KR930011369B1

KR930011369B1 - 베어링패드가 장치된 유체비임을 가진 베어링과 그의 제조방법

Info

Publication number: KR930011369B1
Application number: KR1019890012036A
Authority: KR
Inventors: D. 아이드 러셀
Original assignee: D. 아이드 러셀
Priority date: 1987-05-29
Filing date: 1989-08-23
Publication date: 1993-12-04
Also published as: KR900006700A

Abstract

내용 없음.

Description

베어링패드가 장치된 유체비임을 가진 베어링과 그의 제조방법

이 발명의 상세는 첨부도면에 관해서 설명.

제1도는 이 발명의 한형을 구체화하는 섹터(sector)를 설명하는 저어널(journal)베어링의 단면도.

제2도는 제1도에서 설명되는 보기에 따라 만든 단일패드의 개략도.

제3도는 하중상태에서 지주구조의 패드방향을 설명하는 제2도의 패드의 단면도.

제4도는 본 발명에 따라 만든 저어널 베어링의 제2실시예의 섹터의 단면도.

제5도는 제4도의 단일패드 부분단면도.

제5a도는 제4도의 베어링의 변형의 사시단면도.

제5b도는 제4도의 표시된 베어링의 변형의 사시도.

제6도는 제4도의 베어링의 단면도.

제7도는 비임의 비틀링 변형의 확대선도.

제8도는 2개의 비임을 포함하는 본 발명의 특징을 통합하는 베어링의 실시예를 설명하는 저어널 베어링의 단면도.

제9도는 지주구조 편차없는 패드표면의 국부편차를 설명하는 제1도의 패드의 확대단면도.

제10도는 하중상태에서 지주구조의 패드방향을 설명하는 제8도 패드의 단면도.

제10a도는 패드표면의 국부편차를 설명하는 제8도의 확대 단면도.

제11a와 제11b도는 기계가공전의 원통 저어널 또는 블랭크(blank)의 단면도.

제12a와 제12b도는 기계가공 저어널 또는 블랭크의 단면도.

제13a와 제13b도는 더욱 기계가공의 저어널 또는 블랭크의 단면도.

제14a와 제14b도는 변조기계가공의 저어널 또는 블랭크의 단면도.

제14c와 제14d도는 제14a도와 제14b도의 변조기계가공 저어널 또는 블랭크에서 구성되는 베어링의 단면도.

제15도는 베어링 패드가 설치된 비임을 가지는 드러스트 베어링(thrust bearing)의 평면도.

제16도는 제15도의 드러스트 베어링의 측면단면도.

제17도는 제15도의 드러스트 베어링의 저면도.

제18도는 제15도의 드러스트 베어링의 일부의 사시도.

제19도는 선행기술 드러스트 베어링의 평면도.

제20도는 제19도의 선행기술 드러스트 베어링의 단면도.

제20a도는 베어링 패드의 표면을 가로질러 압력분포를 표시하는 제19도와 제20도의 선행기술 드러스트 베어링의 선행의 약도.

제21도는 두(2)다리 지주를 가지는 본 발명에 따른 드러스트 베어링의 평면도.

제22도는 제21도의 드러스트 베어링의 측면단면도.

제23도는 제21도의 베어링 저면도.

제23a도는 제21도의 베어링 변형의 저면도.

제24도는 제21도 베어링의 선형 사시도.

제25도는 본 발명에 따른 또 하나의 베어링 단면도.

제26도는 본 발명에 따른 또 하나의 베어링 단면도.

제27도는 본 발명에 따른 또 하나의 베어링구조 측면단면도.

제28도는 제17도의 베어링 구조 평면도.

제29도는 본 발명에 따른 또 하나의 베어링구조의 측면단면도.

제29a도는 본 발명에 따른 또하나의 드러스트 베어링구조의 단면도.

제29b도는 제29a도의 베어링의 또 하나의 단면도.

제30도는 제29도의 베어링구조의 평면단면도.

제30a도는 제29a도의 베어링의 평면도.

제30b도는 제29a도의 베어링의 저면도.

제31도는 본 발명에 따른 또 하나의 저어널 베어링구조의 측면도.

제31a도는 제31에서 설명된 베이링일부의 레이디얼(radial)단면.

제32도는 본 발명에 따른 또 하나의 저어널 베어링구조의 측면도.

제32a도는 제32도의 베어링의 레이디얼 단면도.

제32b도는 제32도의 베어링의 사시도.

제33도는 본 발명에 따른 또 하나의 저어널 베어링구조의 측면도.

제33a도는 제33도의 베어링의 외부주변일부의 상세도.

제33b도는 제33도 베어링의 단면도.

제33c도는 제33도 베어링의 또 하나의 단면도.

제34도는 본 발명에 따른 또 하나의 저어널 베어링의 측면도.

제34a도는 제34도 베어링의 외부주변 일부의 상세도.

제34b도는제34도 베어링의 단면도.

제34c도는 제34도 베어링의 또 하나의 단면도.

제34d도는 제34도 베어링의 또 하나의 단면도.

제35도는 본 발명에 따른 레이디얼과 드러스트가 결합된 베어링의 측면도.

제35a도는 제35도 베어링의 단면도.

제35b도는 제35도 베어링의 또 하나의 단면도.

제36도는 본 발명에 따른 레이디얼과 드러스트가 결합된 베어링의 측면도.

제37도는 베이링 패드를 작동하는 힘을 설명하는 제36도 베어링의 단면선도.

제38a도는 본 발명에 따른 용이하게 성형할 수 있는 드러스트 베어링의 평면도.

제38도는 제38a도 베어링의 저면도.

제38c도는 제38a도에서 표시한 선을 따라 분해된 단면도.

제39d도는 제38a-c도에서 설명된 베어링의 변형을 설명하는 저면도.

제39a도는 본 발명에 따른 또 하나의 용이하게 성형할 수 있는 드러스트의 평면도.

제39b도는 제39a도 베어링의 저면도.

제39c도는 제39a도와 제39b도의 베어링에서 베어링패드의 지주구조를 표시하는 부분단면도.

제40도는 본 발명에 따른 자동 윤활베어링의 측면도.

제40a도는 제40도 베어링의 단면도.

제41도는 본 발명에 따른 레이디얼과 드러스트가 결합된 자동 윤활베어링의 측면도.

제41a도는 제41도 베어링의 단면도.

본 발명은 유체역학(hydrodynamic)베어링에 관한 것이다. 그러한 베어링에서 샤프트(shaft)와 같은 회전물체가 기름, 공기 또는 물과 같은 가압유체를 거쳐 고정 베어링패드(stationary bearing pad)에 의해 지탱된다. 유체역학 베어링을 회전물체가 작동될때 유체의 상부를 따라 미끄러지지 않는 사실을 이용한다. 회전물체와 접촉하는 유체가 회전물체에 단단히 점착하는 대신 작동은 유체막의 전높이를 통하여 유체입자 사이의 미끄럼 또는 전단(剪斷)을 동반한다. 이리하여, 만일 회전물체와 유체의 접촉층이 알려진 속도에서 작동하면, 유체두께의 중간높이에서 속도는 고정 베어링패드와 접촉하는 유체가 베어링패드에 점착하고 움직이지 않을 때까지 감소한다. 회전물체의 그의 지주에서 초래하는 하중에 의해, 베어링 패드가 회전부재에 작은 각으로 편향될 때, 그 유체는 쐐기형 열린곳으로 흡수되고, 그리고 충분한 압력이 하중을 지탱하기 위해 유체막에서 조성된다.

이 사실은 종래의 유체역학 저어널 베어링에 있어서와 같이 배(선박)의 프로펠러 샤프트(propeller shaft)와 수압터어빈의 드러스트 베어링에 이용된다. 드러스트 베어링과 레이디얼 또는 저어널 베어링 둘다는 한축부근에 일정한 간격을 패드를 지탱하는 샤프트에 의해 특징이 나타난다. 패드가 일반적으로 일정한 간격을 둔 부근의 축은 드러스트와 저어널 베어링을 지탱되는 샤프트의 세로축과 같다. 이 축은 장축(major axis)이라고 부르고 있다.

이상 유체베어링에 있어서는, 유체쐐기는 전베어링 패드면을 넘어 퍼지고, 그 유체막은 하중을 지탱하기에 충분히 두껍고, 그 베어링의 주축과 샤프트의 축은 중심점을 일렬로 맞추어져 전면과 뒷면이 인접한 베어링 패드표면의 끝부분에서 유체의 누수가 최소화되고, 유체막은 샤프트가 회전하기 시작하자마자 곧 전개되고, 그리고 드러스트 베어링의 경우에 있어서는 베어링패드는 동등하게 하중을 받는다.

이상 유체베어링이 실현되어야 할 동안은, 이러한 대상물의 각각을 달성하는 베어링은 유체쐐기형상이 완벽하게 활용하도록 설계되어져야 한다.

본 발명은 가공패드베어링과 그의 제조방법으로서 때때로 알려진 유체베어링에 관한 것이다. 일반적으로 이러한 베어링은 각 가동부분사이의 윤활제의 쐐기형막의 형성을 하여 가동할 수 있는 그러한 방법으로 설치되어 있다. 과잉유체는 바람직하지 않는 마찰과 동력손실을 일으키기 때문에 유체두께는 최대하중을 지탱하는 것 충분하게 바람직하다. 쐐기의 형성이 최고로 활용될 때에는 이것은 사실이다. 본래는 패드는 그 패드표면앞에 위치한 센터부근 회전형 작동 또는 피벗(pivot)로 변위하고, 그리고 베어링 마찰은 쐐기를 여는 경향이 있다. 쐐기의 형상이 최고로 활용될 때, 쐐기는 전패드표면을 넘어퍼진다.

더욱, 쐐기는 샤프트가 회전하기 시작하자마자 더할나위 없이 가능한 최저속으로 형성된다. 알려진 레이디얼패드형 베어링에 있어서, 유체쐐기를 형성하기 위하여 베어링패드의 정당한 편향을 허용하도록 지탱되는 회전물체와 베어링사이의 정밀하게 결정된 틈새를 제공하는 것은 이전에는 필요하다고 믿어왔다. 정밀공차의 요구는 가스 윤활베어링의 제조에 있어서는 특히 다루기 힘든것이다. 가스 윤활베어링의 또 하나의 문제점은 고속에서 유체막의 파괴이다.

이러한 문제점들은 가스윤활유체 베어링의 사용을 제한했었다. 트럼플러 (trumpler)미국특허 번호 3,107,955가 패드표면의 앞에 위치된 센터부근에 회전형작동 또는 피벗로 변위하는 베어링 패드를 장치한 비임을 가지는 베어링의 한 보기를 공개한다. 많은 선행기술 베어링과 같은 이 베어링은 패드편향의 2차원 모델에 오로지 의거된다.

따라서, 최적 쐐기형성은 성취되지 않았다. 홀(Hall)특허, 미국번호 2,137,487에서는, 구면을 따른 그의 패드의 미끄럼에 의해 그의 유체쐐기를 전개하는 유체가동 패드베어링이 표시된다. 많은 경우에 있어, 패드스택과 대응하는 쐐기는 전개될 수가 없다.

그린(Greene)특허, 미국번호 3,930,691에서는 요동은 오염과 퇴화의 주체인 탄성중합제에 의해 제공된다. 미국특허 4,099,799는 에신(Etsion)에 단성패드가스 베어링을 장치한 단일이 아닌 캔틸레버(nonunitary cantilever)를 개시한다. 개시된 베어링은 패드면과 회전베어링베어링사이의 윤활쐐기를 생산하기 위해 장방형 캔틸레비비임상에 장치된 패드를 작동한다. 드러스트 베어링과 레이디얼 또는 저어널 둘다는 공개되었다. 윤활제의 쐐기형막이 비교적 작동하는 부분사이에 형성되도록 웨브(web)와 같은 심마출기로 편향하는 패드를 아이드(Ide) 특허, 미국번호 4,496,251에 표시되어 있다. 미국특허번호 4,515,486은 탄성중합체에 의해 함께 접착되고 분리되는 지주부재와 정면부재를 가지고, 많은 베어링패드로 구성되는 유체드러스트와 저어널 베어링은 공개하고 있다. 미국특허번호 4,526,482는 윤활적용처리를 주로 의도한 유체베어링, 즉 그 베어링은 유체에서 작동하게된 베어링을 공개하고 있다.

유체베어링은 높은 하중을 운반하기 위한 유체의 압력포켓트를 형성하고 하중하에서 편향되는 그러한 베어링의 잉여보다 더욱 유유낙낙한 하중 운반표면의 중앙부분에 의해 형성된다. 베어링패드가 3개방향으로 유연성을 제공하는 적어도 하나의 다리에 의해 지주부재에서 일정한 간격을 둔 것을 아이드(Ide)미국특허번호 4,676,668에 역시 표시되었다. 작동평면에서 유연성을 제공하기 위하여, 다리들은 패드표면의 패드표면의 앞에 교차점 또는 원뿔의 꼭지점으로 원뿔형상을 형성하기 위해 안쪽으로 굽게된다. 각 다리는 잘못배열의 보정하기 위하여 바람직한 운동의 방향으로 비교적 작은 단면계수를 가지고 있다. 이러한 가르침은 저어널과 드러스트 베어링 둘다에 적용가능하다. 이 발명의 공개가 기술에서 중요한 향상을 표시할 때는, 약간의 결점이 있다. 그러한 결점은 패드표면의 변형을 억제하는 베어링패드와 지주구조에 강성이다.

마지막 2개 특허는 드러스트와 저어널 베어링사이의 고유하고와 중요한 차이에도 불구하고, 유체저어널 베어링과 유체드러스트 베어링 사이에 약간의 개념상의 유사점이 있다. 이 적용은 유체드러스트 베어링의 일부분에 관한 것이다. 그러한 베어링에서의 유체쇄기가 최고로 활용될 때, 원주로 일정한 간격을 두는 베어링 각각에의 하중이 실체상 동일하다.

곧, 대부분의 넓게 사용되는 드러스트 베어링은 소위 킹스버리(Kingsbury) 슈우(Shoe)형 베어링이다. 슈우형 킹스버리 베어링은 피벗된 슈우를 포함하는 복잡한 구조 샤프트와 회전하고 하중을 슈우스에 적용하는 드러스트 칼라(coller), 슈우스를 지탱하는 베이스링(base ring), 내부베어링 기계요소를 포함하고 지탱하는 하우징 또는 마운팅, 윤활시스템과 냉각시스템에 의한 특징이 있다. 이 복잡한 구조의 결과로서 킹스버리 슈우형 베어링은 이례적으로 엄청나게 값비싼 것이다. 복잡한 킹스버리 슈우형 베어링의 대안은 제19도에서 제20도까지에서 표시하는 단일의 패테스털(unitary pedestal)베어링이다. 이 베어링은 심정펌프(deepwell pump), 다른것들사이에서 작동되어 왔다.

이 비교적 간단한 구조는, 이전에는 비교치수(specific dimension)가 중요하게 간주되어 오지 않았기 때문에, 상형주조(sand casting) 또는 약간의 다른 미숙한 제조기술에 의해 대표적으로 형성된다.

제19도와 제20도에서 표시된 것과 같이 베어링은 각 강성 베어링 대상에 중심을 두는 드러스트 패드(32PA)와 베이스에서 가로방향으로 퍼지는(늘어나는 복수의 강성베어링대(34PA) 두꺼운 내부원주프로젝션(projection)(38PA)을 가지는 플렛베이스(36PA)에 의한 구조적인 특징이 있다.

제20a도는 화살(L)의 방향으로 대향 드러스트 런너(thrust runner)의 운동에 응답으로 제19도에서 제20도까지의 베어링의 편향을 대략 설명하고 있다.

제20a도에서, 편향된 위치(매우 지나친)는 소리드 라인(solid line)으로 설명되고, 그리고 편향되지 않은 위치는 팬텀(phantom)으로 설명된다.

제20a의 곡선(PD)은 패드의 정면을 가로질러 압력분포를 설명한다. 하중하에서, 드러스트 패드는 제20a도에서 표시된 것과같이 우산과 같은 모양으로 강성베어링 대 주변을 편향한다. 이 우산과 같은 편향에 의해, 오로지 한부분의 유체쐐기가 형성된다.

따라서, 제20a도에서 설명한 것과 같은 패드의 정면을 가로질러 압력의 한결같지 않은 분포가 있다. 이리하여 베어링은 유체쐐기가 전드러스트 패드 정면을 가로질러 형성되는 베어링에 비하여 보다 작은 유체의 장점을 균형잡히게 가지고 있다.

더욱 베어링대의 강성과 평비유연성 베이스(flat inflexibel base)는 쐐기형성을 최고로 활용하기 위해 필요한 편형을 방지한다.

앞에 말한 것은 킹스버리 베어링보다 훨씬 비싸지 않는데 비해, 왜 제19도에서 제20도까지에서 표시한 형태의 베어링이 덜 능률적이고 역량이 덜하고 그리고 슈우형 베어링 보다는 따라서 덜 성공적이라는 것을 입증한 것을 설명한다.

본 발명자는 제19∼20에서 표시된 베어링과 킹스버리 슈우베어링 둘다의 센터피벗특성이 비능률지수의 원인이 된다는 것도 역시 발견하였다.

