KR20120062083A - 슬라이딩 베어링용 부시 베어링 - Google Patents

Abstract

본 발명의 슬라이딩 베어링용 부시 베어링에 관한 것으로써, 더욱 구체적으로는 오일 유동홈과 몸체부의 내주면 간의 경계 부위에 형성되는 모서리로 인한 상대물의 손상 발생을 방지할 수 있도록 하고, 상기 오일 유동홈의 전체적인 형상을 최적화하여 이물질의 제거는 원활히 이루어질 수 있도록 하면서도 면압의 취약화가 방지될 수 있도록 하며, 조립 공차에 의한 불가피한 변형이 최소화될 수 있도록 한 새로운 형태의 오일 유동홈 구조를 가지는 슬라이딩 베어링용 부시 베어링을 제공하고자 한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 양단이 관통되고 내부가 빈 원통형의 몸체부; 상기 몸체부의 내주면에 요입 형성되면서 오일의 유동을 위한 영역으로 제공되는 오일 유동홈; 그리고, 상기 오일 유동홈과 상기 몸체부의 내주면 간이 만나는 경계 부위에 형성되며, 서로 간의 경계로 인한 날카로운 모서리의 발생이 방지되도록 해당 부위를 라운드지게 형성하여 이루어진 라운드부:를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 슬라이딩 베어링용 부시 베어링가 제공된다.

Description

슬라이딩 베어링용 부시 베어링{bush bearing of sliding bearing}

본 발명은 슬라이딩 베어링에 관한 것으로써, 더욱 구체적으로는 슬라이딩 베어링을 이루는 부시 베어링의 내주면에 형성된 그루브와의 경계 부위 및 각 그루브 간의 교차 지점에서 발생되는 날카로운 모서리로 인해 슬라이딩 베어링을 이루는 샤프트의 손상 발생이 야기됨을 방지하면서도 면압은 적정 범위로 유지될 수 있도록 한 새로운 구조의 슬라이딩 부시 베어링용 부시 베어링에 관한 것이다.

일반적으로 슬라이딩 베어링은 산업기계나 건설기계의 샤프트 회전부에 주로 사용되며, 샤프트와 부시 베어링을 포함하여 구성된다.

전술한 슬라이딩 베어링은 그 사용 장소에 대한 특징으로 인해 모래 또는, 미세한 광물질의 혼합물 및 해수와 같은 열악한 특수환경을 고려하여 내마모성, 내식성 등이 우수해야 한다.

이에 따라, 상기 부시 베어링은 열처리를 통해 내, 외경의 경도를 높일 수 있는 탄소강을 주소재로 사용함으로써, 상기 샤프트와 상기 부시 베어링 사이로 유입되는 유해물질로부터 내마모성 및 내식성을 가질 수 있도록 구성된다.

첨부된 도 1 및 도 2는 종래 일반적인 부시 베어링을 나타내고 있으며, 이를 통해 알 수 있듯이 일반적인 부시 베어링(10)의 내주면에는 오일 유동홈(20)이 요입 형성되어, 상기 오일 유동홈(20) 내로 오일이 제공되도록 함으로써 상기 샤프트(도시는 생략됨)와의 접촉에 따른 마모가 방지될 수 있도록 하고 있다.

종래에는 상기한 오일 유동홈의 다양한 구조적 변경을 통해 각종 윤활성 및 내구성의 향상을 이룰 수 있도록 하고 있으며, 이에 대하여는 등록실용신안공보 제20-0153468호, 공개특허공보 제10-2006-0035557호, 등록특허공보 제10-0583658호, 공개특허공보 제10-1993-13508호, 등록특허공보 제10-0814476호 등에도 개시된 바와 같다.

하지만, 상기한 바와 같은 종래의 부시 베이링(10)에 형성되는 오일 유동홈(20)은 상기 부시 베어링(10)의 내표면과의 경계 부위에 날카로운 모서리(edge) 부위를 가짐과 더불어 각 오일 유동홈(20) 간의 교차 부위에서도 날카로운 모서리 부위가 형성되기 때문에 상기한 모서리 부위로 인한 상대물 즉, 샤프트의 외표면에 손상을 야기하였던 문제점이 있었다.

