KR101432537B1

KR101432537B1 - 스러스트 에어포일 베어링의 탑포일 절곡방법

Info

Publication number: KR101432537B1
Application number: KR1020130039374A
Authority: KR
Inventors: 박동창; 박철훈
Original assignee: 국방과학연구소
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2013-04-10
Publication date: 2014-08-25

Abstract

본 발명은, 탑포일 소재를 1단 절곡기에 고정시켜 일부가 상기 1단 절곡기의 외부로 노출되도록 하고 상기 탑포일 소재의 상기 1단 절곡기 외부로 노출된 부분을 상기 1단 절곡기의 형상을 따라 소성 변형되도록 절곡하여 제1절곡부를 형성하는 단계, 상기 탑포일 소재의 절곡된 부분과 대응되는 형상의 안착부를 구비하는 2단 절곡기에 상기 탑포일 소재를 고정시켜 일부가 상기 2단 절곡기 외부로 노출되도록 하고 상기 탑포일 소재의 상기 2단 절곡기 외부로 노출된 부분을 상기 2단 절곡기의 형상을 따라 소성 변형되도록 상기 제1절곡부와 반대방향으로 절곡하여 상기 제1절곡부와 다른 위치에 제2절곡부를 형성하는 단계, 및 2단 절곡된 상기 탑포일 소재를 상기 탑포일 소재와 대응되는 홈이 형성된 각도 성형기에 안착시키고 프레스하여 상기 제1절곡부와 제2절곡부의 각도를 조절하는 단계를 포함하는 스러스트 에어포일 베어링의 탑포일 절곡방법을 개시한다.

Description

스러스트 에어포일 베어링의 탑포일 절곡방법{A METHOD OF BENDING A TOP FOIL OF THRUST AIR FOIL BEARING}

본 발명은 스러스트 에어포일 베어링의 부품인 탑포일을 제조하기 위해 탑포일 소재를 절곡하는 방법에 관한 것이다.

베어링은 회전하고 있는 기계의 축(軸)을 일정한 위치에 고정시키고 축의 자중과 축에 걸리는 하중을 지지하면서 축을 회전시키는 역할을 하는 기계요소를 가리킨다.

베어링은 크게 축과 베어링의 접촉방법에 따라 미끄럼 베어링(sliding bearing)과 구름 베어링(rolling bearing)으로 구분하고, 하중의 방향에 따라 래디얼 베어링(radial bearing)과 스러스트 베어링(thrust bearing)으로 구분한다.

스러스트 베어링은 축방향으로 하중이 작용하는 경우에 쓰이는 것으로써, 특히 베어링의 접촉면 사이에 마찰을 줄여주기 위한 윤활유 대신 공기를 이용하여 윤활작용을 하도록 탑포일(top foil)을 장착한 것을 스러스트 에어포일 베어링(thrust air foil bearing, 또는 에어포일 스러스트 베어링)이라 한다. 스러스트 에어포일 베어링은 고속의 회전으로부터 발생되는 진동의 완충효과가 뛰어나고 고온에서도 사용 가능하기 때문에 고속 회전체의 축방향 진동을 저감하기 위해 사용이 증대되고 있다.

스러스트 에어포일 베어링의 사용이 증대됨에 따라 그 크기도 다양해지고, 이에 대응하여, 탑포일의 크기도 다양해지고 있다. 그러나 상대적으로 소형인 스러스트 에어포일 베어링에 사용되는 소형 탑포일(70mm 이하의 크기)은 절곡량과 절곡각도 조절이 어렵고, 크기가 작아 소성변형이 어려운 문제가 있다.

따라서 상대적으로 소형인 스러스트 에어포일 베어링에 사용되는 소형 탑포일의 체계적인 절곡공정 정립을 고려할 수 있다.

