(57)【要約】【課題】絶縁被膜のインピーダンスを高く確保できると共に、この絶縁被膜の絶縁性能を十分に確保できる構造を、低コストで実現する。【解決手段】被覆軌動輪である外輪３の外周面６に、嵌合面部１２と１対の非嵌合面部１３、１３とを設ける。このうちの嵌合面部１２は、上記外周面６の軸方向中間部に設け、絶縁被膜８ａを介して、ハウジング９の内周面１０に接触させる。又、上記各非嵌合面部１３、１３は、上記外周面６の軸方向両端寄り部分に設け、上記嵌合面部１２から離れる程、外径寸法が小さくなる方向に傾斜させて、上記内周面１０に接触しない様にする。又、上記嵌合面部１２と上記各非嵌合面部１３、１３との境界位置を、上記外輪３の内周面に形成された外輪軌道４の軌道幅を基準として定める。これにより、上記課題を解決できる。【選択図】図１
2008169959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に外輪軌道を有する金属製の外輪と、外周面に内輪軌道を有し、この外輪の内径側にこの外輪と同心に配置された金属製の内輪と、この内輪軌道と上記外輪軌道との間に転動自在に設けられた、それぞれが金属製である複数個の転動体とを備え、上記外輪と上記内輪とのうちの少なくとも一方を被覆軌道輪とし、この被覆軌道輪の表面のうちで、上記外輪軌道又は上記内輪軌道である軌道面を設けた軌道側周面以外の面を、アルミナを主成分としたセラミックス製の絶縁被膜により被覆した電食防止用絶縁転がり軸受に於いて、上記被覆軌動輪の内外両周面のうち、上記絶縁被膜により被覆された絶縁側周面に、使用状態でこの絶縁被膜を介して相手面と嵌合する嵌合面部と、使用状態でこの相手面と嵌合しない１対の非嵌合面部とをそれぞれ設けており、このうちの嵌合面部は、上記絶縁側周面の軸方向中間部に設けられており、上記各非嵌合面部は、この嵌合面部に軸方向に隣接した状態で、上記絶縁側周面の軸方向両端寄り部分に設けられ、それぞれの母線形状が直線状若しくは凸円弧状で、上記嵌合面部から離れる程上記軌道側周面に近付く方向に傾斜しており、この嵌合面部と上記各非嵌合面部との境界位置が、上記軌道側周面のうち上記軌道面とこの軌道面以外の面との連続部を通り上記被覆軌道輪の中心軸に直交する仮想平面と上記絶縁側周面との交点である軌道縁相当部を基準に、この軌道縁相当部からこの絶縁側周面の軸方向中央部までの軸方向寸法の１／２分だけ軸方向中央側に離隔した内側境界部と、上記軌道縁相当部から上記絶縁側周面の軸方向端縁部までの軸方向寸法の１／２分だけ軸方向端縁側に離隔した外側境界部との間部分に存在する事を特徴とする電食防止用絶縁転がり軸受。
【請求項２】
嵌合面部と非嵌合面部との境界位置が、軌道縁相当部と、内側境界部との間部分に存在する、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】
被覆軌動輪の軸方向端面に、使用状態で絶縁被膜を介して相手面と接触する接触側面部と、使用状態でこの相手面と接触しない非接触側面部とがそれぞれ設けられており、このうちの接触側面部は、上記軸方向端面のうちの径方向中間部に全周に亙り設けられており、上記非接触側面部は、この接触側面部に径方向に隣接した状態で、上記軸方向端面のうちの軌道側周面寄り部分に全周に亙り設けられ、母線形状が直線状若しくは凸円弧状で、上記接触側面部から離れる程上記被覆軌動輪の軸方向中央側へと近付く方向に傾斜しており、この接触側面部と上記非接触側面部との境界位置が、上記軸方向端面のうち、軌道側周面側の周縁部から上記被覆軌動輪の径方向厚さの２４〜３０％径方向中央寄り部分に存在する、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した電食防止用絶縁転がり軸受。
【請求項４】
内周面に外輪軌道を有する金属製の外輪と、外周面に内輪軌道を有し、この外輪の内径側にこの外輪と同心に配置された金属製の内輪と、この内輪軌道と上記外輪軌道との間に転動自在に設けられた、それぞれが金属製である複数個の転動体とを備え、上記外輪と上記内輪とのうちの少なくとも一方を被覆軌道輪とし、この被覆軌道輪の表面のうちで、上記外輪軌道又は上記内輪軌道である軌道面を設けた軌道側周面以外の面を、アルミナを主成分としたセラミックス製の絶縁被膜により被覆した電食防止用絶縁転がり軸受に於いて、上記被覆軌動輪の軸方向端面に、使用状態で上記絶縁被膜を介して相手面と接触する接触側面部と、使用状態でこの相手面と接触しない非接触側面部とがそれぞれ設けられており、このうちの接触側面部は、上記軸方向端面のうちの径方向中間部に全周に亙り設けられており、上記非接触側面部は、上記接触側面部に径方向に隣接した状態で、上記軸方向端面のうちの上記軌道側周面寄り部分に全周に亙り設けられ、母線形状が直線状若しくは凸円弧状で、上記接触側面部から離れる程上記被覆軌動輪の軸方向中央側へと近付く方向に傾斜しており、この接触側面部と上記非接触側面部との境界位置が、上記軸方向端面のうち、軌道側周面側の周縁部から上記被覆軌動輪の径方向厚さの２４〜３０％径方向中央寄り部分に存在する事を特徴とする電食防止用絶縁転がり軸受。
【請求項５】
絶縁被膜が、アルミナの含有量が９９重量％以上で、酸化チタンを０．０１〜０．２重量％含有する、１層のセラミックス溶射層である、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載した電食防止用絶縁転がり軸受。
【請求項６】
絶縁被膜が、アルミナの含有量が９７重量％以上で、ジルコニアを０．５〜２．５重量％含有する、１層のセラミックス溶射層である、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載した電食防止用絶縁転がり軸受。
【請求項７】
絶縁被膜であるセラミックス溶射層の厚さ寸法に関する精度と、このセラミックス溶射層を構成するアルミナの付着効率の向上とを目的として、粒径が１０〜５０μｍで、平均粒径が１５〜２５μｍであるアルミナを使用した、請求項１〜６のうちの何れか１項に記載した電食防止用絶縁転がり軸受。
【請求項８】
絶縁被膜の膜厚が０．１〜０．７mmであり、この絶縁被膜の絶縁抵抗値が１０００ＭΩ以上で、同じく静電容量が２７ｎＦ以下である、請求項１〜７のうちの何れか１項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、一般産業用汎用モータや発電機用ジェネレータ（風力発電機等）、鉄道車両用主電動機等の様に、回転軸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被膜を形成する事で、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】
これら各特許文献に記載された絶縁型の転がり軸受は何れも、転がり軸受を構成する軌道輪のうちで、相手部材の嵌合支持する部分に、セラミック、合成樹脂等の絶縁被膜を形成して成るもので、例えば図８に示す様に構成されている。転がり軸受は、内輪１の外周面に形成した内輪軌道２と外輪３の内周面に形成した外輪軌道４との間に複数の転動体５を設ける事で、上記内輪１と外輪３との相対的回転を自在としている。そして、この外輪３の外周面６及び軸方向両端面７、７に、セラミック溶射層等の絶縁被膜８を形成している。
【０００４】
上述の様な電食防止用絶縁転がり軸受の場合、特許請求の範囲に記載した被覆軌道輪である上記外輪３を、金属製のハウジング９に内嵌支持した状態では、上記絶縁被膜８が、これら外輪３とハウジング９とを絶縁する。この結果、これら外輪３とハウジング９との間に電流が流れなくなり、上記転がり軸受の構成各部材１、３、５に、上述した様な電食が発生しなくなる。
【０００５】
ところで、上述した様な軌動輪の表面に絶縁被膜を被覆した転がり軸受を組み込む電動機や発電機は、一般的に、インバータ制御される。又、近年、スイッチング時の騒音を低減する為に、インバータのキャリア周波数を高くする傾向にある。これに伴い、上記転がり軸受に流れる電流は高周波となる。この為、上記絶縁被膜は高インピーダンス（高絶縁抵抗値）である事が要求される。このインピーダンスは、次式から明らかな様に、静電容量（Ｃ）が大きくなる程小さくなる（小さくなる程大きくなる）。
【数１】
2008169959.tif 000003
｜Ｚ｜：インピーダンス（Ω）
Ｒ：抵抗値（Ω）
ｆ：周波数（Hz）
Ｃ：静電容量（Ｆ）
【０００６】
従って、インピーダンス｜Ｚ｜を高くする為には、絶縁被膜の静電容量を小さくする必要がある。この静電容量を小さくする為の手段の一つとしては、次式から明らかな様に、絶縁被膜の厚さ（距離Ｓ）を大きくする事が考えられる。
【数２】
2008169959.tif 000004
εo ：真空中の誘電率（８．８５４×１０-12F/m）
εT ：比誘電率
Ａ：面積（ｍ2 ）
Ｓ：距離（ｍ）
【０００７】
但し、静電容量を小さくする為に、絶縁被膜の厚さを大きくする場合には、材料のコストが高くなる。特に、この絶縁被膜をセラミックスの溶射層とした場合、溶射作業時間が長くなり、この点からもコストが嵩む原因となる。しかも、厚さ寸法が大きなセラミックの溶射層は、相手面との嵌合時に欠損し易く、絶縁性能の信頼性確保の面からも、問題を生じる。これに対して、静電容量を小さくする為に、絶縁被膜の厚さを変えずに面積（Ａ）を小さくする事も、上記（２）式から考えられる。この場合には、絶縁被膜の厚さを大きくする場合の様に、材料費が嵩む事はないが、次の点に考慮する必要がある。以下、前記図８に示した絶縁転がり軸受を用いて説明する。
【０００８】
先ず、絶縁被膜８により被覆された外輪３の表面のうち、外周面６と、金属製のハウジング９の内周面１０との接触面積を小さくする事を意図した場合、徒にこの接触面積を小さくすると、運転時に上記ハウジング９の内径側で上記外輪３ががたつく可能性がある。特に、運転時に転動体５を介してこの外輪３に加わる荷重を、上記ハウジング９の内周面１０により安定して支承できない場合に、がたつきが生じ易くなる。この様ながたつきが生じた場合には、上記外輪３の外周面６の一部と上記ハウジング９の内周面１０との接触面圧が上昇したり、この外輪３の軸方向端面７、７の一部と上記ハウジング９の内側面１１、１１との接触面圧が上昇する可能性がある。この為、上記各面６、７を被覆した上記絶縁被膜８を損傷する可能性があり、絶縁性能の低下を招く恐れがある。尚、接触面積の縮小に伴うがたつきを抑える為に、上記外輪３と上記ハウジング９との締め代を大きくする事も考えられるが、この場合には、この外輪３の嵌合作業の際に、上記外周面６を被覆した上記絶縁被膜８を損傷し易くなる為、好ましくない。
【０００９】
又、上記絶縁被膜８により被覆された上記外輪３の表面のうち、軸方向端面７、７と、上記ハウジング９の内側面１１、１１との接触面積を小さくする事を意図した場合にも、徒にこの接触面積を小さくすると、上記ハウジング９の内側で上記外輪３ががたつく可能性がある。そして、がたついた場合には、上記各軸方向端面７、７及び上記外周面６を被覆した上記絶縁被膜８を損傷する可能性があり、やはり絶縁性能の低下を招く恐れがある。
【００１０】
【特許文献１】特開平１−１８２６２１号公報
【特許文献２】特開平５−５２２２３号公報
【特許文献３】特開平５−３１２２１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、絶縁被膜のインピーダンスを高く確保できると共に、この絶縁被膜の絶縁性能を十分に確保できる構造を、低コストで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】
【００１２】
本発明の電食防止用絶縁転がり軸受は、何れの場合も、それぞれが金属製である、外輪と、内輪と、複数の転動体とを備える。
このうちの外輪は、内周面に外輪軌道を形成している。
又、上記内輪は、上記外輪の内側に配置され、外周面に内輪軌道を形成している。
又、上記各転動体は、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ている。
又、上記外輪と上記内輪とのうちの少なくとも一方を被覆軌道輪とし、この被覆軌道輪の表面のうちで、上記外輪軌道又は上記内輪軌道である軌道面を設けた軌道側周面以外の面を、アルミナを主成分とするセラミックス製の絶縁被膜により被覆している。
【００１３】
特に、請求項１に記載した本発明の電食防止用絶縁転がり軸受に於いては、上記被覆軌動輪の内外両周面のうち、上記絶縁被膜により被覆された絶縁側周面に、使用状態でこの絶縁被膜を介して相手面（相手部材の周面）と嵌合する嵌合面部と、使用状態でこの絶縁被膜を介してもこの相手面と嵌合（接触）しない１対の非嵌合面部とを、それぞれ設けている。このうちの嵌合面部は、上記絶縁側周面の軸方向中間部に設けられている。又、上記各非嵌合面部は、この嵌合面部に軸方向に隣接した状態で、上記絶縁側周面の軸方向両端寄り部分に設けられており、それぞれの母線形状を直線状（テーパ面とした場合）若しくは凸円弧状（クラウニング面とした場合）として、上記嵌合面部から離れる程上記軌道側周面に近付く方向に傾斜している。そして、この嵌合面部と上記各非嵌合面部との境界位置を、上記軌道側周面のうち上記軌道面とこの軌道面以外の面との連続部を通り、上記被覆軌道輪の中心軸に直交する仮想平面と、上記絶縁側周面との交点である軌道縁相当部を基準に定めている。即ち、上記境界位置を、この軌道縁相当部を基準に、この軌道縁相当部から上記絶縁側周面の軸方向中央部までの軸方向寸法の１／２分だけ軸方向中央側に離隔した内側境界部と、上記軌道縁相当部から上記絶縁側周面の軸方向端縁部までの軸方向寸法の１／２分だけ軸方向端縁側に離隔した外側境界部との間部分に設定している。 
尚、上述した請求項１に記載した発明を実施する場合に、上記各非嵌合面部をテーパ面とした場合には、上記嵌合面部に対するこれら各非嵌合面部の傾斜角度を３〜７度の範囲に、これら各非嵌合面部をクラウニング面とした場合には、上記嵌合面部に対するこれら各非嵌合面部の母線の接線の平均傾斜角度を３〜７度の範囲に、それぞれ規制する事が好ましい。
【００１４】
又、上述した請求項１に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項２に記載した様に、上記嵌合面部と上記非嵌合面部との境界位置を、上記軌道縁相当部と、上記内側境界部との間部分に設定する。
更に、上述した請求項１若しくは請求項２に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項３に記載した様に、上記被覆軌動輪の軸方向端面に、使用状態で上記絶縁被膜を介して相手面（相手部材の側面）と接触する接触側面部と、使用状態でこの絶縁被膜を介してもこの相手面と接触しない非接触側面部とをそれぞれ設ける。又、このうちの接触側面部は、上記軸方向端面のうちの径方向中間部に全周に亙り設ける。又、上記非接触側面部は、上記接触側面部に径方向に隣接した状態で、上記軸方向端面のうちの軌道側周面寄り部分に全周に亙り設け、母線形状を直線状（テーパ面とした場合）若しくは凸円弧状（クラウニング面とした場合）とし、上記接触側面部から離れる程上記被覆軌動輪の軸方向中央側へと近付く方向に傾斜させる。又、上記接触側面部と上記非接触側面部との境界位置を、上記軸方向端面のうち、軌道側周面側の周縁部から上記被覆軌動輪の径方向厚さの２４〜３０％径方向中央寄り部分に設定する。
尚、上記請求項３或いは後述する請求項４に記載した発明を実施する場合に、上記非接触側面部をテーパ面とした場合には、上記接触側面部に対するこの非接触側面部の傾斜角度を３〜７度の範囲に、この非接触側面部をクラウニング面とした場合には、上記接触側面部に対するこの非接触側面部の母線の接線の平均傾斜角度を３〜７度の範囲に、それぞれ規制する事が好ましい。
【００１５】
又、請求項４に記載した本発明の電食防止用絶縁転がり軸受に於いては、被覆軌動輪の軸方向端面に、使用状態で絶縁被膜を介して相手面（相手部材の側面）と接触する接触側面部と、使用状態でこの絶縁被膜を介してもこの相手面と接触しない非接触側面部とを、それぞれ設けている。又、このうちの接触側面部は、上記軸方向端面のうちの径方向中間部に全周に亙り設けられている。又、上記非接触側面部は、上記接触側面部に径方向に隣接した状態で、上記軸方向端面のうちの軌道側周面寄り部分に全周に亙り設けられており、母線形状を直線状（テーパ面とした場合）若しくは凸円弧状（クラウニング面とした場合）とし、上記接触側面部から離れる程上記被覆軌動輪の軸方向中央側へと近付く方向に傾斜している。又、上記接触側面部と上記非接触側面部との境界位置を、上記軸方向端面のうち、軌道側周面側の周縁部から上記被覆軌動輪の径方向厚さの２４〜３０％径方向中央寄り部分に設定している。
【００１６】
又、上述した請求項１〜４に記載した電食防止用絶縁転がり軸受を実施する場合に好ましくは、請求項５に記載した様に、絶縁被膜を、アルミナの含有量が９９重量％以上で、酸化チタンを０．０１〜０．２重量％含有する、１層のセラミックス溶射層とする。
或いは、請求項６に記載した様に、絶縁被膜を、アルミナの含有量が９７重量％以上で、ジルコニアを０．５〜２．５重量％含有する、１層のセラミックス溶射層とする。
【００１７】
又、上述した請求項１〜６に記載した電食防止用絶縁転がり軸受を実施する場合に、好ましくは、請求項７に記載した様に、絶縁被膜であるセラミックス溶射層の厚さ寸法に関する精度と、このセラミックス溶射層を構成するアルミナの付着効率の向上とを目的として、粒径が１０〜５０μｍで、平均粒径が１５〜２５μｍであるアルミナを使用する。
又、上述した請求項１〜７に記載した電食防止用絶縁転がり軸受を実施する場合に、好ましくは、請求項８に記載した様に、絶縁被膜の膜厚を０．１〜０．７mmとし、この絶縁被膜の絶縁抵抗値を１０００ＭΩ以上とし、同じく静電容量を２７ｎＦ以下（好ましくは２５ｎＦ、更に好ましくは２３ｎＦ以下）とする。
【発明の効果】
【００１８】
上述の様に構成する本発明の電食防止用絶縁転がり軸受によれば、高インピーダンス化を図れると共に絶縁被膜の絶縁性能を十分に確保できる構造を、低コストで実現できる。
【００１９】
先ず、請求項１に記載した発明の場合には、被覆軌動輪の内外両周面のうちで絶縁被膜により被覆された絶縁側周面の形状を工夫する事により、絶縁被膜の絶縁性能を低下させる事なく、しかもコストの上昇を抑えた構造で、高インピーダンス化を図れる。特に請求項１に記載した発明の場合には、上記絶縁側周面に嵌合面部と１対の非嵌合面部とを設け、このうちの嵌合面部を、軌道溝幅を基準として、転動体を介して軌道面から作用する荷重を十分に支承できる範囲に設けている。この為、相手面（例えばハウジングの内周面或いは軸の外周面）との接触面積を小さくする事で高インピーダンス化を図れるだけでなく、運転時に上記被覆軌動輪ががたつく事を防止できる。この為、上記絶縁被膜を損傷しにくくして、絶縁性能の確保を図れる。
【００２０】
更に、上記嵌合面部に対する上記各非嵌合面部の傾斜角度（嵌合面部に対する各非嵌合面部の母線の接線の平均傾斜角度）を３〜７度の範囲に規制すれば、この嵌合面部とこれら各非嵌合面部との連続部（境界位置）と、相手面との接触面圧が過大になる事（エッジロードの発生）を防止できる。この為、この連続部を被覆した絶縁被膜の損傷防止を図れる。又、上記各非嵌合面部を、嵌合作業の際の案内面として機能させる事ができる為、絶縁転がり軸受の組み付け性を向上させる事もできる。
尚、上記傾斜角度を３度よりも小さく設定すると、上記各非嵌合面部の表面を被覆した絶縁被膜の一部が、上記相手面と当接する可能性があり、上記絶縁側周面とこの相手面との接触面積を十分に小さくできなくなり、インピーダンスを十分に高くする事が難しくなる。又、上記傾斜角度を７度よりも大きく設定すると、上記連続部と上記相手面との接触面圧の上昇が問題となる。又、上記被覆軌道輪の軸方向端面の径方向寸法が小さくなり、この被覆軌道輪を安定して支持する面から不利になる。
【００２１】
これに対し、上述した請求項４に記載した発明の場合には、被覆軌動輪の軸方向端面の形状を工夫する事により、上記絶縁被膜の絶縁性能を低下させる事なく、しかもコストの上昇を抑えた構造で、高インピーダンス化を図れる。特に請求項４に記載した発明の場合には、軌道面（軌道溝）の存在により軸方向に関する剛性の低い部分に、非接触側面部を設け、軸方向に関する剛性の高い部分に接触側面部を設けている。従って、相手面（例えばハウジングの内側面或いは軸の外側面）との接触面積を小さくする事ができて、高インピーダンス化を図れるだけでなく、上記被覆軌動輪のがたつきも有効に防止できる。この為、上記絶縁被膜を損傷しにくくして、絶縁性能の確保を図る事もできる。
【００２２】
更に、上記接触側面部に対する上記非接触側面部の傾斜角度（接触側面部に対する非接触側面部の母線の接線の平均傾斜角度）を３〜７度の範囲に規制すれば、これら接触側面部と非接触側面部との連続部（境界位置）と、相手面との接触面圧が過大になる事を防止できる。この為、この連続部を被覆した絶縁被膜の損傷防止を図れる。
尚、上記傾斜角度を３度よりも小さく設定すると、上記非接触側面部の表面を被覆した絶縁被膜の一部が、上記相手面と当接する可能性があり、上記軸方向端面とこの相手面との接触面積を十分に小さくできなくなり、インピーダンスを十分に高くする事が難しくなる。又、上記傾斜角度を７度よりも大きく設定すると、上記連続部と上記相手面との接触面圧の上昇が問題となる。
【００２３】
又、請求項５、６に記載した電食防止用絶縁転がり軸受の発明によれば、アルミナの溶射層に、酸化チタン、ジルコニアのうちの何れかを含有する事により、絶縁性能の確保と、耐久性の確保と、低コスト化と、良好な外観の確保とを、高次元で並立させる事ができる。
特に、アルミナの含有量を９９重量％以上とし、アルミナの溶射層に含有する酸化チタンを、０．０１〜０．２重量％、或いは、アルミナの含有量を９７重量％以上とし、アルミナの溶射層に含有するジルコニアの含有量を、０．５〜２．５重量％とすれば、良好な外観の確保をより図り易くなる。即ち、アルミナを主成分とするセラミックス溶射層のうち、酸化チタン等を含まないホワイトアルミナの場合には、絶縁性能が優れている反面、封孔処理に伴って外観が悪化する。これに対して、上述の請求項５、６に記載した発明の場合には、０．０１重量％以上の酸化チタン、或いは、０．５重量％以上のジルコニアを含有している為、上記封孔処理に拘らず、外観悪化に結び付く様な色むらは発生しない。即ち、セラミックス溶射層内部に存在する微細な空隙を合成樹脂により塞ぐ為の封孔処理に伴って、この合成樹脂の一部が上記セラミックス溶射層の表面に表れる。表面の色彩が純白に近い、ホワイトアルミナの場合、この様に表面に表れた合成樹脂により、表面に色むらを生じて、製品の外観を悪くする。これに対して、０．０１重量％以上の酸化チタンを含有したグレイアルミナ、或いは、０．５重量％以上のジルコニアを含有したものの場合には、表面の色彩がグレー（灰色）がかっている為、上記封孔処理に使用する合成樹脂として、適切な（灰色系統の）色彩のものを使用すれば、表面に、製品の外観を悪くする程の色むらを生じる事はない。
【００２４】
但し、上記酸化チタンを、０．２重量％、或いは、上記ジルコニアを２．５重量％を越えて含有させると、必要とする絶縁性能を確保する為に要する、上記セラミックス溶射層の厚さが大きくなる。そこで、上記酸化チタンの含有量を０．０１〜０．２重量％、或いは、上記ジルコニアの含有量を０．５〜２．５重量％の範囲に規制する。
尚、セラミックス溶射層中に於ける、上記酸化チタンの含有量を０．２重量％以下、或いは、上記ジルコニアの含有量を２．５重量％以下に抑える事により、溶射層形成時の材料（アルミナ粒）の歩留が多少は悪化する。但し、請求項７に記載した様に、粒径が１０〜５０μｍで、平均粒径が１５〜２５μｍであるアルミナを使用すれば、上記セラミックス溶射層を構成するアルミナの付着効率を向上させる事と合わせて、上記セラミックス溶射層の厚さ寸法に関する精度を向上させ、コスト上昇を抑えられる。即ち、付着効率の向上による材料費の節約と、寸法精度の向上による仕上加工の容易化（仕上加工時間の短縮化）とにより、電食防止用絶縁転がり軸受の製造コストの低廉化を図れる。
更に、アルミナの溶射層に、高強度、高靱性を有するジルコニアを含有させた場合には、このアルミナの溶射層の密着力を向上させる事ができる。この為、耐久性を十分に確保できる。
【００２５】
又、上記請求項５に記載した様に、上記絶縁被膜を、アルミナの含有量が９９重量％以上で、酸化チタンを０．０１〜０．２重量％含有する絶縁被膜により形成した場合には、上述した様な効果の他にも、アルミナの純度を高くする事による、高インピーダンス化を図れる。尚、アルミナの純度を高くする事は、製造コストの上昇を招くが、不可避的に含まれるチタニア（酸化チタン）の含有量を０．０１〜０．２重量の範囲に規制する事により、コスト上昇を抑えつつ、インピーダンスの高い絶縁被膜を得られる。又、絶縁被膜の厚さに関して以下の様に規制する事が好ましい。即ち、一般的に絶縁被膜の膜厚を０．１mmよりも薄くすると絶縁抵抗が劣り、０．７mmよりも厚くしても、コストが高くなる割合には、それ以上の絶縁性能の向上を望めない。従って、上記絶縁被膜の膜厚を０．１〜０．７mm、好ましくは、０．２〜０．５mmとする事で、絶縁抵抗を確保すると共に製造コストの上昇を抑える事ができる。
【００２６】
又、上述した請求項６に記載した様に、上記絶縁被膜を、アルミナの含有量が９７重量％以上で、ジルコニアを０．５〜２．５重量％含有する絶縁被膜により形成すれば、アルミナの純度を高くしてインピーダンスを高くできると共に、上記絶縁被膜の金属表面への付着強度を向上させる事ができる。即ち、高強度、高靱性を有するジルコニアの含有量を０．１重量％以上とすれば、付着強度を実用上問題のない程度に確保する事ができる為、０．５重量％以上含有する本発明の場合には、十分な付着強度を実現できる。一方、上記ジルコニアの含有量を２．５重量％よりも多くした場合、アルミナの純度が低くなり過ぎて、上記インピーダンスの低下を招く。この為、上記ジルコニアの含有量の上限を２．５重量％に規制する。尚、上述の様にジルコニアを含有した場合にも、上述したチタニアを含有した場合と同様に、上記絶縁被膜の膜厚を０．１〜０．７mm、好ましくは、０．２〜０．５mmとすれば、絶縁抵抗の確保と製造コスト抑制とのバランスがとれる。
【００２７】
又、請求項８に記載した様に、絶縁被膜の絶縁抵抗値を１０００ＭΩ以上、同じく静電容量を２７ｎＦ以下とし、膜厚が０．１〜０．７mmとなる様に、アルミナを主成分とするセラミックス製の絶縁被膜を選定する事により、転がり軸受の高インピーダンス化をより確実に図れる。絶縁被膜の静電容量を２７ｎＦ以下、好ましくは２５ｎＦ、更に好ましくは２３ｎＦ以下とする事により、この絶縁被膜の絶縁性能を十分に確保できる。
【００２８】
尚、本発明の電食防止用絶縁転がり軸受を、インバータ制御される電動機或いは発電機の回転支持部に組み込めば、本発明の効果をより有効に得られる。即ち、前述した様に、インバータ制御される電動機等は、インバータのキャリア周波数を高くする傾向にある為、転がり軸受に流れる電流は高周波となる。この為、上記絶縁被膜は高インピーダンス（高絶縁抵抗値）である事が要求される。これに対して本発明の場合、上述した様に、高インピーダンスを実現できる為、上記インバータ制御される電動機等に適する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
［実施の形態の第１例］
図１〜２は、請求項１〜４に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の場合には、ラジアル玉軸受を構成する外輪３の外周面６及び軸方向両端面７、７に、アルミナを主成分としたセラミックス製の絶縁被膜８ａを被覆している。
【００３０】
又、本例の場合には、特許請求の範囲に記載した絶縁側周面である上記外周面６に、嵌合面部１２と、１対の非嵌合面部１３、１３とを、それぞれ設けている。このうちの嵌合面部１２は、上記外周面６の軸方向中間部に設けられており、使用状態で、その表面を被覆した上記絶縁被膜８ａを介して、金属製のハウジング９の内周面１０に嵌合させている。尚、図示の場合には、上記嵌合面部１２の母線形状を、上記外輪３の中心軸に平行な直線状として、この嵌合面部１２を凸円筒面としているが、この中心軸に対する傾斜角度を３度未満とすれば、テーパ面或いはクラウニング面としても良い。
【００３１】
一方、上記各非嵌合面部１３、１３は、上記嵌合面部１２に軸方向に隣接した状態で、上記外周面６の軸方向両端寄り部分に設けられている。又、図示の構造の場合、上記各非嵌合面部１３、１３は、その母線形状を直線状としたテーパ面であり、上記嵌合面部１２から離れる程、外径寸法が小さくなる方向に（外輪３の内周面に近付く方向に）傾斜している。この様な構成により本例の場合には、使用状態に於いても、上記各非嵌合面部１３、１３（を被覆した絶縁被膜８ａの表面）を、上記ハウジング９の内周面１０に接触させない様にしている。又、これら各非嵌合面部１３、１３と、上記外輪３の軸方向端面７、７（のうち後述する接触側面部１８、１８）との間部分には、外径側折れ曲がり連続部１４、１４を設けている。
【００３２】
又、本例の場合には、上記嵌合面部１２と上記各非嵌合面部１３、１３との境界位置を、上記外輪３の内周面に設けられた外輪軌道４と、この外輪軌道４から軸方向に外れた肩部１５、１５との連続部である軌道縁部分１６、１６を基準に定めている。具体的には、これら各軌道縁部分１６、１６を通り、上記外輪３の中心軸に直交する仮想平面と、この外輪３の外周面６との交点である軌道縁相当部１７、１７を、上記嵌合面部１２と上記各非嵌合面部１３、１３との境界位置Ｌd 、Ｌd としている。即ち、上記外輪軌道４の軌道溝幅に対応する位置に、上記嵌合面部１２を設けている。これにより、本例の場合には、この嵌合面部１２の軸方向寸法ａが、上記ハウジング９の内周面１０との接触幅となる。又、本例の場合には、上記嵌合面部１２に対する上記各非嵌合面部１３、１３の傾斜角度α（図２参照）を、３〜７度の範囲に規制している。
【００３３】
尚、上記境界位置Ｌd 、Ｌd は、転動体５を介して外輪軌道４に作用する荷重を安定して支承できる範囲、言い換えれば、上記軌道縁相当部１７、１７の近傍に設ける事ができて、絶縁転がり軸受の大きさ、使用用途等に基づいて、以下の範囲内で設計的に定める事ができる。即ち、図２に示す様に、上記境界位置Ｌd は、上記軌道縁相当部１７から上記外周面６の軸方向中央部Ｌo までの軸方向寸法ｃの１／２分（０．５ｃ）だけ、この軌道縁相当部１７から軸方向中央側に離隔した内側境界部ＭI と、この軌道縁相当部１７から上記外周面６の軸方向端縁部Ｌe までの軸方向寸法ｄの１／２分（０．５ｄ）だけ、この軌道縁相当部１７から軸方向端縁側に離隔した外側境界部Ｍo との間部分Ｍの範囲内で設定できる。特に本例の様に、転動体５として玉を使用する単列深溝型の玉軸受の場合、通常の運転状態では、これら各転動体５と上記外輪軌道４との当接部（接触楕円）は、この外輪軌道４の中央寄り部分に存在する。この為、上記境界位置Ｌd を、上記軌道縁相当部１７と、上記内側境界部ＭI との間部分に設けて、更なる高インピーダンス化を図る事もできる。
【００３４】
上述の様に構成する本例の場合、上記外輪３の外周面６と上記ハウジング９の内周面１０との接触幅ａを、前述の図８に示した従来構造の場合の接触幅Ａに比べて小さくする事ができる（ａ＜Ａ）。この為、上記両面６、１２同士の接触面積を、従来構造の場合に比べて小さくする事ができて、高インピーダンス化を図る事ができる。特に、本例の場合には、運転時に、上記外輪３に加わる荷重を、上記嵌合面部１２と上記ハウジング９の内周面１０との嵌合部によって安定して支承できる為、上記外輪３ががたつく事を有効に防止できる。従って、この外輪３のがたつきに起因して、上記外周面６及び前記軸方向端面７、７を被覆した前記絶縁被膜８ａが損傷する事を防止できる。
【００３５】
更に、本例の場合には、上記嵌合面部１２に対する前記各非嵌合面部１３、１３の傾斜角度αを、３〜７度の範囲に規制している為、上記嵌合面部１２とこれら各非嵌合面部１３、１３との連続部（境界位置Ｌd 、Ｌd ）と、前記ハウジング９の内周面１０との接触面圧が過大になる事を有効に防止できる。この為、上記境界位置Ｌd 、Ｌd を被覆した上記絶縁被膜８ａが損傷する事を防止できる。又、本例の場合には、上記外輪３の嵌合作業の際に、上記各非嵌合面部１３、１３を案内面として機能させる事ができる為、上記外輪３（を含んで構成する絶縁転がり軸受）の組み付け性を向上させる事もできる。
【００３６】
更に、本例の構造の場合には、上記外輪３の表面を被覆した上記絶縁被膜８ａと上記ハウジング９との接触面積を小さくする為に、上記外輪３の軸方向端面７、７に、接触側面部１８、１８と、非接触側面部１９、１９とをそれぞれ設けている。このうちの接触側面部１８、１８は、上記各軸方向端面７、７のうちの径方向中間部乃至外寄り部分に、全周に亙り設けられており、使用状態で、その表面を被覆した上記絶縁被膜８ａを介して、上記ハウジング９の内側面１１、１１にそれぞれ当接させている。尚、上記各接触側面部１８、１８は、上記外輪３の中心軸に直交する仮想平面と平行な仮想平面上に存在させている。
【００３７】
一方、上記各非接触側面部１９、１９は、上記各軸方向端面７、７のうちの径方向内寄り部分に全周に亙り設けられている。又、図示の構造の場合、上記各非接触側面部１９、１９は、その母線形状を直線状としたテーパ面であり、径方向内方に向かう程、上記外輪３の軸方向中央側へと向かう方向に傾斜している。この様な構成により本例の場合には、使用状態に於いても、上記各非接触側面部１９、１９（を被覆した絶縁被膜８ａの表面）を、上記ハウジング９の内側面１１、１１に接触させない様にしている。又、これら各非接触側面部１９、１９と、前記肩部１５、１５との間部分には、内径側折れ曲がり連続部２０、２０を、それぞれ設けている。
【００３８】
又、本例の場合、上記各接触側面部１８、１８の内周縁部と上記各非接触側面部１９、１９の外周縁部との境界位置Ｈd 、Ｈd を、上記軸方向端面７、７の内周縁部から、この外輪３の径方向に関する厚さ寸法Ｈの２７％分（０．２７Ｈ）だけ径方向外寄り部分に設定している。これにより本例の場合には、上記各接触側面部１８、１８の径方向寸法ｂが、上記ハウジング９の内側面１１、１１との接触幅となる。更に、本例の場合には、上記各接触側面部１８、１８に対する上記各非接触側面部１９、１９の傾斜角度βを、３〜７度の範囲に規制している。
【００３９】
尚、上記境界位置Ｈd 、Ｈd は、上記外輪軌道４の軌道溝の深さや、この外輪軌道４の曲率半径の大きさ、上記外輪３の材質、寸法、用途等を考慮して、以下の範囲内で設計的に定める事ができる。即ち、一般的な転がり軸受の場合には、軸方向端面のうち、軌道側周面側の周縁部から軌道輪の径方向厚さの２４〜３０％の範囲で、軸方向に関する剛性が低くなる為、本例の場合にも、上記境界位置Ｈd 、Ｈd を、上記軸方向端面７の内周縁部から、上記寸法Ｈの２４〜３０％分（０．２４Ｈ〜０．３０Ｈ）だけ径方向外寄り部分に設定する事ができる。
【００４０】
上述の様に構成する本例の場合、上記外輪３の軸方向端面７、７と上記ハウジング９の内側面１１、１１との接触幅ｂを、前述の図８に示した従来構造の場合の接触幅Ｂに比べて小さくする事ができる（ｂ＜Ｂ）。この為、上記両面７、１１同士の接触面積を、従来構造の場合に比べて小さくする事ができて、高インピーダンス化を図る事ができる。特に本例の場合には、上記各非接触側面部１９、１９を、外輪軌道４（軌道溝）の存在により軸方向に関する剛性が低くなった、軸方向端面のうちの径方向内寄り部分に設けており、上記各接触側面部１８、１８を、軸方向に関する剛性の高い、軸方向端面のうちの径方向中間部乃至外寄り部分に設けている。この為、上記外輪３のがたつきを有効に防止する事ができ、上記軸方向端面７、７及び前記外周面６を被覆した絶縁被膜８ａが損傷する事を防止できる。
【００４１】
更に、本例の場合には、上記各非接触側面部１８、１８を、上記軸方向端面７、７のうちの径方向内寄り部分に設けている為、上記絶縁被膜８ａにより被覆されていない前記肩部１５、１５と、上記ハウジング９の内側面１１、１１との軸方向に関する距離を大きく確保する事ができる。この為、これら両面１５、１１同士の間に電流が流れる（スパークが発生する）事を防止して、絶縁性能の確保を図る事もできる。
【００４２】
更に、本例の場合には、上記各接触側面部１８、１８に対する上記各非接触側面部１９、１９の傾斜角度βを３〜７度の範囲に規制している為、上記各接触側面部１８、１８とこれら各非接触側面部１９、１９との連続部（境界位置Ｈd 、Ｈd ）と、前記ハウジング９の内側面１１、１１との接触面圧が過大になる事を防止できる。この為、上記境界位置Ｈd 、Ｈd を被覆した上記絶縁被膜８ａが損傷する事を防止できる。
【００４３】
又、上述した本例の構造を、実際にインバータ制御される電動機或いは発電機等の回転支持部に組み込んで使用される、外径寸法が１７０mm、内径寸法が１４２mm、軸方向寸法（幅寸法）が３９mmの外輪に適用した場合、計算上、接触面積を約３０％小さくする事ができる。この為、前記（２）式からも明らかな通り、静電容量（Ｃ）を、同じく約３０％小さくする事ができて、インピーダンスを効果的に高くできる。
【００４４】
［実施の形態の第２例］
次に、図３は、やはり請求項１〜４に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。上述した第１例の構造が、外輪３の外周面６に形成した１対の非嵌合面部１３、１３を、それぞれの母線形状を直線状としたテーパ面としていたのに対し、本例の場合には、１対の非嵌合面部１３ａ、１３ａを、それぞれの母線形状を凸円弧状としたクラウニング面としている。又、本例の場合には、外輪３の外周面６の軸方向中間部に設けられた嵌合面部１２に対する、上記各非嵌合面部１３ａ、１３ａの母線の接線の平均傾斜角度α´を３〜７度の範囲に規制している。
【００４５】
又、上記外輪３の軸方向端面７、７に設ける非接触側面部１９ａ、１９ａに関しても、それぞれの母線形状を凸円弧状とした、クラウニング面としている。そして、本例の場合には、接触側面部１８、１８に対する、上記各非接触側面部１９ａ、１９ａの母線の接線の平均傾斜角度β´を、３〜７度の範囲に規制している。
【００４６】
本例の場合には、上記各非嵌合面部１３ａ、１３ａ、及び、上記各非接触側面部１９ａ、１９ａを、それぞれクラウニング面としている為、テーパ面とした第１例の場合に比べて、これら各面部１３ａ、１９ａ同士の連続部と、ハウジング９の内周面１０或いは内側面１１、１１（図１、８参照）との間で、接触面圧が上昇する事を有効に防止できる。この為、絶縁被膜８ａの損傷防止をより有効に図る事ができる。その他の構成及び作用は、上記第１例の場合と同様である。
【００４７】
［実施の形態の第３例］
次に、図４は、やはり請求項１〜４に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。上述した第１例及び第２例の何れの場合にも、特許請求の範囲に記載した被覆軌動輪を外輪３としていたのに対し、本例の場合には被覆軌動輪を内輪１としている。この為、特許請求の範囲に記載した絶縁側周面は、この内輪１の内周面２０に、相当し、この内周面２０に嵌合面部１２ａと、１対の非嵌合面部１３ｂ、１３ｂとを設けている。又、これら各非嵌合面部１３ｂ、１３ｂは、上記嵌合面部１２ａから離れる程、内径寸法が大きくなる方向に傾斜している。これにより、上記各非嵌合面部１３ｂ、１３ｂと、図示しない金属製の回転軸等の外周面とが接触しない様にしている。
【００４８】
更に、上記内輪１の軸方向端面７ａ、７ａには、接触側面部１８ａ、１８ａと非接触側面部１９ｂ、１９ｂとを、それぞれ設けている。但し、これら各接触側面部１８ａ、１８ａと各非接触側面部１９ｂ、１９ｂとの径方向に関する配置位置に関しては、前述した第１例及び第２例の場合とは逆になり、上記各接触側面部１８ａ、１８ａを、上記軸方向端面７ａ、７ａのうちの径方向中間部乃至内寄り部分に、上記各非接触側面部１９ｂ、１９ｂを、上記軸方向端面７ａ、７ａのうちの径方向外寄り部分に、それぞれ全周に亙り設けている。又、上記各非接触側面部１９ｂ、１９ｂは、径方向外方に向かう程、上記内輪１の軸方向中央側へと向かう方向に傾斜している。この様な構成により本例の場合には、使用状態に於いても、上記各非接触側面部１９ｂ、１９ｂを、ハウジング９の内側面１１、１１（図１、８参照）等に当接させない様にしている。その他の構成及び作用に就いては、前述した第１例の場合とほぼ同様である。
【００４９】
［実施の形態の第４例］
次に、図５は、やはり請求項１〜４に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。上述の第３例の構造の場合には、上記各非嵌合面部１３ｂ、１３ｂ及び上記各非接触側面部１９ｂ、１９ｂを、それぞれの母線形状を直線状としたテーパ面としていたのに対し、本例の場合には、１対の非嵌合面部１３ｃ、１３ｃ及び各非接触側面部１９ｃ、１９ｃを、それぞれの母線形状を凸円弧状としたクラウニング面としている。その他の構成及び作用は、前述した第１例、及び、第２例、第３例の場合と同様である。
【００５０】
［実施の形態の第５例］
次に、図６は、やはり請求項１〜４に対応する、本発明の実施の形態の第５例を示している。前述した第１例〜第４例までは、転動体５として玉を使用した例を示していたが、本例の場合には、転動体５ａとして、円筒ころを使用している。これに伴い、本例の場合には、外輪３ａとして、軸方向両端部内周面に鍔部２１、２１を形成すると共に、この外輪３ａの軸方向中間部内周面でこれら両鍔部２１、２１の間部分に、円筒状の外輪軌道４ａを形成している。又、金属製の内輪１ａの中間部外周面には、円筒状の内輪軌道２ａを形成している。そして、これら外輪軌道４ａと内輪軌道２ａとの間に、金属製の円筒ころ（転動体５ａ）を複数個配置している。
【００５１】
又、本例の場合には、上記外輪軌道４ａと上記鍔部２１、２１との連続部に、逃げ凹溝２２、２２を形成している。そして、上記外輪３ａの外周面６ａに設けた嵌合面部１２ｂと、１対の非嵌合面部１３、１３との境界位置Ｌd 、Ｌd を、上記外輪軌道４ａと上記各逃げ凹溝２２、２２との連続部を基準に定めている。特に、本例の構造の場合には、前述した第１例〜第４例までの構造に比べて、上記各転動体５ａ（円筒ころ）を介して上記外輪軌道４ａに作用するラジアル荷重が大きくなると共に、この外輪軌道４ａと上記各転動体５ａとの接触長さ（軸方向寸法）が大きくなる。この為、本例の場合には、前述した第１例〜第４例の場合に比べて、上記境界位置Ｌd 、Ｌd を、上記外輪３ａの外周面６ａのうちの軸方向両端寄り部分に配置している。その他の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様である。
【００５２】
［実施の形態の第６例］
次に、図７は、本発明の実施の形態の第６例を示している。上述の第５例の構造の場合は、上記各非嵌合面部１３、１３及び各非接触側面部１９、１９は、それぞれの母線形状を直線状としたテーパ面であったのに対し、本例の場合には、１対の非嵌合面部１３ａ、１３ａ及び各非接触側面部１９ａ、１９ａを、それぞれの母線形状を凸円弧状としたクラウニング面としている。その他の構成及び作用は、前述した第１例、第２例、第５例の場合と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を、ハウジングに装着した状態で示す部分断面図。
【図２】ハウジングを省略した状態で示す、図１のイ部拡大図。
【図３】本発明の実施の形態の第２例を示す、転がり軸受の部分断面部。
【図４】同じく第３例を示す部分断面部。
【図５】同じく第４例を示す部分断面部。
【図６】同じく第５例を示す部分断面部。
【図７】同じく第６例を示す部分断面部。
【図８】従来構造の１例を示す、図１と同様の図。
【符号の説明】
【００５４】
１、１ａ  内輪
２、２ａ  内輪軌道
３、３ａ  外輪
４、４ａ  外輪軌道
５、５ａ  転動体
６、６ａ  外周面
７、７ａ  軸方向端面
８、８ａ  絶縁被膜
９    ハウジング
１０    内周面
１１    内側面
１２、１２ａ  嵌合面部
１３、１３ａ〜１３ｃ    非嵌合面部
１４    外径側折れ曲がり連続部
１５    肩部
１６    軌道縁部分
１７    軌道縁相当部
１８、１８ａ  接触側面部
１９、１９ａ〜１９ｃ  非接触側面部
２０    内径側折れ曲がり連続部
２１    鍔部
２２    逃げ凹溝
【図１】
2008169959.tif 000005
【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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