KR101884751B1 - 윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 링형상의 링부(110)와, 축방향으로 연장되어 양단부가 링부(110)에 연결되는 창살(130)로 이루어지며; 링부와 창살에 홈부가 형성되어 베어링 내측으로 유입된 윤활유가 홈부를 통해 전동체 측으로 유동이 용이하고, 윤활유가 전동체 측으로의 이동이 용이하게 일어나 베어링의 수명이 연장되는 윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지지를 제공한다.

Description

윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지{Axle bearing cage for railway improved lubricating ability}

본 발명은 윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지에 관한 것으로, 전동체의 회전이 원활하게 이루어지도록 하고, 베어링의 수명을 향상시키는 윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지에 관한 것이다.

일반적으로 도시철도차량은 많은 수송객과 대용량의 화물을 싣고 장거리를 이동하게 되며, 그 용도에 맞도록 크기가 크고 내구성을 가지도록 설계 제작된다.

도시철도차량들은 그 특성상 큰 공차 중량을 갖게 되며, 수송객과 화물을 적재하였을 때 중량은 더욱 늘어나게 된다.

이와 같은 큰 중량은 차량 구동부에 설치된 베어링 부품에 큰 부담을 주게 되며, 특히 고속으로 장시간 운행되므로 베어링 부품의 마모가 빨라 교체 주기가 짧고, 차량 정비에 많은 시간과 자원이 소요되는 문제점이 발생된다.

도시철도차량에 설치되는 베어링 부품에 가해지는 부담을 감소시키고 내구성을 향상시키기 위하여 다양한 형태의 베어링 부품 및 그 제조 방법을 개발하고 있으나 그 효과가 미미하다.

일반적으로 사용되는 도시철도차량 차축베어어링용 케이지는 도 1과 도 2의 도시한 바와 같다. 도 1은 종래에 따른 일반적인 도시철도차량 차축베어링용 케이지를 도시한 사시도이고, 도 2는 종래에 따른 일반적인 도시철도차량 차축베어링용 케이지의 일부 단면을 대략적으로 도시한 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 도시철도차량 차축베어링용 케이지(1)는 링 형상으로 이루어지며, 축 방향으로 이격되어 복수로 구비된 링부(11)와, 축 방향으로 연장 형성되고 양단부는 상기 링부(11)에 각각 구비되며, 원주 방향으로 이격되어 복수로 구비된 상기 창살(13)로 이루어지며, 이웃하는 창살(13) 사이에 포켓부(12)가 형성된다.

베어링의 내륜과 외륜 사이에 구비되어 포켓부에 삽입된 전동체가 일정한 간격으로 이격되도록 창살을 구비하여 전동체가 지지된다.

도 2에 도시된 바와 같이 종래에는 베어링의 외륜과 내륜 사이로 유입되는 윤활유의 유동이 원활하지 않아 베어링의 수명이 단축되는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 10-2011-0118457(2011.10.31)

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 도시철도차량 차축베어링용 케이지에 홈을 형성하여 베어링에 유입되는 윤활유의 유동을 원활하게 하여 전동체의 회전이 원활하게 이루어지도록 하고, 베어링의 수명을 향상시키는 윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지는 링부와, 창살로 이루어지며; 상기 링부는 링 형상으로 이루어지며, 축 방향으로 이격되어 2개로 구비되며; 상기 창살은 축 방향으로 연장 형성되며, 양단부는 상기 링부에 연결 구비되며, 원주방향으로 이격되어 복수로 구비되며, 상기 이웃하는 창살 사이에는 포켓부가 형성되며; 상기 링부에는 서로 마주하는 단부에 원주 방향으로 위치하여 오목하게 링홈이 하나 이상 형성되며, 상기 창살에는 창살 양측에 축 방향으로 오목하게 창살홈이 하나 이상 형성된 것을 특징으로 하는 윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지를 제공한다.

