JPH0526963B2 - - Google Patents

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JPH0526963B2
JPH0526963B2 JP1236384A JP23638489A JPH0526963B2 JP H0526963 B2 JPH0526963 B2 JP H0526963B2 JP 1236384 A JP1236384 A JP 1236384A JP 23638489 A JP23638489 A JP 23638489A JP H0526963 B2 JPH0526963 B2 JP H0526963B2
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outer ring
bearing
thin film
insulating
insulating thin
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Yukio Nitsuta
Koichi Sato
Yosha Fuse
Koji Kinoshita
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Railway Technical Research Institute
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Bando Chemical Industries Ltd
Railway Technical Research Institute
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    • F16C35/04Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
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    • F16C35/07Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element
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Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本発明は電気絶縁性の軸受に関する。 (従来の技術) 軸受として、外輪と内輪との間に転動体が介装
されたものは一般に知られている。回転電機にお
いては、磁気不平衡、静電気の蓄積、外部電源の
回転軸への直接印加、整流器電源の使用による軸
誘電などの原因により、回転軸の両端間、又は回
転軸と各軸受間、又は回転軸の各軸受嵌合部に大
なり小なり軸電圧が発生し、この軸電圧の発生が
著しくなると、各軸受部を通つて軸電流が流れ、
これによつて軸受の摩耗、回転軸の損傷、潤滑油
の黒化などを招き、場合によつては軸受を損傷又
は焼損することがある。 これに対して、先行技術として、軸受にセラミ
ツク表面仕上げを施し、その内側のセラミツクの
気孔内に粘弾性を有する合成樹脂を含浸させ、セ
ラミツクの割れ易さを改良するとともに、このセ
ラミツク層にて絶縁をするという技術(実開昭60
−161721号公報参照)、溶射法により無機化合物
の絶縁被膜を形成するという技術(特開昭59−
103023号公報参照)、ベーキング法またはコーテ
イング法により絶縁被膜を形成するという技術
(特願昭53−81459号公報参照)、溶射法によつて
形成したセラミツク被膜により絶縁を行なうとい
う技術(実開昭59−173467号公報参照)はある。 又、車軸軸受部に関しては、外輪の外周面の側
面とを覆う絶縁性高分子部材を介装するという技
術(実開昭54−105408号公報参照)、並びに上記
外輪と鞍との間に、高分子弾性材料による膜状部
材の両面に薄肉の金属板を接着して成る電気絶縁
部材を介装するという技術(実開昭58−33820号
公報参照)は知られている。 すなわち、車輌主電動機の回転軸受が電気的に
絶縁遮蔽されていない場合、金属製の軸受を介し
て主電動機枠から電機子軸との間にて軸電流が流
れ、軸受を損傷又は焼損しやすくなるものであ
り、そのため、上記先行技術は軸電流を遮蔽して
主電動機軸受部の損傷を防止しようとするもので
ある。 (発明が解決しようとする課題) 車輌主電動機の軸受は、一般には主電動機鏡蓋
(軸受取付部)に組み付けられるものであり、鏡
