JP2010518799A - 軸受 - Google Patents

Abstract

例えば針状ころ軸受の、軸受構造は、８０〜１３０の範囲内のロックウェル硬さ（Ｍスケール）を有する第１の高分子材料を含む組成物により一部が画定された外面を有する。好ましい材料は、ポリアリールエーテルケトン、例えばポリエーテルエーテルケトンである。

Description

本発明は、軸受、より詳細にはころ軸受に関する。ただし、これに限定されるものではない。

ころ軸受はクランクシャフト／コネクティングロッド機構において広く用いられている。例として図１を参照すると、オートバイ、芝刈り機などの内燃機関内の従来のころ軸受１０の使用が例示されている。軸受はコネクティングロッド２０の一方の端部の孔２１とクランクピン４０との接合部に位置する。軸受１０は円形の円盤２個からなるクランクシャフト３０に偏心的に設置されている。クランクシャフト３０は２つの側面それぞれに心棒３１を有する。ころ軸受１０は転動要素１２と保持器１１とを有する。孔２１はころ軸受１０のための外軌道２２として働く内面を有する。クランクピン４０はころ軸受１０のための内軌道として働く。

図２〜５を参照すると、ころ軸受１０は、金属で形成された環状保持器１１と、転動要素１２と、を含む。一般に用いられる保持器１１は、外面１３内に凹部１４を含む一体型保持器１１（図２参照）；または平坦な外面１３を含む一体型保持器１１（図３参照）；または外面１３に凹部を含む分割型保持器１１（２個の半円部分からなる）（図４参照）；または平坦な外面１３を含む分割型保持器１１（図５参照）の形態であってもよい。

クランクシャフト／コネクティングロッド機構のためのころ軸受１０は、コネクティングロッド２０とクランクピン４０との接合部に位置するため、クランクシャフト３０が回転すると、ころ軸受１０が駆動して２つの型の運動：第１は中心であるクランクピン４０の周りのスピン；第２はクランクピン４０に関連した運動による、クランクシャフト３０の心棒３１の周りの回転、が実施される。

ころ軸受１０はクランクシャフト３０の心棒３１に関して偏心的であるため、第２の運動がころ軸受１０上に遠心力を発生させる。結果として、保持器１１が軸受の外軌道２２としても働く孔２１の内面を常に摩擦する。摩擦は外軌道２２上にて摩耗を起こす。摩耗を低減するために、従来の方法では保持器１１の外面１３上に銅層をまたは銅層上の銀層を電気めっきしていた。そのような手法により、より柔らかい銅／銀層を消費させて外軌道２２上の摩耗を遅らせていた。

しかしながら、銅層または銅層上の銀層を電気めっきする方法は高価である。その上、電気めっき方法は水素脆化（ＨＥ）問題を発生させ、軸受が運転している間、保持器１１が破損を起こす可能性がある。

本発明の目的は上記した問題に取り組むことである。

本発明の第１の態様によれば、軸受の可動性要素を支持する軸受構造が提供され、その構造は８０〜１３０の範囲内のロックウェル硬さ（Ｒｏｃｋｗｅｌｌ ｈａｒｄｎｅｓｓ）（Ｍスケール）を有する第１の高分子材料を含む組成物により少なくとも一部が画定された外面を有する。

前記組成物が８０〜１３０の範囲内のロックウェル硬さ（Ｍスケール）を有していてもよい。
前記第１の高分子材料（および選択的に前記組成物）は１２０未満、好ましくは１１０未満、より好ましくは１０５未満のロックウェル硬さ（Ｍスケール）を有していてもよい。適切には前記硬さは、９０〜１０５の範囲内である。

前記第１の高分子材料はポリアミド、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアセタール、ポリエステル（例えば、ポリテレフタル酸エチレンまたはポリテレフタル酸ブチレン）、ポリカーボネート、硫化ポリフェニレン、または
（ａ）フェニル部分；
（ｂ）ケトンおよび／またはスルホン部分；ならびに
（ｃ）エーテル部分；
を含む型の高分子材料から選択されてもよい。

前記第１の高分子材料は２６０℃未満、例えば２２０℃未満または２００℃未満のＴｇを有していてもよい。幾つかの例において、Ｔｇは１９０℃、１８０℃または１７０℃未満であってもよい。

前記第１の高分子材料は適切には少なくとも０．０６ｋＮｓｍ^−２の溶融粘度（ＭＶ）を有し、好ましくは少なくともの０．０８ｋＮｓｍ^−２、より好ましくは少なくともの０．０９ｋＮｓｍ^−２のＭＶを有する。

ＭＶは適切にはタングステンカーバイドダイ０．５×３．１７５ｍｍを用いてせん断速度１０００ｓ^−１で、４００℃で操作する毛細管レオメトリーを利用して測定する。
前記第１の高分子材料は１．００ｋＮｓｍ^−２未満、好ましくは０．５ｋＮｓｍ^−２未満、より好ましくは０．３８ｋＮｓｍ^−２未満、特に０．２５ｋＮｓｍ^−２未満のＭＶを有していてもよい。

