KR20040105211A - Contact bearing - Google Patents
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Abstract
베어링(24, 86)은 대향된 베어링면으로 제어된 상대운동을 지지 및 허용하도록 적용된다. 이 베어링은 어드레스가 마찰 및 마모를 많이 초래하는 면과의 협동을 통해서 긴 수명을 갖도록 구성된다. 베어링(24, 86)은 베이스로부터 연장되는 지지부재(28)을 구비한다. 이와 함께, 다수의 지지부재(28)는 대향 베어링면을 통해서 베이스에 가해지는 하중을 지지할 수 있다. 또한, 다수의 지지부재(28)는 대향된 베어링 간의 미끄럼 운동모드를 허용한다. 이들 지지부재(28)는 독립적으로 움직여서 지지부재(28)와 대향된 베어링 간에 존재하는 불규칙물을 수용함으로써, 연마가 줄어들고 베어링에 대한 마모가 최소화된다. 또, 지지부재(28)는 대향된 베어링면 간의 어떤 비-미끄럼 운동모드를 허용하는 한편, 다른 비-미끄럼 운동모드는 저지하도록 구성할 수도 있다.Bearings 24 and 86 are adapted to support and allow controlled relative motion with opposed bearing surfaces. These bearings are configured to have a long life through coordination with the faces where the addresses cause a lot of friction and wear. The bearings 24, 86 have a support member 28 extending from the base. In addition, the plurality of support members 28 can support the load applied to the base through the opposing bearing surface. In addition, the plurality of support members 28 permit a sliding mode of movement between the opposing bearings. These support members 28 move independently to accommodate irregularities present between the support member 28 and the opposing bearings, thereby reducing polishing and minimizing wear to the bearings. In addition, the support member 28 may be configured to allow certain non-sliding modes of motion between the opposing bearing surfaces, while preventing other non-sliding modes of motion.
Description
베어링은 광범위하고 다양한 용도로 사용된다. 대표적인 적용예로서는 간단한 도어 힌지, 내연기관, 중작업용 건설장비, 및 부식재, 연마입자나 비윤활 환경에 대해 베어링으로서의 역할을 할 수 있는 그 밖의 다른 용도를 포함한다. 이들 및 다른 적용에 있어서, 베어링은 직선운동, 회전운동, 또는 그들의 조합 중 어느 하나를 통해서 서로에 대한 물체의 운동을 허용하면서, 접촉 물체 간의 접촉력을 지지한다.Bearings are used for a wide variety of applications. Representative applications include simple door hinges, internal combustion engines, heavy duty construction equipment, and other applications that can serve as bearings for corrosive materials, abrasive particles, or non-lubricated environments. In these and other applications, the bearing supports the contact force between the contacting objects while allowing the movement of the objects relative to each other through either linear motion, rotational motion, or a combination thereof.
마모는 연장된 사용과정에서 베어링에 일어날 수 있는 퇴화다. 마모는 종종 물체 간의 상대운동을 저지하는 마찰의 증가의 증가에 의해서 초래된다. 마모에 기여하는 마찰의 어떤 원인 중에는 베어링 내로 연마(가령, 절삭)되는 이탈입자 및 베어링 표면에서 상호 작용하는 요철(가령, 표면 불규칙물)을 포함한다.Wear is a deterioration that can occur in bearings during prolonged use. Wear is often caused by an increase in friction that prevents relative motion between objects. Some causes of friction that contribute to wear include leaving particles that are polished (eg cut) into the bearing and unevenness (eg surface irregularities) that interact at the bearing surface.
종래기술의 베어링은 이것이 접촉하는 면보다 연한 하나의 면을 제공함으로써 연마된다. 이러한 관점에서, 대다수의 연마는 보다 연한 재질에서 발생하며, 이는 비교적 경한 재질을 사용할 때 발생할 수 있는 것보다 에너지 소비가 적으며 따라서 더 마찰이 적은 결과를 가져온다. 보다 연한 재질의 채용은 연한 면 내로의 이탈입자의 침투를 허용하며, 그로 인해 표면들 간의 경계로부터 실질적으로 제거된다. 이것은 또한, 입자들이 더 이상 베어링면에서 상호 작용하지 않기 때문에, 감소된 마찰의 효과를 갖는다. 또, 종래 기술의 베어링은 입자들이 베어링면으로부터 떨어져서 모이는 것을 허용함으로써, 베어링면들 간의 입자의 양을 감소시키는 입자 트랩의 유발에 따른 연마를 감소시킨다.Prior art bearings are polished by providing one side that is softer than the side in which it is in contact. In this respect, the majority of polishing takes place in softer materials, which results in less energy consumption and thus less friction than can occur with relatively light materials. The adoption of the softer material allows penetration of the escape particles into the soft plane, thereby substantially removing the boundary between the surfaces. This also has the effect of reduced friction since the particles no longer interact at the bearing surface. In addition, the prior art bearings allow particles to gather away from the bearing surface, thereby reducing the polishing resulting from particle traps that reduce the amount of particles between the bearing surfaces.
요철의 상호 작용은 종래기술에 언급되어 있다. 예를 들면, 베어링면에 대한 다듬질의 향상에 의해서, 요철의 양 및 심한 정도는 줄어든다.The interaction of unevenness is mentioned in the prior art. For example, by improving the finish on the bearing surface, the amount and severity of the irregularities are reduced.
연마나 요철의 상호 작용의 경우, 일부 형태의 베어링에 대해서는 문제가 되지 않는다. 가령, 동작하는 동안에 통상적으로 상호 직접적인 접촉을 갖지 않는 유체역학 베어링에 대한 연마 및 요철의 상호 작용은 연관성이 덜하다.In the case of grinding or uneven interaction, this is not a problem for some types of bearings. For example, abrasive and uneven interactions for hydrodynamic bearings that typically do not have direct contact with each other during operation are less relevant.
본 발명은 접촉 베어링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 증가된 사용 수명을 갖는 미끄럼 접촉 베어링에 관한 것이다.The present invention relates to a contact bearing, and more particularly to a sliding contact bearing having an increased service life.
도 1은 본 발명의 일측면에 따르는 원통형 베어링을 구비하는 시스템의 개략적인 사시도이다.1 is a schematic perspective view of a system having a cylindrical bearing according to one aspect of the present invention.
도 2는 본 발명의 다른 측면에 따르는 원통형 베어링의 사시도이다.2 is a perspective view of a cylindrical bearing according to another aspect of the present invention.
도 2A는 본 발명의 다른 측면에 따르는 베어링의 개략적인 끝단면도이다.2A is a schematic end view of a bearing according to another aspect of the present invention.
도 3은 본 발명의 또 다른 측면에 따르는 원통형 베어링의 사시도이다.3 is a perspective view of a cylindrical bearing according to another aspect of the present invention.
도 4는 본 발명의 또 다른 측면에 따르는 원통형 베어링의 사시도이다.4 is a perspective view of a cylindrical bearing according to another aspect of the present invention.
도 5A는 2개의 대향된 베어링면 간의 연마를 보이는 개략도이다.5A is a schematic diagram showing polishing between two opposing bearing surfaces.
도 5B는 2개의 대향된 베어링면 간의 요철을 보이는 개략도이다.5B is a schematic diagram showing the irregularities between two opposed bearing surfaces.
도 6은 본 발명의 일측면에 따르는 베어링에 형성된 다수의 지지부재를 보이는 것으로, 도 2A의 선 6-6을 따라 취한 개략적인 사시도이다.6 is a schematic perspective view taken along line 6-6 of FIG. 2A, showing a plurality of support members formed in a bearing according to one aspect of the present invention.
도 7은 지지부재에 의해 제공된 갭에 배치된 물질과 함께 베어링에 형성된 다수의 지지부재를 보이는 개략적인 사시도이다.7 is a schematic perspective view showing a number of support members formed in a bearing with material disposed in a gap provided by the support members.
도 8A 내지 8D는 베어링에 형성된 지지부재의 몇 개의 실시예를 보이는 개략 사시도이다.8A-8D are schematic perspective views showing some embodiments of a support member formed in a bearing.
도 9는 본 발명의 일측면에 따르는 직선형 베어링을 포함하는 시스템의 개략적인 사시도이다.9 is a schematic perspective view of a system including a straight bearing according to one aspect of the present invention.
도 10은 본 발명의 다른 측면에 따르는 직선형 베어링의 사시도이다.10 is a perspective view of a linear bearing according to another aspect of the present invention.
도 11은 본 발명의 일측면에 따르는 국부적으로 변형된 베어링의 개략적인 사시도이다.11 is a schematic perspective view of a locally deformed bearing according to one aspect of the present invention.
도 12는 본 발명의 다른 측면에 따르는 원통형 베어링의 사시도이다.12 is a perspective view of a cylindrical bearing according to another aspect of the present invention.
도 13은 도 12에 도시한 실시예의 일부에서 얻은 실험결과의 그래프이다.FIG. 13 is a graph of experimental results obtained in part of the example shown in FIG. 12. FIG.
도 14는 본 발명의 일측면에 따르는 베어링의 개략적인 단면도이다.14 is a schematic cross-sectional view of a bearing according to one aspect of the present invention.
도 15는 본 발명의 특성의 다른 측면에 따르는 베어링의 사시도이다.15 is a perspective view of a bearing according to another aspect of the nature of the present invention.
도 16은 본 발명의 다른 측면에 따르는 베어링의 사시도이다.16 is a perspective view of a bearing according to another aspect of the present invention.
도 17은 본 발명의 다른 측면에 따르는 베어링의 사시도이다.17 is a perspective view of a bearing according to another aspect of the present invention.
도 18은 본 발명의 다른 측면에 따르는 베어링의 사시도이다.18 is a perspective view of a bearing according to another aspect of the present invention.
도 19는 본 발명의 다른 측면에 따르는 베어링의 도면이다.19 is a view of a bearing according to another aspect of the present invention.
도 20은 본 발명의 다른 측면에 따르는 베어링의 사시도이다.20 is a perspective view of a bearing according to another aspect of the present invention.
도 21은 베어링에서 사용하기 위한 판형상 구조의 사시도이다.21 is a perspective view of a plate-like structure for use in a bearing.
도 22A 내지 22C는 축과 베어링 간의 다양한 운동모드의 모델을 나타낸다.22A-22C show models of various modes of motion between an axis and a bearing.
도 23A 내지 23D는 베어링의 경도에 대한 예시를 나타낸다.23A-23D show examples of the hardness of the bearings.
본 발명의 일측면에 있어서, 접촉 베어링은 탄성을 갖는 베이스와, 이 베이스로부터 연장되는 다수의 지지부재를 포함한다. 다수의 지지부재는 대향된 베어링면을 지지하도록 구성 및 배열된다. 베이스의 탄성은 하나 이상의 인접한 지지부재가 대향된 베어링면의 적어도 일부의 지지를 유지하는 동안, 대향된 베어링면과 다수 중 하나 이상의 지지부재 사이에 배치된 요철이나 파편을 수용하도록 다수 중 하나 이상의 지지부재가 이동하는 것을 허용한다.In one aspect of the invention, the contact bearing includes an elastic base and a plurality of support members extending from the base. The plurality of support members are constructed and arranged to support the opposing bearing surfaces. The elasticity of the base supports one or more of the plurality to accommodate unevenness or debris disposed between the opposed bearing surface and the one or more of the support members, while the one or more adjacent support members maintain support of at least a portion of the opposite bearing surfaces. Allow the member to move.
본 발명의 다른 측면에 있어서, 접촉 베어링은 베이스와, 이 베이스로부터 연장되는 다수의 지지부재를 포함한다. 다수의 지지부재는 대향된 베어링면을 지지하도록 구성 및 배열된다. 다수 중 하나 이상의 지지부재는, 하나 이상의 인접한 지지부재가 대향된 베어링면의 적어도 일부의 지지를 유지하는 동안, 대향된 베어링면과 다수 중 하나 이상의 지지부재 사이에 배치된 요철이나 파편을 수용하기 위해 이동하도록 구성 및 배열된다. 또한, 다수의 지지부재는 각각, 대향된 베어링면과 접촉하기 위한 제 1영역 및 베이스와 결합된 제 2영역을 구비하고, 제 2영역은 제 1영역보다 크다.In another aspect of the invention, the contact bearing includes a base and a plurality of support members extending from the base. The plurality of support members are constructed and arranged to support the opposing bearing surfaces. The one or more support members of the plurality may be configured to accommodate unevenness or debris disposed between the opposed bearing surfaces and the one or more of the support members while the one or more adjacent support members retain the support of at least a portion of the opposite bearing surfaces. It is configured and arranged to move. Further, the plurality of support members each have a first area for contacting the opposing bearing surface and a second area coupled with the base, the second area being larger than the first area.
본 발명의 다른 측면에 있어서, 접촉 베어링은 베이스와, 이 베이스로부터 연장되는 다수의 지지부재를 포함한다. 다수의 지지부재는 대향된 베어링면을 지지하도록 구성 및 배열된다. 다수 중 하나 이상의 지지부재는, 하나 이상의 인접한 지지부재가 대향된 베어링면을 연속으로 지지하는 동안, 대향된 베어링면과 다수 중 하나 이상의 지지부재 사이에 배치된 요철이나 파편을 수용하기 위해 이동하도록 구성 및 배열된다. 다수의 지지부재는 매트릭스 형상의 구조로 배열된다.In another aspect of the invention, the contact bearing includes a base and a plurality of support members extending from the base. The plurality of support members are constructed and arranged to support the opposing bearing surfaces. The one or more support members of the plurality are configured to move to accommodate the irregularities or debris disposed between the opposed bearing surfaces and the one or more of the support members while the one or more adjacent support members continuously support the opposite bearing surfaces. And arranged. The plurality of support members are arranged in a matrix-like structure.
본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 접촉 베어링은 베이스와, 이 베이스로부터 연장되고 이 베이스에 삽입된 다수의 지지부재를 포함한다. 다수의 지지부재는 대향된 베어링면을 지지하도록 구성 및 배열된다. 다수 중 하나 이상의 지지부재는, 하나 이상의 인접한 지지부재가 대향된 베어링면의 지지를 유지하는 동안, 대향된 베어링면과 다수 중 하나 이상의 지지부재 사이에 배치된 요철이나 파편을 수용하기 위해 이동하도록 구성 및 배열된다. 다수의 지지부재의 각각은, 대향된 베어링면과 결합가능한 제 1엔드와 베이스에 삽입된 제 2엔드를 포함한다.In another aspect of the invention, the contact bearing includes a base and a plurality of support members extending from and inserted into the base. The plurality of support members are constructed and arranged to support the opposing bearing surfaces. The one or more support members of the plurality are configured to move to accommodate the unevenness or debris disposed between the opposed bearing surfaces and the one or more of the support members while the one or more adjacent support members maintain the support of the opposite bearing surfaces. And arranged. Each of the plurality of support members includes a first end engageable with the opposing bearing surface and a second end inserted in the base.
본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 접촉 베어링은 베이스와, 이 베이스로부터 연장되는 다수의 연장된 핀형상 지지부재를 포함한다. 다수의 지지부재는 대향된 베어링면을 지지하도록 구성 및 배열된다. 다수 중 하나 이상의 지지부재는, 하나 이상의 인접한 지지부재가 대향된 베어링면의 지지를 유지하는 동안, 대향된 베어링면과 다수 중 하나 이상의 지지부재 사이에 배치된 요철이나 파편을 수용하기 위해 이동하도록 구성 및 배열된다.In another aspect of the invention, the contact bearing includes a base and a plurality of extended pin-shaped support members extending from the base. The plurality of support members are constructed and arranged to support the opposing bearing surfaces. The one or more support members of the plurality are configured to move to accommodate the unevenness or debris disposed between the opposed bearing surfaces and the one or more of the support members while the one or more adjacent support members maintain the support of the opposite bearing surfaces. And arranged.
본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 접촉 베어링은 베이스와, 이 베이스로부터 연장되는 다수의 지지부재를 포함한다. 다수의 지지부재는 대향된 베어링면을 접촉 및 지지하도록 구성 및 배열된다. 다수 중 하나 이상의 지지부재는, 하나 이상의 인접한 지지부재가 대향된 베어링면의 지지를 유지하는 동안, 대향된 베어링면과 다수 중 하나 이상의 지지부재 사이에 배치된 요철이나 파편을 수용하기 위해 이동하도록 구성 및 배열된다. 지지부재의 제 1세트는 제 1굽힘 특성을 갖고 지지부재의 제 2세트는 제 1굽힘 특성과는 제 2굽힘 특성을 갖는다.In another aspect of the invention, the contact bearing includes a base and a plurality of support members extending from the base. The plurality of support members are constructed and arranged to contact and support the opposing bearing surfaces. The one or more support members of the plurality are configured to move to accommodate the unevenness or debris disposed between the opposed bearing surfaces and the one or more of the support members while the one or more adjacent support members maintain the support of the opposite bearing surfaces. And arranged. The first set of support members has a first bending characteristic and the second set of support members has a second bending characteristic different from the first bending characteristic.
