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KR20110071928A - 부시타입 베어링 및 그 제조방법 - Google Patents

부시타입 베어링 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20110071928A
KR20110071928A KR1020090128646A KR20090128646A KR20110071928A KR 20110071928 A KR20110071928 A KR 20110071928A KR 1020090128646 A KR1020090128646 A KR 1020090128646A KR 20090128646 A KR20090128646 A KR 20090128646A KR 20110071928 A KR20110071928 A KR 20110071928A
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KR
South Korea
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circumferential surface
bush
groove
carbon steel
dimple
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KR1020090128646A
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Inventor
이청래
Original Assignee
두산인프라코어 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은 부시타입 베어링과 그 제조방법에 대한 것으로서, 보다 상세하게는, 내주면에 서로 다른 형상의 홈을 구비하여 윤활유 및 오물을 저장할 수 있게 하고, 외주면에는 윤활유 저장소를 구비하여 윤활특성이 개선되도록 한 부시타입 베어링과 그 제조방법에 대한 것이다.
베어링, 부시, 윤활, 홈, 포켓, 딤플

Description

부시타입 베어링 및 그 제조방법{BUSHING TYPE BEARING AND PREPARATION METHOD THEREOF}
본 발명은 내부에 축이 삽입되어, 기계장치의 관절부 등에 사용되는 부시타입 베어링 및 그 제조방법에 대한 것으로서, 보다 상세하게는, 축과의 마찰저항을 감소시켜 손상, 과열, 소착(seizure) 마모 등을 감소시킬 수 있을 뿐 아니라, 내하중성이 증가되고 아울러 이물질 유입에 등에 의한 손상을 최소화시킬 수 있는 부시타입 베어링과 그 제조방법에 대한 것이다.
일반적으로 축이 삽입되어 회전, 유동 및 지지하는 부시타입 베어링은 건설기계 또는 유압기기의 일반 기계류 등의 각종 연결부분에 많이 사용되고 있다.
이러한 부시타입 베어링에는 축과의 슬라이딩 접촉면에 내부 마모를 방지하기 위한 윤활유가 급지되는데, 윤활유의 급지는 주기적으로 실시되며, 축이 회전 및 유동함에 따라 윤활유가 축과 부시타입 베어링 사이의 슬라이딩 접촉면으로 유입되어 얇은 유막을 형성한다.
그런데, 이러한 부시타입 베어링이 외부로부터 변동 하중을 받거가 과도한 하중을 받으며 작동할 때에는 유막이 부분적으로 파괴되는 경우가 있고, 또한 일정 사용시간이 되면 윤활유의 소진으로 유막부족 현상이 발생하게 된다. 국부적인 유막 끊김이나 유막부족이 발생하면 축과 부시타입 베어링 사이에 금속간 접촉이 발생하고 이로 인한 마찰열에 의해 축과 베어링 사이에 소착(seizure) 발생시켜 마모량을 증가시키게 된다. 한편, 사용환경에 따라 미세한 이물질 등이 유입되면 그 마모속도는 더욱 가속화되는 문제점이 있다.
상기와 같은 소착을 방지할 수 있도록 구성한 베어링 장치의 일례가 한국공개특허공보 1999-0082076호에 개시되어 있다. 여기에 개시된 베어링(10)은 축과의 슬라이딩 접촉면에 윤활유 포켓(pocket)을 가지고 있다. 상기와 같이 슬라이딩 접촉면에 윤활유 포켓을 형성할 경우, 슬라이딩을 할 때 상기 포켓에 담겨 있던 윤활유가 슬라이딩 접촉면에 윤활유를 공급해주어 국부적인 유막 끊김 현상을 방지하는 이점이 있다. 그러나 상기에서는 윤활유 저장소의 깊이가 너무 낮아 윤활유를 저장할 수 있는 양이 적어 원활한 윤활기능을 갖는데 한계가 있다.
