KR102498528B1 - 에어포일 저널베어링 - Google Patents

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KR102498528B1 KR1020200186331A KR20200186331A KR102498528B1 KR 102498528 B1 KR102498528 B1 KR 102498528B1 KR 1020200186331 A KR1020200186331 A KR 1020200186331A KR 20200186331 A KR20200186331 A KR 20200186331A KR 102498528 B1 KR102498528 B1 KR 102498528B1
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Abstract

본 발명은 베어링하우징 내부에 구비된 완충부재의 축방향 움직임을 전체적으로 구속하는 에어포일 저널베어링에 관한 것으로, 본 발명에서는, 샤프트가 삽입되는 중공부가 형성되고, 상기 중공부의 내주면에 제1스토핑홈이 형성되며, 상기 중공부의 내주면 원주방향을 따라 제2스토핑홈이 형성되는 베어링하우징; 상기 중공부 내에서 샤프트를 감싸는 형상으로 구비되고, 외주면에 제1스토퍼가 형성되어 상기 제1스토핑홈에 결합되며, 외주면 원주방향을 따라 제2스토퍼가 형성되어 상기 제2스토핑홈에 결합되는 탑포일; 및 상기 중공부와 탑포일 사이에 구비되어 탑포일을 탄성 지지하는 완충부재;를 포함하여 구성되는 에어포일 저널베어링이 소개된다.

Description

에어포일 저널베어링{Air foil journal bearing}
본 발명은 베어링하우징 내부에 구비된 완충부재의 축방향 움직임을 전체적으로 구속하는 에어포일 저널베어링에 관한 것이다.
에어포일 저널베어링은 샤프트의 반경방향 하중을 지지하는 베어링으로, 샤프트가 고속 회전됨에 따라 샤프트와 포일 사이에 공기가 유입되어 압력을 형성함으로써 하중을 지지한다.
상기 에어포일 저널베어링은 베어링하우징의 중공부 내면에 범프포일이 설치되고, 범프포일의 내면과 샤프트 외면 사이에 탑포일이 구비된다.
그리고, 샤프트의 회전시 범프포일이 베어링하우징의 축방향 외측으로 이탈되는 것을 방지하도록 스토퍼가 설치된다.
이에, 샤프트가 고속 회전하게 되면 샤프트와 베어링 사이의 에어갭 압력이 상승하게 되어 축 지지력을 향상시키게 됨으로써, 마찰이 최소화된 제품을 구현할 수 있다.
다만, 스토퍼가 범프포일의 축방향 일부분에만 지지됨으로써, 지지되지 않는 나머지 범프포일 부분이 베어링하우징의 축방향 외측으로 이탈될 수 있고, 이에 베어링의 위치 안정성이 떨어지는 문제가 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2019-0021540 A
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 베어링하우징 내부에 구비된 완충부재의 축방향 움직임을 전체적으로 구속하는 에어포일 저널베어링을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 샤프트가 삽입되는 중공부가 형성되고, 상기 중공부의 내주면에 제1스토핑홈이 형성되며, 상기 중공부의 내주면 원주방향을 따라 제2스토핑홈이 형성되는 베어링하우징; 상기 중공부 내에서 샤프트를 감싸는 형상으로 구비되고, 외주면에 제1스토퍼가 형성되어 상기 제1스토핑홈에 결합되며, 외주면 원주방향을 따라 제2스토퍼가 형성되어 상기 제2스토핑홈에 결합되는 탑포일; 및 상기 중공부와 탑포일 사이에 구비되어 탑포일을 탄성 지지하는 완충부재;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제2스토퍼가 탑포일의 축방향 양 끝부분에 각각 형성되고; 상기 제2스토핑홈이 중공부의 내주면 중간부분에 형성되며; 상기 완충부재가 양측의 제2스토퍼 사이에 구비될 수 있다.
상기 제1스토퍼가 탑포일의 외주면 축방향을 따라 형성되고; 상기 제1스토핑홈이 중공부의 내주면 축방향을 따라 형성되어 상기 제1스토핑홈이 제2스토핑홈과 교차하면서 중첩될 수 있다.
상기 제1스토퍼 및 제2스토퍼가 탑포일의 외주면 원주방향을 따라 형성되고; 상기 제1스토핑홈 및 제2스토핑홈이 중공부의 내주면 원주방향을 따라 형성될 수 있다.
