KR101382309B1 - 터보 차저용 베어링 - Google Patents

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황태원
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Abstract

터보 차저용 베어링이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 터보 차저용 베어링은 센터 하우징의 일측 공간부 내측면에 설치되어 터빈 휠과 컴프레서 휠, 및 전동모터를 연결하는 회전축의 축방향 하중을 지지하는 터보 차저용 베어링에 있어서, 상기 센터 하우징의 공간부 일측면에 체결되며, 중앙에는 상기 회전축이 관통하는 관통홀이 형성되어, 상기 관통홀과 상기 회전축 상에 설치되는 커플링과의 사이에 오일챔버를 형성하는 베어링체; 상기 센터 하우징의 내부에 형성되는 오일공급통로에 대응하여 상기 베어링체의 중앙부 상측에서 상기 오일챔버를 향하는 상기 관통홀의 내주면까지 연결되어 형성되는 오일 유입구; 및 상기 센터 하우징의 내부에 형성되는 오일배출통로에 대응하여 상기 베어링체의 중앙부 하측에 형성되어 상기 오일챔버 내의 윤활유를 배출하는 오일 배출구; 를 포함하되, 상기 오일 배출구는 상기 베어링체의 중앙부 하측이 절개되어 상기 관통홀과 연결되는 홈으로 형성되고, 상기 홈의 하측이 상기 오일배출통로를 향하는 경사면으로 형성되고, 상기 베어링체는 상기 오일 유입구 및 오일 배출구가 내부에 일체로 형성됨에 따라, 자체적으로 오일챔버 하우징의 역할을 수행한다.

