JP2021110385A - Rolling bearing and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、転がり軸受、特に、電動機に使用される転がり軸受及びその転がり軸受の製造方法に関する。 The present invention relates to a rolling bearing, particularly a rolling bearing used in an electric motor, and a method for manufacturing the rolling bearing.
電動機のロータは、軸方向の両端が転がり軸受で支持されている。電動機がインバータで駆動されると、転がり軸受の内外輪間に電位差を生じる場合がある。転がり軸受は、外輪、内輪、及び玉が、鋼材で製造されているので、この電位差が大きくなって封入されているオイルやグリースの油膜の絶縁破壊電圧を超えると、内外輪と玉との間の油膜を通して放電し電流が流れる。この場合、玉が転動する軌道面に電食と呼ばれる損傷が生じ、転がり軸受の回転中に異音を生じたり、更には軌道面の損傷が進むと転がり軸受の寿命が低下する恐れがある。
特許文献1では、ハウジングと接触する軌道部材の表面に、セラミックなどの絶縁性を有する材料からなる被膜を形成している。特許文献1では、被膜を形成するときにカバーを装着して、被膜形成時に被膜の材料が軌道面に浸入するのを防止している。
The rotor of an electric motor is supported by rolling bearings at both ends in the axial direction. When the motor is driven by an inverter, a potential difference may occur between the inner and outer rings of the rolling bearing. In rolling bearings, the outer ring, inner ring, and ball are made of steel, so if this potential difference becomes large and exceeds the breakdown voltage of the oil film of the enclosed oil or grease, between the inner and outer rings and the ball. Discharges through the oil film and current flows. In this case, damage called electrolytic corrosion occurs on the raceway surface on which the ball rolls, causing abnormal noise during rotation of the rolling bearing, and further damage to the raceway surface may shorten the life of the rolling bearing. ..
In Patent Document 1, a film made of an insulating material such as ceramic is formed on the surface of a track member that comes into contact with a housing. In Patent Document 1, a cover is attached when the film is formed to prevent the material of the film from infiltrating the raceway surface during the film formation.
特許文献1のようにセラミックなどの絶縁被膜を形成するためには、溶射などの方法を用いる必要があり、コストがかかるとともに、軌道面の精度を確保することが困難である。そこで、外輪などの軌道部材の外周に、絶縁性を有する樹脂製の被膜を形成することが検討されている。この被膜を形成するときに、塗料などの異物が軸受内部に入らないようにマスキングする必要がある。
しかしながら、塗料が塗布されたカバーを繰り返し使用すると、カバーに付着した塗料が剥がれて軌道面に付着する恐れがある。また、塗装のたびにカバーに付着した塗料を除去することとすると、除去するためのコストが増大し、転がり軸受の価格が高くなるという問題がある。
In order to form an insulating film such as ceramic as in Patent Document 1, it is necessary to use a method such as thermal spraying, which is costly and it is difficult to secure the accuracy of the raceway surface. Therefore, it has been studied to form a resin coating having an insulating property on the outer periphery of a track member such as an outer ring. When forming this coating, it is necessary to mask so that foreign matter such as paint does not enter the inside of the bearing.
However, if the cover coated with the paint is used repeatedly, the paint adhering to the cover may be peeled off and adhere to the raceway surface. Further, if the paint adhering to the cover is removed every time painting is performed, there is a problem that the cost for removing the paint increases and the price of the rolling bearing increases.
そこで本発明は、簡易なマスキング方法を使用して、複数個まとめて塗装処理をすることによって、絶縁性能を有する転がり軸受の生産性を向上することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to improve the productivity of rolling bearings having insulating performance by collectively coating a plurality of rolling bearings by using a simple masking method.
本発明の一形態は、内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動可能に配置される複数の転動体と、前記転動体を保持する保持器と、を有する転がり軸受であって、前記外輪は、導電性を有する外輪本体と、前記外輪本体の外周に一体に形成された絶縁性を有する絶縁部材と、を含み、前記外輪本体は、円筒形状の外周面と、前記外周面の軸方向両側に設けられそれぞれ径方向に延在する二つの側面と、を有し、前記絶縁部材は、前記外周面と、前記二つの側面のうち少なくともいずれか一方の側面と、に一体に形成されている転がり軸受である。 One embodiment of the present invention is a rolling bearing having an inner ring, an outer ring, a plurality of rolling elements rotatably arranged between the inner ring and the outer ring, and a cage for holding the rolling element. The outer ring includes a conductive outer ring main body and an insulating member having an insulating property integrally formed on the outer peripheral surface of the outer ring main body, and the outer ring main body includes a cylindrical outer peripheral surface and the said outer ring body. The insulating member has two side surfaces provided on both sides in the axial direction of the outer peripheral surface and extending in the radial direction, and the insulating member is formed on the outer peripheral surface and at least one side surface of the two side surfaces. It is a rolling bearing that is integrally formed.
