KR101024361B1 - 스러스트베어링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고속으로 회전하는 회전체와의 상대회전이 일어나는 부위에 항상 원활한 윤활유의 공급이 이루어질 수 있도록 하여, 유막 및 미끄럼면이 파손되지 않고 안정적으로 확보될 수 있도록 함으로써, 스러스트베어링 자체의 내구성은 물론, 상기 스러스트베어링을 장착한 장치의 내구성과 작동 안정성 및 정숙성을 크게 향상시킬 수 있도록 한다.

유막, 미끄럼면, 베어링, 터보차져, 샤프트

Description

스러스트베어링{Thrust Bearing}

본 발명은 서로 상대 회전하는 물체 사이에 축방향으로 작용하는 하중을 지지하도록 하는 스러스트베어링에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터보차져의 샤프트를 하우징에 대하여 지지하는 용도로 사용될 수 있는 스러스트베어링의 구조에 관한 기술이다.

터보차져에는 터빈의 회전력을 임펠러로 전달하기 위한 샤프트가 구비되어 있으며, 상기 샤프트는 터보차져의 하우징에 회전 가능한 상태로 지지되어 있는데, 상기 샤프트와 하우징에 대한 상대회전을 지지하기 위해 레이디얼베어링과 스러스트베어링이 장착된다.

상기 스러스트베어링은 샤프트가 하우징에 대해 고속으로 회전할 수 있도록 그 상대회전을 허용하면서도, 샤프트의 축방향으로 가해지는 힘을 하우징에 대해 안정되게 지지해야 하므로, 상대회전이 일어나는 부위에 유막이 파손되지 않고 안정적으로 미끄럼면이 확보되어야 스러스트베어링은 물론 터보차져의 충분한 내구성을 제공할 수 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 필요성에 의해 안출된 것으로서, 고속으로 회전하는 회전체와의 상대회전이 일어나는 부위에 항상 원활한 윤활유의 공급이 이루어질 수 있도록 하여, 유막 및 미끄럼면이 파손되지 않고 안정적으로 확보될 수 있도록 함으로써, 스러스트베어링 자체의 내구성은 물론, 상기 스러스트베어링을 장착한 장치의 내구성과 작동 안정성 및 정숙성을 크게 향상시킬 수 있도록 한 스러스트베어링을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명 스러스트베어링은

샤프트가 관통하여 장착될 관통홀을 구비한 판형상의 베어링바디와;

상기 베어링바디의 전면과 후면에 상기 관통홀 주위를 감싸며 형성되는 미끄럼면과;

상기 미끄럼면의 외측을 감싸며 형성되는 오일그루브와;

상기 오일그루브로 오일을 직접 공급하도록 상기 베어링바디에 형성된 그루브오일공급구멍;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 미끄럼면은 다수의 테이퍼부와 랜드부가 교번하여 형성된 링 형상으로 상기 관통홀과 동심축을 이루어 형성되고;

상기 오일그루브는 상기 미끄럼면의 외주를 따라 동심축을 이루어 링 형상으로 형성할 수 있다.

상기 베어링바디의 전면에 형성된 미끄럼면의 상기 관통홀 내측으로는 상기 관통홀의 축방향에 대하여 경사진 챔퍼로 이루어진 링 형상의 챔퍼링이 상기 미끄럼면과 동심축을 이루어 구비되도록 할 수 있다.

상기 베어링바디에는 상기 관통홀의 외측으로부터 상기 관통홀의 내주면으로 연결되는 관통홀오일구멍이 구비되고;

상기 그루브오일공급구멍은 상기 관통홀오일구멍에 연통되게 형성되는 구조로 할 수 있다.

상기 베어링바디의 후면에 형성되는 미끄럼면은 상기 관통홀의 내경부에 연결되어 형성되도록 할 수 있다.

본 발명은 고속으로 회전하는 회전체와의 상대회전이 일어나는 부위에 항상 원활한 윤활유의 공급이 이루어질 수 있도록 하여, 유막 및 미끄럼면이 파손되지 않고 안정적으로 확보될 수 있도록 함으로써, 스러스트베어링 자체의 내구성은 물 론, 상기 스러스트베어링을 장착한 장치의 내구성과 작동 안정성 및 정숙성을 크게 향상시킬 수 있도록 한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명 실시예는 샤프트(1)가 관통하여 장착될 관통홀(3)을 구비한 판형상의 베어링바디(5)와; 상기 베어링바디(5)의 전면과 후면에 상기 관통홀(3) 주위를 감싸며 형성되는 미끄럼면(7)과; 상기 미끄럼면(7)의 외측을 감싸며 형성되는 오일그루브(9)와; 상기 오일그루브(9)로 오일을 직접 공급하도록 상기 베어링바디(5)에 형성된 그루브오일공급구멍(11)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 베어링바디(5)의 전면이란, 도 1의 우측 및 도 2에 도시된 면의 방향을 말하는 바, 물리적인 의미로는 판형상의 베어링바디(5) 양쪽 면 중 더 큰 스러스트 하중을 받는 면을 전면으로 하고, 상대적으로 작은 스러스트 하중을 받는 면을 후면으로 한다.

참고로, 도 1에서 우측에는 배기가스의 힘으로 회전력을 발생시키는 터빈(13)이 샤프트(1)에 연결되어 있으며, 샤프트(1)의 좌측단에는 흡입공기를 압축하기 위한 임펠러(15)가 연결되어 있고, 상기 샤프트(1)에는 상기 베어링바디(5)의 전면측에 스러스트링(17)이 후면측에 스러스트슬리브(19)가 일체로 회전하도록 설치되어, 결과적으로 상기 샤프트(1)의 회전시 상기 베어링바디(5)의 미끄럼면(7) 과 접촉하면서 상대 회전하는 것은 상기 스러스트링(17)과 스러스트슬리브(19)가 된다.

상기 미끄럼면(7)은 다수의 테이퍼부(21)와 랜드부(23)가 교번하여 형성된 링 형상으로 상기 관통홀(3)과 동심축을 이루어 형성되고, 상기 오일그루브(9)는 상기 미끄럼면(7)의 외주를 따라 동심축을 이루어 링 형상으로 형성된 구조이다.

상기 베어링바디(5)의 전면에 형성된 미끄럼면(7)의 상기 관통홀(3) 내측으로는 상기 관통홀(3)의 축방향에 대하여 경사진 챔퍼로 이루어진 링 형상의 챔퍼링(25)이 상기 미끄럼면(7)과 동심축을 이루어 구비되어 있다.

결과적으로, 상기 베어링바디(5)의 전면에서 보면, 도 2와 같이 상기 관통홀(3)의 외측에 상기 챔퍼링(25)과 미끄럼면(7) 및 상기 오일그루브(9)가 차례로 동심축을 이루어 배치된 구조인 것이다.

한편, 상기 베어링바디(5)의 후면에 형성되는 미끄럼면(7)은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 관통홀(3)의 내경부에 연결되어 형성된 구조이다.

상기 베어링바디(5)에는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 관통홀(3)의 외측으로부터 상기 관통홀(3)의 내주면으로 연결되는 관통홀오일구멍(27)이 구비되고, 상 기 그루브오일공급구멍(11)은 상기 관통홀오일구멍(27)에 연통되게 형성된다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명 실시예의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

도 1의 터보차져의 하우징(29)에는 외부로부터 오일이 공급되는 오일갤러리(31)가 구비되어 있고, 상기 오일갤러리(31)는 상기 스러스트베어링의 베어링바디(5)에 구비된 관통홀오일구멍(27)으로 연결되어 있다.

따라서, 상기 오일갤러리(31)로부터 공급된 오일은 상기 관통홀오일구멍(27)을 통하여 상기 베어링바디(5)의 관통홀(3)을 향해 공급된다.

상기한 바와 같이 관통홀(3)을 향해 공급된 오일은 상기 관통홀(3)에서 상기 베어링바디(5)의 전면과 후면으로 공급된다.

이때, 상기 베어링바디(5)의 전면으로 공급되는 오일은 상기 챔퍼링(25)을 통해 보다 원활하게 전면의 미끄럼면(7)으로 공급되며, 물론 후면의 미끄럼면(7)으로도 공급되어 상기 두 미끄럼면(7)들이 각각 상기 스러스트슬리브(19)와 스러스트링(17)에 대해 축방향 하중을 지지하면서 고속의 상대회전을 허용하는 상태를 이루게 된다.

한편, 상기 관통홀오일구멍(27)을 통해 상기 관통홀(3)로 공급되는 오일 중 일부는 상기 그루브오일공급구멍(11)을 통해 상기 오일그루브(9)로 공급되는데, 상기 오일그루브(9)로 공급된 오일은 상기 오일그루브(9)의 전체 원주면을 채우면서 상기 베어링바디(5) 전면의 미끄럼면(7)에 충분한 양의 오일이 공급될 수 있도록 하는 역할을 한다.

결과적으로, 상기 베어링바디(5)의 양쪽 미끄럼면(7)들 중 보다 큰 스러스트 하중을 받는 전면의 미끄럼면에는 상기한 바와 같이 관통홀(3)로부터 챔퍼링(25)을 통해 공급되는 오일과 상기 그루브오일공급구멍(11)으로부터 상기 오일그루브(9)를 통해 공급되는 오일이 항상 더욱 원활하고 충분하게 공급되어 유막이 파손되지 않고 안정적으로 확보될 수 있도록 함으로써, 스러스트베어링 자체의 내구성은 물론, 상기 스러스트베어링을 장착한 장치의 내구성과 작동 안정성 및 정숙성을 크게 향상시킬 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 스러스트베어링이 장착된 터보차져의 일부 구성의 단면을 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 스러스트베어링의 전면을 도시한 도면,

도 3은 본 발명에 따른 스러스트베어링의 후면을 도시한 도면,

도 4는 도 2의 Ⅳ─Ⅳ선 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 샤프트 3; 관통홀

5; 베어링바디 7; 미끄럼면

9; 오일그루브 11; 그루브오일공급구멍

13; 터빈 15; 임펠러

17; 스러스트링 19; 스러스트슬리브

21; 테이퍼부 23; 랜드부

25; 챔퍼링 27; 관통홀오일구멍

29; 하우징 31; 오일갤러리

Claims (6)

1. 샤프트가 관통하여 장착될 관통홀을 구비한 판형상의 베어링바디와;

   상기 베어링바디의 전면과 후면에 상기 관통홀 주위를 감싸며 형성되는 미끄럼면과;

   상기 미끄럼면의 외측을 감싸며 형성되는 오일그루브와;

   상기 오일그루브로 오일을 직접 공급하도록 상기 베어링바디에 형성된 그루브오일공급구멍;

   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스러스트베어링.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 미끄럼면은 다수의 테이퍼부와 랜드부가 교번하여 형성된 링 형상으로 상기 관통홀과 동심축을 이루어 형성되고;

   상기 오일그루브는 상기 미끄럼면의 외주를 따라 동심축을 이루어 링 형상으로 형성된 것

   을 특징으로 하는 스러스트베어링.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 베어링바디의 전면에 형성된 미끄럼면의 상기 관통홀 내측으로는 상기 관통홀의 축방향에 대하여 경사진 챔퍼로 이루어진 링 형상의 챔퍼링이 상기 미끄 럼면과 동심축을 이루어 구비된 것

   을 특징으로 하는 스러스트베어링.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 베어링바디에는 상기 관통홀의 외측으로부터 상기 관통홀의 내주면으로 연결되는 관통홀오일구멍이 구비되고;

   상기 그루브오일공급구멍은 상기 관통홀오일구멍에 연통되게 형성되는 것

   을 특징으로 하는 스러스트베어링.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 베어링바디의 후면에 형성되는 미끄럼면은 상기 관통홀의 내경부에 연결되어 형성된 것

   을 특징으로 하는 스러스트베어링.
6. 청구항 1 내지 5항 중 어느 한 항의 스러스트베어링을 구비한 터보차져.

Images