본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 접촉 베어링은 베이스와, 이 베이스로부터 연장되는 다수의 지지부재를 포함한다. 다수의 지지부재는 미끄럼 접촉을 통해서 대향된 베어링면을 지지하도록 구성 및 배열된다. 다수 중 하나 이상의 지지부재는, 하나 이상의 인접한 지지부재가 대향된 베어링면의 지지를 유지하는 동안, 대향된 베어링면과 다수 중 하나 이상의 지지부재 사이에 배치된 요철이나 파편을 수용하기 위해 이동하도록 구성 및 배열된다. 다수의 지지부재는 접촉 베어링과 대향된 베어링면 간의 제 1비-미끄럼(non-sliding) 운동모드를 실질적으로 저지하고 접촉 베어링과 대향된 베어링면 간의 제 2비-미끄럼 운동모드를 실질적으로 허용하도록 구성 및 배열된다.In another aspect of the invention, the contact bearing includes a base and a plurality of support members extending from the base. The plurality of support members are constructed and arranged to support the opposite bearing surfaces through sliding contacts. The one or more support members of the plurality are configured to move to accommodate the unevenness or debris disposed between the opposed bearing surfaces and the one or more of the support members while the one or more adjacent support members maintain the support of the opposite bearing surfaces. And arranged. The plurality of support members are adapted to substantially prevent the first non-sliding mode of motion between the contact bearing and the opposing bearing surface and to substantially permit the second non-sliding mode of motion between the contact bearing and the opposing bearing surface. Are constructed and arranged.
본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 접촉 베어링은 베이스와, 이 베이스로부터 연장되는 다수의 지지부재를 포함한다. 다수의 지지부재는 대향된 베어링면을 지지하도록 구성 및 배열된다. 다수 중 하나 이상의 지지부재는, 하나 이상의 인접한 지지부재가 대향된 베어링면의 지지를 유지하는 동안, 대향된 베어링면과 다수 중 하나 이상의 지지부재 사이에 배치된 요철이나 파편을 수용하기 위해 이동하도록 구성 및 배열된다. 다수의 지지부재의 제 1세트는 대향된 베어링면이 베이스에 보다 가깝게 이동하는 것을 허용하도록 구성 및 배열되고 다수의 지지부재의 제 2세트는 대향된 베어링면이 베이스에 보다 가깝게 이동하는 것을 실질적으로 저지하도록 구성 및 배열된다.In another aspect of the invention, the contact bearing includes a base and a plurality of support members extending from the base. The plurality of support members are constructed and arranged to support the opposing bearing surfaces. The one or more support members of the plurality are configured to move to accommodate the unevenness or debris disposed between the opposed bearing surfaces and the one or more of the support members while the one or more adjacent support members maintain the support of the opposite bearing surfaces. And arranged. The first set of plural support members is constructed and arranged to allow the opposed bearing surfaces to move closer to the base and the second set of plural support members substantially allows the opposed bearing surfaces to move closer to the base. Configured and arranged to block.
본 발명의 다양한 실시예는 어떤 이점을 제공하며 종래의 접촉 베어링의 어떤 결점을 극복한다.Various embodiments of the present invention provide certain advantages and overcome certain shortcomings of conventional contact bearings.
본 발명의 실시예들은 동일한 이점을 공유하지는 않으며, 모든 환경하에서 그것들을 공유하지는 않을 것이다. 이것은 말하자면, 본 발명이 증가된 사용 수명 및/또는 고성능의 특성과 같은 상술한 이익을 포함하는 무수히 많은 이점을 제공하는 것을 뜻한다.Embodiments of the invention do not share the same advantages and will not share them under all circumstances. This means that the present invention provides a myriad of advantages, including the aforementioned benefits, such as increased service life and / or high performance characteristics.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 다양한 실시예의 구조뿐만 아니라, 본 발명의 다른 특징 및 이점들을 상세하게 설명한다.Hereinafter, various features and advantages of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이하, 예시 목적의 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 대해서 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for purposes of illustration.
본 발명의 베어링은 대향된 베어링면을 지지하도록 적용되며 그들 간의 상대 운동을 허용한다. 이 베어링은 어드레스가 마찰 및 마모를 많이 초래하는 면과의 협동을 통해서 긴 수명을 갖도록 구성된다.The bearings of the present invention are adapted to support opposed bearing surfaces and allow for relative movement between them. These bearings are configured to have a long life through coordination with the faces where the addresses cause a lot of friction and wear.
일측면에 있어서, 공동으로 양도되고 그 전체가 여기에 참고로 인용되는 미국특허 동시계속출원 제 10/167,070호에 개시된 바와 같이, 베어링은 베이스로부터 연장되는 다수의 지지부재로 형성된 국부 변형면을 포함한다. 이와 함께, 다수의 지지부재는 그들 간의 미끄럼 이동을 허용하는 한편, 대향된 베어링면을 통해 베이스에 가해진 하중을 지지할 수 있다. 지지부재는, 이 지지부재와 대향된 베어링면 간에 배치된 요철 또는 이탈입자와 같은 불규칙물을 수용하도록 독립적으로 이동하거나 구부러질 수 있다. 이러한 의미에서, 베어링의 어떤 "국부적인" 영역은 불규칙물을 수용하기에 적합한 것으로 고려될 수 있다. 그러한 국부적으로 변형된 영역에 대한 불규칙물의 수용은 마모를 감소시켜 베어링의 수명을 연장하는데 도움이 될 수 있다.In one aspect, as disclosed in U. S. Patent Application Serial No. 10 / 167,070, which is jointly assigned and is incorporated by reference in its entirety, the bearing includes a local deformation surface formed of a plurality of support members extending from the base. do. At the same time, the plurality of support members allow the sliding movement between them while supporting the load applied to the base through the opposing bearing surfaces. The support member can be independently moved or bent to accommodate irregularities such as irregularities or detachment particles disposed between the bearing face opposite the support member. In this sense, any "local" region of the bearing may be considered suitable for receiving irregularities. Acceptance of irregularities in such locally deformed areas can help to reduce wear and extend the life of the bearings.
국부적으로 변형된 베어링을 형성하기 위해 다양한 구조를 이용할 수 있다. 어떤 실시예에 있어서, 국부 변형 베어링은 베이스로부터 연장되며 그와 일체인 외팔보식 빔으로 형성된다. 외팔보식 구조의 특징에 의해 지지부재의 굽힘을 가능케 한다. 다른 실시예에 있어서, 지지부재는 탄성(가령, 비교적 낮은 세로탄성계수(Young's Modulus of elasticity)를 갖는 하나)을 갖는 베이스로부터 연장되며, 베이스의 탄성으로 인해 지지부재의 고정이 가능하다. 또, 지지부재는 베이스 내에 삽입할 수도 있다. 또한, 삽입된 지지부재와 베이스 간의 증가된 접촉영역은 그들 간의 응력을 줄여, 베어링의 수명을 연장시킬 수 있다.Various structures can be used to form locally deformed bearings. In some embodiments, the locally deformed bearing is formed from a cantilevered beam extending from and integral with the base. The cantilever structure allows for bending of the support member. In another embodiment, the support member extends from a base having elasticity (eg, one having a relatively low Young's Modulus of Elasticity), and the elasticity of the base allows for fixing of the support member. In addition, the support member may be inserted into the base. In addition, the increased contact area between the inserted support member and the base can reduce the stress therebetween, thereby extending the life of the bearing.
베어링은, 이 베어링의 일부 및 대향된 베어링면이 서로에 대해 보다 가깝게 이동하는 어떤 비-미끄럼 운동모드를 허용할 수도 있다. 그러한 측면에 있어서, 지지부재 세트는 대향된 베어링면과 지지부재 사이에서 하중의 분포에 도움이 되도록 집합적으로 이동할 수 있다. 이러한 의미에서, 베어링의 어떤 "전체적인" 영역은 하중을 수용하도록 구부러질 수 있다. 이 집합적 또는 전체적인 이동은 최대 접촉압력을 감소시킬 수 있다. 그러한 전체적으로 변형된 베어링면에 있어서의 감소된최대 압력은 베어링의 수명을 증가시킬 수 있다.The bearing may allow some non-sliding mode of movement in which some of the bearings and the opposing bearing surfaces move closer to each other. In that aspect, the set of support members can collectively move to assist in the distribution of loads between the opposing bearing surfaces and the support member. In this sense, any "total" region of the bearing can be bent to accommodate the load. This collective or total movement can reduce the maximum contact pressure. Reduced maximum pressure on such a totally deformed bearing surface can increase the life of the bearing.
다른 측면에 있어서, 베어링의 보다 유연한 부분은 대향된 베어링면과의 보다 큰 압축을 허용함으로써, 어느 정도의 비-미끄럼 운동모드을 허용한다. 베어링의 다른 부분은 덜 유연하여 보다 작은 압축을 허용함으로써, 다른 비-미끄럼 운동모드를 저지할 수 있다. 보다 유연한 지지부재, 보다 유연한 탄성 베이스, 또는 보다 적은 지지부재는 보다 유연한 특성이 요구되는 베어링 부분에 사용할 수 있다. 다양한 유연도를 갖는 베어링은 최적화된 적응성을 갖도록 설계할 수 있다. 그러한 베어링은 이것이 설계되는 특수 적용에 있어서 베어링 수명이 증가되는 이점을 가질 수 있다.In another aspect, the more flexible portion of the bearing allows for greater compression with the opposing bearing surface, thereby allowing for some non-slip mode of motion. Other parts of the bearing are less flexible and allow less compression, thereby preventing other non-sliding modes of motion. More flexible support members, more flexible elastic bases, or less support members can be used for bearing parts where more flexible properties are required. Bearings with varying degrees of flexibility can be designed with optimized adaptability. Such a bearing may have the advantage that the bearing life is increased in the special application in which it is designed.
상술한 하나 이상의 특징은 독립적으로 또는 공동으로 베어링 내에서 구현되어 연장된 베어링 수명 및/또는 베어링의 수명동안에 낮은 마찰을 갖는데 도움이 된다.One or more of the features described above can be implemented in the bearing independently or jointly to help have extended bearing life and / or low friction over the life of the bearing.
이제, 특히 도 1 내지 4의 도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예 및 응용이 도시되어 있다. 도 1은 원통형 베어링(24)을 개재하여 물체(22) 내에 장착된 축(20)을 나타낸다. 이 배열은 축의 중심축(26)에 대한 회전이나 중심축을 따르는 이동과 같은 축과 물체 간의 미끄럼 운동모드를 허용하도록 배열된다. 베어링(24)은 감소된 마찰특성을 갖는 하중 지지면(21)을 제공함으로써, 축과 물체 간의 상대운동을 촉진한다. 또, 베어링(24)은 제거 및 교체될 수도 있으며, 이것은 베어링면(21)이 손상이나 마모되었을 때, 축이나 짝을 이루는 물체 전체를 교체해야 하는 필요성을 없앨 수 있다. 도 1의 베어링(24)은 축(20), 물체(22)에 견고하게 고정될수 있으며, 축과 물체 모두에 대한 부유(浮游)를 허용할 수 있다. 이것은 전체가 원통형인 부분, 또는 전체적으로 또는 부분적으로 원통을 함께 형성하는 다수의 부분을 포함할 수 있다. 축(20)에 견고하게 부착된 제 1베어링 및 이 제 1베어링과 대향인 물체(22)에 견고하게 부착된 제 2베어링을 갖고, 중심적으로 배열된 한쌍의 2개의 분리형 베어링을 채용할 수 있다. 또한, 축 및/또는 물체는 베어링(24)과의 직접적인 접촉을 가져오는 대향된 베어링면을 제공할 수 있다.Referring now in particular to the drawings of FIGS. 1 to 4, one embodiment and application of the present invention is shown. 1 shows an axis 20 mounted in an object 22 via a cylindrical bearing 24. This arrangement is arranged to allow a sliding motion mode between the axis and the object, such as rotation about the central axis 26 of the axis or movement along the central axis. The bearing 24 provides a load bearing surface 21 with reduced frictional properties, thereby promoting relative movement between the shaft and the object. The bearing 24 may also be removed and replaced, which obviates the need to replace the entire shaft or mating object when the bearing face 21 is damaged or worn out. The bearing 24 of FIG. 1 may be rigidly fixed to the shaft 20, the object 22, and may allow floating about both the shaft and the object. This may include a portion that is entirely cylindrical, or a plurality of portions that together form a cylinder in whole or in part. A pair of two separate bearings arranged centrally can be employed having a first bearing firmly attached to the shaft 20 and a second bearing rigidly attached to the object 22 opposite the first bearing. . In addition, the shaft and / or the object may provide opposing bearing surfaces that bring direct contact with the bearing 24.
베어링은 제어된 방식으로 미끄럼 접촉이 일어나는 것을 허용한다. 즉, 다른 비-미끄럼 운동모드가 방지되거나 실질적으로 제한되는 반면, 대향된 베어링면들 간의 어떤 미끄럼 운동모드는 허용된다. 본 명세서에서 사용한 "미끄럼 운동모드"란 용어는 대향된 베어링들 간의 압축량, 또는 동등한 지지부재의 운동량이 실질적으로 일정하게 유지되는 운동을 말한다. 예를 들면, 도 1의 원통형 베어링(24)은 중심축(26)에 대한 축의 회전 및 이 중심축을 따른 이동을 허용한다. 이들 각 운동모드에 있어서, 지지부재의 운동량은 실질적으로 일정하게 유지된다. 미끄럼 운동모드 동안에 대향된 베어링면은 대략적으로 서로에 대해 평행한 방향으로 이동한다. 만일, 도 1의 축이 중심축에 대해 수직인 방향으로 이동되거나 중심축과는 다른 축에 대해 회전한다면, 다른 부품들은 지지부재로부터 이격되거나 덜 압축되는 반면, 축 표면의 부품들은 지지부재에 가깝게 이동하거나 압축될 것이다. 이들은 비-미끄럼 운동모드의 예들이다. 미끄럼 운동모드는 종종 비-미끄럼 운동모드와 동시에 일어날 수 있다. 이 방식에 있어서, 비-미끄럼 운동모드가 미끄럼 운동모드와 동시에 발생할 때, 비-미끄럼 운동모드란 용어는 운동의 비-미끄럼 부분을 말한다.말하자면 비-미끄럼 운동모드가 발생한다고 하는 것은 미끄럼 운동모드는 발생할 수 없음을 의미하는 것은 아니다. 또한, 미끄럼 운동모드가 발생한다고 하는 것은 비-미끄럼 운동모드는 발생할 수 없음을 의미하는 것은 아니다.The bearing allows sliding contact to occur in a controlled manner. That is, while other non-sliding modes of motion are prevented or substantially limited, some sliding modes of motion between opposing bearing surfaces are allowed. The term "sliding motion mode" as used herein refers to a motion in which the amount of compression between opposed bearings, or the amount of motion of an equivalent support member, remains substantially constant. For example, the cylindrical bearing 24 of FIG. 1 allows rotation of the axis about the central axis 26 and movement along this central axis. In each of these movement modes, the momentum of the support member is kept substantially constant. During the sliding mode the opposed bearing surfaces move in a direction that is approximately parallel to each other. If the axis of FIG. 1 is moved in a direction perpendicular to the central axis or rotated about an axis different from the central axis, the other parts are spaced apart or less compressed from the support member, while the parts on the shaft surface are closer to the support member. Will be moved or compressed. These are examples of non-slip movement modes. The sliding exercise mode can often occur simultaneously with the non-slip exercise mode. In this way, when the non-slip exercise mode occurs simultaneously with the non-slip exercise mode, the term non-slip exercise mode refers to the non-slip portion of the exercise. Does not mean that it cannot occur. Further, the fact that the non-slip exercise mode does not mean that the non-slip exercise mode cannot occur.
