特開 2024-165308 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】P2024165308

(43)【公開日】2024-11-28

(54)【発明の名称】転がり軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/58 20060101AFI20241121BHJP

   F16C 19/06 20060101ALI20241121BHJP

   F16C 35/077 20060101ALI20241121BHJP

【ＦＩ】

F16C33/58

F16C19/06

F16C35/077

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023081408

(22)【出願日】2023-05-17

(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

【Ｆターム（参考）】

3J117AA01

3J117CA06

3J117DA01

3J117DA02

3J117DB10

3J701AA02

3J701AA32

3J701AA42

3J701AA52

3J701AA62

3J701BA54

3J701BA56

3J701BA70

3J701DA16

3J701EA73

3J701EA78

3J701FA11

3J701FA35

(57)【要約】

【課題】ハウジングと外輪の端面との間において電気的な絶縁を確保しつつ、外輪にクリープが発生するのを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、及び軸方向における一方の側の第１端面３３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、軸方向における一方の側の表面６ａを有し、外輪３の第１端面３３上において周方向に延在している環状の第１絶縁部材６と、を備える。周方向における第１絶縁部材６の表面６ａの静止摩擦係数は、周方向における外輪３の第１端面３３の静止摩擦係数よりも大きい。
【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、及び軸方向における一方の側の端面を有する外輪と、
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、
前記軸方向における前記一方の側の第１表面を有し、前記外輪の前記端面上において周方向に延在している環状の第１絶縁部材と、を備え、
前記周方向における前記第１絶縁部材の前記第１表面の静止摩擦係数は、前記周方向における前記外輪の前記端面の静止摩擦係数よりも大きい、転がり軸受。

【請求項2】

前記第１絶縁部材は、前記軸方向から見た場合に前記外輪の前記端面に含まれている、請求項１に記載の転がり軸受。

【請求項3】

前記第１絶縁部材は、前記外輪の前記端面に接着されている、請求項１に記載の転がり軸受。

【請求項4】

前記第１絶縁部材は、絶縁ペーパーによって形成されたシート状の部材である、請求項１に記載の転がり軸受。

【請求項5】

前記径方向における前記外側の第２表面を有し、前記外輪の前記外周面上において前記周方向に延在している環状の第２絶縁部材を更に備え、
前記周方向における前記第２絶縁部材の前記第２表面の静止摩擦係数は、前記周方向における前記外輪の前記外周面の静止摩擦係数よりも大きい、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、及び軸方向における一方の側の端面を有する外輪と、外輪の端面を覆う絶縁ワッシャと、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２０２１－７６２２７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、外輪にクリープが発生し、転がり軸受及び／又はハウジングに摩耗等の不具合が発生するおそれがある。

【0005】

そこで、本発明は、ハウジングと外輪の端面との間において電気的な絶縁を確保しつつ、外輪にクリープが発生するのを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、及び軸方向における一方の側の端面を有する外輪と、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、前記軸方向における前記一方の側の第１表面を有し、前記外輪の前記端面上において周方向に延在している環状の第１絶縁部材と、を備え、前記周方向における前記第１絶縁部材の前記第１表面の静止摩擦係数は、前記周方向における前記外輪の前記端面の静止摩擦係数よりも大きい、転がり軸受」である。

【0007】

上記［１］に記載の転がり軸受では、周方向に延在している環状の第１絶縁部材が外輪の端面上に配置されている。これにより、ハウジングと外輪の端面との間において電気的な絶縁を確保することができる。更に、上記［１］に記載の転がり軸受では、周方向における第１絶縁部材の第１表面の静止摩擦係数が、周方向における外輪の端面の静止摩擦係数よりも大きい。これにより、第１絶縁部材の第１表面をハウジングの表面に接触させれば、外輪の端面をハウジングの表面に接触させる場合に比べ、外輪にクリープが発生するのを抑制することができる。よって、上記［１］に記載の転がり軸受によれば、ハウジングと外輪の端面との間において電気的な絶縁を確保しつつ、外輪にクリープが発生するのを抑制することができる。

【0008】

本発明の転がり軸受は、［２］「前記第１絶縁部材は、前記軸方向から見た場合に前記外輪の前記端面に含まれている、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、ハウジングの表面に接触させられた第１絶縁部材の第１表面に作用する力を安定化させることができるため、外輪にクリープが発生するのをより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］「前記第１絶縁部材は、前記外輪の前記端面に接着されている、上記［１］又は［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、外輪の端面と第１絶縁部材との間において滑りが発生するのを抑制することができる。

【0010】

本発明の転がり軸受は、［４］「前記第１絶縁部材は、絶縁ペーパーによって形成されたシート状の部材である、上記［１］～［３］いずれか一つ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、電気的な絶縁性、及び第１表面の静止摩擦係数を十分に確保することができる。

【0011】

本発明の転がり軸受は、［５］「前記径方向における前記外側の第２表面を有し、前記外輪の前記外周面上において前記周方向に延在している環状の第２絶縁部材を更に備え、前記周方向における前記第２絶縁部材の前記第２表面の静止摩擦係数は、前記周方向における前記外輪の前記外周面の静止摩擦係数よりも大きい、上記［１］～［４］いずれか一つ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、ハウジングと外輪の外周面との間において電気的な絶縁を確保しつつ、外輪にクリープが発生するのをより確実に抑制することができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、ハウジングと外輪の端面との間において電気的な絶縁を確保しつつ、外輪にクリープが発生するのを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】

【0013】

【図1】一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を備える軸受装置の一部分の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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。
［転がり軸受の構成］

【0015】

図１に示されるように、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、第１絶縁部材６と、第２絶縁部材７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。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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。本実施形態では、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。

【0019】

第１絶縁部材６は、外輪３の第１端面３３上において周方向に延在している環状の部材である。第１絶縁部材６は、軸方向における一方の側の表面（第１表面）６ａ、及び軸方向における他方の側の裏面６ｂを有している。第１絶縁部材６は、外輪３の第１端面３３に接着されている。つまり、外輪３の第１端面３３と第１絶縁部材６の裏面６ｂとの間には、接着層（図示省略）が配置されている。第１絶縁部材６は、軸方向から見た場合に外輪３の第１端面３３に含まれている。第１絶縁部材６は、絶縁ペーパーによって形成されたシート状の部材である。周方向における第１絶縁部材６の表面６ａの静止摩擦係数は、周方向における外輪３の第１端面３３の静止摩擦係数よりも大きい。なお、絶縁ペーパーとは、変圧器、モータ等に使用される電気絶縁ペーパーである。

【0020】

第２絶縁部材７は、外輪３の外周面３２上において周方向に延在している環状の部材である。第２絶縁部材７は、径方向における外側の表面（第２表面）７ａ、及び径方向における内側の裏面７ｂを有している。第２絶縁部材７は、外輪３の外周面３２に接着されている。つまり、外輪３の外周面３２と第２絶縁部材７の裏面７ｂとの間には、接着層（図示省略）が配置されている。第２絶縁部材７は、径方向から見た場合に外輪３の外周面３２に含まれている。第２絶縁部材７は、絶縁ペーパーによって形成されたシート状の部材である。周方向における第２絶縁部材７の表面７ａの静止摩擦係数は、周方向における外輪３の外周面３２の静止摩擦係数よりも大きい。
［軸受装置の構成］

【0021】

上述した転がり軸受１を備える軸受装置の構成について説明する。図２に示されるように、軸受装置１０は、転がり軸受１と、ハウジング１００と、軸３００と、を備えている。転がり軸受１の内輪２は、軸３００と嵌め合わされている。転がり軸受１の外輪３は、ハウジング１００と嵌め合わされている。

【0022】

ハウジング１００は、内周面１０１及び端面１０２を有している。内周面１０１は、周方向に平行な内周面であり、第２絶縁部材７を介して外輪３の外周面３２と向かい合っている。端面１０２は、軸方向に垂直な端面であり、第１絶縁部材６を介して外輪３の第１端面３３と向かい合っている。外輪３の第１面取り面３５は、内周面１０１と端面１０２との間のハウジング１００の隅部１０３から離間している。本実施形態では、隅部１０３は、内周面１０１と端面１０２との間のＲ面取り面である。中心線Ａを含む断面において、隅部１０３の曲率半径は、第１面取り面３５の曲率半径よりも小さい。

【0023】

ハウジング１００には、ハウジング段差部１０４が形成されている。ハウジング段差部１０４は、端面１０２の内縁１０２ａに沿って軸方向における一方の側に凹むように形成されている。本実施形態では、ハウジング段差部１０４は、端面１０２の内縁１０２ａを開口縁として軸方向における他方の側に開口する凹部である。軸方向から見た場合に、端面１０２の内縁１０２ａは、外輪３の第１端面３３の内縁３３ａの外側に位置している。一例として、端面１０２の内縁１０２ａは、第１絶縁部材６上に位置している。
［作用及び効果］

【0024】

以上説明したように、転がり軸受１では、周方向に延在している環状の第１絶縁部材６が外輪３の第１端面３３上に配置されている。これにより、ハウジング１００と外輪３の第１端面３３との間において電気的な絶縁を確保することができる。更に、転がり軸受１では、周方向における第１絶縁部材６の表面６ａの静止摩擦係数が、周方向における外輪３の第１端面３３の静止摩擦係数よりも大きい。これにより、第１絶縁部材６の表面６ａをハウジング１００の端面１０２に接触させれば、外輪３の第１端面３３をハウジング１００の端面１０２に接触させる場合に比べ、外輪３にクリープが発生するのを抑制することができる。よって、転がり軸受１によれば、ハウジング１００と外輪３の第１端面３３との間において電気的な絶縁を確保しつつ、外輪３にクリープが発生するのを抑制することができる。

【0025】

転がり軸受１では、周方向に延在している環状の第２絶縁部材７が外輪３の外周面３２上に配置されている。これにより、ハウジング１００と外輪３の外周面３２との間において電気的な絶縁を確保することができる。更に、転がり軸受１では、径方向における第２絶縁部材７の表面７ａの静止摩擦係数が、周方向における外輪３の外周面３２の静止摩擦係数よりも大きい。これにより、第２絶縁部材７の表面７ａをハウジング１００の内周面１０１に接触させれば、外輪３の外周面３２をハウジング１００の内周面１０１に接触させる場合に比べ、外輪３にクリープが発生するのを抑制することができる。よって、転がり軸受１によれば、ハウジング１００と外輪３の外周面３２との間において電気的な絶縁を確保しつつ、外輪３にクリープが発生するのをより確実に抑制することができる。

【0026】

転がり軸受１では、第１絶縁部材６が、軸方向から見た場合に外輪３の第１端面３３に含まれている。これにより、ハウジング１００の端面１０２に接触させられた第１絶縁部材６の表面６ａに作用する力を安定化させることができるため、外輪３にクリープが発生するのをより確実に抑制することができる。

【0027】

転がり軸受１では、第２絶縁部材７が、径方向から見た場合に外輪３の外周面３２に含まれている。これにより、ハウジング１００の内周面１０１に接触させられた第２絶縁部材７の表面７ａに作用する力を安定化させることができるため、外輪３にクリープが発生するのをより確実に抑制することができる。

【0028】

転がり軸受１では、第１絶縁部材６が、外輪３の第１端面３３に接着されている。これにより、外輪３の第１端面３３と第１絶縁部材６との間において滑りが発生するのを抑制することができる。

【0029】

転がり軸受１では、第２絶縁部材７が、外輪３の外周面３２に接着されている。これにより、外輪３の外周面３２と第２絶縁部材７との間において滑りが発生するのを抑制することができる。

【0030】

転がり軸受１では、第１絶縁部材６が、絶縁ペーパーによって形成されたシート状の部材である。これにより、第１絶縁部材６において、電気的な絶縁性、及び表面６ａの静止摩擦係数を十分に確保することができる。

【0031】

転がり軸受１では、第２絶縁部材７が、絶縁ペーパーによって形成されたシート状の部材である。これにより、第２絶縁部材７において、電気的な絶縁性、及び表面７ａの静止摩擦係数を十分に確保することができる。

【0032】

軸受装置１０では、ハウジング１００に、端面１０２の内縁１０２ａに沿って軸方向における一方の側に凹むようにハウジング段差部１０４が形成されており、軸方向から見た場合に、端面１０２の内縁１０２ａが、外輪３の第１端面３３の内縁３３ａの外側に位置している。これにより、ハウジング１００と外輪３との電気的な絶縁をより確実に確保することができる。
［変形例］

【0033】

本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、第１絶縁部材６は、外輪３の第１端面３３に接着されていなくてもよい。同様に、第２絶縁部材７は、外輪３の外周面３２に接着されていなくてもよい。なお、第１絶縁部材６が外輪３の第１端面３３に接着されているか否かにかかわらず、第１絶縁部材６の周方向及び径方向への位置ずれを防止する爪、段差等が外輪３に設けられていてもよい。同様に、第２絶縁部材７が外輪３の外周面３２に接着されているか否かにかかわらず、第２絶縁部材７の周方向及び軸方向への位置ずれを防止する爪、段差等が外輪３に設けられていてもよい。

【0034】

また、第１絶縁部材６は、軸方向から見た場合に外輪３の第１端面３３に含まれていなくてもよく、第１絶縁部材６の少なくとも一部が、軸方向から見た場合に外輪３の第１端面３３からはみ出していてもよい。同様に、第２絶縁部材７は、径方向から見た場合に外輪３の外周面３２に含まれていなくてもよく、第２絶縁部材７の少なくとも一部が、径方向から見た場合に外輪３の外周面３２からはみ出していてもよい。

【0035】

また、第１絶縁部材６は、絶縁ペーパーによって形成されたシート状の部材に限定されず、例えば、絶縁樹脂によって形成されたシート状又は板状の部材であってもよい。同様に、第２絶縁部材７は、絶縁ペーパーによって形成されたシート状の部材に限定されず、例えば、絶縁樹脂によって形成されたシート状又は板状の部材であってもよい。

【0036】

また、各転動体４は、ボール以外の転動体であってもよい。

【0037】

また、ハウジング１００において、端面１０２の内縁１０２ａは、軸方向から見た場合に、外輪３の第１端面３３の内縁３３ａの内側に位置していてもよい。その場合には、第１絶縁部材６の表面６ａの全体をハウジング１００の端面１０２に接触させることができるため、外輪３にクリープが発生するのをより確実に抑制することができる。

【符号の説明】

【0038】

１…転がり軸受、２…内輪、３…外輪、４…転動体、３２…外周面、３３…第１端面（端面）、６…第１絶縁部材、６ａ…表面（第１表面）、７…第２絶縁部材、７ａ…表面（第２表面）。

【図1】

【図2】