JP3778154B2

JP3778154B2 - 電食防止転がり軸受

Info

Publication number: JP3778154B2
Application number: JP2002293754A
Authority: JP
Inventors: 俊一矢部; 敏己高城; 史雄植木; 貴彦内山; 重昭阿部; 孝則山田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 2002-10-07
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2017-03-28
Also published as: JP2003120688A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両用電動機等に使用される電食防止転がり軸受に係り、特に、車両の高速化による軸受の発熱量の増大で軸受の放熱性能の更なる向上が望まれているところに有効な電食防止転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄道車両用電動機等に使用される電食防止転がり軸受においては、ハウジングや軸からの洩れ電流が軸受の転動体と軌道輪との間に流れて電食が生じる現象を防止するために、外輪や内輪が嵌合するハウジングや軸の少なくとも一つの面に電気絶縁性の被膜（絶縁被膜）を設けて、外部からの電流を遮断することが行われている。
【０００３】
従来の電食防止転がり軸受の絶縁被膜として、例えば特開平３−２７７８１８号公報に、ガラス繊維を含有したポリフェニレンサルファイド樹脂（以下ＰＰＳ樹脂という）により形成したものが開示されている。
また、特開平５−２４０２５５号公報には、上記絶縁被膜をガラス繊維と炭酸カルシウムのような非繊維質の絶縁性無機充填材とを含有したＰＰＳ樹脂により形成したものが開示されている。
【０００４】
前者は、ＰＰＳ樹脂をガラス繊維で強化することにより、耐クリープ強度に優れた絶縁被膜を形成して安定した電食防止性能を得ようとしたものである。
後者は、ガラス繊維のみでなく非繊維質の無機充填材をも併用してＰＰＳ樹脂を強化することにより、射出成形性を低下させずに耐クリープ強度をあげて安定した電食防止性能と共に良好な成形性を得ようとしたものである。
【０００５】
因みに、電食防止転がり軸受における絶縁被膜に高い耐クリープ強度が要求されるのは、当該絶縁被膜が回転軸とハウジングの間に締め代をもって組み込まれる軸受内外輪の少なくとも一方に形成されるので、耐クリープ強度が低いと時間経過に伴い絶縁被膜の肉厚減少を生じてしまい、軸受の締め代を一定に保てなくなくなるためである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近時、鉄道車両の高速化の要求がますます高まり、それに伴って軸回転時の軸受の発熱量が増大する傾向が顕著になっている。しかるに、上記従来の電食防止転がり軸受にあっては、絶縁被膜に用いた材料はいずれも熱伝導率が小さく断熱作用が大きい。例えば合成樹脂（以下、単に樹脂ともいう）の熱伝導率は約0.2 〜0.4 Ｗ／ｍ・Ｋ程度であり、添加したガラス繊維も１〜６Ｗ／ｍ・Ｋ程度に過ぎない。そのため、この絶縁被膜を軸受被覆材として使用した場合は軸受の回転により発生する熱が逃げにくくて軸受の温度が上昇する。その為軸受の放熱性能の更なる向上が望まれているという問題点がある。
【０００７】
そこで本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、絶縁被膜を比抵抗及び熱伝導率が所定レベル以上の合成樹脂組成物からなるものとすることにより、電気絶縁性，耐クリープ性のみならず放熱性にも優れた電食防止転がり軸受を提供することを目的とする。
より詳しくは、２０ｅｍｕ／ｇ以上の飽和磁化を有する充填材を樹脂に添加することにより、当該充填材の粒子自体の磁気吸引力によってそれらの粒子同士が樹脂中でつながり、それにより絶縁被膜の熱伝導率を向上させて、鉄道車両用電動機の軸受などに使用した場合も高速回転時の軸受発熱をハウジング，シャフト等を介して系外に速やかに放出できる放熱性の更なる向上が出来、高速回転に適応可能な電食防止転がり軸受を提供することを目的としている。
【０００８】
