JP2008039032A - 電食防止用絶縁転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】転がり軸受を回転支持部に組み込んだ場合に、係止溝１１、１１とハウジング１２との間で放電現象が生じる事を防止できる構造を実現する。
【解決手段】外輪３ｂの外周面１３及び軸方向両端面１４、１４に加えて、上記両係止溝１１、１１にも絶縁層６ａを形成する。これにより、上記ハウジング１２の一部とこれら両係止溝１１、１１とが隣接しても、これらハウジング１２の一部表面と両係止溝１１、１１との間で放電現象が生じる事を防止できる。
【選択図】図３

Description

この発明は、一般産業用汎用モータや発電機用ジェネレータ（風力発電機等）、鉄道車両用主電動機、医療機器（ＣＴスキャナ装置等）の回転支持部に組み込んだ状態で使用する、電食防止用絶縁転がり軸受の改良に関する。

電動モータや発電機等、各種電気機器等の回転軸を支承する為の転がり軸受の場合、対策を講じないと、転がり軸受自体に、帰路電流、モータ軸電流等の電流が流れてしまう。転がり軸受に電流が流れた場合、電流の通路となる部分の腐食が進む、所謂電食が発生して、転がり軸受の寿命を著しく短縮してしまう。この様な電食の発生を防止する為、転がり軸受を構成する外輪や内輪の表面に絶縁層を形成する事で、転がり軸受に電流が流れない様にする電食防止用絶縁転がり軸受が、例えば特許文献１〜３に記載されている様に、従来から知られている。

これら各特許文献に記載された絶縁型の転がり軸受は何れも、転がり軸受を構成する軌道輪のうちで、相手部材に嵌合支持する部分に、セラミックス、合成樹脂等の絶縁層を形成して成るもので、例えば図６に示す様に構成されている。転がり軸受は、内輪１の外周面に形成した内輪軌道２と外輪３の内周面に形成した外輪軌道４との間に複数の転動体５を設ける事で、上記内輪１と外輪３との相対的回転を自在としている。そして、この外輪３の外周面及び軸方向両端面に、セラミックス溶射層である絶縁層６を形成している。この様な電食防止用絶縁転がり軸受の場合、上記外輪３を金属製のハウジングに内嵌支持した状態では、上記絶縁層６が、これら外輪３とハウジングとを絶縁する。この結果、これら外輪３とハウジングとの間に電流が流れなくなり、上記転がり軸受の構成各部材１、３、５に、上述した様な電食が発生しなくなる。

一方、図７、８に示す様に、転がり軸受に、密封装置であるシールリング７、７或はシールド板８、８を設ける構造がある。このうちの図７に示す構造の場合、シールリング７、７は、金属製の芯金９によりゴム等の弾性材１０を補強して成る。そして、これら両シールリング７、７の外周縁部を、外輪３ａの両端部内周面に形成した係止溝１１、１１に係止すると共に、上記両シールリング７、７の内周縁部を、内輪１ａの両端部外周面の一部にそれぞれ全周に亙り摺接させている。又、上記図８に示す構造の場合、シールド板８、８は、全体を略円輪状に形成した金属板から成り、外周縁部を外輪３ａの両端部内周面に形成した係止溝１１、１１に係止すると共に、内周縁部を内輪１ａの両端部外周面に近接させている。図７、８に示した構造の場合、シールリング７、７或はシールド板８、８を設ける事により、外輪３ａと内輪１ａとの間に存在し各転動体５を設置した空間と、外部空間とを遮断している。

従来、上述の様な図７、８に示した構造に、前述の図６に示した様な絶縁層６を形成する場合、図９に示す様に、係止溝１１、１１を絶縁層６により被覆していなかった。この為、図１０に示す様に、外輪３ａを、回転支持部を構成する金属製のハウジング１２に、このハウジング１２の一部と上記両係止溝１１、１１とが隣接する様に組み込んだ状態では、絶縁層６を被覆していない係止溝１１、１１の表面と、このハウジング１２の一部表面との距離が近くなる。この場合、このハウジング１２の一部表面と上記両係止溝１１、１１との間で、放電現象が生じる可能性がある。特に、電位差が大きい（例えば、１５００Ｖ以上の）場合には、この様な放電現象が生じ易い。そして、この放電現象が生じた場合には、転がり軸受に電流が流れ、前述した様な電食が生じる可能性がある。

又、近年、シール性向上の為、上記両係止溝１１、１１に係止するシールリング７、７の弾性材１０に、カーボンブラックやシリカを添加する事が行なわれている。例えば、この弾性材１０として、アクリロニトリルブタジエンゴム等にカーボンブラックを添加して、摩擦特性、耐摩耗性、耐熱性を向上させる事が行なわれている。但し、カーボンブラックは導電性を有する為、上述の様に、係止溝１１、１１に絶縁層６を被覆していない場合には、これら両係止溝１１、１１から、上記両シールリング７、７を通じて電流が流れ易くなる。

