KR20140083059A - 래디얼 포일 베어링 - Google Patents

Abstract

회전축(1)을 둘러싸서 이 회전축(1)을 지지하는 래디얼 포일 베어링(3, 3A)은, 회전축(1)에 대향하여 배치되는 원통형의 톱 포일(10)과, 톱 포일(10)의 직경 방향 외측에 배치되는 백 포일(11)과, 톱 포일(10) 및 백 포일(11)을 수용하는 원통형의 베어링 하우징(12)을 구비한다. 또한 베어링 하우징(12)의 내주면의 양측 단부에는, 각각, 걸어맞춤 볼록부(15)가 마련된다. 백 포일(11)의 양측 단부에는, 각각, 걸어맞춤 볼록부(15)에 걸어맞춤되는 걸어맞춤 노치(16)가 형성되어 있다.

Description

래디얼 포일 베어링{RADIAL FOIL BEARING}

본 발명은 래디얼 포일 베어링에 관한 것이다.

본원은 2011년 11월 9일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2011-245706호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

종래, 고속 회전체용의 베어링으로서 회전축을 둘러싸도록 장착되어 이용되는 래디얼 베어링이 알려져 있다. 이러한 래디얼 베어링으로서는, 베어링면을 형성하는 박판상(薄板狀)의 톱 포일과, 이 톱 포일을 탄성적으로 지지하는 백 포일과, 상기 톱 포일 및 상기 백 포일을 수용하는 원통형의 베어링 하우징을 구비한 래디얼 포일 베어링이 잘 알려져 있다. 래디얼 포일 베어링의 백 포일로는 박판을 파판상(派板狀)으로 성형한 범프 포일이 주로 이용되고 있다.

이러한 래디얼 포일 베어링에 있어서는, 통상 톱 포일이나 백 포일이 베어링 하우징으로부터 탈락하는 것을 방지하기 위해, 그 일단부(고정단부)가 점 용접에 의해 베어링 하우징에 직접적으로, 또는 스페이서를 개재하여 간접적으로 고정되어 있다.

또한 용접을 대신하여 기계적으로 고정을 행하기 위하여, 톱 포일이나 백 포일(범프 포일)의 단부를 굽힘 가공에 의해 절곡하고, 이 절곡부를 베어링 하우징에 형성한 걸어맞춤 홈에 걸어맞춤시킨 구조를 갖는 래디얼 포일 베어링도 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1~특허문헌 3 참조).

특허문헌 1: 일본국 공개특허 2011-033176호 공보 특허문헌 2: 일본국 공개특허 2011-017385호 공보 특허문헌 3: 일본국 공개특허 2002-061645호 공보

그러나 베어링 하우징에의 백 포일(범프 포일)의 고정을 용접으로 행하면, 입열(入熱)에 의해 백 포일이나 베어링 하우징이 변형되는 경우가 있어, 이 영향을 받아 톱 포일에 변형이 생길 가능성이 있다. 또한 상기 특허문헌 1~특허문헌 3에 개시된 베어링에 있어서도, 톱 포일이나 백 포일을 굽힘 가공하고 있기 때문에, 톱 포일에 변형이 생길 가능성이 있다. 즉, 굽힘 가공에 의해 톱 포일 및 백 포일의 각각에 변형이 생겼을 경우, 백 포일은 톱 포일을 지지하고 있기 때문에, 백 포일의 변형이 톱 포일에 영향을 주어, 톱 포일의 변형이 보다 커질 가능성이 있다.

나아가 회전축의 회전에 의해 이 회전축과 톱 포일의 사이에 형성되는 포일 베어링의 유체 윤활막의 두께는 10㎛ 정도로 매우 얇다. 이 때문에 톱 포일에 조금이라도 변형이 생기면, 베어링의 부하 능력이나 동특성(動特性; 강성과 감쇠 성능)에 영향이 미쳐서, 설계 그대로의 성능을 얻을 수 없게 될 가능성이 있다.

또한 래디얼 포일 베어링의 베어링 성능을 향상시키기 위해서는, 백 포일을 그 둘레 방향으로 복수로 분할하는 것이 유효하다고 생각할 수 있다. 그러나 이 경우에는 베어링 하우징에 대한 백 포일의 고정점이 많아져, 종래의 용접에 의한 고정에서는 용접 개소가 증가하기 때문에, 공수가 증가하여 제조 비용이 증대될 가능성이 있다. 또한 용접 개소가 증가하면, 모든 개소를 양호하게 용접할 수 없으면 제품으로서 출하할 수 없기 때문에, 품질 유지가 어려워져, 양품률의 저하에 의한 비용 증가도 우려된다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 톱 포일에 생기는 변형을 충분히 줄일 수 있어, 베어링의 부하 능력이나 동특성(강성과 감쇠 성능)에 대하여 설계 그대로의 양호한 성능을 얻을 수 있도록 함과 아울러, 비용 증가를 억제할 수 있는, 래디얼 포일 베어링을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1 태양에 의하면, 회전축을 둘러싸서 이 회전축을 지지하는 래디얼 포일 베어링은, 상기 회전축에 대향하여 배치되는 원통형의 톱 포일과, 상기 톱 포일의 직경 방향 외측에 배치되는 백 포일과, 상기 톱 포일 및 상기 백 포일을 수용하는 원통형의 베어링 하우징을 구비한다. 또한 상기 베어링 하우징의 내주면의 양측 단부에는 각각 걸어맞춤 볼록부가 마련된다. 상기 백 포일의 양측 단부에는 각각 상기 걸어맞춤 볼록부에 걸어맞춤되는 걸어맞춤 노치(notch)가 형성되어 있다.

이 래디얼 포일 베어링에 있어서는, 베어링 하우징의 내주면의 양측 단부에 각각 마련한 걸어맞춤 볼록부에, 백 포일의 양측 단부에 각각 형성한 걸어맞춤 노치를 걸어맞춤시킴으로써, 백 포일을 베어링 하우징에 고정한다. 이 때문에, 백 포일에 대하여 점 용접이나 굽힘 가공을 행하지 않고, 백 포일을 베어링 하우징 내에 수용·고정할 수 있다. 따라서, 점 용접이나 굽힘 가공을 원인으로 하는 백 포일의 변형의 영향에 의해 톱 포일에 변형이 생기는 것이 방지되어, 톱 포일의 변형을 충분히 줄일 수 있다. 또한 백 포일의 용접이 불필요하기 때문에, 용접 불량에 의한 조립 불량이나 조립의 불균일을 없앨 수 있다.

본 발명의 제2 태양에 의하면, 상기 제1 태양에 있어서, 상기 베어링 하우징의 양 측면에는 각각 이 베어링 하우징의 내주면으로부터 외주면을 향하여 연장되는 걸어맞춤 오목부가 서로 대향하여 형성되어도 된다. 또한 상기 베어링 하우징의 내주면에는, 서로 대향하는 상기 걸어맞춤 오목부 사이에, 이들 걸어맞춤 오목부에 연통하여, 상기 베어링 하우징의 외주면 측을 향하는 깊이가 상기 걸어맞춤 오목부보다 얕은 걸어맞춤 홈이 형성되어도 된다. 상기 걸어맞춤 오목부 및 상기 걸어맞춤 홈에는, 걸림고정 부재가 걸림고정되어도 된다. 상기 걸림고정 부재는, 상기 걸어맞춤 오목부에 걸어맞춤되는 한 쌍의 걸어맞춤 아암과, 상기 걸어맞춤 홈에 걸어맞춤됨과 아울러 상기 한 쌍의 걸어맞춤 아암을 연결하는 연결부를 가져도 된다. 상기 한 쌍의 걸어맞춤 아암의, 상기 걸어맞춤 오목부에 걸어맞춤되는 측과 반대측의 일부가, 상기 베어링 하우징의 내주면보다 돌출하여 마련되어도 된다. 상기 걸어맞춤 아암의 일부에 의해 상기 걸어맞춤 볼록부가 구성되어도 된다.

