JPH03121312A - 軸受 - Google Patents
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- JPH03121312A JPH03121312A JP1260606A JP26060689A JPH03121312A JP H03121312 A JPH03121312 A JP H03121312A JP 1260606 A JP1260606 A JP 1260606A JP 26060689 A JP26060689 A JP 26060689A JP H03121312 A JPH03121312 A JP H03121312A
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- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 4
- 239000000428 dust Substances 0.000 abstract description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
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- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
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- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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-
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/72—Sealings
- F16C33/74—Sealings of sliding-contact bearings
- F16C33/741—Sealings of sliding-contact bearings by means of a fluid
- F16C33/743—Sealings of sliding-contact bearings by means of a fluid retained in the sealing gap
- F16C33/746—Sealings of sliding-contact bearings by means of a fluid retained in the sealing gap by a magnetic field
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は軸受に関し、特に発塵を嫌う場所で使用するの
に好適な軸受である。
に好適な軸受である。
〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕従来の軸
受の防塵手段として、例えば転がり軸受の場合は接触型
のシールまたは非接触型のシールド板を設けている。し
かしながら、接触型のシールを設けた軸受の場合は、シ
ールの摩擦抵抗のためにトルクが大きくなってしまい、
非接触型のシールド板を設けた軸受の場合は、トルクは
小さいが密閉性が低いという問題点があった。
受の防塵手段として、例えば転がり軸受の場合は接触型
のシールまたは非接触型のシールド板を設けている。し
かしながら、接触型のシールを設けた軸受の場合は、シ
ールの摩擦抵抗のためにトルクが大きくなってしまい、
非接触型のシールド板を設けた軸受の場合は、トルクは
小さいが密閉性が低いという問題点があった。
また、磁性流体シールを施した玉軸受の場合は構造が複
雑であり、一方、空気や潤滑剤等の流体を用いる流体軸
受の場合は、外部から加圧流体を軸受内に送り込む静圧
型も、あるいは軸回転で流体圧を自ら軸受内に作り出す
動圧型も共に構造が複雑であり、また高精度が要求され
るため加工が難しいという問題点があった。
雑であり、一方、空気や潤滑剤等の流体を用いる流体軸
受の場合は、外部から加圧流体を軸受内に送り込む静圧
型も、あるいは軸回転で流体圧を自ら軸受内に作り出す
動圧型も共に構造が複雑であり、また高精度が要求され
るため加工が難しいという問題点があった。
そこで本発明は、上記従来の問題点に着目してなされた
ものであり、その目的とするところは、低トルク、高密