又、上記両係止溝１１、１１に金属製のシールド板８、８を係止する場合も、これら両シールド板８、８の内周縁部が、内輪１ａの両端部外周面と近接している為、やはり、これら両シールド板８、８を通じて電流が流れ易くなる。この様に、シールリング７、７或はシールド板８、８を通じて電流が流れる場合には、これらシールリング７、７の内周縁部、或は、シールド板８、８の内周縁部と上記内輪１ａの両端部外周面との間で、電食が生じる可能性がある。そして、この様な部分で電食が生じた場合には、シール性が低下し、転がり軸受の寿命低下に繋がる。

更に、上述の様な導電性を有するシールリング７、７或はシールド板８、８を使用した場合、ハウジング１２とこれらシールリング７、７或はシールド板８、８との間で放電現象が生じる可能性がある。そして、この様な放電現象が生じた場合には、シールリング７、７或はシールド板８、８と内輪１ａとの間だけではなく、係止溝１１、１１を通じて外輪３ａ側に電流が流れ、外輪３ａ、転動体５、内輪１ａの各構成部材間でも、前述した電食が発生する可能性がある。

特許第２５７１５９４号公報 特許第３００９５１６号公報 特開平７−２７９９７２号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、転がり軸受を回転支持部に組み込んだ場合に、係止溝とこの係止溝を形成した軌道輪を嵌合する相手部材との間で放電現象が生じる事を防止でき、更には、シールリングとして導電性を有する弾性材を使用したり、金属製のシールド板を使用した場合でも、これらシールリング或はシールド板と軌道輪と両軌道輪との間で電流が流れない様にして、重要部分である各軌道面と各転動体との転がり接触部で電食が生じる事を防止できる構造を実現すべく発明したものである。

本発明の電食防止用絶縁転がり軸受は、１対の軌道輪と、複数個の転動体と、密封装置とを備える。
このうちの両軌道輪は、互いに同心に配置されたもので、それぞれが金属製である。
又、上記各転動体は、それぞれが金属製で、上記両軌道輪の互いに対向する面に形成された１対の軌道面同士の間に転動自在に設けられている。
又、上記密封装置は、上記両軌道輪のうちの一方の軌道輪のうちで軌道面を形成した部分の両端部表面にそれぞれ形成した係止溝に係止され、上記各転動体を設置した空間と外部とを遮断する。
そして、上記両軌道輪のうちの少なくとも一方の軌道輪の表面のうちで軌道面を設けた面以外の面を、絶縁性の皮膜により被覆している。
特に、本発明の電食防止用絶縁転がり軸受に於いては、上記一方の軌道輪に形成された上記両係止溝にも、絶縁性の皮膜を被覆している。

上述の様な構成を有する本発明は、請求項２に記載した様に、上記密封装置が、導電性を有する弾性材を備えるシールリング、或は、金属製のシールド板である場合に、本発明を好ましく適用できる。

又、上記絶縁性の皮膜は、請求項３に記載した様な、セラミックス製の絶縁層、或は、請求項７に記載した様な、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の合成樹脂製の絶縁層とする事が好ましい。

このうちのセラミックス製の絶縁層として好ましくは、この絶縁層を構成するセラミックスがアルミナ（Al₂O₃ ）を９９重量％以上含有するものを使用する。この場合、上記絶縁層のうち、上記軌道輪の表面のうちの軌道面を設けた面以外の面に形成した絶縁層は、セラミックス溶射層の表面を研磨する事により形成する。更に、このセラミックス溶射層の厚さを、隣り合う面同士の間の折れ曲がり連続部を除いて０．４mm以下とし、このセラミックス溶射層を研磨して得られた上記絶縁層の厚さを０．２５mm以上とする。

又、絶縁性の皮膜がセラミックス製の絶縁層である場合に、この絶縁層を、請求項４、５に記載した様に、酸化チタン（TiO₂）、ジルコニア（ZrO₂）のうちの何れかを含有するアルミナの溶射層としても良い。
このうちの酸化チタンを含有する場合には、アルミナの含有量を９９重量％以上とし、この酸化チタンの含有量を、０．０１〜０．２重量％とする。
又、上記ジルコニアを含有する場合には、アルミナの含有量を９７重量％以上とし、このジルコニアの含有量を、０．５〜２．５重量％とする。
尚、この様な組成を有するセラミックス溶射層の場合も、上記軌道輪の表面のうちの軌道面を設けた面以外の面に形成する際には、セラミックス溶射層の表面を研磨する事により形成する事が好ましい。又、この場合も、このセラミックス溶射層の厚さを、隣り合う面同士の間の折れ曲がり連続部を除いて０．４mm以下とし、このセラミックス溶射層を研磨して得られた上記絶縁層の厚さを０．２５mm以上とする事が好ましい。