또한, 전술된 종래의 부시 베어링(10)에 사용되는 오일 유동홈(20)은 단지 오일의 원활한 유동을 그 목적으로 제공되기 때문에 부시 베어링(10)과 샤프트 간에 적용되는 하중 특히, 면압의 고려는 거의 이루어지지 못하였고, 이로 인한 면압의 취약화로 인해 안정적인 동작이 어려울 뿐 아니라 수명의 저하가 야기될 수밖에 없다는 단점을 가진다.

본 발명은 전술한 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 오일 유동홈과 몸체부의 내주면 간의 경계 부위에 형성되는 모서리로 인한 상대물의 손상 발생을 방지할 수 있도록 하고, 상기 오일 유동홈의 전체적인 형상을 최적화하여 이물질의 제거는 원활히 이루어질 수 있도록 하면서도 면압의 취약화가 방지될 수 있도록 하며, 조립 공차에 의한 불가피한 변형이 최소화될 수 있도록 한 새로운 형태의 오일 유동홈 구조를 가지는 슬라이딩 베어링용 부시 베어링을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 슬라이딩 베어링용 부시 베어링에 따르면 양단이 관통되고 내부가 빈 원통형의 몸체부; 상기 몸체부의 내주면에 요입 형성되면서 오일의 유동을 위한 영역으로 제공되는 오일 유동홈; 그리고, 상기 오일 유동홈과 상기 몸체부의 내주면 간이 만나는 경계 부위에 형성되며, 서로 간의 경계로 인한 날카로운 모서리의 발생이 방지되도록 해당 부위를 라운드지게 형성하여 이루어진 라운드부:를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 오일 유동홈은 상기 몸체부 내의 일측 끝단으로부터 타측 끝단에 이르기까지 시계 방향의 순방향 나선을 이루는 순방향 나선 그루브와, 상기 몸체부 내의 일측 끝단으로부터 타측 끝단에 이르기까지 반시계 방향의 역방향 나선을 이루는 역방향 나선 그루브를 포함하여 형성되고, 상기 라운드부는 상기 순방향 나선 그루브 및 역방향 나선 그루브 간의 교차되는 부위에도 형성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 오일 유동홈 및 라운드부가 이루는 부위를 제외한 나머지 부위의 단면적은 상기 몸체부의 내주면이 이루는 총 단면적의 50?85% 범위를 이루도록 형성됨을 특징으로 한다.

이와 함께, 상기 라운드부는 상기 오일 유동홈이 이루는 폭의 5?15% 범위의 폭을 갖도록 형성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 오일 유동홈은 상기 몸체부의 두께에 비해 2?15% 범위의 요입 깊이를 이루도록 형성됨을 특징으로 한다.

이상에서 설명된 바와 같은 본 발명의 부시 베어링은 서로 상반되는 방향성을 지닌 각 나선 그루브 간의 교차점이나 오일 유동홈 및 몸체부 내주면 간의 경계 부위에서 형성되는 예리한 상태의 모서리가 제거되도록 라운드부를 형성함으로써 상기한 모서리로 인한 상대물의 손상 야기가 방지될 수 있다는 효과를 가진다.

이와 함께, 본 발명의 부시 베어링은 오일 유동홈 및 라운드부가 이루는 부위를 제외한 나머지 부위의 단면적이 몸체부의 내주면이 이루는 총 단면적의 50?85% 범위를 이루도록 함으로써 부시 베어링에 걸리는 하중에 대한 적정 면압이 유지될 수 있게 된 효과를 가진다.

또한, 본 발명의 부시 베어링은 오일 유동홈의 깊이를 몸체부의 두께 대비 2~15% 범위로 이루도록 함으로써 오일 및 이물질의 유동은 원활히 이루어질 수 있도록 하면서도 열처리 작업이나 조립시의 조립 공차에 의한 불가피한 변형을 최소화하여 국부적인 마모 및 상대물의 손상을 방지할 수 있게 된 효과를 가진다.

