JP3267649B2 - 軸受装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、軸受装置、特に防振
軸受装置に関する。
軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術の高速回転転がり軸受装置に
おいては、高速回転時の振動を抑制するために軸受ハウ
ジング・転がり軸受の外輪間に形成される油膜ダンパを
用いている。
おいては、高速回転時の振動を抑制するために軸受ハウ
ジング・転がり軸受の外輪間に形成される油膜ダンパを
用いている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の技術のよ
る高速転がり回転軸受装置における油膜ダンパを用いた
振動抑制手段は、回転軸の１次振動（コニカルモード）
や２次振動（パラレルモード）を吸収することができる
が、軸受による２点支持において使用回転数範囲内に３
次の危険速度がある場合、２支点による曲げモードにな
る結果、殆ど機能しなくなる。
る高速転がり回転軸受装置における油膜ダンパを用いた
振動抑制手段は、回転軸の１次振動（コニカルモード）
や２次振動（パラレルモード）を吸収することができる
が、軸受による２点支持において使用回転数範囲内に３
次の危険速度がある場合、２支点による曲げモードにな
る結果、殆ど機能しなくなる。
【０００４】この発明は、高速回転軸における１次振動
や２次振動は勿論のこと、３次の危険速度における３次
振動（曲げモード）が生じる場合でも、それらの振動を
抑制する軸受装置を提供する。
や２次振動は勿論のこと、３次の危険速度における３次
振動（曲げモード）が生じる場合でも、それらの振動を
抑制する軸受装置を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明の軸受装置は、
軸線方向に互に間隔をあけた位置で内輪には回転軸が嵌
着され、外輪が軸受ハウジングに嵌着されて回転軸を回
転自在に支承する油膜ダンパを備えた複数の転がり軸
受、回転軸を回転自在に各転がり軸受より軸線方向に間
隔をあけた位置で支承する磁気軸受、磁気軸受支承位置
の回転軸のラジアル方向変位を検出する変位検出器、変
位検出器の検出信号に基づいて前記変位を相殺するよう
な変位を回転軸に与えるように磁気軸受に対し制御励磁
電流を供給する制御装置から構成されている。
軸線方向に互に間隔をあけた位置で内輪には回転軸が嵌
着され、外輪が軸受ハウジングに嵌着されて回転軸を回
転自在に支承する油膜ダンパを備えた複数の転がり軸
受、回転軸を回転自在に各転がり軸受より軸線方向に間
隔をあけた位置で支承する磁気軸受、磁気軸受支承位置
の回転軸のラジアル方向変位を検出する変位検出器、変
位検出器の検出信号に基づいて前記変位を相殺するよう
な変位を回転軸に与えるように磁気軸受に対し制御励磁
電流を供給する制御装置から構成されている。
【０００６】
【作用】ラジアル磁気軸受のソレノイドに制御装置から
制御励磁電流が供給され、両側が転がり軸受に支承され
た回転軸の中間部は周囲から吸引され、浮上状態とな
る。そして、回転軸は、駆動源により回転駆動される。
そして、回転中の回転軸に１次振動（コニカルモード）
や２次振動（パラレルモード）が生じると、それらは、
両側の転がり軸受に形成された油膜ダンパーにより吸収
される。
制御励磁電流が供給され、両側が転がり軸受に支承され
た回転軸の中間部は周囲から吸引され、浮上状態とな
る。そして、回転軸は、駆動源により回転駆動される。
そして、回転中の回転軸に１次振動（コニカルモード）
や２次振動（パラレルモード）が生じると、それらは、
両側の転がり軸受に形成された油膜ダンパーにより吸収
される。
【０００７】更に、回転中における回転軸の中間部が回
転軸線からラジアル方向に変位すると、変位検出器は、
変位方向と変位量に応じた変位信号を制御装置に入力
し、制御装置においては、当該変位を相殺するような変
位を回転軸に与えるようにラジアル磁気軸受のソレノイ
ドに対し制御励磁電流が供給され、回転軸の中間部のラ
ジアル方向の変位は抑制される。
転軸線からラジアル方向に変位すると、変位検出器は、
変位方向と変位量に応じた変位信号を制御装置に入力
し、制御装置においては、当該変位を相殺するような変
位を回転軸に与えるようにラジアル磁気軸受のソレノイ
ドに対し制御励磁電流が供給され、回転軸の中間部のラ
ジアル方向の変位は抑制される。
【０００８】従って、高速回転における３次振動（曲げ
モード）が生じても、既にその節部となっている転がり
軸受部の振動は既に上記のように油膜ダンパーにより吸
収され、三次振動の腹部となる転がり軸受の中間部にお
ける回転軸の変位、即ち回転軸の曲げモードの振動は、
磁気軸受により抑制される。
モード）が生じても、既にその節部となっている転がり
軸受部の振動は既に上記のように油膜ダンパーにより吸
収され、三次振動の腹部となる転がり軸受の中間部にお
ける回転軸の変位、即ち回転軸の曲げモードの振動は、
磁気軸受により抑制される。
【０００９】
【実施例】この発明の実施例における軸受装置を図面に
従って説明する。なお以下の説明における左右方向は、
図１における方向である。図１において、軸受ハウジン
グ１には、図示しない駆動源に結合された回転軸２が両
側のアンギュラ玉軸受３，４（３点接触玉軸受、又は深
溝玉軸受でもよい）とその中間の一対のラジアル磁気軸
受５Ａ，５Ｂとにより回転自在に支承されている。
従って説明する。なお以下の説明における左右方向は、
図１における方向である。図１において、軸受ハウジン
グ１には、図示しない駆動源に結合された回転軸２が両
側のアンギュラ玉軸受３，４（３点接触玉軸受、又は深
溝玉軸受でもよい）とその中間の一対のラジアル磁気軸
受５Ａ，５Ｂとにより回転自在に支承されている。
【００１０】詳述すると、軸受ハウジング１の中空孔６
の左端には、アンギュラ玉軸受３の外輪31が内周面の段
部61と押え環７とにより挟まれて且つ外周面・両端面に
微小隙間をあけて嵌着され、同じく右端には、アンギュ
ラ玉軸受４の外輪41が内周面の段部62と圧縮コイルばね
８を介する押え環９とにより挟まれて外周面及び段部62
に対する端面に微小隙間をあけて嵌着されている。
の左端には、アンギュラ玉軸受３の外輪31が内周面の段
部61と押え環７とにより挟まれて且つ外周面・両端面に
微小隙間をあけて嵌着され、同じく右端には、アンギュ
ラ玉軸受４の外輪41が内周面の段部62と圧縮コイルばね
８を介する押え環９とにより挟まれて外周面及び段部62
に対する端面に微小隙間をあけて嵌着されている。
【００１１】回転軸２には、左側のフランジ部26に当接
したアンギュラ玉軸受３の内輪32、筒状スペーサ10、及
びアンギュラ玉軸受４の内輪42が順次嵌着され、内輪42
の右側で回転軸２に螺合したねじ環11により座金12を介
して締着けられている。
したアンギュラ玉軸受３の内輪32、筒状スペーサ10、及
びアンギュラ玉軸受４の内輪42が順次嵌着され、内輪42
の右側で回転軸２に螺合したねじ環11により座金12を介
して締着けられている。
【００１２】軸受ハウジング１の中空孔６の内周面に
は、アンギュラ玉軸受３の外輪31及びアンギュラ玉軸受
４の外輪41の外周面に対向して環状油溝63，64が形成さ
れ、軸受ハウジング１には、外部から環状油溝63，64に
開口した油供給孔13，14が穿設されている。
は、アンギュラ玉軸受３の外輪31及びアンギュラ玉軸受
４の外輪41の外周面に対向して環状油溝63，64が形成さ
れ、軸受ハウジング１には、外部から環状油溝63，64に
開口した油供給孔13，14が穿設されている。
【００１３】ラジアル磁気軸受５Ａ，５Ｂは、軸受ハウ
ジング１の中空孔６においてアンギュラ玉軸受３とアン
ギュラ玉軸受４の中間に軸線方向に並設されており、各
ラジアル磁気軸受は、軸受電磁石51が筒状スペーサ10に
おける環状磁性体52の外周面に対向して放射状（例えば
９０度間隔）に設けられて構成され、両ラジアル磁気軸
受５Ａ，５Ｂの中間には、ラジアル位置センサ20が設け
られ、ラジアル位置センサ20は、電磁石51と同様の電磁
石21が軸受電磁石51と同位相位置で筒状スペーサ10にお
ける環状磁性体22の外周面に対向して設けられて構成さ
れている。
ジング１の中空孔６においてアンギュラ玉軸受３とアン
ギュラ玉軸受４の中間に軸線方向に並設されており、各
ラジアル磁気軸受は、軸受電磁石51が筒状スペーサ10に
おける環状磁性体52の外周面に対向して放射状（例えば
９０度間隔）に設けられて構成され、両ラジアル磁気軸
受５Ａ，５Ｂの中間には、ラジアル位置センサ20が設け
られ、ラジアル位置センサ20は、電磁石51と同様の電磁
石21が軸受電磁石51と同位相位置で筒状スペーサ10にお
ける環状磁性体22の外周面に対向して設けられて構成さ
れている。
【００１４】ラジアル位置センサ20は、環状磁性体22、
即ち回転軸２の中間部の回転軸線からのラジアル方向の
変位を各放射方向の電磁石21のソレノイドに流れる電流
のインダクタンスの変化として検出する変位信号を変位
信号処理部Ｐに入力するように接続され、変位信号処理
部Ｐは、更に制御装置Ｃに入力するように接続されてい
る。各放射方向の軸受電磁石51のソレノイドは、制御装
置Ｃから制御励磁電流が供給されるように接続されてい
る。
即ち回転軸２の中間部の回転軸線からのラジアル方向の
変位を各放射方向の電磁石21のソレノイドに流れる電流
のインダクタンスの変化として検出する変位信号を変位
信号処理部Ｐに入力するように接続され、変位信号処理
部Ｐは、更に制御装置Ｃに入力するように接続されてい
る。各放射方向の軸受電磁石51のソレノイドは、制御装
置Ｃから制御励磁電流が供給されるように接続されてい
る。
【００１５】上記の軸受装置の作用について説明する
と、先ず各放射方向の軸受電磁石51のソレノイドに制御
装置から制御励磁電流が供給され、環状磁性体52，52が
周囲から吸引される。そして、駆動源により回転駆動さ
れる回転軸２は、軸受装置の両側のアンギュラ玉軸受
３，４に支承されると共に、その中間部がラジアル磁気
軸受５Ａ，５Ｂで支承されて回転する。
と、先ず各放射方向の軸受電磁石51のソレノイドに制御
装置から制御励磁電流が供給され、環状磁性体52，52が
周囲から吸引される。そして、駆動源により回転駆動さ
れる回転軸２は、軸受装置の両側のアンギュラ玉軸受
３，４に支承されると共に、その中間部がラジアル磁気
軸受５Ａ，５Ｂで支承されて回転する。
【００１６】そして、油供給孔13，14から環状油溝63，
64に圧油が供給され、アンギュラ玉軸受５Ａ，５Ｂの外
輪31，41の外周面の微小間隙に油膜ダンパが形成され
る。その結果、回転中の回転軸２のアンギュラ玉軸受
３，４における振動、即ち回転軸２の１次振動（コニカ
ルモード）や２次振動（パラレルモード）は吸収され
る。
64に圧油が供給され、アンギュラ玉軸受５Ａ，５Ｂの外
輪31，41の外周面の微小間隙に油膜ダンパが形成され
る。その結果、回転中の回転軸２のアンギュラ玉軸受
３，４における振動、即ち回転軸２の１次振動（コニカ
ルモード）や２次振動（パラレルモード）は吸収され
る。
【００１７】更に、回転中における回転軸２の中間部、
即ち環状磁性体22が回転軸線からラジアル方向に変位す
ると、ラジアル位置センサ20がその変位を検出して、各
放射方向の電磁石21のソレノイドに流れる電流のインダ
クタンスの変化としての変位信号を変位信号処理部Ｐに
入力し、変位信号処理部Ｐは、変位の大きさと位相とを
制御装置Ｃに入力する。制御装置においては、当該変位
を相殺するような変位を回転軸２に与えるようにラジア
ル磁気軸受５Ａ，５Ｂの各軸受電磁石51のソレノイドに
対し制御励磁電流を供給され、回転軸２の中間部のラジ
アル方向の変位は抑制される。
即ち環状磁性体22が回転軸線からラジアル方向に変位す
ると、ラジアル位置センサ20がその変位を検出して、各
放射方向の電磁石21のソレノイドに流れる電流のインダ
クタンスの変化としての変位信号を変位信号処理部Ｐに
入力し、変位信号処理部Ｐは、変位の大きさと位相とを
制御装置Ｃに入力する。制御装置においては、当該変位
を相殺するような変位を回転軸２に与えるようにラジア
ル磁気軸受５Ａ，５Ｂの各軸受電磁石51のソレノイドに
対し制御励磁電流を供給され、回転軸２の中間部のラジ
アル方向の変位は抑制される。
【００１８】従って、高速回転における３次振動（曲げ
モード）が生じると、振動の腹部となるアンギュラ玉軸
受５Ａ，５Ｂの中間部における回転軸２の変位、即ち回
転軸２の曲げモードの振動は、上記のようにして抑制さ
れる。
モード）が生じると、振動の腹部となるアンギュラ玉軸
受５Ａ，５Ｂの中間部における回転軸２の変位、即ち回
転軸２の曲げモードの振動は、上記のようにして抑制さ
れる。
【００１９】上記の説明においては、アンギュラ玉軸受
は、２組を例示したが、３組以上の列設する形式におい
ても同様に考えられる。又、３次振動（曲げモード）を
抑制する磁気軸受は、アンギュラ玉軸受５Ａ，５Ｂの中
間に限らず、アンギュラ玉軸受５Ａ，５Ｂの外側におけ
る回転軸２の曲げモード振動の腹部該当位置にも設けら
れてもよい。
は、２組を例示したが、３組以上の列設する形式におい
ても同様に考えられる。又、３次振動（曲げモード）を
抑制する磁気軸受は、アンギュラ玉軸受５Ａ，５Ｂの中
間に限らず、アンギュラ玉軸受５Ａ，５Ｂの外側におけ
る回転軸２の曲げモード振動の腹部該当位置にも設けら
れてもよい。
【００２０】
【発明の効果】この発明の軸受装置は回転軸の１次振動
（コニカルモード）や２次振動（パラレルモード）を吸
収することができるる上、軸受による２点支持において
使用回転数範囲内に３次の危険速度がある場合、２支点
による曲げモードとなる３次振動（曲げモード）が生じ
る場合でも、それらの振動を抑制することができる。
（コニカルモード）や２次振動（パラレルモード）を吸
収することができるる上、軸受による２点支持において
使用回転数範囲内に３次の危険速度がある場合、２支点
による曲げモードとなる３次振動（曲げモード）が生じ
る場合でも、それらの振動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例における軸受装置の断面図で
ある。
ある。
１ 軸受ハウジング ２ 回転軸 ３，４ アンギュラ玉軸受 31，41 外輪 32，42 内輪 ５Ａ，５Ｂ ラジアル磁気軸受 51 軸受電磁石 52 環状磁性体 ６ 中空孔 61，62 段部 63，64 環状油溝 ７ 押え環 ８ 圧縮コイルばね ９ 押え環 10 筒状スペーサ 11 ねじ環 12 座金 13，14 油供給孔 20 ラジアル位置センサ 21 電磁石 22 環状磁性体 Ｃ 制御装置 Ｐ 変位信号処理部
Claims (2)
- 【請求項１】 軸線方向に互に間隔をあけた位置で内輪
には回転軸が嵌着され、外輪が軸受ハウジングに嵌着さ
れて回転軸を回転自在に支承する複数の転がり軸受、回
転軸を回転自在に各転がり軸受より軸線方向に間隔をあ
けた位置で支承する磁気軸受、磁気軸受支承位置の回転
軸のラジアル方向変位を検出する変位検出器、変位検出
器の検出信号に基づいて前記変位を相殺するような変位
を回転軸に与えるように磁気軸受に対し制御励磁電流を
供給する制御装置から構成された軸受装置。 - 【請求項２】 転がり軸受が油膜ダンパを備えている請
求項１に記載の軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31513891A JP3267649B2 (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31513891A JP3267649B2 (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 軸受装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05126151A JPH05126151A (ja) | 1993-05-21 |
| JP3267649B2 true JP3267649B2 (ja) | 2002-03-18 |
Family
ID=18061869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31513891A Expired - Fee Related JP3267649B2 (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3267649B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150159690A1 (en) * | 2013-11-05 | 2015-06-11 | Turbonetics Holdings, Inc. | Turbocharger Dual Ball Bearing System |
| US20220290718A1 (en) * | 2019-07-11 | 2022-09-15 | Lord Corporation | Rotatable shaft bearing with electromagnetically controlled support impedance |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110233536B (zh) * | 2019-06-13 | 2021-11-12 | 清华大学 | 高速旋转轴系上的电磁执行机构及电机 |
-
1991
- 1991-11-05 JP JP31513891A patent/JP3267649B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150159690A1 (en) * | 2013-11-05 | 2015-06-11 | Turbonetics Holdings, Inc. | Turbocharger Dual Ball Bearing System |
| US9816551B2 (en) * | 2013-11-05 | 2017-11-14 | Turbonetics Holdings, Inc. | Turbocharger dual ball bearing system |
| US20220290718A1 (en) * | 2019-07-11 | 2022-09-15 | Lord Corporation | Rotatable shaft bearing with electromagnetically controlled support impedance |
| US11846318B2 (en) * | 2019-07-11 | 2023-12-19 | Lord Corporation | Rotatable shaft bearing with electromagnetically controlled support impedance |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05126151A (ja) | 1993-05-21 |
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