WO2024122848A1 - 에어 포일 베어링 - Google Patents

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WO2024122848A1
WO2024122848A1 PCT/KR2023/015706 KR2023015706W WO2024122848A1 WO 2024122848 A1 WO2024122848 A1 WO 2024122848A1 KR 2023015706 W KR2023015706 W KR 2023015706W WO 2024122848 A1 WO2024122848 A1 WO 2024122848A1
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WO
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bump foil
foil
key
bump
keyway
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/015706
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English (en)
French (fr)
Inventor
박준혁
박치용
양현섭
이종성
최규성
Original Assignee
한온시스템 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
    • F16C17/024—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with flexible leaves to create hydrodynamic wedge, e.g. radial foil bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16C27/02—Sliding-contact bearings
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    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • F16C32/0603—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/02—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of sliding-contact bearings

Definitions

  • the present invention relates to an air foil bearing applied for ultra-high-speed operation of a rotating machine. More specifically, the bump foil key at one end and the bump foil key at the other end of the bump foil are formed in an asymmetric structure to improve driving performance and durability against disturbance. It relates to airfoil bearings that can improve
  • Fuel cell vehicles typically include a fuel cell stack that produces electricity, a humidifier that increases the humidity of the air supplied to the fuel cell stack, a fuel supply unit that supplies hydrogen to the fuel cell stack, and air containing oxygen in the fuel cell stack. It consists of an air supply unit that supplies air and a cooling module to cool the fuel cell stack.
  • the air supply unit includes an air cleaner that filters foreign substances contained in the air, an air compressor that compresses and supplies the air filtered by the air cleaner, a cooling device that cools the pressurized high-temperature air, a humidifier that increases the humidity of the air, and a flow rate control unit. It consists of a regulating valve.
  • the air compressor described above compresses air sucked from the outside using a compressor impeller and then delivers it to the fuel cell stack.
  • the compressor impeller is connected to a rotating shaft that receives power from the driving unit, and the driving unit generally drives the rotating shaft by electromagnetic induction between the stator and the rotating shaft.
  • the air compressor is equipped with an airfoil bearing to facilitate high-speed rotation of the rotating shaft.
  • a bearing is a mechanical element that fixes a rotating shaft in a certain position and allows the shaft to rotate while simultaneously supporting the shaft's own weight and the load on the shaft. It corresponds to a bearing that supports a load by creating pressure by flowing air, a viscous fluid, between contacting foils.
  • an air foil journal bearing is designed to support the radial load of the rotor in the direction perpendicular to the rotor. Corresponds to the bearing being constructed.
  • Figure 1 is a cross-sectional view of a conventional air foil journal bearing.
  • a bump foil 20 is installed along the inner circumferential surface 12 of the hollow 11 of the bearing housing 10, and the bump foil 20 ), the top foil 30 is disposed on the inside, and the rotor 40 (or rotation axis) is disposed on the inside of the top foil 30, so that the inner peripheral surface of the top foil 30 and the outer peripheral surface of the rotor 40 are spaced apart.
  • the rotor is configured to rotate.
  • each of the bump foil 20 and the top foil 30 is formed with a bent portion in the form of a circumferential end bent outward in the radial direction, and these bent portions 21 and 31 are formed in the key groove formed in the bearing housing 10. It is coupled to be inserted into (13), so that when the rotor rotates, the bump foil 20 and the top foil 30 are fixed to the bearing housing 10 without being rotated or pushed out in the circumferential direction.
  • the conventional airfoil journal bearing as described above is configured in such a way that both the bent portion 21 of the bump foil 20 and the bent portion 31 of the top foil 30 are fixed to one key groove 13.
  • the opposite side of the bent portion 21 of the bump foil 20 does not have a means to limit the axial movement of the bump foil 20, so when the rotor rotates, the opposing side of the bent portion 21 of the bump foil 20 is connected to the housing. It may protrude outward in the axial direction of (10), and there is a problem that the bearing may be damaged due to contact with the rotating shaft, runner, or impeller adjacent to the bearing.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 10-2022-0129786 (published on September 26, 2022)
  • the present invention was created to solve the above problems.
  • the present invention can improve driving performance and durability against disturbance by forming the bump foil key at one end and the bump foil key at the other end of the bump foil into an asymmetric structure.
  • the purpose is to provide an airfoil bearing with
  • An air foil bearing is an air foil including a bearing housing of a cylindrical structure, a top foil spaced apart from the inside of the bearing housing, and a bump foil disposed between the bearing housing and the top foil.
  • the inner peripheral surface of the bearing housing has a top foil keyway into which a pair of top foil keys formed by bending both ends of the top foil radially outward are inserted, and both ends of the bump foil each have a radial direction.
  • a bump foil keyway is formed into which a pair of bump foil keys that are bent outward are inserted, and if one of the pair of bump foil keys is called a first bump foil key and the other is called a second bump foil key,
  • the first bump foil key and the second bump foil key may be formed to have an asymmetric structure.
  • the first bump foil key may be fixed in close contact with the inner wall of the bump foil keyway, and the second bump foil key may be arranged to be spaced apart from the inner wall of the bump foil keyway by a predetermined distance.
  • the first bump foil key may be longer than the second bump foil key, and the first bump foil key may be bent at least once.
  • the first bump foil key is formed in an L-shape bent in the circumferential direction, and is formed in a structure in which a vertical part disposed in the radial direction and a horizontal part extending in the circumferential direction from the bottom of the vertical part are connected, and the vertical part is formed in the shape of an L shape bent in the circumferential direction. It can be in close contact with the inner wall of the bump foil keyway.
  • the length of the vertical portion may be the same as the depth of the bump foil keyway, and the horizontal portion may be configured to be in close contact with the bottom of the bump foil keyway.
  • the length of the horizontal portion may be smaller than or equal to the width of the bottom of the bump foil keyway.
  • the length of the vertical portion may be smaller than the depth of the keyway, and the horizontal portion may be disposed at a predetermined distance from the bottom of the bump foil keyway.
