JP6114007B2 - 転がり軸受用保持器および転がり軸受 - Google Patents

Description

本発明は転がり軸受用保持器およびこれを備えた転がり軸受に関し、特に所定のスズ合金被膜を表面に形成した転がり軸受用保持器に関する。

回転軸を支持するころ軸受は、複数のころ（転動体）と、複数のころを保持する保持器とからなる。図４は、コンロッドの小端部および大端部にころ軸受を使用したエンジンの縦断面図である。図４に示すように、エンジンは、回転運動を出力するクランク軸２１と、混合気の燃焼により直線往復運動を行なうピストン２２と、クランク軸２１とピストン２２とを連結し、直線往復運動を回転運動に変換するコンロッド２４とを有する。クランク軸２１は、回転中心軸を中心に回転し、バランスウェイトによって回転のバランスをとっている。コンロッド２４は、直線状棒体の下方に大端部を、上方に小端部を設けたものからなる。クランク軸２１は、コンロッド２４の大端部に、ピストン２２とコンロッド２４を連結するピストンピン２３は、コンロッド２４の小端部に、それぞれ係合穴に取り付けられたころ軸受２５、２６を介して回転自在に支持されている。

上記のころ軸受２５、２６には、軸受投影面積が小さいにもかかわらず、高荷重の負荷を受けることができ、かつ、高剛性である針状ころ軸受が使用される。針状ころ軸受は、複数の針状ころと、複数の針状ころを保持する保持器とを含む。保持器には、針状ころを保持するためのポケットが設けられ、各ポケットの間に位置する柱部で、各針状ころの間隔を保持する。ここで、コンロッドの小端部および大端部における針状ころ軸受は、針状ころの自転運動および公転運動により針状ころ軸受にかかる荷重を軽減するために、積極的に小端部および大端部に設けられた係合穴の内径面に保持器の外径面を接触させる外径案内で使用される。

一方、一般の転がり軸受は、内輪と外輪とシール材等とで軸受内部が密閉され、その軸受内部に転動体と保持器が設けられ、グリースが充填され、そのグリースで転動体と保持器が常に潤滑される。それに対して、針状ころ軸受は、内輪と外輪とシール材等とを有しないので軸受内部が密閉されず、グリースをその軸受内部に充填することができない。そのため、針状ころ軸受の回転の際には、ポンプ等で潤滑油を摺動部に常に供給する必要がある。

上記ポンプ等は、針状ころ軸受の回転と同時に稼動を開始するので、回転開始直後は針状ころ軸受の全体に潤滑油がまだ行きわたっておらず、十分な潤滑がなされない。そのため、保持器と針状ころとの間に大きな摩擦が生じ、保持器や針状ころの表面が摩耗したり、保持器外径面と実機ハウジング内径面とが摩耗し、最悪の場合、両者が焼き付いたりするおそれがある。そのため、針状ころ軸受の回転開始直後の摩耗や焼き付きを防止すべく、保持器の表面に潤滑性を有する被膜を予め形成する技術が提案されている。

例えば、浸炭処理で表面に硬化層を形成した鋼材からなる保持器の転動体の案内面に、硬質なダイヤモンドライクカーボン（以下、ＤＬＣという。）の被膜をスパッタ法等で形成し、さらに、銀等の軟質金属被膜を形成する方法が知られている（特許文献１参照）。

また、保持器の表面に上記軟質金属被膜をめっき法で直接形成する技術も提案されている。例えば、低炭素鋼の表面に約２５〜５０μｍの銀めっき被膜を形成する方法が知られている（特許文献２参照）。この銀めっき被膜が保持器と針状ころとの間、保持器外径面とハウジングとの間の摩擦を、それぞれ低減するので、上記と同様に、潤滑が不十分な回転開始直後でも焼き付きを防止できるとされている。

また、耐食性を付与するために、保持器等の表面に無電解ニッケルめっき層を形成した転がり軸受が知られている（特許文献３参照）。また、回転トルクの低減を図るため、保持器の表面に、スズ材料による所定膜厚の被膜を形成した転がり軸受用保持器が知られている（特許文献４参照）。

