JP2023074928A - rolling bearing device - Google Patents

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Abstract

To provide a structure of a rolling bearing device which can maintain sufficient conduction between an outer member and an inner member even when a rotation speed is accelerated faster and faster.SOLUTION: A deep groove ball bearing 1 includes an outer ring 2, an inner ring 3, a plurality of balls 4, and a magnetic field generation device 6. The magnetic field generation device 6 generates a magnetic field in an annular space 11 existing between an inner peripheral face of the outer ring 2 and an outer peripheral face of the inner ring 3 in a direction of an auto-rotation axis of the balls 4. Particularly, the magnetic field generated by the magnetic field generation device 6 is configured to change in magnitude in a circumferential direction of the annular space 11. By revolving the balls 4 so as to cross the magnetic field generated by the magnetic field generation device 6, the balls 4 generates electromotive force in a direction of a contact angle.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、転がり軸受装置に関する。 The present invention relates to rolling bearing devices.

自動車の車体には、走行時に生じる空気との摩擦などに起因して、静電気が帯電する。そして、車体にある程度電荷が溜まると、絶縁破壊を起こし、放電現象(スパーク)が発生することが知られている。このようなスパークが発生すると、ラジオノイズを生じさせるほか、車載コンピュータに損傷を与える可能性がある。 The vehicle body of an automobile is charged with static electricity due to friction with the air that occurs during travel. It is known that when a certain amount of electric charge accumulates in the vehicle body, dielectric breakdown occurs and a discharge phenomenon (spark) occurs. Such sparks can cause radio noise and damage the on-board computer.

車体に静電気が帯電する要因の一つとして、車輪を回転自在に支持するために用いられるハブユニット軸受と呼ばれる転がり軸受装置のうち、転動体と軌道輪との間に、自動車の走行時に、絶縁性の高い不導体のEHL油膜が形成されることが挙げられる。 One of the causes of static electricity in the car body is the insulation between the rolling elements and the bearing ring of the rolling bearing device called hub unit bearing, which is used to rotatably support the wheel, when the car is running. A highly non-conductive EHL oil film is formed.

自動車の停止時には、転がり軸受装置を構成する転動体と軌道輪とは、EHL油膜を介さずに直接金属接触して互いに導通するため、車体に帯電した静電気を、転がり軸受装置を介してタイヤへと流し、地面に放電することができるが、自動車の走行時には、転動体と軌道輪との間にEHL油膜が形成されるため、帯電した静電気を車体からタイヤへと流すことができなくなる。つまり、EHL油膜が、車体とタイヤとの間を絶縁してしまう。この結果、走行時に、車体に静電気が帯電しやすくなる。 When the vehicle is stopped, the rolling elements and the bearing rings that make up the rolling bearing device are in direct metal contact with each other without passing through the EHL oil film. However, when the vehicle is running, an EHL oil film is formed between the rolling elements and the bearing rings, making it impossible for the charged static electricity to flow from the vehicle body to the tires. That is, the EHL oil film insulates between the vehicle body and the tires. As a result, the vehicle body is likely to be charged with static electricity during running.

転動体と軌道輪との間からEHL油膜を除去すれば、車体の帯電を抑制することが可能になるが、EHL油膜は、転がり軸受装置の低トルク化と長寿命化とに寄与するものであるため、車体の帯電抑制のためにEHL油膜を除去するという対策を採用することはできない。 If the EHL oil film is removed from between the rolling element and the bearing ring, it becomes possible to suppress electrification of the vehicle body. Therefore, it is not possible to adopt a countermeasure to remove the EHL oil film in order to suppress electrification of the vehicle body.

このような事情に鑑みて、たとえば特開2015-102200号公報(特許文献1)には、転がり軸受装置を構成する1対の軌道輪である外方部材と内方部材とを、シールリングを構成する導電性ゴム及び導電性グリースにより導通させる技術が記載されている。特開2015-102200号公報に記載された従来構造の転がり軸受装置によれば、導電性ゴム及び導電性グリースにより、外方部材と内方部材とを導通させられるため、EHL油膜を除去することなく、車体の帯電を抑制することが可能になる。 In view of such circumstances, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-102200 (Patent Document 1) discloses that an outer member and an inner member, which are a pair of bearing rings constituting a rolling bearing device, are replaced by a seal ring. Techniques for providing electrical continuity by means of constituent conductive rubber and conductive grease are described. According to the rolling bearing device having the conventional structure described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-102200, since the conductive rubber and the conductive grease allow the outer member and the inner member to conduct, it is possible to remove the EHL oil film. Therefore, it is possible to suppress electrification of the vehicle body.

特開2015-102200号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-102200

ただし、特開2015-102200号公報に記載された従来構造の転がり軸受装置は、以下のような理由で、車体に帯電した静電気を放電するのに改善の余地がある。 However, the rolling bearing device having the conventional structure described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-102200 has room for improvement in discharging the static electricity charged in the vehicle body for the following reasons.

すなわち、シールリングを構成する導電性ゴムは、温度上昇時や機械的な力が負荷された際に、ゴムポリマーのブラウン運動が激しくなり、導体成分やイオン成分の結合力が弱まるため、導電性が低下しやすくなる。また、導電性グリースは、攪拌によって、導体成分の結合が切れやすくなり、導電性が低下しやすくなる。このため、特開2015-102200号公報に記載された従来構造の転がり軸受装置は、温度上昇や攪拌を生じる回転時(運転時)に導電性が低下する傾向になり、回転速度が速くなるほど導電性は低下しやすくなる。 In other words, when the temperature of the conductive rubber constituting the seal ring rises or when a mechanical force is applied, the Brownian motion of the rubber polymer intensifies, weakening the binding force between the conductive component and the ionic component, which reduces the electrical conductivity. tends to decrease. In addition, when the conductive grease is agitated, the bonds between the conductor components are easily broken, and the conductivity tends to decrease. For this reason, the rolling bearing device having the conventional structure described in Japanese Patent Laid-Open No. 2015-102200 tends to have lower conductivity during rotation (during operation) that causes temperature rise and agitation. sex tends to decline.

一方、車体には、走行速度が速くなるほど静電気が帯電しやすくなる。したがって、特開2015-102200号公報に記載された従来構造の転がり軸受装置により、走行時に、車体に帯電した静電気を十分に放電することは難しくなる。また、導電性グリースに含まれる導体成分として、カーボンブラックを使用した場合には、凝集が発生しやすくなるため、転がり軸受装置の回転抵抗が大きくなる、あるいはゴリ感(カーボンブラックの凝集物を軌道面と転動体との間に噛み込むことによる転がり抵抗の急激な変化)が出る可能性もある。 On the other hand, the vehicle body is more likely to be charged with static electricity as the traveling speed increases. Therefore, it becomes difficult to sufficiently discharge the static electricity charged on the vehicle body during running by using the rolling bearing device having the conventional structure described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-102200. In addition, when carbon black is used as a conductor component contained in conductive grease, agglomeration is likely to occur. There is also a possibility that a sudden change in rolling resistance due to being caught between the surface and the rolling element).

上述したように、転がり軸受装置が、車体とタイヤ間のような2つの部材間を絶縁し、2つの部材のうちの一方から他方へ静電気を逃がすことを妨げてしまう問題は、車輪支持用の転がり軸受装置(ハブユニット軸受)に特有の問題ではなく、各種機械装置の回転支持部に組み込まれる転がり軸受装置においても、同様に生じ得る問題である。 As described above, the rolling bearing device provides insulation between two members, such as between the vehicle body and the tire, and prevents static electricity from escaping from one of the two members to the other. This problem is not peculiar to rolling bearing devices (hub unit bearings), but can also occur in rolling bearing devices incorporated in rotation support portions of various mechanical devices.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、回転速度が上昇した場合にも、外方部材と内方部材とを十分に導通させることができる、転がり軸受装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems, and to provide a rolling bearing device capable of sufficiently conducting the outer member and the inner member even when the rotational speed increases. for the purpose.

本発明の一態様にかかる転がり軸受装置は、外方部材と、内方部材と、複数の転動体と、磁場発生装置とを備える。
前記外方部材は、導電性を有し、内周面に外輪軌道を備える。
前記内方部材は、導電性を有し、外周面に内輪軌道を備える。
前記転動体は、導電性を有し、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に配置される。
前記磁場発生装置は、前記外方部材の内周面と前記内方部材の外周面との間に存在する環状空間に、前記転動体の自転軸の方向に一致した方向の磁場を発生させる。
なお、自転軸の方向に一致した方向には、自転軸の方向に対して概略一致した方向、すなわち、自転軸の方向に対してわずかに(10°程度)傾斜した方向も含む。
本発明の一態様にかかる転がり軸受装置では、前記磁場発生装置が発生させる磁場を、前記環状空間の円周方向において大きさが変化するものとし、前記磁場を横切るように前記転動体を公転させることで、前記転動体に接触角の方向の起電力を発生させる。
なお、前記磁場発生装置が発生する磁場の方向は、該磁場から円周方向に外れた位置に存在する前記転動体に関しての方向ではなく、該磁場を横切る前記転動体に関しての方向を言う。また、前記接触角の方向とは、公転軸と自転軸とを含む仮想平面内において、前記自転軸の方向に対して直交する方向であり、前記転動体に作用する荷重の作用線の方向を意味する。
A rolling bearing device according to one aspect of the present invention includes an outer member, an inner member, a plurality of rolling elements, and a magnetic field generator.
The outer member is electrically conductive and has an outer ring raceway on its inner peripheral surface.
The inner member is electrically conductive and has an inner ring raceway on its outer peripheral surface.
The rolling elements are electrically conductive and arranged between the outer ring raceway and the inner ring raceway.
The magnetic field generator generates a magnetic field in a direction that coincides with the direction of the rotation axis of the rolling element in an annular space existing between the inner peripheral surface of the outer member and the outer peripheral surface of the inner member.
The direction that coincides with the direction of the axis of rotation also includes a direction that substantially coincides with the direction of the axis of rotation, that is, a direction that is slightly (about 10°) inclined with respect to the direction of the axis of rotation.
In the rolling bearing device according to one aspect of the present invention, the magnetic field generated by the magnetic field generator changes in magnitude in the circumferential direction of the annular space, and the rolling elements revolve across the magnetic field. Thus, an electromotive force is generated in the rolling element in the direction of the contact angle.
Note that the direction of the magnetic field generated by the magnetic field generator refers to the direction of the rolling elements that traverse the magnetic field, not the direction of the rolling elements that are located away from the magnetic field in the circumferential direction. Further, the direction of the contact angle is a direction orthogonal to the direction of the rotation axis in a virtual plane containing the revolution axis and the rotation axis, and the direction of the line of action of the load acting on the rolling element is means.

