WO2021220613A1 - 電食防止転がり軸受 - Google Patents

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WO2021220613A1
WO2021220613A1 PCT/JP2021/008707 JP2021008707W WO2021220613A1 WO 2021220613 A1 WO2021220613 A1 WO 2021220613A1 JP 2021008707 W JP2021008707 W JP 2021008707W WO 2021220613 A1 WO2021220613 A1 WO 2021220613A1
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electrolytic corrosion
insulating coating
rolling bearing
bearing
corrosion prevention
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PCT/JP2021/008707
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啓一 居島
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株式会社不二越
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    • F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
    • F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
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    • F16C33/64—Special methods of manufacture

Definitions

  • the present invention relates to an electrolytic corrosion prevention rolling bearing that is effective as an electrolytic corrosion prevention measure.
  • Patent Document 1 discloses an electrolytic corrosion prevention rolling bearing in which an insulating film is provided on the surface of a raceway ring.
  • the insulating film is formed of a polyphenylene sulfide resin containing glass fibers and a non-fibrous insulating inorganic filler.
  • the bearing becomes hot when it rotates, and returns to normal temperature when it stops rotating. Therefore, the temperature of the bearing changes depending on the operating state.
  • an object of the present invention is to provide an electrolytic corrosion prevention rolling bearing capable of preventing damage to the insulating coating due to a temperature change and ensuring a good electrolytic corrosion prevention effect.
  • a typical configuration of the electrolytic corrosion prevention rolling bearing according to the present invention is an electrolytic corrosion prevention rolling bearing having an insulating coating on the surface of the outer ring or the inner ring, in which the insulating coating is a fiber containing a fiber. It is a reinforced resin, and is characterized in that the direction of the fibers is oriented in the axial direction.
  • the fibers are oriented in the axial direction in the insulating coating, the durability against the stress pulled in the axial direction when a temperature change occurs can be enhanced. As a result, the durability of the insulating coating can be improved. Therefore, it is possible to prevent damage to the insulating coating due to a temperature change and to secure a good electrolytic corrosion prevention effect.
  • another configuration of the electrolytic corrosion prevention rolling bearing with a seal according to the present invention is an electrolytic corrosion prevention rolling bearing having an insulating coating on the surface of the outer ring or the inner ring, in which the insulating coating contains fibers. It is a fiber-reinforced resin, and is characterized in that the directions of the fibers are oriented in a direction intersecting the axial direction.
  • the "intersecting direction" includes not only the direction orthogonal to the axial direction but also the diagonally intersecting direction. According to such a configuration, the fibers are oriented obliquely with respect to the axial direction in the insulating coating. As a result, in addition to the stress of pulling in the axial direction when a temperature change occurs, the durability against the stress of pulling in the circumferential direction can be enhanced. Therefore, it is possible to enhance the above-mentioned effect.
  • an electrolytic corrosion prevention rolling bearing capable of preventing damage to the insulating coating due to a temperature change and ensuring a good electrolytic corrosion prevention effect.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an electrolytic corrosion prevention rolling bearing (hereinafter, simply referred to as a bearing 100) according to the present embodiment, and shows a cross section of the bearing 100.
  • the bearing 100 of the present embodiment is a single row deep groove ball bearing in which a row of balls 106 is provided as a rolling element between the inner ring 102 and the outer ring 104.
  • An insulating coating 110 made of a fiber-reinforced resin containing fibers is formed on the surfaces of the inner ring 102 and the outer ring 104. Further, on the surfaces of the inner ring 102 and the outer ring 104, a circumferential groove 108 for preventing peeling of the insulating coating 110 is formed.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the principle of generation of cracks 110a in the insulating coating 110.
  • the bearing 100 rotates, it becomes hot, and when the rotation stops, it returns to room temperature.
  • the inner ring 102, the outer ring 104, and the insulating coating repeatedly expand and contract.
  • the insulating coating 110 made of resin has a larger coefficient of thermal expansion than the inner ring 102 and outer ring 104 made of metal. Therefore, the amount of shrinkage when the rotation is stopped is large, and cracks 110a may occur in the insulating coating 110 in the vicinity of the circumferential groove 108. Then, the electrolytic corrosion prevention performance of the insulating coating 110 is deteriorated.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the features of the bearing 100 of the present embodiment.
  • FIG. 3A is a schematic cross-sectional view of the bearing 100
  • FIG. 3B is a perspective view of the outer ring 104 of FIG. 3A.
  • the direction of the fiber 112 contained in the insulating coating 110 is the axis of the bearing 100. Oriented in the direction.
  • the drawings of the present application are schematic views, and the fibers 112 are represented long and sparsely, but the actual fibers 112 are so thin and small that they can only be seen as powder with the naked eye, and are added at a much higher density.
  • the fibers 112 are oriented in the axial direction in the insulating coating 110, the durability against the stress pulled in the axial direction when a temperature change occurs can be enhanced. As a result, the durability of the insulating coating 110 can be improved. Therefore, it is possible to prevent damage to the insulating coating 110 due to a temperature change and to secure a good electrolytic corrosion prevention effect.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating another example of the bearing of the present embodiment.
  • FIG. 4 shows a perspective view of the outer ring 104 of the bearing 100.
  • the fibers 112 are oriented in the direction intersecting the axial direction in the insulating coating 110.
  • the fibers 112 are oriented obliquely with respect to the axial direction in the insulating coating 110. Therefore, in addition to the stress of pulling in the axial direction when a temperature change occurs, it is possible to increase the durability against the stress of pulling in the circumferential direction.
  • a circumferential groove 108 for preventing peeling of the insulating coating 110 is formed on the surfaces of the inner ring 102 and the outer ring 104, and a crack 110a is generated in the insulating coating 110 in the vicinity of the circumferential groove 108.
  • INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can improve the durability of the insulating coating against stress concentration in the chamfered portion and the seal groove portion even when the circumferential groove 108 is not formed in the inner ring 102 and the outer ring 104.
  • the present invention can be used as an electrolytic corrosion prevention rolling bearing that is effective as an electrolytic corrosion prevention measure.