또한 이러한 베어링은 내주면에 포켓과 같은 홈이 형성되는데, 부시타입 베어링의 경우 그 형상이 부시(bushing), 즉 내부가 비어있는 실린더 원통형이라 내주면에 홈을 형성하는데 어려움이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 기술로서, 그 목적은 부시타입 베어링 내주면인 슬라이딩 접촉면에서의 이물질 배출을 용이하게 함으로써 이물질에 의한 마모를 최대한 저감시키는 동시에 내하중성을 증가시킬 수 있는 부시타입 베어링을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 슬라이딩 접촉면에 윤활유 공급을 용이하게 하여 급지주기가 연장될수록 한 새로운 형상의 포켓과 딤플의 조합으로 된 부시타입 베어링을 제공하는데 있다.
본 발명은 또한 부시타입 베어링 내주면에 서로 연결되지 않고 고립된 홈 형태의 오일 저장부를 형성하는 증가시키는 부시타입 베어링의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 또한, 슬라이딩 접촉면에 윤활유 공급을 용이하게 하여 급지주기가 연장될수록 새롭게 구성된 포켓형상과 딤플형상의 조합을 갖는 부시타입 베어링을 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 내주면(110)과 외주면(150)을 갖는 부시타입 베어링(100)을 제공하는데, 상기 부시타입 베어링은 상기 내주면(110)에는 원주방향의 길이보다 축방향의 길이가 더 긴 포켓형 홈(120)이 형성되어 있고, 또한 상기 포켓형 홈(120) 이외의 영역에는 홈 형성 표면이 원형인 딤플 형 홈(130)이 복수개 형성되어 있다. 상기 부시타입 베어링의 상기 외주면(150)에는 윤활유 저장소(160)가 형성되어 있으며, 상기 윤활유 저장소(160)와 상기 내주면(110)은 연결용 관통홀(170)에 의하여 서로 연결되어 있다.
본 발명은 또한, 탄소강을 외주면과 외주면을 갖는 부시타입으로 가공하는 단계; 상기 부시타입으로 가공된 탄소강의 내주면(110)에 포켓형 홈(120)과 딤플형 홈(130)을 형성하는 단계; 상기 부시타입으로 가공된 탄소강의 외주면(150)에 윤활유 저장소(160)를 형성하는 단계; 상기 윤활유 저장소(160)와 상기 내주면(110)을 연결하는 연결용 관통홀(170)을 형성하는 단계; 상기 부시타입으로 가공된 탄소강의 내주면(110) 및 외주면(150)에 열처리를 하는 단계; 및 상기 열처리된 내주면(110)에 윤활제 피막을 형성하는 단계;를 포함하는 상기 설명한 부시타입 베어링의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 열처리를 하는 단계 이전에, 상기 부시타입으로 가공된 탄소강을 조질처리(quenching and tempering)하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 탄소강 강판을 준비하는 단계; 상기 탄소강 강판의 일면에 포켓형 홈(120)과 딤플형 홈(130)을 형성하는 단계; 상기 탄소강 강판의 타면에 윤활유 저장소(160)를 형성하는 단계; 상기 윤활유 저장소(160)와 상기 포켓형 홈(120)과 딤플형 홈(130)이 형성된 탄소강 강판의 일면을 연결하는 연결용 관통홀(170)을 형성하는 단계; 상기 포켓형 홈(120)과 딤플형 홈(130)이 형성된 탄소강 강판의 일면이 내주면이 되도록, 상기 탄소강 강판을 소성 변형하는 부시타입으로 가공하는 단계; 상기 부시타입으로 가공된 탄소강의 내주면(110) 및 외주면(150)에 열처리를 하는 단계; 및 상기 열처리된 내주면(110)에 윤활제 피막을 형성하는 단계;를 포함하는 상기에서 설명한 부시타입 베어링의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 탄소강 강판을 소성 변형하는 부시타입으로 가공하는 단계에서 상기 소성 변형 온도는 700~1300℃ 범위로 조정할 수 있다.
상기 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 부시타입 베어링 및 그 제조방법에 의하면, 베어링의 내주면에 이물질을 저장할 수 있는 포켓과 딤플을 형성함으로써 이물질로 인한 슬라이딩면의 마모를 방지할 수 있도록 할 수 있다. 또한 딤플과 포켓은 윤활저장소로서 윤활을 공급하는 역할과 슬라이딩시 윤활유를 압착해주는 역할을 함으로써, 부시타입 베어링의 하중지지력이 상승될 수 있도록 하여 내하중성과 마찰특성을 향상시켜줌으로써 동일한 조건에 장시간 사용할 수 있도록 한다.
