特開 2022-186174 転がり軸受

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022186174

(43)【公開日】2022-12-15

(54)【発明の名称】転がり軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 19/06 20060101AFI20221208BHJP

   F16C 41/00 20060101ALI20221208BHJP

【ＦＩ】

F16C19/06

F16C41/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021094261

(22)【出願日】2021-06-04

(71)【出願人】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】110000280

【氏名又は名称】弁理士法人サンクレスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伊勢田 顕市

【テーマコード（参考）】

3J217

3J701

【Ｆターム（参考）】

3J217JA02

3J217JC07

3J701AA03

3J701AA42

3J701AA52

3J701AA62

3J701BA77

3J701EA72

3J701FA11

3J701GA01

3J701GA11

(57)【要約】

【課題】保持部材に対する摺接部材の位置決めを簡単な構造で実現することができる転がり軸受を提供する。
【解決手段】外輪２１と、内輪２２と、外輪２１及び内輪２２の径方向の間に配設された複数の転動体２３と、外輪２１及び内輪２２の軸方向の端部に設けられ、外輪２１と内輪２２との間の電路を形成する導電部材２５と、を備え、導電部材２５は、外輪２１に固定される保持部材３１と、保持部材３１に保持され、内輪２２に摺接する摺接部材３６と、を有し、保持部材３１は、軸方向に突出する係止部３４を有し、摺接部材３６は、保持部材３１の径方向の内端部を嵌合させる嵌合溝３７を外周面に有し、かつ、係止部３４を係止させる孔又は凹部からなる被係止部３８を有している。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外輪と、内輪と、前記外輪及び前記内輪の径方向の間に配設された複数の転動体と、前記外輪及び前記内輪の軸方向の端部に設けられ、前記外輪と前記内輪との間の電路を形成する導電部材と、を備え、
前記導電部材は、
前記外輪に固定される保持部材と、
前記保持部材に保持され、前記内輪に摺接する摺接部材と、を有し、
前記保持部材は、軸方向に突出する係止部を有し、
前記摺接部材は、前記保持部材の径方向の内端部を嵌合させる嵌合溝を外周面に有し、かつ、前記係止部を挿入させる孔又は凹部からなる被係止部を有している、転がり軸受。

【請求項2】

前記摺接部材が、導電性繊維を含む材料で形成される、請求項１に記載の転がり軸受。

【請求項3】

前記係止部が前記保持部材の径方向の内端部に形成され、前記被係止部が、前記嵌合溝の溝内に連通している、請求項１又は２に記載の転がり軸受。

【請求項4】

前記保持部材に、軸方向に貫通する潤滑油の流路が形成されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の転がり軸受。

【請求項5】

前記摺接部材が、前記保持部材に接着剤で接着されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の転がり軸受。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電食防止機能を有する転がり軸受に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、インバータ制御されるモータの回転軸を支持する軸受として、電食防止機能を有する転がり軸受が記載されている。この転がり軸受は、外輪と、内輪と、外輪及び内輪の間に配置された複数の玉と、外輪と内輪との間を軸方向両側から塞ぐ密閉板とを備えている。密閉板は、外輪に固定されホルダと、ホルダによって保持され内輪の外周部に摺接する摺接部材とを有する。摺接部材は、導電性繊維を含む織物等により構成され、ホルダは、摺接部材を軸方向の両側から挟み込む２枚の金属板により構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－１０６９７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載された密封板のホルダは、摺接部材を保持するために２枚の金属板を必要としているので、部品点数が多くなりコスト高の原因となる。また、ホルダは、２枚の金属板で摺接部材を挟んでいるだけであるので、摺接部材の周方向及び径方向の位置決めが不十分であり、内輪との接触が不安定になる恐れがある。

【0005】

本開示は、導電性を有する摺接部材の保持部材に対する位置決めを簡単な構造で実現し得る転がり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】

【0006】

本開示の転がり軸受は、
外輪と、内輪と、前記外輪及び前記内輪の径方向の間に配設された複数の転動体と、前記外輪及び前記内輪の軸方向の端部に設けられ、前記外輪と前記内輪との間の電路を形成する導電部材と、を備え、
前記導電部材は、
前記外輪に固定される保持部材と、
前記保持部材に保持され、前記内輪に摺接する摺接部材と、を有し、
前記保持部材は、軸方向に突出する係止部を有し、
前記摺接部材は、前記保持部材の径方向の内端部を嵌合させる嵌合溝を外周面に有し、かつ、前記係止部を挿入させる孔又は凹部からなる被係止部を有している。

【発明の効果】

【0007】

本開示の転がり軸受によれば、保持部材に対する摺接部材の位置決めを簡単な構造で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の第１の実施形態における転がり軸受の一部の断面図である。

【図2】転がり軸受の側面図である。

【図3】導電部材を拡大して示す断面図である。

【図4】本発明の第２の実施形態に係る転がり軸受を示す側面図である。

【図5】本発明の第３の実施形態に係る転がり軸受の導電部材を拡大して示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

＜本開示の実施形態の概要＞
以下、本開示の実施形態の概要を列記して説明する。
（１）本開示の実施形態における転がり軸受は、
外輪と、内輪と、前記外輪及び前記内輪の径方向の間に配設された複数の転動体と、前記外輪及び前記内輪の軸方向の端部に設けられ、前記外輪と前記内輪との間の電路を形成する導電部材と、を備え、
前記導電部材は、
前記外輪に固定される保持部材と、
前記保持部材に保持され、前記内輪に摺接する摺接部材と、を有し、
前記保持部材は、軸方向に突出する係止部を有し、
前記摺接部材は、前記保持部材の径方向の内端部を嵌合させる嵌合溝を外周面に有し、かつ、前記係止部を挿入させる孔又は凹部からなる被係止部を有している。

【0010】

上記構成によれば、導電部材の摺接部材には、保持部材の径方向内端部を嵌合させる嵌合溝と、保持部材の係止部を係止させる被係止部とが形成されているので、保持部材に対する摺接部材の軸方向、径方向、及び周方向の位置決めを好適に行うことができる。

【0011】

（２）本実施形態の転がり軸受では、前記摺接部材が、導電性繊維を含む材料で形成される。
このような構成によって、内輪に摺接する摺接部材によって電路を形成することができる。

【0012】

（３）本実施形態の転がり軸受では、前記係止部が前記保持部材の径方向の内端部に形成され、前記被係止部が、前記嵌合溝の溝内に連通している。
このような構成によって、摺接部材の嵌合溝と保持部材との嵌合部分と、摺接部材の被係止部と保持部材の係止部との係止部分とを近接させることができ、前記嵌合部分と前記係止部分との一方が外れるのを他方によって阻止することができる。

【0013】

（４）本実施形態の転がり軸受では、前記保持部材に、軸方向に貫通する潤滑油の流路が形成されている。
このような構成によって、転がり軸受をオイル潤滑する場合に、導電部材が潤滑油の流れを妨げるのを抑制することができる。

【0014】

（５） 本実施形態の転がり軸受では、前記摺接部材が、前記保持部材に接着剤で接着されている。
このような構成によって、保持部材に摺接部材をより強固に位置決めし固定することができる。

【0015】

＜本開示の実施形態の詳細＞
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態における転がり軸受の一部の断面図である。図２は、転がり軸受の側面図である。図２は、転がり軸受の側面図である。なお、以下の説明において、「径方向」及び「軸方向」とは、それぞれ転がり軸受の径方向及び軸方向を言うものとする。

【0016】

転がり軸受１０は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載されたモータの回転軸Ｓを支持するために用いられる。転がり軸受１０は、外輪２１と、内輪２２と、転動体２３と、導電部材２５とを有する。本実施形態の転がり軸受１０は、深溝玉軸受である。また、本実施形態の転がり軸受１０は、外輪２１がハウジングＨに固定され、内輪２２が回転軸Ｓに固定される。

【0017】

外輪２１は、円環状に形成されている。外輪２１の内周面には、転動体２３を転動させる軌道２１ａが形成されている。軌道２１ａの軸方向両側には肩２１ｂが形成されている。肩２１ｂは、小径部２１ｂ１と、大径部２１ｂ２と、段差部２１ｂ３とを有する。小径部２１ｂ１は、転動体２３に近い側に位置する。大径部２１ｂ２は、小径部２１ｂ１よりも転動体２３から離れた側に位置する。小径部２１ｂ１の内径は、大径部２１ｂ２の内径よりも小さい。段差部２１ｂ３は、小径部２１ｂ１と大径部２１ｂ２との境界に配置され、転がり軸受１０の径方向に平行な面である。軸方向一方側（図１における左側）の肩２１ｂの大径部２１ｂ２には、導電部材２５が装着されている。

【0018】

内輪２２は、円環状に形成されている。内輪２２は、外輪２１の径方向内側に配置されている。内輪２２の外周面には、軌道２２ａが形成されている。軌道２２ａの軸方向両側には、肩２２ｂが形成されている。肩２２ｂの内周面は、一定の内径を有する円筒面である。内輪２２の肩２２ｂは、外輪２１の肩２１ｂの径方向内側に対向して配置されている。

【0019】

転動体２３は、周方向に間隔をあけて複数設けられている。複数の転動体２３は、外輪２１の軌道２１ａと内輪２２の軌道２２ａとの間に配置され、各軌道２１ａ，２２ａ上を転動する。本実施形態の転動体２３は玉である。複数の転動体２３は、図示しない保持器によって周方向の間隔が保持される。

【0020】

導電部材２５は、モータのインバータ回路からの高周波の電流が外輪２１、転動体２３、及び内輪２２を通過して流れることに起因する軌道２１ａ，２２ａの電食を防止するために、転動体２３を通過しない電流の経路（電路）を形成するものである。

【0021】

図３は、導電部材を拡大して示す断面図である。
導電部材２５は、円環状に形成されている。保持部材３１と、摺接部材３６とを有する。保持部材３１は、円環状に形成されている。保持部材３１は、外輪２１の軸方向一端に設けられた肩２１ｂ（大径部２１ｂ２）に装着されている。保持部材３１は、導体により形成されている。具体的に、保持部材３１は、例えばスチールやステンレス等の金属製の板材により形成されている。

【0022】

保持部材３１は、円筒部３２と、円筒部３２の軸方向一端部から径方向内方へ延びる円板部３３とを有している。円筒部３２は、外輪２１の肩２１ｂの大径部２１ｂ２に嵌合され、外輪２１に固定されている。保持部材３１は、外輪２１の段差部２１ｂ３に当接している。これにより、保持部材３１に対する摺接部材３６の軸方向の位置決めがなされている。

【0023】

保持部材３１の円板部３３の径方向内端部には、係止部３４が形成されている。この係止部３４は、円板部３３から軸方向に突出する突起である。具体的に、係止部３４は、円板部３３から転動体２３とは反対側へ軸方向に突出している。ただし、係止部３４は、円板部３３から転動体２３側へ突出してもよい。また、係止部３４は、円板部３３から軸方向の両側に突出していてもよい。

【0024】

本実施形態の保持部材３１は、平坦な板材のプレス加工（打ち抜き、曲げ等）によって円筒部３２、円板部３３、及び係止部３４が形成されている。この加工により、係止部３４は円筒形状に形成され、軸方向の両端が開口している。ただし、係止部３４は、軸方向の先端側が閉じた形状であってもよい。

【0025】

保持部材３１の円板部３３には、流路３５が形成されている。この流路３５は、図２に示すように周方向に間隔をあけて複数形成されている。流路３５の径方向外側の縁部３５ａは、図３に示すように、肩２１ｂの小径部２１ｂ１の内周面と面一に配置されている。流路３５は、図１に示すように、転がり軸受１０をオイル潤滑する場合に、潤滑油が矢印Ａのように外輪２１と内輪２２との間を軸方向に通過することを可能にしている。

【0026】

また、潤滑油は内輪２２の回転に伴って外輪２１の内周面へ向けて流れるため、流路３５の縁部３５ａを外輪２１の小径部２１ｂ１の内周面と面一に配置することで、小径部２１ｂ１の内周面に沿って流れる潤滑油をスムーズに流路３５に通すことができる。なお、流路３５の縁部３５ａは、小径部２１ｂ１の内周面よりの径方向内側に配置されていてもよい。この場合、潤滑油が流路３５を通過する際の抵抗が大きくなるため、外輪２１と内輪２２との間からの潤滑油の流出量を減少させることができる。

【0027】

摺接部材３６は、円環状に形成されている。摺接部材３６の外周側は保持部材３１に取り付けられ、内周側は内輪２２の肩２２ｂに接触している。なお、本実施形態の摺接部材３６は、周方向の一箇所（図２にＰで示す位置）で分断されている。ただし、摺接部材３６は、周方向に連続した形態であってもよい。

【0028】

摺接部材３６は、導体により形成されている。具体的に摺接部材３６は、導電性を有する繊維を含む不織布により構成されている。不織布の一例としては、フェルトを挙げることができる。フェルトは、繊維を縮絨させたものであり、弾性変形が可能である。

【0029】

摺接部材３６は、不織布に限らず、導電性を有する繊維を含む織物や編物であってもよい。また、摺接部材３６は、導電性を有する弾性材料であってもよい。例えば、摺接部材３６は、導電性を有する繊維を混入したゴム等であってもよい。導電性を有する繊維としては、炭素繊維、金属繊維等を挙げることができる。

【0030】

摺接部材３６の外周面には、周方向に沿って延びる嵌合溝３７が形成されている。摺接部材３６は、嵌合溝３７によって断面形状が略コの字型に形成されている。具体的に、摺接部材３６は、径方向内端部に位置する内径部３６ａと、内径部３６ａの軸方向両端部から径方向外側へ延びる一対の側板部３６ｂとを有する。

【0031】

摺接部材３６の嵌合溝３７には、保持部材３１の径方向内端部が嵌合している。そのたえ、保持部材３１の径方向内端部は、一対の側板部３６ｂによって軸方向両側から挟まれている。これにより、保持部材３１に対する摺接部材３６の軸方向の位置決めがなされている。

【0032】

摺接部材３６には、被係止部３８が形成されている。被係止部３８は、保持部材３１の円板部３３から係止部３４が突出する側に配置された一方の側板部３６ｂに形成されている。本実施形態の被係止部３８は、一方の側板部３６ｂを貫通する孔である。したがって、被係止部３８は、嵌合溝３７の溝内に連通している。被係止部３８は、貫通孔の形態に限らず、摺接部材３６の軸方向の外端面において閉じた凹部であってもよい。

【0033】

摺接部材３６の被係止部３８には、保持部材３１の係止部３４が挿入されている。これにより、保持部材３１の係止部３４が摺接部材３６の被係止部３８に係止し、保持部材３１に対する摺接部材３６の径方向及び周方向の位置決めがなされている。係止部３４は、被係止部３８を貫通し、摺接部材３６の軸方向の外端面から突出している。

【0034】

保持部材３１と摺接部材３６とは、接着剤によって接着されている。具体的に、摺接部材３６の嵌合溝３７の内面と保持部材３１の径方向内端部とが接着剤で接着されている。また、摺接部材３６の被係止部３８の内面と、保持部材３１の係止部３４の外面も接着剤で接着されている。保持部材３１と摺接部材３６とは、嵌合溝３７おける接着と被係止部３８における接着とのいずれか一方のみで接着されていてもよいが、双方において接着されることによって、摺接部材３６を保持部材３１に強固に固定することができ、保持部材３１に対して摺接部材３６をより確実に位置決めすることができる。

【0035】

導電部材２５の保持部材３１と摺接部材３６とを組み立てるには、まず、摺接部材３６の嵌合溝３７の内面と被係止部３８の内面に接着剤を塗布しておく。そして、一対の側板部３６ｂの間隔を広げるように摺接部材３６を変形させ、嵌合溝３７に保持部材３１の径方向内端部を挿入する。さらに、被係止部３８に係止部３４を挿入させながら一対の側板部３６ｂの間隔を狭め、一対の側板部３６ｂで保持部材３１を挟み込むことで保持部材３１に摺接部材３６を取り付ける。

【0036】

摺接部材３６は、保持部材３１に組み付ける前の状態で円環状に形成されていてもよいが、直線状（棒状）に形成されていてもよい。この場合、摺接部材３６を円環状に曲げながら保持部材３１に組み付ければよい。円環状に形成された摺接部材３６を製造するには、平板状の不織布材料を円環状に打ち抜く必要があり、円環中央の打ち抜かれた部分は廃材となるため、歩留まりが悪化する。摺接部材３６が直線状であると、長尺棒状の不織布材料を所定の長さに切断するだけでよいので、歩留まりを向上させることができる。

【0037】

以上のように、本実施形態の導電部材２５は、摺接部材３６の嵌合溝３７に保持部材３１の径方向内端部が嵌合され、摺接部材３６の被係止部３８に保持部材３１の係止部３４が係止されているので、保持部材３１に対する摺接部材３６の軸方向、径方向、及び周方向の位置決めを簡単な構造で行うことができる。そのため、摺接部材３６を安定して内輪２２に接触させることができ、軌道２１ａ，２２ａの電食を好適に抑制することができる。

【0038】

また、被係止部３８は、嵌合溝３７の溝内に連通しているので、嵌合溝３７と保持部材３１との嵌合部分と、係止部３４と被係止部３８との係止部分とを近接して配置することができる。そのため、例えば、嵌合溝３７から保持部材３１が外れようとしても、係止部３４と被係止部３８との係止部分がそれを直接的に阻止することができる。逆に、被係止部３８から係止部３４が外れようとしても、嵌合溝３７と保持部材３１との嵌合部分がそれを直接的に阻止することができる。したがって、前記嵌合部分と前記係止部分との一方が外れるのを他方によって阻止することができ、保持部材３１に対して摺接部材３６をより確実に位置決めすることができる。

【0039】

また、嵌合溝３７と保持部材３１との嵌合部分と、係止部３４と被係止部３８との係止部分とが、例えば径方向に離れた位置に配置されていたとすると、必然的に摺接部材３６が径方向に大きくする必要がある。嵌合溝３７と被係止部３８とを連通し、前記嵌合部分と前記係止部分とを近接させることによって摺接部材３６を小型化することができる。

【0040】

［第２の実施形態］
図４は、本発明の第２の実施形態に係る転がり軸受を示す側面図である。
本実施形態の転がり軸受１０は、導電部材２５における摺接部材３６の形態が第１の実施形態とは異なる。本実施形態の摺接部材３６は、円環状ではなく、周方向の複数箇所（図示例では４箇所）に分散して設けられている。

【0041】

本実施形態においても、第１の実施形態と同様に保持部材３１に対する摺接部材３６の位置決めを簡単な構造で確実に行うことができる。また、本実施形態では、第１の実施形態よりも内輪２２に対する摺接部材３６の接触面積が小さくなるので、摺接部材３６が接触することによる回転抵抗（摺動トルク）を小さくすることができる。また、導電部材２５の保持部材３１の内周縁と、内輪２２の肩２２ｂの外周面との間には、隙間３９が形成されるので、隙間３９を潤滑油の流路として利用することができる。

【0042】

［第３の実施形態］
図５は、本発明の第３の実施形態に係る転がり軸受の導電部材を拡大して示す断面図である。
本実施形態では、導電部材２５における摺接部材３６の構造が第１の実施形態とは異なっている。本実施形態では、内輪２２の肩２２ｂに摺接する摺接部材３６の内周面に複数の突起３６ｃが設けられている。複数の突起３６ｃは、それぞれ周方向に延び、軸方向に間隔をあけて配置されている。

【0043】

本実施形態では、第１の実施形態よりも内輪２２に対する摺接部材３６の接触面積が小さくなるので、摺接部材３６が接触することによる回転抵抗（摺動トルク）を小さくすることができる。なお、図５に示す突起３６ｃは、断面形状が矩形状に形成されているが、これに限定されるものではなく、円弧状、三角形状等に形成されていてもよい。また、図５には、４個の突起３６ｃが例示されているが、突起３６ｃの個数も限定されるものではない。

【0044】

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的ではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及びその範囲内でのすべての変更が含まれる。

【0045】

導電部材２５は、転がり軸受１０の軸方向両端部に設けられていてもよい。この場合、転がり軸受１０の内部にグリースを充填し、導電部材２５を密封装置として機能させることができる。この場合、グリースの漏れを防止するために保持部材３１の流路３５は省略することが好ましい。

【0046】

前記実施形態では、転がり軸受１０が深溝玉軸受である場合について説明したが、転がり軸受１０は、アンギュラ玉軸受、又は円筒ころ軸受等であってもよい。

【符号の説明】

【0047】

１０ ：転がり軸受
２１ ：外輪
２２ ：内輪
２３ ：転動体
２５ ：導電部材
３１ ：保持部材
３４ ：係止部
３５ ：流路
３６ ：摺接部材
３７ ：嵌合溝
３８ ：被係止部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】