KR20190057833A - 에어 포일 저널 베어링 - Google Patents

Abstract

에어 포일 저널 베어링이 개시된다. 본 발명은 로터가 배치되는 중공이 형성된 베어링 하우징 및 상기 중공의 내측에 형성된 한 쌍의 탑포일을 포함하고, 상기 한 쌍의 탑포일은 서로 다른 길이로 구성되어 길이가 축소되므로 조립성이 향상되고, 탑포일이 삽입되는 슬롯의 위치조절을 통하여 고속 회전시 안정성을 높일 수 있는 에어 포일 저널 베어링을 제공한다.

Description

에어 포일 저널 베어링{AIR FOIL JOURNAL BEARING}

본 발명은 에어 포일 저널 베어링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서로 다른 길이로 구성된 한 쌍의 탑포일이 구비되어 고속 회전시 안정성을 높일 수 있는 에어 포일 저널 베어링에 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.

도 1은 종래의 에어 포일 저널 베어링 및 로터의 회전 시 공기의 압력 분포를 나타낸 단면도이다.

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

도 2는 도 1에서 로터의 회전 시 베어링 하우징의 위치(각도)에 따른 탑포일과 로터와의 간격(h) 및 공기의 압력 분포(p)를 나타낸 그래프이다.

도 2와 같이, 상기 로터(40)가 회전되면 탑포일(30)과 로터(40) 사이에 존재하는 공기에 의해 도시된 바와 같이 압력이 형성되어 로터(40)가 탑포일(30)에서 이격된 상태로 회전하게 된다. 즉, 로터(40)가 정지되어 있을 때에는 로터(40)의 자중에 의해 탑포일(30)에 로터(40)의 하측이 지지된 형태로 배치되어 있다가, 로터(40)가 회전되면 로터(40)가 탑포일(30)에서 떠있는 상태로 회전한다. 이때, 로터(40)의 회전중심은 베어링 하우징(10)의 중심과 일치하지 않으며, 로터(40)의 회전중심은 베어링 하우징(10)의 회전중심에서 일측으로 치우쳐 편심된 형태로 로터(40)가 회전하게 된다. 보다 상세하게는 로터(40)의 회전중심은 베어링 하우징(10)의 중심보다 아래쪽에 위치하며, 로터(40)가 반시계방향으로 회전하는 경우 우측으로 치우쳐 회전중심이 형성된다.

이와 같이 로터(40)의 회전중심이 베어링 하우징(10)의 중심에 일치되지 않고 편심된 상태로 로터(40)가 회전됨에 따라, 공기 압축기에 사용되는 경우 로터(40)의 일측에 결합되어 함께 회전되는 임펠러의 회전 정밀도가 저하되어 공기 압축기의 효율이나 성능을 저하시킬 수 있는 문제점이 있다.

도 3은 (비특허문헌 001)에 의한 3개의 포일이 적용되는 베어링 하우징 및 포일과 로터와의 간격을 나타낸 사이도와 그래프이다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서, 도 3과 같이, 베어링을 구성하는 포일(탑포일 또는 범프포일) 개수를 늘려 내부 유동에 의해 발생하는 압력을 상승 시키고 3개의 패드의 각기 다른 움직임을 통해 증가된 강성 및 감쇠효과를 기대할 수 있어 하나의 포일보다는 세 개의 포일을 사용하는 기술이다.

즉 베어링 하우징에 120도의 등 간격으로 3개의 슬롯을 형성하고, 이러한 슬롯에 포일을 삽입하며, 프리로드 (mechanical preload)를 부여함으로써 로터의 고속 안정성을 향상하였다. 또한, 이러한 기술은 프리로드를 갖는 가스 포일 베어링이 무급유 터보차져(oil-free turbocharger)의 고속 안정성을 향상할 뿐 아니라, 유막 간극(clearance)을 줄인 베어링에 비해 마찰 손실이 작음을 보여주고 있었다.

그러나 이러한 기술은 3개의 패드의 독립적인 운동을 통해 강성 및 감쇠효과 증대 그리고 접합부의 내부유동 형상을 통해 발생압력을 상승시킬 수 있으나, 세 개의 포일을 사용해야 하므로, 베어링의 구성품이 필요 이상으로 많아지면 조립 공차 검수가 어렵고 양산화 하기가 어렵다.

또한 도 1의 종래 예에서 한 개의 포일을 베어링 조립 시 작업자의 실수로 범프가 돌출된 상태로 조립이 되면, 로터의 구동 안전성이 떨어지게 되며, 심하게는 반대편 임펠러의 일측 면을 파고들어 임펠러의 마모를 일으킬 수 있는 문제점이 있다. 또한 이러한 불안전한 거동으로 인해 베어링의 편 마찰이 발생하여, 내구성이 떨어지게 된다.

또한 이러한 한 개의 포일을 작용한 베어링에서 국내 등록특허 제10-0749828호에 개시된 기술과 같이, 스톱퍼를 사용하여 저널 베어링의 전/후 방향의 움직임을 고정할 수 있고, 탑포일과 베어링 하우징 사이의 공기 틈새를 막아 씰 역할을 수행할 수 있지만, 범프의 마찰에 의해 발생하는 열이 빠져나갈 수 없어 냉각에 불리하고, 또한 범프는 축의 진동에 의해서 변형이 되므로 스톱퍼의 내경과 축의 외경 공차 관리가 어려워 양산화 하기가 어려운 문제가 있었다.

국내 등록특허 제10-0749828호

[J. S. Lee. and T. H. Kim., ', Analysis of Three-Pad Gas Foil Journal Bearing for Increasing Mechanical Preloads,' J. Korean Soc. Tribol. Lubr. Eng. Vol. 30, No. 1, February 2014, pp. 1~8]

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 로터가 배치되는 중공이 형성된 베어링 하우징 및 상기 중공의 내측에 형성된 한 쌍의 탑포일을 포함하고, 상기 한 쌍의 탑포일은 서로 다른 길이로 구성되어 길이가 축소되므로 조립성이 향상되고, 탑포일이 삽입되는 슬롯의 위치조절을 통하여 고속 회전시 안정성을 높일 수 있는 에어 포일 저널 베어링을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 로터(400)가 배치되는 베어링 하우징(100)의 중공(110) 내측에 형성된 한 쌍의 탑포일(300)을 포함하고, 상기 한 쌍의 탑포일(300)은 서로 다른 길이로 구성되는 것을 특징으로 하는 에어 포일 저널 베어링을 제공한다.

또한 상기 한 쌍의 탑포일은 제1 탑포일과 상기 제1 탑포일보다 길이가 짧은 제2 탑포일로 이루어지고,

상기 베어링 하우징은 상기 탑포일의 단부가 삽입되는 한 쌍의 슬롯이 형성될 수 있다.

또한 상기 한 쌍의 슬롯은 제1 슬롯과 제2 슬롯으로 이루어지고, 상기 제1, 2 탑포일의 단부에는 상기 제1, 2 슬롯에 각각 삽입되는 절곡부가 형성될 수 있다.

또한 상기 제1 슬롯은 상기 베어링 하우징에서 상기 로터의 하중에 반대방향에 형성되고, 상기 제2 슬롯은 상기 베어링 하우징에서 하중의 방향 및 로터의 회전에 반대방향으로 형성되되, 상기 베어링 하우징의 중심에서 하측 방향의 라인과, 베어링 하우징의 중심에서 제2 슬롯의 라인에 형성되는 사이각(B)은 예각으로 형성될 수 있다.

또한 상기 사이각(B)은, 30도 내지 35도로 형성될 수 있다.

또한 상기 제2 슬롯의 근방에서, 상기 로터에 대한 공기의 상향 압력이 형성되는 기능을 갖을 수 있다.

또한 상기 제2 슬롯에 삽입된 제2 탑포일의 상측에 겹치도록 결합될 수 있다.

또한 상기 중공의 내측 및 상기 탑포일의 외측에 형성된 한 쌍의 범프포일을 더 포함할 수 있다.

또한 상기 범프포일은, 두께가 얇은 판형으로 다수개의 탄성범프들이 형성될 수 있다.

또한 상기 범프포일은, 로우어 범프포일과 업퍼 범프포일이 겹쳐서 구성될 수 있다.

상기에서 설명한 본 발명의 에어 포일 저널 베어링에 의하면, 종래의 하나의 탑포일을 사용하였던 베어링과 달리, 본 발명은 한 쌍의 탑포일을 사용하므로, 탑포일을 둥근 형상으로 말아 베어링 하우징의 제1, 2 슬롯에 삽입할 때 길이가 축소되어 조립성이 향상되므로, 상기 탑포일이 전후방으로 돌출하며 임펠러 러빙으로 인해 발생하던 마모 현상을 해결할 수 있는 효과가 있다.

또한 범프포일과 탑포일을 한 쌍으로 비대칭 구조로 나누어 조립을 통해 종래의 미드 포일의 역할을 대체할 수 있으므로, 조립 구성품의 수를 줄여 그로부터 발생하는 조립 공차를 예방하고, 아울러 포일의 길이가 축소되므로, 축 방향 돌출 문제를 억제함으로써 구동 중 안정성 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.

또한 회전하는 로터에서 압력장이 시작되는 부위에서 로터에 대한 공기의 상향 압력이 형성되어 고속 회전시 안정성을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 에어 포일 저널 베어링 및 로터의 회전 시 공기의 압력 분포를 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1에서 로터의 회전 시 베어링 하우징의 위치(각도)에 따른 탑포일과 로터와의 간격(h) 및 공기의 압력 분포(p)를 나타낸 그래프이다.
도 3은 (비특허문헌 001)에 의한 3개의 포일이 적용되는 베어링 하우징 및 포일과 로터와의 간격을 나타낸 사이도와 그래프이다.
도 4는 본 발명에 의한 에어 포일 저널 베어링을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 에어 포일 저널 베어링에 적용되는 탑포일을 도시한 사시도로써, 도 5 (a)는 종래에 베어링에 적용되는 탑포일을, 도 5 (b)는 본 발명에 적용되는 한 쌍의 탑포일(300)을 나타낸다.
도 6은 본 발명에 의한 에어 포일 저널 베어링과, 로터의 회전 시 로터에 작용하는 공기의 압력 분포를 나타낸 단면도이다.
도 7은 도 6에서 제2 슬롯(122)을 포함한 A부분을 확대한 사시도이다.
도 8은 도 7에서 로터의 회전 시 베어링 베어링 하우징의 각도에 따른 탑포일을 나태낸 사시도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 4는 본 발명에 의한 에어 포일 저널 베어링을 도시한 단면도이다.

도 4와 같이, 도시된 바와 같이 본 발명의 에어 포일 저널 베어링은 로터가 배치되는 중공(110)이 형성되며, 폭방향 양측이 개방되게 형성되는 베어링 하우징(100); 상기 베어링 하우징(100)의 내측에 구비되어 원주방향을 따라 형성되며, 일측이 베어링 하우징(100)에 결합되어 고정되며, 서로 길이가 다른 한 쌍으로 구성되는 범프포일(200); 및 상기 범프포일(200)의 내측에 구비되어 원주방향을 따라 형성되며, 일측이 베어링 하우징(100)에 결합되어 고정되며, 서로 길이가 다른 한 쌍으로 구성되는 탑포일(300)을 포함하여 이루어진다.

베어링 하우징(100)의 중공 내측에 범프포일(200) 및 탑포일(300)은 말린 형태로 배치되며, 범프포일(200)의 내측에 탑포일(300)이 배치될 수 있다. 그리고 탑포일(300)의 내측에는 로터(400)가 관통하도록 삽입되어 배치될 수 있다. 이때, 로터(400)는 회전축 부분이 탑포일(300)의 내측에 배치될 수 있다.

또한, 범프포일(200)은 베어링 하우징(100)의 중공(110) 내주면에 밀착되어 원주방향을 따라 배치된다. 이 경우 범프포일(200)은 두께가 얇은 판형으로 로우어 범프포일(202)과 업퍼 범프포일(203)로 구성될 수 있다. 또한 상기 범프포일(200)은 내측으로 볼록하게 돌출된 다수개의 탄성범프(201)들이 형성될 수 있다. 탑포일(300)도 마찬가지로 두께가 얇은 평판으로 형성되어 탄성범프(201)에 밀착된다.