特開２００５−１４７３０６号公報 特開２００２−１９５２６６号公報 特開平０６−３１３４３４号公報 特開２０１２−９７８７２号公報

しかしながら、特許文献１に示す方法では、軟質金属が摩耗して消失したあと硬質被膜が露出し、ハウジング内径部は硬質被膜と摺動することになる。この場合、保持器は摩耗しないが保持器表面の硬質被膜によりハウジング内径部が摩耗するおそれがある。また、製造の観点では保持器に浸炭処理を行ない、スパッタ装置でＤＬＣ被膜を形成し、軟質金属被膜を形成するので、作業工程が複雑で多くの工数を要する。しかも、スパッタ装置は高価で生産効率も良くないので、その装置を用いた処理はコストが嵩むという問題がある。

特許文献２に示す方法では、硫黄系添加剤を含有する潤滑系において、保持器表面に形成された銀めっき被膜が、潤滑油に含まれる硫黄成分と結合して硫化銀となり、この硫化銀が銀めっき被膜の表面を被覆する。この硫化銀は銀と比べて脆いため、被膜が剥離したり、耐油性に劣ったりするため、潤滑油により被膜が溶解する。その結果、銀めっき被膜が消失した保持器外径面とハウジング内径面との間の摩擦が増大し、焼き付きが生じやすくなるという問題がある。また、銅めっき被膜も同様に、硫化銅が生成され、被膜の剥離や溶解により保持器の潤滑性が劣化するという問題がある。

特許文献３が示す方法では、硫黄成分に起因する被膜の溶解や剥離は防止し得る。しかしながら、保持器表面に形成されたニッケルめっき被膜の表面エネルギーが高いため、摺動初期の摩耗時において、摺動する相手と凝着しやすく、摩擦状態が悪化し、さらには摩擦が増大し、焼き付きやすくなるという問題がある。

特許文献４で示す方法により、スズ単体被膜を施した保持器を長時間運転すると該被膜が層内剥離を起こし、脱落してしまうおそれがある。また、スズを含有する合金被膜については十分な検討がなされておらず、その組成、合金の相手金属材、被膜厚みなどによっては、所望の結果が得られない場合がある。

本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、摺動初期から摩耗が少なく、かつ、硫黄系添加剤等を含有する潤滑油中でも剥離や溶解しない被膜が表面に形成された転がり軸受用保持器およびこれを備えた転がり軸受を提供することを目的とする。

本発明の転がり軸受用保持器は、転がり軸受における転動体を保持する転がり軸受用保持器であって、該保持器の外表面のうち、少なくとも上記転動体との摺接面および他部材との摺接面に、スズとスズ以外の金属とからなるスズ合金被膜が形成されており、上記スズ以外の金属は、鉄よりも表面自由エネルギーが小さい金属であり、上記スズ合金被膜において、上記スズと上記金属との重量比率が（スズ：スズ以外の金属）＝（６５：３５）〜（９５：５）であり、上記スズ合金被膜の膜厚が、５μｍをこえて３０μｍ未満であることを特徴とする。

上記スズ以外の金属が、ビスマス、金、銀、亜鉛、インジウム、コバルト、ニッケル、およびアンチモンから選ばれる少なくとも１つの金属であることを特徴とする。特に、上記スズ以外の金属が、上記亜鉛であることを特徴とする。

上記保持器本体が、軸受鋼、浸炭鋼、機械構造用炭素鋼、冷間圧延鋼、および熱間圧延鋼から選ばれる鉄系金属材料からなることを特徴とする。

上記スズ合金被膜は、３ｍｍ×３ｍｍ×２０ｍｍの寸法（表面積２５８ｍｍ² ）を有するＳＣＭ４１５製基材片の全表面に該被膜を形成した試験片３個を、ジチオリン酸亜鉛を１重量％含有させたポリ−α−オレフィン油２．２ｇ中に１５０℃にて２００時間浸漬処理したときに、試験片から溶出する被膜成分量が蛍光Ｘ線測定装置による測定にて、上記油中で５００ｐｐｍ以下となる被膜であることを特徴とする。

