KR20100035736A - 외경 가변형 더미 샤프트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 결합되는 축의 직경이 다른 여러 종류의 축 결합 대상물을 상대로 공용할 수 있는 외경이 가변되는 더미 샤프트에 관한 것이다.

본 발명은, 더미 샤프트가 결합될 대상물의 내경부를 관통하도록 상기 대상물에 결합되는 방향으로 길게 형성되며 원주면에 나사산 가공부를 구비한 센터 샤프트와, 상기 센터 샤프트의 중간에 구비되며 상·하·좌·우측에 각각 센터 샤프트의 전후 방향으로 경사진 제1경사부가 형성되어 있는 블록과, 상기 블록의 제1경사부에 대응하는 개수로 구비되어 상기 블록과 결합되며 내측에는 상기 제1경사부에 대응하는 제2경사부를 구비하여 제1경사부를 따라 슬라이딩 가능하게 되고 외측은 상기 대상물의 내경부와 일치하는 곡면으로 이루어진 샤프트 패드 및, 상기 센트 샤프트의 나사산 가공부에 결합되면서 상기 샤프트 패드를 슬라이딩시켜 샤프트 패드의 외경을 변화시키는 조절수단을 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따르면, 종래에 외경의 치수가 서로 다른 여러 종류의 더미 샤프트를 구비해야 하는 데에 따르던 막대한 제작 비용과 제작 시간 및 관리 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

더미 샤프트, 외경, 가변, 틸팅 패드 베어링, 오일 간극

Description

외경 가변형 더미 샤프트{Dummy shaft having variable external diameter}

본 발명은 더미 샤프트에 관한 것으로, 특히 결합되는 축의 직경이 다른 여러 종류의 축 결합 대상물을 상대로 공용할 수 있는 외경이 가변되는 더미 샤프트에 관한 것이다.

터빈 발전기를 비롯한 모든 회전기계와 장치에는 회전체를 지지하기 위한 베어링이 필요하다. 예를 들어, 가스 터빈의 회전체에는 고온 고압과 고속회전으로 인해 축계 불안정을 일으킬 수 있는 요인이 많기 때문에, 구조가 복잡하고 가격이 비싼데도 불구하고 안정성이 우수한 틸팅 패드 베어링이 많이 사용되고 있다.

일반적으로 베어링의 마찰면에는 마찰을 최소화하기 위한 유막이 형성되어야 하기 때문에 축 저널과 베어링 사이에 윤활 간극(오일 간극)이 필요하다. 일반적인 원통형 베어링의 경우에는 내경 마이크로미터를 이용하여 베어링의 내경을 측정하고, 외경 마이크로미터를 이용하여 베어링의 외경을 측정한 다음, 두 측정값을 정산하면 오일 간극이 계산된다. 그러나, 틸팅 패드 베어링의 경우에는 패드가 유동 되기 때문에 직접적인 측정이 곤란하다. 따라서, 틸팅 패드 베어링에 있어서는 오일 간극을 측정하거나 조정할 경우에 축과 동일한 직경의 더미 샤프트(dummy shaft)를 사용하게 된다.

첨부도면 도 1은 틸팅 패드 베어링에서 오일 간극을 구하기 위해 더미 샤프트를 결합한 모습을 나타낸 것이다. 즉, 틸팅 패드 베어링(1)에 결합되는 축(도시되지 않음)과 동일한 외경을 갖는 더미 샤프트(2)를 장착하면 틸팅 패드 베어링(1)의 패드(1a)들이 더미 샤프트(2)의 하중에 의해 틸팅되는데, 이 상태에서 틸팅 패드 베어링(1)의 외주면으로부터 더미 샤프트(2)의 외주면까지의 치수를 틸팅 패드 베어링(1)의 전·후 두 부위에 대해 상측과 하측에서 측정 도구(M)를 이용하여 각각 측정한다. 이어서, 베어링(1)을 90°회전시켜 동일한 방법으로 측정하고, 다시 베어링(1)을 90°회전시켜 측정하는 방식으로 베어링(1)을 360°회전시키면서 총 16지점을 측정하여 소정의 공식에 대입하면 오일 간극이 산출된다.

