JPH11190348A - タッチダウン用転がり軸受 - Google Patents
タッチダウン用転がり軸受Info
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- JPH11190348A JPH11190348A JP9366726A JP36672697A JPH11190348A JP H11190348 A JPH11190348 A JP H11190348A JP 9366726 A JP9366726 A JP 9366726A JP 36672697 A JP36672697 A JP 36672697A JP H11190348 A JPH11190348 A JP H11190348A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inner ring
- outer ring
- ring groove
- bearing
- curvature radius
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
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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
- F16C39/00—Relieving load on bearings
- F16C39/02—Relieving load on bearings using mechanical 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
- 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
- F16C32/0406—Magnetic bearings
- F16C32/044—Active magnetic bearings
- F16C32/0442—Active magnetic bearings with devices affected by abnormal, undesired or non-standard conditions such as shock-load, power outage, start-up or touchdown
-
- 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
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/58—Raceways; Race rings
- F16C33/583—Details of specific parts of races
- F16C33/585—Details of specific parts of races of raceways, e.g. ribs to guide the rollers
-
- 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
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
- F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
- F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
-
- 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
- F16C2240/00—Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
- F16C2240/40—Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
- F16C2240/70—Diameters; Radii
- F16C2240/76—Osculation, i.e. relation between radii of balls and raceway groove
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 タッチダウン用転がり軸受における熱的損傷
を抑え耐久性の高いタッチダウン用転がり軸受を提供す
ることである。 【解決手段】 磁気軸受装置における保護軸受としての
タッチダウン軸受において、外輪みぞ曲率をｆｅ、内輪
みぞ曲率をｆｉとしたときに、外輪みぞ曲率を０．７０
＞ｆｅ＞０．５８、内輪みぞ曲率を０．５０＜ｆｉ＜
０．５３とした。
を抑え耐久性の高いタッチダウン用転がり軸受を提供す
ることである。 【解決手段】 磁気軸受装置における保護軸受としての
タッチダウン軸受において、外輪みぞ曲率をｆｅ、内輪
みぞ曲率をｆｉとしたときに、外輪みぞ曲率を０．７０
＞ｆｅ＞０．５８、内輪みぞ曲率を０．５０＜ｆｉ＜
０．５３とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空ポンプなどの
磁気軸受装置において保護軸受として用いられる保護用
玉軸受（タッチダウン用転がり軸受）に関する。
磁気軸受装置において保護軸受として用いられる保護用
玉軸受（タッチダウン用転がり軸受）に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば真空ポンプに使用されてい
たタッチダウン用転がり軸受は、固体潤滑剤で被膜した
内外輪，玉のみで構成されている、いわゆる総玉軸受が
一般的である。
たタッチダウン用転がり軸受は、固体潤滑剤で被膜した
内外輪，玉のみで構成されている、いわゆる総玉軸受が
一般的である。
【０００３】この種のタッチダウン用転がり軸受にあっ
ては、ロータが正常に回転しているときは、ロータとの
間に約数mm程度のすきまを構成している。そして、磁気
軸受が正常な働きをすれば（磁気軸受が正常な状態で停
止するような場合）ロータは徐々に減速（バッテリーバ
ックアップ）され、かなり低速になってからタッチダウ
ン用転がり軸受に接触するため、タッチダウン用転がり
軸受の損傷は少ない。
ては、ロータが正常に回転しているときは、ロータとの
間に約数mm程度のすきまを構成している。そして、磁気
軸受が正常な働きをすれば（磁気軸受が正常な状態で停
止するような場合）ロータは徐々に減速（バッテリーバ
ックアップ）され、かなり低速になってからタッチダウ
ン用転がり軸受に接触するため、タッチダウン用転がり
軸受の損傷は少ない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、停電、ある
いは故障などにより磁気軸受が作動しなくなった場合、
高速で回転しているロータがタッチダウン用転がり軸受
に接触して高速でタッチするため損傷し易いと考えられ
る。
いは故障などにより磁気軸受が作動しなくなった場合、
高速で回転しているロータがタッチダウン用転がり軸受
に接触して高速でタッチするため損傷し易いと考えられ
る。
【０００５】さらに、真空ポンプの場合は、真空中での
高速タッチのため熱的にきわめて過酷な条件になること
から、タッチダウン用転がり軸受は損傷し易いと考えら
れる。さらに、最近では、タッチ回数の増加への対応、
すなわち耐久性も要求されてきている。
高速タッチのため熱的にきわめて過酷な条件になること
から、タッチダウン用転がり軸受は損傷し易いと考えら
れる。さらに、最近では、タッチ回数の増加への対応、
すなわち耐久性も要求されてきている。
【０００６】そして、タッチする際、その損傷形態とし
ては熱的損傷が一般的であり、その原因は下記によると
考えられる。 (1) タッチによるすべり面での発熱そのものによる。 (2) 軸受自身の摩擦による（内部発熱による）。 (3) 内外輪温度差による負のすきま（ラジアル負荷用）
及び予圧過大（スラスト負荷用）により生じる発熱によ
る。 (4) タッチした際、軸とタッチダウン用転がり軸受との
間のすきまの中で軸が激しく振れ回る際、みぞ擦り運動
も伴い、ラジアル負荷軸受とスラスト負荷軸受と共に、
内外輪間で傾きながら回転するため、各々の軸受の中の
各玉の接触角も全て異なることで玉と玉との衝突が生
じ、玉と玉との間にすべりによる発熱を伴う。
ては熱的損傷が一般的であり、その原因は下記によると
考えられる。 (1) タッチによるすべり面での発熱そのものによる。 (2) 軸受自身の摩擦による（内部発熱による）。 (3) 内外輪温度差による負のすきま（ラジアル負荷用）
及び予圧過大（スラスト負荷用）により生じる発熱によ
る。 (4) タッチした際、軸とタッチダウン用転がり軸受との
間のすきまの中で軸が激しく振れ回る際、みぞ擦り運動
も伴い、ラジアル負荷軸受とスラスト負荷軸受と共に、
内外輪間で傾きながら回転するため、各々の軸受の中の
各玉の接触角も全て異なることで玉と玉との衝突が生
じ、玉と玉との間にすべりによる発熱を伴う。
【０００７】そこで、本願発明者は上記せるタッチダウ
ン用転がり軸受における熱的損傷を解消すべく鋭意研究
を重ねた結果本願発明の完成に至った。
ン用転がり軸受における熱的損傷を解消すべく鋭意研究
を重ねた結果本願発明の完成に至った。
【０００８】本発明は従来技術の有するこのような問題
点に鑑みなされたものであり、その目的とするところ
は、内外輪のみぞ曲率を調整することにより、熱的損傷
を抑え耐久性の高いタッチダウン用転がり軸受を提供す
ることである。
点に鑑みなされたものであり、その目的とするところ
は、内外輪のみぞ曲率を調整することにより、熱的損傷
を抑え耐久性の高いタッチダウン用転がり軸受を提供す
ることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に本発明がなした技術的手段は、磁気軸受装置における
保護軸受としてのタッチダウン軸受において、外輪みぞ
曲率をｆｅ、内輪みぞ曲率をｆｉとしたときに、外輪み
ぞ曲率を０．７０＞ｆｅ＞０．５８、内輪みぞ曲率を
０．５０＜ｆｉ＜０．５３としたことである。
に本発明がなした技術的手段は、磁気軸受装置における
保護軸受としてのタッチダウン軸受において、外輪みぞ
曲率をｆｅ、内輪みぞ曲率をｆｉとしたときに、外輪み
ぞ曲率を０．７０＞ｆｅ＞０．５８、内輪みぞ曲率を
０．５０＜ｆｉ＜０．５３としたことである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るタッチダウン
用転がり軸受の一実施形態を図面を参照して説明する。
用転がり軸受の一実施形態を図面を参照して説明する。
【００１１】図面はタッチダウン用転がり軸受の要部を
示す一部縦断面図で、外輪１、内輪２、玉３からなる総
玉軸受で、ロータが内輪２の内面又は、外輪１の外面に
接触する形式の磁気軸受装置に使用される。また、図は
本発明タッチダウン用転がり軸受の一実施形態である総
玉軸受を示すが、単に一実施形態にすぎず、これに何等
限定されるものではなく、例えば保持器付玉軸受等にも
適用可能で本発明の範囲内において任意に変更可能であ
る。
示す一部縦断面図で、外輪１、内輪２、玉３からなる総
玉軸受で、ロータが内輪２の内面又は、外輪１の外面に
接触する形式の磁気軸受装置に使用される。また、図は
本発明タッチダウン用転がり軸受の一実施形態である総
玉軸受を示すが、単に一実施形態にすぎず、これに何等
限定されるものではなく、例えば保持器付玉軸受等にも
適用可能で本発明の範囲内において任意に変更可能であ
る。
【００１２】外輪１は、その外輪みぞ１ａの曲率をｆｅ
としたときに、外輪みぞ曲率を０．７０＞ｆｅ＞０．５
８となるように構成し、そして内輪２は、その内輪みぞ
２ａの曲率をｆｉとしたときに、内輪みぞ曲率を０．５
０＜ｆｉ＜０．５３とする。図中Ｄａは、玉３の直径を
示す。
としたときに、外輪みぞ曲率を０．７０＞ｆｅ＞０．５
８となるように構成し、そして内輪２は、その内輪みぞ
２ａの曲率をｆｉとしたときに、内輪みぞ曲率を０．５
０＜ｆｉ＜０．５３とする。図中Ｄａは、玉３の直径を
示す。
【００１３】従って、このように外輪みぞ曲率ｆｅと、
内輪みぞ曲率ｆｉとを夫々設定することにより、高速回
転下でも、内輪２と玉３との間でのスピンが生じないた
め、いわゆる内輪コントロールが可能となる。
内輪みぞ曲率ｆｉとを夫々設定することにより、高速回
転下でも、内輪２と玉３との間でのスピンが生じないた
め、いわゆる内輪コントロールが可能となる。
【００１４】尚、外輪みぞ曲率ｆｅ＞０．７０の場合、
外輪側での面圧が大きくなって寿命が問題となり、一方
内輪みぞ曲率ｆｉ＜０．５０の場合、乗り上げが生じ
る。
外輪側での面圧が大きくなって寿命が問題となり、一方
内輪みぞ曲率ｆｉ＜０．５０の場合、乗り上げが生じ
る。
【００１５】また、特に限定されるものではないが、外
輪１の軌道みぞと内輪２の軌道みぞに潤滑剤（例えば二
硫化モリブデン等）をコーティングするものとしてもよ
く、また上記軌道みぞにコーティングするかわりに玉３
の表面に潤滑剤をコーティングするものとしてもよく任
意である。
輪１の軌道みぞと内輪２の軌道みぞに潤滑剤（例えば二
硫化モリブデン等）をコーティングするものとしてもよ
く、また上記軌道みぞにコーティングするかわりに玉３
の表面に潤滑剤をコーティングするものとしてもよく任
意である。
【００１６】
【発明の効果】本発明は上述のように構成されているた
め、タッチダウン時における熱的損傷を抑え耐久性の高
いタッチダウン用転がり軸受が提供できる。すなわち、
本発明のように外輪みぞ曲率を０．７０＞ｆｅ＞０．５
８、内輪みぞ曲率を０．５０＜ｆｉ＜０．５３としたこ
とにより、高速回転下でも内輪と玉との間でのスピンが
生じない、いわゆる内輪コントロールが可能となる。
め、タッチダウン時における熱的損傷を抑え耐久性の高
いタッチダウン用転がり軸受が提供できる。すなわち、
本発明のように外輪みぞ曲率を０．７０＞ｆｅ＞０．５
８、内輪みぞ曲率を０．５０＜ｆｉ＜０．５３としたこ
とにより、高速回転下でも内輪と玉との間でのスピンが
生じない、いわゆる内輪コントロールが可能となる。
【００１７】また、本発明のように構成することで、高
速時でタッチした後も内輪コントロールは持続される。
速時でタッチした後も内輪コントロールは持続される。
【００１８】従って、内輪側でのスピンによる発熱抑制
効果と、玉の運動の安定性が保証される。これにより、
軸受自身の摩擦による（内部発熱による）発熱や、内外
輪温度差による負のすきま（ラジアル負荷用）及び予圧
過大（スラスト負荷用）により生じた発熱による熱的損
傷が解決される。
効果と、玉の運動の安定性が保証される。これにより、
軸受自身の摩擦による（内部発熱による）発熱や、内外
輪温度差による負のすきま（ラジアル負荷用）及び予圧
過大（スラスト負荷用）により生じた発熱による熱的損
傷が解決される。
【００１９】そしてさらに、タッチした際、軸とタッチ
ダウン用転がり軸受内輪との間のすきまの中で軸が激し
く振れ回る際、みぞ擦り運動も伴い、ラジアル負荷軸受
とスラスト負荷軸受と共に、内外輪間で傾きながら回転
するため、各々の軸受の中の各玉の接触角も全て異なる
ことで玉と玉との衝突が生じ、玉と玉との間にすべりに
よる発熱を伴うが、ラジアルすきまが同一とすると、内
外輪間に傾きがあった場合、各玉に生じる接触角の変動
は、ｍ＝ｆｅ＋ｆｉ−１が大きい方が小さいため、玉と
玉との衝突が緩和され、発熱に極めて有利である。
ダウン用転がり軸受内輪との間のすきまの中で軸が激し
く振れ回る際、みぞ擦り運動も伴い、ラジアル負荷軸受
とスラスト負荷軸受と共に、内外輪間で傾きながら回転
するため、各々の軸受の中の各玉の接触角も全て異なる
ことで玉と玉との衝突が生じ、玉と玉との間にすべりに
よる発熱を伴うが、ラジアルすきまが同一とすると、内
外輪間に傾きがあった場合、各玉に生じる接触角の変動
は、ｍ＝ｆｅ＋ｆｉ−１が大きい方が小さいため、玉と
玉との衝突が緩和され、発熱に極めて有利である。
【図１】 本発明の一実施形態を示す一部縦断面図。
１：外輪 １ａ：外輪みぞ ２：内輪 ２ａ：内輪みぞ ３：玉 ｆｅ：外輪みぞ曲率 ｆｉ：内輪みぞ曲率
Claims (1)
- 【請求項１】 磁気軸受装置における保護軸受としての
タッチダウン軸受において、外輪みぞ曲率をｆｅ、内輪
みぞ曲率をｆｉとしたときに、外輪みぞ曲率を０．７０
＞ｆｅ＞０．５８、内輪みぞ曲率を０．５０＜ｆｉ＜
０．５３としたことを特徴とするタッチダウン用転がり
軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9366726A JPH11190348A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | タッチダウン用転がり軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9366726A JPH11190348A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | タッチダウン用転がり軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11190348A true JPH11190348A (ja) | 1999-07-13 |
Family
ID=18487511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9366726A Pending JPH11190348A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | タッチダウン用転がり軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11190348A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7712967B2 (en) | 2006-05-17 | 2010-05-11 | Jtekt Corporation | Ball bearing |
| CN106402162A (zh) * | 2016-10-25 | 2017-02-15 | 浙江大学 | 非圆滚道滚动轴承 |
| CN109356933A (zh) * | 2018-11-05 | 2019-02-19 | 南京航空航天大学 | 一种配合磁悬浮轴承使用的径向保护环结构 |
-
1997
- 1997-12-26 JP JP9366726A patent/JPH11190348A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7712967B2 (en) | 2006-05-17 | 2010-05-11 | Jtekt Corporation | Ball bearing |
| CN106402162A (zh) * | 2016-10-25 | 2017-02-15 | 浙江大学 | 非圆滚道滚动轴承 |
| CN109356933A (zh) * | 2018-11-05 | 2019-02-19 | 南京航空航天大学 | 一种配合磁悬浮轴承使用的径向保护环结构 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041224 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070920 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071002 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080311 |