特表 2024-522591 トップフォイルの離脱を防止するジャーナルフォイル空気軸受

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-06-21

(54)【発明の名称】トップフォイルの離脱を防止するジャーナルフォイル空気軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 27/02 20060101AFI20240614BHJP

【ＦＩ】

F16C27/02 A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023575547

(86)(22)【出願日】2022-06-16

(85)【翻訳文提出日】2023-12-07

(86)【国際出願番号】 KR2022008572

(87)【国際公開番号】W WO2022265440

(87)【国際公開日】2022-12-22

(31)【優先権主張番号】10-2021-0078943

(32)【優先日】2021-06-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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

【テーマコード（参考）】

3J012

【Ｆターム（参考）】

3J012AB20

3J012BB01

3J012DB05

3J012EB10

3J012HB01

(57)【要約】

本発明は、ジャーナルフォイル空気軸受に係り、中心線を中心に回転する回転軸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であって、回転軸の外周面と対面するように配置され、回転軸を取り囲むように配置されている第１トップフォイル；第１トップフォイルを取り囲むように配置されている第２トップフォイル；弾性変形可能な部材であって、第２トップフォイルを取り囲むように配置されているバンプフォイル；バンプフォイルを取り囲むように配置されているベースフォイル；第１トップフォイルに少なくとも１つが設けられており、第１トップフォイルが回転軸の長手方向に沿って離脱しないように拘束する離脱防止部；を含み、離脱防止部は、第２トップフォイルに向かって予め定められた長さ突出しており、第２トップフォイルによって回転軸の長手方向に変位しないように拘束されることを特徴とする。本発明によれば、作動中に第１トップフォイルが回転軸の長手方向に押し出されず、軸受の性能が減少せず、押し出された第１トップフォイルが他の部品と接触して深刻な２次損傷を引き起こさない効果がある。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

中心線を中心に回転する回転軸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であって、
前記回転軸の外周面と対面するように配置され、前記回転軸を取り囲むように配置されている第１トップフォイルと、
前記第１トップフォイルを取り囲むように配置されている第２トップフォイルと、
弾性変形可能な部材であって、前記第２トップフォイルを取り囲むように配置されているバンプフォイルと、
前記バンプフォイルを取り囲むように配置されているベースフォイルと、
前記第１トップフォイルに少なくとも１つが設けられており、前記第１トップフォイルが前記回転軸の長手方向に沿って離脱しないように拘束する離脱防止部と、を含み、
前記離脱防止部は、前記第２トップフォイルに向かって予め定められた長さ突出しており、前記第２トップフォイルによって前記回転軸の長手方向に変位しないように拘束されることを特徴とするジャーナルフォイル空気軸受。

【請求項2】

前記第１トップフォイルは、プレス加工された長方形金属薄板を前記中心線を中心に丸く巻いてＣ字状断面のパイプ形態に形成され、
前記離脱防止部は、予め定められた形状にプレス加工された前記長方形金属薄板の突出した一部を折り曲げて形成されることを特徴とする請求項１に記載のジャーナルフォイル空気軸受。

【請求項3】

前記離脱防止部は、前記第１トップフォイルの中空両端部にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１に記載のジャーナルフォイル空気軸受。

【請求項4】

前記離脱防止部は、複数個設けられ、前記第１トップフォイルの円周方向に沿って予め定められた間隔で互いに離隔されていることを特徴とする請求項１に記載のジャーナルフォイル空気軸受。

【請求項5】

前記離脱防止部は、前記第２トップフォイルに向かって予め定められた長さ突出しており、前記ベースフォイルの外周面よりさらに長く突出していないことを特徴とする請求項１に記載のジャーナルフォイル空気軸受。

【請求項6】

前記離脱防止部は、前記ベースフォイル及び前記バンプフォイルと接触しないことを特徴とする請求項１に記載のジャーナルフォイル空気軸受。

【請求項7】

前記第２トップフォイルに設けられており、前記離脱防止部と脱着自在に結合される離脱防止部結合孔を含むことを特徴とする請求項１に記載のジャーナルフォイル空気軸受。

【請求項8】

前記離脱防止部結合孔は、前記第２トップフォイルの一端部中央に設けられていることを特徴とする請求項７に記載のジャーナルフォイル空気軸受。

【請求項9】

前記離脱防止部結合孔は、前記第２トップフォイルの中空両端部にそれぞれ設けられており、一側が開口されていることを特徴とする請求項７に記載のジャーナルフォイル空気軸受。

【請求項10】

前記トップフォイルの一端部、前記バンプフォイルの一端部、前記ベースフォイルの一端部、及び前記ベースフォイルの他端部を互いに結合させる結合手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のジャーナルフォイル空気軸受。

【請求項11】

前記第１トップフォイル、前記第２トップフォイル、前記バンプフォイル及び前記ベースフォイルのうちの少なくとも１つは、プレス加工によって量産可能な形状を備えることを特徴とする請求項１に記載のジャーナルフォイル空気軸受。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ジャーナルフォイル空気軸受に係り、作動中にトップフォイルが回転軸の長手方向に押し出されず、軸受の性能低下及び損傷が発生しないジャーナルフォイル空気軸受に関する。