이하 실시예와 도면을 참고하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 부시타입 베어링의 일례를 보여주는 사시도이머, 도 3은 도 2에 의한 부시타입 베어링을 축 방향을 따라 절단한 단면을 보여주는 도면이다.
본 발명에 따른 부시타입 베어링(100)은 내주면(110)과 외주면(150)을 가진다. 일반적으로 상기 내주면(100)에는 축(200)이 끼워진다. 상기 내주면(110)에는 원주방향의 길이보다 축방향의 길이가 더 긴 포켓형 홈(120)이 형성되어 있으며, 상기 포켓형 홈(120) 이외의 영역에는 홈 형성 표면이 원형인 딤플형 홈(130)이 복수개 형성되어 있다.
여기서 딤플형 홈(130)은 가공 후 위에서 보았을 때 일정 반경을 가진 원이 형성되는 것을 말하며, 포켓형 홈(120)은 가공 후 위에서 보았을 때 모서리가 둥근 직사각형이거나 양끝단이 둥근 트랙 형상을 말한다.
베어링의 내주면에 딤플형 홈과 포켓형 홈을 형성함으로써 이물질을 저장할 수 있는 효과와 슬라이딩 마찰면에 윤활유를 공급하는 효과로 마모가 방지된다. 또한 딤플형 홈과 포켓형 홈은 윤활저장소로서 윤활을 공급하는 효과 이외에 슬라이딩시 윤활유를 압착해주는 효과에 의해 하중지지력이 상승되는 역할을 수행하는 특성이 있는데, 특히 포켓형 홈의 경우는 슬라이딩 마찰면에 윤활유를 공급해주는 효과가 매우 뛰어나 딤플형 홈의 효과를 증대시켜주는 특성을 갖는다.
본 발명의 일례에 따른 부시타입 베어링(100)의 외주면(150)에는 윤활유 저장소(160)가 형성되어 있으며, 상기 윤활유 저장소(160)와 상기 내주면(110)은 연결용 관통홀(170)에 의하여 서로 연결되어 있다.
구체적으로 도 2에서 보면, 상기 외주면(150)에는 환형의 윤활유 저장소(160)가 형성되어 있는데 이는 일종의 저유(貯油)홈이다. 상기 환형의 환형의 윤활유 저장소(160)는 일측에 형성된 연결용 관통홀(170)을 통하여 내주면(110)에 오일을 공급한다. 본 발명의 일례에 따르면, 상기 외주면(150)에 형성된 윤활유 저장소(160)는, 균일한 폭으로 원주 방향을 따라 원주를 1/4 회전 내지 1 회전 하도록 형성된 아크 형태의 홈이다(도 2 및 도 5 참조).
한편, 상기 부시타입 베어링이 긴 경우에는 내주면(110)에도 환형의 저유홈을 형성하여 내주면의 오일공급을 원활히 할 수도 있다. 즉, 본 발명의 일례에 따르면, 상기 내주면(110)에는 원주 방향을 따라 원주의 1/4 회전 내지 1 회전 하도록 형성된 아크 형태의 윤활유 저장홈(180)이 형성되어 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 내주면(110)에 상기 포켓형 홈(120)이 2개 이상 형성되어 있으며, 상기 2개 이상의 포켓형 홈(120)은 원주방향으로 서로 등(等)간격으로 배치되어 있다. 상기 포켓형 홈(120)은 이물질의 저장과 슬라이딩면에 오일의 공급효과를 극대화하는 하는 것으로 슬라이딩 방향(8)과 수직한 방향으로 더 길게 구성되어 있고 부시타입 베어링의 양끝단(190)과는 연결되지 않는다. 윤활유 저장홈(180)이 형성되어 있는 경우에도, 상기 윤활유 저장홈(180)과 연결되지 않는다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 포켓형 홈(120)의 원주방향 길이는 상기 내주면(110)의 원주길이의 1/100~1/20이다. 상기 포켓형 홈(120)의 원주방향 길이가 원주길이의 1/100 미만일 경우 오일 공급효과가 저감되고, 원주길이의 1/20을 초과할 경우에는 베어링에서 홈이 형성되지 않은 부분인 접촉 지지면의 면적이 너무 적게 되어 내하중성을 충분히 얻을 수 없어 오히려 수명이 단축시킬 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 포켓형 홈(120)의 축 방향 길이는 상기 내주면(110)의 축방향 길이의 80% 이하이다. 그 길이가 내주면 길이 대비 80%를 초과하면 편하중시 국부 압력이 작용해 유막 끊김이 심화될 수 있다.