また、本発明は、ガラス繊維などの強化充填材に加えて、絶縁被膜の熱伝導性の向上を果たす熱伝導向上充填材を更に含有させた樹脂を軸受用被覆材として用いることにより、樹脂自体の熱伝導性を向上させて、鉄道車両用電動機の軸受などに使用した場合も高速回転時の軸受発熱をハウジング，シャフト等を介して系外に速やかに放出できる放熱性の更なる向上が出来、高速回転に適応可能な電食防止転がり軸受を提供することを目的としている。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、上記放熱性に優れるとともに、電気絶縁性に優れハウジング，シャフトからの漏洩電流による転動体と外内輪軌道との放電，通電による電食を効果的に防止でき、且つ耐クリープ性にも優れハウジングや軸との間の嵌合力や嵌合すきまが長時間の運転で変化して共回りを生じることを防止でき、更には成形性にも優れた電食防止転がり軸受を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、外内輪の少なくとも一方に絶縁被膜を有する電食防止転がり軸受において、前記絶縁被膜は比抵抗が１×１０^１３Ω・ｃｍ以上で、かつ熱伝導率が０．５ｗ／ｍ・ｋ以上の合成樹脂組成物からなり、該合成樹脂組成物はマトリックス樹脂の強化に貢献する熱伝導率が１０ｗ／ｍ・ｋ未満で且つ比抵抗が１×１０ ^３ Ω・ｃｍ以上の繊維材と、飽和磁化が２０ｅｍｕ／ｇ以上で且つ比抵抗が１×１０ ^３ Ω・ｃｍ以上の磁性充填材とを含み、前記繊維材及び磁性充填材の合計が５０〜７５重量％であることを特徴とするものである。
【００１１】
ここで、前記絶縁被膜は、マトリックス樹脂の強化に貢献する熱伝導率が１０ｗ／ｍ・ｋ未満で且つ比抵抗が１×１０³ Ω・ｃｍ以上の繊維材〔Ａ〕と、飽和磁化が２０ｅｍｕ／ｇ以上で且つ比抵抗が１×１０³Ω・ｃｍ以上の磁性充填材〔Ｂ〕とを含み、両者の合計〔Ａ＋Ｂ〕が３０〜７５重量％であるものとすることができる。
【００１２】
また、磁性充填材〔Ｂ〕の含有量は２０〜６５重量％とすることができる。また、磁性充填材〔Ｂ〕はフェライトとすることができる。
また、磁性充填材〔Ｂ〕はその少なくとも一部を熱伝導向上充填材で置き換えることができる。
前記熱伝導向上充填材は、熱伝導率が１０ｗ／ｍ・ｋ以上で且つ比抵抗が１×１０³Ω・ｃｍ以上の非磁性高熱伝導性充填材〔Ｃ〕とすることができる。また、非磁性高熱伝導性充填材〔Ｃ〕は無機化合物の粉体，繊維及びウィスカーのいずれかから選定したものとすることができる。
【００１３】
一般に、樹脂や、ガラス繊維のような繊維材は熱伝導率が小さいため、この両者のみを混合した樹脂組成物から形成される絶縁被膜の熱伝導率も小さい。また、ガラス繊維のような繊維材はそれ自体に磁性を持っていないため、繊維同士が樹脂中で磁気的に吸引しあってつながることはしない。したがってガラス繊維を互いに接触させて熱伝導率を上げようとすると、かなり多量に樹脂中に混入しなければならず、それによって成形性やウエルド強度等の機械的強度が著しく低下し、軸受に使用するのに必要とされる以上の性能を有する絶縁被膜を形成できなくなる。
【００１４】
そこで本発明にあっては、磁性粒子（飽和磁化２０ｅｍｕ／ｇ以上、且つ比抵抗１×１０³Ω・ｃｍ以上）からなる絶縁性の充填材を別途に樹脂に添加する。添加した磁性充填材の磁性粒子同士が樹脂中で互いに吸引し合って接触し易く、それによって絶縁被膜の熱伝導率を上げて放熱特性を向上させる。かくして耐クリープ強度と共に耐熱性，絶縁性，放熱性にも優れた絶縁被膜が得られる。
【００１５】
また、本発明にあっては、上記の強化繊維材〔Ａ〕と磁性充填材〔Ｂ〕の少なくとも一部を、熱伝導率が１０ｗ／ｍ・ｋ以上で且つ比抵抗が１×１０³Ω・ｃｍ以上の非磁性高熱伝導性充填材〔Ｃ〕で置き換えてもよい。この非磁性高熱伝導性充填材〔Ｃ〕は熱伝導向上充填材として添加するもので、繊維状あるいはウィスカー状であればガラス繊維などの強化材と同じように使用でき、樹脂自体の強度を低下させることなく熱伝導性を向上できてより一層効果的である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
本発明の絶縁被膜の形成に使用する樹脂材料としては、ＰＰＳ樹脂や芳香族ナイロン（芳香族ポリアミド樹脂）や脂肪族ポリアミド樹脂の４．６ナイロンなどを好適に用いることができる。ＰＰＳ樹脂は吸水性が低く、また成形性が良好であることから、低吸水性で寸法安定性に優れた絶縁被膜を射出成形により低コストで形成することができる。また、芳香族ナイロンは高融点，高強度を有し、軸受の高速回転時には絶縁被膜温度が１２０℃にも達する高温で絶縁性能を維持できて好ましい。一方、４．６ナイロン等の脂肪族ポリアミド樹脂も良好な電気絶縁性を有し、絶縁被膜に適する。
【００１７】
但し、上記樹脂は単味で電食防止転がり軸受用の絶縁被膜に要求される複数の機能を同時に満たすことはできず、次に述べる添加材料と併用する。
その樹脂材料の強化に用いる本発明の繊維材〔Ａ〕は、主としてマトリックス樹脂の耐クリープ性を向上させ尚且つ絶縁被膜の電気絶縁性を維持するために用いられるものであり、電気絶縁性については高い方がよいが比抵抗値で１×１０³Ω・ｃｍ以上好ましくは１×１０⁴Ω・ｃｍ以上が良い。熱伝導性についても高い程好ましい。具体的な好適例としては、グラスファイバ（ＧＦ）繊維あるいは６チタン酸カリウムや８チタン酸カリウムなどのチタン酸カリウムウィスカー，ホウ酸アルミニウムウィスカー，炭酸カルシウムウィスカー（アルゴナイト），塩基性硫酸マグネシウムウィスカー等が有効であるが、その他アラミド繊維などを用いることもできる。表１にこれらの比抵抗値を示す。
【００１８】
【表１】