그런데, 틸팅 패드 베어링의 사양이 다양하기 때문에 축의 외경 역시 베어링의 사양마다 다르고, 이에 맞추어 사용되는 더미 샤프트 역시 축의 외경에 대응하는 다양한 직경의 더미 샤프트가 필요하게 된다.

따라서, 현재는 틸팅 패드 베어링의 점검 및 정비시 해당 베어링의 사양에 대응하는 직경의 더미 샤프트를 필요할 때마다 새로이 제작하여야 함으로 인해, 더미 샤프트의 제작에 비용과 시간이 많이 소요되는 문제가 있다. 또한, 여러 직경의 더미 샤프트를 보관하여야 하므로 수납 적치 공간을 별도로 확보하고 관리해야 하는 문제점도 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 그 목적은, 틸팅 패드 베어링과 같이 결합되는 축의 직경이 서로 다른 여러 종류의 축 결합 대상물에 공용할 수 있는 외경 가변형 더미 샤프트를 제공하는 데에 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 더미 샤프트가 결합될 대상물의 내경부를 관통하도록 상기 대상물에 결합되는 방향으로 길게 형성되며 원주면에 나사산 가공부를 구비한 센터 샤프트와, 상기 센터 샤프트의 중간에 구비되며 상·하·좌·우측에 각각 센터 샤프트의 전후 방향으로 경사진 제1경사부가 형성되어 있는 블록과, 상기 블록의 제1경사부에 대응하는 개수로 구비되어 상기 블록과 결합되며 내측에는 상기 제1경사부에 대응하는 제2경사부를 구비하여 제1경사부를 따라 슬라이딩 가능하게 되고 외측은 상기 대상물의 내경부와 일치하는 곡면으로 이루어진 샤프트 패드 및, 상기 센트 샤프트의 나사산 가공부에 결합되면서 상기 샤프트 패드를 슬라이딩시켜 샤프트 패드의 외경을 변화시키는 조절수단을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 블록은, 상기 센터 샤프트와 일체로 이루어져 상·하·좌·우측에 각각 안착면을 구비한 센터 블록과, 상기 제1경사부를 가지며 상기 센터 블록의 안착면에 각각 결합되는 네 개의 가이드 블록들로 구성될 수 있다.

특히, 상기 가이드 블록의 제1경사부와 상기 샤프트 패드의 제2경사부 사이에는 샤프트 패드를 가이드 블록에 센터 샤프트의 전후 방향을 따라 슬라이딩 결합되는 상태로 지지하는 선형 베어링 수단이 설치될 수 있다.

상기 선형 베어링 수단은, 크로스형으로 엇갈려 일직선상으로 배열되는 다수의 롤러들을 가진 롤러 베어링과, 상기 롤러들을 크로스형으로 지지하는 'ㄱ'자형 단면의 직선형 홈을 구비하며 상기 가이드 블록의 제1경사부와 상기 샤프트 패드의 제2경사부에 각각 고정되는 한 쌍의 베어링 가이드를 포함한 크로스 롤러 베어링 수단일 수 있다.

또, 상기 가이드 블록에 전후 방향으로 테이퍼면이 형성되고, 이 테이퍼면과 상기 가이드 블록에 고정되는 베어링 가이드 사이에 삽입되어 삽입 깊이에 따라 상기 한 쌍의 베어링 가이드 사이의 간극이 조절되도록 하는 테이퍼 기브가 설치될 수 있다.

상기 조절수단은, 상기 센터 샤프트의 나사산 가공부에 체결되어 회전하면서 센터 샤프트의 전후 방향으로 이동하게 되는 조절 너트와, 상기 조절 너트의 외주측에 결합되어 상기 샤프트 패드와 밀착하게 되며 조절 너트의 회전시 상기 센터 샤프트의 전후 방향으로 이동하면서 상기 샤프트 패드를 슬라이딩시키는 플레이트와, 상기 조절 너트와 상기 플레이트의 사이에 매개되어 조절 너트의 회전시 플레이트의 회전을 배제하는 스러스트 베어링과, 상기 조절 너트의 회전시 상기 플레이트가 센터 샤프트의 전후 방향으로 이동할 수 있도록 조절 너트와 플레이트를 연결하는 연결부재를 포함하여 이루어질 수 있다.

