(57)【要約】【課題】電食に対する耐食性が一層向上した転がり軸受およびそれを備える電動機、発電機を提供する。【解決手段】転がり軸受１は、内輪２と、外輪３と、内輪２と外輪３との間に介在する複数の転動体４と、内輪２の内側嵌合面および外輪３の外側嵌合面の少なくともいずれか一方に設けられた絶縁被覆９Ａと、複数の転動体４と内輪２との接触部および複数の転動体４と外輪３との接触部における電流集中を緩和する導電手段とを備える。好ましくは、導電手段は、複数の転動体４と内輪２との接触部および複数の転動体４と外輪３との接触部を潤滑する導電性潤滑剤である導電性グリース７を含む。より好ましくは、導電手段は、導電性潤滑剤を複数の転動体４とともに内輪２と外輪３との間に封入するためのシール部材６をさらに含む。シール部材６は導電性であり内輪２と外輪３とを電気的に導通させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、
外輪と、
前記内輪と前記外輪との間に介在する複数の転動体と、
前記内輪の内側嵌合面および前記外輪の外側嵌合面の少なくともいずれか一方に設けられた絶縁被覆と、
前記複数の転動体と前記内輪との接触部および前記複数の転動体と前記外輪との接触部における電流集中を緩和する導電手段とを備える、転がり軸受。
【請求項２】
前記導電手段は、
前記複数の転動体と前記内輪との接触部および前記複数の転動体と前記外輪との接触部を潤滑する導電性潤滑剤を含む、請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記導電手段は、
前記導電性潤滑剤を前記複数の転動体とともに前記内輪と前記外輪との間に封入するためのシール部をさらに含み、
前記シール部は導電性であり前記内輪と前記外輪とを電気的に導通させる、請求項２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記導電性潤滑剤は、
基油と、
増ちょう剤とを含み、
前記増ちょう剤は、
カーボンブラック、銀およびニッケルの少なくともいずれか１つを含む、請求項２または３に記載の転がり軸受。
【請求項５】
前記導電手段は、
潤滑剤を前記複数の転動体とともに前記内輪と前記外輪との間に封入するためのシール部を含み、
前記シール部は導電性であり前記内輪と前記外輪とを電気的に導通させる、請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項６】
前記内輪および前記外輪は、風力発電装置の軸と筐体に嵌合され、
前記絶縁被覆は、前記風力発電装置の軸と筐体との間に流れる軸電流の直流成分を遮断する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の転がり軸受。
【請求項７】
前記１〜５のいずれか１項に記載の転がり軸受を用いた電動機。
【請求項８】
前記１〜５のいずれか１項に記載の転がり軸受を用いた発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転がり軸受およびそれを備える電動機、発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ、発電機など電気機器に用いられる軸受には、漏洩電流による電食が発生することがある。
【０００３】
特開２００８−６９９２５号公報（特許文献１）は、このような機器の一つとして風力発電装置に用いられる軸受において電食を防止する技術を開示している。
【０００４】
風力発電装置は、効率面および採算面から無人で運転されたり、大型化されて高所に設置されたりすることが多い。このため、風力発電装置に用いられる風車主軸用軸受はメンテナンスフリー化を図り、潤滑面でも簡易な軸受とすることが望まれる。
【０００５】
近年において、陸地では風力発電用風車の設置条件を満たす場所が少なくなってきている。このため、最近では大型風車は海岸沿岸または洋上に設置される例が多くなってきている。この場合、海岸沿岸等に設置される風力発電装置は、塩害により避雷針への落雷のみならず、ロータやナセル部分に落雷する可能性が高まるため、回転部の軸受部は常に落雷による通電のリスクがある。
【０００６】
風力発電装置の回転部に発生する電食は上記で述べた落雷による電流のみでなく、発電機に発生する軸電流も原因となりうるため、風力発電装置の軸受には極めて高い絶縁性能が要求されており、種々の絶縁皮膜形成手法（たとえば、樹脂材料やセラミック系材料を用いるもの）が提案されている。
【０００７】
特開２００８−６９９２５号公報（特許文献１）では、絶縁被膜をセラミック系材料を用いた溶射被膜としている。
【０００８】
一方、自動車における電装部品や補機、産業機械におけるモータ等は、年々小型化や高性能化、高出力化が求められており、使用条件が厳しくなってきている。
【０００９】
インバータ制御することによる利便性（保守点検の簡易化、高速化、可変対応可能等）のため、インバータモータの比率は増加しており、今後もその増加傾向は続く見込みである。インバータ制御は、電圧と周波数とを調整するものであり、インバータ駆動モータに組み込まれる転がり軸受は、インバータ回路からの高周波の電流が流れ込むことにより電食による損傷を軌道面等において受けることがある。
【００１０】
特開２００８−１２１７４８号公報（特許文献２）では、自動車におけるモータ等で軸受の電食を防止する他の方法として、グリースに導電性を持たせることも検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００８−６９９２５号公報
【特許文献２】特開２００８−１２１７４８号公報
【特許文献３】特開２００８−６７５４７号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】奥山  吉彦，藤井  秀樹著、「インバータ駆動誘導電動機の軸電圧」、富士時報、富士電機株式会社、１９９９年２月発行、第７２巻、第２号、ｐ１４４−１４９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特開２００８−６９９２５号公報（特許文献１）では、絶縁被膜をセラミック系材料を用いた溶射被膜によって、軸受に電流を流さないようにしていた。逆に、特開２００８−１２１７４８号公報（特許文献２）では、電流を軸受に積極的に流すものであった。
【００１４】
このように、軸受の電食の防止には、軸受に流れる電流を遮断するか、または軸受の転動体に電流が集中しないようにして軸受に電流を流すという二通りの方法が行なわれていた。
【００１５】
したがって、絶縁被覆を軸受に施しつつ、軸受に導電性のグリースを導入することについては、利点はないと考えられていた。
【００１６】
この発明の目的は、電食に対する耐食性が一層向上した転がり軸受およびそれを備える電動機、発電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この発明は、要約すると、転がり軸受であって、内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に介在する複数の転動体と、内輪の内側嵌合面および外輪の外側嵌合面の少なくともいずれか一方に設けられた絶縁被覆と、複数の転動体と内輪との接触部および複数の転動体と外輪との接触部における電流集中を緩和する導電手段とを備える。
【００１８】
好ましくは、導電手段は、複数の転動体と内輪との接触部および複数の転動体と外輪との接触部を潤滑する導電性潤滑剤を含む。
【００１９】
より好ましくは、導電手段は、導電性潤滑剤を複数の転動体とともに内輪と外輪との間に封入するためのシール部をさらに含む。シール部は導電性であり内輪と外輪とを電気的に導通させる。
【００２０】
より好ましくは、導電性潤滑剤は、基油と、増ちょう剤とを含み、増ちょう剤は、カーボンブラック、銀およびニッケルの少なくともいずれか１つを含む。
【００２１】
好ましくは、導電手段は、潤滑剤を複数の転動体とともに内輪と外輪との間に封入するためのシール部を含む。シール部は導電性であり内輪と外輪とを電気的に導通させる。
【００２２】
好ましくは、内輪および外輪は、風力発電装置の軸と筐体に嵌合される。絶縁被覆は、風力発電装置の軸と筐体との間に流れる軸電流の直流成分を遮断する。
【００２３】
この発明は、他の局面では、上記いずれかの転がり軸受を用いた電動機である。
また、この発明は、さらに他の局面では、上記いずれかの転がり軸受を用いた発電機である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、電動機、発電機などの機器に用いられる転がり軸受において、電食に対する耐食性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施の形態１の転がり軸受を使用したモータの構成を示す図である。
【図２】図１に用いられている深溝玉軸受を拡大して示す断面図である。
【図３】交流成分を含む電流に対する軸受部の等価回路を示した図である。
【図４】軸受のグリースを導電性にしない場合の電流集中について説明するための図である。
【図５】軸受のグリースを導電性にした場合の電流集中の緩和について説明するための図である。
【図６】実施の形態１の転がり軸受の第１の変形例を示した図である。
【図７】実施の形態１の転がり軸受の第２の変形例を示した図である。
【図８】実施の形態２の転がり軸受の断面図である。
【図９】図８に示した転がり軸受の拡大した断面図である。
【図１０】実施の形態２の転がり軸受の第１の変形例を示した図である。
【図１１】実施の形態２の転がり軸受の第２の変形例を示した図である。
【図１２】実施の形態２の第１の変形例を説明するための図である。
【図１３】実施の形態２の第２の変形例を説明するための図である。
【図１４】本発明が好適に用いられる用途の一例である風力発電装置を説明するための図である。
【図１５】図１４の風力発電装置のナセル部分を拡大した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２７】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１の転がり軸受を使用したモータの構成を示す図である。図１の下半分は側面図であり、上半分は軸中心を通る面での断面図である。
【００２８】
図１を参照して、モータ１０は、主軸１１にロータ１３が取り付けられている。主軸１１の一端には、プーリ１７が取り付けられ、空調用ファンなどを回転させるベルト１８が装着されている。モータ１０は、主軸１１と連動するプーリ１７にベルト１８を装着して負荷を回転させている。
【００２９】
また、主軸１１は、ロータ１３の両端に取り付けられたラジアル玉軸受１５および１６（モータ用軸受）によってフランジ１４に回転自在に軸支されている。フランジ１４にはロータ１３に対向してステータ１２が固定されている。フランジ１４とラジアル玉軸受１６との間に位置する波形ばね座金などによって予圧が付与されている。
【００３０】
ラジアル玉軸受１５およびラジアル玉軸受１６は、内方部材としての内輪、外方部材としての外輪、転動体としての複数の玉、および複数の玉を保持する保持器によって形成されている。玉の中心を通過する中心線は、ベルト１８によって主軸１１がラジアル方向の荷重が加わり、その歪みが軸受の内輪にも及んで玉の負荷分担が垂直接触面よりも傾斜した状態になっている。
【００３１】
本実施形態では、ラジアル玉軸受１５およびラジアル玉軸受１６として、深溝玉軸受を使用している。なお、深溝玉軸受の他に、たとえばアンギュラ玉軸受や円筒ころ軸受などを使用することもできる。
【００３２】
図２は、図１に用いられている深溝玉軸受を拡大して示す断面図である。
図２を参照して、深溝玉軸受１は、外周面に内輪軌道面２Ａを有する内輪２と内周面に外輪軌道面３Ａを有する外輪３とが同心に配置され、内輪軌道面２Ａと外輪軌道面３Ａとの間に複数個の転動体４が配置される。この複数個の転動体４を保持する保持器５および外輪３等に固定されるシール部材６が内輪２および外輪３の軸方向両端開口部８Ａ、８Ｂの各々に設けられている。少なくとも転動体４の周囲に導電性グリース７が封入される。
【００３３】
深溝玉軸受１は、図２に示すように外輪３の外周面に絶縁被覆９Ａが形成されている。本発明において絶縁被覆９Ａを形成する外輪３の外周面とは、少なくとも外輪３を保持するハウジング（図１のフランジ１４）と外輪３とが接触する範囲の面を含む。
【００３４】
外輪外周面等への絶縁被覆９Ａの形成方法を簡単に説明する。外輪３の外周面に溶射法により絶縁被覆９Ａを形成する。絶縁被覆９Ａは、たとえば、セラミック被膜であり、鋼等の基材金属の表面に酸化物セラミックス、炭化物サーメット等の溶射材を公知の溶射方法で形成する。
【００３５】
溶射材として用いる酸化物セラミックスとしてはアルミナ、ジルコニア、チタニア等を、炭化物サーメットとしてはクロム炭化物、タングステン炭化物等を、それぞれ挙げることができる。
【００３６】
なお、溶射セラミック被膜の形成において、溶射被膜と基材金属の密着性を高めるために、ニッケルなどの金属粉末を最下層に溶射することができる。また、溶射セラミック被膜が受ける外部からの機械的衝撃を緩和する目的で、金属被膜を最表層に形成することができる。
【００３７】
溶射方法としては、例えばプラズマ溶射法、高速ガス炎溶射法等を用いることができる。溶射被膜の膜厚は、溶射材料の種類や得られる溶射被膜被覆部材の用途に応じて適宜設定することができるが、通常、炭素鋼を基材として、溶射材をアルミナとした場合、２０〜２０００μｍ程度、好ましくは５０〜１０００μｍ程度である。
【００３８】
絶縁被覆は、セラミック溶射膜以外であっても、絶縁性が確保できれば良く、たとえば樹脂性であってもよい。樹脂で絶縁被覆を形成する場合には、他の方法でも良いが、たとえば、外輪または内輪を芯にして射出成型によって所望の厚さおよび形状の樹脂被覆を形成するようにすれば良い。
【００３９】
また、導電性グリースは、基油に、増ちょう剤としてカーボンブラックや銀、ニッケルなどの粉末を混ぜ導電性を持たせる。代表的な添加剤の例であるカーボンブラックは、導電性シールにも添加することができ、低温から高温まで広範囲に対応ができ、耐熱性や耐寒性、耐薬品性にも優れた導電性グリースを得ることができる。
【００４０】
＜非導電性グリース使用時の電食の発生理由の検討＞
インバータモータでは、高い周波数の交流電圧が生じている。交流成分であるため、電気的な絶縁物であっても、コンデンサとして作用すると電流が流れることになる。「インバータ駆動誘導電動機の軸電圧」、奥山  吉彦，藤井  秀樹著、富士時報、Ｖｏｌ.７２  Ｎｏ．２  １９９９年２月発行、ｐ１４４−１４９にその詳細が報告されている。
【００４１】
これと同様な現象は、発電機においても発生する可能性がある。発電機においては、インバータを用いるとは限らないが、界磁コイルにサージ電圧が発生すると、界磁コイルと、コイルが巻回されている鉄心（磁路）との間の静電結合により、発電機の回転軸にサージ電圧と同等の電圧が誘起されることが予想される。発電機の回転軸に誘起された電圧は、転がり軸受を介してハウジングに流れ、転がり軸受の軸受軌道面に電食が発生する。
【００４２】
以上のようにモータや発電機など、コイルを有しかつそのコイル内を電気が流れる装置に用いられる軸受では、電流のオンオフによる急激な電流の変化によりサージ電圧が発生し易く、これにより高い周波数の交流電圧が生じる。
【００４３】
ここで、図２の深溝玉軸受１の外輪外径部に絶縁被覆９Ａによる絶縁体があっても，これ自体もコンデンサとして作用するために，交流電圧は通過してしまう。絶縁被覆９Ａという絶縁膜があっても交流電圧は通過し、軸受内の転動体４と軌道輪間のグリース油膜にも作用する。セラミック溶射膜同様、通常のグリース油膜も絶縁体であるため直流成分は通さないが、コンデンサとしての働きから交流成分を通過させる。
【００４４】
図３は、交流成分を含む電流に対する軸受部の等価回路を示した図である。
図３を参照して、交流電圧の発生源２０に対してコンデンサ２２，２４，２６が直列に接続されている。ノードＮ２を外輪とすると、コンデンサ２２はハウジング（ノードＮ１）と外輪（ノードＮ２）を絶縁しているセラミック溶射膜によるコンデンサである。コンデンサ２４は、外輪（ノードＮ２）と転動体（ノードＮ３）を絶縁しているグリース油膜によるコンデンサである。コンデンサ２６は、転動体（ノードＮ３）と内輪（ノードＮ４）とを絶縁しているグリース油膜によるコンデンサである。
【００４５】
図４は、軸受のグリースを導電性にしない場合の電流集中について説明するための図である。
【００４６】
図４を参照して、転動体４と内輪の軌道面２Ａおよび外輪の軌道面３Ａには、交流電圧の印加により、電圧（転動体と軌道面間の電位差）が生じる。この電圧が油膜の耐圧を超えると転動体と軌道面間でスパークし、電食が発生する。すなわち、複数ある転動体のうち最も油膜の耐圧が低い状態になっている部分（たとえば荷重がかかっている部分など）の絶縁が破壊されるとその１点に集中して電流が流れる。このときに微小アークが発生し、軌道面を損傷させる。１点に集中するので電流密度も高く軌道面２Ａ，３Ａも損傷しやすい。さらに交流電圧であるため、油膜の絶縁回復と絶縁破壊とが繰返されるのでスパークが何回も発生してしまう。
【００４７】
図５は、軸受のグリースを導電性にした場合の電流集中の緩和について説明するための図である。
【００４８】
図５を参照して、導電性グリース７を導入した場合には、交流電流は転動体４に流入する際に接触部分以外にも導電性グリース７中にも通るので電流は分散される。また、図４に示したように、絶縁破壊した瞬間に１点に集中することもないので、複数の転動体に分散される。したがって、交流電圧による電食も防止できる。
【００４９】
［実施の形態１の変形例］
実施の形態１では、雷などの大電流による電食防止や、直流電流によるの電食時の電流抑制には外輪外径にセラミック溶射膜などの絶縁（抵抗）層を設けていた。この絶縁層はいずれかの部分に設けられていればよい。たとえば、セラミック溶射被膜は、外輪３の外周面の他、内輪２の内周面に形成されていてもよい。
【００５０】
図６は、実施の形態１の転がり軸受の第１の変形例を示した図である。
図６に示す例では、内輪２の内周面にセラミック被膜９Ｂが形成されている。セラミック被膜９Ｂを形成する内輪２の内周面とは、少なくとも内輪２が支持する主軸１１と接触する範囲の面を含む。図６に示す場合にも導電性グリース７を封入することによって、交流成分による電食が防止できる。
【００５１】
図７は、実施の形態１の転がり軸受の第２の変形例を示した図である。
図７に示す例では、外輪３の外周面および内輪２の内周面にセラミック被膜９Ａ，９Ｂがそれぞれ形成されている。図６に示す場合にも導電性グリース７を封入することによって、交流成分による電食が防止できる。
【００５２】
以上説明したように、実施の形態１では、一見目的が相反する絶縁膜と導電性グリースとを併用することにより、雷や軸電流の直流成分の遮断と交流成分による内輪外輪間の電位差の低減を行ない、効果的に電食を防止することができる。
【００５３】
すなわち、導電性グリースを採用することにより、転動体と軌道面間の電位差を抑制する効果を得ることができる。この場合、交流電流は絶えず流れるが、電流密度が小さく、電食には至らない。
【００５４】
なお、導電性グリースに代えて、導電性シールを採用してもよい。すなわち、図２、図６、図７のシール部材６に導電性を持たせることにより、内輪外輪間の電位差を抑制する効果を得ることができる。軸とハウジング間の電流は主にシールを介して内外輪間を流れるため、転動体にはあまり流れない。導電性シールは、代表的な導電材であるカーボンブラックをシール部材に添加すればよい。
【００５５】
ただし、シールリップとシール溝間の導電性の維持が難しく、短期的には油が進入後に振動などで油膜が形成されることによる絶縁化や、長期的にはシール溝の腐食による絶縁化が問題になる。このため、コストは上がるものの導電性グリースと導電性シールとを併用することが、信頼性が高く好ましい。なお、このような併用を行なっても、転動体にセラミック玉を使用する軸受よりはコスト面でメリットがある。
【００５６】
従来は、軸受の電食の防止には、軸受に流れる電流を遮断するか、または軸受の転動体に電流が集中しないようにして軸受に電流を流すという二通りの方法のうちいずれか一方のみが行なわれていた。そして、絶縁被覆を軸受に施しつつ、軸受に導電性のグリースを導入することについては、利点はないと考えられていた。
【００５７】
本実施の形態では、電流の遮断と電流を流れやすくするという一見相反する処理を軸受に施すことにより、電食に対するさらなる耐食性の向上という優れた効果が得られる。
【００５８】
［実施の形態２］
図８は、実施の形態２の転がり軸受の断面図である。
【００５９】
図８を参照して、実施の形態２の絶縁転がり軸受１０５は、一対の軌道輪となる内輪１１１および外輪１１２と、これら内輪１１１と外輪１１２との間に介在した複数の転動体１１３とを有する。絶縁転がり軸受１０５は、スラスト負荷が可能なラジアル軸受であればよく、自動調心ころ軸受の他に、アンギュラ玉軸受や、円すいころ軸受、深溝玉軸受等であってもよい。
【００６０】
絶縁転がり軸受１０５の外輪１１２は軌道面１１２Ａが球面状とされ、各転動体１１３は外周面が外輪軌道面１２Ａに沿う球面状のころとされている。内輪１１１は各列の軌道面１１１Ａ、１１１Ａを個別に有するつば付きの構造とされている。転動体１１３は、各列毎に保持器１１４で保持されている。
【００６１】
外輪１１２は軸受ハウジング１１５の内径面に嵌合して設置される。内輪１１１は主軸１０３の外周に嵌合して主軸１０３を支持している。なお、内輪１１１、外輪１１２および転動体１１３は、軸受鋼等の金属材料で形成される。軸受ハウジング１１５は、絶縁転がり軸受１０５の両端を覆う側壁部１１５Ａと主軸１０３との間にラビリンスシール等のシール部材１１６が設けられている。軸受ハウジング１１５で密封性が得られるため、絶縁転がり軸受１０５にはシールなしの構造が用いられている。このような構造であれば、導電性グリースに変えて導電性の潤滑油を軸受部分に循環させるような形式にしても良い。
【００６２】
図９は、図８に示した転がり軸受の拡大した断面図である。
図８を参照して、絶縁転がり軸受１０５は、外輪１１２の外周面１１２Ｂにセラミック溶射被膜１１７Ａが形成されている。本実施の形態においてセラミック溶射被膜１１７Ａを形成する外輪１１２の外周面１１２Ｂとは、少なくとも外輪１１２を保持するハウジング１１５と外輪１１２とが接触する範囲の面を含む。図９に示す場合において、外輪１１２の外周面１１２Ｂは、外輪１１２の外径面ＢＡから端面ＢＢに渡る範囲で、面取部ＢＣも含めた範囲の面である。
【００６３】
そして、実施の形態２においても実施の形態１と同様な導電性グリース１０７が軌道面と転動体の当接部分に充填されている。
【００６４】
また、セラミック溶射被膜は、上記外輪１１２の外周面１１２Ｂの他、内輪１１１の内周面に形成されていてもよい。
【００６５】
図１０は、実施の形態２の転がり軸受の第１の変形例を示した図である。
図１１は、実施の形態２の転がり軸受の第２の変形例を示した図である。
【００６６】
実施の形態２の絶縁転がり軸受の変形例を図１０および図１１に基づいて説明する。図１０に示す例では、内輪１１１の内周面１１１Ｂにセラミック被膜１１７Ｂが形成されている。本発明においてセラミック被膜１１７Ｂを形成する内輪１１１の内周面１１１Ｂとは、少なくとも内輪１１１が支持する主軸１０３と接触する範囲の面を含む。図１０に示す場合において、内輪１１１の内周面１１１Ｂは、内輪１１１の内径面ＢＤから端面ＢＥに渡る範囲で、面取部ＢＦも含めた範囲の面である。
【００６７】
図１１に示す例では、外輪１１２の外周面１１２Ｂおよび内輪１１１の内周面１１１Ｂにセラミック被膜１１７Ａ，１１７Ｂがそれぞれ形成されている。
【００６８】
上記のように、外輪とハウジング等とが接触する面、および、内輪と軸等とが接触する面の少なくとも一方にセラミック溶射被膜を形成することにより絶縁性能が担保され、主として電流の直流成分による電食を防ぐことができる。
【００６９】
［他の変形例］
図１２は、実施の形態２の第１の変形例を説明するための図である。
【００７０】
図１３は、実施の形態２の第２の変形例を説明するための図である。
絶縁転がり軸受の他の例として絶縁アンギュラ玉軸受の断面を図１２に、絶縁円すいころ軸受の斜視図を図１３にそれぞれ示す。
【００７１】
図１２、図１３において、内輪１１１と外輪１１２との間に転動体１１３および保持器１１４が配置されている。それぞれの軸受の外輪１１２の外周面１１２Ｂにセラミック溶射被膜１１７Ａが形成されている。
【００７２】
図１２、図１３に示した軸受を図８の軸受１０５に代えて用いてもよい。これらの軸受であっても導電性グリース１０７を絶縁性のセラミック溶射皮膜とともに用いることにより、電流の直流成分を遮断し、電流の交流成分の電流集中を緩和することができるので、実施の形態１と同様な効果を奏することができる。
【００７３】
なお、以上の実施の形態に用いる導電性グリースは、電食による摩耗を抑制できるので、各種電動機、発電機用軸受の寿命を向上させることができる。なお、玉軸受、円筒ころ軸受、円すいころ軸受、自動調心ころ軸受、針状ころ軸受、スラスト円筒ころ軸受、スラスト円すいころ軸受、スラスト針状ころ軸受、スラスト自動調心ころ軸受等にも本実施の形態に示す発明は適用が可能である。
【００７４】
［応用例］
図１４は、本発明が好適に用いられる用途の一例である風力発電装置を説明するための図である。
【００７５】
図１４に示すように、風力発電装置２０１は、風車となるブレード２０２が取り付けられた主軸２０３を、ナセル２０４内の軸受ハウジングに設置された主軸用軸受２０５により回転自在に支持し、さらにナセル２０４内に増速機２０６および発電機２０７を設置したものである。増速機２０６は、主軸２０３の回転を増速して発電機２０７の入力軸に伝達するものである。ナセル２０４は、支持台２０８上に旋回座軸受を介して旋回自在に設置される。
【００７６】
図１５は、図１４の風力発電装置のナセル部分を拡大した図である。
図１５を参照して、風力発電装置２０１は、主軸２０３と、ブレード２０２と、増速機２０６と、発電機２０７と、主軸用軸受２０５と、旋回用モータ２０９とを含む。ナセル２０４は、旋回用のモータ９の駆動により、減速機２１０を介して旋回させられる。ナセル２０４の旋回は、風向きにブレード２０２の方向を対向させるために行なわれる。主軸支持用の軸受は、図１５の例では２個設けているが、１個であってもよい。増速機２０６、発電機２０７、主軸用軸受２０５は、ナセル２０４に格納される。
【００７７】
主軸２０３は、ナセル２０４内に進入して増速機２０６の入力軸に接続され、主軸用軸受２０５によって回転自在に支持される。そして、主軸２０３は、風力を受けたブレード２０２により発生する回転トルクを増速機２０６の入力軸へ伝達する。ブレード２０２は、主軸２０３の先端に設けられ、風力を回転トルクに変換して主軸２０３に伝達する。
【００７８】
主軸用軸受２０５は、ナセル２０４内において固設され、主軸２０３を回転自在に支持する。主軸用軸受２０５は、転がり軸受によって構成され、たとえば、自動調芯ころ軸受や円すいころ軸受、円筒ころ軸受、玉軸受等によって構成される。なお、これらの軸受は、単列のものでも複列のものでもよい。
【００７９】
増速機２０６は、主軸２０３と発電機２０７との間に設けられ、主軸２０３の回転速度を増速して発電機２０７へ出力する。一例として、増速機２０６は、遊星ギヤや中間軸、高速軸等を含む歯車増速機構によって構成される。なお、特に図示しないが、この増速機２０６内にも、複数の軸を回転自在に支持する複数の軸受が設けられている。発電機２０７は、増速機２０６の出力軸に接続され、増速機２０６から受ける回転トルクによって発電する。発電機２０７は、たとえば、誘導発電機によって構成される。なお、この発電機２０７内にも、ロータを回転自在に支持する軸受が設けられている。
【００８０】
実施の形態１または２に記載した軸受は、このような風力発電装置に用いられる各種軸受に好適に用いることができる。風力発電装置は、山上や海上など落雷を受けやすい場所に設置され、落雷による直流電流が軸受に流れる可能性が大きい。さらに発電機２０７が搭載されているので、発電機２０７の内部の軸受はもちろん、他の軸受部分にも交流成分を含む電流が流れる場合が想定される。そして、風力発電装置は、交通の不便な場所に設置され高所であるため、メンテナンスもなかなか行なうことが難しい。
【００８１】
したがって、本実施の形態に示したような外輪または内輪の少なくともいずれかに絶縁被覆を有し、内輪と外輪との電位差を低減させるように導電性グリースまたは導電性シールを備えた軸受は、このような風力発電装置に好適に用いることができる。
【００８２】
最後に、本実施の形態について、再度図面を用いて総括する。図１、図２を参照して、本実施の形態の転がり軸受１は、内輪２と、外輪３と、内輪２と外輪３との間に介在する複数の転動体４と、内輪２の内側嵌合面および外輪３の外側嵌合面の少なくともいずれか一方に設けられた絶縁被覆９Ａと、複数の転動体４と内輪２との接触部および複数の転動体４と外輪３との接触部における電流集中を緩和する導電手段とを備える。
【００８３】
好ましくは、導電手段は、複数の転動体４と内輪２との接触部および複数の転動体４と外輪３との接触部を潤滑する導電性潤滑剤である導電性グリース７を含む。
【００８４】
より好ましくは、導電手段は、導電性潤滑剤を複数の転動体４とともに内輪２と外輪３との間に封入するためのシール部材６をさらに含む。シール部材６は導電性であり内輪２と外輪３とを電気的に導通させる。
【００８５】
より好ましくは、導電性潤滑剤は、基油と、増ちょう剤とを含み、増ちょう剤は、カーボンブラック、銀およびニッケルの少なくともいずれか１つを含む。
【００８６】
好ましくは、導電手段は、潤滑剤を複数の転動体４とともに内輪２と外輪３との間に封入するためのシール部材６を含む。シール部材６は導電性であり内輪２と外輪３とを電気的に導通させる。
【００８７】
好ましくは、内輪２および外輪３は、図１４、図１５に示すような風力発電装置２０１のいずれかの回転軸と筐体に嵌合される。絶縁被覆は、風力発電装置２０１の軸と筐体との間に流れる軸電流の直流成分を遮断する。
【００８８】
この発明は、他の局面では、上記いずれかの転がり軸受を用いた図１に示すような電動機である。
【００８９】
また、この発明は、さらに他の局面では、上記いずれかの転がり軸受を用いた図１５に示すような発電機である。なお、回転軸を有する発電機であれば風力発電によるものでなくても本発明を適用することが可能である。
【００９０】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９１】
１  深溝玉軸受、２，１１１  内輪、３，１１２  外輪、４，１１３  転動体、５，１１４  保持器、６，１１６  シール部材、７，１０７  導電性グリース、８Ａ，８Ｂ  軸方向両端開口部、９，１０  モータ、９Ａ，９Ｂ，１１７Ａ，１１７Ｂ  セラミック溶射被膜、１１，１０３，２０３  主軸、１２  ステータ、１３  ロータ、１４  フランジ、１５，１６  ラジアル玉軸受、１７  プーリ、１８  ベルト、２２，２４，２６，２２，２４，２６  コンデンサ、１０５  軸受、１１１Ｂ  内周面、１１２Ｂ  外周面、１１５  軸受ハウジング、１１５Ａ  側壁部、２０１  風力発電装置、２０２  ブレード、２０４  ナセル、２０５  主軸用軸受、２０６  増速機、２０７  発電機、２０８  支持台、２０９  旋回用モータ、２１０  減速機。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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