베어링 하우징(100)에는 한 쌍의 슬롯(120)이 절개되어 형성될 수 있다. 즉 슬롯(120)은 중공(110)에 연통되며, 베어링 하우징(100)의 폭방향으로 절개되어 형성될 수 있다. 이 경우 범프포일(200)은 원주방향 단부가 반경방향 외측으로 절곡된 절곡부(210)가 형성되어, 절곡부(210)가 슬롯(120)에 삽입되어 배치될 수 있도록 형성될 수 있다. 또한, 탑포일(300)도 마찬가지로 원주방향 단부가 반경방향 외측으로 절곡된 절곡부(310)가 형성되어, 탑포일(300)의 절곡부(310)가 슬롯(120)에 삽입되어 배치될 수 있도록 형성될 수 있다. 그리하여 범프포일(200)의 절곡부(210)와 탑포일(300)의 절곡부(310)가 베어링 하우징(100)의 슬롯(120)에 삽입되어 결합됨으로써 범프포일(200) 및 탑포일(300)이 베어링 하우징(100)에 고정될 수 있다. 또는 범프포일(200) 및 탑포일(300)은 베어링 하우징(100)에 용접에 의해 결합되어 고정될 수도 있으며, 이외에도 다양한 방식으로 결합되어 고정될 수 있다. 또한 상기 절곡부(310)의 각도는 탑포일(300)에서 90도 이상의 둔각으로 형성될 수 있다. 여기서, 절곡부(310)는 키(key)의 역할을 하며, 탑포일(300)을 슬롯(120)에 고정시키는 기능을 갖는다.

도 5는 본 발명의 에어 포일 저널 베어링에 적용되는 탑포일(300)을 도시한 사시도로써, 도 5 (a)는 종래에 베어링에 적용되는 탑포일을, 도 5 (b)는 본 발명에 적용되는 한 쌍의 탑포일(300)을 나타낸다.

도 5 (a)와 같이, 종래의 베어링에 적용되는 탑포일은 하나로 구성되거나, 또는 배경기술에서 기재하였듯이, 세 개로 구분된다. 그러나 본 발명은 도 5 (b)와 같이, 탑포일(300)이 서로 다른 길이를 갖는 한 쌍의 포일로 구성되며, 자세하게는 탑포일(300)은 길이가 상대적으로 긴 제1 탑포일(320)과 길이가 상대적으로 짧은 제2 탑포일(330)으로 구비된다.

이 경우 상기 제1 탑포일(320)과, 제2 탑포일(330)은 일측 단부가 베어링 하우징(100)에 형성된 한 쌍의 슬롯(120)에 각각 삽입되어 고정되는 절곡부(321, 331)가 마련된다.

도 6은 본 발명에 의한 에어 포일 저널 베어링과, 로터의 회전 시 로터에 작용하는 공기의 압력 분포를 나타낸 단면도이다.

도 6과 같이, 베어링 하우징(100)의 내부에 로터(400)가 시계방향으로 회전하면 로터(400)에 가해지는 압력장(500)이 형성되는데, 이러한 압력장(500)이 시작되는 부분은, 세로로 하중이 작용하는 방향과 로터(400)의 회전 반대 방향으로 형성된다. 즉 도 6에서 베어링 하우징(100)의 5시 방향에 형성된다.

이 경우 본 발명의 실시예로써, 상기 베어링 하우징(100)은 하중의 반대 방향인 도 6의 방향으로 12시 방향에 제1 슬롯(121)이 형성되고, 상술한 바와 같이 압력장(500)이 시작되는 지점인 5시 방향에 제2 슬롯(122)이 형성된다.

따라서 상기 제1, 2 슬롯(121, 122)이 베어링 하우징(100)에 서로 다른 위치에 형성됨에 따라 한 쌍으로 구비되어 제1, 2 슬롯(121, 122)에 삽입되는 탑포일(300)은 서로 다른 길이를 갖게 되는 것이다.

