KR200447801Y1 - Rolling bearing - Google Patents
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Abstract
본 고안은, 내륜 및 외륜과 상기 내륜 및 외륜 사이에 존재하는 다수의 전동체를 구비하고, 상기 내륜이 축과 결합되어 구동되는 구름베어링에 관한 것이다. 상기 구름베어링은, 상기 축과 결합되는 상기 내륜의 내주면의 횡단면의 모양이, 다각형이고 상기 내주면과 결합되는 상기 축의 외주면의 횡단면의 모양과 일치하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 본 고안은 구름베어링이 축과 연결되어 구동되는 경우, 구름베어링과 축과의 미끄럼 마찰에 의한 파티클의 발생을 최소화할 수 있다.The present invention relates to a rolling bearing having an inner ring and an outer ring and a plurality of rolling elements existing between the inner ring and the outer ring, wherein the inner ring is driven in combination with the shaft. The rolling bearing is characterized in that the shape of the cross section of the inner circumferential surface of the inner ring coupled to the shaft is polygonal and coincides with the shape of the cross section of the outer circumferential surface of the shaft coupled with the inner peripheral surface. Accordingly, the present invention can minimize the generation of particles due to the sliding friction between the rolling bearing and the shaft, when the rolling bearing is driven in connection with the shaft.
구름베어링, 내륜, 외륜, 축, 세라믹재질 Rolling bearing, inner ring, outer ring, shaft, ceramic
Description
본 발명은 구름베어링에 관한 것으로, 구체적으로는, 외륜 및 내륜 사이에 전동체를 포함하는 세라믹 재질의 구름베어링에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to rolling bearings, and more particularly, to rolling bearings of ceramic material including a rolling element between an outer ring and an inner ring.
구름베어링은 각종 산업공정에서 기계의 동작에 따른 마찰을 최소화하고, 동작을 원활하게 해주는 필수적 기계요소이다. 구름베어링은, 구체적으로 외륜 및 내륜 사이에 전동체를 포함하는 베어링을 말하며, 전동체의 종류에 따라 볼 베어링, 로울러 베어링이라고 한다. 전동체는 베어링의 외륜 및 내륜이 회전하면 같이 회전하여, 회전 운동에 따른 미끄럼 마찰을 최소화한다.Rolling bearings are an essential machine element that minimizes the friction caused by the operation of the machine in various industrial processes and makes the operation smooth. The rolling bearing specifically refers to a bearing including a rolling element between the outer ring and the inner ring, and is called a ball bearing or a roller bearing according to the type of rolling element. The rolling element rotates together when the outer and inner rings of the bearing rotate, thereby minimizing sliding friction due to the rotational movement.
종래의 구름베어링은 대부분은 강성이 우수한 금속재질로 제작되는 것이 보통이었으나, 윤활유를 사용해야 하는 불편과, 부식 및 마모 등에 취약한 내구성의 문제가 있었다.Conventional rolling bearings were usually made of a metal material with excellent rigidity, but there were problems of durability, such as inconvenience of using lubricating oil, and weakness in corrosion and abrasion.
그래서, 최근에는 무윤활, 내화학성, 내마모성이 우수한 세라믹재질(ZrO2)로 제작된 구름베어링이 개발되어 있다.Therefore, recently, rolling bearings made of a ceramic material (ZrO 2) having excellent lubrication, chemical resistance, and abrasion resistance have been developed.
이러한 세라믹재질의 구름베어링의 사용으로, 금속 파티클(particle)과 같은 미세먼지에 의해 제품의 불량이 발생되기 쉬운 반도체와 LCD의 제조공정에서, 금속 재질 베어링의 마모로 인한 파티클을 감소시킬 수 있게 되었다.With the use of rolling bearings made of ceramic materials, it is possible to reduce particles due to wear of metal bearings in the manufacturing process of semiconductors and LCDs where product defects are easily caused by fine dust such as metal particles. .