본 발명의 일 목적은 상대적으로 소형인 스러스트 에어포일 베어링에 사용되는 소형 탑포일의 체계적인 절곡공정을 정립하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은 상대적으로 소형인 스러스트 에어포일 베어링에 사용되는 소형 탑포일을 균일한 절곡량과 균일한 절곡각도로 제작하는 방법을 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르는 스러스트 에어포일 베어링의 탑포일 절곡방법은, 탑포일 소재를 1단 절곡기에 고정시켜 일부가 상기 1단 절곡기의 외부로 노출되도록 하고 상기 탑포일 소재의 상기 1단 절곡기 외부로 노출된 부분을 상기 1단 절곡기의 형상을 따라 소성 변형되도록 절곡하여 제1절곡부를 형성하는 단계, 상기 탑포일 소재의 절곡된 부분과 대응되는 형상의 안착부를 구비하는 2단 절곡기에 상기 탑포일 소재를 고정시켜 일부가 상기 2단 절곡기 외부로 노출되도록 하고 상기 탑포일 소재의 상기 2단 절곡기 외부로 노출된 부분을 상기 2단 절곡기의 형상을 따라 소성 변형되도록 상기 제1절곡부와 반대방향으로 절곡하여 상기 제1절곡부와 다른 위치에 제2절곡부를 형성하는 단계, 및 2단 절곡된 상기 탑포일 소재를 상기 탑포일 소재와 대응되는 홈이 형성된 각도 성형기에 안착시키고 프레스하여 상기 제1절곡부와 제2절곡부의 각도를 조절하는 단계를 포함한다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 1단 절곡기는, 제1면에 적어도 하나의 하부홈이 형성되고 상기 제1면과 단차를 형성하는 제2면에 상기 탑포일 소재를 안착시킬 수 있는 장착부를 구비하는 하부금형, 상기 하부홈에 대응하는 상부홀을 구비하고 상기 장착부를 덮도록 상기 하부금형에 장착되는 상부금형, 및 상기 상부금형을 상기 하부금형에 고정시키도록 일부가 상기 상부홀을 통과하여 상기 하부홈에 결합되는 체결부재를 포함한다.

상기 제1절곡부를 형성하는 단계는, 상기 탑포일 소재를 일단이 상기 제1면과 상기 제2면을 연결하는 벽면에 밀착되도록 상기 장착부에 안착시키는 단계, 상기 탑포일 소재를 고정시키도록 상기 체결부재로 상기 상부금형을 상기 하부금형에 조립하는 단계, 및 상기 탑포일 소재의 상기 1단 절곡기 외부로 노출된 부분을 상기 1단 절곡기의 형상을 따라 소성 변형되도록 절곡하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 2단 절곡기는, 제1면에 적어도 하나의 베이스홈을 구비하고 상기 제1면과 단차를 형성하는 제2면에 1단 절곡된 상기 탑포일 소재를 안착시킬 수 있는 상기 안착부를 구비하는 베이스금형, 상기 베이스홈에 대응되는 커버홀을 구비하고 상기 제1면과 제2면의 단차지게 형성된 형상과 대응되게 형성되며 상가 안착부를 덮도록 상기 베이스금형에 장착되는 커버금형, 및 상기 커버금형을 상기 베이스금형에 고정시키도록 일부가 상기 커버홀을 통과하여 상기 베이스홈에 결합되는 결합부재를 포함한다.

상기 제2절곡부를 형성하는 단계는, 상기 제1절곡부가 상기 베이스금형의 단차를 형성하는 벽면과 상기 제2면의 경계에 밀착되도록 1단 절곡된 상기 탑포일 소재를 상기 안착부에 안착시키는 단계, 1단 절곡된 상기 탑포일 소재를 고정시키도록 상기 결합부재로 상기 커버금형을 상기 베이스금형에 조립하는 단계, 및 1단 절곡된 상기 탑포일 소재의 상기 2단 절곡기 외부로 노출된 부분을 절곡하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 각도 성형기는, 2단 절곡된 상기 탑포일 소재를 수용하도록 형성되는 상기 홈을 구비하고 일부가 경사지게 형성되어 경사면의 하단에 상기 제1절곡부의 각도를 조절하도록 형성되는 제1각도성형부를 구비하며 상기 경사면의 상단에 상기 제2절곡부의 각도를 조절하도록 형성되는 제2각도성형부를 구비하는 하부지그, 및 상기 하부지그를 덮도록 상기 하부지그에 결합되며 상기 경사에 대응되도록 경사지게 형성되는 상부지그를 포함한다.