특히, 상기 조절 너트의 외측에는 상기 센터 샤프트의 나사산 가공부에 체결되면서 조절 너트와 결합되어 조절 너트의 회전을 방지하는 로크 너트가 구비될 수 있다.

한편, 상기 샤프트 패드들 사이에는 실링 홈이 형성되고, 이 실링 홈에는 실링부재가 삽입될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 더미 샤프트의 외경이 쉽게 조절되므로, 축의 직경이 서로 다른 여러 종류의 축 결합 대상물에 하나의 더미 샤프트를 공용할 수 있게 된다. 따라서, 종래에 외경의 치수가 서로 다른 여러 종류의 더미 샤프트를 구비해야 하는 데에 따르던 막대한 제작 비용과 제작 시간을 크게 절감할 수 있으며, 각각의 더미 샤프트를 보관하는 데에 따르는 관리 비용도 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 가이드 블록과 샤프트 패드에 형성된 경사부가 갖는 기울기, 그리고 센터 샤프트와 조절 너트의 나선 피치에 의해 더미 샤프트의 외경이 정밀하게 조절될 수 있기 때문에, 축 결합 대상물에 적용할 때 종래보다도 향상된 측정 신뢰도와 정비 품질을 기대할 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설 명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 2는 본 발명의 외경 가변형 더미 샤프트가 틸팅 패드 베어링에 장착된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 외경 가변형 더미 샤프트의 바람직한 실시예를 나타낸 부분 단면의 정면도이며, 도 4는 도 3의 A-A선 단면도이다. 또, 도 5는 본 발명의 외경 가변형 더미 샤프트를 구성하는 센터 샤프트와 센터 블록을 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 5에서 가이드 블록이 더 결합된 상태를 나타낸 사시도이다.

상기 도면들에 나타난 바와 같이, 본 실시예에 따른 외경 가변형 더미 샤프트(100)는, 중심축이 되는 센터 샤프트(110)와, 이 센터 샤프트(110)의 중간에 구비되며 상·하·좌·우측에 각각 센터 샤프트(110)의 전후 방향으로 경사진 제1경사부(122a)가 형성되어 있는 블록(120)과, 이 블록(120)의 제1경사부(122a)를 따라 슬라이딩할 수 있도록 제2경사부(131)를 구비하며 블록(120)과 결합이 되는 샤프트 패드(130)와, 센터 샤프트(110)의 앞쪽과 뒷쪽에 각각 하나씩 결합되면서 샤프트 패드(130)를 슬라이딩시켜 샤프트 패드(130)의 외경을 변화시키는 조절수단(140)을 구성 요소로 포함하고 있다. 각 구성 요소별로 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 센터 샤프트(110)는 본 발명의 더미 샤프트(100)가 결합될 대상물인 틸팅 패드 베어링(200)의 내경부를 관통하도록 틸팅 패드 베어링(200)에 결합 되는 방향으로 길게 형성되어 있다. 그리고, 이 센터 샤프트(110)에는 상기 조절수단(140)이 체결될 수 있는 나사산 가공부(111)가 형성되어 있다.

상기 블록(120)은 전체가 상기 센터 샤프트(110)에 일체로 형성될 수 있지만, 본 실시예에서는 센터 샤프트(110)에 일체로 형성된 센터 블록(121)과 이 센터 블록(121)에 볼트와 같은 체결구로 조립이 되는 가이드 블록(122)으로 구분되어 있다. 도 5와 같이, 센터 블록(121)은 센터 샤프트(110)의 외주면 중간 부위에 직육면체 형상으로 형성되어 있는데, 그 상·하·좌·우측에 각각 안착면(121a)을 구비하고 있다. 그리고, 도 6과 같이 가이드 블록(122)은 모두 네 개가 구비되어 안착면(121a)에 하나씩 조립이 되는데, 각각의 가이드 블록(122)에는 센터 샤프트(110)의 전후 방향으로 경사진 제1경사부(122a)가 형성되어 있다. 이들 제1경사부(122a)는, 예를 들어 센터 샤프트(110)의 앞쪽을 향한 부분이 높고 센터 샤프트(110)의 뒷쪽으로 갈수록 낮아지는 기울기로 형성되며, 제1경사부(122a) 모두 동일한 기울기로 형성된다.