【００１９】
これらの主として耐クリープ性向上のための繊維材〔Ａ〕の添加量は、混合物全体の１０〜５５重量％であり、好ましくは２０〜４０重量％である。５５重量％を越えると成形性が悪くなり、１０重量％未満では耐クリープ性が悪くなる。
本発明の磁性充填材〔Ｂ〕は、絶縁被膜の電気絶縁性の維持と伝熱性の向上とを同時に満たすために用いられ、その熱伝導率は高い程好ましいが、少なくともガラス繊維と同程度の５〜１０Ｗ／ｍ・Ｋであれば良い。一方、電気絶縁性についても高い方がよいが、比抵抗値で１×１０³Ω・ｃｍ以上、より好ましくは１×１０⁴Ω・ｃｍ以上であれば使用上問題はない。さらに、飽和磁化については、２０ｅｍｕ／ｇ以上、より好ましくは５０ｅｍｕ／ｇ以上が磁気吸引力が大きくなるので好適である。２０ｅｍｕ／ｇ未満では磁気吸引力が小さすぎて所期の伝熱性の向上が得られない。
【００２０】
このような条件を満たし得る磁性充填材は、例えばＭｇＦｅ₂０₄（マグネシウムフェライト），ＭｎＦｅ₂Ｏ₄（マンガンフェライト），Ｆｅ₃Ｏ₄（マグネタイト），ＣｏＦｅ₂Ｏ₄（コバルトフェライト），ＮｉＦｅ₂Ｏ₄（ニッケルフェライト），ＣｕＦｅ₂Ｏ₄（銅フェライト），γ−Ｆｅ₂Ｏ₃（マグヘマイト）などの粉体から選定される。表２にこれらの充填材物質の飽和磁化と比抵抗を示す。
【００２１】
【表２】

