特許 6762357 絶縁軸受

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6762357

(24)【登録日】2020年9月10日

(45)【発行日】2020年9月30日

(54)【発明の名称】絶縁軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 19/06 20060101AFI20200917BHJP

   F16C 33/58 20060101ALI20200917BHJP

   F16C 33/64 20060101ALI20200917BHJP

【ＦＩ】

   F16C19/06

   F16C33/58

   F16C33/64

【請求項の数】4

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2018-512054(P2018-512054)

(86)(22)【出願日】2017年4月12日

(86)【国際出願番号】JP2017015034

(87)【国際公開番号】WO2017179634

(87)【国際公開日】20171019

【審査請求日】2020年1月23日

(31)【優先権主張番号】特願2016-79592(P2016-79592)

(32)【優先日】2016年4月12日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000109875

【氏名又は名称】トーカロ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】特許業務法人栄光特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山田 学

(72)【発明者】

【氏名】仲田 直純

(72)【発明者】

【氏名】西口 慎一

(72)【発明者】

【氏名】竹内 純一

(72)【発明者】

【氏名】松浦 正揮

(72)【発明者】

【氏名】岡田 裕司

【審査官】 岡本 健太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−３０８７３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１４５７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平６−４３３５２（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｃ １９／０６

Ｆ１６Ｃ ３３／５８

Ｆ１６Ｃ ３３／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに同心に配置された一対の軌道輪と、一対の前記軌道輪の間に転動自在に配置された転動体とを備え、一対の前記軌道輪の少なくとも一方に絶縁層が形成された絶縁軸受であって、
前記絶縁層が形成された軌道輪は、その両端面に断面円弧状の環状凹溝が形成され、且つ少なくとも当該軌道輪の非軌道面側周面から前記環状凹溝までの表面が前記絶縁層により覆われており、
前記絶縁層が形成された軌道輪の端面は、非軌道面側端面と、軌道面側端面と、前記非軌道面側周面と前記軌道面側端面との間に形成された前記環状凹溝とにより構成され、
前記非軌道面側端面の軸方向幅が前記軌道面側端面の軸方向幅より大きく、且つ前記環状凹溝と前記非軌道面側端面とが傾斜面により接続されていることを特徴とする絶縁軸受。

【請求項2】

前記環状凹溝と前記傾斜面との断面形状は、２つの単一円弧により複合された複合円弧であり、且つ前記単一円弧同士は滑らかに接続していることを特徴とする請求項１に記載の絶縁軸受。

【請求項3】

前記複合円弧は、前記単一円弧同士の接合点において、それぞれの前記単一円弧の接線が共通していることを特徴とする請求項２に記載の絶縁軸受。

【請求項4】

前記絶縁層は、セラミック溶射層であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の絶縁軸受。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、絶縁軸受に関する。

【背景技術】

【0002】

一般産業用電動機等に用いられる軸受は、軸受の内部に高電圧の電気が流れて早期損傷（以下、電食と称する）が生じる虞がある。そこで、内輪又は外輪の少なくとも一方に絶縁層を形成し、電流の流れを遮断することが従来から行われている。

【0003】

図１７に外輪に絶縁層が形成された絶縁軸受の一例を示す。この絶縁軸受４００は、内輪４０３と、外輪４０５と、転動体（玉）４０９とを有し、外輪４０５の外周面４１１と軸方向端面４１３Ａ，４１３Ｂとには、セラミック材料からなる絶縁層４１５が形成される。外輪４０５は、絶縁層４１５を介してハウジング４１７に接することで、外輪４０５とハウジング４１７とが絶縁される。この絶縁層４１５によって、ハウジング４１７側から軸受内部に電流が流れることが防止される。

【0004】

また、特許文献１には、図１８に示すように、上記の絶縁層４１５を有し、外輪の軸方向端面４１３Ａ，４１３Ｂの端縁４１１ａ，４１１ｂを面取り加工した絶縁軸受が提案されている。この絶縁軸受によれば、軸受の軸方向端面４１３Ａ，４１３Ｂに尖鋭端が生じない。そのため、軸方向端面４１３Ａの端縁４１１ａとハウジング４２１との間、及び軸方向端面４１３Ｂの端縁４１１ｂとハウジング４１７との間には、スパークが発生せず、電食が防止される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】日本国特開２００６−３２９３６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１の図１８に示す絶縁層４１５を、図１９に示す方法によって溶射して形成する際、絶縁層４１５は、終端部４１５ａ，４１５ｂにおいて非常に薄くなり、場合によっては絶縁層４１５が殆ど形成されない箇所が生じてしまう。そのため、絶縁層４１５の終端部４１５ａ，４１５ｂにおける機械的強度が低下し、沿面放電が発生したり、被膜自体の破壊電圧が低下したりする虞があった。

【0007】

また、絶縁軸受４００とハウジング４１７との間に高い電位差が生じた場合に、外輪４０５に形成された絶縁層４１５の表面に沿面放電が生じ、外輪４０５における絶縁層４１５が形成されていない部分４１９とハウジング４１７との間に電流が流れることがある。軸受内部に電流が流れると軸受は急速に劣化するため、絶縁軸受４００は、特に高電圧環境下で使用される場合には、著しく寿命が短くなる虞があるという問題点があった。

【0008】

そこで本発明は、上述した従来の絶縁軸受が有する問題点に着目してなされたものであり、絶縁層の終端部においても必要十分な厚さを持たせ、絶縁層の機械的強度の低下を防ぎ、良好な耐電食性を備えるとともに、高電圧がかかる環境下で使用しても沿面放電が起こりにくく、破壊電圧の低下を防止できる絶縁軸受を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は下記構成からなる。
（１） 互いに同心に配置された一対の軌道輪と、一対の前記軌道輪の間に転動自在に配置された転動体とを備え、一対の前記軌道輪の少なくとも一方に絶縁層が形成された絶縁軸受であって、
前記絶縁層が形成された軌道輪は、その両端面に断面円弧状の環状凹溝が形成され、且つ少なくとも当該軌道輪の非軌道面側周面から前記環状凹溝までの表面が前記絶縁層により覆われており、
前記絶縁層が形成された軌道輪の端面は、非軌道面側端面と、軌道面側端面と、前記非軌道面側周面と前記軌道面側端面との間に形成された前記環状凹溝とにより構成され、
前記非軌道面側端面の軸方向幅が前記軌道面側端面の軸方向幅より大きく、且つ前記環状凹溝と前記非軌道面側端面とが傾斜面により接続されていることを特徴とする絶縁軸受。
上記構成の絶縁軸受によれば、環状凹溝と非軌道面側端面とが傾斜面により接続されるため、絶縁層を溶射により形成する場合に、絶縁層を軌道輪の非軌道面側周面から環状凹溝までの範囲で連続的に形成でき、且つ溶射材が環状凹溝内に蓄積しやすくなるので軌道輪の軌道面側周面へ到達しにくくなる。これにより、軌道輪の軌道面側周面に被膜が形成されることを回避でき、絶縁層を必要十分な厚さに形成できる。更に、当該軌道輪の非軌道面側端面の軸方向幅を前記軌道面側端面の軸方向幅より大きくすることで、ハウジングが当該軌道輪の端面にも嵌め合わされる場合において、沿面放電を抑制することができる。よって、沿面放電による破壊電圧の低下を防止でき、高い電食防止効果が得られる。
（２） 前記環状凹溝と前記傾斜面との断面形状は、２つの単一円弧により複合された複合円弧であり、且つ前記単一円弧同士は滑らかに接続していることを特徴とする（１）の絶縁軸受。
上記構成の絶縁軸受によれば、絶縁層を溶射により形成する場合に、環状凹溝と傾斜面に滑らかに連続する絶縁層を確実に形成できる。
（３） 前記複合円弧は、前記単一円弧同士の接合点において、それぞれの前記単一円弧の接線が共通していることを特徴とする（２）の絶縁軸受。
上記構成の絶縁軸受によれば、環状凹溝と傾斜面との断面形状がより滑らかに接続された複合円弧となる。
（４） 前記絶縁層は、セラミック溶射層であることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれか一つの絶縁軸受。
上記構成の絶縁軸受によれば、比較的電気抵抗値が大きく、膜厚が薄くても優れた絶縁性を得ることができる。また、割れ、欠け等の損傷が発生しにくくなる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、軌道輪の非軌道面側周面から、軌道輪両端面に形成された環状凹溝までの範囲に、絶縁層を連続的に形成でき、絶縁層の終端部においても必要十分な絶縁層の厚さを持たせることができるため、絶縁層の機械的強度の低下を防止できる。また、沿面放電による破壊電圧の低下を防止でき、高い電食防止効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１実施例の絶縁軸受における軸方向断面の一部を示す一部断面図である。

【図2】図１に示す外輪の拡大断面図である。

【図3】外輪の軸方向端面に絶縁層を形成する様子を模式的に示す説明図である。

【図4】第１実施例の絶縁軸受の変形例１を示す一部断面図である。

【図5】図４に示す内輪の拡大断面図である。

【図6】第１実施例の絶縁軸受の変形例２を示す一部断面図である。

【図7】第２実施例の絶縁軸受における軸方向断面の一部を示す一部断面図である。

【図8】図７に示す外輪の一部拡大断面図である。

【図9】第２実施例の絶縁軸受の変形例１を示す一部断面図である。

【図10】第２実施例の絶縁軸受の変形例２を示す一部断面図である。

【図11】第３実施例の絶縁軸受における軸方向断面の一部を示す一部断面図である。

【図12】図１１に示す外輪の一部拡大断面図である。

【図13】外輪環状凹溝が軸方向端面に形成された外輪に、絶縁層を溶着した状態を示す本発明品の写真模式図である。

【図14】外輪環状凹溝がないが、段差がある端面を有する外輪に、絶縁層を溶着した状態を示す参考例の概略断面図である。

【図15】試験に用いた一方の軸受の縦断面を拡大した顕微鏡写真である。

【図16A】試験に用いた他方の軸受の図１５に対応する箇所を示す顕微鏡写真である。

【図16B】図１６Ａの絶縁破壊が生じた場所を正面から見た顕微鏡写真である。

【図17】従来の絶縁軸受の断面図である。

【図18】従来の絶縁軸受の断面図である。

【図19】絶縁軸受の絶縁層の製膜工程を模式的に示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。ここで説明する絶縁軸受は、一般産業用電動機、鉄道車両トラクション用電動機、風車用増速機等に搭載される軸受のように、軸受内部に電流が流れる可能性のある環境に好適に適用可能である。
＜第１実施例＞
図１は第１実施例の絶縁軸受１００における軸方向断面の一部を示す一部断面図である。
絶縁軸受１００は、互いに同心に配置された一対の軌道輪である内輪１１及び外輪１３と、転動体（玉）１５と、保持器１７とを有する。転動体１５は、保持器１７のポケットに収容され、軌道輪の間、すなわち、内輪１１の内輪軌道面１９と外輪１３の外輪軌道面２１との間に転動自在に配置される。

【0013】

外輪１３は、詳細を後述する絶縁層２７が形成される。外輪１３は、この絶縁層２７を介してハウジング（又は軸）２９に固定される。これら内輪１１，外輪１３，転動体１５は、鋼材等の金属製の導電体材料からなる。

【0014】

図２は図１に示す外輪１３の拡大断面図である。
外輪１３の両端面である一対の軸方向端面２５Ａ，２５Ｂは、外輪外周面（非軌道面側周面）２３に接続された外輪外周側端面（非軌道面側端面）３１と、外輪内周面３３に接続された外輪内周側端面（軌道面側端面）３５と、外輪外周側端面３１と外輪内周側端面３５との間に円周方向全周にわたって形成された断面円弧状の外輪環状凹溝３７とにより構成される。

【0015】

一対の外輪内周側端面３５の軸方向幅Ｂ２は、一対の外輪外周側端面３１の軸方向幅Ｂ１より狭い。また、一対の外輪環状凹溝３７における溝底部同士の軸方向幅Ｂ３は、一対の外輪内周側端面３５の軸方向幅Ｂ２よりも狭い。つまり、外輪環状凹溝３７は、外輪内周側端面３５よりも軸方向内側に凹んで形成される。外輪内周側端面３５は軸方向に対して傾斜していてもよく、その場合には、一対の外輪内周側端面３５の軸方向幅Ｂ２より、一対の外輪環状凹溝３７の軸方向幅Ｂ３が狭くなるようにする。これにより、絶縁層２７を形成するための溶射材が、外輪環状凹溝３７内に蓄積されやすくなり、絶縁層２７が十分な厚さで形成されやすくなると同時に、溶射材が外輪内周面３３にまで流れ込まない。

【0016】

絶縁層２７は、外輪外周面２３の全周と、軸方向端面２５Ａ，２５Ｂのうち、一対の外輪外周側端面３１と一対の外輪環状凹溝３７とに、十分な厚さｔを有して形成される。本実施形態では、この絶縁層２７は、セラミック溶射層である。セラミックは、絶縁効果が高いため、膜厚が薄くても優れた絶縁性を有する。また、割れ、欠け等の損傷が発生しにくい特性を有する。この絶縁層２７は、好ましくは、セラミックを溶射材として溶射により形成される被膜とされるが、同等の機能を有する層であれば、他の材料で形成されていてもよい。

【0017】

絶縁層２７を形成する溶射方法としては、例えば、プラズマをエネルギ源として、絶縁層２７となるセラミック材料を溶融状態に加熱し、高速で環状部材に吹き付けるプラズマ溶射方法が利用できる。この溶射方法の他にも、アーク溶射、フレーム溶射、レーザ溶射等、種々の方式を採用して絶縁層２７を形成することができる。一例として、図１９に示すように、日本国特開２００６−７７９４４に記載された溶射方法により絶縁層２７（図１９における絶縁層４１５）を形成することが挙げられる。

【0018】

本構成の絶縁軸受１００の絶縁層２７は、最も薄い所でも１０μｍ以上の厚さを有する。外輪外周面２３における絶縁層２７の厚さ（好ましくは、５０〜２５０μｍ）を設計基準値とすると、外輪環状凹溝３７における絶縁層の厚さは、最も薄い所でも設計基準値の２０％以上（すなわち、１０μｍ以上）の厚さを有する。

【0019】

なお、絶縁層２７の厚さｔは、絶縁層２７を含む外輪１３の幅Ｂが、内輪１１の幅に等しくなるように設定される。

【0020】

図３に示すように、軸方向端面２５Ａ（２５Ｂも同様）に外輪環状凹溝３７が存在すると、溶射の際に、ノズルから噴射された溶射材の溶滴が外輪環状凹溝３７の溝内で溜まりやすくなる。つまり、外輪環状凹溝３７の外輪内周面３３側の溝壁面３７ａ、及び外輪外周面２３側の溝壁面３７ｂ（傾斜面）を含む溝内部の全体に溶射材の溶滴が付着して、絶縁層２７が溝壁面３７ａ，３７ｂと、外輪環状凹溝３７とにおいて連続的に形成される。その場合、溶射材の溶滴は、外輪環状凹溝３７内に溜まりやすくなるため、外輪内周面３３へ到達しにくくなる。これにより、外輪内周面３３に被膜が形成されることを回避できる。また、外輪内周面３３に絶縁層が形成されないので、外輪内周面３３から絶縁層を除去する作業が不要となる。外輪内周面３３に被膜があると、軸受の回転中に保持器外径の接触や潤滑材の摺動抵抗により被膜が欠落する可能性があり、欠落した被膜が軸受の軌道面に侵入した場合に、軸受に損傷をもたらす事になる。

【0021】

更に、溝壁面３７ｂは、なだらかな傾斜面とすることが好ましい。その理由は、溝壁面３７ｂが急勾配な傾斜面になると、溶射の際に溶射材の溶滴が傾斜面に留まらず、溝壁面３７ｂにおける絶縁層２７が薄くなってしまう可能性があるからである。より好ましくは、外輪環状凹溝３７と溝壁面３７ｂは２つの単一円弧Ｒ１，Ｒ２により複合された複合円弧の形状とする。外輪環状凹溝３７と溝壁面３７ｂとの断面形状における、２つの単一円弧Ｒ１，Ｒ２同士の接合点Ｓにおいては、それぞれの単一円弧Ｒ１，Ｒ２の接線ＴＬが共通している。また、単一円弧Ｒ１，Ｒ２同士の接合点Ｓは、外輪内周面３３の側面である外輪内周側端面３５よりも軸受の軸方向内側に設けることが好ましい。

【0022】

上記のように複合円弧位置を設定すると、溝壁面３７ｂが滑らかになり、溝壁面３７ｂにおける絶縁層２７が薄くなる事を防止でき、適切な被膜厚さを確保できる。また、外輪内周面３３の絶縁層を除去する作業も不要となる。

【0023】

以上より、本構成の絶縁軸受１００によれば、絶縁層２７が、外輪外周面２３から軸方向端面２５Ａ，２５Ｂの外輪環状凹溝３７までの範囲で、必要十分な厚さに形成されて必要な絶縁抵抗が得られる。これにより、絶縁層２７の沿面放電を防止できるだけでなく、被膜破壊による破壊電圧の低下を防止できる。

【0024】

更に、図２に示す一対の外輪内周側端面３５の軸方向幅Ｂ２を、一対の外輪外周側端面３１の軸方向幅Ｂ１より狭くすることで、ハウジング（又は軸）２９（図１参照）と、絶縁層２７の被膜端部との距離が長くなり、沿面放電による破壊電圧を更に大きくすることができる。

【0025】

＜第１実施例の変形例＞
次に、上記の第１実施例の絶縁軸受の変形例を説明する。なお、以下の説明においては、同一の部材、同一の部位に対しては、同一の符号を付与することで、その説明を省略又は簡略化する。

【0026】

（変形例１）
図４は第１実施例の絶縁軸受の変形例１を示す一部断面図である。本変形例の絶縁軸受１１０は、内輪４１と、外輪４３と、転動体（玉）１５と、保持器１７とを有する。内輪４１には、後述のような絶縁層４９が形成される。内輪４１は、この絶縁層４９を介してハウジング（又は軸）２９に固定される。

【0027】

図５は図４に示す内輪４１の拡大断面図である。
内輪４１の一対の軸方向端面４５Ａ，４５Ｂは、内輪内周面（非軌道面側周面）４７に接続された内輪内周側端面（非軌道面側端面）５１と、内輪外周面５３に接続された内輪外周側端面（軌道面側端面）５５と、内輪内周側端面５１と内輪外周側端面５５との間に、円周方向全周にわたって形成された内輪環状凹溝５７と、をそれぞれ有する。

【0028】

つまり、本変形例１の絶縁軸受１１０は、前述の外輪に絶縁層が形成される構成に代えて、内輪４１の内輪内周面４７、内輪内周側端面５１，５１、及び内輪環状凹溝５７に絶縁層４９が形成され、外輪４３には絶縁層が形成されない構成となっている。本変形例１の絶縁軸受１１０の溶射工程においては、内輪内周面４７と、内輪内周側端面５１，５１と、内輪環状凹溝５７とに向けて絶縁材料を溶射して絶縁層４９を形成する。

【0029】

この場合も、一対の内輪外周側端面５５の軸方向幅Ｂ２は、一対の内輪内周側端面５１の軸方向幅Ｂ１より狭い。また、一対の内輪環状凹溝５７の溝底部の軸方向幅Ｂ３は、一対の内輪外周側端面５５の軸方向幅（軸方向最小幅）Ｂ２よりも狭い。つまり、内輪環状凹溝５７は、内輪外周側端面５５よりも軸方向内側に凹んで形成される。

【0030】

本変形例１の絶縁軸受１１０によれば、絶縁層４９が、内輪内周面４７から軸方向端面４５Ａ，４５Ｂの内輪環状凹溝５７までの範囲で、必要十分な厚さに形成される。これにより、絶縁層４９の機械的強度の低下と、沿面放電による破壊電圧の低下とを防止できる。

【0031】

また、図５に示す一対の内輪外周側端面５５の軸方向幅Ｂ２を、一対の内輪内周側端面５１の軸方向幅Ｂ１より狭くすることで、ハウジング（又は軸）２９（図４参照）と、絶縁層４９の被膜端部との距離が長くなり、沿面放電による破壊電圧を更に大きくすることができる。

【0032】

以上のように、内輪１１，４１と外輪１３，４３の少なくとも一方に絶縁層が形成されることで、電食の発生を防止できる。

【0033】

（変形例２）
図６は第１実施例の絶縁軸受の変形例２を示す一部断面図である。
本変形例の絶縁軸受１２０は、前述した変形例１の内輪４１と、前述した第１実施例の外輪１３と、転動体（玉）１５と、保持器１７とを有する。

【0034】

内輪４１には内輪環状凹溝５７が形成され、外輪１３には外輪環状凹溝３７が形成される。そして、内輪４１には、内輪内周面４７と、一対の軸方向端面４５Ａ，４５Ｂの内輪内周面４７に接続される側の一部（図５に示す内輪内周側端面５１及び内輪環状凹溝５７）とに、周方向全周にわたって絶縁層４９が形成される。また、外輪１３には、外輪外周面２３と、一対の軸方向端面２５Ａ，２５Ｂの外輪外周面２３に接続される側の一部（図２に示す外輪外周側端面３１及び外輪環状凹溝３７）とに、周方向全周にわたって絶縁層２７が形成される。

【0035】

内輪４１は、絶縁層４９を介して図示しないハウジング（又は軸）に固定され、外輪１３は、絶縁層２７を介して図示しない軸（又はハウジング）に固定される。

【0036】

上記構成の絶縁軸受１２０によれば、絶縁軸受１２０が、内輪４１と外輪１３の双方に形成された絶縁層４９，２７を介してハウジングや軸に支持される。このため、絶縁軸受１２０の絶縁性能が高められ、電食の発生や沿面放電による破壊電圧の低下を、より確実に防止できる。

【0037】

＜第２実施例＞
図７は第２実施例の絶縁軸受２００における軸方向断面の一部を示す一部断面図、図８は図７に示す外輪１３の一部拡大断面図である。
本構成の絶縁軸受２００は、外輪１３の絶縁層２７が図８に示す軸方向端面２５Ａ（２５Ｂも同様）の外輪内周側端面３５にも形成されたこと以外は、前述した第１実施例の絶縁軸受１００と同様の構成である。

【0038】

上記構成の絶縁軸受２００によれば、絶縁層２７が外輪外周面２３を含む軸方向端面２５Ａ，２５Ｂの全面を覆って形成されるため、第１実施例と比べて絶縁層２７の終端部からハウジングや軸までの沿面距離が長くなる。これにより、沿面放電が起こりにくくなり、前述した第１実施例の絶縁軸受１００と比較して、沿面放電の防止効果が一層高められる。

【0039】

（変形例１）
図９は第２実施例の絶縁軸受の変形例１を示す一部断面図である。本変形例の絶縁軸受２１０は、内輪４１の絶縁層４９が軸方向端面４５Ａ，４５Ｂの内輪外周側端面５５にも形成されたこと以外は、前述した第１実施例の変形例１の絶縁軸受１１０と同様の構成である。つまり、絶縁層４９が、内輪外周側端面５５を含む軸方向端面４５Ａ，４５Ｂの全面に形成される。

【0040】

上記構成の絶縁軸受２１０によっても、第１実施例と比べて、絶縁層４９の終端部からハウジングや軸までの沿面距離が長くなり、沿面放電の防止効果が高められる。

【0041】

（変形例２）
図１０は第２実施例の絶縁軸受の変形例２を示す一部断面図である。本変形例の絶縁軸受２２０は、内輪４１の絶縁層４９が軸方向端面４５Ａ，４５Ｂの内輪外周側端面５５にも形成され、外輪１３の絶縁層２７が軸方向端面２５Ａ，２５Ｂの外輪内周側端面３５にも形成されたこと以外は、前述した第１実施例の変形例２の絶縁軸受１２０と同様の構成である。

【0042】

上記構成の絶縁軸受２２０によれば、絶縁層２７，４９の終端部からハウジングや軸までの沿面距離が長くなり、しかも、絶縁軸受２２０が、内輪４１の絶縁層４９と、外輪１３の絶縁層２７とを介してハウジングや軸に支持される。このため、絶縁軸受２２０の絶縁性能が一層高められ、電食の発生や沿面放電よる破壊電圧の低下を、より確実に防止できる。

【0043】

＜第３実施例＞
図１１は第３実施例の絶縁軸受３００における軸方向断面の一部を示す一部断面図、図１２は図１１に示す外輪１３の一部拡大断面図である。
本構成の絶縁軸受３００は、外輪１３の軸方向端面２５Ａ，２５Ｂの一対の外輪内周側端面６１が、図１２に示すように、一対の外輪外周側端面３１の軸方向幅Ｂ１と同じ軸方向幅Ｂ２を有する。また、一対の外輪環状凹溝３７の溝底部の軸方向幅Ｂ３は、一対の外輪内周側端面６１の軸方向幅Ｂ２よりも狭い。つまり、外輪環状凹溝３７は、外輪内周側端面６１よりも軸方向内側に凹んで形成される。その他の構成は、前述した図１に示す第１実施例の絶縁軸受１００と同様である。

【0044】

上記構成の絶縁軸受３００によれば、外輪内周側端面６１の軸方向幅Ｂ２が外輪外周側端面３１の軸方向幅Ｂ１と等しいため、外輪１３の軸方向端面２５Ａ，２５Ｂの段差が小さくなり、絶縁層２７が剥がれにくくなる。また、絶縁層２７が外輪１３の少なくとも外輪外周面２３、外輪外周側端面３１、及び外輪環状凹溝３７を覆って形成されるため、外輪外周面２３の外側に存在する図示しないハウジングや軸に対し、沿面放電による破壊電圧の低下を防止できる。

【実施例】

【0045】

次に、外輪環状凹溝が軸方向端面に形成された上述の第１実施例の外輪に、絶縁層を溶射して形成した結果と、比較のため、外輪環状凹溝のない外輪に、絶縁層を溶射して形成した結果について説明する。ここでは、上記２種類の外輪のサンプルをマイクロスコープで拡大観察した。

【0046】

図１３は外輪環状凹溝が軸方向端面に形成された外輪に、絶縁層を溶着した本発明品を実際に撮影した写真を示す模式図である。外輪１３の表面には、下記Ｌ１〜Ｌ６で示す十分な厚さの絶縁層２７が形成されている。特に外輪環状凹溝３７に形成される絶縁層２７の厚さＬ１は、径方向に略平坦な外輪外周側端面３１に形成される絶縁層２７の厚さＬ６よりも厚く、最小の厚さＬ３でも２４０μｍ以上の厚さを有している。

【0047】

Ｌ１＝５９９．２９μｍ
Ｌ２＝２５６．３８μｍ
Ｌ３＝２４６．７３μｍ
Ｌ４＝３６９．５０μｍ
Ｌ５＝４７９．０７μｍ
Ｌ６＝４０７．７２μｍ

【0048】

図１４は外輪環状凹溝がないが、段差がある端面を有する外輪に絶縁層を溶着した参考例の概略断面図である。この場合の外輪１３の表面には、絶縁層２７が十分に施されていない。各部Ｐ１〜Ｐ４の状態は下記の通りである。また、絶縁層２７の厚さは、外輪外周側端面３１に比べ、図中左側の内径側の膜厚が薄くなっている。軸受外輪両端面（概ねＰ１〜Ｐ３の領域）における絶縁層の厚さは概ね５μｍ以下であり、最も薄い所では０μｍに近い極薄い被膜しか形成されなかった。

【0049】

Ｐ１：極薄い皮膜
Ｐ２：被膜が見られない
Ｐ３：薄い皮膜
Ｐ４：被膜形成あり

【0050】

図１３と図１４に示す外輪のサンプルに対して、電圧破壊試験を行った。その結果、図１４に示す外輪のサンプルは、図１３に示す外輪のサンプルの７０％程度で、沿面放電により放電を起こし、絶縁層の機能を十分に発揮していないことが分かった。

【0051】

次に、絶縁層の被膜の薄い箇所が、被膜の厚い箇所より被膜が破壊しやすく、絶縁性能が低くなることを試験により検証した。
＜試験方法＞
・形状とサイズが同じで、且つ同じ溶射条件で被膜された２つの軸受を用意する。
・一方の軸受を縦断して、軸受に絶縁層が被膜された状態を観察し、被膜が最も薄い場所を特定する。
・他方の軸受をハウジングに入れ、直流電圧を印加する。そして、被膜の破壊が始まるまで印加電圧を徐々に増加させる。被膜の破壊により絶縁破壊した部位及び絶縁破壊した電圧値を確認する。

【0052】

＜試験結果＞
印加電圧を、ＤＣ１．５４ｋＶまで増加させると、他方の軸受がハウジングからの放電により破壊したことを確認した。
この破壊した部位の被膜状態を、一方の軸受を利用して検証した。その結果、破壊した部位は、被膜が最も薄い部位であることが分かった。
破壊部以外の部位（被膜の比較的厚い箇所）においては、印加電圧がＤＣ１．５４ｋＶにおいても被膜の破損は確認されなかった。

【0053】

このときの一方の軸受の縦断面を拡大した顕微鏡写真を図１５、他方の軸受の対応する箇所を示す顕微鏡写真を図１６Ａに示す。

【0054】

図１５、図１６Ａにおいては、溶射方向に垂直な方向を１８０°として示している。図１５に示すように、１８０°の傾斜面の膜厚を１００％とすると、溝壁面の１４０°の傾斜面では７８％、１２０°の傾斜面では５０％、１０５°の傾斜面では３３％の膜厚となっていた。
図１６Ａ，図１６Ｂに示すように、絶縁破壊が生じた場所Ｐａは、最も膜厚の薄い１０５°の傾斜面であった。

【0055】

よって、傾斜角度の小さい（なだらかな）傾斜面の膜厚は厚くなり、絶縁性が良好となる。一方、傾斜角度の大きい（急勾配な）傾斜面の膜厚は薄くなり、絶縁破壊強度が低下することが検証できた。

【0056】

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

【0057】

例えば、上述した各構成の絶縁軸受は、深溝玉軸受として説明しているが、これに限らず、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受、アンギュラ玉軸受等の種々の軸受に広く適用することができる。

【0058】

本出願は２０１６年４月１２日出願の日本国特許出願（特願２０１６−７９５９２）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

【符号の説明】

【0059】

１１，４１ 内輪（軌道輪）
１３，４３ 外輪（軌道輪）
２３ 外輪外周面（非軌道面側周面）
２５Ａ，２５Ｂ，４５Ａ，４５Ｂ 軸方向端面
２７，４９ 絶縁層
２９ ハウジング
３１ 外輪外周側端面（非軌道面側端面）
３３ 外輪内周面（軌道面側周面）
３５ 外輪内周側端面（軌道面側端面）
３７ 外輪環状凹溝（環状凹溝）
４７ 内輪内周面（非軌道面側周面）
５１ 内輪内周側端面（非軌道面側端面）
５３ 内輪外周面（軌道面側周面）
５５ 内輪外周側端面（軌道面側端面）
５７ 内輪環状凹溝（環状凹溝）
６１ 外輪内周側端面（軌道面側端面）
１００，１１０，１２０，２００，２１０，２２０，３００ 絶縁軸受
Ｒ１，Ｒ２ 単一円弧

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16A】

【図16B】

【図17】

【図18】

【図19】