本発明の一態様にかかる転がり軸受装置では、前記磁場発生装置を、前記転動体を自転軸の方向に関して両側から挟むようにN極とS極とを配置してなる磁場発生部を複数有するものとし、前記磁場発生部を、前記環状空間の円周方向に関して等間隔に配置することができる。
この場合には、前記転動体の数を、前記磁場発生部の数の整数倍とすることができる。
あるいは、前記磁場発生装置を、前記環状空間の円周方向一箇所に配置された、1つの前記磁場発生部から構成することもできる。
また、使用状態で、負荷圏と非負荷圏とが存在する転がり軸受装置においては、複数の前記磁場発生装置のうち、少なくとも1個の前記磁場発生部を、負荷圏に配置することができる。
In a rolling bearing device according to an aspect of the present invention, the magnetic field generating device has a plurality of magnetic field generating sections each having an N pole and an S pole so as to sandwich the rolling element from both sides with respect to the direction of the rotation axis. and the magnetic field generators can be arranged at regular intervals in the circumferential direction of the annular space.
In this case, the number of the rolling elements can be an integral multiple of the number of the magnetic field generators.
Alternatively, the magnetic field generator can be composed of one magnetic field generator arranged at one place in the circumferential direction of the annular space.
Further, in a rolling bearing device in which a loaded zone and a non-loaded zone exist during use, at least one of the magnetic field generators can be arranged in the loaded zone.

本発明の一態様にかかる転がり軸受装置では、前記外方部材と前記内方部材との一方を、使用時に回転しない静止輪とし、前記外方部材と前記内方部材との他方を、使用時に車輪とともに回転する回転輪とすることができる。この場合には、転がり軸受装置は、ハブユニット軸受となる。 In the rolling bearing device according to one aspect of the present invention, one of the outer member and the inner member is a stationary ring that does not rotate during use, and the other of the outer member and the inner member is a stationary ring that does not rotate during use. It can be a rotating wheel that rotates with the wheel. In this case, the rolling bearing device becomes a hub unit bearing.

本発明の一態様にかかる転がり軸受装置では、前記環状空間に、導電性を有しない潤滑剤を封入することができる。
あるいは、本発明の一態様にかかる転がり軸受装置では、前記環状空間に、導電性を有する潤滑剤を封入することもできる。
In the rolling bearing device according to one aspect of the present invention, the annular space can be filled with a non-conductive lubricant.
Alternatively, in the rolling bearing device according to one aspect of the present invention, the annular space may be filled with a conductive lubricant.

本発明によれば、回転速度が上昇した場合にも、外方部材と内方部材とを十分に導通させることができる、転がり軸受装置を実現できる。 According to the present invention, it is possible to realize a rolling bearing device that allows sufficient electrical continuity between the outer member and the inner member even when the rotational speed increases.

図1は、実施の形態の第1例にかかる深溝型玉軸受を軸方向から見た状態を示す、模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a state in which a deep groove ball bearing according to a first embodiment is viewed from the axial direction. 図2は、図1のA-A線断面模式図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line AA of FIG. 図3は、実施の形態の第1例の変形例を示す、図2に相当する図である。FIG. 3 is a diagram corresponding to FIG. 2, showing a modification of the first example of the embodiment. 図4は、実施の形態の第2例にかかるハブユニット軸受を示す、半部断面図である。FIG. 4 is a half sectional view showing a hub unit bearing according to a second embodiment.

[実施の形態の第1例]
実施の形態の第1例について、図1及び図2を用いて説明する。本例では、転がり軸受装置の例として、深溝型玉軸受1を用いて説明する。なお、深溝型玉軸受1に関して、軸方向外側とは、図2の左右方向に関する両側をいい、軸方向内側とは、図2の左右方向に関する中央側をいう。
[First example of embodiment]
A first example of the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. In this example, a deep groove ball bearing 1 is used as an example of a rolling bearing device. Regarding the deep groove ball bearing 1, the axially outer side means both sides in the left-right direction in FIG. 2, and the axially inner side means the center side in the left-right direction in FIG.

深溝型玉軸受1は、外方部材である外輪2と、内方部材である内輪3と、それぞれが転動体である複数の玉4と、1対のシールド板5a、5bと、磁場発生装置6とを備える。 A deep groove ball bearing 1 includes an outer ring 2 as an outer member, an inner ring 3 as an inner member, a plurality of balls 4 each as a rolling element, a pair of shield plates 5a and 5b, and a magnetic field generator. 6.

外輪2は、中炭素鋼、高炭素クロム軸受鋼などの導電性を有する金属製で、全体が円環状に構成されている。外輪2は、内周面の軸方向中間部に、深溝型(断面円弧状)の外輪軌道7を有する。また、外輪2は、内周面の軸方向両外側部に、係止凹溝8a、8bを有している。係止凹溝8a、8bには、シールド板5a、5bの径方向外側の端部が係止される。外輪2は、図示しないハウジングに対して内嵌固定され、使用時にも回転しない。 The outer ring 2 is made of an electrically conductive metal such as medium carbon steel or high carbon chromium bearing steel, and has an annular shape as a whole. The outer ring 2 has a deep-grooved outer ring raceway 7 (with an arcuate cross-section) in the axially intermediate portion of the inner peripheral surface. In addition, the outer ring 2 has locking recessed grooves 8a and 8b on both axially outer sides of the inner peripheral surface. The radial outer ends of the shield plates 5a and 5b are locked in the locking grooves 8a and 8b. The outer ring 2 is fitted and fixed to a housing (not shown) and does not rotate during use.

内輪3は、中炭素鋼、高炭素クロム軸受鋼などの導電性を有する金属製で、全体が円環状に構成されている。内輪3は、外輪2の径方向内側に、外輪2と同軸に配置されている。内輪3は、外周面の軸方向中間部に、深溝型(断面円弧状)の内輪軌道9を有する。また、内輪3は、外周面の軸方向両外側部に、断面U字形状又は断面J字形状などのシール凹溝10a、10bを有している。内輪3は、図示しない回転軸に対して外嵌固定され、使用時に回転する。 The inner ring 3 is made of an electrically conductive metal such as medium carbon steel or high carbon chromium bearing steel, and has an annular shape as a whole. The inner ring 3 is arranged radially inward of the outer ring 2 and coaxial with the outer ring 2 . The inner ring 3 has a deep-grooved inner ring raceway 9 (with an arcuate cross-section) in the axially intermediate portion of the outer peripheral surface. In addition, the inner ring 3 has seal grooves 10a and 10b having a U-shaped cross section or a J-shaped cross section on both axially outer sides of the outer peripheral surface. The inner ring 3 is fitted and fixed to a rotating shaft (not shown) and rotates during use.

外輪2の内周面と内輪3の外周面との間には、円環形状を有する環状空間11が備えられている。環状空間11には、外輪軌道7及び内輪軌道9と玉4の転動面との間にEHL油膜を形成することを目的として、図示しない潤滑剤(グリース)が封入されている。本例で使用する潤滑剤は、導電性を有しない通常の潤滑剤であるが、本発明を実施する場合には、導電性を有する潤滑剤を使用することもできる。 An annular space 11 having an annular shape is provided between the inner peripheral surface of the outer ring 2 and the outer peripheral surface of the inner ring 3 . The annular space 11 is filled with a lubricant (grease) (not shown) for the purpose of forming an EHL oil film between the outer ring raceway 7 and the inner ring raceway 9 and the rolling surfaces of the balls 4 . The lubricant used in this example is a conventional non-conductive lubricant, but a conductive lubricant can also be used in the practice of the present invention.

玉4は、高炭素クロム軸受鋼などの導電性を有する硬質金属製で、外輪軌道7と内輪軌道9との間に転動自在に配置されている。つまり、玉4は、環状空間11に配置されている。玉4は、環状空間11の内側に、円周方向に関して等間隔に配置されている。玉4は、内輪3が回転軸とともに回転した際に、深溝型玉軸受1の中心軸と平行に配置された、図2の左右方向を向いた自転軸Rを中心に自転する。また、深溝型玉軸受1の玉4の接触角の大きさは0度であるため、玉4の接触角の方向(=玉4の荷重の作用線の方向)は、深溝型玉軸受1の径方向(図1の放射方向、図2の上下方向)を向いている。なお、本発明を実施する場合に、玉を転動自在に保持するために、たとえば合成樹脂などの非磁性材製の保持器をさらに備えることもできる。 The balls 4 are made of a conductive hard metal such as high-carbon chromium bearing steel, and are arranged between the outer ring raceway 7 and the inner ring raceway 9 so as to be free to roll. That is, the balls 4 are arranged in the annular space 11 . The balls 4 are arranged inside the annular space 11 at regular intervals in the circumferential direction. When the inner ring 3 rotates together with the rotating shaft, the balls 4 rotate about the rotation axis R arranged in parallel with the central axis of the deep groove ball bearing 1 and directed in the horizontal direction in FIG. Further, since the contact angle of the balls 4 of the deep groove ball bearing 1 is 0 degrees, the direction of the contact angle of the balls 4 (=the direction of the line of action of the load of the balls 4) It faces the radial direction (the radial direction in FIG. 1 and the vertical direction in FIG. 2). When carrying out the present invention, a retainer made of a non-magnetic material such as synthetic resin may be further provided in order to retain the balls so that they can roll freely.

シールド板5a、5bは、密封部材であり、環状空間11に異物が侵入するのを抑制する。シールド板5a、5bは、非磁性のステンレス鋼板などの耐食性を有する金属板製で、全体が円環状に構成されている。シールド板5a、5bは、玉4を軸方向両側から挟むようにして、環状空間11の軸方向両外側の開口部に配置されている。シールド板5a、5bのそれぞれは、径方向外側の端部を係止凹溝8a、8bに対して係止することで、外輪2に固定されている。シールド板5a、5bの径方向内側の端部は、シール凹溝10a、10bの内面に対し近接対向しており、内輪3には接触していない。このため、シールド板5a、5bは、非接触形の密封装置を構成している。なお、密封部材として、特開2015-102200号公報に記載されたような、シールリップを有する弾性材を芯金に対して加硫接着した構造を備えた接触シールを使用することもできる。この場合には、弾性材は、非導電性ゴム製とし、芯金は、非磁性のステンレス鋼板製とする。シールド板5a、5b又は接触シールを構成する芯金を、非磁性のステンレス鋼製とすることで、外輪2又は内輪3を介した磁気漏洩を防止することができる。 The shield plates 5 a and 5 b are sealing members and prevent foreign matter from entering the annular space 11 . The shield plates 5a and 5b are made of a corrosion-resistant metal plate such as a non-magnetic stainless steel plate, and have an annular shape as a whole. The shield plates 5a and 5b are arranged at openings on both axially outer sides of the annular space 11 so as to sandwich the balls 4 from both axial sides. Each of the shield plates 5a and 5b is fixed to the outer ring 2 by engaging radially outer ends thereof with the engaging grooves 8a and 8b. The radially inner ends of the shield plates 5a and 5b are closely opposed to the inner surfaces of the seal grooves 10a and 10b and are not in contact with the inner ring 3. As shown in FIG. Therefore, the shield plates 5a and 5b constitute a non-contact sealing device. As the sealing member, it is also possible to use a contact seal having a structure in which an elastic material having a seal lip is vulcanized and adhered to a metal core, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-102200. In this case, the elastic member is made of non-conductive rubber, and the metal core is made of non-magnetic stainless steel plate. Magnetic leakage through the outer ring 2 or the inner ring 3 can be prevented by making the shield plates 5a and 5b or the metal cores constituting the contact seals made of non-magnetic stainless steel.