상기에서, 링홈은 반경 방향 내측으로부터 이격되어 반경방향 외측에 형성되며, 상기 포켓부를 향하도록 개구되는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 창살홈은 반경 방향 내측으로부터 이격되어 반경 방향 외측에 형성되며, 상기 포켓부를 향하도록 개구되는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 창살의 형태는 막대형상의 본체부와 상기 본체부의 반경방향 내측 단부에 돌출 형성된 돌출부로 이루어지며; 상기 창살홈의 반경 방향 내측 단부는 상기 본체부와 롤러가 만나는 접점보다 반경방향 내측에 위치하는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 링홈과, 창살홈은 반경 방향 외측으로 갈수록 깊이가 증가하는 형태로 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지는 링부와 창살에 홈부가 형성되어 베어링 내측으로 유입된 윤활유가 홈부를 통해 전동체 측으로 유동이 용이하고, 윤활유가 전동체 측으로의 이동이 용이하게 일어나 베어링의 수명이 연장되는 효과가 있다.

도 1은 종래에 따른 일반적인 도시철도차량 차축베어링용 케이지를 도시한 사시도이고,
도 2는 종래에 따른 일반적인 도시철도차량 차축베어링용 케이지의 일부 단면을 대략적으로 도시한 단면도이며,
도 3은 본 발명에 따른 윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지를 도시한 사시도이고,
도 4는 도 3의 A부분을 확대 도시한 도면이며,
도 5는 본 발명에 따른 윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지의 링부를 확대 도시한 도면이고,
도 6은 도 4의 단면을 도시한 단면도이며,
도 7은 본 발명에 따른 윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지의 창살의 단면을 도시한 단면도이고,
도 8는 도 3의 B부분을 확대 도시한 도면이고,
도 9는 본 발명의 윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지의 일부 단면을 대략적으로 도시한 단면도이며,
도 10은 본 발명의 윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지의 일부 단면을 대략적으로 도시한 단면도이고,
도 11는 본 발명의 윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지의 일부 단면을 대략적으로 도시한 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 윤활성능이 향상된 도시철도차량 차축베어링용 케이지를 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 A부분을 확대 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지의 링부를 확대 도시한 도면이고, 도 6은 도 4의 단면을 도시한 단면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지의 창살의 단면을 도시한 단면도이고, 도 8는 도 3의 B부분을 확대 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지의 일부 단면을 대략적으로 도시한 단면도이며, 도 10은 본 발명의 윤활 성능이 향상된 철도 차량 베어링용 케이지의 일부 단면을 대략적으로 도시한 단면도이고, 도 11는 본 발명의 윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지의 일부 단면을 대략적으로 도시한 단면도이다.

이하의 설명에서 도 6에서 가로 방향을 "원주 방향"으로 하고, 세로 방향을 "축 방향"으로 한다.

본 발명에 따른 윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지(100)는 플라스틱으로 이루어진다. 상기 윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지(100)는 나이론66 또는 나이론6에 강화직유가 혼합되어 이루어진다. 상기 강화직유의 예로는 유리섬유, 탄소섬유, 금속섬유 등이 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지(100)는 나이론66 또는 나이론6 60∼80중량％, 강화직유 20∼40％, 미소량의 안정제가 혼합되어 이루어진다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지(100)는 링부(110)와, 창살(130)로 이루어진다.

상기 링부(110)는 링 형상으로 구비된다. 상기 링부(110)는 축 방향으로 이격되어 2개로 구비된다. 상기 링부(110)는 동심을 이루어 구비된다. 상기 링부(110)에는 축 방향 외측으로 제1 홈부(111)가 형성된다. 상기 링부(110)에는 서로 마주하는 면에 원주 방향으로 이격되어 오목하게 링홈(115)이 하나 이상 형성된다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1 홈부(111)는 복수로 형성된다. 상기 제1 홈부(111)는 원주 방향으로 이격되어 형성된다. 상기 제1 홈부(111)는 상기 창살(130)이 구비된 위치에 형성된다. 상기 제1 홈부(111)는 상기 창살(130)이 각각 구비된 위치에 형성된다. 상기 제1 홈부(111)는 원주 방향으로 연장 형성된다. 상기 제1 홈부(111)의 양단부는 상기 창살(130)의 원주 방향 단부로부터 원주 방향으로 더 연장 형성된다.

상기 제1 홈부(111)의 제1 바닥면(1111)은 오목하게 형성된다. 상기 제1 바닥면(1111)이 오목하게 형성됨으로써 상기 제1 홈부(111)에 유입된 윤활유의 정체 시간이 길어지는 효과가 발생된다.

