JP2004144184A

JP2004144184A - 電食防止転がり軸受

Info

Publication number: JP2004144184A
Application number: JP2002309200A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Inukai; 犬飼　広亮; Hideji Ito; 伊藤　秀司; Yukihiro Kataoka; 片岡　幸浩; Kiyoshi Sato; 佐藤　清
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2002-10-24
Filing date: 2002-10-24
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】外輪の外径仕上加工を容易かつ正確に行うことのできる電食防止転がり軸受を提供する。
【解決手段】この電食防止転がり軸受は、外輪２の外径面と幅面とに電気絶縁層４を有する。外輪２の内径面における転走面２ｃの両側の部分に、先細り形状のマンドレルの外径面に共に接する基準面２ａを設けたものである。基準面２ａはテーパ面等からなり、その勾配は、１／１００〜１／３０００程度とされる。基準面２ａは、外輪２の外径加工を行うときに、テーパ状等の先細り形状のマンドレル６を安定良く接触させるように利用される。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、汎用モータを始め、発電機用ジェネレータや鉄道車両の主電動機など、軸受内部を電流が流れる可能性のある装置に用いられる電食防止転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電食防止転がり軸受として、外輪外径面の全面が、金属層または絶縁層で覆われた溶射加工や樹脂成形加工による電気絶縁層とされたものがある。電気絶縁層で覆った外輪の外径面は、ハウジングへの締まり嵌めのために、外径を仕上げ加工する必要があり、次のように外輪内径面を基準として、外径の仕上げ加工を行っている。この加工は、図５に示すように、外輪１２の内径部にテーパマンドレル１６を差し込むことで外輪１２を固定し、テーパマンドレル１６と共に外輪１２を回転させながら外輪１２の外径面を研磨等で機械加工し、規定の寸法に仕上げている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−４８１４５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、一般的に軸受の外輪内径部は円筒面形状であるため、図５のような加工方法の場合、外輪１２の一端側の内径部はテーパマンドレル１６に固定しても、他端側では内径部とテーパマンドレル１６間に隙間が生じる。そのため、加工時に外輪１２がずれたり、テーパマンドレル１６に対して傾いたりする可能性がある。また上記加工時に熱が発生することで外輪１２が膨張するため、常温時よりも外輪１２のずれや傾きが発生し易くなる。加工時に外輪１２にずれや傾きが生じると、外輪外径面の精度（真円度、外径面の倒れ、ラジアル振れ等）の悪化につながる。そのための対策として、従来は外輪１２を押さえながら加工するなど、煩雑な作業が必要であった。
【０００５】
この発明の目的は、このような課題を解消し、外輪の外径仕上げ加工を容易かつ正確に行うことのできる電食防止転がり軸受を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の電食防止転がり軸受は、外輪の外径面と幅面とに電気絶縁層を有する電食防止転がり軸受において、外輪の内径面における転走面の両側の部分に、先細り形状のマンドレルの外径面に共に接する基準面を設けたことを特徴とするものである。
この構成によると、外輪の外径仕上加工を行うときに、テーパ形状等の先細り形状のマンドレルを内径面に差し込むが、外輪の内径面における転走面の両側の部分に、上記マンドレルに共に接する基準面が設けられているため、外輪がマンドレルに安定して接触する。そのため、外径加工時に外輪の傾きや歪みが発生し難くなり、姿勢が安定する。したがって、従来のような煩雑な作業を要することなく、外輪の外径仕上加工を容易かつ正確に行うことができる。