本発明の転がり軸受は、複数の転動体と、この転動体を保持する保持器とを備えてなる転がり軸受であって、上記保持器が本発明の転がり軸受用保持器であることを特徴とする。また、上記転がり軸受が、回転運動を出力するクランク軸を支持し、直線往復運動を回転運動に変換するコンロッドの端部に設けられた係合穴に取り付けられることを特徴とする。

本発明の転がり軸受用保持器は、転がり軸受における転動体を保持する転がり軸受用保持器であって、該保持器の外表面のうち、少なくとも転動体との摺接面および他部材との摺接面に、スズとスズ以外の金属とからなる所定の膜厚のスズ合金被膜が形成されており、スズ以外の金属は、鉄よりも表面自由エネルギーが小さい金属であり、スズ合金被膜において、スズと金属との重量比率が（スズ：スズ以外の金属）＝（６５：３５）〜（９５：５）であるので、保持器摺接面における摩耗を抑制し、耐油性にも優れるため、長期間にわたり保持器基材の露出が起こらず、焼き付きを防止できる。

また、スズ合金におけるスズの相手金属が、ビスマス、金、銀、亜鉛、インジウム、コバルト、ニッケル、アンチモンなどの表面自由エネルギーの小さい金属であるので、摺動初期から摩耗量が少なくなる。特に、スズ−亜鉛合金被膜とすることで、摩耗量が少なく、高温下での硫黄系添加剤等を含有する潤滑油に対しても合金被膜成分の溶出がなく、長寿命となる。

本発明の転がり軸受は、複数の転動体と、この転動体を保持する上記本発明の保持器とを備えてなるので、長期間にわたり保持器摺接面での潤滑性を維持でき、焼き付きを防止できる。

また、この転がり軸受は、回転運動を出力するクランク軸を支持し、直線往復運動を回転運動に変換するコンロッドの端部に設けられた係合穴に取り付けられるので、従来の金属めっきを形成する場合よりも、保持器外径面や係合穴内径面での摩耗が摺動初期から長期間にわたり防止され、装置全体の長寿命化を図ることができる。

本発明の転がり軸受の一例として針状ころ軸受を使用した４サイクルエンジンの縦断面図である。 本発明の転がり軸受用保持器を用いた針状ころ軸受を示す斜視図である。 表面自由エネルギー（表面張力）の測定法の一例を示す図である。 コンロッドの小端部および大端部にころ軸受を使用したエンジンの縦断面図である。

本発明の転がり軸受用保持器は、転がり軸受における転動体を保持するものである。また、本発明の転がり軸受は、この保持器を用いて複数の転動体を保持するものである。

本発明の転がり軸受を図面に基づいて説明する。図１は本発明の転がり軸受の一例として針状ころ軸受を使用した４サイクルエンジンの縦断面図である。４サイクルエンジンは、吸気バルブ７ａを開き、排気バルブ８ａを閉じてガソリンと空気を混合した混合気を吸気管７を介して燃焼室９に吸入する吸入行程と、吸気バルブ７ａを閉じてピストン６を押し上げて混合気を圧縮する圧縮行程と、圧縮された混合気を爆発させる爆発行程と、爆発した燃焼ガスを排気バルブ８ａを開き排気管８を介して排気する排気行程とを有する。そして、これらの行程で燃焼により直線往復運動を行なうピストン６と、回転運動を出力するクランク軸４と、ピストン６とクランク軸４とを連結し、直線往復運動を回転運動に変換するコンロッド５とを有する。クランク軸４は、回転中心軸１０を中心に回転し、バランスウェイト１１によって回転のバランスをとっている。

コンロッド５は、直線状棒体の下方に大端部１３を、上方に小端部１４を設けたものからなる。クランク軸４は、コンロッド５の大端部１３の係合穴に取り付けられた針状ころ軸受１ａを介して回転自在に支持されている。また、ピストン６とコンロッド５を連結するピストンピン１２は、コンロッド５の小端部１４の係合穴に取り付けられた針状ころ軸受１ｂを介して回転自在に支持されている。

