KR102230226B1

KR102230226B1 - 에어 포일 저널 베어링

Info

Publication number: KR102230226B1
Application number: KR1020190115963A
Authority: KR
Inventors: 김승우; 이현직
Original assignee: 주식회사 뉴로스
Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2019-09-20
Publication date: 2021-03-19

Abstract

본 발명의 원주방향을 따라 형성되고 요철 형상의 탄성 범프들이 형성되며, 원주방향의 일단부가 반경방향 외측으로 절곡된 절곡부가 형성된 범프 포일; 및 원주방향 일단이 상기 범프 포일의 원주방향 타단에 연결되어 원주방향을 따라 연장 형성되며, 일부 또는 전부가 반경방향으로 상기 범프 포일의 내측에 배치된 탑 포일; 을 포함하며 에어 포일 저널 베어링이 구성되되, 상기 범프 포일 및 탑 포일은 일체형으로 형성되어, 조립이 용이하며 구성 부품들의 관리가 용이한 에어 포일 저널 베어링에 관한 것이다.

Description

에어 포일 저널 베어링 {Air foil journal bearing}

본 발명은 로터의 반경방향 하중을 지지하도록 구성된 에어 포일 저널 베어링을 용이하게 형성할 수 있는 에어 포일 저널 베어링의 구조에 관한 것이다.

베어링은 회전축을 일정한 위치에 고정시키며 동시에 축의 자중과 축에 걸리는 하중을 지지하면서 축이 회전될 수 있도록 하는 기계요소이다.

그리고 베어링 중 에어 포일 베어링은 로터(또는 회전축)의 고속 회전에 따라 로터 또는 베어링 디스크와 접하는 포일 사이에 점성을 가지는 유체인 공기가 유입되어 압력을 형성함으로써 하중을 지지하는 베어링이다. 또한, 에어 포일 베어링 중 에어 포일 저널 베어링은 로터에 수직인 방향인 로터의 반경방향 하중을 지지하도록 구성되는 베어링이다.

이때, 일반적인 에어 포일 저널 베어링은 도 1과 같이 베어링 하우징(10)의 중공(11)의 원주내면(12)을 따라 범프 포일(20)이 설치되며, 범프 포일(20)의 내측에 탑 포일(30)이 배치되도록 구성되며, 탑 포일(30)의 내측에 로터(40, 또는 회전축)가 배치되어 탑 포일(30)의 내주면과 로터(40)의 외주면이 이격된 상태로 로터가 회전될 수 있도록 구성된다. 그리고 범프 포일(20) 및 탑 포일(30)은 원주방향의 단부가 반경방향 외측으로 절곡된 형태의 절곡부가 형성되며 절곡부(21,31)는 베어링 하우징(10)에 형성된 홈(13)에 삽입되도록 결합되어, 로터의 회전 시 범프 포일(20) 및 탑 포일(30)이 원주방향으로 회전되거나 밀려나지 않고 베어링 하우징(10)에 고정되도록 하고 있다.

여기에서 종래의 에어 포일 저널 베어링은 범프 포일과 탑 포일을 별개의 분리된 형태로 형성한 후 범프 포일과 탑 포일을 겹쳐서 베어링 하우징의 내부에 삽입하여 조립하는 구조로 형성된다.

그런데 이와 같은 에어 포일 저널 베어링의 구조는 범프 포일과 탑 포일이 분리된 형태이기 때문에 각각의 부품을 형성한 후 관리하여 맞는 부품들 끼리 조립한 후 베어링 하우징에 장착해야 하므로, 부품들의 관리가 어렵고 범프 포일 및 탑 포일이 잘못 조립되는 오조립이 발생할 수 있다. 또한, 범프 포일 및 탑 포일이 각각 여러 장으로 구성되는 경우에는 부품들의 관리 및 조립이 더욱 어려우며, 오조립이 발생할 가능성도 더욱 커지게 된다.

KR 10-1068542 B1 (2011.09.22.)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 로터의 반경방향 하중을 지지하도록 구성된 에어 포일 저널 베어링에 있어서, 부품들의 관리 및 조립이 용이하고 오조립이 발생할 가능성을 줄일 수 있는 에어 포일 저널 베어링을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 에어 포일 저널 베어링은, 원주방향을 따라 형성되고 요철 형상의 탄성 범프들이 형성되며, 원주방향의 일단부가 반경방향 외측으로 절곡된 절곡부가 형성된 범프 포일; 및 원주방향 일단이 상기 범프 포일의 원주방향 타단에 연결되어 원주방향을 따라 연장 형성되며, 일부 또는 전부가 반경방향으로 상기 범프 포일의 내측에 배치된 탑 포일; 을 포함하며, 상기 범프 포일 및 탑 포일은 일체형으로 형성될 수 있다.

