(57)【要約】【課題】軸受外径寸法を変更することなく低コストで電食防止効果の信頼性を高める。【解決手段】外輪１と内輪２との間に複数のボール３が介装された転がり軸受であって、外輪１、内輪２及びボール３の内の少なくとも一つの構成部品がクロム（Ｃｒ）の含有率が５重量％以上、２２重量％以下である鉄鋼材料６に酸化被膜７を形成したものであることを特徴とする。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側部材と内側部材との間に複数の転動体が介装された転がり軸受であって、前記外側部材、前記内側部材及び前記転動体の内の少なくとも一つの構成部品がクロム（Ｃｒ）の含有率が５重量％以上、２２重量％以下である鉄鋼材料に酸化被膜を形成したものであることを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に、エアコン、給湯機、換気扇、冷却用等に用いられるインバータ制御によるファンモータやインバータ制御を行う装置に用いられるファンモータに好適な転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
家電用モータの制御方法としてインバータ制御方法が主流になってきているが、ファンモータ等においては、インバータ制御される場合やインバータ制御を行う装置に使用される場合、回転中の転がり軸受に電流が流れると転がり接触部にスパークが発生して電食が生じる。
【０００３】
電食防止対策を施した転がり軸受としては、例えば特開平７−１２１２９号公報、特開平８−１００８１８号公報、或いは特開平７−３１０７４８号公報に記載されているように、転動体として窒化珪素を主体とした加圧焼結によるセラミックボールを組み込んだり、内輪若しくは外輪の端面に絶縁層をコーティングしたり、ＰＰＳ、ＰＢＴ等の絶縁性に優れた樹脂材を巻いたりしたものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
転動体としてセラミックボールを組み込んだ転がり軸受は、絶縁性に優れており、電食防止には効果があるが値段が高価になるという問題がある。
また、内輪若しくは外輪の端面にセラミックコーティングした転がり軸受の場合は、軸やハウジングに挿入する時に被膜が剥がれる等の虞れがあるため、電食防止効果の信頼性に問題がある。
【０００５】
更に、樹脂材を巻いた転がり軸受は、セラミックボールを組み込んだ転がり軸受よりも値段も安く、絶縁性も期待できるが、樹脂材は一般的に外輪外径面に巻くため、軸受外径がφ数ｍｍ程度大きくなり、ハウジング内径の変更等が必要になるばかりか、樹脂部が軸受外径面になってハウジング等と接するため温度差等によりクリープが生じるなどの問題がある。
【０００６】
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、軸受外径寸法を変更することなく低コストで電食防止効果の信頼性を高めることができる転がり軸受を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る転がり軸受は、外側部材と内側部材との間に複数の転動体が介装された転がり軸受であって、前記外側部材、前記内側部材及び前記転動体の内の少なくとも一つの構成部品がクロム（Ｃｒ）の含有率が５重量％以上、２２重量％以下である鉄鋼材料に酸化被膜を形成したものであることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
図１は本発明の実施の形態の一例である転がり軸受を説明するための説明的断面図、図２〜図７は本発明の他の実施の形態である転がり軸受を説明するための説明的断面図である。
【０００９】
この転がり軸受は、図１に示すように、外輪１と内輪２との間に複数のボール３が保持器４を介して介装されたものであり、軸方向の両端部にはシールド板５が取り付けられている。
ここで、この実施の形態では、外輪（外側部材）１、内輪（内側部材）２及びボール（転動体）３の素材としてクロム（Ｃｒ）の含有率が５重量％以上、２２重量％以下である鉄鋼材料６を用い、その全表面（内外輪のレース面も含む。）に酸化被膜７を形成している。
【００１０】
これにより、外輪１外径とハウジングとの間、内輪２内径と軸との間、ボール３と内外輪レース面との間に酸化被膜７からなる絶縁層が形成され、この結果、外輪１からボール３及び内輪２へと向かって流れる電流又はその逆に流れる電流を確実に遮断することができ、インバータ制御によるファンモータやインバータ制御を行う装置に組み込まれるファンモータに好適に用いることができる。
【００１１】
クロム（Ｃｒ）の含有率については、含有率が５重量％未満だと、酸化被膜７の膜厚が薄すぎて十分な絶縁性が得られず、一方、２２重量％を超えると、酸化被膜７は厚くなり絶縁性には優れるがクロム含有率が高いと粗大な共晶炭化物が生成され易く、転がり軸受に用いた場合は剥離の原因になる。
