KR20040017069A - 합성수지제 스러스트 베어링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 합성수지제 스러스트 베어링에 관한 것으로서, 상측 케이싱와 하측 케이싱의 사이에는 하중을 지지하며 미끄럼 운동을 하는 링 형태의 베어링편이 삽입된 합성수지제 스러스트 베어링에 있어서, 상기 베어링편(26)의 외측부에는 상기 상측 케이싱(22) 및 하측 케이싱(24)을 향하여 다수의 환형 립부(26a, 26b, 26a', 26b')가 돌출형성되고, 상기 상측 케이싱(22)의 저면 및 상기 하측 케이싱(24)의 상면에는 상기 베어링편의 환형 립부를 수용하는 다수의 환형 홈(22a, 22b, 24a, 24b)이 형성되어, 라비린스 시일 구조를 이루고 있으므로, 바람직한 재질조합으로 내구성의 저하를 방지할 뿐만 아니라 시일부의 이물침투에 의한 구속현상 및 이상 편하중의 작용시에 마찰저항을 줄일 수 있다.

Description

합성수지제 스러스트 베어링{thrust bearing made of plastic}

본 발명은 합성수지제 스러스트 베어링에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스트러트 서스펜션 조립체에 사용되는 합성수지제 스러스트 베어링에 관한 것이다.

차량 등의 스트러트 서스펜션 조립체(strut suspension assembly)에는 볼 또는 니이들을 전동체로 하는 구름베어링과 합성수지제로 이루어진 미끄럼 타입의 스러스트 베어링이 사용된다. 이중 구름 베어링에는 외부로부터 먼지나 이물이 침투하지 못하도록 탄성고무부재로 된 방진시일이 그 외측에 설치되어 있으므로 조향 작동시에 미끄럼 마찰력이 크게 증대하여 큰 조향력을 필요로 하는 문제가 있다. 따라서, 최근에는 상측케이싱과 하측케이싱의 조합으로 베어링 내, 외측 둘레에 라비린스 시일(labyrinth seal) 구조를 이루게 하여, 탄성고무부재로 된 방진시일 없이 먼지 또는 이물의 침투를 방지하고 조향작동시 조향력의 증가를 방지하는 미끄럼 타입의 합성수지제 스러스트 베어링도 채택되고 있다.

도1은 합성수지제 스러스트 베어링이 적용되는 스트러트 서스펜션 조립체를 나타내는 종단면도이다. 도시한 바와 같이, 스트러트 서스펜션 조립체에서는 코일 스프링(2)으로부터 전달된 하중이 스프링 시이트(4)와, 합성수지제의 스러스트 베어링(6)과, 스트러트 상측 시이트(8)와, 스트러트 마운트(10)로 순차적으로 전달되는 하중전달 구조를 가지는데, 이 경우 스트러트 상측 시이트(8)의 외측에 하중이 집중되어 그 외측부는 하향으로, 그 내측부는 상향으로 변형이 생기게 되고, 이는스러스트 베어링(6)의 외측부에 하중이 집중되게 한다.

종래 상기 합성수지제의 스러스트 베어링(6)은, 도2에 도시한 바와 같이, 상측 케이싱(12)의 저면과 하측 케이싱(14)의 상면이 서로 맞물려 라비린스 시일 구조를 이루며, 상기 상측 케이싱(12)와 하측 케이싱(14)의 사이에는 하중을 지지하며 미끄럼 운동을 하는 링 형태의 베어링편(16)이 삽입된 구조이다.

상기 라비린스 시일 구조는 상기 베어링편(16)의 외측 및 내측에 각각 서로 이격되어 형성된다.

즉, 상기 베어링편(16)의 외측에는, 상기 상측 케이싱(12)에서 하향으로 돌출된 제1환형 상측립부(12a)와 제2환형 상측립부(12b)가 그 사이에 제1환형 상측홈(12c)을 사이에 두고 형성되는 한편, 상기 하측 케이싱(14)에서 상향으로 돌출된 제1환형 하측립부(14a)와 제2환형 하측립부(14b)가 그 사이에 제1환형 하측홈(14c)을 두고 형성되고, 상기 베어링편(16)의 내측에는, 상기 상측 케이싱(12)에서 하향으로 돌출된 제3환형 상측립부(12d)와 제4환형 상측립부(12e)가 그 사이에 제2환형 상측홈(12f)을 두고 형성되는 한편, 상기 하측 케이싱(14)에서 상향으로 돌출된 제3환형 하측립부(14d)와 제4환형 하측립부(14e)가 그 사이에 제2환형 하측홈(14f)을 사이에 두고 형성된다.