更に、上述した請求項３〜５に記載した各発明を実施する場合には、請求項６に記載した様に、絶縁層であるセラミックス溶射層の厚さ寸法に関する精度と、このセラミックス溶射層を構成するアルミナの付着効率の向上とを目的として、粒径が１０〜５０μｍで、平均粒径が１５〜２５μｍであるアルミナを使用する事が好ましい。

一方、上記軌道輪の表面のうちで軌道面を設けた面以外の面及び両係止溝を被覆する絶縁性の被膜を、合成樹脂製の絶縁層とした場合、この合成樹脂として、前述のＰＰＳ以外に、例えば、芳香族ポリアミド樹脂、脂肪族ポリアミド樹脂等が挙げられる。
又、上記絶縁層の強度を向上させるべく、上記合成樹脂に繊維材を混合する事もできる。この繊維材としては、例えば、ガラス繊維、セラミックス繊維、岩石繊維、スラッグ繊維等が挙げられる。
又、上記絶縁層の耐衝撃性を向上させるべく、上記合成樹脂に弾性材を混合する事もできる。この弾性材として、例えば、エチレン・プロピレン・ジエン三元重合体（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等が挙げられる。
更に、上記絶縁層の絶縁性能をより向上させるべく、上記合成樹脂に充填材を添加する事もできる。この充填材として、例えば、炭化珪素（SiC ）、窒化アルミニウム（AlN ）、ベリリア（BeO ）、窒化ホウ素（BN）、アルミナ（Al₂O₃ ）等の粉体、繊維或はウイスカ等が挙げられる。

上述の様に構成する本発明の電食防止用絶縁転がり軸受によれば、転がり軸受を回転支持部に組み込んだ場合に、係止溝とこの係止溝を形成した軌道輪を組み込む相手部材との間で放電現象が生じる事を防止できる。即ち、係止溝にも絶縁層を被覆している為、この係止溝の表面と相手部材の表面との距離が近くても、これら各面同士の間で放電現象が生じる事を防止できる。
又、請求項２に記載した様に、上記係止溝に係止する密封装置として、導電性を有する、例えばカーボンブラックを添加した弾性材を備えるシールリングを使用している場合、或は、金属製のシールド板を使用している場合でも、これらシールリング或はシールド板を通じて、電流が流れる事を防止できる。又、仮に、上記相手部材の表面とこれらシールリング或はシールド板との間で放電現象が生じても、軌道輪側に電流が流れる事はない。従って、少なくとも両軌道輪と転動体との間で、電食が生じる事を防止できる。

又、請求項３に記載した発明の場合には、アルミナを９９重量％以上含有するセラミックス溶射層を使用しているが、この様なセラミックス溶射層は、比較的電気抵抗値が大きい（優れた絶縁性を有する）。従って、研磨後の絶縁層の厚さを０．２５mm以上確保すれば、例えば、一般産業用汎用モータ等の回転支持部の電食防止効果を十分に確保できる。
又、研磨後の絶縁層の厚さを０．２５mm以上確保する為には、研磨前のセラミックス溶射層の厚さを０．４mm以下としても、十分に研磨代を確保できる。そして、このセラミックス溶射層の厚さを０．４mm以下に抑えられれば、隣り合う面同士の間の折れ曲がり連続部を覆ったセラミックス溶射層の厚さを０．５mm未満（更には０．４８mm以下）に抑えられる。厚さが０．５mm（更には０．４８mm）程度のセラミックス溶射層であれば、厚さ寸法が過大であるとは言えず、そのままであっても（研磨により厚さ寸法を小さくしなくても）、割れ、欠け等の損傷を発生しにくい。従って、上記セラミックス溶射層のうちで上記折れ曲がり連続部を被覆した部分を研磨する手間を省略して、コスト低減を図れる。又、コスト低減は、上記セラミックス溶射層の厚さを小さく｛従来は０．５mm以上であったもの（一般的には０．６〜０．７mm程度）を０．４mm以下に｝抑えられる事によっても図れる。