도 2 내지 4에 도시한 바와 같이, 국부적으로 변형된 표면(40)은 베이스(30)로부터 연장되는 지지부재(28)의 매트릭스 형상 배열이나 정렬을 포함할 수 있다. 이 실시예에 있어서, 지지부재는 원통형 베어링(24)의 내부면(32)을 형성하여 원통축(도시생략)의 대향된 베어링면을 지지하도록 협동한다. 각각의 지지부재(28)는 베이스에 부착된 제 1엔드(34)와 미끄럼 접촉으로 축을 접촉 및 지지하기 위해 적용된 제 2엔드(36)를 포함한다. 표면이 이탈입자를 수용하도록 이들 지지부재(28)의 독립적인 운동이 가능함에 따라서, 연마로 인해 발생할 수 있는 손상을 줄일 수 있다. 또, 독립적인 운동에 의해 표면은, 요철이나 다른 불규칙물과의 접촉에 의해 초래된 손상을 줄일 수도 있다. 이러한 의미에서, 지지부재의 독립된 운동이 그의 표면상에서의 불규칙한 "국부적인" 지점을 수용하는 한편, 표면(32)은 대향된 베어링면을 지지할 수 있다. 이러한 이유로 인해서, 표면은 "국부적으로 변형된"이라고 기술한다. 도 2 및 도 2A에 도시한 실시예에 있어서, 지지부재는 내부 원주면(32) 상에 형성된다. 도 3에 있어서, 지지부재는 외부 원주면(46)상에 도시되어 있다. 도 4에 있어서, 지지부재는 내부 및 외부 원주면(32, 46) 모두에 도시되어 있다.As shown in FIGS. 2-4, the locally deformed surface 40 may include a matrix shaped arrangement or alignment of the support members 28 extending from the base 30. In this embodiment, the support member cooperates to form the inner surface 32 of the cylindrical bearing 24 to support the opposing bearing surfaces of the cylindrical shaft (not shown). Each support member 28 includes a second end 36 adapted to contact and support the shaft in sliding contact with the first end 34 attached to the base. The independent movement of these support members 28 to allow the surface to receive the escape particles can reduce the damage that may occur due to polishing. In addition, by independent movement, the surface can reduce damage caused by contact with irregularities and other irregularities. In this sense, the independent movement of the support member accommodates irregular "local" points on its surface, while the surface 32 can support the opposing bearing surfaces. For this reason, the surface is described as "locally deformed." In the embodiment shown in FIGS. 2 and 2A, the support member is formed on the inner circumferential surface 32. In FIG. 3, the support member is shown on the outer circumferential surface 46. In FIG. 4, the support member is shown on both the inner and outer circumferential surfaces 32, 46.
지지부재의 독립적인 운동은, 대향된 베어링들 사이에서 다른 지지부재의 보다 많은 장착을 허용함으로써, 대향된 베어링면과 어떤 불규칙물 사이에 가해지는압력을 감소시킨다. 이것은 요철과 같은 표면의 불규칙물을 베어링면으로부터 제거할 수 있는 보다 높은 압력이 상기 불규칙물에 가해져서, 이들 불규칙물이 이탈입자가 되는 것을 방지한다. 이것은 또한, 이탈입자나 표면 불규칙물이 베어링면들 사이로부터 제거될 수 있기 전에, 이들이 베어링면 내로 연마되는 것을 초래할 수 있는 높은 압력이 상기 이탈입자나 표면 불규칙물에 가해지는 것도 방지한다. 지지부재는 대향된 면 쪽으로 치우쳐 있어, 불칙물을 수용하도록 일단 고정되면, 이 지지부재는 후방으로 이동하여 대향된 면을 직접 지지할 수 있다.Independent movement of the support member allows for more mounting of the other support member between the opposing bearings, thereby reducing the pressure exerted between the opposing bearing surface and any irregularities. This puts a higher pressure on the irregularities to remove irregularities on the surface such as irregularities from the bearing surface, thereby preventing these irregularities from becoming free particles. This also prevents high pressure from being applied to the leaving particles or surface irregularities, which can cause them to be polished into the bearing surfaces before the leaving particles or surface irregularities can be removed from between the bearing surfaces. The support member is biased toward the opposite face, and once fixed to receive the impurities, the support member can move backwards to directly support the opposite face.
상술한 바와 같이, 국부적으로 변형된 표면은 마모 및 마찰의 몇가지 원인을 제공한다. 이제, 이탈입자에 의한 베어링의 연마 및 요철의 상호작용에 의한 베어링의 손상을 포함하는 이들 원인 중의 일부에 대해 보다 상세하게 설명한다. 연마는, 베어링들 간에 장전된 응집 입자(54)와 함께, 2개의 통상적인 베어링(48)이 서로에 대해 미끄럼 이동하는 것으로 도시된 도 5에 나타낸다. 2개의 대향된 통상적인 베어링(48) 사이에서의 요철(44)의 상호작용은 도 5B에 나타낸다.As mentioned above, locally deformed surfaces provide several sources of wear and friction. Now, some of these causes, including grinding of the bearing by the leaving particles and damage of the bearing by the interaction of the unevenness, will be described in more detail. Polishing is shown in FIG. 5, in which two conventional bearings 48 are shown sliding with respect to each other, with aggregated particles 54 loaded between the bearings. The interaction of the unevenness 44 between two opposed conventional bearings 48 is shown in FIG. 5B.
연마에 있어서, 대향된 베어링 사이에 주어지는 하중이 응집 입자에 집중됨에 따라서 대향된 베어링들 사이에 배치된 입자(42)나 응집 입자(54)는 높은 접촉압력을 생성한다. 이 높은 접촉압력에 의해 입자는 베어링(48) 내에 장전되어 손상을 초래한다. 베어링(48)이 서로에 대해 미끄럼 이동을 계속함에 따라서, 장전된 입자는 베어링의 일면 또는 양면을 따라서 끌림으로써, 주로 증가된 에지를 갖는 홈을 특징으로 하는 자국(50) 형태의 추가적인 손상을 초래한다. 마모 손상의 원인에 추가하여, 자국(50) 및 이 자국에 의해 남겨진 거친면의 생성과정은 베어링면간의 마찰을 증가시킨다.In polishing, as the load given between the opposed bearings is concentrated on the aggregated particles, the particles 42 or the aggregated particles 54 disposed between the opposed bearings generate a high contact pressure. Due to this high contact pressure, particles are loaded into the bearing 48 and cause damage. As the bearings 48 continue to slide relative to each other, the loaded particles are dragged along one or both sides of the bearing, resulting in additional damage in the form of marks 50 characterized by grooves with mainly increased edges. do. In addition to the cause of the wear damage, the process of creating the marks 50 and the rough surfaces left by the marks increases the friction between the bearing faces.
입자들이 베어링 내로 들어감에 따라서, 이들 입자는 베어링을 손상시킬 수 있는 부가적인 마모입자(42)를 생성할 수 있다. 이들 새로운 입자들은 베어링면에 장전되어 추가적인 연마 손상을 초래할 수 있는 보다 큰 입자 내로 집적될 수 있다. 이러한 현상이 지속됨에 따라서, 베어링의 일면 또는 양면에는 ??은 층으로 갈라지는 현상이 발생할 수 있다. 이 갈라짐은 베어링의 일면으로부터 물질이 시트형상으로 제거되는 것이다. 갈라짐은 베어링면을 파괴하여 종종 커다란 마모, 증대된 마찰 및 잠재적으로 큰 고장을 가져온다.As the particles enter the bearing, these particles can create additional wear particles 42 that can damage the bearing. These new particles can be loaded into larger particles that can be loaded on the bearing surface and cause additional abrasive damage. As this phenomenon persists, a crack may form in one or both surfaces of the bearing. This cracking is the removal of material in a sheet form from one side of the bearing. Cracking destroys bearing surfaces, often leading to large wear, increased friction and potentially large failures.
본 명세서에서 사용한 바와 같이, 요철(44)은 도 5B에 도시한 바와 같이 베어링(48) 상에 어떤 높이로 존재할 수 있는 작은 돌기이다. 이들 요철의 대부분은 하중을 지탱하도록 서로 접촉하면서 표면이 놓여질 때 대향된 베어링면의 요철(44)과의 접촉을 가져오게 된다. 베어링면들 간의 접촉력을 지지하도록 어떤 레벨로 요철의 상호작용이 발생하는 동안, 보다 큰 요철은 면 사이의 마찰 및 마모에 대해 더 크게 기여하게 된다. 또, 요철(44)은 그들이 상호작용함에 따라서 표면을 손상시킴으로써, 이탈입자(42)가 된다. 대부분의 요철은 1 내지 5미크론 단면의 크기를 갖지만, 표면을 제작하는데 이용한 제조공정에 따라서는 0.5 내지 30 미크론 및 그 이상의 단면 크기를 가질 수 있다. 표면을 손상시키고 그들이 서로에 대해 이동함에 따라 베어링들 사이에 남겨지는 요철이 연마현상을 가져올 수 있는 보다 큰 입자 내에 응집될 수 있다. 응집 입자(54)는 5미크론 내지 수백 미크론의 크기를 가질 수 있다. 연마를 초래할 수 있는 다른 파편입자들은 주로 20 내지 80미크론의크기를 갖는다. 그러나, 대향된 베어링면들 사이에 있는 어떤 입자들은 다른 파편으로 간주할 수 있으며 역시 연마를 초래할 수 있다.As used herein, the unevenness 44 is a small protrusion that may exist at any height on the bearing 48 as shown in FIG. 5B. Most of these concavities and convexities result in contact with the concave and convexities 44 of the opposed bearing surfaces when the surfaces are placed in contact with each other to support the load. While at some level the interaction of the unevenness occurs to support the contact force between the bearing faces, the larger unevenness contributes more to the friction and wear between the faces. Moreover, the unevenness | corrugation 44 becomes the leaving particle 42 by damaging a surface as they interact. Most of the irregularities have a cross section size of 1 to 5 microns, but may have a cross section size of 0.5 to 30 microns and more depending on the manufacturing process used to fabricate the surface. As the surfaces are damaged and they move relative to each other, the unevenness left between the bearings may agglomerate in larger particles that can result in polishing. Aggregated particles 54 may have a size of 5 microns to several hundred microns. Other debris that can result in polishing are mainly 20 to 80 microns in size. However, some particles between the opposing bearing surfaces can be regarded as other debris and can also result in polishing.
이제, 본 발명의 실시예로 돌아오면, 도 6은 도 2A에 도시한 지지부재의 근접사진을 나타낸다. 여기에서, 국부 변형면(40)은 베이스(30)로부터 수직으로 연장되는 엔드를 갖는 다수의 지지부재(28)를 포함한다. 이 실시에에 있어서, 지지부재는 그들의 폭에 비해 대략 3 내지 15배의 길이를 갖고 단면이 사각형이지만, 이 발명에 의해 무수히 많은 다른 기하학적 형상을 생각할 수 있으므로 본 발명은 이들 기하학적 형상으로 한정되는 것은 아니다. 지지부재는 이격되어 그들 사이에 갭(56)을 제공한다. 이 실시예에 있어서, 갭(56)은 지지부재 자체와 같이 대략 동일한 단면 치수를 갖는다. 그들은 대향된 베어링들 사이에 입자에 대한 용이한 제거경로를 제공한다. 일단 그러한 갭(56)에 있어서, 입자들이 베어링에 손상을 주는 경향은 감소된다. 만일 입자가 갭 내로 떨어지지 않으면, 베어링의 에지(57)를 통한 배출에 의해서 이들은 분명히 베어링들 사이로부터 제거될 수 있다.Turning now to an embodiment of the present invention, FIG. 6 shows a close-up picture of the support member shown in FIG. 2A. Here, the local deformation surface 40 includes a plurality of support members 28 having ends extending vertically from the base 30. In this embodiment, the supporting members have a length of approximately 3 to 15 times their width and are rectangular in cross section, but the present invention is limited to these geometric shapes because numerous other geometric shapes can be considered by this invention. no. The support members are spaced apart to provide a gap 56 between them. In this embodiment, the gap 56 has approximately the same cross-sectional dimension as the support member itself. They provide an easy removal path for the particles between the opposing bearings. Once in such a gap 56, the tendency of the particles to damage the bearings is reduced. If the particles do not fall into the gap, they can clearly be removed from between the bearings by ejection through the edges 57 of the bearings.
도 6에 도시한 실시에는 각 지지부재(28)의 4측면 상에 배열된 갭(56)을 갖는다. 그러나, 다른 실시예에 있어서, 이 갭은 베어링의 한쪽 에지(57)로부터 베어링의 반대쪽 에지로 연속적으로 연장되어, 베어링을 관통하는 일측에서 타측까지 명확한 경로를 만들 수 있다. 그러한 경로는 응집 입자의 청소를 위한 갭에 대한 양호한 접근성을 제공할 수 있다. 도 6에 도시한 실시예 역시 지지부재의 양면 상에 작은 크기의 갭을 갖는 매트릭스 형상의 구조로 배열된 지지부재를 나타낸다. 그러나, 다른 실시예는 이점에 있어서 본 발명이 한정되지는 않는 바와 같이, 규칙적으로 이격된 다른 어떤 매트릭스 형상의 구조나 불규칙한 매트릭스 형상의 구조로 배열된 지지부재를 가질 수 있다. 또, 갭은 지지부재에 의해서 다른 갭으로부터 실질적으로 분리된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 이 갭은 지지부재의 모든 측면 둘레로 연속적으로 연장될 수 있으며, 이점에 있어서 본 발명이 한정되지 않는 바와 같이 다른 형상을 가질 수도 있다.The embodiment shown in FIG. 6 has a gap 56 arranged on four sides of each support member 28. However, in other embodiments, this gap extends continuously from one edge 57 of the bearing to the opposite edge of the bearing, creating a clear path from one side to the other side through the bearing. Such a path can provide good access to the gap for cleaning of aggregated particles. 6 also shows a support member arranged in a matrix-like structure having a small sized gap on both sides of the support member. However, other embodiments may have support members arranged in any other regularly spaced matrix-like structure or irregular matrix-like structure, as the invention is not limited in this respect. The gap is also shown as being substantially separated from the other gap by the support member. However, this gap may extend continuously around all sides of the support member and may have other shapes as the invention is not limited in this respect.
다른 실시예에 있어서, 도 7에 도시한 바와 같이, 인접한 지지부재에 의해 제공된 갭(56)내에 물질(58)이 존재할 수 있다. 이 물질은 일부 또는 모든 갭(56)내에 존재할 수 있다. 이점에 있어서 본 발명이 한정되지 않는 바와 같이, 물질은 전체 갭 또는 일부의 갭만을 충진할 수 있다. 이것은 지지부재(28)를 지지할 수 있으며, 또한 이것은 그내에 장전될 수 있는 이탈입자의 응집을 방지하고 지지부재의 효과적인 굽힘을 방지하도록 물질을 충진하는 공간을 단순히 포함할 수 있다. 그러한 물질은 지지부재의 굽힘에 악영향을 주지 않는 상당히 유연한 물질일 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 이 물질은 베어링의 사용수명 동안에 유출될 수 있는 윤활유를 포함할 수 있다. 이 유출은 본질적으로 지지부재가 마모됨에 따라, 또는 베어링에서 발생한 열에 의해 윤활유의 점도가 변하거나, 베어링 쪽으로 또는 다른 기계를 통해서 윤활유가 이동함에 따라 발생할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 일부의 지지부재(가령, 매 5번째 지지부재)는 사용수명 동안에 베어링면으로 유출되는 흑연과 같은 고체 윤활유로 제조될 수 있다.In another embodiment, the material 58 may be present in the gap 56 provided by adjacent support members, as shown in FIG. This material may be present in some or all of the gaps 56. As the invention is not limited in this regard, the material may fill the entire gap or only a portion of the gap. It may support the support member 28, which may also simply include a space to fill the material to prevent agglomeration of leaving particles that may be loaded therein and to prevent effective bending of the support member. Such material may be a fairly flexible material that does not adversely affect the bending of the support member. In another embodiment, the material may include lubricant that may leak during the service life of the bearing. This outflow can occur essentially as the support member wears, or as the viscosity of the lubricant changes due to heat generated in the bearing, or as the lubricant moves toward or through the bearing. In other embodiments, some of the support members (eg, every fifth support member) may be made of a solid lubricant, such as graphite, that flows out to the bearing surface during service life.
다시 도 2의 원통형 베어링으로 돌아가면, 축(20)과 다른 물체(22)간의 미끄럼 운동모드를 허용하도록 국부적으로 변형된 내부면을 갖는 베어링이 도시되어 있다. 도 3과 4는 국부적으로 변형된 원통형 베어링의 다른 실시에를 나타낸다. 도 3의 실시예는 국부적으로 변형된 외부 원주면(46)을 갖는다. 이 베어링은 물체(22)와 축 간의 미끄럼 운동모드를 허용하도록 축의 외부면에 고정될 수 있다. 도 4의 실시예는 그의 내부 원주면과 외부 원주면 모두에 국부 변형면(40)을 갖는다. 이 베어링은 이것이 축(20)과 물체(22)의 표면 사이에서 부유함에 따라 축(20), 베어링(24) 및 물체 간의 상대 이동 및/또는 회전을 지지하도록 축(20)과 다른 물체(도시 생략)의 내부 원주면 사이에 배치될 수 있다. 이들 베어링의 국부 변형면(40)이 통상적인 베어링이나 축과 접촉하도록 설계됨에 따라서, 그들은 국부 변형면을 통해 다른 베어링과 접촉할 수도 있다.Turning back to the cylindrical bearing of FIG. 2, there is shown a bearing with an inner surface that is locally modified to allow a sliding mode of motion between the shaft 20 and the other object 22. 3 and 4 show another embodiment of a locally deformed cylindrical bearing. The embodiment of FIG. 3 has a locally deformed outer circumferential surface 46. This bearing may be fixed to the outer surface of the shaft to allow a sliding mode of motion between the object 22 and the shaft. 4 has a local deformation surface 40 on both its inner and outer circumferential surfaces. This bearing may be a shaft or other object (not shown) to support relative movement and / or rotation between the shaft 20, the bearing 24 and the object as it floats between the surface of the shaft 20 and the object 22. May be disposed between the inner circumferential surface of the slit. As the local deformation surfaces 40 of these bearings are designed to contact conventional bearings or shafts, they may contact other bearings through the local deformation surfaces.