【００２２】
磁性充填材〔Ｂ〕の添加量は、絶縁被膜混合物全体の２０〜６５重量％であり、好ましくは２５〜５０重量％の範囲で選定される。６５重量％を越えると耐クリープ性，成形性を満たすことが困難となり、一方、２０重量％未満では伝熱性の向上が期待できず、そのため本願発明の電気絶縁性，伝熱性，耐クリープ性の３拍子そろった向上という効果が期待できなくなる。
【００２３】
上記繊維材〔Ａ〕と磁性充填材〔Ｂ〕との合計添加量〔Ａ＋Ｂ〕は、３０〜７５重量％が好ましい。７５重量％を越えるとマトリックス樹脂が不足して成形時の流動性低下をまねき、その結果、形成された絶縁被膜の表面粗さが悪くなると共にウエルド強度が低下する。一方、３０重量％未満では、繊維材〔Ａ〕，磁性充填材〔Ｂ〕が共に必要最低量が確保できずに伝熱性，耐クリープ性の両立が困難になる。更に、高い伝熱性，耐クリープ性を確保するためには、合計添加量〔Ａ＋Ｂ〕が５０〜７５重量％の範囲にあると、より好適である。
【００２４】
なお、このような繊維材〔Ａ〕，磁性充填材〔Ｂ〕を含有する樹脂組成物にあっては、必要に応じて離型剤や、強度向上を目的としてシランカップリング剤等のカップリング剤を添加しても良い。あるいは、カップリング剤などで処理した繊維材又は充填材を使用してもよい。
更に、本発明の非磁性高熱伝導性充填材〔Ｃ〕は、磁性充填材［Ｂ］と同様に、絶縁被膜の伝熱性の向上と電気絶縁性の維持とを同時に満たすために用いられるが、その熱伝導率は、磁性充填材［Ｂ］のように粒子同士が磁気吸引力によって積極的につながろうとはしないので、粒子個々により高い熱伝導性が必要になる。具体的には１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上さらに好ましくは２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上が必要である。一方、電気絶縁性についても高い方がよいが、比抵抗値で１×１０³Ω・cm以上、より好ましくは１×１０⁴Ω・cm以上であれば使用上問題ない。
【００２５】
このような条件を満たし得る非磁性高熱伝導性充填材〔Ｃ〕は、例えば、ＳｉＣ（炭化ケイ素）、ＡｌＮ（窒素アルミニウム）、ＢｅＯ（ベリリア）、ＢＮ（窒化ホウ素）、Ａｌ₂Ｏ₃（アルミナ）、ＭｇＯ（マグネシア）などの粉体、繊維またはウィスカー等から選定される。表３に、これらの充填材物質の熱伝導率と比抵抗をＣｕ（銅）、ガラス繊維（Ｅガラス）と比較して示す。
【００２６】
【表３】