즉 종래의 하나의 탑포일을 사용하였던 베어링과 달리, 본 발명은 한 쌍의 탑포일(300)을 사용하므로, 둥근 형상으로 말아 베어링 하우징(100)의 제1, 2 슬롯(121, 122)에 삽입할 때 길이가 축소되어 조립성이 향상되므로, 상기 탑포일(300)이 전후방으로 돌출하며 임펠러 러빙으로 인해 발생하던 마모 현상을 해결할 수 있는 효과가 있다.

이 경우 베어링 하우징(100)의 중심에서 하측 방향의 라인과, 베어링 하우징(100)의 중심에서 제2 슬롯(122)의 라인에 형성되는 사이각(B)은 상기 로터(400)의 회전속도 재질에 따라 다양하게 형성될 수 있다. 이 경우 상기 사이각(B)은 예각으로 형성된다.

바람직하게는 상기 사이각(B)는 로터(400)의 고속 회전속도를 감안하고, 대략 통상적인 에어 포일 저널 베어링의 회전속도인 10,000 rpm 내지 200,000 rpm의 범위에서 30도 내지 35도로 형성된다.

도 7은 도 6에서 제2 슬롯(122)을 포함한 A부분을 확대한 사시도이고, 도 8은 도 7에서 로터(400)의 회전 시 베어링 베어링 하우징(100)의 각도에 따른 탑포일(300)을 나태낸 사시도이다. 한편, 도 7 및 도 8은 발명의 이해를 돕기 위해 범프포일(200)이 도시되지 않음을 유의해야 한다.

도 7 및 도 8과 같이, 베어링 하우징(100)의 5시 방향의 근방에 형성된 제2 슬롯(122)에는 제2 탑포일(330)의 절곡부(310)가 삽입되고, 상기 제2 슬롯(122)의 위치에 제2 탑포일(330)의 상측에 제1 탑포일(320)의 단부가 겹치도록 결합된다. 이 경우 제1 탑포일(320)과 제2 탑포일(330)의 결합은 용접 등으로 용접면과 같은 결합면(340)이 형성된다.

이에 따라 시계 방향으로 회전하는 로터(400)에서 압력장(500)이 시작되는 제2 슬롯(122) 부위에 공기의 흐름이 제1 탑포일(320)의 단부에서 상향(도 8 방향)되어 로터(400)의 고속 회전시 안정성을 높일 수 있게 되는 것이다.

상기 제2 슬롯(122)이 베어링 하우징(100)의 5시 방향에 형성되었다 함은 상측을 0시 방향이라고 하였을 때 시계방향으로 5시 방향을 의미한다. 또한 다른 용어를 사용하여 상측을 0도라고 하였을 때 하측이 180도로 표현할 수 있다. 즉 상기 한 쌍의 슬롯(120)은 서로 160도와 200도로 이격되어 베어링 하우징(100)에 형성될 수 있다.

또는 시계 방향으로 회전하는 로터(400)에서 압력장(500)이 시작되는 부위에서 로터(400)에 대한 공기의 상향 압력이 형성될 수 있도록 제1 탑포일(320)의 단부를 제2 탑포일(330)에 결합하는 방식이 아닌, 제1 탑포일(320) 또는 제2 탑포일(330)의 절곡하는 등 그 형상을 변형하여 그 로터(400)에 대한 공기의 상향 압력이 형성될 수 있는 기능을 가질 수도 있다.

이와 같이 본 발명의 하우징 구조가 개선된 에어 포일 저널 베어링은, 베어링 하우징의 구조를 개선함으로써 로터의 회전 시 베어링 하우징의 중심에 로터의 회전 중심이 일치된 상태로 회전되도록 할 수 있어, 공기 압축기에 사용되는 경우 로터의 일측에 결합되어 함께 회전되는 임펠러의 회전 정밀도가 향상되어 공기 압축기의 효율 및 성능이 향상될 수 있는 장점이 있다.

특히 본 발명에 의한 에어 포일 저널 베어링은 연료전지 차량용 공기압축기에 적합하게 적용될 수 있는데, 고속 회전기기의 회전체 동역학적 안정성 확보가 가능하기 때문이다.

또한 종래의 저널 베어링에서 한 개로 구성되는 탑포일을 본 발명에서는 두 개로 늘리고, 두 개의 탑포일 간의 독립적인 운동을 통해 베어링의 댐핑을 상승시켜 종래에 구비해야 되었던 미드 포일의 역할을 대체하므로, 별도로 미드 포일을 구비하지 않아도 제 성능을 충분히 발휘할 수 있었고, 또한 탑포일의 절곡부가 삽입되는 슬롯의 위치를 조절하여 저널 베어링 내부적인 동압 형성을 도와 기존에 하프심의 역할을 대체할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 탑포일(300)의 반경방향 길이를 축소하여 축 방향으로의 움직임을 대한 고속 회전체에 대한 동역학적 안정성을 높이는 방법으로 범프포일(200)과 탑포일(300)을 한 쌍으로 비대칭 구조로 나누어 조립을 통해 종래의 미드 포일의 역할을 대체할 수 있으므로, 조립 구성품의 수를 줄여 그로부터 발생하는 조립 공차를 예방하고, 아울러 포일의 길이가 축소되므로, 축 방향 돌출 문제를 억제함으로써 구동 중 안정성 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.

이상 에어 포일 저널 베어링의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 베어링 하우징 110 : 중공
120 : 슬롯 121 : 제1 슬롯
122 : 제2 슬롯 200 : 범프포일
201 : 탄성범프 202 : 로우어 범프포일
203 : 업퍼 범프포일 210 : 절곡부
300 : 탑포일 310 : 절곡부
320 : 제1 탑포일 330 : 제2 탑포일
340 : 결합면 400 : 로터
500 : 압력장

Claims (10)

1. 로터(400)가 배치되는 베어링 하우징(100)의 중공(110) 내측에 형성된 한 쌍의 탑포일(300)을 포함하고,
   상기 한 쌍의 탑포일(300)은 서로 다른 길이로 구성되는 것을 특징으로 하는 에어 포일 저널 베어링.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 한 쌍의 탑포일(300)은 제1 탑포일(320)과 상기 제1 탑포일(320)보다 길이가 짧은 제2 탑포일(330)로 이루어지고,
   상기 베어링 하우징(100)은 상기 탑포일(300)의 단부가 삽입되는 한 쌍의 슬롯(120)이 형성되는 에어 포일 저널 베어링.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 한 쌍의 슬롯(120)은 제1 슬롯(121)과 제2 슬롯(122)으로 이루어지고,
   상기 제1, 2 탑포일(320, 330)의 단부에는 상기 제1, 2 슬롯(121)에 각각 삽입되는 절곡부가 형성되는 에어 포일 저널 베어링.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1 슬롯(121)은 상기 베어링 하우징(100)에서 상기 로터(400)의 하중에 반대방향에 형성되고,
   상기 제2 슬롯(122)은 상기 베어링 하우징(100)에서 하중의 방향 및 로터(400)의 회전에 반대방향으로 형성되되, 상기 베어링 하우징(100)의 중심에서 하측 방향의 라인과, 베어링 하우징(100)의 중심에서 제2 슬롯(122)의 라인에 형성되는 사이각(B)은 예각으로 형성되는 에어 포일 저널 베어링.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 사이각(B)은,
   30도 내지 35도로 형성되는 에어 포일 저널 베어링.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 제2 슬롯(122)의 근방에서,
   상기 로터(400)에 대한 공기의 상향 압력이 형성되는 기능을 갖는 에어 포일 저널 베어링.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 제2 슬롯(122)에 삽입된 제2 탑포일(330)의 상측에 겹치도록 결합되는 에어 포일 저널 베어링.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 중공(110)의 내측 및 상기 탑포일(300)의 외측에 형성된 한 쌍의 범프포일(200)을 더 포함하는 에어 포일 저널 베어링.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 범프포일(200)은,
   두께가 얇은 판형으로 다수개의 탄성범프(201)들이 형성되는 에어 포일 저널 베어링.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 범프포일(200)은,
    로우어 범프포일(202)과 업퍼 범프포일(203)이 겹쳐서 구성되는 에어 포일 저널 베어링.

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