상기 하부지그는 외주면에 나사산이 형성되는 결합기둥을 구비하고, 상기 상부지그는 상기 결합기둥이 관통할 수 있는 결합홀을 구비하며, 상기 하부지그와 상기 상부지그는 상기 결합기둥이 상기 결합홀을 통과하여 결합되고 상기 결합기둥에 체결되는 결합너트에 의해 서로 밀착될 수 있다.

상기 각도를 조절하는 단계는, 2단 절곡된 상기 탑포일 소재를 상기 홈에 안착시키는 단계, 및 상기 상부지그를 상기 하부지그에 조립하여 상기 상부지그의 경사지게 형성된 부분이 상기 제2절곡부에 접촉되도록 하고 상기 제1 및 제2절곡부를 각각 상기 제1 및 제2각도성형부에 밀착시키도록 상기 결합너트를 상기 결합기둥에 체결하여 2단 절곡된 상기 탑포일 소재를 프레스하는 단계를 포함할 수 있다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 절곡각도를 조절하기 전 제1 및 제2절곡부를 형성하는 단계에서 소성 변형을 선행하므로, 상대적으로 소형인 스러스트 에어포일 베어링에 사용되는 소형 탑포일의 제작이 가능하다.

또한 본 발명은, 1단 절곡기의 장착부와 2단 절곡기의 안착부 크기를 설계함에 따라 절곡량을 조절할 수 있으므로 소형 탑포일 소재의 절곡량을 균일하게 제작할 수 있다.

또한 본 발명은, 각도 성형기의 경사 각도를 설계함에 따라 절곡각도를 조절할 수 있으므로 소형 탑포일 소재의 절곡각도를 균일하게 제작할 수 있다.

도 1은 스러스트 에어포일 베어링의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 스러스트 에어포일 베어링의 탑포일 절곡방법을 나타내는 흐름도.
도 3a는 도 2에 도시된 제1절곡부를 형성하는 단계는 나타내는 흐름도.
도 3b는 도 2에 도시된 제2절곡부를 형성하는 단계를 나타내는 흐름도.
도 3c는 도 2에 도시된 제1 및 제2절곡부의 각도를 조절하는 단계를 나타내는 흐름도.

이하, 본 발명에 관련된 스러스트 에어포일 베어링의 탑포일 절곡방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

도 1은 스러스트 에어포일 베어링(1)의 사시도이다.

탑포일(1a)은 스러스트 에어포일 베어링(1)에 부착된다. 탑포일(1a)은 경사지게 형성되어 경사의 하단은 베어링 디스크(1b)에 부착되고, 경사의 상단으로 갈수록 상기 베어링 디스크(1b)로부터 점점 이격된다. 탑포일(1a)과 베어링 디스크(1b) 사이에는 범프포일(미도시)이 배치되어 탑포일(1a)을 지지한다.

회전체는 탑포일(1a)의 상부에 배치되며, 탑포일(1a)의 높이가 높아지는 방향으로 회전한다. 도시한 스러트스 에어포일 베어링(1)의 경우 탑포일(1a)의 높이가 반시계 방향으로 갈수록 높아지므로 회전체는 반시계 방향으로 회전한다. 스러스트 에어포일 베어링(1)은 상대적으로 시계 방향으로 회전하고, 공기는 회전체와 탑포일(1a) 사이에 반시계 방향으로 유입된다. 이에 따라 공기가 탑포일(1a)과 회전체 사이에서 윤활작용을 한다.

상대적으로 크기가 작은 스러스트 에어포일 베어링에 부착되는 소형 탑포일(70mm 이하의 크기)은 손으로 취급하기 어려워 정밀한 제작이 어려운 문제가 있었다. 특히 탑포일은 납작한 탑포일 소재를 절곡하여 제작하므로 크기가 작을수록 소성변형 시킴과 동시에 절곡량과 절곡각도를 조절하기 어려웠다.

