JP2001330034A - ベアリングおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸部材との当接部におけるベアリングの摩
耗を防止し、かつ熱変形の可能性を回避し得るベアリン
グおよびその製造方法を提供すること。 【解決手段】 耐摩耗性に優れるベアリングおよびその
製造方法が開示されている。本発明のベアリングは、ベ
アリング基材の表面に、ジルコニウム成分とジルコニウ
ム以外の金属成分とを含有する金属酸化物薄膜を有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はベアリングおよびそ
の製造方法に関し、より詳細には、軸部材との当節部に
おける摩耗を防止し得るベアリングおよびその製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車軸のような軸部材をより円滑に
回転またはスライドさせるために、ベアリングが使用さ
れている。一般に、ベアリングはステンレスなどの硬質
でかつ耐久性に優れる金属材料から製造される。

【０００３】特に、ボールベアリングはその形状がほぼ
真球であり、軸部材との接点を可能な限り低減させるこ
とにより、軸部材をより円滑に回転またはスライドさせ
ることができる。

【０００４】このようにボールベアリングは、その形状
をより精密に制御する開発がなされる一方で、いくつか
の問題がある。

【０００５】例えば、近年、自動車、列車などの交通機
関において、より高速化が期待されており、これら交通
機関はより高速度で移動する必要がある。同時に、これ
ら交通機関においては、さらなる安全性も求められてい
る。このような要求を満足するために、高速で回転する
車軸を受けるボールベアリングにおいては、高速で回転
する車軸に対し、耐摩耗および耐熱性を有することによ
りボールベアリング自体の変形を長期にわたって防止す
る必要がある。

【０００６】また、より真球に近い形状を有するボール
ベアリングであっても、依然、軸部材との接点は存在す
るため、摩耗または熱による変形は軸部材とベアリング
との当接部を増加させて軸部材の回転またはスライドに
かかるエネルギーを低下させるという問題がある。

【０００７】このような点から、優れた耐摩耗性と熱変
形を防止し得る耐熱性とを備えたベアリングの開発が所
望されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題の
解決を課題とするものであり、その目的とするところは
軸部材との当接部におけるベアリングの摩耗を防止し、
かつ熱変形の可能性を回避し得るベアリングおよびその
製造方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ベアリング基
材の表面に、ジルコニウム成分とジルコニウム以外の金
属成分とを含有する金属酸化物薄膜を有する、ベアリン
グである。

【００１０】１つの実施形態においては、上記金属酸化
物薄膜は、アミノポリカルボン酸とジルコニウム化合物
とから形成されるジルコニウム錯体またはジルコニウム
塩とアミンとの塩であり、該ジルコニウム以外の金属成
分がジルコニウム以外の金属を含む化合物であり、そし
て該組成物の全金属成分のうち、該ジルコニウム成分が
酸化ジルコニウム換算で７０モル％〜９８モル％の割合
で含有されかつ該ジルコニウム以外の金属成分が該金属
の酸化物換算で２モル％〜３０モル％の割合で含有され
る、組成物由来の膜であり；酸化ジルコニウムとジルコ
ニウム以外の金属の酸化物との固溶体でなり；そして該
ジルコニウム以外の金属の酸化物が該固溶体の成分とし
て、２モル％〜３０モル％の割合で含有される。

【００１１】１つの実施形態においては、上記ジルコニ
ウム化合物は、ジルコニウムアルコキシド、および有機
酸または無機酸のジルコニウム塩からなる群より選択さ
れる少なくとも１種である。

【００１２】１つの実施形態においては、上記組成物
は、上記ジルコニウム成分とジルコニウム以外の金属成
分とを極性溶媒中に含有する液状の組成物である。

【００１３】１つの実施形態においては、上記ジルコニ
ウム以外の金属成分は、Ｙ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｃｅま
たはＳｒを含む化合物からなる群より選択される少なく
とも１種である。

