(57)【要約】【課題】  ハウジングや軸への圧入嵌合時にセラミックスの溶射皮膜が破損するのを防止できる電食防止転がり軸受を提供する。【解決手段】  内輪１の内径面１ａと幅面１ｂとの間に面取り部１ｃを設け、前記内径面１ａから幅面１ｂに渡って、絶縁層となるセラミックスの溶射皮膜４を設ける。この溶射皮膜４の表面における内輪内径面１ａの部分４ａ、および面取り部１ｃの部分４ｃに、研磨加工等の平滑化加工を施し、内輪内径面１ａと面取り部１ｃの境界４ａｃの表面を滑らかにする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪の内径面と幅面との間に面取り部を設け、前記内径面から幅面に渡って、絶縁層となるセラミックスの溶射皮膜を設けた電食防止転がり軸受において、前記溶射皮膜の表面における内輪内径面の部分、および前記面取り部における少なくとも前記内輪内径面との境界に平滑化加工を施したことを特徴とする電食防止転がり軸受。
【請求項２】
外輪の外径面と幅面との間に面取り部を設け、前記外径面から幅面に渡って、絶縁層となるセラミックスの溶射皮膜を設けた電食防止転がり軸受において、前記溶射皮膜の表面における外輪外径面の部分、および前記面取り部における少なくとも前記外輪外径面の部分との境界に平滑化加工を施したことを特徴とする電食防止転がり軸受。
【請求項３】
請求項１において、内輪の金属母材における内径面と面取り部との境界部の面取り角度を１２°以下とした電食防止転がり軸受。
【請求項４】
請求項２において、外輪の金属母材における外径面と面取り部との境界部の面取り角度を１２°以下とした電食防止転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、汎用モータを始め、発電機用ジェネレータや鉄道車両の主電動機等、軸受の組み込まれる装置の構造上から、軸受内部に電流が流れることを防止することが必要な用途に用いられる電食防止転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電食防止転がり軸受として、例えば外輪の外径面および幅面に渡って絶縁層となるセラミックスの溶射皮膜を設けたものが知られている（例えば特許文献１）。このような構造の電食防止転がり軸受では、上記溶射皮膜の形成後に、溶射皮膜の表面における外輪外径面および外輪幅面の各部分に研磨加工を施すことで寸法精度が確保される。
【特許文献１】特開２００２−４８１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記構造の電食防止転がり軸受では、溶射皮膜の形成後の研磨加工において、溶射皮膜の表面における外輪外径面と外輪幅面の間の面取り部については研磨加工は行われず、セラミックス溶射後の表面状態のままである。
通常の軸受では、軸やハウジングに組み込む場合、面取り部によってガイドされ、嵌め合い面にスムーズに組み込むことができる。外径面と面取り部との繋ぎは滑らかであり、軸・ハウジング挿入時に、かじりを生じることなく挿入ができる。
しかし、セラミックスの溶射皮膜を施した軸受では、上記のように面取り部が未加工である場合、軸受をハウジングに圧入するときに、一旦こじれてしまうと、セラミックスが相手材であるハウジングの内径面を削ってしまう。そのため、圧入されればされるほど、ハウジングの磨耗粉で嵌め合いがきつくなり、最終的に溶射皮膜に破損を招いてしまう。  このような問題は、内輪の内径面および幅面に渡ってセラミックスの溶射皮膜を設けた電食防止転がり軸受の場合にも、軸への圧入嵌合時に同様に生じる。
【０００４】
この発明の目的は、ハウジングや軸への圧入嵌合時にセラミックスの溶射皮膜が破損することを防止できる電食防止転がり軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明における第１の発明にかかる電食防止転がり軸受は、内輪の内径面と幅面との間に面取り部を設け、前記内径面から幅面に渡って、絶縁層となるセラミックスの溶射皮膜を設けた電食防止転がり軸受において、前記溶射皮膜の表面における内輪内径面の部分、および前記面取り部における少なくとも前記内輪内径面との境界に平滑化加工を施したことを特徴とする。平滑化加工は表面を平滑化する加工のことであり、例えば研磨加工とする。平滑化加工は、面取り部の全体に施しても良い。
この構成によると、セラミックスの溶射皮膜の表面における内輪内径面の部分、および面取り部における少なくとも内輪内径面との境界に平滑化加工を施したので、軸に圧入嵌合する時に面取り部でガイドされても、セラミックス溶射皮膜で相手材を削ることがなく、嵌め合い面である軸外径面に内輪内径面が円滑に案内される。そのため、こじれが発生することがなく、セラミックス溶射皮膜を破損させることなく、軸へ圧入嵌合することができる。
【０００６】
この発明における第２の発明にかかる電食防止転がり軸受は、外輪の外径面と幅面との間に面取り部を設け、前記外径面から幅面に渡って、絶縁層となるセラミックスの溶射皮膜を設けた電食防止転がり軸受において、前記溶射皮膜の表面における外輪外径面の部分、および前記面取り部における少なくとも前記外輪外径面の部分との境界に平滑化加工を施したことを特徴とする。平滑化加工は、面取り部の全体に施しても良い。
この構成によると、セラミックスの溶射皮膜の表面における外輪外径面の部分、および面取り部における少なくとも外輪外径面との境界に平滑化加工が施されているので、ハウジングに圧入嵌合する時に、面取り部でガイドされても、セラミックス溶射皮膜で相手材を削ることがなく、嵌め合い面であるハウジング内径面に外輪外径面が円滑に案内される。そのため、こじれが生じることがなく、セラミックス溶射皮膜を破損させることなく、ハウジングへ圧入嵌合することができる。
【０００７】
第１の発明において、内輪の金属母材における内径面と面取り部との境界部の面取り角度を１２°以下としても良い。上記境界部の面取り角度が１２°以下であると、軸への圧入嵌合をより円滑に行うことができ、圧入嵌合に伴うセラミックスの溶射皮膜の破損をより確実に防止できる。
【０００８】
この発明における第２の発明において、外輪の金属母材における外径面と面取り部との境界部の面取り角度を１２°以下としても良い。上記境界部の面取り角度が１２°以下であると、ハウジングへの圧入嵌合をより円滑に行うことができ、圧入嵌合に伴うセラミックスの溶射皮膜の破損をより確実に防止できる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明における第１の発明にかかる電食防止転がり軸受は、内輪の内径面と幅面との間に面取り部を設け、前記内径面から幅面に渡って、絶縁層となるセラミックスの溶射皮膜を設けた電食防止転がり軸受において、前記溶射皮膜の表面における内輪内径面の部分、および前記面取り部における少なくとも前記内輪内径面との境界に平滑化加工を施したため、軸への圧入嵌合時にセラミックスの溶射皮膜が破損することが防止される。
この発明における第２の発明にかかる電食防止転がり軸受は、外輪の外径面と幅面との間に面取り部を設け、前記外径面から幅面に渡って、絶縁層となるセラミックスの溶射皮膜を設けた電食防止転がり軸受において、前記溶射皮膜の表面における外輪外径面の部分、および前記面取り部における少なくとも前記外輪外径面の部分との境界に平滑化加工を施したため、ハウジングへの圧入嵌合時にセラミックスの溶射皮膜が破損することが防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
この発明の一実施形態を図１ないし図３と共に説明する。この電食防止転がり軸受は、内輪１と外輪２との間に転動体３を介在させたものにおいて、内輪１の内径面１ａ、幅面１ｂ、および前記内径面１ａと幅面１ｂとの間に施した面取り部１ｃとに渡り、絶縁層となるセラミックスの溶射皮膜４を設けたものである。この軸受は、例えば鉄道車両の主電動機におけるロータ支持軸受に用いられる。この軸受は円筒ころ軸受であり、外輪２は両側に鍔２Ａを有している。転動体３は、保持器（図示せず）のポケットに保持させても、また総ころ軸受として保持器を省略しても良い。内外輪１，２および転動体３は、軸受鋼等の金属材からなる。
【００１１】
溶射皮膜４となるセラミックス材料としては、ホワイトアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、グレイアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ＋ＴｉＯ2 ）等が用いられる。
前記溶射皮膜４の形成後に、溶射皮膜４の表面における内輪内径面１ａに対応する部分４ａ、および内輪幅面１ｂに対応する部分４ｂには、寸法精度を確保するための平滑化加工が施される。また、内輪面取り部１ｃに対応する部分４ｃにも平滑化加工が施される。平滑化加工として、ここでは研磨加工が行われる。
【００１２】
図１のＡ部を拡大して図２（Ｂ）に示す。同図（Ａ）は比較例である。この実施形態では、同図（Ｂ）のように、内輪面取り部１ｃに対応する部分４ｃにも平滑化加工を施しているため、内輪内径面１ａに対応する部分４ａと内輪面取り部１ｃに対応する部分４ｃとの境界４ａｃの表面が滑らかになっている。
同図（Ａ）の比較例は、溶射皮膜４の表面における内輪内径面１ａに対応する部分４ａと内輪幅面１ｂに対応する部分４ｂだけに平滑化加工を施し、内輪面取り部１ｃに対応する部分４ｃを未加工とした場合である。この場合は、内輪内径面１ａに対応する部分４ａと内輪面取り部１ｃに対応する部分４ｃとの境界４ａｃが粗くなっている。
【００１３】
また、この実施形態では、前記溶射皮膜４の形成前に、図３に拡大して示すように、内輪１の金属母材における内径面１ａと面取り部１ｃとの境界部１ａｃの嵌め合い面（軸の外径面）Ｓ１に対する面取り角度θ１を１２°以下としている。
【００１４】
この構成によると、内輪１と軸との間に絶縁層となるセラミックスの溶射皮膜４が介在することにより、この間で絶縁性が確保され、外輪２に嵌合するハウジングと軸との間の電気絶縁性が確保される。
セラミックスの溶射皮膜４を有しているが、図２（Ｂ）のように溶射皮膜４の表面における内輪内径面１ａに対応する部分４ａ、および内輪面取り部１ｃに対応する部分４ｃに平滑化加工が施され、境界４ａｃの表面が滑らかになっているので、軸（図示せず）に圧入嵌合する時に内輪面取り部１ｃでガイドされても、セラミックス溶射皮膜４により相手材である軸を削ることがなく、上記境界４ａｃの部分で、嵌め合い面である軸外径面に内輪内径面１ａが円滑に案内される。そのため、こじれが発生することがなく、溶射皮膜４を破損させることなく軸へ圧入嵌合することができる。
【００１５】
また、この実施形態では、内輪１の金属母材における内径面１ａと面取り部１ｃとの境界部１ａｃの面取り角度θ１を１２°以下としているので、軸への圧入嵌合をより円滑に行うことができ、圧入嵌合に伴う溶射皮膜４の破損をより確実に防止できる。
【００１６】
面取り角度θ１とこじれの発生有無の関係を調べた試験結果を表１に示す。供試軸受は図１の軸受において、内径がφ８０mmのものである。表１に示すように、面取り角度θ１が１２°を超えると、こじれが発生し、１４°になると、こじれの発生が多くなっている。面取り角度θ１が１２°以下であると、こじれの発生が見られなかった。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
この発明の他の実施形態を図４ないし図６に示す。この電食防止転がり軸受は、図１の実施形態において内輪１に容射皮膜４を設けたのに替えて、外輪２の外径面２ａ、幅面２ｂ、および前記外径面２ａと幅面２ｂとの間に施した面取り部２ｃとに渡り、絶縁層となるセラミックスの溶射皮膜５を設けたものである。この場合、前記溶射皮膜５の形成後に、溶射皮膜５の表面における外輪外径面２ａに対応する部分５ａ、および外輪幅面２ｂに対応する部分５ｂに寸法精度を確保するための平滑化加工が施される。外輪面取り部２ｃに対応する部分５ｃにも平滑化加工が施される。この場合も、平滑化加工として研磨加工が行われる。
【００１９】
図４のＢ部を拡大して図５（Ｂ）に示す。同図のように、外輪面取り部２ｃに対応する部分５ｃにも平滑化加工を施していて、外輪外径面２ａに対応する部分５ａと外輪面取り部２ｃに対応する部分５ｃとの境界５ａｃの表面が滑らかになっている。
図５（Ａ）は比較例である。この例は、溶射皮膜５の表面における外輪外径面２ａに対応する部分５ａと外輪幅面２ｂに対応する部分５ｂだけに平滑化加工を施し、外輪面取り部２ｃに対応する部分５ｃを未加工とした場合である。この場合は外輪外径面２ａに対応する部分５ａと外輪面取り部２ｃに対応する部分５ｃとの境界５ａｃが粗くなっている。
【００２０】
また、この実施形態では、前記溶射皮膜５の形成前に、図６に拡大して示すように、外輪２の金属母材における外径面２ａと面取り部２ｃとの境界部２ａｃの嵌め合い面（ハウジングの内径面）Ｓ２に対する面取り角度θ２を１２°以下としている。その他の構成は先の実施形態の場合と同じである。
【００２１】
この構成によると、外輪２とハウジングとの間に絶縁層となるセラミックスの溶射皮膜５が介在することにより、この間で絶縁性が確保され、内輪１に嵌合する軸とハウジングとの間の電気絶縁性が確保される。
セラミックスの溶射皮膜５を有しているが、図５（Ｂ）のように外輪２の溶射皮膜５の表面における外輪外径面２ａに対応する部分５ａ、および外輪面取り部２ｃに対応する部分５ｃが平滑化加工されていて、その境界５ａｃの表面が滑らかになっているので、ハウジングに圧入嵌合する時に、外輪面取り部２ｃでガイドされても、セラミックス溶射皮膜５により相手材であるハウジングを削ることがなく、上記境界５ａｃの部分で円滑に案内される。そのため、こじれが発生することがなく、溶射皮膜５を破損させることなくハウジングへ圧入嵌合することができる。
【００２２】
また、この実施形態では、外輪１の金属母材における外径面２ａと面取り部２ｃとの境界２ａｃの面取り角度θ２を１２°以下としているので、ハウジングへの圧入嵌合をより円滑に行うことができ、圧入嵌合に伴う溶射皮膜５の破損をより確実に防止できる。
【００２３】
なお、前記各実施形態では、セラミックスの溶射皮膜４，５は、内輪１または外輪２の面取り部１ｃ，２ｃに対応する部分４ｃ，５ｃの全体に渡って平滑化加工したが、境界４ａｃ，５ａｃだけに平滑化加工を施しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の一実施形態にかかる電食防止転がり軸受の部分断面図である。
【図２】（Ａ）は図１のＡ部における溶射皮膜表面の内輪面取り部を平滑化加工しない場合の拡大図、（Ｂ）は同内輪面取り部を平滑化加工した場合の拡大図である。
【図３】内輪の金属母材における面取り角度の説明図である。
【図４】この発明の他の実施形態にかかる電食防止転がり軸受の部分断面図である。
【図５】（Ａ）は図４のＢ部における溶射皮膜表面の外輪面取り部を平滑化加工しない場合の拡大図、（Ｂ）は同外輪面取り部を平滑化加工した場合の拡大図である。
【図６】外輪の金属母材における面取り角度の説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１…内輪
１ａ…内輪内径面
１ｂ…内輪幅面
１ｃ…内輪面取り部
２…外輪
２ａ…外輪外径面
２ｂ…外輪幅面
２ｃ…外輪面取り部
４…溶射皮膜
４ａ…内輪内径面対応部分
４ｂ…内輪幅面対応部分
４ｃ…内輪面取り部対応部分
４ａｃ…境界                                                                    ５…溶射皮膜
５ａ…外輪外径面対応部分
５ｂ…外輪幅面対応部分
５ｃ…外輪面取り部対応部分
５ａｃ…境界                                                                    θ１，θ２…面取り角度
【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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