JP2019215033A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】内外輪間で十分な通電性を確保することができる転がり軸受を提供する。【解決手段】転がり軸受１は、磁性流体シール１０を備えている。磁性流体シール１０は、導電性を有するとともに、外輪３に固定され環状開口部８を塞ぐ環状の本体部１１と、本体部１１と内輪２の外周面との間の環状隙間Ｃ１に介在しつつ、本体部１１と内輪２とを電気的に接続する導電性磁性流体１２と、を備えている。本体部１１には、内輪２の外周面との間で環状隙間Ｃ１を構成し、内輪２の外周面との間で導電性磁性流体１２を保持する筒状部２０が設けられている。【選択図】 図２

Description

本発明は、車載モータ等の回転軸を支持する転がり軸受に関する。

下記特許文献１には、モータの回転軸を支持する転がり軸受が開示されている。

特開２００８−２８６２３０号公報

車載モータやインバータモータ等といったモータの回転軸を支持する転がり軸受においては、内外輪間で電位差が生じることがある。内外輪間で電位差が生じたとしても、内外輪間は潤滑油による油膜によって絶縁される。しかし、内外輪間の電位差が油膜の絶縁破壊電圧を超えると、内外輪間に電流が流れ、転がり軸受内部に電食を生じさせる原因となる。

このような電食防止のため、内外輪間を電気的に接続して通電を確保し、内外輪間に電位差が生じるのを防止することが考えられる。
例えば、カーボンブラシ等を内外輪のうちの一方に摺接させることや、導電性を有する潤滑油を用いることで、内外輪を電気的に接続することが考えられるが、摩耗によるブラシ寿命や、潤滑油の導電性劣化等、耐久性の観点から好ましくない。

ここで、例えば、磁性流体を用いて内外輪間の環状隙間を密封する磁性流体シールを転がり軸受に適用しかつ磁性流体として導電性を有するものを用いれば、相対回転する内外輪間を磁性流体によって電気的に接続できると考えられる。
磁性流体シールを用いた場合、カーボンブラシを用いた場合に生じる内外輪の相対回転に伴う摩耗による摩耗粉の発生と転がり接触する部分へのかみ込みがないため、良好な耐久性を得ることができると考えられる。

図７（ａ）は、磁性流体シールを適用した転がり軸受の一例を示す断面図である。
図７（ａ）中、転がり軸受１００が有する磁性流体シール１０１は、内輪１０２及び外輪１０３の環状開口部を塞ぐ環状の本体部１０４と、本体部１０４及び内輪１０２の外周面１０２ａの間に介在する磁性流体１０５とを備えている。
本体部１０４は、円環板状の内リング１０６と、内リング１０６よりも軸方向外側に配置された円環板状の外リング１０７と、内リング１０６及び外リング１０７の間に介在した環状磁石１０８と、両リング１０６，１０７及び環状磁石１０８の外周側に配置された非磁性素材からなる外周リング１０９とを備えている。

図７（ｂ）は、図７（ａ）の要部拡大図である。
内リング１０６の内周端面１０６ａ及び外リング１０７の内周端面１０７ａは、内輪１０２の外周面１０２ａに対して所定の隙間を置いて対向している。
磁性流体１０５は、内周端面１０７ａと内輪１０２の外周面１０２ａとの間に介在している。

ここで、各リング１０６，１０７，１０９が導電性の素材で形成されているとすると、磁性流体１０５に導電性を有する磁性流体を用いれば、外リング１０７と内輪１０２とが電気的に接続され、この結果、内輪１０２と外輪１０３とが電気的に接続される。

ところで、磁性流体１０５は、外リング１０７の内周端面１０７ａと外周面１０２ａとの間に介在しているので、外リング１０７が磁性流体１０５に接触する接触面積は、外リング１０７の板厚寸法によって制限される。

