JP3071489B2 - 非接触軸受けの過負荷状態検出装置 - Google Patents
非接触軸受けの過負荷状態検出装置Info
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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
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/12—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load
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Description
において、軸に対する過負荷状態を検出する装置に関す
る。
非接触型の軸受けの負荷容量は、ころがり軸受けに比較
して小さくなっている。このため、過負荷や誤動作など
によって、軸に大きな荷重が掛かると、軸が非接触軸受
けに接触し、それらの接触面で焼き付きが生じる。
けとの間にころがり軸受けを組み込み、ころがり軸受け
の内輪の内径と軸の外径との隙間を非接触軸受けの隙間
よりも小さく設定し、軸に対する大きな負荷の作用時
に、軸が非接触軸受けに接触する前に、ころがり軸受け
によって、支えられるようにした複合型の軸受け装置が
提案されている(1988年4月10日発行・社団法人
日本機械学会編・株式会社工業調査会刊「工作機械の最
先端技術」の第4章「複合軸受による高速・高剛性
化」)。
回転数がころがり軸受けの許容回転数よりも高いとき、
ころがり軸受けが焼き付き、破損の危険がある。また、
焼き付き状態に至らなくても、軸がころがり軸受けによ
って支持された時点から、ころがり運動支持に変化する
ため、非接触軸受けの滑らかな回転特性が得られず、加
工精度に悪影響をおよぼす。
受けおよびころがり軸受けを有する軸受け装置におい
て、軸に対する過負荷状態を検出し、過負荷状態に応じ
て必要な対策をとれるようにすることである。
軸受けおよびころがり軸受けを有する軸受け装置におい
て、ころがり軸受けの回転側の部分に環状の回転体を軸
に対して挿入状態で取り付け、ころがり軸受けの回転部
分および回転体のうちいずれかの内周面と軸の外周面と
の隙間を非接触軸受けの隙間よりも小さく設定し、軸と
ころがり軸受けとの隙間内の空気の摩擦抵抗力による回
転体の回転を回転センサーにより検出し、回転センサー
の出力をF/V変換器および信号レベル検出器によって
検出できるようにしている。
ると、その偏心量に比例して摩擦抵抗力が大きくなり、
回転体の回転速度は上がる。この回転速度が回転センサ
ーにより検出され、F/V変換器の信号レベルが次第に
高まってくる。これによって軸に対する過負荷状態が検
出できる。したがって、この過負荷状態に応じて、適切
な対策例えば非接触軸受けの支持力の制御や軸の回転数
の制御などが行える状態となる。
過負荷状態検出装置1を示している。この過負荷状態検
出装置1は、複合型の軸受け装置2を前提として構成さ
れている。
を非接触状態で支持するために、ハウジング4の内部で
例えば流体式の非接触軸受け5を備えている。この非接
触軸受け5は、軸3に挿入されており、軸3の外周面と
非接触軸受け5の内周面との間で間隔δ1の隙間6を形
成しており、この隙間6の空間に向けてハウジング4に
形成された流体ポート7から圧力流体8を供給すること
によって、軸3を非接触の状態で保持できるようになっ
ている。
ー9が取り付けられており、このカバー9によって、軸
3の非回転側支持部分つまりハウジング4に、焼き付き
防止用のころがり軸受け10が軸3に対し非接触の挿入
状態で取り付けられている。なお、この非接触軸受け5
の両側開口部分は、ポケット18を形成しており、排出
ポート19に連なっている。
置2に組み込まれ、回転体11、回転センサー12、F
/V変換器13および比較器14によって構成されてい
る。
部分でころがり軸受け10の回転側の内輪10aに圧入
などによって固定されており、その内周面で軸3の外周
面に対して前記間隔δ1よりも小さな間隔δ2の隙間1
6を形成した状態で、軸3に挿入されており、円周に沿
って等間隔で、回転センサー12の検出特性に応じて凹
凸または反射率の異なる反射面あるいは磁性体などの被
検出体15を有している。なお、軸3の外周面で回転体
11の内周と対向する部分に必要に応じて等しいピッチ
の溝などが形成される。
の部分に取り付けられており、被検出体15の凹凸、反
射面あるいは磁性体と対応して、静電容量式近接センサ
ー、光近接センサーまたは磁気近接センサーとして構成
されており、F/V変換器13を介して比較器14の一
方の入力端に接続されている。なお、比較器14は、他
方の入力端で、基準設定器17に接続されている。
体ポート7に圧力流体8が供給され隙間6に噴射され
る。これによって、非接触軸受け5は、軸3を非接触の
状態で支持している。なお、隙間6から流出した圧力流
体8は、ポケット18の内部に入り、排出ポート19か
ら循環系に送り込まれる。
の摩擦抵抗力により、ころがり軸受け10は、内輪10
a、球10bおよび外輪10cの相互間のころがり摩擦
抵抗と空気摩擦抵抗力との釣り合いのとれたある回転数
で回転する。
偏心するため、その部分の摩擦抵抗力が図4に示すよう
に、隙間16の減少に反比例して大きくなるため、軸3
の全外周部分の摩擦抵抗力は大きくなり、この結果とし
て、ころがり軸受け10の内輪10cおよび回転体11
の回転数は次第に高くなる。そして、最終的に、軸3が
回転体11の内周面に接触すると、この時点で、ころが
り軸受け10の内輪10aは、軸3の回転と同じ回転速
度で回転する。
15を検出し、図3に例示するように、その検出時点で
長方形状の出力信号を発生し、F/V変換器13に送り
込んでいる。もちろん、この回転センサー12からの出
力信号の周波数は、回転体11の回転数に比例して高く
なる。
ー12からの出力信号の周波数を電圧レベルに変換し、
比較器14の一方の入力端に送り込む。比較器14は、
他方の入力端で基準設定器17により設定された基準電
圧と比較し、出力信号レベル≧基準電圧レベルとなった
ときに、例えば“H”レベルの出力信号を発生する。
て、軸3に対する過負荷状態が外部から確認でき、また
この出力信号で圧力流体8の圧力を制御したり、あるい
は軸3の回転数を制御することによって、非接触軸受け
5やころがり軸受け10の焼き付きが未然に防止できる
ことになる。
部分の内周面と軸3の外周面との間で隙間16を形成し
ているが、回転体11が内輪10aの側面に対して接着
などの手段によって固定できれば、上記隙間16は、軸
3の内周面と内輪10aとの内周面とで形成されること
になる。
ろがり軸受け10を配置している関係から、回転体11
は、内輪10aに固定されているが、軸3が筒状であっ
て、ころがり軸受け10が筒状の軸3の内部に挿入され
ており、外輪10cの部分で軸3の内周面と対向する支
持形態の場合に、外輪10cの部分が軸3と共まわりす
る回転側となるため、回転体11は、外輪10cの部分
に取り付けられる。
き、軸の周面が非接触型の軸受けの周面に接触する前
に、回転体が軸からの動圧の影響である回転数で回転
し、この状態がF/V変換器および比較器によって検出
できるため、軸に対する過負荷状態の検出が可能とな
る。したがって、ころがり軸受けが軸の高速回転の影響
を受けて焼き付くのを未然に防止できる。
け装置とともに示す断面図である。
軸に電圧レベルとして示すグラフである。
ラフである。
け装置 3 軸 4 ハウ
ジング 5 非接触軸受け 6 隙間 7 流体ポート 8 圧力
流体 9 カバー 10 ころ
がり軸受け 11 回転体 12 回
転センサー 13 F/V変換器 14 比
較器 15 被検出体 16 隙
間 17 基準設定器
Claims (2)
- 【請求項1】 軸を非接触軸受けにより支持するととも
に、軸の非回転側支持部分に焼き付き防止用のころがり
軸受けを軸に対して非接触状態で組み込んでなる軸受け
装置において、ころがり軸受けの回転側部分に環状の回
転体を軸に対して挿入状態で取り付け、ころがり軸受け
の回転側の部分および回転体のうちいずれかの周面と軸
の周面とに形成される隙間を軸の周面と非接触軸受けの
周面とによって形成される隙間よりも小さく設定し、さ
らに上記回転体に定位置の回転センサーを対向させ、こ
の回転センサーをF/V変換器および信号レベル検出器
に順次接続してなることを特徴とする非接触軸受けの過
負荷状態検出装置。 - 【請求項2】 回転センサーを近接センサーにより構成
し、回転体の周囲に近接センサーの検出特性に対応する
被検出体を組み込んでなることを特徴とする請求項1の
非接触軸受けの過負荷状態検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3112681A JP3071489B2 (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | 非接触軸受けの過負荷状態検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3112681A JP3071489B2 (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | 非接触軸受けの過負荷状態検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05187441A JPH05187441A (ja) | 1993-07-27 |
JP3071489B2 true JP3071489B2 (ja) | 2000-07-31 |
Family
ID=14592815
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3112681A Expired - Lifetime JP3071489B2 (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | 非接触軸受けの過負荷状態検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3071489B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2918845B1 (en) * | 2014-03-11 | 2018-11-28 | Skf Magnetic Mechatronics | Rotary machine and method for manufacturing a rotary machine |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2792381B1 (fr) * | 1999-04-14 | 2001-05-25 | Roulements Soc Nouvelle | Roulement a codeur incorpore |
US7652489B2 (en) * | 2005-12-06 | 2010-01-26 | General Electric Company | Multi-range clearance measurement system and method of operation |
CN102158003B (zh) * | 2011-02-27 | 2013-06-26 | 江西中船航海仪器有限公司 | 一种空气磁力轴承电动机 |
-
1991
- 1991-02-22 JP JP3112681A patent/JP3071489B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2918845B1 (en) * | 2014-03-11 | 2018-11-28 | Skf Magnetic Mechatronics | Rotary machine and method for manufacturing a rotary machine |
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JPH05187441A (ja) | 1993-07-27 |
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