이하에서는 이러한 문제를 해결하여 소형 탑포일 소재를 절곡하는 방법을 개시한 본 발명에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 스러스트 에어포일 베어링의 탑포일 절곡방법을 나타내는 흐름도이다. 도 3a는 도 2에 도시된 제1절곡부를 형성하는 단계(S100)는 나타내는 흐름도이며, 도 3b는 도 2에 도시된 제2절곡부를 형성하는 단계(S200)를 나타내는 흐름도이고, 도 3c는 도 2에 도시된 제1 및 제2절곡부의 각도를 조절하는 단계(S300)를 나타내는 흐름도이다.

도 2 및 도 3a를 참조하면, 탑포일의 제1절곡부를 형성하는 단계(S100)는 탑포일 소재(10)를 1단 절곡기(100)의 하부금형(110)에 안착시키는 단계(S110), 1단 절곡기(100)의 상부금형(120)을 하부금형(110)에 조립하여 탑포일 소재(10)를 고정하는 단계(S120), 및 1단 절곡기(100)의 외부로 노출된 탑포일 소재(10)를 절곡하는 단계(S130)를 포함한다.

1단 절곡기(100)는 짝을 이루는 하부금형(110)과 상부금형(120) 및 상기 하부금형(110)과 상부금형(120)을 결합시키는 체결부재(130)를 포함한다.

하부금형(110)은 1단 절곡기(100)의 몸체를 형성하고, 제1면(111)에 적어도 하나의 하부홈(111')이 형성된다. 하부홈(111')의 내주면에는 체결부재(130)가 결합 가능하도록 나사골이 형성된다. 제1면(111)과 단차를 형성하는 제2면(112)에는 탑포일 소재(10)를 안착시킬 수 있는 장착부가 형성된다. 탑포일 소재(10)가 1단 절곡기(100)에 안착시 단단히 고정될 수 있도록 제1면(111)과 제2면(112)의 단차는 탑포일 소재(10)의 두께에 대응되는 높이차로 형성되는 것이 바람직하다.

상부금형(120)은 하부금형(110)의 하부홈(111')에 대응되는 상부홀(121)을 구비하고, 장착부를 덮도록 하부금형(110)에 장착된다. 하부금형(110)의 제1면(111)과 제2면(112)의 단차가 탑포일 소재(10)의 두께에 대응되는 높이로 형성되면, 상부금형(120)은 하부금형(110)과 달리 단차를 형성하지 않을 수 있다.

체결부재(130)는 상부금형(120)을 하부금형(110)에 고정시키도록 상부홀(121)을 통과하여 하부홈(111')에 결합된다. 체결부재(130)는, 예를 들어 도시한 바와 같이 외주면에 나사산을 구비하는 볼트가 될 수 있다.

이하에서는 1단 절곡기(100)로 탑포일 소재(10)의 제1절곡부를 형성하는 단계(S100)를 설명한다.

탑포일은 납작한 탑포일 소재(10)를 절곡하여 제조된다. 탑포일 소재(10)를 하부금형(110)의 제2면(112)에 형성되는 장착부에 안착시켜 일부가 1단 절곡기(100)의 외부로 노출되도록 한다. 하나의 스러스트 에어포일 베어링에 부착되는 여러개의 탑포일은 모두 크기와 형태가 균일하므로 제1면(111)과 제2면(112)을 연결하는 벽면에 밀착시키도록 탑포일을 배치하면 상기 제1면(111)의 너비에 의해 탑포일 소재(10)의 절곡위치가 정해지므로 절곡량을 균일하게 할 수 있다.

탑포일 소재(10)가 안착된 장착부를 덮도록 상부금형(120)을 하부금형(110)에 장착하고 체결부재(130)를 이용해 조립한다. 체결부재(130)에 의해 상부금형(120)이 하부금형(110)에 단단히 조립되면, 상부금형(120)과 하부금형(110) 사이에 장착되는 탑포일 소재(10)도 단단히 고정된다.