상기 제1 홈부(111)의 일측 또는 양측에는 상기 포켓부(120)로 연통되는 제1 연통홀(113)이 형성된다. 상기 제1 연통홀(113)은 축 방향으로 관통 형성된다. 상기 제1 연통홀(113)은 상기 제1 홈부(111)의 일측 단부와 상기 창살(130)의 원주 방향 일측면 사이에 형성된다. 상기 제1 연통홀(113)은 상기 제1 홈부(111)의 양단부와 일치되도록 형성될 수도 있다. 상기 제1 연통홀(113)은 상기 창살(130)의 원주 방향 일측면과 일치되도록 형성될 수도 있다.

도 8 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 링홈(115)은 하나 이상 형성된다. 상기 링홈(115)은 서로 마주하는 면에 위치한다. 상기 링홈(115)은 서로 마주하는 상기 링부(110) 면에 원주 방향으로 이격되어 형성된다. 상기 포켓부(120)를 향하도록 개구되어 오목하게 형성된다. 상기 링홈(115)은 반경 방향 내측으로부터 이격되어 반경방향 외측에 형성된다.

상기 링홈(115)으로 인하여 상기 링부(110)과 롤러(10) 사이에 공간이 형성되어, 상기 링홈(115)에 윤활유(그리스)가 더 많이 수용되고, 윤활유가 원활하게 유동된다. 따라서 윤활유가 원활하게 유동되어 베어링의 수명이 길어지는 효과가 있다.

상기 링홈(115)은 반경 방향 외측으로 갈수록 깊이가 증가하는 형태로 형성된다. 상기 링홈(115)은 반경 방향 외측으로 갈수록 깊이가 증가하는 형태로 형성되어, 상기 롤러(10)의 회전시 회전 방향을 따라 상기 링홈(115)으로 윤활유가 들어와 바로 유동되지 않고 수용된다. 상기 링홈(115)으로 수용된 유활유는 상기 롤러(10) 단부에 원활하게 유입되고 유동된다. 따라서 외륜 또는 내륜과 접하게 되는 상기 롤러(10) 단부에 윤활유를 원활하게 공급하고 유동하여 윤활성능이 향상된다.

도 10에 도시된 바와 같이, 롤러홈(10a)는 상기 롤러(10) 단부에 형성될 수 있다. 상기 롤러홈(10a)이 형성되어 차축베어링 조립시 상기 롤러(10)의 단부는 외륜 또는 내륜과 접하게 된다.

상기 링홈(115)은 서로 마주하는 면의 반경 방향 내측에 더 구비될 수 있다. 상기 링홈(115)은 반경 방향 내측으로 갈수록 깊이가 증가하는 형태로 형성된다.

도 10에 도시된 바와 같이, 상기 링홈(115)가 반경 방향 내측에 구비되어, 상기 롤러(10)가 E 방향(도 10의 시계방향)으로 회전하게 되면, 윤활유는 롤러의 회전 방향(E)으로 유동되어 상기 링홈(115a,115c)으로 유입된다. 상기 링홈(115a,115c)으로 유입된 유활유는 상기 링홈(115a,115c)의 형상으로 인하여 회전 방향(E)을 따라 바로 유동되지 않고 수용되어 상기 롤러(10) 단부로 윤활유가 원활하게 공급되고 유동되어 윤활성능이 향상된다.

상기 롤러(10)가 F 방향(도 10의 시계반대방향)으로 회전하게 되어도, 윤활유는 롤러의 회전 방향(F)으로 유동되어 상기 링홈(115b,115d)으로 유입된다. 상기 링홈(115b,115d)으로 유입된 유활유는 상기 링홈(115b,115d)의 형상으로 인하여 회전 방향(F)을 따라 바로 유동되지 않고 수용되어 상기 롤러(10) 단부로 윤활유가 원활하게 공급되고 유동되어 윤활성능이 향상된다.

따라서 상기 링홈(115)은 반경 방향 내측에 더 구비되어, 롤러(10)의 회전 방향의 상관없이 상기 롤러(10)의 단부로 윤활유의 공급과 유동을 원활하게 한다.