又、請求項４、５に記載した電食防止用絶縁転がり軸受の発明によれば、アルミナの溶射層に、酸化チタン、ジルコニアのうちの何れかを含有する事により、絶縁性能の確保と、耐久性の確保と、低コスト化と、良好な外観の確保とを、高次元で並立させる事ができる。
特に、アルミナの含有量を９９重量％以上とし、アルミナの溶射層に含有する酸化チタンを、０．０１〜０．２重量％、或は、アルミナの含有量を９７重量％以上とし、アルミナの溶射層に含有するジルコニアの含有量を、０．５〜２．５重量％とすれば、良好な外観の確保をより図り易くなる。即ち、アルミナを主成分とするセラミックス溶射層のうち、酸化チタン等を含まないホワイトアルミナの場合には、絶縁性能が優れている反面、封孔処理に伴って外観が悪化する。これに対して、上述した発明の場合には、０．０１重量％以上の酸化チタン、或は、０．５重量％以上のジルコニアを含有している為、上記封孔処理に拘らず、外観悪化に結び付く様な色むらは発生しない。即ち、セラミックス溶射層内部に存在する微細な空隙を合成樹脂により塞ぐ為の封孔処理に伴って、この合成樹脂の一部が上記セラミックス溶射層の表面に表れる。表面の色彩が純白に近い、ホワイトアルミナの場合、この様に表面に表れた合成樹脂により、表面に色むらを生じて、製品の外観を悪くする。これに対して、０．０１重量％以上の酸化チタンを含有したグレイアルミナ、或は、０．５重量％以上のジルコニアを含有したものの場合には、表面の色彩がグレー（灰色）がかっている為、上記封孔処理に使用する合成樹脂として、適切な（灰色系統の）色彩のものを使用すれば、表面に、製品の外観を悪くする程の色むらを生じる事はない。

但し、上記酸化チタンを、０．２重量％、或は、上記ジルコニアを２．５重量％を越えて含有させると、必要とする絶縁性能を確保する為に要する、上記セラミックス溶射層の厚さが大きくなる。そこで、上記酸化チタンの含有量を０．０１〜０．２重量％、或は、上記ジルコニアの含有量を０．５〜２．５重量％の範囲に規制する。
尚、セラミックス溶射層中に於ける、上記酸化チタンの含有量を０．２重量％以下、或は、上記ジルコニアの含有量を２．５重量％以下に抑える事により、溶射層形成時の材料（アルミナ粒）の歩留が多少は悪化する。但し、請求項６に記載した様に、粒径が１０〜５０μｍで、平均粒径が１５〜２５μｍであるアルミナを使用すれば、上記セラミックス溶射層を構成するアルミナの付着効率を向上させる事と合わせて、上記セラミックス溶射層の厚さ寸法に関する精度を向上させ、コスト上昇を抑えられる。即ち、付着効率の向上による材料費の節約と、寸法精度の向上による仕上加工の容易化（仕上加工時間の短縮化）とにより、電食防止用絶縁転がり軸受の製造コストの低廉化を図れる。
更に、アルミナの溶射層に、高強度、高靱性を有するジルコニアを含有させた場合には、このアルミナの溶射層の密着力を向上させる事ができる。この為、耐久性を十分に確保できる。

一方、絶縁性の皮膜を合成樹脂製の絶縁層とした場合で、この絶縁層に、前述した様な繊維材を混合した場合には、この絶縁層の強度を確保して、耐クリープ性を向上させられる。又、この絶縁層に、前述した様な弾性材を混合した場合には、耐衝撃性を向上させられる。又、この絶縁層に、前述した様な充填材を添加した場合には、絶縁性能の向上を図れると共に、伝熱性を向上させて転がり軸受内の温度上昇を抑える事ができる。

［実施の形態の第１例］
図１〜３は、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本発明の特徴は、外輪３ｂを金属製のハウジング１２に嵌合した場合でも、このハウジング１２の表面とこの外輪３ｂの両端部内周面に形成した係止溝１１、１１との間で放電現象が生じる事を防止すべく、上記両係止溝１１、１１にも絶縁層６ａを被覆する点にある。その他の構造及び作用は、前述の図６〜８に示した従来構造と同様である。この為、上記図６〜８に示した構造と同様の部分及び重複する図示を省略或は簡略にし、以下、本例の特徴部分及び従来構造と異なる部分を中心に説明する。

本例の場合、上記外輪３ｂの外周面１３及びこの外輪３ｂの軸方向両端面１４、１４に加えて、上記両係止溝１１、１１の表面にも、セラミックス製の絶縁層６ａを被覆している。この絶縁層６ａは、アルミナを９９重量％以上含むセラミックスの溶滴を上記外周面１３及び軸方向両端面１４、１４、更には両係止溝１１、１１に、例えばプラズマ溶射により噴射して成る、セラミックス溶射層である。この様なセラミックス溶射層である、上記絶縁層６ａは、上記外周面１３、軸方向両端面１４、１４及び両係止溝１１、１１の他、この外周面１３の軸方向両端縁とこれら軸方向両端面１４、１４の外周縁とを連続させる、断面四分の一円弧状の折れ曲がり連続部１５、１５の表面も覆っている。又、上記軸方向両端面１４、１４の内周縁と上記両係止溝１１、１１の軸方向両端縁との連続部も、上記絶縁層６ａにより覆っている。

