2 궤도륜(110, 120) 사이의 상대적 변위가 작은 장치에 적용되는 베어링으로서 유용하게 사용될 수 있으며, 또한 제1 및 제2 궤도륜(110, 120)의 형상에 따라 레이디얼 구름 베어링과 스러스트 구름 베어링으로서 사용될 수도 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 구름 베어링의 다른 실시예들에 대해 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 구름 베어링을 도시한 사시도이며, 도 5에 도시된 구름 베어링의 수직 단면 형상은 도 3에 도시된 단면 형상과 동일하므로, 단면도는 생략한다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 구름 베어링(200)은, 제1 궤도륜(210) 및 제2 궤도륜(220)과, 상기 제1 궤도륜(210)과 제2 궤도륜(220) 사이에 삽입되는 전동체(230)와, 상기 전동체(230)와 제1 궤도륜(210) 사이에 배치되는 제1 플레이트(240)와, 상기 전동체(230)와 제2 궤도륜(220) 사이에 배치되는 제2 플레이트(250)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 제1 궤도륜(210) 및 제2 궤도륜(220)은 도 2 내지 도 4에 도시된 제1 궤도륜(110) 및 제2 궤도륜(120)과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제2 실시예에 따른 구름 베어링(200)에 있어서, 상기 전동체(230)로서 볼이 사용된다. 그리고, 상기 제1 플레이트(240)와 제2 플레이트(250)는 각각 일정한 두께와 일정한 곡률반경을 가지는 구껍질 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제1 플레이트(240)와 제2 플레이트(250)는 전술한 제1 실시예와 마찬가지로 각각 하나씩 설치될 수도 있으며, 또한 다수 개가 상기 전동체(230)를 다수의 겹으로 감싸는 형태로 설치될 수도 있다. 상기 전동체(230), 제1 플레이트(240) 및 제2 플레이트(250)의 구체적 구성, 작용 및 효과는 상기한 바와 같은 형상의 차이를 제외하고는 전술한 제1 실시예의 전동체(130), 제1 플레이트(140) 및 제2 플레이트(150)에 대한 설명과 동일하다.

특히, 제2 실시예에 따른 구름 베어링(200)에 있어서는, 상기 전동체(230)로서 다양한 방향으로 구름 운동이 가능한 볼이 사용됨으로써, 상기 제1 궤도륜(210)과 제2 궤도륜(220)의 상대적인 변위가 다양한 방향으로 일어나는 경우에 더욱 적합한 장점이 있다.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 구름 베어링을 도시한 사시도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 구름 베어링(300)도, 제1 궤도륜(310) 및 제2 궤도륜(320)과, 상기 제1 궤도륜(310)과 제2 궤도륜(320) 사이에 삽입되는 전동체(330)와, 상기 전동체(330)와 제1 궤도륜(310) 사이에 배치되는 하나 또는 다수의 제1 플레이트(340)와, 상기 전동체(330)와 제2 궤도륜(320) 사이에 배치되는 하나 또는 다수의 제2 플레이트(350)를 포함하여 구성된다.

제3 실시예에 따른 구름 베어링(300)에 있어서, 상기 전동체(330), 제1 플레이트(340) 및 제2 플레이트(350)의 구체적 구성, 작용 및 효과는 전술한 제1 실시예의 전동체(130), 제1 플레이트(140) 및 제2 플레이트(150)에 대한 설명과 동일하다. 또한, 상기 전동체(330)로서 롤러가 아니라 도 5에 도시된 볼이 사용될 수도 있으며, 이 경우 상기 제1 및 제2 플레이트(340, 350)는 도 5에 도시된 제1 및 제2 플레이트(240, 250)와 같은 형상을 가질 수 있다.

다만, 상기 제1 궤도륜(310)과 제2 궤도륜(320)은 서로 일정한 간격을 두고 배치되되, 편평한 판이 아니라 각각 일정한 곡률반경을 가지도록 형성된다. 구체적으로, 상기 제1 궤도륜(310)과 제2 궤도륜(320)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 일정한 곡률반경과 일정한 길이를 가진 원호 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 도 1에 도시된 종래의 구름 베어링의 궤도륜과 같이 링 형상으로 형성될 수도 있다. 이때, 상기 제1 플레이트(340)는 상기 제1 궤도륜(310)의 곡률반경보다 작은 곡률반경을 가지도록 형성될 수 있으며, 상기 제2 플레이트(350)는 상기 제2 궤도륜(320)의 곡률반경보다 작은 곡률반경을 가지도록 형성될 수 있다.

상기한 바와 같은 제1 궤도륜(310)과 제2 궤도륜(320)의 형상에 따라, 제3 실시예에 따른 구름 베어링(300)의 구성은 레이디얼 구름 베어링 또는 스러스트 구름 베어링에 적용될 수 있다.

도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 구름 베어링을 도시한 분해 사시도이ㄱ고, 도 8은 도 7에 도시된 구름 베어링의 부분 조립 상태의 사시도이며, 도 9는 도 8에 도시된 구름 베어링의 정면도이다.

도 7 내지 도 9를 함께 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 구름 베어링(400)도, 제1 궤도륜(410) 및 제2 궤도륜(420)과, 상기 제1 궤도륜(410)과 제2 궤도륜(420) 사이에 삽입되는 전동체(430)와, 상기 전동체(430)와 제1 궤도륜(410) 사이에 배치되는 하나 또는 다수의 제1 플레이트(440)와, 상기 전동체(430)와 제2 궤도륜(420) 사이에 배치되는 하나 또는 다수의 제2 플레이트(450)를 포함하여 구성된다.

제4 실시예에 따른 구름 베어링(400)에 있어서, 상기 제1 궤도륜(410), 제2 궤도륜(420), 전동체(430), 제1 플레이트(440) 및 제2 플레이트(450)의 구체적 구성, 작용 및 효과는 전술한 제1 실시예의 제1 궤도륜(110), 제2 궤도륜(120), 전동체(130), 제1 플레이트(140) 및 제2 플레이트(150)에 대한 설명과 동일하다. 그리고, 상기 제1 궤도륜(410)과 제2 궤도륜(420)은, 도 2 내지 도 4에 도시된 제1 실시예와 마찬가지로 서로 일정한 간격을 두고 평행하게 배치된 편평한 판 형상으로 형성될 수 있으며, 또한 도 6에 도시된 제3 실시예와 같이 서로 일정한 간격을 두고 배치되되, 편평한 판이 아니라 각각 일정한 곡률반경을 가지도록 형성될 수도 있다.

특히, 제4 실시예에 따른 구름 베어링(400)은 상기 전동체(430)의 축방향 양단에 각각 설치되는 리테이너(460)를 더 포함한다. 상기 리테이너(460)는 상기 전동체(430)를 일정한 위치에서 회전 가능하게 지지하는 역할과, 상기 제1 플레이트(440)와 제2 플레이트(450)의 축방향 양단부를 지지하며 상기 제1 플레이트(440)와 제2 플레이트(450)의 구름 운동을 일정한 궤적을 따라 가이드하는 역할을 한다.

구체적으로, 상기 리테이너(460)는 상기 제1 궤도륜(410)과 제2 궤도륜(420)이 연장된 방향으로 길게 연장된 판 형상으로 형성될 수 있으며, 그 폭(W)은 상기 제1 궤도륜(410)과 제2 궤도륜(420) 사이의 간격보다 좁을 수도 있고 넓을 수도 있다. 이에 대해서는 뒤에서 다시 설명하기로 한다.

상기 리테이너(460)는 상기 전동체(430)를 일정한 위치에서 회전 가능하게 지지하는 역할을 하는데, 이를 위해 상기 리테이너(460)의 내측면에 전동체(450)의 축방향으로 돌출된 돌기(465)가 형성될 수 있으며, 상기 돌기(465)는 상기 전동체(430)의 중심축에 형성된 구멍(432)에 삽입될 수 있다.

그리고, 상기 리테이너(460)는 상기 제1 플레이트(440)와 제2 플레이트(450)의 축방향 양단부를 지지하며 상기 제1 플레이트(440)와 제2 플레이트(450)의 구름 운동을 일정한 궤적을 따라 가이드하는 역할을 하는데, 이를 위해 상기 리테이너(460)의 내측면에 제1 플레이트 가이드홈(461)과 제2 플레이트 가이드홈(462)이 일정 깊이로 형성된다.

상기 제1 플레이트 가이드홈(461)에는 상기 제1 플레이트(440)의 축방향 단부가 삽입되어 지지되고, 제2 플레이트 가이드홈(461)에는 상기 제2 플레이트(450)의 축방향 단부가 삽입되어 지지된다. 상기 리테이너(460)는 전동체(430)의 축방향 양단부에 각각 설치되므로, 상기 제1 플레이트(440)의 양단부가 상기 제1 플레이트 가이드홈(461)에 의해 지지될 수 있으며, 상기 제2 플레이트(450)의 양단부가 상기 제2 플레이트 가이드홈(462)에 의해 지지될 수 있다.

상기 제1 플레이트 가이드홈(461)과 제2 플레이트 가이드홈(462) 내부에 삽입된 제1 플레이트(440)와 제2 플레이트(450)가 원활하게 구름 운동을 할 수 있도록 상기 제1 플레이트 가이드홈(461)과 제2 플레이트 가이드홈(462)의 폭은 상기 제1 플레이트(440)와 제2 플레이트(450)의 두께보다 약간 크게 형성될 수 있다.

상기 제1 플레이트 가이드홈(461)과 제2 플레이트 가이드홈(462)은 상기 제1 플레이트(440)와 제2 플레이트(450)의 구름 운동 궤적을 따라 상기 제1 플레이트(440)와 제2 플레이트(450)의 길이보다 길게 연장될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 플레이트 가이드홈(461)과 제2 플레이트 가이드홈(462)은 각각 일정한 곡률반경을 가진 제1 플레이트(440)와 제2 플레이트(450)의 연장선 형태로서 서로 교차할 정도로 길게 형성될 수 있다.

상기 제1 플레이트(440)와 제2 플레이트(450)가 각각 복수로 설치되는 경우에는, 상기 제1 플레이트 가이드홈(461)과 제2 플레이트 가이드홈(462)도 각각 복수로 형성된다.

전술한 바와 같이, 상기 리테이너(460)의 폭(W)은 상기 제1 궤도륜(410)과 제2 궤도륜(420) 사이의 간격보다 넓을 수 있으며, 이 경우 상기 리테이너(460)의 내측면에는 상기 제1 궤도륜(410)과 제2 궤도륜(420)의 축방향 단부가 각각 삽입되는 제1 궤도륜 가이드홈(463)과 제2 궤도륜 가이드홈(464)이 일정 깊이로 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1 궤도륜 가이드홈(463)과 제2 궤도륜 가이드홈(464)은 상기 제1 궤도륜(410)과 제2 궤도륜(420)의 연장 방향을 따라 길게 연장되어, 제1 궤도륜(410)과 제2 궤도륜(420)의 상대적인 변위를 가이드하게 된다.

한편, 상기 리테이너(460)는 상기 제1 궤도륜(410)과 제2 궤도륜(420) 사이에 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 리테이너(460)는, 변위를 일으키는 제1 궤도륜(410)과 제2 궤도륜(420)에 접촉되지 않도록 제1 궤도륜(410)과 제2 궤도륜(420) 사이의 간격보다 좁은 폭(W)을 가지며, 이에 따라 상기 리테이너(460)에는 제1 궤도륜 가이드홈(463)과 제2 궤도륜 가이드홈(464)이 형성되지 않는다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

100,200,300,400...구름 베어링 110,210,310,410...제1 궤도륜
120,220,320,420...제2 궤도륜 130,230,330,430...전동체
140,240,340,440...제1 플레이트 150,250,350,450...제2 플레이트
460...리테이너 461...제1 플레이트 가이드홈
462...제2 플레이트 가이드홈 463...제1 궤도륜 가이드홈
464...제2 궤도륜 가이드홈 465...돌기

Claims (17)

1. 서로 간격을 두고 배치되는 제1 궤도륜 및 제2 궤도륜;
   상기 제1 궤도륜과 제2 궤도륜 사이에 삽입되어 구름 운동을 하는 전동체;
   상기 전동체와 제1 궤도륜 사이에 설치되는 것으로, 상기 전동체의 곡률반경보다 큰 곡률반경을 가지며 상기 전동체를 부분적으로 감싸는 적어도 하나의 제1 플레이트; 및
   상기 전동체와 제2 궤도륜 사이에 설치되는 것으로, 상기 전동체의 곡률반경보다 큰 곡률반경을 가지며 상기 전동체를 부분적으로 감싸는 적어도 하나의 제2 플레이트;를 구비하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 궤도륜과 제2 궤도륜은 편평한 판 형상으로 형성되며 서로 일정한 간격을 두고 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 궤도륜과 제2 궤도륜은 서로 일정한 간격을 두고 배치되되, 각각 일정한 곡률반경을 가지는 원호 형상 또는 링 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 제1 플레이트의 곡률반경은 상기 제1 궤도륜의 곡률반경보다 작고, 상기 제2 플레이트의 곡률반경은 상기 제2 궤도륜의 곡률반경보다 작은 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 전동체로서 원기둥 형상의 롤러 또는 원추 형상의 롤러가 사용되고, 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트는 각각 일정한 두께와 일정한 곡률반경을 가진 판 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 전동체로서 볼이 사용되고, 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트는 각각 일정한 두께와 일정한 곡률반경을 가지는 구껍질 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 각각은 다수 개가 상기 전동체를 다수의 겹으로 감싸는 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 다수의 제1 플레이트와 다수의 제2 플레이트는 상기 전동체로부터 먼 것일수록 더 큰 곡률반경을 가지는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 플레이트의 양단부와 제2 플레이트의 양단부는 서로 접촉되지 않도록 이격되는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
10. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 궤도륜과 제2 궤도륜이 상대적으로 변위될 때, 상기 전동체가 구름 운동을 할 수 있는 최대 구름각은 상기 전동체의 구름 방향의 양쪽으로 각각 90°이내인 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
11. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 플레이트와 제2 플레이트는 상기 전동체의 구름각이 최대일 때 상기 전동체가 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트의 단부를 벗어나지 않도록 하는 최소 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
12. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 제1 플레이트는 상기 전동체의 구름각이 최대일 때 그 단부가 상기 제2 궤도륜에 접촉되지 않도록 하는 최대 길이를 가지며,
    상기 제2 플레이트는 상기 전동체의 구름각이 최대일 때 그 단부가 상기 제1 궤도륜에 접촉되지 않도록 하는 최대 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
13. 제 1항에 있어서,
    상기 전동체의 축방향 양단에 각각 설치되어, 상기 전동체를 일정한 위치에서 회전 가능하게 지지하며, 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트의 축방향 양단부를 지지하면서 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트의 구름 운동을 일정한 궤적을 따라 가이드하는 리테이너를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
14. 제 13항에 있어서,
    상기 리테이너의 내측면에 상기 전동체의 중심축에 형성된 구멍에 삽입되는 돌기가 상기 전동체의 축방향으로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
15. 제 13항 또는 제 14항에 있어서,
    상기 리테이너의 내측면에 상기 제1 플레이트의 축방향 단부가 삽입되는 제1 플레이트 가이드홈과 상기 제2 플레이트의 축방향 단부가 삽입되는 제2 플레이트 가이드홈이 형성되며,
    상기 제1 플레이트 가이드홈과 제2 플레이트 가이드홈은 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트의 구름 운동 궤적을 따라 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트의 길이보다 길게 연장되는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
16. 제 13항에 있어서,
    상기 리테이너는 상기 제1 궤도륜과 제2 궤도륜 사이의 간격보다 넓은 폭을 가지며, 상기 리테이너의 내측면에는 상기 제1 궤도륜과 제2 궤도륜의 축방향 단부가 각각 삽입되는 제1 궤도륜 가이드홈과 제2 궤도륜 가이드홈이 형성되고,
    상기 제1 궤도륜 가이드홈과 제2 궤도륜 가이드홈은 상기 제1 궤도륜과 제2 궤도륜의 연장 방향을 따라 연장되어, 상기 제1 궤도륜과 제2 궤도륜의 상대적인 변위를 가이드하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
17. 제 13항에 있어서,
    상기 리테이너는 상기 제1 궤도륜과 제2 궤도륜 사이에 설치되며, 상기 제1 궤도륜과 제2 궤도륜에 접촉되지 않도록 상기 제1 궤도륜과 제2 궤도륜 사이의 간격보다 좁은 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.

Images