前記第１の高分子材料はＡＳＴＭ Ｄ７９０による測定で、少なくとも４０ＭＰａ、好ましくは少なくとも６０ＭＰａ、より好ましくは少なくとも８０ＭＰａの引張り強さを有していてもよい。引張り強さは好ましくは８０〜１１０ＭＰａの範囲内、より好ましくは８０〜１００ＭＰａの範囲内である。

前記第１の高分子材料はＡＳＴＭ Ｄ７９０による測定で、少なくとも１４５ＭＰａの曲げ強さを有していてもよい。曲げ強さは好ましくは１４５〜１８０ＭＰａの範囲内、より好ましくは１４５〜１６５ＭＰａの範囲内である。

前記第１の高分子材料はＡＳＴＭ Ｄ７９０による測定で、少なくとも２ＧＰａ、好ましくは少なくとも３ＧＰａ、より好ましくは少なくとも３．５ＧＰａの曲げ弾性率を有していてもよい。曲げ弾性率は好ましくは３．５〜４．５ＧＰａの範囲内、より好ましくは３．５〜４．１ＧＰａの範囲内である。

前記第１の高分子材料はＡＳＴＭ Ｄ７９０による測定で、少なくとも２０ＭＰａ、好ましくは少なくとも６０ＭＰａ、より好ましくは少なくとも８０ＭＰａの引張り強さを有していてもよい。引張り強さは好ましくは８０〜１１０ＭＰａの範囲内、より好ましくは８０〜１００ＭＰａの範囲内である。

前記第１の高分子材料はＡＳＴＭ Ｄ７９０による測定で、少なくとも５０ＭＰａ、好ましくは少なくとも１００ＭＰａ、より好ましくは少なくとも１４５ＭＰａの曲げ強さを有していてもよい。曲げ強さは好ましくは１４５〜１８０ＭＰａの範囲内、より好ましくは１４５〜１６４ＭＰａの範囲内である。

前記第１の高分子材料はＡＳＴＭ Ｄ７９０による測定で、少なくとも１ＧＰａ、適切には少なくとも２ＧＰａ、好ましくは少なくとも３ＧＰａ、より好ましくは少なくとも３．５ＧＰａの曲げ弾性率を有していてもよい。曲げ弾性率は好ましくは３．５〜４．５ＧＰａの範囲内、より好ましくは３．５〜４．１ＧＰａの範囲内である。

前記第１の高分子材料は、一般式

で示される反復単位を有するホモポリマー；
または一般式

で示される反復単位を有するホモポリマー；
またはＩＶもしくはＶの単位を含む（好ましくは少なくとも２種の異なるＩＶおよび／またはＶの単位を含む）ランダムもしくはブロックコポリマー
（式中、Ｂは０または１を表し、Ｄは０または１を表し、Ｅ’は酸素原子または直接結合を表し、ｍは０または１を表し、ｗ、ｒ、ｓ、ｚ、ｔおよびｖは独立して０または１を表し、かつＡｒはフェニル部分１個以上を介して隣接する部分に結合する以下の部分：

の１個以上から選択される）
であってもよい。

本明細書において他に断りがなければ、フェニル部分は、適切には、結合した部分への１，４−結合を有する。
（ｉ）において、中央のフェニルは１，４−または１，３−置換されていてもよい。それは、好ましくは１，４−置換されている。

好ましくはＡｒはフェニル部分から延びた結合１個以上を介して隣接する部分に結合した以下の部分１個以上から選択される。

（ｖｉｉ）において、中央のフェニルは１，４−または１，３−置換されていてもよい。それは、好ましくは１，４−置換されている。

好ましい第一の高分子材料は以下の表に詳細に記載された置換基を有する式ＩＶまたはＶで示されるホモポリマーまたはコポリマー（好ましくはホモポリマー）であってもよい。

前記第１の高分子材料は非晶質または半結晶であってもよい。

前記第１の高分子材料は好ましくは半結晶である。高分子における結晶化度のレベルおよび程度は、好ましくは、例えばブランデルおよびオズボーン（Ｂｌｕｎｄｅｌｌ ａｎｄ Ｏｓｂｏｒｎ）（ポリマー、第２４巻、第９５３頁、１９８３年）により記載されたとおり、広角Ｘ線回折（広角Ｘ線散乱またはＷＡＸＳとも呼ばれる）により測定される。あるいは結晶化度は示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により評価してもよい。

前記第１の高分子材料における結晶化度のレベルは少なくとも１％、適切には少なくとも３％、好ましくは少なくとも５％、より好ましくは少なくとも１０％であってもよい。
特に好ましい実施形態において、結晶化度は３０％を超えていても、より好ましくは４０％を超えていても、特に４５％を超えていてもよい。

