JP2009024883A - 電食防止転がり軸受およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 絶縁層の形成後の幅面機械加工や膜厚管理を容易にかつ正確に行える電食防止転がり軸受およびその製造方法を提供する。
【解決手段】 全製品について、溶射前に外輪３の基準面７と反基準面側の幅面３ｃの間の幅寸法Ａを測定し、溶射後に、外輪３の基準面７と反基準面側の幅面３ｃの絶縁層表面との間の幅寸法Ｂを測定し、反基準面側の幅面３ｃにおける絶縁層６の取代を決定する。次に、基準面７をバッキングプレート１５に当て、反基準面側の絶縁層６を機械加工し、目標寸法である幅仕上げ寸法と、外輪３の絶縁層６を含む全幅寸法Ｃとから、もう一方の取代を決定する。その後、加工済みの幅面３ｃを基準とし、幅仕上げ寸法の許容範囲内に入るように、逆側幅面３ｂを加工する。
【選択図】 図２

Description

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恐れのある装置に用いられる電食防止転がり軸受およびその製造方法に関する。

従来、電食防止転がり軸受として、溶射加工より絶縁層を施したものが一般に製造されている。溶射加工により絶縁層を施した電食防止転がり軸受は、軌道輪の外周および幅面に渡る全面が金属層および絶縁層で覆われている（例えば特許文献１，特許文献２）。

特開２００２−４８１４５号公報 実開平２−４６１１９号公報

絶縁層を施した構造の場合は、膜厚管理を行わないと最終仕上げ加工の際に幅面の膜厚相互差が大きくなり、絶縁性能が低下する可能性が考えられる。膜厚管理をする場合、深溝玉軸受の場合は、レース溝基準で、円筒ころ軸受の場合は鍔面基準で幅面の膜厚管理を行わなくてはならない。このため、煩雑な作業が必要で、測定にかなりの時間を要するうえ、直接にレース溝または鍔面を基準面として幅面機械加工ができないため、加工においてもかなりの時間と手間を要する。これらがコスト増の要因となる。

この発明の目的は、上述のような最終仕上げ加工や膜厚管理を容易にかつ正確に行える電食防止転がり軸受およびその製造方法を提供することである。

この発明の電食防止転がり軸受の製造方法は、内外の軌道輪の間に複数の転動体が介在し、少なくとも片方の軌道輪におけるハウジングまたは軸に嵌まり合う周面から幅面に渡って絶縁層が設けられる電食防止転がり軸受の製造方法であって、上記絶縁層を設ける側の軌道輪のうち一方の幅面に基準面を設け、この基準面と反基準面側の幅面との間の幅寸法を測定する測定過程と、上記測定過程の後、上記軌道輪の周面から幅面に渡って絶縁層を設ける絶縁層形成過程と、上記絶縁層形成過程の後、上記軌道輪の基準面と反基準面側の他方の幅面との間の幅寸法を測定し、上記他方の幅面における絶縁層の取代を決定し、上記基準面を基準として反基準面側の絶縁層を機械加工する反基準面加工過程と、目標寸法である幅仕上げ寸法と、上記軌道輪の絶縁層を含む全幅寸法とから、前記一方の幅面の取代を決定し、加工済みの他方の幅面を基準とし、幅仕上げ寸法の許容範囲内に入るように前記一方の幅面を加工する幅仕上げ過程とを含むことを特徴とする。
この発明の電食防止転がり軸受は、内外の軌道輪の間に複数の転動体が介在し、少なくとも片方の軌道輪におけるハウジングまたは軸に嵌まり合う周面から幅面に渡って絶縁層が設けられた電食防止転がり軸受において、上記絶縁層を有する側の軌道輪に、幅面加工用および幅面膜厚管理用の軸受幅方向を向く基準面を、片側の幅面に設けたことを特徴とする。
この構成によると、軌道輪の片側の幅面に基準面を設けたため、幅面を機械加工によって所定の寸法に仕上げる際や、機械加工後の幅面の膜厚管理に、上記基準面を直接に利用することができる。そのため、軌道輪のレース溝や鍔面等を基準面に利用する場合のような煩雑な作業が廃止でき、機械加工後の膜厚管理を容易にかつ正確に行うことができる。

上記基準面は、具体的には、軌道輪の幅面に形成された段部の内面であっても良い。このように段部で基準面を形成する場合、段部の加工によって基準面を精度良く得ることができる。