蓋への組付作業を必要とする。軸受には高い寸法
精度が要求されるが、一般に絶縁部材を施した軸
受は、軸受そのものの寸法精度が得られず、その
組み付けによる組付寸法精度が低くなる。 寸法精度が悪くなる欠点を改良したのが、セラ
ミツク加工を施した軸受であるが、セラミツク自
身の脆さは拭いきれず、また、組み付けて後でな
ければ、主電動機鏡蓋と軸受との間の絶縁性を評
価することができない。 高分子絶縁材料のみを用いる技術の場合、この
高分子部材自体の寸法精度を高めることができな
いため、寸法精度を高める点では不利になる。さ
らに、軸負荷時の歪み量を小さくする観点から薄
肉にされるが、そのため、取付時ないしは取外し
時に高分子部材あるいはセラミツク材は損傷を招
き易い。 すなわち、本発明の課題は、軸受部での軸電流
遮断機能を得るにあたり、上述の寸法精度の要求
及び組付性の要求を満足せしめること、並びに絶
縁性評価を容易にすることにある。 (課題を解決するための手段) 本発明は、このような課題に対して、軸受の外
輪自体に高分子弾性材料による絶縁性薄膜と薄肉
の金属板とを用いて電気絶縁性を付与することに
より、軸受単体での電気絶縁性の評価を可能にす
るとともに、上述の寸法精度及び組付性について
の要求を満足できるようにするものである。 すなわち、その具体的な手段は、 外輪と内輪との間に転動体が介装された軸受で
あつて、 上記外輪は、導電性金属材料によつて形成され
上記転動体が転動する軌道を有する外輪本体と、
電気絶縁性の高分子弾性材料より形成され上記外
輪本体の外周面を全周にわたつて被覆する絶縁性
薄膜と、導電性金属材料によつて形成され上記外
輪本体には直接接触しないように上記絶縁薄膜の
外周面に設けられた環状の薄肉の金属板とが一体
に形成されてなることを特徴とする電気絶縁軸受
である。 (作用) 上記軸受においては、外輪が外輪本体と絶縁性
薄膜と薄肉金属板とを一体にしてなるため、外輪
自体がハウジング側と電気的に絶縁するための絶
縁性を有するものであり、軸受をハウジングに組
み付ける前に、外輪本体と薄肉金属板との間の電
気抵抗を測定することによつて、その絶縁性を評
価することができる。 そして、軸受とハウジングとの間には電気的絶
縁のための余分な介装物を設ける必要がないか
ら、軸受の組付が容易であるとともに、軸受部の
寸法精度を高くすることが容易になる。すなわ
ち、外輪の外径は薄肉金属板の外径によつて決ま
り、そして、該金属板は環状であるからその外径
は一定である。よつて、ハウジングへの外輪の組
付時に絶縁材を介装する場合よりも、さらには単
に外輪本体の外周面に絶縁皮膜を設けたものより
も、ハウジングに対する軸受の組付性が向上す
る。この場合、絶縁性薄膜はそれ自体の厚さが薄
いため負荷による歪量が小さく、寸法精度への影
響は無視することができ、さらに、薄肉金属板の
加工によつて外輪の寸法を調整することが可能で
ある。また、絶縁性薄膜と薄肉金属板とはその厚
さが薄いため、外輪の外径も従来のものと大差が
ないものになり、ハウジング側の改造も要求され
ない。 さらに、上記絶縁性薄膜は高分子弾性材料で形
成されて弾性ないしは靭性を有するから、振動の
減衰効果を有するとともに、使用時の大きな負荷
によつて破壊し難くなる。そして、上記薄肉金属
板は、ハウジングへの組付時等において絶縁性薄
膜に外傷を生じないようこれを保護するととも
に、使用時の負荷によつて絶縁性薄膜が破壊する
ことを防止する。 (発明の効果) 従つて、本発明によれば、外輪本体と絶縁性薄
膜と薄肉金属板とを一体にして軸受の外輪を構成
したから、軸受の外輪のその寸法精度を損なうこ
となく弾性ないしは靭性を付与しながら電気絶縁
性を付与することができる。よつて、軸受をハウ
ジングに組み付ける前に、該軸受単独でその電気
的絶縁性を評価することができるとともに、軸受
をハウジングに組み付けるだけで、この軸受とハ
ウジングとを電気的に絶縁することができ、ま
た、軸受とハウジングとの間に電気絶縁用の部材
を別途設ける必要がないから、しかも外輪の最外
周面を構成する薄肉金属板が環状であつて外輪の
寸法を一定に定めるから、外輪の寸法安定性が高
くなり、よつて、軸受の寸法精度を高めることが
容易になつて、そのハウジングへの組付性が向上
し、さらに薄肉金属板によつて絶縁性薄膜を保護
することができる。 (実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。 第1図には主電動機鏡蓋に取り付けられる絶縁
軸受1が示されている。この軸受1は、主電動機