도 3과 도 4 모두에 도시한 실시예의 외부 원주면은 베이스에 대해 비-수직방향으로 배열된 직선형 지지부재를 갖는다. 도 2와 4에 도시한 실시예의 내부 원주면(32)은 베이스(30)에 대해 어느 정도 수직으로 배열된 그들의 제 2부분(36)을 갖는 "도그-레그(dog-leg)" 형상의 지지부재를 구비한다. 도그-레그 부재의 제 1부분(34)은 실질적으로 일정한 단면적을 가지며, 이것은 베이스(30)에 보다 가까운 지점의 단면적이 더 큰 지지부재들 간에 갭(56)을 만든다. 이것은 지재부재와 대향된 베어링 사이에서 제거되는 이탈입자(42)를 유지하기 위해 보다 거대한 양의 룸을 제공한다. 이들 베어링은 특히 국부 변형면(40)을 갖는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이점에 있어서 한정되지 않는다.The outer circumferential surface of the embodiment shown in both FIGS. 3 and 4 has a straight support member arranged in a non-vertical direction with respect to the base. The inner circumferential surface 32 of the embodiment shown in FIGS. 2 and 4 has a " dog-leg " shape of support having their second portions 36 arranged somewhat perpendicular to the base 30. A member is provided. The first portion 34 of the dog-leg member has a substantially constant cross-sectional area, which creates a gap 56 between the support members with a larger cross-sectional area at a point closer to the base 30. This provides a larger amount of room to retain the escape particles 42 that are removed between the member and the opposing bearing. These bearings are in particular shown as having a local deformation face 40, but the invention is not limited in this respect.
도 2, 3 및 4는 베이스(30)의 동일 측면(가령, 외부 원주면 또는 내부 원주면)이지만 다른 방향으로 연장되는 지지부재(28)를 나타낸다. 이들 특정한 형상에있어서, 다른 방향으로 연장되는 인접한 지지부재 쪽으로 구부러지는 지지부재(28)는 짧은 거리 구부러진 후에 인접한 지지부재와 접촉할 것이다. 그렇지 않으면, 지지부재는 다른 방향으로 구부러질 때 보다 큰 거리를 이동할 것이다. 이 방식에 있어서, 지지부재(28)는 다른 방향으로 다르게 이동하도록 적용될 수 있다. 유사한 결과가 지지부재의 단면 형상의 변경에 의해 얻어질 수 있다. 예를 들면, 사각형 단면은 다양한 방향으로 다른 굽힘 특성을 갖게 된다. 물론, 지지부재가 어떤 유연한 특성을 갖거나 동일한 방향이나 어떤 다른 방향의 조합으로 연장될 수 있으며, 그에 따라서, 이점으로 본 발명이 한정되지는 않는다.2, 3 and 4 show a support member 28 which extends in the same side (eg, outer circumferential surface or inner circumferential surface) of the base 30 but in different directions. In these particular shapes, the support member 28 that bends toward the adjacent support member extending in the other direction will contact the adjacent support member after a short distance bend. Otherwise, the support member will travel a greater distance when bent in the other direction. In this way, the support member 28 can be adapted to move differently in different directions. Similar results can be obtained by changing the cross-sectional shape of the support member. For example, a rectangular cross section will have different bending characteristics in various directions. Of course, the support member may have some flexible characteristics or may extend in the same direction or in any other combination of directions, and accordingly, the invention is not limited thereto.
도 2 내지 4의 실시예는 베이스와 일체이며 그에 외팔보식으로 형성된 지지부재를 나타낸다. 이들 도면에 도시한 지지부재가 비교적 큰 반면에, 이것은 국부적으로 변형된 베어링면을 갖는 다수의 비교적 작은 지지부재를 갖는 것이 바람직할 수도 있다. 예를 들면, 어떤 실시예에서는 100제곱 미크론의 단면적을 갖는 지지부재를 필요로 한다. 그러나, 특수 하중의 요구를 갖는 응용이나, 보다 크게 노출되는 것이 예견되는 응용에 있어서, 이탈입자는 소수 및/또는 다수의 지지부재에 이익적일 수 있다. 또한, 다수의 소형 지지부재의 생성과 연관된 코스트면에서, 베어링용으로 작은 지지부재가 유리하지만, 보다 큰 지지부재가 더 바람직하다. 일실시예에 있어서, 지지부재는 그들의 제 2엔드에서 약 0.4㎜×0.4㎜의 사각 단면적을 갖는다. 다른 실시예에 있어서, 그들은 1㎜×1㎜의 단면적을 갖는다. 또 다른 실시예에 있어서, 제 2엔드는 2㎜×2㎜까지의 단면적을 갖는다. 또한, 대부분의 지지부재는 그들의 폭에 비해서 3 내지 15배 길다. 적절한 크기의 다른 지지부재를 사용할 수 있으며, 본 발명은 이점에 있어서 한정되지 않는다. 충진밀도는 그들이 지지하는 대향된 베어링면의 돌출 영역에 의해 구분된 지지부재의 엔드와 대향된 베어링면 간의 접촉영역에 의해서 규정된다. 비록 보다 크거나 작은 충진밀도가 가능하지만, 대부분의 실시예는 약 50% 내지 60%의 충진밀도를 갖는다.2 to 4 show a support member integral with the base and cantilevered thereto. While the support members shown in these figures are relatively large, it may be desirable to have a number of relatively small support members with locally deformed bearing surfaces. For example, some embodiments require a support member having a cross-sectional area of 100 square microns. However, in applications with the demand of special loads, or in applications where greater exposure is foreseen, the leaving particles may be beneficial for a few and / or many support members. Also, in view of the cost associated with the production of a large number of small support members, small support members are advantageous for bearings, but larger support members are more preferred. In one embodiment, the support members have a rectangular cross-sectional area of about 0.4 mm x 0.4 mm at their second end. In another embodiment, they have a cross-sectional area of 1 mm x 1 mm. In another embodiment, the second end has a cross-sectional area of up to 2 mm x 2 mm. Also, most support members are three to fifteen times longer than their widths. Other support members of suitable size may be used, and the present invention is not limited in this regard. The filling density is defined by the contact area between the end of the support member and the opposing bearing face, which is defined by the protruding areas of the opposing bearing face they support. Although greater or smaller fill densities are possible, most embodiments have a fill density of about 50% to 60%.
도 2와 4에 대해서 설명한 바와 같이, 지지부재는 도 8A에도 도시된 바와 같은 제 1직선부(34)와 제 2직선부(36)를 포함하는 "도그-레그"로서 형성될 수 있다. 이들 직선부(34, 36)의 어떤 것은 베이스(30)(도 2와 4에 도시한 바와 같이)에 수직으로 배열될 수 있으며, 그들은 모두 베이스에 대해 (도 8A에 도시한 바와 같이)수직이 아닐 수도 있다. 도그-레그의 제 1 및 제 2직선부의 단면적은 동일한 길이로 구성될 수 있으며, 단면적 또는 일부분 중 어느 하나 또는 양자는 다른 것보다 클 수도 있다. 지지부재의 제 2부분(36)이 베이스(30)(도 8A에 도시한 바와 같이)에 대해 수직이 아닐 때, 끝단면(64)의 웨지형상측면(66)은 그들이 웨지형상측면(66)에 접근함에 따라서 이탈입자(42)를 갭(56)내로 보내는데 도움이 될 수 있다. 대향된 베어링과 예각을 형성하는 끝단면(64)의 측면(68)은, 접근하는 이탈입자(42)가 대향된 베어링과 제 2부분(36)사이에서 쐐기형으로 되어감에 따라서 지지부재(28)의 굽힘을 촉진하는데 도움이 될 수 있다. 웨지형상측면(66) 및 예각(68)을 형성하는 측면의 형상 역시 지지부재(28)의 측면을 비스듬히 만들거나 모서리를 깍아내거나, 또는 지지부재를 다른 방식으로 배열함으로써 형성할 수 있으며, 본 발명은 이점에 있어서 한정되지 않는다.As described with respect to Figures 2 and 4, the support member may be formed as a "dog-leg" comprising a first straight portion 34 and a second straight portion 36 as also shown in Figure 8A. Some of these straight portions 34, 36 may be arranged perpendicular to the base 30 (as shown in FIGS. 2 and 4), all of which are perpendicular to the base (as shown in FIG. 8A). Maybe not. The cross-sectional areas of the first and second straight portions of the dog-leg may be of the same length, and either or both of the cross-sectional areas or portions may be larger than the other. When the second portion 36 of the support member is not perpendicular to the base 30 (as shown in FIG. 8A), the wedge-shaped side surfaces 66 of the end faces 64 are positioned so that they are wedge-shaped side surfaces 66. Approaching may help to direct the leaving particles 42 into the gap 56. The side face 68 of the end face 64 forming an acute angle with the opposed bearing is wedge shaped between the bearing and the second part 36 with the approaching release particles 42 facing it. This may help to facilitate the bending of 28). The shape of the side which forms the wedge-shaped side surface 66 and the acute angle 68 may also be formed by making the side of the support member 28 oblique, cutting off the corners, or arranging the support member in another manner, and the present invention. Is not limited in this respect.
도 8B는 그의 길이를 따라서 단면적이 변화되는 지지부재를 나타낸다. 단면적의 변화는 특정한 응용을 위해서 바람직한 굽힘 특성을 달성하는데 도움이 될 수 있다. 지지부재의 끝단면(64)은,대향된 베어링과의 연장된 접촉을 통해서 끝단면에 어떤 마모가 가해져서 단면적이 성장하는 것이 가능해진다. 엔드(70)가 마모되어 지지부재의 길이의 감소를 초래함에 따라서, 엔드 면의 대응하는 영역(70)은 증대될 것이다. 이것이 다수의 지지부재에 걸쳐서 발생하면, 이것은 변형된 베어링면의 정미(net)면적을 증가시킬 것이다. 면적에서의 이러한 증가는 각 지지부재에 의해 가해지는 접촉압력을 감소시키고, 이는 그 후에 가해질 마모속도의 감소를 가져올 것이다. 그러한 개요에 있어서, 지지부재는 비록 그들의 길이가 감소된다 해도 여전히 대향된 면을 지지할 것이다. 이것에 의해 지지부재는 대향된 베어링면에 대해 미리 장전(즉, 초기 고정)될 수 있어, 지지부재의 길이가 감소함에 따라서 지지부재에 의해 대향된 베어링면과 거의 동일하게 유지하는 것을 가능케 한다.8B shows a supporting member whose cross-sectional area changes along its length. Changes in cross-sectional area can help to achieve the desired bending properties for a particular application. The end face 64 of the support member can be subjected to some wear on the end face through extended contact with the opposing bearing, thereby allowing the cross-sectional area to grow. As the end 70 wears, resulting in a decrease in the length of the support member, the corresponding area 70 of the end face will increase. If this occurs over multiple support members, this will increase the net area of the deformed bearing surface. This increase in area reduces the contact pressure exerted by each support member, which will result in a decrease in the rate of wear to be applied thereafter. In such an overview, the support members will still support the opposing faces even if their length is reduced. This allows the support member to be preloaded (i.e. initially fixed) with respect to the opposing bearing face, thus making it possible to keep it almost identical to the bearing face faced by the support member as the length of the support member decreases.
외팔보식 지지부재(28)의 부가적인 실시예가 도 8C와 8D에 도시되어 있다. 도 8C는 베이스(30)에 대해 비-수직으로 배열되는 지지부재를 도시하는 반면, 도 8D는 아치형상(72)을 포함하는 지지부재를 도시한다. 비록 이들 지지부재의 제 2 또는 끝단부(36)가 제 1부분(34)과 동일한 방향으로 연장된다 해도, 제 2부분(36)은 베이스에 대해 수직이든지 수직이 아니든지 다른 방향으로 베이스로부터 연장되도록 배열될 수 있다. 아치형상(72)은 수직 응용에 적합할 수 있는 일정한 곡선이나 복합 곡선을 포함할 수 있다. 본 명세서에 기술된 어떤 실시예의 지지부재(28)는 다른 동일한 형상의 지지부재와 함께 사용될 수 있으며, 또한 그들은 본 발명에 의해 기술 및 시도된 지지부재의 어떤 조합과도 사용될 수 있다. 비록 지지부재의다양한 형상의 예가 도시되어 있으나, 다른 적절한 형상의 지지부재를 채용할 수 있으므로 본 발명은 이점에 있어서 한정되지 않음을 주목해야 한다. 또, 지지부재는 끝단부가 이동하여 요철이나 입자를 수용할 수 있도록 구비된 베이스로부터 어떤 적절한 방향으로 연장될 수 있다. 따라서, 비록 특정 실시예에 있어서, 지지부재는 베이스에 대해 특정각(θ)으로 도시되어 있으나, 가령, 지지부재가 대향된 면쪽으로 및 그로부터 만곡 또는 구부러지게 이동할 수 있도록 구비된 것이면 어떤 각도라도 이용이 가능하다.Additional embodiments of the cantilevered support member 28 are shown in FIGS. 8C and 8D. FIG. 8C shows the support member arranged non-vertically relative to the base 30, while FIG. 8D shows the support member including an arcuate 72. Although the second or end portion 36 of these support members extends in the same direction as the first portion 34, the second portion 36 extends from the base in a different direction, whether vertical or not perpendicular to the base. Can be arranged to be. Arches 72 may include a constant curve or a compound curve that may be suitable for vertical applications. The support members 28 of any embodiment described herein can be used with other identically shaped support members, and they can also be used with any combination of support members described and attempted by the present invention. Although examples of various shapes of the support member are shown, it should be noted that the present invention is not limited in this respect because other suitable shaped support members can be employed. In addition, the support member may extend in any suitable direction from the base provided so that the end portion is moved to accommodate the irregularities or particles. Thus, although in certain embodiments, the support member is shown at a particular angle [theta] with respect to the base, for example, any angle can be used if the support member is provided to be able to bend or bend toward and away from the opposing face. This is possible.
도 9는 본 발명의 다른 측면에 따르는 직선형 베어링(86)의 개략도이다. 이 특정 베어링(86)은 일방향으로의 이동을 안내하기 위한 U형상 단면(84)을 포함하고 있으나, 다른 실시예에서는 간단히 물체(87, 89)가 다수의 방향으로 서로에 대해 이동할 수 있도록 평탄형 베어링을 포함할 수도 있으며, 이점에 있어서 본 발명이 한정되지는 않는다. 원통형 베어링(24)과 같이, 직선형 베어링(86)은 물체(87, 89)의 어느 하나에 견고하게 부착될 수 있거나, 또는 동등하게 2개의 물체 간의 부유를 허용할 수도 있다. 직선형 베어링(86)은 또 각기 하나의 물체에 부착된 한쌍의 베어링을 포함할 수 있다. 직선형 베어링(86)은 물체(87, 89)들 간의 연속적 또는 간헐적인 접촉을 수용하도록 설계할 수 있다. 예를 들면, 간헐적 접촉으로, 제 1물체는 이것이 하나의 에지를 통과함으로써 제 2물체를 완전히 벗어나 미끄럼 이동하는 응용일 수 있으며, 또는 이것이 베어링으로부터 수직으로 들어올려지는 응용일 수도 있다.9 is a schematic diagram of a straight bearing 86 according to another aspect of the present invention. This particular bearing 86 includes a U-shaped cross section 84 for guiding movement in one direction, but in other embodiments is simply flat so that objects 87 and 89 can move relative to each other in multiple directions. Bearings may also be included and the invention is not limited in this respect. Like the cylindrical bearing 24, the straight bearing 86 may be firmly attached to either of the objects 87, 89, or may equally allow floating between the two objects. The linear bearings 86 may also include a pair of bearings, each attached to a single object. Straight bearing 86 may be designed to accommodate continuous or intermittent contact between objects 87 and 89. For example, with intermittent contact, the first object may be an application in which it slides completely out of the second object by passing through one edge, or it may be an application that is lifted vertically from the bearing.
