JP2002286040A - 転がり軸受 - Google Patents
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16C33/38—Ball cages
- F16C33/41—Ball cages comb-shaped
- F16C33/412—Massive or moulded comb cages, e.g. snap ball cages
- F16C33/414—Massive or moulded comb cages, e.g. snap ball cages formed as one-piece cages, i.e. monoblock comb cages
- F16C33/416—Massive or moulded comb cages, e.g. snap ball cages formed as one-piece cages, i.e. monoblock comb cages made from plastic, e.g. injection moulded comb cages
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16C33/3875—Massive or moulded cages having cage pockets surrounding the balls, e.g. machined window cages comprising two annular parts joined together made from plastic, e.g. two injection moulded parts joined by a snap fit
-
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- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
外部からの水の浸入を受けても水素による白色組織変化
を伴う剥離を起こすことがなく、長寿命で安価な転がり
軸受を提供する。 【解決手段】 本発明の転がり軸受は、内輪11と外輪
12との間に保持器13を介して複数の転動体14を略
等間隔で回動自在に保持し、保持器13が導電性プラス
チックからなり、保持器13の内周面および外周面に、
保持器13から内輪11の外周面および外輪12の内周
面に延びて電気的に接触する突部13Aが、保持器13
と一体に形成されている。
Description
がり軸受に関し、特に、自動車の電装部品、エンジン補
機であるオルタネータや中間プーリ、カーエアコン用電
磁クラッチ、水ポンプ、ガスヒートポンプ用電磁クラッ
チ、コンプレッサ等の高温、高速、高荷重条件下で使用
され、更に水が混入しやすい部位に好適な転がり軸受に
関する。
剤中に水分が混入すると大きく低下する。例えば古村ら
は、潤滑油(#180タービン油)に6%の水が混入する
と、混入がない場合に比べて数分の1〜20分の1に転
がり疲れ強さが低下することを報告している(古村恭三
郎、城田伸一、平川清:表面起点および内部起点の転が
り疲れについて、NSK Bearing Journal, No.636, pp.1-
10,1977)。また、Schatzbergらは、潤滑油中にわずか1
00ppmの水分が混入するだけで、鋼の転がり強さが
32〜48%も低下することを報告している(P.Schatzb
erg. I.M.Felsen;Effects of water and oxygen during
rolling contact Iubrication, wear, 12,pp.331-342,
1968)。
荷重下で使用されることが多いため、特許第28787
49号公報に記載されているようにグリースの分解によ
り水素を発生することがある。また、これらの軸受は、
エンジン外部にあるベルト駆動の補助機械用軸受である
ことから、路面より跳ね上げられる泥水や雨水が浸入し
やすく、水ポンプ用軸受では更にエンジン冷却用循環水
の浸入も受けやすい。これらの軸受では、通常、接触ゴ
ムシールにより外部からの水の浸入を防止する構成とな
っているが、完全な防止はできないのが現状である。更
に、自動車のエンジンは、稼働と休止を繰り返す機械で
あるため、エンジンが休止しているときに軸受のハウジ
ング内の温度が下がり、露点に達して軸受周りの空気中
の水分が凝縮して水滴となり、軸受に付着したり潤滑剤
中に混入したりすることがある。これらの結果、特開平
11−72120号公報に記載されるように、浸入水分
により発生した水素が軸受鋼中に侵入して水素脆性によ
る白色組織変化を伴った剥離を引き起こす。
るプーリ駆動で回転しているため、ベルトとプーリ間に
静電気が発生する。通常、軸受回転中は潤滑剤の油膜に
より内外輪間は絶縁状態になっているが、強振動等によ
り金属接触を引き起こすと内外輪間が一気に導通して内
外輪間に大きな電位差が生じる。そして、生じた直流電
圧により水が電気分解を起こして水素イオンの発生が促
進され、上記したような白色組織変化を伴った剥離がよ
り起こりやすくなる。
各部品用軸受では、外部からの浸入水分に起因して水素
脆性による白色組織変化を伴った剥離が発生しやすく、
更に静電気により促進されるという問題があり、その防
止が新たな重要課題となっている。
生する白色組織変化を伴なった剥離は、ベルトとプーリ
との間で発生した静電気が、軸受の内外輪間に発生する
大きな電位差を発生し、水分の電気分解が起こり、水素
イオンを発生させる。そこで、本発明者らは、以下の検
証を行なってみた。検証1:軸受部に静電気が発生しな
