專利名稱：防電蝕軸承的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種防止在軌道輪和轉動體的接觸部產(chǎn)生電蝕的防電蝕軸承，可適用于電蝕被作為問題的地方，例如鐵道車輛用馬達和風扇馬達等各種產(chǎn)業(yè)用電動馬達中所裝入的轉動軸承。
背景技術：
通常，轉動軸承的電蝕是在內(nèi)輪和外輪之間生成電位差，并在軸承內(nèi)部通過轉動體流過電流時產(chǎn)生，且因轉動面的電蝕而會使軸承的耐久性下降。
作為上述的電蝕防止措施，已知有一種在軸承的外輪和內(nèi)輪上形成由樹脂和陶瓷構成的絕緣層的方法(例如參照專利文獻1～3)。
在專利文獻1中，從吸水特性、耐蠕變特性、耐熱強度、成形性方面出發(fā)，由含有玻璃纖維的聚亞苯基硫化物(PPS)樹脂形成絕緣層(絕緣薄膜)。
在專利文獻2中，為了解決在絕緣層(絕緣薄膜)的邊緣部堆積金屬性附著物而損害防電蝕效果的問題，使覆蓋絕緣薄膜的軌道輪端面的端面薄膜的膜厚大于覆蓋軌道輪的表面的表面薄膜的膜厚。
在專利文獻3中，為了增強絕緣層(絕緣薄膜)對外力和沖擊力的抗裂紋性，在外輪外徑面的倒棱部設置圓周溝。
日本專利早期公開的特開平3-277818號公報。
日本專利早期公開的實開平3-121222號公報。
日本專利早期公開的特開平9-88972號公報。
形成絕緣層的樹脂材料和陶瓷材料與金屬材料相比，熱傳導率低，所以形成了絕緣層的防電蝕軸承具有在軸承內(nèi)部產(chǎn)生的熱量難以向外部釋放，與不形成絕緣層的通常的軸承相比，軌道輪的溫度有容易上升的傾向。特別是在軸承以高速度和急加速度進行運轉的情況下，軸承內(nèi)部的發(fā)熱量變大，所以要求向外部釋放熱量的性質(zhì)(散熱性)優(yōu)良。
另一方面，有時會因軸承使用時的落下等而對絕緣層加以沖擊負荷，而且當將軸承在罩殼和軸上進行安裝(嵌合)時，有時在絕緣層的安裝方向的末端會加以較大的負荷。因此，要求絕緣層具有適當?shù)哪蜎_擊性及耐負荷性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題就是確保防電蝕軸承的絕緣層的適當?shù)哪蜎_擊性及耐負荷性，且提高散熱性。
為了解決上述課題，本發(fā)明提供一種包括內(nèi)輪、外輪、介于內(nèi)輪和外輪之間的轉動體、在內(nèi)輪及外輪中的至少一個軌道輪的配合面上所形成的絕緣層的防電蝕軸承，其中的絕緣層采用配合面中央部的膜厚較兩端部變小的構成。
借由使配合面的絕緣層在中央部的膜厚相對變小，可提高絕緣層的散熱性，并使軸承內(nèi)部的發(fā)熱通過絕緣層效率良好地向外部釋放。另一方面，借由使配合面的絕緣層在兩端部的膜厚相對變大，可確保絕緣層的適當?shù)哪蜎_擊性及耐負載性。
另外，上述的配合面是在外輪為外徑面、在內(nèi)輪為內(nèi)徑面。通常，外輪的外徑面是在罩殼嵌合，內(nèi)輪的內(nèi)徑面是在軸嵌合。外輪的外徑面和罩殼的配合，內(nèi)輪的內(nèi)徑面和軸的配合，可采用間隙配合、中間配合、過盈配合(壓入)的任一種。絕緣層形成于外輪的外徑面及內(nèi)輪的內(nèi)徑面中的至少一處。當在外輪上形成絕緣層時，可將絕緣層只在外徑面上形成，也可從外徑面到端面都形成。同樣，當在內(nèi)輪上形成絕緣層時，可將絕緣層只在內(nèi)徑面上形成，也可從內(nèi)徑面到端面都形成。
作為一種在配合面的絕緣層上設置如上所述的膜厚差異的方法，可使配合面的中央部較兩端部隆起。借由采用這種構成，可在配合面的絕緣層上形成上述這種膜厚的差異，且使該絕緣層的外徑(或內(nèi)徑)為均勻直徑。借此，可使罩殼和軸的安裝狀態(tài)保持穩(wěn)定。
而且，也可在配合面的中央部和兩端部分別設置圓周溝。借由使該圓周溝埋沒絕緣層的一部分，可提高絕緣層在軸方向上的剝離強度。另外，當一直將絕緣層形成到軌道輪的端面時，也可在該端面上形成圓周溝。借由使該圓周溝埋沒絕緣層的一部分，可提高絕緣層在半徑方向上的剝離強度。