그러나, 이러한 구름베어링도, 축과 결합 되는 구름베어링의 내륜의 내주면의 모양의 한계 상, 구동 시 구름베어링과 축의 결합면에서 발생되는 미끄럼 마찰에 의해 금속재질로 제작된 축이 마모되면서 금속 파티클이 발생되는 문제를 여전히 내포하고 있다. 이렇게 발생된 금속 파티클은, 반도체 및 LCD 제조공정 중 제품에 흡착되어 제품 불량의 원인이 되고 있다. 특히, 최근 대형화 추세에 있는 LCD 제품에 유입·흡착되는 경우, 그에 따른 제품의 불량은 제조자에게 큰 손실을 안겨준다. However, this rolling bearing also has a limitation in the shape of the inner circumferential surface of the inner ring of the rolling bearing coupled to the shaft. As a result, the shaft made of metallic material is worn out by sliding friction generated at the coupling surface of the rolling bearing and the shaft during driving. The problem still arises. The metal particles thus generated are adsorbed onto the product during the semiconductor and LCD manufacturing process, causing product defects. In particular, when the liquid crystal is introduced into and absorbed into LCD products, which have recently been enlarged, defects in the product may cause a great loss to manufacturers.
전술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 구름베어링이 축과 연결되어 구동되는 경우, 구름베어링과 축과의 미끄럼 마찰에 의한 파티클의 발생과 구동효율의 저하를 최소화할 수 있는 구름베어링을 제공하는 것이다.An object of the present invention for solving the above problems is, when the rolling bearing is driven in connection with the shaft, the rolling bearing which can minimize the generation of particles and deterioration of the driving efficiency due to the sliding friction between the rolling bearing and the shaft To provide.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징은, 내륜 및 외륜과 상기 내륜 및 외륜 사이에 존재하는 다수의 전동체를 구비하고, 상기 내륜이 축과 결합되어 구동되는 구름베어링에 관한 것으로, 상기 구름베어링은, 상기 축과 결합되는 상기 내륜의 내주면의 횡단면의 모양이, 다각형이고 상기 내주면과 결합되는 상기 축의 외주면의 횡단면의 모양과 일치하는 것을 특징으로 한다.A feature of the present invention for solving the above-described technical problem, and a rolling bearing having a plurality of rolling elements existing between the inner ring and the outer ring and the inner ring and the outer ring, the inner ring is driven in combination with the shaft, The rolling bearing is characterized in that the shape of the cross section of the inner circumferential surface of the inner ring which is coupled with the shaft is polygonal and coincides with the shape of the cross section of the outer circumferential surface of the shaft which is coupled with the inner circumferential surface.
여기서, 상기 내륜은, 상기 축과 결합되는 내주면의 횡단면의 모양 중 적어도 일면은 상기 축의 외주면의 횡단면의 곡률과 일치하는 곡면으로 형성된다.Here, the inner ring, at least one surface of the cross-sectional shape of the inner circumferential surface coupled to the shaft is formed in a curved surface that matches the curvature of the cross section of the outer circumferential surface of the shaft.
또한, 상기 내륜은, 상기 축과 결합되는 내주면의 횡단면의 모양이, 사각형이고 상기 사각형 중 한 개의 면이 상기 내주면과 결합되는 상기 축의 곡률과 일치하는 곡면으로 마련되는 것이 바람직하다.In addition, the inner ring, the cross-sectional shape of the inner circumferential surface coupled to the shaft is preferably provided with a curved surface that is square and one surface of the square coincides with the curvature of the shaft coupled to the inner circumferential surface.
또한, 상기 구름베어링은, 세라믹재질로 마련되는 것이 바람직하다.In addition, the rolling bearing is preferably made of a ceramic material.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 구름베어링은, 축과 결합되는 내주면의 횡단면의 모양이, 종래와 같은 완전 원형이 아닌 각이 형성된 면으로 되어 있 으므로, 축의 구동시 내륜과 축의 결합에서 일어나는 미끄러짐 마찰을 현저히 줄일 수 있고, 더불어 축의 운동 전달 효율도 향상시킬 수 있다.As described above, the rolling bearing according to the present invention, since the cross-sectional shape of the inner circumferential surface to be coupled to the shaft is a surface formed with an angle other than the conventionally circular, the sliding caused by the coupling between the inner ring and the shaft during driving of the shaft The friction can be significantly reduced, and the motion transfer efficiency of the shaft can also be improved.
