CN102428284B - 带有保持器的滚子、带有保持器的滚子轴承和保持器 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供带有保持器的滚子和采用带有保持器的滚子的轴承，在该滚子中进行表面处理，该处理不受包含于使用油中的添加剂的影响，可防止保持器的磨耗、过度的升温，并且提高表面处理层和基材的紧贴性。带有保持器的滚子包括多个滚子(1)；环状的保持器(2)，其中，在圆周方向的多个部位具有分别保持各滚子(1)的兜部(3)，在保持器(2)的整个表面上设置作为基底镀层(4)的镍镀层，在镍镀层的表面上设置具有镍和PTFE的Ni·PTFE镀层(5)。

Description

带有保持器的滚子、带有保持器的滚子轴承和保持器

相关申请

本申请要求申请日为2009年5月19日，申请号为日本特愿2009-120891号；申请日为2009年5月19日，申请号为日本特愿2009-120892号；申请日为2009年5月19日，申请号为日本特愿2009-120893号；申请日为2009年5月19日，申请号为日本特愿2009-120894号申请的优先权，通过参照其整体，作为构成本申请的一部分的内容而引用。

技术领域

本发明涉及比如四轮车、两轮车和通用发动机等的曲轴用支承结构和连杆支承结构等所采用的带有保持器的滚子，带有保持器的滚子轴承和保持器，本发明关于解决在保持器中产生的磨耗和过度升温的技术。

背景技术

带有保持器的滚子由滚子和保持器构成，为滚子的外周面、内圈和外圈的轨道面为线接触的结构。由此，具有以轴承投影面积小的比例获得高负荷容量和高刚性的优点。于是，带有保持器的滚子广泛地用于以汽车用途为首的领域。

一般，使用在两轮车大小端的场合，采用滑动轴承或滚动轴承的带有保持器的滚子。在2冲程发动机的场合，大小端部通过由汽油和机油混合形成的喷雾状的混合液而润滑。但在滑动轴承中，由于发生磨耗、过度升温，故采用带有保持器的滚子、壳体径向轴承等的滚动轴承。但对于采用的滚动轴承中的带有保持器的滚子，为了防止保持器外径、幅面的磨耗以及过度升温，采用了铜镀层或银镀层。

以铜镀层或银镀层而无法承受的高速旋转的场合，人们提出下述的复合镀层，其中，母材以镍为主要坯材，均匀地分散共析有氟树脂的微粒(专利文献1)。该方案是着眼于由防止高速使用条件造成的磨耗、过度升温的对策内容。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本实用新型登录第2582402号公报

发明内容

在现有技术中，为了防止高速性的磨耗·过度升温，以镍为主要坯材，包含氟树脂的复合镀层形成于保持器上。但对于近年的铜和银镀层的磨耗，使用条件不严格，因润滑油的影响，镀层因发生化学反应而溶解(消失)，保持器的温度上升过度。特别是多发生于用于4冲程发动机的轴承中。

在4冲程发动机的场合，不混合汽油和机油，便可将机油直接供向大小端部。由此，采用价格低，负荷能力高于滚动轴承的滑动轴承，几乎不采用滚动轴承。

但是，由于近年，发动机的耗油量上升，将4冲程发动机的支承部(比如，连杆大端部)的滑动轴承替换为滚动轴承(带有保持器的滚子)。滚动轴承面向该4冲程发动机的应用成为课题的起因。

然而，在2冲程发动机和4冲程发动机中，所采用的油完全不同。在4冲程发动机中，对滞留于油底壳中的机油进行压力运送，对发动机各部分进行润滑后，再次返回到油底壳。相对该情况，在2冲程发动机中，机油与燃料混合，附着于旋转部或滑动部，或通过来自油箱的压送对发动机各部分进行润滑后，与混合气体一起进入燃烧室而燃烧。由于这样的润滑机构差异和有无气阀机构这样的结构差异，故2冲程发动机和4冲程发动机所要求的性能大不相同。