이러한 가이드 블록(122) 각각에 상기 샤프트 패드(130)가 하나씩 대응되어 결합이 되는데, 샤프트 패드(130)의 내측에는 가이드 블록(122)의 제1경사부(122a)와 대향하는 부위가 제1경사부(122a)의 기울기와 동일한 기울기로 형성된 제2경사부(131)가 형성되어 있다. 따라서, 샤프트 패드(130)는 그 제2경사부(131)에 의해 가이드 블록(122)의 제1경사부(122a)를 따라 슬라이딩할 수 있게 된다. 또, 샤프트 패드(130)의 내측에는 후술하는 조절수단(140,140')의 플레이트(142,142')와 맞닿아서 플레이트(142,142')의 이동시 플레이트(142,142')에 의해 샤프트 패드(130)가 밀려서 움직일 수 있도록 하기 위한 돌출벽(132)이 형성되어 있다. 그리고, 도 2에서 볼 수 있듯이, 샤프트 패드(130)의 외측은 틸팅 패드 베어링(200)의 내경부와 일치하는 곡면으로 형성되어 있어서, 본 발명의 더미 샤프트(100)가 틸팅 패드 베어링(200)에 결합이 될 때 샤프트 패드(130)의 외주면이 틸팅 패드 베어링(200)의 패드(210)와 접하게 된다.

가이드 블록(122)의 제1경사부(122a)와 샤프트 패드(130)의 제2경사부(131) 사이에는 샤프트 패드(130)를 가이드 블록(122)에 센터 샤프트(110)의 전후 방향을 따라 슬라이딩 결합된 상태로 지지하는 선형 베어링 수단(150)이 설치되어 있다. 본 실시예에서의 선형 베어링 수단(150)은, 도 3과 도 7∼도 9에 나타난 것과 같이 크로스 롤러 베어링 수단으로 개시되어 있다. 즉, 크로스형으로 엇갈려 일직선상으로 프레임(151a)에 회전 가능하게 배열된 다수의 롤러(151b)들을 가진 크로스 롤러 베어링(151)과, 상기 롤러(151b)들을 크로스형으로 지지하는 'ㄱ'자형 단면의 직선형 홈(152a)을 구비하고 있으며 이 직선형 홈(152a)이 서로 마주보도록 가이드 블록(122)의 제1경사부(122a)와 샤프트 패드(130)의 제2경사부(131)에 각각 고정되는 한 쌍의 베어링 가이드(152)로 구성되어 있다.

상기 가이드 블록(122)에서 제1경사부(122a)와 상기 선형 베어링 수단(150) 중 가이드 블록(122)에 고정된 하나의 베어링 가이드(152) 사이에는 도 7에 보인 바와 같이 선형 베어링 수단(150)의 간극을 조정하기 위한 테이퍼 기브(tapered gib : 160)가 설치된다. 즉, 도 6에 보이는 것처럼 가이드 블록(122)의 제1경사부(122a) 옆에 가이드 블록(122)의 전후 방향으로 테이퍼면(122b)이 형성되고, 가이드 블록(122)에 고정되는 베어링 가이드(152)와 상기 테이퍼면(122b) 사이에 삽입되어 그 삽입 깊이에 따라 한 쌍의 베어링 가이드(152) 사이의 간극이 조절되도록 상기 가이드 블록(122)의 테이퍼면(122b)과 접촉하는 면이 동일한 구배로 테이퍼진 테이퍼 기브(160)가 도 7과 같이 설치되는 것이다.