【００１４】本発明はまた、ベアリングの製造方法であ
って、アミノポリカルボン酸とジルコニウム化合物とか
ら形成されるジルコニウム錯体またはジルコニウム塩と
アミンとの塩であり、該ジルコニウム以外の金属成分が
ジルコニウム以外の金属を含む化合物であり、そして該
組成物の全金属成分のうち、該ジルコニウム成分が酸化
ジルコニウム換算で７０モル％〜９８モル％の割合で含
有されかつ該ジルコニウム以外の金属成分が該金属の酸
化物換算で２モル％〜３０モル％の割合で含有される、
組成物をベアリング基材の表面に付与し、塗膜を形成す
る工程；および該ベアリング基材上に形成された塗膜の
組成物を結晶化させることにより、ジルコニウム成分と
ジルコニウム以外の金属成分とを含有する金属酸化物薄
膜を形成する工程； を包含する、方法である。

【００１５】１つの実施形態においては、上記組成物
は、スピンコート法、ディップコート法、またはスプレ
ーコート法により上記ベアリング基材上に付与される。

【００１６】１つの実施形態においては、上記結晶化
は、上記塗膜を有する上記ベアリング基材を熱処理、光
処理、または化学的処理することにより行われる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳述する。

【００１８】本発明のベアリングは、ベアリング基材の
表面に、ジルコニウム成分とジルコニウム以外の金属成
分とを含有する金属酸化物薄膜を有する。

【００１９】本発明に用いられるベアリング基材は、当
該分野一般において使用される超硬金属（例えば、ステ
ンレス鋼）でなり、その具体例としては、ボールベアリ
ングおよびその保持体が挙げられる。本発明において用
いられるベアリングは、直線運動用および回転運動用の
いずれのものであってもよい。

【００２０】本発明において形成される上記金属酸化物
膜の厚みは、特に限定されないが、好ましくは１０ｎｍ
〜３００ｎｍ、より好ましくは４０ｎｍ〜１４０ｎｍで
ある。金属酸化物膜の厚みが１０ｎｍを下回ると、得ら
れるベアリングは、充分な耐摩耗性を奏しない恐れがあ
る。他方、金属酸化物膜の厚みが３００ｎｍを上回る
と、ベアリング自体の製造コストが上昇するのみであ
る。

【００２１】本発明に用いられる金属酸化物膜は、アミ
ノポリカルボン酸とジルコニウム化合物とから形成され
るジルコニウム錯体またはジルコニウム塩とアミンとの
塩であり、該ジルコニウム以外の金属成分がジルコニウ
ム以外の金属を含む化合物であり、そして該組成物の全
金属成分のうち、該ジルコニウム成分が酸化ジルコニウ
ム換算で７０モル％〜９８モル％の割合で含有されかつ
該ジルコニウム以外の金属成分が該金属の酸化物換算で
２モル％〜３０モル％の割合で含有される、組成物から
製造される。

【００２２】上記組成物に含有されるジルコニウム成分
は、アミノポリカルボン酸とジルコニウム化合物とから
形成されるジルコニウム錯体またはジルコニウム塩と、
アミンとの塩である。

【００２３】上記アミノポリカルボン酸としては、エチ
レンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、
１，２−プロパンジアミン四酢酸、１，３−プロパンジ
アミン四酢酸、Ｎ−ヒドロキシエチルエチレンジアミン
三酢酸、Ｎ，Ｎ’−ジヒドロキシエチルエチレンジアミ
ン二酢酸、２−ヒドロキシ−１，３−プロパンジアミン
四酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸、ニトリロ三酢
酸、ニトリロ三プロピオン酸、カルボキシエチルイミノ
二酢酸、カルボキシエチルイミノ二プロピオン酸、イミ
ノ二酢酸、イミノ二プロピオン酸、ヒドロキシエチルイ
ミノ二酢酸、ヒドロキシエチルイミノ二プロピオン酸、
メトキシエチルイミノ二酢酸、アラニン−Ｎ，Ｎ−二酢
酸、セリン−Ｎ，Ｎ−二酢酸、イソセリン−Ｎ，Ｎ−二
酢酸、アスパラギン酸−Ｎ，Ｎ−二酢酸、グルタミン酸
−Ｎ，Ｎ−二酢酸などが挙げられるが、これに限定され
ない。

【００２４】上記ジルコニウム化合物としては、ジルコ
ニウムアルコキシド、および有機酸または無機酸のジル
コニウム塩が好ましい。これらのうちジルコニウムアル
コキシドとしては、テトラメトキシジルコニウム、テト
ラエトキシジルコニウム、テトライソプロポキシジルコ
ニウム、テトラ−ｎ−プロポキシジルコニウム、テトラ
イソブトキシジルコニウム、テトラ−ｎ−ブトキシジル
コニウム、テトラ−ｓｅｃ−ブトキシジルコニウム、テ
トラ−ｔ−ブトキシジルコニウムなどが挙げられ、有機
酸または無機酸のジルコニウム塩としては、酢酸ジルコ
ニウム、プロピオン酸ジルコニウム、ジルコニウムアセ
チルアセトナート、ステアリン酸ジルコニウム、オキシ
塩化ジルコニウム八水和物、オキシ硝酸ジルコニウム二
水和物、硫酸ジルコニウム、硫酸ジルコニウム四水和
物、オキシ酢酸ジルコニウムなどが挙げられるが、これ
に限定されない。

【００２５】上記アミンとしては、メチルアミン、エチ
ルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチ
ルアミン、イソブチルアミン、ｓｅｃ−ブチルアミン、
ｔ−ブチルアミン、ぺンチルアミン、ヘキシルアミン、
ヘプチルアミン、オクチルアミン、ジメチルアミン、ジ
エチルアミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピルアミ
ン、アミルアミン、ジアミルアミン、ジブチルアミン、
ジ−ｓｅｃ−ブチルアミン、ジ−ｔｅｒ−ブチルアミ
ン、エチルブチルアミン、エチルプロピルアミン、ジヘ
キシルアミン、ジオクチルアミン、ベンジルアミン、ア
ニリン、ジメチルアニリン、フェニルメチルアミン、フ
ェニルエチルアミン、アミノピリジン、ジメチルアミノ
ピリジンなどが挙げられるがこれらに限定されない。こ
れらは単独で用いてもよく、２以上を組合せて用いても
よい。

【００２６】上記組成物に含有されるジルコニウム以外
の金属成分は、ジルコニウム以外の金属を含む化合物
（以下、他の金属化合物という場合がある）である。そ
のような化合物に含有される金属としては、イットリウ
ム（Ｙ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃ
ａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、セリウム（Ｃｅ）、スト
ロンチウム（Ｓｒ）などがある。このような金属を含む
アルコキシド、カルボン酸塩などが好ましく用いられ
る。そのような化合物としては、トリメトキシイットリ
ウム、トリエトキシイットリウム、トリ−イソプロポキ
シイットリウム、炭酸イットリウム、酢酸イットリウ
ム、シュウ酸イットリウム、ジメトキシマグネシウム、
ジエトキシマグネシウム、ジプロポキシマグネシウム、
ジイソプロポキシマグネシウム、ジイソブトキシマグネ
シウム、ジブトキシマグネシウム、酢酸マグネシウム、
炭酸マグネシウム、ジメトキシカルシウム、ジエトキシ
カルシウム、ジイソプロポキシカルシウム、ジプロポキ
シカルシウム、ジイソブトキシカルシウム、ジ−ｓｅｃ
−ブトキシカルシウム、ジ−ｔ−ブトキシカルシウム、
炭酸カルシウム、酢酸カルシウム、シュウ酸スカンジウ
ム、水酸化スカンジウム、炭酸セリウム、シュウ酸セリ
ウム、ジメトキシストロンチウム、ジエトキシストロン
チウム、ジイソプロポキシストロンチウム、ジ−ｎ−ブ
トキシストロンチウム、炭酸ストロンチウム、シュウ酸
ストロンチウム、硝酸ストロンチウムなどが挙げられる
がこれらに限定されない。