磁場発生装置6は、外輪2に固定された1対のシールド板5a、5bに支持されており、複数(図示の例では4個)の磁場発生部12を有している。本発明を実施する場合に、磁場発生部12の数は特に問わないが、たとえば4個から玉数と同数個以下の範囲の数を備えることができる。なお、深溝型玉軸受1は、図示しないハウジングと回転軸との間に組み込んだ後、内部隙間が残った状態で使用される。このため、深溝型玉軸受1は、全周の50%未満(30%~50%)の範囲が荷重を支承する負荷圏となり、残りの範囲は荷重を支承しない非負荷圏となる。ここで、非負荷圏に存在する玉4と外輪軌道7又は内輪軌道9との間には隙間が存在しているため、外輪2と内輪3とを導通させることはできない。したがって、仮に、磁場発生部12を、環状空間11に1個(1箇所)のみ設ける場合には、1個の磁場発生部12が負荷圏に入るように、磁場発生装置12を固定しているシールド板5a、5bの位置を調整し、深溝型玉軸受1の位相合わせを行う必要がある。これに対し、磁場発生部12を、環状空間11に円周方向に等間隔に4個以上設ける場合には、深溝型玉軸受1の位相を気にせずに組み込んだ場合にも、少なくとも1個の磁場発生部12が負荷圏に入るため、深溝型玉軸受1の位相合わせの作業を省略することができる。 The magnetic field generator 6 is supported by a pair of shield plates 5a and 5b fixed to the outer ring 2, and has a plurality of magnetic field generators 12 (four in the illustrated example). When carrying out the present invention, the number of magnetic field generators 12 is not particularly limited. The deep-groove ball bearing 1 is used with an internal clearance remaining after it is assembled between a housing (not shown) and a rotating shaft. Therefore, in the deep groove ball bearing 1, less than 50% (30% to 50%) of the entire circumference is a load zone that supports the load, and the remaining range is a non-load zone that does not support the load. Here, since there is a gap between the ball 4 and the outer ring raceway 7 or the inner ring raceway 9, which are present in the non-load zone, the outer ring 2 and the inner ring 3 cannot be electrically connected. Therefore, if only one (one place) magnetic field generator 12 is provided in the annular space 11, the magnetic field generator 12 is fixed so that one magnetic field generator 12 enters the load zone. It is necessary to adjust the positions of the shield plates 5a and 5b and align the phases of the deep groove ball bearing 1 with each other. On the other hand, when four or more magnetic field generators 12 are provided in the annular space 11 at equal intervals in the circumferential direction, at least one Since the magnetic field generating part 12 of is in the load zone, the operation of phasing the deep groove ball bearing 1 can be omitted.

磁場発生部12のそれぞれは、1対のシールド板5a、5bに支持されており、玉4を自転軸Rの方向に関して両側から挟むようにN極とS極とを配置した構成を有している。このために本例では、磁場発生部12を、それぞれが永久磁石製の1対の磁石素子13a、13bから構成している。なお、本発明を実施する場合には、永久磁石製の磁石素子に代えて、シールド板(又は接触シールを構成する芯金)に加硫成形した磁性ゴムを着磁したものを磁石素子として用いることもできる。 Each of the magnetic field generators 12 is supported by a pair of shield plates 5a and 5b, and has a configuration in which an N pole and an S pole are arranged so as to sandwich the ball 4 from both sides with respect to the direction of the rotation axis R. there is For this reason, in this example, the magnetic field generator 12 is composed of a pair of magnet elements 13a and 13b each made of a permanent magnet. In the case of carrying out the present invention, instead of the magnet element made of a permanent magnet, a shield plate (or a metal core constituting a contact seal) magnetized with vulcanized magnetic rubber is used as the magnet element. can also

磁石素子13a、13bのそれぞれは、ピース状で、たとえば円柱状又は角柱状に構成されており、一方側の半部にN極を有し、かつ、他方側の半部にS極を有している。磁石素子13a、13bをシールド板5a、5bに支持した状態で、磁石素子13a、13bの径方向幅寸法は、玉4の直径よりも小さい。 Each of the magnet elements 13a and 13b is piece-shaped, for example, cylindrical or prismatic, and has an N pole in one half and an S pole in the other half. ing. The radial width dimension of the magnet elements 13a and 13b is smaller than the diameter of the ball 4 when the magnet elements 13a and 13b are supported by the shield plates 5a and 5b.

磁場発生部12を構成する一方の磁石素子13aは、N極を玉4側に向け、かつ、S極をシールド板5a側に向けた状態で、シールド板5aの軸方向内側面に支持固定されている。これに対し、磁場発生部12を構成する他方の磁石素子13bは、S極を玉4側に向け、かつ、N極をシールド板5b側に向けた状態で、シールド板5bの軸方向内側面のうち、円周方向に関する位相が前記一方の磁石素子13aと一致する部分に支持固定されている。このため、磁石素子13aのN極と磁石素子13bのS極とは、軸方向に対向配置されている。また、磁石素子13aのN極側の端面と磁石素子13bのS極側の端面との間には、玉4の直径よりも少しだけ大きい間隔が空けられている。なお、シールド板5a、5bに対する磁石素子13a、13bの取付手段は特に問わないが、たとえば接着剤を利用して取り付けることができる。また、磁場発生部12を構成する1対の磁石素子13a、13bの取付位相は、一致していることが好ましいが、わずかに(10°程度)ずれていても良い。 One magnetic element 13a constituting the magnetic field generating section 12 is supported and fixed to the axial inner surface of the shield plate 5a with the N pole directed toward the ball 4 and the S pole directed toward the shield plate 5a. ing. On the other hand, the other magnetic element 13b, which constitutes the magnetic field generating section 12, faces the inner surface of the shield plate 5b in the axial direction with the S pole facing the ball 4 and the N pole facing the shield plate 5b. Among them, it is supported and fixed to a portion whose phase in the circumferential direction matches that of the one magnetic element 13a. Therefore, the north pole of the magnet element 13a and the south pole of the magnet element 13b are arranged to face each other in the axial direction. A gap slightly larger than the diameter of the ball 4 is provided between the end surface of the magnetic element 13a on the N pole side and the end surface of the magnetic element 13b on the S pole side. Although the means for attaching the magnet elements 13a and 13b to the shield plates 5a and 5b is not particularly limited, they can be attached using an adhesive, for example. Moreover, the mounting phases of the pair of magnetic elements 13a and 13b that constitute the magnetic field generating section 12 are preferably the same, but may be slightly (about 10°) out of phase.

磁場発生部12は、環状空間11に、磁石素子13aのN極側の端面から出て磁石素子13bのS極側の端面に入る、図2に矢印αで示したような、玉4の自転軸Rの方向に一致した方向の磁場を発生させる。具体的には、磁場発生部12が発生する磁場の方向は、円周方向位置が磁場発生部12と一致する部分に存在する(つまり磁場を横切る)、玉4の自転軸Rの方向に一致する。なお、磁場発生部12が発生する磁場の方向が、玉4の自転軸Rの方向に一致する場合には、自転軸Rの方向に完全に一致する場合だけでなく、略一致する(10°程度ずれた)場合も含む。 The magnetic field generating unit 12 is provided in the annular space 11 in the direction of rotation of the ball 4 as indicated by the arrow α in FIG. A magnetic field is generated in a direction coinciding with the direction of the axis R. Specifically, the direction of the magnetic field generated by the magnetic field generator 12 coincides with the direction of the rotation axis R of the ball 4, which exists in the portion where the circumferential position coincides with the magnetic field generator 12 (that is, crosses the magnetic field). do. When the direction of the magnetic field generated by the magnetic field generator 12 coincides with the direction of the rotation axis R of the ball 4, it not only completely coincides with the direction of the rotation axis R, but also substantially coincides (10° It also includes cases where it is off by a degree.

本例では、1対の磁石素子13a、13bからなる磁場発生部12を、環状空間11の円周方向に関して等間隔に配置している。このため、本例の磁場発生装置6は、環状空間11の円周方向等間隔の複数箇所において、玉4の自転軸Rの方向に一致した方向の磁場を発生させる。したがって、環状空間11に発生する磁場の大きさは、円周方向に関する位相が磁場発生部12と一致する部分で、円周方向に関する位相が磁場発生部12から外れた部分よりも大きくなる。この結果、本例の磁場発生装置6が発生させる磁場は、環状空間11の円周方向において大きさが変化する。別の言い方をすれば、磁場発生装置6は、環状空間11の円周方向において一様ではない磁場を発生させる。具体的には、磁場発生装置6が発生する磁場の大きさ(磁界の強さ)は、環状空間11の円周方向に関して大小交互に変化する。 In this example, the magnetic field generators 12 each composed of a pair of magnet elements 13a and 13b are arranged at regular intervals in the circumferential direction of the annular space 11 . For this reason, the magnetic field generator 6 of this example generates a magnetic field in a direction coinciding with the direction of the rotation axis R of the ball 4 at a plurality of locations in the annular space 11 that are equally spaced in the circumferential direction. Therefore, the magnitude of the magnetic field generated in the annular space 11 is larger in the portion where the phase in the circumferential direction matches that of the magnetic field generator 12 than in the portion where the phase in the circumferential direction deviates from the magnetic field generator 12 . As a result, the magnitude of the magnetic field generated by the magnetic field generator 6 of this example changes in the circumferential direction of the annular space 11 . In other words, the magnetic field generator 6 generates a magnetic field that is not uniform in the circumferential direction of the annular space 11 . Specifically, the magnitude of the magnetic field (the strength of the magnetic field) generated by the magnetic field generator 6 alternately changes with respect to the circumferential direction of the annular space 11 .

本例では、磁場発生部12の数(総数)を、玉4の数(総数)との関係で規制している。すなわち、玉4の数が、磁場発生部12の数の整数倍となるように、玉4の数と磁場発生部12の数とを規制している。なお、図1には、玉4の数を、磁場発生部12の数の2倍である8個とした場合を示している。 In this example, the number (total number) of the magnetic field generators 12 is regulated in relation to the number (total number) of the balls 4 . That is, the number of balls 4 and the number of magnetic field generators 12 are regulated so that the number of balls 4 is an integral multiple of the number of magnetic field generators 12 . Note that FIG. 1 shows a case where the number of balls 4 is eight, which is twice the number of magnetic field generators 12 .

深溝型玉軸受1の運転時(内輪3の回転時)には、玉4は、図2の左右方向を向いた自転軸Rを中心に自転しつつ、深溝型玉軸受1の中心軸を中心に環状空間11を公転する。そして、玉4が環状空間11を公転する際に、玉4は磁場発生装置6が発生させる磁場を円周方向に横切る。玉4は、導電性を有する金属材料製であるため、磁場を横切る際に、フレミング右手の法則により、玉4には接触角の方向(図2の上下方向)の起電力が発生する。 When the deep groove ball bearing 1 is in operation (when the inner ring 3 rotates), the balls 4 rotate about the rotation axis R pointing in the horizontal direction in FIG. , revolves around the annular space 11. When the ball 4 revolves in the annular space 11, the ball 4 crosses the magnetic field generated by the magnetic field generator 6 in the circumferential direction. Since the ball 4 is made of a conductive metal material, an electromotive force is generated in the ball 4 in the direction of the contact angle (vertical direction in FIG. 2) according to Fleming's right-hand rule when crossing the magnetic field.

