KR20000050707A

KR20000050707A - 포일 베어링

Info

Publication number: KR20000050707A
Application number: KR1019990000755A
Authority: KR
Inventors: 길성호
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-01-14
Filing date: 1999-01-14
Publication date: 2000-08-05
Also published as: KR100280743B1

Abstract

포일 베어링을 개시한다. 개시된 본 발명은, 내측에 회전축이 끼워지는 원통형상의 그 바디; 상기 바디의 내주면에 대해 등간격을 두고 수직으로 절결 형성되며 핀이 끼워지는 복수개의 제1 홈; 복수개의 상기 제1 홈들 사이에 배열되며 수직으로 절결 형성된 복수개의 제2 홈; 및 양측면에 소정의 간격을 두고 제1,2 슬릿이 형성되되 상기 제1,2 슬릿에 대해 또다른 제2,1 슬릿이 엇갈리게 끼워진 상태에서 그 일단부와 타단부가 각각의 상기 제1,2 홈에 끼워진 복수개의 포일로 구비된다.

따라서, 포일의 내측면이 회전축의 원주면에 대해 선접촉되어 회전축의 초기구동력을 작게하고, 또, 각 포일의 일단부가 제1 홈의 내측에 대해 꺽여지지 않은 상태에서 지지되므로 장기간 사용하더라도 포일의 강성이 저하되거나 그에 따라 형상변형이 발생되지 않는다.

Description

포일 베어링{Foil bearing}

본 발명은 포일 베어링에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 포일의 내측면이 회전축의 원주면에 대해 선접촉되어 회전축의 초기구동력을 작게하고, 또, 각 포일의 일단부가 제1 홈의 내측에 대해 꺽여지지 않은 상태에서 지지되므로 장기간 사용하더라도 포일의 강성이 저하되거나 그에 따라 형상변형이 발생되지 않도록 한 포일 베어링에 관한 것이다.

일반적으로 포일(foil) 베어링은 초고속 회전용으로 개발된 것으로, 통상적인 베어링으로는 운전할 수 없는 과부하상태에서 향상된 성능을 보여주고, 또한 회전운동중에 발생되는 편심을 방지하며 완충역할을 하는 등의 장점을 갖고 있는 것으로, 도 1 내지 도 2 에는 포일 베어링의 일실시예를 보인 사시도와 평면도가 도시되어 있다.

도시된 바와같이, 포일 베어링은 원통형상의 바디(10)를 갖는다. 상기 바디(10)의 내주면측에는 원주방향으로 등간격을 두고 절결된 복수개의 지지홈(20)이 형성되고, 상기 지지홈(20)에는 두께가 약 0.05㎜ 정도의 금속판인 포일(30)의 일단부가 끼워진 상태에서 핀(40)에 의해 지지된다.

즉, 고정단인 포일(30)의 일단부는 지지홈(20)에 대해 끼워진 상태에서 지지되고, 자유단인 타단부는 다른 포일(30)의 일측면에 대해 일부 중첩된 상태에서 피회전체의 원주면에 대해 면접촉된다.

도면중 미설명부호 "50"은 피회전체인 회전축이다.

상기와 같은 포일 베어링이 회전축에 대해 설치된 최초의 상태는 도 2의 실선과 같은 상태이다.

즉, 상기와 같은 상태는 회전축이 회전되지 않고 있는 상태이고, 각 포일(30)의 타단부는 다른 포일(30)들의 내측면에 대해 일부 중첩된 상태에서 회전축의 외주면에 대해 면접촉되고 있는 상태이다.

상기와 같은 최초의 상태에서 회전축이 회전되며 특정속도에 도달하기전 까지는 각 포일(30)은 회전축의 외주면에 대해 서로 접촉하게 되고, 회전축이 지속적으로 회전되어 특정속도까지 도달하게 되면 회전축과 각 포일(30)의 사이에는 내부압력이 발생하게 되어 포일(30)들은 도 2의 일점선 같이 바디(10)의 내주면에 대해 원주방향으로 벌어지게 된다.

따라서, 회전축은 포일(30)에 대해 접촉없이 회전하게 된다.

그러나, 상기와 같은 일반적인 구성의 포일 베어링에 있어서는 다음과 같은 문제점이 발생되었다.

즉, 바디(10)에 설치된 포일(30)의 일측면이 회전축(50)의 원주면에 대해 면접촉되고 있어 회전축의 초기구동력이 크게 작용되었던 문제점과, 또 포일(30)의 일단부가 지지홈(20)의 내측에 꺽여진 상태에서 지지되는 구조에 의해 장기간 사용하다 보면 포일(30)의 강성이 저하되는 문제점이 있었다.

또, 각 포일(30)의 타단부는 바디(10)의 내주면에 대해 원주방향으로 노출된 자유단의 구조를 갖고 있으므로, 안정적인 측면에서 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있었다.

