KR20120062141A - 부시 베어링 - Google Patents

Abstract

발명은 슬라이딩 베어링에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 내주면에 오일 그루브가 형성된 부시 베어링에 관한 것이다.
본 발명은 교차점에서 예리한 에지부가 형성되어 상대물의 파손 가능성이 있는 나선형 그루브를 대체할 수 있는 축과 평행한 오일 그루브를 구비하는 부시 베어링을 제공하는 것을 목적으로 한다.

Description

부시 베어링{BUSH BEARING}

본 발명은 슬라이딩 베어링에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 내주면에 오일 그루브가 형성된 부시 베어링에 관한 것이다.

일반적으로 슬라이딩 베어링은 산업기계나 건설기계의 축 회전부에 주로 사용되며, 축과 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 축과 상기 부시 베어링 사이로 유입되는 유해물질로부터 내마모성 및 내식성을 가질 수 있도록 구성된다.

하지만, 기존의 침탄 경화 베어링의 경도는 높으나 마찰면에 모래입자인 규사와 같은 침탄경화 베어링의 표면 경도보다 높은 유해물질이나 금속가루가 회전 마찰면으로 유입되었을 경우에는 그 유해물질로 인해 마모가 발생 될 수 있다.

특히, 기존의 부시 베어링은 그 내주면에 형성된 오일 유동홈(10)이 첨부된 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 급격한 각도로 교차되는 “X”자 형태 혹은, “X”자 형태와 “○”자 형태의 조합으로 형성되기 때문에 유해물질의 배출이 원활히 이루어지지 못하였으며, 이로 인해 부시 베어링의 내주면 혹은, 축의 외주면에 대한 마모가 발생된 것이다.

또한, 상기한 유해물질의 열화가 이루어질 경우 해당 부위에 더욱 고착됨으로써 접촉 마찰면을 손상시켜, 내구성을 크게 떨어뜨리는 단점이 있으며, 고주파 경화 베어링의 조직은 내식성에 약한 마르텐사이트 조직으로 이루어져 있으므로 하수 또는, 해수가 있는 작업환경에서는 내식성이 크게 떨어질 수밖에 없었던 문제점이 있다.

또한, 전술한 기존의 슬라이딩 베어링은 첨부된 도 1 및 도 2와 같이 축과 부시 베어링 간의 접촉면적(오일 유동홈이 형성되지 않은 부위)이 컸기 때문에 면 접촉력이 클 수밖에 없었고, 이로 인해 마찰계수가 높아 원활한 슬라이딩이 어려웠던 문제점이 있다.

본 발명은 교차점에서 예리한 에지부가 형성되어 상대물의 파손 가능성이 있는 오일 그루브를 대체할 수 있는 축과 평행한 오일 그루브를 구비하는 부시 베어링을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 부시 베어링에 걸리는 하중, 면압을 충분히 견딜 수 있는 형상의 부시 베어링을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 오일 그루브가 오일을 배출하지 않고 그루브 내에 오일을 충분히 머금고 있어 상대물의 표면을 고르게 윤활할 수 있는 부시 베어링을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 중공의 원통형 몸체 및 몸체의 내주에 몸체의 축방향을 따라 복수 개 형성된 오일 그루브를 포함하는 것을 특징으로 하는 부시 베어링을 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 오일 그루브의 축방향 길이는 몸체의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 부시 베어링을 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 몸체의 외주부터 내주까지 관통하며 오일을 유입하는 오일 유입홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부시 베어링을 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 오일 유입홀을 포함하며, 몸체의 내주를 따라 형성되는 오일 분배 그루브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부시 베어링을 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 몸체의 내주면은 그루브가 형성되지 않은 면의 면적이 전체 내주면 면적의 50 ~ 85%인 것을 특징으로 하는 부시 베어링을 제공한다.

또한 본 발명은, 중공의 원통형 몸체 및 몸체의 내주에 몸체의 원주 방향을 따라 복수 개 형성된 오일 그루브를 포함하는 것을 특징으로 하는 부시 베어링을 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 오일 그루브는, 원주 방향의 동일 직선 상에 원주의 길이보다 짧은 오일 그루브가 복수 개 형성된 것을 특징으로 하는 부시 베어링을 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 몸체의 내주에 축 방향을 따라 형성되며, 오일 그루브 간에 오일이 분배되도록 오일 그루브를 연결시켜주는 오일 분배 그루브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부시 베어링을 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 오일 분배 그루브는 몸체의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 부시 베어링을 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 몸체의 외주부터 내주까지 관통하며 오일을 유입하는 오일 유입홀;을 더 포함하며, 오일 유입홀은 오일 분배 그루브에 형성되는 것을 특징으로 하는 부시 베어링을 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 몸체의 내주면은 그루브가 형성되지 않은 면의 면적이 전체 내주면 면적의 50 ~ 85%인 것을 특징으로 하는 부시 베어링을 제공한다.

