(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】
(24)【登録日】2024-10-16
(45)【発行日】2024-10-24
(54)【発明の名称】転がり軸受
(51)【国際特許分類】
F16C 33/38 20060101AFI20241017BHJP
F16C 19/06 20060101ALI20241017BHJP
【ＦＩ】
F16C33/38
F16C19/06
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2020201292
(22)【出願日】2020-12-03
(65)【公開番号】P2022089066
(43)【公開日】2022-06-15
【審査請求日】2023-11-01
(73)【特許権者】
【識別番号】000005197
【氏名又は名称】株式会社不二越
(74)【代理人】
【識別番号】100120400
【弁理士】
【氏名又は名称】飛田 高介
(74)【代理人】
【識別番号】100124110
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 大介
(72)【発明者】
【氏名】居島 啓一
【審査官】松江川 宗
(56)【参考文献】
【文献】特開平１０－２８１１５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－２５２７４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１９６４２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１７８２９４（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｃ １９／００－１９／５６，３３／３０－３３／６６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
外輪と、内輪と、外輪と内輪の間に配置された複数の転動体と、前記転動体の間隔を保持する保持器とを備えた転がり軸受において、前記保持器には、前記転動体と転動体の間で、前記外輪の軌道面および前記内輪の軌道面と接触して電気的に導通するアース部材が設けられていることを特徴とする転がり軸受。
【請求項2】
前記アース部材は、前記保持器の側面に取り付けられる円環部と、
前記外輪の軌道面に接触するリップと、
前記内輪の軌道面に接触するリップを有することを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項3】
前記保持器は２枚合わせの波形保持器であって、２枚合わせの一方に外輪の軌道面と接触するリップを有する外側アース部材が取り付けられ、
２枚合わせの他方に内輪の軌道面と接触するリップを有する内側アース部材が取り付けられていることを特徴とする請求項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、電磁ノイズ防止用の転がり軸受に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、ＥＶ車（electric car）やＨＶ車（hybrid car）等の開発の進展もあり、一台の自動車に搭載される高電圧部品の数が増加しつつある。高電圧部品の数が増えると、部品同士の電磁気的干渉も大きくなる。電磁気的干渉は、コンピュータやナビゲーション装置、通信装置、車載ラジオなどの電子機器に伝搬すると、電磁ノイズとして機器の動作に悪影響を及ぼしかねない。そのため、現在、自動車における電磁ノイズ対策が要望されている。
【0003】
外輪と内輪の間を通電可能な軸受として、例えば特許文献１には通電式転がり軸受が開示されている。特許文献１に記載の通電式転がり軸受は、主に転動体の電食防止を目的として、導電性のシールリング１０ａを備えている。シールリング１０ａは、潤滑油の漏洩や異物の侵入を防ぐ部品であり、シールリップ１４ａの先端部に導電性潤滑剤が封入されることで導電性が高められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００９－２６４４０１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１は、シールを通じて外輪と内輪の間に電流を流す構成である。しかしシールはリップが内輪または外輪と接触する位置において潤滑剤の油膜が形成される。潤滑剤に導電性があるものを用いるとしても、潤滑剤に持たせられる導電性はさほど高いものではない。そして、軸受の回転速度が高くなるほど油膜が厚くなり、軸受全体としてのインピーダンスが増大してしまうという問題がある。また、シールを用いて導電性を高めようとするとリップの当接面積を大きくすることが考えられるが、この場合は損失抵抗（フリクション）が大きくなってしまうという問題がある。
【0006】
本発明は、このような課題に鑑み、シールに頼らずに外輪と内輪の間のインピーダンスを低下させた電磁ノイズ防止用の転がり軸受を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本発明にかかる転がり軸受の代表的な構成は、外輪と、内輪と、外輪と内輪の間に配置された複数の転動体と、転動体の間隔を保持する保持器とを備えた転がり軸受において、保持器には、転動体と転動体の間に、外輪の軌道面および内輪の軌道面に接触する導電性のアース部材が設けられていることを特徴とする。
【0008】
保持器は金属または導電性のある硬質の樹脂で形成されていて、アース部材は導電性および弾性のある樹脂またはゴムで形成されていてもよい。
【0009】
保持器は２枚合わせの波形保持器であって、２枚合わせの一方に外輪と接触するアース部材が取り付けられ、他方に内輪と接触するアース部材が取り付けられていてもよい。
【発明の効果】
【0010】
本発明にかかる転がり軸受は、転動体の回転方向後方に生じるエアポケットの位置にアース部材が位置するため、油膜形成が困難な位置（エアポケット）においてアース部材が外輪または内輪の軌道面に接触する。したがって外輪と内輪との間のインピーダンスを大幅に低下させることができ、電子機器に伝わる電磁ノイズを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示または説明を省略する。
【0013】
【0014】
図１に示す軸受１００は、外輪１０２と内輪１０４の間に、転動体である玉１１０が複数配置されている。外輪１０２と内輪１０４が相対的に回転することにより、玉１１０は外輪軌道面１０２ａと内輪軌道面１０４ａに接触して転がる。玉１１０は、波形保持器１２０によってその間隔が保持されている。
【0015】
波形保持器１２０は鋼板をプレス成型した２枚合わせの波板１２２を、玉１１０を挟むようにリベット１２４でかしめた構造をしている。なお保持器は金属をプレス成型したものに限らず、硬質樹脂で成形したものであってもよい。また、波形ではなく冠形保持器であってもよい。また外輪１０２と内輪１０４の間には潤滑油が供給される。
【0016】
さらに本実施形態においては、一方の波板１２２の外面を覆うように、アース部材１３０が設けられている。アース部材１３０は導電性を有する材料によって形成されている。具体的には、導電性および弾性のある樹脂またはゴムで形成することが好ましいが、金属製であってもよい。
【0017】
【0018】
そして図２（ａ）によく表されているように、アース部材１３０は、玉１１０と玉１１０の間の位置に、外輪軌道面１０２ａに接触するリップ１３２と、内輪軌道面１０４ａに接触するリップ１３４とを本体と一体に備えている。図２（ｂ）に示すように、リップ１３２、１３４は往復するように屈曲した形状を成しており、弾性変形のストロークを大きく持たせている。
【0019】
図４は玉１１０の後方のエアポケット１４２を説明する図であって、外輪１０２を固定した状態で内輪１０４が上方向に回転している状態を示している。また図４では説明の便宜上、波形保持器１２０およびアース部材１３０の本体の記載を省略している。
【0020】
内輪１０４が回転するとき、同じ方向に玉１１０も公転する（自転方向は逆向きになる）。すると潤滑油１４０は玉１１０によって押しのけられて空間が形成され、いずれその流動性によって空間を充填するように戻る。この玉１１０の後方に形成される「油膜形成が困難な位置（空間）」を、エアポケット１４２と称する。
【0021】
すると図４からわかるように、玉１１０と玉１１０の間に配置されたリップ１３２、１３４は、エアポケット１４２の位置で外輪軌道面１０２ａまたは内輪軌道面１０４ａに接触する。すなわちリップ１３２、１３４は、エアポケット１４２において外輪軌道面１０２ａまたは内輪軌道面１０４ａに接触する。したがって外輪１０２と内輪１０４との間のインピーダンスを大幅に低下させることができ、電子機器に伝わる電磁ノイズを防止することができる。
【0022】
仮に玉列の横にリップを配置して外輪や内輪と接触させたり、シールに接触するようにリップを配置したりすると、リップは潤滑油が充分にある箇所でそれらと接触することになる。するとリップと相手との間に油膜が形成されるため、導電率が低下し、インピーダンスが上昇してしまう。また回転する際に潤滑油の粘性による抵抗をまともに受けることになるため、トルクの上昇も招いてしまう。これに対し本発明のように、エアポケット１４２にリップ１３２、１３４を配置したことにより、インピーダンスを大幅に低下させることができると共に、トルクの上昇も抑制することが可能となる。
【0023】
図５は第２実施形態にかかる転がり軸受（以下、単に「軸受２００」と称する）を説明する部分断面図である。図６は図５の軸受の側面図および断面の正面図である。図７は図５の軸受の分解斜視図である。上記第１実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【0024】
上記の第１実施形態では、アース部材１３０は一体構成であった。第２実施形態においてはアース部材は個別のピースになっている。また第２実施形態においては、保持器は２枚合わせの波形保持器１２０であることが前提となっている。
【0025】
図５および図６（ａ）に示すように、玉１１０と玉の間には、外輪側にアース部材２１０が取り付けられていて、内輪側にアース部材２２０が取り付けられている。アース部材２１０は外輪軌道面１０２ａに接触するリップ２１２を有する。アース部材２２０は内輪軌道面１０４ａに接触するリップ２２２を有する。アース部材２１０、２２０は導電性を有する材料によって形成されている。具体的には、導電性および弾性のある樹脂またはゴムで形成することが好ましいが、金属製であってもよい。
【0026】
図６（ｂ）に示すように、リップ２１２、２２２は往復するように屈曲した形状を成しており、弾性変形のストロークを大きく持たせている。
【0027】
また図６（ｂ）に示すように、アース部材２１０は２枚合わせの一方の波板１２２に形成された外側タブ１２６ａに取り付けられ、アース部材２２０は他方の波板１２２に形成された内側タブ１２６ｂに取り付けられている。したがって図７に示すように、波板１２２が分かれた状態では一方の波板１２２にアース部材２１０またはアース部材２２０が取り付けられているが、波板１２２をリベット１２４でかしめて波形保持器１２０にすると、外内両方のアース部材２１０、２２０が備えられる。
【0028】
上記構成によっても、アース部材２２０、２２２は玉１１０の後方のエアポケット１４２の位置で外輪軌道面１０２ａまたは内輪軌道面１０４ａに接触する。すなわちリップ１３２、１３４は、エアポケット１４２において外輪軌道面１０２ａまたは内輪軌道面１０４ａに接触する。したがって外輪１０２と内輪１０４との間のインピーダンスを大幅に低下させることができ、電子機器に伝わる電磁ノイズを防止することができる。
【0029】
なお、上記第１、第２実施形態においては、すべての玉１１０の間にリップを配置して図示した。しかしながら１つおきや２つおきに配置してもよく、その個数については適宜設定することができる。また外輪側のリップと内輪側のリップを交互に配置してもよい。
【0030】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は斯かる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【0031】
本発明は、電磁ノイズ防止用の転がり軸受として利用することができる。
【符号の説明】
【0032】
１００…軸受、１０２…外輪、１０２ａ…外輪軌道面、１０４…内輪、１０４ａ…内輪軌道面、１１０…玉、１２０…波形保持器、１２２…波板、１２４…リベット、１２６ａ…外側タブ、１２６ｂ…内側タブ、１３０…アース部材、１３２…リップ、１３４…リップ、１４０…潤滑油、１４２…エアポケット、２００…軸受、２１０…アース部材、２１２…リップ、２２０…アース部材、２２２…リップ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】