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Abstract

【要約】 【課題】温度変化による絶縁被覆の損傷を防ぎ、良好な電食防止効果を確保することが可能な電食防止転がり軸受を提供することを目的とする。 【解決手段】本発明にかかる電食防止転がり軸受（軸受（１００））の構成は、外輪（１０４）または内輪（１０２）の表面に絶縁被覆（１１０）を有する電食防止転がり軸受において、絶縁被覆（１１０）は、繊維（１１２）を含有する繊維強化樹脂であって、繊維（１１２）の方向が軸方向に配向されていることを特徴とする。 【選択図】図１

Description

電食防止転がり軸受
　本発明は、電食防止対策に有効な電食防止転がり軸受に関する。
　近年、ＥＶ車（electric car）やＨＶ車（hybrid car）等の開発の進展もあり、一台の自動車に搭載される高電圧部品の数が増加しつつあるこの高電圧部品の電流が軸受に通電すると、軸受の転動体の表面、外輪や内輪の軌道面に電食が生じてしまい、損傷の一因となる。そこで例えば特許文献１では、軌道輪の表面に絶縁被膜を設けた電食防止転がり軸受が開示されている。特許文献１では、絶縁被膜を、ガラス繊維と非繊維質の絶縁性無機充填材とを含有したポリファニレンサルファイド樹脂により形成している。
　特許文献１の転がり軸受では、内輪と外輪の表面に複数の円周溝を形成し、その上に絶縁被膜をかぶせて形成している。これにより、射出成形時に絶縁被膜に形成された突条が円周溝に嵌まり込んだ状態となる。したがって、被膜の軸方向のずれが防止され、はがれや浮き上りを防止可能であるとしている。
特許第３０６８３１１号
　ここで軸受は、回転時に高温となり、回転停止時には常温に戻る。このため、動作状態によって軸受には温度変化が生じる。しかしながら、金属からなる内輪や外輪と、樹脂からなる絶縁被膜とには熱膨張係数に差を有する。この熱膨張係数の差によって円周溝近傍において絶縁被膜にクラックが生じることがある。このため、特許文献１の技術には更なる改善の余地がある。
　本発明は、このような課題に鑑み、温度変化による絶縁被覆の損傷を防ぎ、良好な電食防止効果を確保することが可能な電食防止転がり軸受を提供することを目的としている。
　上記課題を解決するために、本発明にかかる電食防止転がり軸受の代表的な構成は、外輪または内輪の表面に絶縁被覆を有する電食防止転がり軸受において、絶縁被覆は、繊維を含有する繊維強化樹脂であって、繊維の方向が軸方向に配向されていることを特徴とする。
　上記構成によれば、絶縁被覆内で繊維が軸方向に配向されていることにより、温度変化が生じた際に軸方向に引っ張られる応力に対する耐久性を高めることができる。これにより、絶縁被覆の耐久性の向上が図られる。したがって、温度変化による絶縁被覆の損傷を防ぎ、良好な電食防止効果を確保することが可能となる。
　上記課題を解決するために、本発明にかかるシール付き電食防止転がり軸受の他の構成は、外輪または内輪の表面に絶縁被覆を有する電食防止転がり軸受において、絶縁被覆は、繊維を含有する繊維強化樹脂であって、繊維の方向が軸方向に対して交差する方向に配向されていることを特徴とする。
　「交差する方向」には、軸方向に対して直交する方向のみならず、斜めに交差する方向も含む。かかる構成によれば、絶縁被覆内では繊維が軸方向に対して斜めに配向される。これにより、温度変化が生じた際に軸方向に引っ張る応力に加えて、周方向に引っ張る応力に対する耐久性も高めることができる。したがって、上述した効果を高めることが可能となる。
　本発明によれば、温度変化による絶縁被覆の損傷を防ぎ、良好な電食防止効果を確保することが可能な電食防止転がり軸受を提供することができる。
本実施形態にかかる電食防止転がり軸受を説明する図である。 絶縁被覆におけるクラックの発生原理について説明する図である。 本実施形態の軸受の特徴を説明する図である。 本実施形態の軸受の他の例を説明する図である。
　以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示または説明を省略する。
