(57)【要約】【課題】セラミックスからなる絶縁被膜を形成した液化ガスポンプ用転がり軸受において、絶縁被膜の膜強度及び密着性を高めて長寿命化を図る。【解決手段】一対の金属製の軌道輪と、金属製の転動体と、保持器とを備え、少なくとも一方の軌道輪の道面を形成した面以外を、アルミナとジルコニアとを主成分とし、ジルコニアがアルミナとジルコニアの総量に対し５質量％以上４０質量％以下であり、前記アルミナがα−アルミナとγ−アルミナを含有し、前記ジルコニアが単斜晶ジルコニアと立方晶ジルコニアの少なくとも一方を含有し、かつ、膜厚が１００μｍ以上である絶縁被膜で被覆した液化ガスポンプ用転がり軸受。【選択図】図２
2016138649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに同心に配置され、サブゼロ処理が施された一対の金属製の軌道輪と、前記軌道輪の互いに対向する面に形成された一対の軌道面同士の間に転動自在に設けられた複数の金属製の転動体と、保持器とを備え、少なくとも一方の前記軌道輪の前記軌道面を形成した面以外をセラミックス材料からなる絶縁被膜で被覆した液化ガスポンプ用転がり軸受において、
前記絶縁被膜が、アルミナとジルコニアとを主成分とし、ジルコニアがアルミナとジルコニアの総量に対し５質量％以上４０質量％以下であり、前記アルミナがα−アルミナとγ−アルミナを含有し、前記ジルコニアが単斜晶ジルコニアと立方晶ジルコニアの少なくとも一方を含有し、かつ、膜厚が５０〜５００μｍであることを特徴とする液化ガスポンプ用転がり軸受。
【請求項２】
γ−アルミナとα−アルミナとの比率が、Ｘ線回折ピーク比で、γ−アルミナ：α−アルミナ＝１：９以上７：３以下であることを特徴とする請求項１記載の液化ガスポンプ用転がり軸受。
【請求項３】
前記絶縁被膜が、ジルコニアを含有するアルミナの電融材を溶射して形成された被膜であることを特徴とする請求項１または２記載の液化ガスポンプ用転がり軸受。
【請求項４】
前記絶縁被膜におけるアルミナの不純物が、Ｎａ２Ｏ３：０．５質量％以下、Ｆｅ２Ｏ３：０．１質量％以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の液化ガスポンプ用転がり軸受。
【請求項５】
前記絶縁被膜の空孔率が２％以上１０％以下であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の液化ガスポンプ用転がり軸受。
【請求項６】
前記絶縁層が、３７ＭＰａ以上の密着強度で前記軌道輪の表面に付着していることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の液化ガスポンプ用転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天然ガス等の液化ガスを圧送するポンプのロータ回転軸に使用される転がり軸受に関し、特にその長寿命化を図る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
天然ガスは、安全面や環境面に優れることからエネルギー資源として注目されている。天然ガスを始めとして、ガスを輸送するために、ガスを液化して液化ガスポンプで圧送することが行われている。図１に液化ガスポンプの一例を示すが、図示される液化ガスポンプは、ハウジング２１と、ハウジング２１の内部に挿通された主軸２３と、ハウジング２１と主軸２３との間に介在され軸方向に間隔を空けて配置された例えば２個の転がり軸受１０，１０とを備えている。転がり軸受１０，１０の外輪は、ハウジング２１の内側に装着され、内輪が主軸２３に嵌合されていて、転がり軸受１０，１０により主軸２３がハウジング２１に対して回転自在に支持されている。そして、主軸２３の一端部近傍には、液化ガスを圧送するインペラー２５が備えられており、他端部近傍には、主軸２３を回転駆動するモータ２７（ステータとロータを有する）が備えられている。
【０００３】
液化ガスポンプでは、効率化や省エネ化のためにモータ２７のインバータ化が進んでおり、転がり軸受１０，１０は電食が起こりやすくなっている。そこで、電食防止のために、内輪や外輪の軌道面を除いた外周面を絶縁被膜で被覆した絶縁転がり軸受が使用されることが多い。絶縁被膜として、樹脂被膜も形成されているが、絶縁性能や耐久性等からセラミックス製の絶縁被膜を形成することが行われており、特許文献１〜３のように、溶射ノズルからセラミックス材料の溶滴を軌道面以外の面に噴射して所定厚さで絶縁被膜を形成することも行われている。
【０００４】
また、液化ガスポンプでは、転がり軸受１０，１０は液化ガスに浸っており、液化ガスが潤滑剤として機能している。しかし、液化ガスは粘度が低いため潤滑性が悪く、更に異物が混入していることもあり、転がり軸受１０，１０には摩耗損傷する問題が従来からある。また、液化ガスの沸点（１気圧）は低温領域（１℃以下）または極低温（−３０℃以下）領域に入り、例えば、液体窒素が約−１９６℃、液体酸素が約−１８３℃、液化メタンガスが約−１６４℃、液化ブタンガスが約＋１℃である。従って、１℃以下若しくは−３０℃以下の温度範囲に使用される転がり軸受１０，１０は、その外輪や内輪、転動体、保持器が寸法変化を起こして回転に不具合を来すおそれもある。このような問題に対して、特許文献４では、精度等級をＩＳＯ  ４９２  Ｎｏｒｍａｌ  Ｃｌａｓｓ以上とし、外輪及び内輪にサブゼロ処理を施して寸法安定性を高めるとともに、潤滑性を高めるために固体潤滑剤を含有する樹脂組成物製の保持器を用いた転がり軸受を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４７９５８８８号公報
【特許文献２】特許第４９２００６６号公報
【特許文献３】特許第４８２６４２７号公報
【特許文献４】特開２０１４−２０４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のようにセラミックス材料を溶射して形成した絶縁被膜には多数の空孔が発生しており、空孔の分布にもバラツキがある。このような空孔があると、絶縁性能が悪化するとともに、膜強度や母材（内輪や外輪の外周面）との密着性が低下する。そこで、溶射後に空孔内に合成樹脂等の封孔剤を含浸、硬化させて封孔処理することが行われている。封孔剤は、絶縁被膜の靭性や密着力を維持する働きもある。
【０００７】
しかしながら、封孔処理を行っても、溶射して得た絶縁被膜の空孔の発生量が多いと、空孔の全てに封止剤を浸透させることはできず、絶縁性や膜強度、密着性を長期間良好に維持できない。
【０００８】
そこで本発明は、サブゼロ処理を施した内外輪や、固体潤滑剤を含有する樹脂製保持器を備えるとともに、セラミックス材料からなる絶縁被膜を形成した液化ガスポンプ用転がり軸受において、絶縁被膜の膜強度及び密着性を従来よりも向上させて長寿命化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明は、下記の液化ガスポンプ用転がり軸受を提供する。
（１）互いに同心に配置され、サブゼロ処理が施された一対の金属製の軌道輪と、前記軌道輪の互いに対向する面に形成された一対の軌道面同士の間に転動自在に設けられた複数の金属製の転動体と、保持器とを備え、少なくとも一方の前記軌道輪の前記軌道面を形成した面以外をセラミックス材料からなる絶縁被膜で被覆した液化ガスポンプ用転がり軸受において、
前記絶縁被膜が、アルミナとジルコニアとを主成分とし、ジルコニアがアルミナとジルコニアの総量に対し５質量％以上４０質量％以下であり、前記アルミナがα−アルミナとγ−アルミナを含有し、前記ジルコニアが単斜晶ジルコニアと立方晶ジルコニアの少なくとも一方を含有し、かつ、膜厚が５０〜５００μｍであることを特徴とする液化ガスポンプ用転がり軸受。
（２）γ−アルミナとα−アルミナとの比率が、Ｘ線回折ピーク比で、γ−アルミナ：α−アルミナ＝１：９以上７：３以下であることを特徴とする上記（１）記載の液化ガスポンプ用転がり軸受。
（３）前記絶縁被膜が、ジルコニアを含有するアルミナの電融材を溶射して形成された被膜であることを特徴とする上記（１）または（２）記載の液化ガスポンプ用転がり軸受。
（４）前記絶縁被膜におけるアルミナの不純物が、Ｎａ２Ｏ３：０．５質量％以下、Ｆｅ２Ｏ３：０．１質量％以下であることを特徴とする上記（１）〜（３）の何れか１項に記載の液化ガスポンプ用転がり軸受。
（５）前記絶縁被膜の空孔率が２％以上１０％以下であることを特徴とする上記（１）〜（４）の何れか１項に記載の液化ガスポンプ用転がり軸受。
（６）前記絶縁層が、３７ＭＰａ以上の密着強度で前記軌道輪の表面に付着していることを特徴とする上記（１）〜（５）の何れか１項に記載の液化ガスポンプ用転がり軸受。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の液化ガスポンプ用転がり軸受では、サブゼロ処理を施した内外輪と、繊維状補強材及び固体潤滑剤を含有する樹脂製保持器とを備えるため、寸法安定性と潤滑性能に優れるとともに、絶縁被膜が緻密で、膜強度に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】液化ガスポンプの一例を示す断面図である。
【図２】本発明の液化ガスポンプ用転がり軸受の一例を示す断面図である。
【図３】試験１の絶縁被膜の空孔率の測定方法を説明するための模式図である。
【図４】試験１の結果を示すグラフである。
【図５】試験２の結果を示すグラフである。
【図６】試験３で得られた、溶射材料及び絶縁被膜のＸ線回折データである。
【図７】試験４において、市販溶射材及び実施例１で用いた溶射材料の外観を撮影した電子顕微鏡写真である。
【図８】試験５の結果を示すグラフである。
【図９】試験６の試験方法を説明するための模式図である。
【図１０】試験６で得られた、電融アルミナの純度と密着力との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に関して図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１に示したような液化ガスポンプは、転がり軸受１０，１０として深溝玉軸受やアンギュラ玉軸受が一般に使用されている。尚、液化ガスポンプ用の深溝玉軸受としては、内径が２０〜１４０ｍｍ、外径が４７〜３００ｍｍで、幅が１４〜６２ｍｍのものが一般的である。また、液化ガスポンプ用のアンギュラ玉軸受としては、内径が：２５〜３５ｍｍ、外径が６２〜８０ｍｍで、幅が１７〜２１ｍｍのものが一般的である。図２にその一例として深溝玉軸受を示すが、内輪１と外輪２との間に、転動体３である複数の玉を保持器４により転動自在に保持されている。
【００１４】
内輪１及び外輪２は、マルテンサイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、析出硬化系ステンレス鋼、軸受鋼、浸炭鋼からなり、更に寸法安定のためにサブゼロ処理が施されている。サブゼロ処理の処理温度は、低温化による寸法変化がより起こり難くするために、−３０℃以下とすることが好ましい。液化ガスの種類によって軸受の使用環境温度が決まるので（深溝玉軸受の使用環境温度は、その液化ガスの温度となる）、−３０℃以下の範囲内で、液化ガスの種類に応じてサブゼロ処理の処理温度を設定する。尚、本発明において液化ガスの種類は特に限定されるものではないが、液化石油ガス、液化天然ガス、液化メタンガス、液化プロパンガス、液化ブタンガス、液化アンモニア、液体水素、液体窒素、液体酸素、液体ヘリウム等を対象とすることができる。
【００１５】
マルテンサイトステンレス鋼としては、日本工業標準調査会の日本工業規格より規定されたＳＵＳ４０３、ＳＵＳ４２０、ＳＵＳ４４０Ｃが好ましく、フェライト系ステンレス鋼としてはＳＵＳ４３０、オーステナイト系ステンレス鋼としてはＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０５、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１７が好ましい。析出硬化系ステンレス鋼としてはＳＵＳ６３０、ＳＵＳ６３１が好ましい。軸受鋼としては、日本工業標準調査会の日本工業規格により規定された高炭素クロム軸受鋼のＳＵＪ２、ＳＵＪ３、ＳＵＪ４、ＳＵＪ５が好ましい。浸炭鋼としては、日本工業標準調査会の日本工業規格により規定されたＳＣｒ４２０、ＳＣＭ４２０、ＳＮＣＭ４２０が好ましい。
【００１６】
そして、内輪１及び外輪２の少なくとも一方（図２では外輪２）の軌道面を形成した面以外の面を、セラミックス材料からなる絶縁被膜２ａで被覆して、液化ガスポンプのハウジング２１と外輪２とを電気的に絶縁する。本発明では、絶縁被膜２ａが、ジルコニアをアルミナとジルコニアの総量に対しで５質量％以上４０質量％以下で含有する。ジルコニア含有量をこの範囲にすることにより、低コストで、かつ、緻密な絶縁被膜２ａが得られる。
【００１７】
尚、一般に膜の緻密性を空孔率で評価することができるが、本発明では絶縁被膜２ａの空孔率を２％以上１０％以下とすることが好ましい。空孔率がこの範囲では、強度が高く、しかも強度に大きな差が無く、バラツキも小さくなる。また、空孔率５％付近がより高強度であり、好ましいといえる。
【００１８】
これに対し空孔率が２％未満または１０％を超えると、強度が低下し、更に強度のバラツキも大きくなる。空孔率が少ないほど絶縁被膜２ａが緻密で高強度になると考えられるが、空孔率が２％より小さくても膜強度が低く、しかも０％に近づくにつれて膜強度が低下していくことは、従来の知識からは考えられないことである。
【００１９】
後述するように、本発明ではジルコニア−アルミナ系セラミックスからなる電融材を溶射して絶縁被膜２ａを形成するが、その際、溶射条件により空孔率を制御することができ、空孔率が２％以上１０％以下、好ましくは５％付近になるような溶射条件を予め予備実験により求めておき、実際の製品製造（溶射）に反映させればよい。例えば、ジルコニア−アルミナ系セラミックスからなり、１０〜５０μｍに整粒した電融材を用いる場合、大気中にてプラズマ溶射することにより、空孔率を２％以上１０％以下に制御することができる。
【００２０】
また、絶縁被膜２ａは上記組成からなるが、構造的には、γ−アルミナ及びα−アルミナに、立方晶ジルコニア及び単斜晶ジルコニアの少なくとも一方が混在しており、γーアルミナとα−アルミナに、立方晶ジルコニアと単斜晶ジルコニアの両方が混在したものが好ましい。
【００２１】
絶縁被膜２ａを形成するために、ジルコニアを含有するアルミナの電融材を溶射する。溶射して得られる溶射被膜が、絶縁被膜２ａとなる。その際、α−アルミナ中にγ−アルミナが生成し、そこへ単斜晶ジルコニアや立方晶ジルコニアが混在する。そして、未溶融のα−アルミナ粒子が少なくなり、微細なγ−アルミナが生成することにより、未溶融のα−アルミナ粒子の境界部に沿った粗大な空孔が減少し、膜強度が向上する。また、絶縁被膜２ａのγ−アルミナとα−アルミナの比率をＸＤＲ分析にてピーク比から算出すると、分析角度:２θ=４０°−５０°にて、（γ-アルミナ／（γ-アルミナ＋α−アルミナ））×１００）の式から両者の比を求めれば、γ−アルミナとα−アルミナの比率は、γ−アルミナ：α−アルミナ＝１：９以上７：３以下であることがわかる。γ−アルミナとα−アルミナの比率が、γ−アルミナ：α−アルミナ＝１：９未満もしくは７：３を越えると、被膜強度が低くなる。更に、結晶系が異なる単斜晶ジルコニアや立方晶ジルコニアが混在することにより、内部応力が作用して膜強度がより向上する。そのため、上記のように、絶縁被膜２ａは、γ−アルミナとα−アルミナの両方に、立方晶ジルコニアと単斜晶ジルコニアの両方が混在することが好ましい。
【００２２】
また、絶縁被膜２ａの緻密性を向上させるために、電融材のアルミナは高純度であることが好ましく、不純物として含有するＮａ２Ｏ３が０．５質量％以下、Ｆｅ２Ｏ３が０．１質量％以下の高純度アルミナを用いることが好ましく、最も好ましくは純アルミナ（アルミナ純度１００％）である。純度の高いアルミナを使用することにより、粒子同士の濡れ性が向上して溶射の際に緻密化がより促進され、絶縁被膜２ａと母材金属との密着性も高まる。
【００２３】
更に、電融材は、バイヤー法等で製造したアルミナ（好ましくは高純度アルミナ）とジルコニアとを、１５００℃以上のア−ク炉にて酸素気流中で溶解し、冷却して得たインゴットを粉砕し、整粒したものを用いることが好ましい。このような製法により緻密な電融材が得られる。また、粉砕に際し、１０〜７０μｍ、好ましくは２０〜４０μｍの平均分布となるように整粒することにより、絶縁被膜２ａの緻密性がより向上する。
【００２４】
このようなアルミナ−ジルコニア電融材を溶射すれば、粉末の流動性が改善され、粒子が壊れることがなく、大気中の酸素を溶射被膜に巻き込むことがなく溶射が可能になるので、得られる被膜中に発生する空孔が大幅に減少してより緻密になる。
【００２５】
また、本発明によれば、絶縁被膜２ａの密着性を高めることができ、具体的には後述する実施例に示すように、引張試験において３７ＭＰａ以上の密着力が得られる。尚、密着性を高めるために、絶縁被膜２ａが形成される表面をブラスト処理して粗面化しておくことも好ましい。
【００２６】
尚、溶射方法には制限はなく、例えばプラズマ溶射法を採用することができる。
【００２７】
また、絶縁被膜２ａの厚さを、絶縁性を考慮して５０μｍ以上にする。膜厚の強度と生産コストを考慮すると、上限を５００μｍにする。更に、絶縁性、被膜の強度、生産コストを総合的に考慮すると、１００〜１２０μｍが好ましい。
【００２８】
溶射後に、従来と同様にして封孔処理を施してもよい。上記のように溶射による絶縁被膜２ａは緻密で、従来に比べて空孔が極めて少なくなっているため、この封孔処理により確実に空孔を埋めることができ、絶縁性能、膜強度及び密着性を良好に長期間維持することができる。封孔剤としては、取扱性等から合成樹脂を含有する有機系封孔剤（エステル系、アクリル系、エポキシ系、メタクリレート系、シリコーン系、ポリエステル系）が好ましい。
【００２９】
一方、転動体３は、絶縁被膜２ａにより軸受全体としての絶縁性が確保されているため、コスト面を考慮して金属製にする。尚、金属として内輪１や外輪２と同種の鋼であっても異種であってもよい。
【００３０】
また、保持器４は、強度と潤滑性能とを考慮して、繊維状補強材と固体潤滑剤とを含有する樹脂組成物製とする。樹脂の種類は特に限定されないが、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）が好ましい。フッ素樹脂の例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、クロロトリフルオエチレン−エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）が挙げられる。ポリアミド樹脂の例としては、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド４６が挙げられる。繊維状補強材の種類は特に限定されるものではないが、ホウ酸アルミニウムウィスカー、チタン酸カリウムウィスカー、カーボンウィスカー、グラファイトウィスカー、炭化ケイ素ウィスカー、窒化ケイ素ウィスカー、アルミナウィスカー、炭素繊維、ガラス繊維が挙げられる。また、固体潤滑剤の種類は特に限定されるものではないが、黒鉛、六方晶窒化ホウ素、フッ素雲母、メラミンシアヌレート、フッ化黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タングステンが挙げられる。