上記基準面は、テーパ面であっても良く、その他に、断面が円弧状等の曲面であっても、また外輪の内径面に設けた環状突部の内径面であっても良い。
【０００７】
この発明の他の観点の電食防止転がり軸受は、外輪の外径面と幅面とに電気絶縁層を有するものであって、外輪の転走面部分を除く内径面をテーパ面としたことを特徴とする。すなわち、上記基準面をテーパ面としたものである。
この構成によると、外輪の外径仕上加工を行うときに、内径面のテーパ面と同じ勾配のテーパマンドレルを用いることにより、外輪の内径部に差し込んだテーパマンドレルのテーパ面が外輪の内径部のテーパ面と面接触となる。このように面接触するため、外径加工時に外輪の傾きや歪みがより一層発生し難くなり、姿勢が安定する。
【０００８】
上記のように外輪の内径面をテーパ面とした場合に、そのテーパ面の勾配を、１／１００〜１／３０００としても良い。上記テーパ面の勾配は、外輪をテーパマンドレルへ位置決めする固定性からは大きい方が好ましいが、外輪内径面にあまり大きな勾配があると、軸受各部の寸法設計上で好ましくない。テーパ面の勾配が１／１００〜１／３０００の範囲であると、外輪のテーパマンドレルへの固定性に優れ、かつ製品として各部の寸法設計上も支障がないものとできる。
上記電気絶縁層はセラミックス材の層であっても、合成樹脂、例えばポリフェニレンスルフィド樹脂であっても良い。セラミックス材とした場合は、電気絶縁性、および温度変化に対する寸法安定性に優れた電気絶縁層となる。ポリフェニレンスルフィド樹脂とした場合は、樹脂の中でも成形加工の容易性が特に優れていて、電気絶縁層の形成が容易であり、しかも寸法安定性，電気絶縁性にも優れた電気絶縁層となる。
この発明の電食防止転がり軸受は深溝玉軸受であっても良く、また外輪に鍔のある円筒ころ軸受であっても良い。これらの形式の軸受は、外輪の転走面部分を除く内径面をテーパ面等としても支障がなく、また外輪の幅面が広く得られ、外輪の外径面だけでなく、幅面も電気絶縁層で十分に覆って絶縁性に優れた転がり軸受とできる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施形態を図１および図２と共に説明する。この電食防止転がり軸受は、図１に示すように、それぞれ軌道輪である内輪１と外輪２との間に転動体３を介在させたものにおいて、外輪２に電気絶縁層４を設け、外輪２の内径面における転走面２ｃの両側に、基準面２ａを設けたものである。基準面２ａは、先細り形状のマンドレル６の外径面に共に接することが可能な面である。この実施形態では、基準面２ａはテーパ面としてあり、外輪内径面における転走面２ｃとなる部分を除く略全体をテーパ面からなる基準面２ａとしてある。電気絶縁層４は、外輪２の外径面と両側の幅面とに渡って形成されている。この軸受は、例えば鉄道車両の主電動機におけるロータ支持軸受などに用いられる。この軸受は深溝玉軸受であり、転動体３である玉は保持器５で回転自在に保持されている。内外輪１，２、転動体３および保持器５は、軸受鋼等の金属材からなる。
【００１０】
電気絶縁層４は、例えばセラミックス材の層からなり、溶射加工により外輪２の外径面と幅面にわたって設けられる。セラミックス材としては、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）等の金属酸化物や、またはこれらをベース材料とした複合金属酸化物等が用いられる。電気絶縁層４としては、この他に樹脂材としても良い。樹脂材では、ポリフェニレンスルフィド樹脂（ＰＰＳ樹脂）が好ましい。電気絶縁層４は、この実施形態では単独の層としたが、複数種類の層が重なったものであっても良い。
【００１１】
外輪２の基準面２ａは、勾配が１／１００〜１／３０００であるテーパ面とされている。この基準面２ａの勾配は、外輪２の外径仕上加工を行うときに、図２のように外輪２の内径部に差し込むテーパマンドレル６のテーパ面６ａの勾配に合わせて設定される。
【００１２】
この構成の電食防止転がり軸受によると、外輪２とハウジングの間に電気絶縁層４が介在することにより、この間で絶縁性が確保され、内輪１に嵌合する軸とハウジングとの間の電気絶縁性が確保される。そのため、内外輪１，２の転走面と転動体３の間に火花放電等が生じて軌道面が荒れることが防止される。
【００１３】
この構成の軸受は、製造に際して、図２のように外輪２の内径部にテーパマンドレル６を差し込み、テーパマンドレル６を外輪２に固定した状態でテーパマンドレル６と共に外輪２を回転させながら、研磨等による外輪２の外径仕上加工を行う。このとき、テーパマンドレル６のテーパ面６ａが外輪２の内径部の基準面２ａと面接触となって、テーパマンドレル６が外輪２の内径部に安定良く固定されるので、外径仕上加工時に外輪２に傾きや歪みが発生し難くなる。そのため、従来のような煩雑な作業を要することなく、外輪２の外径仕上加工を容易かつ正確に行うことができる。
【００１４】
図３は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態の電食防止転がり軸受は円筒ころ軸受であり、外輪２は両側に鍔２ｂを有している。転動体３は、保持器（図示せず）のポケットに保持させても、また総ころ軸受として保持器を省略しても良い。その他の構成は図１および図２に示した第１の実施形態と同様である。
【００１５】
この実施形態の場合も、図４のように外輪２の内径部にテーパマンドレル６を差し込み、テーパマンドレル６と共に外輪２を回転させながら外輪２の外径仕上加工を行うときに、テーパマンドレル６が外輪２の内径部に安定良く固定される。そのため、外輪２の外径仕上加工を容易かつ正確に行うことができる。
【００１６】
なお、上記実施形態は、外輪２の基準面２ａをテーパ面としたが、基準面２ａは、断面が円弧状等の曲面や、段付き面であっても、また外輪２の内径面に設けた環状突部（図示せず）の内径面であっても良い。
【００１７】
【発明の効果】
この発明の電食防止転がり軸受は、外輪の外径面と幅面とに電気絶縁層を有するものにおいて、外輪の内径面における転走面の両側の部分に、先細り形状のマンドレルの外径面に共に接する基準面を設けたため、外輪の外径仕上加工を行うときに、先細り形状のマンドレルの外径面が外輪の転走面の両側で接触し、外輪が安定良く固定される。そのため、従来のような煩雑な作業を要することなく、外輪の外径仕上加工を容易かつ正確に行うことができる。特に、上記基準面をテーパ面とした場合は、テーパマンドレルに面接触させることができて、より一層外輪の姿勢が安定し、外径仕上加工の容易性、正確性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態にかかる電食防止転がり軸受の部分断面図である。
【図２】同軸受における外輪の外径仕上加工を示す説明図である。
【図３】この発明の他の実施形態にかかる電食防止転がり軸受の部分断面図である。
【図４】同軸受における外輪の外径仕上加工を示す説明図である。
【図５】従来例における外輪の外径仕上加工を示す説明図である。
【符号の説明】
１…内輪
２…外輪
２ａ…基準面
２ｂ…鍔
２ｃ…転走面
３…転動体
４…電気絶縁層

Claims

外輪の外径面と幅面とに電気絶縁層を有する電食防止転がり軸受において、外輪の内径面における転走面の両側の部分に、先細り形状のマンドレルの外径面に共に接する基準面を設けたことを特徴とする電食防止転がり軸受。
外輪の外径面と幅面とに電気絶縁層を有する電食防止転がり軸受において、外輪の転走面部分を除く内径面をテーパ面としたことを特徴とする電食防止転がり軸受。
請求項２において、外輪の内径面であるテーパ面の勾配が、１／１００〜１／３０００である電食防止転がり軸受。
請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、電気絶縁層はセラミックス材の層である電食防止転がり軸受。
請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、電気絶縁層はポリフェニレンスルフィド樹脂である電食防止転がり軸受。
請求項１ないし請求項５のいずれかにおいて、深溝玉軸受である電食防止転がり軸受。
請求項１ないし請求項５のいずれかにおいて、外輪に鍔のある円筒ころ軸受である電食防止転がり軸受。