또한, 상기 링홈(115)은 깊이가 증가하는 형태로 형성되어, 상기 링부(110)가 강도가 약해지는 것을 방지하는 효과가 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 창살(130)은 축 방향으로 연장 형성된다. 상기 창살(130)은 축 방향으로 이격된 두 링부(110) 사이에 구비된다. 상기 창살(130)의 양단부는 상기 링부(110)에 연결 구비된다. 상기 창살(130)은 복수로 구비된다. 상기 창살(130)은 원주 방향으로 이격되어 구비된다. 상기 창살(130)에는 돌기부(133)가 구비된다. 상기 돌기부(133)는 상기 창살(130)의 양단부로부터 축 방향으로 이격되어 구비된다. 상기 돌기부(133)는 반경 방향 내향으로 돌출 구비된다. 상기 창살(130)과 이웃하는 창살(130) 사이에는 포켓부(120)가 형성된다.

상기 포켓부(120)는 복수로 형성된다. 상기 포켓부(120)는 상기 링부(110)와 창살(130)에 의하여 형성된다. 상기 포켓부(120)는 원주 방향으로 이격된 이웃하는 창살(130) 사이에 형성된다. 상기 포켓부(120)는 원주 방향으로 이격되어 형성된다. 상기 포켓부(120)에는 전동체가 삽입 구비된다. 상기 포켓부(120)는 인접한 전동체 간에 일정한 간격을 유지시키는 역할을 한다.

도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 창살(130)에는 축 방향으로 연장된 제2 홈부(131)가 형성된다. 상기 제2 홈부(131)는 상기 창살(130)의 외측에 형성된다. 상기 제2 홈부(131)는 상기 링부(110)까지 연장 형성된다. 상기 제2 홈부(131)의 양단부는 상기 링부(110)에 위치된다. 상기 제2 홈부(131)의 양단부는 상기 제1 홈부(111)와 연통되어 제2 연통홀(135)이 형성된다. 상기 제2 홈부(131)의 제2 바닥면(1311)은 상기 제1 홈부(111)의 반경 방향 외측면으로부터 반경 방향 외측으로 이격되도록 형성된다. 상기 제2 바닥면(1311)은 상기 제1 홈부(111)의 반경 방향 외측면과 일치되는 위치에 형성될 수 있다.

상기 링부(110)와 창살(130)에 홈부가 형성됨으로써 베어링 내에 유입되는 윤활유(그리스)가 원활하게 유동된다. 상기 창살(130)의 제2 홈부(131)로 유입된 윤활유가 제2 연통홀(135)을 통하여 제1 홈부(111)로 유입된다. 상기 제1 홈부(111)로 유입된 윤활유는 상기 제1 홈부(111)의 제1 바닥면(1111)이 오목하게 형성되어 윤활유가 원활히 모여진다. 상기 제1 홈부(111)로 모인 윤활유는 제1 연통홀(113)을 통하여 상기 포켓부(120)로 보내진다. 상기와 같이 윤활유가 이동됨으로써 윤활유의 유동이 원활하게 이루어진다.

도 11에 도시된 바와 같이, 상기 창살의 형태는 본체부(130a)와 돌출부(130b)로 이루어진다. 상기 본체부(130a)는 막대형상으로 형성된다. 상기 본체부(130a)의 단부는 상기 링부(110)와 연결되고 반경 방향으로 연장되어 형성된다. 상기 돌출부(130b)는 상기 본체부(130a)의 반경방향 내측 단부에 돌출 형성된다.

도 8 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 창살홈(137)은 하나 이상 형성된다. 상기 창살홈(137)은 창살(130) 양측에 위치한다. 상기 창살홈(137)은 창살(130) 양측에 축 방향으로 이격되어 형성된다. 상기 창살홈(137)은 상기 포켓부(120)를 향하도록 개구되어 오목하게 형성된다.

상기 창살홈(137)으로 인하여 상기 창살(130)과 롤러(10) 사이에 공간이 형성되어 상기 창살홈(137)에 윤활유(그리스)가 더 많이 수용되고, 윤활유가 원활하게 유동된다. 따라서 윤활유가 원활하게 유동되어 베어링의 수명이 길어지는 효과가 있다.