이와 같이 하면, 비교적 간이한 가공과 조립으로 베어링 하우징에 걸어맞춤 볼록부를 형성할 수 있다.

본 발명의 제3 태양에 의하면, 상기 제1 태양 또는 제2 태양에 있어서, 상기 걸어맞춤 노치는, 상기 백 포일의 둘레 방향에서의 중앙부에 형성되어 있어도 된다.

백 포일은 톱 포일을 탄성적으로 지지한다. 이 때문에, 백 포일이 톱 포일로부터 하중을 받았을 때에는, 그 둘레 방향으로 변형됨으로써 톱 포일의 휨을 허용하여, 이것을 지지한다. 그러나 백 포일은 둘레 방향으로 변형될 때, 베어링 하우징과의 사이의 마찰의 영향을 받기 때문에, 베어링 하우징에 고정되어 있지 않은 자유단 측에서는 변형되기 쉽지만, 베어링 하우징에 고정되어 있는 고정단 측에서는 변형되기 어렵다. 또한 포일 베어링의 지지 강성은 백 포일이 변형되기 쉬운 정도와 관계가 있다. 이 때문에, 자유단 측과 고정단 측에서는 지지 강성에 차이가 생겨 버려, 베어링 전체적으로 균일한 지지 강성을 얻을 수 없게 될 가능성이 있다.

본 발명에서는, 걸어맞춤 노치를 백 포일의 둘레 방향에서의 중앙부에 형성하여, 걸어맞춤 볼록부에 의한 고정을 백 포일의 둘레 방향에서의 중앙부에서 행하고 있다. 이 때문에, 백 포일의 둘레 방향에서의 일단부를 걸어맞춤 볼록부에서 고정하였을 경우와 비교하여, 고정단(걸어맞춤 볼록부에 의한 고정부)과 자유단(백 포일의 단부)과의 사이의 거리가 거의 절반이 되어, 베어링 하우징과의 사이의 마찰의 영향을 억제할 수 있어, 자유단 측과 고정단 측과의 사이의 지지 강성의 차이를 충분히 작게 할 수 있다.

본 발명의 제4 태양에 의하면, 상기 제1 태양 또는 제2 태양에 있어서, 상기 백 포일은, 상기 톱 포일의 둘레 방향을 따라서 배치된 복수의 백 포일편을 가지고 구성되어도 된다. 또한 상기 백 포일편에는 각각 상기 걸어맞춤 노치가 형성되어 있어도 된다.

이와 같이 하면, 백 포일편에서의 고정단과 자유단 간 거리가 짧아지기 때문에, 상술한 바와 같이 자유단 측과 고정단 측의 사이의 지지 강성의 차이가 작아진다. 따라서 백 포일 전체적으로 지지 강성의 불균일을 줄일 수 있다.

본 발명의 제5 태양에 의하면, 상기 제4 태양에 있어서, 상기 걸어맞춤 노치는, 상기 백 포일편의 둘레 방향에서의 중앙부에 형성되어 있어도 된다.

이와 같이 하면, 각 백 포일편의, 자유단 측과 고정단 측의 사이의 지지 강성의 차이가 한층 더 작아진다. 따라서, 백 포일 전체적으로 지지 강성의 불균일을 보다 줄일 수 있다.

본 발명의 제6 태양에 의하면, 상기 제1 태양 내지 제3 태양 중 어느 한 태양에 있어서, 상기 백 포일은, 상기 베어링 하우징의 둘레 방향을 따라서, 이 베어링 하우징에 접하는 골(谷)부와, 상기 톱 포일에 접하는 산(山)부를 교대로 형성한 파판상으로 형성되어 있어도 된다. 또한 상기 걸어맞춤 노치는 상기 골부에 형성되어 있어도 된다.

이와 같이 하면, 백 포일의 산부가 톱 포일에 접하기 때문에, 골부에 형성된 걸어맞춤 노치에 걸어맞춤하는 걸어맞춤 볼록부는, 톱 포일에 간섭하지 않도록 배치할 수 있게 된다.

본 발명의 제7 태양에 의하면, 상기 제4 태양 또는 제5 태양에 있어서, 상기 백 포일편은, 상기 베어링 하우징의 둘레 방향을 따라서, 이 베어링 하우징에 접하는 골부와, 상기 톱 포일에 접하는 산부를 교대로 형성한 파판상으로 형성되어 있어도 된다. 또한 상기 걸어맞춤 노치는, 상기 골부에 형성되어 있어도 된다.

이와 같이 하면, 백 포일편의 산부가 톱 포일에 접하기 때문에, 골부에 형성된 걸어맞춤 노치에 걸어맞춤되는 걸어맞춤 볼록부는, 톱 포일에 간섭하지 않도록 배치할 수 있게 된다.

본 발명의 래디얼 포일 베어링에 의하면, 백 포일에서의 변형의 발생을 방지할 수 있어, 톱 포일의 변형을 충분히 줄일 수 있다. 이 때문에, 베어링의 부하 능력이나 동특성(강성과 감쇠 성능)에 대하여 설계 그대로의 양호한 성능을 얻을 수 있다.

또한 용접을 불필요하게 하여 용접 불량에 의한 조립 불량이나 조립의 불균일을 억제할 수 있기 때문에, 양품률의 향상에 의한 비용 저감을 도모할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에서의 래디얼 포일 베어링이 적용되는 터보 기계를 나타내는 모식도이다.
도 2a는, 본 발명의 제1 실시형태에서의 래디얼 포일 베어링의 개략 측면도이다.
도 2b는, 도 2a의 주요부의 분해 사시도이다.
도 2c는, 도 2a의 주요부의 사시도이다.
도 3a는, 도 2a의 주요부를 평탄화하여 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 3b는, 도 3a의 A-A선 방향에서 본 도면이다.
도 4a는, 본 발명의 제2 실시형태에서의 래디얼 포일 베어링의 개략 측면도이다.
도 4b는, 도 4a의 주요부의 분해 사시도이다.
도 4c는, 도 4a의 B-B선 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 변형예를 나타내는 주요부 단면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 래디얼 포일 베어링에 대하여 자세히 설명한다. 또한 이하의 도면에 있어서는, 각 부재를 인식 가능한 크기로 하기 위해 각 부재의 축척을 적절히 변경하였다.

(제1 실시형태)

도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에서의 래디얼 포일 베어링이 적용되는 터보 기계를 나타내는 모식도이다. 도 1 중의 부호 1은 회전축, 부호 2는 회전축의 선단부에 마련된 임펠러, 부호 3은 본 발명에 관한 래디얼 포일 베어링이다. 또한 도 1에서는 생략하여 래디얼 포일 베어링을 하나만 기재하고 있는데, 통상은 회전축(1)의 축 방향으로 래디얼 포일 베어링이 2개 마련되어, 회전축(1)의 지지 구조가 구성된다. 따라서 도시하지 않지만, 본 실시형태에 있어서도 래디얼 포일 베어링(3)은 2개 마련되어 있다.