그들의 강성센터 피벗때문에, 킹스버리슈우 베어링과 제19∼20도에 표시된 베어링을 모두가 쐐기형성을 최고로 활용하기 위해 6자유도(six degree of freedom)로 편향할 수가 있다는 것을 역시 주의할 만하다.

이리하여, 약간의 경우에 있어서, 선행기술 베어링이 6자유도를 가동할 수 있을때, 그 베어링이 6자유도를 위해 설계 또는 거기에 의거된 모델이 아니기 때문에, 이러한 베어링의 초래하는 실행가능성이 제한된다. 선행기술 유체베어링은 유체막의 파괴를 일으키는 유체누출을 입게된다. 레이디얼 베어링에 있어서, 누출은 베어링패드표면의 축끝에서 본래 발생한다. 드러스트 베어링에 있어서는, 누출은 유체상 원심력 (centrifugal forces)작용의 결과로서 패드표면의 외부 원주주변에서 발생한다. 쐐기형성이 최고로 활용될 때, 유체누출은 최소가 된다. 본 발명은 패드형 베어링과 그 제조방법을 발표한다. 바람직한 단위인 패드형 베어링은 유체쐐기의 형성을 최고로 활용하도록 X, Y 그리고 Z축부근의 회전과 6자유도(즉, +X, -X, +Y, -Y, +Z 그리고 -Z방향으로의 운동 또는 병진운동)에서의 운동을 위한 패드를 지탱할 수 있는 지탱구조와 가요성 저어널 또는 드러스트를 한정하기 위해 베어링벽상(上) 또는 통하여 작은 홈과 슬릿, 보어, 또는 커트에 의해 형성 또는 기계 가공되었던 원통저어널 또는 강제벽관(heavy walled tubing)의 단일 조각으로 바람직하게 형성된다.

본 발명의 베어링은 언제든지 최적 쐐기형성을 보장하도록 6자유도의 편향을 제공하기 위하여 3개 치수로 설계된다. 특히, 유체베어링이 유체쐐기가 몇몇의 특성을 가질때 가장 효과적으로 작동한다.

각별히, 쐐기는 전 패드표면을 가로질러 늘어나야 한다. 쐐기는 항상 적당한 두께를 가져야 하고, 쐐기는 유체유출이 최소가 되게 형성되어야 한다. 쐐기는 베어링의 주축이 샤프트의 축에 사실상 평행 또는 공선이 되도록 잘못배열을 조절해야되고 그리고 쐐기는 저속으로 샤프트가 패드표면접촉의 결과로서 일반적으로 발생하는 표면을 형성하는 쐐기에의 손상을 방지하기 가능한 최저속에서 형성되어야 한다.

더욱 드러스트 베어링으로서, 일정한 간격을 둔 베어링패드사이의 하중은 동일해야 한다. 유체막의 두께에 대해서는, 최적의 두께는 하중에 의해 변한다는 것을 이해하여야 한다. 높은 또는 무거운 하중하에서, 비교적 두꺼운 유체막은 하중을 적당하게 지탱하는 것은 바람직하다.

그러나, 더 두꺼운 유체막은 마찰과 동력손실을 증가한다. 이리하여, 베어링은 최대하중에서 샤프트를 지탱하기 위해 필요한 최소두께를 제공할 수 있게 바람직하게 설계된다. 지주구조는 바람직하게 유니타리성이 있고, 그리고 드러스트 베어링의 경우에 있어서는 베어링이 설치된 하우징, 또는 저어널 베어링의 경우에 있어서는 베어링의 방사상으로 가장 먼부분에 의해 때때로 한정되는 하우징에 연결되는 맴브레인, 비임, 그리고/또는 지주스터브(stub)로 구성된다. 발명자는 고속적용에 있어서와 같은 많은 일정한 적용에 있어서, 샤프트 또는 회전자로 구성되는 전시스템의 동적가요성, 유체윤활막, 그리고 베어링을 시험하고 평가하는 것이 필요하다는 것을 발견하였다.

유한요소 모델을 사용하는 이 시스템의 컴퓨터분석에 있어서, 작동하는 하중하에서 형태를 바꾸는 완전가요성의 부재로서 전베어링을 다루는 것이 필요하다는 것이 결정되었다. 기본구조의 기계가공을 경유하여 가요성을 더욱 또는 더작게 가함으로서, 베어링특성은 넓은 작동범위에 걸쳐 안정적마찰작동을 제공함으로서 얻게된다.

많은 변수가 베어링의 성능특성에 사실상 영향을 주는 것이 발견되었다.

가장 중요한 변수중에는 베어링에서 형성되는 흠과 커트(cuts) 또는 슬릿 (slits), 보어(bores)에 의해 한정되는 패드와 지주부재의 물질적 특성(예, 탄성계수등등)위치, 사이즈 그리고 형태등이다. 지주부재의 형태는 특히 중요하게 발견되었다. 역시 가요성 부재에 뒤로오는 유체를 제공함으로서, 감쇠의 고차계가 시스템 안정도에 더욱 가함으로서 성취된다. 약간의 경우에 있어서, 이 감쇠는 그 유막이 베어링과 하우징의 피복사이에 존재할 때 현존하는 감쇠하고 있는 2차 스퀴즈막(squeeze)을 대체했다.

발명자는 가스 또는 공기윤활편향 패드베어링에 관하여, 하중 또는 속도는 가스막의 역량을 초과하는 경우가 있다. 이러한 경우에 있어서는, 액체저수 또는 용액조를 제공함이 없이 액체형태의 윤활제를 수렴쐐기에 이끄는 것이 필요하다.

본 발명이 필요할 때 액체 윤활제를 제공함으로서 이 문제점을 해결하는 베어링을 제공한다.

본 발명의 베어링의 일정한 적용은, 전동기, 선풍기, 터보과급기 (turbocharger), 내연기관, 아우트보드모터(cutboard motor) 그리고 컴프레서 (compressor)/익스펜터(expander)를 포함한다. 시험속도는 300,300r.p.m를 초과했다. 유체주유를 위해 수렴쐐기를 형성하기 위해 작동하는 베어링패드를 허용하는데 첨가하여 커트, 홈 그리고 열린곳이 보기 플래트닝(flattening)에 의해 편향과 형태변화를 그 패드자체에 허용한다.

이것이 다른것들 사이에서, 베어링의 편심율을 변화함으로써 작동성능을 개량한다. 베어링은 금속, 금속가루, 프라스틱, 세라믹 또는 복합재료로 형성된다.

작은 양으로 제조되었을 때는 베어링은 더 큰 홈 열린부분을 형성하기 위하여 블랭크(blank)를 페이싱(facing), 터닝(turning) 그리고 밀링(milling)에 의해 특징적으로 기계 가공되고, 더 작은 홈은 물분사절단, 전기방전 또는 레이저 가공법에 의해 형성되고, 그리고 바람직한 특성을 제공토록 베어링을 적합하게 하기 위해 총체설계에 가요성을 허용한다. 적합은 번갈아 진동을 제거하는 강성을 실질적으로 바꾼다. 단일 형태 베어링의 대량제조는 사출성형, 압출분말금속 다이-케스팅, 인베스트먼트주조법 (investment casting) 또는 약간의 유사제조기술을 통하여 바람직하게 성취된다.

본 발명의 한 양상에 따라, 베어링의 중간양은 인베스트 주조기술과 기계가공을 결합하는 기발한 방법에 따라 제조된다. 본 발명은 그들이 단순한 투피스(two-piece)주조에서 주조될 수 있는 그러한 숨은 열린 곳 없는 주조가능한 베어링을 쉽게 역시 정관한다.

일반적으로 본 발명의 베어링은 경쟁적인 베어링의 원가를 극소로 하여 제조할 수가 있다.

하중의 방향으로 본래 향하고 있는 지주고조를 가지는 선행패드형 베어링과는 다르게, 본 발명은 저어널 베어링에서 특별히 더 작은 피막(즉, 저어널 베어링의 방사상의 외부저어널표면과 방사상 내부저어널 표면사이의 차이점)내에서 비교되는 편향을 허용하고, 수렴쐐기 형상을 형성하기 위해 어느 방향(즉, 6자유도)으로 베어링 패드의 운동을 허용하고, 개량된 안정도를 위해 맴브레인 감쇠 시스템(membrane damping system)의 전개를 허용하고, 그리고 드러스트 베어링의 베어링패드사이의 하중을 같게 하기 위하여 지주부분 또는 샤프트의 잘못배열을 보상하기 위해 베어링을 허용하는 방향을 제공한다.

이러한 특성의 모두가 최적의 유체쐐기의 형성에 기여한다. 보어, 홈, 커트 또는 슬릿의 수많은 배치가 있을 때, 주로 편향의 두개의 모드(mode)가 있고, 즉 하나 또는 그 이상의 리거먼트(ligament) 또는 멤브레인(membrane)굽은 모드로 하중의 대체적인 방향으로 편향하고 그리고 다음으로는 저어널 베어링에서 샤프트의 세로축을 따라 패드에서 떨어져 늘어나는 방향으로 비임과 맴브레인에서 비틀림의 편향에 의해서도 편향된다.

굽은 모드에서의 편향도는, 부분적으로 레이디얼 방향으로 지주구조의 강성의 기능이다. 패드 그 자체는 패드 아래서 내부커트를 제공함으로서 다른 형태로 형성하기 위해 하중하에서 편향되게 만들어진다. 어느 한 경우에 있어 컷트는 하중하에서 소정의 형태로 귀착되도록 특히 만들어진다. 윤활유체로서 어떤 리커멘트 또는 맴브레인을 에워싸거나 또는 유지함으로서 감쇠요소가 설계에 가하여 질 수 있다. 유사한 컷트가 저어널 베어링에 사용된다. 일차 결정요소는 최적성능을 위해 요망되는 편향이다. 그러나, 저어널과 드러스트 베어링은 중요하게 여러가지로 실행하기 때문에 다른 편향 요구하는 바람직한 성능에 있어 고유계차가 있다.

따라서, 본 발명의 저어널 베어링과 드러스트 베어링 사이의 일반적인 개념상의 유사점에도 불구하고, 역시 중요한 개념상의 차이와 그리고 명백하게 분명한 구조적인 차이점이 있다.

본 발명의 베어링은 형태 바꾸고 어느 방향으로(즉, 6자유도의 운동에 의해 지탱되는 것)운동하는 패드를 포함한다. 베어링은 또한 고정(fulid-in)감쇠 시스템을 가지고 있는 그리고 대량 경제적 생산을 위한 한계 또는 단일 부품구조에 바람직하다.

본 바람의 저어널 베어링은 역시 비교적 작은 인베로푸(envelope)(즉 하우징외경과 패드내경사이의 간격)에 적합하다.

본 발명에 따라 지탱되기 위해 블랭크 부분과 베어링패드사이의 근접공차(close tolerance)의 필요성이 베어링의 레이디얼(radial)(저어널 베어링의 경우에) 또는 축방향(드러스트 베어링의 경우)강성이 지탱하는 유체의 대응하는 유체막 강성보다 작은 그러한 지주구조를 디멘션잉(dimensioning)하는 동시에 지주되는 샤프트 부분과 베어링패드사이의 간격을 제거하도록 베어링을 디멘션잉하므로서 없앨 수가 있다.

전체 패드나 또는 그 한 부분만이 샤프트와 접촉으로 프리바이어스(pre-biased)될 수가 있다.

예를들면, 매우 가요성있는 베어링으로 전베어링패드를 샤프트와 접촉으로 프리토오크(pre-torque)하는 것이 바람직하다.

반면에, 약간의 경우에 있어 유체쐐기를 한정하도록 샤프트와 접촉하는 베어링패드의 뒷면(trailing edge)만을 프리토오크하는 것은 유리하다.

그래서, 본 발명의 베어링은 샤프트에 설치될 때 인터피이런스 마춤을 하게 설계될 수가 있다.

한 실시예에 있어서, 베어링의 샤프트에 강제될 때 패드지주 구조는뒷면에서 베어링과 베어링패드 사이에 접촉하는 정(靜)위치에 설치되는 동안 수검쐐기형태를 형성하기 위해 약간 기운다.

그러한 경우에는 베어링이 정적으로 부하된 쐐기를 제공되도록 설계되는 곳에, 베어링과 패드사이의 적당한 간격은 유체막의 강성에 의해 베어링의 회전상에 동시에 설치하게 된다. 이것은 유체막이 쐐기에 들어가서 베어링과 패드의 분리를 일으키는 유체압력을 만든다.

특히, 비교적 뺏뺏한 강성유체는 지주구조와 강성을 유체막 강성에 동일하게 될 때까지 편향되게 비교적 가요성 빔 지주구조를 일으킨다.

그 유체막의 동시적인 형성을 베어링패드의 표면을 베어링사이에 직접 접촉이 있을 때 저시동속도에서 발생하는 손상을 보호한다. 상기 형태의 인터피어린스 (interference)베어링은 기계가공공차에의 더욱 큰 차를 허용한다.

예를 들면, 죔쇠끼워 맞춤에서의 비교적 큰(e.g..003)편차가 쐐기상에 무가치한 추역을 가지도록 설계될 수가 있다. 이것을 교번 베어링 형체들이 적당한 작동을 위해 정밀한 기계가공을 특별하게 요구한다. 본 발명은 기계가공 요구를 완화한다.

마찬가지로 본 발명의 드러스트 베어링은 정적으로 부하된 쐐기를 제공할 수 있게 설계될 수가 있다.

특히 본 발명의 드러스트 베어링은 베어링패드는 베어링패드의 내측 원주에지가 뒷면이 샤프트를 향하여 늘어나도록 그리고 샤프트에서 떨어져 늘러나게 바이어스가 되도록 그렇게 설계된다.

이러한 배치로서, 정적으로 부하된 조건에서, 베어링패드는 레이디얼 방향으로 샤프트를 향하여 경사진다(축에서 밖으로 향하여 이동할 때) 더욱, 베어링패드는 전면 (leadingedge)에서 뒷면까지 샤프트를 향해 경사진다.

이 방법으로 최적 쐐기와 비슷한 정적으로 부하된 쐐기형성되고 그리고 패드와 샤프트사이의 적당한 간격이 샤프트의 회전상에 동시에 설치된다.

본 발명의 베어링에 있어서, 패드운동은 패드사이의 같지않은 부하와 샤프트의 잘못배열(misalignment)를 조절하는 능력을 패드에게 주고 그리고 샤프트 위치를 유지하는 샤프트쪽으로 향하게 한다.

물론, 본 발명은 어떤 레이디얼, 드러스트 또는 결합된 레이디얼 그리고 베어링의 드러스트 형태에 적용하고, 그리고 베어링의 배치에 의해, 사실상 1 또는 2방향이 된다.

특히, 만약 베어링 지주구조가 베어링베어링의 패드원주중심선(bearing's pad circumferential center line)부근에 균형잡혀 있으면, 그 베어링은 양방향이고, 그것은 동등패션에서 두방향으로의 회전을 위해 샤프트를 지탱할 수가 있는 것이다. 그러나, 만약 그 베어링지주구조가 베어링의 패드원주중심선 균형잡히지 않으면, 그 베어링은 반대 방향에서의 회전과 비교되는 첫째방향에서의 회전을 위해 샤프트를 지탱할 때 다르게 편향한다. 저어널 또는 레이디얼베어링과 드러스트 베어링 둘다를 위해, 주축은 베어링이 형성되는 원통블랭크의 중심축이다. 본 발명의 베어링의 또 하나의 중요한 양상에 따라, 베어링 패드는 유체를 보유하도록 편향으로 지탱될 수가 있고, 이리하여 유체누출의 문제를 제거한다. 레이디얼 또는 저어널 베어링에 관하여, 지주구조는 하중하에서 베어링패드가 유체보유포켓을 형성하기 위해 베어링 패드가 편향하게 설계된다.

일반적으로, 그러한 지주는 일차지주부분이 베어링패드의 축에지에 가장 가까운 베어링패드에 연결되고 그리고 베어링패드의 센터는 똑바로 지탱되지 않고, 그것은 방사상으로 외부로 향해 편향이 자유롭다. 드러스트 베어링에 관하여 그 패드는, 원심유출을 방지하도록 하중하과 베어링의 내경에 향하여 기울도록 지탱한다.

일반적으로, 이것은 1차지주구조가 베어링패드를 지주하는 패드지주표면이 베어링 내경에서 보다 베어링 외경에 더 밀접하게 위치될 때, 얻게된다. 1차지주구조가 2 또는 그 이상의 방사상으로 일정한 간격을 둔 비임을 포함할 때, 전체지주 구조는 안쪽끝에 베어링패드의 편향을 발생하도록 설계되어야 하고, 베어링패드가 복수의 방사상으로 일정한 간격을 둔 비임에 의해 지탱되고 그리고 비임을 사이의 범위가 똑바로 지주되지 않은 것에 의해 지탱될 때, 그 패드는 오목유체 유지로 형성하도록 편향하는 경향이 있다.

본 발명에 따라, 본 발명의 베어링제조의 많은 방법이 역시 관찰된다. 제조의 특수방법의 선택이 제조되는 특수베어링과 사용되는 물체의 양에 크게 의존한다. 작은 양 적용에 있어서는, 또는 실험용 프로토타이프(prototype) 그리고/또는 주형기타를 생산하는 것이 요망될 때 베어링은 수적으로 제한되는 물분자 절단(water-jet cutting) 또는 수적으로 제한된 레이저 절단기술(laser cutting techniques) 또는 수적으로 제한되는 전기 방전제조기술을 통하여 레이디얼 컷트 또는 슬릿으로 형성되고 그리고 제공되는 레이디얼 그리고/또는 페이싱보어(facing bore) 또는 홈에 기계가공되는 중벽 튜빙(heavy wall tubing)과 같은 금속원통 블랭크(metallic cylindrical blank)에서 바람직하게 제조된다.

중간량에 있어서는, 본 발명의 베어링은 본 발명에 따라 인베스트먼트 주조법을 사용하여 바람직하게 제조된다. 대량제조에 있어서는, 프라스틱, 도기, 분말, 비분말금속, 그리고 복합재료와 같은 많은 주유의 재료를 사용하여 제조될 수가 있다. 대량생산에 있어서는, 사출성형(injection molding), 주물(casting), 분말금속, 다이케스팅 그리고 압출을 포함하는 많은 제조방법이 경제적으로 사용될 수가 있다. 본 발명의 베어링은 용이하게 주조가능한 형태로 형성될 수가 있다. 짧게, 본 발명은 알려진 베어링보다 더 잘 실행하는 레이디얼, 드러스트, 그리고 복합레이디얼과 드러스트 유제베어링에 관한 것이고, 그리고 경쟁적인 베어링의 저가로 제조될 수가 있다. 이하 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

[실시예]

이해가능한 방법으로 본 발명의 베어링을 설명하는데 있어, 홈, 슬릿, 보어 그리고 원통블랭크에다 다른 열린곳에 의해 원통블랭크에서 형성되는 베어링구조를 설명하는 것은 도움이 된다.

이하 설명하는 것과 같이 이것은 프로토타이프 베어링을 제조하는데 유용한 기술이다.

그러나, 원통블랭크의 참조가 본 발명의 이해를 돕는데 우선 도움이 된다.

비록 본 발명의 많은 베어링이 원통블랭크에서 제조될 수 있어도 그들의 어느 것은 그렇게 제조될 필요성이 없다는 것은 주의해야 한다.

사실 베어링은 여러가지 방법으로 제조될 수가 있고, 그리고 그들은 약간은 이후 논의된다.

우선 제1도에 있어서, 거기에서 설명된 구조는 하우징(10)과 복수의 원주로 배열된 베어링패드(12)를 확정하도록 거기에서 형성되는 홈과 슬릿을 가지는 저어널 베어링 조립의 섹터(sector)이다. 홈과 슬릿에 의해 확정되는 베어링은 패드원통 주위가 균형 잡히지 않고 있다.

따라서, 설명되는 베어링은 방사상의 일방향(unidirectional) 베어링이고, 그것은 오로지 한 방향으로의 회전의 샤프트를 방사상으로 지탱하기 위해 적용된다.

설명되는 실시예에 있어, 베어링은 화살표에 의해 설명되는 시계바늘 반대방향으로의 회전을 위해 오로지 샤프트(5)를 지탱한다.

반면에, 만약 그 베어링이 그 패드의 센터라인 주위가 균형 잡히면, 시계바른방향 또는 그 반대방향회전을 위해 샤프트(5)를 지탱하는 기능하고, 즉, 그 베어링은 양방향이다. 각 베어링패드(21)는 전면(15)와 뒷면(17)을 포함한다. 전면은 회전을 계속할 때, 샤프트의 원주상의 점에 의해 우선 접근하는 에지로서 확정된다. 유사하게, 뒷면은 회전을 계속할 때 샤프트의 같은 점에 의해 후에 원주주변에 접근되는 에지(edge)로서 확정된다.

샤프트가 적당한 방향으로 회전할 때, 그것은 뒷면을 떨어져 베어링패드를 건너 전면에서 유체막위에서 이동한다.

최적의 성능은 스터브섹션(stub-section)(16)이 센터라인(13a)에 근접한 뒷면(17)과 패드(12)의 원주센터라인(13a)사이의 포인트(16a)(제3도)에서 어떤 하중과 베어링패드를 지주할 때 얻게된다.

비임(14)은, 비임(14)의 편향의 결과로서, 뒷면(17)이 내측으로 편향되도록 전면과 뒷면사이에서 각을 이루어 위치하는 포인트(14a)주위를 역시 피벗한다.

물론, 편향의 정도는 베어링에서 형성되는 슬릿 또는 컷트의 길이와 비임의 형태 그리고 다른 것은 사이에서 의존한다. 비록 일정한 참조가 본 발명의 이해를 돕기위해 저어널 베어링 또는 드러스트 베어링으로 만들게 된다하더라도, 베어링 설계의 약간의 같은 원칙이 설계되는 베어링의 일정한 형태에 무관심하게 적용된다.

예를들면, 베어링의 양형태는 유체쐐기의 형성원칙에서 작동한다. 더욱 저어널 베어링과 드러스트 베어링 둘다의 주축은 베어링이 형성되는 원통블랭크의 중앙축이다.

원주패드 센터라인은 베어링의 주축과 패드의 중심을 통하여 지나가는 방사상으로 퍼지는 라인이다. 따라서 만일 드러스트 베어링 또는 저어널 베어링이 이 센터 라인 축부근이 균형잡히면 즉 주측이, 그 베어링은 양방향이 될 것이다. 드러스트 베어링과 저어널 또는 레이디얼 베어링사이에 유효계차가 있다. 대부분의 눈에 뜨이는 계차는 물론, 지주되는 샤프트의 부분과 따라서 방향 그리고/또는 베어링패드 지주의 방향각이다.

예를들면, 저어널 베어링이 샤프트의 원주부분을 지탱하는 동안, 드러스트 베어링은 샤프트의 축단 또는 어깨를 지탱한다.

다른 계차는 이 근본적인 차이라고 추정한다.

예를들면, 레이디얼 또는 저어널 베어링에 있어서 하중의 방향에서의 패드는 하중을 가지거나 또는 지탱하는데 반하여, 드러스트 베어링에 있어서는, 모든 패는 정상적으로 하중을 함께 나눈다.

더욱 저어널 베어링은 일반적으로 샤프트와 베어링지름의 차이 때문에 내장쐐기를 가지고 있고, 반대로, 드러스트 베어링에는 그러한 내장쐐기가 없다.

게다가, 저어널 또는 레이디얼 베어링이 하중과 같이 회전 안정도를 조절할 때는 드러스트 베어링은 대표적으로 하중을 오로지 이송한다.

저어널 베어링의 설례, 특히, 유체저어널 베어링이 드러스트 베어링의 설계보다 더욱 중요하게 복잡하다는 것을 역시 이해되어야 한다.

부분적으로 이것은 저어널 베어링의 레이디얼 인베로프를 한정하기 위한 필요에 의해 강제되는 제한 때문이다.

이러한 계차를 조절하기 위해서, 드러스트 베어링의 배열은 저어널 베어링의 배열보다 차연적인 차이다.

그럼에도 불구하고, 이로부터 증거나 공개되어질 때, 여기에서 논의되는 많은 원칙은 드러스트 또는 저어널 베어링에 적용할 수 있다.

제2도와 제3도에 있어, 축방향으로 늘어나고 그리고 방사상으로 늘어나는 에지에 의해 각 패드가 확정되고 패드가(유체막을 경유하여)지탱하고 있는 샤프트의 외경의 반지름 또는 아아크(arc)에 실질적으로 같은 아치형의 면(13)이 갖추어 있다. 이 축방향으로 늘어나는 에지는 전면과 뒷면으로 구성되어 있다.

비임은 제3도의 편향된 위치 판통라인과 정적인 위치 소리 드라인(solid line)에 둘다가 표시된다.

제1도에서 설명된 것과 같은 지주구조의 기본구성은 벽을 통한 작은 슬릿 또는 컷트의 사용에 의해 고안된다. 대표적인 이러한 슬릿 또는 레이디얼 컷트는 0.002에서 0.125까지의 넓이사이다.

편향도는 다른것들 사이에서, 컷트의 길이를 변하게 함으로서 변화될 수가 있다. 더 긴 컷트는 더 큰 편향을 생기게 하는 더긴 모우먼트암(moment arm)을 제공한다. 더 짧은 컷트는 더 작은 가요성와 더 높은 하중 운반능력을 가지는 비임을 선축한다.

컷트 또는 슬릿의 길이를 선택하는데 있어, 공명을 피하도록 주의해야 한다.

표시한 바와 같이 비임(14)의 끝의 위치를 정함으로써, 연결 포인트(16a)부근 아래쪽의 편향은 제9도의 점선에서 보이는 것과 같이 패드(12)의 약간 플래트닝(flattening)과 전면(15)의 패드(12)의 외부운동의 뒷면(17)의 내부운동에서 생긴다. 이 편향의 결과로서, 샤프트(5)의 외면과 패드면(13)사이의 갭(gap)는, 유체흐름을 통하여, 잘 알려진 유체지주효과를 발생하는 형태의 쐐기가 된다. 말하자면, 뒷면과 샤프트사이의 간격 대 전면과 샤프트 사이의 간격의 비율은 1:2에서 1:5까지의 사이이다.

환언하면, 전면과 샤프트사이의 간격은 뒷면과 샤프트사이의 간격보다 더 큰 2에서 5배까지의 사이에 있어야 한다. 어떤 일정한 적용을 위해 이러한 이상적인 간격 또는 쐐기 비율 얻기 위해, 단일 요소의 재료특성, 평태, 위치, 크기 그리고 수를 포함하는 적당한 편향변수가 선택되어야 한다. 한정되어 있는 요소분석을 촉진하는 컴퓨터는 이러한 변수를 완벽하게 활용하는 가장 유효한 수단이라고 입증하였다. 분석을 촉진하는 컴퓨터는 육방향(6자유도)모두에서 운동을 허용하는 상기 형태와 같은 그러한 베어링 특히 유용하다.

제4도와 제5도에 있어, 패드에서 떨어진 단선에서 본질상으로 늘어나는 한쌍의 비임위치(34a. 34b)을 가지는 비임을 포함하는 지주구조에 의해 하우징에서 지탱되는 베어링패드(32)로 베어링 하우징(30)을 확정하기 위해 슬릿 또는 컷트 그리고 홈에 의해 베어링이 형성되는 본 발명의 특징을 통합하는 베어링의 둘째 설명의 보기가 표시된다.

더욱, 패드는 패드지탱표면(34ps)상의 비임에 의해서만 지주되도록 언더컷트 되어진다.

제5도에 있어, 비임(34,34a)는 비임의 캔털레버(cantilever)지주로서 작동하는 36,36a인 편리한 스텁비임(stub beam)을 가지게 보인다.

제4도에서 명백한 것과 같이, 제5도의 투시도가 패드(32)의 위치만을 표시한다.

완전 패드는 제4도에서 설명된 베어링의 가능한 수정을 표시하는 제5a도와 제5b도에 설명된다. 도면에서 명백한 것과 같이, 패드지주표면(34pc)는 전면(35)보다 뒷면(37)에 더 밀접하게 위치한다. 이 구조로서 제17도에서 설명하는 것과 같이, 비임의 비틀림이 그 비임을 중간에 자리잡게 하고 그리고 설명한 비틀림 편향을 일으킨다.

또 다시 일차 가요성이 베어링 하우징월(벽)을 통하여 작은 컷트 또는 슬릿에 의해 개별된다. 이러한 컷트는 6자유도의 베어링패드를 공급하고(즉, 패드는 +X, -X, +Y, -Y, +Z 그리고 -Z방향에서 변진운동하고 X, Y 그리고 Z축 회전도한다) 그리고 유체쐐기형성을 최고로 활용하기 위해 설계된다.

만약 컷트와 슬릿이 비임위치(34a, 34b)형성을 통한 브레이킹(breaking)전에 종결되면, 패드(32)는 제5a도에 표시된 것과 같이 연속원통 맴브레인(membrane)에 의해 지탱되어진다.

맴브레인 패드(32)가 지탱되는 유체댐퍼로서 작동한다.

컷트의 종결은 제4도의 포인트 A와 포인트 B에서 발생한다. 유체 윤활제와 결합된 맴브레인의 가용성 감쇠작동을 변화하고 하우징에서 패드를 분리하기 위한 수단을 제공한다. 감쇠작동은 높은 감쇠특성을 표시하는 대시폿드(dashpot)의 형태를 가진다.

제1-3도에서 설명된 베어링에 비해, 제4-7도에서 설명된 베어링은 그의 패드 센터라인부근은 균형잡히지 않고 그러므로 일방향 베어링이다.

따라서 그 베어링은 한쐐기를 형성하기 위해 안으로 편향하는 뒷면(37)과 밖을 향해 편향하는 전면(35)를 가지고 있다.

또 다시, 쐐기비율(샤프트와 뒷면사이의 간격에서 샤프트와 전면사이의 간격까지의 비율)은 1 : 2에서 1 : 5사이여야 한다. 더욱 패드에 관한 비임(34)의 패드지주부분 (34ps)의 위치에 의해 일차적으로 결정되는 하중의 작동중심위치는 또다시 패드면의 원주센터에 바람직하게 밀접하게 뒷전과 패드면의 원주센터사이에 있어야 한다.

제5b도에서 표시된 것과 같은, 비임포인트 A와 B에서 밑으로 컷트 또는 슬릿을 단순히 늘이므로서 제5도에서 표시된 것보다 더욱 단순하게 한정되게 된다.

제8도에 있어서, 본 발명의 특징을 통합하는 베어링의 셋째 보기가 표시된다.

이 보기에서는, 내면 슬립 또는 컷트는 한 비임을 비임지주 구조상에 설정하기 위해 제공된다.

특히, 베어링은 비임(42,44)에 의해 하우징에서 지탱되는 패드(40)를 한정하기 위해 홈 그리고 슬릿 또는 컷트로서 형성된다.

패드는 지주스터브(40a, 40b)에서 비임에 연결된다.

하우징에 부착되는 비임은 지주 스터브(46,48)에 있다.

또, 다시 그 베어링은 베어링벽을 통해 컷트를 표시한 얇은 컷트와 슬릿으로 구성된다.

패드표면 밑에의 컷트 또는 슬릿(6)은 하중하에 패드가 윤활제의 도입을 위한 에어포일(airfoil)을 형성하기 위해 형태를 바꾸는 그러한 추가적인 가요성을 도입한다.

이리하여, 그 포인트 지주비임에 관한 비임의 결과로서, 그 패드는 맴브레인과 같은 스프링으로서 작동한다.

제10a도는 하중하에서 패드(40)의 편향된 형태를 표시한다. 도면에서 표시된 것과같이(과대시한), 패드는 하중하에서 에어포일형태에 평행되도록 형성되고 지탱될 수가 있다. 에어포일은 눈부시게 성능을 개량한다.

도면에서 명백한 것과 같이, 패드 X, Y 그리고 Z축주위를 회전할 뿐만아니라 X, Y 그리고 Z주위를 회전할 분만아니라 X, Y 그리고 Z방향으로 변위도 할 수가 있고, 즉 패드는 6자유도를 가지고 있다.

다시, 그 구조는최적유체 쐐기형성을 허용한다.

제9도에 있어서, 하중하에 패드가 평평해지는 정면패드(50)의 국부고유편향을 표시하고 있다.

이러한 편향은 제3도와 제10도에서 표시된 지주구조편향과 결합되어 있으나 하위등급이다.

순수한 결과는 제3도와 제10도에서 표시한 형태이고 그러나 정밀하게 평행해져 있는 전면곡율(face curvature)의 형태이다. 제31도와 31a도는 본 발명에 따른 저어널 베어링의 또하나의 예를 설명한다.

제31도와 제31a에서 설명된 베어링구조는 베어링이 양방향인 먼저 언급된 저어널 베어링구조와는 다르다.

즉, 그 베어링은 제31도에서 고착된 것과 같은 시계바늘방향 또 시계바늘 반대방향의 샤프트를 지탱할 수가 있다. 그 베어링은 패드가 패드의 가하하적인 센터와 베어링주축(606)을 통하여 지나가는 방사상의 늘어나는 라인과 같이 한정되는 그들의 센터라인 주변이 균형잡혀 있기 때문에 양방향이다.

앞서 언급된 저어널 베어링과 같이, 제31도와 제31a도의 베어링은 복수의 원주로 간격을 둔 베어링패드(632)를 한정하기 위해 복수의 얇은 방사상과 원주의 슬릿으로 형성된다.

각각의 베어링패드(632)를 위한 지주구조는 제8도에 설명된 저어널 베어링을 위한 지주구조와 유사하다.

특히, 각 베어링패드(632)는 2개의 패드지주표면(632ps)에서 비임 지지구조에 의해 지탱되고 있다.

각 패드지주표면(632ps)에서 베어링패드에 연결되는 비임 조직망은 베어링양방향을 만드는 베어링 대칭식 구조를 동일하게 생기게 한다.

이 설명을 간이화하는 목적으로, 한 패드지주표면에서 베어링을 지탱하는 비임의 조직망만이 다른 패드 지주표면이 동일한 패션에서 지탱됨으로서 설명된다.

이리하여, 제31도에서 표시된 것과 같이, 첫재, 일반적으로 방사선상으로, 비임(640)은 패드지주표면(632ps)에서 베어링패드(632)에 연결되어 있다.

둘째는, 일반적으로 원주의 비임(640)의 방사상으로 제일 밖에 있는 비임(640)의 끝부분에 연결된다.

셋째는, 일반적으로 방사상의 비임(644)은 비임(642)에서 안쪽으로 방사상으로 늘어난다.

넷째는, 일반적으로 원주의 비임(646)은 비임(644)의 방사상으로 가장 깊숙한 부분에서 늘어난다.

다섯째는 일반적으로 방사상의 비임(648)은 비임(644)에서 지주구조의 하우징부분에 방사상으로 바깥쪽으로 늘어난다. 요약하여, 각 베어링패드(632)와 제31도에서 설명된 베어링은 10개의 비임과 베어링 하우징에 의해 지탱된다.

더욱, 밑에서 논의되는 것과 같이, 지주구조의 하우징 부분에서 원주의 일정한 간격을 둔 홈을 방사상으로 늘어나게 하고 또는 원주의 홈이 방사상으로 늘어나게 형성함으로서, 지주구성의 하우징부분이 복수의 비임 또는 맴브레인과 같이 작동할 수 있게 설계될 수 있다.

제8도의 베어링과 같이, 패드의 표면하에서 형성된 컷트 또는 슬릿은 하중하에서 패드가 윤활재의 인도를 위해 에어포일을 형성토록 형태를 바꾸는 그러한 추가적인 가요성을 인도한다.

이리하여 2개 포인트 지주비임에 관한 비임의 결과로서, 그 패드는 맴브레인같은 스프링으로서 작동한다.

제31a도는 셋째 비임(644), 비임패드(632) 그리고 하우징을 표시하는 제31도의 방사상의 단면도이다.

제32도, 제32a도와 제32b도는 본 발명에 따른 또 하나의 저어널 베어링구조를 설명하고 있다.

이 베어링구조는 베어링패드와 지주구조가 원통블랭크에서 형성되는 비교적 큰 홈과 열린 곳에 의해 한정되는 먼저 설명한 베어링구조와는 다르다.

정상적으로, 이 형태의 구조는 먼저 설명한 실시예으로서와 같이 작은 홈을 형성하기 위한 어떤 다른 유사한 기술 또는 전기방전 기계가공보다도 오히려 블랭크를 미링(milling)으로서 형성된다.

제32도에서 설명된 베어링구조의 장점은 매우 작은 베어링을 요구하는 적용에서는 보기, 제1도, 제4도와 제8도의 구조에 의해 요구되는 적당하게 더 작은 컷트와 열린 곳과 비교될 때 제32도, 제32a도와 제32b도에서 설명된 형태의 베어링을 형성하기 위해 요구되는 적당하게 더 큰 컷트와 열린 곳을 정밀하게 형성하는 것은 용이하다.

더우기 큰 홈 또는 열린 곳은 일반적으로 주형 또는 압출하기가 더욱 용이하다.

더욱 큰 컷트에 의해 형성되는 베어링은 스팁베어링패드 지주구조의 매우 큰 베어링을 요구하는 적용에서 사용된다.

제32도에서 표시되는 베어링패드는 그들의 패드센터라인(706A)에 대칭적이다.

그러므로, 그 베어링은 양방향이다.

더욱, 제32B도의 투시도에서 가장 잘 표시된 것과 같은 베어링은 가리워진 열린 곳이 없는 계속적인 단면을 가지고 있다.

그러므로 용이하게 밀어낼 수가 있고 그리고 용이하게 주형할 수가 있다.

자연히, 지주구조는 지주구조를 바꾸기 위해 열린곳을 방사상으로 늘리고 비대칭식으로 배치되거나 또는 원주의 홈을 방사상으로 늘이는 것을 함으로서 그리고 그것에 의해 성능 특성을 부꾸기 위해 단면에서 단절함으로서 바꿔질 수가 있다. 그 베어링은 주축(706)이다.

제32도에서 표시된 것과 같이, 그 베어링은 복수의 원주로 일정한 간격을 둔 베어링 패드(732)를 포함한다.

각 베어링패드(732)는 패드지주표면에서 베어링패드(732)에 연결된 일반적으로 한쌍의 방사상의 비임(740)을 포함하고 있다.

둘째는, 일반적으로 방사상으로 늘어나는 비임(742)은 비임(740)의 각각을 지탱한다.

비임(742)는 캔틸레버형 패션의 하우징 또는 지주스텁에 연결된다.

이 베어링에 있어서, 비임(740)은 일차지주구조로서 고려될 수가 있다.

그리고 그 비임(744)은 3차 지주구조로서 고려될 수가 있다. 제32도에서 표시되는 둘째 비임(742)는 지주구성의 하우징에서 복수의 축방향으로 늘어나는 원주의 홈(750)을 형성함으로 한정된다.

양방향 베어링의 대칭을 유지하기 위해, 이러한 홈들은 베어링패드(732)의 원주의 간격에 일치하는 방법으로 패드센터라인(706A)부근에 원주로 일정한 간격을 두게 된다.

자연히, 유사하게 원주로 일정한 간격을 두고 있는 방사상의 홈은 이전의 베어링구조의 어떠한 것에 제공할 수가 있었다.

예를들면, 위에서 언급한 바와같이, 그러한 홈들은 지주와 같은 비임을 제공하기 위하여 제31도의 제31a도에서 설명되는 베어링구조의 주변에서 형성될 수기 있었다.

제32a도는 제32도에서 설명되는 베어링의 위치의 방사상의 단면도이다.

이 단면도에서, 베어링패드(732)와 첫째 비임(740)이 보인다. 제32b도는 제32도와 베어링투시도이다. 비록 그 베어링의 주변, 원주와 원동의 부분이 곡률을 강조하는 어떤 세그먼트패션에서 묘사되더라도, 이러한 만곡된 표면은 사실 계속적으로 만곡된다.

제33도는 본 발명에 따른 저어널 베어링구조를 설명한다.

제32도의 베어링과 같이, 제33도의 베어링은 정당하게 큰홈과 보어에 의해 형성된다.

특히, 복수의 동일하게 일정한 간격을 둔 방사상으로 늘어나는 원주의 홈은 복수의 원주로 일정한 간격을 둔 베어링패드(832)를 한정한다.

베어링패드(832)는 그 홈들이 참조번호(834,835)에 의해 지적되는 제33b도와 제33c도에 가장 잘 보이고 그리고 원통 블랭크의 평면에서 대칭식으로 늘어나는 원주의 홈을 한쌍의 축방향으로 늘이므로서 더욱 한정된다.

베어링 지주구조는 상에 구조적인 특성과 복수의 원주로 일정한 간격을 두고 있는 대칭적으로 배치된 깊은 보어(837)과 복수의 원주로 일정한 간격을 두고 있는 대칭적으로 배치된 얕은 보어(838)와 상기 구조적인 특성에 의해 한정된다.

가리워진 보어(837,838)의 존재때문에, 제33도의 베어링구조는 간소한 2-피스주형에서는, 즉 용이하게 주형을 가능할 수 있는 압출과 주형이 가능하지가 않다.

제33a도에서 잘못 표시된 것과 같이, 깊은 보어(837)는 각 베어링패드를 위해 지주구조를 한정하도록 축의 홈과 교차한다.

지주구조는 원통블랭크의 외부주변에서 늘어나는 원주의 홈(839)에 의해 한정된다.

제33-33c도에 관하여, 위에서 논의된 것과 같이 구조적인 부재의 설비가 패드를 직접 지탱하는 즉, 일자지주구조인 비임(840)을 포함하는 베어링패드(832)를 위해 지주구조를 제공한다.

두개의 연속비임(882)은, 즉 복수의 비임으로 구성되는 삼차지주의 2차지주구조는 비임(840)을 연속비임(882)에 연결하는 보어(837,838)에 의해 한정되었다.

제33-제33c도에서 설명되는 베어링의 지주구조는 주축(806)에서 늘어나는 패드센터라인은 대칭적이 아니고, 그것은 일방향이다.

더욱, 제32도의 베어링과 같이, 이 베어링은 특히 적당하게 더 큰 홈과 이 베어링을 한정하는 보어 그리고 그의 지주구조는 더욱 용이하게 제조되기 때문에 아주 작은 베어링을 요구하는 적용에 적합된다.

제34도와 제34a도-34d도는 본 발명에 따라 또 하나의 저어널 베어링구조를 설명한다.

제34도의 베어링구조는 도면에서 표시되는 것과 같이 적당하게 큰 홈과 보어에 의해 한정된다. 베어링패드(932)의 지주구조는 베어링패드(832)의 지주구조와 같다.

특히, 베어링패드(932)의 각각을 위하는 지주구조가 동일한 동안은 지주구조는 각 베어링패드에 관해 대칭적이 아니다. 그러므로, 제34도에서 설명하는 베어링은 일방향이다.

더욱, 지주구조가 ＂가려진＂열린곳을 포함하기 때문에, 베어링은 단순 2-피스구조(two-piece mold)에서 압출가능하지도 않고 주조도 가능하지 않다.

도면에서 표시된 것과 같이, 베어링지주고조는 대칭적으로 위치한 열린곳(942)에 의해 일부가 한정되고 그리고 베어링패드(932)에 연결되는 비임과 같은 부재(940)로 구성되는 1차 지주구조를 포함한다.

베어링의 외부주변에 형성되는 얕은 원주의 홈은 한쌍의 연속비임과 요소(982)로 구성되는 3차 지주구조를 한정한다.

연속비임(982)에 비임(940)을 연결하는 맴브레인 조직망(960)과 한 비임으로 구성되는 2차 지주구조는 복수의 큰 대칭적으로 배치된 보어(944)의 설비, 더욱 작은 대칭적으로 배치된 보어(946)의 설비, 그리고 작은 비대칭적으로 배치된 보어(948)의, 설비에 의해 한정된다.

비대칭적으로 배치된 버어 (948)에 의해, 지주구조는 더욱 가요성 있고, 그래서 그러한 보어의 방향에서 바이어스가 된다.

제15도-제18도는 본 발명에 따른 단일의 유체드러스트 베어링을 설명한다.

상기 설명과 같이 본 발명에 따른 드러스트 베어링은 본 발명에 따른 저어널 베어링과 같은 약간의 특징을 통합한다. 예를들면, 저어널 베어링과 같이, 본 발명의 드러스트 베어링은 그 베어링이 형성하는 블랭크의 중심축으로서 한정되는 주축을 가진다.

또한 그 베어링패드는 패드의 센터를 통하여 주축에서 방사상으로 늘어나는 원주의 센터라인을 가지고 있다. 드러스트 베어링이 그의 원주센터라인 주위가 대칭적일때, 그것은 양방향이 되고, 베어링이 그의 원주 센터라인 주위가 비대칭적일때, 그것은 일방향 된다.

그러나, 그들이 다른 기능의 자연성으로, 드러스트 베어링은 약간 다른 배열을 가진다.

예를들면, 제15도-제18도에서 표시되는 드러스트 베어링은 실질적으로 동일한 배열의 복수의 베어링패드(132)를 포함한다. 제18도는 베어링패드(132)의 레이디얼분할선(ROL)과 원주분할선(COL)를 표시한다.

베어링패드(132)의 베어링패드 표면은 베어링주축과 지탱되는 샤프트의 축에 실제적으로 가로질러 있는 평면에 있다. 물론, 패드표면이 하중하에서 편향될 때, 또는만약 설치된 또는 장치 상태에서 샤프트와 접촉하도록 베어링이 약간 기우는 것을 원하면, 베어링패드의 표면은 지탱되는 샤프트의 축 또는 주축에 관하여 얼마간 기울고 그리고 얼마간 평면이 아니다.

본 발명의 드러스트 베어링설계에서 특히 중요한 고려의 대상은 유체누출의 방지이다.

큰 범위에 대한 이 목표는 하중하에서 베어링패드의 내부에지가 아래쪽으로(제16도에서 표시된 것과 같이)편향되고 그리고 외부에지는 위쪽으로 편향하도록 지주구조를 설계함으로서 성취될 수가 있다.

여기에서 언급되는 드러스트 베어링의 모두는 이 방법으로 설계된다.

예를들면, 제16도에서 표시되는 베어링에 있어, 비임(134)은 베어링패드의 내부에지에 있는 것보다 베어링의 외부에지에 더욱 밀접해 있는 패드지주 표면에서 패드(132)에 연결되어 있다.

이리하여 패드지주표면(134ps)은 제18도에서 표시하는 레이디얼 분할선(ROL)의 방사상으로 밖으로 위치된다. 그러므로 베어링은 하중하에서, 베어링의 내부에지가 아래쪽으로 편향되게 설계된다.

장독에 있어서, 베어링패드의 내부에지의 아래로 향한 편향은 지탱되는 샤프트에서 떨어지는 편향과 같고 그리고 베어링 패드의 외주에지의 위로 향한 편향은 샤프트를 향한 편향과 같다.

베어링패드의 편향된 방향은 유체상 원심력작용의 결과로서 다른 방법으로 발생하는 유체손실을 뜻있게 억제한다.

유체의 손실은 하중하에서, 베어링패드가 윤활제 유지포켓을 형성하는 것은 변형하게 베어링패드를 지탱함으로서 더욱 축소할 수가 있다.

일반적으로 그러한 지주는 베어링패드가 방사상으로 또는 원주로 일정한 간격을 둔 비임에 의해 지탱될 때 설치되고 그리고 그 비임사이의 지역은 패드의 지탱되지 않는 중심지역이 유체 유지채널을 형성하기 위하여 외부로 변형하는 것을 유지하게 직접 지탱되지 않는다.

아래에서 논의되는 제29도는 거기에서 방사상으로 일정한 간격을 둔 비임의 필요조건을 가지는 베어링의 보기를 설명한다.

더욱, 큰 포켓은, 비임이 더욱 떨어져 일정한 간격으로 놓일 때 얻게 된다. 같은 방법으로 채널은 축방향으로 또는 원주로 일정한 간격을 둔 지주의 비임사이의 지탱되지 않는 지역을 제공함으로서 저어널 베어링으로 형성될 수가 있다.

제15도와 제16도에서 잘 표시된 것과 같이, 각 베어링패드는 그의 전주변의 베벨에지(132b) 또는 챔퍼(chamfer)를 가지고 있다.

챔퍼어 목적은 입·출구 윤활제를 감소하는 것이다. 각 베어링패드(132)는 베어링패드 지주표면(132ps)에서 패드를 지탱하는 비임과 같은 지주부재(134)로 설명된 실시예에서 구성하는 1차 지주부분에 의해 지탱된다. 각 비임(134)은 지탱되는 비임 또는 맴브레인(136)의 비임과 같은 그러한 이차 지주부분에 의해 차례로 지탱된다.

비임 또는 맴브레인(136)은 한쌍의 비임과 같은 다리(138a,138b)와 같은 그러한 삼차지주부재에 의해 차례로 지탱된다. 비임 또는 맴브레인부분(136)에 홀 또는 열린곳(42)를 제공함으로서, 연속 맴브레인(136)은 한세트의 비임이 된다.

자연적으로 만일 홀이나 열린곳(142)가 맴브레인에 제공되지 않으면, 그 맴브레인은 연속 맴브레인으로서 기능을 한다.

양자택일로 내부 비임과 같은 다리(138a)가 2차 지주구조가 캔틸레버패션(cantilever fashion)에서 지탱되도록 삼차지주를 한정하기 위해 제거되거나 또는 짧은 스터브와 같은 비임으로 대체되어질 수가 있다.

결국 홀과 열린곳이 주축에 관해 대칭적으로 배치되기 때문에, 베어링은 주축주위가 대칭적이고 그래서 양방향이다. 제15도, 제17도 그리고 제18도에서 표시되는 것과 같이, 연속 맴브레인을 분리비임으로 분할하는 홀 또는 열린곳(142)는 구상(구상球狀)이다.

원형 열린곳은 베어링재료로 용이하게 드릴(drill)되기 때문에 구상베어링의 사용은 베어링 프로토타이프의 제조를 손쉽게 한다.

이것은 여기에서 언급한 모든 베어링에 대하여도 사실이다. 그러한 열린곳이 제공되면, 비임과 같은 맴브레인(134)를 한정하기 위하여 베어링패드(132)의 밑부분으로 맴브레인부재(136) 또는 비임을 넘어 열린곳을 늘리는 것은 유리하다. 이것은 제15도에 있어서, 패드지주표면(134ps)의 단면과 따라서 비임(134)의 측벽이 아치형의 외관을 가지는 이유이다. 비록 비임 부재의 형태가 제조편의에 의해 지시되어도, 그 형태는 역시 단독 베어링의 성능을 실행한다.

이리하여, 비록 제15도-제18도에서 표시되는 드러스트 베어링을 포함하여, 여기에서 언급되는 베어링의 일정한 형태가 프로토타이프제조의 용이성에 주로 되더라도, 일정한 적용을 위한 뛰어난 결과를 생기게 한다는 것이 발견되었다.

물론, 그 형태에의 어떤 변화가, 예를들면, 베어링패드를 지탱하는 비임의 휘고 또는 굽는 특성을 변경하기 위하여 베어링의 성능특성에 영향을 미친다.

이리하여, 비임, 패드 그리고 맴브레인의 다른 형태가 확실하게 계획되는 동안, 제조의 용이성과 베어링의 성능상의 맴브레인의 형태 또는 비임패드의 효과는 고려되어져야 한다. 다른 드러스트 베어링형태의 보기가 제21도-제30도 그리고 제38도-제39도에 표시된다.

제15도-제18도에 표시되는 베어링구조에 이러한 베어링간의 차이는 1차지주부분, 2차지주부분 그리고 3차지주부분의 다른 구조에 존재한다.

하나의 그러한 다른 베어링형태가 제21도-제24도에서 설명된다. 제21도에 표시한 것과 같은 베어링의 평면도, 제22도에 표시한 것과 같은 베어링의 단면도, 제23도에 표시한 것과 같은 베어링의 저면도, 그리고 상기 베어링의 사시도는 제24도에 도시되어 있다.

제21도 내지 제24도에 표시된 베어링은 2개의 주목할 만한 이예(異例)로서 제15도-제18도의 베어링과 유사하다.

첫째, 제21도-제24도의 베어링은 제5도에 있어서와 같은 수직지주보다 오히려 앵글 또는 경사진 지주베어링(134A)를 포함한다.

둘째, 베어링은 지주비임에서 타원의 열린곳을 형상하도록 앵글 또는 경사진 비임(134)을 통하여 원통의 열린곳을 형성하기 위하여 지주비임(136)을 통하여 늘어나는 추가홀(144)을 포함한다.

타원의 열린곳은 비임을 한쌍의 복합 리거멘트(complex ligaments)로 분할하고, 그리고 그의 형태는 제24도의 사시도에 관하여 식별되어질 수가 있다.

열린곳(144)의 설비 그리고 복합 리거멘트로서 앵글 또는 경사진 비임(134A)의 필요부분은 제15도-제18도에서 표시된 베어링에 비하여 제21도-제24도에서 표시된 베어링의 지주구조의 가요성을 현저하게 증가한다.

이리하여, 제21도-제24도 베어링의 패드(132)는 제15도-제18도에서 표시된 베어링의 패드(132)에 행하는 것보다 더욱 가벼운 하중에 응하여 유체쐐기를 형성하기 위해 편향된다. 제21도-제24도에서 표시된 베어링은 가벼운 하중을 지탱하기 위해 더욱 잘 어울리고, 그리고 제15도-제18도에서 표시된 베어링은 더욱 무거운 하중을 운반하기 위해 더욱 잘 어울리게 하고 있다.

더욱, 열린곳이 그 비임을 복합 리거멘트로 분할하거나 또는 아니거나, 비임(134A)와 같은 그러한 앵글 또는 경사진 지주 비임의 설비는 수직으로 적용된 하중이 윤할유체분의 원심누출에 의해 베어링의 내측지를 또한 센터에 향하여 비임을 편향하게 하는 경향이 있는 순간을 일으키므로 수직방향으로 패드의 가요성을 증가한다.

제23a도는 더욱 비임 또는 맴브레인(136)의 가요성을 높이기 위하여 지주비임(136) 또는 맴브레인에서 추가구멍(146)이 형성되는 제21도-제24도에서 표시되는 형태의 베어링의 저면도를 표시한다.

제23a도에서 설명한 바와같이, 구멍(146)은 각 베어링 세그먼트에 관하여 균정치 않게 형성된다. 그러한 균정치 않은 형에서 이러한 구멍들의 양식은 그 패드가 다른 방향에서 보다 한 방향으로 쉽게 편향하는 경향이 베어링에서 초래된다.

다른 말로하면, 베어링패드는 지주구조에서 균정치않는 열린곳의 양식에 의해 한 방향으로 기울게 된다.

자연히, 그러한 균정치않게 배치되는 열린곳은 베어링패드를 한 방향으로 기울게 하는 것을 바라는 본 발명의 어떤 베어링 구조에 제공될 수가 있다.

오로지 베어링패드 중에서 선택되는 것만이 기울게 되고 균정치않게 배치되는 열린곳 또는 구멍을 제공하는 것은 바람직하다.

제25도는 본 발명에 따른 하나의 베어링의 단면도이다. 이 구조에 따라서, 베어링패드(132)는 역으로 기운 비임부분(134I)상에 차례로 지탱되는 수평으로 일정한 방향으로 향하는 부분(134H)상에서 차례로 지탱되는 패드 지주스터브(134S)상에서 지탱된다.

다른점에서는, 이 구조는 앞서 언급한 베어링의 그것과 유사하다.

이 구조에 의해, 베어링은 한 방향으로 매우 큰 가요성을 가지고 있으나, 반대방향으로는 매우 강성하다. 같은 구조가 제26도에서 설명된다.

제26도에서 설명된 베어링과 제25도에서 설명된 베어링사이의 차이는 제26도에서 설명된 베어링은 역으로 굽은 비임부분(134I)보다 오히려 수직의 비임부분(134V)을 사용한다는 것이다.

베어링의 다른 모든 점에서는 유사하다.

제26도의 베어링에서 굽은 비임의 결여는 그 베어링을 수직 방향으로 더욱 강도를 주는 경향이 있다.

제27도-제28도는 본 발명의 베어링구조의 또하나의 실시예를 설명한다.

도면에 표시된 것과 같이, 이 베어링은 복수의 베어링패드(321-326)(제28도의 판톰(phantom)에서 표시됨)을 포함한다.

베어링패드(321-326)의 각각은 베어링지주구조의 패드지주표면(342)상에서 지탱된다.

베어링지주구조는 한쌍의 주변비임(382)를 포함하는 3차 지주부분 상에서 지탱되는 분할주변 맴브레인(360)을 포함하는 2차 지주부분상에서 지탱되는 한쌍의 내포된 기둥대(grustum)로 구성되는 1차 지주부분을 포함한다.

주변비임(380,382)은 앞서 언급된 구조의 그것들과 같다.

맴브레인(360)은 그 맴브레인(360)이 내포된 기둥대를 형성하는 베어링지주구조의 저면에서 형성되는 홈에 의해 방사상으로 분할되어서 앞서 언급된 구조의 맴브레인과는 다르다. 내부기둥대는 그 기둥대의 평균 센터라인이 패드지주표면(342) 위점(350)에서 합류하도록 외부기둥대에 관하여 역으로 되고 그리고 역으로 되는 V에 유사하게 표시하는 단면을 가진다. 기둥대의 센터라인이 패드표면상의 점(350)에서 교차함으로, 1차 지주구조는 패드표면상의 점부근을 선회하는 베어링패드를 지탱한다.

이것이 적당한 편향을 보장한다.

베어링패드를 지탱하는 비임(346,344)은 같은 각에서 서로를 향하여 경사질 수 있고, 다른 각에서 서로를 향하여 경사질 수가 있고 한 비임은 경사가 지고 그리고, 한 비임은 경사지질 않고, 그리고 같은 방향으로 경사진다.

물론, 1차 지주구조에서 비임의 경사지는 정도의 변화는 베어링의 편향특성에 강력한 충격을 준다.

베어링 지주구조부근에서 균형있게 배치되는 복수의 구멍 또는 열린곳(420)은 내포된 기둥역으로 되는 V구조를 복수의 지주비임(344,346)으로 나누고 그리고 패드지주표면(342)를 규정짓도록 내포된 기둥들의 꼭지점을 나눈다.

이리하여, 예를들면, 베어링패드(321)는 내포된 기둥대부분을 통하여 통과하는 원주모양으로 확대하는 열린부분에 의해 한정되는 복잡한 기하하학 기채를 가지고 서로를 향하여 테이퍼(tapered)되는 한쌍의 복잡한 지주비임(344,346)에 의해 패드지주표면(342)상에 지탱된다.

제27도에서 잘 표시된 것과 같이, 비임(344,346)의 센터라인은 적당한 선회지주를 보장하기 위해 패드표면상의 점(350)에서 교차한다.

기체비임(344,346)은 기둥대를 한정하는 홈에 의해 분할되는 주변 맴브레인(360)상에서 지탱된다. 맴브레인은 주변비임(380,382)에 의해 지탱된다. 자연적으로, 위헤서 설명한 것과 같이, 주변비임(380,382)과 주변 맴브레인(360)은 개체 비임지주를 한정하기 위해 원주방향으로 분할될 수가 있다.

베어링 지주구조에의 많은 수정은 가능하다. 예를들면 지주구조의 편향은 비임에 각도변화, 다리를 한정하는 구멍 또는 열린곳의 위치변경, 비임 또는 맴브레인의 어떤 길이를 변경, 그리고 비임 또는 맴브레인의 어떤 넓이 또는 두께를 변경함으로서 변경될 수가 있다.

많은 이러한 가능성 설명하기 위하여 제27도와 제28도는 베어링 패드(321-326)의 각각을 위한 다른 지주구조를 묘사한다.

이러한 각종 지주구조는 본 발명을 설명하는 목적을 위해 단일베어링에서 표시되는 것을 이해하여야 한다.

보통 사용에 있어서는, 각 베어링 패드(321-326)는 획일적인 성능을 보장하기 위해 비록 동일한 것이 필요하지 않더라도, 같은 지주구조를 가지고 있다. 베어링패드(322)의 지주구조는 비임(346)을 복수의 비임 또는 보조비임(346(a),346(b))로 나누도록 비임(346)을 통하여 확장하는 구멍 또는 열린곳(422)의 설비에 의해 베어링패드(321)의 그것과 다르다.

만약, 열린속(422)과 같이, 그 열린곳의 위치와 지름이 비임이 완전하게 분리되는 것과 같다면, 그 비임은 분리비임으로 나누어진다.

반면에 만약 그 열린곳이 오로지 부분적으로 비임을 나눈다면 (보기, 열린곳 423) 그 비임은 보조비임으로 나누어진다.

제27도에서 표시된 것과 같이, 열린곳(422)은 제27도에서 관찰된 것과 같이 비임(346)의 측면에 타원의 열린속을 형성하고, 방사상으로 외부비임(344)은 가시적이다.

이 구조에 의하여, 패드(322)는 3개 경사진 리거멘트 또는 비임(344,346(A),346(B))에 의해 지탱된다. 베어링패드(223)는 4개의 경사진 비임 또는 리거멘트(344(a),344(b),346(a)346(b))에 의해 지탱된다.

이 구조는 비임(344)과 비임(346) 둘다를 통하여 확장하고 패드지주표면(342)를 2개면으로 나눈다. 여기에서 설명되는 수정의 모두에 관하여, 열린곳의 크기가 비임(344,346)이 분리비임으로 나누어지는정도에 의거하여 선택되어야 한다는 것은 주의해야 한다.

약간의 경우에 있어서 더 큰 열린곳이 사용되는 경우에 비임면을 완전하게 분리하는 것이 바람직스럽다.

다른 경우에 있어서는, 베어링패드(323)의 지주에 관해 설명한 것과 같이, 비임의 측면을 따라 같은 점에서 비임을 재분하는 것이 바람직하다.

비록 도면이 다만 비임(344,346)을 나누기 위해 베어링패드 지주구조를 위해 한 열린곳의 설비를 표시하여도 역시 유의해야 한다.

제28도에 표시된 열린곳(422-426)의 그것에 유사한 2 또는 그 이상의 열린곳은 비임(344,346)을 3개 또는 그 이상의 비임 또는 보조비임으로 나누도록 제공될 수 있는 것은 가능하다.

항상, 사용되는 지주의 형태의 결정은 요망되는 성능특성에 의지한다.

일반적으로, 비임을 분리비임 또는 보조비임으로 나누는 것은 지주구조를 더욱 가요성있게 한다. 베어링 패드(322,324)의 지주구조로서 한 방향으로 더욱 가요성 있는 지주구조를 만듬으로서, 베어링패드는 소정방향으로 기울게 된다.

베어링패드(324)의 지주구조는 열린곳(424)과 내부지주비임(346) 보다 오히려 외부지주비임(344)을 통하여 확장하는 것을 제외하고 베어링패드(322)의 그것에 유사한다.

이리하여, 베어링패드(322)와 같이 베어링패드(324)는 3개 기우는 다리에 의해 지탱된다. 베어링패드(325)의 지주구조는 열린곳(425)이 균정하지 않은 위치에서의 주변 멤브레인(360)과 외부주변비임(380)를 통하여 제공되는 것을 제외하고 베어링패드(321)의 그것에 유사하다.

이리하여 베어링패드(325)는 소정의 방향 즉, 열린곳(425)의 설비에 의해 발생되는 가장 큰 가요성의 방향으로 기울게 된다.

베어링패드(326)의 지주구성은 비임(346)을 나누는 열린곳(426)이 더 큰 가요성의 방향, 즉, 더 작고 더욱 가요성이 있는 비임의 방향으로 베어링패드(326)을 기울게 하도록 균정하지 않은 형식으로 제공되는 것을 제외하고는 베어링패드(322)의 그것에 유사하다.

자연적으로 제27도와 제28도에서 설명된 지주구조의 어떤 혼합이 요망되는 성능특성을 얻기 위해 사용될 수가 있다.

제29도와 제30도는 본 발명의 베어링의 또 다른 실시예를 설명한다. 도면에 표시한 것과 같이 이 베어링은 복수의 베어링패드(521-526)(제30도의 판통에 표시된 위치)를 포함한다.

각 베어링패드(521-526)는 단일(unitary)하고 그리고 베어링패드 지주구조상에 진행된다.

일반적으로 베어링패드 지주구조는 외부 원주지주비임(544)과 내부 원주지주비임(546)을 포함하고 있는 적어도 1차 지주구조, 내부주변 맴브레인(362)을 포함하고 있는 2차 지주구조 그리고 외부주변 맴브레인(364)과 내부주변 지주비임(382) 그리고 외부 주변 지주비임(380)을 포함하는 3차 지주부분을 포함한다.

제29도에서 잘 표시된 것과 같이 원주지주비임(544,546)은 베어링의 저면에서 베어링패드까지 확대하는 깊은 원주채널에 의해 부분적으로 한정된다.

지주비임은 인접한 비임에서 비임(544,546)을 분리하는 베어링 패드 지주구조 부근에 균형있게 배치되는 복수의 구멍 또는 열린곳(620)에 의해 더욱 한정된다.

이리하여 예를들면, 베어링패드(521)는 일반적으로 아치형측면을 가지는 한쌍의 비임(544,546)상에서 지탱된다.

앞서 언급한 바와 같이 비임지주구조는 역시 맴브레인(364,362)과 주변비임 (380,382)을 포함한다. 베어링 지주구조에의 많은 수정은 가능하다.

이러한 많은 가능성을 설명하기 위하여 제29도와 제30도는 각 베어링패드 (521-526)의 다른 지주구조를 묘사한다. 제27도와 제28도의 앞서 언급된 실시예와 같이 어떠한 각종 지주구조는 본 발명을 설명하는 목적으로 단일 베어링에서 표시된다.

일반적인 사용에 있어서는 각 베어링패드(521-526)는 비록 균일한 성능을 보장하기 위해 동일한 지주구조가 필요치 않아도 유사하다.

베어링패드(522)의 지주구조는 비임(546)을 복수의 비임(546a,546b)을 나누도록 내부원주비임(546)을 통하여 확대하는 구멍 열린곳(622)의 설비에 의해 베어링패드(521)의 그것과는 다르다.

이 구조에 의하여 패드(522)는 3개의 수직으로 확대하는 비임 또는 리거멘트(544,546a,546b)에 의해 지탱된다.

베어링패드(523)는 4개의 수직으로 확대하는 비임 또는 리거멘트(544a,544b,546a,546b)에 의해 지탱된다.

이 구조는 비임(544,546)을 통하여 확대하는 구멍 또는 열린곳(623)을 제공함으로서 얻게된다.

이 수정에서 초래하는 더 얇은 비임은 베어링패드(522,521)의 지주구조보다 더 큰 가요성을 자연적으로 가진다.

베어링패드(524)는 5개의 비교적 얇은 수직으로 확대하는 비임 또는 리거멘트에 의해 지탱된다.

이 구조는 내부비임(546)을 두개 비임으로 나누기 위해 구멍 또는 열린곳 (624)을 제공하고 그리고 외부비임(554)을 3개 비임으로 나누기 위해 2개구멍(624)을 제공함으로서 얻게된다.

베어링패드(525)의 지주구조는 추가의 열린곳(635)이 외부 비임을 2개비임으로 균정하지 않게 나누는 것을 제외하고는 베어링패드(522)의 그것과 유사하다. 외부비임(544)의 균정치 않은 분할에 의해 베어링패드는 더 큰 가요성의 방향으로 기울게 된다.

베어링패드(526)의 지주구조는 외부비임(544)이 내부비임(546)보다 오히려 더 분할되는 것을 제외하고 베어링패드(522)의 그것과 유사하다.

더욱 열린곳(626)은 내부비임(546) 얼마간 더 가요성 있도록 내부비임(546)을 외부주변상에 홈이 형성되도록 열린곳(622) 보다 얼마간 더 크다.

자연적으로 제29도와 제30도에서 설명되는 지주구조의 어느 조합은 소망되는 성능특성을 얻기 위해 사용될 수가 있다.

제29a도, 제29b도, 제30a도 그리고 제30b도는 지주구조의 각 베어링패드(521A)가 제29도와 제30도의 지주베어링패드(521)에 사용되는 것에 매우 유사한 드러스트 베어링을 상세하게 설명한다.

그러나 그 베어링구조는 비임(544A,546A)의 제29도와 제30도에서 설명된 베어링에서 그들의 상대쪽보다 수직으로 더 짧고 그리고 원주방향으로 더 좁게 되는 한에 있어서는 다르다.

자연적으로 더 짧은 비임은 비교적 더 긴 비임보다 더욱 강체이고 좁은 비임은 비교적 넓은 비임보다 덜 강체이다.

더욱 비임(544A)은 비임(546A)보다 즉시 더 좁게되나 이에 반하여 제29도와 제30도에서 설명되는 베어링에 있어서는 비임(544,546)은 같은 폭을 가진다.

레이디얼 두께의 차이는 비임(544A,546A)의 원주범위를 한정하는 큰 열린곳(620)이 비임(544A)이 비임(546A)보다 원주방향에서 더욱 넓어지도록 조절되기 때문에 보정된다.

최종적으로 열린속(620)이 제29도와 제30도의 베어링구조에서 대응하는 열린곳(620)보다 더욱 커지는 것을 주의해야 한다.

자연적으로 더 큰 열린곳은 그것에 의해 한정되는 지주구조의 가요성을 증가하게 한다.

제35도에서 제37도까지는 본 발명에 따른 레이디얼과 조합 드러스트(combined thrust)를 설명한다.

제35도에서 설명되는 베어링은 제34도에서 설명된 베어링에 매우 유사하고 그리고 같은 숫자는 같은 구조를 표시하기 위해 사용된다.

마찬가지로 제37도의 단면도에서 표시된 것과 같이 제36도와 제36도와 제37도의 베어링은 비임 그리고/또는 맴브레인(1034,1036,1038)을 포함하는 베어링패드(1032)와 베어링패드 지주구조가 균형잡히게 더 큰 스리트와 홈에 의해 한정되는 것을 제외하고 제4도와 제14B도에서 설명된 레이디얼 베어링에 얼마간 유사하다.

그러나 레이디얼-드러스트 베어링은 베어링패드표면(1032ps)이 주축(1006)에 대해 경사지는 레이디얼-온리 베어링과는 다르다. 그의 경사진 패드표면에 의해 제35도에서 제37도까지의 베어링은 주축(1006)을 따라 그리고 축(1006)에서 방사상으로 작동하는 하중을 지탱한다.

경사되는 패드지주면(1032ps)에 의해 지탱되기 위해 샤프트는 패드지주면의 각에 각 보충으로 경사진 러너(runner)로서 설치되어야 한다. 베어링에 의해 취해지는 축의 하중의 부분과 베어링에 의해 취해지는 레이디얼 하중의 부분은 패드표면(1032ps)의 각에 의지한다.

만일 패드가 주축(1006)에 대해 앵글(α)에서 경사되면 베어링에 적용되는 축하중은 다음 방정식에 의해 결정된다. 적용되는 축하중-총 축하중(sin α). 동일하게 베어링에 적용되는 레이디얼 하중은 다음 방정식에 의해 결정된다.

적용되는 레이디얼 하중-총 레이디얼 하중(cos α).

제35도에서 표시되는 베어링에 지주구조는 제34도에서 표시되는 베어링의 지주구조에 유사하다.

제36도와 제37도에서 설명되는 베어링의 지주구조는 베어링 패드(1032)를 지탱하는 비임(1034)을 가지는 공간베어링패드(1032)의 1차 지주구조, 연속적인 한쌍의 원주비임(1038)으로 구성하는 3차 지주구조를 포함한다.

2차 지주구조는 비임(1034)에서 비임(1038)까지 연결하는 비임(1036)의 조직망 또는 맴브레인(1036)으로 구성된다.

제36도에 매우 명백하게 표시된 것과 같이 각 복수의 베어링 패드(1032)의 지주구조는 균정치 않다.

따라서 제36도와 제37도에서 설명되는 베어링은 단일 방향성이다. 일반적으로 이 적용에서 설명된 일반적인 베어링구조는 제36도와 제37도에서 설명된 형식의 혼합되는 레이디얼-드러스트 베어링의 설계에서 사용될 수가 있다.

물론, 혼합되는 레이디얼과 드러스트 베어링특성을 얻기위해 베어링패드표면은 주축에 관하여 0과 90도 각에서 기울어져야 한다.

더욱, 레이디얼과 축의 하중 둘다는 적용하는 필요는 베어링 패드 지주구조의 설계에 필연적으로 강렬한 영향을 준다.

본 발명의 중요한 양상은 기계가공할 수 있는 베어링형태의 발표이다.

다른말로 하면 표준적으로 유용한 기계가공기술을 사용하는 유사한 원주저어널 또는 하나의 중벽튜빙(heavy walled tubing)을 기계가공함으로서 생산할 수가 있는 형태이다.

그러한 베어링은 그들이 보어, 스리트 그리고 홈의 설비를 통하여 하나의 중벽튜빙 또는 원주 또는 유사한 원주저어널에서 형성되는 사실에 의해 특색을 이루게 된다.

그러한 베어링의 이점은 원형을 제조하고 그리고 검사후 이러한 원형을 수정하는 것이 용이하다는 것이다.

자연적으로 베어링이 예를들면 주형만들기 또는 주조기술을 사용하여 대량생산을 할 때 다른 제조고려대상이 다른 형태를 지시한다.

형태변화가 베어링성능에 영향을 주는 것을 인정하는 것은 중요하다.

또 하나의 제조고려대상은 주형만들기가 용이하다는 것이다. 자연적으로 대부분의 본 발명의 베어링구조는 약간의 주형기술에 의해 주형을 만드는 것이 가능하다.

그러나 오로지 확실한 형태는 단순 투-피스 주형(two-piece mold) 즉, 캠(cam)을 포함하지 않는 주형에서 사출성형을 할 수가 있다.

본 발명 베어링의 또 하나의 이점은 베어링이 단순 투-피스주형을 사용하여 사출성형을 할 수 있는 형태로서 한정되는 주형가능형태를 용이하게 구성될 수가 있다는 것이다. 일반적으로 용이하게 주형할 수 있는 형태는 주형의 캠을 요구하는 ＂숨은＂공동(hidden)의 부재에 의해 특성을 이룬다.

예를들면 레이디얼 베어링에 관해 용이한 주형가능형태는 내부와 외부 지름에 그리고 게속적인 단면에 방사상으로 확대하는 홈을 포함하지 않는 것이다.

제32도, 제32a도와 제32b도에 표시되는 베어링은 용이하게 주형가능 레이디얼 또는 저어널 베어링의 보기이다.

마찬가지로 용이하게 주형가능한 드러스트 베어링은 그들이 예를들면 상부와 저면에서 보일 때 모든 표면이 눈에 보이는 그러한 단일 시임(seam)으로 주형할 수 있는 사실에 의해 특성을 이루게 된다.

제38a도∼제38도는 용이하게 주형가능한 드러스트 베어링을 설명한다. 베어링은 복수의 원주방향으로 떨어진 공간베어링패드(132m)와 각 베어링패드(132m)를 지탱하는 지주구조를 포함한다.

지주구조는 원주비임(134mb,134ma)을 포함하는 1차 지주부분, 방상으로 확대하는 비임(136m)을 포함하는 2차 지주부분 그리고 한쌍의 보조비임(138m)을 포함하는 3차 지주부분을 포함하고 있다.

제38a도∼제38c도에서 지주구조의 크기는 투명도로 제공하기 때문에 얼마간 비틀어져 있다.

예를들면 제38c도에서 표시된 것과 같이 원주비임(134ma,134mb)은 매우 두껍게 표시된다.

그러한 비임구조는 베어링패드(132m)를 위해 매우 강체의 지주를 제공하고 실제로는 그러한 강체지주는 필요하거나 또는 바람직하지 않다.

설명되는 일정한 주조가능한 비임구조의 변형은 가능하다. 예를들면 떨어진 공간 원주비임 세그먼트(134ma,134mb)의 둘다 또는 하나가 연속원주비임 가소로서 형성될 수가 있다.

그 위에 2차 지주부분이 각 베어링패드(132m) 사이의 복수의 방상으로 확대하는 비임을 포함할 수가 있다.

더욱 1차 지주구조는 각쌍의 인접베어링패드를 연결하는 3개 또는 2이상의 원주비임 세스먼트를 포함하기 위해 수정될 수가 있고 그리고/또는 다른 레이디얼폭의 원주비임 세그먼트가 사용될 수가 있다.

더욱 스터브와 같은 비임부분(138m)이 원주방향으로 확대하는 앤드(end)보다 오히려 비임(136)의 방사상으로 확대하는 주변을 따라 제공될 수가 있따.

최종적으로 본 발명에 따른 어떤 베어링으로서와 같이 그 구조는 지주구조의 편향특성을 수정하기 위해 지주구조에서 기소들중 어떤 것이 길이 또는 두께를 변하게 함으로서 역시 변하게 될 수가 있다. 많은 가능성 지주구조구성을 설명하기 위해 제38d도는 각 베어링패드(321m∼326m)의 다른 지주구조를 묘사한다.

특히, 제38d도는 여기에서 설명되는 수정의 저면도이다.

이러한 여러가지의 지주구조는 본 발명을 설명하는 목적을 위해 싱글베어링에서 표시되었다. 정상사용에서는 각 베어링패드(321m∼326m)는 비록 필연적으로 동일하지 않아도 동일표준의 성능을 보장하기 위해 유사한 지주구조를 가져야 한다.

베어링패드(321m)의 지주는 타원형상의 프로젝션(projection)이 베어링패드 (321m)의 외부원주주변의 강성지주를 제공하기 위해 베어링패드표면의 백(back)에서 확대하는 것이 베어링패드(132m)의 그것과는 다르다.

이 구조에 의해 베어링패드(321m)는 그의 외부원주엔드에서 극도로 강성이 된다. 베어링패드(322m)의 지주는 오히려 싱글크기 프로젝션보다 큰 것을 제외하고 321m의 그것과는 유사하고 두개의 더 작은 프로젝션(122m)은 베어링패드의 외부원주주변 가장 가까운 베어링 저면에서 확대한다. 프로젝션(120m)과 같이 이러한 두께의 프로젝션(122m)은 베어링패드(322m)의 외부원주주변에 강도를 제공한다.

그러나 이 구성은 베어링이 프로젝션 사이의 비주영역에서 평향하게 한다. 베어링패드(323m)은 1차 지주부분에서 연속적인 원주비임(134m)을 포함하는 수정된 지주구조에 의해 지탱된다. 유사하게 베어링패드(324m)는 내부원주비임(134mb)을 포함한다. 그러한 연속적인 비임의 설비는 베어링 지주구조의 강도를 증가한다. 베어링패드(325)의 지주구조는 외부비임(134mb)에서 더 작은 열린곳(144)과 내부비임(134mb)에서 큰 열린곳(142m)의 설비에 의해 수정된다.

이러한 열린곳의 설비는 비임의 가요성을 증가한다. 자연적으로 더 큰 열린곳(142)은 작은 열린곳(144)보다 더 큰 범위에 비임의 가요성을 증가한다.

이 지주구조의 변형이 소정방향으로 베어링패드(325m)를 기울게 하기 위해 다른 형상의 열린곳 또는 다른 많은 열린곳의 사용을 포함한다.

베어링패드(326m)는 1차 지주부분이 한쌍의 비임보다 오히려 맴브레인(134m)을 포함하는 수정되는 구조에 의해 지탱된다. 설명되는 보기에서 맴브레인 중의 하나가 소정방향으로 베어링패드(326m)을 기울게 하기 위해 열린곳(146)으로 갖추어진다. 물론 열린곳(146m)의 설비가 필요하지 않고 그리고 만일 요망되면 많은 열린곳이 제공될 수가 있다.

이러한 도면에서 명백한 것과 같이 주형가능한 베어링은 제거할 수 있는 캠을 포함하는 주형 그리고 1 또는 복합주형의 사용을 필요하게 하는 숨은 구멍을 포함하지 않는다. 특히 베어링구조의 각 표면이 제 38a의 평면도 또는 제38b의 저면도에서 직접 보이기 때문에 베어링은 투피스(two piece) 주형을 사용하는 간단하게 주형될 수가 있다.

특히 첫째 주형부품은 제38a도의 평면도에서 직접 보이는 그러한 표면을 한정한다.

둘째 주형부품은 제38b도의 저면도에 오로히 보이는 그러한 표면을 한정한다.

제38a도와 제38b도 양쪽에서 보이는 주변 표면들을 주형의 하나 또는 둘다는 사용하여 주형될 수가 있다.

설명되는 베어링에 있어서 용이한 주형능력은 2차와 3차 지주부분이 베어링패드 사이의 공간에서 원주방향으로 위치되어 있기 때문에 얻게 된다.

제38d도에서 설명되는 수정은 베어링의 용이한 주형능력을 변경하지 않는다.

제38a∼제38d도에서 설명되는 주형가능 드러스트 베어링의 더욱 복잡한 변형은 가능하다.

특히 용이한 주형에 적용될 수 있는 베어링구조의 전에 언급된 수정중 어떤 것은 사용될 수가 있었다.

예를들면 1차 지주비임은 연속적인 될 수가 있다.

이러하여 용이하게 주형가능 베어링의 설비는 단순 베어링구성을 필연적으로 요구하지 않는다.

더욱 복잡한 베어링구조의 한 보기가 제39a∼제39c도에서 설명된다.

제39a∼c도에서 설명되는 것과 같이 베어링은 베어링패드 지주구조에 의해 지탱되는 복수의 원주방향으로 일정한 간격으로 떨어진 베어링패드(232m)를 포함한다. 지주구조의 2차와 3차부분은 제38도의 베어링 지주구조의 대응부분에 유사하다.

그러나 제39도의 베어링은 제39도의 베어링에서 1차 지주부분이 복수의 복잡한 비임(234)을 포함하는 38의 베어링과는 다르다.

특히 각 베어링패드는 방사상으로 외부 계속적인 복잡한 원주형비임(234ma)에 의해 지탱된다.

그 패드는 더욱 복수의 일정한 간격으로 떨어진 원주컴프렉스비임(234mb)에 의해 지탱된다. 계속적인 비임(234ma)과 비임세그먼트(234mb)의 컴푸렉스 현상은 컴푸렉스비임(234)의 외형을 얼마간 개요적으로 표시하는 제39c도에 관하여 잘 설명될 수가 있다. 작동에 있어서 비임(234ma,234mb)은 한 비임 조직망으로서 작용한다.

이리하여 많은 컴푸렉스 드러스트 베어링구성이 단순 투-피스주형, 즉 용이한 주형능력으로 베어링을 주형하는 능력을 보유하는 동안 제공될 수 있는 것을 알 수가 있다.

자연적으로 각 구조는 최적 쐐기형성의 베어링을 설계하는데 있어 고려되어야할 유일한 편향특성을 제공한다.

일정한 가스 또는 공기윤활 편향패들 베어링에 있어서 한 공기막(air gilm)의 능력을 하중 또는 속도가 초과하는 경우가 잇다.

이러한 경우에 있어서 액체형태윤활을 액체저장소 또는 용액조를 제공함이 없이 수렴하는 쐐기에 끼워넣을 필요가 있다.

제40도, 제40a도, 제41도 그리고 제41a도는 이러한 목적을 얻기위해 베어링구성을 설명한다.

특히 이러한 도면들은 본 발명의 또하나의 중요한 양상에 따라 신규 자체윤활 편향패드 베어링을 설명한다.

그 베어링은 본질적으로 그의 여러가지 열린곳에 윤활프라스틱을 포함하기 위해 수정되었던 여기서 설명되는 형태의 편향패드 베어링이다.

베어링에서 사용되는 프라스틱은 그러한 액체에 잠겨질 때 윤활용액을 흡수하는 능력이 있는 종래의 구조 가능 다공성 프라스틱이다.

그러나 프라스틱은 POREX상표명으로 판매된다.

일반적으로 다공성 프라스틱은 소공을 형성하기 위해 프라스틱 물체에 공기를 주입함으로서 여러가지 프라스틱에서 형성될 수가 있다.

특히 액체는 프라스틱에 의해 장소가 유지되고 등심(wich)쥬유(燈心注油)와 같은 방법으로 다공성 프라스틱에 흡수된다. 윤활편향패드 베어링은 위에서 언급된 형태의 종래 저널, 드러스트 또는 결합되는 레이디얼과 드러스트 편향패드 베어링을 가지고 그리고 종래의 편향부재 사이의 공간에 그리고 주변에 종래의 다공성 프라스틱을 주형 또는 주입함으로서 구성된다.

이 구성의 결과로서 작동중 편향부재의 압축과 샤프트의 운동은 수렴하는 쐐기의 전연(leading edge)으로 끌어들이는 다공성 프라스틱에 윤활용액이 남도록 한다. 쐐기를 채우는 용액의 형성은 베어링의 하중과 속도능력을 크게 증가한다.

액체가 패드표면을 통과한 후, 그것은 뒷면(trailing edge)을 남긴후 다공성 프라스틱에 의해 재흡수된다.

본 발명의 중요한 양상은 다공성 프라스틱으로 표준베어링재료를 결합하는 복합구조이다.

이 복합에 의해, 양재료의 유일한 특성의 이점을 취하는 것이 가능하다.

특히, 종래의 다공성 프라스틱은 프라스틱의 소공이 매우 얇은 유체막의 개발에 유해인 실제의 보이드(void)이기 때문에 빈약한 편향패드 베어링재료를 단독으로 만든다.

반면에, 소공을 가지지 않는 금속베어링재료 또는 종래의 프라스틱은 어떤 큰 범위에 윤활제를 흡수할 힘이 없다.

그러나, 언급된 방법으로 양재료의 사용을 통하여, 효과적인 자체 윤활유체베어링을 얻을 수가 있다.

더욱, 표준베어링재료와 윤활제흡수 다공프라스틱의 결합사용에서 상승협력과가 있다.

예를들면 베어링표면의 편향은 액체 윤활제를 전면으로 밀어넣는데에 조력한다.

더욱, 베어링표면의 변형유지는 윤활제 또는 채널잉(channel-ling)은 액체를 포함하는데 있어 도움이 된다.

제40도와 제41도는 본 발명의 자체윤활 편향패드 베어링의 2개의 보기를 표시한다.

특히 이러한 도면들은 편향부재들 사이의 공간으로 채워지는 다공성 프라스틱을 흡수하는 액체를 포함하기 위해 수정되었던 앞에 설명한 베어링과 유사한 베어링을 표시한다.

어떤 정도까지 베어링은 골격부분으로서 역할을 하고 그리고 다공성 프라스틱은 스펀지(sponge)을 보유하고 풀어놓는 윤활제로서의 역할 한다.

특히 제40도와 제40a도는 제32도의 제32a도에서 표시된 베어링 본질적으로 동일한 밑에 있는 베어링구조를 가지는 자체윤활제어링을 표시한다.

그러나 제40도의 베어링구조는 다공성 프라스틱이 베어링패드(732) 사이의 일정간격으로 계속되는 지주구조내에서의 열린곳과 베어링들 사이의 열린곳을 채우도록 수정된다.

자연적으로 베어링 패드하의 일정간격은 다공성 프라스틱으로 더욱 채워질 수가 있다.

그러나 만약 다공성 프라스틱과 베어링패드표면 사이에 왕래가 없다면 그러한 다공성 프라스틱구역의 설비는 효과없는 무익한 것이 된다.

또한, 제41도와 제41a도는 제36도와 제37도에서 표시된 결합되는 레이디얼과 드라스트 베어링의 구성과 사실상 같은 구성을 가지는 베어링을 표시한다.

그러나, 다공성 프라스틱은 패드사이의 앤드(end) 사이 지주구조 내의 공간 또는 갈라진 틈에 또다시 주입된다.

설명되는 것과 같은 다공성 프라스틱의 주입이 또다시 계속적인 내경을 가지는 베어링에서 결과로서 발생한다.

그러나, 제40도의 베어링과 같이, 내경을 넘는 재료특성은 중대하게 변환한다.

특히, 제40도의 베어링과 같이, 제41도의 베어링의 내경은 베어링패드표면을 지탱하는 쐐기 그리고 부분을 풀어주고 흡수하며 유지하는 원주방향으로 일정한 간격으로 놓여지는 윤활제를 포함한다.

작동에 있어서, 평향부재의 압축력과 샤프트의 운동은 윤활액체가 다공성 프라스틱에 남기게하고 그리고 수렴쐐기의 전면으로 끌어들어나게 한다.

액체가 채워지는 쐐기의 형성은 베어링의 하중과 속도능력을 크게 증가한다. 자체-윤활편향 패드 베어링의 생산자는 3개 일반스텝을 수반한다.

첫째, 베어직 베어링 또는 골격부분은 표준베어링재료로 형성된다.

둘째, 다공성 프라스틱은 베어링구조에서의 요망되는 공간에 주입된다. 제조편의의 목적을 위해, 프라스틱은 윤활제없이 베어링에 주입된다.

최종적으로 요망되는 공간에 주입된 다공성 프라스틱의 베어링은 액체 윤활제에 의해 하중된다. 액체윤활제의 프라스틱을 적정하게 하중하기 위해, 한쪽에서 안으로 윤활제를 등심주유할 필요가 있다. 액체에서의 머싱(merging)은 채우지 않는 내부부분에서 발생한다.

이것은 한쪽에서 구멍을 내는 새공을 허용하지 않으므로서 발생된다.

제40도에서는 베이직 베어링구조는 제36도에서 표시되는 그것과 유사한 레이디얼과 드러스트구조로 결합된다.

그러나, 다공성 프라스틱은 지주구조내에서 간극(interstice)을 채운다.

다공성 프라스틱의 설비는 연속내부 지름표면(continuous inner diameter surface)을 가지는 복합베어링을 완충한다. 그러나, 편향특성은 매우 크게 표면을 크로스(cross)한다. 특히, 금속 또는 비다공성 프라스틱과 같은 표준베어링재료로 형성하는 편향패드는 유체쐐기의 형성과 편향을 위해 적합하다.

반면에, 다공성 프라스틱부분은 베어링패드의 뒷전에서 윤활제를 흡수하고 그리고 베어링패드의 전면에서 윤활제를 풀어주도록 압축을 위해 적합하다.

위에서 언급된 설명의 예의 각각에 관하여 기술한 바와같이, 본 발명의 베러링은 1 : 2에서 1 : 5까지의 쐐기비율을 위해 제공하기 위해 형성될 수가 있고, 수정될 수 있는 형태의 변형가능 베어링표면을 가지고, 패드의 6자유도 허용하고 그리고 대시포트 (dashpot)형 감쇠작용을 제공한다.

베어링은 유니타리구성의 대표적인 것이다. 베어링패드의 편향에 의해 형성되는 쐐기와 6자유도에 의해 이동하는 패드의 능력에 의해, 본 발명의 베어링은 특별한 성능특성을 나타낸다.

특히, 유니타리 베어링에서 한정되는 기소의 재료특성과 위치, 형태, 사이즈 그리고 수를 포함하는 편향 변수와 베어링치수는 하중의 넓은 변화를 지탱하기 위해 어떤 일정한 적용을 위해 맞추어질 수가 있다.

이러한 변수들중에서, 지주부재의 형태는 특히 중요하다. 지주구조의 편향특성상 지주부재의 형태의 영향은 보기에서 사용되는 관성(inertia)bh³/12(영국단위)(직사각형 부분을 위한 섹션얼 모듈의 주부분품, Z=I/C=bh²/6)의 모우먼트를 위한 가변식일 때 평가될 수가 있다.

이점에 관해서는, 본 발명의 베어링은 베어링의 강성에 기인하는 그의 비편향상태로 되돌아가는 베어링의 경향에서 초래하는 자체 정정하는 특성을 가진다.

물론, 베어링의 강성은 원래 지주구조형태의 한 기능이고, 유니타리기소에서 형성되는 커트 또는 슬릿 그리고 홈에 의해 한정되는 기소의 재료특성, 위치, 사이즈, 그리고 수를 포함하는 다른 편향 변수의 작은편 크기에 있다.

스티퍼 베어링은 더 큰 자체수정경향을 가지고 있으나, 샤프트 틀린 배열을 더 작게 조정할 수가 있다.

본 발명의 특징을 통합하는 베어링이 본 발명자 선행특허번호 4,496,251에서 공개된 구조와 비교하여 눈부시게 개량되는 성능을 표시하는 시험이 표시된다.

최근 시험에서, 본 발명의 저어널 베어링이 0.091＂(2,31mm)의 레이디얼외피로 레이디얼 베어링에서 이용되었었다. 베어링패드의 내부편향은 특별한 안정성과 베어링성능을 제공하는 0.003＂(.0076mm)였다.

본 발명자의 선행특허번호 4,496,251에서 표시된 배열을 사용하여 비교하는 변위(displacement)가 0.30＂(7.6mm)의 레이디얼 스페이스를 요구했다.

종래의 유체저어널 베어링에 있어서, 지탱되는 샤프트부분과 베어링패드 표면사이 유체막 틈새를 제공하는 것이 대표적으로 필요하다. 이것이 대량생산에 장애를 중 수 있는 매우 인접한 제조공차를 요구한다.

본 발명의 베어링은 그러한 밀접한 제조공차를 위한 필요을 제거하기 위해 설계될 수가 있다. 특히, 적당한 보어, 홈 그리고 컷트 또는 슬릿을 제공함으로서, 어떤 성능특성을 실질적으로 가지는 베어링을 한정하는 것은 가능하다. 그러한 특성은 하중의 방향, 즉 드러스트 베어링에 관하여 축방향(축의 강성)으로 그리고 저어널 베어링에 관하여 레이디얼방향(레이디얼강성)에서 베어링패드의 강성 또는 스프링특성이다.

샤프트와 베어링사이의 유체막은 그것이 계산할 수 있는 또는 축 유체막강성 또는 스프링특성을 가지기 때문에 스프링으로서 주형될 수 있다는 것이 베어링 기술분야에서는 알려져 있다. 이것은 압축성과 비압축성 유체 둘다에게는 사실이나, 특히 가스 유체윤활제에 대해서는 유용하다.

유체막강성과 베어링강성은 만일 유체막 강성 또는 스프링특성이 베어링강성 또는 스프링특성을 초과하면, 유체의 강성과 베어링이 균형을 이룰때까지 유체막강성(즉, 저어널 베어링의 레이디얼방향과 드러스트 베어링의 축방향)의 방향으로 편향되도록 서로에 대하여 작용한다.

만일 저어널 베어링이 베어링의 레이디얼강성이 유체막의 레이디얼강성보다 작게되도록 설계되면, 유체막의 레이디얼강성이 자동적 그리고 동시에, 샤프트의 회전시, 저어널 베어링의 적당한 레이디얼편향을 일으키기 때문에 베어링과 샤프트사이에 정밀한 공간을 제공할 필요가 없다는 것이 알려졌다.

사실상 동시적인 쐐기형성은 유체막 형성동안 저속으로 특징적으로 발생하는 쐐기 형성표면에의 손상을 막음으로서 보호유체막의 사실상 동시적인 형성을 초래한다.

베어링의 레이디얼강성은, 물론, 근본적으로는 지주구조의 형태에 의존하는 지주구조의 섹션 또는 휜모듈의 기능이다. 패드의 레이디얼 강성도 역시 베어링에서 형성되는 슬릿 또 컷트이 길이에 역시 의존한다.

자연적으로, 베어링의 강성이 비판적인 것을 제외하고는 드러스트 베어링의 사실과 같다.

따라서, 본 발명으로, 유체베어링의 특정적으로 요구되는 밀접한 제조공차 없이 높은 성능을 얻는 것이 가능하다.

예를들면, 본 발명의 베어링은 고정설치위치에 있을 동안 수렴쐐기 형태를 형성하도록 패드를 약간 편향하게 샤프트위에 베어링이 밀어내도록 샤프트상에 설치될 때 죔쇠끼워 맞춤을 하도록 설계되어진다.

뒷전에 있는 샤프트와 베어링패드 사이를 접촉한다. 동시적인 시작에서, 유체막은 쐐기에 들어가 샤프트와 패드의 분리를 일으키는 유체압력을 만든다. 이리하여, 이 발명의 또 하나의 중요한 양상에 따라, 본 발명의 베어링은 베어링의 뒷전이 샤프트가 정지할 때, 지탱되는 샤프트부분과 접촉하도록 설계되어 크기가 된다.

본 발명의 드러스트 베어링은 역시 정적으로 하중되는 쐐기를 제공할 수 있게 설계된다. 정적으로 하중된 쐐기를 제공하기 위해서, 베어링의 지주구조는 베어링패드의 방사상내부 원주에지에서 베어링패드의 방사상 외부 원주에지까지 샤프트를 향해 경사지도록 설계된다. 더욱, 지주구조는 베어링패드가 방사상으로 확대하는 전면에서 뒷전까지 샤프트를 향해 경사지도록 설계된다. 이러한 방법으로, 최적의 쐐기에 접근하는 정적 하중되는 쐐기는 형성된다.

더욱, 패드는 특성을 유지하는 소망되는 용액을 제공되도록 외부 원주에지에서 샤프트를 향해 경사진다. 지주구조의 강성은 패드와 샤프트사이의 적당한 공간이 샤프트 회전시 동시에 확립되도록 역시 설계될 수가 있다. 바람직하게는, 베어링은 전체 베어링패드가 샤프트가 중지될 때 지탱되는 샤프트부분을 접촉하도록 설계된다.

본 발명의 이 국면은 그것이 기계가공공차의 더욱 큰 변화를 허용하기때문에 가스 윤활용액을 사용하는 베어링으로 그리고 베어링의 대량생산에 특히 유용하다.

한 예에 있어서, 한 .003인치 변화는 에칭을 경유마이크로 인치 기계가공과 같은 고급이고 고가의 기계가공기술의 사용을 통하여 오로지 얻을 수 있는 0.0000x공차를 알려진 가스 베어링의 종래 기계가공이 요구하는 반면에 쐐기상에서의 무가치한 충격을 가지도록 설계될 수가 있다.

작은 양에 있어서, 여기에서 공개되는 베어링은 바람직하게 전기방전 기계가공 또는 레이저 절삭방법에 의해 구성된다. 도면에서 표시되는 2중선은 지름이 대표적으로 0.002-0.060＂(0.50-1.52mm)인 와이어 또는 비임의 실제궤적이다.

전기적 방전기계공작 궤적으로 하는 윤활제는 공진주파수에서 진동 또는 불안정을 축소하는 유체 댐페너(dampener)로서 작용한다.

계속적인 원주 맴브레인이 형성되는 위에서 언급된 위치에서, 감쇠는 높은 감쇠특성을 표시하는 데쉬포트의 형을 취한다. 설계에서의 중요한 고려는 지주구조 길이와 방향이 제3도에서 표시되는 내부 편향을 제공하기 위해 일정한 방향으로 높이는 것이다.

제9도에서 표시된 것과 같은 하중의 방향으로 그들자신의 정밀한 편향은 역시 더욱 베어링성능을 개량하는 편심율변화에 귀착한다.

기계기소의 설계(Design of Machine Element), Faires에서 베어링의 센터와 샤프트의 센타 사이의 거리는 그 베어링의 편심율이라 불리운다. 이 어구는 베어링설계에서 기술있는 그러한 사람들에게 잘 알려져 있다.

베어링배치 또는 구조의 강성을 수정 또는 동조의 신규접근 그리고 특히 베어링 적용에 적합하는 비임으로, 최적의 성능을 즉시 얻게 된다. 근래 컴퓨터 분석이 실질적으로 어떤 가성 또는 편향이 성취되는 것이 설명되었다.

위에서 언급한 바와같이, 본 발명 베어링의 원기(prototype 原器) 또는 소량 생산할 때, 베어링은 바람직하게 전기방전 기계가공 또는 레이저 절삭방법에 의해 구성된다. 그러한 소량 또는 원기들은 일반적으로 금속으로 구성된다. 그러나, 특수한 베어링의 대량생산이 계획될 때, 사출성형, 주조, 분말금속 다이케스팅 그리고 압출과 같은 다른 방법이 더욱 경제적이다.

그러한 제조방법에 관하여, 본 발명의 베어링을 형성하기 위해 프라스틱, 세라믹, 분말금속 또는 복합재료를 사용하는 것은 더욱 경제적이다.

압출과 소결(燒結)의 분말금속 다이케스팅, 주조, 사출성형과 같은 방법은 공정이 여기에서 상세하게 설명될 필요도 없이 잘 알려진 것을 믿게 된다.

일단 원기 베어링이 구성되고, 베어링의 대량생산을 위해 주형 또는 그와 유사한 것은 주조기술과 주형기술에 익숙한 그러한 사람들에게는 잘 알려져 있는 것을 믿게 된다. 더욱, 본 발명의 베어링의 오로지 일정한 형이 압출을 통하여 대량으로 제조하기 위해 적용되는 적은 이해가 된다. 일반적으로, 이러한 것들은 전 베어링을 통하여 축방향으로 확대하는 원주홈 그리고 레이디얼과 원주컷트 또는 슬릿의 설비를 통하여서만 형성되는 베어링이다.

바꾸어말하면, 일정 또는 그렇지는 않고 압출가능한 단면을 이러한 베어링들은 가지고 있다.

본 발명의 또 하나의 양상에 따라, 신규정밀주조법(investment casting method)이, 예를들면 5,000 베어링이하 중간수량의 제조에서 특히 유용하다는 것이 발견되었다. 이 제조방법에 따라, 정밀주조처리의 첫째 스텝은 원기베어링의 제조이다.

위에서 설명하고 아래에서도 언급되는 것과 같이, 원기는 여러가지 방법으로 제조될 수 있으나, 한개의 중벽튜브(heavy walled tubing) 기계가공 또는 유사한 원통저널(cylindrical journal)에 의해 바람직하게 제조된다. 더 큰 베어링에 있어서는, 원통저널이 특징적으로 면과 원주홈을 형성하는 선반, 그리고 축과 레이디얼 보어를 형성하는 밀(mill)을 사용하여 기계가공된다.

더 작은 원통저널 기계가공에 있어서는, 물분사절단(water-jet cutting), 레이저와 와이어 전기방전기술과 같은 기술이 일반적으로 더욱 적합하다.

그러나, 둘중 어느 하나의 적용에 있어서는, 저어널의 더 큰 홈을 형성하기 위해 특징적으로 회전되고 연마된다. 원기베어링이 형성된후, 그 베어링이 예기된 방법에서 작용하는 것을 확인하기 위하여 원기를 검사하는 것은 바람직하다.

그러한 검사의 결과로서, 요망되는 결과를 얻기 위해 원기를 수정하고 다듬는 것이 필요하다.

일단 만족한 원기가 얻게 되면, 원기의 고무주형이 형성된다. 특징적으로, 이 스텝이 용융고무(molten rubber)에 원기를 싸고 그리고 원기의 고무주형을 형성되게 그 고무를 굳게 하는 것을 포함한다.

원기를 싸는 고무는 분할되고 그리고 원기는 열린 고무주형을 산출하기 위해 제거된다. 일단 고무주형이 얻게 되면, 그것은 왁스주조를 형성하기 위해 사용된다.

이 스텝은 특징적으로 용융왁스를 고무주형에 붓고 그리고 베어링의 왁스주조를 형성하기 위해 왁스를 굳게하는 것을 포함한다.

왁스주조가 얻게된 후, 그것은 석고주형을 형성하기 위해 사용된다.

이 스텝은 특징적으로 왁스주조와 석고를 싸고 그리고 석고 주형을 형성하도록 왁스주조 부근에서 석고를 굳게하는 것을 포함한다. 석고주형이 베어링을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 특히, 청동과 같은 용융베어링재료가 주형에서 왁스주조를 용해하여 제거되도록 석고주형에 붓게 된다.

이리하여, 석고주형은 용융베어링재료로서 채워지고 그리고 용해되는 왁스는 석고주형에서 제거된다. 용융베어링재료가 굳어진 후, 석고주형은 베어링부근에서 제거되고 그리고 베어링이 얻게 된다.

이 제조방법이 왁스주조의 제물을 포함하기 때문에, 그것은 정밀주조 또는 제물주조(sacrificial casting)로서 알려져 있다. 위에서 언급된 정밀 또는 제물주조법이 왁스주조의 제물과 양고무와 주형의 산물을 포함하는 사실과 집중적인 완전 노동에도 불구하고, 중간수량, 예를들면 특수베어링의 5,000 단위이하가 요구될 때 효과적인 가격이라는 것이 입증되었다. 더욱 소량 베어링요구를 위한 이 절차의 가격효과는 이 방법에 사용되는 주형이 사출주형 또는 분말금속주조를 위해 요구되는 복합주형보다 훨씬 값이 싸다.

위에서 언급한 바와같이, 본 발명에 다른 베어링생산의 정밀주조방법에서의 첫째 스텝은 원기베어링의 생산이다.

본 발명의 또 하나의 양상에 따라, 본 발명의 기교적 복잡한 저널과 드러스트 베어링은 단순 제조기술을 사용하여 형성될 수가 있다.

유사한 기술이 양드러스트와 저널 베어링을 위해 사용된다. 앞에서 언급한 것을 마음에 두고, 전기방전제조와 기계가공의 사용을 통하여 단일 저어널 베어링 제조방법을 설명하는 것은 충분하다고 믿는다. 그러한 제조의 묘사는 본 발명의 비교적 복잡한 베어링형태를 얻을 수 있는 용이성을 설명한다.

각 베어링은 제11a도와 제11b도에서 표시된 것과 같은 원주 보어를 가지는 원주블랭크(cylindrical blank)의 형태에서 최초이다.

블랭크는 제12a도와 제12b도에서 표시된 것과 같은 레이디얼 윤활유체 홈을 제공하기 위해 기계가공된다. 일정한 적용을 위해, 제13a도와 제13b도에 표시된 것과 같은 베어링의 레이디얼면상에 바람직하게 균정히 배치되는 상면하는 홈을 포함하기 위해 블랭크를 더욱 기계가공하는 것은 바람직하다.

결국 그러한 상면하는 홈의 절비는 용이하게 비틀게 편향되는 베어링에 발생한다. 제13a도와 제13b도에서 표시되는 홈이 원주형일동안 제14a도와 제14b도에서 표시된 것과 같은 테이퍼(tapered)홈을 제공하는 것은 가능하다.

아래에서 명백하게 되는 것과 같이 이것이 지주비임의 앵글 얼라이먼트(angled alignment)에 의해 개량되는 편향특성을 표시하는 베어링을 생기게 한다.

이것에 관하여, 제14a도에 표시된 것과 같은 지주빔이 샤프트의 센터라인 가장 가까운 점에서 수렴하는 선을 따라 경사지게 되는 것이 바람직하다는 것은 주목해야 된다.

이것은 패드가 샤프트 미스얼라이먼트를 조정하도록 전시스템을 위한 작용의 센터를 설치함으로서 가요성이 샤프트 센터부근에 발생하는 것을 보장한다.

본질적으로, 지주비임의 테이퍼링(tapering)은 샤프트가 어떤 미스얼라이먼트를 교정하기 위해 모든 방향에서 피벗(pivat)하는 단일 점상에 지주력을 집중함으로서 구면베어링에 유사한 방법으로 베어링이 작동하도록 한다.

제14a도의 화살표는 편향의 작동선을 설명한다.

제12a도와 제14a도에 표시되는 형태의 단면도를 가지는 베어링은 특히 유체역학적 액체를 보유하는데에 효과적이다. 이것은 베어링패드가 베어링패드의 축엔드 가장 가까운데서 지탱되고 그리고 베어링패드의 중앙부분이 직접 지탱되지 않기 때문이다.

이러한 구성에 의해, 베어링패드는 오목포켓을 유지하는 유체를 형성하는 하중하에서 변형되도록 지탱되고, 즉 베어링패드의 중심부분이 방사상으로 외부로 편향한다. 이것이 크게 유체누성 감소한다. 자연적으로, 포켓형성의 정도는 베어링패드의 관련치수와 지주구조에 의거한다. 더 큰 유체유지포켓은 더욱 얇은 베어링패드 표면을 제공하고 그리고 베어링패드의 극단의 축엔드에서 패드표면 지탱함으로서 얻을 수 있다.

원부블랭크가 정당하게 제12a도와 제12b도, 제13a도와 제13b도, 또는 제14a도와 제14b도에 표시된 것과 같이 기계가공이 된 후, 레이디얼 그리고/또는 원주슬릿트 또는 홈은 베어링패드, 비임지주 그리고 하우징을 한정하는 기계가공되는 블랭크의 레이디얼면을 따라 형성된다.

제14c도와 제14d도는 제14a도와 제14b도의 기계가공되는 블랭크에서 형성되는 그러한 홈을 설명한다. 주형의 구성에서 사용하는 베어링의 원기 또는 베어링의 소량제조시, 커트 또는 슬릿트는 바람직하게 전기방전제조 또는 레이저의 사용을 통하여 형성된다.

제12a도와 제12b도, 제13a도와 제13b도, 제14a도와 제14b도 또는 유사한 형태에서 설명되는 배치를 성취하기 위해 원주블랭크의 기계가공은 선반 또 그와 유사한 것과 같은 종래의 공직기계를 통하여 이루워질 수가 있다.

비록 앞에서의 설명이 특히 저널베어링에 관한 것이나, 원리는 드러스트 베어링에와 같이 적용된다.

예를들면, 제15-제18도에 표시된 드러스트 베어링은 베어링패드와 지주구조를 한정하도록 레이디얼커트와 챔퍼(chamfer), 축보어, 상면홈, 그리고 내부와 외부홈을 방사상으로 제공하기 위해 중벽튜브의 면을 기계가공함으로서 형성될 수가 있다. 본 발명의 베어링의 성능특성은 기계가공되는 블랭크에 형성되는 커트 또는 슬릿트 그리고 보어에 의해 한정되는 비임지주와 베어링패드의 재료특성, 위치, 사이즈 그리고 관련형태에서 발생한다.

이러한 매개변수(parameter)는 크게, 보어 또는 슬릿트가 베어링을 산출하기 위해 형성되는 기계가공되는 블랭크의 형태와 함께 베어링에 형성되는 레이디얼 원주보어, 커트 또는 슬릿트의 위치와 크기에 의해 한정된다.

위에서 언급한 것과 같이, 본 발명의 베어링의 구성이 기계가공에의 참조에 의해 매우 용이하게 이해될 때, 더욱 큰 수량이 바람직하게 본 발명의 정밀구조를 통하여 제조되고, 그리고 본 발명에 의해 계획되는 베어링의 대량 생산까지도 사출성형, 주조, 분말금속, 다이케스팅, 압출 또는 그와 유사한 것을 통하여 더욱 경제적으로 실행할 수가 있다. 파이프와 같은 원주블랭크에서 대량의 베어링의 압출가공에 있어, 제12도와 제12b도에 표시된 것과 같은 레이디얼 윤활유체홈이 압출에 앞서 파이프와 같은 원주블랭크의 길이를 따라 제공될 수가 있다. 그러나, 만일 상면홈이 베어링에 있기를 선호했다면, 이들은 압출되고 기계가공되는 블랭크에서 단독베어링을 스라이싱(slicing)한 후 개별적으로 한정될 수 있다. 이 이유때문에, 압출은 비틀림가요성을 향상하기 위해 상면홈을 요하는 베어링생산의 바람직한 방법이 될 수가 없다.

Claims

유체막상에서 회전샤프트를 지탱하되, 복수의 베어링패드와 베이스 상에 이 베어링패드를 지탱하는 지주구조를 포함하는 단일체의 유체베어링에 있어서, 상기 베어링패드와 상기 지주구조는 단일체로 형성되어 있고, 그리고 상기 지주구조는 제1지주부분, 제2지주부분 그리고 제3지주부분으로 구성되고, 상기 지주부분의 각각은 서로 관계가 있게 편향되고 그리고, 상기 지주구조는 패드의 뒷면이 최적유체 쐐기를 형성하도록 상기 패드의 전면보다 상기 샤프트에 더욱 가까운 위치에 상기 패드가 하중하에서 편향하도록 상기 패드표면과 상기 베이스 상의 각 포인트 사이에 개구공간이 있도록 상기 베어링패드를 지탱하는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제1항에 있어서, 각 베어링패드의 표면은 베어링에 레이디얼 하중을 위해 샤프트를 지탱하게 적용되는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제1항에 있어서, 각 베어링패드의 각 표면은 베어링의 축방향으로 드러스트 하중을 위해 샤프트를 지탱하게 적응되도록 실체상 평면인 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제1항에 있어서, 상기 베어링패드 표면은 베어링이 양 레이디얼과 축방향 드러스트하중을 위해 지탱하게 적응되도록 베어링의 축상에 그의 꼭지점을 가지는 원뿔의 부분으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 베어링패드와 지주구조는 단일의 부재에 형성되는 복수의 커트, 홈 그리고 열린 곳에 의해 한정되는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 지주구조는 유체막이 베어링패드가 샤프트의 회전시 샤프트에서 편향되도록 유체막의 특징적인 강성 이하인 소정 강성을 베어링패드가 가지도록 베어리패드를 지탱하는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제6항에 있어서, 상기 패드는 샤프트가 정지상태일 때 샤프트부분과 패드표면 사이에 수령쐐기를 형성하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 지주구조는 축축한 유체인 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 각 베어링패드는 패드표면이 오목윤활제 유지포켓을 형성하기 위하여 하중하에서 변형하도록 지주구조에 의해 지탱되는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 패드는 하중하에서 편향되도록 지탱되고, 그 편향은 패드표면을 편류를 일으키도록 변형하고 그리고 쐐기는 윤활제흐름의 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 지주구조는 2개 방향의 회전을 위해 베어링이 샤프트를 지탱하도록 균형잡힌 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 지주구조는 베어링패드가 소정방향으로 기울도록 균형잡히지 않고 그리고 베어링은 일방향인 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 한에 있어서, 상기 지주구조는 샤프트 미스얼라인먼트를 적응하기 위해 편향이 되게 설계되는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 지주구조는 베어링패드상에 하중을 동일하게 하기 위해 하중하에서 편향이 되게 설계되는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 다공성 프라스틱재료가 베어링패드 사이의 공간을 채우는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제15항에 있어서, 상기 다공성 프라스틱은 유체윤활제를 흡수하고 풀어줄 수 있는 그리고 지주구조가 편향할 때 유체윤활제가 다공성 프라스틱에서 베어링패드 표면으로 풀리어 지게유체윤화제에 의해 하중되는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 베어링은 용이하게 주형가능한 형태로 되어 있는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 지주구조는 정상하중하에서 뒷면이 전면보다 샤프트에 2에서 5배 더욱 밀접한 사이에 있도록 패드가 편향되도록 설계되는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 지주구조는 베어링패드의 뒷면이 샤프트가 정지상태일 때 샤프트와 접촉되게 설계되고 그리고 지주구조는 유체막의 강성이 뒷면과 전면사이 유체막의 형성을 허용하기 위해 샤프트에서 뒷면이 편향되게 하는 지주구조의 강성보다 더 큰 점에 샤프트가 회전하기를 시작할 때 유체의 압력이 증가하는 그러한 소정의 강성을 가지는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제1항에 있어서, 상기 제1지주부분은 1비임으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제1항에 있어서, 상기 제1지주부분은 2비임으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제1항에 있어서, 상기 제2지주부분은 3 또는 그 이상의 비임으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제1항에 있어서, 상기 제2지주부분은 1비임으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제1항에 있어서, 상기 제2지주부분은 2비임으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제1항에 있어서, 상기 제2지주부분은 3 또는 그 이상의 비임으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제 1항에 있어서, 상기 제2지주부분은 하나의 연속 맴브레인으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제1항에 있어서, 상기 제3지주부분은 2 또는 그 이상의 비임으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제27항에 있어서, 상기 제3지주부분은 연속환상(링)비임으로 구성되는 유체베어링.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 패드는 하중하에서 블록형으로 편향되게 설계되는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 패드는 하중하에서 포일형으로 설계하는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 지주구조는 하중하에서 비틀림 또는 휘인 모드로 편향하는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 뒷면은 하중하에서 샤프트에 더욱 밀접하게 이동하는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 베어링은 제1철금속재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 베어링은 비철금속재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 베어링은 프라스틱 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 베어링은 세라믹재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 유체베어링.
중심축을 가지는 원주블랭크를 형성하는 스텝과, 그 원주블랭크에 중심보어를 형성하되, 그 중심보어는 상기 원주블랭크의 축과 일치하는 중심축을 가지는 스텝과, 소정 방향으로 이동가능한 복수의 원주방향으로 일정한 간격을 둔 베어링패드를 한정하도록 상기 원주블랭크를 기계가공하는 스텝과, 그리고 각 복수의 베어링패드를 지탱하는 단일의 지주구조를 한정하도록 원주블랭크를 기계가공하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링 제조방법.
제37항에 있어서, 쐐기형성을 최고로 활용하도록 6 자유도로 운동하기 위하여 베어링패드를 지탱하는 지주구조를 제공하기 위하여 원주블랭크를 기계가공하는 스텝을 부가하는 것을 특징으로 하는 베어링 제조방법.
제37항에 있어서, 상기 원주블랭크는 전기방전 기계가공을 통하여 기계가공되는 것을 특징으로 하는 베어링 제조방법.
제37항에 있어서, 상기 원주블랭크는 레이저커팅에 의하여 가공되는 것을 특징으로 하는 베어링 제조방법.
제37항에 있어서, 상기 베어링은 주조에 의하여 형성되는것을 특징으로 하는 베어링 제조방법.
제37항에 있어서, 상기 베어링은 사출성형에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 베어링 제조방법.
제37항에 있어서, 상기 베어링은 소결의 분말금속에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 베어링 제조방법.
제37항에 있어서, 상기 베어링은 압출에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 베어링 제조방법.
제37항에 있어서, 상기 원주블랭크의 원주부근 레이디얼 홈을 형성하는 스텝을 부가하는 것을 특징으로 하는 베어링 제조방법.
제37항에 있어서, 원주블랭크의 맞선 원면중 하나에 표면을 형성하는 스텝을 부가하는 것을 특징으로 하는 베어링 제조방법.
제37항에 있어서, 상기 원주블랭크는 물분사 절단에 의해 기계가공되는 것을 특징으로 하는 베어링 제조방법.
제37항에 있어서, 용융고무의 기계가공되는 원주블랭크에 넣는 스텝과, 고무를 굳게 하는 스텝과, 고무를 분할하는 스텝과, 개방(열린)고무주형을 산출하기 위해 기계가공된 원주블랭크를 제거하는 스텝과, 용융왁스를 고무주형에 부어넣는 스텝과, 왁스주조에서 왁스를 경화하는 스텝과, 왁스주조를 상기 고무주형으로부터 제거하는 스텝과, 상기 왁스주조를 용융석고에 넣는 스텝과, 석고주형을 형성하기 위하여 상기 석고를 경화하는 스텝과, 상기 석고주형에 적어도 하나의 열린 곳을 제공하는 스텝과, 상기 왁스주조를 용해하고 아울러 용융베어링재료로 용융왁스를 대체하기 위하여 석고주형으로 용융베어링재료를 부어넣는 스텝과, 상기 용융베어링재료를 경화하는 스텝 및, 상기 경화된 베어링재료로부터 석고를 제거하는 스텝을 부가하는 것을 특징으로 하는 베어링 제조방법.
제37항에 있어서, 다공성 프라스틱 재료로 단일의 지주구조내에서 베어링패드와 열린 곳 사이의 공간을 채우는 단계를 부가하는 것을 특징으로 하는 베어링 제조방법.