KR20170105355A - 베어링 구조체 - Google Patents

베어링 구조체 Download PDF

Info

Publication number
KR20170105355A
KR20170105355A KR1020160028480A KR20160028480A KR20170105355A KR 20170105355 A KR20170105355 A KR 20170105355A KR 1020160028480 A KR1020160028480 A KR 1020160028480A KR 20160028480 A KR20160028480 A KR 20160028480A KR 20170105355 A KR20170105355 A KR 20170105355A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thermal expansion
outer ring
bearing
expansion member
ring surface
Prior art date
Application number
KR1020160028480A
Other languages
English (en)
Inventor
박재범
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020160028480A priority Critical patent/KR20170105355A/ko
Publication of KR20170105355A publication Critical patent/KR20170105355A/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/52Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
    • F16C19/527Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions related to vibration and noise
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
    • F16C19/06Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/52Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
    • F16C19/525Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions related to temperature and heat, e.g. insulation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/32Balls
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/16Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • H02K5/161Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Mounting Of Bearings Or Others (AREA)

Abstract

베어링 구조체가 개시된다. 개시된 베어링 구조체는 회전 샤프트와 결합하는 내륜과, 베어링 안착부와 결합하는 외륜과, 내륜과 외륜 사이에 위치하는 구름부재들을 포함하며, 베어링 안착부에 결합되는 외륜 면에는 그 베어링 안착부 보다 열 팽창률이 큰 열 팽창부재가 설치될 수 있다.