いように、絶縁プーリを使用してオルタネータの動作試
験を行なった。この結果、軸受の寿命が向上することが
分かった。検証2:ボールをセラミックス製にし、内外
輪と転動体とを絶縁状態にした。この結果、軸受の寿命
が向上することが分かった。こうした検証から、オルタ
ネータ等に使用する軸受の剥離対策として、転動体をセ
ラミックス製にしたセラミックボール、絶縁効果のある
樹脂プーリの使用等が考えられる。しかしながらこうし
たセラミックボールや、樹脂プーリを採用することは、
転がり軸受のコストの上昇につながってしまう。そこ
で、従来は軸受の内外輪間に発生する大きな電位差を解
消するために、保持器または内外輪に導電性のブラシ
(金属製のブラシ)を設けることで、内輪および外輪を
通電し、この電位差を解消していた。しかしながら、こ
うした導電性のブラシは、内・外輪と摺接する際に金属
摩耗粉を発生することがあった。軸受内にこうした金属
摩耗粉が発生してしまっては、軸受内に充填された潤滑
剤の寿命、さらには、転がり軸受の寿命をも縮めてしま
う。
ものであって、高温、高速、高荷重条件下で使用され、
更に外部からの水の浸入を受けても水素による白色組織
変化を伴う剥離を起こすことがなく、長寿命で安価な転
がり軸受を提供することを目的とする。
意検討の結果、内外輪の電位差を解消する為に保持器材
料として導電性プラスチックを採用し、さらに、保持器
と内外輪とを電気的に接続することで、内外輪と摺接し
た際にも摩耗粉等を出すことがなく、内外輪の電位差を
解消できることを見出した。すなわち、本発明の上記目
的は、内輪と外輪との間に保持器を介して複数の転動体
を略等間隔で回動自在に保持する転がり軸受において、
前記保持器が導電性プラスチックあるいは汎用プラスチ
ックに導電体を添加したものからなり、前記保持器の内
周面および外周面に、前記保持器から前記内輪の外周面
および前記外輪の内周面に延びて電気的に接触する突部
が、前記保持器と一体に形成されていることを特徴とす
る転がり軸受によって達成される。この場合、この転が
り軸受は、自動車エンジン補機に使用されることが好ま
しい。
リアセチレン、ポリピロール、ポリオチオフェン、ポリ
アニリン等が例示できる。また、汎用プラスチックに無
機物質を中心とする導電体を添加したものでもよい。添
加する無機物質としては、金属やカーボンブラック等が
好ましく、特に金属としては、金、銀、銅、アルミニウ
ム、鉄、ステンレス、ニッケル等の粉末または繊維が好
ましい。また、「電気的に接触」とは、転がり軸受の内
輪外周面および外輪内周面と保持器に設けられた突部と
が通電可能な状態にあることを言う。さらに具体的に
は、内・外輪と保持器の突部とが常時摺接するか、ある
いは転がり軸受の作動中にほとんどの間接触するように
0.3mm以下の隙間を形成するように配置されている
ことが好ましい。
ラスチックによって成形された保持器および保持器に形
成された突部によって、例えばベルトとプーリとの間で
発生した静電気が、内輪および外輪間で常時または、ほ
とんどの間通電されているため、内・外輪間の電位差が
ほとんどなく、上述した水の電気分解による水素イオン
の発生を抑えることができる。すなわち、転がり軸受に
発生する白色組織変化を伴なう剥離の発生並びに進行を
抑制することができる。また、従来こうした電位差を解
消するために保持器に設けられた金属製のブラシを使用
することがないので、金属摩耗粉等が発生することがな
く、転がり軸受内に所定量充填された潤滑剤を汚すこと
がない。
ある単列深溝玉軸受(以下玉軸受)10の断面図の一部
を示す。図1に示すように、玉軸受10は、内輪11と
外輪12との間の保持器13により保持され、玉軸受1
0の周方向に沿って等間隔に配置されている複数個の転
動体14を有し、内部に潤滑グリースが適量封入され、
内輪および外輪の端面が接触ゴムシール15によって封
止されている。内輪11、外輪12には、それぞれ内輪
外周面および外輪内周面の軸方向の両端部より間隔を隔
てた中央部分に転動体14を収納する凹形状の溝となる
軌道面11A,12Aが形成されている。このとき、玉
軸受10は、内径φ80〜φ20mm、外径φ22〜φ
65mm、幅5〜30mmとしている。
は、冠型保持器が用いられ、その外輪12側端面(図中
上方)および内輪11側端面(図中下方)に突部13A
が全周にわたって設けられている。この場合、保持器1
3に形成された転動体14を収納する複数のポケットに
対して保持器の内・外周面上に一対の突部が配置されて
いる。この突部13Aと保持器基部13Bとは、導電性
プラスチックによって一体に成形されている。ここで、
導電性プラスチックとしては、66ナイロン+カーボン
繊維を使用している。突部13Aは、内輪11外周面お
よび外輪12内周面と電気的に接合している。この場
合、突部13Aの先端部と内輪11外周面および外輪1
2内周面とは、全周にわたって接合している。
えば、ベルトとプーリとの間で発生した静電気によって
玉軸受10が帯電しても、導電性プラスチックによって
一体に成形された突部13Aおよび保持器基部13Bに
よって、内輪11および外輪12間は通電されているた
め、内・外輪間の電位差はほとんど発生しない。したが
って、上述した軸受内で起こる水の電気分解による水素
の発生を抑えることができる。すなわち、玉軸受10に
発生する白色組織変化を伴なう剥離の発生並びに進行を
抑制することができる。また、保持器を導電性プラスチ
ックとしていることで、突部13Aが内・外輪と摺接し
ても場合にも、金属摩耗粉等が発生することがないの
で、転がり軸受内に所定量充填された潤滑剤を汚すこと
がない。