  • the angle between the vertical portion and the horizontal portion may be a right angle.
  • the length of the horizontal portion may be smaller than or equal to the width of the bottom of the bump foil keyway.
  • the angle between the vertical portion and the horizontal portion may be an obtuse angle or an acute angle.
  • the length of the horizontal portion may be greater than or equal to the width of the bottom of the bump foil keyway.
  • the first bump foil key corresponds to the end of the side where the bump foil key starts based on the rotation direction
  • the second bump foil key corresponds to the end of the side where the bump foil key ends based on the direction of rotation. You can.
  • a bump foil key formed on one end of the unit bump foil located at the outermost radial direction among the two or more unit bump foils and a bump foil key formed on the other end. may be formed in an asymmetric structure.
  • an etched portion having a step structure is formed by varying thickness or being bent in a central portion, and the etched portion may be located further inward in the rotational direction compared to the bump foil keyway.
  • driving performance and durability against disturbance can be improved by forming the bump foil key at one end and the bump foil key at the other end of the bump foil in an asymmetrical structure.
  • Figure 1 is a cross-sectional view of a conventional air foil journal bearing.
  • Figure 2 is a cross-sectional view of an airfoil bearing according to an example of the present invention.
  • Figure 3 is an exploded perspective view of the foils.
  • Figure 4 is an exploded cross-sectional view of a conventional bump foil.
  • Figure 5 is an enlarged view of a conventional bump foil keyway portion.
  • Figure 6 is a graph of waterfall data during conventional bearing driving.
  • Figure 7 is an exploded cross-sectional view of the bump foil of the present invention.
  • Figure 8 is an enlarged view of the bump foil keyway portion of the present invention.
  • Figure 9 is a graph of waterfall data when the bearing of the present invention is driven.
  • FIG. 10 is a diagram showing FIG. 2 again.
  • 11 to 13 are diagrams each showing a bump foil structure according to another example of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of an airfoil bearing according to an example of the present invention
  • Figure 3 is an exploded perspective view of foils.
  • the airfoil bearing 1000 of the present invention largely consists of a bearing housing 100 and a top foil. It is configured to include 200 and a bump foil 300, and a rotor 400 can be accommodated in the center.
  • the bearing housing 100 is formed in a cylindrical structure and is a structure that supports and protects the top foil 200 and the bump foil 300 disposed on the inside of the bearing housing.
  • the inner peripheral surface of the bearing housing 100 has a groove-shaped top foil.
  • a keyway 120 and a bump foil keyway 130 are formed, respectively.
  • the top foil keyway 120 and the bump foil keyway 130 are a pair of top foil keys 210 formed at both ends of the top foil 200 and a pair of top foil keys 210 formed at both ends of the bump foil 300, which will be described later.
  • the bump foil key 310 is inserted and corresponds to a groove structure for fixing the top foil key 210 and the bump foil key 310.
  • top foil keyway 120 and the bump foil keyway 130 are each formed, and the top foil key 210 and the bump foil key 310 are inserted and fixed thereto, thereby forming the top foil 200 and the bump foil keyway 130. Movement in the axial direction of (300) can be suppressed.
  • the top foil 200 is arranged in a circular shape at a predetermined distance inside the bearing housing 100 and corresponds to a thin plate.
  • the top foil 200 of the present invention may have a structure in which a first top foil 201 and a second top foil 202 are stacked in the radial direction.
  • the first top foil 201 located on the radial outer side is especially called the top foil 201
  • the second top foil 202 located on the radial inner side is also called the mid foil 202.
  • the top foil 200 may have a structure in which a larger number of foils are laminated and combined.
  • Both ends of the top foil 200 that is, one end and the other end, are respectively bent outward in the radial direction, and a pair of top foil keys 210 are formed on both ends of the top foil 200 accordingly.
  • This top foil key 210 is inserted into and fixed to the top foil keyway 120 of the bearing housing 100 described above.
  • the pair of top foil keys 210 includes a pair of top foil keys 211 formed on both ends of the first top foil 201 and a pair of top foil keys 211 formed on both ends of the second top foil 202. It may include a foil key (212).
  • the pair of top foil keys 211 and 212 may have a structure that penetrates the slit portion 300S formed in the middle of the bump foil 300, which is the top foil, that is, the first It can provide the dual effect of improving the fixing force between the first top foil 201 and the second top foil 202 and improving the fixing force of the bump foil 300.
  • the bump foil 300 is arranged in a circular shape between the bearing housing 100 and the top foil 200 and corresponds to a thin plate.
  • a number of bumps (not shown) that protrude convexly in the radial direction may be formed to be spaced apart along the circumferential direction.
  • the bump foil 300 of the present invention may have a structure in which a first bump foil 301 and a second bump foil 302 are stacked in the radial direction.
  • the first bump foil 301 located on the radial outer side is particularly referred to as the upper bump foil 301
  • the second bump foil 302 located on the radial inner side is also referred to as the low bump foil 302.
  • the bump foil 300 may be composed of a larger number of foils, that is, a structure in which a plurality of unit bump foils are stacked and combined.
  • one of the pair of bump foil keys 310 and the other are formed in an asymmetric structure.
  • each of the pair of bump foil keys 312 of the unit bump foil located on the outermost side in the radial direction, that is, the low bump foil 302, may be formed in an asymmetric structure. there is.
  • both ends of the upper bump foil 301 are formed as free ends,
  • the upper bump foil key 311 at one end and both ends may not have an asymmetric structure.
  • the upper bump foil keys at both ends do not have to be identical to each other, and of course, they can be designed to correspond to the low bump foil key or be designed to have a symmetrical or asymmetric structure regardless of the structure of the low bump foil key. For this reason, a review of the upper bump foil is omitted.
  • Figure 4 is an expanded cross-sectional view of a conventional bump foil
  • Figure 5 is an enlarged view of the conventional bump foil keyway portion.