회전축(1)에는, 임펠러(2)가 형성된 측에 스러스트 칼라(4)가 고정되어 있다. 이 스러스트 칼라(4)의 양측에는, 이 스러스트 칼라(4)에 대향하여 스러스트 베어링(5)이 각각 배치되어 있다.

또한 임펠러(2)는 정지 측이 되는 하우징(6) 내에 배치되어 있고, 임펠러(2)와 하우징(6)의 사이에 팁 클리어런스(tip clearance; 7)가 형성되어 있다.

또한 회전축(1)에는, 스러스트 칼라(4)보다 회전축(1)의 중앙 측에, 래디얼 포일 베어링(3)이 둘러싸도록 장착되어 있다.

도 2a~도 2c는, 이러한 구성의 터보 기계에 적용되는 래디얼 포일 베어링의 제1 실시형태를 나타내고 있다. 본 실시형태의 래디얼 포일 베어링(3)은, 그 개략 구성을 나타내는 측면도인 도 2a에 도시하는 바와 같이, 회전축(1)을 둘러싸서 회전축(1)을 지지하는 원통형으로 형성되어 있다. 래디얼 포일 베어링(3)은, 회전축(1)에 대향하여 배치되는 원통형의 톱 포일(10)과, 톱 포일(10)의 직경 방향 외측에 배치되는 백 포일(11)과, 백 포일(11)의 직경 방향 외측에 배치되는 베어링 하우징(12)을 구비하여 구성되어 있다. 또한 도 2a는, 래디얼 포일 베어링(3)을 회전축(1)의 축 방향으로부터 본 측면도이다.

베어링 하우징(12)은, 래디얼 포일 베어링(3)의 최외곽부를 구성하며, 금속 등을 이용하여 원통형으로 형성되어 있다. 베어링 하우징(12)은, 그 내부에 백 포일(11) 및 톱 포일(10)을 수용하고 있다. 이 베어링 하우징(12)에는, 그 내주면에 베어링 하우징(12)의 축 방향을 따라서 홈(13)이 형성되어 있다.

즉, 베어링 하우징(12)의 내주면에는, 베어링 하우징(12)의 축 방향의 전체 길이에 걸쳐서 홈(13)이 형성되어 있다. 이 홈(13)은, 그 깊이 방향이 후술하는 톱 포일(10)의 일방 측(10a)이 연장 돌출되는 방향에 일치하도록 형성되어 있다. 또한 그 깊이는 2mm~5mm 정도이다.

또한 베어링 하우징(12)의 외주면 측에는, 홈(13)에 연통하는 한 쌍의 구멍(14)이 형성되어 있다. 이들 구멍(14)에는, 후술하는 바와 같이 홈(13) 내에 넣어진 톱 포일(10)의 일방 측(10a)을, 홈(13) 내에 고정하기 위해 이용되는 수나사가 삽입된다. 구멍(14)의 내주면에는 암나사부가 형성되어 있다.

또한 베어링 하우징(12)의 내주면에는, 도 2a의 주요부의 분해 사시도인 도 2b에 도시하는 바와 같이, 그 양측 단부(회전축(1)의 축 방향에서의 양측 단부)에 각각 걸어맞춤 볼록부(15)가 서로 대향하여(회전축(1)의 축 방향으로 대향하여) 형성 배치되어 있다. 즉, 한 쌍의 걸어맞춤 볼록부(15)는, 베어링 하우징(12)의 둘레 방향에서의 같은 위치에 배치되어 있다. 걸어맞춤 볼록부(15)는, 걸어맞춤 볼록부(15)가 형성된 베어링 하우징(12)의 내주면에 직교하는 방향으로 돌출되며, 횡단면이 직사각형 형상의 기둥 모양(또는 대(臺) 형상 등)으로 형성되어 있다. 걸어맞춤 볼록부(15)의 높이는 0.1mm~0.3mm 정도, 바람직하게는 0.2mm~0.25mm 정도로 설정되어 있다. 또한 이러한 걸어맞춤 볼록부(15, 15)는, 선반 가공 등에 의해 베어링 하우징(12)을 원통형으로 형성한 후, 예를 들면 방전 가공이나 와이어 컷 방전 가공 등, 또는 이들의 조합에 의해 형성할 수 있다.

걸어맞춤 볼록부(15)는, 본 실시형태에서는 도 2a에 도시하는 바와 같이, 베어링 하우징(12)의 측면을 그 둘레 방향으로 대략 3분할하는 위치에 각각 배치되어 있다. 따라서 걸어맞춤 볼록부(15)가 베어링 하우징(12)의 둘레 방향에서의 3개소에 형성되며, 또한 내주면의 양측 단부에 형성되어 있으므로, 합계 6개의 걸어맞춤 볼록부(15)가 형성되어 있다. 이들 걸어맞춤 볼록부(15)에는, 후술하는 백 포일(11)의 걸어맞춤 노치(16)가 각각 걸어맞춤되어 있다. 또한 본 실시형태에서는, 베어링 하우징(12)의 측면쪽에서 볼 때(도 2a 참조), 걸어맞춤 볼록부(15)가 배치되어 있는 3개소(실제로는 6개소) 중 2개소(실제로는 4개소)의 사이에, 홈(13)이 배치되어 있다.

백 포일(11)은 포일(금속 등의 박판)을 이용하여 형성되며, 톱 포일(10)을 탄성적으로 지지한다. 이러한 백 포일(11)로서는, 예를 들어 범프 포일이나, 일본공개특허 2006-57652호 공보나 일본공개특허 2004-270904호 공보 등에 기재되어 있는 스프링 포일, 일본공개특허 2009-299748호 공보 등에 기재되어 있는 백 포일 등이 이용된다. 본 실시형태에서는 백 포일(11)로서 범프 포일을 이용하고 있다. 단, 상기의 스프링 포일이나 백 포일을 본 발명의 백 포일로서 이용해도 된다.

백 포일(범프 포일)(11)은, 도 2a에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에서는 톱 포일(10)의 둘레 방향(베어링 하우징(12)의 둘레 방향)을 따라서 배치된 3개(복수)의 백 포일편(11a)을 가지고 구성되어 있다. 이들 백 포일편(11a)은 포일(박판)이 파판상으로 성형되며, 또한 측면쪽에서 볼 때 전체적으로 대략 원호 형상이 되도록 성형되어 있다. 3개의 백 포일편(11a)은 모두 같은 형상·치수로 형성되어 있다. 따라서 이들 백 포일편(11a)은 베어링 하우징(12)의 내주면을 둘레 방향으로 대략 3분할하도록 배치되어 있다.

또한 이들 백 포일편(11a)은 홈(13)을 사이에 두는 위치에서는 어느 정도의 간극을 두고 배치되어 있는데, 그 이외의 위치에서는 서로의 단부가 근접하여 배치되어 있다. 이러한 구성에 의해서 3개의 백 포일편(11a)은 전체적으로 대략 원통 형상으로 형성되고, 베어링 하우징(12)의 내주면을 따라서 배치되어 있다.

