KR20000005512A - 미끄럼 베어링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미끄럼 베어링에 관한 것으로 상기 미끄럼 베어링은 축을 완전히 둘러싸면서 플라스틱으로 제조된 베어링 몸체와 베어링 몸체를 지지하는 하우징을 갖는다. 상기 베어링 몸체 (1) 는 축선 방향으로 베어링 박스의 전체 길이를 따라 연장하는 슬릿 (2) 과 마찬가지로 축선 방향으로 베어링 박스의 전체 길이를 따라 연장하며, 상기 슬릿 (2) 이 개방되도록 하는 하나 이상의 변형가능한 영역 (필름 브리지, 6) 을 가지므로, 상기 베어링 몸체 (1) 는 방사상 방향으로 축에 끼워맞춤될 수 있고, 그리고 축으로부터 제거될 수 있다. 상기 베어링 몸체 (1) 는 별개의 피스 (piece) 로 제조될 수 있고, 이러한 별개의 피스는 가요성 필름 브리지 (6) 로서 설계된 변형가능한 영역에 의해 상호 연결되며, 베어링 하우징상으로 스냅-끼워맞춤되는 별개의 피스의 돌출부를 사용하여 정위치에 잠금될 수 있다.

Description

미끄럼 베어링

본 발명은 플라스틱으로 제조된 베어링 몸체와 상기 몸체를 지지하는 하우징을 갖고 축의 전체 원주를 둘러싸면서 축류를 장착하기 위한 미끄럼 베어링 (plain bearing) 에 관한 것이다.

플라스틱 베어링 몸체를 갖는 이미 공지된 미끄럼 베어링에서, 축의 전체 원주를 둘러싸는 베어링 몸체는 일체형으로 설계된다. 만약 베어링 몸체가 마모 또는 다른 손상으로 인해 교체될 필요가 있다면, 축과 미끄럼 베어링은 완전히 분해되어, 베어링 몸체는 축으로부터 축의 축선 방향으로 제거될 수 있다. 계속해서 새로운 베어링 몸체가 축상에서 축선 방향으로 미끄러져 전체 축은 완전히 재조립되어 조정된다. 이러한 절차는 극도로 지루하고 시간 소모가 많고, 다중 베어링상으로 구동하는 축과 그 베어링이 어렵게 분해될 수도 있다.

본 발명의 과제는 매우 손쉽게 축등에 장착가능한 미끄럼 베어링을 제조하는 것이다.

본 발명에 따라, 베어링 몸체는 그 축선의 전체 길이를 따라 연장하는 슬릿 (slit) 과 마찬가지로 그 축선의 전체 길이를 따라 연장하면서 슬릿이 개방되도록 하는 하나 이상의 변형가능한 영역을 가지므로, 상기 베어링 몸체는 방사상 방향으로 축에 끼워맞춤되며, 그리고 축으로부터 제거될 수 있다는 점으로 본 과제는 해결된다.

따라서, 베어링 몸체를 조립하거나 또는 분해하기 위해서, 오직 베어링 몸체를 지지하는 하우징 몸체는 축상에서 축선 방향으로 변위될 필요가 있으므로, 베어링 몸체로의 접근이 이루어지고, 그리고 상기 베어링 몸체는 슬릿을 개방함으로써 축으로부터 방사상 방향으로 제거될 필요가 있다. 본 내용에서, 축은 제공된 다른 하나의 베어링에 의해 여전히 지지되고, 손상된 베어링 몸체를 제거하기 위해서 분해될 필요가 없는데, 이는 별개의 기계장치상에서 수리 작업을 위해서 요구되는 시간과 노력이 과감하게 단축된다는 것을 의미한다. 계속해서 새로운 베어링 몸체는 필요한만큼 슬릿을 개방함으로써 축상에서 방사상 방향으로 끼워맞춤된 후, 필요하다면 축상에서 축선 방향으로 변위시키면서 슬릿이 페쇄된 후에 하우징에 장착된다.