또한, 로터가 배치되는 중공이 형성되고, 상기 중공에 연결되도록 내주면에서 오목하게 키홈이 형성된 베어링 하우징을 더 포함하여 이루어지며, 상기 베어링 하우징의 중공에 범프 포일 및 탑 포일이 삽입되고, 상기 베어링 하우징의 키홈에 범프 포일의 절곡부가 삽입될 수 있다.

또한, 상기 범프 포일 및 탑 포일은 한 장의 판재를 이용해 절곡 및 프레싱하여 범프 포일의 절곡부 및 탄성 범프들을 형성한 후 말아서 일체형으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 범프 포일 및 탑 포일은 한쪽 방향으로 말린 형태로 형성될 수 있다.

또한, 상기 범프 포일은 원주방향 일단에서부터 타단까지의 형성 각도가 180도 이상 360도 이하로 형성될 수 있다.

또한, 상기 탑 포일은 원주방향 일단에서부터 타단까지의 형성 각도가 360도 이상으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 탑 포일은 원주방향 타단이 자유단으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 범프 포일 및 탑 포일 중 어느 하나 이상에는 반경방향으로 내면과 외면을 관통하는 관통공이 형성되고, 상기 탑 포일은 원주방향 타단에서 반경방향 외측으로 절곡된 절곡탭이 형성되어, 상기 탑 포일의 절곡탭이 관통공을 통과하여 삽입될 수 있다.

또한, 상기 탑 포일의 절곡탭은 범프 포일의 절곡부와 적층되어 상기 베어링 하우징의 키홈에 삽입될 수 있다.

그리고 본 발명의 에어 포일 저널 베어링은, 원주방향의 일단부가 반경방향 외측으로 절곡된 절곡부가 형성되며, 원주방향을 따라 형성된 댐핑 시트; 원주방향 일단이 상기 댐핑 시트의 타단에 연결되어 원주방향을 따라 연장되고, 요철 형상의 탄성 범프들이 형성되며, 반경방향으로 상기 댐핑 시트의 내측에 배치된 범프 포일; 및 원주방향 일단이 상기 범프 포일의 원주방향 타단에 연결되어 원주방향을 따라 연장 형성되며, 일부 또는 전부가 반경방향으로 상기 범프 포일의 내측에 배치된 탑 포일; 을 포함하며, 상기 범프 포일 및 탑 포일은 일체형으로 형성될 수 있다.

또한, 로터가 배치되는 중공이 형성되고, 상기 중공에 연결되도록 내주면에서 오목하게 키홈이 형성된 베어링 하우징을 더 포함하여 이루어지며, 상기 베어링 하우징의 중공에 댐핑 시트, 범프 포일 및 탑 포일이 삽입되고, 상기 베어링 하우징의 키홈에 댐핑 시트의 절곡부가 삽입될 수 있다.

또한, 상기 댐핑 시트, 범프 포일 및 탑 포일은 한 장의 판재를 이용해 절곡 및 프레싱하여 범프 포일의 절곡부 및 탄성 범프들을 형성한 후 말아서 일체형으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 댐핑 시트, 범프 포일 및 탑 포일은 한쪽 방향으로 말린 형태로 형성될 수 있다.

또한, 상기 범프 포일은 전부가 상기 댐핑 시트의 내측에 배치될 수 있다.

또한, 상기 댐핑 시트, 범프 포일 및 탑 포일 중 어느 하나 이상에는 반경방향으로 내면과 외면을 관통하는 관통공이 형성되고, 상기 탑 포일은 원주방향 타단에서 반경방향 외측으로 절곡된 절곡탭이 형성되어, 상기 탑 포일의 절곡탭이 관통공을 통과하여 삽입될 수 있다.

또한, 상기 탑 포일의 절곡탭은 댐핑 시트의 절곡부와 적층되어 상기 베어링 하우징의 키홈에 삽입될 수 있다.

