KR102176120B1 - Air foil journal bearing - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고속으로 회전되는 로터와 포일 사이에 공기가 유입되어 압력을 형성함으로써 로터가 포일에서 부상되며 로터의 반경방향 하중을 지지하는 에어 포일 저널 베어링에 있어서, 로터 및 포일의 열 상승을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있는 에어 포일 저널 베어링에 관한 것이다.The present invention relates to an air foil journal bearing that raises the rotor from the foil and supports the radial load of the rotor by introducing air between the rotor and the foil rotating at a high speed to create pressure, and prevents heat rise of the rotor and the foil. It relates to an air foil journal bearing that can improve durability.
베어링은 회전축을 일정한 위치에 고정시키며 동시에 축의 자중과 축에 걸리는 하중을 지지하면서 축이 회전될 수 있도록 하는 기계요소이다.A bearing is a mechanical element that fixes a rotating shaft in a certain position and at the same time supports the self-weight of the shaft and the load on the shaft while allowing the shaft to rotate.
그리고 베어링 중 에어 포일 베어링은 로터의 고속 회전에 따라 로터와 접하는 포일 사이에 점성을 가지는 유체인 공기가 유입되어 압력을 형성함으로써 하중을 지지하는 베어링이다.In addition, among the bearings, the air foil bearing is a bearing that supports a load by forming pressure by introducing air, which is a viscous fluid, between the foil in contact with the rotor as the rotor rotates at high speed.
이러한 에어 포일 베어링 중 에어 포일 저널 베어링은 로터의 반경방향 하중을 지지하도록 구성되는 베어링이다.Among these air foil bearings, the air foil journal bearing is a bearing configured to support the radial load of the rotor.
일례로 종래의 에어 포일 저널 베어링(10)은 도 1 및 도 2와 같이 회전하는 로터(4)를 지지 하는 하우징(5), 하우징(5)의 내면을 따라 장착되는 탑 포일(2) 및 범프 포일(1)로 구성된다. 그리고 탑 포일(2)은 하우징(5)의 키홈 내에 삽입 설치된 스페이서 블락(키, 3)에 일단이 점용접 등의 방식으로 부착되어 하우징(5)의 내부에 설치되며, 탑 포일(2)의 내주면이 베어링면(21)을 형성하게 된다. 또한, 범프 포일(1)은 일단이 하우징(5)의 키홈 내에 삽입 설치된 스페이서 블락(키, 3) 또는 하우징(5)의 내면에 점용접 등의 방식으로 부착되어 탑 포일(2)을 지지한다. 또한, 범프 포일(1)은 일체로 형성될 수도 있으며, 여러 개로 분할되어 설치될 수 있다. 도시된 바와 같이 범프 포일은 세 개의 부분(1, 1', 1")으로 나누어져 각각이 스페이서 블락(3, 3', 3")에 부착될 수 있다.For example, the conventional air foil journal bearing 10 includes a
그런데 로터(4)가 회전함에 따라 로터(4)와 탑 포일(2)간의 마찰 및 진동이 발생하며, 이에 따라 탑 포일에 힘이 가해지게 되어 탑 포일에 부착된 스페이서 블락이 하우징의 키홈으로부터 반경방향 안쪽으로 약간 빠져나오는 키 처짐 현상이 발생할 수 있다. 여기에서 탑 포일(2)의 내주면과 로터(4)의 외주면 사이의 간극은 일반적으로 0.2mm 정도로 매우 작으며, 이 간극의 변화는 포일들 및 로터의 온도 상승과 밀접한 관련이 있다.However, as the
즉, 키 처짐 현상이 발생하여 탑 포일과 로터 사이의 간극이 줄어들면 탑 포일과 로터의 온도가 상승하여 과열될 수 있으며, 이에 따라 탑 포일 및 로터가 손상 또는 파손되어 에어 포일 저널 베어링의 내구성이 저하되며 수명이 감소하게 된다.That is, if the key sag occurs and the gap between the top foil and the rotor is reduced, the temperature of the top foil and the rotor may rise and overheat. Accordingly, the top foil and the rotor may be damaged or damaged, resulting in the durability of the air foil journal bearing. It will deteriorate and life will decrease.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 하우징의 키홈에 탑 포일을 결합시키는 키가 반경방향 안쪽으로 처지는 것을 방지하여 탑 포일의 형태를 유지시킴으로써, 로터 및 탑 포일의 열 상승을 방지하여 로터 및 탑 포일의 파손이 방지되며 이에 따라 내구성을 향상시킬 수 있는 에어 포일 저널 베어링을 제공하는 것이다.The present invention was conceived to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to prevent the key for coupling the top foil to the keyway of the housing from sagging inward in the radial direction, thereby maintaining the shape of the top foil, the rotor and It is to provide an air foil journal bearing that prevents the heat rise of the top foil to prevent damage to the rotor and the top foil, thereby improving durability.