포켓형 홈(120)은 사용조건에 따라 설치 개수가 변한다. 회전운동시에는 2개 정도면 충분히 그 역할을 수행하지만, 요동운동인 경우는 요동 각도에 따라 2개 이상의 포켓형 홈(120)이 필요할 수도 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 포켓형 홈(120)을 가공 후 위에 보았을 때, 모서리가 둥근 직사각형이거나 양끝단이 둥근 트랙 형상인데, 이는 딤플형 홈(130)과는 다른 기능을 하기 때문에 그 형상을 구분하며, 상기 딤플과 포켓 이외의 다른 형상은 효과를 증대시키는데 한계가 있었다.
상기 포켓형 홈(120)사이에는 딤플형 홈(130)이 형성되어 있다. 상기 딤플형 홈(130)은 슬라이딩시 이물질의 저장소 역할, 윤활유 공급 역할과 윤활유를 압착해주는 역할을 하여 하중지지력이 상승되도록 하여 베어링의 마찰특성을 향상시킨다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 딤플형 홈(130)의 크기는 직경이 3mm~15mm로 구성된다. 실험 결과에 의하면, 직경이 3mm 미만이거나 15mm를 초과하는 경우에는 윤활유를 압축해주는 효과가 떨어져 하중지지력을 상승시키는 역할을 하지 못하는 것으로 나타났다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 복수개의 딤플형 홈(130)은 축방향 및 원주방향으로 배치되어 있는데, 축방향으로 인접한 딤플형 홈(130)과는 나란히 배열되어 있으며, 원주방향으로 인접한 딤플형 홈(130)과는 경사지게 배열된다.
즉, 상기 딤플형 홈(130)은 축방향으로 나란히 배열하면서 원주방향으로는 마름모, 정사각형, 정삼각형, 평형사변형 등을 형성하며 배열할 수 있다. 상기 딤플형 홈(130)은 축방향으로 형성된 여러 개의 딤플형 홈(130)이 동시에 윤활유를 압착해는 효과를 극대화할 수 있도록 배열되는 것이 좋은데, 윤활유 공급을 슬라이 딩면의 모든 부분에 할 수 있도록 하기 해서 딤플형 홈(130)이 슬라이딩방향(8)으로 나란하지 않게 배치하는 것이 좋다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 축방향으로 배치된 상기 딤플형 홈(130) 사이의 간격은 상기 딤플형 홈(130)의 지름보다 작다. 상기 축방향 간격이 딤플형 홈(130)의 지름보다 크게 되면 딤플형 홈(130)에 의한 윤활공급이 제대로 이루어지지 않는 슬라이딩 면이 발생할 수 있기 때문이다.
또한, 본 발명에 따른 부시타입 베어링의 내주면(110)과 외주면(150)에는 강성 및 내마모성 향상을 위하여 질화열처리 또는 침탄열처리와 같은 열처리를 할 수 있다. 침탄열처리는 일반적인 사용조건에 적용될 부시타입 베어링에 대하여 실시하며, 질화열처리는 보다 높은 표면경도가 요구되는 부시타입 베어링에 대하여 실시하다.
한편 부시타입 베어링의 내주면(110)에 윤활제 피막을 형성하면 베어링의 내식성 및 초기 마찰특성을 향상시킨다. 본 발명의 일례 따르면, 상기 윤활제 피막은 몰리브덴설파이드(MoS2), 텅스텐설파이드(WS2)등의 고체윤활제를 이용하여 형성할 수 있는데, 침적법 또는 스프레이법 등에 의하여 윤활제 피막이 형성될 수 있다. 상기 윤활제 피막은 10㎛이상의 두께로 형성됨이 바람직하다. 도 6은 질화열처리시 나타나는 질화층과 MoS2에 의한 윤활제 피막층을 보여주는 예시이다.
본 발명은 또한 상기 부시타입 베어링의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 의한 부시타입 베어링의 제조방법은, 탄소강을 외주면과 외주면을 갖는 부시타입으로 가공하는 단계; 상기 부시타입으로 가공된 탄소강의 내주면(110)에 포켓형 홈(120)과 딤플형 홈(130)을 형성하는 단계; 상기 부시타입으로 가공된 탄소강의 외주면(150)에 윤활유 저장소(160)를 형성하는 단계; 상기 윤활유 저장소(160)와 상기 내주면(110)을 연결하는 연결용 관통홀(170)을 형성하는 단계; 상기 부시타입으로 가공된 탄소강의 내주면(110) 및 외주면(150)에 열처리를 하는 단계; 및 상기 열처리된 내주면(110)에 윤활제 피막을 형성하는 단계;를 포함한다.