本発明の他の形態は、上記一形態の転がり軸受の製造方法であって、前記外輪本体と、前記内輪と、前記転動体と、前記保持器とを含む、転がり軸受のサブ組立品を複数個用意し、ゴム製の複数のスペーサと前記サブ組立品とが軸方向に交互に並べて配置され、複数の前記サブ組立品がそれぞれ同じ向きで配置されるとともに、複数の前記スペーサがそれぞれ同じ向きで配置され、任意の一の前記スペーサを挟んで軸方向一方に配置される一の前記サブ組立品と軸方向他方に配置される他の前記サブ組立品について、前記スペーサは、軸方向一方に一の前記サブ組立品に沿って径方向に延在する第1径方向延在面を有するとともに、軸方向他方に、他の前記サブ組立品の前記内輪の外周面と前記外輪の内周面とが径方向に対向する間の環状空間の内側に突出する環状の突出部と、前記突出部とつながって径方向外方に延在する第2径方向延在面と、前記突出部とつながって径方向内方に延在する第3径方向延在面と、を有し、前記第2径方向延在面は、前記第3径方向延在面より軸方向一方に位置しており、一の前記サブ組立品と他の前記サブ組立品を互いに軸方向に接近させて、前記第3径方向延在面の位置で前記スペーサを軸方向に圧縮することによって、前記突出部が前記外輪本体の内周面に当接した状態で、前記サブ組立品の径方向外方から前記絶縁部材を前記外輪本体に一体化する、転がり軸受の製造方法である。 Another embodiment of the present invention is the method for manufacturing a rolling bearing according to the above aspect, wherein a plurality of subassemblies of the rolling bearing including the outer ring main body, the inner ring, the rolling element, and the cage are provided. A plurality of rubber spacers and the sub-assemblies are arranged alternately in the axial direction, the plurality of sub-assemblies are arranged in the same orientation, and the plurality of spacers are arranged in the same orientation. With respect to one of the subassemblies arranged in one axially with respect to one of the spacers arranged in the axial direction and the other subassembly arranged in the other in the axial direction, the spacers are arranged in one of the axial directions. It has a first radial extending surface extending radially along one of the sub-assemblies, and on the other side of the axial direction, the outer peripheral surface of the inner ring of the other sub-assembly and the inner peripheral surface of the outer ring. An annular projecting portion that projects inward of the annular space while facing each other in the radial direction, a second radial extending surface that is connected to the projecting portion and extends outward in the radial direction, and is connected to the projecting portion. It has a third radial extending surface extending inward in the radial direction, and the second radial extending surface is located on one axial direction from the third radial extending surface. The protrusion is formed by the outer ring by bringing one sub-assembly and the other sub-assembly axially close to each other and axially compressing the spacer at the position of the third radial extending surface. This is a method for manufacturing a rolling bearing in which the insulating member is integrated with the outer ring main body from the radial outer side of the sub-assembly in a state of being in contact with the inner peripheral surface of the main body.
本発明によると、電動機のハウジングと接触する箇所を限定的に被覆することができる。このため、樹脂材料の使用量を削減しつつ、ハウジングと軸を絶縁して、転がり軸受の電食を防止できる。また、塗装時にスペーサを挟むだけで簡便にマスキングできるので、複数個まとめて塗装処理をすることができて、絶縁性能を有する転がり軸受の生産性が向上する。これにより、絶縁性能を有する転がり軸受を低コストで製造することができる。 According to the present invention, the portion in contact with the housing of the motor can be covered in a limited manner. Therefore, while reducing the amount of resin material used, the housing and shaft can be insulated to prevent electrolytic corrosion of the rolling bearing. In addition, since masking can be easily performed by simply sandwiching a spacer during painting, a plurality of rolling bearings can be collectively painted, and the productivity of rolling bearings having insulating performance is improved. As a result, rolling bearings having insulating performance can be manufactured at low cost.