前記第１の高分子材料（結晶の場合）の溶融吸熱（Ｔｍ）の主なピークは少なくとも３００℃であってもよい。
前記第１の高分子材料は、好ましくは式（ＸＸ）：

（式中、ｔ１およびｗ１は独立して０または１を表し、ｖ１は０、１または２を表す）
で示される反復単位を含み、より好ましくは主にその反復単位から構成される。好ましい高分子材料はｔ１＝１、ｖ１＝０およびｗ１＝０；ｔ１＝０、ｖ１＝０およびｗ１＝０；ｔ１＝０、ｗ１＝１およびｖ１＝２；またはｔ１＝０、ｖ１＝１およびｗ１＝０である前記反復単位を有する。より好ましいものは、ｔ１＝１、ｖ１＝０およびｗ１＝０；またはｔ１＝０、ｖ１＝０およびｗ１＝０を有する。最も好ましいものはｔ１＝１、ｖ１＝０およびｗ１＝０を有する。

好ましい実施形態において、前記第１の高分子材料はポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン、ポリエーテルエーテルケトンケトンおよびポリエーテルケトンケトンから選択される。より好ましい実施形態において、前記高分子材料はポリエーテルケトンおよびポリエーテルエーテルケトンから選択される。特に好ましい実施形態において、前記高分子材料はポリエーテルエーテルケトンである。

前記第１の高分子材料は、前記組成物において、熱可塑性ポリマーの総量の少なくとも６０重量％、適切には少なくとも７０重量％、好ましくは少なくとも８０重量％、より好ましくは少なくとも９０重量％、特に少なくとも９５重量％で組成されてもよい。好ましくは前記組成物中の唯一の熱可塑性ポリマーは、実質的に前記第１の高分子材料である。

適切には前記組成物は前記第１の高分子材料、特に好ましくは先に参照された式（ＸＸ）で示される高分子を、少なくとも８０重量％、好ましくは少なくとも９０重量％、より好ましくは少なくとも９５重量％、特に少なくとも９９重量％含む。

前記第１の高分子材料は好ましくは
（ａ）フェニル部分；
（ｂ）ケトンおよび／またはスルホン部分；ならびに
（ｃ）エーテル部分
を含む型である。

前記軸受構造は好ましくは前記組成物により画定された層が設けられた基板を含む。前記基板は好ましくは前記層の前記組成物と異なる材料を含む。前記基板は、金属、例えばスチールを含んでいてもよく（例えば、少なくとも７０重量％、８０重量％、または９０重量％が含まれ）、例えば本質的に同スチールから構成される。

例えば、前記層は基板上にコーティング層を含んでいてもよく、ここで前記コーティング層は適切には記載された前記組成物から本質的に構成される。
前記組成物により画定された層は少なくとも１．０ｍｇ／ｃｍ^２、好ましくは少なくとも１．２ｍｇ／ｃｍ^２のコーティング重量を有していてもよい。コーティング重量は２０ｍｇ／ｃｍ^２未満であってもよい。

層は、前記層の単位ｃｍ^２当り、前記第１の高分子材料を少なくとも１．０ｍｇ、好ましくは少なくとも１．２ｍｇ含んでいてもよい。層は、前記層の単位ｃｍ^２当り、前記第１の高分子材料を２０ｍｇ未満含んでいてもよい。

前記層は１μｍ、適切には少なくとも５μｍ、好ましくは少なくとも８μｍの最小厚さ（範囲全体で測定された）を有していてもよい。
前記層は１５０μｍ未満、好ましくは１００μｍ未満、より好ましくは５０μｍ未満、特に２５μｍ未満の最大厚さ（範囲全体で測定された）を有していてもよい。

前記層は範囲全体にわたって測定された平均厚さが１０〜１５０μｍの範囲を有していてもよい。
前記最小／最大厚さは、シーン・インスツルメンツ社（Ｓｈｅｅｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｌｔｄ）のシーン・エコ・テスト・プラス・ＢＦＮ・コーティング・シックネス・ゲージ・タイプ１２１−１７−００（Ｓｈｅｅｎ Ｅｃｏ Ｔｅｓｔ Ｐｌｕｓ ＢＦＮ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｇａｕｇｅ Ｔｙｐｅ １２１−１７−００）を用いて測定してもよい。

前記層は少なくとも１ｍｇ、好ましくは少なくとも５ｍｇ、より好ましくは少なくとも１０ｍｇの総重量を有していてもよい。
前記層は前記第１の高分子材料を少なくとも１ｍｇ、好ましくは少なくとも１０ｍｇ、特に少なくとも１ｇ含んでいてもよい。

軸受構造は前記第１の高分子材料を少なくとも１０ｍｇ、好ましくは少なくとも５００ｍｇ、特に少なくとも１ｇ含んでいてもよい。
前記外面を画定する前記組成物は前記第１の高分子材料を、５０重量％を超えて、７５重量％を超えて、９０重量％を超えて、９５重量％を超えて、９８重量％を超えて含んでいてもよい。

前記第１の高分子材料に加えて前記組成物中に材料を含むことにより、前記外面の特性を調整してもよい。
前記組成物は第２の高分子材料を含んでいてもよい。前記第２の高分子材料はフルオロカーボン樹脂または
（ａ）フェニル部分；
（ｂ）ケトンおよび／またはスルホン部分；ならびに
（ｃ）エーテル部分；
を含む上記の高分子材料から選択されてもよい。

前記第２の高分子材料がフルオロカーボン樹脂を含む場合、前記樹脂はペルフルオロアルコキシテトラフルオロエチレン（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）またはテトラフルオロエチレンヘキサフルオロプロピレンコポリマー樹脂（ＦＥＰ）を含んでいてもよい。

ペルフルオロアルコキシポリマー（本明細書においてＰＦＡと呼ばれる）は以下の一般式：

（式中、Ｒｆは、フルオロアルキル基である（そのため−Ｏ−Ｒｆは、ペルフルオロアルコキシ基である））
により表されてもよい。

テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレンコポリマー（本明細書においてＦＥＰと呼ばれる）は以下の一般式：

により表されてもよい。

市販のＦＥＰのうち、１８〜２５重量％のヘキサフルオロプロピレン含量を有するそれらのコポリマーが好ましく用いられる。
前記組成物は充填材手段を含んでいてもよい。前記充填材手段は粒子状物質であってもよく、そして／またはナノ繊維、ナノチューブまたは他のナノフィラーを含んでいてもよい。充填材の例としては、ガラス粒子、セラミック粒子、金属粒子、鉱物粒子および顔料が挙げられる。具体的な例としては、ガラスビーズまたはミクロスフェア、シリカ粒子、カーボンブラック、二酸化チタン粒子、チタン酸バリウム粒子、二硫化モリブデンおよびマイカが挙げられる。

前記組成物が主に前記第１の高分子材料で構成されていない場合、それは好ましくは前記フルオロカーボン樹脂（特にＰＴＦＥ）、グラファイトおよび／または二硫化モリブデンを含む。前記組成物は、顔料、例えばカーボンブラックを含んでいてもよい。

前記組成物中の前記第２の高分子材料および充填材手段の量の合計は、０〜５０重量％、好ましくは０〜２５重量％、より好ましくは０〜１０重量％、特に０〜５重量％の範囲内であってもよい。

前記組成物は好ましくは前記第１の高分子材料（特にポリエーテルエーテルケトン）を６０〜１００重量％、記載された前記第２の高分子材料を０〜４０重量％、および記載された充填材手段を０〜１０重量％含む。前記組成物は好ましくは前記第１の高分子材料（特にポリエーテルエーテルケトン）を少なくとも７０重量％含み、前記第２の高分子材料と充填材手段の量の合計が、０〜３０重量％の範囲内である。好ましくは前記第２の高分子材料および充填材手段は、フルオロポリマー（特にＰＴＦＥ）、グラファイトおよび二硫化モリブデンから選択される。

特に好ましい実施形態において、前記組成物はポリエーテルエーテルケトンを少なくとも９０重量％含む。該組成物は主にポリエーテルエーテルケトンと、所望の色の組成物を提供するレベルの顔料（例えば、カーボンブラック）とで構成されていてもよい。

前記軸受構造は、好ましくは前記第１の部分と係合するように配置されることで、例えば前記第１の部分の開口部（例えば円形開口部）内に（例えばコネクションロッドの例えば内軌道内に）適合する。第１の部分は好ましくは構造に関して回転運動するように搭載されて配置されている。前記構造は好ましくは第２の部分に係合するように配置されており、例えば第２の部分が前記軸受構造内の開口部（円形断面を有していてもよい）に適合する。第２の部分は構造に関して回転運動するように搭載されて配置されていてもよく、クランクピンなどのピンを含んでいてもよい。適切には前記第１および第２の部分は、記載されたとおり搭載された時に、使用時に互いに独立して運動するように配置される。

前記構造の前記外面は好ましくは外側に面している。それは好ましくは表面を含み、それが別の部分、例えば先に記載された前記第１の部分（提供された場合）に接触してもよい（ゆえに、その結果として摩耗を生じてもよい、そして／または摩耗を受け易くてもよい）。

前記構造は好ましくは実質的に環状である。前記外面は好ましくは放射状に外側に面している。前記外面は好ましくは構造の回転軸の周囲（好ましくは実質的に３６０°周囲）に延在する。

前記外面は軸受の可動性要素に適応するように配置されていてもよい。例えば、それは回転可能な可動性要素に適応するように配置されていてもよい。そのような可動性要素は、前記外面が延在する構造の回転軸に実質的に平行に延在する回転軸を有していてもよい。前記外面は前述の可動性要素に適合する長尺状スロットを含んでいてもよい。

外面は前記長尺状スロットの各端部に領域（適切には構造の回転軸の周囲で延在する領域）を含んでいてもよい。その領域は前記スロットの端部でランドを画定してもよい。前記領域は、別の部分、例えば先に記載された前記第１の部分（提供されている場合）と接触しても（それゆえ、結果として摩耗を生じても、そして／または摩耗を受け易くなっても）よい。前記領域の外面は好ましくは前記組成物により画定される（より好ましくは前記組成物のコーティングを含む）。