또한 이와 같이 파판상으로 성형된 백 포일편(11a)은, 도 2a의 주요부를 평탄화하여 모식적으로 나타내는 도 3a에 도시하는 바와 같이, 베어링 하우징(12)의 둘레 방향(도 3a에서의 좌우 방향)을 따라서, 베어링 하우징(12)에 접하는 평탄한 골부(11b)와, 톱 포일(10)에 접하는 만곡된 산부(11c)를 교대로 형성함으로써 구성되어 있다. 이에 의해 백 포일편(11a)은, 특히 톱 포일(10)에 접하는 산부(11c)에 의해 톱 포일(10)을 탄성적으로 지지하고 있다. 또한 래디얼 포일 베어링(3)의 축 방향으로, 산부(11c)나 골부(11b)에 의한 유체의 통로를 형성하고 있다. 골부(11b)는 베어링 하우징(12)의 내주면을 따라서 대략 평탄하게 형성되고, 산부(11c)는 측면쪽에서 볼 때 베어링 하우징(12)의 직경 방향 내측(톱 포일(10) 측)을 향하여 돌출되도록 만곡되어 있다. 또한 도 3a에는 1개의 백 포일편(11a)이 나타나 있다.

또한 각 백 포일편(11a)에는, 도 3a의 A-A선 방향에서 본 도면인 도 3b에 도시하는 바와 같이, 그 둘레 방향에서의 중앙부(베어링 하우징(12)의 둘레 방향을 따른 방향에서의 중앙부)의 양측 단부(회전축(1)의 축 방향에서의 양측 단부, 도 3b의 상하 방향에서의 양측 단부)에, 걸어맞춤 노치(16)가 각각 형성되어 있다. 걸어맞춤 노치(16)는, 도 2b에 도시하는 바와 같이 백 포일편(11a)의 골부(11b)에 형성되어 있다. 보다 상세하게는, 걸어맞춤 노치(16)는, 산부(11c, 11c) 사이에 형성된 평탄부로 이루어지는 골부(11b)가 그 옆쪽 가장자리로부터 내측을 향하여 직사각형 형상으로 잘라내어짐으로써 형성되어 있다.

걸어맞춤 노치(16)는, 베어링 하우징(12)의 걸어맞춤 볼록부(15)에 대응하는 위치, 즉 걸어맞춤 볼록부(15)와 겹치는 위치에 형성되어 있다. 걸어맞춤 노치(16)는, 그 가로세로의 폭이, 걸어맞춤 볼록부(15)에 걸어맞춤되도록 걸어맞춤 볼록부(15)의 가로세로의 폭과 거의 같게 형성되어 있다. 구체적으로는, 베어링 하우징(12)의 둘레 방향을 따르는 가로 폭이 0.2mm~0.4mm 정도, 베어링 하우징(12)의 축 방향을 따르는 세로 폭이 1mm~2mm 정도로 되어 있다.

또한 걸어맞춤 노치(16)의 형성에 대해서는, 버(burr)가 발생하지 않고, 스트레스에 의한 변형도 생기지 않도록, 포일에 대한 에칭 가공이나 방전 가공을 이용하는 것이 바람직하다. 즉, 에칭 가공이나 방전 가공으로 포일에 걸어맞춤 노치(16)을 형성한 후, 산부(11c)나 골부(11b)를 형성하기 위한 프레스 성형을 행하여, 백 포일편(11a)을 형성하는 것이 바람직하다.

이러한 구성 하에서, 베어링 하우징(12)의 걸어맞춤 볼록부(15)에는, 도 2c에 도시하는 바와 같이 백 포일편(11a)의 걸어맞춤 노치(16)가 걸어맞춤되어 있다.

도 2a에 도시하는 바와 같이, 톱 포일(10)은, 3개의 백 포일편(11a)으로 이루어지는 백 포일(11)의 내면을 따라서 원통형으로 감겨 형성되어 있다. 톱 포일(10)은, 일방 측(10a)의 선단부가 베어링 하우징(12)에 형성된 홈(13)에 걸어맞춤되도록 배치되어 있다.

이 톱 포일(10)은, 베어링 둘레 방향을 장변으로 하고, 베어링 축 방향을 단변으로 하는 직사각형 형상의 금속박이 장변의 길이 방향(베어링 둘레 방향)으로 원통형으로 감겨서, 형성되어 있다.

이 톱 포일(10)은, 상기 금속박의 양단이 맞대어지도록 감기지 않고, 일방 측(10a)이 타방 측의 외측과 겹쳐지도록 감겨 있다. 또한 일방 측(10a)은, 이것 이외의 부분에서 형성되는 원통부의 소정 위치에서의 접선 방향으로, 연장 돌출되어 형성되어 있다.

또한 베어링 하우징(12)에 있어서의 홈(13)은, 그 깊이 방향이 톱 포일(10)의 일방 측(10a)이 연장 돌출되는 방향에 일치하도록 형성되어 있다.

따라서 톱 포일(10)은, 그 일방 측(10a)이 연장 돌출된 방향이 홈(13)의 깊이 방향에 일치하도록 배치되어, 그 일방 측(10a)의 선단부가 홈(13)에 걸어맞춤되어 있다. 이에 의해, 톱 포일(10)은, 그 일방 측(10a)이 홈(13)에 걸어맞춤된 상태에서는 홈(13)으로부터의 스트레스를 받지 않아 변형되지 않기 때문에, 변형이 생기지 않는다.

또한 본 실시형태에서는, 홈(13)에 걸어맞춤되어 있는 톱 포일(10)의 일방 측(10a)은, 수나사(17)에 의해 홈(13) 내에 고정되어 있다. 즉, 수나사(17)가 구멍(14)에 나사 결합하여 삽입됨으로써, 일방 측(10a)이 홈(13)의 내벽면에 밀착되어 고정되어 있다. 또한 이와 같이 홈(13)의 내벽면에 밀착되는 것에 의한 일방 측(10a)의 변형은 근소하며, 따라서, 이 변형에 의해 톱 포일(10)에 변형이 생기는 일은 거의 없다.

또한 톱 포일(10)의 일방 측(10a)과, 이와 반대의 타방 측에는, 이들 사이의 중앙부에 비해 두께가 얇은 얇은두께부(18)가 형성되어 있다. 이들 얇은두께부(18)는, 그 외주면(백 포일(11) 측의 면)이 상기 중앙부의 외주면보다 오목한 상태가 되도록, 얇게 되어 형성되어 있다.

얇은두께부(18)를 형성하기 위해서는, 예를 들어 에칭 가공에 의해 톱 포일(10)의 양단부를, 10㎛ 단위로 컨트롤하여 원하는 두께(얇기)로 형성한다. 구체적으로는, 베어링 직경 Ø35mm로 하였을 경우, 톱 포일(10)의 두께를 100㎛로 하면 얇은두께부(18)의 두께는 80㎛정도가 된다. 또한 이러한 에칭 가공에서는, 굽힘 가공 등과 비교하여 톱 포일(10)에 생기는 응력이 매우 작고, 따라서 톱 포일(10)에 변형이 생기는 일도 거의 없다.

또한 얇은두께부(18)의 둘레 방향의 길이는, 예를 들어 홈(13)으로부터, 홈(13)의 옆에 위치하는, 백 포일(11)의 단부의 산 하나까지의 길이에 대응하고 있다.