　図１は、本実施形態にかかる電食防止転がり軸受（以下、単に軸受１００と称する）を説明する図であり、軸受１００の断面を示している。図１に示すように、本実施形態の軸受１００は、内輪１０２と外輪１０４との間に転動体として一列の玉１０６を備えた単列の深溝玉軸受である。内輪１０２および外輪１０４の表面には、繊維を含有する繊維強化樹脂からなる絶縁被覆１１０が形成されている。また内輪１０２および外輪１０４の表面には、絶縁被覆１１０のはがれ防止用の円周溝１０８が形成されている。
　図２は、絶縁被覆１１０におけるクラック１１０ａの発生原理について説明する図である。軸受１００は、回転すると高温になり、回転が停止すると常温に戻る。これにより、内輪１０２、外輪１０４および絶縁被覆は膨張と収縮を繰り返すことになる。しかしながら、樹脂からなる絶縁被覆１１０は、金属からなる内輪１０２や外輪１０４よりも熱膨張係数が大きい。このため、回転停止時の収縮量が大きく、円周溝１０８の近傍において絶縁被覆１１０にクラック１１０ａが生じることがある。すると、絶縁被覆１１０による電食防止性能が低下してしまう。
　図３は、本実施形態の軸受１００の特徴を説明する図である。図３（ａ）は、軸受１００の模式的な断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の外輪１０４の斜視図である。上述した絶縁被覆１１０のクラック１１０ａを防止するために、本実施形態の軸受１００では、図３（ａ）および（ｂ）に示すように絶縁被覆１１０が含有する繊維１１２の方向を軸受１００の軸方向に配向する。なお本出願の図面は模式図であり、繊維１１２を長くまばらに表現しているが、実際の繊維１１２は肉眼では粉にしか見えないほど細く小さく、またはるかに高い密度で添加されている。
　上記構成によれば、絶縁被覆１１０内で繊維１１２が軸方向に配向されていることにより、温度変化が生じた際に軸方向に引っ張られる応力に対する耐久性を高めることができる。これにより、絶縁被覆１１０の耐久性の向上が図られる。したがって、温度変化による絶縁被覆１１０の損傷を防ぎ、良好な電食防止効果を確保することが可能となる。
　図４は、本実施形態の軸受の他の例を説明する図である。図４では、軸受１００の外輪１０４の斜視図を示している。図４に示す例では、絶縁被覆１１０内において、繊維１１２の方向を軸方向に対して交差する方向に配向している。これにより、絶縁被覆１１０内では繊維１１２が軸方向に対して斜めに配向される。したがって、温度変化が生じた際に軸方向に引っ張る応力に加えて、周方向に引っ張る応力に対する耐久性も高めることが可能となる。
　なお本実施形態では、内輪１０２および外輪１０４の表面には、絶縁被覆１１０のはがれ防止用の円周溝１０８が形成されていて、その円周溝１０８の近傍において絶縁被覆１１０にクラック１１０ａが生じる例に説明したが、これに限定するものはない。本発明は、内輪１０２および外輪１０４に円周溝１０８が形成されていない場合においても、面取り部やシール溝部分の応力集中に対する絶縁被覆の耐久性を高めることが可能である。
　以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は斯かる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
　本発明は、電食防止対策に有効な電食防止転がり軸受として利用することができる。
１００…軸受、１０２…内輪、１０４…外輪、１０６…玉、１０８…円周溝、１１０…絶縁被覆、１１０ａ…クラック、１１２…繊維、１２０…ゲート、１２２…ゲート

Claims (2)

  1. 　外輪または内輪の表面に絶縁被覆を有する電食防止転がり軸受において、
    　前記絶縁被覆は、繊維を含有する繊維強化樹脂であって、
    　前記繊維の方向が軸方向に配向されていることを特徴とする電食防止転がり軸受。
  2. 　外輪または内輪の表面に絶縁被覆を有する電食防止転がり軸受において、
    　前記絶縁被覆は、繊維を含有する繊維強化樹脂であって、
    　前記繊維の方向が軸方向に対して交差する方向に配向されていることを特徴とする電食防止転がり軸受。
PCT/JP2021/008707 2020-05-01 2021-03-05 電食防止転がり軸受 WO2021220613A1 (ja)

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