一実施形態において（本明細書の以後の図３および４に表される）、各端部の前記領域は可動性要素に適合するように配置されたスロットのみが介在した滑らかな外面の一部であってもよい。別の実施形態において（本明細書の以後の図２および４に表される）、各端部の前記領域は外面の凹部から離れていてもよい。

好ましい実施形態において、実質的には軸受構造の外面全体が前記組成物により画定される（例えば、前記組成物のコーティングを設けられている）。
前記軸受構造は、記載されたとおり放射状に外側に面する外面と、適切には前記外面に対して反対方向に面した内面と、適切には前記外面を横断する方向、例えば構造の回転軸の方向に面した各側面と、を含んでいてもよい。好ましくは前記放射状に外側に面した外面には前記組成物のコーティングが設けられているため、好ましくは実質的には外面全体が前記組成物により画定される。好ましくは、付随的に、前記内面には、前記組成物のコーティングが設けられているため、好ましくは実質的には内面全体が、前記組成物により画定される。好ましくは前記各側面には、前記組成物のコーティングが設けられているため、好ましくは実質的には側面全体が、前記組成物により画定される。好ましくは実質的には前記軸受構造の全体が前記組成物により画定され、例えば前記組成物のコーティングが設けられている。

一実施形態において、前記軸受構造は継ぎ目のない環状構造を含んでいてもよい（記載された図３および５と同様）。別の実施形態において、前記構造は中断された環状構造（例えば、分割環）を含んでいてもよい（図２および４と同様）。

前記軸受構造は好ましくはころ軸受のための保持器である。保持器は転動要素に適応するように配置されていてもよい。
本発明は：
保持器の本体と；
本体の外面を覆うポリエーテルエーテルケトンを含むコーティング層と；
を含むころ軸受のための保持器に及ぶ。

軸受構造（例えば保持器）は６ｍｍ以下の直径を有する可動性要素（例えばころ）を有するころ軸受用であってもよい（「針状ころ」と呼ばれ、針状ころ軸受内で用いられる）。

本発明の第２の態様によれば、軸受の可動性要素を支持する軸受構造が提供され、その構造は：
（ａ）フェニル部分；
（ｂ）ケトンおよび／またはスルホン部分；ならびに
（ｃ）エーテル部分；
を含む第１の高分子材料を含む組成物により少なくとも一部が画定された外面を有する。

第２の態様の組成物および前記第１の高分子材料は第１の態様により記載されたとおりであってもよい。
第１の態様の軸受構造の特徴を第２の態様の構造に必要な変更を加えて適用してもよい。

本発明の第３の態様によれば：
（ａ）前記第１および／または第２の態様の前記組成物により部分的または完全に画定されていない外面を有する可動性要素を支持する軸受構造を選択すること；
（ｂ）前記軸受構造を前記第１および／または第２の態様の組成物と接触させて、前記軸受構造の外面が前記組成物により少なくとも一部画定されること；
を含む、第１または第２の態様に記載された軸受構造を製造する方法が、提供される。

該組成物、外面および軸受構造の特徴は、前記第１および／または第２の態様により記載されたとおりであってもよい。
前記組成物は１００μｍ未満、適切には６０μｍ未満、好ましくは４０μｍ未満、より好ましくは２０μｍ未満、特に１０μｍ未満のＤ_５０を有する前記第１の高分子材料を含んでいてもよい。Ｄ_５０は１μｍを超えていてもよい。前記第１の高分子材料は５０μｍ未満、好ましくは４０μｍ未満、より好ましくは３０μｍ未満、特に２０μｍ未満のＤ_９０を有していてもよい。前記第１の高分子材料は６０μｍ未満、好ましくは５０μｍ未満、より好ましくは４０μｍ未満、特に３０μｍ未満のＤ_９９を有していてもよい。

本明細書で参照されるＤ_５０、Ｄ_９０およびＤ_９９は、例えばドイツのシンパテーセ ＧｍｂＨ（Ｓｙｍｐａｔｅｃｅ ＧｍｂＨ）のウィンドクス・ソフトウェア（Ｗｉｎｄｏｃｓ Ｓｏｆｔｗａｒｅ）を含むシンパテーセ・ヘロス（ＨＯ４７６）ロドス・アナライザ（Ｓｙｍｐａｔｅｃｅ Ｈｅｌｏｓ （ＨＯ４７６） ＲＯＤＯＳ Ａｎａｌｙｓｅｒ）を用いて、レーザ回折により測定してもよい。

好ましくは前記第１の高分子材料の単位ｃｍ^２当り少なくとも１．０ｇ、より好ましくは少なくとも１．２ｇを前記方法に適用して、前記外面を形成させる。
好ましくは、該方法は前記軸受構造を前記組成物を含むスプレーと接触させることを含む。

該方法は、軸受構造を前記第１の高分子材料を含む粉末と接触させること、または基板を前記第１の高分子材料を含む液体と接触させること、を含んでいてもよい。粉末が用いられる場合、軸受構造が前記組成物と接触した時点で周囲温度を超える温度であることが好ましい。適切には基板は、前記組成物と接触した時点で、１００℃を超える、好ましくは２００℃を超える、より好ましくは３００℃を超える、特に３５０℃を超える温度であってもよい。

液体を前記軸受構造に接触させる場合、前記液体および／または前記軸受構造は、基板と第１の高分子材料が接触した時点で、１０℃〜５０℃の範囲内の温度であってもよい。
好ましくは、該方法は、軸受構造が前記組成物と接触した後で、前記軸受構造を温度が少なくとも１００℃、好ましくは少なくとも２００℃、より好ましくは少なくとも３００℃、特に少なくとも３５０℃である環境に供試することを含む。適切には前記第１の高分子材料が融解を起こす温度が、選択される。適切には前記第１の高分子材料が分解されないような、さもなければ悪影響を受けないような温度が、選択される。適切には温度は５００℃未満、より好ましくは４５０℃未満である。

該方法を利用して、前記第１の高分子材料が記載されたとおり融解された後に、少なくとも１ｍｇ、好ましくは少なくとも５ｍｇ、より好ましくは少なくとも１０ｍｇの総重量を有する外面を製造してもよい。

好ましくは該方法において、前記第１の高分子材料が記載されたとおり融解された後に、５μｍ、好ましくは８μｍの最小厚さを有する層が形成される。
該方法を利用して前記組成物の多層を塗布してもよい。

本発明の第４の態様によれば、第１、第２および／または第３の態様に従って記載された構造を可動性要素と共に含む軸受が提供される。
前記可動性要素は、好ましくは構造に関して、例えば構造の内部で、回転するように配置されている。前記可動性要素は構造の外面の実質的に範囲全体の周りに配置されていてもよい。前記可動性要素は外面から突出するように配置されていてもよい。それらは構造の内面からも突出するように配置されて、内面が前記外面と反対方向に面していてもよい。

前記可動性要素は、適切には表面と接触して使用時に表面を転動するように配置された外面を含む。前記可動性要素の外面は、好ましくは軸受構造の外面を画定する組成物とは異なる材料により画定される。前記可動性要素の外面は、好ましくは第１の態様において記載されたとおり
（ａ）フェニル部分；
（ｂ）ケトンおよび／またはスルホン部分；ならびに
（ｃ）エーテル部分；
を含む型の高分子材料を含むコーティングを含まない。

前記可動性要素は金属を含んでいてもよい。
前記可動性要素は玉またはころを含んでいてもよい。例えば玉は構造内に搭載されるとともに保持されていてもよい。好ましくは、前記可動性要素はころを含み、ころのそれぞれが適切には各軸の周りを回転するように搭載されている。ころは円形断面を有していてもよい。それらは先細りになっていてもよい。好ましくはその断面は、ころの範囲に沿って実質的に一定である。前記ころは、好ましくは実質的に円筒状である。

前記可動性要素、例えばころは、長さ（ｌ）および外径（ｄ）を有していてもよく、その比ｌ／ｄは、２より大きく、適切には３より大きく、好ましくは４より大きく、特に５より大きい。外径は、適切には可動性要素の最大径を指す。

前記軸受は、好ましくはころ軸受であり、前記構造は保持器を含み、前記可動性要素はころを含む。軸受は６ｍｍ以下の直径を有する針状ころを含む針状ころ軸受であってもよく、または６ｍｍを超える直径を有するころを含む軸受を含んでいてもよい。

本発明の第５の態様によれば：
（ｉ）第１、第２および／または第３の態様に従って記載された軸受構造を選択すること；
（ｉｉ）多様な可動性要素を選択すること；
（ｉｉｉ）構造内、例えば構造の外面に介在するスロット内に、可動性要素を搭載すること；
を含む、第４の態様に従う軸受を組立てる方法が提供される。

本発明の第６の態様によれば：
（ａ）第４の態様の軸受と；
（ｂ）軸受の軸受構造に関して回転運動するように搭載された第１の部分と；
を含む組立て体が提供される。

第１の部分は開口部を含んでいてもよく、その内部に軸受が配置されており、適切には開口部を画定する表面と隣接し、かつ転動するように配置された軸受の可動性要素を備えている。使用時に、軸受構造の外面が、例えば遠心力の下で、前記開口部を画定する前記表面に向かって、そして／またはそれと反対に付勢し得る組立て体であってもよい。これは軸受構造の外面を危険にさらし、開口部を画定する表面が摩耗する可能性がある。しかしながら、有利には本明細書に記載された組成物を含む軸受構造は、従来のものよりも摩耗する傾向および摩耗を起こす傾向が低くなり得、それゆえ軸受および前記第１の部分の有効寿命が延長し得る。