図２は、本発明の転がり軸受用保持器を用いた針状ころ軸受を示す斜視図である。図２に示すように、針状ころ軸受１は、複数の針状ころ３と、この針状ころ３を一定間隔、もしくは不等間隔で保持する保持器２とで構成される。この保持器２が本発明の転がり軸受用保持器である。内輪および外輪は設けられず、直接に、保持器２の内径側にクランク軸４やピストンピン１２などの軸が挿入され、保持器２の外径側がハウジングであるコンロッド５の係合穴に嵌め込まれる（図１参照）。内外輪を有さず、長さに比べて直径が小さい針状ころ３を転動体として用いるので、この針状ころ軸受１は、内外輪を有する一般の転がり軸受に比べて、コンパクトなものとなる。

保持器２には、針状ころ３を保持するためのポケット２ａが設けられ、各ポケットの間に位置する柱部２ｂで、各針状ころ３の間隔を保持する。保持器２の表面部位には後述するスズ合金被膜が形成されている。スズ合金被膜を形成する保持器の表面部位は、保持器の外表面全体のうち、少なくとも転動体との摺接面および他部材との摺接面である。外表面とは、保持器の最外表面であり、実際に転動体や他部材と摺接する表面である。これらの外表面は、潤滑油等と接触する部位でもある。また、他部材とは、内・外輪や、コンロッドの端部などである。

製造が容易であることから、スズ合金被膜は、針状ころ３と接触するポケット２ａの表面を含めた保持器２の全外表面に形成することが好ましい。また、保持器２の表面部位に加えて、転動体である針状ころ３の表面やコンロッド５の係合穴内径面にも同様のスズ合金被膜を形成することができる。

本発明におけるスズ合金被膜は、スズとスズ以外の金属とからなる合金被膜である。このスズ以外の金属は、鉄よりも表面自由エネルギーが小さい金属である。なお、鉄の表面自由エネルギーは、約１７００ｍＪ／ｍ^２であり、スズの表面自由エネルギーは、約５００ｍＪ／ｍ^２である。鉄よりも表面自由エネルギーが小さい金属としては、例えば、ビスマス、金、銀、亜鉛、インジウム、コバルト、ニッケル、アンチモンなどが挙げられる。

表面自由エネルギーが小さいほど、吸着が少なく摩耗抑制効果が期待できることから、合金被膜の表面自由エネルギーは、１５００ｍＪ／ｍ^２以下が好ましく、１０００ｍＪ／ｍ^２以下がより好ましく、８５０ｍＪ／ｍ^２以下がさらに好ましい。なお、被膜の密着力（付着力）を確保するという観点から、下限は４００ｍＪ／ｍ^２以上が好ましい。スズは、表面自由エネルギーが比較的小さい金属であり、このスズが合金被膜におけるマトリックスとなることから、スズ以外の金属として鉄よりも表面自由エネルギーが小さい金属を採用すれば、上記好適範囲を満たす合金被膜とすることができる。スズ以外の金属として、上記の中でも亜鉛（約８００ｍＪ／ｍ^２）を用いて、スズ−亜鉛合金被膜とすることが好ましい。スズ−亜鉛合金被膜とすることで、摩耗量が少なく、高温下での硫黄系添加剤等を含有する潤滑油に対しても合金被膜成分の溶出が起こらない。

表面自由エネルギーの測定法としては、例えば、図３に示す装置を用いたＷｉｌｈｅｌｍｙ法が挙げられる。薄板１５（雲母板またはスライドガラス）を天秤１６に吊り下げ、液体である溶融金属１７に浸す。液体容器を徐々に降下させ（または薄板１５を引き上げ）、液から薄板１５が離れるときに天秤１６にかかる力を測定する。ここで、薄板にかかる張力（天秤にかかる力）をＰ、浮力をＢ、薄板の重量をＭ、重力加速度をｇ、薄板の水平断面の周囲の長さをＬ、表面張力をγとすると、薄板にかかる上向きの力（張力＋浮力）と、下向きの力（重力＋表面張力）とが均衡することから、下記式（１）が成立する。表面張力γ（表面自由エネルギー）は、この下記式（１）を変形した下記式（２）により求められる。なお、浮力Ｂは、薄板の浸漬深さをｈ、水平断面の面積をＳ、溶融金属の密度をρとすれば、Ｓｈρｇで求められる。鉄よりも表面自由エネルギーが小さい金属の選定は、金属種別以外は、同条件で当該方法により測定した際の表面自由エネルギーが小さいものであればよい。