또한, 포일 베어링을 장기간에 걸쳐서 지속적으로 사용하다 보면, 포일(30)의 일단부측, 즉 지지홈(20)에 지지된 절곡부위가 스트레스를 받아 트러블이 발생하게 되어 형상을 변형시키거나 제품의 수명을 단축시키는 문제점도 있었다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제, 즉, 본 발명의 목적은, 종래와 같은 포일 베어링이 갖고 있는 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 포일의 일측면이 회전축의 원주면에 대해 선접촉되게 하여 회전축의 초기구동력을 작게 하고, 또, 그 일단부가 바디의 내측에 꺽여지지 않은 상태에서 지지되도록 함으로써, 포일의 강성을 오래도록 유지하며 제품의 수명을 연장하는 포일 베어링을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 각 포일의 타단부를 바디의 내주면에 대해 활동 가능하게 지지토록 함으로써, 그 안정성에서 신뢰성을 향상시키는 포일 베어링을 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 포일 베어링의 일부 분해 사시도

도 2는 도 1의 동작상태를 함께보인 평면도

도 3은 본 발명에 따른 포일 베어링의 일부 분해 사시도

도 4는 도 3의 동작상태를 함께보인 평면도

도 5는 본 발명에 따른 포일의 실시예를 보인 정면도

도 6은 본 발명의 요부를 보인 평면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 ; 포일 베어링의 바디 30 ; 포일

31,32 ; 제1,2 슬릿 40 ; 핀

50 ; 회전축 60,70 ; 제1,2 홈

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내측에 회전축이 끼워지는 원통형상의 그 바디; 상기 바디의 내주면에 대해 등간격을 두고 수직으로 절결 형성되며 핀이 끼워지는 복수개의 제1 홈; 복수개의 상기 제1 홈들 사이에 배열되며 수직으로 절결 형성된 복수개의 제2 홈; 및 양측면에 소정의 간격을 두고 제1,2 슬릿이 형성되되 상기 제1,2 슬릿에 대해 또다른 제2,1 슬릿이 엇갈리게 끼워진 상태에서 그 일단부와 타단부가 각각의 상기 제1,2 홈에 끼워진 복수개의 포일로 구비된 포일 베어링을 제공한다.

이하에서는 이러한 목적을 달성하는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3는 본 발명에 따른 포일 베어링을 보인 일부 분해 사시도 이고, 도 4는 본 발명에 따른 포일 베어링의 평면도 로써, 종래기술과 동일한 부분, 부재에 대해서는 동일부호를 부여하여 설명한다.

부연하면, 본 발명에 따른 제1,2 홈에 대해서는 각각 도면부호 "60"과"70"을 부여하여 설명한다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른, 포일 베어링은 원통형상의 바디(10)를 갖는다. 상기 바디(10)는 그 내주면에 대해 등간격을 두고 수직으로 절결 형성되며 핀(40)이 끼워지는 복수개의 제1 홈(60)과, 상기 제1 홈(60)들 사이에 배열된 복수개의 제2 홈(70)을 갖는다.

상기 제1,2 홈(60)(70)의 내측에는 양측면에 소정의 간격을 두고 제1,2 슬릿(31)(32)이 형성된 포일(30)의 일단부와 타단부가 결합된다.

즉, 포일(30)은 그 양측에 형성된 상기 제1,2 슬릿(31)(32)에 대해 또다른 포일(30)의 양측에 형성된 제2,1 슬릿(32)(31)이 상호 엇갈리게 끼워진 상태에서 그 일단부와 타단부가 각각의 상기 제1,2 홈(60)(70)에 끼워진다.

이를 만족시키기 위해서는 상기 제1,2 슬릿(31)(32)은 상기 포일(30)의 수평중심선상을 벗어나지 않는 범위내에서 절결되는 것이 바람직하다.

상기 제1 홈(60)에 끼워져 핀(40)에 의해 고정되는 포일(30)의 일단부는 고정단이고, 제2 홈(70)에 끼워지는 타단부는 자유단이다.

바람직하게는, 상기 제2 홈(70)의 내측에 끼워지는 상기 포일(30)의 타단부는 상기 제2 홈(70)의 내측단면에 대해 이격되어 소정의 공간이 형성되도록 일부만이 끼워지는 것이 바람직하다.

또, 바람직하게는 상기 제1 홈(60)에 끼워진 상태에서 핀(40)에 의해 고정되며 그 제1 홈(60)으로부터 인출되는 상기 포일(30)의 일단면은 그 타단부가 끼워지는 상기 제2 홈(70)과 상응하며 원호형상이 형성되도록 곡률반경을 형성하며 인출되는 것이 바람직하다.

이를 만족시키기 위해서는, 상기 제1 홈(60)은 상기 바디(10)의 동심방향을 향하여 개구되고, 상기 제2 홈(70)은 상기 바디(10) 내주면의 원주방향에 대해 소정의 각도로 치우치며 외향되게 설치된 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는, 상기 제2 홈(70)은 평단면상에서 보았을 때 원호형상으로 형성되는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 포일(30)은 상기 바디(10)의 동심방향을 향하여 만곡되며 피회전축(50)에 대해 선접촉되도록 구비되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성의 본 발명의 동작에 대해 설명한다.

상기와 같은 포일 베어링이 회전축에 대해 설치된 최초의 상태는 도 4의 실선과 같은 상태이다.

