JP2008286377A - Rolling bearing - Google Patents

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洋司 佐藤
Taemi Okuda
妙美 奥田
Masaki Egami
正樹 江上
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    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/46Cages for rollers or needles
    • F16C33/56Selection of substances
    • F16C33/565Coatings

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rolling bering free from separation of a coating film formed on a surface of a cage and elution of a metallic component, even in use in an environment contacting with lubricating oil including a sulfur-based additive. <P>SOLUTION: This rolling bearing 1 has a plurality of rolling elements 3 and the cage 2 holding these rolling elements 3, and is used in the environment contacting with the lubricating oil including the sulfur-based additive. The cage 2 is characterized in that a polyamide-imide resin coating film having an elongation percentage of 60-120% is formed on a surface part of the cage. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は転がり軸受、特に硫黄系添加剤を含有する潤滑油によって侵されない被膜を保持器の表面に形成した転がり軸受に関する。   The present invention relates to a rolling bearing, and more particularly to a rolling bearing in which a coating that is not affected by a lubricating oil containing a sulfur-based additive is formed on the surface of a cage.

2サイクルエンジンは、混合気の燃焼により直線往復運動を行なうピストンと、回転運動を出力するクランク軸と、ピストンとクランク軸とを連結し、直線往復運動を回転運動に変換するコンロッドとを有する。
コンロッドは、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。クランク軸は、コンロッドの大端部に、ピストンとコンロッドを連結するピストンピンは、コンロッドの小端部に、それぞれ係合穴に取り付けられたころ軸受を介して回転自在に支持されている。回転軸を支持するころ軸受は、複数のころと、複数のころを保持する保持器とからなる。
The two-cycle engine includes a piston that performs linear reciprocating motion by combustion of an air-fuel mixture, a crankshaft that outputs rotational motion, and a connecting rod that couples the piston and crankshaft to convert linear reciprocating motion into rotational motion.
The connecting rod is formed by providing a large end portion below the linear rod body and a small end portion above. The crankshaft is rotatably supported at the large end of the connecting rod, and the piston pin connecting the piston and the connecting rod is rotatably supported at the small end of the connecting rod through roller bearings attached to the engagement holes. The roller bearing that supports the rotating shaft includes a plurality of rollers and a cage that holds the plurality of rollers.

上記した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ろ軸受は、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。ここで、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。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。   The roller bearings that are attached to the engagement holes provided at the small and large ends of the connecting rod and support the piston pin and the crankshaft are subjected to a heavy load even though the projected area of the bearing is small. Needle roller bearings that can be used and have high rigidity are used. Here, the needle roller bearing includes a plurality of needle rollers and a cage that holds the plurality of needle rollers. The cage is provided with pockets for holding the needle rollers, and the interval between the needle rollers is held by a pillar portion located between the pockets. Needle roller bearings at the small and large ends of the connecting rod are positively attached to the small and large ends in order to reduce the load on the needle roller bearing due to the rotation and revolution of the needle rollers. It is used in the outer diameter guide in which the outer diameter surface of the cage is brought into contact with the inner diameter surface of the provided engagement hole.

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とが設けられ、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、上記針状ころ軸受は、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、上記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。   On the other hand, a general rolling bearing has an inner ring, an outer ring, a sealing material, and the like sealed inside, and a rolling element and a cage are provided inside the bearing, and grease is filled, and the rolling element and the cage are filled with the grease. Is always lubricated. On the other hand, the needle roller bearing does not have an inner ring, an outer ring, a sealing material, and the like, so the inside of the bearing is not sealed and grease cannot be filled inside the bearing. Therefore, when the needle roller bearing rotates, it is necessary to always supply lubricating oil to the sliding portion with a pump or the like.

上記ポンプ等は、上記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、上記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。
Since the pump or the like starts operating simultaneously with the rotation of the needle roller bearing, the lubricating oil has not yet spread over the entire needle roller bearing immediately after the rotation starts, and sufficient lubrication is not performed. For this reason, a large friction is generated between the cage and the needle roller, and the surface of the cage or needle roller is worn, or the cage outer diameter surface and the actual housing inner surface are worn. There is a risk of burning.
Therefore, in order to prevent wear and seizure immediately after the start of rotation of the needle roller bearing, there has been proposed a technique of previously forming a film having lubricity on the surface of the cage.

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)。この軟質金属被膜が保持器と針状ころの間の摩擦、および保持器外径面とハウジング内径面との摩擦を低減するので、潤滑が不十分な回転開始直後でも保持器や針状ころの焼き付きが防止でき、しかも、この軟質金属被膜が使用に伴い摩耗しても、その下地のDLC被膜が新たに露出し、そのDLC被膜が摩耗を阻止するとされている。   For example, a hard diamond-like carbon (hereinafter referred to as DLC) film is formed on the guide surface of a rolling element of a cage made of steel having a hardened layer formed on the surface by carburizing treatment by sputtering or the like. A method of forming a soft metal film such as is known (see Patent Document 1). This soft metal coating reduces the friction between the cage and the needle roller, and the friction between the cage outer diameter surface and the housing inner diameter surface. It is said that seizure can be prevented, and even if this soft metal film is worn with use, the underlying DLC film is newly exposed and the DLC film prevents wear.

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。さらに、銅めっき被膜も銀めっき被膜と同様に、保持器と針状ころとの間の摩擦を低減する作用を有するので、焼き付きを防止できるとされている。   A technique for directly forming the soft metal film on the surface of the cage by a plating method has also been proposed. For example, a method of forming a silver plating film of about 25 to 50 μm on the surface of low carbon steel is known (see Patent Document 2). This silver plating film reduces friction between the cage and needle rollers, and between the cage outer diameter surface and the housing, respectively. It can be prevented. Furthermore, since the copper plating film has the effect of reducing the friction between the cage and the needle rollers like the silver plating film, it is said that seizure can be prevented.

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。   However, in the method shown in Patent Document 1, the hard coating is exposed after the soft metal is worn away and the housing inner diameter portion slides on the hard coating. In this case, the cage is not worn, but there is a possibility that the inner diameter portion of the housing is worn by the hard coating on the surface of the cage. Moreover, since the carburizing process is performed on the cage from the viewpoint of manufacturing, the DLC film is formed by the sputtering apparatus, and the soft metal film is formed, the work process is complicated and requires a lot of man-hours. Moreover, since the sputtering apparatus is expensive and the production efficiency is not good, there is a problem that the processing using the apparatus is expensive.

また、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。
特開2005−147306号公報 特開2002−195266号公報
In the method shown in Patent Document 2, in a lubricating system containing a sulfur-based additive, a silver plating film formed on the surface of the cage is combined with a sulfur component contained in the lubricating oil to form silver sulfide. Silver covers the surface of the silver plating film. Since this silver sulfide is fragile compared to silver, the coating is peeled off or inferior in oil resistance, so the coating is dissolved by the lubricating oil. As a result, there is a problem that the friction between the outer diameter surface of the cage where the silver plating film has disappeared and the inner diameter surface of the housing increases, and seizure tends to occur. Similarly, the copper plating film also has a problem that copper sulfide is generated and the lubricity of the cage deteriorates due to peeling or dissolution of the film.
Japanese Patent Laying-Open No. 2005-147306 JP 2002-195266 A

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、硫黄系添加剤を含有する潤滑油に接触する環境下で使用されても、保持器の表面に形成した被膜の剥離や金属成分の溶出が生じにくい転がり軸受を提供することを目的とする。   The present invention has been made to cope with such problems, and even when used in an environment in contact with a lubricating oil containing a sulfur-based additive, peeling of a coating formed on the surface of the cage or metal An object of the present invention is to provide a rolling bearing in which elution of components hardly occurs.

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、硫黄系添加剤を含有する潤滑油に接触する環境下で使用される転がり軸受であって、上記保持器は、伸び率が 60 %〜 120 %であるポリアミドイミド樹脂被膜を上記潤滑油が接触する該保持器の表面部位に形成したことを特徴とする。   A rolling bearing according to the present invention is a rolling bearing that includes a plurality of rolling elements and a cage that holds the rolling elements, and is used in an environment in contact with a lubricating oil containing a sulfur-based additive. The cage is characterized in that a polyamide-imide resin film having an elongation of 60% to 120% is formed on the surface portion of the cage where the lubricating oil contacts.

上記保持器が鉄系金属材料の成形体であることを特徴とする。
また、上記転動体がころ形状であり、特に針状ころ形状であることを特徴とする。
The cage is a molded body of an iron-based metal material.
The rolling element has a roller shape, particularly a needle roller shape.

本発明の転がり軸受は、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大端部に設けられた係合穴に取り付けられ、上記保持器の外径面で案内されるころ軸受であることを特徴とする。   The rolling bearing of the present invention is attached to an engagement hole provided at a large end portion of a connecting rod that supports a crankshaft that outputs rotational motion and converts linear reciprocating motion into rotational motion, and has an outer diameter surface of the cage. It is a roller bearing guided by.

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、硫黄系添加剤を含有する潤滑油に接触する環境下で使用される転がり軸受であって、伸び率が 60 %〜120 %であるポリアミドイミド樹脂被膜を上記潤滑油が接触する保持器の表面部位に形成したので、被膜の剥離や潤滑油への被膜成分の溶出を抑えることができ、従来の金属めっきよりも長期間保持器の潤滑性を維持することができる。   A rolling bearing according to the present invention is a rolling bearing that includes a plurality of rolling elements and a cage that holds the rolling elements, and is used in an environment that comes into contact with a lubricating oil containing a sulfur-based additive. Since the polyamide-imide resin film having a rate of 60% to 120% is formed on the surface portion of the cage in contact with the lubricating oil, the peeling of the film and the elution of the film components into the lubricating oil can be suppressed. The lubricity of the cage can be maintained for a longer period than metal plating.

上記転動体がころ形状を有するので、高荷重の負荷を受けることができる。また、高剛性である針状ころ軸受を使用することにより、さらに高荷重の負荷を受けることができる。   Since the rolling element has a roller shape, it can receive a heavy load. Further, by using a highly rigid needle roller bearing, it is possible to receive a higher load.

本発明の転がり軸受は、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大端部に設けられた係合穴に取り付けられ、上記保持器の外径面で案内されるころ軸受であるので、上記ポリアミドイミド樹脂被膜が従来の金属めっきよりも長期間保持器の潤滑性を維持でき、保持器外径面や係合穴内径面の摩耗が防止され、装置全体の長寿命化を図ることができる。   The rolling bearing of the present invention is attached to an engagement hole provided at a large end portion of a connecting rod that supports a crankshaft that outputs rotational motion and converts linear reciprocating motion into rotational motion, and has an outer diameter surface of the cage. Since the above-mentioned polyamide-imide resin film can maintain the lubricity of the cage for a longer period than conventional metal plating, wear of the cage outer diameter surface and the engagement hole inner diameter surface is prevented, The lifetime of the entire apparatus can be extended.

硫黄成分を含む潤滑油と接触する環境下において溶出が生じにくい被膜を有する転がり軸受について鋭意検討の結果、密着性と耐熱性とに優れたポリアミドイミド樹脂被膜は硫黄成分を含む潤滑油に浸漬しても膨潤したり、溶解したりすることなく、そのため耐硫化性の低い金属であっても表面にポリアミドイミド樹脂被膜を形成することにより、潤滑油中への金属溶出が生じにくいことがわかった。本発明はこのような知見に基づくものである。   As a result of intensive studies on rolling bearings that have coatings that are unlikely to elute in an environment where they come into contact with lubricating oil containing sulfur components, polyamideimide resin coatings with excellent adhesion and heat resistance are immersed in lubricating oils containing sulfur components. Even if it is a metal with low sulfidation resistance, it has been found that by forming a polyamideimide resin film on the surface, metal elution into the lubricating oil is unlikely to occur. . The present invention is based on such knowledge.

本発明の転がり軸受の使用態様を図面に基づいて説明する。図1は本発明の転がり軸受として針状転がり軸受を使用した2サイクルエンジンの縦断面図である。図1に示すように2サイクルエンジンは、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の燃焼により直線往復運動を行なうピストン8と、回転運動を出力するクランク軸6と、ピストン8とクランク軸6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7とを有する。クランク軸6は、回転中心軸12を中心に回転し、バランスウェイト13によって回転のバランスをとっている。   The usage aspect of the rolling bearing of this invention is demonstrated based on drawing. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a two-cycle engine using a needle rolling bearing as the rolling bearing of the present invention. As shown in FIG. 1, the two-cycle engine has a piston 8 that performs linear reciprocating motion by combustion of an air-fuel mixture in which gasoline and lubricating oil that is engine oil are mixed, a crankshaft 6 that outputs rotational motion, and a piston 8. Connecting rod 7 and crankshaft 6 and connecting rod 7 for converting linear reciprocating motion into rotational motion. The crankshaft 6 rotates around the rotation center shaft 12 and balances rotation by a balance weight 13.

コンロッド7は、直線状棒体の下方に大端部15を、上方に小端部16を設けたものからなる。クランク軸6は、コンロッド7の大端部15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8とコンロッド7を連結するピストンピン14は、コンロッド7の小端部16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。
ガソリンと潤滑油とを混合した混合気は、吸気孔9からクランク室5へ送り込まれてから、ピストン8の上下動作に応じてシリンダ4の上方の燃焼室11へ導かれ燃焼される。燃焼された排気ガスは排気孔10から排出される。
The connecting rod 7 is formed by providing a large end 15 below the linear rod and a small end 16 above. The crankshaft 6 is rotatably supported via a needle roller bearing 1 a attached to the engagement hole of the large end 15 of the connecting rod 7. The piston pin 14 that connects the piston 8 and the connecting rod 7 is rotatably supported via a needle roller bearing 1 b that is attached to the engagement hole of the small end portion 16 of the connecting rod 7.
The air-fuel mixture obtained by mixing gasoline and lubricating oil is fed into the crank chamber 5 from the intake hole 9 and then guided to the combustion chamber 11 above the cylinder 4 and burned in accordance with the vertical movement of the piston 8. The burned exhaust gas is discharged from the exhaust hole 10.

図2は本発明の転がり軸受の一実施例である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。内輪および外輪は設けられず、直接に、保持器3の内径側にクランク軸6やピストンピン14等の軸が挿入され、保持器3の外径側がハウジングであるコンロッド7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。   FIG. 2 is a perspective view showing a needle roller bearing which is an embodiment of the rolling bearing of the present invention. As shown in FIG. 2, the needle roller bearing 1 includes a plurality of needle rollers 3 and a cage 2 that holds the needle rollers 3 at regular intervals or unequal intervals. The inner ring and the outer ring are not provided, and the shaft such as the crankshaft 6 and the piston pin 14 is directly inserted into the inner diameter side of the cage 3, and the outer diameter side of the cage 3 is fitted into the engagement hole of the connecting rod 7 as a housing. (See FIG. 1). Since the needle roller 3 having no inner and outer rings and having a smaller diameter than the length is used as a rolling element, the needle roller bearing 1 is more compact than a general rolling bearing having inner and outer rings. Become.

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ポリアミドイミド樹脂被膜が形成されている。樹脂被膜を形成する保持器の表面部位は潤滑油と接触する部位であり、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の全表面が好ましい。
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の表面またはコンロッド7の内径面にも同様の樹脂被膜を形成することができる。
The cage 2 is provided with pockets 2a for holding the needle rollers 3, and the intervals between the needle rollers 3 are held by the column portions 2b positioned between the pockets. A polyamideimide resin film, which will be described later, is formed on the surface portion of the cage 2. The surface portion of the cage that forms the resin film is a portion that contacts the lubricating oil, and the entire surface of the cage 2 including the surface of the pocket 2a that contacts the needle roller 3 is preferable.
In addition to the surface portion of the cage 2, a similar resin coating can be formed on the surface of the needle roller 3 that is a rolling element or the inner diameter surface of the connecting rod 7.

本発明の転がり軸受は、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適用可能である。潤滑油に接触する環境としては、例えば上記したように、転がり軸受が2サイクルエンジンまたは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等への注油等により接触する場合が挙げられる。   The rolling bearing of the present invention can be applied in an environment where it comes into contact with a lubricating oil containing a sulfur-based additive. As an environment in contact with the lubricating oil, for example, as described above, an air-fuel mixture in which a rolling bearing is attached to a connecting rod of a two-cycle engine or a four-cycle engine and gasoline and engine oil are mixed, or engine oil is used. And contact by lubrication or the like to the cage pocket portion of the rolling bearing.

硫黄系添加剤とは、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。
硫黄系化合物を含む添加剤が添加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。
硫黄系化合物としては、例えば、ジアルキルジチオリン酸亜鉛(以下、ZnDTPと記す)、ジアリルジチオリン酸亜鉛等のチオリン酸塩、硫化テルペン、フェノチアジン、メルカプトベンゾチアゾール、石油スルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリブテン−P25 反応生成物塩、有機スルホン酸のアンモニウム塩、アルカリ土類金属の有機スルホン酸塩、1-メルカプトステアリン酸等のメルカプト脂肪酸類あるいはその金属塩、2,5-ジメルカプト-1,3,4-チアジアゾール、2-メルカプトチアジアゾール等のチアゾール類、2-(デシルジチオ)-ベンズイミダゾール、2,5-ビス(ドデシルジチオ)-ベンズイミダゾール等のジスルフィド系化合物、ジラウリルチオプロピオネート等のチオカルボン酸エステル系化合物、二硫化ジベンジル、二硫化ジフェニル、硫化スパーム油などの硫化油脂、硫化オレフィン、硫化脂肪エステルなどの硫化エステル、ジベンジルジサルファイド、アルキルポリサルファイド、オレフィンポリサルファイド、ザンチックサルファイド等のサルファイド、カルシウムスルホネート、マグネシウムスルホネート、アルキルジチオリン酸アミン等を挙げることができる。
上記硫黄系化合物の中でコンロッド用のころ軸受に影響を与えやすい化合物はZnDTPである。
A sulfur-based additive is an additive containing a sulfur-based compound. Examples of the additive types include antioxidants, rust inhibitors, extreme pressure agents, detergent dispersants, metal deactivators, and antiwear agents. Can be mentioned.
Examples of the lubricating oil to which an additive containing a sulfur compound is added include mineral oil, synthetic oil, ester oil, ether oil and the like.
Examples of the sulfur compounds include thiophosphates such as zinc dialkyldithiophosphate (hereinafter referred to as ZnDTP), zinc diallyldithiophosphate, sulfurized terpene, phenothiazine, mercaptobenzothiazole, petroleum sulfonate, alkylbenzene sulfonate, polybutene. -P 2 S 5 reaction product salts, ammonium salts of organic sulfonic acids, alkaline earth metal organic sulfonate, mercapto fatty acids or metal salts thereof such as 1-mercapto stearate, 2,5-dimercapto-1, Thiazoles such as 3,4-thiadiazole, 2-mercaptothiadiazole, disulfide compounds such as 2- (decyldithio) -benzimidazole, 2,5-bis (dodecyldithio) -benzimidazole, dilauryl thiopropionate, etc. Thiocarboxylic acid ester compounds Sulfurized fats and oils such as dibenzyl disulfide, diphenyl disulfide, and sulphated sulfur oil, sulfurized esters such as sulfurized olefins and sulfurized fatty esters, dibenzyl disulfide, alkyl polysulfides, olefin polysulfides, sulfides such as xanthic sulfide, calcium sulfonate, magnesium sulfonate And alkyldithiophosphate amines.
Among the sulfur compounds, a compound that easily affects the roller bearing for connecting rods is ZnDTP.

本発明において「硫黄系添加剤を含有する潤滑油に接触する環境下において剥離または溶出が生じにくい」とは、例えば、3 mm×3 mm×20 mm の寸法(表面積 258 mm2 )を有するSCM415製基材片 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(PAO)油 2.2 g 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 200 ppm 以下であることをいう。 In the present invention, the phrase “hard to peel or dissolve in an environment in contact with a lubricating oil containing a sulfur-based additive” means, for example, SCM415 having a size of 3 mm × 3 mm × 20 mm (surface area 258 mm 2 ). When three test pieces having the above-mentioned film formed on a base material piece were immersed in poly-α-olefin (PAO) oil containing 1% by weight of ZnDTP at 150 ° C. for 200 hours, the test piece From the above, the amount of the coating component eluted in the lubricating oil is 200 ppm or less in the lubricating oil as measured by a fluorescent X-ray measuring device.

本発明において、金属表面に形成されるポリアミドイミド樹脂被膜は伸び率が 60 %〜120 %、好ましくは 70 %〜110 %である。
伸び率が 60 %未満であると基材との密着性に劣り剥離しやすくなり、硫黄系添加剤を含有する潤滑油に接触する環境下において金属基材の剥離または溶出が生じやすくなる。伸び率が120%をこえると耐熱性が低下したり潤滑油に膨潤しやすくなったりする。
In the present invention, the polyamideimide resin film formed on the metal surface has an elongation of 60% to 120%, preferably 70% to 110%.
If the elongation is less than 60%, the adhesiveness to the base material is poor and peeling easily occurs, and peeling or elution of the metal base material easily occurs in an environment in contact with a lubricating oil containing a sulfur-based additive. If the elongation exceeds 120%, the heat resistance is lowered or the lubricating oil tends to swell.

本発明においてポリアミドイミド樹脂被膜の伸び率は以下の方法で測定される。
ポリアミドイミド樹脂溶液を、アセトン脱脂後窒素ガスブローにより表面清浄化されたガラス基板上に塗布し、80 ℃で 30 分、その後 150 ℃で 10 分予備乾燥を行ない、最後にポリアミドイミド樹脂の分子構造に適した硬化温度で 30 分乾燥する。硬化塗膜をガラス基板より剥離して 80 ± 8 μm 厚さの樹脂フィルムを得て、このフィルムを 10 mm × 60 mm の短冊状の試験片とし、チャック間距離 20 mm 、引張速度 5 mm/分で室温にて引張試験機により伸び率(%)を測定する。
In the present invention, the elongation percentage of the polyamideimide resin film is measured by the following method.
The polyamide-imide resin solution is applied onto a glass substrate that has been degreased with acetone and then cleaned with nitrogen gas blow, pre-dried at 80 ° C for 30 minutes and then at 150 ° C for 10 minutes, and finally the molecular structure of the polyamide-imide resin is obtained. Dry for 30 minutes at a suitable curing temperature. The cured coating film is peeled off from the glass substrate to obtain a resin film with a thickness of 80 ± 8 μm. This film is made into a 10 mm × 60 mm strip test piece, the distance between chucks is 20 mm, the tensile speed is 5 mm / Elongation (%) is measured with a tensile tester at room temperature in minutes.

ポリアミドイミド樹脂は、高分子主鎖内にアミド結合とイミド結合とを有する樹脂であり、ポリカルボン酸またはその誘導体とジアミンまたはその誘導体との反応により得ることができる。
ポリカルボン酸としてはジカルボン酸、トリカルボン酸、およびテトラカルボン酸が挙げられ、ポリアミドイミド樹脂は、(1)ジカルボン酸およびトリカルボン酸とジアミンとの組み合わせ、(2)ジカルボン酸およびテトラカルボン酸とジアミンとの組み合わせ、(3)トリカルボン酸とジアミンとの組み合わせ、(4)トリカルボン酸およびテトラカルボン酸とジアミンとの組み合わせにより得られる。ポリカルボン酸とジアミンとはそれぞれ誘導体であってもよい。ポリカルボン酸の誘導体としては酸無水物、酸塩化物が挙げられ、ジアミンの誘導体としてはジイソシアネートが挙げられる。ジイソシアネートはイソシアネート基の経日変化を避けるために必要なブロック剤で安定化したものを使用してもよい。ブロック剤としては、アルコール、フェノール、オキシム等が挙げられる。
また、ポリカルボン酸とジアミンとはそれぞれ芳香族および脂肪族化合物を用いることができる。本発明に使用できるポリアミドイミド樹脂は伸び率を 60 %以上とするため、芳香族化合物に脂肪族化合物を併用することが好ましい。
また、エポキシ化合物で変性することができる。
The polyamide-imide resin is a resin having an amide bond and an imide bond in the polymer main chain, and can be obtained by reacting a polycarboxylic acid or a derivative thereof with a diamine or a derivative thereof.
Examples of polycarboxylic acids include dicarboxylic acids, tricarboxylic acids, and tetracarboxylic acids. Polyamideimide resins include (1) combinations of dicarboxylic acids and tricarboxylic acids and diamines, and (2) dicarboxylic acids and tetracarboxylic acids and diamines. (3) a combination of tricarboxylic acid and diamine, and (4) a combination of tricarboxylic acid or tetracarboxylic acid and diamine. Each of the polycarboxylic acid and the diamine may be a derivative. Examples of polycarboxylic acid derivatives include acid anhydrides and acid chlorides, and examples of diamine derivatives include diisocyanates. Diisocyanate may be used that has been stabilized with a blocking agent necessary to prevent the isocyanate group from changing over time. Examples of the blocking agent include alcohol, phenol and oxime.
Moreover, an aromatic and an aliphatic compound can be used for polycarboxylic acid and diamine, respectively. Since the polyamideimide resin that can be used in the present invention has an elongation of 60% or more, it is preferable to use an aliphatic compound in combination with an aromatic compound.
Further, it can be modified with an epoxy compound.

トリカルボン酸またはその誘導体の例としては、トリメリット酸無水物、2,2´,3−ビフェニルトリカルボン酸無水物、3,3´,4−ビフェニルトリカルボン酸無水物、3,3´,4−ベンゾフェノントリカルボン酸無水物、1,2,5−ナフタレントリカルボン酸無水物、2,3−ジカルボキシフェニルメチル安息香酸無水物等が挙げられ、これらは単独あるいは混合して用いられる。
量産化されており、工業的利用のしやすさからトリメリット酸無水物が好ましい。
Examples of tricarboxylic acid or derivatives thereof include trimellitic anhydride, 2,2 ′, 3-biphenyltricarboxylic anhydride, 3,3 ′, 4-biphenyltricarboxylic anhydride, 3,3 ′, 4-benzophenone Examples include tricarboxylic acid anhydride, 1,2,5-naphthalene tricarboxylic acid anhydride, 2,3-dicarboxyphenylmethylbenzoic acid anhydride, and these are used alone or in combination.
Trimellitic anhydride is preferred because it is mass-produced and is easy to use industrially.

テトラカルボン酸またはその誘導体の例としては、ピロメリット酸二無水物、3,3',4,4'−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5,6−ピリジンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、4,4'−スルホニルジフタル酸二無水物、m−タ−フェニル−3,3',4,4'−テトラカルボン酸二無水物、4,4'−オキシジフタル酸二無水物、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2,2−ビス(2,3−または3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(2,3−または3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス[4−(2,3−又は3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2,2−ビス[4−(2,3−または3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物、1,3−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ−[2,2,2]−オクト−7−エン−2:3:5:6−テトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。   Examples of tetracarboxylic acid or derivatives thereof include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid Dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5,6-pyridinetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, 4,4'-sulfonyldiphthalic dianhydride, m-terphenyl-3,3 ', 4,4'-tetracarboxylic acid Dianhydride, 4,4'-oxydiphthalic dianhydride, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2,2-bis (2,3- or 3,4-dicarboxyphenyl) propane Dianhydride, 2,2-bis (2,3- or , 4-Dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 2,2-bis [4- (2,3- or 3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] propane dianhydride, 1,1,1,3,3 , 3-Hexafluoro-2,2-bis [4- (2,3- or 3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] propane dianhydride, 1,3-bis (3,4-dicarboxyphenyl)- 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane dianhydride, butanetetracarboxylic dianhydride, bicyclo- [2,2,2] -oct-7-ene-2: 3: 5: 6-tetracarboxylic An acid dianhydride etc. are mentioned.

ジカルボンまたはその誘導体の例としては、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、スベリン酸、セバシン酸、デカン二酸、ドデカン二酸、ダイマー酸、イソフタル酸、テレフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、オキシジ安息香酸、ポリブタジエン系オリゴマーの両末端をカルボキシル基とした脂肪族ジカルボン酸(日本曹達(株)製Nisso−PB,Cシリーズ、宇部興産(株)製 Hycar−RLP,CTシリーズ、Thiokol社製 HC−polymerシリーズ、General Tire社製 Telagenシリーズ、Phillips Petroleum社製 Butaretzシリーズ等)、カーボネートジオール類(ダイセル化学(株)製の商品名PLACCEL、CD−205、205PL、205HL、210、210PL、210HL、220、220PL、220HL)の水酸基当量以上のカルボキシル当量となるジカルボン酸を反応させて得られるエステルジカルボン酸等が挙げられる。   Examples of dicarboxylic acids or derivatives thereof include succinic acid, glutaric acid, adipic acid, azelaic acid, suberic acid, sebacic acid, decanedioic acid, dodecanedioic acid, dimer acid, isophthalic acid, terephthalic acid, phthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid , Oxydibenzoic acid, aliphatic dicarboxylic acid having carboxyl groups at both ends of a polybutadiene oligomer (Nisso-PB, C series manufactured by Nippon Soda Co., Ltd., Hycar-RLP, CT series manufactured by Ube Industries, Ltd., manufactured by Thiokol Co., Ltd. HC-polymer series, General Tire's Telagen series, Phillips Petroleum's Butaretz series, etc.), carbonate diols (trade names PLACEL, CD-205, 205PL, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) 5HL, 210,210PL, 210HL, 220,220PL, hydroxyl equivalent or more carboxyl equivalent become dicarboxylic acid ester dicarboxylic acid obtained by reaction of 220HL) can be mentioned.

ジアミンまたはその誘導体の例として、ジイソシアネートとしては、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、4,4'−ジフェニルエーテルジイソシアネート、4,4'−[2,2−ビス(4−フ
ェノキシフェニル)プロパン]ジイソシアネート、ビフェニル−4,4'−ジイソシアネート、ビフェニル−3,3'−ジイソシアネート、ビフェニル−3,4'−ジイソシアネート、3,3'−ジメチルビフェニル−4,4'−ジイソシアネート、2,2'−ジメチルビフェニル−4,4'−ジイソシアネート、3,3'−ジエチルビフェニル−4,4'−ジイソシアネート、2,2'−ジエチルビフェニル−4,4'−ジイソシアネート、3,3'−ジメトキシビフェニル−4,4'−ジイソシアネート、2,2'−ジメトキシビフェニル−4,4'−ジイソシアネート、ナフタレン−1,5−ジイソシアネート、ナフタレン−2,6−ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4'−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、トランスシクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、水添m−キシリレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、カーボネートジオール類(ダイセル化学(株)製の商品名PLACCEL、CD−205、205PL、205HL、210、210PL、210HL、220、220PL、220HL)の水酸基当量以上のイソシアネート当量となるジイソシアネートを反応させて得られるウレタンジイソシアネート等のジイソシアネート類が挙げられる。
Examples of diamines or derivatives thereof include 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, 4,4'-diphenyl ether diisocyanate, 4,4 '-[2,2-bis (4- Phenoxyphenyl) propane] diisocyanate, biphenyl-4,4'-diisocyanate, biphenyl-3,3'-diisocyanate, biphenyl-3,4'-diisocyanate, 3,3'-dimethylbiphenyl-4,4'-diisocyanate, 2, 2,2′-dimethylbiphenyl-4,4′-diisocyanate, 3,3′-diethylbiphenyl-4,4′-diisocyanate, 2,2′-diethylbiphenyl-4,4′-diisocyanate, 3,3′-dimethoxy Biphenyl-4,4'-diisocyanate 2,2′-dimethoxybiphenyl-4,4′-diisocyanate, naphthalene-1,5-diisocyanate, naphthalene-2,6-diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, transcyclohexane-1,4-diisocyanate, hydrogenated m-xylylene diisocyanate, lysine diisocyanate, carbonate diols (trade names PLACEL, CD-205, 205PL manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) , 205HL, 210, 210PL, 210HL, 220, 220PL, 220HL), obtained by reacting diisocyanate having an isocyanate equivalent of a hydroxyl equivalent or higher Diisocyanate such as diisocyanate.

ジアミン類としては、ジメチルシロキサンの両末端にアミノ基が結合したシロキサンジアミン(シリコーンオイルX−22−161AS(アミン当量450)、X−22−161A(アミン当量840)、X−22−161B(アミン当量1500)、X−22−9409(アミン当量700)、X−22−1660B−3(アミン当量2200)(以上、信越化学工業社製、商品名)、BY16−853(アミン当量650)、BY16−853B(アミン当量2200)、(以上、東レダウコーニングシリコーン社製、商品名))、両末端アミノ化ポリエチレン、両末端アミノ化ポリプロピレン等の両末端アミノ化オリゴマーや両末端アミノ化ポリマー、オキシアルキレン基を有するジアミン(ジェファーミンDシリーズ、ジェファーミンEDシリーズ、ジェファーミンXTJ−511、ジェファーミンXTJ−512、いずれもサンテクノケミカル社商品名)等が挙げられる。   Examples of diamines include siloxane diamines (silicone oil X-22-161AS (amine equivalent 450), X-22-161A (amine equivalent 840), X-22-161B (amine) having amino groups bonded to both ends of dimethylsiloxane. Equivalent 1500), X-22-9409 (amine equivalent 700), X-22-1660B-3 (amine equivalent 2200) (above, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name), BY16-853 (amine equivalent 650), BY16 -853B (amine equivalent 2200) (above, manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., trade name)), both-terminal aminated oligomers such as both-terminal aminated polyethylene and both-terminal aminated polypropylene, both-terminal aminated polymer, oxyalkylene Diamines with groups (Jeffamine D series, Jeffamine ED series, Jeffamine XTJ-511, Jeffamine XTJ-512, both of San Techno Chemical Co., trade name), and the like.

ポリアミドイミド樹脂の製造方法は、米国特許第3625911号、特公昭50−33120号公報などの特許公報類に開示されている方法を採用できる。例えば芳香族トリカルボン酸無水物、脂肪族ジカルボン酸と、有機ジイソシアネートとを、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、フェノール、クレゾールまたはキシレノールなどの有機極性溶媒の中で、所定温度で所要時間反応させて得られる。
樹脂被膜の伸び率が 60 %〜120 %のポリアミドイミド樹脂の市販品としては、例えば日立化成社製:HPC7200−30(商品名)が挙げられる。
A method disclosed in patent publications such as US Pat. No. 3,625,911 and Japanese Patent Publication No. 50-33120 can be adopted as a method for producing the polyamide-imide resin. For example, aromatic tricarboxylic acid anhydride, aliphatic dicarboxylic acid, and organic diisocyanate are reacted at a predetermined temperature in an organic polar solvent such as dimethylacetamide, dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, phenol, cresol, or xylenol for a required time. Can be obtained.
As a commercial item of the polyamideimide resin whose elongation rate of the resin film is 60% to 120%, for example, Hitachi Chemical Co., Ltd .: HPC7200-30 (trade name) can be mentioned.

ポリアミドイミド樹脂被膜は、次の方法で形成させることができる。まず、基材となる鉄系金属製保持器を十分に洗浄し、表面の汚染を除去する。この洗浄方法としては、有機溶剤による浸漬洗浄、超音波洗浄、蒸気洗浄、酸・アルカリ洗浄等による方法が挙げられる。   The polyamideimide resin film can be formed by the following method. First, the ferrous metal cage used as a base material is sufficiently washed to remove surface contamination. Examples of the cleaning method include immersion cleaning with an organic solvent, ultrasonic cleaning, steam cleaning, acid / alkali cleaning, and the like.

次いで、スプレーコーティング法、ディップ(浸漬)コーティング法等によって、樹脂被膜を保持器表面に形成させる。好ましい被膜の厚さは、1μm〜100μm、より好ましくは 5μm〜50μm である。被膜の厚さが、1μm未満の場合では、耐久性が不十分であり、100μmをこえる場合、保持器の真円度が悪化する。   Next, a resin film is formed on the surface of the cage by a spray coating method, a dip coating method, or the like. The preferred coating thickness is 1 μm to 100 μm, more preferably 5 μm to 50 μm. When the thickness of the coating is less than 1 μm, the durability is insufficient, and when it exceeds 100 μm, the roundness of the cage deteriorates.

本発明の転がり軸受は、表面にポリアミドイミド樹脂被膜を後加工にて形成した保持器を用いることから、保持器本体としては軸受鋼、浸炭鋼、または機械構造用炭素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。   Since the rolling bearing of the present invention uses a cage having a polyamideimide resin film formed on the surface thereof by post-processing, bearing steel, carburized steel, or carbon steel for mechanical structure can be used as the cage body. Among these, it is preferable to use carburized steel having high heat resistance and rigidity capable of withstanding high loads. Examples of the carburized steel include SCM415.

本発明において転がり軸受に用いる転動体は、ころ形状を有するので、本発明の転がり軸受は上記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。   Since the rolling element used for the rolling bearing in the present invention has a roller shape, the rolling bearing of the present invention is attached to the engagement holes provided in the small end portion and the large end portion of the connecting rod, and the piston pin and the crankshaft are mounted. It can be supported and can receive a heavy load despite the small bearing projected area. In particular, a rolling bearing using a highly rigid needle roller as a rolling element can receive a higher load than a rolling bearing using a roller as a rolling element.

本発明の転がり軸受は、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大端部に設けられた係合穴に取り付けられ、上記被膜を有する保持器の外径面で案内されるころ軸受であるので、被膜の剥離や潤滑油への金属の溶出がほとんどなく、従来の金属めっきよりも長期間保持器の潤滑性を維持することができ、保持器外径面や係合穴内径面の摩耗が防止され、装置全体の長寿命化を図ることができる。
また、本発明の転がり軸受は、図1で示したように、直線往復運動を出力するピストンピンを支持し、直線往復運動を回転運動に変換するコンロッドの小端部に設けられた係合穴に取り付けることもできる。
The rolling bearing of the present invention supports a crankshaft that outputs rotational motion, and is attached to an engagement hole provided in a large end portion of a connecting rod that converts linear reciprocating motion into rotational motion. Because it is a roller bearing guided by the outer diameter surface, there is almost no peeling of the coating or elution of the metal into the lubricating oil, and the cage can maintain the lubricity for a longer period than conventional metal plating. Wear of the outer diameter surface and the engagement hole inner diameter surface is prevented, and the life of the entire apparatus can be extended.
Further, as shown in FIG. 1, the rolling bearing of the present invention supports a piston pin that outputs a linear reciprocating motion, and an engagement hole provided at a small end portion of a connecting rod that converts the linear reciprocating motion into a rotational motion. It can also be attached to.

実施例1
外径 40 mm ×内径 20 mm ×厚さ 10 mm (副曲率R 60 )のSUJ製リングの外周面にポリアミドイミド樹脂ワニスを塗布後、乾燥してポリアミドイミド樹脂被膜を 20 〜 30 μm の厚さで形成した。用いたポリアミドイミド樹脂ワニスは伸び率が 101 %あるHPC7200−30であり、塗膜形成条件は 80 ℃で 30 分、その後 150 ℃で 10 分予備乾燥を行ない、最後に 200 ℃で 30 分乾燥した。得られたリング状試験片を用いて以下に示す摺動試験を行なった。結果を表1に示す。
Example 1
Polyamideimide resin varnish is applied to the outer surface of SUJ ring with outer diameter 40 mm × inner diameter 20 mm × thickness 10 mm (sub-curvature R 60), and then dried to form a polyamideimide resin coating with a thickness of 20-30 μm. Formed with. The polyamide-imide resin varnish used was HPC7200-30 with an elongation of 101%. The conditions for forming the coating film were predrying at 80 ° C for 30 minutes, then 150 ° C for 10 minutes, and finally drying at 200 ° C for 30 minutes. . The sliding test shown below was performed using the obtained ring-shaped test piece. The results are shown in Table 1.

<摺動試験>
図3に示す摺動試験機(サバン型摩擦摩耗試験機)を用いた。図3(a)は正面図を、図3(b)は側面図をそれぞれ表す。
回転軸18にリング状試験片17を取り付け、アーム部19のエアスライダー21に鋼板20を固定する。リング状試験片17は所定の荷重22を図面上方から印加されながら鋼板20に回転接触すると共に潤滑油が含浸されたフェルトパッド24より潤滑油がリング状試験片17の外周面に供給される。リング状試験片17を回転させたときに発生する摩擦力はロードセル23により検出される。また、所定時間経過後、リング状試験片17の外周面に形成されたポリアミドイミド樹脂塗膜が剥離している部分の数を剥離点数として目視で測定した。
鋼板20はSCM415浸炭焼入れ焼戻し処理品(Hv 700 )を、潤滑油はモービルベロシティオイルNo.3(エクソンモービル社製:VG2)をそれぞれ用いた。荷重は 50 N 、滑り速度は 5 m /秒、試験時間は 30 分である。摩擦係数は試験終了前 10 分間の平均値として表した。
<Sliding test>
The sliding tester (Sabang type friction and wear tester) shown in FIG. 3 was used. 3A shows a front view, and FIG. 3B shows a side view.
The ring-shaped test piece 17 is attached to the rotating shaft 18, and the steel plate 20 is fixed to the air slider 21 of the arm portion 19. The ring-shaped test piece 17 is rotationally brought into contact with the steel plate 20 while a predetermined load 22 is applied from above in the drawing, and the lubricating oil is supplied to the outer peripheral surface of the ring-shaped test piece 17 from the felt pad 24 impregnated with the lubricating oil. The frictional force generated when the ring-shaped test piece 17 is rotated is detected by the load cell 23. Further, after a predetermined time elapsed, the number of portions where the polyamideimide resin coating film formed on the outer peripheral surface of the ring-shaped test piece 17 was peeled was visually measured as the number of peel points.
The steel plate 20 was an SCM415 carburized and tempered product (Hv 700), and the lubricating oil was Mobil Velocity Oil No. 3 (Exxon Mobil Corp .: VG2). The load is 50 N, the sliding speed is 5 m / s, and the test time is 30 minutes. The coefficient of friction was expressed as an average value for 10 minutes before the end of the test.

比較例1
ポリアミドイミド樹脂ワニスとして、伸び率が 14 %のHPC4250−30を用いた。リング状試験片への塗膜形成条件は 80 ℃で 30 分、その後 150 ℃で 10 分予備乾燥を行ない、最後に 180 ℃で 60 分乾燥してポリアミドイミド樹脂被膜を 20 〜 30 μm の厚さで形成した。このリング状試験片を用いる以外は実施例1と同様にして摺動試験を行なった。結果を表1に示す。
Comparative Example 1
As the polyamideimide resin varnish, HPC4250-30 having an elongation of 14% was used. The film formation conditions on the ring-shaped test piece were 80 ° C for 30 minutes, followed by predrying at 150 ° C for 10 minutes, and finally drying at 180 ° C for 60 minutes to form a polyamideimide resin film with a thickness of 20-30 μm. Formed with. A sliding test was conducted in the same manner as in Example 1 except that this ring-shaped test piece was used. The results are shown in Table 1.

比較例2
ポリアミドイミド樹脂ワニスとして、伸び率が 10 %のHPC9000−21を用いる以外は比較例1と同様の条件で被膜形成して同様の測定条件で摺動試験を行なった。結果を表1に示す。
Comparative Example 2
A film was formed under the same conditions as in Comparative Example 1 except that HPC9000-21 having an elongation of 10% was used as the polyamideimide resin varnish, and a sliding test was performed under the same measurement conditions. The results are shown in Table 1.

Figure 2008286377
伸び率が大きいポリアミドイミド樹脂被膜(実施例1)は剥離点数が少ない、すなわち摺動面の損傷が少ないため摩擦係数も小さくなっている。伸び率が小さいポリアミドイミド樹脂被膜(比較例1、2)は剥離点数が多く、摺動面が損傷し粗さが大きくなるため摩擦係数が実施例1よりも大きくなっている。
Figure 2008286377
The polyamideimide resin coating (Example 1) having a large elongation has a small number of peeling points, that is, a small friction coefficient because the sliding surface is less damaged. The polyamideimide resin coating film (Comparative Examples 1 and 2) having a small elongation rate has a large number of peeling points, and the sliding surface is damaged and the roughness is increased. Therefore, the friction coefficient is larger than that of Example 1.

実施例2
ポリアミドイミド樹脂被膜の化学的安定性を評価するために潤滑油浸漬試験を行なった。
3 mm×3 mm×20 mm の寸法(表面積 258 mm2 )を有するSCM415製基材片 3 個の全表面にポリアミドイミド樹脂( 90 体積%)にMoS2(10体積%)を配合した被膜を形成して試験片とした。ポリアミドイミド樹脂ワニスは実施例1で用いたHPC7200−30であり、塗膜形成条件は 80 ℃で 30 分、その後 150 ℃で 10 分予備乾燥を行ない、最後に 200 ℃で 30 分乾燥して 20 μm 厚さの被膜とした。なお、MoS2は被膜が溶出したときの検出元素として、ダイゾー社製ニチモリAパウダー(商品名)を添加した。この試験片を以下に示す潤滑油浸漬試験に供し、被膜成分が潤滑油中に溶出する量を測定した。結果を表2に示す。
Example 2
In order to evaluate the chemical stability of the polyamideimide resin coating, a lubricating oil immersion test was conducted.
A coating composed of polyamideimide resin (90% by volume) and MoS 2 (10% by volume) on the entire surface of three SCM415 substrate pieces having dimensions of 3 mm × 3 mm × 20 mm (surface area 258 mm 2 ). A test piece was formed. The polyamide-imide resin varnish is HPC7200-30 used in Example 1. The conditions for coating film formation were 80 ° C. for 30 minutes, followed by preliminary drying at 150 ° C. for 10 minutes, and finally drying at 200 ° C. for 30 minutes. The film was μm thick. As MoS 2 , Nichimori A powder (trade name) manufactured by Daizo Co., Ltd. was added as a detection element when the film was eluted. This test piece was subjected to the lubricating oil immersion test shown below, and the amount of the coating component eluted in the lubricating oil was measured. The results are shown in Table 2.

<潤滑油浸漬試験>
ZnDTP(LUBRIZOL社製:LUBRIZOL677A)を 1 重量%含有させたPAO油(三井化学社製:ルーカントHC−10) 2.2 g 中に試験片 3 個を 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を蛍光X線測定装置(リガク社製:Rigaku ZSX100e)を用いて測定する。
<Lubricating oil immersion test>
Test was conducted when 3 test pieces were immersed in 150 g of PAO oil (Mitsui Chemicals: Lucant HC-10) containing 1% by weight of ZnDTP (LUBRIZOL: LUBRIZOL677A) for 200 hours. The amount of coating component eluted from the piece into the lubricating oil is measured using a fluorescent X-ray measurement apparatus (Rigaku ZSX100e, manufactured by Rigaku Corporation).

比較例3
3 mm×3 mm×20 mm の寸法(表面積 258 mm2 )を有するSCM415製基材片 3 個に銅めっき処理を施し 30μm の銅被膜を形成して、試験片を得た。この試験片について実施例2と同様の測定を実施した。結果を表2に示す。
Comparative Example 3
Three SCM415 substrate pieces having dimensions of 3 mm × 3 mm × 20 mm (surface area 258 mm 2 ) were subjected to copper plating to form a 30 μm copper film, thereby obtaining test pieces. The test piece was subjected to the same measurement as in Example 2. The results are shown in Table 2.

比較例4
3 mm×3 mm×20 mm の寸法(表面積 258 mm2 )を有するSCM415製基材片 3 個に銅めっき処理を施し 5μm の銅被膜を下地被膜として形成した後、さらに銀めっき処理を施し 25μm の銀被膜を形成して、試験片を得た。この試験片について実施例2と同様の測定を実施した。結果を表2に示す。
Comparative Example 4
Three SCM415 substrate pieces with dimensions of 3 mm x 3 mm x 20 mm (surface area 258 mm 2 ) were subjected to copper plating treatment to form a 5 µm copper film as an undercoat, and then silver plating treatment to 25 µm A silver film was formed to obtain a test piece. The test piece was subjected to the same measurement as in Example 2. The results are shown in Table 2.

Figure 2008286377
伸び率が大きいポリアミドイミド樹脂被膜を用いることにより、金属の溶出量がなく化学的に安定した被膜が得られる。
表1および表2の結果から、伸び率が大きいポリアミドイミド樹脂被膜は耐剥離性を備えた被膜を得ることができ、保持器は潤滑性をより長期間維持することができる。
Figure 2008286377
By using a polyamide-imide resin film having a high elongation rate, a chemically stable film without a metal elution amount can be obtained.
From the results of Tables 1 and 2, a polyamideimide resin film having a high elongation can provide a film having peeling resistance, and the cage can maintain lubricity for a longer period.

本発明の転がり軸受は、保持器表面に伸び率が大きいポリアミドイミド樹脂被膜を設けたので、硫黄系添加剤を含有する潤滑油に接触する環境下において長期間保持器の潤滑性を維持することができ、この環境下で使用する転がり軸受として好適に利用できる。   The rolling bearing of the present invention is provided with a polyamideimide resin film having a high elongation rate on the cage surface, so that the lubricity of the cage can be maintained for a long time in an environment in contact with a lubricating oil containing a sulfur-based additive. And can be suitably used as a rolling bearing used in this environment.

本発明の転がり軸受を使用した2サイクルエンジンの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the 2-cycle engine which uses the rolling bearing of this invention. 本発明の転がり軸受の一実施例である針状ころ軸受を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the needle roller bearing which is one Example of the rolling bearing of this invention. 摺動試験機を示す図である。It is a figure which shows a sliding test machine.

符号の説明Explanation of symbols

1 針状ころ軸受(転がり軸受)
1a 針状ころ軸受
1b 針状ころ軸受
2 保持器
2a ポケット部
2b 柱部
3 針状ころ(転動体)
4 シリンダ
5 クランク室
6 クランク軸
7 コンロッド
8 ピストン
9 吸気孔
10 排気孔
11 燃焼室
12 回転中心軸
13 バランスウェイト
14 ピストンピン
15 大端部
16 小端部
17 リング状試験片
18 回転軸
19 アーム部
20 鋼板
21 エアスライダー
22 荷重
23 ロードセル
24 フェルトパッド
1 Needle roller bearings (rolling bearings)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a Needle roller bearing 1b Needle roller bearing 2 Cage 2a Pocket part 2b Column part 3 Needle roller (rolling element)
4 Cylinder 5 Crank chamber 6 Crankshaft 7 Connecting rod 8 Piston 9 Intake hole 10 Exhaust hole 11 Combustion chamber 12 Rotation center shaft 13 Balance weight 14 Piston pin 15 Large end portion 16 Small end portion 17 Ring-shaped test piece 18 Rotation shaft 19 Arm portion 20 Steel plate 21 Air slider 22 Load 23 Load cell 24 Felt pad

Claims (5)

複数の転動体と、この転動体を保持する保持器とを備え、硫黄系添加剤を含有する潤滑油に接触する環境下で使用される転がり軸受であって、
前記保持器は、伸び率が 60 %〜120 %であるポリアミドイミド樹脂被膜を前記潤滑油が接触する該保持器の表面部位に形成したことを特徴とする転がり軸受。
A rolling bearing comprising a plurality of rolling elements and a cage for holding the rolling elements, and used in an environment in contact with a lubricating oil containing a sulfur-based additive,
The rolling bearing is characterized in that a polyamide-imide resin film having an elongation rate of 60% to 120% is formed on a surface portion of the cage in contact with the lubricating oil.
前記保持器が鉄系金属材料の成形体であることを特徴とする請求項1記載の転がり軸受。   The rolling bearing according to claim 1, wherein the cage is a molded body of an iron-based metal material. 前記転動体がころ形状を有することを特徴とする請求項1または請求項2記載の転がり軸受。   The rolling bearing according to claim 1, wherein the rolling element has a roller shape. 前記ころ形状が針状ころ形状であることを特徴とする請求項3記載の転がり軸受。   The rolling bearing according to claim 3, wherein the roller shape is a needle roller shape. 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大端部に設けられた係合穴に取り付けられ、前記保持器の外径面で案内されるころ軸受であることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項記載の転がり軸受。   The rolling bearing is attached to an engagement hole provided at a large end of a connecting rod that supports a crankshaft that outputs rotational motion and converts linear reciprocating motion into rotational motion, and is guided by an outer diameter surface of the cage. The rolling bearing according to any one of claims 1 to 4, wherein the roller bearing is a roller bearing.
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