従って、本例の場合、上記外輪３ｂの表面のうち、上記外周面１３から、折れ曲がり連続部１５、１５、軸方向両端面１４、１４、両係止溝１１、１１までの部分を、上記絶縁層６ａにより覆っている。又、これら両係止溝１１、１１の表面で上記絶縁層６ａにより覆う部分は、これら両係止溝１１、１１の軸方向内側の側面１６の内周縁までとしている。

又、上記両係止溝１１、１１を除く上記各面１３、１４、１５を覆っている、上記絶縁層６ａの厚さ寸法Ｔ₁₃、Ｔ₁₄、Ｔ₁₅（図２参照）のうち、上記外周面１３及び軸方向両端面１４、１４の表面を覆っている部分の厚さ寸法Ｔ₁₃、Ｔ₁₄に関しては、０．４mm以下に抑えている。そして、これら各部分の厚さ寸法Ｔ₁₃、Ｔ₁₄を０．４mm以下に抑える事により、上記両折れ曲がり連続部１５、１５の表面を覆っている部分の厚さ寸法Ｔ₁₅を、０．５mm未満（好ましくは０．４８mm以下）に抑えている。

又、上記各面１３、１４、１５を覆う絶縁層６ａのうち、上記外周面１３及び軸方向両端面１４、１４の表面を覆っている部分を研磨する事により、これら各部分を平滑面とし、これら各面１３、１４と上記外輪３ｂを内嵌固定する、相手部材であるハウジング１２（図３）の内面とが密に当接する様にしている。この様な研磨に伴って、上記各面１３、１４を覆っている上記絶縁層６ａの表面部分（図２の斜格子部分）が、図２に示した研磨取代δ分だけ除去されて、この絶縁層６ａの厚さ寸法が、セラミックス溶射層を形成した状態よりも薄くなっている。但し、上記研磨取代δを除去した後の厚さｔ₁₃（＝Ｔ₁₃−δ）、ｔ₁₄（＝Ｔ₁₄−δ）に関しても、０．２５mm以上確保している。これに対して、上記絶縁層６ａのうちで上記両折れ曲がり連続部１５、１５の表面を覆っている部分に関しては、コスト低減の為に、研磨する事なく、そのままの（セラミックスの溶滴を噴射したままの）状態としている。

又、前記両係止溝１１、１１を覆う絶縁層６ａに就いては、少なくとも０．２５mm以上の厚さを確保する事が好ましい。即ち、これら両係止溝１１、１１は、上記外周面１３及び軸方向両端面１４、１４に比べて形状が複雑である為、上記絶縁層６ａの厚さを規制する事は難しい。従って、上記両係止溝１１、１１の表面を覆う絶縁層６ａの厚さにばらつきが生じ易い。但し、近年の溶射技術の向上により、或る程度厚さを規制する事は可能である。この為、溶射の際に注意して、上記両係止溝１１、１１を覆う絶縁層６ａの厚さを、０．２５mm以上とする事が好ましい。この様に、０．２５mm以上の膜厚を確保できれば、十分な絶縁性能を確保できる。

尚、上記両係止溝１１、１１に係止する密封装置が、芯金９により弾性材１０を補強して成るシールリング７、７（図７参照）の場合、上記両係止溝１１、１１に係止されるのは、上記弾性材１０部分である。従って、前記ハウジング１２に内嵌支持される部分である上記外周面１３及び軸方向両端面１４、１４と比べて、絶縁層６ａが多少厚くても、割れや欠け等の損傷が生じにくい。従って、上記両係止溝１１、１１に上記両シールリング７、７を係止する場合には、これら両係止溝１１、１１を覆う絶縁層６ａの厚さは、次述する機能的な問題がない範囲で、大きくなっても良い。これに対して、例えば、シールド板８、８（図８参照）を係止する場合等には、絶縁層６ａに割れや欠け等の損傷が生じる可能性がある為、溶射方法を工夫したり、溶射層に研磨を施す等して、上記両係止溝１１、１１を覆う絶縁層６ａの厚さを、０．５mm以下に抑える事が好ましい。

又、上記両係止溝１１、１１に係止する部材が、上記シールリング７、７とシールド板８、８との何れであっても、溶射後の寸法を考慮した上で、溶射前の上記両係止溝１１、１１の寸法を規制する事が好ましい。即ち、上述した様に、これら両係止溝１１、１１に絶縁層６ａを溶射する場合、厚さを規制する事が難しい。従って、予め、溶射層がどの様に形成されるかを調べた上で、絶縁層６ａを形成する前の上記両係止溝１１、１１の寸法を規制し、溶射後でも、上記シールリング７、７或はシールド板８、８を係止する上で、機能的に問題が生じない様にする。例えば、絶縁層６ａを形成した後の係止溝１１、１１の両内側面で上記両部材７、８を係止する部分の間隔が大き過ぎたり、或は、これら両部材７、８を係止する部分の間隔が狭過ぎない様にする。そして、これらシールリング７、７或はシールド板８、８を十分に奥まで進入させる事ができず、これらシールリング７、７或はシールド板８、８が外れ易くなったり、或は、これらシールリング７、７或はシールド板８、８を係止する際に、過大な力が必要となる事を防止する。

