WO2023002891A1 - 絶縁転がり軸受 - Google Patents

絶縁転がり軸受 Download PDF

Info

Publication number
WO2023002891A1
WO2023002891A1 PCT/JP2022/027512 JP2022027512W WO2023002891A1 WO 2023002891 A1 WO2023002891 A1 WO 2023002891A1 JP 2022027512 W JP2022027512 W JP 2022027512W WO 2023002891 A1 WO2023002891 A1 WO 2023002891A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
outer ring
resin film
rolling bearing
outer diameter
resin
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/027512
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
隼人 川口
泰人 藤掛
朋久 魚住
Original Assignee
Ntn株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ntn株式会社 filed Critical Ntn株式会社
Priority to KR1020247004436A priority Critical patent/KR20240036027A/ko
Priority to CN202280048649.3A priority patent/CN117616210A/zh
Publication of WO2023002891A1 publication Critical patent/WO2023002891A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58—Raceways; Race rings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C41/00—Other accessories, e.g. devices integrated in the bearing not relating to the bearing function as such
    • F16C41/002—Conductive elements, e.g. to prevent static electricity

Definitions

  • This invention relates to insulating rolling bearings.
  • insulated rolling bearings are generally used.
  • the insulated rolling bearing comprises an outer ring, an inner ring coaxially arranged radially inside the outer ring, a plurality of rolling elements incorporated between the outer ring and the inner ring, and covering the outer diameter surface of the outer ring and the axial end face of the outer ring. and an insulating layer that These insulated rolling bearings are roughly classified into those using a ceramic film as an insulating layer and those using a resin film as an insulating layer.
  • Patent Document 1 As an insulated rolling bearing using a ceramic film as an insulating layer, for example, the one described in Patent Document 1 is known.
  • the insulated rolling bearing of Patent Document 1 has the advantage that high insulation performance can be obtained because the insulating layer is a ceramic film.
  • There is a problem of high manufacturing cost due to the need to perform a pore-sealing treatment to fill a large number of pores in the film with a sealing agent such as a synthetic resin, and the need to polish the surface of the ceramic film. be.
  • a sealing agent such as a synthetic resin
  • the ceramic coating may crack when impact is applied.
  • Patent Documents 2 to 7 As an insulating rolling bearing using a resin film as an insulating layer, for example, those described in Patent Documents 2 to 7 are known.
  • the insulated rolling bearings of Patent Documents 2 to 7 are manufactured by setting an outer ring in a resin injection mold and injecting molten resin into a cavity formed between the inner surface of the mold and the surface of the outer ring. By doing so, a resin film is formed on the outer diameter surface of the outer ring and the axial end surface of the outer ring (so-called insert molding).
  • This insulated rolling bearing has the advantage that the manufacturing cost can be kept low and there is no problem of cracking unlike the ceramic film.
  • JP 2015-209562 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-063826 JP 2013-174303 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-148482 JP-A-10-37966 Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-88972 JP-A-7-208462
  • an electric motor is used as a prime mover for driving the vehicle.
  • the electric motor of this electric vehicle is driven by an inverter at a high frequency for high efficiency. Therefore, a rolling bearing that supports a rotating shaft of an electric motor of an electric vehicle is susceptible to electric current flow inside the bearing, which may cause electrolytic corrosion.
  • the inventors of the present application have studied using an insulated rolling bearing having a resin film as an insulating layer instead of an insulated rolling bearing having a ceramic film as an insulating layer as a bearing that supports the rotating shaft of an electric motor of an electric vehicle. bottom.
  • the insulated rolling bearings (having a resin film as an insulating layer) of Patent Documents 2 to 7 as a bearing that supports the rotating shaft of an electric motor of an electric vehicle, the fit between the outer ring and the housing It turned out to be difficult to set the gap properly.
  • a bearing that supports a rotating shaft of an electric motor of an electric vehicle is in a high temperature state when the temperature of the electric motor rises, and is in a low temperature state when the vehicle is started in winter.
  • the insulated rolling bearings of Patent Documents 2 to 7 having an outer ring whose outer diameter surface is covered with a resin film having a thickness of about 1 mm is used as a bearing to support the rotating shaft of the electric motor of an electric vehicle, if the fitting gap between the outer ring and the housing is reduced, the resin film will thermally expand at high temperatures, causing the outer ring and housing to become loose. On the other hand, it was found that increasing the fitting clearance between the outer ring and housing could create an excessive clearance between the outer ring and housing when the temperature is low. .