Description

베어링 구조체 {BEARING STRUCTURE}
본 발명의 실시예는 베어링 구조체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 친환경 자동차의 구동모터에 적용되는 베어링 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 베어링은 궤도륜 축(회전축)을 지지하는 수단으로서, 예를 들어 볼 베어링은 궤도륜과 볼 사이에 적정한 간극을 유지하며 내구성을 확보하는데, 내륜이 회전축에 억지 끼워 맞춤으로 고정되는 반면 외륜은 하우징에 헐거운 끼워 맞춤으로 설치된다.
이로 인해, 볼 베어링은 축 방향에 대한 자유로운 이동으로 조립 공차를 흡수하는 특성을 갖는 반면, 외륜이 하우징에 헐거운 끼워 맞춤으로 설치됨에 따라 하중점이 원주방향으로 이동될 수 있다.
상기와 같이 원주방향으로 하중점이 이동될 경우, 볼 베어링은 궤도륜 축 또는 하우징에 대해서 원주방향으로 위치가 벗어나는 크리이프(creep) 현상을 발생할 수밖에 없다.
한편, 친환경 자동차로 불리우는 하이브리드 차량 또는 전기 자동차는 전기 에너지로 회전력을 얻는 전기 모터(이하에서는 "구동모터" 라고 한다)에 의해 구동된다.
이와 같이 친환경 자동차의 동력원으로 이용되는 구동모터는 회전자 및 고정자를 포함하는 모터 구동부가 구비되는데, 모터 구동부는 모터 하우징의 내부에 배치된다. 모터 구동부의 회전자에는 회전 샤프트가 결합되며, 회전 샤프트는 모터 하우징의 양단 외측으로 돌출되며, 베어링을 통해 모터 하우징에 회전 가능하게 지지된다.
하지만, 베어링은 회전자의 원심력과 토크 전달 시 발생하는 토크 리플을 흡수하면서 외륜을 통해 진동(동 하중: Dynamic Load)을 모터 하우징에 전달할 수밖에 없고, 이로 인해 모터는 베어링 자체 또는 모터의 하우징을 통해 소음을 발생시키게 된다.
특히, 베어링의 내륜은 회전 샤프트에 압입 조립(Tight Fitting) 되고, 베어링의 외륜은 모터 하우징에 헐겁게 조립(Loose Fitting)되는데, 이러한 조립 상태는 외륜의 습동 현상인 베어링 크리이프(Creep)을 발생시킴으로써 베어링에서는 베어링 볼의 하중변동으로 회전방향유동이 발생하게 된다.
더 나아가, 베어링은 내륜을 회전륜으로 두고 외륜을 고정륜으로 둔 상태에서 내륜을 회전시켰을 때 마찰열에 의한 온도 상승으로 외륜과 접하고 있는 모터 하우징의 베어링 안착부를 열 팽창시킬 수 있다. 이와 같이 베어링 안착부의 열 팽창은 베어링 안착부와 외륜 사이에 유격을 발생시키며, 그 유격으로 인해 외륜이 회전방향으로 유동하는 크리이프 현상을 발생시키게 된다.
이와 같은 베어링 크리이프 현상은 모터 하우징의 베어링 안착부 내경 면과 베어링의 외륜 면을 마모시킴으로써 베어링 안착부 내경 면과 베어링의 외륜 면 사이의 조립 공차(clearance)를 증대시키게 된다. 이러한 조립 공차의 증대는 모터의 소음/진동 및 내구성을 악화시키는 원인으로 작용하게 된다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 간단한 구성으로서 열 팽창에 의한 크리이프(creep) 발생을 방지하며, 조립 공차를 감소시킬 수 있도록 한 베어링 구조체를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 베어링 구조체는, 회전 샤프트와 결합하는 내륜과, 베어링 안착부와 결합하는 외륜과, 상기 내륜과 외륜 사이에 위치하는 구름부재들을 포함하며, 상기 베어링 안착부에 결합되는 외륜 면에는 상기 베어링 안착부 보다 열 팽창률이 큰 열 팽창부재가 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 베어링 구조체에 있어서, 상기 열 팽창부재는 상기 외륜 면에 원주 방향을 따라 형성된 적어도 하나의 장착홈에 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 베어링 구조체에 있어서, 상기 열 팽창부재는 단일의 상기 장착홈에 설치되며, 상기 외륜 면에 단열로 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 베어링 구조체에 있어서, 상기 열 팽창부재는 복수 개의 상기 장착홈에 설치되며, 상기 외륜 면에 복열로 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 베어링 구조체에 있어서, 상기 열 팽창부재는 상기 베어링 안착부가 스틸인 경우, 상기 스틸 보다 열 팽창계수가 큰 구리, 알루미늄 및 아연 중에서 선택되는 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 베어링 구조체에 있어서, 상기 열 팽창부재는 부도체인 에폭시 수지로 이루어질 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 베어링 구조체는, 회전 샤프트와 결합하는 내륜과, 베어링 안착부와 결합하는 외륜과, 상기 내륜과 외륜 사이에 위치하는 구름부재들을 포함하며, 상기 베어링 안착부에 결합되는 외륜 면에는 상기 베어링 안착부 보다 열 팽창률이 큰 제1 열 팽창부재가 설치되고, 상기 회전 샤프트에 결합되는 내륜 면에는 상기 회전 샤프트 보다 열 팽창률이 큰 제2 열 팽창부재가 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 베어링 구조체에 있어서, 상기 제1 열 팽창부재는 상기 외륜 면에 원주 방향을 따라 형성된 적어도 하나의 제1 장착홈에 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 베어링 구조체에 있어서, 상기 제2 열 팽창부재는 상기 내륜 면에 원주 방향을 따라 형성된 적어도 하나의 제2 장착홈에 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 베어링 구조체에 있어서, 상기 제1 열 팽창부재는 단일의 상기 제1 장착홈에 설치되며, 상기 외륜 면에 단열로 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 베어링 구조체에 있어서, 상기 제2 열 팽창부재는 단일의 상기 제2 장착홈에 설치되며, 상기 내륜 면에 단열로 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 베어링 구조체에 있어서, 상기 제1 열 팽창부재는 복수 개의 상기 제1 장착홈에 설치되며, 상기 외륜 면에 복열로 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 베어링 구조체에 있어서, 상기 제2 열 팽창부재는 복수 개의 상기 제2 장착홈에 설치되며, 상기 내륜 면에 복열로 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 베어링 구조체에 있어서, 상기 제1 및 제2 열 팽창부재는 상기 베어링 안착부 및 회전 샤프트가 스틸인 경우, 상기 스틸 보다 열 팽창계수가 큰 구리, 알루미늄 및 아연 중에서 선택되는 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 베어링 구조체에 있어서, 상기 제1 및 제2 열 팽창부재는 부도체인 에폭시 수지로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 베어링 구조체는, 구동 모터에 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 베어링 구조체에 있어서, 상기 베어링 안착부는 구동 모터의 회전자와 고정자를 수용하는 모터 하우징에 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 베어링 구조체에 있어서, 상기 회전 샤프트는 구동 모터의 회전자 샤프트로 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 적어도 외륜의 외륜 면에 설치되는 열 팽창부재에 의해 베어링 크리이프 발생을 방지할 수 있고, 베어링 크리이프 현상에 의한 조립 공차 증대로 야기되는 소음 및 진동을 효과적으로 줄일 수 있고, 더 나아가서는 구동모터의 내구 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 적어도 외륜의 외륜 면에 설치되는 부도체로서의 열 팽창부재에 의해 모터 하우징에서 베어링 구조체로 흐르는 전류를 차단할 수 있기 때문에, 베어링 구조체 및 구동모터의 내구성을 더욱 증대시킬 수 있다.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 베어링 구조체가 적용되는 구동모터를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 베어링 구조체를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 베어링 구조체를 도시한 단면 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 베어링 구조체의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 5의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 베어링 구조체의 변형 예를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 베어링 구조체를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 베어링 구조체를 도시한 단면 구성도이다.
도 8의 (a) 및 (b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 베어링 구조체의 변형 예를 도시한 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 베어링 구조체가 적용되는 구동모터를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 베어링 구조체(100)는 친환경 자동차에서 전기 에너지로 구동력을 얻는 전동장치로서의 구동모터(1)에 적용될 수 있다. 예를 들면, 상기 구동모터(1)는 모터 구동부로서의 고정자(3)와 회전자(5)를 포함하며, 그 모터 구동부는 모터 하우징(7)의 내부에 배치된다.
상기 모터 구동부의 회전자(5)에는 회전자 샤프트로서의 회전 샤프트(9)가 결합되는 바, 회전 샤프트(9)는 모터 하우징(7)의 양측 외부로 일부 돌출되며, 모터 구동부에 의해 회전 가능하게 설치되고, 본 발명의 실시예에 따른 베어링 구조체(100)를 통해 모터 하우징(7)에 회전 가능하게 지지된다.
본 발명의 실시예에 따른 상기 베어링 구조체(100)는 회전 샤프트(9)에 슬라이딩 방식의 억지 끼워 맞춤으로 압입 설치되며, 모터 하우징(7)에 헐거운 끼워 맞춤으로 설치된다.
여기서, 상기 모터 하우징(7) 및 회전 샤프트(9)는 예를 들어 스틸 소재로 이루어지며, 그 모터 하우징(7)에는 베어링 구조체(100)를 헐겁게 조립하기 위한 베어링 안착부(8)를 형성하고 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 베어링 구조체(100)가 구동모터(1)에 적용되는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 보호범위가 구동모터(1)에 적용되는 베어링 구조에 한정되는 것으로 이해되어서는 아니되며, 고정체에 대해 회전체를 회전 가능하게 지지하는 다양한 종류 및 용도의 베어링이라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 베어링 구조체(100)는 간단한 구성으로서 열 팽창에 의한 크리이프(creep) 발생을 방지하며, 조립 공차를 감소시킬 수 있는 구조로 이루어진다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 베어링 구조체를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 베어링 구조체를 도시한 단면 구성도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 베어링 구조체(100)는 기본적으로, 내륜(10), 외륜(30) 및 구름부재(50)를 포함하며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.
상기 내륜(10)은 회전 샤프트(9)와 결합하는 것으로, 그 회전 샤프트(9)에 슬라이딩 방식의 억지 끼워 맞춤으로 압입 설치된다. 상기 외륜(30)은 내륜(10)의 외측에 배치되며, 예를 들면 모터 하우징(7)의 베어링 안착부(8)에 헐거운 끼워 맞춤으로 설치된다.
그리고, 상기 구름부재(50)는 내륜(10)과 외륜(30) 사이에 배치되는 바, 예를 들면 회전 샤프트(9)에 의해 회전하는 내륜(10)을 통해 그 내륜(10)과 외륜(30) 사이의 레이스를 따라 구름 운동하는 다수 개의 볼들을 포함할 수 있다.
이와 같이 구름부재(50)로서 다수 개의 볼들을 포함함에 따라, 본 발명의 실시예에 의한 베어링 구조체(100)는 볼 베어링으로 구비될 수 있다. 그러나, 본 발명은 반드시 이에 한정되지 않고, 니들과 같이 전동체 내륜(10)과 외륜(30) 사이에 회전 가능하게 설치되는 니들 베어링에 적용될 수도 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 베어링 구조체(100)는 크리이프 발생을 방지하기 위해 베어링 안착부(8)에 결합되는 외륜(30)의 외륜 면에 설치되는 열 팽창부재(70)를 포함하고 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 열 팽창부재(70)는 외륜(30)의 외륜 면에 원주방향을 따라 설치되는데, 스틸 소재의 베어링 안착부(8) 보다 상대적으로 열 팽창률이 큰 이종 재질로 구비된다.
예를 들면, 상기 열 팽창부재(70)는 통상 스틸의 열 팽창계수가 1.2인 점을 감안할 때, 그 스틸 보다 큰 열 팽창계수를 가진 구리(열 팽창계수: 1.71), 알루미늄(열 팽창계수: 2.38) 및 아연(열 팽창계수: 2.97) 중에서 선택되는 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다.
더 나아가, 상기 열 팽창부재(70)는 모터 하우징(7)을 통해 베어링 구조체(100)로 흐르는 전류를 차단하며 베어링의 내구성을 증대시키기 위해, 부도체로서의 에폭시 수지(열 팽창계수: 4.0)로 이루어질 수도 있다.
상기에서와 같은 열 팽창부재(70)는 외륜(30)의 외륜 면에 원주방향을 따라 형성된 적어도 하나의 장착홈(31)에 설치될 수 있다. 여기서, 상기 열 팽창부재(70)는 단일의 장착홈(31)에 설치되며, 그 외륜 면에 단열(單列)로 구비될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 베어링 구조체의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 베어링 구조체(100)의 작용을 앞서 개시한 도면들 및 도 4를 참조하여 설명하면, 우선 본 발명의 실시예에서는 회전 샤프트(9)가 회전함에 따라 구름부재(50)를 통해 내륜(10)이 회전륜으로서 회전을 하게 되고, 외륜(30)은 고정륜으로서 베어링 안착부(8)에 끼워진 상태를 유지하게 된다.
이러는 과정에 내,외륜(10, 30) 및 구름부재(50)의 마찰에 의해 발생하는 마찰열이 외륜(30)을 지지하는 베어링 안착부(8)에 전달됨에 따라, 그 베어링 안착부(8)는 마찰열에 의해 열 팽창하게 된다.
이와 동시에, 상기 베어링 안착부(8)를 지지하는 외륜(30)의 외륜 면에 설치된 열 팽창부재(70)는 스틸 소재인 베어링 안착부(8) 보다 열 팽창률이 큰 재질이기 때문에, 베어링 안착부(8)와 외륜(30)의 외륜 면 사이에서 열 팽창하게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 마찰열에 의해 베어링 안착부(8)가 열 팽창하더라도 베어링 안착부(8)와 외륜(30)의 외륜 면 사이에서 열 팽창부재(70)가 열 팽창함에 따라, 그 베어링 안착부(8)와 외륜 면 사이의 조립 공차를 감소시킬 수 있게 된다.
이로써, 본 발명의 실시예에서는 열 팽창부재(70)를 통해 베어링 안착부(8)와 외륜 면 사이의 조립 공차를 감소시킴으로써 외륜(30)의 습동 현상인 베어링 크리이프 발생을 방지할 수 있다.
이에 따라 베어링 크리이프 현상에 의한 베어링 안착부(8)와 외륜 면 사이의 조립 공차 증대로 야기될 수 있는 소음 및 진동을 효과적으로 줄일 수 있고, 더 나아가서는 구동모터(1)의 내구 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 부도체로서의 열 팽창부재(70)를 외륜(30)의 외륜 면에 설치함에 따라, 모터 하우징(7)을 통해 베어링 구조체(100)로 흐르는 전류를 열 팽창부재(70)로서 차단할 수 있기 때문에, 베어링 구조체(100) 및 구동모터(1)의 내구성을 더욱 증대시킬 수도 있다.
한편 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 베어링 구조체(100)는 변형 예로서, 열 팽창부재(70)를 외륜(30)의 외륜 면에 원주방향을 따라 복열로 구성할 수도 있다.
여기서, 상기 열 팽창부재(70)는 외륜(30)의 외륜 면에 원주방향을 따라 형성된 복수 개의 장착홈(31)에 설치된다. 예를 들면, 상기 열 팽창부재(70)는 도 5의 (a)에서와 같이 외륜(30)의 외륜 면에 원주방향을 따라 형성된 2개의 장착홈(31)에 설치될 수 있으며, 도 5의 (b)에서와 같이 3개의 장착홈(31)에 설치될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 베어링 구조체를 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 베어링 구조체를 도시한 단면 구성도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 베어링 구조체(200)는 전기 실시예에서와 같이 외륜(130)의 외륜 면에 설치되는 제1 열 팽창부재(170)와, 내륜(110)의 내륜 면에 설치되는 제2 열 팽창부재(180)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 열 팽창부재(170)는 외륜(130)의 외륜 면에 원주방향을 따라 형성된 단일의 제1 장착홈(131)에 설치되며, 그 외륜 면에 단열(單列)로 구비된다. 이러한 제1 열 팽창부재(170)는 전기 실시예에서와 같으므로 이하에서 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제2 열 팽창부재(180)는 회전 샤프트(9)에 결합되는 내륜(110)의 내륜 면에 원주방향을 따라 설치되며, 스틸 소재의 회전 샤프트(9) 보다 상대적으로 열 팽창률이 큰 이종 재질로 구비된다. 상기 제2 열 팽창부재(180)는 내륜(110)의 내륜 면에 원주방향을 따라 형성된 단일의 제2 장착홈(132)에 설치되며, 그 내륜 면에 단열(單列)로 구비된다.
상기에서와 같은 제1 및 제2 열 팽창부재(170, 180)는 통상 스틸의 열 팽창계수가 1.2인 점을 감안할 때, 그 스틸 보다 큰 열 팽창계수를 가진 구리(열 팽창계수: 1.71), 알루미늄(열 팽창계수: 2.38) 및 아연(열 팽창계수: 2.97) 중에서 선택되는 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다. 이러한 제1 및 제2 열 팽창부재(170, 180)는 내,외륜(110, 130) 및 구름부재(150)의 마찰열에 의해 열 팽창한다.
더 나아가, 상기 제1 및 제2 열 팽창부재(170, 180)는 모터 하우징(7)을 통해 베어링 구조체(200)로 흐르는 전류를 차단하며 베어링 및 구동모터의 내구성을 증대시키기 위해, 부도체로서의 에폭시 수지(열 팽창계수: 4.0)로 이루어질 수도 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 마찰열에 의해 제1 및 제2 열 팽창부재(170, 180)가 열 팽창함으로써 베어링 안착부(8)와 외륜 면 사이의 조립 공차 및 회전 샤프트(9)와 내륜 면 사이의 조립 공차를 감소시키며, 내,외륜(110, 130)의 습동 현상인 베어링 크리이프 발생을 방지할 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 실시예에서는 부도체로서의 제1 및 제2 열 팽창부재(170, 180)를 내,외륜(110, 130)의 내,외륜 면에 각각 설치함에 따라, 모터 하우징(7)을 통해 베어링 구조체(200)로 흐르는 전류를 제1 및 제2 열 팽창부재(170, 180)로서 차단할 수 있기 때문에, 베어링 구조체(200) 및 구동모터의 내구성을 더욱 증대시킬 수도 있다.
상기에서와 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 베어링 구조체(200)의 나머지 구성 및 작용 효과는 전기 실시예에서와 같으므로 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.
한편 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 베어링 구조체(200)는 변형 예로서, 제1 및 제2 열 팽창부재(170, 180)를 내,외륜(110, 130)의 내,외륜 면에 원주방향을 따라 각각 복열로 구성할 수도 있다.
여기서, 상기 제1 및 제2 열 팽창부재(170, 180)는 내,외륜(110, 130)의 내,외륜 면에 원주방향을 따라 형성된 복수 개의 제1 및 제2 장착홈(131, 132)에 각각 설치된다.
예를 들면, 상기 제1 및 제2 열 팽창부재(170, 180)는 도 8의 (a)에서와 같이 내,외륜(110, 130)의 내,외륜 면에 원주방향을 따라 형성된 2개의 제1 및 제2 장착홈(131, 132)에 각각 설치되며, 도 8의 (b)에서와 같이 3개의 제1 및 제2 장착홈(131, 132)에 각각 설치될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.
1... 구동모터 3... 고정자
5... 회전자 7... 모터 하우징
8... 베어링 안착부 9... 회전 샤프트
10, 110... 내륜 30, 130... 외륜
31, 131, 132... 장착홈 50, 150... 구름부재
70, 170, 180... 열 팽창부재

