滚动轴承及其制造方法技术

本发明专利技术用替代溶射法的方法形成致密的陶瓷层，提供绝缘性能及对酸、碱等的药品的耐腐蚀和耐药性优异的滚动轴承。其具有内圈（１）、外圈（２）及安装在这些内外圈的轨道面间的多个滚动体（４），是在从上述内圈（１）的内周面及上述外圈（２）的外周面选出的至少一个周面上具有陶瓷覆膜的滚动轴承，该陶瓷覆膜是把氧化铝微粒等作为气溶胶原料使用的、用气溶胶沉积法形成的覆膜。该覆膜例如固定气溶胶喷射喷嘴，在用对象物转动用马达转动上述外圈或上述内圈的同时使用定位用ＸＹ台使之在轴方向移动而形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有陶瓷覆膜的滚动轴承，特别涉及绝缘性能及对酸、 碱等药品的耐腐蚀性及耐药性优异的。
技术介绍
用于铁道车辆的主电动机的滚动轴承，在把主电动机的电流从车 轮往轨道接地的接地用集电装置不完全的情况下，主电动机的电流通 过滚动轴承的内外圏及滚动体在车轮和轨道间流动。此时，在轴承滚动体和外圈滚动面之间或内圈滚动面之间产生放电，有时在;^文电部分 产生电腐蚀。作为防止这样的电腐蚀的有效的手段， 一直以来，众所周知在轴 承轨道圏的外表面形成陶资等的绝缘体的溶射覆膜。在高分子材料制造设备、液晶用膜制造装置等的化学装置设备中， 存在使用各种酸、碱等药品的各种处理装置。在其中在搅拌或搬送用 等使用的滚动轴承，因为接触各种酸或碱等药品，使得轴承构成材料 产生腐蚀、膨润、溶解、分解等的品质劣化，所以存在寿命比较短的 问题。在构成这样的轴承的内圏、外圏、滚动体及保持器上， 一般使 用具有耐腐蚀性或耐药性的不锈钢、陶瓷及树脂等。但是，不锈钢不 一定是万能的，可适用的酸、碱等的药品是有限的。另外，陶瓷对酸、 碱等药品有优异的耐腐蚀和耐药性但存在高价的问题。近年来，通过选定具有机械强度或滑动性的种类或者选择对各种 的酸、碱等的药品具有耐腐蚀和耐药性的种类等，树脂在腐蚀环境、 使用各种药品的环境等领域广泛使用。一直以来，作为合成树脂制滚动轴承，众所周知至少有外圏由聚 酰亚胺材料构成的滚动轴承(参照专利文献l )、轨道圏由弯曲弹性率在2000 6000MPa的范围的聚本撑硫化物(以下记为PPS )树脂等的 聚多芳硫化物系树脂形成的树脂制滚动轴承(参照专利文献2)、在内 圏及外圏的产生滚动摩擦或滑动摩擦的表面等形成聚四氟乙烯(以下 记为PTFE)树脂的润滑覆膜的滚动轴承(专利文献3参照)等。另外，众所周知，还具有以下的滚动轴承(参照专利文献4)，其 在构成滚动轴承的部件中，在至少产生滚动摩擦或滑动摩擦的表面上， 压接含有结晶性的高分子量PTFE树脂的覆膜形成部件，通过在两者 之间施加滑动而在上述表面形成PTFE树脂的固体润滑覆膜。但是，上述这样的内圏或外圏的滚动面是树脂制的滚动轴承，与 钢制的相比一般耐负荷性差，因为通过比形成滚动面的树脂硬的滚动 体的转动，滚动面的摩耗明显，滚动轴承的耐久性不充分，所以存在 可适用的用途受到限制的问题。另外，作为对钢制的内圏、外圏施加耐腐蚀和耐药性的方法，一 直以来，众所周知有在轴承轨道圏的外表面形成陶瓷等具有耐腐蚀和 耐药性的溶射覆膜的方法。但是，在使用溶射技术在轴承的外径面及宽度面设置陶瓷层的方 法中，为了防止热处理而硬化的轴承钢由溶射加工时的热产生回火， 必须在冷却工件的同时成膜陶瓷层，非常繁杂，导致生产率降低。进 而，若想用溶射法在轴承外径面及宽度面设置陶瓷层，则作为基底处 理必须预先溶射镍铝等层，这也是造成生产率降低的原因。另外，用溶射法得到的陶瓷层，因为成为多孔质，所以由结露等 使水分侵入陶瓷层内。其结果，发生绝缘电阻的降低或耐腐蚀和耐药 性的降低。因此，有必要对陶瓷层内的空孔进行封孔处理来防止浸入 水分。关于封孔处理，众所周知有使用封孔处理剂的方法(参照专利 文献5)，该封孔处理剂含有从由合成树脂、重合性有机溶剂及氟系界 面活性剂及含有全氟基的有机硅化合物构成的组中选出的至少一种； 另外还有把由浸透性良好的绝缘树脂构成的封孔处理层作为下层，把 由浸透性不完全的绝缘树脂构成的封孔处理层作为上层，利用如此形 成的组合层来进行封孔的方法(参照专利文献6)等。但是，使用这些封孔处理方法时存在成本非常高的问题。另外，由溶射法得到的陶瓷层，即使为了得到绝缘性而在原料粉中使用a氧化铝，由于溶射过程的高温也会转变成绝缘性差的y氧化 铝。为此，该方法必须通过加厚膜厚以确保绝缘性，成本高。专利文献1:(日本)特开平7-279973号公报专利文献2:(日本)特开平10-47355号公报专利文献3:(日本)特开平8-93774号公报专利文献4:(日本)特开平5-106638号公报专利文献5:(日本)特开2003-183806号公报专利文献6:(日本)专利第3009516号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术是用于解决这些问题的，目的是提供用替代溶射法的方法 形成致密的陶瓷层、绝缘性能及对酸碱等药品的耐腐蚀和耐药性优异 的滚动轴承。解决问题的手段本专利技术的滚动轴承具有内圏、外圏及安装在这些内外圏的轨道面 间的多个滚动体，是在从上述内圏的内周面及上述外圏的外周面选出 的至少一个周面具有陶瓷覆膜的滚动轴承，其特征在于，该陶瓷覆膜 是由气溶胶沉积法(aerosol deposition method,以下称为AD法)形 成的覆膜。另外，本专利技术的滚动轴承的特征在于，在上述内圏的含有内周面 的表面及上述外圏的含有外周面的表面的至少与腐蚀性物质接触的表 面上具有上述陶瓷覆膜，在上述内圈及外圏的轴方向两端开口部设置 密封部件。本专利技术的滚动轴承的特征在于，在上述内圈及外圈和上述密封部 件接触的部分具有上述陶瓷覆膜。另外，在本专利技术所谓耐腐蚀和耐药性是指即使与各种酸、碱等药品(腐蚀性物质)接触也不会产生腐蚀、膨润、溶解和分解等的品质 恶化情况的性质。本专利技术的滚动轴承的特征在于，上述陶瓷覆膜是把氧化铝微粒作 为气溶胶原料使用的覆膜。本专利技术的滚动轴承的特征在于，上述氧化铝微粒的平均颗粒径是0.01nm 2nm。另夕卜，在本专利技术中，平均颗粒径是用日机装林式会社制 '激光式粒度分析计Microtrack MT3000测定的值。本专利技术的滚动轴承的特征在于，上述陶瓷覆膜的覆膜厚度是 4fim 200fim。本专利技术的滚动轴承的制造方法，是制造具有内圏、外圏及安装在 这些内外圏的轨道面间的多个滚动体的滚动轴承的方法，其特征在于， 包括在从上述内圏的内周面及上述外圈的外周面选出的至少一个周面 由AD法形成陶瓷覆膜的工序。另外，本专利技术的滚动轴承的制造方法的特征在于，上述AD法的 陶瓷覆膜的形成如此进行，即，固定气溶胶喷射喷嘴，在把上述外圏 或上述内圏使用对象物转动用马达转动的同时，使用定位用XY台使 之在轴方向移动。或者在把喷嘴口长度做成与外圏轴承宽度相等或以 上的情况下，不使用XY台也可进行成膜。专利技术的效果本专利技术的滚动轴承，由于在从内圏内周面及外圏外周面选出的至 少一个周面用AD法形成陶瓷覆膜，所以得到在常温不会连通覆膜表 面和轨道圏底料的致密的陶瓷覆膜，能保持高的绝缘性能。另外，由于通过不处在高温状态的AD法采用a氧化铝成膜，所 以a氧化铝不会转变为Y氧化铝，可以得到绝缘性高的a氧化铝的覆 膜。另外，本专利技术的滚动轴承，由于在上述内圏的含有内周面的表面 及上述外圏的含有外周面的表面的至少与腐蚀性物质接触的表面用 AD法形成陶瓷覆膜，所以得到在常温不连通覆膜表面和轨道圏底料 的致密的陶资覆膜，可保持高的耐腐蚀和耐药性。在真空腔内等，由于在定位用XY台上设置使轴转动的对象物转 动用马达，固定气溶胶喷射喷嘴，在使轴承外圏或轴承内圏转动的同 时且在轴向移动，所以可以在作为曲面的上述滚动轴承的内圏及外圏 的规定的表面均匀地形成陶瓷覆膜。或在喷嘴口长度与外圏轴承宽同 等或以上的情况下，不使用XY台也可成膜。通过使其转动并重复涂 敷由气溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滚动轴承，该滚动轴承具有内圈、外圈及安装在这些内外圈的轨道面间的多个滚动体，在从上述内圈的内周面以及上述外圈的外周面选出的至少一个周面上具有陶瓷覆膜，其特征在于，　所述陶瓷覆膜是由气溶胶沉积法形成的覆膜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：中岛达雄，大平晃也，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]