KR20020093697A - 구름 베어링 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 구름 베어링에 관한 것으로, 그 목적은 내측레이스와 외측레이스 및 이들 사이에 개재되는 롤러의 구조를 개선하여 큰 하중에서도 고속 회전을 지지할 수 있도록 하는 것이다.
이를 위해 본 발명에 따른 구름 베어링에 의하면, 내ㆍ외측레이스(10)(20)에는 제1,제2가이드홈(11)(12)(21)(22)들이 적어도 2개 이상 대응되게 형성되며, 롤러(30)들의 외주에는 제1,제2가이드홈(11)(12)(21)(22)들에 각각 수용되어 접하도록 반경방향으로 돌출된 구름돌기(31)(32)가 적어도 2개 이상 마련되어 있어서, 롤러(30)들은 내ㆍ외측레이스(10)(20)에서 2개소 정도와 점접촉하면서 구름 운동한다.
따라서 본 발명에 따른 구름 베어링은 종래 볼 베어링에 비해 상대적으로 접촉 면적이 커 큰 하중에서도 회전축의 회전운동을 원활하게 지지할 수 있음은 물론이며, 마찰저항이 종래 선접촉하는 롤러 베어링보다 월등히 작기 때문에 고속 회전장치에도 무난하게 적용할 수 있는 작용효과가 있다.

Description

구름 베어링{A ROLLING BEARING}
본 발명은 베어링에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 큰 하중에서도 고속회전이 가능하게 할 수 있는 구름 베어링에 관한 것이다.
일반적으로 구름 베어링은 축과 베어링 사이에 볼(ball) 또는 롤러(roller)를 넣어서 구름 접촉에 의해 마찰을 적게 하여 회전운동을 돕는 것으로, 도 1은 종래 볼 베어링 구조를 보인 것이다.
종래 볼 베어링(ball bearing)은 도 1에 도시한 바와 같이, 링 형상으로 이루어진 내측레이스(1)와, 이 내측레이스(1)의 바깥 측을 일정한 간극이 유지되도록 감싸는 외측레이스(2)와, 이 외측레이스(2)와 내측레이스(1) 사이에 배치되어 구름 운동하는 다수개의 강구(3;ball)를 구비하고 있다. 이 때, 강구(3)들은 외측레이스(2)와 내측레이스(1) 사이에서 점(點) 접촉하면서 자전과 공전을 병행하게 된다.
이러한 종래 볼 베어링 구조에서는 강구(3)의 접촉 면적이 작기 때문에, 작은 하중에서 고속회전은 지지할 수 있으나 대체로 큰 하중에서는 고속회전을 견디지 못하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 큰 하중에서도 회전축의 회전운동을 지지할 수 있는 롤러 베어링(roller bearing)이 개시되어 있다.
롤러 베어링에서는 도 2에 도시한 바와 같이, 내측레이스(4)와 외측레이스(5) 사이에 자전과 공전을 하는 테이퍼 롤러(6)들이 배치되어 있다. 이에 따라 테이퍼 롤러(6)들은 내측레이스(4) 및 외측레이스(5)와 선(線) 접촉함으로써, 볼 베어링에 비해 상대적으로 접촉 면적이 커 큰 하중에서도 회전축(미도시)의 회전운동을 원활하게 지지할 수 있다.
그러나 이러한 종래 롤러 베어링에서는 테이퍼 롤러(6)와 내측레이스(4) 및 외측레이스(5)의 접촉부위가 너무 크기 때문에, 마찰계수 역시 증가하며 이로 인해 고속으로 회전하는 장치에서는 사용할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로; 본 발명의 목적은 내측레이스와 외측레이스 및 이들 사이에서 자전과 공전운동을 하는 롤러의 구조를 개선하여 큰 하중에서도 고속회전을 원활하게 지지할 수 있는 구름 베어링을 제공하는 것이다.
도 1은 종래 볼 베어링의 구조를 보인 것이다.
도 2는 종래 롤러 베어링의 구조를 보인 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 구름 베어링을 개략적으로 보인 것이다.
도 4는 도 3의 화살표 Ⅳ방향에서 본 정면도로, 롤러의 설치구조를 발췌하여 보인 것이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10..내측레이스 11,12..제1가이드홈
20..외측레이스 21,22..제2가이드홈
30..롤러 31,32..구름돌기
R1,R2..곡률반경
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
외주에 원주방향으로 제1가이드홈이 형성된 내측레이스와, 이 내측레이스의 외측을 일정한 간격을 유지하면서 감싸며 내주에 제2가이드홈이 형성된 외측레이스와, 내측레이스와 외측레이스 사이에 배치되며 제1,제2가이드홈들을 따라 마찰하면서 자전과 공전운동을 하는 다수개의 롤러를 갖춘 구름 베어링에 있어서,
제1,제2가이드홈들은 내측레이스의 외주 및 외측레이스의 내주에 적어도 2개 이상 대응되게 형성되며,
롤러들의 외주에는 제1,제2가이드홈들에 각각 수용되어 접하도록 반경 방향으로 돌출된 구름돌기가 적어도 2개 이상 마련된 것을 특징으로 한다.
또한, 구름돌기들은 단면이 반원형으로 이루어져 소정의 곡률반경을 갖으며, 제1,제2가이드홈들은 구름돌기의 가장자리만이 점접촉되도록 구름돌기들의 곡률반경에 비해 상대적으로 더 큰 곡률반경을 갖도록 형성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 구름 베어링은 도 3에 도시한 바와 같이, 링 형상으로 마련되어 안쪽 바퀴기능을 수행하는 내측레이스(10)와, 이 내측레이스(10)의 외주와 일정한 간극이 유지되도록 마련되며 바깥쪽 바퀴기능을 수행하는 외측레이스(20)와, 이 내ㆍ외측레이스(10)(20) 사이에 배치되어 구름 운동하는 다수개의 롤러(30)를 갖추고 있다.
도 3과 도 4를 참조하면, 내측레이스(10)의 내부에는 통상적으로 회전축(미도시)이 끼워져 결합되며, 이의 외주에는 롤러(30)의 구름운동을 안내하도록 제1가이드홈(11)(12)이 형성되어 있다. 제1가이드홈(11)(12)은 내측레이스(10)의 외주를 따라 원주방향으로 형성된 것으로, 본 발명의 실시 예에서는 2단으로 형성되어 있다. 즉, 내측레이스(10)의 외주에는 2개의 제1가이드홈(11)(12)이 나란하게 형성되어 있다.
그리고 외측레이스(20)의 내주에도 역시 롤러(30)의 구름운동을 안내하기 위해 제2가이드홈(21)(22)이 형성되어 있다. 이 제2가이드홈(21)(22)은 제1가이드홈(11)(12)들과 대응하도록 외측레이스(20)의 내주를 따라 원주방향으로 형성된 것으로, 본 발명의 실시 예에서는 2단으로 형성되어 있다.
한편, 롤러(30)들은 내ㆍ외측레이스(10)(20) 사이에 배치되어 구름 운동하면서 자전과 공전을 하는 것으로, 이를 위해 각 롤러(30)들의 외주에는 제1,제2가이드홈(11)(12)(21)(22)들에 각각 수용되어 접하도록 반경방향으로 돌출된 구름돌기(31)(32)가 2단으로 마련되어 있다.
이러한 구름돌기(31)(32)들은 단면이 반원형으로 이루어져 소정의곡률반경(R1)을 갖는다. 또한, 구름돌기(31)(32)의 가장자리만을 점(點) 접촉시키기 위해, 제1,제2가이드홈(11)(12)(21)(22)들은 구름돌기(31)(32)의 곡률반경(R1)에 비해 상대적으로 더 큰 곡률반경(R2)을 갖도록 형성되어 있다(R2>R1).
따라서 롤러(30)의 구름돌기(31)(32)들은 제1,제2가이드홈(11)(12)(21)(22)들에 수용된 상태에서 가장자리만이 제1,제2가이드홈(11)(12)(21)(22)들의 저부와 점접촉한다.
다음에는 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 구름 베어링의 작동 및 이에 따른 효과를 설명한다.
먼저, 회전축과 함께 내측레이스(10)가 회전하면, 롤러(30)들은 내측레이스(10)와 외측레이스(20) 사이에서 구름 운동한다. 즉, 롤러(30)들은 제1,제2가이드홈(11)(12)(21)(22)의 저부와 점접촉하면서 자전과 공전을 동시에 하며, 이로 인해 내측레이스(10)가 원활하게 회전한다.
이 때, 롤러(30)의 구름돌기(31)(32)들은 각각 2개소에서 제1,제2가이드홈(11)(12)(21)(22)의 저부와 점접촉함으로써, 종래 볼베어링보다는 접하는 면적이 커 큰 하중에서도 견딜 수 있고, 반면에 종래 롤러 베어링보다는 접하는 면적이 작아 마찰계수는 월등하게 작다.
따라서 구름베어링의 롤러(30)들은 내ㆍ외측레이스(10)(20)와 어느 정도 점 접촉면적을 유지하면서 회전하기 때문에, 고속으로 회전하는 장치는 물론이며 큰 하중이 걸리는 회전하는 장치에도 적용할 수 있다.
한편, 이러한 기술적 사상은 롤러(30)의 구름돌기(31)(32)를 2단으로 마련한것을 실시 예로 설명하였는데, 이에 국한하지 않고 2단 이상 다단으로 구성하여도 본 발명의 소기 목적을 달성할 수 있음은 물론이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이; 본 발명에 따른 구름 베어링에 의하면, 내ㆍ외측레이스에는 제1,제2가이드홈들이 적어도 2개 이상 대응되게 형성되며, 롤러들의 외주에는 제1,제2가이드홈들에 각각 수용되어 접하도록 반경방향으로 돌출된 구름돌기가 적어도 2개 이상 마련되어 있어서, 롤러들은 내ㆍ외측레이스에서 2개소 정도와 점접촉하면서 구름 운동한다. 따라서 본 발명에 따른 구름 베어링은 종래 볼 베어링에 비해 상대적으로 접촉 면적이 커 큰 하중에서도 회전축의 회전운동을 원활하게 지지할 수 있음은 물론이며 마찰저항이 종래 선접촉하는 롤러 베어링보다 월등히 작기 때문에 고속 회전장치에도 무난하게 적용할 수 있는 작용효과가 있다.