  • the conventional bump foils 20-1 and 20-2 have a set of bump foil keys 20. -1A, 20-2A) and the bump foil keys (20-1B, 20-2B) at the other end are configured to have the same length and shape. That is, when the bump foil 20 is composed of the upper bump foil 20-1 and the low bump foil 20-2, one end of the low bump foil 20-2 located on the outermost side in the radial direction The key 20-2A and the low bump foil key 20-2B at the other end have the same structure.
  • a pair of low bump foil keys 20-2A and 20-2B are each inserted into the low bump foil keyway 13, but both ends are not fixed and are installed at free ends. As such, the bump foil keys 20-2A and 20-2B are not in close contact with the bump foil keyway 13, thereby maximizing the stick-slip phenomenon of the bump foil and increasing instability due to driving and external excitation.
  • Figure 6 is a graph of waterfall data during a conventional bearing drive, and as shown, it can be seen that an asynchronous component occurs in the initial frequency region.
  • the present invention configures the first bump foil key and the second bump foil key to have an asymmetric structure.
  • Figure 7 is an exploded cross-sectional view of the bump foil of the present invention
  • Figure 8 is an enlarged view of the keyway portion of the bump foil of the present invention.
  • the bump foil 300 may be composed of an upper bump foil 301 and a low bump foil 302, and at this time, the low bump foil key ( 312A, 312B) have an asymmetric structure, and accordingly, one of the pair of bump foil keys 312 of the low bump foil corresponds to the first bump foil key 312A, and the other one corresponds to the second bump foil key 312A. It corresponds to (312B).
  • the first bump foil key 312A is fixed in close contact with the inner wall of the bump foil keyway 130
  • the second bump foil key 312B is fixed to the inner wall of the bump foil keyway 130 by a predetermined amount. They are placed spaced apart. That is, the first bump foil key 312A is inserted into the bump foil keyway 130 and is installed at a fixed end in close contact with the bump foil keyway 130, and the second bump foil key 312B is the first bump foil key 312B. It is inserted into the bump foil keyway 130 from the opposite side to (312A), and is installed at the free end and spaced apart from the bump foil keyway 130.
  • FIG. 9 is a graph of waterfall data when driving the bearing of the present invention. As shown, it can be seen that asynchronous components do not occur across frequencies.
  • the first bump foil key 312A is formed to be longer than the second bump foil key 312B, and the first bump foil key 312A has a structure that is bent at least once. That is, the second bump foil key 312B is formed by bending once at the other end of the bump foil as in the prior art, while the first bump foil key 312A is formed by bending once at one end of the bump foil 302. is formed, and the first bump foil key 312A itself is additionally bent one or more times.
  • the first bump foil key 312A is formed in an L shape in which the lower end of the first bump foil key 312A is bent in the circumferential direction and is disposed in the radial direction. It is formed in a structure in which the vertical portion 312A-V and the horizontal portion 312A-P extending in the circumferential direction from the bottom of the vertical portion 312A-V are connected. That is, the first bump foil key 312A is additionally bent once in the circumferential direction. And, at this time, the vertical portions 312A-V are closely fixed to the inner wall of the bump foil keyway 130.
  • the length (312A-V_L) of the vertical portion is formed to be the same as the depth (130_D) of the bump foil keyway, and the horizontal portion (312A-P) may be configured to be in close contact with the bottom of the bump foil keyway (130). That is, the first bump foil key 312A may be configured to be in close contact with the bottom surface of the keyway 130 and the inner wall on one side. And, accordingly, the length (312-P_L) of the horizontal portion may be formed to be smaller than or equal to the width (130_W) of the bump foil keyway. This can increase the adhesion of the first bump foil key 312A within the bump foil keyway 130 and reduce the stick-slip phenomenon of the bump foil 302.
  • the first bump foil key 312A corresponds to the end of the side where the bump foil 302 starts based on the rotation direction of the rotor 400
  • the second bump foil key 312B corresponds to the end of the rotor 400. It corresponds to the end of the side where the bump foil 302 ends based on the direction of rotation. That is, the present invention bends the first bump foil key 312A located at the end of the bump foil 302 in the direction opposite to the rotation direction and inserts and fixes it into the bump foil keyway 130 to create the first bump foil key ( 312A) can improve the fixing force.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating FIG. 2 again and shows the etched portion 220 of the mid foil 202.
  • the etched portion 220 of the mid foil 202 is eccentric in the rotation direction with the bump foil keyway 130. Position it as much as possible. That is, as shown in FIG. 10 , the etched portion 220 of the mid foil 202 is located further inside the bump foil keyway 130 in the rotational direction.
  • the angle 220_a formed between the center of rotation and the line extending the end of the etched portion 220 of the mid foil 202 and the vertical line passing through the center of rotation extends between the center of rotation and the center of the bump foil keyway 130. It may be formed to be smaller than the angle (130_a) formed between the line and the vertical line passing through the center of rotation.
  • the first bump foil key 312A is composed of a vertical portion 312A-V and a horizontal portion 312A-P.
  • the length of the vertical portion (312A-V) is formed to be smaller than the depth (130_D) of the keyway 130
  • the horizontal portion (312A-P) is formed to be smaller than the depth (130_D) of the keyway 130. It is placed at a predetermined distance from the floor.
  • the vertical portion 312A-V is formed to be equal to the depth 130_D of the key groove 130, and the vertical portion 312A-V and the horizontal portion 312A-P are formed on the inner wall of the key groove 130.
  • the vertical portions 312A-V are formed short and the horizontal portions 312A-P are configured to be spaced apart from the bottom of the keyway 130. This has the effect of increasing assembly convenience in assembling the first bump foil key 312A into the bump foil keyway 130.
  • the angle between the vertical portion 312A-V and the horizontal portion 312A-P may be configured as a right angle, and accordingly, the length 312A-V_L of the horizontal portion 312A-V is It may be formed to be smaller than or equal to the width (130_W) of the bottom of the bump foil keyway 130.
  • the angle between the vertical portion 312A-V and the horizontal portion 312A-P may be configured as an obtuse angle or an acute angle, and accordingly, the length of the horizontal portion 312A-P may be the bump It may be formed to be greater than or equal to the width (130_W) of the bottom of the foil keyway 130. That is, according to this example, there is an advantage in terms of manufacturing and assembly because there can be room for manufacturing and assembly tolerances.
  • driving performance and durability against disturbance can be improved by forming the bump foil key at one end and the bump foil key at the other end of the bump foil in an asymmetric structure.
  • Second bump foil low bump foil

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Abstract

본 발명은 회전기기의 초고속 운전을 위해 적용되는 에어 포일 베어링에 관한 것으로, 보다 구체적으로 범프 포일의 일단의 범프 포일 키와 타단의 범프 포일 키를 비대칭 구조로 형성하여 구동 성능과 외란에 대한 내구 성능을 향상시킬 수 있는 에어 포일 베어링에 관한 것이다.

Description

에어 포일 베어링
본 발명은 회전기기의 초고속 운전을 위해 적용되는 에어 포일 베어링에 관한 것으로, 보다 구체적으로 범프 포일의 일단의 범프 포일 키와 타단의 범프 포일 키를 비대칭 구조로 형성하여 구동 성능과 외란에 대한 내구 성능을 향상시킬 수 있는 에어 포일 베어링에 관한 것이다.
연료전지 차량은 통상적으로 전기를 생산하는 연료전지 스택과, 연료전지 스택에 공급되는 공기의 습도를 높여주는 가습기와, 연료전지 스택에 수소를 공급하는 연료공급부와, 연료전지 스택에 산소를 포함한 공기를 공급하는 공기공급부와, 연료전지 스택을 냉각하기 위한 냉각 모듈 등으로 구성된다.
공기공급부는 공기 중에 포함된 이물질을 여과하는 에어클리너와, 에어클리너에서 여과된 공기를 압축해 공급하는 공기 압축기, 가압된 고온의 공기를 냉각하는 냉각장치, 공기의 습도를 높여주는 가습기, 유량을 조절하는 밸브로 구성된다.
전술한 공기 압축기는 외부로부터 흡입한 공기를 압축기임펠러를 이용하여 압축한 후 연료전지스택으로 송출한다. 여기서 압축기임펠러는 구동부로부터 동력을 전달받는 회전축과 연결되어 있으며, 일반적으로 구동부는 스테이터와 회전축의 전자기 유도에 의해 회전축을 구동하게 된다. 이때, 공기 압축기는 회전축의 고속 회전을 용이하게 하기 위한 에어포일 베어링(Airfoil Bearing)이 구비된다.
베어링은 회전축을 일정한 위치에 고정시키며 동시에 축의 자중과 축에 걸리는 하중을 지지하면서 축이 회전될 수 있도록 하는 기계요소이며, 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 베어링에 해당하며, 에어 포일 저널 베어링은 이러한 에어 포일 베어링 중 로터에 수직인 방향인 로터의 반경방향 하중을 지지하도록 구성되는 베어링에 해당한다.
도 1은 종래 에어 포일 저널 베어링의 단면을 나타낸 도면으로서, 에어 포일 저널 베어링은 베어링 하우징(10)의 중공(11)의 원주내면(12)을 따라 범프 포일(20) 설치되고, 범프 포일(20)의 내측에 탑 포일(30)이 배치되며, 탑 포일(30)의 내측에 로터(40, 또는 회전축)가 배치되어 탑 포일(30)의 내주면과 로터(40)의 외주면이 이격된 상태로 로터가 회전될 수 있도록 구성된다.
여기에서 범프 포일(20)과 탑 포일(30) 각각에는 원주방향의 단부가 반경방향 외측으로 절곡된 형태의 절곡부가 형성되며, 이러한 절곡부(21,31)가 베어링 하우징(10)에 형성된 키홈(13)에 삽입되도록 결합되어, 로터의 회전 시 범프 포일(20)과 탑 포일(30)이 원주방향으로 회전되거나 밀려나지 않고 베어링 하우징(10)에 고정되도록 구성된다.
위와 같은 종래의 에어포일 저널 베어링은, 하나의 키홈(13)에 범프 포일(20)의 절곡부(21)와 탑 포일(30)의 절곡부(31)가 모두 고정된 형태로 구성되는데, 이 경우 범프 포일(20)의 절곡부(21)의 대향 측은 범프 포일(20)의 축 방향 이동을 제한할 수 있는 수단이 없어 로터 회전 시 범프 포일(20)의 절곡부(21) 대향 측이 하우징(10)의 축 방향 외측으로 돌출될 수 있고, 베어링과 인접한 회전 축, 러너 또는 임펠러 등에 접촉하게 되어 베어링이 파손될 수 있는 문제가 있다.
[선행기술문헌]
(특허문헌 1) 한국 공개특허공보 제10-2022-0129786호(2022.09.26. 공개)
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 범프 포일의 일단의 범프 포일 키와 타단의 범프 포일 키를 비대칭 구조로 형성하여 구동 성능과 외란에 대한 내구 성능을 향상시킬 수 있는 에어 포일 베어링을 제공하기 위한 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 예에 따른 에어 포일 베어링은, 원통 구조의 베어링 하우징과, 상기 베어링 하우징의 내측에 이격 배치되는 탑 포일과, 상기 베어링 하우징과 상기 탑 포일 사이에 배치되는 범프 포일을 포함하는 에어 포일 베어링으로서, 상기 베어링 하우징의 내주면에는, 상기 탑 포일의 양측 단부가 각각 반경방향 외측으로 절곡되어 형성되는 한 쌍의 탑 포일 키가 삽입되는 탑 포일 키홈과, 상기 범프 포일의 양측 단부가 각각 반경방향 외측으로 절곡되어 형성되는 한 쌍의 범프 포일 키가 삽입되는 범프 포일 키홈이 형성되며, 상기 한 쌍의 범프 포일 키 중 어느 하나를 제1 범프 포일 키라 하고, 나머지 하나를 제2 범프 포일 키라 하면, 상기 제1 범프 포일 키와 제2 범프 포일 키는 서로 비대칭 구조로 형성될 수 있다.
상기 제1 범프 포일 키는 상기 범프 포일 키홈의 내측벽에 밀착되어 고정되고, 상기 제2 범프 포일 키는 상기 범프 포일 키홈의 내측벽과 소정 이격되도록 배치될 수 있다.
상기 제1 범프 포일 키는 상기 제2 범프 포일 키에 비해 길게 형성되고, 상기 제1 범프 포일 키는 적어도 1회 이상 절곡된 구조로 이루어질 수 있다.
상기 제1 범프 포일 키는 원주방향으로 절곡된 L자 형태로 형성되어, 반경방향으로 배치되는 수직부와, 상기 수직부의 하단에서 원주방향으로 연장되는 수평부가 이어진 구조로 형성되고, 상기 수직부가 상기 범프 포일 키홈의 내측벽에 밀착될 수 있다.
상기 수직부의 길이는 상기 범프 포일 키홈의 깊이와 동일하게 형성되고, 상기 수평부는 상기 범프 포일 키홈의 바닥에 밀착되도록 구성될 수 있다.
상기 수평부의 길이는 상기 범프 포일 키홈의 바닥의 폭보다 작거나 같게 형성될 수 있다.
상기 수직부의 길이는 상기 키홈의 깊이보다 작게 형성되고, 상기 수평부는 상기 범프 포일 키홈의 바닥으로부터 소정 이격 배치될 수 있다.
상기 수직부와 상기 수평부 사이의 각도는 직각일 수 있다.
상기 수평부의 길이는 상기 범프 포일 키홈의 바닥의 폭보다 작거나 같게 형성될 수 있다.
상기 수직부와 상기 수평부 사이의 각도는 둔각이거나 예각일 수 있다.
상기 수평부의 길이는 상기 범프 포일 키홈의 바닥의 폭보다 크거나 같게 형성될 수 있다.
상기 제1 범프 포일 키는 회전방향을 기준으로 상기 범프 포일 키가 시작되는 측의 단부에 해당하고, 상기 제2 범프 포일 키는 회전방향을 기준으로 상기 범프 포일 키가 끝나는 측의 단부에 해당할 수 있다.
상기 범프 포일이 둘 이상의 단위 범프 포일이 적층 결합된 구조로 이루어지는 경우, 상기 둘 이상의 단위 범프 포일 중 반경방향 최외측에 위치한 단위 범프 포일의 일측 단부에 형성된 범프 포일 키와 타측 단부에 형성된 범프 포일 키가 서로 비대칭 구조로 형성될 수 있다.
상기 탑 포일에는, 중앙 부분에 두께가 달라지거나 절곡되어 단차 구조를 가지는 에칭부가 형성되며, 상기 에칭부는 상기 범프 포일 키홈에 비해 회전방향으로 더 내측에 위치될 수 있다.
본 발명에 의하면, 범프 포일의 일단의 범프 포일 키와 타단의 범프 포일 키를 비대칭 구조로 형성함으로써, 구동 성능과 외란에 대한 내구 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 에어 포일 저널 베어링의 단면을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 에어포일 베어링의 단면도이다.
도 3은 포일들의 분해 사시도이다.
도 4는 종래 범프 포일의 전개 단면도이다.
도 5는 종래 범프 포일 키홈 부분을 확대한 도면이다.
도 6은 종래 베어링 구동시의 워터폴 데이터 그래프이다.
도 7은 본 발명의 범프 포일의 전개 단면도이다.
도 8은 본 발명의 범프 포일 키홈 부분을 확대한 도면이다.
도 9는 본 발명의 베어링 구동시의 워터폴 데이터 그래프이다.
도 10은 도 2를 다시 나타낸 도면이다.
도 11 내지 13은 각각 본 발명의 다른 예에 따른 범프 포일 구조를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 에어포일 베어링의 단면도이고, 도 3은 포일들의 분해 사시도로서, 도시된 바와 같이 본 발명의 에어포일 베어링(1000)은 크게 베어링 하우징(100)과, 탑 포일(200)과, 범프 포일(300)을 포함하여 구성되며, 중앙에 로터(400)가 수용될 수 있다.
베어링 하우징(100)은 원통 구조로 형성되어 베어링 하우징의 내측에 배치되는 탑 포일(200)과 범프 포일(300)을 지지하고 보호하는 구조물로서, 베어링 하우징(100)의 내주면에는 홈 구조의 탑 포일 키홈(120)과 범프 포일 키홈(130)이 각각 형성된다. 탑 포일 키홈(120)과 범프 포일 키홈(130)은 각각 후술하는 탑 포일(200)의 양단에 형성되는 한 쌍의 탑 포일 키(210)와 범프 포일(300)의 양단에 형성되는 한 쌍의 범프 포일 키(310)가 삽입되어 탑 포일 키(210)와 범프 포일 키(310)를 고정하기 위한 홈 구조에 해당한다. 이와 같이 탑 포일 키홈(120)과 범프 포일 키홈(130)이 각각 형성되고, 여기에 탑 포일 키(210)와 범프 포일 키(310)가 삽입되어 고정됨에 따라, 탑 포일(200)과 범프 포일(300)의 축방향으로의 움직임을 억제할 수 있다.
탑 포일(200)은 베어링 하우징(100)의 내측으로 소정 이격 배치되어 원형으로 배치되는 것으로, 얇은 두께의 평판에 해당한다. 도 2, 3을 참조하면, 본 발명의 탑 포일(200)은 제1 탑 포일(201)과 제2 탑 포일(202)이 반경방향으로 적층된 구조로 이루어질 수 있다. 이때, 반경방향 외측에 위치하는 제1 탑 포일(201)을 특히 탑 포일(201)이라 하고, 반경방향 내측에 위치하는 제2 탑 포일(202)을 미드 포일(202)이라 하기도 한다. 한편, 도시하지는 않았으나, 탑 포일(200)은 더 많은 수의 포일들이 적층 결합된 구조로 이루어질 수 있다.