마지막으로 1단 절곡기(100)의 외부로 노출된 부분을 상기 1단 절곡기(100)의 형상을 따라 소성 변형되도록 절곡한다. 상대적으로 소형에 스러스트 에어포일 베어링에 사용되는 소형 탑포일은 절곡각도가 크지 않기 때문에 제작하고자 하는 탑포일의 형상으로 절곡을 하더라도 소성 변형되지 않는다. 오히려 작은 절곡각도에 의해 가압하던 힘이 제거되면 가압 전의 상태로 돌아올 수 있다. 이에 따라 본 발명에서는 절곡각도를 조절하기 전에 우선적으로 소성 변형하여 절곡량을 조절하고, 절곡각도의 조절은 소성 변형 이후에 실시하는 것으로 구성하여 소성 변형되지 않는 문제를 해결하였다.

1단 절곡기(100)에 고정된 탑포일 소재(10)를 절곡하여 소성 변형 한 후 1단 절곡기(100)로부터 추출한 것이 1단 절곡된 탑포일 소재(20)이다. 1단 절곡된 탑포일 소재(20)는 제1절곡부를 형성하는 단계에서 제1절곡부의 절곡량이 고정되나, 절곡각도는 아직 고정되지 않은 상태이다.

도 2 및 도 3b를 참조하면, 탑포일의 제2절곡부를 형성하는 단계(S200)는 1단 절곡된 탑포일 소재(20)를 2단 절곡기(200)의 베이스금형(210)에 안착시키는 단계(S210), 2단 절곡기(200)의 커버금형(220)을 베이스금형(210)에 조립하여 1단 절곡된 탑포일 소재(20)를 고정하는 단계(S220), 및 2단 절곡기(200)의 외부로 노출된 탑포일 소재(20)를 절곡하는 단계(S230)를 포함한다.

2단 절곡기(200)는 도 3a에서 설명한 1단 절곡기(100)와 유사하나, 1단 절곡된 탑포일 소재(20)를 절곡하기 위한 것이므로 형상이 다르게 형성된다. 2단 절곡기(200)는 짝을 이루는 베이스금형(210)과 커버금형(220) 및 상기 베이스금형(210)과 커버금형(220)을 결합시키는 결합부재(230)를 포함한다.

베이스금형(210)은 2단 절곡기(200)의 몸체를 형성하고, 제1면(211)에 적어도 하나의 베이스홈(211')이 형성된다. 베이스홈(211')의 내주면에는 결합부재(230)가 결합 가능하도록 나사골이 형성된다. 제1면(211)과 단차를 형성하는 제2면(212)에는 1단 절곡된 탑포일 소재(20)를 안착시킬 수 있는 안착부가 형성된다. 제1면(211)과 제2면(212)은 1단 절곡된 탑포일 소재(20)의 절곡량보다 큰 높이차를 갖도록 형성된다.

커버금형(220)은 베이스금형(210)의 베이스홈(211')에 대응되는 커버홀(221)을 구비하고, 안착부를 덮도록 베이스금형(210)에 장착된다. 커버금형(220)의 형상은 베이스금형(210)의 제1면(211)과 제2면(212) 사이의 단차에 대응되게 형성된다.

결합부재(230)는 커버금형(220)을 베이스금형(210)에 고정시키도록 커버홀(221)을 통과하여 베이스홈(211')에 결합된다. 결합부재(230)는, 예를 들어 도시한 바와 같이 외주면에 나사산을 구비하는 볼트가 될 수 있다.

이하에서는 2단 절곡기(200)로 1단 절곡된 탑포일 소재(20)의 제2절곡부를 형성하는 단계(S200)를 설명한다.

제1절곡부가 베이스금형(210)의 단차를 형성하는 벽면과 제2면(212)의 경계에 밀착되도록 1단 절곡된 탑포일 소재(20)를 안착부에 안착시키고 일부가 2단 절곡기(200)의 외부로 노출되도록 한다. 1단 절곡기(100)와 마찬가지로 제1면(211)의 너비에 의해 제2절곡부의 위치가 정해지므로, 제1절곡부를 안착부에 밀착시키면 절곡량을 균일하게 할 수 있다.

