JP2009243572A - 分割軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】分割軸受の内外輪間で生じる放電を抑制して、電食を防止する。
【解決手段】内輪１、外輪２、及び、この外輪２の内輪１との摺動面に設けた樹脂ライナー３で球面滑り軸受を構成する。この外輪２は２分割された分割外輪であって、この外輪２の割り口７に沿って、この外輪２の軸心方向の全長に亘る溝４をその外径面に形成する。次に外輪２をハウジング５に嵌め込んだ際に、この外輪２が、ハウジング５と当接し得る部分、及び、この溝４の内面に、アルミナからなるセラミックスの絶縁被膜６を形成する。この絶縁被膜６は、ハウジング５と外輪２との間の絶縁状態を確保するため、内外輪１、２の間で放電が生じて電食が発生するのを阻止する。このため、この球面滑り軸受の円滑な動きを確保することができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、電食の発生を防止した分割軸受に関する。

一般的な軸受は、内輪と外輪を有し、この内外輪に介在して設けた転動体が転動することによって円滑に内外輪が相対回転し、あるいは、上記内外輪が相対的に滑ることによってこの内外輪が自在に動き得るようになっている。上記軸受が円滑に相対回転等し得るように、この内外輪間には潤滑油が充填され、あるいは、樹脂ライナー等の潤滑材が設けられて潤滑が行われる。

この軸受の１種である球面滑り軸受を図３及び図４に示して説明する。この球面滑り軸受は内輪１と外輪２とを有し、潤滑油で内外輪間を潤滑するタイプのものは油溝９及び油孔１０が形成される一方（図３参照）、上記潤滑油を用いないタイプのものは内外輪間に潤滑材として作用する樹脂ライナー３が設けられる（図４参照）。

この球面滑り軸受は、軸体とハウジングの間の上下左右の動きのみならず、ねじれに対する自由度も有しているため、このねじれが生じやすい、振り子式鉄道車両の連結器等に採用されている。

この軸受には、一般的に内輪に軸体が設けられるとともに、外輪にハウジングが嵌め込まれる。この軸受の使用の際に、何らかの原因でこの軸体とハウジングとの間に電位差が生じると（例えばハウジングが帯電すると）、上記潤滑油あるいは潤滑材による内外輪間の絶縁性が破壊されて、この内外輪間で放電が起こることがある。

この放電が起こると、この放電箇所に電食（電気化学的腐食）が生じることがある。この電食によって上記放電箇所には小さな凹凸が形成され、この凹凸によって内外輪の円滑な動きが阻害される恐れがある。

この電食は、軸受の種類を問わず発生し得ることから、この電食を防止すべく、これまで多くの試みがなされている。

例えば、図４に示した球面滑り軸受は、絶縁性を有する樹脂ライナー３を採用し、この樹脂ライナー３で内外輪間の潤滑性を確保しつつ、内外輪間に生じる放電を抑制している。この樹脂ライナー３には、その内部に金網を設け、この樹脂ライナー３が内外輪の間で圧縮された際の保形性を確保したものもある。

また、転がり軸受において、外輪２の外径面にセラミック材料からなる絶縁被膜６を直接形成する技術が開示されている（特許文献１参照）。この絶縁被膜６は、外輪２をハウジングに嵌め込んだ際に、電気伝導体である両者が直接当接するのを阻止する。このため、この転がり軸受の内部に電流が生じず、電食を防止し得る。

実開平５−４５２４８号公報

上記樹脂ライナーは、この軸受の使用とともに次第に磨耗する。この磨耗によって樹脂ライナーが薄くなった部分で、絶縁性が不十分となって放電が生じる恐れがある。また、内部に金網を設けた樹脂ライナーにあっては、磨耗に伴いこの金網が表面に露出して、内外輪間の絶縁状態が確保できなくなる恐れもある。

また、軸受の種類又は構成によっては、その構造上、内輪を外輪に組み込むために、この外輪を拡径するための、あるいは、この外輪を複数のパーツに分割するための割り口を設ける必要性がある。この割り口の部分には均一な厚さの上記絶縁被膜が形成しにくく、この部分の十分な絶縁状態を得ることが難しい。また、上記絶縁被膜が形成できたとしても、割り口の先端部において他の部分と比較して局所的に高電圧となり、この高電圧によって絶縁破壊が生じることがある。このため、絶縁被膜としての信頼性が著しく低下する。

そこで、この発明は、軸受の内外輪間で生じる放電を抑制して、電食を防止することを課題とする。

上記の課題を解決するため、この発明は、軌道輪をハウジングに嵌め込んだ際に、この軌道輪とハウジングとの間に設けた絶縁被膜によって絶縁を確実に行い得るようにすべく、上記軌道輪の割り口が上記ハウジングと近接しないようにした。

このように確実に絶縁を行い得るようにすることで、軌道輪とハウジング、及び、軌道輪間の電流発生を防止し、電食を回避し得るようにすることができる。

この発明の構成としては、２つの軌道輪を有し、そのうち少なくとも1つの軌道輪が分割された軸受において、分割された上記軌道輪の割り口に沿って、この軌道輪の軸心方向の全長に亘る溝をその外径面又は内径面に形成するとともに、この軌道輪の嵌合面、及び、上記溝の内面に絶縁被膜を形成するようにすることができる。

この割り口は上記溝の内面に沿って形成され、しかも、この内面は上記軌道輪の外径面又は内径面から奥まっているので、この軌道輪をハウジングに嵌め込んだ際に、上記割り口が上記ハウジングに近接しない。このため、上記割り口において絶縁破壊が生じて軌道輪間に電流が生じ、電食が起こる恐れが低い。

この割り口の形成においては、上記割り口と上記ハウジングとの間の距離をできるだけ大きく確保するため、上記溝のエッジ部近傍（溝の浅い部分）ではなく、底部近傍に設けるのが好ましい。

一方の軌道輪を他方の軌道輪に組み込み際は、一方の軌道輪に形成した割り口を拡げるようにすることによって、その組み込みを容易なものとし得る。

上記２つの軌道輪は、内輪及び外輪であって、このうち上記外輪を分割するようにすることができる。この外輪を分割することによって、上記内輪の組み込みを一層容易に行い得るからである。

また、この発明の他の構成としては、内輪と外輪を有する軸受において、この軸受が、上記外輪にこの軸心方向の全長に亘って上記外輪の外径面側から内径面側に至る割り口を形成し、この割り口を広げて上記内輪を組み込み、この外輪を締結輪で連結したものであって、上記締結輪の嵌合面に絶縁被膜を形成するようにすることもできる。

上記締結輪は、上記外輪にその外径面側から嵌め込んで、この外輪の割り口を閉じるためのものである。この締結輪の嵌合面に絶縁被膜を形成し、この締結輪を設けた状態で軸受をハウジングに嵌め込むと、上記ハウジングと上記締結輪に形成した絶縁被膜が直接当接し、上記ハウジングと外輪との間の絶縁性が確保される。しかも、この締結輪は、割り口のない無端環状形状をしているので、この締結輪と上記ハウジングとが当接する特定の箇所で、上記割り口に起因する絶縁破壊が生じる恐れはない。

また、上記締結輪は外輪と比較して軽量なので、上記絶縁被膜の一部が破損して修復作業が必要になった際に、上記締結輪を取り外して、その修復作業を容易に行い得る。

また、上記締結輪を用いる構成においては、上記締結輪に上記絶縁被膜を形成する代わりに、上記締結輪の全体を絶縁材で構成するようにすることもできる。

この絶縁被膜は、ハウジングと外輪との間の絶縁性を確保するために設けられているので、この絶縁性が確保でき、かつ上記ハウジングに嵌め込むことができるのならば、この絶縁被膜の膜厚は特に限定されない。このように、締結輪の全体を絶縁材で構成するようにすることにより、上記絶縁被膜の形成工程を省略できるので、この締結輪の製造コストを低減し得る。

上記外輪に設ける割り口は、少なくとも１個形成すればよいが、この割り口を一つの外輪に複数個形成して、上記外輪を複数個のパーツに分割するようにすることもできる。

上記外輪の肉厚が薄い場合等、上記割り口を容易に広げることができるときは、上記外輪に割り口を１個設ければ十分である。しかしながら、上記肉厚が厚い場合等、上記切り口を容易に広げることができない場合は、このように上記外輪を複数個のパーツに分割することで、容易に内輪をこの外輪に組み込むことができる。

また、上記の各構成において、絶縁被膜をセラミック被膜とすることができる。

このセラミック被膜は絶縁性が高いとともに強度にも優れるため、上記外輪をハウジングに嵌め込む際にこの絶縁被膜が破損する恐れが低い。このセラミック被膜の中でも、特にアルミナ、グレイアルミナ、ジルコニア、チタニア、酸化クロム等が上記絶縁性及び強度の両面において好ましい。

上記絶縁被膜の形成は特定の種類の軸受に限定されないが、特に球面滑り軸受に好適である。

この発明によると、軸受の外輪に形成した割り口が、この軸受をハウジングに嵌め込んだ際に、このハウジングに近接しない。このため、この軸受の内輪及び外輪に生じる電食が防止され、この軸受の円滑な動きを確保することができる。

この発明に係る球面滑り軸受を図１に示して説明する。この球面滑り軸受は、内輪１、外輪２、及び、この外輪２の内輪１との摺動面に設けた樹脂ライナー３で構成される。

まず、この外輪２の外径面に、この外輪２の軸心方向の全長に亘る溝４を形成する。

次に、外輪２の嵌合面（ハウジング５との当接部分）、及び、溝４の内面に、アルミナからなるセラミックスの絶縁被膜６を形成する。この絶縁被膜６の形成は、粉末状のアルミナを高温ガス噴流中に送り込んで、ターゲットとなる外輪２に溶射することによって行う。

さらに、この絶縁被膜６の形成後に、溝４の内面底部に沿って、溝４の全長に亘って外輪２の外径面側から内径面側に至る割り口７を、円環状の外輪２の対向する２箇所に形成する。この割り口７によって、外輪２を２個のパーツ２ａ、２ｂに分割する。

この球面滑り軸受の組み立てに際しては、分割した２個の外輪２ａ、２ｂに内輪１を組み込み、図示しない止め具でこの外輪２ａ、２ｂが分離しないように固定する。この組み立てが完了後に、内輪１に図示しない軸体を嵌め込むとともに、ハウジング５に止め具で固定した外輪２を嵌め込む。

この構成において、外輪２に形成した割り口７は、外輪２の外径面に形成した溝４の内面底部に位置するので（図１参照）、この球面滑り軸受をハウジング５に嵌め込んだ際に、このハウジング５と割り口７とが近接しない。このため、割り口７において絶縁破壊が生じる恐れは低い。

この発明に係る球面滑り軸受の他の形態を図２に示して説明する。この球面滑り軸受は、内輪１と外輪２とで構成され、この外輪２の内輪１との摺動面に樹脂ライナー３が設けられている。この外輪２に、外径面側から内径面側に至る割り口７を、円環状の外輪２の対向する２箇所に形成し、この割り口７によって、外輪２を２個のパーツ２ａ、２ｂに分割する。

この分割した２個の外輪２ａ、２ｂを連結する締結輪８は断面コの字形であって、このコの字形の１辺と、他の２辺との間で、２個のパーツ８ａ、８ｂに分割されている（同図（ａ）参照）。

この外輪２を締結輪８とともにハウジング５に嵌め込んだ際における、この締結輪８の嵌合面（ハウジング５との当接部分）にアルミナからなるセラミックスの絶縁被膜６を形成する。この絶縁被膜６の形成は、上記と同様に、粉末状のアルミナを高温ガス中に送り込んで、ターゲットとなる締結輪８に溶射することによって行う。

この球面滑り軸受の組み立てに際しては、分割した２個の外輪２ａ、２ｂに内輪１を嵌め込み、この外輪２ａ、２ｂに、２個のパーツからなる締結輪８ａ、８ｂを嵌め込んでこの外輪２ａ、２ｂが分離しないように固定する。この組み立てが完了後に、内輪１に図示しない軸体を嵌め込むとともに、ハウジング５に固定した外輪２を嵌め込む（同図（ｂ）参照）。