该2冲程发动机油和4冲程发动机油的组成上的较大差异在于硫酸处理灰与二烷基二硫代磷酸锌(ZincDialkyldithiophosphate：简称为ZnDTP)的有无。在2冲程发动机中硫酸处理灰量低的原因在于：不要求作为处理灰的主要因素的过氯基性清洁剂的酸中和性能，以及处理灰使燃烧室堆积物增加，会产生火花塞着火。在2冲程发动机油中不配置ZnDTP的原因在于：在2冲程发动机中，不要求油的防止氧化性能，并且由于没有气阀机构，故不要求严格的防止磨耗性能。上述ZnDTP通常在150～200℃的温度下发生热分解，但也有高负荷运转时的活塞、活塞环周围的温度超过200℃的报告，ZnDTP的添加剂反而产生活塞的污染、活塞环胶接。为了防止活塞的污染和活塞环胶接，必须要用较多的清洁剂，这一点也成为不添加ZnDTP的理由。上述ZnDTP具有防止氧化性能、防止腐蚀性能、耐负荷性能、防止磨耗性能等，作为常说的多功能型添加剂，广泛地用于机油、工业用润滑油。

作为ZnDTP的磨耗防止机构，下述说法是有力的。

(1)ZnDTP中的硫磺、磷与金属反应，产生硫化铁或磷酸盐的表面膜，防止磨耗；

(2)ZnDTP分解，在金属表面上形成多聚硫酸酯的膜，防止磨耗。

如上所述，作为添加剂的ZnDTP进入4冲程发动机油中，硫磺进入该ZnDTP中的成分中。作为磨耗防止机构，该硫磺与金属反应，形成表面膜，具有防止磨耗效果，但根据各种的评价和市场回收品而判明，在保持器上设置铜镀层或银镀层的场合，效果差。

即，如果将设置有铜镀层或银镀层的保持器浸渍于高温的4冲程发动机中，则伴随时间的推移，判明在油中的铜、银的化学成分增加，被认为溶出到油中。另外，被认为银镀层变为黑色，镀层变脆，确认容易剥离。同样在市场回收品的带有保持器的滚子中，被认为有未与其它的部件接触的部分的镀层的剥离的情况。于是，必须进行不受包含于机油中的添加剂影响的表面处理。另外，必须要求通过提高与基材(保持器)紧贴性的方式，防止镀层的剥离。

本发明的目的在于提供带有保持器的滚子和采用带有保持器的滚子的轴承，在该滚子中，进行不受包含于使用油中的添加剂影响的表面处理，可防止保持器的磨耗、过度升温，并且提高表面处理层和基材的紧贴性。

本发明的带有保持器的滚子包括多个滚子；环状的保持器，其中，在圆周方向的多个部位具有分别保持上述各滚子的兜部，其特征在于，在上述保持器的整个表面中的至少外径面和幅面中的任何一者或两者上设置基底镀层，在该基底镀层的表面上设置具有镍和PTFE的Ni·PTFE镀层。

上述“PTFE”为聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene)的简称，是四氟乙烯的聚合物，属于仅仅由氟原子和碳原子构成的氟化碳树脂。该氟化碳树脂形状为多角形状。

按照该方案，镀层由于因金属之间的键合而获得紧贴力，故因组成接近的金属之间的键合而提高紧贴力。由于镍与铜、银相比较，具有难以与添加剂反应的性质，故可抑制溶出。于是，可防止Ni·PTFE镀层中的镍等溶出到发动机油中的情况。于是，可通过Ni·PTFE镀层自身的润滑性防止保持器的摩擦、过度升温，使发动机长期运转。另外，由于在保持器中至少外径面和幅面中的任意一者或两者上设置基底镀层、以及Ni·PTFE镀层，故当保持器为外圈导向型时，防止外径面的磨耗，或在多个带有保持器的滚子沿轴向接近而设置时，防止邻接的保持器的幅面接触而磨耗。

上述Ni·PTFE镀层中的PTFE也可是这样的，其中，PTFE微粒分散于镍镀层中。上述基底镀层也可为镍镀层。由于该镍镀层和Ni·PTFE镀层包含共通的组成物，即镍，故两层附近的组成慢慢地变化，能够使该镍镀层和Ni·PTFE镀层的界面紧贴而没有间隙。于是，在基材、镍镀层以及Ni·PTFE镀层中，紧贴性变得优异(即，镀层的紧贴力为金属之间的键合的力，通过设置与Ni·PTFE镀层组成接近的镍镀层，在保持器上直接进行Ni·PTFE镀层的处理，从而提高紧贴力)。

上述Ni·PTFE镀层的表面粗糙度也可在Ra0.7μm以下。“Ra”指按照日本工业规格规定的中心线平均粗糙度Ra。如果Ni·PTFE镀层的表面粗糙度超过Ra0.7μm，则镀层自身的磨耗量有增加的倾向。其原因在于：在粗糙部自身凹凸的凸部高，面粗糙度大时，容易磨耗。换言之，通过使Ni·PTFE镀层的表面粗糙度在Ra0.7μm以下，可降低粗糙部自身凹凸的凸部，谋求减少镀层自身的磨耗量。

