転がり軸受
【課題】一時的な潤滑不良が生じても保持器の異常摩耗や焼き付きなどの不具合が発生することを防止可能な軸受を提供することを課題とする。
【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。
【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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グリースを含む油脂の定期的な補給作業が困難な電動機等の軸受装置に、好適な転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
転がり軸受は、内周面に軌道面を有する外輪と、外周面に軌道面を有する内輪と、内外輪間に嵌めら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を主要素とする。
【０００３】
転がり軸受は，軌道面と転動体との小さい接触面で大きな荷重を受けながら，高い精度を保って回転する必要がある。このため，軌道輪及び転動体は，硬さが高いこと，転がり疲労に強いこと，耐摩耗性のあること及び寸法安定性の高いことなどの特性が要求される。このため、一般に熱処理を施した高炭素クロム軸受鋼等の硬い材料が用いられる。
【０００４】
一方、保持器は、回転中に受ける振動や衝撃荷重に耐えることのできる強度を有し，転動体及び軌道輪との摩擦が小さく，軽量でかつ軸受の運転温度に耐えることが要求される。また、小型、中型の軸受に用いる保持器の材料には、冷間又は圧延鋼板が用いられる他、大型の軸受には一般にもみ抜き保持器が用いられ、材料は機械構造用炭素鋼及び高力黄銅鋳物が使用されることが多い。
【０００５】
このような転がり軸受は、電動機（例えば、鉄道車両などに搭載された主電動機）の、電機子軸を回転自在に支持する軸受として組み込まれる（例えば、特許文献１（図１）参照。）。
【０００６】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
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。
【０００７】
すなわち、特許文献１には、主電動機などに用いられる軸受は、グリースを含む油脂の定期的な補給作業が困難であるため、外輪の鍔部内径面を端面部材のグリースポケット内周面に対して面一以下とすることによりグリースポケットから軸受内部へグリースの油分を十分に供給することが容易となることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２９１６６７公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１のように主電動機などに用いられる軸受は、グリースを含む油脂の定期的な補給作業が困難であるため、軸受構造の改良等により潤滑性を高めることが行われているが、使用条件によっては、一時的な潤滑不良や摺動時に発生した摩耗粉等の原因により保持器に異常摩耗、焼き付きなどの不具合が発生することがある。
【００１０】
本発明は、転動体と保持器間の潤滑性能を向上させることにより、一時的な潤滑不良が発生しても保持器に異常摩耗、焼き付きなどの不具合が発生することを防止可能な軸受を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に係る発明は、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。
【００１２】
請求項２に係る発明では、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ことを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る発明では、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。
【００１４】
請求項４に係る発明では、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。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明では、保持器のポケット部に複合めっき被膜を形成し、この複合めっき被膜に繊維状カーボンナノ材料を含めた。
【００１６】
保持器のポケット部に転動体が摺接する。複合めっき被膜は銅中にカーボンナノ材料が分散されている。カーボンは潤滑性に富む。このカーボンナノ材料の潤滑作用により、転がり軸受において、一時的な潤滑不良が発生しても保持器に異常摩耗、焼き付きなどの不具合が発生することを防止できる。
【００１７】
請求項２に係る発明では、この複合めっき被膜に、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を含めた。
【００１８】
複合めっき被膜は銅中に微粒子付着カーボンナノ材料が分散される。この際、微粒子付着カーボンナノ材料に引抜き力が加わるが、微粒子が銅に結合し、微粒子付着カーボンナノ材料が銅から脱落することを防止する。
【００１９】
カーボンナノ材料の潤滑作用と微粒子のアンカー作用とにより、転がり軸受において、カーボンナノ材料の脱落を防止し、カーボンナノ材料を含む摩耗粉による異常摩耗、焼き付きなどの不具合の発生を防止できる。
【００２０】
請求項３に係る発明では、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である。この範囲であれば、摩擦力を長期的に安定させることができ、潤滑性能を更に高めることができる。
【００２１】
請求項４に係る発明では、転がり軸受は鉄道車両等の電動機に用いられる。鉄道車両等の電動機ではメンテナンス時期に到来するまでグリースを含む油脂の補給作業が困難であるため、一時的に潤滑不良が発生しても保持器が異常摩耗や焼き付きなどの不具合が発生せず、長期間安定して稼働することが求められる。したがって、本発明は鉄道車両等の電動機に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る転がり軸受の斜視図である。
【図２】保持器の分解斜視図である。
【図３】本発明に係る保持器の要部断面図である。
【図４】微粒子付着カーボンナノ材料の製造工程図である。
【図５】カーボンナノファイバの模式図である。
【図６】微粒子付着カーボンナノ材料の模式図である。
【図７】マスキング剤を塗布した保持器の断面図である。
【図８】複合めっき法の原理図である。
【図９】複合めっき被膜を付した保持器の断面図である。
【図１０】試験片１〜３の断面図である。
【図１１】摩擦力測定機の原理図である。
【図１２】実験０１〜実験０３の波形図である。
【図１３】実験０４〜実験０６の波形図である。
【図１４】実験０７〜実験０９の波形図である。
【図１５】実験１０〜実験１１の波形図である。
【図１６】（ＳｉＣ／カーボンナノ材料）と寿命時間の相関グラフである。
【図１７】従来の転がり軸受の基本構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
【実施例】
【００２４】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
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。
【００２５】
図２に示すように、保持器１４は、もみ抜き保持器と呼ばれるものであって、厚肉リングに、切削具で転動体１３を収納するポケット部１５をもみ抜き（切削）形成してなる保持器本体１６と、この保持器本体部１６に起立形成される柱部１６ａの先端に打ち込まれるリベット１７と、柱部１６ａの先端に取付けられるリング１８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。
【００２６】
図３に示すように、ポケット部１５は、柱部１６ａにもみ抜き形成された円弧面１６ｂ、１６ｂにより、区画される。この円弧面１６ｂの曲率半径Ｒ１は、転動体１３の半径Ｒ２より大きい。結果、円弧面１６ｂの中央に転動体１３が接触する。
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。
【００２７】
なお、複合めっき被膜１９を、円弧面１６ｂの全面に付着させることは、差し支えない。しかし、複合めっきの材料を節約するという観点から、本実施例では円弧面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。
【００２８】
銅は鉄系材料に比較して熱伝導率が格段に大きい。軸受は回転運動に伴って高温になる。複合めっき被膜１９が銅主体であれば、熱が導かれ放散される。結果、保持器１４の温度を下げる役割を果たす。
【００２９】
また、銅に複合した微粒子付着カーボンナノ材料は、ＳｉＣ粒子が表面の一部に付着している。
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。
【００３０】
以下、微粒子付着カーボンナノ材料の作製法と複合めっき法の原理を、順に説明する。
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。
【００３１】
カーボンナノ材料２１は、カーボンナノファイバ又はカーボンナノチューブの総称である。
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。
【００３２】
炭素原子が立方格子状に並んだものがダイヤモンドであって、ダイヤモンドは極めて硬い物質である。カーボンナノファイバ２３は、ダイヤモンドと同様に規則的な結晶構造を有するために機械的強度は大きい。
【００３３】
図４（ｂ）に示すように、容器２４に、有機溶媒としてのエタノール２５を満たし、そこへカーボンナノ材料２１及びＳｉ粉末２２を投入する。そして、攪拌機２６で撹拌し、混合する。