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 에어 포일 저널 베어링은, 로터가 배치되는 중공이 형성되고 내주면에서 오목하게 키홈이 형성되며, 길이방향 양측이 개방되게 형성된 베어링 하우징; 상기 베어링 하우징의 내측에 구비되어 원주방향을 따라 형성되고, 요철 형상의 탄성 범프들이 형성되며, 일단이 상기 베어링 하우징에 결합된 범프 포일; 상기 베어링 하우징의 키홈에 삽입되며, 길이방향 양단이 베어링 하우징에 고정된 키; 및 상기 범프 포일의 내측에 구비되어 원주방향을 따라 형성되며, 일단이 상기 키에 결합되어 고정된 탑 포일; 을 포함하여 이루어질 수 있다.The air foil journal bearing of the present invention for achieving the object as described above includes: a bearing housing having a hollow in which a rotor is disposed, a key groove formed in a concave inner circumferential surface, and open both sides in a longitudinal direction; A bump foil provided on the inner side of the bearing housing and formed along a circumferential direction, having uneven elastic bumps formed, and one end coupled to the bearing housing; A key inserted into the key groove of the bearing housing and fixed to the bearing housing at both ends in the longitudinal direction; And a top foil provided on the inside of the bump foil and formed along a circumferential direction, and one end is coupled to the key to be fixed. It can be made including.
또한, 상기 베어링 하우징의 키홈의 길이방향 일단은 베어링 하우징의 길이방향 일단으로부터 이격되게 형성되어 키홈의 길이방향 일단을 막는 차단부가 형성되고, 상기 키홈의 길이방향 타단은 베어링 하우징의 길이방향 타단으로 개방되게 형성되며, 상기 베어링 하우징의 길이방향 일단부에는 외측에서 키홈의 길이방향 일측과 연통되는 절개홈이 오목하게 형성되며, 상기 키의 길이방향 일단부가 상기 절개홈에 삽입되어 상기 차단부에 의해 키의 길이방향 일단부의 하단이 지지되며, 상기 베어링 하우징의 길이방향 타단부에는 키홈에 인접하여 양면을 관통하는 관통홈이 형성된 고정 브라켓이 결합되어, 상기 키의 길이방향 타단부가 상기 관통홈에 삽입되어 키의 길이방향 타단부의 하단이 지지될 수 있다.In addition, one end of the keyway in the longitudinal direction of the bearing housing is formed to be spaced apart from one end in the longitudinal direction of the bearing housing to form a blocking portion that blocks one end in the longitudinal direction of the keyway, and the other end in the longitudinal direction of the keyway is opened to the other end in the longitudinal direction of the bearing housing. The bearing housing is formed to have a concave incision at one end in the longitudinal direction of the bearing housing from the outside in communication with one side in the longitudinal direction of the keyway, and a longitudinal one end of the key is inserted into the incision and the key The lower end of one end in the longitudinal direction of the bearing is supported, and a fixing bracket having through holes passing through both sides adjacent to the key groove is coupled to the other end in the longitudinal direction of the bearing housing, and the other end in the longitudinal direction of the key is inserted into the through groove. Thus, the lower end of the other end in the longitudinal direction of the key can be supported.
또한, 상기 키의 길이방향 양단부는 하측의 일부가 제거된 형태로 하측에 단턱이 형성되고 상측에는 길이방향 바깥쪽으로 돌출된 고정돌기가 형성되어, 상기 키의 길이방향 일측의 고정돌기가 상기 베어링 하우징의 절개홈에 삽입되고 길이방향 타측의 고정돌기가 상기 고정 브라켓의 관통홈에 삽입될 수 있다.In addition, the two ends of the key in the longitudinal direction are formed with a stepped lower side in a form in which a portion of the lower side is removed, and a fixing protrusion protruding outward in the longitudinal direction is formed on the upper side, and the fixing protrusion on one side of the key in the longitudinal direction is the bearing housing. The fixing protrusion on the other side in the longitudinal direction may be inserted into the through groove of the fixing bracket.