在上述構成中，也可在配合面的中央部的臨界角部，以對軸線形成小于45°的角度的傾斜面或帶有曲率的R面而設置倒棱。例如，當將絕緣層由樹脂材料的注入成型等進行成形時，通過成形后的樹脂收縮，在絕緣層的內(nèi)部會產(chǎn)生向配合面中央側的應力，且該應力容易集中在與配合面中央部的臨界角部相接的絕緣層部分上。而且，例如當在配合面上壓入配對構件(罩殼和軸)時，會對配合面上所形成的絕緣層加以軸方向上的重壓(反壓入方向的力)，且該重壓容易集中在與配合面中央部的臨界角部相接的絕緣層部分上。借由在配合面中央部的臨界角部施以上述形狀的倒棱，可緩和向與該臨界角部相接的絕緣層部分的重壓集中，防止在絕緣層上產(chǎn)生龜裂。
在本發(fā)明中，作為形成絕緣層的材料，可使用樹脂材料、橡膠材料、陶瓷材料等，但是從成形性、成本性等方面考慮，以使用樹脂材料為佳。


圖1所示為關于本發(fā)明的第1實施形態(tài)的防電蝕軸承(深溝滾珠軸承)的剖面圖。
圖2所示為關于本發(fā)明的第2實施形態(tài)的防電蝕軸承(圓柱滾子軸承)的剖面圖。
符號說明1內(nèi)輪； 2外輪；2a外徑面(配合面)； 2a1圓周溝；2a2中央部2a3兩端部；2a4倒棱 2b兩端面；2b1圓周溝； 3滾珠(轉動體)；4保持器 5絕緣層；5a外徑層 5b端面層；11內(nèi)輪； 12外輪；12a外徑面(配合面)； 12a1圓周溝；12a2中央部； 12a3兩端部；12a4倒棱； 13圓柱滾子(轉動體)；14保持器； 15絕緣層；t1、t2膜厚具體實施方式
下面，對本發(fā)明的實施形態(tài)進行說明。
圖1所示為將本發(fā)明適用于深溝滾珠軸承的第1實施形態(tài)。關于該第1實施形態(tài)的防電蝕軸承包括內(nèi)輪1、外輪2、介于內(nèi)輪1和外輪2之間的若干個滾珠3、保持滾珠3的保持器4、在外輪2上所形成的絕緣層5。
外輪2的配合面，即外徑面2a利用在從軸方向中心(外徑面2a的中央)向左右軸方向分別間隔大致相等距離的位置形成的圓周溝2a1，被區(qū)劃為中央部2a2和兩端部2a3，且中央部2a2對兩端部2a3只隆起δ(半徑方向尺寸)。
而且，如圖1(b)所擴大表示的，在中央部2a2和圓周溝2a1的臨界角部設置有倒棱2a4。在該實施形態(tài)中，倒棱2a4以對軸線形成小于45°的角度θ，例如θ＝30°的傾斜面被設置。另外，也可以帶有曲率的R面設置倒棱2a4。
在外輪2的兩端面2b上分別形成有圓周溝2b1。
在該實施形態(tài)下，絕緣層5可由以樹脂材料，例如聚亞苯基硫化物(PPS)為主要成分，并以在其中將玻璃纖維以一定比例進行調(diào)配的樹脂材料形成。該絕緣層5的成形方法并不特別限定，但以注入成形為佳。
而且，在該實施形態(tài)中，絕緣層5從外輪2的外徑面2a一直形成到兩端面2b。絕緣層5的，形成于外徑面2a上的部分(以下將該部分稱作[外徑層5a])和形成于端面2b上的部分(以下將該部分稱作[端面層5b])，通過在外徑面2a和端面2b間的倒棱部2c上形成的部分進行連接。外徑層5a的一部分埋沒在圓周溝2a1中，端面層5b的一部分埋沒在圓周溝2b1中。
外徑層5a的外徑為均勻徑，但因為外徑面2a的中央部2a2對兩端部2a3只隆起尺寸δ，所以外徑層5a的膜厚并不均勻，外徑面2a在中央部2a2的膜厚t1較在兩端部2a3的膜厚t2只小尺寸δ(t1＝t2-δ)。外徑層5a在中央部2a2的膜厚t1是從耐沖擊性等的觀點出發(fā)，以0.3mm以上為較佳。端面層5b的膜厚t3，與外徑層5a在兩端部2b3的膜厚t2相同，或者也可大于或小于膜厚t2。最好膜厚t3大于膜厚t2。
圖2所示為將本發(fā)明適用于圓柱滾子軸承的第2實施形態(tài)。關于該第2實施形態(tài)的防電蝕軸承包括內(nèi)輪11、外輪12、介于內(nèi)輪11和外輪12之間的若干個圓柱滾子13、保持圓柱滾子13的保持器14、在外輪12上所形成的絕緣層15。