本体部１０４と、内輪１０２との間の密封を目的とする場合、外リング１０７が磁性流体１０５に接触する接触面積は、外リング１０７の板厚寸法程度で十分である。

しかし、外リング１０７と内輪１０２とを電気的に接続しようとする場合、外リング１０７が磁性流体１０５に接触する接触面積が外リング１０７の板厚寸法によって制限されることで、導電経路を大きく確保できず、十分な通電性が得られないおそれがある。
転がり軸受が車載モータやインバータモータ等の電気機器に用いられた場合に内外輪間に生じる電位差は数１０から数１００ボルトであり、十分な通電性がないと内外輪間の電位差を適切に解消できないおそれがある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、内外輪間で十分な通電性を確保することができる転がり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の本発明である転がり軸受は、内輪と、前記内輪に対して相対回転可能な外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動可能に配設された複数の転動体と、を備えた転がり軸受であって、前記内輪及び前記外輪間の環状開口部をシールする磁性流体シールを備え、前記磁性流体シールは、導電性を有するとともに、前記外輪に固定され前記環状開口部を塞ぐ環状の本体部と、前記本体部と前記内輪の外周面との間の環状隙間に介在しつつ、前記本体部と前記内輪とを電気的に接続する導電性磁性流体と、を備え、前記本体部は、前記外輪に固定された第１リングと、前記第１リングに対して軸方向に並べて配置された第２リングと、前記第１リングと、前記第２リングとの間に介在し両リングを連結する環状磁石と、を備え、前記第１リングの内周端及び前記第２リングの内周端の少なくとも一方には、前記内輪の外周面との間で前記環状隙間を構成し、前記内輪の外周面との間で前記導電性磁性流体を保持する筒状部が設けられている。

上記構成の転がり軸受によれば、導電性磁性流体が、外輪に固定された本体部と内輪とを電気的に接続することにより、内外輪を電気的に接続することができる。
また、第１リングの内周端及び第２リングの内周端の少なくとも一方に、内輪の外周面との間で導電性磁性流体を保持する筒状部が設けられているので、第１リング及び／又は第２リングの厚み寸法に制限されることなく、本体部及び内輪における導電性磁性流体に対する接触面積を広く確保することができる。この結果、本体部と内輪との間の導電経路を大きく確保でき、内外輪間で十分な通電性を確保することができる。

また、上記転がり軸受において、前記第２リングと前記外輪の内周面との間には、前記第２リングと前記外輪との間で磁束通路が形成されるのを抑制する隙間が設けられていることが好ましい。
この場合、第２リングと外輪とを含んだ磁気回路が構成されるのを阻止することができ、第２リング、導電性磁性流体、及び内輪を磁束通路として含む磁気回路に磁束を集中させることができる。

上記転がり軸受において、前記環状磁石は、前記第１リング及び前記第２リングの少なくとも一方に形成された嵌合部に嵌合されていることが好ましい。
この場合、第１リング又は第２リングと環状磁石との間の位置決めが容易となり、磁性流体シールの組み立てが容易となる。この結果、転がり軸受の製造コストを低減できる。

本発明の転がり軸受によれば、内外輪間で十分な通電性を確保することができる。

図１は、第１実施形態に係る転がり軸受の断面図である。 図２は、図１中、本体部１１の内周端部近傍を拡大した図である。 図３は、第２実施形態に係る転がり軸受１の要部断面図である。 図４は、第３実施形態に係る転がり軸受１の要部断面図である。 図５は、第４実施形態に係る転がり軸受１の要部断面図である。 図６は、評価試験の結果の一例を示すグラフである。 図７（ａ）は、磁性流体シールを適用した転がり軸受の一例を示す断面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）の要部拡大図である。

次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係る転がり軸受の断面図である。
図１中、転がり軸受１は、内輪２と、内輪２の中心軸に外輪３の中心軸が一致するように同心に配置された外輪３と、内輪２及び外輪３の間に介在する複数の玉（転動体）４と、複数の玉４を周方向に保持する環状の保持器５とを備えており、深溝玉軸受を構成する。
内輪２は、軸受鋼や機械構造用鋼等からなる環状の部材であり、外周に玉４が転動する内輪軌道２ａが形成されている。
外輪３は、軸受鋼や機械構造用鋼等からなる環状の部材であり、内周に玉４が転動する外輪軌道３ａが形成されている。

複数の玉４は、軸受鋼等からなる部材であり、互いに対向する内輪軌道２ａ及び外輪軌道３ａの間に転動可能に介在する。内輪２及び外輪３は、複数の玉４が介在することにより相対回転可能とされている。