본 발명이 제공하는 부시 베어링은 오일 그루브를 형성하면서 에지부를 없앰으로써, 축과 같은 상대물의 표면을 긁거나 파손할 가능성을 낮췄다.

또한 본 발명이 제공하는 부시 베어링은, 오일 그루브의 면적과, 오일 그루브가 형성되지 않은 면의 면적을 적정한 비율로 조정함으로써, 베어링에 걸리는 하중, 면압을 버틸 수 있으면서도 효과적으로 윤활 기능을 수행할 수 있다.

또한 본 발명이 제공하는 부시 베어링은, 오일 그루브가 부시 베어링의 몸체의 길이에 비해 짧게 형성됨으로써, 오일 그루브에 유입된 오일이 외부로 쉽게 빠져나가지 않고, 오일 그루브 안에 머물게 됨으로써 상대물의 표면에 오일을 고루 묻혀 윤활할 수 있다.

또한 본 발명이 제공하는 부시 베어링은, 오일 그루브가 사선 방향으로 형성된 것이 아니라 축 방향으로 형성됨으로써, 실 사용 조건, 잦은 움직임 중에도 오일이 한쪽 방향으로 집중되는 것을 방지할 수 있다.

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 부시 베어링을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 부시 베어링을 도시한 도면,
도 4 및 도 5는 본 발명의 제2 및 제3 실시예에 따른 부시 베어링을 도시한 도면
도 6 내지 도 8은 본 발명의 제4 내지 제 6 실시예에 따른 부시 베어링을 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 제7 실시예에 따른 부시 베어링을 도시한 도면,
도 10는 본 발명의 제8 실시예에 따른 부시 베어링을 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 제9 실시예에 따른 부시 베어링을 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 부시 베어링을 도시한 도면이다. 부시 베어링은 원통형의 몸체(100)를 구비하며, 몸체(100)의 내주면에, 몸체(100)의 축 방향과 평행한 방향으로 복수 개 형성된 오일 그루브(110)를 구비한다. 오일 그루브(110)는 오일과 함께 유입된 이물질이나, 축 등의 상대물과의 상대운동에서 발생한 유해물질의 배출이 중요한 사용환경에서 사용될 경우, 몸체(100)의 양 끝단까지 연장되어 이물질 및 유해물질이 오일과 함께 배출되도록 할 수 있다. 그러나, 유해물질의 배출보다, 원활한 운동을 위해 윤활이 더 중요한 요소로 취급되는 환경에서 사용될 경우, 오일이 오일 그루브(110)의 양 끝단으로 배출되어 소진되는 것을 막기 위해 오일 그루브(110)의 양 끝단이 막혀있으며 몸체(100)의 길이보다 짧게 형성된다.

한편 몸체(100)는 오일 유입홀(120)과 오일 분배 그루브(130)를 포함한다. 오일 유입홀(120)은 몸체(100)의 외주로부터 내주까지 관통하여 오일을 유입할 수 있고, 오일 분배 그루브(130)는 몸체(100)의 내주에 원주 방향을 따라 형성되며 오일 유입홀(120)을 그 내부에 포함하고 있다. 오일이 오일 유입홀(120)을 통해 부시 베어링 내로 유입되어, 오일 분배 그루브(130)를 통해 각 오일 그루브(110)로 분배되며, 회전 시 상대물의 표면에 오일을 묻혀 윤활하게 된다.

또한, 부시 베어링이 충분한 면압을 버텨낼 수 있도록, 오일 그루브(110)의 면적과 오일 그루브(110)가 형성되지 않은 면의 면적 비율이 고려되어야 한다. 오일 그루브(110)의 면적과 오일 그루브(110)가 형성되지 않은 면의 면적은 면압과 오일의 원활한 유동, 유해물질의 배출 성능을 충분히 고려하여 결정되어야 한다. 오일 그루브(110)의 면적이 너무 넓을 경우 사용 환경에서 유발되는 최대 하중을 버틸 수 없는 경우가 발생하고, 오일 그루브(110)의 면적이 너무 좁을 경우, 충분한 윤활이 이루어지지 않아 부시 베어링이 설치된 장치의 운동이 원활히 이루어지지 않을 가능성이 있다. 따라서 오일 그루브(110)의 면적과 그 외의 면의 면적은 실험 결과, 전체 내주면 면적 대비 오일 그루브가 형성되지 않은 면의 면적이 대략 50 ~ 85%가 적당한 것으로 판단되었다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 제2 및 제3 실시예에 따른 부시 베어링을 도시한 도면이다. 제2 및 제3 실시예에 따른 부시 베어링은 일정한 힘이 지속적으로 넓은 부위에 가해지면서 마찰이 일어나는 부위에 장착되는 데 적합한 형태이다. 유해 물질이나 이물질의 배출을 위해 오일 그루브(110)의 단부가 개방된 형태보다는 부시 베어링이 장착되는 상대물에 오일을 골고루 묻힐 수 있도록 오일 그루브(110)에 소정량의 오일을 머금고 있을 수 있는 형태이다.