비록 베어링이 다른 국부 변형면(40)과 대향할 수 있으나, 베어링은 통상적인 베어링(48)과 대향되는 것으로 도시되어 있다. 도 10에 도시된 특정 베어링은, 이것의 국부 변형면에 대한 평행한 방향으로의 회전 또는 이동과 같은 미끄럼 이동모드를 허용할 수 있다. 다른 실시예에서는 이 운동을 제한하거나 부가적인 운동을 허용하도록 구현할 수 있다. 그러한 부가적인 운동은 하나의 베어링(86)이 다른 것에 대해 기울어지는 바와 같은 비-미끄럼 운동모드를 포함할 수도 있다.Although the bearings may be opposed to other local deformation surfaces 40, the bearings are shown as opposed to conventional bearings 48. The particular bearing shown in FIG. 10 may allow for a sliding mode, such as rotation or movement in a direction parallel to its local deformation surface. In other embodiments, this exercise may be implemented to limit or allow additional exercise. Such additional motion may include a non-slip motion mode as one bearing 86 is inclined relative to the other.
상술한 실시예와 연관된 어떤 특징은 직선형 베어링 형상에서도 구현할 수 있다. 본 명세서에서 기술한 직선형 및 원통형 베어링 모두의 특징은 직선부 및 곡선부를 갖는 베어링에서도 구현할 수 있다. 예를 들면, 직선형 베어링은 그로부터 연장되는 일체형 지지부재를 갖는 강성 베이스를 포함하는 국부 변형면을 구비할 수 있고, 이것은 그내에 삽입된 지지부재를 갖는 탄성 베이스나 그의 어떤 조합을 구비할 수도 있으며, 본 발명은 이점에 있어서 한정되지 않는다.Certain features associated with the embodiments described above can be implemented in straight bearing shapes. Features of both the linear and cylindrical bearings described herein can be implemented in bearings with straight and curved portions. For example, a straight bearing may have a local deformation surface comprising a rigid base having an integral support member extending therefrom, which may have an elastic base with any support member inserted therein or any combination thereof, The present invention is not limited in this respect.
상술한 바와 같이, 국부적으로 변형된 베어링의 다른 실시예는 탄성물질로 형성된 어느 하나와 같이, 탄성을 갖는 베이스로부터 연장되는 지지부재를 포함할 수 있다. 이들의 어떤 실시예에 있어서, 베이스의 탄성은 강성 지지부재(28)가 실질적으로 구부러지는 것을 허용할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 지지부재의 가요성은 그들 자체적으로 베이스의 탄성에 부가하여 그들의 굽힘을 허용할 수 있다. 이러한 형태의 국부적으로 변형된 베어링은 그들을 외팔보식 지지부재와 일체로 이용하는 바와 같은 동일한 이점을 제공할 수 있다. 그러나, 이것은 또 지지부재와 베이스 간의 응력이 감소되는 이점을 제공할 수 있다. 탄성을 지닌 베이스를 갖는 어떤 실시예는 또 보다 쉬운 제조가 가능함이 입증되거나 특정한 응용에 보다 적합할 수 있다.As mentioned above, another embodiment of a locally deformed bearing may include a support member extending from an elastic base, such as any one formed of an elastic material. In some of these embodiments, the elasticity of the base may allow the rigid support member 28 to bend substantially. In other embodiments, the flexibility of the support members may themselves allow their bending in addition to the elasticity of the base. Locally deformed bearings of this type can provide the same advantages as using them integrally with the cantilevered support member. However, this may also provide the advantage that the stress between the support member and the base is reduced. Some embodiments with elastic bases may also prove easier to manufacture or may be more suitable for certain applications.
도 14는 베이스(100)에 삽입된 지지부재를 갖는 베어링의 일실시예를 나타내는 단면도이다. 이 베이스는 탄성을 갖는다. 이 실시예에서 대향된 베어링면은 통상적인 축(20)을 포함한다. 베어링은 원통형상의 일부이며, 탄성 베이스(100)에 인접해서 이를 지지하는 부가적인, 탄성 기초대 또는 케이스(33)를 구비한다. 케이스(33)는 연속 주조 엘라스토머와 같은 탄성물질로 만들어질 수 있으나, 이점에 있어서 본 발명이 한정되지 않는 바와 같이, 실질적으로 강성인 재질로 만들 수도 있다.14 is a cross-sectional view showing an embodiment of a bearing having a support member inserted into the base 100. This base is elastic. In this embodiment the opposed bearing surfaces comprise a conventional shaft 20. The bearing is part of a cylindrical shape and has an additional, elastic foundation or case 33 adjacent and supporting the elastic base 100. The case 33 may be made of an elastic material, such as a continuous cast elastomer, but may be made of a material that is substantially rigid, as the invention is not limited in this respect.
일정한 곡선의 아크가 도시되어 있으나, 이점에 있어서 본 발명이 한정되지 않는 바와 같이, 이 곡선 역시 본 실시예 및 다른 어떤 실시예에 있어서 변경이 가능하다. 이 특정한 실시예에 있어서, 지지부재는 케이스(33)와의 직접적인 접촉을 이루지는 않으나, 탄성 베이스(100)에 의해 케이스로부터 분리된다. 탄성 베이스를 갖는 실시예는 베이스(100)에 대한 지지부재의 피봇 또는 (직선)이동을 통해서 국부 변형면에서의 지지부재의 작은 독립된 운동을 제공할 수 있으며, 실질적으로 강성 베이스를 갖는 실시예에서는 일반적으로 지지부재(28)의 압축이나 굽힘을 통해서 이들 운동을 달성한다. 피봇 및 반경방향 이동 운동의 예는 도 14에 선 X 및 Y로써 각각 도시되어 있다. 지지부재가 피봇하면, 그의 제 2부분이 이동하는 동안 그의 인접단(35)은 실질적으로 동일한 곳에 남는다. 반경방향 이동 동안에, 전체 지지부재는 그 자신의 길이방향 축(51)을 따라서 이동한다. 물론, 어떤 실시예의 경우 피봇 및 직선 이동이 동시에 일어날 수 있다.Although arcs of a certain curve are shown, as the invention is not limited in this respect, this curve may also be modified in this embodiment and any other embodiment. In this particular embodiment, the support member does not make direct contact with the case 33 but is separated from the case by the elastic base 100. Embodiments with an elastic base can provide a small independent movement of the support member at local deformation surfaces through pivoting or (straight) movement of the support member relative to the base 100, and in embodiments with a substantially rigid base Generally, these movements are achieved through compression or bending of the support member 28. Examples of pivot and radial movement movements are shown as lines X and Y in FIG. 14, respectively. If the support member pivots, its adjacent end 35 remains substantially the same while its second portion moves. During the radial movement, the entire support member moves along its own longitudinal axis 51. Of course, in some embodiments pivot and linear movements may occur simultaneously.
베이스와 일체형인 외팔보식 지지부재가 굽힘 모드로 놓여질 때, 지지부재와 베이스 간의 대부분의 응력은 베이스와 지지부재 간의 이동에 인접한 영역에 집중된다. 지지부재가 탄성을 갖는 베이스 내에서 피봇 및 이동할 때, 지지부재와 베이스 간의 하중은 베이스와 지지부재 간의 대부분의 모든 접촉면(29)에 걸쳐서 분포될 수 있다. 이들 접촉면은 일반적으로, 일체형 외팔보식 부재의 실시예의 경우에 베이스와 지지부재 간의 그들의 이동에 인접한 곳보다도 큰 영역을 포함한다. 결과적으로, 유사한 하중이 보다 큰 영역에 걸쳐서 분포될 수 있으며, 그로 인해 탄성 베이스를 갖는 베어링에서 보다 낮은 응력을 만든다. 예를 들면, 지지부재(28)가 베이스(100)에 접합되는 영역은 삽입된 지지부재(28)의 길이를 곱한 지지부재(28)의 주변길이일 수 있다. 이 영역은 일반적으로 지지부재와 베이스 간의 이동 상의 영역 보다 훨씬 크며, 이것은 지지부재의 단면적과 대략 동일할 수 있다.When the cantilevered support member integral with the base is placed in the bending mode, most of the stress between the support member and the base is concentrated in an area adjacent to the movement between the base and the support member. As the support member pivots and moves within the elastic base, the load between the support member and the base can be distributed over most of all contact surfaces 29 between the base and the support member. These contact surfaces generally comprise an area larger than where they are adjacent to their movement between the base and the support member in the case of the embodiment of the integral cantilevered member. As a result, similar loads can be distributed over larger areas, thereby making lower stresses in bearings with elastic bases. For example, the region where the support member 28 is bonded to the base 100 may be the peripheral length of the support member 28 multiplied by the length of the inserted support member 28. This area is generally much larger than the area of motion between the support member and the base, which can be approximately equal to the cross-sectional area of the support member.
도 15는 각 원통형, 핀형상 지지부재의 끝단(35)이 탄성 베이스(100)내에 충분히 삽입되어, 끝단(35)이 지지용 외부 케이스(도시 생략)와 접촉이 이루어지는 베이스(100)의 외부면(104)로 돌출하는 접촉 베어링의 다른 실시예를 나타낸다. 이 실시예에 있어서, 지지부재가 탄성 케이스(33)와 직접적으로 접촉하도록 놓여짐에 따라서, 지지부재의 반경방향 이동은 실질적으로 감소된다. 반경방향 이동은 강성 케이스(33)의 조합을 이용한 유사한 실시예에서도 방지될 수 있다. 그러나, 그러한 실시예에서, 지지부재는 피봇에 의해서 또는 지지부재가 어느 정도 가요성이라면 그들 스스로의 굽힘에 의해서 독립적으로 이동하여 불규칙물을 수용할 수 있다. 비록 도 15의 실시예는 베이스(100)의 외부 원주면을 따르는 지지부재의 끝단(35)을나타내지만, 그들은 케이스(33)의 내부 원주면에 대한 피봇을 촉진하도록 라운드될 수도 있다. 또한, 피봇이나 어떤 반경방향 이동의 허용을 촉진하기 위해 지지부재의 끝단(35)을 수용하는 케이스의 내부 원주면에 포켓이나 다른 형상이 형성될 수 있다.15 shows the outer surface of the base 100 where the end 35 of each cylindrical, pin-shaped support member is sufficiently inserted into the elastic base 100 so that the end 35 is in contact with a supporting outer case (not shown). Another embodiment of a contact bearing projecting to 104 is shown. In this embodiment, as the support member is placed in direct contact with the elastic case 33, the radial movement of the support member is substantially reduced. Radial movement can be prevented in similar embodiments using a combination of rigid cases 33. However, in such embodiments, the support members can move independently to accommodate irregularities by pivoting or by their own bending if the support members are somewhat flexible. Although the embodiment of FIG. 15 shows the end 35 of the support member along the outer circumferential surface of the base 100, they may be rounded to facilitate pivoting about the inner circumferential surface of the case 33. In addition, pockets or other shapes may be formed on the inner circumferential surface of the case that accommodates the end 35 of the support member to facilitate the pivot or any radial movement.
제 1탄성 베이스(101)와 제 2탄성 베이스(102)를 포함하는 베이스를 갖는 본 발명의 실시예가 도 16에 도시되어 있다. 이 특정 실시예는 제 1탄성 베이스(101)와 강성 또는 탄성일 수 있는 케이스(33) 사이에 부가적인 탄성 베이스(102)가 배치되는 것을 제외하고는 도 15에 도시된 바와 유사하다. 제 2베이스(102)는 케이스(33)와 지지부재(28)의 끝단(35) 간의 구분을 제공할 수 있으며, 여전히 끝단(35)을 지지한다. 이 구분 및 지지는, 탄성 베이스 내에서의 피봇에 추가하여 지지부재가 반경방향으로 독립적으로 이동하는 것을 허용할 수 있다. 제 1 및 제 2베이스는 이점에 있어서 본 발명이 한정되지 않는 바와 같이, 상이한 탄성 또는 동일한 탄성을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 지지부재가 견뎌낼 수 있는 피봇량 및 반경방향 이동량은 다른 베이스의 크기나 탄성(또는 다른 특성) 또는 케이스의 탄성의 변화에 의해서 조절할 수 있다. 다른 실시예서와 같이, 지지부재는 하나의 케이스 또는 둘 모두의 케이스에 접합될 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2베이스(101, 102)는 서로 및/또는 자체적으로 케이스(33)에 접합될 수 있다.An embodiment of the present invention having a base comprising a first elastic base 101 and a second elastic base 102 is shown in FIG. 16. This particular embodiment is similar to that shown in FIG. 15 except that an additional elastic base 102 is disposed between the first elastic base 101 and the case 33, which may be rigid or elastic. The second base 102 may provide a distinction between the case 33 and the end 35 of the support member 28 and still support the end 35. This division and support may allow the support member to move independently in the radial direction in addition to the pivot in the elastic base. The first and second bases may comprise materials having different elasticities or the same elasticity, as the invention is not limited in this respect. The amount of pivot and the amount of radial movement the support member can withstand can be adjusted by changing the size or elasticity of the other base (or other characteristics) or the elasticity of the case. As in other embodiments, the support member may be bonded to one case or both cases. In addition, the first and second bases 101, 102 may be bonded to the case 33 with each other and / or by themselves.
도 17에 도시한 실시예는 각 지지부재의 끝단(35)과 베이스(100)의 외부 원주면(104) 사이에 간격(37)을 제공함으로써, 지지부재의 반경방향 이동(즉, 그의 길이방향 축(51)을 따르는 이동)을 허용한다. 다른 실시예와 마찬가지로, 탄성 베이스를 감싸 지지하도록 강성 또는 탄성 케이스(33)가 제공할 수 있다. 또한, 이 실시예 및 다른 실시예는 베어링의 사용시에 기존의 기초대나 케이스가 탄성 베이스(100)를 통해서 전달된 힘을 감싸 지지하는 응용에 직접적으로 적용할 수 있다. 지지부재(28)와 케이스 간의 간격(37)은 지지부재가 이동하여 불규칙물을 수용함에 따라 피봇작용과의 조합으로 또는 단독으로 이동할 수 있도록 각 지지부재에 대한 룸을 제공한다. 이 실시예 및 다른 실시예에 있어서, 지지부재는 탄성 베이스에 접합되거나 그렇지 않으면 고정될 수 있다. 이것은 비제한적인 방식으로 베이스 내에서의 지지부재에 대한 미끄럼 이동을 방지함에 따라, 반경방향(즉, 길이방향 축을 따라)으로의 반경방향 하중을 보다 잘 지지할 수 있게 한다.17 shows a radial movement of the support member (ie its longitudinal direction) by providing a gap 37 between the end 35 of each support member and the outer circumferential surface 104 of the base 100. Movement along the axis 51). As in other embodiments, a rigid or elastic case 33 may be provided to enclose and support the elastic base. In addition, this and other embodiments may be directly applicable to applications in which the existing foundation or case wraps and supports the force transmitted through the elastic base 100 in the use of a bearing. The spacing 37 between the support member 28 and the case provides a room for each support member such that the support member can move alone or in combination with the pivoting action as the support member moves to accommodate irregularities. In this and other embodiments, the support member may be bonded to or otherwise secured to the elastic base. This prevents sliding movement with respect to the support member in the base in a non-limiting manner, thereby making it possible to better support radial loads in the radial direction (ie along the longitudinal axis).
도 18에 도시한 실시예에 있어서, 지지부재는 제 1탄성 베이스(101)의 양면을 통해서 연장된다. 제 2탄성 베이스(도시 생략)는 제 1베이스의 외부 원주면 둘레에 배치되고 지지부재(28)의 끝단부(39)에 접합될 수 있다. 제 2탄성 베이스(102)의 외부 원주면(104)은 도 15의 실시예와 같이, 지지부재의 끝단(35)이 돌출될 수 있으며, 또한 그들은 도 17의 실시예에서와 같이 표면으로부터 오목하게 들어갈 수 있다. 지지부재와 접합된 양 베이스 간의 모든 접촉영역을 가짐으로써, 베이스와 지지부재 간의 하중의 전달을 도울 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서는 이점에 있어서 본 발명이 한정되지 않는 바와 같이, 지지부재에 접합된 하나의 베이스만 갖거나 어떤 베이스도 갖지 않을 수 있다.In the embodiment shown in FIG. 18, the support member extends through both sides of the first elastic base 101. A second elastic base (not shown) may be disposed around the outer circumferential surface of the first base and bonded to the end 39 of the support member 28. The outer circumferential surface 104 of the second elastic base 102 may protrude from the end 35 of the support member, as in the embodiment of FIG. 15, and they may also be recessed from the surface as in the embodiment of FIG. 17. I can go in. By having all the contact areas between the base joined to the support member, it is possible to help transfer the load between the base and the support member. However, in other embodiments, as the invention is not limited in this respect, it may have only one base or no base bonded to the support member.
