JPS59126114A - 磁性流体含浸軸受 - Google Patents

磁性流体含浸軸受

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JPS59126114A
JPS59126114A JP161883A JP161883A JPS59126114A JP S59126114 A JPS59126114 A JP S59126114A JP 161883 A JP161883 A JP 161883A JP 161883 A JP161883 A JP 161883A JP S59126114 A JPS59126114 A JP S59126114A
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JP
Japan
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magnetic fluid
magnetic
impregnated
fluid
lubrication
Prior art date
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Pending
Application number
JP161883A
Other languages
English (en)
Inventor
Shojiro Miyake
正二郎 三宅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP161883A priority Critical patent/JPS59126114A/ja
Publication of JPS59126114A publication Critical patent/JPS59126114A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/103Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant retained in or near the bearing
    • F16C33/1035Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant retained in or near the bearing by a magnetic field acting on a magnetic liquid

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、真空、クリーンルーム等の汚染をきらう場所
に用いる軸受、特に長期的に安定した潤滑性を保持する
磁性流体含浸軸受に関するものである。
従来、真空又は汚染をきらうクリーンルーム等の特殊環
境条件下で用いる潤滑剤としては、蒸気圧の低い油やグ
リースが使用される場合があるが、この場合は潤滑性に
優れている反面、保守の困難な場所に使用された場合に
は、油やグリースを長期間に亘って摺動面に保持し、或
ちは必要に応じて補給した抄するのが難しいものであり
、真空装置に適用した場合には高真空中では徐々に蒸発
して周辺機器を汚染させる等の欠点がある。また、固体
潤滑剤i膜又は複合材料を使用する場合もあるが、この
場合は油やグリースより潤滑性が劣り、長期間に亘って
安定した摺動特性を維持することが困難である等の問題
がある。
一方、最近では、真空シール機構等に用いられている磁
性流体を軸受部に使用することが提案されているが、こ
れは、負荷を軸受で支持する必要上、油膜の動圧および
静圧により軸を浮上させる方式であって、例えば第1図
に示すように、磁性流体1t−永久磁石2−の磁場で軸
3とすべり面の間に固定し、スパイラル溝4による動圧
で浮上刃を発生させるよう構成されている。
すなわち磁性流体lは磁場で固定され、外部に流出、飛
散しないという特徴を有しているが、一定方向の回転に
のみ適用されるものであるから、例えば揺動運動、起動
、停止の多い場合には使用できないという欠点がある。
また、第2図は他の従来例を示す要部の断面図であるが
、磁性流体lによって内部にガス、液体等の流体5を密
封し、その動圧によって潤滑するよう構成されたもので
ある(なお、6は非磁性材料。
7は磁性材料である。)。しかしながら、この場合には
磁性流体シールの破壊による内部流体5の流失が起る等
、特性の劣化、磁性流体lと内部流体5の反応による特
性の劣化が心配されるものであり、未だ満足のできる軸
受が得られず、長期的に安定した潤滑性を保持する軸受
の実現が望まれている。
本発明は、かかる実情に鉄みて提案さnたもので、磁性
流体を含浸した材料を摺動面と1−1磁気回路により磁
性流体1[動面に集中保持させるよう構成し、真空、ク
リーンルーム等の汚染をきらう場所に用いる軸受として
長\期的に安定した流体潤滑又は境界潤滑が得ら扛、メ
ンテナンスフリーの軸受として適用可能な磁性流体含浸
軸受を提供せんとするものである。
以下、本発明に係る磁性流体含浸軸受を第3図ないし第
9図に基づいて具体的に説明する。
第3図は本発明に係る磁性流体含浸軸受をスラスト軸受
に適用した場合の横断面図であり、半径方向に着磁した
円筒状のプラスチック製永久磁石12を磁性材料から成
る外輪17.内輪17’で挾みこみ、矢印a方向の磁気
回路が形成される。磁性材料から成る外輪17.内輪1
71にはダイエステルベースの磁性流体11y&:含浸
した連孔を有する多孔質材料18が摺動可能に支持され
ており、磁気回路により、この磁性流体含浸材18中の
磁性流体11が摺動面に引き込まれ、かつ、表面に保持
されて、磁性流体11による潤滑が期待される。
ここで磁気回路を形成しない場合と比較するため、永久
磁石12の代りに同形状の黄銅を用いるとともに、それ
以外は全く同一条件で成形した軸受と、本発明に係る軸
受との摩擦係数の測定例を第4図に示す。この第4図か
らも明らかなように、本発明に係る永久磁石12を用い
て磁気回路を形成した軸受け、黄銅を挾んで磁気回路を
形成しない場合に比べて摩擦係数は著しく小さくなって
いる。これは、境界潤滑領域において、特に潤滑膜の形
成され難い低速条件下で、摩擦係数低減の効果が顕著で
あり、特に起動・停止時及び揺動等の潤滑の困難な条件
下で有効である。また、長期間使用試験を行なった場合
には、磁気回路を形成した軸受は長期間に亘って低い摩
擦係数を示し、安定した潤滑性が得られるが、これに対
して磁気回路を形成しない場合には、磁性流体が飛散し
、かつ、磁性流体の供給が円滑に行なわれないので、比
較的摩擦係数の変動も大きく、寿命も短いという結果が
得られた。
第5図は本発明をジャーナル軸受へ適用した実施例であ
り、永久磁石12側と磁性流体含浸材18t−摺動させ
る形式のもので、軸13側に磁性流体含浸材18が用い
られている。従って、永久磁石12、磁性材料から成る
外輪17、内輪17’の磁気回路によって摺動界面に磁
性流体11が保持され、その潤滑作用によって安定した
摺動が行なわれるようになっている。また、2つの軸受
によって内側に密封された空間を形成し、軸受部のシー
ル作用により外部と遮断することが可能である。さらに
、密封された空間に磁性流体11の補給部19を設けて
おけば、磁性流体11は外気にさらされることが少なく
、蒸発等により外部に飛散した磁性流体11け磁気勾配
、圧力差によって補給される。
第6図は本発明のジャーナル軸受への他の応用例であり
、磁性流体11が介在する軸13の界面に溝13aを形
成した構造のものである。
従って、軸受側に磁性流体含浸材18を用いて同様の効
果を奏することが可能となる。また、軸13側に溝13
8等のステップが形成されているので、動圧が作用し、
剛性の高い軸受となる。さらに、スパイラル溝を設けて
も片側回転に対しては同様の効果が得られるので、これ
らの溝は磁性流体含浸材18側に形成してもよいことは
云うまでもない。なお、スラスト軸受に溝を形成しても
同様の効果が期待できる。
第7図は本発明のジャーナル軸受へ適用した第三の実施
例であり、永久磁石12の内面側に磁性流体含浸材18
’に積層した構造となっている。磁性流体含浸材18は
永久磁石12の内面に焼結又はコーティング等により多
孔質層を形成しであるので比較的薄い層に形成すること
も可能であり、軸13との界面の磁束密度を大きく取る
ことができ、軸13は磁性体又は非磁性体のいずれにも
適用さnる。すなわち軸13に磁性体を用いた場合には
、軸13に吸引力が作用し、回転トルクが大゛きくなる
反面、磁性流体11のダンピング効果と合わせて制動が
よく効き、外乱忙対するダンピング効果が大であるとと
もに、磁場が円周上で一定となり磁性流体11の量全適
切にすることにより、円滑な回転が得らnる。一方、軸
13に非磁性体を用いた場合には、ダンピング効果は小
さいが軸13が中心部に押し付けられ浮上刃が働らいて
、円滑な回転が得られる。
第8図は本発明の他の実施例であり、永久磁石12側の
ヨーク20部K例えばテーパ加工等の形状加工全施し、
その上忙磁性流体含浸材18が形成されている。このテ
ーバヨーク2oによって発生する磁気勾配に上って磁性
流体11は端部に集中し、浮上刃は大きくなるとともに
、内部に磁性流体11の供給源を設けておけば、磁性流
体11が損耗した場合にも適宜磁気的に補充される。ま
た、軸受のみでも磁性流体シールとして作用するが、さ
らに外側に磁性流体シール21?形成しておけば、磁性
流体11の流失や飛散を防止することが可能になる。
第9図は本発明に係る軸受のさらに他の実施例であり、
中心部表面に磁束密度を集中させるように1磁性材料1
7等のヨーク形状を定めたもので、磁性流体含浸材18
は連孔からなる多孔質材を内部に組み込んである場合が
示されているが、第8図に示すようにヨーク表面に形成
しても同様の効果が得られる。
このように磁性材料7に磁気勾配を与えることにより、
磁性流体11を集中させ、油膜を形成することが可能で
あり、磁性流体含浸材18は磁性流体11の補給路、保
持部として作用するものである。また、固体接触した場
合にも常例表面に油が介在し、大きな損耗を与えること
がない等の効果が期待できる。
本発明は、上記各実施例に示すような効果がち名が、磁
性流体110ベース油として低蒸気圧のものを用いれば
、真空中においても蒸発による飛散も小さく、周辺部の
汚染も少なくなり、かつ、潤滑剤としての寿命が延びる
。低蒸気圧油としては、低蒸気圧鉱油、ベトロリアム油
、パーフロロホリエーテル、ポリフェニルエーテル、ア
ルキルナフタリン、グイエステル、トリエステル等が適
しており、磁性流体11の補給についても磁性流体11
をそのまま供給する方式の他に、ベース油のみを補給す
る方式、比較的磁性流体粒子を少なくした分散濃度の少
ない磁性流体11を補給しても、磁性流体の固化が進ま
ず長期的寿命の延長が図れるものである。
また、磁性流体110含浸母材としては、銅系多孔質材
、高分子材料のような非磁性体を用いる場合と、鉄系等
の磁性流体を用いる場合が考えられ、非磁性体のものは
磁場で摩耗粉を排出することが容易になるとともに、磁
性体のものは磁性流体11t−内部に保持する効果があ
り、磁束密度も強くでき、境界潤滑等妃適用できる。
さらに、磁性流体含浸材18の材料としては、連孔又は
独立孔からなる多孔質材料及び各種繊維編組材料で形成
さnたもの等が好適である。
以上、図面に示した実施例にもとづいて詳細に説明した
ように、本発明に係る磁性流体含浸軸受によれば、磁性
流体含浸材が摺動面となる軸受を形成し、磁気的に摺動
面に磁性流体を保持するようにしたものであり、摺動面
に磁性流体の油膜が形成され易く、油膜の破断もなく、
しかも、摩擦面の損耗が生じ難い等の利点がある。また
、潤滑剤として作用する磁性流体が永久磁石による磁気
回路で保持されており、クリープ等による流失が防止さ
れるので、真空、クリーンルーム等の汚染をきらう場所
に用いる軸受として好適であるとともに、磁性流体’5
’! −り等による磁気勾配を利用して補給することが
可能であり、長期的に安定した流体潤滑又は、境界潤滑
が可能になり、メンテナンスフリーの軸受として適用範
囲が拡大される等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は従来の磁性流体軸受の断面図、第3
図は本発明をスラスト軸受に適用し間管ジャーナル軸受
へ適用した場合の要部の断面図、第8図及び第9図は本
発明の他の実施例を示す要部の断面図である。 図 面 中、 11は磁性流体、 12は永久磁石、 13は軸、 17は磁性材料、 18は磁性流体含浸材、 19は補給部、 20けテーパヨーク、 21け磁性流体シール部である。 特許出願人 日本電信電話公社 代   理   人 弁理士 光石士部 (、他1名) 第1図 第2図 第4図 o、ot     o、t     t      t
。 1へ゛り遮塵 cM 第7図 第8図 第9図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 摺動面を形成する含浸材料に磁性流体を含浸させるとと
    もに、永久磁石等を介在させてなる磁気回路による磁気
    勾配によって前記含浸材料に含浸された磁性流体を前記
    摺動面に集中保持するよう構成したことを特徴とする磁
    性流体含浸軸受。
JP161883A 1983-01-08 1983-01-08 磁性流体含浸軸受 Pending JPS59126114A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP161883A JPS59126114A (ja) 1983-01-08 1983-01-08 磁性流体含浸軸受

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP161883A JPS59126114A (ja) 1983-01-08 1983-01-08 磁性流体含浸軸受

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS59126114A true JPS59126114A (ja) 1984-07-20

Family

ID=11506506

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP161883A Pending JPS59126114A (ja) 1983-01-08 1983-01-08 磁性流体含浸軸受

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JP (1) JPS59126114A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0349416U (ja) * 1989-09-20 1991-05-14
US5834870A (en) * 1994-04-28 1998-11-10 Hitachi, Ltd. Oil impregnated porous bearing units and motors provided with same
US6657343B2 (en) 2000-12-26 2003-12-02 Kura Laboratory Corporation Magnetic fluid bearing motor employing porous sleeve
WO2006123453A1 (ja) * 2005-05-20 2006-11-23 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha メタル軸受

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