슬릿의 개방 및 폐쇄는 베어링 몸체의 전체 축선방향 길이를 따라 연장하는 변형 가능한 영역에 의해 가능하게 된다. 이러한 영역의 변형성은 변형가능한 영역이 축을 지지하는 베어링 몸체의 영역보다는 얇은 벽 두께를 갖는다는 점으로 달성될 수 있다. 상기 변형가능한 영역은 필름 브리지 (film bridge) 로 설계될 수 있는데, 예를 들어 여기서 필름 브리지는 천공 (perforation) 을 가질 수도 있다. 미끄럼 베어링이 조립될 때, 마찬가지로 만약 베어링 몸체가 적절한 벽 두께를 갖는다면, 필름 브리지는 축으로부터 거리를 두고 또는 축을 향하여 위치될 수도 있다.

또한, 베어링 몸체와 변형가능한 영역은 상이한 탄성 모듈을 갖는 재료로 제조될 수 있다. 베어링 몸체의 두 개의 인접한 영역이 서로 각을 이루게 되어 슬릿이 개방되고 폐쇄될 수 있는 이러한 영역은 베어링 몸체의 인접한 영역에 연결되어, 예를 들어 접합 또는 일체형 성형에 의해 단일체를 형성할 수 있다.

또한 슬릿된 영역은 본 발명에 의해 정의된 바와 같이 변형가능한 영역으로 설명될 수 있으므로, 예를 들어 베어링 몸체는 베어링 몸체를 형성하도록 결합될 수 있는 두 개의 분리가능한 셸로 이루어지는 것이 일반적이다. 본 내용에서, 셸이 상호 이동하는 것을 방지하도록 해당 수단이 제공될 수 있다. 예를 들어, 만약 베어링 몸체의 벽이 충분히 두껍다면 해당 핀과 오목부는 베어링 몸체의 축선 방향으로 연장하는 대향하는 표면 단부상에 배열될 수 있다. 베어링 몸체를 형성하는 두 개 이상의 세그먼트의 좁은 단부는 베어링 몸체가 조립될 때 세그먼트가 상호 이동되는 것을 방지하는 톱니등이 끼워맞춤될 수 있다. 세그먼트를 체결하기 위한 해당 수단은 하우징상에 제공될 수 있다.

더욱이, 베어링 몸체는 본질적으로 슬릿 튜브로 설계될 정도로 충분한 탄성을 가지면서서 마찰을 감소시키는 재료 (low-friction material) 로 제조될 수 있고, 여기서 슬릿은 베어링 몸체가 축에 방사상 방향으로 부착될 수 있도록 베어링 몸체의 원주 둘레로 균일하게 분포된 변형에 의해 개방될 수 있다. 예를 들어, 이러한 재료는 한편으로는 탄력성있고, 다른 한편으로는 본질적으로 마찰을 감소시키는 재료의 플라스틱 합금을 사용하여 제조될 수 있다.

효과적으로 베어링 몸체의 슬릿과 변형가능한 영역은 베어링 몸체의 종방향 축선에 평행하게 뻗어 있다. 더욱이, 베어링 몸체의 슬릿과 변형가능한 영역은 베어링 몸체의 원주상에서 상호 대향하게 배열될 수 있으므로, 베어링 몸체는 서로 각을 이룰 수 있는 두 개의 동일한 크기의 셸로 이루어진다. 하지만, 이 슬릿은 파상형 또는 나선형 설계로도 이루어질 수 있다.

베어링 몸체는 개개의 세그먼트형 미끄럼 영역을 가질 수 있고, 여기서 변형가능한 영역은 미끄럼 영역을 연결하는 가요성 필름 브리지로서 설계될 수 있다. 축을 공동으로 지지하는 여러개의 세그먼트형 미끄럼 영역을 갖는 베어링 몸체를 설계함으로써, 베어링은 특히 우수한 구동 특성을 동시에 갖는데, 그 이유는 습도 또는 열로 인한 베어링 몸체의 재료 팽창이 미끄럼 베어링의 원주 방향으로 분포될 수 있기 때문이다. 이러한 설계에서 미끄럼 세그먼트를 상호 결합시키는 필름 브리지는 편의상 베어링 몸체의 내·외주 양쪽이 오목부를 갖도록 미끄럼 세그먼트의 가장자리상에 성형된다. 이는 미끄럼 세그먼트가 온도, 습도, 또는 온도 및 습도의 변동으로 인해 원주 방향으로 팽창하는 경우에, 가요성 필름 브리지가 가능한 서로 접히기에 충분한 자유도를 제공한다. 더욱이, 마모된 베어링 재료, 윤활제등은 축과 마주하는 오목부에서 캐치 (catch) 될 수 있다. 세그먼트형 미끄럼 영역은 비록 나선형등으로 설계될 수 있지만, 본질적으로 미끄럼 베어링의 축선 방향을 따라 연장하는 웹 (web) 으로 설계되는 것이 바람직하다.

조립된 상태의 원통형 베어링 몸체에 근거해서, 슬릿은 가요성 필름 브리지중의 하나에 위치될 수 있다. 또한 필름형 영역중의 하나는 슬릿을 형성하도록 생략될 수 있다. 비록 슬릿이 다음 단계에서 미리 합성된 베어링 몸체에 만들어질 수 있다 하더라도, 슬릿은 미끄럼 베어링을 제조하는 동안 상응하게 설계된 사출주형등에 의해 미리 형성될 수 있다.

만약 베어링 몸체가 다중 세그먼트형 미끄럼 영역 및 가요성 필름 브리지처럼 이러한 미끄럼 영역을 상호 결합시키는 변형가능한 영역을 갖는다면, 베어링 몸체는 하우징의 내부 윤곽에 적용될 수 있다. 이로 인해, 예를 들어 본래 단단한 셸을 갖는 베어링 몸체의 경우처럼, 내·외주면이 하우징 내부로 정확하게 끼워맞춤될 수 있을 정도로 매우 정확하게 치수를 정해서 베어링 몸체를 제조할 필요가 없다. 따라서, 본래 단단한 베어링 몸체의 경우보다 베어링 몸체의 치수에 대해 정밀도가 적게 요구된다. 이에 따라 특히 베어링 몸체가 장착될 때 베어링 몸체의 축선방향 치수의 전체 길이를 따라 연장하는 슬릿이 여전히 개방되어 있을 때, 베어링 몸체와 하우징간에 우수한 결합이 가능하고, 또한 온도, 습도, 또는 온도 및 습도 변동으로 인한 베어링 몸체의 치수 변화는 개방된 슬릿에 의해 보정될 수 있다.

베어링 몸체는 축의 운동방향으로, 축에 직각인 방향으로, 또는 축의 운동방향으로 및 축에 직각인 방향으로 잠금 형태로 하우징에 효과적으로 고정될 수 있다. 이 때문에 해당 잠금 수단이 베어링 몸체의 외부 방사상 측부상에 제공될 수 있다. 예를 들어, 선형으로 이동하는 축의 경우에, 축에 대해 직각을 이루도록 장착된 구성요소는 회전 운동을 하게 된다.

베어링 몸체는 그 외주가 하나 이상의 방사상 돌출부를 갖도록 설계될 수 있고, 여기서 돌출부에 해당하는 오목부, 특히 원주 그루브 (groove) 는 돌출부가 삽입될 수 있는 하우징상에 제공됨으로써 하우징에 대해 축선 방향으로 베어링 몸체를 잠금할 수 있다. 본 내용에서, 베어링 몸체는 예를 들어 하우징의 방사상 변형하에서 축선 방향으로 하우징내에 삽입될 수 있다. 하우징의 해당 끼워맞춤부에서 베어링 몸체의 잠금 수단을 맞물리게 하기 위해서, 베어링 몸체는 분해된 상태에서 그 외경이 하우징의 내경과 동일하거나 또는 큰 치수를 갖도록 설계될 수 있고, 이는 방사상 또는 접선방향 압력이 가해져 베어링 몸체가 탄력적 형태로 프리텐션될 때 베어링 몸체의 직경이 감소되는 것을 의미한다. 이는 슬릿이 충분한 폭을 갖고, 슬릿의 폐쇄가 베어링 몸체의 외경을 적절히 감소시킨다는 점에서 용이하다. 이런 식으로 변형된 베어링 몸체는 축선 방향으로 하우징내에 삽입될 수 있고, 여기서 베어링 몸체는 압력이 감소할 때 되퉁겨져, 계속적인 프리텐션 없이 또는 효과적으로는 계속적인 프리텐션으로 인해 하우징의 내부를 향하여 위치될 수 있다.

또한, 하우징은 표면 단부가 개방된 그루브를 가질수 있고, 이 그루브내로 베어링 몸체상에 위치되면서 외부로 향해 있는 돌출부가 축선 방향으로 삽입될 수 있다. 또한, 베어링 몸체는 회전축 및 미끄럼 베어링에 대해 축선 방향으로 변위가능한 양쪽을 가지면서 아주 동일한 잠금 수단에 의해 하우징내의 정위치에 체결될 수 있다.

하우징이 관통 구멍을 갖고, 베어링 몸체가 그와 정렬될 수 있는 오목부를 갖는다는 점에서, 또한 베어링 몸체가 관통 구멍과 오목부내로 끼워맞춤하는 체결 구성요소에 의해 회전할 수도 변위될 수도 없도록 하우징내에 체결될 수 있다는 점에서, 축선 방향, 그리고 접선 방향으로, 즉 축선 방향으로 변위가능한 축 및 회전축에 대해 베어링 몸체는 체결될 수 있다. 또한, 오목부는 웹형 미끄럼 영역들 사이에서 미끄럼 베어링의 축선 방향으로 뻗어있는 그루브로서 설계될 수 있어 필름 브리지를 형성한다.

최소한의 노력으로 베어링 몸체와 하우징 양쪽을 분리해서 수리 작업을 상당히 용이하게 하기 위해서, 하우징은 다중 셸 형태, 특히 두 개의 셸로 설계될 수 있고, 여기서 하우징 셸을 상호 체결하기 위한 수단이 제공된다. 예를 들어, 이러한 수단은 해당 핀과 오목부로서 설계될 수 있다. 또한, 해당 잠금 수단 또는 부가적 체결 구성요소가 제공되어, 하우징은 이미 베어링 몸체에 충분한 지지를 제공한다. 하우징 셸을 상호 체결하기 위한 수단은 단순한 조립 보조부로 설계될 수 있고, 여기서 미끄럼 베어링상에 작용하는 힘은 미끄럼 베어링을 지지하는 구성요소에 의해 완화될 수 있다.

본 발명의 실시예는 하기에 기술되고, 도면을 근거로 예증된다. 도면에 대해 설명하면:

도 1 은 상부가 횡단면으로, 하부가 측면으로 도시된 세그먼트형 미끄럼 영역을 갖는 베어링 몸체의 제 1 디자인을 개략적으로 나타낸 도면,

도 2 는 상부가 횡단면으로, 하부가 입면으로 도시된 하우징상에 장착된 도 1 에 따른 베어링 몸체를 개략적으로 나타내는 도면,

도 3 은 상부가 횡단면으로, 하부가 측면으로 도시된 베어링 몸체의 제 2 디자인을 개략적으로 나타낸 도면, 및

도 4 는 상부가 횡단면으로, 하부가 입면으로 도시된 하우징상에 장착된 도 3 에 따른 베어링 몸체를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1 에 나타낸 바와 같이, 미끄럼이 적은 플라스틱으로 제조된 베어링 몸체 (1) 는 그 전체 축선방향 길이를 따라 연장하는 슬릿 (2) 을 갖는다. 베어링 몸체의 미끄럼 영역은 베어링 몸체의 축선 방향으로 연장하는 여러개의 웹 (3) 으로 나뉘어지고, 웹의 내부 방사상 면 (4) 은 미끄럼 베어링에 장착되어 있으면서 자세하게 도시되지 않은 축과 접촉하는 미끄럼 면을 형성한다. 베어링 몸체가 장착될 때, 웹 (3) 의 외부 방사상 면 (5) 은 하우징의 내벽을 향하여 위치된다 (도 2 참조). 웹 (3) 은 가요성 필름 브리지 (6) 에 의해 상호 연결될 수 있으므로, 슬릿 (2) 은 필름 브리지의 변형하에서 개방되거나 또는 폐쇄될 수 있어, 베어링 몸체 (1) 는 방사상 방향으로 축상에 장착되거나 또는 축으로부터 제거될 수 있다. 분해된 상태에서 베어링 몸체 (1) 의 외경이 하우징의 내경보다 크도록 해서 탄력적 프리텐션을 필름 브리지에 가함으로써 베어링 몸체 (1) 가 하우징내로 삽입될 수 있고, 또한 하우징에 장착될 때, 웹 (3) 이 미소한 프리텐션으로 인해 하우징의 내벽과 접촉하도록 필름 브리지 (6) 가 설계될 수 있다.

미끄럼 영역을 웹 (3) 으로 분할하고, 베어링 몸체 (1) 가 장착될 때 또한 개방되는 슬릿을 제공함으로써, 재료의 팽창이 보정될 수 있다.

변형가능한 필름 브리지 (6) 뿐만 아니라, 슬릿 (2) 과 웹 (3) 은 베어링 몸체 (1) 의 종방향 축선에 대해 평행하게 놓여있다. 베어링 몸체 (1) 가 장착될 때, 슬릿 (2) 은 필름 브리지 (6) 의 폭에 해당하는 폭을 갖는다.

방사상 외부를 향해 있는 상자형 돌출부 (7) 가 웹 (3) 의 길이를 따라 중도에 제공되고, 이러한 돌출부에 의해 베어링 몸체 (1) 는 축선 방향으로 체결될 수 있고, 더 긴 방사상 길이를 갖는 하나의 돌출부 (7a) 가 제공되고, 이 돌출부에 의해 베어링 몸체는 회전하지 않는 형태로 하우징에 체결될 수 있다.

도 2 는 하우징에 장착된 도 1 에 따른 베어링 몸체 (1) 를 갖는다. 베어링 몸체 (1) 의 외부상의 방사상 돌출부 (7) 는 하우징 (9) 의 원주 그루브 (8) 와 맞물려 축선방향 변위가 일어나지 않도록 베어링 몸체 (1) 를 체결한다. 분해된 상태에서 베어링 몸체 (1) 의 외경의 치수 뿐만 아니라, 필름 브리지 (6) 의 탄성 설계로 인해 웹 (3) 의 외면 (5) 은 돌출부 (7) 가 그루브 (8) 내에 잠금되도록 프리텐션하에서 하우징 (9) 의 내벽을 향하여 위치된다.

회전하지 않는 형태로 베어링 몸체 (1) 를 하우징 (9) 에 배열하기 위해서, 하우징 (9) 에는 돌출부 (7a) 가 맞물리는 관통 구멍 (10) 이 제공된다. 동시에, 이 관통 구멍은 축선 방향으로 베어링 몸체를 체결한다. 부가적으로, 돌출부 (7) 또는 웹 (3) 에는 오목부 또는 압흔 (indentation) 이 제공될 수도 있는데, 예를 들어 여기서 하우징상에 배열된 돌출부가 맞물릴 수 있다. 또한, 관통 구멍 (10) 은 베어링 몸체 (1) 를 향해 개방된 포켓으로 또는 축선 방향으로 연장하는 그루브로서 설계될 수 있다.

슬릿을 개방함으로써 축상에 방사상으로 장착된 베어링 몸체는 슬릿을 좁힘으로써 축을 향하여 위치될 수 있으므로, 돌출부 (7) 가 하우징의 그루브 (8) 와 맞물릴 때까지 하우징 (9) 은 축선 방향으로 축을 따라 또는 베어링 몸체 (1) 상으로 미끄러질 수 있다. 계속해서, 베어링 몸체 (1) 는 돌출부 (7a) 가 관통 구멍 (10) 과 맞물릴 때까지 하우징 (9) 내에서 회전하게 될 수 있다. 미끄러지지않고, 그리고 회전하지 않는 형태로 하우징내에 베어링 몸체를 체결하고, 하우징을 차례로 정위치에 잠금하기 위한 수단을 제공함으로써, 베어링 몸체는 안정적이면서 손쉽게 다룰 수 있는 형태로 고정될 수 있다.