具体的には、磁場の方向が図2の矢印α方向であり、かつ、玉4が図2の表面側から裏面側に向けて公転している(図1の矢印X方向に公転している)場合には、玉4には径方向内側(図2の下側)を向いた起電力が発生する。このため、外輪2側が正に帯電している場合、又は、内輪3側が負に帯電している場合に、効率良く除電を行うことができる。これに対し、磁場の方向が図2の矢印α方向であり、かつ、玉4が図2の裏面側から表面側に向けて公転している(図1の矢印Y方向に公転している)場合には、玉4には径方向外側(図2の上側)を向いた起電力が発生する。このため、外輪2側が負に帯電している場合、又は、内輪3側が正に帯電している場合に、効率良く除電を行うことができる。なお、除電方向が合わない場合には、深溝型玉軸受1の左右を入れ替えて組み付けることで、除電方向を合わせることができる。 Specifically, the direction of the magnetic field is the direction of the arrow α in FIG. 2, and the ball 4 is revolving from the front side to the back side in FIG. ), an electromotive force directed radially inward (lower side in FIG. 2) is generated in the ball 4 . Therefore, when the outer ring 2 side is positively charged, or when the inner ring 3 side is negatively charged, static electricity can be removed efficiently. On the other hand, the direction of the magnetic field is the direction of the arrow α in FIG. 2, and the ball 4 is revolving from the back side to the front side in FIG. 2 (revolving in the direction of the arrow Y in FIG. 1). In this case, an electromotive force directed radially outward (upper side in FIG. 2) is generated in the ball 4 . Therefore, when the outer ring 2 side is negatively charged, or when the inner ring 3 side is positively charged, static electricity can be removed efficiently. If the direction of static elimination does not match, the direction of static elimination can be matched by replacing the right and left sides of the deep groove type ball bearing 1 and assembling them.

特に本例の深溝型玉軸受1は、磁場発生部12を環状空間11の円周方向の複数箇所に配置しており、環状空間11の円周方向における磁場は一様ではないため、玉4に発生する起電力はパルス波状の起電力(正負が変化しない最大値と最小値の間を周期的に変化する起電力)となる。このため、玉4には、磁場発生部12が発生する磁場を横切る度に、パルス波電流が流れようとすることになる。 In particular, in the deep groove ball bearing 1 of this example, the magnetic field generators 12 are arranged at a plurality of locations in the circumferential direction of the annular space 11, and the magnetic field in the circumferential direction of the annular space 11 is not uniform. The electromotive force generated at is a pulse-wave electromotive force (an electromotive force that periodically changes between a maximum value and a minimum value whose positive and negative do not change). Therefore, a pulse wave current tends to flow through the ball 4 each time it crosses the magnetic field generated by the magnetic field generator 12 .

環状空間11には潤滑剤を封入しているため、負荷圏に存在する外輪軌道7及び内輪軌道9と玉4の転動体との間には、絶縁性の高い不導体のEHL油膜が形成される。ただし、磁場発生部12が発生する磁場を横切る度に、玉4にはパルス波状の起電力が発生するため、EHL油膜に誘電現象が生じ、電流がEHL油膜を通過可能となる。つまり、EHL油膜には、コンデンサに大きさが時間的に変化する電圧を加えた場合のように、変位電流が流れる。本例では、このような原理により、外輪2と内輪3とを導通させることができる。 Since the annular space 11 is filled with a lubricant, a non-conductive EHL oil film with high insulation is formed between the outer ring raceway 7 and the inner ring raceway 9 existing in the load zone and the rolling elements of the balls 4. be. However, every time the magnetic field generated by the magnetic field generator 12 is traversed, a pulse-wave electromotive force is generated in the ball 4, so a dielectric phenomenon occurs in the EHL oil film, allowing current to pass through the EHL oil film. That is, a displacement current flows through the EHL oil film as if a voltage with a time-varying magnitude is applied to a capacitor. In this example, the outer ring 2 and the inner ring 3 can be electrically connected by such a principle.

しかも、深溝型玉軸受1の回転速度(内輪3の回転速度)が上昇するほど、玉4の公転速度が上昇し、玉4が磁場を横切る頻度が高くなる(時間間隔が短くなる)ため、発生するパルス波状の起電力の周波数は上昇する。このため、誘電現象による外輪2と内輪3との導通効果は、深溝型玉軸受1の回転速度が上昇するほど高くなる。したがって、本例の深溝型玉軸受1によれば、回転速度が上昇した場合にも、外輪2と内輪3とを十分に導通させることができる。 Moreover, the higher the rotational speed of the deep groove ball bearing 1 (the rotational speed of the inner ring 3), the higher the revolution speed of the balls 4, and the more frequently the balls 4 cross the magnetic field (the shorter the time interval). The frequency of the generated pulsed electromotive force increases. Therefore, the effect of conduction between the outer ring 2 and the inner ring 3 due to the dielectric phenomenon increases as the rotational speed of the deep groove ball bearing 1 increases. Therefore, according to the deep groove type ball bearing 1 of this example, the outer ring 2 and the inner ring 3 can be sufficiently electrically connected even when the rotational speed increases.

さらに、本例の深溝型玉軸受1は、玉4に発生するパルス波状の起電力を利用して、外輪2が内嵌されたハウジングと内輪3が外嵌された回転軸とのうちの一方(帯電し、電圧の絶対値が高い方)から他方へ、静電気を逃がす(除去)ことができる。 Furthermore, the deep groove type ball bearing 1 of this example utilizes the pulse-wave electromotive force generated in the balls 4 to rotate one of the housing in which the outer ring 2 is fitted and the rotating shaft in which the inner ring 3 is fitted. Static electricity can be released (removed) from one (charged and having a higher absolute voltage) to the other.

本例の深溝型玉軸受1は、玉4にパルス波状の起電力を発生させて、EHL油膜に誘電現象を生じさせることで、外輪2と内輪3とを導通させるため、潤滑剤として、通常の(導電性のない)潤滑剤を使用することができる。このため、深溝型玉軸受1の低トルク化と長寿命化とを犠牲にすることなく、外輪2と内輪3とを導通させることができる。 In the deep-groove ball bearing 1 of this example, the ball 4 generates a pulse-wave electromotive force to cause a dielectric phenomenon in the EHL oil film, thereby allowing the outer ring 2 and the inner ring 3 to conduct. (non-conductive) lubricants can be used. Therefore, the outer ring 2 and the inner ring 3 can be electrically connected without sacrificing the low torque and long life of the deep groove ball bearing 1 .

また、絶縁破壊による放電現象とは異なり、外輪軌道7と内輪軌道9及び玉4の転動面に、電食を発生させずに済むため、軸受寿命を低下させずに済む。また、導電性を有するグリースを使用しなくて済むため、導体成分としてカーボンブラックを使用した場合のように、深溝型玉軸受1の回転抵抗が大きくなる、あるいはゴリ感が出ることもない。 Moreover, unlike the electric discharge phenomenon caused by dielectric breakdown, the rolling surfaces of the outer ring raceway 7, the inner ring raceway 9, and the balls 4 do not suffer from electrolytic corrosion, so the life of the bearing does not decrease. Moreover, since it is not necessary to use conductive grease, the deep groove type ball bearing 1 does not increase the rotational resistance or give a rough feeling unlike the case where carbon black is used as a conductor component.

さらに本例では、玉4の数を磁場発生部12の数の整数倍としているため、磁場発生部12が配置された環状空間11の円周方向の複数箇所において玉4に発生する電流の位相を、同位相にすることができる。このため、複数の玉4で同時に電流を流すことができ、外輪2と内輪3との間を流れる瞬間的な電流の総量を多くすることができる。したがって、たとえば、磁場発生部を環状空間の直径方向反対側2箇所に配置し、かつ、玉の数を奇数個とした場合のように、発生する2つの電流のタイミングがずれることを防止できる。したがって、外輪2と内輪3とを効果的に導通させることができる。 Furthermore, in this example, since the number of balls 4 is an integer multiple of the number of magnetic field generators 12, the current phase can be made in phase. Therefore, current can flow simultaneously in a plurality of balls 4, and the total amount of instantaneous current flowing between the outer ring 2 and the inner ring 3 can be increased. Therefore, for example, it is possible to prevent the timing of the two generated currents from being shifted, as in the case where the magnetic field generators are arranged at two diametrically opposite sides of the annular space and the number of balls is an odd number. Therefore, the outer ring 2 and the inner ring 3 can be effectively connected.

なお、導電性を有しない潤滑剤に代えて導電性を有する潤滑剤(グリース)を使用した場合にも、該潤滑剤は、導電性に加えて、コンデンサと同様の誘電特性を有しているため、玉に発生するパルス波状の起電力によって、外輪と内輪との通電効果を高めることができる。また、潤滑剤の移動によって導体成分に電流が誘電されるため、導電効果をさらに高めることもできる。 Even when a conductive lubricant (grease) is used instead of a non-conductive lubricant, the lubricant has dielectric properties similar to those of a capacitor in addition to conductivity. Therefore, the effect of energization between the outer ring and the inner ring can be enhanced by the pulse-wave electromotive force generated in the ball. In addition, since the movement of the lubricant induces current in the conductor component, the conductive effect can be further enhanced.

[実施の形態の第1例の変形例]
実施の形態の第1例の変形例について、図3を用いて説明する。
[Modification of the first example of the embodiment]
A modification of the first example of the embodiment will be described with reference to FIG.

本例の深溝型玉軸受1は、外輪2a及び内輪3aのそれぞれを非磁性ステンレス鋼製とするとともに、磁場発生装置6aを構成する複数の磁場発生部12aの構造を、実施の形態の第1例の構造から変更している。 In the deep groove ball bearing 1 of this example, the outer ring 2a and the inner ring 3a are each made of non-magnetic stainless steel, and the structure of the plurality of magnetic field generators 12a constituting the magnetic field generator 6a is the same as that of the first embodiment. Modified from the structure of the example.

すなわち、本例の磁場発生装置6aは、複数の磁場発生部12aのそれぞれを、一方のシールド板5a(5b)に支持された1つの磁石素子13cのみから構成している。なお、本例の場合にも、シールド板5a、5bに代えて、特開2015-102200号公報に記載されたような、接触シールを使用することもできる。 That is, in the magnetic field generator 6a of this example, each of the plurality of magnetic field generators 12a is composed of only one magnet element 13c supported by one shield plate 5a (5b). Also in this example, instead of the shield plates 5a and 5b, contact seals such as those described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-102200 can be used.

