KR20240015945A - 크로스 로울러 베어링 - Google Patents
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Abstract
이 발명은, 링 형상을 갖는 외륜; 외륜과 동심의 링 형상을 가지며, 외륜의 직경 방향 내측에 배치되는 내륜; 외륜과 내륜의 사이의 공간에 배치되고 서로 교차로 수직으로 배치되는 복수의 로울러; 및 로울러들 사이에 배치되는 리테이너를 포함하여 구성되는 크로스 로울러 베어링에 관한 것으로서, 이 발명의 크로스 로울러 베어링은 외륜과 내륜의 본체는 알루미늄, 마그네슘 또는 이들 각각의 합금으로 형성되고, 외륜과 내륜에서 로울러가 접촉하는 궤도부는 합금강으로 형성되며, 궤도부는 각각 외륜 또는 내륜의 본체에 형성하는 오목부에 삽입되고 용접되어 본체에 결합되거나 인서트 다이캐스팅에 의해 본체에 결합되는 것이다.
Description
이 발명은 크로스 로울러 베어링에 관한 것으로서, 구체적으로는 내륜과 외륜 사이에 로울러들이 서로 수직으로 교차 배열되어 모든 방향의 하중을 하나의 베어링으로 지지할 수 있게 구성된 베어링에 관한 것이다.
크로스 로울러 베어링은 내외륜 사이의 링 형상의 궤도 내에 원통형의 로울러가 수직으로 교차하여 배치됨으로써 축방향 하중, 직경 방향 하중 및 모멘트 하중 등의 모든 방향의 하중을 동시에 지지하게 구성되어 있다.
이러한 크로스 로울러 베어링은 작은 공간에 매우 컴팩트하게 배치되어야 하는 로봇 아암, 특히 로봇용 감속기에주로 주로 사용되고 있다.
이러한 크로스 로울러 베어링은 컴팩트한 크기로 여러 방향의 하중을 동시에 받기 때문에 베어링 내외륜의 궤도면은 극심한 접촉 응력을 견뎌야 한다. 따라서, 베어링의 내외륜은 베어링강이나 합금강을 열처리하여 경도를 높인 것을 연마하여 사용하는 것이 일반적이다.
도 3에는 종래 기술에 따른 통상적인 구성의 크로스 로울러 베어링의 종단면이 도시되어 있다.
종래 기술의 크로스 로울러 베어링은 직경 방향 내측으로 배치되는 링 형태의 내륜(110) 및 내륜과 동심으로 형성되고 직경 방향 외측으로 배치되는 링 형태의 외륜(120)으로 구성되어 있으며, 내륜과 외륜 사이에는 서로 수직으로 배치되고 교차로 배치되는 복수 개의 로울러(미도시)가 원주 방향으로 리테이너(미도시)에 의해 서로 이격되어 배치되어 있다.
내륜(110)과 외륜(120)이 마주하는 표면은 서로 이격되어 있고, 폭방향 일측에는 시일링(30)이 배치되어 있다.
내륜(110)에서 외륜(120)과 마주하는 표면에는 삼각형의 홈이 형성되어 이들이 전체로서 기울어진 정사각형의 공간(140)을 형성하며, 이 공간은 로울러가 배치되는 공간을 이루며, 로울러가 맞닿아 회전하는 궤도면을 이루고 있다.
내외륜(110, 120)은 열처리에 의해 표면 경화 처리된 베어링강으로 이루어져 있어서 로울러가 접촉하여 회전하는 데 따른 접촉 압력을 견디게 된다.
이와 같이 크로스 로울러 베어링은 강철 소재로 구성되어 상대적으로 높은 중량을 가지고, 이 베어링이 사용되는 로봇 아암의 감속기의 중량에서 많은 부분을 차지한다는 문제점을 가지고 있다.
로봇 아암의 감속기는 그 구동에 요하는 부하를 경감하고 로봇 아암 구동의 관성 모멘트를 최소화하여야 하므로 감속기에 사용되며 많은 중량을 차지하는 크로스 로울러 베어링의 중량을 낮게 할 필요가 있다.
이 발명은 신규한 구성의 크로스 로울러 베어링을 제공하려는 것이다.
구체적으로 이 발명은 중량이 매우 경감된 구조를 가지면서도 로울러의 접촉 응력을 견딜 수 있는 구성의 크로스 로울러 베어링을 제공하려는 것이다.
전술한 이 발명이 해결하고자 하는 과제는, 링 형상을 갖는 외륜; 외륜과 동심의 링 형상을 가지며, 외륜의 직경 방향 내측에 배치되는 내륜; 외륜과 내륜의 사이의 공간에 배치되고 서로 교차로 수직으로 배치되는 복수의 로울러; 및 로울러들 사이에 배치되는 리테이너를 포함하여 구성되는 이 발명에 따른 크로스 로울러 베어링에 의해 달성된다.
이 발명의 크로스 로울러 베어링은,
외륜과 내륜의 본체는 알루미늄, 마그네슘 또는 이들 각각의 합금으로 형성되고, 외륜과 내륜에서 로울러가 접촉하는 궤도부는 합금강으로 형성되며,
궤도부는 각각 외륜 또는 내륜의 본체에 형성하는 오목부에 삽입되고 용접되어 본체에 결합되거나 인서트 다이캐스팅에 의해 본체에 결합되는 것이다.
이러한 구성에 따르면, 크로스 로울러 베어링의 대부분의 체적을 차지하는 내륜과 외륜의 본체가 경금속으로 구성되어 크로스 로울러 베어링의 중량이 매우 작게 되면서도 로울러가 접촉하는 궤도면은 높은 강도와 경도를 갖는 합금강으로 구성되어 높은 접촉 응력을 견딜 수 있게 된다.
도 1은 이 발명의 실시예에 따른 크로스 로울러 베어링의 정면도이다.
도 2는 이 발명의 실시예에 따른 크로스 로울러 베어링의 종단면도이다.
도 3은 종래 기술에 따른 크로스 로울러 베어링의 종단면도이다.
도 2는 이 발명의 실시예에 따른 크로스 로울러 베어링의 종단면도이다.
도 3은 종래 기술에 따른 크로스 로울러 베어링의 종단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 이 발명의 실시예에 따른 크로스 로울러 베어링의 구성을 설명하고, 종래 기술의 크로스 로울러 베어링의 구성과 대비하여 그 특징적 구성을 설명한다.
도 1과 도 2는 이 발명의 실시예에 따른 크로스 로울러 베어링의 정면도와 종단면도를 도시하고 있다.
이 실시예의 크로스 로울러 베어링은 직경 방향 내측으로 배치되는 링 형태의 내륜(10) 및 내륜과 동심으로 형성되고 직경 방향 외측으로 배치되는 링 형태의 외륜(20)으로 구성되어 있으며, 내륜과 외륜 사이에는 서로 수직으로 배치되고 교차로 배치되는 복수 개의 로울러(미도시)가 원주 방향으로 리테이너(미도시)에 의해 서로 이격되어 배치되어 있다.
내륜(10)과 외륜(20)이 마주하는 표면은 서로 이격되어 있고, 폭방향 일측에는 시일링(30)이 배치되어 있다.
내륜(10)에서 외륜(20)과 마주하는 표면에는 오목한 직사각형 홈이 형성되어 있고, 이 홈에는 로울러와 접촉하여 로울러의 궤도면을 이루는 궤도부로서의 궤도 블록(11)이 배치되어 있다.
외륜(20)에서 외륜(10)과 마주하는 표면에는 오목한 직사각형 홈이 형성되어 있고, 이 홈에는 로울러와 접촉하여 로울러의 궤도면을 이루는 궤도부로서의 궤도 블록(21)이 배치되어 있다.
궤도 블록(11, 21)은 서로 동일한 폭방향 위치에 배치되고 삼각형의 홈이 마련되어 2개의 궤도 블록의 삼각형의 홈이 마주하여 기울어 배치된 정사각형의 공간을 형성하고 있다. 이 공간은 로울러가 배치되는 공간을 이루며, 궤도 블곡(11, 21)의 홈은 로울러가 맞닿아 회전하는 궤도면을 이루고 있다.
2개의 궤도 블록(11, 12)은 열처리에 의해 표면 경화 처리된 베어링강으로 이루어져 있고, 내외륜(10, 20)은 알루미늄 합금으로 이루어져 있다.
한편, 궤도 블록(11, 12)은 베어링강 외에도 궤도면으로서 기능할 수 있는 경도를 갖는 다른 합금강으로 구성될 수 있으며, 내외륜(10, 20)은 알루미늄 합금 외에도 마그네슘 합금과 같은 경금속으로 구성될 수 있다.
내륜(10)과 외륜(20)은 다이캐스팅으로 제조하였으고, 궤도 블록(11, 12)은 내외륜(10, 20)을 각각 다이캐스팅하는 과정에서 인서트되어 내외륜(10, 20)의 홈에 안착된 형태로 각각 내외륜(10, 20)과 일체로 구성되어 있다.
다만, 내륜과 외륜을 직사각형의 홈을 갖춘 상태로 다이캐스팅 등에 의해 제조한 후에 이 홈에 궤도 블록(1, 12)을 억지끼워맞춤에 의해 삽입하거나 삽입 후에 용접하여 내외륜(10, 20)과 일체로 되도록 제조할 수도 있다.
이와 같이 함으로써 크로스 로울러 베어링의 대부분의 체적을 이루는 내외륜(10, 20)을 낮은 경금속으로 형성하여 크로스 로울러 베어링의 중량을 작게 형성하되, 궤도 블록(11, 21)만을 베어링강과 같은 높은 경도를 갖는 소재로 형성함으로써 로울러가 접촉하여 구름 운동하는 궤도면의 경도를 높게 할 수 있다.
이상으로 이 발명의 하나의 실시예에 따른 크로스 로울러 베어링의 구성 및 그 제조 방법을 설명하였는바, 이 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재한 범위에서 다양한 변형과 수정이 가능함은 물론이다.
10: 내륜
20: 외륜
30: 시일링
30: 시일링
Claims (1)
- 링 형상을 갖는 외륜;
외륜과 동심의 링 형상을 가지며, 외륜의 직경 방향 내측에 배치되는 내륜;
외륜과 내륜의 사이의 공간에 배치되고 서로 교차로 수직으로 배치되는 복수의 로울러; 및
로울러들 사이에 배치되는 리테이너
를 포함하여 구성되는 크로스 로울러 베어링으로서,
외륜과 내륜의 본체는 알루미늄, 마그네슘 또는 이들 각각의 합금으로 형성되고, 외륜과 내륜에서 로울러가 접촉하는 궤도부는 합금강으로 형성되며,
궤도부는 각각 외륜 또는 내륜의 본체에 형성하는 오목부에 삽입되고 용접되어 본체에 결합되거나 인서트 다이캐스팅에 의해 본체에 결합되는 것인, 크로스 로울러 베어링.
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