在本发明中，设置于该基底镀层表面上的上述Ni·PTFE镀层中的PTFE量在20vol％～35vol％的范围内。

如果Ni·PTFE镀层中的PTFE量少，则具有摩擦系数高，滑动特性差，镀层磨耗量多的倾向。特别是如果PTFE量小于20vol％，则磨耗显著。反之，如果PTFE量过多，由于热处理后的硬度低，故具有磨耗量大的倾向。另外，如果包含大量的PTFE，则成本高。如果PTFE量超过35vol％，由于热处理后的硬度低，故具有磨耗量大的倾向。

通过将Ni·PTFE镀层中的PTFE量规定在20vol％～35vol％的范围内，摩擦系数低，滑动特性优异，能降低镀层磨耗量。还能谋求降低制造成本。

在本发明中，也可在上述保持器的整个表面上设置基底镀层，通过热处理使设置于该基底镀层表面上的上述Ni·PTFE镀层硬化，该Ni·PTFE镀层的上述热处理后的硬度(将该硬度称为“镀层硬度”)在Hv400～Hv700的范围内。由上述“Hv”表示的硬度为维克斯硬度。

另外，在添加剂进入机油中的场合，由于该添加剂分解，在金属表面上形成膜，进一步谋求防止磨耗，故上述Ni·PTFE镀层不妨碍添加剂的效果。

此外，Ni·PTFE镀层的热处理后的镀层硬度在Hv400～700的范围内。上述镀层硬度为根据PTFE的含量和淬火温度确定的值。

如果Ni·PTFE镀层的淬火后的镀层硬度在Hv400～700的范围内，则产生磨耗量的差在0.001mm以内，结果为未确认有差。如此，通过将Ni·PTFE镀层的淬火后的镀层硬度规定在Hv400～Hv700的范围内，能使耐磨耗性持续。在Ni·PTFE镀层的淬火后的镀层硬度小于Hv400时，磨耗量变大。如果超过Hv700，则具有硬度过高，镀层开裂的可能性。

也可在上述保持器中进行浸炭淬火回火，表面硬度在Hv450～Hv700的范围内，该表面硬度与上述Ni·PTFE镀层硬度的硬度差在Hv200以下。由于用于发动机的连杆大端部或传动装置的行星机构部的轴承为摆动运动，故保持器在产生椭圆运动的同时，进行自转。由此，如果镀层未追随保持器的椭圆变形，则镀层产生开裂、剥离。对于该保持器的变形，受保持器的刚性产生的影响，如果采用相同材料、相同形状，则根据硬度而改变。由此，确认了保持器硬度和镀层硬度的影响。

确认方法：制作保持器硬度和镀层硬度上下产生差异的试样，对保持器施加静荷载，在产生弹性变形内的变形量的规定次数之后，目视确认到镀层是否没有异常。其结果是，如果保持器的表面硬度与Ni·PTFE镀层的镀层硬度的硬度差在Hv200以下，则不认为有镀层开裂、剥离。

也可在本发明中，包含上述基底镀层和Ni·PTFE镀层的总膜厚在8μm～22μm的范围内。

采用实际的带有保持器的滚子，通过曲轴运动进行各种镀层的磨耗量比较，决定总膜厚度。就进行该磨耗量比较的结果而言，判明本发明的Ni·PTFE镀层经过初期的数十小时，初始磨耗停止，之后未进行磨耗。由于磨耗量为7μm，故Ni·PTFE镀层的下限值为7μm。

另外，基底镀层的膜厚为比如3±2μm，Ni·PTFE镀层的膜厚在比如7μm～17μm的范围内，由此，使镀层整体的总膜厚在8μm～22μm的范围内。

由于通过金属之间的键合，镀层获得紧贴力，故通过组成接近的金属之间的键合，提高紧贴力。由于镍与铜、银相比较，具有难以与添加剂反应的性质，故可抑制溶出。

当镀层整体的总膜厚超过22μm时，导致成本上升。当总膜厚小于8μm时，经历比如镀层磨耗→保持器基材表面露出→与连杆内径的滑动→温度上升，保持器磨耗→保持器的过度升温的流程，导致不利情况。

在本发明的带有保持器的滚子中，可通过Ni·PTFE镀层自身的润滑性能防止磨耗。特别是，通过使镀层整体的总膜厚在8μm～22μm的范围内，可谋求降低成本，防止保持器的过度升温。