다음으로, 본 실시예의 조절수단(140,140')은, 센터 샤프트(110)의 나사산 가공부(111)에 체결되는 조절 너트(141,141'), 이 조절 너트(141,141')의 외주면에 결합되어 샤프트 패드(130)를 슬라이딩시키는 플레이트(142,142'), 이들 조절 너트(141,141')와 플레이트(142,142') 사이에 매개되는 스러스트 베어링(143,143'), 그리고 조절 너트(141,141')와 플레이트(142,142')를 연결하는 연결부재(144,144')로 구성되어 있다. 조절 너트(141,141')는 센터 샤프트(110)의 말단부를 향한 쪽 원주면에 공구를 삽입할 수 있는 공구 삽입홈(141a,141'a)이 하나 이상 형성되어 있으며, 센터 샤프트(110)의 나사산 가공부(111)에 체결된 상태에서 공구 삽입홈(141a,141'a)에 공구를 삽입하여 회전시키면 센터 샤프트(110)의 전후 방향으로 이동하게 된다. 그리고, 플레이트(142,142')는 공구 삽입홈(141a,141'a) 형성 부위를 제외한 조절 너트(141,141')의 원주면에 결합된 상태에서 샤프트 패드(130)의 내측에 형성된 돌출벽(132)과 밀착하게 되는데, 조절 너트(141,141')와는 연결부재(144,144')에 의해 연결되어 있는데다가 조절 너트(141,141')와의 사이에 스러스트 베어링(143,143')이 매개되어 있으므로, 조절 너트(141,141')를 회전시키면 플레이트(142,142')는 회전은 하지 않고 센터 샤프트(110)의 전후 방향으로 직선 이동하게 된다. 따라서, 플레이트(142,142')와 돌출벽(132)에 의해 밀착되어 있는 샤프트 패드(130)가 가이드 블록(122)의 제1경사부(122a)를 타고 슬라이딩되어 더미 샤프트(100)의 외경이 변화하게 된다. 상기 연결부재(144,144')는 통상적인 로크 링(lock ring)으로 개시될 수 있다.

상기와 같이 조절 너트(141,141')가 센터 샤프트(110)에 체결되면서 샤프트 패드(130)를 슬라이딩시켜 더미 샤프트(100)의 외경이 결정된 상태에서, 조절 너트(141,141')가 임의로 움직이지 않도록 조절 너트(141,141')의 회전을 방지하는 로크 너트(lock nut:145,145')가 조절 너트(141,141')의 외측에서 센터 샤프트(110)의 나사산 가공부(111)에 체결이 된다. 아울러, 로크 너트(145,145')는 조절 너트(141,141')에 볼트(146,146')로 체결된다.

한편, 상기 샤프트 패드(130)들의 서로 대향하는 부위에는 각각 도 8에 나타난 것처럼 실링 홈(133)이 형성되어 있고, 이 실링 홈(133)에 도 3에서와 같이 실링부재(134)가 삽입됨으로써, 외부로부터 샤프트 패드(130) 내부로 이물질이 유입되는 것을 차단할 수 있게 된다. 특히, 상기 실링 홈(133)은 샤프트 패드(130)의 슬라이딩 이동에 따라 더미 샤프트(100)의 외경이 증가할 때 실링부재(134)가 빠지지 않도록 더미 샤프트(100)의 외경 증가 가능 범위를 고려한 깊이로 형성되고, 실링부재(134)의 좌우 폭도 이에 부합되는 치수를 가진 것이 적용되어야 한다.

다음에서는 전술한 바와 같이 구성된 본 실시예의 외경 가변형 더미 샤프트에 대한 조립 과정 및 작동에 대해 설명한다.

먼저, 도 5와 같이 형성된 센터 샤프트(110)와 센터 블록(121)을 상대로 도 6과 같이 네 개의 가이드 블록(122)을 하나 씩 조립한다. 즉, 센터 블록(121)의 상·하·좌·우측면에 각각 볼트 체결 구멍이 형성되어 있고, 가이드 블록(122)에도 이에 대응하여 볼트 체결 구멍이 형성되어 있어서, 볼트를 이용하여 이들을 조립할 수 있게 된다.