상기 제1스토퍼가 제2스토퍼와 원주방향을 따라 이어지면서 제2스토퍼보다 외측 반경방향으로 더 돌출되어 형성되고; 상기 제1스토핑홈이 제2스토핑홈과 원주방향을 따라 이어지면서 제2스토핑홈보다 내측 반경방향으로 더 함몰되어 형성될 수 있다.
상기 제1스토퍼 및 제2스토퍼는 탑포일의 일부가 외측 반경방향으로 접혀진 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제2스토퍼와 제2스토핑홈 사이의 반경방향 간격이 완충부재의 반경방향에 대한 최대 탄성변위보다 크게 형성할 수 있다.
상기 완충부재는, 원주방향을 따라 요철형상으로 형성되어 탑포일을 감싸는 형상으로 구비된 범프포일일 수 있다.
상기 완충부재는, 파이프 형상으로 형성되어 축방향으로 구비되고, 다수가 탑포일을 감싸는 형상으로 원주방향을 따라 구비된 탄성파이프일 수 있다.
상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 탑포일의 테두리를 따라 제2스토퍼가 형성됨으로써, 완충부재의 축방향 움직임을 전체적으로 구속하게 되고, 이에 완충부재의 축방향 이탈을 근본적으로 방지하여 베어링의 위치 안정성을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 완충부재의 변형량이 최대가 되는 경우에도 탑포일의 제2스토퍼가 제2스토핑홈의 내면에 접촉하지 않게 되고, 이에 완충부재의 기능을 안정적으로 유지하는 기능도 있다.
도 1은 본 발명에 따른 에어포일 저널베어링의 탑포일과 완충부재를 분리하여 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 베어링하우징과 탑포일의 제1실시예 결합구조에 적용되는 베어링하우징 중공부 형상을 펼쳐진 형태로 도시한 도면.
도 3은 도 2의 베어링하우징 중공부에 결합되는 탑포일을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 베어링하우징에 탑포일이 제1실시예 결합구조에 의해 결합된 상태를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 베어링하우징과 탑포일의 제2실시예 결합구조에 적용되는 베어링하우징 중공부 형상을 펼쳐진 형태로 도시한 도면.
도 6은 도 5의 베어링하우징 중공부에 결합되는 탑포일을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 베어링하우징에 탑포일이 제2실시예 결합구조에 의해 결합된 상태를 도시한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 제2스토퍼와 제2스토핑홈 간의 간격과 완충부재의 탄성변위 간의 관계를 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 완충부재가 탄성파이프로 형태로 적용된 구조를 도시한 도면.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예를 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시 된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 에어포일 저널베어링의 탑포일(200)과 완충부재를 분리하여 도시한 사시도이다.
도면을 참조하면, 본 발명은 샤프트(10)가 삽입되는 중공부(100a)가 형성되고, 상기 중공부(100a)의 내주면에 제1스토핑홈(110)이 형성되며, 상기 중공부(100a)의 내주면 원주방향을 따라 제2스토핑홈(120)이 형성되는 베어링하우징(100); 상기 중공부(100a) 내에서 샤프트(10)를 감싸는 형상으로 구비되고, 외주면에 제1스토퍼(210)가 형성되어 상기 제1스토핑홈(110)에 결합되며, 외주면 원주방향을 따라 제2스토퍼(220)가 형성되어 상기 제2스토핑홈(120)에 결합되는 탑포일(200); 및 상기 중공부(100a)와 탑포일(200) 사이에 구비되어 탑포일(200)을 탄성 지지하는 완충부재;를 포함하여 구성이 된다.
예컨대, 상기 베어링하우징(100)의 중앙에 축방향으로 원형의 중공부(100a)가 형성되고, 상기 중공부(100a)에 샤프트(10)가 삽입된다. 그리고, 상기 샤프트(10)를 감싸는 형상으로 탑포일(200)이 삽입되고, 상기 탑포일(200)을 감싸는 형상으로 완충부재가 삽입된다.
아울러, 상기 중공부(100a)의 내주면에 직사각형의 슬롯 형상으로 제1스토핑홈(110)이 형성되고, 상기 탑포일(200)의 외주면에는 상기 제1스토핑홈(110)에 대응하여 제1스토퍼(210)가 외측 반경방향으로 돌출되는 형상으로 형성됨으로써, 상기 제1스토퍼(210)가 제1스토핑홈(110) 내에 결합된다.
이때에, 상기 제1스토핑홈(110)의 길이방향 끝부분에 위치한 양단이 베어링하우징(100)에 의해 막혀진 형상으로 형성됨으로써, 제1스토퍼(210)가 제1스토핑홈(110) 내에 결합된 상태를 유지하게 되고, 이에 샤프트(10)의 회전과정에서 탑포일(200)이 중공부(100a) 밖으로 이탈되는 것을 방지하게 된다.
특히, 상기 중공부(100a)의 내주면 원주방향을 따라 두르는 슬롯 형상으로 제2스토핑홈(120)이 형성되고, 상기 탑포일(200)의 외주면에는 상기 제2스토핑홈(120)에 대응하여 제2스토퍼(220)가 외측 반경방향으로 돌출되는 형상으로 형성됨으로써, 상기 제2스토퍼(220)가 제2스토핑홈(120) 내에 결합된다.
즉, 탑포일(200)의 테두리를 따라 제2스토퍼(220)가 전체적으로 형성됨으로써, 완충부재의 축방향 움직임을 전체적으로 구속하게 되고, 이에 완충부재의 축방향 이탈을 근본적으로 방지하여 베어링의 위치 안정성을 향상시키게 된다.
더불어, 상기 제2스토퍼(220)가 탑포일(200)의 양측 테두리에 반경방향으로 각각 형성되고; 상기 제2스토핑홈(120)이 중공부(100a)의 내주면 중간부분에 형성되며; 상기 완충부재가 양측의 제2스토퍼(220) 사이에 구비될 수 있다.
예컨대, 중공부(100a) 내주면의 축방향을 기준으로 양측 사이드 부분에 제2스토핑홈(120)이 각각 형성됨으로써, 탑포일(200)이 중공부(100a)의 내주면 센터부분에 위치하게 된다.
또한, 상기 제2스토핑홈(120)이 베어링하우징(100)의 내주면 중간부분에 형성됨으로써, 상기 제2스토핑홈(120)은 폭방향으로 막혀진 형상으로 형성된다.
따라서, 샤프트(10)의 회전과정에서 제2스토퍼(220)를 통해 완충부재의 축방향 이탈을 방지하는 것은 물론, 탑포일(200)이 중공부(100a)의 축방향으로 이탈되는 것을 더욱 확실하게 방지하게 된다.
도 2는 본 발명의 베어링하우징(100)과 탑포일(200)의 제1실시예 결합구조에 적용되는 베어링하우징(100)의 중공부(100a) 형상을 펼쳐진 형태로 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 베어링하우징(100) 중공부(100a)에 결합되는 탑포일(200)을 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 베어링하우징(100)에 탑포일(200)이 제1실시예 결합구조에 의해 결합된 상태를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 상기 제1스토퍼(210)가 탑포일(200)의 외주면 축방향을 따라 형성되고; 상기 제1스토핑홈(110)이 중공부(100a)의 내주면 축방향을 따라 형성되어 상기 제1스토핑홈(110)이 제2스토핑홈(120)과 교차하면서 중첩되는 구조가 된다.
예컨대, 2줄의 제2스토핑홈(120)이 중공부(100a)의 내주면 중간부분에 원주방향을 따라 각각 형성되는데, 2줄의 제2스토핑홈(120) 사이에서 중공부(100a)의 내주면 축방향을 따라 제1스토핑홈(110)이 형성되어 제1스토핑홈(110)과 제2스토핑홈(120)이 서로 이어지게 된다.
그리고, 상기 탑포일(200)은 직사각의 판이 원형으로 둥글게 말려진 형상으로 형성된 것으로, 탑포일(200)의 한 쪽 끝단이 축방향을 따라 반경방향으로 돌출되도록 형성되어 제1스토퍼(210)가 형성되고, 상기 제1스토퍼(210)와 이어지는 탑포일(200)의 양측 테두리가 원주방향을 따라 반경방향으로 전체적으로 돌출되어 제2스토퍼(220)가 형성된다.