또한, 본 발명에 따른 구름베어링은, 종래의 금속재질 대신 무윤활, 내화학성 및 내마모성이 우수한 세라믹재질을 사용함으로써, 축의 구동시 발생되는 금속 파티클의 발생을 더욱 최소화할 수 있다. In addition, the rolling bearing according to the present invention, by using a ceramic material excellent in lubrication, chemical resistance and wear resistance instead of the conventional metal material, it is possible to further minimize the generation of metal particles generated when the shaft is driven.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 고안의 일 실시예에 따른 구름베어링(100)의 구성 및 동작을 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it describes the configuration and operation of the rolling
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 구름베어링(100)의 사시도이고, 도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 구름베어링(100)의 정면도이며, 도 3은, 도 2의 A-A에 따른 단면도이다. 1 is a perspective view of a rolling
본 고안의 일 실시예에 따른 구름베어링(100)은, 도 1, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 외륜(110), 내륜(120), 외륜(110)과 내륜(120) 사이에 포함된 전동체(130), 외륜(110)과 내륜(120)의 사이에 존재하며 전동체(130)의 위치를 고정시키는 리테이너(140)를 구비한다. 일 실시예에 따른 구름베어링(100)은 내륜(120)의 내주면(121)을 통하여 축과 결합된다. Rolling bearing 100 according to an embodiment of the present invention, as shown in Figures 1, 2 and 3, between the
본 고안의 일 실시예에 따른 각 구성에 대해 설명한다.Each configuration according to an embodiment of the present invention will be described.
외륜(110)은, 외주면(111)이 반송장치 등의 하우징에 결합·고정되어 설치된다. 예를 들면, LCD의 제조공정 중 LCD 판넬을 이송하는 반송장치에 이용되는 경우, 내륜(120)에 결합된 축이 길이 방향에 따른 중심선을 기준으로 회전하는 경우, 하우징에 고정되어 내륜(120)에 결합된 축의 회전운동을 위한 지지대 역할을 수행하다.The
내륜(120)은, 축과 결합되어 축과 일체가 되어 운동한다. 여기서, 내륜(120)의 축과 결합되는 내주면(121)의 횡단면의 모양은, 다각형이고 내주면(121)과 결합되는 축의 횡단면 모양은 일치하여야 한다.The
일례로서, 도 2 및 도3에 도시된 바와 같이, 내주면(121)의 횡단면의 모양 중 일면(B)의 곡률(r)은 결합되는 축의 횡단면의 곡률과 일치한다. 여기서, 횡단면의 모양은 사각형 중 한 개의 면이 곡면으로 마련되어 있으나, 두 개 또는 세 개의 면이 곡면으로 형성될 수 있다. 이것은, 종래 사용되는 축의 규격을 고려하여, 내주면(121) 횡단면의 모양 중 적어도 일면(B)은 결합되는 축의 곡률과 일치하도록 형성함으로써, 기존 원형 모양의 축을 최소한의 변경을 통해 사용할 수 있도록 하기 위함이다. 물론, 용도 및 재료역학적 고려에 따라, 곡면의 형성 없이 정삼각형, 정사각형 등 다각형 모양으로 형성할 수 있다. 이 경우 구동시, 회전마찰은 더욱 최소화되고, 구동효율은 더욱 극대화될 수 있다.As an example, as shown in FIGS. 2 and 3, the curvature r of one surface B of the cross sectional shape of the inner
이와 같이, 축과 결합되는 내주면(121)의 횡단면의 모양은, 종래와 같은 완전 원형이 아닌 각이 형성된 면이 존재하므로, 축의 회전운동에 대한 걸림 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 축의 구동시 내륜(120)과 축의 결합에서 일어나는 미끄러짐 마찰을 현저히 줄일 수 있고, 더불어 축의 운동 전달 효율도 향상시킬 수 있다. As such, the shape of the cross section of the inner
전동체(130)는, 복수개로 마련되며, 외륜(110) 및 내륜(120) 상의 궤도를 따라 움직이며, 내륜(120)이 회전함에 따라 같이 회전하여, 축의 원활한 회전운동을 보장한다. 여기서 전동체(130)로서 원구 형태를 사용하였으나, 원통 형태도 가능하다.The
리테이너(140)는, 축의 회전운동에 의해 내륜(120)이 회전될 때, 외륜(110)과 내륜(120) 사이에 위치한 전동체(130)의 유동을 막아주는 역할을 수행한다.The
전술한 일 실시예에 따른 구름베어링(100)의 재질은 세라믹(ZrO2) 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 금속재질 대신 무윤활, 내화학성 및 내마모성이 우수한 재질을 사용함으로써, 본 고안이 추구하는 구름베어링(100)과 축의 구동시 발생되는 금속 파티클의 발생을 더욱 최소화할 수 있다.The material of the rolling bearing 100 according to the above-described embodiment is preferably formed of a ceramic (ZrO 2) material. As such, by using a material having excellent lubrication, chemical resistance, and abrasion resistance instead of the metal material, it is possible to further minimize the generation of metal particles generated when the rolling bearing 100 and the shaft are driven by the present invention.
