KR100559773B1 - 가변 지지형 베어링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수동 변속기 등에서 회전축을 지지하기 위해 사용되는 베어링에 관한 것으로서, 환형상으로 형성되어 내측과 외측에 각각 위치되는 내륜 및 외륜과; 상기 내륜과 외륜 사이에 위치되어 구름 운동하는 다수개의 볼들과; 상기 볼들과 내륜 또는 볼들과 외륜 사이에 장착되어 반경(radial) 방향의 탄성력을 제공하는 토크가변 지지기구를 포함하여 구성됨으로써, 축의 토크 변화에 따라 지지하는 강성이 변화되기 때문에 축 하중 등이 변화되더라도 베어링을 다시 선정하거나 교체할 필요 없이 용이하게 축을 지지할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

볼 베어링, 내륜, 외륜, 수동 변속기, 축

Description

가변 지지형 베어링{Variable Supporting Type Bearing}

도 1은 FR 타입의 수동 변속기의 내부 구조가 도시된 단면도이다.

도 2는 도 1의 "A" 부분 상세도,

도 3은 본 발명에 따른 가변 지지형 베어링의 설치 상태가 도시된 상세도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 변속기 케이스 55 : 회전 축

60 : 가변 지지형 베어링 61 : 내륜

62 : 외륜 63 : 볼

65 : 토크가변 지지기구 66 : 중간륜

66a : 그루브 67 : 탄성 부재

본 발명은 수동 변속기 등에서 회전축을 지지하기 위해 사용되는 베어링에 관한 것으로서, 특히 축의 토크 변화에 따라 가변적인 지지 강성을 가질 수 있도록 한 가변 지지형 베어링에 관한 것이다.

도 1은 FR 타입의 수동 변속기의 내부 구조가 도시된 단면도이다.

수동 변속기는 도 1에 도시된 바와 같이 변속기 케이스(10) 내에 클러치로부터 동력을 받아 회전하는 입력 축(11)과, 상기 입력 축(11)의 동력을 전달받아 회전하면서 종감속 장치를 회전시키는 메인 축(12)과, 상기 메인 축(12)의 하측에 위치되고 상기 입력 축(11)의 동력을 전달받아 상기 메인 축(12)에 전달하되 일정한 속도비가 형성되도록 하는 카운터 축(13)이 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 자동차용 수동 변속기에서 상기 입력 축(11), 메인 축(12) 그리고, 카운터 축(13)이 변속기 케이스(10) 내에 지지되도록 변속기용 베어링(20)이 설치되어 있다.

여기서, 상기 변속기용 베어링(20)은 통상적으로 미끄럼 베어링(sliding bearing)보다는 마찰 저항이 작은 구름 베어링(rolling bearing)이 많이 사용되는 바, 변속기에 사용되는 구름 베어링에는 볼 베어링, 롤러 베어링, 니들 베어링 등이 사용된다.

도 2는 도 1의 "A" 부분을 확대한 도면으로서, 입력 축(11)을 지지하는 볼 베어링(20')을 나타낸 상세도이다.

상기 볼 베어링(20')은 상기 입력 축(11)의 둘레에 결합되어 축(11)과 동시에 회전되는 내륜(21)과, 상기 내륜(21)의 외주측에 위치되는 외륜(22)과, 상기 내륜(21)과 외륜(22) 사이에 위치되어 구름 운동하면서 상기 축(11)의 회전 저항을 최소화시키는 볼(23)들로 구성된다.

그러나, 상기한 바와 같은 볼 베어링을 포함한 변속기에 사용되는 베어링들은 변속기의 대응 토크에 대하여 하나의 강성만을 가지면서 축을 지지하도록 구성되어 있기 때문에 변속기의 축 하중 또는 대응 토크가 변화될 경우에는 내구 문제가 발생하지 않도록 다른 베어링으로 교체하여야 하는 번거로운 문제점이 발생되었다.

즉, 상기한 볼 베어링은 축과 수직으로 하중이 걸리는 경우에 사용하는 레이디얼(radial) 베어링의 일종으로서, 수동 변속기 등의 대량생산과 사용시의 교환성에서는 유리하나, 축의 하중 조건 등이 변하면 내구 문제가 발생되어 수명이 짧아지므로, 변속기의 대응 토크 즉, 축 하중에 맞는 베어링을 정확하게 선정하여 교체해야 되는 번거로운 문제점이 발생하고 있는 것이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 외륜의 내측에 토크 변화에 따라 지지하는 강성이 변화되는 토크가변 지지기구를 설치함으로써 축 하중 등 축의 회전 토크가 변화되더라도 베어링을 다시 선정하거나 교체할 필요 없이 용이하게 축을 지지할 수 있도록 한 가변 지지형 베어링을 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 가변 지지형 베어링은, 환형상으로 형성되어 내측과 외측에 각각 위치되는 내륜 및 외륜과; 상기 내륜과 외륜 사 이에 위치되어 구름 운동하는 다수개의 구름수단과; 상기 구름수단과 내륜 또는 구름수단과 외륜 사이에 장착되어 반경(radial) 방향의 탄성력을 제공하는 토크가변 지지수단을 포함한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 가변 지지형 베어링이 도시된 단면도로서, 본 발명의 가변 지지형 베어링(60)이 도 2에서의 수동 변속기의 입력 축과 같은 회전 축(55)을 변속기 케이스(50) 내에 지지하고 있는 상태를 상세하게 예시한 도면이다.

본 발명에 따른 가변 지지형 베어링(60)은 일반적인 볼 베어링 구조에 볼(63)들과 외륜(62) 사이에 토크가변 지지기구(65)를 설치한 구조로 이루어진다.

즉, 본 발명의 가변 지지형 베어링(60)은 회전 축(55)에 결합되어 동시에 회전하는 내륜(61)과, 상기 내륜(61)의 외주측에 위치되어 변속기 케이스(50)측에 고정되는 외륜(62)과, 상기 내륜(61)과 외륜(62) 사이에 위치되어 구름 운동하면서 상기 축(55)의 회전 저항을 최소화시키는 볼(63)들과, 상기 볼(63)들과 외륜(62) 사이에 구비되어 회전축(55)을 지지할 때 반경(radial) 방향의 탄성력을 제공하는 토크가변 지지기구(65)로 구성된다.

여기서 상기 토크가변 지지기구(65)는 상기 볼(63)과 외륜(62) 사이에 삽입되어 내륜(61)과 대향된 위치되어 볼(63)이 구름 운동하는 중간륜(66)과, 상기 중간륜(66)과 외륜(62) 사이에 구비되어 반경 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성 부재(67)로 구성된다.

상기 중간륜(66)은 환형상으로 이루어지고, 그 내주면에 상기 볼(63)이 구름 운동하도록 그루브(66a)가 형성된다.

상기 탄성 부재(67)는 환형상의 플레이트 스프링으로 이루어지는데, 그 횡단면의 형상은 중앙부(67a)가 중간륜(66)의 외주면에 접촉되고 양단부(67a)는 외륜(62)에 지지되는 구조를 갖는다.

상기 외륜(62)은 상기 탄성 부재(67)가 안정되게 장착되는 안착부(62a)를 갖는데, 이 안착부(62a)는 외륜(62)의 외주를 따라 길게 형성된 홈으로 이루어진다. 즉, 환형상의 탄성 부재(67)가 상기 외륜(62)의 안착부(62a)에 내재되게 장착된 상태에서 상기 중간륜(66)을 탄성력 있게 지지할 수 있도록 구성된다.

그리고, 상기 외륜(62)과 중간륜(66) 사이에는 상기 중간륜(66)이 반경 방향으로 가변될 수 있도록 일정한 간격(G)을 갖도록 형성된다.

한편, 상기한 실시예에서는 토크가변 지지기구(65)가 외륜(62)과 볼(63)들 사이에 구비되는 것을 예시하고 있으나, 설계 조건에 따라 내륜(61)과 볼(63)들 사이에 설치하는 것도 가능할 것이다. 이때에는 축을 중심으로 내륜, 탄성부재, 중간륜, 볼들 그리고 외륜 순으로 배치되고, 상기 내륜, 탄성부재, 중간륜은 축과 함께 회전하는 구조를 갖게 된다.

또한, 상기한 실시예에서는 통상의 볼 베어링에 토크가변 지지기구(65)가 적용된 것을 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 토크가변 지지기구는 볼 베어링에 한정되어 적용되지 아니하고, 통상의 구름 운동 구조를 갖는 롤러 베어링과 니들 베어링에도 용이하게 적용 가능함은 물론이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 가변 지지형 베어링의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 3에 도시된 바와 같이 내륜(61)은 회전축(55)에 결합되고, 외륜(62)은 변속기 케이스(50) 등에 고정된다. 그리고 토크가변 지지기구(65)는 상기 외륜(62)의 내측에 고정되어 회전 방향으로는 구속되지만, 반경 방향으로는 가변될 수 있도록 배치된다.

이와 같은 상태에서 축(55)이 회전하게 되면 내륜(61)도 동시에 회전하게 되고, 이때, 중간륜(66)의 내측에 연속하여 배열된 볼(63)들이 구름운동하면서 저항을 최소화하면서 축(55)을 지지하게 된다.

특히, 축(55)의 레이디얼(radial) 방향 즉, 반경 방향으로 걸리는 하중 조건에 변화되는 경우에도 토크가변 지지기구(65)의 탄성 부재(67)가 탄성력 있게 가변되면서 중간륜(66) 등을 지지하게 되므로 수동 변속기 등의 대응 토크 변화에 따라 베어링이 손상되는 것을 방지할 수 있게 되고, 이에 따라 축 등의 하중 조건이 변화되더라도 적절하게 지지할 수 있게 된다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 가변 지지형 베어링은 토크가변 지지기구를 통해 대응 토크 변화에 따라 지지하는 강성이 변화되기 때문에 축 하중 등이 변화되더라도 베어링을 다시 선정하거나 교체할 필요 없이 용이하게 축을 지지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (10)

1. 환형상으로 형성되어 내측과 외측에 각각 위치되는 내륜 및 외륜과;

   상기 내륜과 외륜 사이에 위치되어 구름 운동하는 다수개의 구름수단과;

   상기 구름수단과 내륜 또는 구름수단과 외륜 사이에 장착되어 반경(radial) 방향의 탄성력을 제공하는 토크가변 지지수단을 포함하여 구성되며,

   상기 구름수단은 볼들인 것을 특징으로 하고,

   상기 토크가변 지지수단은 상기 내륜과 볼들 사이에 장착된 것을 특징으로 하는 가변 지지형 베어링.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 환형상으로 형성되어 내측과 외측에 각각 위치되는 내륜 및 외륜과;

   상기 내륜과 외륜 사이에 위치되어 구름 운동하는 다수개의 구름수단과;

   상기 구름수단과 내륜 또는 구름수단과 외륜 사이에 장착되어 반경(radial) 방향의 탄성력을 제공하는 토크가변 지지수단을 포함하여 구성되며,

   상기 구름수단은 볼들인 것을 특징으로 하고,

   상기 토크가변 지지수단은 상기 외륜과 볼들 사이에 장착된 것을 특징으로 하는 가변 지지형 베어링.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 토크가변 지지수단은 상기 볼과 외륜 사이에 삽입되어 내륜과 대향된 위치되어 볼이 구름 운동하는 중간륜과, 상기 중간륜과 외륜 사이에 구비되어 반경 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성 부재로 구성된 것을 특징으로 하는 가변 지지형 베어링.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 탄성 부재는 환형상의 플레이트 스프링인 것을 특징으로 하는 가변 지지형 베어링.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 플레이트 스프링은, 그 중앙부가 중간륜에 접촉되고 양단부는 외륜에 지지되는 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는 가변 지지형 베어링.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 외륜은 상기 탄성 부재가 안정되게 장착되는 안착부를 갖는 것을 특징으로 하는 가변 지지형 베어링.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 안착부는 외륜의 외주를 따라 길게 형성된 홈으로 이루어진 것을 특징으로 하는 가변 지지형 베어링.

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