鏡蓋(以下、ハウジング2という)に固定される
外輪3と、電機子軸4が嵌められる内輪5との間
に複数の転動体(玉あるいはコロ)6を介装した
ものである。 外輪3は、第2図に拡大して示すように、外輪
本体11と、この外輪本体11の外周部を覆う絶
縁性薄膜12と、この絶縁性薄膜12の外面に設
けられた環状の薄肉金属板13とを一体にして構
成されている。 すなわち、外輪本体11は、金属製、従つて導
電性を有するものであり、その内周部に転動体6
の軌道11aを有する。絶縁性薄膜12は、外輪
【表】 なお、上記絶縁性薄膜12及び薄肉金属板13
の厚さは、その重ね合わせ部分の値である。 一方、内輪5はその外周部に転動体6の軌道5
aを有し、また、各転動体6は保持器7に保持さ
れている。そして、この内輪5と転動体6と保持
器7とは、いずれも金属製であり、従つて導電性
を有する。 次に、上記外輪3の製法を説明する。 この製法においては、第3図に示す金型を用い
る。すなわち、同図において、15は外輪本体1
1が外嵌される下型、16は外輪本体11の上に
被せる上型、17は薄肉金属板用部材13Aを外
輪本体11に位置決めするとともに、下型15と
相俟つて絶縁性薄膜12を成形するためのキヤビ
テイ19を形成する外型、18は外型17を固定
する外枠である。外型17は周方向に2つ割りに
なつている。 外輪3の製作は以下のステツプにより行なう。 外輪本体11の絶縁性薄膜12が固着される
外周面11b及び側面11cに、サンドブラス
ト処理を施して接着剤を塗布し、室温で乾燥
後、50℃×120分の予熱処理を行なう。接着剤
としては、例えば、ロード・フアー・イースト
社製ケムロツク#218を用いることができる。 下型15、上型16、外型17及び外枠18
を95℃に予熱しておいて、これに上記外輪本体
11及び薄肉金属板用部材13Aを第3図に示
す如く組み込む。 上記金型のキヤビテイ19に高分子弾性材料
20を注入する。 上記金型を用いて高分子弾性材料20の加硫
(型内加硫)を30分間行なつた後、離型して110
℃×24時間の後加硫を行なう。 以上の如くして(必要応じて薄肉金属板用部
材13Aの外面に研磨加工による仕上げ処理を
施して)得られた外輪3と内輪5との間に転動
体6を組み付けて軸受1を得る。 上記高分子弾性材料の配合の一例は次の通りで
ある。 PTMEG(ポリテトラメチレンエチレングリコー
ル三井東圧社製L−100) 100重量部(60℃) キユアミンMT(3,3−ジクロル−4,4−ジ
アミノジフエニルメタン) 19重量部(120℃) 従つて、上記軸受1においては、外輪3の絶縁
性薄膜12はポリウレタンで構成され、外輪3が
この絶縁性薄膜12によつてハウジング2と電気
的に絶縁するための絶縁性を有する。よつて、こ
の外輪3を製作した段階で、外輪本体11と薄肉
金属板13との間の電気抵抗を測定することによ
つて、その絶縁性を評価することができる。この
場合、上記絶縁性薄膜12と薄膜金属板13の重
ね合わせ部の各々の厚さは0.5mm、1.0mmであり、
電気抵抗は100MΩ以上であつた。 そうして、上記軸受1はハウジング2及び電機
子軸4に組み付けられる。この組付状態におい
て、軸受1は上述の如く絶縁性薄膜12に100M
Ω以上の電気抵抗があるため、ハウジング2から
電機子軸4への放電はなく、軸受1の異常摩耗は
生じない。この場合、薄肉金属板13は絶縁性薄
膜12の周縁部よりも内側に設けられ、外輪本体
11と接触しないから、電気絶縁性に悪影響を及
ぼすことはなく、しかも、絶縁性薄膜12が外輪
本体11の外周面11bだけでなく側面11cを
も覆つているから、電気絶縁性を確実に得ること
ができるものである。 そして、上記軸受1の組付において、上述の如
く外輪3が絶縁性を有するため、この軸受1とハ
ウジング2との間には電気的絶縁のための余分な
介装物を設ける必要がない。よつて、軸受1の組
付が容易である。また、軸受部と寸法精度(軸受
1をハウジング2に組み付けた状態でのハウジン
グ2と電機子軸4との間の位置精度)は、基本的
には軸受1の外径、つまりは外輪3の外径で決ま
ることになり、外輪3を製作した段階でその寸法
を調整することにより、軸受部の寸法精度を高く
することができる。つまり、余分な介装物がある
場合、それだけ上記寸法精度が落ちてくるが、上
記軸受1の場合には介装物が不要であるから、上
記寸法精度を高くすることができるものである。 この場合、絶縁性薄膜12はそれ自体の厚さが
薄いため使用時の負荷による歪量が小さく、上記
寸法精度への影響は無視することができる。すな
わち、絶縁性薄膜12の最も薄い部分の厚さを
0.1mm以上とするのは所望の電気絶縁性を得るた
めであり、また、この厚さを2.0mm以下とするの
は上記使用時の負荷による歪量を考慮したためで
ある。 また、絶縁性薄膜12をシヨア硬さで80A以上
とするのは、0.1mmの厚さでも使用時の負荷に耐
え得るようにするとともに、この負荷による上記
歪量を小さくするためである。また、シヨア硬さ
60D以下とするのは、この絶縁性薄膜12による
軸受部の振動の減衰効果を得るためであり、これ
よりも硬いと、減衰効果が得られないだけでな
く、絶縁性薄膜12は靭性が低くなり、薄肉であ
るが故に使用時の荷重で破損し易くなる。 さらに、上記絶縁性薄膜12と薄肉金属板13
とはその厚さが薄いため、外輪3の外径も従来の
ものと大差がないものになり、ハウジング2側の
改造も要求されない。 さらに、上記薄肉金属板13は、軸受1を組み
立てる際や、軸受1をハウジング2に組み付ける
際に、絶縁性薄膜12に外傷を生じないようこれ
を保護するとともに、軸受1をハウジング2に組
み付けた状態での使用時に絶縁性薄膜12が大き
な負荷によつて破壊することを防止するものであ
り、上記絶縁性薄膜12よりも厚くすることが好
ましい。。 第4図及び第5図は外輪の他の例を示すもので
ある。 すなわち、第4図に示す外輪21は、絶縁性薄
膜23の巾を薄肉金属板24の巾と同じにして、
外輪本体22の側面全体を外部に露出せしめたも
のである。一方、第5図に示す外輪25は、絶縁
性薄膜27を薄肉金属板28の両側から露出させ
て外輪本体26の側面を覆うようにし、且つ絶縁
性薄膜27における外輪本体22の外周面を覆う
部分の厚さと、外輪本体26の側面を覆う部分の
厚さとが同一にしたものである。 なお、上記実施例は鉄道車輌の主電動機の回転
軸受に関するが、本発明が他の機械器具(例え
ば、電機溶接機器など)の軸受にも適用できるこ
とはもちろん、さらに展開して車輌の車台軸受に
まで適用できると考える。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第1図は軸受の
断面図、第2図は外輪の断面図、第3図は外輪の
製造装置を示す断面図、第4図及び第5図は外輪
の他の例を示す断面図である。 1……軸受、2……ハウジング、3,21,2
5……外輪、4……電機子軸、5……内輪、6…
…転動体、11,22,26……外輪本体、11
a……軌道、11b……外周面、11c……側
面、12,23,27……絶縁性薄膜、13,2
4,28……薄肉金属板。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 外輪と内輪との間に転動体が介装された軸受
    であつて、 上記外輪は、導電性金属材料によつて形成され
    上記転動体が転動する軌道を有する外輪本体と、
    電気絶縁性の高分子弾性材料より形成され上記外
    輪本体の外周面を全周にわたつて被覆する絶縁性
    薄膜と、導電性金属材料によつて形成され上記外
    輪本体には直接接触しないように上記絶縁薄膜の
    外周面に設けられた環状の薄肉の金属板とが一体
    に形成されてなることを特徴とする電気絶縁軸
    受。
JP1236384A 1989-09-12 1989-09-12 電気絶縁軸受 Granted JPH03103615A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1236384A JPH03103615A (ja) 1989-09-12 1989-09-12 電気絶縁軸受
EP90117518A EP0417744B1 (en) 1989-09-12 1990-09-11 Electrical insulating bearing
US07/580,289 US5059041A (en) 1989-09-12 1990-09-11 Electrical insulating bearing
DE69016321T DE69016321T2 (de) 1989-09-12 1990-09-11 Elektrisch isoliertes Lager.
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JP1236384A JPH03103615A (ja) 1989-09-12 1989-09-12 電気絶縁軸受

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