KR100807889B1 - 동압유체베어링 - Google Patents

Abstract

제작이 보다 용이하고, 양산성이 뛰어난 스프링 휠을 이용해서 베어링 성능이 뛰어난 휠식 동압기체베어링을 제공한다. 또, 부착이 용이한 톱 휠 고정구조를 이용해서 회전방향에 제약이 없는 동압기체베어링을 제공한다.

베어링 하우징(11)의 내벽에 복수의 슬릿(16)을 형성시킨 탄성재료의 얇은 평판으로 이루어진 스프링 휠(12)이 장착되고, 스프링 휠의 안쪽에 톱 휠(13)이 배치하고, 톱 휠의 안쪽에는 회전축(14)이 배치되고서, 스프링 휠(12)이 슬릿(16)의 위치에서 절곡되어 내벽 안쪽에 접하는 다수의 탄성 보를 형성하게 되어, 이 탄성 보에 의해 회전축(14)을 탄성적으로 지지하게 된다.

Description

동압유체베어링 {Dynamic pressure type fluid bearing}

본 발명은 고속회전축용 동압유체베어링에 관한 것으로, 특히 유체역학적 휠베어링에 관한 것이다.

유체(流體)베어링에는 정압형(靜壓型)과 동압형(動壓型)이 있으나, 주위의 공기를 사용하고 축의 회전에 의해 압력을 생기게 하는 동압형 베어링은, 압축기 등에 의해 외부로부터 여압(與壓)하는 정압형과 비교해서, 비용, 경량화, 유지관리 등의 면에서 유리하고, 오일프리(oil free)라고 하는 이점도 있으므로, 특히 휠식(wheel type)의 동압형 유체베어링이 항공기용 공조장치(空調裝置) 또는 에어 사이클 머신(air cycle machine) 등 고속회전으로 사용되는 소형 기계류에 많이 사용되고 있다. 휠식 동압형 유체베어링은, 축과의 사이에 기체막을 형성하는 톱 휠(top wheel)과, 그를 탄성적으로 지지하는 스프링 휠(spring wheel), 이들을 보유지지하는 하우징으로 구성되어 있다. 휠 베어링의 스프링 휠에는 범프형이나 리프형 등 여러 가지가 있다.

도 30은 범프 휠 공기베어링의 예를 나타내는 측단면도이다. 범프형 스프링 휠을 사용하는 범프 휠 공기베어링은, 특허문헌 1 등에 개시되어 있듯이, 회전축이 삽입된 하우징과 회전축과의 사이에 금속박판을 파형판 형상으로 형성한 범프 휠을 설치하고, 그 안쪽에 평평한 금속박판에 고체윤활제를 바른 톱 휠을 설치해서, 회전축과의 사이에 형성되는 얇은 유체막에 의해 회전축을 유체역학적으로 지지함과 더불어, 톱 휠이 범프 휠을 매개로 하우징에 대해 탄성적으로 지지되도록 되어 있다.

범프 휠 공기베어링은, 범프 휠의 탄발기능에 의해 회전축의 자기조정기구를 구비하기 때문에 베어링의 공작정밀도에 대한 요구는 엄격하지 않으나, 범프 휠은 복잡한 형상으로 성형할 필요가 있어서 프레스를 사용한 정밀도 높은 성형가공이 요구되어 가공공정이 복잡해져 제작이나 조립이 어렵기 때문에, 양산에 적합하지가 않다.

범프 휠은 강성(剛性)이 높아 치수여유가 작다. 또, 강성을 내리면 사용에 따라 소성변형되어 성능을 발휘하기 어렵게 된다.

도 31은 리프 휠 공기베어링의 예를 나타내는 측단면도이다. 리프형 스프링 휠을 사용하는 리프 휠베어링은, 베어링 하우징의 내주에 복수의 리프 휠이 상호 슬라이드 할 수 있도록 일부를 겹쳐지게 해서 배치되고, 그 안쪽에 공기를 끌어들이는 간극을 두고 회전축을 지지하도록 한 것으로, 회전축의 축하중(軸荷重)의 작용에 수반해서 리프 휠이 회전축에 맞춰지도록 변형되어, 적절한 공기층을 형성하도록 되어 있다.

리프 휠도 일정한 형상으로 성형할 필요가 있기 때문에 성형가공의 품이 필 요하고, 베어링을 조립하는 품이 들게 된다.

또, 특허문헌 2에는, 스프링 휠을 1개의 판으로 형성시켜 조립공정을 생략하도록 된 공기베어링이 개시되어 있다. 개시된 공기베어링의 스프링 휠은 장방형의 탄성판을 장축을 따라 적절한 간격으로 한쪽에서 잘라 일으켜 세워 다중의 지지판으로 한 것으로, 그 일단을 하우징 안쪽에 잘라내어 형성한 고정기구에 고정시켜 하우징의 안쪽을 따라 배치해서, 지지판이 회전축을 에워싸는 톱 휠에 접해져 탄발작용으로 지지하도록 한 것이다.

개시된 유체역학적 박베어링에 사용하는 스프링 휠도, 잘라 일으켜 세워 지지판의 자세를 유지하기 위해 성형가공을 실행할 필요가 있다.

그리고, 특허문헌 3에는, 베어링 하우징 내부에 스프링 휠을 가장 내층에서 대략 4각형, 중간층에서는 7각형, 가장 바깥층에서 대략 6각형이 되도록 3층 감기를 해서 수납한 휠 저널 베어링이 개시되어 있다. 3중 감기 스프링 휠은, 평판의 스프링 휠의 폭을 가로로 자르도록 홈을 형성시켜, 이 홈이 형성된 곳에서 휠을 절곡해서 홈에 끼워진 부분을 탄성 보로 한다.

특허문헌 3에 개시된 베어링은, 보를 가진 탄성부와 굴곡부의 접촉에 의한 마찰감쇠가 얻어져, 저널의 고속회전에서 발생하는 잔여진동을 억제할 수 있게 된다.

그러나, 두께가 수 100㎛라고 하는 지극히 얇은 스프링 휠의 얇은 평판에 일정한 두께를 남기고 홈을 형성하는 것이 어렵고, 홈의 판 두께가 지극히 얇아지기 때문에 일부에 균열이 발생했을 때에도 폭 방향으로 진행하기 쉬워 강도 상 문제가 있게 된다.

또, 종래의 톱 휠은 특허문헌 1이나 특허문헌 2에도 기재되어 있듯이, 범프 휠 또는 스프링 휠과 함께 일단이 하우징 내통면에 나사나 용접으로 고착되고, 다른쪽 단이 원주방향으로 이동할 수 있는 자유단(自由端)으로 되어 있었다. 이와 같은 구조에서는, 회전축이 자유단 방향에서 고정단 방향으로 회전하게 됨으로써 공기를 회전축과 범프 휠 사이로 끌어들여 공기층을 형성하게 되어 있어, 회전축을 톱 휠 고정단 측에서부터 회전시키면, 톱 휠이 회전축에 감겨져 공기층을 형성할 수가 없기 때문에, 회전방향은 한쪽 방향으로 한정되어 있었다.

이와 같이, 종래의 톱 휠 고정방법은 하우징 내면에 고정하기 위한 특별한 공작이 필요하게 되고, 회전축의 회전방향이 한쪽으로 한정되는 문제가 있었다.

특허문헌 1 : 일본국 특개 2002-061645호 공보

특허문헌 2 : 일본국 특개 2002-364643호 공보

특허문헌 3 : 일본국 실개 평6-76716호 공보

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 제작이 보다 용이하고, 양산성이 뛰어난 스프링 휠을 이용해서 베어링 성능이 뛰어난 휠식 동압유체(動壓流體)베어링을 제공함에 있다. 또, 본 발명이 해결하고자 하는 제2의 과제는, 부착이 용이한 톱 휠 고정구조를 이용해서 회전방향에 제약이 없는 동압유체베어링을 제공함에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 동압유체베어링은, 베어링 하우징의 내벽에 복수의 슬릿을 설치한 얇은 평판으로 형성한 스프링 휠을 장착하고, 이 스프링 휠의 안쪽에 톱 휠을 배치하고, 이 톱 휠의 안쪽에 회전축을 배치한 휠식 베어링에서, 스프링 휠이 강성이 작은 위치에서 절곡되어 내벽 안쪽에 접하는 다수의 탄성 보를 가진 다각형 단면을 형성하고, 이 탄성 보에 의해 회전축을 탄성적으로 지지하도록 한 것을 특징으로 한다.

얇은 평판으로 형성된 스프링 휠에 슬릿을 설치함으로써 장소에 따라 굽힘강성에 강약의 차를 주어, 이 스프링 휠을 베어링 하우징의 내벽에 장착하면, 강성이 작은 슬릿 위치에서 절곡되어 내벽 안쪽에 접하게 되고 인접하는 슬릿 사이 다수의 탄성 보를 생성시켜 다각형 단면을 형성한다. 이 탄성 보에 의해 톱 휠을 탄성적으로 지지할 수가 있게 된다.

회전축은 톱 휠에 포위되어, 회전에 따라 회전축과 톱 휠 사이에 공기 등의 기체가 끌어들여져 기체층을 형성해서, 회전축을 유체역학적으로 지지함으로써 고속회전이 원활히 이루어지도록 한다. 한편, 회전축의 회전이 고속으로 됨에 따라 기체층의 두께가 증가하여 톱 휠을 베어링 하우징의 내벽에 밀어붙여 스프링 휠의 탄성력을 증가시키기 때문에, 회전축은 고속회전 상태에서보다 안정되게 회전할 수 있게 된다.