【背景技術】

【0002】

空気軸受（air bearing）は、回転軸と軸受との間で圧縮された空気の圧力で回転軸を浮上させて荷重を支持する軸受である。

【0003】

そ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、停止面に出合って気体が圧縮されれば、移動面と停止面との間に閉じ込まれた空気の圧力が上昇しながら移動面を持ち上げる原理を利用する。

【0004】

空気軸受には、回転軸の長手方向に沿って加えられる荷重を支持するためのトラスト空気軸受（thrust air bearing）と、回転軸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であって、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い素材のフォイル（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１７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、予め定められた回転方向Ｗに回転する回転軸Ｆの外周面と対面するように配置され、回転軸Ｆを取り囲むトップフォイル２と、弾性変形可能な波状部材としてトップフォイル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との一端部は、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】

しかし、従来のジャーナルフォイル空気軸受１は、比較的部品点数が減少するので、軸受ハウジングＳの寸法管理側面でさらに有利であるが、軸受を軸受ハウジングＳに取り付けるか、分解する作業が非常に不便であり、作業現場で軸受の部品２、３を保管し、管理することが非常に困難であるという問題点がある。

【0008】

そして、従来のジャーナルフォイル空気軸受１は、バンプフォイル３が軸受ハウジングＳの内周面に直接取り付けられるので、軸受ハウジングＳの内周面は、形状寸法以外にも、一定の粗度（roughness）を有するように加工されねばならないので、軸受ハウジングＳの内周面には、研削加工やコーティングなどの特殊工程が追加的に遂行されなければならないので、全体として製品コストが上昇する問題点もある。

【0009】

一方、従来のジャーナルフォイル空気軸受１では、トップフォイル２とバンプフォイル３とを軸受ハウジングＳの内面に溶接によって固定しており、溶接以外にもキー（Key）を用いた固定、ボルトとピン（pin）とを利用した固定など非常に多様な方法が使用されているが、そのような方法は、技術的な不確実性と組立て／分解作業の困難、製品コスト上昇などの問題点がある。

【0010】

上述した問題点を解消するために、韓国特許登録公報（登録番号１０－１５５８４９０、登録日：２０１５年１０月１日）では、ベースフォイルとバンプフォイル及びトップフォイルとを結合手段によって結合させることで、１つの塊に先にモジュール化された後、取り付けられるジャーナルフォイル空気軸受を開示している。

【0011】

しかし、従来のジャーナルフォイル空気軸受１及び韓国特許登録公報（登録番号１０－１５５８４９０）のジャーナルフォイル空気軸受は、頻繁な始動／停止、外部の振動及び衝撃などによって、作動中にトップフォイルまたはバンプフォイルの固定されていない一端部（自由端）が回転軸方向に押し出される問題点がある。そのような場合には、軸受の性能が低下するだけではなく、押し出されたバンプフォイル及びトップフォイルが他の部品と接触して摩耗されることで、深刻な２次損傷をもたらすという問題点がある。

【0012】

そのような問題点を解消するために、軸受を組立てた後、円環状の離脱防止用リング（ring）を軸受の側面に組立てて、トップフォイルまたはバンプフォイルの固定されていない一端部（自由端）が回転軸方向に押し出されないようにしたが、そのような方法は、全体としての組立て時間を増加させる問題点がある。

【0013】

また、従来の離脱防止用リング（ring）を使用する場合には、離脱防止用リングの内周面と回転軸との物理的接触を防止するために、離脱防止用リングの内周面と回転軸との間隔を十分に確保しなければならない問題点があるが、そのような問題点によって、バンプフォイルの離脱を防止する効果は、ある程度確保することができるが、回転軸の表面に非常に近接配置されたトップフォイルの離脱は防止することができない問題点もある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

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、作動中にトップフォイルが回転軸の長手方向に押し出されず、軸受の性能低下及び損傷が発生しないように構造が改善されたジャーナル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】

【0015】

上記の目的を達成するために本発明によるジャーナルフォイル空気軸受は、中心線を中心に回転する回転軸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であって、回転軸の外周面と対面するように配置され、回転軸を取り囲むように配置されている第１トップフォイル；第１トップフォイルを取り囲むように配置されている第２トップフォイル；弾性変形可能な部材であって、第２トップフォイルを取り囲むように配置されているバンプフォイル；バンプフォイルを取り囲むように配置されているベースフォイル；第１トップフォイルに少なくとも１つが設けられており、第１トップフォイルが回転軸の長手方向に沿って離脱しないように拘束する離脱防止部；を含み、離脱防止部は、第２トップフォイルに向かって予め定められた長さ突出しており、第２トップフォイルによって回転軸の長手方向に変位しないように拘束されることを特徴とする。

【0016】

ここで、第１トップフォイルは、プレス加工された長方形金属薄板を中心線を中心に丸く巻いてＣ字状断面のパイプ形態に形成され、離脱防止部は、予め定められた形状にプレス加工された金属薄板の突出した一部を折り曲げて形成されることが望ましい。

【0017】

ここで、離脱防止部は、第１トップフォイルの中空両端部にそれぞれ設けられていることが望ましい。

【0018】

ここで、離脱防止部は、複数個設けられ、第１トップフォイルの円周方向に沿って予め定められた間隔で互いに離隔されてもいる。

【0019】

ここで、離脱防止部は、第２トップフォイルに向かって予め定められた長さ突出しており、ベースフォイルの外周面よりさらに長く突出していないことが望ましい。

【0020】

ここで、離脱防止部は、ベースフォイル及びバンプフォイルと接触しないことが望ましい。

【0021】

ここで、第２トップフォイルに設けられており、離脱防止部と脱着自在に結合される離脱防止部結合孔を含んでもよい。

【0022】

ここで、離脱防止部結合孔は、第２トップフォイルの一端部中央に設けられてもいる。

【0023】

ここで、離脱防止部結合孔は、第２トップフォイルの中空両端部にそれぞれ設けられており、一側が開口されてもいる。

【0024】

ここで、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一端部及びベースフォイルの他端部を互いに結合させる結合手段を備えることが望ましい。

【0025】

ここで、第１トップフォイル、第２トップフォイル、バンプフォイル及びベースフォイルのうちの少なくとも１つは、プレス加工によって量産可能な形状を備えることが望ましい。

【発明の効果】

【0026】

本発明によれば、中心線を中心に回転する回転軸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であって、回転軸の外周面と対面するように配置され、回転軸を取り囲むように配置されている第１トップフォイル；第１トップフォイルを取り囲むように配置されている第２トップフォイル；弾性変形可能な部材であって、第２トップフォイルを取り囲むように配置されているバンプフォイル；バンプフォイルを取り囲むように配置されているベースフォイル；第１トップフォイルに少なくとも１つが設けられており、第１トップフォイルが回転軸の長手方向に沿って離脱しないように拘束する離脱防止部；を含み、離脱防止部が、第２トップフォイルに向かって予め定められた長さ突出しており、第２トップフォイルによって回転軸の長手方向に変位しないように拘束されるので、作動中に第１トップフォイルが回転軸の長手方向に押し出されず、軸受の性能が減少せず、押し出された第１トップフォイルが他の部品と接触して深刻な２次損傷を招かない効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【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斜視図である。

【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離斜視図である。

【図3】図１に図示されたジャーナルフォイル空気軸受の正面図である。

【図4】図３に図示されたジャーナルフォイル空気軸受の「ＩＶ」部分の拡大図である。

【図5】図３に図示されたジャーナルフォイル空気軸受の「Ｖ」部分の拡大図である。

【図6】図２に図示されたベースフォイルの部分拡大図である。

【図7】図２に図示された第２トップフォイルと第１トップフォイルが結合された状態を示す図面である。

【図8】図２に図示された第１トップフォイルの部分拡大図である。

【図9】本発明の第２実施例である第２トップフォイルと第１トップフォイルとが結合された状態を示す図面である。

【図10】図９に図示された第１トップフォイルの部分拡大図である。

【図11】図９に図示された第２トップフォイルの部分拡大図である。

【図12】本発明の第３実施例である第２トップフォイルと第１トップフォイルとが結合された状態を示す図面である。

【図13】図１２に図示された第１トップフォイルの部分拡大図である。

【図14】図１２に図示された第２トップフォイルの部分拡大図である。

【図15】図２に図示された結合部材を示す図面である。

【図16】図１に図示されたジャーナルフォイル空気軸受が軸受ハウジングに取り付けられて使用される状態を示す図面である。

【図17】従来のジャーナルフォイル空気軸受を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、添付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。

【0029】

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斜視図であり、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離斜視図である。図３は、図１に図示されたジャーナルフォイル空気軸受の正面図である。

【0030】

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、中心線Ｃを中心に回転する回転軸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と、バンプフォイル２０と、トップフォイル３０、４０、５０と、結合手段を含んで構成される。

【0031】

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部材であって、ベースフォイル本体１１、挿入部１２、収容部１３、組立て方向識別溝１４、及び離脱防止部１５を含んでいる。

【0032】

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金属薄板を、中心線Ｃを中心に丸く巻いてＣ字状断面のパイプ形態に形成される。

【0033】

ベースフォイル本体１１は、中心線Ｃに沿って予め定められた長さ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。

【0034】

ベースフォイル本体１１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、ベースフォイル本体１１の中空Ｈにバンプフォイル２０が収容される。

【0035】

挿入部１２は、図４に図示されたようにベースフォイル本体１１の左端部に形成されている部分であって、本実施例では、後述する収容部１３に収容されるようにベースフォイル本体１１の左端部がＬ字状に折り曲げられて上方に突設されている。

【0036】

挿入部１２には、図４に図示されたように予め定められた間隔で中心線Ｃに沿って離隔されている４個の結合孔１２１が形成されている。

【0037】

収容部１３は、図２に図示されたようにベースフォイル本体１１の右端部に形成されている部分であって、水平部１３１、垂直部１３２、結合孔１３３、及び収容空間１３４を含む。

【0038】

水平部１３１は、図４に図示されたようにベースフォイル本体１１の右端部が「∩」状に折り曲げられて形成される部分において、上端部に水平に位置する長方形部分である。

【0039】

垂直部１３２は、図４に図示されたように水平部１３１の両端部から下方に垂直に延びている部分であって、一対が設けられて予め定められた間隔で互いに離隔されている。

【0040】

結合孔１３３は、図２に図示されたように一対の垂直部１３２にそれぞれ４個ずつ形成された孔であって、予め定められた間隔で中心線Ｃに沿って離隔されている。

【0041】

結合孔１３３は、挿入部１２に形成された結合孔１２１と対応する位置に形成されている。

【0042】

収容空間１３４は、図４に図示されたようにベースフォイル本体１１の右端部が「∩」状に折り曲げられて形成されることで、下側に設けられる空間であって、中心線Ｃに向かって下方に開口されている。

【0043】

収容空間１３４は、トップフォイル３０、４０、５０の挿入部３２、４２、５２とバンプフォイル２０の挿入部２２及びベースフォイル１０の挿入部１２を収容するための空間である。

【0044】

本実施例において収容部１３は、図１６に図示されたように軸受ハウジングＳの内周面に形成されたハウジング溝Ｐに挿入されるように、ベースフォイル本体１１の外周面から半径方向に突出している。

【0045】

組立て方向識別溝１４は、図１に図示されたようにベースフォイル１０の前端部に形成された「Ｌ」字状溝であって、軸受の組立時、または軸受装着時に、作業者の組立て及び取り付けのミスを防止するための溝である。

【0046】

離脱防止部１５は、ベースフォイル１０の中空Ｈに収容されたバンプフォイル２０が回転軸Ｆの長手方向Ｃに沿って離脱しないように拘束するストッパであって、ベースフォイル１０の中空Ｈ両端部のうち、少なくとも１つに設けられている。

【0047】

本実施例において離脱防止部１５は、図２に図示されたようにベースフォイル１０の中空Ｈの一端部に２個、ベースフォイル１０の中空Ｈの他端部に２個がそれぞれ設けられている。

【0048】

ここで、ベースフォイル１０の中空Ｈ一端部にある２個の離脱防止部１５は、ベースフォイル１０の円周方向に沿って１８０°間隔で互いに離隔されている。

【0049】

本実施例において、ベースフォイル１０の中空Ｈの一端部に設けられた離脱防止部１５とベースフォイル１０の中空Ｈの他端部に設けられた離脱防止部１５は、互いに隣接する位置に配置されている。

【0050】

ここで、互いに隣接する一対の離脱防止部１５の間の長手方向Ｃ離隔距離は、バンプフォイル２０の幅と予め定められた公差内で同じ値を有する。

【0051】

離脱防止部１５は、図５に図示されたように回転軸Ｆに向かって予め定められた長さＨ１突出しており、末端部１５１が回転軸Ｆの表面に接触しないように設けられている。

【0052】

本実施例において離脱防止部１５は、図５に図示されたように回転軸Ｆの外周面と直接対面する第１トップフォイル５０の表面よりさらに長く突出していない。

【0053】

本実施例において離脱防止部１５の末端部１５１は、図５に図示されたように直線的に形成されておらず、中心線Ｃを円の中心とする円形からなっている。

【0054】

本実施例において離脱防止部１５は、ベースフォイル本体１１を形成するためのプレス加工時にほぼ長方形に突出した一部を形成した後、その突出した一部を９０°折り曲げて形成される。

【0055】

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って、バンプフォイル本体２１と、挿入部２２と、結合孔２３と、組立て方向識別溝２４を含んでいる。

【0056】

バンプフォイル本体２１は、中心線Ｃに沿って予め定められた長さ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。

【0057】

本実施例においてバンプフォイル本体２１は、プレス加工された長方形金属薄板を、中心線Ｃを中心に丸く巻いてＣ字状断面のパイプ形態に形成される。

【0058】

バンプフォイル本体２１は、ベースフォイル１０の中空Ｈに収容された状態で、トップフォイル３０、４０、５０を取り囲むように配置される。

【0059】

バンプフォイル本体２１は、中心線Ｃの半径方向に弾性変形が可能になるように、多数の山と谷とが交互に連結された波（wave）形状の部分を含んでいる。

【0060】

挿入部２２は、図２及び図４に図示されたようにバンプフォイル本体２１の右端部に形成されている部分であって、本実施例では、後述する収容部１３に収容されるようにバンプフォイル本体２１の右端部がＬ字状に折り曲げられて上方に突設されている。

【0061】

以下、バンプフォイル２０の挿入部２２と後述するトップフォイル３０、４０、５０の挿入部３２、４２、５２が形成されている部分を「ルート部」と表現する。

【0062】

結合孔２３は、図２に図示されたように予め定められた間隔で中心線Ｃに沿って離隔されている一対の孔であって、挿入部２２に形成されている。

【0063】

組立て方向の識別溝２４は、図１に図示されたようにバンプフォイル２０の前端部に形成された「Ｌ」字状溝であって、軸受の組立時または軸受装着時、作業者の組立て及び装着ミスを防止するための溝である。

【0064】

組立て方向識別溝２４は、組立て方向識別溝１４と対応する位置に同じ形状からなっている。

【0065】

バンプフォイル本体２１の左端部は、図２に図示されたように自由に運動することができる自由端（free end）である。

【0066】

本実施例においてバンプフォイル２０は、２個設けられており、図４に図示されたように互いに重畳して配置されている。

【0067】

トップフォイル３０、４０、５０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、回転軸Ｆの外周面と対面する位置に配置される部材である。

【0068】

本実施例においてトップフォイル３０、４０、５０は、第３トップフォイル３０、第２トップフォイル４０、及び第１トップフォイル５０を含んでいる。

【0069】

第３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、第２トップフォイル４０の外周面と対面するように配置され、トップフォイル本体３１、挿入部３２、結合孔３３、及び組立て方向識別溝３４を含んでいる。

【0070】

ベースフォイル１０、バンプフォイル２０、及びトップフォイル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。

【0071】

トップフォイル本体３１は、中心線Ｃに沿って予め定められた長さ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。

【0072】

本実施例においてトップフォイル本体３１は、プレス加工された長方形金属薄板を中心線Ｃを中心に丸く巻いてＣ字状断面のパイプ形態に形成される。

【0073】

トップフォイル本体３１は、バンプフォイル２０の中空Ｈに収容された状態で、第２トップフォイル４０を取り囲むように配置される。

【0074】

挿入部３２は、図４に図示されたようにトップフォイル本体３１の左端部に形成されている部分であって、本実施例では、後述する収容部１３に収容されるようにトップフォイル本体３１の左端部がＬ字状に折り曲げられて上方に突設されている。

【0075】

結合孔３３は、図２に図示されたように予め定められた間隔で中心線Ｃに沿って離隔されている４個の孔であって、挿入部３２に形成されている。

【0076】

組立て方向識別溝３４は、図１に図示されたように第３トップフォイル３０の前端部に形成された「Ｌ」字状溝であって、軸受の組立時または軸受装着時に、作業者の組立て及び装着ミスを防止するための溝である。

【0077】

組立て方向識別溝３４は、組立て方向識別溝１４、２４と対応する位置に同じ形状からなっている。

【0078】

トップフォイル本体３１の右端部は、図２に図示されたように自由に運動することができる自由端（free end）である。

【0079】

第２トップフォイル４０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、第１トップフォイル５０と第３トップフォイル３０との間に配置される部材である。

【0080】

第２トップフォイル４０は、トップフォイル本体４１、挿入部４２、結合孔４３、組立て方向識別溝４４、及び離脱防止部結合孔４５を含む。

【0081】

第２トップフォイル４０は、上述した第３トップフォイル３０とほとんどの構成が同一であるか、対応するので、以下では、両者の違いについてのみ説明する。

【0082】

第２トップフォイル４０は、図２に図示されたように挿入部４２がトップフォイル本体４１の右端部に形成されている。

【0083】

そして、第２トップフォイル４０は、第３トップフォイル３０と異なって、トップフォイル本体４１が比較的短い長さを有するので、自由端（free end）の位置が挿入部４２の反対側に位置する。

【0084】

第１トップフォイル５０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、回転軸Ｆと第２トップフォイル４０との間に位置することで、回転軸Ｆの外周面と直接対面している。

【0085】

第１トップフォイル５０は、トップフォイル本体５１、挿入部５２、結合孔５３、組立て方向識別溝５４、及び離脱防止部５５を含む。

【0086】

第１トップフォイル５０は、回転軸Ｆの外周面と対面する表面に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ；polytetrafluoroethylene）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、いわゆる、テフロン（Teflon）（登録商標）とも称される。

【0087】

第１トップフォイル５０は、上述した第３トップフォイル３０とほとんどの構成が同一であるか、対応するので、以下では、両者の違いについてのみ説明する。

【0088】

離脱防止部５５は、第１トップフォイル５０が回転軸Ｆの長手方向に沿って離脱しないように拘束するストッパであって、第１トップフォイル５０に少なくとも１つが設けられている。

【0089】

離脱防止部５５は、図２に図示されたように第１トップフォイル５０の中空Ｈ両端部にそれぞれ設けられている。

【0090】

本実施例では、離脱防止部５５が第１トップフォイル５０の中空Ｈ両端部にそれぞれ１個ずつ設けられている。

【0091】

本実施例において離脱防止部５５は、図２に図示されたように離脱防止効果を極大化させるために、トップフォイル本体５１の自由端（free end）末端部の両側面にそれぞれ設けられている。

【0092】

本実施例において離脱防止部５５は、図４に図示されたように第２トップフォイル４０に向かって予め定められたＨ２突出しており、第２トップフォイル４０のルート部側面に拘束されることで、回転軸Ｆの長手方向Ｃに変位しない構造を有する。

【0093】

本実施例において離脱防止部５５は、トップフォイル本体５１を形成するためのプレス加工時にほぼ長方形に突出した一部を形成した後、その突出した一部を９０°に折り曲げて形成される。

【0094】

本実施例において離脱防止部５５は、図４に図示されたようにベースフォイル１０の外周面よりさらに長く突出しておらず、ベースフォイル１０及びバンプフォイル２０と接触しない位置と形状を有する。

【0095】

ここで、一対の離脱防止部５５の間の長手方向Ｃの離隔距離は、第２トップフォイル４０の幅と予め定められた公差以内で同じ値を有する。

【0096】

結合手段は、ベースフォイル１０の収容部１３に収容されたトップフォイル３０、４０、５０の挿入部３２、４２、５２とバンプフォイル２０の挿入部２２及びベースフォイル１０の挿入部１２を、ベースフォイル１０の収容部１３に結合するための手段である。

【0097】

本実施例において結合手段は、結合孔１２１、１３３、２３、３３、４３、５３と、結合部材６０を含む。

【0098】

結合孔１２１、１３３、２３、３３、４３、５３は、既に説明したので、それについての説明は省略する。

【0099】

結合部材６０は、図１５に図示されたようにコ字状の薄板部材であって、結合孔１２１、１３３、２３、３３、４３、５３に挿入され、トップフォイル３０、４０、５０、バンプフォイル２０、及びベースフォイル１０を互いに固定させる部材である。該結合部材６０は、本体部６１、貫通部６２、及び折曲部６３を含む。

【0100】

本体部６１は、長く延びた帯状の部分であって、中心線Ｃに沿って垂直部１３２の外面に配置される。

【0101】

貫通部６２は、結合孔１２１、１３３、２３、３３、４３、５３に挿入される部分であって、本体部６１の両端にそれぞれ配置されている。

【0102】

本実施例において貫通部６２は、本体部６１から「Ｌ」字状に折り曲げられて形成される水平部である。

【0103】

折曲部６３は、貫通部６２が図４に図示されたように一対の結合孔１３３に挿入された後、貫通部６２の末端部が図４及び図１５に図示されたように上方に折り曲げられて塑性変形されることで形成される垂直部である。

【0104】

折曲部６３が垂直部１３２の外面に密着されることで、結合部材６０が収容部１３から分離離脱されずに堅固に結合される。

【0105】

すなわち、最初には「―」状を有する貫通部６２が、垂直部１３２のうち１つの外面に本体部６１が密着されるように十分に挿入された後、突出した貫通部６２の末端部を上方に折り曲げて塑性変形させることで、折曲部６３が形成される。

【0106】

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、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、量産可能な形状を具備している。

【0107】

一方、図９には、本発明の第２実施例である第２トップフォイル４０ａと第３トップフォイル５０ａとの結合構造が図示されている。

【0108】

第１トップフォイル５０ａには、図１０に図示されたように離脱防止部５５が自由端（free end）の末端部中央に設けられている。

【0109】

第１トップフォイル５０ａの離脱防止部５５ａは、回転軸Ｆの長手方向に沿って延びており、第１トップフォイル５０ａの自由端（free end）の末端部の前面に配置されている。

【0110】

ここで、離脱防止部５５ａも、トップフォイル本体５１を形成するためのプレス加工時にほぼ長方形に突出した一部を形成した後、その突出した一部を９０°に折り曲げて形成される。

【0111】

第２トップフォイル４０ａのルート部には、図１１に図示されたように離脱防止部５５ａと脱着自在に結合される離脱防止部結合孔４５ａが対応する位置及び形状に設けられている。

【0112】

一方、図１２には、本発明の第３実施例である第２トップフォイル４０ｂと第３トップフォイル５０ｂの結合構造が図示されている。

【0113】

第１トップフォイル５０ｂには、図１３に図示されたように離脱防止部５５ｂが自由端（free end）の末端部の前面に一対が設けられている。

【0114】

離脱防止部５５ｂは、第１トップフォイル５０ｂの中空Ｈの両端部に互いに最大限離隔された状態で配置されている。

【0115】

第２トップフォイル４０ｂには、図１４に図示されたように離脱防止部５５ｂと脱着自在に結合される離脱防止部結合孔４５ｂが対応する位置及び形状に設けられている。

【0116】

本実施例において離脱防止部結合孔４５ｂは、外側の一端部が開口されることで、コ字状を有する。

【0117】

以下、上述した構成のジャーナルフォイル空気軸受１００を組立てて取り付ける方法の一例を説明する。

【0118】

まず、結合部材６０を装着していない状態で、ベースフォイル１０とバンプフォイル２０及びトップフォイル３０、４０、５０を図２に図示されたように組立てる。この際、図１６及び図４に図示されたように回転軸Ｆの外周面と対面するように第１トップフォイル５０を配置し、第１トップフォイル５０を取り囲むように第２トップフォイル４０を配置し、第２トップフォイル４０を取り囲むように第３トップフォイル３０を配置し、第３トップフォイル３０を取り囲むように２個のバンプフォイル２０を配置し、２個のバンプフォイル２０を取り囲むようにベースフォイル１０を配置する。

【0119】

このように図３に図示されたように、ベースフォイル１０とバンプフォイル２０及びトップフォイル３０、４０、５０を組立てれば、図４に図示されたように結合孔１２１、１３３、２３、３３、４３、５３は、一列に整列される。

【0120】

引き続き、図１５に図示されたような結合部材６０を結合孔１３３に挿入した後、末端部を折り曲げて折曲部６３を形成すれば、結合部材６０が収容部１３から分離離脱されず、堅固に結合されることで、ジャーナルフォイル空気軸受１００の組立てが完了する。

【0121】

ここで、図５に図示されたように離脱防止部１５は、ベースフォイル１０の中空Ｈに収容されたバンプフォイル２０が回転軸Ｆの長手方向Ｃに沿って両方向に離脱しないように、バンプフォイル２０の両側面を拘束する。

【0122】

また、図４に図示されたように離脱防止部５５によって、第１トップフォイル５０の自由端の末端部が回転軸Ｆの長手方向に沿って両方向に離脱しないように拘束される。

【0123】

最後に、このように「モジュール化」（modularizing）されたジャーナルフォイル空気軸受１００を、図１６に図示されたように内周面上端部にハウジング溝Ｐを備えた軸受ハウジングＳに挿入させれば、ジャーナルフォイル空気軸受１００の装着が完了する。この際、作業者は、組立て方向識別溝１４、２４、３４、４４、５４を利用して軸受の装着位置及び方向を正確に識別しながら、中心線Ｃに沿って押し入れる方式で簡単にジャーナルフォイル空気軸受１００を軸受ハウジングＳに装着させる。ここで、収容部１３は、ハウジング溝Ｐに収容される。

【0124】

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を中心に回転する回転軸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であって、回転軸Ｆの外周面と対面するように配置され、回転軸Ｆを取り囲むように配置されているトップフォイル３０、４０、５０；弾性変形可能な部材であって、トップフォイル３０、４０、５０を取り囲むように配置されているバンプフォイル２０；バンプフォイル２０を取り囲むように配置されており、中心線Ｃに沿って予め定められた長さ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が形成されているベースフォイル１０；ベースフォイル１０に少なくとも１つが設けられており、ベースフォイル１０の中空Ｈに収容されたバンプフォイル２０が回転軸Ｆの長手方向Ｃに沿って離脱しないように拘束する離脱防止部１５；を含み、離脱防止部１５は、回転軸Ｆに向かって予め定められた長さＨ１突出しており、末端部が回転軸Ｆの表面に接触しないように設けられているので、作動中にバンプフォイル２０が回転軸Ｆの長手方向Ｃに押し出されず、軸受の性能が減少せず、押し出されたバンプフォイル２０が他の部品と接触して深刻な２次損傷を引き起こさない長所がある。

【0125】

そして、ジャーナルフォイル空気軸受１００は、離脱防止部１５の末端部１５１が、中心線Ｃを円の中心にする円形からなっているので、離脱防止部１５がトップフォイル３０、４０、５０または回転軸Ｆと接触する可能性が低くなる長所がある。

【0126】

また、ジャーナルフォイル空気軸受１００は、ベースフォイル１０が、プレス加工された長方形金属薄板を中心線Ｃを中心に丸く巻いてＣ字状断面のパイプ形態に形成され、離脱防止部１５が、予め定められた形状にプレス加工された金属薄板の突出した一部を折り曲げて形成されるので、溶接工程を使用せず、プレス加工によって離脱防止部１５を備えたベースフォイル１０を量産可能な長所がある。

【0127】

そして、ジャーナルフォイル空気軸受１００は、離脱防止部１５が、ベースフォイル１０の中空Ｈの両端部にそれぞれ設けられているので、ベースフォイル１０の中空Ｈに収容されたバンプフォイル２０が回転軸Ｆの長手方向Ｃに沿って両方向に離脱しない長所がある。

【0128】

また、ジャーナルフォイル空気軸受１００は、離脱防止部１５が複数個設けられ、ベースフォイル１０の円周方向に沿って予め定められた間隔で互いに離隔されているので、離脱防止部１５がバンプフォイル２０の側面全体を均等に拘束することができる長所がある。

【0129】

そして、ジャーナルフォイル空気軸受１００は、離脱防止部１５が回転軸Ｆに向かって予め定められた長さ突出しており、回転軸Ｆの外周面と対面する第１トップフォイル５０の表面よりさらに長く突出していないので、離脱防止部１５による回転軸Ｆの損傷やノイズが発生しない長所がある。

【0130】

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の一端部、バンプフォイル２０の一端部、ベースフォイル１０の一端部、及びベースフォイル１０の他端部を互いに結合させる結合手段を備えるので、予め組立てられて１つの固まりにモジュール化させやすく、作業現場で軸受ハウジングＳに取り付けるか、分解する作業が非常に簡便であり、軸受の保管及び管理が容易であるという長所がある。

【0131】

そして、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、バンプフォイル２０及びベースフォイル１０のうちの少なくとも１つは、プレス加工によって量産可能な形状を備えるので、溶接などの方法を使用する場合に比べて量産に適するという長所がある。

【0132】

また、ジャーナルフォイル空気軸受１００は、ベースフォイル１０がバンプフォイル２０及びトップフォイル３０、４０、５０の外形を保持する役割をする長所があり、ベースフォイル１０の内周面は、滑らかな薄板からなっているので、形状公差と表面摩擦力とが軸受ハウジングＳの内周面に比べて優れた値を保持するので、図１７に図示されたように軸受ハウジングＳの内周面がバンプフォイル３と直接接触する従来のジャーナルフォイル空気軸受１に比べて、軸受ハウジングＳの内面の表面加工状態が良くないにしても、軸受の装着が容易であり、軸受の性能にほとんど影響を与えない長所がある。

【0133】

そして、ジャーナルフォイル空気軸受１００は、収容部１３が、ベースフォイル１０の一端部が「∩」状に折り曲げられて形成される収容空間１３４を備えるので、溶接工程を使用せず、プレス加工によってベースフォイル１０を量産することができる長所がある。

【0134】

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の一端部とバンプフォイル２０の一端部及びベースフォイル１０の他端部は、収容部１３に収容されるようにＬ字状に折り曲げられて形成される挿入部１２、２２、３２、４２、５２を備えるので、挿入部１２、２２、３２、４２、５２を、溶接工程を使用せず、プレス加工によって量産し、挿入部１２、２２、３２、４２、５２が収容部１３に簡単に収容されうる長所がある。

【0135】

そして、ジャーナルフォイル空気軸受１００は、収容部１３が、ベースフォイル１０の外周面から半径方向に突出しているので、軸受ハウジングＳに形成されたハウジング溝Ｐに収容部１３を挿入させることで、正確な方向と深さによって軸受ハウジングＳに取り付けられる長所がある。

【0136】

また、ジャーナルフォイル空気軸受１００は、中心線Ｃを中心に回転する回転軸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であって、回転軸Ｆの外周面と対面するように配置され、回転軸Ｆを取り囲むように配置されている第１トップフォイル５０；第１トップフォイル５０を取り囲むように配置されている第２トップフォイル４０；弾性変形可能な部材であって、第２トップフォイル４０を取り囲むように配置されているバンプフォイル２０；バンプフォイル２０を取り囲むように配置されているベースフォイル１０；第１トップフォイル５０に少なくとも１つが設けられており、第１トップフォイル５０が回転軸Ｆの長手方向Ｃに沿って離脱しないように拘束する離脱防止部５５；を含み、離脱防止部５５が、第２トップフォイル４０に向かって予め定められた長さＨ２突出しており、第２トップフォイル４０によって回転軸Ｆの長手方向に変位しないように拘束されるので、作動中に第１トップフォイル５０が回転軸Ｆの長手方向Ｃに押し出されず、軸受の性能が減少せず、押し出された第１トップフォイル５０が他の部品と接触して深刻な２次損傷を引き起こさない長所がある。

【0137】

そして、ジャーナルフォイル空気軸受１００は、第１トップフォイル５０が、プレス加工された長方形金属薄板を中心線Ｃを中心に丸く巻いてＣ字状断面のパイプ形態に形成され、離脱防止部５５が、予め定められた形状にプレス加工された金属薄板の突出した一部を折り曲げて形成されるので、溶接工程を使用せず、プレス加工によって離脱防止部５５を備えた第１トップフォイル５０を量産することができる長所がある。

【0138】

また、ジャーナルフォイル空気軸受１００は、離脱防止部５５が、第１トップフォイル５０の中空Ｈの両端部にそれぞれ設けられているので、第１トップフォイル５０の自由端である末端部が回転軸Ｆの長手方向Ｃに沿って両方向に離脱しない長所がある。

【0139】

そして、ジャーナルフォイル空気軸受１００は、離脱防止部５５が、第２トップフォイル４０に向かって予め定められた長さＨ２突出しており、ベースフォイル１０の外周面よりさらに長く突出していないので、軸受作動中に離脱防止部５５がベースフォイル１０または軸受ハウジングＳに接触しない長所がある。

【0140】

また、ジャーナルフォイル空気軸受１００は、離脱防止部５５がベースフォイル１０及びバンプフォイル２０と接触しないように設けられているので、軸受作動中に離脱防止部５５によるベースフォイル１０及びバンプフォイル２０の損傷やノイズが発生しない長所がある。

【0141】

そして、ジャーナルフォイル空気軸受１００は、第２トップフォイル４０ａ、４０ｂに設けられており、離脱防止部５５ａ、５５ｂと脱着自在に結合される離脱防止部結合孔４５ａ、４５ｂを含んでもよいので、離脱防止部５５ａ、５５ｂの位置を第１トップフォイル５０の末端部両端側面以外に設けられうる長所がある。

【0142】

また、ジャーナルフォイル空気軸受１００は、図９に図示されたように離脱防止部結合孔４５ａが第２トップフォイル４０ａの一端部中央に設けられるので、１つの離脱防止部５５ａのみでも、第１トップフォイル５０の末端部の拘束が両方向ともに可能であるという長所がある。

【0143】

そして、ジャーナルフォイル空気軸受１００は、離脱防止部結合孔４５ｂが第２トップフォイル４０の中空Ｈ両端部にそれぞれ設けられており、一側が開口されているので、１個の離脱防止部５５ａのみを使用する場合に比べて、さらに堅固に第１トップフォイル５０の末端部と第２トップフォイル４０のルート部とを結合させうる長所がある。

【0144】

本実施例においては、離脱防止部５５が第１トップフォイル５０の末端部中空Ｈの両端部にそれぞれ１個ずつ設けられているが、第１トップフォイル５０の円周方向に沿って予め定められた間隔で互いに離隔された状態で複数個が第１トップフォイル５０の中空Ｈ両端部にそれぞれ設けられてもよいということは言うまでもない。

【0145】

以上、本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は、上述した実施例に記載し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は、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】

【図16】

【図17】

【国際調査報告】