本発明の実施形態を、図を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態(以下、本実施形態という)である転がり軸受10の軸方向断面図である。図2は、転がり軸受10が組み込まれた電動機90の軸方向断面を示す模式図である。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an axial sectional view of a rolling bearing 10 according to an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as the present embodiment). FIG. 2 is a schematic view showing an axial cross section of the
図1によって、転がり軸受10について説明する。転がり軸受10は、外輪11、内輪12、転動体としての複数の玉13、及び、保持器14を備えている。
外輪11と内輪12は、それぞれ環状であり、それぞれの中心軸が互いに一致するように組み合わされている。内輪12は、外輪11に対して、中心軸mの回りで回転自在である。以下の説明では、中心軸mの方向を軸方向といい、中心軸mと直交する方向を径方向、中心軸mの周囲を周回する方向を周方向という。また、図の左方を軸方向一方といいい、図の右方を軸方向他方という。
The rolling bearing 10 will be described with reference to FIG. The rolling
The
外輪11は、外輪本体11aと、その外周を被覆する樹脂製の被膜15(絶縁部材)を備えている。
The
外輪本体11aは、軸受鋼などの鋼材で製造されて導電性を有している。また、焼入れ焼戻しの熱処理が施されて硬度が高くなっている。
外輪本体11aは、外周に、中心軸mを中心とする円筒形状の本体外周面16を有している。本体外周面16の軸方向両側に、中心軸mと直交する向きに延在する側面を有している。軸方向一方側に形成されている側面を第1外側面17a、軸方向他方側に形成されている側面を第2外側面17bという。第1外側面17aの外周側端部と本体外周面16の軸方向一方側の端部とは、中心軸を含む断面においてアール形状である面取り部18を介して繋がっており、第2外側面17bの外周側端部と本体外周面16の軸方向他方側の端部とは、中心軸を含む断面においてアール形状である面取り部18を介して繋がっている。
外輪本体11aは、内周に、中心軸mを中心とする円筒形状の内周面20を有している。内周面20の軸方向のほぼ中央に全周にわたって外側軌道面21が形成されている。外側軌道面21は、径方向外方に向けて窪んでおり、中心軸を含む断面において円弧形状である。第1外側面17aの内周側端部と、内周面20の軸方向一方側の端部は、互いに面取り部27を介して繋がっており、第2外側面17bの内周側端部と、内周面20の軸方向他方側の端部は、互いに面取り部27を介して繋がっている。
The outer ring
The outer ring
The outer ring
被膜15は、本体外周面16から第1外側面17aにわたって一体に形成されている。本実施形態では、被膜15は、本体外周面16の軸方向両側につながる面取り部18、18の外周、及び、第1外側面17aの径方向内方につながる面取り部27の外周にも形成されているが、後述するように、本発明は電動機90のハウジング91と絶縁することが目的であり、少なくとも本体外周面16及び第1外側面17aに形成されていればよい。
The
本実施形態では、被膜15の厚さは、概ね5μmから60μm程度である。これは、被膜15の厚さが小さいときには、被膜15の強度が低下し、転がり軸受10の取り扱い時に容易に剥がれる恐れがあり、また、被膜15の厚さが大きいときには、塗装時に液だれが生じて均一な厚さの被膜15を形成しにくくなるばかりでなく、樹脂材料の使用量が増加してコストが上昇するからである。ただし、被膜15の厚さは、上記に限定するものではない。
In the present embodiment, the thickness of the
内輪12は、軸受鋼などの鋼材で製造されて導電性を有している。また、焼入れ焼戻しの熱処理が施されて硬度が高くなっている。
内輪12は、内周に、中心軸mを中心とする円筒形状の軸受内径面22を有しており、軸方向両側に、中心軸mと直交する向きに延在する側面を有している。軸方向一方側に形成されている側面を第1内側面23a、軸方向他方側に形成されている側面を第2内側面23bという。第1内側面23aの内周側端部と、軸受内径面22の軸方向一方側の端部は互いに面取り部19を介して繋がっており、第2内側面23bの内周側端部と、軸受内径面22の軸方向他方側の端部は、互いに面取り部19を介して繋がっている。
内輪12は、外周に、中心軸mを中心とする円筒面である外周面24を有している。外周面24の軸方向のほぼ中央に全周にわたって内側軌道面25が形成されている。内側軌道面25は、径方向内方に向けて窪んでおり、中心軸を含む断面において円弧形状である。
第1内側面23aと第2内側面23bとの軸方向の寸法は、第1外側面17aと第2外側面17bとの軸方向の寸法と同等である。
The
The
The
The axial dimensions of the first
玉13は、軸受鋼などの鋼材で製造されて導電性を有している。玉13は、外側軌道面21と内側軌道面25との間に、複数組込まれている。
The
保持器14は、樹脂製の冠型保持器であって、外輪11の内周面20と内輪12の外周面24とが径方向に対向する間の環状の空間(環状空間K)に組み込まれて、複数の玉13と組み合わされている。保持器14は、玉13に沿って配置される環状の環状体14aと、環状体14aの軸方向一方から玉13と玉13との間に向けて突出する複数のつの14bを有している。つの14bは周方向に等しい間隔で配置されている。周方向に隣接するつの14bとつの14bとの間の空間をポケットといい、各ポケットに、玉13が一つずつ組み込まれている。こうして、玉13が、周方向に等しい間隔で保持されている。
図1に示すように、つの14bは、先端部の位置が、玉13の中心の位置を越えて軸方向一方に突出するとともに、玉13の軸方向一方の最も端の位置を越えない程度に軸方向一方に突出している。つの14bは、先端部がポケットの内側に向けて湾曲しており、玉13がポケットから抜け出さないように保持されている。
The
As shown in FIG. 1, the position of the tip of each of the 14b protrudes in one axial direction beyond the center position of the
図2を参照して、転がり軸受10の電動機90への組込状態を説明する。
