KR102530819B1 - 에어 포일 베어링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어 포일 베어링에 관한 것으로, 회전축을 회전 가능하게 지지하는 에어 포일 베어링(700)에 있어서, 상기 에어 포일 베어링(700)은, 원판형의 플레이트(702)와, 상기 플레이트(702) 상에 결합되는 복수의 범프 포일(706)과, 상기 범프 포일(706)의 상부에 배치되되 일단이 상기 플레이트(702)에 결합되고 타단이 자유단인 탑 포일(704)를 포함하며, 상기 범프 포일(706)은 제1 포일(706a)과, 상기 제1 포일(706a)의 내측에 배치되는 제2 포일(706b)을 포함한다.
본 발명에 따르면, 범프 포일의 형상 및 강성을 변경함으로써 하중 지지력을 향상시키고 댐핑 효과를 증가시키는 효과가 있다. 또한, 댐핑력의 향상으로 베어링의 내구성이 향상되는 효과가 있다.

Description

에어 포일 베어링{Air foil bearing}

본 발명은 에어 포일 베어링에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하중 지지력이 향상되고 마모 및 파손에 강한 에어 포일 베어링에 관한 것이다.

베어링은 회전축을 일정한 위치에 고정시키고, 축의 자중과 축에 걸리는 하중을 지지하면서 축을 회전 가능하게 지지하는 기계 요소이다. 볼 베어링이나 저널 베어링은 유막을 이용해 축을 지지하는 방식이고, 포일 베어링은 탑 포일과 축 사이에 고압의 공기층을 형성하여 축을 지지하는 방식의 베어링이다.

에어 포일 베어링은 로터가 고속 회전할 때 로터 또는 베어링 디스크와 접하는 포일 사이에 점성을 갖는 유체인 공기가 유입되어 압력을 형성함으로써 축 하중을 지지한다.

에어 포일 베어링은 고속으로 회전하는 회전축을 지지하는데 효과적이므로, 터보 압축기나 터보 쿨러, 터보 발전기, 공기 압축기 등의 회전기기 내에서 고속으로 회전하는 회전축에 적용할 수 있다. 이러한 에어 포일 베어링의 일 예가 한국등록특허공보 제0604132호에 개시되어 있다.

일반적으로 에어 포일 베어링은 한 쌍의 원판 형상의 플레이트 사이에 범프 포일 및 탑 포일이 배치되는 구조를 갖는다. 에어 포일 베어링의 하중지지 능력은 베어링 내부에 형성되는 공기의 전체 압력에 의해 결정되는 것이므로 전체 압력을 높일 필요가 있다. 그러나 종래의 에어 포일 베어링은 공기의 압력을 높일 수 있는 구조가 없어 하중 지지력을 향상시키기가 어려운 문제가 있다. 또한, 로터의 가진 시 에어 포일 베어링의 파손 가능성이 높아지는 문제가 있다.

또한, 전술한 선행기술문헌의 도 16 내지 18의 범프 포일은 절개부가 있는 저강성 영역과 절개부가 없는 고강성 영역의 반발력과 성형 특성(스프링백)이 서로 달라, 성형 시 필요한 프레스 하중이나 성형 후 후변형에 대한 정확한 제작이 불리한 단점이 있다.

거기다 선행기술문헌에 도시된 바와 같이 범프 포일을 절개할 경우 범프 포일의 설치 및 변형 시 C 및 H를 향하는 범프 포일의 단부에 날카로운 모서리가 발생하게 된다. 따라서 범프 포일의 성형 후 모서리 부분이 돌출되어 마모 및 파손의 원인이 되는 문제가 있다.