スズ合金被膜において、スズとスズ以外の金属との重量比率（重量％）は、（スズ：スズ以外の金属）＝（６５：３５）〜（９５：５）である。（スズ：スズ以外の金属）＝（７０：３０）〜（９５：５）であることがより好ましい。スズ以外の金属の重量比率が、５重量％未満であると、相対的にスズの量が多くなり、スズ単体被膜に近くなり、長時間運転において層内剥離を起こすなどのおそれがある。スズ以外の金属の重量比率が、３５重量％をこえると、合金被膜全体としての表面自由エネルギーが大きくなりやすく、特に摺動初期において摩耗量が増加するおそれがある。

保持器表面に対するスズ合金被膜の形成方法としては、電気めっき、無電解めっき、真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等の物理蒸着（ＰＶＤ）、化学蒸着（ＣＶＤ）などの公知の被膜形成方法を採用することができる。安価で容易に合金被膜を形成できることから、電気めっきにより形成した電気めっき被膜とすることが好ましい。特に生産性に優れることから、バレル電気めっきにより形成することが好ましい。

一般に、スズ−亜鉛合金めっき被膜は、亜鉛の犠牲防食性と、鉄に対してイオン化傾向の低いスズの優れた耐食性とを組み合わせた耐食性めっきとして、下地処理等に用いられる。本発明では、スズ−亜鉛合金めっき被膜を、保持器の最外表面であり、実際に転動体や他部材と摺接する表面に形成していることに特徴を有する。本発明におけるスズ−亜鉛合金めっき被膜は、めっき等による他の下地被膜を形成せず、基材表面に直接に形成することが好ましい。

電気めっきにより、所定の重量比率のスズ−亜鉛合金めっき被膜を形成する方法としては、ケイフッ化物浴、硼フッ化物浴、スルホン酸塩浴、フェノールスルホン酸浴、アルカノールスルホン酸浴、アルカンスルホン酸浴などの中に保持器基材を浸漬して処理を行なう等の公知の方法を採用できる。

保持器表面に形成するスズ合金被膜の膜厚は、５μｍをこえて３０μｍ未満とする。１０〜２５μｍがより好ましい。５μｍ以下であると、初期摩耗により摩耗して、保持器基材が露出するおそれがある。３０μｍ以上であると、運転中に剥離して潤滑状態を悪化させるおそれがある。膜厚を５μｍをこえて３０μｍ未満の範囲とすることで、初期摩耗による保持器基材の露出を防止でき、運転中における剥離を長期間にわたって防止できる。

本発明の転がり軸受用保持器において、保持器本体は鉄系金属材料からなる。鉄系金属材料としては、軸受鋼、浸炭鋼、機械構造用炭素鋼、冷間圧延鋼、または熱間圧延鋼を用いることができる。これらの中で耐熱性が高く高荷重に耐える剛性を有する浸炭鋼を用いることが好ましい。浸炭鋼としては例えばＳＣＭ４１５等を挙げることができる。

本発明におけるスズ合金被膜は、耐硫化性を有し、硫黄系添加剤を含む潤滑油との接触する環境下において、転動体や他部材と摺接した際にも、合金被膜の剥離または合金被膜成分の溶出が生じにくい。このため、本発明の転がり軸受用保持器および転がり軸受は、硫黄系添加剤を配合した潤滑油に接触する環境下において好適に使用可能である。このような環境としては、例えば上記したように、４サイクルエンジンのコンロッドに取付けられて、ガソリンとエンジンオイルである潤滑油とを混合した混合気、またはエンジンオイルに接触する場合や、転がり軸受の保持器ポケット部への注油等により接触する場合が挙げられる。

硫黄系添加剤とは、ジアルキルジチオリン酸亜鉛（以下、ＺｎＤＴＰと記す）などの硫黄系化合物を含む添加剤であり、この添加剤種類としては、酸化防止剤、防錆剤、極圧剤、清浄分散剤、金属不活性剤、摩耗防止剤などが挙げられる。また、硫黄系添加剤が配合される潤滑油としては、鉱油、合成油、エステル油、エーテル油などが挙げられる。