また、転がり軸受１は、シールド６と、磁性流体シール１０とを備えている。
シールド６は、亜鉛めっきされた冷間圧延鋼板等によって形成された環状の部材であり、軸方向一方側に開口する内輪２と外輪３との間の環状開口部７を塞ぐ。
シールド６は、外周端が加締められることで外輪３の軸方向一方側の内周端面に形成された溝部３ｂに固定されている。
シールド６の内周面６ａは、内輪２の外周面に対して所定の隙間を介して対向しており、内輪２の外周面との間でラビリンスシールを構成している。

磁性流体シール１０は、軸方向他方側に開口する内輪２と外輪３との間の環状開口部８を塞ぐ環状の本体部１１と、本体部１１と内輪２との間の環状隙間Ｃ１（後に説明する）に介在する導電性磁性流体１２とを備えている。

本体部１１は、外輪３に固定された第１リング１５と、第１リング１５に対して軸方向他方に並べて配置された第２リング１６と、両リング１５，１６の間に介在して両リング１５，１６を連結する環状磁石１７とを備えている。

第１リング１５は、冷間圧延鋼板等の導電性及び磁性を有する素材によって形成されている。第１リング１５の外周面１５ａは、外輪３の軸方向他方側の内周端部に形成された段部３ｃの内周面３ｃ１に当接しており、第１リング１５は、段部３ｃに嵌合固定されている。よって、第１リング１５は、外輪３（内輪２）と同心となるように当該外輪３に固定される。
また、第１リング１５の内側面１５ｂは、段部３ｃの段差面３ｃ２に当接している。

なお、以下の説明では、第１リング１５、第２リング１６、及び環状磁石１７において転がり軸受１の軸方向一方側へ向く側面を内側面、転がり軸受１の軸方向他方側へ向く側面を外側面という。

第１リング１５は、環状に形成されている。環状磁石１７は環状に形成されている。
第１リング１５の外側面１５ｃは、環状磁石１７の内側面１７ａと当接している。
環状磁石１７は、例えば、フェライト磁石であり、環状磁石１７と、第１リング１５とは、互いに当接することで、環状磁石１７の磁力により互いに固定される。
また、環状磁石１７と、第１リング１５とは、互いに中心軸が一致するように固定されている。

第２リング１６は、環状に形成されている。
環状磁石１７の外側面１７ｂは、第２リング１６の内側面１６ａと当接している。
第２リング１６は、冷間圧延鋼板等の導電性及び磁性を有する素材によって形成されている。第２リング１６と、環状磁石１７とは、互いに当接することで、環状磁石１７の磁力により互いに固定される。
また、第２リング１６と、環状磁石１７とは、互いに中心軸が一致するように固定される。よって、第１リング１５、第２リング１６、及び環状磁石１７は互いに中心軸が一致するように固定される。

このように、環状磁石１７は、第１リング１５と、第２リング１６との間に介在することで両リング１５，１６を連結している。また、第１リング１５、第２リング１６、及び環状磁石１７は、当接することで互いに電気的に接続される。
なお、電気的に接続される状態とは、導電体同士が接触することで導通している状態をいう。

なお、第１リング１５、第２リング１６、及び環状磁石１７は、環状磁石１７の磁力によって互いに固定されているが、第１リングと環状磁石１７との間、環状磁石１７と第２リング１６との間に、接着剤等からなる接着層を形成し、磁力に加えて接着層を介して互いに接着固定されていてもよい。この場合、接着層は、導電性を有するものが用いられる。

図２は、図１中、本体部１１の内周端部近傍を拡大した図である。
内輪２の軸方向他方側の外周端部には、段部２ｂが形成されている。
第１リング１５の内周端部１５ｄ、及び第２リング１６の内周端部１６ｂは、環状磁石１７の内周面１７ｃよりも、径方向内側に位置しており、内輪２の段部２ｂや、軸方向他方側の肩２ｃに近接している。

第１リング１５の内周端部１５ｄは、段部２ｂの段差面２ｂ１、及び軸方向他方側の肩２ｃに近接している。
第１リング１５の内周端部１５ｄと、段差面２ｂ１及び軸方向他方側の肩２ｃにおける内周端部１５ｄに最も近接する位置ａとの間の隙間の寸法Ａは、環状磁石１７による磁束通路が第１リング１５と内輪２との間で形成可能な寸法に設定される。