또한, 상기 베어링 하우징의 키홈의 길이방향 양단은 베어링 하우징의 길이방향 일단 및 타단으로 개방되게 형성되며, 상기 베어링 하우징의 길이방향 양단에는 키홈에 인접하여 양면을 관통하는 관통홈이 형성된 고정 브라켓이 각각 결합되어, 상기 키의 길이방향 양단부가 상기 고정 브라켓의 관통홈에 각각 삽입되어 키의 길이방향 양단부의 하단이 지지될 수 있다.In addition, both ends of the keyway in the longitudinal direction of the bearing housing are formed to be open to one end and the other end in the longitudinal direction of the bearing housing, and fixing brackets having through holes passing through both sides adjacent to the keyway are formed at both ends of the bearing housing in the longitudinal direction. Combined, both ends of the key in the longitudinal direction are inserted into the through grooves of the fixing bracket, so that the lower ends of both ends of the key in the longitudinal direction may be supported.
또한, 상기 키의 길이방향 양단부는 하측의 일부가 제거된 형태로 하측에 단턱이 형성되고 상측에는 길이방향 바깥쪽으로 돌출된 고정돌기가 형성되어, 상기 키의 길이방향 양측의 고정돌기가 상기 고정 브라켓의 관통홈에 각각 삽입될 수 있다.In addition, the two ends of the key in the longitudinal direction are formed with a stepped lower side in a form in which a portion of the lower side is removed, and a fixing protrusion protruding outward in the longitudinal direction is formed on the upper side, and the fixing protrusions on both sides of the key in the longitudinal direction are the fixing brackets. It can be inserted into each of the through holes.
또한, 상기 베어링 하우징의 키홈의 길이방향 일단은 베어링 하우징의 길이방향 일단으로부터 이격되게 형성되고 키홈의 길이방향 타단은 베어링 하우징의 길이방향 타단으로부터 이격되게 형성되어, 상기 키홈의 길이방향 양단을 막는 차단부들이 형성되며, 상기 베어링 하우징의 길이방향 양측에서 각각 체결수단이 상기 베어링 하우징의 차단부를 관통하여 상기 키의 길이방향 양단에 결합될 수 있다.In addition, one end of the keyway in the longitudinal direction of the bearing housing is formed to be spaced apart from one end in the longitudinal direction of the bearing housing, and the other end in the longitudinal direction of the keyway is formed to be spaced apart from the other end in the longitudinal direction of the bearing housing, blocking both ends of the keyway in the longitudinal direction. Parts are formed, and fastening means at both sides of the bearing housing in the longitudinal direction may pass through the blocking portion of the bearing housing and are coupled to both ends of the key in the longitudinal direction.
또한, 상기 베어링 하우징의 차단부에는 길이방향으로 양면을 관통하는 구멍이 형성되고, 상기 키는 길이방향 양단부에 암나사산이 형성되며, 상기 체결수단은 수나사로 형성되어 체결수단이 키에 나사결합될 수 있다.In addition, the blocking portion of the bearing housing is formed with holes penetrating both sides in the longitudinal direction, the key has female threads formed at both ends in the longitudinal direction, and the fastening means is formed of male threads so that the fastening means can be screwed to the key. have.
또한, 상기 키는 제1키 및 제2키를 포함하여 이루어지고, 상기 탑 포일은 일단이 상기 제1키에 결합되어 고정된 제1탑 포일 및 일단이 상기 제2키에 결합되어 고정되며 상기 제1탑 포일과 범프 포일의 사이에 개재된 제2탑 포일을 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the key includes a first key and a second key, and the top foil has one end coupled to the first key and a fixed first top foil and one end coupled to the second key and fixed. It may include a second top foil interposed between the first top foil and the bump foil.