鉄鋼材料６の表面に酸化被膜を形成する方法としては、金属を処理液中に浸漬して金属の表面に腐食生成物被膜を緻密に且つ相当厚さに生じさせる不働態化処理方法があり、この実施の形態では、鉄鋼材料６をクロム酸と硫酸又は硝酸とを含有する処理液に所定時間浸漬することにより該鉄鋼材料６の表面に酸化被膜７を形成するようにしている。
【００１２】
この場合、酵化被膜の厚さは、５０〜３００Å程度であるため、より酸化被膜を厚くするために、鉄鋼材料６の加工面に生じた加工変質層を除去してから、不働態化処理を行うのが好ましい。
このようにすると、鉄鋼材料６の表面にサブμｍ〜数μｍ程度の酸化被膜を形成することができ、この実施の形態では、鉄鋼材料６の表面に１μｍの酸化被膜７を形成してＭΩオーダーの絶縁性を確認することができた。
【００１３】
なお、酸化被膜７ができると表面が粗くなるため、この実施の形態のように内外輪レース面にも酸化被膜７を形成する場合には、面荒れによる音響劣化等を防止すべく、酸化被膜７の形成後に再度内外輪のレース面に表面加工を施して表面粗さを良くする必要がある。
上記の記載から明らかなように、この実施の形態では、酸化被膜７による絶縁層を形成しているため、軸やハウジングに挿入する時に被膜が剥がれることがなく、電食防止効果の信頼性を高めることができ、また、静電気の軸受内への通電防止効果に対しても有効なものとすることができる。
【００１４】
また、酸化被膜７は鋼材内部に形成されるため、軸受外径寸法を変更せずに電食防止対策を施すことができ、この結果、従来の樹脂材を巻いた転がり軸受のように軸受外径寸法が大きくなってハウジング内径寸法の変更や、予め軸受外径寸法を樹脂材の厚さ分だけ加工する等の処置を不要にすることができる。
更に、酸化被膜７は、鉄鋼材料６をクロム酸と硫酸又は硝酸とを含有する処理液に所定時間浸漬することにより容易に形成することができるため、セラミックボール軸受や樹脂材を巻いた軸受に比べて製造コストを低く押さえることができる。
【００１５】
なお、上記実施の形態では、外輪１、内輪２及びボール３に酸化被膜７を形成した場合を例に採ったが、必ずしもこのようにする必要はなく、用途に応じて、例えば図２に示すように内輪２のみに酸化被膜７を形成したり、図３に示すように外輪１のみに酸化被膜７を形成したり、或いは図４に示すようにボール３のみに酸化被膜７を形成するようにしてもよい。
【００１６】
また、上記実施の形態では、外輪１、内輪２及びボール３の全表面に酸化被膜７を形成した場合を例に採ったが、上述したように内外輪レース面に不働態化処理を行った場合は面荒れによる音響の低下が起きるので、図５に示すように、外輪１のレース面を除く部分の表面及び内輪２のレース面を除く部分の表面に酸化被膜７を形成するようにしてもよい。
【００１７】
この場合も、用途に応じて、図６に示すように外輪１のレース面を除く部分の表面のみに酸化被膜７を形成したり、図７に示すように内輪２のレース面を除く部分の表面のみに酸化被膜７を形成することができる。
更に、上記実施の形態では、単列の軸受に本発明を適用した場合を採ったが、これに限定されず、複列軸受に本発明を適用してもよく、また、玉軸受以外の転がり軸受に本発明を適用してもよく、更には、内輪を軸部材としてもよい。
【００１８】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明によれば、軸受外径寸法を変更することなく低コストで電食防止効果の信頼性を高めることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例である転がり軸受を説明するための説明的断面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態である転がり軸受を説明するための説明的断面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態である転がり軸受を説明するための説明的断面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態である転がり軸受を説明するための説明的断面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態である転がり軸受を説明するための説明的断面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態である転がり軸受を説明するための説明的断面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態である転がり軸受を説明するための説明的断面図である。
【符号の説明】
１…外輪（外側部材）
２…内輪（内側部材）
３…ボール（転動体）
６…鉄鋼材料
７…酸化被膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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