이때, 상기 상측 케이싱(12)에서는, 제2환형 상측립부(12b)가 최외측 측립부를 이루는 한편 제4환형 상측립부(12e)는 최내측 측립부를 이루고, 상기 하측 케이싱(14)에서는, 제2환형 하측립부(14b)가 최외측 측립부를 이루는 한편 제4환형 하측립부(14e)가 최내측 측립부를 이룬다.

그리고, 상기 제1환형 하측립부(14a)는 상기 베어링편(16)의 외측면과 제1환형 상측립부(12a)사이에 끼워지고, 상기 제2환형 하측립부(14b)는 제1환형 상측홈(12c)에 끼워지며, 상기 제3환형 하측립부(14d)는 상기 베어링편(16)의 내측면과 제3환형 상측립부(12d) 사이에 끼워지고, 상기 제4환형 하측립부(14e)는 제2환형 상측홈(12f)에 끼워진다.

그런데, 이와 같이 구성된 종래 합성수지제 스러스트 베어링이 도1에 도시한 바와 같이 스트러트 서스펜션 조립체에 조립되었을 때, 상술한 바와 같이 스러스트 베어링(6)의 외측부에 하중이 집중되게 하게 되므로, 베어링편(16) 외측의 이상마모와 상측 케이싱(12)의 이상변형에 의해 상, 하측 케이싱 외측의 환형 립부(12a, 12b, 14a, 14b) 사이에 간섭이 발생하며 상, 하측 케이싱(12, 14)와 베어링편(16) 사이의 내마찰저항, 내마모성에 대한 양호한 재질 조합을 유지할 수 없어 마찰저항이 증가하고, 이로 인해 큰 조향력을 필요로 한다는 문제점이 있었다.

또한, 운동 메카니즘을 고려할 때, 상측 케이싱(12)와 베어링편(16)의 상측 미끄럼면(SP1)과, 하측 케이싱(14)와 베어링편(16)의 하측 미끄럼면(SP2) 중에서 마찰저항이 작은 쪽이 미끄럼 운동을 하게 되는데, 상측의 미끄럼면(SP1)의 마찰저항이 하측의 미끄럼면(SP2)의 마찰저항보다 작을 경우에는, 도3a에 도시한 바와 같이 상측 케이싱(12)은 정지하고 베어링편(16)과 하측 케이싱(14)은 일체가 되어 회전하고, 하측의 미끄럼면(SP2)의 마찰저항이 상측의 미끄럼면(SP1)의 마찰저항보다 작을 경우에는, 도3b에 도시한 바와 같이 베어링편(16)과 상측 케이싱(12)은 일체가 되어 정지하고 하측 케이싱(14)이 회전한다. 결과적으로 두가지 모두 상측 케이싱(12)은 정지하고 하측 케이싱(14)은 회전하는 운동 메카니즘을 갖게 된다. 이 경우 도4a 및 도4b에 도시한 바와 같이 베어링편(16)의 외측 및 내측에 형성된 라비린스 시일구조에 과대한 이물의 침전이나 상대적으로 큰 입자의 이물(D)이 존재하여 구속되면 상대 회전운동을 하는 상, 하측 케이싱(12, 14) 사이에 마찰저항이 증가하는 메카니즘을 따르므로 회전시 조향력이 증대된다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 시일부의 이물침투에 의한 구속현상 및 이상 편하중의 작용시에 마찰저항을 줄이고 내구성을 높이는 합성수지제 스러스트 베어링을 제공하는 데 있다.

도1은 합성수지제 스러스트 베어링이 적용되는 스트러트 서스펜션 조립체를 나타내는 종단면도,

도2는 종래 합성수지제 스러스트 베어링의 종단면도,

도3a 및 도3b은 종래 합성수지제 스러스트 베어링의 운동메카니즘을 설명하는 설명도,

도4a 및 도4b는 종래 합성수지제 스러스트 베어링에 과대한 이물질이 끼이는 상태도,

도5은 본 발명에 의한 합성수지제 스러스트 베어링의 종단면도,

도6a 및 도6b는 본 발명에 의한 합성수지제 스러스트 베어링의 운동메카니즘을 설명하는 설명도,

도7은 본 발명에 의한 합성수지제 스러스트 베어링에 이물이 침투하는 경로를 나타내는 설명도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

22 : 상측 케이싱 24 : 하측 케이싱

22a, 22b, 24a, 24b : 환형 홈 26 : 베어링편

26a, 26b, 26a', 26b' : 환형 립부

본 발명에 의한 합성수지제 스러스트 베어링은, 상측 케이싱와 하측 케이싱의 사이에는 하중을 지지하며 미끄럼 운동을 하는 링 형태의 베어링편이 삽입된 합성수지제 스러스트 베어링에 있어서, 상기 베어링편의 외측부에는 상기 상측 케이싱 및 하측 케이싱을 향하여 다수의 환형 립부가 돌출형성되고, 상기 상측 케이싱의 외측 저면 및 상기 하측 케이싱의 외측 상면에는 상기 베어링편의 환형 립부를 수용하는 다수의 환형 홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 베어링편의 내측부에는 상기 상측 케이싱 및 하측 케이싱을 향하여 다수의 환형 립부가 돌출형성되고, 상기 상측 케이싱의 내측 저면 및 상기 하측 케이싱의 내측 상면에는 상기 베어링편의 환형립부를 수용하는 다수의 환형 홈이 형성된 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도5에 도시한 바와 같이, 상측 케이싱(22)와 하측 케이싱(24)의 사이에는 하중을 지지하며 미끄럼 운동을 하는 링 형태의 베어링편(26)이 삽입되고, 상기 베어링편(26)의 외측부와 내측부에는 상기 상측 케이싱(22) 및 하측 케이싱(24)을 향하여 다수의 환형 립부가 돌출형성되고, 상기 상측 케이싱(22)의 저면 및 상기 하측 케이싱(24)의 상면에는 상기 베어링편의 환형립부를 수용하는 다수의 환형 홈이 형성되어, 라비린스 시일 구조를 이루고 있다.

즉, 상기 베어링편(26)의 외측부에는 상기 상, 하측 케이싱(22, 24)을 각각 향하여 돌출된 제1환형 립부(26a, 26a')와 제2환형 립부(26b, 26b')가 그 사이에 제1환형 홈(26c, 26c')를 두고 형성되고, 상기 베어링편(26)의 내측부에는 상기 상, 하측 케이싱(22, 24)을 각각 향하여 돌출된 제3환형 립부(26d, 26d')와 제4환형 립부(26e 26e')가 그 사이에 제2환형 홈(26f, 26f')를 두고 형성되며, 상기 상측 케이싱(22)의 외측 저면에는 상기 베어링편의 제1, 제2환형 립부(26a, 26b)를 각각 수용하는 제1, 제2환형 상측홈(22a, 22b)이 그 사이에 제1환형 상측립부(22c)를 두고 형성되고, 상기 상측 케이싱(22)의 내측 저면에는 상기 베어링편의 제3, 제4환형 립부(26d, 26e)를 수용하는 제3, 제4환형 상측홈(22d, 22e)이 그 사이에 제2환형 상측립부(22f)를 두고 형성되며, 상기 하측 케이싱(24)의 외측 상면에는 상기 베어링편의 제1, 제2환형 립부(26a', 26b')를 각각 수용하는 제1, 제2환형 하측홈(24a, 24b)이 그 사이에 제1환형 하측립부(24c)를 두고 형성되고, 상기 하측케이싱(24)의 내측 상면에는 상기 베어링편의 제3, 제4환형 립부(26d', 26e')를 수용하는 제3, 제4환형 하측홈(24d, 24e)이 그 사이에 제2환형 하측립부(24f)를 두고 형성된다.

그리고, 상기 제2환형 상측홈(22b)의 외측에는 최외측 상측립부(22g)가 하향으로 돌출형성되고, 상기 제4환형 상측홈(22e)의 내측에는 최내측 상측립부(22h)가 하향으로 돌출형성되며, 상기 제2환형 하측홈(24b)의 외측에는 최외측 하측립부(24g)가 상향으로 돌출형성되고, 상기 제4환형 하측홈(24e)의 내측에는 최내측 하측립부(24h)가 상향으로 돌출형성된다.

상기 하측 케이싱의 최외측 하측립부(24g)는 상기 베어링편(26)의 외측면과 상기 최외측 상측립부(22g)사이에 끼워지고, 상기 하측 케이싱의 최내측 하측립부(24h)는 상기 베어링편(26)의 내측면과 상기 최내측 상측립부(22h)사이에 끼워진다. 그리고, 상기 상측 케이싱의 제1환형 상측립부(22c)는 상기 베어링편의 상측면에 형성된 제1환형 홈(26c)에 끼워지고, 상기 상측 케이싱의 제2환형 상측립부(22f)는 상기 베어링편의 상측면에 형성된 제2환형 홈(26f)에 끼워지며, 상기 하측 케이싱의 제1환형 하측립부(24c)는 상기 베어링편의 하측면에 형성된 제1환형 홈(26c')에 끼워지고, 상기 하측 케이싱의 제2환형 하측립부(24f)는 상기 베어링편의 하측면에 형성된 제2환형 홈(26f')에 끼워진다.

상기 상, 하측 케이싱(22, 24)와 베어링편(26)은 마찰저항에 대해 양호한 성질을 갖고 마모량이 적어 비교적 높은 내구성을 가지는 합성수지 재료를 사용한다.