이와 같이 톱 포일(10)의 양단부에 얇은두께부(18)를 형성함으로써, 이들 양단부(얇은두께부(18))는 탄성 변형되기 쉬워진다. 따라서, 이들 양단부는 베어링 하우징(12)의 내주면을 구성하는 곡면을 따라 구부러진다. 이에 의해, 톱 포일(10)에서는, 그 양단부에서도 회전축(1)을 조여붙이는 힘(국소적인 프리로드)이 거의 발생하지 않는다.

즉, 종래와 같이 톱 포일의 일단부(고정단부)를 점 용접으로 베어링 하우징에 고정한 경우, 그 양단 부근(고정단 측과 자유단 측)이 베어링 하우징의 내주면을 구성하는 곡면을 따르기 어려워, 평면에 가까운 상태가 된다. 그러면, 평면에 가까운 이들 부위에서는 회전축을 조여붙이는 힘(국소적인 프리로드)이 발생할 가능성이 있다. 그 결과, 시동 토크가 높아지거나 운전 중의 발열이 설정 이상으로 높아지거나 하는 등의 문제가 일어나는 경우가 있다. 이에 대해, 본 실시형태의 톱 포일(10)에서는, 그 양단부에 얇은두께부(18)를 형성함으로써, 상기한 바와 같이 회전축(1)을 조여붙이는 힘(국소적인 프리로드)이 거의 발생하지 않는다.

또한 톱 포일(10)의 양단부의 외주면을, 상기 중앙부의 외주면보다 오목한 상태가 되도록 얇게 하여 얇은두께부(18)을 형성하고 있다. 이 때문에, 얇은두께부(18)와 그 외주면 측을 지지하는 백 포일(11)에서의 단부의 하나의 산과의 사이에 간극이 형성된다. 이에 의해, 얇은두께부(18)에서는, 회전축(1)을 조여붙이는 힘(국소적인 프리로드)이 생기는 것이 확실하게 방지된다.

다음으로, 이러한 구성으로 이루어지는 래디얼 포일 베어링(3)의 작용에 대하여 설명한다.

회전축(1)이 정지한 상태에서는, 톱 포일(10)은 백 포일(11)(3개의 백 포일편(11a))에 의해 회전축(1) 측에 바이어스됨으로써 회전축(1)에 밀착되어 있다.

또한 본 실시형태에서는, 톱 포일(10)의 양단부가 얇은두께부(18)로 되어 있으므로, 이들 얇은두께부(18)에서는 회전축(1)을 조여붙이는 힘(국소적인 프리로드)이 거의 생기지 않는다.

회전축(1)을 도 2a 중의 화살표(P) 방향으로 시동시키면, 처음에는 저속으로 회전을 시작하고, 그 후 서서히 가속하여 고속으로 회전한다. 그러면, 도 2a 중의 화살표(Q)로 나타내는 바와 같이, 톱 포일(10)의 일방 측(10a)과 백 포일편(11a)의 일단의 사이부터 주위 유체가 끌어들여져, 톱 포일(10)과 회전축(1)의 사이로 유입된다. 이에 의해, 톱 포일(10)과 회전축(1)의 사이에 유체 윤활막이 형성된다.

이 유체 윤활막의 막압은, 톱 포일(10)에 작용하여, 톱 포일(10)에 접하는 백 포일편(11a)의 개개의 산부(11c)는 직경 방향 외측을 향해 압압된다. 백 포일편(11a)이 톱 포일(10)으로부터 압압됨으로써, 그 산부(11c)가 눌려 확장된다. 이에 의해 백 포일편(11a)은 베어링 하우징(12) 상을 그 둘레 방향으로 움직인다.

즉, 백 포일편(11a)(백 포일(11))은, 톱 포일(10)을 탄성적으로 지지하기 때문에, 톱 포일(10)으로부터 하중을 받았을 때에는 그 둘레 방향으로 변형함으로써, 톱 포일(10)의 휨을 허용하고, 이것을 지지한다.

그러나 도 2c에 도시하는 바와 같이, 백 포일편(11a)의 옆쪽 가장자리부에 마련된 걸어맞춤 노치(16)에, 베어링 하우징(12)의 걸어맞춤 볼록부(15)가 걸어맞춤되어 있다. 이에 의해서 백 포일편(11a)은 전체적으로, 베어링 하우징(12)의 내주면 상에서 둘레 방향으로 이동하는 것이 방지되어 있다. 따라서, 백 포일편(11a)의 개개의 산부(11c)는, 걸어맞춤 볼록부(15)가 걸어맞춤되어 있는 걸어맞춤 노치(16)를 고정점(고정단)으로 하여 둘레 방향으로 변형되는데(움직이는데), 백 포일편(11a)의 중심은 정위치로부터 벗어나지 않는다.

또한 백 포일편(11a)는 둘레 방향으로 변형될(움직일) 때, 베어링 하우징(12)과 톱 포일(10)과의 사이의 마찰의 영향을 받는다. 이 때문에, 백 포일편(11a)의 양단부, 즉 자유단 측에서는 변형되기(움직이기) 쉽지만, 상기 고정점(고정단) 측에서는 변형되기 어렵다.

이 때문에, 자유단 측과 고정단 측에서는, 백 포일편(11a)에 의한 지지 강성에 차이가 생긴다.

그러나 본 실시형태에서는, 걸어맞춤 노치(16)를 백 포일편(11a)의 둘레 방향에서의 중앙부에 형성하여, 걸어맞춤 볼록부(15)에 의한 고정점을 백 포일편(11a)의 둘레 방향에서의 중앙부에 설정하고 있다. 이 때문에, 고정단과 자유단 사이의 거리가 짧게 되어 있어, 지지 강성의 차이를 작게 할 수 있다. 나아가 본 실시형태에서는, 백 포일(11)을 3개의 백 포일편(11a)으로 분할하고 있기 때문에, 백 포일(11)을 1개의 포일로 형성한 경우와 비교하여, 고정단과 자유단 사이의 거리가 짧게 되어 있다. 따라서, 자유단 측과 고정단 측과의 사이의 지지 강성의 차이를 보다 작게 할 수 있다.

또한 회전축(1)이 고속으로 회전하고 있을 때, 한 쌍의 걸어맞춤 볼록부(15)가 축 방향에서의 양측으로부터 백 포일편(11a)을 끼워 넣도록 배치되어 있기 때문에, 걸어맞춤 볼록부(15)는 백 포일편(11a)의 축 방향으로의 움직임도 구속하고 있다. 따라서, 예측할 수 없는 충격 등이 베어링에 작용한 경우라도, 백 포일편(11a)의 베어링 하우징(12)으로부터의 탈락을 방지할 수 있다.

또한 유체 윤활막이 형성되기까지의 과도 상태에서는, 회전축(1)과 톱 포일(10)과의 사이에 고체 마찰이 생기고, 이것이 시동 시의 저항이 된다. 그러나 상기한 바와 같이 톱 포일(10)의 양단부에서 프리로드가 생기지 않게 되어 있다. 또한 주위 유체가 유입하는 측의 톱 포일(10)이 얇은두께부(18)로 되어 있어 유연하게 되어 있으므로, 톱 포일(10)의 단부(얇은두께부(18))와 회전축(1) 사이가 개구되기 쉽게 되어 있다. 이 구성에 의해, 회전축(1)이 시동하면 조기에 유체 윤활막이 형성되고, 회전축(1)은 단시간에 톱 포일(10)에 대해서 비접촉 상태로 회전할 수 있다.