도 3 및 도 4 에 도시된 형상은 베어링 몸체 (1) 를 나타내고, 회전하지 않는 형태로 베어링 몸체 (1) 를 하우징 (9) 에 체결하는 돌출부는 하우징 (9) 의 종방향 그루브 (12) 에 의해 수용될 수 있고, 베어링 몸체 (1) 또는 웹 (3) 의 전체 길이를 따라 연장하는 리지 (ridge, 11) 로 설계된다. 돌출부 (7) 가 외주 그루브 (8) 를 맞물어서 축선 방향으로 베어링 몸체 (1) 를 하우징 (9) 에 체결할 때까지, 베어링 몸체 (1) 는 그루브 (12) 의 리지 (11) 에 의해 하우징 (9) 내에 축선 방향으로 안내된다. 베어링 몸체 (1) 와 하우징 (9) 모든 다른 면에서 도 1 및 도 2 에 따른 실시예에 상응한다.

*도면 부호의 설명*

1: 베어링 몸체 2: 슬릿

3: 웹 4: 내면

5: 외면 6: 필름 브리지

7: 돌출부들 7a: 돌출부

8: 그루브 9: 하우징

10: 관통 구멍 11: 리지

12: 종방향 그루브

Claims (8)

1. 축의 전체 원주를 둘러싸면서 플라스틱으로 제조된 베어링 몸체와 베어링 몸체를 지지하는 하우징을 갖고 축류를 장착하기 위한 미끄럼 베어링에 있어서, 상기 베어링 몸체 (1) 는 그 축선의 전체 길이를 따라 연장하는 슬릿 (2) 과 마찬가지로 축선의 전체 길이를 따라 연장하면서 상기 슬릿 (2) 이 개방되도록 하는 하나 이상의 변형가능한 영역 (필름 브리지, 6) 을 가지므로, 상기 베어링 몸체 (1) 는 방사상 방향으로 축에 끼워맞춤될 수 있고, 그리고 축으로부터 제거될 수 있는 것을 특징으로 하는 미끄럼 베어링.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 슬릿 (2) 과 상기 변형가능한 영역 (필름 브리지, 6) 은 상기 베어링 몸체 (1) 의 종방향 축선에 대해 평행하게 뻗어있는 것을 특징으로 하는 미끄럼 베어링.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 미끄럼 베어링은 별개의 세그먼트형 미끄럼 영역 (웹, 3) 을 갖고, 상기 변형가능한 영역은 상기 미끄럼 영역을 상호 결합시키는 가요성 필름 브리지 (6) 로서 설계되는 것을 특징으로 하는 미끄럼 베어링.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 원통형 베어링 몸체 (1) 에 기초해서, 상기 슬릿 (2) 은 상기 필름 브리지 (6) 중의 하나에 위치되거나 또는 상기 필름 브리지 (6) 중의 하나는 생략되는 것을 특징으로 하는 미끄럼 베어링.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 베어링 몸체 (1) 는 잠금 수단 (돌출부 7, 7a) 에 의해 축의 운동방향으로, 축에 직각인 방향으로, 또는 축의 운동방향으로 및 축에 직각인 방향으로 잠금 형태로 상기 하우징 (9) 에 체결될 수 있는 것을 특징으로 하는 미끄럼 베어링.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 베어링 몸체 (1) 의 외주는 하나 이상의 방사상 돌출부 (7, 7a) 를 갖고, 상기 하우징 (9) 은 상기 돌출부 (7, 7a) 가 삽입될 수 있어 상기 하우징 (9) 에 대해 상기 베어링 몸체 (1) 를 잠금하는 해당 오목부 (원주 그루브, 8) 를 갖는 것을 특징으로 하는 미끄럼 베어링.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 하우징 (9) 은 하나 이상의 관통 구멍을 갖고, 상기 베어링 몸체 (1) 는 상기 베어링 몸체와 정렬될 수 있는 하나 이상의 오목부를 가지며, 상기 베어링 몸체 (1) 는 상기 관통 구멍과 오목부에 끼워맞춤하는 체결 구성요소에 의해 비회전, 비변위, 또는 비회전 및 비변위 형태로 상기 하우징 (9) 에 체결될 수 있는 것을 특징으로 하는 미끄럼 베어링.
8. 제 1 항 내지 제 7 항중의 어느 한항에 있어서, 상기 하우징 (9) 은 여러개의 셸, 특히 두 개의 셸로 설계되고, 상기 하우징 셸을 상호 쳬결하기 위한 수단이 제공된 것을 특징으로 하는 미끄럼 베어링.