JP2009270673A - Rolling bearing - Google Patents
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- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/49—Bearings with both balls and rollers
Abstract
Description
この発明は、電食防止構造を備えた転がり軸受に関するものである。 The present invention relates to a rolling bearing having an electrolytic corrosion prevention structure.
電動機などの電気機器に用いられる転がり軸受は、接地が不完全な場合や、高周波電流を使用した場合に、電気機器の電流が転がり軸受の軌道輪及び転動体を通って流れることがある。このとき、軌道輪の軌道面と転動体の間の潤滑油膜の不完全な部分において発生するスパークにより軌道面が局部的に溶解される現象、いわゆる電食が生じ、軸受寿命を縮める要因となる。 In a rolling bearing used for an electric device such as an electric motor, when the grounding is incomplete or a high-frequency current is used, the current of the electric device may flow through the raceway and the rolling element of the rolling bearing. At this time, a phenomenon in which the raceway surface is locally melted by sparks generated in an incomplete portion of the lubricating oil film between the raceway surface of the raceway and the rolling element, so-called galvanic corrosion occurs, and causes a reduction in bearing life. .
前記の電食を防止するために、軌道輪を構成する外輪の外径面にセラミックの溶射皮膜を形成することが知られている(特許文献1)。また、通電ブラシを内外輪間に付設することにより内外輪間を電気的に短絡することも知られている(特許文献2)。さらに、内外輪間に導電性グリースを封入することにより、軸受に流入した電流をそのグリースを通じて流すようにしたものも知られている(特許文献3)。 In order to prevent the electrolytic corrosion, it is known to form a ceramic sprayed coating on the outer diameter surface of the outer ring constituting the race (Patent Document 1). It is also known to electrically short-circuit between the inner and outer rings by attaching an energizing brush between the inner and outer rings (Patent Document 2). Further, there is also known one in which a conductive grease is sealed between the inner and outer rings so that a current flowing into the bearing flows through the grease (Patent Document 3).
前記の特許文献1に開示されたように、外輪の外径面にセラミックの溶射皮膜を設ける方法によると、その外輪をハウジングに組み込む際に溶射皮膜を破壊させることがある。また、この方法をグリース潤滑の軸受に適用した場合は、軸受の回転によって発生する熱の放散が溶射皮膜によって妨げられるため、ハウジングを通じて放熱することができず、軸受の焼き付きの要因となる。
As disclosed in
さらに、上記の方法はセラミックを溶射する加工コストや材料費が高くつくこと、溶射皮膜にクラックが発生した場合の対策として溶射皮膜の空孔に合成樹脂を含浸させて封孔処理を施す必要があることなどの問題もある。 Furthermore, the above method requires high processing costs and material costs for thermal spraying the ceramic, and it is necessary to impregnate the pores of the thermal spray coating with a synthetic resin as a countermeasure when cracks occur in the thermal spray coating. There are also problems such as being.
特許文献2に開示されたように、通電ブラシを用いて短絡する方法は、通電ブラシの滑り接触に起因してPV値が高くなることが懸念され、軸受の高速回転に支障を来たす問題のほか、ブラシの摺接音が発生する問題もある。 As disclosed in Patent Document 2, the method of short-circuiting using the energizing brush is concerned that the PV value becomes high due to the sliding contact of the energizing brush, in addition to the problem that hinders the high-speed rotation of the bearing. There is also a problem that the sliding contact sound of the brush occurs.
特許文献3のように、導電性グリースを封入する方法は、グリースにカーボンブラックなどの導電物質が混入されるため、高速回転に不向きであり、また回転音が高くなるなどの問題がある。 As in Patent Document 3, the method of encapsulating conductive grease is not suitable for high-speed rotation because the grease is mixed with a conductive material such as carbon black, and there are problems such as high rotational noise.
そこで、この発明は、以上のような従来技術の問題を解消し、組立てが容易であり、安定した電食防止効果のある転がり軸受を提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art, to provide a rolling bearing which is easy to assemble and has a stable electrolytic corrosion preventing effect.
前記の課題を解決するために、この発明においては、軌道輪を構成する内輪11と外輪12、前記内輪11と外輪12の間に介在された所要数の転動体、これらの転動体を保持する保持器16からなる転がり軸受において、前記転動体の中に少なくとも1個の通電用転動体が前記保持器16に保持された状態で介在され、前記内輪11の外径面11aに内輪通電面17、外輪12の内径面12aに外輪通電面18がそれぞれ設けられ、前記通電用転動体が該内輪通電面17と外輪通電面18に金属接触した構成を採用した。
In order to solve the above problems, in the present invention, the
前記構成の転がり軸受においては、通電用転動体が内輪通電面17と外輪通電面18に金属接触することにより、通電用転動体とを通じた電気的な短絡経路が内輪11と外輪12の間に形成される。
In the rolling bearing having the above-described configuration, the energizing rolling element is in metal contact with the inner
この発明は以上の構成であるので、以下の効果を奏することができる。
a)通電転動体を通じた短絡経路が形成されることにより、負荷を受ける転動体に電流が流れることがなく、そのため軌道面における電食が防止される。
Since this invention is the above structure, there can exist the following effects.
a) By forming a short-circuit path through the energized rolling element, no current flows through the rolling element that receives the load, and therefore, electrolytic corrosion on the raceway surface is prevented.
b)通電用転動体は、負荷を受ける転動体と同じ保持器16によって保持されるので、通電用転動体を軸受に容易に組み込むことができる。
b) Since the energizing rolling element is held by the
c)通電面17、18に、仕上げ加工を施すことなく残された粗面に含まれる凹凸19によって微小突起を形成することにより、特別な加工を施すことなく、通電面17、18に多数の微小突起を形成することができる。
c) By forming minute projections on the current-carrying
d)通電面17、18に加工を施しその全周に分散状の微小突起又は複数の微小突条22を形成することにより、通電面17、18の全周に渡り通電用転動体との安定した接触が得られる。
d) Stabilization with the current-carrying rolling element over the entire circumference of the current-carrying
e)負荷を受ける転動体を玉15により、通電用転動体を円筒ころ23によりそれぞれ構成することにより、これらを共通に保持する保持器16の構造が簡単となり、内外輪11、12間への装着が容易となる。また、円筒ころ23により、内外輪の通電面17、18との接触面積を十分に確保できるので、安定した電食防止効果を得ることができる。
e) The structure of the
f)内外輪11、12の軌道13、14の両側に沿って所要深さの周溝31、32が設けられ、その周溝31、32の溝底に通電面17、18が形成された構成を採ると、円筒ころ23の公転半径が玉15の公転半径に近づくので、両者の周速差が小さくなり、保持器16に与える振動が抑制される。
f) Configuration in which
g)円筒ころ23を前記保持器16の屈曲部29との接触によって内輪通電面17に押し当てた構成をとることにより、遠心力によって円筒ころ23が内輪通電面17から浮き上がることが防止され、通電を確保することができる。
g) By adopting a configuration in which the
以下、この発明に係る転がり軸受の実施例を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of the rolling bearing according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
実施例1の転がり軸受は、図1から図7に示したように、内外に対向した軌道輪を構成する内輪11と外輪12、内輪11の軌道13と外輪12の軌道14の間に介在された所要数の玉15、前記玉15の間に介在された通電用の円筒ころ23、これらの玉15及び円筒ころ23を保持する保持器16によって構成される。
As shown in FIGS. 1 to 7, the rolling bearing of the first embodiment is interposed between the
前記内輪11の軌道13の両側に存在する内輪外径面11aのうち軌道13に接した所要幅の部分が内輪通電面17となっている。同様に、外輪12の軌道14の両側に存在する外輪内径面12aのうち軌道14に接した所要幅の部分が、外輪通電面18となっている。これらの内外の各通電面17、18は径方向に相互に対向した位置に形成される。
Of the inner ring
転がり軸受の製造工程において、内外輪11、12の各軌道13、14は超仕上げ加工が施される。しかし、その両側の外径面11a、内径面12aは、このような仕上げ加工が施されることなく、旋削加工の後に熱処理を施したまま残された粗面、又は粗研削されたまま残された粗面であり、その粗面に含まれる凹凸19(図5(a)参照)によって無数の微小突起が全周に渡り形成される。
In the manufacturing process of the rolling bearing, the
前記の各通電面17、18に積極的に加工を施し、全周に渡り分散状の微小突起20を形成する場合もある(図5(b)参照)。
In some cases, the current-carrying
前記の玉15は、図1に示したように、全部で6個使用され、その2個置きの玉15の間に1個ずつ、全部で3個の円筒ころ23の組み合わせからなる。図示の場合、全体のバランスを考慮して3個の円筒ころ23を均等に分散状態に配置しているが、電食防止の観点からは少なくとも1個あればよい。
As shown in FIG. 1, a total of six
玉15は内外の軌道13、14の間に介在され、通常の転がり軸受の場合と同様に負荷を受けて動転する作用を行う。円筒ころ23は通常の円筒ころ軸受の転動体として用いられている金属製のものが使用されるが、ここでは専ら通電転動体として用いられる。円筒ころ23は、その軸線が軸方向となる向きに配置される。
The
前記保持器16は、図4及び図6に示したように、前記の玉15及び円筒ころ23に対応した玉保持部25ところ保持部26が設けられ、それぞれ玉15、円筒ころ23がこれらの部分に保持される。
As shown in FIGS. 4 and 6, the
前記の玉保持部25に収納保持された玉15は、内外輪11、12の軌道13、14の間に介在される(図3参照)。ころ保持部26に保持された円筒ころ23は、軌道13、14を跨ぎ越し、その両端部がそれぞれ内外の通電面17、18の間で挟まれ、両方の通電面17、18に接触した状態に配置される(図2参照)。円筒ころ23の両端部は、微視的には通電面17、18に形成された前記の凹凸19(図5(a)参照)によって形成された微小突起又は加工によって形成された微小突起20(図5(b)参照)に金属接触する。その接触により、内外輪11、12の間に円筒ころ23を経由した電気的な短絡経路が形成される。
The
前記の円筒ころ23は、軸受の回転時の遠心力の作用を受けて、内輪通電面17から浮き上がる傾向がある。このため、一部の円筒ころ23については、図7に示したように、ころ保持部26に屈曲部29を設け(同図の一点鎖線参照)、その屈曲部29を円筒ころ23の肩部分に接触させることにより内向きの荷重(図7の矢印A参照)をかけ、その円筒ころ23を内輪通電面17に押し当てることが望ましい。
The
この場合、円筒ころ23が内輪通電面17側に押圧されると、該円筒ころ23は反対側の外輪通電面18から離れ、この部分での通電が遮断される場合がある。しかし、当該円筒ころ23が接触した保持器16、屈曲部29が設けられていない他のころ保持部26に保持された円筒ころ23、その円筒ころ23が接触する外輪通電面18を経た短絡経路が形成されるので問題はない。
In this case, when the
なお、内外輪11、12の対向面の両端部に従来通りのシール部材27、28が装着され、その内側にグリースが封入される。
In addition,
実施例1の転がり軸受は以上のように構成される。次にその作用について説明する。通常の使用状態において、負荷は玉15によって支持される。円筒ころ23は実質的に負荷を支持することはない。使用時の回転によって生じる発熱によりグリースが溶融され、玉15と軌道13、14の間に油膜が形成される。また内外輪の通電面17、18にも油膜が生じるが、各通電面17、18に存在する前記の凹凸19による微小突起、又は加工された微小突起20がその油膜を破って円筒ころ23の外径面と金属接触する。
The rolling bearing of
このような状態において、電流が内輪11側又は外輪12側から流入した場合、玉15と軌道13、14間にはグリースの油膜が存在するため電気抵抗値は高い。油膜が不完全であって抵抗値が低下した場合においても、1MΩ程度の高抵抗があることが知られている。
In such a state, when current flows from the
玉15と軌道13、14の間の前記の抵抗に比べ、円筒ころ23を通じた短絡経路は、円筒ころ23が油膜を破った通電面17、18の微小突起に金属接触する構造であるので、遥かに低抵抗である。このため、電流は通電面17、18と円筒ころ23を経た短絡経路を通じて流れる。その結果、玉15と軌道13、14の間にスパークが発生せず、電食が防止される。
なお、玉15が小サイズの場合は、円筒ころ23に代えて針状ころを用いることができる。
Compared to the resistance between the
When the
図8から図10に示した実施例2の転がり軸受は、基本的には前記の実施例1と同様の構成であるが、通電面17、18の構成においてのみ相違する。即ち、この場合は通電面17、18に加工を施し、全周に渡り複数の微小突条22を平行に形成したものを示している。この微小突条22の高さは、通電面17、18に存在するグリースによる油膜21(図9の一点鎖線参照)と同程度か若干高い程度である。このような微小突条22も、「請求項2」にいう「微小突起」に含まれる。
The rolling bearing of the second embodiment shown in FIGS. 8 to 10 has basically the same configuration as that of the first embodiment, but differs only in the configuration of the current-carrying
軸受の停止状態においては、グリースが微小突条22の間に形成された溝に溜まる。回転時の発熱によってグリースが溶融され油膜21を形成した場合は、微小突条22の先端が油膜21と同等か油膜21より高く突き出し、油膜21を破って露出した状態となる。微小突条22の先端の幅は、円筒ころ23と接触した際の接触圧で排除されその先端面に油膜が残らない程度に狭く形成される。
When the bearing is stopped, grease accumulates in a groove formed between the
上記の微小突条22は、全周に渡り連続したもの、部分的に途切れたもののいずれでもよく、また前記微小突条22を軸方向に寸断した形状の多数の独立した微小突起を全周に渡り列状に形成したものであってもよい。
その他の構成及び作用は実施例1の場合と同様であるので、その説明を省略する
The
Since other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.
上述のように、各通電面17、18に微小突起を形成して円筒ころ23と金属接触させる態様としては、通電面17、18に対する仕上げ加工を施すことなく残された粗面に含まれる無数の凹凸19によって形成されたもの(図5(a)参照)、全周に渡り形成された分散状の微小突起20により形成されたもの(図5(b)参照)、又は全周に渡り連続した所要数の微小突条22によって形成されたもの(図10参照)等がある。内外の通電面17、18において同じ態様の組み合わせ、又は異なった態様の組み合わせをとることができる。
As described above, as a mode in which minute protrusions are formed on the current-carrying
図11に示した実施例3の転がり軸受は、基本的には前記の実施例1と同様の構成であるが、通電面17、18の構成においてのみ相違する。即ち、この実施例3の場合は、内輪11の軌道13及び外輪12の軌道14の両側の内輪外径面11aと外輪内径面12aに所要深さの周溝31、32が設けられ、その周溝31、32の溝底に内外輪の通電面17、18が形成される。
The rolling bearing of the third embodiment shown in FIG. 11 has basically the same configuration as that of the first embodiment, but is different only in the configuration of the current-carrying
通電用の円筒ころ23の径は、周溝31、32の深さ分だけ実施例1の場合より大径となり、その両端部がそれぞれ通電面17、18に接触する。通電面17、18には微小突起(図5(a)(b)、図10参照)が形成される。
The diameter of the energizing
このような構成をとると、円筒ころ23の径が相対的に大きくなるので、その公転の外径の大きさが玉15の公転の外径に近づく。これにより両者の公転の周速差が小さくなる。
With such a configuration, the diameter of the
玉15と円筒ころ23の公転の周速差が大きい場合は、保持器16に振動が発生し、保持器16の耐久性を低下させることがある。しかし、この実施例3のような構成をとると周速差が小さくなるので、保持器16の振動が抑制され耐久性を上げることができる。
When the peripheral speed difference between the revolution of the
その他の構成及び作用は実施例1の場合と同様であるので、その説明を省略する。 Since other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.
11 内輪
11a 内輪外径面
12 外輪
12a 外輪内径面
13 軌道
14 軌道
15 玉
16 保持器
17 通電面
18 通電面
19 凹凸
20 微小突起
21 油膜
22 微小突条
23 円筒ころ
25 玉保持部
26 ころ保持部
27 シール部材
28 シール部材
29 屈曲部
31 周溝
32 周溝
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記転動体の中に少なくとも1個の通電用転動体が前記保持器(16)に保持された状態で介在され、前記内輪(11)の外径面(11a)に内輪通電面(17)、外輪(12)の内径面(12a)に外輪通電面(18)がそれぞれ設けられ、前記通電用転動体が該内輪通電面(17)と外輪通電面(18)に金属接触したことを特徴とする転がり軸受。 An inner ring (11) and an outer ring (12) constituting the raceway ring, a required number of rolling elements interposed between the inner ring (11) and the outer ring (12), and a cage (16) for holding these rolling elements. In the rolling bearing
At least one energizing rolling element is interposed in the rolling element while being held by the cage (16), and an inner ring energizing surface (17) is provided on the outer diameter surface (11a) of the inner ring (11). An outer ring energizing surface (18) is provided on an inner diameter surface (12a) of the outer ring (12), and the energizing rolling element is in metal contact with the inner ring energizing surface (17) and the outer ring energizing surface (18). Rolling bearing.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2008123484A JP2009270673A (en) | 2008-05-09 | 2008-05-09 | Rolling bearing |
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Cited By (1)
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CN105134775A (en) * | 2015-10-12 | 2015-12-09 | 山东凯美瑞轴承科技有限公司 | Hybrid bearing with center regulating function |
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2008
- 2008-05-09 JP JP2008123484A patent/JP2009270673A/en active Pending
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