JPH06300045A - 磁気ボール回転支持体 - Google Patents

磁気ボール回転支持体

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JPH06300045A
JPH06300045A JP8484293A JP8484293A JPH06300045A JP H06300045 A JPH06300045 A JP H06300045A JP 8484293 A JP8484293 A JP 8484293A JP 8484293 A JP8484293 A JP 8484293A JP H06300045 A JPH06300045 A JP H06300045A
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JP
Japan
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ball
bearing
magnetic
balls
support
Prior art date
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Pending
Application number
JP8484293A
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English (en)
Inventor
Takafumi Yasuda
尚文 安田
Teruaki Kitamori
輝明 北森
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Namiki Precision Jewel Co Ltd
Original Assignee
Namiki Precision Jewel Co Ltd
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Publication date
Application filed by Namiki Precision Jewel Co Ltd filed Critical Namiki Precision Jewel Co Ltd
Priority to JP8484293A priority Critical patent/JPH06300045A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 磁性体である各ボール(2)の転動面に軸方
向に着磁した磁石(5)によって、垂直に一様な磁力線
を通して各ボール(2)を磁気回路の一部として構成さ
せることにより、隣合うボール(2)を反発させ離間せ
しめる。 【効果】 ボールベアリングのリテーナー部分が不要と
なり、ベアリング小型化による取り付けスペースの問題
が解消し、またリテーナーとボールによる接触抵抗摩擦
がなくなりボールベアリングの動きがよりなめらかにな
る。リテーナーとボールによる接触抵抗で発生する熱が
皆無となりボールベアリングの耐久性が向上する。また
この発明では、磁気軌道を形成しボールを軌道内に拘束
するので、従来のボールベアリングと異なり、転動面に
溝を形成しなくともよく、転動面とボールとの接触摩擦
が軽減され、さらに、加工が容易になる。また磁気軌道
を用いたスラストボールベアリングにおいては機械的回
転軸のない回転軸受機構を作ることも可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、磁気ボール回転支持
体に関するものである。さらに詳しくは、この発明は、
高速回転性とともにボールの耐摩耗性も良好なラジアル
ボールベアリング、スラストボールベアリング等として
有用な新しい磁気ボール回転支持体に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術とその課題】従来より、産業機械、精密機
械、自動車等の各種の技術分野において、回転接触部を
摩擦が少なく円滑に回転させるための手段として、ボー
ルベアリングが用いられている。そして、これらのボー
ルベアリングにおいては、たとえば図8に示すように、
ベアリング内輪(ア)とベアリング外輪(イ)との間に
転動するボール(ウ)を間挿したいわゆるラジアルボー
ルベアリングでは、複数個のボールの配置の片寄りおよ
びボール同士の接触摩擦をなくすためのリテーナー
(エ)が一般的に用いられている。さらに、ベアリング
内輪(ア)およびベアリング外輪(イ)には円軌道にボ
ールを拘束するための溝(オ)を持つことも一般的であ
る。このリテーナー(エ)と溝(オ)により、各ボール
の配置を一定に保ち、円軌道上にボールを拘束すること
を可能としている。このようなリテーナー(エ)と溝
(オ)は、回転軸に直交する方向の荷重を受けるときに
用いるラジアルボールベアリングだけでなく、回転軸と
同方向の荷重を受けるときに用いるスラストボールベア
リングにも用いられている。
【0003】しかしながら、このような従来のボールベ
アリングの場合には、ボール(ウ)の相互の接触摩擦は
リテーナー(エ)により解消されるものの、ボール
(ウ)とリテーナー(エ)との間のあそび(がた)によ
り、高速回転時には転動するボール(ウ)と保持するリ
テーナー(エ)との接触摩擦が急増して、その結果、騒
音の発生や、熱の発生による耐久性の低下等の問題点が
あった。
【0004】さらに、小型ボールベアリングにおいて
は、連動する各小型ボールを密着に近い状態で並べるこ
とが必要な場合もあるため、リテーナー(エ)を取り付
けるスペースが非常に少なくなり、設計上取り付けるの
が困難であり、またリテーナー(エ)をつけない場合は
ボール(ウ)の配置が一定せず、ボール(ウ)相互の摩
擦が増大するため回転動作が円滑にならない場合が多々
あった。
【0005】また、さらに、従来技術では、溝(オ)と
ボール(ウ)との接触摩擦は大きく、何らかの方策が必
要とされていたが、これまでは、これを解決するすべは
なかった。この発明は、以上の通りの事情を踏まえてな
されたものであり、従来のボールベアリングの欠点を解
消し、円軌道にボールを拘束する溝とリテーナーを取り
付けなくても、各ボールを相互にかたよりなく離間させ
て接触摩擦を最小限に抑え、円滑に回転させることので
きる新しいボールベアリング、そして、一般的には新し
い回転支持体を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、複数の磁性体ボールを支持部と
回転部との間の円形軌道上に配置した回転支持体であっ
て、磁性体ボールの転動面に対して一様な磁力線を垂直
方向に印加する磁石を配置し、各々のボールを磁気回路
の一部として構成して隣合うボールを相互に反発離間さ
せてなることを特徴とする磁気ボール回転支持体を提供
する。
【0007】また、さらにこの発明は、その態様とし
て、ラジアルボールベアリングとして、上記支持体部お
よび回転部が外輪と内輪とを構成することや、あるいは
スラストボールベアリングとして、対向軌道盤を構成す
ることを提案する。
【0008】
【作用】この発明においては、上記の通り、磁性体であ
る各ボールの転動面に対して垂直に一様な磁力線を通し
て各ボールを磁気回路の一部として構成する。このこと
によって、隣合うボールを相互に反発させて離間させ
る。つまり、たとえばボールベアリングの場合には、従
来のベアリングでは円軌道にボールを拘束する溝をも
ち、さらに、各ボールには円軌道上に等間隔で並ばせる
リテーナーが必要となるが、この発明のボールベアリン
グの場合は、たとえば図1にラジアルボールベアリング
のケースを例示したように、転動面(102)に垂直に
磁場をかけると、隣合う磁性体ボール(2)には同一方
向の磁力線(100)が通るため、隣合うボール(2)
の転動面(102)付近には同種の磁極が生じ、反発力
(101)が発生し、その結果、互いのボール(2)に
は反発しようとする働きが生ずる。このため、各ボール
(2)は磁気軌道上に等間隔で並ぼうとする力が働くこ
とになるので、従来のようなリテーナーを必要としな
い。
【0009】さらに、各ボール(2)は磁性体としてい
るため軌道面(磁気軌道)(102)上に吸引されるの
で、溝がなくともボールは軌道上に拘束される。もちろ
ん、この溝はあってもよいことは言うまでもない。さら
にこの発明においては、転動するボール(2)と接触す
る軌道部分のレールの幅を狭くすることも可能であり、
その結果、磁束を導くヨークの働きをさせて強力な磁場
を各ボール(2)に与えることも可能である。
【0010】このように、各ボール(2)をもって磁気
回路の一部を構成するこの発明の磁気ボール回転支持体
においては、上記の磁力線の印加のための磁石を適宜に
配置すればよい。この配置方式と支持体の負荷方向やそ
の大きさ、さらには応用面に応じて、この発明の支持体
は、ラジアルボールベアリング、スラストボールベアリ
ング、さらには、回転テーブル体、その他様々な具体的
態様が可能となる。
【0011】また、たとえばスラストボールベアリング
の場合には、その支持体、ボールおよび回転体の間に吸
引力を働かせて予圧を与え、回転体を支持することも可
能となる。以下、実施例を示し、さらに詳しくこの発明
の回転支持体について説明する。
【0012】
【実施例】実施例1 この発明の磁気ボール回転支持体として、ラジアルボー
ルベアリングを構成する。すなわち、たとえば、図2に
示したように、アンギュラボール軸受(1)、磁性体ボ
ール(2)、ベアリング内輪(3)、ベアリング外輪
(4)、リング状磁石(5)、ベアリングハウス
(6)、ベアリング内輪に勘合されるシャフト(7)か
ら構成される構造をひとつの態様として示すことができ
る。この場合、ベアリングハウス(7)は非磁性体が望
ましく、他の要素はすべて磁性体が望ましい。
【0013】磁性体でできた複数のボール(2)を有す
る一対の並列配置したベアリングからなるアンギュラボ
ール軸受(1)は、たとえば図2に示すように、リング
状磁石(5)を挟んで配置する。このアンギュラボール
軸受(1)は磁性体でできたボール(2)とベアリング
内輪(3)とベアリング外輪(4)からなり、リング状
磁石(5)を挟んだ一対のベアリング外輪(4)は非磁
性体からできたベアリングハウス(6)に取り付けら
れ、またベアリング内輪(3)にはシャフト(7)が挿
入される。リング状磁石(5)は軸方向に着磁され軸対
称な磁場を形成し、各ボールに対し軸対称な磁力線が通
る位置に配置する。この時、ベアリング外輪(4)とベ
アリング内輪(3)とシャフト(7)が磁性体でできて
いるので、たとえば、図3に示すように、矢印の方向に
磁気回路が形成される。
【0014】もちろん、軌道上の磁場を一定にすること
により、転動するボールの渦電流の発生をなくすことが
可能となる。この構成によれば、図1に例示したように
各ボールの中を磁力線が垂直に、軸中心から略放射状
に、かつ、隣合うボール(2)にはほぼ一定の向きに磁
力線が通ることになり、各ボールには反発する力が働
き、したがって、各ボールを円軌道上に均一に離間する
ことが可能となる。
【0015】実施例2 次に、この発明の磁気ボール回転支持体として、スラス
トボールベアリングを構成する。すなわち、たとえば、
図4に示したように、磁性体ボール(2)、磁性体でで
きた対向軌道盤(8)(9)、スラスト方向に磁場を形
成したリング状磁石(5)で構成されるものをひとつの
態様として示すことができる。この図4に示すように、
磁性体ボール(2)は、軌道盤(8)と軌道盤(9)に
向かい合ったレール間に間挿され、リング状磁石(5)
の磁場により円軌道上に拘束される。
【0016】軌道盤(8)(9)は機械的に軸の無い平
面状フランジ部分(円形平面)の中心を軸として回転す
る。ボールの転動するレール面は平面とすることがで
き、またレール面の幅は強力な磁気軌道を作るための幅
狭に形成してもよい。さらに軌道盤(8)の内側フラン
ジ面にはリング状磁石(5)を軌道盤(9)のフランジ
面内側とわずかな隙間をあけて取り付けることが望まし
い。
【0017】この構成により、リング状磁石(5)は軌
道盤の軸方向に着磁されているためたとえば図5に示す
ように、矢印のような磁気回路を形成し、軌道盤(8)
と軌道盤(9)には引き合う力が働き、またボール
(2)には軸方向の磁力線が通り、各ボール(2)は磁
気軌道内に拘束され円軌道上に均一に離間する。実施例3 図6はスラストボールベアリングの別の例を示したもの
である。磁性体ボール(2)、磁性体でできた軌道盤
(10)(13)、スラスト方向に磁場を形成した円盤
状磁石(11)で構成する。この図6に示すように、磁
性体ボール(2)は、軌道盤(10)に形成したV溝の
レールと軌道盤(13)の平面レールに間挿され、円盤
状磁石(11)の磁場により円軌道上に拘束される。
【0018】軌道盤(13)および(10)は機械的に
軸のない平面状フランジ部分(円形平面)中心を軸とし
て回転する。ボールの転動するレール面は軌道盤(1
3)側が平面であることが望ましく、また、レール面の
幅は磁気軌道を作るため幅狭に形成されてもよい。さら
に、軌道盤(10)の内側フランジ面には円盤状磁石
(11)を軌道盤(13)のフランジ面内側とわずかな
隙間をあけて取り付けることが望ましい。
【0019】円盤状磁石(11)は両軌道盤の軸方向に
着磁すれば、たとえば図7に示すように、矢印の向きの
磁気回路を形成し、軌道盤(13)と軌道盤(10)に
は引き合う力が働き、またボール(2)には軸方向の磁
力線が通り、各ボール(2)は磁力軌道内に拘束され円
軌道上に均一に離間する。この図6および7のようにV
溝を有するものでは、磁石は、断続的に磁場印加される
電磁石であってもよく、磁場印加しなくともボール
(2)は散逸することがない。
【0020】もちろん、この発明は、以上の例に何ら限
定されるものでなく、さらに様々な態様が可能であるこ
とは言うまでもない。
【0021】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、この発明で
は各ボールの転動面に垂直に一様な磁力線を印加するこ
とにより、各ボールを均一に離間することが可能とな
る。これによりボールベアリングの場合には従来のリテ
ーナー部分が不要となり、ベアリングの小型化による取
り付けスペースの問題が解消し、またリテーナーとボー
ルによる接触抵抗摩擦がなくなりボールベアリングの動
きがより滑らかになる。リテーナーとボールによる接触
抵抗で発生する熱が皆無となりボールベアリングの耐久
性が向上する。特に高速回転時の使用目的においてはそ
の効果は非常に大きい。
【0022】さらにまた、この発明では、磁気軌道を形
成しボールを軌道内に拘束するので、従来のボールベア
リングと異なり、転動面に溝を形成しなくともよく、転
動面とボールとの接触摩擦が軽減され、さらに、加工が
容易になる。また磁気軌道を用いたスラストボールベア
リングにおいては機械的回転軸のない回転軸受機構を作
ることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の磁気回路形成の原理を示した断面図
である。
【図2】この発明の実施例としてラジアルボールベアリ
ングを例示した一部破断斜視図である。
【図3】図2に対応する断面図である。
【図4】この発明の実施例としてスラストボールベアリ
ングを例示した一部破断斜視図である。
【図5】図4に対応する断面図である。
【図6】この発明の実施例として、別のスラストボール
ベアリングを例示した一部破断斜視図である。
【図7】図6に対応する断面図である。
【図8】従来のボールベアリングの一部破断斜視図であ
る。
【符号の説明】
ア ベアリング内輪 イ ベアリング外輪 ウ ボール エ リテーナー オ 溝 100 磁力線 101 反発力 102 転動面 1 アンギュラボール軸受 2 磁性体ボール 3 ベアリング内輪 4 ベアリング外輪 5 リング状磁石 6 ベアリングハウス 7 シャフト 8 軌道盤 9 軌道盤 10 軌道盤 11 円盤状磁石 13 軌道盤

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の磁性体ボールを支持部と回転部と
    の間の円形軌道上に配置した回転支持体であって、磁性
    体ボールの転動面に対して一様な磁力線を垂直方向に印
    加する磁石を配置し、各々のボールを磁気回路の一部と
    して構成して隣合うボールを相互に反発離間させてなる
    ことを特徴とする磁気ボール回転支持体。
  2. 【請求項2】 支持部および回転部とがラジアルボール
    ベアリングの外輪と内輪を構成してなる請求項1の磁気
    ボール回転支持体。
  3. 【請求項3】 並列配置した複数のラジアルボールベア
    リングと同一軸を有し、軸方向に着磁された円筒状磁石
    を並列配置した外輪または内輪の間に装着してなる請求
    項2の磁気ボール回転支持体。
  4. 【請求項4】 支持部および回転部とがスラストボール
    ベアリングの対向軌道盤を構成してなる請求項1の磁気
    ボール回転支持体。
  5. 【請求項5】 スラストボールベアリングと同一軸を有
    し、軸方向に着磁された円筒状磁石を対向軌道盤の間
    に、またはそれらの外周部に配置してなる請求項4の磁
    気ボール回転支持体。
JP8484293A 1993-04-12 1993-04-12 磁気ボール回転支持体 Pending JPH06300045A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3243948A1 (en) * 2016-05-12 2017-11-15 BSH Hausgeräte GmbH Ball holder for ball balancer
KR20190008366A (ko) 2016-07-30 2019-01-23 가부시키가이샤 하모닉 드라이브 시스템즈 파동발생기 및 파동기어장치

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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20020604