도 1은 종래 일반적인 슬라이딩 베어링용 부시 베어링을 설명하기 위해 나타낸 요부 절개 사시도
도 2는 종래 일반적인 슬라이딩 베어링용 부시 베어링의 내부 구조를 설명하기 위해 나타낸 단면도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩 베어링용 부시 베어링을 설명하기 위해 나타낸 요부 절개 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩 베어링용 부시 베어링의 내부 구조를 설명하기 위해 나타낸 단면도
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬라이딩 베어링용 부시 베어링을 설명하기 위해 나타낸 사시도
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬라이딩 베어링용 부시 베어링의 내부 구조를 설명하기 위해 나타낸 단면도
도 7은 도 6의 “A”부분에 대한 확대도

이하, 본 발명의 슬라이딩 베어링용 부시 베어링에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 3 내지 도 7을 참조하여 설명하도록 한다.

첨부된 도 3 내지 도 6에서는 본 발명의 실시예에 따른 슬라이딩 베어링용 부시 베어링의 외관 구조 및 내부 구조가 도시되고 있다.

이를 토대로 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 슬라이딩 베어링용 부시 베어링은 크게 몸체부(100)와, 오일 유동홈(200) 및 라운드부(300)를 포함하여 구성된다.

이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하도록 한다.

먼저, 상기 몸체부(100)는 부시 베어링의 몸체를 이루는 부위로써, 양단이 관통되고 내부가 빈 원통형으로 형성된다.

이때, 상기한 몸체부(100)의 내부로는 슬라이딩 베어링을 구성하는 샤프트(도시는 생략됨)가 관통 결합된다.

다음으로, 상기 오일 유동홈(200)은 상기 몸체부(100)의 내주면으로 제공된 오일의 유동을 안내함과 더불어 이물질의 유출을 안내하기 위한 일련의 구성으로써, 상기 몸체부(100)의 내주면을 따라 요입 형성된다.

상기한 바와 같은 오일 유동홈(200)은 다양하게 형성될 수 있다.

예컨대, 첨부된 도 3 및 도 4와 같이 “X”형 및 “O”형의 조합으로도 형성될 수 있고, 도시하지 않았지만, 격자형으로 형성될 수도 있으며, 첨부된 도 5 및 도 6과 같이 나선형으로도 형성될 수 있다.

특히, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 상기한 오일 유동홈(200)이 나선형을 이루도록 형성되되, 순방향의 나선 및 역방향의 나선이 공존되는 형태로 구성됨을 그 실시예로 제시한다.

즉, 첨부된 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 상기 오일 유동홈(200)은 순방향 나선 그루브(210) 및 역방향 나선 그루브(220)를 포함하여 구성됨을 그 실시예로 한다.

이러한 구조는 샤프트의 회전 방향에 따라 오일이 원활히 흐를 수 있도록 함으로써 이물질의 배출이 더욱 용이하게 이루어질 수 있도록 하기 위함으로써, 샤프트의 회전 방향과 상관없이 항상 원활한 오일의 흐름이 이루어질 수 있도록 함과 더불어 원활한 이물질의 배출이 이루어질 수 있도록 한 것이다.

이때, 상기 순방향 나선 그루브(210)는 슬라이딩 베어링을 이루는 샤프트가 순방향으로 회전될 경우 해당 방향으로의 오일 흐름이 원활히 이루어질 수 있도록 안내하면서 해당 방향으로의 이물질이 원활히 배출될 수 있도록 안내하는 부위로써, 상기 몸체부(100)의 내주면에 순방향 나선을 이루면서 형성된다.

이와 함께, 상기 역방향 나선 그루브(220)는 슬라이딩 베어링을 이루는 샤프트가 역방향으로 회전될 경우 해당 방향으로의 오일 흐름이 원활히 이루어질 수 있도록 안내하면서 해당 방향으로의 이물질이 원활히 배출될 수 있도록 안내하는 부위로써, 상기 몸체부(100)의 내주면에 역방향 나선을 이루면서 형성된다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 첨부된 도 7과 같이 상기한 오일 유동홈(200)이 상기 몸체부(100)가 이루는 두께(T)에 비해 2?15% 범위의 요입 깊이(D)를 이루도록 형성됨을 제시한다.