한국등록특허 제0604132호(등록일: 2006.07.18)

본 발명의 목적은 하중 지지력이 향상되고 마모 및 파손에 강한 에어 포일 베어링을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 에어 포일 베어링은, 회전축을 회전 가능하게 지지하는 에어 포일 베어링(700)에 있어서, 상기 에어 포일 베어링(700)은, 원판형의 플레이트(702)와, 상기 플레이트(702) 상에 결합되는 복수의 범프 포일(706)과, 상기 범프 포일(706)의 상부에 배치되되 일단이 상기 플레이트(702)에 결합되고 타단이 자유단인 탑 포일(704)를 포함하며, 상기 범프 포일(706)은 제1 포일(706a)과, 상기 제1 포일(706a)의 내측에 배치되는 제2 포일(706b)을 포함한다.

상기 제1 포일(706a)과 상기 제2 포일(706b)은 슬릿(706c)을 사이에 두고 상호 이격된 것을 특징으로 한다.

상기 제1 포일(706a)은 상기 제2 포일(706b) 보다 큰 강성을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 포일(706a)과 상기 제2 포일(706b)은 서로 다른 재질로 만들어지는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 포일(706a)과 상기 제2 포일(706b)은 동일한 재질로 만들어지는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 포일(706a)의 두께는 상기 제2 포일(706b)의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 한다.

상기 제1 포일(706a)의 범프 폭은 상기 제2 포일(706b)의 범프 폭 보다 작은 것을 특징으로 한다.

상기 제2 포일(706b)은 내측에 폭을 이등분하는 슬릿(706c)이 형성되며, 상기 제1 포일(706a) 및 제2 포일(706b) 사이의 상기 슬릿(706c)의 폭은 상기 제2 포일(706b)의 상기 슬릿(706c) 폭에 대응하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 포일(706b)은 내측에 폭을 이등분하는 슬릿(706c)이 형성되며, 상기 제1 포일(706a) 및 제2 포일(706b) 사이의 상기 슬릿(706c)의 폭은 상기 제2 포일(706b)의 상기 슬릿(706c) 폭 보다 큰 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 에어 포일 베어링은 범프 포일의 형상 및 강성을 변경함으로써 하중 지지력을 향상시키고 댐핑 효과를 증가시키는 효과가 있다. 또한, 전술한 댐핑력의 향상과 더불어 범프 포일의 단부가 날카롭게 돌출되지 않으으로 베어링의 내구성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 에어 포일 베어링이 설치된 예를 도시한 단면도,
도 2는 도 1에 따른 에어 포일 베어링을 도시한 평면도,
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 에어 포일 베어링을 도시한 평면도,
도 4는 도 2의 에어 포일 베어링에 따른 압력 분포를 도시한 그래프,
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 에어 포일 베어링을 도시한 평면도이다.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예들에 따른 에어 포일 베어링에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 에어 포일 베어링이 설치된 예를 도시한 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 에어 포일 베어링은 고속으로 회전하는 회전축이 구비된 기계장치에 설치된다. 본 명세서에서는 편의상 공기 압축기(10)에 장착된 블로어 모터(600)의 회전축(650)을 지지하는데 에어 포일 베어링(트러스트 베어링, 700)이 설치된 것을 예로 들어 설명하고자 한다(그러나 이러한 설명은 하나의 실시 예일 뿐, 회전하는 축을 가진 기계장치 어디에 적용되어도 무방하다).

차량용 공기 압축기(10)는 외관을 형성하는 하우징(100)과, 하우징(100)의 전방에 결합되어 공기를 압축하는 임펠러(400)와, 임펠러(400)를 수용하는 임펠러 수용부(200) 및 임펠러 하우징(300)과, 하우징(100)의 후방에 결합되는 리어 커버(500)와, 하우징(100)의 내부에 설치되어 임펠러(400)를 회전 구동시키는 블로어 모터(600)를 포함하여 구성된다.

임펠러 하우징(300)의 전방 중앙에는 외부 공기가 유입되는 공기 유입구(310)가 형성되고, 전방 양측에는 공기 토출구(330)가 형성된다. 임펠러(400)는 임펠러 하우징(300)의 내부에 설치되며, 임펠러(400)를 관통하는 중공에 후술할 블로어 모터(600)의 회전축(650)이 결합된다. 즉, 임펠러(400)는 회전축(650)에 의해 지지된다. 임펠러(400)에 의해 공기 유입구(310)를 통해 흡입된 공기는 임펠러(400)에 의해 압축되어 공기 토출구(330)로 배출된다.

블로어 모터(600)는 하우징(100)의 내측에 삽입된 모터 하우징(600a)에 삽입된다. 블로어 모터(600)는 모터 하우징(600a)의 내주면에 인접하게 설치되며 중공(번호 미표기)을 갖는 스테이터(630)와, 스테이터(630)의 중공을 관통하여 설치되는 회전축(650)과, 회전축(650)의 외주면에 결합되는 로터(610)로 구성된다. 스테이터(630)는 플레이트(630a) 및 코일(630b)로 구성되어 고정되고, 로터(610)는 회전축(650)의 외주면에 일체로 형성된다.

회전축(650)은 일단이 임펠러(400)의 중공에 결합된 상태에서 임펠러(400)의 후방에 설치되는 트러스트 베어링(thrust bearing, 700) 및 저널 베어링(750)에 의해 하우징(100)의 내측에 회전 가능하게 지지되고, 후방 단부 역시 후방 베어링(800)에 의해 회전 가능하게 지지된다.

이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 에어 포일 베어링에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 도 1에 따른 에어 포일 베어링을 도시한 평면도이고, 도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 에어 포일 베어링을 도시한 평면도이며, 도 4는 도 2의 에어 포일 베어링에 따른 압력 분포를 도시한 그래프이다.

회전축(650)의 전방 쪽에는 원판 형상의 트러스트 디스크(652)가 형성되며, 트러스트 디스크(652)의 전방 쪽 일면 및 후방 쪽 타면에 인접하여 트러스트 베어링(700)이 삽입된다(도 1 참조).

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 트러스트 베어링(700)은 에어 포일(air foil) 베어링으로, 원판형의 플레이트(702)에 복수의 부채꼴 형상의 범프 포일(706)을 안착시키고 다시 탑 포일(704)로 커버한 형태이다. 트러스트 베어링(700)의 중앙에는 회전축(650)이 삽입되는 원형의 홀이 형성된다. 회전축(650)이 트러스트 베어링(700)의 홀에 삽입된 상태에서 범프 포일(706)의 일면은 탑 포일(704)가 트러스트 디스크(652)의 일면과 인접하고 타면은 플레이트(702)에 안착된다.

탑 포일(704)는 일단이 플레이트(702)에 고정되고 타단이 플레이트(702)와 이격되어 변형되는 자유단으로 형성된다. 탑 포일(704)의 고정단은 용접에 의해 플레이트(702)에 부착된다.

범프 포일(706)은 부채꼴의 판 형태로, 탑 포일(704)의 고정단과 자유단의 사이에서 탑 포일(704)과 접촉된다.

범프 포일(706)은 부채꼴 형상의 가장자리를 구성하는 대략 'ㄷ'자 형태의 제1 포일(706a)과, 제1 포일(706a) 내측에 배치되되 제1 포일(706a)과 슬릿(706c)을 사이에 두고 이격 형성되는 제2 포일(706b)로 구성된다. 제1 포일(706a) 및 제2 포일(706b)은 일단이 플레이트(702)에 용접 고정(도 2 및 도 3의 용접 부위 참조)되고, 타단은 부채꼴의 호 방향을 따라 연장 형성된다.

로터(630)의 고속회전에 따라 트러스트 디스크(652)와 에어 포일 사이에 점성을 갖는 유체인 공기가 유입되어 압력을 형성함으로써 회전 시 하중을 지지한다.

동일한 피치(Pitch), 높이(Height), 길이(Length), 두께(Thickness)를 갖는 트러스트 베어링(700)에서, 하중 지지력은 공기의 점성뿐만 아니라 범프 포일(706)의 강성에도 영향을 받는다. 하중 지지력을 높이기 위해 높은 하중 지지력을 필요로 하는 부분에는 강성을 높이고, 상대적으로 낮은 하중 지지력을 필요로 하는 부분에는 상대적으로 강성을 낮출 수 있다.