한편, 베어링편의 내측부에는 도2에 도시한 바와 같이 종래의 라비린스 시일구조를 이룰 수도 있으나, 도5에 도시되고 설명한 바와 같이 상기 베어링편의 내측부에도 상기 상측 케이싱 및 하측 케이싱을 향하여 다수의 환형 립부가 돌출형성되고, 상기 상측 케이싱의 내측 저면 및 상기 하측 케이싱의 내측 상면에는 상기 베어링편의 환형립부를 수용하는 다수의 환형 홈이 형성되어, 라비린스 시일 구조를 이루고 있는 것이 바람직하다.

그리고, 도7에 도시한 바와 같이, 베어링 외부의 이물은 베어링편의 상, 하측에 각각 형성된 상, 하측 이물침투경로(30, 32)를 통해 침투하는데, 정상작동시에는 종래의 스러스트 베어링과 동일한 운동 메카니즘을 가지지만, 도6a에 도시한 바와 같이 비교적 큰 입자의 이물침투나 이물의 침전에 의해 상측 이물침투경로(30)가 구속될 경우에는 하측의 미끄럼면(SP2)에서 미끄럼 운동이 일어나서 상측 케이싱(22)와 베어링편(26)이 일체가 되어 정지하고 하측 케이싱(24)이 회전하는 운동 메카니즘을 가지고, 도6b에 도시한 바와 같이 비교적 큰 입자의 이물침투나 이물의 침전에 의해 하측 이물침투경로(32)가 구속될 경우에는 상측의 미끄럼면(SP1)에서 미끄럼 운동이 일어나서 상측 케이싱(22)은 정지하고 하측 케이싱(24)와 베어링편(26)이 일체가 되어 회전하는 운동 메카니즘을 가진다. 즉, 이물에 의한 구속시에 그 구속되는 시일부에서 상대 회전운동이 일어나는 종래의 스러스트 베어링과는 달리, 본 발명의 스러스트 베어링은 이물에 의한 구속시에 그 구속되는 시일부에서 상대 회전운동이 일어나지 않는 구조이므로 마찰저항이 감소되어 조향력의 증대를 방지할 수 있는 것이다.

한편, 유압이 낮은 방향으로 흐르는 유체의 특성상 상, 하측이물침투경로(30, 32)가 모두 구속되는 경우는 없으므로, 이물에 의한 마찰저항의 증가로 인한 조향력의 증대는 생기지 않는다.

그리고, 종래 스러스트 베어링은 베어링의 외측에 하중이 작용할 경우 상, 하측 케이싱의 환형 립부가 직접 접촉하여 상측 케이싱과 하측 케이싱이 직접 접촉하여 재질의 조합에 불리하지만, 본 발명의 스러스트 베어링은 상, 하측 케이싱의 환형립부가 베어링편에 접촉하여 시일되는 구조이므로 스러스트 베어링의 외측부에 집중되는 하중으로 인한 시일부위의 이상변형하에서도 상측 케이싱과 하측 케이싱이 직접 접촉하지 않으며, 상측 케이싱과 베어링편, 하측 케이싱과 베어링편의 접촉이 유지되어 미끄럼운동에 바람직한 재질 조합을 할 수 있으므로 마찰저항의 증대를 방지하고 이상 마모로 인한 내구성의 저하를 방지할 수 있다.

본 발명에 의한 합성수지제 스러스트 베어링에 의하면, 바람직한 재질조합으로 내구성의 저하를 방지할 뿐만 아니라 시일부의 이물침투에 의한 구속현상 및 이상 편하중의 작용시에 마찰저항을 줄일 수 있다.

Claims (2)

1. 상측 케이싱와 하측 케이싱의 사이에는 하중을 지지하며 미끄럼 운동을 하는 링 형태의 베어링편이 삽입된 합성수지제 스러스트 베어링에 있어서,

   상기 베어링편의 외측부에는 상기 상측 케이싱 및 하측 케이싱을 향하여 다수의 환형 립부가 돌출형성되고,

   상기 상측 케이싱의 외측 저면 및 상기 하측 케이싱의 외측 상면에는 상기 베어링편의 환형 립부를 수용하는 다수의 환형 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 합성수지제 스러스트 베어링.
2. 제1항에 있어서,

   상기 베어링편의 내측부에는 상기 상측 케이싱 및 하측 케이싱을 향하여 다수의 환형 립부가 추가로 돌출형성되고,

   상기 상측 케이싱의 내측 저면 및 상기 하측 케이싱의 내측 상면에는 상기 베어링편의 환형립부를 수용하는 다수의 환형 홈이 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 합성수지제 스러스트 베어링.