JPH01182621A - 電食防止型転がり軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 この発明は、回転機器類の摺動部分に広く用いられる電
食防止型転がり軸受に関するものである。

〔従来の技術〕

車輌用駆動装置、車輌用車軸装置、電動機等に使用され
ている玉軸受、円筒ころ軸受、円すい軸受、ニードル軸
受などの軸受の周囲に、電気機器が存在すると、転動体
を介して軸受の外内軸に電流が流れることがあり、電流
が流れると、外内軸と伝道体との接点は点もしくは線接
触であることから、両者の間で放電が起こって局部的に
溶融し、いわゆる電食のために軸受寿命が低下するとい
う問題が生じている。

このような電食を防止するために、たとえば軸受の外輪
と内輪の両方またはいづれか一方の軌道輪の相手材（ハ
ウジングや軸など）と接触する面に、下地用の被膜処理
を施し、その上にプラスチックなどの非金属材による絶
縁被膜を設ける方法（特開昭５５−１０１１１号公報）
、また、この絶縁被膜には溶射法によるセラミック被膜
が有効であって、さらにこの溶射被膜層の気孔に合成樹
脂などの有機化合物を充填させ、気孔内に水分や導電物
が入り込むことを防いで絶縁性の低下を防止するという
方法（実開昭６１−２４５４号公報）等が提案されてい
るが、これらの方法もつぎのような欠点を有する。すな
わち、前者の絶縁被膜がプラスチックの場合には、プラ
スチック中の不純物、吸湿または高分子自身のイオンへ
の解離などにより、プラスチック中を移動するイオン量
が増大し電流が流れるという問題がある。゛前述の高分
子自身のイオンへの解離のしやすさは、プラスチックの
もつ誘電率の大きさと関係が深く、一般に誘電率の高い
もの程イオン化しやすいことから、フッ素樹脂、その中
でも特に誘電率の低い四フン化エチレン樹脂やポリエチ
レン等の誘電率の非常に小さい無極性高分子の利用が考
えられるが、フッ素樹脂は周知のごとく非粘着性を有す
るため、基材と良好な密着強度を得るためには、フッ素
樹脂を熔融させる〔これを融着法と略称する〕　（ただ
し四フッ化エチレン樹脂は溶融粘度が高いため不適当）
か、接着性の良好な造膜性重合体を溶解した有機溶剤中
にフッ素樹脂を分散させた液を塗布して焼き付ける〔こ
れを塗布法と略称する〕などの方法をとらなければなら
ず、その結果融着法においてはフッ素樹脂の溶融温度が
高いために軸受の寸法精度が保たれず使用に耐えられな
くなり、一方塗布法においては接着性の良好な造膜性重
合体、具体的には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポ
リイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等は、極性が高い
ことから誘電率が大きくてイオンへ解離しやすく、漏れ
電流が発生しやすいという問題があり、また、ポリエチ
レンを用いたときには、密着強度が弱いことおよび使用
時の耐熱性に問題がある。また、フッ素樹脂またはポリ
エチレン等の低誘電率を有するプラスチック以外のプラ
スチック、具体的には、ポリイミド樹脂、ポリフェニレ
ンサルファイド樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等
の合成樹脂を選んだ場合においても、これらはいづれも
極性高分子であって誘電率が比較的高く、相当量のイオ
ン化が考えられろうことから電流が漏れるという危険性
があった。

絶縁体被膜としてセラミックを用いたときには前述した
プラスチックにおけるイオンへの解離の問題はほとんど
ないが、その施工法に問題がある。

すなわちセラミックを融着させるには相当な高温が必要
であるが、そのような高温度下では軸受材に変質または
大きな寸法変化が起こるということである。そこで、こ
れらを防ぐために、基材に高熱がかかる時間を短くして
被害を極力小さくした方法（セラミック溶射法）がある
が、この方法によって形成される被膜はポーラス状であ
り種々の欠点があるため、前述したような溶射被膜層の
気孔に合成樹脂などの有機物を充填するという方法が提
案されている。この方法は溶射法の欠点を補う優れた方
法ではあるが、気孔の封孔剤として使用されるフェノー
ル系、エポキシ系等の合成樹脂は、前述のように、イオ
ンへ解離しやすい性質をもつものであるため、漏れ電流
が流れるという問題点があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような漏れ電流がいかに微小であっても、軸受に電
食を起こすに充分な効果があり、根本的に電食を防止す
るような転がり軸受は未だ存在しないという問題点があ
り、それを解決することが課題であった。