第２リング１６の内周端部１６ｂには、筒状部２０が設けられている。この筒状部２０は、第２リング１６に一体に形成された円筒状の部材であり、導電性及び磁性を有する。
筒状部２０は、第２リング１６の内周端部１６ｂから軸方向内側へ延びており、内外輪２，３と中心軸が一致するように設けられている。
また、筒状部２０の軸方向の長さ寸法は、少なくとも第２リング１６の板厚の寸法よりも大きい。

筒状部２０の内周面２０ａと、内輪２の段部２ｂの小径外周面２ｂ２とは、隙間の寸法Ｃの環状隙間Ｃ１を介して互いに対向している。
また、第１リングの内周端部１５ｄと、第２リングの内周端部１６ｄと、が最も近接する隙間の寸法Ｂは、隙間の寸法Ａよりも大きい。また、第１リングの内周端部１５ｄと、第２リングの内周端部１６ｄと、が最も近接する隙間の寸法Ｂは、隙間の寸法Ｃよりも大きい。

環状隙間Ｃ１には、上述のように、導電性磁性流体１２が介在している。
この導電性磁性流体１２は、磁性を有するとともに導電性を有しており、環状磁石１７の磁力によって、環状隙間Ｃ１に保持される。
なお、導電性磁性流体１２としては、株式会社フェローテック社製の商品名ＣＦＦ１００Ａ、ＣＦＦ２００Ａ等を用いることができる。

本実施形態において、例えば、環状磁石１７の外側面１７ｂがＮ極、内側面１７ａがＳ極であるとすると、図２中の破線Ｈで示すように、環状磁石１７、第２リング１６、導電性磁性流体１２、内輪２、及び第１リング１５の間で磁気回路が構成される。
導電性磁性流体１２は、上記磁気回路による磁束によって環状隙間Ｃ１に保持される。
環状隙間Ｃ１に保持される導電性磁性流体１２は、筒状部２０の内周面２０ａ及び内輪２の小径外周面２ｂ２に接触している。
これにより、磁性流体シール１０は、本体部１１と、導電性磁性流体１２とによって環状開口部８をシールする。

図１を参照して、第２リング１６外周面の径寸法は、環状磁石１７の外周面１７ｄの径寸法とほぼ同じとされている。
第２リング１６の外周端部１６ｃ及び環状磁石１７の外周面１７ｄは、図１に示すように、径方向において環状開口部８のほぼ中央に位置している。よって、第２リング１６の外周端部１６ｃ及び環状磁石１７の外周面１７ｄと、段部３ｃの内周面３ｃ１との間には、隙間の寸法Ｄの隙間Ｃ２が設けられている。この隙間Ｃ２は、第２リング１６と外輪３との間で磁束通路が形成されない寸法に設定される。隙間の寸法Ｄは隙間の寸法Ａ及び隙間の寸法Ｃよりも大きい。

つまり、隙間Ｃ２は、第２リング１６と外輪３との間で磁束通路が形成されるのを抑制するための隙間である。
これにより、第２リング１６と外輪３とを含んだ磁気回路が構成されるのを阻止することができ、第２リング１６、導電性磁性流体１２、及び内輪２を磁束通路として含む磁気回路に磁束を集中させることができる。これにより、導電性磁性流体１２を環状隙間Ｃ１に保持する磁力を高めることができる。

また、導電性磁性流体１２は、筒状部２０と内輪２とに接触することで、筒状部２０と内輪２とを電気的に接続する。
筒状部２０は、第２リング１６に一体に形成されており、第２リング１６、環状磁石１７、及び第１リング１５と電気的に繋がっている。よって、磁性流体シール１０は、内外輪２，３を電気的に接続する。

このため、本実施形態の転がり軸受１は、車載モータやインバータモータの回転軸の支持に用いる等、内外輪２，３間で電位差が生じる環境で使用した場合においても、磁性流体シール１０によって内外輪２，３を電気的に接続でき、内外輪２，３間に電位差が生じるのを防止することができる。この結果、転がり軸受１内部に電食が生じるのを抑制することができる。

また、車載モータやインバータモータ等の電気機器に用いられた場合に内外輪２，３間に生じる電位差は数１０から数１００ボルトであるので、十分な通電性がないと内外輪２，３間の電位差を適切に解消できないおそれがある。

この点、本実施形態の転がり軸受１によれば、第２リング１６の内周端部１６ｂに、内輪２の小径外周面２ｂ２との間で導電性磁性流体１２を保持する筒状部２０が設けられているので、上記従来例のように第２リング１６の厚み寸法に制限されることなく、本体部１１及び内輪２における導電性磁性流体１２に対する接触面積を広く確保することができる。
この結果、本体部１１と内輪２との間の導電経路を大きく確保でき、内外輪２，３間で十分な通電性を確保することができる。

また、本実施形態の転がり軸受１では、当該転がり軸受１に磁性流体シール１０を用いて内外輪２，３を電気的に接続したので、例えば、カーボンブラシ等を追加的に設けて内輪と外輪とを電気的に接続した場合と比較して、小型化が可能となる。

〔第２実施形態〕
図３は、第２実施形態に係る転がり軸受１の要部断面図である。
第２実施形態に係る転がり軸受１は、環状磁石１７に内嵌する嵌合部２９が第１リング１５に形成されている点、環状磁石１７に外嵌する嵌合部３２が第２リング１６に形成されている点、及び第１リング１５が加締められて外輪３に固定されている点において第１実施形態と相違している。また、第２リング１６は第２リング１６の径方向の外側で外輪３でなく第１リング１５に最も近接している点において、第１実施形態と相違している。他の点については、第１実施形態と同様なので説明を省略する。

本実施形態の第１リング１５は、外周端が加締められることで外輪３の軸方向他方側の内周端面に形成された溝部２５に固定される。
第１リング１５の嵌合部２９は、第１リング１５の内周端縁から軸方向他方側へ延びる筒状に形成されている。環状磁石１７と、第１リング１５とは、嵌合部２９が環状磁石１７の内周面１７ｃに内嵌した状態で、互いに固定される。

なお、第１リング１５の内周端部１５ｄは、第１実施形態と同様、環状磁石１７による磁束通路が第１リング１５と内輪２との間で形成可能な程度に内輪２に対して近接配置される。
第１リング１５と内輪２とが最も近接している位置の寸法は、隙間の寸法Ａである。第２リング１６と内輪２とが最も近接している位置の寸法は、隙間の寸法Ｃである。第２リング１６が環状磁石１７から離れた位置で、第１リング１５と第２リング１６とが最も近接している位置の寸法は、隙間の寸法Ｂである。第１リング１５が環状磁石１７から離れた位置で、第１リング１５と第２リング１６とが最も近接している位置の寸法は、隙間の寸法Ｅである。
隙間の寸法Ｂは、隙間の寸法Ａ及び隙間の寸法Ｃよりも大きい。隙間の寸法Ｅは、隙間の寸法Ａ及び隙間の寸法Ｃよりも大きい。

また、第２リング１６の嵌合部３２は、当該第２リング１６の外周端縁から軸方向一方側へ延びる筒状に形成されている。第２リング１６と、環状磁石１７とは、嵌合部３２が環状磁石１７の外周面１７ｄに外嵌した状態で、互いに固定される。

本実施形態では、第１リング１５に嵌合部２９が形成されているので、環状磁石１７と第１リング１５とを互いに固定する際において、環状磁石１７と第１リング１５とを同心に位置決めすることが容易となる。また、第２リング１６に嵌合部３２が形成されているので、環状磁石１７と第２リング１６とを互いに固定する際において、第２リング１６と環状磁石１７とを中心軸を一致させて位置決めすることが容易となる。

例えば、第１実施形態のように、第１リング１５及び第２リング１６に嵌合部が形成されていなければ、第１リング１５、第２リング１６、及び環状磁石１７を治具等によって互いに同心に配置して本体部１１を組み立てる必要がある。
これに対して、本実施形態のように、第１リング１５及び第２リング１６に嵌合部が形成されていれば、治具等を用いることなく本体部１１を容易に組み立てることができる。

このように、治具等を用いることなく本体部１１を容易に組み立てることができるので、磁性流体シール１０の組み立てが容易となる。この結果、転がり軸受１の製造コストを低減できる。

〔第３実施形態〕
図４は、第３実施形態に係る転がり軸受１の要部断面図である。
第３実施形態に係る転がり軸受１は、環状磁石１７に外嵌する嵌合部３６が第１リング１５に形成されている点、環状磁石１７に内嵌する嵌合部４１が第２リング１６に形成されている点、及び第１リング１５に形成された円筒状嵌合部３８によって第１リング１５が外輪３に固定されている点において第１実施形態と相違している。また、第２リング１６は第２リング１６の径方向の外側で外輪３でなく第１リング１５に最も近接している点において、第１実施形態と相違している。他の点については、第１実施形態と同様なので説明を省略する。

本実施形態の第１リング１５は、円環板状であるリング本体３５と、リング本体３５の外周端部から軸方向他方側へ延びる嵌合部３６と、段部３ｃの内周面３ｃ１に嵌合する円筒状嵌合部３８と、円筒状嵌合部３８と嵌合部３６とを繋ぐ環状の接続部３７とを備えている。

第１リング１５は、円筒状嵌合部３８を内周面３ｃ１に嵌合することで外輪３に固定されている。このため、第１リング１５を外輪３に取り付ける際に、加締め等の工程が不要であり、磁性流体シール１０の取り付けが容易となる。
第１リング１５の嵌合部３６は、リング本体３５の外周端縁から軸方向他方側へ延びる筒状に形成されている。環状磁石１７と、第１リング１５とは、嵌合部３６が環状磁石１７の外周面１７ｄに外嵌し、かつ、環状磁石１７の内側面１７ａとリング本体３５の外側面３５ａとが当接した状態で、互いに固定される。

また、リング本体３５の内周端部３５ｂは、第１実施形態と同様、環状磁石１７による磁束通路が第１リング１５と内輪２との間で形成可能な程度に内輪２に対して近接配置される。
第１リング１５と内輪２とが最も近接している位置の寸法は、隙間の寸法Ａである。第２リング１６と内輪２とが最も近接している位置の寸法は、隙間の寸法Ｃである。第２リング１６が環状磁石１７から離れた位置で、第１リング１５と第２リング１６とが最も近接している位置の寸法は、隙間の寸法Ｂである。第１リング１５が環状磁石１７から離れた位置で、第１リング１５と第２リング１６とが最も近接している位置の寸法は、隙間の寸法Ｅである。
隙間の寸法Ｂは、隙間の寸法Ａ及び隙間の寸法Ｃよりも大きい。隙間の寸法Ｅは、隙間の寸法Ａ及び隙間の寸法Ｃよりも大きい。
よって、本実施形態においても、環状磁石１７、第２リング１６、導電性磁性流体１２、内輪２、及び第１リング１５の間で磁気回路が構成される。

第２リング１６は、円環板状であるリング本体４０と、リング本体４０の内周端部から軸方向一方側へ延びる嵌合部４１と、嵌合部４１と筒状部２０とを繋ぐ環状の接続部４２とを備えている。
嵌合部４１は、リング本体４０の内周端縁から軸方向内側へ延びる筒状に形成されている。環状磁石１７と、第２リング１６とは、嵌合部４１が環状磁石１７の内周面１７ｃに内嵌し、かつ、環状磁石１７の外側面１７ｂとリング本体４０の内側面４０ａとが当接した状態で、互いに固定される。

本実施形態においても、第１リング１５及び第２リング１６に嵌合部３６及び嵌合部４１が形成されているので、治具等を用いることなく本体部１１を容易に組み立てることができる。

〔第４実施形態〕
図５は、第４実施形態に係る転がり軸受１の要部断面図である。
第４実施形態に係る転がり軸受１は、第１リング１５の内周端部に筒状部２０が設けられている点、第２リング１６が第１リング１５に対して軸方向一方側に並べて配置されている点、環状磁石１７に外嵌する嵌合部５１が第１リング１５に形成されている点、及び環状磁石１７に外嵌する嵌合部５６が第２リング１６に形成されている点、において第１実施形態と相違している。また、第２リング１６は第２リング１６の径方向の外側で外輪３でなく第１リング１５に最も近接している点において、第１実施形態と相違している。他の点については、第１実施形態と同様なので説明を省略する。

本実施形態の第１リング１５は、円環板状であるリング本体５０と、リング本体５０の外周端縁から軸方向一方側へ延びる嵌合部５１と、外輪３の軸方向他方側の内周端面に形成された溝部２５に加締めて固定される加締め部５２と、加締め部５２と嵌合部５１とを繋ぐ環状の接続部５３とを備えている。