여기서 포켓형 홈(120)과 딤플형 홈(130)을 형성하는 순서는 순서는 중요하지 않다. 또한 내주면(110)에 포켓형 홈(120)과 딤플형 홈(130)을 형성하기 전에 외주면(150)에 윤활유 저장소(160)를 먼저 형성할 수도 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 열처리를 하는 단계 이전에, 상기 부시타입으로 가공된 탄소강을 조질처리(quenching and tempering)하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 열처리는 침탄열처리 또는 질화열처리이다.
상기 질화열처리 또는 침탄열처리는 가공물의 내, 외면을 경화시킴으로써 가공물의 경도를 더욱 증진시키는 과정이다.
여기서 특히, 질화열처리는 질화열처리 중, 가스질화법, 가스연질화법, 염욕질화법, 터프트라이드(Tafftride)법, 플라즈마질화법 중 어느 하나의 방법으로 실시하여도 무방하다. 한편, 가공물의 내, 외면을 질화열처리할 경우는 내, 외면에 질화층이 형성되는데, 이때 질화층 두께는 10㎛이상이며, 그 경도는 HV560 이상이 되도록 할 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 내주면(110)에 포켓형 홈(120)과 딤플형 홈(130)을 가공하는 단계에서 공구가 "ㄱ"형상이 되도록 1개 이상의 공구 팁(145)을 장착한 공구(141, 142)를 사용할 수 있다.
본 발명에 의한 부시타입 베어링은 예를 들어, 머시닝센터(MCT)로 가공될 수 있다. 이 때, 부시타입 베어링 내주면에 형성되는 서로 연결되지 않은 고립된 오일 저장부인 포켓형 홈(120)과 딤플형 홈(130)은 특수 공구를 사용하여 형성될 수 있다. 본 발명의 일례에 따르면, 상기 특수 공구(141, 142)는 가공하고자 하는 형상의 팁(tip; 145)을 장착하여 사용할 수 있는 장치로서 "ㄱ"자 형상을 가진다. 본 발명의 다른 일례에 따르면, 한개의 공구 팁(145)을 장착한 공구(141)를 사용할 수도 있고, 두개의 공구 팁(145)을 장착한 공구(142)를 사용할 수도 있다. 물론 세개 이상의 공구팁을 장착한 공구를 사용할 수도 있다.
본 발명에 의한 부시타입 베어링은 아래와 같은 방법으로도 제조가 가능하다.
즉, 탄소강 강판을 준비하는 단계; 상기 탄소강 강판의 일면에 포켓형 홈(120)과 딤플형 홈(130)을 형성하는 단계; 상기 탄소강 강판의 타면에 윤활유 저장소(160)를 형성하는 단계; 상기 윤활유 저장소(160)와 상기 포켓형 홈(120)과 딤플형 홈(130)이 형성된 탄소강 강판의 일면을 연결하는 연결용 관통홀(170)을 형성하는 단계; 상기 포켓형 홈(120)과 딤플형 홈(130)이 형성된 탄소강 강판의 일면이 내주면이 되도록, 상기 탄소강 강판을 소성 변형하는 부시타입으로 가공하는 단계; 상기 부시타입으로 가공된 탄소강의 내주면(110) 및 외주면(150)에 열처리를 하는 단계; 및 상기 열처리된 내주면(110)에 윤활제 피막을 형성하는 단계;를 포함하는 방법으로도 부시타입 베어링을 제조할 수 있다.
상기의 제조방법에서는 일반적인 공구(143)를 사용할 수 있다. 탄소강 강판을 마름모 형상 또는 기타 평행사변형 형상으로 가공한 후 일반공구를 이용하여 상기 탄소강 강판의 한면에 포켓형 홈(120)과 딤플형 홈(130)을 형성하고 그 면이 내주면이 되도록 강판을 부시타입으로 소성 변형시켜 형상을 만들 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 탄소강 강판을 준비하는 단계에서 상기 탄소강 강판은 평행사변형인 것을 사용할 수 있다. 강판을 마름모와 같은 평행사변형 형상으로 가공하는 이유는 부시타입으로 소성 변형시켰을 때 생기는 이음매에 하중이 집중되는 것을 회피하기 위함이다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 열처리를 하는 단계 이전에, 상기 부시타입으로 가공된 탄소강을 조질처리(quenching and tempering)하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일례에 따르면, 상기 열처리는 침탄열처리 또는 질화열처리이다. 침탄열처리 및 질화열처리에 대해서는 상기에서 이미 설명하였다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 탄소강 강판을 소성 변형하는 부시타입으로 가공하는 단계에서 상기 소성 변형 온도는 700~1300℃ 범위로 조정할 수 있다. 상기 소성 변형 온도가 700℃ 미만일 경우에는 탄성율이 너무 높아 변형이 쉽지 않고, 1300℃를 초과할 경우에는 형상유지가 쉽지 않아 제작에 어려움이 있다.