電動機90は、アルミニウム製のハウジング91の内側に、回転子94と固定子95を備えている。回転子94は中心軸pの周りで回転する。以下、中心軸pの方向を軸方向という。
回転子94は、電動機軸96とコイル97とが一体に組み合わされており、コイル97を挟んで電動機軸96の軸方向の両端で、転がり軸受10、10によって回転自在に支持されている。固定子95はハウジング91に固定されており、コイル97の外側に非接触で配置されている。
A state in which the rolling
The
The
ハウジング91は、軸方向両側に、中心軸pと直交する向きに形成された側壁92、92を有している。転がり軸受10は、軸方向両側の側壁92、92のそれぞれに設けた軸受嵌合部98に嵌めあわされている。軸方向両側の軸受嵌合部98の形態は互いに同等であり、図の左方に設けた軸受嵌合部98について説明し、他方(図の右方)に設けた軸受嵌合部98の説明を省略する。
軸受嵌合部98の内周に形成された軸受嵌合面98aは、中心軸pを中心とする円筒形状である。軸受嵌合面98aの軸方向外側(軸受嵌合面98aに関してコイル97と反対の側である)に、つば99が形成されており、つば99の軸方向内側(コイル97が設置されている側である)に、径方向に延在し、軸受嵌合面98aの軸方向外側の端部とつながる当接面98bが形成されている。つば99の内周面93は軸受嵌合面98aより小径であり、外輪11の内周面20の直径とほぼ同等である。
The
The bearing
転がり軸受10は、外輪11の外周を軸受嵌合面98aに嵌め合わせて、外輪11がつば99と当接するまで軸方向に押し込まれる。こうして、外輪11とつば99とが軸方向に当接して、転がり軸受10の軸方向の位置が規制されている。
In the rolling
本実施形態の転がり軸受10は、本体外周面16と第1外側面17aに樹脂製の被膜15が形成されている(図1参照)。転がり軸受10が軸受嵌合部98に組付けられた時には、外輪本体11aの本体外周面16とハウジング91とが被膜15を介して径方向に対向するとともに、外輪11の軸方向一方の第1外側面17aとハウジング91とが被膜15を介して軸方向に対向する。こうして、外輪11とハウジング91との接触部に絶縁性を有する被膜15が配置されるので、外輪11とハウジング91とを確実に絶縁することができる。
In the rolling
外輪11とハウジング91とが絶縁されていないと仮定した場合には、次のような不都合が生じる。図2を参照しつつ説明する。
電動機90は、インバータで駆動される場合には、固定子95が固定されているハウジング91とコイル97が組付けられている電動機軸96との間に電位差が生じる。転がり軸受10の外輪11とハウジング91とが絶縁されていない場合には、外輪11とハウジング91との間で通電するので、ハウジング91に固定された外輪11と、電動機軸96に固定された内輪12との間で電位差が生じる。これにより、内外輪11、12の各軌道面21、25と玉13との間でグリースの油膜の絶縁破壊が生じ、固定子95→ハウジング91→転がり軸受10→回転子94→固定子95のルートで循環する電流が生じる。この電流によって、転がり軸受10の各軌道面21、25に損傷(電食)を生じ、電動機90の騒音が発生する。
If it is assumed that the
When the
これに対し、本実施形態の転がり軸受10は、ハウジング91と外輪11との間を絶縁しているので、上記のように電動機90の内部で循環する電流が生じない。したがって、電食を防止して、長期にわたって電動機90の騒音を防止することができる。
また、本実施形態の転がり軸受10は、被膜15は、一方の側面(第1外側面17a)と外輪11の外周に限定して形成されている。そして、電動機90のハウジング91に組み込むときには、被膜15が形成された第1外側面17aがつば99と当接する向きに組み込むことによって、外輪11とハウジング91との接触する箇所を効果的に絶縁することができる。このため、樹脂材料の使用量を削減して、低コストで転がり軸受10を製造することができる。なお、樹脂製の被膜15は有色であり、被覆された第1外側面17aと被覆されていない第2外側面17bとを容易に識別することができる。したがって、転がり軸受10をハウジング91に組込む際は、その向きを容易に確認できる。
On the other hand, in the rolling
Further, in the rolling
(転がり軸受の製造方法)
図3及び図4によって、転がり軸受10の製造方法を説明する。図3は、外輪11の外周に被膜15を形成する工程(以下、塗装工程という)を説明する説明図である。図4は、スペーサ30の軸方向断面図である。
(Manufacturing method of rolling bearing)
A method of manufacturing the rolling
図3を参照する。転がり軸受10を製造するときには、転がり軸受10のサブ組立品40(以下、単に「サブ組立品40」という)が複数用意される。
まず、未だ被膜15が形成されていない外輪本体11aと内輪12とが同軸に組み合わされる。次に、外側軌道面21と内側軌道面25との間に複数の玉13が組み込まれる。その後、軸方向の一方から保持器14が組み込まれて複数の玉13が周方向に等しい間隔で保持される。こうして、サブ組立品40が組み立てられる。外輪本体11aの内周と内輪12の外周との間に環状空間K(図1参照)が形成されている。
See FIG. When manufacturing the rolling
First, the outer ring
その後、塗装工程で、外輪本体11aの外周に被膜15が形成される。塗装工程では、図3に示すように、複数のサブ組立品40と複数のスペーサ30(詳細については後述する)が、整列軸41の外周に一列に嵌めあわされた状態で、径方向外方に設置したノズル44から圧縮空気とともに樹脂材料が噴射される。なお、図3では、サブ組立品40は、図1と同様に、保持器14の環状体14aが各サブ組立品40の右方に位置するように組付けられている。このため、図3においても、図の左方を軸方向一方といい、図の右方を軸方向他方という。
After that, in the painting process, a
図4によって、スペーサ30について説明する。図4のスペーサ30は、図3に示されたスペーサ30と同じ向きで示している。このため、図4においても、図の左方を軸方向一方といい、図の右方を軸方向他方という。また、中心軸nの方向を軸方向という。
スペーサ30は、ゴム材料を金型内で成形して製造される。本実施形態では、ゴム材料としてアクリルゴム(ACM)が使用されている。アクリルゴムは、樹脂材料を焼き付けるときの熱に対して耐熱性を有し、また、転がり軸受10のサブ組立品40に付着している油分等に対して耐油性を有するからである。なお、ゴム材料の材質は例示であってこれに限定されない。
The
The
スペーサ30は、軸方向に所定の厚さを有する環状体で、スペーサ外周面31及びスペーサ内周面32は、それぞれ中心軸nと同軸の円筒面である。スペーサ外周面31の直径寸法は、外輪本体11aの本体外周面16の直径寸法と略同じであり、スペーサ内周面32の直径寸法は、内輪12の軸受内径面22の直径寸法と略同じである。
The
スペーサ30の軸方向一方に径方向に延在する第1径方向延在面33が形成されており、スペーサ外周面31の軸方向一方の端部とスペーサ内周面32の軸方向一方の端部とを径方向につないでいる。本実施形態において、第1径方向延在面33は平面である。