Claims (13)

  1. 회전 샤프트와 결합하는 내륜과, 베어링 안착부와 결합하는 외륜과, 상기 내륜과 외륜 사이에 위치하는 구름부재들을 포함하며,
    상기 베어링 안착부에 결합되는 외륜 면에는 상기 베어링 안착부 보다 열 팽창률이 큰 열 팽창부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 베어링 구조체.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 열 팽창부재는,
    상기 외륜 면에 원주 방향을 따라 형성된 적어도 하나의 장착홈에 설치되는 것을 특징으로 하는 베어링 구조체.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 열 팽창부재는 단일의 상기 장착홈에 설치되며, 상기 외륜 면에 단열로 구비되는 것을 특징으로 하는 베어링 구조체.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 열 팽창부재는 복수 개의 상기 장착홈에 설치되며, 상기 외륜 면에 복열로 구비되는 것을 특징으로 하는 베어링 구조체.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열 팽창부재는,
    상기 베어링 안착부가 스틸인 경우, 상기 스틸 보다 열 팽창계수가 큰 구리, 알루미늄 및 아연 중에서 선택되는 어느 하나의 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 베어링 구조체.
  6. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열 팽창부재는 부도체인 에폭시 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 베어링 구조체.
  7. 회전 샤프트와 결합하는 내륜과, 베어링 안착부와 결합하는 외륜과, 상기 내륜과 외륜 사이에 위치하는 구름부재들을 포함하며,
    상기 베어링 안착부에 결합되는 외륜 면에는 상기 베어링 안착부 보다 열 팽창률이 큰 제1 열 팽창부재가 설치되고,
    상기 회전 샤프트에 결합되는 내륜 면에는 상기 회전 샤프트 보다 열 팽창률이 큰 제2 열 팽창부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 베어링 구조체.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 열 팽창부재는 상기 외륜 면에 원주 방향을 따라 형성된 적어도 하나의 제1 장착홈에 설치되며,
    상기 제2 열 팽창부재는 상기 내륜 면에 원주 방향을 따라 형성된 적어도 하나의 제2 장착홈에 설치되는 것을 특징으로 하는 베어링 구조체.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 열 팽창부재는 단일의 상기 제1 장착홈에 설치되며, 상기 외륜 면에 단열로 구비되고,
    상기 제2 열 팽창부재는 단일의 상기 제2 장착홈에 설치되며, 상기 내륜 면에 단열로 구비되는 것을 특징으로 하는 베어링 구조체.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 열 팽창부재는 복수 개의 상기 제1 장착홈에 설치되며, 상기 외륜 면에 복열로 구비되고,
    상기 제2 열 팽창부재는 복수 개의 상기 제2 장착홈에 설치되며, 상기 내륜 면에 복열로 구비되는 것을 특징으로 하는 베어링 구조체.
  11. 제7 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 열 팽창부재는,
    상기 베어링 안착부 및 회전 샤프트가 스틸인 경우, 상기 스틸 보다 열 팽창계수가 큰 구리, 알루미늄 및 아연 중에서 선택되는 어느 하나의 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 베어링 구조체.
  12. 제7 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 열 팽창부재는 부도체인 에폭시 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 베어링 구조체.
  13. 제1 항 또는 제7 항에 있어서,
    상기 베어링 구조체는 구동 모터에 설치되되,
    상기 베어링 안착부는 구동 모터의 회전자와 고정자를 수용하는 모터 하우징에 형성되며,
    상기 회전 샤프트는 구동 모터의 회전자 샤프트로 구비되는 것을 특징으로 하는 베어링 구조체.
KR1020160028480A 2016-03-09 2016-03-09 베어링 구조체 KR20170105355A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160028480A KR20170105355A (ko) 2016-03-09 2016-03-09 베어링 구조체

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160028480A KR20170105355A (ko) 2016-03-09 2016-03-09 베어링 구조체

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170105355A true KR20170105355A (ko) 2017-09-19

Family

ID=60033354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160028480A KR20170105355A (ko) 2016-03-09 2016-03-09 베어링 구조체

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20170105355A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20150118044A1 (en) Bearings for a Turbomachine Having an Electric Motor
US9729026B2 (en) In-wheel motor and in-wheel motor driving device
US20180080499A1 (en) Bearing device and supercharger
WO2011108479A1 (ja) インホイールモータ駆動装置およびその設計方法
JP2015525160A (ja) 電気モーター又は発電機システム
JP5847300B2 (ja) 電動機用スラストワッシャ
JP2000170752A (ja) 回転装置および電磁クラッチ
JP5371230B2 (ja) オルタネータ用軸受
US4540381A (en) Selectively operable rotary drive means
CN102904367A (zh) 牵引发动机
CN107222052B (zh) 驱动电机的轴承单元
KR20170105355A (ko) 베어링 구조체
US20150219149A1 (en) Bearing assembly for an electric motor with an axially preloaded ball bearing
KR20180063637A (ko) 모터의 레졸버 장착 구조
KR20190048667A (ko) 구동모터의 감속기 결합 구조
JP2011112191A (ja) クリープ防止転がり軸受
JP2008121830A (ja) オルタネータ用軸受
JP6751325B2 (ja) 軸受構造
JP2004028285A (ja) 一方向クラッチ内蔵型プーリ装置
JP2008101668A (ja) オルタネータ用転がり軸受
JP2006336720A (ja) 軸受ユニット
JP2016037096A (ja) 車輪用軸受装置
JP2001082582A (ja) プーリユニット
JP2011112192A (ja) クリープ防止転がり軸受
JP6346754B2 (ja) 軸受の支持構造、及びそれを備えるフライホイールハウジング組立体

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application