JPS608523A - 磁性流体すべり軸受構造 - Google Patents
磁性流体すべり軸受構造Info
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- JPS608523A JPS608523A JP11562583A JP11562583A JPS608523A JP S608523 A JPS608523 A JP S608523A JP 11562583 A JP11562583 A JP 11562583A JP 11562583 A JP11562583 A JP 11562583A JP S608523 A JPS608523 A JP S608523A
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- Japan
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- magnetic fluid
- magnetic
- sliding
- groove
- shaft
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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
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/10—Construction relative to lubrication
-
- 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
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
-
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- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
- F16C32/0629—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a liquid cushion, e.g. oil cushion
- F16C32/0633—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a liquid cushion, e.g. oil cushion the liquid being retained in a gap
- F16C32/0637—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a liquid cushion, e.g. oil cushion the liquid being retained in a gap by a magnetic field, e.g. ferrofluid bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/10—Construction relative to lubrication
- F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
- F16C33/103—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant retained in or near the bearing
- F16C33/1035—Construction 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
-
- 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
- F16C2300/00—Application independent of particular apparatuses
- F16C2300/40—Application independent of particular apparatuses related to environment, i.e. operating conditions
- F16C2300/62—Application independent of particular apparatuses related to environment, i.e. operating conditions low pressure, e.g. elements operating under vacuum conditions
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
従来、真空又は汚染をきらうクリーンル−ム等の特殊環
境榮件下で用いる軸受の潤滑剤としては、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、或いは心安に応じて補給したり−r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。
境榮件下で用いる軸受の潤滑剤としては、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、或いは心安に応じて補給したり−r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、固体潤滑剤被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−rることが困難で
ある等の問題がある。
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−r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4i”J等に用いられて
いる磁性流体を軸受部に使用−rることか提案されてい
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1を永久磁石2の磁場
で軸3とJ−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1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の流失発生による特性の劣化、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。
いる磁性流体を軸受部に使用−rることか提案されてい
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1を永久磁石2の磁場
で軸3とJ−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1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の流失発生による特性の劣化、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。
本発明はこれらの欠点を除去するため、磁性流体を潤滑
剤として用い、摺動方向に対して直焚する溝を形成し、
かつ永久磁石による磁場により、磁性流体を摺動面に長
期、安定に保持させ、相手面の非磁性体材料との間に浮
上刃を作用させるようにしたもので以下図面について詳
細に説明する。
剤として用い、摺動方向に対して直焚する溝を形成し、
かつ永久磁石による磁場により、磁性流体を摺動面に長
期、安定に保持させ、相手面の非磁性体材料との間に浮
上刃を作用させるようにしたもので以下図面について詳
細に説明する。
第3図は本発明の第1実施例を示す一部切欠断面図であ
り、軸13にその軸線方向と平行に溝14が形成されて
おり、即ち、軸13に、摺動面が相対運動する方向に直
交する溝14が形成されており、軸13の回転に伴ない
、溝14のステップによって動圧が形成される。12は
永久磁石、18はハウジング、19は摺動部材である。
り、軸13にその軸線方向と平行に溝14が形成されて
おり、即ち、軸13に、摺動面が相対運動する方向に直
交する溝14が形成されており、軸13の回転に伴ない
、溝14のステップによって動圧が形成される。12は
永久磁石、18はハウジング、19は摺動部材である。
摺動部材19の相手面と直接接触しない部分に永久磁石
12が埋込んであり−このため軸13、摺動部材19間
の磁性流体11は摺動部に存在し、溝14により大きな
動圧を発生する。また停止時、揺動時に於いても永久磁
石12の磁束によって拘束された磁性流体11によって
非磁性体からなる1jlll113の表面との固体接触
は防止され、すぐれた軸受性能を示す。また従来のグル
ープ軸受では第1図に示すようにヘリングボーン又は、
スパイラル形式の溝を形成し、潤滑油をボンピング作用
によって軸受中心部に集中させていたが、本発明では潤
滑油である磁性流体を磁場によって、表面に拘束できる
ので軸13に平行に溝を形成すれば良い。従うて、5リ
ングボーン、スパイラル溝のようにフォトエツチング等
の工程を用いてコスト高となっていた従来の加工工程に
対し−C研削、切削又は塑性加工だけで充分対応でき、
量産化し易い利点を有している。また、従来ボンピング
作用を生じさせるため一方向の回転にしか対応できなか
ったが、本発明では軸に平行に溝が形成されているので
、正逆転自在に対応でき、る。第V図(al、(blは
本発明の第2実施例を示す図であり、非磁性体16に永
久磁石12e設置した軸受側の磁性体17からなるヨー
ク部にテーパを形成しであるので、磁気勾配があり、軸
受中心部に磁性流体11が引き付けられる効果がある。
12が埋込んであり−このため軸13、摺動部材19間
の磁性流体11は摺動部に存在し、溝14により大きな
動圧を発生する。また停止時、揺動時に於いても永久磁
石12の磁束によって拘束された磁性流体11によって
非磁性体からなる1jlll113の表面との固体接触
は防止され、すぐれた軸受性能を示す。また従来のグル
ープ軸受では第1図に示すようにヘリングボーン又は、
スパイラル形式の溝を形成し、潤滑油をボンピング作用
によって軸受中心部に集中させていたが、本発明では潤
滑油である磁性流体を磁場によって、表面に拘束できる
ので軸13に平行に溝を形成すれば良い。従うて、5リ
ングボーン、スパイラル溝のようにフォトエツチング等
の工程を用いてコスト高となっていた従来の加工工程に
対し−C研削、切削又は塑性加工だけで充分対応でき、
量産化し易い利点を有している。また、従来ボンピング
作用を生じさせるため一方向の回転にしか対応できなか
ったが、本発明では軸に平行に溝が形成されているので
、正逆転自在に対応でき、る。第V図(al、(blは
本発明の第2実施例を示す図であり、非磁性体16に永
久磁石12e設置した軸受側の磁性体17からなるヨー
ク部にテーパを形成しであるので、磁気勾配があり、軸
受中心部に磁性流体11が引き付けられる効果がある。
即ち、磁性体17からなるヨーク部は磁気勾配発生手段
となっている。従って、磁性流体11は溝14を有する
軸13の回転に伴い軸受外部に流出飛散することもなく
、軸13と軸受摺動部に存在して、大きな動圧が発生す
る。
となっている。従って、磁性流体11は溝14を有する
軸13の回転に伴い軸受外部に流出飛散することもなく
、軸13と軸受摺動部に存在して、大きな動圧が発生す
る。
従って長期的に安定し1ζ軸受特性が得られる。なお、
磁気発生手段はヨーク部の代りに適宜複数の永久磁石を
配置することによっても得られる。
磁気発生手段はヨーク部の代りに適宜複数の永久磁石を
配置することによっても得られる。
第5図は本発明の第3の実施例を示す図であり、ハウジ
ング18内の摺動部材19内に永久磁石12を放射状に
配置し、摺動面に対して溝14を有する構造となってい
る。従って軸13の回転によって磁性流体11の動圧が
発生する。また、磁性流体11は永久磁石12の内側に
ある溝14部に集中し、摺動部にはさまれるスクイーズ
効果によって動圧による浮上効果が著しく向上する、第
6図は本発明の第V実施例を示す図であり、本発明をス
ラスト軸受に適用した場合で、摺動部材19に放射状に
永久磁石12が配置され摺動部材19には溝14が形成
されている。永久磁石を用いないで代りに黄銅を挿入し
た場合、回転による遠心力によって磁性流体は飛散する
。しかし本発明では永久磁石12を用いているため摺動
面に保持され、長期的に潤滑が可能になる。
ング18内の摺動部材19内に永久磁石12を放射状に
配置し、摺動面に対して溝14を有する構造となってい
る。従って軸13の回転によって磁性流体11の動圧が
発生する。また、磁性流体11は永久磁石12の内側に
ある溝14部に集中し、摺動部にはさまれるスクイーズ
効果によって動圧による浮上効果が著しく向上する、第
6図は本発明の第V実施例を示す図であり、本発明をス
ラスト軸受に適用した場合で、摺動部材19に放射状に
永久磁石12が配置され摺動部材19には溝14が形成
されている。永久磁石を用いないで代りに黄銅を挿入し
た場合、回転による遠心力によって磁性流体は飛散する
。しかし本発明では永久磁石12を用いているため摺動
面に保持され、長期的に潤滑が可能になる。
第7図は本発明をスラスト軸受に適用しlヒ揚合の摩擦
抵抗の測定例を示す。第6図に示すものは、第6図に於
いて永久磁石12の代りに同一形状の黄銅を挿入した場
合と比較して、抵抗は著しく低滅する。永久磁石12の
極を一方向にした場合にも抵抗は減少するが、第6図に
示すようにN、 S交互に配置した場合特に効果を示し
た。さらに厚さ方向にN、S着磁しても同様の効果があ
った。
抵抗の測定例を示す。第6図に示すものは、第6図に於
いて永久磁石12の代りに同一形状の黄銅を挿入した場
合と比較して、抵抗は著しく低滅する。永久磁石12の
極を一方向にした場合にも抵抗は減少するが、第6図に
示すようにN、 S交互に配置した場合特に効果を示し
た。さらに厚さ方向にN、S着磁しても同様の効果があ
った。
また、ここでは摺動部材19の摺動画が磁性体である場
合の例について示したが、非磁性体である黄銅、高分子
材料を用いても同様の効果を示した。
合の例について示したが、非磁性体である黄銅、高分子
材料を用いても同様の効果を示した。
第5図は本発明の第5実施例を示す図であり、ラジアル
、スラスト両軸受に適用したものであり、永久磁石12
は摺動部材19の円周方向に着磁され、かつ放射状に配
置してあり、摺動部材19には溝14が形成されている
のでラジアル、スラスト両方向の負荷を負担できる。
、スラスト両軸受に適用したものであり、永久磁石12
は摺動部材19の円周方向に着磁され、かつ放射状に配
置してあり、摺動部材19には溝14が形成されている
のでラジアル、スラスト両方向の負荷を負担できる。
受(摺動部材19)端部に対向する部分に磁性体17′
(ll−はめ込んだものであり、その部分で磁性流体1
1のシールを形成し、外部に磁性流体11が流出しない
構造になっている。
(ll−はめ込んだものであり、その部分で磁性流体1
1のシールを形成し、外部に磁性流体11が流出しない
構造になっている。
なお、以上述べた軸受について永久磁石または磁性体が
摺動部表面に露出しないように表面に非磁性体を被覆す
ることにより、非磁性体の摩耗粉しか発生しないように
すれば、磁場により、摩耗粉は排出され、摩擦面に悪影
響を与えることもない。
摺動部表面に露出しないように表面に非磁性体を被覆す
ることにより、非磁性体の摩耗粉しか発生しないように
すれば、磁場により、摩耗粉は排出され、摩擦面に悪影
響を与えることもない。
以上説明したように本発明は磁性流体を潤滑剤として摺
動方向に対して直焚する溝を有し、永久磁石による磁場
により磁性流体を摺動面に長期、安定に保持させるよう
にしたものであるから、安定な流体潤滑が行なわれ、低
速から高速条件にわたり、摩擦抵抗が小さく、長rlJ
J的に、なめらかな安定した摺動が可能となる。さらに
摩耗も少なく、高鞘度な軸受として長期間の使用に耐え
る。さらに正逆転、揺動、静止時においても潤滑が可能
である。捷た、磁性流体のシール作用を活用すれば、外
部を汚染させることも少ない。従って生産機械、測定器
、事務機、入出力機器等のように真空、活性ガス、清浄
空気等の清浄雰囲気、高硝度、信頼性が要求される軸受
に適用すればその効果は大きい。
動方向に対して直焚する溝を有し、永久磁石による磁場
により磁性流体を摺動面に長期、安定に保持させるよう
にしたものであるから、安定な流体潤滑が行なわれ、低
速から高速条件にわたり、摩擦抵抗が小さく、長rlJ
J的に、なめらかな安定した摺動が可能となる。さらに
摩耗も少なく、高鞘度な軸受として長期間の使用に耐え
る。さらに正逆転、揺動、静止時においても潤滑が可能
である。捷た、磁性流体のシール作用を活用すれば、外
部を汚染させることも少ない。従って生産機械、測定器
、事務機、入出力機器等のように真空、活性ガス、清浄
空気等の清浄雰囲気、高硝度、信頼性が要求される軸受
に適用すればその効果は大きい。
第1図、第2図は従来の磁性流体すべり軸受の沿う断面
図、第5図は本発明の第3実施例を示す一部切欠斜視図
、第6図は本発明の第グ実施例を示す一部の斜視図、第
7図は本発明をスジスト軸受に適用した場合の摩擦抵抗
の副定例を示す特性図、第8図は本発明の第5実施例を
示す一部の斜視図、第2図は本発明の第6実施例を示す
断圃図である。 11・・・・・・磁性流体、12・・・・・・永久磁石
、13・・・−・・軸、14・・・・・・溝、16・・
・・・・非磁性体、17・・・・・磁性体、19・・・
・・・摺動部材。 出願人 日本電信電話公社 第1図 第2図 1 第3図 1 ■ヨ 第(i図
図、第5図は本発明の第3実施例を示す一部切欠斜視図
、第6図は本発明の第グ実施例を示す一部の斜視図、第
7図は本発明をスジスト軸受に適用した場合の摩擦抵抗
の副定例を示す特性図、第8図は本発明の第5実施例を
示す一部の斜視図、第2図は本発明の第6実施例を示す
断圃図である。 11・・・・・・磁性流体、12・・・・・・永久磁石
、13・・・−・・軸、14・・・・・・溝、16・・
・・・・非磁性体、17・・・・・磁性体、19・・・
・・・摺動部材。 出願人 日本電信電話公社 第1図 第2図 1 第3図 1 ■ヨ 第(i図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、摺動面が相対運動する方向に直交する溝を前記摺動
面に形成し、かつ永久磁石と摺動部材で十簿成される面
の相手面を非磁性体で形成し、前記溝により形成される
段差部分に磁場により磁性流体を保持することを特長と
する磁性流体重べり軸受構造。 2、上記摺動方向と直交する方向に磁気勾配発生手段を
設け、摺動部中央に磁性流体を集中させたことを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の磁性流体すべり軸受構
造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11562583A JPS608523A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 磁性流体すべり軸受構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11562583A JPS608523A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 磁性流体すべり軸受構造 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS608523A true JPS608523A (ja) | 1985-01-17 |
Family
ID=14667278
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11562583A Pending JPS608523A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 磁性流体すべり軸受構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS608523A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6272920A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-03 | Nippon Seiko Kk | スピンドル |
JPS62127513A (ja) * | 1985-11-26 | 1987-06-09 | Nippon Seiko Kk | スピンドル |
JPH01163213U (ja) * | 1988-05-06 | 1989-11-14 | ||
JPH0510823U (ja) * | 1992-07-10 | 1993-02-12 | 日本トムソン株式会社 | 磁性流体軸受 |
CN102425609A (zh) * | 2011-11-25 | 2012-04-25 | 洛阳轴研科技股份有限公司 | 在半球空气动压轴承的内圈和外圈镶嵌永磁磁芯的方法 |
CN114263678A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-01 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 滑动轴承和风力发电机组 |
-
1983
- 1983-06-27 JP JP11562583A patent/JPS608523A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6272920A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-03 | Nippon Seiko Kk | スピンドル |
JPS62127513A (ja) * | 1985-11-26 | 1987-06-09 | Nippon Seiko Kk | スピンドル |
JPH01163213U (ja) * | 1988-05-06 | 1989-11-14 | ||
JPH0534337Y2 (ja) * | 1988-05-06 | 1993-08-31 | ||
JPH0510823U (ja) * | 1992-07-10 | 1993-02-12 | 日本トムソン株式会社 | 磁性流体軸受 |
CN102425609A (zh) * | 2011-11-25 | 2012-04-25 | 洛阳轴研科技股份有限公司 | 在半球空气动压轴承的内圈和外圈镶嵌永磁磁芯的方法 |
CN114263678A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-01 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 滑动轴承和风力发电机组 |
CN114263678B (zh) * | 2021-12-29 | 2024-06-14 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 滑动轴承和风力发电机组 |
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