第６の態様の組立て体は、付随的に第２の部分を含んでいてもよく、それが軸受構造に関して回転運動されるように搭載され、適切には第１の部分と独立している。
第２の部分は、軸受の開口部を備えて伸長するように配置されており、適切には前記第２の部分の表面と隣接し、かつ同表面を転動するように配置された軸受の可動性要素を備えている。

前記第１の部分は、円形断面の開口部を含んでいてもよい。それは、内軌道を画定していてもよく、連結部材、例えばコネクティングロッドに関連してもよい。
前記第２の部分は円形断面を含んでいてもよく、円筒状であってもよい。それはクランクピンを含んでいてもよい。

第６の態様の組立て体はクランクシャフトおよびコネクションロッド組立て体を含んでいてもよい。
その組立て体は前記第１および第２の部分を含んでいてもよく、それらは適切には前記軸受に関連しており、適切には同じ回転軸の周りを回転する。組立て体は、例えばクランクシャフトの、心棒を含んでいてもよく、それは適切には前記第１および第２の部分の回転軸と同心円上にない軸に関して回転するように配置されている。心棒は前記第１および第２の部分の回転軸に関して偏った（好ましくはそれと実質的に平行に延在する）軸の周りを回転するように配置されていてもよい。

前記組立て体は内燃機関のためのものあってもよい。前記組立て体は多数の針状ころ軸受を含んでいてもよい。
本発明は本明細書に記載された組立て体を含む内燃機関に及ぶ。

本明細書に記載されたいずれかの発明または実施形態のいずれかの態様のいずれかの特徴を、必要な変更を加えながら、本明細書に記載されたいずれか他の発明または実施形態のいずれかの態様と組み合わせてもよい。

本発明の具体的な実施形態を、添付の図面を参照しながら、実施例としてここに記載する。

先に記載されたクランクシャフト／コネクティングロッド機構に関連するころ軸受の分解図である。 先に記載された異なる構造のころ軸受の斜視図である。 先に記載された異なる構造のころ軸受の斜視図である。 先に記載された異なる構造のころ軸受の斜視図である。 先に記載された異なる構造のころ軸受の斜視図である。 本発明の好ましい実施形態に従うころ軸受の断面図である。

図６を参照すると、保持器１００はローリング要素２００を保持する本体１１０を含む。ローリング要素２００は、６ｍｍよりも小さな直径を有する針状ころ、または６ｍｍよりも大きな直径を有するころであってもよい。加えて、本体１１０は厚さ１μｍ〜５０μｍで形成されたポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）含有コーティング層１２０で覆われた外面を有する。その上、添加剤、例えばＰＴＦＥ、グラファイト、ＭｏＳ_２またはその化合物がコーティング層に添加されていてもよい。カーボンブラックなどの顔料も美観のために添加されてもよい。

保持器１００の本体１１０は環状であり、図２〜５を参照して記載されたとおり、外面に凹部を有する一体型、平坦な外面を有する一体型、２個の半円環からなり外面に凹部を有する分割型、または平坦な外面を有する分割型であってもよい。

保持器の外面にめっきされた銅層の上の電気めっきされた銀層を有する公知の保持器と比較すると、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）含有コーティング層１２０は、より長期間、保持器１００に残留させることができ、外軌道上の摩耗をより効果的に遅らせることができる。これを、以下に例示する。

比較の目的で、保持器の外面が厚さ１０μｍの銅で電気めっきされ、更に厚さ１０μｍの銀で電気めっきされて、めっき層全体が厚さ２０μｍであるテスト片Ａを選択した。
厚さ１０μｍのポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）コーティング層１２０を有するテスト片Ｂを、以下のとおり製造した。

ＰＣＴ／ＧＢ２００４／００３７１０に記載された手順を用い、ポリエーテルエーテルケトン、エアロソル ＯＴ７５Ｅ（Ａｅｒｏｓｏｌ ＯＴ７５Ｅ）、カーボンブラックおよび水を含む分散体を使用して、保持器の外面をコーティングし、１０ｍｍコーティング層１２０を画定した。ころを組み込むことにより、テスト片ＡおよびＢを軸受に成形し、軌道内で組立てて、以下のテスト条件下でテストした。

軸受を９０００ＲＰＭで回転させ、外軌道に加えられる保持器の遠心力は９５ニュートンであり、保持器と外軌道の間の相対速度は７．２ｍ／秒であり、潤滑油温度は８０℃であり、軸受の外軌道の硬度はＨＶ７２０〜７５０であった。

１００時間テストの後のテスト結果は、以下のとおりであった。
１．テスト片Ａ：保持器の外面にめっきされた銀層は、全体的に摩耗され、めっきされた銅層の一部も摩耗された。軸受の外軌道の最大摩耗は、約２μｍであった。

２．テスト片Ｂ：保持器の外面のポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）含有コーティング層は、無傷のままであり、軸受の外軌道の最大摩耗は、１μｍ未満であった。
テスト結果から、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）コーティング層１２０が、従来の銅＋銀めっきよりも長期間、保持器の外面に残留し得ることが示される。同じくポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）含有コーティング層は、外軌道の摩耗をより効果的に遅らせることができる。