어떤 지지부재(28)는 베이스(101)내에 삽입되고 버섯모양으로 돌출된 끝단(35)을 구비할 수 있다. 도 19는 제 1 및 제 2베이스(제 2베이스는 도시 생략)를포함하는 그러한 실시예를 나타낸다. 그러한 버섯모양으로 돌출된 끝단은 매우 견고한 시스템이 요구되는 응용에서 특히 이익적일 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 지지부재의 플랜지형 끝단은 제 2베이스의 제공 여부에 관계없이 케이스(도시 생략)와 직접 접촉하여 배치될 수 있다. 그러한 실시예는 반경방향(즉, 길이방향 축을 따르는)으로의 이동을 제한하게 된다. 또한, 버섯모양으로 돌출된 끝단을 가짐으로써, 제 2베이스에서의 부드러운 재질의 사용을 허용하며, 보다 유연한 특성을 갖는 시스템을 제공할 수 있다.Some support member 28 may have an end 35 inserted into base 101 and protruding mushroom-like. 19 shows such an embodiment including a first and a second base (the second base is not shown). Such mushroom protruding ends can be particularly beneficial in applications where a very robust system is required. In another embodiment, the flanged end of the support member may be disposed in direct contact with a case (not shown), whether or not a second base is provided. Such an embodiment would restrict movement in the radial direction (ie along the longitudinal axis). In addition, by having a mushroom-protruding end, it is possible to provide a system having a more flexible property, which allows the use of a soft material in the second base.
도 20은 비-수직방향으로 베이스로부터 연장되는 원통형의 핀형상 지지부재(28)를 갖는 하나의 변형된 실시예를 나타낸다. 그러한 실시예에 있어서, 탄성 베이스(100)의 끝단(35)과 외부면(104)간의 공간은, 지지부재의 비-수직 배열이 반경방향으로의 이동 대신에 피봇되도록 그들을 기울임에 따라, 지지부재의 굽힘 특성에 영향을 덜준다. 이들 지지부재가 유사한 각도와 유사한 방향으로 베이스로부터 연장되는 것으로 도시되어 있으나, 다른 실시예는 이점에 있어서 본 발명이 한정되지 않는 바와 같이, 어떤 방향으로나 베이스로부터 연장되는 지지부재를 가질 수 있다.20 shows one modified embodiment with a cylindrical pin-shaped support member 28 extending from the base in a non-vertical direction. In such an embodiment, the space between the end 35 and the outer surface 104 of the elastic base 100 is tilted so that the non-vertical arrangement of the support members pivots instead of moving in the radial direction. It has less influence on the bending characteristics of the. While these support members are shown extending from the base in similar angles and similar directions, other embodiments may have support members extending from the base in any direction, as the invention is not limited in this respect.
비록 도 15 내지 19는 탄성을 갖는 베이스에 삽입된 원통형의 핀형상 지지부재를 갖는 접촉 베어링을 나타내지만, 본 발명의 이들 또는 다른 실시예와 관련하여 다른 어떤 지지부재의 형상 또는 구성을 사용할 수 있다. 또한, 지지부재는 이점에서 본 발명이 한정되지 않는 바와 같이, 어떤 단면형상, 각도의 배향, 또는 도 8A 내지 8D에 도시하거나 이 명세서에 제시된 다른 변경을 포함할 수 있다.Although FIGS. 15-19 show contact bearings having cylindrical pin-shaped support members inserted into an elastic base, any other support member shape or configuration may be used in connection with these or other embodiments of the present invention. . In addition, the support member may include any cross-sectional shape, angle orientation, or other modifications shown or shown in FIGS. 8A-8D, as the invention is not limited in this respect.
베이스와 일체로 이루어진 지지부재가 형성된 베어링에서와 같이, 탄성 베이스를 채용하는 실시예에 있어서는, 작은 단면적을 지닌 다수의 지지부재를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 어떤 응용에서는 지지부재로서 와이어의 단면적이 대략 1제곱 밀리미터인 매우 튼튼하고 얇은 와이어를 사용할 수 있다. 다른 실시예에서는 보다 많은 불규칙물을 수용하도록 설계할 수 있다. 이들 실시예의 일부는 보다 많은 입자(42)를 제거할 수 있는 상당히 큰 단면적 및/또는 큰 갭(56)의 지지부재를 가짐으로써 이것을 효과적으로 달성할 수 있다. 다른 실시예에서는 몇개의 보다 작은 지지부재에 의해 보다 큰 입자를 수용하도록 이동하는 것이 허용됨으로써, 마찬가지로 효과적으로 달성할 수 있다. 일반적으로, 대부분의 응용에 대해서, 지지부재는 베어링의 응용에서 발견되기를 기대하는 덩어리나 외부 입자의 단면적과 실질적으로 동일한 단면적을 갖는 크기로 된다.In embodiments employing an elastic base, such as in a bearing with a support member integrally formed with the base, it may be desirable to have multiple support members with a small cross-sectional area. For example, in some applications, as a support member, very strong and thin wires having a cross-sectional area of approximately one millimeter square can be used. In other embodiments, it can be designed to accommodate more irregularities. Some of these embodiments can achieve this effectively by having a support member with a large gap area and / or a large gap 56 that can remove more particles 42. In another embodiment, several smaller support members are allowed to move to accommodate larger particles, thereby achieving the same effect effectively. In general, for most applications, the support member is sized to have a cross-sectional area that is substantially the same as the cross-sectional area of the agglomerate or foreign particles expected to be found in the bearing application.
지지부재는 특히 지지부재의 부피가 커지는 것을 피할 수 있는 거리까지만 탄성 베이스의 면(106)이 연장되도록 설계된다. 이 거리는 일반적으로 지지부재를 형성하는데 사용한 재료 및 채용한 지지부재의 단면 기하학적 형상에 따라 달라진다. 지지부재가 그들의 평균 단면크기보다 3배 이상 연장되는 어떤 실시예에 있어서, 안내선은 지지부재의 부피가 커지는 문제를 피하기 위해 사용된다. 이들 실시예는 여전히 불규칙물을 이동 및 수용하기에 충분한 지지부재에 대한 룸을 제공한다. 그러나, 지지부재 및/또는 베이스의 재질, 및 일부 명명한 지지부재의 단면형상과 같은 다른 설계 요소의 조절에 의해서 지지부재의 부피증가 문제를 회피할 수 있으며, 그에 따라서, 본 발명은 이점에 있어서 한정되지 않는다.The support member is specifically designed such that the face 106 of the elastic base extends only to a distance that avoids bulky of the support member. This distance generally depends on the material used to form the support member and the cross-sectional geometry of the support member employed. In some embodiments where the support members extend more than three times their average cross-sectional size, guide lines are used to avoid the problem of bulky support members. These embodiments still provide room for support members sufficient to move and accommodate irregularities. However, by adjusting the material of the support member and / or the base, and other design elements such as the cross-sectional shape of some named support members, the problem of volume increase of the support member can be avoided, and accordingly, the present invention is advantageous in that It is not limited.
탄성 베이스(100)를 갖는 도시한 모든 실시예에서는 베이스 내로 실질적으로 연장되는 지지부재(28)가 도시되어 있다. 그러나, 다른 실시예는 베이스 내로 공칭 거리만 연장되는 지지부재를 가질 수 있다. 또 다른 실시예는 베이스의 면에 접합된 지지부재만을 가질 수도 있다. 이들 실시예의 지지부재는 일반적으로 보다 큰 단면적을 가질 것이며, 보다 안정적인 지지부재의 구조를 제공하기 위해 베이스로부터 떨어져 짧은 거리로 연장될 것이다. 그러한 실시예에 있어서, 지지부재는 탄성 베이스에 의해서 허용되는 바와 같이 반경방향으로 주로 이동할 것이다.In all illustrated embodiments with an elastic base 100, a support member 28 is shown that extends substantially into the base. However, other embodiments may have support members that extend only nominal distance into the base. Another embodiment may have only a support member bonded to the face of the base. The support members of these embodiments will generally have a larger cross-sectional area and will extend a short distance away from the base to provide a more stable structure of the support member. In such embodiments, the support member will move primarily in the radial direction as allowed by the elastic base.
탄성 베이스에 의해서 또는 지지부재 자체의 굽힘 운동을 통해서 지지부재에 대해 제공된 저항력은 지지부재가 이동함에 따라 다양한 방식으로 증가되도록 설계할 수 있다. 예를 들면, 저항력은 지지부재(28)가 특정한 운동의 범위를 통해서 이동함에 따라 직선적으로 증가될 수 있으며, 또는 이 힘이 그의 운동 상의 특정점에서 급격히 증가될 수 있다. 상이한 힘과 운동관계는 탄성 베이스를 만드는데 사용한 재질이나 제조 공정, 지지부재의 형상, 베이스 내에서의 지지부재의 특수한 배열의 선택이나, 또는 현재 알려져 있거나 향후 개발될 다른 요소에 의해서 규정될 수 있다. 저항력과 지지부재의 운동 간의 관계는, 특정 베어링이나 베어링의 일부에서의 국부적인 변화량, 또는 베어링에서 허용되는 비-미끄럼 접촉모드의 양이나 형태를 제어하기 위해서 변경할 수 있다.The resistance provided to the support member by the elastic base or through the bending motion of the support member itself may be designed to increase in various ways as the support member moves. For example, the resistance may increase linearly as the support member 28 moves through a range of motions, or this force may increase rapidly at a particular point on its motion. Different forces and kinematics can be defined by the material or manufacturing process used to make the elastic base, the shape of the support member, the selection of a particular arrangement of the support members within the base, or other factors now known or developed in the future. The relationship between the resistive force and the motion of the support member can be altered to control the amount of local variation in a particular bearing or part of the bearing, or the amount or shape of non-slip contact modes allowed in the bearing.
본 발명의 다양한 실시예는 어떤 적절한 방법을 통해서 제조할 수 있다. 다른 지지부재의 기하학, 다른 지지부재의 재질, 지지부재들 간의 다른 공간이나 다른 특징의 합성으로부터 생기는 특이한 특성을 갖는 국부 변형면을 만들기 위해 어떠한 방법을 이용할 수 있다. 예를 들면, 도 2 내지 4, 10 및 11의 실시예에 있어서, 다수의 얇은 와셔형 디스크나 플레이트(74)는 지지부재를 포함하는 베어링을 형성하기 위해 서로 이어서 적층된다. 탄성을 갖는 베이스와 결합되는 개개의 와셔형 디스크가 도 21에 도시되어 있다. 박판(74)의 적층(82)으로 베어링을 형성하는 것은 어떤 이익을 제공하는 하나의 방법이다. 예를 들면, 적층판으로 제조된 베어링의 형상은 쉽게 조절할 수 있다. 설계자는 미리 제조한 박판 구조(74)의 구조를 배열하여 베어링을 쉽게 구성할 수 있다. 소정 길이의 베어링 또는 다른 치수가 요구되는 특수한 응용을 위해서, 설계자는 특정한 길이를 수용하는데 얼마나 많은 박판(74)이 필요하고 어떤 형태의 지지부재(28)에 대해 어떤 플레이트를 사용해야 하는지를 결정하는 것만 필요로 할 수 있다.Various embodiments of the present invention can be made by any suitable method. Any method may be used to produce local deformation surfaces with unique properties resulting from the geometry of different support members, the materials of different support members, the different spaces between the support members or the synthesis of other features. For example, in the embodiments of FIGS. 2-4, 10 and 11, a plurality of thin washer-like disks or plates 74 are stacked next to each other to form a bearing comprising a support member. An individual washer-type disc is shown in FIG. 21 that engages an elastic base. Forming a bearing with a stack 82 of thin plates 74 is one way of providing some benefit. For example, the shape of a bearing made of a laminate can be easily adjusted. The designer can easily configure the bearing by arranging the structure of the thin plate structure 74 prepared in advance. For special applications where a certain length of bearing or other dimensions are required, the designer only needs to determine how many thin plates 74 are needed to accommodate a particular length and which plate to use for which type of support member 28. You can do
도 2 내지 4, 10, 및 11의 실시예는 그로부터 연장되는 각 지지부재(28)와 함께 박판의 적층을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 다른 실시예는 인접한 판들 사이에 스페이서 플레이트(도시 생략)를 포함할 수 있다. 각 지지부재의 모든 측면 위에 공간을 간단하게 생성하는 다른 기술을 통해서 제조된 실시예에서 동일한 효과를 달성할 수 있다. 또한, 베이스와 일체로 그로부터 연장되는 지지부재를 갖는 플레이트는, 도 21에 도시한 판과 같은 탄성 베이스와 협동하는 지지부재를 포함하는 플레이트와 결합될 수 있다. 또, 조립 베어링을 형성하기 위해서 탄성 베이스와 협동하는 지지부재를 포함하는 다수의 플레이트를 채용할 수 있다.2-4, 10, and 11 are shown to include a stack of thin plates with each support member 28 extending therefrom, while other embodiments include spacer plates (not shown) between adjacent plates. It may include. The same effect can be achieved in the fabricated embodiments through other techniques that simply create a space on all sides of each support member. Further, a plate having a support member integrally extending therefrom may be combined with a plate including a support member cooperating with an elastic base such as the plate shown in FIG. In addition, a plurality of plates including a support member which cooperates with the elastic base can be employed to form the assembled bearing.
베어링을 형성하는 플레이트는 어떤 적절한 기술을 이용하여 서로 부착할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 도 10에 도시한 바와 같이, 각 플레이트(74) 내의 홀(88)에는 플레이트를 서로 정렬 및/또는 고정하기 위해 은못, 리벳이나 나사가 수용될 수 있다. 이점에 있어서 본 발명이 한정되지는 않는 바와 같이, 플레이트를 서로 고정하기 위해서, 탭, 박판의 에지의 오목홈, 박판의 측면에 배치된 돌기, 또는 접착제, 용접, 또는 고정봉과 같은 다른 요소가 사용될 수 있다. 플레이트(74)를 서로 유지하기 위해 고정요소와 함께 플레이트가 도시되어 있으나, 다른 응용에서는 플레이트(74)를 서로에 대해 고정할 필요가 없을 수도 있다. 일부 응용에서는 플레이트(74)가 동작하는 동안에 서로에 대해 이동하는 것이 가능하다. 또 다른 응용에서는 물질의 단일 조각으로 형성된 국부 변형면을 포함함으로써, 이점에 있어서 본 발명이 한정되지는 않는 바와 같이 플레이트를 서로 부착시킬 필요성을 없앤다.The plates forming the bearings can be attached to each other using any suitable technique. In one embodiment, as shown in FIG. 10, holes 88 in each plate 74 may receive dowels, rivets or screws to align and / or secure the plates to each other. As the invention is not limited in this respect, in order to fix the plates together, tabs, recesses at the edges of the thin plates, projections arranged on the sides of the thin plates, or other elements such as adhesives, welding, or fixing rods may be used. Can be. Plates are shown with fastening elements to hold the plates 74 together, although in other applications it may not be necessary to secure the plates 74 to each other. In some applications it is possible to move relative to each other while the plates 74 are in operation. In another application, the inclusion of a locally deformed surface formed of a single piece of material eliminates the need for attaching the plates to one another, as the invention is not limited in this respect.