【００３１】
樹脂組成物の組成には制限はなく、強度や潤滑性能、成形性等を考慮して繊維状補強材及び固体潤滑剤の配合比率が適宜設定される。また、一般的な樹脂製保持器に添加される添加剤を適量配合することもできる。
【００３２】
保持器４の形状や構造には制限はないが、図示されるような分割型とすることが好ましい。即ち、図示される保持器４は、上記樹脂組成物からなる一対の環状部材と、締結部材とで構成されており、一対の環状部材を、軸方向両側から転動体３を挟むように対向配置し、ポケットとポケットの間に設けられた貫通孔にリベット等の締結部材５を挿通し、ワッシャー６を介して締結する構成になっている。
【実施例】
【００３３】
以下に実施例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
【００３４】
（試験１）
呼び番号「６３１６」の単列深溝型の玉軸受（外径：１７０ｍｍ、内径：８０ｍｍ、幅：３９ｍｍ）を構成する外輪の外周面に、表１に示すようにアルミナ純度が異なり、ジルコニアを２０質量％含有するアルミナ電融材（平均粒度：２５μｍ）をプラズマ溶射して溶形成し、その後、溶射被膜に封孔処理を施して試験体を作製した。また、比較のために、溶射材として９９質量％アルミナ−１質量％チタニア市販溶射材を用いて試験体を作製した。そして、図３に示すように、封孔処理前の試験体を切断して２０ｍｍ×１０ｍｍ×５ｍｍ（２０×１０の面に被膜）のテストピースを採取し、断面研摩後に溶射被膜の断面について下記手順にて空孔率を求めた。
（１）デジタルマイクロスコープでテストピースの断面の画像をパソコンに取り込む。
（２）取り込んだ画像を適切な閾値で２値化（黒と白の２色に変換）する。
（３）黒色部分の面積を気孔としてカウントし、「黒色部面積／測定範囲面積」から空孔率を算出する。
（４）１テストピースにつき、１２箇所でこの作業を実施し、その平均値を算出する。
【００３５】
【表１】
2016138649.tif 000003
【００３６】
結果を図４に示すが、空孔率が小さいほど被膜が緻密であることを示す。実施例のようにＮａ２Ｏ３が０．５質量％以下，Ｆｅ２Ｏ３が０．１質量％以下の高純度アルミナを用いることにより空孔率が２％以下と低く、アルミナの純度が低くなるほど空孔率が増大することが分かる。また、市販溶射材に比べても、実施例の溶射被膜が緻密であることが分かる。
【００３７】
（試験２）
試験１で作製した試験体について、ＪＩＳ  Ｒ  １６０７−１９９０記載のＩＦ法に準じて破壊靭性値を測定した。結果を図５に示すが、実施例のように高純度アルミナを用いることにより破壊靭性値が高く、アルミナの純度が低くなるほど破壊靭性値が低下することが分かる。また、市販溶射材に比べても、実施例の溶射被膜は破壊靭性値が高いことが分かる。
【００３８】
（試験３）
実施例１で用いた溶射原料、並びに得られた溶射被膜について、Ｘ線回折により分析した。Ｘ線回折パタ−ンを図６に示すが、横軸が回折角度（２θ）、縦軸が回折強度を示している。これより横軸の回折角度から溶射原料はα−アルミナと単斜晶ジルコニアから成っており、プラズマ溶射することにより、溶射被膜にはγ−アルミナと立方晶ジルコニアが生成し、α−アルミナと単斜晶−ジルコニアと混在する。また、縦軸の回折強度からγ−アルミナ（楕円で囲んだ部分）の生成に伴い、α−アルミナが減少することが分かる。
【００３９】
尚、γ−アルミナとα−アルミナの比率をＸＤＲ分析にてピーク比から算出すると、分析角度:２θ=４０°−５０°にて、（γ-アルミナ／（γ-アルミナ＋α-アルミナ））×１００）の式から両者の比を求めれば、γ−アルミナとα‐アルミナの比率は、γ−アルミナ：α‐アルミナ＝１：９以上７：３以下であることがわかる。γ−アルミナとα‐アルミナの比率が、γ−アルミナ：α‐アルミナ＝１：９未満もしくは７：３を越えると、被膜強度が低くなる。
【００４０】
（試験４）
実施例１で用いた溶射材、並びに市販溶射材の外観を撮影した電子顕微鏡写真を図７に示すが、実施例１の溶射材の方が緻密であることがわかる。
【００４１】
（試験５）
ジルコニア２０％含有アルミナ電融材を、呼び番号６３１６の単列深溝玉軸受（外径：１７０ｍｍ、内径：８０ｍｍ、幅：３９ｍｍ）を構成する外輪の外周面及び両端面に、溶射条件を変えてプラズマ溶射し（図２参照）、空孔率の異なる被膜を形成した。被膜の膜厚は、加工研磨により、何れも２００μｍ一定とした。溶射後、上記試験１と同様にして空孔率を求めた。
【００４２】
次いで、被膜に、アクリル系樹脂を含有する封孔剤を塗布、乾燥して封孔処理を施して試験体とし、被膜の破壊靭性値を測定して空孔率との関係を調べた。破壊靭性値は、各試験体とも被膜の５か所について測定した。
【００４３】
結果を図８に示すが、一点鎖線は各空孔率における５つの測定値の中で最低値をプロットしたものであり、実線は各空孔率における５つの測定値の中で最高値をプロットしたものである。図示されるように、空孔率が２％以上１０％以下の範囲であれば、高強度であり、かつ、最低値と最高値との差が小さく、強度のバラツキの無い被膜が得られることがわかる。また、空孔率５％付近が最も破壊靭性値が大きく、好ましいことがわかる。
【００４４】
これに対し、空孔率が２％未満または１０％を超えると、空孔率２％以上１０％以下に比べて強度が低下しており、空孔率が０％に近づくほど、あるいは空孔率が大きくなるほど、強度の低下が大きくなっている。また、最低値と最高値との差も大きく、バラツキが大きくなっている。
【００４５】
（試験６）
試験１で用いた溶射材を用いて外輪材料であるＳＵＪ２ブロックに溶射し、溶射被膜の密着力を測定した。密着力の測定方法を図９に示すが、溶射被膜を形成した一対のＳＵＪ２ブロック（母材）を用い、溶射被膜同士をエポキシ系接着剤で接着した後、互いに反対方向に引張り、溶射被膜が母材から剥離する引張力を測定した。
【００４６】
尚、測定に際し、ＳＵＪ２の表面にブラスト処理（使用メディア：ＷＡ（粒径３００〜４２５μｍ）を施して面粗さをＲａ３μｍとし、面に対し垂直に溶射（トラバース溶射）して、膜厚が２５０μｍ、４４０μｍ、５５０μｍになるように溶射した３種のサンプルを用意し、各膜厚３個ずつ、合計９個について測定した。
【００４７】
測定の結果、９個のサンプルの密着強度は、最小３７ＭＰａで、最大８８ＭＰａであった。
【００４８】
また、図１０に、溶射材である電流アルミナの純度と密着力との関係を示すが、アルミナ中の不純物濃度が低いほど密着力が高まることがわかる。具体的には、Ｎａ２Ｏ３が０．５質量％以下、Ｆｅ２Ｏ３が０．１質量％以下になると高い密着性が得られ、好ましいといえる。
【符号の説明】
【００４９】
１  内輪
２  外輪
２ａ  絶縁被膜
３  転動体
４  保持器
５  締結部材
６  ワッシャー
１０  転がり軸受
２１  ハウジング
２３  主軸
２５  インペラー 
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図３】
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【図７】
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