上記基準面は、軌道輪の幅面における上記絶縁層を未形成とした素材露出面であっても良い。絶縁層を未形成とするだけで基準面が形成できるため、基準面の形成が容易である。

上記基準面は、焼入れ鋼切削または研磨加工により形成された面であっても良い。これら焼入れ鋼切削または研磨加工によると、精度の良い加工が行え、基準面を高精度に形成することができる。

この発明の電食防止転がり軸受の製造方法は、内外の軌道輪の間に複数の転動体が介在し、少なくとも片方の軌道輪におけるハウジングまたは軸に嵌まり合う周面から幅面に渡って絶縁層が設けられる電食防止転がり軸受の製造方法であって、上記絶縁層を設ける側の軌道輪のうち一方の幅面に基準面を設け、この基準面と反基準面側の幅面との間の幅寸法を測定する測定過程と、上記測定過程の後、上記軌道輪の周面から幅面に渡って絶縁層を設ける絶縁層形成過程と、上記絶縁層形成過程の後、上記軌道輪の基準面と反基準面側の他方の幅面との間の幅寸法を測定し、上記他方の幅面における絶縁層の取代を決定し、上記基準面を基準として反基準面側の絶縁層を機械加工する反基準面加工過程と、目標寸法である幅仕上げ寸法と、上記軌道輪の絶縁層を含む全幅寸法とから、前記一方の幅面の取代を決定し、加工済みの他方の幅面を基準とし、幅仕上げ寸法の許容範囲内に入るように前記一方の幅面を加工する幅仕上げ過程とを含むため、絶縁層の形成後の幅面機械加工や膜厚管理を容易にかつ正確に行うことができる。
この発明の電食防止転がり軸受は、内外の軌道輪の間に複数の転動体が介在し、少なくとも片方の軌道輪におけるハウジングまたは軸に嵌まり合う周面から幅面に渡って絶縁層が設けられた電食防止転がり軸受において、上記絶縁層を有する側の軌道輪に、幅面加工用または幅面膜厚管理用の軸受幅方向を向く基準面を、片側の幅面に設けたため、絶縁層の形成後の幅面機械加工や膜厚管理を容易にかつ正確に行うことができる。

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１は、内側の軌道輪である内輪２と外側の軌道輪である外輪３の間に複数の転動体４を介在させ、外輪３のハウジング（図示せず）に嵌まり合う面である外周面３ａから両側の幅面３ｂ，３ｃに渡って絶縁層６を設け、外輪３の片方の幅面３ｂに基準面７を設けたものである。この電食防止転がり軸受１は深溝玉軸受であって、転動体４はボールである。内輪２および外輪３はレース溝１０，１１を有しており、両レース溝１０，１１の間に転動体４が介在している。各転動体４は保持器５の円周方向複数箇所に設けられた各ポケット内に転動自在に保持されている。

外輪３の被覆層は、絶縁層６の１層又は多層からなる。基準面７は、幅面加工用または幅面膜厚管理用の面であり、外輪３の幅面３ｂにおけるレース面１１側の周縁、つまり内周縁部に環状に形成してある。また、この基準面７は、外輪３の幅面３ｂの内径縁に形成された環状の段部８の内面からなる。段部８の外径および深さは、外輪３の内径面における面取り３ｄの形成部分を除去した大きさに略相当する寸法としてある。段部８は、外輪３に絶縁層６の溶射前に機械加工されたものであっても、溶射後に機械加工されたものであっても良い。この機械加工は、例えば焼入れ鋼切削または研磨加工とされる。外輪３、内輪２、および転動体４は、軸受鋼等の鋼材からなる。

絶縁層６は、酸化アルミニウム（Ａｌ_２ Ｏ_３ ），酸化チタン（ＴｉＯ_２ ）、または酸化クロム（Ｃｒ_２ Ｏ_３ ）などの金属酸化物、またはこれらの金属酸化物をベース材料とした複合金属酸化物などを、外輪３の素材表面に溶射加工した層である。この絶縁層６は、溶射後に後述のように機械加工される。外輪３の左右の幅面３ｂ，３ｃにおける絶縁層６の膜厚相互差は、５０μｍ以下に抑えることが望ましい。また、溶射加工前における基準面形成側の幅面３ｂと基準面７との平行度は、２５μｍ以下であることが望ましい。

この構成によると、外輪３の幅面３ｂに基準面７を設けたため、幅面３ｂ，３ｃを機械加工によって所定の寸法に仕上げる際や、機械加工後の幅面３ｂ，３ｃの膜厚管理に、基準面７を直接に利用することができる。そのため、外輪３のレース溝１１等を基準面に利用する場合のような煩雑な作業が廃止でき、機械加工後の膜厚管理を容易にかつ正確に行うことができる。基準面７は段部８で形成されるため、精度良く得ることができる。また、焼入れ鋼切削または研磨加工で形成することにより、一層高精度に形成することができる。

図２と共に、この実施形態の場合の幅面加工方法の一例を説明する。この加工方法では、次の（１）〜（４）の手順で加工する。
（１）．全製品について、溶射前に外輪３の基準面７と反基準面側の幅面３ｃの間の幅寸法Ａを測定する。
（２）．溶射後に、外輪３の基準面７と反基準面側の幅面３ｃの絶縁層表面との間の幅寸法Ｂを測定し、反基準面側の幅面３ｃにおける絶縁層６の取代を決定する。基準面７をバッキングプレート１５に当て、反基準面側の絶縁層６を機械加工する。この機械加工は研磨等とする。
（３）．目標寸法である幅仕上げ寸法と、外輪３の絶縁層６を含む全幅寸法Ｃとから、もう一方の取代を決定する。
（４）．加工済みの幅面３ｃを基準とし、幅仕上げ寸法の許容範囲内に入るように、逆側幅面３ｂを加工する。

理論計算式によれば、上記の方法によって絶縁層６の膜厚左右相互差を５０μｍに抑えることで、耐電圧の相互差を０．５ｋＶ以下に抑えられることになるなど、個々の絶縁性能のばらつきを小さくすることができる。また、取代を簡単に管理でき、工数の削減も期待できる。

上記実施形態では、基準面７を片方だけに設けたが、参考提案例として図３に示すように外輪３両側の幅面３ｂ，３ｃに基準面７を設ける場合がある。この例においても、基準面７は、外輪３に形成した段部８の底面となる内面を基準面７としている。
また、基準面７は、参考提案例として図４に示すように外輪３の幅面３ｂ，３ｃにおける絶縁層６を未形成とした素材露出面とする場合がある。すなわち、外輪３の幅面３ｂ，３ｃの一部を溶射の施されていない面とし、その未溶射面を基準面７とする場合がある。

なお、内輪２に絶縁層６を設ける場合は、内輪２に上記実施形態で示されるように基準面７を設ける。また、上記実施形態では深溝玉軸受に適用した場合につき説明したが、この発明は、円筒ころ軸受であっても良く、転がり軸受において、絶縁層６を設けたものであれば適用することができる。

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。 その幅面加工方法の一例を示す説明図である。 この発明の参考提案例にかかる電食防止転がり軸受の部分断面図である。 この発明のさらに他の参考提案例の部分断面図である。

符号の説明

１…電食防止転がり軸受
２…内輪（軌道輪）
３…外輪（軌道輪）
３ａ…周面
３ｂ，３ｃ…幅面
４…転動体
６…絶縁層
７…基準面

Claims (2)

1. 内外の軌道輪の間に複数の転動体が介在し、少なくとも片方の軌道輪におけるハウジングまたは軸に嵌まり合う周面から幅面に渡って絶縁層が設けられる電食防止転がり軸受の製造方法であって、
   上記絶縁層を設ける側の軌道輪のうち一方の幅面に基準面を設け、この基準面と反基準面側の幅面との間の幅寸法を測定する測定過程と、
   上記測定過程の後、上記軌道輪の周面から幅面に渡って絶縁層を設ける絶縁層形成過程と、
   上記絶縁層形成過程の後、上記軌道輪の基準面と反基準面側の他方の幅面との間の幅寸法を測定し、上記他方の幅面における絶縁層の取代を決定し、上記基準面を基準として反基準面側の絶縁層を機械加工する反基準面加工過程と、
   目標寸法である幅仕上げ寸法と、上記軌道輪の絶縁層を含む全幅寸法とから、前記一方の幅面の取代を決定し、加工済みの他方の幅面を基準とし、幅仕上げ寸法の許容範囲内に入るように前記一方の幅面を加工する幅仕上げ過程と、
   を含むことを特徴とする電食防止転がり軸受の製造方法。
2. 内外の軌道輪の間に複数の転動体が介在し、少なくとも片方の軌道輪におけるハウジングまたは軸に嵌まり合う周面から幅面に渡って絶縁層が設けられた電食防止転がり軸受において、上記絶縁層を有する側の軌道輪に、幅面加工用または幅面膜厚管理用の軸受幅方向を向く基準面を、片側の幅面に設けたことを特徴とする電食防止転がり軸受。

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