JP2013104533A - 転がり軸受 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】転動体を保持する保持器に、転動体を回転自在に収納するポケット部が形成され、ポケット部の少なくとも転動体が接触する部位に、複合めっき被膜が形成され、この複合めっき被膜は、繊維状カーボンナノ材料の表面にSiC粒子が付着された微粒子付着カーボンナノ材料に、銅を複合させる複合めっき法により形成される被膜である転がり軸受であって、微粒子付着カーボンナノ材料は、SiC粒子:繊維状カーボンナノ材料が、質量比で、0.05〜0.10であって、繊維状カーボンナノ材料の表面の一部にSiC粒子が付着しているものである。
【選択図】図16
Description
図17は従来の転がり軸受の基本構成を説明する図であり、鉄道車両に搭載される主電動機の電機子軸101は、転がり軸受102で回転自在に軸受押さえ103に支持される。転がり軸受102は、電機子軸101に接する内輪104と、軸受押さえ103に接する外輪105と、これら内輪104と外輪105との間に介在させる転動体106とからなる。軸受押さえ103には、転動体106の側方の部位にグリースポケット107、108が設けられている。グリースポケット107、108に貯留されるグリースが適宜転がり軸受102に供給される。この例では、外輪105の内周面が、グリースポケット107、108の内周面に対して面一以下に設定される。
前記保持器に、前記転動体を回転自在に収納するポケット部が形成され、前記ポケット部の少なくとも前記転動体が接触する部位に、複合めっき被膜が形成され、
この複合めっき被膜は、繊維状カーボンナノ材料に、銅を複合させる複合めっき法により形成される被膜であることを特徴とする。
図1に示すように、転がり軸受10は、内輪11と、この内輪11を囲う外輪12と、内輪11と外輪12との間に配置される複数個の転動体13と、これらの転動体13を保持する保持器14とからなる。
ポケット部15に転動体13を入れ、リング18を被せ、リベット17をかしめることで、図1で説明した保持器14が得られる。
本実施例では、転動体13が接触する円弧面16bの中央に、複合めっき被膜19を付着する。
すなわち、本発明によれば、ポケット部15の少なくとも転動体13が接触する部位(円弧面16bの中央)に、複合めっき被膜19が形成される。
この複合めっき被膜19は、繊維状カーボンナノ材料の表面にSiC粒子が付着された微粒子付着カーボンナノ材料に、銅を複合させる複合めっき法により形成される被膜である。
仮に、銅に通常のカーボンナノ材料(微粒子が付着していないカーボンナノ材料)を複合させた場合、銅に対するカーボンナノ材料のぬれ性が小さく、銅とカーボンナノ材料の接着力が小さくて、銅からカーボンナノ材料が簡単に抜ける。
この点、SiC微粒子は銅に対する濡れ性が大きく、銅と微粒子付着カーボンナノ材料の接着力が大きくて、銅から微粒子付着カーボンナノ材料が抜け難くなる。
図4(a)に示すように、繊維状カーボンナノ材料(以下、カーボンナノ材料と記す。)21を準備すると共に、炭素と反応して化合物を生成するSi粉末22を準備する。
そのうち、カーボンナノファイバ(CNFと略記されることがある。)23は、図5に示すように、六角網目状に配列した炭素原子のシートを筒状に巻いた形態のものであり、直径Dが100nm(ナノメートル)〜500nm(カーボンナノチューブは0.4nm〜100nm未満)であり、ナノレベルであるため、カーボンナノファイバと呼ばれる。なお、長さLは数μm〜100μmである。
図4(c)に示すように、得られた混合物27を濾過し、乾燥させる。次に、(d)に示すように、得られた混合物27を、ジルコニウム製容器28に入れ、ジルコニウム製蓋29を被せる。この蓋29は非密閉蓋を採用することで、容器28の内部と外部との通気を可能にする。
図4(a)でカーボンナノ材料21に対してSi粉末22の量を多くすると、図6におけるSiC微粒子37は密集する。逆に、図4(a)でカーボンナノ材料21に対してSi粉末22の量を少なくすると、図6におけるSiC微粒子37は粗になる。
本発明では、図3で説明したように、複合めっき被膜19は、保持器14の全表面に形成しないで、ポケット部15の少なくとも転動体13が接触する部位に形成する。
そこで、図7に示すように、部位Aを除く領域にマスキング剤38を塗布する。マスキング剤38はマスキングテープであってもよい。
めっき液44を撹拌し循環させる撹拌手段、循環手段は必須であるが周知の手段が採用できるので説明は省略する。
銅板42が電気分解され、発生した銅イオンがめっき液44に放出される。めっき液44に含まれるSiC微粒子付着カーボンナノファイバを連れた銅イオンが、保持器14に到達し付着する。
結果、保持器14に、SiC微粒子付着カーボンナノファイバと銅からなる複合めっき被膜が形成される。
本発明に係る実験例を以下に述べる。なお、本発明は実験例に限定されるものではない。
先ず、試料片1〜3を準備した。
試料片1は、図10(a)に示すような高力黄銅鋳物製円板46である。この円板46は、厚さが6.5mm、外径が50mmで、試験面はRa=0.1の鏡面仕上げがなされている。
高力黄銅鋳物製円板46の諸元は図10(a)と同じである。複合めっき被膜19の厚さTは20μmである。
摩擦力測定機50は、図11に示すように、試料片1〜3の円板46を支え回転させる回転軸51と、円板46の上面に載せる10mm径のSUJ2製ボール52と、このボール52に載せるウエイト(重り)53とからなり、ボール52の挙動をモニターすることなどにより摩擦力を検出することができる測定装置である。測定条件を表1に示す。
測定時の波形図を図12に示す。
図12(a)に示す実験01(めっきなし)では、摩擦力の変動が大きいことが確認された。