또한, 상기 제1탑 포일과 제2탑 포일은 베어링 하우징에 결합되어 고정된 일단들을 기준으로 원주방향으로 서로 반대방향으로 연장 형성될 수 있다.In addition, the first top foil and the second top foil may extend in opposite directions in a circumferential direction based on one end fixed by being coupled to the bearing housing.
또한, 상기 범프 포일은 복수개로 형성되며, 범프 포일들은 원주방향을 따라 이격되게 배치되어 베어링 하우징에 각각 결합될 수 있다.In addition, the bump foil may be formed in plural, and the bump foils may be disposed to be spaced apart along the circumferential direction, and may be respectively coupled to the bearing housing.
본 발명의 에어 포일 저널 베어링은 하우징의 키홈에 탑 포일을 결합시키는 키가 반경방향 안쪽으로 처지지 않도록 하우징에 고정되어 탑 포일의 형태가 유지되며, 이에 따라 로터 및 탑 포일의 열 상승이 방지되어 로터 및 탑 포일의 내구성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.The air foil journal bearing of the present invention is fixed to the housing so that the key coupling the top foil to the keyway of the housing does not sag in the radial direction to maintain the shape of the top foil, thereby preventing the heat rise of the rotor and the top foil. There is an advantage of improving the durability of the rotor and top foil.
도 1 및 도 2는 종래의 에어 포일 저널 베어링을 나타낸 단면도 및 사시도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링을 나타낸 분해사시도 및 조립사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링의 측면 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링의 정면 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링의 정면 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링의 정면 단면도이다.1 and 2 are cross-sectional views and perspective views illustrating a conventional air foil journal bearing.
3 to 5 are an exploded perspective view and an assembled perspective view showing an air foil journal bearing according to a first embodiment of the present invention.
6 is a side cross-sectional view of an air foil journal bearing according to a first embodiment of the present invention.
7 is a front cross-sectional view of an air foil journal bearing according to a first embodiment of the present invention.
8 is a front cross-sectional view of an air foil journal bearing according to a second embodiment of the present invention.
9 is a front cross-sectional view of an air foil journal bearing according to a third embodiment of the present invention.
이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 에어 포일 저널 베어링 및 에어 포일 스러스트 베어링을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the air foil journal bearing and the air foil thrust bearing of the present invention as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<실시예 1><Example 1>