제1 포일(706a)은 범프 포일(706) 중에서도 로터(630)의 회전 시 발생되는 압력을 많이 받는 가장자리 쪽에 배치되므로, 일반적인 제2 포일(706b)보다 강성이 큰 재질로 만들어지는 것이 바람직하다. 또는, 제1 포일(706a)과 제2 포일(706b)을 동일 재질로 구성하더라도, 제1 포일(706a)을 구성하는 범프(미도시)의 폭을 좁게 구성하여 변형량이 작아지게 함으로써 제1 포일(706a)의 강성을 높일 수 있다. 제1 포일(706a)의 두께를 제2 포일(706b)의 두께 보다 두껍게 형성해도 제1 포일(706a)의 변형량이 작아지는 효과를 가져올 수 있다.

제2 포일(706b)은 제1 포일(706a)과 소정 간격 이격되어 구비되며, 제2 포일(706b) 내에도 용접된 단부와 반대되는 단부에 슬릿(706c)이 형성된다. 제1 포일(706a)과 제2 포일(706b) 사이의 슬릿(706c)는 제2 포일(706b) 내부의 슬릿(706c)에 대응되는 폭으로 형성될 수 있다.

제2 포일(706b)은 제1 포일(706a)보다 회전 시 발생되는 압력을 덜 받는 쪽에 배치되므로, 제1 포일(706a)보다 강성이 작은 재질로 만들어지는 것이 바람직하다. 또는, 제2 포일(706b)과 제1 포일(706a)을 동일 재질로 구성하더라도, 제2 포일(706b)을 구성하는 범프의 폭을 넓게 구성하여 변형량이 제1 포일(706a)의 범프보다 커지게 함으로써 제1 포일(706a)보다 강성을 낮출 수 있다.

제1 포일(706a)보다 제2 포일(706b)이 낮은 강성을 갖게 되면, 제2 포일(706b) 부분이 변형량이 크므로 공기를 많이 가둘 수 있게 되어 하중 지지력이 상승하는 효과가 있다.

필요한 하중 지지력에 따라 범프 포일의 형상을 달리 설계할 수도 있으며, 이하에서는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 에어 포일 베어링에 대해 설명하기로 한다(전술한 실시 예에서와 동일한 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 함).

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 트러스트 베어링(700')은 플레이트(702), 탑 포일(704') 및 범프 포일(706')로 구성되며, 범프 포일(706')은 제1 포일(706a') 및 제2 포일(706b')로 구성된다.

제1 포일(706a') 및 제2 포일(706b')은 전술한 실시 예에서와 동일한 형태를 갖되, 제1 포일(706a')과 제2 포일(706b') 사이의 슬릿(706c') 폭이 큰 특징을 갖는다. 제1 포일(706a')과 제2 포일(706b') 사이의 슬릿(706c') 폭은 제2 포일(706b') 내측의 슬릿(706c')의 폭보다 큰 것이 바람직하다.

또한, 제1 포일(706a')과 제2 포일(706b')의 재질을 다르게 하여 제2 포일(706b)'의 강성이 제1 포일(706a')의 강성보다 작게 형성한다. 또는, 제1 포일(706a')과 제2 포일(706b')의 재질을 동일하게 하더라도 제1 포일(706a')을 구성하는 범프(미도시)의 폭을 좁게 구성하여 변형량이 작아지게 함으로써 제1 포일(706a')의 강성을 높일 수 있다. 제1 포일(706a')의 두께를 제2 포일(706b')의 두께 보다 두껍게 형성해도 제1 포일(706a')의 변형량이 작아지는 효과를 가져올 수 있다.