<시험예>
본 발명에 따라 제조된 부시타입 베어링의 성능을 종래의 부시타입 베어링과 비교하기 위하여 내경70mmㅧ외경85mmㅧ길이60mm인 부시타입 베어링 샘플 제조하고 이들을 침탄 열처리하였다.
상기 제조된 부시타입 베어링에, 하기 표 1에 규격으로 홈을 만들어 이들을 각각 실시예 1, 2 및 비교예 1 내지 4로 하였다. 참고로 실시예 1 및 2는 도 2 및 도 3에 개시된 형태로 제조된 것이며, 비교예 3 및 4는 도 2 및 도 3에 개시된 부시타입 베어링에서 포켓형 홈(120)이 제외된 형태로 제조되었으며, 비교예 3은 도 1b의 형태로 제조되었고, 비교예 4는 도 1a의 형태로 제조되었다.
구분 제 1 홈 제 2 홈 열처리 윤활제 피막 비고
종류 개수 종류 개수
실시예1 딤플형 24 포켓형 2 질화열처리 MoS2
실시예2 딤플형 24 포켓형 2 침탄열처리 MoS2
비교예1 딤플형 24 - 0 질화열처리 MoS2
비교예2 타원형 24 - 0 질화열처리 MoS2
비교예3 X자홈 2 - 0 침탄열처리 MoS2 도 1b 참조
비교예4 미세구멍 48 - 0 질화열처리 MoS2 도 1a 참조
상기 실시예 1-2 및 비교예 1-4에서 제조된 부시타입 베어링 내에 직경 70mm인 축을 장착하여 조립하고, 상기 조립된 베어링 조립체를 요동각도는 90°, 최대 요동속도 0.1m/sec인 조건하에서 연속운전을 실행하였다. 상기 연속운전 중에 1,000cycles 마다 외부로부터 상기 슬라이딩 베어링에 일정한 부하 하중을 부여하여, 소착이 발생했을 때의 하중을 소착 하중으로 평가하였다. 그 결과를 표 2에 나타냈다.
구분 소착발생 사이클
(cycles)		 마찰계수
(μ)		 소착하중
(Ton)
실시예 1 98,000 0.07~0.08 32T
실시예 2 88,000 0.08~0.1 28T
비교예 1 62,000 0.08~0.1 28T
비교예 2 54,000 0.08~0.11 24T
비교예 3 10,100 0.1~0.12 9T
비교예 4 16,020 0.16~0.18 17T
상기 시험을 통해 알 수 있듯이 본 발명에 의한 부시타입 베어링은 마찰계수에 기인하는 윤활특성 및 소착하중으로 판단할 수 있는 내하중성이 비교예에 의한 부시타입 베어링에 비하여 우수함을 알 수 있다. 또한, 그리고, 딤플형 홈만 형성된 부시타입 베어링보다는 딤플형 홈과 포켓형 홈이 혼합되어 형성된 부시타입 베어링의 성능이 우수함을 알 수 있다. 아울러, 딤플형과 포켓형이 아닌 타원형 홈을 갖는 비교예 2에 의한 부시타입 베어링의 경우는 딤플형 홈만으로 형성된 비교예 1에 의한 부시타입 베어링보다도 성능이 떨어짐을 알 수 있다.
도 1a 및 1b는 종래의 부시타입 베어링의 예들을 보여준다.
도 2는 본 발명에 의한 부시타입 베어링의 일례를 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2에 의한 부시타입 베어링을 축 방향을 따라 절단한 단면을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일례에 의한 부시타입 베어링에 축이 결합되어 있는 베어링 조립체의 단면을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명에 다른 일례에 의한 부시타입 베어링을 보여주는 사시도이다.
도 6은 본 발명에 의한 부시타입 베어링의 내주면에 질화열처리에 의한 질화층 및 윤활제 피막층이 형성된 모습을 보여주는 사진이다.
도 7은 본 발명에 의한 부시타입 베어링의 제조공정의 일례를 보여주는 개략도이다.
도 8은 본 발명의 의한 부시타입 베어링의 제조공정에 대한 다른 일례를 보여주는 개략도이다.
<도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명>
10, 100: 슬라이딩 베어링 4: 오일 포켓
1, 110: 내주면 5, 150: 외주면
120: 포켓형 홈 130: 딤플형 홈
160: 윤활유 저장소 170: 연결용 관통홀
180: 윤활유 저장홈 200: 축

Claims (17)

  1. 내주면(110)과 외주면(150)을 갖는 부시타입 베어링(100)으로서,
    상기 내주면(110)에는 원주방향의 길이보다 축방향의 길이가 더 긴 포켓형 홈(120)이 형성되어 있으며, 상기 포켓형 홈(120) 이외의 영역에는 홈 형성 표면이 원형인 딤플형 홈(130)이 복수개 형성되어 있으며,
    상기 외주면(150)에는 윤활유 저장소(160)가 형성되어 있으며,
    상기 윤활유 저장소(160)와 상기 내주면(110)은 연결용 관통홀(170)에 의하여 서로 연결되어 있는 부시타입 베어링.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 내주면(110)에 상기 포켓형 홈(120)이 2개 이상 형성되어 있으며, 상기 2개 이상의 포켓형 홈(120)은 원주방향으로 서로 등(等)간격으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 부시타입 베어링.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 포켓형 홈(120)의 원주방향 길이는 상기 내주면(110)의 원주길이의 1/100~1/20인 것을 특징으로 하는 부시타입 베어링.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 포켓형 홈(120)의 축 방향 길이는 상기 내주면(110)의 축방향 길이의 80% 이하인 것을 특징으로 하는 부시타입 베어링.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 복수개의 딤플형 홈(130)은 축방향 및 원주방향으로 배치되어 있는데, 축방향으로 인접한 딤플형 홈(130)과는 나란히 배열되어 있으며, 원주방향으로 인접한 딤플형 홈(130)과는 경사지게 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 부시타입 베어링.
  6. 제 1항에 있어서, 축방향으로 배치된 상기 딤플형 홈(130) 사이의 간격은 상기 딤플형 홈(130)의 지름보다 작은 것을 특징으로 하는 부시타입 베어링.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 내주면(110)에는 원주 방향을 따라 원주의 1/4 회전 내지 1 회전 하도록 형성된 아크 형태의 윤활유 저장홈(180)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 부시타입 베어링.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 외주면(150)에 형성된 윤활유 저장소(160)는, 균일한 폭으로 원주 방향을 따라 원주를 1/4 회전 내지 1 회전 하도록 형성된 아크 형태의 홈인 것을 특징으로 하는 부시타입 베어링.
  9. 탄소강을, 외주면과 외주면을 갖는 부시타입으로 가공하는 단계;
    상기 부시타입으로 가공된 탄소강의 내주면(110)에 포켓형 홈(120)과 딤플형 홈(130)을 형성하는 단계;
    상기 부시타입으로 가공된 탄소강의 외주면(150)에 윤활유 저장소(160)를 형 성하는 단계;
    상기 윤활유 저장소(160)와 상기 내주면(110)을 연결하는 연결용 관통홀(170)을 형성하는 단계;
    상기 부시타입으로 가공된 탄소강의 내주면(110) 및 외주면(150)에 열처리를 하는 단계; 및
    상기 열처리된 내주면(110)에 윤활제 피막을 형성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 의한 부시타입 베어링의 제조방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 열처리는 침탄열처리 또는 질화열처리인 것을 특징으로 하는 부시타입 베어링의 제조방법.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 열처리를 하는 단계 이전에, 상기 부시타입으로 가공된 탄소강을 조질처리(quenching and tempering)하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부시타입 베어링의 제조방법.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 내주면(110)에 포켓형 홈(120)과 딤플형 홈(130)을 가공하는 단계에서 공구가 "ㄱ"형상이 되도록 1개 이상의 공구 팁(145)을 장착한 공구(141, 142)를 사용하는 것을 특징으로 하는 부시타입 베어링의 제조방법.
  13. 탄소강 강판을 준비하는 단계;
    상기 탄소강 강판의 일면에 포켓형 홈(120)과 딤플형 홈(130)을 형성하는 단계;
    상기 탄소강 강판의 타면에 윤활유 저장소(160)를 형성하는 단계;
    상기 윤활유 저장소(160)와 상기 포켓형 홈(120)과 딤플형 홈(130)이 형성된 탄소강 강판의 일면을 연결하는 연결용 관통홀(170)을 형성하는 단계;
    상기 포켓형 홈(120)과 딤플형 홈(130)이 형성된 탄소강 강판의 일면이 내주면이 되도록, 상기 탄소강 강판을 소성 변형하는 부시타입으로 가공하는 단계;
    상기 부시타입으로 가공된 탄소강의 내주면(110) 및 외주면(150)에 열처리를 하는 단계; 및
    상기 열처리된 내주면(110)에 윤활제 피막을 형성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 의한 부시타입 베어링의 제조방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 탄소강 강판을 준비하는 단계에서 상기 탄소강 강판은 평행사변형임을 특징으로 하는 부시타입 베어링의 제조방법.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 탄소강 강판을 소성 변형하는 부시타입으로 가공하는 단계에서 상기 소성 변형 온도는 700~1300℃ 범위인 것을 특징으로 하는 부시타입 베어링의 제조방 법.
  16. 제 13항에 있어서, 상기 열처리는 침탄열처리 또는 질화열처리인 것을 특징으로 하는 부시타입 베어링의 제조방법.
  17. 제 13항에 있어서, 상기 열처리를 하는 단계 이전에, 상기 부시타입으로 가공된 탄소강을 조질처리(quenching and tempering)하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부시타입 베어링의 제조방법.
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Patent event code: PJ02011S01I