なお、上記「硫黄系添加剤を含む潤滑油に接触する環境下において剥離または合金被膜成分の溶出が生じにくい」とは、例えば、３ｍｍ×３ｍｍ×２０ｍｍの寸法（表面積２５８ｍｍ² ）を有するＳＣＭ４１５製基材片の全表面に上記被膜を形成した試験片３個をＺｎＤＴＰを１重量％含有させたポリ−α−オレフィン２．２ｇ中に１５０℃にて２００時間浸漬処理したときに、試験片から上記潤滑油中に溶出する被膜成分量が蛍光Ｘ線測定装置による測定にて、潤滑油中で５００ｐｐｍ以下（好ましくは、２００ｐｐｍ以下）であることをいう。

本発明の転がり軸受の形式は、ラジアル軸受、スラスト軸受のいずれの場合であってもよい。また、転動体の形状は特に限定されないが、ころ形状、針状ころ形状の場合に、この発明の効果をより享受することができる。ころ形状には円筒形の他、円すいころ、球面ころなどが含まれる。

転動体の形状をころ形状にすることで、本発明の転がり軸受は、上述のように、コンロッドの小端部および大端部に設けられた係合穴に取り付けられ、ピストンピンおよびクランク軸を支持することができ、軸受投影面積が小さいにもかかわらず、高荷重の負荷を受けることができる。特に、高剛性である針状ころを転動体として使用した転がり軸受は、ころを転動体として使用した転がり軸受よりも、さらに高荷重の負荷を受けることができる。

また、本発明の転がり軸受は、上述したコンロッド用の他、エアコン、カーエアコンなどの空気調和機用の圧縮機などで使用される転がり軸受としても好適に使用できる。

実施例１〜実施例３、比較例１〜比較例８
保持器に施した被膜の摩耗量を測定するために、試験片（保持器）に対して表１に示す被膜を形成し、下記の保持器回転試験を実施した。結果を表１に示す。試験条件、試験片、測定方法等について以下に詳細を示す。この試験条件は、保持器をコンロッドで使用する場合を想定した条件である。また、表中の各被膜材質における表面自由エネルギーは、上述の方法により測定した値である。

＜保持器回転試験＞
試験条件：
面圧：５．３ＭＰａ、
滑り速度：８００ｍ／ｍｉｎ
潤滑油：鉱油（１０Ｗ−３０）
時間：１００ｈ
試験片：ニードル軸受保持器（ＳＣＭ４１５製：全面に被膜形成）

この試験条件において、凹状相手材（ＳＵＪ２製、焼入れ焼戻し処理ＨＲＣ６２、凹部粗さ０．１−０．２μｍＲａ）を垂直方向から回転軸に取り付けた保持器に所定荷重で押し付けた状態で、回転軸とともに保持器を回転させることにより保持器表面に施した被膜の摩耗深さ、摩擦特性を評価した。摩擦特性（被膜の状態）としては、試験後において被膜が残存しており、潤滑状態が良好であるものを「○」、被膜が剥離しており、表面が粗面化し潤滑状態が良くないものを「△」、保持器基材が露出し、焼き付きが発生したものを「×」として記録した。なお、凹Ｒ部半径は、保持器半径よりも２０−５５μｍ大きい寸法で設定した。潤滑油は保持器の半分の高さまで浸漬する量を使用した。

また、潤滑油浸漬試験片を用意し、以下に示す潤滑油浸漬試験に供した。結果を表１に示す。試験条件、試験片、測定方法等について以下に詳細を示す。

＜潤滑油浸漬試験＞
被膜を施した角棒３本を１５０℃の潤滑油〔ポリ−α−オレフィン：ルーカントＨＬ−１０（三井化学社製）にＺｎＤＴＰ（ＬＵＢＲＩＺＯＬ６７７Ａ、ＬＵＢＲＩＺＯＬ社製）を１重量％添加したもの〕２．２ｇに２００時間浸漬した後、潤滑油中に溶出した被膜成分の濃度（溶出量、ｐｐｍ）を測定した。濃度測定は、蛍光Ｘ線測定〔蛍光Ｘ線測定装置：Ｒｉｇａｋｕ ＺＳＸ１００ｅ（リガク社製）〕により定量した。試験片はＳＣＭ４１５製３ｍｍ×３ｍｍ×２０ｍｍの角棒を３本ずつ（合計表面積７７４ｍｍ²）用いた。