第１リング１５のリング本体５０の内周端部５０ａには、筒状部２０が設けられている。
第１リング１５の嵌合部５１は、リング本体５０の外周端縁から軸方向内側へ延びる筒状に形成されている。環状磁石１７と、第１リング１５とは、嵌合部５１が環状磁石１７の外周面１７ｄに外嵌し、かつ、環状磁石１７の外側面１７ｂとリング本体５０の内側面５０ｂとが当接した状態で、互いに固定される。

第２リング１６は、円環板状であるリング本体５５と、リング本体５５の外周端縁から軸方向外側へ延びる嵌合部５６と、リング本体５５の内周端縁から軸方向一方側へ延びるつば部５７とを備えている。
嵌合部５６は、リング本体５５の外周端縁から軸方向他方側へ延びる筒状に形成されている。環状磁石１７と、第２リング１６とは、嵌合部５６が環状磁石１７の外周面１７ｄに外嵌し、かつ、環状磁石１７の内側面１７ａとリング本体５５の外側面５５ａとが当接した状態で、互いに固定される。

また、つば部５７は、段部２ｂの軸方向一方側に隣接して形成された軸方向他方側の肩２ｃに対して対向するように筒状に形成されている。このつば部５７の内周面５７ａと、大径外周面２ｃとの間の隙間の寸法Ａは、環状磁石１７による磁束通路が第１リング１５と内輪２との間で形成可能な寸法に設定される。
第１リング１５と内輪２とが最も近接している位置の寸法は、隙間の寸法Ａである。第２リング１６と内輪２とが最も近接している位置の寸法は、隙間の寸法Ｃである。第２リング１６が環状磁石１７から離れた位置で、第１リング１５と第２リング１６とが最も近接している位置の寸法は、隙間の寸法Ｂである。第１リング１５が環状磁石１７から離れた位置で、第１リング１５と第２リング１６とが最も近接している位置の寸法は、隙間の寸法Ｆである。
隙間の寸法Ｂは、隙間の寸法Ａ及び隙間の寸法Ｃよりも大きい。隙間の寸法Ｆは、隙間の寸法Ａ及び隙間の寸法Ｃよりも大きい。
よって、本実施形態においても、環状磁石１７、第２リング１６、導電性磁性流体１２、内輪２、及び第１リング１５の間で磁気回路が構成される。

さらに、つば部５７は、内輪２の軸方向他方側の肩２ｃとの間で、ラビリンスシールを構成している。このため、つば部５７は、転がり軸受１の内部の潤滑油が軸方向他方側へ漏洩するのを抑制し、磁性流体１２と潤滑油とが混ざってしまうのを防止する。

本実施形態においても、第１リング１５及び第２リング１６に嵌合部５１及び嵌合部５６が形成されているので、治具等を用いることなく本体部１１を容易に組み立てることができる。

〔通電性の評価試験について〕
次に、上記実施形態に係る転がり軸受１の通電性の評価に関する評価試験の結果について説明する。
評価試験には、実施例品として上記第４実施形態の転がり軸受を用いた。また、比較例品として図７（ａ）にて示した筒状部を備えていない磁性流体シールを備えた転がり軸受を用いた。なお、評価試験に用いた転がり軸受は、実施例品及び比較例品共に同じサイズの転がり軸受である。また、評価試験に用いた磁性流体シールの磁性流体は実施例品及び比較例品共に同じ導電性磁性流体を用いた。
評価試験としては、磁性流体シールに注入する磁性流体の量と、内外輪間の電気抵抗との関係を実施例品及び比較例品それぞれについて測定し、得られた電気抵抗を比較することで通電性を評価した。

図６は、評価試験の結果の一例を示すグラフである。
図６中、横軸は磁性流体シールに注入した磁性流体の注入量であり、縦軸は電気抵抗を示している。
図６に示すように、実施例品及び比較例品の両方において、磁性流体の注入量が少ない領域では、磁性流体の注入量の増加に伴って電気抵抗が序々に低下していることが判る。さらに、磁性流体の注入量が増加すると、磁性流体の注入量に応じた電気抵抗の低下がほとんど見られなくなる。