이러한 구조는 이물질의 배출은 원활히 이루어질 수 있도록 하면서도 조립 공차에 의한 불가피한 부시 베어링의 국부적인 변형을 최소화하기 위함이다.

즉, 상기한 오일 유동홈(200)의 요입 깊이(D)가 상기 몸체부(100)가 이루는 두께(T)에 비해 2% 미만일 경우는 오일의 유동이 원활히 이루어지지 못함과 더불어 각종 이물질의 배출 역시 원활히 이루어지지 못하여 샤프트에의 손상을 야기하는 문제점을 가지게 되고, 상기한 오일 유동홈(200)의 요입 깊이(D)가 상기 몸체부(100)가 이루는 두께(T)에 비해 15%를 초과할 경우에는 조립시 발생할 수 있는 국부적인 변형 및 고온에서 이루어지는 열처리 공정에서의 많은 변형을 야기시킨다는 문제점을 가진다.

물론, 상기한 오일 유동홈(200)의 요입 깊이(D)는 부시 베어링의 구경에 따라 최적의 범위가 달라질 수도 있다. 예컨대, 일반적인 부시 베어링 중 상대적으로 소구경에 속하는 부시 베어링의 경우는 상기 오일 유동홈(200)의 요입 깊이(D)가 2~8% 사이의 범위를 이루도록 하고, 상대적으로 대구경에 속하는 부시 베어링의 경우는 상기 오일 유동홈(200)의 요입 깊이(D)가 5~15% 사이의 범위를 이루도록 함이 더욱 바람직하다.

다음으로, 상기 라운드부(300)는 상기 오일 유동홈(200)의 형성에 의해 발생되는 몸체부(100) 내주면과의 경계 부위에 대한 각도를 최대한 크게 함으로써 상기 경계 부위의 각도가 좁음에 따라 형성되는 날카로운 모서리 부위가 제거될 수 있도록 하는 일련의 구조이다.

즉, 상기 오일 유동홈(200)을 몸체부(100)의 내주면에 형성할 경우 상기 오일 유동홈(200)과 상기 몸체부(100)의 내주면 간의 경계 부위에는 날카로운 상태의 모서리 부위가 생성되며, 이렇게 생성되는 모서리 부위는 부시 베어링의 상대물인 샤프트의 둘레면에 미세한 흠집을 생성하는 역할을 함으로써 샤프트의 손상을 야기하는 원인이 되었던 것이다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 상기 오일 유동홈(200)과 상기 몸체부(100)의 내주면 간이 만나는 경계 부위에 대한 각도가 최대한 클 수 있도록 라운드부(300)를 추가로 형성함으로써 상기 경계부위에의 날카로운 모서리 발생이 방지되도록 한 것이다.

물론, 상기한 오일 유동홈(200)과 몸체부(100)의 내주면 간이 만나는 경계 부위를 모따기함으로써 상기 경계 부위의 각도가 커지도록 할 수도 있지만, 이의 경우에도 상기한 모따기 부위의 경계가 날카롭게 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 상기한 경계 부위를 라운드지게 형성한 라운드부(300)로 구성함으로써 날카로운 모서리 부위가 거의 없도록 한 것이다.

물론, 상기한 라운드부(300)에 의한 경계 부위의 각도는 최대한 크면 클수록 날카로운 부위가 제거될 수 있기 때문에 좋지만, 상기 라운드부(300)의 곡률 반경을 과도하게 키우게 되면 상기 몸체부(100)의 내주면과 샤프트 간의 접촉 면적이 줄어들게 되어 면압이 높아지는 문제점이 야기될 수 있고, 이로 인한 동작 불량 및 샤프트의 손상이 야기될 수 있다는 문제점이 야기될 수 있다.