이러한 래디얼 포일 베어링(3)에 있어서는, 베어링 하우징(12)의 내주면의 양측 단부에 각각 마련한 걸어맞춤 볼록부(15)에, 백 포일편(11a)의 양측 단부에 각각 형성한 걸어맞춤 노치(16)를 걸어맞춤시키고 있다. 이 구성에 의해, 백 포일편(11a)을 베어링 하우징(12)에 고정하고 있으므로, 백 포일편(11a)에 대해서 점 용접이나 굽힘 가공을 실시하지 않고, 백 포일편(11a)을 베어링 하우징(12) 내에 수용·고정할 수 있다. 따라서, 점 용접이나 굽힘 가공을 원인으로 하는 백 포일(11)(백 포일편(11a))의 변형의 영향에 의해 톱 포일(10)에 변형이 생기는 것을 방지하여, 톱 포일(10)의 변형을 충분히 줄일 수 있다. 따라서, 베어링의 부하 능력이나 동특성(강성과 감쇠 성능)에 대해서, 설계 그대로의 양호한 성능을 발휘시킬 수 있다.

또한 백 포일(11)에 대해서는, 종래의 점 용접이나 변형을 발생시키는 굽힘 가공을 없앨 수 있기 때문에, 제작의 난이도를 저하시켜, 제조 비용을 저감할 수 있다. 즉, 용접 불량에 의한 조립 불량이나 조립의 불균일을 억제할 수 있으므로, 양품률의 향상에 의한 비용 저감을 도모할 수 있다. 또한 백 포일(11)에 특별한 굽힘 가공이 불필요해지기 때문에, 백 포일(11)을 고정밀도로 프레스 성형하는 것이 가능하게 된다.

또한 걸어맞춤 볼록부(15)가 톱 포일(10)과 접촉하는 것을 방지하기 위해, 백 포일(11)(백 포일편(11a))의 산부(11c)의 높이는 걸어맞춤 볼록부(15)의 높이보다 높게 할 필요가 있다. 그러나 걸어맞춤 볼록부(15)의 높이를 조정함으로써, 백 포일(11)(백 포일편(11a))의 산부(11c)의 높이를 조정하는 일도 가능해진다. 따라서, 백 포일(11)에 대해 원하는 스프링 특성을 얻는 것이 용이하게 된다.

또한 백 포일(11)의 용접을 불필요하게 함으로써, 양품률이나 성능이 용접의 좋고 나쁨에 영향받지 않는다. 이 때문에, 재현성이 높아져 양산성이 우수한 베어링이 되고, 백 포일(11)의 둘레 방향으로의 복수 분할화에도 대응하기 쉬워진다.

또한 백 포일(11)을, 톱 포일(10)의 둘레 방향을 따라서 배치된 3개(복수)의 백 포일편(11a)으로 구성하고, 이들 백 포일편(11a)에 각각 걸어맞춤 노치(16)를 형성하고 있다. 이 때문에, 백 포일편(11a)에서의 고정단과 자유단의 사이의 거리가 짧아지고, 이에 의해 자유단 측과 고정단 측과의 사이의 지지 강성의 차이를 작게 하여, 백 포일(11) 전체적으로 지지 강성의 불균일을 줄일 수 있다. 백 포일(11) 전체적으로 균일한 지지 강성과 슬라이딩 특성을 얻을 수 있기 때문에, 큰 베어링 부하 능력과 높은 베어링 강성 및 감쇠 능력을 얻을 수 있다.

또한 백 포일편(11a)의 걸어맞춤 노치(16)를, 백 포일편(11a)의 둘레 방향에서의 중앙부에 형성하고 있다. 이 때문에, 백 포일편(11a)에서의 고정단과 자유단의 사이의 거리를 보다 짧게 하고, 이에 의해 자유단 측과 고정단 측의 사이의 지지 강성의 차이를 한층 더 작게 하여, 백 포일(11) 전체적으로 지지 강성의 불균일을 보다 줄일 수 있다.

(제2 실시형태)

다음으로, 도 1에 도시한 터보 기계에 적용되는 래디얼 포일 베어링의 제2 실시형태를, 도 4a~도 4c를 참조하여 설명한다. 본 실시형태의 래디얼 포일 베어링(3A)은, 도 2a~도 2c, 도 3a, 도 3b에 도시한 제1 실시형태의 래디얼 포일 베어링(3)과, 래디얼 포일 베어링의 내주면에 마련하는 걸어맞춤 볼록부의 구조의 점에서 차이가 있다.

본 실시형태의 래디얼 포일 베어링(3A)에서는, 그 개략 구성을 나타내는 측면도인 도 4a에 도시하는 바와 같이, 걸림고정 부재(30)에 의해 걸어맞춤 볼록부가 형성되어 있다. 즉, 본 실시형태에서는, 베어링 하우징(12)의 양 측면에 각각, 베어링 하우징(12)의 내주면으로부터 외주면을 향해 연장되는 홈 형상의 걸어맞춤 오목부(31)가 서로 대향하여(회전축(1)의 축 방향으로 대향하여) 형성되어 있다. 즉, 한 쌍의 걸어맞춤 오목부(31)는, 베어링 하우징(12)의 둘레 방향으로 같은 위치에 배치되어 있다. 걸어맞춤 오목부(31)는, 본 실시형태에서는 베어링 하우징(12)의 측면을 그 둘레 방향으로 대략 3분할하는 위치에, 각각 배치되어 있다. 이들 걸어맞춤 오목부(31)에는, 걸림고정 부재(30)가 걸림고정되어 있다. 또한 본 실시형태에서는, 베어링 하우징(12)의 측면쪽에서 볼 때(도 4a 참조)서, 걸어맞춤 오목부(31)가 배치되어 있는 3개소(실제로는 6개소) 중 2개소(실제로는 4개소)의 사이에 홈(13)이 배치되어 있다.

또한 베어링 하우징(12)의 내주면에는, 도 4a의 주요부의 분해 사시도인 도 4b에 도시하는 바와 같이, 서로 축 방향으로 대향하는 한 쌍의 걸어맞춤 오목부(31) 사이에, 한 쌍의 걸어맞춤 오목부(31)에 각각 연통하는 걸어맞춤 홈(32)이 형성되어 있다. 걸어맞춤 홈(32)의, 베어링 하우징(12)의 외주면측을 향하는 깊이는, 걸어맞춤 오목부(31)의 깊이(본 실시형태에서는 베어링 하우징(12)의 두께와 동일함)보다 얕다. 이에 의해, 본 실시형태에서는, 걸어맞춤 오목부(31)와 걸어맞춤 홈(32)의 사이에 단차(도 4b 참조)가 형성되어 있다.

이들 한 쌍의 걸어맞춤 오목부(31) 및 걸어맞춤 홈(32)에는, 걸림고정 부재(30)가 걸림고정되어 있다. 걸림고정 부재(30)는, 한 쌍의 걸어맞춤 오목부(31)에 걸어맞춤하는 한 쌍의 걸어맞춤 아암(33)과, 이들 한 쌍의 걸어맞춤 아암(33)을 연결하는 연결부(34)를 가지며, 전체적으로 'H'자 형상으로 형성되어 있다. 연결부(34)는, 도 4a의 B-B선 단면도인 도 4c에 도시하는 바와 같이, 걸어맞춤 홈(32)에 걸어맞춤되어 걸어맞춤 홈(32) 내에 수용되어 있다. 연결부(34)는, 걸어맞춤 홈(32)의 외측으로 돌출되지 않도록 형성되어 있다. 구체적으로는, 걸어맞춤 홈(32)의 깊이가 1mm~2mm 정도로 되어 있으며, 따라서 연결부(34)의 높이도 1mm~2mm 정도로 되어 있다.

한 쌍의 걸어맞춤 아암(33)은, 연결부(34)의 양단부로부터 상하 방향(베어링 하우징(12)의 직경 방향)으로 연장되어 형성되어 있다. 이에 의해 상기한 바와 같이 걸림고정 부재(30)가 'H'자 형상으로 형성되어 있다. 이들 걸어맞춤 아암(33)의 상측(직경 방향 내측, 회전축(1) 측)으로 연장된 부분, 즉 걸어맞춤 오목부(31)에 걸어맞춤되는 측과 반대측의 일부는, 베어링 하우징(12)의 내주면보다 돌출되어 마련되어 있다. 이에 의해, 걸어맞춤 아암(33)의 상측으로 연장된 일부가, 본 발명에서의 걸어맞춤 볼록부(15)를 구성하고 있다.

따라서, 걸어맞춤 아암(33)의 상측으로 연장된 부분에, 백 포일편(11a)의 걸어맞춤 노치(16)가 걸어맞춤되고, 그 상태로 베어링 하우징(12)의 내주면 상에 3개의 백 포일편(11a)이 배치되어 있다. 이와 같이 백 포일편(11a)이 베어링 하우징(12)의 내주면 상에 배치됨으로써, 특히 연결부(34)가 백 포일편(11a)에 눌려져, 걸림고정 부재(30)의 베어링 하우징(12)으로부터의 탈락이 방지되어 있다.

또한 걸어맞춤 아암(33)의 하측(직경 방향 외측)으로 연장된 부분은, 상술한 걸어맞춤 오목부(31)와 걸어맞춤 홈(32)의 사이의 단차에 걸림고정되어 있다. 이에 의해, 걸림고정 부재(30)의, 베어링 하우징(12)에 대한 축 방향으로의 이동이 규제되어 있다.

또한 걸림고정 부재(30)의 걸어맞춤 아암(33)이나 연결부(34)는, 도 4b에 도시한 바와 같이 사각기둥 형상이어도 되고, 또한 원기둥 형상(원형 봉 형상)이어도 된다. 걸어맞춤 아암(33)이나 연결부(34)의 굵기는 0.3~0.5mm 정도로 되어 있다. 이러한 걸림고정 부재(30)는, 예를 들면 두께가 0.5mm 미만의 스테인리스 등으로 이루어지는 금속박을 'H'자 형상으로 에칭 가공함으로써, 형성할 수 있다.

또한 걸어맞춤 오목부(31)나 걸어맞춤 홈(32)은, 그 폭 치수에 따라서도 달라지는데, 와이어 컷 방전 가공이나 엔드 밀에 의한 절삭 가공 등을 이용하여 형성할 수 있다. 걸림고정 부재(30)를 베어링 하우징(12)의 내주면 측으로부터 걸어맞춤 오목부(31) 및 걸어맞춤 홈(32)에 끼워넣어 걸림고정시킴으로써, 걸어맞춤 볼록부(15)를 용이하게 형성할 수 있다.

본 실시형태의 래디얼 포일 베어링(3A)에 있어서도, 걸림고정 부재(30)에 의해 형성한 걸어맞춤 볼록부(15)에 백 포일편(11a)의 걸어맞춤 노치(16)를 걸어맞춤함으로써, 백 포일편(11a)을 베어링 하우징(12)에 고정하고 있다. 이 때문에, 백 포일편(11a)에 대하여 점 용접이나 굽힘 가공을 실시하지 않고, 백 포일편(11a)을 베어링 하우징(12) 내에 수용·고정할 수 있다. 따라서, 점 용접이나 굽힘 가공을 원인으로 하는 백 포일(11)(백 포일편(11a))의 변형의 영향에 의해 톱 포일(10)에 변형이 생기는 것을 방지할 수 있어, 톱 포일(10)의 변형을 충분히 줄일 수 있다. 따라서, 베어링의 부하 능력이나 동특성(강성과 감쇠 성능)에 대해서, 설계 그대로의 양호한 성능을 발휘시킬 수 있다.

또한 걸림고정 부재(30)에 의해 걸어맞춤 볼록부(15)를 형성하고 있기 때문에, 비교적 간이한 가공과 조립으로 베어링 하우징(12)에 걸어맞춤 볼록부(15)를 형성할 수 있다.

또한 본 발명은 상기 실시형태로 한정되지 않으며, 첨부의 클레임의 범위에 의해서만 한정된다. 상술한 실시형태에서 나타낸 각 구성 부재의 제 형상이나 조합 등은 일례이며, 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서, 구성의 부가, 생략, 치환 및 기타 변경이 가능하다.

예를 들면, 상기 실시형태에서는 백 포일(11)을 3개의 백 포일편(11a)에 의해 구성하였는데, 백 포일(11)을, 1매의 금속박을 대략 원통형으로 성형하여 구성해도 된다. 또한 복수의 백 포일편(11a)으로 백 포일(11)을 구성하는 경우에는, 2개 또는 4개 이상의 백 포일편(11a)으로 백 포일(11)을 구성해도 된다.

백 포일(11)을, 1매의 금속박을 이용하여 구성한 경우에는, 그 금속박의 둘레 방향에서의 중앙부에 걸어맞춤 노치(16)를 형성해도 된다.

또한 상기 실시형태에서는, 백 포일편(11a)의 둘레 방향에서의 중앙부에 걸어맞춤 노치(16)를 형성하고, 걸어맞춤 노치(16)에 걸림고정 볼록부(15)를 걸림고정시킴으로써, 걸어맞춤 노치(16)의 형성 개소를 백 포일편(11a)의 고정단(고정점)으로 하였다. 그러나 걸어맞춤 노치(16)를 종래와 같이 백 포일편(11a)의 단부(둘레 방향에서의 단부)에 형성해도 된다. 마찬가지로 백 포일(11)을 1매의 금속박으로 구성한 경우에도, 걸어맞춤 노치(16)를 백 포일(11)의 단부에 형성해도 된다.

또한 상기 실시형태에서는, 걸어맞춤 볼록부(15)를 베어링 하우징(12)의 내주면의 최측단(最側端)에, 즉 베어링 하우징(12)의 측면과 동일한 면 상에 위치하도록 하여 걸어맞춤 볼록부(15)를 형성하고 있다. 그러나 본 발명은 이것으로 한정되지 않으며, 내주면의 최측단 보다 약간 내측(축 방향으로의 내측)이어도, 본 발명에서의 내주면의 양측 단부의 범위 내로 할 수 있다.

