KR20190001684A - 조립성이 개선된 볼 베어링 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조립성이 개선된 볼 베어링 시스템에 관한 것으로, 일단에 터빈 휠이 결합되고 타단에 컴프레셔 휠이 결합되는 샤프트; 상기 샤프트를 감싸며 상기 샤프트의 직경 방향 하중을 지지하는 볼 베어링; 상기 볼 베어링을 감싸는 베어링 하우징 및 베어링 하우징 커버; 및 상기 하우징 커버의 내측에 구비되면 상기 샤프트를 감싸는 플링거 슬리브를 포함하되, 상기 볼 베어링과 샤프트 및 상기 볼 베어링과 플링거 슬리브의 축 방향 결합부분은 소정 각도의 경사면으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

조립성이 개선된 볼 베어링 시스템{The ball bearing system with improved assembly}

본 발명은 조립성이 개선된 볼 베어링 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 터보차저에 사용되는 볼 베어링 시스템으로, 볼 베어링과 샤프트 회전축의 편심에 의한 불평형량을 최소화하여 소음 및 진동을 저감할 수 있으며, 종래 압입 공정 없이 볼 베어링을 효율적으로 조립할 수 있는 조립성이 개선된 볼 베어링 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 터보차저는 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 압력을 이용하여 터빈을 돌린 후, 터빈의 회전력을 이용하여 압축기로 회전시켜 연소실로 고압의 공기를 공급하여 엔진의 출력을 높이도록 하는 장치이다.

이때, 상기 터보차저는 내연 기관에 널리 사용되고 있으며, 특히 대형 트럭이나 선박의 엔진에 적용되고 있으며, 최근에는 승용차에 터보차저가 적용되어 작은 엔진에서 높은 출력을 얻는데 이용되고 있다.

한편, 상술한 터보차저에 사용되는 볼 베어링은 유체 베어링 대비 강성이 큰 반면 감쇠가 적은 단점이 있다.

이러한 이유로 불평형량으로 인한 원심력이 진동 및 소음을 크게 발생시킨다.

이때, 불평형량은 단품을 제조, 조립하는 과정에서 발생하는데 종래 기술에 따른 볼 베어링 제품의 경우 조립하는 과정에서 발생하는 불평형량을 최소화하기 위해 샤프트와 볼 베어링 조립할 때 압입 공정을 통해 조립하게 된다.

그렇지 않고 샤프트와 볼 베어링 사이가 압입 되지 않고 간극이 존재하면 간극만큼 볼 베어링이 편심되어 불평형량을 유발할 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 압입 상태로 조립하기 위한 프레스 장비가 필요하며, 볼 베어링이 안착 면에 제대로 안착되었는지를 확인하기 위한 센서가 추가적으로 필요하며 제대로 안착되지 않을 경우 터빈 휠에서 발생한 동력이 컴프레셔 휠로 제대로 전달되지 않아 제 기능을 발휘하지 못 할 뿐만 아니라 결국 파손에 이를 수 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위해 창안된 것으로, 볼 베어링과 샤프트 회전축의 편심에 의한 불평형량을 최소화하여 소음 및 진동을 저감할 수 있으며, 종래 압입 공정 없이 볼 베어링을 효율적으로 조립할 수 있는 조립성이 개선된 볼 베어링 시스템의 제공을 목적으로 한다.

한편, 본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 상술한 목적 달성을 위하여 먼저, 일단에 터빈 휠이 결합되고 타단에 컴프레셔 휠이 결합되는 샤프트, 상기 샤프트를 감싸며 상기 샤프트의 직경 방향 하중을 지지하는 볼 베어링, 상기 볼 베어링을 감싸는 베어링 하우징 및 베어링 하우징 커버 및 상기 하우징 커버의 내측에 구비되면 상기 샤프트를 감싸는 플링거 슬리브를 포함할 수 있다.

바람직하게는 상기 볼 베어링과 샤프트 및 상기 볼 베어링과 플링거 슬리브의 축 방향 결합부분은 소정 각도의 경사면으로 이루어질 수 있다.

바람직하게는 상기 경사면은 상기 볼 베어링이 상기 샤프트에서 편심되는 것을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.

본 발명은 볼 베어링과 샤프트 회전축의 편심에 의한 불평형량을 최소화하여 소음 및 진동을 저감할 수 있으며, 종래 압입 공정 없이 볼 베어링을 효율적으로 조립할 수 있는 우수한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 조립성이 개선된 볼 베어링 시스템의 전체 구성을 도시한 측 단면도이며, 도 2는 도 1에 도시된 경사면의 요부 확대 단면도다.

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.

이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시 예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.

이와 관련하여 먼저, 도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 조립성이 개선된 볼 베어링 시스템의 전체 구성을 도시한 측 단면도이며, 도 2는 도 1에 도시된 경사면의 요부 확대 단면도다.

상기 도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 조립성이 개선된 볼 베어링 시스템은 일단에 터빈 휠(110)이 결합되고 타단에 컴프레셔 휠(도시되지 않음)이 결합되는 샤프트(120) 및 상기 샤프트(120)를 감싸며 상기 샤프트(120)의 직경 방향 하중을 지지하는 볼 베어링(130)을 포함한다.

이때, 상기 터빈 휠(110)은 터빈 하우징(도시되지 않음)의 내부로 유입되는 차량의 배기가스에 의해 회전하면서 상기 샤프트(120)에 연결된 컴프레셔 휠을 회전시키며, 상기 컴프레셔 휠이 회전하면서 컴프레셔 하우징(도시되지 않음)의 내부로 유입되는 외부 공기를 압축하고 압축된 공기는 내연기관으로 공급된다.

한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 조립성이 개선된 볼 베어링 시스템은 상기 볼 베어링(130)을 감싸는 베어링 하우징(140) 및 베어링 하우징 커버(150) 및 상기 베어링 하우징 커버(150)의 내측에 구비되면 상기 샤프트(120)를 감싸는 플링거 슬리브(160)를 포함한다.

이때, 상기 볼 베어링(130)과 샤프트(120) 및 상기 볼 베어링(130)과 플링거 슬리브(160)의 축 방향 결합부분은 소정 각도의 경사면(170)으로 이루어지며, 상기 경사면의 각도는 선택에 따라 다양한 각도 범위로 선택될 수 있으므로 이에 대한 특별한 한정은 두지 아니한다.

한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 조립성이 개선된 볼 베어링 시스템은 상술한 바와 같이 상기 볼 베어링(130)과 샤프트(120) 및 상기 볼 베어링(130)과 플링거 슬리브(160)의 축 방향 결합부분을 소정 각도 경사면(170)을 갖도록 형성하는데 이는 상기 볼 베어링(130)이 상기 샤프트(120)에서 편심되는 것을 방지하기 위함이다.

즉, 본 발명의 일실시 예에 따른 조립성이 개선된 볼 베어링 시스템은 상술한 기술적 구성들을 통해 볼 베어링과 샤프트 회전축의 편심에 의한 불평형량을 최소화하여 소음 및 진동을 저감할 수 있으며, 종래 압입 공정 없이 볼 베어링을 효율적으로 조립할 수 있는 우수한 효과가 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능하다 할 것이다.

110 : 터빈 휠
120 : 샤프트
130 : 볼 베어링
140 : 베어링 하우징
150 : 하우징 커버
160 : 플링거 슬리브
170 : 경사면

Claims (2)

1. 일단에 터빈 휠이 결합되고 타단에 컴프레셔 휠이 결합되는 샤프트;
   상기 샤프트를 감싸며 상기 샤프트의 직경 방향 하중을 지지하는 볼 베어링;
   상기 볼 베어링을 감싸는 베어링 하우징 및 베어링 하우징 커버; 및
   상기 하우징 커버의 내측에 구비되면 상기 샤프트를 감싸는 플링거 슬리브를 포함하되,
   상기 볼 베어링과 샤프트 및 상기 볼 베어링과 플링거 슬리브의 축 방향 결합부분은 소정 각도의 경사면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조립성이 개선된 볼 베어링 시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 경사면은 상기 볼 베어링이 상기 샤프트에서 편심되는 것을 방지하는 역할을 수행하는 것을 특징으로 하는 조립성이 개선된 볼 베어링 시스템.
   

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