CN1985100A - 滚动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种寿命长的滚动装置，即使在高速、高载荷、高温、润滑不充分的环境等苛刻条件下使用，也不易产生烧结、磨耗等损伤。推力滚针轴承具备内圈(1)、外圈(2)、滚动自如地配置在内圈(1)的轨道面(1a)与外圈(2)的轨道面(2a)之间的多个滚动体(3)。而且，内圈(1)的轨道面(1a)、外圈(2)的轨道面(2a)及滚动体(3)中的至少一个，其面积率为75％以上的部分被由固体润滑剂构成的润滑覆膜包覆。该润滑覆膜的厚度优选0.05μm以上、8μm以下。

Description

滚动装置

技术领域

本发明涉及滚动轴承、线性导向装置、滚珠丝杠、直动轴承等滚动装置。

背景技术

通常，在滚动轴承等滚动装置中，在构成滚动装置的内侧构件、外侧构件及滚动体之间进行滚动运动，内侧构件、外侧构件的轨道面及滚动体的滚动面反复受到接触应力。因此，要求构成内侧构件、外侧构件、滚动体的材料具备硬、耐负荷、滚动疲劳寿命长且对滑动的耐磨耗性良好等性质。

因此，构成这些构件的材料中，作为轴承钢常使用日本工业标准SUJ2、作为不锈钢常使用日本工业标准SUS440C或Cr13系列的马氏体不锈钢系列不锈钢、作为渗碳钢常使用相当于日本工业标准SCR420的钢。这些材料为了得到滚动疲劳寿命等必要的性质，若为轴承钢或不锈钢则实施淬火、回火处理，若为渗碳钢则在渗碳处理或渗碳氮化处理后实施淬火、回火处理，使硬度HRC达到58以上、64以下。

但是，众所周知，滚动轴承、滚珠丝杠、线性导向装置、直动轴承等滚动装置中，其滚动疲劳寿命除所述硬度以外，还与润滑状态密切相关。在此，所谓滚动疲劳寿命是指：滚动装置的轨道面或滚动面随着旋转而反复承受应力，由此导致材料疲劳、直至在其表面局部产生剥离的总转数。

滚动接触面的润滑状态是否良好，用形成的油膜厚度与表面粗糙度的比值即油膜参数Λ(参照如下的表达式)表示，Λ越大润滑状态越好。即，在Λ大的情况下，不易因表面的微小突起间的接触引起表面起点剥离，寿命主要由材料的清洁度、硬度、材质、热处理等决定。相反，公知的是Λ越小越容易由表面的微小突起间的接触引起表面起点剥离、剥离损伤、烧结，从而使寿命大幅度下降。

Λ＝h/σ

h：EHL油膜厚度

σ：合成表面粗糙度(σ₁ ²+σ₂ ²)^1/2

σ₁、σ₂为接触的两面的粗糙度(平方平均粗糙度(二乗平均粗さ))

在此，以径向滚针轴承为例作进一步详细说明。在广泛使用于传动等的轴支承行星齿轮的行星齿轮用轴承中，为了使来自相当于外侧构件的行星齿轮的力的传动平滑地进行，通常使用斜齿轮，因此，根据力关系，相当于内侧构件的行星齿轮的移动轨迹呈扭曲形。因此，不均衡的力作用于行星齿轮与行星轴之间的滚针上而产生边缘负载或扭曲等，从而降低轴承的寿命且容易产生蹭伤或烧结。

对此，目前，对滚针实施鼓凸加工以减轻边缘负载，另外，为了防止扭曲，精密地管理圆周方向游隙及径向游隙，将扭曲的产生抑制于未然。

另一方面，从随着CO₂排放量的限制导致的内燃机燃费上涨的观点出发，结合用于提高高速旋转时的旋转效率的润滑油的低粘度化，日益要求提高滚动装置高速旋转时的耐烧结性及稀薄润滑下的耐用性。为了确保这种用途的滚针轴承的润滑性，采用例如在将滚针多列化的同时，将油孔设在从轴端到相当于内侧构件的行星轴的滚针间的位置，通过该油孔供给油的油孔供油方式。但是，在油量不足时，可能会在滚动面上产生剥离损伤及烧结。

作为防止这样的剥离损伤的技术，公开有如下的自动传动装置用轴承：使轴向面粗糙度RMS(L)与圆周方向面粗糙度RMS(C)的比RMS(L)/RMS(C)为1.0以下，并且使表示表面粗糙度的分布曲线偏斜度的参数值SK为负数，使凹坑所占的表面积比例为10～40％(参照特许文献1)。

另外，作为防止烧结的技术，公开有如下的机械零件：在具备既承受轴向负荷又滑动接触的滑动面的机械零件中，在所述滑动面上无规则地设置无数个独立的微小凹坑，使设有该微小凹坑的面的面粗糙度为Rmax0.6～2.5μm、表面粗糙度的参数SK值为-1.6以下，并且使微小凹坑的平均面积为35～150μm²、使微小凹坑的面积在表面占的比例为10～40％以上(参照特许文献2)。

其次，对滚珠丝杠进行叙述。在电动注射模塑成形机或电动压力机等中使用的滚珠丝杠，在瞬间增加高负荷的短行程中使用，在作用有最大负荷的状态下，在暂时停止后就反向旋转的往复运动的条件下使用。因此，在钢球滚动面的油膜被刮掉，润滑剂难以进入螺纹槽与钢球的接触面，从而存在油膜形成不充分的倾向，且存在在螺纹轴、螺母及钢球的滚动面容易产生由表面损伤造成的磨耗、剥离的问题。

尤其是具有在以滚动速度的两倍速度的相对滑动时，在钢球彼此之间的接触面损伤显著的问题。另外，作用高负荷造成的底座的变形或安装时的误对准等经所述钢球的互相摩擦而变得更加显著，从而进一步降低寿命。

作为可使用于这样的用途的滚珠丝杠，公开有：在螺纹槽、螺母及滚动体中的至少一个的滑接部分喷射二硫化钼微粒子，并通过冲击进行固定，形成厚度尺寸为0.5μm以下的润滑剂覆膜(参照特许文献3)。另外，在专利文献4中公开有含有平均粒子直径约1μm～约20μm的二硫化钼约95质量％以上的二硫化钼抛射用材料。该二硫化钼抛射用材料使用喷丸硬化装置以抛射速度100m/s以上进行抛射。

所述的行星式轴承等中，不仅是难以供给润滑油的结构，而且近年来由于传动装置的小型化或CVT(Continuously Variable Transmisson：连续变化传动)化等，对行星齿轮(外侧构件)的最高转速有更高速化的要求，随之，考虑到使用温度的上升。另外，在行星齿轮用滚针轴承中，随着小型化，蹭伤、烧结、磨损、剥离等不良情况变得比以往更加显著。

关于所述的滚珠丝杠，要求更高负荷且往复运动的行程也在更短的周期进行，因此，反转时几乎不形成油膜，在螺纹轴、螺母及钢球的滚动面上，由于表面损伤造成的磨耗、剥离、烧结等显著产生。

作为防止蹭伤、烧结、磨耗、剥离等的技术，虽然有在专利文献1中公开的技术，但仅仅只形成凹坑且只形成油膜积存，不能充分应对润滑油的更低粘度化及油量不充分的情况。另外，专利文献2公开的技术与上述同样，也不能充分应对润滑油的更低粘度化及油量不充分的情况。

关于滚珠丝杠，由于在不能形成均匀的覆膜的情况下难以得到固体润滑剂的效果，所以，如专利文献3所记载地，仅仅规定膜厚是不够的。如专利文献4所记载地，仅仅规定抛射材料不能得到足够的性能，因此需要准确地规定覆膜的膜厚及覆膜的状态。

专利文献1：日本国特许公报  第2634495号

专利文献2：日本国特许公报  第2548811号

专利文献3：日本国特许公开公报2004年第60742号

专利文献4：日本国特许公开公报2002年第339083号

发明内容

因此，本发明为了解决上述现有技术中存在的问题，提供一种寿命长的滚动装置，即使在高速、高荷载条件下使用也不易产生蹭伤、烧结、磨耗、剥离等不良情况。

为了解决上述课题，本发明如下构成。即，本发明的滚动装置，具备：外面具有轨道面的内侧构件、具有与该内侧构件的轨道面相对的轨道面且配置在该内侧构件的外侧的外侧构件、在所述两轨道面间滚动自如地配置的多个滚动体，其特征在于，所述内侧构件的轨道面、所述外侧构件的轨道面以及所述滚动体的滚动面中的至少一个被包覆面积率75％以上的、由固体润滑剂构成的润滑覆膜。

根据这样的构成，由润滑覆膜可抑制金属间接触，因此，即使是在例如油膜参数Λ为3以下的临界润滑环境下使用的情况，也可减少蹭伤、烧结、磨耗、剥离等不良情况的产生而增长寿命。

当被润滑覆膜包覆的部分的面积率低于75％时，滚动装置的寿命恐怕不够。另外，若被润滑覆膜包覆的部分的面积率超过95％，积油效果会有少许降低。另外，虽然润滑覆膜有脱落的可能性，但脱落的润滑覆膜尤其是在润滑脂润滑等情况下也有混合到润滑脂中作为固体润滑剂而起作用的情况。另外，润滑覆膜也可以只是形成在滚动体等的局部表面。

润滑覆膜的厚度优选0.05μm以上、8μm以下。根据这样的构成，滚动装置的寿命更长。若润滑覆膜的厚度低于0.05μm，润滑性会不足。为了更不容易产生这样的不良情况，润滑覆膜的厚度优选0.1μm以上，更加理想的是0.6μm以上，最好是0.9μm以上。另外，若润滑覆膜的厚度超过8μm，则润滑覆膜的强度会不够。

还有，也可以在所述内侧构件的轨道面、所述外侧构件的轨道面及所述滚动体的滚动面中至少被所述润滑覆膜包覆的部分，形成深度为0.1μm以上、5μm以下的凹陷。

根据这样的构成，由于凹陷内被固体润滑剂充填，包覆润滑覆膜的部分与润滑覆膜的密封性提高，所以与没有凹陷的情况相比，滚动装置的寿命更长。另外，当滚动装置驱动时固体润滑剂被收集在凹陷内，因此可长时间维持润滑覆膜的效果。为了取得这样的效果，需要将凹陷的深度设定为0.1μm以上。但是，由于即使凹陷的深度若超过5μm也不能期待更好的效果，所以，凹陷的深度优选5μm以下。另外，为了更加切实地取得这样的效果，凹陷的深度优选0.2μm以上、3μm以下，更理想的是0.5μm以上、3μm以下。另外，在润滑覆膜的表面也可以形成与上述相同的凹陷。

另外，所述润滑覆膜的表面中心线平均粗糙度Ra优选1μm以下。根据这样的构成，在确保长寿命的同时，滚动装置的噪声特性良好。若中心线平均粗糙度Ra超过1μm，则润滑条件变得苛刻，产生发生表面起点型剥离的情况。为了使这样的不良情况更不容易发生，中心线平均粗糙度Ra优选0.5μm以下。中心线平均粗糙度Ra的下限值不做特别限定，但优选0.1μm以上。若低于0.1μm，则微小的凹凸的积油效果会降低。另外，中心线平均粗糙度Ra为如上述的值，则润滑覆膜的形成能力就不会明显降低。

另外，所述固体润滑剂优选二硫化钼、锡、铜中的至少一种。尤其是在滚动的部分形成润滑覆膜的情况下，优选锡。此时，锡的纯度优选95％以上，更理想的是98％以上。若为95％以上，则容易得到没有不均的润滑覆膜。通过这样的构成，特别能够取得改善滚动部分的蹭伤、烧结、磨耗、剥离等至少一个的效果。

另外，本发明可应用于各种滚动装置。例如滚动轴承、滚珠丝杠、线性导向装置、直动轴承等。此外，本发明中的所谓内侧构件如下定义：当滚动装置是滚动轴承时，内侧构件为内圈；当滚动装置是滚珠丝杠时，内侧构件为螺纹轴；当滚动装置是线性导向装置时，内侧构件为导轨；当滚动装置是直动轴承时，内侧构件为轴。另外，所谓外侧构件如下定义：当滚动装置是滚动轴承时，外侧构件为外圈；当滚动装置是滚珠丝杠时，外侧构件为螺母；当滚动装置是线性导向装置时，外侧构件为滑块；当滚动装置是直动轴承时，外侧构件为外套。

本发明还可应用于滚动装置中使用的滚动体的保持器。对于利用注射模塑成形法制造的树脂制保持器，若在金属模型上设置与所述凹陷对应的凸部，则就可以用注射模塑成形法制造出表面形成凹陷的树脂制保持器。

另外，本发明可应用于滚动装置中使用的密封垫片。即，也可以将如前所述的润滑覆膜包覆在与对象构件接触的密封垫片的滑动接触面。另外，也可以使润滑覆膜包覆与密封垫片的滑接面接触的对象构件，也可以使润滑覆膜包覆密封垫片的滑接面和对象构件两者。

再者，本发明可应用于滚动轴承内圈的内周面及外圈的外周面。即，在滚动轴承被嵌合在轴套和轴之间的情况下，也可以使如前所述的润滑覆膜包覆在内圈的内周面与内轴接触的部分及外圈的外周面与内轴套接触的部分。

本发明还可应用于滚珠丝杠、线性导向装置等中安装在滚动体彼此之间设置的保持部件。即，也可以使如前所述的润滑覆膜包覆在保持部件与滚动体的接触面。

本发明还可应用于离合器的摩擦板。

另外，本发明可应用于电动动力转向装置所使用的蜗轮减速器的蜗杆。即，也可以使如前所述的润滑覆膜包覆在蜗杆或轮的齿轮齿面。

本发明可应用于伸缩式的转向轴。即，在沿互相花键嵌合的阳轴和阴轴的轴向延伸的扭矩传递槽形成于所述阳轴的外周面及所述阴轴的内周面，同时，卡合在所述扭矩传递槽的扭矩传递销配置在所述阳轴与所述阴轴之间的车辆转向用伸缩轴中，也可以使如前所述的润滑覆膜包覆在所述扭矩传递销的外周面及所述扭矩传递槽的槽面的至少一方。

另外，本发明可应用于具有与对象构件相对地滑动接触的滑动面的滑动构件。作为滑动构件的具体例，可列举：构成汽车发动机的凸轮及凸轮推杆、活塞环、燃料喷射装置、摩擦板、离合器构件，构成滑动轴承的滑动构件，滚动轴承用、滑动轴承用的保持器。

附图说明

图1是表示本发明的滚动装置的第一实施方式的推力滚针轴承结构的部分纵剖面图；

图2是润滑覆膜的剖面图；

图3是用于轴承的寿命试验的试验机的剖面图；

图4是表示润滑覆膜的包覆率与轴承寿命的相互关系的图表；

图5是表示第二实施方式中在滚针的表面形成的润滑覆膜的面积率与寿命的关系的图表；

图6是表示第三实施方式A的推力滚针轴承的构成的部分剖面图；

图7是应用了第三实施方式A的推力滚针轴承的车辆空气调节器用压缩机的剖面图；

图8是第三实施方式B的深沟球轴承的剖面图；

图9是表示第四实施例中在滚针的表面形成的固体润滑覆膜的面积率与寿命的关系的图表；

图10是表示第五实施方式的圆锥滚针轴承的构成的剖面图；

图11是表示在第五、第六实施方式中使用的旋转试验机的剖面图；

图12是表示第五实施方式中固体润滑覆膜的面积率与轴承扭矩的关系的图表；

图13是表示第六实施方式中固体润滑覆膜的面积率与烧结时间的关系的图表；

图14是第七实施方式的挺杆滚柱轴承的剖面图；

图15是图14的挺杆滚柱轴承的A-A剖面图；

图16是表示图14的挺杆滚柱轴承的变形例的剖面图；

图17是表示图14的挺杆滚柱轴承的另一变形例的剖面图；

图18是表示图14的挺杆滚柱轴承的又一变形例的剖面图；

图19是表示图14的挺杆滚柱轴承的再一变形例的剖面图；

图20是表示图14的挺杆滚柱轴承的其它变形例的剖面图；

图21是表示进行挺杆滚柱轴承的耐用试验的表面损伤试验机的结构的剖面图；

图22是表示旋转试验前后的表面损伤的发生状况的图；

图23是表示第七实施方式中润滑覆膜的包覆率与表面损伤发生率的相互关系的图表；

图24是表示第七实施方式中润滑覆膜的包覆率与挺杆滚柱轴承的寿命的相互关系的图表；

图25是表示第八实施方式的滚珠丝杠的螺纹轴及螺母的槽截面的图；

图26是表示滚珠丝杠之一例的立体图；

图27是表示滚珠丝杠之一例的立体图；

图28是表示具有保持部件的滚珠丝杠之一例的部分剖面图；

图29是表示保持部件之一例的剖面图；

图30是表示保持部件之一例的剖面图；

图31是表示第九实施例中在保持器的表面形成的固体润滑覆膜的面积率与寿命的关系的图表。

具体实施方式

〔第一实施方式〕

图1是表示本发明的滚动装置的第一实施方式的推力滚针轴承结构的部分纵剖面图。

图1的推力滚针轴承具备：固定在未图示的轴上的内圈1(内侧构件)；固定在未图示的轴套(housing)上的外圈2(外侧构件)；滚动自如地配置在内圈1的轨道面1a与外圈2的轨道面2a之间的多个滚动体3；将多个滚动体3保持在两圈1、2之间的保持器4。

而且，内圈1的轨道面1a、外圈2的轨道面2a及滚动体3的滚动面3a中至少一个，其面积率75％以上的部分被由固体润滑剂组成的润滑覆膜(未图示)包覆。该润滑覆膜的厚度优选0.05μm以上、8μm以下。另外，优选在内圈1的轨道面1a、外圈2的轨道面2a及滚动体3的滚动面3a中至少被润滑覆膜包覆的部分设置深度为0.1μm以上、5μm以下的凹陷。另外，润滑覆膜表面的中心线平均粗糙度Ra优选0.1μm以上、1μm以下。

另外，滚动体3(滚针)的有效长度Lr与滚动体3(滚针)的中心的轨道直径PCD的比值(Lr/PCD)优选0.1以上，并且，优选在轨道面1a、2a的表层部分含有3体积％以上的残留奥氏体。

这样的推力滚针轴承能够由润滑覆膜抑制金属间接触，因此，即使是在油膜参数Λ为3以下的临界润滑环境下使用时，也可减少蹭伤、烧结、磨耗、剥离等不良情况的产生而增长寿命。

另外，在本实施例中，以滚针轴承为例对滚动装置进行了说明，但滚动轴承的种类并不只限于滚针轴承，本发明可以应用于各种滚动轴承。例如，深沟球轴承、角接触球轴承(ァンギュラ玉軸受)、自动调心球轴承、滚针轴承、圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、自动调心滚子轴承等向心形的滚动轴承，推力球轴承、推力滚子轴承等推力形滚动轴承。另外，本发明不限于滚动轴承，可以应用于其它种类的各种各样的滚动装置。例如，滚珠丝杠幅、线性导向装置、直动式轴承等。另外，本发明也可应用于螺旋管形无级变速器(トロチイダル無段 速機)。

〔实施例〕

以下表示实施例，并对第一实施方式作进一步的具体说明。准备各种推力滚针轴承(内径40mm，外径70mm，宽5.5mm)作为试验轴承进行旋转试验，并对其寿命进行评价。试验轴承即推力滚针轴承的构成，除只是在内圈的轨道面、外圈的轨道面及滚动体的滚动面中滚动体的滚动面上，由固体润滑剂组成的润滑覆膜包覆这一点以外，与所述图1的推力滚针轴承相同。

包覆于滚动体的滚动面的润滑覆膜的包覆率、润滑覆膜的厚度、凹陷的深度及滚动体的滚动面的中心线平均粗糙度Ra如表1、2所示。另外，面积率的测定法在后文中进行叙述。关于不实施后述的预处理的，不记载其凹陷的深度。

