KR20020038053A - 엔진 크랭크축 베어링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 크랭크축과 커넥팅로드의 연결부위에 삽입되는 엔진 크랭크축 베어링에 관한 것이다.

본 발명은 베어링 내측면을 이루는 메탈층이 납성분이 전혀 없는 강판층으로 형성되고 오일공급통로가 확장되어 내구성이 강한 엔진 크랭크축 베어링을 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엔진의 크랭크축과 커넥팅로드의 연결부에 삽입되는 분할형 판베어링에 있어서, 내주면의 중앙에 원주방향으로 오목하게 형성되고 그 바닥면에는 오일공급구가 형성된 주오일공급통로에서 보조오일공급통로가 양측면을 향해 가지치듯이 다수 형성된 강판층과; 상기 강판층의 외주에 형성되는 동판층과; 상기 동판층 위에 얇게 코팅되는 납층과; 상기 납층 위에 형성되는 다른 동판층으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

그러므로 본 발명은 환경오염의 우려가 없고, 내마모성 및 내구성이 강한 효과가 있다.

Description

엔진 크랭크축 베어링{A engine crank shaft bearing}

본 발명은 분할식 판베어링에 관한 것으로, 특히 엔진의 크랭크축과 커넥팅로드의 연결부위에 삽입되는 엔진 크랭크축 베어링에 관한 것이다.

일반적으로 엔진의 크랭크축에 사용되는 베어링은 그 표면에 적당한 유막을 형성하여 엔진의 동력행정에서 회전부분이 받는 큰 하중이나 충격을 흡수하고, 또 크랭크축의 회전으로 생기는 고체마찰을 액체마찰로 바꾸어 크랭크축과 커넥팅로드가 눌어 붙는 것을 방지하며, 접촉면의 마모나 엔진 출력의 손실을 적게하는 역할을 한다.

그러므로 크랭크축과 베어링 사이에는 적당한 유막을 형성하고 유지하기 위한 오일틈새(oil clearance)가 필요하며, 윤활유가 이 오일틈새에서 유막을 형성하여 베어링과 크랭크축 사이의 고체마찰을 액체마찰로 전환하여 주는 것이다. 그런데 엔진에 사용되는 윤활유는 사용초기에는 필요 점도를 유지하면서 적당한 유막을 형성하게 되나, 일반적으로 5000~10000km정도 주행한 후에는 그 점도 및 윤활특성이 현저하게 저하되면서 오일틈새에서 적절한 유막을 형성하지 못하게 되어 이를 교환해 주지 아니하면 고체마찰을 초래하게 되어 크랭크축과 피스톤로드가 서로 눌어 붙게 된다.

따라서 크랭크축 베어링에 사용되는 재질은 눌어 붙지 않는 성질을 가져야 하며, 원활한 회전을 위한 길들임성과 매몰성, 그리고 내부식성 및 내피로성을 가져야 한다. 여기서 내피로성은 눌어 붙지 않는 성질이나 길들임 및 매몰성과는 상반되는 특성이며, 1종류의 메탈 재료로 3가지 조건을 충족시킬 수 없으므로 일반적으로 도 1에서 도시하는 바와 같이 강판층(1)의 내측면에 베어링 재료를 녹여 켈멧메탈층(2)과 배빗메탈층(3)을 차례로 형성하여 사용하고 있으며, 이를 통해 내피로성과 눌어붙지 않는 성질, 길들임 및 쇳가루나 윤활유 속의 이물질 등을 메탈 자체의 속으로 매몰하는 매몰성 등의 필요한 성질을 얻을 수 있는 것이다. 도 1의 미설명 부호 (4)는 오일공급통로로서 오일공급구(5)로 부터 공급된 오일을 베어링 내측면에 고르게 공급해주는 역할을 한다.

그러나 여기에서 사용되는 주석(Sn), 납(Pb), 안티몬(Sb), 아연(Zn),구리(Cu) 등의 백색합금인 배빗메탈(babbitt metal-일명 화이트 메탈)과 구리(Cu), 납(Pb)의 합금인 켈멧메탈(kelmet metal)은 베어링 메탈에 요구되는 성질을 부여해주나 모두 유해성분인 납을 함유하고 있다. 그러므로 특히 크랭크축과 유막을 경계로 회전운동을 하는 배빗메탈층(3)에서는 유해한 납성분의 마모분이 발생하게 되는데, 이는 생태계에 치명적인 영향을 줄 수 있는 유해물질인 납이 윤활유에 섞이게 되어 윤활유의 교환 후 폐윤활유의 처리가 매우 곤란하게 되며, 환경오염을 일으키는 문제가 발생하게 된다.

한편, 최근에는 미국이나 일본 등의 기술선진국 뿐만 아니라 국내에서도 15만km이상 교환하지 않고 사용할 수 있는 윤활유가 개발되어 점차로 상용화되고 있다. 이러한 고성능의 윤활유는 기존 윤활유의 윤활 개념과는 달리 금속표면의 미세한 기공까지 침투하여 금속과 분자결합을 통해 강한 금속이온 피막을 형성하며, 오일틈새에서 강한 유막을 형성하게 되므로 항상 액체윤활을 하게 되어 마찰이 혁신적으로 감소하여 한번의 윤활유 주입으로 폐차시까지 사용할 수 있게 된다. 그러므로 이러한 고성능 윤활유를 사용하게 되면 고체마찰이 일어나지 않게되므로 베어링에 필요한 성질을 얻기위한 납성분이 함유된 합금을 사용할 필요가 없게 된다.