深溝玉軸受(以下玉軸受)20の断面図を示す。図2に
示す玉軸受20の保持器23は、二つ割れのもみ抜き保
持器で構成されている。すなわち、保持器23は、保持
器23の一方の端面を構成する保持器片23B,23C
を互いに組み合わせることで構成されている。このと
き、保持器片23B,23Cには、その内・外周側面の
任意の位置に保持器片23B,23Cから内輪11およ
び外輪12に延びて、電気的に接触する突部23Aが設
けられている。このとき、保持器片23B,23Cと突
部23Aとは、導電性プラスチックによって一体に成形
されている。こうすることで、玉軸受20は、その両側
面に少なくとも一対の内輪11および外輪12と通電す
る突部23Aが形成されている。
持器23に形成された突部23Aの数が上述した本発明
の第1実施形態に示す数よりも多く構成されている。す
なわち、保持器23の軸方向の両端部(図中左右方向の
両端部)に、突部23Aが設けられているので、内輪1
1および外輪12との通電をより良好に行なうことがで
きる。なお、本実施形態の玉軸受20における、図示し
ない上記以外の構成および作用・効果については、上述
した本発明の第1実施形態の玉軸受10と同様である。
れるものではなく、適宜な変形、改良等が可能である。
本実施形態において、玉軸受として単列深溝玉軸受を例
示したが、本発明はこれに限定されず保持器を備える転
がり軸受であればいずれの形態の転がり軸受にも適用可
能である。また、本実施形態において保持器に形成され
た突部は、保持器の各ポケットに対して内外周面上に一
対設けられていたが、保持器の内・外周面上の任意の位
置にそれぞれ一つ設けられてもよい。また、例えば、保
持器の周方向の対向する部分に3組、4組、ないしはそ
れ以上の突部が配置されてもよい。さらに、保持器に形
成された突部が保持器の周方向に一定の間隔をもって配
置されていてもよい。
受によれば、導電性プラスチックによって成形された保
持器および突部によって、内輪および外輪間で常時通電
されているため、内・外輪間の電位差がほとんどなく、
外部からの水の浸入を受けても水素による白色組織変化
を伴う剥離を起こすことがない。さらに、保持器の突部
と内・外輪との摺接による摩耗粉が発生することがない
ので、長寿命で安価な転がり軸受を提供することができ
る。
図の一部を示す。
図の一部を示す。
Claims (1)
- 【請求項1】 内輪と外輪との間に保持器を介して複数
の転動体を略等間隔で回動自在に保持する転がり軸受に
おいて、 前記保持器が導電性プラスチックあるいは汎用プラスチ
ックに導電体を添加したものからなり、前記保持器の内
周面および外周面に、前記保持器から前記内輪の外周面
および前記外輪の内周面に延びて電気的に接触する突部
が、前記保持器と一体に形成されていることを特徴とす
る転がり軸受。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001087828A JP2002286040A (ja) | 2001-03-26 | 2001-03-26 | 転がり軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001087828A JP2002286040A (ja) | 2001-03-26 | 2001-03-26 | 転がり軸受 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002286040A true JP2002286040A (ja) | 2002-10-03 |
Family
ID=18943020
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001087828A Pending JP2002286040A (ja) | 2001-03-26 | 2001-03-26 | 転がり軸受 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002286040A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008240806A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Jtekt Corp | 玉軸受 |
US20100215303A1 (en) * | 2007-05-11 | 2010-08-26 | Schaeffler Kg | Double row, angular contact ball bearing with two plastic comb cages with retaining tabs |
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JP2000130441A (ja) * | 1998-10-26 | 2000-05-12 | Nsk Ltd | 転がり軸受 |
-
2001
- 2001-03-26 JP JP2001087828A patent/JP2002286040A/ja active Pending
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Legal Events
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RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
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