KR101874165B1 - 공기 베어링 - Google Patents

Abstract

공기 베어링이 제공된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 베어링은, 내부에 주축이 삽입되는 중공을 가지며, 상기 주축의 길이 방향으로 형성되는 하우징, 상기 하우징의 일 측에 마련되어, 상기 주축의 적어도 일부를 둘러싸며 상기 주축과의 사이에 압축 공기막을 형성하여 상기 주축을 지지하는 다공성 부재, 상기 다공성 부재 외면과 상기 하우징 내면 사이에 마련되는 베어링 슬리브, 상기 베어링 슬리브를 관통하여 상기 다공성 부재로 압축공기를 공급하는 파이프를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

공기 베어링{Air bearing}

본 발명은 공기 베어링에 관련된 것으로서, 다공성 부재에 압축공기를 공급하기 위한 파이프를 직접 베어링 슬리브에 연결하는 공기 베어링에 관련된 것이다.

베어링(bearing)은 원하는 움직임에 대한 상대 운동을 제한하고 움직이는 부분 사이의 마찰을 줄여주는 기계 요소의 하나로, 회전이나 왕복 운동하는 상대 부품에 접해 하중을 받아 축 등을 지지하는 부품을 의미한다.

베어링은 축을 지지하는 방향에 따라 축의 지름 방향의 하중을 지지하는 저널 베어링(journal bearing)과 축의 길이 방향 하중을 지지하는 스러스트 베어링(thrust bearing)으로 분류된다.

또한, 베어링은 베어링의 구조에 따라 구름 베어링(rolling bearing), 자기 베어링(magnetic bearing), 및 유체 베어링(fluid bearing)등으로 분류된다.

공기 베어링은 기존 구름요소 베어링과 달리 공기로 작동하기 때문에 동력손실이 작으며, 마찰로 인한 마모가 거의 없어 반영구적으로 사용이 가능하다. 또한, 공기 베어링은 공기로 윤활하기 때문에 회전기기에 사용된 오일의 처리과정에서 발생하는 환경오염을 방지하는 장점을 가지고 있다. 그러나 공기 베어링은 제작 시 높은 가공 정밀도를 필요로 하며, 공기의 점성은 오일에 비해 상대적으로 작기 때문에 하중 지지력이 오일 베어링보다 작다는 단점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 공기 베어링(10)을 도시한다.

종래 기술에 따른 공기 베어링(10)은 하우징(11), 상기 하우징(11)의 내측에 마련되는 베어링 슬리브(15), 상기 베어링 슬리브(15) 내측에 마련되어 주축(80)을 부양시키는 다공성 부재(13), 상기 다공성 부재(13)로 공기를 공급하는 공기유로(30a, 30b), 상기 공기유로(30b)의 일단과 연결되는 공기주입 연결부(19)를 포함하여 구성된다. 특히 상기 공기유로(30b)는 상기 공기유로(30a)로부터의 공기를 상기 공기주입 연결부(19)로 공급하기 위한 통로로서 P의 길이만큼 연장하는 구조를 가진다.

종래 기술에 따른 공기 베어링(10)의 공기 흐름을 살펴보면, 상기 공기유로(30a, 30b)로 공급된 압축공기가 상기 공기주입 연결부(19)를 거쳐야만 상기 다공성 부재(13)로 공급될 수 있는 구조를 가지고 있었다. 이와 같은 종래 기술에 따른 공기 베어링(10)은 상기 공기유로(30b)의 일단과 상기 공기주입 연결부(19) 사이에 유격 틈을 가질 수 밖에 없는 구조이다. 따라서, 상기 다공성 부재(13)로 공급되어야 할 압축공기가 유격 틈을 따라 새어 나가는 문제(도 1의 물결 화살표, L 참조)가 있었다.