슬릿은, 스프링 휠을 베어링 하우징에 삽입했을 때에 회전축에 대략 평행을 이루는 방향으로 형성되어, 슬릿 위치에서 휠을 절곡시켜 마디가 되도록 할 수가 있다. 탄성 보에서의 굽힘강성의 강약의 차이는 슬릿에 끼워진 휠부의 길이의 차이에 의해 일어나게 된다.

슬릿의 간격을 부등(不等) 피치(pitch)로 함으로써, 탄성 보의 길이에 변화를 줄 수가 있다. 긴 탄성 보 부분에서는 굽힘강성이 약하게 되지만, 하우징 내벽과 톱 휠과의 거리가 커지기 때문에 베어링의 내경이 작아지게 된다. 짧은 보 부분에서는 굽힘강성이 커지게 되고, 톱 휠이 하우징 내벽에 가깝기 때문에 베어링의 내경이 커지게 된다. 따라서, 하중이 작을 때 또는 진동이 작을 때는 내경이 작은 부분의 스프링이 축을 지지하고, 하중이 클 때 또는 진동이 클 때는 내경이 큰 부분에서도 축을 지지하게 되기 때문에, 단계적인 탄발특성을 가진 지지구조를 갖게 된다.

길이가 다른 슬릿을 교대로 배치하도록 하여도 좋다. 긴 슬릿이 있는 부분은 휠이 꺾이기 쉽고, 짧은 슬릿이 있는 부분은 그보다 꺾이기 어렵게 된다. 따라서, 처음은 긴 슬릿 부분이 굴절해서 하우징의 벽에 접촉하고 짧은 슬릿 부분은 꺾이지 않기 때문에 톱 휠이 만드는 통체의 내경이 작아 회전축의 치우침이 작게 된다. 회전축이 회전하기 시작하면 짧은 슬릿 위치에서도 스프링 휠이 굴절되어 톱 휠이 하우징 내벽에 가까워져, 내경이 확대됨과 더불어, 탄성 보의 길이가 짧아져 스프링 휠의 강성이 증대하게 된다. 이와 같이 해서, 하중이 작을 때에는 스프링 휠의 강성이 낮아 톱 휠이 벌어지기 쉽고, 하중이 커지게 되면 강성이 높아진다고 하는, 바람직한 특성을 발현하는 베어링을 얻을 수가 있다.

스프링 휠의 슬릿 사이에 형성되는 보의 길이를 같게 하고, 슬릿의 폭을 변화시키도록 하여도 좋다. 슬릿 부분은 회전축을 탄성적으로 지지하는 지지강성을 발생시키지 않기 때문에, 하우징의 원주방향 장소마다 적당한 지지강성의 차이를 같도록 하기 위해 강성분포를 비교적 간단히 설계할 수가 있다. 휠 베어링의 강성에 원주방향에 따라 차이를 갖게 함으로써 회전축에 타원운동을 발생시켜, 진동을 억제할 수가 있다.

회전축에 평행한 슬릿은, 길이가 같은 것을 등간격으로 배치함으로써, 탄성 보의 강성이 상호 거의 같아지도록 하여도 좋다.

슬릿은 휠의 측단으로부터 중앙선 쪽으로 형성되도록 하여도 좋다. 측단에서 슬릿이 개방되어 있으면, 휠의 측부에서 강성이 감소되어 회전축이 한쪽에 닿는 것을 방지할 수가 있다.

슬릿은, 삼각형의 2변, 장방형의 3변 등 저변을 남기고 나머지 변을 평판에서 잘라낸 형상으로 할 수가 있다. 이 스프링 휠은 톱 휠을 따르도록 장착함으로써, 각 슬릿의 위치에서 접선방향으로 뻗어 텅(tongue)부분이 베어링 하우징의 내벽에 도달해서 스프링으로 되어 톱 휠을 지지하게 된다.

슬릿을 크게 잘라낸 형상으로 해서 인접하는 슬릿의 능선까지의 거리가 평판의 단부에서의 거리에 따라 달라지게 함으로써 강성을 변화시키도록 하여도 좋다. 예컨대, 잘라 내어진 형상을 슬릿 내에 삼각형이나 반원형이 돌출한 형상으로 하면, 돌출한 부분이 지지점으로 되는 사이는 보의 실효폭(實效幅)이 작아 강성이 약하지만, 회전이 고속으로 되어 톱 휠이 하우징에 가까워짐에 따라 강성이 강해지게 된다. 또, 슬릿형상이 반원형이 되어 있는 경우에는, 처음은 탄성 보의 길이가 크고 톱 휠이 넓어짐에 따라 짧은 보가 작용을 하기 때문에, 고속회전으로 됨에 따라 급격히 강성이 강화되도록 하는 특성을 나타내게 된다.

이와 같이, 슬릿형상을 선택함에 따라 희망하는 강성 특성을 얻을 수가 있게 된다.

또, 일부의 슬릿을 스프링 휠의 평판의 측단선(側端線)에 평행하도록 설치하여도 좋다. 회전축 방향으로 몇 개의 영역으로 나누어 줌으로써, 회전축 방향으로 강성의 다른 스프링을 배치하면 같은 효과를 얻을 수가 있다.

1개의 박판의 한쪽 끝에서부터 스프링 휠을 형성하고서, 회전축을 에워쌀 정도로 남게 한 다른 끝쪽에 고체윤활제를 발라 톱 휠로 이용할 수 있다. 이는 톱 휠이 상시 스프링 휠의 안쪽에 배치되기 때문이다.

스프링 휠의 슬릿부는 복수의 슬릿이 높은 밀도로 병설되어 있어도 좋다. 슬릿부가 굴절해서 하우징 내벽에 접촉하지만, 복수의 슬릿을 높은 밀도로 병설하면, 내벽을 따라 다수의 능선부분이 압압력을 분담하기 때문에, 접촉면압을 저감할 수가 있게 된다.

또, 슬릿과 슬릿 사이의 보로 되는 부분의 중앙에 스프링 휠의 평판의 측단선에 평행한 슬릿을 설치하여도 좋다. 보의 중앙부는 톱 휠에 접촉해서 톱 휠에 강성을 부여하지만, 보의 중앙부에 설치된 슬릿은 스프링 휠과 톱 휠의 접촉면적을 증대시켜 접촉면압을 감소시키는 효과를 갖는다.

스프링 휠은 톱 휠의 주위에 다중으로 감겨지도록 하여도 좋다. 특히, 바깥쪽 스프링 휠의 보의 중앙위치에 안쪽 스프링 휠의 슬릿이 대응하도록 겹쳐져도 좋다.

다중구조로 하게 되면, 톱 휠이 넓어짐에 따라 강성이 높아지기 때문에, 저속회전부터 고속회전까지 적당한 강성으로 지지할 수가 있게 된다.

스프링 휠을 복수로 상호 겹쳐지는 부분을 갖도록 배치하면, 휠 끼리의 마찰을 이용해서 베어링의 진동을 감쇠시키는 효과를 얻을 수가 있다.

스프링 휠의 슬릿은, 단부를 둥글게 하여 단부에 발생하는 응력을 완화시키도록 하는 것이 바람직하다.

슬릿은 에칭으로 제작할 수도 있다. 에칭법을 쓰게 되면, 프린트기판과 마찬가지로 지극히 미세한 치수의 슬릿도 정확하게 또한 쉽게 형성할 수가 있다.

베어링 하우징의 내공(內孔) 단면을 다각형으로 형성시켜, 다각형의 정점(頂点)에 스프링 휠의 슬릿이 위치하도록 조립하여도 좋다. 이와 같은 정점이 존재하면, 스프링 휠을 고정하기가 쉬워진다. 또, 스프링 휠의 슬릿 사이에 형성되는 보의 중간에 베어링 하우징의 내공 단면 다각형의 꼭지각이 위치하도록 하면, 하우징의 벽과 스프링 휠로 만들어지는 공간의 단면적이 커지게 되어 다량의 냉각유체가 유통할 수 있게 되어, 스프링을 사용할 수 있는 고속회전 범위가 넓어지게 된다.

또, 톱 휠의 양단이 닿는 하우징 내벽의 2개소의 위치에 내벽면에서 세워진 저지벽을 각각 형성시켜, 탄성평판으로 형성되는 톱 휠을 2개의 저지벽의 사이에 버틸 수 있게 삽입해서 고정하는 것이 바람직하다. 한편, 저지벽 표면의 각도는 내벽면에 대해 60°에서 90°의 범위인 것이 바람직하다.

또, 저지벽의 전면에는 단면이 삼각형상을 한 오목부을 형성시켜, 톱 휠이 자연스럽게 곡선을 그리면서 걸리도록 하는 것이 바람직하다.

이 걸림기구를 이용하면, 톱 휠이 하우징으로부터 벗어나기 위해서는 톱 휠이 하우징의 폭방향으로 이동하거나, 톱 휠의 통체의 축심위치가 어긋나 단부 가장자리가 저지벽을 넘거나, 톱 휠의 원주길이가 저지벽의 선단위치를 잇는 원주길이보다 짧아지기까지 줄어들어야만 한다. 그러나, 톱 휠의 폭방향 이동을 억제하면 이와 같은 조건을 만족시키는 변화는 거의 일어나지 않기 때문에, 종래와 같이 톱 휠의 일단을 하우징 내벽에 나사나 용접 등으로 고정하는 방법과 비교하면, 이 걸림기구는 구조나 사용방법이 지극히 간단하면서도 확실한 고정을 할 수가 있는 뛰어난 방법이 된다.

또, 톱 휠을 떼어내거나 장치를 분해하는 것도 용이하다.

톱 휠의 폭방향이동은, 통상적인 장착상태에서도 하우징과 톱 휠의 마찰에 의해 간단히 억제할 수가 있지만, 보다 확실하게 저지하기 위해 저지벽의 측면에 이음쇠를 세트하거나, 톱 휠의 단부에 귀를 설치해서 하우징 측면에 고정하거나 할 수도 있다.

이 방법에서는, 톱 휠의 양단이 모두 하우징에 고정되어, 어느 고정부분으로부터도 톱 휠과 회전축 사이에 공기를 도입할 수가 있기 때문에, 회전축을 어떤 방향으로 회전시켜도 유체베어링 성능을 발휘시킬 수가 있다.

또, 고정부분에서의 공간으로부터의 공기도입을 촉진시켜 냉각영역을 높이기 위해, 수직인 저지벽의 전면에 형성되는 삼각형상의 오목부를 크게 하는 것이 바람직하다. 또, 오목부는 베어링의 회전방향 입구(리딩)측을 출구(드레이닝)측보다 깊게 해서, 공기를 도입하기 쉽게 할 수도 있다.

톱 휠을 스프링 휠과 함께 원주방향으로 복수로 분할해서 설치함으로써, 부상성능(浮上性能), 부하용량을 조절할 수가 있다. 특히, 톱 휠을 부등 피치로 설치함으로써, 진동안정성이 높은 베어링동작 특성을 얻을 수가 있다.

이 걸림기구에서는, 톱 휠과 함께 스프링 휠 또는 범프 휠 등을 고정할 수도 있다.

또, 본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해, 휠식 동압유체베어링에 사용하는 복수의 슬릿을 설치한 얇은 평판으로 이루어진 스프링 휠을 제공하는 것이다.

그리고, 톱 휠의 양단이 닿는 하우징 내벽의 위치에 내벽면에 대해 대략 60°에서 90°의 각도를 가진 저지벽과 그 저지벽의 전면에 단면이 삼각형상을 한 오목부을 형성시켜 구성한 걸림기구로서, 톱 휠을 저지벽의 면 사이에 펼쳐 삽입함으로써 고정되도록 한 각종 휠을 사용하는 동압유체베어링에 사용할 수가 있는 톱 휠 걸림기구를 제공한다.

본 발명의 유체역학적 휠베어링에 의하면, 종래보다 간단하고 정밀도 좋은 스프링 휠을 제작해서 간단히 베어링에 조립할 수가 있어 양산성이 뛰어날 뿐만 아니라, 베어링의 성능도 요구에 응하는 조정값이 확대되고, 고속회전시에 안정성도 향상된다. 또한, 본 발명의 휠 베어링에서는 회전축이 어느 방향으로도 회전할 수가 있다.

도 1은, 본 발명의 제1실시예에 따른 동압기체베어링의 단면도,

도 2는, 제1실시예의 동압기체베어링에 이용하는 스프링 휠의 슬릿 배치도,

도 3은, 스프링 휠의 슬릿의 단부처리를 설명하는 도면,

도 4는, 본 발명의 제2실시예의 특징을 구성하는 스프링 휠의 슬릿의 상태를 모식적으로 나타내는 평면도,

도 5는, 제2실시예에 따른 동압기체베어링의 단면도,

도 6은, 본 발명의 제3실시예의 특징을 구성하는 스프링 휠의 슬릿의 상태를 모식적으로 나타내는 평면도,

도 7은, 본 발명의 제4실시예의 동압기체베어링에 사용하는 스프링 휠의 평면도,

도 8은, 제4실시예의 동압기체베어링에서의 스프링 휠의 조립상태를 설명하는 도면,

도 9는, 본 발명의 제5실시예의 동압기체베어링에 사용하는 스프링 휠의 평면도,

도 10은, 제5실시예의 동압기체베어링에서의 스프링 휠의 조립상태를 설명하는 도면,

도 11은, 본 발명의 제6실시예의 동압기체베어링에 사용하는 스프링 휠의 평면도,

도 12는, 제6실시예의 동압기체베어링에서의 스프링 휠의 조립상태를 설명하는 도면,

도 13은, 본 발명의 제7실시예의 동압기체베어링에 사용하는 스프링 휠의 평 면도,

도 14는, 본 발명의 제8실시예의 동압기체베어링에 사용하는 스프링 휠의 평면도,

도 15는, 본 발명의 제9실시예에 따른 동압기체베어링의 단면도,

도 16은, 제9실시예의 동압기체베어링에 이용되는 스프링 휠의 평면도,

도 17은, 스프링 휠의 걸림기구를 설명하는 사시도,

도 18은, 스프링 휠의 걸림기구에 탈락방지기구를 부가시킨 것을 설명하는 사시도,

도 19는, 스프링 휠의 걸림기구에 다른 탈락방지기구를 부가시킨 것을 설명하는 사시도,

도 20은, 제9실시예의 걸림기구를 범프 휠베어링 장치에 적용한 상태를 나타낸 단면도,

도 21은, 제9실시예의 동압기체베어링에서 복수의 걸림기구를 이용한 경우를 설명하는 단면도,

도 22는, 본 발명의 제10실시예에 따른 동압기체베어링의 단면도,

도 23은, 제10실시예의 동압기체베어링에 사용하는 스프링 휠의 평면도,

도 24는, 스프링 휠에 형성하는 텅의 다른 형상 예를 나타낸 도면,

도 25는, 스프링 휠에 형성하는 텅의 또 다른 형상 예를 나타낸 도면,

도 26은, 본 발명의 제11실시예의 동압기체베어링에 사용하는 스프링 휠의 평면도,

도 27은, 본 발명의 제12실시예에 따른 동압기체베어링의 단면도,

도 28은, 본 발명의 제13실시예에 따른 동압기체베어링의 단면도,

도 29는, 본 발명의 제14실시예에 따른 동압기체베어링의 단면도,

도 30은, 종래의 기술의 동압기체베어링의 예를 나타낸 단면도,

도 31은, 종래의 기술의 동압기체베어링의 다른 예를 나타낸 단면도이다.

이하, 본 발명의 동압유체베어링의 실시예에 대해 상세히 설명한다.

실시예 l

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 동압기체베어링의 단면도, 도 2는 이에 이용되는 스프링 휠의 슬릿 배치도이다.

본 실시예의 동압기체베어링(1)은 통형(筒型)의 하우징(11) 내벽에 접촉하도록 스프링 휠(12)이 배치되고, 그 안쪽에는 톱 휠(13)이 그 일단이 하우징 내벽에 고정되고서 하우징 내벽을 따라 대략 일주하도록 부착되어, 톱 휠(13)이 형성하는 통형상체 중에 공기층(15)을 매개로 회전축(14)이 수납되어 있다.

스프링 휠(12)은 두께가 수 100㎛인 얇은 탄성금속 평판으로서, 도 2에 도시된 것과 같이 휠의 감김방향에 평행하게 동일한 모양의 슬릿(16)이 병설(竝設)되어 있다. 슬릿(16)이 있는 위치에서는 금속부분이 작기 때문에 강성이 약해져, 동압기체베어링(1)에 끼워질 때에는 도 1에 도시된 것과 같이 슬릿 위치에서 절곡(切曲)되어, 스프링 휠(12)이 일부가 빈 다각형 단면을 가진 통형으로 된다.

단면 다각형 통형인 스프링 휠(12)은, 보통은 슬릿(16)의 위치에서 절곡되어 형성되는 능선(稜線)이 하우징 내벽에 접촉하고, 슬릿(16)에 끼워진 부분이 탄성 보로 되어 내부의 톱 휠(13)을 탄성적으로 지지하게 된다.

스프링 휠(12)의 슬릿의 간격이 길면 그 사이에 형성되는 긴 탄성 보(A)의 강성은 작아지고, 간격이 짧은 곳에 존재하는 짧은 탄성 보(B)의 강성이 커지게 된다. 이와 같이, 스프링 휠(12)의 강성은 슬릿의 위치에 의해 조정될 수 있기 때문에, 베어링의 둘레를 따른 바라는 위치에 바라는 탄성을 갖도록 할 수가 있게 된다.

톱 휠(13)은, 두께가 수 100㎛인 얇은 탄성금속 평판에 고체윤활제를 발라 회전축(14)과의 마찰계수를 작게 한 것으로, 일단이 하우징(11)의 내벽에 고정되고, 다른쪽 단은 자유단(自由端)으로 되어 있다.

회전축(14)은, 도 1에 화살표로 도시된 것과 같이, 톱 휠(13)의 자유단 방향으로 회전시키게 된다. 회전이 개시되면 공기가 회전축(14)과 톱 휠(13) 사이로 끌어 들여져 공기층(15)이 형성된다. 공기층(15)은 회전축(14)의 회전마찰을 현저히 저감시켜 원활한 회전이 이루어지도록 한다.

단, 본 실시예의 동압기체베어링에서는, 회전축(14)이 반대로 고정단 쪽에서부터 회전하게 되면, 톱 휠(13)이 회전축(14)의 표면에 감겨져 공기를 취입할 수가 없어 공기층의 형성에 실패하게 된다.

회전축(14)의 회전이 고속으로 되면, 공기층(15)이 발달해서 톱 휠(13)을 하우징(11)의 내벽 쪽으로 밀어붙이면 보(A)가 변형되어 탄성치가 서서히 상승하지 만, 톱 휠(13)이 짧은 탄성 보(B)에 접하게 되면 강한 강성을 가진 보(B)가 작용해서, 회전축(14)은 보다 더 강한 강성으로 지지될 수 있게 된다.

따라서, 본 실시예의 구성으로, 회전 개시시에는 비교적 약한 강성으로 지지하고, 고속회전으로 되면 강한 응력에 거역할 수 있는 강한 강성으로 지지하게 되어, 회전속도에 상응해서 단계적인 강성을 가진 베어링장치를 얻을 수가 있게 된다.

또, 탄성금속 평판의 두께나 재질을 선택하거나, 슬릿의 수나 간격을 적당히 선택함으로써, 지지강성이나 하우징의 원주방향 강성분포를 쉽게 조정할 수 있게 된다.

한편, 도 3에 모식적으로 나타낸 것과 같이, 슬릿(16)의 단부는 라운드(R)를 붙여 응력을 완화시키는 것이 바람직하다.

본 실시예의 동압기체베어링은, 종래의 휠형 기체베어링이나 리프형 기체베어링과 비교하면, 스프링 휠에 슬릿을 형성하는 것만으로 프레스기 등을 이용한 성형가공을 할 필요가 없어 제조 및 조립이 용이하다. 또, 스프링 휠의 가공은, 프린트기판 제조 등에 이용되고 있는 에칭기술을 이용할 수가 있고, 에칭기술을 쓰게 되면 정밀도가 높아 대량생산도 용이하다.

실시예 2

도 4 및 도 5는, 본 발명의 다른 실시예를 설명하는 도면으로서, 도 4는 본 실시예의 특징을 구성하는 스프링 휠의 슬릿의 상태를 모식적으로 나타내는 평면도이다. 또, 도 5는 본 실시예의 동압기체베어링의 단면도로서, (a)는 회전 초기의 상태, (b)는 고속화 도중의 단계에서의 상태, (c)는 고속회전 중의 상태를 나타낸다.

본 실시예에 사용하는 스프링 휠(21)에는, 길이가 다른 슬릿이 교대로 배치되어 있다. 길이가 긴 슬릿(22)이 있는 부분은 나머지 평판 폭이 작기 때문에 강성이 약해 휠이 꺾이기 쉽다. 한편, 짧은 슬릿(23)이 있는 부분은 그보다 꺾이기 어렵게 된다.

따라서, 정지시에 벽(24)은 도 5의 (a)에 도시된 것과 같이, 긴 슬릿(22)의 부분이 굴절되어 하우징에 접촉하고, 짧은 슬릿(23)의 부분은 꺾이기 어렵기 때문에 톱 휠(25)이 만드는 통체의 내경이 작아, 톱 휠(25)에 지지되는 회전축(26)의 치우침이 작게 된다.

회전축(26)이 회전하기 시작해서 큰 하중이 걸리면, 도 5의 (b)에 도시된 것과 같이, 회전축(26)과 톱 휠(25) 사이에 공기층(27)이 만들어져 톱 휠(25)이 하우징 내벽(24)에 가까워져, 짧은 슬릿(23)의 위치에서도 스프링 휠(21)이 굴절되어 탄성 보의 길이가 짧아져 스프링 휠(21)의 강성이 증대하게 된다.

그리고, 회전축이 통상적인 회전을 할 때에는, 도 5(c)에 도시된 것과 같이, 공기층(27)이 발달해서 톱 휠(25)이 하우징 내벽(24)과 대략 동심상(同心狀)으로 충분히 벌어져, 높은 강성을 가진 짧은 탄성 보에 의해 지지되게 된다.

이와 같이 해서, 길이가 다른 슬릿을 교대로 배치한 스프링 휠을 조립한 동압기체베어링은, 하중이 작을 때는 스프링 휠의 강성이 낮아 톱 휠이 벌려지기 쉽고, 하중이 커지게 되면 강성이 높아진다고 하는 바람직한 특성을 발현하는 베어링 을 얻을 수가 있다.

실시예 3

도 6은, 측단부에서 슬릿을 잘라 중앙부를 남긴 스프링 휠의 평면도이다.

본 실시예의 동압기체베어링은, 도 6에 도시된 것과 같이, 휠 측단에서 잘려 휠 중앙에 일정 폭의 중앙 띠를 남기도록 한 슬릿(32)을 복수로 형성한 스프링 휠(31)을 조립한 것이다. 이와 같이 베어링의 측부에서 스프링 휠이 분리되어 있어 탄성 보가 상호 이동하기 때문에 측부에서의 강성이 내부의 강성에 비해 약해져, 회전축이 경사운동을 할 때 회전축이 한쪽에 닿는 것을 피할 수 있게 된다.

실시예 4

도 7은 제4실시예의 동압기체베어링에 사용하는 스프링 휠의 평면도, 도 8은 도 7의 스프링 휠의 조립상태를 설명하는 도면이다.

본 실시예에 사용하는 스프링 휠은, 도 7에 도시된 것과 같이, 1개의 탄성재료로 이루어진 평판(33)에 스프링 휠(34) 부분과 톱 휠(35) 부분을 함께 형성시킨 것이다. 스프링 휠(34) 부분에는 적소에 슬릿이 형성되어 있고, 톱 휠(35) 부분에는 표면에 고체윤활제가 발라져 있다. 도면에서는 스프링 휠(34)에 4개의 슬릿이 형성되어 베어링에 조립되었을 때 스프링 휠 부분이 4각형을 형성하도록 되어 있으나, 좀 더 다수의 슬릿을 형성시켜도 좋음은 말할 것도 없다.

도 8에 도시된 본 실시예의 동압기체베어링(3)은, 탄성 평판(33)의 고체윤활제가 발라진 부분(35)을 말아 톱 휠로 하고, 슬릿이 형성된 부분(34)을 슬릿 위치마다 굴절시켜 다각형 스프링 휠로 해서, 이를 하우징 내벽(36) 내에 삽입한 것이 다.

한편, 도면 중 점선으로 나타낸 것과 같이, 스프링 휠의 단부(37)를 하우징 내벽(36)까지 연장해서 고정함으로써, 회전축의 회전에 의해 휠이 어긋나지 않도록 하여도 좋다,.

본 실시예의 동압기체베어링은, 스프링 휠과 톱 휠을 일체화하였기 때문에, 베어링을 구성하는 부품의 점수가 감소해서, 제조의 합리화를 도모할 수가 있게 된다.

실시예 5

도 9는, 제5실시예의 동압기체베어링에 사용하는 스프링 휠의 평면도, 도 10은 도 9의 스프링 휠의 조립상태를 설명하는 도면이다.

본 실시예에 사용하는 스프링 휠(41)은, 도 9에 도시된 것과 같이, 탄성 보를 사이에 끼우고 형성되는 슬릿부(42)에 복수의 슬릿(43)이 평행하도록 인접해서 설치된 것이다.

스프링 휠(41)을 하우징 내벽(44) 내에 끼워넣을 때는, 도 10에 도시된 것과 같이, 슬릿부(42)의 위치에서 굴절해서 다수의 슬릿(43)이 하우징 내벽(44)에 접촉해서 하중을 지지하기 때문에, 접촉면압을 저감시켜 하우징 내벽(44)의 마모를 감소시키는 효과를 가져 온다.

스프링 휠(41)과 접촉하는 위치의 하우징 내벽(44)이 극도로 마모되면, 탄성 보(45)의 탄성치가 저하되거나 해서 소기의 성능을 발휘하지 않게 될 열려가 있고, 이를 방지하는 것은 재조정의 품을 감소시키는 효과가 있게 된다.

실시예 6

도 11은 제6실시예의 동압기체베어링에 사용하는 스프링 휠의 평면도, 도 12는 도 11의 스프링 휠의 조립상태를 설명하는 도면이다.

본 실시예에 사용하는 스프링 휠(47)은, 도 11에 도시된 것과 같이, 스프링 휠(47)의 폭방향으로 형성된 세로방향 슬릿(48)에 끼워져 탄성 보로 되는 부분에, 스프링 휠(47)의 측단에 평행하도록 복수의 가로방향 슬릿(49)을 형성시킨 것이다.

스프링 휠(47)을 하우징 내벽(46) 내에 끼워넣을 때는, 세로방향 슬릿(48)의 위치에서 하우징 내벽(46)에 접촉하면서 굴절해서, 단면 다각형의 통형의 스프링 휠로 되지만, 복수의 가로방향 슬릿(49)의 위치에서는 강성이 약해지기 때문에, 도 12에 도시된 것과 같이, 스프링 휠(47)은 복수의 가로방향 슬릿(49)의 위치에서, 톱 휠(50)의 표면을 따라 면접촉하여 접촉압을 경감시킨다.

실시예 7

도 13은 제7실시예의 동압기체베어링에 사용하는 스프링 휠의 도면이다.

본 실시예에 사용하는 스프링 휠(51)은, 같은 길이의 슬릿(52,53,54)이 적당 간격으로 형성된 것으로, 이웃하는 슬릿과의 사이에 형성되는 탄성 보의 길이를 선택함으로써 보의 강성을 조정함과 더불어, 슬릿의 폭을 선택해서 탄성 보의 분포를 조정하도록 된 것이다.

탄성 보가 슬릿의 단선(端線) 사이에 형성되기 때문에, 폭이 넓은 슬릿(53,54) 부분에는 회전축을 탄성적으로 지지하는 스프링이 존재하지 않기 때문에, 슬릿의 폭을 적당히 선택함으로써 스프링 휠(51)의 탄성분포를 조정할 수 있게 된 다. 베어링의 원주방향으로 강성의 차이를 갖도록 함으로써, 고속회전에 수반되는 진동을 억제하는 진동안정화 성능이 향상될 수 있게 된다.