この構成において、締結輪８は、割り口のない無端環状形状をしているので、この締結輪８とハウジング５とが当接する特定の箇所で割り口７に起因する絶縁破壊が生じる恐れはない。また、外輪２には締結輪８が嵌め込まれているため、この外輪２に形成した割り口７が締結輪８とハウジング５との間の絶縁状態に悪影響を及ぼす恐れはない。

また、上記のように締結輪８を断面コの字形とすることで、コの字形の両サイド部において締結輪８とハウジング５の鍔部とが直接当接するのを効果的に防止し得るが、このハウジング５に鍔部がない場合等は、この締結輪８を断面一の字形とすることもできる。

上記の図１及び図２に示した構成においては、外輪２を２個のパーツ２ａ、２ｂに分割して、この外輪２に内輪１を組み込みやすくしたが、この分割数を多くして各パーツの軽量化を図り、組み込み作業を容易に行い得るようにすることもできる。その一方で、割り口７を１箇所にのみ形成して外輪２を分割することなく、この割り口７を広げることによって内輪１を組み込むようにすることもできる。

また、上記構成においては、絶縁被膜６としてアルミナを採用したが、これ以外にグレイアルミナ、ジルコニア、チタニア、酸化クロム等の種々のセラミックを採用し得る。これらのセラミックも良好な絶縁性と強度を有するためである。

さらに、上記セラミックに限らず、ハウジング５と、外輪２又は締結輪８との間の絶縁性を確保し得る素材であれば、樹脂材も適宜適用することができる。

この絶縁被膜６は、上記構成のように潤滑油を用いないタイプの球面滑り軸受のみならず、図３において説明した、潤滑油で内外輪間を潤滑するタイプの球面滑り軸受においても使用することができる。

また、この絶縁被膜６は、円筒ころ軸受等の他の種類の軸受についても幅広く適用し得る。

この発明に係る一実施形態を示し、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は正面断面図 この発明に係る他の実施形態の側面断面図を示し、（ａ）は締結輪を嵌め込みつつある状態、（ｂ）は締結輪を嵌め込んだ後の状態 一般的な球面滑り軸受（潤滑油使用タイプ）を示す側面断面図 一般的な球面滑り軸受（潤滑油不使用タイプ）を示す側面断面図

符号の説明

１ 内輪
２（２ａ、２ｂ） 外輪
３ 樹脂ライナー
４ 溝
５ ハウジング
６ 絶縁被膜
７ 割り口
８（８ａ、８ｂ） 締結輪

Claims (8)

1. ２つの軌道輪（１、２）を有し、そのうち少なくとも1つの軌道輪が分割された軸受において、分割された上記軌道輪（１、２）の割り口に沿って、この軌道輪（１、２）の軸心方向の全長に亘る溝（４）をその外径面又は内径面に形成するとともに、この軌道輪（１、２）の嵌合面、及び、上記溝（４）の内面に絶縁被膜（６）を形成したことを特徴とする分割軸受。
2. 一方の軌道輪に形成した割り口（７）を拡げて、他方の軌道輪を一方の軌道輪に組み込み得るようにしたことを特徴とする請求項１に記載の分割軸受。
3. 上記２つの軌道輪（１、２）が内輪（１）及び外輪（２）であって、上記外輪（２）が分割されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の分割軸受。
4. 内輪（１）と外輪（２）を有する軸受において、この軸受が、上記外輪（２）にこの軸心方向の全長に亘って上記外輪（２）の外径面側から内径面側に至る割り口（７）を形成し、この割り口（７）を拡げて上記内輪（１）を組み込み、この外輪（２）を締結輪（８）で連結したものであって、上記締結輪の嵌合面に絶縁被膜（６）を形成したことを特徴とする分割軸受。
5. 上記締結輪（８）に上記絶縁被膜（６）を形成する代わりに、上記締結輪（８）の全体を絶縁材で構成したことを特徴とする請求項４に記載の分割軸受。
6. 上記割り口（７）が一つの外輪（２）に複数個形成され、上記外輪（２）が複数個のパーツに分割されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の分割軸受。
7. 上記絶縁被膜（６）がセラミック被膜であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の分割軸受。
8. 上記軸受が、球面滑り軸受であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の分割軸受。

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