적층판, 베이스와 일체형의 지지부재, 탄성 베이스와 협동하는 지지부재로 제조된 베어링의 실시예가 도시되어 있다. 이들 중 어떤 실시예, 또는 어떤 다른 실시예는 다수의 기술을 통해서 제조할 수 있다. 이들 기술의 일부는 가령, 일부 명명된 기계가공, 와이어 EDM, 전단, 레이저 절단, 또는 워터 커팅을 통해서 단일체 구조로부터 물질을 제거함으로써 전체에 또는 일부에 국부 변형면을 만드는 것을 포함한다. 다른 제조방법을 통해서, 국부 변형면은 일부 명명된 스테레오 리소그래피, 3D 인쇄, 또는 주조와 같은 물질 첨가공정에 의해서 적소에 형성될 수 있다. 다른 실시예 역시 물질의 스탬핑이나 굽힘에 의해서 형성될 수 있다. 본 발명에 의해서 기술 및 시도된 다양한 실시예 역시 박판 구조와 같이, 국부 변형면을 제공하는 구성부품의 조립체를 포함할 수도 있다. 국부 변형면이 구성품의 조립체에 형성되는 실시예에 있어서, 어떤 적절한 절차를 통해서 개별 요소들을 부착할 수 있다. 예를 들면, 베이스의 주조시에 지지부재를 베이스에 접합할 수 있다. 이 베이스는 베이스의 형성시에 케이스에 접합할 수도 있다. 다른 실시예에 있어서, 지지부재는 베이스가 형성된 후에 베이스 내에 삽입될 수 있다. 또 다른 실시예는 베이스 내에 드문드문 배열된 지지부재를 가질 수 있다. 조립체의 다양한 부품이나 조립체까지 형성하는데 사용될 수 있는 일부의 공정은 한정되는 것은 아니지만, 일부 명명된 주입 몰딩, 분사 몰딩, 추출, 주조를 포함한다. 일부의 제조공정을 언급하였으나, 본 발명이 본 명세서에서 논의한 어떤 형상이나 공정으로 한정되는 것이 아닌 바와 같이, 다른 적절한 공정도 사용할 수 있다.An embodiment of a bearing made of a laminate, a support member integral with the base, and a support member cooperating with the elastic base is shown. Any of these embodiments, or any other embodiment, can be manufactured through a number of techniques. Some of these techniques include making local deformation surfaces in whole or in part by removing material from the monolithic structure, such as through some named machining, wire EDM, shear, laser cutting, or water cutting. Through other manufacturing methods, local strained surfaces can be formed in place by material addition processes such as some named stereolithography, 3D printing, or casting. Other embodiments may also be formed by stamping or bending the material. Various embodiments described and attempted by the present invention may also include an assembly of components that provide a local deformation surface, such as a thin plate structure. In embodiments in which local deformation surfaces are formed in the assembly of components, the individual elements may be attached through any suitable procedure. For example, the support member can be joined to the base during casting of the base. This base can also be joined to the case when the base is formed. In another embodiment, the support member may be inserted into the base after the base is formed. Another embodiment may have a sparse support member in the base. Some processes that may be used to form various parts of the assembly or even assemblies include, but are not limited to, some named injection molding, spray molding, extraction, casting. Although some manufacturing processes have been mentioned, other suitable processes may be used as the invention is not limited to any shape or process discussed herein.
도 12는 다른 도면에 도시된 그것과는 다른 방법으로 제조되는 베어링의 일예를 나타낸다. 이 베어링(24)은 다수의 적층판(74)이나 탄성 베이스를 포함하지는 않으나, 다수의 지지부재(28)가 고정되어 국부 변형면(40)을 생성하는 물질의 하나의 고체, 단일 조각을 포함한다. 이 베어링의 국부 변형면은 실린더의 중심축에 평행한 다수의 홈(92)을 절단함으로써 제조한다. 또, 다수의 박편(94)이 실린더의 중심축에 대해 수직으로 만들어져, 홈에 삽입되고 베이스(30)의 내부로 연장되는 다수의 지지부재(28)를 생성한다. 이 특정 실시예에 있어서, 국부 변형면(40)은 전체 내부면(32)을 포함하는 것이 아니라, 단지 그들의 일부만을 포함한다. 다른 실시예는 전체 내부면, 외부면(46)의 어느 일부 또는 원하는 다른 형태의 베어링의 어떤 면을 포함하여 만들 수 있다. 이 베어링의 특정 실시예는 하중이 일방향으로만 가해지는 응용에서 사용할 수 있다. 이 경우에, 베어링의 양 내측면(96)은 그에 대해가해진 큰 힘을 갖지 않는 통상적인 베어링면을 포함한다. 이 실시예의 외부 원주면(46)은 이것이 장착되는 물체에 대한 베어링의 배향을 로크시키기 위한 열쇠구멍(98)을 구비한다. 이 열쇠구멍, 또는 동일한 효과를 달성하는 다른 특징은 본 발명이 이점에 있어서 한정되지 않는 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서도 구현할 수 있다.12 shows an example of a bearing manufactured by a method different from that shown in another drawing. The bearing 24 does not include a plurality of laminates 74 or elastic bases, but includes one solid, single piece of material to which a plurality of support members 28 are secured to produce a local deformation surface 40. . The local deformation surface of this bearing is produced by cutting a plurality of grooves 92 parallel to the central axis of the cylinder. Further, a plurality of flakes 94 are made perpendicular to the central axis of the cylinder, creating a plurality of support members 28 that are inserted into the grooves and extend into the base 30. In this particular embodiment, the local deformation surface 40 does not include the entire inner surface 32, but only a portion thereof. Other embodiments may be made that include the entire inner surface, any portion of the outer surface 46, or any face of the other type of bearing desired. Certain embodiments of this bearing can be used in applications where the load is applied in only one direction. In this case, both inner surfaces 96 of the bearing comprise a conventional bearing surface that does not have a large force applied thereto. The outer circumferential surface 46 of this embodiment has a keyhole 98 for locking the orientation of the bearing with respect to the object to which it is mounted. This keyhole, or other feature that achieves the same effect, can also be implemented in other embodiments of the invention, as the invention is not limited in this respect.
특정 재질을 논의하였으나, 본 명세서에 기술된 각 지지부재 및/또는 베이스는 한정하는 것은 아니지만 알루미늄, 구리, 황동, 청동, 스틸, 스프링 스틸 티타늄, 니켈과 같은 금속; 중합체, 엘라스토머, 고무, 나일론과 같은 비철금속 물질이나 화합물 또는 합금, 또는 이점에 있어서 본 발명이 한정되지는 않는 바와 같이, 원하는 굽힘 특성을 제공하는 물질을 제공한 합성물로 만들 수 있다. 또한, 다른 물질로 제조된 지지부재를 동일한 베어링에 함께 사용할 수 있다. 탄성은 고무와 같은 탄성물질로 베이스를 제조함으로써 베이스에 부여할 수 있으며, 또는 이점에 있어서 본 발명이 한정되지는 않는 바와 같이, 그들은 지지부재 사이에 그들 스스로 스프링을 배치함으로써 만들어질 수도 있다.Although specific materials have been discussed, each support member and / or base described herein include, but is not limited to, metals such as aluminum, copper, brass, bronze, steel, spring steel titanium, nickel; Non-ferrous materials or compounds or alloys such as polymers, elastomers, rubbers, nylons, or composites provided with materials that provide the desired bending properties, as the invention is not limited in this respect. In addition, support members made of different materials can be used together in the same bearing. Elasticity can be imparted to the base by making the base from an elastic material, such as rubber, or they may be made by placing springs themselves between support members, as the invention is not limited in this respect.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 간단히 위에서 언급한 바와 같이, 접촉 베어링은 비-미끄럼 운동모드를 허용함으로써 높은 응력의 접촉면적을 감소시킬 수 있다. 예를 들면, 만일 도 1의 축이 비-미끄럼 운동모드에서, 다른 중심, 길이방향 축에 대해서 구부러지도록 시도되면, 대향된 베어링면의 일부는 지지부재쪽으로 이동하게 될 것이다. 이들 부분에 위치된 지지부재는 베어링의 다른 부분의 그것보다도 더욱 구부러질 것이다. 이러한 의미에서, 베어링의 ("국부"영역에 대한 반대 또는 부가로서의) "전체"영역은 접촉 압력의 보다 우수한 분포를 위해서 굴곡에 대해서 구부러질 수 있다. 더 많이 구부러지는 지재부재는 높은 접촉압력이 보다 많은 수의 지지부재에 걸쳐서 분포되는 것을 가능케 한다. 이것은 통상적인 베어링에서 발견될 수 있는 것 보다 낮은 최대 접촉압력을 가져올 수 있다. 낮은 접촉 압력은 마모와 마찰에 의해 생기는 연마와 요철의 상호작용과 연관된 문제의 심각성을 줄임으로써, 베어링의 수명을 연장시킨다.According to another aspect of the present invention, as briefly mentioned above, the contact bearing can reduce the contact area of high stress by allowing a non-sliding mode of motion. For example, if the axis of FIG. 1 attempts to bend about another central, longitudinal axis in a non-sliding mode of motion, some of the opposed bearing surfaces will move towards the support member. The support members located in these parts will bend more than that of other parts of the bearing. In this sense, the "total" region (as opposed to or in addition to the "local" region) of the bearing can be bent against bending for a better distribution of contact pressure. The more bent paper member enables the high contact pressure to be distributed over a larger number of support members. This can result in lower maximum contact pressures than can be found in conventional bearings. Low contact pressures extend the life of the bearings by reducing the severity of problems associated with abrasive and irregular interactions caused by wear and friction.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 간단히 위에서 언급한 바와 같이, 접촉 베어링은 다른 굽힘 특성을 지닌 상이한 영역을 갖도록 설계할 수 있다. 이것은 어떤 비-미끄럼 운동모드를 원하거나 허용되는 특수한 응용을 위해 베어링을 설계하는 것을 가능케 한다. 보다 큰 굽힘 특성을 갖는 영역은, 대향된 베어링면이 더욱 압축되거나 베이링의 이들 영역 내로 이동하는 것을 허용하도록 배열될 수 있다. 더 작은 굽힘 특성을 갖는 영역은 대향된 베어링면이 실질적으로 고정된 거리나 실질적으로 연속적인 압축도로 유지되기를 원하는 위치에 배열될 수 있다. 이 방법에 있어서, 베어링의 변형면은 특정한 "최적화된 변형"을 갖는 베어링을 제공하기 위해 사용할 수 있다.According to another aspect of the present invention, as briefly mentioned above, the contact bearing can be designed to have different areas with different bending characteristics. This makes it possible to design bearings for specific applications where one wants or permits certain non-sliding modes of motion. Areas with greater bending characteristics can be arranged to allow the opposing bearing surfaces to be more compacted or moved into these areas of the bearing. Areas with smaller bending characteristics can be arranged at locations where the desired bearing surface is desired to be maintained at a substantially fixed distance or at substantially continuous compression. In this method, the deformation face of the bearing can be used to provide a bearing with a particular "optimized deformation".
도 22A는 국부적으로 변형된 내부 원주면(32)과 같은 변형면을 갖는 원통형 베어링에 배치된 축(20)의 모델을 나타낸다. 여기에서, 변형면의 다양한 영역에서의 굽힘 특성을 스프링(43)에 의해 나타낸다. 각 스프링의 굽힘 특성은 이것이 움직인 거리에 대해 제공되는 스프링(또는 등가적으로, 지지부재(28)의 하나 이상의 그룹으로 나타낸)의 저항력의 양을 나타내는 스프링 상수 'k'와 관련될 수 있다.일부 스프링 상수는 운동의 범위를 통해서 실질적으로 동일하게 유지되는 한편, 다른 것은 스프링의 운동 범위에 걸쳐서 변할 수도 있다.22A shows a model of an axis 20 disposed in a cylindrical bearing having a deformation surface, such as a locally deformed inner circumferential surface 32. Here, bending characteristics in various regions of the deformation surface are represented by the spring 43. The bending characteristic of each spring may be related to the spring constant 'k' which represents the amount of resistance of the spring (or equivalently represented by one or more groups of support members 28) provided over the distance it has traveled. Some spring constants remain substantially the same throughout the range of motion, while others may vary over the range of motion of the spring.
일반적으로, 스프링 상수'k'는 특정 실시예에서 사용될 수 있는 다른 특징 중에서, 탄성기 물질, 두께, 지지부재의 길이, 지지부재의 단면형상, 지지부재의 공간, 외팔보 각도, 및 탄성기 합성물의 함수이다. 이하의 식들은 일반적으로 다른 스프링(또는 등가적으로, 스프링에 의해 나타낸 베어링의 다른 영역의 굽힘 특성)이 어떻게 국부 변형면에 가해지는 측방향 힘, 또는 중심축이 아닌 다른 축에 대해 가해지는 토오크를 집중적으로 견뎌낼 수 있는지를 일반적으로 나타낸다.In general, the spring constant 'k' is the elastic material, the thickness, the length of the support member, the cross-sectional shape of the support member, the space of the support member, the cantilever angle, and the elastic composite, among other features that may be used in certain embodiments. Function. The following equations generally describe how the different springs (or equivalently, the bending characteristics of the different regions of the bearing represented by the springs) are applied to the lateral forces on the local deformation surfaces, or to torques other than the central axis. It is generally indicated whether it can endure intensively.
여기에서:From here:
F=힘F = force
keff=유효 스프링 강성k eff = effective spring stiffness
δ=스프링에 의해 이동한 거리δ = distance traveled by spring
y=베어링면을 따른 위치y = position along bearing surface
여기에서:From here:
T=토오크T = torque
y=베어링면을 따라 취한 회전축으로부터의 거리y = distance from the axis of rotation taken along the bearing surface
keff=유효 스프링 강성k eff = effective spring stiffness
δ(y)=스프링에 의해 이동한 거리(역시 y의 함수)δ (y) = distance traveled by spring (also a function of y)
도 22B는 도 22A와 동일한 실시예를 나타내지만, 도 22B의 축(22)은 국부 변형면(40)의 비-미끄럼 운동모드에 관련된다. 축은 특히, 축(20)의 중심축(26)과는 다른 축에 대해 구부러진다. 이것은 제 1영역(59)에서 스프링(43)(또는 대응하는 하나 이상의 지지부재)이 그들에 가해지는 보다 큰 하중에 대해 보상할 수 있는 커다란 양으로 압축되도록 한다. 이 큰 보상은 제 1영역(59)에 높은 압력을 생성한다. 그러나, 지지부재의 변형의 본질에 의해 이러한 큰 압력이 면의 이같은 영역에 걸쳐서 분포되는 것이 가능해진다. 축이 제 2영역으로부터 멀리 이동할 때, 축(20)과 변형면의 대향하는 제 2영역(61)간의 압력은 감소된다. 도면에서, 스프링(및 등가적으로 하나 이상의 지지부재)은 축과의 접촉으로부터 벗어나 이동한 것으로 도시되어 있다. 이 분리는 일부의 실시예에서 일어날 수 있는 반면, 다른 실시예에서 지지부재는 축이나 다른 대향된 베어링면과 접촉을 유지할 수 있다. 분리가 일어나는지 및/또는 일어나는 분리가 어느 정도인지는 베어링의 지지부재 내로 가해지는 예비 하중량에 의해서, 지지부재가 할 수 있는 이동량에 의해서, 및 이점에 있어서 본 발명이 한정되지는 않는 바와 같이, 다른 설계 요소에 의해서 조절할 수 있다. 또, 도시하지는 않았으나, 영역(59b) 역시 압축할 수 있다.22B shows the same embodiment as in FIG. 22A, but the axis 22 of FIG. 22B relates to the non-slip mode of motion of the local deformation surface 40. The axis is in particular curved about an axis different from the central axis 26 of the axis 20. This allows the spring 43 (or corresponding one or more support members) in the first region 59 to be compressed in a large amount to compensate for the larger loads applied to them. This large compensation creates high pressure in the first region 59. However, due to the nature of the deformation of the support member, it is possible for this large pressure to be distributed over this area of the face. As the shaft moves away from the second region, the pressure between the shaft 20 and the opposing second region 61 of the deformation surface is reduced. In the figure, the spring (and equivalently one or more support members) is shown moved away from contact with the shaft. This separation may occur in some embodiments, while in other embodiments the support member may remain in contact with the shaft or other opposed bearing surface. Whether the separation occurs and / or to what extent the separation takes place is determined by the preliminary unloading weight applied to the support member of the bearing, by the amount of movement the support member is capable of, and in this respect, as the invention is not limited. Can be adjusted by other design elements. Although not shown, the region 59b can also be compressed.
도 22C는 국부적으로 변형된 베어링의 일측면(65)으로 측방향으로 축이 이동중인 다른 비-미끄럼 운동모드를 나타낸다. 이 운동모드에 있어서, 베어링의 전체 측면(65)은 압축되어 있다. 도 22B에 도시한 모드에서와 같이, 베어링의 양면(63)은 비록 이것이 다른 실시예에서 낮은 압력으로 축과의 접촉을 유지할 수 있다 해도, 축으로부터 분리된 것으로 도시되어 있다. 도 22A 내지 22C는 원통형 베어링에 배치된 축의 모델을 나타내었으나, 이는 유사한 비-미끄럼 운동모드로서 다른 본 발명의 실시예에서도 일어날 수 있다.FIG. 22C shows another non-sliding mode of motion in which the axis is moving laterally to one side 65 of a locally deformed bearing. In this movement mode, the entire side surface 65 of the bearing is compressed. As in the mode shown in FIG. 22B, both sides 63 of the bearing are shown separated from the shaft, although this may maintain contact with the shaft at low pressure in other embodiments. 22A-22C show a model of an axis disposed in a cylindrical bearing, but this may occur in other embodiments of the present invention as a similar non-sliding mode of motion.