磁石素子13cのそれぞれは、ピース状で、たとえば円柱状又は角柱状に構成されており、一方側の半部にN極を有し、かつ、他方側の半部にS極を有している。磁石素子13cは、N極(又はS極)を玉4側に向け、かつ、S極(又はN極)をシールド板5a(5b)側に向けた状態で、シールド板5a(5b)の軸方向内側面に支持固定されている。 Each of the magnet elements 13c is piece-shaped, for example, cylindrical or prismatic, and has an N pole in one half and an S pole in the other half. . The magnetic element 13c is aligned with the axis of the shield plate 5a (5b) with the N pole (or S pole) facing the ball 4 and the S pole (or N pole) facing the shield plate 5a (5b). It is supported and fixed on the direction inside surface.

磁場発生部12aは、環状空間11に、磁石素子13cのN極側の端面から出て磁石素子13cのS極側の端面に入る(戻る)、玉4の自転軸の方向に一致した方向の磁場を発生させる。なお、磁場発生部12aが発生する磁場の大きさ(磁界の強さ)は、実施の形態の第1例にかかる磁場発生部12が発生する磁場の大きさよりも小さくなる。 The magnetic field generating part 12a exits from the end face of the magnet element 13c on the N pole side and enters (returns to) the end face of the magnet element 13c on the S pole side in the annular space 11 in a direction coinciding with the direction of the rotation axis of the ball 4. Generate a magnetic field. The magnitude of the magnetic field (strength of the magnetic field) generated by the magnetic field generator 12a is smaller than the magnitude of the magnetic field generated by the magnetic field generator 12 according to the first example of the embodiment.

本例では、上述のような構成を有する磁場発生部12aを、環状空間11の円周方向に関して等間隔に配置している。このため、本例の磁場発生装置6aの場合にも、環状空間11の円周方向等間隔の複数箇所において、玉4の自転軸の方向と一致する方向の磁場を発生させる。つまり、磁場発生装置6aは、環状空間11の円周方向において一様ではない磁場を発生させる。 In this example, the magnetic field generators 12a having the configuration as described above are arranged at regular intervals in the circumferential direction of the annular space 11 . Therefore, in the case of the magnetic field generator 6a of the present embodiment as well, magnetic fields are generated in a direction coinciding with the direction of the axis of rotation of the balls 4 at a plurality of locations in the annular space 11 which are equally spaced in the circumferential direction. That is, the magnetic field generator 6 a generates a magnetic field that is not uniform in the circumferential direction of the annular space 11 .

以上のような本例の場合にも、実施の形態の第1例の構造に比べて導通効果は低くなるが、玉4にパルス波状の起電力を発生させて、EHL油膜に誘電現象を生じさせることにより、外輪2aと内輪3aとを導通させることができる。また、磁場発生部12aを1つの磁石素子13cのみから構成するため、転がり軸受装置1の軽量化とコスト低減を図れる。
その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第1例と同じである。
In the case of this example as described above, although the conduction effect is lower than that of the structure of the first example of the embodiment, a pulse-wave-like electromotive force is generated in the ball 4 and a dielectric phenomenon occurs in the EHL oil film. By doing so, the outer ring 2a and the inner ring 3a can be electrically connected. Further, since the magnetic field generator 12a is composed of only one magnet element 13c, the weight and cost of the rolling bearing device 1 can be reduced.
Other configurations and effects are the same as those of the first embodiment.

[実施の形態の第2例]
実施の形態の第2例について、図4を用いて説明する。本例では、転がり軸受装置の例として、自動車の車輪を回転自在に支持するためのハブユニット軸受14を用いて説明する。
[Second example of embodiment]
A second example of the embodiment will be described with reference to FIG. In this example, as an example of a rolling bearing device, a hub unit bearing 14 for rotatably supporting a wheel of an automobile will be used for explanation.

ハブユニット軸受14は、内輪回転型で、かつ、従動輪用のいわゆる第3世代のハブユニット軸受である。ハブユニット軸受14は、外方部材である外輪15と、内方部材であるハブ16と、複数の転動体17a、17bと、シールリング18と、キャップ19と、1対の磁場発生装置20a、20bとを備える。
なお、ハブユニット軸受14に関して、軸方向外側は、車両に組み付けた状態で車両の幅方向外側となる図4の左側であり、軸方向内側は、車両に組み付けた状態で車両の幅方向中央側となる図4の右側である。
The hub unit bearing 14 is an inner ring rotating type and is a so-called third generation hub unit bearing for a driven wheel. The hub unit bearing 14 includes an outer ring 15 as an outer member, a hub 16 as an inner member, a plurality of rolling elements 17a and 17b, a seal ring 18, a cap 19, a pair of magnetic field generators 20a, 20b.
Regarding the hub unit bearing 14, the axially outer side is the left side in FIG. is the right side of FIG.

外輪15は、中炭素鋼などの導電性を有する金属製で、略円筒形状を有している。外輪15は、内周面に、複列の外輪軌道21a、21bを有しており、外周面の軸方向中間部に、径方向外側に向けて突出した静止フランジ22を有している。静止フランジ22は、円周方向複数箇所に、軸方向に貫通する支持孔23を有する。外輪15は、支持孔23へ挿通したボルトにより、車体を構成する懸架装置に対し支持固定され、車輪が回転する際にも回転しない。 The outer ring 15 is made of a conductive metal such as medium carbon steel and has a substantially cylindrical shape. The outer ring 15 has double-row outer ring raceways 21a and 21b on its inner peripheral surface, and has a stationary flange 22 protruding radially outward at an axially intermediate portion of its outer peripheral surface. The stationary flange 22 has support holes 23 axially penetrating therethrough at a plurality of locations in the circumferential direction. The outer ring 15 is supported and fixed to the suspension system constituting the vehicle body by bolts inserted through the support holes 23, and does not rotate even when the wheels rotate.

ハブ16は、外輪15の径方向内側に外輪15と同軸に配置されており、中炭素鋼などの導電性を有する金属製のハブ輪24と、高炭素クロム鋼などの導電性を有する金属製の内輪25とを組み合わせてなる。ハブ16は、外周面のうち、複列の外輪軌道21a、21bと対向する部分に、複列の内輪軌道26a、26bを有している。 The hub 16 is arranged radially inside the outer ring 15 coaxially with the outer ring 15, and comprises a hub ring 24 made of a conductive metal such as medium carbon steel and a conductive metal made of a high carbon chromium steel. and an inner ring 25 of The hub 16 has double-row inner ring raceways 26a and 26b at portions of the outer peripheral surface facing the double-row outer ring raceways 21a and 21b.

ハブ輪24は、内輪25を外嵌保持する軸部材であり、軸部27と、回転フランジ28と、パイロット部29とを有している。本例では、ハブユニット軸受14を、従動輪用としているため、ハブ輪24は、中実状に構成されている。ただし、本発明を、駆動輪用のハブユニット軸受に適用する場合には、ハブ輪として、径方向中央部に、軸方向に貫通するスプライン孔を有するものを使用することができる。スプライン孔には、等速ジョイントを構成する駆動軸がスプライン係合される。 The hub ring 24 is a shaft member that fits and holds the inner ring 25 , and has a shaft portion 27 , a rotary flange 28 and a pilot portion 29 . In this example, since the hub unit bearing 14 is used for the driven wheel, the hub wheel 24 is configured in a solid shape. However, when the present invention is applied to a hub unit bearing for a drive wheel, a hub wheel having a spline hole axially penetrating in the radial center portion can be used. A drive shaft forming a constant velocity joint is spline-engaged with the spline hole.

軸部27は、ハブ輪24の軸方向内側部から軸方向中間部にわたる範囲に備えられている。軸部27は、軸方向内側部に、軸方向外側に隣接する部分よりも外径が小さい、内輪25が外嵌される小径部30を有しており、軸方向中間部の外周面に、外側列の内輪軌道26aを有している。軸部27は、軸方向内側の端部に、内輪25の軸方向内側の端面を押え付けるかしめ部31を有する。本発明を実施する場合には、軸部の軸方向内側の端部の外周面に雄ねじ部を形成し、該雄ねじ部にナット螺合することにより、ハブ輪に対して内輪を固定しても良い。 The shaft portion 27 is provided in a range from the axially inner portion to the axially intermediate portion of the hub wheel 24 . The axially inner portion of the shaft portion 27 has a small-diameter portion 30 having an outer diameter smaller than that of the portion adjacent to the axially outer side and onto which the inner ring 25 is fitted. It has an outer row of inner ring raceways 26a. The shaft portion 27 has a crimped portion 31 that presses the axially inner end face of the inner ring 25 at its axially inner end portion. When carrying out the present invention, the inner ring may be fixed to the hub wheel by forming a male threaded portion on the outer peripheral surface of the axially inner end portion of the shaft portion and screwing a nut onto the male threaded portion. good.

回転フランジ28は、ハブ輪24のうち、外輪15の軸方向外側の端部よりも軸方向外側に位置する部分に備えられており、略円輪形状を有している。回転フランジ28は、径方向中間部の円周方向複数箇所に、軸方向に貫通する取付孔32を有する。取付孔32のそれぞれには、スタッド33が圧入されている。スタッド33の先端部には、図示しないナットが螺合される。これにより、車輪を構成するホイール及び制動用回転体を、回転フランジ28の軸方向外側に固定する。本発明を実施する場合には、回転フランジに雌ねじ孔を形成し、該雌ねじ孔にハブボルトを直接螺合することにより、ホイール及び制動用回転体を、回転フランジの軸方向外側に固定しても良い。 The rotating flange 28 is provided in a portion of the hub wheel 24 located axially outside the axially outer end of the outer ring 15 and has a substantially circular ring shape. The rotating flange 28 has mounting holes 32 axially penetrating therethrough at a plurality of locations in the circumferential direction of the radially intermediate portion. A stud 33 is press-fitted into each of the mounting holes 32 . A nut (not shown) is screwed onto the tip of the stud 33 . As a result, the wheel and the braking rotor that constitute the wheel are fixed to the outside of the rotating flange 28 in the axial direction. When carrying out the present invention, a female screw hole is formed in the rotary flange, and a hub bolt is directly screwed into the female screw hole to fix the wheel and the braking rotor to the outside of the rotary flange in the axial direction. good.

パイロット部29は、ホイール及び制動用回転体をがたつきのない隙間嵌めで外嵌するためのもので、ハブ輪24の軸方向外側の端部に備えられており、略円筒形状を有している。 The pilot portion 29 is provided on the outer end portion of the hub wheel 24 in the axial direction, and has a substantially cylindrical shape for externally fitting the wheel and the braking rotating body with a loose fit without backlash. there is

内輪25は、円環形状を有しており、外周面の軸方向中間部に軸方向内側列の内輪軌道26bを有している。内輪25は、軸部27に備えられた小径部30に締り嵌めで外嵌されている。 The inner ring 25 has an annular shape, and has an inner ring raceway 26b in an axially inner row at an axially intermediate portion of the outer peripheral surface. The inner ring 25 is fitted onto the small diameter portion 30 provided on the shaft portion 27 by interference fit.

