KR100280743B1

KR100280743B1 - Foil bearing

Info

Publication number: KR100280743B1
Application number: KR1019990000755A
Authority: KR
Inventors: 길성호
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1999-01-14
Filing date: 1999-01-14
Publication date: 2001-01-15
Also published as: KR20000050707A

Abstract

포일 베어링을 개시한다. 개시된 본 발명은, 내측에 회전축이 끼워지는 원통형상의 그 바디; 상기 바디의 내주면에 대해 등간격을 두고 수직으로 절결 형성되며 핀이 끼워지는 복수개의 제1 홈; 복수개의 상기 제1 홈들 사이에 배열되며 수직으로 절결 형성된 복수개의 제2 홈; 및 양측면에 소정의 간격을 두고 제1,2 슬릿이 형성되되 상기 제1,2 슬릿에 대해 또다른 제2,1 슬릿이 엇갈리게 끼워진 상태에서 그 일단부와 타단부가 각각의 상기 제1,2 홈에 끼워진 복수개의 포일로 구비된다.Disclosed is a foil bearing. The present invention disclosed is a cylindrical body that is fitted with a rotating shaft inside; A plurality of first grooves which are vertically cut out at equal intervals with respect to the inner circumferential surface of the body and into which a pin is fitted; A plurality of second grooves arranged between the plurality of first grooves and vertically cut out; And a first and a second slit are formed on both sides at predetermined intervals, and the second and the first slit are alternately inserted with respect to the first and the second slit. It is provided with a plurality of foils fitted in the grooves.

따라서, 포일의 내측면이 회전축의 원주면에 대해 선접촉되어 회전축의 초기구동력을 작게하고, 또, 각 포일의 일단부가 제1 홈의 내측에 대해 꺽여지지 않은 상태에서 지지되므로 장기간 사용하더라도 포일의 강성이 저하되거나 그에 따라 형상변형이 발생되지 않는다.Therefore, since the inner surface of the foil is in line contact with the circumferential surface of the rotating shaft, the initial driving force of the rotating shaft is reduced, and one end of each foil is supported without being bent with respect to the inner side of the first groove. Stiffness is not degraded or consequently deformed.

Description

Foil bearing

본 발명은 포일 베어링에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 포일의 내측면이 회전축의 원주면에 대해 선접촉되어 회전축의 초기구동력을 작게하고, 또, 각 포일의 일단부가 제1 홈의 내측에 대해 꺽여지지 않은 상태에서 지지되므로 장기간 사용하더라도 포일의 강성이 저하되거나 그에 따라 형상변형이 발생되지 않도록 한 포일 베어링에 관한 것이다.The present invention relates to a foil bearing, and more particularly, the inner surface of the foil is in linear contact with the circumferential surface of the rotating shaft to reduce the initial driving force of the rotating shaft, and one end of each foil is bent with respect to the inside of the first groove. The present invention relates to a foil bearing which is supported in an unsupported state so that even after long-term use, the rigidity of the foil is lowered or a shape deformation is not caused.

일반적으로 포일(foil) 베어링은 초고속 회전용으로 개발된 것으로, 통상적인 베어링으로는 운전할 수 없는 과부하상태에서 향상된 성능을 보여주고, 또한 회전운동중에 발생되는 편심을 방지하며 완충역할을 하는 등의 장점을 갖고 있는 것으로, 도 1 내지 도 2 에는 포일 베어링의 일실시예를 보인 사시도와 평면도가 도시되어 있다.In general, foil bearings are developed for high speed rotation, and show improved performance under overload conditions that cannot be operated with conventional bearings, and also prevents eccentricity generated during rotational movement and buffers them. 1 to 2 are a perspective view and a plan view showing one embodiment of the foil bearing.

도시된 바와같이, 포일 베어링은 원통형상의 바디(10)를 갖는다. 상기 바디(10)의 내주면측에는 원주방향으로 등간격을 두고 절결된 복수개의 지지홈(20)이 형성되고, 상기 지지홈(20)에는 두께가 약 0.05㎜ 정도의 금속판인 포일(30)의 일단부가 끼워진 상태에서 핀(40)에 의해 지지된다.As shown, the foil bearing has a cylindrical body 10. On the inner circumferential surface side of the body 10 is formed a plurality of support grooves 20 cut at equal intervals in the circumferential direction, one end of the foil 30 of the metal plate having a thickness of about 0.05mm in the support groove 20 It is supported by the pin 40 in the fitted state.

즉, 고정단인 포일(30)의 일단부는 지지홈(20)에 대해 끼워진 상태에서 지지되고, 자유단인 타단부는 다른 포일(30)의 일측면에 대해 일부 중첩된 상태에서 피회전체의 원주면에 대해 면접촉된다.That is, one end of the foil 30, which is the fixed end, is supported in the fitted state with respect to the support groove 20, and the other end, which is the free end, is partially circled with respect to one side of the other foil 30. It is in surface contact with the main surface.

도면중 미설명부호 '50'은 피회전체인 회전축이다.Unexplained reference numeral '50' in the drawing is a rotating shaft of the chain.

상기와 같은 포일 베어링이 회전축에 대해 설치된 최초의 상태는 도 2의 실선과 같은 상태이다.The first state in which such a foil bearing is installed with respect to the rotating shaft is the same as the solid line of FIG. 2.

즉, 상기와 같은 상태는 회전축이 회전되지 않고 있는 상태이고, 각 포일(30)의 타단부는 다른 포일(30)들의 내측면에 대해 일부 중첩된 상태에서 회전축의 외주면에 대해 면접촉되고 있는 상태이다.That is, the above state is a state in which the rotating shaft is not rotated, the other end portion of each foil 30 is in surface contact with the outer circumferential surface of the rotating shaft in a state partially overlapped with the inner surface of the other foil (30) to be.

상기와 같은 최초의 상태에서 회전축이 회전되며 특정속도에 도달하기전 까지는 각 포일(30)은 회전축의 외주면에 대해 서로 접촉하게 되고, 회전축이 지속적으로 회전되어 특정속도까지 도달하게 되면 회전축과 각 포일(30)의 사이에는 내부압력이 발생하게 되어 포일(30)들은 도 2의 일점선 같이 바디(10)의 내주면에 대해 원주방향으로 벌어지게 된다.In the initial state as described above, until the rotational shaft is rotated and reaches a specific speed, the foils 30 are in contact with each other with respect to the outer circumferential surface of the rotational shaft. Internal pressure is generated between the 30 so that the foils 30 are circumferentially opened with respect to the inner circumferential surface of the body 10 as shown by one dotted line in FIG. 2.

따라서, 회전축은 포일(30)에 대해 접촉없이 회전하게 된다.Thus, the axis of rotation rotates without contact with respect to the foil 30.

그러나, 상기와 같은 일반적인 구성의 포일 베어링에 있어서는 다음과 같은 문제점이 발생되었다.However, the following problems have arisen in the foil bearing of the general structure as mentioned above.

즉, 바디(10)에 설치된 포일(30)의 일측면이 회전축(50)의 원주면에 대해 면접촉되고 있어 회전축의 초기구동력이 크게 작용되었던 문제점과, 또 포일(30)의 일단부가 지지홈(20)의 내측에 꺽여진 상태에서 지지되는 구조에 의해 장기간 사용하다 보면 포일(30)의 강성이 저하되는 문제점이 있었다.That is, one side surface of the foil 30 installed on the body 10 is in surface contact with the circumferential surface of the rotation shaft 50, and the initial driving force of the rotation shaft is greatly acted, and one end of the foil 30 is supported by the groove. There was a problem that the rigidity of the foil 30 is lowered when used for a long time by the structure supported in the state bent inside the (20).

또, 각 포일(30)의 타단부는 바디(10)의 내주면에 대해 원주방향으로 노출된 자유단의 구조를 갖고 있으므로, 안정적인 측면에서 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있었다.In addition, since the other end of each foil 30 has the structure of the free end exposed in the circumferential direction with respect to the inner peripheral surface of the body 10, there was a problem in reducing the reliability in terms of stability.