도 3 내지 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링을 나타낸 분해사시도 및 조립사시도이며, 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링의 측면 단면도이며, 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링의 정면 단면도이다.3 to 5 are an exploded perspective view and an assembled perspective view showing an air foil journal bearing according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a side cross-sectional view of an air foil journal bearing according to the first embodiment of the present invention. 7 is a front cross-sectional view of an air foil journal bearing according to a first embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링은 크게 베어링 하우징(100), 범프 포일(200), 키 및 탑 포일로 구성될 수 있다. 그리고 범프 포일(200)은 복수개로 구성되어 범프포일들이 원주방향으로 서로 이격되어 배치될 수 있고, 키는 제1키(420)와 제2키(320)로 구성되며, 탑 포일은 제1탑 포일(400) 및 제2탑 포일(300)로 구성될 수 있다.As shown, the air foil journal bearing according to the first embodiment of the present invention may be largely composed of a
베어링 하우징(100)은 내측에 길이방향으로 관통하도록 양면이 관통된 중공(110)이 형성되며, 중공(110)과 연통되도록 내주면의 상측에서 반경방향으로 오목하게 길이방향을 따라 키홈(120)이 형성될 수 있다. 그리고 키홈(120)과 유사하게 키홈(120)에서 원주방향으로 이격되어 슬롯(121)들이 형성될 수 있다.The bearing
범프 포일(200)은 베어링 하우징(100)의 중공(110) 내측에 배치되며, 범프 포일(200)은 원주방향 일단이 반경방향 외측으로 절곡된 절곡부(210)가 형성되어, 절곡부(210)가 키홈(120) 또는 슬롯(121)에 삽입되어 결합될 수 있다. 그리고 범프 포일(200)은 복수개로 구성되어 범프 포일(200)들이 원주방향으로 서로 이격되게 배열될 수 있으며, 범프 포일(200)들은 베어링 하우징(100)의 내주면에 밀착될 수 있다. 또한, 범프 포일(200)은 두께가 얇은 판형으로 형성되되 반경방향 내측으로 볼록하게 돌출된 다수개의 탄성 범프(201)들이 원주방향을 따라 이격되어 형성될 수 있다. 즉, 범프 포일(200)은 원주방향을 따라 하나로 연속되게 연결되어 있는 형태로 형성될 수도 있으나, 본 실시예에서는 3개로 분할된 형태로 형성되어 원주방향을 따라 복수개의 범프 포일이 이격 배치된 형태로 구성된 것을 나타내었다. 여기에서 복수개의 범프 포일(200)은 각각 일단이 반경방향 외측으로 절곡된 절곡부(210)가 각각 형성되어, 하나의 범프 포일(200)은 절곡부(210)가 키홈(120)에 삽입되어 결합되고 나머지 두 개의 범프 포일(200)은 각각 슬롯(121)에 삽입되어 결합될 수 있다. 또한, 범프 포일(200)들은 베어링 하우징(100)에 결합된 일단으로부터 반시계 방향으로 연장 형성된 형태로 형성될 수 있다.The
키는 한 개로 구성되고 탑 포일도 한 장으로 구성될 수도 있으나, 본 실시예에서는 두 개의 키가 구비되고 두 장의 탑 포일이 구비되어 하나의 키에 하나의 탑 포일이 각각 결합된 구성을 나타내었다.Although the key is composed of one and the top foil may also be composed of one sheet, in this embodiment, two keys are provided and two top foils are provided, so that one top foil is combined with one key. .
키는 제1키(420)와 제2키(320)로 구성될 수 있다. 제1키(420) 및 제2키(320)는 높이 및 폭에 비해 길이방향으로 길게 연장된 사각봉 형태로 형성되어 베어링 하우징(100)의 키홈(120)에 삽입될 수 있으며, 제1키(420)와 제2키(320)가 폭방향으로 배열될 수 있다. 그리고 제1키(420) 및 제2키(320)는 키홈(120)에서 반경방향 안쪽으로 빠져나가지 않도록 길이방향 양단이 베어링 하우징(100)에 결합되어 고정될 수 있다.The key may be composed of a