在該第2實施形態(tài)中，外輪12的外徑面12a及端面12b的形態(tài)、絕緣層15的材質(zhì)、形態(tài)、膜厚全都依照上述第1實施形態(tài)，所以將對應的部分使用與圖1所使用的參照數(shù)字相同的參照數(shù)字(在圖1的參照數(shù)字前面加1)及參照文字(t1、t2、t3、δ)進行表示，并省略重復的說明。
制作如圖2所示構成的防電蝕軸承(圓柱滾子軸承實施例)，和在圖2所示的構成中，使外徑面12a在中央部12a2的外徑層15a的膜厚等于在兩端部2a3的膜厚t2的防電蝕軸承(圓柱滾子軸承比較例)，并由以下的條件進行急加速度試驗。
1.試驗軸承(實施例)形式2TS2-7MP2-NU314HSL1BX2P6S20絕緣層的材質(zhì)三菱氣體化學(株)制MS-6(PPS+聚酰胺+玻璃纖維40重量％)絕緣層的膜厚t1＝0.5mm、t2＝0.8mm、t3＝1.5mm(比較例)形式2TS2-7MP-NU314HSL1BX2P6S20絕緣層的材質(zhì)Polyplastics(株)制FORTLON1140A(PPS+玻璃纖維40重量％)絕緣層的膜厚t1＝0.8mm、t2＝0.8mm、t3＝1.5mm2.試驗條件徑向負荷1.04KN潤滑潤滑脂潤滑運轉圖形1800rpm×30分→6520rpm×8小時(從1800rpm到6520rpm以分為單位上升)3.試驗內(nèi)容將試驗軸承在上述條件下進行急加速運轉，并測定運轉時的內(nèi)輪、外輪母材、外輪絕緣層的各個溫度。
4.試驗結果運轉時的內(nèi)輪、外輪母材、外輪絕緣層的最高溫度如下。
內(nèi)輪實施例123.7℃比較例141.9℃外輪母材實施例71.4℃比較例73.2℃外輪絕緣層實施例104.1℃比較例127.7℃內(nèi)輪和外輪絕緣層的溫度差實施例52.3℃比較例68.7℃外輪母材和外輪絕緣層的溫度差實施例32.7℃比較例54.5℃5.試驗的評價急加速運轉時的內(nèi)輪及外輪絕緣層的最高溫度，與比較例相比，實施例的情況約低20℃。另外，在試驗后的外觀調(diào)查中，實施例、比較例都沒有發(fā)現(xiàn)有異常。由該試驗結果可知，實施例與比較例相比，內(nèi)輪和外輪絕緣層的溫度差以及外輪母材和外輪絕緣層的溫度差小，且散熱性優(yōu)良。
如以上所說明的，如利用本發(fā)明，能夠提供一種確保絕緣層適當?shù)哪蜎_擊性及耐負荷性，且散熱性優(yōu)良的防電蝕軸承。
權利要求
1.一種防電蝕軸承，包括內(nèi)輪、外輪、介于內(nèi)輪和外輪之間的轉動體、在內(nèi)輪及外輪的至少一個軌道輪的配合面上所形成的絕緣層；其特征在于前述絕緣層在前述配合面中央部的膜厚小于在兩端部的膜厚。
2.如權利要求1所述的防電蝕軸承，其特征在于前述配合面是其中央部較兩端部隆起。
3.如權利要求1或2所述的防電蝕軸承，其特征在于前述配合面在其中央部和兩端部之間分別具有圓周溝。
4.如權利要求2或3所述的防電蝕軸承，其特征在于在前述配合面的中央部的臨界角部設置有倒棱，而且該倒棱設置成對軸線形成小于45°角的傾斜面或具有曲率的R面。
5.如權利要求1～4中的任意一項所述的防電蝕軸承，其特征在于前述絕緣層從前述配合面一直形成到前述軌道輪的端面。
6.如權利要求1～5中的任意一項所述的防電蝕軸承，其特征在于前述絕緣層為樹脂層。
全文摘要
一種確保絕緣層適當?shù)哪蜎_擊性及耐負載性，且提高散熱性的防電蝕軸承。絕緣層(5)從外輪(2)的外徑面(2a)一直形成到兩端面(2b)。因為外輪(2)的外徑面(2a)的中央部(2a2)對兩端部(2a3)只隆起尺寸δ，所以在外徑面(2a)上所形成的絕緣層(5)，其位于外徑面(2a)的中央部(2a2)的膜厚(t1)，與位于兩端部(2a3)的膜厚(t2)相比，只尺寸δ變小。
文檔編號F16C33/62GK1536238SQ200410006539
公開日2004年10月13日 申請日期2004年3月4日 優(yōu)先權日2003年4月4日
發(fā)明者金本崇廣, 富谷明彥, 村田友厚, 厚, 彥 申請人:Ntn株式會社