A first
スペーサ30の軸方向他方の側には、中心軸nと同軸の環状で、全周にわたって軸方向他方に向けて突出する突出部37が形成されている。突出部37は、凸部外周面37a、凸部内周面37b及び凸部側面37cを有している。凸部外周面37aと凸部内周面37bとは、それぞれ中心軸nを中心軸とする円筒面である。凸部側面37cは、中心軸nと直交する向きに延在する面であり、凸部外周面37aの軸方向他方側の端部と、凸部内周面37bの軸方向他方側の端部とを径方向につないでいる。凸部外周面37aの外径は、外輪11の内周面20の内径寸法よりわずかに小径である。本実施形態では、外輪11の内周面20の内径寸法より1mm程度小さい値となっている。凸部内周面37bの内径は、内輪12の外周面24の外径寸法よりわずかに大径である。本実施形態では、内輪12の外周面24の外径寸法より1mm程度大きい値となっている。
なお、後述するように、凸部外周面37aは、スペーサ30を軸方向に圧縮したときに外輪11の内周面20と当接すればよい。したがって、凸部外周面37aの寸法は上記に限定されず、目的の範囲内で適宜変更できる。
On the other side of the
As will be described later, the convex outer
突出部37の径方向外方には、凸部外周面37aの軸方向一方の端部とつながって、径方向外方に延在する第2径方向延在面34が形成されている。第2径方向延在面34は、径方向外方の端部が面取り部36を介してスペーサ外周面31とつながっている。本実施形態において、第2径方向延在面34は平面である。面取り部36は、径方向外方に進むにしたがって軸方向一方に傾斜した傾斜面となっている。
突出部37の径方向内方には、凸部内周面37bの軸方向一方の端部とつながって、径方向内方に延在する第3径方向延在面35が形成されている。本実施形態において、第3径方向延在面35は平面である。
第1径方向延在面33の径方向内方の端部と第3径方向延在面35の径方向内方の端部とが、スペーサ内周面32でつながっている。
以下の説明では、突出部37の径方向外方に形成されて、第1径方向延在面33、スペーサ外周面31及び第2径方向延在面34で画定される部分をカバー部38といい、突出部37の径方向内方に形成されて、第1径方向延在面33、スペーサ内周面32及び第3径方向延在面35で画定される部分を基盤部39という。
第2径方向延在面34は、第3径方向延在面35より軸方向一方に位置ずれして形成されており、カバー部38の軸方向の厚さは、基盤部39の軸方向の厚さより小さくなっている。
A second
A third
The radial inward end of the first
In the following description, the portion formed on the radial outer side of the protruding
The second
再び図3を参照する。塗装工程では、サブ組立品40とスペーサ30とが交互に整列軸41に嵌め合わされて、整列軸41に沿って一列に配置されている。スペーサ30は、隣り合うサブ組立品40の間、及び、一列に配置された複数のサブ組立品40(以下、「軸受列」という)の軸方向両外側に組み込まれている。したがって、軸受列に組み込まれているスペーサ30の数は、サブ組立品40の数より1だけ多い。
See FIG. 3 again. In the painting process, the
サブ組立品40は、整列軸41の外周に、互いに同一の向きに組付けられる。本実施形態では、各サブ組立品40の向きは、保持器14の環状体14aが軸方向他方側に位置し、つの14bが軸方向一方に向けて突出する向きに組付けられている。また、各スペーサ30は、突出部37が軸方向他方に向けて突出する向きに組付けられる。
これにより、スペーサ30の突出部37が、サブ組立品40の外輪本体11aと内輪12との間の環状空間Kのうち、環状体14aが位置する側と反対の側の環状空間Kの内側に突出している。突出部37は、凸部外周面37aの外径寸法が外輪11の内周面20の内径より小さく、凸部内周面37bの内径寸法が内輪12の外周面24の外径より大きいので、外輪本体11aと内輪12との間の環状空間Kの内側に容易に挿入される。
The
As a result, the protruding
図3に示すように、軸受列の軸方向一方の側に、固定リング42が、整列軸41に固定的に取り付けられている。固定リング42の外周は、整列軸41の中心軸qと同軸の円筒形状で、その外径は、内輪12の外周面24の外径と同等である。軸受列の軸方向他方の側に、可動リング43が、整列軸41の外周にすきまをもって嵌め合わされている。可動リング43は、整列軸41の外周に沿って軸方向に容易に動くことができる。可動リング43の外周は、中心軸qと同軸の円筒形状で、その外径は、内輪12の外周面24の外径と同等である。
As shown in FIG. 3, a fixing
次に、軸受列の軸方向他方側に組付けた可動リング43が、固定リング42に向けて軸方向に付勢される。これにより、各スペーサ30は、基盤部39が軸方向に圧縮され、軸方向の寸法が減少する。このとき、各スペーサ30の基盤部39の軸方向寸法が、自由状態における基盤部39の軸方向寸法より1mm程度小さい値となるように、固定リング42と可動リング43とが軸方向に互いに接近するように押し付けられる。
なお、整列軸41の外径寸法は、軸受内径面22の内径及びスペーサ内周面32の内径よりわずかに小さく設定されており、サブ組立品40及びスペーサ30は、整列軸41の外周に沿って軸方向に自在に変位し得る。
Next, the
The outer diameter of the
図5によって、基盤部39が軸方向に圧縮されたときの、スペーサ30の変形状態を説明する。図5(a)は、図3における任意の一のスペーサ30について、圧縮される前の状態を示す模式図である。図5(b)は軸方向他方側のサブ組立品40が軸方向一方に移動して、スペーサ30が軸方向に圧縮されたときの状態を示す模式図である。
The deformed state of the
図5(a)によって、圧縮される前のスペーサ30の状態を説明する。
スペーサ30の第1径方向延在面33は、軸方向一方に位置するサブ組立品40(以下、「一のサブ組立品40a」という)の外輪本体11aの軸方向他方側の第2外側面17b及び内輪12の軸方向他方側の第2内側面23bと接触している。
スペーサ30の第3径方向延在面35は、軸方向他方に位置するサブ組立品40(以下、「他のサブ組立品40b」という)の内輪12の軸方向一方側の第1内側面23aと接触している。スペーサ30の第2径方向延在面34は、他のサブ組立品40bの外輪本体11aの軸方向一方側の第1外側面17aとすきまをもって軸方向に対向している。
突出部37は、他のサブ組立品40bの環状空間Kの内側に挿入されている。突出部37の凸部外周面37aと外輪本体11aの内周面20との間には径方向のすきまsが形成されている。
The state of the
The first
The third
The
また、凸部内周面37bの軸方向の寸法が、内輪12の軸方向一方側における第1内側面23aと玉13の表面との軸方向の距離より小さく設定されているので、凸部側面37cは、玉13の外周面に接触しない。これにより、玉13に異物が付着するのを防止して、転がり軸受10の各軌道面21、25に異物が浸入するのを防止できる。