図12(b)に示す実験02(銅−CNF複合めっき)では、実験01に比べ摩擦力の変動が小さくなっていることが確認された。摺動痕は実験01に比べ小さくなった。
図12(d)に示す実験03(銅−CNF表面処理複合めっき)では、実験01、実験02に比べ摩擦力の変動がさらに小さくなっていることが確認された。摺動痕は著しく小さかった。
無潤滑状態で実施した図13(c)に示す実験06では、実験開始から時間t6までは、摩擦力は2.5N程度であった。時間t3以降は、摩擦力は30Nに急増した。時間t6は約870秒(約14.5分)であった。
図13(b)では、約3.3分までは複合めっき被膜に含まれるカーボンナノファイバが潤滑作用を発揮した。約3.3分時点で表面のカーボンナノファイバが全て脱落し、以降、摩擦力が急増したと推定される。
無潤滑状態で実施した実験07では、SiC微粒子と微粒子付着カーボンナノファイバとは、質量比で1:100とした。
また、無潤滑状態で実施した実験08では同質量比を5:100とし、実験09では同質量比を10:100とし、実験10では同質量比を20:100とした。
図14(a)における時間t7は、約6分であり、(b)における時間t8は、約10分であり、(c)における時間t9は、約12分であった。
図15(a)における時間t10は、約1分であり、(b)における時間t11は、約2分であった。
表3に示す「比」を横軸にとり、時間t7〜t11を縦軸にとってグラフを作製する。
時間は、無潤滑状態での軸受の回転可能時間を表すため、長い程よいが、横軸で0.05〜0.1の範囲が好適である。
また、実施例では、転動体をローラ(円筒ころ)としたが、転動体はボール(鋼球)、テーパーローラ(円錐ころ)であってもよい。
Claims (4)
- 内輪と、この内輪を囲う外輪と、前記内輪と前記外輪との間に配置される複数個の転動体と、これらの転動体を保持する保持器とからなる転がり軸受であって、
前記保持器に、前記転動体を回転自在に収納するポケット部が形成され、前記ポケット部の少なくとも前記転動体が接触する部位に、複合めっき被膜が形成され、
この複合めっき被膜は、繊維状カーボンナノ材料に、銅を複合させる複合めっき法により形成される被膜であることを特徴とする転がり軸受。 - 前記複合めっき被膜は、前記繊維状カーボンナノ材料の表面にSiC粒子が付着された微粒子付着カーボンナノ材料に、銅を複合させる複合めっき法により形成される被膜であることを特徴とする請求項1記載の転がり軸受。
- 前記微粒子付着カーボンナノ材料は、前記SiC粒子:前記繊維状カーボンナノ材料が、質量比で、0.05〜0.10であって、前記繊維状カーボンナノ材料の表面の一部に前記SiC粒子が付着しているものであることを特徴とする請求項2記載の転がり軸受。
- 請求項1〜3のいずれか1項記載の転がり軸受は、鉄道車両等の電動機に用いられることを特徴とする転がり軸受。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10205541A (ja) * | 1997-01-21 | 1998-08-04 | Koyo Seiko Co Ltd | 転がり軸受 |
JP2000291667A (ja) * | 1999-04-01 | 2000-10-20 | Ntn Corp | 軸受装置 |
JP2005290463A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Nissei Plastics Ind Co | 複合めっき物およびその製造方法 |
JP2007285352A (ja) * | 2006-04-13 | 2007-11-01 | Ntn Corp | 軸受 |
JP2008163376A (ja) * | 2006-12-27 | 2008-07-17 | Nissei Plastics Ind Co | 複合めっき製品及びその製造方法 |
JP2010002034A (ja) * | 2008-06-23 | 2010-01-07 | Ntn Corp | 航空機用転がり軸受 |
JP2010100927A (ja) * | 2008-09-26 | 2010-05-06 | Nissei Plastics Ind Co | めっき被覆アルミニウム製品 |
-
2011
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10205541A (ja) * | 1997-01-21 | 1998-08-04 | Koyo Seiko Co Ltd | 転がり軸受 |
JP2000291667A (ja) * | 1999-04-01 | 2000-10-20 | Ntn Corp | 軸受装置 |
JP2005290463A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Nissei Plastics Ind Co | 複合めっき物およびその製造方法 |
JP2007285352A (ja) * | 2006-04-13 | 2007-11-01 | Ntn Corp | 軸受 |
JP2008163376A (ja) * | 2006-12-27 | 2008-07-17 | Nissei Plastics Ind Co | 複合めっき製品及びその製造方法 |
JP2010002034A (ja) * | 2008-06-23 | 2010-01-07 | Ntn Corp | 航空機用転がり軸受 |
JP2010100927A (ja) * | 2008-09-26 | 2010-05-06 | Nissei Plastics Ind Co | めっき被覆アルミニウム製品 |
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