본 발명은 에어 포일 저널 베어링을 용이하게 조립할 수 있으며, 에어 포일 저널 베어링을 구성하는 부품들의 관리가 용이한 장점이 있다.

또한, 에어 포일 저널 베어링을 구성하는 범프 포일 및 탑 포일의 일부분이 중심축 방향으로 밀려나와 이탈되는 것을 방지할 수 있으며, 로터의 회전방향에 관계없이 에어 포일 저널 베어링을 적용할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 에어 포일 저널 베어링을 나타낸 단면도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링을 나타낸 조립사시도 및 정면단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링의 일체형 범프 포일 및 탑 포일을 나타낸 전개도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링을 나타낸 조립사시도 및 정면단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링의 일체형 댐핑 시트, 범프 포일 및 탑 포일을 나타낸 전개도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링을 나타낸 조립사시도 및 정면단면도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링을 나타낸 부분사시도이다.
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링의 일체형 범프 포일 및 탑 포일을 나타낸 전개도이다.
도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링의 탄성 범프에 대한 다른 실시예를 나타낸 정면단면도이다.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 에어 포일 저널 베어링을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

<실시예 1>

도 2 및 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링을 나타낸 조립사시도 및 정면단면도이며, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링의 일체형 범프 포일 및 탑 포일을 나타낸 전개도이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링은 크게 범프 포일(200) 및 탑 포일(300)로 구성될 수 있으며, 범프 포일(200)과 탑 포일(300)이 하나로 연결되어 있는 일체형으로 형성될 수 있다. 그리고 본 발명의 제1실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링은 베어링 하우징(100)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

베어링 하우징(100)은 내측에 축방향으로 관통하도록 양면이 관통된 중공(110)이 형성되며, 중공(110)과 연통되도록 내주면의 상측에서 반경방향으로 오목하게 길이방향을 따라 연속하여 키홈(120)이 형성될 수 있다.

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)에 삽입되어 배치될 수 있다. 그리고 범프 포일(200)은 베어링 하우징(100)의 내주면에 밀착되어 원주방향을 따라 배치될 수 있으며, 범프 포일(200)은 두께가 얇은 판형으로 형성되되 말린 내측으로 볼록하게 돌출된 다수개의 탄성 범프(201)들이 원주방향을 따라 이격되어 형성될 수 있다.

탑 포일(300)은 범프 포일(200)의 내측에 배치되며, 원주방향으로 탑 포일(300)의 일단이 범프 포일(200)의 타단에 연결되어 있는 형태로 형성될 수 있다. 그리고 탑 포일(300)은 두께가 얇은 평판으로 형성되어 탄성 범프(201)들에 밀착되도록 배치될 수 있다. 또한, 탑 포일(300)의 내측에는 로터(500)가 삽입되어 배치될 수 있다. 또한, 탑 포일(300)은 내측면에 로터(500)의 회전 시 접촉에 의한 마찰을 줄일 수 있도록 테프론 등으로 코팅층이 형성될 수 있다. 그리하여 로터(500)가 탑 포일(300)의 내측에서 회전될 때 유동되는 공기의 압력에 의해 로터(500)가 탑 포일(300)에서 이격된 상태가 되도록 부상되어 로터(500)가 원활하게 회전될 수 있다.

여기에서 범프 포일(200)과 탑 포일(300)은 한 장의 평평한 띠 형태의 판재를 이용해 말린 형태로 일체형으로 형성될 수 있다. 즉, 띠 형태로 길게 형성된 한 장의 평판의 일단부를 절곡하여 범프 포일(200)의 절곡부(210)를 형성하고, 프레싱하여 요철 형태의 탄성 범프(201)들을 형성한 후, 평판의 타단부터 한쪽 방향으로 말아서 범프 포일(200)과 탑 포일(300)이 연결된 부분에 이음매가 없이 일체형으로 에어 포일 저널 베어링이 형성될 수 있다. 이때, 범프 포일(200)의 절곡부(210) 및 탄성 범프(201)들을 형성하기 전이나 또는 그 이후에 탑 포일(300)의 내측면에 해당되는 부분에 테프론 등으로 코팅층을 형성할 수 있다.

그리하여 본 발명은 범프 포일(200) 및 탑 포일(300)을 별개로 형성하여 조립하지 않고 하나의 일체형으로 형성함으로써 에어 포일 저널 베어링을 용이하게 조립할 수 있고, 에어 포일 저널 베어링을 구성하는 부품들의 관리가 용이하며 조립 불량을 줄일 수 있다.