도 23A 내지 23D는 어떤 비-미끄럼 운동모드를 실질적으로 허용하기 위해서 및 다른 비-미끄럼 운동모드를 실질적으로 저지하기 위해서 원통형 베어링의 다양한 영역에서의 굽힘 특성이 어떻게 배열될 수 있는지를 나타낸다. 이들 도면에 있어서, 화살표(67)의 길이는 스프링 상수'k'의 강도나 강성 및 따라서 변형면의 대응하는 영역의 굽힘 특성의 강도를 나타낸다. 보다 긴 화살표는 보다 강한 강성, 및 따라서 그 영역에서의 지지부재의 집중적인 이동에 대한 보다 큰 저항을 갖는 스프링 상수를 나타낸다. 특히, 도 23A는 그 표면에 걸쳐서 실질적으로 일정한 굽힘 특성을 갖는 변형면(40)을 나타낸다. 이 전체면에 걸친 정미, 유효 스프링 강성이 증가 또는 감소됨으로써, 측방향의 비-미끄럼 운동모드를 실질적으로 더 허용하거나 덜 허용할 수 있다. 또, 이것은 측방향 비-미끄럼 운동모드를 충분히 막을 수 있도록 증가시킬 수 있다. 이것의 표면에 걸쳐서 일정한 굽힘 특성을 갖는 그러한 베어링은 일반적으로 회전 비-미끄럼 운동모드를 허용하지는 않는다. 그러나, 이 도면에 도시되지 않은 다른 설계 요소는 어떤 회전 비-미끄럼 운동모드가 발생하는것을 허용하거나 방지할 수 있다. 예를 들면, 회전 비-미끄럼 운동모드를 저지하는데 보다 큰 길이를 갖는 베어링을 이용할 수 있다. 또한, 다른 실시예에 있어서, 도시한 바와 같이 일정한 굽힘 특성을 갖는 변형면은 다른 크기의 일정한 굽힘 특성을 갖는 다른 변형면에 인접하거나 그로부터 대향될 수 있다. 그러한 면들의 조합은 다른 방향으로의 이동을 방지하는 한편, 일방향으로의 측방향 운동모드를 허용할 수 있다. 특정한 방향으로의 회전 비-미끄럼 운동모드를 허용 및/또는 방지하기 위해 유사한 특징이 구현될 수도 있다.23A-23D show how the bending characteristics in various regions of a cylindrical bearing can be arranged to substantially allow certain non-slip modes of motion and substantially restrain other non-slip modes of motion. In these figures, the length of the arrow 67 indicates the strength or stiffness of the spring constant 'k' and thus the strength of the bending characteristics of the corresponding region of the deformation surface. Longer arrows indicate spring constants with stronger stiffness and thus greater resistance to intensive movement of the support member in that area. In particular, FIG. 23A shows a strained surface 40 having substantially constant bending characteristics over its surface. The net, effective spring stiffness across this entire surface is increased or decreased, thereby allowing substantially more or less lateral non-slip motion mode. In addition, this can be increased to sufficiently prevent the lateral non-slip mode of motion. Such bearings with constant bending characteristics over their surface generally do not allow a rotational non-sliding mode of motion. However, other design elements not shown in this figure may allow or prevent any rotational non-slip movement mode from occurring. For example, a bearing with a greater length can be used to resist a rotational non-slip mode of motion. Further, in other embodiments, the strained surface with constant bending characteristics, as shown, may be adjacent to or opposite from other strained surfaces with constant bending characteristics of different sizes. Such a combination of faces may allow for lateral movement mode in one direction while preventing movement in the other direction. Similar features may be implemented to allow and / or prevent rotational non-slip movement modes in a particular direction.
도 23B는 회전운동모드가 실질적으로 저지되는 실시예를 나타낸다. 여기에서, 굽힘에 대한 큰 저항(보다 큰 스프링 강성)을 갖는 영역은 베어링의 외측 에지 근처에 배치되는 한편, 작은 저항을 갖는 영역은 중앙 근처에 배치된다. 전체 베어링면에 걸친 정미 강성은 도 23A에 도시한 바와 동일할 수 있다. 이것은 도 23A의 그것과 유사한 많은 방식으로 대향된 베어링면에 대한 미끄럼 운동모드를 베어링에 의해 지지하는 것을 가능케 할 수 있다. 그러나, 이 실시예에 있어서, 베어링 에지 근처에서의 보다 큰 상대 스프링 강성으로 인해, 도 23A의 실시예에서의 그것보다 회전모드는 더욱 저지될 것이다. 만일, 전체 베어링면에 걸쳐서 정미 유효 스프링 강성이 유사하다면, 측방향, 비-미끄럼 운동모드는 도 23A의 실시예와 동일한 정도로 저지 또는 허용될 것이다. 그러나, 도 23A와 23B에 도시한 바와 같은 실시예 역시 다른, 정미 유효 스프링 강성을 가질 수 있으며, 이점에 있어서 본 발명이 한정되지는 않는 바와 같이, 도 23A의 실시예와는 다르게 측방향 비-미끄럼 운동모드를 저지 또는 허용할 수 있다. 도 23C는 베어링 에지 근처에서의 상대적으로 낮은 스프링 강성으로 인해서 도 23A와 23B의 실시예보다 회전, 비-미끄럼 운동모드가 더욱 허용되는 다른 실시예를 나타낸다. 이 실시예는 전체 베어링면에 걸쳐서 정미, 유효 스프링 강성에 따라 달라지는 어떤 측방향, 비-미끄럼 운동모드를 허용하거나 허용하지 않을 수도 있다. 도 23D에 도시한 실시예는 전이점(69) 상에서 대향된 베어링면의 회전, 또는 피봇운동을 실질적으로 허용하는 것을 나타낸다. 이 베어링에 있어서, 전이점(69)상의 굽힘 특성은 이 지점 아래의 그것들 보다 상대적으로 낮으며, 이것은 실질적으로 일정하다.Fig. 23B shows an embodiment in which the rotational movement mode is substantially blocked. Here, the region with large resistance to bending (greater spring stiffness) is disposed near the outer edge of the bearing, while the region with small resistance is disposed near the center. The net stiffness over the entire bearing surface may be the same as shown in FIG. 23A. This may allow the bearing to support the sliding mode of motion with respect to the opposing bearing face in many ways similar to that of FIG. 23A. However, in this embodiment, due to the greater relative spring stiffness near the bearing edges, the rotation mode will be further inhibited than that in the embodiment of FIG. 23A. If the net effective spring stiffness is similar across the entire bearing surface, the lateral, non-sliding motion mode will be impeded or allowed to the same extent as the embodiment of FIG. 23A. However, embodiments as shown in FIGS. 23A and 23B may also have other, net effective spring stiffness, and as the invention is not limited in this respect, the lateral non- Slip mode can be blocked or allowed. FIG. 23C shows another embodiment in which a rotational, non-sliding motion mode is more acceptable than the embodiment of FIGS. 23A and 23B due to the relatively low spring stiffness near the bearing edges. This embodiment may or may not allow any lateral, non-skid motion mode that depends on net, effective spring stiffness over the entire bearing surface. The embodiment shown in FIG. 23D shows substantially allowing rotation, or pivoting, of the opposing bearing surface on the transition point 69. For this bearing, the bending characteristic on the transition point 69 is relatively lower than those below this point, which is substantially constant.
다른 굽힘 특성을 갖는 영역을 구비함으로써 어떤 비-미끄럼 운동모드를 허용하는 베어링은 다양한 다른 방식으로 실현이 가능하다. 예를 들면, 도면에 도시한 다양한 실시예에 있어서, 다른 것과 마찬가지로, 두께가 변화하는 플레이트(74), 다른 물질로 제조된 플레이트(74) 및/또는 지지부재(28)의 다른 형태 또는 형상을 갖는 플레이트는 베어링의 특정 영역에서 다른 굽힘 특성을 제공하도록 조합할 수 있다. 강성을 갖는 플레이트를 원통형 베어링의 외측 에지 근처에 배치함으로써, 도 23B에 도시한 바와 같은 배열을 제공할 수 있다. 다수의 플레이트와는 다른 형상으로 제조된 변형면이 동일한 효과를 달성할 수도 있다. 베어링의 영역이 다른 굽힘 특성을 갖는 것을 허용하도록 조절이 가능한 다른 어떤 특징에는, 일부 명명된 지지부재의 공간, 지지부재의 길이, 지지부재의 단면, 지지부재 및/또는 베이스 재질이 포함되어 있다.Bearings that allow certain non-sliding modes of motion by having regions with different bending characteristics can be realized in a variety of different ways. For example, in the various embodiments shown in the figures, other shapes or shapes of plates 74, plates 74 made of different materials, and / or support members 28, which vary in thickness, are likewise different. Having plates can be combined to provide different bending characteristics in specific areas of the bearing. By placing the rigid plate near the outer edge of the cylindrical bearing, an arrangement as shown in FIG. 23B can be provided. Deformation surfaces produced in different shapes than multiple plates may achieve the same effect. Some other features that can be adjusted to allow areas of the bearing to have different bending characteristics include the space of some named support members, the length of the support members, the cross section of the support members, the support members and / or the base material.
도 11은 본 발명의 베어링에서 구현할 수 있는 또 다른 특징을 나타낸다. 여기에는, 나선형상을 가질 수 있고 변형면(29)상에 배치된 홈(90)을 갖는 접촉 베어링(24)이 도시되어 있다. 이들 홈은 베어링면들 사이로부터 이탈입자(도시 생략)를 제거하는데 도움을 줄 수 있는 입자 트랩으로서 작용한다. 축(20)(도시 생략)이 변형면(29)에 대해서 회전함에 따라, 어떤 입자(42)는 홈(90)내로 떨어지는 것이 허용될 것이며, 이후 제거를 위해 베어링(24)의 일측면에 모이거나 그로부터 밀려나갈 것이다. 그러한 홈은 너무 커서 지지부재(28)사이에 배치된 갭(56)에 맞지 않는 이물 입자(42)를 제거하는데 도움을 준다. 이 홈은 일측면으로부터 다른 측면으로 연속으로 나선형으로 연장되면서 위치되는 것으로 도시되어 있으나, 이것은 이 형상으로 한정되지는 않는다. 이 홈(90)은 이점에 있어서 본 발명이 한정되지는 않는 바와 같이, 직선형일 수 있으며, 베어링 사이에 배치된 입자(42)를 제거하는데 도움이 되는 다른 어떤 형상을 포함할 수도 있다. 또한, 이 홈은 베어링의 일측면으로부터 타측면으로 완전히 연장될 필요는 없다. 예를 들면, 홈(90)은 중심 근처에서 시작하거나 일측면으로만 연장될 수 있으며, 또는 베어링의 타측면을 향해서 면의 중심 근처로부터 연장되는 다수의 홈일 수도 있다. 홈(90)이 원통형 베어링(24)과 관련하여 도시되어 있으나, 이점에 있어서 본 발명이 한정되지는 않는 바와 같이, 도 9 및 10과 관련하여 상술한 직선형 베어링(86)이나 다른 어떤 구조의 베어링에도 존재할 수도 있다.Figure 11 shows another feature that can be implemented in the bearing of the present invention. Shown here is a contact bearing 24 having a groove 90 which may have a spiral shape and is disposed on the deformation surface 29. These grooves act as particle traps that can help remove loose particles (not shown) between the bearing surfaces. As the axis 20 (not shown) rotates about the deformation surface 29, some particles 42 will be allowed to fall into the grooves 90, which are then applied to one side of the bearing 24 for removal. Or will be pushed out of it. Such grooves are so large that they help to remove foreign particles 42 that do not fit into the gap 56 disposed between the support members 28. This groove is shown to be positioned while extending spirally continuously from one side to the other side, but this is not limited to this shape. This groove 90 may be straight, as this invention is not limited to this, and may include any other shape that helps to remove particles 42 disposed between the bearings. In addition, the groove does not need to extend completely from one side of the bearing to the other side. For example, the groove 90 may start near the center or extend only on one side, or may be a plurality of grooves extending from near the center of the face towards the other side of the bearing. The groove 90 is shown in relation to the cylindrical bearing 24, but the bearing is of the linear bearing 86 or any other structure described above in connection with FIGS. 9 and 10, as the invention is not limited in this respect. May also exist.
도 13은 도 12에 도시한 바와 유사한 변형면을 갖는 시작품 베어링, 및 종래의 베어링 모두에서 행한 테스트의 결과를 나타낸다. 시작품 및 종래의 베어링 모두는 동일한 알루미늄 청동합금재질로 제조되었다. 각 베어링 내에서 회전되는, 경화 1060 스틸로 제조된 축을 통해서 각 베어링에 대해 500뉴톤의 공칭하중이 가해졌다. 마찰과 관련된 토오크는 테스트가 진행함에 따라서 각 베어링에 대해 측정하였다. 도 13은 각 베어링과 관련된 토오크에 대한 테스트가 행해지고 있는 시간 동안의 변화를 나타낸다. 각 테스트의 시도에서 도 12의 베어링과 관련된 마찰 토오크 값은 시간에 걸쳐서 실질적으로 일정하게 유지되었다. 그러나, 종래의 베어링과 관련된 마찰 토오크는 비교적 짧은 시간 주기 이후에 급격히 증가하였다. 이 증가는 종래의 베어링에 있어서의 과도한 마모, 요철의 상호작용 또는 다른 불규칙물 및 극한 피로와 관련된다. 직경이 0.4밀리미터 이하인 입자로 구성되는 모래 혼합물이 종래의 베어링 및 시작품 베어링에 첨가된 추가의 테스트가 행해졌다. 이 테스트(결과는 도시되어 있지 않음)에 있어서, 도 12의 베어링에 의해 가해진 마찰 토오크는 감소하였으나, 베어링은 테스트 기간 동안에 고장나되지 않았다. 종래 형태의 베어링은 모래 혼합물이 도입된 후에 곧바로 멈추었다.FIG. 13 shows the results of tests performed on both prototype bearings having a deformation surface similar to that shown in FIG. 12, and conventional bearings. Both prototypes and conventional bearings were made of the same aluminum bronze alloy material. A nominal load of 500 newtons was applied to each bearing through an axis made of hardened 1060 steel, which was rotated within each bearing. The torque related to friction was measured for each bearing as the test progressed. FIG. 13 shows the change over time during which the test for the torque associated with each bearing is being performed. In each test attempt, the friction torque values associated with the bearings of FIG. 12 remained substantially constant over time. However, the friction torque associated with conventional bearings has increased rapidly after a relatively short time period. This increase is associated with excessive wear, uneven interactions or other irregularities and extreme fatigue in conventional bearings. Further tests were conducted in which a sand mixture consisting of particles of 0.4 mm or less in diameter was added to conventional bearings and prototype bearings. In this test (results not shown), the friction torque exerted by the bearing of Figure 12 was reduced, but the bearing did not fail during the test period. The bearing of the conventional type stopped immediately after the sand mixture was introduced.
본 발명의 다른 실시예는 구름 접촉 베어링에 적용한 변형면을 포함할 수 있다. 그러한 베어링은 구름 접촉용으로 주로 설계되지만, 그들은 마이크로 레벨의 마찰 및 마모의 미끄럼 구성요소를 갖는다. 충격하중에 대해 보다 튼튼하고 내구성을 지닌 시스템을 만드는 것에 추가하여, 변형면의 적절한 응용을 마모 및 마찰을 줄이기 위해 구름 접촉 베어링에 이용할 수 있다.Another embodiment of the invention may include a deformation surface applied to a rolling contact bearing. Such bearings are designed primarily for rolling contact, but they have sliding levels of friction and wear at the micro level. In addition to making the system more robust and durable against impact loads, appropriate application of the strained surface can be used for rolling contact bearings to reduce wear and friction.
본 발명의 몇가지 실시예를 상세하게 설명하였으나, 당업자라면 다양한 변경 및 개량을 쉽게 발견할 것이다. 그러한 변경과 개량은 본 발명의 정신 및 범위 내에 있도록 의도된다. 또한, 실시예에 기술된 베어링의 어떤 특징은 이점에 있어서 본 발명이 한정되지는 않는 바와 같이, 단독으로 또는 어떤 적절한 조합에 이용할수 있다. 따라서, 상술한 설명은 단지 예시의 목적일 뿐, 본 발명을 한정하려고 의도한 것은 아니다. 본 발명은 다음의 특허청구범위 및 그와 등가물에 의해서 규정된 바로만 한정된다.While some embodiments of the invention have been described in detail, those skilled in the art will readily recognize various modifications and improvements. Such modifications and improvements are intended to be within the spirit and scope of the invention. In addition, certain features of the bearings described in the embodiments may be used alone or in any suitable combination, as the invention is not limited in this respect. Accordingly, the foregoing description is for purposes of illustration only and is not intended to limit the invention. The invention is defined only by the scope of the following claims and their equivalents.
Claims (82)
Applications Claiming Priority (7)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0105 | International application |
Patent event date: 20040907 Patent event code: PA01051R01D Comment text: International Patent Application |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| PC1203 | Withdrawal of no request for examination | ||
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |