CN100427784C - 电蚀防止滚动轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于提供一种电蚀防止滚动轴承，其容易并且正确地进行电绝缘层的形成后的精加工和膜厚控制。在内圈(2)或外圈(3)上，从与外壳或轴嵌合的周面到宽度面，设置有电绝缘层(6)。在内圈(2)或外圈(3)中的，具有电绝缘层(6)的滚道圈上，在宽度面上设置宽度面加工用或宽度面膜厚控制用的宽度面基准面(7)。该宽度面基准面(7)既可为形成于宽度面上的台阶部(8)的内面，也可为宽度面中的未进行电绝缘层(6)的喷镀处理的材料露出面。

Description

电蚀防止滚动轴承
技术领域
本发明涉及电蚀防止滚动轴承，该电蚀防止滚动轴承用于以通用马达为首，发电机用生成器(generator)、铁路车辆的主电动机等的，具有电流流过轴承内部的可能性的装置。
背景技术
在过去，电蚀防止滚动轴承一般这样制造，即，通过喷镀处理、树脂成形加工，形成电绝缘层。在通过喷镀处理，形成有电绝缘层的电蚀防止滚动轴承中，滚道圈的外周和宽度面的整个表面通过金属层和电绝缘层覆盖(比如，专利文献1，专利文献2)。在设置有电绝缘层的结构的场合，考虑下述可能性，即，如果未进行膜厚控制，则在最终的精加工时，宽度面的膜厚差增加，绝缘性能降低。
另外，对于通过电绝缘层覆盖的外圈的外径面，必须进行外径的精加工，以便与外壳拉延配合，象下述这样，以外圈内径面为基准，进行外径的精加工。该加工如图9所示，通过将锥状心轴36插入外圈32的内径部，将外圈32固定，使外圈32与该锥状心轴36一起旋转，同时，通过研磨等方式，对外圈32的外径面进行机械加工，按照规定尺寸对其进行精加工。
专利文献1：日本第48145/2002号发明专利申请公开公报
专利文献2：日本第46119/1990号实用新型专利申请公开公报
发明内容
在进行膜厚控制的场合，在深槽球轴承的场合，必须按照圈槽基准，在为圆筒滚动轴承的场合，必须按照凸缘面基准，进行宽度面的膜厚控制。由此，必须要求复杂的作业，测定要求花费时间，并且不能够直接将圈槽或者凸缘面作为基准面，进行宽度面机械加工，故还在加工方面，花费较长时间，费工夫。这些方面是成本增加的主要原因。
另外，由于一般轴承的外圈内径部为圆筒面形状，故在图9那样的加工方法的场合，即使在外圈32的一端侧的内径部固定于锥状心轴36上的情况下，在另一端侧，内径部与锥状心轴36之间产生间隙。由此，具有在加工时，外圈32偏移，或相对锥状心轴36倾斜的可能性。另外，在上述加工时，产生热量，这样外圈32膨胀，由此，相对常温的场合，外圈32容易产生偏移、倾斜。如果在加工时，外圈32产生偏移、倾斜，则导致外圈外径面的精度(纯圆度，外径面的歪斜，径向偏差等)的降低。作为其应对措施，在过去，必须要求在按压外圈的同时，对其加工等的，复杂的作业。
本发明的目的在于提供一种电蚀防止滚动轴承，该电蚀防止滚动轴承容易并且正确地进行上述那样的精加工、膜厚控制。
本发明的电蚀防止滚动轴承，在内外滚道圈之间，夹设有多个滚动体，从与至少一侧滚道圈的外壳或轴嵌合的周面到宽度面，设置有电绝缘层，在具有上述电绝缘层的一侧的滚道圈上，在所述滚道圈的一侧或两侧的宽度面上设置有宽度面加工用或宽度面膜厚控制用的宽度面基准面，在相对的两个宽度面中，在具有所述电绝缘层的外侧滚道圈的第一宽度面的内径缘上，形成不具有上述绝缘层的环状台阶部，通过该台阶部形成上述基准面；在第二宽度面位于与第一宽度面中形成的上述基准面的位置相对的第二宽度面的周缘上，形成倒角；上述台阶部的外径，为基本相当于具有绝缘层侧的轨道圈的内径面中的除去上述倒角的形成部分的尺寸的值。
如果采用该方案，由于在滚道圈的宽度面上，设置宽度面基准面，故在通过机械加工，按照规定尺寸，对宽度面进行精加工时、在机械加工后的宽度面的膜厚控制中，可直接采用上述宽度面基准面。由此，将滚道圈的圈槽、凸缘面等用于基准面的场合这样的复杂的作业可废止，可容易并且正确地进行电绝缘层的形成后的宽度面精加工、膜厚控制。
具体来说，上述宽度面基准面也可为形成于滚道圈的宽度面上的台阶部的内面。在象这样，通过台阶部，形成宽度面基准面的场合，可通过台阶部的加工，以良好的精度，获得宽度面基准面。
上述宽度面基准面还可为滚道圈的宽度面中的未形成电绝缘层的材料露出面。由于可仅仅通过未形成电绝缘层的方式，形成宽度面基准面，故容易形成宽度面基准面。
上述宽度面基准面还可为通过淬火钢切削，或研磨加工形成的面。如果采用上述的淬火钢切削或研磨加工，则进行精度良好的加工，可高精度地形成宽度面基准面。
本发明的另一方面的电蚀防止滚动轴承涉及下述电蚀防止滚动轴承，其中，在外圈的外径面与宽度面上，具有电绝缘层，其特征在于在外圈的内径面的滚动面的两侧部分，设置有与尖细状的心轴的外径面一起接触的内径面基准面。
按照该方案，由于当进行外圈的外径精加工时，将锥状等的尖细状的心轴插入内径面，但是，由于在外圈的内径面的滚动面的两侧的部分，设置有与上述心轴一起接触的内径面基准面，故外圈稳定地与心轴接触。由此，在外径加工时，外圈难于发生倾斜、变形，姿势稳定。于是，无需过去那样的复杂的作业，可容易并且正确地进行外圈的外径精加工。
上述内径面基准面既可为锥状面，也可为截面呈圆弧状等的曲面，还可为设置于外圈的内径面上的环状突部的内径面。
本发明的又一方面的电蚀防止滚动轴承在外圈的外径面与宽度面上，具有电绝缘层，其特征在于外圈中的除了滚动面部分以外的内径面为锥状面。即，上述内径面基准面为锥状面。
如果采用该方案，当进行外圈的外径精加工时，通过采用与内径面的锥状面相同的坡度的锥状心轴，插入到外圈的内径部的锥状心轴的锥状面与外圈的内径部的锥状面实现面接触。由于象这样实现面接触，故在外径加工时，外圈的倾斜、变形更进一步地难于产生，姿势更进一步地保持稳定，外径精加工的容易性，正确性提高。
在象上述那样，外圈的内径面为锥状面的场合，锥状面的坡度也可在1/100～1/3000的范围内。从将外圈朝向锥状心轴的定位的固定性来说，上述锥状面的坡度最好较大，但是，如果外圈内径面具有过大的坡度，则从轴承各部分的尺寸设计方面来说是不好的。如果锥状面的坡度在1/100～1/3000的范围内，则外圈的锥状心轴的固定性优良，并且作为制品，各部分的尺寸设计也没有妨碍。
上述电绝缘层既可为陶瓷材料的层，也可为合成树脂，比如，聚苯硫醚树脂。在为陶瓷材料的场合，形成电绝缘性、相对温度变化的尺寸稳定性优良的电绝缘层。在为聚苯硫醚树脂的场合，同样在树脂中，成形加工的容易性特别优良，电绝缘层的形成容易，另外，形成尺寸稳定性、电绝缘性均优良的电绝缘层。
本发明的电蚀防止滚动轴承既可为深槽球轴承，也可为在外圈上具有凸缘的圆筒滚动轴承。对于这些形式的轴承，即使在使外圈中的除了滚动面部分以外的内径面为锥状面等的情况下，仍不产生妨碍，另外，可获得下述滚动轴承，其中，较宽地获得外圈的宽度面，外圈的外径面，以及宽度面均通过电绝缘层充分地覆盖，绝缘性优良。
附图说明
图1为本发明的一个实施例的电蚀防止滚动轴承的局部剖视图；
图2为表示其宽度面加工方法的一个实例的说明图；
图3为本发明的还一实施例的电蚀防止滚动轴承的局部剖视图；
图4为本发明的又一实施例的电蚀防止滚动轴承的局部剖视图；
图5为本发明的另一实施例的电蚀防止滚动轴承的局部剖视图；
图6为表示同上轴承中的外圈的外径精加工的说明图；
图7为表示本发明的再一实施例的电蚀防止滚动轴承的局部剖视图；
图8为表示同上轴承中的外圈的外径精加工的说明图；
图9为表示已有实例的外圈的外径精加工的说明图。
具体实施方式
下面根据图1和图2，对本发明的第1实施例进行描述。在该电蚀防止滚动轴承1中，在作为内侧的滚道圈的内圈2与作为外侧的滚道圈的外圈3之间，设置有多个滚动体4，在从作为与外圈3的外壳(图中未示出)嵌合的面的外周面3a到两侧的宽度面3b，3c的范围内，设置电绝缘层6，在外圈3的一个的宽度面3b上，设置宽度面基准面7。该电蚀防止滚动轴承1为深槽球轴承，滚动体4为球。内圈2和外圈3具有圈槽10，11，上述滚动体4夹设于两个圈槽10，11之间。各滚动体4以可滚动的方式保持于设在保持器5的圆周方向的多个部位的相应凹部的内部。
上述外圈3的覆盖层由电绝缘层6中的1层或多层形成。宽度面基准面7为宽度面加工用或宽度面膜厚控制用的面，其呈环状而形成于外圈3的宽度面3b中的圈槽11一侧的周缘，即内周缘部上。另外，该宽度面基准面7由形成于外圈3的宽度面3b的内径缘上的环状的台阶部8的内面形成。台阶部8的外径和深度为基本上相当于外圈3的内径面中的除去倒角3d的形成部分的尺寸的值。该台阶部8既可在于外圈3上，进行电绝缘层6的喷镀处理之前以机械加工方式形成，也可在上述喷镀处理之后，以机械加工方式形成。该机械加工指比如，淬火钢切削，或研磨加工。外圈3，内圈2和滚动体4由轴承钢等的钢材形成。
电绝缘层6为在外圈3的材料表面上，对氧化铝(Al2O3)，氧化钛(TiO2)，或氧化铬(Cr2O3)等的金属氧化物，或以这些金属氧化物为主材的复合金属氧化物等进行喷镀处理而形成的层。在喷镀处理后，象后面描述的那样对该电绝缘层6进行机械加工。最好，将外圈3的左右的宽度面3b，3c的电绝缘层6的膜厚差抑制在50μm以下。另外，最好，喷镀处理前的宽度面基准面形成侧的宽度面3b与宽度面基准面7的平行度小于25μm。
如果采用该方案，由于在外圈3的宽度面3b上，设置有宽度面基准面7，故在通过机械加工按照规定尺寸对宽度面3b，3c进行精加工时和机械加工后的宽度面3b，3c的膜厚控制中，可直接利用宽度面基准面7。由此，将外圈3的圈槽11等用于基准面的场合这样的复杂的作业可废止，可容易地并且正确地进行机械加工后的膜厚控制。由于宽度面基准面7通过台阶部8形成，故可高精度地获得该宽度面基准面。另外，通过淬火钢切削，或研磨加工形成，可以更高的精度形成。
下面根据图2，对本实施例的场合的宽度面加工方法的一个实例进行描述。在该加工方法中，按照下述①～④的步骤进行加工。
①针对整个制品，在喷镀处理之前，测定外圈3的宽度面基准面7和与宽度面基准面相反一侧的宽度面3c之间的宽度A。
②在喷镀处理之后，测定外圈3的宽度面基准面7和与宽度面基准面相反一侧的宽度面3c的电绝缘表面之间的宽度B，确定与宽度面基准面相反一侧的宽度面3c上的电绝缘层6的加工留量。使宽度面基准面7与支撑板15接触，对与宽度面基准面相反一侧的电绝缘表面6进行机械加工。该机械加工为研磨等方式。
③根据作为目标尺寸的宽度精加工尺寸，以及包括外圈3的电绝缘层6的全部宽度尺寸C，确定另一个加工留量。
④以加工好的宽度面3c为基准，按照在宽度精加工尺寸的允许范围内的方式，对反侧宽度面3b进行加工。
按照理论计算式，通过上述的方法，将电绝缘层6的膜厚左右差抑制在50μm，由此，可减小相应的绝缘性能的差异，如将电压强度的差抑制在0.5kV以下等。另外，可简单地对加工留量进行控制，还可期待工时的减少。
在上述实施例中，仅仅在一侧设置宽度面基准面7，但是，也可如图3所示，在外圈3的两侧的宽度面3b，3c上，设置宽度面基准面7。同样在此实例中，就宽度面基准面7来说，将构成形成于外圈3上的台阶部8的底面的内面作为宽度面基准面7。
另外，宽度面基准面7也可如图4所示，为外圈3的宽度面3b，3c中的未形成电绝缘层6的材料露出面。即，也可使外圈3的宽度面3b，3c的一部分为不进行喷镀处理的面，使未喷镀处理面为宽度面基准面7。
此外，在于内圈2上设置电绝缘层6的场合，在内圈2上，象上述各实施例所描述的那样，设置宽度面基准面7。另外，在上述各实施例中，针对适合用于深槽球轴承的场合进行了描述，但是，本发明也可为圆筒滚动轴承，对于滚动轴承，只要是设置有电绝缘层6的类型就可适用。
下面根据图5和图6，对本发明的还一实施例进行描述。对于该电蚀防止滚动轴承，如图5所示，在分别为滚道圈的内圈21和外圈22之间夹设滚动体23的类型中，在外圈22上设置电绝缘层24，在外圈22的内径面的滚动面22c的两侧，设置内径面基准面22a。该内径面基准面22a为可与尖细状的心轴26的外径面一起接触的面。在本实施例中，内径面基准面22a为锥状面，外圈内径面中的除了形成滚动面22c的部分以外的几乎整体为由锥状面形成的内径面基准面22a。电绝缘层24按照跨过外圈22的外径面与两侧的宽度面的方式形成。该轴承用于比如，铁路车辆的主电动机中的转子支承轴承等。该轴承为深槽球轴承，作为滚动体23的球通过保持器25以可旋转的方式保持。内外圈21，22，滚动体23和保持器25由轴承钢等的金属材料形成。
电绝缘层24由比如，陶瓷材料的层形成，其通过喷镀处理，设置在外圈22的外径面与宽度面的范围内。陶瓷材料采用氧化铝(Al2O3)，氧化钛(TiO2)，或氧化铬(Cr2O3)等的金属氧化物，或以这些金属氧化物为主材的复合金属氧化物。电绝缘层24也可为树脂材料。在树脂材料中，最好采用聚苯硫醚树脂(PPS树脂)。电绝缘层24在本实施例中，为单独的层，但是，其也可为多种层重合的叠层体。
外圈22的内径面基准面22a形成坡度在1/100～1/3000的范围内的锥状面。该内径面基准面22a的坡度在进行外圈22的外径精加工时，如图6所示，对应于插入外圈22的内径部中的锥状心轴26的锥状面26a的坡度而设定。
如果采用该方案的电蚀防止滚动轴承，则通过在外圈22与外壳之间，夹设电绝缘层24，在它们之间，确保绝缘性，确保与内圈21嵌合的轴与外壳之间的电绝缘性。由此，防止在内外圈21，22的滚动面与滚动体23之间，产生火花放电等，轨道面变粗糙的情况。
对于该方案的轴承，在制造时，如图6那样，将心轴26插入到外圈22的内径部，在将该心轴26固定于外圈22上的状态，使外圈22与锥状心轴26一起旋转，同时，通过研磨等方式，进行外圈22的外径的精加工。此时，锥状心轴26的锥状面26a与外圈22的内径部的内径面基准面22a实现面接触，锥状心轴26以良好地稳定性固定于外圈22的内径部，由此，在外径精加工时，外圈22难于倾斜、变形。由此，无需过去那样的复杂的作业，可容易并且正确地进行外圈22的外径精加工。
图7表示本发明的又一实施例。该实施例的电蚀防止滚动轴承为圆筒滚动轴承，外圈22的两侧具有凸缘22b，滚动体23也通过保持器(图中未示出)的凹部保持，另外，作为总滚动轴承，也可省略保持器。其它的组成与图5和图6所示的实施例相同。
同样在本实施例的场合，如图8所示，将锥状心轴26插入外圈22的内径部，使外圈22，与锥状心轴26一起旋转，同时在进行外圈22的外径精加工时，锥状心轴26以良好的稳定性固定于外圈22的内径部上。由此，可容易并且正确地进行外圈22的外径精加工。
另外，在上述实施例中，外圈22的内径面基准面22a为锥状面，但是，内径面基准面22a既可为截面呈圆弧状等的曲面或带台阶部的面，也可为设置于外圈22的内径面上的环状突部(图中未示出)的内径面。

Claims (2)

1.一种电蚀防止滚动轴承，其中，在内外滚道圈之间，夹设有多个滚动体，从与至少一侧滚道圈的外壳或轴嵌合的周面到宽度面，设置有电绝缘层，在具有上述电绝缘层的一侧的滚道圈上，在所述滚道圈的一侧或两侧的宽度面上设置有宽度面加工用或宽度面膜厚控制用的宽度面基准面，其特征在于，
在相对的两个宽度面中，在具有所述电绝缘层的外侧滚道圈的第一宽度面的内径缘上，形成不具有上述绝缘层的环状台阶部，通过该台阶部形成上述基准面；
在第二宽度面位于与第一宽度面中形成的上述基准面的位置相对的第二宽度面的周缘上，形成倒角；
上述台阶部的外径，为基本相当于具有绝缘层侧的轨道圈的内径面中的除去上述倒角的形成部分的尺寸的值。
2.根据权利要求1所述的电蚀防止滚动轴承，其特征在于上述基准面为通过淬火钢切削，或研磨加工形成的面。
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