상기 창살홈(137)은 반경 방향 내측으로부터 이격되어 반경 방향 외측에 형성된다. 상기 창살홈(137)의 반경 방향 내측 단부는 상기 본체부(130a)와 롤러(10)가 만나는 접점보다 반경 방향 내측에 위치하도록 형성된다.

상기 창살(130)과 롤러(10)가 접하는 부분은 윤활유의 유동을 방해하기 때문에, 상기 창살홈(137)의 반경 방향 내측 단부를 상기 접점(p1)보다 반경 방향 내측에 위치하도록 하여, 상기 본체부(130a)와 롤러(10)가 접하는 부분(p1)이 상쇄되어 윤활유의 유동을 원활하게 한다.

상기 창살홈(137)은 반경 방향 외측으로 갈수록 깊이가 증가하는 형태로 형성된다. 상기 창살홈(137)은 반경 방향 외측으로 갈수록 깊이가 증가되어, 상기 롤러(10)의 회전 방향을 따라 상기 롤러(1)와 창살(130)과 외륜 및 내륜의 틈으로 윤활유의 유동이 원활하게 된다. 또한, 상기 창살홈(137)으로 인하여 상기 창살(130)의 강도가 약해지는 것을 방지하는 효과가 있다.

지금까지, 본 발명에 따른 윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100 : 윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지
110 : 링부 111 : 제1 홈부
1111 : 제1 바닥면 113 : 제1 연통홀
115 : 링홈 120 : 포켓부
130 : 창살 131 : 제2 홈부
1311 : 제2 바닥면 133 : 돌기부
135 : 제2 연통홀 137 : 창살홈

Claims (5)

1. 링부(110)와, 창살(130)로 이루어지며;
   상기 링부(110)는 링 형상으로 이루어지며, 축 방향으로 이격되어 2개로 구비되며;
   상기 창살(130)은 축 방향으로 연장 형성되며, 양단부는 상기 링부(110)에 연결 구비되며, 원주방향으로 이격되어 복수로 구비되며, 상기 이웃하는 창살(130) 사이에는 포켓부(120)가 형성되며;
   상기 링부(110)에는 서로 마주하는 단부에 원주 방향으로 위치하여 오목하게 링홈(115)이 하나 이상 형성되며, 상기 창살(130)에는 창살(130) 양측에 축 방향으로 오목하게 창살홈(137)이 하나 이상 형성되며;
   상기 링부(110)에는 축 방향 외측으로 복수의 제1 홈부(111)가 상기 창살(130)이 구비된 위치에 각각 형성되되, 각 제1 홈부(111)의 양단부는 상기 창살(130)의 원주 방향 단부로부터 더 연장 형성되어 상기 포켓부(120)로 연통되는 제1 연통홀(113)이 형성되며;
   상기 복수로 구비되는 창살(130)의 각 외측에는 축 방향으로 연장된 제2 홈부(131)가 형성되되, 상기 제2 홈부(131)의 양단부는 상기 제1 홈부(111)와 연통되는 제2 연통홀(135)이 형성된 것을 특징으로 하는 윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지
2. 제1 항에 있어서, 상기 링홈(115)은 반경 방향 내측으로부터 이격되어 반경방향 외측에 형성되며, 상기 포켓부(120)를 향하도록 개구되는 것을 특징으로 하는 윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지
3. 제1 항에 있어서, 상기 창살홈(137)은 반경 방향 내측으로부터 이격되어 반경 방향 외측에 형성되며, 상기 포켓부(120)를 향하도록 개구되는 것을 특징으로 하는 윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지
4. 제3 항에 있어서, 상기 창살의 형태는 막대형상의 본체부(130a)와 상기 본체부(130a)의 반경방향 내측 단부에 돌출 형성된 돌출부(130b)로 이루어지며;
   상기 창살홈(137)의 반경 방향 내측 단부는 상기 본체부(130a)와 롤러(10)가 만나는 접점보다 반경방향 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지
5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 링홈(115)과, 창살홈(137)은 반경 방향 외측으로 갈수록 깊이가 증가하는 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 윤활성능을 고려한 도시철도차량 차축베어링용 케이지

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