実施例品と比較例品とで電気抵抗を比較すると、グラフ中の線図は、常に実施例品の電気抵抗が、比較例品の電気抵抗を下回っていることが判る。
この評価結果より、磁性流体シールの本体部に筒状部を設けることで、本体部及び内輪における導電性磁性流体に対する接触面積を広く確保でき、この結果、内外輪間の電気抵抗を低下させることができ、内外輪間の通電性を向上させることができることが確認できた。

〔その他〕
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることはない。
上記各実施形態では、第１リング１５及び第２リング１６のいずれか一方に筒状部２０を設けて導電性磁性流体１２を保持した場合を例示したが、第１リング１５及び第２リング１６の両方に筒状部２０を設け、両方の筒状部２０で導電性磁性流体１２を保持してもよい。

また、上記各実施形態では、第１リング１５及び第２リング１６の内周端部に設けられた筒状部２０が、第１リング１５及び第２リング１６に対して軸方向一方へ向けて延びることで断面Ｌ字型とされている場合を例示したが、筒状部２０を第１リング１５及び第２リング１６に対して軸方向両方へ延ばし、断面Ｔ字型としてもよい。

また、上記実施形態では、転がり軸受として深溝玉軸受の場合を例示したが、アンギュラ玉軸受や、転軸受け等、他の転がり軸受であっても適用可能である。

１ 軸受 ２ 内輪 ２ａ 内輪軌道
２ｂ 段部 ２ｂ１ 段差面 ２ｂ２ 小径外周面
２ｃ 軸方向他方側の肩 ３ 外輪 ３ａ 外輪軌道
３ｂ 溝部 ３ｃ 段部 ３ｃ１ 内周面
３ｃ２ 段差面 ４ 玉 ５ 保持器
６ シールド ６ａ 内周面 ７ 環状開口部
８ 環状開口部 １０ 磁性流体シール １１ 本体部
１２ 導電性磁性流体 １５ 第１リング １５ａ 外周面
１５ｂ 内側面 １５ｃ 外側面 １５ｄ 内周端部
１６ 第２リング １６ａ 内側面 １６ｂ 内周端部
１６ｃ 外周端部 １７ 環状磁石 １７ａ 内側面
１７ｂ 外側面 １７ｃ 内周面 １７ｄ 外周面
２０ 筒状部 ２０ａ 内周面 ２５ 溝部
２９ 嵌合部 ３２ 嵌合部 ３５ リング本体
３５ａ 外側面 ３５ｂ 内周端部 ３６ 嵌合部
３７ 接続部 ３８ 円筒状嵌合部 ４０ リング本体
４０ａ 内側面 ４１ 嵌合部 ４２ 接続部
５０ リング本体 ５０ａ 内周端部 ５０ｂ 内側面
５１ 嵌合部 ５２ 加締め部 ５３ 接続部
５５ リング本体 ５５ａ 外側面 ５６ 嵌合部
５７ つば部 ５７ａ 内周面 Ｃ１ 環状隙間 Ｃ２ 隙間

Claims (3)

1. 内輪と、前記内輪に対して相対回転可能な外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動可能に配設された複数の転動体と、を備えた転がり軸受であって、
   前記内輪及び前記外輪間の環状開口部をシールする磁性流体シールを備え、
   前記磁性流体シールは、
   導電性を有するとともに、前記外輪に固定され前記環状開口部を塞ぐ環状の本体部と、
   前記本体部と前記内輪の外周面との間の環状隙間に介在しつつ、前記本体部と前記内輪とを電気的に接続する導電性磁性流体と、を備え、
   前記本体部は、
   前記外輪に固定された第１リングと、
   前記第１リングに対して軸方向に並べて配置された第２リングと、
   前記第１リングと、前記第２リングとの間に介在し両リングを連結する環状磁石と、を備え、
   前記第１リングの内周端及び前記第２リングの内周端の少なくとも一方には、前記内輪の外周面との間で前記環状隙間を構成し、前記内輪の外周面との間で前記導電性磁性流体を保持する筒状部が設けられている
   転がり軸受。
2. 前記第２リングと前記外輪の内周面との間には、前記第２リングと前記外輪との間で磁束通路が形成されるのを抑制する隙間が設けられている
   請求項１に記載の転がり軸受。
3. 前記環状磁石は、前記第１リング及び前記第２リングの少なくとも一方に形成された嵌合部に嵌合されている
   請求項１又は請求項２に記載の転がり軸受。

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