JPS5927448B2 - 軸受装置 - Google Patents
軸受装置Info
- Publication number
- JPS5927448B2 JPS5927448B2 JP53121652A JP12165278A JPS5927448B2 JP S5927448 B2 JPS5927448 B2 JP S5927448B2 JP 53121652 A JP53121652 A JP 53121652A JP 12165278 A JP12165278 A JP 12165278A JP S5927448 B2 JPS5927448 B2 JP S5927448B2
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- Japan
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- element support
- magnetic
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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
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/72—Sealings
- F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
- F16C33/762—Sealings of ball or roller bearings by means of a fluid
- F16C33/763—Sealings of ball or roller bearings by means of a fluid retained in the sealing gap
- F16C33/765—Sealings of ball or roller bearings by means of a fluid retained in the sealing gap by a magnetic field
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Fluid-Damping Devices (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Sealing Of Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はころがり軸受を形成する軸受装置に関するもの
である。
である。
高剛性でしかも高精度な軸受装置には、一般にころがり
軸受が用いられている。
軸受が用いられている。
しかしてころがり軸受の転動体は高剛性ではあるか、減
衰力を殆んど発生しないため、軸受で支持する系の振動
を制振するには不向きであり、特に軸受剛性と振動質量
が共振を起す振動周波数成分が外力として加わる場合に
は大きな振動を発生してしまう欠点があつた。本発明は
以上の点にかんがみ、大きな減衰力を発生して充分な制
振作用をもつころがり軸受を形成する軸受装置を提供す
るものであつて、以下図面について詳細に説明する。
衰力を殆んど発生しないため、軸受で支持する系の振動
を制振するには不向きであり、特に軸受剛性と振動質量
が共振を起す振動周波数成分が外力として加わる場合に
は大きな振動を発生してしまう欠点があつた。本発明は
以上の点にかんがみ、大きな減衰力を発生して充分な制
振作用をもつころがり軸受を形成する軸受装置を提供す
るものであつて、以下図面について詳細に説明する。
フ 第１図は本発明の一実施例を示し、１は円筒をなす
磁性体の内側転動体支持部材であつて、内転動面体２が
固定されている。
磁性体の内側転動体支持部材であつて、内転動面体２が
固定されている。
３は円筒をなす非磁性体の外側転動体支持部材であつて
、外転動面体４が固定されている。
、外転動面体４が固定されている。
内転動面体２と外転動面体、４との間には転動体５が挿
入されころがり軸受を形成している。さらに外側転動体
支持部材３には永久磁石６と、該磁石６の両側から挟着
しその内周面が内側転動体支持部材１との間に微小な隙
間を形成するようになした磁性体の円板状ヨーク□ノ
とより成る磁性流体シール８が固定され、また両ヨーク
７、Ｔ間には内側転動体支持部材１との間に微小隙間を
形成するようになした面を有する非磁性の絞り膜面体９
が挿入固定されている。内側転動体支持部材１とヨーク
および絞り膜面体９とフ の間の微小隙間には磁性流体
注入口１０より磁性流体１１が注入されて満たされ、そ
の開口部を封止ねじ１２により封止される。永久磁石６
からの磁束は殆んどすべて両側のヨーク７から内側転動
体支持部材１へ通り、磁性流体１１は両側のヨーク７と
内側転動体支持部材１との間の微小隙間で保持されて両
側のヨーク間外へ漏れ出して行くことはない。なお磁性
流体注入口１０を２個所に設け、その一方を磁性流体注
入時の空気排出口にしてもよく、その場合勿論両注入口
共に封止ねじで封止するようにする。なお永久磁石６、
ヨーク７、絞り膜面体９を非磁性体にした内側転動体支
持部材１に固定し、磁性体にした外側転動体支持部材３
との間に磁性流体１１を封入した微小隙間を形成させる
ようにしてもよい。つぎに上記の本発明装置の作用につ
いて説明するに、両側のヨーク７，７および絞り膜面体
９と内側転動体支持部材１との隙間は磁性流体１１で満
たされていることより、所謂絞り膜作用を発生する。
入されころがり軸受を形成している。さらに外側転動体
支持部材３には永久磁石６と、該磁石６の両側から挟着
しその内周面が内側転動体支持部材１との間に微小な隙
間を形成するようになした磁性体の円板状ヨーク□ノ
とより成る磁性流体シール８が固定され、また両ヨーク
７、Ｔ間には内側転動体支持部材１との間に微小隙間を
形成するようになした面を有する非磁性の絞り膜面体９
が挿入固定されている。内側転動体支持部材１とヨーク
および絞り膜面体９とフ の間の微小隙間には磁性流体
注入口１０より磁性流体１１が注入されて満たされ、そ
の開口部を封止ねじ１２により封止される。永久磁石６
からの磁束は殆んどすべて両側のヨーク７から内側転動
体支持部材１へ通り、磁性流体１１は両側のヨーク７と
内側転動体支持部材１との間の微小隙間で保持されて両
側のヨーク間外へ漏れ出して行くことはない。なお磁性
流体注入口１０を２個所に設け、その一方を磁性流体注
入時の空気排出口にしてもよく、その場合勿論両注入口
共に封止ねじで封止するようにする。なお永久磁石６、
ヨーク７、絞り膜面体９を非磁性体にした内側転動体支
持部材１に固定し、磁性体にした外側転動体支持部材３
との間に磁性流体１１を封入した微小隙間を形成させる
ようにしてもよい。つぎに上記の本発明装置の作用につ
いて説明するに、両側のヨーク７，７および絞り膜面体
９と内側転動体支持部材１との隙間は磁性流体１１で満
たされていることより、所謂絞り膜作用を発生する。
すなわち上記隙間が狭まると、磁性流体１１は外へ絞り
出されるが、隙間が狭くかつ磁性流体１１の粘性が高い
ため、隙間の変化速度に応じた圧力を発生し、隙間変動
に対する減衰力として作用するものである。ただこの場
合内側転動体支持部材１もしくは外側転動体支持部材３
が回転すると、上記隙間では相対すべりが起り、磁性流
体１１は剪断力を受けて上記隙間の大きさに反比例した
摩擦損失が生ずる。ところが絞り膜作用による減衰力は
隙間の３乗に反比例する。そこで減衰力の摩擦損失に対
する比率を大きくするには隙間をなるべく小さくした方
がよい。具体的には数十ミクロンの隙間が好ましい。上
記のような摩擦損失は、余程の高速回転でない限りそれ
程大きなものではなく、例えば径１０！！Ｔ７ｌｌの軸
において隙間２０ｔ！，ｍの場合、その隙間に２００ｃ
ｐｓの磁性流体を注入して満たし、１０００ｒｐｍで回
転させたときの摩擦損失は１Ｗ以下である。精密測定用
の回転テーブルのように数Ｒｐｍで回転するものでは摩
擦損失は無視し得る程度である。若干摩擦損失が増大し
ても振動のない高精度回転を要する機器に本発明の軸受
装置を用いれば極めて有効である。なお絞り膜面体９と
内側転動体支持部材１との狭い隙間は全周に亘つて形成
すれば、半径方向の全方向に減衰力を生ずるが、減衰力
を作用させるべき方向が一方向などの場合には、その方
向の隙間のみを狭い隙間となし、その他の隙間を大きく
とつて摩擦損失を減するようにしてもよい。第２図は他
の実施例を示し、前実施例のものでは半径方向のみの減
衰力を発生したのに対し、半径方向と軸方向の２方向に
減衰力を発生するようにしたものであつて、外周の一部
を円錐面となした磁性体よりなる円筒体の内側転動体支
持部材１３の円錐面と、非磁性体よりなる外側転動体支
持部材１４に固定された磁性流体シール１５のヨーク１
７と非磁性の絞り膜面体１８の内周面で形成される円錐
面との間に磁性流体１９が封入される微小隙間を形成し
たものである。第１図に示したものと対応する他の部分
は第１図と同符号で示す。なおこの例では、内側転動体
支持部材１３に円錐面を形成したが、磁性体とした外側
転動体支持部材１４の内周面に円錐面を形成し、該支持
部材１４と非磁性体とした内側転動体支持部材１３に固
着したヨーク１７と絞り膜面体１８の外周面との間に磁
性流体封入隙間を形成させるようにしてもよく、同様の
効果が得られる。第３図は以上と異なつた実施例を示し
、スラスト形ころがり軸受において軸方向に減衰力を発
生するようにしたものであり、非磁性体よりなる円板状
の上部転動体支持部材２０と円板状の磁性体よりなる下
部転動体支持部材２１のそれぞれの対向面に固着された
スラスト転動面体２２，２２間に転動体５が挿入されて
スラストころがり軸受を形成し、さらに上部転動体支持
部材２０には永久磁石２３とこれを挾む円筒状ヨーク２
４とよりなる磁性流体シール２５が固定され、また両側
ヨーク２４，２４間に非磁性の絞り膜面体２６が挿入固
定され、これらヨーク２４と絞り膜面体２６と下部転動
体支持部材２１との間に形成した微小隙間に磁性流体２
７が満されて訃り、前述と同様の作用により軸方向の減
衰力を発生する。
出されるが、隙間が狭くかつ磁性流体１１の粘性が高い
ため、隙間の変化速度に応じた圧力を発生し、隙間変動
に対する減衰力として作用するものである。ただこの場
合内側転動体支持部材１もしくは外側転動体支持部材３
が回転すると、上記隙間では相対すべりが起り、磁性流
体１１は剪断力を受けて上記隙間の大きさに反比例した
摩擦損失が生ずる。ところが絞り膜作用による減衰力は
隙間の３乗に反比例する。そこで減衰力の摩擦損失に対
する比率を大きくするには隙間をなるべく小さくした方
がよい。具体的には数十ミクロンの隙間が好ましい。上
記のような摩擦損失は、余程の高速回転でない限りそれ
程大きなものではなく、例えば径１０！！Ｔ７ｌｌの軸
において隙間２０ｔ！，ｍの場合、その隙間に２００ｃ
ｐｓの磁性流体を注入して満たし、１０００ｒｐｍで回
転させたときの摩擦損失は１Ｗ以下である。精密測定用
の回転テーブルのように数Ｒｐｍで回転するものでは摩
擦損失は無視し得る程度である。若干摩擦損失が増大し
ても振動のない高精度回転を要する機器に本発明の軸受
装置を用いれば極めて有効である。なお絞り膜面体９と
内側転動体支持部材１との狭い隙間は全周に亘つて形成
すれば、半径方向の全方向に減衰力を生ずるが、減衰力
を作用させるべき方向が一方向などの場合には、その方
向の隙間のみを狭い隙間となし、その他の隙間を大きく
とつて摩擦損失を減するようにしてもよい。第２図は他
の実施例を示し、前実施例のものでは半径方向のみの減
衰力を発生したのに対し、半径方向と軸方向の２方向に
減衰力を発生するようにしたものであつて、外周の一部
を円錐面となした磁性体よりなる円筒体の内側転動体支
持部材１３の円錐面と、非磁性体よりなる外側転動体支
持部材１４に固定された磁性流体シール１５のヨーク１
７と非磁性の絞り膜面体１８の内周面で形成される円錐
面との間に磁性流体１９が封入される微小隙間を形成し
たものである。第１図に示したものと対応する他の部分
は第１図と同符号で示す。なおこの例では、内側転動体
支持部材１３に円錐面を形成したが、磁性体とした外側
転動体支持部材１４の内周面に円錐面を形成し、該支持
部材１４と非磁性体とした内側転動体支持部材１３に固
着したヨーク１７と絞り膜面体１８の外周面との間に磁
性流体封入隙間を形成させるようにしてもよく、同様の
効果が得られる。第３図は以上と異なつた実施例を示し
、スラスト形ころがり軸受において軸方向に減衰力を発
生するようにしたものであり、非磁性体よりなる円板状
の上部転動体支持部材２０と円板状の磁性体よりなる下
部転動体支持部材２１のそれぞれの対向面に固着された
スラスト転動面体２２，２２間に転動体５が挿入されて
スラストころがり軸受を形成し、さらに上部転動体支持
部材２０には永久磁石２３とこれを挾む円筒状ヨーク２
４とよりなる磁性流体シール２５が固定され、また両側
ヨーク２４，２４間に非磁性の絞り膜面体２６が挿入固
定され、これらヨーク２４と絞り膜面体２６と下部転動
体支持部材２１との間に形成した微小隙間に磁性流体２
７が満されて訃り、前述と同様の作用により軸方向の減
衰力を発生する。
第４図は更に別の実施例であつて、第３図に示した実施
例のように軸中心に貫通孔を必要としない場合に、減衰
力をより高めるようにしたものである。
例のように軸中心に貫通孔を必要としない場合に、減衰
力をより高めるようにしたものである。
すなわち転動体５の内側に｝いて非磁性体よりなる上部
転動体支持部材２８に永久磁石２９とヨーク３０とより
なる磁性流体シール３１を構成し、ヨーク３０，３０間
に挿入固定の非磁性の絞り膜面体３２の他に、内側のヨ
ーク３０内を埋めるように中心部スラスト絞り膜面体３
４を挿入固定し、磁性体よりなる下部転動体支持部材３
３との間の微小隙間に磁性流体３５を満たしたもので、
大面積の絞り膜効果部分が形成されるため高い減衰力が
得られる。な訃以上の実施例では、転動面体を別の部材
で形成して、転動体支持部材に結合固定しているが、転
動面を転動体支持部材に直接形成して軸受装置を小形に
することもできる。
転動体支持部材２８に永久磁石２９とヨーク３０とより
なる磁性流体シール３１を構成し、ヨーク３０，３０間
に挿入固定の非磁性の絞り膜面体３２の他に、内側のヨ
ーク３０内を埋めるように中心部スラスト絞り膜面体３
４を挿入固定し、磁性体よりなる下部転動体支持部材３
３との間の微小隙間に磁性流体３５を満たしたもので、
大面積の絞り膜効果部分が形成されるため高い減衰力が
得られる。な訃以上の実施例では、転動面体を別の部材
で形成して、転動体支持部材に結合固定しているが、転
動面を転動体支持部材に直接形成して軸受装置を小形に
することもできる。
また転動体支持部材を回転支承すべき軸や回転体と一体
に形成してもよい。一方本発明装置は磁性流体シールに
よつて非接触に軸封されていることより、転動体部への
外気塵埃の侵入や転動体部の潤滑剤の外部への漏洩を防
止する作用もあるので、その観点から磁性流体シールお
よび絞り膜面をころがり軸受形成部の両側に設けて両側
軸封にし、さらに磁性流体シール｝よび絞り膜面体を数
組列設して軸封効果を高めるようにすることもできる。
本発明は以上説明したように、ころがり軸受形成部の側
部において非磁性体よりなる一方の転動体支持部材に磁
性体よりなる２個のヨークとこれら両ヨーク間に挾着さ
れた永久磁石訃よび非磁性体よりなる絞り膜面体を固定
し、これら両ヨークと絞り膜面体の磁性体よりなる他方
の転動体支持部材に対向する面を同一面にあるようにし
て、これら両ヨークおよび絞り膜面体の面と他方の転動
体支持部材との間に磁性流体が満たされた微小隙間を形
成させ、このようにして長さを長くした微小隙間に満た
され保持された磁性流体により、高剛性なころがり軸受
を形成させた軸受装置に卦いて大きな減衰力を発生せし
め、振動のない高精度回転を得ることができる。
に形成してもよい。一方本発明装置は磁性流体シールに
よつて非接触に軸封されていることより、転動体部への
外気塵埃の侵入や転動体部の潤滑剤の外部への漏洩を防
止する作用もあるので、その観点から磁性流体シールお
よび絞り膜面をころがり軸受形成部の両側に設けて両側
軸封にし、さらに磁性流体シール｝よび絞り膜面体を数
組列設して軸封効果を高めるようにすることもできる。
本発明は以上説明したように、ころがり軸受形成部の側
部において非磁性体よりなる一方の転動体支持部材に磁
性体よりなる２個のヨークとこれら両ヨーク間に挾着さ
れた永久磁石訃よび非磁性体よりなる絞り膜面体を固定
し、これら両ヨークと絞り膜面体の磁性体よりなる他方
の転動体支持部材に対向する面を同一面にあるようにし
て、これら両ヨークおよび絞り膜面体の面と他方の転動
体支持部材との間に磁性流体が満たされた微小隙間を形
成させ、このようにして長さを長くした微小隙間に満た
され保持された磁性流体により、高剛性なころがり軸受
を形成させた軸受装置に卦いて大きな減衰力を発生せし
め、振動のない高精度回転を得ることができる。
さらにまた両側のヨークと上記磁性体よりなる他方の転
動体支持部材との間の隙間に磁性流体を保持させたこと
によつてころがり軸受形成部への外気塵埃の侵入やころ
がり軸受形成部の潤滑剤の外部への漏洩を防ぐ効果も有
す。
動体支持部材との間の隙間に磁性流体を保持させたこと
によつてころがり軸受形成部への外気塵埃の侵入やころ
がり軸受形成部の潤滑剤の外部への漏洩を防ぐ効果も有
す。
第１図ないし第４図はそれぞれ本発明の異なつた実施例
の断面図を示す。 １，３，１３，１４，２０，２１，２８，３３・・・転
動体支持部材、６，１６，２３，２９・・・永久磁石、
７，１７，２４，３０・・・ヨーク、９，１８，２６，
３２・・・絞り膜面体、５・・・転動体、１１，１９，
２７，３５・・・磁性流体。
の断面図を示す。 １，３，１３，１４，２０，２１，２８，３３・・・転
動体支持部材、６，１６，２３，２９・・・永久磁石、
７，１７，２４，３０・・・ヨーク、９，１８，２６，
３２・・・絞り膜面体、５・・・転動体、１１，１９，
２７，３５・・・磁性流体。
Claims (1)
- １ 転動体と該転動体を両側で保持する転動面体とで構
成されるころがり軸受を、該ころがり軸受の両側に設け
た一方が非磁性体他方が磁性体よりなる転動体支持部材
で保持し、前記非磁性体よりなる一方の転動体支持部材
の上記ころがり軸受の保持部の側部に磁性体よりなる２
個のヨークとこれら両ヨーク間に挾着された永久磁石お
よび非磁性体よりなる絞り膜面体を固定し、前記両ヨー
クおよび絞り膜面体の前記磁性体よりなる他方の転動体
支持部材に対向する面を同一面にあるようにして、これ
ら両ヨークおよび絞り膜面体の面と該磁性体よりなる他
方の転動体支持部材との間に磁性流体が満たされた微小
隙間を形成せしめたことを特徴とする軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53121652A JPS5927448B2 (ja) | 1978-10-03 | 1978-10-03 | 軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53121652A JPS5927448B2 (ja) | 1978-10-03 | 1978-10-03 | 軸受装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5551124A JPS5551124A (en) | 1980-04-14 |
| JPS5927448B2 true JPS5927448B2 (ja) | 1984-07-05 |
Family
ID=14816541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53121652A Expired JPS5927448B2 (ja) | 1978-10-03 | 1978-10-03 | 軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5927448B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5715152A (en) * | 1980-07-02 | 1982-01-26 | Nippon Seiko Kk | Sealing apparatus |
| JPS5828159U (ja) * | 1981-08-18 | 1983-02-23 | 日本精工株式会社 | 磁性流体シ−ル装置 |
| JPS60184710A (ja) * | 1984-03-01 | 1985-09-20 | Inoue Japax Res Inc | ラビリンスを備えた摺動装置 |
| US5806856A (en) * | 1992-08-27 | 1998-09-15 | Ferrofluidics Corporation | On-site fillable liquid magnetic seal |
| AU4863093A (en) * | 1992-10-08 | 1994-04-21 | Ferrofluidics Corporation | Ferrofluidic seal centering ring |
| CN104154113B (zh) * | 2014-06-19 | 2016-09-07 | 福建龙溪轴承(集团)股份有限公司 | 一种采用离型收缩膜进行自润滑关节轴承固化的方法 |
| CN104314974B (zh) * | 2014-10-12 | 2017-09-19 | 张广 | 一种基于磁流变效应的具有集成阻尼器的圆柱滚子轴承 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5239507B2 (ja) * | 1973-06-15 | 1977-10-05 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5649241Y2 (ja) * | 1975-09-12 | 1981-11-17 |
-
1978
- 1978-10-03 JP JP53121652A patent/JPS5927448B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5239507B2 (ja) * | 1973-06-15 | 1977-10-05 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5551124A (en) | 1980-04-14 |
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