本发明的带保持器的滚子用于保持器。

本发明的带有保持器的滚子轴承，包括上述任意项所述的带有保持器的滚子，与上述多个滚子滚动接触的轨道圈。

还可采用上述任意项的带有保持器的发动机的曲轴用支承轴承。也可采用发动机的连杆大端用轴承，其采用上述任意项所述的带有保持器的滚子。也可采用传动装置用的支承轴承，其采用上述任何项的带有保持器的滚子。

附图说明

根据参照了附图的下述优选实施方式的说明，会清楚地理解本发明。但实施方式和附图用于单纯的图示和说明，其不应用于确定本发明的范围。本发明的范围由权利要求书确定。在附图中，多个附图中的同一标号表示相同或相应的部分。

图1(A)为本发明的第1实施方式的带有保持器的滚子的剖视图，图1(B)为该保持器的俯视图，图1(C)为在基材表面上经由基底镀层设置Ni·PTFE镀层的主要部分的剖视图；

图2为表示运转时间和镀层磨耗量的关系的图；

图3为表示在镍镀层中分散有PTFE微粒的例子的主要部分的剖视图；

图4(A)为说明进行磨耗量比较评价的磨损程度(Savant)试验方法的图，图4(B)为表示PTFE量、磨耗量和摩擦系数的关系的图；

图5为表示Ni·PTFE镀层的表面粗糙度和磨耗量的关系的图；

图6为表示Ni·PTFE镀层的淬火后的镀层硬度和磨耗量的关系的图；

图7为浸渍时间和检测元素量的关系的图；

图8为本发明的第2实施方式的带有保持器的滚子的剖视图；

图9(A)为本发明的第3实施方式的带有保持器的滚子的剖视图，图9(B)为该保持器的主要部分的剖视图；

图10(A)为本发明的第4实施方式的带有保持器的滚子的剖视图，图10(B)为表示PTFE为非分散型的例子的主要部分的剖视图；

图11(A)为本发明的第5实施方式的带有保持器的滚子的剖视图，图11(B)为沿图11(A)中的A-A线的剖视图；

图12为采用上述各实施方式中的任意的带有保持器的滚子的轴承的剖视图；

图13为采用该带有保持器的滚子的发动机的连杆大端用轴承的主要部分的剖视图。

具体实施方式

根据图1～图7对本发明的第1实施方式进行说明。本发明的第1实施方式的带有保持器的滚子用于比如，四轮车、两轮车和通用发动机等的曲轴用支承结构和连杆支承结构等。但是，并不限于这些曲轴用支承结构和连杆支承结构。

如图1(A)所示，带有保持器的滚子50包括多个滚子1和保持器2，夹设于用作外圈的外方部件31、用作内圈的内方部件32之间。内方部件32比如，为该带有保持器的滚子50所支承的轴体，在其外周面上滚动接触有滚子1。该滚子1采用比如针状滚子，该滚子1的端面1a为平坦面。如图1(A)、图1(B)所示，保持器2呈环状，其中，在圆周方向的多个部位具有分别保持上述各滚子1的兜部3。在该保持器2中，经由后述的基底镀层4设置Ni·PTFE镀层5(在后面描述)。

该保持器2由比如，薄壁钢板的冲压成形件构成。如图1所示，保持器2基本呈圆筒状，在其两端具有作为弯曲于内径侧的环状部的一对凸缘部6、6，并且周壁的轴向的中间部分作为小直径部分7而向径向内方被缩小。如图1(B)所示，保持器2具有将一对凸缘部6、6连接的圆周方向的多个部位的柱部8，邻接的柱部8、8之间分别形成上述兜部3。另外，保持器2也可代替凸缘部6、6，具有平坦状等的环状部。在柱部8中的兜部3的开口周缘，在轴向中间的小直径部分7形成脱落防止用突缘9，并且在轴向两端的大直径部分形成脱落防止用突缘10、10。在柱部8中的兜部3的开口周缘，在脱落防止用突缘9、10之间形成倾斜缘11，其为沿周向对滚子1进行导向的倾斜缘11，伴随朝向轴向中间部分的移动，从径向外方向内方倾斜。滚子1通过这些脱落防止用突缘9、10防止向内外抽拔，并且通过倾斜缘11而沿周方向导向。

对基底镀层4、Ni·PTFE镀层5进行说明。

如图1(A)、图1(C)所示，在保持器2的表面整体上设置基底镀层4，在该基底镀层4的表面上设置包含镍和PTFE的Ni·PTFE镀层5。上述基底镀层4为镍镀层。对镀层进行处理的面为保持器表面的整个面，还包含该保持器的幅面、内径面、兜部。