탑 포일은 제1탑 포일(400) 및 제2탑 포일(300)로 구성될 수 있다. 제1탑 포일(400)은 범프 포일(200)의 내측에 구비되어 원주방향을 따라 형성되며, 원주방향 일단이 반경방향 외측으로 절곡된 절곡부(410)가 형성되어, 절곡부(410)가 키홈(120)에 삽입될 수 있다. 그리고 절곡부(410)는 제1키(420)에 용접 등으로 결합될 수 있다. 또한, 제1탑 포일(400)은 내측에는 로터(500)가 삽입되어 배치될 수 있으며, 제1탑 포일(400)의 내주면에는 로터(500)의 회전 시 접촉에 의한 마찰을 줄일 수 있도록 테프론 등으로 코팅막이 형성될 수 있다. 그리하여 로터(500)가 제1탑 포일(400)의 내측에서 회전될 때 유동되는 공기의 압력에 의해 로터(500)가 제1탑 포일(400)에서 이격된 상태가 되도록 부상되어 로터(500)가 원활하게 회전될 수 있다. 또한, 제1탑 포일(400)은 제1키(420)에 결합된 절곡부(410)로부터 시계방향으로 연장 형성될 수 있다.The top foil may be composed of a first
제2탑 포일(300)은 제1탑 포일(400)과 범프 포일(200)의 사이에 개재되어 원주방향을 따라 형성되며, 원주방향 일단이 반경방향 외측으로 절곡된 절곡부(310)가 형성되어, 절곡부(310)가 키홈(120)에 삽입될 수 있다. 그리고 절곡부(310)는 제2키(320)에 용접 등으로 결합될 수 있다. 즉, 제2탑 포일(300)은 범프 포일(200)의 내측에 배치되어 제2탑 포일(300)의 외주면이 범프 포일(200)의 내측면에 밀착되고, 제2탑 포일(300)의 내측에 제1탑 포일(400)이 배치되어 제2탑 포일(300)의 내주면에 제1탑 포일(400)의 외주면이 밀착되는 구조로 형성될 수 있다. 또한, 제2탑 포일(300)은 제2키(320)에 결합된 절곡부(310)로부터 반시계방향으로 연장 형성되어, 제2탑 포일(300)과 제1탑 포일(400)이 서로 반대 방향으로 연장되어 있는 구조로 형성될 수 있다.The second
여기에서 베어링 하우징(100)은 키홈(120)의 길이방향 일단이 베어링 하우징(100)의 길이방향 일단으로부터 이격되게 형성되어 키홈(120)의 길이방향 일단을 막는 차단부(140)가 형성되고, 키홈(120)의 길이방향 타단은 베어링 하우징(100)의 길이방향 타단으로 개방되게 형성될 수 있다. 그리고 베어링 하우징(100)의 길이방향 일단부에는 외측에서 오목하게 절개홈(130)이 형성되어 절개홈(130)이 키홈(120)의 길이방향 일측과 연통될 수 있다. 이때, 절개홈(130)은 하단이 키홈(120)의 상단과 하단 사이의 중간정도 높이까지 형성되어 절개홈(130)의 하측에 차단부(140)가 남아있는 형태로 형성될 수 있다. 또한, 제1키(420) 및 제2키(320)는 각각 길이방향 양단부에서 하측의 일부가 제거된 형태로 하측에 단턱(421, 321)이 형성되고 상측에는 길이방향 바깥쪽으로 돌출된 고정돌기(422, 322)가 돌출된 형태로 형성될 수 있다. 또한, 베어링 하우징(100)의 길이방향 타단부에는 키홈(120)에 인접하여 고정 브라켓(150)이 결합될 수 있으며, 고정 브라켓(150)에는 폭방향으로 중앙부 상단에서 하측으로 오목하게 길이방향 양면을 관통하는 관통홈(151)이 형성될 수 있다. 그리하여 제1탑 포일(400)의 절곡부(410)에 제1키(420)를 용접하여 고정하고 제2탑 포일(300)의 절곡부(310에 제2키(320)를 용접하여 고정한 후, 길이방향으로 우측에서 좌측으로 제1탑 포일(400) 및 제2탑 포일(300)을 베어링 하우징(100)의 중공에 삽입하면서 키홈(120)을 따라 제1키(420) 및 제2키(320)가 삽입될 수 있다. 이때, 제1키(420) 및 제2키(320)의 길이방향 일측의 고정돌기(422, 322)들이 하우징(100)의 절개홈(130)에 삽입되어 고정돌기(422, 322)들의 하단이 차단부(140)에 의해 받쳐질 수 있다. 이 상태에서 베어링 하우징(100)의 길이방향 타측에는 키홈(120)에 인접하여 고정 브라켓(150)을 결합하되, 고정 브라켓(150)의 관통홈(151)에 제1키(420) 및 제2키(320)의 길이방향 타측의 고정돌기(422, 322)들이 삽입되어, 고정돌기(422, 322)들의 하단이 고정 브라켓(150)에 의해 받쳐질 수 있다.Here, the bearing
이에 따라 본 발명의 에어 포일 저널 베어링은 하우징의 키홈에 탑 포일을 결합시키는 키가 반경방향 안쪽으로 처지지 않도록 하우징에 고정되어 탑 포일의 형태가 유지되며, 이에 따라 로터 및 탑 포일의 열 상승이 방지되어 로터 및 탑 포일의 내구성을 향상시킬 수 있다. Accordingly, the air foil journal bearing of the present invention is fixed to the housing so that the key coupling the top foil to the keyway of the housing does not sag in the radial direction, thereby maintaining the shape of the top foil, thereby increasing the heat of the rotor and the top foil. This can improve the durability of the rotor and top foil.