또한, 에어 포일 저널 베어링의 범프 포일(200)은 원주방향 일단에서부터 타단까지의 형성 각도가 180도 이상 360도 이하 범위로 형성될 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이 범프 포일(200)의 절곡부(210)가 있는 위치를 0도 라고 하면, 범프 포일(200)은 절곡부(210)로부터 반시계 방향으로 반 바퀴 이상 한 바퀴 이하 만큼 말린 형태로 범프 포일(200)이 형성될 수 있다. 이때, 범프 포일(200)의 형성 각도 범위는 로터의 하중이나 마찰 및 진동 등 에어 포일 저널 베어링의 사용 조건 등을 고려하여 적절하게 조절하여 형성될 수 있다.

또한, 탑 포일(300)은 원주방향 일단에서부터 타단까지의 형성 각도가 360도 이상으로 형성될 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이 탑 포일(300)의 내측에 로터(500)가 배치되어 회전되므로, 범프 포일(200) 및 베어링 하우징(100)의 내측면이 반경방향 내측으로 노출되지 않도록 탑 포일(300)이 반시계 방향으로 한 바퀴 이상 말린 형태로 형성되어, 원주방향으로 탑 포일(300)의 일단부와 탑 포일(300)의 타단부가 서로 근접 또는 인접하여 마주보도록 중첩되어 있는 구조가 될 수 있다. 그리하여 탑 포일(300)에 의해 원주방향으로 로터(500)의 외주면 전체가 감싸진 형태가 될 수 있다.

또한, 탑 포일(300)은 원주방향 일단이 범프 포일(200)의 타단에 연결되어 있는 형태의 일체로 형성되기 때문에, 탑 포일(300)의 원주방향 타단은 자유단으로 형성되어 탑 포일(300)의 타단을 베어링 하우징(100) 등에 별도로 고정하지 않고 사용할 수 있다.

<실시예 2>

도 5 및 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링을 나타낸 조립사시도 및 정면단면도이며, 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링의 일체형 댐핑 시트, 범프 포일 및 탑 포일을 나타낸 전개도이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링은 크게 댐핑 시트(400), 범프 포일(200) 및 탑 포일(300)로 구성될 수 있다. 댐핑 시트(400)는 타단이 범프 포일(200)이 일단과 연결되어 있고, 범프 포일(200)의 타단은 탑 포일(300)의 일단과 연결되어 있어, 댐핑 시트(400)와 범프 포일(200)과 탑 포일(300)이 하나로 연결되어 있는 일체형으로 형성될 수 있다. 또한, 본 발명의 제2실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링은 베어링 하우징(100)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

베어링 하우징(100)은 상기한 제1실시예와 동일하게 형성될 수 있다.

댐핑 시트(400)는 베어링 하우징(100)과 범프 포일(200)의 사이에 개재되어, 로터(500)의 회전 시 댐핑 시트(400) 또는 범프 포일(200)이 원주방향으로 미끄러지면서, 범프 포일(200)을 통해 베어링 하우징(100)에 전달되는 충격 또는 진동을 감소시켜주는 역할을 한다. 댐핑 시트(400)는 베어링 하우징(100)의 중공(110) 내측에 배치되며, 댐핑 시트(400)는 원주방향 일단부가 반경방향 외측으로 절곡된 절곡부(210)가 형성되어 절곡부(410)가 키홈(120)에 삽입되어 배치될 수 있다. 그리고 댐핑 시트(400)는 두께가 얇은 평판으로 형성되어 베어링 하우징(100)의 내주면에 밀착되어 원주방향을 따라 배치될 수 있다.

범프 포일(200)은 댐핑 시트(400)의 내측에 배치되어 댐핑 시트(400)의 내주면에 밀착되며, 범프 포일(200)은 원주방향 일단이 댐핑 시트(400)의 타단에 연결되어 있는 형태로 형성될 수 있다. 그리고 범프 포일(200)은 두께가 얇은 판형으로 형성되되 말린 내측으로 볼록하게 돌출된 다수개의 탄성 범프(201)들이 원주방향을 따라 이격되어 형성될 수 있다.