따라서, 오일 유동홈(200)과 상기 라운드부(300)가 이루는 오일이 유동될 수 있는 면적은 상기 면압이 고려된 면적을 이루도록 함이 바람직하며, 이로 인해 본 발명의 실시예에서는 전술한 오일 유동홈(200)과 상기 라운드부(300)가 이루는 부위를 제외한 나머지 부위의 단면적이 상기 몸체부(100)의 내주면이 이루는 총 단면적의 50?85% 범위의 단면적을 갖도록 형성됨을 제시한다.

이러한 구조는 상기 오일 유동홈(200) 및 라운드부(100)에 의한 오일 유동을 위한 부위를 제외한 나머지 부위의 단면적이 상기 몸체부(100)의 내주면이 이루는 총 단면적의 50% 미만일 경우 과도한 유로로 인해 건설 장비의 작업 중에 발생되는 충격 하중 및 정 하중을 견디기 어려워 부시 베어링의 손상 발생이 야기되고, 상기 오일 유동홈(200) 및 라운드부(100)에 의한 오일 유동을 위한 부위를 제외한 나머지 부위의 단면적이 상기 몸체부(100)의 내주면이 이루는 총 단면적의 85%를 초과할 경우에는 부족한 오일양으로 인해 동작이 원활히 이루어지지 못한다는 단점이 있기 때문이다.

물론, 상기한 오일 유동홈(200) 및 라운드부(100)에 의한 오일 유동을 위한 단면적은 부시 베어링의 구경에 따라 최적의 범위가 달라질 수도 있다. 예컨대, 일반적인 부시 베어링 중 상대적으로 소구경에 속하는 부시 베어링의 경우는 오일 유동홈(200) 및 라운드부(100)에 의한 오일 유동을 위한 단면적을 제외한 나머지 단면적이 상기 몸체부(100)의 내주면이 이루는 단면적의 50~70% 사이의 범위를 이루도록 함이 바람직하고, 상대적으로 대구경에 속하는 부시 베어링의 경우는 오일 유동홈(200) 및 라운드부(100)에 의한 오일 유동을 위한 단면적을 제외한 나머지 단면적이 상기 몸체부(100)의 내주면이 이루는 단면적의 65~85% 사이의 범위를 이루도록 함이 바람직하다.

특히, 본 발명의 실시예에서는 상기한 라운드부(300)의 폭(W1)이 상기 오일 유동홈(200)이 이루는 폭(W2)의 5?15% 범위의 폭을 갖도록 형성됨을 제시한다.

이러한 구조는, 날카로운 모서리 부위의 최대한 제거될 수 있도록 하면서도 충격 하중 및 정하중을 이겨낼 수 있는 적정 면압을 유지할 수 있도록 하기 위함이다.

만일, 상기한 라운드부(300)의 폭(W1)이 상기 오일 유동홈(200)의 폭(W2)의 5% 이하일 경우에는 날카로운 모서리 부위가 잔존하게 되어 해당 모서리 부위로 인한 상대물(샤프트)의 손상이 야기될 우려가 있고, 상기 라운드부(300)의 폭(W1)이 상기 오일 유동홈(200)의 폭(W2)의 15%를 초과할 경우에는 건설 장비의 작업 중에 발생되는 충격 하중 및 정 하중을 견딜 수 있을 정도의 적정 면압 유지에 어려움이 있다는 단점을 가지기 때문에 전술된 범위의 폭을 갖도록 형성됨이 가장 바람직하다.

이와 함께, 본 발명의 실시예에서는 상기한 라운드부(300)가 전술된 오일 유동홈(200)과 몸체부(100) 내주면 간의 경계 부위뿐만 아니라 상기 오일 유동홈(200)을 이루는 각 나선 그루브(210,220) 간의 교차 지점에도 형성됨을 추가로 제시한다.