Description

터보 차저용 베어링{BEARING OF TURBO-CHARGER}
본 발명은 터보 차저용 베어링에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전동식 터보 차저의 센터 하우징에 설치되어 회전축의 축방향 하중을 지지함과 동시에, 전동모터 측으로 윤활유가 누유되는 것을 방지하는 터보 차저의 베어링에 관한 것이다.
일반적으로 터보 차저는 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 이용하여 터빈을 돌린 후, 그 회전력으로 컴프레서를 회전시켜 연소실에 고압의 압축공기를 과급하여 엔진의 출력을 높이는 장치이다.
최근에는 터보 차저의 회전축을 전동모터로 구동시킬 수 있도록 하여 저속 토크에서는 전동모터에 의해 컴프레서를 구동시키고, 고속에서는 배기가스에 의해 회전하는 터빈의 회전력을 이용하여 컴프레서를 구동하는 전동식 터보 차저가 적용되고 있다.
이러한 전동식 터보 차저는 전동모터나 컴프레서 휠, 터빈 휠, 및 회전축이 고속으로 회전을 함에 따라 고열이 발생하며, 냉각 및 윤활 작용을 하는 윤활유를 공급하여 냉각한다.
특히, 상기 회전축은 센터 하우징의 내부로 공급되는 윤활유에 의해 냉각이 이루어지며, 상기 전동모터가 설치되는 센터 하우징의 일측 공간부에는 실링 브라켓을 설치하여 상기 윤활유가 전동모터 측으로 누유되는 것을 방지한다.
또한, 상기 실링 브라켓과 센터 하우징 사이에는 회전축의 축방향 하중을 지지하는 스러스터 베어링과 윤활유의 흐름을 안내하는 오일 디플렉터가 설치된다.
그러나 상기한 바와 같은 실링 브라켓과 스러스트 베어링 및 오일 디플렉터는 상기 회전축 상에 일렬로 설치됨에 따라 회전축의 길이가 길어져야 하며, 이로 인해 터보 차저의 전장이 길어지는 단점이 있다.
본 발명의 실시 예는 전동식 터보 차저의 센터 하우징의 공간부 일측면에 직접 설치되어 회전축의 축방향 하중을 지지함과 동시에, 오일 유입구 및 오일 배출구를 통하여 회전축의 냉각 및 윤활을 이루며, 상기 전동모터 측으로 윤활유가 누유되는 것을 방지하는 터보 차저의 베어링을 제공하고자 한다.
또한, 실링 브라켓과 오일 디플렉터를 삭제하여 회전축의 길이를 단축하고, 전체적으로는 터보 차저의 전장을 축소할 수 있는 터보 차저의 베어링을 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 센터 하우징의 일측 공간부 내측면에 설치되어 터빈 휠과 컴프레서 휠, 및 전동모터를 연결하는 회전축의 축방향 하중을 지지하는 터보 차저용 베어링에 있어서, 상기 센터 하우징의 공간부 일측면에 체결되며, 중앙에는 상기 회전축이 관통하는 관통홀이 형성되어, 상기 관통홀과 상기 회전축 상에 설치되는 커플링과의 사이에 오일챔버를 형성하는 베어링체; 상기 센터 하우징의 내부에 형성되는 오일공급통로에 대응하여 상기 베어링체의 중앙부 상측에서 상기 오일챔버를 향하는 상기 관통홀의 내주면까지 연결되어 형성되는 오일 유입구; 및 상기 센터 하우징의 내부에 형성되는 오일배출통로에 대응하여 상기 베어링체의 중앙부 하측에 형성되어 상기 오일챔버 내의 윤활유를 배출하는 오일 배출구; 를 포함하되, 상기 오일 배출구는 상기 베어링체의 중앙부 하측이 절개되어 상기 관통홀과 연결되는 홈으로 형성되고, 상기 홈의 하측이 상기 오일배출통로를 향하는 경사면으로 형성되고, 상기 베어링체는 상기 오일 유입구 및 오일 배출구가 내부에 일체로 형성됨에 따라, 자체적으로 오일챔버 하우징의 역할을 수행하는 것을 특징으로 하는 터보 차저용 베어링이 제공될 수 있다.
또한, 상기 베어링체는 실링 브라켓과 오일 디플렉터의 기능을 함께 수행하고, 상기 회전축의 길이를 단축시킬 수 있다.
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본 발명의 실시 예는 전동식 터보 차저의 센터 하우징의 공간부 일측면에 직접 설치되어 회전축의 축방향 하중을 지지함과 동시에, 오일 유입구 및 오일 배출구를 통하여 회전축의 냉각 및 윤활과 함께, 윤활유의 누유를 방지할 수 있다.
또한, 종전의 구성품인 실링 브라켓과 오일 디플렉터를 삭제할 수 있어 회전축의 길이를 단축할 수 있으며, 이로 인해 터보 차저의 전장을 축소할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 베어링이 적용된 터보 차저의 부분 단면도이다.
도 2는 도 1의 A 부분의 확대도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
단, 도면에 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
또한, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 베어링이 적용된 터보 차저의 부분 단면도이고, 도 2는 도 1의 A 부분의 확대도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 베어링이 적용되는 터보 차저는 전동식 터보 차저(1)를 예로 하여 설명한다.
즉, 상기 전동식 터보 차저(1)는 센터 하우징(3)을 기준으로 일측의 터빈 하우징(미도시) 내부에 터빈 휠(11)이 설치되고, 타측의 컴프레서 하우징(5)의 내부에는 컴프레서 휠(13)이 설치된다.
그리고 상기 센터 하우징(3)의 일측에 형성되는 공간부(7)에는 전동모터(15)가 설치되며, 상기 터빈 휠(11)과 컴프레서 휠(13), 및 전동모터(15)는 동일한 하나의 회전축(17)에 의해 연결되어 회전 지지된다.
이러한 전동식 터보 차저(1)에 적용되는 본 발명의 실시예에 따른 베어링(20)은 스러스트 베어링으로써, 기본적인 기능으로는 상기 회전축(17)의 축방향 하중을 지지한다.
즉, 상기 베어링(20)은 상기 센터 하우징(3)의 공간부(7) 내부에서 일측면(9)에 볼트 체결되는 베어링체(20a)와 오일 유입구(H1), 및 오일 배출구(H2)로 구성된다.
상기 베어링체(20a)는 중앙에 상기 회전축(17)이 관통하는 관통홀(H)이 형성되고, 상기 관통홀(H)과 상기 회전축(17) 상에 설치되는 커플링(21)과의 사이에는 오일챔버(23)가 형성된다.
즉, 상기 회전축(17)은 상기 베어링(20)에 의한 축방향 지지를 이루도록 상기 관통홀(H)에 대응하여 상기 커플링(21)이 설치되고, 상기 커플링(21)은 상기 베어링(20)과의 사이에 상기 오일챔버(23)를 형성한다.
또한, 상기 베어링체(20a)에는 중앙의 관통홀(H)을 기준으로 상측에 상기 오일 유입구(H1)가 형성되고, 하측에 상기 오일 배출구(H2)가 형성된다.
상기 오일 유입구(H1)는 상기 센터 하우징(3)의 내부에 형성되는 오일공급통로(L1)에 대응하여 상기 베어링체(20a)의 중앙부 상측에서 상기 오일챔버(23)를 향하는 상기 관통홀(H)의 내주면까지 연결되어 형성된다.
상기 오일 배출구(H2)는 상기 센터 하우징(3)의 내부에 형성되는 오일배출통로(l2)에 대응하여 상기 베어링체(20a)의 중앙부 하측에 형성되어 상기 오일챔버 (23)내의 윤활유를 배출한다
즉, 상기 오일 배출구(H2)는 상기 베어링체(20a)의 중앙부 하측이 절개되어 상기 관통홀(H)과 연결되는 홈으로 형성되고, 상기 홈의 하측이 상기 오일배출통로(L2)를 향하는 경사면(C)으로 형성된다.
즉, 상기 센터 하우징(3) 내부의 오일공급통로(L1)부터 공급되는 윤활유는 상기 오일 유입구(H1)를 통하여 상기 베어링(20)과 커플링(21)에 의해 형성되는 오일챔버(23)에 공급되고, 상기 오일챔버(23) 내의 윤활유는 상기 베어링(20) 하측의 오일 배출구(H2)를 통하여 센터 하우징(3) 내부의 오일배출통로(L2)로 배출된다.
이와 같이, 상기 윤활유는 오일챔버(23) 내에서 회전축(17)의 냉각과 함께 윤활 작용을 이루며, 전동모터(15) 측으로 누유됨 없이 오일챔버(23) 내에서 바로 배출된다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 베어링(20)은 상기 전동모터(15)가 설치되는 센터 하우징(3)의 일측 공간부(7)로 윤활유가 누유되지 않도록 차단하면서, 자체적으로 오일 디플렉터의 역할과 함께, 기본적인 스러스트 베어링의 기능을 동시에 수행한다.
이로써, 종래의 전동식 터보 차저(1)에 적용되던 실링 브라켓과 오일 디플렉터를 삭제할 수 있으며, 이로 인해 회전축(17)의 길이를 단축하여 전체적인 전동식 터보 차저의 전장을 축소할 수 있다.
이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
1: 터보 차저 3: 센터 하우징
11: 터빈 휠 13: 컴프레서 휠
15: 전동모터 17: 회전축
20: 베어링 20a: 베어링체
21: 커플링 23: 오일챔버
H: 관통홀 H1: 오일 유입구
H2: 오일 배출구 L1: 오일공급통로
L2: 오일배출통로