즉, 탑포일(200)의 축방향으로 형성된 제1스토퍼(210)가 중공부(100a)의 축방향으로 형성된 제1스토핑홈(110)에 결합되어 탑포일(200)의 원주방향 움직임을 구속하는 것은 물론, 탑포일(200)의 원주방향으로 형성된 제2스토퍼(220)가 중공부(100a)의 원주방향으로 형성된 제2스토핑홈(120)에 결합되어 탑포일(200)의 축방향 움직임을 구속하게 됨으로써, 탑포일(200)이 베어링하우징(100)에서 이탈되는 것을 보다 확실하게 차단할 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 베어링하우징(100)과 탑포일(200)의 제2실시예 결합구조에 적용되는 베어링하우징(100) 중공부(100a) 형상을 펼쳐진 형태로 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 베어링하우징(100) 중공부(100a)에 결합되는 탑포일(200)을 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 베어링하우징(100)에 탑포일(200)이 제2실시예 결합구조에 의해 결합된 상태를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 상기 제1스토퍼(210) 및 제2스토퍼(220)가 탑포일(200)의 외주면 원주방향을 따라 형성되고; 상기 제1스토핑홈(110) 및 제2스토핑홈(120)이 중공부(100a)의 내주면 원주방향을 따라 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 제1스토퍼(210)가 제2스토퍼(220)와 원주방향을 따라 이어지면서 제2스토퍼(220)보다 외측 반경방향으로 더 돌출되어 형성되고; 상기 제1스토핑홈(110)이 제2스토핑홈(120)과 원주방향을 따라 이어지면서 제2스토핑홈(120)보다 내측 반경방향으로 더 함몰되어 형성될 수 있다.
예컨대, 2줄의 제2스토핑홈(120)이 중공부(100a)의 내주면 중간부분에 원주방향을 따라 각각 형성되고, 각 제2스토핑홈(120)의 중간에 상기 제2스토핑홈(120)보다 더 깊게 함몰된 형상으로 제1스토핑홈(110)이 형성된다.
그리고, 상기 탑포일(200)은 직사각의 판이 원형으로 둥글게 말려진 형상으로 형성된 것으로, 상기 탑포일(200)의 한 쪽 끝단에 형성된 양측 테두리가 원주방향을 따라 반경방향으로 돌출되어 제1스토퍼(210)가 형성되고, 상기 제1스토퍼(210)와 이어지는 탑포일(200)의 테두리 전체에 원주방향을 따라 반경방향으로 돌출되어 제2스토퍼(220)가 형성된다.
즉, 탑포일(200)의 원주방향으로 형성된 제2스토퍼(220)가 중공부(100a)의 원주방향으로 형성된 제2스토핑홈(120)에 결합되어 탑포일(200)의 축방향 움직임을 구속하는 것은 물론, 제2스토퍼(220)보다 길게 형성된 제1스토퍼(210)가 제1스토핑홈(110) 내에 결합되어 탑포일(200)의 원주방향 움직임을 구속함으로써, 탑포일(200)이 베어링하우징(100) 내에서 원주방향은 물론 축방향으로 이탈되는 것을 방지할 수 있게 된다.
아울러, 도 3 및 도 6을 참조하면, 상기 제1스토퍼(210) 및 제2스토퍼(220)는 탑포일(200)의 일부가 외측 반경방향으로 접혀진 형상으로 형성될 수 있다.
예컨대, 상기 탑포일(200)이 중공부(100a)에 조립되기 전에 판 형상으로 형성된 상태이다. 다만, 탑포일(200)을 중공부(100a)에 조립하기 위해 제1스토퍼(210) 및 제2스토퍼(220)를 외측 반경방향으로 접어 스토퍼를 구성하게 된다.
특히, 제2스토퍼(220)의 경우, 탑포일(200)의 축을 기준으로 원주방향을 따라 방사형태로 형성됨으로써, 완충부재가 일체형의 판 형상이 아닌 분리된 다른 형태로 구성되더라도 완충부재의 축방향 이탈을 방지할 수 있게 된다.
더불어, 도 8은 본 발명에 따른 제2스토퍼(220)와 제2스토핑홈(120) 간의 간격과 완충부재의 탄성변위 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도면을 참조하면, 상기 제2스토퍼(220)와 제2스토핑홈(120) 사이의 반경방향 간격이 완충부재의 반경방향에 대한 최대 탄성변위보다 크게 형성될 수 있다.
즉, 중공부(100a) 내에 탑포일(200)과 완충부재 장착시 제2스토퍼(220)와 제2스토핑홈(120) 사이의 반경방향 간격(b)이 완충부재가 갖는 반경방향에 대한 최대 탄성변위(a)에 비해 길게 형성됨으로써, 완충부재의 변형량이 최대가 되는 경우에도 탑포일(200)의 제2스토퍼(220)가 제2스토핑홈(120)의 내면에 접촉하지 않게 되고, 이에 완충부재의 기능을 안정적으로 유지할 수 있게 된다.
한편, 도 1을 참조하면, 상기 완충부재는, 원주방향을 따라 요철형상으로 형성되어 탑포일(200)을 감싸는 형상으로 구비된 범프포일(300)일 수 있다.
예컨대, 상기 범프포일(300)은 직사각의 판이 원형으로 둥글게 말려진 형상으로 형성된 것으로, 원주방향을 따라 요철형상이 형성되어 탄성기능을 부여하게 된다.
그리고, 상기 범프포일(300)의 한 쪽 끝단이 반경방향으로 돌출되도록 형성되어 범프스토퍼(310)가 형성되고, 상기 범프스토퍼(310)는 제1스토퍼(210)가 결합되는 제1스토핑홈(110)에 결합될 수 있다.
다만, 상기 범프스토퍼(310)와 제1스토퍼(210)는 동일 반경방향으로 돌출되기는 하지만, 돌출되는 위치가 서로 반대방향이 될 수 있다. 즉, 제1스토퍼(210)가 탑포일(200)의 시계방향을 따라 이어지는 끝단에서 돌출되는 경우, 범프스토퍼(310)는 범프포일(300)의 반시계방향을 따라 이어지는 끝단에서 돌출되고, 돌출된 범프스토퍼(310)가 탑포일(200)을 통과하여 제1스토핑홈(110)에 결합될 수 있다.
더불어, 도 9는 본 발명에 따른 완충부재가 탄성파이프(400)로 형태로 적용된 구조를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 상기 완충부재는, 파이프 형상으로 형성되어 축방향으로 구비되고, 다수가 탑포일(200)을 감싸는 형상으로 원주방향을 따라 구비된 탄성파이프(400)일 수 있다.
예컨대, 상기 탄성파이프(400)는 원통형의 형상일 수 있는 것으로, 축방향으로 길게 형성되어, 탑포일(200)의 외주면과 중공부(100a)의 내주면 사이에 원주방향을 따라 다수가 구비된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 탑포일(200)의 테두리를 따라 제2스토퍼(220)가 형성됨으로써, 완충부재의 축방향 움직임을 전체적으로 구속하게 되고, 이에 완충부재의 축방향 이탈을 근본적으로 방지하여 베어링의 위치 안정성을 향상시키게 된다.
또한, 완충부재의 변형량이 최대가 되는 경우에도 탑포일(200)의 제2스토퍼(220)가 제2스토핑홈(120)의 내면에 접촉하지 않게 되고, 이에 완충부재의 기능을 안정적으로 유지할 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
10 : 샤프트
100 : 베어링하우징
100a : 중공부
110 : 제1스토핑홈
120 : 제2스토핑홈
200 : 탑포일
210 : 제1스토퍼
220 : 제2스토퍼
300 : 범프포일
310 : 범프스토퍼
400 : 탄성파이프

Claims (9)

  1. 샤프트가 삽입되는 중공부가 형성되고, 상기 중공부의 내주면에 제1스토핑홈이 형성되며, 상기 중공부의 내주면 원주방향을 따라 제2스토핑홈이 형성되는 베어링하우징;
    상기 중공부 내에서 샤프트를 감싸는 형상으로 구비되고, 외주면에 제1스토퍼가 형성되어 상기 제1스토핑홈에 결합되며, 외주면 원주방향을 따라 제2스토퍼가 형성되어 상기 제2스토핑홈에 결합되는 탑포일; 및
    상기 중공부와 탑포일 사이에 구비되어 탑포일을 탄성 지지하는 완충부재;를 포함하고,
    상기 제2스토퍼와 제2스토핑홈 사이의 반경방향 간격을 완충부재의 반경방향에 대한 최대 탄성변위보다 크게 형성함으로써, 완충부재의 변형량이 최대가 되는 경우에도 제2스토퍼가 제2스토핑홈의 내면에 접촉되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 에어포일 저널베어링.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2스토퍼가 탑포일의 양측 테두리에 반경방향으로 각각 형성되고;
    상기 제2스토핑홈이 중공부의 내주면 중간부분에 형성되며;
    상기 완충부재가 양측의 제2스토퍼 사이에 구비된 것을 특징으로 하는 에어포일 저널베어링.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1스토퍼가 탑포일의 외주면 축방향을 따라 형성되고;
    상기 제1스토핑홈이 중공부의 내주면 축방향을 따라 형성되어 상기 제1스토핑홈이 제2스토핑홈과 교차하면서 중첩되는 것을 특징으로 하는 에어포일 저널베어링.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1스토퍼 및 제2스토퍼가 탑포일의 외주면 원주방향을 따라 형성되고;
    상기 제1스토핑홈 및 제2스토핑홈이 중공부의 내주면 원주방향을 따라 형성된 것을 특징으로 하는 에어포일 저널베어링.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1스토퍼가 제2스토퍼와 원주방향을 따라 이어지면서 제2스토퍼보다 외측 반경방향으로 더 돌출되어 형성되고;
    상기 제1스토핑홈이 제2스토핑홈과 원주방향을 따라 이어지면서 제2스토핑홈보다 내측 반경방향으로 더 함몰되어 형성된 것을 특징으로 하는 에어포일 저널베어링.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1스토퍼 및 제2스토퍼는 탑포일의 일부가 외측 반경방향으로 접혀진 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 에어포일 저널베어링.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 완충부재는,