구체적으로는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 백 포일(11)(백 포일편(11a)) 및 톱 포일(10)의 축 방향의 길이(L1)를, 베어링 하우징(12)의 축 방향의 길이(L2)보다 짧게 하였을 경우에, 백 포일(11)의 길이에 대응시켜서, 걸어맞춤 볼록부(15)를 베어링 하우징(12)의 내주면의 최측단 보다 약간 내측에 형성해도 된다.

즉, 설계적으로 필요로 하는 백 포일(11)(백 포일편(11a)) 및 톱 포일(10)의 축 방향의 길이(L1)에 대응시켜서, 걸어맞춤 볼록부(15)의 외측면(15a)이 베어링 하우징(12)의 측면보다 내측이 되도록, 걸어맞춤 볼록부(15)의 위치를 결정해도 된다. 또한 걸어맞춤 볼록부(15)의 형성 위치에 대해서는, 베어링 하우징(12)의 내주면 상에 있어서, 축 방향으로 좌우 대칭이 아니라, 비대칭으로 되어 있어도 된다.

또한 도 5에 도시한 바와 같이 걸어맞춤 볼록부(15)를 베어링 하우징(12)의 내주면의 최측단 보다 약간 내측에 형성하는 경우에도, 이 걸어맞춤 볼록부(15)를 제2 실시형태에서 나타낸 바와 같은 걸림고정 부재로 형성해도 된다.

또한 제2 실시형태에 있어서는, 걸어맞춤 오목부(31)를 베어링 하우징(12)의 내주면으로부터 외주면까지 잘라내어 홈 형상으로 형성하였다. 한편, 걸어맞춤 오목부가 베어링 하우징(12)의 내주면으로부터 외주면을 향하여 연장되어 있으면, 외주면에 도달하게 하지 않고, 그 직전까지의 베어링 하우징(12)의 일부를 잘라냄으로써, 걸어맞춤 오목부를 형성하고 있어도 된다. 나아가 걸어맞춤 오목부의 폭(둘레 방향으로의 폭)에 대해서는, 가공이 어려운 경우 등에서는 걸어맞춤 홈(32)의 폭보다 넓게 되어 있어도 된다. 이 경우에는, 걸림고정 부재(30)의 걸어맞춤 아암(33)은 걸어맞춤 오목부에 큰 클리어런스를 가지고 걸어맞춤되어 있어도 된다.

나아가 걸어맞춤 볼록부의 형성에 대해서는, 제2 실시형태에 나타낸 바와 같이 'H'자 형상의 걸림고정 부재를 이용하지 않고, 단순히 베어링의 직경 방향으로 연장되는 봉 형상(기둥 형상)의 걸어맞춤 아암을, 걸어맞춤 오목부(31)에 걸어맞춤·고정함으로써 형성해도 된다. 이 경우에, 걸어맞춤 오목부(31)으로의 걸어맞춤 아암의 고정에 대해서는, 압입(억지 끼워맞춤)이나, 나사 고정, 내열성이 높은 접착제에 의한 접착 등으로 행할 수 있다.

또한 상기 실시형태에서는, 톱 포일(10)에 대해서도 이것을 용접으로 고정하지 않고, 그 일방 측(10a)을 베어링 하우징(12)에 형성한 홈(13)에 걸어맞춤시킴으로써, 베어링 하우징(12) 내에 수용·고정하도록 하였다. 그러나 톱 포일(10)의 고정에 대해서는, 용접을 포함하여 임의로 행할 수 있다.

본 발명은, 회전축을 둘러싸서 이 회전축을 지지하는 래디얼 포일 베어링에 이용할 수 있다.

1…회전축
3, 3A…래디얼 포일 베어링
10…톱 포일
11…백 포일
11a…백 포일편
11b…골부
11c…산부
12…베어링 하우징
15…걸어맞춤 볼록부
16…걸어맞춤 노치
30…걸림고정 부재
31…걸어맞춤 오목부
32…걸어맞춤 홈
33…걸어맞춤 아암
34…연결부

Claims (7)

1. 회전축을 둘러싸서 이 회전축을 지지하는 래디얼 포일 베어링으로서,
   상기 회전축에 대향하여 배치되는 원통형의 톱 포일과, 상기 톱 포일의 직경 방향 외측에 배치되는 백 포일과, 상기 톱 포일 및 상기 백 포일을 수용하는 원통형의 베어링 하우징을 구비하며,
   상기 베어링 하우징의 내주면의 양측 단부에는, 각각, 걸어맞춤 볼록부가 마련되고,
   상기 백 포일의 양측 단부에는, 각각, 상기 걸어맞춤 볼록부에 걸어맞춤되는 걸어맞춤 노치가 형성되어 있는 래디얼 포일 베어링.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 베어링 하우징의 양 측면에는, 각각, 이 베어링 하우징의 내주면으로부터 외주면을 향하여 연장되는 걸어맞춤 오목부가 서로 대향하여 형성되고,
   상기 베어링 하우징의 내주면에는, 서로 대향하는 상기 걸어맞춤 오목부 사이에, 그 걸어맞춤 오목부에 연통하며, 상기 베어링 하우징의 외주면 측을 향하는 깊이가 상기 걸어맞춤 오목부보다 얕은 걸어맞춤 홈이 형성되고,
   상기 걸어맞춤 오목부 및 상기 걸어맞춤 홈에는, 걸림고정 부재가 걸림고정되고,
   상기 걸림고정 부재는, 상기 걸어맞춤 오목부에 걸어맞춤되는 한 쌍의 걸어맞춤 아암과, 상기 걸어맞춤 홈에 걸어맞춤됨과 아울러 상기 한 쌍의 걸어맞춤 아암을 연결하는 연결부를 가지며,
   상기 한 쌍의 걸어맞춤 아암의, 상기 걸어맞춤 오목부에 걸어맞춤되는 측과 반대측의 일부가, 상기 베어링 하우징의 내주면보다 돌출되어 마련되고,
   상기 걸어맞춤 아암의 일부에 의해 상기 걸어맞춤 볼록부가 구성되어 있는 래디얼 포일 베어링.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 걸어맞춤 노치는, 상기 백 포일의 둘레 방향에서의 중앙부에 형성되어 있는 래디얼 포일 베어링.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 백 포일은, 상기 톱 포일의 둘레 방향을 따라서 배치된 복수의 백 포일편을 가지고 구성되며,
   상기 백 포일편에는, 각각 상기 걸어맞춤 노치가 형성되어 있는 래디얼 포일 베어링.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 걸어맞춤 노치는, 상기 백 포일편의 둘레 방향에서의 중앙부에 형성되어 있는 래디얼 포일 베어링.
6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 백 포일은, 상기 베어링 하우징의 둘레 방향을 따라서, 그 베어링 하우징과 접하는 골부와, 상기 톱 포일에 접하는 산부를 교대로 형성한 파판상(派板狀)으로 형성되고,
   상기 걸어맞춤 노치는, 상기 골부에 형성되어 있는 래디얼 포일 베어링.
7. 청구항 4에 있어서,
   상기 백 포일편은, 상기 베어링 하우징의 둘레 방향을 따라서, 그 베어링 하우징과 접하는 골부와, 상기 톱 포일에 접하는 산부를 교대로 형성한 파판상으로 형성되고,
   상기 걸어맞춤 노치는, 상기 골부에 형성되어 있는 래디얼 포일 베어링.

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