즉, 순방향 나선 그루브(210)와 역방향 나선 그루브(220) 간은 교차 지점에서는 날카로운 모서리 부위가 생성됨과 더불어 이 교차 지점의 급격한 각도 변경으로 인해 각 나선 그루브(210,220)를 따라 유동하면서 배출되던 이물질의 끼임이 발생될 수 있기 때문에 상기한 각 그루브(210,220) 간의 교차 지점에 형성되는 각 모서리 부위에도 라운드부(300)가 형성되도록 하여 해당 부위에 대한 날카로운 모서리가 제거될 수 있도록 하고, 이로 인해 해당 부위로 인한 샤프트의 표면 손상이 방지될 수 있도록 하면서도 이물질의 배출은 원활히 이루어질 수 있도록 한 것이다.

결국, 전술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 부시 베어링은 서로 상반되는 방향성을 지닌 각 나선 그루브(210,220) 간의 교차점이나 오일 유동홈(200) 및 몸체부(100) 내주면 간의 경계 부위에서 형성되는 예리한 상태의 모서리가 제거되도록 라운드부(300)를 형성함으로써 상기한 모서리로 인한 상대물의 손상 야기가 방지될 수 있게 된다.

이와 함께, 본 발명의 부시 베어링은 오일 유동홈(200) 및 라운드부(300)의 단면적을 제외한 나머지 단면적이 몸체부(100)의 내주면이 이루는 총 단면적의 50?85% 범위를 이루도록 함으로써 부시 베어링에 걸리는 하중에 대한 적정 면압이 유지될 수 있게 된 장점을 가진다.

또한, 본 발명의 부시 베어링은 오일 유동홈(200)의 깊이(D)를 몸체부(100)의 두께(T) 대비 2~15% 범위로 이루도록 함으로써 오일 및 이물질의 유동은 원활히 이루어질 수 있도록 하면서도 열처리 작업이나 조립시의 조립 공차에 의한 불가피한 변형을 최소화하여 국부적인 마모 및 상대물의 손상을 방지할 수 있게 된 장점을 가진다.

100. 몸체부 200. 오일 유동홈
210. 순방향 나선 그루브 220. 역방향 나선 그루브
300. 라운드부

Claims (5)

1. 양단이 관통되고 내부가 빈 원통형의 몸체부;
   상기 몸체부의 내주면에 요입 형성되면서 오일의 유동을 위한 영역으로 제공되는 오일 유동홈; 그리고,
   상기 오일 유동홈과 상기 몸체부의 내주면 간이 만나는 경계 부위에 형성되며, 서로 간의 경계로 인한 날카로운 모서리의 발생이 방지되도록 해당 부위를 라운드지게 형성하여 이루어진 라운드부:를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 슬라이딩 베어링용 부시 베어링.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 오일 유동홈은 상기 몸체부 내의 일측 끝단으로부터 타측 끝단에 이르기까지 시계 방향의 순방향 나선을 이루는 순방향 나선 그루브와, 상기 몸체부 내의 일측 끝단으로부터 타측 끝단에 이르기까지 반시계 방향의 역방향 나선을 이루는 역방향 나선 그루브를 포함하여 형성되고,
   상기 라운드부는 상기 순방향 나선 그루브 및 역방향 나선 그루브 간의 교차되는 부위에도 형성됨을 특징으로 하는 슬라이딩 베어링용 부시 베어링.
3. 제 1 항 또는, 제 2 항에 있어서,
   상기 오일 유동홈 및 라운드부가 이루는 부위를 제외한 나머지 부위의 단면적은 상기 몸체부의 내주면이 이루는 총 단면적의 50?85% 범위를 이루도록 형성됨을 특징으로 하는 슬라이딩 베어링용 부시 베어링.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 라운드부는 상기 오일 유동홈이 이루는 폭의 5?15% 범위의 폭을 갖도록 형성됨을 특징으로 하는 슬라이딩 베어링용 부시 베어링.
5. 제 1 항 또는, 제 2 항에 있어서,
   상기 오일 유동홈은 상기 몸체부의 두께에 비해 2?15% 범위의 요입 깊이를 이루도록 형성됨을 특징으로 하는 슬라이딩 베어링용 부시 베어링.

Images