绝缘轴承以及轴承的涂布方法技术

绝缘轴承具备：至少一者是金属制的外圈和内圈、以及在所述外圈和所述内圈之间自由滚动的多个滚动体，并且，用绝缘膜覆盖了所述外圈和内圈的至少单方，其中，所述绝缘膜是将作为添加物的碳化硅和/或氮化铝分散在由氧化铝构成的基材中的混合物，并且，所述添加物的含量是混合物总量的1～40质量％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】绝缘轴承以及轴承的涂布方法
本专利技术涉及例如安装在马达、发电机等的旋转轴上的轴承那样的安装在电流有可能流过的部位的绝缘轴承。另外，本专利技术涉及用绝缘膜覆盖绝缘轴承的外圈和内圈这两者中的至少一者的涂布方法，详细而言，涉及能够形成耐电蚀性和热传导性优异的绝缘膜的涂布方法。
技术介绍
现有技术中，对于具备旋转体的设备，为了减轻因其旋转而产生的摩擦阻力，在旋转轴上安装了金属制的轴承。例如，对于利用电磁力使旋转体(所谓的转子)旋转的马达、利用水力等使旋转体(所谓的涡轮)旋转以进行发电的发电机，也在旋转体的旋转轴上安装轴承。对于这些马达、发电机等，存在电流漏出到轴承，因电流流动而产生的腐蚀(以下称为电蚀)容易恶化这样的问题。因此，正在研究用于防止轴承的电蚀的技术。例如在专利文献1中公开了一种技术，将已轴承的被配置为同心的金属制的外圈和内圈的任意一者用陶瓷的熔射层覆盖以电气地进行绝缘，从而切断电气的流动，防止电蚀。在该技术中，使用在氧化铝(Al2O3)的粉末中混合了二氧化钛(TiO2)、二氧化硅(SiO2)、氧化铬(CrO2)的粉末的混合粉进行熔射，进一步实施封孔处理，形成绝缘膜。也就是说，通过将低熔点的混合物混合，掩埋作为主原料的氧化铝(Al2O3)绝缘膜的间隙，从而减小气孔率，且通过抑制其偏差，从而得到轴承的稳定的绝缘性(即耐电蚀性)。但是，在专利文献1公开的技术中，为了确保必要的绝缘性能、膜强度，绝缘膜的厚度需要为250μm以上。结果会发生轴承的热传导性下降这样的问题。一旦热传导性下降，因旋转而产生的摩擦阻力的发热会蓄积于轴承，成为轴承寿命缩短的原因。另外，通过熔射较厚地形成绝缘膜时，也存在施工时间变长，轴承的制造成本上升这样的问题。也就是说，尚未确立廉价地制造具有膜强度高且兼具良好的耐电蚀性和热传导性的绝缘膜的轴承的技术。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5025190号公报
技术实现思路
专利技术欲解决的技术问题本专利技术的目的是解决现有技术存在的问题，并提供能够廉价地形成兼具良好的耐电蚀性和热传导性的高强度的绝缘膜的轴承的涂布方法、以及能够长期维持良好的耐电蚀性和热传导性的绝缘轴承。用于解决问题的技术手段为了提高轴承的耐电蚀性，本专利技术人对减低绝缘膜的气孔率的技术进行了研究。继而发现了，通过在氧化铝粉末中混合碳化硅粉末和/或氮化铝粉末并进行熔射，从而得到气孔率小且减少熔射皮膜中的微裂纹且耐电压高的熔射层。因此，针对用于将该熔射层适当地用作轴承的绝缘膜的技术进行了详细地研究。其结果可知，通过恰当地规定氧化铝粉末、碳化硅粉末、氮化铝粉末的平均粒径和混合比率，从而能够以较薄的膜厚度来稳定地确保作为轴承的绝缘膜来说充分的耐电蚀性。该绝缘膜内包有热传导率比现有的氧化铝高的材料，而且，膜厚度薄，因此，热传导性也良好。另外，由于膜厚度薄，因此，能够实现熔射的作业时间的缩短和熔射材料的消耗量的削减，有助于制造成本的削减。本专利技术是鉴于上述见解而完成的，并提供如下内容。(1)一种绝缘轴承，具备：外圈和内圈，所述外圈和内圈的至少一者是金属制；和多个滚动体，所述滚动体在所述外圈和所述内圈之间自由滚动，并且，所述外圈和内圈的至少单方被绝缘膜覆盖，所述绝缘轴承的特征在于，所述绝缘膜是将作为添加物的碳化硅和/或氮化铝分散在由氧化铝构成的基材中的混合物，并且，所述添加物的含量是混合物总量的1～40质量％。(2)根据上述(1)所述的绝缘轴承，其特征在于，所述绝缘膜是对混合熔射材料进行熔射而成的熔射膜，所述混合熔射材料含有碳化硅粉末和/或氮化铝粉末合计为2～40质量％，剩余部分为氧化铝粉末。(3)根据上述(2)所述的绝缘轴承，其特征在于，所述混合熔射材料是在平均粒径15μm以上且小于25μm的氧化铝粉末中以合计达到2～20质量％的方式添加了平均粒径2μm以上且小于5μm的碳化硅粉末和/或平均粒径2μm以上且小于5μm的氮化铝粉末的混合熔射材料。(4)根据上述(2)所述的绝缘轴承，其特征在于，所述混合熔射材料是在平均粒径1μm以上且小于5μm的氧化铝粉末中以合计达到2～20质量％的方式添加了平均粒径2μm以上且小于5μm的碳化硅粉末和/或平均粒径2μm以上且小于5μm的氮化铝粉末，并使用喷雾干燥机进行了造粒的混合熔射材料。(5)根据上述(1)～(4)中任一项所述的绝缘轴承，其特征在于，所述绝缘膜的膜厚是50μm以上且250μm以下。