실시예 8

도 14는 제8실시예의 동압기체베어링에 사용하는 스프링 휠의 평면도이다

본 실시예에 사용하는 스프링 휠(56)은, 스프링 휠(56)의 폭방향으로 형성되는 세로방향 슬릿(57)에 끼워져 탄성 보로 되는 부분에, 스프링 휠(56)의 측단에 평행하도록 복수의 가로방향 슬릿(58)을 형성시켜 탄성 보를 적당한 폭으로 분할하여, 하우징 내에 조립했을 때 회전축의 축방향으로 지지강성을 변화시키도록 한 것이다. 예컨대, 측단에 평행한 가로방향 슬릿(58)을 측단 근처에 형성시켜, 베어링 중앙부에서 강성을 높게 하고 양측 단부에서 강성을 낮게 하면, 회전축이 한쪽에 닿는 것을 방지할 수 있게 된다.

실시예 9

도 15는 제9실시예의 동압기체베어링을 모식적으로 나타낸 단면도, 도 16은 본 실시예에 사용하는 스프링 휠의 평면도, 도 17은 스프링 휠의 걸림기구를 설명하는 사시도이다.

본 실시예의 동압기체베어링(6)은, 같은 형상의 슬릿을 등간격으로 배치한 스프링 휠(62)을 조립한 기체베어링이다.

베어링 하우징(61)의 안쪽에, 하우징 내주와 대략 동일한 길이의 스프링 휠(62)과 톱 휠(63)을 끼워넣어, 톱 휠(63)이 형성하는 통 안에 회전축(64)을 삽입한다.

스프링 휠(62)은 하우징(61) 보다 직경이 작은 통형으로 말아, 하우징의 통 내에 넣은 다음 느슨하게 하면, 휠의 탄발력으로 넓혀져 내벽에 밀착하게 된다. 이때, 스프링 휠(62)에 형성된 슬릿(67)의 위치가 능선으로서 내벽에 접하는 단면이 다각형인 통형으로 되어, 이웃하는 능선 사이에 탄성 보가 형성되게 된다.

톱 휠(63)도 하우징(61) 보다 직경이 작은 통형으로 말아, 스프링 휠(62) 안쪽에 삽입해서 느슨하게 하면, 자신의 탄발력으로 스프링 휠(62)이 안쪽에서부터 압압해서 넓혀지게 된다. 톱 휠(63)의 길이는 하우징(61)의 안쪽을 대략 한바퀴 돌아 걸림기구(66)의 단면에 닿을 정도로 되어 있다. 톱 휠(63)의 양단부는, 도 17에 도시된 것과 같은 걸림기구(66)에 의해 하우징(61)의 내벽에 고정되게 된다.

스프링 휠(62)은 두께가 수 100㎛의 얇은 탄성금속 평판으로 형성되어 있다. 도 16에 도시된 것과 같이, 스프링 휠(62)은 장방형으로 형성되어 있고, 긴 방향과 짧은 방향으로 되어 있다. 스프링 휠(62)의 짧은 방향은 하우징(61) 내에 장착될 때 회전축의 축에 대략 평행으로 되는 방향이다. 같은 형상의 복수의 슬릿(67)이 스프링 휠(62)의 길이방향으로 등간격으로 배열되어 있고, 슬릿(67)은 스프링 휠(62)의 짧은 방향으로 슬릿의 길이방향 길이(슬릿 길이)를 갖고, 스프링 휠(62)의 길이방향으로 슬릿의 홈 폭(슬릿 폭)을 갖도록 되어 있다.

스프링 휠(62)이 굽혀져 변형되는 경우에, 그 굽힘 변형은 슬릿(67)이 받는 굽힘변형과, 슬릿(67)과 인접하는 슬릿(67)과의 사이에 형성되는 탄성 보가 받는 굽힘변형으로 분배된다.

스프링 휠(62)의 짧은 방향 길이에 대한 슬릿(67)의 길이가 길수록, 스프링 휠(62)은 슬릿(67)에서 V자 모양으로 절곡되고, 탄성 보는 단면에서 바라보아 직선상으로 되고 탄성 보는 평면 형상으로 되어, 스프링 휠(62)의 굽힘변형의 대부분이 슬릿(67)에 의해 받혀지게 된다. 또, 스프링 휠(62)의 짧은 방향 길이에 대한 슬릿(67)의 길이가 짧을수록, 탄성 보는 평면형상에서 벗어나 탄성 보가 단면에서 바라보아 원호형상으로 되어, 탄성 보가 원통면 형상으로 되고, 스프링 휠(62)의 굽힘변형은 슬릿(67)과 탄성 보 양자에 의해 받혀지는 경향이 강하게 된다.

한편, 톱 휠(63)의 내벽과 원통축(14)의 외벽 사이의 간극의 크기는, 휠식 동압유체베어링의 성능을 지배하는 중요한 요인이다. 따라서, 휠식 동압유체베어링의 제조에서, 이 간극의 정밀도를 소정 이상의 값으로 관리하는 것이 중요하다. 스프링 휠(62)이나 톱 휠(63)에는 사용하는 판재의 피할 수 없는 판두께 오차 등을 수반하므로, 휠식 동압유체베어링의 제조에서 피할 수 없는 제조오차를 전망한 다음, 상기의 간극의 정밀도를 소정 이상의 값으로 관리할 것이 요구된다. 이에 따라, 휠식 동압유체베어링은 허용범위에서 설계대로 기능하게 된다.

이와 같이 상기 간극의 정밀도를 엄격하게 관리할 필요가 있는 상황 하에서, 휠식 동압유체베어링은 허용범위로 설계된 대로 기능하기 위해서는, 스프링 휠(62)이 슬릿(67)에서 V자 모양으로 절곡되어 탄성 보가 단면에서 바라보아 직선상으로 되어 탄성 보가 평면형상이 되도록, 스프링 휠(62)의 굽힘변형의 대부분이 슬릿(67)에 의해 받혀지는 것이 바람직한 것으로 판명되었다. 스프링 휠의 굽힘변형 해석 및 베어링 성능실험에 의하면, 스프링 휠(62)의 굽힘변형을 슬릿(67)과 탄성 보에 의해 받혀지도록 한 경우에, 스프링 휠(62)의 굽힘변형 중의 탄성 보가 받혀주 는 굽힘변형의 비율(탄성 보의 굽힘비율)이 15% 이하인 것이 바람직한 것으로 판명되었다. 탄성 보의 굽힘비율이 15%보다 큰 경우에는, 판두께 오차 등에 수반하는 탄성 보의 굽힘변형의 변동이 커지게 되어, 스프링 휠(62)의 굽힘변형된 탄성 보에 내접하는 톱 휠(63)의 내벽과 원통축(14)의 외벽 사이의 간극의 크기가 변동해서, 휠식 동압유체베어링이 설계된 대로 기능하지 않게 된다.

그리하여, 스프링 휠(62)의 짧은 방향 길이에 대한 슬릿(67)의 슬릿 길이의 비(슬릿(67)의 슬릿 길이/(스프링 휠(62)의 짧은 방향 길이; 이하 슬릿 길이율이라 함)에 착안하여, 슬릿 길이율과 상기의 탄성 보의 굽힘비율과의 관계를 해석에 의해 조사하였다. 이 해석에 의하면, 슬릿 길이율이 0%일 때는 탄성 보의 굽힘비율은 29%이고, 슬릿 길이율이 60%일 때는 탄성 보의 굽힘비율은 27%이고, 슬릿 길이율이 70%일 때는 탄성 보의 굽힘비율은 21%이고, 슬릿 길이율이 80%일 때는 탄성 보의 굽힘비율은 18%이고, 슬릿 길이율이 80%일 때는 탄성 보의 굽힘비율은 14%이고, 슬릿 길이율이 90%일 때는 탄성 보의 굽힘비율은 8%이고, 슬릿 길이율이 95%일 때는 탄성 보의 굽힘비율은 1% 이하라고 하는 결과가 얻어졌다. 또, 슬릿 길이율이 90%를 넘는 경우에는, 슬릿(67)이 너무 길어 스프링 휠(62)의 강도를 확보할 수 없음이 판명되었다. 또, 베어링 성능실험결과에 의하면, 슬릿 길이율은 80% 이상 90% 이하인 것이 바람직하고, 슬릿 길이율은 80% 이상 85% 이하인 것이 보다 더 바람직한 것으로 판단되었다. 슬릿 길이율이 80%보다 작은 경우에는, 탄성 보가 단면에서 바라보아 원호형상으로 되어 탄성 보가 원통면 형상으로 되기 때문에, 톱 휠(63)의 내벽과 원통축(14)의 외벽 사이의 간극의 크기가 예정된 허용범위를 벗어나 버린 다. 또, 슬릿 길이율이 90%보다 큰 경우에는, 스프링 휠(62)의 강도가 확보될 수 없고, 슬릿 길이율이 85%보다 작은 경우에는 스프링 휠(62)의 강도를 확실하게 확보할 수 있게 된다.

또, 슬릿(67)의 홈 폭(슬릿폭)은, 스프링 휠(62)을 형성하는 탄성금속 평판 두께의 1.0배 이상인 것, 또는 탄성금속 평판의 두께의 1.0배 보다 작지 않은 것이 바람직하다. 슬릿(67)의 홈폭의 상한치는, 슬릿(67) 사이의 간격의 크기 등을 고려해서 탄성 보의 굽힘비율이 15% 이하로 되도록 정해진다. 슬릿(67)의 홈폭이 탄성금속 평판의 두께의 1.0배 보다 작은 경우에는, 스프링 휠(62)이 굽힘변형하는 경우에, 스프링 휠(62)이 슬릿(67)에서 V자 모양으로 절곡되기 어렵고, 따라서 탄성 보가 단면에서 바라보아 직선상으로 되기 어려워, 탄성 보의 굽힘비율이 15%보다 커지게 된다.