또한, 베어링 하우징(100)이 장착되는 공기 압축기나 터보 블로워의 베어링 장착부의 구조 상 베어링 하우징(100)의 길이방향 일측에 고정 브라켓을 이용해 키를 고정시키기 어려울 때 상기와 같은 키 고정 구조를 이용해 용이하게 키를 고정시킬 수 있다.In addition, when it is difficult to fix the key using a fixing bracket on one side of the bearing
<실시예 2><Example 2>
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링의 정면 단면도이다.8 is a front cross-sectional view of an air foil journal bearing according to a second embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링은 제1실시예에서 제1키(420)와 제2키(320)의 길이방향 일단부가 고정되는 베어링 하우징(100)의 절개홈(130) 및 차단부(140) 부분만 다르고 나머지는 동일하게 구성될 수 있다.As shown, in the air foil journal bearing according to the second embodiment of the present invention, in the first embodiment, the
즉, 본 발명의 제2실시예에서는 베어링 하우징(100)의 키홈(120)이 베어링 하우징(100)의 길이방향 일단에서부터 타단까지 형성되어, 키홈(120)의 길이방향 양단이 베어링 하우징(100)의 길이방향 양측면으로 개방되게 형성될 수 있다. 그리고 제1키(420)와 제2키(320)의 길이방향 양단부가 모두 고정 브라켓(150)에 의해 하단이 받쳐져 베어링 하우징(100)에 고정될 수 있다.That is, in the second embodiment of the present invention, the
그리하여 베어링 하우징(100)의 키홈(120)을 형성할 때 시간이 매우 오래걸리는 방전가공을 이용하지 않고, 와이어 컷팅이나 쉐이퍼 또는 슬로터 등을 이용해 키홈을 빠르고 쉽게 가공할 수 있어 베어링 하우징에 키홈을 형성하는 것이 매우 용이할 수 있다. 그리고 키의 길이방향 양단부가 고정되는 구조를 동일하게 할 수 있으므로 베어링 하우징 및 키의 제작이 용이할 수 있다.Thus, when forming the
<실시예 3><Example 3>
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링의 정면 단면도이다.9 is a front cross-sectional view of an air foil journal bearing according to a third embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이 본 발명의 제3실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링은 제1실시예에서 베어링 하우징(100)의 키홈(120)이 형성된 길이방향 양단부와 키의 고정구조만 다르고 나머지 구성은 동일할 수 있다.As shown, the air foil journal bearing according to the third embodiment of the present invention differs only in the fixing structure of the key and both ends in the longitudinal direction in which the
즉, 본 발명의 제3실시예에서는 베어링 하우징(100)의 키홈(120)의 길이방향 일단이 베어링 하우징(100)의 길이방향 일단으로부터 이격되게 형성되어 베어링 하우징(100)에 키홈(120)의 길이방향 일단을 막는 차단부(140)가 형성되고, 마찬가지로 베어링 하우징(100)의 키홈(120)의 길이방향 타단이 베어링 하우징(100)의 길이방향 타단으로부터 이격되게 형성되어 베어링 하우징(100)에 키홈(120)의 길이방향 타단을 막는 차단부(140)가 형성되는 것이다. 그리고 베어링 하우징(100)의 차단부(140)들에는 길이방향으로 키홈(120)의 양면을 관통하는 구멍이 형성될 수 있다.That is, in the third embodiment of the present invention, one end in the longitudinal direction of the
그리고 제1키(420)와 제2키(320)는 길이방향 양단부에 암나사산이 형성되어, 수나사로 형성된 체결수단(600)이 베어링 하우징(100)의 차단부(140)에 형성된 구멍을 관통하여 제1키(420)와 제2키(320)에 형성된 암나사산에 나사결합될 수 있다. 그리하여 키의 길이방향 양단이 베어링 하우징에 고정되며, 키에 결합되어 고정되어 있는 탑 포일들이 반경방향 내측으로 처지지 않을 수 있다.In addition, the
본 발명은 상기한 실시예들에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application is diverse, as well as anyone with ordinary knowledge in the field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, various modifications are possible.