오일 유입홀(120) 및 오일 분배 그루브(130)로부터 오일 그루브(110)로 오일이 유동되는 것은 부시 베어링이 설치된 기계 장치의 도움을 받는다. 건설 장비 등 기계 장치의 움직임에 따라 부시 베어링과 부시 베어링이 설치된 상대물의 접촉은 매 순간 제한적인 부위에서만 이루어진다. 이러한 부시 베어링의 접촉부의 반대 방향에는 부시 베어링과 상대물 사이에 유격이 발생하고, 이 유격을 통해 오일이 오일 그루브로 유입되게 된다.

도 4에 도시된 제2 실시예와 도 5에 도시된 제3 실시예는 축과 평행한 직선 형태로 오일 그루브(110)가 형성되며, 제1 실시예와는 달리, 짧은 길이의 오일 그루브(110)가 복수 개 형성된 것이다. 제2 실시예에 비해, 제3 실시예에 형성된 오일 그루브(110)가 동일 직선상에 형성된 오일 그루브(110)의 개수가 많은 대신 각 오일 그루브(110)의 길이는 더 짧다. 오일 그루브(110)의 길이가 더 짧고 여러 개 형성된 제3 실시예가 제2 실시예에 비해 더 높은 면압을 견딜 수 있다. 따라서 더 높은 면압을 견뎌야 하고, 이물질의 배출보다 오일을 통한 윤활이 더 중요할수록 제1 실시예나 제2 실시예보다 제3 실시예가 이용되는 것이 바람직하다.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 제4 내지 제6 실시예에 따른 부시 베어링을 도시한 도면이다. 제4 내지 제6 실시예는 오일 유입홀과 오일 분배 그루브가 없다는 것을 제외하면 제1 내지 제3 실시예와 동일한 구성을 가진다. 오일 유입홀과 오일 분배 그루브가 없으므로, 오일 그루브(110) 내로 오일이 유입되는 것은, 부시 베어링과 상대물의 운동 시 발생하는 유격을 통해 유입된다.

제 5 내지 제6 실시예는 제 2 내지 제3 실시예와 달리, 오일 유입홀(120)과 오일 분배 그루브(130)가 없는 대신 양 끝단에 위치하는 오일 그루브(110)가 몸체(100)의 단부까지 연장되어 있다. 오일 그루브(110)는 몸체(100)의 양 단부까지 연장될 수도 있고, 일 단부까지만 연장될 수도 있다. 오일 그루브(110)가 몸체의 단부까지 연장되면, 오일 그루브(110)가 연장된 단부에서 오일 그루브(110) 자체가 몸체(100)와 상대물 사이의 틈이 되며, 이 틈을 통해 오일이 오일 그루브(110) 내로 유입된다.

오일 그루브(110)는 양 단부가 몸체(100)의 양 단부까지 연장될 수도 있고, 일 단부만 몸체(100)의 일 단부까지 연장될 수도 있다. 도 7 및 도 8은 오일 그루브(110)의 일 단부가 몸체(100)의 일 단부까지 연장된 예를 도시한 것이다.

