JPH07310743A - 軸受予圧調整装置 - Google Patents
軸受予圧調整装置Info
- Publication number
- JPH07310743A JPH07310743A JP6100837A JP10083794A JPH07310743A JP H07310743 A JPH07310743 A JP H07310743A JP 6100837 A JP6100837 A JP 6100837A JP 10083794 A JP10083794 A JP 10083794A JP H07310743 A JPH07310743 A JP H07310743A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bearing
- adjusting device
- coil
- rotating shaft
- piezoelectric element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000036316 preload Effects 0.000 title claims abstract description 35
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- F16C2202/00—Solid materials defined by their properties
- F16C2202/30—Electric properties; Magnetic properties
- F16C2202/36—Piezoelectric
Landscapes
- Support Of The Bearing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 広い回転速度範囲で使用される回転軸を支え
る軸受に、適切な予圧が与えられるようにした軸受予圧
調整装置を提供すること。 【構成】 回転軸１が回転すると、それに固定された永
久磁石２１と回転軸１の外側に配置されたコイル２２と
の作用によりコイル２２に電流を励起される。その電流
は整流回路２４により直流化され、圧電素子２５に電圧
が印加される。圧電素子２５は回転軸１を支持する軸受
２、３の外輪に接しているため、軸受に作用する予圧が
調整できる。
る軸受に、適切な予圧が与えられるようにした軸受予圧
調整装置を提供すること。 【構成】 回転軸１が回転すると、それに固定された永
久磁石２１と回転軸１の外側に配置されたコイル２２と
の作用によりコイル２２に電流を励起される。その電流
は整流回路２４により直流化され、圧電素子２５に電圧
が印加される。圧電素子２５は回転軸１を支持する軸受
２、３の外輪に接しているため、軸受に作用する予圧が
調整できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、広い回転速度範囲で使
用される回転軸を支える軸受に、適切な予圧が与えられ
るようにした軸受予圧調整装置に関するものである。
用される回転軸を支える軸受に、適切な予圧が与えられ
るようにした軸受予圧調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、軸の振れを抑えたり、軸受の剛性
を高めたり、アキシアル方向の振動による異音を防止し
たりする目的で、転がり軸受は予め内部応力を発生させ
た状態で使用される場合がある。このような使い方を予
圧といい、定位置予圧と定圧予圧という方法が知られて
いる。予圧量は軸受にかかる荷重に応じて決められ、必
要以上の予圧量は、軸受寿命の短縮や動力の損失を招
く。
を高めたり、アキシアル方向の振動による異音を防止し
たりする目的で、転がり軸受は予め内部応力を発生させ
た状態で使用される場合がある。このような使い方を予
圧といい、定位置予圧と定圧予圧という方法が知られて
いる。予圧量は軸受にかかる荷重に応じて決められ、必
要以上の予圧量は、軸受寿命の短縮や動力の損失を招
く。
【０００３】工作機械の主軸の軸受予圧調整装置として
実公平３−４６２５８号公報に記載された構成が知られ
ている。これは、工作機械の主軸の温度上昇及び切削条
件に適合した予圧を与えるため、組使用の軸受のディス
タンスカラーに油圧によって拡張できる形状のものを介
在させると共に、それに供給される油圧力を制御するよ
うにした軸受予圧調整装置である。
実公平３−４６２５８号公報に記載された構成が知られ
ている。これは、工作機械の主軸の温度上昇及び切削条