본 발명은 상기의 문제를 감안하여 창출된 것으로, 베어링 내측면을 이루는 메탈층이 납성분이 전혀 없는 강판층으로 형성되고 오일공급통로가 확장되어 내구성이 강한 엔진 크랭크축 베어링을 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엔진의 크랭크축과 커넥팅로드의연결부에 삽입되는 분할형 판베어링에 있어서, 내주면의 중앙에 원주방향으로 오목하게 형성되고 그 바닥면에는 오일공급구가 형성된 주오일공급통로에서 보조오일공급통로가 양측면을 향해 가지치듯이 다수 형성된 강판층과; 상기 강판층의 외주에 형성되는 동판층과; 상기 동판층 위에 얇게 코팅되는 납층과; 상기 납층 위에 형성되는 다른 동판층으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

그러므로 본 발명은 환경오염의 우려가 없고, 내마모성 및 내구성이 강한 효과가 있다.

도 1은 일반적인 엔진 크랭크축 베어링 일부 절결 사시도

도 2는 본 발명에 의한 엔진 크랭크축 베어링 사시도

도 3은 본 발명에 의한 엔진 크랭크축 베어링 일부 절결 사시도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 강판층11 : 주오일공급통로

12 : 오일공급구13 : 보조오일공급통로

20, 40 : 동판층30 : 납층

이하 도면을 참조한 상세한 설명으로 본 발명의 구체적인 특징 및 이점은 더욱 명확해 질 것이다.

참조한 도면, 도 2는 본 발명에 의한 엔진 크랭크축 베어링 사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 엔진 크랭크축 베어링 일부 절결 사시도이다.

본 발명은 도 2 및 도 3에서 도시하는 바와 같이 종래의 메탈층 구조와는 달리 베어링 내측면을 강판층(10)이 형성되고 그 외주면에 동판층(20)과 납층(30) 및 다른 동판층(40)이 순차적으로 형성된다.

먼저, 베어링의 내측면을 형성하는 강판층(10)은 일반적인 베어링에 사용되는 메탈로서, 강도 및 내마모성, 내피로성 등이 좋아 내구성이 우수한 재질이다. 이러한 강판층(10)의 내측면에는 일반적인 베어링의 내측면과 같이 내주면의 중앙에 원주방향으로 오목하게 주오일공급통로(11)가 형성되어 있으며, 상기 주오일공급통로(11)의 바닥면에는 오일공급구(12)가 형성되어 있다. 그러나 본 발명은 종래의 일반적인 베어링과는 달리 도 2 및 도 3에서 도시하는 바와 같이 다수의 보조오일공급통로(13)가 베어링의 양측면을 향해 주오일공급통로(11)에서 가지치듯이 형성되어 있다.

이와같이 형성된 강판층(10)의 외주면에는 동판층(20)이 형성되고, 그 위에 납층(30)이 0.2~0.3mm정도로 얇게 코팅된 후, 상기 납층(30) 위로 다시 다른 동판층(40)이 형성되어 본 발명이 완성된다.

일반적으로 납은 동과의 부착성이 좋기 때문에 상기 동판층(20)을 강판층(10) 외주면에 형성한 후 그 위에 납층(30)을 얇게 코팅하게 되는 것이며, 상기 납층(30)은 직접 마모되어 마모분을 발생시키는 부위가 아니므로 이 납층(30)의 형성으로 인한 유해한 납 마모분의 발생은 전혀 일어나지 않는다.

상기 강판층(10)의 외주면에 순차적으로 형성되는 동판층(20)과 납층(30) 및 다른 동판층(40)은 엔진의 폭발행정에서 발생하는 충격을 완충하는 역할을 하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명은 상기한 바와 같이 한번의 윤활유 주유로 폐차시까지 사용할 수 있는 고성능 윤활유에만 사용되는 전용 엔진 크랭크축 베어링으로, 엔진의 가동시 크랭크축과 커넥팅로드의 연결부위에서 회전운동을 하게 되는데, 오일팬에서 커넥팅로드로 공급된 윤활유가 상기 오일공급구(12)를 통해 공급되면 주오일공급통로(11)를 통해 종방향으로 공급되고 다시 보조오일공급통로(13)를 통해 횡방향으로 공급되게 되므로, 기존의 종방향 통로 만을 통해 공급되는 방식보다 윤활유를 훨씬 원활하게 공급하게 된다. 그리고 강판층(10)에서 발생하는 미량의 미세한 마모분은 베어링의 회전으로 상기 보조오일통로(13)에 조금씩 축적되므로 강의 성질상 부족한 매몰성을 보완할 수 있는 것이다.

그러므로 본 발명은 유해 마모분으로 인한 환경오염의 우려가 없고, 내마모성 및 내구성이 강해 베어링 및 윤활유의 수명이 연장된다.

이상의 명백한 설명과 같이 본 발명은 베어링 내측면을 이루던 기존의 납합금메탈 대신 강판을 사용하므로 유해한 납성분의 유출이 없어 환경오염의 염려가 없는 효과가 있다.

그리고 강판이 내마모성 및 내피로성이 좋으므로 종래의 배빗메탈에 비해 마모분의 발생이 극히 적어 베어링의 수명이 연장되고 윤활유의 수명이 대폭연장되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 엔진의 크랭크축과 커넥팅로드의 연결부에 삽입되는 분할형 판베어링에 있어서,

   내주면의 중앙에 원주방향으로 오목하게 형성되고 그 바닥면에는 오일공급구(12)가 형성된 주오일공급통로(11)에서 보조오일공급통로(13)가 양측면을 향해 가지치듯이 다수 형성된 강판층(10)과;

   상기 강판층(10)의 외주에 형성되는 동판층(20)과;

   상기 동판층(20) 위에 얇게 코팅되는 납층(30)과;

   상기 납층(30) 위에 형성되는 다른 동판층(40)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 엔진 크랭크축 베어링.