表１に示す結果から明らかなように、従来から使用されている金属めっきである比較例１および比較例２は潤滑油浸漬試験において潤滑油に金属成分が溶出する。特に、銅めっきの溶出が多い結果となった。また、比較例３、４に示すように、スズ単体のめっき被膜は、スズ−亜鉛合金めっき被膜と比較して、回転試験後の摩耗状態に劣る結果となった。一方、実施例１〜実施例３は、スズ−亜鉛合金めっき被膜であり、所定範囲の膜厚を有するので、転試験後の摩耗状態に優れ、被膜の剥離や被膜成分の溶出も起こらなかった。

本発明の転がり軸受は、保持器表面において、摺動初期から摩耗が少なく、かつ、硫黄系添加剤等を含有する潤滑油中でも剥離や溶解しない被膜が形成されているので、硫黄系添加剤を含有する潤滑油中や、希薄な潤滑条件で使用する転がり軸受として好適に利用できる。

１ 針状ころ軸受
２ 保持器
３ 針状ころ
４ クランク軸
５ コンロッド
６ ピストン
７ 吸気管
８ 排気管
９ 燃焼室
１０ 回転中心軸
１１ バランスウェイト
１２ ピストンピン
１３ 大端部
１４ 小端部
１５ 薄板
１６ 天秤
１７ 溶融金属

Claims (7)

1. 転がり軸受における転動体を保持する転がり軸受用保持器であって、
   該保持器の最外表面のうち、少なくとも前記転動体との摺接面および他部材との摺接面に、スズとスズ以外の金属とからなるスズ合金被膜が形成されており、
   前記スズ以外の金属は、鉄よりも表面自由エネルギーが小さい金属であり、
   前記スズ合金被膜において、前記スズと前記金属との重量比率が（スズ：スズ以外の金属）＝（６５：３５）〜（９５：５）であり、
   前記スズ合金被膜の膜厚が、５μｍをこえて３０μｍ未満であることを特徴とする転がり軸受用保持器。
2. 前記スズ以外の金属が、ビスマス、金、銀、亜鉛、インジウム、コバルト、ニッケル、およびアンチモンから選ばれる少なくとも１つの金属であることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受用保持器。
3. 前記スズ以外の金属が、前記亜鉛であることを特徴とする請求項２記載の転がり軸受用保持器。
4. 前記転がり軸受用保持器の保持器本体が、軸受鋼、浸炭鋼、機械構造用炭素鋼、冷間圧延鋼、および熱間圧延鋼から選ばれる鉄系金属材料からなることを特徴とする請求項１、請求項２、または請求項３記載の転がり軸受用保持器。
5. 前記スズ合金被膜は、３ｍｍ×３ｍｍ×２０ｍｍの寸法（表面積２５８ｍｍ² ）を有するＳＣＭ４１５製基材片の全表面に該被膜を形成した試験片３個を、ジチオリン酸亜鉛を１重量％含有させたポリ−α−オレフィン油２．２ｇ中に１５０℃にて２００時間浸漬処理したときに、試験片から溶出する被膜成分量が蛍光Ｘ線測定装置による測定にて、前記油中で５００ｐｐｍ以下となる被膜であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項記載の転がり軸受用保持器。
6. 複数の転動体と、この転動体を保持する保持器とを備えてなる転がり軸受であって、前記保持器が請求項１から請求項５のいずれか１項記載の転がり軸受用保持器であることを特徴とする転がり軸受。
7. 前記転がり軸受が、回転運動を出力するクランク軸を支持し、直線往復運動を回転運動に変換するコンロッドの端部に設けられた係合穴に取り付けられることを特徴とする請求項６記載の転がり軸受。

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