外輪15の内周面とハブ16の外周面との間には、円環形状を有する環状空間11aが備えられている。本例の場合にも、環状空間11aには、外輪軌道21a、21b及び内輪軌道26a、26bと転動体17a、17bの転動面との間にEHL油膜を形成することを目的として、図示しない導電性を有しない潤滑剤(グリース)が封入されている。 An annular space 11 a having an annular shape is provided between the inner peripheral surface of the outer ring 15 and the outer peripheral surface of the hub 16 . In the case of this example as well, in the annular space 11a, an EHL oil film (not shown) is provided for the purpose of forming an EHL oil film between the outer ring raceways 21a, 21b and the inner ring raceways 26a, 26b and the rolling surfaces of the rolling elements 17a, 17b. A non-conductive lubricant (grease) is enclosed.

転動体17a、17bは、高炭素クロム軸受鋼などの導電性を有する硬質金属製である。軸方向外側に配置された外側列の複数個の転動体17aは、外輪軌道21aと内輪軌道26aとの間に、円周方向に等間隔に配置されており、合成樹脂などの非磁性材製の保持器34aにより転動自在に保持されている。これに対し、軸方向内側に配置された内側列の複数個の転動体17bは、外輪軌道21bと内輪軌道26bとの間に、円周方向に等間隔に配置されており、合成樹脂などの非磁性材製の保持器34bにより転動自在に保持されている。これにより、ハブ16は、外輪15の径方向内側に回転自在に支持される。 The rolling elements 17a, 17b are made of an electrically conductive hard metal such as high carbon chromium bearing steel. A plurality of rolling elements 17a in the outer row arranged axially outward are arranged at regular intervals in the circumferential direction between the outer ring raceway 21a and the inner ring raceway 26a, and are made of a non-magnetic material such as synthetic resin. is rotatably held by a retainer 34a. On the other hand, the plurality of rolling elements 17b in the inner row arranged axially inward are arranged at regular intervals in the circumferential direction between the outer ring raceway 21b and the inner ring raceway 26b, and are made of synthetic resin or the like. It is rotatably held by a retainer 34b made of a non-magnetic material. Thereby, the hub 16 is rotatably supported radially inwardly of the outer ring 15 .

本例では、転動体17a、17bとして玉を使用しているが、玉に代えて円すいころを使用することもできる。また、本例では、軸方向外側列の転動体17aのピッチ円直径と、軸方向内側列の転動体17bのピッチ円直径とを互いに同じとしているが、軸方向外側列の転動体のピッチ円直径と、軸方向内側列の転動体のピッチ円直径とを、互いに異ならせることもできる。 Although balls are used as the rolling elements 17a and 17b in this example, tapered rollers may be used instead of the balls. In this example, the pitch diameter of the rolling elements 17a in the axially outer row and the pitch diameter of the rolling elements 17b in the axially inner row are the same. The diameter and the pitch diameter of the rolling elements of the axially inner row can also differ from each other.

シールリング18は、環状空間11aの軸方向外側の開口部を塞ぐ。シールリング18は、芯金35とシール材36とを備える。 The seal ring 18 closes the axial outer opening of the annular space 11a. The seal ring 18 includes a metal core 35 and a seal material 36 .

芯金35は、非磁性ステンレス鋼板を曲げ成形することにより、全体を円環状に構成されている。芯金35は、外輪15の軸方向外側の端部に内嵌固定されている。 The core metal 35 is formed into an annular shape as a whole by bending a non-magnetic stainless steel plate. The cored bar 35 is internally fitted and fixed to the axially outer end of the outer ring 15 .

シール材36は、ゴムのごときエラストマーなどの弾性材により構成され、芯金35に加硫接着により支持固定されている。シール材36は、少なくとも1本(図示の例では3本)のシールリップ37を有する。シールリップ37のそれぞれの先端部は、軸部27の外周面又は/及び回転フランジ28の軸方向内側面に全周にわたって摺接している。 The sealing material 36 is made of an elastic material such as an elastomer such as rubber, and is supported and fixed to the metal core 35 by vulcanization adhesion. The sealing member 36 has at least one (three in the illustrated example) sealing lips 37 . Each tip of the seal lip 37 is in sliding contact with the outer peripheral surface of the shaft portion 27 and/or the axial inner surface of the rotary flange 28 over the entire circumference.

キャップ19は、外輪15の軸方向内側の端部に内嵌され、外輪15の軸方向内側の開口部を塞ぐ。キャップ19は、非磁性ステンレス鋼板又は樹脂からなり、全体を有底円筒状に構成されている。すなわち、キャップ19は、外輪15の軸方向内側の端部に内嵌される円筒状の嵌合筒部38と、嵌合筒部38の軸方向内側の端部から径方向内側に向けて折れ曲がり、かつ、嵌合筒部38の軸方向内側の開口部を塞ぐ底板部39とを備える。 The cap 19 is fitted to the axially inner end of the outer ring 15 and closes the axially inner opening of the outer ring 15 . The cap 19 is made of a non-magnetic stainless steel plate or resin, and has a bottomed cylindrical shape as a whole. That is, the cap 19 includes a cylindrical fitting tube portion 38 fitted inside the axially inner end portion of the outer ring 15 and a fitting tube portion 38 that is bent radially inward from the axially inner end portion of the fitting tube portion 38 . and a bottom plate portion 39 that closes the axially inner opening of the fitting cylinder portion 38 .

磁場発生装置20aは、環状空間11aのうち、軸方向外側列の転動体17aが配置された軸方向外側の空間に、転動体17aの自転軸RОの方向に一致した方向の磁場を発生させる。これに対し、磁場発生装置20bは、環状空間11aのうち、軸方向内側列の転動体17bが配置された軸方向内側の空間に、転動体17bの自転軸Rの方向に一致した方向の磁場を発生させる。 The magnetic field generator 20a generates a magnetic field in the axially outer space of the annular space 11a where the rolling elements 17a of the axially outer row are arranged, in the direction of the rotation axis R O of the rolling elements 17a. . On the other hand, the magnetic field generator 20b is installed in the axially inner space of the annular space 11a where the rolling elements 17b of the axially inner row are arranged, in the direction that coincides with the direction of the rotation axis Ri of the rolling elements 17b. Generate a magnetic field.

磁場発生装置20aは、複数の磁場発生部40aを有している。磁場発生部40aのそれぞれは、転動体17aを自転軸RОの方向に関して両側から挟むようにN極とS極とを配置した構成を有している。このために本例では、磁場発生部40aを、それぞれが永久磁石製の1対の磁石素子41、42から構成している。 The magnetic field generator 20a has a plurality of magnetic field generators 40a. Each of the magnetic field generators 40a has a configuration in which an N pole and an S pole are arranged so as to sandwich the rolling element 17a from both sides with respect to the direction of the rotation axis RO . For this reason, in this example, the magnetic field generating section 40a is composed of a pair of magnet elements 41 and 42 each made of a permanent magnet.

磁場発生装置20bは、複数の磁場発生部40bを有している。本例では、磁場発生装置20bを構成する磁場発生部40bの数と磁場発生装置20aを構成する磁場発生部40aの数とを同じとし、かつ、複数の磁場発生部40bを複数の磁場発生部40aと同位相で配置している。磁場発生部40bのそれぞれは、転動体17bを自転軸Rの方向に関して両側から挟むようにN極とS極とを配置した構成を有している。このために本例では、磁場発生部40bを、それぞれが永久磁石製の1対の磁石素子42、43から構成している。 The magnetic field generator 20b has a plurality of magnetic field generators 40b. In this example, the number of the magnetic field generating units 40b constituting the magnetic field generating device 20b is the same as the number of the magnetic field generating units 40a constituting the magnetic field generating device 20a, and the plurality of magnetic field generating units 40b are replaced by the plurality of magnetic field generating units. It is arranged in the same phase as 40a. Each of the magnetic field generators 40b has a configuration in which an N pole and an S pole are arranged so as to sandwich the rolling element 17b from both sides with respect to the direction of the rotation axis Ri . For this reason, in this example, the magnetic field generator 40b is composed of a pair of magnet elements 42 and 43 each made of a permanent magnet.

このように本例では、1つの磁石素子42を、磁場発生部40aと磁場発生部40bとの2つの磁場発生部で兼用している。別の言い方をすれば、磁石素子42を、磁場発生部40aを構成する用途だけでなく、磁場発生部40bを構成する用途でも使用している。 Thus, in this example, one magnet element 42 is shared by two magnetic field generators, ie, the magnetic field generator 40a and the magnetic field generator 40b. In other words, the magnet element 42 is used not only for configuring the magnetic field generating section 40a, but also for configuring the magnetic field generating section 40b.

磁石素子41、42、43のそれぞれは、ピース状で、たとえば円柱状又は角柱状に構成されており、一方側の半部にN極を有し、かつ、他方側の半部にS極を有している。図示の例では、軸方向外側に配置された磁石素子41の大きさを、軸方向中間部に配置された磁石素子42及び軸方向内側に配置された磁石素子43の大きさよりも小さくしているが、本発明を実施する場合には、磁石素子41、42、43の大きさは、適宜変更することができる。また、磁場の大きさは小さくなるが、磁石素子42については、非磁着の強磁性体で代替することもできる。 Each of the magnet elements 41, 42, and 43 is piece-shaped, for example, cylindrical or prismatic, and has an N pole in one half and an S pole in the other half. have. In the illustrated example, the size of the magnet element 41 arranged on the outer side in the axial direction is made smaller than the size of the magnet element 42 arranged in the intermediate portion in the axial direction and the size of the magnet element 43 arranged on the inner side in the axial direction. However, when implementing the present invention, the size of the magnet elements 41, 42, 43 can be changed as appropriate. Also, although the magnitude of the magnetic field is reduced, the magnet element 42 can be replaced with a non-magnetized ferromagnetic material.

磁場発生部40aを構成する磁石素子41は、S極を転動体17a側に向け、かつ、N極をシールリング18側に向けた状態で、シールリング18を構成する芯金35の軸方向内側面に支持固定されている。 The magnetic element 41 constituting the magnetic field generating part 40a is arranged in the axial direction of the core metal 35 constituting the seal ring 18 with the S pole directed toward the rolling element 17a side and the N pole directed toward the seal ring 18 side. It is supported and fixed on the side.

なお、本発明を実施する場合には、磁場発生部40aを構成する磁石素子41を、永久磁石製の磁石素子に代えて、シールリングを構成するシール材とは別に、磁性ゴムを加硫成形接着し、該磁性ゴム材を着磁することで、当該着磁部分を磁石素子として用いることもできる。 When carrying out the present invention, instead of the magnetic element 41 that constitutes the magnetic field generating section 40a, a magnet element made of a permanent magnet may be replaced with a magnetic rubber that is vulcanized and molded separately from the sealing material that constitutes the seal ring. By bonding and magnetizing the magnetic rubber material, the magnetized portion can be used as a magnet element.

磁場発生部40a及び磁場発生部40bを構成する磁石素子42は、N極を軸方向外側列の転動体17a側に向け、かつ、S極を軸方向内側列の転動体17b側に向けた状態で、外輪15の内周面の軸方向中間部に、ホルダ44を利用して支持されている。ホルダ44は、たとえば合成樹脂などの非磁性材料製で、外輪15の内周面の軸方向中間部に支持固定されている。 The magnet elements 42 constituting the magnetic field generating section 40a and the magnetic field generating section 40b are in a state in which the north pole is directed toward the axially outer row of the rolling elements 17a and the south pole is directed toward the axially inner row of the rolling elements 17b. , and is supported by a holder 44 at an axially intermediate portion of the inner peripheral surface of the outer ring 15 . The holder 44 is made of a non-magnetic material such as synthetic resin, and is supported and fixed to an axially intermediate portion of the inner peripheral surface of the outer ring 15 .

磁場発生部40bを構成する磁石素子43は、N極を転動体17b側に向け、かつ、S極をキャップ19側に向けた状態で、キャップ19を構成する底板部39の軸方向外側面に支持固定されている。なお、シールリング18に対する磁石素子41の取付手段、ホルダ44に対する磁石素子42の取付手段、キャップ19に対する磁石素子43の取付手段は特に問わないが、たとえば接着剤を利用して取り付けることができる。 The magnetic element 43 forming the magnetic field generating section 40b is arranged on the axial outer surface of the bottom plate section 39 forming the cap 19 with the N pole facing the rolling element 17b side and the S pole facing the cap 19 side. supported and fixed. The mounting means of the magnet element 41 to the seal ring 18, the mounting means of the magnet element 42 to the holder 44, and the mounting means of the magnet element 43 to the cap 19 are not particularly limited, but they can be attached using an adhesive, for example.

磁場発生部40aは、環状空間11aの軸方向外側の空間内に、磁石素子42のN極側の端面から出て磁石素子41のS極側の端面に入る、転動体17aの自転軸RОの方向に一致した方向の磁場を発生させる。これに対し、磁場発生部40bは、環状空間11aの軸方向内側の空間内に、磁石素子43のN極側の端面から出て磁石素子42のS極側の端面に入る、転動体17bの自転軸Rの方向に一致した方向の磁場を発生させる。なお、右車輪を回転自在に支持するためのハブユニット軸受14と、左車輪を回転自在に支持するためのハブユニット14とでは、車両の前進走行時(又は後進走行時)における回転方向が逆になるため、右車輪用のハブユニット軸受14と左車輪用のハブユニット軸受14とでは、磁場発生部40a、40bが発生する磁場の方向を逆向きとする。 The magnetic field generating part 40a is located in the space outside the annular space 11a in the axial direction . generates a magnetic field oriented in the direction of On the other hand, the magnetic field generating part 40b is located in the space inside the annular space 11a in the axial direction. A magnetic field is generated in a direction coinciding with the direction of the rotation axis Ri . The hub unit bearing 14 for rotatably supporting the right wheel and the hub unit 14 for rotatably supporting the left wheel rotate in opposite directions when the vehicle is traveling forward (or backward). Therefore, the directions of the magnetic fields generated by the magnetic field generators 40a and 40b are opposite in the hub unit bearing 14 for the right wheel and the hub unit bearing 14 for the left wheel.

本例では、1対の磁石素子41、42からなる磁場発生部40aを、環状空間11aの円周方向に関して等間隔に配置している。このため、磁場発生装置20aは、環状空間11aの円周方向等間隔の複数箇所において、転動体17aの自転軸RОの方向に一致した方向の磁場を発生させる。したがって、環状空間11aの軸方向外側部に発生する磁場の大きさは、円周方向に関する位相が磁場発生部40aと一致する部分で、円周方向に関する位相が磁場発生部40aから外れた部分よりも大きくなる。この結果、本例の磁場発生装置20aが発生させる磁場は、環状空間11aの円周方向において大きさが変化する。別の言い方をすれば、磁場発生装置20aは、環状空間11aの円周方向において一様ではない磁場を発生させる。具体的には、磁場発生装置20aが発生する磁場の大きさ(磁界の強さ)は、環状空間11aの円周方向に関して大小交互に変化する。 In this example, the magnetic field generators 40a each composed of a pair of magnet elements 41 and 42 are arranged at regular intervals in the circumferential direction of the annular space 11a. For this reason, the magnetic field generator 20a generates a magnetic field in a direction coinciding with the direction of the rotation axis R O of the rolling element 17a at a plurality of circumferentially equally spaced locations in the annular space 11a. Therefore, the magnitude of the magnetic field generated in the axially outer portion of the annular space 11a is greater at the portion where the phase in the circumferential direction matches that of the magnetic field generator 40a than at the portion where the phase in the circumferential direction deviates from the magnetic field generator 40a. will also grow. As a result, the magnitude of the magnetic field generated by the magnetic field generator 20a of this example changes in the circumferential direction of the annular space 11a. In other words, the magnetic field generator 20a generates a magnetic field that is not uniform in the circumferential direction of the annular space 11a. Specifically, the magnitude of the magnetic field (the strength of the magnetic field) generated by the magnetic field generator 20a changes alternately in the circumferential direction of the annular space 11a.

本例では、1対の磁石素子42、43からなる磁場発生部40bを、環状空間11aの円周方向に関して等間隔に配置している。このため、磁場発生装置20bは、環状空間11aの円周方向等間隔の複数箇所において、転動体17bの自転軸Rの方向に一致した方向の磁場を発生させる。したがって、環状空間11aの軸方向内側部に発生する磁場の大きさは、円周方向に関する位相が磁場発生部40bと一致する部分で、円周方向に関する位相が磁場発生部40bから外れた部分よりも大きくなる。この結果、本例の磁場発生装置20bが発生させる磁場は、環状空間11bの円周方向において大きさが変化する。別の言い方をすれば、磁場発生装置20bは、環状空間11aの円周方向において一様ではない磁場を発生させる。具体的には、磁場発生装置20bが発生する磁場の大きさ(磁界の強さ)は、環状空間11aの円周方向に関して大小交互に変化する。 In this example, the magnetic field generators 40b, which are composed of a pair of magnet elements 42 and 43, are arranged at regular intervals in the circumferential direction of the annular space 11a. For this reason, the magnetic field generator 20b generates a magnetic field in a direction coinciding with the direction of the rotation axis Ri of the rolling element 17b at a plurality of equally spaced locations in the annular space 11a. Therefore, the magnitude of the magnetic field generated in the inner portion of the annular space 11a in the axial direction is greater in the portion where the phase in the circumferential direction matches that of the magnetic field generator 40b than in the portion where the phase in the circumferential direction deviates from the magnetic field generator 40b. will also grow. As a result, the magnitude of the magnetic field generated by the magnetic field generator 20b of this example changes in the circumferential direction of the annular space 11b. In other words, the magnetic field generator 20b generates a non-uniform magnetic field in the circumferential direction of the annular space 11a. Specifically, the magnitude of the magnetic field (strength of the magnetic field) generated by the magnetic field generator 20b alternately changes in magnitude along the circumferential direction of the annular space 11a.

本例では、磁場発生部40aの数を転動体17aの数との関係で規制するとともに、磁場発生部40bの数を転動体17bの数との関係で規制している。すなわち、転動体17aの数が磁場発生部40aの数の整数倍となるように、転動体17aの数と磁場発生部40aの数とを規制し、かつ、転動体17bの数が、磁場発生部40bの数の整数倍となるように、転動体17bの数と磁場発生部40bの数とを規制している。 In this example, the number of magnetic field generators 40a is regulated in relation to the number of rolling elements 17a, and the number of magnetic field generators 40b is regulated in relation to the number of rolling elements 17b. That is, the number of rolling elements 17a and the number of magnetic field generating sections 40a are regulated so that the number of rolling elements 17a is an integral multiple of the number of magnetic field generating sections 40a, and the number of rolling elements 17b is the number of magnetic field generating sections 40a. The number of rolling elements 17b and the number of magnetic field generating portions 40b are regulated so as to be integral multiples of the number of portions 40b.

ハブユニット軸受14の運転時には、転動体17a、17bのそれぞれは、自転軸RО、Rを中心に自転しつつ、ハブユニット軸受14の中心軸Оを中心に環状空間11aを公転する。そして、軸方向外側列の転動体17aが環状空間11aを公転する際に、転動体17aは、磁場発生装置20aが発生させる磁場を円周方向に横切るため、フレミング右手の法則により、転動体17aには接触角の方向(自転軸RОに直交する方向)の起電力が発生する。また、軸方向内側列の転動体17bが環状空間11aを公転する際に、転動体17bは、磁場発生装置20bが発生させる磁場を円周方向に横切るため、フレミング右手の法則により、転動体17bにも接触角の方向(自転軸Rに直交する方向)の起電力が発生する。なお、車体は、通常プラス(正)に帯電するため、車両の前進走行時(又は後進走行時)に、転動体17a、17bに径方向内側を向いた起電力が発生するように、磁場発生部40a、40bが発生する磁場の方向と、車両の前進走行時における転動体17a、17bの公転方向とを規制している。 When the hub unit bearing 14 is in operation, the rolling elements 17a and 17b revolve around the center axis O of the hub unit bearing 14 in the annular space 11a while rotating around the rotation axes R O and Ri . When the rolling elements 17a in the axially outer row revolve in the annular space 11a, the rolling elements 17a circumferentially cross the magnetic field generated by the magnetic field generator 20a. , an electromotive force is generated in the direction of the contact angle (direction perpendicular to the rotation axis RO ). In addition, when the rolling elements 17b in the axially inner row revolve in the annular space 11a, the rolling elements 17b cross the magnetic field generated by the magnetic field generator 20b in the circumferential direction. Also, an electromotive force is generated in the direction of the contact angle (direction perpendicular to the rotation axis Ri ). In addition, since the vehicle body is normally positively charged, when the vehicle is traveling forward (or backward), the magnetic field is generated so that the rolling elements 17a and 17b generate an electromotive force directed inward in the radial direction. It regulates the direction of the magnetic field generated by the portions 40a and 40b and the revolving direction of the rolling elements 17a and 17b when the vehicle is traveling forward.

本例のハブユニット軸受14は、磁場発生部40a、40bのそれぞれを環状空間11aの円周方向の複数箇所に配置しており、環状空間11aの円周方向における磁場は一様ではないため、転動体17a、17bに発生する起電力はパルス波状の起電力となる。このため、転動体17a、17bのそれぞれには、磁場発生部40a、40bが発生する磁場を横切る度に、パルス波電流が流れようとすることになる。 In the hub unit bearing 14 of this example, the magnetic field generators 40a and 40b are arranged at a plurality of locations in the circumferential direction of the annular space 11a. The electromotive force generated in the rolling elements 17a and 17b becomes a pulse-wave electromotive force. Therefore, a pulse wave current tends to flow through each of the rolling elements 17a and 17b every time the magnetic fields generated by the magnetic field generators 40a and 40b are crossed.

したがって、本例の場合にも、転動体17a、17bに起電力を発生させて、EHL油膜に誘電現象を生じさせることにより、外輪15とハブ16とを導通させることができる。この結果、車体に帯電した静電気を、ハブユニット軸受14を通じて、タイヤ側に効率良く逃がすことができる。 Therefore, in the case of this example as well, the outer ring 15 and the hub 16 can be electrically connected by generating an electromotive force in the rolling elements 17a and 17b and causing a dielectric phenomenon in the EHL oil film. As a result, the static electricity charged on the vehicle body can be efficiently released to the tire side through the hub unit bearing 14 .

また、ゴム製のタイヤは、電気的には抵抗とコンデンサとの並列回路としての特性を有しているため、パルス波状の起電力による導電の方が、抵抗値が下がり、車体の帯電の除去効果を高めることができる。このため、本例のように、転動体17aの数を、磁場発生部40aの数の整数倍となるように、転動体17aの数と磁場発生部40aの数とを規制し、かつ、転動体17bの数を、磁場発生部40bの数の整数倍となるように、転動体17bの数と磁場発生部40bの数とを規制することで、複数の磁場発生部40aで発生する電流の位相を同位相にできるとともに、複数の磁場発生部40bで発生する電流の位相を同位相にできるため、タイヤへの導通を良好にすることができる。 In addition, rubber tires have the characteristics of a parallel circuit of resistors and capacitors electrically, so conduction by pulse-wave electromotive force lowers the resistance value and removes static electricity from the vehicle body. You can increase the effect. For this reason, as in this example, the number of rolling elements 17a and the number of magnetic field generating sections 40a are regulated such that the number of rolling elements 17a is an integer multiple of the number of magnetic field generating sections 40a, and By regulating the number of rolling elements 17b and the number of magnetic field generators 40b so that the number of moving bodies 17b is an integral multiple of the number of magnetic field generators 40b, the number of currents generated by the plurality of magnetic field generators 40a is reduced. Since the phases can be made the same and the phases of the currents generated by the plurality of magnetic field generators 40b can be made the same, conduction to the tire can be improved.

しかも、ハブユニット軸受14の回転速度(ハブ16の回転速度)が上昇するほど、転動体17a、17bの公転速度が上昇し、転動体17a、17bが磁場を横切る頻度が高くなる(時間間隔が短くなる)ので、発生するパルス状電流の周波数は上昇する。このため、外輪15とハブ16との導通効果は、ハブユニット軸受14の回転速度が上昇するほど高くなる。したがって、本例のハブユニット軸受14によれば、車速が上昇し、車体に静電気が帯電しやすい場合ほど、外輪15とハブ16との導通効果を高めることができ、車体に帯電した静電気をタイヤ側へと効率良く逃がすことができる。
その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第1例と同じである。
Moreover, as the rotation speed of the hub unit bearing 14 (the rotation speed of the hub 16) increases, the revolution speed of the rolling elements 17a and 17b increases, and the frequency at which the rolling elements 17a and 17b cross the magnetic field increases (the time interval increases). shorter), so the frequency of the generated pulsed current increases. Therefore, the conduction effect between the outer ring 15 and the hub 16 increases as the rotation speed of the hub unit bearing 14 increases. Therefore, according to the hub unit bearing 14 of the present embodiment, as the vehicle speed increases and the vehicle body is more likely to be charged with static electricity, the conduction effect between the outer ring 15 and the hub 16 can be enhanced. You can escape efficiently to the side.
Other configurations and effects are the same as those of the first embodiment.

なお、図示は省略するが、実施の形態の第2例の変形例として、軸方向外側に配置された磁場発生部40aを構成する磁石素子41を省略して、磁場発生部40aを、磁石素子42のみから構成することもできる。または、軸方向外側に配置された磁場発生部40aを構成する磁石素子42を省略して、磁場発生部40aを、磁石素子41のみから構成し、かつ、磁場発生部40bを磁石素子43のみから構成することもできる。これらの場合、ハブユニット軸受14としての導電効果は低下するが、軸方向外側列と軸方向内側列とのそれぞれで発生するハルス波状の起電力が、互いに打ち消し合うようなことがなくなるため、タイヤの通電効果を高めることができる。 Although illustration is omitted, as a modification of the second example of the embodiment, the magnetic element 41 constituting the magnetic field generating section 40a disposed axially outside is omitted, and the magnetic field generating section 40a is replaced by the magnetic element 42 only. Alternatively, the magnetic element 42 constituting the magnetic field generating section 40a arranged axially outside is omitted, the magnetic field generating section 40a is constructed only from the magnetic element 41, and the magnetic field generating section 40b is constructed only from the magnetic element 43. Can also be configured. In these cases, although the conductive effect of the hub unit bearing 14 is reduced, the Hals wave-like electromotive force generated in each of the axially outer row and the axially inner row will not cancel each other out. can enhance the energization effect of

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、発明の技術思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。また、実施の形態の各例の構造は、矛盾を生じない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this and can be modified as appropriate without departing from the technical idea of the invention. In addition, the structures of the respective examples of the embodiments can be implemented in combination as appropriate as long as there is no contradiction.

本発明を実施する場合に、磁場発生装置を構成する磁場発生部を複数設ける場合には、複数の磁場発生部を、円周方向に関して不等間隔に配置することもできる。また、磁場発生装置を構成する磁場発生部を、1つだけ設けることもできる。さらに、磁場発生部を構成する磁石素子は、永久磁石製とすることもできるし、磁性ゴムを着磁して構成することもできる。また、磁石素子の形状及び大きさについても、実施の形態の各例の構造に限定されず、適宜変更することができる。さらに、本発明の転がり軸受装置は、深溝型玉軸受、ハブユニット軸受に限定されず、単列、複列を問わず、アンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受、ニードル軸受、円すいころ軸受、球面ころ軸受など、各種の軸受に適用することができる。また、本発明の転がり軸受装置は、内輪回転型に限らず、外輪回転型の構造にも適用できる。 When implementing the present invention, when a plurality of magnetic field generators constituting a magnetic field generator are provided, the plurality of magnetic field generators can be arranged at unequal intervals in the circumferential direction. Alternatively, only one magnetic field generating section may be provided to configure the magnetic field generating device. Furthermore, the magnetic element that constitutes the magnetic field generator can be made of a permanent magnet, or can be made of magnetized magnetic rubber. Also, the shape and size of the magnet element are not limited to the structure of each example of the embodiment, and can be changed as appropriate. Furthermore, the rolling bearing device of the present invention is not limited to deep groove type ball bearings and hub unit bearings, and may be single row or double row angular contact ball bearings, cylindrical roller bearings, needle bearings, tapered roller bearings, spherical roller bearings. etc., can be applied to various bearings. Further, the rolling bearing device of the present invention is applicable not only to the structure of the inner ring rotating type, but also to the structure of the outer ring rotating type.

1 深溝型玉軸受
2、2a 外輪
3、3a 内輪
4 玉
5a、5b シールド板
6、6a 磁場発生装置
7 外輪軌道
8a、8b 係止凹溝
9 内輪軌道
10a、10b シール凹溝
11、11a 環状空間
12、12a 磁場発生部
13a、13b、13c 磁石素子
14 ハブユニット軸受
15 外輪
16 ハブ
17a、17b 転動体
18 シールリング
19 キャップ
20a、20b 磁場発生装置
21a、21b 外輪軌道
22 静止フランジ
23 支持孔
24 ハブ輪
25 内輪
26a、26b 内輪軌道
27 軸部
28 回転フランジ
29 パイロット部
30 小径部
31 かしめ部
32 取付孔
33 スタッド
34a、34b 保持器
35 芯金
36 シール材
37 シールリップ
38 嵌合筒部
39 底板部
40a、40b 磁場発生部
41 磁石素子
42 磁石素子
43 磁石素子
44 ホルダ
1 deep groove ball bearing 2, 2a outer ring 3, 3a inner ring 4 ball 5a, 5b shield plate 6, 6a magnetic field generator 7 outer ring raceway 8a, 8b locking groove 9 inner ring raceway 10a, 10b seal groove 11, 11a annular space 12, 12a magnetic field generators 13a, 13b, 13c magnet element 14 hub unit bearing 15 outer ring 16 hubs 17a, 17b rolling elements 18 seal ring 19 caps 20a, 20b magnetic field generators 21a, 21b outer ring raceway 22 stationary flange 23 support hole 24 hub Ring 25 Inner rings 26a, 26b Inner ring raceway 27 Shaft 28 Rotary flange 29 Pilot portion 30 Small diameter portion 31 Crimping portion 32 Mounting hole 33 Studs 34a, 34b Cage 35 Core metal 36 Sealing material 37 Seal lip 38 Fitting cylinder portion 39 Bottom plate portion 40a, 40b magnetic field generator 41 magnet element 42 magnet element 43 magnet element 44 holder

Claims (5)

内周面に外輪軌道を備えた、導電性を有する外方部材と、
外周面に内輪軌道を備えた、導電性を有する内方部材と、
前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に配置された、導電性を有する複数の転動体と、
前記外方部材の内周面と前記内方部材の外周面との間に存在する環状空間に、前記転動体の自転軸の方向に一致した方向の磁場を発生させる、磁場発生装置と、を備え、
前記磁場発生装置が発生させる磁場は、前記環状空間の円周方向において大きさが変化するものであり、
前記磁場を横切るように前記転動体を公転させることで、前記転動体に接触角の方向の起電力を発生させる、
転がり軸受装置。
a conductive outer member having an outer ring raceway on its inner peripheral surface;
a conductive inner member having an inner ring raceway on its outer peripheral surface;
a plurality of conductive rolling elements arranged between the outer ring raceway and the inner ring raceway;
a magnetic field generator that generates a magnetic field in a direction that matches the direction of the rotation axis of the rolling element in an annular space that exists between the inner peripheral surface of the outer member and the outer peripheral surface of the inner member; prepared,
The magnetic field generated by the magnetic field generator changes in magnitude in the circumferential direction of the annular space,
By revolving the rolling element so as to traverse the magnetic field, the rolling element generates an electromotive force in the direction of the contact angle,
Rolling bearing device.
前記磁場発生装置は、前記転動体を自転軸の方向に関して両側から挟むようにN極とS極とを配置してなる磁場発生部を複数有しており、
前記磁場発生部は、前記環状空間の円周方向に関して等間隔に配置されている、
請求項1に記載した転がり軸受装置。
The magnetic field generator has a plurality of magnetic field generators each having an N pole and an S pole so as to sandwich the rolling element from both sides with respect to the direction of the rotation axis,
The magnetic field generators are arranged at regular intervals in the circumferential direction of the annular space,
A rolling bearing device according to claim 1.
前記転動体の数は、前記磁場発生部の数の整数倍である、請求項2に記載した転がり軸受装置。 3. The rolling bearing device according to claim 2, wherein the number of said rolling elements is an integral multiple of the number of said magnetic field generators. 前記外方部材と前記内方部材との一方は、使用時に回転しない静止輪であり、
前記外方部材と前記内方部材との他方は、使用時に車輪とともに回転する回転輪である、
請求項1~3のうちのいずれか1項に記載した転がり軸受装置。
one of the outer member and the inner member is a stationary ring that does not rotate during use;
The other of the outer member and the inner member is a rotating wheel that rotates with the wheel when in use.
A rolling bearing device according to any one of claims 1 to 3.
前記環状空間には、導電性を有しない潤滑剤が封入されている、請求項1~4のうちのいずれか1項に記載した転がり軸受装置。 5. The rolling bearing device according to claim 1, wherein said annular space is filled with a non-conductive lubricant.
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