탑 포일(300)은 범프 포일(200)의 내측에 배치되며, 원주방향으로 탑 포일(300)의 일단이 범프 포일(200)의 타단에 연결되어 있는 형태로 형성될 수 있다. 그리고 탑 포일(300)은 두께가 얇은 평판으로 형성되어 탄성 범프(201)들에 밀착되도록 배치될 수 있다. 또한, 탑 포일(300)의 내측에는 로터(500)가 삽입되어 배치될 수 있으며, 탑 포일(300)은 내측면에 로터(500)의 회전 시 접촉에 의한 마찰을 줄일 수 있도록 테프론 등으로 코팅층이 형성될 수 있다.

여기에서 댐핑 시트(400), 범프 포일(200) 및 탑 포일(300)은 한 장의 평평한 띠 형태의 판재를 이용해 말린 형태로 일체형으로 형성될 수 있다. 즉, 띠 형태로 길게 형성된 한 장의 평판의 일단부를 절곡하여 댐핑 시트(400)의 절곡부(410)를 형성하고, 판재의 중간 부분을 프레싱하여 요철 형태의 탄성 범프(201)들을 형성한 후, 평판의 타단부터 한쪽 방향으로 말아서 댐핑 시트(400)와 범프 포일(200)이 연결된 부분 및 범프 포일(200)과 탑 포일(300)이 연결된 부분에 이음매가 없이 일체형으로 에어 포일 저널 베어링이 형성될 수 있다. 이때, 댐핑 시트(400)의 절곡부(410) 및 범프 포일(200)의 탄성 범프(201)들을 형성하기 전이나 또는 그 이후에 탑 포일(300)의 내측면에 해당되는 부분에 테프론 등으로 코팅층을 형성할 수 있다.

그리하여 본 발명은 댐핑 시트(400), 범프 포일(200) 및 탑 포일(300)을 별개로 형성하여 조립하지 않고 하나의 일체형으로 형성함으로써 에어 포일 저널 베어링을 용이하게 조립할 수 있고, 에어 포일 저널 베어링을 구성하는 부품들의 관리가 용이하며 조립 불량을 줄일 수 있다.

또한, 댐핑 시트(400)는 원주방향 일단에서부터 타단까지의 형성 각도가 360도 이상으로 형성될 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이 댐핑 시트(400)의 절곡부(410)가 있는 위치를 0도 라고 하면, 댐핑 시트(400)는 절곡부(410)로부터 한 바퀴 이상 말린 형태로 형성될 수 있다. 그리하여 원주방향으로 댐핑 시트(400)의 일단부와 타단부가 인접하여 중첩되어 있는 구조가 될 수 있다.

또한, 도시된 바와 같이 범프 포일(200)은 원주방향 일단에서부터 타단까지의 형성 각도가 180도 이상 360도 이하 범위로 형성될 수 있다. 일례로 범프 포일(200)은 원주방향의 일단 및 타단이 베어링 하우징(100)의 내측 상부쪽에 배치되어 댐핑 시트(400)의 절곡부(410) 부근에 근접하게 배치될 수 있다. 또한, 범프 포일(200)은 전부가 댐핑 시트(400)의 내측에 배치되어, 범프 포일(200)이 베어링 하우징(100)의 내주면에 접촉되지 않도록 구성될 수 있다. 그리하여 로터(500)의 회전 시 범프 포일(200)을 통해 베어링 하우징(100)에 전달되는 충격 또는 진동을 댐핑 시트(400)를 이용해 효과적으로 감소시킬 수 있다.

또한, 탑 포일(300)은 원주방향 일단에서부터 타단까지의 형성 각도가 360도 이상으로 형성될 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이 탑 포일(300)의 내측에 로터(500)가 배치되어 회전되므로, 범프 포일(200)의 내측면이 반경방향 내측으로 노출되지 않도록 탑 포일(300)이 반시계 방향으로 한 바퀴 이상 말린 형태로 형성되어, 원주방향으로 탑 포일(300)의 일단부와 탑 포일(300)의 타단부가 서로 근접 또는 인접하여 마주보도록 중첩되어 있는 구조가 될 수 있다. 그리하여 탑 포일(300)에 의해 원주방향으로 로터(500)의 외주면 전체가 감싸진 형태가 될 수 있다.

<실시예 3>

도 8 및 도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링을 나타낸 조립사시도 및 정면단면도이고, 도 10 및 도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링을 나타낸 부분사시도이며, 도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링의 일체형 범프 포일 및 탑 포일을 나타낸 전개도이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 제3실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링은 크게 범프 포일(200) 및 탑 포일(300)로 구성될 수 있으며, 범프 포일(200)과 탑 포일(300)이 하나로 연결되어 있는 일체형으로 형성될 수 있다. 그리고 본 발명의 제1실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링은 베어링 하우징(100)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 본 발명의 제3실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링은 제1실시예와 유사한 구성이며, 범프 포일(200)의 형성 각도 범위가 약간 다르고 탑 포일(300)의 타단이 고정된 구조가 될 수 있다.

베어링 하우징(100)은 상기한 제1실시예보다 키홈(120)의 폭이 조금 더 넓게 형성되고, 다른 부분들은 제1실시예와 동일하게 형성될 수 있다.

범프 포일(200)은 상기한 제1실시예보다 범프 포일(200)의 형성 각도 범위가 조금 더 크게 형성되어, 범프 포일(200)은 원주방향의 타단이 절곡부(210)에 근접하게 베어링 하우징(100)의 내측 상부쪽에 배치될 수 있다. 그리고 다른 부분들은 제1실시예와 동일하게 형성될 수 있다.

탑 포일(300)은 범프 포일(200)의 내측에 배치되며, 원주방향으로 탑 포일(300)의 일단이 범프 포일(200)의 타단에 연결되어 있는 형태로 형성될 수 있다. 그리고 탑 포일(300)은 두께가 얇은 평판으로 형성되어 탄성 범프(201)들에 밀착되도록 배치될 수 있다. 또한, 탑 포일(300)의 내측에는 로터(500)가 삽입되어 배치될 수 있다. 또한, 탑 포일(300)은 내측면에 로터(500)의 회전 시 접촉에 의한 마찰을 줄일 수 있도록 테프론 등으로 코팅층이 형성될 수 있다.

여기에서 탑 포일(300)은 원주방향 타단에서 반경방향 외측으로 절곡된 절곡탭(320)이 연장 형성되며, 상기 절곡탭(320)에 대응되는 위치에서 탑 포일(300)의 일단부에는 내면과 외면을 관통하는 관통공(310)이 형성될 수 있다. 그리고 범프 포일(200)도 상기 탑 포일(300)의 절곡탭(320)에 대응되는 위치에서 범프 포일(200)의 일단부에는 내면과 외면을 관통하는 관통공(220)이 형성될 수 있다. 그리하여 탑 포일(300)의 절곡탭(320)이 탑 포일(300)의 관통공(310) 및 범프 포일(200)의 관통공(220)에 삽입되어, 탑 포일(300)의 일단부와 타단부 및 범프 포일(200)의 일단부가 서로 고정될 수 있다.

여기에서 범프 포일(200) 및 탑 포일(300)은 한 장의 평평한 띠 형태의 판재를 이용해 말린 형태로 일체형으로 형성될 수 있다. 즉, 띠 형태로 길게 형성된 한 장의 평판의 일단부를 절곡하여 범프 포일(200)의 절곡부(210)를 형성하고 타단부를 절곡하여 탑 포일(300)의 절곡탭(320)을 형성한 다음, 판재를 프레싱하여 요철 형태의 탄성 범프(201)들 및 관통공들(220, 310)을 형성한 후, 절곡탭(320)이 형성된 평판의 타단쪽부터 한쪽 방향으로 말아서 절곡탭(320)이 관통공들(220, 310)에 삽입되도록 함으로써, 범프 포일(200)과 탑 포일(300)이 연결된 부분에 이음매가 없이 일체형으로 에어 포일 저널 베어링이 형성될 수 있다. 이때, 범프 포일(200)의 탄성 범프(201)들을 형성하기 전이나 또는 그 이후에 탑 포일(300)의 내측면에 해당되는 부분에 테프론 등으로 코팅층을 형성할 수 있다.

이에 따라 본 발명은 범프 포일(200) 및 탑 포일(300)을 별개로 형성하여 조립하지 않고 하나의 일체형으로 형성함으로써 에어 포일 저널 베어링을 용이하게 조립할 수 있고, 에어 포일 저널 베어링을 구성하는 부품들의 관리가 용이하며 조립 불량을 줄일 수 있다. 또한, 범프 포일(200)과 탑 포일(300)이 말린 상태에서 펴지지 않고 그대로 고정될 수 있어, 범프 포일(200) 및 탑 포일(300)을 베어링 하우징(100)에 삽입하여 조립하는 것이 매우 용이한 장점이 있다. 또한, 에어 포일 저널 베어링을 구성하는 범프 포일 및 탑 포일의 일부분이 중심축 방향으로 밀려나와 이탈되는 것을 방지할 수 있어, 이에 따른 에어 포일 저널 베어링의 파손을 방지할 수 있다. 또한, 탑 포일의 양단부가 고정되어 있으므로 로터가 시계방향 및 반시계방향으로 양방향의 회전이 가능하여, 로터의 회전방향에 관계없이 에어 포일 저널 베어링을 적용할 수 있는 장점이 있다.

또한, 탑 포일(300)의 절곡탭(320)은 범프 포일(200)의 절곡부(210)와 적층되어 베어링 하우징(100)의 키홈(120)에 삽입될 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이 탑 포일(300)의 절곡탭(320)이 탑 포일(300) 및 범프 포일(200)을 관통한 후 절곡탭(320)의 상단부가 반경방향으로 범프 포일(200)의 외측으로 인출되어 있는 형태로 구성될 수 있다. 그리고 인출된 절곡탭(320)은 범프 포일(200)의 절곡부(210)와 적층된 형태로 베어링 하우징(100)의 키홈(120)에 삽입되어 고정될 수 있다.

또한, 도시되지는 않았으나 탑 포일(300)의 타단이 고정되는 구조가 상기한 제2실시예에도 적용될 수 있다. 즉, 제2실시예에서 탑 포일(300)의 타단에 반경방향 외측으로 절곡탭을 형성하고, 절곡탭이 탑 포일(300)과 댐핑 시트(400)에 형성된 관통공들을 관통하여 삽입되도록 결합하여, 탑 포일(300)의 타단과 범프 포일(200)과 댐핑 시트(400)가 서로 고정될 수 있다. 그리고 절곡탭이 댐핑 시트(400)의 절곡부(410)와 적층된 형태로 베어링 하우징(100)의 키홈(120)에 삽입되어 고정될 수 있다.

또한, 본 발명의 제3실시예에 따른 에어 포일 저널 베어링은 범프 포일(200)의 원주방향 일단에서부터 타단까지의 형성 각도가 180도 이상 360도 이하 범위로 형성될 수 있다. 또한, 탑 포일(300)은 원주방향 일단에서부터 타단까지의 형성 각도가 360도 이상으로 형성될 수 있다.

또한, 도 13과 같이 범프 포일(200)은 베어링의 강성 및 댐핑을 조절하여 진동을 개선하기 위한 목적으로 탄성 범프(201)들 간의 거리가 상대적으로 멀게 형성된 부분이 존재할 수 있다. 이외에도 탄성 범프(201)들의 위치, 형상 및 간격 등은 다양하게 변경하여 형성될 수 있다.

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.

100 : 베어링 하우징
110 : 중공 120 : 키홈
200 : 범프 포일
201 : 탄성 범프 210 : 절곡부
220 : 관통공
300 : 탑 포일
310 : 관통공 320 : 절곡탭
400 : 댐핑 시트
410 : 절곡부
500 : 로터

Claims

원주방향을 따라 형성되고 요철 형상의 탄성 범프들이 형성되며, 원주방향의 일단부가 반경방향 외측으로 절곡된 절곡부가 형성된 범프 포일; 및
원주방향 일단이 상기 범프 포일의 원주방향 타단에 연결되어 원주방향을 따라 연장 형성되며, 일부 또는 전부가 반경방향으로 상기 범프 포일의 내측에 배치된 탑 포일; 을 포함하며,
상기 범프 포일 및 탑 포일은 일체형으로 형성되고,
상기 범프 포일 및 탑 포일은 한쪽 방향으로 말린 형태로 형성되며,
상기 범프 포일의 원주방향 일단부 및 탑 포일의 원주방향 일단부에는 반경방향으로 내면과 외면을 관통하는 관통공이 각각 형성되고, 상기 탑 포일은 원주방향 타단에서 반경방향 외측으로 절곡된 절곡탭이 형성되어,
상기 탑 포일의 절곡탭이 상기 관통공들을 통과하여 삽입된 것을 특징으로 하는 에어 포일 저널 베어링.
제1항에 있어서,
로터가 배치되는 중공이 형성되고, 상기 중공에 연결되도록 내주면에서 오목하게 키홈이 형성된 베어링 하우징을 더 포함하여 이루어지며,
상기 베어링 하우징의 중공에 범프 포일 및 탑 포일이 삽입되고, 상기 베어링 하우징의 키홈에 범프 포일의 절곡부가 삽입된 것을 특징으로 하는 에어 포일 저널 베어링.
제1항에 있어서,
상기 범프 포일 및 탑 포일은 한 장의 판재를 이용해 절곡 및 프레싱하여 범프 포일의 절곡부 및 탄성 범프들을 형성한 후 말아서 일체형으로 형성된 것을 특징으로 하는 에어 포일 저널 베어링.
삭제
제1항에 있어서,
상기 범프 포일은 원주방향 일단에서부터 타단까지의 형성 각도가 180도 이상 360도 이하로 형성된 것을 특징으로 하는 에어 포일 저널 베어링.
제1항에 있어서,
상기 탑 포일은 원주방향 일단에서부터 타단까지의 형성 각도가 360도 이상으로 형성된 것을 특징으로 하는 에어 포일 저널 베어링.
삭제
삭제
제2항에 있어서,
상기 탑 포일의 절곡탭은 범프 포일의 절곡부와 적층되어 상기 베어링 하우징의 키홈에 삽입된 것을 특징으로 하는 에어 포일 저널 베어링.
원주방향의 일단부가 반경방향 외측으로 절곡된 절곡부가 형성되며, 원주방향을 따라 형성된 댐핑 시트;
원주방향 일단이 상기 댐핑 시트의 타단에 연결되어 원주방향을 따라 연장되고, 요철 형상의 탄성 범프들이 형성되며, 반경방향으로 상기 댐핑 시트의 내측에 배치된 범프 포일; 및
원주방향 일단이 상기 범프 포일의 원주방향 타단에 연결되어 원주방향을 따라 연장 형성되며, 일부 또는 전부가 반경방향으로 상기 범프 포일의 내측에 배치된 탑 포일; 을 포함하며,
상기 범프 포일 및 탑 포일은 일체형으로 형성되고,
상기 댐핑 시트, 범프 포일 및 탑 포일은 한쪽 방향으로 말린 형태로 형성되며,
상기 댐핑 시트의 원주방향 일단부와 타단부 및 탑 포일의 원주방향 일단부에는 반경방향으로 내면과 외면을 관통하는 관통공이 각각 형성되고, 상기 탑 포일은 원주방향 타단에서 반경방향 외측으로 절곡된 절곡탭이 형성되어,
상기 탑 포일의 절곡탭이 상기 관통공들을 통과하여 삽입된 것을 특징으로 하는 에어 포일 저널 베어링.
제10항에 있어서,
로터가 배치되는 중공이 형성되고, 상기 중공에 연결되도록 내주면에서 오목하게 키홈이 형성된 베어링 하우징을 더 포함하여 이루어지며,
상기 베어링 하우징의 중공에 댐핑 시트, 범프 포일 및 탑 포일이 삽입되고, 상기 베어링 하우징의 키홈에 댐핑 시트의 절곡부가 삽입된 것을 특징으로 하는 에어 포일 저널 베어링.
제10항에 있어서,
상기 댐핑 시트, 범프 포일 및 탑 포일은 한 장의 판재를 이용해 절곡 및 프레싱하여 범프 포일의 절곡부 및 탄성 범프들을 형성한 후 말아서 일체형으로 형성된 것을 특징으로 하는 에어 포일 저널 베어링.
삭제
제10항에 있어서,
상기 범프 포일은 전부가 상기 댐핑 시트의 내측에 배치된 것을 특징으로 하는 에어 포일 저널 베어링.
제10항에 있어서,
상기 탑 포일은 원주방향 일단에서부터 타단까지의 형성 각도가 360도 이상으로 형성된 것을 특징으로 하는 에어 포일 저널 베어링.
삭제
삭제
제11항에 있어서,
상기 탑 포일의 절곡탭은 댐핑 시트의 절곡부와 적층되어 상기 베어링 하우징의 키홈에 삽입된 것을 특징으로 하는 에어 포일 저널 베어링.