【００２７】本発明に用いられる組成物は、好ましく
は、上記ジルコニウム成分とジルコニウム以外の金属成
分とを極性溶媒中に含有する液状の組成物である。上記
ジルコニウム成分であるジルコニウム錯体またはジルコ
ニウム塩とアミンとの塩は、上記アミノポリカルボン
酸、ジルコニウム化合物、およびアミンにより形成され
る。上記液状の組成物は、具体的には、上記アミノポリ
カルボン酸、ジルコニウム化合物、およびアミンを極性
溶媒中で加熱することによって得た溶液（ジルコニウム
成分の溶液）と、ジルコニウム以外の金属化合物とを混
合することによって得られる。あるいは、ジルコニウム
以外の金属化合物を、アミノポリカルボン酸とアミンと
ともに極性溶媒中で加熱して得た溶液とジルコニウム成
分の溶液とを混合することも好ましい。あるいは、ジル
コニウム以外の金属化合物とアミノポリカルボン酸との
反応よって、該金属の錯体または塩を形成してこれを単
離し、該錯体または塩とアミンとを極性溶媒中で加熱す
ることにより得た溶液を使用してもよい。必要に応じ
て、これらの溶液には酸化剤が加えられる。

【００２８】上記極性溶媒としては、メタノール、エタ
ノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノー
ル、水などが好適に用いられるが、これらに限定されな
い。これらの極性溶媒は、単独で用いてもよく、２種以
上組合せて用いてもよい。このような極性溶媒中に上記
成分を含有する組成物は、好ましくは透明である。

【００２９】本発明に用いられる組成物中には、ジルコ
ニウム成分が、該組成物の全金属成分のうち、７０〜９
８モル％（酸化ジルコニウム換算）の割合で、そしてジ
ルコニウム以外の金属成分が２〜３０モル％（該金属の
酸化物換算）の割合で含有される。このような割合で上
記成分が含有されると、この組成物由来の金属酸化物薄
膜を調製したときに、該薄膜は酸化ジルコニウムとジル
コニウム以外の金属の酸化物との固溶体で形成され、各
成分は上記の割合で固溶体の成分として薄膜中に含有さ
れることとなる。

【００３０】ジルコニウム以外の金属成分の量が過剰で
あると、形成された薄膜中に、ジルコニウム以外の金属
の酸化物が固溶体を形成していない状態で混在するよう
になる。このような薄膜を有する基材は、化学的安定
性、熱安定性、および機械強度に劣る。

【００３１】上記組成物には必要に応じて、過酸化水
素、オゾンなどの酸化剤が添加されていてもよい。

【００３２】本発明のベアリングは、以下のようにして
製造される。

【００３３】まず、上記ベアリング基材の表面に、上記
組成物を含む極性溶媒溶液が付与（塗布）される。塗布
の方法に制限はなく、当業者が金属酸化物薄膜を製造す
るに際して、基材の形態、形状に応じて適宜選択して用
いる塗布方法、例えば、スピンコート法、ディップコー
ト法、スプレーコート法等を用いて塗布される。

【００３４】次いで、上記組成物が付与された基材を熱
処理、光処理、化学的処理などにより処理することによ
り、該組成物の結晶化が進行する。そのことにより、ベ
アリング基材の表面に酸化ジルコニウムを主成分とする
金属酸化物薄膜が形成される。これらの処理は単独で行
ってもよいし、２以上を組合せて行ってもよい。

【００３５】上記熱処理とは、有機物が燃焼する温度以
上の熱を与える処理である。好ましくは、一般的には、
約４００℃〜１２００℃の熱処理であり、使用する基材
の耐熱温度以下で処理を行う。

【００３６】光処理とは、レーザー照射、紫外線照射等
の処理であり、基材の耐熱温度に左右されない処理方法
である。

【００３７】化学的処理とは、酸または塩基による処
理、および水蒸気による処理を含み、比較的低い処理温
度で処理する方法である。

【００３８】上記結晶化方法は、例示であり、これらに
限定されるものではない。

【００３９】このようにしてベアリング基材に形成され
る上記金属酸化物薄膜は、主として酸化ジルコニウムで
構成され、ジルコニウム以外の金属の酸化物が２〜３０
モル％の割合で含有される固溶体でなる。このような薄
膜は結晶構造が安定化されているため、本発明のベアリ
ングは、耐摩耗性、熱安定性（耐熱性）および機械強度
に優れる。

【００４０】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものでは
ない。

【００４１】（製造例１） アミノポリカルボン酸とジルコニウム化合物から形成さ
れる金属錯体とアミンとの塩を含む溶液（ジルコニアプ
レカーサー）の調製 １００ｍｌ四ツ口フラスコにエタノール５３．０３ｇお
よびニトリロ三酢酸４．６５ｇを仕込み、攪拌しながら
ジルコニウム−ｎ−ブトキシド（純度８７％）１０．７
４ｇを滴下した。続いて、ブチルアミン３．５６ｇを滴
下し、還流温度で１時間反応を行った。そして ４０℃
まで冷却後、３０％過酸化水素水３．０４ｇを滴下し、
還流温度で１時間反応を行うことにより表題の塩を含む
赤橙色透明溶液（ジルコニアプレカーサー）を得た。

【００４２】このジルコニアプレカーサー中におけるジ
ルコニウム（Ｚｒ）含量は２．９６重量％であった。

【００４３】（製造例２） ジルコニウム以外の金属（カルシウム）化合物およびア
ミノポリカルボン酸の錯体とアミンとの塩（カルシアプ
レカーサー（Ａ））の調製 （１）５００ｍｌ四ツ口フラスコにイオン交換水３００
ｇを入れ、７５〜８０℃に加熱した。続いて、エチレン
ジアミン四酢酸６．３１ｇを加えた後、酢酸カルシウム
１水和物３．８１ｇをゆっくりと加えた。酢酸カルシウ
ム投入により溶解が進み、しばらくすると無色透明とな
った。７５〜８０℃で１時間攪拌した後、エタノール２
５ｇをゆっくりと加え、室温まで放冷した。そして析出
した白色の固体をろ取し、イオン交換水１０ｇおよびエ
タノール５ｇで順次洗浄し、４０℃の送風乾燥機で乾燥
することにより、エチレンジアミン四酢酸カルシウム二
水和物を得た。収量６．０３ｇ。

【００４４】（２）１００ｍｌ四ツ口フラスコに（１）
項で得たエチレンジアミン四酢酸カルシウム二水和物
５．１３ｇとエタノール６２．７２ｇとを入れ、攪拌し
ながらブチルアミン２．１５ｇを加えた。そして、還流
温度で６時間攪拌することにより無色透明溶液を得た。
このようにして得られたカルシアプレカーサーのＩＣＰ
発光分析（誘導結合プラズマ発光分析）を行ったとこ
ろ、該プレカーサー中におけるカルシウム（Ｃａ）含量
は０．８０重量％であった。このカルシアプレカーサー
（Ａ）は室温で１年間保管したが、安定であった。

【００４５】（製造例３） カルシアプレカーサー（Ｂ）の調製 １００ｍｌ四ツ口フラスコに製造例２（１）項で得たエ
チレンジアミン四酢酸カルシウム二水和物７．７ｇとエ
タノール３１．１ｇとを入れ、攪拌しながらブチルアミ
ン３．２ｇを加えた。そして、還流温度で４時間攪拌す
ることによりカルシアプレカーサー（Ｂ）を得た。この
ようにして得られたカルシアプレカーサーのＩＣＰ発光
分析を行ったところ、該プレカーサー中におけるカルシ
ウム（Ｃａ）含量は１．４３重量％であった。このカル
シアプレカーサー（Ｂ）は室温で１年間保管したが、安
定であった。