镍镀层的膜厚δ1为，比如3±2μm，Ni·PTFE镀层5的膜厚δ2在比如7μm～17μm的范围内。镍镀层的膜厚δ1并不限于3±2μm。该镍镀层和Ni·PTFE镀层5的总膜厚δa在8μm～22μm的范围内。

对上述总膜厚δa在8μm～22μm的范围内的理由进行说明。

采用实际的带有保持器的滚子(内径28mm×外径34mm×宽度17mm)，按照与实际相同的曲轴运动，进行各种镀层的磨耗量比较，决定总膜厚。如图2所示，根据该结果而判明，对于本发明的镍镀层和Ni·PTFE镀层5，经过初期的数十小时，初始磨耗停止，之后不进行磨耗。另外，由于磨耗量为7μm，故Ni·PTFE镀层5的最薄膜厚(下限值)为7μm。

当镍镀层整体的总膜厚超过22μm时，导致成本上升。当总膜厚小于8μm时，比如，经历镀层磨耗→保持器露出→与连杆内径的滑动→温度上升，保持器磨耗→保持器的过度升温的流程，导致不利情况。在本实施方式的带有保持器的滚子中，可通过Ni·PTFE镀层的自身润滑性能防止磨耗。

特别是通过镀层整体的总膜厚δa在8μm～22μm的范围内，可谋求降低成本，并且防止保持器的过度升温。

在Ni·PTFE镀层5中的PTFE中，如图3所示，在以镍为主要坯材的母材中，分散共析有PTFE的微粒(由图中的黑点表示)。将该Ni·PTFE镀层5中的PTFE量规定在20vol％～35vol％的范围内。

对PTFE量的确定进行说明。

为了确定Ni·PTFE镀层5中的PTFE量的最佳值，通过磨损程度(Savant)试验测定摩擦系数。磨损程度(Savant)试验是进行磨耗量的比较评价的试验。比如，如图4(A)所示，磨损程度(Savant)试验机SM包括安装试验片m1的试验片安装部19；旋转部20，其使安装于该试验片安装部19上的试验片m1旋转；荷载负荷部21，其对安装于该试验片安装部19上的试验片m1，施加一定的荷载。荷载负荷部21通过弹簧等的偏置机构将规定的荷载施加于试验片m1，该荷载量通过测压元件22而测定。作为荷载负荷部21中的与试验片m1滑动接触的对象件23，采用比如日本工业规格SCM415等的机械结构用钢。但是，并不限于SCM415。在试验片安装部19的内部设置毡垫24，该毡垫24与试验片m1的内周面接触，通过旋转部20使该试验片m1旋转，由此，进行毡垫供油。将试验片m1安装于试验片安装部19上，一边对试验片m1施加荷载，一边使旋转部20旋转，使该试验片m1与对象件23滑动接触，由此可测定磨耗量。

该试验条件如下所述：

滑动速度：0.05m/s、5.0m/s

面压力：0.5GPa

时间：30分钟(5.0m/s)、60分钟(0.05m/s)

润滑油：モ一ビルベロシテイNo.3(VG2)

其结果是判明，如图4(B)所示，在Ni·PTFE镀层5中的PTFE量多时，摩擦系数降低。

接着，与确定总膜厚δa的磨耗量比较试验相同，进行PTFE量的差异的磨耗量比较。于是，如图4(B)所示，具有下述倾向，其中，如果PTFE量少，则摩擦系数高，滑动特性差，镀层磨耗量多。特别是，如果PTFE量不足20vol％，则磨耗显著。相反，如果PTFE量过多，则由于热处理后的硬度低，故具有磨耗量变多的倾向。此外，如果包含较多的PTFE，则成本高。在图4(B)中，表示PTFE量的横轴的“10～20vol”表示超过10vol％，而不足20vol％。“20～35vol”表示在20vol％以上而在35vol％以下，“35～40vol”表示超过35vol％，而在40vol％以下。

根据以上的摩擦系数和磨耗量比较的结果而判明，PTFE量具有最佳区域。在本发明的实施方式中，根据摩擦系数和磨耗量比较的结果，将Ni·PTFE镀层5的PTFE量规定在20vol％～35vol％的范围内。如此，规定PTFE量，摩擦系数低，滑动特性优良，可降低镀层磨耗量。另外，可谋求制造成本的降低。于是，通过Ni·PTFE镀层5自身的润滑性，防止保持器2的磨耗、过度升温，可长期使发动机等运转。