그러므로 종래 기술에 따른 공기 베어링(10)은 유격 틈을 통한 공기의 유출을 방지하기 위하여 고무 재질의 오링(17)을 더 포함하였다. 그러나, 오링(17)을 구비하는 경우, 오링 간의 압축률이 일정하지 않고, 마모의 정도가 서로 다르기 때문에 베어링 슬리브의 공간적 위치가 설계치와 달라지는 문제, 주축과 베어링 슬리브가 접촉해버리는 문제, 베어링 슬리브가 기울어지는 문제, 온도 및 장기간 사용에 따른 감쇠 특성이 변하는 문제, 회전축을 지지하는 베어링들의 간극이 달라지는 문제 등이 발생하였다. 즉 오링 사용으로 인하여 회전축 또는 베어링 슬리브가 기울어지는 등 설계치와 다르게 조립되는 불량 및 오링 파손에 의한 기기 오작동을 불러일으키는 한계가 있었다. 또한, 고무 재질의 오링(17)은 마모가 발생하기 때문에 짧은 교환 주기를 가지고 있다는 한계가 있으며, 온도 및 장시간 사용에 따라 오링의 형태 및 감쇠 특성 변하는 단점을 가지고 있다.

이에 본 발명자들은, 압축공기를 다공성 부재로 효과적으로 공급할 수 있는 방안을 발명하게 되었다.

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 다공성 부재로 공급되는 압축공기의 유출(leak)을 최소화하는 공기 베어링을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 실링 부품의 교체가 불 필요한 공기 베어링을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 우수한 내구성을 제공하는 공기 베어링을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 베어링의 오정렬을 방지하는 공기 베어링을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 제조가 용이한 공기 베어링을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 베어링은, 내부에 주축이 삽입되는 중공을 가지며, 상기 주축의 길이 방향으로 형성되는 하우징(housing), 상기 하우징의 일 측에 마련되어, 상기 주축의 적어도 일부를 둘러싸며 상기 주축과의 사이에 압축 공기막을 형성하여 상기 주축을 지지하는 다공성 부재(porous media), 상기 다공성 부재 외면과 상기 하우징 내면 사이에 마련되는 베어링 슬리브(bearing sleeve), 상기 베어링 슬리브를 관통하여 상기 다공성 부재로 압축공기를 공급하는 파이프(pipe)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 베어링 슬리브는, 상기 파이프를 통하여 상기 다공성 부재로 공급되는 압축공기의 유출을 밀폐할 수 있다.

일 실시 예에 따른 베어링 슬리브는,상기 베어링 슬리브의 내부에 상기 파이프가 관통하는 관통구를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 파이프의 일단은, 상기 베어링 슬리브의 관통구에 나사 결합할 수 있다.

일 실시 예에 따른 파이프는, 상기 하우징을 관통하며, 상기 파이프의 제1 단은 상기 하우징의 외부로부터 압축공기를 공급받으며, 상기 파이프의 제2 단은 상기 베어링 슬리브를 관통하여 상기 다공성 부재로 압축공기를 공급할 수 있다.

일 실시 예에 따른 파이프는 일직선으로 형성될 수 있다.

일 실시 예에 따른 파이프의 제1 단은 외부 압축공기를 공급받기 위한 공기 커넥터와 연결될 수 있다.

일 실시 예에 따른 다공성 부재는 상기 하우징의 반경 방향 내면과 상기 주축의 반경 방향 외면 사이에 마련되고,상기 베어링 슬리브는 상기 다공성 부재의 반경 방향 외면과 상기 하우징의 반경 방향 내면에 마련될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 베어링은, 내부에 주축 삽입구가 형성되며, 상기 주축의 길이 방향으로 형성되는 하우징(housing), 상기 하우징의 내면과 상기 주축의 외면 사이에 마련되어, 상기 주축의 적어도 일부를 둘러싸며 상기 주축을 지지하는 다공성 부재(porous media), 상기 다공성 부재 외면과 상기 하우징 내면 사이에 마련되는 베어링 슬리브(bearing sleeve), 상기 베어링 슬리브를 관통하여 상기 다공성 부재로 공기를 공급하는 파이프를 포함하여 구성된다.

상기 파이프가 상기 베어링 슬리브를 관통하여 상기 다공성 부재로 공기를 공급하기 때문에, 압축공기의 유출을 최소화하며, 별도의 오링을 불필요하다는 효과를 제공할 수 있다. 이에 따라 오링의 마모 등에 의한 회전축의 정렬이 틀어지는 현상을 방지함으로써 내구성 증대는 물론 오링의 교체 주기에 따른 불편함을 해소할 수 있다. 즉 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 온도에 따른 오링의 감쇠 특성 변화 및 장 기간 사용에 따른 오링의 감쇠 특성의 변화가 공기 베어링의 감쇠 특성에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 종래 기술에 따른 공기 베어링을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 베어링을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 베어링의 A 부분 확대도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 베어링의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 공기 베어링을 도시한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 공기 베어링의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 형상 및 구성들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 베어링을 도시한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 베어링(100)은 하우징(110), 다공성 부재(120), 베어링 슬리브(130), 파이프(140) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 베어링(100)은 설명의 편의를 위하여 저널 베어링인 경우를 상정하여 설명하기로 한다. 다만, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐 본 발명의 기술적 사상이 스러스트 베어링에도 적용될 수 있음은 물론이다.