  • the problem to be solved by the present invention is to provide an insulating material that can be used as a bearing that supports the rotating shaft of an electric motor of an electric vehicle at low cost and that can appropriately set the fitting clearance between the outer ring and the housing. To provide a rolling bearing.
  • the present invention provides an insulated rolling bearing having the following configuration. an outer ring; an inner ring coaxially disposed radially inward of the outer ring; a plurality of rolling elements incorporated between the outer ring and the inner ring; An insulated rolling bearing comprising an insulating layer covering an outer diameter surface of the outer ring and an axial end surface of the outer ring, The insulating rolling bearing, wherein the insulating layer is a resin film having a film thickness of 50 ⁇ m or less at a portion covering the outer diameter surface of the outer ring.
  • the resin film is preferably formed so that the film thickness of the portion covering the outer diameter surface of the outer ring and the film thickness of the portion covering the axial end face of the outer ring are 10 ⁇ m or more.
  • the resin film can effectively suppress the passage of electric current inside the bearing during rotation, so that electrolytic corrosion can be suppressed, and the bearing is more efficient than a normal bearing without a resin film. A significantly longer life can be obtained.
  • the outer diameter surface of the outer ring is preferably formed to have a surface roughness of Ra 0.1 ⁇ m or more and Ra 0.8 ⁇ m or less.
  • the adhesion strength of the resin film to the outer diameter surface of the outer ring can be increased.
  • the outer diameter surface of the outer ring has a surface roughness of Ra 0.8 ⁇ m or less
  • the surface roughness of the resin film is small. Since it can be suppressed, there is no need to perform additional processing such as polishing on the surface of the resin film, resulting in low cost.
  • the resin film is preferably made of a resin having a coefficient of linear expansion of 6.5 ⁇ 10 ⁇ 5 /° C. or less.
  • the insulated rolling bearing of the present invention employs a resin film instead of a ceramic film as the insulating film, so it is low cost.
  • the film thickness of the resin film in the portion covering the outer diameter surface of the outer ring is thin, the change in film thickness of the resin film due to temperature changes is small, and when the temperature is high, the expansion of the resin film causes the outer ring and the housing to become separated. It is possible to prevent the occurrence of excessive interference between them and, on the other hand, the occurrence of excessive clearance between the outer ring and the housing in cold conditions. Therefore, when it is used as a bearing that supports the rotary shaft of the electric motor of an electric vehicle, it is possible to appropriately set the fitting clearance between the outer ring and the housing.
  • FIG. 1 is a sectional view showing an insulated rolling bearing according to an embodiment of the invention. Enlarged view of the vicinity of the outer diameter surface of the outer ring in FIG.
  • FIG. 1 shows an insulated rolling bearing 1 according to an embodiment of the invention.
  • the insulated rolling bearing 1 includes an outer ring 2, an inner ring 3 coaxially disposed radially inside the outer ring 2, a plurality of rolling elements 4 incorporated between the outer ring 2 and the inner ring 3, and the plurality of rolling elements 4. It has a retainer 5 that maintains a circumferential interval, and a resin film 8 (insulating layer) that covers an outer diameter surface 6 and an axial end surface 7 of the outer ring 2 .
  • the inner circumference of the outer ring 2 is formed with an outer ring raceway groove 9 with which the rolling elements 4 are in rolling contact, and outer ring shoulder portions 10 located on both sides of the outer ring raceway groove 9 in the axial direction.
  • the outer circumference of the inner ring 3 is also formed with an inner ring raceway groove 11 with which the rolling elements 4 are in rolling contact, and inner ring shoulder portions 12 positioned on both sides of the inner ring raceway groove 11 in the axial direction.
  • the rolling elements 4 are balls here.
  • Both the outer ring raceway groove 9 and the inner ring raceway groove 11 are grooves having an arcuate cross section.
  • the outer ring 2, inner ring 3, and rolling elements 4 are all made of metal (for example, bearing steel).
  • the outer diameter surface 6 of the outer ring 2 is a constant cylindrical surface (that is, a cylindrical surface without grooves) whose outer diameter does not change along the axial direction.
  • a chamfered portion 13 having an arcuate cross section is formed between the outer diameter surface 6 of the outer ring 2 and the axial end surface 7 of the outer ring 2 .
  • the resin film 8 includes an outer diameter covering portion 8a that covers the outer diameter surface 6 of the outer ring 2, a chamfered covering portion 8b that covers the chamfered portion 13 of the outer ring 2, and an end surface covering portion that covers the axial end surface 7 of the outer ring 2. 8c.
  • the outer diameter covering portion 8a is formed to have a film thickness t (see FIG. 2) of 10 ⁇ m or more (preferably 15 ⁇ m or more) and 50 ⁇ m or less.
  • the film thickness t can be set to 20 ⁇ m, for example.
  • the end surface covering portion 8c is also formed to have a film thickness of 10 ⁇ m or more (preferably 15 ⁇ m or more) and 50 ⁇ m or less.
  • the outer diameter surface 6 (see FIG. 2) of the outer ring 2 is formed so that the surface roughness in the axial direction is Ra 0.1 ⁇ m or more and Ra 0.8 ⁇ m or less.
  • the resin film 8 is made of a resin having a coefficient of linear expansion of 6.5 ⁇ 10 ⁇ 5 /° C. or less.
  • resins include polyamideimide resin-based resins (having a linear expansion coefficient of 4.0 ⁇ 10 ⁇ 5 /° C. or less) or epoxy resin-based resins (having a linear expansion coefficient of 6.5 ⁇ 10 ⁇ 5 /° C. or less) can be employed.
  • a resin having a withstand voltage of 0.01 kV/ ⁇ m or more is used as the resin forming the resin film 8 .
  • the outer ring 2 is prepared, and then the inner circumference of the outer ring 2 is masked by fitting a masking member (not shown) to the outer ring shoulder 10 on the inner circumference of the outer ring 2.
  • a resin paint prepared by dissolving a resin in a solvent
  • a resin coating is formed on the outer diameter surface 6 of the outer ring 2 and the axial end surface 7 of the outer ring 2, and then the resin coating is baked.
  • the resin film 8 is formed by this. After forming the resin film 8, the surface of the resin film 8 is not subjected to additional processing such as polishing.
  • the outer ring 2, the inner ring 3, the rolling elements 4 and the retainer 5 are assembled.
  • the insulating rolling bearing 1 is manufactured by this method, it is possible to efficiently manufacture the insulating rolling bearing 1 having the resin film 8 with a film thickness of 50 ⁇ m or less.
  • a method for forming a resin coating film on the outer diameter surface 6 of the outer ring 2 and the axial end surface 7 of the outer ring 2 brush coating, roller coating, or dipping can be used instead of spraying a resin coating in which resin is dissolved in a solvent. It is also possible to employ other methods.
  • the insulating rolling bearing 1 described above employs the resin film 8 instead of the ceramic film as the insulating layer, so that the cost is low.
  • the film thickness of the resin film 8 in the portion (outer diameter covering portion 8a) covering the outer diameter surface 6 of the outer ring 2 is thin, the film thickness of the resin film 8 does not change due to temperature changes. Due to the expansion of the resin film 8 when small and in a high temperature state, an excessive interference is generated between the outer ring 2 and the housing 14, while in a low temperature state an excessive clearance is generated between the outer ring 2 and the housing 14. can be prevented from occurring. Therefore, when used as a bearing for supporting the rotary shaft 15 of the electric motor of an electric vehicle, the fitting gap between the outer ring 2 and the housing 14 can be appropriately set.
  • the insulating rolling bearing 1 has a film thickness of the portion of the resin coating 8 (outer diameter coating portion 8a) covering the outer diameter surface 6 of the outer ring 2 and a thickness of the resin coating 8 covering the axial end face 7 of the outer ring 2. Since the film thickness of the portion (end face covering portion 8c) is 10 ⁇ m or more (preferably 15 ⁇ m or more), the resin film 8 prevents current from passing through the bearing during rotation. can be effectively suppressed. Therefore, electrolytic corrosion can be suppressed, and a significantly longer life can be obtained than a normal bearing without the resin film 8 provided.
  • the surface roughness of the outer diameter surface 6 of the outer ring 2 is Ra 0.1 ⁇ m or more, so the adhesive strength of the resin film 8 to the outer diameter surface 6 of the outer ring 2 is high. Further, since the surface roughness of the outer diameter surface 6 of the outer ring 2 is Ra 0.8 ⁇ m or less, when the resin film 8 is formed on the outer diameter surface 6 of the outer ring 2 with a thickness of 50 ⁇ m or less, the surface roughness of the resin film 8 is reduced. The surface roughness is kept small, and the surface of the resin film 8 does not need to be subjected to additional processing such as polishing, resulting in low cost.
  • the insulating rolling bearing 1 since the insulating rolling bearing 1 has the resin film 8 formed of a resin having a coefficient of linear expansion of 6.5 ⁇ 10 ⁇ 5 /° C. or less, the change in the film thickness of the resin film 8 due to temperature changes is small. . Therefore, when used as a bearing for supporting the rotary shaft 15 of the electric motor of an electric vehicle, it is possible to particularly effectively suppress changes in the fit gap between the outer ring 2 and the housing 14 depending on the temperature. be.
  • a ball bearing using balls as the rolling elements 4 has been described as an example, but the present invention can also be applied to roller bearings using rollers as the rolling elements 4 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