Further, since the axial dimension of the convex inner
図5(b)によって、スペーサ30が軸方向に圧縮されたときの状態を説明する。
図5(b)では、スペーサ30が変形する前の突出部37の径方向の位置を破線で示している。なお、図が煩雑になるので、圧縮変形前後の軸方向の位置ずれについては表示を省略した。
A state when the
In FIG. 5B, the radial position of the protruding
図3に示したように、可動リング43が軸方向一方に向けて変位すると、各スペーサ30の基盤部39が、互いに軸方向で隣り合う内輪12によって軸方向に圧縮される。各スペーサ30は互いに同一の形態であり基盤部39の軸方向のばね定数は同等なので、各スペーサ30の基盤部39は、ほぼ等しい寸法だけ縮小する。図5(b)では、基盤部39がδだけ圧縮された状態を示している。
As shown in FIG. 3, when the
スペーサ30は、ゴム材料で形成されている。基盤部39は、軸方向に圧縮されることによって径方向の長さが伸びる向きに弾性変形する。このため、突出部37は径方向外方に変位し、凸部外周面37aが外輪本体11aの内周面20と径方向に当接する。同時に、カバー部38は、一のサブ組立品40aの外輪本体11aの第2外側面17bに沿って径方向外方に変位する。
The
なお、軸受列の両外側に配置されたスペーサ30についても上記と同様に変形する。図示を省略するが、軸方向一方のスペーサ30は、最も軸方向一方側のサブ組立品40の内輪12と固定リング42とで挟持され、軸方向他方のスペーサ30は、最も軸方向他方側のサブ組立品40の内輪12と可動リング43とで挟持される(図3参照)。固定リング42の外径寸法と可動リング43の外径寸法は、いずれも内輪12の外周面24の外径寸法と同等であるため、軸受列の両外側に配置されたスペーサ30、30においても、サブ組立品40で挟持されたスペーサ30と同様に変形する。
The
次に、図3に示すように、サブ組立品40とスペーサ30とが一体に組み合わされた状態で、中心軸mを中心として回転しながら、樹脂材料を含んだ溶剤が、ノズル44から圧縮空気とともに吹き付けられている。同時にノズル44が軸方向に移動して、樹脂材料が軸受列の全体に均等に吹き付けられる。
軸受列では、外輪本体11aの本体外周面16と、軸方向一方の第1外側面17aが外方に露出している。したがって、樹脂材料は、サブ組立品40の外輪本体11aの本体外周面16及び軸方向一方側の第1外側面17aに塗布される。
本実施形態の製造方法では、外輪本体11aの内周面20とスペーサ30の凸部外周面37aとが当接しており、外部空間とサブ組立品40の環状空間Kとが確実に分離されている。このため、軸方向一方側の第1外側面17aに向けて噴射された樹脂材料が、転がり軸受10の内部に浸入するのを確実に防止できる。
また、各サブ組立品40の軸方向他方側では、カバー部38が外輪本体11aの第2外側面17bに沿って延在しているので、外輪本体11aに向けて噴射された樹脂材料が、転がり軸受10の内部に浸入するのを確実に防止できる。
Next, as shown in FIG. 3, in a state where the
In the bearing row, the outer
In the manufacturing method of the present embodiment, the inner
Further, on the other side of each
なお、外輪本体11aに向けて樹脂材料を噴射するときには、同時に、スペーサ外周面31、第2径方向延在面34、突出部37の凸部外周面37aに樹脂材料が塗布されている。このため、スペーサ30は、繰り返して使用しない。
When the resin material is sprayed toward the outer ring
このように軸受列の外周に樹脂材料が塗布された状態で、サブ組立品40とスペーサ30が高温雰囲気中で保持される。これにより、樹脂材料が固化し、外輪本体11aと一体の樹脂製の被膜15が形成される。高温雰囲気の温度は、転がり軸受10の焼き戻し温度より低い温度であって、例えば150℃程度に設定されている。このため、外輪11や内輪12の金属組織に影響を及ぼさないので、転がり軸受10は良好な転がり寿命を維持することができる。
その後、可動リング43の軸方向に付勢する力を除去することによって、基盤部39の軸方向寸法が弾性的に元の寸法に復元すると同時に、径方向の寸法が縮小し、突出部37が外輪11の内周から径方向内方に離れる。
With the resin material applied to the outer circumference of the bearing row in this way, the
After that, by removing the force urging the
こうして、転がり軸受10では、外輪11の軸受外径面と、軸方向一方の側の第1外側面17aに、絶縁性を有する樹脂の被膜15が形成される。外輪11の外周に形成された被膜15の厚さは、概ね5μmから60μmである。
In this way, in the rolling
以上説明したように、本実施形態では、樹脂製の被膜を形成するときに、塗料などの異物が軸受内部に入らないようにマスキングすることができる。スペーサは、安価でかつ再生利用可能なゴム材料を使用することによって、再使用することなく、転がり軸受の外周に絶縁性を有する樹脂の被膜を形成することができる。したがって、剥がれた塗料などの異物が軌道面に付着するのを確実に防止できる。こうして、本実施形態の転がり軸受の製造方法では、転がり軸受の電動機のハウジングと接触する箇所を限定的に被覆することができる。このため、樹脂材料の使用量を削減しつつ、ハウジングと軸を絶縁して、転がり軸受の電食を防止できる。また、塗装時にスペーサを挟むだけで簡便にマスキングできるので、複数個まとめて塗装処理をすることができて、絶縁性能を有する転がり軸受の生産性が向上する。これにより、絶縁性能を有する転がり軸受を低コストで製造することができる。 