知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】2024-07-09
(54)【発明の名称】エアフォイルベアリングの設置構造
(51)【国際特許分類】
F16C 27/02 20060101AFI20240702BHJP
【ＦＩ】
F16C27/02 A
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023579094
(86)(22)【出願日】2022-06-27
(85)【翻訳文提出日】2023-12-20
(86)【国際出願番号】 KR2022009160
(87)【国際公開番号】W WO2023277493
(87)【国際公開日】2023-01-05
(31)【優先権主張番号】10-2021-0085459
(32)【優先日】2021-06-30
(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】523479145
【氏名又は名称】ピョン ファ バレオ カンパニー リミテッド
【氏名又は名称原語表記】ＰＹＯＮＧ ＨＷＡ ＶＡＬＥＯ ＣＯ．， ＬＴＤ．
(74)【代理人】
【識別番号】110000729
【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ナ、ジュ ヒョン
【テーマコード（参考）】
3J012
【Ｆターム（参考）】
3J012BB01
3J012CB04
3J012CB05
3J012DB05
3J012DB09
3J012DB13
3J012EB07
3J012FB20
(57)【要約】
本発明は、エアフォイルベアリングの設置構造に関し、フォイルアセンブリの折曲部にスペーサーが備えられ、スペーサーに弾性を有する係止片が形成され、ハウジングに形成されたスロットの内壁面に前記係止片が係止される係止突起が形成される。従って、スロットの入口を遮断する別途の部品をさらに設置することなく、フォイルアセンブリの軸方向への移動及び離脱を防止することができるという効果がある。
【選択図】図４
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
バンプフォイルとトップフォイルが円筒状に重なったフォイルアセンブリと、前記フォイルアセンブリに半径方向に突出して形成された折曲部に取り付けられるスペーサーと、
空気圧縮機のハウジングに形成されたベアリング設置孔とスロットに前記フォイルアセンブリと折曲部が挿入され、前記スペーサーによってスロットの内部に円周方向の間隙が除去されることを特徴とする、エアフォイルベアリングの設置構造。
【請求項2】
前記スペーサーは両側板部と、両側板部の後端部を連結する連結部とを含み、前記側板部の前方部が長さ方向に切開され、その切開線の上側部分が両外側方向に折り曲げられて係止片が形成されたことを特徴とする、請求項１に記載のエアフォイルベアリングの設置構造。
【請求項3】
前記係止片は、スペーサーの内側及び外側方向に変形及び復元可能な弾性を有することを特徴とする、請求項２に記載のエアフォイルベアリングの設置構造。
【請求項4】
前記スロットの入口側の両壁体に前記スペーサーの係止片が挿入される収容部が形成され、前記収容部のスロット入口側の端部に前記係止片の端部が係止される係止突起が形成されたことを特徴とする、請求項２に記載のエアフォイルベアリングの設置構造。
【請求項5】
前記フォイルアセンブリの折曲部に複数の締結孔が形成され、前記スペーサーの両側板部に同数の締結孔が形成され、前記締結孔を貫通して締結部材が設けられ、折曲部にスペーサーが固定されることを特徴とする、請求項１に記載のエアフォイルベアリングの設置構造。
【請求項6】
前記締結部材は、スペーサーの一側面に密着するベースと、ベースの上端の両側部で水平に折り曲げ延長され、前記折曲部とスペーサーの締結孔を貫通する延長部と、延長部の端部で下方に折り曲げられてスペーサーの他側面に密着する係止部とを含むことを特徴とする、請求項５に記載のエアフォイルベアリングの設置構造。
【請求項7】
前記スペーサーは、前方端部が開放され、フォイルアセンブリの折曲部の外側に軸方向に挟まれ得るようになることを特徴とする、請求項２に記載のエアフォイルベアリングの設置構造。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、エアフォイルベアリングの設置構造に関し、より詳しくは、エアフォイルベアリングの軸方向への離脱を防止するためのエアフォイルベアリングの設置構造に関する。
【背景技術】
【0002】
空気圧縮機は、電磁力によって回転されるロータと、ロータの端部に設けられたインペラとを含み、インペラを高速回転させることで空気を吸入圧縮した後に吐出できるようになっている。
【0003】
一方、ボールやローラーなどの転がり部材を用いるベアリングは、騒音及び振動が発生し、別途の潤滑剤を必要とするため、高速で回転するロータを支持するには適切ではなかった。
【0004】
これにより、空気膜（空圧）によって荷重を支持できるエアフォイルベアリングが適用されている。
【0005】
エアフォイルベアリングは、図１に示されたように、空気圧縮機のハウジング１０の中空１１の内周面に沿ってバンプフォイル２０が設けられ、バンプフォイル２０の内側にトップフォイル３０が配置される。トップフォイル３０の内側にロータ４０が配置され、トップフォイル３０の内周面とロータ４０の外周面が離隔した状態でロータ４０が回転できるように構成される。
【0006】
前記バンプフォイル２０及びトップフォイル３０は、円周方向の端部に半径方向外側に折り曲げられた折曲部２１、３１が形成され、折曲部２１、３１は、ハウジング１０に形成されたスロット１３に挿入され、バンプフォイル２０及びトップフォイル３０が円周方向に回転せずにハウジング１０に固定されるようにしている。
【0007】
ところで、ロータ４０の高速回転時には部品の散布によるミスアラインメント（Ｍｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔ）の影響で、その強度は微細であるが、バンプフォイル２０及びトップフォイル３０を軸方向に押す力が発生するため、フォイルアセンブリ（バンプフォイルとトップフォイルを合わせて指称する）の軸方向への移動を防止し、スロット１３内の定位置から離脱することを防止する構造が必要である。
【0008】
従って、従来には図２の（ａ）のように、ハウジング１０のスロット１３の上部にピンホール１４を形成し、ピンホール１４にピン１５を圧入した後、ピンホール１４の境界部にかしめを行い、かしめ部（ｃ）のピン１５が離脱しないように設置した。
【0009】
従って、ピン１５がフォイルアセンブリの折曲部２１、３１の軸方向への移動を遮断することで、フォイルアセンブリの離脱を防止している。
【0010】
また、図２の（ｂ）のように、ハウジング１０のスロット１３の前面の周辺部に安着溝１６を形成し、その安着溝１６に係止板１７を挿入安着させた後、ねじ１８で係止板１７をハウジング１０に固定している。この場合には、係止板１７がスロット１３の入口を遮断することで、フォイルアセンブリの折曲部２１、３１がスロット１３の外側に移動できなくなり、フォイルアセンブリの離脱が防止される。
【0011】
しかし、上記のような設置構造は、スロット１３の内部で折曲部２１、３１が円周方向に流動可能でフォイルアセンブリが円周方向に流動することで、フォイルアセンブリの設置状態安定性が低下し、これによってロータ４０の支持安定性も低下する問題があった。
【0012】
また、フォイルアセンブリの軸方向への離脱を防止するために、ピン１５、係止板１７、ねじ１８などの別途部品を用いているので、部品点数及び組立工程数が増加し、これによって組立時間が増加し生産性が低下するという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
そこで、本発明は上記のような問題点を解決するために案出されたもので、エアフォイルベアリングの円周方向の流動及び軸方向への離脱を防止できるようになり、また部品点数と組立工程数が減少して組立時間が減少し、製造コストが減少し、生産性が向上するようになったエアフォイルベアリングの設置構造を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
上記のような目的を達成するための本発明は、バンプフォイルとトップフォイルが円筒状に重なったフォイルアセンブリと、前記フォイルアセンブリに半径方向に突出して形成された折曲部に取り付けられるスペーサーと、空気圧縮機のハウジングに形成されたベアリング設置孔とスロットに前記フォイルアセンブリと折曲部が挿入され、前記スペーサーによってスロットの内部に円周方向の間隙が除去されることを特徴とする。
【0015】
前記スペーサーは、両側板部と、両側板部の後端部を連結する連結部とを含み、前記側板部の前方部が長さ方向に切開され、その切開線の上側部分が両外側方向に折り曲げられて係止片が形成される。
【0016】
前記係止片は、スペーサーの内側及び外側方向でに形及び復元可能な弾性を有する。
【0017】
前記スロットの入口側の両壁体に前記スペーサーの係止片が挿入される収容部が形成され、前記収容部のスロット入口側の端部に前記係止片の端部が係止される係止突起が形成される。
【0018】
前記フォイルアセンブリの折曲部に複数の締結孔が形成され、前記スペーサーの両側板部に同数の締結孔が形成され、前記締結孔を貫通して締結部材が設けられ、折曲部にスペーサーが固定される。
【0019】
前記締結部材は、スペーサーの一側面に密着するベースと、ベースの上端の両側部で水平に折り曲げ延長され、前記折曲部とスペーサーの締結孔を貫通する延長部と、延長部の端部で下方に折り曲げられてスペーサーの他側面に密着する係止部とを含む。
【0020】
前記スペーサーは、前方端部が開放され、フォイルアセンブリの折曲部の外側に軸方向に挟まれ得る。
【発明の効果】
【0021】
上記で説明したような本発明によると、フォイルアセンブリの折曲部にスペーサーが設けられ、バンプフォイルとトップフォイルの折曲部の間に間隙が生じず、折曲部とスロットとの間にも間隙が存在しなくなる。
【0022】
従って、エアフォイルベアリング（フォイルアセンブリ＋スペーサー）が設置された状態で円周方向に流動することが防止される。
【0023】
一方、前記スペーサーの端部に外側に広がる係止片が形成され、ハウジングに形成されたスロットの内部に係止突起が形成され、スペーサーがスロットに挿入されると、前記係止片が係止突起に係止され、エアフォイルベアリングの軸方向への移動及び離脱が防止される。
【0024】
上記のように軸方向への離脱を防止するために従来のようにピンや係止板を用いることがないので部品点数が増加せず、これによって製造コストと組立工程数が減少し、さらに生産性が向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】従来技術によるエアフォイルベアリングの設置状態断面図である。
【図2】（ａ）、（ｂ）は、エアフォイルベアリングの軸方向への離脱防止構造を説明する図である。
【図3】本発明によるエアフォイルアセンブリの分解斜視図である。
【図5】本発明によるエアフォイルベアリングの設置状態正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
本発明は、多様な変更を加えることができ、様々な実施形態を有することができるところ、特定の実施形態を図面に例示して詳しく説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に限定することを意図するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変更、均等物ないし代替物を含むものと理解されるべきである。添付の図面に示された線の厚さや構成要素の大きさなどは、説明の明瞭性及び便宜のために誇張して示されている場合もある。
【0027】
また、後述する用語は、本発明における機能を考慮して定義された用語であり、これは使用者、運用者の意図または判例によって変わり得る。従って、このような用語に対しては、本明細書全般にわたった内容に基づいて定義されるべきである。
【0028】
以下、本発明による望ましい実施形態を添付の図面を参照して詳しく説明する。
【0029】
【0030】
フォイルアセンブリ１００は、従来技術と同様に円筒形状を有し、半径方向に互いに重なったバンプフォイルとトップフォイルで構成される。トップフォイルは、半径方向内側に設けられ、単純な円筒状に形成され、ロータとの間に形成された空気膜を介して荷重を支持し、バンプフォイルは、半径方向に突出し、円周方向に繰り返し形成される凹凸形状を有するように形成され、ハウジング１０に形成されたベアリング設置孔１１の内周面とトップフォイルとの間でトップフォイルから伝達される荷重をハウジング１０に分散及び支持する。
【0031】
このようなフォイルアセンブリ１００の構成は従来技術と同一であるので、バンプフォイルとトップフォイルを区分して詳しく図示せず、全体的な形状（円筒形状）のみを図示した。図面において、図面符号１１０は、ハウジング１０に形成されるスロット１２に挿入されてフォイルアセンブリ１００の円周方向の流動を防止するための「折曲部」を指す。
【0032】
前記折曲部１１０は、バンプフォイルの折曲部とトップフォイルの折曲部が重なって構成されたものであり、これらを横方向に貫通する直線状の締結孔１１１が軸方向に一定の間隔を置いて複数形成される。
【0033】
前記スペーサー２００は、折曲部１１０の外側を囲んでバンプフォイルの折曲部とトップフォイルの折曲部をクランプし、ベアリング設置孔１１に形成されたスロット１２に挟まれ、スロット１２の内部に空の空間が存在しないようにすることで、折曲部１１０がスロット１２内で左右方向、すなわちベアリング設置孔１１の円周方向に流動できないようにする部品である。
【0034】
スペーサー２００は、折曲部１１０の両側面を囲む両側板部２１０と、両側板部２１０の後方端部を連結する連結部２２０とを含み、
従って、前方端部は開口しており、その開口部を介して折曲部１１０の外側に挟まれ得る。
【0035】
また、スペーサー２００には、長さ方向に沿って両側板部２１０を貫通する締結孔２３０が一定の間隔で複数貫通形成される。スペーサー２００が折曲部１１０の外側に挟まれたとき、折曲部１１０の締結孔１１１とスペーサー２００の締結孔２３０はともに互いに一致する。
【0036】
前記締結部材３００は、長方形の板材状のベース３１０と、ベース３１０の上端の両側部から一側方向に折り曲げ延長された延長部３２０と、各延長部３２０の端部で下方に折り曲げ形成された係止部３３０とを含む。係止部３３０は、締結部材３００を設置するとき、延長部３２０が締結孔１１１、２３０を通過した後に折り曲げ形成される。
【0037】
締結が完了した状態で、前記ベース３１０と係止部３３０が延長部３２０に連結された状態でスペーサー２００の両側板部２１０の外側面に密着して係止されるため、締結部材３００が折曲部１１０及びスペーサー２００から脱落せず、これによって、折曲部１１０からスペーサー２００が脱落しないように堅固に固定することができる。
【0038】
一方、前記締結部材３００の両側板部２１０には、連結部２２０の反対側、すなわち開口部側の端部に外側方向に広がる形状の係止片２４０が形成される。係止片２４０は、側板部２１０が長さ方向に所定長さ切開され、その切開線の上側部がそれぞれ側板部２１０の外側に折り曲げ（ｂｅｎｄｉｎｇ）成形されて形成され、折り曲げ部分を中心に左右横方向に弾性変形可能である。
【0039】
【0040】
ハウジング１０には、フォイルアセンブリ１００が挿入される円状のベアリング設置孔１１が形成され、ベアリング設置孔１１の円周一側には、半径方向に突出し、軸方向には、折曲部１１０及びスペーサー２００が収容され得る長さ及び幅を有するスロット１２が形成される。
【0041】
従って、エアフォイルベアリングは、図４のような組立状態で後端（スペーサー２００の連結部２２０側の方向の端部）からベアリング設置孔１１とスロット１２に挿入される。
【0042】
エアフォイルベアリングがハウジング１０のベアリング設置孔１１とスロット１２に完全に挿入された状態が図５に示されている。
【0043】
一方、前記スロット１２の両側壁体１０ａの内面には、図６のように、入口側部分に係止片２４０を収容する収容部１０ｂが凹状に形成され、その収容部１０ｂの入口側の端部には、スロット１２の長さ方向（スペーサー２００の挿入方向）と直角をなす係止突起１０ｃが形成される。
【0044】
従って、折曲部１１０に取り付けられたスペーサー２００がスロット１２の内部に挿入されるとき、前記係止片２４０は、入口を通過する際に横方向内側に窄めた後、係止突起１０ｃを通過する際に弾性復元力によって横方向外側に広がり、収容部１０ｂの内部に収容される。
【0045】
従って、空気圧縮機のロータの高速回転時にエアフォイルベアリングに軸方向への移動が発生すると、スペーサー２００の両側係止片２４０が前記係止突起１０ｃに係止されることで、スロット１２でエアフォイルベアリングの軸方向への移動を防止することができる。
【0046】
また、前記スペーサー２００がフォイルアセンブリ１００の折曲部１１０をクランプすることで、前記折曲部１１０を構成するバンプフォイルとトップフォイルの折曲部との間に間隙が発生せず、スペーサー２００自体のボリュームによってスロット１２の内部にも横方向（ベアリング設置孔１１の円周方向）に間隙が存在しなくなることで、エアフォイルベアリングの円周方向の流動が防止される。
【0047】
上記のように、エアフォイルベアリングの円周方向の流動及び軸方向の押し込みが防止されることで、ロータの高速回転をより安定に支持できるようになると共に、エアフォイルベアリングがスロットから離脱することを確実に防止することができる。
【0048】
特に、本発明は、エアフォイルベアリングの一構成であるスペーサー２００に係止板２４０を形成し、スロット１２の内壁に係止突起１０ｃを形成する簡単な構造変更によって目的を達成することができるので、折曲部１１０の軸方向への離脱防止のため従来のようにスロットの入口にピンや係止板を設け、それに加えてかしめ、ボルト締めなどの作業を行う必要がないため、部品点数が増加せず、それによる組立工程数が増加しないという効果がある。
【0049】
また、上記のように、組立工程数が増加せず、エアフォイルベアリングをハウジング１０のベアリング設置孔１１とスロット１２に押し込むだけで、エアフォイルベアリングの設置作業が完了するため、空気圧縮機の組立ラインにおけるエアフォイルベアリングの設置工程が非常に迅速に行われ、生産性が向上するという効果もある。
【0050】
上述したように、本発明は図面に示された実施形態を参照して説明されたが、これは単なる例示であり、当該技術が属する分野における通常の知識を有する者でれば、これにより多様な変形や他の均等な実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、下記の特許請求の範囲によって決定されるべきである。
【図1】
【図2(a)】
【図2(b)】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【国際調査報告】