대차 연결용 스위벨 베어링 기구

대차 연결용 스위벨 베어링 기구{Swivel Bearing Apparatus For Connecting Cargos}

본 발명은 베어링에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구면접촉을 가짐으로써 곡선주행이 유연하게 이루어지며 강성 소재를 이용한 조립식 구조로 되어 있어 내구성이 향상된 대차 연결용 스위벨 베어링 기구에 관한 것이다.

제철소, 자동차 조립라인, 놀이기구의 모노레일, 공장의 크레인, 공장의 연속 도장라인 등에는 레일 및 이 레일을 따라 이동되는 다수의 대차 또는 행거 등의 이송체가 구비되어 있다. 이송체 간의 연결 부위에는 통상 베어링(예를 들어 테이퍼롤러 베어링)이 사용된다.

종래의 베어링은 주물로 제작한 베어링 하우징을 사용하는데 이에 의하면 비용이 저렴하다는 장점은 있지만 소재의 강성이 취약하여 크랙이 발생되고 결국에는 파손되는 문제를 가진다. 따라서 큰 피해를 미연에 방지하기 위하여 주기적으로 베어링을 신품으로 교체해주어야 하므로 생산공정에 차질을 주기도 하고 유지비용이 상승되는 문제가 있게 된다.

또한 레일이 심하게 굴곡된 부분도 있게 마련인데, 급격한 곡선 구간에서 베어링이 그 곡선 형태에 적응하지 못함으로써 소음과 마모를 일으키게 되는데, 이 역시 베어링의 내구성을 저하시키고 주행성능을 떨어뜨리는 문제가 야기하게 된다.

위와 같은 문제에 대한 본 발명의 목적은, 레일과 이 레일을 따라 이송되는 이송체를 포함하고 있는 각종 산업분야에서 이송체(대차) 간의 자유로운 상대적 운동을 허용하는 베어링 기구를 제공하되, 강성이 증대되어 내구성이 크게 향상되며 급격한 곡선구간에서도 원활하게 구름운동할 수 있도록 하는 대차 연결용 스위벨 베어링 기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 목적은, 레일을 따라 주행하는 다수의 대차를 서로 연결하는 부위에 설치되는 것으로서;

상기 대차중 하나인 제1대차에 고정 설치되는 것으로서 베어링안착부를 제공하는 하우징; 상기 베어링안착부에 안착되어 고정 설치되는 것으로서, 외측허브와 내측허브가 구면접촉하는 허브베어링; 상기 허브베어링의 핀홀에 끼워져 고정되는 것으로서 상기 대차중 하나이며 상기 제1대차와 이웃하는 제2대차에 연결되는 축부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 대차 연결용 스위벨 베어링 기구에 의해 달성된다.

본 발명에 의하면 상기 하우징은 상기 이송체에 면접촉하여 고정되는 베이스판과; 상기 베이스판에 직각으로 설치되는 것으로서 상기 허브베어링이 끼워져 고정되는 베어링 안착홀을 제공하는 하우징본체를 포함하되;

상기 베이스판과 상기 하우징본체는 별도로 제작된 다음 용접으로 접합되는 구조일 수 있다.

본 발명에 의하면 상기 하우징은 상기 이송체에 면접촉하여 고정되는 베이스판과; 상기 베이스판에 직각으로 설치되는 것으로서 상기 허브베어링이 끼워져 고정되는 베어링 안착홀을 제공하는 하우징본체를 포함하되;

상기 베이스판의 중심에는 관통홀이 마련되며; 상기 하우징본체는 상기 관통홀의 일측으로 끼워져 타측으로 돌출되게 연장되며; 상기 베이스판과 상기 하우징본체는 용접으로써 고정될 수 있다.

여기서 상기 관통홀의 타측으로 돌출된 상기 하우징본체의 측벽과 상기 베이스판의 일면에 각각 접촉하는 막대 형태의 강성보강대가 상기 하우징본체와 상기 베이스판에 각각 용접으로 고정될 수 있다.