〔表1〕

	预处理的种类1)	润滑覆膜		凹陷深度3)	中心线平均粗糙度Ra3)	寿命
							包覆率2)	厚度3)
		实施例1	无						75	1.0	-	0.10	6.0
实施例2	无			80	0.1	-	0.20	6.2
		实施例3	无						85	2.0	-	0.15	6.5
实施例4	无			90	0.5	-	0.20	6.3
		实施例5	无						92	8.0	-	0.15	6.2
实施例6	无			95	3.0	-	0.30	6.1
		实施例7	无						96	0.4	-	0.20	6.0
实施例8	无			100	6.0	-	0.25	5.9
		实施例9	喷丸						75	2.0	3.0	0.20	9.0
实施例10	喷丸			80	0.6	0.3	0.40	9.5
		实施例11	喷丸						85	0.6	0.2	0.40	10.0
实施例12	喷丸			90	4.0	1.0	0.20	10.0
		实施例13	喷丸						92	2.0	3.0	0.15	9.5
实施例14	喷丸			95	1.5	2.0	0.22	9.5
		实施例15	喷丸						95	0.2	5.0	0.25	9.3
实施例16	喷丸			100	8.0	0.2	0.50	8.9

1)喷丸：喷丸硬化处理、滚光：滚光处理

2)数值的单位是面积％。

3)数值的单位是μm。

〔表2〕

	预处理的种类1)	润滑覆膜		凹陷深度3)	中心线平均粗糙度Ra3)	寿命
							包覆率2)	厚度3)
		实施例17	无						85	0.05	-	0.20	5.4
实施例18	无			85	10	-	0.15	5.5
		实施例19	喷丸						85	0.05	0.2	0.30	11
实施例20	喷丸			80	10	0.3	0.25	10
		实施例21	喷丸						85	0.6	0.05	0.20	11
实施例22	喷丸			90	4.0	6	0.25	12
		比较例1	滚光						0	-	0.5	0.15	1.0
比较例2	喷丸			0	-	0.2	0.15	1.0
		比较例3	无						0	-	-	0.07	0.5
比较例4	无			72	0.1	1.0	0.20	2.7
		比较例5	无						65	0.5	3.0	0.20	1.8
比较例6	喷丸			72	2.0	0.2	0.15	3.8
		比较例7	喷丸						65	0.1	0.3	0.40	2.8

1)喷丸：喷丸硬化处理、滚光：滚光处理

2)数值的单位是面积％。

3)数值的单位是μm。

在此，对试验轴承即推力滚针轴承的制造方法进行说明。首先，内圈、外圈及滚动体是以SUJ2为原材料，在含有RX气体、浓缩气体和氨气的气体环境中以840℃实施三小时的渗碳氮化处理后，实施油淬火及回火的构件。通过这样的处理，将表层部分的残留奥氏体量调整到15～40体积％，表面硬度调整到HRC62～67(Hv746～900)。另外，也可以不实施渗碳氮化处理而实施浸激淬火。另外，也可以用SCM420、SCr420等钢作为原材料实施渗碳氮化处理或渗碳处理而使其表面硬化。

对这样得到的滚动体的滚动面实施预处理而形成凹陷。凹陷的形成方法不作特别限定，可采用啧丸硬化处理及滚光处理。喷丸硬化处理用喷丸硬化装置进行。弹丸材料除用日本工业标准JIS R6001中规定的平均粒径45μm的钢球以外，还用SiC、SiO₂、Al₂O₃、玻璃珠等比被处理表面更硬的材料，并在喷射压力196～1470Kpa、喷射时间10～20min的条件下使弹丸材料对滚动体的滚动面进行喷射。一次处理的滚动体的量设定为1～6kg。

滚光处理进行使用混合有各种介质及添加剂的材料在滚动体的滚动面形成大的凹凸的粗加工、和调整平坦部的粗糙度的精加工。另外，也可以对滚动体的滚动面实施喷丸硬化处理和滚光处理两种处理。

抛射材料优选使用比被处理表面更硬的材料。例如可以使用陶瓷类的材料。另外，形状优选比球形具有或多或少的棱角的形状。通过使用硬且具有角的抛射材料可加大对以后的润滑覆膜的固着效果。

测定凹陷深度的方法如下：通过三维非接触表面形状测量系统，以100倍的倍率从30视域观察滚动体的滚动面并将得到的图像变换为断面分布图。而且，在X方向及Y方向各自的五个断面内测定凹陷的深度，将其结果加以平均。

其次，在形成有凹陷的滚动体的滚动面上包覆由固体润滑剂组成的润滑覆膜。包覆润滑覆膜的方法不作特别限定，可采用喷丸硬化处理。作为弹丸材料的固体润滑剂使用纯度98％以上的锡(平均粒径45μm)并在喷射压力196～1470Kpa、喷射时间10～20min的条件下将锡对滚动体的滚动面进行喷射。一次处理的滚动体的质量设定为1～6kg。

利用弹丸材料的粒径和喷射压力，控制弹丸材料的冲击能量，可以形成良好的润滑覆膜。对于弹丸材料的粒径，当其为二硫化钼时优选1μm以上、20μm以下，更加理想的是1μm以上、5μm以下。另外，当其为锡时优选100μm以下，更加理想的是20μm以上、100μm以下，最好是20μm以上、60μm以下。

另外，喷射压力优选196kPa以上、1470kPa以下，更加理想的是392kPa以上、980kPa以下。另外，喷射速度优选100m/s。喷射时间优选8min以上或超过8min，更加理想的是10min以上且小于20min或10min以上、20min以下。当喷射时间为8min以上时，表面可以形成平滑的润滑覆膜(中心线平均粗糙度Ra为0.1μm以上、0.5μm以下)。另外，为了使固体润滑剂的附着性良好，包覆润滑覆膜的面的中心线平均粗糙度Ra(在包覆润滑覆膜前的阶段的粗糙度)优选1μm以下，更加理想的是0.1μm以上、0.5μm以下。

测定润滑覆膜的面积率的方法如下：通过电子探测微分析仪以2000倍的倍率从30视域观察滚动体的滚动面。将边长200μm的正方形部分扩大到1000倍，在5处测定锡的特性X线强度并算出共计150处的平均值。然后，判定在检出所述平均值的十分之一以上的特性X线强度的区域包覆有润滑覆膜。对于30视域，图像解析其结果并算出润滑覆膜的面积率的平均值。

另外，润滑覆膜厚度的测定方法如下：将滚动体切断并对其断面用抛光研磨方法进行镜面精加工。由电子显微镜(SEM)以5000倍的倍率从30视域观察镜面精加工后的断面。在各视域测定5个点的润滑覆膜的厚度并将共计150个点的平均值作为润滑覆膜的厚度。

图2表示包覆在滚动体的滚动面的润滑覆膜断面的SEM像。符号L是润滑覆膜，符号K是滚动体。该润滑覆膜的厚度最大为2.5μm，最小为0.5μm左右。

在本实施例中使用锡作为固体润滑剂，但固体润滑剂的种类不作特别限定。在被用作滚动装置的滚动零件的表面覆膜时，只要具有必要的强度并且与作为滚动部件原材料的钢的紧密贴合性良好即可，例如可列举：二硫化钼、二硫化钨、氮化硼、金属皂、氟树脂、尼龙、聚缩醛、聚烯烃、聚酯、聚乙烯、PTFE(聚四氟乙烯)、石墨、氟化钙、氟化钡、氟碳化物(フッ化カ一バイド)、锡、锡合金、镍、铜合金、纯铁、纯铜、纯铬。

在抛射锡时，优选使用平均粒径为2～6μm的弹丸。通过使用比较大的粒子，从而使冲击能量大且容易附着。另外，由于滚动面摩擦阻力的影响相对小，所以优选易发挥固着效果的比较软质的锡。

另外，在包覆润滑覆膜后使用微小硬度计测定表面硬度时，被润滑覆膜包覆的滚动面从最表面到2～15μm深的位置部分的硬度具有梯度。而且，最硬部分的硬度为710～1130Hv，与未处理部分的硬度相比提高5～20％。

其次，对用旋转试验进行的寿命评价的方法进行说明。轴承的寿命评价使用「特殊鋼便覧第一版」(“特殊钢便览第一版”)(電気製鋼研究所編、理工学社、1969年5月25日発行)(电气制钢研究所编、理工学社、1969年5月25日发行)的第10～21页记载的推力型轴承寿命试验机(参照图3)。对该试验机进行如下说明，其构成为，下面形成凹部的上侧固定部22和上面形成凹部的下侧固定部23通过O形圈24嵌合而形成试验室21，该试验室21可密闭。而且，主轴25被上侧固定部22可旋转地支承，试验轴承26能够配置在安装于主轴25上的旋转圆盘部25a的下面与下侧固定部23的上面之间。

图3中的符号31是推力轴承、符号32是向心轴承、符号33是密封垫片、符号34是衬垫。另外，符号26a是轴承的上座圈、符号26b是轴承的滚子及保持器、符号26c是轴承的下座圈。还有，符号27是润滑油，该润滑油27从润滑油供给口(排出口)28供给到试验室21内。符号29、30分别是代替氟隆(フロン)用的导入口和排出口。将代替氟隆134a从导入口29导入并用真空泵从排出口30吸取，用代替氟隆134a充满试验室21后，关闭导入口29、排出口30。

使用这种试验机在下述的条件下进行推力滚针轴承的旋转试验。而且，在振动值为初始值的5倍或下座圈为150℃的时刻停止旋转试验。当振动值为初始值的5倍时，用实体显微镜确认有无损伤并把有损伤时作为其寿命，而无损伤时则恢复旋转试验。另外，当下座圈为150℃时，若判断已发生烧结则作为寿命。

旋转速度：2000min^-1

载荷：额定动载荷的25％(P/C＝0.25)

润滑剂：ISO粘度等级为ISO VG10的石油

油膜参数Λ：0.1～1.0

气体环境温度：室温(约28℃)

轴承温度；在下座圈的外径100～110℃

试验个数：一种轴承各10个

表1、2表示旋转试验的结果(寿命)。另外，图4的图表表示润滑覆膜的包覆率与轴承的寿命的相互关系。表1、2及图4的图表中寿命的数值是表示将比较例1的轴承的寿命作为1时的相对值。

该比较例1是应用了所述的特许文献1中记载的技术的轴承，将独立的无数个微小凹坑随机地形成在滑动面上，使形成有该微小凹坑的面的表面粗糙度Rmax为1.0μm、表面粗糙度的参数SK值为-0.2、微小凹坑的平均面积为80μm²、微小凹坑的面积占表面的比例为25％。

另外，比较例1作为预处理实施两次滚光处理，比较例2作为预处理实施两次喷丸硬化处理，比较例3作为预处理实施通常的滚光处理(一次滚光处理)。

实施例1～22中，润滑覆膜部分的面积率在75％以上，因此，与比较例1相比寿命特别长(5.9以上)。比较例4～7润滑覆膜的厚度在优选范围内，润滑覆膜的包覆率为优选范围以外，与实施例1～22相比寿命短。据此可知，只规定润滑覆膜的厚度是不够的，重要的是规定润滑覆膜的面积率。

〔第二实施方式〕

本发明的润滑覆膜优选通过使用惰性气体或活性气体使弹丸加速的喷丸硬化法而形成。惰性气体可以从N₂气、He气、Ne气、Ar气、Xe气、Kr气中选择一种或将两种以上组合使用。另外，也可以从CF₄气、S₂F₆气、NH₃气、CH₄气、C₂H₆气、C₃H₆气、C₄H₁₀气、C₅H₁₂气、RX气、O₂气、H₂气等中选择一种或将两种以上组合使用。

由此，弹丸材料可以使受冲击的滚动零件的表面活性化，因此，与通过大气使弹丸材料加速的情况相比，可以提高表面与润滑覆膜的紧密贴合性。尤其是，若使用可在滚动零件的表面形成氮化层的N₂气及NH₃气，或使用可在滚动零件的表面形成渗碳层的CH₄气、C₂H₆气、C₃H₆气、C₄H₁₀气、C₅H₁₂气、RX气，则可以减小表面的摩擦系数，从而可以进一步提高表面与润滑覆膜的紧密贴合性。另外，通过渗碳、氮化、或渗碳氮化可得到牢固的紧密贴合性，因此，优选从CH₄气、C₂H₆气、C₃H₆气、C₄H₁₀气、C₅H₁₂气及RX气中选择至少一种与NH₃气混合使用。

另外，在喷丸硬化处理时，不仅使弹丸材料加速的喷射环境气体使用惰性气体或活性气体，在设置在喷丸装置内被施予润滑覆膜的滚动部件的密封容器内，优选充填与所述喷射环境气体使用的气体相同种类的气体。这样一来，表面与润滑覆膜的紧密贴合性可进一步提高。另外，在表面形成凹陷时的喷丸硬化处理中也适用本实施方式的各种气体环境下的处理。

润滑覆膜的厚度优选0.05μm以上、8.0μm以下。由此，可以既保持良好的润滑状态又可获得滚动部件必要的强度。在此，润滑覆膜的厚度低于0.05μm时就不能获得良好的润滑性，而润滑覆膜的厚度超过8.0μm时就不能获得滚动部件必要的强度。

另外，在形成润滑覆膜的表面，优选形成深度为0.10μm以上、5.0μm以下的凹陷(以下也记为“微小凹坑”)。由此，在表面形成的微小凹坑被润滑覆膜充填，从而可进一步提高滚动部件的表面与润滑覆膜的紧密贴合性。在此，当微小凹坑深度低于0.10μm时不能获得良好的紧密贴合性，而当其超过5.0μm时获得的效果就会饱和。

另外，在滚动部件的表面形成微小凹坑的方法基本与第一实施方式同样。尤其是，为了使形成微小凹坑后的滚动部件表面的硬度提高，且滚动疲劳寿命进一步延长，所述微小凹坑优选通过喷丸硬化法而形成，使所述表面的硬度为HRC58以上。

另外，形成润滑覆膜的所述表面，优选中心线平均粗糙度(Ra)为0.10μm以上、1μm以下，更加理想的是0.1μm以上、0.5μm以下。由此，可进一步提高滚动部件的表面与润滑覆膜的紧密贴合性。在此，当表面的中心线粗糙度(Ra)低于0.10μm时，表面与润滑覆膜的紧密贴合性不够，而当其超过1μm时，润滑条件变苛刻，易发生表面起点型剥离。

另外，制作内侧构件、外侧构件、滚动体等滚动构件的金属材料不作特别限定，例如可列举：对SUJ2等轴承钢进行渗碳氮化、淬火及回火的材料；对SUJ2等轴承钢进行淬火及回火(浸激淬火)的材料；对SCM420及Cr420等不锈钢进行渗碳氮化、渗碳、淬火及回火的材料。

还有，所谓形成润滑覆膜的滚动构件的表面，只要是包含由于润滑不良而易发生损伤的表面即可，不作特别限定。例如可列举：内侧构件及外侧构件的各轨道面；内侧构件及外侧构件的各内外周面；滚动体的滚动面。

再有，润滑覆膜的原料，只要是具有用作滚动装置的滚动零件的表面覆膜时所需的必要强度，并且与作为滚动构件的材料的钢的紧密贴合性良好即可，不作特别限定。例如可列举：二硫化钼、二硫化钨、氮化硼、金属皂、氟树脂、尼龙、聚缩醛、聚烯烃、聚酯、聚乙烯、PTFE(聚四氟乙烯)、石墨、氟化钙、氟化钡、氟碳化物(フッ化カ一バイド)、锡、锡合金、镍、铜合金、纯铁、纯铜、纯铬。

作为在这样的润滑覆膜的气体环境下也可应用的形成方法，例如可列举：涂敷、烧制、喷镀、溅射、离子镀及喷丸硬化处理。尤其是考虑到提高形成固体润滑覆膜后的滚动零件的表面硬度，优选应用喷丸硬化法。

根据这样的滚动装置，通过在内侧构件、外侧构件及滚动体的至少一个构件的表面形成特定面积率的润滑覆膜，表面损伤就难以发生。因而，即使是在例如油膜参数Λ为3以下的润滑状态不良的环境下使用滚动装置，也可延长滚动疲劳寿命。另外，通过进一步规定润滑覆膜的形成方法、膜厚及形成润滑覆膜的表面的形状，可提高内侧构件、外侧构件及滚动体的至少一个构件的表面与润滑覆膜的紧密贴合性，从而，可进一步延长滚动疲劳寿命，同时可以有效地抑制由于润滑覆膜的剥离引起的声音不良或振动不良。

以下参照附图对第二实施方式进行说明。首先，将与图1所示的推力滚针轴承同样的轴承按以下所示的方法进行制作。该推力滚针轴承的轴承尺寸为：内径40mm，外径70mm，宽5.5mm。

具体而言，首先将由高碳铬轴承钢两个钢种(SUJ2)组成的材料加工成规定形状，在840℃的混合气体环境(RX气+浓缩气体+氨气)中进行3小时渗碳氮化后，进行淬火及回火。而且，将内圈、外圈及滚针的各表层部(从表面至深250μm的部分)的残留奥氏体量设定为15～40体积％，将所述表层部的硬度调整为HRC62～67(Hv746～900)。

其次，对这样得到的滚针进行如下处理，从而作成表3中表示的No.1～31的滚针。首先，在表3表示的“有”预处理的滚针中，进行在其表面形成微小凹坑(凹陷)的预处理。

表3中表示的“喷丸A”的预处理是指以下的处理：用喷丸硬化装置在喷射压力为196～1470Kpa、喷射时间为10～20分的条件下，通过将在JISR6001中规定的平均粒径45μm的SiC作为弹丸材料且用N₂气加速而喷射，从而在滚针的各表面形成凹陷。

另外，表3中表示的“喷丸B”的预处理是指以下的处理：用喷丸硬化装置在喷射压力为196～1470Kpa、喷射时间为10～20分的条件下，通过将两种粒径不同的弹丸材料(在JIS R6001中规定的平均粒径45μm的钢球和平均粒径3μm的氧化铝)用大气加速而喷射，从而在滚针的各表面形成凹陷。

再有，表3中表示的“滚光”的预处理是指以下的处理：在大气中进行将各种介质及添加剂混合而在表面形成大的凹陷的粗加工后，在大气中进行调整平稳部(平坦部)的粗糙度的精加工，在滚针的各表面形成凹陷。

其后，对预处理后的滚针表面的凹陷的深度按以下所示进行测定。首先，使用三维非接触表面形状测定系统用100倍的倍率从30视域进行观察。其次，将得到的图像变换为断面分布图，算出在XY方向的各自5个断面测定的结果的平均值。该结果一并表示在表3中。

而且，将进行预处理后的滚针及未进行预处理的滚针表面的中心线平均粗糙度(Ra)都调节为0.10μm以上、5.0μm以下。其次，在滚针的表面形成润滑覆膜。具体来说，通过使用公知的喷丸硬化装置在喷射压力196～1470KPa、喷射时间10～20分钟的条件下，使作为弹丸材料的锡(纯度98％以上、平均粒径45μm)用N₂气加速而喷射，从而在滚针的各表面形成润滑覆膜。

其后，与第一实施方式同样，测定形成的润滑覆膜的面积率及膜厚。并且，在润滑覆膜形成后的滚针中，与第一实施方式同样可确认：已测定硬度处的硬度提高5～20％。

另外，作为比较例在表3中表示的No.25、No.26滚针是进行预处理(喷丸硬化或滚光)形成凹陷，但不形成润滑覆膜的滚针。另外，作为比较例在表3中表示的No.27滚针是既不进行预处理、也不形成润滑覆膜的滚针。再有，作为比较例在表3中表示的No.28～No.30滚针是形成有润滑覆膜的面积率在本发明范围以外的滚针。

其次，用这样得到的内圈、外圈及滚针和SPCC制的保持器装配成推力滚针轴承。而且，假定其在油膜参数Λ为3以下的润滑状态不良的环境下使用，在以下所示的条件下对该推力滚针轴承进行寿命试验。

该寿命试验使用第一实施方式的试验中使用的图3的推力型寿命试验机而进行。另外，该寿命试验如下进行：通过使推力滚针轴承旋转，直至达到初始振动值的5倍、或外圈的外径温度达到150℃，将从试验开始到试验终止的时间作为寿命。

并且，该寿命试验是在各个实施例中分别进行10次并算出其平均寿命。而且，将与比较例即No.25的滚针的推力滚针轴承的寿命设定为1时的比值一并表示在表3中。

另外，No.25的滚针是在其表面上形成有上述特许文献1中记载的凹陷的比较例，即，将设有凹陷的面的最大表面粗糙度(Ra)设为1.0μm、设表面粗糙度参数(SK值)为-2.0、设凹陷的平均面积为80μm²、设凹陷的面积率为25％。

此时，在达到初始振动值的5倍而终止试验的推力滚针轴承中，用实体显微镜确认有无损伤，在观察到损伤的情况下终止试验并将达到初始振动值的5倍的时间定为寿命，在未观察到损伤的情况下恢复试验。

另外，在外圈的外径温度达到150℃而终止试验的推力滚针轴承方面，若判断发生烧结的损伤则终止试验并将直到外圈的外径温度达到150℃的时间定为寿命。

〔寿命试验条件〕

载荷：额定动载荷的12％(P/C＝0.12)

旋转速度：8000min^-1

润滑油：石油VG10

周围温度：室温(约28℃)

轴承温度；在外圈的外径100～110℃

油膜参数Λ：0.2～1.0

〔表3〕

NO.	滚针的构成					寿命试验结果(比)	备注
								预处理	覆膜面积率(％)	平均覆膜厚度(μm)	覆膜形成时的气体环境	凹陷的深度(μm)
	1	无	75	1.00	氩气								-	5.4	实施例
2						无	80	0.10	氮气	-	5.6
	3	无	85	2.00	甲烷气							-	6.9
4						无	90	0.40	丙烷气	-	6.6
	5	无	92	6.00	氨气							-	5.9
6						无	95	2.80	CF4气	-	5.4
	7	无	96	0.50	甲烷							-	5.1
8						无	100	8.00	戊烷	-	5.0
	9	有(喷丸A)	75	2.50	RX气							3.1	8.3
10						有(喷丸A)	80	0.80	氧气	0.4	10.1

11	有(喷丸A)	85	0.50	甲烷气	0.3	10.9	实施例
								12	有(喷丸A)	90	3.50	丙烷气	1.5	10.1
13	有(喷丸A)	92	2.40	氮气	2.4	9.4
								14	有(喷丸A)	95	1.50	CF4气	2.5	8.8
15	有(喷丸A)	95	8.00	S2F6气	4.9	8.6
								16	有(喷丸A)	100	1.50	甲烷气	2.5	7.9
17	无	85	0.05	甲烷气	-	5.9
								18	无	85	10.00	甲烷气	-	5.8
19	有(喷丸A)	85	0.05	甲烷气	0.3	9.1
								20	有(喷丸A)	80	10.00	氧气	0.4	9.3
21	无	90	0.40	大气中	-	5.2
								22	有(喷丸A)	90	3.50	大气中	1.5	6.5
23	有(喷丸A)	85	0.50	甲烷气	0.05	8.4
								24	有(喷丸A)	90	3.50	丙烷气	6.0	8.3
25	有(滚光)	-	-	-	0.3	1									比较例
							26	有(喷丸B)	-	-	-	0.4	1.0
27	无	-	-	-	-	0.4
							28	无	72	0.20	氮气	-	2.1
29	无	65	2.30	氮气	-	2.3
							30	有(喷丸A)	72	6.20	氮气	1.0	2.9
31	有(喷丸A)	65	0.50	氮气	0.5	2.4

如表3所示，使用了在表面形成面积率75％以上的润滑覆膜的No.1～No.24的滚针的推力滚针轴承，与使用表面未形成润滑覆膜的No.25～No.27的滚针及润滑覆膜的面积率低于75％的No.28～No.31的滚针的情况相比，滚动疲劳寿命长，是No.25的5.1倍以上。

尤其是，从No.1～No.6和No.7、No.8的结果及No.9～No.15和No.16的结果可知，通过使润滑覆膜的面积率为75％以上，滚动疲劳寿命进一步延长。

另外，从No.3和No.17、No.18的结果、No.11和No.19的结果及No.10和No.20的结果可知，通过使润滑覆膜的厚度为0.10μm以上、8.0μm以下，滚动疲劳寿命进一步延长。

再者，从No.4和No.21的结果及No.12和No.22的结果可知，通过使用惰性气体或活性气体使弹丸材料加速冲击而形成润滑覆膜，与在大气中使弹丸材料加速的情况相比，滚动疲劳寿命进一步延长。

另外，从No.1～No.8和No.9～No.16的结果、No.11和No.23的结果及No.12和No.24的结果可知，通过用喷丸硬化法使凹陷的深度为0.10μm以上、5.0μm以下，滚动疲劳寿命进一步延长。其原因是：通过使凹陷深度达到上述范围内，在滚针的表面可更加密合地形成润滑覆膜，同时，使用喷丸硬化法使滚针表面的硬度提高。

另外，利用No.1～No.16和No.28～No.31的结果，将润滑覆膜的面积率与寿命的关系作成图5所示的图表。如图5所示，可知：使用由喷丸硬化法调节凹陷的深度后形成润滑覆膜的滚针的推力滚针轴承，比使用不进行预处理而形成润滑覆膜的滚针的推力滚针轴承的寿命长。

从以上结果可知，通过使用在表面以特定面积率形成润滑覆膜的滚针，即使是在油膜参数Λ为3以下的润滑状态不良的环境下使用，也可以延长推力滚针轴承的滚动疲劳寿命。另外，通过对在滚针的表面形成的润滑覆膜的厚度及凹陷的深度也进行限定，可以进一步延长推力滚针轴承的滚动疲劳寿命。再者，通过使用惰性气体或活性气体使弹丸材料加速冲击的喷丸硬化法形成润滑覆膜，可以进一步延长推力滚针轴承的滚动疲劳寿命。

另外，本实施方式中对以推力滚针轴承作为滚动装置之一例的情况进行了说明，但不限于此，本发明也可以应用于润滑状态不良的环境下使用的其它滚动装置。这样的滚动装置例如可列举：深沟球轴承、角接触球轴承、自动调心球轴承、推力球轴承等球轴承；圆柱滚子轴承、自动调心滚子轴承、推力滚子轴承等滚子轴承；滚珠丝杠、线性导向装置、直动式轴承等直动装置；螺旋管型无级变速器等滚动轴承机构。

〔第三实施方式〕

本实施方式涉及的滚动轴承，具体来说是关于：即使在汽车的自动变速器及空气调节器的空调机所使用的压缩机等润滑条件差、系统内氧浓度低的状况下，也可以长期维持轴承寿命的滚动轴承。

作为压缩机的一类，以容量可变式的压缩机为例进行以下说明。容量可变式的压缩机，将驱动轴旋转自如地嵌入壳体内，将斜板与驱动轴连结且倾斜角度可变，将偏心板滑动自如地安装在该斜板上。在斜板与偏心板之间配设有推力轴承。在偏心板上，沿圆周方向等间隔安装有多个活塞杆的一端，该活塞杆的另一端与活塞连结。该活塞在设于壳体内的气缸的内部滑动地设置，并将流入该气缸的腔内的制冷剂气体压缩并排出。即，斜板旋转时，偏心板作所谓磨酱的动作，并通过活塞杆使活塞沿轴线方向往复运动，从而压缩并排出制冷剂气体。

压缩机工作时，因为驱动轴通过斜板而受力，所以，需要将该驱动轴沿推力方向支承于壳体上的推力轴承。可是，这样的推力轴承配置在与驱动轴连接并从皮带接受转动力矩的带轮机构侧，因此，处在远离以雾状供给的润滑油供给源的位置，所以，存在滚动体与轨道面之间的油膜形成容易变差的问题。

作为压缩机特有的问题，不但有这样的润滑条件差的问题，而且还可以举出在封入制冷剂时由于系统内的大气排放而使系统内氧浓度降低的问题。通常在大气中油膜形成不充分时，使用的滚动轴承的滚动体表面及/或轨道圈的轨道面等接触部由于油膜断裂而引起金属接触，但很快就由环境中的氧使表面形成氧化膜，因而具有防止进一步的金属接触并抑制凝结磨耗的自身修复作用。但是，由于油膜形成不充分并且氧浓度低时不能引起这样的表面氧化，所以，滚动体的表面及/或轨道圈的轨道面等一旦引起接触后，之后的接触就会在经常重复金属-金属的接触而不能阻止凝结磨耗的情况下进行。

由于即使在这样润滑条件差、系统内氧浓度低的状况下也要长期维持轴承寿命，在滚动体的表面或内外圈的滚动面无规则地设置无数个微小凹坑，使面粗糙度的参数即偏度RsK的值为-1.6以下，通过赋予油积存使油膜形成率增高从而实现轴承寿命的提高，这一点是公知的(例如参照日本国特许公报第2724219号)。

但是，日本国特许公报第2724219号记载的滚动轴承，是通过对滚动体表面或内外圈滚动面的形状进行改进来谋求长寿命化的，是减少表面损伤的有效方法，不过，公知的是：仅仅进行在滚动表面形成偏度RsK的值为-1.6以下的油积存的表面加工，对于寿命延长也是有限度的。

本发明是鉴于这样的技术背景而进行的发明，其目的在于，提供一种滚动轴承，即使在微量油或枯竭润滑下的润滑条件差的使用条件下也可以实现寿命的延长。

为了解决上述问题，本发明以使滚动表面被润滑覆膜(以下记为固体润滑剂覆膜)包覆为课题进行了研究。即，从本发明者们锐意研究的结果发现：通过在滚动表面形成固体润滑剂覆膜，可避免滚动体及/或轨道圈中的滚动面的早期磨耗。

本发明是基于这样的见解而进行的发明，提供一种滚动轴承，其具备：多个滚动体、滚动自如地保持所述滚动体的保持器、配设所述滚动体及所述保持器的一组轨道圈，在所述滚动体的表面及/或所述轨道圈的轨道面形成由选自二硫化钼、二硫化钨、氮化硼、金属皂、氟树脂、尼龙、聚缩醛、聚烯烃、聚酯、聚乙烯、PTFE(聚四氟乙烯)、石墨、氟化钙、氟化钡、氟碳化物(フッ化カ一バイド)、锡、锡合金、镍、铜合金、纯铁、纯铜、纯铬构成的组中的至少一种构成的固体润滑剂覆膜，并且使该固体润滑剂覆膜所占面积为所述滚动体表面及/或所述轨道圈的轨道面的75％以上。在所述组中优选二硫化钼(MoS₂)、二硫化钨(WS₂)、锡(Sn)及氮化硼(BN)。

根据本发明者们的研究，现有的滚动体及轨道圈通常只进行淬火、回火。因此，滚动体及轨道圈的轨道面的磨耗在早期有增大的倾向。这是因为如上述地一边反复金属接触一边持续凝结磨耗的原因。对此，根据本发明的上述构成，通过在滚动体的表面及/或轨道圈的轨道面形成固体润滑剂覆膜，抑制在滚动体的表面及/或轨道圈的轨道面的金属间的接触，从而使磨耗及剥离等表面损伤明显减少。

所述固体润滑剂覆膜所占面积，优选占所述滚动体的轨道面及/或所述轨道圈的轨道面的75％以上。以该范围包覆固体润滑剂覆膜，可有效地抑制金属间接触，显著降低磨耗及剥离等表面损伤。

所述固体润滑剂覆膜的覆膜厚度，优选0.05μm～8.0μm。由此可进一步提高耐磨耗性。

在所述滚动体的表面及/或所述轨道圈的轨道面，优选形成凹陷形状的凹坑(以下记作凹陷)。所述凹坑的深度优选0.1～5μm。由此可进一步提高耐磨耗性。

所述固体润滑剂覆膜的表面中心线平均粗糙度Ra，优选1μm以下。更加理想的是0.1μm以上、0.5μm以下，特别优选0.15μm以上、0.45μm以下。由此，可以更有效地抑制磨耗。

在所述滚动体及/或所述轨道圈的表面层具有2～30体积％的残留奥氏体(γR)为好。通过使残留奥氏体(γR)量为上述的量，可以减小喷丸硬化加工后的表面形状上的凸部，从而达到更长寿命化。

根据本发明的滚动轴承，即使在微量油或枯竭润滑下那样的润滑条件差的使用条件下也可实现寿命的延长。

以下参照附图对第三实施方式进行详细说明。

〔第三实施方式A〕

图6是表示第三实施方式A的推力滚针轴承201的构成的部分剖面图。该推力滚针轴承201具备：固定于未图示的轴上的内圈210和固定于未图示的壳体上的外圈212，在该两圈210、212的相对的轨道面210a、212a之间滚动自如地配设的作为滚动体的多个滚针214被保持器216保持。

该推力滚针轴承201，其滚针214的滚子直径为3.5mm、长度为5.8mm，滚针214的数量是28个，所述滚针沿圆周方向均等配置并由保持器216保持。推力滚针轴承201的外径为67mm，内径为42mm。轴承的材料为：内外圈210、212及滚针214为SUJ2，保持器216为SPCC，根据需要实施渗碳或渗碳氮化处理。另外，内外圈210、212在热处理后以去飞边和抛光为目通过滚光加工进行整修，滚针214在磨削后以抛光为目通过滚光加工并整修。

在所述滚动体的表面及/或所述轨道圈的轨道面上，形成有由选自MoS₂、Sn、BN及WS₂构成的组中的至少一种构成的固体润滑剂组成的覆膜。另外，作为固体润滑剂，除上述以外，只要能够得到同样的效果即刻，不限定于上述的固体润滑剂，也可以使用其它的固体润滑剂。作为其它的固体润滑剂的具体例可列举：聚乙烯、氟树脂、尼龙、聚缩醛、聚烯烃、聚酯、聚四氟乙烯、金属皂、石墨、氟化钙、氟化钡、锡合金、铜合金等。

所述固体润滑剂的平均粒子径优选1～100μm，更加理想的是1～60μm，特别优选2～60μm。

固体润滑剂覆膜的形成可由喷丸硬化加工而进行。喷丸硬化加工的条件优选喷射压力：196～1470KPa(392～1470Kpa更好)，喷射时间：10～20分钟，被抛射材料重量：1～6kg。

另外，本实施方式的推力滚针轴承201，作为预处理，在滚针214及/或内外圈210、212的轨道面210a、212a形成中心线平均粗糙度Ra为0.15～0.45μm的凹凸后，形成固体润滑剂覆膜。

在预处理中，滚光加工、喷丸硬化加工等可以采用与第一实施方式同样的方法。

所述固体润滑剂覆膜的厚度优选0.05～8μm，更加理想的是0.5～5μm，最好是0.5～3μm。

对于本实施方式的推力滚针轴承201，经过固体润滑剂的喷丸硬化后，与第一实施方式同样，通过测定硬度可确认硬度提高5～20％。

这些固体润滑剂覆膜的厚度、面积率及原材料最表面开始的硬度梯度，是考虑其关系到由实施例的推力滚针轴承得到的效果而赋予本发明的滚针轴承的特征值。

另外，滚针214及/或内外圈210、212的轨道面210a、212a的残留奥氏体(γR)量，优选2～30体积％，更加理想的是10～30体积％，最好是20～30体积％。通过使γR量为上述的范围，使喷丸硬化加工后的表面形状最佳化，从而达到更进一步的长寿命化。

〔第三实施方式B〕

图7是应用了第三实施方式B的推力滚针轴承210的车辆空调器用压缩机202的剖面图。在图7中，空气调节器用压缩机202即容量可变式压缩机，将驱动轴222旋转自如地嵌插在壳体220内，将斜板224与驱动轴222连结且倾斜角度可变，将偏心板226滑动自如地安装在该斜板224上。

在斜板224与偏心板226之间配设有推力轴承228。在偏心板226上，沿圆周方向等间隔安装有多个活塞杆230的一端，该活塞杆230的另一端与活塞232连结。该活塞232在设于壳体220内的气缸220a的内部摆动地设置，并将流入该气缸220a的腔内的制冷剂气体压缩并排出。

驱动轴222的附图上的右端通过离合器机构CM与带轮234连接，在驱动轴222的带轮234侧的外周，一体旋转地压入推力板236，在推力板236与壳体220之间配置有推力滚针轴承201。该压缩机系统内被真空排气后，制冷剂及润滑油被封闭。

使离合器机构CM联接后，车辆空调器用压缩机202开始工作。在这种情况下，由未图示的皮带驱动带轮234，驱动轴222旋转驱动，由此，斜板224旋转，则偏心板226作所谓磨酱式动作，并通过活塞杆232使活塞230沿轴向往复运动，从而压缩并排出制冷剂气体。

此时，在驱动轴222上，制冷气体的压缩力作为推力被传递，推力滚针轴承201在推力板236与壳体220之间支承着该推力。

随着活塞232的动作产生的制冷剂漏气沿图7中箭头方向流动，使用该制冷气体所包含的雾状润滑油进行各部的润滑。此时，由于推力滚针轴承201配置在远离活塞232的位置，因此，推力滚针轴承201中不能浸入足够的润滑油，润滑条件变得苛刻。

因此，在滚动体的表面及/或轨道圈的轨道面，未形成选自由MoS₂、Sn、BN及WS₂构成的组中的至少一种构成的固体润滑剂覆膜的现有的推力滚针轴承，一旦油膜断裂而发生金属接触，就会持续发生凝结磨耗。

针对这样的情况，第三实施方式B的推力滚针轴承201，在滚动体的表面及/或轨道圈的轨道面上，形成有选自由MoS₂、Sn、BN及WS₂构成的组中的至少一种构成的固体润滑剂覆膜，因此，能够抑制尤其是在面压增高的区域R(图6中用双阴影线表示)发生的磨耗。

另外，固体润滑剂覆膜附着于滚针214的表面及/或内外圈的轨道面210a、212a的面积率75％以上的部分。覆膜面积率低于75％时，磨耗变大，因而得不到满意的长寿命。

〔第三实施方式C〕

图8是第三实施方式C的深沟球轴承203的剖面图。该深沟球轴承203，例如可以代替配置于图7中的驱动轴222的附图左侧的推力轴承238而使用。

如图8所示，本实施方式的深沟球轴承203由以下部件构成：安装在图7所示的驱动轴222上的内圈240；安装在图7所示的壳体220的外圈242；滚动自如地配置在作为驱动轮的内外圈240、242之间作为滚动体的球244；将多个球244沿圆周方向等间隔保持的保持器246。

保持器246是将两块钢板弯折并组装而形成的，若用其它树脂形成其作用也一样。

与第三实施方式A的推力滚针轴承201同样，在本实施方式的深沟球轴承方面，也有效地进行同样的处理。

〔实施例〕

如表4所示，对有无预处理、覆膜部位、覆膜厚度、残留奥氏体(γR)量及中心线平均粗糙度进行适当改变，使用平均粒径45μm的锡制造各种推力滚针轴承。制造方法与第一实施方式相同。

残留奥氏体量(表面γR量)的测定使用X线分析装置进行。所谓本实施方式中的表面γR量中的“表面”是指从距离滚动面的最表面深20μm的部分。

〔表4〕

	预处理	覆膜部位	覆膜厚度(μm)	覆膜面积率(％)	表面γR量(Vol％)	中心线平均粗糙度(μm)
							实施例1	无	滚子	0.05	75	1	0.09
实施例2	无	滚子	1	85	0	0.13
							实施例3	无	滚子	2	88	0	0.11
实施例4	无	滚子	2	80	1	0.12
							实施例5	无	轨道面	1	95	0	0.12
实施例6	无	轨道面	2	92	1	0.11
							实施例7	无	轨道面	0.5	90	1	0.13
实施例8	无	轨道面	1.5	85	0	0.13
							实施例9	有(喷丸)	滚子	2	85	0	0.20
实施例10	有(喷丸)	滚子	4	95	0	0.40
							实施例11	有(喷丸)	滚子	2	80	1	0.35
实施例12	有(喷丸)	滚子	3	95	0	0.45
							实施例13	有(喷丸)	轨道面	3	95	0	0.15
实施例14	有(喷丸)	轨道面	1	90	0	0.25

实施例15	有(喷丸)	轨道面	8	95	1	0.32
							实施例16	有(喷丸)	轨道面	5	95	0	0.42
实施例17	有(喷丸)	滚子	2	80	15	0.18
							实施例18	有(喷丸)	滚子	4	95	2	0.35
实施例19	有(喷丸)	滚子	3	90	5	0.38
							实施例20	有(喷丸)	滚子	2	90	10	0.30
实施例21	有(喷丸)	轨道面	4	95	30	0.16
							实施例22	有(喷丸)	轨道面	3	90	20	0.32
实施例23	有(喷丸)	轨道面	3	88	8	0.38
							实施例24	有(喷丸)	轨道面	2	95	15	0.40
实施例25	有(喷丸)	滚子	2	90	32	0.15
							实施例26	有(喷丸)	滚子	5	95	35	0.16
实施例27	有(喷丸)	轨道面	2	85	37	0.15
							实施例28	有(滚光)	轨道面	2	90	7	0.20
实施例29	有(滚光)	滚子	3	95	6	0.22
							实施例30	有(滚光)	轨道面	5	90	5	0.32
实施例31	有(滚光)	滚子	3	95	5	0.32
							实施例32	有(滚光+喷丸)	轨道面	2	90	4	0.22
实施例33	有(滚光+喷丸)	滚子	1	95	2	0.25
							实施例34	有(滚光+喷丸)	轨道面	5	80	2	0.40
实施例35	有(滚光+喷丸)	滚子	4	95	2	0.45
							实施例36	无	滚子	2	95	1	0.31

比较例1	无	滚子	0.02	78	4	0.07
							比较例2	有(滚光+喷丸)	滚子	12	95	1	0.42
比较例3	无	滚子	0.05	60	5	0.10
							比较例4	无	滚子	1	72	4	0.13
比较例5	有(喷丸)	滚子	-	-	2	0.20
							比较例6	有(喷丸)	轨道面	-	-	6	0.28
比较例7	无	滚子	-	-	3	0.21
							比较例8	有(滚光)	滚子	-	-	6	0.07
比较例9	有(滚光)	滚子	-	-	2	0.20

〔试验例〕磨耗试验(装配高度减少量的测定)

使用上述实施例及比较例的推力滚针轴承，按以下的要领进行磨耗试验(装配高度减少量的测定)。另外，滚动体及轨道圈由轴承钢(SUJ2)构成，实施淬火(在820～830℃0.5～1小时)及回火(在160～200℃1～2小时)。另外，根据需要实施渗碳或渗碳氮化。对内外圈实施上述热处理(淬火及回火)后，进行以去飞边和抛光为目的的滚光加工，对滚子在磨削后进行以抛光为目的的滚光加工。

试验条件

供试轴承尺寸(内径×外径×高)：40×60×5(mm)

轴向载荷(推力)：1500N

旋转速度：4000min^-1

保持器形式：图6所示的一个保持器

供试时间：500h

气体环境：HCFC134a(含有聚二醇)

装配高度减少量的测定为：测定试验前后的推力滚针轴承的装配高度h(参照图6)，用装配前的高度减去装配后的高度。结果表示于表5。

〔试验例2〕寿命的评价

使用上述实施例及比较例的推力滚针轴承，按以下的要领进行寿命的评价。试验所使用的轴承用寿命试验机与第一实施方式中所用的试验机相同。

按以下条件进行试验。

试验条件

Pmax：11000Mpa

旋转速度：3000min^-1

润滑油：相当于VG10

另外，试验在试验片(轴承)的振动值为初始值的2倍的时刻中断，观察试验片(轴承)并将确认发生剥离的时刻作为寿命终结时刻。另外，对试验例及比较例分别进行3～5次试验，根据其结果作成成布尔曲线并求出L10寿命(额定寿命)。而且，将比较例9的寿命值设定为1，求出其它实施例与比较例的寿命比。结果表示于表5。

〔表5〕

	装配高度减少量(μm)	寿命比
			实施例1	0.7	1.5
实施例2	0.6	2.2
			实施例3	0.7	1.7
实施例4	0.7	1.5
			实施例5	0.6	1.8
实施例6	0.6	2.0
			实施例7	0.7	1.5
实施例8	0.7	1.6
			实施例9	0.5	3.0
实施例10	0.4	4.0
			实施例11	0.5	2.5
实施例12	0.5	2.7
			实施例13	0.5	3.2
实施例14	0.4	3.8
			实施例15	0.5	2.8
实施例16	0.5	2.6
			实施例17	0.2	6.0
实施例18	0.1	8.8
			实施例19	0.3	5.0
实施例20	0.3	5.2
			实施例21	0.2	6.6
实施例22	0.1	8.5
			实施例23	0.3	5.2

实施例24	0.2	6.0
			实施例25	0.5	3.0
实施例26	0.4	3.8
			实施例27	0.5	2.8
实施例28	0.5	2.8
			实施例29	0.5	2.5
实施例30	0.4	3.0
			实施例31	0.4	3.5
实施例32	0.4	3.5
			实施例33	0.4	3.3
实施例34	0.4	4.0
			实施例35	0.4	3.8
实施例36	0.7	1.5
			比较例1	8.0	0.5
比较例2	4.0	1.0
			比较例3	6.0	0.7
比较例4	6.0	0.7
			比较例5	6.0	0.7
比较例6	6.0	0.7
			比较例7	10.0	0.3
比较例8	8.0	0.5
			比较例9	3.0	1.0

实施例1～36的推力滚针轴承，就装配高度减少量而言，可以明确具有现有品(比较例5及6)10倍以上的耐磨耗性。另外，就寿命而言可以明确达到现有品的1.5倍以上的长寿命化。据此可以推测：这是由于通过用喷丸硬化加工形成覆膜厚度0.05～8μm、覆膜面积率75％以上的固体润滑剂覆膜，从而可有效地抑制金属间接触和切线力、与可以增大原材料的最表面部的硬度的复合作用。

另外，实施例9～35的推力滚针轴承，就装配高度减少量而言，可以明确在将固体润滑剂喷丸硬化加工前，通过喷丸硬化加工及滚光加工进行预处理的表面，其粗糙度Ra0.15～0.45μm比不进行预处理的表面的粗糙度大，可以明确，具有现有品10倍以上的耐磨耗性。就寿命而言可以明确，达到比较例的2.5倍以上的更长寿命化。据此可以推测：这是由于通过使赋予覆膜的表面的粗糙度Ra在0.15～4.0μm的范围，固体润滑剂的捕油效果增强，从而可以持续固体润滑剂的效果。

另外，实施例17～24的推力滚针轴承，就装配高度减少量而言，γR量为8～25％的表面磨耗量特别少，是比较例的1/60的磨耗量。就寿命而言可以明确，达到5.0以上的更长寿命化。产生这样的结果的理由显然是由于：使用光干涉型三维形状测定机进行抽测查，若原材料中具有8～25％范围的软质的γR，则可以明确，喷丸后的表面凸部减小，据此可推测：其抑制金属间接触的效果更能够充分发挥。

但是，如实施例25～27所示，γR量高于25％时，原材料的硬度就会降低，因此，可以明确，耐磨耗性能有下降的倾向，寿命比少于5。

另一方面，比较例1中，覆膜厚度低于0.05μm时，由于不能获得充分的覆膜厚度，所以不能获得耐磨耗性、寿命比也低。

比较例2中，磨耗也增大，其覆膜厚度大于8μm，在局部有烧结的部分，因此，在滚动中覆膜剥离且磨耗增大，所以成为寿命短的轴承。

比较例3及比较例4中，覆膜的面积率都低于75％，由于面积率不够，所以磨耗增大，寿命比也降低。

比较例5、6是现有产品的例子，其在预处理中只进行喷丸硬化加工，而未进行用固体润滑剂的喷丸硬化加工，因此，不能获得充分的耐磨耗性，是寿命短的例子。

比较例7是不进行滚光精加工而用磨削整修的例子，比较例8是滚光精加工的例子，都未进行使用固体润滑剂的喷丸硬化加工，因此磨耗增大、寿命比低。

如以上说明，根据本发明，通过使滚动体的表面及/或轨道圈的轨道面被固体润滑剂包覆，并且覆膜面积率为75％以上，可以降低磨耗而长寿命化。另外，通过将覆膜厚度设定为0.05～8μm，进行使用固体润滑剂的喷丸硬化加工的作为预处理的喷丸硬化加工及滚光加工，从而使中心线平均粗糙度Ra为0.15～0.45μm、残留奥氏体(γR)量为8～25％，可进一步达到长寿命化。

有关本发明的滚动轴承，除上述的车辆空气调节器用压缩机以外，显然可应用于产业用、家庭用压缩制冷剂的压缩机等。尤其是自然制冷剂压缩机的情况，制冷剂中的氧成分压力低，因此效果会更明确。

〔第四实施方式〕

用于本发明滚动装置的滚动构件(内侧构件、外侧构件及滚动体)可按以下方法制造。

即，一种滚动装置的滚动构件的制造方法，其特征为，具有：通过将由金属构成的原材料加工成规定形状的工序；实施热处理的工序；通过在100℃以上、300℃以下的条件下实施喷丸硬化处理，在构成滚动面的至少一部分表面形成面积率75％以上的润滑覆膜(以下也有记为固体润滑覆膜)的工序。

根据本发明，通过在特定条件下对滚动构件进行喷丸硬化处理，滚动构件的母相发生塑性变形，形成固体润滑覆膜的弹丸材料容易扩散结合在母相上，因此，在滚动构件表面紧密贴合而形成含扩散层的牢固的固体润滑覆膜。另外，通过限定在滚动构件的表面形成的固体润滑覆膜的面积率，可以在滚动构件表面紧密贴合而形成固体润滑覆膜，同时能够赋予滚动构件必要的润滑性。

因此，在滚动构件上不易产生蹭伤、烧结、磨损、剥离等表面损伤，同时，可以抑制由于固体润滑覆膜剥离而产生的声音不良及振动不良。

另外，喷丸硬化处理的条件，只要以100℃以上、300℃以下的条件在滚动构件的表面形成固体润滑覆膜则不作特别限定。具体来说，可以在将滚动构件自身加热到100℃以上、300℃以下的温度的状态形成固体润滑覆膜，也可以在将形成固体润滑覆膜的弹丸材料自身加热到100℃以上、300℃以下的温度的状态下冲击并固着在滚动构件的表面，还可以将进行喷丸硬化处理的气体环境整体加热到100℃以上、300℃以下的温度。

若喷丸硬化处理在100℃以上进行，则构成滚动构件的母相容易发生塑性变形，且形成固体润滑覆膜的弹丸材料容易向母相扩散。另一方面，若喷丸硬化处理是在100℃以下进行，则构成滚动构件的母相的变形小。

另外，在本发明的滚动装置的滚动构件的制造方法中，除处理温度以外，优选进行与第一实施方式同样的方法。

根据本发明的滚动装置的滚动构件的制造方法，通过在特定的温度条件下，对滚动构件实施喷丸硬化处理，在构成滚动面的至少一部分表面形成特定面积率的固体润滑覆膜，从而在滚动构件的表面紧密贴合而形成固体润滑覆膜。因此，可制造不易产生表面损伤的滚动构件。

另外，根据本发明的滚动装置的制造方法，通过进一步限定固体润滑覆膜的膜厚、形成固体润滑覆膜的表面形状，从而可在滚动构件的表面紧密贴合而形成固体润滑覆膜。因此，可制造不易产生表面损伤的滚动构件。

因此，通过使用本发明的制造方法制造的滚动构件，可提供例如在油膜参数Λ为3以下的润滑状态不良的环境下使用的情况下，滚动疲劳寿命也长的滚动装置。

以下对第四实施方式进行说明。第四实施方式的推力滚针轴承的构成与图1的第一实施方式是一样的。推力滚针轴承的轴承尺寸设定为：内径45mm、外径82mm、宽5.5mm。

在本实施方式中，推力滚针轴承的内圈(内侧构件)、外圈(外侧构件)及滚针(滚动体)按以下所述方法进行制作。首先，将由高碳铬轴承钢两个钢种(SUJ2)组成的材料加工成内圈、外圈及滚针各自的形状，并在840℃的混合气体环境(RX气+浓缩气体+氨气)中进行3小时渗碳氮化，然后，进行淬火及回火。而且，将内圈、外圈及滚针的各表层部(自表面深250μm的部分)的残留奥氏体量设定为15～40体积％，将所述表层部的硬度调整到HRC58～67(Hv653～900)。

其次，对这样得到的滚针进行与第一实施方式同样的处理，将锡包覆于表面，从而完成表6所示的No.1～37滚针的制作。

另外，在形成有固体润滑覆膜的滚针中，与第一实施方式同样，测定硬度，可确定硬度提高5～20％。

表6中作为比较例表示的No.27滚针是对其表面进行预处理(滚光A)形成上述特许文献1记载的凹陷(最大表面粗糙度Ra为1.0μm、表面粗糙度的参数SK值为-2.0、凹陷的平均面积为80μm²、凹陷的面积率为25％)、但不形成固体润滑覆膜的滚针。

接着，使用这样得到的内圈、外圈及滚针和SPCC制的保持器装配推力滚针轴承。而且，假想在油膜参数为3以下的润滑状态不良的环境下使用，在以下所示的条件下对该推力滚针轴承进行寿命试验。该寿命试验用图3所示的推力型寿命试验机进行。该推力寿命试验机的结构与第一实施方式中所述的一样，所以，省略其说明。

该寿命试验如下进行：通过使推力滚针轴承旋转，直到达到初始振动值的5倍、或者外圈的外径温度达到150℃，并将从试验开始到试验终止的时间定为寿命。

另外，该寿命试验在各个实施例中分别进行10次并算出其平均寿命。并且，将与使用比较例即No.27滚针的推力滚针轴承的寿命设定为1时的比值一并表示于表6。

此时，关于达到初始振动值的5倍而终止试验的推力滚针轴承，用实体显微镜确认有无损伤，在观察到损伤的情况下则终止试验，并将达到初始振动值5倍的时间定为寿命，在未观察到损伤的情况下则恢复试验。另外，在外圈的外径温度达到150℃而终止试验的推力滚针轴承中，若判断发生烧结损伤则终止试验并将到外圈的外径温度达到150℃的时间定为寿命。

〔寿命试验条件〕

载荷：额定动载荷的12％(P/C＝0.12)

旋转速度：6500min^-1

润滑油：VG32

周围温度：室温(约28℃)

轴承温度；在外圈的外径为100～110℃

油膜参数Λ：0.2～0.3

〔表6〕

No.	滚针的构成						寿命试验结果(比值)	备注
									预处理	覆膜形成时的滚针的温度(℃)	覆膜面积率(％)	平均覆膜厚度(μm)	表面粗糙度Ra(μm)	凹陷的深度(μm)
	1	无	100	75	1.00	0.50									-	8.1	实施例
2							无	150	80	0.10	0.50	-	8.6
	3	无	180	85	1.50	0.20								-	8.9
4							无	120	90	0.50	0.25	-	9.6
	5	无	120	92	6.00	0.30								-	8.9
6							无	300	95	2.80	0.10	-	8.4
	7	无	240	96	0.40	0.20								-	8.0
8							无	100.0	100	8.00	0.40	-	8.0
	9	有(喷丸A)	100.0	75	2.50	0.30								4.9	11.3
10							有(喷丸A)	120	80	0.80	0.10	0.4	13.1
	11	有(喷丸A)	180	85	0.50	0.20								0.3	13.9

12	有(喷丸A)	120	90	3.50	0.15	1.5	13.1
									13	有(喷丸A)	150	92	2.40	0.20	2.3	12.4
14	有(喷丸A)	120	95	1.50	0.30	2.6	11.8
									15	有(喷丸A)	240	95	8.00	0.25	4.6	11.6
16	有(喷丸A)	300	100	2.40	0.40	0.2	11.0
									17	无	180	85	0.05	0.20	-	6.8
18	无	180	85	10.00	0.20	-	5.6
									19	有(喷丸A)	180	85	0.05	0.20	0.3	10.8
20	有(喷丸A)	180	85	10.00	0.20	0.3	10.7
									21	有(喷丸A)	180	85	0.60	0.20	0.05	10.1
22	有(喷丸A)	180	85	0.60	0.20	6	10.7
									23	无	120	85	1.50	0.09	-	8.4
24	无	140	85	1.50	0.51	-	7.2
									25	有(喷丸A)	180	85	0.50	0.09	0.3	7.5
26	有(喷丸A)	150	85	0.50	0.51	0.3	6.8
									27	有(滚光A)	100	-	-	0.20	0.2	1	比较例
28	有(喷丸B)	30	-	-	0.25	0.2	1.0
								29	有(滚光B)	100	-	-	0.30	-	0.4
30	无	90	90	0.50	0.30	-	4.5
								31	无	320	90	0.50	0.20	-	3.8
32	有(喷丸A)	90	90	3.50	0.40	1.5	3.9
								33	有(喷丸A)	320	90	3.50	0.20	1.5	4.1
34	无	150	72	0.10	0.30	-	2.1
								35	无	120	65	6.00	0.40	-	1.2

36	有(喷丸A)	150	72	2.40	0.15	2.3	2.9
									37	有(喷丸A)	120	65	0.80	0.30	0.4	2.4

如表6所示，在使用以100℃以上、300℃以下的条件实施喷丸硬化处理，且在表面形成面积率75％以上的固体润滑覆膜的No.1～No.26滚针的推力滚针轴承中，与使用表面未形成固体润滑覆膜的No.27～No.29滚针、在以上述范围以外的温度加热的状态下形成固体润滑覆膜的No.30～33滚针、以上述范围以外的面积率形成固体润滑覆膜的No.34～37滚针的情况相比，滚动疲劳寿命长，是No.27的5.6倍以上。

尤其是，从No.1～No.6和No.7、No.8的结果及No.9～No.15和No.16的结果可知，通过使润滑覆膜的面积率为75％以上，滚动疲劳寿命进一步延长。

另外，从No.3和No.17、No.18的结果、No.11和No.19、No.20的结果可知，通过使润滑覆膜的厚度为0.10μm以上、8.0μm以下，滚动疲劳寿命进一步延长。

再者，从No.11和No.21、No.22的结果可知，通过将形成固体润滑覆膜的表面的凹陷深度调整到0.10μm以上、5.0μm以下，滚动疲劳寿命进一步延长。

究其原因，认为：通过由喷丸硬化处理使凹陷深度在上述范围内，从而在滚针表面更加紧密贴合而形成固体润滑覆膜，同时，滚针表面的硬度提高。

再有，从No.3和No.23、No.24的结果及No.11和No.25、No.26的结果可知，通过使表面的中心线平均粗糙度(Ra)为0.10以上、0.50μm以下，滚动疲劳寿命进一步延长。

接着，在表6表示的结果中，利用No.1～No.16和No.34～No.37的结果，作成表示润滑覆膜的面积率与寿命的关系的图9的图表。由图9所示可知：使用形成面积率75％以上的固体润滑覆膜的滚针的推力滚针轴承，比使用形成面积率低于75％以上的固体润滑覆膜的滚针的推力滚针轴承的寿命长。

另外可知，使用在由喷丸硬化处理调节凹陷的深度后形成固体润滑覆膜的滚针的推力滚针轴承，比使用不进行预处理而形成固体润滑覆膜的滚针的时的寿命更长。

由以上结果可知，通过使用在特定条件下实施喷丸硬化处理并在表面形成特定面积率的润滑覆膜的滚针，即使是在油膜参数Λ为3以下的润滑状态不良的环境下使用，也可以延长推力滚针轴承的滚动疲劳寿命。

另外可知，通过限定滚针表面形成的固体润滑覆膜的厚度、表面的凹陷的深度及中心线平均粗糙度，可以进一步延长推力滚针轴承的滚动疲劳寿命。

在本实施例中，对将本发明应用于滚动装置之一例的推力滚针轴承的情况进行了说明，但不限于此，本发明可应用于在润滑状态不良的环境下使用的滚动装置。作为这样的滚动轴承可列举：深沟球轴承、角接触球轴承、自动调心球轴承、推力球轴承等球轴承；圆柱滚子轴承、自动调心滚子轴承、推力滚子轴承等滚子轴承；滚珠丝杠、线性导向装置、直动式轴承等直动装置；螺旋管型无级变速机等滚动轴承机构。

另外，在本实施例中，将本发明的制造方法仅应用于推力滚针轴承的滚针的情况进行了说明，但不限于此，本发明也可以只应用于内圈或外圈，还可以应用于内圈、外圈及滚针中的两个以上。

〔第五实施方式〕

本发明可应用于圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承、自动调心滚子轴承等滚子轴承。

滚动轴承在使用中反复受到剪切应力。因此，对构成滚动轴承的滚动构件(内圈、外圈、滚动体)要求高硬度、耐高载荷性及耐磨耗性，即使反复受到剪切应力也能使疲劳寿命延长。

作为这样的滚动构件，通常使用如下的构件：通过对SUJ2等轴承钢或SCR420等渗碳钢实施淬火及回火处理，或者实施渗碳或渗碳氮化处理和淬火及回火处理，使构成滚动面的表层部的硬度为HRC58～64。

尤其是，在对施加大载荷的旋转部进行支承的情况下，使用将圆锥滚子、圆柱滚子、球面滚子等滚子作为滚动体的的滚子轴承。

这样的轴承与球轴承比较，可以在刚性高、更高载荷条件下使用，不过，存在由于扭矩大而使用时的旋转速度受限的问题。因此，通过又对滚子的设计进行研究、又对润滑油的供给方法进行研究，提出有用于实现滚子轴承的低转矩化的技术。

在日本国特许公开公报2001年第12461号中，提出有如下的技术：在将接触角(外圈轨道面相对外圈中心线而倾斜的角度)α设定为22～28°、圆锥滚子的大径侧端部的直径Da与圆锥滚子的长度L的比值Da/L设定为0.51～1.0、多个圆锥滚子的节圆直径设定为dm、圆锥滚子的数量设定为z的情况下，通过将由k＝(dm/Da)·sin(180°/z)表示的滚子数量系数k设定为1.16～1.32，确保滚动疲劳寿命，并且实现低转矩化。

在日本国公开实用新案公报平成6年第40460号中公开如下技术：一种滚子轴承，其为了谋求施加在滚子上的集中载荷的缓和，在滚子的中心部设置沿旋转轴线的贯通孔，从而实现低转矩化。即，通过在滚子的贯通孔的内圆周形成螺旋槽，以促进蓄积在贯通孔中的异物的排出，并且提高滚子自身的冷却能力，因而是实现滚子轴承的低转矩化的技术。

但是，在上述两公报中记载的技术中，都是考虑在润滑状态良好的环境下使用的滚子轴承而提出的技术。因此，将上述两公报中记载的技术应用于在润滑状态不良的环境下使用的滚子轴承时，在轨道圈与滚子的滚动面、轨道圈及滚子与保持器的接触面由于金属接触而发生磨耗，因而存在难以实现滚子轴承的低转矩化的问题。

因此，提出有通过抑制由于金属接触造成的磨耗的发生，即使是在润滑状态不良的环境下使用的情况，也可以实现滚子轴承的低转矩化的技术。在日本国特许公报第3567942号中，提出有：在内圈的轨道面、外圈的轨道面、滚动体的滚行面及保持器的导向面中至少一个面上，通过结合剂形成含有二硫化钼、四氟化乙烯的固体润滑覆膜。

但是，在日本国特许公报第3567942号记载的技术中，由于通过结合剂形成固体润滑覆膜，因此不能有效地得到构成润滑覆膜的固体润滑剂自身的性能，并且，存在固体润滑覆膜容易剥离的问题。

因此，本发明是鉴于这样的事情而进行的发明，提供一种滚子轴承，即使在润滑状态不良的环境下使用，也可以实现滚子轴承的低转矩化。

为了解决这样的问题，本发明提供一种滚子轴承，具备：内圈、外圈、滚动自如地配设在所述内圈及所述外国之间的滚子，其特征在于，在所述内圈、外圈及所述滚子的至少一个中，在包括其滚动面的、面积率75％以上的表面形成固体润滑覆膜。

由此，在内圈、外圈及所述滚子的至少一个构件中，通过在包括其滚动面的特定面积率的表面形成固体润滑覆膜，可在构件表面紧密贴合而形成固体润滑覆膜，因此，在形成有该润滑覆膜的构件上就难以发生由于金属接触造成的磨耗。因而，即使是在润滑状态不良的环境下使用，也可以实现滚子轴承的低车转矩化。

在本发明的滚子轴承中，所述润滑覆膜优选形成0.05μm以上、8.0以下的厚度。由此，在形成有该润滑覆膜的构件中，能够有效地抑制由于金属接触造成的磨耗的发生，同时可确保其作为滚子轴承的构件所需的强度。因此，即使是在润滑状态不良的环境下使用，也可以实现滚子轴承的低转矩化。

在此，固体润滑覆膜的厚度低于0.05μm时，不能有效地抑制构件中由于金属接触造成的磨耗的发生。而超过8.0μm时，就得不到覆膜对构件的附着强度。

另外，在本发明的滚子轴承中，所述固体润滑覆膜的表面中心线平均粗糙度(Ra)优选0.10μm以上、0.50μm以下。

另外，对各实施方式共同之处是，为了在构件的表面更加紧密贴合而形成固体润滑覆膜，凹陷形成前或固体润滑覆膜形成前的构件表面的中心线平均粗糙度(Ra)优选1μm以下，更加理想的是0.1μm以上、0.5μm以下。

在本发明的滚子轴承中，理想的是，所述固体润滑覆膜在具有0.10μm以上、5.0μm以下深度的微小凹坑(凹陷)的表面形成。

这样一来，在表面形成的微小凹坑(进一步说，在形成表面粗糙度的微小凹部)被固体润滑覆膜充填，可以在构件表面更加紧密贴合而形成固体润滑覆膜。因此，即使是在润滑状态不良的环境下使用，也可以实现滚子轴承的进一步低转矩化，同时，可以实现优良的音响特性。

在此，若表面的微小凹坑低于0.10μm，则构件的表面与固体润滑覆膜的紧密贴合就不充分。而若超过5.0μm，则由微小凹坑得到的效果就会饱和。

本发明中，滚子轴承的种类不特别限定，例如可列举：圆锥滚子轴承、圆锥滚子轴承及自动调心滚子轴承。

另外，本发明所使用的构件不特别限定，例如可列举：对SUJ2等轴承钢、SCR420等渗碳钢、SUS440等不锈钢实施淬火及回火处理，或实施渗碳或者渗碳氮化处理后得到的构件。

本发明中的滚动面是指与对象构件的滚动面，例如指内圈及外圈的轨道面、滚子的滚动面。

本发明中，固体润滑覆膜不特别限定，只要是在至少包括内圈及外圈的轨道面、滚子的滚动面的表面形成即可，不过，理想的是在至少包括滚动面的表面形成。

另外，作为本发明所使用的固体润滑覆膜的原材料，不特别限定，只要在用作滚子轴承的构件的表面覆膜时具有必要的强度，并且与形成固体润滑覆膜的构件紧密贴合性良好即可。例如可列举：二硫化钼、二硫化钨、氮化硼、金属皂、氟树脂、尼龙、聚缩醛、聚烯烃、聚酯、聚乙烯、PTFE(聚四氟乙烯)、石墨、氟化钙、氟化钡、氟碳化物(フッ化カ一バイド)、锡、锡合金、镍、铜合金、纯铁、纯铜、纯铬。

本发明中形成固体润滑覆膜的方法不特别限定，可按与第一实施方式同样的方法而形成。

另外，根据本发明的滚子轴承，通过进一步限定固体润滑覆膜的膜厚、形成固体润滑覆膜的表面的形状，即使是在润滑状态不良的环境下使用，也可以进一步实现滚子轴承的低转矩化。

以下，参照附图对第五实施方式进行说明。图10表示的本实施方式的圆锥滚子轴承310，是日本精工株式会社制的公称号数为HR30307C(内径：35mm、外径：80mm、最大宽度22.75mm)的圆锥滚子轴承。

该圆锥滚子轴承310的构成为：具有内圈轨道面(滚动面)301a的内圈301；具有外圈轨道面(滚动面)302a的外圈302；滚动自如地配设在内圈轨道面301a及外圈轨道面302a之间且具有滚动面(滚动面)303a的圆锥状的多个滚子303；将圆锥滚子303滚动自如地保持的保持器304。

另外，该圆锥滚子轴承310在内圈301的轴向两端部形成有凸缘部301A、301B，滚子303的轴向端面在相对该凸缘部301A、301B滚动接触的状态下被引导。

内圈301、外圈302及滚子303如下进行制作。首先，由高碳铬轴承钢两个钢种(SUJ2)组成的材料加工成内圈301、外圈302及滚子303各自的形状，在840℃的混合气体环境(RX气+浓缩气体+氨气)中进行3小时渗碳氮化后，进行淬火及回火。而且，将内圈301、外圈302及滚针303的各表层部(距表面深250μm的部分)的残留奥氏体量设定为15～40体积％，将所述表层部的硬度调整为HRC62～67(Hv746～900)。

其次，对这样获得的滚针303进行与第一实施方式同样的处理，制成表7表示的No.1～27的滚子303。

作为固体润滑剂，将JIS R6001中规定的平均粒径3μm的二硫化钼在大气中加速并进行喷射，从而在包括滚子303的滚动面的表面形成固体润滑覆膜。

另外，表7所示的覆膜形成方法“烧制”，是与上述的日本国特许公报第3567942号记载的方法同样的方法。即，在作为结合剂且混入有聚酰氨酰亚氨的醇类溶剂中，作为固体润滑剂添加二硫化钼并调整，喷射这样的悬浊液之后，通过热处理烧固，从而在包括滚子303的滚动面的表面形成固体润滑覆膜。

在形成有固体润滑覆膜后的滚子303中，与第一实施方式同样，通过测定硬度，确认硬度提高5～20％。

接着，使用这样得到的内圈301、外圈302及滚子303、及SPCC制的保持器304装配圆锥滚子轴承310，然后在以下所示的条件下进行旋转试验。

该旋转试验使用图11所示的纵向型内圈旋转式试验机进行。该试验机如图11所示，由主轴321、设在该主轴321的轴向一端部321a的支承轴承322、主体部323、设在该主体部323的轴向上端面的静压轴承324构成，并在将试验轴承即圆锥滚子轴承310的内圈301内嵌于主轴321上、并且外圈302内嵌于主体部323上的状态使用。

另外，从静压轴承324的上方可施加轴向载荷Fa。并且，在主体部323的侧面通过杆件325连接有负载传感器326，从而可以检测出在主体部323上增加的动摩擦转矩。在主体部323的侧面设有用于向试验轴承即圆锥滚子轴承310的滚动面供给润滑油J的通路327、用于检测滚动面的温度的热电偶328。

另外，该旋转试验如下进行：供给比通常量(300mml/min)少的润滑油J，同时，在以下条件下使内圈旋转，测定使内圈301旋转一定时间(24小时)后的轴承转矩。该结果作为与将使用比较例即No.22的滚子303的圆锥滚子轴承310的轴承转矩设定为1时的比值，一并表示于表7中。

〔旋转试验条件〕

载荷：9.8kN

旋转速度：1500min^-1

润滑油：涡轮机用油(ISO VG32)

轴承油量：200ml/min

润滑油温度：30±3℃

〔表7〕

No.	圆锥滚子的构成						旋转试验结果(转矩比)	备注
									有无预处理	覆膜形成方法	覆膜面积率(％)	平均覆膜厚度(μm)	凹陷的深度(μm)	表面粗糙度Ra(μm)
	1	无	喷丸	83	1.0	-									0.15	0.64	发明例
2							无	喷丸	75	0.5	-	0.20	0.67
	3	无	喷丸	95	2.0	-								0.15	0.67
4							无	喷丸	90	2.0	-	0.10	0.66
	5	无	喷丸	95	0.5	-								0.30	0.70
6							无	喷丸	96	1.0	-	0.35	0.79
	7	有	喷丸	90	5.0	2.00								0.40	0.61
8							有	喷丸	95	2.0	5.00	0.50	0.63
	9	有	喷丸	80	3.0	0.10								0.45	0.59
10							有	喷丸	75	5.0	1.00	0.35	0.59
	11	有	喷丸	87	8.0	3.00								0.30	0.57
12							有	喷丸	75	0.1	0.50	0.35	0.60
	13	有	喷丸	96	2.0	2.00								0.40	0.78
14							无	喷丸	85	0.05	-	0.10	0.79
	15	无	弹丸	80	10.0	-								0.30	0.79
16							有	喷丸	90	0.05	0.50	0.20	0.80
	17	有	喷丸	90	12.0	5.00								0.45	0.82
18							有	喷丸	75	3.0	0.05	0.25	0.81
	19	有	喷丸	90	2.0	10.00								0.25	0.78
20							无	喷丸	75	0.5	-	0.05	0.81
	21	有	喷丸	90	3.0	3.00								0.55	0.80
22							无	烧固	50	10.0	-	0.55	1			比较例
	23	无	-	-	-	-								0.04	1.50
24							无	喷丸	65	0.5	-	0.10	0.97
	25	无	喷丸	55	1.0	-								0.25	0.97
26							有	喷丸	61	0.5	0.50	0.20	0.92
	27	有	喷丸	70	1.0	1.00								0.25	0.94

如表7所示，使用通过喷丸硬化处理在面积率75％以上的表面形成固体润滑覆膜的No.1～No.21的滚子303的圆锥滚子轴承310，与通过烧固在表面形成固体润滑覆膜的No.22的滚子303、在表面不形成固体润滑覆膜的No.23的滚子303、以上述范围以外的面积率形成固体润滑覆膜的No.24～27的滚子303的情况相比，轴承转矩小、为No.22的0.59倍以下。

尤其是，从No.1～No.5和No.6的结果及No.7～No.12和No.13的结果可知，通过使固体润滑覆膜的面积率为75％以上，轴承转矩更小。

从No.1～No.5和No.14、No.15的结果及No.7～No.12和No.16、No.17的结果可知，通过使固体润滑覆膜的厚度为0.1μm以上、8.0μm以下，轴承转矩更小。

另外，从No.7～No.12和No.18、No.19的结果可知，通过将形成固体润滑覆膜的表面凹陷的深度调整为0.10～5.0，轴承转矩更小。

再有，从No.1～No.5和No.20的结果及No.7～No.12和No.21的结果可知，通过使表面的中心线平均粗糙度(Ra)为0.10μm以上、0.50μm以下，轴承转矩更小。

接着，使用表7所示的结果中No.1～No.13和No.24～No.27的结果，作成表示固体润滑覆膜的面积率与轴承转矩的关系的图12的图表。

如图12所示，可知，使用在包括滚动面303a的部分形成面积率75％以上的固体润滑覆膜的滚子303的圆锥滚子轴承310，与使用形成的固体润滑覆膜的面积率低于75％的滚子303的情况相比，轴承转矩小。

另外，可知，使用在进行了用于调节凹陷深度的预处理之后形成固体润滑覆膜的滚子303的圆锥滚子轴承310，与使用不进行预处理而形成固体润滑覆膜的滚子303的情况相比，轴承转矩小。

由以上的结果可知，通过使用在包括滚动面303a的部分形成面积率75％以上的固体润滑覆膜的滚子303，即使是在润滑状态不良的环境下使用，也可以减小圆锥滚子轴承310的轴承转矩。

另外，可知，通过对在滚子303的表面形成的固体润滑覆膜的厚度、表面的凹陷深度及中心线平均粗糙度也进行限定，即使是在润滑状态不良的环境下使用，圆锥滚子轴承310的轴承转矩也可以更小。

在本实施方式中，对将本发明仅应用于圆锥滚子轴承310的滚子303的情况进行了说明，但不限于此，本发明可以只应用于内圈301、或外圈302，也可以应用于内圈301、外圈302及滚子303中的两个以上。

另外，在本实施方式中，以单列圆锥滚子轴承为例对本发明进行了说明，但不限于此，本发明也可以应用于在润滑状态不良的环境下使用的其它滚子轴承。例如，如图13所示，本发明也可以应用于背面组合型圆锥滚子轴承或正面组合型圆锥滚子轴承。另外，如图14所示，本发明可以应用于各种圆柱滚子轴承，也可以应用于公知的自动调心滚子轴承。

〔第六实施方式〕

本发明可以应用于圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承、自动调心滚子轴承等滚子轴承，尤其是将滚子支承于内圈及外圈中至少一个的轨道圈的凸缘部形成的滚子轴承。与第五实施方式的不同之处在于：只在凸缘部处的端面、只在凸缘部、或只在滚子的端面设有固体润滑覆膜。

具有凸缘部的轴承，即使在轨道面和滚子之间充分形成润滑油膜，在凸缘部与滚子的滑动接触面上润滑油膜也不能充分形成，且在滚子上发生歪曲，凸缘部与滚子的滑动接触面容易向外周侧偏移。而且，若该偏移增大，则凸缘部与滚子的滑动接触面减小，滑动接触面整体的接触压增大且润滑油膜的膜厚变薄，同时，由于边缘力的作用而使润滑油膜容易断裂。其结果，在凸缘部与滚子的滑动接触面容易发生金属接触，从而容易发生粘附及烧结等表面损伤。

以下，对第六实施方式进行说明。进行与第五实施方式同样的处理而使滚子成为整列状态，只在滚子的端面形成二硫化钼覆膜。之后，与第五实施方式同样，在以下的条件下进行试验。

〔烧结试验条件〕

载荷：9.8kN

旋转速度：300min^-1

润滑油：涡轮机用油(ISO VG32)

轴承油量：200ml/min

润滑油温度：30±3℃

〔表8〕

No.	圆锥滚子的构成						到烧结产生的时间(比)	备注
									有无预处理	固体润滑覆膜的形成方法	覆膜面积率(％)	平均覆膜厚度(μm)	凹陷的深度(μm)	表面粗糙度Ra(μm)
	1	无	喷丸	75	0.5	-									0.10	6.2	发明例
2							无	喷丸	90	2.0	-	0.25	6.4
	3	无	喷丸	80	1.0	-								0.20	6.5

4	无	喷丸	82	1.0	-	0.15	5.6
									5	无	喷丸	95	2.0	-	0.15	6.6
6	无	喷丸	96	2.0	-	0.20	4.0
									7	有(喷丸A)	喷丸	95	3.0	5.00	0.50	7.5
8	有(喷丸A)	喷丸	90	5.0	3.00	0.45	8.4
									9	有(喷丸A)	喷丸	75	8.0	0.20	0.45	7.1
10	有(喷丸A)	喷丸	80	3.0	2.00	0.30	8.1
									11	有(喷丸A)	喷丸	85	2.0	2.00	0.15	8.1
12	有(喷丸A)	喷丸	80	0.1	1.00	0.20	8.0
									13	有(喷丸A)	喷丸	96	3.0	2.00	0.30	3.7
14	无	喷丸	80	0.05	-	0.10	3.7
									15	无	喷丸	85	11.0	-	0.35	4.0
16	有(喷丸A)	喷丸	80	0.05	3.00	0.15	4.0
									17	有(喷丸A)	喷丸	96	10.0	5.00	0.40	3.9
18	有(喷丸A)	喷丸	90	3.0	0.05	0.30	3.4
									19	有(喷丸A)	喷丸	95	5.0	8.00	0.20	3.9
20	无	喷丸	75	1.0	-	0.05	3.8
									21	有(喷丸A)	喷丸	95	4.0	3.00	0.55	4.0
22	无	喷射	60	3.0	-	0.35	1										比较例
								23	有(喷丸B)	-	-	-	0.50	0.15	2.0
24	有(SF)	-	-	-	-	0.07	0.3
								25	无	喷丸	63	0.5	-	0.15	1.3
26	无	喷丸	57	0.5	-	0.25	1.4
								27	有(喷丸A)	喷丸	70	1.0	1.00	0.15	1.9
28	有(喷丸A)	喷丸	62	2.0	1.00	0.25	2.0

  如表8所示，使用通过喷丸硬化处理在大径侧端面面积率75％以上的表面形成有固体润滑覆膜的No.1～No.21的滚子的圆锥滚子轴承，与使用通过喷雾喷射形成有固体润滑覆膜的No.22的滚子、在表面未形成有固体润滑覆膜的No.23、No.24的滚子以及以上述范围以外的面积率形成固体润滑覆膜的No.25～No.28的滚子的情况相比，烧结时间长、是No.22的3.7倍以上。

尤其是，从No.1～No.5和No.6的结果及No.7～No.12和No.13的结果可知，通过使在滚子的大径侧端面形成的固体润滑覆膜的面积率为75％以上，95％以下，烧结时间变得更长。

从No.1～No.5和No.14、No.15的结果及No.7～No.12和No.16、No.17的结果可知，通过使固体润滑覆膜的厚度为0.1μm以上、8.0μm以下，烧结时间变得更长。

再者，从No.7～No.12和No.18、No.19的结果可知，通过将形成固体润滑覆膜的表面凹陷的深度调整为0.10μm以上、5.0μm以下，烧结时间变得更长。

另外，从No.1～No.5和No.20的结果及No.7～No.12和No.21的结果可知，通过使构成滚子大径侧端面的表面中心线平均粗糙度(Ra)为0.10μm以上、0.50μm以下，烧结时间变得更长。

接着，使用表8表示的结果中No.1～No.13和No.25～No.28的结果，作成表示在滚子的大径侧端面形成的固体润滑覆膜的面积率与烧结时间的关系的图13的图表。

如图13所示可知，使用在大径侧端面形成有面积率75％以上的固体润滑覆膜的滚子的圆锥滚子轴承，与使用形成固体润滑覆膜的面积率低于75％的滚子的情况相比，烧结时间更长。

另外可知，使用在进行用于调节凹陷深度的预处理之后形成固体润滑覆膜的滚子的圆锥滚子轴承，与使用不进行预处理而形成固体润滑覆膜的滚子的情况相比，烧结时间更长。

由以上结果可知，通过使用在大径侧端面形成面积率75％以上的固体润滑覆膜的滚子，即使是在凸缘部与滚子的滑动接触面难以充分地形成润滑油膜的环境下使用，在其滑动接触面也难以发生烧结，可以延长圆锥滚子轴承的滚动疲劳寿命。

另外可知，通过对在构成滚子的大径侧端面的表面形成的固体润滑覆膜的厚度、其表面的凹陷深度及中心线平均粗糙度也进行限定，即使是在凸缘部与滚子的滑动接触面难以充分地形成润滑油膜的环境下使用，在其滑动接触面也难以发生烧结，可进一步延长圆锥滚子轴承的滚动疲劳寿命。

在本实施方式中，对固体润滑覆膜仅形成在构成圆锥滚子轴承的大径侧端面的情况进行了说明，但不限于此，在形成大径侧端面的表面的基础上，也可以在形成滚子的小径侧端面的表面形成固体润滑覆膜，也可以在与滚子滑动接触的凸缘部形成的内圈的内侧面形成固体润滑覆膜。

另外，在本实施方式中，对将本发明应用于在内图形成与滚子滑动接触的凸缘部的圆锥滚子轴承的情况进行了说明，但不限于此，本发明也可以应用于在外圈形成与滚子滑动接触的凸缘部的圆锥滚子轴承。

另外，在本实施方式中，以单列圆锥滚子轴承为例对本发明进行了说明，但不限于此，本发明也可以应用于在凸缘部与滚子的滑动接触面难以充分地形成润滑油膜的环境下使用的其它滚子轴承。例如，未图示，也可以应用于公知的圆柱滚子轴承及自动调心滚子轴承。

〔第七实施方式〕

本发明可应用于挺杆滚柱轴承(タペットロ一ラ轴受)，尤其是在内燃机的燃料喷射装置及给排气装置等被驱动构件中恰当使用的挺杆滚柱轴承。

通常，为了实现发动机内部的摩擦降低、降低燃料消耗率，在将与曲轴同步的凸轮轴的旋转变换成进气阀及排气阀的往复运动的部分，利用挺杆滚柱轴承。

例如，日本国特许公开公报2000年第34907号公开有这样的挺杆滚柱轴承的结构。即，与固定在与曲轴同步旋转的凸轮轴上的凸轮相对，设置有承受该凸轮的动作的摆动构件即摇臂。在该摇臂的端部互相隔开间隔而设置有一对支承壁部，在该一对支承壁部之间跨设有钢制的支承轴。该支承轴插通与凸轮的外周面抵接的挺杆滚柱的贯通孔，旋转自如地支承挺杆滚柱。

在发动机运转时，由于凸轮的外周面与挺杆滚柱的外周面，及支承轴的外周面与挺杆滚柱的内周面滚动接触，因此，这些部分被发动机油润滑。组装有这样构成的挺杆滚柱轴承的气门传动机构，由于摇臂与凸轮之间的动摩擦力减小，故可实现发动机运转时的燃料消耗率的降低。

在构成这样的挺杆滚柱轴承的挺杆滚柱的外周面与对象构件即凸轮的外周面的滚动接触部、及挺杆滚柱的内周面与对象构件即支承轴的外周面的滚动接触部，在稀薄的润滑环境下旋转时被施加大的力，因此，有在这些滚动接触部发生摩擦及剥离等表面损伤的问题。因此，目前正在进行使两滚动接触部的润滑性提高的各种研究。

例如，日本国特许公报第2758518号(以后记作文献8-2)中公开有如下的技术：即，作为降低挺杆滚柱外周面的表面损伤的有效方法，利用由在滑动面无规则形成的微小凹坑产生的油积存效果(微小弹性流体润滑效果)而提高油膜保持性。另外，日本国特许公报第3496286号(以后记作文献8-3)中公开有如下技术：即，作为将体挺杆滚柱内周面及支承轴外周面的表面损伤的有效方法，通过将固体润滑剂覆膜与热硬化性树脂一同烧固而在挺杆滚柱及支承轴的表面形成表面处理层。

但是，文献8-2公开的技术是对滚动表面的形状进行改进以实现长寿命化的技术，是减小表面损伤的有效方法，不过可以看出，对滚动表面只是实施形成偏度Rsk值为-1.6以下的油积存的表面加工，对提高寿命是有限的。

另外，按照文献8-3公开的技术，若通过将固体润滑剂覆膜与热硬化性树脂一同烧固而形成表面处理层，则需要用于烧固的热处理，成本增加。另外，由于将热硬化树脂用作为粘合剂，故固体润滑剂所占的比例受限而不能充分利用固体润滑剂原有的性能，且仍有改善的余地。

因此，为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种寿命长的挺杆滚柱轴承，即使在稀薄润滑环境下或枯竭润滑环境下使用，也不易发生蹭伤、烧结、磨耗、剥离等不良情况。

为了解决所述问题，本发明如下构成。即，本发明的挺杆滚柱轴承配备在对应于凸轮的旋转而运动的挺杆上，包括与所述凸轮抵接的滚子和旋转自如地支承所述滚子的支承轴，其特征在于，所述滚子与所述凸轮的接触面、所述滚子与所述支承轴的接触面及所述支承轴与所述滚子的接触面中至少一个，在面积率75％以上的部分包覆有由固体润滑剂构成的润滑覆膜。

根据这样的构成，由于利用润滑覆膜抑制金属间接触，故即使在例如稀薄润滑环境下或枯竭润滑环境下使用，也可以减少蹭伤、烧结、磨耗、剥离等不良情况的发生而达到长寿命。若被润滑覆膜包覆的包覆面积率低于75％时，则挺杆滚柱轴承的寿命会不足。

在本发明的挺杆滚柱轴承中，所述润滑覆膜的厚度优选0.05μm以上、8μm以下。

根据这样的构成，挺杆滚柱轴承达到更长的寿命。若润滑覆膜的厚度低于0.05μm，则润滑性会不充分。而润滑覆膜的厚度超过8.0μm，则润滑覆膜的强度不够而容易发生脱落。若润滑覆膜脱落，会由于异物而引起噪声不良及振动。

另外，在本发明的挺杆滚柱轴承中，所述滚子与所述凸轮的抵接面、所述滚子与所述支承轴的接触面、以及所述支承轴与所述滚子的接触面中至少被所述润滑覆膜包覆的部分，优选设置深度为0.1μm以上、5μm以下的凹陷。

根据这样的构成，固体润滑剂被充填于凹陷内，提高被润滑覆膜包覆的部分与润滑覆膜的紧密贴合性，因此，与没有凹陷的情况相比，挺杆滚柱轴承的寿命更长。另外，当挺杆滚柱轴承驱动时固体润滑剂被捕集在凹陷内，故润滑覆膜的效果被长时间维持。为了得到这样的效果，凹陷的深度优选0.1μm以上。但是，即使凹陷的深度超过5μm以上，也不能期待更好的效果，因此，凹陷的深度优选5μm以下。另外，为了更切实地得到这样的效果，凹陷的深度更加理想的是0.2μm以上、3μm以下。

另外，在本发明的挺杆滚柱轴承中，所述润滑覆膜的表面中心线平均粗糙度Ra优选0.1μm以上、1μm以下。

根据这样的构成，挺杆滚柱轴承寿命长且噪声特性良好。若中心线平均粗糙度Ra超过1μm，则润滑条件变得苛刻，有发生表面起点型剥离的情况。另外，即使将中心线平均粗糙度Ra设定为上述的值，润滑覆膜的形成能力也不会明显降低。

本发明这样的挺杆滚柱轴承是长寿命的轴承。

参照附图对第七实施方式的挺杆滚柱轴承进行详细说明。图14是将挺杆滚柱轴承用沿轴向的面剖切的剖面图，图15是图14的挺杆滚柱轴承的A-A剖面图。另外，在以后所示的各图中，相同或相当的部分标注相同的符号。

图14、图15的挺杆滚柱轴承是用于将与曲轴同步的凸轮轴的旋转变换成进气阀及排气阀的往复运动部分的挺杆滚柱轴承，目的在于实现发动机内部的摩擦降低并降低燃料消耗率。

与固定在与未图示的发动机的曲轴同步旋转的凸轮轴501上的凸轮502相对，配置有对应于该凸轮502的旋转而摆动的摇臂503(挺杆)。在该摇臂503的端部互相隔开间隔而设置有一对支承壁部504、504，在该一对支承臂部504、504之间跨设有钢制且中空或中实的支承轴505。对该支承轴505的两端部不实施淬火，且在将支承轴505固定在支承壁部504、504上时，将该非淬火部嵌入到支承臂部504、504上形成的通孔507、507中并加以紧固。

该支承轴505插通于设在挺杆滚柱506中心部的贯通孔中，并旋转自如地支承挺杆滚柱506。而且，挺杆滚柱506的外周面与凸轮502的外周面相抵接。

并且，挺杆滚柱506与凸轮502的抵接面506a(挺杆滚柱506的外周面)、挺杆滚柱506与支承轴505的接触面506b(挺杆滚柱506的内周面)、及支承轴505与挺杆滚柱506的接触面505a(支承轴505的外周面)中至少一个，在面积率75％以上的部分包覆有由固体润滑剂形成的润滑覆膜(未图示)。

该润滑覆膜的厚度优选0.05μm以上、8μm以下。另外，在挺杆滚柱506与凸轮502的抵接面506a、挺杆滚柱506与支承轴505的接触面506b、及支承轴505与挺杆滚柱506的接触面505a中至少被润滑覆膜包覆的部分，优选设置深度0.1μm以上、5μm以下的凹陷。进而，挺杆滚柱506与凸轮502的抵接面506a、挺杆滚柱506与支承轴505的接触面506b、及支承轴505与挺杆滚柱506的接触面505a中至少被润滑覆膜包覆的部分的中心线平均粗糙度Ra优选0.1μm以上、1μm以下。

这样的挺杆滚柱轴承可由润滑覆膜抑制金属接触，因此，即使在稀薄的润滑环境下或枯竭的润滑环境下使用也不易发生蹭伤、烧结、磨耗、剥离等不良情况，是长寿命的轴承。

另外，在发动机运转时，发动机油被供给到挺杆滚柱506的设置部分。而且，凸轮502的外周面与挺杆滚柱506的外周面之间、及支承轴505的外周面与挺杆滚柱506的内周面之间，被该发动机油润滑。

这时，由于向支承轴505的外周面与挺杆滚柱506的内周面之间高效地供给发动机油，如图16所示，也可以将通油孔508设在支承轴505的内部。在该图16所示的挺杆滚柱轴承中，通油孔508的两端部分别在支承轴505的内周面中向挺杆滚柱506的外部突出的端部、和配置在挺杆滚柱506的内侧的中间部开口。而且，通过该通油孔508，能够将发动机油有效地从外部空间供给到支承轴505的外周面与挺杆滚柱506的内周面之间。

另外，由于挺杆滚柱的旋转阻力减小，所以，如图17所示，挺杆滚柱也可以为双重结构。该图17的情况为，内径侧滚柱509被旋转自如地支承在支承轴505周围，并且外径侧滚柱510相对该内径侧滚柱509旋转自如地支承在该内径侧滚柱509的周围。这样，通过使挺杆滚柱为双重结构，并且将滑动面设于两处，使与凸轮502抵接的外径侧滚柱510的旋转得以平滑地进行。该情况也一样，在发动机运转时，将发动机油供给到支承轴505与内径侧滚柱509的相对的周面相互相邻之间、及内径侧滚柱509与外径侧各滚柱510的相对的周面相互之间，从而对各部分进行润滑。

另外，仍然是由于挺杆滚柱的旋转阻力减小，所以，如图18所示，也可以将向心滚针轴承511安装在支承轴505与挺杆滚柱506之间，通过该向心滚针轴承511旋转自如地支承挺杆滚柱506。该图18的情况也一样，在发动机运转时将发动机油供给到向心滚针轴承511，将构成该向心滚针轴承511的多个滚针512的滚动面和支承轴505的外周面及挺杆滚柱506的内周面的滚动接触部润滑。

另外，挺杆滚柱轴承也可以形成图19、20所示的结构。即，如图19所示的示例，在构成该向心滚针轴承511的多个滚针512的轴向两端侧设置圆环状的滑动垫片513a、513a，如图20所示的示例，在多个滚针512及挺杆滚柱506的轴向两端侧分别设置圆轮状的滑动垫片513b、513b。并且，通过这些滑动垫片513a、513b，滚针512及挺杆滚柱506的两侧面与一对支承壁部504、504(参照图14、17)的内侧面互相不直接接触，从而可以减小该各接触部的滑动阻力。

〔实施例〕

以下表示实施例，并进一步对本发明进行具体说明。准备具有与所述的图14的挺杆滚柱轴承大致相同结构的各种挺杆滚柱轴承进行旋转试验并对寿命等性能进行评价。

在此，对挺杆滚柱及支承轴的制造方法进行详细说明。首先，挺杆滚柱及支承轴为以下这样的构成：即，以高碳铬轴承钢SUJ2为原材料，在包含RX气体、浓缩气体和氨气的气体环境中以820～890℃实施2～4小时渗碳氮化处理，然后以60～100℃实施油淬火、以150～190℃实施2小时的回火，然后实施磨削加工。

磨削后的表面硬度被调整为HRC62～67、且至少厚度为1μm的表面层残留奥氏体量被调整为15～40体积％，所述表面层的碳含量被调整到1.0～2.0质量％，所述表面层的氮含量被调整到0.05～0.5质量％。为了抑制表面损伤并提高寿命，表面层的表面硬度优选比凸轮硬度更高，为了得到更长的寿命，更加理想的是按本实施方式地实施渗碳氮化处理使硬度为HRC62以上。

另外，为了抑制表面损伤，所述表面层残留奥氏体量优选15体积％以上，为了保持表面硬度，所述表面层残留奥氏体量优选40体积％以下。为了抑制磨耗，表面层的碳含有量优选1.0质量％以上，为了抑制巨大碳化物的发生而优选2.0质量％以下。进而，表面层的氮含量，为了抑制磨耗而优选0.05质量％以上、为了抑制渗碳氮化层的脱落及缩短渗碳氮化时间而优选0.5质量％以下。另外，在磨削加工后用喷丸硬化处理和滚光处理设置微细的凹陷的情况下，为了得到合适的凹陷形状和深度，磨削加工后的表面粗糙度优选1μmRa以下。

对这样得到的挺杆滚柱及支承轴实施与第一实施方式相同的处理。实施了处理的面是挺杆滚柱的外周面及内周面和支承轴的外周面，在以后的说明中也有将这些面作为处理面的记述。作为固体润滑剂使用平均粒径45μm的锡粉或平均粒径3μm的二硫化钼粉末。

另外，在本实施例中作为固体润滑剂而使用锡及二硫化钼，不过固体润滑剂的种类没有特别限定。例如，可以使用聚乙烯、氟树脂、尼龙、聚缩醛、聚烯烃、聚酯、聚四氟乙烯、金属皂、二硫化钨、氮化硼、石墨、氟化钙、氟化钡、锡合金。但是为了抑制由杂质造成润滑覆膜的润滑性降低和润滑覆膜的剥离，优选使用高纯度的固体润滑剂，因此优选纯度95％以上的固体润滑剂，更加理想的是纯度98％以上的固体润滑剂。

另外，与第一实施方式同样，在包覆润滑覆膜后使用微小硬度计测定表面硬度的部位，可确认硬度提高5～25％。

其次，对挺杆滚柱轴承的性能评价方法进行说明。挺杆滚柱轴承中挺杆滚柱与凸轮的抵接面(挺杆滚柱的外周面)被润滑覆膜包覆，挺杆滚柱与支承轴的接触面(挺杆滚柱的内周面)及支承轴与挺杆滚柱的接触面(支承轴的外周面)没有被润滑覆膜包覆，将这样的挺杆滚柱轴承安装在如图21所示的表面损伤试验机上并使其旋转，对在挺杆滚柱的外周面形成的表面损伤的状态和挺杆滚柱轴承的寿命进行评价。

包覆在挺杆滚柱与凸轮的抵接面(挺杆滚柱的外周面)的润滑覆膜的包覆率、润滑覆膜的平均厚度、凹陷的深度及所述抵接面的中心线平均粗糙度Ra，如表9、10所示。

〔表9〕

	预处理的种类1)	润滑覆膜		凹陷的深度3)	中心线平均粗糙度Ra3)	表面损伤发生率(％)
							包覆率2)	厚度3)
		实施例1	无						78	1.0	0.2	0.26	10
实施例2	无			80	0.5	0.3	0.25	10
		实施例3	无						75	0.1	0.2	0.15	10
实施例4	无			88	1.5	0.1	0.10	10
		实施例5	无						95	1.0	0.5	0.25	10
实施例6	无			84	0.5	1.0	0.25	10
		实施例7	喷丸						95	3.0	5.0	0.75	0
实施例8	滚光			75	8.0	0.5	0.40	0
		实施例9	喷丸						85	1.0	4.0	1.00	0
实施例10	滚光			90	2.0	2.0	0.50	0
		实施例11	喷丸						82	0.5	1.0	0.60	0
实施例12	喷丸			90	2.5	3.0	0.35	0
		实施例13	无						95	0.05	0.5	0.25	20
实施例14	无			90	10	0.5	0.15	20

1)喷丸：喷丸硬化处理、滚光：滚光处理

2)数值的单位是面积％。

3)数值的单位是μm。

〔表10〕

	预处理的种类1)	润滑覆膜		凹陷的深度3)	中心线平均粗糙度Ra3)	表面损伤发生率(％)
							包覆率2)	厚度3)
		实施例15	喷丸						86	0.05	3.0	0.30	20
实施例16	滚光			82	10	2.0	0.20	20
		实施例17	无						84	1.0	0.05	0.20	20
实施例18	无			94	0.5	7.0	0.20	20
		实施例19	喷丸						78	5.0	0.05	0.40	20
实施例20	滚光			76	2.0	7.0	0.35	20
		比较例1	滚光						0	-	1.5	0.23	60
比较例2	无			0	-	-	0.05	100
		比较例3	喷丸						0	-	0.5	0.80	80
比较例4	无			71	0.2	0.1	0.20	60
		比较例5	无						65	0.1	0.3	0.20	60
比较例6	喷丸			64	0.5	1.0	0.25	50
		比较例7	喷丸						69	2.0	2.0	0.35	50

1)喷丸：喷丸硬化处理、滚光：滚光处理

2)数值的单位是面积％。

3)数值的单位是μm。

在被未图示的电动机旋转驱动的旋转轴520的中间部安装有与凸轮相对的环521。而且，被支承轴505旋转自如地支承的挺杆滚柱506的外周面，被来自负荷用杠杆522的径向载荷压在环521的外周面上。润滑油滴落在挺杆滚柱506的外周面与环521的外周面之间，而不滴落在挺杆滚柱506的内周面与支承轴505的外周面之间，并在下述条件下进行旋转试验。

挺杆滚柱的旋转速度：2000min^-1

径向载荷：1960N

润滑油：发动机用油

润滑油的温度：110℃

润滑油的滴下量：0.1ml/min

这样的试验进行20小时之后，用金属显微镜观察挺杆滚柱506的外周面的表面损伤。对10个挺杆滚柱进行试验，算出确认有表面损伤的挺杆滚柱的比例并将其作为表面损伤发生率。例如，确认所有挺杆滚柱都没有发生表面损伤时，表面损伤发生率为0％，其结果在表9、10中表示。另外，将旋转试验前后的挺杆滚柱外周面的光学显微镜图像表示于图22。在旋转试验前未观察到的表面的微小剥离(起层)，而在旋转试验后却被观察到。

实施例1～20中，由于其润滑覆膜的包覆面积率在75％以上，因此与现有技术(所述的文献8-2中记载的技术)即比较例1相比为寿命特别长，表面所述发生率为20％以下。该比较例1没有润滑覆膜且表面粗糙度参数的偏度Rsk值为-1.6以下。另外，比较例1～3没有润滑覆膜，且比较例1作为预处理，实施滚光处理，比较例2作为预处理，实施研磨，比较例3作为预处理，实施两次喷丸硬化处理。

实施例1～6是既不实施预处理也不形成微小凹陷的例子，实施例7～12是实施预处理且形成微小凹陷的例子。由图23的图表可知，应优选实施预处理并形成微小凹陷的方法。

比较例4～7中，其润滑覆膜的厚度为优选的范围内的厚度，而润滑覆膜的覆膜的面积率为优选的范围以外的面积率，与实施例1～20相比表面损伤发生率增高。由此可知，只规定润滑覆膜的厚度是不够的，重要的是规定润滑覆膜包覆的面积率。

其次，将挺杆滚柱与支承轴的接触面(挺杆滚柱的内周面)或支承轴与挺杆滚柱的接触面(支承轴的外周面)被润滑覆膜包覆、而挺杆滚柱与凸轮的抵接面(挺杆滚柱的外周面)不被润滑覆膜包覆的挺杆滚柱轴承安装在图21所示的表面损伤试验机上并使其旋转，从而对其寿命进行评价。

被润滑覆膜包覆的构件(挺杆滚柱或支承轴)、包覆挺杆滚柱与支承轴的接触面(挺杆滚柱的内周面)或支承轴与挺杆滚柱的接触面(支承轴的外周面)的润滑覆膜的包覆面积率、润滑覆膜的平均厚度、凹陷的深度、及所述接触面的中心线平均粗糙度Ra，如表11、12所示。

〔表11〕

	预处理的种类1)	润滑覆膜			凹陷的深度3)	中心线平均粗糙度Ra3)	寿命
								包覆构件	包覆率2)	厚度3)
		实施例31	无	滚柱							95	1.0	0.2	0.25	7.3
实施例32	无				滚柱	80	1.0	0.5	0.32	7.9
		实施例33	无	滚柱							76	0.1	0.1	0.15	7.8
实施例34	无				支承轴	88	2.0	0.1	0.10	7.8
		实施例35	无	支承轴							75	1.5	0.3	0.25	6.9
实施例36	无				支承轴	84	1.0	0.2	0.30	8.4
		实施例37	喷丸	滚柱							95	2.0	5.0	0.65	8.5
实施例38	滚光				滚柱	75	3.0	1.0	0.40	8.6
		实施例39	喷丸	滚柱							80	8.0	4.0	0.50	9.0
实施例40	滚光				支承轴	91	2.0	1.0	1.00	9.0
		实施例41	喷丸	支承轴							85	0.5	2.0	0.50	9.4
实施例42	喷丸				支承轴	78	1.0	3.0	0.30	9.2
		实施例43	无	滚柱							95	0.05	0.5	0.30	6.0
实施例44	无				支承轴	85	10	0.5	0.20	6.3

1)喷丸：喷丸硬化处理、滚光：滚光处理

2)数值的单位是面积％。

3)数值的单位是μm。

〔表12〕

	预处理的种类1)	润滑覆膜			凹陷的深度3)	中心线平均粗糙度Ra3)	寿命
								包覆构件	包覆率2)	厚度3)
		实施例45	喷丸	滚柱							88	0.05	2.0	0.25	6.0
实施例46	滚光				支承轴	77	10	2.5	0.20	5.8
		实施例47	无	滚柱							88	2.0	0.05	0.25	5.8
实施例48	无				支承轴	90	0.5	7.0	0.20	6.3
		实施例49	喷丸	滚柱							81	3.0	0.05	0.40	5.9
实施例50	滚光				支承轴	75	1.0	7.0	0.30	5.3
		比较例31	滚光	支承轴							20	5	1.5	0.10	1.0
比较例32	无				-	0	-	-	0.05	0.1
		比较例33	喷丸	-							0	-	0.5	0.20	0.2
比较例34	无				滚柱	70	0.5	0.1	0.15	1.9
		比较例35	无	支承轴							65	0.1	0.2	0.20	1.8
比较例36	喷丸				滚柱	67	1.0	1.0	0.25	3.0
		比较例37	喷丸	支承轴							61	2.0	1.5	0.30	2.5

1)喷丸：喷丸硬化处理、滚光：滚光处理

2)数值的单位是面积％。

3)数值的单位是μm。

在旋转试验时，使润滑油滴落在挺杆滚柱506的外周面与环521的外周面之间，而不滴落在挺杆滚柱506的内周面与支承轴505的外周面之间，并在下述条件下进行旋转试验。而且，将在挺杆滚柱506的内周面发生表面损伤且挺杆滚柱506的温度异常上升的时间、直至发生明显振动的时间、或直至用于驱动轴520的电动机的电流值变为过电流值的时间作为寿命。

挺杆滚柱的旋转速度：2000min^-1

径向载荷：1470N

润滑油：发动机用油

润滑油的温度：110℃

润滑油的滴下量：0.4ml/min

将评价结果一并表示在表11、12中。另外，将润滑覆膜的包覆率与挺杆滚柱轴承的寿命的相互关系表示在图24的图表中。另外，在表11、12及图24的图表中表示的寿命数值，用与将比较例31的挺杆滚柱轴承的寿命设定为1时的相对值来表示。该比较例31的挺杆滚柱轴承是根据现有技术(损伤文献8-3中记载的技术)通过在表面将固体润滑剂和热硬化性树脂共同烧固而形成润滑覆膜得到的轴承。另外，比较例32、33没有润滑覆膜，比较例32作为预处理，实施SF处理，比较例33作为预处理，实施两次喷丸硬化处理。

从表11、12可知，实施例31～50中，由于润滑覆膜的包覆面积率在75％以上或是75％以上，因此与现有技术的比较例31相比，寿命特别长(5.3以上)。

实施例31～36是不实施预处理不形成微小凹陷的例子，实施例37～42是实施预处理且形成微小凹陷的例子。由图24的图表可知，应优选实施预处理并形成微小凹陷的方法。

比较例34～37，其润滑覆膜的厚度为优选的范围内的厚度，而润滑覆膜的覆膜的面积率为优选范围以外的面积率，与实施例31～50相比寿命短。由此可知，只规定润滑覆膜的厚度是不够的，重要的是规定润滑覆膜包覆的面积率。

〔第八实施方式〕

本发明可应用于线性导向装置、滚珠丝杠等直动装置。即，本发明提供一种直动装置，具备：在外面具有轨道面的轴；直动体，其具有与所述轴的轨道面相对的轨道面，能够沿轴向相对移动地安装在所述轴上；多个滚动体，其在所述轴的轨道面与所述直动体的轨道面之间滚动自如地配置，其中，所述轴的轨道面、所述直动体的轨道面及所述滚动体的滚动面中至少一个被包覆有面积率75％以上的、由固体润滑剂构成的润滑覆膜。

作为所述润滑覆膜的原材料，不作特别限定，只要具有用于直动装置的构成构件的表面覆膜时所必须的强度、并且与形成有润滑覆膜的构成构件的紧密贴合性良好即可。例如可列举：二硫化钼、二硫化钨、氮化硼、金属皂、氟树脂、尼龙、聚缩醛、聚烯烃、聚酯、聚乙烯、PTFE(聚四氟乙烯)、石墨、氟化钙、氟化钡、氟碳化物(フッ化カ一バイド)、锡、锡合金、镍、铜合金、纯铁、纯铜、纯铬。

在这样的直动装置中，也可以设置使所述滚动体从在所述两滚动面间形成的滚动体滚动路的终点向起点循环的滚动体返回通路。另外，也可以将具有分别与滚动体面对的两个凹面的保持部分(リテ一ニングピ一ス)配置在邻接的滚动体之间。并且，所述滚动体的滚动面的表面硬度优选HRC63以上。

下面，对本发明的直动装置、以滚珠丝杠为例进行详细说明。

现有的滚珠丝杠之一例如图26(立体图)及图27(剖面图)所示。该滚珠丝杠为使用管作为滚珠返回通路的管式滚珠丝杠，由螺纹轴601、螺母602、滚珠603、管604构成。

图26的符号606是将管604固定于螺母602上的压管板，图27中该压管板606被省略。在螺纹轴601的外周面与螺母的内周面上形成有螺旋状的槽611、621，由这些槽611、621形成滚珠603的轨道K。而且，通过使滚珠603在该轨道K中以负荷状态旋转，螺母602则对螺纹轴601作相对直线移动。

管604形成为大致门形，其两端部插入设在构成螺母602的圆筒上的贯通孔622中并且夹着螺纹轴而斜向配置，以连接轨道K的起点和终点。因此，到达轨道K终点的滚珠603从该管604通过并返回轨道K的起点。在该示例中，具有两个滚珠循环路径(轨道+返回通路)，故具有两根管604。

电动注射模塑成形机及机械用的滚珠丝杠，较大型，可承受高负荷。具体来说，是在瞬间施加高负荷的短行程中使用，在作用最大负荷的状态下暂时停止后反向旋转，反复进行这样的往复运动。由于在这样苛刻的的条件下使用，所以，作为所述用途的滚珠丝杠，目前使用有以单螺母形成装配间隙极小(与滚珠直径的比值在1/400左右)的滚珠丝杠。作为提高滚珠丝杠的负荷容量并延长寿命的方法，可列举使(螺纹轴601及螺母602的)槽611、621的断面圆弧的半径(R)与滚珠603的直径(D)的比值(R/D)比现有的52.0～54.0％更小的方法。

但是，该方法中，与现有的滚珠丝杠相比，滚珠与作轨道的槽的接触椭圆的长轴更长，滑动成分变大。随之，在接触椭圆内的切线力变大，因此存在发生表面起点剥离、或由白色组织引起的内部起点剥离的可能性。另外，滚珠丝杠与球轴承等通常的滚动轴承相比，由于滚珠的滚动速度慢，所以难以形成油膜。因此，在由滚珠丝杠使所述比值(R/D)比52.0～54.0％更小时，需要谋求不至于造成早期损伤的对策。

作为提高滚珠丝杠的润滑特性的对策的现有例，可列举以下所示的方法。在日本特许公开公报2001年第49274号中记载有为了防止用于电动注射模塑成形机的系统所使用的滚珠丝杠的早期剥离而使用特定的润滑脂的方法。

在日本国特许公开公报平成6年第109022号(以后记作文献9-2)中公开有如下的方法：即，将由金、银、铅、锌、锡、铟等软金属、聚四氟乙烯(PTFE)及全氟烷氧基氟树脂(PTA)等构成的微粒子从喷嘴与空气一起向使用滚动体的机械构件的滚动摩擦面及滑动摩擦面的至少一部分摩擦面喷镀而形成固体润滑覆膜。

在日本国特许公开公报2004年第60742号(以后记作文献9-3)中公开有如下的方法：即，将二硫化钼微粒子向滚珠丝杠的螺纹轴的槽、螺母的槽及滚珠的至少任意一个的滑动接触部分(表面)喷射、相互碰撞而固着，形成厚度尺寸为0.5μm以下的润滑剂覆膜。在该文献9-3中记载有：用文献9-2的方法形成的覆膜厚度为1～5μm，与之相对，通过使覆膜厚度为5μm以下，使覆膜对所述滑动接触部分的固着性提高，从而覆膜不易剥离，同时，在发生剥离时也可以抑制剥离而使尺寸变化减小。

本发明的课题在于：使负荷容量大的滚珠丝杠的寿命延长。

为了解决上述课题，本发明提供一种滚珠丝杠，其具备：在外周面形成有螺旋状的槽的螺纹轴；在内周面形成螺旋状的槽的螺母；螺纹轴的槽与螺母的槽互相对形成的轨道；连结该轨道的终点和起点的返回通路；配置在该返回通路中及所述轨道内的多个滚子，其特征在于，螺纹轴及螺母的至少任一个，其所述槽的断面为双圆弧状(半径相同而中心不同的两个圆弧被连结的形状)，所述槽的形成断面双圆弧状的圆弧的半径(R)相对滚珠的直径(D)的比值(R/D)设定为51.0％以上、52.0％以下，在所述螺纹轴的槽、螺母的槽及滚珠的至少一个的表面形成有固体润滑剂覆膜。

根据该滚珠丝杠，对于螺纹轴及螺母的至少任一个，通过将所述槽的断面形成双圆弧状，将所述比值(R/D)设定为51.0％以上、52.0％以下，从而能够增大负荷容量。并且，随之使与构成滚珠和轨道的槽接触的接触椭圆的长轴变长，滑动成分增大，在螺纹轴的槽、螺母槽及滚珠的至少一个的表面形成固体润滑剂覆膜，从而可确保良好的润滑特性并防止早期损伤。另外，和第一～第七实施方式同样，也可以在螺纹轴的槽、螺母的槽、及滚珠的固体润滑覆膜的表面设置凹陷。

电动注射模塑成形机或压力机械用的滚珠丝杠，由于所述滚珠与轨道的间隙为5μm以上、70μm以下，所以，通过将所述固体润滑剂覆膜的厚度设定为0.05μm以上、8μm以下(优选0.5μm以上、3.0μm以下)而获得良好的润滑特性。作为所述固体润滑剂覆膜，可以由二硫化钼(MoS₂)或锡(Sn)构成的覆膜为例。本发明的滚珠丝杠，优选将保持部件配置在滚珠之间。

根据这样的本发明，能够提供一种负荷容量大的滚珠丝杠。

以下，对第八实施方式进行说明。图25是表示该实施方式的滚珠丝杠的螺纹轴及螺母的槽断面的图。螺纹轴601的槽611的断面为双圆弧状，即，半径相同(R₁)、中心O₁₁、O₁₂不同的两个圆弧被连结的形状。螺母602的槽621的断面也为双圆弧状，即，半径相同(R₂＝R₁)、中心O₂₁、O₂₂不同的两个圆弧被连结的形状。另外，槽611、621的断面圆弧的半径(R)相对滚珠603的直径(D)的比值(R/D)设定为51.0以上、52.0％以下。

而且，在滚珠603的表面，由二硫化钼(MoS₂)构成的覆膜形成0.5μm以上、3.0μm以下的厚度。另外，由螺纹轴601及螺母602的槽611、621形成的轨道与滚珠603的间隙为5μm以上、70μm以下。由此，该实施方式的滚珠丝杠比现有的滚珠丝杠的负荷容量更大、寿命更长。

另外，该实施方式中，在滚珠603上形成有固体润滑剂覆膜，但是，也可以不在滚珠603上形成固体润滑覆膜而在螺纹轴601的槽611及螺母602的槽621的任一个或双方形成，也可以在滚珠603和螺纹轴601的槽611及螺母602的槽621的任一个或双方形成。另外，固体润滑覆膜的材质也可以是二硫化钼(MoS₂)以外的材质(例如所述文献9-2中记载的材质)

另外，在该实施方式中，对滚珠彼此接触的全滚珠结构的滚珠丝杠进行了说明，但本发明的滚珠丝杠，如图28所示，也可以是将保持部件607配置在滚珠603上，用保持部件607保持滚珠603的构造。

保持部件607可将合成树脂按规定形状成形而得到。作为可使用的合成树脂，可列举：聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺64、芳香族聚酰胺等聚酰胺树脂、聚缩醛树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯类弹性体、聚萘二甲酸丁二醇酯类弹性体等。另外，在这些合成树脂中，也可以配合玻璃纤维、碳纤维、钛纤维、钾须晶、硼酸铝须晶等作为加固材料。

作为保持部件的形状的例子，可列举图29及图30所示的形状。图29的保持部件607为大致圆柱形，在圆柱的两个底面形成有承接滚珠603的凹面671。该保持部件607为了将其凹面671的形状形成为曲率半径R比滚珠603的半径r更大的球面，相对而言，保持部件607中央部的厚度t比其周缘部的厚度L小。由此，能够将多个滚珠603配设在轨道K内，同时，滚珠和保持部件607的接触面积减小，从而可以减小滑动阻力。

保持部件607的凹面671的形状，可以形成将两个圆弧连结的双圆弧状，或者形成圆锥状。另外，也可以在凹面671上设置贯通孔，将润滑剂保持在该贯通孔中，从而减小与滚珠603的接触阻力。保持部件607的外径尺寸被设定为比滚珠603的直径更小，以使保持部件607通过轨道K及管604时，能够不与该轨道K、管604及连结部发生干涉而流畅地进行循环。具体而言，优选将保持部件607的外径尺寸设定为滚珠603的直径尺寸的0.5倍～0.9倍。

图30的保持部件670是其成为球体的相互相反侧的两个侧部为被凹球面672除去的形状，而外周成为凸面。另外，也可以将滚珠保持在用连结构件连结有多个保持部件的构件上。另外，本发明的滚珠丝杠，除了电动注射模塑成形机或压力机械用以外，也适合例如汽车的制动器用、汽车的无级变速器(带式CVF)用等用途。

〔实施例〕

用日本精工株式会社制的单螺母插管式滚珠丝杠“BS6316-10.5”，按下述的表13所示改变螺纹轴及螺母的双圆环状槽断面的圆弧半径(R＝R₁＝R₂)与滚珠直径(D)的比值(R/D)、固体润滑剂覆膜的材质及膜厚，进行寿命试验。

MoS₂(二硫化钼)覆膜及Sn(锡)覆膜按以下方法形成：即，通过喷丸硬化，调整处理时间以能够得到规定厚度的覆膜。该覆膜的厚度的计算方法为：通过用电子式千分表测定覆膜形成前后的滚珠直径，并用2除两者的差而算出。

“BS6316-10.5”的参数为，有效圈数：3.5圈×3列，螺纹轴外径：65mm，导程：16mm，滚珠直径：12.7mm，BCD：65mm，单体间隙：20～30μm。

将各滚珠丝杠装在日本精工株式会社制的滚珠丝杠耐久寿命试验机上，在试验载荷(轴向载荷)：300kN、行程：80mm、旋转速度：500min^-1、温度：将螺母的外周部保持在温度80℃、润滑剂：在将リュ一ベ株式会社“YS2润滑脂”由自动给脂装置自动供给的条件下，进行使滚珠丝杠往复运动的耐久寿命试验。该试验进行以下测定，即：将在螺纹轴或螺母的槽、或者滚珠的任一个上发生剥离的移动距离作为寿命。其次，根据由各试件得到的寿命，算出与将试件No.10的寿命设定为“1”的相对值。该结果也一并表示在下述的表13中。

〔表13〕

No.	R/D(％)	固体润滑剂覆膜		寿命(相对值)
					材质	厚度(μm)
		1	51.3				MoS2	0.4	1.11
2	51.7			MoS2	1.8	1.37
		3	51.2				MoS2	1.3	1.62
4	51.5			MoS2	2.6	1.58
		5	51.5				MoS2	3.6	1.20
6	51.4			MoS2	5.7	1.11
		7	51.2				Sn	1.5	1.62
8	51.9			Sn	2.7	1.28
		9	51.8				Sn	1.9	1.67
10	52.1			无		1
		11	51.6				无		0.95
12	53.2			MoS2	2.2	1.06
		13	52.5				Sn	2.8	1.02

根据该表，相当于本发明的实施例No.1～9的滚珠丝杠，其寿命比相当于比较例的No.10～13长。在No.1～9中，固体润滑剂覆膜的膜厚为1.5μm以上、2.7μm以下的No.2～4、7～9的寿命是No.10的1.28～1.67倍，而膜厚为0.4μm的No.1、膜厚为3.6μm的No.5及膜厚为5.7μm的No.6的寿命是No.10的1.11～1.20倍。由该结果可知，固体润滑剂覆膜的厚度，优选0.5μm～3μm。

No.12和13中，虽然固体润滑剂覆膜以厚度2.2～2.8μm形成，但R/D超出本发明的范围，因而成为与No.10同等程度的寿命。No.11中，虽然其R/D为51.6％，但没有形成固体润滑剂覆膜，因而比No.10寿命短。

〔第九实施方式〕

本发明也可应用于被装入滚动装置的金属制保持器。滚动装置之一例即滚动轴承包括：内圈(内侧构件)、外圈(外侧构件)、滚动自如地配设在内圈与外圈之间的多个滚动体、将该滚动体可滚动地支承在内圈与外圈之间的保持器。为了延长这样的滚动轴承的滚动疲劳寿命(随着滚动轴承的旋转运动，由于在滚动面上反复承受的剪切应力而导致滚动构件产生疲劳，直到在其表面的一部分发生剥离的总旋转数)，通常使用对应滚动轴承使用的环境的保持器。

例如，在要求高速旋转、自身润滑性、低摩擦特性、轻量、耐腐蚀性、低噪声等的环境下使用的滚动轴承中，通常使用4-6尼龙和6-6尼龙等树脂制的保持器，在被要求耐热性及耐用性的环境下使用的滚动轴承中，通常使用通过切削加工形成的切制保持器或通过冲压加工形成的冲压保持器等金属制保持器。

另外，已知滚动轴承的滚动疲劳寿命与其滚动面的润滑状态密切相关。即，滚动面的润滑状态良好与否，用滚动面的表面粗糙度与在滚动面形成的油膜厚度的比值即油膜参数Λ表示。该油膜参数Λ可用Λ＝h/σ式算出。该式中的符号h指EHL油膜厚度、σ指相接触的两面的粗糙度(二次方平均粗糙度)σ ₁、σ ₂的合成表面粗糙度

在此，随着油膜参数Λ的增大，不易产生表面的微小突起间的接触造成的表面起点型剥离，所以润滑状态良好。而随着油膜参数Λ的减小，容易由于表面的微小突起间的接触而发生表面起点型剥离，所以润滑状态不良。该结果，在滚动面容易发生剥离损伤和烧结，同时，在滚动体与保持器之间、内圈及外圈与保持器之间发生磨耗，容易发生保持器切断等不良情况，因而滚动疲劳寿命缩短。

作为在这样的润滑不良的环境下使用的轴承，例如，可列举：传动装置等使用的行星齿轮用轴承、空气调节器等使用的压缩机用轴承。

在行星齿轮用轴承中，为了使从行星齿轮(内侧构件)向行星轴(外侧构件)的力的传递能够平滑地进行，而使用斜齿轮，因此行星轴的运动轨迹为扭曲状。另外，该行星齿轮用轴承，在高于10000min^-1的高速旋转下使用。因此，对配置在行星齿轮与行星轴之间的滚针进行保持的保持器，由于扭力和离心力的作用与行星齿轮滑动接触且润滑状态不良，因而存在磨耗明显发生、最终导致轴承自身损坏的情况。

另外，近年来，随着CO₂排放量的限制，导致燃费上涨，从这一观点出发，在用于提高高速旋转时的旋转效率的润滑油的低粘度化的基础上，在行星齿轮用轴承中也要求高速旋转时的耐烧结性及耐用性。

在此，在高速旋转条件下使用的滚动轴承中，通常使用如上所述的树脂制保持器，但由于行星齿轮用轴承的使用温度为150℃以上的高温，若使用树脂制保持器则强度不够。因此，在行星齿轮用轴承中，不论是否在高速旋转下使用都多采用金属制保持器。

但是，在高速旋转时，为了提高耐烧结性及耐用性，若将行星齿轮用轴承的滚针多列化，同时设置连通轴端到轴承内部的轴孔，采用通过该轴孔进行给油的轴孔给油方式，则在润滑油不充足的情况下，有在金属制保持器的外周面发生磨耗的问题。

另一方面，在压缩机用轴承中，为了支承从空转时的低速旋转到加速时的高速旋转在宽幅旋转速度动作的驱动轴，从高速旋转到低速旋转、从无负荷状态到重负荷状态在宽幅条件下使用。该压缩机用轴承与上述的行星齿轮用轴承同样，由于使用树脂制保持器强度不够，故也多采用金属制保持器。

可是，使该压缩机用轴承在无负荷状态高速旋转时，由于振动大、润滑状态不良，存在保持器的外周面容易发生磨耗，进而，滚针从保持器的凹部拱出而保持器损坏的问题。

作为用于防止这样的磨耗的技术，如下所记的3个文献中记载的技术已提案。

在日本国特许公报第2548811号(以后记作文献10-1)中提出有如下方法：在具备一边承受轴向载荷一边滑动接触的滑动面的机械构件中，在滑动面上无规则地设置无数个独立的微小凹坑，该微小凹坑的平均面积设定为35～150μm²，微小凹坑的面积率为10～40％。

在日本国特许公报2002年第339083号(以后记作文献10-2)中提出有如下方法：在由金属、树脂、玻璃、陶瓷任一种组成的物质表面形成由含有平均粒子径约为1～20μm的二硫化钼约95重量％以上的二硫化钼抛射用材料构成的固体润滑剂覆膜。

在日本国特许公报2004年第60742号(以后记作文献10-3)中提出有如下方法：在螺纹轴、螺母、及滚针的至少任意一个的滑接面上形成使二硫化钼微粒子固着且厚度为0.5μm以下的固体润滑覆膜。

但是，近年来，随着装置的小型化，行星齿轮用轴承和压缩机用轴承被用于更高速旋转及更高温条件。因此，要求保持器在高速旋转下及高温下使用也不易发生磨耗、也可以延长滚动疲劳寿命。

但是，在上述的文献10-1记载的技术中，在使用低粘度的润滑油或润滑油量不足的情况下，在微小凹坑中不能充分保持润滑油，因而难以防止磨耗。

另外，在上述的文献10-2中，只限定了固体润滑覆膜的材料，对使磨耗难以发生的固体润滑覆膜的厚度及面积率没有提及。

再者，在上述的文献10-3记载的技术中，固体润滑覆膜的紧密贴合性低，考虑到固体润滑覆膜容易脱落。另外，随着轴承更高速旋转及高温化进展，存在厚度为0.5μm以下的固体润滑覆膜不能应付所述变化的情况。

为此，本发明是鉴于这样的事情而进行的发明，其目的在于，提供一种滚动装置用操持器，即使用于在高速旋转及高温条件下使用的滚动装置，也不易发生磨耗，从而能够延长滚动疲劳寿命。

为了解决上述问题，本发明提供一种保持器，所述保持器被用于滚动装置，所述滚动装置具备：在外面具有轨道面的内侧构件、具有与该内侧构件的轨道面相对的轨道面且配置在所述内侧构件的外侧的外侧构件、滚动自如地配置在所述两轨道面间的多个滚动体，在将所述滚动体保持在所述内侧构件与所述外侧构件之间的金属制保持器中，形成面积率75％以上的固体润滑覆膜。

由此，赋予金属保持器良好的润滑性，因而不易发生由于内侧构件及外侧构件相对滚动体滑动造成的磨耗。因此，即使用于在高速旋转及高温条件下使用的滚动装置，也能够延长滚动装置的滚动疲劳寿命。

另外，在本发明中，所谓滚动装置是指，例如滚动轴承、滚珠丝杠、线性导向装置。在此，当滚动装置为滚动轴承时，内侧构件及外侧构件是指内圈及外圈。另外，当滚动装置为滚珠丝杠时，内侧构件及外侧构件是指螺纹轴及螺母。再者，当滚动装置为线性导向装置时，内侧构件及外侧构件是指导轨及滑块。

另外，在本发明中，所谓金属保持器是指，用例如冷轧加工钢板(SPCC等)及低合金钢板(SCM435等)或对其实施渗碳或渗碳氮化等硬化热处理而得到的材料、或者黄铜等非铁材料形成的保持器，并可列举钻孔保持器或冲压保持器等。

另外，在本发明中，所谓形成固体润滑覆膜的保持器的表面，只要是包含容易发生磨耗的表面即可，不作特别限定。例如可列举：保持器的外周面、内周面及凹部的表面。

再有，在本发明中，作为固体润滑覆膜的原材料，只要是具有用作滚动装置用保持器的表面覆膜时所需的强度、并且与保持器的原材料即金属材料的紧密贴合性良好的材料即可，不作特别限定。例如可列举：：二硫化钼、二硫化钨、氮化硼、金属皂、氟树脂、尼龙、聚缩醛、聚烯烃、聚酯、聚乙烯、PTFE(聚四氟乙烯)、石墨、氟化钙、氟化钡、锡、锡合金及金属氧化物。

作为这样的固体润滑覆膜的形成方法，例如可列举：涂敷、烧固、喷镀、溅射、离子镀及喷丸硬化。尤其是考虑到提高形成固体润滑覆膜后的滚动零件的表面硬度，优选适用喷丸硬化法。

另外，在本发明的滚动装置用保持器中，所述润滑覆膜的厚度优选0.10μm以上、8.0μm以下。由此，既保持良好的润滑状态又可得到作为保持器而必要的强度，从而能够延长滚动疲劳寿命。在此，润滑覆膜的厚度低于0.10μm时，不能得到良好的润滑性。另一方面，润滑覆膜的厚度超过8.0μm时，得不到作为保持器而必要的强度。

在本发明的滚动装置用保持器中，在形成所述固体润滑覆膜的所述表面，优选形成深度为0.1μm以上、5.0μm以下的微小凹坑(凹陷)。由止此，在表面形成的微小凹坑被固体润滑覆膜充填，并将固体润滑覆膜紧密贴合在保持器的表面，能够进一步延长滚动疲劳寿命。在此，若微小凹坑低于0.1μm，得不到良好的紧密贴合性。而若超过5.0μm，则得到的效果饱和。

另外，在本发明中，作为在保持器的表面形成微小凹坑的方法，例如可列举：使用JIS R6001中规定的平均粒径45μm的钢球、碳化硅、二氧化硅、氧化铝、玻璃珠等弹丸材料的喷丸硬化法，及滚光法，这两种方法可单独或组合进行。

另外，在本发明的滚动装置用保持器中，优选用喷丸硬化法形成所述微小凹坑。由此，微小凹坑形成后的保持器的表面硬度提高，能够进一步延长滚动疲劳寿命。

根据这样的本发明的滚动装置用保持器，通过在其表面形成特定面积率的固体润滑覆膜，不易发生由内侧构件及外侧构件与滚动体滑接而造成的磨耗。因此，通过将本发明的滚动装置用保持器用于在高速旋转及高温条件下使用的滚动装置，能够延长滚动装置的滚动疲劳寿命。

具备这样的保持器的滚动装置，即使在高速旋转及高温条件下使用，也是长寿命。在该滚动装置中，也可以在保持器与内侧构件、外侧构件、滚动体接触的部分形成所述固体润滑覆膜。

即，在具备：外面具有轨道面的内侧构件、具有与该内侧构件的轨道面相对的轨道面且配置在所述内侧构件的外侧的外侧构件、滚动自如地配置在所述两轨道面间的多个滚动体、将所述滚动体保持在所述内侧构件与所述外侧构件之间的保持器的滚动装置中，所述内侧构件与所述保持器的接触面、所述外侧构件与所述保持器的接触面、所述保持器与所述内侧构件的接触面、所述保持器与所述外侧构件的接触面以及所述保持器与所述滚动体的接触面中至少一个，在面积率75％以上的部分被由固体润滑剂组成的固体润滑覆膜包覆。在此，以保持器导向面作为内侧构件、外侧构件与保持器的接触面。另外，以与所述保持器导向面接触的保持器的表面作为保持器与内侧构件、外侧构件的接触面。

以下，参照附图对第九实施方式进行说明。如图1所述，推力滚针轴承由内圈1、外圈2、滚动自如地配设在内圈轨道面1a及外圈轨道面2a之间的导轨滚针3、可滚动地保持滚针3的的保持器4构成。另外，该推力滚针轴承的轴承尺寸为内径40mm、外径70mm、宽5.5mm。

第一，用于推力滚针轴承的冷轧钢板一个钢种(SPCC)制的冲压保持器4按如下所述方法进行制作。

首先，在表14所述的“有”预处理的保持器4中，实施在其表面形成微小凹坑(凹陷)的预处理。

另外，在表14中表示为“有(喷丸)预处理”的保持器4，通过使用喷丸硬化装置，在喷射压力98～392kPa、喷射时间10～20分钟的条件下，以JIS R6001规定的平均粒径45μm的钢球作为弹丸材料进行喷射，从而在保持器4的各表面形成凹陷。

另外，在表14中表示为“有(喷丸)预处理”的保持器4，在进行使用混合了各种介质及添加剂且在表面形成大的凹险的粗加工后，进行调整平坦部的粗糙度的精加工，从而在保持器4的各表面形成凹陷。

其次，在保持器4的表面形成固体润滑覆膜。具体而言，通过使用喷丸硬化装置，在喷射压力98～392kPa、喷射时间10～20分钟的条件下喷射锡，从而在保持器4的各表面形成凹陷。凹陷的深度及面积率用与第一实施方式相同的方法进行测定。

第二，用于推力滚针轴承的内圈1、外圈2及滚针3按以下所述方法进行制作。首先，将高碳铬轴承钢两个钢种(SUJ2)加工成规定形状，在840℃的混合气体环境(RX气+浓缩气体+氨气)中进行3小时渗碳氮化后，进行油淬火及回火。而且，使内圈1、外圈2及滚针3的各表层部(从表面至深250μm的部分)的残留奥氏体量为15～40体积％，将所述表层部的硬度调整为HRC62～67(Hv746～900)。

使用这样得到的保持器4、内圈1、外圈2及滚针3装配成推力滚针轴承，并假定其在高速旋转及润滑不良的环境下使用，在以下所示的条件下进行寿命试验。该寿命试验用图3所示的推力型寿命试验机而进行。该寿命试验机的结构与在第一实施方式中所述的一样，因此省略其说明。

而且，该寿命试验通过进行使推力滚针轴承旋转，直到振动值为初始振动值的5倍、或者外圈的外径温度为150℃，将从试验开始到试验终止的时间作为寿命。另外，该寿命试验是在各个实施例中分别进行10次并算出其平均寿命。而且，作为与将比较例即No.23的寿命设定为1时的比值也一并表示在表14中。

另外，保持器No.23是在其表面上形成上述特许文献10-1中记载的凹陷的比较例，其设有凹陷的面的最大表面粗糙度(Ra)为1.0μm、表面粗糙度参数(SK值)为-2.0、凹陷的平均面积为80μm²、凹陷的面积率为25％。

这时，达到初始振动值的5倍而终止试验的推力滚针轴承，用实体显微镜确认有无损伤，在观察到损伤的情况下终止试验并将达到初始振动值的5倍的时间定为寿命，在未观察到损伤的情况下恢复试验。

另外，在外圈2的外径温度达到150℃而终止试验的推力滚针轴承中，若判断发生烧结的损伤则终止试验并将到外圈2的外径温度达到150℃的时间定为寿命。

〔寿命试验条件〕

载荷：额定动载荷的5％(P/C＝0.05)

旋转速度：12000min^-1

润滑油：石油VG10

周围温度：室温(约28℃)

轴承温度；在外圈的外径100～110℃

油膜参数Λ：0.1～0.5

〔表14〕

No.	保持器的构成				寿命试验结(比)	备注
							预处理	覆膜面积率(％)	平均覆膜厚度(μm)	凹陷的深度(μm)
	1	无	75	1.00							-	5.7	实施例
2					无	80	0.10	-	5.7
	3	无	85	2.00						-	5.7
4					无	90	0.40	-	5.7
	5	无	92	6.00						-	5.9
6					无	95	3.00	-	5.7
	7	无	96	1.50						-	5.3
8					无	100	8.00	-	5.2
	9	有(喷丸)	75	2.50						3.00	8.6
10					有(喷丸)	80	0.80	0.30	9.0
	11	有(喷丸)	85	0.50						0.50	10.0
12					有(喷丸)	90	3.50	0.80	10.0
	13	有(喷丸)	92	2.40						2.50	9.1
14					有(喷丸)	95	1.50	3.00	9.2
	15	有(喷丸)	95	0.20						4.80	8.8
16					有(喷丸)	100	1.50	2.00	8.1
	17	无	85	0.05						-	5.0
18					无	85	10.0	-	5.1

19	有(喷丸)	85	0.05	0.50	7.8
							20	有(喷丸)	80	10.0	0.30	5.0
21	有(喷丸)	85	0.50	0.05	7.5
							22	有(喷丸)	90	3.50	6.00	9.0
23	有(滚光)	-	-	0.30	1								比较例
						24	有(喷丸)	-	-	0.40	1.0
25	无	-	-	-	0.4
						26	无	72	0.10	-	2.4
27	无	65	2.40	-	1.5
						28	有(喷丸)	72	6.00	0.50	3.1
29	有(喷丸)	65	0.80	0.30	2.2

如表14所示，使用在表面形成面积率75％以上的润滑覆膜的No.1～No.22的保持器4的推力滚针轴承，与使用在表面未形成润滑覆膜的No.23～No.25的保持器4、润滑覆膜的面积率低于75％的No.26～No.29的保持器4的情况相比，滚动疲劳寿命长、是No.23的5.2倍以上。

尤其是，从No.1～No.6和No.7、No.8的结果及No.9～No.15和No.16的结果可知，通过使润滑覆膜的面积率为75％以上、95％以下，滚动疲劳寿命进一步延长。

另外，从No.3和No.17、No.18的结果、No.10、No.11和No.19、No.20的结果可知，通过使润滑覆膜的厚度为0.10μm以上、8.0μm以下，滚动疲劳寿命进一步延长。

再有，从No.1～No.8和No.9～No.16的结果、No.11、No.12和No.21、No.22的结果可知，通过由喷丸硬化法使凹陷的深度为0.10μm以上、5.0μm以下，滚动疲劳寿命进一步延长。究其原因认为：通过将凹陷深度在上述范围内，在保持器4的表面更加紧密贴合而形成润滑覆膜，同时，由喷丸硬化法使保持器4表面的硬度提高。

另外，利用得到的No.1～No.16和No.26～No.29的结果，作成表示润滑覆膜的面积率与寿命的关系的图31的图表。如图31所示，可知：使用在由喷丸硬化法调节凹陷的深度后形成润滑覆膜的保持器4的推力滚针轴承，比使用不进行预处理而形成润滑覆膜的保持器4的推力滚针轴承寿命更长。

从以上的结果可知，通过使用在表面以特定面积率形成润滑覆膜的保持器4，即使是在高速旋转下及润滑不良的环境下使用，也可以延长推力滚针轴承的滚动疲劳寿命。

另外，通过也对在保持器4的表面形成的润滑覆膜的厚度及凹陷的深度进行限定，可以进一步延长推力滚针轴承的滚动疲劳寿命。

另外，本实施方式对将本发明的滚动装置用保持器应用于滚动装置之一例即推力滚针轴承的情况进行了说明，但不限于此，本发明的滚动装置用保持器可适当地应用于：在由于润滑不良引起保持器磨耗问题的环境下使用的滚动装置。这样的滚动装置例如可列举：深沟球轴承、推力角接触球轴承、自动调心球轴承、推力球轴承等球轴承；圆柱滚子轴承、自动调心滚子轴承、推力滚子轴承等滚子轴承；滚珠丝杠、线性导向装置、直动式轴承等直动装置；螺旋管形无级变速器等滚动轴承机构。

产业上的可利用性

本发明的滚动装置可应用于工作机械等。

Claims (5)

1、一种滚动装置，其具备：外面具有轨道面的内侧构件、具有与该内侧构件的轨道相对的轨道面且配置在所述内侧构件外侧的外侧构件、在所述两轨道面间滚动自如地配置的多个滚动体，其特征在于，

所述内侧构件的轨道面、所述外侧构件的轨道面以及所述滚动体的滚动面中的至少一个被包覆面积率75％以上的、由固体润滑剂构成的润滑覆膜。

2、如权利要求1所述的滚动装置，其特征在于，所述润滑覆膜的厚度为0.05μm以上、8μm以下。

3、如权利要求1或2所述的滚动装置，其特征在于，在所述内侧构件的轨道面、所述外侧构件的轨道面以及所述滚动体的滚动面中至少被所述润滑覆膜包覆的部分，形成深度为0.1μm以上、5μm以下的凹陷。

4、如权利要求1～3中任一项所述的滚动装置，其特征在于，所述润滑覆膜的表面中心线平均粗糙度Ra为1μm以下。

5、如权利要求1～4中任一项所述的滚动装置，其特征在于，所述固体润滑剂为二硫化钼、锡、铜中的至少一种。

Images