特許 7525953 ヘリンボーンパターンを有するフォイル空気軸受

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-23

(45)【発行日】2024-07-31

(54)【発明の名称】ヘリンボーンパターンを有するフォイル空気軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 27/02 20060101AFI20240724BHJP

   F16C 17/02 20060101ALI20240724BHJP

【ＦＩ】

F16C27/02 A

F16C17/02 A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023517995

(86)(22)【出願日】2021-10-12

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-10-05

(86)【国際出願番号】 KR2021013995

(87)【国際公開番号】W WO2022080807

(87)【国際公開日】2022-04-21

【審査請求日】2023-03-17

(31)【優先権主張番号】10-2020-0133722

(32)【優先日】2020-10-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】518398925

【氏名又は名称】株式会社ティーエヌイーコリア

【氏名又は名称原語表記】ＴＮＥ ＫＯＲＥＡ ＣＯ．， ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】110001379

【氏名又は名称】弁理士法人大島特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】キム、キョンス

【審査官】大山 広人

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－１９３８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６１－０９９７２１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特表２０１８－５０４５６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－１３６６１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０３０４６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｃ ２７／００－２７／０８

Ｆ１６Ｃ １７／００－１７／２６

Ｆ１６Ｃ ３３／００－３３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中心線を中心に既定の回転方向に回転する回転部の荷重を支持するためのフォイル空気軸受であって、
複数個のトップフォイルであって、前記回転部の表面と対向するように配置される上部トップフォイルと、前記上部トップフォイルの下方に配置される中間トップフォイルと、前記中間トップフォイルの下方に配置される下部トップフォイルとを含む、該複数個のトップフォイルと、
弾性変形が可能な部材であって、前記下部トップフォイルの下方に配置されるバンプフォイルと、
前記中間トップフォイルの上面から下面まで貫通されている孔であって、前記回転部の回転方向と既定の角度をなす長手方向に沿って延びている複数個のスロットと、を備え、
前記上部トップフォイルは、前記回転部の回転によって発生する空気圧によって、前記スロットに対応する位置で下方に凹状に変形されることにより、ヘリンボーンパターンが形成され、
前記複数個のトップフォイル及び前記バンプフォイルは、エッチングまたは溶接工程を使用せず、プレス加工によって自動的に切開及び折り曲げられることで、量産可能な形状を備えることを特徴とする、フォイル空気軸受。

【請求項2】

前記複数個のスロットは、既定の間隔ほど互いに離隔された状態で配置されており、前記回転方向と平行な仮想の対称線を中心に対称的に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のフォイル空気軸受。

【請求項3】

前記中間トップフォイルの下面と前記下部トップフォイルの上面は、互いに分離可能な状態で積層されていることを特徴とする、請求項１に記載のフォイル空気軸受。

【請求項4】

前記回転部が回転軸の形態に設けられるジャーナルフォイル空気軸受であって、
前記バンプフォイルを取り囲むように配置されるベースフォイルを含み、
前記複数個のトップフォイルの一端部と前記バンプフォイルの一端部と前記ベースフォイルの両端部を互いに結合させる結合部を含むことを特徴とする、請求項１に記載のフォイル空気軸受。

【請求項5】

前記回転部が回転軸の形態に設けられるジャーナルフォイル空気軸受であって、
前記回転部が回転する状態で、前記回転部と前記上部トップフォイルとの距離が近い位置で、前記スロットの間隔が他の部位よりさらに稠密に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のフォイル空気軸受。

【請求項6】

前記回転部が回転板の形態に設けられるスラストフォイル空気軸受であって、
前記中間トップフォイルは、円板状に設けられ、前記スロットは、前記中心線を円の中心とする仮想の円に沿って羅列されていることを特徴とする、請求項１に記載のフォイル空気軸受。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フォイル空気軸受に係り、特に、エッチングまたは溶接工程を使用せず、プレス加工によるスロット形成が可能であるところ、設計要求条件を満たすヘリンボーンパターンを形成しやすく、全体としての製造コストを減少させうるフォイル空気軸受に関する。

【背景技術】

【0002】

空気軸受（ａｉｒ ｂｅａｒｉｎｇ）は、回転部と軸受との間で圧縮された空気の圧力で回転部を浮かべて荷重を支持する軸受である。

【0003】

このような空気軸受は、空気のように粘性を有する気体が動く面と共に移動していて停止されている面に出合いつつ、気体が圧縮されれば、動く面と停止されている面との間にとじこめられた空気の圧力が上昇しながら動く面を持ち上げる原理を利用する。

【0004】

空気軸受には、回転部の長手方向に沿って加えられる荷重を支持するためのスラスト空気軸受（ｔｈｒｕｓｔ ａｉｒ ｂｅａｒｉｎｇ）と、回転部の半径方向に沿って加えられる荷重を支持するためのジャーナル空気軸受（ｊｏｕｒｎａｌ ａｉｒ ｂｅａｒｉｎｇ）がある。

【0005】

ジャーナル空気軸受の一種として、圧力形成をさらに有利にし、高速での動的安定性を高めるために、薄肉素材のフォイル（ｆｏｉｌ）を使用するジャーナルフォイル空気軸受（ｊｏｕｒｎａｌ ｆｏｉｌ ａｉｒ ｂｅａｒｉｎｇ）がある。

【0006】

図１２には、そのようなジャーナルフォイル空気軸受１の一例が図示されているが、ジャーナルフォイル空気軸受１は、既定の回転方向Ｗに回転する円形回転軸形状の回転部Ｆの外周面と対向するように配置され、回転部Ｆを取り囲むトップフォイル２と、弾性変形が可能な波形部材であって、トップフォイル２を取り囲むように配置されるバンプフォイル３を備え、トップフォイル２とバンプフォイル３の一端部は、軸受ハウジングＳの内面の溶接部４に溶接されている。

【0007】

一方、従来のスラストフォイル空気軸受１ａは、図１５に図示されたように、停止部Ｓに結合される板状部材である下板２ａと、下板２ａの上面に配置され、弾性変形が可能なバンプフォイル３ａ；バンプフォイル３ａの上側に配置されて円形回転板の形状を有する回転部Ｒと接触可能なトップフォイル４ａを備える。ここで、回転部Ｒは、中心線Ｃを中心に既定の回転方向Ｗに回転する円形回転軸形状の回転部Ｆに結合されている。

【0008】

そのような空気軸受１、１ａは、回転部Ｆないし回転部Ｒの回転速度によって軸受内部に圧力が形成されることにより、非接触方式で軸受が回転部Ｆ、Ｒを浮上させるが、この際、軸受内部に形成された圧力は、図１３に図示されたように、軸受の両側面に流出流動Ｕが発生することで、その値が減少する。ここで、図１３は、ジャーナルフォイル空気軸受１のトップフォイル２を回転方向Ｗに展開したときの展開図である。

【0009】

そのような圧力漏れは、図１４に図示されたように、軸受の端（ｘ＝０、ｘ＝Ｌ）で発生し、軸受内部の圧力も減少させることになり、結果として、軸受の荷重支持力及び性能低下の問題点を発生させる。ここで、図１４は、ジャーナルフォイル空気軸受１のトップフォイル２を回転方向Ｗに展開したとき、トップフォイル２の幅方向（ｘ方向）の位置による軸受の内部空気圧力分布を示すグラフである。

【0010】

上記の問題点を解消させるために、従来の米国公開特許（公開番号２０１５０３６２０１２、公開日２０１５年１２月１７日）は、トップフォイルとバンプフォイルとの間に追加フォイルを挿入し、その追加フォイルの上面をエッチングや機械加工を通じて有底溝（ｇｒｏｏｖｅ）を有し、図６に図示されたように、トップフォイルの上面を空気圧によって変形させ、いわゆる、ヘリンボーンパターン（ｈｅｒｒｉｎｇｂｏｎｅ ｐａｔｔｅｒｎ）を形成することで、図７に図示されたように、トップフォイルの上面に流入流動Ｕを発生させるヘリンボーン効果（ｈｅｒｒｉｎｇｂｏｎｅ ｅｆｆｅｃｔ）を有するフォイル空気軸受を開示している。

【0011】

しかし、従来のフォイル空気軸受は、追加フォイルの上面に溝（ｇｒｏｏｖｅ）を形成するエッチング工程や加工工程が技術的に非常に困難であるために、全体としての製造コストが上昇し、依然として製品の品質が低下する問題点がある。

【0012】

また、従来のフォイル空気軸受は、追加フォイルに有底溝（ｇｒｏｏｖｅ）が形成されるので、溝の深さが十分ではない場合には、溝の底がトップフォイルの変形を妨害し、ヘリンボーンパターン（ｈｅｒｒｉｎｇｂｏｎｅ ｐａｔｔｅｒｎ）が設計要求条件を満たすように形成され得ない問題点もある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

本発明は、上記の問題を解決するために案出されたものであって、その目的は、エッチングまたは溶接工程を使用せず、プレス加工によってスロットを形成することができるところ、設計要求条件を満たすヘリンボーンパターンを形成しやすく、全体としての製造コストを減少させうるように、構造が改善されたフォイル空気軸受を提供するためである。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記の目的を達成するために本発明によるフォイル空気軸受は、中心線を中心に既定の回転方向に回転する回転部の荷重を支持するためのフォイル空気軸受であって、回転部の表面と対向するように配置される上部トップフォイル；上部トップフォイルの下方に配置される中間トップフォイル；中間トップフォイルの下方に配置される下部トップフォイル；弾性変形が可能な部材であって、下部トップフォイルの下方に配置されるバンプフォイル；中間トップフォイルの上面から下面まで貫通されている孔であって、回転部の回転方向と既定の角度をなす長手方向に沿って延びている複数個のスロット；を備え、上部トップフォイルは、回転部の回転によって発生する空気圧によって、スロットに対応する位置で下方に凹状に変形されることで、ヘリンボーンパターンが形成されることを特徴とする。

【0015】

ここで、複数個のスロットは、既定の間隔ほど互いに離隔された状態で配置されており、回転方向と平行な仮想の対称線を中心に対称的に配置されていることが望ましい。

【0016】

ここで、トップフォイルとバンプフォイルは、エッチングまたは溶接工程を使用せず、プレス加工によって自動的に切開及び折り曲げられることで、量産可能な形状を備えることが望ましい。

【0017】

ここで、中間トップフォイルの下面と下部トップフォイルの上面は、互いに分離可能な状態で積層されていることが望ましい。

【0018】

ここで、回転部が回転軸の形態に設けられるジャーナルフォイル空気軸受であって、バンプフォイルを取り囲むように配置されるベースフォイルを含み、複数個のトップフォイルの一端部とバンプフォイルの一端部とベースフォイルの両端部を互いに結合させる結合部を含むことが望ましい。

【0019】

ここで、回転部が回転軸の形態に設けられるジャーナルフォイル空気軸受であって、回転部が回転する状態で、回転部と上部トップフォイルの距離が近い位置において、スロットの間隔が他の部位よりさらに稠密に形成されるものでもある。

【0020】

ここで、回転部が回転板の形態に設けられるスラストフォイル空気軸受であって、中間トップフォイルは、円板状に設けられ、スロットは、中心線を円の中心とする仮想の円に沿って羅列されるものでもある。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、中心線を中心に既定の回転方向に回転する回転部の荷重を支持するためのフォイル空気軸受であって、回転部の表面と対向するように配置される上部トップフォイル；上部トップフォイルの下方に配置される中間トップフォイル；中間トップフォイルの下方に配置される下部トップフォイル；弾性変形が可能な部材であって、下部トップフォイルの下方に配置されるバンプフォイル；中間トップフォイルの上面から下面まで貫通されている孔であって、回転部の回転方向と既定の角度をなす長手方向に沿って延びている複数個のスロット；を備え、上部トップフォイルは、回転部の回転によって発生する空気圧によって、スロットに対応する位置で下方に凹状に変形されることで、ヘリンボーンパターンが形成されるので、エッチングまたは溶接工程を使用せず、プレス加工によってスロットを形成することができるところ、設計要求条件を満たすヘリンボーンパターンを形成しやすく、全体としての製造コストを減少させうる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の一実施例であるジャーナルフォイル空気軸受の断面図である。

【図2】図１に図示されたジャーナルフォイル空気軸受の分解斜視図である。

【図3】図１に図示されたＡ部分拡大図である。

【図4】図２に図示された中間トップフォイルの展開図である。

【図5】図１に図示されたジャーナルフォイル空気軸受の展開図である。

【図6】図５に図示されたＶＩ－ＶＩ線の断面図である。

【図7】図１に図示されたジャーナルフォイル空気軸受のトップフォイルに流入流動が発生してヘリンボーン効果（ｈｅｒｒｉｎｇｂｏｎｅ ｅｆｆｅｃｔ）が発生する状態を示す展開図である。

【図8】多様な形態の中間トップフォイルを示す図面である。

【図9】本発明の他の実施例であるスラストフォイル空気軸受の分解斜視図である。

【図10】図９に図示されたスラストフォイル空気軸受の平面図である。

【図11】図１０に図示されたＸＩ－ＸＩ線断面図の一部である。

【図12】従来のジャーナルフォイル空気軸受の断面図である。

【図13】図１２に図示されたジャーナルフォイル空気軸受のトップフォイルから両側面に流出流動Ｕが発生して空気圧が減少する状態を説明するための展開図である。

【図14】図１２に図示されたジャーナルフォイル空気軸受の内部空気圧力分布を示すグラフである。

【図15】従来のスラストフォイル空気軸受の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳細に説明する。

【0024】

図１は、本発明の一実施例であるジャーナルフォイル空気軸受の断面図であり、図２は、図１に図示されたジャーナルフォイル空気軸受の分解斜視図である。図３は、図１に図示されたＡ部分拡大図である。

【0025】

図１ないし図３を参照すれば、本発明の望ましい実施例によるジャーナルフォイル空気軸受１００は、図１２に図示されたように円形断面を有する回転軸Ｆ形態の回転部に、回転軸Ｆの半径方向に沿って加えられる荷重を支持するためのジャーナルフォイル空気軸受（ｊｏｕｒｎａｌ ｆｏｉｌ ａｉｒ ｂｅａｒｉｎｇ）であって、ベースフォイル１０、バンプフォイル２０、上部トップフォイル３０、中間トップフォイル４０、下部トップフォイル５０、及び結合部６０を含んで構成される。以下、回転部が、図１に図示された中心線Ｃを中心に既定の回転方向Ｗに回転することを前提とする。

【0026】

ベースフォイル１０は、図２に図示されたように、柔軟かつ弾力性のある金属薄板をプレス加工して製造される円形パイプ形態の部材である。

【0027】

本実施例において、ベースフォイル１０は、プレス加工された長方形の金属薄板を中心線Ｃを中心に丸く巻き取ってＣ字状断面のパイプ状に形成される。

【0028】

ベースフォイル１０は、中心線Ｃに沿って既定の長さほど延びている円形パイプ部材であって、内部には、中心線Ｃを円の中心にする中空Ｈが形成されている。

【0029】

ベースフォイル１０は、後述するバンプフォイル２０を取り囲むように配置されることで、ベースフォイル１０の中空Ｈにバンプフォイル２０が収容される。

【0030】

ベースフォイル１０の両端部は、結合部６０に結合されるように、図３に図示されたようにＬ字状に折り曲げられて上方に突出するように形成されている。

【0031】

バンプフォイル２０は、図２に図示されたように、柔軟かつ弾力性のある金属薄板をプレス加工して製造される円形パイプ部材である。

【0032】

バンプフォイル２０は、中心線Ｃに沿って既定の長さほど延びている円形パイプ部材であって、内部には、中心線Ｃを円の中心とする中空Ｈが形成されている。

【0033】

本実施例において、バンプフォイル２０は、プレス加工された長方形の金属薄板を中心線Ｃを中心に丸く巻き取ってＣ字状断面のパイプ形態に形成される。

【0034】

バンプフォイル２０は、ベースフォイル１０の中空Ｈに収容された状態で、下部トップフォイル５０を取り囲むように配置される。

【0035】

バンプフォイル２０は、中心線Ｃの半径方向に弾性変形可能なように、多数の山と谷とが交互に連結された波状（ｗａｖｅ）の部分を含む。

【0036】

バンプフォイル２０の右端部は、結合部６０に結合されるように、図３に図示されたようにＬ字状に折り曲げられて上方に突出するように形成されている。

【0037】

バンプフォイル２０の左端部は、図１に図示されたように運動自在な自由端（ｆｒｅｅ ｅｎｄ）である。

【0038】

本実施例において、バンプフォイル２０は、一対が設けられており、図３に図示されたように互いに積層されている。

【0039】

上部トップフォイル３０は、図２に図示されたように、柔軟かつ弾力性のある金属薄板をプレス加工して製造される円形パイプ部材であって、図３に図示されたように回転軸Ｆの外周面と対向するように最も内側に配置されている。

【0040】

上部トップフォイル３０は、中心線Ｃに沿って既定の長さほど延びている円形パイプ部材であって、内部には、中心線Ｃを円の中心とする中空Ｈが形成されている。

【0041】

本実施例において、上部トップフォイル３０、中間トップフォイル４０と下部トップフォイル５０は、プレス加工された長方形の金属薄板を、中心線Ｃを中心に丸く巻き取ってＣ字状断面のパイプ形態に形成される。

【0042】

上部トップフォイル３０は、バンプフォイル２０の中空Ｈに収容された状態で、回転軸Ｆを取り囲むように配置される。

【0043】

上部トップフォイル３０の左端部には、「∩」字状に折り曲げられた形状に設けられている結合部６０が設けられている。

【0044】

上部トップフォイル３０の右端部は、図３に図示されたように運動自在な自由端（ｆｒｅｅ ｅｎｄ）である。

【0045】

上部トップフォイル３０は、回転軸Ｆの外周面と対向する表面に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含むコーティング材（図示せず）がコーティングされている。ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）は、テフロン（登録商標）とも呼ばれる。

【0046】

上部トップフォイル３０は、回転軸Ｆの回転によって発生する空気圧によって、図６に図示されたようにスロット４１に対応する位置で下方に凹状に変形されることで、図５に図示されたように複数個の空気誘導溝Ｍを有するヘリンボーンパターン（ｈｅｒｒｉｎｇｂｏｎｅ ｐａｔｔｅｒｎ）が形成されうる材質と厚さを有する。

【0047】

もし、上部トップフォイル３０の厚さが過度に大きい値を有すれば、ヘリンボーンパターン（ｈｅｒｒｉｎｇｂｏｎｅ ｐａｔｔｅｒｎ）が十分な深さに形成され得ない。

【0048】

中間トップフォイル４０は、上部トップフォイル３０と同様に、中心線Ｃに沿って既定の長さほど延びている円形パイプ部材であって、内部には、中心線Ｃを円の中心とする中空Ｈが形成されている。

【0049】

中間トップフォイル４０は、後述する下部トップフォイル５０の中空Ｈに収容された状態で、上部トップフォイル３０を取り囲むように配置される。

【0050】

中間トップフォイル４０の右端部は、結合部６０に結合されうるように、図３に図示されたようにＬ字状に折り曲げられて上方に突出するように形成されている。

【0051】

中間トップフォイル４０の左端部は、図３に図示されたように運動自在な自由端（ｆｒｅｅ ｅｎｄ）である。

【0052】

中間トップフォイル４０には、図４に図示されたように複数個のスロット４１が形成されている。

【0053】

スロット４１は、中間トップフォイル４０の上面から下面まで貫通されている孔であって、図４に図示されたように回転軸Ｆの回転方向Ｗと平行な仮想の対称線Ｙを中心に左右対称的に配置されている。

【0054】

スロット４１は、図４に図示されたように平行四辺形平面形状を有し、図５に図示されたように一定の幅ｄを有し、長手方向に沿って延びた帯状の孔である。

【0055】

スロット４１は、回転軸Ｆの回転方向Ｗと平行な対称線Ｙと既定の角度（θ）をなす長手方向に沿って延びている。

【0056】

角度（θ）は、９０°以下の鋭角を有し、その値は、必要によって変更され、本実施例では、４５°を有する。

【0057】

複数個のスロット４１は、対称線Ｙに沿って既定の間隔ほど互いに離隔された状態で配置されている。

【0058】

結局、中間トップフォイル４０は、スロット４１によって、図４に図示されたようにヘリンボーンパターン（ｈｅｒｒｉｎｇｂｏｎｅ ｐａｔｔｅｒｎ）を有することになる。

【0059】

ここで、ヘリンボーン（ｈｅｒｒｉｎｇｂｏｎｅ）は、本来「ニシンの骨」という意味を有する単語であって、ヘリンボーンパターン（ｈｅｒｒｉｎｇｂｏｎｅ ｐａｔｔｅｒｎ）は、魚の骨状あるいは矢はずのような形状をいくつか組み合わせたパターンやそのような形状を意味する。

【0060】

中間トップフォイル４０は、ワイヤーカット工法、パンチング工法、またはウォータージェット（ｗａｔｅｒ ｊｅｔ）工法で加工することができる。

【0061】

本実施例において、中間トップフォイル４０は、厚さが０．２ｍｍ以下に形成されている。

【0062】

一方、図８には、多様な形態のヘリンボーンパターン（ｈｅｒｒｉｎｇｂｏｎｅ ｐａｔｔｅｒｎ）を有する中間トップフォイル４０ａ～４０ｅが羅列されている。

【0063】

中間トップフォイル４０ａ、４０ｂは、スロット４１の末端部が閉鎖されている形態であり、中間トップフォイル４０ｃ、４０ｄ、４０ｅは、スロット４１の末端部が開放されている形態である。

【0064】

特に、中間トップフォイル４０ｃは、特定の部分でスロット４１の幅ｄが他のスロット４１の幅ｄよりさらに細くなり、特定の部分でスロット４１間の間隔が、他のスロット４１間の間隔よりさらに細くなる形態を有する。

【0065】

一般にジャーナルフォイル空気軸受１００は、回転軸Ｆが回転する状態において、図１２に図示されたように回転軸Ｆと上部トップフォイル３０との距離が各位置で異なる。すなわち、回転軸Ｆの下端部は、上部トップフォイル３０との距離が非常に近く、回転軸Ｆの上端部は、上部トップフォイル３０との距離が非常に遠い。

【0066】

したがって、中間トップフォイル４０ｃを使用するようになれば、回転軸Ｆと上部トップフォイル３０の距離が比較的近くの位置、すなわち、図８の中間トップフォイル４０ｃの中間部において、スロット４１の幅ｄとスロット４１との間隔を他の部位よりさらに稠密に形成させうる。これにより、回転軸Ｆの下端部での空気流入流動Ｕを増加させることで、潤滑効果を相対的にさらに増加させうる。

【0067】

本実施例では、中間トップフォイル４０は、図８に図示された中間トップフォイル４０ｄと類似した形態を有する。

【0068】

スロット４１は、図４に図示されたように中間トップフォイル４０の全長にわたる領域に形成され、図８の中間トップフォイル４０ｃ、４０ｄのように一部の長さにわたる領域のみにも形成される。

【0069】

下部トップフォイル５０は、上部トップフォイル３０と同様に、中心線Ｃに沿って既定の長さほど延びている円形パイプ部材であって、内部には、中心線Ｃを円の中心とする中空Ｈが形成されている。

【0070】

下部トップフォイル５０は、バンプフォイル２０の中空Ｈに収容された状態で、中間トップフォイル４０を取り囲むように配置される。

【0071】

下部トップフォイル５０の左端部は、結合部６０に結合されるように、図３に図示されたように、Ｌ字状に折り曲げられて上方に突出するように形成されている。

【0072】

下部トップフォイル５０の右端部は、図３に図示されたように、運動自在な自由端（ｆｒｅｅ ｅｎｄ）である。

【0073】

下部トップフォイル５０の厚さは、中間トップフォイル４０の厚さよりさらに大きな値を有することが望ましい。これは、下部トップフォイル５０は、中間トップフォイル４０を支持する役割を遂行するからである。

【0074】

本実施例において中間トップフォイル４０の下面と下部トップフォイル５０の上面は、溶接などによって結合されておらず、互いに分離可能な状態に単純に積層されている。

【0075】

したがって、図６に図示されたジャーナルフォイル空気軸受１００の展開図では、上部トップフォイル３０の下に中間トップフォイル４０が配置され、中間トップフォイル４０の下に下部トップフォイル５０が配置され、下部トップフォイル５０の下にバンプフォイル２０が配置され、バンプフォイル２０の下にベースフォイル１０が配置される積層構造が形成される。

【0076】

ベースフォイル１０とバンプフォイル２０とトップフォイル３０、４０、５０は、同じ材質の金属薄板によって製造され、それぞれの厚さは、互いに異なってもいる。

【0077】

本実施例において、トップフォイル３０、４０、５０とバンプフォイル２０及びベースフォイル１０は、エッチングまたは溶接工程を使用せず、プレス加工によって自動的に切開及び折り曲げられることで量産可能な形状を備えている。

【0078】

結合部６０は、図３に図示されたように、複数個のトップフォイル３０、４０、５０の一端部と、バンプフォイル２０の一端部と、ベースフォイル１０の両端部を互いに結合させるための部分である。

【0079】

結合部６０は、詳細に図示していないが、図３に図示されたように、ベースフォイル１０の両端部と、バンプフォイル２０と、トップフォイル３０、４０、５０の一端部に形成された結合孔（図示せず）と、その結合孔（図示せず）を貫通して固定される結合部材（図示せず）を含む。

【0080】

本実施例において結合部材（図示せず）は、「コ」状の薄板部材であって、結合孔（図示せず）に挿入された後、両端部が折り曲げられて塑性変形されることで、トップフォイル３０、４０、５０と、バンプフォイル２０と、ベースフォイル１０を互いに固定させる部材である。

【0081】

以下、上述した構成のジャーナルフォイル空気軸受１００の作動原理の一例を説明する。

【0082】

まず、回転軸Ｆが回転を開始すれば、回転軸Ｆの回転によって発生する空気圧によって、図６に図示されたように、上部トップフォイル３０の一部領域が下方に凹状に変形されることで、図５に図示されたように、複数個の空気誘導溝Ｍを有するヘリンボーンパターン（ｈｅｒｒｉｎｇｂｏｎｅ ｐａｔｔｅｒｎ）が上部トップフォイル３０の上面に形成される。

【0083】

このように空気誘導溝Ｍが形成されれば、図７に図示されたように、上部トップフォイル３０の上面には、上部トップフォイル３０の両側面から中央部にある対称線Ｙに向かって斜めに流入される空気流入流動Ｕが発生し、図１４に図示されたような軸受両側面の圧力漏れを防止するヘリンボーン効果（ｈｅｒｒｉｎｇｂｏｎｅ ｅｆｆｅｃｔ）が発生する。

【0084】

上述した構成のジャーナルフォイル空気軸受１００は、中心線Ｃを中心に既定の回転方向に回転する回転部Ｆの荷重を支持するためのフォイル空気軸受であって、回転部Ｆの表面と対向するように配置される上部トップフォイル３０；上部トップフォイル３０の下方に配置される中間トップフォイル４０；中間トップフォイル４０の下方に配置される下部トップフォイル５０；弾性変形可能な部材であって、下部トップフォイル５０の下方に配置されるバンプフォイル２０；中間トップフォイル４０の上面から下面まで貫通されている孔であって、回転部Ｆの回転方向Ｗと既定の角度（θ）をなす長手方向に沿って延びている複数個のスロット４１；を備え、上部トップフォイル３０は、回転部Ｆの回転によって発生する空気圧によって、スロット４１に対応する位置で下方に凹状に変形されることで、ヘリンボーンパターンが形成されるので、エッチングまたは溶接工程を使用せず、プレス加工によってスロット４１を形成可能であるところ、設計要求条件を満たすヘリンボーンパターン（ｈｅｒｒｉｎｇｂｏｎｅ ｐａｔｔｅｒｎ）を形成しやすく、全体的な製造コストを減少させうる長所がある。

【0085】

そして、ジャーナルフォイル空気軸受１００は、複数個のスロット４１が、既定の間隔ほど互いに離隔された状態で配置されており、回転方向Ｗと平行な仮想の対称線Ｙを中心に対称的に配置されているので、軸受の両側縁部での圧力漏れを減少させ、軸受の荷重支持力及び性能を増加させうる長所がある。

【0086】

また、ジャーナルフォイル空気軸受１００は、トップフォイル３０、４０、５０とバンプフォイル２０は、エッチングまたは溶接工程を使用せず、プレス加工によって自動的に切開及び折り曲げられることで、量産可能な形状を備えるので、全体的な製造コスト及び製造時間を減少させうる長所がある。

【0087】

そして、ジャーナルフォイル空気軸受１００は、中間トップフォイル４０の下面と下部トップフォイル５０の上面は、互いに分離可能な状態で積層されているので、有底溝（ｇｒｏｏｖｅ）を備えた従来のジャーナルフォイル空気軸受とは異なり、長期間使用後、中間トップフォイル４０のみを修理するか、交換可能であるという長所がある。

【0088】

また、ジャーナルフォイル空気軸受１００は、複数個のトップフォイル３０、４０、５０の一端部と、バンプフォイル２０の一端部と、ベースフォイル１０の両端部とを互いに結合させる結合部６０を含むので、「モジュール化」（ｍｏｄｕｌａｒｉｚｉｎｇ）された軸受として設けられることができ、軸受ハウジングに簡便に挿着可能な長所がある。

【0089】

本実施例では、結合部６０が、「コ」状の薄板部材である結合部材（図示せず）と、ベースフォイル１０の両端部とバンプフォイル２０とトップフォイル３０、４０、５０の一端部に形成された結合孔（図示せず）を含んでいるが、任意の結合装置を含むこともできるということは言うまでもない。

【0090】

一方、図９には、本発明の他の実施例であるスラストフォイル空気軸受２００が図示されている。スラストフォイル空気軸受２００は、図１５に図示されたように中心線Ｃに沿って回転する回転部が円形の回転板Ｒの形態に設けられるスラストフォイル空気軸受であって、ベースフォイル２１０、バンプフォイル２２０、上部トップフォイル２３０、中間トップフォイル２４０、及び下部トップフォイル２５０を含んで構成される。

【0091】

スラストフォイル空気軸受２００、及びジャーナルフォイル空気軸受１００の構成、及び効果は、ほぼ同一であるので、以下では、両者間の相違点のみを説明する。

【0092】

スラストフォイル空気軸受２００は、フォイル２１０、２２０、２３０、２４０、２５０が中空を有する円板状に設けられているという点で、ジャーナルフォイル空気軸受１００と異なる。

【0093】

また、スラストフォイル空気軸受２００は、中間トップフォイル２４０が円板状からなり、スロット４１は、中心線Ｃを円の中心とする仮想の丸（Ｙ）に沿って羅列されている点で、ジャーナルフォイル空気軸受１００と異なる。

【0094】

しかし、図１１に図示されたようにスラストフォイル空気軸受２００の断面構造は、図６に図示されたジャーナルフォイル空気軸受１００の断面構造とほぼ同一である。

【0095】

したがって、スラストフォイル空気軸受２００は、上部トップフォイル２３０は、回転板Ｒの回転によって発生する空気圧によって、図１１に図示されたように、スロット４１に対応する位置で下方に凹状に変形されることで、複数個の空気誘導溝Ｍを有するヘリンボーンパターン（ｈｅｒｒｉｎｇｂｏｎｅ ｐａｔｔｅｒｎ）が形成されうる。

【0096】

以上、本発明を説明したが、本発明の技術的範囲が上述した実施例に記載された内容に限定されるものではなく、当該技術分野の通常の知識を有する者によって修正または変更された等価の構成が、本発明の技術的思想の範囲を外れるものではないということは明白である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】