JPH10306828A

JPH10306828A - 電食防止転がり軸受

Info

Publication number: JPH10306828A
Application number: JP7820797A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Yabe; 俊一矢部; Toshimi Takagi; 敏己高城; Fumio Ueki; 史雄植木; Takahiko Uchiyama; 貴彦内山; Shigeaki Abe; 重昭阿部; Takanori Yamada; 孝則山田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1997-03-28
Publication date: 1998-11-17

Abstract

(57)【要約】【目的】絶縁被膜の材料を選定することにより、優れた
電食防止効果を発揮するとともに長時間の高温運転に耐
えうる放熱性を備え、且つ耐クリープ性及び成形性にも
優れた絶縁被膜を有する電食防止転がり軸受を提供す
る。【構成】電食防止転がり軸受１Ａの外輪１１，内輪１２
の少なくとも一方に形成する絶縁被膜２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により形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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Ｐ
ＰＳ樹脂という）により形成したものが開示されてい
る。

【０００４】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。

【０００５】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。

【０００６】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。

【０００７】

【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。

【０００８】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。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】

【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１×１０¹³Ω・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
ることを特徴とするものである。

【００１３】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１×１０
³Ω・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。

【００１４】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。

【００１５】前記熱伝導向上充填材は、熱伝導率が１０
ｗ／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。

【００１６】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。

【００１７】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・ｃ
ｍ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。

【００１８】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。

【００１９】以下、更に本発明を詳細に説明する。本発
明の絶縁被膜の形成に使用する樹脂材料としては、ＰＰ
Ｓ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。

【００２０】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
１×１０ ³Ω・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。

【００２１】

【表１】

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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），Ｆｅ₃
Ｏ₄（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），Ｃ
ｕＦｅ₂Ｏ₄（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。

【００２５】

【表２】

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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２
０Ｗ／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。

【００３０】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。

【００３１】

【表３】

【００３２】なお、表３に示されるもののうち、Ｓｉ
Ｃ，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Ｓｉ
Ｃ，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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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）

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。

【００３７】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１．０
ｍｍ）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。

【００３８】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。

【００３９】

【表４】

【００４０】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。

【００４１】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 O
xide Ｃ。Ａｌ₂Ｏ₃繊維；ニチアス（株），ルヒ゛ール^R ハ゛ルク
ファイハ゛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。

【００４２】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。

【００４３】

【表５】

【００４４】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。

【００４５】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１×１
０¹³Ω・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。

【００４６】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５ｍ
ｍ／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。

【００４７】それらの測定結果を表６に示す。

【００４８】

【表６】

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】耐クリープ性の把握：実施例１−１〜１
５−２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。

【００５２】測定は、当該試験片を試験装置ごと、１２
０℃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。

【００５３】

【表７】

【００５４】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。

【００５５】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１
５０ｍｍ，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７００
０ｒｐｍ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。

【００５６】

【表８】

【００５７】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。

【００５８】

【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。

【００５９】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。

【００６０】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１１外輪１２内輪

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者内山貴彦神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号日本精工株式会社内 (72)発明者阿部重昭神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号日本精工株式会社内 (72)発明者山田孝則神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号日本精工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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１×１０¹³Ω・ｃｍ以上で、かつ熱伝導率が０．５
ｗ／ｍ・ｋ以上の合成樹脂組成物からなることを特徴と
する電食防止転がり軸受。