상기 다공성 부재(120), 상기 베어링 슬리브(130), 상기 파이프(140)는 주축(180)의 길이 방향(x 축 방향)으로 적어도 한 개가 마련될 수 있다. 이들의 갯수는 베어링의 설계 조건에 따라 당업자가 용이하게 변경할 수 있다. 도 2에서는 설명의 편의를 위하여, 상기 다공성 부재(120), 상기 베어링 슬리브(130), 상기 파이프(140)가 주축(180)의 길이 방향(x 축 방향)으로 2 개인 경우를 상정하였다.

이하 각 구성에 대하여 상술하기로 한다.

상기 하우징(110)은 공기 베어링(100)의 골격을 제공하는 구성으로써, 내부에 상기 베어링 슬리브(130), 상기 다공성 부재(120) 및 상기 파이프(140) 중 적어도 하나의 부품이 실장되는 공간을 제공할 수 있다.

상기 하우징(110)은 내부에 상기 베어링 슬리브(130)가 고정되도록 덮개(111)를 제공할 수 있다.

또한, 상기 하우징(110)은 내부에 주축(180)이 지지되는 공간을 제공할 수 있다. 상기 주축(180)은 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 길이 방향(x 축 방향)으로 연장하며, x 축을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다. 이 때, 상기 하우징(110)은 상기 주축(180)을 반경 방향(r 방향)으로 지지하도록 구성될 수 있다. 이를 위하여 상기 하우징(110)은 내부에 상기 주축(180)이 삽입될 수 있는 원 기둥 형상의 중공을 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 하우징(110)의 반경 방향 내면은 상기 주축(180)의 반경 방향 외면의 적어도 일부를 감싸도록 구성될 수 있다. 바람직하게는 상기 하우징(110)의 반경 방향 내면은 상기 주축(180)의 반경 방향 외면 전체를 감싸도록 구성될 수 있다.

상기 하우징(110)은 회전하는 주축(180)을 지지하기 위하여 강인한 소재로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 하우징(110)은 아노다이징 처리된 알루미늄으로 구성될 수 있다.

상기 다공성 부재(120)는 상기 주축(180)의 적어도 일부를 둘러싸며 상기 주축(180)을 지지할 수 있다. 예를 들어, 상기 다공성 부재(120)는 상기 주축(180)의 반경 방향 외측에 위치하여 상기 주축(180)의 적어도 일부, 바람직하게는 전체를 둘러싸도록 구성될 수 있다.

상기 다공성 부재(120)는 상기 주축(180)과의 사이에 얇은 압축 공기막을 제공함으로써, 상기 주축(180)을 상기 주축(180)의 반경 방향(r 방향)으로 지지할 수 있다. 즉, 상기 다공성 부재(120)는 상기 주축(180)을 소정 거리(도 2의 g 참조) 부양시킨 상태에서 상기 주축(180)이 x 축을 중심으로 회전하도록 부양력을 제공할 수 있다.

상기 다공성 부재(120)는 얇은 압축 공기막을 형성하기 위하여 내부에 수 많은 기공을 포함하도록 구성될 수 있다 예를 들어, 상기 다공성 부재(120)의 기공은 수 um 이상 수 mm 이하의 기공 크기를 가지며 상기 다공성 부재(120)는 약 30 내지 50%의 기공율을 가질 수 있다. 이 때, 상기 다공성 부재(120)의 기공 크기 및 기공율은 당업자의 사용 목적에 따라 변경 가능할 수 있다.

상기 다공성 부재(120)는 다공성 탄소 재질, 다공질 금속 재질, 다공질 세라믹 재질, 카본 그라파이트 재질 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.

상기 다공성 부재(120)는 얇은 압축 공기막을 제공하므로 상기 주축(180)과 직접 접촉하지 않는다. 따라서, 상기 다공성 부재(120)는 종래 다른 타입의 베어링에서 발생하는 마찰, 마모, 윤활 처리 등의 문제를 해소할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 다공성 부재(120)는 정지 마찰이 없다는 점, 무 접촉에 따라 마모가 없다는 점등의 이점을 가지고 있다.

상기 베어링 슬리브(130)는 상기 하우징(110)의 반경 방향 내측에 마련되어, 상기 다공성 부재(130)를 고정시키는 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 베어링 슬리브(130)는 상기 하우징(110)의 반경 방향 내면과 상기 주축(180)의 반경 방향 외면 사이에 마련될 수 있다. 보다 구체적으로는 상기 베어링 슬리브(130)는 상기 다공성 부재(120)의 반경 방향 외면과 상기 하우징(110)의 반경 방향 내면 사이에 마련될 수 있다.

상기 파이프(140)는 상기 다공성 부재(120)에 공기를 공급하는 통로를 제공할 수 있다. 상기 파이프(140)는 상기 베어링 슬리브(130)를 직통하여 상기 다공성 부재(120)로 공기를 공급하는 통로를 제공할 수 있다.

외부가압 압축공기를 공급하는 구성인 상기 베어링 슬리브(130)와 상기 파이프(140)의 구체적인 구성에 대해서는 도 3을 참조하여 상술하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 베어링의 A 부분 확대도를 도시한다.

도 3을 참조하면, 주축(180)의 반경 반향으로 다공성 부재(120), 베어링 슬리브(130), 하우징(110) 순서로 위치하는 구조를 가질 수 있다.

상기 베어링 슬리브(130)는 상기 파이프(140)가 관통하는 관통구를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 관통구는 상기 파이프(140)의 일 단이 나사 결합할 수 있도록 나사홈을 포함할 수 있다. 또한 상기 베어링 슬리브(130)는 상기 다공성 부재(120)로 공급된 압축공기가 역류하여 새어 나기지 않도록 밀기성 소재로 이루어질 수 있다.

상기 파이프(140)는 외부의 압축공기를 상기 다공성 부재(120)로 공급하는 통로를 제공할 수 있다. 상기 파이프(140)는 소정 길이(P 길이) 연장하여 구성되되, 상기 파이프(140)의 일 단(142)은 상기 베어링 슬리브(130)를 관통하고, 상기 파이프(140)의 타 단은 압축공기 공급부(미도시)와 연결될 수 있다. 또한, 상기 파이프(140)의 몸체는 상기 하우징(110)을 관통할 수 있다. 상기 파이프(140)는 상기 파이프(140)의 전체 길이(P)가 꺽인 구조 없이 일 방향(r 방향)으로만 연장하도록 구성될 수 있다.

상기 파이프(140)의 일단(142)은 앞서 설명한 상기 베어링 슬리브(130)의 관통구에 형성된 나사홈과 나사 결합할 수 있도록 나사산을 포함할 수 있다. 또한, 상기 파이프(140)의 타단(144)은 공기 공급부와의 연결을 매개하는 공기 커넥터(150)와 나사 결합할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 파이프(140)가 상기 베어링 슬리브(130)를 직통하여 압축공기를 상기 다공성 부재(120)로 공급하도록 구성된다. 즉, 상기 파이프(140)는 다른 연결 구성을 거치지 않고 상기 다공성 부재(120)로 압축공기를 제공하는 통로를 제공할 수 있다. 이로써, 상기 파이프(140)를 통하여 상기 다공성 부재(120)로 제공된 압축공기는 새어 나기지 않고, 상기 주축(180)의 외면에 압축 공기막을 형성할 수 있다.

이와 달리, 도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 공기 베어링의 파이프는 다공성 부재로 공기를 직접 공급하지 못하고, 공기주입 연결부를 거쳐야만 다공성 부재로 압축공기를 제공할 수 있었다. 이에 따라 종래 기술에 따른 공기 베어링에서는 파이프와 공기주입 연결부 사이로 압축공기가 새어 나가는 문제가 있었기 때문에 오링이 반드시 필요한 구조였다.

그러나, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 파이프(140)가 상기 베어링 슬리브(130)를 관통하여 직접 상기 다공성 부재(120)로 압축공기를 공급하는 구조를 제공함으로써, 압축공기 누설에 따른 문제점을 근본적으로 해결하는 효과를 제공할 수 있다.

