KR100398530B1 - 회전축의 지지를 위한 유압식 베어링기구 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 기계적 베어링의 사용 없이 유압만으로 회전축을 편심되지 않게 지지하므로써 그 지지구조가 간단하고 진동 및 소음 발생 없이 고속 회전에 사용할 수 있는 회전축 지지를 위한 유압식 베어링 기구를 제공하는 데 있다.

이를 위해 본 발명은 회전축과, 회전축의 단부에 끝단을 향해 직경이 감소되도록 형성된 테이퍼부, 그 테이퍼부를 회전 가능하게 지지하는 하우징보스와, 그 회전지지부위에의 윤활을 위해 공급된 오일을 밀봉하는 시일카바를 포함하는 베어링기구에 있어서,

상기 테이퍼부 끝단에 회전 원심력에 의해 오일을 펌핑하여 확산시키도록 형성된 프로펠러와;

상기 프로펠러의 직하방으로 펌핑되는 오일이 모이도록 오일카바에 의해 형성되는 오일수용실과;

상기 프로펠러의 회전에 의해 형성된 오일압을 상기 테이퍼부의 밑면을 향해 분출시켜 테이퍼부를 상측으로 밀어올려 부양하도록 형성되는 오리피스관로;를 포함하여 구성되어 있다.

Description

회전축의 지지를 위한 유압식 베어링기구{Oil pressure typed bearing}

본 발명은 회전축 지지를 위한 유압식 베어링 기구에 관한 것이다.

회전축의 경우 통상 도 4에서와 같이 회전축(20)을 지지하는 하우징보스(21)와의 사이에 볼베어링(22)등을 개재하여 회전 가능하게 지지하고, 그 베어링(22)의 소착과 마모를 방지하기 위하여 시일카바(24)내에 오일이나 그리스를 주입하여 윤활하거나 또는 도 5에 도시하는 것과 같이 베어링을 사용치 아니하고 회전축(30)을 직접 하우징보스(31)에 의해 지지토록 하되 건식 마찰을 피하기 위해 시일카바(32)

내에 오일이나 그리스(33)를 주입하여 윤활막을 형성하므로써 마모와 소착을 방지하고 있다.

그러나 상기한 볼베어링(22)을 사용한 회전축 지지장치의 경우 회전축(20)이 추력을 받는 것을 고려하여 테이퍼 형상(24)을 구비하게 될 때 볼베어링(22) 역시 테이퍼 형상의 것을 사용하여야 하므로 비용이 많이 들며, 이에 대한 대안으로 제안된 단순 유막만에 의해 지지되는 베어링기구(도 5 참조)의 경우 구조가 간단하여 비용이 저감되는 반면 축의 자중에 의해 중심점이 하향 이동하여 편심되므로써 오일 유막 두께가 고르게 형성되지 않아 유막의 끊김으로 인해 마모 발생의 위험성이 있으며, 또 중심점의 편심으로 인해 고속 회전시 심한 진동이 발생하는 문제점이 지적되고 있다.

이에 본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안한 것으로 그의 목적으로 하는 것은 기계적 베어링의 사용 없이 유압만으로 회전축을 편심되지 않게 지지하므로써 그 지지구조가 간단하고 진동 및 소음 발생 없이 고속 회전에 사용할 수 있는 회전축 지지를 위한 유압식 베어링 기구를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 회전축 지지를 위한 유압식 베어링 기구는 회전축과, 회전축의 단부에 끝단을 향해 직경이 감소되도록 형성된 테이퍼부, 그 테이퍼부를 회전 가능하게 지지하는 하우징보스와, 그 회전지지부위에의 윤활을 위해 공급된 오일을 밀봉하는 시일카바를 포함하는 베어링기구에 있어서,

상기 테이퍼부 끝단에 회전 원심력에 의해 오일을 펌핑하여 확산시키도록 형성된 프로펠러와;

상기 프로펠러의 직하방으로 펌핑되는 오일이 모이도록 오일카바에 의해 형성되는 오일수용실과;

상기 프로펠러의 회전에 의해 형성된 오일압을 상기 테이퍼부의 밑면을 향해 분출시켜 테이퍼부를 상측으로 밀어올려 부양하도록 형성되는 오리피스관로;를 포함하여 구성되어 있다.

도 1은 본 발명에 의한 회전축의 지지를 위한 유압식 베어링 기구의 정단면도

도 2는 동상 유압식 베어링 기구의 A-A 단면도

도 3은 동상 유압식 베어링 기구의 B-B 단면도

도 4와 도 5는 종래기술

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 회전축 2 : 하우징보스

3 : 테이퍼부 4 : 프로펠러

5 : 시일카바 6 : 오일수용실

7 : 체크밸브 8 : 밸브시트

9 : 하부틈새 10 : 오리피스관로

이하 본 발명의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 회전축 지지를 위한 유압식 베어링 기구를 나타내는 정단면도이고, 도 2는 동상 유압식 베어링 기구의 A-A 단면도이며, 도 3은 동상 유압식 베어링 기구의 B-B 단면도이다.

회전축(1)은 하우징보스(2)에 의해 지지되며, 추력을 받을 수 있도록 회전축(1)의 단부는 끝단으로 갈수록 직경이 줄어드는 테이퍼부(3)로 형성되어 있다.

상기한 테이퍼부(3)의 단부에는 일종의 펌프인 프로펠러(4)가 장착되어 있으며, 테이퍼부(3)의 주변에는 오일의 누설을 방지토록 밀봉하는 시일카바(5)가 장착되어 있고, 그 시일카바(5)내에는 오일이 수용되어 있다.

또 프로펠러(4)의 하부에는 오일을 수용하기 위한 오일수용실(6)이 시일카바(5)의 확장에 의해서 형성되어 있으며, 프로펠러(4)가 회전하여 펌핑, 확산되는 오일이 오일수용실(6)내에 모이게 되어 있다.

상기 오일수용실(6)의 입구에는 체크밸브(7)가 마련되어 오일수용실(6)내로 유입된 오일이 프로펠러(4)측으로 역류하게 되는 것을 차단하게 된다.

이 체크밸브(7)는 스프링과 볼등으로 구성되는 복잡한 구조의 것보다는 도시한 것과 같이 유압의 작용에 따라 밸브시트(8)를 개폐하도록 회동하는 판상밸브체(7)로 형성하는 것이 구조의 단순화나 설치공간의 축소 측면에서 더욱 바람직하다.

상기 테이퍼부(3)의 밑면을 지지하는 하우징보스(2)의 하부측에는 상기 오일수용실(6)과 하부틈새(9) 사이를 연통하도록 오리피스관로(10)가 형성되어 있다.

오리피스관로(10)는 도 3에서와 같이 테이퍼부(3)의 하단측, 즉 하부틈새(9)쪽은 직경이 좁고 그 하측으로 갈수록 직경이 증가(오일이 분사되는 단부의 직경이 오일이 유입되어지는 쪽보다 작음)하므로써 오일이 하부틈새(9)측으로 분출할 때 압력이 증대되어 테이퍼부(3)의 부상력을 증대시키고 있다.

이하에 본 발명의 작용에 대하여 설명한다.

회전축(1)이 회전하게 되면 시일카바(5)내에 밀봉되어 유막을 형성하게 되는 오일은 바깥쪽, 즉 화살표 방향으로 흐름이 일어나게 된다.

이때 테이퍼부(3)의 끝단에 장착된 프로펠러(4) 회전에 의해 원심력을 받아확산되는 오일은 체크밸브(7)를 통해 오일수용실(6)내로 모아진다.

오일수용실(6)내의 오일은 계속되는 오일압에 의해 오리피스관로(10)를 통해 오일 유막을 형성하는 하부틈새(9)로 고압으로 분출하게 된다.

이때 분출되는 오일압에 의해 테이퍼부(3) 하단을 밀어올려 회전축(1)이 자중에 의해 처지게된 량을 보상하게 되는 것이다.

여기서 테이퍼부(3)의 부상력은 오일압에 의해 결정되므로 회전축(1)의 회전수나 또는 오리피스관로(10)의 직경 설계에 의해 조절할 수 있다.

이상과 같은 본 발명은 회전축의 단부에 오일을 펌핑하는 프로펠러를 장착하고, 이때 펌핑되는 고압의 오일을 오리피스 관로를 통해 하우징 보스에 의해 지지되는 회전축의 하부면에 분사시켜 그 분사되는 고압의 오일압에 의해 회전축을 부상시키는 것에 의해서 회전축의 자중에 의한 처짐을 보상하여 중심축선을 유지토록 하므로써 윤활을 위한 유막의 고른 두께 유지가 가능하게 되어 회전축 지지부의 조기 마모를 방지하며, 또 회전축의 중심 유지로 편심이 방지되므로써 고속회전시에도 진동과 소음의 발생이 감소되어지게 되는 효과가 있어, 자동차의 회전축 지지에 이용할 경우 승차감을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 회전축과, 회전축의 단부에 끝단을 향해 직경이 감소되도록 형성된 테이퍼부, 그 테이퍼부를 회전 가능하게 지지하는 하우징보스와, 그 회전지지부위에의 윤활을 위해 공급된 오일을 밀봉하는 시일카바를 포함하는 베어링기구에 있어서,

   상기 테이퍼부 끝단에 회전 원심력에 의해 오일을 펌핑하여 확산시키도록 형성된 프로펠러와;

   상기 프로펠러의 직하방으로 펌핑되는 오일이 모이도록 오일카바에 의해 형성되는 오일수용실과;

   상기 프로펠러의 회전에 의해 형성된 오일압을 상기 테이퍼부의 밑면을 향해 분출시켜 테이퍼부를 상측으로 밀어올려 부양하도록 형성되는 오리피스관로;를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전축의 지지를 위한 유압식 베어링기구.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 오일 수용실의 입구측에는 프로펠러측으로의 오일의 역류를 방지하는 체크밸브가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 회전축의 지지를 위한 유압식 베어링기구.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 오리피스 관로는 상기 오일수용실과 테이퍼부 하단의 오일 유막을 형성하는 하부틈새 사이를 연통하는 것을 특징으로 하는 회전축의 지지를 위한 유압식 베어링기구.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 오리피스관로는 오일이 분사되는 단부의 직경이 오일이 유입되는측의 직경보다 작게 설정되는 것을 특징으로 하는 회전축의 지지를 위한 유압식 베어링기구.