이어서 도 7과 같이, 각각의 가이드 블록(122)에 선형 베어링 수단(150)의 베어링 가이드(152)를 볼트로 조립하고, 이와 아울러서 샤프트 패드(130)의 대향면에도 가이드 블록(122)에 고정되는 베어링 가이드(152)와 한 쌍을 이루는 베어링 가이드(152)를 고정시킨다. 특히, 베어링 가이드(152)를 고정하기에 앞서, 가이드 블록(122)의 테이퍼면(122b)이 형성된 부위에 테이퍼 기브(160)를 삽입하되, 가이드 블록(122)에 고정되는 베어링 가이드(152)가 이와 한 쌍을 이루는 샤프트 패드(130)의 베어링 가이드(152)와 적절한 간극을 가질 수 있도록 가이드 블록(122)의 테이퍼면(122b)을 따라 테이퍼 기브(160)의 삽입 깊이를 적절하게 조절하여 테이퍼 기브(160)를 고정시킨다. 즉, 도면에서 센터 블록(121)의 상측에 위치하는 가이드 블록(122)을 예로 들어 보면, 테이퍼 기브(160)를 아랫방향으로 조이면 가이드 블록(122)에 고정될 베어링 가이드(152)가 샤프트 패드(130)에 고정된 베어링 가이드(152) 쪽으로 밀려서 서로 쌍을 이루는 베어링 가이드(152) 사이의 간극이 좁아지게 되고, 그 반대로 테이퍼 기브(160)를 위로 올리면 베어링 가이드(152) 사이의 간극이 넓어지게 된다. 이와 같이 베어링 가이드(152)의 간극을 적절하게 유지하여야 샤프트 패드(130)의 외경을 일정하게 유지할 수 있게 된다.

베어링 가이드(152)와 테이퍼 기브(160)가 가이드 블록(122)에 모두 고정되고, 샤프트 패드(130)에도 베어링 가이드(152)가 고정된 상태에서, 크로스 롤러 베어링(151)을 가이드 블록(122) 측 베어링 가이드(152)에 삽입한다. 그리고, 크로스 롤러 베어링(151)이 샤프트 패드(130) 측 베어링 가이드(152)에도 수용되도록 샤프트 패드(130)를 가이드 블록(122)의 한쪽 끝에서 반대쪽을 향해 슬라이딩시킨다. 그러면 크로스 롤러 베어링(151)이 베어링 가이드(152)에 완전히 수용되면서 샤프트 패드(130)가 가이드 블록(122)과 결합이 된다. 이런 방식으로 네 개의 가이드 블록(122)을 상대로 샤프트 패드(130)를 각각 결합시킨다.

다음으로, 도 10에 나타난 것처럼 조절 너트(141,141')에 스러스트 베어링(143,143')과 플레이트(142,142') 및 연결부재(144,144')가 결합된 조절수단(140,140')을 센터 샤프트(110)의 나사산 가공부(111)로 체결한다.

위와 같은 상태에서, 틸팅 패드 베어링(200)의 내경에 부합하는 더미 샤프트(100)의 외경을 결정하기 위해서는, 상기 조절수단(140,140')의 조절 너트(141,141')를 회전시켜 샤프트 패드(130)를 가이드 블록(122) 상에서 슬라이딩시킨다. 즉, 조절수단(140,140')은 도 4에 보이는 것처럼 샤프트 패드(130)의 전방과 후방에 각각 배치되도록 센터 샤프트(110)의 앞쪽(도 4에서 오른쪽)과 뒷쪽(도 4에서 왼쪽)에 하나씩 구비되어 있는데, 샤프트 패드(130)를 어느 일방향으로 슬라이딩시키기 위해서는 두 개의 조절수단(140,140') 중 어느 하나는 센터 샤프트(110)에 대한 결합 상태를 느슨하게 한 상태에서 나머지 하나를 센터 샤프트(110) 상에서 이동시켜야 한다.

