JP2003194052A - Bearing structure for flywheel - Google Patents

Bearing structure for flywheel

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JP2003194052A
JP2003194052A JP2001397188A JP2001397188A JP2003194052A JP 2003194052 A JP2003194052 A JP 2003194052A JP 2001397188 A JP2001397188 A JP 2001397188A JP 2001397188 A JP2001397188 A JP 2001397188A JP 2003194052 A JP2003194052 A JP 2003194052A
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JP
Japan
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flywheel
bearing structure
preload
bearing
spring
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Pending
Application number
JP2001397188A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeji Hamaide
武治 濱出
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
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Publication of JP2003194052A publication Critical patent/JP2003194052A/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2361/00Apparatus or articles in engineering in general
    • F16C2361/55Flywheel systems

Landscapes

  • Support Of The Bearing (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bearing structure for a flywheel at a low cost and compacted construction nevertheless capable of stable service for a long period of time even in an environment with a large temperature difference and sustaining satisfactorily a shock given when a satellite is launched off. <P>SOLUTION: The bearing structure for the flywheel is embodied on a constant preload system in which a left 10 and a right ball bearing 11 are arranged back to back and is formed in an outer ring rotation type such that a rotary shaft 12 is supported on a housing 13 rotatably. A left 14 and a right initially coned disc spring 15 as preload giving members are installed between the inner rings 10a and 11a of the respective ball bearings 10 and 11 and the rotary shaft 12 where spring seats 16 are interposed in between, in such an arrangement that the spring constant of the left disc spring 14 is lower than that of the right disc spring 15. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、フライホイール用
軸受構造に関し、詳しくは一対の玉軸受が背面合わせで
配置される定圧予圧式により回転軸をハウジング内に回
転自在に支持するフライホイール用軸受構造に関する。 【0002】 【従来の技術】従来のフライホイール用軸受構造として
は、大きな温度差の中で安定的な稼動が求められている
にもかかわらず、図6に示したような定位置予圧構造が
採用されてきた。その理由は、衛星打ち上げ時の衝撃に
対して、通常の定圧予圧式の軸受構造では、以下の理由
により対応できないからであった。 【0003】例えば、玉軸受を使用する定圧予圧式の軸
受構造では、予圧値以上の反力が作用すると、反対側
(固定側)軸受の予圧が抜けてしまう。このため設計者
は、通常、反予圧方向に予圧値以上の外力が作用する用
途を避けて設計を行っていた。また、アンキュラ玉軸受
を使用する定圧予圧式の軸受構造では、反力によって反
対側(固定側)軸受の予圧が抜けてしまうのみならず、
玉が軌道面の角に乗り上げてしまったり、玉が軌道面か
ら脱落するケースもあった。 【0004】上述した問題を解決しようとする試みとし
て、図7に示したように、特開平5−180220号公
報には、軸受41に予圧を付与するシリンダ42より大
きな反スラスト方向の力がスピンドルに加わるような場
合に、予圧調整用のスライド体43の動きを制止する定
圧予圧式の軸受装置40が記載されている。スライド体
43は、環状スリーブ44に移動自在に支持されてお
り、シリンダ42によって駆動される。スライド体43
の動きの制止は、環状スリーブ44に形成された加圧室
45内の流体圧力による薄肉部46のスライド体43へ
の摩擦接触によって行われ、これにより各軸受41の動
きが制止される。なお、環状スリーブ44は、ハウジン
グ47内面に嵌合されている。 【0005】また、図8に示したように、特開平9−2
17739号公報には、予圧値以上の反力が作用する場
合に、定圧予圧式から定位置予圧式に切り替える軸受装
置50が記載されている。第1及び第2の玉軸受51,
52の外輪51a,52aは、支持体53に取り付けら
れる。また、第1の玉軸受51の外輪51aには、ホル
ダ54が取り付けられており、支持体53とホルダ54
との間には、与圧部材55が設けられている。 【0006】前記軸受装置50においては、与圧部材5
5の付勢力が、ホルダ54を介して第1の玉軸受51に
付与されるとともに、支持体53を介して第2の玉軸受
52に付与され、定圧予圧状態となる。また、軸方向の
荷重が作用すると、ホルダ54が与圧部材55の付勢力
に抗して軸方向に移動され、ホルダ54に設けられた位
置決め部材(図示しない)が、支持体53に当接され
る。これにより、第1及び第2の玉軸受51,52が、
ホルダ54を介して定位置予圧状態となる。 【0007】更に、図9に示したように、特開2000
−87964号公報には、回転軸60を支持する玉軸受
61,62の耐久性を向上させたモータ支持軸受構造が
記載されている。各玉軸受61,62は、回転軸60を
モータハウジング63に回動自在に支持する。また、各
玉軸受61,62の外輪61a,62aとモータハウジ
ング63との間には、皿ばね64,65が設けられてお
り、各皿ばね64,65は、各外輪61a,62aを回
転軸60の軸方向中央寄りに付勢している。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の軸受装置の内、図7に示した軸受装置40で
は、シリンダ42より大きな反スラスト方向の力がスピ
ンドルに加わった際、スライド体43の動きの制止は、
薄肉部46をスライド体43に摩擦接触させることによ
って行われる。このため、各軸受41の動きを確実に制
止することができないという問題があった。 【0009】また、図8に示した軸受装置50では、予
圧値以上の反力が作用した場合、反対側(固定側)軸受
52の予圧が抜けてしまい、予圧機能が働かなくなると
いう問題があった。 【0010】更に、図9に示したモータ支持軸受構造で
は、いずれの方向からのアキシャル荷重に対しても、回
転軸60を円滑に回転させることができるが、軸受6
1,62の配置が正面合わせになっており、多大な慣性
負荷を駆動する本軸受構造において、衛星打ち上げ時の
衝撃的なモーメント荷重に対する耐衝撃性を得るには、
全体として大型化することが避けられず、コンパクト性
を要求される宇宙空間用機器には適さないという問題が
あった。 【0011】また、フライホイールは、宇宙空間では長
期間に渡って安定的な稼動が求められ、清浄度も地上に
おける各種機器をはるかに上回るレベルが要求される。
このフライホイール用のスピンドルは、定位置予圧構造
の場合、精密洗浄により各部品の清浄度を高めた状態
で、軸受差幅が計測され、当該計測に基づいて適切な予
圧を付与するために、間座が調整加工される。したがっ
て、間座の調整加工後には、清浄度を高めるために再度
の精密洗浄が必要であり、高コストの原因となるという
問題があった。 【0012】本発明は、低コストかつコンパクトであり
ながら、大きな温度差の中でも長期間に渡って安定的に
稼動することができるとともに、衛星打ち上げ時の衝撃
にも十分に耐えることができるフライホイール用軸受構
造を提供することを目的としている。 【0013】 【課題を解決するための手段】本発明に係る上記課題
は、一対の玉軸受が軸方向に所定間隔をあけて背面合わ
せで配置される定圧予圧式により、回転軸をハウジング
内に回転自在に支持する外輪回転型のフライホイール用
軸受構造であって、各玉軸受の内輪とハウジングとの間
に前記玉軸受を軸方向に沿って付勢する一対の予圧付与
材が介在されており、該予圧付与材の内、一方の予圧付
与材が他方の予圧付与材よりも軸方向のバネ力が小さい
ことを特徴とするフライホイール用軸受構造によって達
成することができる。 【0014】前記構成のフライホイール用軸受構造にお
いては、例えば、軸方向に沿った力がハウジングの一方
向に作用した場合、一方向側の玉軸受が力を受けるとと
もに、受けた力が一方向側の予圧付与材を介して回転軸
に伝達される。この際、ハウジングは、軸方向に沿った
一方向側には移動しない。 【0015】また、例えば、軸方向に沿った力がハウジ
ングの他方向側に作用した場合、他方向側の玉軸受が力
を受けるとともに、他方向側の予圧付与材が力を受け
る。そして、他方向側の予圧付与材は受けた力に応じて
収縮し、これに伴ってハウジングも他方向側に移動す
る。この際、一方向側の玉軸受の外輪も他方向側に移動
するが、当該外輪の移動に追従して一方向側の予圧付与
材が伸長し、一方向側の玉軸受の内輪も他方向側に押
す。したがって、一方向側の玉軸受が分解するようなこ
とはない。 【0016】 【発明の実施の形態】以下、本発明のフライホイール用
軸受構造の第1実施形態を図1に基づいて詳細に説明す
る。図1は本実施形態のフライホイール用軸受構造を示
す断面図である。図1に示すように、本実施形態のフラ
イホイール用軸受構造は、図1中左右一対の玉軸受1
