KR20230115998A - 평면 밀집형 볼 베어링, 그 제조방법 및 장동감속기 - Google Patents

평면 밀집형 볼 베어링, 그 제조방법 및 장동감속기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 평면 밀집형 볼 베어링 및 그 제조방법을 개시하고, 본 발명은 기존의 평면 밀집형 볼 스러스트 베어링의 케이지에 볼의 과도한 배치로 인해 롤링궤도 피로 피팅이 발생하고 너무 적은 배치로 인해 스러스트 베어링의 지지력이 약한 문제를 해결하기 위해 사용된다. 케이지와 볼을 포함하고, 상기 케이지에는 상기 볼이 설치된 다수 세트의 볼 홀이 형성되며; 각 세트의 상기 볼 홀은 케이지의 원주를 따라 타원형 레이아웃 궤적을 형성하고; 다수 세트의 상기 볼 홀에 의해 형성된 타원형 레이아웃 궤적은 동일한 타원 원심을 가지며 각 타원형 레이아웃 궤적의 장축은 동일한 직선 상에 있고; 각각 인접한 두 세트의 상기 볼 홀은 상기 케이지의 원주를 따라 엇갈리게 배열되어 스러스트 베어링의 수명을 향상시키고 롤링궤도의 조기 피로 피팅을 방지할 수 있다. 스러스트 베어링의 스러스트를 향상시키는 동시에 베어링 용량을 향상시킨다.

Description

평면 밀집형 볼 베어링, 그 제조방법 및 장동감속기
본 발명은 베어링 기술 분야에 관한 것으로, 특히 평면 밀집형 볼 베어링, 그 제조 방법 및 장동감속기에 관한 것이다.
스러스트 베어링은 다양한 기계에 널리 사용된다. 많은 유형의 스러스트 베어링이 있지만 축 크기가 작고 스러스트 분포가 균일하며 제한 속도가 높고 특정 전복 모멘트를 견딜 수 있는 스러스트 베어링은 거의 없다. 롤링궤도가 있는 스러스트 베어링의 축 치수가 너무 크고 원통 롤러 스러스트 베어링은 순수한 롤링이 아니며 마찰과 열이 높으며 고속 작동이 필요한 경우에 사용할 수 없다. 평면 밀집형 볼 스러스트 베어링만 위의 요구 사항을 충족할 수 있다.
원통 롤러 스러스트 베어링과 비교할 때 편평하고 조밀한 볼 스러스트 베어링의 베어링 용량은 상대적으로 약한다. 지지력을 향상시키기 위해서는 한정된 범위 내에서 볼 입자를 최대한 많이 배치하는 것이 필요하지만, 인접한 볼 사이의 거리도 미리 설정한 값 이상이 되도록 하는 것도 필요한다. 한편, 볼은 롤링궤도과 점접촉하고 접촉응력이 상대적으로 크기 때문에 롤링궤도의 각 반경에 배치되는 볼의 수는 가능한 적어야 수명을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다. 동시에 고속운전의 경우, 특히 베어링의 축이 주행 중 요동하는 경우 베어링을 장동감소 장치로 사용한다면 볼의 분포가 동적 균형을 촉진하는데 사용된다. 위의 요구 사항을 동시에 충족하기 위해 케이지의 볼 배열에 매우 높은 요구 사항이 적용된다. 평면 밀집형 볼 스러스트 베어링이 장동감소 장치에 사용되면 케이지도 관성 모멘트와 자이로 스코프 모멘트를 생성하며 이는 케이지 롤링궤도의 정압에 의해 생성되는 토크에 의해 균형을 이루므로 케이지와 롤링궤도사이 마찰은 불가피하다. 마찰 모멘트를 줄이는 방법도 케이지의 형상 설계에 대한 과제이다.
이를 감안하여 본 발명은 평면 밀집형 볼 베어링 및 그 제조방법을 개시하고, 본 발명은 기존의 평면 밀집형 볼 스러스트 베어링의 케이지에 볼의 과도한 배치로 인해 롤링궤도 피로 피팅이 발생하고 너무 적은 배치로 인해 스러스트 베어링의 지지력이 약한 문제를 해결하기 위해 사용된다.
본 발명은 상술한 목적을 실현하는데 사용된 것으로서 채택한 기술방안은 다음과 같다.
본 발명의 제1 양태는 평면 밀집형 볼 베어링을 개시하는데, 케이지와 볼을 포함하고, 상기 케이지에는 상기 볼이 설치된 다수 세트의 볼 홀이 형성되며; 각 세트의 상기 볼 홀은 케이지의 원주를 따라 타원형 레이아웃 궤적을 형성하고; 다수 세트의 상기 볼 홀에 의해 형성된 타원형 레이아웃 궤적은 동일한 타원 원심을 가지며 각 타원형 레이아웃 궤적의 장축은 동일한 직선 상에 있고; 각각 인접한 두 세트의 상기 볼 홀은 상기 케이지의 원주를 따라 엇갈리게 배열되고; 동일한 하나의 세트의 볼 홀은 상기 타원 원심 중심에 대해 대칭된다.