예를 들어, 도 4에서 더미 샤프트(100)의 외경을 증가시키기 위해서는 샤프트 패드(130)를 오른쪽으로 슬라이딩시켜야 하는데, 이때 센터 샤프트(110)의 오른쪽에 결합되어 있는 조절수단(140':이를 '제2조절수단'이라 함)은 그 로크 너트(145')를 조절 너트(141')로부터 풀어서 조절 너트(141')가 센터 샤프트(110)의 나사산 가공부(111) 상에서 이동할 수 있도록 한다. 그리고는 센터 샤프트(110)의 왼쪽에 결합되어 있는 조절수단(140:이를 '제1조절수단'이라 함)을 이용하여 샤프트 패드(130)를 오른쪽으로 슬라이딩시킨다. 즉, 제1조절수단(140)의 로크 너트(145)를 조절 너트(141)로부터 결합 해제한 상태에서 조절 너트(141) 원주면 일부에 구비된 공구 삽입홈(141a)에 공구를 삽입하여 조절 너트(141)가 센터 샤프트(110)의 오른쪽으로 이동하는 방향으로 회전시키면, 조절 너트(141)가 센터 샤프트(110)의 나사산 가공부(111)를 따라 이동하게 된다. 이때, 조절 너트(141)에 스러스트 베어링(143)을 매개로 결합되어 있는 플레이트(142)가 조절 너트(141)와 함께 센터 샤프트(110)의 오른쪽으로 이동하면서 샤프트 패드(130)의 돌출벽(132)과 밀착된 상태로 샤프트 패드(130)를 오른쪽으로 밀게 된다. 그러면 샤프트 패드(130)의 제2경사부(131)가 가이드 블록(122)의 제1경사부(122a)를 타고 올라가면서 샤프트 패드(130)가 오른쪽으로 슬라이딩하여 더미 샤프트(100)의 외경이 증가하게 된다. 이렇게 더미 샤프트(100)의 외경이 원하는 치수로 결정이 되면, 제1조절수단(140)과 제2조절수단(140)의 로크 너트(145,145')를 조절 너트(141,141')와 결합시켜 더 이상 움직이지 않도록 한다.

다음으로, 더미 샤프트(100)의 외경을 감소시키기 위해서는, 위와 반대로 제1조절수단(140)과 제2조절수단(140)을 조작하면 된다.

한편, 샤프트 패드(130)의 외경 변화율은, 가이드 블록(122)의 제1경사부(122a) 및 샤프트 패드(130)의 제2경사부(131)가 갖는 기울기, 그리고 센터 샤프트(110)의 나사선 가공부(111)와 조절 너트(141,141')의 나선 피치에 따라 달라지며, 그 치수는 필요에 따라 적절히 설계하면 된다.

이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예로서 틸팅 패드 베어링에 적용되는 더미 샤프트에 의거하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 여러 종류의 축 결합 대상물에 적용이 가능하다.

도 1은 종래에 틸팅 패드 베어링에서 오일 간극을 구하기 위해 더미 샤프트를 결합한 모습을 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 외경 가변형 더미 샤프트가 틸팅 패드 베어링에 장착된 상태를 나타낸 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 외경 가변형 더미 샤프트의 바람직한 실시예를 나타낸 부분 단면의 정면도이다.

도 4는 도 3의 A-A선 단면도이다.

도 5는 본 발명의 외경 가변형 더미 샤프트를 구성하는 센터 샤프트와 센터 블록을 나타낸 사시도이다.

도 6은 도 5에서 가이드 블록이 더 결합된 상태를 나타낸 사시도이다.

도 7은 도 6에서 하나의 샤프트 패드가 주변 부품과 함께 결합되는 상태를 나타낸 사시도이다.

도 8은 본 발명의 외경 가변형 더미 샤프트를 구성하는 샤프트 패드의 내측을 나타낸 사시도이다.

도 9는 본 발명의 외경 가변형 더미 샤프트를 구성하는 선형 베어링 수단의 크로스 롤러 베어링을 나타낸 사시도이다.

도 10은 본 발명의 외경 가변형 더미 샤프트에 대한 부분 분해 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 더미 샤프트 110 : 센터 샤프트

111 : 나사산 가공부 120 : 블록

121 : 센터 블록 121a : 안착면

122 : 가이드 블록 122a : 제1경사부

122b : 테이퍼면 130 : 샤프트 패드

131 : 제2경사부 132 : 돌출벽

140,140' : 조절수단 141,141' : 조절 너트

142,142' : 플레이트 143,143' : 스러스트 베어링

144,144' : 연결부재 145,145' : 로크 너트

150 : 선형 베어링 수단 151 : 크로스 롤러 베어링

152 : 베어링 가이드 160 : 테이퍼 기브

200 : 틸팅 패드 베어링 210 : 패드

Claims (8)

