(57)【要約】【課題】電食防止効果に優れ、低トルク化を図ることが要求される用途に適し、音響特性や耐久性に優れる転がり支持装置を提供することを目的とする。【解決手段】互いに対向配置された軌道面を備えた第１部材および第２部材と、両部材の軌道面間に転動自在に配置され、アルミナ−ジルコニアを主成分とする原料粉末の造粒を行い、粒径が５０μｍ以下の造粒粉を作製し、前記造粒粉の成形後の成形体に一次焼成及びＨＩＰ処理を施すことで作製した複数のセラミックス転動体と、を少なくとも備え，転動体が転動することにより第１部材および第２部材の一方が他方に対して相対移動する転がり支持装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミナ−ジルコニアを主成分とする転がり支持装置の転動体製造方法であって、アルミナ−ジルコニアを主成分とする原料粉末の造粒を行い、粒径が５０μｍ以下の造粒粉を作製することを特徴とする転がり支持装置転動体の製造方法。
【請求項２】
前記造粒粉の成形を行い、成形後の成形体に一次焼成及びＨＩＰ処理を施すことを特徴とする転がり支持装置転動体の製造方法。
【請求項３】
互いに対向配置された軌道面を備えた第１部材および第２部材と、両部材の軌道面間に転動自在に配置された複数個の転動体と、を少なくとも備える転がり支持装置の転動体であって、前記転動体は請求項１又は２の方法より作製されることを特徴する転がり支持装置の転動体。
【請求項４】
互いに対向配置された軌道面を備えた第１部材および第２部材と、両部材の軌道面間に転動自在に配置された複数個の転動体と、を少なくとも備え，転動体が転動することにより第１部材および第２部材の一方が他方に対して相対移動する転がり支持装置であって、前記転動体は請求項１又は２の方法より作製されること特徴とする転がり支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばエアコンファンモータやコンプレッサ等のインバータ制御されるモータ用、ＨＤＤのスイングアーム支持用ピボットアーム、サーボモータやステッピングモータ等の揺動運動するモータ用として好適な転がり支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エアコンファンモータや冷蔵庫のコンプレッサ等のモータは、省エネ化のためにインバータ制御されていることが多い。しかし、インバータ回路から高周波の電流が発生してモータ内の転がり支持装置、すなわち軸受の内外輪や転動体にも流れ込むことがあり、それにより転動面（レース面）に電食が発生することがある。
【０００３】
電食を防止するために様々な提案がなされており、例えば、軌道輪の軌道面に合成樹脂や熱可塑性エラストマー、合成ゴム、セラミックスからなる絶縁層を設けることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、セラミックス製の転動体を用いた転がり軸受を用いることでも電食を防止することができるが、セラミックスとして一般的な窒化珪素製転動体を用いた転がり軸受では、音響特性及びトルク性能に改善の余地がある。即ち、窒化珪素製転動体の表面は元々油の濡れ性が悪いために、転がり軸受のトルクを低くするために低粘度の潤滑剤を用いると、転動体の表面に形成される油膜が薄すぎて油膜切れを生じやすくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国特開平０７−３１０７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さらに、転動体においては、軌道輪との接触部分に極めて大きな局部応力がかかる。セラミックスを転動体に用いる場合、その製造方法において、球形状に粉末成形した際に球の表層部に微細な空孔が発生し易く、焼成後の素球に空孔が残存してしまいがちであった。セラミックス転動体に空孔があると、そこに応力が集中し損傷し易くなるため、空孔はできるだけ小さいことが望ましい。
そこで本発明は、転動体の空孔発生を抑える製造方法を提供し、この製造方法で作製される転動体、及び該転動体を採用し、電食防止効果に優れ、低トルク化を図ることが要求される用途に適し、音響特性や耐久性に優れる転がり支持装置を提供することを目的とする。転がり支持装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明は、下記の転がり支持装置転動体の製造方法、その製造方法により作製された転動体、及びその転動体を用いた転がり支持装置を提供する。
（１）アルミナ−ジルコニアを主成分とする原料粉末の造粒を行い、粒径が５０μｍ以下の造粒粉を作製することを特徴とする転がり支持装置転動体の製造方法。
（２）前記造粒粉の成形を行い、成形後の成形体に一次焼成及びＨＩＰ処理を施すことを特徴とする転がり支持装置転動体の製造方法。
（３）互いに対向配置された軌道面を備えた第１部材および第２部材と、両部材の軌道面間に転動自在に配置された複数個の転動体と、を少なくとも備える転がり支持装置の転動体であって、前記転動体は請求項１又は２の方法より作製されることを特徴する転がり支持装置の転動体。
（４）互いに対向配置された軌道面を備えた第１部材および第２部材と、両部材の軌道面間に転動自在に配置された複数個の転動体と、を少なくとも備え，転動体が転動することにより第１部材および第２部材の一方が他方に対して相対移動する転がり支持装置であって、前記転動体は請求項１又は２の方法より作製されること特徴とする転がり支持装置。
セラミックス転動体残存する空孔はできるだけ小さいことが望ましい。そこで、粉末成形前の造粒粉のサイズを５０μｍ以下に規定した。こうすることで、素球に残る空孔を大いに減少させることができる。また、セラミックスの中にある結晶が大きいと亀裂が入り易くなり、やはり損傷の起点となる可能性がある。そこで本発明では、成形後の成形体に一次焼成及びＨＩＰ処理を施すことで、より緻密な焼結体を得た。本製造方法によって作製された転がり支持装置の転動体は、空孔の発生が抑えられ、セラミックス転動体であることから耐食性に優れ、また、本転動体を用いた転がり支持装置は音響寿命や長寿命化が期待できる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の製造方法は、アルミナ−ジルコニア混合粉末の成形前の造粒粉サイズを規定することで、転動体の空孔の発生を抑制することができる。
また、本発明によれば、空孔の発生が少ないアルミナ−ジルコニア製転動体が提供される。本発明の転動体を用いる転がり支持装置は、窒化珪素製の転動体を用いる転がり支持装置より、アルミナ−ジルコニア転動体の体積固有抵抗値が高い値を有する分、電食防止効果が優れ、低トルクが要求される用途に好適で、音響特性や耐久性に優れる転がり支持装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る転がり支持装置の一実施形態である玉軸受を示す断面図である。
【図２】本発明に係る実施形態の実験結果の比較例を示す図である。
【図３】本発明に係る実施形態の実験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に関して図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
本発明の転がり軸受は、例えば、エアコンファンモータやコンプレッサ等のインバータ制御されるモータ用、ＨＤＤのスイングアーム支持用ピボットアーム、サーボモータやステッピングモータ等の揺動運動するモータに使用されるものであれば、転がり支持装置の構造には制限はなく、図１に断面図で示すような深溝玉軸受を例示することができる。
【００１１】
図示される玉軸受は、内輪１の外周面に形成された内輪軌道面１ａと、外輪２の内周面に形成された外輪軌道面２ａの間に、複数個の転動体である玉３を保持器４で保持し、シール５により、内輪１と外輪２と玉３とで形成される軸受空間６に充填した潤滑剤Ｇを封止して概略構成されている。尚、符号２ｂは、外輪２に設けたシール嵌合溝である。本発明では、内輪１と外輪２とを軸受鋼或いはＳＵＳ鋼等の金属製とし、玉３をアルミナ成分とジルコニア成分とを含むアルミナ−ジルコニア系複合材料で形成する。このように内輪１や外輪２と玉３とを異種材料の組み合わせにすることにより、低トルク化のために潤滑剤Ｇの量を減らしたり、低粘度の潤滑剤Ｇを用いた場合でも内輪１と玉３、外輪２と玉３との凝着を防止したりすることができる。また、玉３が、電気絶縁性のアルミナ−ジルコニア系複合材料であるため、電食を防止することもできる。
【００１２】
尚、アルミナ成分とジルコニア成分との比率は、質量比で、アルミナ成分：ジルコニア成分＝５〜５０：５０〜９５であることが好ましく、１０〜３０：７０〜９０であることがより好ましく、２０：８０であることが最も好ましい。
【００１３】
＜実施例＞
次に、玉３の作製方法について説明する。玉３を作製するには、アルミナ原料粉末とジルコニア原料粉末とを、２：８の割合で混合し、混合物をボールミルにてイオン交換水中２４時間の湿式混合を行う。その後、成形バインダーを添加し、スプレドライヤーにて乾燥造粒を行い、粒径がそれぞれ１００、８０、５０、４０μｍ以下の造粒粉を作製する。得られた各造粒粉をΦ５ｍｍの球に成形し、１．５ｔｏｎ／ｃｍ２の成形圧にて一軸油圧プレスによる成形を行い、一次焼成及びＨＩＰ処理を実施し、素球を得る。
【００１４】
それぞれの素球について、蛍光浸透探傷を行い、空孔の有無を確認した。表層部に空孔があると、その空孔に蛍光液が染み込み、変色が見て取れる。図２は、粒径が１００μｍ及び８０μｍの造粒粉の探傷結果を示す図である。粒径が１００μｍ及び８０μｍの造粒粉では空孔が多数点在していることがわかる。特に、球の極部では顕著である。図３は、粒径が５０μｍ及び４０μｍの造粒粉の探傷結果を示す図である。粒径を５０μｍ以下としたとき、空孔の発生量が激減していることがわかる。
【００１５】
尚、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、転がり支持装置の例として深溝玉軸受を挙げて説明したが、それ以外にもアンギュラ玉軸受、自動調心玉軸受、円筒ころ軸受、円すいころ軸受、針状ころ軸受、自動調心ころ軸受等のラジアル形の転がり軸受や、スラスト玉軸受、スラストころ軸受等のスラスト形の転がり軸受にも適用でき、或いは直線運動を支持するガイド装置やボールねじなど、それぞれの転動体を上記のアルミナ−ジルコニア系複合材料で形成することができる。
【符号の説明】
【００１６】
１  内輪
２  外輪
３  玉
４  保持器
５  シール
６  軸受空間
Ｇ  潤滑剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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