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KR101846668B1 - 쓰러스트 베어링 - Google Patents

쓰러스트 베어링 Download PDF

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KR101846668B1
KR101846668B1 KR1020160056093A KR20160056093A KR101846668B1 KR 101846668 B1 KR101846668 B1 KR 101846668B1 KR 1020160056093 A KR1020160056093 A KR 1020160056093A KR 20160056093 A KR20160056093 A KR 20160056093A KR 101846668 B1 KR101846668 B1 KR 101846668B1
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Abstract

원판 형상으로써 외경이 형성되고, 중앙부가 타공되어 내경이 형성된 쓰러스트(Thrust)플레이트; 쓰러스트플레이트의 상면에 방사상으로 배치된 복수의 범프포일; 복수로 구성되어 각각의 범프포일을 덮는 패널형상이고, 하면이 범프포일의 상단에 접하는 탑포일; 및 쓰러스트플레이트의 상면에 방사상으로 배치되며, 범프포일과 이격되도록 형성된 복수의 금속블록;을 포함하는 쓰러스트 베어링이 소개된다.

Description

쓰러스트 베어링 {THRUST BEARING}
본 발명은 금속블록을 쓰러스트플레이트에 배치하여 고하중이 가해질 시 추가적인 기체 동압 강체베어링으로 작용하여 하중 지지력을 높이는 동시에 범프포일의 영구변형을 방지하는 것이 가능한 쓰러스트 베어링에 관한 것이다.
종래의 가스포일식 쓰러스트 베어링은 쓰러스트칼라가 근접한 상태에서 회전하면 쓰러스트칼라와 탑포일 사이에 기체 유막을 형성하고 이 기체 유막에 의해 쓰러스트칼라를 지지한다.
최근 차량용 공기압축기가 소형화되고 고속/고압화됨에 따라 높은 고속안정성 및 하중 지지력을 갖는 가스포일 쓰러스트 베어링이 요구된다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
10-2015-0052314 A
본 발명은 금속블록을 쓰러스트플레이트에 배치하여 고하중이 가해질 시 추가적인 기체 동압 강체베어링으로 작용하여 하중 지지력을 높이는 동시에 범프포일의 영구변형을 방지하는 것이 가능한 쓰러스트 베어링을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 쓰러스트 베어링은 원판 형상으로써 외경이 형성되고, 중앙부가 타공되어 내경이 형성된 쓰러스트(Thrust)플레이트; 쓰러스트플레이트의 상면에 방사상으로 배치된 복수의 범프포일; 복수로 구성되어 각각의 범프포일을 덮는 패널형상이고, 하면이 범프포일의 상단에 접하는 탑포일; 및 쓰러스트플레이트의 상면에 방사상으로 배치되며, 범프포일과 이격되도록 형성된 금속블록;을 포함한다.
탑포일은 단부가 쓰러스트플레이트의 상면에 고정되어 쓰러스트플레이트의 상면으로부터 상방으로 일정거리 경사가 형성된 탑포일의 경사부; 및 탑포일의 경사부로부터 탑포일의 경사보다 낮은 경사를 이루면서 연장된 탑포일의 연장부;를 포함할 수 있다.
금속블록은 쓰러스트플레이트의 상면으로부터 상방으로 일정거리 경사가 형성된 금속블록의 경사영역; 및 금속블록의 경사영역으로부터 금속블록의 경사영역의 경사보다 낮은 경사를 이루면서 연장된 금속블록의 연장영역;을 포함할 수 있다.
금속블록은 탑포일과 한 쌍을 이루며, 금속블록의 경사영역은 한 쌍을 이루는 탑포일의 경사부와 서로 대응되는 위치에 형성되고, 금속블록의 연장영역은 한 쌍을 이루는 탑포일의 연장부와 서로 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
금속블록의 경사영역의 경사가 탑포일의 경사부의 경사보다 작게 형성되어 금속블록의 연장영역의 높이가 탑포일의 연장부의 높이보다 낮을 수 있다.
금속블록은 쓰러스트플레이트의 외경 방향으로 범프포일과 이격되고, 쓰러스트플레이트의 외경을 따라 배치될 수 있다.
금속블록은 쓰러스트플레이트의 내경 방향으로 범프포일과 이격되고, 쓰러스트플레이트의 내경을 따라 배치될 수 있다.
금속블록은 쓰러스트플레이트의 외경 방향 및 내경 방향으로 범프포일과 이격되고, 쓰러스트플레이트의 외경 및 내경을 따라 배치될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 쓰러스트 베어링에 따르면, 금속블록을 쓰러스트플레이트에 배치하여 고하중이 가해질 시 추가적인 기체 동압 강체베어링으로 작용하여 하중 지지력을 높이는 동시에 범프포일의 영구변형을 방지하는 것이 가능하다.