그 후, 1단 절곡된 탑포일 소재(20)가 안착된 안착부를 덮도록 커버금형(220)을 베이스금형(210)에 장착하고 결합부재(230)를 이용해 조립한다. 결합부재(230)에 의해 커버금형(220)이 베이스금형(210)에 단단히 조립되면, 상부금형(120)과 하부금형(110) 사이에 장착되는 1단 절곡된 탑포일 소재(20)도 단단히 고정된다.

마지막으로 2단 절곡기(200)의 외부로 노출된 부분을 상기 2단 절곡기(200)의 형상을 따라 소성 변형되도록 절곡한다. 제2절곡부를 형성하는 단계는 제1절곡부를 형성하는 단계와 마찬가지로 본 발명에서는 절곡각도를 조절하기 전에 우선적으로 소성 변형하여 절곡량을 조절하고, 절곡각도의 조절은 소성 변형 이후에 실시하는 것으로 구성된다.

1단 절곡된 탑포일 소재(20)를 2단 절곡기(200)에 고정시켜 절곡함으로써 소성 변형시킨 후 2단 절곡기(200)로부터 추출한 것이 2단 절곡된 탑포일 소재(30)이다. 2단 절곡된 탑포일 소재(30)는 제2절곡부를 형성하는 단계에서 제2절곡부의 절곡량이 고정된다.

도 2 및 도 3c를 참조하면, 제1 및 제2절곡부의 각도를 조절하는 단계는 2단 절곡된 탑포일 소재(30)를 각도 성형기(300)의 하부지그(310)에 안착시키는 단계, 각도 성형기(300)의 상부지그(320)를 하부지그(310)에 조립하여 프레스하는 단계를 포함한다.

각도 성형기(300)는 서로 대응되게 형성되어 짝을 이루는 하부지그(310)와 상부지그(320)를 포함한다.

하부지그(310)는 2단 절곡된 탑포일 소재(30)를 수용하도록 형성되는 홈을 구비한다. 하부지그(310)는 2단 절곡된 탑포일 소재(30)를 프레스 하여 제1 및 제2절곡부의 각도를 조절하도록 일부가 경사지게 형성된다. 제1 및 제2절곡부의 각도는 경사면(313)의 각도에 따라 결정되므로, 경사면(313)의 각도는 제조하고자 하는 탑포일(40)의 경사각도와 동일한 각도로 형성된다. 경사면(313)의 하단에 제1절곡부의 각도를 조절하도록 형성되는 제1각도성형부(311)를 구비하고, 경사면(313)의 상단에 제2절곡부의 각도를 조절하도록 형성되는 제2각도성형부(312)를 구비한다.

상부지그(320)는 하부지그(310)의 경사에 대응되도록 경사지게 형성되고, 하부지그(310)를 덮도록 하부지그(310)에 장착된다.

도시한 바와 같이 하부지그(310)는 외주면에 나사산이 형성되는 결합기둥(314)을 구비할 수 있고, 상부지그(320)는 결합기둥(314)이 관통할 수 있는 결합홀(321)을 구비할 수 있다. 하부지그(310)와 상부지그(320)는 결합기둥(314)을 통과하여 결합되고, 결합기둥(314)에 결합너트(330)가 체결됨으로써 상기 하부지그(310)와 상부지그(320)는 서로 밀착된다.

이하에서는 각도 성형기(300)로 제1 및 제2절곡부의 각도를 조절하는 단계(S300)를 설명한다.

2단 절곡된 탑포일 소재(30)를 하부지그(310)에 형성된 홈에 안착시킨다. 도시한 바와 같이 제1절곡부는 제1각도성형부(311)에 인접하게 배치하고, 제2절곡부는 제2각도성형부(312)에 인접하게 배치한다.