本発明は、前述の実施形態の詳細に限定されない。本発明は、本明細書（添付の特許請求の範囲、要約書および図面を含む）に開示された特徴のいずれかの新規な１つもしくはいずれかの新規な組合せ、またはそのように開示されたいずれかの方法もしくは工程のステップのいずれかの新規な１つもしくはいずれかの新規な組合せに及ぶ。

Claims (22)

1. 軸受の可動性要素を支持する軸受構造であって、８０〜１３０の範囲内のロックウェル硬さ（Ｍスケール）を有する第１の高分子材料を含む組成物により少なくとも一部が画定された外面を有する構造。
2. 前記第１の高分子材料が、ポリアミド、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアセタール、ポリエステル、ポリカーボネート、硫化ポリフェニレン、または
   （ａ）フェニル部分；
   （ｂ）ケトンおよびスルホン部分の少なくとも一つ；ならびに
   （ｃ）エーテル部分
   を含む型の高分子材料から選択される、請求項１に記載の構造。
3. 前記第１の高分子材料が、一般式：
   

   

   で示される反復単位を有するホモポリマー、
   または一般式：
   

   

   で示される反復単位を有するホモポリマー、
   またはＩＶもしくはＶの単位を含むランダムもしくはブロックコポリマー、
   （式中、Ｂは０または１を表し、Ｄは０または１を表し、Ｅ’は酸素原子または直接結合を表し、ｍ、ｗ、ｒ、ｓ、ｚ、ｔおよびｖは独立して０または１を表し、かつ、Ａｒは以下の部分：
   

   

   から選択されるとともにフェニル部分１個以上を介して隣接する部分に結合する）
   である、請求項１または２に記載の構造。
4. 前記第１の高分子材料が、式（ＸＸ）：
   

   

   （式中、ｔ１およびｗ１は独立して０または１を表し、ｖ１は０、１または２を表す）で示される反復単位を含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の構造。
5. 前記第１の高分子材料が、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリエーテルケトンから選択される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の構造。
6. 前記構造が前記組成物により画定された層が設けられた基板を含み、前記基板が、前記組成物から本質的に構成される前記層と比較して異なる材料である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の構造。
7. 前記組成物が、フルオロカーボン樹脂または
   （ａ）フェニル部分；
   （ｂ）ケトンおよびスルホン部分の少なくとも一つ；ならびに
   （ｃ）エーテル部分
   を含む型の高分子材料から選択される第２の高分子材料を含む、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の構造。
8. 前記組成物が、前記第１の高分子材料を、フルオロカーボン樹脂、グラファイトおよび二硫化モリブデンのうちの少なくとも一つ、と共に含む、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の構造。
9. 前記組成物が、前記第１の高分子材料を６０〜１００重量％、第２の高分子材料を０〜４０重量％、および充填材手段を０〜１０重量％含む、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の構造。
10. 前記第１の高分子材料を少なくとも７０重量％含み、第２の高分子材料と充填材手段との量の合計が０〜３０重量％の範囲内であり、前記第２の高分子材料および充填材手段が、フルオロポリマー、グラファイトおよび二硫化モリブデンから選択される、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の構造。
11. 前記組成物が、ポリエーテルエーテルケトンを少なくとも９０重量％含む、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の構造。
12. 前記構造がころ軸受の保持器である、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の構造。
13. ６ｍｍ以下の直径を有する可動性要素を有するころ軸受けのための、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の構造。
14. 保持器の本体と、
    前記本体の外面を覆うポリエーテルエーテルケトンを含むコーティング層と、
    を含む、ころ軸受のための保持器。
15. 請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の軸受構造を製造する方法であって、
    （ａ）請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の前記組成物により部分的または完全に画定されていない外面を有する可動性要素を支持する軸受構造を選択することと、
    （ｂ）前記選択された軸受構造を請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の組成物と接触させることにより、前記軸受構造の外面が前記組成物により少なくとも部分的に画定されることと、
    を含む、方法。
16. 請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の構造を、可動性要素と共に含む軸受。
17. 前記可動性要素が長さ（ｌ）および外径（ｄ）を有し、比ｌ／ｄが２より大きい、請求項１６に記載の軸受。
18. 前記軸受がころ軸受であり、前記構造が保持器を含み、かつ前記可動性要素がころを含む、請求項１６または１７に記載の軸受。
19. 請求項１６乃至１８のいずれか一項に記載の軸受を組立てる方法であって、
    （ｉ）請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の軸受構造を選択することと、
    （ｉｉ）多様な可動性要素を選択することと、
    （ｉｉｉ）前記構造内に可動性要素を搭載することと、
    を含む、方法。
20. （ａ）請求項１６乃至１８のいずれか一項に記載の軸受と、
    （ｂ）前記軸受の軸受構造に関して回転運動するように搭載された第１の部分と、
    を含む組立て体。
21. 内燃機関のための、請求項２０に記載の組立て体。
22. 請求項２０または２１に記載の組立て体を含む内燃機関。

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