【００２７】
なお、表３に示されるもののうち、ＳｉＣ，Ａｌ₂Ｏ₃は繊維及びウィスカーもあるが、それ以外は粉体状のみである。よって、耐クリープ性が更に要求される場合には、ガラス繊維（ＧＦ）を用いずにＳｉＣ，Ａｌ₂Ｏ₃のウィスカー又は繊維を使用すれば耐クリープ性が更に向上し、加えて伝熱性の向上も得られる。
【００２８】
この非磁性高熱伝導性充填材〔Ｃ〕は、少なくとも一部を磁性充填材〔Ｂ〕の代わりに使用することができる。その場合の添加量は、両者混合（〔Ｂ＋Ｃ〕）あるいは前者単独（〔Ｃ〕）のみで、絶縁被膜混合物全体の２０〜６５重量％であり、好ましくは２５〜５０重量％の範囲で選定される。６５重量％を越えると成形性を満たすことが困難となり、一方、２０重量％未満では耐クリープ性，伝熱性の向上が期待できず、そのため本願発明の電気絶縁性，伝熱性，耐クリープ性の３拍子そろった向上という効果が期待できなくなる。なお、コスト的には、磁性充填材〔Ｂ〕の方が非磁性高熱伝導性充填材〔Ｃ〕に比べて安価なため、非磁性高熱伝導性充填材〔Ｃ〕単独で用いるよりも磁性充填材〔Ｂ〕のみ或いは両者混合〔Ｂ＋Ｃ〕で使用する方が有利である。
【００２９】
上記繊維材〔Ａ〕と磁性充填材〔Ｂ〕と非磁性高熱伝導性充填材〔Ｃ〕との合計添加量〔Ａ＋Ｂ＋Ｃ〕は３０〜７５重量％が好ましい。７５重量％を越えるとマトリックス樹脂が不足して成形時の流動性低下をまねき、その結果、形成された絶縁被膜の表面粗さが悪くなると共にウエルド強度が低下する。一方、３０重量％未満では、繊維材〔Ａ〕，磁性充填材〔Ｂ〕，非磁性高熱伝導性充填材〔Ｃ〕の各必要最低量が確保できないために、伝熱性，耐クリープ性の両立が困難になる。更に、高い伝熱性，耐クリープ性を確保するためには、合計添加量〔Ａ＋Ｂ＋Ｃ〕が５０〜７５重量％の範囲にあるとより好適である。
【００３０】
上記三者の合計添加量〔Ａ＋Ｂ＋Ｃ〕の内訳は、次のような電食防止転がり軸受の絶縁被膜として必要な物性が得られるように、それぞれ決められる。
熱伝導率：０．５ｗ／ｍ・ｋ以上
比抵抗：１×１０¹³Ω・ｃｍ以上
ウエルド強度：７０ＭＰａ以上
アイゾット衝撃強度：２ｋJ ／ｍ²以上、より好ましくは落下時の強度向上のため５ｋJ ／ｍ²以上とする。これにより電食防止転がり軸受自体の取扱いがより容易になる。すなわち、ウエルド強度７０ＭＰａ以上、アイゾット衝撃強度２ｋJ ／ｍ²以上であれば軸受をハウジングに挿入する際の絶縁被膜の損傷を防止できる。
耐クリープ性：−２．５％以下（但し、120 ℃，面圧2.9kg/mm²,100hr での寸法変化率）
【００３１】
【実施例】
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
図１は、本発明の電食防止転がり軸受の実施例の断面図である。この転がり軸受１Ａの外輪１１の外面は絶縁被膜２で被覆されている。この例では、内輪１２は被覆なしとした。１３はころである。絶縁被膜２は、その材料として表４の各実施例および比較例に示す樹脂組成物を用い、外輪１１の外周及び左右両端面にそれぞれ溝１１ａ，１１ｂを形成し、所定厚さの絶縁被膜２を射出成形により外輪１１の外周（ハウジングが嵌合される面）から両端面に連続して付着させることで製作した。すなわち、先ず、予め各材料組成を、ブレンダやヘンシェルミキサ等により混合して二軸押出機等の押出機に供給し、押出機から材料ペレットを得た。次に、外輪１１の外側に、絶縁被膜２の厚さ（ここでは約１．０ｍｍ）に対応させて形成した金型を設置し、外輪１１と金型との間の空間に前記ペレットを溶融した材料を射出して所定の時間冷却することにより、外輪１１の外面に絶縁被膜２を成形したものである。
表４に、絶縁被膜２の実施例１−１〜実施例１５−２及び比較例１の成分組成を示す。
【００３２】
【表４】

【００３３】
また、表４に示す樹脂，繊維材〔Ａ〕，磁性充填材〔Ｂ〕，非磁性高熱伝導性充填材〔Ｃ〕の具体的な商品名（登録商標には^Rを付す），メーカを下記に記す。
樹脂：
ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）；呉羽化学工業（株）「フォートロンＫＰＳ」。
芳香族ＰＡ（芳香族ポリアミド樹脂）；三井石油化学「アーレン^R」。
強化繊維材〔Ａ〕：
ガラス繊維；日東紡績（株）「ＣＳ３Ｊ−２７３」（シランカップリング剤処理ガラスチョップドストランド）。
６チタン酸カリウムウィスカー；大塚化学（株）「ティスモ−Ｄ」。
ホウ酸アルミニウムウィスカー；四国化成工業（株）「アルボレックスＹＳ３」（シランカップリング剤処理済）。
炭酸カルシウムウィスカー；丸尾カルシウム（株）「ウィスカルＡ」。
磁性充填材〔Ｂ〕：
ＭｎＦｅ₂Ｏ₄ ；（株）高純度化学研究所。
ＣｏＦｅ₂Ｏ₄ ；（株）高純度化学研究所。
ＮｉＦｅ₂Ｏ₄ ；（株）高純度化学研究所。
非磁性高熱伝導性充填材〔Ｃ〕：
ＳｉＣウィスカー；出光マテリアル（株），Ｍグレード。
ＡｌＮ；出光マテリアル（株），ＡＧＳＤ−１００。
ＢＮ（ｈ−ＢＮ）；出光マテリアル（株），Ｆグレード。
Ａｌ₂Ｏ₃；日本アエロジル（株），Aluminium Oxide Ｃ。
Ａｌ₂Ｏ₃繊維；ニチアス（株），ルビール^R バルクファイバーT/5470-RS。
ＭｇＯ；協和化学工業（株），パイロキスマ５３０１Ｋ。
それらの絶縁被膜に関して以下の特性評価を実施した。
【００３４】
▲１▼熱伝導率と比抵抗の測定：
表４の実施例１−１〜１５−２および比較例１に示す樹脂組成物について、レーザフラッシュ法で２０℃における熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）及び比抵抗（Ω・ｃｍ）の測定を行った。その結果を表５に示す。
【００３５】
【表５】