(6)一种轴承的涂布方法，所述轴承的相互同心地配置的外圈和内圈中的至少一者是金属制，并且被绝缘膜覆盖，所述轴承的涂布方法的特征在于，使用混合熔射材料进行熔射，在所述外圈和/或所述内圈上形成所述绝缘膜，其中，所述混合熔射材料是在平均粒径为1μm以上且小于30μm的氧化铝粉末中以合计达到2～40质量％的方式添加了平均粒径为2μm以上且小于10μm的碳化硅粉末和/或平均粒径为2μm以上且小于10μm的氮化铝粉末的混合熔射材料。(7)根据是上述(6)所述的轴承的涂布方法，其特征在于，利用等离子熔射进行所述熔射。(8)根据上述(6)或(7)所述的轴承的涂布方法，其特征在于，所述混合熔射材料是在平均粒径15μm以上且小于25μm的氧化铝粉末中以合计达到2～20质量％的方式添加了平均粒径2μm以上且小于5μm的碳化硅粉末和/或平均粒径2μm以上且小于5μm的氮化铝粉末的混合熔射材料。(9)根据上述(6)或(7)所述的轴承的涂布方法，其特征在于，所述混合熔射材料是在平均粒径1μm以上且小于5μm的氧化铝粉末中以合计达到2～20质量％的方式添加了平均粒径2μm以上且小于5μm的碳化硅粉末和/或平均粒径2μm以上且小于5μm的氮化铝粉末，并使用喷雾干燥机进行了造粒的混合熔射材料。(10)根据上述(6)～(9)中任一项所述的轴承的涂布方法，其特征在于，将所述绝缘膜的膜厚设定为50μm以上且250μm以下。本专利技术的各熔射材料原料粉末的“平均粒径”是指，利用激光衍射/散射法测出的D50的值。专利技术效果根据本专利技术的涂布方法，能够廉价地形成兼具良好的耐电蚀性和热传导性的高强度的绝缘膜。另外，本专利技术的绝缘轴承是用兼具良好的耐电蚀性和热传导性的高强度的绝缘膜覆盖的轴承，能够长期维持优异的绝缘性能。这样，本专利技术取得产业上显著的效果。附图说明图1是示出本专利技术的绝缘轴承的一例(在外圈上形成绝缘膜)的剖视图。图2是示出本专利技术的绝缘轴承的其他例(在内圈是形成绝缘膜)的剖视图。图3是示出本专利技术的绝缘轴承的另一个其他例(在外圈和内圈两方上形成绝缘膜)的剖视图。图4是将熔射氧化铝和碳化硅的混合粉而得到的绝缘膜、与熔射氧化铝和二氧化钛的混合粉而得到的绝缘膜各自的与膜厚相关的绝缘性能进行比较而得出的图表。附图标记说明1外圈2内圈3滚动体4保持架5绝缘膜具体实施方式本专利技术的绝缘轴承(以下，也简称为“轴承”)是外圈和内圈为金属制且在外圈和内圈的至少一者上通过熔射而形成有绝缘膜的轴承。即，如图1所示，将外圈1和内圈2配置成同心状，并在外圈1和内圈2之间，经由保持架4滚动自由地保持有多个滚动体3，在外圈1的外周面形成绝缘膜5。或者，也可以如图2所示地在内圈2的内周面形成绝缘膜5，也可以如图3所示地，在外圈1的外周面和内圈2的内周面这两方形成绝缘膜5。需要说明的是，外圈1和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绝缘轴承，具备：外圈和内圈，所述外圈和内圈的至少一者是金属制；和多个滚动体，所述滚动体在所述外圈和所述内圈之间自由滚动，并且，所述外圈和内圈的至少单方被绝缘膜覆盖，所述绝缘轴承的特征在于，所述绝缘膜是将作为添加物的碳化硅和/或氮化铝分散在由氧化铝构成的基材中的混合物，并且，所述添加物的含量是混合物总量的1～40质量％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.24 JP 2014-259918;2015.09.10 JP 2015-178531.一种绝缘轴承，具备：外圈和内圈，所述外圈和内圈的至少一者是金属制；和多个滚动体，所述滚动体在所述外圈和所述内圈之间自由滚动，并且，所述外圈和内圈的至少单方被绝缘膜覆盖，所述绝缘轴承的特征在于，所述绝缘膜是将作为添加物的碳化硅和/或氮化铝分散在由氧化铝构成的基材中的混合物，并且，所述添加物的含量是混合物总量的1～40质量％。2.根据权利要求1所述的绝缘轴承，其特征在于，所述绝缘膜是对混合熔射材料进行熔射而成的熔射膜，所述混合熔射材料含有碳化硅粉末和/或氮化铝粉末合计为2～40质量％，剩余部分为氧化铝粉末。3.根据权利要求2所述的绝缘轴承，其特征在于，所述混合熔射材料是在平均粒径15μm以上且小于25μm的氧化铝粉末中以合计达到2～20质量％的方式添加了平均粒径2μm以上且小于5μm的碳化硅粉末和/或平均粒径2μm以上且小于5μm的氮化铝粉末的混合熔射材料。4.根据权利要求2所述的绝缘轴承，其特征在于，所述混合熔射材料是在平均粒径1μm以上且小于5μm的氧化铝粉末中以合计达到2～20质量％的方式添加了平均粒径2μm以上且小于5μm的碳化硅粉末和/或平均粒径2μm以上且小于5μm的氮化铝粉末，并使用喷雾干燥机进行了造粒的混合熔射材料。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹内纯一，冈田裕司，永井正也，山田学，仲田直纯，
申请(专利权)人：东华隆株式会社，日本精工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP