(57)【要約】【課題】絶縁層７ａの軸方向端面である被抑え面１３ａを、相手部材に設けた段差面等の抑え面により抑え付けた状態で使用する構造に関して、この抑え面から前記被抑え面１３ａに抑え面圧が作用した状態でも、前記絶縁層７ａのうちで、前記外輪１の角部である境界位置Ｐに対応する部分（角隅凹部）に応力集中が発生する事を十分に抑えられる構造を実現する。【解決手段】前記境界位置Ｐを、前記被抑え面１３ａに対して軸方向に重畳させない寸法関係（Ｙ＞Ｘ）を採用する。これにより、前記絶縁層７ａのうちで前記境界位置Ｐに対応する部分に、前記抑え面圧が直接作用する事を防止する事で、上述した応力集中の発生を十分に抑える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備え、これら外輪と内輪とのうちの少なくとも一方である絶縁軌道輪の表面の一部に絶縁層を形成して成り、
この絶縁軌道輪は、軌道を形成していない一方の周面と軸方向端面との連続部に第一面取り部を有しており、この第一面取り部は、径方向に関して前記一方の周面側に向かう程、軸方向に関してこの一方の周面の中央側に向かう方向に傾斜した面であり、
前記絶縁層は、前記絶縁軌道輪の表面のうちで互いに連続する部分である、前記一方の周面と前記第一面取り部と前記軸方向端面とを覆っており、このうちの軸方向端面を覆う部分の表面を、使用状態で前記絶縁軌道輪の軸方向の位置決めを図る為に用意された抑え面により抑え付けられる、被抑え面とすると共に、この被抑え面と前記一方の周面を覆う部分の表面との連続部に第二面取り部を有しており、この第二面取り部は、径方向に関して前記一方の周面を覆う部分の表面側に向かう程、軸方向に関してこの一方の周面を覆う部分の表面の中央側に向かう方向に傾斜した面である
電食防止用絶縁転がり軸受に於いて、
前記絶縁軌道輪に関する前記第一面取り部と前記軸方向端面との境界位置をＰとし、前記絶縁層に関する前記第二面取り部と前記被抑え面との境界位置をＱとし、この絶縁層のうちで前記一方の周面を覆う部分の表面から前記境界位置Ｐまでの径方向寸法をＸとし、前記絶縁層のうちで前記一方の周面を覆う部分の表面から前記境界位置Ｑまでの径方向寸法をＹとした場合に、この径方向寸法Ｙを前記径方向寸法Ｘよりも大きくしている事を特徴とする電食防止用絶縁転がり軸受。
【請求項２】
前記第二面取り部は、その全体の母線形状を凸曲線状とした面である、請求項１に記載した電食防止用絶縁転がり軸受。
【請求項３】
前記第二面取り部は、前記絶縁層のうちで前記一方の周面を覆う部分の表面に対して隣接する位置に存在する、その母線形状を凸曲線状とした曲線部と、前記被抑え面に対して隣接する位置に存在する、その母線形状を直線状とした直線部とを、互いに組み合わせて成る複合曲面である、請求項１に記載した電食防止用絶縁転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、汎用或いは鉄道車両用の電動モータの回転軸、発電機或いはＣＴスキャナ等の医療用機器の回転軸の様に、電流が流れる可能性がある回転支持部に組み込む電食防止用絶縁転がり軸受の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータや発電機等、各種電気機器等の回転軸を支承する為の転がり軸受の場合、対策を講じないと、転がり軸受自体に、帰路電流、モータ軸電流等の電流が流れてしまう。転がり軸受に電流が流れた場合、電流の通路となる部分の腐食が進む、所謂電食が発生して、転がり軸受の寿命を著しく短縮してしまう。この様な電食の発生を防止する為、転がり軸受を構成する外輪や内輪の表面に絶縁層を形成する事で、転がり軸受に電流が流れない様にする電食防止用絶縁転がり軸受が、例えば特許文献１〜３に記載されている様に、従来から知られている。
【０００３】
この様に従来から知られている電食防止用絶縁転がり軸受は、例えば図３に示す様に、金属製の外輪１の内周面に形成した外輪軌道２と、金属製の内輪３の外周面に形成した内輪軌道４との間に、それぞれが金属製である複数の転動体５を、環状の保持器６により保持した状態で転動自在に設けている。これにより、前記外輪１と前記内輪３との相対的回転を自在としている。そして、絶縁軌道輪である、前記外輪１の外周面及び軸方向両端面に、セラミックス溶射層や合成樹脂の射出成形層である、絶縁層７を形成している。
【０００４】
この様な電食防止用絶縁転がり軸受は、例えば、前記外輪１を、ハウジング等の相手部材８に内嵌すると共に、この外輪１を、この相手部材８に設けた段差面９と、この相手部材８に結合固定した金属製の抑え部材１０の先端面１１との間で、軸方向両側から挟持した状態で使用する。この状態では、前記絶縁層７が、前記外輪１と前記相手部材８及び抑え部材１０とを絶縁する。この結果、これら外輪１と相手部材８及び抑え部材１０との間に電流が流れなくなり、前記各構成部材１、３、５に、上述した様な電食が発生する事を防止できる。尚、絶縁層７を形成する軌道輪である絶縁軌道輪を、図示の様な外輪１に代えて、内輪３とする構造も、例えば特許文献１に記載される等により従来から知られている。
【０００５】
上述した様な電食防止用絶縁転がり軸受の場合、前記外輪１がクリープを起こす（前記相手部材８に対して回転する）と、前記絶縁層７が摩耗し、これにより発生した摩耗粉が前記各転動体５を設置した内部空間に侵入して、音響特性の悪化や軸受寿命の低下をもたらす可能性がある。又、前記外輪１がクリープを起こす事により、前記絶縁層７が破損した場合には、本来の絶縁性能を発揮できず、電食の発生を防止できなくなる可能性がある。この為、前記外輪１がクリープを起こさない様にする事が重要となる。
【０００６】
これに対し、それぞれが前記外輪１の軸方向の位置決めを図る為に用意された抑え面である、前記段差面９と前記先端面１１とによる、前記外輪１の軸方向両側からの挟持力を大きくすれば、その分だけ、前記段差面９及び先端面１１と前記外輪１の軸方向両端面との摩擦係合力が大きくなる為、この外輪１のクリープの発生を抑えられる。但し、上述した様な従来構造の場合、使用時の組み付け状態では、前記挟持力により前記絶縁層７の一部分に応力集中が発生する為、この挟持力を大きくすると、当該一部分を起点として、前記絶縁層７が破損し易くなると言う問題がある。以下、この点に就いて具体的に説明する。
【０００７】
上述した従来構造の場合、前記外輪１は、軌道を形成していない一方の周面である外周面と、軸方向両端面との連続部に、それぞれ第一面取り部１２、１２を有している。これら両第一面取り部１２、１２はそれぞれ、外径側に向かう程、前記外輪１の外周面の軸方向中央側に向かう方向に傾斜した面であり、その母線形状を凸円弧状としている。又、前記絶縁層７は、前記外輪１の表面のうちで互いに連続する部分である、この外輪１の外周面と両第一面取り部１２、１２と軸方向両端面とを覆っている。そして、このうちの軸方向両端面を覆う部分の表面を、それぞれ使用状態で前記段差面９又は前記先端面１１により抑え付けられる、被抑え面１３、１３としている。又、前記絶縁層７は、これら両被抑え面１３、１３と前記外輪１の外周面を覆う部分の表面との連続部に、それぞれ第二面取り部１４、１４を有している。これら両第二面取り部１４、１４はそれぞれ、外径側に向かう程、前記外輪１の外周面を覆う部分の表面の軸方向中央側に向かう方向に傾斜した面であり、その母線形状を凸円弧状としている。
【０００８】
又、上述した従来構造の場合、図４に詳示する様に、前記外輪１の第一面取り部１２と軸方向端面との境界位置をＰとし、前記絶縁層７の第二面取り部１４と被抑え面１３との境界位置をＱとし、この絶縁層７のうちで前記外輪１の外周面を覆う部分の表面から前記境界位置Ｐまでの径方向寸法をＸとし、前記絶縁層７のうちで前記外輪１の外周面を覆う部分の表面から前記境界位置Ｑまでの径方向寸法をＹとした場合に、この径方向寸法Ｙが前記径方向寸法Ｘよりも小さく（Ｙ＜Ｘ）なっている。即ち、前記境界位置Ｐが、前記被抑え面１３の一部に対し、軸方向に重畳する位置に配置されている。
【０００９】
更に、上述した従来構造の場合、前記境界位置Ｐは、角部になっている。この理由は、前記外輪１を造る際、この外輪１の全体に外形を整える為の旋削加工を施した後、この外輪１の外周面と軸方向端面とに、仕上げの為の研削加工を施す為である。即ち、前記旋削加工を施した後、前記研削加工を施す前の状態では、図５の（Ａ）に示す様に、前記外輪１の軸方向端面と第一面取り部１２との境界位置Ｐ、及び、この外輪１の外周面と第一面取り部１２との境界位置Ｒは、それぞれ角のない、滑らかな連続部になっている。これに対し、前記研削加工を施した後の状態では、図５の（Ｂ）に示す様に、前記外輪１の軸方向端面と外周面との表層部（斜格子を付した部分）が前記研削加工によって削り取られる事に伴い、前記各境界位置Ｐ、Ｒは、それぞれ角部となる。
【００１０】
以上に説明した様に、上述した従来構造の場合には、前記外輪１の軸方向端面と第一面取り部１２との境界位置Ｐが、前記絶縁層７の被抑え面１３の一部に対し、軸方向に重畳する位置に配置されており、且つ、前記境界位置Ｐが角部になっている。この様な従来構造の場合、使用状態では、前記段差面９又は前記先端面１１から前記被抑え面１３に加わる抑え面圧が、前記絶縁層７のうちで前記境界位置Ｐに対応する部分（角隅凹部）に直接作用する。別な言い方をすれば、この境界位置Ｐに対応する部分（角隅凹部）が、前記外輪１の表面と前記段差面９又は前記先端面１１との間で軸方向に圧縮される。この結果、前記境界位置Ｐに対応する部分（角隅凹部）に応力集中が発生する。この為、前記段差面９と前記先端面１１とによる、前記外輪１の軸方向両側からの挟持力を大きくする（前記抑え面圧を大きくする）と、前記境界位置Ｐに対応する部分（角隅凹部）で発生する応力集中が著しくなり、当該部分（角隅凹部）を起点として、前記絶縁層７が破損し易くなる。
以上に述べた様な不都合は、前記内輪３を絶縁軌道輪とする場合にも、同様にして生じる。
【００１１】
尚、特許文献３には、絶縁層のうちで、絶縁軌道輪の面取り部の端縁部に対応する部分に応力集中が発生する事を抑えられる様にすべく、この面取り部の端縁部に周方向溝を形成し、この周方向溝内に前記絶縁層の一部を入り込ませた構造が記載されている。但し、この様な特許文献３に記載された構造の場合には、軸受鋼等の硬質金属により造られた前記絶縁軌道輪に対し、前記周方向溝を形成する為の加工を追加する必要がある為、製造コストが嵩む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−１４７０７２号公報
【特許文献２】特開２００９−２８７６５８号公報
【特許文献３】特開平９−８８９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、絶縁軌道輪に対する追加の加工を必要とせず、使用状態で、この絶縁軌道輪の軸方向端面と第一面取り部との境界位置Ｐに対応する部分で、絶縁層に応力集中が発生する事を抑えられる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の電食防止用絶縁転がり軸受は、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備え、これら外輪と内輪とのうちの少なくとも一方である絶縁軌道輪の表面の一部に、絶縁層を形成して成る。
又、前記絶縁軌道輪は、軌道を形成していない一方の周面と軸方向端面との連続部に、第一面取り部を有している。この第一面取り部は、径方向に関して前記一方の周面側に向かう程、軸方向に関してこの一方の周面の中央側に向かう方向に傾斜した面である。
又、前記絶縁層は、前記絶縁軌道輪の表面のうちで、互いに連続する部分である、前記一方の周面と前記第一面取り部と前記軸方向端面とを覆っている。そして、このうちの軸方向端面を覆う部分の表面を、使用状態で前記絶縁軌道輪の軸方向の位置決めを図る為に用意された抑え面により抑え付けられる、被抑え面としている。これと共に、この被抑え面と前記一方の周面を覆う部分の表面との連続部に、第二面取り部を有している。この第二面取り部は、径方向に関して前記一方の周面を覆う部分の表面側に向かう程、軸方向に関してこの一方の周面を覆う部分の表面の中央側に向かう方向に傾斜した面である。
特に、本発明の電食防止用絶縁転がり軸受に於いては、前記絶縁軌道輪に関する前記第一面取り部と前記軸方向端面との境界位置をＰとし、前記絶縁層に関する前記第二面取り部と前記被抑え面との境界位置をＱとし、この絶縁層のうちで前記一方の周面を覆う部分の表面から前記境界位置Ｐまでの径方向寸法をＸとし、前記絶縁層のうちで前記一方の周面を覆う部分の表面から前記境界位置Ｑまでの径方向寸法をＹとした場合に、この径方向寸法Ｙを前記径方向寸法Ｘよりも大きく（Ｙ＞Ｘ）している。即ち、この様な寸法関係（Ｙ＞Ｘ）を採用する事により、前記境界位置Ｐを、前記被抑え面に対して軸方向に重畳しない位置（径方向にずれた位置）としている。
【００１５】
本発明を実施する場合には、例えば請求項２に記載した発明の様に、前記第二面取り部を、その全体の母線形状を凸曲線状とした面とする事ができる。
或いは、請求項３に記載した発明の様に、前記第二面取り部を、前記絶縁層のうちで前記一方の周面を覆う部分の表面に対して隣接する位置に存在する、その母線形状を凸曲線状とした曲線部と、前記被抑え面に対して隣接する位置に存在する、その母線形状を直線状とした直線部とを、互いに組み合わせて成る複合曲面とする事もできる。
【発明の効果】
【００１６】
上述の様に、本発明の電食防止用絶縁転がり軸受の場合には、Ｙ＞Ｘなる寸法関係を採用する事により、絶縁軌道輪の軸方向端面と第一面取り部との境界位置Ｐを、絶縁層の被抑え面に対して軸方向に重畳しない位置（径方向にずれた位置）としている。この為、使用状態で、抑え面から前記被抑え面に抑え面圧が加わる場合でも、この抑え面圧が、前記絶縁層のうちで前記境界位置Ｐに対応する部分に直接作用する事はない。別な言い方をすれば、この境界位置Ｐに対応する部分が、前記抑え面と外輪の表面との間で軸方向に圧縮される事はない。従って、前記境界位置Ｐが角部になっている場合でも、前記絶縁層のうちでこの境界位置Ｐに対応する部分に応力集中が発生する事を十分に抑えられる。この結果、前記絶縁軌道輪のクリープの発生を防止すべく、前記抑え面圧を大きくした場合でも、前記境界位置Ｐに対応する部分を起点として、前記絶縁層が破損する事を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、図３のα部に相当する拡大図。
【図２】同第２例を示す、図３のα部に相当する拡大図。
【図３】従来構造の１例を示す半部断面図。
【図４】図３のα部拡大図。
【図５】外輪のみを取り出して、製造時に外形を整える為の旋削加工を施した状態（Ａ）と、その後に面精度を向上させる為の研削加工を施した状態（Ｂ）とで示す、図３のα部拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［実施の形態の第１例］
図１は、請求項１、２に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例の特徴は、絶縁軌道輪である外輪１の軸方向端面と第一面取り部１２との境界位置Ｐと、合成樹脂製の絶縁層７ａの被抑え面１３ａと第二面取り部１４ａとの境界位置Ｑとの、径方向に関する互いの位置関係を規制した点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図３〜４に示した従来構造の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する図示並びに説明は省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。尚、本例の場合も、前述した従来構造の場合と同様、前記外輪１及び前記絶縁層７ａは、軸方向に関して対称な構造を有する。この為、以下の説明は、これら外輪１及び絶縁層７ａの軸方向片側の構成のみに就いて行う。
【００１９】
本例の場合も、前記第二面取り部１４ａの母線形状は、前述した従来構造（図１に鎖線で図示）の場合と同様、凸円弧状としている。但し、本例の場合には、前記絶縁層７ａのうちで前記外輪１の外周面を覆う部分の表面から前記境界位置Ｐまでの径方向寸法をＸとし、当該表面から前記境界位置Ｑまでの径方向寸法をＹとした場合に、前述した従来構造の場合と異なり、この径方向寸法Ｙを、前記径方向寸法Ｘよりも大きく（Ｙ＞Ｘ）している。つまり、前記境界位置Ｑを前記境界位置Ｐよりも径方向内側に配置している。そして、この様な構成を採用する事により、前記境界位置Ｐを、前記被抑え面１３ａに対して軸方向に重畳しない位置（径方向外側にずれた位置）としている。
【００２０】
上述の様に、本例の電食防止用絶縁転がり軸受の場合には、前記境界位置Ｐを、前記被抑え面１３ａに対して軸方向に重畳しない位置（径方向外側にずれた位置）に配置している。この為、使用状態で、それぞれが抑え面である、段差面９又は先端面１１（図３参照）から、前記被抑え面１３ａに抑え面圧が加わる場合でも、図１１に鎖線で示した従来構造とは異なり、この抑え面圧が、前記絶縁層７ａのうちで前記境界位置Ｐに対応する部分（角隅凹部）に直接作用する事はない。別な言い方をすれば、当該部分（角隅凹部）が、前記外輪１の表面と前記段差面９又は先端面１１との間で、軸方向に圧縮される事はない。従って、当該部分（角隅凹部）に応力集中が発生する事を十分に抑えられる。この結果、前記外輪１のクリープの発生を防止すべく、前記抑え面圧を大きくした場合でも、前記境界位置Ｐに対応する部分を起点として、前記絶縁層７ａが破損する事を防止できる。
【００２１】
［実施の形態の第２例］
図２は、請求項１、３に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合、絶縁層７ｂの第二面取り部１４ｂは、この絶縁層７ｂのうちで外輪１の外周面を覆う部分の表面に対して隣接する位置に存在する、その母線形状を凸曲線状とした曲線部１５と、被抑え面１３ａに対して隣接する位置に存在する、その母線形状を直線状とした直線部１６とを、互いに組み合わせて成る、複合曲面としている。特に、本例の場合には、このうちの直線部１６に対応する部分の形状のみが、前述した従来構造（図２に鎖線で図示）の場合と異なっている。即ち、本例の場合には、この様な直線部１６を設ける事に基づいて、上述した第１例の場合と同様の寸法関係（Ｙ＞Ｘ）を成立させている。そして、この様な寸法関係（Ｙ＞Ｘ）を成立させる事により、前記外輪１の軸方向端面と第一面取り部１２との境界位置Ｐを、前記被抑え面１３ａに対して軸方向に重畳しない位置（径方向外側にずれた位置）としている。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、絶縁軌道輪を内輪とする構造や、絶縁層をセラミックス製とする構造に対して適用する事もできる。
【符号の説明】
【００２３】
１  外輪
２  外輪軌道
３  内輪
４  内輪軌道
５  転動体
６  保持器
７、７ａ、７ｂ  絶縁層
８  相手部材
９  段差面
１０  抑え部材
１１  先端面
１２  第一面取り部
１３、１３ａ  被抑え面
１４、１４ａ、１４ｂ  第二面取り部
１５  曲線部
１６  直線部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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