【００４６】（製造例４） マグネシアプレカーサーの調製 １００ｍｌ四ツ口フラスコに、エタノール５８．５ｇ、
ニトリロ三酢酸７．１ｇ、およびマグネシウムエトキシ
ド４．２ｇを入れ、攪拌しながらジブチルアミン４．８
ｇを加えた。これを還流温度で４時間攪拌することによ
りマグネシアプレカーサーを得た。このようにして得ら
れたマグネシアプレカーサーのＩＣＰ発光分析を行った
ところ、該プレカーサー中におけるマグネシウム（Ｍ
ｇ）含量は１．２７重量％であった。このマグネシアプ
レカーサーは室温で１年間保管したが、安定であった。

【００４７】（製造例５） ストロンチアプレカーサーの調製 （１）Ｓｒ−ＥＤＴＡ塩の合成 ５００ｍｌ四ツ口フラスコにイオン交換水２５０ｇを入
れ、８０℃に加熱し、酢酸ストロンチウム０．５水和物
６．５ｇを攪拌しながら加えて透明な溶液を得た。次い
で、エチレンジアミン四酢酸８．８ｇを加えて８０℃で
１時間攪拌した後、エバポレーターを用いて濃縮し、析
出した結晶を濾取した。このようにして得られた結晶を
エタノールで洗浄後乾燥することにより、１１．０ｇの
エチレンジアミン四酢酸ストロンチウム塩を得た。

【００４８】（２）ストロンチアプレカーサーの合成 ５０ｍｌナス型フラスコに、（１）項で得たエチレンジ
アミン四酢酸ストロンチウム塩３．４５ｇおよびメタノ
ール４．０ｇを入れ、攪拌しながらブチルアミン１．２
３ｇを加えた。そして、２時間還流することにより透明
溶液を得た。このようにして得られたストロンチアプレ
カーサーのＩＣＰ発光分析を行ったところ、該プレカー
サー中におけるストロンチウム（Ｓｒ）含量は６．２６
重量％であった。このストロンチアプレカーサーは室温
で１年間保管したが、安定であった。

【００４９】（比較製造例１） ゾルゲル法ジルコニアゾルの製造 １００ｍｌ四ツ口フラスコにエタノール８０．０９ｇを
入れ、攪拌しながらジルコニウム−ｎ−ブトキシド（８
７％）８．３５ｇを滴下した後、６０％硝酸０．５２ｇ
とイオン交換水０．３９ｇとの混合物を室温で滴下し
た。そして、室温で２時間かき混ぜることによりジルコ
ニアゾルを得た。ゾル中のジルコニウム（Ｚｒ）含量は
１．９３重量％であった。この溶液を室温で１日保管す
ると乳白色溶液となり、３日後には沈殿が生じた。

【００５０】（比較製造例２） カルシアゾルの製造 ３０ｍｌナス型フラスコにエタノール７．５４ｇ、酢酸
カルシウム１水和物０．１４９ｇを入れ、攪拌しながら
６０％硝酸０．１２ｇを滴下した。室温で１時間かき混
ぜることにより無色透明なカルシアゾルを得た。ゾル中
のカルシウム（Ｃａ）含量は０．４４重量％であった。

【００５１】（実施例１）上記製造例１および３で調製
したジルコニアプレカーサーおよびカルシアプレカーサ
ー（Ｂ）を、表１に記載の割合で混合して、塗布液を調
製した。

【００５２】得られた塗布液の状態と、室温で一日保管
後の状態（保存安定性）を評価した。 ○：室温で一日保管後、沈殿を生じなかった。 ×：室温で一日保管後、沈殿を生じた。

【００５３】この塗布液を、１０ｃｍ×１０ｃｍ（厚み
１．０ｍｍ）のステンレス製プレート（基材）上にスプ
レーコート法で塗布し、毎分１０℃の昇温速度で１００
℃から８００℃まで昇温し、８００℃で１５分間焼成し
た。これにより基材が酸化ジルコニウムを主成分とする
薄膜でコートされたプレート部材を得た。この部材を、
以下の項目について評価した。