对Ni·PTFE镀层5的表面粗糙度的规格值进行说明。

在本发明的实施方式中，Ni·PTFE镀层5的表面粗糙度小于Ra0.7μm。

“Ra”为由日本工业规格规定的中心线平均粗糙度Ra，按照JIS0601-1976表面粗糙度的规格而进行测定。该中心线平均粗糙度Ra指从粗糙度曲线中，沿其中心线的方向抽取测定长度L的部分，在以该抽取的中心线为X轴，以纵倍率的方向为Y轴，粗糙度曲线由y＝f(x)表示时，由下述式表示的Ra的值按照微米单位而表示。

(数学公式1)

$\mathrm{Ra}=\frac{1}{L}{\∫}_0^L\left|f\left(x\right)\right|\mathrm{dx}$

由于通过Ni·PTFE镀层5的表面粗糙度确认镀层自身的磨耗量是否变化，故在进行了膜厚评价的上述带有保持器的滚子和上述试验条件下进行磨耗比较评价。其结果是，如图5所示，如果表面粗糙度超过Ra0.7μm，则具有磨耗量增加的倾向。得到了在粗糙度自身凹凸的凸部高、表面粗糙度差时，容易产生磨耗的结果。

对Ni·PTFE镀层5的硬度进行说明。

在本实施方式中，通过热处理使Ni·PTFE镀层5硬化，该Ni·PTFE镀层5的热处理后的镀层硬度在Hv400～Hv700的范围内，由此，可使耐磨耗性持续。为了确定Ni·PTFE镀层5的镀层硬度的最佳值，通过与确定总膜厚δa时相同的带有保持器的滚子、在相同的试验条件下进行磨耗比较。镀层硬度在Hv400～Hv700的范围内为通过PTFE的含量和淬火温度确定的值。于是，试验取样使PTFE量一定，改变淬火温度而制作。

如图6所示，根据该结果可知，若Ni·PTFE镀层5的淬火后的镀层硬度在Hv400～Hv700的范围内，则产生磨耗量的差在0.001mm以内，无法确认差值。如果Ni·PTFE镀层5的淬火后的镀层硬度小于Hv400，则磨耗量变大。如果超过Hv700，则具有硬度过高，镀层开裂的可能性。

对Ni·PTFE镀层5和保持器2的硬度差进行说明。

在本发明的实施方式中，针对保持器2进行浸碳淬火回火处理，表面硬度在Hv450～Hv700的范围内，该表面硬度与Ni·PTFE镀层5的镀层硬度的硬度差在Hv200以下。

由于用于发动机的连杆大端部、传动装置的行星机构部的轴承为摆动的运动，故保持器2在产生椭圆运动的同时进行自转。由此，如果镀层追随保持器2的椭圆变形，则镀层产生开裂、剥离。受该保持器2的刚性的影响，如果形状、材料相同，则该保持器2的变形伴随硬度而变化。由此，确认保持器硬度和镀层硬度的影响。确认方法是这样的，制作保持器硬度和镀层硬度上下产生波动的试样，对保持器2施加静荷载，在产生弹性变形内的变形量(保持器变形为0.5mm)10000次之后，目视确认到镀层有没有异状。其结果如表1所示，若保持器的表面硬度与Ni·PTFE镀层5的镀层硬度的硬度差在Hv200以下，未确认到有镀层开裂、剥离。

(表1)

硬度(Hv)	保持器硬度(Hv)	硬度差(Hv)	结果
				400	500	100	没有开裂，没有剥离
400	700	300	有开裂，有剥离
				500	500	0	没有开裂，没有剥离
600	600	0	没有开裂，没有剥离
				600	450	150	没有开裂，没有剥离
700	450	250	有开裂，没有剥离

对表面处理的溶解进行说明。

通过浸渍试验，确认本发明的实施方式的Ni·PTFE镀层5的金属成分等在4冲程发动机油的高温条件下不溶解。如图7所示，过去的铜·银镀层伴随浸渍时间会从油中检测到许多元素量。相对该情况，在实施例的场合，即使经过200小时仍未检测到与Ni·PTFE镀层5和基底镀层4有关的元素。

对基底处理的有无的镀层的紧贴力进行说明。

本发明的实施例为进行作为基底处理的镀镍处理。采用实际的带有保持器的滚子(内径28mm×外径34mm×宽度17mm)，通过与实际设备相同的曲轴运动，对基底镀层有无而产生的紧贴力进行比较。其结果，如表2所示，对于未在基底上设置镍镀层的已有制品，在试验后，确认有镀层的磨耗和剥离。另一方面，在进行上述基底处理的实施方式的场合，在试验后确认有轻微的磨耗，但没确认到有剥离。由此判明，为了提高镀层的紧贴力，基底处理是必需的。