Claims (2)

  1. 외주에 원주방향으로 제1가이드홈이 형성된 내측레이스와, 상기 내측레이스의 외측을 일정한 간격을 유지하면서 감싸며 내주에 제2가이드홈이 형성된 외측레이스와, 상기 내측레이스와 외측레이스 사이에 배치되며 상기 제1,제2가이드홈들을 따라 마찰하면서 자전과 공전운동을 하는 다수개의 롤러를 갖춘 구름 베어링에 있어서,
    상기 제1,제2가이드홈(11)(12)(21)(22)들은 상기 내측레이스(10)의 외주 및 외측레이스(20)의 내주에 적어도 2개 이상 대응되게 형성되며,
    상기 롤러(30)들의 외주에는 상기 제1,제2가이드홈(11)(12)(21)(22)들에 각각 수용되어 접하도록 반경 방향으로 돌출된 구름돌기(31)(32)가 적어도 2개 이상 마련된 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 구름돌기(31)(32)들은 단면이 반원형으로 이루어져 소정의 곡률반경(R1)을 갖으며,
    상기 제1,제2가이드홈(11)(12)(21)(22)들은 상기 구름돌기(31)(32)의 가장자리만이 점접촉되도록 상기 구름돌기(31)(32)들의 곡률반경(R1)에 비해 상대적으로 더 큰 곡률반경(R2)을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105736561A (zh) * 2014-12-09 2016-07-06 舍弗勒技术有限两合公司 滚子轴承
KR101961643B1 (ko) 2017-10-31 2019-03-25 셰플러코리아(유) 씰링기구를 구비한 구름베어링

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CN105736561A (zh) * 2014-12-09 2016-07-06 舍弗勒技术有限两合公司 滚子轴承
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