外輪（２）の外径面（６）と外輪（２）の軸方向端面（７）とを被覆する絶縁層を有する絶縁転がり軸受において、絶縁層は、外輪（２）の外径面（６）を被覆する部分の膜厚（ｔ）が５０μｍ以下の樹脂皮膜（８）である。

Description

絶縁転がり軸受
　この発明は、絶縁転がり軸受に関する。
　電動モータの回転軸を支持する転がり軸受は、回転中の軸受内部に電流が通過することがあり、このとき、外輪と転動体の間、または、内輪と転動体の間にスパークが発生し、そのスパークによって外輪または内輪の軌道面の損傷が次第に進行する現象（いわゆる電食）が生じることがある。
　そこで、この電食を防止するため、一般に、絶縁転がり軸受が使用される。絶縁転がり軸受は、外輪と、外輪の径方向内側に同軸に配置される内輪と、外輪と内輪の間に組み込まれる複数の転動体と、外輪の外径面と外輪の軸方向端面とを被覆する絶縁層とを有するものが広く使用される。この絶縁転がり軸受は、セラミック皮膜を絶縁層として使用したものと、樹脂皮膜を絶縁層として使用したものとに大別される。
　セラミック皮膜を絶縁層として使用した絶縁転がり軸受として、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１の絶縁転がり軸受は、絶縁層がセラミック皮膜なので、高い絶縁性能を得ることができるという利点を有するが、軸受製造時に、セラミック溶射により外輪の表面にセラミック皮膜を形成した後、そのセラミック皮膜に存在する多数の空孔を、合成樹脂等の封孔剤で埋める封孔処理を行なう必要があり、また、セラミック皮膜の表面を研磨加工する必要がある等、製造コストが高いという問題がある。また衝撃が加わると、セラミック皮膜が割れるおそれがあるという問題もある。
　一方、樹脂皮膜を絶縁層として使用した絶縁転がり軸受として、例えば、特許文献２～７に記載のものが知られている。特許文献２～７の絶縁転がり軸受は、軸受製造時に、樹脂の射出成形の金型内に外輪をセットし、金型の内面と外輪の表面との間に形成されるキャビティに溶融樹脂を注入することで、外輪の外径面と外輪の軸方向端面とに樹脂皮膜を形成している（いわゆるインサート成形）。この絶縁転がり軸受は、製造コストを低く抑えることができ、またセラミック皮膜のような割れの問題が無いという利点がある。
特開２０１５－２０９５６２号公報 特開２０２０－０６３８２６号公報 特開２０１３－１７４３０３号公報 特開２００３－１４８４８２号公報 特開平１０－３７９６６号公報 特開平９－８８９７２号公報 特開平７－２０８４６２号公報
　ところで、ＥＶ（バッテリー式電気自動車）やＨＥＶ（ハイブリッド電気自動車）等の電気自動車では、車両走行用の原動機として電動モータが使用される。この電気自動車の電動モータは、高効率化のために、高い周波数でインバータ駆動される。そのため、電気自動車の電動モータの回転軸を支持する転がり軸受は、軸受内部に電流が流れやすく、電食が発生することがある。
　本願の発明者らは、電気自動車の電動モータの回転軸を支持する軸受として、セラミック皮膜を絶縁層とする絶縁転がり軸受ではなく、樹脂皮膜を絶縁層とする絶縁転がり軸受を使用することを検討した。この検討の結果、電気自動車の電動モータの回転軸を支持する軸受として、特許文献２～７の絶縁転がり軸受（樹脂皮膜を絶縁層とするもの）を使用する場合、外輪とハウジングの間のはめあい隙間を適切に設定することが難しいことが分かった。
　すなわち、樹脂皮膜を絶縁層とする特許文献２～７の絶縁転がり軸受は、いわゆるインサート成形で形成した樹脂皮膜を採用しており、樹脂皮膜が１ｍｍ程度の厚さを有する。一方、電気自動車の電動モータの回転軸を支持する軸受は、電動モータが温度上昇したときは高温状態となり、一方、冬季の車両始動時などは低温状態となる。ここで、樹脂の線膨張係数は、金属の線膨張係数よりも遥かに大きいため、１ｍｍ程度の厚さをもつ樹脂皮膜で外径面を被覆した外輪をもつ特許文献２～７の絶縁転がり軸受を、電気自動車の電動モータの回転軸を支持する軸受として使用する場合、外輪とハウジングの間のはめあい隙間を小さくすると、高温状態のときに、樹脂皮膜が熱膨張することで、外輪とハウジングの間に過大な締め代が生じるおそれがあり、一方、外輪とハウジングの間のはめあい隙間を大きくすると、低温状態のときに、外輪とハウジングの間に過大な隙間が生じるおそれがあることが分かった。
　この発明が解決しようとする課題は、電気自動車の電動モータの回転軸を支持する軸受として使用する場合に、低コストで、かつ外輪とハウジングの間のはめあい隙間を適切に設定することができる絶縁転がり軸受を提供することである。
　上記の課題を解決するため、この発明では、以下の構成の絶縁転がり軸受を提供する。
　外輪と、
　前記外輪の径方向内側に同軸に配置される内輪と、
　前記外輪と前記内輪の間に組み込まれる複数の転動体と、
　前記外輪の外径面と前記外輪の軸方向端面とを被覆する絶縁層と、を有する絶縁転がり軸受において、
　前記絶縁層は、前記外輪の外径面を被覆する部分の膜厚が５０μｍ以下の樹脂皮膜であることを特徴とする絶縁転がり軸受。
　このようにすると、絶縁被膜として、セラミック皮膜ではなく、樹脂皮膜を採用しているので、低コストである。また、外輪の外径面を被覆する部分の樹脂皮膜の膜厚が薄いので、温度変化による樹脂皮膜の膜厚の変化が小さく、高温状態のときに、樹脂皮膜の膨張により、外輪とハウジングの間に過大な締め代が生じたり、一方、低温状態のときに、外輪とハウジングの間に過大な隙間が生じたりするのを防止することができる。そのため、電気自動車の電動モータの回転軸を支持する軸受として使用する場合、外輪とハウジングの間のはめあい隙間を適切に設定することができる。
　前記樹脂皮膜は、前記外輪の外径面を被覆する部分の膜厚と、前記外輪の軸方向端面を被覆する部分の膜厚とが１０μｍ以上となるように形成すると好ましい。
　このようにすると、樹脂皮膜により、回転中の軸受内部に電流が通過するのを効果的に抑制することができるので、電食を抑制することができ、樹脂皮膜を設けない通常の軸受よりも大幅に長い寿命を得ることが可能である。
　前記外輪の外径面は、Ｒａ０．１μｍ以上Ｒａ０．８μｍ以下の面粗さに形成すると好ましい。
　外輪の外径面を、Ｒａ０．１μｍ以上の面粗さとすると、外輪の外径面に対する樹脂皮膜の接着強度を高めることができる。また、外輪の外径面を、Ｒａ０．８μｍ以下の面粗さとすると、外輪の外径面に５０μｍ以下の膜厚で樹脂皮膜を形成したときに、その樹脂皮膜の表面の面粗さが小さく抑えられるので、樹脂皮膜の表面に研磨等の追加工を施す必要がなく、低コストである。
　前記樹脂皮膜は、６．５×１０－５／℃以下の線膨張係数を有する樹脂で形成すると好ましい。
　このようにすると、温度変化による樹脂皮膜の膜厚の変化が小さいので、電気自動車の電動モータの回転軸を支持する軸受として使用したときに、外輪とハウジングの間のはめあい隙間が温度に応じて変化するのを、特に効果的に抑えることが可能となる。
　この発明の絶縁転がり軸受は、絶縁被膜として、セラミック皮膜ではなく、樹脂皮膜を採用しているので、低コストである。また、外輪の外径面を被覆する部分の樹脂皮膜の膜厚が薄いので、温度変化による樹脂皮膜の膜厚の変化が小さく、高温状態のときに、樹脂皮膜の膨張により、外輪とハウジングの間に過大な締め代が生じたり、一方、低温状態のときに、外輪とハウジングの間に過大な隙間が生じたりするのを防止することができる。そのため、電気自動車の電動モータの回転軸を支持する軸受として使用する場合、外輪とハウジングの間のはめあい隙間を適切に設定することができる。
この発明の実施形態にかかる絶縁転がり軸受を示す断面図 図１の外輪の外径面近傍の拡大図
　図１に、この発明の実施形態にかかる絶縁転がり軸受１を示す。絶縁転がり軸受１は、外輪２と、外輪２の径方向内側に同軸に配置される内輪３と、外輪２と内輪３の間に組み込まれる複数の転動体４と、その複数の転動体４の周方向間隔を保持する保持器５と、外輪２の外径面６と軸方向端面７とを被覆する樹脂皮膜８（絶縁層）とを有する。
　外輪２の内周には、転動体４が転がり接触する外輪軌道溝９と、外輪軌道溝９の軸方向の両側に位置する外輪肩部１０とが形成されている。内輪３の外周にも、転動体４が転がり接触する内輪軌道溝１１と、内輪軌道溝１１の軸方向の両側に位置する内輪肩部１２とが形成されている。転動体４は、ここでは玉である。外輪軌道溝９と内輪軌道溝１１は、いずれも断面円弧状の溝である。外輪２、内輪３、転動体４はいずれも金属（例えば軸受鋼）で形成されている。
　外輪２の外径面６は、軸方向に沿って外径が変化せず一定の円筒面（つまり溝のない円筒面）である。外輪２の外径面６と外輪２の軸方向端面７との間には、断面円弧状の面取り部１３が形成されている。樹脂皮膜８は、外輪２の外径面６を被覆する外径被覆部８ａと、外輪２の面取り部１３を被覆する面取り被覆部８ｂと、外輪２の軸方向端面７を被覆する端面被覆部８ｃとで構成されている。