(表2)

基底处理	镀层磨耗	镀层剥离
			有	轻微	无
无	轻微	有

按照上面描述的带有保持器的滚子50，在保持器2上设置基底镀层4，另外在该基底镀层4的表面上设置Ni·PTFE镀层5。由于镍具有难以溶于添加剂中(难以反应)的性质，故可防止Ni·PTFE镀层5中的镍等溶出于机油中。另外，将基底镀层4设置于Ni·PTFE镀层5和基材(保持器)之间，由此，基材和Ni·PTFE镀层5的紧贴强度提高，防止镀层的剥离(由于因金属之间的键合，镀层获得紧贴力，故因组成接近的金属的键合，紧贴力提高)。另外，由于Ni·PTFE镀层5中的PTFE的自身润滑作用，镀层的摩擦系数降低，耐磨耗性提高。于是，通过Ni·PTFE镀层5的自身润滑性能可防止磨耗。

由于作为基底镀层4的镍镀层和Ni·PTFE镀层5包含共同的组成物，即镍，故两层附近的组成慢慢地变化，可在没有间隙的情况下使该镍镀层和Ni·PTFE镀层5的界面紧贴。于是，在基材、镍镀层与Ni·PTFE镀层5中，紧贴性变优良。如上所述，紧贴力提高的原因在于，因在中间设置组成接近的镀层，强化了金属之间的键合。另外，Ni·PTFE镀层5的表面粗糙度在Ra0.7μm以下，由此，可降低上述粗糙度自身凹凸的凸部高度，可谋求降低镀层自身磨耗量。

下面对本发明的第2～第5实施方式进行说明。在以下的说明中，在各方式中，与通过在先的方式描述的事项相对应的部分采用同一标号，省略重复的说明。在仅描述结构的一部分的场合，结构上的其它部分，与在先描述的方式相同。不仅进行有在实施的各方式中具体描述的部分的组合，而且特别是如果组合没有妨碍，则也可部分地将实施方式之间组合。

在图8所示的第2实施方式的带有保持器的滚子50A中，仅仅在保持器2的幅面2a和外径面2b设置基底镀层4和Ni·PTFE镀层5。在多个带有保持器的滚子50A沿轴向接近而设置的场合，邻接的保持器2、2之间相互通过幅面2a而接触，但是，通过保持器2中的幅面2a的基底镀层4与Ni·PTFE镀层5可降低保持器2的相对接触的磨耗，可提高寿命。另外，在外圈导向型的保持器2中，由于保持器2的外径面2b与外方部件接触，故可通过设置于该外径面2b上的基底镀层4和Ni·PTFE镀层5防止外径面2b的磨耗。也可仅仅在保持器2的幅面2a或仅仅在外径面2b上设置基底镀层4和Ni·PTFE镀层5。显然，还可在保持器整体上设置基底镀层4和Ni·PTFE镀层5，在此场合，由于在保持器兜部3的滚子导向面上设置镀层，故可谋求滚子1的磨耗的降低，谋求降低镀覆作业整体的工时。

在图9所示的第3实施方式的带有保持器的滚子50B的保持器2A中，在其周壁的兜部3的轴向两端，成一体成形有导向突片12，该导向突片12基本垂直地向内径侧突出，对滚子1的端面1a进行导向。通过导向突片12对滚子端面1a进行导向，故保持器2A的滚子端面1a的导向面12a与通常相比较向内径侧延伸，或移到内径侧。于是，在滚子1的倾斜角度变得较大之前，滚子端面1a在不从导向面12a向内径侧脱开的情况下被支承。由于导向突片12设置于兜部3的端部上，故无需考虑相对保持器2A的宽度的滚子长度，均能防止导向突片12造成的滚子端面1a的脱开。在保持器2A的表面整体上设置基底镀层4，在该基底镀层4的表面上设置前述的Ni·PTFE镀层5。还在该导向突片12的导向面12a上设置基底镀层4，在该导向面12a的基底镀层4的表面上，设置Ni·PTFE镀层5，由此，可谋求降低滚子端面1a的磨耗。

