KR20100073746A - 부시베어링조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부시베어링조립체에 관한 것으로, 본 발명에 따른 부시베어링조립체는 축; 부시베어링; 및 보스를 포함하되, 상기 보스의 내부면에는 상기 축의 원주방향길이보다 축방향길이가 길도록 형성된 복수개의 보조윤활홈이 형성된다. 이에 따라, 윤활성이 향상되고, 수명을 연장시킬 수 있는 부시베어링조립체를 제공하는 기술을 개시하도록 한다.

부시, 베어링, 보스, 윤활

Description

부시베어링조립체{BUSH BEARING ASSEMBLY}

본 발명은 기계장치의 관절부에 사용되는 부시베어링조립체에 관한 것이다.

기계장치의 관절부에 사용되는 부시베어링은 축의 자중과 축에 걸리는 하중을 지지하면서 축과의 회전마찰을 최소화시키는 역할을 하는 기계요소이다. 이러한 부시베어링은 일반적으로 기계장치의 관절부에 마련된 보스에 의해 고정된다.

한편, 부시베어링에는, 축과의 회전마찰을 최소화시키기 위해 미끄럼 면에 윤활제가 코팅되어 있거나 윤활제를 저장할 수 있는 윤활홈이 가공되어 있다. 그런데, 윤활제가 코팅되어 있거나 윤활홈에 윤활제가 저장된 부시베어링은 장시간 작동됨에 따라 윤활제가 소모되어 유막부족현상이 나타나게 된다. 이때, 유막이 부족한 상태로 부시베어링이 작동되면, 축과 부시베어링은 회전마찰에 의해 마모량이 증가하게 되고 마찰열에 의해 축과 부시베어링 사이에는 시저(seizure)가 발생하게 된다.

따라서, 유막부족현상이 나타나지 않도록 부시베어링에 윤활제를 주기적으로 급지해주어야 하는데, 윤활제를 급지하는 작업은 번거로울뿐만 아니라 급지작업을 하는 동안 기계장치를 가동시키지 못하기 때문에 장치의 가동율 또한 떨어지는 문 제점이 있다.

이에 따라, 상기한 문제점을 해결하기 위해 다양한 기술이 시도되고 있는데, 그 하나의 방안으로 윤활제를 추가적으로 부시베어링에 공급할 수 있도록 부시베어링의 움직임을 지지하는 보스를 가공하는 기술이 제안되고 있다.

여기서, 윤활제를 추가적으로 부시베어링에 공급할 수 있도록 가공된 보스를 포함하는 종래의 부시베어링조립체를 도1 및 도2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도1 및 도2를 참조하면, 부시베어링조립체는 보스(100), 부시베어링(200), 축(300)을 포함한다. 보스(100)는 부시베어링(200)과 고정결합되어 부시베어링(200)의 움직임을 지지하고, 부시베어링(200)에는 축(300)이 회전가능하도록 삽입된다. 여기서, 부시베어링(200)의 내주면(S₁)과 외주면(S₂) 각각에는, 축(300)과의 회전마찰을 최소화시키기 위해 윤활제를 저장하는 윤활홈(201, 202)이 형성되어 있다.

한편, 부시베어링(200)에 형성된 윤활홈(201, 202)에 저장될 수 있는 윤활제의 양은 한계가 있어 부시베어링(200)이 장시간 작동될 경우 윤활홈(201, 202)에 저장된 윤활제가 점차 소모되면서 부시베어링(200)과 축(300) 사이에는 유막부족현상이 나타나게 된다. 따라서, 부시베어링(200)의 윤활홈(201, 202)에 저장된 윤활제가 소모되었을 경우 윤활제를 추가적으로 공급할 수 있도록 보스(100)의 내부면(S₃)에는 보조윤활홈(101)이 형성되어 있다. 즉, 부시베어링(200)의 외주면(S₂)과 접촉하는 보스(100)의 내부면(S₃)에는 축(300)의 원주방향(D)을 따라 1회 회전하여 링형상을 갖는 보조윤활홈(101)이 형성되어 있는 것이다.

그런데, 이러한 종래의 부시베어링조립체는 다음과 같은 문제점이 있다.