즉, 상기와 같은 상태는 회전축이 회전되지 않고 있는 상태이고, 각 포일(30)의 일단부는 제1 홈(60)에 대해 끼워져 고정된 상태이고, 타단부는 제2 홈(70)의 내측면에 대해 이격된 상태에서 일부 삽입된 상태가 된다.

또한, 이 상태는 각 포일(30)의 제1,2 슬릿(31)(32)에는 다른 포일(30)의 제2,1 슬릿(32)(31)이 상호 엇갈린 상태에서 끼워지고, 그 내측면은 회전축(50)의 외주면에 대해 선접촉되고 있는 상태이다.

상기와 같은 최초의 상태에서 회전축(50)이 회전되며 특정속도에 도달하기전 까지는 각 포일(30)의 내측면은 회전축(50)의 외주면에 대해 서로 선접촉하고 있는 상태가 되고, 회전축(50)이 지속적으로 회전되어 특정속도까지 도달하게 되면 회전축(50)과 각 포일(30)의 사이에는 내부압력이 발생하게 되어 각 포일(30)들의 내측면은 도 4의 일점선과 같이 회전축(50)으로부터 이격되며 그 타단부들은 제2 홈(70)의 내측면사이로 조금 이동하게 된다.

따라서, 회전축은 포일(30)에 대해 접촉없이 회전하게 된다.

상기와 같은 구성의 본 발명은, 포일의 내측면이 회전축의 외주면에 대해 선접촉되고 있으므로, 회전축의 초기구동력이 작게 작용된다.

또, 각 포일의 일단부가 제1 홈의 내측에 대해 꺽여지지 않은 상태에서 지지되는 구조에 의해 장기간 사용하더라도 포일의 강성이 저하되지 않아 형상이 변형되지 않는다.

또한, 각 포일이 서로 끼워지며 연결된 상태에서 각 타단부가 바디의 내주면에 구비된 제2 홈에 대해 지지되는 구조에 의해 안정성이 확보된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 포일 베어링에 의하면, 포일의 내측면이 회전축의 원주면에 대해 선접촉되고 있으므로, 회전축의 초기구동력을 작게하고, 또, 고정단인 각 포일의 일단부가 제1 홈의 내측에 대해 꺽여지지 않은 상태에서 지지되는 구조에 의해 장기간 사용하더라도 포일의 강성이 저하되지 않아 형상이 변형되지 않는 특징이 있다.

또한, 본 발명은 각 포일이 서로 끼워지며 연결된 상태에서 각 타단부가 바디의 내주면에 구비된 제2 홈에 대해 지지되는 구조에 의해 안정성이 확보되는 특징도 있다.

지금까지는 본 발명에 따른 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고, 또, 설명하였지만 이에 한정되지 않고 당해 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양하게 변경 사용이 가능하다.

그러나, 그와 같은 변경은 본 발명의 권리범위를 벗어날 수 없슴이 명백하다.

Claims

내측에 회전축이 끼워지는 원통형상의 그 바디;

상기 바디의 내주면에 대해 등간격을 두고 수직으로 절결 형성되며 핀이 끼워지는 복수개의 제1 홈;

복수개의 상기 제1 홈들 사이에 배열되며 수직으로 절결 형성된 복수개의 제2 홈; 및

양측면에 소정의 간격을 두고 제1,2 슬릿이 형성되되 상기 제1,2 슬릿에 대해 또다른 제2,1 슬릿이 엇갈리게 끼워진 상태에서 그 일단부와 타단부가 각각의 상기 제1,2 홈에 끼워진 복수개의 포일로 구비된 포일 베어링.
제 1 항에 있어서, 상기 포일은 그 일단부가 상기 제1 홈에 끼워져 핀에 의해 고정되는 고정단이고, 타단부가 상기 제2 홈에 끼워지는 자유단인 포일 베어링.
제 2 항에 있어서, 상기 포일의 타단부는 상기 제2 홈의 내측에 대해 일부만이 끼워진 포일 베어링.
제 2 항에 있어서, 상기 제1 홈에 끼워진 상태에서 핀에 의해 고정되며 그 제1 홈으로부터 인출되는 상기 포일의 일단면은 그 타단부가 끼워지는 상기 제2 홈과 상응하는 곡률반경을 형성하며 인출되는 것을 포함하는 포일 베어링.
제 1 항에 있어서, 상기 제1 홈은 상기 바디의 동심방향을 향하여 개구되고, 상기 제2 홈은 상기 바디 내주면의 원주방향에 대해 소정의 각도로 치우치며 외향되게 설치된 것을 포함하는 포일 베어링.
제 5 항에 있어서, 상기 제2 홈은 평단면상 원호형상으로 형성된 것을 포함하는 포일 베어링.
제 1 항에 있어서, 상기 포일은 상기 바디의 동심방향을 향하여 만곡된 것을 포함하는 포일 베어링.
제 1 항에 있어서, 각각의 상기 포일은 상기 회전축의 외주면에 대해 선접촉되는 것을 포함하는 포일 베어링.
제 1 항에 있어서, 상기 제1,2 슬릿은 상기 포일의 수평중심선상을 벗어나지 않는 범위까지 절결된 포일 베어링.