特開 2022-48073 エアフォイルベアリング及びそのエアフォイルベアリングを含む圧縮機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022048073

(43)【公開日】2022-03-25

(54)【発明の名称】エアフォイルベアリング及びそのエアフォイルベアリングを含む圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F16C 27/02 20060101AFI20220317BHJP

   F04B 39/00 20060101ALI20220317BHJP

   F04D 29/056 20060101ALI20220317BHJP

【ＦＩ】

F16C27/02 A

F04B39/00 103Z

F04D29/056 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021058259

(22)【出願日】2021-03-30

(31)【優先権主張番号】10-2020-0117800

(32)【優先日】2020-09-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】591251636

【氏名又は名称】現代自動車株式会社

【氏名又は名称原語表記】ＨＹＵＮＤＡＩ ＭＯＴＯＲ ＣＯＭＰＡＮＹ

【住所又は居所原語表記】１２， Ｈｅｏｌｌｅｕｎｇ－ｒｏ， Ｓｅｏｃｈｏ－ｇｕ， Ｓｅｏｕｌ， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(71)【出願人】

【識別番号】500518050

【氏名又は名称】起亞株式会社

【住所又は居所原語表記】１２， Ｈｅｏｌｌｅｕｎｇ－ｒｏ， Ｓｅｏｃｈｏ－ｇｕ， Ｓｅｏｕｌ， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100127465

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 幸裕

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100198029

【弁理士】

【氏名又は名称】綿貫 力

(72)【発明者】

【氏名】キム、テヨン

(72)【発明者】

【氏名】オ、ビョンファ

(72)【発明者】

【氏名】キム、チョンミョン

【テーマコード（参考）】

3H003

3H130

3J012

【Ｆターム（参考）】

3H003AA06

3H003CA02

3H130AA12

3H130AB27

3H130AB42

3H130AC30

3H130BA95E

3H130BA97E

3H130DB02X

3H130DB03X

3H130EB01E

3H130EB02E

3H130EB04E

3J012AB20

3J012BB02

3J012EB08

3J012FB01

(57)【要約】      （修正有）

【課題】従来の技術より簡単な構造を有しながらも優れた性能を発揮するエアフォイルベアリングを提供する。
【解決手段】エアフォイルベアリングは、下部に備えられるビームプレート１００と、ビームプレートの上部に備えられ、ビームプレートの上面のうち一部を覆うように備えられるシムシートと、シムシートの上部に備えられるトップフォイル３００と、を含み、ビームプレートの一側は固定されており、ビームプレートの他側は上下方向に移動可能に備えられる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

下部に備えられるビームプレートを含み、
前記ビームプレートの一側は固定されており、前記ビームプレートの他側は上下方向に移動可能に備えられる、エアフォイルベアリング。

【請求項2】

前記ビームプレートの上部に備えられ、前記ビームプレートの上面のうち一部を覆うように備えられるシムシートをさらに含む、請求項１に記載のエアフォイルベアリング。

【請求項3】

前記シムシートの上部に備えられるトップフォイルをさらに含む、請求項２に記載のエアフォイルベアリング。

【請求項4】

前記シムシートが複数備えられ、
前記複数のシムシートは、前記ビームプレートの上面の周縁に沿って備えられる、請求項３に記載のエアフォイルベアリング。

【請求項5】

前記ビームプレートの外側周縁は円形状を有し、
前記ビームプレートの中央領域には貫通ホールが形成され、
前記ビームプレートは、
前記ビームプレートの周縁を形成し、かつ前記円の円周方向Ａに沿って延びる周縁領域と、
前記貫通ホールと前記周縁領域との間に備えられ、前記円の放射方向Ｒにおいて前記周縁領域から離隔される離隔領域と、
前記周縁領域と前記離隔領域を連結する連結領域と、を含む、請求項４に記載のエアフォイルベアリング。

【請求項6】

前記シムシートは、
前記ビームプレートの前記周縁領域の上部に備えられる第１領域と、
前記第１領域と連結され、前記ビームプレートの前記離隔領域及び前記連結領域の上部に備えられる第２領域と、
前記第２領域と連結されて前記離隔領域の上部に備えられる第３領域と、を含む、請求項５に記載のエアフォイルベアリング。

【請求項7】

前記第３領域は、前記円の円周方向Ａに延びる複数の突出部を含む、請求項６に記載のエアフォイルベアリング。

【請求項8】

前記複数の突出部の間に、前記円の放射方向Ｒにおいて互いに離隔されるように前記複数の突出部が配置される、請求項７に記載のエアフォイルベアリング。

【請求項9】

前記複数の突出部のうち前記円の放射方向Ｒにおける外側に備えられた突出部は、前記複数の突出部のうち前記円の放射方向Ｒにおける内側に備えられた突出部よりも長く形成される、請求項８に記載のエアフォイルベアリング。

【請求項10】

前記連結領域の前記円の円周方向Ａにおける幅は、前記第２領域のうち前記周縁領域と前記離隔領域との間に備えられる部分の前記円の円周方向Ａにおける幅と同一である、請求項６に記載のエアフォイルベアリング。

【請求項11】

前記ビームプレートの厚さは、０．８ｍｍ以上３．５ｍｍ以下である、請求項１に記載のエアフォイルベアリング。

【請求項12】

前記トップフォイルは、
前記ビームプレートの前記周縁領域の上部に備えられる周縁部と、
前記放射方向Ｒにおいて前記周縁部の内側に離隔されるように備えられ、前記ビームプレートの前記離隔領域の上部に備えられる内側部と、
前記周縁部と前記内側部を連結し、前記ビームプレートの連結領域の上部に備えられる第１連結部と、を含む、請求項６に記載のエアフォイルベアリング。

【請求項13】

前記内側部は、前記円周方向Ａに沿って互いに離隔されている複数の内側部材を含み、
前記トップフォイルは、前記複数の内側部材を互いに連結する第２連結部をさらに含む、請求項１２に記載のエアフォイルベアリング。

【請求項14】

前記第１連結部の前記円の円周方向Ａにおける幅は、前記連結領域の前記円の円周方向Ａにおける幅よりも小さい、請求項１２に記載のエアフォイルベアリング。

【請求項15】

ハウジングと、
前記ハウジングの一面に結合されるエアフォイルベアリングと、を含み、
前記エアフォイルベアリングは、一部が前記ハウジングの前記一面に結合されるビームプレートを含み、
前記ビームプレートは、前記ハウジングに固定される固定端領域と、前記ハウジングに対して相対的な移動が可能な自由端領域と、を含む、圧縮機。

【請求項16】

前記ビームプレートを挟んで前記ハウジングと対向するように備えられ、前記ビームプレートの上面のうち一部を覆うように備えられるシムシートをさらに含む、請求項１５に記載の圧縮機。

【請求項17】

前記シムシートを挟んで前記ビームプレートと対向するように備えられるトップフォイルをさらに含む、請求項１６に記載の圧縮機。

【請求項18】

前記ビームプレートの外側周縁は円形状を有し、
前記ビームプレートの中央領域には貫通ホールが形成され、
前記ビームプレートは、
前記ビームプレートの周縁を形成し、かつ前記円の円周方向Ａに沿って延びる周縁領域と、
前記貫通ホールと前記周縁領域との間に備えられ、前記円の放射方向Ｒにおいて前記周縁領域から離隔される離隔領域と、
前記周縁領域と前記離隔領域を連結する連結領域と、を含み、
前記固定端領域は、前記周縁領域であり、
前記自由端領域は、前記離隔領域及び前記連結領域である、請求項１７に記載の圧縮機。

【請求項19】

前記シムシートは、
前記ビームプレートの前記周縁領域と対向する第１領域と、
前記第１領域と連結され、前記ビームプレートの前記離隔領域及び前記連結領域と対向する第２領域と、
前記第２領域と連結されて前記離隔領域と対向する第３領域と、を含む、請求項１８に記載の圧縮機。

【請求項20】

前記エアフォイルベアリングの両面のうち前記ハウジングと対向する一面の反対側面と対向するように備えられる回転部をさらに含み、
前記回転部は、前記離隔領域と対向するように備えられる、請求項１８に記載の圧縮機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、新規な構造を有するエアフォイルベアリング及びそのエアフォイルベアリングを含む圧縮機に関する。

【背景技術】

【0002】

ベアリング（ＢＥＡＲＩＮＧ）は、回転体に属して回転するように支持する構成であって、ボールベアリング、ジャーナルベアリング、エアフォイルベアリングなど多様な種類のベアリングがある。このうち、エアフォイルベアリングは、ベースプレート、バンプフォイル及びトップフォイルからなる構成であるところ、回転体の回転によって回転体とエアフォイルベアリングとの間にエアフィルム（ａｉｒ ｆｉｌｍ）を形成することにより、冷却及び回転体の支持を行うことができる。このようなエアフォイルベアリングは多様な産業現場に使用されるところ、例えば、エアフォイルベアリングは、燃料電池に圧縮空気を提供するための圧縮機に使用され得る。

【0003】

より詳しくは、従来の技術によれば、回転体が回転によって空気が流動することによりエアフォイルベアリング周辺の圧力が変化することになると、トップフォイルがバンプフォイルを加圧することになり、それによって加圧されたバンプフォイルの形状が変化することになる。その後、回転体が回転を停止することになると、バンプフォイルは元の形状に戻ってくるようになる。すなわち、従来の技術によれば、バンプフォイルは外力によって可逆的に形状が変化する弾性構造を有するようになる。

【0004】

このため、従来の技術によれば、バンプフォイルは、表面が凸凹の一種のエンボシング構造を有していた。弾性構造を具現化するためのバンプフォイルのこのような構造は、エアフォイルベアリングを製造するのに必要な時間を増加させる要素として作用していた。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

したがって、本発明が解決しようとする課題は、従来の技術より簡単な構造を有しながらも優れた性能を発揮するエアフォイルベアリング、及びそのようなエアフォイルベアリングが搭載された装備を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記目的を達成するための本発明の一側面によれば、下部に備えられるビームプレート（ｂｅａｍ ｐｌａｔｅ）を含み、前記ビームプレートの一側は固定されており、前記ビームプレートの他側は上下方向に移動可能に備えられる、エアフォイルベアリングが提供される。

【0007】

前記ビームプレートの上部に備えられ、前記ビームプレートの上面のうち一部を覆うように備えられるシムシート（ｓｈｉｍ ｓｈｅｅｔ）をさらに含んでよい。

【0008】

前記シムシートの上部に備えられるトップフォイル（ｔｏｐ ｆｏｉｌ）をさらに含んでよい。

【0009】

前記シムシートが複数備えられ、前記複数のシムシートは、前記ビームプレートの上面の周縁に沿って備えられてよい。

【0010】

前記ビームプレートの外側周縁は円形状を有し、前記ビームプレートの中央領域には貫通ホールが形成され、前記ビームプレートは、前記ビームプレートの周縁を形成し、かつ前記円の円周方向Ａに沿って延びる周縁領域と、前記貫通ホールと前記周縁領域との間に備えられ、前記円の放射方向Ｒにおいて前記周縁領域から離隔される離隔領域と、前記周縁領域と前記離隔領域を連結する連結領域と、を含んでよい。

【0011】

前記シムシートは、前記ビームプレートの前記周縁領域の上部に備えられる第１領域と、前記第１領域と連結され、前記ビームプレートの前記離隔領域及び前記連結領域の上部に備えられる第２領域と、前記第２領域と連結されて前記離隔領域の上部に備えられる第３領域と、を含んでよい。

【0012】

前記第３領域は、前記円の円周方向Ａに延びる複数の突出部を含んでよい。

【0013】

前記複数の突出部の間に、前記円の放射方向Ｒにおいて互いに離隔されるように前記複数の突出部が配置されてよい。

【0014】

前記複数の突出部のうち前記円の放射方向Ｒにおける外側に備えられた突出部は、前記複数の突出部のうち前記円の放射方向Ｒにおける内側に備えられた突出部よりも長く形成されてよい。

【0015】

前記連結領域の前記円の円周方向Ａにおける幅は、前記第２領域のうち前記周縁領域と前記離隔領域との間に備えられる部分の前記円の円周方向Ａにおける幅と同一であってよい。

【0016】

前記ビームプレートの厚さは、０．８ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であってよい。

【0017】

前記トップフォイルは、前記ビームプレートの前記周縁領域の上部に備えられる周縁部と、前記放射方向Ｒにおいて前記周縁部の内側に離隔されるように備えられ、前記ビームプレートの前記離隔領域の上部に備えられる内側部と、前記周縁部と前記内側部を連結し、前記ビームプレートの連結領域の上部に備えられる第１連結部と、を含んでよい。

【0018】

前記内側部は、前記円周方向Ａに沿って互いに離隔されている複数の内側部材を含み、前記トップフォイルは、前記複数の内側部材を互いに連結する第２連結部をさらに含んでよい。

【0019】

前記第１連結部の前記円の円周方向Ａにおける幅は、前記連結領域の前記円の円周方向Ａにおける幅よりも小さくてよい。

【0020】

前記目的を達成するための本発明の他の側面によれば、ハウジングと、前記ハウジングの一面に結合されるエアフォイルベアリングと、を含み、前記エアフォイルベアリングは、一部が前記ハウジングの前記一面に結合されるビームプレート（ｂｅａｍ ｐｌａｔｅ）を含み、前記ビームプレートは、前記ハウジングに固定される固定端領域と、前記ハウジングに対して相対的な移動が可能な自由端領域と、を含む圧縮機が提供される。

【0021】

前記ビームプレートを挟んで前記ハウジングと対向するように備えられ、前記ビームプレートの上面のうち一部を覆うように備えられるシムシート（ｓｈｉｍ ｓｈｅｅｔ）をさらに含んでよい。

【0022】

前記シムシートを挟んで前記ビームプレートと対向するように備えられるトップフォイル（ｔｏｐ ｆｏｉｌ）をさらに含んでよい。

【0023】

前記ビームプレートの外側周縁は円形状を有し、前記ビームプレートの中央領域には貫通ホールが形成され、前記ビームプレートは、前記ビームプレートの周縁を形成し、かつ前記円の円周方向Ａに沿って延びる周縁領域と、前記貫通ホールと前記周縁領域との間に備えられ、前記円の放射方向Ｒにおいて前記周縁領域から離隔される離隔領域と、前記周縁領域と前記離隔領域を連結する連結領域と、を含み、前記固定端領域は、前記周縁領域であり、前記自由端領域は、前記離隔領域及び前記連結領域であってよい。

【0024】

前記シムシートは、前記ビームプレートの前記周縁領域と対向する第１領域と、前記第１領域と連結され、前記ビームプレートの前記離隔領域及び前記連結領域と対向する第２領域と、前記第２領域と連結されて前記離隔領域と対向する第３領域と、を含んでよい。

【0025】

前記エアフォイルベアリングの両面のうち前記ハウジングと対向する一面の反対側面と対向するように備えられる回転部をさらに含み、前記回転部は、前記離隔領域と対向するように備えられてよい。

【0026】

前記回転部は、前記回転部の放射方向において前記周縁領域と離隔されるように備えられてよい。

【0027】

前記自由端領域は、前記回転部の長手方向において前記ハウジングと離隔されることにより、前記自由端領域は、前記ハウジング方向に撓むことができる。

【発明の効果】

【0028】

本発明によれば、従来の技術より簡単な構造を有しながらも優れた性能を発揮するエアフォイルベアリング、及びそのようなエアフォイルベアリングが搭載された装備を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明に係るエアフォイルベアリングの積層構造を示した平面図である。

【図2】本発明に係るエアフォイルベアリングでビームプレートとシムシートの積層構造を示した平面図である。

【図3】本発明に係るエアフォイルベアリングのビームプレートの一部領域の構造、及びビームプレートの領域別変位量を色で示した図である。

【図4】本発明に係る圧縮機の構造を示した断面図である。

【図5】本発明に係る圧縮機でエアフォイルベアリング、ハウジング及び回転部の間の配置関係を示した断面図である。

【図6】本発明に係る圧縮機で回転部が回転しない際のエアフォイルベアリングの形状を概略的に示した側断面図である。

【図7】本発明に係る圧縮機で回転部が回転する際のエアフォイルベアリングの形状を概略的に示した側断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、図面を参考にして、本発明に係るエアフォイルベアリング及び圧縮機を説明する。

【0031】

エアフォイルベアリング
図１は、本発明に係るエアフォイルベアリングの積層構造を示した平面図であり、図２は、本発明に係るエアフォイルベアリングでビームプレートとシムシートの積層構造を示した平面図である。そして、図３は、本発明に係るエアフォイルベアリングのビームプレートの一部領域の構造及びビームプレートの領域別変位量を色で示した図である。

【0032】

図１から図３を参考にすれば、本発明に係るエアフォイルベアリング１０は、互いに異なる複数の構成が上方に積層された構造を有することができる。より詳しくは、エアフォイルベアリング１０は、エアフォイルベアリングの下部に備えられるビームプレート（ｂｅａｍ ｐｌａｔｅ）１００、ビームプレート１００の上部に積層具備され、ビームプレート１００の上面のうち一部を覆うように備えられるシムシート２００、及びシムシート２００の上部に備えられるトップフォイル（ｔｏｐ ｆｏｉｌ）３００を含んでよい。すなわち、本発明に係るエアフォイルベアリング１０は、下方から上方に向かって、ビームプレート１００、シムシート２００及びトップフォイル３００が順次積層された構造を有してよい。一方、本発明によれば、エアフォイルベアリング１０を構成するビームプレート１００、シムシート２００及びトップフォイル３００は、全て滑らかな表面を有することができる。したがって、本発明によれば、エアフォイルベアリング１０を製造するために凸凹の表面、すなわち、エンボシング構造を形成するための別途の工程が不要である。このとき、滑らかな表面を有するか否かは、人の目視を基準にして判断することができる。

【0033】

名称からも分かるように、本発明によれば、ビームプレート１００の厚さと比較して、シムシート２００及びトップフォイル３００の厚さは顕著に薄いことがある。よって、ビームプレート１００の剛性と比較してシムシート２００及びトップフォイル３００の物理的剛性もやはり顕著に弱いことがある。後述するように、ビームプレート１００は、ビームプレート周辺の圧力変化に応じて可逆的に撓むことができる構成であってよい。このため、ビームプレート１００の厚さは、０．８ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であってよい。ビームプレート１００の厚さが０．８ｍｍ未満である場合には、ビームプレート１００の剛性が過度に弱くなるため、エアフォイルベアリング１０の耐久性に問題が発生することがあり、ビームプレート１００の厚さが３．５ｍｍを超過する場合には、圧力の変化に応じてビームプレート１００が充分に撓まないこともある。

【0034】

一方、図１及び図２に示すように、ビームプレート１００及びトップフォイル３００の外側周縁は円形状を有してよく、ビームプレート１００及びトップフォイル３００の中央領域には貫通ホールＨが形成されてよい。また、ビームプレート１００及びトップフォイル３００は、それぞれ一つの構成からなってよい。

【0035】

その反面、図２に示すように、シムシート２００は複数備えられてよい。図２には、一例として、６つのシムシート２００が、ビームプレート１００の上面の周縁に沿って等間隔に備えられた姿が示されている。より詳しくは、複数のシムシート２００は、前記円の円周方向Ａに沿って互いに離隔されるように配置されてよい。

【0036】

一方、図２及び図３を参考にすれば、エアフォイルベアリング１０を構成するビームプレート１００、シムシート２００及びトップフォイル３００は、それぞれ複数の領域に区分されてよい。以下、ビームプレート１００、シムシート２００及びトップフォイル３００を構成する複数の領域に対して検討してみる。

【0037】

図２及び図３を参考にすれば、ビームプレート１００は、ビームプレートの外側周縁を形成し、かつ前記円の円周方向Ａに沿って延びる周縁領域１１０、貫通ホールＨと周縁領域１１０との間に備えられ、前記円の放射方向Ｒにおいて周縁領域１１０から離隔される離隔領域１２０、及び周縁領域１１０と離隔領域１２０を連結する連結領域１３０を含んでよい。

【0038】

また、図２及び図３を参考にすれば、シムシート２００は、ビームプレート１００の周縁領域１１０の上部に備えられる第１領域２１０、第１領域２１０と連結され、ビームプレート１００の離隔領域１２０と連結領域１３０の上部に備えられる第２領域２２０、及び第２領域２２０と連結されて離隔領域１２０の上部に備えられる第３領域２３０を含んでよい。

【0039】

このとき、第３領域２３０は、円周方向Ａに延びる複数の突出部２３２を含んでよい。このとき、複数の突出部２３２の間に、放射方向Ｒにおいて互いに離隔されるように複数の突出部２３２が配置されてよい。図２には、一例として、複数のシムシート２００の第３領域２３０に、それぞれ３つの突出部２３２が放射方向Ｒにおいて互いに離隔されるように配置された姿が示されている。

【0040】

引き続き図２を参考にすれば、シムシート２００の第３領域２３０に備えられる複数の突出部２３２の長さは、互いに異なっていてよい。これは複数の突出部２３２のうちいずれか一つの円周方向Ａの長さは、複数の突出部２３２のうち他のいずれか一つの円周方向Ａの長さと異なるということを意味することができる。

【0041】

より詳しくは、本発明によれば、複数の突出部２３２のうち放射方向Ｒにおける外側に備えられた突出部は、複数の突出部２３２のうち放射方向Ｒにおける内側に備えられた突出部よりも長く形成されてよい。したがって、本発明によれば、放射方向Ｒにおける外側に備えられる突出部であるほど長くなり得る。

【0042】

また、図１を参考にすれば、トップフォイル３００は、ビームプレート１００の周縁領域１１０の上部に備えられる周縁部３１０、放射方向Ｒにおいて周縁部３１０の内側に離隔されるように備えられ、ビームプレート１００の離隔領域１２０の上部に備えられる内側部３２０、及び周縁部３１０と内側部３２０を連結してビームプレート１００の連結領域１３０の上部に備えられる第１連結部３３０を含んでよい。このとき、内側部３２０は、円周方向Ａに沿って互いに離隔されている複数の内側部材３２２を含んでよい。図１には、一例として、内側部３２０が６つの内側部材３２２からなる姿が示されている。より好ましくは、周縁部３１０は、シムシート２００の第１領域２１０及びビームプレート１００の周縁領域１１０の上部に備えられることで、シムシート２００の第１領域２１０、そしてビームプレート１００の周縁領域１１０と対向するように備えられてよい。また、内側部３２０は、シムシート２００の第２領域２２０及び第３領域２３０、そしてビームプレート１００の離隔領域１２０と対向するように備えられてよい。また、内側部材３２２の個数は、シムシート２００の個数と同一であってよい。

【0043】

また、トップフォイル３００は、複数の内側部材３２２を互いに連結する第２連結部３４０をさらに含んでよい。すなわち、本発明によれば、トップフォイル３００の大きさの大部分を占める周縁部３１０及び内側部３２０は、放射方向Ｒにおいて互いに離隔されていてよく、内側部３２０の構成（すなわち、内側部材）は、円周方向Ａにおいて互いに離隔されていてよいが、周縁部３１０と内側部３２０を連結する第１連結部３３０と、複数の内側部材３２２を互いに連結する第２連結部３４０によって、トップフォイル３００は一つの構成になり得る。

【0044】

一方、図１から図３を参考にすれば、ビームプレート１００の連結領域１３０の円周方向Ａにおける幅は、シムシート２００の第２領域２２０のうち周縁領域１１０と離隔領域１２０の間に備えられる部分の円周方向Ａにおける幅と同一であってよい。したがって、図１に示すように、連結領域１３０全体は、第２領域２２０によってオーバーラップされ得る。

【0045】

また、図１から図３を参考にすれば、トップフォイル３００の第１連結部３３０の円周方向Ａにおける幅は、連結領域１３０の円周方向Ａにおける幅よりも小さくてよく、トップフォイル３００の第１連結部３３０の円周方向Ａにおける幅は、第２領域２２０のうち周縁領域１１０と離隔領域１２０との間に備えられる部分の円周方向Ａにおける幅よりも小さくてよい。したがって、図１に示すように、本発明に係るエアフォイルベアリング１０を上から眺めたとき、第１連結部３３０は、第２領域２２０の一部のみを覆うようになり得る。

【0046】

圧縮機
図４は、本発明に係る圧縮機の構造を示した断面図であり、図５は、本発明に係る圧縮機でエアフォイルベアリング、ハウジング及び回転部の間の配置関係を示した断面図である。

【0047】

図４に示すように、本発明に係る圧縮機は、圧縮機の外面のうち少なくとも一部を形成するハウジング２０、及びハウジング２０の一面に結合されるエアフォイルベアリング１０を含んでよい。図４には、ハウジング２０の内側面にエアフォイルベアリング１０が結合された姿が示されている。

【0048】

このとき、図１から図３を参考にすれば、エアフォイルベアリング１０は、一部がハウジング２０の一面に結合されるビームプレート１００、ビームプレート１００を挟んでハウジング２０と対向するように備えられ、ビームプレート１００の上面のうち一部を覆うように備えられるシムシート２００、及びシムシート２００を挟んでビームプレート１００と対向するように備えられるトップフォイル３００を含んでよい。例えば、ビームプレート１００の周縁領域１１０（図３参照）には一つ以上の貫通領域が形成されてよく、前記貫通領域にボルトが結合されることで、ビームプレート１００とハウジング２０が互いに結合されてよい。

【0049】

前述した内容に基づいて本発明に係るエアフォイルベアリング及び圧縮機を検討してみる。

【0050】

本発明に係るエアフォイルベアリング１０でビームプレート１００の一側は固定されていてよく、ビームプレート１００の他側は図１を基準に地面を突き出るか入っていく方向、すなわち、上下方向に移動可能に備えられてよい。

【0051】

より詳しくは、図５に示すように、ビームプレート１００は、本発明に係る圧縮機のハウジング２０に固定される固定端領域Ｅ、及びハウジング２０に対して相対的な移動が可能な自由端領域Ｆを含んでよい。より好ましくは、固定端領域Ｅは、ビームプレートの周縁領域１１０（図３参照）であってよく、自由端領域Ｆは、ビームプレートの離隔領域１２０（図３参照）及び連結領域１３０（図３参照）であってよい。一方、図５には、ハウジング２０がビームプレート１００の自由端領域Ｆと対向する場合が示されているが、これとは異なり、ハウジング２０は、ビームプレート１００の自由端領域Ｆと対向しなくてもよい。例えば、ハウジング２０は、ビームプレート１００の固定端領域Ｅにのみ対向してもよい。

【0052】

引き続き図４及び図５を参考にすれば、本発明に係る圧縮機は、エアフォイルベアリング１０の両面のうちハウジング２０と対向する一面の反対側面と対向するように備えられる回転部３０をさらに含んでよい。このとき、図５に示すように、回転部３０は、シムシート及びトップフォイルを挟んでビームプレート１００（図３参照）の離隔領域１２０（図３参照）と対向するように備えられてよい。

【0053】

より詳しくは、回転部３０は、回転部の中心に備えられる軸３２と、軸３２から軸３２の放射方向に延びる延長部３４とを含んでよく、この際、離隔領域１２０（図３参照）は、延長部３４と対向するように備えられてよい。

【0054】

一方、図５に示すように、回転部３０は、回転部の放射方向において周縁領域１１０（図３参照）と離隔されるように備えられてよい。より詳しくは、回転部３０の延長部３４が、ビームプレートの周縁領域と離隔されるように備えられてよい。

【0055】

また、図５に示すように、ビームプレート１００の自由端領域Ｆは、回転部３０の放射方向において軸３２と離隔されていてよい。したがって、自由端領域Ｆと軸３２との間には、所定の空いた空間が形成されてよい。それだけでなく、ビームプレート１００の自由端領域Ｆは、回転部３０の長手方向においてハウジング２０と離隔されていてよい。したがって、自由端領域Ｆとハウジング２０との間には、所定の空いた空間が形成されてよい。この場合、自由端領域Ｆのハウジング２０方向（図５を基準に右側方向）に円滑に撓むことができるようになる。

【0056】

図６は、本発明に係る圧縮機で回転部が回転しない際のエアフォイルベアリングの形状を概略的に示した側断面図であり、図７は、本発明に係る圧縮機で回転部が回転する際のエアフォイルベアリングの形状を概略的に示した側断面図である。

【0057】

以下、図６及び図７を参考にして、本発明に係る圧縮機の作動状態によるエアフォイルベアリングの形状変化を説明する。

【0058】

圧縮機の回転部３０が回転しないときには、図６に示すように、エアフォイルベアリングのビームプレート１００の全領域が撓まずに回転部３０と並んで備えられる。

【0059】

その後、圧縮機の回転部３０が回転すると、回転部３０とエアフォイルベアリングとの間には空気が流動することになり、それによって回転部３０とエアフォイルベアリングとの間の圧力が上昇することになり、それによってエアフォイルベアリングは回転部３０と対向する方向の反対方向（図７を基準に下方）に力を受けることになる。

【0060】

しかし、前述したように、ビームプレート１００の周縁領域１１０は、ハウジング２０に結合される固定端領域Ｅであってよく、ビームプレート１００の離隔領域１２０及び連結領域１３０は、ハウジング２０に結合されない自由端領域Ｆであってよい。したがって、エアフォイルベアリングが回転部３０と対向する方向の反対方向に力を受けても、固定端領域Ｅの形状は変形されない反面、自由端領域Ｆの形状は変形されて撓むことになる。しかし、ビームプレート１００自体が有している剛性によって、自由端領域Ｆは、空気の流動による圧力とビームプレート１００が有する復元力との間に力の平衡が形成される地点までのみ撓むことになる。その後、圧縮機の回転部３０の回転を停止すると、ビームプレート１００の弾性により、図６のように再び元の状態に戻ってくることになる。

【0061】

本発明によれば、外力による可逆的な形状の変形のために表面が凸凹の一種のエンボシング構造を形成せず、ビームプレート１００自体の剛性を用いながら、ビームプレート１００を固定端領域及び自由端領域に区別されるようにすることにより、エアフォイルベアリングの機能を発揮することができる。一方、本発明に係る圧縮機は、燃料電池に圧縮空気を提供するための圧縮機であってよい。

【0062】

以上、本発明は、たとえ限定された実施形態と図面によって説明されたとしても、本発明はこれにより限定されず、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者によって、本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な実施が可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0063】

１０：エアフォイルベアリング
２０：ハウジング
３０：回転部
３２：軸
３４：延長部
１００：ビームプレート
１１０：周縁領域
１２０：離隔領域
１３０：連結領域
２００：シムシート
２１０：第１領域
２２０：第２領域
２３０：第３領域
２３２：突出部
３００：トップフォイル
３１０：周縁部
３２０：内側部
３２２；内側部材
３３０：第１連結部
３４０：第２連結部
Ｈ：貫通ホール
Ａ：円周方向
Ｒ：放射方向
Ｅ：固定端領域
Ｆ：自由端領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】