Appeal kind category: Appeal against decision to decline refusal

Appeal identifier: 2016101000008

Request date: 20160104

J501 Disposition of invalidation of trial
PJ0501 Disposition of invalidation of trial

Appeal kind category: Appeal against decision to decline refusal

Request date: 20151223

Appeal identifier: 2015101007599

J301 Trial decision

Free format text: TRIAL NUMBER: 2016101000008; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20160104

Effective date: 20161019

PJ1301 Trial decision

Patent event code: PJ13011S01D

Patent event date: 20161019

Comment text: Trial Decision on Objection to Decision on Refusal

Appeal kind category: Appeal against decision to decline refusal

Request date: 20160104

Decision date: 20161019

Appeal identifier: 2016101000008

J2X1 Appeal (before the patent court)

Free format text: TRIAL NUMBER: 2016201008629; APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL

PJ2001 Appeal

Patent event date: 20161019

Comment text: Trial Decision on Objection to Decision on Refusal

Patent event code: PJ20011S01I

Appeal kind category: Appeal against decision to decline refusal

Appeal identifier: 2016201008629

Request date: 20161121

J302 Written judgement (patent court)

Free format text: TRIAL NUMBER: 2016201008629; JUDGMENT (PATENT COURT) FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20161121

Effective date: 20170817

PJ1302 Judgment (patent court)

Patent event date: 20170818

Comment text: Written Judgment (Patent Court)

Patent event code: PJ13021S01D

Request date: 20161121

Decision date: 20170817

Appeal identifier: 2016201008629

Appeal kind category: Appeal against decision to decline refusal