100 : 베어링 하우징
110 : 중공 120 : 키홈
121 : 슬롯 130 : 절개홈
140 : 차단부
150 : 고정 브라켓 151 : 관통홈
200 : 범프 포일
201 : 탄성 범프 210 : 절곡부
300 : 제2탑 포일
310 : 절곡부 320 : 제2키
321 : 단턱 322 : 고정돌기
400 : 제1탑 포일
410 : 절곡부 420 : 제1키
421 : 단턱 422 : 고정돌기
500 : 로터
600 : 체결수단100: bearing housing
110: hollow 120: keyway
121: slot 130: incision groove
140: blocking part
150: fixing bracket 151: through hole
200: bump foil
201: elastic bump 210: bent portion
300: second top foil
310: bend part 320: second key
321: step 322: fixed protrusion
400: first top foil
410: bent part 420: first key
421: step 422: fixed protrusion
500: rotor
600: fastening means
Claims (4)
상기 베어링 하우징의 내측에 구비되어 원주방향을 따라 형성되고, 요철 형상의 탄성 범프들이 형성되며, 일단이 상기 베어링 하우징에 결합된 범프 포일;
상기 베어링 하우징의 키홈에 삽입되며, 길이방향 양단이 베어링 하우징에 고정된 키; 및
상기 범프 포일의 내측에 구비되어 원주방향을 따라 형성되며, 일단이 상기 키에 결합되어 고정된 탑 포일;
을 포함하여 이루어지고,
상기 베어링 하우징의 키홈의 길이방향 양단은 베어링 하우징의 길이방향 일단 및 타단으로 개방되게 형성되며,
상기 베어링 하우징의 길이방향 양단에는 키홈에 인접하여 양면을 관통하는 관통홈이 형성된 고정 브라켓이 각각 결합되어, 상기 키의 길이방향 양단부가 상기 고정 브라켓의 관통홈에 각각 삽입되어 키의 길이방향 양단부의 하단이 지지되며,
상기 키의 길이방향 양단부는 하측의 일부가 제거된 형태로 하측에 단턱이 형성되고 상측에는 길이방향 바깥쪽으로 돌출된 고정돌기가 형성되어, 상기 키의 길이방향 양측의 고정돌기가 상기 고정 브라켓의 관통홈에 각각 삽입된 것을 특징으로 하는 에어 포일 저널 베어링.
A bearing housing having a hollow in which the rotor is disposed, a key groove formed concave at the inner circumferential surface, and open both sides in the longitudinal direction;
A bump foil provided on the inner side of the bearing housing, formed along a circumferential direction, having uneven elastic bumps formed, and one end coupled to the bearing housing;
A key inserted into the key groove of the bearing housing and fixed to the bearing housing at both ends in the longitudinal direction; And
A top foil provided on the inside of the bump foil and formed along a circumferential direction, and one end is coupled to the key to be fixed;
It is made including,
Both ends of the keyway in the longitudinal direction of the bearing housing are formed to be opened to one end and the other end in the longitudinal direction of the bearing housing,
Fixed brackets having through holes passing through both sides adjacent to the key groove are coupled to both ends of the bearing housing in the longitudinal direction, and both ends of the key in the longitudinal direction are inserted into the through holes of the fixing bracket, respectively, so that both ends in the longitudinal direction of the key The bottom is supported,
The two ends in the longitudinal direction of the key are formed with a stepped lower side in the form of a part of the lower side removed, and a fixing protrusion protruding outward in the longitudinal direction is formed on the upper side, and the fixing protrusions on both sides of the key in the longitudinal direction penetrate the fixing bracket Air foil journal bearings, characterized in that each inserted into the groove.
상기 키는 제1키 및 제2키를 포함하여 이루어지고,
상기 탑 포일은 일단이 상기 제1키에 결합되어 고정된 제1탑 포일 및 일단이 상기 제2키에 결합되어 고정되며 상기 제1탑 포일과 범프 포일의 사이에 개재된 제2탑 포일을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 에어 포일 저널 베어링.
The method of claim 1,
The key comprises a first key and a second key,
The top foil includes a first top foil having one end coupled to the first key and fixed, and a second top foil interposed between the first top foil and the bump foil, and one end coupled to and fixed to the second key. Air foil journal bearing, characterized in that made by.
상기 제1탑 포일과 제2탑 포일은 베어링 하우징에 결합되어 고정된 일단들을 기준으로 원주방향으로 서로 반대방향으로 연장 형성된 것을 특징으로 하는 에어 포일 저널 베어링.
The method of claim 2,
The air foil journal bearing, wherein the first top foil and the second top foil are coupled to the bearing housing and extend in opposite directions in a circumferential direction based on fixed ends.
상기 범프 포일은 복수개로 형성되며, 범프 포일들은 원주방향을 따라 이격되게 배치되어 베어링 하우징에 각각 결합된 것을 특징으로 하는 에어 포일 저널 베어링.The method of claim 1,
An air foil journal bearing, characterized in that the bump foil is formed in a plurality, and the bump foils are disposed to be spaced apart along a circumferential direction and respectively coupled to the bearing housing.
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- 2020-09-17 KR KR1020200119764A patent/KR102176120B1/en active IP Right Grant
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