추가로 선택적으로, 각 세트의 상기 볼 홀의 개수는 모두 동일하고, 임의의 하나의 볼 홀 세트 중의 임의의 하나의 볼 홀과 그 인접한 하나의 세트의 볼 홀 중 가장 가까운 두 개의 볼 홀은 등거리이다.
추가로 선택적으로, 상기 다수 세트의 볼 홀의 개수는 모두 짝수이다.
추가로 선택적으로, 상기 다수 세트의 볼 홀의 세트수는 n이고, 제i번째 세트의 상기 볼 홀에 의해 형성된 타원형 레이아웃 궤적의 장축을 Li로; 제i-1번째 세트의 상기 볼 홀에 의해 형성된 타원형 레이아웃 궤적의 장축을 Li-1로; 제i+1번째 세트의 상기 볼 홀에 의해 형성된 타원형 레이아웃 궤적의 장축을 Li+1로;정하고, 상기 Li-Li-1의 차이값은 Li+1-Li의 차이값보다 크고, 제i번째 세트의 상기 볼 홀에 의해 형성된 타원 레이아웃 궤적의 단축을 Wi로; 제i-1번째 세트의 상기 볼 홀에 의해 형성된 타원 레이아웃 궤적의 단축을 Wi-1로; 제i+1번째 세트의 상기 볼 홀에 의해 형성된 타원 레이아웃 궤적의 단축을 Wi+1로;정하고, 상기 Wi-Wi-1의 차이값은 Wi+1-Wi의 차이값보다 크며, 상기 i-1, i, i+1의 배열 순서는 타원 원심 중심 방향에서 멀어지고, 상기 n≥i≥2, i는 자연수이다.
추가로 선택적으로, 상기 케이지의 양측에 원반형상의 롤링궤도부재를 구비하고, 상기 케이지의 상기 볼을 두 개의 상기 롤링궤도부재 사이에 끼워넣고, 각 롤링궤도부재는 상기 볼 쪽을 향해 평면 롤링궤도를 형성한다.
추가로 선택적으로, 가장 내측 링에 있는 한 세트의 상기 볼 홀 중 상기 타원의 장축에 가장 가까운 두 개의 동측에 있는 볼 홀에서 상기 타원 장축까지의 거리 비율은 L1:L2이고, 상기 L1:L2의 비율은 1:3이다.
추가로 선택적으로, 상기 케이지의 두 개의 측면에는 각각 상기 케이지의 원주를 따라 둘러싸는 다수 개의 환형 리플 돌기는 형성되고, 상기 환형 리플 돌기의 파봉과 파곡은 반경 방향으로 연장될 수 있고, 동측 인접한 두 개의 환형 리플 돌기 사이는 하나의 간격이 형성되고, 상기 간격에는 환형 리플 홈이 형성되고, 상기 환형 리플 돌기는 상기 평면 롤링궤도와 유막을 형성하는데 사용된다.
추가로 선택적으로, 상기 케이지의 재료는 섬유 보강 복합 재료이다.
추가로 선택적으로, 상기 케이지는 섬유 보강 복합 재료로 이루어진 섬유를 감아 형성하고, 상기 섬유는 케이지의 원주를 따라 교차 분포되어 있다.
본 발명의 제2 양태는 제1 양태에 따른 평면 밀집형 볼 베어링 제조방법을 개시하는데, 상기 제조방법은,
S1, 다수 세트의 볼 홀 위치에 따라 금형에 다수 세트의 와인딩컬럼을 대응되게 설치하고, 각 세트의 와인딩컬럼은 타원형 레이아웃 궤적에 따라 배열되며, 가장 내측 세트의 와인딩컬럼을 A1로 표시하고 가장 내측 세트의 와인딩컬럼부터 가장 외측 세트의 와인딩컬럼은 차례로 A1, A2...An이며, n은 3보다 크거나 같은 정수인 단계 S1;
S2, 먼저 차례로 A1-An세트의 와인딩컬럼을 내측에서 외측으로 엇갈리게 와인딩하고; A1세트의 와인딩컬럼 중의 임의의 하나의 와인딩컬럼을 와인딩 시작점으로 하고, 와인딩컬럼 시작점은 타원형 궤적 중심의 일측에 인접하고, 상기와인딩컬럼 시작점에서부터 상기 섬유를 채용하여 케이지의 원주를 따라 동일한 방향으로 엇갈리게 와인딩하기 시작하고, 섬유가 동일한 하나의 세트의 두 개의 와인딩컬럼을 통과할 때마다 An세트의 와인딩컬럼에 와인딩될 때까지 세트와 인접한 하나의 세트의 와인딩컬럼에 동일한 방식을 채용하여 동일한 방향에 따라 와인딩되고, 엇갈린 방식을 채용하여 적어도 두 개의 An세트의 와인딩컬럼을 통과하고;
그런 다음 차례로 An-A1세트의 와인딩컬럼을 외측에서 내측으로 엇갈리게 와인딩하고; 두 개의 An세트의 와인딩컬럼을 통과한 후 섬유가 동일한 하나의 세트의 두 개의 와인딩컬럼을 통과할 때마다 A1세트의 와인딩컬럼의 타원형 궤적의 중심에 가까운 일측에 와인딩될 때까지 세트와 인접한 하나의 세트의 와인딩컬럼에 동일한 방식을 채용하여 동일한 방향에 따라 와인딩되는 단계 S2;
S3, 동일한 방향으로 단계 S2의 와인딩 방법을 반복하여 와인딩이 미리 설정한 두께에 도달될 때까지 와인딩을 정지하는 단계 S3;
S4, 에폭시 수지를 부어 경화, 탈형하는 단계 S4;를 포함한다.
추가로 선택적으로, 상기 단계 S2에서 상기 섬유 내측의 볼의 총 개수가 임의의 한 세트의 와인딩컬럼의 개수와 공약수를 가지면 상기 섬유 와인딩은 상기 단계 S2를 반복하여 세트의 와인딩컬럼을 와인딩통과시 엇갈린 방식을 채용하여 와인딩되며, 와인딩되는 와인딩컬럼의 개수는 하나 더 많다.
추가로 선택적으로, 상기 단계 S2에서 An세트의 와인딩컬럼에 와인딩시, An세트의 와인딩컬럼을 엇갈리게 통과하는 개수는 3개이다.
본 발명의 제3 양태는 장동감속기를 개시하는데, 제1양태에 따른 평면 밀집형 볼 베어링을 포함한다.
유익한 효과는 다음과 같다. 본 발명은 두 개의 인접한 볼 홀 세트을 엇갈리게 배열하고 동일한 볼 홀 세트의 볼은 타원으로 배열되어 스러스트 베어링의 수명을 향상시키고 롤링궤도의 조기 피로 피팅을 방지할 수 있다. 이와 동시에 볼을 타원형으로 배열하여 인접한 볼 홀 사이의 거리가 미리 설정한 값 이상이라는 전제하에서 동일한 볼 홀군이 최대한 많이 배열될 수 있도록 하고, 베어링은 베어링의 용량도 향상된다.
본 발명의 상기 및 기타 목적, 특징 및 이점은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 이하에서 설명하는 도면들은 본 발명에 의해 개시된 일부 실시예에 불과하며, 당업자는 이러한 도면에 따른 다른 도면도 창작 작업 없이 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 평면 밀집형 볼 베어링의 실시예의 전체 구조의 입체도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 평면 밀집형 볼 베어링의 실시예의 전체 구조의 정면도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 평면 밀집형 볼 베어링의 제조방법의 실시예에서 케이지의 섬유 와인딩 과정을 개략적으로 도시한 도면으로, 도면에서는 시작점인 내측 와인딩 컬럼에서 와인딩 서클까지의 경로만 표시되어 있다.
도 4는 장동기어 감속기의 실시예 3에서 본 발명의 평면 밀집형 볼 베어링을 적용한 전체 구조의 개략도를 도시한다.
도 5는 도 4의 사판(swash plate)의 실시예의 입체도이다.
도 6은 도 4의 사판의 실시예의 정면도이다.
도 7은 본 발명의 장동감소기의 실시예에서 미리 연신된 환형 탄성 다이어프램의 실시예의 입체도를 도시한다.
도 8은 도 7의 미리 연신된 환형 탄성 다이어프램의 실시예의 단면도이다.
도 9는 도 8의 위치 I의 부분 확대도이다.
본 발명의 실시예의 목적, 기술적 수단 및 장점을 더 명확하게 하기 위해, 본 발명의 실시예의 기술적 수단은 본 발명의 실시예의 도면과 함께 이하에서 명확하고 완전하게 설명될 것이다. 분명히, 설명된 실시예들은 본 발명의 실시예들의 일부이며, 모든 실시예는 아니다. 본 발명의 실시예에 기초하여, 창의적인 노력 없이 당업자에 의해 얻어지는 다른 모든 실시예는 본 발명의 보호 범위에 속한다.
본 발명의 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 발명의 실시예 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수형 "a", "said" 및 "the"는 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수형도 포함하는 것으로 의도되며, "다수" 일반적으로 적어도 두 종류 포함하되, 1종 이상 포함하는 경우를 제외하지 않는다.
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기존 평면 밀집형 볼 스러스트 베어링 케이지의 볼을 너무 많이 배열하면 롤링궤도의 피로 구멍이 생기고 배열이 너무 작으면 스러스트 베어링의 지지력이 약해지는 문제를 해결한다. 동시에 케이지의 복합 재료 플레이트가 기계 가공으로 제조 및 유지되는 문제가 여전히 있다. 케이지의 조밀한 볼 홀은 섬유 골격을 밀리미터 단위의 단섬유로 분할하여 섬유 골격의 강성과 강도를 심각하게 약화시킨다.
본 발명의 평면 밀집형 볼 베어링에서, 동일한 하나의 세트의 볼은 타원형 배열을 채택하여 스러스트 베어링의 롤링궤도에 조기 피로 구멍이 생기는 문제를 해결하고 인접한 두 세트의 볼은 엇갈리게 배열되어 볼이 케이지에 더 고르게 분포되어 스러스트 베어링의 지지력을 향상시킬 수 있도록 볼을 더 많이 배치할 수 있다. 본 발명의 스러스트 베어링 케이지의 제조방법은 특수 엇갈린 와인딩 방식을 사용하여 섬유 와인딩의 각 서클의 궤적이 겹치지 않고 엇갈리게 배열되어 케이지의 강도와 강성을 크게 향상시킨다.
본 발명의 기술적 수단을 추가로 설명하기 위해, 도 1-9와 관련하여 다음의 특정 실시예가 제공된다.
실시예 1
본 실시예에서 평면 밀집형 볼 베어링이 제공되고, 도 1및 도 2에 도시된 바와 같이, 케이지(200)와 볼(202)을 포함하고, 케이지(200)에는 볼(202)을 설치한 다수 세트의 볼 홀(201)이 형성되며; 각 세트의 볼 홀(201)은 케이지(200)의 원주를 따라 타원형 레이아웃 궤적을 형성하고; 다수 세트의 볼 홀(201)에 의해 형성된 타원형 레이아웃 궤적은 동일한 타원 원심(O)을 가지며 각 타원형 레이아웃 궤적의 장축은 동일한 직선 상에 있고; 각각 인접한 두 세트의 볼 홀(201)은 케이지(200)의 원주를 따라 엇갈리게 배열되고; 동일한 하나의 세트의 볼 홀(201)은 상기 타원 원심 중심(O)에 대해 대칭된다.
선택적으로, 본 실시예에서의 케이지(200)는 속이 빈 원반 구조이다.
본 실시예의 평면 밀집형 볼 베어링은 볼(202)의 롤링궤도로 평면을 사용하고, 롤링궤도는 평면 밀집형 볼 베어링에 의해 운반되는 부품에 형성될 수 있거나, 본 실시예의 평면 밀집형 볼 베어링의 일부일 수 있다. 즉, 케이지(200)의 양측에 원반형상의 롤링궤도부재(도면에는 도시되지 않음)를 구비하고, 케이지(200)상의 상기 볼을 두 개의 상기 롤링궤도부재 사이에 끼워넣고, 각 롤링궤도부재는 상기 볼 쪽을 향해 평면 롤링궤도를 형성한다.
동일한 하나의 세트의 볼과 볼 홀이 타원형으로 배열되어 볼이 평평한 롤링궤도에서 굴러갈 때 동일한 직경에 두 개의 볼만 있는 반면, 전통적인 완벽한 원형 볼 배열에서는 동일한 직경의 롤링궤도는상의 볼수는 총 볼 수를 볼 레이어 수로 나눈 값이다. 타원형으로 배열한 볼을 채택함으로써 롤링궤도에서 볼이 구르는 조기 피로 피팅을 방지할 수 있다.
바람직하게는, 각 세트의 볼 홀(201)의 개수는 모두 동일하고, 임의의 볼 홀 세트(201) 중의 임의의 하나의 볼 홀(201)은 그 인접한 하나의 세트의 볼 홀(201) 중 가장 가까운 두 개의 볼 홀(201)과 등거리이다. 볼을 최대한 배열할 수 있으며 볼의 분포를 조밀하게 하여 지지력을 높일 수 있다.
추가로, 상기 다수 세트의 볼 홀(201)의 세트수는 n이고, 제i번째 세트의 상기 볼 홀에 의해 형성된 타원형 레이아웃 궤적의 장축을 Li로; 제i-1번째 세트의 상기 볼 홀에 의해 형성된 타원형 레이아웃 궤적의 장축을 Li-1로; 제i+1번째 세트의 상기 볼 홀에 의해 형성된 타원형 레이아웃 궤적의 장축을 Li+1로;정하고, 상기 Li-Li-1의 차이값은 Li+1-Li의 차이값보다 크고, 제i번째 세트의 상기 볼 홀에 의해 형성된 타원 레이아웃 궤적의 단축을 Wi로; 제i-1번째 세트의 상기 볼 홀에 의해 형성된 타원 레이아웃 궤적의 단축을 Wi-1로; 제i+1번째 세트의 상기 볼 홀에 의해 형성된 타원 레이아웃 궤적의 단축을 Wi+1로;정하고, 상기 Wi-Wi-1의 차이값은 Wi+1-Wi의 차이값보다 크며, 상기 i-1, i, i+1의 배열 순서는 타원 원심 중심 방향에서 멀어지고, 상기 n≥i≥2, i는 자연수이다. 각 세트의 볼 수가 동일한 경우 볼을 최대한 균일하게 분포하여 지지력을 향상시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 다수 세트의 볼 홀(201)의 개수는 모두 짝수이며, 이는 고속 회전 상황에서 케이지(200)의 동적 불균형을 감소시킬 수 있다.
바람직하게는, 도 2에 도시된 바와 같이, 가장 내측 링에 있는 한 세트의 상기 볼 홀 중, 상기 타원의 장축에 가장 가까운 두 개의 동측에 있는 볼 홀에서 상기 타원 장축까지의 거리 비율은 L1:L2이고, 상기 L1:L2의 비율은 1:3이므로 인접한 두 세트의 볼을 최대한 엇갈리게 배열할 수 있다.
바람직하게는, 본 실시예에서, 임의의 볼 홀 세트 중 하나의 볼 홀과 가장 가까운 인접 세트의 볼 홀 사이의 거리는 볼이 조밀하게 배열되도록 하기 위해 볼 직경의 2배 미만이다.
바람직하게는, 상기 케이지의 두 개의 측면에는 각각 상기 케이지의 원주를 따라 둘러싸는 다수 개의 환형 리플 돌기(도면에는 미도시)가 형성되고, 상기 환형 리플 돌기의 파봉과 파곡은 반경 방향으로 연장될 수 있고, 동측 인접한 두 개의 환형 리플 돌기 사이는 하나의 간격이 형성되고, 상기 간격에는 환형 리플 홈이 형성되고, 상기 환형 리플 돌기는 상기 평면 롤링궤도와 유막을 형성하는 데 사용되여 마찰 손실을 줄임 케이지가 회전하는 동안 볼 롤링에 윤활 역할을 한다.
상기 케이지의 재료는 섬유 보강 복합 재료이다. 구체적으로, 상기 케이지는 섬유 보강 복합 재료로 이루어진 섬유를 감아 형성하고, 상기 섬유는 케이지의 원주를 따라 교차 분포되어 있다.
실시예 2
본 실시예는 실시예 1을 예로 들어 평면 밀집형 볼 베어링의 제조 방법을 제공하며, 도 3에 도시된 바와 같이 제조 방법은 다음을 포함한다.
S1, 다수 세트의 볼 홀 위치에 따라 금형에 다수 세트의 와인딩컬럼을 대응되게 설치하고, 각 세트의 와인딩컬럼은 타원형 레이아웃 궤적에 따라 배열되며, 가장 내측 세트의 와인딩컬럼을 A1로 표시하고 가장 내측 세트의 와인딩컬럼부터 가장 외측 세트의 와인딩컬럼은 차례로 A1, A2...An이며, n은 3보다 크거나 같은 정수인 단계;
S2, 먼저 차례로 A1-An세트의 와인딩컬럼을 내측에서 외측으로 엇갈리게 와인딩하고; A1세트의 와인딩컬럼 중의 임의의 하나의 와인딩컬럼을 와인딩 시작점으로 하고 와인딩 시작점이고, 상기 시작점에서 상기 섬유를 채용하여 케이지의 원주를 따라 동일한 방향으로 엇갈리게 와인딩하기 시작하고, 섬유가 동일한 하나의 세트의 두 개의 와인딩컬럼을 통과할 때마다 An세트의 와인딩컬럼에 와인딩될 때까지 세트와 인접한 하나의 세트의 와인딩컬럼에 동일한 방식을 채용하여 동일한 방향에 따라 와인딩되고, 엇갈린 방식을 채용하여 적어도 두 개의 An세트의 와인딩컬럼을 통과하는 단계;
그런 다음 차례로 An-A1세트의 와인딩컬럼을 내측으로 외측에서 엇갈리게 와인딩하고; 두 개의 An세트의 와인딩컬럼을 통과한 후 섬유가 동일한 하나의 세트의 두 개의 와인딩컬럼을 통과할 때마다 A1세트의 와인딩컬럼의 타원형 궤적의 중심에 가까운 일측에 와인딩될 때까지 세트와 인접한 하나의 세트의 와인딩컬럼에 동일한 방식을 채용하여 동일한 방향에 따라 와인딩되는 단계;
S3, 동일한 방향으로 단계 S2의 와인딩 방법을 반복하여 와인딩이 미리 설정한 두께에 도달될 때까지 와인딩을 정지하는 단계;
S4, 에폭시 수지를 부어 경화, 탈형하는 단계.상기 임의의 한
추가로, 단계 S2에서 상기 섬유 내측의 볼의 총 개수가 임의의 한 세트의 와인딩컬럼의 개수와 공약수를 가지면 상기 섬유 와인딩은 상기 단계 S2를 반복하여 세트의 와인딩컬럼을 와인딩통과시 엇갈린 방식을 채용하여 와인딩되면 와인딩되는 와인딩컬럼의 개수는 상기 임의의 한 세트의 와인딩컬럼의 개수보다 하나 더 많다. 각 와인딩 사이클 후 섬유의 궤적가 이전 사이클과 일치하지 않도록 할 수 있고 다수 번 반복한 후 엇갈린 섬유는 각 와인딩컬럼 주위에 분포되게 할 수 있고 볼 홀의 강성과 강도를 향상시킬 수 있다. 도면의 두 지점 E와 F는 단계 S2의 시작점과 끝점으로 사용되어 외측으로 한 번 와인딩되고 내측으로 다시 와인딩된다. 섬유내의 와인딩컬럼 총수와 임의의 한 세트의 와인딩컬럼의 개수는 공약수를 가지며 상기 방법에 따라 와인딩된 와인딩컬럼 개수를 증가한다.
추가로 선택적으로, 상기 단계 S2에서 An세트의 와인딩컬럼에 와인딩시, An세트의 와인딩컬럼을 엇갈리게 통과하는 개수는 3개이다.
기계가공에 의해 케이지를 가공하는 방법과 비교할 때, 본 실시예의 엇갈린 와인딩 방법은 케이지를 더 높은 강도 및 강성을 갖게 하여 케이지의 수명을 증가시킨다.
실시예 3
본 실시예는 일례로서 실시예 1에서 설명한 평면 밀집형 볼 베어링을 포함하는 장동감속기를 제공한다.
구체적으로, 도 4 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 장동감속기는 다음을 포함한다. 케이스(300); 케이스(300) 내측에 배치된 두쌍의 장동기어쌍, 각 쌍의 장동기어쌍은 장동기어(400)와 비장동기어(500)는 맞물림으로 형성되고, 비장동기어(500)는 케이스(300)에 고정배열되거나 케이스(300)와 일체로 형성되며, 각 쌍의 장동기어쌍에서 장동기어(400)의 잇수는 비장동기어(500)보다 하나 더 많고; 케이스(300) 내측에 회전 가능하게 배치되는 감속기 출력축(301); 두 개의 미리 연신된 환형 탄성 다이어프램, 각각의 환형 탄성 다이어프램은 내륜(101), 외륜(102)과 연결된다. 내륜(101)과 외륜(102) 사이의 환형 탄성체(103)에는 내륜(101)과 외륜(102) 각각의 원주방향을 따라 다수 개의 힌지공이 형성되어 있으며, 각 장동기어쌍의 장동기어는 제1힌지볼트와 환형 탄성 다이어프램의 외륜(102)이 고정연결되며, 제1 힌지볼트는 외륜(102)의 힌지공을 통과하여 외륜(102)의 힌지공과 연동하여 상기 제1 힌지볼트의 출력축(301)과 상기 감속기는 제2 힌지볼트에 연결되고 환형 탄성 다이어프램의 내륜(101)은 고정연결되며 제2 힌지볼트는 내륜(101)의 힌지홀을 통과하여 내륜(101)의 힌지홀과 연동된다. 상기 장동기어가 장동운동을 할 때 상기 환형 탄성 다이어프램은 상기 환형탄성체(103)에 의해 발생되는 탄성변형을 이용하여 상기 장동기어의 상기 장동운동을 감속기 출력축의 단일 장동운동으로 변환시키며; 상기 케이스(300) 내측에 배치된 장동발생기구, 상기 장동발생기구의 양측에는 두쌍의 장동기어쌍이 대칭적으로 배열되어 있으며, 비장동기어(500)의 톱니 위에서 구르도록 상기 장동기어(400)를 구동하여 장동운동을 하도록 한다.
본 실시예에서, 환형 탄성 다이어프램의 반경 방향 위치 설정 및 토크 전달은 제1 힌지 볼트와 외륜의 힌지 홀의 협력 및 제2 힌지 볼트와 내륜의 힌지 홀의 협력에 의해 실현된다. 바람직하게는, 외부 링의 제1 힌지 볼트와 힌지 구멍은 클리어런스 피트를 채용할 수 있고, 제2 힌지 볼트는 내륜 힌지 구멍과 클리어런스 피트를 채용할 수 있다.
본 실시예에서, 장동기어(400)의 톱니와 비장동기어(500)의 톱니는 각각의 톱니 사판의 단부면에 형성되고, 각각의 톱니는 각각의 반경 방향을 따라 연장된다는 점에 유의해야 한다. 치아의 종단면적은 치아정부에서 치아뿌리로 갈수록 점차 증가하고, 각 치아의 단면적은 외측에서 내측으로 방사형 방향을 따라 점차 감소 각각의 치아 사판이고, 치아 폭은 치아의 내측 원형 단면과 치아의 외부 원형 단면 사이의 거리이다.
선택적으로 상기 장동기어(400)의 톱니와 비장동기어(500)의 톱니는 각 톱니 사판의 단면 일측에 분포하며, 상기 장동기어(400)의 톱니의 폭 방향은 장동기어(400)의 반경 방향과 동일하고, 비장동기어(500)의 톱니의 폭 방향은 비장동기어(500)의 반경 방향과 동일하다.
장동발생기구는 다음을 포함한다. 케이스(300) 내측의 감속기 출력축(301)에 회전 설치하는 사판(swash plate)(600), 상기 사판(600)의 양측에 대칭되는 사면(601)을 배치하고 사판(600)을 상기 구동기구에 의해 구동 회전되며; 사판(600)는 각 쌍의 장동기어쌍 중의 장동기어(400)사이에는 모두 평면 밀집형 볼 베어링(200)이 배치되고, 사판(600)의 양측면과 상기 두쌍의 상기 기어쌍의 각각의 장동기어(400)의 뒷면은 평면 밀집형 볼 베어링(200)의 롤링궤도로 사용되며; 두쌍의 장동기어쌍에서 두 개의 장동기어(400)의 잇수는 동일하고, 두 쌍의 장동기어쌍에서 두 개의 비장동기어(500)의 잇수가 동일하고; 사판(600)가 회전하면 사판(600) 양측의 사면(601)이 장동기어(400)를 구동하여 장동운동을 하게 되여, 장동기어(400)의 톱니가 비장동기어(500)의 톱니 위에서 굴러간다. 장동기어쌍에서 두 개의 비장동기어(500)의 잇수가 동일하여 출력속도가 동일하도록 하고, 두 개의 장동기어(400)의 회전각도가 동일하도록 하여 동일한 사판(600)이 두 개의 장동기어(400)를 동시에 구동시킬 수 있는 장동 동작이 발생함과 동시에 사판(600) 양측의 힘의 불균일 문제가 상쇄되어 사판(600)의 축선이 감속기의 출력축곽 공축선된다.
상기 구동기구는 모터와 전달기구를 포함하며, 상기 전달기구는 전달기어를 포함하고 상기 사판(600)의 외주에는 다수 개의 기어이가 둘레를 따라 고르게 분포되어 형성되며 모터축은 기어로 고정되며, 기어는 사판(600)상의 기어이와 치합전동된다.
본 실시예에서 사판(600)의 사면은 평면 밀집형 볼 베어링(Plane Dense Ball Bearing)을 통해 장동기어(400)의 운동을 구동하는데, 평면 밀집형 볼 베어링은 다수 세트의 볼이 배열되어 있다. 평면 밀집형 볼 베어링의 볼이 타원형 궤적에 따라 배열되고 볼이 밀접하게 배열되어 평면 밀집형 볼 베어링 용량이 증가하기 때문에, 사판(600)의 사면과 장동기어(400)의 뒷면이 평면 밀집형 볼 베어링의 롤링궤도로 사용되고, 롤링궤도는 평면 롤링궤도이며, 장동기어(400)의 뒷면과 사판(600)의 사면에 조기 피로 피팅을 피할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예는 위에서 구체적으로 도시되고 설명되었다. 본 개시는 여기에서 설명된 상세한 구조, 배열 또는 구현 방법에 제한되지 않으며, 반대로 본 개시는 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위 내에 포함되는 다양한 변형 및 등가 배열을 포함하도록 의도됨을 이해해야 한다.
200: 케이지
201: 볼 홀
202: 볼
203: 타원
O: 타원 원심
204: 섬유
205: 와인딩컬럼

Claims (13)

  1. 평면 밀집형 볼 베어링에 있어서,
    케이지와 볼을 포함하고, 상기 케이지에는 상기 볼이 설치된 다수 세트의 볼 홀(ball hole)이 형성되며;
    각 세트의 상기 볼 홀은 케이지의 원주를 따라 하나의 타원형 레이아웃 궤적을 형성하고;
    다수 세트의 상기 볼 홀에 의해 형성된 타원형 레이아웃 궤적은 동일한 타원 원심을 가지며 각 타원형 레이아웃 궤적의 장축은 동일한 직선 상에 있고;
    각각 인접한 두 세트의 상기 볼 홀은 상기 케이지의 원주를 따라 엇갈리게 배열되고;
    동일한 하나의 세트의 볼 홀은 상기 타원 원심 중심에 대해 대칭되는
    것을 특징으로 하는 평면 밀집형 볼 베어링.
  2. 제1항에 있어서,
    각 세트의 상기 볼 홀의 개수는 모두 동일하고, 임의의 하나의 볼 홀 세트 중의 임의의 하나의 볼 홀은 그 인접한 하나의 세트의 볼 홀 중 가장 가까운 두 개의 볼 홀과 등거리인
    것을 특징으로 하는 평면 밀집형 볼 베어링.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 다수 세트의 볼 홀의 개수는 모두 짝수인
    것을 특징으로 하는 평면 밀집형 볼 베어링.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다수 세트의 볼 홀의 세트수는 n이고, 제i번째 세트의 상기 볼 홀에 의해 형성된 타원형 레이아웃 궤적의 장축을 Li로; 제i-1번째 세트의 상기 볼 홀에 의해 형성된 타원형 레이아웃 궤적의 장축을 Li-1로; 제i+1번째 세트의 상기 볼 홀에 의해 형성된 타원형 레이아웃 궤적의 장축을 Li+1로;정하고, 상기 Li-Li-1의 차이값은 Li+1-Li의 차이값보다 크고, 제i번째 세트의 상기 볼 홀에 의해 형성된 타원 레이아웃 궤적의 단축을 Wi로; 제i-1번째 세트의 상기 볼 홀에 의해 형성된 타원 레이아웃 궤적의 단축을 Wi-1로; 제i+1번째 세트의 상기 볼 홀에 의해 형성된 타원 레이아웃 궤적의 단축을 Wi+1로;정하고, 상기 Wi-Wi-1의 차이값은 Wi+1-Wi의 차이값보다 크며, 상기 i-1, i, i+1의 배열 순서는 타원 원심 중심 방향에서 멀어지고, 상기 n≥i≥2, i는 자연수인