이상, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 베어링을 설명하였다. 이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 베어링의 동작 방법을 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 베어링의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 4에 도시된 압축공기 흐름(화살표 참조)을 참조하면, 압축공기 공급부로부터의 압축공기는 상기 공기 커넥터(150), 상기 파이프의 타 단(144), 상기 파이프의 몸체, 상기 파이프의 일 단(142)을 거쳐 상기 다공성 부재(120)로 공급될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 파이프의 일 단(142)을 통과한 압축공기는 상기 다공성 부재(120)에 마련된 공동(c)을 채우게 되고, 압축공기에 의하여 공동의 압력이 높아짐에 따라, 상기 다공성 부재(120)의 상면에 걸쳐서 균일하게 공급될 수 있다.

상기 다공성 부재(120)로 공급된 압축공기는 상기 다공성 부재(120)에 형성된 미세 기공을 통과하여 상기 주축(180)과의 계면 사이에 얇은 압축 공기막을 형성할 수 있다. 이에 따라 상기 주축(180)은 상기 주축(180)의 반경 방향으로 소정 거리(g) 부양된 상태에서 회전할 수 있다.

상술한 바와 같이, 상기 파이프(140)과 상기 베어링 슬리브(130)를 직관하는 형태로 구성되므로, 상기 파이프(140)에서 상기 베어링 슬리브(130)에 마련된 상기 다공성 부재(120)로 직접 압축공기가 제공될 수 있다.

이상 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 베어링의 동작 방법에 대하여 설명하였다. 이하에서는 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 공기 베어링에 대하여 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 공기 베어링을 도시한다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 공기 베어링(200)은, 하우징(210), 다공성 부재(220), 베어링 슬리브(230) 및 파이프(240a, 240b)를 포함하여 구성될 수 있다.

도 5에 도시된 하우징(210)은 앞서 설명한 하우징(110)에 대응되며, 도 5에 도시된 다공성 부재(220)는 앞서 설명한 다공성 부재(120), 도 5에 도시된 베어링 슬리브(230)는 앞서 설명한 베어링 슬리브(130)에 각각 대응되므로 구체적인 설명을 생략하기로 한다. 또한 도 5에 도시된 주축(280)도 앞서 설명한 주축(180)에 대응되며 도 5에 도시된 덮개(211)도 앞서 설명한 덮개(111)에 대응되므로 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 공기 베어링의 파이프가 앞서 설명한 본 발명의 일 실시 예에 다른 공기 베어링의 파이프와 상이한 구성이므로 이하 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 공기 베어링(200)은 x 방향으로 연장하는 제1 파이프(240a)와 r 방향으로 연장하는 제2 파이프(240b)로 구성될 수 있다. 상기 제1 파이프(240a)의 일 단은 외부의 공기 공급부로부터 압축공기를 공급 받아, 제2 파이프(240b)로 압축공기를 공급하는 주 통로의 역할을 수행할 수 있다. 상기 제2 파이프(240b)는 상기 제1 파이프(240a)의 타 단에 연결되어, 상기 다공성 부재(220)로 직접 압축공기를 공급하는 구성일 수 있다. 상기 제2 파이프(240b)는 상기 제1 파이프(240a)의 압축공기 통로의 방향을 변경해주는 보조 통로의 역할을 수행할 수 있다.

상기 제2 파이프(240b)가 상기 베어링 슬리브(230)를 직관하여 상기 다공성 부재(220)에 직접 압축공기를 공급할 수 있도록 소정 길이(P)를 가질 수 있음은 앞서, 설명한 바와 동일하다. 또한, 상기 제2 파이프(240b)의 일 단과 상기 베어링 슬리브(230)가 나사 결합할 수 있다는 구성도 앞서 설명한 바와 동일하다.

실시 예에 따르면, 상기 제2 파이프(240b)는 상기 다공성 부재(220)의 갯 수에 상응하도록 마련될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이 상기 다공성 부재(220)가 2 개 인 경우, 상기 제2 파이프(240b)도 2 개가 마련될 수 있다.

이상 도 5를 참조하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 공기 베어링을 설명하였다. 이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 공기 베어링의 동작 방법을 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 공기 베어링의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하여 설명하는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 공기 베어링의 동작 방법은 도 4를 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 베어링의 동작 방법에 상응하므로 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.

도 6에 도시된 압축공기 흐름(화살표 참조)을 참조하면, 압축공기 공급부로부터의 압축공기는 제1 파이프(240a), 제2 파이프(240b)를 거쳐 상기 다공성 부재(220)로 공급될 수 있다. 상기 제2 파이프(240b)를 통과한 압축공기는 상기 공동(c)을 거쳐 상기 다공성 부재(220)의 표면에 균일하게 공급될 수 있다. 상기 다공성 부재(220)로 공급된 압축공기는 상기 다공성 부재(220)에 형성된 미세 기공을 통과하여 상기 주축(280)과의 계면 사이에 얇은 압축 공기막을 형성할 수 있다. 이에 따라 상기 주축(280)은 상기 주축(280)의 반경 방향으로 소정 거리(g) 부양된 상태에서 회전할 수 있다.

즉, 제1 파이프(240a)로부터 공급된 압축공기는 복수의 제2 파이프(240b)로 분기함으로써, 복수의 다공성 부재(220)로 공급될 수 있다.

이상, 도 2 내지 도 6을 참조하면 본 발명의 실시 예들에 다른 공기 베어링을 설명하였다. 상술한 바와 같이, 압축공기 유동 통로를 제공하는 파이프가 베어링 슬리브를 관통하도록 구성되므로 파이프로부터의 압축공기가 직접적으로 다공성 부재로 제공될 수 있다. 이로써, 다공성 부재로 공급되는 압축공기의 유출을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들에 따르면 상기 파이프가 상기 베어링 슬리브를 직통하도록 이루어짐으로써, 유격 틈 발생을 근본적으로 제거할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 실시 예들에 따르면 종래 기술과 달리 별도의 오링 없이도 압축공기의 유출을 최소화할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예들에 따르면 별도의 오링이 불 필요하므로 우수한 내구성을 제공할 수 있고, 회전축의 틀어짐 현상을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들에 따르면, 압축공기 유동 통로를 제공하는 파이프가 베어링 슬리브를 관통하도록 함으로써, 종래 기술의 문제점을 해결하므로 제조가 용이하다는 효과를 제공할 수 있다.

이상, 설명한 본 발명의 실시 예들은 저널 공기 베어링을 상정하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 스러스트 공기 베어링에도 적용될 수 있음은 물론이다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

100, 200 : 공기 베어링
110, 210 : 하우징
120, 220 : 다공성 부재
130, 230 : 베어링 슬리브
140, 240a, 240b : 파이프
180, 280 : 주축

Claims (8)

1. 내부에 주축이 삽입되는 중공을 가지며, 상기 주축의 길이 방향으로 형성되는 하우징(housing);
   상기 하우징의 일 측에 마련되어, 상기 주축의 적어도 일부를 둘러싸며 상기 주축과의 사이에 압축 공기막을 형성하여 상기 주축을 지지하는 다공성 부재(porous media);
   상기 다공성 부재 외면과 상기 하우징 내면 사이에 마련되는 베어링 슬리브(bearing sleeve); 및
   상기 베어링 슬리브를 관통하여 상기 다공성 부재로 압축공기를 공급하는 파이프(pipe);를 포함하되
   상기 파이프의 제1 단은 압축공기를 공급받으며, 상기 파이프의 제2 단은 상기 베어링 슬리브를 관통하여 상기 다공성 부재로 압축공기를 공급하는 공기 베어링.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 베어링 슬리브는, 상기 파이프를 통하여 상기 다공성 부재로 공급되는 압축공기의 유출을 밀폐하는 공기 베어링.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 베어링 슬리브는 상기 베어링 슬리브의 내부에 상기 파이프가 관통하는 관통구를 포함하는 공기 베어링.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 파이프의 일단은, 상기 베어링 슬리브의 관통구에 나사 결합하는 공기 베어링.
5. 삭제
6. 제1 항에 있어서,
   상기 파이프는 일직선으로 형성된 공기 베어링.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 파이프의 제1 단은 외부 압축공기를 공급받기 위한 공기 커넥터와 연결되는 공기 베어링.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 다공성 부재는 상기 하우징의 반경 방향 내면과 상기 주축의 반경 방향 외면 사이에 마련되고,
   상기 베어링 슬리브는 상기 다공성 부재의 반경 방향 외면과 상기 하우징의 반경 방향 내면에 마련되는 공기 베어링.
   

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