(57)【要約】【課題】絶縁軌道輪である外輪３のクリープ防止を図れると共に、この外輪３の外周面及び軸方向両側面を被覆する合成樹脂製の絶縁層８ｂの破損防止を図れる構造を実現する。【解決手段】前記絶縁層８ｂの全体を被覆する状態で、この絶縁層８ｂの外側にゴム層１１を設ける。この様な構成を採用する事により、使用状態でハウジングの内周面と前記ゴム層１１の外周面とを強く摩擦係合させられる様にすると共に、このゴム層１１によって前記絶縁層８ｂを、外部から作用する衝撃荷重に対して保護できる様にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに同心に配置された、それぞれが金属製である１対の軌道輪と、これら両軌道輪の互いに対向する面に形成された１対の軌道同士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、前記両軌道輪のうちの少なくとも一方である絶縁軌道輪の表面のうちで軌道を形成した面以外の面を合成樹脂製の絶縁層により被覆した電食防止用絶縁転がり軸受に於いて、この絶縁層の全体をゴム層により被覆した事を特徴とする電食防止用転がり軸受。
【請求項２】
前記１対の軌道輪が、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であり、
前記絶縁軌道輪が、前記外輪と前記内輪とのうちの少なくとも一方であり、
前記絶縁層が、前記絶縁軌道輪の表面のうちで、軌道を形成していない周面であって使用時に相手部材に嵌合させる嵌合側周面及び軸方向両端面を被覆している、
請求項１に記載した電食防止用転がり軸受。
【請求項３】
前記絶縁軌道輪の軸方向両端面のうちの少なくとも一方の軸方向端面のうちで、径方向に関して軌道を形成した周面側の端部に、軸方向に突出する凸部を全周に亙り形成しており、且つ、この凸部の軸方向先端面を、前記絶縁層により被覆されていない面とすると共に、この絶縁層よりも軸方向外側に突出した位置に存在させている、請求項２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軌道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、従来から各種知られている。
【０００３】
図３は、この様な電食防止用絶縁転がり軸受の従来構造の第１例を示している。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を配置する事で、前記内輪１と前記外輪３との相対的回転を自在としている。これら各転動体５は、環状の保持器６により、円周方向等間隔に配置した状態で、転動自在に保持している。尚、図示の例の場合、前記転がり軸受は、深溝玉軸受である。即ち、前記内輪、外輪両軌道２、４の断面形状を円弧形とすると共に、前記各転動体５を玉としている。
【０００４】
又、絶縁軌道輪である前記外輪３は、外周面の軸方向に離隔した２箇所位置と軸方向両端面とに係止凹溝７ａ、７ｂを、それぞれ全周に亙って形成している。そして、嵌合側周面である前記外輪３の外周面と、この外輪３の軸方向両端面とを、合成樹脂製の絶縁層８により被覆している。この絶縁層８は、軸方向一端面から他端面まで、切れ目なく連続している。この様な絶縁層８は、前記外輪３を射出成形用の金型内にセットした状態で、これら外輪３の外面と金型の内面との間に画成されるキャビティ内に、高絶縁性の合成樹脂を射出成形する事により形成する。この合成樹脂の一部は、前記各係止凹溝７ａ、７ｂ内に進入して固化するので、前記絶縁層８と前記外輪３とが、合成樹脂の粘着力による接着だけでなく、機械的にも強固に結合固定される。
【０００５】
この様な構成を有する電食防止用絶縁転がり軸受の場合、前記外輪３を金属製のハウジングに内嵌支持した状態では、前記絶縁層８が、これら外輪３とハウジングとを絶縁する。この結果、これら外輪３とハウジングとの間に電流が流れなくなり、前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。尚、前記絶縁層８を形成する軌道輪を、図示の様な外輪３に代えて、内輪１とする構造も、従来から各種知られている。
【０００６】
又、電食防止とクリープ防止とを図れる電食防止用絶縁転がり軸受として、特許文献１には、図４に示す様なものが記載されている。この図４に示した従来構造の第２例の場合には、外輪３ａの表面を合成樹脂製の絶縁層８ａにより覆うと共に、この絶縁層８ａの外周面に１対の凹溝９、９を形成している。そして、これら両凹溝９、９内に１対の膨張補正層１０、１０の内径側部分を係合させている。これら両膨張補正層１０、１０は、それぞれ前記絶縁層８ａよりも線膨張係数の大きい材料により造られている。尚、図示の例の場合、転がり軸受は、円筒ころ軸受である。即ち、内輪１ａの外周面に形成した内輪軌道２ａと、前記外輪３ａの内周面に形成した外輪軌道４ａとを、それぞれ円筒面状とすると共に、各転動体５ａを円筒ころとしている。又、これに伴い、保持器６ａの形状も、上述した従来構造の第１例の場合と異ならせている。
【０００７】
この様な構成を有する従来構造の第２例の場合には、前記絶縁層８ａにより電食防止を図れる。これと共に、前記両膨張補正層１０、１０が、前記両凹溝９、９の底面と、前記外輪３ａを内嵌したハウジング等の相手部材の内周面との間で弾性的に押し潰される事で、この外輪３ａのクリープ防止を図れる。又、温度上昇時には、前記絶縁層８ａ及び前記両膨張補正層１０、１０が膨張する（特に、線膨張係数が比較的大きい、これら両膨張補正層１０、１０がより多い割合で膨張する）事により、前記絶縁層８ａ及び前記両膨張補正層１０、１０の外周面と前記相手部材の内周面との当接部の面圧が高まる。この為、より十分なクリープ防止効果を得られる。
【０００８】
ところが、上述した従来構造の第２例の場合には、前記絶縁層８ａの厚さが、前記両凹溝９、９を形成した部分で、他の部分に比べて薄くなっている。この為、前記絶縁層８ａによる絶縁性能が、前記両凹溝９、９を形成した部分で、他の部分に比べて弱くなると言う問題がある。又、前記絶縁層８ａのうちで、前記両凹溝９、９の底面の幅方向両端部に存在する角隅部に応力が集中し易い。この為、前記絶縁層８ａの強度を確保するのが難しくなる可能性がある。更に、破損し易い前記絶縁層８ａの大部分（前記膨張補正層１０、１０の設置箇所から外れた部分）が剥き出しになっている。この為、取り扱いの不注意による落下や、組み込み時のハンマリング作業（前記外輪３ａの軸方向側面を叩いて、この外輪３ａをハウジング等の相手部材の内周面に圧入する作業）や、使用時にこの相手部材を介して作用する衝撃荷重等により、前記絶縁層８ａが破損する可能性がある。そして、この絶縁層８ａが破損した場合には、この絶縁層８ａによる絶縁性能が低下すると言った不都合が生じる。
【０００９】
尚、本発明に関連する他の先行技術文献として、特許文献２がある。この特許文献２に記載された発明は、絶縁軌道輪の表面を被覆する層構造が、絶縁層を含む二層構造になっている点で、次述する本発明と共通する。但し、前記特許文献２に記載された発明の場合には、一方の層が、前記絶縁軌道輪の表面を被覆する金属層であり、他方の層である前記絶縁層が、この金属層の表面を被覆するセラミックスの溶射層である点で、本発明と異なる。前記特許文献２に記載された発明が、この様な構成を採用している理由は、前記絶縁軌道輪を構成する金属が、前記セラミックスに馴染みにくい金属である為、より馴染み易い金属により造られた前記金属層を介在させる事で、前記セラミックスの溶射層の密着性を高める為である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平７−２０８４６２号公報
【特許文献２】特開２００７−１０７７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の電食防止用絶縁転がり軸受は、上述の様な事情に鑑み、絶縁軌道輪のクリープ防止を図れると共に、絶縁層の破損防止を図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】
【００１２】
本発明の電食防止用絶縁転がり軸受は、互いに同心に配置された、それぞれが金属製である１対の軌道輪と、これら両軌道輪の互いに対向する面に形成された１対の軌道同士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る。そして、前記両軌道輪のうちの少なくとも一方である絶縁軌道輪の表面のうちで軌道を形成した面以外の面を、合成樹脂製の絶縁層により被覆している。
特に、本発明の電食防止用絶縁転がり軸受に於いては、前記絶縁層の全体をゴム層により被覆している。
【００１３】
この様な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１対の軌道輪を、内周面に外輪軌道を有する外輪、及び、外周面に内輪軌道を有する内輪とする。そして、前記絶縁軌道輪を、前記外輪と前記内輪とのうちの少なくとも一方とする。又、前記絶縁層により、前記絶縁軌道輪の表面のうちで、軌道を形成していない周面であって使用時に相手部材に嵌合させる嵌合側周面及び軸方向両端面を被覆する。
【００１４】
又、この様な請求項２に記載した発明の構成を採用する場合には、例えば請求項３に記載した発明の構成を採用する事ができる。この請求項３に記載した発明の構成を採用する場合には、前記絶縁軌道輪の軸方向両端面のうちの少なくとも一方の軸方向端面のうちで、径方向に関して軌道を形成した周面側の端部に、軸方向に突出する凸部を全周に亙り形成する。そして、この凸部の軸方向先端面を前記絶縁層よりも軸方向外側に突出した位置に存在させて、この絶縁層により被覆されていない面とする。
【発明の効果】
【００１５】
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の場合、絶縁軌道輪を相手部材の周面に締り嵌めで嵌合させた状態では、合成樹脂製の絶縁層よりも摩擦係数の大きいゴム層の周面が、前記相手部材の周面に当接すると共に、このゴム層が、この相手部材の周面と前記絶縁層の周面との間で弾性的に強く押し潰される。この結果、前記ゴム層の周面と前記相手部材の周面との当接部に於ける摩擦抵抗力が十分に確保される事で、前記絶縁軌道輪のクリープ防止を図れる。又、温度上昇時には、前記絶縁層と前記ゴム層とが膨張する（特に、線膨張係数が比較的大きいゴム層がより多い割合で膨張する）事により、このゴム層の周面と前記相手部材の周面との当接部の面圧が高まる為、より十分なクリープ防止効果を得られる。又、本発明の場合には、前記絶縁層の全体を前記ゴム層により被覆している為、このゴム層が緩衝材として機能する事により、前記絶縁層を、外部から作用する衝撃に対して保護できる。従って、取り扱いの不注意による落下や、組み込み時のハンマリング作業や、使用時に前記相手部材を介して作用する衝撃荷重等により、前記絶縁層が破損する事を防止できる。又、本発明の場合には、前記絶縁層の表面に凹溝を形成する必要がない為、この凹溝部分でこの絶縁層の強度や絶縁性能が低下する事を防止できる。更に、本発明の場合、前記ゴム層を構成するゴムも、絶縁性を有する物質である為、前記絶縁層の厚さを従来構造の場合に比べて多少小さくしても、全体としての絶縁性能を十分に確保できる。
【００１６】
又、請求項３に記載した発明の場合には、絶縁軌道輪を相手部材の周面に圧入する際に行うハンマリング作業を、この絶縁軌道輪に設けた凸部の軸方向先端面を叩く事により行える。この凸部の軸方向先端面には絶縁層が被覆されていない為、前記ハンマリング作業の際に、この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例を示す部分断面図。
【図２】同第２例を示す、外輪の部分断面図。
【図３】従来構造の第１例を示す部分断面図。
【図４】同第２例を示す部分断面図。
【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、絶縁層８ｂの外側にゴム層１１を追加した点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図３に示した従来構造の第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。
【００１９】
本例の場合、前記絶縁層８ｂの表面には、前述した従来構造の第１例の様な凹溝は形成しておらず、この絶縁層８ｂの全体を、前記ゴム層１１により被覆している。即ち、この絶縁層８ｂのうち、外輪３の外周面を被覆した部分の外周面と、この外輪３の軸方向両側面を被覆した部分の外側面とを、それぞれ前記ゴム層１１により被覆している。このゴム層１１は、軸方向一端面から他端面まで、切れ目なく連続している。この様なゴム層１１は、例えば、前記絶縁層８ｂを形成した外輪３を射出成形用の金型内にセットした状態で、これら絶縁層８ｂの外面と金型の内面との間に画成されるキャビティ内に、材料となるゴムを射出成形する事により形成する。或いは、前記ゴム層１１を単体で造った後、このゴム層１１を前記絶縁層８ｂの表面に接着剤により接着する事もできる。
【００２０】
又、本例の場合、前記ゴム層１１を構成するゴムも、絶縁性を有する物質である為、全体として必要となる絶縁性能を確保できる範囲で、前記絶縁層８ｂの厚さを、前述した従来構造の第１例の場合よりも小さくしている。尚、本例の構造を含み、本発明を実施する場合、前記絶縁層８ｂを構成する合成樹脂としては、例えばポリフェニレンサルファイド樹脂の他、従来から電食防止用絶縁転がり軸受の絶縁層材料として使用されている、各種の合成樹脂を採用できる。又、本発明の対象となる転がり軸受の使用温度の上限が１２０℃程度である事を考慮すると、前記ゴム層１１を構成するゴムとしては、例えば、アクリルゴム、フッ素ゴム、シリコンゴム、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム等を採用できる。
【００２１】
上述の様に構成する本例の電食防止用絶縁転がり軸受の場合、前記外輪３をハウジング等の相手部材の内周面に締り嵌めで嵌合させた状態では、合成樹脂製の前記絶縁層８ｂよりも摩擦係数の大きい前記ゴム層１１の外周面が、前記相手部材の内周面に当接すると共に、このゴム層１１が、この相手部材の内周面と前記絶縁層８ｂの外周面との間で弾性的に強く押し潰される。この結果、前記ゴム層１１の外周面と前記相手部材の内周面との当接部に於ける摩擦抵抗力が十分に確保される事で、前記外輪３のクリープ防止を図れる。又、温度上昇時には、前記絶縁層８ｂと前記ゴム層１１とが膨張する（特に、線膨張係数が比較的大きいゴム層１１がより多い割合で膨張する）事により、このゴム層１１の外周面と前記相手部材の内周面との当接部の面圧が高まる為、より十分なクリープ防止効果を得られる。
【００２２】
又、本例の場合には、前記絶縁層８ｂの全体を前記ゴム層１１により被覆している為、このゴム層１１が緩衝材として機能する事により、前記絶縁層８ｂを、外部から作用する衝撃に対して保護できる。従って、取り扱いの不注意による落下や、組み込み時のハンマリング作業や、使用時に前記相手部材を介して作用する衝撃荷重等により、前記絶縁層８ｂが破損する事を防止できる。又、本例の場合には、前記絶縁層８ｂの表面に凹溝を形成していない為、この凹溝部分でこの絶縁層８ｂの強度や絶縁性能が低下する事を防止できる。更に、本例の場合には、前記ゴム層１１の絶縁性能を考慮して、前記絶縁層８ｂの厚さを、前述した従来構造の第１例の場合よりも小さくしている。この為、前記絶縁層８ｂと前記ゴム層１１とを合わせた厚さが、徒に大きくなる事はない。従って、前記相手部材に対する前記外輪３の支持剛性が不足する事を防止できる。
【００２３】
［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、外輪３ｂの軸方向両端面の径方向内端部に、それぞれ軸方向に突出する凸部１２、１２を、全周に亙り形成している。そして、これら両凸部１２、１２の軸方向先端面を絶縁層８ｃよりも軸方向外側に突出させて、それぞれゴム層１１のみにより被覆している。この様に構成する本例の電食防止用絶縁転がり軸受の場合には、前記外輪３ｂをハウジング等の相手部材の内周面に圧入する際に行うハンマリング作業を、前記両凸部１２、１２のうちの何れか一方の軸方向先端面を叩く事により行える。これら両凸部１２、１２の軸方向先端面には前記絶縁層８ｃが被覆されていない為、前記ハンマリング作業の際に、この絶縁層８ｃが破損する（凸部１２に対応する部分以外の部分にまで、亀裂等の損傷が伝播する）事を防止できる。又、前記両凸部１２、１２の軸方向先端面は、前記ゴム層１１により被覆されている為、前記ハンマリング作業の際に前記外輪３ｂに加わる衝撃を緩和して、この外輪３ｂが変形する事を防止できる。尚、前記両凸部１２、１２を形成した、前記外輪３ｂの軸方向両端面の径方向内端部には、ハウジング等の金属製の部材を近接させない為、前記両凸部１２、１２の存在が絶縁不良に結び付く事はない。
その他の部分の構造及び作用は、上述した第１例の場合と同様である為、重複する図示並びに説明は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、図示の様な単列深溝型のラジアル玉軸受に限らず、アンギュラ型、複列等、他の型式のラジアル玉軸受や、円すいころ軸受、円筒ころ軸受、自動調心ころ軸受、スラスト玉軸受或いはスラストころ軸受等、他の型式の転がり軸受で実施する事もできる。スラスト転がり軸受で実施する場合に絶縁層は、絶縁軌道輪の内外両周面と軸方向片面とに形成する。
又、本発明を実施する場合、絶縁層とゴム層との厚さは、それぞれ必要となる性能（絶縁性能、クリープ防止性能、緩衝性能）を確保できる範囲で、使用目的に応じた調整が可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１、１ａ  内輪
２、２ａ  内輪軌道
３、３ａ、３ｂ  外輪
４、４ａ  外輪軌道
５、５ａ  転動体
６、６ａ  保持器
７ａ、７ｂ  係止凹溝
８、８ａ〜８ｃ  絶縁層
９  凹溝
１０  膨張補正層
１１  ゴム層
１２  凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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