도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 구름베어링(100)의 사용 예시도로서, LCD의 일부 제조공정에 이용되는 축에 본 고안에 따른 구름베어링(100)을 적용한 모습이다. 4 is a view illustrating the use of the rolling
도 4의 (a)는 본 고안의 일 실시예에 따른 구름베어링(100)이 LCD 제조공정에 이용되는 축에 결합 된 것을 정면에서 본 도면이고, 도 4의 (b)는 (a)의 b-b에 따른 단면이다. 도 4의 (c) 및 (d)는, 도 4의 (a)에 대한 좌측면도 및 우측면도이다.Figure 4 (a) is a front view of the rolling
도 4(c) 및 (d)에 도시된 바와 같이, 구름베어링(100) 내주면(121)의 횡단면의 모양은, 전술한 일 실시예에서 설명한 바와 같이, 내주면(121) 횡단면의 일면(B)이 곡면으로 형성되어 있다. As shown in FIGS. 4C and 4D, the shape of the cross section of the inner
이에 따라 축(200)도, 구름베어링(100)과 결합되는 결합부위는 횡단면이 내주면(121) 횡단면의 모양과 일치하도록 형성되어 있다. 여기서, 도 4의 "D"는 축(200)에 형성된 홈을 도시한 것으로 본 고안의 구름베어링(100)과는 무관하게, 축의 용도상 형성된 것이다. 도 4의 (c)에 도시된 "D"는, 좌측에서 보았을 때 홈 횡단면의 윤곽이 도시된 것으로 내주면(121)과 결합되는 축(200)의 결합부위에 홈이 형성되어 있는 것은 아니다.Accordingly, the
본 고안에 따른 구름베어링은 각종 산업공정에서 기계의 동작을 원활하게 해주는 기계부품으로서 널리 이용될 수 있다. 특히, LCD 및 반도체 제조공정의 장비에 유용하게 적용될 수 있다.Rolling bearings according to the present invention can be widely used as a mechanical component to smooth the operation of the machine in various industrial processes. In particular, it can be usefully applied to the equipment of LCD and semiconductor manufacturing process.
도 1은, 본 고안의 일 실시예에 따른 구름베어링의 사시도이다.1 is a perspective view of a rolling bearing according to an embodiment of the present invention.
도 2는, 본 고안의 일 실시예에 따른 구름베어링의 정면도이다.2 is a front view of a rolling bearing according to an embodiment of the present invention.
도 3는, 도 2의 A-A에 따른 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 2.
도 4는, 본 고안의 일 실시예에 따른 구름베어링의 사용 예시도이다.4 is an exemplary view of using a rolling bearing according to an embodiment of the present invention.
<도면 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawing>
100 : 구름베어링 110 : 외륜100: rolling bearing 110: outer ring
120 : 내륜 121 : 내주면120: inner ring 121: inner circumference
130 : 전동체 200 : 축130: rolling element 200: shaft
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