〔！！！題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するために、この発明は転がり軸受の
外輪および内輪の両方またはそのいづれか一方のの軌道
の少なくともはめあい面側の表面に、金属アルコキシド
を有機溶剤に溶解した塗液を塗布し、２００℃以下の低
温にて焼き付けすることによって金属酸化物系のセラミ
ック被膜を形成した電食防止型転がり軸受とする手段を
採用したものである。以下その詳細を説明する。

この発明に用いる金属アルコキシドは一般式％式％） 〔ここでＭは５ｔｓＺｒ等の金属もしくは部分アルキル
化された金属、Ｒはアルキル基、ｎは４以下の正の整数
〕 で示される化合物で容易に加水分解され、有機高分子の
ような縮合過程を経て金属酸化物もしくはその水和物に
変化する。たとえば、つぎのような反応である。

Ｍ（ＯＲ）、ｌ＋　ｎＨ＊ｏ　　　　Ｍ（ＯＨ）ｌｌ＋
　ｎＲＯ■Ｍ（ＯＲ）ａ　　ＭＯ＋＋７ｇ　＋　（ｎ／
２）ＩＩ＊０ツキにこの発明の有機溶剤はアルコール類
であり、中でも沸点その他の性質からイソプロピルアル
コールが実用的であるが、上記金属アルコキシドをこれ
ら有機溶剤に溶解させる。この際の金属アルコキシドの
濃度は特に限定されるものではなく、浸漬法、吹き付は
法、ローティング法その他塗装法に適用した粘度の溶液
とすればよい。

さらにこの発明における低温焼き付けとは、基材の軸受
材が変質しない２００℃、好ましくは１８０℃以下にお
ける熱処理であり、この焼き付けによって金属アルコキ
シド塗膜はセラミックコーティング被膜（金属酸化物被
膜）に変化する。

この発明に用いるセラミックコーティング被膜の下地材
との結合性を高めるために、脱脂処理、ブラスト処理、
リン酸塩被膜処理、黒ぞめ処理などの表面処理を予め施
してお（ことは好ましい。

また、この発明に用いる金属アルコキシド溶液中に、絶
縁性、硬度等に悪影響を及ぼさない範囲で、炭酸カルシ
ウム、マイカ、タルク等の無機充填材を添加してもよい
。

なお、金属アルコキシド溶液を塗布する方法としては、
特に限定するものではなく、吹き付け、浸漬、ロールコ
ーティング、刷毛塗り等通常店く利用されている各種の
塗布法が適用でき、実施例のように被膜層の厚みが２０
−程度の薄膜であっても、ピンホールが生じないために
充分な効果が得られる。

さらに、ｉ膜で漏れ電流に対しても充分な絶縁性を得る
ことができ、膜厚のバラツキがほとんどないことから、
この被膜を形成した後に後加工（研削等）によって寸法
精度を高める必要はなく、また、この被膜が高硬度で耐
慣性に優れることから、ハウジングおよび軸とのかん金
時における傷が原因となって電気絶縁性が低下するとい
う問題も生じない。

〔実施例〕

実施例１： 軸受鋼（ＳＵＪ−２）の板材（５０１平方、厚み２１１
）の表面に、金属アルコキシド（日本合成ゴム社製：　
Ｓｉｎｇ・Ｚｒ０１系）を５５重量％含有するイソプロ
ピルアルコール溶液を塗布し、１８０℃にｔＡ整された
加熱器の中で焼き付は処理を行ない、厚み２０１ｒｍの
被膜を形成した。得られた板材に対し、ＡＳＴＭ−０２
５７に基づく体積抵抗率の測定およびＪＩＳ−Ｚ２３７
１に基づく塩水噴霧試験とを実施したところ、体積抵抗
率はＩＱＩ！ｌΩ−備であり、また塩水噴霧試験におい
ては鯖の発生は全く認められなかった。

実施例２： 第１図に示すように材質が５Ｕ３４４０Ｃである外輪１
、内輪２、転動体３および保持器４で構成される深みぞ
玉軸受（呼び型番６２１７、内径８５龍、外径１５０龍
、巾２８１ｍ）の外輪１の外周面に、実施例１で用いた
と同じ金属アルコキシドを４５重量％含有するイソプロ
ピルアルコール溶液を塗布し、１５０℃に調節された加
熱器の中で焼き付は処理を行ない、厚み１０ｍの被膜５
を形成した。このようなセラミック被覆処理を施した軸
受について、つぎのような方法で試験を行なった。その
結果電気抵抗は１０Ｉ４Ω−１となり、非常に薄い被膜
でも絶縁性はきわめて良好であった。

試験方法： アドバンテスト社製デジタルマルチメーターを用い、軸
受の外輪外径面と内輪内径面との間の電気抵抗を測定す
る。

実施例３： 第２図に示すようなシール体６を有することのみが異る
以外は実施例２と同じ深みぞ玉軸受の外輪１の外周面お
よび内輪２の内周面に、実施例１で用いたと同じ金属ア
ルコキシドを５５重量％含有するイソプロピルアルコー
ル溶液を塗布し、実施例２と同様の焼き付は処理を行な
って、厚み２０−の被膜５を形成した。この軸受に対し
て実施例１と同様の試験を行なった結果、実施例２と同
様きわめて優れた絶縁性の軸受であることが認められた
。なお、玉軸受に代わる円筒ころ軸受についても全く同
様の効果が認められた。

比較例１および２： 実施例１と同じ板材を使用し、比較例１においては表面
にリン酸塩被膜処理を行なった後フッ素樹脂焼き付は用
コーティング剤であるダイキン工業社製：　ＴＣ７１０
５ＯＮ　（バインダーはポリアミドイミド樹脂）を吹き
付けて３０−の膜厚に塗布し、また比較例２においては
、表面にリン酸塩被膜処理した後エポキシ樹脂（ソマー
ル工業社製：エピフォームＦ−２１９）を静電粉体塗装
にて５０−の膜厚に塗布したこと以外は、いずれも実施
例１と同様であり、得られた板材について同様の試験を
行なった結果、体積抵抗率は比較例１では１０目Ω−備
、比較例２では１０１！Ω−個といずれも低く、また塩
水噴霧試験はいずれも錆が発生した。

以上のことから、この発明の金属アルコキシドを出発物
質としたセラミックコーティングを用いたものは、被膜
の厚さが薄いにもかかわらず体積抵抗率が大きく、しか
も塩水噴霧試験においても錆が発生していないことから
、ピンホールのない電気絶縁性に優れたものであること
がわかる。これに対してフッ素樹脂を使用しても焼き付
けするために必要なバインダー樹脂を使っている比較例
１、またはエポキシ樹脂を絶縁体として使用している比
較例２は厚膜にもかかわらず体積抵抗率が比較的小さく
、塩水噴霧試験においては錆が発生しており、ピンホー
ルが存在していて好ましくないことがわかる。

〔効果〕

前記したように、この発明に用いたセラミックコーティ
ング剤である金属アルコキシドは、通常の塗料のように
種々の方法で簡単に塗布でき、しかも、軸受材を変質さ
せたり寸法変化を起こすことのない低温下で焼き付けす
るだけで、ピンホールがなく、電気絶縁性が高く、耐傷
性に優れた高硬度の被膜が形成され、さらにこれらの性
質は薄い膜であっても充分に発揮されることから、研削
などの後加工をする必要もなく、経済的にも優れた電食
防止軸受となる。したがって、この発明の意義は大きい
。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、この発明の実施例に用いた深み
ぞ玉軸受の構造を示す断面図である。 １・・・・・・外輪、　　　　　２・・・・・・内輪、
３・・・・・・転動体、　　　　４・・・・・・保持器
、５・・・・・・Ｍｉｌｌ、６・・・・・・シール体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 転がり軸受の外輪および内輪の両方またはそのいづれか
   一方の軌道の少なくともはめあい面側の表面に、金属ア
   ルコキシドを有機溶剤に溶解した塗液を塗布し、２００
   ℃以下の低温にて焼き付けすることによって金属酸化物
   系のセラミック被膜を形成したことを特徴とする電食防
   止型転がり軸受。