상부지그(320)에 형성된 결합홀(321)이 하부지그(310)에 형성된 결합기둥(314)을 통과하도록 상부지그(320)와 하부지그(310)를 결합하면, 상부지그(320)에 형성된 경사진 부분이 2단 절곡된 탑포일 소재(30)의 제2절곡부에 접촉된다. 그 후 결합너트(330)를 결합기둥(314)에 체결하여 2단 절곡된 탑포일 소재(30)를 프레스한다. 제2절곡부가 상부지그(320)의 경사지게 형성된 부분에 의해 밀리면서 제1절곡부와 제2절곡부가 각각 제1각도성형부(311)와 제2각도성형부(312)에 밀착되고, 제1 및 제2절곡부의 각도는 각각 제1 및 제2각도성형부(311, 312)의 각도로 조절된다.

하부지그(310)에는 2단 절곡된 탑포일 소재(30)의 형상에 대응하는 홈이 형성되어 있으므로, 2단 절곡된 탑포일 소재(30)는 프레스 단계에서 제1절곡부와 제2절곡부의 각도만 조절될 뿐 위치가 바뀌지는 않는다. 2단 절곡된 탑포일 소재(30)를 프레스 한 후 각도 성형기(300)로부터 추출하면 절곡이 완성된 탑포일(40)이 제작된다.

1단 절곡기(100)와 2단 절곡기(200)는 각각 장착부와 안착부의 크기가 정해져 있으므로, 탑포일 소재(10)와 1단 절곡된 탑포일 소재(20)의 절곡량이 일정하다. 따라서 하나의 스러스트 에어포일 베어링에 사용되는 여러개의 탑포일(40)을 반복적으로 절곡하여 제조하더라도, 절곡량의 크기를 균일하게 할 수 있다. 마찬가지로, 각도 성형기의 경사면(313)의 경사도 일정하므로 절곡각도 또한 균일하게 할 수 있다. 따라서 이에 의하여, 손으로 취급하기 어려운 소형 탑포일(70mm 이하의 크기)의 절곡방법에 체계가 확립될 수 있다.

상기와 같은 스러스트 에어포일 베어링의 탑포일 절곡방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims

탑포일 소재를 1단 절곡기에 고정시켜 일부가 상기 1단 절곡기의 외부로 노출되도록 하고, 상기 탑포일 소재의 상기 1단 절곡기 외부로 노출된 부분을 상기 1단 절곡기의 형상을 따라 소성 변형되도록 절곡하여 제1절곡부를 형성하는 단계;
상기 탑포일 소재의 절곡된 부분과 대응되는 형상의 안착부를 구비하는 2단 절곡기에 상기 탑포일 소재를 고정시켜 일부가 상기 2단 절곡기 외부로 노출되도록 하고, 상기 탑포일 소재의 상기 2단 절곡기 외부로 노출된 부분을 상기 2단 절곡기의 형상을 따라 소성 변형되도록 상기 제1절곡부와 반대방향으로 절곡하여 상기 제1절곡부와 다른 위치에 제2절곡부를 형성하는 단계; 및
2단 절곡된 상기 탑포일 소재를 상기 탑포일 소재와 대응되는 홈이 형성된 각도 성형기에 안착시키고, 프레스하여 상기 제1절곡부와 제2절곡부의 각도를 조절하는 단계를 포함하는 스러스트 에어포일 베어링의 탑포일 절곡방법.
제1항에 있어서,
상기 1단 절곡기는,
제1면에 적어도 하나의 하부홈이 형성되고, 상기 제1면과 단차를 형성하는 제2면에 상기 탑포일 소재를 안착시킬 수 있는 장착부를 구비하는 하부금형;
상기 하부홈에 대응하는 상부홀을 구비하고, 상기 장착부를 덮도록 상기 하부금형에 장착되는 상부금형; 및
상기 상부금형을 상기 하부금형에 고정시키도록 일부가 상기 상부홀을 통과하여 상기 하부홈에 결합되는 체결부재를 포함하는 스러스트 에어포일 베어링의 탑포일 절곡방법.
제2항에 있어서,
상기 제1절곡부를 형성하는 단계는,
상기 탑포일 소재를 일단이 상기 제1면과 상기 제2면을 연결하는 벽면에 밀착되도록 상기 장착부에 안착시키는 단계;
상기 탑포일 소재를 고정시키도록 상기 체결부재로 상기 상부금형을 상기 하부금형에 조립하는 단계; 및
상기 탑포일 소재의 상기 1단 절곡기 외부로 노출된 부분을 상기 1단 절곡기의 형상을 따라 소성 변형되도록 절곡하는 단계를 포함하는 스러스트 에어포일 베어링의 탑포일 절곡방법.
제1항에 있어서,
상기 2단 절곡기는,
제1면에 적어도 하나의 베이스홈을 구비하고, 상기 제1면과 단차를 형성하는 제2면에 1단 절곡된 상기 탑포일 소재를 안착시킬 수 있는 상기 안착부를 구비하는 베이스금형;
상기 베이스홈에 대응되는 커버홀을 구비하고, 상기 제1면과 제2면의 단차지게 형성된 형상과 대응되게 형성되며, 상가 안착부를 덮도록 상기 베이스금형에 장착되는 커버금형; 및
상기 커버금형을 상기 베이스금형에 고정시키도록 일부가 상기 커버홀을 통과하여 상기 베이스홈에 결합되는 결합부재를 포함하는 스러스트 에어포일 베어링의 탑포일 절곡방법.
제4항에 있어서,
상기 제2절곡부를 형성하는 단계는,
상기 제1절곡부가 상기 베이스금형의 단차를 형성하는 벽면과 상기 제2면의 경계에 밀착되도록 1단 절곡된 상기 탑포일 소재를 상기 안착부에 안착시키는 단계;
1단 절곡된 상기 탑포일 소재를 고정시키도록 상기 결합부재로 상기 커버금형을 상기 베이스금형에 조립하는 단계; 및
1단 절곡된 상기 탑포일 소재의 상기 2단 절곡기 외부로 노출된 부분을 절곡하는 단계를 포함하는 스러스트 에어포일 베어링의 탑포일 절곡방법.
제1항에 있어서,
상기 각도 성형기는,
2단 절곡된 상기 탑포일 소재를 수용하도록 형성되는 상기 홈을 구비하고, 일부가 경사지게 형성되어 경사면의 하단에 상기 제1절곡부의 각도를 조절하도록 형성되는 제1각도성형부를 구비하며, 상기 경사면의 상단에 상기 제2절곡부의 각도를 조절하도록 형성되는 제2각도성형부를 구비하는 하부지그; 및
상기 하부지그를 덮도록 상기 하부지그에 결합되며, 상기 경사에 대응되도록 경사지게 형성되는 상부지그를 포함하는 스러스트 에어포일 베어링의 탑포일 절곡방법.
제6항에 있어서,
상기 하부지그는 외주면에 나사산이 형성되는 결합기둥을 구비하고,
상기 상부지그는 상기 결합기둥이 관통할 수 있는 결합홀을 구비하며,
상기 하부지그와 상기 상부지그는 상기 결합기둥이 상기 결합홀을 통과하여 결합되고, 상기 결합기둥에 체결되는 결합너트에 의해 서로 밀착되는 스러스트 에어포일 베어링의 탑포일 절곡방법.
제7항에 있어서,
상기 각도를 조절하는 단계는,
2단 절곡된 상기 탑포일 소재를 상기 홈에 안착시키는 단계; 및
상기 상부지그를 상기 하부지그에 조립하여 상기 상부지그의 경사지게 형성된 부분이 상기 제2절곡부에 접촉되도록 하고, 상기 제1 및 제2절곡부를 각각 상기 제1 및 제2각도성형부에 밀착시키도록 상기 결합너트를 상기 결합기둥에 체결하여 2단 절곡된 상기 탑포일 소재를 프레스하는 단계를 포함하는 스러스트 에어포일 베어링의 탑포일 절곡방법.