閉性でかつ構造の簡単な軸受を提供することにある。
ものであり、その目的とするところは、低トルク、高密
閉性でかつ構造の簡単な軸受を提供することにある。
〔課題を解決するための手段］
本発明の第１の発明は、
円筒状の支持部材の両端面には軸方向に着磁された環状
の磁石が同極を向かい合わせてそれぞれ取付けられ、前
記支持部材の内径面は両端部に設けたラジアル軸受面が
いずれも中間部に設けた大径面より小径であり、前記支
持部材に嵌合する非磁性体の軸はラジアル軸受面に対向
するラジアル受面と大径面に対向する個所に設けられか
つラジアル受面より大径の突部とを有し、前記支持部材
と軸との間に磁性流体が介在している。
の磁石が同極を向かい合わせてそれぞれ取付けられ、前
記支持部材の内径面は両端部に設けたラジアル軸受面が
いずれも中間部に設けた大径面より小径であり、前記支
持部材に嵌合する非磁性体の軸はラジアル軸受面に対向
するラジアル受面と大径面に対向する個所に設けられか
つラジアル受面より大径の突部とを有し、前記支持部材
と軸との間に磁性流体が介在している。
また、第２の発明は、
円筒状の支持部材の外周面には半径方向に着磁された磁
石が取付けられ、前記支持部材の内径面は両端部に設け
たラジアル軸受面がいずれも中間部に設けた大径面より
小径であり、前記支持部材に嵌合する非磁性体の軸はラ
ジアル軸受面に対向するラジアル受面と大径面に対向す
る個所に設けられかつラジアル受面より大径の突部とを
有し、前記支持部材と軸との間に磁性流体が介在してい
る。
石が取付けられ、前記支持部材の内径面は両端部に設け
たラジアル軸受面がいずれも中間部に設けた大径面より
小径であり、前記支持部材に嵌合する非磁性体の軸はラ
ジアル軸受面に対向するラジアル受面と大径面に対向す
る個所に設けられかつラジアル受面より大径の突部とを
有し、前記支持部材と軸との間に磁性流体が介在してい
る。
〔作用］
軸方向の両端部で同極を向かい合わせている磁石又は半
径方向に着磁された磁石の反発力によって、円筒状の支
持部材内の磁性流体には、支持部材端のラジアル軸受面
と軸との間のすきまから軸方向外方へ流出する方向の力
が働く。
径方向に着磁された磁石の反発力によって、円筒状の支
持部材内の磁性流体には、支持部材端のラジアル軸受面
と軸との間のすきまから軸方向外方へ流出する方向の力
が働く。
しかし、この磁石の反発力は支持部材内を真空にするほ
どに強くはないから、磁性流体は軸方向外方へは流出し
ない。
どに強くはないから、磁性流体は軸方向外方へは流出し
ない。
支持部材内の磁性流体の圧力は、磁石の反発力によって
軸方向の両端部が中間部より高くなり、圧力勾配ができ
る。
軸方向の両端部が中間部より高くなり、圧力勾配ができ
る。
いま、軸に設けられたラジアル受面より大径の突部が支
持部材内を右方へ移動すると、支持部材内の圧力は軸方
向の両端部が中間部より高いので突部は左方へ押し戻さ
れる。
持部材内を右方へ移動すると、支持部材内の圧力は軸方
向の両端部が中間部より高いので突部は左方へ押し戻さ
れる。
反対に、突部が支持部材内を左方へ移動すると、突部は
右方へ押し戻される。
右方へ押し戻される。
かくして軸は磁性流体によって軸方向に支持されるので
、軸の突部と支持部材とは非接触に保たれる。
、軸の突部と支持部材とは非接触に保たれる。
また、軸方向の両端部の磁石又は半径方向に着磁された
磁石の反発力によって円筒状の支持部材端のラジアル軸
受面と、これに対向するのラジアル受面との間のラジア
ル軸受すきま内の磁性流体の圧力は高い。
磁石の反発力によって円筒状の支持部材端のラジアル軸
受面と、これに対向するのラジアル受面との間のラジア
ル軸受すきま内の磁性流体の圧力は高い。
いま軸が下方に寄ると、ラジアル軸受すきま内の磁性流
体の圧力は下部が上部より磁束密度の差によって高くな
り、軸は上方に押し戻される。
体の圧力は下部が上部より磁束密度の差によって高くな
り、軸は上方に押し戻される。
反対に軸が上方に寄ると、軸は下方へ押し戻される。
かくして軸は磁性流体によって半径方向に支持されるの
で、ラジアル軸受面とラジアル受面とは非接触に保たれ
る。
で、ラジアル軸受面とラジアル受面とは非接触に保たれ
る。
従って低トルクで密閉性が高い。しかも複雑な加工もな
く構造は極めて簡単である。
く構造は極めて簡単である。
〔実施例］
以下、本発明の実施例を図とともに説明する。
第１図は、本発明の第１実施例を示すものである。円筒
状の支持部材であるケース体１は、非磁性体で内部に磁
性流体２が封入されている。この磁性流体２中に非磁性
体の軸３が浮遊状態に保持されている。軸３の両端はケ
ース体１の両端の端板１ａ、ｌｂの中心部の軸孔４を貫
通して外部に突出しており、その軸孔４の周面がラジア
ル軸受面５ａ、５ｂになっている。
状の支持部材であるケース体１は、非磁性体で内部に磁
性流体２が封入されている。この磁性流体２中に非磁性
体の軸３が浮遊状態に保持されている。軸３の両端はケ
ース体１の両端の端板１ａ、ｌｂの中心部の軸孔４を貫
通して外部に突出しており、その軸孔４の周面がラジア
ル軸受面５ａ、５ｂになっている。
ケース体重の両端の端板１ａ、ｌｂの外面には、軸方向
に着磁された環状の永久磁石６ａ、６ｂが同極（図では
Ｎ極）を向がい合わせてそれぞれ取付けられている。軸
３の端部は磁石６ａ、６ｂの中心孔を貫通している。
に着磁された環状の永久磁石６ａ、６ｂが同極（図では
Ｎ極）を向がい合わせてそれぞれ取付けられている。軸
３の端部は磁石６ａ、６ｂの中心孔を貫通している。
ケース体１の内径面の大きさについては、両端の端板１
ａ、ｌｂの軸孔４部の内径面であるラジアル軸受面５ａ
、５ｂが、いずれも中間部に設けた大径面ＩＣより小径
とされている。一方、ケース体１に嵌合する軸３は、前
記ラジアル軸受面５ａ、５ｂに対向するラジアル受面７
ａ、７ｂを有すると共に、前記ケース体の大径面ＩＣに
対向する個所には、ラジアル受面７ａ、７ｂより大径の
突部８を有している。この実施例の突部８はケース体１
の中心に位置し、中心線Ａ−Ａに対して対称な球形状で
、適当な質量を持っている。
ａ、ｌｂの軸孔４部の内径面であるラジアル軸受面５ａ
、５ｂが、いずれも中間部に設けた大径面ＩＣより小径
とされている。一方、ケース体１に嵌合する軸３は、前
記ラジアル軸受面５ａ、５ｂに対向するラジアル受面７
ａ、７ｂを有すると共に、前記ケース体の大径面ＩＣに
対向する個所には、ラジアル受面７ａ、７ｂより大径の
突部８を有している。この実施例の突部８はケース体１
の中心に位置し、中心線Ａ−Ａに対して対称な球形状で
、適当な質量を持っている。
ケース体１と軸３との間に、磁性流体２が介在している
。
。
次に作用を述べる。
この軸受は、ケース体１が固定され軸３の方が回転する
場合、反対に軸３が固定されケース体１が回転する場合
のいずれの使用態様でもよい。
場合、反対に軸３が固定されケース体１が回転する場合
のいずれの使用態様でもよい。
軸方向の両端部の磁石６ａ、６ｂは同極を向かい合わせ
てあり、その磁力の反発力によって、ケース体１内の磁
性流体２には、ケース体端部のラジアル軸受面５ａ、５
ｂと軸３との間の軸受すきま９ａ、９ｂから軸方向外方
へ流出する方向の力が働く。
てあり、その磁力の反発力によって、ケース体１内の磁
性流体２には、ケース体端部のラジアル軸受面５ａ、５
ｂと軸３との間の軸受すきま９ａ、９ｂから軸方向外方
へ流出する方向の力が働く。
しかし、この磁石６ａ、６ｂの反発力はケース体１内部
を真空にするほどに強くはないから、磁性流体２は軸方
向外方へは流出しない。ケース体１内の磁性流体２の圧
力は、磁石６ａ、６ｂの反発力によって軸方向の両端の
軸受すきま９ａ、９５部が中間部より高くなり、圧力勾
配ができる。
を真空にするほどに強くはないから、磁性流体２は軸方
向外方へは流出しない。ケース体１内の磁性流体２の圧
力は、磁石６ａ、６ｂの反発力によって軸方向の両端の
軸受すきま９ａ、９５部が中間部より高くなり、圧力勾
配ができる。
この磁性流体２の軸受すきま９ａ、９ｂ部分への集中に
より、高い密閉性能を得ることができる。
より、高い密閉性能を得ることができる。
いま、軸３に設けられたラジアル受面７ａ、７ｂより大
径の突部８が、ケース体１内を図で右方へ移動すると、
ケース体１内の圧力は軸方向の両端部が中間部より高い
ので、突部８は左方へ押し戻される。
径の突部８が、ケース体１内を図で右方へ移動すると、
ケース体１内の圧力は軸方向の両端部が中間部より高い
ので、突部８は左方へ押し戻される。
反対に、突部８がケース体１内を左方へ移動したときは
、突部８は右方へ押し戻される。
、突部８は右方へ押し戻される。
か（して軸３は、磁性流体２によって軸方向に平衡を保
ってフローティング状態で支持されるので、軸の突部８
とケース体ｌとは非接触に保たれる。
ってフローティング状態で支持されるので、軸の突部８
とケース体ｌとは非接触に保たれる。
また、軸方向の両端部の磁石６ａ、６ｂの反発力の作用
で、ラジアル軸受すきま９ａ、９ｂ内の磁性流体２の圧
力は高い。そこで、いま、軸３が図で下方に寄ると、ラ
ジアル軸受すきま９ａ、９ｂ内の磁性流体２の圧力は、
下部が上部より磁束密度の差によって高くなり、軸３は
上方に押し戻される。反対に軸３が図で上方に寄ると、
軸３は自動的に下方へ押し戻される。
で、ラジアル軸受すきま９ａ、９ｂ内の磁性流体２の圧
力は高い。そこで、いま、軸３が図で下方に寄ると、ラ
ジアル軸受すきま９ａ、９ｂ内の磁性流体２の圧力は、
下部が上部より磁束密度の差によって高くなり、軸３は
上方に押し戻される。反対に軸３が図で上方に寄ると、
軸３は自動的に下方へ押し戻される。
このようにして、軸３は磁性流体２によって半径方向に
平衡を保ってフローティング状態で支持されるので、ラ
ジアル軸受面５ａ、５ｂとラジアル受面７ａ、７ｂとは
非接触に保たれる。
平衡を保ってフローティング状態で支持されるので、ラ
ジアル軸受面５ａ、５ｂとラジアル受面７ａ、７ｂとは
非接触に保たれる。
従って低トルクである。しかもこの軸受の場合は、例え
ば動圧グループ軸受におけるグループ加工のような複雑
な加工もなく構造は極めて簡単である。
ば動圧グループ軸受におけるグループ加工のような複雑
な加工もなく構造は極めて簡単である。
第２図には第２実施例を示す。
この実施例は、半径方向に着磁された磁石６ａをケース
体１０円筒外周面に配置して取付けた点が上記第１実施
例とは異なっている。この場合の磁石６ａは、円筒状の
ままでもよく、または円筒状のものを軸方向に所定数に
分割したものでもよい。
体１０円筒外周面に配置して取付けた点が上記第１実施
例とは異なっている。この場合の磁石６ａは、円筒状の
ままでもよく、または円筒状のものを軸方向に所定数に
分割したものでもよい。
半径方向に着磁された磁石６ａの反発力によって第１実
施例とほぼ同様の作用、効果が得られる。
施例とほぼ同様の作用、効果が得られる。
第３図には第３実施例を示す。
この実施例は、軸３の球状の突部８に代えて、軸方向に
間隔をおき、二ケ所に円板状の突部１０ａ １０ｂを
設けである。側突部１０ａ、１０ｂは、軸３の中心線Ａ
−Ａに関して対称であることが好ましい。
間隔をおき、二ケ所に円板状の突部１０ａ １０ｂを
設けである。側突部１０ａ、１０ｂは、軸３の中心線Ａ
−Ａに関して対称であることが好ましい。
また、ケース体１の両端の磁石６ａ、６ｂの内径面１１
ａ、ｌｌｂは、ケース体１のラジアル軸受面５ａ、５ｂ
より大径にされている。
ａ、ｌｌｂは、ケース体１のラジアル軸受面５ａ、５ｂ
より大径にされている。
この実施例の場合、軸３の突部１０ａ、１０ｂの加工が
、球体のものより容易になる利点がある。
、球体のものより容易になる利点がある。
第４図には第２実施例を示す。
この実施例は、複数個の軸受を直列に連結した構成とし
たものである。図示のものは、第２図に示した軸受を２
個一体に連結しである。なお、第１図や第３図に示した
ものどうしを複数個連結してもよい。
たものである。図示のものは、第２図に示した軸受を２
個一体に連結しである。なお、第１図や第３図に示した
ものどうしを複数個連結してもよい。
この連結構造とすることで、軸受全体の剛性を単体の場
合より高くすることができる。ここに軸受剛性は、ケー
ス体１と軸３との軸方向および半径方向の単位相対変位
量あたりの負荷容量で、で表される。
合より高くすることができる。ここに軸受剛性は、ケー
ス体１と軸３との軸方向および半径方向の単位相対変位
量あたりの負荷容量で、で表される。
なお、上記各実施例では、ケース体１を非磁性体とした
ものを述べたが、これに限らず磁性体で構成してもよい
。
ものを述べたが、これに限らず磁性体で構成してもよい
。
また、磁石６ａ、６ｂは永久磁石に限られず、電磁石を
利用することも可能である。
利用することも可能である。
以上説明したように、本発明によれば、円筒状の支持部
材に磁石を取付けると共に、支持部材の内径面は両端部
に設けたラジアル軸受面がいずれも中間部に設けた大径
面より小径であり、また支持部材に嵌合する非磁性体の
軸はラジアル軸受面に対向するラジアル受面と大径面に
対向する個所に設けられかつラジアル受面より大径の突
部とを有し、前記支持部材と軸との間に磁性流体が介在
している構成とした。そのため、全体の構成が従来の防
塵タイプの軸受に比し簡易化された。しかも磁性流体の
外部への飛散は磁場の拘束で阻止されて発塵はなく、高
い防塵性能を有している。また、軸と支持部材とは非接
触であり、極めて低トルクでかつ長寿命である。
材に磁石を取付けると共に、支持部材の内径面は両端部
に設けたラジアル軸受面がいずれも中間部に設けた大径
面より小径であり、また支持部材に嵌合する非磁性体の
軸はラジアル軸受面に対向するラジアル受面と大径面に
対向する個所に設けられかつラジアル受面より大径の突
部とを有し、前記支持部材と軸との間に磁性流体が介在
している構成とした。そのため、全体の構成が従来の防
塵タイプの軸受に比し簡易化された。しかも磁性流体の
外部への飛散は磁場の拘束で阻止されて発塵はなく、高
い防塵性能を有している。また、軸と支持部材とは非接
触であり、極めて低トルクでかつ長寿命である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１実施例の縦断面図、第２図は第２
実施例の縦断面図、第３図は第３実施例の縦断面図、第
４図は第４実施例の縦断面図である。 図中、１は支持部材、２は磁性流体、３は軸、５ａ、５
ｂはラジアル軸受面、６ａ、６ｂは磁石、７ａ、７ｂは
ラジアル受面、８．１０ａ、１０ｂは突部、９ａ、９ｂ
は軸受すきま。 第１図 第３図 第２図 Ｃ 第４図
実施例の縦断面図、第３図は第３実施例の縦断面図、第
４図は第４実施例の縦断面図である。 図中、１は支持部材、２は磁性流体、３は軸、５ａ、５
ｂはラジアル軸受面、６ａ、６ｂは磁石、７ａ、７ｂは
ラジアル受面、８．１０ａ、１０ｂは突部、９ａ、９ｂ
は軸受すきま。 第１図 第３図 第２図 Ｃ 第４図
Claims (2)
- （１）円筒状の支持部材の両端面には軸方向に着磁され
た環状の磁石が同極を向かい合わせてそれぞれ取付けら
れ、前記支持部材の内径面は両端部に設けたラジアル軸
受面がいずれも中間部に設けた大径面より小径であり、
前記支持部材に嵌合する非磁性体の軸はラジアル軸受面
に対向するラジアル受面と大径面に対向する個所に設け
られかつラジアル受面より大径の突部とを有し、前記支
持部材と軸との間に磁性流体が介在している軸受。 - （２）円筒状の支持部材の外周面には半径方向に着磁さ
れた磁石が取付けられ、前記支持部材の内径面は両端部
に設けたラジアル軸受面がいずれも中間部に設けた大径
面より小径であり、前記支持部材に嵌合する非磁性体の
軸はラジアル軸受面に対向するラジアル受面と大径面に
対向する個所に設けられかつラジアル受面より大径の突
部とを有し、前記支持部材と軸との間に磁性流体が介在
している軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1260606A JPH03121312A (ja) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | 軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1260606A JPH03121312A (ja) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | 軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03121312A true JPH03121312A (ja) | 1991-05-23 |
Family
ID=17350270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1260606A Pending JPH03121312A (ja) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | 軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03121312A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005130879A (ja) * | 2003-10-28 | 2005-05-26 | Matsushita Electric Works Ltd | マッサージ機 |
-
1989
- 1989-10-05 JP JP1260606A patent/JPH03121312A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005130879A (ja) * | 2003-10-28 | 2005-05-26 | Matsushita Electric Works Ltd | マッサージ機 |
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