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。
【００３４】
図４（ｅ）に示すように、密閉炉体３１と、炉体３１内部を加熱する加熱手段３２と、容器２８を載せる台３３と、炉体３１内部を真空にする真空ポンプ３４とを備える真空炉３０を準備し、この真空炉３０に容器２４を入れる。真空下で加熱することで、混合物２７中のＳｉ粉末が蒸発する。この蒸発したＳｉが付近のカーボンナノ材料の表面に接触し、化合物を形成し、ＳｉＣの微粒子となって付着する。
【００３５】
得られた微粒子付着カーボンナノ材料３６は、図６に示すように、カーボンナノ材料２１と、このカーボンナノ材料２１の表面の一部に付着するＳｉＣ微粒子３７からなる。
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。
【００３６】
次に、複合めっき法を説明する。
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。
【００３７】
次に、図８に示すように、電解めっき設備４０のめっき槽４１に正極として銅板４２を下げるとともに負極として保持器１４を下げ、銅板４２と保持器１４に電源４３を連結し、めっき槽４１に次に述べる複合めっき液（以下、めっき液と記す。）４４を満たす。
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。
【００３８】
めっき液４４は、本発明では（水＋硫酸銅＋硫酸＋塩酸＋光沢剤＋界面活性剤又は分散剤＋ＳｉＣ微粒子付着カーボンナノファイバ（直径Ｄが１５０ｎｍのもの））とした。
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。
【００３９】
得られためっき製品から、薬剤でマスキング剤を除去することにより、図９に示すような保持器１４を得ることができる。この保持器１４には、ポケット部１５の転動体が接触する部位（円弧面１６ｂの中央）に、複合めっき被膜１９が形成されている。
【００４０】
この複合めっき被膜１９の作用を確認するために、次に述べる実験を行った。
【００４１】
（実験例）
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。
【００４２】
○実験０１〜実験０３：
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。
【００４３】
試験片２は、図１０（ｂ）に示すように、高力黄銅鋳物製円板４６に、銅とカーボンナノ材料とからなる複合めっき被膜１９Ｂが被せられたものである。なお、複合めっき処理は、図８において、「ＳｉＣ微粒子付着カーボンファイバ」を「カーボンファイバ」（図４（ａ）符号２１）に代えて実施したものに相当する。
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。
【００４４】
試験片２’は、試験片２での複合めっきの組成を、ニッケルとカーボンナノ材料とした。その他は、試験片２と同じである。
【００４５】
試験片３は、図１０（ｃ）に示すように、高力黄銅鋳物製円板４６に、銅と微粒子付着カーボンナノ材料とからなる複合めっき被膜１９が被せられたものである。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。
【００４６】
○摩擦力測定：試料片１〜３について、摩擦力を測定した。
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。
【００４７】
【表１】
【００４８】
実験０１〜０３では、グリース潤滑を施して実験を実施した。
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。
【００４９】
図１２（ｃ）に示す実験０２’（Ｎｉ−ＣＮＦ複合めっき）では、実験０１に比べ摩擦力の変動は小さくなっていることが確認されたが、摺動痕は実験０１に比べ大きくなった。
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。
【００５０】
複合めっきを施した試料では、めっきなしの試料に対し何れも摩擦力の変動が小さくなったが、摺動痕については、実験０２’のみめっきなしの試料に対し摺動痕が大きくなった。そのため、試料を良く観察すると摺動部に段差が認められた。これは、Ｎｉ摩耗粉により潤滑状態が悪化したことを示唆していると推定される。
【００５１】
一方、実験０３の試料は、摺動痕が非常に小さく、耐摩耗性が向上していることが確認された。表面を観察すると摺動部に繊維状のカーボンナノファイバが多く残存していた。他の複合めっきでは、摺動部のカーボンナノファイバは実験０３よりも少なく、カーボンナノファイバが表面から脱落した痕跡と推定される空間が観察されたものもあった。
【００５２】
すなわち、複合めっきを施した表面で摩擦がおきると、めっき膜が摩耗するのに伴い、カーボンナノファイバは表面から引き抜かれるように脱落すると考えられる。一方、表面処理により濡れ性を向上させた場合は、カーボンナノファイバの脱落が起こりにくく、耐摩耗性が向上していると推定される。
【００５３】
上記より銅複合めっきを施すことにより耐摩耗性が向上することは確認されたが、主電動機などに用いられる軸受は、メンテナンス時期に到来するまでグリースを含む油脂の補給作業が困難であるため、一時的な潤滑不良に陥っても潤滑状態が保持される、即ち摩擦力の変動が少ないことが求められる。そこで、表２のように潤滑条件としてもっとも厳しい無潤滑状態での摩擦力試験を測定した。
【００５４】
○実験０４〜０６：
【００５５】
【表２】
【００５６】
測定時の波形図を図１３に示す。
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。
【００５７】
無潤滑状態で実施した図１３（ｂ）に示す実験０５では、実験開始から時間ｔ５までは、摩擦力は３Ｎ程度であった。時間ｔ２以降は、摩擦力は１０〜２０Ｎに急増した。時間ｔ５は約２００秒（約３．３分）であった。
【００５８】
無潤滑状態で実施した図１３（ａ）に示す実験０４では、実験開始から極く短い時間ｔ４以降、摩擦力は１０〜２０Ｎに急増した。時間ｔ４は、ほぼ０秒（ほぼ０分）であった。
【００５９】
図１３（ａ）では、実験直後から鋼球が高力黄銅鋳物製円板に噛み込み、時間経過共に疵が深くなったと推定される。
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。
【００６０】
図１３（ｃ）では、約１４．５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。カーボンナノファイバにＳｉＣ微粒子が付着しており、このＳｉＣ微粒子が、周囲の銅と結合する。すなわち、ＳｉＣ微粒子がアンカー作用を発揮してカーボンナノファイバの脱落を遅らせ、結果、長時間にわたりカーボンナノファイバの潤滑作用が維持されたと推定される。
【００６１】
以上から、本発明の複合めっき被膜が有効であることが確認できた。ただし、ＳｉＣ微粒子は、アンカー作用を発揮する反面、硬質物質であるため多すぎると相手部材である転動体に疵を発生する。そこで、ＳｉＣ微粒子の好適含有量を調べる必要があり、次に述べる追加実験を実施した。
【００６２】
○実験０７〜実験１１：
【００６３】
【表３】
【００６４】
実験０７〜実験１０は、純銅板に、銅と微粒子付着カーボンナノファイバとからなる複合めっき被膜を形成した試験片を準備した。
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。
【００６５】
比較参照のために、実験１１では、純銅板に、銅とカーボンナノファイバとからなる複合めっき被膜を形成した試験片を準備した。
【００６６】
実験０７〜実験０９における波形図は、図１４に示す通りであった。
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。
【００６７】
実験１０〜実験１１における波形図は、図１５に示す通りであった。
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。
【００６８】
図１６に示すように、ＳｉＣ／ＣＮＦが、０から０．１までは、ＳｉＣが増えるほど、時間が延びる。しかし、ＳｉＣ／ＣＮＦが０．２では、時間が極端に短くなった。
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。
【００６９】
尚、本発明は、鉄道車両等の電動機の軸受装置に用いられる転がり軸受に好適であるが、主電動機以外の電動機の軸受や、その他の陸上車両、船舶、航空機等の軸受全般に適用することは差し支えない。
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。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、鉄道車両等の電動機の軸受装置に用いられる転がり軸受に好適である。
【符号の説明】
【００７１】
１０…転がり軸受、１１…内輪、１２…外輪、１３…転動体、１４…保持器、１５…ポケット部、１９…複合めっき被膜、２１…繊維状カーボンナノ材料、３６…微粒子付着カーボンナノ材料、３７…ＳｉＣ粒子。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グリースを含む油脂の定期的な補給作業が困難な電動機等の軸受装置に、好適な転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
転がり軸受は、内周面に軌道面を有する外輪と、外周面に軌道面を有する内輪と、内外輪間に嵌めら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を主要素とする。
【０００３】
転がり軸受は，軌道面と転動体との小さい接触面で大きな荷重を受けながら，高い精度を保って回転する必要がある。このため，軌道輪及び転動体は，硬さが高いこと，転がり疲労に強いこと，耐摩耗性のあること及び寸法安定性の高いことなどの特性が要求される。このため、一般に熱処理を施した高炭素クロム軸受鋼等の硬い材料が用いられる。
【０００４】
一方、保持器は、回転中に受ける振動や衝撃荷重に耐えることのできる強度を有し，転動体及び軌道輪との摩擦が小さく，軽量でかつ軸受の運転温度に耐えることが要求される。また、小型、中型の軸受に用いる保持器の材料には、冷間又は圧延鋼板が用いられる他、大型の軸受には一般にもみ抜き保持器が用いられ、材料は機械構造用炭素鋼及び高力黄銅鋳物が使用されることが多い。
【０００５】
このような転がり軸受は、電動機（例えば、鉄道車両などに搭載された主電動機）の、電機子軸を回転自在に支持する軸受として組み込まれる（例えば、特許文献１（図１）参照。）。
【０００６】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
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。
【０００７】
すなわち、特許文献１には、主電動機などに用いられる軸受は、グリースを含む油脂の定期的な補給作業が困難であるため、外輪の鍔部内径面を端面部材のグリースポケット内周面に対して面一以下とすることによりグリースポケットから軸受内部へグリースの油分を十分に供給することが容易となることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２９１６６７公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１のように主電動機などに用いられる軸受は、グリースを含む油脂の定期的な補給作業が困難であるため、軸受構造の改良等により潤滑性を高めることが行われているが、使用条件によっては、一時的な潤滑不良や摺動時に発生した摩耗粉等の原因により保持器に異常摩耗、焼き付きなどの不具合が発生することがある。
【００１０】
本発明は、転動体と保持器間の潤滑性能を向上させることにより、一時的な潤滑不良が発生しても保持器に異常摩耗、焼き付きなどの不具合が発生することを防止可能な軸受を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に係る発明は、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。
【００１２】
請求項２に係る発明では、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ことを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る発明では、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。
【００１４】
請求項４に係る発明では、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。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明では、保持器のポケット部に複合めっき被膜を形成し、この複合めっき被膜に繊維状カーボンナノ材料を含めた。
【００１６】
保持器のポケット部に転動体が摺接する。複合めっき被膜は銅中にカーボンナノ材料が分散されている。カーボンは潤滑性に富む。このカーボンナノ材料の潤滑作用により、転がり軸受において、一時的な潤滑不良が発生しても保持器に異常摩耗、焼き付きなどの不具合が発生することを防止できる。
【００１７】
請求項２に係る発明では、この複合めっき被膜に、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を含めた。
【００１８】
複合めっき被膜は銅中に微粒子付着カーボンナノ材料が分散される。この際、微粒子付着カーボンナノ材料に引抜き力が加わるが、微粒子が銅に結合し、微粒子付着カーボンナノ材料が銅から脱落することを防止する。
【００１９】
カーボンナノ材料の潤滑作用と微粒子のアンカー作用とにより、転がり軸受において、カーボンナノ材料の脱落を防止し、カーボンナノ材料を含む摩耗粉による異常摩耗、焼き付きなどの不具合の発生を防止できる。
【００２０】
請求項３に係る発明では、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である。この範囲であれば、摩擦力を長期的に安定させることができ、潤滑性能を更に高めることができる。
【００２１】
請求項４に係る発明では、転がり軸受は鉄道車両等の電動機に用いられる。鉄道車両等の電動機ではメンテナンス時期に到来するまでグリースを含む油脂の補給作業が困難であるため、一時的に潤滑不良が発生しても保持器が異常摩耗や焼き付きなどの不具合が発生せず、長期間安定して稼働することが求められる。したがって、本発明は鉄道車両等の電動機に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る転がり軸受の斜視図である。
【図２】保持器の分解斜視図である。
【図３】本発明に係る保持器の要部断面図である。
【図４】微粒子付着カーボンナノ材料の製造工程図である。
【図５】カーボンナノファイバの模式図である。
【図６】微粒子付着カーボンナノ材料の模式図である。
【図７】マスキング剤を塗布した保持器の断面図である。
【図８】複合めっき法の原理図である。
【図９】複合めっき被膜を付した保持器の断面図である。
【図１０】試験片１〜３の断面図である。
【図１１】摩擦力測定機の原理図である。
【図１２】実験０１〜実験０３の波形図である。
【図１３】実験０４〜実験０６の波形図である。
【図１４】実験０７〜実験０９の波形図である。
【図１５】実験１０〜実験１１の波形図である。
【図１６】（ＳｉＣ／カーボンナノ材料）と寿命時間の相関グラフである。
【図１７】従来の転がり軸受の基本構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
【実施例】
【００２４】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
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。
【００２５】
図２に示すように、保持器１４は、もみ抜き保持器と呼ばれるものであって、厚肉リングに、切削具で転動体１３を収納するポケット部１５をもみ抜き（切削）形成してなる保持器本体１６と、この保持器本体部１６に起立形成される柱部１６ａの先端に打ち込まれるリベット１７と、柱部１６ａの先端に取付けられるリング１８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。
【００２６】
図３に示すように、ポケット部１５は、柱部１６ａにもみ抜き形成された円弧面１６ｂ、１６ｂにより、区画される。この円弧面１６ｂの曲率半径Ｒ１は、転動体１３の半径Ｒ２より大きい。結果、円弧面１６ｂの中央に転動体１３が接触する。
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。
【００２７】
なお、複合めっき被膜１９を、円弧面１６ｂの全面に付着させることは、差し支えない。しかし、複合めっきの材料を節約するという観点から、本実施例では円弧面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。
【００２８】
銅は鉄系材料に比較して熱伝導率が格段に大きい。軸受は回転運動に伴って高温になる。複合めっき被膜１９が銅主体であれば、熱が導かれ放散される。結果、保持器１４の温度を下げる役割を果たす。
【００２９】
また、銅に複合した微粒子付着カーボンナノ材料は、ＳｉＣ粒子が表面の一部に付着している。
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。
【００３０】
以下、微粒子付着カーボンナノ材料の作製法と複合めっき法の原理を、順に説明する。
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。
【００３１】
カーボンナノ材料２１は、カーボンナノファイバ又はカーボンナノチューブの総称である。
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。
【００３２】
炭素原子が立方格子状に並んだものがダイヤモンドであって、ダイヤモンドは極めて硬い物質である。カーボンナノファイバ２３は、ダイヤモンドと同様に規則的な結晶構造を有するために機械的強度は大きい。
【００３３】
図４（ｂ）に示すように、容器２４に、有機溶媒としてのエタノール２５を満たし、そこへカーボンナノ材料２１及びＳｉ粉末２２を投入する。そして、攪拌機２６で撹拌し、混合する。
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。
【００３４】
図４（ｅ）に示すように、密閉炉体３１と、炉体３１内部を加熱する加熱手段３２と、容器２８を載せる台３３と、炉体３１内部を真空にする真空ポンプ３４とを備える真空炉３０を準備し、この真空炉３０に容器２４を入れる。真空下で加熱することで、混合物２７中のＳｉ粉末が蒸発する。この蒸発したＳｉが付近のカーボンナノ材料の表面に接触し、化合物を形成し、ＳｉＣの微粒子となって付着する。
【００３５】
得られた微粒子付着カーボンナノ材料３６は、図６に示すように、カーボンナノ材料２１と、このカーボンナノ材料２１の表面の一部に付着するＳｉＣ微粒子３７からなる。
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。
【００３６】
次に、複合めっき法を説明する。
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。
【００３７】
次に、図８に示すように、電解めっき設備４０のめっき槽４１に正極として銅板４２を下げるとともに負極として保持器１４を下げ、銅板４２と保持器１４に電源４３を連結し、めっき槽４１に次に述べる複合めっき液（以下、めっき液と記す。）４４を満たす。
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。
【００３８】
めっき液４４は、本発明では（水＋硫酸銅＋硫酸＋塩酸＋光沢剤＋界面活性剤又は分散剤＋ＳｉＣ微粒子付着カーボンナノファイバ（直径Ｄが１５０ｎｍのもの））とした。
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。
【００３９】
得られためっき製品から、薬剤でマスキング剤を除去することにより、図９に示すような保持器１４を得ることができる。この保持器１４には、ポケット部１５の転動体が接触する部位（円弧面１６ｂの中央）に、複合めっき被膜１９が形成されている。
【００４０】
この複合めっき被膜１９の作用を確認するために、次に述べる実験を行った。
【００４１】
（実験例）
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。
【００４２】
○実験０１〜実験０３：
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。
【００４３】
試験片２は、図１０（ｂ）に示すように、高力黄銅鋳物製円板４６に、銅とカーボンナノ材料とからなる複合めっき被膜１９Ｂが被せられたものである。なお、複合めっき処理は、図８において、「ＳｉＣ微粒子付着カーボンファイバ」を「カーボンファイバ」（図４（ａ）符号２１）に代えて実施したものに相当する。
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。
【００４４】
試験片２’は、試験片２での複合めっきの組成を、ニッケルとカーボンナノ材料とした。その他は、試験片２と同じである。
【００４５】
試験片３は、図１０（ｃ）に示すように、高力黄銅鋳物製円板４６に、銅と微粒子付着カーボンナノ材料とからなる複合めっき被膜１９が被せられたものである。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。
【００４６】
○摩擦力測定：試料片１〜３について、摩擦力を測定した。
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。
【００４７】
【表１】
【００４８】
実験０１〜０３では、グリース潤滑を施して実験を実施した。
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。
【００４９】
図１２（ｃ）に示す実験０２’（Ｎｉ−ＣＮＦ複合めっき）では、実験０１に比べ摩擦力の変動は小さくなっていることが確認されたが、摺動痕は実験０１に比べ大きくなった。
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。
【００５０】
複合めっきを施した試料では、めっきなしの試料に対し何れも摩擦力の変動が小さくなったが、摺動痕については、実験０２’のみめっきなしの試料に対し摺動痕が大きくなった。そのため、試料を良く観察すると摺動部に段差が認められた。これは、Ｎｉ摩耗粉により潤滑状態が悪化したことを示唆していると推定される。
【００５１】
一方、実験０３の試料は、摺動痕が非常に小さく、耐摩耗性が向上していることが確認された。表面を観察すると摺動部に繊維状のカーボンナノファイバが多く残存していた。他の複合めっきでは、摺動部のカーボンナノファイバは実験０３よりも少なく、カーボンナノファイバが表面から脱落した痕跡と推定される空間が観察されたものもあった。
【００５２】
すなわち、複合めっきを施した表面で摩擦がおきると、めっき膜が摩耗するのに伴い、カーボンナノファイバは表面から引き抜かれるように脱落すると考えられる。一方、表面処理により濡れ性を向上させた場合は、カーボンナノファイバの脱落が起こりにくく、耐摩耗性が向上していると推定される。
【００５３】
上記より銅複合めっきを施すことにより耐摩耗性が向上することは確認されたが、主電動機などに用いられる軸受は、メンテナンス時期に到来するまでグリースを含む油脂の補給作業が困難であるため、一時的な潤滑不良に陥っても潤滑状態が保持される、即ち摩擦力の変動が少ないことが求められる。そこで、表２のように潤滑条件としてもっとも厳しい無潤滑状態での摩擦力試験を測定した。
【００５４】
○実験０４〜０６：
【００５５】
【表２】
【００５６】
測定時の波形図を図１３に示す。
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。
【００５７】
無潤滑状態で実施した図１３（ｂ）に示す実験０５では、実験開始から時間ｔ５までは、摩擦力は３Ｎ程度であった。時間ｔ２以降は、摩擦力は１０〜２０Ｎに急増した。時間ｔ５は約２００秒（約３．３分）であった。
【００５８】
無潤滑状態で実施した図１３（ａ）に示す実験０４では、実験開始から極く短い時間ｔ４以降、摩擦力は１０〜２０Ｎに急増した。時間ｔ４は、ほぼ０秒（ほぼ０分）であった。
【００５９】
図１３（ａ）では、実験直後から鋼球が高力黄銅鋳物製円板に噛み込み、時間経過共に疵が深くなったと推定される。
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。
【００６０】
図１３（ｃ）では、約１４．５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。カーボンナノファイバにＳｉＣ微粒子が付着しており、このＳｉＣ微粒子が、周囲の銅と結合する。すなわち、ＳｉＣ微粒子がアンカー作用を発揮してカーボンナノファイバの脱落を遅らせ、結果、長時間にわたりカーボンナノファイバの潤滑作用が維持されたと推定される。
【００６１】
以上から、本発明の複合めっき被膜が有効であることが確認できた。ただし、ＳｉＣ微粒子は、アンカー作用を発揮する反面、硬質物質であるため多すぎると相手部材である転動体に疵を発生する。そこで、ＳｉＣ微粒子の好適含有量を調べる必要があり、次に述べる追加実験を実施した。
【００６２】
○実験０７〜実験１１：
【００６３】
【表３】
【００６４】
実験０７〜実験１０は、純銅板に、銅と微粒子付着カーボンナノファイバとからなる複合めっき被膜を形成した試験片を準備した。
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。
【００６５】
比較参照のために、実験１１では、純銅板に、銅とカーボンナノファイバとからなる複合めっき被膜を形成した試験片を準備した。
【００６６】
実験０７〜実験０９における波形図は、図１４に示す通りであった。
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。
【００６７】
実験１０〜実験１１における波形図は、図１５に示す通りであった。
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。
【００６８】
図１６に示すように、ＳｉＣ／ＣＮＦが、０から０．１までは、ＳｉＣが増えるほど、時間が延びる。しかし、ＳｉＣ／ＣＮＦが０．２では、時間が極端に短くなった。
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。
【００６９】
尚、本発明は、鉄道車両等の電動機の軸受装置に用いられる転がり軸受に好適であるが、主電動機以外の電動機の軸受や、その他の陸上車両、船舶、航空機等の軸受全般に適用することは差し支えない。
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。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、鉄道車両等の電動機の軸受装置に用いられる転がり軸受に好適である。
【符号の説明】
【００７１】
１０…転がり軸受、１１…内輪、１２…外輪、１３…転動体、１４…保持器、１５…ポケット部、１９…複合めっき被膜、２１…繊維状カーボンナノ材料、３６…微粒子付着カーボンナノ材料、３７…ＳｉＣ粒子。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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４】
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。
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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４】
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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−１０４５３３（Ｐ２０１３−１０４５３３Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５０７７５（Ｐ２０１１−２５０７７５）
【出願日】平成２３年１１月１６日（２０１１．１１．１６）
【出願人】（０００２２７０５４）日精樹脂工業株式会社 (293)
【出願人】（０００１７３７８４）公益財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１６日（２０１１．１１．１６）
【出願人】（０００２２７０５４）日精樹脂工業株式会社 (293)
【出願人】（０００１７３７８４）公益財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
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