As described above, in the present embodiment, when forming the resin film, it is possible to mask the foreign matter such as paint so as not to enter the inside of the bearing. By using an inexpensive and recyclable rubber material for the spacer, it is possible to form an insulating resin film on the outer periphery of the rolling bearing without reusing it. Therefore, it is possible to reliably prevent foreign matter such as peeled paint from adhering to the raceway surface. In this way, in the method for manufacturing a rolling bearing of the present embodiment, it is possible to limit the portion of the rolling bearing that comes into contact with the housing of the electric motor. Therefore, while reducing the amount of resin material used, the housing and shaft can be insulated to prevent electrolytic corrosion of the rolling bearing. In addition, since masking can be easily performed by simply sandwiching a spacer during painting, a plurality of rolling bearings can be collectively painted, and the productivity of rolling bearings having insulating performance is improved. As a result, rolling bearings having insulating performance can be manufactured at low cost.
上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。
例えば、上述した実施の形態では、第1径方向延在面33は平面であり、第2径方向延在面34は平面であり、第3径方向延在面35は平面であった。しかし、スペーサ30を軸方向に圧縮することができ、第1径方向延在面33が第2外側面17bを全周にわたって環状に密封し、凸部外周面37aが外輪本体11aの内周面20と全周にわたって径方向に当接して環状に密封することができるのであれば、第1径方向延在面33は平面以外の中心軸nを同軸とする等高線を有し径方向に延在する面、例えば円すい面や中心軸nを含む断面が曲線の面であってもよい。また、第2径方向延在面34は径方向に延在し、スペーサ30を軸方向に圧縮した時に第1外側面17aに接触しない面であればよく、第3径方向延在面35は径方向に延在し、第1内側面23aに接触する面であればよい。
The above-described embodiment is merely an example for carrying out the present invention. The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the above-described embodiment can be appropriately modified and implemented within a range that does not deviate from the gist thereof.
For example, in the above-described embodiment, the first
11:外輪、11a:外輪本体、13:内輪、13:玉、14:保持器、14a:環状体、14b:つの、15:被膜、16:本体外周面、17a:第1外側面、20:内周面、21:外側軌道面、22:軸受内径面、23a:第1内側面、24:外周面、25:内側軌道面、26:軸受外径面、30:スペーサ、31:スペーサ外周面、32:スペーサ内周面、33:第1径方向延在面、34:第2径方向延在面、35:第3径方向延在面、37:突出部、37a:凸部外周面、37b:凸部内周面、37c:凸部側面、38:カバー部、39:基盤部、40:サブ組立品、41:整列軸、42:固定リング、43:可動リング、44:ノズル、90:電動機、91:ハウジング、92:側壁、94:回転子、95:固定子、96:電動機軸、97:コイル、98:軸受嵌合部、98a:軸受嵌合面、98b:当接面、99:つば 11: outer ring, 11a: outer ring body, 13: inner ring, 13: ball, 14: cage, 14a: annular body, 14b: one, 15: coating, 16: main body outer peripheral surface, 17a: first outer surface, 20: Inner peripheral surface, 21: outer raceway surface, 22: bearing inner diameter surface, 23a: first inner surface, 24: outer peripheral surface, 25: inner raceway surface, 26: bearing outer diameter surface, 30: spacer, 31: spacer outer peripheral surface , 32: Spacer inner peripheral surface, 33: 1st radial extending surface, 34: 2nd radial extending surface, 35: 3rd radial extending surface, 37: protruding portion, 37a: convex outer peripheral surface, 37b: Inner peripheral surface of convex part, 37c: Side surface of convex part, 38: Cover part, 39: Base part, 40: Subassembly, 41: Alignment shaft, 42: Fixed ring, 43: Movable ring, 44: Nozzle, 90: Motor, 91: housing, 92: side wall, 94: rotor, 95: stator, 96: motor shaft, 97: coil, 98: bearing fitting part, 98a: bearing fitting surface, 98b: contact surface, 99 :spit
Claims (3)
前記外輪は、導電性を有する外輪本体と、前記外輪本体の外周に一体に形成された絶縁性を有する絶縁部材と、を含み、
前記外輪本体は、円筒形状の外周面と、前記外周面の軸方向両側に設けられそれぞれ径方向に延在する二つの側面と、を有し、
前記絶縁部材は、前記外周面と、前記二つの側面のうち少なくともいずれか一方の側面と、に一体に形成されている転がり軸受。 A rolling bearing having an inner ring, an outer ring, a plurality of rolling elements rotatably arranged between the inner ring and the outer ring, and a cage for holding the rolling element.