탑 포일(200)의 양측 단부, 즉 일측 단부와 타측 단부는 각각 반경방향 외측으로 절곡되고, 그에 따라 탑 포일(200)의 양측 단부에는 한 쌍의 탑 포일 키(210)가 형성된다. 이러한 탑 포일 키(210)는 상술한 베어링 하우징(100)의 탑 포일 키홈(120)에 삽입되어 고정된다. 한 쌍의 탑 포일 키(210)는, 제1 탑 포일(201)의 양측 단부에 형성된 한 쌍의 탑 포일 키(211)와, 제2 탑 포일(202)의 양측 단부에 형성된 한 쌍의 탑 포일 키(212)를 포함할 수 있다.
여기서, 도 3을 참조하면, 한 쌍의 탑 포일 키(211, 212)는 범프 포일(300)의 중간에 형성된 슬릿 부분(300S)을 관통하는 구조로 이루어질 수 있으며, 이는 탑 포일들, 즉 제1 탑 포일(201)과 제2 탑 포일(202) 간의 고정력 향상 및 범프 포일(300) 고정력 향상의 이중 효과를 제공할 수 있다.
범프 포일(300)은 베어링 하우징(100)과 탑 포일(200) 사이에 원형으로 배치되는 것으로, 얇은 두께의 평판에 해당한다. 범프 포일(300)에는 반경방향으로 볼록하게 돌출된 다수의 범프(표시하지 않음)들이 원주방향을 따라 이격 형성될 수 있다. 도 2, 3을 참조하면, 본 발명의 범프 포일(300)은 제1 범프 포일(301)과 제2 범프 포일(302)이 반경방향으로 적층된 구조로 이루어질 수 있다. 이때, 반경방향 외측에 위치하는 제1 범프 포일(301)을 특히 어퍼 범프 포일(301)이라 하고, 반경방향 내측에 위치하는 제2 범프 포일(302)을 로우 범프 포일(302)이라 하기도 한다. 한편, 도시하지는 않았으나, 범프 포일(300)은 더 많은 수의 포일들, 즉 다수의 단위 범프 포일이 적층 결합된 구조로 이루어질 수 있다.
상술한 구조의 에어포일 베어링에 있어서, 본 발명은 한 쌍의 범프 포일 키(310) 중 어느 하나와 나머지 하나가 서로 비대칭 구조로 형성된다.
보다 구체적으로, 한 쌍의 범프 포일 키(310) 중 어느 하나를 제1 범프 포일 키라 하고, 나머지 하나를 제2 범프 포일 키라 하면, 제1 범프 포일 키와 제2 범프 포일 키는 서로 다른 길이와 형태, 및 결합 방식을 가진다. 여기서, 범프 포일이 다수의 단위 범프 포일로 이루어지는 경우, 반경방향 최외측에 위치한 단위 범프 포일, 즉 로우 범프 포일(302)의 한 쌍의 범프 포일 키(312) 각각이 서로 비대칭 구조로 형성될 수 있다.
한편, 로우 범프 포일(302)을 제외한 어퍼 범프 포일(301)의 경우, 로우 범프 포일(302) 상에 부양되도록 설치되고, 그에 따라 어퍼 범프 포일(301)의 양단은 자유단으로 형성되게 되므로, 로우 범프 포일(302)과 같이 일단과 양단의 어퍼 범프 포일 키(311)를 비대칭 구조로 구성하지 않을 수 있다. 단, 양단의 어퍼 범프 포일 키가 서로 동일해야 하는 것은 아니며, 로우 범프 포일 키와 대응되거나 로우 범프 포일 키의 구조와 무관하게 그 자체를 대칭 또는 비대칭 구조로 얼마든지 설계변경할 수 있음은 물론이다. 이러한 이유로, 어퍼 범프 포일에 대한 검토는 생략한다.
도 4는 종래 범프 포일의 전개 단면도이고, 도 5는 종래 범프 포일 키홈 부분을 확대한 도면으로서, 도시된 바와 같이 종래의 범프 포일(20-1, 20-2)은 일단의 범프 포일 키(20-1A, 20-2A)와 타단의 범프 포일 키(20-1B, 20-2B)가 동일한 길이와 형태를 가지도록 구성된다. 즉, 범프 포일(20)이 어퍼 범프 포일(20-1)과 로우 범프 포일(20-2)로 이루어지는 경우, 반경방향 최외측에 위치하는 로우 범프 포일(20-2)의 일단의 로우 범프 포일 키(20-2A)와 타단의 로우 범프 포일 키(20-2B)가 서로 동일한 구조를 가진다.
도 5를 참조하면, 이러한 한 쌍의 로우 범프 포일 키(20-2A, 20-2B)는 각각 로우 범프 포일 키홈(13)에 삽입되되, 양단 모두 고정되지 않고 자유단으로 설치된다. 이와 같이 범프 포일 키(20-2A, 20-2B)가 범프 포일 키홈(13)과 밀착되지 않아 범프 포일의 스틱-슬립현상이 극대화되며, 구동 및 외부 가진에 의한 불안정성이 커지는 문제가 있다. 도 6은 종래 베어링 구동시의 워터폴 데이터 그래프로서, 도시된 바와 같이 초기 주파수 영역에서 비동기 성분이 발생하는 것을 확인할 수 있다.
본 발명은 이러한 문제를 해소하고자, 제1 범프 포일 키와 제2 범프 포일 키를 비대칭 구조로 구성한다. 도 7은 본 발명의 범프 포일의 전개 단면도이고, 도 8은 본 발명의 범프 포일 키홈 부분을 확대한 도면이다. 상술한 바와 같이, 범프 포일(300)은 어퍼 범프 포일(301)과 로우 범프 포일(302)로 이루어질 수 있고, 이때 반경방향 최외측에 위치한 로우 범프 포일(302)의 양단의 로우 범프 포일 키(312A, 312B)가 비대칭 구조로 이루어지며, 그에 따라 로우 범프 포일의 한 쌍의 범프 포일 키(312) 중 어느 하나가 제1 범프 포일 키(312A)에 해당하고, 나머지 하나가 제2 범프 포일 키(312B)에 해당하게 된다.
도 8을 참조하면, 제1 범프 포일 키(312A)는 범프 포일 키홈(130)의 내측벽에 밀착되어 고정되고, 제2 범프 포일 키(312B)는 범프 포일 키홈(130)의 내측벽과 소정 이격되어 배치된다. 즉, 제1 범프 포일 키(312A)는 범프 포일 키홈(130)에 삽입되되, 범프 포일 키홈(130)에 밀착되어 고정단으로 설치되고, 제2 범프 포일 키(312B)는 제1 범프 포일 키(312A)와 반대편에서 범프 포일 키홈(130)에 삽입되되, 범프 포일 키홈(130)과 이격되어 자유단으로 설치된다.
이와 같이, 본 발명에 의하면 범프 포일 키홈(130)에 삽입되는 제1 범프 포일 키(312A)와 제2 범프 포일 키(132B)의 고정 방식을 각각 고정단과 자유단으로 구분함으로써, 베어링의 구동 성능과 외란에 대한 내구 성능이 향상될 수 있다. 도 9는 본 발명의 베어링 구동시의 워터폴 데이터 그래프로서, 도시된 바와 같이 주파수 전역에서 비동기 성분이 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다.
이하에서는 제1 범프 포일 키(312A)와 제2 범프 포일 키(312B)의 비대칭 구조에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
도 7, 8을 참조하면, 제1 범프 포일 키(312A)는 제2 범프 포일 키(312B)에 비해 길게 형성되고, 제1 범프 포일 키(312A)는 적어도 1회 이상 절곡된 구조로 이루어진다. 즉, 제2 범프 포일 키(312B)는 종래와 같이 범프 포일의 타측 단부에서 1회 절곡되어 형성되며, 이에 반해 제1 범프 포일 키(312A)는 범프 포일(302)의 일측 단부에서 1회 절곡되어 형성되되, 제1 범프 포일 키(312A) 자체가 추가로 1회 이상 절곡된다.
보다 구체적인 실시예로서, 도 8을 다시 참조하면, 제1 범프 포일 키(312A)는 제1 범프 포일 키(312A)의 하단이 원주방향으로 절곡된 L자 형태로 형성되어, 반경방향으로 배치되는 수직부(312A-V)와, 수직부(312A-V)의 하단에서 원주방향으로 연장 형성되는 수평부(312A-P)가 이어진 구조로 형성된다. 즉, 제1 범프 포일 키(312A)는 1회 원주방향으로 추가 절곡된다. 그리고, 이때 수직부(312A-V)가 범프 포일 키홈(130)의 내측벽에 밀착 고정된다.
이때, 수직부의 길이(312A-V_L)는 범프 포일 키홈의 깊이(130_D)와 동일하게 형성되고, 수평부(312A-P)는 범프 포일 키홈(130)의 바닥에 밀착되도록 구성될 수 있다. 즉, 키홈(130)의 바닥면과 일측의 내측벽에 제1 범프 포일 키(312A)가 밀착되도록 구성될 수 있다. 그리고, 그에 따라 수평부의 길이(312-P_L)는 범프 포일 키홈의 폭(130_W)보다 작거나 같게 형성될 수 있다. 이는 범프 포일 키홈(130) 내에서 제1 범프 포일 키(312A)의 밀착성을 증가시켜 범프 포일(302)의 스틱-슬립현상을 감소시킬 수 있다.
여기서, 제1 범프 포일 키(312A)는 로터(400)의 회전방향을 기준으로 범프 포일(302)이 시작되는 측의 단부에 해당하고, 제2 범프 포일 키(312B)는 로터(400)의 회전방향을 기준으로 범프 포일(302)이 끝나는 측의 단부에 해당한다. 즉, 본 발명은 범프 포일(302)이 시작되는 단부에 위치한 제1 범프 포일 키(312A)를 회전방향과 반대방향으로 절곡시키고 이를 범프 포일 키홈(130)에 삽입 고정함으로써 제1 범프 포일 키(312A)의 고정력을 향상시킬 수 있다.
나아가, 상술한 탑 포일(200) 중 미드 포일(202)에는, 중앙 부분에 두께가 달라지거나 절곡되어 단차 구조를 가지는 에칭부(220)(도 8 참조)가 형성될 수 있다. 도 10은 도 2를 다시 나타낸 도면으로서, 미드 포일(202)의 에칭부(220)가 도시되어 있다. 이때, 본 발명은 미드 포일(202)의 에칭부(220)에서의 범프에 의한 불안정성을 억제하기 위해, 미드 포일(202)의 에칭부(220)를 범프 포일 키홈(130)과 회전방향으로 편심되도록 위치시킨다. 즉, 도 10과 같이, 미드 포일(202)의 에칭부(220)가 범프 포일 키홈(130)에 비해 회전방향으로 더 내측에 위치될 있다. 보다 구체적으로 회전 중심과 미드 포일(202)의 에칭부(220)의 끝단을 연장한 선과 회전 중심을 지나는 수직선이 이루는 각(220_a)이, 회전 중심과 범프 포일 키홈(130)의 중앙을 연장한 선과 회전 중심을 지나는 수직선이 이루는 각(130_a)보다 작게 형성될 수 있다. 이러한 구조를 통해, 베어링의 구동 안정성이 상승될 수 있다.
도 11 내지 13은 각각 본 발명의 다른 예에 따른 범프 포일 구조를 나타낸 도면이다. 본 예는 앞의 예와 같이, 제1 범프 포일 키(312A)가 수직부(312A-V)와 수평부(312A-P)로 구성된다. 이때, 본 예는, 앞의 예와 달리 수직부(312A-V)의 길이가 키홈(130)의 깊이(130_D)보다 작게 형성되고, 수평부(312A-P)는 범프 포일 키홈(130)의 바닥으로부터 소정 이격 배치된다. 즉, 앞의 예는 수직부(312A-V)를 키홈(130)의 깊이(130_D)와 같게 형성하여 수직부(312A-V)와 수평부(312A-P)를 키홈(130)의 내측벽과 바닥에 밀착시키도록 구성하는 것과 달리, 본 예는 수직부(312A-V)를 짧게 형성하여 수평부(312A-P)를 키홈(130)의 바닥으로부터 이격되도록 구성한다. 이는 범프 포일 키홈(130) 내로 제1 범프 포일 키(312A)를 조립하는 것에 있어서 조립 편이성 증대 효과가 있다.
이때, 도 11과 같이, 수직부(312A-V)와 수평부(312A-P) 사이의 각도는 직각으로 구성될 수 있고, 그에 따라 수평부(312A-V)의 길이(312A-V_L)는 범프 포일 키홈(130)의 바닥의 폭(130_W)보다 작거나 같게 형성될 수 있다. 또는, 도 12, 13과 같이, 수직부(312A-V)와 수평부(312A-P) 사이의 각도는 둔각 또는 예각으로 구성될 수 있고, 그에 따라 수평부(312A-P)의 길이는 범프 포일 키홈(130)의 바닥의 폭(130_W)보다 크거나 같게 형성될 수 있다. 즉, 본 예에 의할 경우 제조 및 조립 공차 등에 여유를 가질 수 있어 제조 및 조립 측면에서 유리한 이점이 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면, 범프 포일의 일단의 범프 포일 키와 타단의 범프 포일 키를 비대칭 구조로 형성함으로써, 구동 성능과 외란에 대한 내구 성능을 향상시킬 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.
[부호의 설명]
1000: 에어 포일 베어링
100: 베어링 하우징
120: 탑 포일 키홈
130: 범프 포일 키홈
200: 탑 포일
201: 제1 탑 포일(탑 포일)
202: 제2 탑 포일(미드 포일)
220: 에칭부
300: 범프 포일
301: 제1 범프 포일(어퍼 범프 포일)
311: 제1 범프 포일의 한 쌍의 범프 포일 키
302: 제2 범프 포일(로우 범프 포일)
312: 제2 범프 포일의 한 쌍의 범프 포일 키
312A: 제1 범프 포일 키
312B: 제2 범프 포일 키
400: 로터

Claims (14)

  1. 원통 구조의 베어링 하우징과, 상기 베어링 하우징의 내측에 이격 배치되는 탑 포일과, 상기 베어링 하우징과 상기 탑 포일 사이에 배치되는 범프 포일을 포함하는 에어 포일 베어링으로서,
    상기 베어링 하우징의 내주면에는, 상기 탑 포일의 양측 단부가 각각 반경방향 외측으로 절곡되어 형성되는 한 쌍의 탑 포일 키가 삽입되는 탑 포일 키홈과, 상기 범프 포일의 양측 단부가 각각 반경방향 외측으로 절곡되어 형성되는 한 쌍의 범프 포일 키가 삽입되는 범프 포일 키홈이 형성되며,
    상기 한 쌍의 범프 포일 키 중 어느 하나를 제1 범프 포일 키라 하고, 나머지 하나를 제2 범프 포일 키라 하면,
    상기 제1 범프 포일 키와 제2 범프 포일 키는 서로 비대칭 구조로 형성되는,
    에어 포일 베어링.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 범프 포일 키는 상기 범프 포일 키홈의 내측벽에 밀착되어 고정되고,
    상기 제2 범프 포일 키는 상기 범프 포일 키홈의 내측벽과 소정 이격되도록 배치되는,
    에어 포일 베어링.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 범프 포일 키는 상기 제2 범프 포일 키에 비해 길게 형성되고,
    상기 제1 범프 포일 키는 적어도 1회 이상 절곡된 구조로 이루어지는,
    에어 포일 베어링.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 범프 포일 키는 원주방향으로 절곡된 L자 형태로 형성되어, 반경방향으로 배치되는 수직부와, 상기 수직부의 하단에서 원주방향으로 연장되는 수평부가 이어진 구조로 형성되고,
    상기 수직부가 상기 범프 포일 키홈의 내측벽에 밀착되는,
    에어 포일 베어링.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 수직부의 길이는 상기 범프 포일 키홈의 깊이와 동일하게 형성되고,
    상기 수평부는 상기 범프 포일 키홈의 바닥에 밀착되도록 구성되는,
    에어 포일 베어링.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수평부의 길이는 상기 범프 포일 키홈의 바닥의 폭보다 작거나 같게 형성되는,
    에어 포일 베어링.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 수직부의 길이는 상기 키홈의 깊이보다 작게 형성되고,
    상기 수평부는 상기 범프 포일 키홈의 바닥으로부터 소정 이격 배치되는,
    에어 포일 베어링.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 수직부와 상기 수평부 사이의 각도는 직각인,
    에어 포일 베어링.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 수평부의 길이는 상기 범프 포일 키홈의 바닥의 폭보다 작거나 같게 형성되는,
    에어 포일 베어링.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 수직부와 상기 수평부 사이의 각도는 둔각이거나 예각인,
    에어 포일 베어링.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 수평부의 길이는 상기 범프 포일 키홈의 바닥의 폭보다 크거나 같게 형성되는,
    에어 포일 베어링.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 제1 범프 포일 키는 회전방향을 기준으로 상기 범프 포일 키가 시작되는 측의 단부에 해당하고,
    상기 제2 범프 포일 키는 회전방향을 기준으로 상기 범프 포일 키가 끝나는 측의 단부에 해당하는,
    에어 포일 베어링.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 범프 포일이 둘 이상의 단위 범프 포일이 적층 결합된 구조로 이루어지는 경우,
    상기 둘 이상의 단위 범프 포일 중 반경방향 최외측에 위치한 단위 범프 포일의 일측 단부에 형성된 범프 포일 키와 타측 단부에 형성된 범프 포일 키가 서로 비대칭 구조로 형성되는,
    에어 포일 베어링.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 탑 포일에는, 중앙 부분에 두께가 달라지거나 절곡되어 단차 구조를 가지는 에칭부가 형성되며,
    상기 에칭부는 상기 범프 포일 키홈에 비해 회전방향으로 더 내측에 위치되는,
    에어 포일 베어링.
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