(57)【要約】【課題】絶縁性能をさらに向上した密封式の絶縁軸受を提供することである。【解決手段】玉軸受は、軌道輪としての内輪および絶縁被膜２３ａを有する外輪２３と、内輪および外輪２３の間に配置された転動体としての玉と、玉の間隔を保持する保持器と、内輪および外輪２３の両端面に配置される密封シール２６とを備える絶縁軸受である。外輪２３は、密封シール２６に対面する角部に面取り部２３ｃを有し、外径面、両端面、および面取り部２３ｃを覆うように絶縁被膜２３ａを形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁被膜を有する軌道輪と、
前記軌道輪に保持された樹脂製密封部材とを備えた絶縁軸受において、
前記軌道輪は、前記密封部材に対面する角部に面取り部を有し、
前記面取り部は、前記絶縁被膜で覆われていることを特徴とする、絶縁軸受。
【請求項２】
前記軌道輪の角部上に位置する絶縁被膜の軸方向長さで定義される沿面距離は、１ｍｍ以上である、請求項１に記載の絶縁軸受。
【請求項３】
前記密封部材は、前記軌道輪としての内輪および外輪の両端面から略コの字型の断面形状で突出する、請求項１または２に記載の絶縁軸受。
【請求項４】
前記密封部材は、前記軌道輪に当接する端部に凸部を有し、
前記軌道輪は、前記凸部を受け入れる凹部を有する、請求項１〜３のいずれかに記載の絶縁軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、絶縁軸受、特に鉄道車両主電動機に使用される絶縁軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道車両主電動機に用いられる軸受は、円筒ころ軸受や深溝玉軸受が用いられている。例えば、図４に示すような玉軸受１は、内輪２と、外輪３と、内輪２および外輪３の間に配置された転動体としての玉４と、玉４の間隔を保持する保持器５と、内輪２および外輪３の間に配置される密封シール６とを備える。
【０００３】
また、鉄道車両主電動機に使用される玉軸受１は、電食による軸受の損傷を防止するために、外輪３の外径面および両端面に絶縁被膜３ａが形成された絶縁軸受である。絶縁被膜３ａは、セラミックス等の絶縁物質を溶射すること等により形成する。
【０００４】
また、鉄道車両主電動機は屋外で使用されるため、軸受周辺構造でグリースポケットを形成するオープンタイプの軸受では、塵埃の混入によるグリースの劣化が懸念される。そこで、塵埃の混入によるグリースの劣化を防止し、メンテナンス周期を延伸するために密封式軸受とするのが好ましい。
【０００５】
しかし、上記構成の玉軸受１の場合、軸受内部空間容積が小さいので、鉄道車両主電動機用軸受に必要な軸受寿命を確保するのに適切な量のグリースを封入することができないという問題がある。また、この問題は、ころ軸受にも同様に当てはまる。
【０００６】
上記の問題を解決する手段として、内部空間容積に対するグリースの充填比率を引き上げることが考えられるが、この場合、軸受回転時、特に始動時においてグリースの攪拌抵抗が増大し、軸受の急激な温度上昇を招く恐れがあり、適切ではない。
【０００７】
そこで密封式軸受において、軸受内部に適切な量のグリースを確保することができる絶縁軸受が、例えば特開２００４−３４６９７２号公報（特許文献１）に記載されている。
【０００８】
同公報に記載されている円筒ころ軸受１１は、図５に示すように、内輪１２と、外輪１３と、内輪１２および外輪１３の間に配置された円筒ころ１４と、円筒ころ１４の間隔を保持する保持器１５と、内輪１２および外輪１３の軸方向両端部に配置される密封シール１６とを備え、外輪１３の外径面および両端面が絶縁被膜１３ａで覆われている。また、密封シール１６は、内輪１２および外輪１３の両端面からコの字型に突出する形状で、止め具１６ａによって外輪１３に固定されている。
【特許文献１】特開２００４−３４６９７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図４に示す玉軸受１をハウジング７に固定する場合、図６に示すように所定の肩高さｈが必要となる。したがって、玉軸受１が小型の場合、ハウジング７の下端と外輪３とが、外輪３の絶縁被膜３ａの厚み分だけ離れて近接することとなる。
【００１０】
このとき、外輪３とハウジング７との沿面距離は、絶縁被膜３ａの下端において絶縁被膜３ａの厚みδとなり、非常に小さい。また、外輪３とハウジング７とは金属等の導体であるので、ハウジング７と外輪３との間に一定以上の電位差が生じると、絶縁被膜３ａの下端に沿って沿面放電を生じ、玉軸受１が電食により破損する恐れがある。なお、本明細書中で「沿面放電」とは、絶縁被膜を挟んだ両側に一定以上の電位差が生じた場合に、絶縁被膜表面に沿って放電する現象を指すものとする。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、絶縁性能をさらに向上した密封式の絶縁軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係る絶縁軸受は、絶縁被膜を有する軌道輪と、軌道輪に保持された樹脂製密封部材とを備える。そして、軌道輪は密封部材に対面する角部に面取り部を有し、面取り部は絶縁被膜で覆われていることを特徴とする。
【００１３】
上記構成の絶縁軸受は、軌道輪端面での沿面距離が面取り部の軸方向長さ分だけ増加するので、軸受の絶縁性能が向上する。このとき、面取り部の軸方向長さを１ｍｍ以上とすることにより、鉄道車両主電動機の回転軸を支持する軸受として使用することが可能となる。
【００１４】
好ましくは、軌道輪の角部上に位置する絶縁被膜の軸方向長さで定義される沿面距離は１ｍｍ以上である。これにより、鉄道車両主電動機等の周辺構造と軸受との間に大きな電位差の生じる環境で使用しても、電食による破損を回避可能な絶縁軸受を得ることができる。
【００１５】
好ましくは、密封部材は軌道輪としての内輪および外輪の両端面から略コの字型の断面形状で突出する。上記構成の密封部材は、突出部分の内部がグリースポケットとして機能する。これにより、適切な量のグリースを軸受内部に封入可能な絶縁軸受を得ることができる。
【００１６】
好ましくは、密封部材は軌道輪に当接する端部に凸部を有し、軌道輪は凸部を受け入れる凹部を有する。これにより、密封部材を軌道輪に確実に固定することができる。また、密封部材を容易に取り付けることができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明は、軌道輪の密封部材に対面する角部に面取り部を設けることにより、電食を回避するために必要な沿面距離を確保することができるので、絶縁性能に優れた絶縁軸受を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１〜３を参照して、この発明の一実施形態に係る玉軸受２１を説明する。
【００１９】
玉軸受２１は、図２に示すように、軌道輪としての内輪２２および絶縁被膜２３ａを有する外輪２３と、内輪２２および外輪２３の間に配置された転動体としての玉２４と、玉２４の間隔を保持する保持器２５と、内輪２２および外輪２３の軸方向両端部からコの字型の断面形状で突出する樹脂製密封部材としての密封シール２６とを備える絶縁軸受である。
【００２０】
外輪２３は、図１に示すように、密封シール２６に対面する角部に面取り部２３ｃを有する。また、外径面、両端面、および面取り部２３ｃを覆うように絶縁被膜２３ａを形成する。絶縁被膜２３ａは、セラミックス等の絶縁物質を溶射すること等により形成する。
【００２１】
上記構成の玉軸受２１において、外輪２３の角部上での沿面距離は、絶縁被膜２３ａの厚みをδ１、面取り部２３ｃの軸方向幅をｗ１とすると、δ１＋ｗ１で表される。また、この沿面距離は１ｍｍ以上に設定する。これにより、鉄道車両主電動機等の周辺部材と軸受との間に大きな電位差の生じる環境で使用した場合でも、電食による軸受の損傷を回避可能な玉軸受２１を得ることができる。
【００２２】
なお、本明細書中で「沿面距離」とは、２つの導体間に挟まれた絶縁部材の表面に沿った最小距離を指すものとし、図１に示す外輪２３の角部上においては、絶縁被膜２３ａの軸方向長さで定義される。
【００２３】
密封シール２６は、略コの字型の突出部の内部にグリースポケットを有し、軸受内部に適切な量のグリースを封入することができる。また、絶縁性能の高い樹脂材料で形成されているので、導電性の高い金属を含む密封シールと比較して、軸受の絶縁性能を低下させる恐れが少ない。
【００２４】
なお、本明細書中「略コの字型」とは、図２に示す密封シール２６のようなコの字型に留まらず、壁面に凹凸が形成されたものや円弧形状等、一部分が他の部分から突出するあらゆる形状を含むものとする。
【００２５】
また、密封シール２６は、外輪２３に当接する端部に凸部２６ａを有し、外輪２３は、その内径面に凸部２６ａを受け入れる凹部２３ｂを有する。密封シール２６の組込み時には、この凸部２６ａと凹部２３ｂとを嵌合させて固定するので、止め具等を用いて固定するものと比較して、簡単に、また確実に密封シール２６を取り付けることが可能となる。
【００２６】
なお、上記構成の外輪２３に絶縁物質を溶射すると、図３に示すように、面取り部２３ｃに形成される絶縁被膜２３ａは他の部分と比較して厚くなる（斜線部）。この部分は、そのまま残してもよいし、厚さが均等となるように機械加工等により除去してもよい。
【００２７】
また、上記構成の玉軸受２１には、内輪２２に標準品を使用することができる。これにより、製品のコストアップを抑制することが可能となる。さらに、密封式軸受とすることにより、周辺部材によるラビリンス構造を簡素化することができるので、モータの小型化および軽量化が可能になる。
【００２８】
上記の実施形態においては、面取り部２３ｃを図１に示すようにｃ面取りとした例を示したが、これに限ることなく、Ｒ面取りや段差を設ける等、外輪２３の密封シール２６に対面する角部が端面から軸方向に後退していればよい。
【００２９】
また、上記の実施形態においては、外輪の外径面および両端面に絶縁被膜を有する玉軸受の例を示したが、これに限ることなく、内輪の内径面および両端面に絶縁被膜を形成することとしてもよい。内輪内径面は、外輪外径面と比較して溶射面積が小さいので、絶縁物質を内輪内径面に溶射することによって、溶射コストを削減することが可能となる。
【００３０】
また、上記の実施形態においては、密封シール２６が外輪２３に固定された内輪回転型の軸受の例を示したが、これに限ることなく、この発明は、密封シールを内輪に固定した外輪回転型の軸受にも適用することができる。
【００３１】
また、上記の実施形態においては、密封シール２６が内輪２２および外輪２３の端面から突出した形状の例を示したが、これに限ることなく、この発明は、内輪２２および外輪２３の端面から突出しない標準シールを有する転がり軸受にも適用することができる。
【００３２】
さらに、上記の実施形態においては、玉軸受２１の例を示したが、これに限ることなく、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受、自動調心ころ軸受、深溝玉軸受、４点接触玉軸受、アンギュラ玉軸受等の転がり軸受、およびその他のあらゆる絶縁軸受に適用可能である。
【００３３】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
この発明は、鉄道車両主電動機等に使用される絶縁軸受に有利に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の要部を示す図であって、図２のＱ部の拡大図である。
【図２】この発明の一実施形態に係る玉軸受を示す図である。
【図３】図２のＱ部の仕上げ加工前の状態を示す図である。
【図４】従来の標準的なころ軸受を示す図である。
【図５】密封シールを内輪および外輪の端面から突出させて、軸受内部空間を大きくしたころ軸受の例を示す図である。
【図６】図４におけるＰ部の拡大図である。
【符号の説明】
【００３６】
１，２１  玉軸受、２，１２，２２  内輪、３，１３，２３  外輪、３ａ、１３ａ，２３ａ  絶縁被膜、２３ｂ  凹部、２３ｃ  面取り部、４，２４  玉、５，１５，２５  保持器、６，１６，２６  密封シール、１６ａ  止め具、２６ａ  凸部、７  ハウジング、１１  円筒ころ軸受、１４  円筒ころ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2007205555.tif 000006
【図５】
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【図６】
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