在图10所示的第4实施方式的带有保持器的滚子50C的保持器2B中，在该表面整体上设置作为基底镀层4的镍镀层，在该镍镀层的表层上复合有PTFE13。按照本实施方式，采用少于均匀地分散图3的PTFE的量的PTFE量便能获得与前述的各实施方式相同的效果。如此可减少PTFE量，由此可谋求降低制造成本。

图11的第5实施方式的带有保持器的滚子50D具有多个滚子1；第1和第2保持器2C、15。图11(A)为通过包括轴线L1的平面将带有保持器的滚子剖开而观看到的剖视图。图11(B)为沿图11(A)中的A-A线的剖视图。第1保持器2C与图1～图7描述的第1实施方式的保持器2的结构相同。在第1保持器2C的表面整体上设置基底镀层4，Ni·PTFE镀层5。第2保持器15呈由平坦面形成的环状，形成保持滚子1的兜部15a。在该第2保持器15的表面整体上设置基底镀层4；Ni·PTFE镀层5。该第2保持器15经由径向间隙设置于第1保持器2C的凸缘部6的内周面上。

图12表示采用上述各实施方式中的任意的带有保持器的滚子的轴承。该带有保持器的滚子由上述任意的结构的带有保持器的滚子50(50A、50B、50C)；上述多个滚子1滚动接触的轨道圈14构成。在本例中，轨道圈14采用外圈。带有保持器的滚子也可包括上述外圈和内圈(或轴Sh)中的任何一者或两者。

图13为采用带有保持器的滚子的发动机的连杆大端用轴承的主要部分的剖视图。本发明的任意带有保持器的滚子50等适用于：曲轴16用支承轴承16BR、16BR；连杆CR和曲轴16的连接部17的轴承，即连杆大端用轴承。

如上所述，参照附图对优选的实施方式进行了描述，但是如果是本领域的技术人员，在阅读本说明书的基础上，会在显而易见的范围内容易想到各种变更和修改方式。因此，这样的变更和修改方式解释为在由权利要求书确定的发明的范围内。

标号说明

标号1表示滚子；

标号2、2A、2B表示保持器；

标号3表示兜部；

标号4基底镀层；

标号5表示Ni·PTFE镀层；

标号13表示PTFE镀层；

标号14表示外圈；

标号15表示第2保持器。

Claims (11)

1.一种带有保持器的滚子，使用于含有硫磺的润滑油形成的润滑条件下，其包括：多个滚子；和环状的保持器，其中，在该保持器的圆周方向的多个部位具有分别保持上述各滚子的兜部，

在上述保持器的整个表面上的至少外径面和幅面中的任何一者或两者上设置作为基底镀层的镍镀层，在该基底镀层的表面上设置具有镍和PTFE的Ni·PTFE镀层，通过在两层中存在共通的镍，改变上述镍镀层和上述Ni·PTFE镀层两层附近的组成而使上述镍镀层和上述Ni·PTFE镀层的界面紧贴，对上述保持器进行浸炭淬火回火处理，使其表面硬度在Hv450～Hv700的范围内，且上述保持器的表面硬度与上述Ni·PTFE镀层的镀层硬度的硬度差在Hv200以下。

2.根据权利要求1所述的带有保持器的滚子，其中，在上述Ni·PTFE镀层中的PTFE为在镍镀层中分散PTFE微粒而得到。

3.根据权利要求1所述的带有保持器的滚子，其中，上述Ni·PTFE镀层的表面粗糙度在Ra0.7μm以下。

4.根据权利要求1所述的带有保持器的滚子，其中，设置于该基底镀层的表面上的上述Ni·PTFE镀层中的PTFE量在20vol％～35vol％的范围内。

5.根据权利要求1所述的带有保持器的滚子，其中，在上述保持器的整个表面上设置基底镀层，通过热处理使设置于该基底镀层的表面上的上述Ni·PTFE镀层硬化，该Ni·PTFE镀层的上述热处理后的硬度在Hv400～Hv700的范围内。

6.根据权利要求1所述的带有保持器的滚子，其中，包含上述基底镀层和Ni·PTFE镀层的总膜厚在8μm～22μm的范围内。

7.一种保持器，其用于权利要求1所述的带有保持器的滚子。

8.一种带有保持器的滚子轴承，其包括权利要求1所述的带有保持器的滚子和与上述多个滚子滚动接触的轨道圈。

9.一种发动机的曲轴用支承轴承，其采用权利要求1所述的带有保持器的滚子。

10.一种发动机的连杆大端用轴承，其采用权利要求1所述的带有保持器的滚子。

11.一种传动装置用的支承轴承，其采用权利要求1所述的带有保持器的滚子。