The outer ring includes a conductive outer ring main body and an insulating insulating member integrally formed on the outer periphery of the outer ring main body.
The outer ring body has a cylindrical outer peripheral surface and two side surfaces provided on both sides of the outer peripheral surface in the axial direction and extending in the radial direction.
The insulating member is a rolling bearing integrally formed on the outer peripheral surface and at least one of the two side surfaces.
前記絶縁部材は、
前記外周面と、前記二つの側面のうち前記環状体から離れた側の第1外側面と、に一体に形成されており、
前記二つの側面のうち前記環状体に近い側の第2外側面は、前記外輪本体が露出している、請求項1に記載の転がり軸受。 The cage is a crown-shaped cage having an annular ring body arranged along the rolling element and a plurality of annular bodies projecting from the annular body toward the rolling element in the axial direction. ,
The insulating member is
It is integrally formed with the outer peripheral surface and the first outer surface of the two side surfaces on the side away from the annular body.
The rolling bearing according to claim 1, wherein the outer ring main body is exposed on the second outer surface of the two side surfaces on the side closer to the annular body.
前記外輪本体と、前記内輪と、前記転動体と、前記保持器とを含む、転がり軸受のサブ組立品を複数個用意し、
ゴム製の複数のスペーサと前記サブ組立品とが軸方向に交互に並べて配置され、
複数の前記サブ組立品がそれぞれ同じ向きで配置されるとともに、複数の前記スペーサがそれぞれ同じ向きで配置され、
任意の一の前記スペーサを挟んで軸方向一方に配置される一の前記サブ組立品と軸方向他方に配置される他の前記サブ組立品について、
前記スペーサは、
軸方向一方に一の前記サブ組立品に沿って径方向に延在する第1径方向延在面を有するとともに、軸方向他方に、他の前記サブ組立品の前記内輪の外周面と前記外輪の内周面とが径方向に対向する間の環状空間の内側に突出する環状の突出部と、前記突出部とつながって径方向外方に延在する第2径方向延在面と、前記突出部とつながって径方向内方に延在する第3径方向延在面と、を有し、
前記第2径方向延在面は、前記第3径方向延在面より軸方向一方に位置しており、
一の前記サブ組立品と他の前記サブ組立品を互いに軸方向に接近させて、前記第3径方向延在面の位置で前記スペーサを軸方向に圧縮することによって、前記突出部が前記外輪本体の内周面に当接した状態で、前記サブ組立品の径方向外方から前記絶縁部材を前記外輪本体に一体化する、転がり軸受の製造方法。 The method for manufacturing a rolling bearing according to claim 1.
A plurality of subassemblies of rolling bearings including the outer ring main body, the inner ring, the rolling element, and the cage are prepared.
A plurality of rubber spacers and the subassembly are arranged alternately in the axial direction.
The plurality of subassemblies are arranged in the same orientation, and the plurality of spacers are arranged in the same orientation.
For one said subassembly arranged axially on one side across any one said spacer and the other subassembled arranged on the other side of the axial direction.
The spacer is
One axially extending surface has a first radial extending surface extending radially along one of the subassemblies, and the other axially extending the outer peripheral surface of the inner ring and the outer ring of the other subassemblies. An annular protrusion that projects inward of the annular space while the inner peripheral surfaces of the above project in the radial direction, a second radial extension surface that is connected to the protrusion and extends outward in the radial direction, and the above. It has a third radial extending surface that is connected to the projecting portion and extends inward in the radial direction.
The second radial extending surface is located on one axial direction with respect to the third radial extending surface.
The protrusion is formed by the outer ring by bringing one sub-assembly and the other sub-assembly axially close to each other and axially compressing the spacer at the position of the third radial extension surface. A method for manufacturing a rolling bearing, in which the insulating member is integrated with the outer ring main body from the radial outside of the sub-assembly in a state of being in contact with the inner peripheral surface of the main body.
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---|---|---|---|---|
DE102022106489A1 (en) | 2022-03-21 | 2023-09-21 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | roller bearing |
WO2024034529A1 (en) * | 2022-08-10 | 2024-02-15 | Ntn株式会社 | Resin insulated rolling bearing |
-
2020
- 2020-01-09 JP JP2020002428A patent/JP2021110385A/en active Pending
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WO2024034529A1 (en) * | 2022-08-10 | 2024-02-15 | Ntn株式会社 | Resin insulated rolling bearing |
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