Claims (3)

  1. 센터 하우징의 일측 공간부 내측면에 설치되어 터빈 휠과 컴프레서 휠, 및 전동모터를 연결하는 회전축의 축방향 하중을 지지하는 터보 차저용 베어링에 있어서,
    상기 센터 하우징의 공간부 일측면에 체결되며, 중앙에는 상기 회전축이 관통하는 관통홀이 형성되어, 상기 관통홀과 상기 회전축 상에 설치되는 커플링과의 사이에 오일챔버를 형성하는 베어링체;
    상기 센터 하우징의 내부에 형성되는 오일공급통로에 대응하여 상기 베어링체의 중앙부 상측에서 상기 오일챔버를 향하는 상기 관통홀의 내주면까지 연결되어 형성되는 오일 유입구; 및
    상기 센터 하우징의 내부에 형성되는 오일배출통로에 대응하여 상기 베어링체의 중앙부 하측에 형성되어 상기 오일챔버 내의 윤활유를 배출하는 오일 배출구;
    를 포함하되,
    상기 오일 배출구는 상기 베어링체의 중앙부 하측이 절개되어 상기 관통홀과 연결되는 홈으로 형성되며, 상기 홈의 하측이 상기 오일배출통로를 향하는 경사면으로 형성되고,
    상기 베어링체는 상기 오일 유입구 및 오일 배출구가 내부에 일체로 형성됨에 따라, 자체적으로 오일챔버 하우징의 역할을 수행하는 것을 특징으로 하는 터보 차저용 베어링.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베어링체는 실링 브라켓과 오일 디플렉터의 기능을 함께 수행하고, 상기 회전축의 길이를 단축시키는 것을 특징으로 하는 터보 차저용 베어링.
  3. 삭제
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