도 9는 본 발명의 제7 실시예에 따른 부시 베어링을 도시한 도면이다. 본 발명의 제7 실시예에 따른 부시 베어링은 원통형의 몸체(100)와 몸체(100)의 내주에 부시 베어링의 원주 방향을 따라 형성된 오일 그루브(110)가 축과 수직한 방향으로 평행하게 복수 개 배열된 것이다. 부시 베어링이 견뎌내야 하는 하중에 따라 원주 방향을 따라 형성된 오일 그루브(110)의 개수가 조절될 수 있다. 부시 베어링과 상대물의 회전 방향과 오일 그루브(110)의 형성 방향이 같으므로 회전이 이루어지는 동안 계속적으로 오일이 상대물에 공급될 수 있다는 장점이 있다. 또한 복수 개의 오일 그루브(110) 내로 안정적으로 오일을 공급하고, 오일 그루브(110)가 형성되지 않은 면에서의 윤활을 보완하기 위해 축 방향과 평행한 오일 분배 브루브(130)가 몸체(100)의 내주에 형성될 수도 있다. 오일 분배 그루브(130)는 부시 베어링의 사용 환경에 따라, 원통형 몸체(100)의 양 단부까지 연장되도록 형성될 수도 있고, 단부까지 연장되지 않도록 형성될 수도 있다. 오일 분배 그루브(130)가 원통형 몸체(100)의 양 단부까지 연장되지 않는 경우는 오일의 원활한 유입과 분배를 위해, 오일 분배 그루브(130) 내에 오일 유입홀(120)이 형성되는 것이 바람직하다.

도 9에 도시된 오일 그루브(110)는 몸체(100)의 원주 방향을 따라 원주 전체 길이와 같은 링 형상의 오일 그루브(110)가 형성될 수도 있으나, 다른 예로, 원주 방향의 동일 직선 상에 원주의 길이보다 짧은 오일 그루브(110)가 복수 개 형성된 것도 가능하다.

도 10은 본 발명의 제8 실시예에 따른 부시 베어링을 도시한 도면이다.

제8 실시예에 따른 부시 베어링은 원통형의 몸체(100)와 몸체(100) 내주에 원주 방향을 따라 오일 그루브(110)가 형성된 것은 제7 실시예와 동일하다. 그러나 오일 분배 그루브(130)가 몸체(110)의 일 단부에서 타 단부까지 연장된 형태가 아니라, 그보다 짧은 길이의 오일 분배 그루브(130)가 몸체(110)의 축과 평형한 직선 상에 복수 개 형성된 형태이다.

도 11은 본 발명의 제9 실시예에 따른 부시 베어링을 도시한 도면이다.

제8 실시예에 따른 부시 베어링은 원통형의 몸체(100)와 몸체(100) 내주에 원주 방향을 따라 오일 그루브(110)가 형성된 것은 제7 실시예와 동일하다. 그러나 별도의 오일 분배 그루브가 형성되지 않은 것이다. 오일 분배 그루브가 형성되지 않아 오일 그루브(110) 사이로 오일의 유동은 원활하지 않으나, 오일 그루브(110)가 오일을 머금고 있는 능력이 탁월하므로, 이물질을 배출보다 오일의 도포가 중요한 기계에 이용되는 편이 바람직하다.

Claims (11)

1. 중공의 원통형 몸체; 및
   몸체의 내주에 몸체의 축방향을 따라 복수 개 형성된 오일 그루브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 부시 베어링.
2. 제1항에 있어서,
   오일 그루브의 축방향 길이는 몸체의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 부시 베어링.
3. 제1항에 있어서,
   몸체의 외주부터 내주까지 관통하며 오일을 유입하는 오일 유입홀;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부시 베어링.
4. 제3항에 있어서,
   오일 유입홀을 포함하며, 몸체의 원주 방향으로 형성되는 오일 분배 그루브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부시 베어링.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   몸체의 내주면은 그루브가 형성되지 않은 면의 면적이 전체 내주면 면적의 50 ~ 85%인 것을 특징으로 하는 부시 베어링.
6. 중공의 원통형 몸체; 및
   몸체의 내주에 몸체의 원주 방향을 따라 복수 개 형성된 오일 그루브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 부시 베어링.
7. 제6항에 있어서,
   오일 그루브는, 원주 방향의 동일 직선 상에 원주의 길이보다 짧은 오일 그루브가 복수 개 형성된 것을 특징으로 하는 부시 베어링.
8. 제6항에 있어서,
   몸체의 내주에 축 방향을 따라 형성되며, 오일 그루브 간에 오일이 분배되도록 오일 그루브를 연결시켜주는 오일 분배 그루브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부시 베어링.
9. 제8항에 있어서,
   오일 분배 그루브는, 몸체의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 부시 베어링.
10. 제8항에 있어서,
    몸체의 외주부터 내주까지 관통하며 오일을 유입하는 오일 유입홀;을 더 포함하며, 오일 유입홀은 오일 분배 그루브에 형성되는 것을 특징으로 하는 부시 베어링.
11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    몸체의 내주면은 그루브가 형성되지 않은 면의 면적이 전체 내주면 면적의 50 ~ 85%인 것을 특징으로 하는 부시 베어링.
    
    
    

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