KR20050012355A - 오일레스 베어링의 제조방법 - Google Patents

Abstract

소실모형 주조법을 이용한 오일레스 베어링의 제조방법에 관하여 개시한다. 본 발명의 방법은, 소정영역을 관통하는 구멍들이 형성되어 있는 소실모형을 마련하는 단계와; 구멍에 흑연핀들을 설치하는 단계와; 소실모형에 내화용 도형재를 도포하고, 주형을 형성하는 단계와; 소실모형에 용탕을 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 소실모형 주조에 의하여 튜브와 흑연핀이 일체화되어 기계 가공의 횟수가 줄어들게 되므로 공정을 단축시킬 수 있고, 주물의 면(面)상태가 완제품과 거의 비슷하므로 역시 공정을 단축시킬 수 있어 원가 절감의 효과가 있으며, 요철이 형성된 흑연핀을 사용함으로써 제조된 오일레스 베어링의 튜브 또는 평판으로부터 흑연핀이 이탈되는 것이 방지되며, 흑연핀의 내구성이 향상된다.

Description

오일레스 베어링의 제조방법{Method for fabricating oilless bearing}

본 발명은 오일레스 베어링의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 소실모형 주조법을 이용한 오일레스 베어링의 제조방법에 관한 것이다.

기계 구동부 등의 마모를 방지하기 위한 방법으로는 윤활제를 도포하는 방법과, 기계적인 윤활 장치를 설치하는 방법이 있다. 기계적인 윤활부는 크게 메탈 베어링과 오일레스 베어링으로 나누어진다.

오일레스 베어링은 슬리브 또는 부쉬와 같이 중공이 있는 튜브와, 튜브의 외면 및/또는 내면과 동일한 평면을 이루도록 튜브에 설치되는 흑연핀으로 이루어진다. 오일레스 베어링에서는 흑연핀이 윤활작용을 하게 된다. 오일레스 베어링은 소형에서 대형까지 여러 가지의 크기가 사용되고 있으며, 총괄하여 베어링이라는 명칭을 사용하고 있지만 평판형도 있다.

종래의 오일레스 베어링의 제조방법은 다음과 같다.

먼저, 슬리브 또는 부쉬와 같은 형상이 되도록 튜브를 주조하고 황삭가공을 한다. 다음에, 튜브에 드릴 가공을 하여 구멍을 형성하고 흑연핀을 그 구멍에 삽입한 후에 경화제를 이용하여 흑연핀을 튜브에 고정시킨다. 그 다음에, 정삭가공을 하여 원하는 모양의 오일레스 베어링을 제조한다.

따라서, 종래의 오일레스 베어링의 제조방법에 의하면, 세 번의 기계가공을 함으로써 공정이 길어지는 단점이 있으며, 제조된 오일레스 베어링의 사용중에 발생하는 열, 예컨대 오일레스 베어링이 설치된 기계의 동작 중에 발생하는 열에 의하여 경화제가 열화되어 흑연핀이 튜브로부터 이탈되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 공정을 단축시키고, 흑연핀이 튜브로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있는 오일레스 베어링의 제조방법을 제공하는 데 있다.

도 1a 내지 도 4는 본 발명에 따른 실시예들을 설명하기 위한 도면들이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 참조번호 및 참조부호의 설명 >

10, 10' : 소실모형 20, 20' : 내화용 도형재

30 : 주형 100 : 오일레스 베어링

110 : 튜브 120, 120' : 흑연핀

210 : 평판 200 : 평판형 오일레스 베어링

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 예에 따른 오일레스 베어링의 제조방법은: 중공이 있는 튜브와, 일단이 상기 튜브의 외면 및/또는 내면에 위치되도록 상기 튜브의 소정영역에 각각 설치되는 흑연핀들을 포함하여 이루어지는 오일레스 베어링을 제조하는 방법에 있어서,

소정영역을 관통하는 구멍들이 형성되어 있으며, 상기 튜브 형상을 한 소실모형을 마련하는 단계와; 상기 구멍에 상기 흑연핀들을 설치하는 단계와; 상기 소실모형에 내화용 도형재를 도포하고, 주형을 형성하는 단계와; 상기 소실모형에 용탕을 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 예에 따른 오일레스 베어링의 제조방법은: 평판과, 일단이 상기 평판의 일면에 위치되도록 설치되는 흑연핀들을 포함하여 이루어지는 평판형 오일레스 베어링을 제조하는 방법에 있어서,

성형된 상기 평판 형상을 한 소실모형에 흑연핀들이 설치되도록 상기 소실모형의 성형에 사용하는 금형에 상기 흑연핀들을 각각 설치하는 단계와; 상기 금형을 이용하여 상기 소실모형을 성형하고 상기 흑연핀들을 상기 금형으로부터 분리하여 상기 소실모형과 상기 흑연핀들을 일체화시키는 단계와; 상기 소실모형에 내화용 도형재를 도포하고, 주형을 형성하는 단계와; 상기 소실모형에 용탕을 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 각각의 예에서 상기 흑연핀의 표면에는 요철이 있는 것이 바람직하다.

나아가, 각각의 예에서 상기 흑연핀들은 상기 소실모형으로부터 돌출되도록 설치되는 것이 바람직하다.

더 나아가, 각각의 예에서 상기 흑연핀은 상기 도형재에 의하여 지지되도록 설치되는 것이 바람직하다.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1a 및 도 1b는 소실모형 주조법을 설명하기 위한 개략도들이고, 도 1c는 소실모형에 흑연핀이 설치된 형상을 설명하기 위한 부분 개략도이며, 도 2는 제조된 오일레스 베어링을 나타낸 도면들이다.

먼저, 소실모형 주조법에 대하여 설명한다. 후술되는 소실되는 주조법은 일반적인 내용으로 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 우선, 스티로폼과 같은 원료인 발포폴리스티렌(EPS; Expandable Polystyrene)이나 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 원료로 하고 금형을 이용하여 제조하고자 하는 주물제품과 동일한 형상으로 성형되는 소실모형(10)을 만든다. 그리고, 소실모형(10)의 표면에 내화용 도형재(20)를 도포시킨 다음, 이를 점결제(binder)를 넣지 않은 주물사인 무점결사(無粘結砂; 30)에 매설하여 주형을 형성한 뒤 용탕을 주입하면, 매설된 모형(10)은 용탕의 열에 의하여 기화되어 분해가스로서 모래 속으로 배출된다. 내화용 도형재(20)는, 용탕이 모형(10)을 소실시키면서 채워질 때 주형(30)의 붕괴를 막기 위한 것으로 일정한 강도를 가진 실리카(SiO₂) 또는 알루미나(Al₂O₃) 등으로 이루어진다.

이하에서, 도 1a 및 도 1b와 결부해서 도 1c 및 도 2를 참조하여, 상술한 소실모형 주조법을 이용한 본 발명의 제1 실시예에 따른 오일레스 베어링의 제조방법에 대하여 설명한다.

먼저, 금형을 이용하여 튜브 형상의 소실모형(10)을 성형하고, 소실모형(10)의 소정영역을 관통하는 구멍들을 형성한다.

다음에, 소실모형(10)에 형성된 구멍에 각각 흑연핀(120)들을 설치한다. 이 때, 흑연핀(120)이 위치되게 되는 모형(10)의 소정영역의 두께보다 길게 가공된 흑연핀을 사용함으로써 흑연핀(120)들의 양단이 모형(10)의 외측 및 내측으로 각각 돌출되게 한다. 한편, 표면에 요철(凹凸)이 형성되도록 가공된 흑연핀들을 사용한다.

이어서, 소실모형(10)의 내면 및 외면을 감싸도록 내화용 도형재(20)를 도포하며, 주형(30)을 형성한다. 상술한 바와 같이, 흑연핀(120)들의 양단이 소실모형(10) 외측으로 돌출되어 있으므로, 도 1c와 같이 흑연핀(120)들은 도형재(20)에 의하여 지지되게 된다.

계속해서, 용탕을 주입하면 모형(10)이 소실되면서 튜브(110)가 형성되고, 용탕과 흑연핀(120)이 접촉된다. 이 때, 흑연핀(120)과 용탕이 접촉하게 되면 흑연핀(120)에 부력이 작용하게 되어 흑연핀(120)의 위치가 변경되거나 기울어지게 되지만, 상술한 바와 같이 흑연핀(120)이 도형재(20)에 의하여 지지되도록 함으로써 이를 방지할 수 있다. 그리고, 흑연핀(120)에 요철이 형성되어 있으므로 그 요철부에 용탕이 채워짐으로써, 도 2와 같이 흑연핀(120)과 튜브(110)가 완전하게 일체화된 오일레스 베어링(100)이 제조된다. 이와 같이, 일체화된 오일레스 베어링(100)을 제조함으로써 흑연핀(120)이 튜브(110)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

튜브(110)의 외면 및 내면과 흑연핀(120)에 있어서 돌출된 영역을 가공함으로써 오일레스 베어링(100)이 완성된다.

계속해서, 평판형 오일레스 베어링의 제조방법에 대하여 설명한다.

도 3a는 평판 형상을 한 소실모형을 성형하기 위한 금형에 흑연핀들이 설치된 형상을 나타낸 개략도이고, 도 3b는 흑연핀이 설치된 평판형 소실모형에 도형재가 도포된 형상을 나타낸 개략도이며, 도 4는 제조된 평판형 오일레스 베어링을 나타낸 도면들이다.

도 3a를 참조하면, 먼저, 성형된 평판 형상을 한 소실모형(10')에 흑연핀(120')들이 설치되도록, 즉 성형된 소실모형(10')에 흑연핀(120')들이 박히도록, 소실모형의 성형에 사용하는 금형에 흑연핀(120')들을 각각 설치한다. 다음에, 그 금형을 이용하여 소실모형(10')을 성형하고 흑연핀(120')들을 금형으로부터 분리함으로써 소실모형(10')과 흑연핀(120')들을 일체화시킨다. 이 때, 흑연핀들(120')이 소실모형(10')의 외측으로 돌출되도록 흑연핀(120')들이 금형에 설치되고 소실모형(10')이 성형된다. 그리고, 이 경우에도 표면에 요철이 있는 흑연핀(120')들이 사용된다.

그 다음에, 도 3b와 같이 소실모형(10')에 내화용 도형재(20')를 도포하고, 주형을 형성하며, 소실모형(10')에 용탕을 주입한 후, 주조된 평판(210)과 흑연핀(120')의 돌출부위를 가공함으로써 도 4와 같은 평판형 오일레스 베어링(200)을 제조한다.

한편, 상술한 실시예들에서는 튜브의 양면 또는 평판의 일면에 흑연핀의 일단이 각각 위치되도록 흑연핀들을 소실모형에 설치하고 주조하였지만, 용도에 따라서는 튜브의 일면 또는 평판의 양면에 흑연핀이 위치되도록 흑연핀들을 설치하고 주조하여 오일레스 베어링을 제조하여도 좋다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 소실모형 주조에 의하여 튜브 또는 평판과 흑연핀이 일체화되어 기계 가공의 횟수가 줄어들게 되므로 공정을 단축시킬 수 있어 원가 절감의 효과가 있다.

나아가, 요철이 형성된 흑연핀을 사용함으로써 제조된 오일레스 베어링의 튜브 또는 평판으로부터 흑연핀이 이탈되는 것이 방지되며, 흑연핀의 내구성이 향상된다.

더 나아가, 소실모형 주조에 의하여 주물의 면(面)상태가 완제품과 거의 비슷하므로 공정을 단축시킬 수 있다.

본 발명은 상기 실시예들에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.

Claims (5)

1. 중공이 있는 튜브와, 일단이 상기 튜브의 외면 및/또는 내면에 위치되도록 상기 튜브의 소정영역에 각각 설치되는 흑연핀들을 포함하여 이루어지는 오일레스 베어링을 제조하는 방법에 있어서,

   소정영역을 관통하는 구멍들이 형성되어 있으며, 상기 튜브 형상을 한 소실모형을 마련하는 단계와;

   상기 구멍에 상기 흑연핀들을 설치하는 단계와;

   상기 소실모형에 내화용 도형재를 도포하고, 주형을 형성하는 단계와;

   상기 소실모형에 용탕을 주입하는 단계를 포함하는 오일레스 베어링의 제조방법.
2. 평판과, 일단이 상기 평판의 일면에 위치되도록 설치되는 흑연핀들을 포함하여 이루어지는 평판형 오일레스 베어링을 제조하는 방법에 있어서,

   성형된 상기 평판 형상을 한 소실모형에 흑연핀들이 설치되도록 상기 소실모형의 성형에 사용하는 금형에 상기 흑연핀들을 각각 설치하는 단계와;

   상기 금형을 이용하여 상기 소실모형을 성형하고 상기 흑연핀들을 상기 금형으로부터 분리하여 상기 소실모형과 상기 흑연핀들을 일체화시키는 단계와;

   상기 소실모형에 내화용 도형재를 도포하고, 주형을 형성하는 단계와;

   상기 소실모형에 용탕을 주입하는 단계를 포함하는 오일레스 베어링의 제조방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 흑연핀의 표면에는 요철이 있는 것을 특징으로 하는 오일레스 베어링의 제조방법.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 흑연핀들이 상기 소실모형으로부터 돌출되도록, 상기 흑연핀들이 상기 소실모형에 설치되는 것을 특징으로 하는 오일레스 베어링의 제조방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 흑연핀들이 상기 도형재에 의하여 지지되도록 상기 도형재가 도포되는 것을 특징으로 하는 오일레스 베어링의 제조방법.