　外径被覆部８ａは、１０μｍ以上（好ましくは１５μｍ以上）５０μｍ以下の膜厚ｔ（図２参照）をもつように形成されている。膜厚ｔは、例えば、２０μｍに設定することができる。また、端面被覆部８ｃも、１０μｍ以上（好ましくは１５μｍ以上）５０μｍ以下の膜厚をもつように形成されている。
　外輪２の外径面６（図２参照）は、軸方向の面粗さがＲａ０．１μｍ以上Ｒａ０．８μｍ以下となるように形成されている。
　樹脂皮膜８は、６．５×１０－５／℃以下の線膨張係数を有する樹脂で形成されている。そのような樹脂として、例えば、ポリアミドイミド樹脂をベースとする樹脂（線膨張係数が４．０×１０－５／℃以下のもの）またはエポキシ樹脂をベースとする樹脂（線膨張係数が６．５×１０－５／℃以下のもの）を採用することができる。樹脂皮膜８を構成する樹脂は、０．０１ｋＶ／μｍ以上の耐電圧を有するものが使用されている。
　上記の絶縁転がり軸受１の製造方法の一例を説明する。まず、外輪２を準備し、次に、外輪２の内周の外輪肩部１０に、図示しないマスキング部材を嵌合することで外輪２の内周をマスキングし、その状態で、外輪２に、樹脂を溶剤に溶かした樹脂塗料をスプレー塗布して乾燥することで、外輪２の外径面６と外輪２の軸方向端面７とに樹脂塗膜を形成し、その後、樹脂塗膜を焼成することで樹脂皮膜８を形成する。樹脂皮膜８を形成した後、その樹脂皮膜８の表面に研磨等の追加工は行わない。その後、外輪２と内輪３と転動体４と保持器５とを組み立てる。この方法で絶縁転がり軸受１を製造すると、５０μｍ以下の膜厚の樹脂皮膜８をもつ上記絶縁転がり軸受１を、効率的に製造することが可能である。外輪２の外径面６と外輪２の軸方向端面７とに樹脂塗膜を形成するための方法として、樹脂を溶剤に溶かした樹脂塗料のスプレー塗布に代えて、刷毛塗り、ローラ塗布、ディッピング等の方法を採用することも可能である。
　上記の絶縁転がり軸受１は、絶縁層として、セラミック皮膜ではなく、樹脂皮膜８を採用しているので、低コストである。
　また、この絶縁転がり軸受１は、外輪２の外径面６を被覆する部分（外径被覆部８ａ）の樹脂皮膜８の膜厚が薄いので、温度変化による樹脂皮膜８の膜厚の変化が小さく、高温状態のときに、樹脂皮膜８の膨張により、外輪２とハウジング１４の間に過大な締め代が生じたり、一方、低温状態のときに、外輪２とハウジング１４の間に過大な隙間が生じたりするのを防止することができる。そのため、電気自動車の電動モータの回転軸１５を支持する軸受として使用する場合、外輪２とハウジング１４の間のはめあい隙間を適切に設定することができる。
　また、この絶縁転がり軸受１は、外輪２の外径面６を被覆する樹脂皮膜８の部分（外径被覆部８ａ）の膜厚と、外輪２の軸方向端面７を被覆する樹脂皮膜８の部分（端面被覆部８ｃ）の膜厚とがいずれも１０μｍ以上（好ましくは１５μｍ以上）となるように形成されているので、その樹脂皮膜８により、回転中の軸受内部に電流が通過するのを効果的に抑制することができる。そのため、電食を抑制することが可能であり、樹脂皮膜８を設けない通常の軸受よりも大幅に長い寿命を得ることが可能となっている。具体的には、絶縁転がり軸受１で電気自動車の電動モータの回転軸１５を支持した状態で、ハウジング１４と回転軸１５の間に２０Ｖの電位差（電圧）が存在するときに、樹脂皮膜８を設けない通常の軸受の５倍以上の寿命を確保することが可能となっている。
　また、この絶縁転がり軸受１は、外輪２の外径面６の面粗さがＲａ０．１μｍ以上なので、外輪２の外径面６に対する樹脂皮膜８の接着強度が高い。また、外輪２の外径面６の面粗さがＲａ０．８μｍ以下なので、外輪２の外径面６に５０μｍ以下の膜厚で樹脂皮膜８を形成したときに、その樹脂皮膜８の表面の面粗さが小さく抑えられ、樹脂皮膜８の表面に研磨等の追加工を施す必要がなく、低コストである。
　また、この絶縁転がり軸受１は、６．５×１０－５／℃以下の線膨張係数を有する樹脂で樹脂皮膜８を形成しているので、温度変化による樹脂皮膜８の膜厚の変化が小さい。そのため、電気自動車の電動モータの回転軸１５を支持する軸受として使用したときに、外輪２とハウジング１４の間のはめあい隙間が温度に応じて変化するのを、特に効果的に抑えることが可能である。
　上記実施形態では、転動体４として玉を用いた玉軸受を例に挙げて説明したが、この発明は、転動体４としてころを用いたころ軸受にも適用することができる。
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１　　　絶縁転がり軸受
２　　　外輪
３　　　内輪
４　　　転動体
６　　　外径面
７　　　軸方向端面
８　　　樹脂皮膜
８ａ　　外径被覆部
８ｃ　　端面被覆部
ｔ　　　膜厚

Claims (4)

  1. 　外輪（２）と、
    　前記外輪（２）の径方向内側に同軸に配置される内輪（３）と、
    　前記外輪（２）と前記内輪（３）の間に組み込まれる複数の転動体（４）と、
    　前記外輪（２）の外径面（６）と前記外輪（２）の軸方向端面（７）とを被覆する絶縁層と、を有する絶縁転がり軸受において、
    　前記絶縁層は、前記外輪（２）の外径面（６）を被覆する部分の膜厚（ｔ）が５０μｍ以下の樹脂皮膜（８）であることを特徴とする絶縁転がり軸受。
  2. 　前記樹脂皮膜（８）は、前記外輪（２）の外径面（６）を被覆する部分の膜厚（ｔ）と、前記外輪（２）の軸方向端面（７）を被覆する部分の膜厚とが１０μｍ以上となるように形成されている請求項１に記載の絶縁転がり軸受。
  3. 　前記外輪（２）の外径面（６）が、Ｒａ０．１μｍ以上Ｒａ０．８μｍ以下の面粗さに形成されている請求項１または２に記載の絶縁転がり軸受。
  4. 　前記樹脂皮膜（８）は、６．５×１０－５／℃以下の線膨張係数を有する樹脂で形成されている請求項１から３のいずれかに記載の絶縁転がり軸受。
PCT/JP2022/027512 2021-07-20 2022-07-13 絶縁転がり軸受 WO2023002891A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020247004436A KR20240036027A (ko) 2021-07-20 2022-07-13 절연 구름 베어링
CN202280048649.3A CN117616210A (zh) 2021-07-20 2022-07-13 绝缘滚动轴承

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-119582 2021-07-20
JP2021119582A JP2023015667A (ja) 2021-07-20 2021-07-20 絶縁転がり軸受

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023002891A1 true WO2023002891A1 (ja) 2023-01-26

Family

ID=84979160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/027512 WO2023002891A1 (ja) 2021-07-20 2022-07-13 絶縁転がり軸受

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2023015667A (ja)
KR (1) KR20240036027A (ja)
CN (1) CN117616210A (ja)
WO (1) WO2023002891A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06147231A (ja) * 1992-09-24 1994-05-27 Bando Chem Ind Ltd 電気絶縁軸受
JP2007292119A (ja) * 2006-04-21 2007-11-08 Ntn Corp 軸受、転動部材および転動部材の製造方法
JP2008095884A (ja) * 2006-10-13 2008-04-24 Ntn Corp 絶縁転がり軸受
JP2021134800A (ja) * 2020-02-24 2021-09-13 株式会社ジェイテクト 転がり軸受

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07208462A (ja) 1994-01-24 1995-08-11 Ntn Corp 絶縁転がり軸受
JP3538487B2 (ja) 1995-09-26 2004-06-14 Ｎｔｎ株式会社 樹脂絶縁軸受
JPH1037966A (ja) 1996-07-26 1998-02-13 Ntn Corp 樹脂絶縁転がり軸受の取付構造およびその軸受
JP2003148482A (ja) 2001-11-07 2003-05-21 Koyo Seiko Co Ltd 絶縁軸受
JP2013174303A (ja) 2012-02-24 2013-09-05 Nsk Ltd 電食防止用絶縁転がり軸受
JP2015209562A (ja) 2014-04-25 2015-11-24 Ntn株式会社 溶射被膜、及びその形成方法と形成装置、並びに軸受部材
JP2020063826A (ja) 2018-10-19 2020-04-23 日本精工株式会社 転がり軸受

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06147231A (ja) * 1992-09-24 1994-05-27 Bando Chem Ind Ltd 電気絶縁軸受
JP2007292119A (ja) * 2006-04-21 2007-11-08 Ntn Corp 軸受、転動部材および転動部材の製造方法
JP2008095884A (ja) * 2006-10-13 2008-04-24 Ntn Corp 絶縁転がり軸受
JP2021134800A (ja) * 2020-02-24 2021-09-13 株式会社ジェイテクト 転がり軸受

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023015667A (ja) 2023-02-01
CN117616210A (zh) 2024-02-27
KR20240036027A (ko) 2024-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH03103615A (ja) 電気絶縁軸受
JPH05219690A (ja) セラミックス摺動集電体
KR100984708B1 (ko) 전기 부식 방지 구름 베어링
JP2001327118A (ja) モータ
KR20030066441A (ko) 전기모터용 구름 베어링
WO2023002891A1 (ja) 絶縁転がり軸受
JPH1037949A (ja) 絶縁転がり軸受
JP2021110385A (ja) 転がり軸受及び転がり軸受の製造方法
JP2002206542A (ja) 電食防止型軸受およびその外輪製造方法
JPH0743488Y2 (ja) 電食防止形ころがり軸受
JP2007002912A (ja) 転がり軸受
JP2007292094A (ja) 電食防止用絶縁転がり軸受
JPH04210124A (ja) 電気絶縁軸受
JP4795888B2 (ja) 軸受の軌道部材の製造方法および転がり軸受の製造方法
US20030107840A1 (en) Hydrodynamic pressure bearing system and spindle motor using the same
CN112713691A (zh) 一种应用于防爆电机的绝缘端盖
JP2021134800A (ja) 転がり軸受
JPH07279972A (ja) 電食防止転がり軸受
WO2023026978A1 (ja) 軸受装置
WO2024024128A1 (ja) 電食防止転がり軸受
JPH0238096Y2 (ja)
WO2021220613A1 (ja) 電食防止転がり軸受
US20240200609A1 (en) Insulated bearing
JPH0988972A (ja) 樹脂絶縁軸受
JP2006077944A (ja) 電食防止用絶縁転がり軸受

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22845825

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280048649.3

Country of ref document: CN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20247004436

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020247004436

Country of ref document: KR

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE