JP2008286229A

JP2008286229A - 通電軸受

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Publication number: JP2008286229A
Application number: JP2007129500A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Murakami; 正之村上; Hironori Hiraoka; 寛規平岡; Toshihiko Shiraki; 利彦白木
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2007-05-15
Filing date: 2007-05-15
Publication date: 2008-11-27
Anticipated expiration: 2027-05-15
Also published as: JP4911354B2

Abstract

【課題】外輪に固定したワイヤを内輪に摺接させることにより内外輪を導電可能にする構成では、ワイヤが摩耗し易い。
【解決手段】封止部材５は、外輪３に導電可能な状態で固定された第１の金属板７と、第１の金属板７に積層された保持部材としての第２の金属板９と、第１および第２の金属板７，９によって挟持された導電性の細線８とを含む。細線８は、内輪２に摺動可能な接触部１７を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、通電軸受に関する。

転がり軸受等の軸受には、内輪と外輪との間が電気的に導通されたものがある（例えば、特許文献１参照。）
特開平１１−８２４９２号公報

特許文献１の軸受は、外輪に保持された金属製の太ワイヤの一部が内輪に摺接することにより、内輪と外輪とを電気的に導通している。しかしながら、剛性のある太ワイヤを用いていることにより、太ワイヤの内輪への接触圧が高い。その結果、内輪が高速回転するときには、太ワイヤと内輪とが擦れる音が騒音の原因となる。したがって、高速回転する軸の支持には不適であり、低速回転用の軸受としてしか用いられず、用途が狭い。

また、太ワイヤの内輪への接触圧が高いことから、太ワイヤが摩耗し易い。太ワイヤが所定量以上摩耗すると、通電軸受としての製品寿命がきてしまう。
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、広い用途に適用でき、且つ、より長い寿命を実現できる通電軸受を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、第１および第２の軌道輪（２，３）と、第１および第２の軌道輪間を封止する封止部材（５）とを備え、上記封止部材は、第１の軌道輪に導電可能な状態で固定された導電性の金属板（７；７Ａ；７Ｂ；７Ｃ；７Ｄ；７Ｅ）と、金属板の少なくとも一部に積層された保持部材（９；９Ａ；２１；２７；２７Ｄ；３０）と、導電性の細線（８）とを含み、上記導電性の細線は、金属板と保持部材との間に保持された被保持部（１５）と、第２の軌道輪または第２の軌道輪に固定された導電部材（２０）に摺動可能な接触部（１７）とを有することを特徴とする通電軸受（１）を提供するものである（請求項１）。

なお、括弧内の英数字は、後述の実施の形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
本発明によれば、細線は、第２の軌道輪または第２の軌道輪に固定された導電部材が相対回転したときでも、弾性的に撓みつつ接触を確実に維持することができる。その結果、細線の接圧を低くできるので、細線の摺接音を極めて小さくできる。すなわち、高速回転する軸の支持に本発明の通電軸受を適用したときでも、低騒音を達成できることにより、高速回転する軸の支持に好適であり、この通電軸受の適用範囲を広くできる。さらに、金属板をシールド板として用いることができ、また、金属板をシール部材の芯金として用いることができる。これにより、封止部材をシールド部材として用いることや、シール部材として用いることができ、本発明の通電軸受の用途をより広くできる。また、上記のように細線の接圧を低くできることから、細線の摩耗を可及的に抑制できる。細線の長寿命化を通じて通電軸受の長寿命化を達成できる。

また、本発明において、上記保持部材は、金属板の少なくとも一部に積層された板部材（９；９Ａ；２１）を含む場合がある（請求項２）。この場合、板同士の積層によって細線の被保持部を確実に挟み込むことができる。
また、本発明において、上記保持部材は、金属板の嵌合部（２８１；２８１Ｄ）に嵌合された止め輪（２７；２７Ｄ）を含む場合がある（請求項３）。この場合、細線を保持する部材として汎用の止め輪を用いることができる。

また、本発明において、上記保持部材は、接着剤の層または金属板に溶接された溶接金属（３０）を含む場合がある（請求項４）。この場合、金属板と細線との結合力を極めて高くできる。

本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施の形態にかかる通電軸受１の概略構成を示す断面図である。図１を参照して、通電軸受１は、例えば、内輪回転型の玉軸受等の転がり軸受であり、内輪２と、外輪３と、内輪２と外輪３との間に介在する玉等の転動体４と、内輪２および外輪３間に区画された内部空間Ｓの両端部に配置される封止部材５，５と、を備えている。

内輪２および外輪３は、それぞれ、軸受用鋼等の導電性の材料を用いて形成されており、外輪３が第１の軌道輪を構成し、内輪２が第２の軌道輪を構成している。
転動体４は、内部空間Ｓに収容されており、内輪２の周方向に沿って等間隔に複数配置されている。転動体４間の間隔は、保持器６によって維持されている。各転動体４は、内輪２および外輪３のそれぞれと転がり接触している。

各封止部材５は、内輪２および外輪３間を封止し且つこれら内輪２および外輪３を互いに電気的に短絡するものである。なお、各封止部材５は、互いに対称に配置されていることから、以下では、主に一方の封止部材５に関する構成についてのみ説明する。
封止部材５は、外輪３に固定された金属板としての第１の金属板７と、第１の金属板７から延びる導電性の細線８と、この細線８を保持する保持部材（板部材）としての第２の金属板９と、を含んでいる。

第１および第２の金属板７，９は、それぞれ、鋼板等の導電性の材料を用いて形成されており、環状をなしている。第１の金属板７および第２の金属板９は、相似形状をなしており、互いの対向面１０，１１を突き合わせて積層されている。これらの互いの対向面１０，１１の少なくとも一部が、スポット溶接や接着剤等によって固定されている。
第１および第２の金属板７，９の外端７１，９１は、それぞれ、カール状に折り曲げられている。外輪３の内周肩部に形成された環状溝１２に、第１の金属板７の外端７１が導電可能に圧入固定されている。

内輪２の外周肩部１３には、環状溝１４が形成されている。この環状溝１４に、第１および第２の金属板７，９の内端７２，９２がそれぞれ収容されている。第１の金属板７は外端７１と内端７２との間に設けられた環状平板からなる主体部７３を含んでいる。第２の金属板９は、外端９１と内端９２との間に設けられた環状平板からなる主体部９３を含んでいる。

第１および第２の金属板７，９の内端７２，９２には、内輪２の軸方向に平行な中心軸線を有する筒状部４１，４２が設けられている。各筒状部４１，４２は、対応する主体部７３，９３から直交状に延設されている。
図２は、図１の要部の拡大図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。図２および図３を参照して、細線８は、例えば、太さが数μｍ程度の鋼線や銅線等の、可撓性を有する導電性の細線からなり、複数設けられている。本実施の形態において、細線８は、内輪２の周方向に関して１箇所に設けられているが、内輪２の周方向に沿って等間隔に複数設けられていてもよいし、内輪２の周方向の全域に亘って設けられていてもよい。

図２を参照して、細線８は、被保持部１５と、突出部１６とを含んでいる。被保持部１５は、細線８の一端側の一部に設けられている。この被保持部１５は、第１および第２の金属板７，９の内端７２，９２における対向面１０，１１間に挟持されることにより、すなわち、筒状部４１，４２間に挟持されることにより、第１および第２の金属板７，９間に保持されている。この被保持部１５は、第１の金属板７と導電可能に接触している。

突出部１６は、第１の金属板７から突出している。突出部１６の先端が、内輪２の環状溝１４の側面１４ａに摺動可能且つ導電可能に接触している。これにより、細線８に接触部１７が形成されている。
上記の構成により、内輪２は、細線８および第１の金属板７を介して、外輪と導電可能となっている。図４に示すように、内輪２が外輪（封止部材５）に対して回転したとき、細線８の突出部１６は、内輪２の環状溝１４の側面１４ａとの摩擦抵抗によって弾性的に撓みつつ、この側面１４ａとの接触状態を維持する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、細線８の突出部１６は、内輪２が相対回転したときでも、弾性的に撓みつつこの内輪２との接触を確実に維持することができる。その結果、細線８の接圧を低くできるので、細線８の摺接音を極めて小さくできる。すなわち、高速回転する軸の支持に通電軸受１を適用したときでも、低騒音を達成できることにより、高速回転する軸の支持に好適であり、この通電軸受１の適用範囲を広くできる。

さらに、第１の金属板７をシールド板として用いることができる。これにより、封止部材５をシールド部材として用いることができる。
なお、特許文献１の構成では、通電用の太ワイヤを、外輪とシール部材の弾性体とによって弾性的に挟持していることから、シール部材が必須であり、シールド部材を採用できなかった。

これに対し、本実施の形態では、２枚の金属板（第１および第２の金属板７，９）で細線８を挟持していることから、弾性体を廃止でき、その結果、シールド部材の機能を実現することが可能となる。シールド機能が求められる軸受として本通電軸受１を適用できることから、通電軸受１の用途をより広くできる。
また、上記のように細線８の接圧を低くできることから、細線８の摩耗を可及的に抑制できる。細線８の長寿命化を通じて通電軸受１の長寿命化を達成できる。

また、第１および第２の金属板７，９同士の積層によって、細線８の被保持部１５を確実に挟み込むことができる。
さらに、２枚の金属板（第１および第２の金属板７，９）を重ね合わせることにより、第１の金属板７を補強することができる。また、封止部材５を用いて内輪２と外輪３とを導電可能にしていることから、グリースとして導電性グリースを用いる必要がない。

本発明は、以上の実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。なお、以下では、上記実施の形態と異なる点について主に説明し、同様の構成には同様の符号を付してその説明を省略する。
例えば、図５に示すように、封止部材にシール部材としての機能を持たせてもよい。この場合、第２の金属板９に、ゴム等の環状の弾性体１８が設けられる。弾性体１８のリップ１９は、内輪２の環状溝１４の外周面に摺接される。このように、第２の金属板９を芯金とするシール部材が構成されることとなり、シール部材の機能を実現できる。

また、図６に示すように、細線８の突出部１６を、内輪２に固定された導電部材としてのスリンガ２０の一側面に摺動可能に接触させて、接触部１７を形成してもよい。スリンガ２０は、鋼板等を用いて環状に形成されており、内輪２に直接接触することにより、この内輪２と導電可能とされている。
さらに、筒状部４１，４２を廃止してもよい。具体的には、図７に示すように、第１および第２の金属板７Ａ，９Ａの内端７２Ａ，９２Ａが、環状の主体部７３Ａ，９３Ａの内端により構成される。この場合、細線８の突出部１６は、内輪２の環状溝１４の外周面に接触部１７で摺動可能に接触する。

また、図８に示すように、第１の金属板７Ｂの一部にのみ積層された保持部材としての金属板からなる環状の板部材２１を用いてもよい。
第１の金属板７Ｂの主体部７３の内側面に、板部材２１が圧入固定される環状凹部２２が形成されている。環状凹部２２は、断面溝形形状をなしており、内部空間Ｓの内側を向くように開放されている。環状凹部２２は、径方向に対向する一対の環状の内壁面２５，２６の間に区画されている。

板部材２１は、内筒２３と、外筒２４と、これらの内筒２３および外筒２４を互いに連結する環状平板からなる主体部３１とを含んでいる。板部材２１の断面形状は、環状凹部２２の断面形状に略合致する形状をなす。
内筒２３は、環状凹部２２の径方向内方の内壁面２５に圧入固定される内周面２３１を含んでいる。外筒２４は、環状凹部２２の径方向外方の内壁面２６に圧入固定される外周面２４１を含んでいる。上記径方向内方の内壁面２５とこれに対向する内筒２３の内周面２３１との間に、細線８の被保持部１５が挟持されている。

なお、環状の板部材２１および環状凹部２２に代えて、第１の金属板７Ｂの主体部７３Ｂの周方向の一部にのみ形成された１または複数の凹部に、これに合致する形状の板部材を嵌め合わせるようにしてもよい。
また、図９に示すように、第１の金属板７Ｃの一部にのみ積層された保持部材（挟持部材）としての止め輪２７を用いてもよい。

第１の金属板７Ｃの内端７２Ｃには、止め輪２７が保持される環状の保持溝２８が形成されている。保持溝２８は、軸受外部に露呈している。保持溝２８は、第１の金属板７Ｃの一部を窪ませてなり、環状の内壁面２８１と、内壁面２８１に直交する底面２８２とを含んでいる。止め輪２７は、Ｃ型止め輪等の有端環状部材であり、弾性的に縮径および拡径が可能となっている。

止め輪２７の外周面２７１が、保持溝２８の嵌合部としての上記内壁面２８１に嵌合されている。保持溝２８内の止め輪２７は、弾性的に縮径されており、保持溝２８の内壁面２８１に対して弾性反発力を生じている。これにより、止め輪２７が保持溝２８に保持されている。
第１の金属板７の保持溝２８の底面２８２と、この底面２８２に相対向する止め輪２７の一側面２７２とによって、細線８の被保持部１５が挟持されている。細線８の突出部１６は、内輪２の環状溝１４の外周面に接触することにより接触部１７を形成している。

この場合、細線８を保持する部材として汎用の止め輪を用いることができる。
なお、図１０に示すように、止め輪２７Ｄが拡径しようとする力Ｆ１を、当該止め輪２７Ｄが細線８を第１の金属板７Ｄ側に押圧する力Ｆ２に変換する変換機構２９を設けてもよい。変換機構２９は、止め輪２７Ｄの外周面２７１Ｄと、保持溝２８Ｄの内壁面２８１Ｄとを含んでいる。これらの外周面２７１Ｄおよび内壁面２８１Ｄは、それぞれ、内輪２の軸方向に関して、細線８側に向かうに従い拡径するテーパ状をなしており、カム面を形成している。これにより、細線８の被保持部１５を挟持する力をより増すことができる。

図９に示す実施の形態および図１０に示す実施の形態のそれぞれにおいて、保持溝の内壁面と止め輪の外周面との間に細線８の被保持部１５を挟むことにより、細線８を内輪２の軸方向と平行に延ばしてもよい。
また、図１１に示すように、第１の金属板７Ｅの内端７２Ｅとしての主体部７３Ｅの内端に固定された保持部材３０を用いて細線８の被保持部１５を保持してもよい。保持部材３０は、例えば、接着剤の層または第１の金属板７Ｅの表面に溶接された溶接金属としての導電性のビードを含む。接着剤の層のとき、接着剤には、導電性の材料が含まれており、被保持部１５と第１の金属板７Ｅとが確実に電気的に導通するようになっている。

このように、保持部材３０として接着剤の層または溶接金属を用いることにより、第１の金属板７Ｅと細線８との結合力を極めて高くできる。
なお、第１の金属板７Ｅの内端７２Ｅに、主体部７３Ｅに対して直交する中心軸線を有する筒状部または円錐状部を設け、この内端７２Ｅおよび細線８を内輪２の軸方向と平行に延ばしてもよい。その筒状部の内周面または外周面に設けられた保持部材３０によって、細線８の被保持部１５が保持される。被保持部１５は、保持部材３０が設けられた上記筒状部の内周面または外周面に導電可能に接触する。

また、図６に示す実施の形態、図７に示す実施の形態、図８に示す実施の形態、図９に示す実施の形態、図１０に示す実施の形態、および図１１に示す実施の形態のそれぞれにおいて、図５に示す実施の形態と同様に弾性体１８を設けてシール部材を構成してもよい。
さらに、図５に示す実施の形態、図７に示す実施の形態、図８に示す実施の形態、図９に示す実施の形態、図１０に示す実施の形態、および図１１に示す実施の形態のそれぞれにおいて、図６に示す実施の形態と同様にスリンガ２０を設け、このスリンガ２０に細線８を接触させてもよい。

また、各上記実施の形態において、内輪２の外周肩部１３の環状溝１４を廃止した状態で、内輪２の平坦な外周面に細線８を接触させてもよい。
また、内輪２に第１の金属板を固定するとともに、外輪３または外輪３に固定されたスリンガに細線８の突出部１６を接触させてもよい。この場合、外輪回転型の軸受として用いることができる。

本発明の一実施の形態にかかる通電軸受の概略構成を示す断面図である。図１の要部の拡大図である。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。内輪が回転したときの状態を示す図である。本発明の別の実施の形態の要部の断面図である。本発明のさらに別の実施の形態の要部の断面図である。本発明のさらに別の実施の形態の要部の断面図である。本発明のさらに別の実施の形態の要部の断面図である。本発明のさらに別の実施の形態の要部の断面図である。本発明のさらに別の実施の形態の要部の断面図である。本発明のさらに別の実施の形態の要部の断面図である。

符号の説明

１…導電軸受、２…内輪（第２の軌道輪）、３…外輪（第１の軌道輪）、５…封止部材、７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅ…第１の金属板（金属板）、８…細線、９，９Ａ…第２の金属板（保持部材、板部材）、１５…被保持部、１７…接触部、２０…スリンガ（第２の軌道輪に固定された導電部材）、２１…板部材（保持部材）、２７，２７Ｄ…止め輪（保持部材）、２８１，２８１Ｄ…（保持溝の）内周面（嵌合部）、３０…保持部材。

Claims

第１および第２の軌道輪と、
第１および第２の軌道輪間を封止する封止部材とを備え、
上記封止部材は、第１の軌道輪に導電可能な状態で固定された導電性の金属板と、金属板の少なくとも一部に積層された保持部材と、導電性の細線とを含み、
上記導電性の細線は、金属板と保持部材との間に保持された被保持部と、第２の軌道輪または第２の軌道輪に固定された導電部材に摺動可能な接触部とを有することを特徴とする通電軸受。
請求項１において、上記保持部材は、金属板の少なくとも一部に積層された板部材を含む通電軸受。
請求項１において、上記保持部材は、金属板の嵌合部に嵌合された止め輪を含む通電軸受。
請求項１において、上記保持部材は、接着剤の層または金属板に溶接された溶接金属を含む通電軸受。