걸림기구(66)는, 하우징(61)의 내벽에 표리에 1쌍의 삼각홈(69)을 형성한 것이다. 1쌍의 삼각홈(69) 사이에 패어지지 않고 남겨진 봉(峰;70)이 형성되고, 봉(70)의 양측은 대략 수직의 저지벽(68)으로 되어 있다.

톱 휠(63)의 단부는 삼각홈(69)으로 떨어져 들어가, 휠 자신이 펴지려고 하는 탄발력에 의해 하우징(61)의 내벽에 밀어붙여지기 때문에, 쉽게 벗어나지 않는다. 보다 확실히 벗어나지 않도록 하기 위해서는, 톱 휠(63)의 양단 가장자리가 저지벽(68)에 닿아 버티도록 하는 것이 바람직하다.

봉(70)의 정상면(頂上面)은, 하우징(61)의 내벽을 파내어 형성하게 되는 제조공정 형편상 하우징(61)의 내면과 같은 높이로 되어 있으나, 기능면에서 보면 톱 휠(63)의 내주면과 같은 위치까지 돌출해 있어도 좋다. 봉(70)의 높이가 높을수록 톱 휠(63)은 빠지기 어렵게 된다.

이 걸림기구(66)를 이용하면, 톱 휠(63)이 하우징(61)의 폭 방향으로 이동하거나, 톱 휠(63)의 통체의 축심위치가 어긋나거나 직경이 감소해서 단부 가장자리가 봉(70)을 넘거나, 톱 휠(63)의 원주 길이가 저지벽(68)에서부터 반대측의 저지벽(68)까지를 잇는 원주 길이보다 극단적으로 짧아질 때까지 줄여지지 않으면, 톱 휠이 하우징으로부터 빠지지 않게 된다. 통상, 톱 휠(63)은 탄발력에 의해 스프링 휠(62)을 매개로 하우징(61)의 내벽에 밀어 붙여져 있기 때문에, 마찰력이 강해서 폭방향으로는 이동하기 어렵다. 또, 톱 휠(63)이 수축되어 통체의 직경이 작아지는 경우에는, 단부 가장자리가 저지벽(68)에 파고들어 벗겨지기 어렵게 되는 방향으로 힘이 걸리게 된다.

삼각홈(69)의 저면은 하우징(61) 내벽의 단면 오목부에 접하는 면으로 형성되어, 톱 휠(63)이 형성하는 통형으로부터 접선방향으로 뻗은 단부가 이 저면을 따라 연장되어, 단부 가장자리가 저지벽(68)에 부딪쳐 멈춰지도록 하는 것이 바람직하다. 톱 휠(63)이 삼각홈(69)에 들어가는 곳에서 원형에서 평면으로 원활히 변화되도록 하면, 변화되는 영역에서 팽출(膨出)하지 않도록 할 수가 있다. 팽출부분이 있으면 톱 휠(63)이 회전축(64)에 접촉해서, 회전장해나 마찰열의 발생, 마모 등을 일으키기 때문에 바람직하지 않다.

회전축(64)이 회전하면, 걸림기구(66)의 부분에 만들어져 있는 간극으로부터 톱 휠(63)과 회전축(64) 사이로 공기가 빨려 들여가 공기층(65)이 만들어진다. 톱 휠(63)은 양단이 하우징(61)의 내벽과의 마찰에 의해 구속되어 자유단으로 되어 있지 않고, 톱 휠(63)과 회전축(64) 사이에 공기도입의 개구를 갖고 있기 때문에, 제1실시예의 베어링과 달리, 회전축(64)이 좌우 어느 방향으로 회전하더라도 공기층(65)을 생성시킬 수 있게 된다.

회전축(64)의 회전에 따라, 공기층(65)이 발달해서 톱 휠(63)이 하우징(61)의 내벽에 밀어 붙여지기 때문에, 고속회전시에는 스프링 휠(62)의 탄성 보가 변형되어 강한 강성으로 회전축(64)이 지지되게 된다.

한편, 삼각홈(69)을 적당한 깊이로 해서, 공기의 공급을 촉진하여 공기층(65)의 생성과 발달을 원활히 하도록 하는 것이 바람직하다.

베어링의 회전방향이 정해져 있을 때는, 회전방향 입구(리딩)측의 삼각홈(69)을 출구(드레이닝)측 보다 깊게 해서, 톱 휠과 회전축 사이로 공기를 도입하기 쉽게 하여도 좋다.

걸림기구(66)는, 톱 휠의 일단을 나사나 용접으로 하우징 내벽에 고정하는 종래의 방법과 비교하면, 지극히 간단한 구조를 가져, 톱 휠(63)에 걸려지도록 하기 위한 특별한 가공을 할 필요가 없고, 조립의 수고가 생략될 수 있다. 또한, 베어링 장치의 분해도 간단하고, 보수나 조건 변경에 수반되는 개조도 용이하다.

스프링 휠(62)은 톱 휠(63)로 덮여 밀어 붙여짐으로써 충분히 지지될 수 있지만, 걸림기구(66)를 사용해서 톱 휠(63)과 마찬가지로 지지하고, 그 위에서 톱 휠(63)을 지지하도록 하면, 베어링 장치를 조립할 때 스프링 휠(62)을 고정시킨 후에 톱 휠(63)을 조립할 수 있기 때문에 편리하다.

도 18과 도 19는, 톱 휠(63)의 탈락을 확실하게 방지하기 위한 기구를 부가시킨 상태를 나타낸 사시도이다. 모두, 톱 휠(63)이 베어링 하우징(61)의 내벽을 축방향으로 이동해서 벗겨지는 것을 방지한다.

도 18에 도시된 것은, 걸림기구의 봉(70)의 측단에 스토퍼(71)를 나사로 멈추게 해서 톱 휠(63)의 폭방향 이동을 제약하는 것이다. 스토퍼(71)의 윗 가장자리는 봉(70)의 상부면 보다 아래에, 회전축의 운동을 방해하지 않도록 되어 있다.

도 19에 도시된 것은, 톱 휠(63)의 단부에 하우징(61)의 단부 가장자리를 감싸도록 된 플랜지(72)를 설치한 것이다. 톱 휠(63)이 어떤 힘의 작용으로 축방향으로 움직이려 하여도 플랜지(72)가 단부 가장자리에서 방해를 받아 움직일 수 없게 된다.

모두, 간단한 기구를 부대시킴으로써, 확실히 톱 휠(63)의 탈락을 방지할 수 있게 된다.

도 20은, 범프 휠(73)을 사용한 동압기체베어링(7)에 대해 본 실시예의 걸림기구(66)를 적용한 상태를 나타낸 단면도이다.

본 실시예의 걸림기구(66)는, 본 발명의 스프링 휠을 사용하는 경우에 한하지 않고, 도 17에도 도시되었듯이, 단부가 얇은 판재로 된 것이라면, 범프 휠이나 리프 휠을 사용한 베어링 장치에도 마찬가지로 이용할 수 있음은 물론이다.

그리고, 걸림기구(66)는, 베어링 하우징(61) 내에 1개만 배치되어야 하는 것은 아니고, 등간격으로 복수의 걸림기구를 설치해서 지지강성을 조정하거나, 도 21에 도시된 것과 같이 적당한 간격으로 걸림기구를 배치해서 지지강성의 부등화(不 等化)를 발생시켜, 예컨대 진동을 억제하거나, 기동시의 부하와 회전시의 부하의 변화에 대응시켜도 좋다.

실시예 10

도 22는 제10실시예의 동압기체베어링을 모식적으로 나타낸 단면도, 도 23은 본 실시예에 사용하는 스프링 휠의 평면도이다.

본 실시예의 동압기체베어링(8)은, 도 23에 도시된 것과 같은 스프링 휠(82)을 사용한 것이다. 스프링 휠(82)은, 슬릿을 장방형의 3변에 배치해서 형성한 통(86)을 전면(全面)에 배치한 것으로, 도면에서는 같은 형상의 텅(86)을 3개씩 폭방향으로 배열해서 열이 길이 방향으로 15열이 병렬되어 있으나, 이들의 배치에 한정되는 것이 아님은 물론이다.

이 스프링 휠(82)은 베어링 하우징(81)의 안쪽에 삽입되고, 다시 통형으로 된 톱 휠(83)이 걸림기구(84)에 의해 내벽에 고정되어, 그 중에 회전축(85)이 삽입되어, 베어링(8)이 구성된다.

스프링 휠(82)은 톱 휠(83)을 따라 배치되기 때문에, 텅(86)이 스프링 휠(82)의 표면 곡면으로부터 접선방향으로 연장되어 하우징(81)의 내벽에 닿아 휘어져 스프링으로 작용하고, 톱 휠(83)을 매개로 회전축(85)에 지지강성을 부여한다.텅(86)은 단지 탄발작용을 나타낼 뿐만 아니라, 밀려지면 하우징(81)의 내벽 표면을 슬라이드 하기 때문에, 고속회전 때에 마찰감쇠에 의해 진동을 억제하는 능력을 갖게 된다.

텅(86)은, 단지 스프링 휠(82)에 절결부를 형성한 것으로, 리프 휠과 달리 소성변형시킬 필요가 없다. 절결은 제1시예 등에서 사용하는 스프링 휠의 슬릿과 같이 에칭으로 간단하고 높은 정밀도로 형성할 수가 있다.