上述の様に構成する本例の電食防止用絶縁転がり軸受によれば、転がり軸受を回転支持部に組み込んだ場合に、係止溝１１、１１とこれら両係止溝１１、１１を形成した外輪３ｂを嵌合するハウジング１２との間で放電現象が生じる事を防止できる。即ち、前述した従来構造の場合には、図１０（Ｂ）に示す様に、係止溝１１、１１に絶縁層を形成していない為、ハウジング１２の一部表面と、外輪３ａの表面のうちで、絶縁層により被覆されていない部分（即ち、係止溝１１の軸方向端縁）との距離Ｌ₁ が短くなる。この為、電位差が、例えば１５００Ｖ以上と大きい場合には、上記ハウジング１２の一部表面と上記両係止溝１１、１１の表面との間で、放電現象が生じる可能性がある。これに対して、本例の場合、係止溝１１、１１を絶縁層６ａにより覆っている為、図３（Ｂ）に示す様に、外輪３ｂをハウジング１２に、このハウジング１２の一部と上記両係止溝１１、１１とが隣接する様に組み込んでも、このハウジング１２の一部表面と、この外輪３ｂの表面のうちで、絶縁層６ａにより被覆されていない部分（即ち、係止溝１１の側面１６の内周縁）との距離Ｌ₂ を、上記図１０に示した構造の距離Ｌ₁ よりも大きくできる。従って、上記ハウジング１２の一部表面と上記両係止溝１１、１１の表面との間で、放電現象が生じる事を防止できる。

又、本例の場合、例えば、シールリング７、７として、導電性を有するカーボンブラックを添加したアクリロニトリルブタジエンゴム製の弾性材１０を使用したり、金属製のシールド板８、８を使用した場合でも、少なくとも外輪３ｂ側に電流が流れる事を防止できる。即ち、上記両係止溝１１、１１を絶縁層６ａにより覆わずに、導電性を有するシールリング７、７或は金属製のシールド板８、８を使用した場合、これらシールリング７、７或はシールド板８、８の表面とハウジング１２の表面との間で生じる放電現象により、これらシールリング７、７或はシールド板８、８を通じて電流が流れ易くなる。これに対して、本例の場合、これらシールリング７、７或はシールド板８、８を係止する上記両係止溝１１、１１を絶縁層６ａにより覆っている為、上記放電現象を防止して、上記シールリング７、７或はシールド板８、８を通じて電流が流れる事を防止できる。

但し、上述の様に、導電性を有するシールリング７、７或は金属製のシールド板８、８を、上記両係止溝１１、１１に係止した状態では、これらシールリング７、７或はシールド板８、８の外周縁部のうち、これら両係止溝１１、１１から露出した部分と上記ハウジング１２の表面との距離が短くなる。この場合でも、この距離は、前述の図１０（Ｂ）に示した構造での、ハウジング１２の表面と係止溝１１、１１の表面との距離Ｌ₁ よりも大きい。従って、このハウジング１２の表面と上記シールリング７、７或はシールド板８、８との間で、放電現象は生じにくい。又、仮に、上記ハウジング１２の表面と上記シールリング７、７或はシールド板８、８との間で放電現象が生じても、上記係止溝１１、１１を絶縁層６ａにより覆っている為、電流が外輪３ｂ側に流れる事は無い。従って、上記シールリング７、７或はシールド板８、８の内周縁部と内輪の両端部外周面との間で放電現象が生じる可能性があるが、外輪軌道４若しくは内輪軌道と各転動体との接触部で電食が生じる事はない。

又、絶縁性能の確保は、上記絶縁層６ａを構成するセラミックス溶射層として、アルミナを９９重量％以上含有するものを使用する事により図れる。即ち、アルミナを９９重量％以上含有するセラミックス溶射層は電気抵抗値が大きい（優れた絶縁性を有する）為、使用状態での絶縁層６ａの厚さを０．２５mm以上確保すれば、電位差が大きくても、電食防止効果を十分に確保できる。

又、前記外輪３ｂの外周面１３及び軸方向両端面１４、１４を覆う絶縁層６ａの場合、研磨後のこの絶縁層６ａの厚さを０．２５mm以上確保する為には、研磨前のセラミックス溶射層の厚さを０．４mm以下としても、十分に（最大で０．１５mm程度の）研磨代を確保できる。即ち、前記外輪３ｂの外周面１３を覆う絶縁層６ａの表面と、前記ハウジング１２の内面とを均一に当接させて、上記外輪３ｂの姿勢を安定させると共に、上記絶縁層６ａの一部に過大な力が加わる事を防止する為には、上記外周面１３及び軸方向両端面１４、１４の表面を覆っている部分を研磨する必要がある。この場合でも、必要な研磨代は０．１５mm以下であるから、上記研磨前のセラミックス溶射層の厚さを０．４mm以下に抑えても、研磨後の絶縁層６ａの厚さを０．２５mm以上確保できる。