1. 더미 샤프트가 결합될 대상물의 내경부를 관통하도록 상기 대상물에 결합되는 방향으로 길게 형성되며, 원주면에 나사산 가공부를 구비한 센터 샤프트;

   상기 센터 샤프트의 중간에 구비되며, 상·하·좌·우측에 각각 센터 샤프트의 전후 방향으로 경사진 제1경사부가 형성되어 있는 블록;

   상기 블록의 제1경사부에 대응하는 개수로 구비되어 상기 블록과 결합되며, 내측에는 상기 제1경사부와 대응하는 제2경사부를 구비하여 제1경사부를 따라 슬라이딩 가능하게 되고, 외측은 상기 대상물의 내경부와 일치하는 곡면으로 이루어진 샤프트 패드; 및

   상기 센트 샤프트의 나사산 가공부에 결합되면서 상기 샤프트 패드를 슬라이딩시켜 샤프트 패드의 외경을 변화시키는 조절수단을 포함하여 이루어진 외경 가변형 더미 샤프트.
2. 제1항에 있어서, 상기 블록은,

   상기 센터 샤프트와 일체로 이루어져 상·하·좌·우측에 각각 안착면을 구비한 센터 블록; 및

   상기 제1경사부를 가지며 상기 센터 블록의 안착면에 각각 결합되는 네 개의 가이드 블록들로 구성된 것을 특징으로 하는 외경 가변형 더미 샤프트.
3. 제2항에 있어서,

   상기 가이드 블록의 제1경사부와 상기 샤프트 패드의 제2경사부 사이에는 샤프트 패드를 가이드 블록에 센터 샤프트의 전후 방향을 따라 슬라이딩 결합되는 상태로 지지하는 선형 베어링 수단이 설치된 것을 특징으로 하는 외경 가변형 더미 샤프트.
4. 제3항에 있어서, 상기 선형 베어링 수단은,

   크로스형으로 엇갈려 일직선상으로 배열되는 다수의 롤러들을 가진 롤러 베어링; 및

   상기 롤러들을 크로스형으로 지지하는 'ㄱ'자형 단면의 직선형 홈을 구비하며 상기 가이드 블록의 제1경사부와 상기 샤프트 패드의 제2경사부에 각각 고정되는 한 쌍의 베어링 가이드를 포함하여 이루어진 크로스 롤러 베어링 수단인 것을 특징으로 하는 외경 가변형 더미 샤프트.
5. 제4항에 있어서,

   상기 가이드 블록에 전후 방향으로 테이퍼면이 형성되고, 이 테이퍼면과 상 기 가이드 블록에 고정되는 베어링 가이드 사이에 삽입되어 삽입 깊이에 따라 상기 한 쌍의 베어링 가이드 사이의 간극이 조절되도록 하는 테이퍼 기브가 설치된 것을 특징으로 하는 외경 가변형 더미 샤프트.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조절수단은,

   상기 센터 샤프트의 나사산 가공부에 체결되어 회전하면서 센터 샤프트의 전후 방향으로 이동하게 되는 조절 너트;

   상기 조절 너트의 외주측에 결합되어 상기 샤프트 패드와 밀착하게 되며, 조절 너트의 회전시 상기 센터 샤프트의 전후 방향으로 이동하면서 상기 샤프트 패드를 슬라이딩시키는 플레이트;

   상기 조절 너트와 상기 플레이트의 사이에 매개되어 조절 너트의 회전시 플레이트의 회전을 배제하는 스러스트 베어링; 및

   상기 조절 너트의 회전시 상기 플레이트가 센터 샤프트의 전후 방향으로 이동할 수 있도록 조절 너트와 플레이트를 연결하는 연결부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 외경 가변형 더미 샤프트.
7. 제6항에 있어서,

   상기 조절 너트의 외측에는 상기 센터 샤프트의 나사산 가공부에 체결되면서 조절 너트와 결합되어 조절 너트의 회전을 방지하는 로크 너트가 구비된 것을 특징으로 하는 외경 가변형 더미 샤프트.
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 샤프트 패드들 사이에는 실링 홈이 형성되고, 이 실링 홈에는 실링부재가 삽입된 것을 특징으로 하는 외경 가변형 더미 샤프트.

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