    원주방향을 따라 요철형상으로 형성되어 탑포일을 감싸는 형상으로 구비된 범프포일인 것을 특징으로 하는 에어포일 저널베어링.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 완충부재는,
    파이프 형상으로 형성되어 축방향으로 구비되고, 탑포일을 감싸는 형상으로 원주방향을 따라 다수 구비된 탄성파이프인 것을 특징으로 하는 에어포일 저널베어링.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022125924A1 (de) * 2022-10-07 2024-04-18 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Radialfolienlager mit Trägerfolie - Befestigung der Trägerfolie im Außenring mittels gebogener Haken

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002061645A (ja) * 2000-08-24 2002-02-28 Kawasaki Heavy Ind Ltd 動圧型空気軸受
JP2006105380A (ja) * 2004-10-03 2006-04-20 Shigeto Matsuo リングフォイルベアリング
JP2010529390A (ja) * 2007-06-12 2010-08-26 ケイターボ，インコーポレイテッド シール機能を含むラジアルフォイル軸受

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3097895A (en) * 1960-11-10 1963-07-16 Thompson Ramo Wooldridge Inc Bearing suspension
US4196945A (en) 1978-12-29 1980-04-08 Mechanical Technology Incorporated Compliant hydrodynamic fluid bearing with circumferential pre-loading
JPS60175914A (ja) 1984-02-22 1985-09-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd バ−ナ装置
JPS60175914U (ja) * 1984-04-30 1985-11-21 株式会社島津製作所 フオイル軸受
US4865466A (en) * 1988-06-30 1989-09-12 Williams International Corporation Interlocking cylinder compliant hydrodynamic gas bearing
US6505837B1 (en) * 1999-10-28 2003-01-14 Mohawk Innovative Technology, Inc. Compliant foil seal
US6893733B2 (en) * 2000-07-07 2005-05-17 Delphi Technologies, Inc. Modified contoured crushable structural members and methods for making the same
US6964522B2 (en) * 2004-01-22 2005-11-15 Honeywell International Inc. Hydrodynamic journal foil bearing system
US7070330B2 (en) * 2004-02-19 2006-07-04 R & D Dynamics Corporation Hydrodynamic fluid film bearing having a key-less foil
KR101629714B1 (ko) * 2015-08-17 2016-06-13 주식회사 뉴로스 내구성이 향상된 에어 포일 저널 베어링
KR102463189B1 (ko) 2017-08-23 2022-11-03 현대자동차 주식회사 에어 포일 베어링 조립체
DE102018128299A1 (de) 2018-11-13 2020-05-14 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Folienlager
CN109915477A (zh) * 2019-02-01 2019-06-21 西安交通大学 一种多级弹性支撑组件及动压气体径向轴承

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002061645A (ja) * 2000-08-24 2002-02-28 Kawasaki Heavy Ind Ltd 動圧型空気軸受
JP2006105380A (ja) * 2004-10-03 2006-04-20 Shigeto Matsuo リングフォイルベアリング
JP2010529390A (ja) * 2007-06-12 2010-08-26 ケイターボ，インコーポレイテッド シール機能を含むラジアルフォイル軸受

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