KR20200058209A - 오일공급구조 베어링이 구비된 터보차저 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 저널베어링으로 유입된 윤활오일이 저널베어링에 구비된 쓰러스트베어링부에 원활히 공급되어, 쓰러스트베어링부의 손상이 방지되고 원활한 유막형성에 의해 소음 및 진동이 저감되는 오일공급구조 베어링이 구비된 터보차저가 소개된다.

Description

오일공급구조 베어링이 구비된 터보차저 {TURBO CHARGER HAVING OIL SUPPLY STRUCTURE BEARING}
본 발명은 쓰러스트 베어링 패드에 오일이 원활히 공급되도록 하여 제품의 손상이 방지되도록 하는 오일공급구조 베어링이 구비된 터보차저에 관한 것이다.
터보차저는 내연기관에 널리 사용되었고, 특히 대형트럭이나 선박엔진에 적용되었다. 최근에는 승용차에 터보차저가 사용되고 있으며, 작은 엔진에서 높은 출력을 얻도록 한다. 아울러, 터보차저는 연료가 보다 완벽하게 연소하도록 함으로서 배기가스의 품질을 향상시킨다.
이러한 터보차저는 배기가스에 의해서 회전하는 터빈, 터빈에 의해서 회전하여 흡기를 압축하는 컴프레서를 포함하고, 상기 터빈과 상기 컴프레서를 샤프트가 연결하는 구조를 갖는다.
여기서, 샤프트는 저널베어링과 쓰러스트베어링을 통해서 센터하우징에 회전가능하게 장착된다. 최근에는 저널베어링과 쓰러스트베어링을 통합하여 전체적인 부품의 개수가 감소되도록 한다.
이를 위해, 저널베어링에는 쓰러스트 베어링 패드가 구비되는데, 종래의 저널베어링의 경우 쓰러스트 베어링 패드에 오일을 공급하기 위해, 오일공급용 그루브가 형성된다. 그러나 종래에는 오일공급용 그루브가 저널베어링의 내측에 형성됨에 따라 유막형성이 불안정하고, 그에 따른 터보 진동이 악화되는 문제가 있다.
또한, 저널베어링에서 오일공급용 그루브의 사이즈 증가가 제약적이기 때문에 쓰러스트 베어링 패드에 충분한 오일을 공급하기가 어렵다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2011-0117970 A (2011.10.28)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 쓰러스트 베어링 패드에 오일이 원활히 공급되도록 하여 제품의 손상이 방지되도록 하는 오일공급구조 베어링이 구비된 터보차저를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 오일공급구조 베어링이 구비된 터보차저는 내부에 베어링장착부가 형성되고, 베어링장착부와 연통되며 오일을 공급하는 오일공급통로가 형성된 센터하우징; 및 베어링장착부에 마련되고, 센터하우징에서 회전 가능하게 설치되는 샤프트가 관통되도록 중공을 이루며, 오일공급통로와 연통되는 관통홀이 형성되고, 내주면에서 말단부의 단부면으로 개통되는 오일공급홀이 형성된 저널베어링;을 포함한다.
저널베어링의 양 말단부에는 중공 내부로 돌출되어 샤프트를 지지하는 지지부가 형성된 것을 특징으로 한다.
저널베어링은 양 말단부에 지지부가 형성됨에 따라 중앙부에는 샤프트와 이격되어 오일유통로가 형성되고, 오일공급홀은 지지부와 오일유통로의 연결지점에서 말단부의 단부면으로 연장된 것을 특징으로 한다.
저널베어링은 말단부의 단부면에 쓰러스트베어링부가 돌출되고, 쓰러스트베어링부는 복수개로 이격 배치되며, 오일공급홀도 복수개로 구성되어 각 쓰러스트베어링부에 개통되도록 형성된 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 오일공급구조 베어링이 구비된 터보차저에 따르면, 저널베어링으로 유입된 윤활오일이 저널베어링에 구비된 쓰러스트베어링부에 원활히 공급되어, 쓰러스트베어링부의 손상이 방지되고 원활한 유막형성에 의해 소음 및 진동이 저감된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일공급구조 베어링이 구비된 터보차저를 나타낸 도면.
도 2 내지 3은 도 1에 도시된 오일공급구조 베어링이 구비된 터보차저를 설명하기 위한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 오일공급구조 베어링이 구비된 터보차저에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일공급구조 베어링이 구비된 터보차저를 나타낸 도면이고, 도 2 내지 3은 도 1에 도시된 오일공급구조 베어링이 구비된 터보차저를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 오일공급구조 베어링이 구비된 터보차저는 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 베어링장착부(110)가 형성되고, 베어링장착부(110)와 연통되며 오일을 공급하는 오일공급통로(120)가 형성된 센터하우징(100); 및 베어링장착부(110)에 마련되고, 센터하우징(100)에서 회전 가능하게 설치되는 샤프트(300)가 관통되도록 중공을 이루며, 오일공급통로(120)와 연통되는 관통홀(210)이 형성되고, 내주면에서 말단부(220)의 단부면(221)으로 개통되는 오일공급홀(230)이 형성된 저널베어링(200);을 포함한다.
도 1에서 볼 수 있듯이, 센터하우징(100) 내부에는 베어링장착부(110)를 관통하여 샤프트(300)가 회전 가능하게 장착되고, 샤프트(300)에 윤활오일을 공급하기 위한 오일공급통로(120)가 형성된다. 여기서, 센터하우징(100)에는 오일의 누설을 방지하기 위한 디플렉터부(400)가 마련될 수 있으며, 디플렉터부(400)와 센터하우징(100) 사이에는 오일링이 마련될 수 있다.
이러한 센터하우징(100)의 베어링장착부(110)에는 샤프트(300)를 회동 가능하게 감싸며, 오일공급통로(120)와 연통되는 관통홀(210)이 형성되어 내부로 윤활오일이 유입됨에 따라 샤프트(300)의 윤활이 수행되도록 하는 저널베어링(200)이 구비된다. 특히, 저널베어링(200)에는 중공의 내주면에서 말단부(220)의 단부면(221)으로 개통된 오일공급홀(230)이 형성됨으로써, 저널베어링(200) 내부와 말단부(220)의 단부면(221)이 서로 연통됨에 따라 윤활오일이 단부면(221)에도 원활히 공급될 수 있다.
즉, 종래에는 저널베어링에 내주면에 말단부측으로 연장되는 그루브를 형성하여, 말단부의 단부면에 오일이 공급되도록 구성되는데, 이 경우 저널베어링 내부의 윤활오일이 샤프트의 둘레 부분에만 국부적으로 공급됨에 따라 저널베어링의 단부면에 유막이 불안정하게 형성되는 문제가 있다. 특히, 저널베어링의 단부면에는 쓰러스트베어링부가 마련되기 때문에, 윤활성능에 따라 쓰러스트베어링부의 마모 및 손상이 방지되는데, 저널베어링의 단부면에 충분한 윤활이 수행되지 못하여 쓰러스트베어링부의 손상이 야기된다.
이에 따라, 본 발명에서는 저널베어링(200)의 내주면에서 말단부(220)의 단부면(221)으로 개통되는 오일공급홀(230)이 형성됨으로써, 센터하우징(100)의 오일공급통로(120)에서 관통홀(210)을 통해 내부로 유입된 윤활오일이 오일공급홀(230)을 통해 말단부(220)의 단부면(221)으로 유동되어 단부면(221)의 윤활이 원활히 수행될 수 있다. 이로 인해, 저널베어링(200)의 단부면(221)에 유막이 안정적으로 형성됨에 따라 단부면(221)에 형성되는 쓰러스트베어링부(260)의 윤활이 원활히 수행되고, 종래의 그루브가 삭제되어 저널베어링(200)이 샤프트(300)에 접촉되어 샤프트(300)를 안정적으로 지지할 수 있다.
상술한 본 발명에 대해서 구체적으로 설명하면, 저널베어링(200)의 양 말단부(220)에는 중공 내부로 돌출되어 샤프트(300)를 지지하는 지지부(240)가 형성될 수 있다. 이렇게, 저널베어링(200)에는 지지부(240)가 형성되고, 지지부(240)가 샤프트(300)를 감싸 지지함으로써, 샤프트(300)가 저널베어링(200)에서 안정적으로 안착되어 회전 동작될 수 있다. 또한, 종래의 그루브가 삭제됨에 따라, 저널베어링(200)의 지지부(240)와 샤프트(300)가 면접하여 유막에 의한 원활한 회전이 수행될 수 있다.
여기서, 저널베어링(200)은 양 말단부(220)에 지지부(240)가 형성됨에 따라 중앙부에는 샤프트(300)와 이격되어 오일유통로(250)가 형성된다. 이러한 오일유통로(250)는 저널베어링(200)에 형성된 관통홀(210)과 연통되어 센터하우징(100)의 오일공급통로(120)에서 공급되는 윤활오일이 유입된다. 이로 인해, 저널베어링(200)의 오일유통로(250)에는 윤활오일이 유동됨에 따라 샤프트(300)를 윤활하고, 샤프트(300)의 길이방향을 따라 유동될 수 있다.
특히, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 오일공급홀(230)은 지지부(240)와 오일유통로(250)의 연결지점(P)에서 말단부(220)의 단부면(221)으로 연장될 수 있다. 이렇게, 오일공급홀(230)은 지지부(240)와 오일유통로(250)의 연결지점(P)에서 연장됨으로써, 저널베어링(200) 내부로 유입된 윤활오일이 오일유통로(250)를 따라 유동되어 샤프트(300)를 윤활할 수 있다. 또한, 오일공급홀(230)은 저널베어링(200)의 단부면(221)으로 연장됨으로써, 단부면(221)에 대해 오일이 직접 공급되어 단부면(221)에 유막이 형성됨에 따른 마찰 및 마모가 저감된다.
이로 인해, 저널베어링(200)의 오일유통로(250)를 유동하는 윤활오일은 샤프트(300)를 충분히 윤활 후, 오일공급홀(230)을 통해 저널베어링(200)의 단부면(221)으로 이동됨으로써, 단부면(221)에 직접적으로 윤활이 공급되어 단부면(221)에 대한 윤활 성능이 확보된다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 저널베어링(200)은 말단부(220)의 단부면(221)에 쓰러스트베어링부(260)가 돌출된다. 이러한 쓰러스트베어링부(260)는 샤프트(300)를 축방향으로 지지하는 것으로서, 저널베어링(200)의 단부면(221)에는 쓰러스트베어링부(260)가 둘레를 따라 복수개 이격 배치된다. 이러한 쓰러스트베어링부(260)는 저널베어링(200)의 단부면(221)에 일체로 결합될 수 있다.
특히, 본 발명에서 저널베어링(200)에 형성되는 오일공급홀(230)은 복수개의 쓰러스트베어링부(260)에 대응되도록 복수개로 구성되고, 복수의 오일공급홀(230)이 각 쓰러스트베어링부(260)에 개통되도록 연장됨으로써, 각각의 쓰러스트베어링부(260)가 충분히 윤활될 수 있다.
이렇게, 쓰러스트베어링부(260)에 저널베어링(200)이 오일공급홀(230)이 관통됨으로써, 오일공급홀(230)을 통해 공급된 윤활오일이 쓰러스트베어링부(260)에 제공되어 쓰러스트베어링부(260)의 마모를 저감할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 오일공급구조 베어링이 구비된 터보차저에 따르면, 저널베어링(200)으로 유입된 윤활오일이 저널베어링(200)에 구비된 쓰러스트베어링부(260)에 원활히 공급되어, 쓰러스트베어링부(260)의 손상이 방지 및 원활한 유막형성에 의해 소음 및 진동이 저감된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100:센터하우징 110:베어링장착부
120:오일공급통로 200:저널베어링
210:관통홀 220:말단부
221:단부면 230:오일공급홀
240:지지부 250:오일유통로
260:쓰러스트베어링부 300:샤프트
400:디플렉터부

Claims (4)

  1. 내부에 베어링장착부가 형성되고, 베어링장착부와 연통되며 오일을 공급하는 오일공급통로가 형성된 센터하우징; 및
    베어링장착부에 마련되고, 센터하우징에서 회전 가능하게 설치되는 샤프트가 관통되도록 중공을 이루며, 오일공급통로와 연통되는 관통홀이 형성되고, 내주면에서 말단부의 단부면으로 개통되는 오일공급홀이 형성된 저널베어링;을 포함하는 오일공급구조 베어링이 구비된 터보차저.
  2. 청구항 1에 있어서,
    저널베어링의 양 말단부에는 중공 내부로 돌출되어 샤프트를 지지하는 지지부가 형성된 것을 특징으로 하는 오일공급구조 베어링이 구비된 터보차저.
  3. 청구항 2에 있어서,
    저널베어링은 양 말단부에 지지부가 형성됨에 따라 중앙부에는 샤프트와 이격되어 오일유통로가 형성되고,
    오일공급홀은 지지부와 오일유통로의 연결지점에서 말단부의 단부면으로 연장된 것을 특징으로 하는 오일공급구조 베어링이 구비된 터보차저.
  4. 청구항 1에 있어서,
    저널베어링은 말단부의 단부면에 쓰러스트베어링부가 돌출되고, 쓰러스트베어링부는 복수개로 이격 배치되며, 오일공급홀도 복수개로 구성되어 각 쓰러스트베어링부에 개통되도록 형성된 것을 특징으로 하는 오일공급구조 베어링이 구비된 터보차저.
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