위와 같은 구성에 의하면, 기존에 주물로 제작시 사용되었던 소재보다 강성이 뛰어난 소재를 사용할 수 있으므로 강성이 향상된 스위벨 베어링이 제공된다. 또한 조립식이기 때문에 각 모델마다 다른 금형을 제작하지 아니하여도 되며 주물작업을 하지 않아 작업장의 청결을 유지할 수 있다. 또한 구면베어링을 사용함으로써 심한 곡선 구간에도 대차가 원활하게 회전되어 마찰과 소음이 줄어들게 되어 작업환경을 개선함은 물론 베어링의 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 대차 연결용 스위벨 베어링 기구의 사시도이며, 도 2는 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 대차 연결용 스위벨 베어링 기구의 하우징의 분해 사시도이다.
도 4는 도 1의 AA선을 따라 취한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 대차 연결용 스위벨 베어링 기구의 사용상태 단면도이다.
도 6은 본 발명이 적용되는 곡선 레일 및 대차의 평면 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 내용을 설명한다.

본 발명의 대차 연결용 스위벨(Swivel) 베어링 기구(1)는 도 6에 도시된 바와 같이 레일(R)을 따라 주행하는 다수의 대차(C)를 연결하는 부위에 설치되는 것이다. 대차(C)가 레일(R)의 곡선 구간을 통과함에 따라 자유롭게 관절운동을 함으로써 대차(C)의 곡선 주행이 원활하게 이루어지도록 하는 것이다.

대차(C)는 짐이나 사람을 실을 수 있는 카트 또는 캐빈이거나 물건을 파지하기 위한 행거(hanger)가 될 수 있으며, 본 발명에서는 이들을 모두 포함하는 의미로 사용된다. 레일(R)의 형태도 다양할 수 있다. 천장에 매달리는 형식이나 바닥에 설치되는 것도 가능하다. 본 발명의 스위벨 베어링 기구(1, 이하에서는 단지 '베어링 기구'이라 한다)는 하우징(5)과 허브베어링(7)을 기본적으로 포함한다. 축부재(9)가 허브베어링(7)에 끼워져 고정되며, 이웃하는 제1,2대차(C1,C2)는 축부재(9)를 통해 서로 연결된다.

대차(C) 중 임의의 제1대차(C1)에 고정 설치되는 하우징(5)은 허브베어링(7)을 수용하기 위한 베어링안착부(13)를 제공한다. 허브베어링(7)은 베어링안착부(13)에 안착되어 고정 설치되는 것으로서, 외측허브(15)와 내측허브(17)가 구면(球面) 접촉하는 구조로 되어 있다. 허브베어링(7)은 일반적으로 회전축을 지지하기 위한 용도로 널리 사용되는데 본 발명에 의하면 외측허브(15)와 내측허브(17)가 구면으로 접촉하고 있다. 하우징(5)에는 내측허브(17)와 외측허브(15)의 경계면에 윤활유를 공급하기 위한 윤활유공급관로(19)와 주유 니플(21)이 설치된다.

축부재(9)가 허브베어링(7)의 핀홀(7a)에 끼워져 고정되다.

허브베어링(7)은 스냅링(23)에 의해 하우징(5) 내부의 베어링안착부(13)에 고정 설치된다. 축부재(9)의 외부에는 허브베어링(7) 양쪽으로 각각 원통형상의 부시(25)와 링형상의 스페이서(27)가 차례로 끼워진다. 부시(25)와 축부재(9)는 막대형 키부재(29)에 의해 서로 한몸체가 되어 회전된다. 이를 위해 축부재(9)와 부시(25)에는 키홈(9a, 25a)이 각각 마련된다. 도면부호 26은 탄성고무로 된 실링부재를 나타낸다.

축부재(9)의 일단(도 3 상에서 좌측)은 커버(31)가 커버볼트(33)로써 고정되며, 축부재(9)의 타단(도 3 상에서 우측)에는 체결판(35)이 고정된다. 축부재(9)에는 안정적인 결합을 위하여 체결판끼움홈(37)이 마련된다. 체결판(35)의 가장자리에는 축부재(9)에 제2대차(C)를 연결하기 위한 링크연결공(39)이 마련된다.

본 발명의 다른 특징은 하우징(5)의 구조에 있으며, 이하 도 2 내지 도 4를 주로 참조하여 설명한다.

하우징(5)은 기본적으로 예를 들어 탄소강과 같이 강성이 뛰어난 금소 소재로 제작된다. 도시된 바에 의하면 하우징(5)은 제1대차(C)의 차제에 면접촉하여 고정되는 베이스판(41)과; 베이스판(41)에 직각으로 설치되는 하우징본체(43)를 포함한다. 하우징본체(43)는 허브베어링(7)이 끼워져 고정되는 실린더 형태의 베어링 안착부(13)를 제공한다. 베어링 안착부(13)에는 스냅링(23)을 끼움으로써 허브베어링(7)을 위치 고정시키기 위한 그루브(groove) 형태의 스냅링홈(45)이 마련된다.

본 발명의 특징에 의하면 베이스판(41)과 하우징본체(43)는 별도로 제작된 다음 용접으로 접합되는 구조일 수 있다.

이에 더 나아가 하우징(5)은 베이스판(41)의 중심에 마련되는 관통홀(47)과; 관통홀(47)의 일측으로 끼워져 타측으로 돌출되게 연장되는 하우징본체(43)를 포함할 수 있다. 베이스판(41)과 하우징본체(43)는 용접으로써 고정될 수 있다.

여기서 관통홀(47)의 타측(도면상 상방향)으로 돌출된 하우징본체(43)의 측벽과 베이스판(41)의 일면에 각각 접촉하는 막대 형태의 강성보강대(49)가 하우징본체(43)와 베이스판(41)에 각각 용접으로 고정될 수 있다. 베이스판(41)에는 하우징(5)을 제1대차(C1)에 고정시키기 위한 것으로서 장공 형태의 하우징고정공(51)이 네 모서리에 각각 마련될 수 있다.

위와 같은 구성에 의하면 도 5에 도시된 바와 같이 축부재(9) 및 이에 설치되는 제2대차(C2)는 베이스판(41)에 대하여 수직을 이루는 수직축(Y)을 기준으로 하여 360° 어느 방향으로든 일정한 각도(A, 도 5 참조)로 관절운동을 할 수 있게 된다. 이 각도(A)는 예를 들어 10 ~ 45°가 될 수 있다.

따라서 레일이 곡률이 매우 크거나 지면에 대하여 경사지게 설치되는 경우(예를 들어, 놀이동산의 모노레일)에도 이웃하는 제1,2대차(C1,C2)의 연결부위가 자유롭게 회전되므로 저항이 거의 없이 원활하게 기동할 수 있게 되는 것이다. 언급했던 것처럼 축부재(9)가 자신을 축중심으로 하여 회전되는지 여부는 선택적 사항이다.

하우징본체(43)에는 이물질의 유입 등으로부터 허브베어링(7)을 보호하기 위하여 반고리 형태의 가림대(53)가 하우징본체(43)의 양면, 특히 베어링안착부(13)의 바로 위에 용접 등으로 부착 설치될 수 있다.

위에 도시 및 설명된 구성은 본 발명의 기술적 사상에 근거한 바람직한 실시예에 지나지 아니한다. 당업자는 통상의 기술적 상식을 바탕으로 다양한 변경실시를 할 수 있을 것이지만 이는 본 발명의 보호범위에 포함될 수 있음을 주지해야 할 것이다.

1 : 대차 연결용 스위벨 베어링 기구
5 : 하우징 7 : 허브베어링
9 : 축부재 13 : 베어링안착부
15 : 외측허브 17 : 내측허브
19 : 윤활유공급관 21 : 주유니플
23 : 스냅링 25 : 부시
27 : 스페이서 29 : 키부재
31 : 커버 33 : 커버볼트
35 : 체결판 37 : 체결판끼움홈
39 : 링크연결공 41 : 베이스판
43 : 하우징본체 45 : 스냅링홈
47 : 관통홀 49 : 강성보강대
51 : 하우징고정공 53 : 가림대