【００５４】（１）耐摩耗性試験 基材上の薄膜の耐摩耗性をテーバー式摩耗試験により評
価した。摩耗輪はテーバー式のＮｏ．ＣＳ−１０Ｆを使
用し、各摩耗輪の供試体にかかる力は、４．９０Ｎとし
た。表１に示す各回転数における膜の外観を目視で評価
した。 ○：膜が残存している。 △：５０％以上膜が剥離している。 ×：膜が完全に剥離している。

【００５５】（２）耐酸試験：得られた部材を３０℃の
１規定の硫酸水溶液に浸積して、その外観を観察し、以
下の基準で評価した。 ○：膜剥離なし。 △：膜浮きあり。 ×：膜剥離あり。

【００５６】（３）耐アルカリ試験：得られた部材を３
０℃の１規定の水酸化ナトリウム水溶液に浸漬して、そ
の外観を観察し、以下の基準で評価した。 ○：膜剥離なし。 △：膜浮きあり。 ×：膜剥離あり。

【００５７】実施例１および４については、次に示す耐
熱酸化試験を併せて行った。

【００５８】（４）耐熱酸化試験 検体の部材を毎分１０℃の昇温速度で５５０℃から９０
０℃まで昇温させ、９００℃で１時間加熱した後、室温
まで冷却する操作を２回行なった。該操作後の基材の薄
膜表面の外観を目視にて評価した。 ○：薄膜表面に光沢がある。 ×：薄膜表面に光沢がない。

【００５９】上記評価の結果をまとめて、表１に示す。
後述の実施例２〜４、および比較例１の結果も併せて表
１に示す。

【００６０】（実施例２〜４）上記製造例１で調製した
ジルコニアプレカーサーおよび製造例２〜５で調製した
カルシアプレカーサー（Ａ）および（Ｂ）、マグネシア
プレカーサー、およびストロンチアプレカーサーのうち
のいずれかを表１に記載の割合で混合して、塗布液を調
製した。以下、実施例１に準じて操作し、表１に示す基
材上に塗布液を塗布し、表１に示す焼成温度および時間
で焼成し、該基材が酸化ジルコニウムを主成分とする薄
膜でコートされた部材を得た。得られた部材の評価を実
施例１と同様に行った。

【００６１】（比較例１）上記で調製したジルコニウム
溶液（比較参考例１）およびカルシウム溶液（比較参考
例２）を、表１に記載の割合で混合して、塗布液を調製
した。以下、実施例１に準じて操作し、表１に示す基材
上に塗布液を塗布し、表１に示す焼成温度および時間で
焼成し、該基材が酸化ジルコニウムを主成分とする薄膜
でコートされた部材を得た。得られた部材の評価を実施
例１と同様に行なった。

【００６２】

【表１】

【００６３】表１から明らかなように、耐摩耗性試験の
結果、実施例１〜４のプレート部材は充分な耐摩耗性を
有することがわかる。これに対して、比較例１のゾルゲ
ル法により作成した薄膜を有する部材は、耐摩耗性に欠
けることがわかる。

【００６４】さらに、耐酸性および耐アルカリ性試験の
結果から、実施例１〜４のボール部材は、比較的優れた
耐酸および耐アルカリ性を有することがわかる。他方、
比較例１のゾルゲル法により作成した薄膜を有する部材
は、耐アルカリ性に欠けることがわかる。

【００６５】（実施例５）上記製造例１および２で調製
したジルコニアプレカーサー１０．０００ｇおよびカル
シアプレカーサー０．６８５ｇを混合して、塗布液を調
製する。

【００６６】次いで、この塗布液を、ステンレス鋼製ボ
ールベアリング（直径１ｃｍ）の表面にスピンコート法
で塗布し、毎分１０℃の昇温速度で１００℃から８００
℃まで昇温し、８００℃で３０分間焼成する。これによ
りベアリング基材が酸化ジルコニウムを主成分とする薄
膜でコートされたベアリングを得る。

【００６７】

【発明の効果】本発明によれば、車軸のような軸部材と
の当接部において生じ得るベアリングの摩耗を防止する
ことができる。本発明のベアリングはまた、耐酸性およ
び耐アルカリ性のような耐薬品性をも奏する。このこと
により、ベアリング自体の耐久性が著しく向上する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阪下 好顕 兵庫県伊丹市千僧５丁目41番地 帝国化学 産業株式会社伊丹工場内 (72)発明者 佐藤 光史 東京都八王子市別所２−29 エストラーセ 長池４−501 (72)発明者 西出 利一 福島県郡山市本町２丁目21番５号 ファー ストパレスＩＩＩ307号

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベアリング基材の表面に、ジルコニウム
   成分とジルコニウム以外の金属成分とを含有する金属酸
   化物薄膜を有する、ベアリング。
2. 【請求項２】 前記金属酸化物薄膜が、アミノポリカル
   ボン酸とジルコニウム化合物とから形成されるジルコニ
   ウム錯体またはジルコニウム塩とアミンとの塩であり、
   該ジルコニウム以外の金属成分がジルコニウム以外の金
   属を含む化合物であり、そして該組成物の全金属成分の
   うち、該ジルコニウム成分が酸化ジルコニウム換算で７
   ０モル％〜９８モル％の割合で含有されかつ該ジルコニ
   ウム以外の金属成分が該金属の酸化物換算で２モル％〜
   ３０モル％の割合で含有される、組成物由来の膜であ
   り；酸化ジルコニウムとジルコニウム以外の金属の酸化
   物との固溶体でなり；そして該ジルコニウム以外の金属
   の酸化物が該固溶体の成分として、２モル％〜３０モル
   ％の割合で含有される、請求項１に記載のベアリング。
3. 【請求項３】 前記ジルコニウム化合物が、ジルコニウ
   ムアルコキシド、および有機酸または無機酸のジルコニ
   ウム塩からなる群より選択される少なくとも１種であ
   る、請求項２に記載のベアリング。
4. 【請求項４】 前記組成物が、前記ジルコニウム成分と
   ジルコニウム以外の金属成分とを極性溶媒中に含有する
   液状の組成物である、請求項２または３に記載のベアリ
   ング。
5. 【請求項５】 前記ジルコニウム以外の金属成分が、
   Ｙ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｃ、ＣｅまたはＳｒを含む化合物か
   らなる群より選択される少なくとも１種である、請求項
   ２から４のいずれかに記載のベアリング。
6. 【請求項６】 ベアリングの製造方法であって、 アミノポリカルボン酸とジルコニウム化合物とから形成
   されるジルコニウム錯体またはジルコニウム塩とアミン
   との塩であり、該ジルコニウム以外の金属成分がジルコ
   ニウム以外の金属を含む化合物であり、そして該組成物
   の全金属成分のうち、該ジルコニウム成分が酸化ジルコ
   ニウム換算で７０モル％〜９８モル％の割合で含有され
   かつ該ジルコニウム以外の金属成分が該金属の酸化物換
   算で２モル％〜３０モル％の割合で含有される、組成物
   をベアリング基材の表面に付与し、塗膜を形成する工
   程；および該ベアリング基材上に形成された塗膜の組成
   物を結晶化させることにより、ジルコニウム成分とジル
   コニウム以外の金属成分とを含有する金属酸化物薄膜を
   形成する工程；を包含する、方法。
7. 【請求項７】 前記組成物がスピンコート法、ディップ
   コート法、またはスプレーコート法により前記ベアリン
   グ基材上に付与される、請求項６に記載の方法。
8. 【請求項８】 前記結晶化が、前記塗膜を有する前記ベ
   アリング基材を熱処理、光処理、または化学的処理する
   ことにより行われる、請求項６または７に記載の方法。