또한, 금속블록이 탑포일과 유사한 형상으로 형성됨으로써 고하중이 가해질 시 금속블록과 쓰러스트칼라 사이에서도 유체 동압이 형성되어 추가적인 하중 지지력이 발생하게 된다. 이러한 하중 지지능력을 바탕으로 고속에서의 안정성이 증대되는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 쓰러스트베어링을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 탑포일과 금속블록을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 쓰러스트칼라와 탑포일, 금속블록의 측면을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하중이 가해지는 탑포일 및 금속블록의 측면을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 쓰러스트플레이트 상에 금속블록이 배치된 모습을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 쓰러스트플레이트 상에 금속블록이 배치된 모습을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 쓰러스트플레이트 상에 금속블록이 배치된 모습을 나타낸 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.
본 발명에 따른 쓰러스트베어링은 도 1 및 도 2와 같이 원판 형상으로써 외경(120)이 형성되고, 중앙부가 타공되어 내경(110)이 형성된 쓰러스트(Thrust)플레이트(100); 쓰러스트플레이트(100)의 상면에 방사상으로 배치된 복수의 범프포일(200); 복수로 구성되어 각각의 범프포일(200)을 덮는 패널형상이고, 하면이 범프포일(200)의 상단에 접하는 탑포일(300); 및 쓰러스트플레이트(100)의 상면에 방사상으로 배치되며, 범프포일(200)과 이격되도록 형성된 복수의 금속블록(400);을 포함한다.
원판 형상인 금속 재질의 쓰러스트플레이트(100) 중앙에는 타공된 관통홀이 존재하고 이에 따라 쓰러스트플레이트(100)에는 내경(110)과 외경(120)이 형성된다.
상기 쓰러스트플레이트(100)의 상면에는 복수의 범프포일(200)이 연결된다. 각각의 범프포일(200)은 주름진 절곡판 형태로서 축방향으로부터의 진동을 흡수하여 탄성체 역할을 수행할 수 있도록 복수의 범프로 구성된다.
각각의 범프포일(200) 위로는 패널형상의 탑포일(300)이 범프포일(200) 상단에 접하도록 배치되어 범프포일(200)을 덮는다. 또한, 탑포일(300)은 서로 대향되는 방향에 위치하는 쓰러스트칼라(10)와 마주한다. 이에 따라 도 3과 같이 쓰러스트칼라(10)로부터 탑포일(300)의 상면을 향해 축방향으로 하중이 가해지면 탑포일(300)의 하부에 위치하는 범프포일(200)이 탑포일(300)을 지지한다.
바람직하게는 도 2에서와 같이 탑포일(300)은 단부가 쓰러스트플레이트(100)의 상면에 고정되어 쓰러스트플레이트(100)의 상면으로부터 상방으로 일정거리 경사가 형성된 탑포일의 경사부(310); 및 탑포일의 경사부(310)로부터 탑포일의 경사부(310)보다 낮은 경사를 이루면서 연장된 탑포일의 연장부(320);를 포함할 수 있다. 바람직하게는 쓰러스트플레이트(100)의 상면과 평행하게 연장될 수 있다. 복수의 탑포일의 경사부(310)는 전부가 일정하게 시계방향 또는 반시계방향으로 경사가 형성될 수 있다.
탑포일의 경사부(310)의 단부는 용접을 통해, 바람직하게는 점용접 방법으로 쓰러스트플레이트(100)의 상면에 고정될 수 있다.
쓰러스트칼라(10)와 탑포일의 경사부(310) 사이를 통해 유입되는 기체가 유체 동압을 갖는 기체 유막을 형성하여 축방향으로 가해지는 하중을 지지하게 된다.
다만, 도 4와 같이 고하중이 가해지는 경우 추가적인 기체 동압 강체베어링으로 작용하여 하중에 대한 지지력을 높이는 동시에 범프포일(200)의 영구변형을 방지할 필요가 있으므로 쓰러스트플레이트(100)의 상면에서 범프포일(200) 및 탑포일(300)과 서로 간섭되지 않는 위치에 금속블록(400)을 배치시킨다.
도 1에서 Al-At 방향 및 Bl-Bt방향으로 절개한 측단면을 보여주는 도 3 및 도 4와 같이 금속블록(400)은 일정 이하의 하중이 가해지는 경우에는 하중 지지역할을 수행하지 않다가 고하중이 가해지게 되어 범프포일(200) 및 탑포일(300)이 일정 수준 이상 변형되면 금속블록(400)이 추가적인 하중 지지체로 작용하여 하중 지지력을 증대시킴과 동시에 범프포일(200)의 과도한 변형을 방지하는 스토퍼(Stopper) 역할을 수행한다.
금속블록(400)은 스틸, 알루미늄, 마그네슘 등의 금속으로 구성될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다.
금속블록(400)은 탑포일(300)과 마찬가지로 쓰러스트플레이트(100)의 상면으로부터 상방으로 일정거리 경사가 형성된 금속블록의 경사영역(410); 및 금속블록의 경사영역(410)으로부터 금속블록의 경사영역보(410)다 낮은 경사를 이루면서 연장된 금속블록의 연장영역(420);을 포함할 수 있다. 바람직하게는 쓰러스트플레이트(100)의 상면과 평행하게 연장될 수 있다. 복수의 금속블록의 경사영역(410)은 전부가 일정하게 시계방향 또는 반시계방향으로 경사가 형성될 수 있다.
금속블록(400)은 범프포일(200) 및 탑포일(300)이 일정 수준 이상 변형 시 스토퍼 역할을 수행하기 위해 탑포일(300)과 같이 일정거리 경사가 형성된 금속블록의 경사영역(410)으로부터 연장된 금속블록의 연장영역(420)으로 구분될 수 있다.
또한, 금속블록(400)은 탑포일(300)과 한 쌍을 이루며, 금속블록의 경사영역(410)은 한 쌍을 이루는 탑포일의 경사부(310)와 서로 대응되는 위치에 형성되고, 금속블록의 연장영역(420)은 한 쌍을 이루는 탑포일의 연장부(320)와 서로 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
이에 따라 각각의 금속블록(400)은 각각의 범프포일(200) 및 탑포일(300)과 한 쌍을 이루면서 쓰러스트플레이트(100)의 상면에서 대응되는 위치에 배치된다. 따라서 금속블록(400) 하나 당 하나의 범프포일(200)의 과도한 변형을 방지한다.
금속블록(400)이 탑포일(300)과 유사한 형상으로 형성됨으로써 고하중이 가해질 시 금속블록(400)과 쓰러스트칼라(10) 사이에서도 유체 동압이 형성되어 추가적인 하중 지지력이 발생하게 된다. 이러한 하중 지지능력을 바탕으로 고속에서의 안정성이 증대되는 효과를 기대할 수 있다.
보다 바람직하게는 금속블록의 경사영역(410)의 경사가 탑포일의 경사부(310)의 경사보다 작게 형성되어 금속블록의 연장영역(420)의 높이가 탑포일의 연장부(320)의 높이보다 낮을 수 있다.
일정 이하의 하중이 가해질 때에는 범프포일(200) 및 탑포일(300)만 하중을 지지할 뿐 금속블록(400)은 하중 지지역할을 수행하지 않다가 쓰러스트칼라(10)로부터 고하중이 가해지게 되면 범프포일(200) 및 탑포일(300)이 변형되면서 높이가 점차로 낮아지다가 금속블록(400)과 높이가 같아지게 되면 이후부터는 금속블록(400)이 추가적인 하중 지지체로 작용해서 쓰러스트 베어링의 하중 지지력을 증대시키게 된다.
한편, 도 5와 같이 금속블록(400)은 쓰러스트플레이트(100)의 외경(120) 방향으로 범프포일(200)과 이격되고, 쓰러스트플레이트(100)의 외경(120)을 따라 배치될 수 있다.
쓰러스트플레이트(100)의 외경(120) 측에 외경(120)을 따라 배치되되, 범프포일(200) 및 탑포일(300)과 대응되도록 일정간격 이격되는 방식으로 배치됨으로써 추가적인 하중 지지체로 작용하며 내측에 배치된 범프포일(200)의 과도한 변형을 방지할 수 있다.
또는 도 6과 같이 금속블록(400)은 쓰러스트플레이트(100)의 내경(110) 방향으로 범프포일(200)과 이격되고, 쓰러스트플레이트(100)의 내경(110)을 따라 배치될 수 있다.
쓰러스트플레이트(100)의 내경(110) 측에 내경(110)을 따라 배치되되, 범프포일(200) 및 탑포일(300)과 대응되도록 일정간격 이격되는 방식으로 배치됨으로써 추가적인 하중 지지체로 작용하며 내측에 배치된 범프포일(200)의 과도한 변형을 방지할 수 있다.
바람직하게는 금속블록(400)은 쓰러스트플레이트(100)의 외경(120) 방향 및 내경(110) 방향으로 범프포일(200)과 이격되고, 쓰러스트플레이트(100)의 외경(120) 및 내경(110)을 따라 배치될 수 있다.
도 7과 같이 쓰러스트플레이트(100)의 외경(120) 및 내경(110) 측에 외경(120) 및 내경(110)을 따라 배치되되, 범프포일(200) 및 탑포일(300)과 대응되도록 일정간격 이격되는 방식으로 배치됨으로써 추가적인 하중 지지체로 작용하며 내측에 배치된 범프포일(200)의 과도한 변형을 방지할 수 있다. 범프포일(200) 및 탑포일(300)의 양측에서 금속블록(400)이 스토퍼 역할을 수행하므로 보다 안정적으로 범프포일(200)의 과도한 변형방지 효과를 기대할 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10 : 쓰러스트칼라 100 : 쓰러스트플레이트
110 : 내경 120 : 외경
200 : 범프포일 300 : 탑포일
310 : 탑포일의 경사부 320 : 탑포일의 연장부
400 : 금속블록 410 : 금속블록의 경사영역
420 : 금속블록의 연장영역

Claims (8)

  1. 원판 형상으로써 외경이 형성되고, 중앙부가 타공되어 내경이 형성된 쓰러스트(Thrust)플레이트;
    쓰러스트플레이트의 상면에 방사상으로 배치된 복수의 범프포일;
    복수로 구성되어 각각의 범프포일을 덮는 패널형상이고, 하면이 범프포일의 상단에 접하는 탑포일; 및
    쓰러스트플레이트의 상면에 방사상으로 배치되며, 범프포일과 이격되도록 형성된 복수의 금속블록;을 포함하고,
    금속블록은,
    쓰러스트플레이트의 상면으로부터 상방으로 일정거리 경사가 형성된 금속블록의 경사영역; 및
    금속블록의 경사영역으로부터 금속블록의 경사영역보다 낮은 경사를 이루면서 연장된 금속블록의 연장영역;을 포함하는 것을 특징으로 하는 쓰러스트 베어링.
  2. 청구항 1에 있어서,
    탑포일은,
    단부가 쓰러스트플레이트의 상면에 고정되어 쓰러스트플레이트의 상면으로부터 상방으로 일정거리 경사가 형성된 탑포일의 경사부; 및
    탑포일의 경사부로부터 탑포일의 경사부보다 낮은 경사를 이루면서 연장된 탑포일의 연장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 쓰러스트 베어링.
  3. 삭제
  4. 청구항 2에 있어서,
    금속블록은,
    탑포일과 한 쌍을 이루며, 금속블록의 경사영역은 한 쌍을 이루는 탑포일의 경사부와 서로 대응되는 위치에 형성되고, 금속블록의 연장영역은 한 쌍을 이루는 탑포일의 연장부와 서로 대응되는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 쓰러스트 베어링.
  5. 청구항 2에 있어서,
    금속블록의 경사영역의 경사가 탑포일의 경사부의 경사보다 작게 형성되어 금속블록의 연장영역의 높이가 탑포일의 연장부의 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 쓰러스트 베어링.
  6. 청구항 1에 있어서,
    금속블록은 쓰러스트플레이트의 외경 방향으로 범프포일과 이격되고, 쓰러스트플레이트의 외경을 따라 배치된 것을 특징으로 하는 쓰러스트 베어링.
  7. 청구항 1에 있어서,
    금속블록은 쓰러스트플레이트의 내경 방향으로 범프포일과 이격되고, 쓰러스트플레이트의 내경을 따라 배치된 것을 특징으로 하는 쓰러스트 베어링.
  8. 청구항 1에 있어서,
    금속블록은 쓰러스트플레이트의 외경 방향 및 내경 방향으로 범프포일과 이격되고, 쓰러스트플레이트의 외경 및 내경을 따라 배치된 것을 특징으로 하는 쓰러스트 베어링.
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