JP2020026807A - Bearing structure - Google Patents

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俊夫 井口
Toshio Iguchi
俊夫 井口
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Abstract

To provide bearing structure and the like allowing for improvement of preload management.SOLUTION: The bearing structure comprises a shaft 10 and a rotor 20, a stator portion 30, a first bearing 60, a second bearing 70, and a spring 80. The first bearing 60 comprises an inner ring 61 and an outer ring 62, and the second bearing 70 comprises an inner ring 71 and an outer ring 72. The first bearing 60 and the second bearing 70 are axially spaced. The first bearing 60 and the second bearing 70 support the shaft 10 and the rotor 20, and the stator portion 30 rotatably to each other. The inner ring 61 and the inner ring 71 are mounted on the shaft 10, and the outer ring 62 and the outer ring 72 are adhered to the stator portion 30. The spring 80 is disposed between the outer ring 62 and the outer ring 72, and energizes the outer ring 62 and the outer ring 72 in a direction to be axially separated from each other.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、ベアリング構造に関する。   The present invention relates to a bearing structure.

回転軸を、複数のベアリングを用いて回転可能に支持するベアリング構造において、各ベアリングに予圧を与える構造が公知である。予圧はシムまたはバネ等を用いて実現される。特許文献１には、２つのベアリングの間に予圧バネを配置した構成が記載されている。   2. Description of the Related Art In a bearing structure for rotatably supporting a rotating shaft using a plurality of bearings, a structure for applying a preload to each bearing is known. The preload is realized by using a shim or a spring. Patent Literature 1 describes a configuration in which a preload spring is arranged between two bearings.

特開２００５−２９３６９６号公報JP 2005-293696 A

しかしながら、従来の構成では、予圧管理の精度が低いという問題があった。   However, the conventional configuration has a problem that the accuracy of the preload management is low.

この発明は、このような問題点を解消するためになされたものであり、予圧管理の精度を高めることができるベアリング構造を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a bearing structure capable of improving the accuracy of preload management.

この発明に係るベアリング構造は、
第１構造体および第２構造体と、
第１ベアリングおよび第２ベアリングと、
圧縮バネと、
を備える、ベアリング構造であって、
前記第１ベアリングおよび前記第２ベアリングは、それぞれ外輪および内輪を備え、
前記第１ベアリングおよび前記第２ベアリングは、軸方向に互いに離間して配置され、
前記第１ベアリングおよび前記第２ベアリングは、前記第１構造体および前記第２構造体を互いに回転可能に支持し、
前記第１ベアリングの内輪および前記第２ベアリングの内輪は、前記第１構造体に接着され、
前記第１ベアリングの外輪および前記第２ベアリングの外輪は、前記第２構造体に接着され、
前記圧縮バネは、前記第１ベアリングの外輪と前記第２ベアリングの外輪との間に配置され、前記第１ベアリングの外輪および前記第２ベアリングの外輪を、軸方向に互いに離れる向きに付勢する。
特定の態様によれば、前記第１構造体はシャフトおよびロータを備え、前記第２構造体はステータを備える。
また、この発明に係るベアリング構造の製造方法は、
第１構造体および第２構造体と、
第１ベアリングおよび第２ベアリングと、
圧縮バネと、
を備え、
前記第１ベアリングおよび前記第２ベアリングは、それぞれ外輪および内輪を備え、
前記第１ベアリングおよび前記第２ベアリングは、前記第１構造体および前記第２構造体を互いに回転可能に支持する、
ベアリング構造の製造方法であって、
前記ベアリング構造の製造方法は、
前記第１構造体の外周に、前記第１ベアリング、前記第２ベアリングおよび前記圧縮バネを配置する工程と、
前記圧縮バネの軸方向両端に、前記第１ベアリングの外輪および前記第２ベアリングの外輪を接触させる工程と、
前記第１ベアリングおよび前記第２ベアリングを、互いに軸方向内側に付勢した状態で、前記第１ベアリングおよび前記第２ベアリングを、前記第１構造体に接着する工程と、
前記第１ベアリングおよび前記第２ベアリングを前記第１構造体に接着した後に、前記第１ベアリングおよび前記第２ベアリングを前記第２構造体に接着する工程と
を備える。 The bearing structure according to the present invention includes:
A first structure and a second structure;
A first bearing and a second bearing;
A compression spring,
A bearing structure comprising:
The first bearing and the second bearing each include an outer ring and an inner ring,
The first bearing and the second bearing are disposed apart from each other in an axial direction,
The first bearing and the second bearing rotatably support the first structure and the second structure, respectively.
The inner race of the first bearing and the inner race of the second bearing are bonded to the first structure,
The outer race of the first bearing and the outer race of the second bearing are bonded to the second structure,
The compression spring is disposed between the outer ring of the first bearing and the outer ring of the second bearing, and urges the outer ring of the first bearing and the outer ring of the second bearing in a direction away from each other in the axial direction. .
According to a particular aspect, the first structure comprises a shaft and a rotor, and the second structure comprises a stator.
Further, the method for manufacturing a bearing structure according to the present invention includes:
A first structure and a second structure;
A first bearing and a second bearing;
A compression spring,
With
The first bearing and the second bearing each include an outer ring and an inner ring,
The first bearing and the second bearing rotatably support the first structure and the second structure, respectively.
A method of manufacturing a bearing structure,
The method for manufacturing the bearing structure includes:
Arranging the first bearing, the second bearing, and the compression spring on an outer periphery of the first structure;
Contacting the outer ring of the first bearing and the outer ring of the second bearing with both axial ends of the compression spring;
Bonding the first bearing and the second bearing to the first structure in a state where the first bearing and the second bearing are urged inward in the axial direction with respect to each other;
Adhering the first bearing and the second bearing to the second structure after adhering the first bearing and the second bearing to the first structure.

この発明に係るベアリング構造によれば、ベアリングを周辺の構造に接着するので、予圧をより高い精度で管理することができる。   According to the bearing structure according to the present invention, since the bearing is bonded to the surrounding structure, the preload can be managed with higher accuracy.

この発明の実施の形態１に係るベアリング構造の例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a bearing structure according to Embodiment 1 of the present invention.

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１に、この発明の実施の形態１に係るベアリング構造の構成の例を示す。この例では、ベアリング構造はリアクションホイールモータ１００として実現される。リアクションホイールモータ１００は、互いに回転可能な第１構造体および第２構造体を備える。第１構造体は、シャフト１０およびロータ２０を備える。シャフト１０およびロータ２０は互いに固定され、第１構造体として一体に回転する。第２構造体はステータ部３０を備える。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 shows an example of a configuration of a bearing structure according to Embodiment 1 of the present invention. In this example, the bearing structure is realized as a reaction wheel motor 100. The reaction wheel motor 100 includes a first structure and a second structure that can rotate with each other. The first structure includes a shaft 10 and a rotor 20. The shaft 10 and the rotor 20 are fixed to each other and rotate integrally as a first structure. The second structure includes a stator unit 30.

図１の例において、ロータ２０は、第１ロータ部材２１と、第２ロータ部材２２と、第３ロータ部材２３とを備える。第２ロータ部材２２および第３ロータ部材２３は、それぞれ第１ロータ部材２１に固定される。この固定はたとえば螺合による締結を介して実現される。   In the example of FIG. 1, the rotor 20 includes a first rotor member 21, a second rotor member 22, and a third rotor member 23. The second rotor member 22 and the third rotor member 23 are fixed to the first rotor member 21, respectively. This fixation is realized, for example, by screwing.

図１の例において、ステータ部３０は、プレート３１と、ベアリングハウス３２と、ステータ３３（ステータ本体）とを備える。ベアリングハウス３２はプレート３１に固定される。この固定はたとえば螺合による締結を介して実現される。また、ステータ３３もプレート３１に固定される。この固定も、螺合による締結を介して実現されてもよい。   In the example of FIG. 1, the stator section 30 includes a plate 31, a bearing house 32, and a stator 33 (stator body). The bearing house 32 is fixed to the plate 31. This fixation is realized, for example, by screwing. The stator 33 is also fixed to the plate 31. This fixation may also be realized through fastening by screwing.

リアクションホイールモータ１００は、リアクションホイールモータ１００の動作を制御する制御基板４０を備えてもよい。制御基板４０は、ステータ部３０（たとえばプレート３１）に固定されてもよい。   The reaction wheel motor 100 may include a control board 40 that controls the operation of the reaction wheel motor 100. The control board 40 may be fixed to the stator unit 30 (for example, the plate 31).

リアクションホイールモータ１００は、保護または遮蔽のための構造を備えてもよい。図１の例では、リアクションホイールモータ１００は、ハウジング５０、ケース５１およびカバー５２を備える。ハウジング５０、ケース５１およびカバー５２は、たとえばステータ部３０に対して固定されていてもよい。   The reaction wheel motor 100 may include a structure for protection or shielding. In the example of FIG. 1, the reaction wheel motor 100 includes a housing 50, a case 51, and a cover 52. The housing 50, the case 51, and the cover 52 may be fixed to, for example, the stator unit 30.

リアクションホイールモータ１００は、第１ベアリング６０および第２ベアリング７０を備える。第１ベアリング６０および第２ベアリング７０は、第１構造体（シャフト１０およびロータ２０を含む）と、第２構造体（ステータ部３０を含む）とを、互いに回転可能に支持する。   The reaction wheel motor 100 includes a first bearing 60 and a second bearing 70. The first bearing 60 and the second bearing 70 rotatably support the first structure (including the shaft 10 and the rotor 20) and the second structure (including the stator unit 30).

第１ベアリング６０および第２ベアリング７０は、リアクションホイールモータ１００の回転軸の方向に、互いに離間して配置される。図１の例では、シャフト１０の一端（ロータ２０に接続された側の端部）側に第１ベアリング６０が配置され、シャフト１０の他端側に第２ベアリング７０が配置されている。   The first bearing 60 and the second bearing 70 are arranged apart from each other in the direction of the rotation axis of the reaction wheel motor 100. In the example of FIG. 1, the first bearing 60 is arranged on one end (the end connected to the rotor 20) of the shaft 10, and the second bearing 70 is arranged on the other end of the shaft 10.

第１ベアリング６０は、互いに回転可能な内輪６１および外輪６２を備える。内輪６１は、第１構造体に接着される。図１の例では、内輪６１の内周面がシャフト１０の外周面に接着される。また、外輪６２は、第２構造体に接着される。図１の例では、外輪６２の外周面がベアリングハウス３２の内周面に接着される。   The first bearing 60 includes an inner ring 61 and an outer ring 62 that can rotate with each other. The inner ring 61 is bonded to the first structure. In the example of FIG. 1, the inner peripheral surface of the inner race 61 is bonded to the outer peripheral surface of the shaft 10. The outer ring 62 is bonded to the second structure. In the example of FIG. 1, the outer peripheral surface of the outer ring 62 is bonded to the inner peripheral surface of the bearing house 32.

同様に、第２ベアリング７０は、互いに回転可能な内輪７１および外輪７２を備える。内輪７１は、第１構造体に接着される。図１の例では、内輪７１の内周面がシャフト１０の外周面に接着される。また、外輪７２は、第２構造体に接着される。図１の例では、外輪７２の外周面がベアリングハウス３２の内周面に接着される。   Similarly, the second bearing 70 includes an inner ring 71 and an outer ring 72 that can rotate with each other. The inner ring 71 is bonded to the first structure. In the example of FIG. 1, the inner peripheral surface of the inner race 71 is bonded to the outer peripheral surface of the shaft 10. The outer ring 72 is bonded to the second structure. In the example of FIG. 1, the outer peripheral surface of the outer ring 72 is bonded to the inner peripheral surface of the bearing house 32.

リアクションホイールモータ１００は、バネ８０を備える。バネ８０は圧縮バネであり、第１ベアリング６０の外輪６２と、第２ベアリング７０の外輪７２との間に配置される。また、バネ８０は、第１ベアリング６０の外輪６２と、第２ベアリング７０の外輪７２とに接触しており、外輪６２および外輪７２を、軸方向に互いに離れる向きに付勢する。   The reaction wheel motor 100 includes a spring 80. The spring 80 is a compression spring, and is disposed between the outer ring 62 of the first bearing 60 and the outer ring 72 of the second bearing 70. Further, the spring 80 is in contact with the outer ring 62 of the first bearing 60 and the outer ring 72 of the second bearing 70, and urges the outer ring 62 and the outer ring 72 in a direction away from each other in the axial direction.

以上のような構成を有するリアクションホイールモータ１００の製造方法を、以下に説明する。なお、以下の製造方法は一例であって、リアクションホイールモータ１００はこれ以外の方法または手順により製造されてもよい。   A method for manufacturing the reaction wheel motor 100 having the above configuration will be described below. The following manufacturing method is an example, and the reaction wheel motor 100 may be manufactured by other methods or procedures.

まず、シャフト１０をバネ８０に挿通させた状態で、シャフト１０の両端から、それぞれ第１ベアリング６０および第２ベアリング７０を嵌入する。このようにして、第１構造体（この例ではシャフト１０）の外周に、第１ベアリング６０、第２ベアリング７０およびバネ８０が配置される。そして、バネ８０の軸方向両端に、第１ベアリング６０の外輪６２および第２ベアリング７０の外輪７２を接触させる。   First, with the shaft 10 inserted through the spring 80, the first bearing 60 and the second bearing 70 are fitted from both ends of the shaft 10, respectively. Thus, the first bearing 60, the second bearing 70, and the spring 80 are arranged on the outer periphery of the first structure (the shaft 10 in this example). Then, the outer ring 62 of the first bearing 60 and the outer ring 72 of the second bearing 70 are brought into contact with both axial ends of the spring 80.

なお、本明細書において、「第１構造体の外周」とは、第１構造体の最外周の面（たとえば第２ロータ部材２２における径方向外側の外周面）に限らず、その一部の構造の外周面（たとえばシャフト１０の外周面）をも含むものとする。   In this specification, the “outer periphery of the first structure” is not limited to the outermost surface of the first structure (for example, the outer peripheral surface of the second rotor member 22 on the radially outer side), but may be a part of the outermost surface. It also includes the outer peripheral surface of the structure (for example, the outer peripheral surface of the shaft 10).

この状態で、シャフト１０に第１ベアリング６０および第２ベアリング７０を接着する。より具体的には、シャフト１０の外周面に、第１ベアリング６０の内輪６１の内周面と、第２ベアリング７０の内輪７１の内周面とを接着する。ここで、第１ベアリング６０および第２ベアリング７０を互いに軸方向内側に付勢した状態で接着することにより、バネ８０による予圧（すなわち、第１ベアリング６０の外輪６２と第２ベアリング７０の外輪７２とを軸方向外側に付勢する力）が実現される。   In this state, the first bearing 60 and the second bearing 70 are bonded to the shaft 10. More specifically, the inner peripheral surface of the inner race 61 of the first bearing 60 and the inner peripheral surface of the inner race 71 of the second bearing 70 are bonded to the outer peripheral surface of the shaft 10. Here, by adhering the first bearing 60 and the second bearing 70 in a state where they are urged inward in the axial direction, the preload by the spring 80 (that is, the outer ring 62 of the first bearing 60 and the outer ring 72 of the second bearing 70). And a force for urging them outward in the axial direction).

接着の際には、バネ８０による予圧を測定しつつ、予圧が最適となる軸方向位置（または軸方向間隔）で第１ベアリング６０および第２ベアリング７０を固定する。なお、この段階では、ロータ２０およびステータ部３０等はまだシャフト１０に組み付けられておらず、予圧の精密な測定が容易に行える。このため、予圧を高い精度で管理することができる。   At the time of bonding, the first bearing 60 and the second bearing 70 are fixed at an axial position (or an axial interval) where the preload is optimal while measuring the preload by the spring 80. At this stage, the rotor 20 and the stator 30 have not been assembled to the shaft 10 yet, so that precise measurement of the preload can be easily performed. For this reason, the preload can be managed with high accuracy.

次に、シャフト１０をベアリングハウス３２の内周に嵌入し、第１ベアリング６０および第２ベアリング７０をベアリングハウス３２の内周側に配置する。この工程は、ベアリングハウス３２をステータ部３０に固定する工程より前に行われてもよいし、これより後に行われてもよい。   Next, the shaft 10 is fitted into the inner circumference of the bearing house 32, and the first bearing 60 and the second bearing 70 are arranged on the inner circumference side of the bearing house 32. This step may be performed before or after the step of fixing the bearing house 32 to the stator unit 30.

この状態で、ベアリングハウス３２に第１ベアリング６０および第２ベアリング７０を接着する。より具体的には、ベアリングハウス３２の内周面に、第１ベアリング６０の外輪６２の外周面と、第２ベアリング７０の外輪７２の外周面とを接着する。このようにして、シャフト１０とベアリングハウス３２とが互いに回転可能に支持される。   In this state, the first bearing 60 and the second bearing 70 are bonded to the bearing house 32. More specifically, the outer peripheral surface of the outer race 62 of the first bearing 60 and the outer peripheral surface of the outer race 72 of the second bearing 70 are bonded to the inner peripheral surface of the bearing house 32. Thus, the shaft 10 and the bearing house 32 are rotatably supported with respect to each other.

他の工程は、当業者が適宜設計可能である。このようにしてリアクションホイールモータ１００が製造される。   Other steps can be appropriately designed by those skilled in the art. Thus, the reaction wheel motor 100 is manufactured.

以上説明するように、本発明の実施の形態１に係るリアクションホイールモータ１００によれば、バネ８０の予圧管理の精度を高めることができる。   As described above, according to the reaction wheel motor 100 according to Embodiment 1 of the present invention, it is possible to increase the accuracy of the preload management of the spring 80.

なお、予圧に用いる部品は、バネ８０のみであってもよく、バネ８０以外の部品を含んでもよいが、バネ８０のみとした場合には、予圧にシム等を用いる構成と比較して部品点数を削減することができる。   The components used for preload may be only the spring 80 or may include components other than the spring 80. However, when only the spring 80 is used, the number of Can be reduced.

実施の形態１では、ベアリング構造はリアクションホイールモータ１００であるが、本発明に係るベアリング構造は他の機器等として実現することも可能である。たとえば他の回転機器であってもよく、他の種類のモータであってもよく、アクチュエータであってもよい。   In the first embodiment, the bearing structure is the reaction wheel motor 100, but the bearing structure according to the present invention can be realized as another device or the like. For example, it may be another rotating device, another type of motor, or an actuator.

１０ シャフト（第１構造体）、２０ ロータ（第１構造体）、３０ ステータ部（第２構造体）、３３ ステータ、６０ 第１ベアリング（６１ 内輪、６２ 外輪）、７０ 第２ベアリング（７１ 内輪、７２ 外輪）、８０ バネ（圧縮バネ）、１００ リアクションホイールモータ（ベアリング構造）。   Reference Signs List 10 shaft (first structure), 20 rotor (first structure), 30 stator portion (second structure), 33 stator, 60 first bearing (61 inner ring, 62 outer ring), 70 second bearing (71 inner ring) , 72 outer ring), 80 spring (compression spring), 100 reaction wheel motor (bearing structure).

Claims (3)

第１構造体および第２構造体と、
第１ベアリングおよび第２ベアリングと、
圧縮バネと、
を備える、ベアリング構造であって、
前記第１ベアリングおよび前記第２ベアリングは、それぞれ外輪および内輪を備え、
前記第１ベアリングおよび前記第２ベアリングは、軸方向に互いに離間して配置され、
前記第１ベアリングおよび前記第２ベアリングは、前記第１構造体および前記第２構造体を互いに回転可能に支持し、
前記第１ベアリングの内輪および前記第２ベアリングの内輪は、前記第１構造体に接着され、
前記第１ベアリングの外輪および前記第２ベアリングの外輪は、前記第２構造体に接着され、
前記圧縮バネは、前記第１ベアリングの外輪と前記第２ベアリングの外輪との間に配置され、前記第１ベアリングの外輪および前記第２ベアリングの外輪を、軸方向に互いに離れる向きに付勢する、
ベアリング構造。 A first structure and a second structure;
A first bearing and a second bearing;
A compression spring,
A bearing structure comprising:
The first bearing and the second bearing each include an outer ring and an inner ring,
The first bearing and the second bearing are disposed apart from each other in an axial direction,
The first bearing and the second bearing rotatably support the first structure and the second structure, respectively.
The inner race of the first bearing and the inner race of the second bearing are bonded to the first structure,
The outer race of the first bearing and the outer race of the second bearing are bonded to the second structure,
The compression spring is disposed between the outer ring of the first bearing and the outer ring of the second bearing, and urges the outer ring of the first bearing and the outer ring of the second bearing in a direction away from each other in the axial direction. ,
Bearing structure. 前記第１構造体はシャフトおよびロータを備え、前記第２構造体はステータを備える、請求項１に記載のベアリング構造。   The bearing structure according to claim 1, wherein the first structure includes a shaft and a rotor, and the second structure includes a stator. 第１構造体および第２構造体と、
第１ベアリングおよび第２ベアリングと、
圧縮バネと、
を備え、
前記第１ベアリングおよび前記第２ベアリングは、それぞれ外輪および内輪を備え、
前記第１ベアリングおよび前記第２ベアリングは、前記第１構造体および前記第２構造体を互いに回転可能に支持する、
ベアリング構造の製造方法であって、
前記ベアリング構造の製造方法は、
前記第１構造体の外周に、前記第１ベアリング、前記第２ベアリングおよび前記圧縮バネを配置する工程と、
前記圧縮バネの軸方向両端に、前記第１ベアリングの外輪および前記第２ベアリングの外輪を接触させる工程と、
前記第１ベアリングおよび前記第２ベアリングを、互いに軸方向内側に付勢した状態で、前記第１ベアリングおよび前記第２ベアリングを、前記第１構造体に接着する工程と、
前記第１ベアリングおよび前記第２ベアリングを前記第１構造体に接着した後に、前記第１ベアリングおよび前記第２ベアリングを前記第２構造体に接着する工程と
を備える、ベアリング構造の製造方法。 A first structure and a second structure;
A first bearing and a second bearing;
A compression spring,
With
The first bearing and the second bearing each include an outer ring and an inner ring,
The first bearing and the second bearing rotatably support the first structure and the second structure, respectively.
A method of manufacturing a bearing structure,
The method for manufacturing the bearing structure includes:
Arranging the first bearing, the second bearing, and the compression spring on an outer periphery of the first structure;
Contacting the outer ring of the first bearing and the outer ring of the second bearing with both axial ends of the compression spring;
Bonding the first bearing and the second bearing to the first structure in a state where the first bearing and the second bearing are urged inward in the axial direction with respect to each other;
Bonding the first bearing and the second bearing to the second structure after bonding the first bearing and the second bearing to the first structure.
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