또한, 포일 베어링을 장기간에 걸쳐서 지속적으로 사용하다 보면, 포일(30)의 일단부측, 즉 지지홈(20)에 지지된 절곡부위가 스트레스를 받아 트러블이 발생 하게 되어 형상을 변형시키거나 제품의 수명을 단축시키는 문제점도 있었다.In addition, when the foil bearing is continuously used for a long time, one end side of the foil 30, that is, the bent portion supported by the support groove 20 is stressed, causing trouble. There was also a problem to deform the shape or shorten the life of the product.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제, 즉, 본 발명의 목적은, 종래와 같은 포일 베어링이 갖고 있는 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 포일의 일측면이 회전축의 원주면에 대해 선접촉되게 하여 회전축의 초기구동력을 작게 하고, 또, 그 일단부가 바디의 내측에 꺽여지지 않은 상태에서 지지되도록 함으로써, 포일의 강성을 오래도록 유지하며 제품의 수명을 연장하는 포일 베어링을 제공하는데 있다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention, that is, the object of the present invention is to solve the problems of the conventional foil bearing, one side of the foil is in contact with the circumferential surface of the rotary shaft of the rotary shaft It is to provide a foil bearing that reduces the initial driving force of the, and to ensure that one end is supported in an unbent state inside the body, to maintain the rigidity of the foil for a long time and to extend the life of the product.

본 발명의 다른 목적은, 각 포일의 타단부를 바디의 내주면에 대해 활동 가능하게 지지토록 함으로써, 그 안정성에서 신뢰성을 향상시키는 포일 베어링을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a foil bearing which improves reliability in its stability by allowing the other end of each foil to be operatively supported on the inner circumferential surface of the body.

도 1은 일반적인 포일 베어링의 일부 분해 사시도1 is a partially exploded perspective view of a typical foil bearing

도 2는 도 1의 동작상태를 함께보인 평면도2 is a plan view showing the operating state of FIG.

도 3은 본 발명에 따른 포일 베어링의 일부 분해 사시도3 is a partially exploded perspective view of a foil bearing according to the present invention;

도 4는 도 3의 동작상태를 함께보인 평면도4 is a plan view showing the operating state of FIG.

도 5는 본 발명에 따른 포일의 실시예를 보인 정면도5 is a front view showing an embodiment of the foil according to the present invention.

도 6은 본 발명의 요부를 보인 평면도6 is a plan view showing the main portion of the present invention;

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 ; 포일 베어링의 바디 30 ; 포일10; Body 30 of foil bearing; Foil

31,32 ; 제1,2 슬릿 40 ; 핀31,32; First and second slits 40; pin

50 ; 회전축 60,70 ; 제1,2 홈50; Axis of rotation 60,70; 1st, 2nd groove

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내측에 회전축이 끼워지는 원통형상의 그 바디; 상기 바디의 내주면에 대해 등간격을 두고 수직으로 절결 형성되며 핀이 끼워지는 복수개의 제1 홈; 복수개의 상기 제1 홈들 사이에 배열되며 수직으로 절결 형성된 복수개의 제2 홈; 및 양측면에 소정의 간격을 두고 제1,2 슬릿이 형성되되 상기 제1,2 슬릿에 대해 또다른 제2,1 슬릿이 엇갈리게 끼워진 상태에서 그 일단부와 타단부가 각각의 상기 제1,2 홈에 끼워진 복수개의 포일로 구비된 포 일 베어링을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a cylindrical body that is fitted with a rotating shaft inside; A plurality of first grooves which are vertically cut out at equal intervals with respect to the inner circumferential surface of the body and into which a pin is fitted; A plurality of second grooves arranged between the plurality of first grooves and vertically cut out; And a first and a second slit are formed on both sides at predetermined intervals, and the second and the first slit are alternately inserted with respect to the first and the second slit. Foil with a plurality of foils fitted in the grooves To provide one bearing.

이하에서는 이러한 목적을 달성하는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention for achieving this object will be described in detail.

도 3는 본 발명에 따른 포일 베어링을 보인 일부 분해 사시도 이고, 도 4는 본 발명에 따른 포일 베어링의 평면도 로써, 종래기술과 동일한 부분, 부재에 대해서는 동일부호를 부여하여 설명한다.Figure 3 is a partially exploded perspective view showing a foil bearing according to the present invention, Figure 4 is a plan view of the foil bearing according to the present invention, the same parts and members as in the prior art will be described with the same reference numerals.

부연하면, 본 발명에 따른 제1,2 홈에 대해서는 각각 도면부호 '60'과'70'을 부여하여 설명한다.In other words, the first and second grooves according to the present invention will be described with reference numerals '60' and '70', respectively.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른, 포일 베어링은 원통형상의 바디(10)를 갖는다. 상기 바디(10)는 그 내주면에 대해 등간격을 두고 수직으로 절결 형성되며 핀(40)이 끼워지는 복수개의 제1 홈(60)과, 상기 제1 홈(60)들 사이에 배열된 복수개의 제2 홈(70)을 갖는다.As shown therein, according to the invention, the foil bearing has a cylindrical body 10. The body 10 is vertically cut out at equal intervals with respect to the inner circumferential surface thereof, and a plurality of first grooves 60 into which the pins 40 are fitted, and a plurality of first grooves 60 arranged between the first grooves 60. It has a second groove 70.

상기 제1,2 홈(60)(70)의 내측에는 양측면에 소정의 간격을 두고 제1,2 슬릿(31)(32)이 형성된 포일(30)의 일단부와 타단부가 결합된다.Inside the first and second grooves 60 and 70, one end and the other end of the foil 30 having the first and second slits 31 and 32 are formed at predetermined intervals on both sides thereof.

즉, 포일(30)은 그 양측에 형성된 상기 제1,2 슬릿(31)(32)에 대해 또다른 포일(30)의 양측에 형성된 제2,1 슬릿(32)(31)이 상호 엇갈리게 끼워진 상태에서 그 일단부와 타단부가 각각의 상기 제1,2 홈(60)(70)에 끼워진다.That is, the foil 30 has the second and first slits 32 and 31 formed on both sides of another foil 30 interposed with respect to the first and second slits 31 and 32 formed on both sides thereof. In the state, one end and the other end are fitted into the respective first and second grooves 60 and 70.

이를 만족시키기 위해서는 상기 제1,2 슬릿(31)(32)은 상기 포일(30)의 수평중심선상을 벗어나지 않는 범위내에서 절결되는 것이 바람직하다.In order to satisfy this, the first and second slits 31 and 32 are preferably cut out within a range not departing from the horizontal center line of the foil 30.

상기 제1 홈(60)에 끼워져 핀(40)에 의해 고정되는 포일(30)의 일단부는 고 정단이고, 제2 홈(70)에 끼워지는 타단부는 자유단이다.One end of the foil 30 inserted into the first groove 60 and fixed by the pin 40 is high. The other end which is a forward end and fits into the 2nd groove 70 is a free end.

바람직하게는, 상기 제2 홈(70)의 내측에 끼워지는 상기 포일(30)의 타단부는 상기 제2 홈(70)의 내측단면에 대해 이격되어 소정의 공간이 형성되도록 일부만이 끼워지는 것이 바람직하다.Preferably, the other end portion of the foil 30 fitted inside the second groove 70 is spaced apart from the inner end surface of the second groove 70 so that only a part of the foil 30 is formed so as to form a predetermined space. desirable.

또, 바람직하게는 상기 제1 홈(60)에 끼워진 상태에서 핀(40)에 의해 고정되며 그 제1 홈(60)으로부터 인출되는 상기 포일(30)의 일단면은 그 타단부가 끼워지는 상기 제2 홈(70)과 상응하며 원호형상이 형성되도록 곡률반경을 형성하며 인출되는 것이 바람직하다.Preferably, one end surface of the foil 30 fixed by the pin 40 in the state of being fitted into the first groove 60 and withdrawn from the first groove 60 is fitted with the other end thereof. It is preferable that the curvature radius is drawn out so as to correspond to the second groove 70 and form an arc shape.

이를 만족시키기 위해서는, 상기 제1 홈(60)은 상기 바디(10)의 동심방향을 향하여 개구되고, 상기 제2 홈(70)은 상기 바디(10) 내주면의 원주방향에 대해 소정의 각도로 치우치며 외향되게 설치된 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는, 상기 제2 홈(70)은 평단면상에서 보았을 때 원호형상으로 형성되는 것이 더욱 바람직하다.In order to satisfy this, the first groove 60 is opened toward the concentric direction of the body 10, and the second groove 70 is set at an angle with respect to the circumferential direction of the inner circumferential surface of the body 10. It is preferable to be installed facing outward, more preferably, the second groove 70 is more preferably formed in an arc shape when viewed from a flat cross section.

또한, 상기 포일(30)은 상기 바디(10)의 동심방향을 향하여 만곡되며 피회전축(50)에 대해 선접촉되도록 구비되는 것이 바람직하다.In addition, the foil 30 is preferably curved toward the concentric direction of the body 10 and is provided to be in line contact with the rotation axis (50).

상기와 같은 구성의 본 발명의 동작에 대해 설명한다.The operation of the present invention having the above configuration will be described.

상기와 같은 포일 베어링이 회전축에 대해 설치된 최초의 상태는 도 4의 실선과 같은 상태이다.The first state in which such a foil bearing is installed with respect to the rotating shaft is the same as the solid line of FIG. 4.

즉, 상기와 같은 상태는 회전축이 회전되지 않고 있는 상태이고, 각 포일(30)의 일단부는 제1 홈(60)에 대해 끼워져 고정된 상태이고, 타단부는 제2 홈(70)의 내측면에 대해 이격된 상태에서 일부 삽입된 상태가 된다.That is, in the above state, the rotating shaft is not rotated, one end of each foil 30 is fitted into and fixed to the first groove 60, and the other end is second. Partly inserted state is spaced apart from the inner surface of the groove (70).

또한, 이 상태는 각 포일(30)의 제1,2 슬릿(31)(32)에는 다른 포일(30)의 제2,1 슬릿(32)(31)이 상호 엇갈린 상태에서 끼워지고, 그 내측면은 회전축(50)의 외주면에 대해 선접촉되고 있는 상태이다.In this state, the first and second slits 31 and 32 of each foil 30 are fitted in the state in which the second and first slits 32 and 31 of the other foil 30 are staggered with each other. The side surface is in line contact with the outer peripheral surface of the rotating shaft 50.

상기와 같은 최초의 상태에서 회전축(50)이 회전되며 특정속도에 도달하기전 까지는 각 포일(30)의 내측면은 회전축(50)의 외주면에 대해 서로 선접촉하고 있는 상태가 되고, 회전축(50)이 지속적으로 회전되어 특정속도까지 도달하게 되면 회전축(50)과 각 포일(30)의 사이에는 내부압력이 발생하게 되어 각 포일(30)들의 내측면은 도 4의 일점선과 같이 회전축(50)으로부터 이격되며 그 타단부들은 제2 홈(70)의 내측면사이로 조금 이동하게 된다.In the initial state as described above, until the rotating shaft 50 is rotated and reaches a specific speed, the inner surfaces of the foils 30 are in linear contact with each other with respect to the outer circumferential surface of the rotating shaft 50, and the rotating shaft 50 ) Is continuously rotated to reach a specific speed, the internal pressure is generated between the rotary shaft 50 and each foil 30, so that the inner surface of each foil 30 is rotated as shown in the dotted line of FIG. The other ends are slightly moved between the inner surfaces of the second groove 70.

상기와 같은 구성의 본 발명은, 포일의 내측면이 회전축의 외주면에 대해 선접촉되고 있으므로, 회전축의 초기구동력이 작게 작용된다.In the present invention having the above-described configuration, since the inner surface of the foil is in linear contact with the outer circumferential surface of the rotating shaft, the initial driving force of the rotating shaft is small.

또, 각 포일의 일단부가 제1 홈의 내측에 대해 꺽여지지 않은 상태에서 지지되는 구조에 의해 장기간 사용하더라도 포일의 강성이 저하되지 않아 형상이 변형되지 않는다.Moreover, even if it is used for a long time by the structure supported by the state in which the one end of each foil is not bent with respect to the inner side of a 1st groove | channel, the rigidity of a foil will not fall and a shape will not be deformed.

또한, 각 포일이 서로 끼워지며 연결된 상태에서 각 타단부가 바디의 내주면에 구비된 제2 홈에 대해 지지되는 구조에 의해 안정성이 확보된다.In addition, stability is ensured by a structure in which the other end is supported with respect to the second groove provided on the inner circumferential surface of the body while the foils are fitted to each other.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 포일 베어링에 의하면, 포일의 내측면이 회전축의 원주면에 대해 선접촉되고 있으므로, 회전축의 초기구동력을 작게하고, 또, 고정단인 각 포일의 일단부가 제1 홈의 내측에 대해 꺽여지지 않은 상태에서 지지되는 구조에 의해 장기간 사용하더라도 포일의 강성이 저하되지 않아 형상이 변형되지 않는 특징이 있다.As described in detail above, according to the foil bearing according to the present invention, since the inner surface of the foil is in linear contact with the circumferential surface of the rotating shaft, the initial driving force of the rotating shaft is reduced, and one end of each foil, which is a fixed end, is The structure supported by the state which is not bent with respect to the inside of the 1st groove has the characteristic that even if it uses for a long time, the rigidity of a foil does not fall and a shape does not deform | transform.

또한, 본 발명은 각 포일이 서로 끼워지며 연결된 상태에서 각 타단부가 바디의 내주면에 구비된 제2 홈에 대해 지지되는 구조에 의해 안정성이 확보되는 특징도 있다.In addition, the present invention is characterized in that the stability is ensured by the structure that the other end is supported against the second groove provided on the inner peripheral surface of the body in the state that each foil is fitted to each other.

지금까지는 본 발명에 따른 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고, 또, 설명하였지만 이에 한정되지 않고 당해 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양하게 변경 사용이 가능하다.So far, specific preferred embodiments according to the present invention have been illustrated and described, but the present invention is not limited thereto, and various modifications can be used by those skilled in the art.

그러나, 그와 같은 변경은 본 발명의 권리범위를 벗어날 수 없슴이 명백하다.However, it is apparent that such modifications may not depart from the scope of the present invention.

Claims

A cylindrical body having a rotating shaft fitted therein;

A plurality of first grooves which are vertically cut out at equal intervals with respect to the inner circumferential surface of the body and into which a pin is fitted;

A plurality of second grooves arranged between the plurality of first grooves and vertically cut out; And

The first and second slits are formed on both sides at predetermined intervals, and the first and second grooves of the first and second slits are alternately inserted with respect to the first and second slits. Foil bearing provided with a plurality of foils fitted in the.

2. The foil bearing of claim 1, wherein the foil is a fixed end having one end fitted into the first groove and fixed by a pin, and the other end being a free end fitted with the second groove.

3. The foil bearing of claim 2, wherein only the other end of the foil is partially fitted with respect to the inside of the second groove.

3. The foil of claim 2, wherein one end surface of the foil fixed by the pin in the state of being fitted into the first groove and withdrawn from the first groove forms a radius of curvature corresponding to the second groove into which the other end is fitted. Foil bearing comprising drawn out.

The foil bearing of claim 1, wherein the first groove is opened toward the concentric direction of the body, and the second groove is installed outwardly at an angle with respect to the circumferential direction of the inner circumferential surface of the body.

6. The foil bearing of claim 5, wherein the second groove is formed in an arc shape on a planar cross section.

The foil bearing of claim 1, wherein the foil comprises one that is curved toward the concentric direction of the body.

The foil bearing of claim 1, wherein each of said foils is in line contact with an outer circumferential surface of said rotating shaft.

The foil bearing of claim 1, wherein the first and second slits are cut to a range not exceeding a horizontal center line of the foil.