도 24 및 도 25는, 스프링 휠(82)에 형성하는 텅의 형상을 변화시킨 예를 나타낸 도면이다.

도 24의 스프링 휠(82)은, 축방향으로 장방형 텅의 폭을 변화시킨 예이다. 중앙의 텅(87)을 폭 넓게 형성하고, 양단의 텅(88)의 폭을 중앙의 것보다 작게 한 것이다. 이와 같은 스프링 휠(82)을 조립함으로써, 베어링의 축방향 중심부분에서 강하고 단부에서는 약한 지지강성을 부여해서, 회전축이 한쪽에 닿는 것을 방지할 수가 있다.

도 25의 스프링 휠(82)은, 삼각형의 2변에 슬릿을 형성시켜 삼각형 텅을 형성시킨 것으로, 중앙의 텅(89)은 양단의 텅(90)보다 큰 3각형으로 되어 있다.

삼각형 텅(89,90)은, 휠(82)과 하우징(81)의 거리가 짧아짐에 따라 텅의 실효적인 지지위치가 텅의 근본(根本)측의 폭이 넓은 쪽으로 변화하기 때문에, 고속으로 회전할수록 지지강성이 급격히 증대되게 되는 특성을 갖게 된다. 한편, 베어링의 단부에 가까운 부분에서는 텅(90)이 짧아 하우징(81)에 강하게 밀어 붙여지지 않기 때문에 지지강성이 약해, 한쪽에 닿는 것을 막는 기능을 갖게 된다.

실시예 11

도 26은 제11실시예의 동압기체베어링에 사용하는 스프링 휠의 평면도이다.

본 실시예에 이용하는 스프링 휠은, 슬릿부를 폭이 있게 잘려진 형상으로 된 것으로, 인접하는 슬릿의 능선까지의 거리가 휠 평판의 단부에서의 거리에 따라 다 르게 되도록 함으로써, 강성을 변화시키도록 된 것이다.

예컨대, 도 26의 (a)와 같이, 잘려진 형상을 슬릿의 1변으로부터 삼각형 또는 원형 등이 돌출한 형상의 폭 넓은 슬릿(92)을 병설한 스프링 휠(91)을 사용하면, 톱 휠이 넓어지지 않는 동안은 슬릿 중앙의 돌출부분이 하우징의 내벽에 접촉해서 한쪽 지지점으로 되기 때문에, 중앙부에 비교적 긴 보가 형성되고, 측부에는 유효한 보가 존재하지 않는 상태로 되어, 회전축은 비교적 약한 강성으로 중앙부에서 지지되게 된다. 이와 같이, 베어링의 축방향으로 강성이 크게 변화하도록 구성할 수가 있게 된다.

그리고, 회전축이 회전해서 톱 휠이 넓어지면, 슬릿 내의 돌출형상이 점차 근본 쪽까지 하우징 내벽에 접촉하게 되어 지지강성이 증대하고, 고속회전하게 됨에 따라서는 탄성 보가 벽에 밀어 붙여져 극히 강한 강성을 나타내게 되어, 회전에 수반하는 강성의 변화도 크게 된다.

또, 도 26의 (b)와 같이, 슬릿형상이 반원형 내지 활모양 또는 사다리꼴 등의 폭 넓은 슬릿(93)으로 되면, 톱 휠이 넓어지지 않은 사이에서는 폭 넓은 슬릿(93)의 단부가 하우징의 내벽에 접촉해서 지지점으로 되고 긴 스판의 보가 형성되어 비교적 약한 강성이 부여되지만, 중앙부에서는 탄성 보가 작용하지 않기 때문에 축방향에서의 강성분포가 존재하게 된다. 그리고, 톱 휠이 넓어짐에 따라 슬릿 중앙위치가 하우징 내벽에 접촉해서 짧은 스판의 보가 유효하게 되어 강성이 커지게 되고, 회전에 수반하는 강성 변화도 크게 된다. 이 강성분포와 변화의 상황은 슬릿의 형상에 따라 다르다.

따라서, 도 26의 (c) 등 필요에 따라 적당한 형상의 폭 넓은 슬릿(94)을 선택해서, 지지강성의 설계를 할 수가 있다.

실시예 12

도 27은 제12실시예의 동압기체베어링을 모식적으로 나타낸 단면도이다.

본 실시예의 동압기체베어링(9)은, 스프링 휠을 2겹으로 사용한 것이다. 하우징(95)에 다각형의 스프링 휠(96)을 삽입하고, 그 안쪽에 다시 같은 각수(角數)를 가진 다각형의 스프링 휠(97)을 삽입하고서, 다시 톱 휠(98)을 삽입한 것이다.

안쪽의 스프링 휠(97)의 각(角)이, 바깥쪽의 스프링 휠(96)의 탄성 보 중앙부분에 닿도록 배치하는 것이 바람직하다.

안쪽과 바깥쪽 스프링 휠의 양쪽 모두를 같은 원주위치에서 절개하여, 앞에서 설명한 걸림기구를 이용해서 양자를 함께 고정하도록 하면, 배치관계를 확실히 규정할 수가 있게 된다.

또, 스프링 휠의 배치를 확실히 하기 위해, 안쪽과 바깥쪽 스프링 휠을 1개의 탄성금속 평판으로 만들어, 2겹으로 말아 하우징 내에 설치하도록 하여도 좋다. 또, 스프링 휠의 일단을 하우징 내벽에 고정시켜도 좋다.

또, 스프링 휠은 2겹에 한하지 않고, 적당수의 스프링 휠 층을 가진 다중구조(多重構造)로 되어도 좋음은 물론이다.

다중구조로 되면, 톱 휠이 넓어져 바깥쪽의 스프링 휠의 작용이 현재화함에 따라 강성이 높아지기 때문에, 저속회전으로부터 고속회전까지 적당한 강성으로 지지하도록 베어링을 제작할 수가 있다.

또, 스프링 휠 끼리 접촉함으로써, 마찰운동을 하기 때문에, 베어링의 진동을 감쇠시킬 수가 있다.

실시예 13

도 28은, 스프링 휠을 복수로 하고서, 상호 겹쳐지는 부분을 갖도록 배치하여, 휠 끼리 마찰시켜 베어링의 진동을 감쇠시키도록 한 동압기체베어링을 나타낸 단면도이다.

4개의 스프링 휠(100)이, 하우징 내벽(99)에 일단이 등간격으로 고정되고, 상호 반씩 겹쳐지도록 배치되고서, 내부에 톱 휠(101)이 삽입되어 있다.

회전축이 진동을 하면, 톱 휠(101)이 스프링 휠(100)에 작용해서 상호 슬라이드시키기 때문에, 마찰저항을 생기게 해서 진동을 감쇠시킬 수가 있게 된다.

실시예 14

도 29는, 제14실시예의 동압기체베어링을 모식적으로 나타낸 단면도이다.

본 실시예의 동압기체베어링은, 베어링 하우징(102)의 내공 단면을 다각형으로 형성하고서, 다각형의 정점으로 되는 능선(105)에 스프링 휠(103)의 슬릿이 위치하도록 조립한 것이다.

하우징(102)의 내공이 형성하는 다각기둥 실린더에서의 능선의 수는, 스프링 휠(103)이 만드는 다각형 실린더의 능선의 수의 2배로서, 스프링 휠(103)이 만드는 탄성 보가 하우징의 능선을 1개씩 두고 배치되도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같은 배치를 채용하면, 탄성 보의 뒤쪽에 생기는 간극이 커지게 되어 냉각 공기의 유통이 충분히 확보될 수 있어, 스프링을 사용할 수 있는 고속회전 범 위가 넓어지게 된다. 또, 스프링 휠(103)은 슬릿 위치를 하우징의 능선(105)에 합치되도록 함으로써, 불필요한 어긋남이 생기지 않게 된다. 그리고, 탄성 보의 등쪽이 크기 때문에, 톱 휠(104)의 넓이에 대해 고유의 탄성을 가진 범위가 확대되게 된다.

상기 각 실시예에서는 공기 중에서 사용될 수 있는 기체베어링을 들었지만, 상기 각 구조는 그대로 기름이나 물 중에서 사용할 수가 있다. 한편, 기름이나 물 등을 사용하는 유체베어링에서는, 비교적 저온에서 사용하기 때문에, 얇은 평판을 금속 대신 4불화 에틸렌 등의 고분자재료로 형성할 수도 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 제작이 보다 용이하고, 양산성이 뛰어난 스프링 휠을 이용해서 베어링 성능이 뛰어난 휠식 동압유체(動壓流體)베어링을 제공하게 된다. 또한, 부착이 용이한 톱 휠 고정구조를 이용해서 회전방향에 제약이 없는 동압유체베어링을 제공하게 된다.

Claims (32)

1. 베어링 하우징의 내벽에 복수의 슬릿을 흴의 감김방향으로 평행하게 설치한 얇은 평판으로 형성된 스프링 휠이 장착되고, 이 스프링 휠의 안쪽에 톱 휠이 배치되며, 이 톱 휠의 안쪽에 회전축이 배치되고, 상기 스프링 휠이, 강성이 작은 위치에서 절곡되어 내벽 안쪽에 접하는 다수의 탄성 보를 가진 다각형 단면을 형성하고, 상기 탄성 보에 의해 상기 톱 휠을 매개로 상기 회전축을 탄성적으로 지지하도록 된 것을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링.
2. 제1항에 있어서, 상기 스프링 휠이, 상기 베어링 하우징 내에 장착되었을 때 회전축의 축에 평행하는 방향으로 슬릿이 형성되어, 인접하는 슬릿 사이에 만들어지는 탄성 보의 강도를 슬릿 길이와 슬릿 간격에 기해 조정하도록 된 것을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링.
3. 제1항에 있어서, 상기 스프링 휠이, 상기 베어링 하우징 내에 장착되었을 때 회전축의 축에 평행으로 되는 방향으로 슬릿이 형성되어, 당해 슬릿의 폭을 적절히 결정함으로써 상기 회전축의 원주방향 지지강성을 조정하도록 된 것을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 스프링 휠이, 상기 슬릿에 의해 발생하는 강성을 적어도 2단계로 선택해서, 회전축의 회전 초기에는 비교적 약한 강성이 걸리고 상용의 회전상태에서는 상기 초기 상태보다 강한 강성이 걸리도록 하는 것을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링.
5. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 스프링 휠이, 상기 슬릿을 크게 잘라낸 형상으로 되고서, 인접하는 슬릿의 능선까지의 거리가 평판의 단부에서의 거리에 따라 달라지도록 함으로써, 강성을 변화시키도록 된 것을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링.
6. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 슬릿이, 평행하게 밀착되어 형성되는 슬릿으로 이루어져, 상기 베어링 하우징의 내벽에 접하는 복수의 능선부분이 압압력을 분담하도록 된 것을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링.
7. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 스프링 휠이, 상기 회전축의 축에 평행한 슬릿에 더해, 스프링 휠의 측단선에 평행한 슬릿이 형성되어, 상기 탄성 보를 회전축 방향으로 복수의 영역으로 나누도록 된 것을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링.
8. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 스프링 휠이, 상기 회전축의 축에 평행한 슬릿에 더해, 상기 탄성 보의 중앙부에 당해 스프링 휠의 측단선에 평행한 슬릿이 복수로 형성되어, 당해 스프링 휠이 상기 톱 휠의 표면을 따라 변형되어 면접촉하도록 된 것을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링.
9. 제2항에 있어서, 상기 스프링 휠이, 같은 형상의 슬릿이 등간격으로 나란히 형성된 것을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링.
10. 제2항에 있어서, 상기 스프링 휠이, 복수의 슬릿이 휠의 측단으로부터 중앙선 쪽으로 형성된 것을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링.
11. 제1항, 제2항, 제3항, 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베 어링 하우징의 내공 단면이 다각형으로 형성되고서, 당해 다각형의 정점에 상기 스프링 휠의 슬릿이 위치하도록 조립된 것을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링.
12. 제1항, 제2항, 제3항 또는 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스프링 휠이, 상기 톱 휠의 주위에 다중으로 감겨지도록 된 것을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링.
13. 슬릿에 의해 저변을 남기고 나머지 변을 평판에서 잘라낸 형상을 가진 텅이 복수로 형성된 얇은 평판으로 이루어진 스프링 휠이 톱 휠의 바깥쪽을 따르도록 베어링 하우징의 내벽에 장착되고, 상기 톱 휠의 안쪽에 회전축이 배치되어, 상기 스프링 휠로부터 접선방향으로 돌출하는 상기 텅이 상기 내벽에 접해져 다수의 탄성 보를 형성하고, 이 탄성 보에 의해 상기 톱 휠을 매개로 상기 회전축이 탄성적으로 지지되도록 구성된 것을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링.
14. 제13항에 있어서, 상기 텅이 저변에서 떨어짐에 따라 폭이 좁혀지는 형상인 것을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링.
15. 제1항, 제2항, 제3항, 제9항, 제10항, 제13항 또는 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 톱 휠의 양단이 닿는 상기 하우징 내벽의 위치에 내벽면으로부터 세워진 저지벽이 형성되고, 이 저지벽의 전면에는 단면이 삼각형상을 이룬 오목부가 형성되어 구성된 걸림기구가 갖춰져, 상기 톱 휠을 상기 2개의 저지벽의 사이에 펼쳐 삽입해서 고정하도록 된 것을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링.
16. 제15항에 있어서, 상기 오목부가 당해 베어링의 회전방향 입구측이 출구측 보다 깊게 되어 있는 것을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링.
17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 걸림기구를 여러 쌍 갖추어, 상기 톱 휠이 원주방향으로 상기 걸림기구의 쌍수와 같은 수로 분할되어 걸려지도록 한 것을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링.
18. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 걸림기구에 상기 저지벽의 측면에 상기 톱 휠의 폭방향 이동을 방지하는 스토퍼가 설치된 것을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링.
19. 톱 휠의 양단이 닿는 하우징 내벽의 위치에 내벽면으로부터 세워진 저지벽이 각각 형성되고서, 상기 저지벽의 전면에 단면이 삼각형상을 한 오목부가 형성되어 구성된 걸림기구로서, 상기 톱 휠을 상기 저지벽의 면 사이에 펼쳐 삽입해서 고정하도록 된 것을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링용 톱 휠 걸림기구.
20. 복수의 슬릿을 설치한 얇은 평판으로 이루어진 스프링 휠로서, 상기 슬릿이 상기 스프링 휠을 베어링 하우징 내에 장착했을 때 회전축의 축에 평행하는 방향으로 형성된 것으로, 상기 스프링 휠을 상기 베어링 하우징에 장착했을 때 상기 슬릿의 위치에서 절곡되어 슬릿 사이에 탄성 보가 형성되어, 다각형 단면을 가진 통형을 형성하도록 된 것을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링용 스프링 휠.
21. 제20항에 있어서, 상기 스프링 휠이, 같은 형상의 슬릿이 등간격으로 나란히 형성된 것임을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링용 스프링 휠.
22. 슬릿에 의해 저변을 남기고 나머지 변을 평판에서 잘라낸 형상을 가진 텅을 복수로 형성한 얇은 평판으로 이루어진 스프링 휠로서, 톱 휠의 바깥쪽을 따르도록 베어링 하우징의 내벽에 장착되었을 때, 상기 텅이 당해 스프링 휠로부터 접선방향으로 돌출하도록 된 것을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링용 스프링 휠.
23. 제9항에 있어서, 상기 스프링 휠의 짧은 방향 길이에 대한 상기 슬릿의 슬릿 길이의 비인 슬릿 길이율이 80% 이상 90% 이하인 것을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링.
24. 제23항에 있어서, 상기 슬릿 길이율이 80% 이상 85% 이하인 것을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링.
25. 제9항에 있어서, 상기 스프링 휠이 받는 굽힘변형의 정도를 상기 슬릿과, 상기 슬릿과 이에 인접하는 상기 슬릿 사이에 형성되는 탄성 보에 의해 분배되도록 한 경우에, 상기 스프링 휠의 굽힘변형 중의 상기 탄성 보가 받혀주는 굽힘변형 비율이 15% 이하인 것을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링.
26. 제9항에 있어서, 상기 슬릿의 홈 폭이, 상기 스프링 휠을 형성하는 얇은 평판 두께의 1.0배 이상인 것을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링.
27. 베어링 하우징의 내벽에 복수의 슬릿이 휠의 감김방향으로 평행하도록 병설된 얇은 평판으로 된 스프링 휠을 장착되고, 이 스프링 휠의 안쪽에 톱 휠이 배치되고, 이 톱 휠의 안쪽에 회전축이 배치되고서, 상기 스프링 휠이, 강성이 작은 위치에서 절곡되어 내벽 안쪽에 접하는 다수의 탄성 보를 가진 다각형 단면이 형성되고, 상기 탄성 보에 의해 상기 톱 휠을 매개로 상기 회전축을 탄성적으로 지지하도록 된 것을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링.
28. 제27항에 있어서, 상기 스프링 휠이, 상기 베어링 하우징 내에 장착되었을 때 회전축의 축에 평행으로 되는 방향으로 슬릿이 형성되고, 이들 슬릿 각각의 폭을 적절히 결정함으로써 상기 회전축의 지지강성을 원주방향으로 조정하도록 된 것을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링.
29. 제27항에 있어서, 상기 톱 휠의 양단이 닿는 하우징 내벽의 위치에 내벽면으로부터 세워진 저지벽이 각각 형성되고, 이들 저지벽의 전면에 단면이 삼각형상을 한 오목부가 형성되어 구성된 걸림기구를 가져, 상기 톱 휠을 상기 저지벽의 면 사이에 펼쳐 삽입해서 고정하도록 된 것을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링.
30. 복수의 슬릿이 형성된 얇은 평판으로 이루어진 스프링 휠로서, 상기 슬릿이 상기 스프링 휠이 베어링 하우징 내에 장착되었을 때 회전축의 축에 평행하는 방향으로 나란히 형성된 것으로, 상기 스프링 휠을 상기 베어링 하우징에 장착시켰을 때 상기 슬릿의 위치에서 절곡되어 슬릿 사이에 탄성 보를 형성하여, 다각형 단면을 가진 통형을 형성하도록 된 것을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링용 스프링 휠.
31. 제30항에 있어서, 상기 스프링 휠이, 같은 형상의 슬릿을 등간격으로 나란히 형성된 것임을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링용 스프링 휠.
32. 제30항 또는 제31항에 있어서, 상기 스프링 휠이, 다시 상기 스프링 휠의 측단선에 평행한 슬릿이 복수로 형성되어, 상기 스프링 휠이 상기 베어링 하우징에 장착되었을 때 상기 슬릿의 위치에서 곡면을 따라 변형되어 면접촉하도록 된 것을 특징으로 하는 휠식 동압유체베어링용 스프링 휠.

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