이와 같이 슬릿(706c')의 폭을 이전 실시 예에서보다 크게 형성하고 제2 포일(706b')의 강성을 제1 포일(706a')의 강성보다 낮게 설정하면, 제2 포일(706b')의 변형량이 제1 포일(706a')의 변형량보다 상대적으로 커지게 된다. 또한, 슬릿(706c')의 폭이 커지므로 이전 실시 예에서보다 훨씬 더 많은 공기를 가둘 수 있게 된다.

따라서 필요한 하중 지지력이 어느 정도인지에 따라서 슬릿(706c, 706c')의 폭과 제1 포일(706a, 706a')과 제2 포일(7706a, 706a')의 강성 차이, 제1 포일(706a, 706a')과 제2 포일(706a, 706a')의 두께 차이를 조절함으로써 필요로 하는 하중 지지력을 갖는 범프 포일(706, 706')을 구현할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 범프 포일(706)의 강성이 균일한 경우 플레이트(702)의 반경 방향(도 2의 임의 지점에서 플레이트의 중심쪽을 d1, 외경쪽을 d2로 정의함)에 따른 범프 포일(706)의 압력을 P1이라고 한다. P2는 본 발명의 실시 예에 따른 제1 포일(706a) 및 제2 포일(706b)이 구비된 경우 플레이트(702)의 반경 방향에 따른 범프 포일(706)의 압력이다. P1의 경우 반경 방향 내측(d1)과 외측(d2) 사이에 압력이 집중되는 현상이 발생하는 반면, P2의 경우 반경 방향 내측(d1)과 외측(d2) 사이에 비교적 골고루 압력이 분포되는 것을 알 수 있다.

압력이 한 곳으로 집중되면 해당 부분의 범프 포일(706)과 탑 포일(704)의 접촉이 많아져 탑 포일(704)의 마모가 증가할 수 있다. 또한, 플반경 방향 내측(d1)과 외측(d2)에 가까운 범프 포일(706)의 가장자리가 하중 지지력이 낮아 압력을 충분히 받지 못하고 있다는 의미도 된다.

그런데 본 발명의 실시 예들에서와 같이, 제1 포일(706a)의 강성을 제2 포일(706b)의 강성보다 높게 설정하면 하중 지지력이 향상되므로 반경 방향 내측(d1)과 외측(d2) 역시 충분한 압력을 받을 수 있다. 그에 따라 압력 분포 P2가 압력이 한 곳으로 집중되지 않고 골고루 분포된다.

전술한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시 예에 따른 에어 포일 베어링은 범프 포일의 형상 및 강성을 변경함으로써 하중 지지력을 향상시키고 댐핑 효과를 증가시키는 효과가 있다. 또한, 댐핑력의 향상으로 베어링의 내구성이 향상되는 효과가 있다.

한편, 전술한 실시 예들에 따른 에어 포일 베어링에 있어서, 범프 포일의 형상 및 슬릿의 형상을 변경함으로써 범프 포일의 변형 시 범프 포일의 단부가 날카롭게 돌출되는 것을 방지할 수 있다. 이하에서는 범프 포일 및 슬릿의 형상을 변경한 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 하며, 이러한 형상은 전술한 제1 및 제2 실시 예에 적용될 수 있다(전술한 실시 예들과 동일한 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 함. 편의상 도 5를 기준으로 부채꼴 형태의 외측 호를 외경측, 내측 호를 내경측 방향으로 정의함).

도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 에어 포일 베어링을 도시한 평면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 에어 포일 베어링의 탑 포일(704")과 플레이트(702")의 사이에는 범프 포일(706a", 706b")이 구비된다.

범프 포일(706a", 706b")은 로터의 회전 방향(도 5의 화살표 방향)을 기준으로 탑 포일()의 외경 및 내경 쪽에 배치된 제1 포일(706a")과, 제1 포일(706a")의 사이에 배치된 제2 포일(706b")로 구성된다(본 실시 예에서는 제1 포일이 2개, 제2 포일이 2개로 구성된 것을 예로 하여 설명함). 트레일링 에지(F)는 로터 회전 방향 쪽 단부에서 상기 제1 포일(706a") 및 제2 포일(706b")을 연결하는 부분이다.

범프 포일(706a", 706b")은 전술한 실시 예에서와 같이 슬릿(706c", 706d")의 폭(간격) 및 범프 포일(706a", 706b")의 범프 폭(B~B")을 조절함으로써 제1 포일(706a") 및 제2 포일(706b") 각각의 개별 강성을 조절할 수 있다. 본 실시 예에서는 제2 포일(706b")의 범프 폭(B~B")을 좀더 세부적으로 조절하여 강성을 조절할 수 있다.

좀더 상세히 설명하면, 범프 포일(706a", 706b")은 복수 개의 슬릿(706c", 706d")으로 구분되며, 제1 포일(706a")과 제2 포일(706b") 사이의 제1 슬릿(706c")과, 제2 포일(706b") 사이의 제2 슬릿(706d")은 그 형상이 상이하다.

제1 포일(706a")과 제2 포일(706b")의 사이에 위치하는 제1 슬릿(706c")은 로터의 회전 방향을 따라 동일한 폭을 갖도록 형성된다. 즉, 제1 포일(706a")과 제2 포일(706b")의 일측 단부에서 트레일링 에지(F) 방향 쪽 단부까지의 제1 슬릿(706c")의 폭이 일정하게 형성된다. 또한, 제1 포일(706a")과 제2 포일(706b") 사이의 제1 슬릿(706c")은 트레일링 에지(F) 쪽 단부가 막혀있고, 반대쪽이 개방된 형태를 갖는다.

그러나 두 개의 제2 포일(706b") 사이에 위치한 제2 슬릿(706d")은 일측 단부에서 트레일링 에지(F)를 향하는 쪽 단부까지의 폭이 상이하다(제2 슬릿 사이의 슬릿 역시 트레일링 에지의 반대쪽 단부가 개방된 형태이다).

제2 포일(706b")은 다른 하나 보다 로터 회전 방향에 대응하는 길이가 더 긴 것과 짧은 것으로 구성된다. 이들 사이에 위치한 제2 슬릿(706d")은 계단식으로 단차가 지는 형태이며, 트레일링 에지(F)를 향해 갈수록 제2 슬릿(706d")의 폭이 좁아진다. 즉, 제2 포일(706b")의 범프 폭（B~B")은 구간마다 상이하게 구성될 수 있다.

이에 따라 상대적으로 길이가 긴 제2 포일(706b")은 트레일링 에지(F)에 인접한 일측 단부에 제1 단턱부()가 형성되고, 제1 단턱부()에서 트레일링 에지(F)의 반대쪽 방향으로 제1 연결부(7061)가 연장 형성된다. 제1 연결부(7061)가 소정 길이 연장된 후 다시 제2 단턱부(7062)가 형성되고, 제2 단턱부(7062)로부터 트레일링 에지(F)의 반대쪽 단부를 향해 제2 연결부(7063)가 연장된다. 단턱진 방향은 외경측 방향을 향하므로, 제1 연결부(7061)의 범프 폭(B')은 제2 연결부()7063의 범프 폭(B) 보다 크다.

상대적으로 길이가 짧은 제2 포일(706b")에는 길이가 긴 제2 포일(706b")과 마주보는 일측에 제1 단턱부(7060)보다 트레일링 에지(F)로부터 소정 간격 이격된 부분에 제3 단턱부(7065)가 구비될 수 있다. 즉, 트레일링 에지(F)에 인접한 부분에 제3 연결부(7064)가 구비되고, 트레일링 에지(F)의 반대쪽에 제4 연결부(7066)가 구비되며, 그 사이를 제3 단턱부(7065)가 연결하는 형태가 될 수 있다. 이때, 단턱진 방향은 내경측 방향을 향하므로, 제3 연결부(7064)의 범프 폭(미도시)보다 제4 연결부(7066)의 범프 폭(B")이 더 좁다.

제2 연결부(7063)의 범프 폭(B)과 제4 연결부(7066)의 범프 폭(B")은 설계 사양에 따라 같거나 달라질 수 있다.

제1 포일(706a")의 트레일링 에지(F) 반대쪽 단부는 각각 스팟 용접(spot welding)되며, 제1 포일(706a")의 높이(단면 형상에서 범프 포일의 범프 피지 최고점의 높이)는 제2 포일(706b") 대비 최대 50%까지 낮게 구성할 수 있다. 이에 따라, 중앙부(E 영역)의 강성이 제1 포일(706a")에 비해 상대적으로 낮아질 수 있다. 좀더 상세하게는 용접된 제1 포일(706a")는 용접되지 않은 제2포일(706b") 대비 2배의 강성을 가질 수 있다.

또한, 트레일링 에지(F) 부위의 강성이 중앙부(E 영역) 대비 높은 강성을 가질 수 있도록 슬릿(706c", 706d")의 단부에서 트레일링 에지(F)까지의 거리(D)를 규제함으로써 트레일링 에지(F) 부위의 강성을 조절할 수 있다. 슬릿(706c", 706d")의 단부에서 트레일링 에지(F)까지의 거리(D)는 범프 피치(C)의 2배 값보다 작거나 같게 설계(D≤Cㅧ2)하는 것이 바람직하다.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 일 실시 예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 권리범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경이 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한, 본 발명의 권리범위에 속하게 될 것이다.

10: 공기 압축기 100: 하우징
110: 임펠러 수용부 300: 임펠러 하우징
310: 공기 유입구 330: 공기 토출구
400: 임펠러 500: 리어 커버
600: 블로어 모터 600a: 모터 하우징
610:로터 630: 스테이터
650: 회전축 700, 700': 트러스트 베어링
702: 플레이트 704, 704': 탑 포일
706, 706': 범프 포일 706a, 706a', 706a": 제1 포일
706b, 706b', 706b": 제2 포일
706c, 706c', 706c", 706d": 슬릿

Claims (18)

1. 회전축을 회전 가능하게 지지하는 에어 포일 베어링(700)에 있어서,
   상기 에어 포일 베어링(700)은, 원판형의 플레이트(702)와, 상기 플레이트(702) 상에 결합되는 복수의 범프 포일(706)과, 상기 범프 포일(706)의 상부에 배치되되 일단이 상기 플레이트(702)에 결합되고 타단이 자유단인 탑 포일(704)을 포함하며,
   상기 범프 포일(706)은 제1 포일(706a)과, 상기 제1 포일(706a)의 내측에 배치되는 제2 포일(706b)을 포함하고,
   상기 제1 포일(706a)과 상기 제2 포일(706b)은 슬릿(706c)을 사이에 두고 상호 이격되고,
   상기 제2 포일(706b)은 내측에 폭을 이등분하는 슬릿(706c)이 형성되며, 상기 제1 포일(706a) 및 제2 포일(706b) 사이의 상기 슬릿(706c)의 폭은 상기 제2 포일(706b)의 상기 슬릿(706c) 폭 보다 큰 것을 특징으로 하는 에어 포일 베어링.
   
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3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 포일(706a)은 상기 제2 포일(706b) 보다 큰 강성을 갖는 것을 특징으로 하는 에어 포일 베어링.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 포일(706a)과 상기 제2 포일(706b)은 서로 다른 재질로 만들어지는 것을 특징으로 하는 에어 포일 베어링.
5. 제3항에 있어서,
   상기 제1 포일(706a)과 상기 제2 포일(706b)은 동일한 재질로 만들어지는 것을 특징으로 하는 에어 포일 베어링.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 포일(706a)의 두께는 상기 제2 포일(706b)의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 에어 포일 베어링.
7. 제5항에 있어서,
   상기 제1 포일(706a)의 범프 폭은 상기 제2 포일(706b)의 범프 폭 보다 작은 것을 특징으로 하는 에어 포일 베어링.
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