    것을 특징으로 하는 평면 밀집형 볼 베어링.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 케이지의 양측에 원반형상의 롤링궤도부재를 구비하고, 상기 케이지의 상기 볼을 두 개의 상기 롤링궤도부재 사이에 끼워 설치하고, 각 롤링궤도부재는 상기 볼 쪽을 향해 평면 롤링궤도를 형성하는
    것을 특징으로 하는 평면 밀집형 볼 베어링.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    가장 샐 링에 있는 한 세트의 상기 볼 홀 중， 상기 타원의 장축에 가장 가까운 두 개의 동측에 있는 볼 홀에서 상기 타원 장축까지의 거리 비율은 L1:L2이고, 상기 L1:L2의 비율은 1:3인
    것을 특징으로 하는 평면 밀집형 볼 베어링.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 케이지의 두 개의 측면에는 각각 상기 케이지의 원주를 따라 둘러싸는 다수 개의 환형 리플 돌기는 형성되고, 상기 환형 리플 돌기의 파봉과 파곡은 반경 방향으로 연장될 수 있고, 동측 인접한 두 개의 환형 리플 돌기 사이는 하나의 간격이 형성되고, 상기 간격에는 환형 리플 홈이 형성되고, 상기 환형 리플 돌기는 상기 평면 롤링궤도와 유막을 형성하는 데 사용되는
    것을 특징으로 하는 평면 밀집형 볼 베어링.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 케이지의 재료는 섬유 보강 복합 재료인
    것을 특징으로 하는 평면 밀집형 볼 베어링.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 케이지는 섬유 보강 복합 재료로 이루어진 섬유를 감아 형성하고, 상기 섬유는 케이지의 원주를 따라 교차 분포되어 있는
    것을 특징으로 하는 평면 밀집형 볼 베어링.
  10. 제조방법은,
    S1, 다수 세트의 볼 홀 위치에 따라 금형에 다수 세트의 와인딩컬럼을 대응되게 설치하고, 각 세트의 와인딩컬럼은 타원형 레이아웃 궤적에 따라 배열되며, 가장 내측 세트의 와인딩컬럼을 A1로 표시하고 가장 내측 세트의 와인딩컬럼부터 가장 외측 세트의 와인딩컬럼은 차례로 A1, A2...An이며, n은 3보다 크거나 같은 정수인 단계 S1;
    S2, 먼저 차례로 A1-An세트의 와인딩컬럼을 내측에서 외측으로 엇갈리게 와인딩하고, A1세트의 와인딩컬럼 중의 임의의 하나의 와인딩컬럼을 와인딩 시작점으로 하고, 와인딩컬럼 시작점은 타원형 궤적 중심의 일측에 인접하고, 상기 와인딩컬럼 시작점에서부터 상기 섬유를 채용하여 케이지의 원주를 따라 동일한 방향으로 엇갈리게 와인딩하기 시작하고, 섬유가 동일한 하나의 세트의 두 개의 와인딩컬럼을 통과할 때마다 An세트의 와인딩컬럼에 와인딩될 때까지 세트와 인접한 하나의 세트의 와인딩컬럼에 동일한 방식을 채용하여 동일한 방향에 따라 와인딩되고, 엇갈린 방식을 채용하여 적어도 두 개의 An세트의 와인딩컬럼을 통과하고;
    그런 다음 차례로 An-A1세트의 와인딩컬럼을 외측에서 내측으로 엇갈리게 와인딩하고, 두 개의 An세트의 와인딩컬럼을 통과한 후 섬유가 동일한 하나의 세트의 두 개의 와인딩컬럼을 통과할 때마다 A1세트의 와인딩컬럼의 타원형 궤적의 중심에 가까운 일측에 와인딩될 때까지 세트와 인접한 하나의 세트의 와인딩컬럼에 동일한 방식을 채용하여 동일한 방향에 따라 와인딩되는 단계 S2;
    S3, 동일한 방향으로 S2 단계의 와인딩 방법을 반복하여 와인딩이 미리 설정한 두께에 도달될 때까지 와인딩을 정지하는 단계 S3;
    S4, 에폭시 수지를 부어 경화, 탈형하는 단계 S4;를 포함하는
    것을 특징으로 하는 제9항에 따른 평면 밀집형 볼 베어링 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 단계 S2에서 상기 섬유 내측의 볼의 총 개수가 임의의 하나의 세트의 와인딩컬럼의 개수와 공약수를 가지면 상기 섬유 와인딩은 상기 S2 단계를 반복하여 세트의 와인딩컬럼을 와인딩통과시 엇갈린 방식을 채용하여 와인딩되며, 와인딩되는 와인딩컬럼의 개수는 하나 더 많은
    것을 특징으로 하는 제조방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 단계 S2에서 An세트의 와인딩컬럼에 와인딩시, An세트의 와인딩컬럼을 엇갈리게 통과하는 개수는 3개인
    것을 특징으로 하는 제조방법.
  13. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 평면 밀집형 볼 베어링을 포함하는
    것을 특징으로 하는 장동감속기.
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