そして、上記各面１３、１４を覆うセラミックス溶射層の厚さを０．４mm以下に抑えられれば、前述した通り、前記両折れ曲がり連続部１５、１５の表面を覆っている部分の厚さ寸法Ｔ₁₅を、０．５mm（更には０．４８mm）以下に抑えられる。即ち、上記両折れ曲がり連続部１５、１５には、上記外周面１３に径方向外方から噴射するセラミックス溶滴、及び、上記軸方向両端面１４、１４に軸方向外方から噴射するセラミックス溶滴が付着する。この為、上記両折れ曲がり連続部１５、１５を覆うセラミックス溶射層の厚さ寸法は、上記外周面１３及び上記軸方向両端面１４、１４を覆うセラミックス溶射層の厚さ寸法よりも大きくなる。この場合でも、上記厚さ寸法Ｔ₁₅を０．５mm以下に抑えれば、上記両折れ曲がり連続部１５、１５を覆っているセラミック溶射層に、割れや欠け等の損傷が生じにくくできる。

［実施の形態の第２例］
図４は、本発明の実施形態の第２例を示している。本例の場合、外輪３ｃの外周面１３、軸方向両端面１４、１４及び両折れ曲がり連続部１５、１５、更には係止溝１１、１１を、例えば、ＰＰＳ樹脂等の合成樹脂製の絶縁層６ｂにより被覆している。本例の場合には、上記外輪３ｃの外周面１３及び軸方向両端面１４、１４に、それぞれ凹部１７、１７を形成している。そして、上記絶縁層６ｂを上記各面１３、１４、１５、１１に被覆した状態で、この絶縁層６ｂのうちで、上記各凹部１７、１７と整合する位置に形成された凸部１８、１８が、これら各凹部１７、１７と係合する。この結果、上記外輪３ｃの各面１３、１４、１５、１１と上記絶縁層６ｂとの結合力を高められ、この絶縁層６ｂのこれら各面１３、１４、１５、１１からの分離を防止できる。

上記外輪３ｃの各面１３、１４、１５、１１に上記絶縁層６ｂを被覆する方法として、例えば、この外輪３ｃにこの絶縁層６ｂをモールド成形により固設する方法がある。この場合、モールド成形時に、この絶縁層６ｂの一部が上記各凹部１７、１７に入り込み、上記各凸部１８、１８が形成される。

又、上述の様に絶縁層６ｂを合成樹脂製とした場合も、上記外輪３ｃの外周面１３、軸方向両端面１４、１４及び折れ曲がり連続部１５、１５、更には係止溝１１、１１に被覆する絶縁層６ｂの（凸部１８、１８を除く）厚さを、それぞれ適正に規制すれば、絶縁性能の確保と、割れ等の損傷の防止とを高次元で両立させる事ができる。例えば、上記各面１３、１４、１５、１１のそれぞれの厚さを、０．２〜１．０mm、好ましくは０．２５〜０．５mmとする。その他の構造及び作用は、上述の第１例と同様である。

本発明の効果を確認する為に行なった実験に就いて説明する。この実験では、転がり軸受の外輪の係止溝に絶縁層を被覆した試料（実施例）と、被覆していない試料（比較例）とをそれぞれ３個ずつ（合計６個）用意し、それぞれの耐電圧を調べた。試験軸受として、何れの場合も、呼び番号６３１６（外径１７０mm、内径８０mm、幅３９mm）の深溝型玉軸受を使用した。又、絶縁層は、アルミナを９９重量％以上含有するセラミックスの溶射層とした。更に、実施例の係止溝の絶縁層の厚さは、２５０μm （０．２５mm）以上とした。尚、何れの試験軸受の場合も、上記外輪の外周面及び軸方向両端面を、厚さが０．２５〜０．４mmの絶縁層により覆った。そして、この様に構成される試験軸受を、それぞれ前述の図３（Ｂ）に示した構造の様に、ハウジングの一部と係止溝とが隣接する様に組み込み、このハウジングと係止溝との間で放電現象が生じる電圧を調べた。この実験の結果を、図５に示す。この図５から明らかな様に、係止溝に絶縁層を形成していない比較例の場合、電位差が１５００Ｖ程度で放電現象が生じるものがあった。これに対して、係止溝に絶縁層を形成した実施例の場合、電位差が２０００Ｖ以上、更には２５００Ｖ程度であっても、放電現象の発生を防止できた。

上述した各例では、外輪に絶縁層を形成した構造に就いて説明したが、内輪に係止溝を有する場合には、絶縁層を内輪の内周面、軸方向両端面、及び、係止溝に形成する。又、本発明を適用できる転がり軸受は、上述した様な単列深溝型のラジアル玉軸受に限らず、アンギュラ型、複列等、他の型式のラジアル玉軸受や、円すいころ軸受、円筒ころ軸受、自動調心ころ軸受、スラスト玉軸受或いはスラストころ軸受等、他の型式の転がり軸受で実施する事もできる。スラスト転がり軸受で実施する場合に絶縁層は、内外両周面、軸方向片面及び係止溝に形成する。

本発明の実施の形態の第１例を示す、（Ａ）は外輪の半部断面図、（Ｂ）は（Ａ）のイ部拡大図。 図１（Ａ）のロ部拡大図。 外輪をハウジングに組み込んだ状態で示す、（Ａ）は部分断面図、（Ｂ）は（Ａ）のハ部拡大図。 本発明の実施の形態の第２例を示す、図１（Ａ）と同様の図。 本発明の効果を確認する為に行なった実験の結果を示す棒グラフ。 従来構造の１例を示す半部断面図。 転がり軸受にシールリングを組み込んだ構造の１例を示す半部断面図。 同じくシールド板を組み込んだ構造の１例を示す半部断面図。 外輪に絶縁層を形成した従来構造の１例を示す、（Ａ）は半部断面図、（Ｂ）は（Ａ）のニ部拡大図。 図９の外輪をハウジングに組み込んだ状態で示す、（Ａ）は部分断面図、（Ｂ）は（Ａ）のホ部拡大図。

符号の説明

１ 内輪
２ 内輪軌道
３、３ａ、３ｂ、３ｃ 外輪
４ 外輪軌道
５ 転動体
６、６a 、６ｂ 絶縁層
７ シールリング
８ シールド板
９ 芯金
１０ 弾性材
１１ 係止溝
１２ ハウジング
１３ 外周面
１４ 端面
１５ 折れ曲がり連続部
１６ 側面
１７ 凹部
１８ 凸部

Claims (7)

1. 互いに同心に配置された、それぞれが金属製である１対の軌道輪と、これら両軌道輪の互いに対向する面に形成された１対の軌道面同士の間に転動自在に設けられた、それぞれが金属製である複数個の転動体と、上記両軌道輪のうちの一方の軌道輪のうちで軌道面を形成した部分の両端部表面にそれぞれ形成した係止溝に係止され、上記各転動体を設置した空間と外部とを遮断する密封装置とを備え、上記両軌道輪のうちの少なくとも一方の軌道輪の表面のうちで軌道面を設けた面以外の面を、絶縁性の皮膜により被覆した電食防止用絶縁転がり軸受に於いて、上記一方の軌道輪に形成された上記両係止溝にも、絶縁性の皮膜を被覆している事を特徴とする電食防止用絶縁転がり軸受。
2. 密封装置が、導電性を有する弾性材を備えるシールリング、或は、金属製のシールド板である、請求項１に記載した電食防止用絶縁転がり軸受。
3. 絶縁性の皮膜が、アルミナを９９重量％以上含有するセラミックス製の絶縁層であり、この絶縁層のうち、軌道輪の表面のうちの軌道面を設けた面以外の面に形成した絶縁層は、セラミックス溶射層の表面を研磨する事により形成したものであり、このセラミックス溶射層の厚さは、隣り合う面同士の間の折れ曲がり連続部を除いて０．４mm以下であり、このセラミックス溶射層を研磨して得られた上記絶縁層の厚さは０．２５mm以上である、請求項１又は請求項２に記載した電食防止用絶縁転がり軸受。
4. 絶縁性の皮膜がセラミックス製の絶縁層であり、この絶縁層が、アルミナの含有量が９９重量％以上で、酸化チタンを０．０１〜０．２重量％含有する溶射層である、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した電食防止用絶縁転がり軸受。
5. 絶縁性の皮膜がセラミックス製の絶縁層であり、この絶縁層が、アルミナの含有量が９７重量％以上で、ジルコニアを０．５〜２．５重量％含有する溶射層である、請求項１又は請求項２に記載した電食防止用絶縁転がり軸受。
6. 絶縁層であるセラミックス溶射層の厚さ寸法に関する精度と、このセラミックス溶射層を構成するアルミナの付着効率の向上とを目的として、粒径が１０〜５０μｍで、平均粒径が１５〜２５μｍであるアルミナを使用した、請求項３〜５のうちの何れか１項に記載した電食防止用絶縁転がり軸受。
7. 絶縁性の皮膜が合成樹脂製の絶縁層である、請求項１又は請求項２に記載した電食防止用絶縁転がり軸受。
   

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