0,11を背面合わせに配置して、回転軸12をハウジ
ング13に回転自在に支持する定圧予圧式による外輪回
転型の軸受構造である。そして、各玉軸受10,11の
内輪10a,11aと回転軸12との間には、予圧付与
材としての皿バネ14,15が、バネ座16を介して設
けられている。 【0017】すなわち、各皿バネ14,15は、各玉軸
受10,11の内輪10a,11aにバネ座16を介し
て、回転軸12の軸方向内側に向けて予圧を作用させて
おり、各玉軸受10,11には、これら皿バネ14,1
5の差圧分が予圧として作用している。図1中左側の皿
バネ14(以下、左側皿バネ14という)は、図1中右
側の皿バネ15(以下、右側皿バネ15という)よりバ
ネ定数が低く設定されており、通常時、右側皿バネ15
より収縮状態にあってバネ座16が回転軸12と接触し
た状態にある。左側皿バネ14のバネ座16が回転軸1
2と接触状態にあることで、回転軸12の軸方向位置が
安定する。なお、左側皿バネ14と右側皿バネ15のバ
ネ定数が同じでも、バネ座16により左側皿バネ14の
軸方向の撓み量が少なく押さえられていれば、同様の作
用効果を得ることができる。また、左側皿バネ14の撓
み代は、図1中右方向への力が作用した際のハウジング
13の移動量に十分追従可能な量に設定されている。 【0018】本実施形態のフライホイール用軸受構造の
作用を説明する。例えば、図1中左方向への力がハウジ
ング13に作用した場合、図1中左側の玉軸受10(以
下、左側玉軸受10という)が力を受けるとともに、受
けた力が左側皿バネ14のバネ座16を介して回転軸1
2に伝達される。この際、ハウジング13は、図1中左
方向には移動しない。 【0019】また、例えば、図1中右方向への力がハウ
ジング13に作用した場合、図1中右側の玉軸受11
(以下、右側玉軸受11という)が力を受けるととも
に、右側皿バネ15が力を受ける。そして、右側皿バネ
15は、受けた力に応じて収縮し、これに伴ってハウジ
ング13も図1中右側に移動する。この際、左側玉軸受
10の外輪10bも図1中右側に移動するが、当該外輪
10bの移動に追従して左側皿バネ14が伸長し、左側
玉軸受10の内輪10aを図1中右側に押す。したがっ
て、左側玉軸受10が分解するようなことはない。 【0020】なお、左側及び右側皿バネ14,15に代
えて、スリット皿バネであっても良く、又はウェーブワ
ッシャ、コイルバネであっても良い。また、左側及び右
側皿バネ14,15は、必ずしもバネ定数の異なるもの
を使用する必要はなく、左側及び右側皿バネのバネ力が
異なれば良い。すなわち、例えば、左側及び右側皿バネ
のバネ定数を同一とするとともに、撓み代を変えること
で左側及び右側皿バネの付勢力を調整することが可能で
ある。 【0021】次に、本発明のフライホイール用軸受構造
の第2実施形態を図2に基づいて説明する。図2は本発
明のフライホイール用軸受構造の第2実施形態を示す断
面図である。図2に示すように、本実施形態のフライホ
イール用軸受構造では、左側皿バネ20が密着状態に構
成されており、回転軸12の軸方向位置を決定してい
る。なお、その他の構成及び作用については、上記第1
実施形態と同様であるので説明は省略する。 【0022】次に、本発明のフライホイール用軸受構造
の第3実施形態を図3に基づいて説明する。図3は本発
明のフライホイール用軸受構造の第3実施形態を示す断
面図である。図3に示すように、本実施形態のフライホ
イール用軸受構造では、左側及び右側玉軸受10,11
が、一対の玉軸受10c,11cを並列に組み合わせた
構成になっている。なお、左側及び右側玉軸受10,1
1を構成する一対の玉軸受間10c,11cには、間座
(図示しない)を介在させても良い。また、その他の構
成及び作用については、上記第2実施形態と同様である
ので説明は省略する。 【0023】次に、本発明のフライホイール用軸受構造
の第4実施形態を図4に基づいて説明する。図4は本発
明のフライホイール用軸受構造の第4実施形態を示す断
面図である。図4に示すように、本実施形態のフライホ
イール用軸受構造では、左側及び右側皿バネ15,20
が、背面合せのために左側及び右側玉軸受10,11よ
りハウジング13側(回転軸12の軸方向内側)に配置
されている。なお、その他の構成及び作用については、
上記第2実施形態と同様であるので説明は省略する。 【0024】次に、本発明のフライホイール用軸受構造
の第5実施形態を図5に基づいて説明する。図5は本発
明のフライホイール用軸受構造の第5実施形態を示す断
面図である。図5に示すように、本実施形態のフライホ
イール用軸受構造では、左側皿バネ30が、図5中左右
一対のバネ座16,31間に、密着状態でない所定の伸
長状態で設けられている。なお、その他の構成及び作用
については、上記第4実施形態と同様であるので説明を
省略する。 【0025】上述したように上記各実施形態のフライホ
イール用軸受構造によれば、左側及び右側玉軸受10,
11を背面合わせに配置した定圧予圧式であり、回転軸
12をハウジング13に回転自在に支持する外輪回転型
の軸受構造である。また、各玉軸受10,11の内輪1
0a,11aと回転軸12との間には、予圧付与材とし
ての左側及び右側皿バネ14,15,20,30が、バ
ネ座16,31を介して設けられており、左側皿バネ1
4,20,30が右側皿バネ15より軸方向のバネ力が
小さく設定されている。 【0026】したがって、低コストで、しかもコンパク
トでありながら、大きな温度差の中でも長期間に渡って
安定的に稼動することができるとともに、衛星打ち上げ
時の衝撃にも十分に耐えることができる。すなわち、背
面合わせ構造であることにより、コンパクト化を図るこ
とができるとともに、高いモーメント剛性を得ることが
でき、定圧予圧式であることにより長寿命化を図ること
ができる。 【0027】ところで、宇宙空間で使用されるフライホ
イールは、常時回転させるエネルギー蓄積やジャイロ
と、起動及び停止されることに伴う反力を利用するリア
クションホイールの2種類の使用方法を以って、衛星の
姿勢を制御している。このため、停止状態から高速回転
領域まで滑らかな回転が要求され、固有振動数を上げる
ために高いスピンドル剛性が求められる。したがって、
上記各実施形態のフライホイール用軸受構造を適用する
ことにより、低コスト、コンパクト、長寿命、安定稼
動、高い耐衝撃性を実現することができる。 【0028】 【発明の効果】以上説明したように本発明のフライホイ
ール用軸受構造によれば、各玉軸受の内輪とハウジング
との間に玉軸受を軸方向に沿って付勢する一対の予圧付
与材が介在されており、該予圧付与材の内、一方の予圧
付与材が他方の予圧付与材よりも軸方向のバネ力が小さ
く設定されている。したがって、低コストでかつコンパ
クトでありながら、大きな温度差の中でも長期間に渡っ
て安定的に稼動することができるとともに、衛星打ち上
げ時の衝撃にも十分に耐えることができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bearing structure for a flywheel, and more particularly, to a rotary shaft inside a housing by a constant-pressure preload system in which a pair of ball bearings are arranged back to back. The present invention relates to a flywheel bearing structure rotatably supported on a flywheel. 2. Description of the Related Art As a conventional flywheel bearing structure, a fixed-position preload structure as shown in FIG. Has been adopted. The reason is that an ordinary constant-pressure preload-type bearing structure cannot respond to the impact at the time of launching the satellite for the following reasons. For example, in a constant pressure preload type bearing structure using a ball bearing, if a reaction force greater than the preload value acts, the preload of the opposite (fixed side) bearing is released. For this reason, designers usually design avoiding applications in which an external force equal to or greater than the preload value acts in the anti-preload direction. In addition, in a constant pressure preload type bearing structure using an uncular ball bearing, not only does the preload of the opposite (fixed side) bearing escape due to the reaction force,
In some cases, the ball got on the corner of the raceway or the ball fell off the raceway. As an attempt to solve the above-mentioned problem, as shown in FIG. 7, Japanese Patent Laid-Open No. 5-180220 discloses that a larger thrust force in a counter thrust direction than a cylinder 42 for applying a preload to a bearing 41 is applied to a spindle. In this case, a constant-pressure preload-type bearing device 40 that stops the movement of the preload-adjusting slide body 43 in the case where the pressure is applied is described. The slide body 43 is movably supported by an annular sleeve 44 and is driven by the cylinder 42. Slide body 43
Is stopped by the frictional contact of the thin portion 46 with the slide body 43 due to the fluid pressure in the pressurizing chamber 45 formed in the annular sleeve 44, whereby the movement of each bearing 41 is stopped. The annular sleeve 44 is fitted on the inner surface of the housing 47. Further, as shown in FIG.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 17739 discloses a bearing device 50 that switches from a constant-pressure preload type to a fixed-position preload type when a reaction force equal to or more than a preload value acts. First and second ball bearings 51,
Outer rings 51 a and 52 a of 52 are attached to a support 53. A holder 54 is attached to the outer ring 51 a of the first ball bearing 51, and the support 53 and the holder 54
A pressurizing member 55 is provided between the two. In the bearing device 50, the pressurizing member 5
The urging force of No. 5 is applied to the first ball bearing 51 via the holder 54 and to the second ball bearing 52 via the support 53, and a constant pressure preload state is set. When a load is applied in the axial direction, the holder 54 is moved in the axial direction against the urging force of the pressurizing member 55, and the positioning member (not shown) provided on the holder 54 comes into contact with the support 53. Is done. Thereby, the first and second ball bearings 51 and 52 are
The pre-load state is established via the holder 54. Further, as shown in FIG.
Japanese Patent Publication No. 87964 discloses a motor support bearing structure in which ball bearings 61 and 62 supporting the rotating shaft 60 have improved durability. Each of the ball bearings 61 and 62 rotatably supports the rotating shaft 60 on the motor housing 63. Disc springs 64, 65 are provided between the outer rings 61a, 62a of the ball bearings 61, 62 and the motor housing 63, and the disc springs 64, 65 connect the outer rings 61a, 62a to the rotating shaft. 60 is biased toward the center in the axial direction. However, among the above-mentioned conventional bearing devices, the bearing device 40 shown in FIG. 7 has a structure in which when a force in the anti-thrust direction larger than that of the cylinder 42 is applied to the spindle, the slide device is not slid. Stopping the movement of body 43
This is performed by bringing the thin portion 46 into frictional contact with the slide body 43. For this reason, there has been a problem that the movement of each bearing 41 cannot be reliably stopped. Further, in the bearing device 50 shown in FIG. 8, when a reaction force exceeding the preload value acts, the preload of the opposite (fixed) bearing 52 is released, and the preload function does not work. Was. Further, in the motor-supporting bearing structure shown in FIG. 9, the rotary shaft 60 can be smoothly rotated with respect to an axial load from any direction.
In the present bearing structure in which the arrangement of 1, 62 is face-to-face and drives a large inertial load, in order to obtain impact resistance to a shocking moment load at the time of launching a satellite,
There is a problem that it is unavoidable to increase the size as a whole, and it is not suitable for space equipment that requires compactness. Further, the flywheel is required to operate stably in space for a long period of time, and the cleanness is required to be much higher than that of various devices on the ground.
In the case of a fixed-position preload structure, this flywheel spindle measures the bearing difference width in a state where the cleanliness of each part is increased by precision cleaning, and applies an appropriate preload based on the measurement. The spacer is adjusted. Therefore, there is a problem that after the adjustment processing of the spacer, it is necessary to perform precision cleaning again in order to increase the cleanliness, which causes a high cost. The present invention provides a flywheel which is low-cost and compact, can operate stably for a long time even in a large temperature difference, and can sufficiently withstand the impact of launching a satellite. It is intended to provide a bearing structure for a vehicle. An object of the present invention is to solve the above-mentioned problem by providing a rotating shaft in a housing by a constant-pressure preloading method in which a pair of ball bearings are arranged back to back at a predetermined interval in the axial direction. An outer ring rotation type flywheel bearing structure rotatably supported, wherein a pair of preload applying members for urging the ball bearings along an axial direction is interposed between an inner ring of each ball bearing and a housing. The present invention can be achieved by a flywheel bearing structure in which one of the preloading members has a smaller spring force in the axial direction than the other preloading member. In the above-described flywheel bearing structure, for example, when a force along the axial direction acts in one direction of the housing, the ball bearing in one direction receives the force, and the received force is reduced in one direction. Is transmitted to the rotating shaft via the preload applying material on the side. At this time, the housing does not move in one direction along the axial direction. For example, when a force along the axial direction acts on the other side of the housing, the ball bearing on the other side receives the force and the preload applying material on the other side receives the force. Then, the preload applying material in the other direction contracts in response to the received force, and accordingly, the housing also moves in the other direction. At this time, the outer ring of the one-way side ball bearing also moves in the other direction, but following the movement of the outer ring, the preload applying material in one direction expands, and the inner ring of the one-way side ball bearing also moves in the other direction. Press to the side. Therefore, the ball bearing on one side does not disassemble. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of a flywheel bearing structure according to the present invention will be described below in detail with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a flywheel bearing structure of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the flywheel bearing structure of the present embodiment includes a pair of left and right ball bearings 1 in FIG. 1.
This is an outer ring rotating type bearing structure of a constant pressure preload type in which 0 and 11 are arranged back to back, and a rotating shaft 12 is rotatably supported on a housing 13. Further, between the inner rings 10 a and 11 a of the ball bearings 10 and 11 and the rotary shaft 12, disc springs 14 and 15 as a preload applying material are provided via a spring seat 16. That is, the respective disc springs 14 and 15 apply a preload to the inner rings 10a and 11a of the ball bearings 10 and 11 via the spring seat 16 toward the inside of the rotary shaft 12 in the axial direction. The ball bearings 10 and 11 include these disc springs 14 and 1
The differential pressure of 5 acts as a preload. The disc spring 14 on the left side in FIG. 1 (hereinafter referred to as the left disc spring 14) is set to have a lower spring constant than the disc spring 15 on the right side in FIG. 1 (hereinafter referred to as the right disc spring 15). Disc spring 15
The spring seat 16 is in a more contracted state and in contact with the rotating shaft 12. The spring seat 16 of the left disc spring 14 is the rotating shaft 1
2, the axial position of the rotary shaft 12 is stabilized. Even if the spring constant of the left disc spring 14 and the right disc spring 15 is the same, the same operation and effect can be obtained as long as the amount of deflection of the left disc spring 14 in the axial direction is suppressed by the spring seat 16. The amount of deflection of the left disc spring 14 is set to an amount that can sufficiently follow the amount of movement of the housing 13 when a rightward force is applied in FIG. The operation of the flywheel bearing structure according to this embodiment will be described. For example, when a leftward force in FIG. 1 acts on the housing 13, the left ball bearing 10 (hereinafter, referred to as a left ball bearing 10) in FIG. Rotating shaft 1 via spring seat 16
2 is transmitted. At this time, the housing 13 does not move leftward in FIG. For example, when a rightward force acts on the housing 13 in FIG. 1, the ball bearing 11 on the right side in FIG.
(Hereinafter referred to as right ball bearing 11) receives a force, and right disc spring 15 receives a force. Then, the right disc spring 15 contracts in accordance with the received force, and accordingly, the housing 13 also moves to the right in FIG. At this time, the outer ring 10b of the left ball bearing 10 also moves to the right in FIG. 1, but the left disc spring 14 extends following the movement of the outer ring 10b, and the inner ring 10a of the left ball bearing 10 moves to the right in FIG. Push. Therefore, the left ball bearing 10 will not be disassembled. The left and right disc springs 14 and 15 may be replaced by slit disc springs, wave washers or coil springs. Also, the left and right disc springs 14 and 15 need not necessarily have different spring constants, and it is sufficient that the left and right disc springs have different spring forces. That is, for example, it is possible to adjust the biasing force of the left and right disc springs by making the spring constants of the left and right disc springs the same and changing the bending allowance. Next, a flywheel bearing structure according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the flywheel bearing structure of the present invention. As shown in FIG. 2, in the flywheel bearing structure of the present embodiment, the left disc spring 20 is configured to be in close contact, and determines the axial position of the rotating shaft 12. Note that other configurations and operations are described in the first embodiment.
The description is omitted because it is similar to the embodiment. Next, a third embodiment of the bearing structure for a flywheel according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a sectional view showing a third embodiment of the flywheel bearing structure of the present invention. As shown in FIG. 3, in the flywheel bearing structure of the present embodiment, the left and right ball bearings 10, 11
However, the configuration is such that a pair of ball bearings 10c and 11c are combined in parallel. The left and right ball bearings 10, 1
A spacer (not shown) may be interposed between the pair of ball bearings 10c and 11c that constitutes 1. The other configuration and operation are the same as those in the second embodiment, and thus the description thereof is omitted. Next, a fourth embodiment of the flywheel bearing structure of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a sectional view showing a fourth embodiment of the flywheel bearing structure of the present invention. As shown in FIG. 4, in the flywheel bearing structure of the present embodiment, the left and right disc springs 15 and 20 are provided.
Are arranged on the housing 13 side (axially inside the rotary shaft 12) from the left and right ball bearings 10 and 11 for back-to-back alignment. For other configurations and operations,
The description is omitted because it is the same as that of the second embodiment. Next, a fifth embodiment of the bearing structure for a flywheel according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a sectional view showing a fifth embodiment of the flywheel bearing structure of the present invention. As shown in FIG. 5, in the flywheel bearing structure of the present embodiment, the left disc spring 30 is provided between the pair of left and right spring seats 16 and 31 in FIG. . Note that other configurations and operations are the same as those of the above-described fourth embodiment, and a description thereof will not be repeated. As described above, according to the flywheel bearing structures of the above embodiments, the left and right ball bearings 10,
This is a constant-pressure preload type in which 11 are arranged back to back, and has an outer ring rotating type bearing structure in which a rotating shaft 12 is rotatably supported by a housing 13. In addition, the inner ring 1 of each ball bearing 10, 11
Left and right disc springs 14, 15, 20, 30 as preload applying members are provided between the spring shafts 0, 11 a and the rotating shaft 12 via spring seats 16, 31.
4, 20, and 30 are set so that the spring force in the axial direction is smaller than that of the right disc spring 15. Therefore, while being inexpensive and compact, it can operate stably for a long time even with a large temperature difference, and can sufficiently withstand the impact of launching a satellite. That is, with the back-to-back structure, compactness can be achieved, high moment rigidity can be obtained, and long life can be achieved by using the constant pressure preload type. By the way, flywheels used in outer space use two types of usage, namely, an energy storage or gyro that constantly rotates, and a reaction wheel that uses a reaction force caused by starting and stopping. Controls satellite attitude. Therefore, smooth rotation is required from the stopped state to the high-speed rotation region, and high spindle rigidity is required to increase the natural frequency. Therefore,
By applying the flywheel bearing structure of each of the above embodiments, low cost, compactness, long life, stable operation, and high impact resistance can be realized. As described above, according to the flywheel bearing structure of the present invention, a pair of preloads for biasing the ball bearings in the axial direction between the inner ring of each ball bearing and the housing. An application material is interposed, and one of the preload application materials is set to have a smaller axial spring force than the other preload application material. Therefore, while being inexpensive and compact, it can operate stably for a long time even in a large temperature difference, and can sufficiently withstand the impact of launching a satellite.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明のフライホイール用軸受構造の第1実施
形態を示す断面図である。 【図2】本発明のフライホイール用軸受構造の第2実施
形態を示す断面図である。 【図3】本発明のフライホイール用軸受構造の第3実施
形態を示す断面図である。 【図4】本発明のフライホイール用軸受構造の第4実施
形態を示す断面図である。 【図5】本発明のフライホイール用軸受構造の第5実施
形態を示す断面図である。 【図6】従来の定位置予圧式のフライホイール用軸受構
造を示す断面図である。 【図7】従来の定圧予圧式の軸受装置を示す断面図であ
る。 【図8】従来の軸受装置を示す断面図である。 【図9】従来のモータ支持軸受構造を示す断面図であ
る。 【符号の説明】 10 左側玉軸受 10a 内輪 10b 外輪 11 右側玉軸受 11a 内輪 11b 外輪 12 回転軸 13 ハウジング 14 左側皿バネ 15 右側皿バネ 16 バネ座
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a flywheel bearing structure of the present invention. FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the flywheel bearing structure of the present invention. FIG. 3 is a sectional view showing a third embodiment of the flywheel bearing structure of the present invention. FIG. 4 is a sectional view showing a fourth embodiment of the flywheel bearing structure of the present invention. FIG. 5 is a sectional view showing a fifth embodiment of the flywheel bearing structure of the present invention. FIG. 6 is a sectional view showing a conventional fixed-position preload type flywheel bearing structure. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a conventional constant-pressure preload-type bearing device. FIG. 8 is a sectional view showing a conventional bearing device. FIG. 9 is a sectional view showing a conventional motor support bearing structure. [Description of Signs] 10 Left ball bearing 10a Inner ring 10b Outer ring 11 Right ball bearing 11a Inner ring 11b Outer ring 12 Rotating shaft 13 Housing 14 Left disc spring 15 Right disc spring 16 Spring seat

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 一対の玉軸受が軸方向に所定間隔をあけ
て背面合わせで配置される定圧予圧式により、回転軸を
ハウジング内に回転自在に支持する外輪回転型のフライ
ホイール用軸受構造であって、 各玉軸受の内輪とハウジングとの間に前記玉軸受を軸方
向に沿って付勢する一対の予圧付与材が介在されてお
り、 該予圧付与材の内、一方の予圧付与材が他方の予圧付与
材よりも軸方向のバネ力が小さいことを特徴とするフラ
イホイール用軸受構造。
Claims: 1. An outer ring rotary type in which a pair of ball bearings are rotatably supported in a housing by a constant pressure preload type in which a pair of ball bearings are arranged back to back at predetermined intervals in an axial direction. In a flywheel bearing structure, a pair of preload applying materials for urging the ball bearings along an axial direction is interposed between an inner ring of each ball bearing and a housing, and among the preload applying materials, A bearing structure for a flywheel, wherein one preload applying material has a smaller axial spring force than the other preload applying material.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009273222A (en) * 2008-05-07 2009-11-19 Brother Ind Ltd Electric motor
JP2014040912A (en) * 2012-07-25 2014-03-06 Ntn Corp Rotation transmitting device

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