特開 2024-164503 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】P2024164503

(43)【公開日】2024-11-27

(54)【発明の名称】転がり軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/58 20060101AFI20241120BHJP

   F16C 35/077 20060101ALI20241120BHJP

   C23C 26/00 20060101ALI20241120BHJP

【ＦＩ】

F16C33/58

F16C35/077

C23C26/00 A

C23C26/00 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023080019

(22)【出願日】2023-05-15

(71)【出願人】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140442

【弁理士】

【氏名又は名称】柴山 健一

(72)【発明者】

【氏名】甲藤 智

(72)【発明者】

【氏名】石橋 豊

【テーマコード（参考）】

3J117

3J701

4K044

【Ｆターム（参考）】

3J117AA01

3J117DB07

3J701AA02

3J701AA32

3J701AA42

3J701AA52

3J701AA62

3J701BA54

3J701BA56

3J701DA05

3J701EA73

3J701EA78

3J701FA11

4K044AA02

4K044AB10

4K044BA17

4K044BA21

4K044BB01

4K044BC02

4K044CA16

4K044CA53

(57)【要約】

【課題】電食の発生を確実に抑制することができる転がり軸受を提供する。
【解決手段】転がり軸受１は、内輪２と、径方向における外側の外周面３２、軸方向における一方の側の第１端面３３、及び外周面３２と第１端面３３との間の第１面取り面３５を有する外輪３と、内輪２と外輪３との間に配置された複数の転動体４と、外周面３２、第１端面３３及び第１面取り面３５上に連続的に形成された絶縁膜６と、を備える。外周面３２及び第１面取り面３５は、外周面３２と第１面取り面３５との交線が形成されないように互いに接続されている。第１端面３３及び第１面取り面３５は、第１端面３３と第１面取り面３５との交線が形成されないように互いに接続されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内輪と、
径方向における外側の外周面、軸方向における一方の側の第１端面、及び前記外周面と前記第１端面との間の第１面取り面を有する外輪と、
前記内輪と前記外輪との間に配置された複数の転動体と、
前記外周面、前記第１端面及び前記第１面取り面上に連続的に形成された絶縁膜と、を備え、
前記外周面及び前記第１面取り面は、前記外周面と前記第１面取り面との交線が形成されないように互いに接続されており、
前記第１端面及び前記第１面取り面は、前記第１端面と前記第１面取り面との交線が形成されないように互いに接続されている、転がり軸受。

【請求項2】

前記外周面及び前記第１面取り面は、曲率が連続するように互いに接続されており、
前記第１端面及び前記第１面取り面は、曲率が連続するように互いに接続されている、請求項１に記載の転がり軸受。

【請求項3】

前記外周面、前記第１端面及び前記第１面取り面には、ショットピーニング処理が施されている、請求項２に記載の転がり軸受。

【請求項4】

前記外周面、前記第１端面及び前記第１面取り面には、化成処理が施されている、請求項２に記載の転がり軸受。

【請求項5】

前記外周面及び前記第１面取り面は、周方向に延在している第１溝を介して互いに接続されており、
前記第１端面及び前記第１面取り面は、前記周方向に延在している第２溝を介して互いに接続されている、請求項１に記載の転がり軸受。

【請求項6】

前記外輪は、前記軸方向における他方の側の第２端面、及び前記第２端面と前記外周面との間の第２面取り面を更に有し、
前記絶縁膜は、前記外周面、前記第１端面、前記第１面取り面、前記第２端面及び前記第２面取り面上に連続的に形成されており、
前記外周面及び前記第２面取り面は、前記外周面と前記第２面取り面との交線が形成されないように互いに接続されており、
前記第２端面及び前記第２面取り面は、前記第２端面と前記第２面取り面との交線が形成されないように互いに接続されている、請求項１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、転がり軸受に関する。

【背景技術】

【0002】

電食の発生を抑制するためにハウジングと外輪とを電気的に絶縁するように構成された転がり軸受として、径方向における外側の外周面、軸方向における一方の側の端面、及び外周面と端面との間の面取り面を有する外輪と、外輪の外周面、端面及び面取り面に連続的に形成された絶縁膜と、を備える転がり軸受が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１３４８００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、上述したような転がり軸受では、外周面と面取り面との接続領域及び端面と面取り面との接続領域において絶縁膜が局所的に薄くなる場合があった。それらの接続領域において絶縁膜が局所的に薄くなると、それらの接続領域において絶縁膜が剥離し、転がり軸受に電食が発生するおそれがある。

【0005】

そこで、本発明は、電食の発生を確実に抑制することができ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】

本発明の転がり軸受は、［１］「内輪と、径方向における外側の外周面、軸方向における一方の側の第１端面、及び前記外周面と前記第１端面との間の第１面取り面を有する外輪と、前記内輪と前記外輪との間に配置された複数の転動体と、前記外周面、前記第１端面及び前記第１面取り面上に連続的に形成された絶縁膜と、を備え、前記外周面及び前記第１面取り面は、前記外周面と前記第１面取り面との交線が形成されないように互いに接続されており、前記第１端面及び前記第１面取り面は、前記第１端面と前記第１面取り面との交線が形成されないように互いに接続されている、転がり軸受」である。

【0007】

上記［１］に記載の転がり軸受では、外輪において、外周面及び第１面取り面が、外周面と第１面取り面との交線が形成されないように互いに接続されており、第１端面及び第１面取り面が、第１端面と第１面取り面との交線が形成されないように互いに接続されている。これにより、外輪の外周面、第１端面及び第１面取り面上に連続的に形成された絶縁膜が、外周面と第１面取り面との接続領域及び第１端面と第１面取り面との接続領域において、局所的に薄くなりにくくなる。よって、上記［１］に記載の転がり軸受によれば、電食の発生を確実に抑制することができる。

【0008】

本発明の転がり軸受は、［２］「前記外周面及び前記第１面取り面は、曲率が連続するように互いに接続されており、前記第１端面及び前記第１面取り面は、曲率が連続するように互いに接続されている、上記［１］に記載の転がり軸受」であってもよい。当該［２］に記載の転がり軸受によれば、外周面、第１端面及び第１面取り面が滑らかに接続されることになるため、外周面と第１面取り面との接続領域及び第１端面と第１面取り面との接続領域において絶縁膜が局所的に薄くなるのを確実に抑制することができる。

【0009】

本発明の転がり軸受は、［３］「前記外周面、前記第１端面及び前記第１面取り面には、ショットピーニング処理が施されている、上記［２］に記載の転がり軸受」であってもよい。当該［３］に記載の転がり軸受によれば、転がり軸受の製造時に、ショットピーニング処理によって、外周面、第１端面及び第１面取り面を滑らかに接続することができると共に、外周面、第１端面及び第１面取り面を粗面にすることができる。よって、外周面と第１面取り面との接続領域及び第１端面と第１面取り面との接続領域において絶縁膜が局所的に薄くなるのを確実に抑制することができると共に、外周面、第１端面及び第１面取り面から絶縁膜が剥離するのを確実に抑制することができる。

【0010】

本発明の転がり軸受は、［４］「前記外周面、前記第１端面及び前記第１面取り面には、化成処理が施されている、上記［２］に記載の転がり軸受」であってもよい。当該［４］に記載の転がり軸受によれば、転がり軸受の製造時に、化成処理によって、外周面、第１端面及び第１面取り面を滑らかに接続することができると共に、外周面、第１端面及び第１面取り面を粗面にすることができる。よって、外周面と第１面取り面との接続領域及び第１端面と第１面取り面との接続領域において絶縁膜が局所的に薄くなるのを確実に抑制することができると共に、外周面、第１端面及び第１面取り面から絶縁膜が剥離するのを確実に抑制することができる。

【0011】

本発明の転がり軸受は、［５］「前記外周面及び前記第１面取り面は、周方向に延在している第１溝を介して互いに接続されており、前記第１端面及び前記第１面取り面は、前記周方向に延在している第２溝を介して互いに接続されている、上記［１］に記載の転がり軸受」であってもよい。当該［５］に記載の転がり軸受によれば、転がり軸受の製造時に、絶縁膜となる材料が第１溝及び第２溝に溜まりやすくなるため、外周面と第１面取り面との接続領域及び第１端面と第１面取り面との接続領域において絶縁膜が局所的に薄くなるのを確実に抑制することができる。

【0012】

本発明の転がり軸受は、［６］「前記外輪は、前記軸方向における他方の側の第２端面、及び前記第２端面と前記外周面との間の第２面取り面を更に有し、前記絶縁膜は、前記外周面、前記第１端面、前記第１面取り面、前記第２端面及び前記第２面取り面上に連続的に形成されており、前記外周面及び前記第２面取り面は、前記外周面と前記第２面取り面との交線が形成されないように互いに接続されており、前記第２端面及び前記第２面取り面は、前記第２端面と前記第２面取り面との交線が形成されないように互いに接続されている、上記［１］～［５］のいずれか一つに記載の転がり軸受」であってもよい。当該［６］に記載の転がり軸受によれば、外周面、第１端面、第１面取り面、第２端面及び第２面取り面に連続的に形成された絶縁膜が各接続領域において局所的に薄くなるのを抑制することができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、電食の発生を確実に抑制することができる転がり軸受を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１実施形態の転がり軸受の断面図である。

【図2】図１に示される転がり軸受の外輪の表面の模式図である。

【図3】第２実施形態の転がり軸受の一部分の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

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。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
［第１実施形態］

【0016】

図１に示されるように、第１実施形態の転がり軸受１は、内輪２と、外輪３と、複数の転動体４と、保持器５と、絶縁膜６と、を備えている。以下、転がり軸受１の中心線Ａに平行な方向を軸方向といい、中心線Ａに垂直な方向を径方向といい、中心線Ａに平行な方向から見た場合に中心線Ａを中心とする円周に沿った方向を周方向という。

【0017】

内輪２は、外周面２１、内周面２２、第１端面２３、第２端面２４、第１面取り面２５及び第２面取り面２６を有している。外周面２１は、径方向における外側の周面である。内周面２２は、径方向における内側の周面である。第１端面２３は、軸方向における一方の側の端面である。第２端面２４は、軸方向における他方の側の端面である。第１面取り面２５は、内周面２２と第１端面２３との間のＲ面取り面である。第２面取り面２６は、内周面２２と第２端面２４との間のＲ面取り面である。外周面２１には、軌道面２１ａが形成されている。内周面２２は、例えば、軸（図示省略）と嵌め合わされる。

【0018】

外輪３は、径方向において内輪２の外側に配置されている。外輪３は、内周面３１、外周面３２、第１端面３３、第２端面３４、第１面取り面３５及び第２面取り面３６を有している。内周面３１は、径方向における内側の周面である。外周面３２は、径方向における外側の周面である。第１端面３３は、軸方向における一方の側の端面である。第２端面３４は、軸方向における他方の側の端面である。第１面取り面３５は、外周面３２と第１端面３３との間のＲ面取り面である。第２面取り面３６は、外周面３２と第２端面３４との間のＲ面取り面である。内周面３１には、軌道面３１ａが形成されている。外周面３２は、例えば、ハウジング（図示省略）と嵌め合わされる。

【0019】

複数の転動体４は、内輪２と外輪３との間に配置されている。より具体的には、複数の転動体４は、内輪２の軌道面２１ａと外輪３の軌道面３１ａとの間に配置されている。第１実施形態では、各転動体４は、ボールである。保持器５は、複数の転動体４を保持している。より具体的には、保持器５は、内輪２の軌道面２１ａと外輪３の軌道面３１ａとの間において各転動体４が転動自在となるように、複数の転動体４を保持している。

【0020】

絶縁膜６は、外輪３の外周面３２、第１端面３３、第２端面３４、第１面取り面３５及び第２面取り面３６上に連続的に形成されている。つまり、絶縁膜６は、外輪３の外周面３２、第１端面３３、第２端面３４、第１面取り面３５及び第２面取り面３６上に一体で形成されている。絶縁膜６の厚さは、５μｍ以上５０μｍ以下である。絶縁膜６の厚さが５μｍ以上になると、電食の発生を抑制するのに必要な絶縁特性が確保される。絶縁膜６の厚さが５０μｍ以上になると、電食の発生を抑制するのに必要な絶縁特性が最大の状態（飽和した状態）となる。ただし、絶縁膜６の厚さは、外周面３２、第１端面３３、第２端面３４、第１面取り面３５及び第２面取り面３６上において一定である必要はなく、例えば、絶縁膜６のうち外周面３２上に形成された部分の厚さが、絶縁膜６のうち第１端面３３及び第２端面３４上に形成された部分の厚さよりも大きくてもよい。第１実施形態では、絶縁膜６の材料は、樹脂（例えば、エポキシ樹脂、ポリアミドイミド樹脂等）である。その場合、絶縁膜６は、樹脂を含む塗料の塗布及び当該塗料の乾燥によって形成される。

【0021】

図２は、上述した外輪３の表面の模式図であって、中心線Ａを含む断面における外輪３の外周面３２、第１端面３３、第２端面３４、第１面取り面３５及び第２面取り面３６を示す模式図である。図２に示されるように、外周面３２及び第１面取り面３５は、中心線Ａを含む断面において曲率が連続するように互いに接続されている。第１端面３３及び第１面取り面３５は、中心線Ａを含む断面において曲率が連続するように互いに接続されている。外周面３２及び第２面取り面３６は、中心線Ａを含む断面において曲率が連続するように互いに接続されている。第２端面３４及び第２面取り面３６は、中心線Ａを含む断面において曲率が連続するように互いに接続されている。

【0022】

換言すれば、次のとおりである。外周面３２及び第１面取り面３５は、外周面３２と第１面取り面３５との交線Ｌ１が形成されないように互いに接続されている。第１端面３３及び第１面取り面３５は、第１端面３３と第１面取り面３５との交線Ｌ２が形成されないように互いに接続されている。外周面３２及び第２面取り面３６は、外周面３２と第２面取り面３６との交線Ｌ３が形成されないように互いに接続されている。第２端面３４及び第２面取り面３６は、第２端面３４と第２面取り面３６との交線Ｌ４が形成されないように互いに接続されている。ここで、外輪３の表面が第１面及び第２面を有している場合に「第１面と第２面との交線が形成される」とは、第１面と第２面とが交わり、且つ、中心線Ａを含む断面において第１面と第２面とが交わる部分の曲率半径が１０μｍ以下となることを意味する。

【0023】

第１実施形態では、外輪３の外周面３２、第１端面３３、第２端面３４、第１面取り面３５及び第２面取り面３６に、ショットピーニング処理又は化成処理が施されている。ショットピーニング処理は、無数の鋼鉄又は非鉄金属の小さな球体を高速で加工物の表面に衝突させることによって、加工物の表面に凹凸を形成する処理である。化成処理は、例えば、リン酸塩系の溶液及びアルカリ水溶液等の溶液に加工物を浸漬させることによって、被膜を形成する処理である。

【0024】

以上説明したように、転がり軸受１では、外輪３において、外周面３２及び第１面取り面３５が、外周面３２と第１面取り面３５との交線Ｌ１が形成されないように互いに接続されており、第１端面３３及び第１面取り面３５が、第１端面３３と第１面取り面３５との交線Ｌ２が形成されないように互いに接続されている。更に、外輪３において、外周面３２及び第２面取り面３６が、外周面３２と第２面取り面３６との交線Ｌ３が形成されないように互いに接続されており、第２端面３４及び第２面取り面３６は、第２端面３４と第２面取り面３６との交線Ｌ４が形成されないように互いに接続されている。これにより、外輪３の外周面３２、第１端面３３、第２端面３４、第１面取り面３５及び第２面取り面３６上に連続的に形成された絶縁膜６が、外周面３２と第１面取り面３５との接続領域、第１端面３３と第１面取り面３５との接続領域、外周面３２と第２面取り面３６との接続領域及び第２端面３４と第２面取り面３６との接続領域において、局所的に薄くなりにくくなる。よって、転がり軸受１によれば、電食の発生を確実に抑制することができる。

【0025】

転がり軸受１では、外輪３において、外周面３２及び第１面取り面３５が、曲率が連続するように互いに接続されており、第１端面３３及び第１面取り面３５が、曲率が連続するように互いに接続されている。更に、外輪３において、外周面３２及び第２面取り面３６が、曲率が連続するように互いに接続されており、第２端面３４及び第２面取り面３６が、曲率が連続するように互いに接続されている。これにより、外周面３２、第１端面３３、第２端面３４、第１面取り面３５及び第２面取り面３６が滑らかに接続されることになるため、外周面３２と第１面取り面３５との接続領域、第１端面３３と第１面取り面３５との接続領域、外周面３２と第２面取り面３６との接続領域及び第２端面３４と第２面取り面３６との接続領域において絶縁膜６が局所的に薄くなるのを確実に抑制することができる。

【0026】

転がり軸受１では、外輪３の外周面３２、第１端面３３、第２端面３４、第１面取り面３５及び第２面取り面３６に、ショットピーニング処理又は化成処理が施されている。これにより、転がり軸受１の製造時に、ショットピーニング処理又は化成処理によって、外周面３２、第１端面３３、第２端面３４、第１面取り面３５及び第２面取り面３６を滑らかに接続することができると共に、外周面３２、第１端面３３、第２端面３４、第１面取り面３５及び第２面取り面３６を粗面にすることができる。よって、外周面３２と第１面取り面３５との接続領域、第１端面３３と第１面取り面３５との接続領域、外周面３２と第２面取り面３６との接続領域及び第２端面３４と第２面取り面３６との接続領域において絶縁膜６が局所的に薄くなるのを確実に抑制することができると共に、外周面３２、第１端面３３、第２端面３４、第１面取り面３５及び第２面取り面３６から絶縁膜６が剥離するのを確実に抑制することができる。
［第２実施形態］

【0027】

第２実施形態の転がり軸受１は、図３に示されるように、外輪３に第１溝１１、第２溝１２、第３溝１３及び第４溝１４が形成されている点で、上述した第１実施形態の転がり軸受１と相違している。以下、相違点を中心として、第２実施形態の転がり軸受１について説明する。

【0028】

第１溝１１は、外周面３２と第１面取り面３５との間において外側に開口しており、外周面３２と第１面取り面３５との間において周方向に延在している。つまり、外周面３２及び第１面取り面３５は、第１溝１１を介して互いに接続されている。第２溝１２は、第１端面３３と第１面取り面３５との間において外側に開口しており、第１端面３３と第１面取り面３５との間において周方向に延在している。つまり、第１端面３３及び第１面取り面３５は、第２溝１２を介して互いに接続されている。第３溝１３は、外周面３２と第２面取り面３６との間において外側に開口しており、外周面３２と第２面取り面３６との間において周方向に延在している。つまり、外周面３２及び第２面取り面３６は、第３溝１３を介して互いに接続されている。第４溝１４は、第２端面３４と第２面取り面３６との間において外側に開口しており、第２端面３４と第２面取り面３６との間において周方向に延在している。つまり、第２端面３４及び第２面取り面３６は、第４溝１４を介して互いに接続されている。

【0029】

以上のように構成された転がり軸受１でも、外輪３において、外周面３２及び第１面取り面３５が、外周面３２と第１面取り面３５との交線Ｌ１が形成されないように互いに接続されており、第１端面３３及び第１面取り面３５が、第１端面３３と第１面取り面３５との交線Ｌ２が形成されないように互いに接続されている。更に、外輪３において、外周面３２及び第２面取り面３６が、外周面３２と第２面取り面３６との交線Ｌ３が形成されないように互いに接続されており、第２端面３４及び第２面取り面３６は、第２端面３４と第２面取り面３６との交線Ｌ４が形成されないように互いに接続されている。これにより、外輪３の外周面３２、第１端面３３、第２端面３４、第１面取り面３５及び第２面取り面３６上に連続的に形成された絶縁膜６が、外周面３２と第１面取り面３５との接続領域、第１端面３３と第１面取り面３５との接続領域、外周面３２と第２面取り面３６との接続領域及び第２端面３４と第２面取り面３６との接続領域において、局所的に薄くなりにくくなる。よって、転がり軸受１によれば、電食の発生を確実に抑制することができる。

【0030】

転がり軸受１では、外輪３において、外周面３２及び第１面取り面３５が、第１溝１１を介して互いに接続されており、第１端面３３及び第１面取り面３５が、第２溝１２を介して互いに接続されている。更に、外輪３において、外周面３２及び第２面取り面３６が、第３溝１３を介して互いに接続されており、第２端面３４及び第２面取り面３６が、第４溝１４を介して互いに接続されている。これにより、転がり軸受１の製造時に、絶縁膜６となる材料（例えば、樹脂を含む塗料）が第１溝１１、第２溝１２、第３溝１３及び第４溝１４に溜まりやすくなるため、外周面３２と第１面取り面３５との接続領域、第１端面３３と第１面取り面３５との接続領域、外周面３２と第２面取り面３６との接続領域及び第２端面３４と第２面取り面３６との接続領域において絶縁膜６が局所的に薄くなるのを確実に抑制することができる。
［変形例］

【0031】

本発明は、上述した第１実施形態及び第２実施形態に限定されない。例えば、外輪３において、外周面３２及び第１面取り面３５が、外周面３２と第１面取り面３５との交線Ｌ１が形成されないように互いに接続されており、第１端面３３及び第１面取り面３５が、第１端面３３と第１面取り面３５との交線Ｌ２が形成されないように互いに接続されていれば、第１面取り面３５は、Ｒ面取り面ではなくＣ面取り面であってもよい。同様に、外輪３において、外周面３２及び第２面取り面３６が、外周面３２と第２面取り面３６との交線Ｌ３が形成されないように互いに接続されており、第２端面３４及び第２面取り面３６は、第２端面３４と第２面取り面３６との交線Ｌ４が形成されないように互いに接続されていれば、第２面取り面３６は、Ｒ面取り面ではなくＣ面取り面であってもよい。

【0032】

また、絶縁膜６は、少なくとも外輪３の外周面３２、第１端面３３及び第１面取り面３５上に連続的に形成されていれば、外輪３の第２端面３４及び第２面取り面３６上に形成されていなくてもよい。その場合、外周面３２及び第２面取り面３６は、外周面３２と第２面取り面３６との交線Ｌ３が形成されないように互いに接続されている必要はなく、第２端面３４及び第２面取り面３６は、第２端面３４と第２面取り面３６との交線Ｌ４が形成されないように互いに接続されている必要はない。

【0033】

また、外輪３の外周面３２、第１端面３３、第２端面３４、第１面取り面３５及び第２面取り面３６には、ショットピーニング処理及び化成処理が施されていなくてもよい。また、各転動体４は、ボール以外の転動体であってもよい。

【符号の説明】

【0034】

１…転がり軸受、２…内輪、３…外輪、４…転動体、６…絶縁膜、１１…第１溝、１２…第２溝、３２…外周面、３３…第１端面、３４…第２端面、３５…第１面取り面、３６…第２面取り面、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４…交線。

【図1】

【図2】

【図3】