【００３６】
実施例１−１〜１５−２は熱伝導率が比較例１に比べて大きく、いずれも０．５ｗ／ｍ・ｋ以上と、通常のプラスチック材料（0.2 〜0.4 w/m ・k ）よりも良好な伝熱性を示している。特に、ガラス繊維を用いずにＳｉＣウィスカー又はＡｌ₂Ｏ₃繊維を使用した実施例１１−１〜１２−２において、顕著な熱伝導率が得られている。
【００３７】
また、各実施例１−１〜１５−２の比抵抗は比較例１よりも小さくなっているが、いずれも１×１０¹³Ω・ｃｍ以上を有しており、十分な電気絶縁性を備えていることがわかる。
▲２▼ウエルド強度，アイゾット衝撃強度の測定：
表４の実施例１−１〜１５−２および比較例１の組成を有する樹脂組成物について所定の試験片を成形し、２３℃でウエルド強度及びアイゾット衝撃強度の測定を行った。すなわちウエルド強度は、金型キャビティの両端から絶縁被膜樹脂組成物を注入させてその樹脂組成物の会合部（ウエルド部）を中央に持つＪＩＳ１号試験片（ｔ＝３ｍｍ）を成形し、これを用いて引張り速度５ｍｍ／ｍｉｎで測定した。また、アイゾット衝撃強度は、ノッチ付試験片で測定した。
それらの測定結果を表６に示す。
【００３８】
【表６】

【００３９】
なお、実施例１−１〜１０−２では、マトリックス樹脂の充填材として強化性の高いガラス繊維を用い、実施例１３−１〜実施例１５−２では同じく強化繊維材〔Ａ〕に属するウィスカー類を用いているので、ウエルド強度は差異が少なく、いずれも７０ＭＰａ以上であった。これに対して、実施例１１−１，１１─２は強化繊維材〔Ａ〕ではなく非磁性高熱伝導性充填材〔Ｃ〕であるＳｉＣウィスカーを、また実施例１２−１，１２−２ではアルミナ繊維を用いているが、やはり７０ＭＰａ以上のウエルド強度が得られている。
【００４０】
また、アイゾット衝撃強度は、ガラス繊維〔Ａ〕を減らして粉体系の充填材〔Ｂ〕，〔Ｃ〕を添加することによって比較例１（ガラス繊維４０重量％）より少し低めになっているが、いずれも２．０ＫＪ／ｍ² を越えており、使用上問題ないことがわかった。
▲３▼耐クリープ性の把握：
実施例１−１〜１５−２及び比較例１の組成を有する樹脂組成物について円柱状の試験片を成形し、図２に示す試験装置を用いて圧縮クリープ試験を行った。
【００４１】
測定は、当該試験片を試験装置ごと、１２０℃に設定された恒温槽にいれて１００時間放置（面圧２．９ｋｇ／ｍｍ²）し、その後取り出して１時間室温に保持した後に当該試験片ＴＰの高さ変化率を測定した。測定結果を表７に示す。
【００４２】
【表７】

【００４３】
各実施例とも、比較例１よりも高さ変化率は小さく、耐クリープ性は良好である。特に、磁性充填材〔Ｂ〕をガラス繊維と併用した実施例１−１〜４−２、非磁性高熱伝導性充填材〔Ｃ〕のうちのアルミナ繊維をガラス繊維と併用した実施例１０−１，１０−２及びガラス繊維を使わずにＳｉＣウィスカーやアルミナ繊維を単独で充填した実施例１１−１〜１２−２は、高さ変化率が小さくて顕著な耐クリープ性を示している。
【００４４】
▲４▼軸受での温度測定：
この試験は、表４の実施例１−１〜１５−２および比較例１に示す樹脂組成物からなる絶縁被膜２を前記のようにして製作した図１に示す電食防止転がり軸受１Ａ（内径７０ｍｍ，外径１５０ｍｍ，幅３５ｍｍ）を被試験体として行った。すなわち、当該電食防止転がり軸受１Ａをハウジングに圧入し、軸受内に所定量（軸受空間の約２５％）のグリースを封入して所定のならし運転を行った後、室温で７０００ｒｐｍまで急加速を行い、約１時間保持した。この急加速の間に、所定時間間隔で内輪１２の温度Ｔを記録した。内輪の最高温度を表８に示す。
【００４５】
【表８】

【００４６】
実施例１−１〜実施例１５−２は、表８に示すように、比較例１に比べて絶縁被膜の熱伝導率を上げたことで、軸受の回転により発生する熱を放射する効果が大きく、その結果として内輪温度を４０℃以上も下げることができた。特に、表５で顕著な熱伝導率を示したＳｉＣウィスカー又はＡｌ₂Ｏ₃繊維を使用した実施例１１−１〜１２−２における放熱効果が大きいことが確認された。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に係る電食防止転がり軸受にあっては、外内輪の少なくとも一方に有する絶縁被膜を、比抵抗が１×１０¹³Ω・ｃｍ以上で、かつ熱伝導率が０．５ｗ／ｍ・ｋ以上の合成樹脂組成物からなるものとしたため、電気絶縁性，耐クリープ性のみでなく放熱性にも優れた電食防止転がり軸受を提供できるという効果が得られる。
【００４８】
また、前記絶縁被膜の合成樹脂組成物として、マトリックス樹脂に耐クリープ性の大きい繊維材〔Ａ〕と、飽和磁化及び比抵抗が一定値以上の磁性充填材〔Ｂ〕とを両者の合計〔Ａ＋Ｂ〕３０〜７５重量％の範囲で混合したものにすると、磁性充填材〔Ｂ〕の電気絶縁性向上作用及び伝熱性向上作用により、耐クリープ性，伝熱性，成形性及び電気絶縁性に一層優れた絶縁被膜が得られて、例えば鉄道車両用電動機の軸受などのような高速回転で高温にさらされる使用条件下でも安定した性能が保証できる電食防止転がり軸受を提供できるという効果を奏する。
【００４９】
さらに、前記絶縁被膜の合成樹脂組成物の磁性充填材〔Ｂ〕の少なくとも一部を非磁性高熱伝導性充填材〔Ｃ〕で置換しても、上記同様の効果を奏する。また、磁性充填材〔Ｂ〕及び非磁性高熱伝導性充填材〔Ｃ〕の含有量を当該充填材の種類に応じて単独もしくは合わせて２０〜６５重量％の範囲内で任意に調整すると、絶縁被膜の耐クリープ性，伝熱性，成形性及び電気絶縁性の諸特性のバランスを調整できて、軸受の使用条件等に応じて製品に多様性を持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電食防止転がり軸受の実施例の断面図である。
【図２】耐クリープ性試験装置の模式側面図である。
【符号の説明】
１Ａ電食防止転がり軸受
２絶縁被膜

Claims

外内輪の少なくとも一方に絶縁被膜を有する電食防止転がり軸受において、前記絶縁被膜は比抵抗が１×１０^１３Ω・ｃｍ以上で、かつ熱伝導率が０．５ｗ／ｍ・ｋ以上の合成樹脂組成物からなり、該合成樹脂組成物はマトリックス樹脂の強化に貢献する熱伝導率が１０ｗ／ｍ・ｋ未満で且つ比抵抗が１×１０ ^３ Ω・ｃｍ以上の繊維材と、飽和磁化が２０ｅｍｕ／ｇ以上で且つ比抵抗が１×１０ ^３ Ω・ｃｍ以上の磁性充填材とを含み、前記繊維材及び磁性充填材の合計が５０〜７５重量％であることを特徴とする電食防止転がり軸受。
前記絶縁被膜は、非磁性高熱伝導性充填材を含有し、前記磁性充填材がフェライトであることを特徴とする請求項１記載の電食防止転がり軸受。
非磁性高熱伝導性充填材がアルミナ繊維で、前記繊維材がグラスファイバ（ＧＦ）繊維またはチタン酸カリウムウィスカーまたはホウ酸アルミニウムウィスカーまたは炭酸カルシウムウィスカー（アルゴナイト）または塩基性硫酸マグネシウムウィスカーまたはアラミド繊維であることを特徴とする請求項２記載の電食防止転がり軸受。