件に適合した予圧を与えるため、組使用の軸受のディス
タンスカラーに油圧によって拡張できる形状のものを介
在させると共に、それに供給される油圧力を制御するよ
うにした軸受予圧調整装置である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この装
置には回転数検出手段、制御装置等が必須であり機構が
複雑になることや、油圧手段により予圧を付与している
ため適用範囲が工作機械等に限定されるなどの問題点が
あった。
置には回転数検出手段、制御装置等が必須であり機構が
複雑になることや、油圧手段により予圧を付与している
ため適用範囲が工作機械等に限定されるなどの問題点が
あった。
【０００５】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、機構が簡単で、広い回転速度範
囲で使用できる軸受予圧調整装置を提供することを目的
とする。
になされたものであり、機構が簡単で、広い回転速度範
囲で使用できる軸受予圧調整装置を提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の軸受予圧調整装置は、回転軸の回転に伴って
発電可能な発電手段と、前記回転軸を支持する軸受の外
輪に接して配置され、前記発電手段からの電圧が印加さ
れる電気・機械変換手段とを含むことを特徴とする。
に本発明の軸受予圧調整装置は、回転軸の回転に伴って
発電可能な発電手段と、前記回転軸を支持する軸受の外
輪に接して配置され、前記発電手段からの電圧が印加さ
れる電気・機械変換手段とを含むことを特徴とする。
【０００７】
【作用】上記の構成を有する本発明の軸受予圧調整装置
においては、回転軸が回転すると、発電手段は電気を発
電する。発電された電気は、電気・機械変換手段に供給
され、電気・機械変換手段は、回転軸を支持する軸受の
外輪に接しているため、軸受に作用する予圧が調整され
る。
においては、回転軸が回転すると、発電手段は電気を発
電する。発電された電気は、電気・機械変換手段に供給
され、電気・機械変換手段は、回転軸を支持する軸受の
外輪に接しているため、軸受に作用する予圧が調整され
る。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
【０００９】回転軸１は、軸受けとしてのアンギュラ形
玉軸受２、３の背面組合せでフレーム４に軸承されてい
る。玉軸受２、３の内輪間には、ディスタンスカラー５
が介装され回転軸１の段部１ａとねじ部１ｂに螺合する
ナット６によって玉軸受３の外側のディスタンスカラー
７を介して挟持固定されている。玉軸受２、３の外輪間
には、電気・機械変換手段としての圧電素子２５が介装
されており、フレームの段部４ａ、ディスタンスカラー
１１、ディスタンスカラー１２、外輪押え１３によって
挟持固定されている。ディスタンスカラー１１、ディス
タンスカラー１２は軸方向に弾性変形可能である。
玉軸受２、３の背面組合せでフレーム４に軸承されてい
る。玉軸受２、３の内輪間には、ディスタンスカラー５
が介装され回転軸１の段部１ａとねじ部１ｂに螺合する
ナット６によって玉軸受３の外側のディスタンスカラー
７を介して挟持固定されている。玉軸受２、３の外輪間
には、電気・機械変換手段としての圧電素子２５が介装
されており、フレームの段部４ａ、ディスタンスカラー
１１、ディスタンスカラー１２、外輪押え１３によって
挟持固定されている。ディスタンスカラー１１、ディス
タンスカラー１２は軸方向に弾性変形可能である。
【００１０】さらに、回転軸１はフランジ２０が固定さ
れ、フランジ２０には永久磁石２１が固定されている。
この永久磁石２１と僅かな隙間を隔ててコイル２２が配
置されており、コイル２２はフレーム４に固定されてお
り、この永久磁石２１とコイル２２とにより発電手段が
構成される。コイルの巻線の両端はトランス２３に接続
されており、トランス２３の他端は、整流手段としての
整流回路に接続されている。整流回路からの出力端子は
圧電素子２５の電極に接続されている。
れ、フランジ２０には永久磁石２１が固定されている。
この永久磁石２１と僅かな隙間を隔ててコイル２２が配
置されており、コイル２２はフレーム４に固定されてお
り、この永久磁石２１とコイル２２とにより発電手段が
構成される。コイルの巻線の両端はトランス２３に接続
されており、トランス２３の他端は、整流手段としての
整流回路に接続されている。整流回路からの出力端子は
圧電素子２５の電極に接続されている。
【００１１】回転軸１が角速度ω（rad／S）で回転する
と、コイルにはωに比例した交流の起電力が生じる。発
生した起電力はトランスによって電圧が変換された後、
整流回路２４により直流化される。この電圧が圧電素子
２５に印加されるため圧電素子２５は角速度ωに比例し
た変位を生じる。
と、コイルにはωに比例した交流の起電力が生じる。発
生した起電力はトランスによって電圧が変換された後、
整流回路２４により直流化される。この電圧が圧電素子
２５に印加されるため圧電素子２５は角速度ωに比例し
た変位を生じる。
【００１２】圧電素子の特性は両端自由時の変位量をΔ
f、印加電圧をＶ、圧電定数をｇとすると、 Δf ＝ ｇ Ｖ で表され、弾性率をＥ、長さをＬ、断面積をＡ、変位量
をΔとすると、圧電素子の発生する力Ｆは、 Ｆ ＝ Ｅ Ａ （Δf−Δ） ／ Ｌ で表される。
f、印加電圧をＶ、圧電定数をｇとすると、 Δf ＝ ｇ Ｖ で表され、弾性率をＥ、長さをＬ、断面積をＡ、変位量
をΔとすると、圧電素子の発生する力Ｆは、 Ｆ ＝ Ｅ Ａ （Δf−Δ） ／ Ｌ で表される。
【００１３】次に、図２を参照して圧電素子２５に電圧
を印加した時の予圧量の変化を説明する。外輪間に圧電
素子２５を挟んだとき、内輪とディスタンスカラー５の
間の隙間を２δ0とする。圧電素子に電圧を印加しない
状態では、軸受の剛性を表す曲線Ａ と圧電素子の剛性
を表す直線Ｂの交点より予圧量Ｐ0が求まり、圧電素子
に電圧を印加した状態では、軸受の剛性を表す曲線Ａと
圧電素子の剛性を表す直線Ｃの交点より予圧量Ｐが求ま
る。圧電定数ｇ、弾性係数Ｅ、長さＬ等を適切に選ぶこ
とにより、所定の回転数で必要な予圧量を与えることが
できる。
を印加した時の予圧量の変化を説明する。外輪間に圧電
素子２５を挟んだとき、内輪とディスタンスカラー５の
間の隙間を２δ0とする。圧電素子に電圧を印加しない
状態では、軸受の剛性を表す曲線Ａ と圧電素子の剛性
を表す直線Ｂの交点より予圧量Ｐ0が求まり、圧電素子
に電圧を印加した状態では、軸受の剛性を表す曲線Ａと
圧電素子の剛性を表す直線Ｃの交点より予圧量Ｐが求ま
る。圧電定数ｇ、弾性係数Ｅ、長さＬ等を適切に選ぶこ
とにより、所定の回転数で必要な予圧量を与えることが
できる。
【００１４】これにより、軸受荷重が小さい低回転数で
は小さな予圧が掛かり、軸受荷重の大きい高回転数では
大きな予圧が掛かるため、適切な予圧が与えられる。
は小さな予圧が掛かり、軸受荷重の大きい高回転数では
大きな予圧が掛かるため、適切な予圧が与えられる。
【００１５】なお、アンギュラ形玉軸受２、３を背面組
合せで組使用する他、図３に示すように、軸方向の離れ
た位置で２つの玉軸受けを用いても予圧を付与すること
ができる。
合せで組使用する他、図３に示すように、軸方向の離れ
た位置で２つの玉軸受けを用いても予圧を付与すること
ができる。
【００１６】また、電気・機械変換手段としては、圧電
素子２５の他に、例えば、ソレノイドなども用いること
ができる。また、電気・機械変換手段として交流で駆動
できるものを用いた場合には、整流回路を必要とはしな
い。
素子２５の他に、例えば、ソレノイドなども用いること
ができる。また、電気・機械変換手段として交流で駆動
できるものを用いた場合には、整流回路を必要とはしな
い。
【００１７】更に、発電手段として、回転軸１に永久磁
石２１を固定し、この永久磁石２１と僅かな隙間を隔て
てコイル２２を配置して構成したが、回転軸１にコイル
２２を固定し、このコイル２２と僅かな隙間を隔てて永
久磁石２１を配置し、整流子を介して起電力を取り出す
ように構成しても差し支えない。
石２１を固定し、この永久磁石２１と僅かな隙間を隔て
てコイル２２を配置して構成したが、回転軸１にコイル
２２を固定し、このコイル２２と僅かな隙間を隔てて永
久磁石２１を配置し、整流子を介して起電力を取り出す
ように構成しても差し支えない。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明によれば、回転数検出手段、制御装置等が不要で機
構が簡単な上、広い回転速度範囲で使用できる軸受予圧
調整装置を提供できる。
発明によれば、回転数検出手段、制御装置等が不要で機
構が簡単な上、広い回転速度範囲で使用できる軸受予圧
調整装置を提供できる。
【図１】図１は、本発明の軸受予圧調整装置を示す図で
ある。
ある。
【図２】図２は、予圧量の変化を説明するための図であ
る。
る。
【図３】図３は、第二実施例を示す図である。
１ 回転軸 ２、３ 軸受 ２１ 永久磁石 ２２ コイル ２４ 整流回路 ２５ 圧電素子
Claims (5)
- 【請求項１】 回転軸の回転に伴って発電可能な発電手
段と、前記回転軸を支持する軸受の外輪に接して配置さ
れ、前記発電手段からの電圧が印加される電気・機械変
換手段とを含むことを特徴とする軸受予圧調整装置。 - 【請求項２】 前記発電手段が、回転軸に固定された永
久磁石及びコイルのいずれか一方と、前記回転軸の外側
に配置された他方とから構成されていることを特徴とす
る請求項１に記載の軸受予圧調整装置。 - 【請求項３】 前記電気・機械変換手段が、圧電素子に
より構成されていることを特徴とする請求項１に記載の
軸受予圧調整装置。 - 【請求項４】 前記発電手段と電気・機械変換手段との
間に、整流手段を備えることを特徴とする請求項１に記
載の軸受予圧調整装置。 - 【請求項５】 回転軸に固定された永久磁石と、前記回
転軸の外側に配置されたコイルと、該コイルに励起され
た電流を直流化する整流回路と、前記回転軸を支持する
軸受の外輪に接して配置され、前記整流回路により電圧
が印加される圧電素子とを含むことを特徴とする軸受予
圧調整装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6100837A JPH07310743A (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | 軸受予圧調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6100837A JPH07310743A (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | 軸受予圧調整装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07310743A true JPH07310743A (ja) | 1995-11-28 |
Family
ID=14284435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6100837A Pending JPH07310743A (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | 軸受予圧調整装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07310743A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005003579A1 (en) * | 2003-06-26 | 2005-01-13 | Honeywell International Inc. | Piezodynamic preload adjustment system |
| JP2005096062A (ja) * | 2003-08-26 | 2005-04-14 | Ricoh Co Ltd | 移動体送り装置 |
| DE102005027082A1 (de) * | 2005-06-11 | 2006-12-14 | Daimlerchrysler Ag | Lagerungsvorrichtung |
| JP4484397B2 (ja) * | 2001-05-18 | 2010-06-16 | 本田技研工業株式会社 | 軸受の組付方法 |
-
1994
- 1994-05-16 JP JP6100837A patent/JPH07310743A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4484397B2 (ja) * | 2001-05-18 | 2010-06-16 | 本田技研工業株式会社 | 軸受の組付方法 |
| WO2005003579A1 (en) * | 2003-06-26 | 2005-01-13 | Honeywell International Inc. | Piezodynamic preload adjustment system |
| JP2005096062A (ja) * | 2003-08-26 | 2005-04-14 | Ricoh Co Ltd | 移動体送り装置 |
| DE102005027082A1 (de) * | 2005-06-11 | 2006-12-14 | Daimlerchrysler Ag | Lagerungsvorrichtung |
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