기계장치가 대형장비일 경우에는 관절부의 폭이 넓어지게 되는데, 이렇게 관절부의 폭이 넓어질 경우 부시베어링(200)의 길이 또한 길어지게 된다. 여기서, 부시베어링(200)의 길이가 길어질 경우 부시베어링(200)에 추가적인 윤활제를 효율적으로 공급하기 위해서는 보스(100)의 내부면(S₃)에 형성된 보조윤활홈(101)의 폭 또한 넓어져야 한다. 그런데, 보스(100)에 형성된 보조윤활홈(101)의 형태가 링형상일 경우에는 그 폭이 넓어짐에 따라 보스(100)와 부시베어링(200)의 직접적인 접촉면적이 줄어들어 보스(100)와 부시베어링(200)의 죔쇄량이 약해짐에 따라 부시베어링(200)이 이탈되는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기계장치가 대형화되어 부시베어링의 길이가 길어지더라도 부시베어링과 보스의 죔쇄량을 유지함과 동시에 추가적인 윤활제를 부시베어링에 공급할 수 있는 부시베어링조립체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 축; 상기 축을 수납하며, 축과 상대적인 회전운동을 하는 부시베어링; 및 상기 부시베어링이 삽입되어 움직임이 지지되는 보스;를 포함하되, 상기 부시베어링에는, 상기 축과 접촉하는 접촉면인 내주면에 윤활제를 저장하도록 형성된 내주면홈과 상기 부시베어링이 상기 보스와 접촉하는 접촉면인 외주면에 윤활제를 저장하도록 형성된 외주면홈이 서로 연통되도록 마련되고, 상기 보스와 상기 부시베어링의 외주면이 접촉하는 접촉면인 상기 보스의 내부면에는 상기 외주면홈과 연통되는 복수개의 보조윤활홈이 형성되며, 상기 보조윤활홈은 상기 축의 원주방향길이보다 축방향길이가 길도록 형성된 부시베어링조립체를 제공한다.

한편, 본 발명의 일례에 따르면, 상기 보스에는 외부의 윤활제를 상기 보조윤활홈으로 주입할 수 있도록 윤활제주입로가 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일례에 따르면, 상기 보조윤활홈은 누운 8자형으로 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 부시베어링조립체는 적어도 다음과 같은 효과가 있다.

보스의 내부면에 축의 원주방향길이보다 축방향길이가 긴 보조윤활홈이 형성되어 있기 때문에 부시베어링의 길이에 상관없이 부시베어링과 보스의 죔쇄량을 유지함과 동시에 추가적인 윤활제를 부시베어링에 공급할 수 있어 부시베어링조립체의 윤활성이 향상된다.

또한, 외부의 윤활제를 보조윤활홈으로 주입할 수 있도록 윤활제주입로가 보스에 형성되어 있기 때문에 부시베어링에 저장된 윤활제가 모두 소모되더라도 부시베어링과 축에 윤활제를 편리하게 공급할 수 있다.

또, 부시베어링조립체의 윤활성이 향상되고, 부시베어링과 축에 윤활제를 편리하게 공급할 수 있기 때문에 부시베어링과 축의 마모량이 최소화되어 부시베어링조립체의 전체적인 수명을 연장시킬 수 있다.

이하에서는 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 부시베어링조립체에 대해 도면을 참조하여 더 상세히 설명하도록 한다.

도3은 본 발명의 실시예에 따른 부시베어링조립체에 대한 단면도이다.

도3을 참조하면, 본 발명에 따른 부시베어링조립체는 축(400), 부시베어링(500), 보스(600)를 포함한다.

축(400)은 부시베어링(500)에 삽입되어 회전운동한다. 이때, 축(400)과 부시베어링(500)은 회전운동 이외에 좌우로 요동운동을 할 수도 있다. 또한, 축(400)과 부시베어링(500)은 서로 분리되어 회전운동하지만, 경우에 따라서는 일체가 되어 회전운동할 수도 있다.

부시베어링(500)은 축(400)을 수납하며, 축(400)과 상대적인 회전운동을 하는데, 이때, 부시베어링(500)의 내주면(S₄)과 외주면(S₅) 각각에는 윤활제를 저장하기 위한 윤활홈(501, 502)들이 형성되어 있다. 즉, 부시베어링(500)이 축(400)과 접촉하는 접촉면인 부시베어링(500)의 내주면(S₄)과 부시베어링(500)이 보스(600)와 접촉하는 접촉면인 부시베어링(500)의 외주면(S₅) 각각에는 윤활제를 저장하는 내주면홈(501)과 외주면홈(502)이 서로 연통(구체적으로는 부시베어링(500)에는, 부시베어링(500)의 내주면(S₄)에 형성된 내주면홈(501)과 외주면(S₅)에 형성된 외주면홈(502)을 연결시키는 통로(H)가 형성될 수 있음)되도록 형성되어 있는 것이다.

여기서, 내주면(S₄)에 형성된 내주면홈(501)은 부시베어링(500)과 축(400) 사이에 윤활제를 직접적으로 공급해주는 역할을 수행하며, 외주면(S₅)에 형성된 외주면홈(502)은 내주면홈(501)에 저장된 윤활제가 소모됐을 경우 내주면홈(501)에 윤활제를 공급해주는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 내주면(S₄)에 형성된 내주면홈(501)과 외주면(S₅)에 형성된 외주면홈(502)은 서로 연통되기만 하면 어떠한 형태 및 크기이든 무방하게 형성될 수 있으나. 부시베어링(500)에 가해지는 하중 등을 고려하여 형성시키는 것이 바람직하다. 또, 부시베어링(500)의 외주면(S₅)에 형성된 외주면홈(502)은 후술되는 보스(600)의 내부면(S₆)에 형성된 보조윤활홈(601)과 연통되는 것이 바람직한데, 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

보스(600)는 부시베어링(500)을 수용함과 동시에 부시베어링(500)과 고정결합되어 부시베어링(500)의 움직임을 지지한다. 이와 같은 보스(600)에는 그 내부면(S₆)에 복수개의 보조윤활홈(601)이 형성되어 있다. 즉, 부시베어링(500)에 형성된 내주면홈(501)과 외주면홈(502)에 저장된 윤활제가 소모되었을 경우 추가적으로 윤활제를 공급할 수 있도록, 보스(600)와 부시베어링(500)의 외주면(S₅)과 접촉하는 접촉면인 보스의 내부면(S₆)에는 복수개의 보조윤활홈(601, 도4 참조)이 형성되어 있는 것이다.

이러한, 복수개의 보조윤활홈(601)은 도4에 도시된 바와 같이 축(400)의 원주방향길이(a)보다 축방향길이(b)가 길도록 형성되는데, 이때, 축(400)의 원주방향길이(a)보다 축방향길이(b)가 길도록 형성되기만 하면 어떠한 형상이든 무방하나 바람직하게는 도5에 도시된 바와 같이 누운 8자형(∞)으로 형성되는 것이 좋다. 또한, 보조윤활홈(601)은 형성되는 개수가 특별히 한정되지는 않지만, 부시베어링(500)과의 죔쇄량 및 부시베어링조립체 전체적인 윤활성을 고려하여 6~10개 정도 로 형성될 수 있다. 참고적으로, 축(400)의 원주방향(A)이란 상기 축(400)이 회전하는 방향을 의미하며, 축방향(B)이란 상기 축(400)이 상기 부시베어링(500)에 삽입되는 방향을 의미한다.

여기서, 부시베어링(500)의 내주면(S₄)과 외주면(S₅)에 형성된 내주면홈(501)과 외주면홈(502)에 저장된 윤활제가 모두 소모될 경우 추가적인 윤활제를 내주면홈(501)과 외주면홈(502)에 공급할 수 있도록 복수개의 보조윤활홈(601)은 부시베어링(500)의 외주면(S₅)에 형성된 외주면홈(502)과 접촉 또는 연통되도록 형성될 수 있다. 이렇게 복수개의 보조윤활홈(601)이 부시베어링(500)의 외주면(S₅)에 형성된 외주면홈(502)과 접촉 또는 연통되도록 형성되면 보조윤활홈(601)에 저장된 윤활제는 부시베어링(500)의 외주면(S₅)에 형성된 외주면홈(502)으로 공급되고, 부시베어링(500)의 외주면(S₅)에 형성된 외주면홈(502)은 그 내주면(S₄)에 형성된 내주면홈(501)과 연통되어 있기 때문에 결과적으로 보스(600)의 보조윤활홈(601)에 저장된 윤활제는 부시베어링(500)과 축(400) 사이에 공급할 수 있게 된다.

또한, 보스(600)에 형성된 복수개의 보조윤활홈(601)은 축(400)의 원주방향길이(a)보다 축방향길이(b)가 길도록 형성되어 있기 때문에 부시베어링(500)이 사용된 기계장치가 대형화되어 부시베어링(500)의 길이가 길어지더라도 부시베어링(500)과의 죔쇄량을 유지함과 동시에 부시베어링(500)에 형성된 내주면홈(501)과 외주면홈(502)에 추가적인 윤활제를 공급할 수 있어 부시베어링조립체의 전체적인 윤활성을 향상시키는 효과를 가져오게 된다.

한편, 상기한 보스(600)에는 외부의 윤활제를 복수개의 보조윤활홈(601)으로 주입할 수 있도록 복수개의 보조윤활홈(601)과 연결된 윤활제주입로(L)가 형성될 수 있다. 즉. 보조윤활홈(601)에 저장된 윤활제 마저 모두 소모되었을 경우 부시베어링(500)에 형성된 내주면홈(501)과 외주면홈(502)에 윤활제를 급지해야하는데, 이때, 부시베어링(500)에 형성된 내주면홈(501)과 외주면홈(502)에 윤활제를 급지한 후 부시베어링조립체를 재사용하기 위해서는 부시베어링조립체를 분해 및 조립해야하는 번거로움이 따르게 된다.

그런데, 이와 같이 보스(600)에 형성된 윤활제주입로(L)를 통해 보조윤활홈(601)에 윤활제를 주입하면, 보조윤활홈(601)은 부시베어링(500)의 외주면(S₅)에 형성된 외주면홈(502)과 접촉 또는 연통되어 있고, 부시베어링(500)의 외주면(S₅)에 형성된 외주면홈(502)은 그 내주면(S₄)에 형성된 내주면홈(501)과 연통되어 있기 때문에 부시베어링조립체를 분해 및 조립하지 않아도 부시베어링(500)에 형성된 내주면홈(501)과 외주면홈(502)에 윤활제를 편리하게 급지할 수 있다. 여기서, 상기한 윤활제주입로(L)는 하나만 형성되어도 무방하지만 윤활제 주입시간을 단축시킬 수 있도록 두 개 이상 형성될 수도 있다.

참고적으로 도4 및 도5에는 보스(600)의 가공성을 편리하게 하기 위해 보스(600)의 중심부(C)는 주물처리되어, 도3에 도시된 바와 같이 두 개의 부시베어 링(500)이 사용되고 있지만, 전체적인 부시베어링조립체의 구조는 도3으로 한정되지 않는다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 부시베어링조립체에 사용되는 윤활제는, 윤활유 이외에 윤활유와 동일한 효과를 낼 수 있는 Graphite, MoS₂, WS₂, Wax, Polymer, Resin 등의 고체윤활제를 사용할 수 있다.

또, 본 발명의 실시 예에 따른 부시베어링는 일반 시장에서 사용되고 있는 축(400), 부시베어링(500), 보스(600)로 구성된 모든 조립체 제품에 적용가능하다.

여기서, 축(400)으로 사용되는 제품으로는, 일반적인 탄소강, 합금강, 구조용강, 봉강 등에 침탄열처리, 고주파열처리, 담금질처리, 스팀열처리, 질화열처리, 복합열처리등의 강화열처리를 실시한 제품과, 여기에 Cr도금, 산화피막, MoS₂, 복합도금과 같은 윤활코팅을 한 제품을 사용할 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.

부시베어링(500)은 소결체, 주강, 주철, 탄소강, 합금강, 구조용강, 봉강, 강판, 비철합금, 특수합금 등으로 제조된 제품에 필요에 따라 강화열처리 및 윤활코팅을 한 제품을 사용할 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다. 보스(600)는 각각의 기계장치 구조와 사용조건에 적합한 제품을 사용한다.

이상과 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면 및 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.

도1은 종래의 부시베어링조립체에 대한 단면도이다.

도2는 종래의 부시베어링조립체에 사용된 보스에 대한 단면도이다.

도3은 본 발명의 실시예에 따른 부시베어링조립체에 대한 단면도이다.

도4 및 5는 본 발명의 실시예에 따른 부시베어링조립체에 사용된 보스에 대한 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100, 600 : 보스

200, 500 : 부시베어링

300, 400 : 축

Claims (3)

1. 축(400);

   상기 축을 수납하며, 축과 상대적인 회전운동을 하는 부시베어링(500); 및

   상기 부시베어링(500)이 삽입되어 움직임이 지지되는 보스(600);를 포함하되,

   상기 부시베어링에는, 상기 축과 접촉하는 접촉면인 내주면에 윤활제를 저장하도록 형성된 내주면홈(501)과 상기 부시베어링이 상기 보스와 접촉하는 접촉면인 외주면에 윤활제를 저장하도록 형성된 외주면홈(502)이 서로 연통되도록 마련되고,

   상기 보스(600)와 상기 부시베어링(500)의 외주면이 접촉하는 접촉면인 상기 보스의 내부면에는 상기 외주면홈과(502) 연통되는 복수개의 보조윤활홈(601)이 형성되며,

   상기 보조윤활홈(601)은 상기 축의 원주방향길이(a)보다 축방향길이(b)가 길도록 형성된 것을 특징으로 하는 부시베어링조립체.
2. 제1항에 있어서,

   상기 보스(600)에는 외부의 윤활제를 상기 보조윤활홈(601)으로 주입할 수 있도록 윤활제주입로(L)가 형성된 것을 특징으로 하는 부시베어링조립체.
3. 제1항에 있어서,

   상기 보조윤활홈(601)은 누운 8자형인 것을 특징으로 하는 부시베어링조립체.

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